KR102491221B1 - 필터 요소 및 에어 클리너 어셈블리 - Google Patents

필터 요소 및 에어 클리너 어셈블리 Download PDF

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티모씨 에스. 핀
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클라우스-디이터 루란트
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만 운트 훔멜 게엠베하
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Abstract

필터 요소(20)는 필터 요소의 종축(X)을 따라 연장하는 제1 쌍 및 제2 쌍의 대향 벽들(56, 58)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 쌍들의 대향 벽들은 필터 요소의 입구 단부(60)와 출구 단부(62) 사이에 유로를 형성할 수 있다. 필터 요소는 또한 유로를 통해 흐르는 공기로부터 미립자들을 분리하도록 구성된 필터 미디어(64), 및 제1 쌍의 대향 벽들 중 적어도 하나의 대향 벽의 외부 표면과 관련된 웨지 요소(66)를 포함할 수 있다. 웨지 요소는 필터 요소를 수용하도록 구성된 필터 하우징(18)의 내부 표면(46)과 협력하도록 구성될 수 있다. 제1 쌍의 대향 벽들의 출구 에지들은 종축에 대해 제1 사각(α)으로 연장하며, 웨지 요소는 종축에 대해 제2 사각(β)으로 연장할 수 있다.

Description

필터 요소 및 에어 클리너 어셈블리
본 개시내용은 필터 요소(filter element) 및 에어 클리너 어셈블리(air cleaner assembly)에 관한 것으로, 특히 필터 요소 및 상기 필터 요소를 포함하는 에어 클리너 어셈블리에 관한 것이다.
많은 기계들은 작동을 위해 주위로부터 가져오는 공기에 의존한다. 예를 들면, 내연기관은 차량의 추진 및/또는 차량과 관련된 다른 장치들의 작동과 같은 일을 수행하기 위해 이용될 수 있는 동력을 발생하기 위한 연료의 연소를 돕기 위해 종종 공기에 의존한다. 먼지 및 흙과 같은 미립자들(particulates)은 흡기 장치(intake system)를 통해 내연기관에 들어오는 경우, 이들은 오일 및 엔진의 다른 부품들을 오염시킬 수 있으며 이것은 내연기관의 부품들에 대한 정상보다 이른 마모 또는 손상을 발생시킬 수 있다. 이러한 잠재적인 조기의 마모 또는 손상을 방지하기 위하여, 공기 여과 장치(air filtration device)들이 내연기관 내로의 미립자들의 유입을 방지하기 위하여 제공될 수 있다.
공기 여과 장치는 공기가 공기 여과 장치를 통과할 때 미립자들을 포획하는 필터 미디어(filter media)를 포함할 수 있다. 사용시, 필터 미디어는 미립자들로 가득 채워질 수 있으며, 이에 의해 공기 여과 장치를 가로질러 압력차를 증가시키며 및/또는 엔진 효율을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 종종 필터 요소의 부품인 필터 미디어를 정화시키거나 또는 교체할 필요가 있을 수 있다.
필터 요소의 필터 미디어는 정화되거나 또는 교체되어야 하기 때문에, 종종 작업장에서 필터 요소는 비교적 용이하게 제거되는 것이 바람직하다. 따라서, 공기 여과 어셈블리의 부품들에 대한 손상의 위험이 없이 필터 요소를 공기 여과 어셈블리로부터 용이하게 제거하는 것을 가능하게 하는 어셈블리 및 필터 요소를 갖는 공기 여과 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
어떤 종래의 에어 클리너 어셈블리들은 그를 통해 필터 요소가 수용되고 제거되는 필터 하우징의 개구부를 폐쇄하기 위해 제공되는 커버를 갖는, 필터 하우징과 필터 하우징에 수용되는 필터 요소를 포함한다. 그러나, 어떤 이러한 어셈블리들에서는, 필터 하우징, 필터 요소, 및/또는 커버가 쉽게 손상되거나 또는 필터 요소의 교체 또는 정비를 방해하는 부속물들을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 필터 요소 및 에어 클리너 어셈블리는 이러한 가능한 단점들을 줄이거나 극복하는 것에 관한 것일 수 있다.
제1 태양(aspect)에 따르면, 본 개시내용은 필터 요소의 종축을 따라 연장하는 제1 쌍의 대향 벽들(opposing walls)을 포함하는 필터 요소에 관한 것이다. 필터 요소는 또한 종축을 따라 연장하는 제2 쌍의 대향 벽들을 포함할 수 있으며, 제2 쌍의 대향 벽들은 제1 쌍의 대향벽들을 서로 연결시킬 수 있다. 제1 및 제2 쌍들의 대향 벽들은 필터 요소의 입구 단부와 필터 요소의 출구 단부 사이에 종축에 대체로 정렬되는(나란한) 방향으로 유로(flow passage)를 형성할 수 있다. 필터 요소는 또한 필터 요소와 관련되며 유로를 통해 흐르는 공기로부터 미립자들을 분리하도록 구성된 필터 미디어를 포함할 수 있다. 필터 요소는 또한 제1 쌍의 대향 벽들 중 적어도 하나의 대향 벽의 외부 표면과 관련된 웨지 요소(wedge element)를 포함할 수 있다. 웨지 요소는 필터 요소를 수용하도록 구성된 필터 하우징의 내부 표면과 협력(cooperate)하도록 구성될 수 있다. 제1 쌍의 대향 벽들의 각각은 필터 요소의 출구 단부에서 각각의 출구 에지(edge)들을 가질 수 있으며, 각 출구 에지들은 종축에 대해 제1 사각(oblique angle)으로 연장한다. 웨지 요소는 종축에 대해 제2 사각으로 연장할 수 있으며, 제1 및 제2 사각들은 서로 다르다.
또 다른 태양에 따르면, 본 개시내용은 필터 요소를 수용하기 위해 구성된 필터 하우징을 포함하는 에어 클리너 어셈블리에 관한 것이다. 필터 하우징은 하우징 입구, 공기 흡입 도관에 연결되도록 구성된 출구 개구부를 포함하는 하우징 출구 벽, 및 하우징 입구와 하우징 출구 벽 사이에서 연장하는 한 쌍의 대향 하우징 벽들을 포함할 수 있다. 한 쌍의 대향 하우징 벽들 중 적어도 하나의 대향 하우징 벽은 웨지 리시버(wedge receiver)를 포함하는 내부 표면을 포함할 수 있으며, 한 쌍의 대향 하우징 벽들 중 적어도 하나의 대향 하우징 벽은 출구 견부(outlet shoulder)를 포함할 수 있다. 에어 클리너 어셈블리는 또한 필터 하우징에 수용되는 필터 요소를 포함할 수 있다. 필터 요소는 필터 요소의 종축을 따라 연장하는 제1 쌍의 대향 벽들, 및 종축을 따라 연장하는 제2 쌍의 대향 벽들을 포함할 수 있다. 제2 쌍의 대향 벽들은 제1 쌍의 대향 벽들을 서로 연결시키며, 제1 및 제2 쌍들의 대향 벽들은 필터 요소의 입구 단부와 필터 요소의 출구 단부 사이에 종축에 대체로 정렬되는(나란한) 방향으로 유로(flow passage)를 형성한다. 필터 요소는 또한 필터 요소와 관련되며 유로를 통해 흐르는 공기로부터 미립자들을 분리하도록 구성된 필터 미디어 및 제1 쌍의 대향 벽들 중 적어도 하나의 대향 벽의 외부 표면과 관련된 웨지 요소를 포함할 수 있다. 웨지 요소는 필터 하우징의 웨지 리시버(wedge receiver)와 협력하도록 구성될 수 있다. 제1 쌍의 대향 벽들의 각각의 대향 벽들은 필터 요소의 출구 단부에서 각각의 출구 에지(edge)를 가질 수 있으며, 각각의 출구 에지들은 종축에 대해 제1 사각(oblique angle)으로 연장한다. 웨지 요소는 종축에 대해 제2 사각으로 연장할 수 있으며, 제1 및 제2 사각들은 서로 다르다.
본 발명의 필터 요소 및 에어 클리너 어셈블리는 배경기술에서 언급되는 종래기술의 단점들을 줄이거나 극복하는 효과가 있다.
도 1은 에어 클리너 어셈블리의 예시적인 실시형태의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 예시적인 에어 클리너 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 3은 필터 요소의 예시적인 실시형태의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 예시적인 필터 요소의 측면도이다.
도 5는 필터 하우징의 예시적인 실시형태의 사시도이다.
도 6은 에어 클리너 어셈블리의 예시적인 실시형태의 부분 단면 측면도이다.
에어 클리너 어셈블리는 예를 들면 공기 흡입 시스템(air intake system)을 통해 내연기관으로 들어오는 공기로부터 먼지 및 흙과 같은 이물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 엔진들은, 예를 들면, 자동차, 트럭, 농업용 차량과 같은 육상용 차량, 및/또는, 예를 들면, 휠 로더, 불도저, 트랙-타입 트랙터, 굴착기, 그레이더, 온-하이웨이 트럭, 오프-하이웨이 트럭과 같은 건설 차량, 및/또는 당업자에게 알려진 임의의 다른 차량 유형과 같은 기계들에 동력을 공급하기 위해 사용된다. 또한, 엔진들은, 예를 들면, 전력을 발생시키기 위한 발전기 또는 물, 천연가스, 또는 석유와 같은 유체를 펌핑하기 위한 펌프와 같은 임의의 고정 기계들에 동력을 공급할 수 있다. 엔진들은, 예를 들면, 스파크-점화 엔진 또는 압축-점화 엔진, 회전식 엔진, 가스 터빈 엔진, 및/또는 가솔린에 의해 동력이 발생하는 엔진, 디젤 연료, 바이오-디젤, 에탄올, 메탄올, 및 그 조합과 같은 왕복-피스톤 내연기관의 형태를 취할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 내연기관을 위한 예시적인 공기 흡입 시스템(10)은 공기를 엔진으로 공급하기 위한 흡기 통로(12)를 포함할 수 있다. 흡입 공기는 흡기 통로(12)를 통해 엔진으로 흡입되어 연료와 혼합되며 연소 챔버에서 연소를 돕는다. 연소 챔버로 들어오기 전에 공기를 정화시키기 위해, 예시적인 공기 흡입 시스템(10)은 에어 클리너 어셈블리(14) 및 흡기 통로(12)를 형성하는 흡기 도관(16)을 포함한다. 작동시, 공기는 엔진의 작동을 통해 흡기 도관(16) 내로 흡입되며, 흡기 도관은 에어 클리너 어셈블리(14)와 유체 소통하며, 에어 클리너 어셈블리에서 미립자들은 흡기 도관(16) 및 엔진의 연소 챔버로 들어가기 전에 흡입 공기로부터 제거될 수 있다. 예를 들면, 특히 엔진이 건설 또는 광산 작업장과 같은 먼지가 자욱한 환경에서 작동되는 경우, 주위로부터 흡인되는 공기는 먼지 및 흙과 같은 미립자들을 포함할 수 있다. 따라서, 에어 클리너 어셈블리(14)는 엔진의 조기 마모 또는 손상을 방지하기 위하여 입자성 물질의 적어도 일부를 제거하기 위해 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 에어 클리너 어셈블리(14)는 필터 요소(20)(도 2)를 수용하기 위해 구성된 필터 하우징(18)을 포함한다. 에어 클리너 어셈블리(14)는 또한 필터 하우징(18)의 입구 단부(24)와 관련되는 프리클리너(precleaner)(22)(예를 들면 이에 결합되는), 및 필터 하우징(18)으로부터 필터 요소(20)를 선택적으로 삽입 및 제거하는 것을 용이하게 하도록 구성된 커버(26)를 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(18) 및/또는 커버(26)는 커버(26)를 필터 하우징(18)에 고정하도록 구성된 선택적으로 해제 가능한 파스너(fastener)(28)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 파스너(28)는 커버(26)를 필터 하우징(18)의 결합면(mating surface)에 견고하게 유지하도록 구성된 토글 스타일 래치(toggle-style latch)를 포함할 수 있다. 다른 유형의 파스너들을 생각할 수 있다.
예시적인 프리클리너(22)는 프리클리너 입구 하우징(30) 및 복수의 입구 포트들(32)(도 5 참조)을 포함한다. 어떤 실시형태들에 따르면, 입구 포트들(32)은 입구 포트들(32)로 들어오는 공기가 회전하도록 구성된 사이클론-튜브, 프리-클리너를 포함하며, 이에 의해 입구 포트들(32)로 들어오는 공기로부터 비교적 큰 입자들을 튀어나오게 한다. 예를 들면, 하나 또는 그 이상의 공기-지향 핀들(air-directing fins)(예를 들면, 수개의 정지 블레이드들, 미도시)은 공기의 회전을 야기하며 공기가 프리클리너 입구 하우징(30)을 들어갈 때 공기로부터 비교적 큰 입자들을 튀어나오게 한다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 프리클리너 입구 하우징(30)은 프리클리너 입구 하우징(30)으로부터 비교적 큰 입자들의 제거를 가능하게 하도록 구성된 프리클리너(22)와 관련된 소기 포트(scavenge port)(34)를 포함한다. 어떤 실시형태들에 따르면, 소기 포트(34)를 통해 프리클리너 입구 하우징(30)으로부터 수집된 입자들을 제거하기 위하여 밸브(36)(예를 들면, 고무 밸브)가 소기 포트(34)에 제공될 수 있다. 일단 공기가 입구 포트들(32)을 통과하면, 필터 하우징(18)으로 들어오게 된다.
도 1, 2, 5 및 6에 도시된 바와 같이, 예시적인 필터 하우징(18)은 프리클리너(22) 하류의 공기를 수용하기 위한 하우징 입구(38) 근접 프리클리너(22)를 포함한다. 예시적인 필터 하우징(18)은 또한 흡기 도관(16)에 결합되도록 구성된 출구 개구부(42)를 포함하는 하우징 출구 벽(40)을 포함한다. 필터 하우징은 또한 하우징 입구(38)와 하우징 출구 벽(40) 사이에서 연장하는 한 쌍의 대향 하우징 벽들(44)을 포함한다. 특히, 예시적인 하우징 벽들(44)은 필터 하우징(18)에 대해 종방향 D으로 연장한다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 하우징 벽들(44)은 대체로 평면형이며 대체로 서로 평행하다. 어떤 실시형태들에 따르면, 이들은 서로의 거울 이미지들로서 구성된다.
도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 하우징 벽들(44) 중 적어도 하나는 하우징 입구(38)과 하우징 출구 벽(40) 사이의 위치에서 웨지 리시버(wedge receiver)(48)를 포함하는 내부 표면(46)을 포함한다. 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 웨지 리시버(48)는 필터 요소(20) 상의 상보적 구조와 협력하도록 구성된다. 웨지 리시버(48)는, 예를 들면, 그루브(groove), 리지(ridge), 견부(shoulder), 및/또는 하나 또는 그 이상의 돌출부(protrusion)의 형태를 취할 수 있다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 웨지 리시버(48)는 견부의 형태이다. 어떤 실시형태들에 따르면, 대향 하우징 벽들(44) 모두 웨지 리시버(48)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하우징 벽들(44)의 하나 또는 그 이상은 필터 요소(20)의 부분과 인접하기 위한 밀봉 표면을 제공하도록 구성된 출구 견부(50)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 출구 견부(50)는 하우징 출구 벽(40)의 상부 에지(52)로부터, 예를 들면, 하우징 벽들(44)의 각각의 하부 에지들을 따라 대향 하우징 벽들(44)을 서로에 대해 연결시키는 연결 벽(coupling wall)(54)(예를 들면 바닥 벽)을 향해 종방향 D에 대해 비스듬히 연장한다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 출구 견부(50)는 하우징 출구 벽(40)과 웨지 리시버(48) 사이의 연결 벽(54)과 관련된 위치를 향해 연장한다. 도시된 예시적인 실시형태에 따르면, 연결 벽(54)은 대체로 평면형이며 종방향 D에 대체로 평행한 방향으로 연장한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 예시적인 에어 클리너 어셈블리(14)는 필터 요소(20)를 포함하며, 필터 요소는 공기가 프리클리너(22)를 통과한 후 공기 내의 입자성 물질을 제거하도록 구성된다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 예시적인 필터 요소(20)는 필터 요소(20)의 종축 X를 따라(예를 들면 이로부터 그리고 이에 평행한 방향으로 이격되는) 연장하는 제1 쌍의 대향 벽들(56)을 포함한다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 제1 쌍의 대향 벽들(56)의 벽들은 대체로 평면형이며 대체로 서로에 대해 평행하다. 예시적인 필터 요소(20)는 또한 종축 X를 따라(예를 들면 이로부터 그리고 이에 평행한 방향으로 이격되는) 연장하는 제2 쌍의 대향 벽들(58)을 포함한다. 제2 쌍의 대향 벽들(58)(예를 들면, 상부 및 하부 벽들)은 제1 쌍의 대향 벽들(56)의 각각의 벽들을 서로 연결시킨다. 제1 및 제2 쌍들의 대향 벽들(56 및 58)은 종축 X에 대체로 정렬되는 방향으로 필터 요소(20)의 입구 단부(60)와 필터 요소(20)의 출구 단부(62) 사이에서 유로를 형성한다.
예시적인 필터 요소(20)는 또한 필터 요소(20)와 관련되고 유로를 통해 흐르는 공기로부터 미립자들을 분리하도록 구성된 필터 미디어(64)를 포함한다. 예를 들면, 필터 미디어(64)는 주름진 필터 페이퍼 및/또는 폼(foam), 및/또는 당업자에게 알려진 임의의 다른 필터 미디어 재질/유형 및 구성을 포함할 수 있다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 필터 미디어(64)는 필터 요소(20)의 출구 단부(62)와 관련된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 예시적인 필터 요소(20)는 제1 쌍의 대향 벽들(56) 중 적어도 하나의 대향 벽의 외부 표면과 관련된 웨지 요소(66)를 또한 포함한다. 웨지 요소(66)는 필터 하우징(18)의 내부 표면과 협력하도록 구성된다. 예를 들면, 웨지 요소(66)는 적어도 하나의 하우징 벽(44)의 내부 표면(46)의 웨지 리시버(48)에 인접하도록 구성된다. 어떤 실시형태들에 따르면, 제1 쌍의 대향 벽들(56)의 양 대향 벽들은 서로 거울 이미지들인 대향 웨지 요소들(66)을 포함하며, 양 하우징 벽들(44)은 대응 웨지 리시버들(48)을 포함한다. 웨지 요소(들)(66)은 대응 웨지 리시버(들)(48)과 협력하도록 구성되는, 예를 들면, 그루브, 리지, 견부, 및/또는 하나 또는 그 이상의 돌출부의 형태를 취할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 예시적인 필터 요소(20)의 제1 쌍의 대향 벽들(56)의 벽들은 필터 요소(20)의 출구 단부(62)에서 각각의 출구 에지들(68)을 포함한다. 도시된 예시적인 실시형태에서는, 각각의 출구 에지들(68)은 종축 X에 대해 제1 사각(oblique angle) α으로 연장한다. 예를 들면, 제1 각 α은 예를 들면 약 45도에서 약 70도까지와 같은 약 30도에서 약 80까지의 범위일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 각 α는 필터 하우징(18)의 출구 견부(50)가 종방향 D 및 종축 X에 대해 연장하는 각도에 대응한다.
도 3, 4, 및 6에 도시된 바와 같이, 웨지 요소(66)는 종축 X에 대해 제2 사각 β으로 연장한다. 예를 들면, 제2 각 β은 예를 들면 약 110도에서 약 135도까지와 같은 약 100도에서 약 150까지의 범위일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 각 β는 필터 하우징(18)의 웨지 리시버(48)가 종방향 D 및 종축 X에 대해 연장하는 각도에 대응한다.
도시된 예시적인 실시형태에 따르면, 제1 각 α 및 제2 각 β은 종축 X에 대하여 사각들이며, 제1 각 α와 제2 각 β은 서로 다르다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 제1 각 α은 종축 X에 대해 예각이며, 제2 각 β은 종축 X에 대해 둔각이다.
예시적인 필터 요소(20)는 필터 요소(20)의 출구 단부(62)와 관련된 시일 부재(seal member)(70)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 예시적인 시일 부재(70)는 필터 요소(20)의 출구 단부(62)와 적어도 하나의 필터 요소(20)와 필터 요소(20)를 수용하도록 구성된 필터 하우징(18)을 포함하는 에어 클리너 어셈블리(14)의 다른 부품 사이에 대체로 기밀인 시일(air-tight seal)을 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 시일 부재(70)는 필터 요소(20)의 출구 단부(62)와 필터 하우징(18)의 출구 견부(50) 사이에 기밀 시일을 제공하도록 구성될 수 있다. 시일 부재(70)는, 예를 들면, 개스킷 재료, 실리콘 또는 폴리머의 비드, 또는 다른 유사한 재질과 같은 이러한 시일을 제공하는 임의의 유형의 재료를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 필터 요소(20)의 제1 쌍의 대향 벽들(56)의 대향 벽들은 필터 요소(20)의 입구 단부(60)에서 각각의 입구 에지들(74)을 포함한다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 각각의 입구 에지들(74)은 종축 X에 대해 대체로 수직인 각도
Figure 112017082535364-pct00001
(도 4)로 연장한다. 도시된 예시적인 실시형태에 따르면, 필터 요소(20)는 입구 에지들(74)을 보호하도록 구성된 필터 요소(20)의 입구 단부(60)와 관련된 에지 프로텍터(edge protector)(76)를 포함한다. 어떤 실시형태들에 따르면, 에지 프로텍터(76)는 프리클리너 입구 하우징(32)의 프리클리너 벽(78)에 인접하도록 구성될 수 있다. 어떤 실시형태들에 따르면, 에지 프로텍터(76)는 프리클리너 벽(78)으로부터 이격되도록 구성될 수 있다. 에지 프로텍터(76)는, 예를 들면, 플라스틱 또는 다른 유사한 재질과 같은 재료로부터 형성될 수 있다.
어떤 실시형태들에 따르면, 필터 요소(20)는 필터 하우징(18)으로부터 필터 요소(20)의 삽입 및 제거를 용이하게 하도록 구성된 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 예시적인 실시형태에서는, 필터 요소(20)는 제2 쌍의 대향 벽들(58) 중 대향 벽들의 하나(예를 들면 상부 벽)와 관련된 그립(grip)(80)을 포함한다. 예시적인 그립(80)은 필터 하우징(18)으로부터 필터 요소(20)의 삽입 및 제거의 용이함을 촉진하도록 구성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 필터 요소(20)의 웨지 요소(66)(명확성을 위해 파선으로 도시) 및 필터 하우징(18)의 웨지 리시버(48)는 서로 협력하도록 구성되어 필터 요소(20)의 출구 에지들(68)을 하우징 출구 벽(40)을 향해 편향(bias)시킨다. 예를 들면, 필터 요소(20)가 필터 하우징(18)에 수용 또는 설치되어 제2 쌍의 대향 벽들(58) 중 하부 벽이 필터 하우징(18)의 연결 벽(54)에 접근 또는 도달하는 경우, 웨지 요소(66)는, 예를 들면, 웨지 리시버(48)에 슬라이딩 또는 인접함을 통해 웨지 리시버(48)와 맞물리고, 이것은 차례로 필터 하우징(18)의 하우징 출구 벽(40)을 향해 필터 요소(18)를 구동한다. 그 결과, 필터 요소(18)의 출구 에지들(68)은 필터 하우징(20)의 출구 견부(50)를 가압하며, 이에 의해 필터 요소(20)와 필터 하우징(18) 사이의 밀봉 표면을 형성한다. 필터 요소(18)의 출구 단부(62)에서 시일 부재(70)를 포함하는 실시형태들에서는, 대체로 기밀인 시일이 필터 요소(20)와 필터 하우징(18) 사이에 제공될 수 있다. 어떤 실시형태들에 따르면, 시일 부재가 필터 요소(18)를 향하는 출구 견부(50)의 표면에 제공될 수 있다. 웨지 요소(66)와 웨지 리시버(48) 사이의 협력은 시일 부재(70)를 출구 견부(50)에 대해 압축하는 경향을 가질 수 있으며, 이에 의해 필터 요소(20)와 필터 하우징(18) 사이의 시일(밀봉)을 향상시킨다.
도시된 예시적인 실시형태에서는, 필터 하우징(20)은 필터 하우징(18)으로부터 필터 요소(20)의 삽입 및 제거를 용이하게 하도록 구성된 대향 하우징 벽들(44) 사이의 개구부(82)를 포함하며, 에어 클리너 어셈블리(14)는 개구부(82)를 폐쇄하기 위해 구성된 커버(26)를 포함한다. 예를 들면, 커버(26)는, 필터 요소(20)가 필터 하우징(20)에 수용되는 경우, 필터 요소(20)(예를 들면, 필터 요소(20)의 상부 표면)와 인접하도록 구성되는 내부 측부(84)를 포함하며, 커버(26)는 개구부(82)를 폐쇄하기 위해 필터 하우징(18)에 결합되어, 필터 요소(20)의 웨지 요소(66)가 필터 하우징(18)의 웨지 리시버(48)와 협력하여 필터 요소(18)의 출구 에지들(68)을 필터 하우징(18)의 하우징 출구 벽(40)을 향해 편향시킨다. 예를 들면, 커버(26)의 내부 측부(84)는, 커버(26)가 예를 들면 파스너(fastener)(28)를 통해 필터 하우징(18)에 고정되는 경우 필터 요소(18)를 가압하는 돌출부 또는 유사한 구조물을 포함할 수 있다.
어떤 실시형태들에 따르면, 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 에어 클리너 어셈블리(14)는 추가적인 여과 능력을 에어 클리너 어셈블리(14)에 제공하도록 구성된 2차 요소(72)(예를 들면, 안전 요소)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 2차 요소(72)는 도시된 바와 같이 대체로 평면형이며, 예를 들면, 필터 요소(20)가 손상되거나(예를 들면, 필터 미디어(64)의 일부가 손상되거나 또는 누락되거나), 또는 필터 요소(20)가 필터 하우징(18)에 존재하지 않는 경우, 이물질이 출구 개구부(42) 및 흡기 도관(16)으로 들어오는 것을 방지하도록 구성된 웨빙(webbing) 및/또는 필터 미디어를 포함할 수 있다.
이러한 상황들 하에서, 2차 요소(72)는 엔진에 대한 손상을 방지하기 위하여 임시로 충분한 여과를 제공할 수 있다. 어떤 실시형태들에 따르면, 2차 요소(72)는 그 주변 둘레에서 연장하는 시일 부재를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 예시적인 실시형태는, 예를 들면, 출구 견부(50)의 내주연 내에서 리세스(73)(명확성을 위해 점선으로 도시)에 수용되는 예시적인 2차 요소(72)를 포함한다. 위에서 언급된 바와 같이, 필터 요소(20)의 웨지 요소(66)와 필터 하우징(18)의 웨지 리시버(48)는 서로 협력하도록 구성되어 출구 견부(50)에 대해 필터 요소(20)의 출구 에지들(68)을 편향시킨다. 비록 필터 요소(20)는 대체로 2차 요소(72)를 덮지만, 리세스(73) 내의 2차 요소(72)에 반드시 접촉 또는 가압되는 것은 아니다. 예를 들면, 어떤 실시형태들에 따르면, 2차 요소(72)는 필터 요소(20)로부터 어떤 도움도 없이 필터 하우징(18)의 리세스(73) 내에 유지된다.
본 명세서에 개시된 필터 요소들 및 에어 클리너 어셈블리들은 작동을 위해 공기 유동에 의존하는 기계로 유입되는 공기로부터 미립자들을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 내연기관은 차량의 추진 및/또는 차량과 관련된 다른 장치들의 작동과 같은 일을 수행하기 위해 이용될 수 있는 동력을 발생하기 위한 연소를 위해 공기 및 연료를 결합한다. 에어 필터 및 에어 클리너 어셈블리는 내연기관으로의 미립자의 유입을 방지하여 내연기관의 부품들에 대한 정상보다 이른 마모 또는 손상으로 이어질 수 있는 오일 및 엔진의 다른 부품들의 오염을 감소 또는 방지하기 위하여 사용될 수 있다.
어떤 실시형태들에 따르면, 필터 하우징(18), 필터 요소(20), 및/또는 커버(26)가, 효과적인 에어 클리너 어셈블리를 제공하는 동안, 필터 요소(20)의 정비의 용이함을 촉진하는 에어 클리너 어셈블리(14)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 필터 하우징(18), 필터 요소(20), 및/또는 커버(26)는 에어 클리너 어셈블리(14)에 쉽게 손상되거나 필터 요소(20)의 제거 및 교체를 방해할 수 있는 부속물들을 갖지 않는다. 또한, 웨지 요소(66) 및 웨지 리시버(48)의 어떤 실시형태들은 필터 요소(20)가 필터 하우징(18)의 하우징 외벽(40)을 향해 가압되어, 대체로 기밀인 시일이 필터 하우징(18)과 필터 요소(20) 사이에 제공되는 것을 대체로 보장할 수 있다.
다양한 수정 및 변형들이 예시적인 개시된 필터 요소들 및 에어 클리너 어셈블리들에 대해 이루어질 수 있다는 점은 당업자들에게 자명할 것이다. 예시적인 개시된 실시형태들의 명세서 및 실무를 고려하여 다른 실시형태들이 당업자에게 자명할 것이다. 명세서 및 실시예들은 단지 예시적인 것으로서 고려되는 것으로 의도되며, 진정한 범위는 이하의 청구항들 및 그 등가물들에 의해 나타낸다.

Claims (10)

  1. 필터 요소(20)로서,
    필터 요소의 종축(X)을 따라 연장하는 제1 쌍의 대향 벽들(56);
    종축을 따라 연장하는 제2 쌍의 대향 벽들(58)로서, 제2 쌍의 대향 벽들은 제1 쌍의 대향벽들을 서로 연결시키며, 제1 및 제2 쌍들의 대향 벽들은 필터 요소의 입구 단부(60)와 필터 요소의 출구 단부(62) 사이에 종축과 정렬되는 방향으로 유로를 형성하는, 제2 쌍의 대향 벽들(58);
    필터 요소에 설치되고 유로를 통해 흐르는 공기로부터 미립자들을 분리하도록 구성된 필터 미디어(64); 및
    제1 쌍의 대향 벽들 중 적어도 하나의 대향 벽의 외부 표면에 제공된 웨지 요소(66)로서, 웨지 요소는 필터 요소를 수용하도록 구성된 필터 하우징(18)의 내부 표면(46)과 협력하도록 구성되는, 웨지 요소(66)를:
    포함하며,
    제1 쌍의 대향 벽들의 각각의 대향 벽들은 필터 요소의 출구 단부에서 각각의 출구 에지(68)를 가지며, 각각의 출구 에지들은 종축에 대해 제1 사각(α)으로 연장하며,
    필터 요소는 필터 요소의 출구 단부에 설치된 시일 부재(seal member)(70)를 더 포함하며, 시일 부재(70)는 필터 요소의 출구 단부와 상기 필터 하우징(18)의 출구 견부(50) 사이에 기밀 시일(air-tight seal)을 제공하도록 구성되며,
    웨지 요소는 종축에 대해 제2 각(β)으로 연장하며, 상기 제1 사각과 상기 제2 각은 서로 다르며,
    웨지 요소는 그루브, 리지, 견부, 및 하나 또는 그 이상의 돌출부 중 적어도 하나를 포함하며, 웨지 요소는 상기 필터 하우징(18)의 웨지 리시버(wedge receiver)(48)와 협력하여 시일 부재(70)를 상기 필터 하우징(18)의 출구 견부(50)에 대해 압축하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 요소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 각은 사각(oblique angle)인 것을 특징으로 하는 필터 요소.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 사각은 종축에 대해 예각이며, 제2 사각은 종축에 대해 둔각인 것을 특징으로 하는 필터 요소.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 쌍의 대향 벽들의 각 대향 벽들은 필터 요소의 입구 단부에서 각각의 입구 에지들(74)을 가지며, 각각의 입구 에지들은 종축에 대해 수직인 각도(
    Figure 112022125046871-pct00002
    )로 연장하는 것을 특징으로 하는 필터 요소.
  5. 제1항에 있어서,
    필터 미디어는 필터 요소의 출구 단부에 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 요소.
  6. 제1항에 있어서,
    필터 요소는 제2 쌍의 대향 벽들 중 대향 벽들의 하나에 제공된 그립(80)을 추가로 포함하며, 그립은 필터 하우징으로부터 필터 요소의 삽입 및 제거가 용이하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 요소.
  7. 에어 클리너 어셈블리(14)로서,
    필터 요소를 수용하기 위해 구성된 필터 하우징(18); 및 필터 하우징에 수용되는 제1항 내지 제6항들 중 한 항에 따르는 필터 요소를 포함하며,
    상기 필터 하우징은:
    하우징 입구(38),
    공기 흡입 도관(16)에 연결되도록 구성된 출구 개구부(42)를 포함하는 하우징 출구 벽(40),
    하우징 입구와 하우징 출구 벽 사이에서 연장하는 한 쌍의 대향 하우징 벽들(44)로서, 한 쌍의 대향 하우징 벽들 중 적어도 하나의 대향 하우징 벽은 웨지 리시버(48)를 포함하는 내부 표면(46)을 포함하며, 한 쌍의 대향 하우징 벽들 중 적어도 하나의 대향 하우징 벽은 출구 견부(50)를 포함하는, 한 쌍의 대향 하우징 벽들(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 클리너 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    필터 하우징(18)의 웨지 리시버(48)는 웨지 요소와 협력하여 시일 부재(70)를 출구 견부(50)에 대해 압축하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    필터 하우징은 필터 하우징으로부터 필터 요소의 삽입 및 제거를 용이하게 하도록 구성된 한 쌍의 대향 하우징 벽들 사이의 개구부(82)를 포함하며, 에어 클리너 어셈블리는 개구부를 폐쇄하기 위해 구성된 커버(26)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 클리너 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    커버는, 필터 요소가 필터 하우징에 수용되는 경우, 필터 요소와 인접하도록 구성되는 내부 측부(84)를 포함하며, 커버는 개구부를 폐쇄하기 위해 필터 하우징에 결합되어, 필터 요소의 웨지 요소가 필터 하우징의 웨지 리시버와 협력하여 필터 요소의 출구 에지들을 필터 하우징의 하우징 출구 벽(40)을 향해 편향시키는 것을 특징으로 하는 에어 클리너 어셈블리.
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