KR20020022078A - 필터 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 내연기관의 공기필터용 필터 카트리지에 관한 것이다. 상기 공기필터는 흡입공기입구(12), 정화공기출구(13) 필터 카트리지(16)를 지지하기 위한 하우징(10)을 가지고 있다. 상기 필터 카트리지는 특히 지그재그형으로 절첩된 필터매체로 구성되어 있다. 본 필터매체는 전단부 단판(18, 19)에 기밀 요소를 구비하고 있다. 지지체(17)는 필터 카트리지의 내벽에 구비되어 있다. 상기 지지체는 필터 카트리지를 축방향과 반경방향으로 포지셔닝하기 위한 지지면(23)을 가지고 있다. 기밀 요소(26) 또한 지지체(17) 영역에 구비되어 있다. 상기 기밀 요소는 상기 지지체(17)위의 축방향에 따라 뻗어 있다.

Description

필터 카트리지{filter cartridge}
이러한 필터 카트리지(filter cartridge)는 예컨대 WO 95/19832에 공지되어 있다. 그 필터 카트리지는 유입공기 및 정화공기출구를 가지고 있는 하우징내에 들어 있다. 그러한 필터는 내연기관의 흡입공기의 정화작용을 한다. 이 필터 카트리지는 정기적으로 교환된다. 이에 따라서 필터 카트리지를 가급적 경제적으로 제작할 필요가 있다. 이밖에도 필터 카트리지는 분해조립에 용이하고 또한 유입공기와 정화공기영역간의 기밀작용의 신뢰성이 이루어지도록 보장되어야 한다.
공지되어 있는 필터 카트리지는 필터하우징의 2개 동심표면사이에서 장착되고 이러한 장착은 동시에 기밀이며 충격이나 진동에서도 기밀의 신뢰도가 보장되어야 한다.
이러한 시스템의 단점이라면 각 필터 카트리지가 일정한 길이공차를 가져야 한다는 데 있다. 이로 인하여 하우징내에서의 필터 카트리지의 장착은 길이치수에 따라서 보다 크거나 작은 조임하중에 의하여 이루어지게 된다. 과다한 조임하중은 필터 카트리지의 변형을 일으키고 과소한 조임하중은 진동시에 필러 카트리지의 기밀문제를 일으킨다.
본 발명은 주청구범위의 상위개념에 따르는 필터 카트리지에 관한 것이다.
제 1도는 공기필터의 단면도이고,
제 2도는 조립공기필터엘리먼트를 구비한 필터하우징을 도시한다.
본 발명에 있어서는 상기 단점을 방지하고 다양한 작동조건에 있어서 흡입공기실과 정화공기실간에 기밀의 신뢰도유지에 적합한 필터 카트리지를 창안하기 위한 과제를 기본으로 하고 있다.
본 과제는 주청구범위의 상위개념으로부터 이의 특성에 의하여 해결된다.
본 발명의 유리한 장점은 하우징내에서 필터 카트리지의 고정기능과 흡입공기실과 정화공기실간의 기밀작용이 분리되도록 한다는 데 있다. 필터 카트리지의 부착 또는 고정은 접촉면을 가진 지지체에 의하여 이루어지며, 흡입공기실과 정화공기실간의 기밀은 지지체 영역에 있는 기밀엘리멘트(seal element)에 의하여 이루어진다. 지지체는 특수한 방법의 중공실린더와 다공엘리멘트이며 다이캐스팅합성수지로 되어 있다. 이러한 엘리멘트는 고정밀도로 제작가능하다. 이에 따라서 공차보상의 필요성이 없어진다. 경우에 따르는 필터의 길이공차는 이에 따라서 실링엘리멘트의 밀폐작용에 도움이 안 된다.
본 발명의 개발에 따라서 필터 카트리지의 기밀엘리멘트와 단부판은 일체형으로 되어 있으며 여기에 폴리우레탄발포가 고탄성을 가지고 있음으로 이를 사용하는 것이 적합하다. 폴리우레탄발포를 사용하는 또 다른 장점은 필터 카트리지의 사용에 따르는 간단한 열제거가능성에 있다.
본 발명의 다른 형태는 그 위에 정화공기지지와 반대편측에 하우징벽에 직간접으로 지지체 또는 커버로 필터 카트리지를 지지하도록 되어 있다. 추가지지엘리멘트나 또는 고정수단은 필요치 않다.
본 발명의 다른 형태는 먼지분리에 관한 것이다. 흡입공기흡입구 영역에 축싸이클론(axial cyclone)이 배열되어 있으며 이것은 유입흡입공기를 선회유동토록 하여 큰 먼지가 하우징의 내벽에 침전되고 거기에서 예컨대 배출밸브를 거쳐서 배송가능하다.
종속항에 따라 본 발명은 중요한 실린더형필터 카트리지의 필터하우징에 관한 것으로 필터하우징은 흡입공기유입구와 정화공기유출구를 가진다. 필터하우징은 정화공기유출구 영역에 하나의 지지를 구비하고 있다. 이러한 지지에는 필터 카트리지가 내부지지체에 의하여 고정되며 내부지지체는 지지 영역에서 축방향과 반경방향에 따라 포지셔닝 하기 위한 접촉면을 가지고 있다.
또한 필터 카트리지에서는 기밀엘리멘트가 구비되어 있는 데 이에 의하여 흡입공기실과 정화공기실간의 기밀이 이루어진다.
필터 카트리지는 유리한 형태에 따라서 상이한 경질의 합성수지재를 사용하는 패킹시스템의 구비가 가능하다. 그 결과 패킹벌브는 예컨대 아주 작은 쇼어경도(20 내지 30)와 단판은 예컨대 40 내지 60의 쇼어경도를 가진 경한 합성수지로 구성가능하다. 이로 인하여 한편에서는 안정한 필터 카트리지가 이루어지고 다른 한 편에서는 양호한 기밀작용이 이루어진다.
다른형태는 지지관의 커버(cover)대신에 정화공기유입구와 반대 측에 회전패킹벌브를 구비하는 것으로 되어 있다. 이러한 패킹벌브는 커버에 접하고 흡입공기실과 정화공기실간의 기밀의 신뢰도를 형성한다.
본 발명의 이러한 그리고 우선적인 기타 특징은 이밖에도 청구범위는 물론이고 명세서와 도면에 나타나 있으며 개별특징은 본 발명의 실시형태에 있어서 각각 단독 또는 다수의 종속결합의 형태와 다른 분야에서 실시되며 여기에서 보호를 청구하는 보호 가능한 실시를 위해서도 유리할 수 있다.
본 발명은 다음의 실시예에 의하여 보다 상세히 설명한다.
단면에 의한 공기필터는 커버(11)로 닫히는 필터하우징(10)으로 되어 있다. 필터하우징(10)에는 흡입공기유입구(12)가 있으며 또한 여기에 커버(11)와 반대 측에는 정화공기출구(13)가 있다. 필터하우징(10)내에는 내주에 축방향싸이클론 (axial cyclone)(14)이 구비되어 있으며 정화공기배출구(13) 영역에는 하우징내실의 내부로 뻗어 있는 동심지지(15)가 배열되어 있다. 필터하우징(10)내에는 필터 카트리지(16)가 있으며 이것은 지그재그형으로 되어 절첩된 필터수단, 예컨대 지지체(17)에 배열되어 있는 필터지(filter paper)로 되어 있다. 필터 카트리지(16)의 전면은 탄성의 단판(end plate)(18,19)으로 되어 있다. 하우징 내에는 더욱이 또한 안전필터 카트리지(21)가 있으며 이것은 동시에 필터 카트리지(20) 또는 섬유층 및 정화공기배출구(13)에서 고정지지(22)를 거쳐서 배열된 지지체로 구성되어 있다. 필터 카트리지(16)의 지지체(17)는 정화공기유입구로 향한 단부에서 접촉면(23)이 구비되어 있다. 이러한 접합부(15)는 정화공기유출의 지지위에서 지지되어 있으며이에 따라 필터 카트리지(16)의 반경방향 고정역할을 한다. 지지체(17)는 축방향에 따라서 스토퍼(stopper)로 접촉링면(24)에 접해있다 이에 따라서 필터 카트리지의 축방향위치가 결정된다. 경우에 따라서는 발포라이너를 끼울 수 있다. 커버로 향한 필터 카트리지측에는 지지체(17)가 직접 단판(endplate)(18)으로 이동되며 단판(18)은 동시에 커버(11)와 동시작용하고 필터 카트리지의 축방향운동을 방지하는 접촉면(25)을 가지고 있다. 단판(19)은 패킹 칼라(26)로 되어 있다. 이러한 패킹칼라는 접촉링면(24)위에 접해 있어서 흡입공기실과 정화공실간의 기밀을 유지시킨다. 따라서 단판 및 그 중에서도 특히 패킹 칼라(26)는 지지체(17)와 기계적으로 연결되어 있지 않다.
이러한 유형의 장점은 장착필터 카트리지(16)가 하등의 조임하중을 받지 말아야 하고 다만 지지체(17)만이 필터 카트리지의 조임하중만을 받는다. 전체필터 카트리지(16)는 따라서 하중을 받지 않는 상태에 있다. 흡입공기유입구에 공급되는 공기는 도면에 도시되어 있는 화살표방향에 따라서 필터 카트리지(16) 및 안전엘리멘트(21)를 통하여 유동하고 정화된 상태로 정화공기배출구(13)를 떠난다.
도 2에는 조립공기필터 카트리지(111)를 가진 필터하우징(110)이 도시되어 있다. 공기는 흡입공기유입구(112)를 통하여 필터하우징으로 유입하여 외부에서 내부로 필터 카트리지의 필터매체(113)를 통과하고 배출구(114)로 유동하며 배출구(114)와 연결되어 있는 정화공기배출구(115)를 통하여 필터하우징을 떠난다.
필터하우징(110)은 하우징컵(116)과 조임엘리멘트에 의하여 커버수단(118)으로 함께 부착되는 커버(117)로 구성되어 있다. 공기필터 카트리지의 조립을 위하여서는 하우징커버를 제거하고 필터 카트리지의 커버판(120)의 부분인 패킹벌브(119)를 가진 필터 카트리지를 관지지(121)로 밀어낸다. 하우징컵(116)의 밑판면의 관지지내에는 정화공기배출구(115)가 배열되어 있다. 패킹벌브(119)는 이러한 구성요소간의 밀착이 이루어지도록 밀어서 관지지(121)로 확장한다. 필터 카트리지의 배출구(114)와 하우징의 정화공기배출구(115)는 이로서 필터하우징의 잔여체적과 밀폐되어 유리된다.
커버(117) 및 하우징컵(116)에는 이밖에도 커버판(120) 및 공기필터 카트리지의 밑판(124)의 외측에 작용하는 센터링 링(123)이 있다. 센터링 지지는 엘리멘트의 센터링 뿐만 아니라 필터하우징이 진동응력을 받을 경우에 이의 지지역할도 한다. 커버(117)의 부착에 의하여 공기필터 카트리지(111)는 조립된 상태로 고정된다. 커버(117)에 지지되어 있으며 밑판(124)에 발포되어 있는 탄성 노즈 (nose,125)에 의하여 공기필터 카트리지는 관지지(121)에 단단히 압착된다.
공기필터 카트리지는 필터매체(113) 그중에서도 특히 공기필터 카트리지의 원통형라이너에 밀착되어 있는 지그재그형절첩필터 카트리지로 구성되어 있다. 필터매체의 전면은 밑판(124)과 커버판(120)과 주조되어 있다. 공기필터 카트리지의 원통형내실(126)에는 지지관(127)이 들어 있다. 지지관의 배출측단부는 관단부의 축방향 홈(29)에 의하여 형성된 탄성영역(128)을 가지고 있다. 탄성영역에 의하여 지지관(127)의 단부는 반경방향으로 탄력을 가지고 있다. 커버판(120)으로 주조되어 있음으로 관지지(121)에 공기필터 카트리지(111)조립시에 이것과 함께 확장됨으로 지지관과 커버판간의 형성고정연결(135)이 유지된다.
지지관은 원통형 격자(130)로 되어 있으며, 상기 지지관은 공기의 유동을 크게 저해하지 않으며, 동시에 필터 카트리지의 내실(126)에 대하여 필터매체(113)의 반경방향에 따른 충분한 지지를 보장한다. 지지관의 배출구(114)와 반대방향 단부에는 커버형 단부(131)가 사출되어 있다. 이 단부는 내실(126)과 하우징내부사이를 지배하는 압력차이와 맥동을 일정하게 유지할 수 있도록 볼록형상으로 되어 있다. 하부관단부 및 단부(131)의 변두리(132)는 밑판(124)으로 주조되어 있다. 이로 인하여 이러한 영역의 기밀이 이루어진다.
본 발명은 필터 카트리지 특히 내연기관의 공기필터용 카트리지에 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 공기필터는 흡입공기유입구, 정화공기배출구 및 필터 카트리지를 수용하기위한 하우징을 가지며 필터 카트리지는 그 중에서도 특히 전면측 단판에서 패킹 엘리먼트가 있는 지그재그형의 절첩필터매체로 구성되어 있으며 필터 카트리지의 내벽에는 지지체가 들어 있는, 필터 카트리지 특히 내연기관의 공기필터용 필터 카트리지에 있어서,
    정화공기배출구(13)로 향한 필터 카트리지(16)의 단부는 지지체(17) 접촉면(23)에서 축방향과 반경방향의 포지셔닝을 위하여 설치되어 있으며 더욱이 정화공기측출구로 향한 필터 카트리지(16)의 단부는 축방향에 따라서 지지체(17)에 걸쳐 뻗어 있는 기밀엘리멘트(26)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    기밀엘리멘트(26)는 단판(19)과 더불어 조립단위를 구성하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  3. 제1 또는 제2항에 있어서,
    필터 카트리지는 정화공기배출구와 반대방향단부에서 축방향에 따라서 하우징벽 또는 커버(11)에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  4. 제3항에 있어서,
    그것은 지지를 직간접으로 지지체(17)에 의하여 이루는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  5. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    흡입공기의 유입 영역에는 축방향싸이크론(14)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  6. 원형필터 카트리지를 가진 필터 카트리지는 중공실린더에 링형으로 통합된 그중에서도 특히 지그재그형으로 절첩된 필터매체, 밑판 및 변형 가능한 커버판으로 구성되어 있으며 이것은 절첩매체의 배출구를 가지며 지지관은 커버판과 고정되어 있는 원형필터 카트리지와 일체형으로 되어 있으며 형상연결 영역의 관단부에서 탄성영역을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  7. 흡입공기유입구와 정화공기배출구가 설치되어 있으며 필터 카트리지는 정화공기배출구의 접합부에 고정되어 있는 일반적으로 원통형의 필터 카트리지를 위한 필터 하우징에 있어서,
    필터 카트리지(16)는 내측지지체(17)를 가지며 여기에 지지영역에서 축방향과 반경방향의 포지셔닝을 위한 접촉면(23)이 설치되어 있으며 접촉면(23) 영역에서 기밀엘리멘트(26)는 필터 카트리지(16)의 반경 및 또는 축방향의 기밀을 위하여 하우징(24)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터하우징.
  8. 필터하우징 특히 원형필터 카트리지의 장착을 위한 필터하우징에 있어서, 다음의 특징들 즉,
    - 필터하우징(110)은 하우징컵(116)과 커버(117)를 가지며,
    - 커버수단(118)을 위하여 감안이 되어 있으며,
    - 하우징컵은 흡입공기유입구(112)와 정화공기배출구(115)를 가지며,
    - 정화공기배출구(115)는 하우징내측으로 돌출한 관지지(121)를 가지며,
    - 원형필터 카트리지의 커버판(120)은 관지지(121)에 기밀을 유지하면서 지지되어 있으며,
    - 원형필터 카트리지의 밑판(124)은 커버(117)에 지지되는 것을 특징으로 하는 필터 하우징.
  9. 제1항에 있어서,
    기밀엘리멘트(26)는 단판(19)에 비하여 작은 쇼어경도를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  10. 제1항에 있어서,
    탄성노즈는 밑판(124)에서 회전하도록 구성되어 있으며 기밀작용은 흡입공기실과 정화공기실사이에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
  11. 제1항에 있어서,
    단판(19)은 기준면(23)과 함께 구성 유닛을 이루는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
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