KR20040018263A

KR20040018263A - 실링부재를 갖는 필터요소 및 방법

Info

Publication number: KR20040018263A
Application number: KR10-2003-7016032A
Authority: KR
Inventors: 지안 쥬; 죤 데이비드 쿤; 에드워드 제이. 크라이팅거; 웨인 알. 더블유. 비숍; 스티븐 스코트 기세크
Original assignee: 도날드슨 캄파니 인코포레이티드
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2004-03-02
Also published as: CN1282496C; EP1406717B1; US20110265437A1; US20060089289A1; US20100186358A1; MXPA03011188A; JP2004531389A; CN100462127C; US20080264008A1; EP1406717A2; US20130097983A1; JP4510439B2; DE60206507D1; US7691166B2; US20050022669A1; US6878190B1; CA2449079A1; ZA200309368B; US7393375B2; US9346004B2

Abstract

필터 배열은 코일 구조로 감져진 평면 시트에 고정된 파형 시트를 포함하는 매체 구조를 포함한다. 프레임과 제1 시일부재가 제공된다. 프레임은 제1 시일부재를 코일 구조에 고정한다. 제1 시일부재는 하우징에 반경방향 시일을 형성하도록 배향되는 것이 바람직하다. 제2 시일부재는 코일 구조의 외측 환형면에 고정된다. 제2 시일부재는 제1 및 제2 대향단부를 갖는 가스켓 연장부, 부착부, 및 이 부착부로부터 연장하는 돌출부를 포함한다. 제2 시일부재는 하우징에 축방향 시일을 형성하도록 배향되는 것이 바람직하다. 에어클리너는 하우징 내에 동작가능하게 설치된 본원에 기술한 바와 같은 필터 배열을 이용하는 것이 바람직하다. 설치, 여과, 조립, 및 보수의 방법은 본원에 기술한 바와 같은 배열을 포함하는 것이 바람직하다.

Description

실링부재를 갖는 필터요소 및 방법{FILTER ELEMENT HAVING SEALING MEMBERS AND METHODS}

직렬 통과 흐름 필터요소는 이를 통과하는 유체를 정화하는 시스템에 사용되고 있다. 직렬 통과 흐름 필터요소는 통상적으로 입구면과, 대향 배열된 출구면으로 구성되어 있다. 이런 방식에서, 유체는, 입구면에서 필터요소로 유입할 때 일 방향으로 흐르고 출구면을 유출시 동일 방향의 흐름을 갖는다. 통상적으로, 직렬 통과 흐름 필터요소는 일정 형태의 덕트나 하우징에 설치된다. 사용 기간 만료 후, 필터요소의 정화 또는 완전 교환과 같은 보수(servicing)가 필터요소에 요구된다. 필터요소를 보수하는 것이 어렵거나 불편한 경우, 사용자가 적절한 보수를 지연하므로, 시스템을 여과하는데 손상을 유발할 수 있다.

직렬 통과 흐름 필터요소에 대해 개선이 바람직하다.

본 발명은 기체 또는 액체와 같은 유체를 여과하는 필터 구조에 관한 것이다. 특히, 본원 발명은 실링부재를 갖는 직렬 통과 흐름(straight-through flow) 필터요소, 및 이런 필터요소를 사용 및 조립하는 방법에 관해 개시한다.

도 1은 본원의 원리에 따라 구성된 필터요소를 갖는 하우징을 포함하는 에어클리너의 일 실시 형태로서, 도 2의 선1-1을 따라 절취하는 단면을 부분 절개한 개략적인 측단면도.

도 2는 도 1에 도시한 에어클리너의 개략적인 단면도.

도 3은 하나의 시일을 도시하는 도 1의 일부의 개략적인 확대 단면도.

도 4는 도 1에 도시한 필터요소의 하나의 시일부재의 개략적인 확대 단면도.

도 5는 도 1에 도시한 필터요소의 하나의 시일부재의 개략적인 확대 부분 단면도.

도 6은 도 1의 에어클리너에 사용된 필터요소의 개략적인 분해 단면도.

도 7은 도 6의 필터요소에 의해 사용된 프레임의 일 실시 형태의 말단 도면.

도 8은 도 7의 프레임과 도 6에 도시한 필터요소의 코어 사이의 연결부를 도시하는 개략적인 확대 부분 단면도.

도 9는 노브와 도 6에 도시한 필터요소의 코어 사이의 연결부를 도시하는 개략적인 확대 단면도.

도 10은 도 1의 에어클리너에 사용된 필터요소의 개략적인 확대 사시도.

필터 배열이 제공되고 코일 구조로 감져진 평면 시트에 고정된 파형 시트를구비한 매체 구조를 포함한다. 프레임과 제1 시일부재가 제공된다. 프레임은 제1 시일부재를 코일 구조에 고정한다. 제1 시일부재는 하우징에 반경방향 시일을 형성하도록 배향되는 것이 바람직하다. 제2 시일부재는 코일 구조의 외측 환형면에 고정된다. 제2 시일부재는 제1 및 제2 대향단부를 갖는 가스켓 연장부, 부착부, 및 이 부착부로부터 연장하는 돌출부를 포함한다. 제2 시일부재는 하우징에 축방향 시일을 형성하도록 배향되는 것이 바람직하다.

에어클리너는 하우징 내에 동작가능하게 설치된 본원에 기술한 바와 같은 필터 배열을 이용하는 것이 바람직하다.

설치, 여과, 조립, 및 보수의 방법은 본원에 기술한 바와 같은 배열을 포함하는 것이 바람직하다.

도 1은 내부에 동작가능하게 필터요소(10)를 장착한 하우징(2)을 포함하는 에어클리너(1)를 도시한다. 하우징(2)은 본체부재(3)와 분리가능한 커버(4)를 포함하는 것이 바람직하다. 필터요소(10)에 접근하는 경우, 본체부재(3)로부터 커버(4)를 분리함으로써 필터요소(10)는 하우징(2)으로부터 선택적으로 분리가능하고 교환가능하다.

에어클리너(1)는 기체, 특히 공기와 같은 유체를 정화하는데 이용가능하다. 필터요소(10)는 직렬 통과 흐름을 허용하도록 구성된다. "직렬 통과 흐름" 이라 함은, 유체가 직접적으로 필터요소(10)를 통해 흐르도록, 입구면(11)으로 유입하고 코너를 선회하지 않고 동일 방향으로 대향하는 출구면(12)으로 유출한다. 필터요소(10)는 입구면(11)으로 유입하는 기류로부터 미립자를 여과하도록 구성되는 필터 매체(14)를 포함하므로, 출구면(12)을 유출하는 기류는 적어도 부분적으로 깨끗하다(즉, 미립자 거의 없슴). 또한 도 1에 도시한 바와 같이, 필터요소(10)와 이 필터요소(10)가 설치되는 하우징(2) 사이의 누출 방지를 보조하는 제1 시일부재(16)를 필터요소(10)에 포함한다. 또한 필터요소는, 제1 시일부재(16)의 상류를 지향하고, 또한 필터요소(10)와 하우징(2) 사이의 누출 방지를 보조하는 제2 시일부재(18)를 포함한다. 제2 시일부재(18)는 또한 필터요소(10)와 제1 시일부재(16) 상류의 하우징(2) 사이에 먼지의 누적을 방지하는 것을 보조한다. 필터요소(10)는 도 6에 도시한 선택적인 센터피스(center piece) 구조(20)를 포함할 수도 있다.

에어클리너(1)는 또한 선택적인 안전요소(5)를 포함할 수도 있다. 도 1에서, 안전요소(5)가 개략적으로 도시되며, 필터요소(1)의 하류로 배향되어 있다. 안전요소(5)는, 필터요소(10)의 파손시, 여과 시스템에서 하류 구성요소의 보호를 보조한다. 안전요소(5)는 또한 에어클리너(1)의 보수 동안에 하류 구성요소를 보호한다. "보수" 라 함은, 커버(4)를 본체부재(3)로부터 분리할 때, 본체부재(3)로부터 필터요소(10)를 분리하고 새로운 필터요소로 대체하는 것을 의미한다. 에어클리너(1)는 또한 선택적인 제2 요소(도면에서 도시 생략)를 포함할 수도 있다. 제2 요소는 또한 에어클리너(1)를 보수하는 동안 하류 구성요소에 대한 보호를 제공한다. 이용가능한 제2 요소로는 2001년 4월 24일자로 특허 허여되고, 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제6,221,122호에 기술한 제2 요소를 포함한다.

도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 다른 특징은 본체부재(3)의 출구튜브(6)와 커버(4)의 입구 격자(7)를 포함한다. 특히, 유입하는 기체가 필터요소(10)를 통해 지향하도록 커버(4)에는 복수 개의 길다란 슬롯(8)을 형성하고 있다. 격자(7)는 필터요소(10)로 지향하는 기류로부터 나뭇잎과 벌레와 같은 큰 입자를 제거하는 것을 보조한다.

이 구조에 이용가능한 필터매체(14)는 미국 특허 제6,190,432호 및 1997년 11월 6일자로 공개된 국제공개 WO 97/40918에 상세히 기재되어 있다. 이들 공보는 모두 본원에 참고로 인용된다. 일반적으로, 필터매체(14)는 평면 시트에 고정된 주름진 시트를 갖는 코일형상구조(도 10)이다. 주름진 시트는 일반적으로 파형 층이고 접착제로 평면 시트에 고정되어, 적절한 시일의 형성을 보조한다. 필터매체(14)에 사용된 파형은 다양한 형태의 구성으로 이루어질 수 있다. 가능한 대상으로서, 실시예에서는 주름이 서로에 대해 평행하고, 압착된 단부 또는 핀치된 단부를 갖는 직선형 주름과, 교호하는 주름이 넓은 단면에서 좁은 단면으로 점차로 수렴하는 반면 다음에 인접한 주름이 좁은 단면에서 넓은 단면으로 발산하는 테이퍼형 주름을 유발하는 파형을 포함한다. 도시된 필터요소(10)에서, 매체(14)와 센터피스 구조(20) 사이의 공기 누출을 방지하기 위해 접착제에 의해, 서로 고정된 파형 시트와 평면 시트는 센터피스 구조(20)(도 6)의 일부 둘레에 권회하거나 감겨져 있다. 다른 실시 형태에서, 서로 고정된 주름진 시트와 평면 시트가 중앙 코어 둘레에 권회되지 않도록 필터요소(10)는 속이 없는 중공으로 이루어질 수도 있다.

주름진 챔버는 교대로 봉(peak)과 골(trough)을 형성한다. 골과 봉은 주름을 제1 열과 제2 열로 분할한다. 주름진 챔버가 주름진 시트와 평면 시트 사이의 주름 상류단의 일부를 채우도록 (예컨대, 밀폐재의 비드에 의해) 밀폐된다. 대향 단부에, (예컨대) 다른 단부 비드가 교대하는 주름의 하류 단부를 밀폐한다. 이는 복수 개의 주름진 챔버를 구비하는 매체를 갖는 필터매체(14)에 발생하고, 각각의주름진 챔버는 필터요소 입구면(11)에 인접한 제1 단부와, 필터요소 출구면(12)에 인접한 제2 단부를 갖는다. 주름진 챔버 중 선택된 하나가 제1 단부에서 개방되고 제2 단부("입구 주름")에서 밀폐되는 반면에, 주름진 챔버 중 선택된 다른 하나가 제1 단부에서 밀폐되고 제2 단부("출구 주름")에서 개방된다.

이런 방법으로 구성된 필터 매체(14)를 이용할 때, 사용 동안, 여과되지 않은 유체, 예컨대 공기가 개방 상류 단부를 통해 입구면(11)의 입구 주름을 유입한다. 여과되지 않은 유체는 이들 주름진 챔버의 하류 단부를 통과하는 것을 허용하지 않는데, 이는 주름진 챔버가 밀폐재 비드에 의해 밀폐되기 때문이다. 이처럼, 유체가 주름진 시트 또는 평면 시트를 통해 강제로 진행된다. 여과되지 않은 유체가 주름진 시트 또는 평면 시트를 통과할 때, 유체가 정화되거나 여과된다. 밀폐된 상류단과 개방된 하류단을 갖는 출구 주름을 유체가 통과한다.

다시 도 1을 참조하면, 필터요소(10)가 하우징(2) 내에 시일된 것을 볼 수 있다. 시일부재(16)는 필터요소(10)를 내부에 설치한 하우징에 시일을 생성하는 것이다. 이런 시일은 필터요소(10)와 하우징 사이의 유체 누출을 방지하므로, 정화를 위해 여과되지 않은 유체는 필터매체(14)를 통과하게 된다. 시일부재(16)는 예컨대 축방향으로 지향된 시일, 반경방향으로 지향된 시일, 또는 이들의 조합과 같은 각종 형태의 실링 배열을 포함할 수 있다. 특히 도 1에 도시한 바와 같이, 시일부재(16)는 하우징에 반경방향으로 지향된 시일(27)로 형성하도록 반경방향 시일부재(26)이다. 이런 특정 실시 형태에서, 반경방향 시일부재(26)는 프레임구조(28)(도 6 및 도 7)에 지지된다. 프레임구조(28)는 출구면(12)에서 축방향으로 돌출하거나 연장하는 연장부(30)(도 6)를 포함한다. 프레임구조(28)는 또한, 필터매체(14)를 프레임구조(28)의 나머지 부분에 고정하는데 사용되는 스커트 또는 밴드(32)를 포함한다.

바람직한 특정의 반경방향 시일부재(26)가 도 4에 확대 도시되어 있다. 도시된 바람직한 시일부재(26)는 증가하는 최외측 치수의 단차 단면 구성을 갖고 다수의 점진적으로 커진 단차, 이 경우에서, 필터 요소(10)의 나머지를 향한 방향으로 단부 팁(40)으로부터 3개의 단차(37, 38, 39)를 형성하고 있다. 가장 작은 단차(37)는 하우징으로 필터요소(10)를 용이하게 삽입시킨다. 가장 큰 단차(39)는 밀착한 반경방향 시일을 형성하도록 한다. 바람직한 경우에서, 반경방향 시일부재(26)는 25 lbs./cubic foot 이하, 통상적으로 약 11-22 lbs./cubic foot의 "주형(as-molded)" 밀도를 갖는 발포 폴리우레탄으로 제조된다. 이 재료는 연장부(30)와 하우징의 실링면 사이에 시일부재(26)가 압축될 수 있도록 시일부재(26)를 연화하고 압축가능하게 한다. 바람직한 적용에 있어서, 시일부재(26)는 그 두께의 약 15% 내지 40% 사이에 압축된다. 반경방향 시일부재(26)와 하우징에 대해 실링하는데 사용되는 방법은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제6,190,432호에 상세히 기재되어 있다.

바람직하게는, 반경방향 시일부재(26)는 하우징의 실링면에 대해 시일부재(26)를 적절하게 지향하도록 돕는 프레임구조(28)에 의해 지지된다. 프레임구조(28)는 시일부재(26)의 지지를 보조하는 트러스장치(42)(도 7)를 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 트러스장치(42)는 구조적 지지를 제공하도록 배열및 구성되는 다수의 스트럿(strut) 또는 지지부재(44)를 포함하고 연장부(30)에 대해 시일부재(26)의 압축에 의해 작용하는 힘을 수용한다. 스트럿 또는 지지부재(44)는 다양한 구성으로 배열될 수 있다. 도 7에 도시한 특정 배열에서, 트러스장치(42)는 센터피스 구조(20) 위에 중심을 갖는 허브(47)에서 반경방향으로 연장하고 연장부(30)와 밴드(32)에 종료하는 동시에, 출구면(12) 위에 대칭적으로 배열되는 다수의 스포크(46)를 포함한다. 트러스장치(42)는 각각의 스포크(46) 사이를 연장하고 연결하는 아크형부재(48)를 추가로 포함한다.

이제 제2 시일부재(18)로 되돌아가면, 제2 시일부재(18)가 필터요소(10)와 하우징(2) 사이에 시일(100)을 제공하기 위해 필터요소(10)와 하우징(2)에 대해 상대적으로 배열되는 것을 도 1에서 볼 수 있다. 이런 시일의 개략적인 확대 도면이 도 3에 도시되어 있다. 제2 시일부재(18)는 축방향 시일, 반경방향 시일, 또는 이들 형태의 조합을 유발하는 다양한 구성의 크기로 배향될 수도 있다. 도 3에 도시한 배열에서, 시일부재(18), 하우징(2), 및 필터부재(10)는 축방향 시일(101)을 유발하도록 구성되고, 배열된다. 특히, 시일부재(18)는 클램프 조립체(104)(도 2)의 작용에 의해 커버(4)와 본체부재(3) 사이의 축방향 힘으로 압착되거나 압축될 수 있다. 클램프 조립체(104)의 체결은 본체부재(3)에 대해 축방향으로 이동되는 커버(4)에서 발생한다. 이는 축방향 시일(101)을 유발하기 위해 커버(4)와 본체부재(3) 사이의 시일부재(18)를 압착한다.

도 5는 시일부재(18)의 개략적인 확대 단면도를 도시한다. 도시된 특정 시일부재(18)는 부착부(108)를 갖는 가스켓 연장부(106)와, 부착부(108)에서 연장하여, 축방향 실링(101)을 형성하는 돌출부(110)를 포함한다. 특히, 부착부(108)는 코일구조(24)의 외측 환형면(113)에 부착 고정되도록 일반적으로 매끄럽고, 평탄한 평면(114)으로 이루어지는 부착면(112)을 포함한다. 부착면(112)은 (필터요소(10)의 입구 단부(11)에 인접한) 일단부(118)에서 돌출부(110)까지 연장하는 베벨 또는 램프(116)에 대향한다. 돌출부(110)는 제1 및 제2 경사부(120, 121) 사이를 연장하는 랜드부(122)를 포함한다. 도시한 바람직한 실시 형태에서, 랜드부(122)는 일반적으로 부착면(112)과 평행하다. 또한, 바람직한 실시 형태에서, 경사부(120, 121)는 대칭이다. 돌출부(110)(돌출부(110)는 경사부(120, 121), 랜드부(122), 및 경사부가 부착부(108)와 교차하는 가상의 직선 연결부(120a, 121a)를 포함함)는 일반적으로 절두형(truncated) 삼각형과 유사하다는 것을 도 5에서 볼 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 돌출부(110)는 사다리꼴의 단면 형상을 갖는다. 제2 램프(124)는 경사부(121)에 인접한 돌출부(110)에서 연장한다. 램프(124)는 경사부(121)에서 단부(126)로 연장한다. 단부(118)와 단부(126)는 가스켓 연장부(106)의 대향 단부를 형성한다. 단부(118)가 출구 단부(12)에 놓이는 것 보다 요소(10)의 출구 단부(12)에 근접하게 단부(126)가 놓여져 있다.

바람직한 실시 형태에서, 가스켓 연장부(106)의 단부(118)는 입구면(11)과 같은 높이로 평탄하다. 이 배열은 하우징(2)에 필터요소(10)의 설치 동안 필터요소(10)의 보호를 보조한다. 게다가, 커버(4)는 램프(116)의 연장부에 의해 본체부재(3)에 보다 단단하게 고정된다.

특정의 이용가능한 가스켓 연장부(106)는 다음 치수로 이루어진다. 적어도2인치, 바람직하게는 2.5-3.4인치의 단부(118)와 단부(126) 사이의 전체 길이, 적어도 0.5인치, 바람직하게는 0.75-1 인치의 부착면(112)에서 랜드부(land)(122)까지의 돌출부(110)의 높이, 적어도 1.5인치, 바람직하게는 1.75-2.25의 단부(118)에서 연장하는 랜드부(122), 적어도 0.1인치, 바람직하게는 0.2-0.3인치 연장하는 랜드부(122)의 길이, 각각의 경사부(120, 121)가 적어도 45도, 바람직하게는 55-65도로 랜드부(122)에 평행한 평면에 대해 경사지고, 제1 램프(ramp)(116)는 적어도 2도, 바람직하게는 3-7도의 수평방향(랜드부(122)에 평행한 평면)으로부터 경사져 있으며, 램프(124)는 적어도 15도, 바람직하게는 22-27도의 랜드부(122)에 평행한 평면에 대해 경사져 있다.

도 3은 코일형상구조(24)의 외측부(130)에 고정될 때 가스켓 연장부(106)를 도시한다. 특히, 부착면(112)은 접착제 또는 다른 적절한 고정 배열에 의해, 외측부(130)에 고정된다.

전술한 바와 같이, 필터요소(10)는 선택적인 센터피스구조를 포함할 수도 있다. 도시한 필터요소(10)의 특정 실시 형태는 센터피스구조(20)를 포함한다. 센터피스구조(20)는 그 위에 장착된 필터매체(14)를 유지하는 장착구조를 제공한다. 센터피스구조(20)는, 바람직한 실시 형태에서, 또한 유체정화장치의 다른 부분에 연결하거나 고정되도록 구성 및 배열되는 구조를 제공한다. 예컨대, 센터피스구조(20)는 필터 하우징(2)으로부터 하부 구조가 고정되도록 구성될 수도 있다. 필터요소(10), 하우징(2), 또는 여과장치의 다른 부분으로부터 다른 구조적 지지부재를 허용하는 구조를 또한 제공할 수도 있다. 선택적으로,센터피스구조(20)는 단지 필터매체(14)를 유지하고 다른 연결이 없도록 기능할 수 있다. 센터피스구조(20)는 일단 또는 양단에, 연결이 없도록 이루어지고, 센터피스구조(20)는 일단 또는 양단에 적절한 플러그로 차단될 수도 있다.

도시한 특정 실시 형태에 있어서, 센터피스구조(20)는 프레임구조(28)에 해제가능하고, 선택적으로 고정되거나 부착되도록 구성 및 배열되어 있다. 일 특정 실시 형태에서, 센터피스구조(20)에 선택적으로 핸들(22)을 고정하도록 도시되어 있다.

도 6은 개략적인 단면으로 센터피스구조(20)를 도시한다. 일 특정 실시형태에서, 센터피스구조(20)는 필터요소(10)에 중앙코어(51)를 구비한다. 코어(51)는 튜브(52), 바람직하게는 중공 원통(54)으로 구현된다. 원통(54)은 제1 및 제2 대향 단부(56, 57)를 포함한다. 제1 단부(56)는 출구면(12)에 일반적으로 위치하는 프레임구조(28)를 선택적으로 부착하도록 구성된다. 제2 단부(57)는 입구면(11)에 일반적으로 위치하는 핸들(22)을 선택적으로 부착하도록 구성된다. 내부(59)를 밀폐하기 위해 원통(54)의 대략 중앙에 벽(58)이 도시되어 있다. 벽(58)은 이 단면에서 원통(54)에 구조적 지지를 제공한다.

전술한 바와 같이, 도시된 원통(54)의 제1 단부(56)는 프레임구조(28)에 연결되도록 구성되고 배열된다. 바람직하게는, 원통(54)의 제1 단부(56)는 후크 배열(76)을 포함한다. 후크 배열(76)은 적어도 하나의 플랜지, 바람직하게는, 프레임구조(28)의 중앙 허브(47)에 맞물리는 후크(66, 67)를 갖는 한 쌍의 편향가능한 플랜지(62, 63)를 포함한다. 특히, 원통(54)은 플랜지(62, 63)가 서로를 향해(반경방향 내측으로) 편향하도록 한 쌍의 컷아웃 연장부(69, 70)를 갖는다. 통상적으로, 후크(66, 67)에 대해 허브(47)에 작용하는 힘을 전환(camming)하여 편향이 발생한다. 도 8을 참조하라. 프레임구조(28)와 원통(54)이 서로를 향해 축방향으로 이동되고 플랜지(62, 63)가 내향으로 편향될 때, 궁극적으로 허브(47)는 후크(66, 67)의 릴리프(72, 73)에 도달한다. 이것이 발생할 때, 플랜지(62, 63)는 그 평상의 위치로 다시 편향되고, 허브(47)가 후크(66, 67) 아래에 포획되기 때문에 원통(54)은 프레임구조(28)에 고정된다. 실린더 벽(75)에서 반경방향으로 연장하고 플랜지(62, 63)에 인접한 리브(74)는, 프레임구조(28)가 원통(75)을 따라 제2 단부(57)를 향해 축방향으로 미끄러지는 것을 방지한다. 후크 배열(76)이 프레임구조(28)에 놓여져 원통(54)과 맞물릴 수 있다는 것을 이해해야만 한다.

이제 도 9를 참조하면, 제2 단부(57)에 선택적으로 핸들(22)이 고정되는 것을 도시한다. 이 특정 실시 형태에서, 핸들(22)은 그립 또는 노브(76)의 형태로 이루어진다. 노브(76)는, 필터요소(10)에 탑재시, 사용자의 손 또는 손가락의 적어도 일부가 파지구조(78)와 입구면(11) 사이에 놓이도록 입구면(11)으로부터 충분한 거리로 이격되는 파지구조(78)를 포함하도록 배열된다. 일 실시예에서, 파지구조(78)는 입구면(11)에서 적어도 0.5인치로 이격되어 있다. 도시한 특정 노브(76)는 파지구조(78)에 인접한 축(80)을 포함한다. 축(80)은 원통(54)에 편리하게 맞물림하도록 구성되고 배열된다. 특히, 축(80)은 후크(85, 86)를 갖는 한 쌍의 편향하는 플랜지(82, 83)를 포함한다. 컷아웃 연장부(도시생략)는 각각의 플랜지(82, 83)에 인접하여 플랜지(82, 83)가 서로를 향해 반경방향 내측으로 편향하도록 한다.

바람직한 원통(54)은 제2 단부(57)에, 적어도 하나, 바람직하게는 한 쌍의 개구 또는 공극(90, 91)을 형성한다. 공극(90, 91)은 편향하는 플랜지(82, 83)를 수용하고 노브(76)와 원통(54) 사이에 스냅 끼워맞춤(snap-fit) 맞물림을 제공하는 후크(85, 86)와 맞물린다. 다시, 부품은 역으로 이루어질 수 있고, 즉, 제2 단부(57)는 바브(barb) 또는 편향하는 플랜지를 갖고 핸들(22)의 개구와 맞물릴 수 있다는 것을 이해해야만 한다.

도시한 원통(54)에서, 공극(90, 91)은 제1 단부(56)의 컷아웃 연장부(69, 70)에 대해 90도로 반경방향으로 엇갈리고 있다. 공극(90, 91)은 일반적으로 플랜지(62, 63)와 직렬로 놓인다. 이는 성형 기술을 위한 방법으로 배열된다.

일반적으로, 필터요소(10)를 조립하기 위해, 필터매체(14)가 코어(51) 둘레에 권회되거나 감겨진다. 필터매체(14)가 코어(51) 둘레 적소에 위치한 후, 반경방향 시일부재(26)를 유지하는 프레임구조(28)는 필터매체(14)에 장착된다. 이는 편향하는 플랜지(62, 63)와 허브(47) 사이에 스냅 맞물림으로 이루어진다. 밴드(32)는 또한 권회된 구조(24)의 외측 테두리(57)에 고정된다. 다음에, 플랜지(82, 83)와 공극(90, 91) 사이의 맞물림에 의해, 노브(76)가 코어(51)의 제2 단부(57)에 스냅 결합된다. 물론, 프레임구조(28)가 코일구조(54)에 고정되기 이전에 노브(76)가 코일구조(54)에 고정될 수 있다는 것을 인식해야만 한다.

필터요소(10)는 하우징(2) 내에 동작가능하게 설치된다. 커버(4)가 본체부재(3)로부터 분리되어 본체부재(3)의 내측으로 접근하도록 한다. 필터요소(10)는본체부재(3)에 삽입된다. 출구면(12)이 먼저 삽입되어, 필터요소(10)는 본체부재(3)로 축방향으로 가압되어 반경방향 시일(27)을 형성하기 위해 제1 시일부재(16)와 하우징(2) 사이의 접촉을 제공한다.

다음에, 본체부재(3)로부터 돌출하는 필터요소(10)의 입구면(11) 위에 커버(4)가 배향된다. 본체부재(3)의 단부에 대항하게 놓이는 커버(4)는 동작가능하게 배향되며, 클램프 조립체(104)가 구동된다. 클램프 조립체(104)는 커버(4)와 본체부재(3) 사이에 축방향 압축을 제공한다. 제2 시일부재(18)는 또한 이 본체부재(3)/커버(4) 경계면에 놓인다. 클램프 조립체(104)는, 커버(4), 필터요소(10)의 제2 시일부재(18), 및 본체부재(3) 사이에 축방향 실링(101)이 형성될 때까지 축방향 힘을 제공하도록 계속해서 구동된다.

작동시, 정화된 기체는 입구 격자(7)의 슬롯(8)을 통해 에어클리너(1)로 유입한다. 이는 큰 부스러기를 제거함으로써 기체를 부분적으로 여과한다. 기체가 입구면(11)으로 진행한 후, 필터매체(14)를 통과해, 출구면(12)을 통해 빠져 나온다. 출구면(12)을 빠져 나온 후, 출구관(6)을 통해 하우징(3)을 빠져 나오기 이전에, 선택적인 안전요소(5) 또는 제2 요소를 기체가 통과할 수도 있다.

소정 주기의 동작 후, 매체(14)에는 먼지가 채워져 보수가 필요하게 된다. 에어클리너(1)를 보수하기 위해, 클램프 조립체(104)를 헐렁하게 함으로써 커버(4)가 본체부재로부터 분리된다. 이는 축방향 시일(101)을 해제한다. 커버(4)가 본체부재로부터 분리되며, 필터요소(10)를 본체부재(3)로부터 잡아 당김으로써 필터요소(10)는 본체부재(3)로부터 분리된다. 이는 반경방향 시일(27)을 해제한다.필터요소(10)는 예컨대 소각에 의해 폐기될 수 있다. 필터요소(10)는 적어도 95%, 보다 바람직하게는 100% 비금속물질로 구성되는 것이 바람직하다. 에어클리너(1)는 새로운, 미사용 필터요소로 제공될 수 있다.

상기 명세서, 실시예 및 자료는 본 발명의 제조 및 사용의 완전한 설명을 제공한다. 본 발명의 다양한 실시 형태가 이루어질 수 있다.

Claims

(a) 대향하는 제1 및 제2 단부, 상기 제1 및 제2 단부 사이의 제1 축방향 길이, 및 다수의 주름을 갖는 매체 구조와,

(i) 상기 각각의 주름은 상기 매체 구조 제1 단부에 인접한 제1 단부 부위와 상기 매체 구조 제2 단부에 인접한 제2 단부 부위를 갖고,

(A) 상기 주름중 선택된 하나는 상기 제1 단부 부위에서 개방되고 제2 단부 부위에서 밀폐되며, 상기 주름 중 선택된 다른 하나는 상기 제1 단부 부위에서 밀폐되고 제2 단부 부위에서 개방되고,

(b) 상기 매체 구조에 고정된 제1 시일부재와,

(i) 상기 제1 시일부재는 상기 매체 구조로부터 반경방향으로 배향되고,

(c) 상기 매체 구조의 외측 환형면에 고정된 제2 시일부재를 구비하며,

(i) 상기 제2 시일부재는 제1 및 제2 대향 단부를 갖는 가스켓 연장부, 부착부, 및 이 부착부에서 연장하는 돌출부를 갖고,

(A) 상기 부착부는 상기 가스켓 연장부를 상기 매체 구조의 상기 외측 환형면에 고정하는 부착면을 포함하며,

(B) 상기 돌출부는 제1 및 제2 경사부와 이들 사이의 랜드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제1항에 있어서,

(a) 상기 가스켓 연장부는 부착면에 대향하는 제1 램프를 추가로 포함하고, 상기 제1 램프는 상기 제1 단부에서 상기 돌출부로 연장하는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제2항에 있어서,

(a) 상기 돌출부의 상기 제1 및 제2 경사부는 대칭인 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제3항에 있어서,

(a) 상기 랜드부는 상기 부착면에 평행한 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제4항에 있어서,

(a) 상기 돌출부는 사다리꼴 형상 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

(a) 상기 가스켓 연장부는 상기 제2 경사부에서 상기 제2 단부로 연장하는 제2 램프를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

(a) 상기 매체 구조는 코일형상구조로 감겨진 평면 시트에 고정된 파형 시트를 포함하고, 코일형상구조는 상기 다수의 주름을 갖는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제7항에 있어서,

(a) 제1 단부를 갖는 코어구조를 추가로 포함하고,

(i) 상기 코어구조의 제1 단부는 한 쌍의 편향가능한 플랜지를 포함하고,

(ii) 상기 코일구조는 상기 코어구조 둘레에 상기 매체 구조를 감아서 형성되고,

(iii) 상기 코어구조는 상기 프레임에 해제가능하게 고정되며,

(A) 상기 프레임은 중앙 허브를 포함하고,

(B) 상기 한 쌍의 편향가능한 플랜지는 상기 중앙 허브에 맞물리는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제8항에 있어서,

(a) 상기 코어구조는 상기 코어구조의 제1 단부에 대향하는 제2 단부를 포함하고,

(i) 상기 코어구조의 제2 단부는 적어도 하나의 공극을 형성하는 것을특징으로 하는 필터 배열.
제9항에 있어서,

(a) 상기 코일구조의 상기 제1 단부로부터 돌출하는 핸들을 추가로 포함하고, 상기 핸들은 상기 하나의 공극을 통해 상기 코어구조에 스냅 끼워맞춤(snap-fit) 결합하는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

(a) 상기 제1 시일부재를 상기 코일구조에 고정하는 프레임을 추가로 포함하며, 상기 프레임은 스커트와 축방향 연장부를 갖고,

(i) 상기 스커트는 상기 프레임을 상기 코일구조에 둘러싸서 고정하고,

(ii) 상기 축방향 연장부는 상기 코일구조의 상기 제2 단부로부터 축방향으로 연장하고, 상기 축방향 연장부는 환형부위를 갖고,

(A) 상기 축방향 연장부의 상기 환형부위는 상기 제1 시일부재를 반경방향으로 지향하도록 상기 제1 시일부재를 지지하는 것을 특징으로 하는 필터 배열.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 필터 배열을 구비하는 에어클리너에 있어서,

(a) 하우징은 본체부재와 커버를 포함하며, 상기 본체부재는 내측을 형성하고,

(b) 상기 필터 배열은 상기 본체부재 내측에 동작가능하게 설치되고,

(i) 상기 제1 시일부재는 상기 하우징에 반경방향 시일을 형성하며,

(ii) 상기 제2 시일부재 돌출부는 상기 커버와 상기 본체부재 사이에 축방향 시일을 형성하기 위해 이들 사이에 압착되는 것을 특징으로 하는 에어클리너.
제12항에 있어서,

(a) 상기 커버는 에어클리너로 지향된 기류로부터 부스러기를 제거하는 것을 돕기 위해 상기 코일구조의 제1 단부 위에 위치된 입구 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어클리너.
제12항 또는 제13항에 있어서,

(a) 상기 필터 배열은,

(i) 상기 제1 시일부재를 상기 매체 구조에 고정하는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 스커트와 축방향 연장부를 갖고,

(A) 상기 스커트는 상기 프레임을 상기 매체구조에 둘러싸서 고정하고,

(B) 상기 축방향 연장부는 상기 매체 구조의 상기 제2 단부로부터 축방향으로 연장하고, 상기 축방향 연장부는 환형부위를 갖고,

(C) 상기 축방향 연장부의 상기 환형부위는 상기 환형부와 상기 하우징 사이에서 상기 환형부와 상기 하우징에 대향하여 제1 시일부재의 압축에 의해 상기 반경방향 시일을 형성하기 위해 상기 제1 시일부재를 지지하는 것을 특징으로 하는 에어클리너.
필터요소를 에어클리너에 설치하는 방법으로서,

(a) 대향하는 제1 및 제2 단부, 상기 제1 및 제2 단부 사이의 제1 축방향 길이, 및 다수의 주름을 갖는 매체 구조를 구비하는 필터요소를 제공하는 단계와,

(i) 각각의 주름은 매체 구조 제1 단부에 인접한 제1 단부 부위와 매체 구조 제2 단부에 인접한 제2 단부 부위를 갖고,

(A) 상기 주름중 선택된 하나는 상기 제1 단부 부위에서 개방되고 제2 단부 부위에서 밀폐되며, 상기 주름 중 선택된 다른 하나는 상기 제1 단부 부위에서 밀폐되고 제2 단부 부위에서 개방되고,

(b) 필터 요소와 하우징 본체 사이에 반경방향 시일이 형성될 때까지 필터 요소를 하우징 본체에 삽입하는 단계와,

(c) 상기 삽입하는 단계 이후에, 필터 요소 위에 커버를 지향하고 커버와 본체부재 사이에 시일부재를 압착함으로써 축방향 시일을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

(a) 상기 필터 요소를 제공하는 단계는, 시일부재가 제1 및 제2 대향 단부를 갖는 가스켓 연장부, 부착부위, 및 이 부착부위로부터 연장하는 돌출부를 포함하는 필터요소를 제공하는 단계를 포함하고,

(i) 상기 부착부위는 가스켓 연장부를 매체 구조의 상기 외측 환형면에 고정하는 부착면을 포함하며,

(ii) 상기 돌출부는 제1 및 제2 경사부와 이들 사이의 랜드부를 포함하며,

(b) 상기 축방향 시일을 형성하는 단계는, 커버와 본체부재 사이에 돌출부를 압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서,

(a) 상기 필터요소를 제공하는 단계는 프레임과 반경방향 시일 부재를 포함하는 필터요소를 제공하는 단계를 포함하고, 프레임은 반경방향 시일부재를 매체 구조에 고정하고, 프레임은 스커트와 축방향 연장부를 갖고,

(i) 상기 스커트는 프레임을 매체 구조에 둘러싸서 고정하고,

(ii) 상기 축방향 연장부는 매체 구조의 제2 단부로부터 축방향으로 연장하고, 상기 축방향 연장부는 환형부위를 갖고,

(iii) 축방향 연장부의 환형부위는 반경방향 시일 부재를 지지하며,

(b) 반경방향 시일이 형성될 때까지 상기 필터 요소를 하우징 본체에 삽입하는 단계는 축방향 연장부의 환형부위와 하우징 본체 사이에서 상기 환형부와 상기 하우징에 대향하여 반경방향 시일 부재를 압축함으로써 반경방향 시일을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.