KR20070083883A - 증발 방출 필터 - Google Patents

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KR20070083883A
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게리 비. 주라우프
다니엘 이. 바우스
로버트 엘. 스미스
로버트 피. 로르바흐
리챠드 제이. 버키
브라이언 피. 스트렘러
피터 디. 언저
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허니웰 인터내셔날 인코포레이티드
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Abstract

증발 방출 필터는 엔진 공기 유도 시스템에 대하여 개시된다. 증발 방출 필터는 직접 기류 통로 외부의 공기 유도 시스템 내에 배치된 탄화수소 증기-흡착 부재를 포함한다. 공기 유도 시스템 내에 증발 방출 필터를 장착하기 위한 메카니즘이 제공된다. 엔진 정지 후 공기 유도 시스템에 존재하는 탄화수소 증기는 공기가 엔진 시동 후 공기 유도 시스템을 통하여 흐를 때까지 실질적으로 흡착 부재에 유지된다.
Figure 112007032591810-PCT00001
증발 방출 필터, 엔진 공기 유도 시스템, 탄화수소 증기

Description

증발 방출 필터{EVAPORATIVE EMISSIONS FILTER}
본 발명은 전체적으로 필터에 관한 것이며, 더 구체적으로 탄화수소 증기를 흡착하기에 유용한 필터에 관한 것이다.
내연 엔진에서, 엔진이 가동하는 동안, 공기 유도 시스템을 통하여 흡입 매니폴드로, 최종적으로 흡입 밸브를 통하여 연소 챔버로의 일정한 기류가 존재한다. 피스톤의 흡입 스트로크에 의해 기류가 발생하여, 흡입 매니폴드에 진공을 유발한다. 이것은 흡입 매니폴드와 주위 환경 사이의 압력의 불균형을 일으키고, 이로써 공기가 공기 유도 시스템을 통하여 흐른다. 흡입 매니폴드에서의 낮은 내부 압력 및 엔진으로의 일정한 기류로 인하여, 흡입 매니폴드 또는 공기 유도 시스템으로부터 증발 방출이 되지 않는다.
이에 더하여, 현대식 연료 분사 엔진이 가동되는 경우, 연료 시스템은 연료 레일(들)이 표준 대기압에서 연료를 증발시키기에 충분한 온도이더라도, 연료의 증발을 막기에 충분한 압력에서 연료 레일(들)에 연료를 유지시킨다. 실질적으로, 유효한 일부 재작동은 엔진이 냉각되어 연료 레일(들)에서 연료 증발을 방지할 때까지 정지 후의 오랜 시간 동안 연료 레일 압력을 유지시키는 것에 의존적일 수도 있다. 연료 레일(들)에서 연료 증발은 일반적으로 엔진 시동 중에 긴 크랭크 시간을 야기할 수도 있다는 점에서 바람직하지 않다.
엔진 정지 후, 공기는 흡입 매니폴드 진공이 제거될 때까지 공기 유도 시스템을 통해 계속하여 흐른다. 연료 레일(들)에서 가압된 연료가 연료 분사기를 통해 흡입 매니폴드로 누출되는 경우, 증발 탄화수소가 방출될 수도 있다. 이 소량의 연료가 증발될 수도 있으며, 탄화수소 증기는 공기 유도 시스템을 통해 흡입 매니폴드로부터 대기로 나올 수도 있다. 지금까지 이러한 탄화수소 증기 배출은 대수롭지 않게 여겨졌다. 그러나, 캘리포니아 주, 및 기타 미국의 주에서 현재의 규제는 연료로부터 증발 방출을 실질적으로 0으로 제한한다.
증발 탄화수소 방출의 문제를 해결하기 위한 시도는 직접 기류 통로에 제 2, 탄화수소 흡착 필터를 위치시키는 것을 포함하였다. 그러나, 이러한 필터들은 일반적으로 공기 유도 시스템에 제한을 부가한다. 이처럼, 엔진은 일반적으로 덜 효율적이거나, 제한이 증가됨에 따라 동량의 기류를 제공하기 위해 공기 유도 시스템이 더 큰 크기일 필요가 있을 수 있다.
다른 시도들은 탄화수소 증기-흡착 재료를 표준 미립자/오염물 공기 필터와 화합시키는 것을 포함하였다. 이들 조합 필터와 관련한 일부 결점들은 증기-흡착 재료가 필터로부터 떨어져서 공기 시스템으로 들어갈 가능성을 포함한다. 흡착 재료의 손실은 필터의 증기 흡착에 불리한 영향을 미칠 수도 있다.
개요
증발 방출 필터는 엔진 공기 유도 시스템에 대하여 개시된다. 증발 방출 필터는 직접 기류 통로 외부의 공기 유도 시스템 내에 배치된 탄화수소 증기-흡착 부재를 포함한다. 공기 유도 시스템 내에 증발 방출 필터를 장착하기 위한 메카니즘이 제공된다. 엔진 정지 후 공기 유도 시스템에 존재하는 탄화수소 증기는 공기가 엔진 시동 후 공기 유도 시스템을 통하여 흐를 때까지 실질적으로 흡착 부재에 유지된다.
목적, 특징 및 이점들이 하기 상세한 설명과 도면을 참고로 하여 분명해질 것이며, 유사한 참고 숫자는 유사하나, 반드시 동일하지는 않은 구성 요소에 해당한다. 간단히 말해서, 앞서 설명한 기능을 갖는 참고 숫자는 반드시 그들이 나타나는 후속하는 도면과 연관하여 설명되지는 않을 수도 있다.
도 1은 본 발명의 구체예를 나타내는 공기 필터 하우징의 파단, 단면도이다;
도 2는 본 발명의 추가적 구체예를 나타내는 공기 유도 시스템에 대한 부분적으로 절단된, 단면의 평면도이다;
도 3은 흡착 필터를 형성하는 방법의 구체예를 묘사하는 공정 순서도이다;
도 4A는 폴리머 재료의 제 1 및 제 2 층을 나타내는 단면도이다;
도 4B는 제 1 및 제 2 층 사이의 흡착 매질을 나타내는 단면도이다;
도 4C는 적절한 위치에 있는 고정 장치의 구체예를 나타내는 단면도이다;
도 4D는 장착 관통 구멍을 보여주는 단면도이다;
도 5A는 폴리머 재료의 제 1 및 제 2 층을 보여주는 단면도이다;
도 5B는 제 1 및 제 2 층 사이의 중간 층을 보여주는 단면도이다;
도 5C는 제 1 층 및 중간 층 사이, 그리고 중간 층 및 제 2 층 사이의 흡착 매질을 보여주는 단면도이다;
도 5D는 적절한 위치에 있는 고정 장치의 구체예를 보여주는 단면도이다;
도 5E는 장착 관통 구멍을 보여주는 단면도이다;
도 6은 흡착 필터의 구체예의 부분적 개략 평면도이다;
도 7은 흡착 필터의 대안의 전형적인 구체예의 반-개략 평면도이다;
도 8은 원하는 표면에 조립하기 전에 U 자형 배열로 나타낸, 도 7의 구체예의 반-개략 투시도이다;
도 9는 자동차 에어 박스의 깨끗한 면의 상부 표면에 부착된 상태로 나타낸, 도 8의 구체예의 반-개략 투시도이다;
도 10은 도 9의 설치를 나타낸, 일부 절단, 반-개략 단면도이다;
도 11은 본 발명의 필터의 구체예를 만들기 위한 도구(들)의 구체예의 개략적 투시도이다.
구체예의 상세한 설명
규제를 충족하고 보다 환경 친화적이도록 하기 위해 대기로 새어 나가는 증발 탄화수소의 방출을 실질적으로 방지하는 것이 바람직할 것이다. 공기 유도 시스템을 통한 기류를 제한하지 않으면서 이러한 실질적인 방지를 달성하는 것이 더 바람직할 것이다. 또한 이에 더하여, 비교적 저렴하게 이 목적을 달성하는 것이 바람직할 것이다. 배리어 필터와 비교하여 흡착 재료를 오염시킬 가능성이 더 낮게 하면서 이 목적을 달성하는 것이 더 바람직할 것이다.
본 발명의 증발 방출 필터는 상기 언급한 소망을 충족시킨다. 본 발명자들은 예상밖으로 우연하게 흡착 필터/부재 및 이것을 제작하고 사용하는 방법(도 3과 함께 본원의 하기에서 더 설명됨, 이하 참조)을 발견하였고, 상기 흡착 필터/부재는 전통적으로 사용된 흡착 매질의 양을 감소시키는 반면, 원하는 기체 흡착 물질에 노출되는 흡착 매질의 표면을 증가시키며, 기체 흡착 물질의 비제한적 예는 증발성 탄화수소 방출물이다. 어떠한 이론에 구애되지 않고서, 이것은 흡착 매질의 상호작용 가능성, 및 원하는 기체 흡착 물질(이것의 비제한적 예는 증발 탄화수소 방출물을 포함함)의 포획 가능성을 유리하게 증가시킬 수도 있는 것으로 여겨진다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 증발성 방출 필터를 일반적으로 부재 번호 10 으로 지칭한다. 증발 방출 필터(10)는 직접 기류 통로(화살표 P)를 갖는 엔진 공기 유도 시스템(12)에 유용하다. 공기 유도 시스템(12)은 전통적인 공기 필터(16)를 함유하는 하우징/에어 박스(14)를 포함한다. 공기 필터(16)는 엔진으로 들어오는 공기 중 오염물을 여과한다(도시하지 않음). 공기 필터(16)는 일반적으로 그것의 주요 구성 요소로서 가요성, 반-강직(semi-rigid), 또는 강직 프레임에 수용된 주름잡힌 페이퍼를 갖는다. 공기 필터(16)는 하우징(14) 내에 장착되고, 일반적으로 한번 사용하고 폐기된다. 공기 도입관(18)은 공기를 비히클 외부로부터 하우징/에어박스(14)로 운반하고, 후속하여 흡입 매니폴드를 통해 엔진으로 운반한다(도시하지 않음).
또한, 도 2에 관하여, 공기 유도 시스템(12)은 선택적으로 공기 공명기(20)를 포함한다. 공기 공명기(20)는 공기 도입관(18)(도시하지 않음) 및/또는 하우징 (14)에 부착되고, 유체 연통될 수도 있다. 선택적 공기 공명기(20)가 사용되는 경우, 본 발명의 증발 방출 필터(10)는 공기 공명기(20)가 공기 도입관(18)의 깨끗한 면(C) 또는 오염된 면(D) 위에 존재하거나, 또는 하우징(14)의 깨끗한 면(C) 또는 오염된 면(D)에 부착되든지 및/또는 그와 일체화가 되든지 간에, 실질적으로 동일하게 잘 작동할 것이다.
증발 방출 필터(10)는 실질적으로 직접 기류 통로(P)의 외부의 공기 유도 시스템(12) 내에 배치된 탄화수소 증기-흡착 부재(22)를 포함한다. 증발 방출 필터(10)는 공기 유도 시스템(12) 내에 증발 방출 필터(10)를 장착하기 위한 메카니즘(24)를 더 포함할 수도 있다. 메카니즘(24)는 임의의 적절한 고정 장치를 포함할 수도 있으며, 접착제, 후크 및 루프 고정 장치, 나사, 리벳, 초음파 또는 마찰 용접을 이용하는 고정 장치, 필터(10)와 맞물리는 가요성 탭 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 이에 더하여, 증발 방출 필터(10)는 증발 방출물에 노출되는 흡착 부재(22)의 양을 최대화하기 위해 평평한 표면을 벗어나서(떨어져 있음) 장착되는 방식으로 에어 박스(14)에 장착될 수도 있다(이러한 구체예의 비제한적 예를 도 10에 나타냄).
탄화수소 증기가 엔진 정지 후 공기 유도 시스템 내에 존재하는 경우, 증기는 엔진 시동 후 공기 유도 시스템(12)을 통해 공기가 흐를때 까지 흡착 부재(22)에 실질적으로 유지된다. 시스템(12)을 통한 기류의 순환은 실질적으로 흡착 부재(22)를 재생하여 이용한다.
본 발명의 증발 방출 필터(10)는 실질적으로 직접 유동 통로(P)의 외부에서 도입 시스템(12)의 임의의 적절한 영역에 놓일 수도 있는 것으로 해석된다. 본 발명의 구체예에서, 필터(10)는 공기 공명기(20) 및/또는 공기 필터 하우징(14) 내에 장착된다.
본 발명의 대안의 전형적인 구체예에서, 필터(10)는 공기 공명기(20) 내에 장착된다(도 2에 나타낸 바와 같음).
본 발명의 추가적 구체예에서, 필터(10)는 하우징(14)의 깨끗한 공기 면(C) 위의 공기 필터 하우징(14) 내에 장착된다.
본 발명의 더 추가적인 구체예에서, 필터(10)는 하우징(14)의 오염된 공기 면(D) 위의 공기 필터 하우징(14) 내에 장착된다(도 1에 나타낸 바와 같음).
더 추가하여, 본 발명의 구체예에서, 제1 증발 방출 필터(10)는 하우징(14)의 깨끗한 공기 면(C) 상의 공기 필터 하우징(14) 내에 장착되고, 제 2 필터(10)(제 2, 제 3 및 제 4 필터(10)는 도 1에서 환영으로 나타냄)는 하우징(14)의 오염된 공기 면(D) 상의 공기 필터 하우징(14) 내에 장착된다. 선택적 필터(10)가 도 1에서 에어박스/하우징(14)의 바닥에 보이지만, 상기 위치에 필터(10)를 설치하는 것이 반드시 필요하지는 않은 것으로 해석된다.
도 1에서 나타낸 바와 같이, 또한 본 발명의 추가적 구체예에서, 필터(10)는 하우징(14)의 적어도 3개의 내벽 위에 장착된다.
흡착 부재(22)는 임의의 적절한 탄화수소 증기-흡착 재료를 포함할 수도 있는 것으로 해석된다. 본 발명의 구체예에서, 탄화수소 증기-흡착 재료의 예는 적어도 1가지 활성 탄소, 제올라이트, 시클로덱스트린, 소수성 셀룰로스, 액상 흡착 물 질(예를 들어, 규소 오일), 및/또는 그들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 비제한적 구체예에서, 흡착 부재(22)는 그것의 주요 성분으로서 활성 탄소를 갖는다. 또한, 탄화수소 증기-흡착 재료는 임의의 적절한 형태일 수도 있으며 임의의 적절한 매질 내에 수용/함침될 수도 있는 것으로 해석된다.
한 구체예에서, 탄화수소-증기 흡착 재료는 1가지 이상의 미세 메시 스크린에 의해 함유될 수도 있다. 미세 메시 스크린(들)은 폴리머 재료, 금속 재료, 및/또는 그들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는 임의의 적절한 재료들로부터 형성될 수도 있는 것으로 해석된다. 적절한 폴리머 재료의 1가지 비제한적 예는 염화 폴리비닐리덴이고, 미시간 주 미들랜드 소재 Dow Chemical 사로부터, 상표명 SARAN으로 구매 가능하다.
탄소 함침된 여과 구조의 일부 비 제한적 예는 노스 카롤리나 샤롯트 소재, AQF Technologies LLC로부터 구매가능하다. 흡착 매질의 다른 적절한 비제한적 예는 본 명세서에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,486,410에 개시된다. 상기 '410 특허는 다른 구체예들 중에서, 섬유 매트릭스에 결합된 활성 탄소 입자와 함께, 나일론 외피 및 폴리에스테르 중심부를 갖는 복합 요소의 여과 구조를 개시하며, 상기 구조 내에 마이크로섬유 웹을 위치시키는 것을 포함한다. 또 다른 적절한 흡착 매질은 오하이오 콜럼버스 소재 PICA USA, Inc.로부터 이용가능한 활성 탄소를 포함한다.
또한, 목재 기재 탄소는 예를 들어, 탄소 층의 재생에서 어떤 이점을 제공할 수도 있는 것으로 여겨진다.
탄화수소 증기-흡착 부재(22)의 수명을 연장하기 위해, 일부 경우에 경첩식 플랩퍼(26), 루바(28), 그들의 조합 등과 같은 선택적 보호 부재(들)을 갖는 증발 방출 필터(10)를 보호하는 것이 바람직할 수도 있다. 플랩퍼(26) 및 루바(28)는 각각 도 1에서 반-개략적으로 및 환영으로 나타낸다. 플랩퍼(26)는 엔진이 작동하는 때 실질적으로 폐쇄된 채 유지되고, 이로써 실질적으로 물, 파편 및/또는 기타 오염물로부터 흡착 부재(22)를 보호한다. 후속하여 플랩퍼(26)는 엔진이 정지되는 때에 개방되어 존재할 수도 있는 탄화수소 증기의 진입을 허용한다. 루바(28)는 물, 파편 및/또는 기타 오염물이 흡착 부재(22)를 빗겨 나가도록 설계된다.
별도의 보호 부재(26, 28) 없이도, 직접 유동 경로(P)의 외부, 즉 예를 들어, 에어박스(14) 또는 공명기(20)과 같은 하부 유동 영역에 있는, 본 발명 필터(10)의 위치에서는 흡착 부재(22)가 응력을 덜 받거나 덜 오염되며(배리어 필터와 비교하여), 따라서, 증발 방출 필터(10)의 수명이 길어진다.
엔진 정지 후 자동차 엔진 공기 유도 시스템(12)으로부터 탄화수소 증기를 흡착하기 위한 본 발명의 구체예에 따른 방법은, 실질적으로 직접 기류 통로(P)의 외부 그리고, 공기 공명기(20) 및 공기 필터 하우징(14) 중 적어도 하나의 내부에 증발 방출 필터(10)를 작동가능하게 위치시키는 단계를 포함하며, 상기 증발 방출 필터(10)는 탄화수소 증발-흡착 부재(22)를 포함한다. 엔진 정지 후 공기 유도 시스템(12)에 존재하는 탄화수소 증기는 엔진 시동 후에 공기 유도 시스템(12)을 통해 공기가 흐를때 까지 흡착 부재(22)에 실질적으로 유지된다.
적어도 부분적으로, 탄화수소의 브라운 운동(예를 들어, 분자들의 무작위 운 동 및 서로에 대한 충돌 및, 하우징과의 충돌) 및 온도 차로 인하여, 그리고 하우징의 한정된 공간으로 인하여, 탄화수소 분자는 같은 방향으로 이동하지 않으며, 따라서 본 발명의 증발 방출 필터(10)는 배리어 형 장치(즉, 공기가 통과해야만 하는 장치)일 필요가 없다. 증발 방출 필터(10)를 직접 기류 통로의 사실상 외부에 및/또는 공기 유입 통로의 사실상 외부에 배치시킴으로써, 증발 방출 필터(10)는 공기 필터(16)와 통합될 필요가 없다. 이와 같이, 증발 방출 필터(10)는 (배리어 형 장치가 그러한 바와 같이) 공기 도입 시스템(12)의 유속을 감소시키지 않는다. 따라서, 증발 방출 필터(10)를 직접 기류 통로의 사실상 외부에 위치시키는 것이 특히 이로우며 공기 유도 시스템(12)의 성능에 불리한 영향을 미치지 않는다. 또한, 증발 방출 필터(10)는 배리어 형 요소가 아니며 단지 엔진이 정지하는 동안 탄화수소를 흡착하고 엔진 작동 중에 공기 유입 통로로 그들을 방출시키기 때문에, 증발 방출 필터(10)는 오염되지 않는다. 이와 같이, 필터(10)를 교체할 필요가 없고 따라서 공기 유도 시스템(12)에 영구적으로 보존될 수도 있다.
본 발명을 더 설명하기 위해, 하기 실시예가 제공된다. 이들 실시예는 설명의 목적으로 제공되며 본 발명의 범주를 제한하도록 고려되지 않는 것으로 해석된다.
대안의 실험에서, A) AQF Technologies LLC로부터 획득한 36g의 활성 탄소 함침 필터 매질을 에어박스(14)의 상단 내부 표면(깨끗한 면)에 배치하고; B) 12g의 AGF 활성 탄소를 에어박스(14)의 각각의 3개 내부 면(총 36g의 활성 탄소를 상 부, 및 깨끗한 면(안장과 유사)의 반대면들)에 배치하였으며; C) PICA USA로부터 구매한 미세 메시 스크린의 2개 층 사이에 보유되어 36g의 활성 탄소를 에어박스(14)의 상부 내부 표면(깨끗한 면)에 배치하고; D) 36g의 총량의 활성 탄소에 대하여, 18g의 AQF 활성 탄소를 에어박스(14)의 상단 내부 표면(깨끗한 면) 및 바닥 내부 표면(오염된 면)상에 두었다. 각각의 대안의 실험에서, 1.5 g의 가솔린 증기가 공기 유입 시스템(12)에 들어가게 허용하였다. 각각의 4개의 실험에서, 거의 0.04g의 탄화수소 증기가 대기로 방출되는 대조군(흡착 매질 없음)과 비교하여, 약 0.006 g 미만의 탄화수소 증기를 대기로 방출시켰다. 4개의 실험 중에서, 실험 D가 증발 탄화수소 방출의 누출을 방지하는데 보다 성공적이었던 것으로 보인다.
본 발명은 또한, 흡착 매질/부재(22)의 효과적인 양은 탄화수소 증기의 기대치에 관하여 계산될 수도 있다는 점에서 유리하다. 이와 같이, 유효한 양의 흡착 부재(22)는 예상량의 탄화수소 증기를 흡착하기 위해 공기 유도 시스템(12) 안에 위치될 수도 있다.
도 3(이하 참조)에 관하여, 대안의 전형적인 구체예에서, 흡착 필터/부재(10)는 실질적으로 균일한 두께에서 필터를 통해 흡착 매질을 실질적으로 고르게 분포시키는데 적합하게 된 복수의 챔버를 포함한다. 실질적으로 균일한 두께는 원하는 흡착 물질(이것의 비제한적 예는 탄화수소 증기임)을 포획하는데 이용된 흡착 매질의 표면적을 최대화하기 위해 상대적으로 얇을 수도 있는 것으로 해석된다. 어떤 이론에도 구애받지 않고서, 챔버는 또한 매질이 필터에 바람직하지 않게 응집하는 것을 실질적으로 방지하기 위해 흡착 매질에 대하여 실질적으로 증진된 현탁액 을 제공할 수도 있는 것으로 해석된다.
다른 대안의 전형적인 구체예에서, 흡착 필터/부재는 실질적으로 필터에 강성을 더하는 중간 층을 포함한다.
이에 더하여, 흡착 필터/부재의 구체예는 스크린 메시 및/또는 프레임-유사 부재 대한 필요성을 실질적으로 피하기 위해 충분한 강성을 유지하면서, 필터의 설치를 용이하게 하기에 충분한 가요성을 유리하게 가질 수도 있다. 이것은 유리하게 추가적 재료에 대한 필요성을 감소시킬 수도 있으며, 따라서 제조 시간 및/또는 비용을 감소시킬 뿐만 아니라, 필터 중량의 감소를 초래할 수도 있다.
도 3에 관하여, 흡착 필터/부재를 만드는 방법의 구체예가 묘사된다. 일반적으로, 방법은 제 1 폴리머 재료를 제 2 폴리머 재료로부터 이격되게 위치시켜서, 제 1 재료 및 제 2 재료 사이에 배치된 영역을 형성하는 것을 포함한다. 상기 영역은 정해진 양의 흡착 매질로 채워질 수도 있다. 후속하여, 복수의 실질적으로 밀봉되거나 부분적으로 밀봉된 챔버로 영역을 나누기 위해, 제 1 및 제 2 재료를 함께 고정시킨다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 밀봉된" 또는 "부분적으로 밀봉된"은 흡착 매질이 실질적으로 챔버 내에 유지됨을 의미하도록 의도된다. 필터/부재의 구체예 및 방법은 도 4A-4D, 도 5A-5E, 및 도 6을 참고로 본원 하기에서 보다 상세히 논의될 것이다.
도 4A-4D는 흡착 필터/부재(10)(도 4C 및 4D에서 묘사된 바와 같음)를 형성하는 방법의 구체예를 묘사하는 공정 유동을 나타낸다.
구체적으로 도 4A에 관하여, 폴리머 재료의 제 1 층(30)(본 명세서에서 "제 1 층" 또는 "제 1 재료"라고 나타냄)은 폴리머 재료의 제 2 층(34)으로부터 (예를 들어, 위에 도포되어 있는 관계로) 이격되어 위치된다. 폴리머 재료의 제 1 및 제 2 층(30, 34)는 천연 재료, 합성 재료, 및/또는 천연 및 합성 재료의 혼합물일 수도 있다. 다공성 재료로서 형성될 수 있는 임의의 폴리머 재료가 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 한 구체예에서, 폴리머 재료는 직조된 섬유로 압출 성형된다. 대안의 전형적인 구체예에서, 폴리머 재료는 다공성 부직 재료이다. 제 1 및 제 2 층 (30),(34)은 동일, 유사, 또는 상이한 재료일 수 있다. 그러나, 이러한 고정이 기계적 수단에 이외의 것으로 이루어지는 경우, 폴리머 재료는 함께 고정되기에 충분한 만큼 화학적으로 유사한 것이 바람직하다.
일반적으로, 제 1 및 제 2 층 (30, 34)에 대한 다공성 폴리머 재료는 원하는 흡착 물질의 통과를 허용할 만큼 충분히 크지만, 흡착 매질을 통과하는 것을 막기에는 충분히 작은 기공 크기/메시 크기를 갖도록 형성된다. 한 구체예에서, 다공성 폴리머 재료의 기공 크기는 예를 들어, 약 1 ㎛ 내지 약 2000 ㎛의 범위일 수도 있다. 추가적 구체예에서, 비교적 큰 평균 입자 크기를 갖는 흡착 매질이 사용되는 경우(예를 들어, 탄소 펠릿), 다공성 폴리머 재료의 기공 크기는 예를 들어, 약 200 ㎛ 내지 약 2000 ㎛의 범위일 수도 있다. 또 다른 구체예에서, 더 작은 평균 입자 크기를 갖는 흡착 매질이 사용되는 경우(예를 들어, 미립 탄소), 다공성 폴리머 재료의 기공 크기는 예를 들어, 약 100 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 범위일 수도 있다. 또 다른 추가적 구체예에서, 비교적 미세한 평균 입자 크기를 갖는 흡착 매질이 사용되는 경우(예를 들어, 분말 탄소), 다공성 폴리머 재료의 기공 크기는 예를 들 어, 약 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위일 수도 있다.
원하는 흡착 물질에는 실질적으로 투과성이지만, 흡착 매질에 대하여는 실질적으로 불투과성인 임의의 적절한 다공성 폴리머 재료가 사용될 수도 있는 것으로 이해된다. 적절한 폴리머 재료의 일부 비제한적 예는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 비닐 공중합체, 폴리카보네이트, 아세탈, 염화 폴리비닐, 폴리아미드, 및/또는 그들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 층(30)은 임의의 적절한 두께를 가질 수 있는 것으로 해석된다. 한 구체예에서, 층(30, 34)의 각각의 두께는 약 0.007 인치(177.8 ㎛) 내지 약 0.014 인치(355.6 ㎛)의 범위일 수 있다.
도 4A에서 묘사한 바와 같이, 영역(32)은 제 1 및 제 2 층(30, 34) 사이에 형성된다. 영역(32)의 두께는 다른 요인들 중에서도, 제 1 및 제 2 층(30, 34)의 위치에 의존적일 수 있는 것으로 이해된다. 한 구체예에서, 영역(32)의 두께는 약 0.016 인치(406.4㎛) 내지 약 0.24 인치(6,096㎛)의 범위이다. 도 4B에 관하여, 영역(32)은 정해진 양의 흡착 매질(38)로 채워지도록 적합하게 될 수 있다. 흡착 매질(38)의 양을 결정할 때, 많은 요인들이 고려되어야 한다고 이해된다. 이 요인들은 흡착될 바람직한 흡착 물질의 양, 흡착 매질(38)의 흡착력, 영역(32)의 두께 및 길이, 흡착 매질(38)의 입자 크기, 및 필터(10)의 고정시 영역(32)에 있는 바람직한 흡착 매질(38)의 양을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다(도 4C 및 4D). 비제한적 예에서, 흡착 매질(38)의 두께는 약 0.06 인치(1,524 ㎛)이다.
흡착 매질(38)에 적합한 재료의 예는 탄소-기재 재료, 제올라이트, 규산 알루미늄, 실리카 겔, 시클로덱스트린, 실리콘, 및/또는 그들의 혼합물을 포함하지 만, 이에 한정되지는 않는다. 열거된 재료 중에서, 탄소-기재 재료가 가장 높은 흡착력을 가질 수 있는 것으로 해석된다. 탄소-기재 재료의 비제한적 예는 목재-기재 탄소 재료이다. 탄소-기재 재료의 다른 비제한적 예는 분말화 탄소, 미립자 탄소, 또는 탄소 펠릿을 포함한다. 한 구체예에서, 흡착 매질(38)은 활성화 탄소이다.
일반적으로, 분말화 탄소는 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 크기 범위를 가질 수 있고, 미립자 탄소는 약 100 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 크기 범위를 가질 수 있으며, 탄소 펠릿은 약 200 ㎛ 내지 약 3500 ㎛의 범위를 가질 수 있다. 탄소 펠릿의 비제한적 예는 약 1780 ㎛ 내지 약 3310 ㎛ 사이의 크기 범위를 갖는다. 당연히, 탄소는 상기 언급한 범위 보다 더 크거나 작은 크기를 가질 수도 있는 것으로 이해된다.
도 4C에 관하여, 복수의 고정 장치 또는 고정 영역(44)이 성립된 이후의 흡착 필터/부재(10)의 구체예를 나타낸다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 고정 장치(44)는 증발 방출 필터(10)의 주변 내부 영역을 표시하도록 의도되며, 여기서 제 1 층(30)은 별도의 기구(예를 들어, 리벳 등)의 기계적 수단에 의해, 부착(별도의 접착제를 통하거나 및/또는 제 1 층과 제 2 층(30, 34)이 서로 부착되도록 함으로써)에 의해, 및/또는 실제 용접(예를 들어, 음파 용접, 진동 용접, 열 업세트 용접 및 레이저 용접 등)에 의해 제 2 층(34)에 고정되고, 여기에 장착 영역이 제공된다. 본 발명의 전형적인 구체예에 따라서, 장착 영역은 증발 방출 필터(10)가 장착되는 원하는 표면/하우징(14)의 열간 압연 부재 또는 기타 기계적 고정 장치와의 상호작용을 위한 지지 표면을 제공할 만큼 충분히 넓을 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조한다. 다른 고정 장치(44) 또는 고정 영역은 증발 방출 필터(10)의 주변에 위치할 수 있고, 이것은 하우징(14)의 열간 압연 핀(64)과 접촉하지 않을 것이며, 증발 방출 필터(10)의 제 1 층 및 제 2 층(30, 34) 내에 흡착 매질(38)의 실질적으로 균일한 분포를 돕기 위해 제공되는 것으로 이해된다.
본 발명의 전형적인 구체예에서, 재료 (30), (34), (38)의 적층은 접착제, 리벳, 용접, 및/또는 그것의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는 임의의 적절한 고정 장치(44)를 통해 제 1 및 제 2 층 (30), (34)의 외부 표면 (46), (48)을 지나 정해진 위치에 고정될 수도 있다. 적절한 용접 기술의 비-제한적 예는 음파 스폿 용접 또는 접합(seaming)과 같은 음파 용접, 진동 용접, 열 업세트(납땜과 같이, 가열 재료들에 대한 내열성을 이용하여 결합함), 및/또는 레이저 용접을 포함한다.
제 1 층(30), 제 2 층(34) 또는 제 1 층과 제 2 층(30, 34) 모두를 통해 고정이 개시될 수도 있는 것으로 해석된다. 도 4C에서 묘사한 바와 같이, 복수의 고정 장치(44)를 제 1 층(30)의 외부 표면(46)으로부터 제 2 층(34)의 외부 층(48)으로 확장시킨다. 한 구체예에서, 흡착 매질(38)이 고정 전에 제 1 및/또는 제 2 층(30)의 전체 표면 부위를 실질적으로 덮으며, 또한, 복수의 고정 장치(44)는 일부 흡착 매질(38)을 통해 확장될 수도 있는 것으로 해석된다.
복수의 고정 장치(44)는 영역(32)을 복수의 실질적으로 밀봉되고/밀봉되거나 부분적으로 밀봉된 챔버(52)로 나눈다. 밀봉된 챔버(52)는 그 안에 대부분의 또는 실질적으로 모든 흡착 매질(38)을 챔버에 함유한다. 또한, 복수의 챔버(52)는 필터/부재(10) 전체에 걸쳐서 흡착 매질(38)의 실질적으로 고른 분포를 제공하는 것으 로 생각된다. 본 명세서에서 논의된 각종 구체예에서(도 7-10에서 나타낸 바와 같은 구체예를 포함하는 비제한적 실시예), 챔버(52)는 상대적으로 열려서 그들 사이에 흡착 매질(38)의 얼마간의 유동을 허용할 수도 있다.
본 발명의 대안의 전형적인 구체예에서, 챔버(52)(및 도 5D 및 5E에 나타낸 제 1 및 제 2 챔버(50), (54))는 그들이 초기에 부분적으로 밀봉되도록 만들어질 수도 있다. 이 구체예에서, 영역(32)(흡착 매질(38) 없이 도 4A에 나타낸 바와 같음)은 복수의 고정 장치(44)의 일부를 성립시킴으로써 부분적으로 밀봉된다. 이 대안의 전형적인 구체예는 흡착 매질(38)이 챔버의(52)의 형성시에 밀봉 챔버(52) 내에 존재하는 구체예와는 반대로, 흡착 매질(38)이 부분적으로 밀봉된 챔버에 첨가되도록 허용한다. 흡착 매질(38)을 첨가하여 부분적으로 밀봉된 챔버를 실질적으로 채운 후에, 챔버(52)를 복수의 고정 장치(44)의 나머지를 확립시킴으로써(도 4C 및 4D에서 묘사된 바와 같음), 및/또는 접합 용접의 완성에 의해(본 명세서의 하기에서 더 설명됨) 실질적으로/부분적으로 밀봉한다.
또 다른 대안의 전형적인 구체예에서, 하나의 챔버(52)는 초기에 부분적으로 밀봉되도록 형성될 수도 있다. 후속하여 챔버(52)를 원하는 양의 흡착 매질(38)로 실질적으로 채울 수도 있으며 복수의 고정 장치(44)의 성립에 의해 및/또는 접합 용접에 의해 실질적으로/부분적으로 밀봉시킬 수도 있다. 이에 더하여, 단일 챔버(52)는 상기 본 명세서 흡착 매질(38)과 함께 형성될 수도 있다.
본 발명의 구체예에서, 정해진 양의 흡착 매질(38)이 사용된다. 상당량의 흡착 매질(38)이 밀봉 챔버(52) 내에 함유되는 것으로 해석된다. 사용된 흡착 매 질(38)의 양은 다른 것들 중에서, 흡착될 흡착 물질의 양 및 흡착 매질(38)의 크기에 의존적일 수도 있다. 한 구체예에서, 흡착 매질(38)의 정해진 양은 약 0.1 g/평방 인치/면 내지 약 1 g/평방 인치/면의 범위이다. 비제한적 실시예에서, 밀봉 챔버(52) 중 하나는 약 0.35 g의 미립자 탄소 흡착 매질(38)/평방 인치/밀봉 챔버(52)의 면을 갖는다.
정해진 양의 흡착 매질(38)이 챔버(52) 내에 실질적으로 방출될 수도 있으며 원하는 흡착 물질의 흡착에 이용가능한 매질(38) 표면에 악영향을 미치고 및/또는 해로울 수도 있는 결합제를 포함하지 않는다. 루스(loose) 매질(38) 및 결합제의 결여는 실질적으로 필터/부재(10) 내에 배치된 흡착 매질(38)의 양을 증가시키지 않으면서 흡착 매질(38)의 흡착력 및/또는 효율을 실질적으로 증가시키고 및/또는 유지시킬 수도 있다.
비교 실시예에서, 노스 캐롤라이나 샤롯데 소재, AQF Technologies LLC로부터 구매한 활성 탄소 함침된 필터 매질을 포함하는 필터를 필터(10)의 구체예와 비교한다. 2개의 필터는 원하는 흡착 물질의 흡착에 실질적으로 유사한 능력을 갖는다. 유사한 능력을 갖기 위해, 2개의 필터는 흡착에 이용가능한 표면을 갖는 동일한 양의 탄소를 포함할 것이다. AQF 탄소 매질을 함유하는 필터는 필터의 입방 인치 당 약 2.9g의 탄소를 함유하는 반면, 필터(10)의 구체예는 필터의 입방 인치 당 약 4.7 g의 탄소를 함유한다. 이와 같이, AQF 필터가 필터(10) 만큼 많은 탄소를 포함하도록 하기 위해, 더 크게 제작해야 할 것이다. AQF 비교 필터의 크기의 이 증가는 적어도 부분적으로, AQF 탄소 매질에서 사용된 탄소에 부착된 폴리머 섬유 결합제로 인한 것이다.
어떤 이론에도 구애받지 않고서, 밀봉 챔버(52)는 실질적으로 작은 크기여서 실질적으로 흡착 매질(38)의 소량을 함유할 수 있는 것으로 해석된다. 흡착 매질(38)의 얇은(작은) 층이 흡착에 이용가능한 매질(38)의 표면을 최대화할 수도 있는 것으로 이해될 것이다. 흡착 매질(38)의 노출된 표면이 증가되며, 그로써 유리하게 원하는 흡착 물질 및 흡착 매질(38) 사이의 상호작용의 더 큰 가능성을 제공하여, 흡착 매질(38)에서 원하는 흡착 물질의 포획의 더 큰 가능성을 부여한다. 비제한적 실시예에서, 흡착 매질(38)의 노출된 표면은 약 30 평방 인치 내지 약 200 평방 인치 사이의 범위이다.
필터/부재(10)는 임의의 적절한 두께의 것일 수도 있는 것으로 이해된다. 비제한적 구체예에서, 필터(10)는 약 0.1875 인치(4,762.5 ㎛)의 두께를 갖는다.
4D에 관하여, 방법의 구체예는 필터/부재(10)에 복수의 장착 관통 구멍(56)을 형성하는 것을 포함한다. 장착 관통 구멍(56)은 필터(10)가 사용될 수 있는 장치(예를 들어, 자동차 공기 유도 시스템)에 흡착 필터(10)를 영구적으로 고정시키는 것을 돕는데 적합하게 될 수도 있다. 대안의 전형적인 구체예에서, 장착 관통 구멍(56)은 필터(10)가 사용될 수 있는 장치에 흡착 필터(10)를 해제가능하게 고정하는 것을 돕는데 적합하게 될 수도 있다. 하나의 비제한적 실시예에서, 관통 구멍(56)은 원하는 표면에 흡착 필터(10)를 장착하도록 배열되는 부착 부재(64)를 수용하기에 적합하다. 대안의 비제한적 실시예에서, 관통 구멍(56)은 흡착 필터(10)를 원하는 표면으로부터 공간을 두고 장착하도록 배열된, 부착 부재(64), 예를 들 어, 열간 압착 핀(도 9 및 10에서 나타낸 바와 같음)을 수용하기에 적합하다. 이 비제한적 실시예는 원하는 표면과 제 1 및 제 2 층(30),(34)의 외부 표면 (46), (48) 중 하나와 기체 연통된 상태로, 제 2 기체 흡착 물질 유동 경로를 제공함으로써, 필터(10)의 노출된 표면을 유리하게 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 10에 관하여, 개구부 또는 관통 구멍(56)은 부착 부재(64)의 숄더 부분(65)에 위치하도록 배열될 수도 있다. 제 1 기체 흡착 물질 유동 경로는 제 2 및 제 1 층(34), (30)의 외부 표면 (48), (46) 중 나머지와 기체 연통된다. 제 1 층(30) 또는 제 2 층(34) 중 어느 하나가 원하는 표면을 향할 수도 있는 것으로 이해된다.
이와 함께, 도 5A-5E는 흡착 필터/부재(10)(도 5D 및 5E에서 묘사한 바와 같음)의 대안의 전형적인 구체예를 형성하는 방법의 구체예에 대한 유동도를 묘사한다.
도 5A는 간격을 두고 위치한 제 1 및 제 2 층 (30), (34)을 도해한다. 본 발명의 이 구체예는 도 5B에서 묘사한 바와 같이, 제 1 및 제 2 층 (30), (34) 사이의 폴리머 재료의 선택적 중간 층(42)를 성립시키는 것을 포함한다. 한 구체예에서, 중간 층(42)은 약 0.0065 인치(165.1 ㎛) 내지 약 0.0125 인치(317.5 ㎛) 범위의 두께를 갖는다. 비제한적 예에서, 중간 층(42)의 두께는 약 0.0095 인치(241.3 ㎛)이다. 중간 층(42)은 제 1 및 제 2 층 (30), (34)과 동일하거나, 유사하고 또는 상이할 수도 있는 것으로 해석된다. 또한, 중간 층(42)은 원하는 흡착 물질에 실질적으로 투과성일 수 있는 반면 흡착 매질(38)에 실질적으로 불투과성일 수도 있다. 한 구체예에서, 중간 층(42) 기공 또는 메시 크기는 제 1 및 제 2 층 (30), (34) 보다 원하는 기체 흡착 물질에 실질적으로 더 투과성일 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 층 (30), (34)의 기공 크기 보다 더 큰 중간 층(42)의 기공 크기는 흡착 매질(38)에 대한 실질적으로 증대된 현탁액을 유리하게 제공하여 매질이 필터/부재(10) 내에서 바람직하지 않게 응집되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 향상된현탁액은 흡착 재료(38)의 이용가능한 표면을 증가시켜서 원하는 흡착 물질을 흡착할 수도 있다. 한 구체예에서, 기공 크기는 약 200 ㎛ 내지 약 1000 ㎛의 범위일 수도 있다. 추가적 비제한적 구체예에서, 중간 층(42) 기공 크기는 약 250 ㎛ 내지 약 350 ㎛ 이다. 제 1 및 제 2 층 (30), (34)에서와 같이, 중간 층(42) 폴리머 재료를 함께 고정하기 위해, 이러한 고정이 기계적 방식 이외의 것에 의해 이루어지는 경우, 중간 층(42) 폴리머 재료가 제 1 및 제 2 층(30), (34)과 화학적으로 충분히 유사한 것이 바람직하다.
도 5B에 나타낸 바와 같이, 중간 층(42)의 첨가는 제 1 층(30) 및 중간 층(42) 사이에 배치된 제 1 영역(36)을 형성하고 또한 중간 층(42) 및 제 2 층(34) 사이에 배치된 제 2 영역(40)을 형성한다. 제 1 및 제 2 영역(36), (40)의 두께는 다른 인자들 중에서, 제 1 층(30), 제 2 층(34), 및 중간 층(42)의 위치 결정에 의존적일 수도 있는 것으로 해석된다. 한 구체예에서, 제 1 및 제 2 영역(36), (40)의 각각의 두께는 약 0.008 인치(203.2 ㎛) 내지 약 0.12 인치(3,048 ㎛)의 범위이다. 특이적 비제한적 실시예에서, 각각 제 1 및 제 2 영역(36), (40)의 두께는 약 0.02 인치(508 ㎛) 내지 약 0.08 인치(2,032 ㎛)의 범위이다.
도 5C에 관하여, 제 1 및 제 2 영역(36), (40)은 앞서 언급한 흡착 매질(38) 의 정해진 양으로 채워지도록 적합하게 될 수도 있다. 제 1 및 제 2 영역(36), (40)의 두께를 결정하는 경우, 인자들이 고려될 수 있는 것으로 해석된다. 인자들의 예는 흡착될 흡착 물질의 양; 흡착 매질(38)의 흡착력; 영역(36), (40)의 두께 및 길이; 흡착 매질(38)의 입자 크기; 및 필터/부재(10)의 고정 시 영역(36), (40)에 바람직한 흡착 매질(38)의 양을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다(도 5D 및 5E 참조).
중간 층(42)은 실질적으로 모든 흡착 매질(38)이 필터/부재(10)의 동일한 영역에 위치되지 않도록 디바이더로 작용할 수도 있는 것으로 해석된다. 중간 층(42)의 첨가 및 흡착 매질(38)의 분리는 유리하게 고정(예를 들어, 용접) 공정을 용이하게 할 수도 있으며, 각각의 제 1 및 제 2 층(30), (34)이 중간 층(42)에 고정될 수도 있기 때문이다. 이러한 고정은 흡착 매질(38) 내지 층(42)의 두께의 일부를 통과하는 반면, 중간 층(42)가 없는 경우, 층(30), (34)의 고정은 실질적으로 흡착 매질(38)의 전체 두께를 통과할 수도 있다(제 1 및 제 2 층(30), (34)는 서로 결합된 후에 매질(38)이 필터(10)에 첨가되지 않는다면). 또한, 중간 층(42)은 유리하게 추가적 부분 및/또는 추가 비용 없이 필터/부재(10)의 강성을 증가시킬 수도 있다. 이러한 부가된 강성은 프레임이 필터/부재(10)를 함유할 필요성 을 제거하는데 도움이 되는 것으로 생각된다. 그러나, 프레임이 특정한 말단 사용에 바람직한 경우, 또한, 필터/부재(10)가 유리하게 프레임 내에 이용될 수 있는 것으로 해석된다(도시하지 않음).
도 5D 및 5E는 각각의 영역(36), (40)을 복수의 실질적으로/부분적으로 밀봉 된 제 1 챔버(50) 및 실질적으로/부분적으로 밀봉된 제 2 챔버(54)로 나누는 복수의 고정 장치(44)를 묘사한다. 밀봉된 제 1 및 제 2 챔버(50), (54)는 그 안에 대부분의 또는 실질적으로 모든 흡착 매질(38)을 함유하는 것으로 해석된다. 또한, 챔버(52)와 유사한 복수의 챔버(50), (54)는 유리하게 필터(10) 전체에 흡착 매질(38)을 실질적으로 고르게 분포시키는 것으로 생각된다.
구체적으로 도 5E에 관하여, 본 발명의 구체예는 필터(10)에 복수의 장착 관통 구멍(56)을 형성하는 것을 포함한다(도 4D에 관하여 미리 설명한 바와 같음). 설명한 바와 같이, 장착 관통 구멍(56)은 필터(10)가 사용될 수 있는 장치(예를 들어, 자동차 공기 유도 시스템)에 흡착 필터(10)를 방출가능하게 고정시기거나 영구히 고정시키는데 도움이 되도록 적합하게 될 수도 있다. 또한, 장착 구멍(56)은 흡착 필터(10)를 원하는 표면에 또는 원하는 표면으로부터 떨어진 거리(이것의 비제한적 예는 자동차 엔진 공기 유도 시스템(12)임)에 장착시키도록 배열되는 부착 부재(64)를 수용하기에 적합하게 될 수도 있다.
본 명세서에서 개시된 방법의 구체예(들)은 원하는 바와 같은(그리고 본 명세서의 하기에서 더 논의되는 바와 같은) 접합 용접을 더 포함할 수도 있다. 이에 더하여, 방법은 흡착 필터/부재(10)를 정해진 형상으로 다이 컷팅하는 것을 포함할 수 있다. 필터(10)가 특정한 말단 사용을 위해 원하고/원하거나 바람직한 임의의 적절한 크기 및/또는 형상으로 절단될 수도 있는 것으로 이해될 것이다. 도 6은 필터(10)에 적합한 다이 컷 형상의 비제한적 예를 묘사한다. 이 도면에서, 외부 선(58)은 다이 컷 선을 나타내고, 선(58)의 내부 선은 접합 용접 선을 나타낸다. 필터(10)의 절단의 크기 및/또는 형상은 필터(10)의 말단 사용에 의해 일부 결정될 수도 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 필터(10)가 자동차 공기 유도 시스템(12)에 포함되는 경우, 필터(10)의 형상은 특정 시스템에 실질적으로 적합하도록 절단되는 것이 바람직하다. 또한, 필터(10)이 배치될 장치 보다 더 크게 절단될 수도 있는 것으로 해석된다. 이 구체예에서, 필터(10)는 필터(10)이 사용될 장치에 적합한 크기로 유리하게 접히거나 고정될 수도 있다.
이에 더하여, 필터/부재(10)는 임의의 적절한 수단, 예를 들어, 리빙 경첩(60)(또는 임의의 다른 적절한 경첩 부재)에 의해 필터(10)에 연결된 선택적으로 분절가능한 부재(62)를 포함할 수도 있다. 부재(62)는 필터(10)이 원하는 표면에 실질적으로 순응하도록 허용할 수도 있다. 부재(62)는 유리하게 층(30), (34), (38), (42)로부터 형성될 수도 있다.
본 발명의 다른 대안의 전형적인 구체예에서, 제 1 층(30), 제 2 층(34), 및 중간 층 (42)(사용되는 경우)은 재료의 위치 결정 및 성립 전에 정해진 형상으로 절단된다. 따라서, 층 (30), (34), (42)은 필터(10)가 형성된 다음 원하는 형상으로 절단되는 구체예와는 반대로, 필터(10)의 형성 전에 형상이 만들어질 수도 있다.
앞서 나타낸 바와 같이, 필터/부재(10)는 다양한 용도 및/또는 장치에서의 사용에 적합할 수도 있다. 비제한적 예에서, 필터(10)는 자동차 공기 유도 시스템(12)에서 사용되어 탄화수소 증발 방출을 포획할 수도 있다. 필터(10)를 사용한 후에, 재사용을 위해 재생 이용될 수도 있는 것으로 해석된다. 필터(10)의 재생은 증가된 기류, 온도 변화 흡착(TSA), 또는 압력 변화 흡착(PSA)에 의해 이루어질 수도 있다. TSA에서, 기체는 저온에서 흡착 매질(38)에 흡착되고, 이후에 온도가 올라갈 경우 흡착 매질로부터 탈흡착될 수 있다. 그러나 PSA에서, 기체는 고압에서 흡착 매질(38)에 흡착된 다음, 저온에서 흡착 매질(38)로부터 탈흡착될 수도 있다.
본 명세서에서 개시된 본 방법의 구체예에서, 각각의 성분 (30), (34), (38)(및 선택적으로 (42))들이 순서대로 적용되어 재료의 적층을 형성할 수 있으며, 이것을 고정하여 흡착 필터/부재(10)을 형성한다. 예를 들어, 폴리머 재료(34)의 제 2 층은 바닥 층에 위치될 수도 있고; 흡착 매질(38)의 층은 제 2 층(34) 위에 성립될 수도 있으며; 중간 층(42)은 선택적으로 흡착 매질(38)의 층 위에 성립될 수도 있으며;흡착 매질(38)의 추가 층은, 사용되는 경우, 중간 층(42) 위에 성립될 수도 있고; 폴리머 재료(30)의 제 1 층은 흡착 매질(38)의 층(추가 층) 위에 성립될 수도 있다. 후속하여, 재료/층 (30), (34), (38), 및 선택적으로 (42)의 적층이 정해진 장소에 고정되어 복수의 실질적으로/부분적으로 밀봉된 챔버(52), 또는 제 1 및 제 2 챔버 (50), (54)를 갖는 흡착 필터(10)를 형성할 수도 있다.
도 7에 관하여, 필터(10)의 대안의 전형적인 구체예를 나타낸다. 필터(10)는 제 1 및 제 2 폴리머 층(30), (34), 및 흡착 매질(38)(감춤선으로 나타냄)과 함께 부분적으로 밀봉된 챔버(52)를 포함한다. 접합 용접(66)은 나타낸 바와 같이 외부 주변 및, 나타낸 바와 같이 리빙 경첩 영역(60') 부근으로 확장된다(리빙 경첩은 사용될 수 있는 적절한 경첩 부재(60')의 단지 한가지 예인 것으로 해석됨). 추가적으로, 필터(10)가 실질적으로 영구적으로 도 8-10에 나타낸 바와 같은 일반적인 U 자형 배열로 형성되는 경우, 영역(60')은 경첩 부재가 아닐 수도 있으나, 원하는 경우, 적절한 연결 벽/부재(60')일 수도 있다. 영역(60') 부근의 접합 용접(66)은 리빙 경첩(60')으로서 영역 (60')의 사용/굽힘을 촉진할 수도 있다.
선택적으로, 제 1 및 제 2 폴리머 층 (30), (34) 각각의 외부 표면 (46), (48) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 표시를 할 수도 있다. 표시는 임의의 적절한 공정에 의해 적용될 수도 있으며, 원하는 경우, 임의의 적절한 표시일 수도 있으며, 이것의 비제한적 예는 알파벳 등의 숫자와 문자의 표시, 그래픽적 표시 등을 포함한다. 나타낸 바와 같이, 표시는 "123 Corp., Jan.1, 0000"이라고 읽힌다.
도 8에 나타낸 구체예에서, 증발 방출 필터/탄화수소 흡착제(10)는 (또는 선택적으로, 실질적으로 영구적으로 이와 같이 형성될 수도 있음) U 자형 또는 기타 형상(예를 들어, 삼각형, 평행사변형, 사다리꼴 등)으로 포개지며, 여기서 증발 방출 필터(10)는 제 2 부재(72)와 대마주 보는 위치 관계로 배치된 제 1 부재(70)를 포함하며, 이때 리빙 경첩(60')은 그들이 서로 평행한 경우, 제 1 부재(70) 및 제 2 부재(72) 사이의 영역의 폭을 한정할 수도 있다. 대안으로, 제 1 부재(70) 및 제 2 부재(72)는 서로 각을 이루어 배치될 수도 있다. 이 구체예에서, 제 2 부재(72)의 관통 구멍(56)은 열간 압연 핀(64)의 제 1 어깨 부분(74) 보다 더 작게 형성되거나 이것에 의거하여 형성되는 반면, 제 1 부재(70)의 관통 구멍(56)은 열간 압연 핀(64)의 제 2 어깨 부분 (74) 보다 더 작게 배열되거나 이것에 의거하여 배열된다. 설명되는 바와 같이, 제 2 어깨 부분(76)은 제 1 어깨 부분(74) 보다 더 작고, 따라서 탄화수소 흡착제(10)가 핀(64) 위에 위치되는 경우, 어깨 부분(65)은 서로 떨어져서, 및 핀(64)이 확장하는 하우징(14)의 내부 표면으로부터 떨어져서 제 1 부재(70) 및 제 2 부재(72)에 위치한다. 핀(64)의 일부가 제 1 부재(70)로부터 뻗어 나오고 열간 압연되어 제 1 부재(70)의 개구부 보다 더 큰 크기인 열간 압연 부분을 형성하며, 따라서, 제 1 부재(70)의 제거를 실질적으로 방지한다. 이것은 오염된 공기 필터(16)를 변화시키기 위해 열릴 수 있는 2 조각의 하우징(14)(이것의 1/2를 도 9에 나타냄)을 포함할 수도 있으므로, 특히 이로울 수 있다. 따라서, 필터(10)의 실질적으로 영구적인 고정은 공기 필터(16) 교환 중에 필터(10)가 제거되는 것을 방지하며, 이는 필터(10)가 일반적으로 대체가 필요치 않은 품목이기 때문이다.
또한, 필터(10)는 실질적으로 평면 배열 및/또는 원하는 바와 같은 임의의 다른 적절한 배열로 설치될 수도 있는 것으로 해석된다. 외부에 마주 보는 제 1 폴리머 층(30)의 외부 표면(46)과 함께 포개지고/형성된 것으로 나타내지지만, 원하는 경우, 그것은 제 2 폴리머 층(34)의 외부 표면(48)이 외부에 면하도록 포개질 수도 있는 것으로 해석된다. 또한, 이 구체예는 관통 구멍(56)의 각종 형상, 크기 및/또는 배열의 예를 보여준다.
도 9 및 10에 관하여, 필터(10)는 에어박스(14)의 상단 표면에 설치되는 것으로 나타난다. 열간 압연은 부착 부재(64)의 비제한적 실시예로서 나타난다. 도 9 및 10에 나타낸 바와 같이 원하는 표면(예를 들어, 에어박스(14))으로 어셈블리한 후에, 원하는 표면으로부터 필터(10)의 제거를 실질적으로 방지(및/또는 어렵게) 하기 위해 필터(10)의 외부로 튀어나온 열간 압연(64)의 부분에 임의의 적절한 공 정을 선택적으로 사용할 수도 있다(이러한 열간 압연(64)의 처리는 도 9 및 10에 도시하지 않음).
본 명세서에서 상기 언급하고, 도 10에 최적으로 나타낸 바와 같이, 필터(10)는 "떨어져 있는" 방식으로 원하는 표면에 부착될 수도 있다. 이러한 방식으로, 복합 기체 흡착 물질 유동 경로가 제공되며, 하나는 필터(10)와 원하는 장착 표면(예를 들어, 에어박스(14)의 내부) 사이에 하나; 그리고 필터(10)와 에어박스(14)의 나머지 사이에 다른 하나이다. 이것은 기체 흡착 물질이 노출되는 흡착 매질(38)의 표면을 최대화할 수도 있다. 이에 더하여, 도 10에 나타낸 필터(10)의 대략 U 자형 배열에서, 제 3 기체 흡착 물질 유동 경로가 필터(10)의 2개의 마주 보는 부재 사이에 유리하게 형성될 수도 있으며, 이 부재는 부재/경첩 부재(60')를 연결하여 정해진 거리에 떨어져서 위치할 수도 있다.
필터(10)를 형성하기 위한 비제한적 방법은 제 1 폴리머 층(30)을 열성형하여(원하는 경우 등에, 제 2 폴리머 층(34)은 열 성형된 층일 수 있는 것으로 해석될 수도 있음) 웰(이것은 챔버(52)의 표면이 됨)을 형성하는 단계; 제 2 폴리머 층(34)(또는 제 2 층(34)이 열성형되는 경우, 제 1 폴리머 층(30))을 제 1 폴리머 층(30)에 용접(예를 들어, 초음파 용접)하고, 부분적으로 밀봉된 챔버(52)에 고정 장치(44)(이것의 비제한적 예는 스폿 용접을 포함함) 및 접합 용접(66)을 형성하는 단계(선택적으로 매질(38) 진입의 영역으로서 임시 개방 영역(68)을 남김); 영역(68)을 통해 흡착 매질(38)로 챔버(52)를 채우는 단계; (만약 한다면) 용접에 의해 영역(68)을 막는 단계; 원하는 형상으로 필터(10)를 다이 컷팅하는 단계; 및 원 하는 영역에서 관통 구멍(56)을 구멍을 뚫는 단계를 포함한다. 매질(38)은 다른 층(34) 또는 (30)의 배치 전 또는 실질적으로 동시에 열 성형 층 (30) 또는 (34) 위에 배치될 수도 있으며, 2개의 층 (30), (34)은 그 사이의 흡착 배지(38)과 함께 고정(예를 들어, 용접에 의해)될 수도 있는 것으로 해석된다. 이 경우에, 일반적으로 임시 개방 영역(68)을 남겨둘 필요가 없을 것이다.
또한, 원하는 경우, 본 명세서에서 설명한 바와 같은 각종 구체예에 따라 다른 적절한 방법을 사용하여 필터(10)를 형성할 수도 있는 것으로 해석된다. 필터(10)를 만드는 임의의 적절한 비제한적 실시예 및 그것들의 일부 이점들은 하기와 같다.
상기 언급한 열 성형 구조는 제 1 층 재료(예를 들어, (30) 또는 (34))를 지탱한 다음, 층(30) 또는 (34)을 열에 의해 성형 형상 다이(80)와 접촉시켜서 생성할 수도 있다. 도 11에서 설명한 바와 같이, 다이(80)는 필터(10)의 외관을 제공하도록 배열된다. 일부 외관은 (86)에 나타낸 것들이며, 이것은 웰(이후 챔버(52)를 형성함)이 될 것이며; 다른 외관은 (88)에 나타낸 것들이며, 이것은 그 위에/그 가운데/그것을 통하여 배치된 고정 장치(44)를 갖는 영역이 될 것이다. 방법 중 이 단계는 웰(상기 언급한)을 시트/층 (30) 및/또는 재료의 부분으로 형성한다. 이어서(또한 상기 언급한 바와 같이 또는 이후에)이 웰을 흡착 매질(38)로 채울 수도 있다. 후속하여, 제 2, 실질적으로 평면 시트/층(예를 들어, (34) 또는 (30))을 열 봉합, 진동 용접, 음파 용접 등의 어느 것에 의해 도포할 수도 있으며, 여기서 제 2 층은 제 1 층 위에 배치되며, 제 2 층은 다른 다이(82) 위에 놓이고, 이것은 용 접 공정(예를 들어, 제 2 층에 대한 제 1 층의 음파 용접)에 의해 형성되는 외관/접합 (84)을 제공한다. 후속하여, 어셈블리는 필터(10)의 주변과 맞는 형상을 갖는 다이 주형을 사용하여 최종 원하는 형상으로 다이 컷팅 될 수도 있다.
적절한 방법의 다른 예는 삽입 몰드 프레임 설계이다. 이것은 사출 성형 도구를 사용하고, 절단 전 형상 패브릭 (30) 또는 (34)를 삽입하는 것이 고려된다. 후속하여 몰드는 필요한 경우 포켓팅(챔버(52)를 형성함) 및 프레임을 제공한다. 후속하여, 포켓을 흡착 매질(38)로 채운 다음, 패브릭 (34) 또는 (30)의 제 2 층을 도포하여 매질(38)을 유지시킨다.
적절한 방법의 또 다른 예는 압출 성형 개념이다. 이 방법은 매질(38) 및 폴리 섬유의 혼합물을 고르게 압출 성형한다. 후속하여, 열을 사용하여, 압출 성형된 폴리 외부 층(30), (34)을 각각의 면에 도포한다. 이어서, 이 압출 성형된 매트를 다이 컷팅하여 형상을 만들 수도 있다. 이어서 다이 컷팅 부분을 상기 언급한 구조 중 어느 것에 위치시킬 수도 있으며, 또는 매질(38) 가장자리를 열 봉합하거나 음파 봉합 중 어느 것을 허용하여 매질(38)을 유지시키기에 매우 충분한 외부 층을 가질 수도 있다.
적절한 방법의 추가적 예는 거품 제조 공정에 의해 성형한 다음, 다이 컷팅하여 형상을 만든, 거품 구조이다.
열 성형 구조는 매질(38)이 추가적 성분(예를 들어, 프레임)을 추가하지 않고서 가방-유사 구조로 유지될 수 있는 로딩 응력을 제한할 수도 있는 포켓 개념을 제공한다. 삽입 성형된 프레임 구조는 매질(38) 분포에서 조차도 포켓을 제공할 뿐 만 아니라, 기류 직선화 조건 하에 유용할 수도 있는 강성을 제공할 수 있다. 전체적으로 실질적으로 고르게 분산된 부직성 외부 지지체 및 유사 내부 섬유재를 갖는 압출 성형된 구조는 한정된 영역에 걸쳐서 매질(38)의 고도로 억제된 분포를 제공한다. 거품 구조는 단순화된 제조 공정을 제공한다.
방법의 구체예(들) 및 흡착 필터/부재(10)는 다음을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 많은 이점들을 제공한다. 필터(10)에 사용된 흡착 매질(38)의 양이 감소되며 동시에, 흡착 매질의 노출 표면적을 유리하게 증가시킬 수도 있다. 어떤 이론에 구애받지 않고서, 이 특징은 원하는 흡착 물질과의 상호작용 가능성 및 후속적 포획을 유리하게 증가시킬 수도 있다. 이에 더하여, 흡착 필터(10)는 모든 흡착 매질(38)이 필터(10)의 동일 영역에 위치되는 것을 실질적으로 방지하는 선택적 중간 층(42)을 포함할 수도 있으며, 이렇게 하여 층(42)에 각각 층(30), (34)을 고정시키는 것을 유리하게 보조할 수도 있다. 이에 더하여, 층(42)은 흡착 매질(38)의 현탁액을 실질적으로 증가시킬 수도 있으며, 이렇게 하여 흡착 매질(38)의 이용가능 표면적을 유리하게 증가시킬 수도 있다. 또한, 중간 층(42)은 필터(10)의 강성을 유리하게 제공할 수도 있다. 이에 더하여, 흡착 필터(10)의 구체예는 유리하게 필터(10)의 설치를 용이하게 하기에 충분한 가요성을 가질 수도 있으며 동시에 스크린 메시 및/또는 프레임에 대한 필요성을 실질적으로 방지하기에 충분한 강성을 유지할 수도 있다. 이것은 추가적 재료에 대한 필요성을 유리하게 감소시킬 수도 있고, 따라서 제조 비용의 감소를 초래할 수도 있다. 더 추가적으로, 필터(10)의 구체예는 결합제를 첨가하지 않고서 루스 흡착 매질(38)을 포함하며, 따라서 실질적 으로 필터(10)의 흡착력을 증가 및/또는 유지시킨다.
본 발명의 몇 가지 구체예를 상세히 설명하였으며, 개시된 구체예가 변형될 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 상기 설명은 제한적이기 보다는 전형적인 것으로 고려될 것이며, 본 발명의 진정한 범주는 하기 청구항에서 정의되는 바이다.

Claims (54)

  1. 공기 필터 하우징 및 공기 유입 유동 통로를 갖는 엔진 공기 유도 시스템을 위한 증발 방출 필터로서,
    상기 증발 방출 필터는 공기 유입 유동 통로의 사실상 외부에서 공기 도입 시스템 내에 배치된 탄화수소 증기-흡착 부재를 포함하며,
    상기 증기-흡착 부재는
    외부 표면을 갖는 가요성 폴리머 재료의 제 1 층;
    제 1 층 및 제 2 층 사이에 영역이 형성되도록 제 1 층으로부터 이격되어 있는 외부 표면을 갖는 가요성 폴리머 재료의 제 2 층;
    제 1 층과 제 2 층의 외부 표면을 가로질러 정해진 영역에 위치된 복수의 고정 장치, 상기 복수의 고정 장치는 제 1 층의 외부 표면에서부터 제 2 층의 외부 표면으로 연장되며, 상기 복수의 고정 장치는 영역을 복수의 부분적으로 밀봉된 챔버들로 분할한다);
    복수의 부분적으로 밀봉된 각 챔버 내에 배치된 정해진 양의 흡착 매질(복수의 부분적으로 밀봉된 챔버는 필터 전체를 통해 흡착 매질이 실질적으로 균일하게 분포되도록 적합하게 된다); 및
    공기 유도 시스템 내에 증발 방출 필터를 장착하기 위한 커플링 부재를 포함하며,
    여기서 제 1 층 및 제 2 층의 각각의 폴리머 재료는 탄화수소 증기에 투과성 인 기공을 포함하며, 제 1 층 및 제 2 층의 각각의 폴리머 재료 기공은 흡착 매질에 실질적으로 불투과성이고;
    여기서, 엔진 정지 후에 공기 유도 시스템에 존재하는 탄화수소 증기는 엔진 시동 후 공기 유도 시스템을 통해 공기가 흐를 때까지 실질적으로 흡착 부재에 보0유되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 공기 유도 시스템은 공기 공명기를 포함하며, 하우징은 공기 필터를 함유하고, 증발 방출 필터는 공기 공명기 및 공기 필터 하우징 중 적어도 하나의 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  3. 제 2 항에 있어서, 공기 공명기는 공기 유도관 및 하우징 중 적어도 하나에 유체 연통하여 부착되고, 증발 방출 필터는 공기 공명기 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  4. 제 2 항에 있어서, 증발 방출 필터는 하우징의 깨끗한 공기 면 위의 공기 필터 하우징 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  5. 제 2 항에 있어서, 증발 방출 필터는 하우징의 오염된 공기 면 위의 공기 필터 하우징 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  6. 제 2 항에 있어서, 제 2 증발 방출 필터를 더 포함하며, 여기서 증발 방출 필터는 하우징의 깨끗한 공기 면 위의 공기 필터 하우징 내에 장착되고, 상기 제 2 증발 방출 필터는 하우징의 오염된 공기 면 위의 공기 필터 하우징 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  7. 제 2 항에 있어서, 적어도 2개의 추가적 증발 방출 필터를 더 포함하며, 여기서 증발 방출 필터 중 하나는 하우징의 적어도 3개의 내벽 위에 장착되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  8. 제 1 항에 있어서, 흡착 부재는 그것의 주성분으로서 활성 탄소, 제올라이트, 시클로덱스트린, 소수성 셀룰로스, 액상 흡착 물질, 및 그들의 혼합물 중 적어도 한 가지를 포함하는 탄화수소 증기-흡착 재료를 갖는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  9. 제 8 항에 있어서, 탄화수소 증기-흡착 재료는 활성 탄소인 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  10. 제 2 항에 있어서, 엔진이 가동되는 동안 탄화수소 증기-흡착 부재를 물 및 오염물질 중 적어도 하나로부터 보호하기 위한 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  11. 제 10 항에 있어서, 보호 부재는 경첩식 플랩퍼 및 루바 중 적어도 1가지인 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  12. 제 1 항에 있어서, 커플링 부재는 증발 방출 필터가 원하는 표면으로부터 이격되어 장착되도록 배열되며, 이로써 원하는 표면과 제 1 층 및 제 2 층의 다른 외부 표면의 나머지 사이에 제 2 기체 흡착 물질 유동 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  13. 제 1 항에 있어서, 흡착 매질은 탄소-기재 재료, 제올라이트, 규산 알루미늄, 실리카 겔, 시클로덱스트린, 실리콘, 및/또는 그들의 혼합물 중 적어도 1가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  14. 제 13 항에 있어서, 탄소 기재 재료는 과립 탄소 입자를 포함하며, 입자는 약 100 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 크기 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  15. 제 1 항에 있어서, 정해진 양의 흡착 매질은, 부분적으로 밀봉된 챔버의 면 당, 약 0.1 g/평방 인치 내지 약 1 g/평방 인치의 범위인 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  16. 제 1 항에 있어서, 제 1 층과 제 2 층 사이에 배치된 가요성 폴리머 재료의 중간층을 더 포함함으로써 제 1 층과 중간 층 사이에 배치된 제 1 영역, 및 중간 층과 제 2 층 사이에 배치된 제 2 영역을 형성하며, 여기서 복수의 고정 장치는 제 1 영역 및 제 2 영역을 각각 복수의 부분적으로 밀봉된 제 1 챔버 및 부분적으로 밀봉된 제 2 챔버들로 분할하고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 챔버들은 흡착 매질을 수용하기에 적합한 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  17. 제 16 항에 있어서, 중간 층은 필터에 강성을 부가하기에 적합한 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  18. 제 16 항에 있어서, 중간 층은 원하는 흡착 물질에 투과성이고, 흡착 매질에 는 실질적으로 불투과성인 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  19. 제 18 항에 있어서, 중간 층은 제 1 층 및 제 2 층의 기공보다 원하는 흡착 물질에 대해 더 투과성인 기공을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  20. 제 1 항에 있어서, 흡착 매질은 약 30 평방 인치 내지 약 200 평방 인치의 범위에 이르는 노출 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  21. 제 1 항에 있어서, 폴리머 재료의 제 1 층 및 폴리머 재료의 제 2 층 중 적어도 하나는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 비닐 공중합체, 폴리카보네이트, 아세탈, 염화 폴리비닐, 폴리아미드, 및 그들의 혼합물 중 적어도 1가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  22. 제 1 항에 있어서, 복수의 고정 장치는 접착제, 리벳 및 용접 중 적어도 1가지를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  23. 제 22 항에 있어서, 용접은 음파 용접, 진동 용접, 열 업세트 용접 및 레이저 용접 중 적어도 1가지인 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  24. 제 1 항에 있어서, 필터는 반복 사용을 위해 재생되기에 적합한 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  25. 제 24 항에 있어서, 필터의 재생은 기류의 증가, 온도 변화 흡착, 및 압력 변화 흡착 중 1가지에 의해 성립되는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  26. 제 1 항에 있어서, 필터는 원하는 표면에 관하여 필터를 실질적으로 합치시키기에 적합한 적어도 하나의 선택적으로 분절가능한 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  27. 제 12 항에 있어서, 커플링 부재는 열간 압착 핀인 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  28. 제 1 항에 있어서, 필터는 프레임 없는 증발 방출 필터인 것을 특징으로 하는 증발 방출 필터.
  29. 제 1 폴리머 재료를 열 성형하여 그 안에 적어도 하나의 웰을 형성하는 단계;
    제 1 폴리머 재료를 제 2 폴리머 재료에 고정시킴으로써, 적어도 하나의 웰로부터 적어도 하나의 부분적으로 밀봉된 챔버를 형성하는 단계;
    제 1 폴리머 재료를 제 2 폴리머 재료에 고정하기 전 또는 후에 적어도 하나의 챔버를 정해진 양의 흡착 매질로 채우는 단계로, 여기서 적어도 하나의 챔버는 그 안에 흡착 매질을 가지고; 및
    부재에 복수의 관통 구멍을 형성하는 단계로, 상기 관통 구멍은 제 1 재료의 외부 표면에서부터 제 2 재료의 외부 표면까지 연장되며, 부재를 원하는 표면에 장착하기 위한 부착 부재를 수용하기에 적합하다;
    를 포함하며,
    여기서, 제 1 및 제 2 폴리머 재료 각각은 원하는 흡착 물질에 투과성인 기공을 포함하고, 제 1 및 제 2 폴리머 재료 각각의 기공은 흡착 매질에는 실질적으 로 불투과성인 것을 특징으로 하는, 원하는 기체 물질을 흡착하기 위한 흡착 부재의 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 복수의 부착 부재를 각각 관통 구멍에 삽입시키는 단계를 더 포함하며, 여기서 부착 부재는 원하는 표면으로부터 이격하여 흡착 부재를 장착시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 29 항에 있어서, 흡착 부재를 원하는 표면에 실질적으로 합치되는 형상으로 다이 컷팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 29 항에 있어서, 원하는 표면에 부재를 실질적으로 합치시키기 위해 이탈식 경첩에서 부재의 적어도 한 부분을 선택적으로 분절시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 29 항에 있어서, 제 1 폴리머 재료 및 제 2 폴리머 재료를 이러한 재료를 배치하기 전에 정해진 형상으로 컷팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 29 항에 있어서, 흡착 매질은 약 30 평방 인치 내지 약 200 평방 인치 범위의 노출 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 29 항의 방법에 의해 형성된 흡착 필터.
  36. 내연 엔진용 공기 유도 시스템으로서,
    상기 공기 유도 시스템은 직접 기류 통로를 갖고, 공기 필터, 공기 필터를 함유하는 하우징, 및 증발 방출 필터를 포함하며,
    상기 증발 방출 필터는
    직접 기류 통로의 실질적으로 외부에서 하우징 내에 배치되고, 공기 필터 하우징에 장착되는, 탄화수소 증기-흡착 부재를 포함하고, 여기서 증기-흡착 부재는
    외부 표면을 갖는 가요성 폴리머 재료의 제 1 층;
    제 1 층과 제 2 층 사이에 영역을 형성하도록 제 1 층으로부터 이격되어 위치된 외부 표면을 갖는 가요성 폴리머 재료의 제 2 층;
    제 1 층과 제 2 층의 외부 표면을 가로질러 정해진 영역에 위치되는 복수의 고정 장치, 복수의 고정 장치는 제 1 층의 외부 표면에서부터 제 2 층의 외부 표면까지 연장되며, 복수의 고정 장치는 상기 영역을 복수의 부분적으로 밀봉된 챔버들로 분할하고;
    부분적으로 밀봉된 챔버들의 각 내부에 배치된 정해진 양의 흡착 매질, 복수의 부분적으로 밀봉된 챔버는 필터를 통해 흡착 매질을 실질적으로 균일하게 분포하기에 적합하고; 및
    하우징 내에 증발 방출 필터를 장착하기 위한 수단
    을 포함하며,
    여기서, 제 1 및 제 2 층 폴리머 재료 각각은 하우징 내부의 탄화수소 증기에 투과성인 기공을 포함하고, 여기서 제 1 및 제 2 층 폴리머 재료 각각의 기공은 흡착 매질에는 실질적으로 불투과성이고,
    여기서, 엔진 정지 후 공기 유도 시스템에 존재하는 탄화수소 증기는 엔진 시동 후 공기 유도 시스템을 통하여 공기가 흐를 때까지 흡착 부재에 실질적으로 보유되는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 공기 유도 시스템.
  37. 제 36 항에 있어서, 장착을 위한 수단은 복수의 열간 압연 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 유도 시스템.
  38. 제 36 항에 있어서, 하우징은 공기 필터의 제거 및 교체를 용이하게 하기 위해 제 2 하우징 부분에 제거가능하게 고정된 제 1 하우징 부분을 더 포함하고, 여기서 탄화수소 증기-부착 부재는 제 1 하우징 부분 또는 제 2 하우징 부분 중 어느 것에 영구적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 공기 유도 시스템.
  39. 투과성 재료의 제 2 층에 고정된 재료의 제 1 투과성 층을 포함하는 탄화수소 흡착제로서, 탄화수소 흡착 매질의 층은 제 1 투과성 층과 제 2 투과성 층 사이에 배치되며, 탄화수소 흡착제는 경첩 부분에 의해 서로 각각 고정되는 제 1 부분 및 제 2 부분을 한정하도록 배열되고, 제 1 부분은 제 2 부분에 마주하여 이격된 관계로 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 탄화수소 흡착제.
  40. 제 39 항에 있어서, 제 1 부분은 제 2 부분 주변과 동일한 주변을 갖는 것을 특징으로 하는 탄화수소 흡착제.
  41. 제 39 항에 있어서, 경첩 부분의 폭은 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 마주하여 이격된 관계로 한정되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 흡착제.
  42. 제 39 항에 있어서, 탄화수소 흡착제는 복수의 고정 부분을 더 포함하며, 여기서 제 1 투과성 층은 제 2 투과성 층에 고정되고, 어떤 흡착 재료도 그들 사이에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 탄화수소 흡착제.
  43. 제 42 항에 있어서, 고정 부분은 제 1 투과성 층과 제 2 투과성 층 사이에서 흡착 재료의 균일한 분산을 돕는 것을 특징으로 하는 탄화수소 흡착제.
  44. 제 42 항에 있어서, 고정 부분은 그 안에 배치된 장착 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 탄화수소 흡착제.
  45. 탄화수소 흡착제의 제 1 부분을 하우징의 대략 복수의 열간 압연 부재에 위치시키는 단계로, 제 1 부분은 하우징에 관하여 마주하여 이격된 관계로 배치되고;
    탄화수소 흡착제의 제 2 부분을 제 1 부분 및 복수의 열간 압연 부재 위에 포개는 단계로, 제 2 부분은 제 1 부분에 관하여 마주하여 이격된 관계로 배치되고; 및
    탄화수소 흡착제를 복수의 열간 압연 부재에 확고하게 고정시키기 위해 복수의 열간 압연 부재에 열을 가하는 단계
    를 포함하는 공기 유도 시스템의 하우징에 탄화수소 흡착제를 고정하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 탄화수소 흡착제는 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 배치된 경첩 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 45 항에 있어서, 복수의 열간 압연 부재는 각각 제 1 부분과 맞물리도록 배열된 제 1 어깨 부분 및 제 2 부분과 맞물리도록 배열된 제 2 어깨 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 47 항에 있어서, 제 1 어깨 부분은 제 2 어깨 부분 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 1 투과성 층을 다이 위에 배치하는 단계;
    복수의 수용 영역을 갖는 배열로 제 1 투과성 층을 열 성형하는 단계;
    평평한 제 2 투과성 층의 일부를 제 1 투과성 층에 용접하는 단계로, 상기 복수의 수용 영역이 그들 사이에 배치되며, 복수의 영역은 제 1 투과성 층의 주변에 접근 가능하고;
    복수의 수용 영역을 탄화수소 흡착 재료로 채우는 단계; 및
    탄화수소 재료가 복수의 수용 영역에 배치된 후에 제 1 투과성 층의 주변을 실링하는 단계
    를 포함하는 탄화수소 흡착제의 제조 방법.
  50. 원하는 기체 흡착 물질을 흡착하기 위한 흡착 필터로서, 상기 필터는
    제 1 부재;
    제 1 부재로부터 정해진 거리에 마주보고 배치된 제 2 부재; 및
    제 1 부재와 제 2 부재를 결합시키는 경첩 부재를 포함하고,
    여기서, 각각의 제 1 부재 및 제 2 부재는
    외부 표면을 갖는 가요성 폴리머 재료의 제 1 층;
    제 1 층과 제 2 층 사이에 영역을 형성하도록 제 1 층으로부터 이격되어 배치된 외부 표면을 갖는 가요성 폴리머 재료의 제 2 층;
    제 1 층과 제 2 층의 외부 표면을 가로질러 정해진 영역에 위치된 복수의 고정 장치, 복수의 고정 장치는 제 1 층의 외부 표면에서부터 제 2 층의 외부 표면까지 연장되며, 여기서 복수의 고정 장치는 상기 영역을 복수의 적어도 부분적으로 밀봉된 챔버들로 분할하고;
    복수의 적어도 부분적으로 밀봉된 챔버의 각각에 배치된 정해진 양의 흡착 매질, 복수의 적어도 부분적으로 밀봉된 챔버는 필터 전체를 통하여 흡착 매질을 실질적으로 균일하게 분포하기에 적합하고;
    제 1 층의 외부 표면에서부터 제 2 층의 외부 표면까지 연장되며, 원하는 표면에 필터를 장착하기 위한 부착 부재를 수용하기에 적합한 복수의 관통 구멍; 및
    제 1 및 제 2 층의 외부 표면 중 적어도 하나와 기체 연통되는 적어도 하나의 기체 흡착 물질 유동 통로
    를 포함하며,
    여기서, 제 1 및 제 2 층 폴리머 재료 각각은 기체 흡착 물질에 투과성인 기공을 포함하며, 제 1 및 제 2 층 폴리머 재료 각각의 기공은 흡착 매질에는 실질적으로 불투과성인 것을 특징으로 하는 흡착 필터.
  51. 제 50 항에 있어서, 원하는 표면은 직접 기류 통로를 갖는 자동차 공기 유도 시스템이고, 기체 흡착 물질은 증발 탄화수소 방출물이며, 여기서 공기 유도 시스템은 공기 공명기 및 공기 필터를 함유하는 하우징을 포함하고, 여기서 필터는 공기 공명기 및 공기 필터 하우징과 직접 기류 통로의 실질적 외부 중 적어도 하나에 장착되는 것을 특징으로 하는 필터.
  52. 제 49 항의 방법에 의해 형성된 탄화수소 흡착제.
  53. 다음을 포함하는 탄화수소 증기를 흡착하기 위한 흡착 필터로서,
    외부 표면을 갖는 가요성, 직조 폴리머 재료의 제 1 층;
    외부 표면을 갖는 제 1 층으로부터 이격되어 있는 가요성, 직조 폴리머 재료의 제 2 층;
    제 1 층과 중간 층 사이에 배치된 제 1 영역, 및 중간 층과 제 2 층 사이에 배치된 제 2 영역을 형성하도록 제 1 층과 제 2 층 사이에 배치된 가요성 폴리머, 직조 재료의 중간 층;
    제 1 층과 제 2 층의 외부 표면을 가로질러 정해진 영역에 위치된 복수의 스폿 용접, 복수의 스폿 용접은 제 1 층의 외부 표면에서부터 중간 층을 거쳐서 제 2 층의 외부 표면까지 연장되며, 여기서 복수의 스폿 용접은 제 1 및 제 2 영역을 각각 복수의 실질적으로 밀봉된 제 1 챔버 및 실질적으로 밀봉된 제 2 챔버들로 분할하며, 상기 복수의 제 1 및 제 2 챔버들은 필터에 강성을 부가하기에 적합하고;
    복수의 실질적으로 밀봉된 제 1 및 제 2 챔버의 각각에 배치된 정해진 양의 흡착 매질;
    제 1 및 제 2 층의 외부 표면 중 하나와 기체 연통되는 탄화수소 증기 유동 통로; 및
    원하는 표면에 필터를 장착하기 위한 수단, 여기서 장착 수단은 흡착 필터를 원하는 표면으로부터 이격하여 장착하도록 배열되며, 이로써 원하는 표면과 제 1 및 제 2 층의 외부 표면 외 나머지 사이에 제 2 탄화수소 증기 유동 통로가 형성되고;
    여기서, 제 1 및 제 2 층 폴리머 재료 각각은 탄화수소 증기에 투과성인 기공을 포함하고, 여기서 제 1 및 제 2 층 폴리머 재료 각각의 기공은 흡착 매질에는 실질적으로 불투과성인 것을 특징으로 하는 흡착 필터.
  54. 제 53 항에 있어서, 필터는 원하는 표면에 필터를 실질적으로 합치시키기에 적합한 적어도 하나의 선택적으로 분절가능한 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 필터.
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