KR20120095868A - 주 필터 요소 및 보조 필터 요소를 갖는 필터 및 선택적 기포 파괴기 - Google Patents

주 필터 요소 및 보조 필터 요소를 갖는 필터 및 선택적 기포 파괴기 Download PDF

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푸로레이터 필터스 엔에이 엘엘씨
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Abstract

내연기관에 공급될 가솔린 또는 디젤 연료를 여과하기 위한 필터와 같은 연료 필터는 여러 등급의 여과기능을 제공하며 커버에 의해 밀폐가능한 필터 용기 내에 수용가능하도록 설계된다. 필터는 그 자체로 여과될 유체가 방사상으로 통과하여 주 여과기능을 거치는 환형 주 필터 요소, 및 주 필터 요소로부터 배출된 유체가 통과하여 주 여과기능에 추가하여 보조 여과기능을 제공하는 보조 필터 요소를 포함한다. 주 필터 요소, 보조 필터 요소, 또는 이들 모두는 단면이 직사각형이거나 원형일 수 있다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 주 필터 요소의 대향 단부들 상에 배치된 한 쌍의 단부 캡들 중 적어도 하나는 보조 필터 요소뿐만 아니라 주 필터 요소의 일 단부를 이동시킨다.

Description

주 필터 요소 및 보조 필터 요소를 갖는 필터 및 선택적 기포 파괴기{FILTER WITH MAIN AND SUPPLEMENTAL FILTER ELEMENTS AND OPTIONAL BUBBLE BREAKER}
본 출원서는 2009년 9월 15일자로 출원된 '타원형 또는 평면측부 구조와 필터 및 CCM/세정라인 매체 그레이드를 갖는 필터 및 기포 파괴기(FILTER WITH OVAL OR FLAT-SIDES DESIGN, CCM/CLEANLINES MEDIA GRADE, AND BUBBLE BREAKER)란 제목의 미국특허출원서 61/242,622호에 대해 우선권을 가지며, 상기 특허출원서에 개시된 모든 내용을 본 명세서에 포함한다.
본 출원서는 2009년 9월 15일자로 출원된 '타원형 또는 원형 내부 직경 및 코울레서, 및 CCM/세정 매체 그레이드를 갖는 필터 및 기포 파괴기(SPACE REDUCING FILTER WITH OVAL OR ROUND INNER DIAMETER, COALESCER, CCM/CLEANLINESS MEDIA GRADE, AND BUBBLE BREAKER)란 제목의 미국특허출원서 61/242,615호에 대해 우선권을 가지며, 상기 특허출원서에 개시된 모든 내용을 본 명세서에 포함한다.
본 발명은 연료, 또는 오일 등의 액체나 가스와 같은 기타 유체를 위한 필터에 관한 것으로서, 상기 필터는 단면 형상이 바람직하게는 타원형이거나 측부평면형(flat-sided)이다. 절첩되는 것을 쉽게 방지하고 세정(cleanliness)을 위한 차가의 부품들, 세정측을 위한 배수부 등의 통합을 더욱 쉽게 하기 때문에 타원형 설계가 평면형 설계에 비해 선호되지만, 본 발명에 따른 설계는 타원형, 측부평면형 또는 심지어 원형 필터 구조에 포함되는 다양한 기능들이 가능하다.
다중 전류 필터(multiple full flow filter) 및 바이패스 필터 배열체를 이용하는 자동차 또는 다른 용례를 위한 소정의 필터 시스템에 관한 간단한 논의가 발명의 명칭을 "일체형 바이패스 여과를 갖는 전류 액체 필터(Full Flow Liquid Filter with Integral Bypass Filtration)"로하여, 2009년 5월 18일자로 출원되었으며 함께 양도되어 공동 계류중인 미국특허출원 제12/467,423호에 개시되어 있다. 이러한 논의는 본 명세서에 부분적으로 포함된다.
자동차 또는 다른 용례의 필터 시스템은 두 개의 전류 필터 및 바이패스 필터 구조 중 하나를 공통적으로 이용한다. 이러한 구성의 일례는 두 개의 개별 여과 시스템을 갖는 배열체로서, 개별 여과 시스템은 유동 요구 조건에 따라 하나 보다 많은 필터를 포함할 수 있는 전류 시스템과, 체적 중 작은 백분율만을 처리하는 바이패스 필터 시스템을 포함한다. 이러한 구조에서는, 전류 필터가 바이패스 필터의 하류에 제공되는 직렬 연속 접근법(in-line, series approach)이 종종 이용된다. 이러한 시스템들은 취급 및 관리를 위해 자동차 제조업체 및 서비스 산업 추가의 비용과 부품들을 유발시킨다. 또한, 차량의 중량도 증가한다. 파머(Farmer)의 미국특허출원공보 제2008/0078716호에는 여과를 위한 이와 같은 직렬 연속 접근법이 개시된다.
이러한 구조의 발달은 동일한 필터 하우징 내에서 서로에 대해 적층된 전류 및 바이패스 매체를 갖는 필터들을 구비한 시스템을 포함한다. 적층된 매체를 갖는 필터들의 예는 피셔(Fisher)의 미국특허출원공보 제2005/0252838호, 로프만(Loafman) 등의 미국특허 제5,447,627호, 슈반트(Schwandt) 등의 미국특허 제6,319,402호, 및 롤(Roll) 등의 미국특허 제6,350,379호에 개시된 장치를 포함한다.
또한, 기술 발전함에 따라, 유체 시스템을 "폴리싱(polish)"하고 일체형 매연 여과(soot filtration)를 제공하는 고효율 바이패스 여과를 제공하면서, 전류 필터 내에 동심형으로 바이패스 필터를 배치함으로써 동일하거나 작은 점유 공간에서 증가된 여과 용량이 제공되어 왔다. 이러한 기술의 예는 스미스(Smith) 등의 미국특허 제6,666,968호, 비어드 등의 미국특허 제6,787,033호, 메리트 등의 미국특허 제7,014,761호, 및 메드독(Meddock) 등의 미국특허 제7,090,773호에 개시되어 있다.
본 발명의 일 태양에 따른 유체 필터는 커버에 의해 폐쇄가능한 필터 용기에 수용될 수 있게 설계된다. 필터는 그 자체로 여과될 유체가 주 여과를 거치도록 방사상으로 통과할 수 있는 환형 주 필터 요소 및 주 필터 요소로부터 배출된 유체가 주 여과에 추가하여 보조 여과를 제공하도록 통과하는 보조 필터 요소를 포함한다. 주 필터 요소, 보조 필터 요소, 또는 이들 모두는 단면이 직사각형이거나 환형일 수 있다. 주 필터 요소의 대향 단부들에 배치된 한 쌍의 단부 캡들 중 적어도 하나는 주 필터 요소의 일 단부뿐만 아니라 보조 필터 요소를 보유한다. 이러한 단부 캡은 하나의 필터 요소 단부에 영구적으로 고정되거나 고정되지 않을 수 있다.
유체 필터는 추가로 주된 필터 요소 외부를 둘러쌀 수 있는 코울레서(coalescer)를 포함할 수 있으며, 이러한 코울레서는 유체가 주 여과를 거치기 전에 여과될 유체를 사전처리하는데 사용될 수 있다. 필터 용기 커버에 고정 및 탈착 가능한 프레임은 보조 필터 요소와 코울레서 모두에 장착되도록 제공될 수 있다.
보조 필터는 단부 캡들 중 하나로부터 돌출되도록 구성될 수 있으며, 이 단부 캡 상에서 보조 필터는 주 필터 요소의 하류 측에 형성된 공동으로 연장된다. 선택적으로, 필터는 여과될 유체 내의 기포들을 제거하고 용해하는 배열체를 포함할 수 있다. 이러한 기포 제거 배열체는 단부 캡들 중 하나 상의 적절한 위치에 장착될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 내연기관에 공급될 가솔린 또는 디젤 연료를 여과하기 위한 필터와 같은 연료 필터는 여과될 유체가 방사상으로 통과할 수 있는 환형 주 필터 요소, 및 주 필터 요소 내에 배치되어 주 필터 요소로부터 배출된 유체가 통과하는 보조 유체 처리 요소를 포함한다. 또한 필터는 단부 캡들을 구비하여, 단부 캡들 사이에는 주 필터 요소와 보조 유체 처리 요소 모두의 대향 단부들이 배치되고 주 필터 요소와 보조 유체 처리 요소 모두의 대향 단부들이 고정된다. 유체는 단부 캡들 중 하나를 통해 필터의 중심 체적(central volume)으로부터 배출된다.
보조 유체 처리 요소는 수적 크기를 증가시키는 보조 세정 매체 요소 또는 코울레서일 수 있다. 어떠한 경우에도, 개시된 특정 구성에서는, 보조 유체 처리 요소는 프레임 및 프레임에 의해 유지되는 여과 또는 융합(coalescing) 기능을 위한 다중 개별 요소들을 포함한다. 필터로부터 배출된 유체가 물로 오염되는 것을 방지하기 위해, 소수성 매체가 보조 유체 처리 요소 내에 배치될 수 있다. 이러한 소수성 매체는 그 단부들 중 하나에서 중심 체적을 원주방향으로 둘러싸거나 중심 체적과 접한다.
유체 필터는 주 필터에 공급될 유체를 사전처리하도록 역시 주 필터를 둘러쌀 수 있는 다른 보조 유체 처리 요소를 더 포함할 수 있다. 바람직한 배열체에서, 이러한 추가 유체 처리 요소는 또 다른 프레임과, 프레임에 담겨진 다중 개별 코울레서 요소들에 의해 형성된다.
도 1은 통상적으로 환형인, 바람직하게는 타원형 또는 평면형(flattened) 필터 요소의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환형, 바람직하게는 편평한 필터 요소의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환형 필터 요소의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환형 필터 요소의 개략적인 사시도이다.
도 5a는 필터 요소가 필터 요소 용기 커버에 접착되거나 다른 방법으로 고정된 여과 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 5b는 도 5a와 유사하지만 필터가 그 자체로 기능하도록 필터 요소가 필터 요소 용기 커버에 부착되지 않은 구조의 개략적인 단면도이다.
도 6a는 도 5a에 따른 필터 요소의 상부와 커버 사이에서 결합된 구성을 도시한다.
도 6b는 도 5b에 따른 커버의 구성을 도시한다.
도 7은 결합된 코울레서의 상부 및 부품 세정 관리부(CCM:component cleanliness management), 또는 세정, 매체 구조, 및 하우징 커버 사이의 스냅 결합을 도시하는 전개도이다.
도 8은 밀봉 립(lip)을 도시하는 결합된 코울레서 및 CCM 매체 구조의 단면도이다.
도 9는 도 8에 개시된 것과 유사한 단면도이지만 결합된 코울레서와 CCM 매체 구조에 기포 파괴기가 제공되는 것이 다르다.
도 10은 도 9에 도시된 것과 유사하게 동작하는 또 다른 배열체를 위에서 바라본 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 배열체를 아래에서 바라본 사시도이다.
도 12는 도 10에서 선 12-12를 따라 절취한 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 배열체의 확대도이다.
도 14는 도 12의 내부 자킷 및 매체 배열체의 등각도이다.
도 15는 하단 캡을 갖는 스냅 유니온 I-자킷을 도시한다.
도 16은 도 10의 기포 파괴기를 위에서 바라본 등각도이다.
도 17은 도 16에서 선 17-17을 따라 절취한 단면 확대도이다.
도 18은 관련된 보조 세정 매체 필터 요소를 구비한 또 다른 타원형 또는 평면 환형 주 필터 요소의 개략적인 단면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 것과 유사하지만, 주 필터 요소, 밀봉 립 및 기포 파괴기를 둘러싸는 코울레서를 나타내는 구조의 개략적인 단면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 콤팩트 3단 구조의 단면도이다.
도 21은 또 다른 콤팩트 3단 구조의 단면도이다.
도 22는 기포 파괴기를 포함하는 콤팩트 5단 구조의 단면도이다.
도 23은 코울레서 및 관련된 내부 기포 파괴기를 갖는 주 필터 요소의 단면도이다.
도 1은 어떠한 "부품 세정 관리부(CCM)" 또는 그와 연관된 보조 세정 매체 필터 요소를 갖지 않는 타원형 또는 평면형 환형 필터 요소의 개략적인 사시도이다. 연료 또는 기타 유체는 도 1에 도시된 필터 요소를 방사상으로 횡단하여, 환형 주 필터 요소(20)에 의해 여과되며, 환형 주 필터 요소의 재료(26)는 통상적인 방식으로 주름진 형태일 수 있다. 가장 간단한 구성으로서, 상기 재료는 타원형, 중심개방형 또는 링형 단부 캡(22 및 24)에 약간 다른 방식으로 접착되거나 결합되며, 상기 단부 캡들은 주 필터 요소(20)의 축방향으로 대향하는 개방 단부들에 배치된다. 요소(20)의 최상위 개방 단부(28)는 도 1에서 볼 수 있다. 환형 주 필터 요소(20)는 종래 방식으로 재료(26)를 방사상으로 통과하는 유체에 대한 미세한 입자 여과기능을 제공한다.
도 2는 환형 주 필터 요소(30)를 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 타원형 또는 평면형 필터(F)의 개략적인 사시도이다. 도 1에 도시된 종래 요소에서와 같이, 연료 또는 기타 유체는 필터 요소(30)를 방사상으로 횡단하여, 다시 주름진 형태일 수 있는 재료(36)를 통과한다. 타원형, 중심개방형 또는 링형 단부 캡(32 및 34)은 주 필터 요소(30)의 축방향 대향 단부들에 배치된다.
주 필터 요소(30)는 도 1에 도시된 종래 구성에 존재하는 것과 유사한 한 쌍의 개방형 축방향 단부들을 포함한다. 필터 요소(30)의 최상위 개방 단부(38)는 도 2에 도시된다. 또한, 보조 또는 2차 세정 매체 필터 요소(39)의 편평한 외면이 도 2에 도시되며, 이는 주 필터 요소(30)의 개방 단부(38)에 적어도 부분적으로 배치된다. 이러한 보조 세정 매체 필터 요소는 이하에서 간략하게 "보조 필터 요소"로서 불린다. 도 1에 도시된 요소(20)와 동일한 주 필터 요소(30)는 여과되는 유체로부터 모든 입자들을 완전히 여과하지 않을 것이다. 보조 필터 요소(39)는 주 필터 요소(30)보다 더 미세한 세공(pore) 크기를 갖거나, 주 필터 요소(30)에 의해 제공된 것 이상의 여과기능을 제공하도록 구성되며, 이미 주 필터 요소를 통과한 유체의 추가 여과기능을 제공하도록 동작한다. 오로지 예로서, 그리고 고객 요구조건에 따라, 주 필터 요소(30)는 86%의 효율로 동작하지만, 보조 필터 요소(39)는 95% 효율로 동작할 수 있다. 도 2에 도시된 배열체와 도 3 내지 도 9에 도시된 배열체는 "스카이(sky)" 설계라고도 불리는데, 이는 보조 세정 매체가 도시된 바와 같이, 조합된 주 필터/세정 매체 필터 및 주 필터/세정 매체 필터/코울레서 배열체의 "상위(upper)" 단부에 배치되기 때문이다.
도 3은 환형 주 필터 요소(40)를 구비한 다른 타원형 또는 평면형 필터(F)의 개략적인 사시도이다. 연료 또는 또 다른 유체는 여러 화살표로 표시된 경로를 따라 필터 요소(40)를 횡단한다. 도 2에 도시된 실시예에서와 같이, 이러한 유체는 필터 요소(40)를 방사상으로 횡단하고, 다시 주름진 형태일 수 있는 재료(46)를 화살표(41) 방향으로 통과한다. 타원형, 중심개방형 또는 링형 단부 캡(42 및 44)은 주 필터 요소(40)의 축방향 대향 단부들에 배치된다.
주 필터(F), 보다 상세히는 주 필터 요소(40)는 한 쌍의 개방 축방향 단부들을 포함하는데; 필터 요소(40)의 최상위 개방 단부(48)는 도 3에 도시되어 있다. 또한 보조 필터 요소(49)의 편평한 외면은 도 3에 도시되어 있으며, 주 필터 요소(40)의 개방 단부(48) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 도 2에 도시된 실시예에서와 같이, 보조 필터 요소(49)는 주 필터 요소(40)보다 더 미세한 세공 크기를 갖거나, 주 필터 요소(40)에 의해 제공되는 것 이상의 여과를 제공하도록 구성되며, 이미 주 필터 요소(40)를 통과한 유체의 추가 여과를 제공하도록 동작한다.
이러한 구성에서, 연료 탱크(미도시)로부터 수용된 물로 오염되거나 더럽혀진 연료는 화살표(45) 방향으로 코울레서(43)를 통과한다. 이후 사전여과된 연료는 화살표(47 및 41)로 개략적으로 표시된 것처럼 주 필터 재료(46)를 통과한다. 코울레서(43)는 주 필터 요소(40)의 종축에 대해 측방향으로 연장하는 타원형 또는 직사각형 링으로 형성된다. 코울레서(43)는 공지된 방식으로 수적의 크기를 증가시킴으로써 연료 탱크로부터 도착한 연료를 사전여과 또는 사전처리하는 기능을 하여, 주 필터에 포함된 소수성 매체의 방수기능을 촉진시킨다. 통상적인 코울레서는 셀룰로스 기반이거나 그 합성이다.
연료 탱크로부터 화살표(45) 방향으로 공급되는 물로 오염되거나 더럽혀진 연료는 화살표로 지시된 방향으로 이동함에 따라 순차적으로 처리되는데, 전체 배열체에서 코울레서(43), 주 필터 요소(40), 및 보조 필터 요소(49)를 차례로 통과한다. 도 3에 도시된 것처럼, 깨끗하고 완전 처리되어 여과된 연료는 화살표(50) 방향으로 전체 필터(F)를 빠져나간 후, 엔진(미도시)에 공급될 수 있다.
도 4는 타원형 또는 평면형 타원형 주 필터 요소(60)를 구비한 다른 타원형 또는 편평한 필터(F)의 개략적인 사시도이다. 보조 필터 요소(69)의 편평면은 필터(F)의 일 단부에서 볼 수 있으며, 주 필터 요소(60)의 종축에 평행하게 연장하는 자킷에 의해 형성된 코울레서(63)는 주 필터 요소(60)의 원주방향 외부에 장착된다. 케이지(cage) 또는 프레임(65)은 주 필터 요소의 원주방향 외부에서 코울레서(63)를 보유하는데 사용될 수 있다. 코울레서(63)는 케이지 또는 프레임(65)이 둘레에 배치된 단일 고체 요소이거나, 케이지 또는 프레임(65)에 의해 형성된 개구들이 수용된 다중 개별 코울레서 요소들로 구성될 수 있다. 즉, 초기에 물로 오염되거나 더럽혀진 연료 탱크로부터의 연료는 화살표(66, 67, 및 61)가 지시하는 방향으로 이동하여, 전체 배열체에서 코울레서(63), 주 필터 요소(60), 및 보조 필터 요소(69)를 순차적으로 통과한다. 깨끗하고 완전히 처리되어 여과된 연료는 화살표(70) 방향으로 전체 필터(F)를 빠져나가고, 그 다음에 엔진으로 공급될 수 있다.
도 5a는 여과 시스템 일부의 개략적인 단면도이며, 도 2, 도 3 또는 도 4에 도시된 필터(F)와 같은 본 발명에 따른 필터가 필터 요소 용기 커버(80)의 하부측에 접착되거나 기타 방법으로 고정된다. 커버(80)는 용기 본체(82)에 고정 및 탈착 가능하며, 따라서 용기 본체(82)를 폐쇄하는 작용을 하고, 도 2 내지 도 4와 관련하여 상기 설명한 것과 같은 여과 처리가 이루어진다. 스냅, 스레드(thread) 또는 다른 구성은 커버(80)와 용기 본체(82)를 상호연결시키는데 사용될 수 있다. 물로 오염되거나 더럽혀진 연료 또는 다른 유체가 여과를 위해 공급되는 공급선(90)은 커버(80)와 용기 본체(82)에 의해 형성된 전체 용기의 내부에 대한 개구로서 개략적으로 도시되어 있다. 또한 배출선 오리피스 또는 연결부(92)는 도 5a에 개략적으로 도시되어 있다. 여과될 연료 또는 또 다른 유체는 예컨대 하나 이상의 공급선(90)을 통과하여 용기 본체(82)에 진입하고, 주 필터 요소(30, 40, 또는 60)를 방사상으로 통과하며, 보조 필터 요소(39, 49 또는 69)를 통과하고, 배출선 오리피스 또는 연결부(92)를 통과하여 용기(82)로부터 배출된다.
필터(F)는 적절한 방식으로 커버(80)에 고정될 수 있으며; 커버(80)에 사용된 재료에 따라서, 필터(F)는 LOCTITE과 같은 화학 접착 용액, 폴리비닐 클로라이드(PVC) 또는 폴리우레탄 접착 기술, 적외선 또는 초음파 용접, 또는 적절한 압출 기술을 이용하여 커버(80)에 고정될 수 있다. 도 5a에 도시된 시스템의 필터(F)가 오염되었을 때, 커버(80)와 필터(F)는 함께 제거되고 대체된다.
도 5b는 도 5a의 것과 유사한 개략도이며, 필터(F)가 필터 요소 용기 커버(84)에 고정되지 않는다는 구성이 다르다. 도 5b에 도시된 시스템의 필터(F)가 오염되었다면, 필터(F)만 교체하면 된다. 필터 요소 용기 커버(84)는 재사용가능하다.
도 5a에 도시된 것과 같은 배열체의 커버(80)와 필터(F)와 상부 사이의 결합 구성이 도 6a에서 제공된다. 오로지 예시와 설명만을 위해, 도 5a와 6a에 도시된 필터(F)가 도 2에 도시된 필터(F)의 구성을 가지며, 이로써 주 필터 요소(30) 및 주 필터 요소(30)의 개방 단부 내에 적어도 부분적으로 배치된 보조 필터 요소(39)를 포함한다고 추정될 것이다. 보조 필터 요소(39)는 직립형이며 뒤로 구부러진(recurved), 타원형 장착 플랜지(90)에 의해 둘러싸인 타원형, 중심 영역을 포함하며, 이는 보조 필터 요소(39)가 주 필터 요소 개방 단부 내에 고정될 수 있게 한다. 도 6a에 도시된 커버(80)는 도 5a의 배출선 오리피스 또는 연결부(92) 대신에 폐쇄된 중심부(98)를 가지며; 폐쇄된 중심부(98)는 배출선에 대한 연결선을 위해 오리피스를 형성하도록 제거되거나, 펀칭되거나 관통될 수 있다. 외부 스레드 또는 플랜지(96)는 커버를 제자리에서 유지하기 위하여 용기 본체(82)의 개방 단부에서 내부 스레드 또는 리세스와 함께 작용하도록 커버(80)의 원주방향 외부 상에 배치될 수 있다. 용기 본체(82)의 커버(80)와 개방 단부 사이의 다른 연결이 사용가능하다.
도 6b는 주 필터 요소와 상기 필터 요소가 고정되는 프레임이 탈착가능한 배열체 내의 커버(84)를 도시한다. 즉, 외부 스레드 또는 플랜지(96)는 커버(84)를 제자리에서 유지시키기 위해 용기 본체의 개방 단부에서 내부 스레드 또는 리세스와 함께 작용하도록 커버(84)의 원주방향 외부 상에 배치될 수 있다. 즉, 커버(84)와 용기 본체 사이의 다른 연결이 사용될 수 있다. 도 6b에 도시된 배열체는 도 7에 제공된 전개도에도 도시되어 있으며, 도 7은 프레임(110) 내에 장착된 복수의 개별 보조 필터 요소(109) 및 복수의 개별 코울레서 요소(103)를 개략적으로 도시한다. 도시된 프레임(110)은 도 6b에 도시된 커버(84)와 유사한 용기 커버(114)의 내부 원주에 형성된 홈 또는 리세스(116)에 수용될 수 있는 원주방향 립(112)을 갖는다. 립(112)을 리세스(116) 안으로 스냅 결합함으로써, 보조 필터와 코울레서 모두의 기능을 제공하도록 조합되는 요소들이 내부에 장착되는 프레임(110)은 커버(114)에 고정가능하며 상호 결합된다. 요소들(103 및 109)이 고정되는 프레임(110)은 주 필터 요소의 외부(도 7에서 미도시)에 위치할 수 있다.
도 7의 프레임(110)과 본질적으로 동일한 프레임(120)은 도 1에 도시되고 상기 설명된 종래 주 필터 요소(20)와 같이 예컨대, 종래 주 필터 요소의 일 단부에 접착제의 환형 층(122)에 의해 부착되는 것이, 도 8에 개략적으로 도시되어 있다. 개별 보조 필터 요소(129) 및 개별 코울레서 요소(123)를 포함하는 프레임(120)을 필터 요소(20)에 부착함으로써, 조합된 주 여과, 보조 여과 및 융합된 특성을 갖는 전체 필터 요소를 만들 수 있다. 도 8은 전체 자킷(127) 및 하우징 사이에 시일을 제공하도록 조합된 코울레서 및 세정 매체 구조의 하단부 둘레에서 연장하는 환형 립을 도시한다. 보다 상세히, 도 8에 도시된 프레임(120)은 보조 필터 요소(129)를 수용하는 단부와 마주하는 개방 단부를 둘러싸는 플라스틱 원주방향 립(128)을 갖는다. 립(128)은 외부 하우징(도 8에 미도시)과 프레임(120) 사이에 밀봉을 형성하도록 제공되며, 외부 하우징 내에는 프레임(120)과 요소(123 및 129)의 결합에 의해 형성된 자킷(127)이 수용된다. 따라서 립(128)은 적절한 경로를 따라 유체 유동을 촉진시킨다.
도 9에 도시된 자킷(137)은 그 단부에 형성되거나 장착되는 개략적으로 도시된 기포 파괴기(140)를 구비한다는 점을 제외하고는 도 8에 도시된 자킷(127)과 동일하다. 기포 파괴기(140)는 선택적이며, 개방 매체를 포함하며, 필터를 통과하는 유체 내의 공기 포켓 또는 기포들을 용해하거나 그 크기를 감소시키기 위해 필터와 일체화될 수 있다. 일단 기포 파괴기(140)가 연료 또는 기타 유체로부터 원치않는 공기를 제거하면, "기포가 제거된" 연료 또는 유체는 다시 유체 유동으로 배출된다.
도 10-17에 도시된 배열체는 도 9에 도시된 것과 유사하지만, 상기 설명한 추가 여과를 제공하기 위해 추가된 보조 필터 요소의 배치 관점에서 다르다. 도 10은 필터(F)를 위에서 바라본 외부 사시도이며, 코울레서 요소(152)를 지지하는 외부 프레임(150)을 포함하는 자킷(147)을 도시한다. 복수의 개별 코울레서 요소는 대안적으로 사용될 수 있다. 도시된 프레임(150)은 하단부에서 원주방향 립(154)를 갖는다. 이러한 립(154)은 도 8에 도시된 립(128)과 동일한 방식으로 기능하여 외부 하우징(미도시)과 함께 작동함으로써 적절한 경로를 따르는 유체 유동을 촉진시킨다. 립(154)의 확장 각도는 외부 하우징의 내부와 밀봉되는 정도를 조절하도록 수정될 수 있으며; 이러한 확장 각도는 감소됨에 따라, 하우징 내부에 대한 립의 압력이 감소되고 이에 따라 밀봉도 감소된다.
또한, 상단부 캡(156)과, 도 5a에 도시된 배출선 오리피스 또는 연결부(92)와 본질적으로 동일한 배출선 오리피스 또는 연결부(160)를 둘러싸는 기포 파괴기(158)가 도 10에 자명하게 도시된다. 도 11에 제공된 필터(F)를 아래에서 바라본 대응 도면은 주 필터 요소(170)의 최하단부를 도시하며, 그 중심 개구는 하단 캡(172)에 의해 폐쇄된다. 자킷(147)의 말단을 형성하는 립(154)은 주 필터 요소(170)의 저부 위 거리(174)에 배치된다. 상기 설명한 다른 주 필터 요소들을 이용함으로써, 주 필터 요소(170)는 통상적인 방식으로 주름진 형태의 재료로 형성될 수 있다.
자킷(147), 프레임(150), 코울레서 요소(152), 원주방향 립(154), 상단 캡(156), 기포 파괴기(158), 배출선 오리피스 또는 연결부(160), 주 필터 요소(170), 및 하단 캡(172)은 도 12에 제공된 절단면에 모두 도시되어 있다. 또한 보조 필터 요소(178)를 지지하는데 사용된 내부 프레임(176)이 도 12에 자명하게 도시되어 있다. 이미 설명한 배열체와 같이, 이러한 보조 필터 요소(178)는 주 필터 요소(170)를 이미 통과한 유체의 추가 여과를 이용하여 주 필터 요소(170)에 의해 제공된 것 이상의 여과기능을 제공한다. 그러나 도 12의 배열체에서, 추가 또는 보조 필터 요소(178)는 내부 프레임(176)에 의해 주 필터 요소(170)의 방사상 내부에 대해 또는 인접하여 유지된다. 또한 도 13에 제공된 확대도에서 자명하게 볼 수 있다.
도 14에 제공된 사시도는 도 10에 도시된 배열체의 나머지 부분과 분리된 보조 필터 요소(178) 및 내부 프레임(176)을 도시한다. 내부 프레임(176)은 스냅 연결과 같은 적절한 방식으로 하단 캡(172)과 결합된다. 이러한 스냅 연결은 도 15에 도시되어 있다. 도 15는 프레임(150)의 하단부의 원주방향 립(154)의 일부를 도시한다. 도 12와 도 16을 함께 고려하면, 보조 필터 요소(178)가 하단 캡으로부터 돌출하며 하류측에서 환형 주 필터 요소(170)에 의해 형성된 중심 공동으로 연장된다는 것을 이해할 것이다.
도 16은 기포 파괴기(158)를 위에서 바라본 사시도이며, 도 17은 도 16에 도시된 구조의 일부 단면을 확대한 것이다. 기포 파괴기(158)를 제자리에서 고정하기 위한 가능한 방법은 먼저 예컨대 도 16에 도시된 것과 같이 기포 파괴기(158) 내에 슬롯(182)과 함께 작용하는 캡(156) 상의 돌출부(180)를 이용하여 상단 캡(156) 상에 기포 파괴기(158)를 적절히 위치시키는 것이다. 다음에 기포 파괴기(158)는 연결되도록 가압되고 단부 캡 및 기포 파괴기 상의 스냅 요소(184)(도 17에 도시됨)와 함께 작용하여 배출선 연결부(160)에 대해 제자리에 유지될 수 있다.
도 5a에 도시된 용기 본체(82)와 같은 용기 본체의 내부에 제공되는 유체에 동반되는 공기 포켓 또는 기포는 용기 본체 내부에서 상승하는 경향이 있다. 유체 압력은 기포가 기포 유입구(186) 안으로 진행하게 한다. 기포가 동반된 유체가 기포 유입구(186) 안으로 통과하고, 필터 매체(188)를 거쳐 통로(189)를 통과하며 다시 주 필터 요소(170)의 상향으로 이동하면서, 기포는 필터를 통과하는 유체가 공급되는 엔진 또는 기타 물체에 나쁜 영향을 미치지 않도록 제거된다. 배출선 오리피스 또는 연결부(160) 및 배출선(미도시) 사이의 유밀 연결을 촉진시키는 o-링 밀봉부(190)는 상단 캡(156) 내에 형성된 적절한 홈(192)에 의해 제자리에서 유지된다. 기포 파괴기(158) 상의 적절한 플랜지(194)가 밀봉부의 적절한 유지를 보조하도록 밀봉부(190) 위로 연장할 수 있다.
도 18 내지 도 23 및 하기 설명에서, 요소들이 동일한 구조와 기능을 갖는 경우 다른 도면들에 도시된 이 요소들을 식별하기 위해 동일한 참조 번호 또는 기호를 사용하였다.
관련된 "부품 세정 관리부(CCM)" 요소 및 적절한 단부 캡을 구비한 바람직하게는 타원형 또는 편평한 환형 주 필터 요소(10)를 포함하는 전체 필터(F)의 개략적인 단면도가 도 18에 제공된다. 보조 유체 처리 요소를 형성하는 "CCM" 요소는 보조 세정 매체 필터 요소로서 계속 불리며, 일반적으로 도 18에 도시된 것처럼 참조번호 12로 지칭된다. 필터(F)가 디젤 연료 또는 가솔린 공급 내연기관을 위한 연료 여과 분야에 사용될 때, 예컨대 연료 탱크(미도시)로부터 수용된 물로 오염되거나 더럽혀진 연료는 가압되어 방사 방향(18)으로 주 필터 요소(10)를 통과하며, 환형 주 필터 요소(10)에 의해 우선 여과된다. 주 필터 요소(10)는 셀룰로스 및 유리섬유, 또는 셀룰로스, 유리 섬유 및 소수성 용융(meltblown) 재료로 형성될 수 있다. 주 필터 요소(10)는 추가로 적절한 스크림(scrim)을 포함할 수 있다.
가장 단순한 구조에서, 주 필터 요소(10)를 구성하는 재료는 일부 기타 다른 방식으로 고체일 수 있는 제1 단부 캡(14) 및 제2 중심-개방형 단부 캡(16)에 접착 또는 결합된다. 단부 캡(14 및 16)은 주 필터 요소(10)의 축방향 대향 단부들에 배치된다. 환형 주 필터 요소(10)는 유체가 방향(18)으로 필터 요소(10)를 통과함에 따라 유체에 미세한 입자 여과를 제공한다.
지지 프레임 둘레에서 둘러싸인 일체형 필터 매체 또는 약간 다른 타입의 보조 세정 매체 필터 구성이 사용될 수 있지만, 도 18에 도시된 보조 세정 매체 필터 요소(12)는 프레임 또는 자킷(13) 및 프레임 또는 자킷(13)에 수용되고 유지되는 다중 개별 보조 필터 요소(20)에 의해 형성된다. 프레임 또는 자킷(13)은 이하에서 "프레임" 또는 "제1 프레임"으로 불린다. 프레임(13)과 필터 요소(20), 또는 적어도 하나의 다른 타입의 유사한 프레임 및 유체 처리 요소가 주 필터 요소(10) 내에 중심에서 주 필터 요소와 동축으로 배치되기 때문에, 도 18-23에 도시된 각각의 배열체 또는 구조는 "콤팩트한" 배열체 또는 구조이다.
도 18에 도시된 것처럼, 프레임(13)의 하나의 축방향 단부(30)는 다른 방식으로 주 필터 요소(10)의 일 단부와 함께, 제1 단부 캡(14)에 접착되거나 고정되지만, 프레임(13)의 다른 축 단부(32)는 주 필터(10)의 또 다른 단부와 함께 제1 단부 캡에 대향하는 제2 단부 캡(16)에 접착되거나 다른 방식으로 고정된다.
도 18은 부분적으로 도시된 필터 용기 커버(17)의 하측부에 접착되거나 또는 다른 방식으로 직접 고정된 제2 단부 캡(16)을 도시하는데, 이는 여과 처리가 이루어지는 필터 용기 본체(미도시)로부터 고정 및 제거 가능하다. 스냅, 스레드, 또는 기타 다른 특징은 커버(17) 및 용기 본체를 상호연결시키는데 사용될 수 있다. 도 18에 도시된 전체 필터(F)가 오염되거나 포화되었을 때, 커버(17)와 필터(F)는 함께 제거되고 대체된다.
주 필터 요소(10)는 여과되는 유체 내의 모든 입자를 완전히 포획되지 않을 것이며, 보조 세정 매체 필터 요소(12)의 요소(20)는 추가 여과기능을 제공하도록 주 필터 요소(10)보다 미세한 구멍들을 갖는다. 물론 보조 세정 매체 필터 요소(12)는 주 필터 요소가 제공하는 것 이상의 여과 기능을 제공하도록 약간 다른 방식으로 구성될 수 있다.
따라서 보조 세정 매체 필터 요소(12)는 이미 주 필터 요소(10)를 통과한 유체의 추가 여과기능을 제공하도록 동작한다. 오로지 예로서 그리고 고객 요구조건에 따라, 주 필터 요소는 86% 효율로 동작하고, 보조 세정 매체 필터 요소는 95% 효율로 동작할 수 있다. 물이 오염되거나 더럽혀진 유체가 주 필터 요소(10)를 통과한 후에, 부분적으로 여과된 유체는 보조 세정 매체 필터 요소(12)를 통과하고, 그 다음에 완전히 여과된 유체가 중심 필터 공동 또는 체적(24)에 유입된다. 다음에 완전히 여과된 유체가 실질적으로 축 방향(34)으로 전체 필터(F)를 빠져 나온다.
도 19는 제1 프레임(13)에 의해 형성된 보조 세정 매체 필터 요소(12) 및 도 18에 도시된 보조 유체 처리 요소와 본질적으로 동일한 개별 보조 필터 요소(20)를 갖는 전체 필터(F)를 도시한다. 즉, 프레임(13)의 하나의 축 단부(30)는 주 필터 요소(10)의 단부와 함께 제1 단부 캡(14)에 접착되거나 다른 방식으로 고정되지만, 프레임(13)의 다른 축 단부(32)는 환형 주 필터 요소(10)의 다른 단부와 함께 제1 단부 캡에 마주하는 제2 단부 캡(16)에 접착되거나 다른 방식으로 고정된다. 도 18에 대조적으로, 도 19는 복수의 개별 코울레서 요소(40)가 장착되는 제2 프레임(46)을 갖는 전체 필터(F)를 개략적으로 도시한다. 이러한 코울레서 요소는 수적의 크기를 증가시키고, 주 필터 요소(10)에 포함된 소수성 매체의 방수기능을 촉진함으로써 연료 탱크로부터 도착한 연료를 공지된 방식으로 사전여과 또는 사전처리하는 기능을 한다. 통상적인 코울레서들은 셀룰호스 기반이거나 그 합성이다.
도시된 제2 프레임(46)은 유체 필터 용기 커버(도 19에 미도시) 내부에 형성된 홈 또는 리세스 내에서 수용될 수 있는 원주방향 립(44)을 갖는다. 립(44)을 용기 커버 내에 형성된 홈 또는 리세스 안으로 스냅 결합함으로써, 개별 코울레서 요소(40)가 안에 장착된 제2 프레임(46)은 용기 커버에 고정가능하고 상호 결합된다. 제2 단부 캡(16)은 도 19에 개략적으로 도시되었으며, 접착제의 환형층에 의해 예컨대 제2 프레임(46)의 축방향 단부 벽(48)의 하부측에 부착된다. 제2 단부 캡(16)과 단부 벽(48)을 이용하여 개별 보조 세정 필터 요소(20)를 구비하는 제1 프레임(13)과 개별 코울레서 요소(40)를 포함하는 제2 프레임(46)를 주 필터 요소(10)에 부착시킴으로써, 조합된 주 여과, 보조 여과 및 융합 특성을 갖는 전체 필터 배열체를 만들 수 있다.
또한 도 19는 도시된 배열체가 사용중에 수용되는 외부 하우징(미도시)과 제2 프레임(46) 사이에 시일을 제공하도록 제2 프레임(46)의 하단부 둘레에서 연장하는 환형 립을 도시한다. 보다 상세히, 도 19에 도시된 제2 프레임(46)은 환형 축방향 단부 벽(48)에 마주하는 개방 단부를 둘러싸는 플라스틱의 원주방향 립(50)을 갖는다. 립(50)은 제2 프레임(46)이 수용되는 유체 필터 용기와 제2 프레임(46) 사이에 밀봉을 형성하도록 제공된다. 따라서 립(50)은 적절한 경로를 따르는 유체 유동을 촉진시킨다.
또한 개별 코울레서 요소(40)의 또 다른 세트가 장착되는 선택적인 추가의 프레임(52)이 도 19에 도시되어 있다. 제자리에서 사용되거나 제2 프레임(46)과 조합되어 사용될 수 있는 추가의 프레임(52)이 배열체 내의 제자리에서 코울레서 요소를 고정하기 위한 선택적인 방식을 도시한다. 도 19가 도시하는 것처럼, 추가의 프레임(52)의 축방향 단부(56)는 주 필터(10)의 단부 및 프레임(13)의 축방향 단부(32)와 함께 제2 단부 캡(16)에 결합되거나 다른 방식으로 고정된다.
또한 제2 프레임(46)의 단부 벽(48)은 도 19에 도시되어 있으며, 개략적으로 표현된 기포 파괴기(60)가 그 단부에 형성되거나 장착되어 있다. 기포 파괴기(60)는 선택적이며, 개방 매체를 포함하고, 필터를 통과하는 유체 내에 공기 포켓 또는 기포를 용해하거나 그 크기를 감소시키도록 필터와 함께 일체형으로 구성된다. 유체 필터 용기(미도시)의 내부에 공급된 유체 내에서 비말 동반되는(entrained) 공기 포켓 또는 기포는 용기 내부에서 상승하는 경향이 있으며, 유체 압력은 기포가 기포 유입구 안으로 진행하게 한다. 기포가 비말 동반하는 유체가 기포 유입구 안으로 통과하고 필터 매체를 통과함에 따라, 기포는 제거되어 필터를 통과하는 유체가 공급되는 엔진 또는 다른 물체에 나쁜 영향을 미치지 않게 한다. 일단 기포 파괴기(60)가 연료 또는 다른 유체로부터 원치않는 공기를 제거하면, "기포가 제거된" 연료 또는 유체는 예컨대 주 필터 요소의 상향으로 적절하게 유체 유동 안으로 다시 배출된다.
도 19에 도시된 배열체 내에서, 더럽혀지거나 물로 오염된 유체가 제2 프레임(46)으로부터의 압력 하에서 공급되면서, 기포 파괴기(60)를 이용하여 물로 오염되거나 더럽혀진 유체 내의 공기 포켓 또는 기포가 제거되는 것이 상기 설명으로부터 알 수 있다. 물로 오염되거나 더럽혀진 유체가 초기에 코울레서 요소(40)를 통과하면서 사전 처리된 유체가 생성되며, 다음에 사전처리된 유체는 방향(18)으로 주 필터 요소(10)를 통과한다. 그 결과 부분적으로 여과된 유체가 보조 세정 매체 필터 요소(12)를 통과하고, 다음에 완전히 여과된 유체가 중심 필터 공동 또는 체적(24)에 의해 수용된다. 다음에 완전히 여과된 유체가 방향(34)으로 전체 배열체를 빠져나간다.
도 20은 콤팩트 3단계 구조의 단면도이며, 타원형 또는 편평한 주 필터 요소로서 형성된 제1 단계가 입자 여과를 제공하고, 제1 단계의 방사상 내부 면에 장착된 제2 단계가 코울레서로서 작동하고 소수성 물 분리 및 구조적 지지를 제공하며, 베이스층, 소수성 매체, 친수성 및 소수성 매체의 조합, 또는 조합된 친수성-소수성 층을 갖는 용융 재료에 의해 형성된 제3 단계는 물 분리를 위해 적어도 부분적으로 소수성이다.
보다 상세히, 도 20은 미세한 입자 여과기능을 제공하기 위한 주 필터 요소(10) 및 코울레서에 의해 한정된 보조 유체 처리 요소(62)를 도시한다. 코울레서는 프레임(63) 및 도 2에 도시된 요소(40)와 본질적으로 동일한 다중 개별 코울레서 요소(40)를 구비한다. 또한 도 20은 도 18 내지 도 19에 도시된 배열체와 공통적인 다른 특징을 가지며, 이러한 특징에 대한 불필요한 반복적 설명은 제공되지 않는다. 물론 도 20에 도시된 배열체에서 단지 주 필터 요소(10)만을 사용하는 대신에 주 필터 요소(10)와 보조 세정 매체 필터(12)의 조합을 사용할 수 있다. 도 20에 도시된 보조 유체 처리 요소(62)는 수적의 크기를 증가시키고, 소수성 제3 단계의 방수기능을 촉진시킴으로써 주 필터 요소(10)를 지지하고 주 필터 요소(10)를 빠져나가는 여과된 유체를 여과 또는 처리하도록 동작한다. 도시된 것과 같은 소수성 3단계는 기본 층, 소수성 매체, 친수성 및 소수성 매체의 조합, 또는 조합된 친수성-소수성 층을 갖는 용융 재료와 같은 방수 재료의 타원형 또는 편형한 환형부(64)에 의해 형성된다. 수적(66)은 층(64)에 의해 유체의 나머지 부분과 함께 외부 필터 내부 공동(68)로부터 내부 중심 필터 공동 또는 체적(24)으로 통과하여 방향(34)으로 배열체를 빠져 나가는 것이 방지된다. 분리된 수적(66)은 외부 필터 공동(68) 내의 방향(72)으로 이동함으로써 외부 필터 공동(68) 안에서 수집된다. 수집된 수적(66)은 외부 필터 공동(68)로부터 배수되어, 적절하게 필터 대체 시 제거되거나, 또는 연료 또는 기타 유체가 나쁜 결과를 유발하지 않고 여과되도록 복귀된다.
동작 시, 도 20에 도시된 필터(F)가 내연 기관용 연료 여과 분야에 사용될 때, 예컨대 연료 탱크(미도시)로부터 수용되는 물로 오염되거나 더럽혀진 연료가 가압된 상태로 방사 방향(18)으로 주 필터 요소(10)를 통과하고 이로써 주 필터 요소(10)에 의해 여과된다. 다음에 여과된 연료는 코울레서 요소(40)를 통과하고 유체로부터 동반된 수적(66)은 환형부(64)에 의해 유체의 나머지 부분과 함께 외부 필터 공동(68)로부터 내부 필터 공동(24)까지 통과하는 것이 방지된다. 그 결과, 탈수된 유체만이 방향(34)으로 배열체를 통과할 수 있게 한다.
도 21은 도 20에 도시된 것과 유사한 콤팩트 3단 설계의 단면도이며, 소수성 제3 단계가 감소된 체적의 공간에서 제공된다는 것이 다르다. 이러한 설계는 기포 파괴기를 더 포함할 수 있으며, 이 경우에 4-단계 설계가 된다. 즉, 도 21에 도시된 배열체는 도 18 내지 도 20에 도시된 배열체와 공통적인 많은 특징들을 가지며, 이러한 특징들은 불필요하게 반복 설명하지 않는다. 도 21은 예컨대 예시된 배열체를 도시하며, 이 배열체는 주 필터 요소(10), 단부 캡(14 및 16), 프레임(63), 다수의 개별 코울레서 요소(40), 및 중심 필터 공동 또는 체적(24)을 포함하며, 단부 캡(16)은 필터 용기 커버(17)의 하측부에 고정된다. 그러나, 여기서 소수성 제3 단계는 감소된 축 길이를 갖는 물 분리 요소(64)에 의해 형성되며, 프레임(63)의 원주방향 내부면에 안에 수용되어 장착되어, 요소(64)의 단부(70)가 중심 필터 공동 또는 체적(24)의 경계를 형성한다.
동작시, 도 21에 도시된 필터(F)가 내연 기관용 연료 여과 분야에 사용될 때, 예컨대 연료 탱크(미도시)로부터 수용되는 물로 오염되거나 더럽혀진 연료는 실질적으로 방사 방향(18)으로 가압된 상태로 주 필터 요소(10)를 통과하며, 이로써 환형 주 필터 요소(10)에 의해 초기에 여과된다. 다음에 여과된 연료는 코울레서 요소(40)를 통과하고, 유체 내에서 동반된 수적(66)은 요소 단부(70)에 의해 유체의 나머지 부분과 함께 중심 필터 공동 또는 체적(24)에서 통과하는 것이 방지된다. 따라서, 오로지 여과되고 부분적이지만 적절한 탈수된 유체가 방향(34)으로 배열체 밖으로 나갈 수 있게 한다. 소수성 요소(64)에 의해 방수처리된, 분리된 수적(66)은 방향(76)으로 소수성 요소(64)로부터 멀리 이동함에 따라 공동 또는 체적(24) 내에서 수집된다.
도 22는 도 21에 도시된 3-단 설계와 유사한 콤팩트 4-단 설계의 단면도이며, 감소된 축 길이를 갖는 물 분리 요소(64)에 의해 형성된 소수성 제 3 단계 및 보조 세정 매체 필터 요소(12) 모두가 개별 코울레서 요소(40)를 수용하는 프레임(63) 및 주 필터 요소(10)와 직렬로 제공된다는 점이 다르다. 이러한 구조는 기포 파괴기(60)를 더 포함할 수 있으며, 이 경우에 5-단계 설계가 될 수 있다. 동작시, 도 22에 도시된 필터(F)는 내연 기관용 연료 여과 분야에 사용되는 경우, 예컨대 연료 탱크(미도시)로부터 수용되는 물로 오염되거나 더럽혀진 연료는 실질적으로 방사 방향(18)으로 가압된 상태에서 주 필터 요소(10)를 통과하며, 이로써 환형 주 필터 요소(10)에 의해 초기에 여과된다. 다음에 여과된 연료는 코울레서 요소(40)를 통과하고, 유체 내에서 동반된 수적(66)은 요소(64)에 의해 유체의 나머지 부분과 함께 중심 필터 공동 또는 체적(24)을 빠져 나가는 것이 방지된다. 즉 요소(64)의 단부(70)가 공동 또는 체적(24)의 경계를 형성한다. 수적은 소수성 제3 단계 요소(64)로부터 멀어지는 방향(76)으로 이동함으로써 중심 필터 공동 또는 체적에서 수집된다. 보조 세정 매체 필터(12)는 소수성 요소(64)와 필터 배출구 사이에 끼워진다. 따라서, 탈수되고 두 번 여과된 유체가 방향(34)으로 배열체 외부로 나갈 수 있게 한다.
도 23은 코울레서와 연관되어 개별 코울레서 요소(40)에 의해 형성된 코울레서를 구비한 주 필터 요소(10)의 단면도이다. 연료 또는 기타 유체는 도 23에 도시된 주 필터 요소(10)의 여과 매체를 방향(18)으로 방사상으로 이동함으로써 여과되며, 다음에 물로 오염된 연료를 수용하고 수적의 크기를 증가시키는 코울레서를 통과한다. 도 23에 도시된 배열체를 통과하는 유동은 지시된 방향으로 진행하고 방향(34)에서 배열체를 빠져 나간다. 도 23에 도시된 배열체는 필터 매체 둘레의 공기 바이패스를 위한 필터 요소 내에서 동심형으로 완전히 일체화된 기포 파괴기(60)를 갖는다. 도 23에 도시된 것과 같은 배열체는 크고 잠재적으로 손상을 가하는 입자가 공기 블리드(air bleed)를 통과하는 것을 방지하고 기껏해야 작은 기포를 갖는 일정한 공기 블리드를 허용한다. 배열체의 주기적인 서비스(대체)는 공기 블리드의 대체를 포함하며 도시된 배열체의 수명 동안 먼지 축적(dirt build-up)을 방지한다.
상기 설명은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 발명의 사상을 포함하는 실시예들은 당업자에 의해 수정될 수 있기 때문에, 본 발명은 하기 청구범위와 그 등가물의 범위에 속하는 모든 것을 포함한다.

Claims (40)

  1. 유체 필터이며,
    여과될 유체가 주 여과를 거치도록 방사상으로 통과할 수 있는 환형 주 필터 요소;
    상기 주 여과에 추가하여 보조 여과를 제공하도록 상기 주 필터 요소로부터 배출되는 유체가 통과하는 보조 필터 요소; 및
    상기 주 필터 요소의 대향 단부들 상에 배치되는 단부 캡들을 포함하며,
    상기 단부 캡들 중 적어도 하나는 상기 주 필터 요소의 일 단부뿐만 아니라 상기 보조 필터 요소를 유지하는
    유체 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체가 상기 주 여과를 거치기 전에 여과될 유체를 사전처리하기 위한 코울레서(coalescer)를 더 포함하는
    유체 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코울레서는 상기 주 필터 요소의 외부를 둘러싸는
    유체 필터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보조 필터 요소 및 상기 코울레서 모두가 내부에 장착되는 프레임을 더 포함하는
    유체 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조 필터 요소는 상기 단부 캡들 중 상기한 하나로부터 돌출하며, 상기 보조 필터 요소는 상기 단부 캡들 중 상기한 하나 상에서 상기 주 필터 요소의 하류 측에 형성된 공동으로 연장되는
    유체 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    여과될 유체 내의 기포들을 제거 및 용해시키는 배열체를 더 포함하며, 상기 배열체는 상기 단부 캡들 중 하나에 장착되는
    유체 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주 필터 요소 및 상기 보조 필터 요소는 단면이 직사각형(oblong)인
    유체 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주 필터 요소 및 상기 보조 필터는 단면이 원형인
    유체 필터.
  9. 제2항에 있어서,
    여과될 유체 내의 기포들을 제거 및 용해시키는 배열체를 더 포함하며, 상기 배열체는 상기 단부 캡들 중 하나에 장착되는
    유체 필터.
  10. 커버에 의해 밀폐가능한 필터 용기 내에 수용가능한 유체 필터이며,
    여과될 유체가 주 여과를 거치도록 방사상으로 통과할 수 있는 환형 주 필터 요소;
    상기 주 여과에 추가하여 보조 여과를 제공하도록 상기 주 필터 요소로부터 배출되는 유체가 통과하는 보조 필터 요소; 및
    상기 주 필터 요소의 대향 단부들 상에 배치되는 단부 캡들을 포함하며,
    상기 단부 캡들 중 적어도 하나는 상기 주 필터 요소의 일 단부뿐만 아니라 상기 보조 필터 요소를 유지하는
    유체 필터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단부 캡들 중 적어도 하나는 상기 주 필터 요소의 상기 일 단부에 영구적으로 고정되는
    유체 필터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유체가 상기 주 여과를 거치기 전에 여과될 유체를 사전처리하기 위한 코울레서를 더 포함하는,
    유체 필터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보조 필터 요소 및 상기 코울레서 모두가 내부에 장착되는 프레임을 더 포함하는
    유체 필터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 필터 용기의 상기 커버에 고정가능하고 상기 필터 용기의 상기 커버로부터 탈착가능한
    유체 필터.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 코울레서는 상기 주 필터 요소의 외부를 둘러싸는,
    유체 필터.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 보조 필터 요소는 상기 단부 캡들 중 상기한 하나로부터 돌출하며, 상기 보조 필터 요소는 상기 단부 캡들 중 상기한 하나 상에서 상기 주 필터 요소의 하류 측에 형성된 공동으로 연장되는
    유체 필터.
  17. 제10항에 있어서,
    여과될 유체 내의 기포들을 제거 및 용해시키는 배열체를 더 포함하며, 상기 배열체는 상기 단부 캡들 중 하나에 장착되는
    유체 필터.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 주 필터 요소 및 상기 보조 필터 요소는 단면이 직사각형인
    유체 필터.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 주 필터 요소 및 상기 보조 필터는 단면이 원형인
    유체 필터.
  20. 제12항에 있어서,
    여과될 유체 내의 기포들을 제거 및 용해시키는 배열체를 더 포함하며, 상기 배열체는 상기 단부 캡들 중 하나에 장착되는
    유체 필터.
  21. 최소화된 체적의 유체 필터 용기 내에 수용되도록 구성된 유체 필터이며,
    여과될 유체가 방사상으로 통과할 수 있는 환형 주 필터 요소;
    상기 주 필터 요소 내에 배치되며 상기 주 필터 요소로부터 배출된 유체가 통과하는 보조 유체 처리 요소; 및
    단부 캡으로서, 상기 주 필터 요소와 상기 보조 유체 처리 요소 모두의 대향 단부들은 단부 캡들 사이에 위치되고, 상기 주 필터 요소와 상기 보조 유체 처리 요소 모두의 대향 단부들은 단부 캡에 고정되는, 단부 캡들을 포함하며,
    유체는 상기 단부 캡들 중 하나를 통해 상기 필터의 중심 체적으로부터 배출되는
    유체 필터.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 보조 유체 처리 요소는 보조 세정 매체 요소인
    유체 필터.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 보조 세정 매체 요소는 프레임 및 상기 프레임에 의해 보유되는 다중 개별 필터 요소들을 포함하는
    유체 필터.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 보조 유체 처리 요소 내에 배치되는 소수성 매체를 더 포함하는,
    유체 필터.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 중심 체적은 상기 소수성 매체에 의해 원주방향으로 둘러싸인
    유체 필터.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 중심 체적은 상기 소수성 매체에 의해 일 단부에서 구획되는
    유체 필터.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 보조 유체 처리 요소는 수적 크기를 증가시키는 코울레서(coalescer)인
    유체 필터.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 코울레서는 프레임 및 상기 프레임에 의해 보유되는 다중 개별 코울레서 요소들을 포함하는
    유체 필터.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 주 필터에 공급된 유체를 사전처리하기 위해 상기 주 필터를 둘러싸는 추가의 유체 처리 요소를 더 포함하는
    유체 필터.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 추가의 유체 처리 요소는 다른 프레임 및 상기 프레임에 의해 보유되는 다중 개별 코울레서 요소들에 의해 형성되는,
    유체 필터.
  31. 내연기관에 공급될 가솔린 또는 디젤 연료를 여과하기 위한 연료 필터이며,
    여과될 유체가 방사상으로 통과할 수 있는 환형 주 필터 요소;
    상기 주 필터 요소 내에 배치되며 상기 주 필터 요소로부터 배출된 유체가 통과하는 보조 유체 처리 요소; 및
    단부 캡으로서, 상기 주 필터 요소와 상기 보조 유체 처리 요소 모두의 대향 단부들은 단부 캡들 사이에 위치되고, 상기 주 필터 요소와 상기 보조 유체 처리 요소 모두의 대향 단부들은 단부 캡에 고정되는, 단부 캡들을 포함하며,
    유체는 상기 단부 캡들 중 하나를 통해 상기 필터의 중심 체적으로부터 배출되는
    유체 필터.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 보조 유체 처리 요소는 보조 세정 매체 요소인
    유체 필터.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 보조 세정 매체 요소는 프레임 및 상기 프레임에 의해 보유되는 다중 개별 필터 요소들을 포함하는
    유체 필터.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 보조 유체 처리 요소 내에 배치되는 소수성 매체를 더 포함하는,
    유체 필터.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 중심 체적은 상기 소수성 매체에 의해 원주방향으로 둘러싸인,
    유체 필터.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 중심 체적은 상기 소수성 매체에 의해 일 단부에서 구획되는
    유체 필터.
  37. 제31항에 있어서,
    상기 보조 유체 처리 요소는 수적 크기를 증가시키는 코울레서인
    유체 필터.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 코울레서는 프레임 및 상기 프레임에 의해 보유되는 다중 개별 코울레서 요소들을 포함하는,
    유체 필터.
  39. 제33항에 있어서,
    상기 주 필터에 공급되는 유체를 사전처리하기 위해 상기 주 필터를 둘러싸는 추가의 유체 처리 요소를 더 포함하는,
    유체 필터.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 추가의 유체 처리 요소는 다른 프레임 및 상기 프레임에 의해 보유되는 다중 개별 코울레서 요소들에 의해 형성되는,
    유체 필터.
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