KR20170107529A - 브리징 필라멘트를 갖는 정합성 주름형 공기 필터 - Google Patents

브리징 필라멘트를 갖는 정합성 주름형 공기 필터 Download PDF

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브라이언 리 게르하르트
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터는 상류면과 하류면을 갖는 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터 매체를 포함하고, 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터 매체는 복수의 상류 주름 팁들과 상류 주름 골들 및 하류 주름 팁들과 하류 주름 골들을 갖고 주름 방향을 갖는 복수의 대향 주름들을 포함하고, 주름형 공기 필터 매체는 주름형 공기 필터 매체의 하류면 상에 복수의 브리징 필라멘트들을 추가로 포함한다.

Description

브리징 필라멘트를 갖는 정합성 주름형 공기 필터
주름형 필터(pleated filter)가 흔히 공기 여과 응용에, 예컨대 난방-환기-공기 조화(heating-ventilating-air conditioning, HVAC) 시스템에 사용된다.
주름형 공기 필터의 적어도 하나의 면 상에 복수의 브리징 필라멘트(bridging filament)들을 포함하는 정합성(conformable)이고 비-프레임형(unframed)이며 비-자립형(non-self-supporting)인 주름형 공기 필터가 본 명세서에 개시된다. 본 발명의 이들 및 다른 태양이 아래의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 청구가능한 발명 요지가 최초 출원된 출원의 청구범위에 제시되든 또는 보정되거나 달리 절차 진행 중에 제시되는 청구범위에 제시되든 간에, 이러한 대략적인 요약이 그러한 청구가능한 발명 요지를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 공칭적으로 평탄한 구성으로 있는, 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 예시적 주름형 공기 필터의 하류측 사시도.
도 2는 아치형 구성으로 정합된, 도 1의 예시적 주름형 공기 필터의 상류측 사시도.
도 3은 공칭적으로 평탄한 구성으로 있는, 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 다른 예시적 주름형 공기 필터의 사시도.
도 4는 공칭적으로 평탄한 구성으로 있는, 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 다른 예시적 주름형 공기 필터의 사시도.
도 5는 공칭적으로 평탄한 구성으로 있는, 정합성이고 비-자립형인 예시적 주름형 공기 필터 매체의 일부분의 개략 측단면도.
도 6은 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터를 포함하는 예시적인 HVAC 시스템의 일부분의 개략 측단면도.
도 7은 아치형 구성으로 정합되고 아치형 필터 지지 층 상에 장착되는 예시적 주름형 공기 필터의 분해 사시도.
여러 도면에서의 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타낸다. 달리 지시되지 않는 한, 본 명세서의 모든 도면은 축척대로 그려진 것은 아니며, 본 발명의 상이한 실시예를 예시하는 목적을 위해 선택된다. 특히, 다양한 구성요소의 치수는 단지 예시적인 관점에서 도시되며, 다양한 구성요소의 치수들 사이의 관계는 그렇게 지시되지 않는 한 도면으로부터 추론되어서는 안 된다.
정의
"상단", "하단", "상부", "하부", "아래", "위", "전방", "후방", "상방" 및 "하방", 및 "제1" 및 "제2"와 같은 용어가 본 개시에 사용될 수 있지만, 이들 용어가 달리 언급되지 않는 한 단지 그 상대적 의미로만 사용되는 것이 이해되어야 한다. 특성, 속성 또는 관계에 대한 수식어로서 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대체로"는 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 특성, 속성 또는 관계가 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이(예컨대, 정량화가능 특성에 대해 +/- 20% 이내) 당업자에 의해 용이하게 인식가능할 것이라는 것을 의미한다. 용어 "실질적으로"는 역시 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이 높은 근사도(degree of approximation)(예컨대, 정량화가능 특성에 대해 +/- 10% 이내)를 의미한다. 용어 "본질적으로"는 매우 높은 근사도(예컨대, 정량화가능 특성에 대해 +/- 2% 이내)를 의미하며; 어구 "적어도 본질적으로"가 "정확한" 일치라는 특정 경우를 포함한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, "정확한" 일치, 또는 예컨대 같은, 균등한, 동일한, 균일한, 일정한 등과 같은 용어를 사용한 임의의 다른 특성화는 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구하기보다는 특정 환경에 적용가능한 통상의 공차 또는 측정 오차 내에 있는 것으로 이해될 것이다. 수치 파라미터(치수, 비 등)에 대한 본 명세서에서의 모든 언급은 (달리 언급되지 않는 한) 파라미터의 다수의 측정치로부터 도출되는 평균 값의 사용에 의해 계산가능한 것으로 이해된다.
"외측", "외향", "최외측", "외향으로" 등과 같은 용어는 본 명세서에서 추후에 상세히 논의되는 바와 같이 필터가 공칭적으로 평탄한 구성으로 있을 때 적어도 대체로 공기 필터의 주 평면을 따라, 주름형 공기 필터의 기하학적 중심으로부터 멀어지는 방향으로를 의미한다. "내측", "내향", "최내측", "내향으로" 등과 같은 용어는 대체로 주름형 공기 필터의 기하학적 중심을 향하는 방향으로를 의미한다.
용어 "상류"는 (예컨대, HVAC 시스템 내의) 이동하는 공기가 필터 매체에 충돌하게 되는 공기 필터 측을 나타내기 위해 사용된다. 용어 "하류"는 공기가 통과하여 필터 매체를 빠져나가는 공기 필터 측(예컨대, 본 명세서에서 추후에 논의되는 바와 같이, HVAC 시스템의 필터 지지 층에 인접하는, 예컨대 그와 접촉하는 측)을 나타내기 위해 사용된다. 주름형 필터는 흔히, 필터가 HVAC 시스템 내에 올바른 배향으로 설치되기 위해 상류측 및 하류측을 식별하도록 제조자에 의해 마킹(또는 달리 표기)되며; 따라서, 용어 상류 및 하류는 필터가 아직 HVAC 시스템 내에 위치되지 않았을지라도 주름형 필터의 2개의 측들을 구별하도록 역할할 수 있다. 본 명세서에 개시된 예시적인 주름형 공기 필터의 상류측 및 하류측의 인식을 돕기 위해 다양한 도면에 "u" 및 "d" 화살표가 표시된다.
용어 "비-자립형"은 본 명세서에서 추후에 상세히 논의되는 바와 같이, 필터 지지 층이 없는 경우에, HVAC 시스템 내에서의 강제-공기 유동으로 인해 직면하게 되는 힘을 견딜 수 없는 주름형 공기 필터를 나타낸다.
용어 "정합성"은 적어도 (도 1에 도시된 바와 같은) 공칭적으로 평탄한 구성과 (도 2에 도시된 바와 같은) 아치형 구성 사이에서 정합될 수 있는 주름형 공기 필터를 나타낸다. (용어 "공칭적으로" 평탄한 구성은 도 1에 도시된 바와 같은 구성으로 있는 주름형 공기 필터가 전체 주 평면으로부터 국소적으로 벗어나는 주름의 존재에도 불구하고 쉽게 인식가능한 전체 주 평면을 나타낸다는 사실을 고려하여 사용된다.)
용어 "비-프레임형"은 주름형 공기 필터의 주 에지(major edge) 상에, 흔히 종래의 주름형 공기 필터와 함께 사용되고 종종 예컨대 판지, 성형된 플라스틱 채널 부재 등으로 제조되는 바와 같은 강성화 주연부 지지 프레임(예컨대, 채널 프레임, 핀치(pinch) 프레임 등)을 포함하지 않는 주름형 공기 필터를 나타낸다.
정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터 매체(10)를 포함하는 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 예시적 주름형 공기 필터(1)가 도 1과 도 2에 사시도로 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 주름형 공기 필터(1)는 형상이 예컨대 4개의 모서리(corner)를 갖는 직사각형일 수 있으며(구체적으로 정사각형 형상을 포함함); 따라서, 그러한 실시예에서, 주름형 필터 매체(10)는 대체로 직사각형인 주연부(필터 매체(10)의 주연부 내의 불규칙 부분, 노치(notch), 모따기되거나 비스듬한 모서리 등을 배제하지 않음)를 구비할 수 있다. 주름형 필터(1)는 주 단부 및 에지, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같은 4개의 주 에지들을 나타낸다. 편의상, 주 단부/에지(4, 4')(노출된 주름으로서 종료됨)는 파형 에지(corrugated edge)로 지칭될 것이고, 주 단부/에지(5, 5')는 비-파형 에지(noncorrugated edge)로 지칭될 것이다.
주름형 공기 필터(1)는 상류측(2) 및 하류측(3)을 포함하며; 따라서, 주름형 필터 매체(10)는 상류면(upstream face)(25) 및 하류면(downstream face)(35)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 주름형 필터 매체(10)는 서로 대체로 평행한 관계로 배향되는 복수의 상류 주름(20)들을 포함한다. 각각의 상류 주름(20)은 상류 주름 팁(tip)(21)을 포함하고, 상류 주름(20)들의 각각의 인접 쌍은 이들 사이에 상류 주름 골(valley)(22)을 한정한다. 유동하는 공기가 상류 주름 골(22) 내로 그리고 상류 주름 벽(23)들 내로 이동하여 주름형 필터 매체(10) 내로 침투한다. 주름형 필터 매체(10)는 서로 대체로 평행한 관계에 있고 상류 주름(20)들로부터 대향 구성으로 있는 복수의 하류 주름(30)들을 추가로 포함한다. 각각의 하류 주름(30)은 하류 주름 팁(31)을 포함하고, 하류 주름(30)들의 각각의 인접 쌍은 이들 사이에 하류 주름 골(32)을 한정한다. 유동하는 공기가 하류 주름 벽(33)들 밖으로 이동하여 주름형 필터 매체(10)를 빠져나간다.
정합성
주름형 공기 필터 매체(10)는 정합성이며; 또한, 강성화 주연부 지지 프레임이 존재하지 않기 때문에, 주름형 공기 필터(1)도 마찬가지로 정합성이다. 이는 주름형 공기 필터(1)가 적어도 본 명세서에 기술된 바와 같은 (그리고 도 1에 도시된 바와 같은) 공칭적으로 평탄한 제1 구성으로부터 (도 2에 도시된 바와 같은) 아치형 구성인 정합된 제2 구성으로 정합(만곡)될 수 있음을 의미한다. 이러한 정합성은 가역적이고 반복가능하며, 임의의 특수 공구의 필요 없이, 필터(1)의 사용자에 의해 수동으로 수행될 수 있다. 주름형 매체는 (도 1에 도시된 바와 같은) 공칭적으로 평탄한 상태에 있을 때 주름형 매체의 주 평면을 따르고 주름형 매체가 (도 2에 도시된 바와 같은) 정합된 제2 구성으로 정합될 때 주름형 매체의 아치형 형상을 따르는 정합 "축"(Ac)을 따라 정합된다. 정합 축(Ac)은 주름 방향(Dp)에 적어도 대체로, 실질적으로, 또는 본질적으로 직교할 것이다(그리고 전형적으로 주름형 필터를 통한 공기 유동의 전체 상류-하류 방향에 직교할 것이다). 이는 주름형 필터가 정합될 때, 도 2의 예시적인 도시와 같이, 유사하거나 동일한 곡률이 각각의 주름의 전체 길이를 따라(즉, 필터(1)의 폭을 가로질러) 존재하는 것을 제공할 수 있다. 이는 정합으로 인한 주름형 매체의 임의의 주름발생(wrinkling) 또는 구김발생(crumpling)의 가능성을 최소화시킬 수 있다.
브리징 필라멘트(bridging filament)(40)가 원하는 정합을 허용하도록 배열 및 구성된다. 또한, 주름형 매체(10)는 원하는 정합을 허용하도록 (예컨대, 매체의 강성 및/또는 주름 거리 및/또는 간격에 관하여) 구성된다. 몇몇 실시예에서, 주름형 매체(10)는 단지 주름에서의 굽힘과 대조적으로, 적어도 부분적으로 주름들 사이에서의 매체 굽힘에 의해 정합이 달성되기에 충분히 가요성일 수 있다. 브리징 필라멘트(40)들의 적어도 일부분들이 정합으로 인해 약간 구부러질 수 있다는 것과, 정합된 구성에서, 하류 주름 팁들이 상류 주름 팁들보다 서로 적어도 약간 더 가까울 것임이 이해될 것이다.
(예컨대 도 2에 도시된 바와 같은) 주름형 필터(1)의 정합된 제2 구성은 편리하게는 정합 축(Ac)의 평균 곡률 반경에 의해 특징지어질 수 있다. 주름형 필터(1)가 공칭적으로 평탄한 제1 구성에 있을 때, 평균 곡률 반경은 무한대에 근접할 것이다. 정합된 제2 구성에서, 정합 축(Ac)의 평균 곡률 반경은 약 100 cm 미만일 것이다. 특정 실시예에서, 정합된 제2 구성에서, 정합 축(Ac)의 평균 곡률 반경은 약 50, 40, 30, 25, 20, 15 또는 10 cm 미만일 것이다. 다른 실시예에서, 정합된 제2 구성에서, 정합 축(Ac)의 평균 곡률 반경은 적어도 약 4, 6, 8, 10, 15, 20, 또는 25 cm일 것이다.
평균 곡률 반경은 공기가 통과하여 유동하는 주름형 필터 매체(10)의 영역(예컨대, 가령 후크 스트립(hook strip)에 의해 덮일 수 있는 주름형 필터 매체의 임의의 부분, 필터를 필터 지지 층 상에 설치하기 위해 HVAC 시스템의 필터 지지 층의 배면 주위에 권취될 수 있는 주름형 필터 매체의 임의의 부분 등을 무시함)의 (축(Ac)을 따른) 길이를 따라 취해진다. 곡률 반경이 축(Ac)을 따라 달라질 수 있다는 사실을 고려하여 평균이 사용된다. 몇몇 실시예에서, 곡률 반경은 (주름으로 인한 국소 변화를 무시하면) 축(Ac)을 따라 적어도 대체로, 실질적으로, 또는 본질적으로 일정할 수 있다. 다른 실시예에서, 곡률 반경은 축(Ac)을 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 주름형 필터(1)는 (예컨대, 주름형 필터의 하나의 주 비-파형 단부에 근접한) 비교적 평평한 영역 및 주름형 필터의 다른 하나의 주 비-파형 단부에 근접한 더욱 급격히 만곡된 영역을 갖는 형상으로 정합될 수 있다. 다른 실시예에서, 주름형 필터(1)는 주름형 필터의 주 비-파형 단부들 둘 모두에 근접한 비교적 평탄한 영역들 및 2개의 비교적 평탄한 영역들 사이의 더욱 급격히 만곡된 영역을 갖는(또는 그 반대) 형상으로 정합될 수 있다. 추후에 상세히 논의되는 바와 같이, 그러한 정합은 주름형 필터가 상부에 설치되는 (HVAC 시스템의) 아치형 필터 지지 층의 형상과 일치하는 형상으로 주름형 필터(1)를 정합시키도록 수행될 수 있다.
주름형 필터(1)가 축(Ac)을 따라 만곡되는 복잡도(complexity)에 상관없이, 적어도 일부 실시예에서, 주름형 필터(1)는 정합된 제2 구성에 있을 때, 단일 곡률을 갖는 형상을 나타낸다(이때 곡률은 주름 방향에 직교함). 그러한 구성은 (예컨대 구, 포물면 또는 쌍곡면의 한 섹션과 같은) 복합 곡률을 나타내는 형상과 대조를 이룰 것이다. 이는 정합으로 인한 주름형 매체의 임의의 주름발생 또는 구김발생의 가능성을 최소화시킬 수 있다. 그러한 단일-곡률 실시예가 예컨대 사람 얼굴에 정합하도록 복잡한 복합-곡률 형상으로 형성되는 (예컨대, 호흡기 마스크 내의) 필터와 구별될 것이 이해될 것이다.
유동하는 공기는 주름 방향(Dp)에 적어도 대체로 직교하는 방향을 따라, 국소적으로 주름형 필터(1)에 접근할 것이고, 국소적으로 주름형 필터(1)를 떠날 것이다. 즉, 주름형 필터(1)의 통상의 사용시, 주름형 매체의 골의 장축을 따른 공기유동이 거의 또는 전혀 없을 수 있다. 특히, 주름형 필터(1)는 주름형 매체의 다수의 층(예컨대, 스택(stack) 또는 랩(wrap))들 사이의 골을 따라 유체가 유동하는 배열과 구별된다. 따라서, 적어도 일부 실시예에서, 주름형 필터(1)는 주름형 매체(10)의 단일 층으로 본질적으로 이루어질 것이다(그러나, 주름형 매체(10) 자체가 다층 재료일 수 있음). 또한, 정의상, 주름형 필터(1)는 최종 사용자에게 제공될 때, 예컨대 가령 프레임 또는 하우징에 의해 아치형 구성으로 영구적으로 유지되기보다는 아치형 구성과 (전술된 바와 같은) 공칭적으로 평탄한 구성 사이에서 정합될 수 있다. 따라서, 정합성 주름형 필터(1)는, 예컨대 공급될 때, 아치형 구성으로 영구적으로 유지되는 필터 매체의 하나 이상의 층들을 포함하는 이른바 카트리지 필터 등과 구별된다. 더 또한, 정합성 주름형 필터(1)는 (예컨대, 패키징 및 운송의 용이함을 위해) 예컨대 아코디언화된(accordionized)(함께 절첩된) 상태로 제공되고 예컨대 프레임 내에 끼워맞춤되도록 공칭적으로 평탄한 구성으로 확장되게 구성되는 이른바 주름형 필터 인서트와 구별된다.
브리징 필라멘트
비-자립형 주름형 공기 필터(1)는 주름형 필터 매체(10)의 적어도 하나의 면 상에 복수의 브리징 필라멘트(40)들을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)들은 (도 1과 도 2의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이) 주름형 필터 매체(10)의 하류면(35) 상에만 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)들은 주름형 필터 매체(10)의 상류면(25) 상에만 있을 수 있다. 브리징 필라멘트(40)들 중 적어도 일부의 적어도 일부분이 (브리징 필라멘트들이 상부에 제공된 주름형 필터 매체(10)의 어느 면의) 주름 팁들 중 적어도 일부의 적어도 일부분에 접합되고, 본 명세서에서 추후에 논의되는 바와 같이 주름형 필터 매체(10)의 주름 간격을 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. 정의상, 브리징 필라멘트는 주름형 필터 매체(10)와 함께 주름지지는 않는다. 또한 정의상, 브리징 필라멘트는 주름형 필터 매체(10)의 적어도 2개의 동일측(예컨대, 하류) 주름 팁들 사이에서 연장되고 그에 접합되거나, 또는 다른 필라멘트들이 집합적으로 주름형 필터 매체(10)의 적어도 2개의 동일측 주름 팁들 사이의 거리에 걸쳐 연장되도록 이 필라멘트들에 접합되고/접합되거나 그와 얽히는 필라멘트이다(이때 주름 팁들과 접촉하는 필라멘트 부분들 중 적어도 일부가 주름 팁들에 접합됨). 즉, 몇몇 예시적인 실시예에서, 브리징 필라멘트들은 예컨대 스펀-본디드 웨브(spun-bonded web)(스크림(scrim))의 필라멘트들에 의해 집합적으로 공급될 수 있으며, 이러한 필라멘트들은, 이들이 너무 짧고/짧거나 이들이 주름 팁들 사이에서 연장되지 않도록 배향될지라도, 주름 팁들 사이의 거리에 집합적으로 걸치도록 다른 필라멘트들에 접합된다. 그러나, 적어도 일부 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)들은 연속하는 동일측 주름 팁들 사이의 간격의 적어도 100%, 200%, 400%, 또는 800%인 평균 길이를 포함할 것이고/이거나, 적어도 일부 개별 필라멘트들이 주름형 필터 매체(10)의 적어도 2개의 주름 팁들 사이에서 연장되고 이에 접합되도록 배열될 것이다.
주름지지 않기 때문에(그리고 주름형 필터 매체(10)의 면과 불연속 접촉하기 때문에), 브리징 필라멘트(40)들은 주름형 필터(1)가 (도 1의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같은) 공칭적으로 평탄한 구성에 있을 때 흔히 집합적으로 적어도 대체로 평탄한 구성을 포함할 것이다. 이러한 특성화는 편의상 사용되며; 필라멘트(40)들은 반드시 완벽히 평평한 평면을 형성할 필요는 없다(예컨대, 주름 골 내로의 필라멘트(40)의 일부분의 어느 정도의 약간의 처짐이 발생할 수 있음). 필라멘트들이 진정한 평면에 얼마나 근사하게 근접한지에 상관없이, 대부분의 필라멘트(40)들의 대부분의 부분들은 주름 벽(33)들의 영역의 대부분으로부터 이격되는데; 즉, 이들은 주름 팁들에 있거나 이에 매우 가까이 있는 것들을 제외하고는 모든 그러한 주름 벽 영역들로부터 이격된다.
브리징 필라멘트들은 주름형 필터 매체(10)의 면 상에 임의의 적합한 방식으로 그리고 임의의 적합한 배열로 제공될 수 있다. 도 1에 도시된 일반적인 유형의 실시예에서, 적어도 일부 브리징 필라멘트(40)들이 주름형 필터 매체(10)의 정합 축(Ac)과 적어도 대체로, 실질적으로, 또는 본질적으로 정렬될 수 있다. 이들 중 후자가 도 1과 도 2에 예시되어 있다. 그러한 경우에, 브리징 필라멘트들은 주름형 필터 매체(10)의 주름 방향(이때, 주름 방향(Dp)은 도 1에서 화살표에 의해 보인 바와 같이 주름 팁(21, 31)들에 평행한 방향을 의미함)에 적어도 대체로 직교하게(예컨대, 주름 방향에 대해 90도의 약 +/- 5도 내에서) 배향될 수 있다. 그러한 경우에, 브리징 필라멘트는 예컨대 3개, 4개, 8개, 또는 그 이상의 주름 팁(21)들 사이에서 연장되고 이에 접합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 적어도 일부 브리징 필라멘트들은 연속적일 수 있는데, 이는 이들이 (도 1의 예시적인 설계에서와 같이) 적어도 실질적으로 또는 본질적으로 주름형 필터 매체(10)의 전체 길이를 따라 연장됨을 의미한다. 이러한 맥락에서, 용어 "길이"는 주름 방향에 직교하는 주름형 필터 매체를 따른 방향을 나타낼 것이고; 용어 "폭"은 주름 방향과 정렬되는 주름형 필터 매체를 따른 방향을 나타낼 것이다. 그러나, 이들 용어는 설명의 편의상 사용되고 비-제한적이며; 예를 들어 몇몇 실시예에서 주름형 필터의 폭이 주름형 필터의 길이보다 클 수 있다. 연속 브리징 필라멘트들은 주름형 필터 매체(10)의 전체 길이를 따라 어디에서도 절단되거나 달리 불연속적이게 만들어지지 않을 것이다. 어느 경우든, 브리징 필라멘트(40)(연속적이든 아니든 간에)들은, 절단되거나 또는 이들이 적어도 2개의 주름 팁들 사이에서 연장되지 않을(그리고 위에서 논의된 바와 같이, 브리징 필라멘트들을 집합적으로 형성하는 방식으로 다른 필라멘트들에 접합되지 않을) 정도로 달리 짧게 만들어진 필라멘트들과 구별될 것이다.
몇몇 실시예에서, 도 1의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 브리징 필라멘트(40)들 중 적어도 일부, 또는 실질적으로 또는 본질적으로 전부는 (주름형 필터(1)가 공칭적으로 평탄한 구성으로 있을 때) 적어도 대체로 직선형이다. 이러한 일반적인 유형의 실시예에서, 역시 도 1의 예시적인 예시에 도시된 바와 같이, 브리징 필라멘트(40)들 중 적어도 일부, 또는 실질적으로 또는 본질적으로 전부는 서로 적어도 대체로, 실질적으로, 또는 본질적으로 평행할 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 추후에 논의되는 바와 같이, 다른 배열이 가능하다.
브리징 필라멘트(40)들은 유리하게는 본 명세서에서 추후에 논의되는 바와 같이 예컨대 필터(1)를 취급하고 필터(1)를 아치형 필터 지지 층 상에 설치하는 동안에 주름형 필터 매체(10)의 주름 간격을 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. 그러나, 정의상 브리징 필라멘트(40)들은, HVAC 시스템에 의해 제공되는 필터 지지 층이 없는 경우에, 필터(1)가 HVAC 시스템에 사용될 때 직면하게 되는 힘을 견딜 수 있을 정도까지 주름형 필터(1)를 강성화시키는 역할을 하지 않는다. 따라서, 브리징 필라멘트(40)들이 여전히 주름형 필터(1)가 정합성이도록 허용하면서(그리고 주름형 필터(1)가 자립형이게 함이 없이) 주름 간격을 유지하는 데 도움을 줄 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 3과 도 4에 도시된 일반적인 유형의 실시예에서, 브리징 필라멘트들의 제1 세트가 주름형 필터 매체(10)의 일면 상에 제공될 수 있고, 브리징 필라멘트들의 제2 세트가 주름형 필터 매체(10)의 반대편 제2 면 상에 제공될 수 있는데, 그러한 배열이 주름형 필터 및 매체가 본 명세서에 개시된 바와 같이 정합되도록 허용하는 한 그러하다. 브리징 필라멘트들의 제1 세트 및 제2 세트는 유사 또는 동일할 수 있거나; 또는 이들은 상이할 수 있다. 도 3에서, 브리징 필라멘트(40')들의 제1 세트는 그 스트랜드(strand)들이 주름형 필터 매체의 정합 축으로부터 멀리 대략 45도 각도로 배향되는 기존의 네팅(netting)에 의해 제공되는 규칙적 어레이의 형태를 취하고; 브리징 필라멘트들의 제2 세트는 주름형 필터의 정합 축과 거의 정렬되는 브리징 필라멘트(40'')들(이러한 필라멘트들 중 하나만이 보임)(도 1 및 도 2의 필라멘트들과 매우 유사함)로 구성된다. 도 4에서, 브리징 필라멘트(40')들의 제1 세트는 예컨대 랜덤하게-배향된 섬유들로 구성되는 기존의 섬유상 스크림(예컨대, 부직포)에 의해 제공되는 랜덤 어레이의 형태를 취하고; 브리징 필라멘트들의 제2 세트는 주름형 필터의 정합 축과 거의 정렬되는 브리징 필라멘트(40'')(도 1 및 도 2의 필라멘트들과 매우 유사함)로 구성된다.
임의의 적합한 재료로 제조되는 임의의 적합한 브리징 필라멘트(40)들이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필라멘트(40)들은 비-탄성적일 수 있다. 본 명세서에 정의된 바와 같은 비-탄성은 천연 고무, SBR 고무, 라이크라(lycra) 등과 같은 탄성 재료의 비교적 높은 가역 신장성(예컨대 소성 변형을 겪음이 없이 가령 100% 이상으로 가역적으로 신장되는 능력에 의해 특징지어짐) 특성을 갖지 않는 임의의 재료를 포함한다. 따라서, 일반적인 중합체 재료, 예컨대 압출가능 재료(예컨대 폴리프로필렌, 폴리(락트산), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등을 포함하지만 이로 한정되지 않음)가 필라멘트(40)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 필라멘트(40)는 탄성 재료(예컨대 위에 열거된 재료로부터 선택됨)로 제조될 수 있다. 브리징 필라멘트가 주름형 필터 매체의 상류측에 존재하는 특정 실시예에서, 그러한 브리징 필라멘트가 탄성 재료로 제조되는 것이 유리할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 필라멘트(40)는 가요성인데, 이는 필라멘트(40)가 (각각의 필라멘트 또는 필라멘트 세그먼트를 별도로 조작하여야 하는 것과 대조적으로) 단지 전체 필터에 수동으로 정합하는 동작에 의해 용이하게 그리고 가역적으로 구부러지거나 만곡되는 등이 될 수 있음을 의미한다. 그러한 가요성 필라멘트(예컨대 가령 더피(Duffy)에게 허여된 미국 특허 제7235115호에 기재된 바와 같은 접착제의 경질화된 스트랜드와 구별됨)는 유리하게는 주름형 필터 매체(10)가 원한다면 예컨대 비교적 작은 곡률 반경에 정합되게 할 수 있다.
다양한 실시예에서, 필라멘트(40)는 최대 약 2, 1, 0.5, 0.2, 또는 0.1 mm의 평균 직경(또는 비-원형 또는 불규칙 단면을 갖는 필라멘트의 경우에 등가 직경)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 필라멘트(40)는 적어도 약 0.05, 0.10, 또는 0.20 mm의 평균 직경 또는 등가 직경을 포함할 수 있다. 필라멘트(40)는 단면에서 볼 때 임의의 적합한 형상(예컨대, 대체로 둥근형, 정사각형, 장방형 등)을 포함할 수 있다. 필라멘트(40)들은 원하는 대로 개별 필라멘트들 사이에서 적합한 간격들을 포함할 수 있다(예컨대, 그러한 평균 간격이 측정될 수 있도록 필라멘트(40)들이 가령 서로 평행하게 배열되는 경우). 다양한 실시예에서, 필라멘트 간격은 적어도 약 2, 4, 6, 8, 16 또는 24 mm일 수 있다. 추가 실시예에서, 필라멘트 간격은 최대 약 50, 40, 30, 20, 15, 12, 10, 또는 8 mm일 수 있다. 필라멘트 간격들은 비교적 일정할 수 있거나 달라질 수 있다. 물론, 필라멘트의 생산과 취급시 필라멘트 간격에서의 어느 정도의 고유 변화가 발생할 수 있다. 특정 배열에 상관없이, 필라멘트(40)들의 적합한 세트가 주름형 필터 매체(10)를 통한 충분한 공기유동을 허용하기 위해 고도로 개방된 구조(다양한 실시예에서, 적어도 80, 90, 또는 95% 초과의 개방 영역을 포함함)를 집합적으로 포함할 것이다.
필라멘트(40)는 임의의 형태로 그리고 임의의 방식으로 제공되는 임의의 재료로 제조될 수 있는데, 그러한 재료가 필라멘트의 치수(예컨대, 폭, 두께)와 조합하여 물리적 특성(예컨대, 가요성 및 비신장성(inextensibility))의 원하는 조합을 제공하는 한 그러하다. 그러한 재료는 (이미 위에 언급된 것을 비롯하여, 자연적으로 발생하든 합성이든 간에) 유기 중합체 재료, 또는 무기 재료(예컨대, 유리섬유), (주름형 필터가 정합되게 하기에 충분히 가요성인 한 금속 메시와 같은) 금속 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필라멘트(40)는 금속 또는 유리섬유와 같은 무기 재료로 제조되지 않는다. 특정 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)는 형상-기억 중합체로 구성되지 않는다. 다른 특정 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)는 임의의 종류의 (경질화된) 글루(glue) 또는 접착제, 예컨대 핫-멜트 접착제 또는 드리즐 글루(drizzle glue)로 구성되지 않는다. 몇몇 실시예에서, 적어도 일부 브리징 필라멘트(40)는 예컨대 흡수흡착 특성, 항균 특성, 촉매 특성 등을 포함하도록 기능화될 수 있다. 브리징 필라멘트는 임의의 원하는 미적 효과를 달성하기 위해 안료, 염료 등을 포함할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 필라멘트(40)는 개별적으로 제공되는 개별 필라멘트(예컨대, 본 명세서에 추후에 기술되는 바와 같이 주름형 필터 매체(10)의 주름 팁 상에 압출되는 중합체 필라멘트)의 형태를 취할 수 있다. 다른 실시예에서, 필라멘트(40)는 스크림의 필라멘트로서 제공될 수 있다. 이러한 맥락에서, 용어 "스크림"은 임의의 제조 방법에 의해 달성되는, 서로 접촉하는 필라멘트들의 임의의 집합체를 광범위하게 포함하도록 사용된다. 구체적으로, 용어 "스크림"은 유기 중합체 재료로 한정되지 않고, 예컨대 유리섬유 등으로 제조되는 무기 스크림으로부터 선택될 수 있는데, 그러한 스크림이 주름형 필터 매체가 본 명세서에 기술된 바와 같이 정합성이게 하기에 충분한 가요성을 보이는 한 그러하다. 많은 실시예에서, 스크림은 기존의 스크림일 수 있으며, 이는 사전-제조되었고 취급되기에 그리고 주름 팁과 접촉하고 이에 유닛으로서 접합되기에 충분한 기계적 완전성을 갖는 스크림을 의미한다.
이러한 일반적인 유형의 몇몇 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)의 집합체가 예컨대 플라스틱 메시(mesh) 또는 네팅(netting), 편직 천 또는 직조 천 등의 형태로 제공될 수 있다(그러나 임의의 그러한 재료가 반드시 재료의 필라멘트들의 임의의 세트가 주름형 필터 매체의 정합 방향과 본질적으로, 또는 심지어 대체로 정렬되도록 정렬될 필요는 없음에 주목하여야 함). 도 3의 스크림(40')(모든 필라멘트들이 정합 축으로부터 축외로 약 45도로 배향되는 것으로 보이는 네팅)은 이러한 일반적인 유형의 예시적인 실시예이다.
몇몇 실시예에서, 그러한 스크림은 주름 방향에 대체로 직교하게 배향되는 그리고 서로 평행한(예컨대, 도 1의 필라멘트(40)들과 유사한 방식으로 배향되는) 적어도 일부 브리징 필라멘트(40)들을 포함할 수 있는데, 이때 브리징 필라멘트일 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 그리고 다양한 방향들로 배향될 수 있는 다른 필라멘트들이 또한 존재한다. 이러한 일반적인 유형의 몇몇 예시적인 스크림은 선뎃(Sundet)에게 허여된 미국 특허 제8231700호에 개시된 3방향 스크림이다.
몇몇 실시예에서, 예컨대 평행 필라멘트들의 규칙적 어레이로 완전히 또는 심지어 부분적으로 구성되기보다는, 필라멘트(40)들은 매우 다양한 배향(및 간격)으로 존재할 수 있다. 그러한 필라멘트들은 충분한 개수의 필라멘트들이 집합적으로 주름 팁(21)들 사이의 간극에 걸쳐 연장되어 브리징 필라멘트의 역할을 하는 한, 곡선, 루프, 사행형(tortuous) 경로 등을 따를 수 있다. 즉, 필라멘트(40)들은 예컨대 랜덤하게-배향된 필라멘트들의 집합체를 포함하는 스크림의 일부로서 제공될 수 있는데, 그러한 필라멘트들이 충분히 길고 서로 접합되고/되거나 얽혀 본 명세서에 정의된 바와 같은 브리징 필라멘트들의 역할을 하는 한 그러하다. 도 4의 스크림(40')은 이러한 일반적인 유형의 예시적인 실시예이다. 그러한 스크림은, 예컨대 스펀-본디드 웨브, 스펀-레이스드(spun-laced) 웨브, 카디드(carded) 웨브, 란도 웨브(Rando web), 다수의 웨브들의 라미네이트 등일 수 있다.
따라서, 브리징 필라멘트(40)가 매우 다양한 방식으로 제공될 수 있다는 것이 강조되어야 한다. 그러나, 몇몇 특정 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)들은, 서로 적어도 실질적으로 평행하게 배향되고 주름형 공기 필터 매체의 정합 축과 적어도 실질적으로 정렬되며 임의의 다른 필라멘트에 의해 서로 연결되지 않는 필라멘트의 형태로만 제공된다. 그러한 실시예는, 예컨대 매우 다양한 방향들로 배향되는 필라멘트들을 포함하는 기존의 스크림, 예컨대 3방향 스크림 등과 같은 다방향 섬유들을 갖는 스크림의 일부인 필라멘트들의 사용을 배제한다. 또한, 주름형 필터의 취급 동안에 주름 간격을 유지하는 데 도움을 주는 역할을 하는 (특정 배열에 상관없이) 브리징 필라멘트들의 임의의 그러한 세트는, 예컨대 주름형 필터 매체를 강성화하기 위해 주름형 필터의 하류측에 제공되는(그리고 흔히 그의 주연부 프레임에 접합되고/되거나 주름형 필터 매체 그 자체에 접합되는) 지지 구조체 또는 구조체들과 구별될 것이다. 다시 말하면, 본 명세서에 개시된 바와 같은 브리징 필라멘트(40)들의 세트는 주름형 필터가 필터 지지 층이 없는 경우에 고압 HVAC 공기유동 조건에서 받는 힘을 견딜 수 있게 하기 위해 흔히 주름형 필터의 하류측에 제공되는 바와 같은, 예컨대 판지(cardboard) 또는 금속의 천공 시트, 또는 판지 또는 금속의 스트립을 포함하지 않는다.
필터 매체
주름형 필터 매체(10)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 정합될 수 있는 임의의 적합한 비-자립형 주름형 매체일 수 있다. 잠재적으로, 적합한 재료는 예컨대 종이; 열가소성 또는 열경화성 재료의 다공성 필름; 합성 또는 천연 섬유의 부직, 예를 들어 멜트 블로운(melt blown) 또는 스펀본드 웨브; 스크림; 직조 또는 편직 재료; 폼(foam); 일렉트릿(electret) 또는 정전기 대전된 재료; 유리섬유 매체; 또는 둘 이상의 재료의 라미네이트 또는 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리(락트산)으로 구성되는 부직 중합체 웨브가 적합할 수 있다. 부직 웨브를 제조하는 임의의 적합한 방법(예컨대, 멜트-블로잉(melt-blowing), 멜트-스피닝(melt-spinning), 카딩(carding) 등)이 사용될 수 있다. 필터 매체(10)는 또한 흡수흡착제, 촉매, 및/또는 활성탄(입자(granule), 섬유, 천, 및 성형된 형상체)을 포함할 수 있다.
다층 매체, 예컨대 라미네이팅된 매체가 또한 필터 매체(10)로서 사용될 수 있다. 그러한 매체는, 예를 들어 위에서 논의된 매체의 라미네이팅된 층 또는 필터 매체의 하나 이상의 층에 라미네이팅되는 다른 기재로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프리필터(prefilter) 층이 필터 매체(10)의 상류측에 사용될 수 있다. 그러한 프리필터 층은, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리(락트산), 또는 이들 재료의 블렌드를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 몇몇 실시예에서, 주름형 필터 매체(10)는 기부(예컨대, 여과) 층과 함께 임의의 목적에 요구되는 대로 임의의 다른 층 또는 층들을 포함할 수 있는 데, 이것이 주름형 매체(10)가 본 명세서에 정의되고 기술된 바와 같이 비-자립형 상태로 유지되게 하는 한 그러하다. 예를 들어, 예컨대 매체의 내마모성을 향상시키기 위해, 고도로 개방된 플라스틱 네팅 또는 메시가 주름형 매체에 라미네이팅될 수 있다. 임의의 그러한 층이 임의의 적합한 방법에 의해, 예컨대 용융-접합에 의해, 접착제(핫 멜트 접착제, 감압 접착제 등), 캘린더링(calendering), 초음파 접합 등에 의해 예컨대 기부(가령, 여과) 층에 접합될 수 있다.
특정 실시예에서, 주름형 필터 매체(10)는 예컨대 임의의 대전된 재료, 예컨대 미국 재발행 특허 제30782호에 기술된 바와 같은 분할되어진 피브릴화된 대전 섬유(split fibrillated charged fiber)로 구성되는 일렉트릿 재료일 수 있다. 그러한 대전 섬유는 종래의 수단에 의해 부직 웨브로 형성되고 선택적으로 외측 지지 층을 형성하는 미국 특허 제5230800호에 개시된 바와 같은 스크림에 결합될 수 있다. 다른 특정 실시예에서, 필터 매체(10)는 예컨대 미국 특허 제4813948호에 개시된 바와 같은 멜트 블로운 미세섬유 부직 웨브일 수 있으며, 이는 선택적으로 그러한 특허에 개시된 바와 같이 웨브 형성 동안에 보조 층에 결합되거나 후속하여 임의의 종래의 방식으로 보조 웨브에 결합될 수 있다. 소정 응용에 특히 적합할 수 있는 여과 매체는, 예컨대 폭스(Fox)에게 허여된 미국 특허 제8162153호에 기술된 일반적인 유형의 매체; 베리건(Berrigan)의 미국 특허 출원 공개 제20080038976호에 기술된 일반적인 유형의 매체; 및 보스(Both)의 미국 특허 출원 공개 제20040011204호에 기술된 일반적인 유형의 매체와, 마찰대전된(tribocharged) 매체로 대체로 알려진 매체를 포함할 수 있다. 원한다면, 임의의 그러한 매체가 대전되어 일렉트릿을 형성할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이 정합성이기 위해, 주름형 필터 매체(10)는 유리하게는 비교적 낮은 강성을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 매체의 강성은 테이버 강성(Taber Stiffness)(이러한 목적을 위해 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7235115호에 기술된 바와 같이 측정됨)에 의해 특징지어질 수 있다. 다양한 실시예에서, 주름형 필터 매체(10)는 1.0, 0.8, 0.6, 또는 0.4 테이버 강성 단위 미만의 테이버 강성을 나타내는 재료로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 매체의 강성은 걸리 강성(Gurley Stiffness)(이러한 목적을 위해 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7947142호에 기술된 바와 같이 측정됨)에 의해 특징지어질 수 있다. 다양한 실시예에서, 주름형 필터 매체(10)는 100, 80, 또는 60 mg 미만의 걸리 강성을 나타내는 재료로 구성될 수 있다.
주름 기하학적 구조의 상세 사항이 도 5의 측면도(여기서, 주름형 공기 필터를 주름 방향(Dp)을 따라 바라봄)를 참조하여 논의된다. 본 명세서에 정의된 바와 같은 주름 간격, 주름 높이, 및 주름 거리는, 주름형 필터 매체(10)가 (각각의 주름에 고유한 이러한 평면으로부터의 국소 편차에도 불구하고) 쉽게 인식가능한 주 평면을 나타내는 공칭적으로 평탄한 구성으로 주름형 공기 필터 매체(10)가 있는 상태에서 (앞서 기술된 복수의 필라멘트(40)들에서처럼) 구해진다. 추가로 상술하면, 이는 예컨대 주름형 필터 매체를 테이블 윗면과 같은 평평한 표면 상에 배치함으로써 달성될 수 있는데, 이때 주름형 매체는, 물론 브리징 필라멘트로 인해 자연적으로 존재할 수 있는 임의의 약간의 힘을 제외하고는, 주름형 매체에 인가되는 신장(확장)력을 갖지도 않고, 주름형 매체를 가압할(이를 아코디언화할) 임의의 힘을 받지도 않는다. 또한, 그러한 구성에서 (예컨대 주름을 테이블 윗면에 대항하여 찌부러뜨릴 수 있는) 어떠한 압축력도 인가되지 않는다.
그러한 구성에서, 주름 높이(주름 진폭(pleat amplitude))는 필터(1)/필터 매체(10)의 전체 주 평면에 직교하는 방향을 따른, 상류 팁으로부터 하류 팁까지의 거리(도 5의 Ph)이다. 다양한 실시예에서, 매체(10)의 주름 높이는 적어도 약 2, 4, 6 또는 8 mm일 수 있다. 다른 실시예에서, 주름 높이는 최대 약 40, 30, 25, 20, 15, 12, 10, 5, 또는 3 mm일 수 있다.
그러한 구성에서, 주름 간격(도 5의 Ps)은 필터 매체의 주 평면 내에 있는 그리고 정합 축(Ac)과 정렬되는 방향을 따른, 최근린 동일측 주름 팁들 사이의 거리이다. 주름형 필터 매체(10)는 임의의 적합한 주름 간격을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 주름 간격은 최대 약 30, 20, 16, 12, 10, 또는 8 mm일 수 있고; 다른 실시예에서, 주름 간격은 적어도 약 3, 4, 5, 6, 8, 또는 10 mm일 수 있다.
주름 거리(도 5의 Pd)는 주름형 매체의 국소 방향을 따른 하나의 주름 팁으로부터 최근린 주름 팁까지의 최단 거리이다(특정 예로서, 제1 주름 팁이 상류 주름 팁이면, 이러한 특정의 목적을 위한 그의 최근린 주름 팁은 하류 주름 팁일 것임). 주름형 필터 매체(10)는 임의의 적합한 주름 거리를 포함할 수 있다(그러나, 임의의 주어진 주름형 필터 매체에 대해, 주름 거리는 주름 높이보다 클 것임). 다양한 실시예에서, 매체(10)의 주름 거리는 적어도 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 mm일 수 있다. 다른 실시예에서, 주름 거리는 최대 약 40, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 또는 3 mm일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 주름형 매체(10)의 주름은 사인곡선형(sinusoidal)일 수 있으며, 이는 그러한 주름의 팁이 적어도 약 2 mm의 평균 곡률 반경을 가짐을 의미한다. 다양한 실시예에서, 그러한 사인곡선형 주름은 적어도 약 3, 4, 5, 또는 6 mm의 평균 곡률 반경을 갖는 팁을 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 사인곡선형 주름은 예컨대 극히 작은 곡률 반경을 갖는 주름 팁에서 만나는 극히 평평한 벽을 포함하는 "지그-재그(zig-zag)" 스타일 주름과 구별된다. (그러한 지그-재그 스타일 주름은 흔히 예컨대 자립형 필터 매체에 사용되고, 예컨대 매체가 추후에 따라 절첩되어 매우 예리한 주름을 형성하게 하는 새김선(score line)을 제공하도록 필터 매체에 새김선 형성(scoring)함으로써 흔히 달성된다.)
주름 파라미터(특히 주름 높이)가 주름형 필터(1)를 정합시키는 능력을 향상시키도록 선택될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특히, (정합된 제2 구성으로 있을 때) 주름형 매체의 평균 곡률 반경에 비해 상대적으로 낮은 주름 높이가 유리할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 평균 곡률 반경 대 주름 높이의 비는 적어도 약 20, 40, 60, 80, 또는 100일 수 있다. 다른 실시예에서, 평균 곡률 반경 대 주름 높이의 비는 최대 약 1000, 800, 400, 200, 또는 100일 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 브리징 필라멘트(40)는 탄성 재료로 제조될 수 있다. 몇몇 그러한 실시예에서, 브리징 필라멘트의 탄성 특성은 (예컨대 비교적 낮은 강성을 나타내는 주름형 필터 매체와 함께) 주름형 필터(1)가 정합 축(Ac)을 따라 확장가능(신장가능)하도록 하는 것일 수 있다. 이는 주름형 필터(1)가 전술된 바와 같은 공칭적으로 평탄한 구성으로부터 공칭적으로 평탄한 구성에 있을 때의 주름형 필터(1)의 (비확장) 길이보다 큰 확장 길이로 신장될 수 있음을 의미한다. 이에 상응하게, 주름 간격(Ps)도 마찬가지로 브리징 필라멘트의 탄성에 의해 허용되는 바와 같이 확장된 값으로 증가할 것이다. 주름형 필터(1)가 확장가능한 다양한 실시예에서, 확장 주름 간격 대 공칭 (비확장) 주름 간격의 비는 적어도 약 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 또는 2.5일 수 있다. 주름형 필터(1)가 확장가능한 다양한 실시예에서, 주름형 필터(1)의 확장 길이 대 주름형 필터(1)의 공칭 (비확장) 길이의 비도 마찬가지로 적어도 약 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 또는 2.5일 수 있다.
확장된 주름형 필터(1)가 (본 명세서에서 상세히 논의된 바와 같이) 임의의 주름형 필터(1)에 대해 기술된 바와 같은 방식으로 필터 지지 층 상에 설치될 수 있다. 확장성의 특성이 주름형 필터로 하여금 특정 필터 지지 층의 길이에 맞도록 있는 그대로 사용되거나 원하는 대로 확장되게 할 수 있다는 것이 이해될 것이다. (확장된 주름형 필터는 예컨대 필터가 확장된 구성으로 유지되도록 필터 지지 층에 부착되거나 고정될 수 있다.) 따라서, 이러한 특성은 유리하게는 주름형 필터(1)가 다양한 필터 지지 층과 함께 사용되게 할 수 있다.
비-자립형
앞서 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 주름형 필터 매체(10)(및 주름형 필터(1))는 비-자립형이다. 즉, 브리징 필라멘트(40)가 앞서 본 명세서에 개시된 바와 같이 주름형 필터 매체(10)의 주름 간격을 유지하는 데 도움을 줄 수 있지만, 브리징 필라멘트(40)의 존재는 주름형 필터(1)를 자립형으로 만드는 데는 충분하지 않다. 비-자립형이란 강제-공기 HVAC 시스템의 종래의 주연부-유지 고정구 내에 설치될 때(구체적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같이 HVAC 시스템의 필터 지지 층의 상류 표면 상에 있지 않을 때), 공기가 공기 필터 매체의 상류면에 충돌할 때 발생되는 힘(예컨대, 적어도 0.2 인치의 수주의 압력 강하를 발생시킴)을 (지지 주연부 프레임이 있거나 없는 상태에서) 견딜 수 없는 주름형 공기 필터/매체를 의미한다. (공기 필터 매체를 통한 압력 강하에 대한 상기 및 모든 다른 언급은 필터 매체 내로의 미립자 물질의 임의의 감지가능한 로딩(loading)이 발생하기 전에, 시스템 내로 초기에 삽입되는 바와 같은 공기 필터에 대한 것이다.) "그러한 힘을 견딜 수 없는"이란 주름형 공기 필터 매체가 압괴, 변형, 제거, 파열 등이 되어 공기 필터 매체의 성능을 불만족스럽게 만드는 것을 의미한다.
비-자립형 주름형 공기 필터는 정의상 HVAC 시스템의 필터 지지 층의 상류면 상에 설치될 필요 없이 HVAC 시스템에 사용가능한 임의의 주름형 공기 필터를 포함하지 않는다. (당업자는, 몇몇 경우에 예컨대 가령 보강 와이어 메시 층 및/또는 강성화 주연부 프레임을 갖는 주름형 필터와 비교하여 (브리징 필라멘트가 존재하는 경우에도) 주름형 필터가 얼마나 정합성(몇몇 경우에, 심지어 비교적 처지고 늘어짐)인지를 단지 검사함으로써 주름형 공기 필터가 비-자립형인 것으로 용이하게 식별될 수 있음을 이해할 것이다.)
적어도 일부 실시예에서, 주름형 필터 매체(10)는 주름형 필터가 HVAC 시스템의 필터 지지 층 상에 장착되어 적어도 0.2 인치의 수주의 압력 강하를 겪을 때 필터 매체가 상류→하류 방향으로 현저히 압축될 것임을 의미하는 것으로서 본 명세서에 정의되는 압축성일 수 있다. 고압이 압축성 주름형 필터 매체를 예컨대 여과 성능의 열화를 초래하는 방식으로 필터 지지 층에 대항하여 찌부러뜨릴 수 있지만, 예컨대 소형 분리형(mini-split) HVAC 시스템에서 발생되는 저압이 압축성 재료가 그러한 시스템에 만족스럽게 사용될 수 있는 것을 허용할 수 있다. (말이 나온 김에, 여기에서 그리고 다른 곳에서 용어 HVAC가 편의상 일반적으로 사용되고; 그러한 용어가 적어도 일부 상황에서 공기를 단지 가열할 수 있거나, 공기를 단지 냉각시킬 수 있거나, 심지어 공기를 가열 또는 냉각시키기보다는 공기를 단지 순환시킬 수 있는 시스템을 포함한다는 것에 주목한다.)
정의상, 압축성 주름형 필터 매체는 그와 함께 주름형성되고 그에 연속적으로 접합되는 영구적으로 변형가능한 재료의 보강 층을 구비할 수 없다. "영구적으로 변형가능한 재료"란, 주름형성될 때 주름형성된 구성으로 유지되는(그리고 따라서 보강 재료가 접합된 주름형 매체를 그러한 동일한 구성으로 유지시켜 주름형 매체가 더 이상 압축성이지 않도록 하는) 경향이 있는 보강 재료(예를 들어, 천공된 금속 층, 금속 와이어 메시, 망상 전신 금속판(expanded metal) 등)를 의미한다. 그러한 영구적으로 변형가능한 금속 층(개방 와이어 메시)의 일례가 폭스에게 허여된 미국 특허 제8162153호의 예 1에 기술되어 있다. 이는 (예컨대, 필터 매체와 함께) 주름형성된 후에도, 주름형 매체를 비-압축성으로 만들기에 충분한 정도로 변형에 저항하지 않는 재료(예컨대, 가령 플라스틱 네팅, 부직 스크림, 프리-필터 층 등)와 대조될 수 있다.
압축성 주름형 필터 매체가 그와 함께 주름형성되고 그에 연속적으로 접합되는 영구적으로 변형가능한 재료(예컨대, 금속)의 보강 층을 구비할 수 없다는 상기 열거된 요건과 별개로 그리고 그에 상관없이, 본 명세서에 개시된 바와 같은 비-자립형 주름형 필터는 최종 사용자에게 공급될 때 주름형 공기 필터 매체의 하류면 또는 상류면의 공기 투과 영역의 임의의 부분에 (임의의 방식으로 또는 임의의 메커니즘에 의해) 부착되는 어떠한 강성화 지지 부재도 포함하지 않을 것이다. 용어 "강성화 지지 부재"는 그 목적이 주름형 필터가 필터 지지 층이 없는 경우에 HVAC 공기유동에서 받는 힘을 견딜 수 있게 하는 것인 임의의 단일 부재, 또는 부재들의 군(판지, 플라스틱 또는 금속의 하나 이상의 스트립; 및/또는 예컨대 판지, 플라스틱, 또는 금속의 임의의 천공 시트형 층을 이로 한정됨이 없이 포함함)을 의미한다.
정의상, 주름형 필터 매체(10)(및 주름형 필터(1))는 임의의 종류의 강성화 주연부 프레임을 포함하지 않는다. 구체적으로, 예컨대 강성 지지 프레임(가령, 미국 특허 제8685129호에 개시된 일반적인 유형의 채널 프레임, 미국 특허 제8702829호에 개시된 일반적인 유형의 핀치 프레임(pinch frame) 등)이 주름형 필터 매체(10)의 주연부에 적용되지 않는다. 그러나, 이는 예컨대 주름형 필터 매체(10)의 에지에 근접한 하나 이상의 부수적인 구성요소의 존재를 배제하지 않는다. 그러한 구성요소는 본 명세서에 편의상 용어 "경계 스트립(border strip)"에 의해 기술될 것이다. 정의상, 임의의 그러한 경계 스트립 또는 스트립들은 주름형 필터(1)가 본 명세서에 개시된 바와 같이 정합될 수 없도록 주름형 필터(1)를 강성화하는 것 이외의 어떤 기능(예컨대, 고정 기능, 장식 기능 등)을 수행하여야 한다. 당업자는 몇몇 실시예에서 그러한 경계 스트립이 주름형 필터(1)의 비-파형 에지의 폭을 따라 어느 정도의 측방향 강성을 부여할 수 있지만(이는 예컨대 주름형 필터의 비-파형 단부가 말리거나 처짐이 없이 이를 파지하는 것을 보다 용이하게 할 수 있음), 그러한 경계 스트립이 정의상 주름형 필터를 정합 축(Ac)을 따라 정합시키는 능력에 영향을 미치지 않을 것을 쉽게 이해할 것이다.
특정 조성과 기능에 상관없이, 임의의 그러한 경계 스트립은 매우 작은(예컨대, 3, 2, 또는 1 mm 미만) (상류-하류 방향으로의) 총 두께를 포함할 것이다. 따라서, 그러한 경계 스트립은 예컨대 (채널 프레임 등과 같은) 주연부 프레임의 한 부분과 구별될 것인데, 그러한 주연부 프레임은 흔히 예컨대 20 mm 이상의 두께를 갖는다. 일반적으로, 그러한 경계 스트립은 흔히 주름형 필터(1)의 비-파형 에지에 근접하게 부착되는 (천, 종이 등 중 어느 것으로 제조되든 간에) 층의 형태를 취할 수 있다. 특정 예로서, 주름형 필터(1)의 하나 이상의 에지(예컨대, 비-파형 에지(5 또는 5"))가 예컨대 기계적 체결 재료의 스트립(가령, 후크 및 루프 체결 시스템의 후크 스트립 또는 루프 스트립), 감압 접착제의 스트립 등(이는 주름형 필터를 HVAC 시스템의 필터 지지 층 상에 설치하는 데 도움을 줄 수 있음)을 포함할 수 있다. 또는, 경계 스트립이 사용자로 하여금 경계 스트립 상에 초기 사용 일자를 기록하게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 경계 스트립은 주름형 필터(1)의 에지, 예컨대 비-파형 에지에 부착되는 별개로 제공된 층일 수 있다. 다른 실시예에서, 경계 스트립은 주름형 필터 매체의 에지, 예컨대 비-파형 에지를 치밀화시킴으로써(예컨대, 캘린더링, 초음파 용접, 니들-태킹(needle-tacking) 등에 의해) 제공될 수 있다.
필터 매체(10)는 브리징 필라멘트(40)가 매체의 주름 팁에 접합되기 전에 매체 내에 주름을 형성할 수 있는 임의의 적합한 방법에 의해 주름형성될 수 있다(본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "주름형 필터 매체"가 예컨대 필터 매체의 일부분에 부착되는 형상-기억 중합체의 수축에 의해 절첩된 또는 주름잡힌 형상으로 형성되는 필터 매체를 포함하지 않음에 주목하여야 함). 특히 유리한 방법은 예컨대 가령 미국 특허 제5256231호에 개시된 방법의 임의의 적합한 변형에서 파형형성 기어(corrugating gear)들의 세트를 통한 매체의 처리를 포함할 수 있다. 브리징 필라멘트(40)는 임의의 적합한 방법에 의해 주름형 필터 매체(10)의 주름 팁에 접합될 수 있다. 필라멘트가 기존의 스크림으로서 제공되면, 그러한 스크림은 임의의 적합한 방법에 의해, 주름형 필터 매체(10)의 면에 적용되고 그의 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합될 수 있다. 예를 들어, 스크림은 예컨대 연속 롤로서 획득될 수 있고, 접합 접착제가 (예컨대, 스크림의 필라멘트의 적어도 일부 표면 상에 접착제를 코팅함으로써) 스트림에 적용될 수 있으며, 스크림은 이어서 주름형 매체와 접촉되어 이들이 접촉되는 주름 팁의 부분과 필라멘트의 접착제-코팅된 부분 사이의 접합을 유발할 수 있다.
다른 접합 방법(예컨대, 초음파 접합, 용융-접합(예컨대 열-밀봉을 포함함) 등)이 또한 가능하다. 필라멘트(40)들이 기존의 스크림의 일부로서 제공되지 않는 실시예에서, 이들은 예컨대 매체가 여전히 파형형성(주름형성) 기어 또는 임의의 다른 종류의 파형형성 장치 상에 존재하는 동안에 주름형 필터 매체의 주름 팁들 상으로 편리하게 용융-압출될 수 있다. 그러한 방법은 예컨대 모두 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제5256231호, 제5620545호 및 제7052565호에 개시된 방법의 임의의 적합한 변형일 수 있다. 필라멘트(40)들이 매체(10)의 주름 팁들에 용융-접합되는 실시예에서, 매체(10)의 섬유들(구체적으로, 매체(10)가 다수의 층들을 포함하면, 매체(10)의 최외측 섬유들)과 필라멘트(40)들의 조성은 유리하게는 그러한 용융-접합을 용이하게 하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 필라멘트와 섬유는 용융-접합이 발생하게 하기에 충분히 적합한 재료로 제조될 수 있다. 특정 실시예에서, 매체(10)의 섬유와 필라멘트(40)는 동일한 유형의 중합체로 구성될 수 있다(예컨대, 이들은 둘 모두 폴리프로필렌일 수 있고; 이들은 둘 모두 폴리(락트산)일 수 있으며, 기타 등등임). 몇몇 상황에서(예컨대, 필라멘트(40)들이 주름 팁들 상에 용융-압출될 때), 매체(10)의 섬유들 사이의 공간 내로의 용융된 필라멘트 재료의 어느 정도의 침투가 발생할 수 있으며, 이는 적어도 어느 정도의 물리적 얽힘 또는 포획을 달성함으로써 접합 공정을 증강시킬 수 있음에 주목하여야 할 것이다.
어떻게 제공되더라도, 적어도 일부 실시예에서, 필라멘트(40)는 (도 1의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이) 대체로 주름형 필터 매체의 전체 폭을 가로질러 (예컨대, 이격된 방식으로) 제공될 수 있다. 주름형 필터 매체(10)는 원하는 대로, 매체에 대한 필라멘트의 접합 전이나 후에 원하는 최종 폭으로 트리밍(trimming)되거나 절단될 수 있다.
HVAC 시스템
비-자립형 주름형 필터(1)는 HVAC 시스템에 의해 유도되는 이동하는 공기가 여과되도록 요구되는 임의의 적합한 응용에 사용될 수 있다. (HVAC 시스템은 정의상 기계화된 팬(fan) 또는 송풍기에 의해 유도되는 공기를 수반하며, 따라서 예컨대 사람의 호흡에 의해 유도되는 공기를 제외한다.)
도 6과 도 7에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 주름형 필터(1)는 HVAC 시스템(100)의 아치형 필터 지지 층(50)의 상류면(55) 상에 설치될 것이다. 도 6이 HVAC 시스템(예컨대, 소형 분리형 시스템)의 흡기 부분을 이상화된 일반적인 표현으로 도시하며 비-제한적인 것임에 주목한다. 예를 들어, (예컨대, 공기 필터가 HVAC 시스템의 팬(101)과 열-교환 구성요소를 미립자 부스러기로부터 보호하는 데 도움을 줄 수 있도록) 공기 필터가 전형적으로 팬(101)의 상류에 위치되지만, 필터(1)는 반드시 팬(101)에 물리적으로 근접하는 것은 아니다. 원한다면(예컨대, 미적 목적을 위해 그리고/또는 필터(1)를 손상으로부터 보호하기 위해), 필터 커버(60)가 도 6에 도시된 바와 같이 필터(1)의 상류에 위치될 수 있다. 필터 커버(60)는 HVAC 시스템의 기능수행을 가능하게 하기에 충분한 공기유동을 허용하여야 하며, 따라서 예컨대 임의의 적합한 유형의 천공 시트 재료, 메시 또는 스크린, 루버-형성된(louvered) 또는 윈도우-형성된(windowed) 재료 등일 수 있다. 많은 실시예에서, 필터 커버(60)는 필터(1)를 통한 HVAC 흡기구 내로의 공기유동에 무시해도 될 정도의 영향을 미칠 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필터 커버(60)는 예컨대 중실형(solid)일 수 있지만, 필터(1)로부터 필터 커버로의 충분한 공기유동을 허용하기에 충분한 거리만큼 외향으로 오프셋될 수 있다.
당업자는 몇몇 강제-공기 시스템이 다수의 공기-귀환 입구(예컨대, 건물 내의 다수의 방들 내에 위치됨)들로부터 수집되는 공기가 (도중에 필터를 통과하여) 중앙 송풍기로 귀환되는 중앙집중식 시스템임을 이해할 것이다. 그러한 시스템은 흔히 비교적 대량의 공기를 이동시키며, 따라서 시스템 내에 장착된 필터를 통해 비교적 큰 압력 강하를 유발할 수 있다. 그러한 중앙집중식 시스템은 예컨대 흔히 단지 공기를 단일 공기 귀환로를 통해 국소적으로 수집하고 흔히 상당히 더 낮은 작동 압력으로 작동할 수 있는 소형 분리형 시스템과 구별될 것이다. 주름형 필터(1)가 예컨대 소형 분리형 HVAC에 사용하기에 특히 적합할 수 있지만, 적어도 일부 실시예에서 주름형 필터(1)가 중앙집중식 HVAC 시스템의 필터 지지 층 상에 설치되는 한 주름형 필터(1)가 그러한 HVAC 시스템에 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, 개별 주름형 필터(1)가 예컨대 중앙집중식 HVAC 시스템의 다수의 개별 공기 흡기구들 또는 귀환로들 내에 제공될 수 있다.
도 7의 분해도에 더욱 상세히 도시된 바와 같이, 필터(1)는 HVAC 시스템(100)의 아치형 필터 지지 층(50)의 상류면(55)의 형상에 정합될 것이다. 많은 실시예에서, 주름형 공기 필터(1)(예컨대, 적어도 그의 하류 팁(30))는 필터 지지 층의 상류면(55)과 직접 접촉할 수 있다. 다양한 실시예에서, 필터 지지 층(50)은 HVAC 시스템에(예컨대, HVAC 시스템 흡기구 부분의 하우징에) 영구적으로 부착될 수 있거나; 또는, 필터 지지 층은 예컨대 그 상에 주름형 필터(1)를 용이하게 설치하기 위해 HVAC 시스템으로부터 제거가능할 수 있다(그 후에 필터(1)를 상부에 갖는 필터 지지 층(50)이 HVAC 시스템 내에 다시 놓임). 어느 경우든, 필터 지지 층(50)은 정의상 HVAC 시스템의 구성요소이고; 이는 주름형 필터(1)가 최종 사용자에게 공급될 때 주름형 필터(1)의 구성요소가 아니다. 다시 말하면, 필터(1)가 사용자에게 공급될 때 주름형 필터(1)에 (직접적으로 또는 간접적으로) 부착되는 어떠한 강성화 주연부 프레임, 강성화 지지 부재 등도 HVAC 시스템의 필터 지지 층(50)으로서 적합하지 않을 것이다.
필터 지지 층(50)은 언급된 바와 같은 상류면(55)과 하류 표면(56)을 포함한다. 필터 지지 층은 공기가 용이하게 통과하여 HVAC 흡기 부분의 내부에 도달할 수 있는 관통 개구(52)를 포함하는 공기-투과 영역(53)을 포함한다. 그러나, 공기-투과 영역(53)은 주름형 필터(1)를 지지하는 역할을 하는 중실형 부분(51)을 포함한다. 그러한 중실형 부분(51)은 예컨대 도 7의 예시적인 실시예에서와 같이 (배열이 규칙적이든 불규칙적이든 간에) 격자의 스트럿(strut)들의 형태를 취할 수 있거나; 또는, 공기-투과 영역(53)은 다수의 천공(52)들이 관통한 중실형 시트 재료(51)의 형태를 취할 수 있다. 많은 실시예에서, 적어도 공기-투과 영역(53)은 메시 또는 스크린의 형태를 취할 수 있으며, 이는 유리하게는 공기-투과 영역을 통한 공기유동을 허용하면서 주름형 필터(1)를 적절히 지지할 수 있다. 랜덤하게 배향된 섬유들을 포함하는 몇몇 재료(예컨대 가령 금속 메시)는 사행형 경로들 형태의 관통 개구들을 포함할 수 있다. (많은 경우에, 예컨대 스크린, 메시, 격자, 천공 시트 및 유사 재료와 같은 다양한 범주들 내의 공기-투과 재료들 사이에 뚜렷한(bright-line) 차이가 없을 수 있음이 이해될 것이다.) 다양한 실시예에서, 필터 지지 층(50)의 공기-투과 영역(53)의 관통 개구는 약 8, 6, 4, 3, 2, 1, 0.4, 또는 0.2 mm 미만의 평균 직경(또는 비원형 관통 개구의 경우에 등가 직경)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 공기-투과 영역(53)은 필터 지지 층(50)의 총 면적의 상당 부분(예컨대, 적어도 60, 80, 90, 또는 95% 이상)을 차지할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 비교적(예컨대, 완전히) 공기 비투과성인 영역이 제공될 수 있다(하나의 그러한 영역(57)이 도 7의 예시적인 실시예에 도시됨). 그러한 영역은 예컨대 필터 지지 층(50)을 HVAC 시스템의 다른 구성요소에 부착하는 것, 주름형 필터(1)를 필터 지지 층(50) 상에 설치하는 것을 용이하게 할 수 있거나, 임의의 다른 목적에 기여할 수 있다.
필터 지지 층(50)(예컨대, 적어도 그의 공기-투과 영역(53))은 편리하게는 예컨대 영구적 아치형 형상으로 성형됨으로써 영구적 아치형 형상으로 제공될 수 있다(그러나 이는 적어도 어느 정도 가역적으로 가요성일 수 있음). 또는, 몇몇 실시예에서, 필터 지지 층(50)은 원하는 아치형 형상으로 형성되어 있는 금속 스크린 또는 메시일 수 있다. 따라서, 주름형 필터(1)는 필터 지지 층(50) 상에 설치될 때 그러한 형상과 일치하도록 정합될 수 있다. 다양한 실시예에서, 아치형 필터 지지 층(50)은 약 100, 80, 60, 40, 20, 또는 10 cm 미만의 곡률 반경(그의 공기-투과 영역(53)의 길이에 걸쳐 평균함)을 나타낼 수 있다.
많은 실시예에서, (도 1에 지시된 바와 같은) 파형 에지(4, 4')가 비폐색 에지(unoccluded edge)이도록 주름형 필터(1)가 필터 지지 층(50) 상에 설치될(그리고 필터 지지 층(50)이 HVAC 시스템의 다른 구성요소에 부착될) 수 있음이 이해될 것이다. 비폐색이란 주름형 필터(1)/필터 지지 층(50) 조립체가 HVAC 시스템 내에 설치될 때, 파형 에지가 예컨대 필터 지지 층(50)의 돌출 플랜지 또는 벽, 또는 HVAC 시스템의 어떤 다른 구성요소의 벽 또는 표면과 같은 임의의 중실형 재료에 의해 차단되거나 막히지 않음을 의미한다. (주름형 필터(1)의 주연부 프레임의 측벽이 이들 에지를 차단할 수 없는데, 그 이유는 주름형 필터(1)가 그러한 프레임을 구비하지 않기 때문이다.) 비폐색 에지의 존재가 적어도 일부 유입 공기가 필터(1)를 바이패스하게 하는데, 즉, 비폐색 에지를 돌아 가서 먼저 주름형 필터(1)를 통과함이 없이 HVAC 흡기구의 내부에 도달하게 할 수 있음이 이해될 것이다. 주름형 필터를 HVAC 시스템에 사용할 때, 그러한 바이패스 현상을 최소화시키거나 방지하기 위해, 프레임 측벽을 제공하고/하거나, 임의의 비-파형 에지가 HVAC 시스템의 표면에 가까이 인접하도록 주름형 필터를 장착하는 것이 관례적이었다. 본 발명자들은 어느 정도 양의 그러한 바이패스가 여과 성능을 현저히 저하시키는 것으로 보이지 않음을 알았다. (많은 실시예에서, 필터 지지 층(50)이 필터(1)를 바이패스할 수 있는 임의의 비교적 큰 미립자 부스러기(예컨대, 애완동물 털, 먼지 등)가 HVAC 시스템의 내부에 도달하기보다는 여전히 포획될 수 있도록 예컨대 비교적 작은 관통 구멍 크기를 갖는 메시 또는 스크린일 수 있음에 주목한다.)
실제로, 몇몇 실시예에서, 주름형 공기 필터(1)가 반드시 필터 지지 층(50)의 전체 공기-투과 영역(53) 위에 놓일 필요는 없는 것으로 밝혀졌다. 즉, 주름형 필터(1)는 주름형 필터가 필터 지지 층(50)의 상류면(55) 상에 설치될 때, 적어도 하나의 바이패스 영역(54)이 (예컨대, 그의 하나 이상의 에지 부근의) 필터 지지 층(50)의 어떤 영역 내에 존재하며, 공기가 먼저 주름형 필터(1)를 통과함이 없이 이 바이패스 영역을 통해 통과할 수 있도록 형상화되고 크기설정될 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 주름형 필터(1)는 주름형 필터가 필터 지지 층(50) 상에 설치될 때, 적어도 약 5, 10, 15, 또는 20%인 바이패스 비(bypass ratio)(필터 지지 층(50)의 총 공기-투과 영역(53)에 대한 바이패스 영역(54)의 비로 정의됨)가 획득되도록 구성된다. 다른 실시예에서, 그러한 바이패스 비는 최대 약 40, 30, 20, 또는 15%일 수 있다.
주름형 필터(1)는 임의의 적합한 수단에 의해 필터 지지 층(50)의 상류면(55) 상에 설치될 수 있다. 예를 들어, 필터(1)의 일단부 또는 양단부를 필터 지지 층(50)의 일단부 또는 양단부에 있는 수용 영역에 접착 부착할 수 있는 (예컨대, 필터(1)의 제1 및/또는 제2 비-파형 에지(5, 5')에 있는) 접착 스트립이 제공될 수 있다. 또는, (앞서 언급된 후크 및 루프 시스템과 같은) 임의의 종류의 기계적 체결 시스템이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, (최종 사용자에게 공급되는) 주름형 필터(1)는 따라서 필터 지지 층(50) 상에의 설치를 용이하게 하기 위해 주름형 필터에 장착되는 구성요소를 구비할 수 있다. 다른 실시예에서, 공급되는 주름형 필터(1)는 단순히 주름형 공기 필터 매체(10)의 일 섹션일 수 있다. 그러한 경우에, 필터 지지 층(50)이 주름형 필터(1)가 꽂힐 수 있는, 예컨대 필터 지지 층(50)의 모서리에 있는 구성요소(예컨대, 핀(pin))를 구비할 수 있다. 또는, 필터 지지 층(50)이 하나 이상의 변형가능 또는 비-변형가능 클립 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필터(1) 및 필터 지지 층(50)과 별도로 공급되는 체결구가 사용될 수 있다. 임의의 적합한 체결구(예컨대, 클립, 핀, 클램프, 밴드 등으로부터 선택됨)가 사용될 수 있다. (필터(1)와 함께 공급되든 필터 지지 층(50)과 함께 공급되든 그리고/또는 별도로 공급되든 간에) 임의의 적합한 체결구 또는 체결구들의 임의의 조합이 원하는 대로 사용될 수 있다.
몇몇 실시예(예컨대, 주름형 필터(1)의 비-파형 단부(5, 5')들이 필터 지지 층(50)의 제1 단부 및 제2 단부 주위에 권취되고 필터 지지 층의 배면에 고정됨)에서, 주름형 필터(1)가 반드시 필터 지지 층(50)의 공기-투과 영역(53)에 (또는, 필터 지지 층(50)의 상류면(55)의 임의의 부분에) 직접 접착 또는 부착되는 것은 아닐 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 주름형 필터(1)가 필터 지지 층(50)의 상류면(55) "상에 설치되는" 개념은 반드시 상류면에 대한 필터의 실제 직접 부착을 필요로 하는 것은 아니다. 또한, 몇몇 실시예에서, 설치는 필터 지지 층(50)에 대한 필터(1)의 어떠한 직접 "부착"도 전혀 수반하지 않을 수 있다. 예를 들어, 필터(1)는 필터 커버(60)와 필터 지지 층(50) 사이에 개재되는 압력에 의해 필터 지지 층(50)의 상류면 상의 제 위치에 유지될 수 있다. 또는, 필터(1)를 필터 지지 층(50)에 대해 원하는 위치에 유지시키기 위해, 필터(1)의 단부들이 필터 지지 층(50)의 에지들 주위에 권취되고 필터 지지 층(50)의 에지들과 HVAC 시스템의 어떤 다른 구성요소의 표면들 사이의 압력에 의해 유지될 수 있다. 모든 그러한 구성이 필터(1)를 HVAC 시스템의 필터 지지 층(50)의 상류면 상에 설치하는 일반적인 카테고리에 속한다.
몇몇 실시예에서, 필터(1)는 특정 필터 지지 층에 적합한 크기로 공급될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터는 보다 큰 크기로 공급되고 최종 사용자에 의해 맞게 절단될 수 있다. 몇몇 실시예에서, (이미 특정 사용에 맞게 크기설정되었든, 또는 개별 주름형 필터(1)들이 후속하여 분리되어 나오는 롤로서 공급되든) 주름형 필터(1)들은 (예컨대, 설명서와 함께) 키트로서 함께 패키징될 수 있다. 특정 실시예에서, 주름형 필터가 비교적 작은 곡률 반경을 갖는 "말린(rolled-up)" 구성으로 공급될 수 있음이 이해될 것이다. (개별 주름형 필터가 이러한 방식으로 공급될 수 있거나; 또는, 개별 주름형 필터들이 분리되어 나올 수 있는 롤이 이러한 방식으로 공급될 수 있다.) 임의의 그러한 주름형 필터가 원하는 정도로(즉, 그 상류면 상에 필터가 설치될 필터 지지 층(50)의 곡률에 맞도록) 말림해제(정합)될 수 있다. 임의의 그러한 주름형 필터는, 주름형 필터가 필터를 필터 지지 층 상에 설치하는 과정에서 공칭적으로 평탄한 구성으로 반드시 항상 완전히 말림해제되는 것이 아닐지라도, 정합성 주름형 필터의 본 명세서에 개시된 개념에 속한다.
예시적인 실시예의 목록
실시예 1은 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터로서, 상류면과 하류면을 갖는 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터 매체를 포함하고, 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터 매체는 복수의 상류 주름 팁들과 상류 주름 골들 및 하류 주름 팁들과 하류 주름 골들을 갖고 주름 방향을 갖는 복수의 대향 주름들을 포함하고, 주름형 공기 필터 매체는 주름형 공기 필터 매체의 하류면 상에 복수의 브리징 필라멘트들을 추가로 포함하며, 복수의 브리징 필라멘트들의 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 주름형 공기 필터 매체의 상류면과 불연속적으로 접촉하고 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되거나; 또는 주름형 공기 필터 매체의 하류면과 불연속적으로 접촉하고 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되는, 주름형 공기 필터이다.
실시예 2는 실시예 1의 주름형 공기 필터로서, 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 서로 적어도 대체로 평행하고, 주름 방향에 적어도 대체로 직교하게 배향되는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 3은 실시예 2의 주름형 공기 필터로서, 브리징 필라멘트들은 서로 적어도 본질적으로 평행하고, 약 4 mm 내지 약 25 mm의, 필라멘트들 사이의 간격을 포함하는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 4는 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 상류 주름 팁들 중 적어도 일부 또는 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되는 브리징 필라멘트는 용융-접합에 의해 주름 팁들에 접합되는, 주름형 공기 필터이다.
실시예 5는 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 주름형 공기 필터 매체의 상류면과 불연속적으로 접촉하고 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되며, 주름형 공기 필터 매체의 하류면 상에 브리징 필라멘트들이 존재하지 않는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 6은 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 주름형 공기 필터 매체의 하류면과 불연속적으로 접촉하고 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되며, 주름형 공기 필터 매체의 상류면 상에 브리징 필라멘트들이 존재하지 않는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 7은 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 복수의 브리징 필라멘트들은 적어도 일부가 주름형 공기 필터 매체의 하류면과 불연속적으로 접촉하고 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되는 브리징 필라멘트들의 제1 세트; 및 적어도 일부가 주름형 공기 필터 매체의 상류면과 불연속적으로 접촉하고 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되는 브리징 필라멘트들의 제2 세트의 형태로 제공되는, 주름형 공기 필터이다.
실시예 8은 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 또는 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합된 기존의 스크림의 일부로서 제공되는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 9는 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 주름형 필터 매체는 약 2 mm 내지 약 12 mm의 범위 내의 주름 높이를 나타내는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 10은 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 주름형 필터 매체는 약 5 mm 내지 약 20 mm의 범위 내의 주름 간격을 나타내는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 11은 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 주름은, 상류 주름 팁들 및 하류 주름 팁들 각각이 적어도 약 2 mm의 평균 곡률 반경을 나타내고 상류 주름 팁들 및 하류 주름 팁들 중 어느 것도 새김선-주름으로 형성(score-pleated)되지 않는 사인곡선형 주름인, 주름형 공기 필터이다.
실시예 12는 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 주름형 공기 필터 매체는 압축성 주름형 공기 필터 매체인, 주름형 공기 필터이다. 실시예 13은 실시예 1 내지 실시예 12 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 주름형 공기 필터 매체는 적어도 일부가 정전기 대전되는 유기 중합체 섬유들을 포함하는 부직 웨브를 포함하는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 14는 실시예 1 내지 실시예 13 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 공기 필터 매체는 1.0 테이버 강성 단위 미만의 테이버 강성과 100 mg 미만의 걸리 강성을 나타내는, 주름형 공기 필터이다.
실시예 15는 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 주름형 공기 필터는 HVAC 시스템의 필터 지지 층의 상류면에 정합되어 상류면과 접촉되도록 구성되는, 주름형 공기 필터이다. 실시예 16은 실시예 1 내지 실시예 15 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터로서, 브리징 필라멘트들은 탄성 재료로 구성되고, 주름형 공기 필터는 주름형 공기 필터가 비확장 주름 간격을 나타내는 비확장 구성으로부터, 주름형 공기 필터가 비확장 주름 간격의 적어도 약 120%인 확장 주름 간격을 나타내는 확장 구성으로 확장가능한, 주름형 공기 필터이다. 실시예 17은 동일한 패키지로 함께 패키징된 실시예 1 내지 실시예 16 중 어느 한 실시예의 복수의 주름형 공기 필터들을 포함하는 키트이다.
실시예 18은 공기 여과용 조립체로서, 상류면과 하류면을 갖는 아치형 필터 지지 층을 포함하고, 실시예 1 내지 실시예 16 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터가 아치형 필터 지지 층의 상류면 상에 설치되고, 아치형 필터 지지 층은 HVAC 시스템의 제거가능 또는 비-제거가능 구성요소인, 공기 여과용 조립체이다.
실시예 19는 실시예 18의 조립체로서, 주름형 공기 필터는 아치형 필터 지지 층의 상류면과 직접 접촉하고, 주름형 필터는 아치형 필터 지지 층에 부착되는, 조립체이다. 실시예 20은 실시예 18 또는 실시예 19의 조립체로서, 조립체는 주름형 공기 필터의 단일 층이 아치형 필터 지지 층의 상류면 상에 설치된 아치형 필터 지지 층으로 본질적으로 구성되는, 조립체이다. 실시예 21은 실시예 18 내지 실시예 20 중 어느 한 실시예의 조립체로서, 조립체는 HVAC 시스템의 제거가능 또는 비-제거가능 구성요소인 필터 커버를 추가로 포함하며, 필터 커버는 주름형 공기 필터의 상류측에 위치되고, 필터 커버를 통한 관통 개구를 포함하는, 조립체이다.
실시예 22는 실시예 21의 조립체로서, 주름형 공기 필터는 제1 및 제2 파형 에지들을 포함하고, 주름형 공기 필터, 아치형 필터 지지 층, 및 필터 커버 모두가 HVAC 시스템 내의 제 위치에 있을 때, 주름형 공기 필터의 제1 및 제2 파형 에지들 중 적어도 하나는 비폐색 파형 에지인, 조립체이다. 실시예 23은 실시예 18 내지 실시예 22 중 어느 한 실시예의 조립체로서, 아치형 필터 지지 층은 스크린, 메시, 격자, 및 천공 시트로 이루어진 군으로부터 선택되는 공기-투과 영역을 포함하는, 조립체이다. 실시예 24는 실시예 18 내지 실시예 23 중 어느 한 실시예의 조립체로서, 주름형 공기 필터는 크기가 아치형 필터 지지 층보다 작아, 아치형 필터 지지 층은 이동하는 공기가 주름형 공기 필터를 통과함이 없이 아치형 필터 지지 층을 통과할 수 있는 바이패스 영역을 포함하며, 바이패스 영역은 아치형 필터 지지 층의 총 공기-투과 영역의 약 5% 내지 약 30% 범위의 크기를 나타내는, 조립체이다. 실시예 25는 실시예 18 내지 실시예 24 중 어느 한 실시예의 조립체로서, HVAC 시스템은 중앙집중식 HVAC 시스템이 아닌 소형 분리형 HVAC 시스템인, 조립체이다.
실시예 26은 공기의 여과 방법으로서, 실시예 1 내지 실시예 16 중 어느 한 실시예의 주름형 공기 필터의 단일 층을 HVAC 시스템의 아치형 필터 지지 층의 상류측에 위치시키는 단계; 및 이동하는 공기가 주름형 공기 필터의 단일 층을 통해 흡인되도록 HVAC 시스템을 작동시켜 주름형 공기 필터의 단일 층을 통해 흡인된 공기를 여과하는 단계를 포함하는, 방법이다.
본 명세서에 개시된 특정 예시적인 요소, 구조, 특징, 상세 사항, 구성 등이 다수의 실시예에서 수정 및/또는 조합될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 모든 그러한 변형과 조합은 단지 예시적인 실례로서의 역할을 하도록 선택된 그러한 대표적인 설계가 아닌 고안된 발명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자에 의해 고려된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기술된 특정 예시적인 구조로 제한되어야 하는 것이 아니라, 오히려 적어도 청구범위의 언어에 의해 기술된 구조 및 그러한 구조의 등가물로 확장된다. 본 명세서에 대안으로서 분명하게 언급된 임의의 요소는, 원하는 대로 임의의 조합으로, 청구범위에 명시적으로 포함될 수 있거나 청구범위로부터 배제될 수 있다. 본 명세서에 개방형 언어(예컨대, 포함하다 및 그의 파생어)로 언급된 임의의 요소 또는 요소들의 조합은 폐쇄형 언어(예컨대, 구성되다 및 그의 파생어) 및 부분적 폐쇄형 언어(예컨대, 본질적으로 구성되다 및 그의 파생어)로 추가적으로 언급되는 것으로 고려된다. 기재된 바와 같은 본 명세서와 본 명세서에 참고로 포함되는 임의의 문헌의 개시 내용 사이에 임의의 상충 또는 불일치가 있는 경우에는, 기재된 바와 같은 본 명세서가 우선할 것이다.

Claims (21)

  1. 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터(conformable, unframed, non-self-supporting pleated air filter)로서,
    상류면(upstream face) 및 하류면(downstream face)을 갖는 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터 매체를 포함하고,
    상기 정합성이고 비-프레임형이며 비-자립형인 주름형 공기 필터 매체는 복수의 상류 주름 팁(tip)들과 상류 주름 골(valley)들 및 하류 주름 팁들과 하류 주름 골들을 갖고 주름 방향을 갖는 복수의 대향 주름(oppositely-facing pleat)들을 포함하고, 상기 주름형 공기 필터 매체는 상기 주름형 공기 필터 매체의 하류면 상에 복수의 브리징 필라멘트(bridging filament)들을 추가로 포함하며,
    상기 복수의 브리징 필라멘트들의 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 상기 주름형 공기 필터 매체의 상류면과 불연속적으로 접촉하고 상기 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되거나, 또는 상기 주름형 공기 필터 매체의 하류면과 불연속적으로 접촉하고 상기 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되는, 주름형 공기 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 서로 적어도 대체로 평행하고, 상기 주름 방향에 적어도 대체로 직교하게 배향되는, 주름형 공기 필터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 브리징 필라멘트들은 서로 적어도 본질적으로 평행하고, 약 4 mm 내지 약 25 mm의 필라멘트들 사이의 간격을 포함하는, 주름형 공기 필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 상기 주름형 공기 필터 매체의 상류면과 불연속적으로 접촉하고 상기 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되며, 상기 주름형 공기 필터 매체의 하류면 상에 브리징 필라멘트들이 존재하지 않는, 주름형 공기 필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 상기 주름형 공기 필터 매체의 하류면과 불연속적으로 접촉하고 상기 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되며, 상기 주름형 공기 필터 매체의 상류면 상에 브리징 필라멘트들이 존재하지 않는, 주름형 공기 필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 브리징 필라멘트들은 적어도 일부가 상기 주름형 공기 필터 매체의 하류면과 불연속적으로 접촉하고 상기 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되는 브리징 필라멘트들의 제1 세트; 및 적어도 일부가 상기 주름형 공기 필터 매체의 상류면과 불연속적으로 접촉하고 상기 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합되는 브리징 필라멘트들의 제2 세트의 형태로 제공되는, 주름형 공기 필터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 브리징 필라멘트들 중 적어도 일부는 상기 상류 주름 팁들 중 적어도 일부에 또는 상기 하류 주름 팁들 중 적어도 일부에 접합된 기존의 스크림(scrim)의 일부로서 제공되는, 주름형 공기 필터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 주름들은, 상기 상류 주름 팁들 및 상기 하류 주름 팁들 각각이 적어도 약 2 mm의 평균 곡률 반경을 나타내고 상기 상류 주름 팁들 및 하류 주름 팁들 중 어느 것도 새김선-주름으로 형성(score-pleated)되지 않는 사인곡선형(sinusoidal) 주름인, 주름형 공기 필터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 주름형 공기 필터 매체는 압축성 주름형 공기 필터 매체인, 주름형 공기 필터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 주름형 공기 필터 매체는 적어도 일부가 정전기 대전되는 유기 중합체 섬유들을 포함하는 부직 웨브(nonwoven web)를 포함하는, 주름형 공기 필터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 주름형 공기 필터는 HVAC 시스템의 필터 지지 층의 상류면에 정합되어 상기 상류면과 접촉되도록 구성되는, 주름형 공기 필터.
  12. 제1항에 있어서, 상기 브리징 필라멘트들은 탄성 재료로 구성되고, 상기 주름형 공기 필터는 상기 주름형 공기 필터가 비확장 주름 간격을 나타내는 비확장 구성으로부터, 상기 주름형 공기 필터가 상기 비확장 주름 간격의 적어도 약 120%인 확장 주름 간격을 나타내는 확장 구성으로 확장가능한, 주름형 공기 필터.
  13. 동일한 패키지로 함께 패키징된 제1항의 복수의 주름형 공기 필터들을 포함하는 키트.
  14. 공기 여과용 조립체로서,
    상류면과 하류면을 갖는 아치형 필터 지지 층을 포함하고,
    제1항의 상기 주름형 공기 필터가 상기 아치형 필터 지지 층의 상류면 상에 설치되고, 상기 아치형 필터 지지 층은 HVAC 시스템의 제거가능 또는 비-제거가능 구성요소인, 공기 여과용 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 주름형 공기 필터는 상기 아치형 필터 지지 층의 상류면과 직접 접촉하고, 상기 주름형 필터는 상기 아치형 필터 지지 층에 부착되는, 공기 여과용 조립체.
  16. 제14항에 있어서, 상기 조립체는 상기 주름형 공기 필터의 단일 층이 상기 아치형 필터 지지 층의 상류면 상에 설치된 상기 아치형 필터 지지 층으로 본질적으로 구성되는, 공기 여과용 조립체.
  17. 제14항에 있어서, 상기 공기 여과용 조립체는 상기 HVAC 시스템의 제거가능 또는 비-제거가능 구성요소인 필터 커버를 추가로 포함하며, 상기 필터 커버는 상기 주름형 공기 필터의 상류측에 위치되고, 상기 필터 커버를 통한 관통 개구를 포함하는, 공기 여과용 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 주름형 공기 필터는 제1 및 제2 파형 에지(corrugated edge)들을 포함하고, 상기 주름형 공기 필터, 상기 아치형 필터 지지 층 및 상기 필터 커버 모두가 상기 HVAC 시스템 내의 제 위치에 있을 때, 상기 주름형 공기 필터의 제1 및 제2 파형 에지들 중 적어도 하나는 비폐색(unoccluded) 파형 에지인, 공기 여과용 조립체.
  19. 제14항에 있어서, 상기 주름형 공기 필터는 크기가 상기 아치형 필터 지지 층보다 작아, 상기 아치형 필터 지지 층은 이동하는 공기가 상기 주름형 공기 필터를 통과함이 없이 상기 아치형 필터 지지 층을 통과할 수 있는 바이패스 영역을 포함하며, 상기 바이패스 영역은 상기 아치형 필터 지지 층의 총 공기-투과 영역의 약 5% 내지 약 30% 범위의 크기를 나타내는, 공기 여과용 조립체.
  20. 제14항에 있어서, 상기 HVAC 시스템은 중앙집중식 HVAC 시스템이 아닌 소형 분리형(mini-split) HVAC 시스템인, 공기 여과용 조립체.
  21. 공기의 여과 방법으로서,
    제1항의 상기 주름형 공기 필터의 단일 층을 HVAC 시스템의 아치형 필터 지지 층의 상류측에 위치시키는 단계; 및
    이동하는 공기가 상기 주름형 공기 필터의 단일 층을 통해 흡인되도록 상기 HVAC 시스템을 작동시켜, 상기 주름형 공기 필터의 단일 층을 통해 흡인된 상기 공기를 여과하는 단계
    를 포함하는, 공기의 여과 방법.
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