KR20180099640A - 하나 이상의 습식 합성 섬유 층을 포함하는 연료 필터 - Google Patents
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Abstract
탱크 내 심층 매체식 연료 필터 어셈블리는 내측부와 외측부를 갖는 밀폐된 몸체를 포함한다. 밀폐된 몸체는 필터 매체의 제1 복합 패널과 필터 매체의 제2 복합 패널을 갖는다. 복합 패널 각각은 외측 지지층 및 적어도 2개의 합성 필라멘트의 스펀본딩된 층과 적어도 하나의 습식 합성 섬유층을 포함하는 적어도 3개의 필터 물질 내부층을 포함한다. 개구부는 이의 내측부와의 유체 연통을 제공하기 위하여 몸체에 제공된다.
Description
본 PCT 출원은 35 U.S.C.§119(e) 에 따라 "FUEL FILTER EMPLOYING ONE OR MORE LAYERS OF WETLAID SYNTHETIC FIBERS" 제목으로 2015년 10월 21일에 출원된 미국 출원 No. 62/244,448의 이익을 주장하고, 이의 개시 내용은 레퍼런스로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 연료 필터에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 예를 들어 가솔린과 같은 연료를 여과하기 위하여 차량과 관련된 연료 저장부 내에 장착되는 탱크 내 심층 매체식 연료 필터 어셈블리에 관한 것이다.
탱크 내 연료 필터는 예를 들어, U.S. Patent 5,902,480에서와 같이 잘 알려져 있다. 전형적으로 출원인에게 알려진 상업적으로 입수 가능한 탱크 내 연료 필터는 부직포 메쉬 섬유 및 1개 이상의 필터 물질 층의 형태를 갖는 외측 커버 또는 지지층을 포함하고, 이는 1개 이상의 스펀본딩된 필라멘트 층, 멜트 블로운(melt-blown) 필라멘트, 또는 니들 펀치드(needle-punched) 합성 섬유를 포함한다.
상기 '480 특허에서 개시된 탱크 내 연료 필터는 압출성형되고, 양면인 메쉬 커버 또는 지지층 및 스펀본딩된 필라멘트 층 및/또는 멜트 블로운 필라멘트를 포함한다. '480 특허에 개시된 하나의 상업적인 필터는 압출성형된 메쉬 커버 또는 지지층 및 스펀본딩된 필라멘트 층들 사이에 샌드위치된 3 개의 나일론 멜트블로운 필라멘트 층을 포함하는 내부 필터 층을 포함한다. 3 개의 멜트 블로운 필라멘트 층은 각각 17 mils의 두께를 갖는 외측 층 및 15 mils의 두께를 갖는 중간 또는 중심 층을 포함한다. 이와 같은 상업적인 구체예에서, 멜트블로운 층은 구배적인 필터 물질을 제공하고; 외측에서 내측으로의 증가하는 기밀성을 갖는다. 다시 말해, 기공 크기는 여과될 연료와 최초로 접하게 되는 멜트블로운 층에서 가장 크고; 각각의 후속 멜트블로운 층에서 기공 크기는 감소한다.
이 후자의 상업용 필터는 일반적으로 의도된 사용을 위하여 만족스러우나, 개선된 먼지 보유 용량을 갖는 고효율 필터 구조에 대한 필요성이 존재한다. 그와 같이 개선된 필터 구조는 상기 '480 특허에서 개시되고 있는 상업적인 필터 구조보다 더 장시간에 걸쳐 연료로부터 미립자를 제거하는 것이 가능하다. 이와 같은 공지의 구조는, 필터 구조로서 스펀본드 층 및 멜트블로운 층만을 포함하는데, 여기서부터는 "공지 기술의 구조"로 언급된다.
개선된 공지 기술의 구조에 따르면, 외측 층은 공지 기술의 구조에서와 동일한 양면형 압출성형된 메쉬 커버 또는 지지층이고, 필터 층은 외측 층으로부터 내부의 방향으로 다음을 포함한다: (1) 나일론 스펀본딩된 층(공지 기술의 구조 와 동일), (2) 2개의 나일론 멜트블로운 필라멘트 층(공지 기술의 구조와 동일), (3) 커버 또는 지지층보다 더 두껍고 개방된 양면형 압출성형된 메쉬, (4) 나일론 멜트블로운 층(공지 기술의 구조와 동일) 및 (5) 나일론 스펀본딩된 층(공지 기술의 구조와 동일).
이와 같은 개선된 공지 기술의 구조에서, 양면형 압출성형된 메쉬 층의 상류의 멜트블로운 층은 압출성형된 메쉬의 기공들 방향으로 충돌하여 내측, 양면형 압출성형된 메쉬 층을 생략하고 있는 공지 기술의 구조와 비교하여 먼지 보유 용량을 증가시키는 포켓을 제공하게 된다. 이와 같은 개선된 구조는 때때로 "개선된 공지 기술의 구조"로 언급된다.
그러나, 공지 기술의 구조 및 개선된 공지 기술의 구조의 상대적인 효율성에도 불구하고, 여과 효율을 희생하지 않으면서 먼지 보유 용량에 있어서의 추가적인 개선이 요구된다. 이것이 본 발명이 관련된 필터 구조이다.
또한, 1개 이상의 피브릴화된(fibrillated) 섬유 층을 갖고, 1개 이상의 습식(wet-laid) 합성 또는 유기 섬유 층을 포함하는 연료 필터를 형성하는 것이 개시되어 있다. 예를 들어, U.S. Publication No. 2014/0224727 참조.
피브릴화된 및 비-피브릴화된 섬유의 다양한 조합을 채용하는 필터들이 '727 공개공보에 개시되어 있으나, 본 발명과 같은 탱크 내 필터의 구조 및 이에 따른 효과를 개시 또는 시사하고 있지는 않다.
이하의 특허는 일반적인 배경기술이다:
U.S. 공개특허 2010/0000411
U.S. 공개특허 2012/0238170
U.S. 공개특허 2013/0092639
U.S. 공개특허 2014/0102974
WO 2006/135703
U.S. 등록특허 7,883,562
U.S. 등록특허 8,608,817
상기 특허 개시 내용들은 여기에 참조로 포함된다.
도 1은 본 발명에 따른 탱크 내 연료 필터를 포함하는 자동차 연료 탱크의 부분 분해된 개략적인 측면도이고;
도 2는 구성의 세부사항을 나타내기 위하여 부분 분해된 탱크 내 연료 필터의 사시도이고; 및
도 3은 본 발명에 따른 탱크 내 연료 필터의 상부 및 하부 패널의 부분 확대 단면도이다.
도 2는 구성의 세부사항을 나타내기 위하여 부분 분해된 탱크 내 연료 필터의 사시도이고; 및
도 3은 본 발명에 따른 탱크 내 연료 필터의 상부 및 하부 패널의 부분 확대 단면도이다.
본 발명에 따른 탱크 내 심층 매체식 연료 필터 어셈블리는 조합으로, 내측부와 외측부를 갖는 밀폐된 몸체를 포함한다. 밀폐된 몸체는 필터 매체의 제1 복합 패널과 필터 매체의 제2 복합 패널을 갖는다. 각각의 복합 패널은 외측 지지층을 포함하고, 적어도 2개의 필라멘트의 스펀본딩된 층과 2 개의 스펀본딩된 층 사이의 적어도 1개의 습식 합성 섬유층을 포함하는 필터 물질의 적어도 3 개의 내부층을 포함한다. 개구부는 여과될 유체와 몸체의 내측부 사이의 유체 연통을 제공하기 위하여 몸체 내에 포함된다.
가장 바람직한 구체예에서, 각 복합 패널 내의 필터 물질은 적어도 2 개의 스펀본딩된 층 및 적어도 2 개의 스펀본딩된 층 사이의 광택압연되지 않은 습식 합성 섬유의 복수 층을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 각 복합 패널은 광택압연되지 않은 습식 합성 섬유의 1개 이상의 층 각각에 적어도 1개의 합성 필라멘트의 스펀본딩된 층을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 스펀본딩된 층은 폴리아미드 필라멘트를 포함하고, 습식 층의 합성 섬유는 폴리에스터 섬유이다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 각 스펀본딩된 층은 0.25 내지 1 밀리미터 범위의 두께를 갖고, 습식 섬유의 각 층들은 광탱압연되지 않았고, 상기 층들의 총 및 조합된 두께는 60 내지 90 mils의 범위이다.
본 발명의 가장 바람직한 구체예에서, 필터 물질은 멜트 블로운 섬유의 어떠한 층도 포함하지 않는다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 지지층은 압출성형되고, 개구가 형성된 부직포 필름이거나 또는 압출성형된 메쉬 필름이다.
본 발명의 가장 바람직한 구체예에 따른 탱크내 필터는 현저히 높은 효율을 갖고; 평균 입자크기가 40 마이크론 이하를 갖는 95 % 초과의 미립자를 여과하고, 스폰본딩된 필라멘트와 멜트블로운 필라멘트의 층을 채용하는 공지 기술의 구조의 보유 용량보다 거의 3 배의 보유 용량을 갖고, 개선된 공지 기술의 구조보다도 너 높은 보유 용량을 갖는다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 도면과 함께 본 발명의 바람직한 구체예에 대한 이하의 설명에 의하여 보다 명확해 진다.
도 1에 따르면, 전형적인 자동차 연료 탱크는 10번으로 표시된다. 이와 같은 연료 탱크(10)은 전형적으로 형태를 갖는 용접된 금속, 블로우 주조된 플라스틱 또는 이와 유사한 충분히 견고하고, 연료를 저장할 수 있는 물질로 제조된다. 자동차의 연료 탱크(10)는 주입 또는 충진 튜브(12)를 포함하는 잘 알려진 구조이고, 소스 외측부로부터 자동차(미도시)로 가솔린, 가소홀, 디젤 또는 다른, 대안적 연료료를 수용하고, 이를 자동차 연료 탱크(10)의 내측부로 이동시킨다. 또한, 자동차 연료 탱크(10)는 주로 전기적 연료 펌프 모듈(14)을 포함하고, 이는 자동차 연료 탱크(10) 내의 개구부(16) 내에 기밀적으로 장착되고, 그곳에서 복수의 나사 조임부(18) 또는 다른 고정 수단에 의하여 고정될 수 있다. 전기적 연료 펌프 모듈(14)은 바람직하게는 전기적 연료 펌프(20)를 포함하고, 연료 수준 센서 어셈블리(미도시)를 포함할 수 있다. 연료 펌프(20)는 가압하의 연료를 연료 배출부 또는 공급 라인(22)으로 제공하고, 이는 자동차의 엔진(미도시)과 연통된다. 전기 케이블(24)은 1개 또는 2개의 컨덕터를 포함하고, 통상적인 방법으로 전기 에너지를 연료 펌프(20)에 제공한다.
도 1 및 도 2에 따르면, 전기적 연료 펌프 모듈(14)은 또한 의존적, 바람직하게는 중공형 실린더형 흡입부 또는 입구 피팅(26)을 포함하고, 이는 연료 펌프(20)의 흡입 측면과의 유체 연통하는 내측 개구부를 정의한다. 실린더형 입구 피팅(26)은 본 발명에 따른 탱크 내 연료 필터 어셈블리(30)를 수용하고 유지한다.
자동차 연료 탱크(10) 및 관련 구성들, 예를 들어 연료 펌프 모듈(14), 전기적 연료 펌프(20), 공급 라인(22), 전기 케이블(24) 등은 공지 기술이고, 본 발명에서의 제한을 구성하지 않는다. 그러나, 자동차 연료 탱크(10)의 상기 기술은 명확히 탱크 내 연료 필터 어셈블리(30)의 작동 환경을 기술한다.
도 3과 관련하여, 탱크 내 연료 필터 어셈블리(30)는 몸체(32)를 포함하는데 이는 바람직하게는 단일 연장된 접힘선(34) 및 부분적으로 외주 이음부 또는 밀봉부(36)을 갖는 복수 층 또는 복합 필터 매체의 접힌 스와치(swatch)를 포함한다. 바람직하게는 몸체(32)는 직사각형이고, 접힘선(34)을 따라 접히는 복합 필터 매체의 단일 스와치로 형성된다. 모서리 중 3 개는 모서리 또는 외주 이음부 또는 밀봉부(36)를 포함한다. 대안으로, 몸체(32)는 삼각형 또는 다른 다각형태(예를 들어, 사각형, 오각형 또는 육각형)을 정의할 수 있고, 이는 N 개의 모서리를 갖거나, 또는 적어도 하나의 직선형 모서리를 갖는 불규칙 형태를 정의할 수 있고, 이 경우, 하나의 모서리는 접히고, N-1 개의 잔여 모서리들, 또는 접히지 않은 영역은 이음부 또는 밀봉부(36)에 의하여 폐쇄된다.
추가적인 대안으로, 몸체(32)는 모서리 밀봉부(36)를 따라 이들의 정렬되고, 인접한 주변부 주위를 전체적으로 함께 밀봉할 수 있는 원형, 또는 타원형 또는 불규칙한 형태와 같은 임의의 편리하거나 또는 바람직한 일반적인 형태의 한 쌍의 동일 크기의 필터 매체 스와치(swatch)를 포함할 수 있다. 모든 경우에, 몸체(32)는 내측부 공간(38)을 형성하고, 출구 피팅을 위하여, 이는 폐쇄되고, 제1 또는 상부 복합 패널(40A) 및 제2 또는 하부 복합 패널(40B)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 출구 피팅(42)은 연료 필터 어셈블리(30)의 제1 또는 상부 복합 패널(40A)에 중심부에 배치된다. 바람직하게는 출구 피팅(42)은 원형이고, 스프링 금속 마운팅 및 고정 워셔(46)를 포함하고, 이는 복수의 원주를 따라 배치되는 방사상의 내측으로 연장되는 스프링 탭(48)을 갖는다. 마운팅 및 고정 워셔(46)는 연료 필터 어셈블리(30)를 연료 펌프(20)의 입구 피팅(26)에 제거 가능하게 또는 반영구적으로 고정시킨다. 대안으로, 출구 피팅(42)에 형성된 스프링 클립, 마운팅 이어, 래치(latches), 또는 고정 탭은 입구 피팅(26)의 보완적으로 형성된 구성들과 상호 작동하여 연료 필터(30)를 고정시킬 수 있다. 도 2에 나타난 상기 구성들은 당업자들에게 알려져 있다.
다시 도 2를 참조하면, 바람직하게는 출구 피팅(42)은 나일론 또는 다른 아세탈 또는 폴리에스터와 같은 연료 내성 또는 불투과성 재료로 제조되고, 바람직하게는 연료 필터 어셈블리(30)의 상부 복합 패널(40A)에 인-시튜(in-situ)로 주조된다. 또한 출구 피팅(42)은 2 개 이상의 상호 체결 가능한 부분으로부터 조립될 수 있다. 또한, 바람직하게는 하부 패널(40B)의 내측부(상부) 표면 위로 충분한 내부 높이를 가져서 필터 어셈블리(30)의 상부 및 하부 복합 패널(40A, 40B)의 내측부 표면의 분리를 유지하는 1개 이상의 러너(runner), 립(rib) 또는 이격부(50)를 연료 필터 어셈블리(30)의 제2 또는 하부 복합 패널(40B)로 인-시튜 주조되어, 내측부 표면(38)이 유지되고, 이 사이로의 연료 유동 및 출구 피팅(42)으로의 연료 유동이 가능하게 된다.
물론, 대안으로, 러너, 립, 또는 이격부(50)는 출구 피팅(42)과 함께 또는 이와 독립적으로 제1 또는 상부 복합 패널(40A)에 인-시튜 주조될 수 있고, 이에 의하여 이와 같은 이격을 가능하게 하고, 연료 유동을 용이하게 한다. 모든 상기 구성들은 '480 특허에 충분히 개시되어 있고, 이미 본 발명에 충분히 통합되었다.
도 3에는 본 발명의 필터 어셈블리(30)의 상부 패널(40A) 및 하부 복합 패널(40B)의 단면도가 도시되어 있다. 복합 패널(40A 및 40B)이 동일하지만, 이들은 반대로 위치할 수 있고, 또는 거울상 형태, 즉, 상부 복합 패널(40A)의 상부(외측) 층이 하부 복합 패널(40B)의 하부(외측) 층과 동일한 형태 등일 수 있다. 따라서, 단지 바람직한 및 대안적 구체예의 상부 복합 패널(40A)이 구체적으로 기술될 것이지만, 상기 자격에 따라 하나의 기술 내용은 동등하게 다른 것에도 적용된다는 것이 이해되어야 한다. 나아가, 상부 및 하부 복합 패널(40A 및 40B) 모두가 바람직하게는 도 2에 도시된 가압된 영역(52)에 의하여 증명되는 연결된 또는 커플링된 필라멘트의 이격된 영역을 제공하기 위하여 음파에 의하여 국부 접착된다.
바람직하게는 상부 복합 패널(40A)은 적어도 4개의 구분되는 물질 층을 포함한다. 외측, 상부 외측부 쉘 또는 층(60)은 예를 들어, 나일론, 폴리에스터, 아세탈, 또는 테플론과 같은 임의의 적절한 연료 저항성 및 불투과성 물질의 상대적으로 거친 압출성형된 메쉬이다. 테플론은 E. I. DuPont de Nemours Co의 등록된 상표명이다. 상대적은 거칠기는 외측부 층(60)이 가장 큰 스케일에 대한 것을 제외하고는 연료 여과 공정에 상대적으로 거의 기여하지 않는다는 것을 의미한다. 오히려, 외측부 층(60)의 압출성형된 메쉬는 연료 필터 어셈블리(30)를 위한 예외적으로 안정적이고 내마모성을 갖는 외측 커버를 제공한다. 대안으로, 상부, 외측부 쉘 또는 층(60)은 탱크 내 필터 어셈블리의 바람직한 지지 및 연료 전달 특성을 제공할 수 있는 임의의 다른 부직포, 다공성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 외측부 층(60)은 압출 성형되고, 개구가 형성된 필름 형태로 부직 섬유로 형성될 수 있다.
외측부 층(60)이 메쉬 섬유로 압출성형될 때, 당업계에 공지되어 있고, 본 명세서에 기록된 '480 특허에 완전히 도시된 바와 같이, 이는 날실 및 씨실 필라멘트를 갖는 직조 섬유의 형태를 갖는다. 이와 같은 메쉬 구조에서, 날실 필라멘트와 씨실 필라멘트는 압출 공정에서 각 교차점에서 일체로 형성되는 결과로서 연결된다. 이는 압출 성형된 메쉬의 외측부 쉘 또는 층(60)이 팬토그래핑(pantohraphing)에 대한 저항성에 따른 예외적인 치수 안정성을 갖게 하고, 및 메쉬의 강도 및 이의 훌륭한 내마모성에 의하여 예외적인 거칠기를 갖게 한다. 여기서 사용된 바와 같이, 팬토그래핑은 스와치의 측부가 당겨지거나 밀려질 때 직조 물질의 스와치가 팬토그래프와 같이 왜곡 및 무너지는 경향 또는 능력을 의미한다. 바람직한 압출성형된 메쉬 외측부 층에서의 간극은 다이아몬드 형태이고, 바람직하게는 약 500 마이크론 X 900 마이크론이다. 이와 같은 개구부 크기는 필수적인 것은 아니지만, 크기는 25 % 이상으로 달라질 수 있다. 메쉬 외측부 층(60)의 특성 모두는 '480 특허에 충분히 개시되어 있고, 본 명세서에 충분히 포함되어 있다.
도 3을 참조하면, 한 쌍의 섬세한, 부직 필터 층(70)은 바람직하게는 스펀본딩된 나일론 필라멘트로부터 제조되지만, 폴리에스터, 아세탈, 테플론, 또는 다른 안정적인 연료 불투과 물질과 같은 다른 스펀본딩된 합성 필라멘트로부터 형성될 수도 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 스펀본딩된 물질 및 스펀본딩된 필터 매체는 부직포 물질의 부류를 지칭하고, 필라멘트가 수축을 중단하기 위하여 형성과 동시에 즉시 냉각된 공기를 적용하여 냉각된다.
전형적으로, 스펀본딩된 필라멘트는 실질적으로 평형하고; 3 mils 범위의 두께를 갖는다. 하지만, 본 발명의 가장 넓은 면에 따르면, 예를 들어 스펀본딩된 필라멘트의 형태와 같은 두께 및 형태는 다양할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같은 각 스펀본딩된 층(70)은 바람직하게는 공칭 비압축 두께로 0.5 밀리미터 정도의 두께를 가지나, 이와 같은 두께는 약 0.25 밀리미터 미만으로부터 약 1 밀리미터 또는 그 이상의 두께로 달라질 수 있고, 이는 다양한 제품 및 적용분야에 따라 달라진다.
스펀본딩된 필라멘트의 2개 층(70) 사이에는 1개 이상의 부직 합성 섬유의 중간, 습식 층(80)이 배치된다. 이와 같은 습식 층(80)은 바람직하게는 비압축 또는 광택압연되지 않은 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 부직 합성 섬유의 3개 습식 층(80)은 80a, 80b, 및 80c로 도시되었다. 이와 같은 층들은 서로 동일하다. 본 발명에서 적용되는 층의 수는 습식 층의 총 바람직한 두께 및 그와 같은 층들을 제작하는 것이 가능한 제작 장비에 의하여 영향을 받는다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 층 80a, 80b, 및 80c 각각의 바람직한 두께는 비압축 습식 층을 위한 총 90 mils 두께를 가정할 때, 약 30 mils이다.
그러나, 본 발명의 가장 넓은 면에 따르면, 습식 섬유의 층 수, 각 층들의 두께, 습식 층의 총 두께는 사용 환경에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 그러나, 이에 한정되는 것은 아니나, 3개 층을 위한 총 두께가 60 mils로 가정할 때, 각 층들은 20 mils 두께이다.
본 발명의 가장 바람직한 구체예에서, 3개의 부직 합성 섬유의 광탱압연되지 않은 습식 층은 각각 30 mils의 두께를 갖고, 스펀본딩된 필라멘트의 단일 층들(70) 사이에 배치되고, 각 스펀본딩된 층(70)은 공칭 비압축 두께로 0.5 밀리미터 정도의 두께를 갖는다. 그러나, 요구되는 경우, 스펀본딩된 합성 필라멘트의 복수 층(70)이 적용될 수 있다. 더욱이, 스펀본드 층의 비압축 두께는 다양할 수 있고, 바람직하게는 0.25 내지 1 밀리미터의 범위이다.
가장 바람직하게는 습식 층 80a, 80b, 및 80c 각각은 폴리에스터 섬유부터 형성된다; 하지만, 다른 합성 섬유도 필요한 경우 습식 층을 형성하기 위하여 적용될 수 있다. 출원인은 폴리에스터 섬유의 3개의 습식, 광택압연되지 않은 층이되, 각 층들이 광택압연되지 않은 30 mils의 두께를 갖는 층을 적용하여 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 바람직한 폴리에스터 섬유는 PET 섬유이다. 가장 바람직하게는 습식, 광택압연되지 않은 층의 섬유 조성은 15 %의 2 데니어(denier), 1/4 인치 길이의 CoPET/PET110과 85 %의 1.5 데니어, 1/4 인치 길이의 연신 PET 섬유를 포함하는 PET 섬유 블랜드이다.
만약 비압축 습식 층의 바람직한 두께가 단일 층으로 제공될 수 있다면, 이와 같은 구조는 또한 상기한 바와 같이 스펀본드 층(70)들 사이에 3개의 멜트블로운 합성 섬유의 층들을 사용하는 공지 기술의 상업적 필터와 비교하여 본 발명의 장점을 가질 것으로 생각된다.
이하에서 언급될 비교 테스트에서 사용된 탱크 내 필터 구조는 도 3에 도시된 구조를 갖고, 3 개의 습식 층들 각각은 상기 언급된 폴리에스터 섬유를 포함하고, 30 mils 두께를 갖고, 0.5 밀리미터의 공칭 비압축 두께를 갖는 습식 층의 각 면에 나일론 스펀본딩된 필라멘트의 단일 층을 갖는다. 습식 층들 각각은 실질적으로 동일한 기공 크기를 갖고, 즉, 비교 테스트의 대상이 된 필터는 구배형 필터가 아니다. 하지만, 구배형 필터는 본 발명의 가장 넓은 면의 범위 내이다.
이와 같은 탱크 내 필터 구조(30)는 상부 및 하부 패널(40A 및 40B)을 포함한다; 각각은 합성 섬유, 바람직하게는 폴리에스터로 형성된 상기한 광택압연되지 않은 습식 층의 중간 층(80a, 80b, 및 80c)을 샌드위치하는 스펀본딩된 물질의 2개의 층(70)과 양면형, 압출성형된 메쉬의 외측 또는 외측부 층 또는 쉘(60)을 포함한다. 층 70과 층 80의 간극 또는 공극 크기는 상대적으로 더 크고 더 작다. 이와 같은 점진적인 공극 크기는 스펀본딩된 물질의 제1 층(70)에서 보다 큰 미립자 물질을 1차로 여과하고, 그 후, 광택압연되지 않은 습식 합성 섬유의 중간 층(80)에서 보다 작은 미립자 물질을 여과하는 효과를 갖는다. 양면형 압출성형된 메쉬 외측 층(60)의 공극 또는 간극의 상대적으로 큰 크기 ?문에, 이는 최대 규모에서만 여과 공정에 기여를 한다. 양면형 압출성형된 메쉬 물질은 출원인으로부터 상업적으로 입수 가능하고, Naltex라는 상표명으로 판매된다.
출원인은 본 발명에 따른 탱크 내 필터와 멜트블로운 필라멘트의 층을 사용하는 기존의 탱크 내 필터가 연료로부터 바람직하지 않은 미립자를 제거함에 있어 실질적으로 동일한 효과를 갖는다는 것을 확인하였다. 특히, 예로서, 본 발명과 공지 기술의 상업적 탱크 내 필터 구조는 40 마이크론 크기를 갖는 미립자의 약 98 %를 제거할 수 있다. 이는 다음의 챠트에서 확인될 수 있다.
효율 퍼센트는 ISO 4548-12 /ISO 16889 /ISO 19438 (Multipass) Testing Service에 의하여 결정되었다. 하지만, 본 발명은 공지의 구조(상기 언급된 구조)와 비교하여 훨씬 더 우수한 입자 또는 먼지 보유 용량을 갖는다. 다음의 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 약 400 mg/in2의 먼지 보유 용량을 갖는다; 이는 공지 기술의 구조의 약 140 mg/in2의 먼지 보유 용량의 거의 3배이다.
이하의 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 먼지 보유 용량은 개선된 공지 기술의 구조의 먼지 보유 용량보다도 더 높고, 개선된 공지 기술의 구조보다도 덜 복잡한 구조로 이와 같은 효과를 얻었다. 특히, 개선된 공지 기술의 구조의 먼저 보유 용량은 약 350 mg/in2이고, 이는 실질적으로 본 발명의 구조에서 달성하고 있는 400 mg/in2의 보유 용량보다 낮다.
먼지 보유 용량은 SAE J905에 따라 결정되었다.
전술한 내용은 본 발명을 실시하기 위해 발명자가 고안한 최선의 형태이다. 그러나, 수정 및 변형을 포함하는 여과 장치는 여과 분야의 당업자들에게 자명할 것이다. 전술한 내용이 당업자들이 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위한 것을 의도한 것이므로, 본 발명이 이에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 안되고, 전술한 바와 같은 명백한 변형을 포함하는 것으로 해석되어야 하고, 이하의 특허청구범위의 범위 및 정신에 의해서만 한정되어야 한다.
Claims (9)
- 내측부 및 외측부를 갖고, 필터 매체(media)의 제1 복합 패널 및 필터 매체의 제2 복합 패널을 갖고, 상기 복합 패널 각각은 외측 지지층 및 적어도 2개의 합성 필라멘트의 스펀본딩된 층 및 적어도 1개의 습식(wetlaid) 합성 섬유층을 포함하는 필터 물질의 적어도 3개의 내부층을 포함하는 밀폐된 몸체 및 상기 몸체의 내측부와 유체 연통을 제공하기 위한 상기 몸체 내의 개구부를 조합으로 포함하는 탱크 내 심층 매체식 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 습식 합성 섬유층은 광택압연되지 않고(uncalendered), 상기 복합 패널 각각 내의 합성 필라멘트의 스펀본딩된 층들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 적어도 2개의 스펀본딩된 층 및 합성 필라멘트의 적어도 2개의 스펀본딩된 층 사이의 복수의 광택압연되지 않은 습식 합성 섬유 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 스펀본딩된 필라멘트는 폴리아미드 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 습식 합성 섬유는 폴리에스터 섬유인 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 적어도 3 개의 필터 물질 내부층을 포함하고, 상기 층들 중 적어도 2개는 합성 필라멘트의 스펀본딩된 층이고, 및 상기 층들의 적어도 하나는 상기 스펀본딩된 층들 사이의 광택압연되지 않은 습식 합성 섬유 층인 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 필터 물질의 층은 어떠한 멜트블로운(meltblown) 섬유 층을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 지지층은 압출성형된, 개구가 형성된(apertured) 필름인 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
- 제1항에 있어서, 상기 지지층은 압출성형된 메쉬 필름인 것을 특징으로 하는 연료 필터 어셈블리.
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