KR20180134883A - 터보차저 및 슈퍼차저용 공기 필터 - Google Patents

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스티브 윌리엄스
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Abstract

터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착되도록 구성된 공기 필터를 위한 장치 및 방법이 제공된다. 공기 필터는 근위 기부를 포함하고, 근위 기부는 공기 유입구를 수용하도록 구성된 유입구 수용부, 공기 유입구를 유입구 수용부 내에 고정하기 위한 클램프, 및 클램프의 나사 메커니즘과 정렬된 제1 개구부를 포함한다. 근위 기부에 체결된 필터 매체는 미립자 물질 및 다른 오염물질을 유입 공기 스트림으로부터 제거하도록 구성된다. 필터 매체에 체결된 원위 단부 캡은 제1 개구부와 정렬된 제2 개구부를 포함한다. 공기 필터의 내측부 공동 내의 도관이 제1 개구부와 제2 개구부 사이에 배치되어, 클램프의 나사 메커니즘과 결합되도록 내측부 공동을 통해서 적절한 도구를 연장시키는 것에 의해서, 클램프를 조이거나 느슨하게 하는 것을 돕는다.

Description

터보차저 및 슈퍼차저용 공기 필터
우선권
본원은 2017년 3월 8일자로 출원된 미국 특허출원 제15/453,808호 및 2016년 3월 9일자로 출원되고 명칭이 "터보차저 및 원심 슈퍼차저용 공기 필터"인 미국 가출원 제62/305,709호의 이익 향유 및 우선권을 주장한다.
본 개시 내용의 분야는 일반적으로 공기 필터에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명의 분야는 터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구와 커플링되도록 구성된 공기 필터를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
터보차저는 일반적으로 엔진의 효율 및 파워 증가를 위해서 구성된 터빈-구동형의, 강제 도입 디바이스이다. 자연 흡기 엔진과 비교하면, 터보차저형 엔진은 더 큰 출력 파워를 생성하는데, 이는 터빈이, 대기압 단독의 경우보다 더 많은 공기 및 그에 비례하는 더 많은 연료를 엔진의 연소실 내로 강제하기 때문이다. 당업자에 의해서 이해될 수 있는 바와 같이, 터보차저는, 모든 강제 도입 장치가 "슈퍼차저"로 분류되었을 때, "터보슈퍼차저"로 한때 지칭되었다. 그러나, 오늘날, "슈퍼차저"라는 용어는 전형적으로 예를 들어 엔진의 크랭크샤프트에 연결된 벨트, 기어, 샤프트, 또는 체인을 통한, 기계적 구동형의, 강제 도입 디바이스만을 지칭하는데 사용되고, 반면에 "터보차저"라는 용어는 엔진의 배기 가스에 의해 구동되는 터빈을 지칭하는데 사용된다.
터보차저는 트럭, 승용차, 기차, 항공기, 및 건설 장비 엔진과 함께 널리 이용된다. 비록 보다 최근에, 터보차저가 자동차 연료 셀에서 유용하다는 것이 또한 발견되었지만; 터보차저는 전형적으로 오토 사이클(Otto cycle) 및 디젤 사이클 내연기관과 함께 이용된다. 그러나, 하나의 단점은 터보차저 및 원심 슈퍼차저를 위해서 이용 가능한 공기 필터의 특별한 또는 전용 라인이 없다는 것이다. 터보차저 및 원심 슈퍼차저가 엔진 격실 내에서 상당한 공간 제약을 제공하는 경향이 있고, 그에 의해서 잠재적인 공기 필터의 크기 및 형상을 제한한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 많은 사용자는, 다른 엔진 적용예를 위해서 설계된 짧은 원뿔-형상의 공기 필터에 의존한다. 일부 사용자는 터보차저 공기 유입구를 위한 그들 자신의 스크린 커버의 제조에 의존한다.
당업자는, "스네일(snail)"로 지칭되는, 터보차저 또는 슈퍼차저의 하우징의 형상이 특유의 난제를 제시한다는 것을 인지할 것이다. 공기 필터의 유입구 수용부는 터보차저 또는 슈퍼차저의 스크롤 내로 삽입되어야 하고, 그에 따라, 공기 필터의 클램프에 접근하여 조이는 것을 위해서, 사용자가 공기 필터의 기부를 노출시킬 것을 요구한다. 이는, 사용자가 기부 노출을 위해서 공기 필터에 힘을 인가하게 하고, 잠재적으로 그러한 프로세스에서 공기 필터를 손상시킬 수 있다. 결과적으로, 다른 단점은, 공기 필터의 잠재적인 손상이 없이, 통상적인 공기 필터가 터보차저 및 슈퍼차저에 용이하게 설치될 수 없다는 것이다. 그에 따라, 공기 필터의 설치 중에 공기 필터의 기부를 노출시킬 필요가 없이, 터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 단단히 끼워맞춰지는 공기 필터가 요구된다.
터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착되도록 구성된 공기 필터를 위한 장치 및 방법이 제공된다. 공기 필터는 근위 기부를 포함하고, 근위 기부는 공기 유입구를 수용하도록 구성된 유입구 수용부, 공기 유입구를 유입구 수용부 내에 고정하기 위한 클램프, 및 클램프의 나사 메커니즘과 정렬된 제1 개구부를 포함한다. 근위 기부에 체결된 필터 매체는 미립자 물질 및 다른 오염물질을 유입 공기 스트림으로부터 제거하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 필터 매체는 종이, 포옴, 면, 스펀 유리섬유, 또는 다른 공지된 필터 재료, 직조된 재료 또는 부직 재료, 합성물 또는 천연물, 또는 그 임의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 필터 매체는 필터 매체의 공기 청정화 성질을 향상시키는 필터 오일 조성물을 포함한다. 필터 매체에 체결된 원위 단부 캡은 제1 개구부와 정렬된 제2 개구부를 포함한다. 공기 필터의 내측부 공동 내의 도관이 제1 개구부와 제2 개구부 사이에 배치되어, 클램프의 나사 메커니즘과 결합되도록 내측부 공동을 통해서 적절한 도구를 연장시키는 것에 의해서, 클램프를 조이거나 느슨하게 하는 것을 돕는다. 도관은 도구를 내측부 공동을 통해서 나사 메커니즘까지 안내하는 것을 돕는 한편, 필터링되지 않은 공기가 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 공기 유입구 내로 진입하는 것을 방지하는 역할을 또한 한다.
예시적인 실시예에서, 터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구에 장착되도록 구성된 공기 필터는 공기 필터를 지지하도록 그리고 공기 필터와 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 사이의 계면을 제공하도록 구성된 근위 기부로서, 그러한 근위 기부는 공기 유입구를 수용하도록 구성된 유입구 수용부, 공기 유입구를 유입구 수용부 내에 고정하도록 구성된 클램프, 및 클램프의 나사 메커니즘과 정렬된 제1 개구부를 포함하는, 근위 기부; 근위 기부에 체결되고 미립자 물질 및 다른 오염물질을 유입 공기 스트림으로부터 제거하도록 구성된 필터 매체; 필터 매체에 체결되고 제1 개구부와 정렬된 제2 개구부를 포함하는 원위 단부 캡; 및 제1 개구부와 제2 개구부 사이에 배치된, 공기 필터의 내측부 공동 내의 도관을 포함하고; 제1 개구부 및 제2 개구부는, 클램프의 나사 메커니즘과 결합시키기 위해서 적절한 도구를 도관을 경유하여 내측부 공동을 통해 연장시키는 것에 의해서, 클램프를 조이는 것 및 느슨하게 하는 것을 돕는다.
다른 예시적인 실시예에서, 필터 매체는 종이, 포옴, 면, 스펀 유리섬유, 또는 다른 공지된 필터 재료, 직조된 재료 또는 부직 재료, 합성물 또는 천연물, 또는 그 임의 조합으로 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 필터 매체는, 청정화될 공기 스트림이 통과하는 표면적을 증가시키기 위해서, 주름 잡히거나 달리 성형 또는 윤곽화된다. 다른 예시적인 실시예에서, 필터 매체는 필터 매체의 공기 청정화 성질을 향상시키는 필터 오일 조성물을 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 원위 단부 캡은, 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구에 커플링될 때, 필터 매체를 희망 구성으로 유지하기에 그리고 공기 필터를 지지하기에 충분한 경도의 재료로 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 도관은 적절한 도구를 내측부 공동을 통해서 나사 메커니즘까지 안내하도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 도관은, 필터링되지 않은 공기가 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 공기 유입구 내로 진입하는 것을 방지한다.
다른 예시적인 실시예에서, 클램프는, 나사 메커니즘에 의해서 수용되는 천공된 부분을 포함하는 금속 밴드를 포함하고, 천공된 부분은, 웜 기어 또는 다른 유사 구성요소를, 웜 기어의 회전이 그러한 회전에 따라 금속 밴드를 조이거나 느슨해지게 하도록, 천공된 부분과 결합될 수 있는 나사 메커니즘 내에 수용하도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 나사 메커니즘은 금속 밴드의 원주와 관련하여 실질적으로 수직인 배향으로 구성되고, 그에 의해서 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해 나사 메커니즘을 적절한 도구와 결합시키는 것을 돕는다.
예시적인 실시예에서, 터보차저의 공기 유입구에 장착되도록 구성된 공기 필터는 공기 유입구와 커플링되도록 구성된 유입구 수용부를 포함하는 기부; 기부에 커플링되고 공기 유입구 내로 인입되는 공기로부터 입자 오염물질을 제거하도록 구성된 필터 매체; 필터 매체에 커플링된 캡; 기부 내의 제1 개구부와 캡 내의 제2 개구부 사이에 배치된, 공기 필터의 내측부 공동 내의 도관; 및 공기 유입구를 유입구 수용부 내에서 고정하도록 구성된 클램프로서, 제1 개구부, 도관, 및 제2 개구부를 통해 동작될 수 있는, 클램프를 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 클램프는, 캡, 도관 및 기부를 통과한 적절한 도구를 통해서 클램프의 동작을 돕기 위해서, 제1 개구부, 도관 및 제2 개구부와 정렬된 나사 메커니즘을 더 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 나사 메커니즘은 적절한 도구를 통해서 클램프를 조이는 것 및 느슨하게 하는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 도관은 적절한 도구를 내측부 공동을 통해서 나사 메커니즘까지 안내하도록 구성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 도관은, 필터링되지 않은 공기가 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 공기 유입구 내로 진입하는 것을 방지하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 공기 필터를 터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구에 장착하기 위한 방법은 공기 유입구와의 커플링을 위해서 유입구 수용부를 포함하는 기부를 구성하는 단계로서, 기부가 제1 개구부를 포함하는, 단계; 필터 매체를 기부에 체결하는 단계로서, 필터 매체는 공기 유입구 내로 인입되는 공기로부터 입자 오염물질을 제거하도록 구성되는, 단계; 캡을 기부 반대쪽에서 필터 매체에 체결하는 단계로서, 캡이 제2 개구부를 포함하는, 단계; 도관을 기부 내의 제1 개구부로부터 캡 내의 제2 개구부까지 연장시키는 단계; 공기 유입구를 유입구 수용부 내에 고정하도록 클램프를 구성하는 단계; 및 클램프를 유입구 수용부 상에 배치하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 도관을 연장시키는 단계는, 필터링되지 않은 공기가 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 공기 유입구 내로 진입하는 것이 방지되도록, 도관을 공기 필터의 내측부 공동 내에 배치하는 단계를 더 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 클램프를 구성하는 단계는, 캡 내의 제2 개구부, 도관 및 기부 내의 제1 개구부를 통과한 적절한 도구를 통해 동작될 수 있는 클램프의 나사 메커니즘을 구성하는 단계를 더 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 클램프를 배치하는 단계는, 적절한 도구를 통해서 클램프의 동작을 돕기 위해서, 나사 메커니즘을 제1 개구부, 도관 및 제2 개구부와 정렬시키는 단계를 더 포함한다.
도면은 본 개시 내용의 실시예를 나타낸다.
도 1은 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착되도록 구성된 공기 필터의 예시적인 실시예의 상부 사시도를 도시한다.
도 2는 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착되도록 구성된 공기 필터의 예시적인 실시예의 하부 사시도를 도시한다.
도 3a는, 선 3A-3A을 따라서 취한, 도 1에 도시된 공기 필터의 하부 횡단면도를 도시한다.
도 3b는, 선 3B-3B을 따라서 취한, 도 1에 도시된 공기 필터의 횡단면도를 도시한다.
도 4는 공기 필터를 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착하도록 구성된 클램프의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다.
도 5는, 나사 드라이버가 공기 필터의 내측부 공동을 통해서 연장되어 클램프를 조정하고, 그에 의해서 공기 필터가 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착되는, 예시적인 사용 환경의 상부 사시도를 도시한다.
도 6는, 렌치를 이용하여 공기 필터의 내측부 공동을 통해서 연장되는 드라이버를 회전시키고 그에 따라 클램프를 조정하며, 그에 의해서 공기 필터가 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착되는, 예시적인 사용 환경의 상부 사시도를 도시한다.
본 개시 내용이 여러 가지 수정 및 대안적인 형태가 될 수 있지만, 그 구체적인 구현예를 도면에서 예로서 도시하였고 본원에서 구체적으로 설명할 것이다. 본 발명은 개시된 특별한 형태로 제한되지 않고, 반대로, 본 개시 내용의 사상 및 범위 내에 포함되는 모든 수정예, 균등물, 및 대안예를 포괄하도록 의도되었다는 것을 이해하여야 할 것이다.
구체적인 설명
이하의 설명에서, 수 많은 구체적인 상세 내용은 본 개시 내용의 완전한 이해를 제공하기 위해서 기술된 것이다. 그러나, 당업자는, 이러한 구체적인 상세 내용이 없이도 본원에서 개시된 발명이 실시될 수 있다는 것을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 다른 경우에, "제1 클램프"와 같은 특정 수치적 언급이 있을 수 있을 것이다. 그러나, 특정 수치적 언급은 문헌적으로 순차적인 순서로서 해석되지 않아야 하고, 그 대신에 "제1 클램프"가 "제2 클램프"와 다른 것으로 해석되어야 할 것이다. 그에 따라, 기술된 구체적인 상세 내용은 단지 예시적인 것이다. 구체적인 상세 내용이 본 개시 내용의 사상 및 범위로부터 변경될 수 있고 여전히 그 사상 및 범위에 포함될 수 있다. "커플링된"이라는 용어는 구성요소에 직접적으로 또는 다른 구성요소를 통해서 간접적으로 연결되는 의미로서 규정된다. 또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 임의의 수치적 값 또는 범위에 대한 "약", "대략적으로", 또는 "실질적으로"의 용어는, 구성요소의 일부 또는 집합체가 본원에서 설명된 바와 같은 그 의도된 목적을 위해서 기능할 수 있게 하는 적절한 치수적 공차를 나타낸다.
일반적으로, 본 개시 내용은 터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구 상에 장착되도록 구성된 공기 필터를 위한 장치 및 방법을 설명한다. 공기 필터는 공기 필터를 지지하도록 그리고 공기 필터와 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 사이에 계면을 제공하도록 구성된 근위 기부를 포함한다. 근위 기부는 공기 유입구를 수용하도록 구성된 유입구 수용부, 공기 유입구를 유입구 수용부 내에 고정하기 위해 구성된 클램프, 및 클램프의 나사 메커니즘과 정렬된 제1 개구부를 포함한다. 필터 매체는 근위 기부에 체결되고, 유입 공기 스트림으로부터 미립자 물질 및 다른 오염물질을 제거하여 미립자 물질 및 다른 오염물질이 공기 유입구에 진입하는 것을 방지하도록 구성된다. 원위 단부 캡이 필터 매체에 체결되고 제1 개구부와 정렬된 제2 개구부를 포함한다. 공기 필터의 내측부 공동 내의 도관은 제1 개구부와 제2 개구부 사이에 배치된다. 제1 개구부 및 제2 개구부는, 클램프의 나사 메커니즘과 결합되도록 도관을 경유하여 내측부 공동을 통해서 적절한 도구를 연장시키는 것에 의해서, 클램프를 조이거나 느슨하게 하는 것을 돕는다.
도 1 내지 도 3은 터보차저 또는 슈퍼차저(이하에서 "터보차저")의 공기 유입구 상에 장착되도록 구성된 공기 필터(104)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 필터(104)는 근위 기부(108), 필터 매체(112), 및 원위 단부 캡(116)을 포함한다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 근위 기부(108)는 유입구 수용부(120), 클램프(124), 및 개구부(128)를 더 포함한다. 공기 필터(104)는 바람직하게, 설치 중에 그리고 터보차저의 공기 유입구와 커플링된 때의 동작 중에, 그 구성을 유지할 수 있을 정도로 충분히 내구적이고 내열적인 재료로 구성된다.
근위 기부(108)는 일반적으로 공기 필터(104)를 지지하도록 그리고 공기 필터(104)와 터보차저의 공기 유입구 사이에서 계면을 제공하도록 구성된다. 유입구 수용부(120)는 터보차저의 공기 유입구를 수용하도록 구성되고, 클램프(124)는 공기 유입구를 유입구 수용부(120) 내에 고정하도록 구성되고, 이에 따라 공기가 필터 매체(112)를 통해서 공기 필터(104)의 내측부 공동(132) 내로 인입되고 이어서 개구부(128)를 통해서 터보차저의 공기 유입구 내로 안내된다. 유입구 수용부(120)가 터보차저의 공기 유입구를 수용하기에 적합한 구성을 가지고, 개구부(128)가 터보차저의 공기 유입구를 수용하기에 적합한 직경을 갖는다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 유입구 수용부(120)는, 터보차저의 공기 유입구와 최적으로 결합되기 위한, 다양한 부가적인 융기부 또는 상승된 부분 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 유입구 수용부(120)의 특정 구성 및 개구부(128)의 직경은, 공기 필터(104)가 이용되는 특별한 구조 및 모델의 터보차저에 따라 달라지고, 그에 따라, 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고도, 매우 다양한 구성 및 직경이 공기 필터(104) 내로 통합될 수 있다.
도 1 및 도 3a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 근위 기부(108)는 융기부(136), 및 공기 필터(104)의 근위 단부(144)를 수용하도록 구성된 함몰부(140)를 포함한다. 다양한 체결부(미도시) 중 임의의 체결부가 근위 단부(144)를 함몰부(140) 내에 부착하기 위해서 이용될 수 있다는 것이 예상된다. 일부 실시예에서, 융기부(136)는 공기 필터(104)의 와이어 지지부에 몰딩될 수 있다. 일부 실시예에서, 융기부(136)는, 융기부가 와이어 지지부 및 공기 필터(104)의 필터 매체(112) 상으로 접히고 이들을 보유하도록, 구부려질 수 있다. 당업자는, 일부 실시예에서, 융기부(136) 및 함몰부(140)를 통해 필터 매체(112)를 근위 기부(108)에 체결하는 것에 의해서 필터 매체(112)가 공기 필터(104)로부터 제거될 수 없게 된다는 것을 이해할 것이다.
통상적인 공기 필터 시스템에서 통상적으로 이루어지는 바와 같이, 공기 필터(104)의 사용자가 공기 필터(104)를 교체하는 대신에 필터 매체(112)를 주기적으로 청소할 수 있는 것이 예상된다. 일부 실시예에서, 필터 매체(112)를 청소하기 위한 방법은 공기 필터(104)를 터보차저의 공기 유입구로부터 제거하는 단계, 물 호스를 개구부(128)를 통해서 필터의 내측부 공동(132) 내로 삽입하는 단계, 및 필터 매체(112)로부터 오염물질을 씻어 내기 위해서 물을 분무하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 공기 필터(104)를 청소하기 위한 방법은 물 호스 대신에 고압 공기 호스를 이용하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 공기 필터(104)를 청소하기 위한 방법은, 물 및 오염물질이 필터 매체(112)의 외측부로부터 배수되도록, 필터 매체(112)의 외측부 상에 물을 분무하는 단계를 포함한다. 본 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 다른 청소 방법이 당업자에게 자명할 것이다.
전술한 바와 같이, 필터 매체(112)의 근위 단부(144)는 융기부(136) 및 함몰부(140)를 통해서 근위 기부(108)에 체결된다. 원위 단부 캡(116)은 다양한 체결부(미도시) 중 임의의 체결부를 통해서 필터 매체(112)에 유사하게 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 전술한 바와 같이, 원위 단부 캡(116)이 필터 매체(112)의 와이어 지지부에 몰딩될 수 있다. 일부 실시예에서, 원위 단부 캡(116)은, 원위 단부 캡이 와이어 지지부 및 공기 필터(104)의 필터 매체(112) 상으로 접히고 이들을 보유하도록, 그 주변 연부 주위에서 구부려질 수 있다. 일부 실시예에서, 근위 단부(144)가 함몰부(140) 내에서 고정 유지되도록, 단순한 너트 및 볼트를 이용하여 필터 매체(112), 와이어 지지부, 및 원위 단부 캡(116)을 근위 기부(108) 상에 부착할 수 있다. 다양한 체결 수단 중 임의의 체결 수단이, 본 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 필터 매체(112), 와이어 지지부, 및 원위 단부 캡(116)을 근위 기부(108) 상에 부착하기 위해서 실시될 수 있다. 또한, 원위 단부 캡(116)은 바람직하게, 터보차저의 공기 유입구에 커플링될 때, 필터 매체(112)를 희망 구성으로 유지하고 공기 필터(104)를 보유하고 지지할 수 있을 정도로 충분히 경질인 재료로 구성된다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 필터 매체(112)는 또한 바람직하게 반복된 청소 및 사용을 견딜 수 있을 정도로 충분히 내구적이다.
전술한 바와 같이, 와이어 지지부가 필터 매체(112) 내로 통합되어 공기 필터(104)에 부가적인 강도 및 내구성을 제공할 수 있고, 그에 의해서, 각각의 적용 후에 필터를 폐기하는 대신에, 공기 필터(104)를 주기적으로 청소하고 재사용하는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 매체(112)는 와이어 지지부와 보강 재료의 하나 이상의 층 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 와이어 지지부는 필터 매체(112)의 외부 표면 및 내부 표면 상에 배치된 와이어 스크린을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 와이어 스크린은, 공기 필터(104)를 보강하기 위해서 필터 매체(112)와 함께 같이-주름 잡힌 분말-코팅된 알루미늄 스크린 와이어로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 매체(112)의 내부 표면은, 디젤 필터 적용예에 포함되는 것과 유사한, 더 강한 메시 보강부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 당업자에게 자명한 바와 같이, 부가적인 또는 대안적인 보강부가 제공될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 공기 필터(104)의 실시예에서, 근위 기부(108)는 원위 단부 캡(116)의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 그러나, 일부 실시예에서, 근위 기부(108)는 원위 단부 캡(116)의 크기보다 큰 크기를 가질 수 있다. 본 개시 내용의 공기 필터(104)가 도 1 내지 도 3에 도시된 정확한 형상으로 제한되지 않고, 필터 매체(112)의 비교적 큰 표면적을 제공하는, 매우 다양한 전반적으로 원통형인 형상, 전반적으로 원형, 타원형, 둥근형, 곡선형, 또는 다른 폐쇄된 주변부 형상을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 일부 실시예에서, 필터 매체(112)는, 반전된 원뿔-형상을 포함할 뿐만 아니라, 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 다른 다양한 높이를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 필터(104)는, 필터 매체(112)를 통한 공기 유동을 증가시키기 위해서 삽입된 반전된 필터 원뿔체를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 원위 단부 캡(116)은 클램프(124)의 나사 메커니즘(152)과 정렬된 제1 개구부(148)를 포함한다. 근위 기부(108) 내의 제2 개구부(150)가 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 나사 메커니즘(152)과 정렬된다. 공기 필터(104)를 터보차저의 공기 유입구 상에 설치하는 동안 사용자가 클램프(124)를 조일 수 있도록, 나사 메커니즘(152)이 구성되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 대안적으로, 사용자는 공기 필터(104)를 터보차저로부터 제거하는 동안 클램프를 느슨하게 하기 위해서 나사 메커니즘(152)을 이용할 수 있다.
도 4는 공기 필터(104)의 부재 시의 클램프(124)의 사시도를 도시한다. 클램프(124)는, 나사 메커니즘(152)에 의해서 수용되는 천공된 부분(160)을 포함하는 금속 밴드(156)를 포함한다. 천공된 부분(160)은, 웜 기어가 회전될 때 금속 밴드(156)가 그에 따라 조여지거나 느슨해지도록, 천공된 부분(160)과 결합될 수 있는 나사 메커니즘(152) 내에 웜 기어 또는 다른 유사한 구성요소를 수용하도록 구성된다. 구동 헤드(154)는 웜 기어를 회전시키는데 적합한 도구를 수용하도록 구성된다. 금속 밴드(156)는 바람직하게 301 스테인리스 강 또는 다른 유사 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 금속 밴드(156)가 부식방지 처리될(galvanized) 수 있다. 도 2 및 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 나사 메커니즘(152)은 금속 밴드(156)의 원주에 대해서 실질적으로 수직인 배향으로 배치된다. 실질적으로 수직인 배향은, 나사 메커니즘(152)과 금속 밴드(156)의 원주에 대해서 실질적으로 직각으로 배치된 적절한 도구를 결합시키는 것을 돕는다.
제1 개구부(148) 및 제2 개구부(150)는, 나사 메커니즘(152)과 결합되도록 제1 개구부(148) 내로, 내측부 공동(132)을 통해서, 그리고 제2 개구부(150) 내로 적절한 도구를 연장시키는 것에 의해서, 클램프(124)를 조이거나 느슨하게 하는 것을 돕는다. 도 3a 및 도 3b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 도관(164)은 내측부 공동(132) 내에 배치되고, 제1 개구부(148)와 제2 개구부(150) 사이에 배치된다. 도관(164)은 적절한 도구를 내측부 공동(132)을 통해서 나사 메커니즘(152)까지 안내하도록 구성된다. 도관(164)은 또한 필터링되지 않은 공기가 제1 및 제2 개구부(148, 150)를 통해서 터보차저의 공기 유입구 내로 진입하는 것을 방지하기 위한 역할을 한다.
도 5는, 나사 메커니즘(152)의 구동 헤드(154)를 회전시킴으로써 클램프(124)를 조정하기 위해서, 나사 드라이버(172) 또는 다른 유사한 적절한 도구가 제1 개구부(148) 내로, 도관(164)을 통해서, 그리고 제2 개구부(150)를 통해서 연장되는, 예시적인 사용 환경(168)의 사시도를 도시한다. 도 6은, 나사 메커니즘(152)을 회전시킴으로써 클램프(124)를 조정하기 위해서 렌치(180)가 드라이버(184)를 회전시키는데 이용되는, 예시적인 사용 환경(176)의 사시도를 도시한다. 도 6의 환경(168)에서, 드라이버(184)는 제1 개구부(148) 내로, 내측부 공동(132) 내의 도관(164)을 통해서, 제2 개구부(150)를 통해서 연장되고, 나사 메커니즘(152)의 구동 헤드(154)와 결합된다. 당업자는, 제1 개구부(148) 및 제2 개구부(150)를 통해서 나사 메커니즘(152)에 접근하는 것은, 유리하게, 근위 기부(108)를 노출시키고 클램프(124)에 접근하기 위해서 사용자가 공기 필터(104)에 힘을 인가할 필요가 없이, 공기 필터(104)의 유입구 수용부(120)가 터보차저의 스크롤 내로 삽입될 수 있게 하고, 이어서 공기 유입구 상으로 조여질 수 있게 한다는 것을 이해할 것이다.
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 필터 매체(112)가 내측부 공동(132)을 원주방향으로 둘러싸고, 그에 따라 필터 매체(112)가 내부측 공동(132)의 적어도 일부의 외부 둘레를 생성한다. 전술한 바와 같이, 외측부 형상은 일반적으로 원형, 타원형, 원뿔형일 수 있거나, 내측부 공동(132)의 주어진 부피에서, 공기 유동 통과를 위해 이용 가능한 표면적을 개선하도록 달리 성형될 수 있다. 그러한 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 길이방향 길이를 따라 일정할 수 있거나, 길이를 따라 변동될 수 있다. 예를 들어, 외부 프로파일은, 본원에서 설명된 바와 같이, 원뿔-형상을 모사하기 위해서, 근위 기부(108)로부터 원위 단부 캡(116)까지 테이퍼링될 수 있다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 필터 매체(112)는 공기 스트림이 통과하는 표면적을 제공하고 미립자 물질 및 다른 오염물질을 포획하며, 그에 따라 미립자 물질 및 다른 오염물질이 터보차저의 공기 유입구 내로 진입하는 것을 방지한다. 따라서, 필터 매체(112)는 종이, 포옴, 면, 스펀 유리섬유, 또는 다른 공지된 필터 재료, 직조된 재료 또는 부직 재료, 합성물 또는 천연물, 또는 그 임의 조합을 포함할 수 있다. 필터 매체(112)는, 청정화될 공기 스트림이 통과하는 표면적을 증가시키기 위해서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 주름 잡히거나, 달리 성형 또는 윤곽화될 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 매체(112)는 하이브리드 필터 매체를 생성하기 위해서 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 매체(112)는 필터 매체의 공기 청정화 성질을 향상시키기 위해서 오일을 더 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예는, 큰 오염물질 유지 용량을 제공하면서 작은 제한의 큰 공기 유동을 공기 필터(104)에 제공하는 깊이 로딩(depth loading) 특성을 포함할 수 있다.
본 발명이 특별한 변경예 및 예시적인 도면과 관련하여 설명되었지만, 당업자는, 본 발명이 설명된 변경예 또는 도면으로 제한되지 않는다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 또한, 전술한 방법 및 단계가 특정 순서로 발생되는 특정 이벤트들을 나타내는 경우에, 당업자는, 그러한 특정 단계의 순서화가 수정될 수 있고 그러한 수정이 본 발명의 변경예에 따른다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 추가적으로, 특정 단계들이 전술한 바와 같이 순차적으로 실시될 수 있을 뿐만 아니라, 가능한 경우에, 병렬 프로세스에서 동시적으로 실시될 수 있을 것이다. 청구항에서 찾아 볼 수 있는 본 발명의 개시 내용이나 그 균등물의 사상 내에 포함되는 본 발명의 변경예의 범위 내에서, 본 특허가 그러한 변경예를 또한 포괄할 것이다. 그에 따라, 본 개시 내용은 본원에서 설명된 구체적인 실시예에 의해서 제한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한된다는 것을 이해하여야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구에 장착되도록 구성된 공기 필터이며:
    공기 필터를 지지하도록 그리고 공기 필터와 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구 사이의 계면을 제공하도록 구성된 근위 기부로서, 근위 기부는 공기 유입구를 수용하도록 구성된 유입구 수용부, 공기 유입구를 유입구 수용부 내에 고정하도록 구성된 클램프, 및 클램프의 나사 메커니즘과 정렬된 제1 개구부를 포함하는, 근위 기부;
    근위 기부에 체결되고 미립자 물질 및 다른 오염물질을 유입 공기 스트림으로부터 제거하도록 구성된 필터 매체;
    필터 매체에 체결되고 제1 개구부와 정렬된 제2 개구부를 포함하는 원위 단부 캡; 및
    제1 개구부와 제2 개구부 사이에 배치된, 공기 필터의 내측부 공동 내의 도관을 포함하고;
    제1 개구부 및 제2 개구부는, 클램프의 나사 메커니즘과 결합시키기 위해서 적절한 도구를 도관을 경유하여 내측부 공동을 통해 연장시키는 것에 의해서, 클램프를 조이는 것 및 느슨하게 하는 것을 돕는, 공기 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    필터 매체는 종이, 포옴, 면, 스펀 유리섬유, 또는 다른 공지된 필터 재료, 직조된 재료 또는 부직 재료, 합성물 또는 천연물, 또는 그 임의 조합으로 구성되는, 공기 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    필터 매체는, 청정화될 공기 스트림이 통과하는 표면적을 증가시키기 위해서, 주름 잡히거나 달리 성형 또는 윤곽화되는, 공기 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    필터 매체는 필터 매체의 공기 청정화 성질을 향상시키는 필터 오일 조성물을 포함하는, 공기 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    원위 단부 캡은, 터보차저 또는 슈퍼차저의 공기 유입구에 커플링될 때, 필터 매체를 희망 구성으로 유지하기에 그리고 공기 필터를 지지하기에 충분한 경도의 재료로 구성되는, 공기 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    도관은 적절한 도구를 내측부 공동을 통해서 나사 메커니즘까지 안내하도록 구성되는, 공기 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    도관은, 필터링되지 않은 공기가 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 공기 유입구 내로 진입하는 것을 방지하는, 공기 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    클램프는, 나사 메커니즘에 의해서 수용되는 천공된 부분을 포함하는 금속 밴드를 포함하고, 천공된 부분은, 웜 기어 또는 다른 유사 구성요소를, 웜 기어의 회전이 그러한 회전에 따라 금속 밴드를 조이거나 느슨해지게 하도록, 천공된 부분과 결합될 수 있는 나사 메커니즘 내에 수용하도록 구성되는, 공기 필터.
  9. 제8항에 있어서,
    나사 메커니즘은 금속 밴드의 원주와 관련하여 실질적으로 수직인 배향으로 구성되고, 그에 의해서 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 나사 메커니즘을 적절한 도구와 결합시키는 것을 돕는, 공기 필터.
  10. 터보차저의 공기 유입구에 장착되도록 구성된 공기 필터이며:
    공기 유입구와 커플링되도록 구성된 유입구 수용부를 포함하는 기부;
    기부에 커플링되고 공기 유입구 내로 인입되는 공기로부터 입자 오염물질을 제거하도록 구성된 필터 매체;
    필터 매체에 커플링된 캡;
    기부 내의 제1 개구부와 캡 내의 제2 개구부 사이에 배치된, 공기 필터의 내측부 공동 내의 도관; 및
    공기 유입구를 유입구 수용부 내에서 고정하도록 구성된 클램프로서, 제1 개구부, 도관, 및 제2 개구부를 통해 동작될 수 있는, 클램프
    를 포함하는, 공기 필터.
  11. 제10항에 있어서,
    클램프는, 캡, 도관 및 기부를 통과한 적절한 도구를 통해서 클램프의 동작을 돕기 위해서, 제1 개구부, 도관 및 제2 개구부와 정렬된 나사 메커니즘을 더 포함하는, 공기 필터.
  12. 제11항에 있어서,
    나사 메커니즘은 적절한 도구를 통해서 클램프를 조이는 것 및 느슨하게 하는 것을 가능하게 하도록 구성되는, 공기 필터.
  13. 제11항에 있어서,
    도관은 적절한 도구를 내측부 공동을 통해서 나사 메커니즘까지 안내하도록 구성되는, 공기 필터.
  14. 제10항에 있어서,
    도관은, 필터링되지 않은 공기가 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 공기 유입구 내로 진입하는 것을 방지하도록 구성되는, 공기 필터.
  15. 공기 필터를 터보차저 및 슈퍼차저의 공기 유입구에 장착하기 위한 방법이며:
    공기 유입구와의 커플링을 위해서 유입구 수용부를 포함하는 기부를 구성하는 단계로서, 기부는 제1 개구부를 포함하는, 단계;
    필터 매체를 기부에 체결하는 단계로서, 필터 매체는 공기 유입구 내로 인입되는 공기로부터 입자 오염물질을 제거하도록 구성되는, 단계;
    캡을 기부 반대쪽에서 필터 매체에 체결하는 단계로서, 캡이 제2 개구부를 포함하는, 단계;
    도관을 기부 내의 제1 개구부로부터 캡 내의 제2 개구부까지 연장시키는 단계;
    공기 유입구를 유입구 수용부 내에 고정하도록 클램프를 구성하는 단계; 및
    클램프를 유입구 수용부 상에 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    도관을 연장시키는 단계는, 필터링되지 않은 공기가 제1 개구부 및 제2 개구부를 통해서 공기 유입구 내로 진입하는 것이 방지되도록, 도관을 공기 필터의 내측부 공동 내에 배치하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    클램프를 구성하는 단계는, 캡 내의 제2 개구부, 도관 및 기부 내의 제1 개구부를 통과한 적절한 도구를 통해서 동작될 수 있는 클램프의 나사 메커니즘을 구성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    클램프를 배치하는 단계는, 적절한 도구를 통해서 클램프의 동작을 돕기 위해서, 나사 메커니즘을 제1 개구부, 도관 및 제2 개구부와 정렬시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
KR1020187028960A 2016-03-09 2017-03-09 터보차저 및 슈퍼차저용 공기 필터 KR102304794B1 (ko)

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