KR20210048414A - 공기 필터 및 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

헬리콥터에 사용하기 위한 공기 필터 및 공기 필터 장치, 사용 방법이 개시된다.

Description

공기 필터 및 사용 방법{AIR FILTER AND METHOD OF USE}
공기 필터는 헬리콥터 엔진을 바람직하지 않은 물질, 예컨대 흙, 먼지, 염, 모래 및 브라운아웃(brownout) (예를 들어, 조종사의 시야를 방해하는, 먼지가 많은 환경에서 착륙 시 회전자 아웃워시(outwash)에서 쓸어담긴 모래 및/또는 먼지 입자)의 유해한 효과로부터 보호하기 위해 사용된다.
그러나, 헬리콥터를 위한 개선된 공기 필터에 대한 필요성이 있다.
본 발명의 상기 및 다른 이점들은 하기 제시된 바와 같은 설명으로부터 분명할 것이다.
본 발명의 일 구현예는, 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하는 공기 필터를 제공하며, (a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고; (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는다.
또 다른 구현예에서, 헬리콥터의 엔진 내로 통과하는 공기를 여과하는 방법은 공기를 공기 필터를 통해 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 공기 필터는 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하고, (a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고; (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는다.
또 다른 구현예에서, 공기 필터의 제조 방법은 소수성 다공성 섬유 매체를 포함하는 제1 다공성 매체에 개구부를 제공하는 단계, 및 각각 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하는 복수의 제2 다공성 매체를 상기 제1 다공성 매체의 표면에 장착하는 단계를 포함하며, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는다.
본 발명의 구현예는 또한 하우징 내에 배열된 공기 필터의 일 구현예를 포함하는 공기 필터 장치를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 공기 필터의 개략적인 횡단면도이며, 여기서 소수성 매체는 실질적으로 건조한 상태로 남아있고 이를 통한 공기 유동을 허용하면서 친수성 매체를 통해 물이 배출된다.
도 2a, 2b, 2c 및 2d는 본 발명의 구현예에 따른 주름형 공기 필터의 하나의 필터 주름의 단면도이며, 도 2a는 소수성 매체에 용접된 친수성 매체를 나타내고, 도 2b는, 소수성 매체가 이를 통한 공기 유동을 허용하면서 친수성 매체를 통해 물이 배출되는, 도 2a에 나타낸 필터 주름을 나타내고, 도 2c는 소수성 매체에 접착제로 결합된 친수성 매체를 나타내고, 도 2d는, 소수성 매체가 이를 통한 공기 유동을 허용하면서 친수성 매체를 통해 물이 배출되는, 도 2c에 나타낸 필터 주름을 나타낸다. 도 2a 내지 2d에서, 친수성 매체는 필터 주름의 베이스(base) 근처에 위치하고, 도 2a에서, 친수성 매체는 소수성 매체의 일측 (예를 들어, 상류 측) 상에 위치하고, 도 2c에서, 친수성 매체는 소수성 매체의 나머지 측 (예를 들어, 하류 측) 상에 위치한다.
도 3a 및 3b는, 친수성 필터, 소수성 필터 및 본 발명의 일 구현예에 따른 필터를 사용한 강우 시험(rain test)으로부터의 비교 결과를 나타내는 그래프이다. 도 3a는 정적(static) 강우 시험으로부터의 결과를 나타내고, 도 3b는 동적(dynamic) 강우 시험으로부터의 결과를 나타낸다.
도 4는, 개구부를 갖는 소수성 매체 및 상기 개구부의 일부를 덮는 친수성 매체를 나타내는, 펼쳐진 주름형 필터를 나타낸다.
도 5a는 주름형 필터의 표면을 나타내며, 여기서 친수성 매체는 소수성 매체의 주름의 베이스 근처에 위치하고, 도 5b는 주름형 필터의 상류 및 하류 표면을 나타내며, 여기서 친수성 매체는 소수성 매체의 하류 표면 상에 배열되고, 도 5b는 또한 필터 장치를 제공하도록 하우징 내에 배열된 주름형 필터를 나타낸다.
도 6a 내지 6f는 필터 장치를 제공하도록 하우징 내에 배열된 필터 팩(pack)의 일 구현예를 나타낸다. 도 6a는 등각 투영 평면도(isometric top view)를 나타내고; 도 6b는 정면도를 나타내고; 도 6c는 좌측 (상면)도를 나타내고, 도 6d는 우측 (저면)도를 나타내고; 도 6e는 도 6c의 A-A를 따른 부분 단면도를 나타내고; 도 6f는 도 6e에 나타낸 구현예의 B-B를 따른 단면도를 나타낸다.
도 7은 헬리콥터 내의 본 발명의 일 구현예에 따른 필터 장치의 예시적인 설치의 등각 투영도를 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하는 공기 필터가 제공되며, (a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고; (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는다.
또 다른 구현예에서, 공기 필터는 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하며, (a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체에서 절단된 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고; (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는다. 바람직한 구현예에서, 개구부는 직경이 약 2 mm 내지 약 25 mm 범위이다.
공기 필터의 일부 구현예에서, 복수의 개구부는 제1 매체에서 사전결정된 패턴으로 배열된다.
본 발명의 구현예는 또한 공기 필터 장치, 및 상기 공기 필터 및 공기 필터 장치를 사용하여 공기를 여과하는 방법을 포함한다.
공기 필터 장치의 일 구현예는, 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하는 공기 필터; 및 하우징을 포함하며, a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고; (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮고; 상기 공기 필터는 상기 하우징 내에 배열된다.
공기 필터 장치의 바람직한 구현예에서, 제1 다공성 매체는 주름형이다. 일부 구현예에서, 주름형일 수 있는 공기 필터는 상부 지지 프레임 및 하부 지지 프레임 사이에 배열되고, 상기 상부 지지 프레임 및 상기 하부 지지 프레임은 하우징에 장착된다.
일 구현예에서, 헬리콥터의 엔진 내로 통과하는 공기를 여과하는 방법은 공기를 공기 필터를 통해 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 공기 필터는 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하고, (a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고; (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는다.
상기 방법의 바람직한 구현예에서, 공기는 물을 포함하고, 제2 다공성 매체는 물에 의해 접촉되면서, 제1 다공성 매체는 계속 공기가 통과하도록 한다.
상기 방법의 일부 구현예에서, 공기는 미립자 물질을 포함하고, 공기 필터는 이를 통한 미립자 물질의 통과를 감소시킨다.
또 다른 구현예에서, 공기 필터의 제조 방법은 소수성 다공성 섬유 매체를 포함하는 제1 다공성 매체에 개구부를 제공하는 단계, 및 각각 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하는 복수의 제2 다공성 매체를 상기 제1 다공성 매체의 표면에 장착하는 단계를 포함하며, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는다.
바람직하게는, 상기 방법은 개구부를 제1 다공성 매체에 제공하기 전에 제1 다공성 매체를 주름가공(pleating)하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 제1 다공성 매체는 소수성 표면 처리를 갖는다. 제1 다공성 매체를 처리하여 소수성을 제공하는 이들 구현예에서, 상기 처리는 바람직하게는 개구부를 상기 매체에 제공하기 전에 수행된다.
유리하게는, 물 (예를 들어, 갑작스러운 양의 빗물, 눈 (특히, 젖은 눈) 및/또는 얼음)의 존재 하에 감소된 필터 압력 손실을 갖는 효과적인 여과가 제공된다. 이는, 상기 필터 또는 상기 필터의 부분이 수평으로 장착되는 경우에 특히 유리하다.
본 발명의 성분 각각은 이제 하기에 보다 상세히 기술될 것이며, 유사 성분은 유사 참조 번호를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 공기 필터(100)의 개략적인 횡단면도를 나타내며, 여기서 제1 다공성 매체(1) (소수성 매체)는 본질적으로 건조한 상태로 남아있고 이를 통한 공기 유동을 가능하게 하면서 복수의 제2 다공성 매체(2) (친수성 매체)를 통해 물이 배출된다. 이 모식도에서, 친수성 매체 각각은 제1 표면(2A) 및 제2 표면(2B)을 갖고, 제1 표면(1A) 및 제2 표면(1B)을 갖는 소수성 매체에서의 개구부(10)를 덮는다. 친수성 매체는 당업계에 알려져 있는 바와 같이, 예를 들어 용접 및/또는 접착제에 의해 소수성 매체에 고정될 수 있고, 친수성 매체는 소수성 매체의 어느 한쪽 표면에 고정될 수 있다.
예를 들어, 도 2a 내지 2d에 나타낸 공기 필터(100)의 구현예에서, 공기 필터는 주름형 필터(1000)이고, 주름(10)이 나타내어져 있고, 도 2a 및 2b는 소수성 매체의 제2 표면 (예를 들어, 하류 표면) 상에 배열된 (예를 들어, 용접에 의해 고정된) 친수성 매체를 나타내고, 도 2c 및 2d는 소수성 매체의 제1 표면 (예를 들어, 상류 표면) 상에 배열된 (예를 들어, 접착제 결합에 의해 고정된) 친수성 매체를 나타낸다.
공기 필터는 임의의 적합한 기공 구조, 예를 들어 기공 크기 (예를 들어, 버블 포인트(bubble point)에 의해 또는 예를 들어 미국 특허 제4,340,479호에 기술된 바와 같은 KL에 의해 입증되거나, 또는 모세관 응축 유동 기공측정기(capillary condensation flow porometry)에 의해 입증되는 바와 같음), 기공 등급(pore rating), 기공 직경 (예를 들어, 미국 특허 제4,925,572호에 기술된 바와 같이 변형된 OSU F2 시험을 사용하여 특징지어지는 경우), 또는 유체가 요소를 통해 통과할 때 하나 이상의 관심 물질의 이를 통한 통과를 감소시키거나 또는 허용하는 제거 등급(removal rating)을 가질 수 있다. 사용된 기공 구조는 처리되는 유체의 조성 및 처리되는 유체의 목적하는 유출 수준에 따라 달라진다.
전형적으로, 공기 필터의 기공 구조는 바람직하지 않은 물질, 예컨대 미립자 물질, 예를 들어 흙, 먼지, 염 및/또는 모래 중 임의의 하나 이상을 제거한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 및 제2 다공성 매체는 약 30 μm 내지 약 40 μm 범위의 평균 기공 크기를 갖는다. 전형적으로, 공기 필터 내의 상기 두 매체 모두는 동일한 평균 기공 크기를 갖는다.
개구부는 소수성 매체에서 임의의 목적하는 패턴으로 배열될 수 있다. 전형적으로, 공기 필터의 최종 구성이, 예를 들어 도 2a, 2c, 5a, 5b 및 6e에 나타낸 바와 같이 주름형 필터(1000)인 이들 구현예에서, 개구부는, 예를 들어 주름의 접힌 부분 안에/위에 있지 않으면서 주름의 베이스에 가까운 것 (도 4 참조)과 같이, 주름의 피크(peak; 12)보다 주름(10)의 베이스(11)에 더 가깝게 위치한다.
개구부는 임의의 적합한 구멍 직경을 가질 수 있다. 전형적으로, 개구부는 제1 (소수성) 매체에서 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위, 바람직하게는 약 4 mm 내지 약 25 mm 범위의 구멍 직경을 갖는다. 바람직하게는, 주어진 제1 매체에서의 개구부의 구멍 직경은 본질적으로 균일하다.
개구부들 사이의 거리는 변할 수 있다. 전형적으로, 개구부는, 예를 들어 주름의 베이스에 평행한 주름의 길이를 따라 약 40 mm 내지 약 175 mm 범위, 바람직하게는 약 50 mm 내지 약 150 mm 범위의 거리만큼 서로 이격된다.
필터에서의 개구부의 총 구멍 직경 면적은 제1 매체의 총 표면적의 임의의 목적하는 백분율일 수 있다. 예를 들어, 개구부는 제1 매체의 총 표면적의 약 0.1% 내지 약 15% 범위, 전형적으로 제1 매체의 총 표면적의 약 0.1% 내지 약 10% 범위의 총 구멍 직경 면적을 갖는다.
다공성 매체는, 액체 물이 다공성 매체를 통해 통과하여 표면으로부터 나타나는 압력인, 임의의 목적하는 물 투과 압력(breakthrough pressure)을 가질 수 있다. 물 투과 압력은 당업계에 알려져 있는 바와 같이 결정될 수 있다.
전형적으로, 제1 다공성 매체 (소수성 섬유 다공성 매체)는 약 15 mbar (6" wg) 이상, 바람직하게는 약 20 mbar (약 8" wg) 이상의 물 투과 압력을 갖는다.
전형적으로, 제2 다공성 매체 (친수성 섬유 다공성 매체)는 약 3 mbar (약 1.2" wg) 이하, 일부 구현예에서는 약 0 mbar (약 0" wg)의 물 투과 압력을 갖는다.
필터의 표면 특성은 습식 또는 건식 산화에 의해, 표면 상에의 중합체의 코팅 또는 침착에 의해 또는 그라프팅(grafting) 반응에 의해 개질될 수 있다 (예를 들어, 물 투과 압력에 영향을 미치도록, 표면 전하, 예를 들어 양전하 또는 음전하를 포함하도록, 및/또는 표면의 극성, 소수성 또는 친수성을 변경하도록).
상기 필터 및 필터 장치는 추가적인 요소, 층 또는 성분을 포함할 수 있으며, 이들은 상이한 구조 및/또는 기능, 예를 들어 예비여과, 지지, 배수, 간격두기(spacing) 및 쿠션작용(cushioning) 중 임의의 하나 이상 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 예시적으로, 상기 필터 및 필터 장치는 또한 적어도 하나의 추가적인 요소, 예컨대 메쉬(mesh) 및/또는 스크린(screen)을 포함할 수 있다. 도 5a 및 5b에 나타낸 구현예에서, 상기 필터는 주름들 사이의 간격을 유지하는 것을 돕는 지지체 코움(support comb; 1050)을 추가로 포함한다. 도 6a 내지 6d에 나타낸 구현예에서, 필터 장치는 상부 및 하부 지지 프레임(2050A, 2050B)을 추가로 포함한다.
다양한 중합체가 본 발명의 구현예에 따른 섬유 다공성 매체의 제조에 적합하다. 적합한 중합체는, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리비닐리덴 할라이드 (폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF)를 포함함), 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌 및 폴리메틸펜텐 및 셀룰로오스 중합체 (예컨대 셀룰로오스, 예를 들어 술폰 중합체)를 포함한다.
제1 다공성 섬유 매체는 초기에 소수성일 수 있거나, 또는 당업계에 알려져 있는 바와 같이 소수성 또는 증가된 소수성을 제공하도록 처리될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 공기 필터는 평면형 및 주름형을 포함하는 다양한 구성을 가질 수 있다.
상기 필터는 당업계에 알려져 있는 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 다양한 주름가공 기술이 당업계에 알려져 있다. 개구부는, 예를 들어 초음파 절단, 레이저 처리, 물 분사 등에 의헤 제조될 수 있다. 제2 다공성 매체는, 예를 들어 열 용접 또는 초음파 용접에 의해 제1 다공성 매체에 장착될 수 있다.
전형적으로, 공기 필터의 구현예는 필터 장치를 제공하도록 하우징 내에 배열된다. 예를 들어 헬리콥터의 설계에 따라, 다양한 하우징 구성 및 하우징 재료가 적합하다. 예를 들어, 하우징은 금속일 수 있다.
도 5b, 및 6a 내지 6f는 예시적인 필터 장치(2000)를 나타내고, 도 6a 내지 6d에서, 필터 장치는 또한 상부 및 하부 지지 프레임(2050A, 2050B), 및 장착 브래킷(mounting bracket; 2075)을 포함한다.
필터 장치는 헬리콥터의 설계에 따라, 적절하게 헬리콥터 안에 또는 위에 배열될 수 있다. 도 7은 하나의 위치를 예시하지만, 본 발명의 구현예는 이와 같이 제한되지 않는다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하지만, 물론, 이의 범위를 어떠한 방식으로도 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
실시예 1
본 실시예는 완전 친수성 필터 및 완전 소수성 필터의 사용과 비교하여, 정적 강우 시험에서의 본 발명의 일 구현예에 따른 공기 필터의 유효성을 입증한다.
정적 강우 시험은, 초기에 필터를 통해 통과하는 공기 유동이 없을 때 필터를 물에 노출시킨 다음, 소정 기간 후 필터를 통한 공기 유동이 시작되는 (즉, "필터를 강우에서 빼낸 다음, 엔진을 시동시킴"을 나타냄) 조건을 시뮬레이션한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 공기 필터에서의 제1 및 제2 다공성 섬유 매체는 각각, 약 35 μm의 평균 기공 크기 및 약 65 μm의 최대 기공 크기를 갖는 폴리에스테르 부직포 섬유 매체이다. 제1 다공성 매체는 약 30 mbar (약 12" wg)의 물 투과 압력을 제공하기 위한 소수성 표면 처리를 갖고, 제2 다공성 매체는 약 0 mbar (약 0" wg)의 물 투과 압력을 갖는다.
제1 다공성 섬유 매체는 주름형이며, 부분적으로 펼쳐지고, 앤빌(anvil) 위에 위치되며, 펀칭되고, 초음파 혼(ultrasonic horn)을 사용하여, 제1 다공성 매체의 펀칭된 개구부 위에 제2 섬유 매체를 결합시킨다.
완전 소수성 다공성 매체는 35μm의 평균 기공 크기, 대략 65μm의 최대 기공 크기 및 약 30 mbar (12"wg)의 물 투과 압력을 갖는 폴리에스테르 부직포 섬유 매체이다. 완전 소수성 다공성 매체는 주름형이다.
완전 친수성 다공성 매체는 35μm의 평균 기공 크기, 대략 65μm의 최대 기공 크기 및 약 0 mbar (0"wg)의 물 투과 압력을 갖는 폴리에스테르 부직포 섬유 매체이다. 완전 친수성 다공성 매체는 주름형이다.
도 3a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 공기 필터의 최고 차압은, 소수성 매체의 경우 약 41 mbar 및 친수성 매체의 경우 약 67 mbar와 비교하여, 약 10 mbar이다.
최고 차압 지점에서의, 본 발명의 구현예에 따른 공기 필터의 물 방출은, 소수성 매체의 경우 약 150 인치/시간 및 친수성 매체의 경우 약 8 인치/시간과 비교하여, 약 4 인치/시간이다.
실시예 2
본 실시예는 완전 친수성 필터 및 완전 소수성 필터의 사용과 비교하여, 동적 강우 시험에서의 본 발명의 일 구현예에 따른 공기 필터의 유효성을 입증한다.
동적 강우 시험은 공기 유동이 건조 필터를 통해 이미 통과하고 있고, 그 다음, 필터를 물에 노출시키는 (즉, "엔진을 건조 조건에서 가동시킨 다음, 강우가 시작됨"을 나타냄) 조건을 시뮬레이션한다.
사용된 매체는 실시예 1에서와 동일하다.
도 3b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 공기 필터의 최고 차압은, 소수성 매체의 경우 약 34 mbar 및 친수성 매체의 경우 약 16 mbar와 비교하여, 약 8 mbar이다.
본원에 인용된 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 참조문헌은, 마치 각각의 참조문헌이 참조에 의해 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 구체적으로 표시되며 그 전문이 본원에 제시되어 있는 것과 같은 동일한 정도로, 본원에 참조로 통합된다.
본 발명을 기술하는 문맥에서 (특히 하기 청구범위의 문맥에서) 단수 용어 및 용어 "상기" 및 "적어도 하나" 및 유사한 지시대상의 사용은 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 명확히 모순되지 않는 한, 단수형 및 복수형 둘 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 하나 이상의 항목의 열거에 이어지는 용어 "적어도 하나" (예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나")의 사용은 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 명확히 모순되지 않는 한, 열거된 항목으로부터 선택된 하나의 항목 (A 또는 B) 또는 열거된 항목 중 둘 이상의 임의의 조합 (A 및 B)을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는", "갖는", "포함하여" 및 "함유하는"은 달리 언급되지 않는 한 개방형 용어 (즉, "포함하나 이에 제한되지 않음"을 의미함)로서 해석되어야 한다. 본원에서 달리 명시되지 않는 한, 본원에 열거된 수치의 범위는 단지 상기 범위 내에 속하는 각각의 개별 수치를 개별적으로 지칭하는 것의 약칭 방법(shorthand method)으로서의 역할을 하는 것이며, 마치 본원에서 수치가 개별적으로 열거되어 있는 것과 같이 각각의 개별 수치가 본 명세서에 포함된다. 본원에 기술된 모든 방법은 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 달리 명확히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 예 및 모든 예, 또는 예시적인 언어 (예를 들어, "예컨대")의 사용은 단지 본 발명을 보다 이해하기 쉽게 하기 위한 것이며, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위에 제한을 두기 위한 것은 아니다. 본 명세서의 어떠한 언어도 임의의 청구되지 않은 요소가 본 발명의 실시에 필수적인 것으로 나타내는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
본 발명을 수행하는 데 있어서 발명자들에게 알려진 최적의 방식을 포함하여, 본 발명의 바람직한 구현예가 본원에 기술되어 있다. 상기 설명을 읽어나감에 따라, 이러한 바람직한 구현예의 변형은 당업계의 통상의 기술자에게 명백해질 수 있다. 본 발명자들은 숙련된 기술자가 이러한 변형을 적절하게 이용할 것을 예상하며, 본 발명자들은 본 발명이 본원에 구체적으로 기술된 것과 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 준거법에 의해 허용되는 것과 같이 본원에 첨부된 청구범위에 열거된 발명대상의 모든 수정사항 및 균등물을 포함한다. 또한, 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 달리 명확히 모순되지 않는 한, 본 발명의 모든 가능한 변형에 있어서의 상술한 요소들의 임의의 조합도 본 발명에 포함된다.

Claims (16)

  1. 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하는 공기 필터로서,
    (a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하며, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고;
    (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는, 공기 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 개구부가 상기 제1 다공성 매체에서 사전결정된 패턴으로 배열되는, 공기 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 필터가 총 표면적을 가지며, 상기 개구부는 상기 총 표면적의 약 0.1% 내지 약 15% 범위의 총 구멍 직경 면적을 갖는, 공기 필터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 주름을 갖는 주름형 필터를 포함하며, 상기 각각의 주름은 베이스(base) 및 피크(peak)를 갖고, 상기 제1 다공성 매체는 주름형인, 공기 필터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 개구부가 상기 주름의 상기 피크에보다 상기 주름의 상기 베이스에 더 가깝게 배열되는, 공기 필터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 약 40 mm 내지 약 175 mm 범위의 거리만큼 이격된 공기 필터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소수성 다공성 섬유 매체 및/또는 상기 친수성 다공성 섬유 매체가 폴리에스테르를 포함하는, 공기 필터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 다공성 매체가 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 표면 상에 고정되는, 공기 필터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 다공성 매체가 상기 제1 다공성 매체의 상기 제2 표면 상에 고정되는, 공기 필터.
  10. 공기 필터 및 하우징을 포함하는 공기 필터 장치로서,
    상기 공기 필터는 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하며,
    a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고;
    (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮고;
    상기 공기 필터는 상기 하우징 내에 배열되는, 공기 필터 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 다공성 매체가 주름형인, 공기 필터 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 공기 필터가 상부 지지 프레임 및 하부 지지 프레임 사이에 배열되며, 상기 상부 지지 프레임 및 상기 하부 지지 프레임은 상기 하우징에 장착되는, 공기 필터 장치.
  13. 헬리콥터의 엔진 내로 통과하는 공기를 여과하는 방법으로서, 상기 방법은 공기를 공기 필터를 통해 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 공기 필터는 제1 다공성 매체 및 복수의 제2 다공성 매체를 포함하고,
    (a) 상기 제1 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 소수성 다공성 섬유 매체, 및 상기 제1 다공성 매체 내의 약 2 mm 내지 약 35 mm 범위의 직경을 갖는 복수의 개구부를 포함하며, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 표면을 통해 통과하고;
    (b) 상기 복수의 제2 다공성 매체의 각각의 제2 다공성 매체는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하며, 상기 복수의 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 제1 또는 제2 표면에 장착되고, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 공기가 물을 포함하고, 상기 제2 다공성 매체는 물에 의해 접촉되면서, 상기 제1 다공성 매체는 계속 공기가 통과하도록 하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 공기가 미립자 물질을 포함하고, 상기 공기 필터가 이를 통한 상기 미립자 물질의 통과를 감소시키는, 방법.
  16. 하기 단계를 포함하는, 공기 필터의 제조 방법:
    (a) 제1 다공성 매체에 개구부를 제공하는 단계; 및
    (b) 각각 친수성 다공성 섬유 매체를 포함하는 복수의 제2 다공성 매체를 장착하는 단계로서, 상기 제2 다공성 매체는 상기 제1 다공성 매체의 상기 개구부를 덮는, 단계.
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