KR20220150195A - 필터 어셈블리 및 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보울 및 헤드를 구비하는 필터 하우징에 관한 것이다. 보울은 필터 카트리지의 일부를 수납하도록 구성된다. 보울은 테두리 둘레에 배치되는 환형 홈을 갖는다. 헤드는 보울과 정합하도록 구성된다. 헤드는 유입구, 유출구 및 한 쌍의 레버를 포함한다. 유입구는 필터 하우징 내로 유체의 유동을 수용한다. 유출구는 필터 하우징으로부터 유체의 유동을 배출한다. 한 쌍의 레버는 보울을 헤드 내로 부분적으로 인입시킨다. 각각의 레버는 환형 홈과 정합하도록 구성되는 제1 아암, 지지면을 구비하는 제2 아암 및 제1 아암과 제2 아암 사이에 배치되는 피벗을 구비한다. 지지면 상에 작용하는 힘에 의해 보울이 헤드 내로 이동하게 되어 시일을 형성한다.

Description

필터 어셈블리 및 매체

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 3월 27일자로 출원된 미국 가출원 제63/000,847호의 우선권의 이익을 향유하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 필터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 예를 들어, 필터 하우징 및/또는 필터 매체에 관한 것이다.

필터 어셈블리는 이 기술이 속하는 분야에서, 예를 들어 내연 기관, 유압이나 공압 시스템 등과 같은 다양한 적용예에서의 사용에 대해 공지되어 있다. 이들 필터 어셈블리는 연료 시스템, 윤활유 시스템, 유압유 시스템, 공기 또는 배기가스 여과 시스템 등에 있어서, 액체 및/또는 기체상 유체를 여과하는데 사용될 수 있다. 캐니스터 형태의 필터, 스핀-온 형태의 필터 등과 같은 여러 형태의 필터가 있다. 이러한 필터 어셈블리 내의 필터 요소들은 여과되는 유체의 불순물에 의해 막히는 경향이 있을 수 있고, 또한 교체의 필요성이 있을 수 있으므로, 이들 필터 어셈블리의 주기적인 점검이 중요하다.

압축 공기 필터 요소는 다양한 등급의 미립자, 병합 및 증기 제거 필터 요소를 포함할 수 있는 전용 기능 필터 요소를 포함하는 별개의 압력 용기이다. 상기 요소는 전형적으로, 2개의 구성요소를 고정하는 나사산이 형성된 접속구에 의해 부착되는 필터 헤드 및 하부 필터 보울(bowl) 내에 포함된다. 필터 하우징은 필터 요소를 점검하고 교체하는 사이에 오랜기간 동안 낡을 수 있다. 특히, 대형 유닛에 있어서, 나사산 측면은 꽉 끼어 있는 금속 표면의 오염 물질을 통해 함께 융합될 수 있기 때문에, 나사산이 형성된 부분을 풀어 내기 위해 상당한 비틀림 하중이 필요하게 된다. 이는 때로는, 성가신 일이며, 나사산 손상을 가져와 필터 유닛의 사용 불능을 야기하곤 한다.

다양한 인자들에 따라, 유체 여과는 유체를 여과하는 라인 내에 2개 이상의 필터 유닛을 배치함으로써 개선될 수 있다. 또한, 필터 유닛 내의 필터 매체는 이들 인자들에 따라 변경될 수 있다. 필터 및 매체에 영향을 미치는 인자들의 예에는 유체의 형태, 여과될 예상 입자량, 유량, 압력 레벨, 필터 유닛에 걸친 압력 강하에 대한 공차, 제조 권장 사항, 경험적 자료 등이 포함된다.

다른 필터 하우징에 대한 부착을 용이하게 하고, 필터 매체의 손쉬운 검사 및 교체를 용이하게 하는 필터 하우징을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 유체의 유동에 대한 최소한의 저항을 제공하면서 유동 유체로부터 입자 및/또는 혼입 액적을 제거하도록 구성되는 필터 매체를 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명은, 이하 상세하게 설명되는 바와 같이 이를 비롯한 여러 문제를 해결한다.

본 발명의 실시예들은 유리하게는, 유체로부터 찌꺼기를 여과하기 위한 여과 시스템, 필터 하우징 및 필터 매체용으로 제공된다.

본 발명의 일 실시예는 보울 및 헤드를 구비하는 필터 하우징에 관한 것이다. 보울은 필터 카트리지의 일부를 수납하도록 구성된다. 보울은 보울의 테두리 둘레에 배치되는 환형 홈을 갖는다. 헤드는 보울과 정합(mate)하도록 구성된다. 헤드는 유입구, 유출구 및 한 쌍의 레버를 포함한다. 유입구는 필터 하우징 내로 유체의 유동을 수용한다. 유출구는 필터 하우징으로부터 유체의 유동을 배출한다. 한 쌍의 레버는 보울을 헤드 내로 부분적으로 인입시킨다. 레버 각각은 환형 홈과 정합하도록 구성되는 제1 아암, 지지면(bearing surface)을 구비하는 제2 아암 및 제1 아암과 제2 아암 사이에 배치되는 피벗을 구비한다. 지지면 상에 작용하는 힘은 보울을 헤드 내로 이동시켜 시일을 형성한다.

다른 실시예는 혼입된 오일 액적을 병합하는 병합 필터 매체를 생성하는 방법에 관한 것이다. 이 방법에 있어서, 병합 필터 매체의 24" 롤이 저압 플라스마 시스템에 배치된다. 병합 필터 매체는 40 내지 50 밀의 두께와, 1.5 마이크로미터 미만인 섬유 크기를 갖는다. 저압 플라스마 시스템은 208 VAC 및 5 암페어의 전류로 1000 와트를 전달하도록 구성된다. 저압 플라스마 시스템은 분당 1미터의 공급 속도로 구성된다. 플라스마 처리된 병합 필터 매체는 250 내지 1000 표준 입방 센티미터("scc")/분의 건식 플루오르화탄소 가스에 노출된다.

다른 실시예는, 필터 카트리지의 일부를 수납하도록 구성되고, 제1 단부, 제2 단부 및 제1 단부에 또는 그에 인접하여 배치되는 지지면을 형성하는 홈을 구비하는 보울; 보울과 정합하도록 구성되고, 필터 하우징 내로 유체의 유동을 수용하는 유입구와, 필터 하우징으로부터 유체의 유동을 배출하는 유출구를 포함하는 헤드; 및 헤드를 보울에 선택적으로 고정하도록 구성되고, 보울이 헤드로부터 제거되는 것을 방지하는 잠금 위치와, 보울이 헤드로부터 자유롭게 제거되는 잠금 해제 위치 사이를 이동하도록 작동 가능한 레버를 포함하는 필터 하우징을 포함하는 필터 시스템에 관한 것이다.

일부 태양에서, 레버는 잠금 위치에 있을 때, 보울 상의 홈의 지지면과 접촉하도록 구성되는 캠면(cam surface)을 포함한다.

일부 태양에서, 레버의 캠면은 잠금 해제 위치에 있을 때, 보울 상의 홈의 지지면과 분리되도록 구성된다.

일부 태양에서, 홈이 보울의 테두리 둘레에 환형으로 배치된다.

일부 태양에서, 홈은 보울로부터 돌출되는 국부적 직선 홈이다.

일부 태양에서, 레버는 잠금 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 회전하도록 구성된다.

일부 태양에서, 헤드로부터 돌출되는 윙부에 로드가 부착될 수 있으며, 이 경우, 레버는 레버가 잠금 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 로드를 중심으로 회전 작동할 수 있게끔 상기 로드를 수용하도록 구성되는 보어를 포함한다.

일부 태양에서, 헤드를 향하는 방향으로 대략 90도 상방으로 레버를 회전시킴으로써 레버가 잠금 위치로 이동한다.

일부 태양에서, 보울을 향하는 방향으로 대략 90도 하방으로 레버를 회전시킴으로써 레버가 잠금 위치로 이동한다.

일부 태양에서, 레버의 캠면에 의해 상기 홈의 지지면에 힘이 인가됨으로써 상기 보울이 상기 헤드 내로 이동하게 되어 시일을 형성한다.

일부 태양에서, 상기 레버의 캠면과 상기 홈의 지지면 사이의 접촉은 상기 잠금 위치에 있는 동안, 상기 보울을 상기 헤드로부터 떼어낼 때 강해진다.

일부 태양에서, 상기 보울은 상기 잠금 위치에 있을 때, 상기 헤드와 상기 보울 사이의 유체 누설을 방지하기 위한 탄성중합 오링을 수용하도록 구성되는 오링 시트를 추가로 포함한다.

일부 태양에서, 헤드의 형상 및 보울의 형상은 45° 내지 75° 타원에 의해 형성된다.

일부 태양에서, 헤드의 형상 및 보울의 형상은 60° 타원에 의해 형성된다.

일부 태양에서, 유입구 및 유출구 각각은 각각의 바요넷 피팅(bayonet fitting)을 포함한다.

일부 태양에서, 제2 필터 하우징이 헤드의 유출구의 바요넷 피팅과 해제 가능하게 결합하도록 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 상세한 설명이 보다 잘 이해될 수 있도록, 그리고 이 기술이 속하는 분야에 대한 본 기여가 보다 잘 인식될 수 있도록, 본 발명의 특정 실시예들을 다소 넓게 대략적으로 설명하였다. 당연히, 본 발명의 추가적인 실시예들도 있으며, 이들은 이하에서 설명되고, 첨부된 청구범위의 청구 대상(subject matter)을 이룬다.

이점에 있어서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 그 적용예에 있어서, 이하의 설명에 개시되거나 도면에 도시된 구성요소의 배열 및 구성의 상세에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 설명되는 실시예들에 추가한 실시예들일 수 있고, 다양한 방식으로 실시 및 수행될 수 있다. 또한, 요약서뿐만 아니라 본 명세서에 사용된 어법 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이고 이는 한정적인 것으로 간주되어서는 아니된다는 것이 이해되어야 한다.

그리하여, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 기초로 하는 개념이 본 발명의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조체, 방법 및 시스템의 설계에 대한 기초로서 용이하게 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 청구범위는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 한 이러한 등가의 구성을 포함하는 것으로 간주되어야 한다는 것이 중요하다.

본 발명의 전술한 특징 및 이점과 그 외 다른 특징 및 이점, 그리고 이들을 달성하는 방식은 첨부 도면들과 함께 다뤄지는 본 발명의 다양한 실시예들에 대한 이하의 설명을 참고하여 보다 명확해질 것이고, 또한 본 발명 자체도 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 정합된 2개의 필터 헤드의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 보울의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 보울을 헤드에 고정하는 레버를 도시하는 필터 하우징의 평면을 통한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 필터 하우징으로 진입하고, 여과되어, 제2 필터 하우징 내로 유동하는 유체의 유동을 도시하는, 도 1의 A-A 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징을 통한 유체 압력을 도시하는, 도 1의 A-A 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징을 통한 유체 속도를 도시하는, 도 1의 A-A선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징을 통한 스트림라인 유체 속도를 도시하는, 도 1의 A-A선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징을 통한 스트림라인 유체 속도를 도시하는, 도 1의 B-B선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 시간에 따른 필터 카트리지에 걸친 압력 강하의 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 시스템의 분해 사시도이다.
도 12는 잠금 구성에서의 도 11에 도시된 필터 시스템의 사시도이다.
도 13은 잠금 구성에서의 필터 시스템을 도시하는, 도 12의 C-C선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 14는 잠금 해제 구성에서의 도 11에 도시된 필터 시스템의 부분 정면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 필터 시스템의 단면도이다.
도 16은 도 11에 도시된 필터 시스템의 부분 측 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따라 서로 정합된 2개의 필터 헤드의 사시도이다.
도 18은 제거 가능한 캡을 구비하는 필터 하우징의 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 필터 카트리지의 일 실시의 사시도이다.
도 20은 본 발명에 따른 필터 카트리지용 필터 어댑터의 측입면도이다.

이하의 상세한 설명에 있어서, 본 명세서의 일부를 이루고 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 예로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예들은 이 기술이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 사람들이 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명되며, 다른 실시예들이 사용될 수도 있고, 구조적, 논리적, 처리적 및 전기적인 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 요소들의 배열 또는 재료에 대한 모든 리스트는 단지 예시적인 목적이지, 결코 배제적인 의도를 갖는 것은 아니라는 것을 인식해야 한다. 설명되는 처리 단계들의 진행은 일 예이지, 단계들의 순서는 본 명세서에 개시된 순서에 한정되지 않으며, 반드시 특정된 순서로 진행되는 단계들을 제외하고는 이 기술이 속하는 분야에 알려져 있는대로 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 임의의 적합한 여과 시나리오에 사용될 수 있다. 예를 들어, 필터 매체뿐만 아니라 하우징 및 하우징 시스템은 공기, 물, 연료, 오일 여과 등에 적합할 수 있다. 특정 예에서, 필터 매체뿐만 아니라 하우징 및 하우징 시스템은 공압 시스템의 압축 공기를 여과하는데 적합할 수 있다. 압축 공기 필터 요소는 단일 서비스 대상으로서 사용되는데, 이는 단일 유형의 필터 사용을 의미한다. 개선된 성능을 필요로 하는 많은 적용예에서, 필터-하우징들이 다기능 장치로서 함께 배열된다. 전형적으로, 필터 열은 미립자 필터로 시작해서, 병합기로 이어지고, 증기 제거 필터로 마무리된다. 각각의 진행 단계는 하류측 필터의 기능을 차단하는 오염물질을 제거함으로써 하류측 필터의 수명을 연장시킨다. 문제는 필터의 연속적 연결이 체결구(너트, 볼트 및 와셔)를 사용하거나 특수 클램프(즉, 새니터리 클램프)를 통해 필터를 기계적으로 연결하기 위한 지지용 하드웨어를 필요로 하는 전용 설계나 확장 배관의 사용을 요구할 때 발생한다.

압축 공기 필터 요소는 다양한 등급의 미립자, 병합 및 증기 제거 필터 요소를 포함할 수 있는 전용 기능 필터 요소를 포함하는 별개의 압력 용기이다. 상기 요소는 필터 헤드 및 하부 필터 보울 내에 포함된다. 필터 보울은 일반적으로 나사산이 형성된 접속구에 의해 부착되거나, 2개의 구성요소를 고정하는 접속 부재를 갖는 바요넷 형태의 부착을 사용하여 부착된다. 필터 하우징은 필터 요소를 점검하고 교체하는 사이에 오랜기간 동안 낡을 수 있다. 특히, 대형 유닛에 있어서, 나사산 측면은 꽉 끼어 있는 금속 표면의 오염물질을 통해 함께 융합될 수 있기 때문에, 나사산이 형성된 부분을 풀어 내기 위해 상당한 비틀림 하중이 필요하게 된다. 이는 때로는, 성가신 일이며, 나사산 손상을 가져와 필터 유닛의 사용 불능을 야기하곤 한다. 보울을 부착하는 바요넷 형태의 방법은 나사산 설계에 비해 개선된 것으로, 상당한 시간 동안 시일을 결합했을 때 두 구성요소를 분리하기 위해 과도한 비틀림 하중이 필요한 압착이 발생할 수 있다.

본 명세서에 설명된 실시예들은 이하의 개선사항들: 공구나 하드웨어 없이 손으로 점검 가능한 모듈식 연결, 하우징에 걸친 압력 강하를 제곱 인치당 약 3 파운드("psi")(20.6 킬로파스칼("kPa"))로부터 약 1.5 psi(10.3 kPa)로 감소시키기 위해 필터 하우징을 통한 유체 유동을 개선하는 타원 형상 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 시스템(10)의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 필터 시스템(10)은 필터 유닛 또는 필터 하우징(12)을 포함한다. 필터 하우징(12)은 헤드(14) 및 필터 카트리지(18)를 수납하도록 구성되는 보울(16)을 포함한다. 헤드(14)는 보울에 배치된 환형 홈(22)과 결합하도록 구성되는 레버(20)를 포함한다. 레버(20)는 또한, 사용자에게 기계적 이점을 제공하는 파지면을 제공하여 밀봉 배열을 위해 보울(16)이 헤드(14) 내로 기밀하게 인입될 수 있도록 구성된다. 레버(20)는 또한, 사용자에게 기계적 이점을 제공하는 파지면을 제공하여 적절한 경우, 필터 하우징(12)이 점검될 수 있고 필터 카트리지(18)가 교체될 수 있도록, 보울(16)이 헤드(14)로부터 인출될 수 있게 구성된다.

헤드(14)는 유입구(24) 및 유출구(26)를 포함한다. 유입구(24)는 필터 하우징(12) 내로 유체의 유동을 허용하도록 구성된다. 유입구(24)는 바요넷-형태의 피팅 및 관용 나사산(national pipe thread) "NPT" 피팅 중 하나 또는 양자를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 유입구(24)는 4개의 러그 바요넷-형태의 피팅을 갖는 외측 보스 및 NPT 피팅을 갖는 내측 보어를 포함한다. 이러한 방식에 있어서, 유입구(24)는 NPT 피팅을 통해 공급 파이프에 고정되거나, 정합하는 바요넷-형태의 피팅에 의해 다른 장치 또는 다른 필터 하우징(12)의 유출구(26)에 고정될 수 있다. 유사하게, 유출구(26)는 다른 필터 하우징(12)의 유입구(24) 또는 파이프에 고정하기 위해 바요넷-형태의 피팅 및 NPT 피팅 중 하나 또는 양자를 구비할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 정합된 2개의 필터 헤드(14)의 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드(14)는 서로 고정될 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 일련의 여과 작업이 필터 시스템(10)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 필터 하우징(12)은 유체 유동으로부터 입자를 여과하도록 구성되는 제1 필터 카트리지(18)를 포함할 수 있고, 제2 필터 하우징(12)은 유체 유동으로부터 혼입된 액적을 병합하도록 구성되는 제2 필터 카트리지(18)를 포함할 수 있으며, 제3 필터 하우징(12)은 유체 유동으로부터 증기를 여과하도록 구성되는 제3 필터 카트리지(18)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 보울(16)의 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 보울(16)은 도 1에 도시된 레버(20)를 수용하는 환형 홈(22)을 포함한다. 또한, 보울(16)은 오-링 시트(23)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 보울(16)은 원통형보다는 타원형일 수 있다. 특정 예에서, 보울(16)은 30° 타원에 의해 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 보울(16)을 헤드(14)에 고정하는 레버(20)를 도시하는 필터 하우징(12)의 평면을 통한 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 환형 홈(22)과 결합하는 아암은 사용자와 연계되는 아암에 비해 상대적으로 짧으며, 이는 헤드(14)로부터 보울(16)의 제거 시 대응하는 기계적 이점뿐만 아니라 보울(16)을 안착 및 고정하는데 대응하는 기계적 이점을 사용자에게 제공한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 필터 하우징(12)으로 진입하여 여과되고 제2 필터 하우징(12) 내로 유동하는 유체의 유동을 도시하는, A-A 선 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 필터 하우징(12)은 제2 필터 하우징(12)에 직접 연결된다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드(14)는 헤드(14) 내로 유체의 유동을 허용하는 배플 유입구(32)를 갖는 배플(30)을 포함한다. 배플(30)은 예를 들어, 오-링을 통해 필터 카트리지의 상단 테두리에 밀봉된다. 이러한 방식에 있어서, 제1 필터 하우징으로 진입하는 유체는 유입구(24)를 거쳐 헤드(14) 내로 진입하고, 그 후 유체가 필터 매체를 통과함에 따라 유체가 여과되는 필터 카트리지(18) 내로 하향으로 유동한다. 그 후, 여과된 유체는 보울(16)의 내측을 따라 그리고 유출구(26) 외부로 재차 상향으로 유동되고, 제2 필터 하우징(12)에서 공정이 반복된다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 필터 카트리지를 형성하는 필터 매체의 형태에 따라, 상이한 오염물질이 유체 유동으로부터 우선적으로 제거된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징(12)을 통한 유체 압력의 A-A 선 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 헤드(14) 내로 유동하는 유체는 배플(30)에 부딪히고, 그 후 하향으로 필터 카트리지를 통해 확산된다. 유출구(26)를 빠져 나가는 유체의 압력이 유입구(24)로 진입하는 유체의 압력에 비해 매우 적게 강하한다는 점이 중요하다. 도시된 예에서, 유입구(24)로부터 유출구(26)까지의 압력의 변화("△P")는 약 300 Pa이다. 종래의 필터 하우징에 비해 이렇게 상대적으로 작은 △P는 적어도 부분적으로는, 필터 하우징을 통과하는 유체 유동을 개선하는 하우징(12)의 타원 형상에 기인한다고 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징을 통한 유체 속도의 A-A 선 단면도이다. 마찬가지로 도 7에 도시된 바와 같이, 헤드(14) 내로 유동하는 유체는 배플(30)에 부딪히고, 그 후 필터 카트리지를 통해 하향으로 확산된다. 유출구(26)를 빠져 나가는 유체의 속도가 유입구(24)로 진입하는 유체의 속도에 비해 매우 적게 감소되었다는 점이 중요하다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징(12)을 통한 스트림라인 유체 속도의 A-A 선 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 헤드(14) 내로 유동하는 유체는 배플(30)에 부딪히고, 그 후 하향으로 필터 카트리지를 통해 유동한다. 유출구(26) 아래에서 보울(16)을 따라 상향으로 유동하는 유체는 완만하게 상향으로 유동하여 유출구(26)를 통해 외부로 유동하는 반면, 유입구 아래에서 보울(16) 위로 유동하는 유체는 필터 카트리지(18)의 외측의 필터 하우징(12) 주위로 유출구(26)를 향해 안내된다. 하우징(12)을 통해 유출구(26)를 빠져 나가는 유체의 유동이 난류를 거의 형성하지 않거나 전혀 형성하지 않고서 구성된다는 점이 중요하다. 종래 필터 하우징에 비해 상대적으로 완만한 이러한 유체의 유동은 적어도 부분적으로는, 필터 하우징을 통과하는 유체 유동을 개선하는 하우징(12)의 타원 형상에 기인한다고 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 하우징(12)을 통한 스트림라인 유체 속도의 B-B 선 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 헤드(14) 내로 유동하는 유체는 배플(30)에 부딪히고, 그 후 하향으로 필터 카트리지를 통해 확산된다. 유체는 배플(30) 외측의 헤드(14) 주위 상부로 유동하고 그 후 유출구(26)를 통해 외부로 완만하게 유동하는 것으로 도시된다. 하우징(12)을 통해 유출구(26)를 빠져 나가는 유체의 유동은 난류를 거의 형성하지 않거나 전혀 형성하지 않고서 구성된다는 점이 중요하다. 종래 필터 하우징에 비해 상대적으로 완만한 이러한 유체의 유동은 적어도 부분적으로는, 필터 하우징을 통과하는 유체 유동을 개선하는 하우징(12)의 타원 형상에 기인한다고 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 시간에 따른, 다양한 형태의 필터 매체를 갖는 필터 카트리지(18)에 걸친 압력 강하의 그래프이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 필터 카트리지(18)는 임의의 적합한 필터 매체를 사용하며, 필터 매체는 여과되는 유체, 여과되는 찌꺼기, 유량 등에 기초하여 선택될 수 있다. 특정 필터 작업으로는 공기의 유동에 혼입된 오일 액적을 포획하여 병합하는 것이 있다.

압축 공기의 정화는 청결한 환경 및 산업, 식음료 및 제약 제조의 공정에 필수적이다. 공기 압축기는 윤활유 및 회전 부품으로부터 유래하는 찌꺼기 또는 배관 시스템에 내재하는 고체 오염물질로부터의 다른 미립자로 구성되는 에어로졸을 발생시킨다. 오일 에어로졸은 포착을 위해 매우 미세한 섬유를 필요로 하는 1 마이크로미터 미만 크기의 액적의 형태로 존재할 수 있기 때문에 제거하는 것이 가장 어렵다.

통상적인 적용예에 있어서, 압축기의 하류측 압축 공기는, 미립자 필터로 시작해서, 병합기 및 일부의 경우 오일 증기를 제거하기 위한 흡수 필터일 수 있는 일련의 필터로 처리된다. 병합 필터는 것은 미세 섬유 상에서 1 마이크로미터 미만의 액적을 포착하고, 방울이 오일과 섬유 사이의 계면 장력을 극복하기에 충분히 커질 때까지 유입되는 다른 액적과 합치는 작업을 수행한다. 방울의 질량이 증가되면, 방울이 섬유로부터 떨어져 나가고 중력 및 모세관력을 통해 수직 섬유 매트의 바닥에 정착된다. 그 후, 수집된 오일은 매트로부터 오일통이나 오일 회수 회로 내로 배출된다.

많은 적용예에 있어서, 대형 공극 드레인층이 섬유 매트의 하류측에 적용되어 액적이 수직 매트의 상부 부분에 축적될 때 오일의 수집 및 배출을 지지한다. 개선에 대한 필요성은 오일 에어로졸 입자의 섬유 매트와의 상호작용 및 병합 필터 성능에 기초한다. 재고 오일이 매트에서 수집됨에 따라, 공극 개구는 동일한 오일에 의해 폐색되고, 이에 의해 공기 유동에 대한 제약이 증가한다. 폐색된 매트로 인해 (a) 전술된 공기 유동을 유지하기 위한 에너지의 비용이 증가하게 되고, (b) 더욱 많은 공극이 폐색됨에 따라 국부적인 공기 속도가 증가하게 되며, 이로써 포착된 액적이 섬유 표면으로부터 떨어져 나게게 되고, 공기 유동에 재혼입되는 결과를 가져올 수 있다. 본 명세서에 설명된 필터 매체는 폐색된 공극의 수를 줄여 제한된 공기 유동을 감소시키고 혼입을 최소화한 채로 섬유 매트로부터의 배출을 가속화하기 위해, 방울 성장량을 최소화하도록 구성된다.

폐색을 최소화한 섬유 매트로부터 오일을 배출함으로써 병합기 성능을 개선하기 위한 목적에 있어서, 2개의 사상이 있다. 하나는 때때로 "혐유성" 표면으로 언급되는 것으로 섬유에 발유 표면 처리를 행함으로써 이루어지는 것이고, 다른 하나는 흡유 표면 처리 또는 "친유성" 표면 처리를 통해 이루어진다.

종래의 병합 섬유 매트는 두께가 1/8" 내지 2"에 이르는 심층 매트(deep bed mat)에 있어서 직경이 2 내지 10 마이크로미터인 섬유를 사용하는 유리 섬유로 제조된다. 이량체 및 다른 단량체와 함께 플루오르화탄소를 포함하는 시장에서 입수 가능한 표면 처리가 있다. 압출된 유리 섬유의 표면은, 높은 표면 에너지로 매끄럽고, 이러한 에너지는 결합 전용 코팅을 어렵게 하고 통상 일시적으로 유동 침식으로 마모된다. 플루오르화탄소는 바람직한 처리이며, C8 사슬에서 가장 효과적이었다. 불행히도, C8 탄소는 건강상의 영향으로 금지되었으며, C6 이하의 탄소 사슬이 규제 기관에 의해 허용된다. C6 사슬형 플루오르화탄소는 발유제만큼 효과적이지 않다.

병합 필터에 대한 본 발명에 있어서, 병합 필터 매체는 표면의 저압 플라스마 활성화를 통한 처리를 포함한다. 표면 활성화는 일반적으로 표면을 따라 나노 크기의 분열부를 생성하는 섬유 표면의 조면화(roughening)를 의미한다. 혐유성 처리는 플라스마 노출로부터 바로 하류측에서의 C6 플루오르화탄소 가스 노출을 사용하여 제공되었다. 또한, 병합 필터 매체는 두께가 40 밀 내지 50 밀에 이르지만 섬유 크기는 1.5 마이크로미터 이하인 병합 매트를 포함하여, 1 마이크로미터 미만의 크기를 갖는 입자를 포착하기 위해 낮은 공기 유동 저항을 위한 큰 공극 부피를 미세 섬유에 제공한다.

다음과 같이 혐유성 처리를 수행하였다. 오로라 R2R(롤투롤) 저압 플라스마 시스템을 208 VAC 및 5 암페어 전류로 1000 와트를 전달하도록 구성하였다. 병합 필터 매체(두께가 40 내지 50 밀이고, 섬유 크기가 ≤1.5 마이크로미터임)의 24" 롤을 플라스마 처리를 통해 1 미터/분의 공급 속도로 공급하였으며, 그 후 250 내지 1000 표준 입방 센티미터("scc")/분의 건식 플루오르화탄소 가스를 적용하였다.

처리의 습윤성을 조절하기 위해 표면 장력을 감소시키는 일련의 시약을 사용하여 병합 필터 매체에 대해 습윤성 시험을 수행하였다. 습윤성은 특별히 이러한 용도를 위한 표준 쓰리엠(3M®) 키트를 사용하여 수행하였다. 다양한 플라스마 에너지로 일련의 시도를 거친 후 높은 반발(낮은 습윤성) 값을 얻었다.

일련의 병합 필터 카트리지(18)를 제조하여 100 시간 간격으로 시험하였으며, 이들 시험의 결과를 도 10에 도시하였다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 병합 필터 매체를 갖는 필터 카트리지(18)에 걸친 압력 강하는 종래의 필터 매체로 사용될 때보다 적었다. 배출의 개시가 미처리 웨브보다 현저하게 빨리 발생하지 않은 동안, 시간에 따른 오일 수집에 의한 압력 상승 곡선은 미처리 웨브보다 더 평평했다. 이는 습윤화가 일단 시작되면, 미처리 웨브보다 더 빠른 속도로 배출이 발생하여, 경쟁대상 성능에 비해 병합기의 사용 기간을 연장시킨다는 것을 나타낸다.

일련의 100 시간 노출 시험 동안, 종래 필터 매체에 대비하여 본 발명의 실시예들에 따른 병합 필터 매체의 예상치 못한 성능 개선이 관찰되었다. 잔류 오일이 포착 필터 시스템을 사용하여 시험 요소의 하류측에 수집되었다. 즉, 임의의 혼입된 오일 미스트가 고효율 패치에 수집되었고, 공기 유동의 체적에 비례하여 수집된 오일의 양이 측정되었다. 산업 및 생산 표준에 따라, 일정 수준의 오일 침투가 허용되며, 종래의 필터 매체 매트는 매우 낮은 수준을 보였다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따라 처리된 병합 필터 매체에 대해서는, 우리의 캐치 필터 시스템에 수집된 하류측 오일은 존재하지 않았다. 어떠한 필터도 항상 100% 효율적이지는 않지만, 필터 요소에 침투할 수 있는 오일의 양은 감지 방법의 수준 미만이었다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 사시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 필터 시스템(100)은 헤드(140) 및 전술한 필터 카트리지(18)와 같은 필터 카트리지를 수납하도록 구성되는 보울(160)을 구비하는 필터 하우징(120)을 포함한다. 헤드(140)는 다이-캐스트 알루미늄으로 형성될 수 있고, 헤드의 개방 단부(142)에 또는 그 근처에 한 쌍의 레버(200)를 포함한다. 한 쌍의 레버(200)는 헤드(140)를 보울(160)에 해제 가능하게 고정하도록 구성된다. 보울(160)은 보울의 개방 단부(162)에 또는 그 근처에서 보울(160)의 외측면에 배치되거나 상기 외측면으로부터 돌출하는 한 쌍의 국부적 직선 홈(220)을 포함한다. 조립 시, 헤드(140)의 개방 단부(142)는 보울(160)의 개방 단부(162)를 수용한다. 또한, 환형 오-링 시트(230)가 보울의 개방 단부(162)에 또는 그 근처에서 보울(160)의 외측면 상에 제공될 수 있다. 오-링 시트(230)는 하우징(120) 내에서 유체가 헤드와 보울 사이에서 누설되는 것을 방지하는 유밀 시일을 생성하기 위해, 탄성중합 오-링(280) 또는 다른 탄성중합 와셔를 수용하도록 구성된다. 추가로, 헤드(140)의 각각의 레버(200)는 이하 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이, 보울에 대해 헤드를 선택적으로 잠그거나 잠금 해제시키기 위해, 보울(160)의 외측면 상에 배치되거나 상기 외측면으로부터 돌출되는 각각 국부적 직선 홈(220)과 해제 가능하게 결합하도록 구성된다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(120)은 헤드(140)가 보울(160)에 고정되는 잠금 구성에 있다. 특히, 각각의 레버(200)가 헤드(140)에 회전 가능하게 결합되어, 보울(160)의 개방 단부(162)가 헤드(140)의 개방 단부(142) 내로 삽입될 때, 레버(200)는 헤드와 보울 사이에 잠금 구성을 상정하도록 레버가 헤드를 향하는 방향으로 가압되는 제1 위치로 상방으로 회전될 수 있다. 일부 실행예에 있어서, 각각의 레버(200)는 레버가 잠금 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 선택적으로 이동하기 위해 로드를 중심으로 회전 작동 가능하도록, 헤드(140)로부터 측방으로 돌출되는 윙부(144)에 부착되는 로드(142)를 수용하도록 구성되는 보어(202)를 포함한다. 일부 실행예에 있어서, 레버(200)는 구조화된 표면과 같은 파지부를 구비하여 사용자의 레버 파지 및 조작을 보조할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 잠금 구성을 상정하기 위해, 레버(200)가 헤드(140)를 향해 상방으로 회전됨에 따라, 레버의 볼록 캠면(204)이 국부적 직선 홈(220)의 대응하는 오목 지지면(224)과 접촉을 이루게 된다. 결과적으로, 레버(200)가 헤드(140)의 측면을 가압할 때, 레버(200)의 캠면(204)은 보울 상의 국부적 직선 홈(220)의 지지면(224)에 대해 이에 대응하여 강하게 가압되며, 이로써 잠금 구성에서 헤드를 보울에 확실하게 고정한다. 작동 중에, 필터 하우징을 통한 유체 유동은 일반적으로 대략 100 psi로 작동되지만, 필터 하우징(120)은 이러한 잠금 구성에서 국부적 직선 홈(220)의 지지면(224)으로부터의 레버(200)의 캠면(204)의 분리를 야기함이 없이, 1,000 psi를 초과하는 유체 유동을 처리할 수 있다. 또한, 보울(160) 상에 국부적 직선 홈(220)을 돌출시킴으로써, 레버(200)가 지지면(224)을 직접 가압할 수 있게 되며, 이는 과도한 응력이 보울의 주변으로 확산되는 것을 방지한다.

추가로, 레버(200)의 캠면(204)은 잠금 구성을 달성하기 위해 레버가 헤드를 향해 상방으로 회전됨에 따라 보울(160)이 밀봉 배열을 위해 헤드(160) 내로 기밀하게 인입될 수 있도록 사용자에게 기계적 이점을 제공하도록 작동할 수 있다. 또한, 레버(200)의 캠면(204)은 잠금 구성에 있을 때, 보울(160)이 헤드(140)로부터 당겨지거나 빼내어지는 경우, 이에 대응해서 각각의 레버(200)가 헤드(140)에 대해 보다 강하게 당겨지게 되어 레버의 잠금 구성이 대응하는 국부적 직선 홈(220)으로부터 의도치 않게 분리되어 버리는 것을 확실히 방지하도록, 사용자에게 기계적 이점을 제공하도록 작동할 수 있다.

일부 실행예에 있어서, 배출 밸브가 보울(160)의 바닥부 내측에 제공될 수 있다. 보울의 바닥부는 보수를 위해 배출 밸브에의 접근이 가능하도록 제거 가능한 캡을 포함할 수 있다. 일부 태양에 따라, 보울의 캡 및 바닥부는 보울의 바닥부 내측에서 배출 밸브에의 접근을 가능하게 하여 배출 밸브가 막히는 경우에 배출 밸브가 세척될 수 있도록 하기 위해, 사용자로 하여금 보울로부터 쉽고 신속하게 캡을 분리할 수 있게 하는 상보적인 바요넷-행태의 로크를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 상보적인 바요넷-형태의 로크는 배출 밸브가 세척되고 나면 보울의 바닥부에의 캡의 신속하고 용이한 부착을 가능하게 한다. 예를 들어, 캡 상의 이러한 바요넷-형태의 로크는 보울로부터 캡을 잠금 해제하도록 제1 방향으로 비틀릴 수 있다. 캡 상의 바요넷-형태의 로크는 캡을 다시 보울에 잠그기 위해 제2 방향으로 비틀릴 수 있다. 제거 가능한 캡(166)을 갖는 보울(160)을 구비하는 필터 하우징(120)의 일 예가 도 18에 도시되어 있다.

도 14 및 도 15로 돌아가서, 헤드(140)에 회전 가능하게 부착된 레버(200)는 추가적으로, 필터 하우징(120)이 잠금 해제 구성을 상정할 수 있도록, 대응하는 국부적 직선 홈(220)과 분리되도록 구성된다. 잠금 해제되면, 보울이 헤드로부터 인출되어 필터 하우징이 점검되고 필터 카트리지가 교체될 수 있다. 특히, 레버(200)가 헤드(140)로부터 멀어지는 방향을 향해 로드(142)를 중심으로 하방으로 회전되면, 이에 대응하여 레버의 볼록 캠면(204)이 보울(160)로부터 돌출되는 국부적 직선 홈(220)의 오목 지지면(224)과의 접촉에서 벗어나도록 회전되어, 필터 하우징이 잠금 해제 구성을 상정하게 된다. 이러한 잠금 해제 구성에서, 레버(200)는 국부적 직선 홈(220)의 지지면(224)과 접촉하지 않게 되고, 이에 의해 보울(160)은 헤드(140)로부터 쉽고 신속하게 빠져 나가게 된다. 따라서, 보울(160)은 각각의 레버 핸들(200)을 대략 90°로 회전시킴으로써 헤드(140)로부터 분리되어 필터 보울을 해제시킨다. 재설치 시, 보울은 각각의 반경방향 홈(220)이 레버 상의 대응하는 캠면(224)과 정렬할 때까지 헤드 내로 가압된다. 그 후, 보울은 상부 위치까지 대략 90°만큼 레버를 재회전시킴으로써 헤드에 고정된다.

도 16을 참고하면, 헤드(140)는 유체 유동을 위한 유입구(240) 및 유출구(260)를 포함한다. 구체적으로, 유입구(240)는 필터 하우징(120) 내로의 유체의 유동을 허용하도록 구성되고, 유출구(260)는 필터 하우징(120)으로부터 외부로의 유체의 유동을 허용하도록 구성된다. 탄성중합 오-링(280) 또는 다른 탄성중합 와셔가 오-링 시트(230)에 수용되어, 유체가 필터 하우징 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 유밀 시일을 형성한다. 유입구(240)는 바요넷-형태의 피팅(242) 및 관용 나사산(NPT)과 같은 유입구 나사산이 형성된 파이프 피팅(244) 중 하나 또는 양자를 구비할 수 있다. 유사하게, 유출구(260)는 바요넷-형태의 피팅(262) 및 NPT와 같은 유출구 나사산이 형성된 파이프 피팅(264) 중 하나 또는 양자를 구비할 수 있다.

일부 실행예에 있어서, 바요넷-형태의 피팅은 하나 이상의 러그를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유입구(240)는 4개의 러그 바요넷-형태의 피팅(242) 및 유입구 나사산이 형성된 파이프 피팅(244)을 구비하는 내부 보어(243)을 포함할 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 유입구(240)는 파이프 피팅(244)을 통해 공급 파이프에 고정되거나, 다른 필터 하우징(120)의 유출구(260) 또는 정합 바요넷-형태의 피팅을 갖는 다른 장치에 고정될 수 있다. 유사하게, 유출구(260)는 다른 필터 하우징의 유입구의 대응하는 바요넷-형태의 피팅과 결합하도록 구성되는 4개의 러그 바요넷-형태의 피팅(262) 및 나사산이 형성된 파이프에의 고정을 위한 유출구 나사산이 형성된 파이프 피팅(264)을 구비하는 내부 보어(263)를 포함할 수 있다. 일부 실행예에 있어서, 유입구(240)의 바요넷-형태의 피팅(242)은 암형 피팅일 수 있고, 유출구(260)의 바요넷-형태의 피팅(262)은 수형 피팅일 수 있다. 다른 실행에 있어서, 유입구(240)의 바요넷-형태의 피팅(242)은 수형 피팅일 수 있고, 유출구(260)의 바요넷-형태의 피팅(262)은 암형 피팅일 수 있다.

또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 헤드(140)는 헤드의 내측 상단면으로부터 돌출되는 배플(300)을 포함한다. 작동 시, 유체는 유입구(240)를 통해 필터 하우징(120) 내로 유동하고, 그 후 하우징 내에 배치되는 필터 카트리지를 통과하게 되며, 이로써 유출구(260)를 통해 하우징을 빠져 나가기 전에 유체를 여과한다. 달리 말하면, 필터 하우징 내로 진입하는 유체는 유입구(240)를 거쳐 헤드(140) 내로 진입하고, 그 후 유체가 필터 매체를 통과함에 따라 유체가 여과되는 필터 카트리지 내로 하방으로 유동한다. 그 후, 여과된 유체는 보울(160)의 내측을 따라 그리고 유출구(260)의 외부로 재차 상향으로 유동한다. 전술한 바와 같이, 필터 카트리지를 이루는 필터 매체의 형태에 따라, 상이한 오염물질이 유체 유동으로부터 우선적으로 제거된다. 헤드(140) 내로 유동하는 유체는 배플(300)에 부딪히고, 그 후 하향으로 필터 카트리지를 통해 확산된다.

일부 실행예에 있어서, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같은 필터 카트리지 어댑터(188)가 필터 헤드 내에서 필터 카트리지(180)와 고정되도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 어댑터는 필터 헤드 내에 끼워져 필터 헤드와 결합하도록 구성되는 이중 오-링 시일을 포함할 수 있다. 무엇보다도 홈, 스냅-로킹 핑거 또는 다른 형상의 타원을 구비하는 어댑터를 포함하는 다른 형태의 어댑터가 제공될 수 있다. 특히, 이중 오-링 시일은 필터 카트리지의 상단에 끼워져 필터 헤드의 내측에서, 즉 헤드의 내측 캐비티에서 끼워맞춤부를 형성하도록 구성된다.

일부 실행예에 있어서, 헤드, 보울 및 필터 카트리지는 원통 형상일 수 있다. 다른 실행예에 있어서, 도 14 내지 도 17에 도시된 필터 하우징처럼, 헤드(140), 보울(160) 및 필터 카트리지는 타원 형상일 수 있다. 특히, 이들 구성요소는 (타원의 장축에 대한 단축의 비가 sine 60°와 동일한) 정수비를 갖는 60° 타원으로서 형상화될 수 있다. 일부 실행예에 있어서, 헤드, 보울 및 필터 카트리지의 타원 형상은 45° 내지 75°에 이를 수 있으며, 바람직하게는 60°일 수 있다. 타원 형상의 필터 하우징의 장축의 세장형 치수로 인해, 유입구와 유출구 사이의 유체 유동의 압력 강하는 최소화된다. 더불어, 타원 형상은 또한 필터 하우징을 통한 보다 우수한 유동 분배를 유발하여 카트리지의 필터 매체의 개선된 사용으로 인해 오염물질의 포착이 가능해진다. 전형적으로, 천/직물을 통과하는 유동이 유체 유동을 매체의 미세 공극으로 분할하기 때문에, 다수의 공극을 포함하는 필터 매체를 통해 유동하는 유체는 층류가 된다. 그 후 유체가 필터 매체를 빠져 나감에 따라, 유체는 재결합하고 더욱 난류화된다. 필터 하우징(120)의 타원 형상의 구성요소로 인해 이를 통하여 유출구(260)로부터 빠져 나가는 유체의 유동이 난류가 거의 없거나 전혀 없는 상태로 구성되게 되며, 이로써 완만한 유동을 야기한다. 더불어, 타원 형상의 필터 하우징은 또한, 유입구에서의 유체 속도를 유출구에서의 유체 속도와 대략 동일하게 유지하는데 도움이 된다.

전술한 바와 같이, 증가된 유체 여과가 가능하도록, 2개 이상의 필터 하우징이 연쇄 필터 하우징의 체인을 형성하도록 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 17은 서로 직접 연결된 2개의 필터 헤드(140a, 140b)를 도시한다. 여과 작동 동안, 각각의 필터 보울이 각각의 필터 헤드에 부착되고 잠금된다는 것을 인식해야 한다. 도 17에 도시된 예에서, 제1 필터 헤드(140a)의 수형 유출구의 바요넷-형태의 피팅(262a)은 제2 필터 헤드(140b)의 암형 유입구의 상보적인 바요넷-형태의 피팅(242b)과 해제 가능하게 결합되도록 구성된다. 일부 태양에 따라, 결합 동안, 수형 피팅의 표면이 다른 필터 헤드의 암형 바요넷-형태의 피팅의 맞은편 표면에 접촉할 때, 연결된 필터 하우징 사이에서의 누설을 방지하기 위해 오-링 시일이 압축되도록, 페이스-시일 오-링이 유출구의 수형 바요넷-형태의 피팅의 홈형 시트부에 제공될 수 있다. 상당한 시간 동안 필터 하우징들을 서로에게 부착하는 이러한 바요넷 형태는 필터 하우징끼리의 밀봉을 개선한다.

따라서, 각각의 보울이 각각의 헤드에 부착될 때, 제1 필터 하우징으로 진입하는 유체는 유입구를 거쳐 헤드(140) 내로 진입하고, 그 후 유체가 필터 매체를 통과함에 따라 유체가 여과되는 필터 카트리지 내로 하향으로 유동한다. 그 후, 여과된 유체는 보울의 내측을 따라 그리고 유출구 외부로 재차 상향으로 유동되고, 제2 필터 하우징에서 공정이 반복된다. 이러한 방식에 있어서, 일련의 연속적인 여과 작업이 필터 시스템에 의해 수행될 수 있다. 일부 실행예에 있어서, 3개의 개별 필터 하우징이 정합 연결되어 필터 하우징의 체인을 형성할 수 있으며, 이러한 체인에 있어서, 제1 필터 하우징은 유체 유동으로부터 입자를 여과하도록 구성되는 제1 필터 카트리지를 포함하고, 제2 필터 하우징은 유체 유동으로부터 혼입된 액적을 병합하도록 구성되는 제2 필터 카트리지를 포함하고, 제3 필터 하우징은 유체 유동으로부터 증기를 여과하도록 구성되는 제3 필터 카트리지를 포함한다.

필터 조립체가 특정 태양인 것으로 간주될 수 있는 것에 대해 설명되었으나, 본 발명은 개시된 태양에 한정되지 않는다. 본 발명의 많은 특징 및 이점들은 상세한 설명으로부터 명백하고, 따라서 본 발명의 진정한 사상과 범주 내에 해당하는 본 발명의 이러한 모든 특징 및 이점들을 아우르는 것이 첨부된 청구범위에 의해 의도된다. 또한, 예시되고 설명된 바로 그 구성 및 작업으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니며, 따라서 모든 적합한 변형물 및 등가물이 본 발명의 범주 내에 해당한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 예시적 및 비 제한적인 것으로 간주되어야 한다. 이처럼, 본 발명은 청구범위의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 변형물 및 유사한 배열을 아우르고자 하며, 이는 이러한 모든 변형물 및 유사한 구조를 망라하도록 가장 폭 넓은 해석이 부여되어야 하는 것이다.

Claims (20)

1. 필터 하우징을 포함하는 필터 시스템으로서,
   상기 필터 하우징은,
   필터 카트리지의 일부를 수납하도록 구성되고, 제1 단부, 제2 단부 및 상기 제1 단부에 또는 그에 인접하여 배치되는 지지면을 형성하는 홈을 구비하는 보울;
   상기 보울과 정합하도록 구성되고, 상기 필터 하우징 내로 유체의 유동을 수용하는 유입구 및 상기 필터 하우징으로부터 유체의 유동을 배출하는 유출구를 포함하는 헤드; 및
   상기 헤드를 상기 보울에 선택적으로 고정하도록 구성되고, 상기 보울이 상기 헤드로부터 제거되는 것이 방지되는 잠금 위치와 상기 보울이 상기 헤드로부터 자유롭게 제거되는 잠금 해제 위치 사이에서 이동하도록 작동 가능한 레버
   를 포함하는, 필터 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 레버는 상기 잠금 위치에 있을 때, 상기 보울 상의 홈의 지지면과 접촉하도록 구성되는 캠면을 포함하는, 필터 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 레버의 캠면은 상기 잠금 해제 위치에 있을 때, 상기 보울 상의 홈의 지지면과 분리되도록 구성되는, 필터 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 홈이 상기 보울의 테두리 둘레에 환형으로 배치되는, 필터 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 홈은 상기 보울로부터 돌출되는 국부적 직선 홈인, 필터 시스템.
6. 제3항에 있어서, 상기 레버는 상기 잠금 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 회전하도록 구성되는, 필터 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 헤드로부터 돌출되는 윙부에 부착되는 로드를 추가로 포함하고, 상기 레버는 상기 레버가 상기 잠금 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 상기 로드를 중심으로 회전 작동할 수 있게 상기 로드를 수용하도록 구성되는 보어를 포함하는, 필터 시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 헤드를 향하는 방향으로 대략 90도 상방으로 상기 레버를 회전하는 것은 상기 레버를 상기 잠금 위치로 이동시키는, 필터 시스템.
9. 제6항에 있어서, 상기 보울을 향하는 방향으로 대략 90도 하방으로 상기 레버를 회전하는 것은 상기 레버를 상기 잠금 위치로 이동시키는, 필터 시스템.
10. 제3항에 있어서, 상기 레버의 캠면에 의해 상기 홈의 지지면에 대한 힘의 인가는 상기 보울을 상기 헤드 내로 이동시켜 시일을 형성하는, 필터 시스템.
11. 제3항에 있어서, 상기 레버의 캠면과 상기 홈의 지지면 사이의 접촉은 상기 잠금 위치에 있는 동안, 상기 보울을 상기 헤드로부터 떼어낼 때 강해지는, 필터 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 보울은 상기 잠금 위치에 있을 때, 상기 헤드와 상기 보울 사이의 유체 누설을 방지하기 위해 탄성중합 오링을 수용하도록 구성되는 오링 시트를 추가로 포함하는, 필터 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 헤드의 형상 및 보울의 형상은 45° 내지 75° 타원에 의해 형성되는, 필터 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 헤드의 형상 및 상기 보울의 형상은 60° 타원에 의해 형성되는, 필터 시스템.
15. 제1항에 있어서, 상기 유입구 및 유출구 각각은 각각의 바요넷 피팅(bayonet fitting)을 포함하는, 필터 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 헤드의 유출구의 바요넷 피팅과 해제 가능하게 결합하도록 구성되는 제2 필터 하우징을 추가로 포함하는, 필터 시스템.
17. 필터 하우징으로서,
    필터 카트리지의 일부를 수납하도록 구성되고, 테두리 둘레에 배치된 환형 홈을 갖는 보울; 및
    상기 보울과 정합하도록 구성되는 헤드
    를 포함하고, 상기 헤드는,
    상기 필터 하우징 내로 유체의 유동을 수용하는 유입구;
    상기 필터 하우징으로부터 유체의 유동을 배출하는 유출구; 및
    상기 헤드 내로 상기 보울을 부분적으로 인입시키는 한 쌍의 레버를 포함하고,
    상기 한 쌍의 레버 각각은, 상기 환형 홈과 정합하도록 구성되는 제1 아암, 지지면을 구비하는 제2 아암 및 상기 제1 아암과 제2 아암 사이에 배치되는 피벗을 구비하고, 상기 지지면 상에 작용하는 힘은 상기 보울을 상기 헤드 내로 이동시켜 시일을 형성하는, 필터 하우징.
18. 제17항에 있어서, 상기 유입구 및 유출구는 상기 필터 하우징을 제2 필터 하우징과 정합하는 것을 용이하게 하도록 구성되는 바요넷-형태의 피팅인, 필터 하우징.
19. 제17항에 있어서, 상기 필터 하우징은 30° 타원에 의해 형성되는, 필터 하우징.
20. 혼입된 오일 액적을 병합하는(coalesce) 병합 필터 매체를 생성하는 방법으로서,
    40 밀 내지 50 밀의 두께 및 1.5 마이크로미터 이하인 섬유크기를 갖는 병합 필터 매체의 24" 롤을 저압 플라스마 시스템에 배치하는 단계;
    상기 저압 플라스마 시스템을 208 VAC 및 5 암페어의 전류로 1000 와트를 전달하도록 구성하는 단계;
    공급 속도를 분당 1 미터로 구성하는 단계; 및
    플라스마 처리된 병합 필터 매체를 250 내지 1000 표준 입방 센티미터("scc")/분(min)의 건식 플루오르화탄소 가스에 노출시키는 단계
    를 포함하는, 병합 필터 매체를 생성하는 방법.

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