KR20230157952A - 필터 엘리먼트 및 필터 시스템 - Google Patents

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KR20230157952A
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토마스 뢰흘
다니엘 슈미트
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만 운트 훔멜 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하우징(102)을 갖는 필터 시스템(100)에 관한 것으로 하우징 안에는 중공형 바디로 구성된 제1 필터 엘리먼트(10), 및 제1 필터 엘리먼트(10)의 내부 공간(30)에 동축으로 그리고 동심으로 배치되는 제2 필터 엘리먼트(40)가 배열된다. 단부면에 배치된, 제1 필터 엘리먼트(10)의 단부 디스크(18)의 중앙 개구(22)는 제2 필터 엘리먼트(40)의 대응 단부면(46)을 폐쇄하는 커버(50)에 의해 유밀 방식으로 폐쇄된다. 필터 엘리먼트(10, 40)의 양 단부면(16, 46) 사이에 밀봉 인터페이스(80)가 배열된다. 본 발명은 또한 이러한 유형의 필터 시스템(100)을 위한 필터 엘리먼트(10, 40)에 관한 것이다.

Description

필터 엘리먼트 및 필터 시스템
본 발명은 특히 내연 기관, 특히 자동차의 공기, 특히 흡입 공기를 위한 필터 엘리먼트(filter element) 및 필터 시스템(filter system)에 관한 것이다. 필터 엘리먼트 및 필터 시스템은 특히 캐소드 에어 필터(cathode air filter)로서 연료 전지용 공기 여과에 사용될 수 있다. 또한 유해 가스를 흡착하도록 필터 엘리먼트 또는 필터 시스템이 추가로 구성될 수 있다.
EP 3 003 533 A2는 원추형 2차 필터 엘리먼트가 원통형 1차 필터 엘리먼트의 정화측 내부에 삽입되는 필터 시스템을 개시한다. 필터 엘리먼트의 양 단부면에 환형 단부 디스크가 배열되어 필터 엘리먼트의 양쪽이 개방된다. 1차 필터 엘리먼트는 하우징 커버에 대해 축방향으로 밀봉된다. 하우징 커버를 향하는 2차 필터 엘리먼트의 단부면은 폐쇄되고 하우징 커버에서 지지된다.
본 발명의 목적은 하우징에서 재료 및 중량을 절약할 수 있는 필터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그러한 필터 시스템을 위한 필터 엘리먼트를 제공하는 것이다.
전술한 목적은 청구항 제1항에 따른 필터 시스템에 의해 본 발명의 양태에 따라 해결된다. 필터 시스템은 유체를 위한 유입구와 유출구가 있는 하우징을 포함하며, 여기서 필터 매체(filter medium)와 함께 중공형 바디(hollow body)로 - 특히 중공 원통형으로 - 구현된 제1 필터 엘리먼트가 하우징에 배열되고 제2 필터 엘리먼트가 제1 필터 엘리먼트의 내부에 배열되고, 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트는 종축을 중심으로 서로에 대해 동축으로 그리고 동심으로 배열되고, 제1 필터 엘리먼트는 유출구측 단부면에 배열된 제1 단부 디스크 및 대향 배치된 단부면에 배열된 제2 단부 디스크를 포함하고, 단부 디스크는 각각 중앙 개구를 포함하고 필터 매체의 각각의 단부면 주위에서 실질적으로 환형으로 연장되고, 제2 필터 엘리먼트는 유출구측 제1 단부면 및 유출구측 단부면에 대향하여 위치되고 커버에 의해 유체 기밀하게(fluid-tightly) 폐쇄되는 제2 단부면을 포함하고, 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크에 있는 개구부는 커버에 의해 유밀(유체 기밀) 방식으로 폐쇄된다. 밀봉 인터페이스(밀봉 계면)(seal interface)는 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부면과 제2 필터 엘리먼트의 제2 단부면 사이에 배열된다. 밀봉 인터페이스(밀봉 계면)를 통해 두 개의 필터 엘리먼트가 서로에 대해 직접 밀봉된다.
상기 목적은 본 발명의 추가 양태에 따르면 특히 지그재그 형상으로 접히고 중공형 바디로 형성된 필터 매체, 단부면에 배열된 제1 단부 디스크 및 대향 배치된 단부면에 배열된 제2 단부 디스크를 포함하는, 필터 시스템을 위한 필터 엘리먼트에 의해 해결되며, 여기서 2개의 단부 디스크는 각각 중앙 개구를 포함하고 필터 매체의 단부면 주위에서 실질적으로 환형 형상으로 연장되며, 설치된 상태에서 청정(정화) 공기측 유출구 반대편에 있도록 의도된 단부면에는 밀봉 인터페이스(seal interface)의 밀봉 표면(seal surface) 또는 밀봉 인터페이스의 밀봉 요소(시일 요소)(seal element)의 영역이 제공된다.
상기 목적은 본 발명의 추가 양태에 따르면 지지 파이프 상에 배치된 단층 또는 다층 필터 매체, 단부면에 배치된 제1 소켓 및 대향 배치된 단부면에 배열된 제2 커버로 구성된, 필터 시스템을 위한 필터 엘리먼트에 의해 해결되며, 여기서 커버는 적어도 하나의 밀봉 표면 또는 적어도 하나의 밀봉 요소를 포함하고, 이러한 밀봉 표면 또는 밀봉 요소는 설치된 상태에서 다른 필터 엘리먼트와의 의도된 밀봉 인터페이스(밀봉 계면)를 형성한다.
본 발명의 유리한 실시예 및 이점은 추가 청구범위, 발명의 설명 및 도면으로부터 발생한다.
유체를 위한 유입구와 유출구가 있는 하우징을 포함하는 필터 시스템이 제안되며, 하우징에는 필터 매체를 갖는 중공형 바디로 구현된 제1 필터 엘리먼트가 종축 주위에 배열되고 제2 필터 엘리먼트는 제1 필터 엘리먼트의 내부에 배열된다. 2개의 필터 엘리먼트들은 제1 필터 엘리먼트의 종축 주위에 동축으로 및 동심으로 배열된다. 필터 엘리먼트의 종축은 필터 하우징의 종축과 일치할 수 있다. 그러나 필터 엘리먼트는 하우징 축에 대해 편심으로 필터 하우징에 배치될 수도 있다. 제1 필터 엘리먼트는 유출구측 단부면에 배열된 제1 단부 디스크 및 대향 배치된 단부면에 배열된 제2 단부 디스크를 포함하며, 단부 디스크는 각각 중앙 개구를 포함하고 필터 매체의 각각의 단부면 주위에서 실질적으로 환형으로 연장된다. 제2 필터 엘리먼트는 유출구측 제1 단부면 및 유출구측 단부면의 반대편에 위치하고 커버에 의해 유밀 방식으로(fluid-tightly) 밀폐된 제2 단부면을 포함한다. 제2 단부 디스크의 개구는 커버에 의해 유밀 방식으로 폐쇄되며, 밀봉 인터페이스는 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부면과 제2 필터 엘리먼트의 제2 단부면 사이에 배열된다.
밀봉 인터페이스(밀봉 경계면)는 필터 엘리먼트 중 하나에 있는 적어도 하나의 밀봉 표면과 필터 엘리먼트 중 다른 하나에 있는 적어도 하나의 밀봉 요소를 포함한다. 밀봉 요소는 필터 엘리먼트 중 하나에 발포되는 발포 중합체(foamed polymer)로 형성될 수 있거나 성형된 열가소성 재료로 형성될 수 있다. 발포 중합체는 특히 폴리우레탄일 수 있다. 이와 관련하여 동일한 재료로 밀봉 요소와 단부 디스크를 형성할 수 있다. 대안적으로, 밀봉 요소는 열가소성 엘라스토머가 필터 엘리먼트 중 하나에 존재하는 열가소성 캐리어(thermoplastic carrier) 상에 성형되는 2-구성요소(2K) 부품(2-component (2K) part)일 수 있다. 캐리어는 중합체, 특히 PP 또는 PA로 형성될 수 있다. 밀봉 요소는 또한 캐리어에 결합되는 특히 압출된 밀봉 요소일 수 있다.
유리하게는 밀봉 인터페이스가 2개의 필터 엘리먼트 사이에 직접 존재한다. 복잡한 추가 구성요소를 피할 수 있다. 제1 필터 엘리먼트는 주 요소(main element)라고도 하고 제2 필터 엘리먼트는 보조 요소(secondary element) 또는 안전 요소(safety element)라고도 한다. 바람직하게는, 제1 필터 엘리먼트의 필터 매체는 지그재그 형상으로 접혀있고 중공형 바디로 구성된 필터 매체이다. 중공형 바디는 원통형 또는 원추형으로 구현될 수 있다. 다양한 기본 표면을 생각할 수 있으며; 바람직하게는 기본 표면은 원형 또는 타원형이다. 원형 원통형 필터 엘리먼트의 경우 단부 디스크는 이에 상응하는 원형 환형이다. 필터 매체는 바람직하게는 지지 파이프 주위에 배치된다. 단부 디스크는 바람직하게는 발포 중합체, 특히 폴리우레탄으로 형성된다. 하우징은 필터 엘리먼트의 종축과 일치하는 종축에 대해 동축으로 편리하게 구성될 수 있으며, 특히 하우징은 종축에 동축으로 배열된 소켓(연결부재)으로서 유출구를 포함할 수 있다. 제2 필터 엘리먼트는 유출구에 대향하여 위치된 하우징의 측면에서 커버에 의해 폐쇄된 단부면을 포함한다. 제2 필터 엘리먼트의 필터 매체는 바람직하게는 지지 파이프 상에 배치되는 단일층 또는 다층 권취 필터 매체인 것이 바람직하다. 대안적으로, 제2 필터 엘리먼트의 필터 매체는 중공형 바디로 형성된 접힌 벨로우즈(folded bellows)일 수 있다. 따라서 밀봉 인터페이스는 유출구 반대편에 위치한 하우징 측면에 배치된다. 커버는 제2 필터 엘리먼트의 지지 파이프와 함께 단일 부품으로(일체형으로) 구현될 수 있으며 단단한 플라스틱 재료, 특히 PP 또는 PA와 같은 폴리머로 구성될 수 있다. 특히 제2 필터 엘리먼트가 접힌 벨로우즈로 구현되는 경우, 커버는 또한 연질 플라스틱 재료, 특히 발포 폴리우레탄으로 형성될 수 있고 동시에 접힌 부분의 단부면 밀봉 작용(end face sealing action)을 유리하게 형성할 수 있다.
필터 시스템은 예를 들어 에어 필터 시스템(air filter system), 특히 내연 기관용 에어 필터 시스템, 바람직하게는 자동차의 내연 기관 또는 연료 전지용 에어 필터 시스템이다.
유리한 실시예에 따르면, 밀봉 인터페이스(seal interface)는 제1 필터 엘리먼트의 청정측 유출구 반대편에 위치한 지지 파이프에 있는 적어도 하나의 밀봉 표면 및 제2 필터 엘리먼트에 있는 적어도 하나의 밀봉 요소를 포함할 수 있으며 이것은 밀봉 표면을 축 방향 및/또는 반경 방향으로 밀봉한다.
바람직하게는, 밀봉 요소는 커버에서 직접 또는 커버에 대해 간격을 두고 제2 필터 엘리먼트에 배열될 수 있다. 또한, 제1 필터 엘리먼트는 하우징에 의해 외측에서 지지될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 밀봉 인터페이스는 밀봉 요소, 특히 밀봉 링을 포함할 수 있으며, 이것은 커버의 원주 방향으로 연장되는 돌출부에 배치되며, 이 돌출부는 커버의 외측 단부면에서 축 방향으로 커버로부터 돌출하며, 밀봉 요소는 제1 필터 엘리먼트의 지지 파이프에 대해 반경 방향으로 밀봉한다. 밀봉 요소는 돌출부 상에 또는 돌출부 주위에 발포되는 발포 중합체(foamed polymer)로 형성되거나 성형된 열가소성 재료로 형성될 수 있다. 발포 중합체는 특히 폴리우레탄일 수 있다. 밀봉 구성요소는 열가소성 재료가 돌출부에 성형되는 2-구성요소(2K) 부품일 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 밀봉 인터페이스(seal interface)는 커버의 원주방향 연장 에지(주변 에지)에 배열되고 제1 필터 엘리먼트의 지지 파이프에 대해 반경 방향으로 밀봉하는 밀봉 요소(seal element)를 포함할 수 있다. 밀봉 요소는 유리하게는 에지(edge) 상에 발포되고 제1 필터 엘리먼트의 지지 파이프에 대해 외부 표면을 밀봉하는 발포 중합체의 성형체일 수 있으며, 또는 에지 상에 성형되는 열가소성 재료일 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 밀봉 인터페이스는 제2 필터 엘리먼트의 단부면, 특히 커버에서, 밀봉 요소, 특히 밀봉 링 또는 밀봉 돌출부를 포함할 수 있으며, 이것은 제1 필터 엘리먼트의 지지 파이프의 반경 방향 내향으로 돌출하는 림(rim)에 대해 축 방향으로 밀봉한다. 커버에는 밀봉 요소에 매립(내장)된 원주 방향 연장 링이 배치될 수 있으며, 이것은 밀봉 요소와 제2 필터 엘리먼트의 안정적인 연결을 가능하게 한다. 밀봉 요소는 바람직하게는 발포 중합체, 특히 폴리우레탄 또는 열가소성 물질이다. 유리하게는, 제1 필터 엘리먼트의 단부 디스크는 내향 돌출 림과 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다. 이것은 중앙 파이프와 단부 디스크 사이의 향상된 기밀성(seal-tightness) 및 밀봉 표면의 안정적인 지지를 가능하게 한다. 제1 필터 엘리먼트 또는 외측 필터 엘리먼트의 지지 파이프의 반경방향 내향 돌출 림은 밀봉 요소, 특히 밀봉 돌출부에 의해 맞물리는 그루브(groove)를 포함할 수 있다. 밀봉 요소는 그루브 베이스에 대해 및/또는 그루브의 범위를 정하는 돌출부의 축방향 단부면에 대해 축방향으로 밀봉할 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 밀봉 인터페이스는 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크의 영역을 밀봉 요소로서 포함할 수 있으며, 이 단부 디스크는 축 방향으로 청정측 유출구의 반대편에 위치되고, 그리고 밀봉 인터페이스는 제2 필터 엘리먼트에 적어도 하나의 밀봉 표면을 포함할 수 있다. 유리하게는, 단부 디스크는 제조 중에 적합한 몰드를 사용하여 원하는 방식으로 성형될 수 있다. 단부 디스크는 일부 실시예에서 하우징에 의한 지지로 또는 대안으로서 일부 실시예에서 하우징에 의한 지지 없이 제2 필터 엘리먼트에 대한 밀봉 기능을 제공할 수 있다.
유리하게는, 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크는 필터 매체를 지나 반경 방향으로 내향으로 돌출할 수 있다. 추가로, 이와 관련하여 지지 파이프는 축방향 단부에 예를 들어 안쪽으로 기울어질 수 있고 및/또는 내향으로 돌출하는 림이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로 내향 돌출 단부 디스크는 이 영역에서 지지되고 안정화될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 요소가 제1 필터 엘리먼트의 일부인 경우, 지지 파이프는 연질 밀봉 요소의 보강 또는 밀봉 요소의 부착을 위해 구성될 수 있다. 제2 필터 엘리먼트가 밀봉 요소를 포함하거나 수반하는 경우, 지지 파이프는 2개의 필터 엘리먼트 사이에 기밀 연결(seal-tight connection)을 생성하기 위한 대응 윤곽(counter contour)으로 구현될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 영역은 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크의 내부 림에 배열될 수 있고, 상기 영역은 커버에 배열되고 축방향으로 커버로부터 돌출하는 원주방향 연장 돌출부의 반경방향 외측을 향하는 원주 표면에서 밀봉 표면에 대해 밀봉한다. 특히, 축방향으로 돌출하는 제2 하우징 부분의 웨브(web)는 제2 단부 디스크의 그루브(groove)와 맞물릴 수 있다. 유리하게는, 단부 디스크는 밀봉 요소를 형성하는 단부 디스크의 신뢰할 수 있는 접촉이 제2 필터 엘리먼트의 밀봉 표면에서 보장될 수 있도록 하우징에 의해 지지될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크의 영역은 커버에서 내측에 배열된 원주방향 연장 돌출부의 밀봉 표면에 대해 반경 방향으로 밀봉할 수 있으며, 상기 돌출부는 커버로부터 축방향으로 돌출하며, 돌출부는 단부 디스크의 그루브와 맞물릴 수 있다. 특히, 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크의 내부 림은 축 방향 내측으로 돌출하는 제2 하우징 부분에 있는 웨브에 의해 반경 방향으로 지지될 수 있다. 밀봉 인터페이스의 밀봉 요소를 형성하는 단부 디스크의 안정적인 장착(고정)이 보장될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 영역은 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크의 내부 림에 배열될 수 있으며, 상기 내부 림은 커버에 배열되고 축방향으로 커버로부터 돌출하는 원주방향 연장 돌출부의 반경방향 외측에 위치된 원주 표면에서 밀봉 표면에 대해 밀봉한다. 큰 밀봉 표면을 가능하게 하기 위해, 단부 디스크는 제2 필터 엘리먼트의 밀봉 표면과 접촉하거나 터치하는 영역에서 축방향 돌출부를 포함할 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 영역은 제1 필터 엘리먼트의 제2 단부 디스크의 반경 방향 돌출부의 축 방향 내측을 향하는 단부면에 배열될 수 있으며, 상기 반경 방향 돌출부는 필터 매체의 단면 내에서 원주 방향으로 연장되며, 커버의 단부면에서 밀봉 표면에 대해 밀봉한다. 특히, 지지 파이프는 반경 방향으로 내향으로 돌출하고 반경 방향 돌출부에 매립(내장)될 수 있는 원주 방향으로 연장되는 림을 포함할 수 있으며; 이것은 밀봉 인터페이스의 안정적인 지지를 가능하게 한다.
유리한 실시예에 따르면, 제2 하우징 부분의 단부면은 안쪽으로 만곡될 수 있다. 적합한 필터 엘리먼트만 하우징에 삽입될 수 있는 것이 보장될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 제2 하우징 부분의 단부면은 제2 필터 엘리먼트의 단부면을 적어도 부분적으로 가로질러 연장되는 개구를 포함할 수 있다. 제2 필터 엘리먼트가 설치된 상태에서 개구는 필터 엘리먼트의 단부면 커버로 덮여 있다. 밀봉 작용은 제1 필터 엘리먼트, 제2 필터 엘리먼트 및 제2 하우징 부분의 구성요소 중 적어도 2개에서 적어도 부분적으로 동심원인 밀봉 위치에 의해 실현된다. 개구부를 통해 적절한 필터 엘리먼트만 하우징에 삽입될 수 있다는 것이 보장될 수 있다. 하우징을 열 필요 없이 적합한 제2 필터 엘리먼트가 삽입되었는지 육안으로 확인할 수 있다. 하우징에서의 재료 절감으로 인해 무게를 줄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 특히 지그재그 형상으로 접히고 중공형 바디로 형성된 필터 매체, 단부면에 배열된 제1 단부 디스크, 및 대향 배치된 단부면에 배열된 제2 단부 디스크를 포함하는 본 발명에 따른 필터 시스템을 위한 필터 엘리먼트가 제안되며, 2개의 단부 디스크는 각각 중앙 개구부를 포함하고 필터 매체의 단부면 주위에서(접힌 필터 매체의 경우 주름부 주위에서) 실질적으로 환형으로 연장되며, 밀봉 표면 또는 밀봉 인터페이스의 밀봉 요소 영역은 설치된 상태에서 청정(정화) 공기측 유출구의 반대편에 의도된 위치에 있는 단부면에 배치된다. 필터 엘리먼트는 바람직하게는 원통형, 특히 원형 원통형으로 구현되지만 원뿔형으로도 구현될 수 있다.
유리하게는, 필터 엘리먼트는 필터 시스템의 주요 요소일 수 있다. 주요 요소는 밀봉 인터페이스에 의해 제2 필터 엘리먼트, 바람직하게는 보조 요소(secondary element)에 유밀 방식으로(fluid-tightly) 연결될 수 있다. 예를 들어, 단부 디스크는 발포 중합체, 특히 폴리우레탄으로 형성될 수 있다. 필터 엘리먼트의 구성은 콤팩트하며 밀봉을 위한 추가 구성 요소를 절약한다. 필터 시스템에 설치를 단순화할 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 필터 매체는 지지 파이프 주위에 배치될 수 있으며, 지지 파이프는 밀봉 표면을 포함한다. 제조 동안, 지지 파이프는 밀봉 요소에 대한 상대(대응) 윤곽(counter contour)으로서 밀봉 표면을 형성하기 위해 적합하게 구현될 수 있다. 대안적으로, 지지 파이프는 밀봉 요소를 부착하기 위해 및/또는 연질 밀봉 요소를 보강하기 위해 구성될 수 있다. 지지 파이프는 밀봉 표면이 배열되는 반경 방향 내측으로 돌출하는 림을 가질 수 있다. 특히, 림의 축방향 내향 섹션은 밀봉 표면을 형성한다.
유리한 실시예에 따르면, 단부 디스크는 설치된 상태에서 청정(정화) 공기측 유출구의 반대편에 의도된 바와 같이 위치되는 단부면에서 밀봉 인터페이스의 밀봉 요소측 영역을 포함할 수 있다. 단부 디스크는 유리하게는 필터 매체를 지나 반경방향 내향으로 환형으로 연장될 수 있다. 이러한 환형의 반경방향 내향으로 위치한 영역은 밀봉 인터페이스의 밀봉 요소를 형성할 수 있다. 실시예에서, 이 영역은 밀봉 인터페이스의 상대 부재의 밀봉 표면과 상호작용하는 그루브를 포함한다.
이 실시예에서, 필터 엘리먼트가 삽입되는 필터 시스템에서, 이러한 방식으로 외측 필터 엘리먼트의 단부 디스크가 폐쇄되도록 형성될 필요가 없기 때문에 중량을 추가로 유리하게 줄일 수 있다. 외측 필터 엘리먼트 하단의 개구부로 인해 단부 디스크 재료를 절감할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 지지 파이프 상에 배열된 단층 또는 다층 필터 매체, 단부면에 배열되고 축 방향으로 돌출하는 원주방향으로 연장되는 제1 소켓(연결부재), 및 대향 배치된 단부면에 배열되는 제2 커버로 구성되는 본 발명에 따른 필터 시스템을 위한 필터 엘리먼트가 제안되며, 커버는 적어도 하나의 밀봉 표면 또는 적어도 하나의 밀봉 요소를 포함하고, 밀봉 표면 또는 밀봉 요소는 설치된 상태에서 다른 필터 엘리먼트와의 의도된 밀봉 인터페이스를 형성한다. 필터 매체는 지지 파이프 주위에 감길 수 있거나 지그재그 모양으로 접혀 지지 파이프를 둘러싸는 중공형 바디로 성형될 수 있다.
유리하게는, 필터 엘리먼트는 필터 시스템에서 보조 요소(2차 요소)(secondary element)일 수 있다. 보조 요소는 밀봉 인터페이스를 통해 추가 필터 엘리먼트, 바람직하게는 주요 요소에 유밀하게(fluid-tightly) 연결될 수 있다. 필터 엘리먼트는 바람직하게는 원통형, 특히 원형 원통형이지만 원추형으로 구현될 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 필터 엘리먼트는 유해 가스 흡착을 위해 구현될 수 있고 밀봉 인터페이스를 통해 파티클 필터 엘리먼트(particle filter element)에 유밀(유체 기밀) 방식으로 연결될 수 있다. 유해 가스 흡착을 위해 필터 엘리먼트는 그에 상응하는 적절한 필터 매체, 특히 활성탄 함유 필터 매체(active carbon-containing filter medium)를 포함한다.
유리한 실시예에 따르면, 커버에서 원주방향으로 연장되는 돌출부가 커버로부터 축방향으로 돌출하도록 배열될 수 있고, 원주방향으로 연장되는 돌출부는 밀봉 요소를 지닐 수 있다. 유리하게는, 돌출부는 밀봉 요소에 매립될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 요소는 발포 중합체, 특히 폴리우레탄 또는 열가소성 물질로 형성될 수 있다. 돌출부 자체가 발포 중합체로 구성되고 특히 제2 필터 엘리먼트가 발포 단부 디스크를 갖는 접힌 벨로우즈로서 구현되는 경우에 밀봉 요소를 형성하는 것이 또한 가능하다. 그러면 돌출부는 단부 디스크와 함께 일체성형으로 간단한 방식으로 제조할 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 밀봉 요소가 커버 또는 지지 파이프의 에지에 배열될 수 있다. 유리하게는, 발포 중합체, 특히 폴리우레탄 또는 열가소성 물질이 에지에 배열될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 축방향 외측으로 돌출하는 원주방향 연장 돌출부가 밀봉 인터페이스의 밀봉 표면으로서 커버에 배열될 수 있다. 돌출부는 밀봉 표면 또는 밀봉 인터페이스를 형성하기 위해 적절한 방식으로 구현될 수 있다.
본 발명은 하우징에서 재료 및 중량을 절약할 수 있는 필터 시스템을 제공한다. 또한 본 발명은 그러한 필터 시스템을 위한 필터 엘리먼트를 제공한다.
다음 도면 설명에서 추가 이점이 발생한다. 도면에는 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 도면, 발명의 설명 및 청구범위는 조합된 수많은 특징을 포함한다. 당업자는 유리하게 또한 개별적으로 특징을 고려하고 이를 더 의미있는 조합으로 결합할 것이다. 그것은 예시적인 방식으로 도시되며 도면에서:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필터 시스템의 단면도를 도시하며;
도 2는 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트 사이에 반경방향 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 필터 시스템의 상세를 단면도로 도시하며;
도 3은 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트 사이에 반경방향 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템의 상세를 단면도로 도시하며;
도 4는 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트 사이에 축방향 밀봉 작용을 갖는 도 1의 필터 시스템의 상세를 단면도로 도시하며;
도 5는 제2 필터 엘리먼트와 제1 필터 엘리먼트의 단부 디스크 사이에 반경방향 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템의 상세를 단면도로 도시하며;
도 6은 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트 사이에 반경방향 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템의 상세를 단면도로 도시하며;
도 7은 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트 사이에 반경방향 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템의 상세를 단면도로 도시하며;
도 8은 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트 사이에 축방향 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템의 상세를 단면도로 도시하며;
도 9는 추가 실시예에 따른 필터 시스템을 단면도로 도시하며;
도 10은 도 9에 따른 실시예의 상세를 단면도로 도시한다.
도면에서 동일 또는 동일 유형의 구성 요소는 동일한 참조 부호로 식별된다. 도면은 단지 예를 나타내고 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
도 1 내지 도 4의 실시예에서, 밀봉 인터페이스(seal interface)(80)는 제2 필터 엘리먼트(40)의 커버(50)에 있는 밀봉 요소(seal element)(60, 62, 64) 및 제1 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)에 있는 밀봉 표면(seal surface)(25)을 포함한다.
도 1 및 도 4는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 필터 시스템(100)을 도시하며, 여기서 도 1은 필터 시스템(100)을 통한 종단면도이고 도 4는 도 1의 필터 시스템(100)의 상세도이다. 예를 들어, 필터 시스템(100)은 에어 필터 시스템, 특히 내연 기관용 에어 필터 시스템, 바람직하게는 자동차의 내연 기관용 에어 필터 시스템 또는 자동차의 연료 전지의 캐소드 에어 필터이다.
필터 시스템(100)은 예를 들어 하우징(102)에 접선방향으로 배열될 수 있고 하우징(102)에 의해 도면에서 숨겨져 있는 유입구(108), 및 종축(70)에 동축으로 배열된 유체를 위한 소켓 형상 유출구(110)를 갖는 하우징(102)을 포함한다. 유입구(108) 및 유출구(110)는 예를 들어 하우징(102)의 대향 위치된 축방향 단부들에 배열된다. 하우징(102)은 제1 하우징 부분(104), 예를 들어 하우징 포트(housing pot) 및 제2 하우징 부분(106), 예를 들어 하우징 커버(housing cover)를 포함한다. 하우징 포트는 고정식으로 장착될 수 있으며 하우징 내부에 접근하기 위해 하우징 커버를 그로부터 분리(제거)할 수 있다.
하우징(102)에서, 중공 원통형 구성의 제1 필터 엘리먼트(10)는 종축(70)에 대해 동축으로 배열된다. 제1 필터 엘리먼트(10)의 내부(30)에서, 제2 필터 엘리먼트(40)는 종축(70)에 동축으로 그리고 제1 필터 엘리먼트(10)에 동심으로 배열된다.
하우징(102)의 종축은 도시된 예시적인 실시예에서 제1 필터 엘리먼트(10) 및 제2 필터 엘리먼트(40)의 종축과 일치하므로 여기서는 단일 공통 종축(70)만이 참조된다. 그러나, 제1 필터 엘리먼트(10)와 제2 필터 엘리먼트(40)가 필터 하우징의 종축과 다른 종축을 중심으로 서로에 대해 동심으로 배열되는 실시예도 생각할 수 있다. 이러한 경우 필터 엘리먼트들은 필터 하우징에서 편심으로 배열된다.
주 요소(10)라고도 하는 제1 필터 엘리먼트(10)는 지지 파이프(24) 상에 배열된 필터 매체(11)를 포함한다. 제1 필터 엘리먼트(10)는 유출구측 단부면(12)에 배열된 제1 단부 디스크(14) 및 반대 위치의 단부면(16)에 배열된 제2 단부 디스크(18)를 포함한다. 양 단부 디스크(14, 18)는 각각 개구부(21, 22)를 포함하고 필터 매체(11)의 각각의 단부면(12, 16) 둘레에서 실질적으로 환형으로 연장된다. 필터 매체(11)는 예를 들어 지그재그 형상으로 접혀 있다. 도시된 실시예에서 개구부(21, 22)는 종축(70)에 대해 동축으로 배열된다.
보조 요소(2차 요소)(40)라고도 하는 제2 필터 엘리먼트(40)는 지지 파이프(48) 상에 배열된 필터 매체(47)를 포함한다. 예를 들어, 필터 매체(47)는 지지 파이프(48) 상에 단층 또는 다층으로 적용된다. 제2 필터 엘리먼트(40)는 유출구측 제1 단부면(42) 및 유출구측 단부면(42) 반대편에 위치한 제2 단부면(46)을 포함한다. 제1 단부면(42)은 개방되어 있고, 소켓 형상 유출구(110)에서 제1 하우징 부분(104)에 연결되는 소켓을 포함하며, 예를 들어 제2 필터 엘리먼트(40)의 소켓(44)에서 상세하게 식별되지 않는 외부 스레드에 의해 나사 결합된다.
제2 필터 엘리먼트(40)는 주 필터 엘리먼트(10)를 교환할 때 안전 요소로 기능할 수 있지만, 유해 가스 필터 엘리먼트로도 구성되어 유해 가스를 흡착할 수 있다. 이를 위해, 필터 매체(47)는 활성탄을 포함할 수 있다.
두 필터 엘리먼트(10, 40)를 통한 유입구(108)와 유출구(110) 사이의 유체 흐름 방향은 넓은 화살표로 표시되어 있다. 필터 엘리먼트(10, 40)는 반경 방향(74)으로 외부에서 내부로 관류된다. 제2 필터 엘리먼트(40)가 여전히 제2 하우징 부분(104)에 연결된 상태를 유지하고 여과되지 않은 유체로부터 청정(정화)측 유출구(110)를 보호하는 동안 제1 필터 엘리먼트(10)를 하우징(102)으로부터 빼낼 수 있다.
제2 필터 엘리먼트(40)는 청정측 유출구(110) 반대편에 위치된 제2 단부면(46)에서 커버(50)에 의해 유밀 방식으로(fluid-tightly) 폐쇄된다. 제2 필터 엘리먼트(40)는 커버(50)에 의해 제2 단부 디스크(18)의 개구(22)를 유밀 방식으로 폐쇄한다. 개구부(22)를 유밀 방식으로 폐쇄하기 위해, 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부면(16)과 제2 필터 엘리먼트(40)의 제2 단부면(46) 사이에 밀봉 인터페이스(80)가 배치된다. 바람직하게는 제2 필터 엘리먼트(40)의 지지 파이프(48)와 커버(50)는 단일 피스로서(일체형으로) 함께 구현된다.
청정측 유출구(110) 반대편에 위치한 필터 엘리먼트(10, 40)의 단부면 영역에서, 밀봉 인터페이스(80)는 일반적으로 필터 엘리먼트(10, 40) 중 하나에서 적어도 하나의 밀봉 표면을 포함하고 필터 엘리먼트(10, 40) 중 다른 하나에서 적어도 하나의 밀봉 요소를 포함한다. 제2 필터 엘리먼트(40)는 추가 구성요소가 필요 없이 제1 필터 엘리먼트(10)의 단부 디스크(18)에 있는 개구부(22)를 유밀 방식으로 폐쇄한다. 실시예(설계)에 따라, 밀봉 요소는 축 방향(72) 또는 반경 방향(74)으로 밀봉할 수 있다.
도 4에 확대 도시된 도 1에 예시된 실시예에서, 밀봉 인터페이스(80)에는 커버(50)에 환형 밀봉 요소(64)가 제공되고, 제1 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)에 밀봉 표면(25)이 제공된다. 제2 필터 엘리먼트(40)의 지지 파이프(48)와 커버(50)는 바람직하게는 일체형으로 함께 구현된다. 밀봉 요소(64)는 축 방향(72)으로 외향으로 돌출하는 커버(50)의 원주 방향으로 연장되는 돌출부(54)에서 제2 필터 엘리먼트(40)의 단부면(46)에 배열된다. 돌출부(54)는 밀봉 요소(64)에 매립된다. 밀봉 요소(64)는 커버(50) 상에 원주방향으로 연장되는 링을 형성하고 반경 방향(74) 내향으로 돌출하는 지지 파이프(24)의 림(26)에 대해 축방향으로 밀봉 표면(25)에서 밀봉한다. 지지 파이프(24)의 림(26)은 단부 디스크(18) 상에 놓인다.
제2 하우징 부분(106)에서, 제1 필터 엘리먼트(10)를 위한 리셉터클이 제공되어 제1 필터 엘리먼트(10)는 제2 단부 디스크(18) 영역에서 그 외측이 필터 엘리먼트(10)를 둘러싸는 링(116)과 접촉한다. 제1 필터 엘리먼트(10)는 제2 하우징 부분(106)의 바닥에 대해, 상세하게 식별되지 않는, 지지 노브(support knob)에 의해 지지된다.
예시된 실시예에서, 제2 하우징 부분(106)은 단부 디스크(18)의 개구부(22) 영역에서 단부면(112)의 오목부(만입부)와 함께 내측으로 만곡된다. 오목부는 개구부(22)로 돌출한다.
필터 엘리먼트(10, 40) 및 하우징(102)의 기본 구성이 다양한 실시예에서 대체로 동일하기 때문에, 불필요한 반복을 피하기 위해 추가 실시예에서는 밀봉 인터페이스(80)에서의 중요한 차이점만이 설명될 것이다.
도 2는 제1 필터 엘리먼트(10)와 제2 필터 엘리먼트(40) 사이에 방사상 밀봉 작용을 갖는 밀봉 인터페이스(80)를 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 상세를 단면도로 도시한다.
밀봉 인터페이스(80)는 밀봉 링으로 구현되는 밀봉 요소(60)를 포함하고, 밀봉요소는 커버(50)로부터 축방향(72) 외측으로 커버(50)의 외측 단부면에서 돌출하고 밀봉 요소(60)에 매립되는 원주방향 연장 돌출부(52)에 배열된다. 밀봉 요소(60)는 제1 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)에서 밀봉 표면(25)에 대해 반경 방향(74)으로 밀봉한다. 지지 파이프(24)는 제1 필터 엘리먼트(10)의 밀봉 표면(25) 영역에서 단면 수축부(cross-sectional constriction)를 포함한다.
제1 필터 엘리먼트(10)는 제2 하우징 부분(106)의 리셉터클에 수용되고 링(116)에 의해 반경 방향 외측이 둘러싸여 있다. 이전과 같이, 제2 하우징 부분(106)의 바닥은 제1 필터 엘리먼트(10)의 단부 디스크(18)의 개구부(22) 영역에서 단부면(112)에 오목부를 포함한다.
도 3은 제1 필터 엘리먼트(10)와 제2 필터 엘리먼트(40) 사이에 방사상 밀봉 작용을 갖는 밀봉 인터페이스(80)를 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 상세를 단면도로 도시한다.
밀봉 인터페이스(80)는 커버(50)의 에지(51)에 배열되고 제1 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)에 대해 반경 방향(74)으로 밀봉하는 밀봉 요소(62)를 포함한다. 밀봉 요소(62)는 축 방향(72)으로 돌출된 레그 및 반경 방향(74)으로 내측으로 돌출된 레그를 갖는 L자형 단면을 포함한다. 밀봉 요소(62)는 성형될 수 있거나 에지(51)는 발포 중합체로 프레임(가장자리 처리)될 수 있다.
지지 파이프(24)는 제1 필터 엘리먼트(10)의 밀봉 표면(25) 영역에서 단면 수축부를 포함한다.
제1 필터 엘리먼트(10)는 제2 하우징 부분(106)의 리셉터클에 수용되고 링(116)에 의해 반경방향 외측이 둘러싸여 있다. 이전과 같이, 제2 하우징 부분(106)의 바닥은 제1 필터 엘리먼트(10)의 단부 디스크(18)의 개구부(22) 영역의 단부면(112)에 오목부를 포함한다.
도 5 내지 도 8의 실시예에서, 밀봉 인터페이스(80)는 밀봉 요소로서 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 영역(15) 및 제2 필터 엘리먼트(40)에서의 밀봉 표면(45)을 포함한다.
도 5는 제1 필터 엘리먼트(10)와 제2 필터 엘리먼트(40) 사이에 방사상 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 상세를 단면도로 도시한다.
영역(15)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 내부 림에 배열되고, 커버에 배열되고 커버(50)로부터 축방향(72)으로 돌출하는 원주방향 연장 돌출부(52)의 반경 방향(74)으로 외향으로 위치된 원주 표면에서 밀봉 표면(45)에 대해 밀봉한다. 축 방향(72)으로 돌출하는 제2 하우징 부분(106)의 웨브(web)(114)는 제2 단부 디스크(18)의 그루브(groove)(17)와 맞물린다. 이러한 방식으로 단부 디스크(18)는 하우징(102)의 제2 하우징 부분(106)에 의해 지지된다. 이러한 방식으로, 제2 하우징 부분(106)에 제1 필터 엘리먼트(10)를 수용하기 위해 제1 필터 엘리먼트(10)에 대해 방사상으로 배열된 외부 링(116)(도 2, 3, 4)이 생략될 수 있다.
이 실시예에서, 제2 하우징 부분(106)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 개구부(22) 영역에서 만곡되지 않고 커버(50)를 외부에서 볼 수 있도록 개방 구성이다.
도 6은 제1 필터 엘리먼트(10)와 제2 필터 엘리먼트(40) 사이에 방사상 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 상세를 단면도로 도시한다.
제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 영역(15)은 커버(50)의 내측에 배열된 원주방향 연장 돌출부(56)의 밀봉 표면(45)에 대해 반경 방향(74)으로 밀봉된다. 돌출부(56)는 커버(50)로부터 축 방향(72)으로 돌출하고 커버(50)의 외측 림에 배열된다. 단부 디스크(18)는 커버(50)의 림 영역을 지나 반경방향 돌출부(20)와 함께 연장된다. 돌출부(56)는 단부 디스크(18)의 반경방향 돌출부(20)에 있는 그루브(19)와 맞물린다. 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 내주는 제2 하우징 부분(106)에서 축 방향(72)으로 내측으로 돌출하는 웨브(118)에 의해 반경 방향(74)으로 지지되고, 제2 하우징 부분(106)의 링(116)과 웨브(118) 사이에 반경 방향(74)으로 고정된다.
본 실시예에서도, 제2 하우징 부분(106)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)에 있는 개구부(22) 영역에서 만곡되지 않고 커버(50)를 외부에서 볼 수 있도록 개방 구성이다.
도 7은 제1 필터 엘리먼트(10)와 제2 필터 엘리먼트(40) 사이에 방사상 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 상세를 단면도로 도시한다. 밀봉 인터페이스(80)는 청정측 유출구(110)(도 1) 반대편에 있는 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)에서 영역(15)을 포함하고, 제2 필터 엘리먼트(40)에서 적어도 하나의 밀봉 표면(45)을 포함하고, 이에 대해 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 영역(15)이 밀봉되게 안착된다.
제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)는 필터 매체(11)를 지나 반경 방향(74)으로 내측으로 반경 방향 돌출부(20)와 함께 돌출한다.
영역(15)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 내측 림에 배열되며, 이것은 커버(50)에 배열된 원주 방향으로 연장되는 돌출부(52)의 반경 방향(74)으로 외향으로 위치된 원주 표면에서 밀봉 표면(45)에 대해 밀봉하며, 상기 돌출부는 축방향(72)으로 외향으로 커버(50)로부터 돌출한다.
이 실시예에서, 제2 하우징 부분(106)의 바닥은 만곡되어 있으며 단부면(112)의 오목부(만입부)는 개구부(22)로 돌출한다. 필터 엘리먼트(10)는 제2 하우징 부분(106)에서 리셉터클에 수용되고 제2 단부 디스크(18) 영역에서 지지 링(116)에 의해 둘러싸여 있다.
도 8은 제1 필터 엘리먼트(10)와 제2 필터 엘리먼트(40) 사이에 축방향 밀봉 작용을 갖는 본 발명의 추가 실시예에 따른 필터 시스템(100)의 상세를 단면도로 도시한다.
영역(15)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 필터 매체(11)의 단면 내에서 원주 방향으로 연장되는 반경 방향 돌출부(20)의 축 방향(72) 내측을 향하는 단부면(58)에 배열되며, 상기 돌출부는 커버(50)의 단부면에서 밀봉 표면(45)에 대해 밀봉한다. 지지 파이프(24)는 반경 방향(74) 내측으로 돌출하고 제2 단부 디스크(18)의 반경 방향 돌출부(20)에 매립되어 이를 보강하는 림(23)을 포함한다. 제2 단부 디스크(18)는 이 영역에서 밀봉 인터페이스(80)를 축방향으로 지지할 수 있다.
도 9에는 필터 시스템(100)의 추가 실시예가 도시되어 있으며, 여기서 내부 필터 엘리먼트(40)는 지지 파이프(48) 주위에 배열된 접힌 벨로우즈 형태의 필터 매체(47)를 포함한다. 단부면에서 열린 주름부들은 각각 단부 디스크(41, 49)에 의해 유밀식으로 폐쇄된다. 단부 디스크(41, 49)는 바람직하게는 탄성 재료, 특히 PUR 폼으로 형성된다. 상부 단부 디스크(49)는 개방형 환형 단부 디스크이고 소켓(110)에 대해 밀봉하는 원주방향으로 연장되는 밀봉 비드(seal bead)를 포함한다. 하부 단부 디스크(41)도 환형 구성이고 지지 파이프(48)의 커버(50)를 둘러싼다. 지지 파이프(48) 또는 커버(50)는 단부 디스크(41)의 재료에 부분적으로 매립된다. 대안으로서, 단부 디스크(41)는 디스크 형상 구성일 수 있고 지지 파이프(48)의 일부로서 커버(50)가 생략될 수 있도록 단부면에서 필터 엘리먼트(40)에 의해 둘러싸인 공동(cavity)을 덮을 수 있다.
도 10에서, 도 9에 도시된 필터 시스템의 세부사항이 바닥측 단부 디스크(18, 41)의 밀봉 인터페이스(80) 영역에 도시되어 있다. 2개의 필터 엘리먼트(10, 40)는 서로에 대해 축방향으로 밀봉된다. 지지 파이프(24)는 반경 방향(74)으로 안쪽으로 돌출하고 단부 디스크(18)의 재료에 부분적으로 매립되는 환형 림(27)을 포함한다. 반경 방향 내측으로, 환형 림(annular rim)(27)은 반경 방향 외측 방향으로 환형 돌출부(59)에 의해 범위가 정해지는 그루브(groove)(29)를 포함한다. 상기 그루브(29)는 내부 필터 엘리먼트(40)의 하부 단부 디스크(41)에서 축방향으로 배향된 환형 밀봉 돌출부(43)를 수용하는 역할을 한다. 림(27)의 환형 돌출부(59)는 내부 필터 엘리먼트(40)의 단부 디스크(41)의 편평한 축방향 단부면에 대해 축방향으로 안착된다. 이러한 구성으로 인해 두 개의 필터 엘리먼트(10, 40) 사이의 신뢰할 수 있는 축방향 밀봉 작용(reliable axial sealing action)이 보장된다. 내부 필터 엘리먼트(40)의 바닥 단부 디스크(41)는 접힌 부분의 밀봉 작용 및 외측에 위치된 필터 엘리먼트(10)에 대한 인터페이스를 동시에 형성하고; 추가 밀봉 요소가 필요하지 않는다.
유리하게는, 내부 필터 엘리먼트(40)는 유해 가스 흡착을 위한 필터 엘리먼트일 수 있다. 이를 위해 필터 엘리먼트는 유해 가스의 흡착에 적합하게 상응하게 구현된다. 바람직하게는, 필터 매체는 활성탄을 함유한다.
물론, 접힌 벨로우즈로서 구현된 2개의 필터 엘리먼트(10, 40)를 밀봉하기 위한 추가 밀봉 구성도 가능하다. 예를 들어, 내부 필터 엘리먼트(40)의 하부 단부 디스크(41)의 반경 방향 외측 섹션은, 도 2 또는 도 3의 실시예와 유사하게, 방사상 밀봉 작용을 구현하기 위해 림이 축 방향으로 돌출하는 외부 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)의 림에 대해 밀봉할 수 있다.

Claims (21)

  1. 유체를 위한 유입구(108) 및 유출구(110)를 갖는 하우징(102)을 갖는 필터 시스템(100)으로서, 필터 매체(11)를 갖는 중공형 바디로서 구현되는 제1 필터 엘리먼트(10)는 하우징(102)에 배열되고 제1 필터 엘리먼트(10)의 내부(30)에 제2 필터 엘리먼트(40)가 배열되며, 제1 필터 엘리먼트(10) 및 제2 필터 엘리먼트(40)는 종축(70)을 중심으로 서로에 대해 동축으로 그리고 동심으로 배열되며,
    제1 필터 엘리먼트(10)는 유출구측 단부면(12)에 배열된 제1 단부 디스크(14) 및 반대 위치 단부면(16)에 배열된 제2 단부 디스크(18)를 포함하고, 단부 디스크(14, 18)는 각각 중앙 개구(21, 22)를 가지며 필터 매체(11)의 각각의 단부면(12, 16) 주위에 실질적으로 환형으로 연장되며,
    제2 필터 엘리먼트(40)는 유출구측 제1 단부면(42) 및 유출구측 단부면(42)에 대향하여 위치되고 커버(50)에 의해 유밀 방식으로 폐쇄되는 제2 단부면(46)을 포함하고,
    제2 단부 디스크(18)의 개구(22)는 커버(50)에 의해 유밀 방식으로 폐쇄되고, 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부면(16)과 제2 필터 엘리먼트(40)의 제2 단부면(46) 사이에 밀봉 인터페이스(80)가 배열되며 이에 의해 2개의 필터 엘리먼트(10, 40)가 서로에 대해 직접 밀봉되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서,
    밀봉 인터페이스(80)는 제1 필터 엘리먼트(10)의 청정측 유출구(110) 반대편에 위치된 지지 파이프(24)에서 밀봉 표면(25) 및 제2 필터 엘리먼트(40)에 배치되고 축방향 및/또는 반경방향(72, 74)으로 밀봉 표면(25)에 대해 밀봉하는 적어도 하나의 밀봉 요소(60, 62, 64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉 인터페이스(80)는 밀봉 요소(60), 특히 커버(50)의 외부 단부면에서 축 방향(72)으로 커버(50)로부터 돌출하는 원주방향 연장 돌출부(52)에 배치되는 밀봉 링(60)을 포함하며, 밀봉 요소(60)는 제1 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)에 대해 반경 방향(74)으로 밀봉하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉 인터페이스(80)는 커버(50)의 원주방향 연장 에지(51)에 배치되고 제1 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)에 대해 반경 방향(74)으로 밀봉하는 밀봉 요소(62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉 인터페이스(80)는 제2 필터 엘리먼트(40)의 단부면(46)에서, 특히 커버(50)에서 밀봉 요소(64), 특히 밀봉 링 또는 밀봉 돌출부(43)를 포함하며, 이것은 제1 필터 엘리먼트(10)의 지지 파이프(24)의 반경 방향(74)으로 내측으로 돌출하는 림(26, 29)에 대해 축 방향(72)으로 밀봉하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    밀봉 인터페이스(80)는 축방향(72)으로 청정측 유출구(110) 반대편에 위치하는, 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 영역(15) 및 제2 필터 엘리먼트(40)에서 적어도 하나의 밀봉 표면(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)는 반경 방향(74)으로 필터 매체(11)를 지나 안쪽으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    영역(15)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 내부 림에 배열되고, 상기 내부 림은 커버(50)에 배열되는 원주방향 연장 돌출부(52)의 반경방향(74) 외측에 위치된 원주 표면에서 밀봉 표면(45)에 대해 밀봉하며, 상기 돌출부는 커버(50)로부터 축방향(72)으로 돌출하며, 특히 제2 하우징 부분(106)에서 축방향(72)으로 돌출하는 웨브(114)는 제2 단부 디스크(18)의 그루브(17)와 맞물리는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 영역(15)은 커버(50)에서 내측에 배열된 원주방향 연장 돌출부(52)의 밀봉 표면(45)에 대해 반경 방향(74)으로 밀봉하며, 돌출부가 커버(50)로부터 축 방향(72)으로 돌출하며, 돌출부(52)는 단부 디스크(18)의 그루브(19)와 결합하고, 특히 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 내부 림은 제2 하우징 부분(106)에서 축 방향(72)으로 내측으로 돌출하는 웨브(118)에 의해 반경 방향(74)으로 지지되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    영역(15)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 내부 림에 배치되고, 내부 림은 커버(50)에 배열된 원주방향으로 연장되는 돌출부(52)의 반경 방향(74) 외측에 위치된 원주 표면에서 밀봉 표면(45)에 대해 밀봉하며, 돌출부는 커버(50)로부터 축 방향(72)으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    영역(15)은 제1 필터 엘리먼트(10)의 제2 단부 디스크(18)의 필터 매체(11)의 단면 내에서 원주방향으로 연장되는 반경방향 돌출부(20)의 축방향(72) 내측을 향하는 단부면(58)에 배열되며, 돌출부는 커버(50)의 단부면에서 밀봉 표면(45)에 대해 밀봉하고, 특히 지지 파이프(24)는 반경 방향(74) 안쪽으로 돌출하며 그리고 반경 방향 돌출부(20)에 매립되는 원주방향 연장 림(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 하우징 부분(106)의 단부면(112)은 안쪽으로 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 하우징 부분(106)의 단부면(112)은 제2 필터 엘리먼트(40)의 제2 단부면(46)을 적어도 부분적으로 가로질러 연장되는 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 필터 시스템(100)을 위한 필터 엘리먼트(10)로서, 특히 지그재그 형상으로 접힌 중공형 바디로 형성된 필터 매체(11), 단부면(12)에 배열된 제1 단부 디스크(14) 및 대향 배치된 단부면(16)에 배열된 제2 단부 디스크(18)를 포함하며, 2개의 단부 디스크(14, 18)는 각각 중앙 개구(21, 22)를 포함하고 필터 매체(11)의 단부면(12, 16)을 가로질러 실질적으로 환형 형상으로 연장되며, 밀봉 표면(25) 또는 밀봉 인터페이스(80)의 영역(15)은 설치된 상태에서 청정 공기측 유출구(110) 반대편에 의도한 위치에 배치된 단부면(16)에 배열되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트(10).
  15. 제14항에 있어서,
    필터 매체(11)는 지지 파이프(24) 주위에 배열되며, 지지 파이프(24)는 밀봉 표면(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  16. 제15항에 있어서,
    지지 파이프(24)는 밀봉 표면(25)이 배치되는 반경 방향 내향 돌출 림(26, 27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  17. 제14항에 있어서,
    설치된 상태에서 청정 공기측 유출구(110)의 반대편에 의도된 대로 위치된 단부면(16)의 단부 디스크(18)는 필터 매체(11)를 지나 반경 방향(74)으로 내향으로 돌출하고, 밀봉 인터페이스(80)의 영역(15), 특히 그루브(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  18. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 필터 시스템(100)을 위한 필터 엘리먼트(40)로서, 지지 파이프(48) 상에 단일 층 또는 다수의 층으로 배열된 필터 매체(47), 단부면(42)에 배열되고 축방향으로 돌출하는 제1 원주방향 연장 소켓(44), 및 반대 위치의 단부면(46)에 배열되는 제2 커버(50)로 구성되며, 커버(50)는 적어도 하나의 밀봉 표면(45) 또는 적어도 하나의 밀봉 요소(60, 62, 64)를 포함하며, 밀봉 표면 또는 밀봉 요소는 설치된 상태에서 다른 필터 엘리먼트(10)와 의도된 밀봉 인터페이스(80)를 형성하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트(40).
  19. 제18항에 있어서,
    커버(50)에는 커버(50)로부터 축방향(74)으로 돌출하는 원주방향으로 연장되는 돌출부(52, 54, 43)가 배열되며, 원주방향으로 연장되는 돌출부(52, 54)는 밀봉 인터페이스(80)의 밀봉 요소(60, 64)를 지니며 또는 밀봉 인터페이스(80)의 밀봉 돌출부(43)를 형성하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  20. 제18항에 있어서,
    밀봉 인터페이스(80)의 밀봉 요소(62)는 지지 파이프(48) 또는 커버(50)의 에지(51)에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  21. 제18항에 있어서,
    축방향(72)으로 외측으로 돌출하는 원주방향 연장 돌출부(52, 56)가 밀봉 인터페이스(80)의 밀봉 표면(45)으로서 커버(50)에 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
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