KR20240087740A - 공기 여과용 필터 엘리먼트 및 에어 필터 - Google Patents

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KR20240087740A
KR20240087740A KR1020247009834A KR20247009834A KR20240087740A KR 20240087740 A KR20240087740 A KR 20240087740A KR 1020247009834 A KR1020247009834 A KR 1020247009834A KR 20247009834 A KR20247009834 A KR 20247009834A KR 20240087740 A KR20240087740 A KR 20240087740A
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seal
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KR1020247009834A
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Inventor
틸로 뮐러
페터 메즈스나르
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만 운트 훔멜 게엠베하
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Abstract

본 발명은 다음 특징들을 갖는 필터 엘리먼트에 관한 것이다: a) 접힌(주름진) 필터 매체(36)를 포함하는 필터 본체(26); b) 섬유질 재료로 구성된 제1 측면 스트립(38a)으로, 필터 매체(36)의 주름부(접힘부) 에지(44a, 44b)에 대해 횡방향으로 연장되는 전면에서 필터 본체(26)를 밀봉하는 밀봉 섹션(40a)을 가지며, 및 밀봉 섹션(40a)으로부터 돌출하고 바람직하게는 주름부 에지(44a, 44b)의 방향으로 연장되는 제1 탭(54a)을 갖는 제1 측면 스트립; c) 제1 탭(54a) 주위에 맞물리는 주변 밀봉부(24). 본 발명은 또한 이러한 필터 엘리먼트(12a, 12b, 12c)와, 필터 포트와 필터 커버를 포함하는 필터 하우징(14)을 갖는 에어 필터(10)로서, 밀봉부(24)는 필터 포트와 필터 커버 사이에 클램핑되어 유지되는 에어 필터에 관한 것이다.

Description

공기 여과용 필터 엘리먼트 및 에어 필터
본 발명은 필터 본체(filter body)와 접힌(주름진) 필터 매체(folded filter medium)를 포함하는 공기 여과용 필터 엘리먼트(filter element for filtering air)에 관한 것이다.
이러한 필터 엘리먼트는 종래 기술에 충분히 알려져 있다.
DE 10 2009 056 511 A1은 주름형 팩(fold pack)을 갖춘 필터 엘리먼트에 관한 것이다. 플라스틱 프레임이 주름형 팩에 성형되어 있다. 플라스틱 폼 씰(밀봉부)(plastic foam seal)이 플라스틱 프레임에 발포된다.
US 5,795,361 A는 주름형 필터 매체가 플라스틱 프레임 내부에 배열된 에어 필터 엘리먼트(air filter element)를 개시한다. 필터 매체는 에어 필터 엘리먼트가 배치되는 필터 하우징에 대하여 밀봉하는 데 사용되는 밀봉 재료(seal material)에 의해 플라스틱 프레임에 고정된다.
특히 대형 에어 필터 엘리먼트의 경우 자체 무게와 쌓인 먼지의 무게로 인해 필터 하우징에 충분히 견고하고 안정적인 장착이 필요한다. 동시에, 필터 엘리먼트와 필터 하우징 또는 하우징 부품 사이의 신뢰 가능한 밀봉 작용(reliable sealing action)이 필요한다.
본 발명의 목적은 필터 하우징에 안전하게 고정될 수 있는 저렴하게 생산 가능한 필터 엘리먼트를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1에 개시된 특징을 갖는 필터 엘리먼트뿐만 아니라 청구항 16에 따른 에어 필터 및 청구항 17에 따른 필터 장치에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 종속항과 발명의 설명에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 필터 엘리먼트는 다음 특징들을 포함한다:
a) 접힌(주름진) 필터 매체(folded filter medium)를 포함하는 필터 본체(filter body);
b) 섬유질 재료(fibrous material)의 제1 측면 스트립(first side strip)으로,
필터 매체의 주름부(접힘부) 에지(fold edges)에 횡방향으로 연장되는 단부면에서 필터 본체를 밀봉하는 밀봉 섹션(seal section)을 가지며,
밀봉 섹션으로부터 돌출하고 바람직하게는 주름부 에지의 방향으로 연장되는 제1 탭을 가짐;
c) 제1 탭 주위에 맞물리는 둘레방향(주변) 밀봉부(circumferential seal).
제1 측면 스트립용 섬유 재료는 유리하게는 상대적으로 높은 굽힘 강성과 최소 생산 비용을 특징으로 한다. 섬유질 재료는 바람직하게는 셀룰로오스 또는 플라스틱 재료, 예를 들어 플라스틱 섬유, 특히 PET 또는 CoPET와 같은 폴리에스테르를 포함한다. 셀룰로오스, 특히 셀룰로오스 섬유에 의해 측면 스트립의 높은 굽힘 강성 및 인장 강도가 달성될 수 있으며 동시에 생분해성(biodegradability) 및 이에 따른 높은 환경 친화성(적합성)(high environmental compatibility)이 달성될 수 있다. 플라스틱 섬유는 또한 높은 인장 강도와 강성을 제공하며, 생태학적으로 유리하게 적어도 부분적으로 재활용 플라스틱 재료로 구성될 수 있다. 필터 엘리먼트의 일부 구성에서는 섬유질 재료가 코팅될 수 있다. 섬유 재료의 대안으로서 또는 이에 더하여, 제1 측면 스트립은 바람직하게는 다양한 두께의 플라스틱 필름, 폼 재료(foam material) 및/또는 판지를 포함할 수 있다.
특히, 주름부(접힘부) 에지의 방향은 상기 주름부 에지를 따라 연장되는 직선의 방향으로 정의된다. 주름부 에지는 바람직하게는 서로 평행하게 배향될 수 있다. 기본 원칙으로서, 제1 탭은 필터 본체에서 멀어지는 방향으로 배치된다. 바람직하게는, 제1 탭은 필터 벨로우즈(filter bellows) 반대편에 위치하는 측면 스트립 측에서 측면 스트립(side strip)에 고정된다. 바람직하게는, 주름부 에지의 방향은 제1 탭의 방향과 일치한다. 밀봉부(seal)는 바람직하게는 제1 탭의 전체 표면에 배열된다. 탭의 말단 배열의 경우, 밀봉부는 특히 그것이 고정되는 필터 본체의 주름부(접힘부)(folds)에 맞물린다. 밀봉부는 원시(미처리) 공기 공간(raw air space)과 깨끗한(청정) 공기 공간(clean air space)을 분리하는 것 외에도 필터 하우징에 필터 엘리먼트를 고정하는 목적도 달성한다. 측면 스트립의 밀봉 섹션은 주름부의 열린 측면에서 필터 엘리먼트를 밀봉하는 역할을 한다. 제1 측면 스트립의 제1 탭은 측면 스트립에 대한 밀봉부의 보다 안정적인 결합을 달성한다. 한편으로는 탭이 밀봉부의 결합 표면을 확대한다는 점에서 더욱 안정적인 결합이 달성된다. 다른 한편으로는 밀봉부는 탭에 의해 기계적으로 강화된다. 탭은 예를 들어 벗겨짐(peeling) 등으로 인해 밀봉부가 분리되는 것을 방지한다. 이는 예를 들어 DIN EN 15805에 따른 일반적인 프레임을 갖는 필터 유닛을 구성할 때, 특히 25 mm 및 20 mm 두께의 밀봉부를 수용하기 위해 필터 엘리먼트가 밀봉부에서 추가 하우징 측 지지 없이 클램핑될 때 특히 유리하다. 이와 관련해서 특히 부품의 서비스 수명 동안 나머지 필터 엘리먼트로부터 밀봉부의 정적 및/또는 동적 하중이 상당한 변형, 누출 또는 벗겨짐을 유발하지 않도록 나머지 필터 엘리먼트의 경계면(interface)과 관련된 밀봉부의 강성과 인발력을 설계해야 한다.
바람직한 실시예에서, 필터 본체는 주름부의 주름부 에지에 수직으로 서로 인접하도록 배열된 개별 벨로우즈가 결합된 프로파일을 포함한다. 즉, 필터 엘리먼트는 바람직하게는 복수의 필터 벨로우즈를 갖는 V-뱅크 필터(V-Bank filter) 또는 W-뱅크 필터(W-Bank filter)일 수 있다. 개별 벨로우즈는 특히 V자형 또는 W자형으로 배열된다. 필터 본체의 주름부는 바람직하게는 프로파일의 레그를 따라 지그재그 형태로 연장된다. 특히, 개별 벨로우즈의 단부에 있는 단부 주름부는 밀봉부를 위한 결합 표면을 제공하기 위해 서로 인접하도록 배열될 수 있다.
필터 본체는 측면 스트립에 접착되는 것이 바람직하다.
여기서, 둘레(주변)(circumferential)라는 용어는 특히 밀봉부가 필터 본체 주위에 맞물린다는 의미를 갖는다. 필터 엘리먼트의 단부면은 특히 주름부 에지 방향으로 필터 엘리먼트의 범위를 정하는 필터 엘리먼트의 측면과 관련된다. 주름부 에지(fold edges)라는 용어는 특히 주름부가 곡선 구성으로 구현될 때 주름부의 구부러진 에지(bending edges) 및/또는 주름부의 크라운 라인(crown lines)을 의미한다. 밀봉 섹션은 바람직하게는 벽형 구성요소로 구현된다.
제1 측면 스트립의 밀봉 섹션은 일반적으로 필터 본체의 길이 방향 및 수직 축 방향으로 연장된다. 길이 방향은 일반적으로 주름부 에지 방향에 횡방향으로 연장된다. 특히, 필터 본체의 프로파일은 필터 본체의 길이 방향으로 연장된다. 필터 본체의 수직 축 방향은 주름부 에지의 방향에 수직으로 그리고 필터 본체의 길이 방향에 수직으로 연장될 수 있다. 본 발명을 설명하기 위해, "상단(top)" 및 "하단(bottom)"이라는 용어는 특히 수직축 방향과 관련된다.
필터 엘리먼트의 실시예에서, 제1 탭은 밀봉 섹션의 말단에 배열된다. 이는 측면 스트립의 제조를 단순화시킨다. 또한, 이 실시예에서는 특히 밀봉 섹션의 외부 측면에서 밀봉부를 위한 재료 소비가 감소될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 특히 밀봉 섹션의 상단 또는 하단 에지의 위치는 터미널(말단)(terminal)로 정의되며, 수직 축 방향에서 밀봉 섹션의 상단 및 하단 에지는 서로 이격되며 필터 본체의 길이 방향 또는 둘레 방향으로 연장된다.
필터 엘리먼트의 바람직한 실시예에서, 밀봉 섹션은 제1 탭의 양쪽 측면에서 연장된다. 제1 탭은 밀봉 섹션의 상단과 하단 에지 사이에 수직 축 방향으로 배열된다. 이러한 구성에서, 밀봉부는 필터 본체로부터 멀어지는 쪽을 향하는 밀봉 섹션의 외부면에서도 연장되어 밀봉부의 결합 표면이 확대된다. 따라서 밀봉부가 보다 안정적으로 구현된다. 이러한 실시예에서, 밀봉부는 바람직하게는 필터 엘리먼트의 림(rim), 특히 상부 림으로부터 멀어지는 필터 엘리먼트의 높이를 따라 위치될 수 있으며, 이에 의해, 한편으로는, 더 낮은 전체 높이가 유리하게 실현될 수 있다. 또한, 수직으로 장착된 필터 엘리먼트에 대한 무게 분포가 개선될 수 있으며 따라서 밀봉부에 작용하는 모멘트가 최소화될 수 있다. "수직(vertical)"이라는 용어는 특히 중력의 방향과 관련이 있다. 수직으로 장착된 필터 엘리먼트는 특히 유입 표면이 수직 방향으로 연장되는 방식으로 배향된다. 또한, 이러한 방식으로 수평에 평행하게 연장되는 밀봉부의 결합은 직육면체 형상에서 벗어나는 임의의 기하학적 구조를 갖는, 예를 들어 쐐기 형상을 갖는 필터 엘리먼트에 대해서도 가능하다. 이 실시예는 특히 크고 무거운 필터 엘리먼트의 경우에 유리하다.
필터 엘리먼트의 일부 실시예에서, 제1 탭은 단일 층으로 구현된다. 이 실시예에서, 측면 스트립은 특히 서로 멀어지게 연장되는 2개의 레그를 갖는 단면 L 프로파일을 포함한다. 탭은 밀봉 섹션과 탭이 단면에서 L 프로파일을 형성하는 방식으로 밀봉 섹션으로부터 돌출될 수 있다. 이는 탭과 밀봉 섹션이 일체형으로 함께 구성되는 특정 실시예에 관한 것이다. 단일층 탭을 사용하면 특히 결합 표면이 확대되어 상대적으로 재료를 절약하는 방식으로 밀봉부의 더 강한 결합이 이루어질 수 있다.
필터 엘리먼트의 대안적인 실시예에서, 제1 탭은 다층, 특히 이중층으로 구현된다. 이러한 방식으로, 탭은 특히 높은 굽힘 강성을 포함한다. 바람직하게는 탭의 두 층은 탭의 구부러진 섹션이나 주름부 에지에 의해 서로 연결된다. 이러한 실시예에서, 측면 스트립은 특히 T 프로파일을 갖는 단면으로 설계된다. 이러한 T-프로파일은 바람직하게는 2개의 인접한(서로 기대어 있는) L-프로파일로 구성된다. 한 L 프로파일의 한쪽 레그가 다른 L 프로파일의 레그에 닿는다. 서로 기대지(인접하지) 않는 L 프로파일의 레그는 바람직하게는 밀봉 섹션을 따라, 특히 수직 축 방향으로 연장되거나 밀봉 섹션을 형성할 수 있다.
전술한 실시예의 추가 개발에서는, 제1 탭의 두 층이 서로 접착된다. 이러한 방식으로, 탭의 층들이 서로에 대해 변위(이동)되는 것이 방지되어 탭의 안정성이 더욱 증가된다.
필터 엘리먼트의 바람직한 실시예에서, 제1 탭은 제1 측면 스트립의 밀봉 섹션에 접착된다. 접착을 하면 탭이 밀봉 섹션에 시간 절약형으로 부착된다.
필터 엘리먼트의 유리한 실시예에서, 제1 탭과 제1 측면 스트립의 밀봉 섹션은 일체형으로 함께 구현된다. 이러한 방식으로 탭은 밀봉 섹션에 특히 안정적으로 연결된다.
유리하게는, 제1 측면 스트립은 부직포 재료 또는 판지로 구성된다. 이러한 섬유 재료는 제조 비용이 저렴하다. 또한 그것들은 쉽게 재활용될 수도 있다. 특히 판지는 굽힘 강성이 높고 생산 비용이 비교적 낮은 것이 특징이다.
바람직하게는, 제1 탭은 밀봉부(seal)가 통과하는 관통 개구를 포함한다. 밀봉부는 탭의 반대쪽에 위치한 측면을 덮고 관통 구멍을 통과한다. 이러한 방식으로, 탭과 밀봉부는 특히 탭에서 밀봉부를 안정적으로 유지하기 위해 관통 개구 영역에 형상 맞춤 연결(form fit connection)을 제공한다.
유리한 실시예에서, 밀봉부는 발포 재료(foamed material), 특히 폴리우레탄 폼으로 구성된다. 폼(foam)을 재료로 사용하면 탭의 형상에 맞게 밀봉부를 탭에 직접 간단하게 적용(부착)할 수 있다. 폴리우레탄 폼은 다양한 경도와 밀도로 생산될 수 있으며 에어 필터에 사용하기에 유리한 특성을 포함한다.
필터 엘리먼트의 바람직한 실시예는 제2 탭을 갖는 제2 측면 스트립을 포함하며, 여기서 제2 측면 스트립은 주름부 에지에 대해 횡방향으로 연장되는 제2 단부면에서 필터 본체를 밀봉한다. 필터 본체는 제1 측면 스트립과 제2 측면 스트립 사이에 배치된다. 제2 측면 스트립은 필터 본체의 제2 단부면을 덮는다는 점에서 필터 엘리먼트의 밀봉 작용을 달성한다. 제2 탭은 제2 측면 스트립과 필터 엘리먼트에 대한 밀봉부의 결합을 더욱 강력하게 만든다. 제2 측면 스트립은 바람직하게는 제1 측면 스트립과 유사하게 설계된다. 제2 탭은 특히 제1 탭과 유사하게 설계된다.
전술한 실시예의 추가 개발예에서, 제1 측면 스트립과 제2 측면 스트립 사이에 제3 및 제4 탭이 필터 본체에 배열되며, 제1, 제2, 제3, 제4 탭은 쌍으로 서로 인접하며 필터 본체를 둘러싼다. 제3 및 제4 탭은 각각 제1 측면 스트립에서 제2 측면 스트립으로 연장된다. 제3 및 제4 탭은 필터 본체에서 멀어지는 방향, 특히 바깥쪽을 향한다. 4개의 탭으로 인해 밀봉부는 전체 둘레를 따라 더욱 강력하게 결합되고 강화된다.
추가 실시예에서, 보강 요소(reinforcement element)는 적어도 제1 탭에 배열되며, 보강 요소는 특히 둘레방향 플라스틱 링으로서 구성된다. 보강 요소로 인해 탭의 굽힘 강성이 더욱 증가한다. 일부 실시예에서, 보강 요소는 탭 위에 놓여 있다. 특히, 보강 요소는 재료 융합(material fusion) 및/또는 형태 (끼워)맞춤(form fit)에 의해 탭에 연결되며, 바람직하게는 탭에 삽입되고/되거나 접착된다. 후자는 탭이 이중층 구성으로 설계된 바람직한 실시예에 관한 것이다. 특히 바람직하게는, 보강 요소는 필터 엘리먼트의 제1, 제2, 제3, 및 제4 탭에 배열된다.
필터 엘리먼트의 추가 실시예는 일 단부 표면에 있는 적어도 하나의 헤드 스트립(head strip), 특히 복수의 헤드 스트립을 특징으로 한다. 단부 표면 또는 헤드 스트립은 밀봉 섹션에 수직으로 그리고 밀봉 섹션의 측방향 에지를 따라 연장된다. 바람직하게는, 헤드 스트립과 측면 스트립은 함께 필터 엘리먼트를 측방향으로 완전히 밀봉하는 둘레 방향의 완전한 스트립(circumferential complete strip)을 형성한다.
본 발명에 따른 에어 필터는 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 필터 엘리먼트와, 필터 포트와 필터 커버를 포함하는 필터 하우징을 포함하며, 밀봉부는 필터 포트와 필터 커버 사이에 클램핑되어 유지된다. 일반적으로 필터 하우징은 오염된 공기를 위한 입구와 필터 엘리먼트에 의해 정화된 공기를 위한 출구를 갖는다. 밀봉부는 필터 하우징에 관하여 필터 엘리먼트를 밀봉하여 오염된 공기가 필터 하우징을 통해 필터 엘리먼트를 지나 흐를 수 없다. 밀봉부는 에어 필터의 원시(미처리)측과 청정측을 서로 분리한다.
본 발명에 따른 필터 장치는 전술한 실시예 중 하나에 따른 필터 엘리먼트와 공기 흐름이 흐를 수 있는 흐름 채널을 포함하며, 필터 엘리먼트는 흐름 채널을 통한 공기 흐름 방향에 수직으로 연장된다. 필터 엘리먼트는 흐름 채널을 원시(미처리) 공기측(raw air side)과 청정 공기측(clean air side)으로 나눈다. 오염된 공기는 필터 엘리먼트를 통해 원시 공기측에서 청정 공기측으로의 공기 흐름으로 흐른다. 바람직하게는, 필터 엘리먼트는 프로파일 프레임과 결합함으로써, 특히 마찰 끼워맞춤 및/또는 형태 끼워맞춤에 의해 흐름 채널에 고정된다. 필터 엘리먼트는 특히 필터 엘리먼트 밀봉부의 클램핑력에 의해 프로파일 프레임에 고정된다. 프로파일 프레임은 바람직하게는 16 mm 내지 21 mm의 높이와 20 mm 내지 25 mm의 깊이를 포함한다. 바람직하게는 프로파일 프레임은 표준 DIN EN 15805에 따라 설계된다. 흐름 채널에는 유지보수 접근부(servicing access)가 제공될 수 있다. 바람직하게는, 필터 장치는 건물의 공기 공급용 시스템에 사용된다.
본 발명은 필터 하우징에 안전하게 고정될 수 있는 저렴하게 생산 가능한 필터 엘리먼트를 제공한다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 본 발명의 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터, 청구범위로부터 그리고 본 발명에 따른 세부사항을 보여주는 도면의 도움으로 발생한다. 전술한 특징과 앞으로 설명할 특징은 각각 개별적으로 실현될 수 있거나, 본 발명의 변형예에서 임의의 유리한 조합으로 여러 가지가 결합되어 실현될 수 있다. 도면에 도시된 특징은 본 발명의 특징이 명확하게 보일 수 있도록 예시되어 있다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 필터 엘리먼트를 갖는 본 발명에 따른 에어 필터를 통한 개략적인 단면도를 도시하며;
도 2는 본 발명에 따른 필터 엘리먼트의 필터 본체를 통한 개략적인 종단면도를 도시하며;
도 3은 본 발명에 따른 필터 엘리먼트의 개략적인 사시도를 도시하며;
도 4는 도 3의 필터 엘리먼트를 통한 단면도를 개략적인 상세도로 도시하며;
도 5는 도 3의 필터 엘리먼트를 통한 종단면도를 개략적인 상세도로 도시하며;
도 6은 본 발명에 따른 필터 엘리먼트의 추가 실시예를 통한 단면도를 개략적인 상세도로 도시하며;
도 7은 필터 엘리먼트의 추가 실시예를 통한 종단면도를 개략적인 상세도로 도시하며;
도 8은 필터 엘리먼트의 제3 실시예의 개략적인 사시도를 도시하며;
도 9는 흐름 채널을 갖는 필터 장치를 개략적으로 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 엘리먼트(filter element)(12a)를 갖는 에어 필터(air filter)의 단면을 개략적으로 도시한다. 필터 엘리먼트(12a)는 필터 하우징(14) 내에 유지된다. 필터 하우징(14)은 오염된 공기를 위한 입구(18)를 갖는 필터 커버(16) 및 필터 엘리먼트(12a)에 의해 정화된 공기를 위한 출구(22)를 갖는 필터 포트(20)를 포함한다. 오염된 공기는 입구(18)로부터 필터 엘리먼트(12a)를 통해 흘러 정화되고 이어서 출구(22)를 통해 필터 하우징(14) 밖으로 흐른다. 필터 엘리먼트(12a)의 둘레방향 밀봉부(circumferential seal)(24)는 필터 포트(20)와 필터 커버(16) 사이에 클램핑되어 유지된다. 밀봉부(24)는 오염된 공기가 필터 하우징(14) 내의 필터 엘리먼트(12a)를 지나 흐르는 것을 방지한다. 또한, 밀봉부(seal)(24)는 필터 하우징(14)에 필터 엘리먼트(12a)를 고정한다.
도 2는 필터 엘리먼트(12a)(도 1 참조)의 필터 본체(26)를 통한 개략적인 종단면을 도시한다. 필터 본체(26)는 동일한 형상을 가지며 필터 본체(26)의 길이 방향(32)으로 서로 인접한 개별 벨로우즈(30a, 30b)가 결합된 프로파일(28)을 갖는다. 특히, 프로파일(28)은 서로 인접한 반복되는 개별 벨로우즈(30a, 30b)로 결합된다. 개별 벨로우즈(30a, 30b)는 길이 방향(32)에 수직인 수직축 방향(34)으로 위쪽으로 개방되도록 설계된다. 길이 방향(32)은 도 1의 도면 평면에 수직으로 연장된다.
도 3은 필터 엘리먼트(12a)의 제1 실시예의 등각도를 도시한다. 필터 엘리먼트(12a)의 필터 본체(26)는 오염된 공기를 정화하기 위해 접힌(주름진) 필터 매체(folded filter medium)(36)를 포함한다. 필터 엘리먼트(12a)의 제1 측면 스트립(38a) 및 제2 측면 스트립(38b)은 섬유질 재료로 구성된다. 필터 본체(26)를 밀봉하기 위해 제1 측면 스트립(38a)은 제1 밀봉 섹션(40a)을 포함하고, 제2 측면 스트립(38b)은 제2 밀봉 섹션(40b)을 포함하며, 이들은 서로에 대해 반대 위치에 있는 제1 및 제2 단부 면(42a, 42b)에서, 필터 매체(36)의 주름부(접힘부) 에지(fold edges)(44a, 44b)에 횡방향으로, 배열된다.
필터 본체(26)는 각각의 밀봉 섹션(40a, 40b)의 상단 에지(46a)(도 4 참조)로부터 각각의 밀봉 섹션(40a, 40b)의 하단 에지(46b)로, 종방향(32)에 수직으로 그리고 주름부 에지(44a, 44b)의 배향에 수직으로 위치하는 수직 축 방향(34)으로 연장된다. 각각의 밀봉 섹션(40a, 40b)의 상단 및 하단 에지(46a, 46b)는 길이 방향(32)으로 연장된다. 각각의 밀봉 섹션(40a, 40b)의 측면(측방향) 에지(46c, 46d)는 상단 에지(46a)로부터 하단 에지(46b)까지, 여기서는 길이 방향(32) 및 수직 축 방향(34)에 대해 비스듬하게 연장된다. 에지(46a-46d)는 제1 밀봉 섹션(40a)에 예시적인 방식으로 도시되어 있다. 필터 본체(26)의 제1 및 제2 단부 표면(48a, 48b)은 밀봉 섹션(40a, 40b)에 수직으로 그리고 밀봉 섹션(40a, 40b)의 측면(측방향) 에지(46c, 46d)를 따라 연장되며 길이 방향(32)으로 필터 엘리먼트(12a)의 외부 표면을 형성한다.
밀봉 섹션(40a, 40b)의 상단 에지(46a)와 단부 표면(48a, 48b)의 단부 주름부(접힘부)(50)(도 5 참조)에서 밀봉부(24)는 필터 본체(26)를 연속적으로 둘러싸서 필터 하우징(14)에 대해 필터 엘리먼트(12a)를 밀봉한다(도 1 참조).
도 4에는 제1 측면 스트립(38a) 영역에서 필터 엘리먼트(12a)의 제1 실시예를 통한 단면이 도시되어 있다. 특히, 필터 본체(26)의 주름부(52)가 끝나는 제1 측면 스트립(38a)의 밀봉 섹션(40a)이 도시되어 있다. 밀봉 섹션(40a)은 밀봉 섹션(40a)의 상단 에지(46a)에 배열되고 주름부(52)의 주름부 에지(44a, 44b) 방향으로 밀봉 섹션(40a)으로부터 돌출하는 터미널 탭(terminal tab)(54a) 내로 통과한다. 제1 측면 스트립(38a)은 여기서는 일체형으로 구현되며; 섬유질 재료로 구성되는 동일한 피스가 밀봉 섹션(40a)과 제1 탭(54a)을 형성한다.
제1 탭(54a)은 필터 본체(26)로부터 멀어지는 방향으로 배향된다. 제1 탭(54a)은 밀봉부(24)에 잠겨서 밀봉부(24)가 제1 탭(54a) 둘레에 맞물린다. 필터 엘리먼트(12a)의 예시된 제1 실시예에서, 제1 탭(54a)은 단일 층 구성으로 이루어지며 밀봉 섹션(40a)과 함께 단면에서 L 프로파일을 형성한다. 밀봉부(24)는 제1 탭(54a)에 밀봉부(24)를 보다 안정적으로 체결하기 위해 제1 탭(54a)의 관통 개구(58a)를 통과한다. 밀봉부(24)는 제1 탭(54a)으로부터 필터 본체(26)의 주름부(52) 중 적어도 일부까지 연장되어 고정적으로 연결되고 결합된다. 이러한 방식으로, 밀봉부(24)는 필터 하우징(14)(도 1 참조)과 관련하여 필터 엘리먼트(12a)를 밀봉하는 것 외에도 필터 본체(26)를 제1 측면 스트립(38a)에 더 잘 고정시키는 효과가 있다. 제2 측면 스트립(38b)은 제1 탭(54a)에 대응하는 제2 탭(자세히 도시되지 않음)을 포함한다.
도 5는 제1 단부 표면(48a) 영역에서 필터 엘리먼트(12a)의 제1 실시예를 통한 종단면을 도시한다. 필터 본체(26)의 주름부(접힘부)(52)는 V 프로파일(도 2 참조)의 레그에서 제1 밀봉 섹션(40a)(도 3 참조)의 측면 에지(46d)에 평행한 접힌 방향(60)으로 순차적으로 접혀 있다. 필터 본체(26)의 단부 주름부(접힘부)(50)에는 제3 탭(54b)이 고정되고, 특히 접착되어 있으며, 제3 탭(54b)은 밀봉부(24)에 의해 둘러싸여 있다. 제3 탭(54b)은 또한 제3 탭(54b)에 밀봉부(24)를 더 잘 고정하기 위해 밀봉부(24)가 통과하는 관통 개구(58b)를 포함한다. 이러한 맥락에서, 제3 탭(54b)은 필터 본체(26)의 주름부(접힘부)(52)의 접힌 방향(60)에 대해 경사지게 위치된다. 제2 단부 표면(48b)에는 제3 탭(54b)에 대응하는 제4 탭(자세히 도시되지는 않음)이 배치된다.
도 6은 제1 밀봉 섹션(40a) 영역에서 필터 엘리먼트(12b)의 제2 실시예를 통한 단면을 도시한다. 필터 엘리먼트(12a)의 제1 실시예(도4 참조)와 대조적으로, 여기서 제1 탭(54a)은 제2 밀봉 섹션(40b)에서 도시되지 않은 제2 탭과 마찬가지로 이중층 구성으로 되어 있다. 제1 밀봉 섹션(40a)과 함께 제1 측면 스트립(38a) 또는 제1 탭(54a)은 단면이 T 프로파일을 갖는다. 제1 밀봉 섹션(40a)은 제1 탭(54a)의 양측에서 연장되며, 이중층 제1 탭(54a)의 층(64a, 64b) 각각과 함께 제1 밀봉 섹션(40a)은 단면에서 L 프로파일을 형성한다. 제1 탭(54a)의 두 층(64a, 64b)은 제1 탭(54a)의 곡선 섹션을 통해 서로 합쳐진다. 밀봉부(24)는 제1 탭(54a)의 두 층(64a, 64b)을 둘러싸고 두 층(64a, 64b)을 통해 연장되는 관통 개구(58a)를 통과한다.
도 7은 제1 단부 표면(48a) 영역에서 필터 엘리먼트(12b)의 제2 실시예를 통한 종단면을 도시한다. 필터 엘리먼트의 제1 실시예(12a)와 대조적으로, 제3 탭(54b)은 또한 제2 단부 표면(48b)에서 도시되지 않은 제4 탭과 마찬가지로 이중층 구성으로 이루어진다. 제3 탭(54b)의 2개의 층(64c, 64d)은 단면에서 L 프로파일의 각각의 레그를 형성한다. 서로에 대해 놓이고 탭(54b)의 곡선 섹션에 의해 연결된 층(64c, 64d)은 밀봉 섹션(40a)(도 3 참조)의 측면 에지(46d)에 평행하게 연장되는 제1 단부 표면(48a)에 대해 각도를 이루는 방식으로 배향되어 필터 본체(26)의 길이 연장부(32)(도 3 참조)에 대해 평행하게 배향된다. 제3 탭(54b)은 필터 본체(26)의 인접한 단부 주름부(접힘부)(50)에 고정되고, 특히 접착되며, 제1 단부 표면(48a)의 주름부(접힘부) 에지(44a)에서 지지될 수 있다.
도 8은 측면 스트립(38a, 38b)(도 3 참조) 외에 측면 스트립(38b)을 도면에서 예시적인 방식으로 볼 수 있는 필터 엘리먼트(12c)의 제3 실시예의 개략적인 사시도를 도시하며, 단부 표면(48a, 48b)(도 3 참조)에 헤드 스트립이 있으며, 그 중 헤드 스트립(39a)이 도 8에서 예시적인 방식으로 볼 수 있다. 헤드 스트립은 특히 단부 표면(48a, 48b)을 밀봉하는 역할을 한다. 헤드 스트립과 측면 스트립(38a, 38b)은 함께 밀봉부(24)로 필터 엘리먼트(12c)를 측방향으로 밀봉하는 둘레방향의 완전한 스트립(66)을 형성한다. 헤드 스트립 및/또는 측면 스트립(38a, 38b)은 특히 재료로서 판지를 포함한다. 수직축 방향(34)에서, 필터 본체(26)는 밀봉부(24)를 지나 수직축 방향(34)에 대해 경사진 표면으로 돌출한다. 필터 본체(26)는 예를 들어 단부 표면(48a)에서 단부 표면(48b)을 향해 필터 엘리먼트(12c)의 높이가 증가하도록 다양한 높이의 주름부(접힘부)를 가질 수 있다. 이러한 맥락에서, 밀봉부를 연결하기 위한 탭은 헤드 스트립(39a, 39b)뿐만 아니라 각각의 측면 스트립(38a, 38b)을 접어서 유리하게 형성될 수 있고 따라서 이중층 구성이 될 수 있다. 대안으로, 측면 스트립 및/또는 헤드 스트립의 2부분 구성이 가능하며, 즉, 2개의 밀봉 섹션이 덮힐 필터 본체의 각 측면에 겹쳐서 적용되고, 다른 하나의 상단에 있는 밀봉 섹션에는 자유단 섹션이 구부러져 탭이 형성된다. 이러한 방식으로 유입측과 유출측으로부터 간격을 두고 단층 탭 구성이 가능하게 된다. 바람직하게는 밀봉부는 탭 위에 발포된다.
도 9는 여기서는 제1 실시예(12a)의 예시적인 방식으로 필터 엘리먼트가 프로파일 프레임(profile frame)(72)에 의해 유지되는 흐름 채널(70)을 갖는 필터 장치(68)를 개략적으로 도시한다. 필터 엘리먼트(12a)는 흐름 채널(70)의 단면을 통해 연장된다. 이러한 방식으로, 필터 엘리먼트(12a)는 흐름 채널(70)을 원시 공기측(raw air side)(74)과 청정 공기측(clean air side)(76)으로 분리한다. 오염된 공기는 필터 엘리먼트(12a)를 통해 원시 공기측(74)으로부터 청정 공기측(76)으로 기류(78)로 흐른다. 필터 엘리먼트(12a)는 특히 예를 들어 밀봉부(24)에 대한 클램핑력에 의해 마찰 끼워맞춤 및/또는 형태 끼워맞춤으로 프로파일 프레임(72)에 유지된다. 흐름 채널(70)에는 도시되지 않은 유지보수 접근부(servicing access)가 제공될 수 있다.
10 에어 필터
12a, 12b 필터 엘리먼트
14 필터 하우징
16 필터 커버
18 입구
20 필터 포트
22 출구
24 밀봉부
26 필터 본체
28 필터 본체의 프로파일
30a, b 개별 벨로우즈
32 길이 방향
34 수직축 방향
36 필터 매체
38a, b 측면 스트립
39a 헤드 스트립
40a, b 밀봉 섹션
42a, b 단부 면
44a, b 주름부(접힘부) 에지
46a, b 밀봉 섹션의 상단, 하단 에지
46c, d 밀봉 섹션의 측면 에지
48a, b 단부 표면
50 단부 주름부(접힘부)
52 주름부(접힘부)
54a 제1 탭
54b 제3 탭
58a, b 관통 개구
60 접힌 방향
64a-d 탭의 층
66 완전한 스트립
68 필터 장치
70 흐름 채널
72 프로파일 프레임
74 원시 공기측
76 청정 공기측
78 공기 흐름(기류)

Claims (17)

  1. 공기를 여과하기 위한 필터 엘리먼트(12a, 12b, 12c)로서,
    a) 접힌(주름진) 필터 매체(36)를 포함하는 필터 본체(26);
    b) 섬유질 재료의 제1 측면 스트립(38a)으로,
    필터 매체(36)의 주름부 에지(44a, 44b)에 횡방향으로 연장되는 제1 단부면(42a)에서 필터 본체(26)를 밀봉하는 밀봉 섹션(40a), 및
    밀봉 섹션(40a)으로부터 돌출하고 바람직하게는 주름부 에지(44a)의 방향으로 연장되는 제1 탭(54a)을 갖는 제1 측면 스트립;
    c) 제1 탭(54a) 주위에 맞물리는 둘레방향 밀봉부(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 탭(54a)은 밀봉 섹션(40a)의 말단에 배열되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  3. 제1항에 있어서,
    밀봉 섹션(40a)은 제1 탭(54a)의 양측에서 연장되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  4. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 탭(54a)은 단일층으로 구현되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  5. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 탭(54a)은 다층, 특히 이중층으로 구현되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  6. 제5항에 있어서,
    제1 탭(54a)의 두 층(64a, 64b)은 서로 접착되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 탭(54a)은 제1 측면 스트립(38a)의 밀봉 섹션(40a)에 접착되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 탭(54a)과 제1 측면 스트립(38a)의 밀봉 섹션(40a)은 일체형으로 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  9. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 측면 스트립(38a)은 부직포 재료 또는 판지로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  10. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 탭(54a)은 밀봉부(24)가 통과하는 관통 개구(58a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  11. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉부(24)는 발포 재료, 특히 폴리우레탄 폼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  12. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 탭을 갖는 제2 측면 스트립(38b)을 갖고, 제2 측면 스트립(38b)은 주름부 에지(44a, 44b)에 횡방향으로 연장되는 제2 단부면(42b)에서 필터 본체(26)를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  13. 제12항에 있어서,
    제1 측면 스트립(38a)과 제2 측면 스트립(38b) 사이에 제3 및 제4 탭(54b)이 필터 본체(26)에 배열되며, 제1, 제2, 제3, 제4 탭(54a, 54b)은 쌍으로 서로 인접하며 필터 본체(26)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  14. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 제1 탭(54a)에는 보강 요소가 배열되며, 보강 요소는 바람직하게는 둘레방향 플라스틱 링으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  15. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 섹션(40a, 40b)에 수직으로 그리고 밀봉 섹션(40a, 40b)의 측면 에지(46c, 46d)를 따라 연장되는 단부 표면(48a, 48b)에 적어도 하나의 헤드 스트립(39a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  16. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 따른 필터 엘리먼트(12a, 12b, 12c)와, 필터 포트(20)와 필터 커버(16)를 포함하는 필터 하우징(14)을 갖는 에어 필터(10)로서, 밀봉부(24)는 필터 포트(20)와 필터 커버(16) 사이에 클램핑되어 유지되는 것을 특징으로 하는 에어 필터.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 필터 엘리먼트(12a, 12b, 12c)와 공기 흐름(78)이 흐를 수 있는 흐름 채널(70)을 갖는 필터 장치(68)로서, 필터 엘리먼트(12a, 12b, 12c)는 흐름 채널(70)을 통한 공기 흐름(78)의 방향에 수직으로 연장되며 바람직하게는 프로파일 프레임(72)에 결합되어 흐름 채널(70)에 유지되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
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