KR920001252B1 - 필터부재와 그 제조방법 - Google Patents

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요시히꼬 오오야
요시히로 다끼
슈유지 야마구찌
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닛뽕 덴소오 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

필터부재와 그 제조방법
제1도는 본 발명의 첫번째 특징을 나타내는 필터부재의 전체 투시도.
제2도는 첫번째 특징의 필터부재의 부분 단면도.
제3도와 제4도는 제조단계를 나타내는 도면.
제5도는 본 발명의 필터부재의 조작을 나타내는 도면.
제6도와 제7도는 본 발명의 두번째 특징을 나타내는 필터부재의 부분 확대도.
제8a도와 제8b도는 각각 두번째 특징에서 관형조립체의 내측과 외측 주변상의 유체통로(3)의 상태를 나타낸 개략도.
제9도는 본 발명의 세번째 특징을 나타낸 필터부재의 단면도.
제10도는 본 발명의 네번째 특징을 나타낸 여과재의 투시도.
제11도는 유체를 여과하는 조작을 나타낸 도면.
제12도는 본 발명의 합체된 연료필터의 구조를 나타낸 전체도.
제13도는 유체통로의 외경에 대한 체적, 수와 압력손실의 관계를 나타낸 특성 그래프.
제14도와 제15도는 각각 파형여과재의 평면도와 투시도.
제16도는 접착부재의 투시도.
제17a도와 제17b도는 각각 접착 전후의 두 파형여과재의 상태를 나타낸 정면도.
제18도는 본 발명의 필터부재 제조방법의 다른 특징을 나타낸 투시도.
제19도는 본 발명의 다섯번째 특징을 예시한 필터부재의 전체 투시도.
제20도와 제21도는 제19도 필터부재의 제조방법을 나타낸 도면.
제22도와 제23도는 제19도 필터부재의 부분 확대도.
제24a도와 제24b도는 본 발명의 여섯번째 특징에 따른 제조방법을 나타낸 도면.
제25a도와 제25b도는 본 발명의 일곱번째 특징에 따른 제조방법을 나타낸 도면.
제26도와 제27도는 각각 본 발명의 여덟번째와 아홉번째 특징에 따른 여과재를 나타낸 투시도.
제28a도와 제28b도는 각각 제22도에서 내측과 외측 주변상의 유체통로의 상태를 나타낸 개략도.
제29도는 제19도 필터부재의 부분 확대도.
제30도는 본 발명의 열번째 특징에 따른 필터부재의 전체 투시도.
제31도와 제32도는 열번째 특징에 따른 제조방법을 나타낸 도면.
제33도와 제34도는 열번째 특징의 변형을 나타낸 필터부재의 부분 확대도.
제35a도와 제35b도는 유체통로를 밀폐하는 접착단계를 나타낸 도면.
제36도와 제37도는 종래 필터부재의 부분 확대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,2 : 파형여과재 3 : 유체통로
11,21 : 돌출부 12,22 : 요입부
13,23 : 중복부 14,24 : 연결부
16,19 : 비접착부 31 : 유로(流路)
54 : 접착시이트
본 발명은 예를들어 차량 연료필터와 오일필터와 같은 여러 가지 형의 필터에서 사용하는데 적합한 필터부재와 그 제조방법에 관한 것이다.
필터 성능을 개량하기 위하여, 여과재 시이트를 꽃잎 또는 국화 단면의 형상으로 묶어서 형성된 통상의 필터 소재 대신에, 단위 체적당 더 큰 유효 여과면적을 갖는 벌집형 구조의 필터부재가 제안되었다.
예를들면, 일본국 특허공 제 61-50612호 또는 미국특허 제 2,599,604호 에는 평판여과재와 파형여과재를 서로 융합시킨 다음 조립체를 나선형으로 압연(壓延)하여 많은 소공을 갖는 원통형 적층을 이루도록 만든 필터부재가 서술되어 있다.
제36도에 도시된 바와같이 구성된 필터부재에서 원통형 적층의 한 단면은 파형(波形)여과재(7)와 평판여과재(8)의 요입부(71)로 된 유로(流路)(91)의 흡입구에서 밀봉되는 반면에, 이의 다른 단면은 파형여과재(7)와 평판여과재(8)의 돌출부(72)로 된 유로(92)의 배출구에서 밀봉되고, 또한 유로(91)의 배출구를 떠나면서 개방된다. 여과되는 유체는 유로(92)의 흡입구로 주입되고, 졍화된 여액은 여과재(7),(8)를 통과한 후 유로(91)에서 나와 여과된다.
그러나, 상술한 종래의 구조는 다음과 같은 결점이 있다. 유체가 여과되는 압력 또는 여과재의 밀폐와 같은 요인으로 인하여 흡입구쪽의 유로(92)와 배출구쪽의 유로(91)사이의 차압(differential pressure)이 증가되므로서 평판여과재(8)가 변형된다. 제37도에서 점선으로 표시한 바와같이, 배출구쪽의 유로(91)를 좁게하고 막아버리므로써 필터 성능을 저하시킨다.
다른 문제로는 여과재를 함께 나선형으로 압연하면, 평판여과재(8)의 내측과 파형여과재(7)의 외측 사이의 원주길이의 차이로 인하여 유로는 붕괴되는 것이다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하는데 있고, 또한 본 발명의 목적은 양호한 여과성능을 갖고 여과재의 변형과 유압 또는 차압의 증가로 일어나는 유로의 차단과 같은 결함이 없는 필터부재를 제공하는데 있다. 다른 목적은 나선형으로 압연할 때, 여과재의 붕괴를 방지하고 여과성능을 개량하기 위하여 모든 체적을 완전하게 사용하는데 있다.
본 발명은 다음과 같이 이루어지는 필터부재를 제공한다. 여과재로 형성되고 단면이 시라제로 원형인 중복된 각 관은 관의 축이 서로 평행으로 위치하는 관형조립체로서 나란히 배열되고, 관 사이 개구는 그 단부가 유체를 여과하는 흡입구쪽으로 작용하는 관형조립체의 한 단부에서 밀폐되며, 반면에 관내 개루는 관형조립체의 반대편 단부에서 밀폐되고, 모든 관 사이 개구의 전체 단면적은 모든 관내 개구의 전체 단면적 보다 작으나, 유체를 관형조립체에 공급하는 흡입구 또는 배출구의 최소 단면적 보다는 크게 이루어진다.
제1도와 제2도에 있어서, 필터부재는 돌출부 또는 저부(12),(22)에서 서로 결합되는 파형여과재(1),(2)의 두 시이트로 이루어진다. 결합된 여과재는 나선형으로 압연하여 실제 단면이 원형인 대량의 유체통로(3)를 갖고 이들의 축이 서로 평행으로 놓이게 나란히 배열된 관형조립체를 제공한다. 관형조립체는 유체통로(3)사이에 있는 개구가 (52)에서 밀봉되는 한 단면과 유체통로(3)가 밀폐되는 다른 단면을 갖는다.
파형여과재(1),(2)에 있어서, 내면에 위치하는 여과재(1)의 돌출부 또는 상부(11)는 나선형으로 압연할 때, 외면에 위치하는 여과재(2)의 돌출부 또는 상부(21)보다 원주길이를 더 작게 갖도록 한다.
나선형의 내면과 외면에 따른 유체통로 사이의 공간을 변경하여 인접한 유체통로(3)가 서로 접촉되도록 배열하므로써 유효한 여과면적이 증가될 수 있다.
바람직하기로는, 모든 관 사이 개구의 전체 단면적이 모든 관내 개구의 전체 단면적 보다 더 작으나, 유체가 유동하는 흡입구 또는 배출구의 최소단면적 보다 더 크게 될 때이다.
더우기, 제10도에 도시된 바와같이, 여과재의 두 시이트는 서로 부분적으로 결합되는 반면에, 각 저부(12),(22)사이에서 비접착부(51)가 남게 된다.
더불어, 관형조립체는 인접한 중복부를 서로 연결시켜 다수의 중복부와 연결부가 이루어지도록 여과재의 한 시이트를 결합시킨 다음 중복부를 관형상으로 펼쳐서 형성시킨다.
유압은 제1도에서 화살표로 표시한 바와같이 방사적으로 작용한다.
본 발명은 이와같은 특성을 만든다. 따라서, 유체통로(3)가 실제 단면이 원형이기 때문에 여과되는 유체압력 또는 유체통로(3)의 내부와 외부 사이의 차압이 증가하더라도 생성된 힘이 유체통로(3)의 벽에 균등하게 작용하므로 유체통로(3)는 변형하지 않을 것이다.
더우기, 모든 관 사이 개구의 전체 단면적을 흡입구 또는 배출구의 최소 단면적 보다 더 크게 하므로써 유체는 이의 유동에 있어 방해를 받지 않으며, 유체통로의 표면적은 여과 효율을 개량하는데 크게 기여한다.
나선형으로 압연할 때, 내면에 위치한 여과재(1)의 돌출부(11)가 더 짧은 원주길이를 가지게 되기 때문에 내면여과재(1)와 외면여과재(2)사이에서 원주길이의 차이가 일어나지 않으므로 어떠한 유체통로(3)는 붕괴되지 않는다.
또한, 관형조립체는 여과재의한 시이트를 사용하여 쉽게 형성시킬수 있고, 이로서 제조단계가 간단하게 된다.
본 발명에서 실제로 단면이 원형인 각 유체통로가 유압 또는 차압의 증가로 인한 여과재의 어떠한 변동도 피할 수 있으므로 양호한 성능을 갖는 필터 부재를 제공한다.
나선형으로 압연할 때 내면에 위치하는 여과재의 돌출부가 더 짧은 원주 길이를 갖도록 배열되므로 유체통로는 붕괴로 부터 방지될 수 있고, 이로서 여과재를 압연하여 나선형으로 만들 수 있다.
유체통로가 서로 밀착하여 위치하므로 대량의 유체통로가 단위 체적당 위치할 수 있기 때문에 여과 효율은 개량된다. 더우기, 인접한 유체통로가 서로 접촉되게 배열되거나, 함께 필터부재를 구성하는 두 시이트는 서로 부분적으로 결합되게 배열되므로써 단위 체적당 유효 여과면적은 증가되어 여과성능을 더 강화한다. 또한, 여과재의 한 시이트를 사용하여 관형조립체를 쉽게 제조할 수 있으므로 제조단계는 간소화 된다.
이후, 본 발명을 구조를 예시하여 설명할 것이다.
제12도는 엔진에 연료를 공급하기 위하여 연료라인의 중간에 배치된 연료탱크를 나타낸 것이다. 다음에 상세히 설명하는 본 발명의 필터부재(E)는 철 또는 수지로 만든 필터케이스(F)는 철 또는 수지로 만든 필터케이스(F)로 외곽을 이룬다. 필터부재(F)는 이의 외주변에서 접착수단(F1)에 의하여 필터케이스(F)의 내벽에 고착된 상단부를 갖는다. 필터케이스(F)는 위로부터 커버(F2)로 커버되고, 이는 이의 외주변에서 코오킹에 의하여 필터케이스의 상단개구에 고정된다.
연료는 필터부재(E)를 통하여 여과되기 위하여 커버(F2)의 중심에 배치된 흡입구(F3)에서 연료필터로 주입된 다음, 필터케이스(E)의 저면에 배치된 배출구(F4)에서 엔진(도시되지 않았음)으로 공급된다.
제1도는 본 발명의 필터부재(E)를 나타낸 투시도이다. 도시된 바와같이, 필터부재(E)는 원통형이고 단면이 원형이며, 축방향으로 서로 평행으로 나란히 배열된 대량의 각 유체통로(3)를 갖는다. 필터부재(E)는 제3도와 제4도에 도시된 방법으로 다음과 같이 제조된다.
필터부재(E)는 제3도에 도시된 바와같이, 돌출부 또는 상부(11),(21)를 갖도록 파형로울러 등에 의하여 형성된 파형여과재(1),(2)의 두 시이트로 이루어지며, 이들 각각은 실제로 반원형 단면을 갖고, 평면요입부 또는 저부(12),(22)가 각각 선택적으로 놓여 있다. 파형여과재(1),(2)는 각각 여과지, 부직포, 철망 또는 합성섬유와 같은 원하는 재료로 만든다. 연료필터를 통하여 여과되는 연료의 유속은 다른 오일필터 등을 통하여 여과되는 유체의 유속 보다 더 낮기 때문에 0.14mm만큼 얇은 두께를 갖는 여과재(1),(2)를 사용할 수 있다.
파형여과재(1),(2)는 서로 적층되고, 이들의 요입부(12),(22)는 접착제(51)의 사용으로 서로 결합되어 각 돌출부(11),(21)에 의하여 둘러싸인 관형공간(또는 관)을 이루고, 이들 관형공간은 유체통로(3)로서 역할을 갖는다. 여기서 중첩된 파형여과재(1),(2)는 제4도에 도시된 바와같이, 유체통로(3)의 축에 대하여 횡방향으로 압연되므로서, 나선형의 필터부재(E)를 공급한다. 이때, 접착제(52)는 연료가 주입되는 쪽으로 필터부재(E)의 한 단면에서 유체통로(3)의 외주변에 사용되므로 개구를 밀봉하면서 유체통로(3)사이에 남는다. 다른 단면에서, 접착제(53)는 유체통로(3)의 개구에 충전되어 이를 밀폐한다. 따라서, 연료 흡입구쪽에서 개방되고 반대쪽에서 밀폐되는 유체통로(3)는 물론, 유체통로(3)사이에서 이루어지는 연료 흡입구쪽에서 밀폐되고 반대쪽에서 개방되는 유로(31)를 형성한다.(제5도 참조).
상기 배열에 따라 제1도에 도시된 유체통로(3)의 단면적(S1)의 전체값(ΣS1)은 각 유체통로(3)가 관형이기 때문에, 종래와 비교하여 유체통로(3)로 둘러싸인 개구의 단면적(S2)로 둘러싸인 개구의 단면적(ΣS2)보다 훨씬 더 크게 만들 수 있다. 이로서, 유체통로(3)의 전체 표면적을 증가시키고, 큰 범위까지 여과용량을 개량시킨다. 역으로 서술하면, 여과 용량을 보강할 필요가 없으면 필터부재의 전체 크기를 유체통로(3)의 수를 감소시키므로서 더 작게 만들 수 있다.
그러나, 유체통로(3)에 의하여 둘러싸인 개구의 단면적(S2)의 전체값(ΣS2)은 연료를 연료필터에 공급하는 흡입구(F3) 또는 배출구(F4)의 최소 단면적(S3)보다 더 커야 한다. 그 이유는 유체통로(3)를 통하여 연료(유체)의 유동을 방해하는 가동성을 피하기 위해서이다.
유체통로(3)의 외경(d)의 크기는 제13도에 언급된 바에 의하여 생각될 수 있을 것이다. 제13도에서 수평축석은 외경(d(mm))을 나타내고, 수직축선은 부재체적(V(㎤))과 유체통로수(N)를 나타낸다.
여기서, 실선(A),(B)은 부재체적에 대한 곡선을 나타내고, 파선(A1),(B2)은 유체통로수에 대한 곡선을 나타내며, 일-도트(one-dot)쇄선(C)은 유체통로에서 압력손실을 나타내는 곡선이다.
제13도에서 볼 수 있는 바와같이, 유체통로(3)의 외경(d)은 더 작기 때문에 전체 표면적은 증가될 수 있고, 그러므로 부재체적(V)은 실선(A),(B)으로 표시되는 바와같이 감소될 수 있다. 그러나, 파선(A1),(B2)에 의하여 표시된 바와같이 유체통로수(N)는 증가되어야만 하고, 이는 제조에 필요한 단계의 수를 철저하게 증가시킨다. 또한, 일-도트 쇄선(C)으로 표시된 바와같이, 유체통로의 외경이 1.5mm 보다 더 작게 감소하면, 유체통로에서 압력손실의 증가가 시작됨을 알 수 있다.
부재체적(V), 유체통로수 (N)와 압력손실의 상기 요인에 관하여 검토하여 보면, 가장 높은 효율은 1.5mm~2.5mm의 유체통로의 외경(d)에서 발견된다.
더우기, 제2도에 도시된 바와같이, 필터부재(E)는 나선형으로 압연할 때, 여과재(1)의 돌출부(11)가 내측에 위치하도록 배열되고, 이는 외측에 위치하는 여과재(2)의 돌출부(21) 보다 더 작은 원주길이를 갖는다. 다시 말해서, 돌출부(11),(21)의 원주길이를 고정시켜 파형여과재(1),(2)사이의 결합부분이 나선반경(r)으로 이루어지는 원(C)상에 위치하게 한다.
이와같이 제조한 필터부재(E)의 조작은 제5도에 따라 설명할 것이다. 도면에서 화살표로 표시한 바와같이, 연료를 유체통로(3)에 주입하고 파형여과재(1),(2)로 통과시켜 여과한다. 유체통로(3)사이에서, 연료 흡입구쪽에서 밀봉된 유로(31)가 이루어지므로서 정화된 연료가 유로(31)를 통하여 엔진에 공급된다.
이때, 각 유체통로는 실제 단면이 원형을 갖도록 형성되기 때문에, 여과되는 유체의 상승된 압력 또는 여과재의 막힘으로 인한 유체통로(3)의 내부와 외부 사이의 차압의 증가로 인한 유체통로(3)의 어떠한 변형도 피할 수 있으므로, 여과성능의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 파형여과재(1),(2)의 돌출부(11),(21)를 고정하여 이구조에서 나선반경(r)에 해당하는 이의 원주길이를 갖도록 하기 때문에, 유체통로는 나선형으로 압연할 때 이들의 외주변부에서 변형되거나 붕괴되지는 않는다.
제6~8도는 본 발명의 두번째 특성을 나타낸 것이다. 상기 첫번째 특징에서 파형여과재(1),(2)의 결합부분, 즉 이의 요입부(12),(22)는 나선반경(r)으로 이루어진 원(C)상에 위치하도록 하므로써, 각 결합부분의 양쪽에 인접한 유체통로(3)는 서로 접촉하지 않는다.
나선반경(r)으로 이루어지는 원(C)의 외측(또는 내측)상에 결합부분이 위치하므로 모든 인접한 유체통로(3)가 서로 밀접하게 접촉하는 구조로 될 수 있다.
제6도에서, 외측 파형여과재(2)는 내측 파형여과재(1)의 돌출부(11)보다 더 낮은 높이를 갖는 돌출부(21)를 갖는다. 따라서, 파형여과재(1),(2)의 돌출부(11),(21)는 두 형상과 원주길이를 가지므로 파형여과재를 내측에 위치하는 여과재(1),(2)의 결합부분은 나선반경(r)으로 이루어지는 원(C)의 외측에 위치하게 된다.
상기 구조에 따라 모든 인접한 유체통로(3) 사이의 개구 또는 간격은 감소되고, 단위 체적당 유체통로(3)의 밀도가 증가되어 유효 여과면적이 크게 증가된다. 대조적으로, 종래와 같은 여과성능을 실현시키는데 더 작은 체적이 요구되므로, 필터부재의 크기와 중량이 감소된다.
더우기, 여과재(1),(2)를 나선형으로 압연할 때, 제8a도와 제8b도에서 볼수 있는 바와같이, 곡률의 반경은 외주면에 대하여 더 크게 되어 내측 나선은 더 작은 곡률의 반경을 갖는다. 그러므로, 내측으로 압연된 여과재(2)의 부분이 외측으로 압연된 이의 부분에 대한 길이(ℓ2)보다 인접한 돌출부(21)사이에서 더 큰 길이(ℓ1)를 갖는 것이 요구된다. 따라서, 이 구조에서 제7도에 표시한 바와같이, 여과재(1)의 돌출부(11)의 호상길이(ℓ4)와 여과재(2)의 돌출부(21)의 호상길이(ℓ3)는 다음 표 1과 같이 표시된다.
[표 1]
Figure kpo00001
특히, 내측에서 순차적으로 압연하는 단계에서 관(관형공간)의 명시된 수에 따른 호상길이(ℓ3)와 호상길이(ℓ4)사이의 관계를 변경하므로써, 최대로 인접한 유체통로(3)사이의 간격을 없애고, 그러므로서 유체통로를 나선형으로 밀접하게 압연한다.
제9도는 본 발명의 세번째 특징을 나타낸 것이다. 이 특징에서는 유체통로(3)를 미리 이의 배열을 계획하여 필터부재(E)의 외주변이 실제로 진원이 되도록 하고, 돌출부(11),(21)의 형상과 원주길이가 그 계획에 맞도록 한다. 여과재를 나선형으로 압연할 때, 유체통로(3)는 이들의 위치에서 조절되므로 필터부재(E)의 외주변은 실제 진원으로 존재한다.
제1도에 도시된 첫번째 특징은 압연된 여과재의 말단위치에서 계단차이(a)를 나타내고, 필터부재의 외주변이 필터소재가 케이스로 외곽을 이룰 때 필터케이스의 내주변 표면과 완전하게 밀접한 접촉은 되지 않으므로, 밀봉작업을 행하는 것을 어렵게 한다. 그러나, 이 구조에서 필터부재의 외주변은 실제 진원을 가지기 때문에, 필터부재의 외주변은 필터케이스의 내부변 표면과 완전하게 밀접한 접촉을 가지므로 밀봉작업을 용이하게 한다. 이로서, 케이스에서 공간을 효과적으로 이용할 수 있다.
제10도는 본 발명 네번째 특징을 나타낸 것이다. 이러한 특징에 따라 파형여과재(1),(2)의 두 시이트를 이들의 요입부(12),(22)에서 접합 시킬 때, 접착제(51)를 요입부(12)의 전체 표면에 사용하지 않고 부분적으로 사용하여 비접착부(19)가 남도록 한다. 이로서, 비접착부(19)는 여과기능을 나타내는 것은 물론 유효여과면적이 증가되므로서 여과성능이 개량된다.
전술한 특징에서, 유체통로(3)와 유체통로(3)사이에 있는 개구를 제4도에 도시된 바와같이 접착제(52),(53)를 사용하여 밀폐시킨다. 이와같은 밀폐는 제14도 내지 제18도에 도시된 바와같이 다른 방법으로 행할 수 있다.
더우기, 제14도와 제15도에 도시된 바와같이, 폴리아미드 열용융 접착제로 만든 접착시이트(54)는 열압되기 전에 파형여과재(1),(2)의 한 단면에 일시적으로 접착된다. 여기서, 접착시이트(54)는 100μ두께로 형성된다. 관련 파형여과재(1)는 파형로울러 등을 사용하여 한 단면에 일시적으로 접착된 접착시이트(54)를 갖는 벨트 모양의 평판여과재(1)를 실제 단면이 반원형인 각 돌출부(11)와 평면요입부(12)가 형성되도록 하여 얻는다. 얻은 파형여과재(1)와 유사하게 형성시킨 다른 파형여과재(2)를 서로 적층되게 한 다음, 접착제(51)를 사용하여 이들의 요입부(12),(22)에서 서로 접합시킨다. 여과재들의 한 단면을 열압하여 양 재료를 접착시이트(54)로서 접합시키므로 서로 유체통로(3)가 밀폐된다.
유체통로(3)에 있는 개구는 제16도에 도시한 바와같이, 양쪽이 파형형으로 형성되어 있는 폴리아미드 접착부재(6)를 흡입구쪽에서 유체통로(3)사이에 넣으므로써 밀봉될 수 있으며, 한편, 여과재는 압연된 다음 열풍 등에 의한 가열로 여과재의 반대편 단면에 접착부재(6)가 융합된다. 특히, 접착부재(6)는 각각 파형여과재(1),(2)의 돌출부(11),(21)와 요입부(12),(22)에 해당하는 돌출부 또는 상부(61)와 요입부 또는 저부(62)로 이루어지는 파형형상을 갖는다. 나선형으로 압연할 때, 유체통로(3)는 각 요입부(62)에 맞추어지게 된다. 유체통로(3) 사이에 있는 개구는 가열하여 융합하므로서 밀봉될 수 있다.
제4도에 도시한 접착방법으로는 관형공간의 모든 코노까지 접착제를 사용하지 못하고 부분적으로 밀봉하지 못하는 염려가 수반되지만, 제17b도에 도시된 바와같이, 접착시이트(54)를 사용하고, 이를 열압에 의하여 접합 시키는 방법은 높은 신뢰도를 가지고 유체통로(3)를 밀폐시킬 수 있으며, 제조법을 용이하게 실시할 수 있게 한다.
유체통로(3)사이에 있는 개구의 밀봉에 이어서, 전술한 방법이 서로 근접한 유체통로 사이의 작은 틈에서 부분적으로 밀봉되지 않는 결함을 가지더라도, 여과재를 나선형으로 압연할 때 유체통로 사이에 있는 밀봉된 개구에 해당하는 파형과 예정된 폭을 갖는 접착부재(6)를 사용하므로서 완전한 밀봉을 제공할 수 있고, 접착단계를 간소화 할 수 있다.
접착시이트(54)와 접착부재(6)는 상기 언급한 폴리아미드 접착제에 한정되는 것은 아니고, 다른 폴리에스테르 또는 우레탄 열용융 접착제, 또는 에폭시나 폴리우레탄 열-강화 가요성 접착제를 사용할 수 있다.
제19도 내지 제21도는 본 발명의 다섯번째 특징을 나타낸다.
다섯번째 특징에 따라 제20도에 도시된 바와같이, 여과재(1)의 한 시이트는 서로 중첩되어 접혀져 있는 여과재의 예정된 부분지역을 이루는 중복부(13)와, 인접한 중복부(13)와 서로 연결되어 있는 평면연결부(14)를 형성하고, 이들 두 부분(13),(14)은 교대로 위치한다. 폴리 아미드 열용요 접착시이트(55)를 평면상의 여과재(1)위에 높은 다음 결합시킨다. 접착시이트(55)는 접착제(55a)와 지지체(55b)로 이루어진다.
다음, 원형 단면을 갖는 핀을 각 중복부(13)의 여과재 부분 사이에 삽입하여 제21도에 도시된 바와같이, 관형 유체통로(3)를 갖는 관(15)을 형성시킨다.
제4도에 도시된 첫번째 특징에 따라 중복된 관(15) 또는 유체통로(3)를 갖는 과재를 유체통로(3)의 축에 대하여 횡방향으로 압연하므로써 나선형의 필터부재가 형성된다.
이때, 제22도에 도시된 바와같이, 인접한 관(15)이 서로 접촉하여 배열되도록 여과재를 내측에 위치하는 관(15)으로 압연할 수 있다.
특히, 관계식 P≒d+α(여기서, d는 관의 직경이고 P는 제23도에 도시된 바와같이 중심과 중심의 피치이다)를 만족시키도록 연결부(14)의 길이를 고정하여 유체통로(3)가 서로 밀착되는 구조를 얻음으로써 동일 체적으로 최대의 여과를 할 수 있는 것이다. α는 나선형의 곡률에 따른 설계단계에서 측정됨을 알 수 있다.
다시 말해서, 제28a도에 도시된 바와같이, 내측에서 압연된 관(15)은 제28b도에 도시된 바와같이, 외측에서 압연된 관(15)사이의 연결부(14)의 길이(ℓ2)보다 더 큰 연결부(14)의 길이(ℓ1)(또는 관(15)의 중심과 중심의 피치)를 가져야 한다.
더우기, 필터부재(E)의 제조에서 유체통로(3)는 여과재의 부분을 접어서 중복부(13)를 형성시키고, 이에 평면 접착시이트(55)가 결합되어 형성되기 때문에 제조단계는 간소화 될 수 있다.
제24a도와 제24b도 및 제25a도와 제25b도는 각각 여섯번째와 일곱번째 특징을 나타낸 것으로, 여기서는 여과재의 한 시이트를 접은 후 중복부(13)의 개구 단부를 이들 사이의 오목부분 또는 틈에만 접착제(56)를 사용하여 결합시킨다. 이로서 사용되는 접착제(56)의 양을 절약할 수 있다.
제26도는 접착제(57)를 중복부(13)의 축에 병행되게 파형여과재(1)의 연결부(14)와 평판여가재(2)사이의 부분에 간격을 두고 사용하는 여덟번째 특징을 나타낸다.
제27도에 도시된 아홉번째 특징에서, 접착제(57)는 중복부(13)의 축방향에 수직으로 연장되어 있는 부분에 간격을 두고 사용된다. 이 구조에서 여과 표면으로 작용하는 비접착부(16)를 제공하므로써 유효 여과면적을 증가시키고, 사용되는 접착제의 양을 절약시킨다.
여과재가 제22도에서와같이, 각각 내측과 외측에 위치하는 접착시이트(55)와 관(15)으로 압연되더라도, 이는 제29도에 도시된 바와같이, 각각 내측과 외측에 위치하는 접착시이트(55)와 유체통로(3)로 압연할 수 있다. 이러한 경우에, 관계식 P≒d-α(여기서, d는 관의 직경이고, P는 관의 중심과 중심의 피치이다)가 만족되도로 배열하므로써 나선형으로 압연할 때, 유체통로가 서로 밀착되는 구조를 얻을 수 있다.
그러나, 그와같은 경우에 중복부(13)는 제20도에 도시된 바와같이, 핀을 삽입함과 동시에 여과재를 나선형으로 압연하여 관(15)을 형성하도록 펼쳐져야 한다.
제30도에 도시된 열번째 특징은 후술할 것이다.
제31도에 도시된 바와같이, 여과재(1),(2)는 중복부(13),(23)와 연결부(14),(24)가 각각 형성되도록 하고, 다음 이들은 접착제(58)에 의하여 서로 접착된다. 다음, 중복부(13),(23)를 제20도에 도시된 바와같이, 원형 단면을 갖는 테이퍼 핀을 사용하여 펼쳐서 관(15),(25)이 형성 되도록 한다. 제4도에서 상술한 바와같이, 유체통로(32),(33)를 외측에서 밀봉하여 저면을 갖는 관을 공급하고, 여과재(1),(2)를 나선형으로 압연하고, 유체통로(32),(33)사이에 있는 개구를 접착제(52)로 밀봉하면 필터부재(E)를 얻는다.
이때, 제32도에 도시된 바와같이, 관(15),(25)의 직경(d1),(d2)과 관(15),(25)의 중심과 중심의 피치(P1),(P2)는 관계식 P2≒d2+α와 P1≒d1-α를 만족시키도록 고정된다. 여기서, α는 나선형의 곡률에 따른 설계단계에서 측정된다.
인접한 관(15),(25)이 서로 떨어져 있더라도, 열번째 특징에서 나선형으로 압연할 때, 피치(P1),(P2)와 관의 직경(d1),(d2)이 더 큰 값으로 고정되기 때문에, 제33도에 도시한 바와같이 상기 파라미터를 적절하게 고정하므로써 밀착관계를 갖는 관(15),(25)을 배열하는 것이 가능하므로, 그 결과 단위 체적당 최대여과면적을 확보할 수 있어 최대 효율을 성취할 수 있다.
또한, 제34도에 도시된 바와같이, 관(15),(25)의 피치는 서로 반드시 동일하지는 않으며, P4,P5는 표시된 바와같이 동일하지 않게 설치하는 것으로, 예를들어, 피치(P4)는 피치(P5)보다 더크다.
더불어, 전술한 구조는 제35a도와 제35b도와 같이 변형시킬 수 있다. 특히, 접착시이트(59)는 이의 한단부에서 관(15),(25)의 내주변 표면에 접착되고, 관(15),(25)을 열압하여 접착시이트(59)를 융합시켜 관(15),(25)에 있는 유체통로(32),(33)를 밀폐한다.
상기 구조에서 원형 단면을 갖는 테이퍼 핀을 삽입하여 관(15),(25)을 형성시키는 것을 설명하였으나, 이들은 압축공기를 송풍하거나 중복부(13),(23)를 압축하는다른 방법으로 형성시킬 수 있다.
대량의 유체통로(3)는 모두 상술한 구조에서 동일한 직경을 갖도록 형성되고, 유체통로(3)의 직경은 본 발명의 청구범위내에서 몇몇 부분지역에서 달라질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 변형으로 서로 다른 필터 성능을 갖는 지역을 공급하기 위하여 여과율을 부분적으로 변경시킬 수 있다.
더우기, 유체통로(3)의 단면은 타원형, 난형 또는 다각형일 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 여과재를 나선형으로 압연하여 얻은 관형조립체의 단면은 원형에만 제한되지 않고 타원형, 난형 또는 다각형일 수 있다.

Claims (15)

  1. 여과재(1),(2)로 형성되고, 단면이 원형인 중첩된 각 관(15)을, 이 관(15)의 축이 서로 평행되게 위치하는 관형조립체로 나란히 배열하고; 관(15) 사이 개구는 단부가 유체를 여과하는 흡입구쪽으로 작용하는 상기 관형조립체의 한 단부에서 밀폐되고, 반면에 관(15)내 개구는 상기 관형 조립체의 반대편단부에서 밀폐되며; 모든 관(15) 사이 개구의 단면적이 모든 관내 개구의 전체 단면적 보다는 작으나, 유체를 상기 관형조립체에 공급하는 흡입구(F3)를 또는 배출구(F4)의 최소 단면적 보다 더 크게 이루어짐을 특징으로 하는 필터부재.
  2. 단면이 원형인 대량의 각 관(15)과, 이 인접한 관(15)을 서로 연결하는 연결부(14)를 갖는 하나 또는 그 이상의 여과재(1),(2)를 나선형으로 압연하여, 상기 관(15)의 축이 서로 평행되게 나란히 배열되는 관형조립체를 공급하고, 관(15) 사이 개구를 단부가 유체를 여과하는 흡입구쪽으로 작용하는 상기 관형조립체의 한 단부에서 밀폐하고, 반면에 관(15)내 개구를 상기 관형 조립체의 반대편 단부에서 밀폐함을 특징으로 하는 필터부재.
  3. 제2항에 있어서, 모든 관(15) 사이 개구의 전체 단면적은 모든 관(15)내 개구의 전체 단면적 보다는 작으나, 유체를 여과부재에 공급하는 흡입구 또는 배출구의 최소 단면적 보다 크게 이루어짐을 특징으로 하는 필터부재.
  4. 제2항에 있어서, 상기 관(15)을 서로 밀접하게 하기 위하여 관(15)사이의 방사상 중심점에서 외주변쪽으로 연결부(14)를 오프셋함을 특징으로 하는 필터부재.
  5. 제3항에 있어서, 외측에 위치하는 관(15)의 돌출부 또는 상부(11),(21)사이의 거리(ℓ2)가 나선형으로 압연할 때, 상기 인접한 관(15)이 서로 접촉하도록 내측에 위치하는 관(15)의 돌출부 또는 상부(11),(21)사이의 거리(ℓ1) 보다 더 작게 됨을 특징으로 하는 필터부재.
  6. 제4항에 있어서, 인접한 관(15)이 관계식 P≒d+α(여기서, d는 관의 외경이고, P는 관의 외경이고, P는 관의 중심과 중심의 피치이고, α는 압연된 나선형의 곡률을 나타낸다)에 따라 서로 접촉됨을 특징으로 하는 필터부재.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터부재가 연료필터에 사용되고, 관(15)의 외경이 1.5~2.5mm의 범위에 있음을 특징으로 하는 필터부재.
  8. 돌출부 또는 상부(11),(21)와 요입부 또는 저부(12),(22)로 형성된 각 파형여과재(1),(2)의 두 시이트를 서로 겹쳐 놓은 다음, 각 요입부(12),(22)에서 서로 결합시키고; 결합된 상기 여과재(1),(2)를 나선형으로 압연하여 단면이 원형인 대량의 각 유로(31)를 갖고, 이 유로(31)의 축이 서로 평행되게 위치하도록 나란히 배열된 관형조립체를 형성하고; 상기 유로(31) 사이에 있는 개구를 관형조립체의 한 단면에서 밀폐시키는 반면에, 유로(31)의 개구를 관형조립체의 다른 단면에서 밀폐하고; 나선형으로 압연할 때, 내측에 위치하는 두 여과재중 한 여과재(1),(2)가 외측에 위치하는 다른 여과재(1),(2)보다 돌출부의 원주길이를 더 크게 갖도록 함을 특징으로 하는 필터부재.
  9. 제8항에 있어서, 내측에 위치하는 여과재 돌출부(11),(21)의 원주길이와 외측에 위치하는 여과재 돌출부(11),(21)의 원주길이의 비율이 나선형의 외주변쪽에서 보다 내주변쪽으로 더 작게 되게 함을 특징으로 하는 필터부재.
  10. 제9항에 있어서, 상기 여과재(1),(2)를 복수구역으로 각각 나누어서 유로(31)의 수가 나선형의 외주변으로 점차적으로 증가되고, 상기 비율을 각 구역에서 다르게 함을 특징으로 하는 필터부재.
  11. 제8항에 있어서, 여과재(1),(2)의 두 시이트를 서로 부분적으로 결합하여 상기 요입부(12),(22)에서 비접착부분이 남도록 함을 특징으로 하는 필터부재.
  12. 제8항에 있어서, 다른 단면에서 두 여과재(1),(2)의 단부에 접착시이트(54)를 접합시키고, 상기 여과재(1),(2)의 양 단부를 열압하여 상기 유로(31)가 밀폐되도록 접착시이트(54)가 서로 융합함을 특징으로 하는 필터부재.
  13. 예정된 폭을 갖는 여과재(1),(2)의 부분을 접어서 얻은 대량의 각 중복부(13), (23)와, 인접한 중복부가 서로 연결되는 대량의 연결부(14),(24)가 형성되도록 여과재를 결합하는 첫째단계; 결합에 의하여 인접한 연결부(14),(24)의 접합단부를 연결하는 둘째단계; 관(15),(25)을 형성시키기 위하여 상기 중복부(12),(23)를 관형으로 펼치는 세째단계; 관(15),(25)이 축방향으로 서로 평행하게 나란히 배열되어 여과재(1),(2)를 나선형으로 압연하는 네째단계; 한 단면에서 관(15),(25)들 사이에 있는 개구를 밀봉하고, 반면에 다른 단면에서 관(15),(25)의 개구를 밀폐하는 다섯째단계로 이루어짐을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 세째단계에서 원형 단면을 갖는 테이퍼 핀을 중복부(13),(23)사이에 삽입하여 관(15),(25)을 형성시킴을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 둘째단계에서 상기 여과재의 평면위에 시이트상의 열용융 부재를 중첩시켜서 인접한 연결부(14),(24)를 서로 접합시킴을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법.
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