TW201700143A - 含橋接細絲的可適形起褶襉空氣過濾器 - Google Patents

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Abstract

一種可適形(conformable)、無框架、非自我支撐(non-self-supporting)之起褶襉空氣過濾器，其包含該起褶襉空氣過濾器之至少一面部上的複數個橋接細絲。

Description

含橋接細絲的可適形起褶襉空氣過濾器
在空氣過濾應用中(例如，在熱通風空氣調節(heating-ventilating-air conditioning,HVAC)系統中)，通常使用起褶襉過濾器。
本文揭示一種可適形(conformable)、無框架、非自我支撐(non-self-supporting)之起褶襉空氣過濾器，其包含在該起褶襉空氣過濾器之至少一面部上的複數個橋接細絲。本發明之此些及其他態樣將經由下文的詳細說明而顯而易見。然而，不論此申請標的是否出現在初始申請的申請專利範圍內，或在修訂或申請答辯過程中所提出的申請專利範圍內，此廣泛之發明內容絕不應被解釋為限制可主張的申請標的。
用語定義
雖然可在本揭露中使用諸如「頂部(top)」、「底部(bottom)」、「上(upper)」、「下(lower)」、「之下(under)」、「之上(over)」、「前(front)」、「後(back)」、「向上(up)」與「向下 (down)」、以及「第一(first)」與「第二(second)」等詞，仍應理解該些詞在使用時僅為相對概念，除非另有註明。如本文中所使用，「大致上(generally)」一詞當作特性、屬性或關係的修飾詞時，除非另有具體定義，否則意味著所屬技術領域中具有通常知識者可輕易辨識該特性、屬性或關係，但是不需要絕對精準或完美匹配(例如可量化特性之+/- 20%之內)。「實質上(substantially)」一詞表示高度近似(例如可量化特性之+/- 10%之內)，但是同樣不需要絕對精準或完美匹配。「基本上(essentially)」一詞表示高度近似(例如可量化特性之加或減2%之內)；將理解的是，用語「至少基本上(at least essentially)」包含「精確(exact)」匹配之具體情況。然而，甚至「精準」匹配或使用例如相同、等於、完全相同、均勻的、恆定的、及類似者的任何其他特性化詞據了解應在適用於特定環境，而非要求絕對精準或完美匹配的一般公差或測量誤差之內。應理解，本文中所引用的數值參數(尺寸、比率等等)係藉由使用自該參數之數個測量導出的平均值計算而得(除非另有註明)。
諸如「外(outer)」、「向外(outward)」、「最向外(outwardmost)」、「向外地(outwardly)」及類似物等詞意指當起褶襉空氣過濾器處於標稱平面化組態時，至少大致上沿該空氣過濾器之主要平面、在遠離該空氣過濾器之幾何中心之方向，如將於本文稍後詳述。諸如「內(inner)」、「向內(inward)」、「最向內(inwardmost)」、「向內地(inwardly)」及類似物等詞意指大致上朝向起褶襉空氣過濾器之幾何中心之方向。
使用「上游(upstream)」一詞指示移動中的空氣(例如，在一HVAC系統中)自其衝擊在過濾器介質上的空氣過濾器之側。使用「下游(downstream)」一詞指示空氣離開過濾器介質所穿過的空氣過濾器之側(例如，毗連(例如，接觸)HVAC系統之過濾器支撐層的側，如於本文稍後論述)。通常由製造商標記(或以其他方式指定)起褶襉過濾器以識別將過濾器依適當定向安裝在HVAC系統中之順序的上游側及下游側；因此，上游及下游等詞可用來區別起褶襉過濾器之兩側，即使過濾器尚未定位在HVAC系統中。各圖式中標記有「u」及「d」之箭頭，以輔助辨識本文揭示之例示性起褶襉空氣過濾器的上游側及下游側。
「非自我支撐(non-self-supporting)」一詞指示起褶襉空氣過濾器在無過濾器支撐層存在之情況中無法承受因在HVAC系統中流動的強制通風所遭遇到之力，如於本文稍後詳細論述。
使用「可適形(conformable)」一詞指示能夠於至少一標稱平面化組態(諸如圖1中所示)與一弧形組態(諸如圖2中所示)之間適形的起褶襉空氣過濾器。(使用「標稱(nominally)」平面化組態一詞係鑑於處於諸如圖1中所示之組態的起褶襉空氣過濾器展現可易於辨識之整體主要平面，儘管存在自整體主要平面局部偏離的褶襉)。
「無框架(unframed)」一詞指示在起褶襉空氣過濾器之主要邊緣上不包含剛性化周長支撐框架(例如，導槽框架、捏夾框架 等等)的起褶襉空氣過濾器，如通常與習用起褶襉空氣過濾器使用且通常由例如卡紙板、模製塑膠導槽構件等製成的起褶襉空氣過濾器。
1‧‧‧(可適形、無框架、非自我支撐之)起褶襉空氣過濾器
2‧‧‧上游側
3‧‧‧下游側
4‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
4’‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
5‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
5’‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
5"‧‧‧非波形化邊緣
10‧‧‧(可適形、無框架、非自我支撐之)起褶襉空氣過濾器介質；起褶襉過濾器介質
20‧‧‧上游褶襉
21‧‧‧上游褶襉尖端
22‧‧‧上游褶襉谷；上游谷
23‧‧‧上游褶襉壁
25‧‧‧上游面部
30‧‧‧下游褶襉
31‧‧‧下游褶襉尖端
32‧‧‧下游褶襉谷
33‧‧‧下游褶襉壁
35‧‧‧下游面部
40‧‧‧橋接細絲；紗布
40'‧‧‧第一組橋接細絲；紗布
40"‧‧‧橋接細絲；第二組橋接細絲
50‧‧‧弧形過濾器支撐層
51‧‧‧固體部分；固體片材材料
52‧‧‧貫穿開口；穿孔
53‧‧‧空氣傳遞區
54‧‧‧繞道區域
55‧‧‧上游面部
56‧‧‧下游表面
57‧‧‧區(非空氣傳遞區)
60‧‧‧過濾器罩殼
100‧‧‧HVAC系統
101‧‧‧風扇
AC‧‧‧適形軸
DP‧‧‧褶襉方向
PD‧‧‧褶襉距離
PH‧‧‧自上游尖端至下游尖端之距離
PS‧‧‧褶襉間隔
d‧‧‧箭頭(以輔助辨識上游側及下游側)
u‧‧‧箭頭(以輔助辨識上游側及下游側)
圖1係標稱平面化組態之例示性可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器之下游側透視圖。
圖2係適形成一弧形組態之圖1之例示性起褶襉空氣過濾器之上游側透視圖。
圖3係標稱平面化組態之另一例示性可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器之透視圖。
圖4係標稱平面化組態之另一例示性可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器之透視圖。
圖5係標稱平面化組態之例示性可適形，非自我支撐之起褶襉空氣過濾器介質之一部分之側示意剖面圖。
圖6係包含例示性可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器之例示性HVAC系統之一部分之側示意剖面圖。
圖7係例示性起褶襉空氣過濾器經適形成弧形組態且架裝在弧形過濾器支撐層上之透視分解圖。
各圖式中相似的元件符號代表相似的元件。除非另外指示，本說明書內所有圖式與繪圖都未依照比例，並且選取用於例示本發明不同實施例之目的。尤其是，許多組件的尺寸僅供例示，並且除非明確指示，否則應當可從該等圖式推斷許多組件的尺寸之間並無關聯。
圖1及圖2中展示包含可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器介質10的一例示性可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器1之透視圖。在一些實施例中，起褶襉空氣過濾器1可係含例如四個隅角之矩形形狀(其尤其包括方形形狀)；在此類實施例中，因此，起褶襉過濾器介質10可具有在過濾器介質10之周長中的大致上矩形周長(不排除不規則性、凹口、去角或有角度之隅角，或類似物)。起褶襉過濾器1展現主要端部及邊緣，例如，如圖1中所示之四個主要邊緣。為了便利，主要端部/邊緣4及4’(其等終止為暴露之褶襉)將稱為波形化邊緣，及主要端部/邊緣5及5’將稱為非波形化邊緣。
起褶襉空氣過濾器1包含一上游側2及一下游側3；因此，起褶襉過濾器介質10包含一上游面部25及一下游面部35。如圖1中所示，起褶襉過濾器介質10包含經定向成大致上相對於彼此平行之複數個上游褶襉20。各上游褶襉20包含一上游褶襉尖端21，且各相鄰對之上游褶襉20界定介於其等之間之一上游褶襉谷22。流動中的空氣行經至上游谷22中且至上游褶襉壁23，使得穿透至起褶襉過濾器介質10中。起褶襉過濾器介質10進一步包含大致上相對於彼此而平行且處於與上游褶襉20呈對立面對組態之複數個下游褶襉30。各下游褶襉30包含一下游褶襉尖端31，且各相鄰對之下游褶襉30界 定介於其等之間之一下游褶襉谷32。流動中的空氣行經離開下游褶襉壁33以離開起褶襉過濾器介質10。
可適形
起褶襉空氣過濾器介質10係可適形；另外，無剛性化周長支撐框架存在，起褶襉空氣過濾器1同樣地係可適形。此意指起褶襉空氣過濾器1可至少於一第一標稱平面化組態(如本文所述且如圖1中所描繪)至係一弧形組態(如圖2中所描繪)之一第二適形組態之間適形。適形性係可回復且可重複且可由過濾器1之使用者手動執行，而無需任何特殊工具。起褶襉介質沿適形「軸(axis)」Ac適形，當褶襉介質處於標稱平面化狀況(如圖1中所示)時，軸Ac沿循起褶襉介質之主要平面，當褶襉介質適形成該第二適形組態(如圖2中所示)時，軸Ac沿循起褶襉介質之弧形形狀。適形軸Ac將至少大致上、實質上或基本上正交於褶襉方向Dp(且將一般正交於通過起褶襉過濾器之氣流之整體上游-下游方向)。此可提供當起褶襉過濾器適形時，沿各褶襉之整個長度(即，跨過濾器1之寬度)存在類似或相同曲率，如圖2中之例示性圖解所示。此可最小化因適形所致的起褶襉介質之皺褶或揉皺的任何機會。
橋接細絲40經配置且經編製以允許所欲適形。另外，起褶襉介質10經組態(例如，就介質之勁度及/或褶襉距離及/或間隔而論)以允許所欲適形。在一些實施例中，相對於僅在褶襉處彎曲，起褶襉介質10可係充分撓性，其藉由褶襉之間之介質彎曲而至少部分 達成適形。將理解的是，橋接細絲40之至少部分會因適形而稍微彎曲，並且將理解的是，在適形組態中，與上游褶襉尖端相比，下游褶襉尖端將至少稍微彼此更接近。
起褶襉過濾器1之第二適形組態(例如，如圖2中所示)可便利地藉由適形軸Ac之平均曲率半徑來表徵。當起褶襉過濾器1處於第一標稱平面化組態時，平均曲率半徑將趨近於無限。在第二適形組態中，適形軸Ac之平均曲率半徑將小於約100cm。在特定實施例中，在第二適形組態中，適形軸Ac之平均曲率半徑將小於約50、40、30、25，20、15，或10cm。在進一步實施例中，在第二適形組態中，適形軸Ac之平均曲率半徑將係至少約4，6，8，10、15，20、或25cm。
該平均曲率半徑係取自沿空氣流動穿過之起褶襉過濾器介質10之區之長度(沿軸Ac)(例如，忽略起褶襉過濾器介質之任何部分，例如，其可係被掛鉤架(hook strip)覆蓋之部分、可係纏繞HVAC系統之過濾器支撐層之背側以將過濾器安裝在過濾器支撐層上之部分等等)。使用「平均」係鑑於曲率半徑可沿軸Ac變化。在一些實施例中，曲率半徑可至少大致上、實質上或基本上沿軸Ac而恆定(忽略因褶襉所致之局部變化)。在其他實施例中，曲率半徑可沿軸Ac變化。例如，起褶襉過濾器1可適形成一形狀，該形狀含有一相對平坦區(例如，近接起褶襉過濾器之一主要非波形化端部)且含有近接起褶襉過濾器之另一主要非波形化端部的一更尖銳彎曲的區。在進一步實施例中，起褶襉過濾器1可適形成一形狀，該形狀含有近接起 褶襉過濾器之主要非波形化端部兩者的相對平坦區、且含有該兩個相對平坦區之間之一更尖銳彎曲的區(或反之亦然)。如將於稍後詳細論述，此類適形可經執行以使起褶襉過濾器1適形成一形狀，該形狀匹配在其上安裝起褶襉過濾器之(HVAC系統之)弧形過濾器支撐層之形狀。
無論起褶襉過濾器1沿軸Ac彎曲的複雜度為何，在至少一些實施例中，當起褶襉過濾器1處於第二適形組態時，褶襉過濾器1展現單一曲率之一形狀(該曲率正交於褶襉方向)。此一組態將與展現複合曲率(諸如例如，球體、拋物線體或雙曲線體之區段)之一形狀成對比。此可最小化因適形所致的起褶襉介質之皺褶或揉皺的任何機會。將理解的是，此類單一曲率實施例將有別於經形成為複雜複合曲率形狀以適形於例如人類臉部的過濾器(例如，在呼吸口罩中)。
流動的空氣將局部近接起褶襉過濾器1，且將沿至少大致上正交於褶襉方向Dp之方向局部離開起褶襉過濾器1。即，在起褶襉過濾器1之尋常使用中，可有很少或沒有沿起褶襉介質之谷之長軸的氣流。具體而言，起褶襉過濾器1有別於其中流體沿起褶襉介質之多個層(例如，堆疊或迴繞)之間之谷流動的配置。因此在至少一些實施例中，起褶襉過濾器1將基本上由一單一層起褶襉介質10所組成(雖然起褶襉介質10本身可係一多層材料)。此外，依據定義，提供給終端使用者的起褶襉過濾器1能夠於弧形組態與標稱平面化組態之間適形(如上文所述)，而非例如永久保持於弧形組態，例如，藉由 框架或外殼。因此，可適形起褶襉過濾器1有別於例如所謂匣過濾器(cartridge filter)及類似物，可適形起褶襉過濾器在供應時包含永久保持於弧形組態之過濾器介質之一或多個層。仍進一步，可適形起褶襉過濾器1係有別於例如所謂起褶襉過濾器插入件(pleated filter insert)，可適形起褶襉過濾器係以摺疊化(accordionized)(摺疊在一起)狀況予以提供(例如，為了易於包裝及裝運)且經組態成被擴展成標稱平面化組態，例如，以配裝於框架中。
橋接細絲
非自我支撐之起褶襉空氣過濾器1包含在起褶襉過濾器介質10之至少一面部上之複數個橋接細絲40。在一些實施例中，橋接細絲40可僅在起褶襉過濾器介質10之下游面部35上(如圖1及圖2中之例示性實施例中所示)。在一些實施例中，橋接細絲40可僅在起褶襉過濾器介質10之上游面部25上。橋接細絲40之至少一些之至少部分接合至(於其上提供橋接細絲之起褶襉過濾器介質10之任何面部的)褶襉尖端之至少一些之至少部分且可有助於維持起褶襉過濾器介質10之褶襉間隔，如於本文稍後論述。依據定義，橋接細絲不會連同起褶襉過濾器介質10一起起褶襉。亦依據定義，橋接細絲延伸於起褶襉過濾器介質10之至少兩個相同側(例如，下游)的褶襉尖端之間，且接合至該等褶襉尖端；或，橋接細絲接合至其他細絲及/或與其他細絲纏結，使得細絲共同橋接起褶襉過濾器介質10之至少兩個相同側褶襉尖端之間之距離(其中接觸褶襉尖端的細絲部分之至少一些接 合至褶襉尖端)。即，在一些例示性實施例中，可藉由例如紡黏纖網(spun-bonded web)(紗布)之細絲共同供應橋接細絲，即使細絲太短及/或經定向成使得細絲未延伸於褶襉尖端之間，細絲仍然接合至其他細絲使得共同橋接褶襉尖端之間之距離。然而，在至少一些實施例中，橋接細絲40包含之平均長度係連續相同側褶襉尖端之間的間隔之至少100%、200%、400%或800%，及/或將經配置使得至少一些個別細絲延伸於起褶襉過濾器介質10之至少兩個褶襉尖端之間且接合至該等褶襉尖端。
當起褶襉過濾器1處於標稱平面化組態(如圖1中之例示性實施例中所示)時，橋接細絲40未起褶襉(且不連續地接觸起褶襉過濾器介質10之一面部)，橋接細絲40將通常共同包含一至少大致上平面化組態。為了便利而使用此特性；細絲40非必然必須形成完美平坦平面(例如，可發生細絲40之部分稍微下垂至褶襉谷中)。無論細絲如何緊密地接近真正平面，大多數細絲40之大多數部分被間隔遠離褶襉壁33區的大部分；即，細絲與所有此類褶襉壁區相隔開，惟在褶襉尖端處或非常接近褶襉尖端之細絲除外。
可用任何適合的方式且依任何適合的配置，在起褶襉過濾器介質10之一面部上提供橋接細絲。在圖1中所示之一般類型之實施例中，至少一些橋接細絲40可至少大致上、實質上或基本上對齊起褶襉過濾器介質10之適形軸Ac。於圖1及圖2中繪示適形軸Ac。在此類情況中，橋接細絲可經定向成至少大致上正交於(例如，在90度+/-約5度內正交於)起褶襉過濾器介質10之褶襉方向(其中褶襉方 向Dp意指平行於褶襉尖端21及31之方向，如藉由圖1中之箭頭表示)。在此類情況中，橋接細絲可延伸於例如三個、四個、八個或更多褶襉尖端21之間且接合至該等褶襉尖端。在一些實施例中，至少一些橋接細絲可係連續的，意指這些橋接細絲沿至少實質上或基本上起褶襉過濾器介質10之整個長度延伸(如同圖1中之例示性設計)。在此上下文中，長度(length)一詞指示沿起褶襉過濾器介質之正交於褶襉方向的方向；寬度一詞指示沿起褶襉過濾器介質之對齊褶襉方向的方向。然而，使用這些用詞係為了方便描述且非限制性；例如在一些實施例中，起褶襉過濾器之寬度可大於起褶襉過濾器之長度。沿起褶襉過濾器介質10之整個長度之任何處，連續的橋接細絲將不會被切斷或以其他方式製成不連續。在任何情況中，橋接細絲40(無論是否連續或不連續)將有別於被切割或以其他方式製成太短而無法延伸於至少兩個褶襉尖端之間的細絲(並且未依此類方式接合至其他細絲以共同形成橋接細絲，如上文所論述)。
在一些實施例中，至少一些、或實質上、或基本上所有橋接細絲40係至少大致上筆直(當起褶襉過濾器1處於標稱平面化組態時)，如圖1中之例示性實施例中所示。在此一般類型之實施例中，至少一些、或實質上、或基本上所有橋接細絲之40可至少大致上、實質上或基本上彼此平行，再次如圖1中之例示性圖解所示。然而，其他配置係可行的，如於本文稍後論述。
橋接細絲40可有利地有助於維持起褶襉過濾器介質10之褶襉間隔，例如，在處置過濾器1及安裝過濾器1至弧形過濾器支 撐層上期間，如於本文稍後論述。然而，依據定義，橋接細絲40非用於剛性化起褶襉過濾器1至以下程度：在藉由HVAC系統提供之過濾器支撐層不存在下，過濾器1在HVAC系統中被使用時可承受所遭遇到之力。因此將理解的是，橋接細絲40可有助於維持褶襉間隔，同時仍允許起褶襉過濾器1可適形(且不會造成起褶襉過濾器1自我支撐)。
在圖3及圖4中所示之一般類型之實施例中，一第一組橋接細絲可被提供在起褶襉過濾器介質10之一面部上，及一第二組橋接細絲可被提供在起褶襉過濾器介質10之第二、對立面部上，只要此類配置允許起褶襉過濾器及介質經適形，如本文揭示。第一組橋接細絲及第二組橋接細絲可相似或相同；或第一組橋接細絲及第二組橋接細絲可不同。在圖3中，一第一組橋接細絲40’採用藉由預先存在的網狀織物提供之規則陣列之形式，該網狀織物之股線經定向成遠離起褶襉過濾器介質之適形軸約45度角度；第二組橋接細絲包含大約對齊起褶襉過濾器之適形軸(很類似圖1及圖2之適形軸)的橋接細絲40”(圖中僅可看到該橋接細絲之一者)。在圖4中，一第一組橋接細絲40’採用預先存在的纖維性紗布(例如，非織物)所提供之隨機陣列之形式，該纖維性紗布包含例如經隨機定向之纖維；第二組橋接細絲包含大約對齊起褶襉過濾器之適形軸(很類似圖1及圖2之適形軸)的橋接細絲40”。
可使用由任何適合材料製成的任何適合的橋接細絲40。在一些實施例中，細絲40可係非彈性。如本文定義之非彈性 (non-elastic)涵蓋不具有彈性材料(諸如天然橡膠、SBR橡膠、來克纖維(lycra)等)之相對高可回復可延展性(例如，藉由可回復地伸長至例如100%或以上且未經受塑性變形的能力來表徵)特性之任何材料。因此，可使用常見聚合材料(例如，可擠壓材料，包括但不限於例如聚丙烯，聚(乳酸)，聚苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)及類似者)，以形成細絲40。在其他實施例中，細絲40可由彈性材料(選自例如，上文列出之材料)製成。在其中橋接細絲存在於起褶襉過濾器介質之上游側上之特定實施例中，此類橋接細絲可有利地由彈性材料製成。在一些實施例中，如本文揭示之細絲40係撓性，意指細絲40可僅藉由手動地使整個過濾器適形(相對於必須個別操縱各細絲或細絲片段)而輕易且可回復地折彎、彎曲等。若需要，此類撓性細絲(其有別於例如授予Duffy之美國專利第7235115號中描述之黏著劑之硬化股線)可有利地允許起褶襉過濾器介質10適形成例如相對小曲率半徑。
在各項實施例中，細絲40可包含至多約2、1、0.5、0.2或0.1mm之平均直徑(或等效直徑，在細絲含有非圓形或不規則剖面的情況下)。在進一步實施例中，細絲40可包含至少約0.05、0.10或0.20mm之平均直徑或等效直徑。當以剖面檢視時，細絲40可包含任何適合的形狀(例如，大致上圓形、方形、長橢圓形等。)。細絲40可按所欲包含個別細絲之間之適合間隔(例如，當細絲40經配置成例如彼此平行使得可測量此一平均間隔時)。在各項實施例中，細絲間隔可係至少約2、4、6、8、16或24mm。在額外實 施例中，細絲間隔可係至多約50、40、30、20、15、12、10、或8mm。細絲間隔可係相對恆定或可變化。當然，生產及處置細絲會發生細絲間隔之一些固有變化。無論具體配置為何，一組適合的細絲40將共同包含一高度開放式結構(open structure)(在各項實施例中，其包含大於至少80、90、或95%開放式區)，以允許充分氣流通過起褶襉過濾器介質10。
細絲40可由任何材料製成、依任何形式且依任何方式提供，只要該材料與細絲之尺寸(例如，寬度、厚度)組合提供物理性質之所欲組合(例如，撓性及不可延展性)。此類材料可包括有機聚合材料(無論天然生成或合成，包括已於上文提及者)，或無機材料(例如，纖維玻璃)、金屬(諸如金屬網格，只要其等係充分撓性以允許起褶襉過濾器適形)等等。在一些實施例中，細絲40不由金屬或無機材料(諸如纖維玻璃)製成。在特定實施例中，橋接細絲40不包含記形聚合物。在其他額外實施例中，橋接細絲40不包含任何種類(硬化)膠或黏著劑，例如，熱熔性黏著劑或雨膠(drizzle glue)。在一些實施例中，至少一些橋接細絲40可被功能化，例如，以包含吸著性質、抗菌性質、催化性質等等。橋接細絲可包括顏料、染料等等，以達成任何所欲美觀效果。
如上文所論述，在一些實施例中，細絲40可採用個別提供之個別細絲之形式(例如，擠壓至起褶襉過濾器介質10之褶襉尖端上的聚合細絲，如將於本文稍後描述)。在其他實施例中，可提供細絲40作為紗布之細絲。在此上下文中，使用紗布(scrim)一詞以廣泛 涵蓋藉由任何製造方法達成的任何彼此接觸之細絲集合。具體而言，紗布一詞不限於有機聚合物材料，但可選自例如由纖維玻璃等等之製成無機紗布，只要此類紗布展現充分撓性以允許起褶襉過濾器介質如本文所述可適形。在許多實施例中，紗布可係預先存在的紗布，意指紗布已預先製成且具有待處置之充分機械整體性、且已接觸且接合至褶襉尖端作為一單元。
在此一般類型之一些實施例中，橋接細絲40之集合可依例如塑性網格或網狀織物、針織或織物等等之形式提供(需注意：然而，任何此類材料非必然必須對齊，使得該材料之任何組細絲係基本上或甚至大致上對齊起褶襉過濾器介質之適形方向)。圖3之紗布40’(含所有細絲顯示為經定向成自適形軸離軸約45度之網狀織物)係此一般類型之一例示性實施例。
在一些實施例中，此一紗布可包含經定向成大致上正交於褶襉方向且彼此平行之至少一些橋接細絲40(例如，依相似於圖1之細絲40方式定向者)，而可係或可不係橋接細絲且可依各種方向定向之其他細絲亦存在。此一般類型之一些例示性紗布係授予Sundet之美國專利第8231700號中揭示之三方向紗布。
在一些實施例中，細絲40並非完全或甚至並非部分包含例如平行細絲之規則陣列，而是可依各式各樣定向(及間隔)存在。此類細絲可沿循曲線、環形、迂曲路徑等等，只要有充分數目個細絲共同橋接褶襉尖端21之間的間隙以作為橋接細絲。即，可提供細絲40作為包含例如經隨機定向之細絲之集合的紗布之部件，只要此類 細絲係充分長且經接合及/或彼此纏結以作為如本文定義之橋接細絲。圖4之紗布40’係此一般類型之一例示性實施例。此一紗布可係例如紡黏纖網、射流噴網法纖網(spun-laced web)、梳棉纖網(carded web)、侖道(Rando)纖網、多個纖網之層壓體等等。
因此強調，可依各式各樣方式提供橋接細絲40。然而，在一些特定實施例中，僅依下列形式之細絲提供橋接細絲40：經定向成至少實質上彼此平行、至少實質上對齊起褶襉空氣過濾器介質之適形軸、及未藉由任何其他細絲彼此連接。此類實施例排除使用例如預先存在之紗布之部件的細絲，該紗布包括依各式各樣方向定向之細絲；例如，含多方向纖維之紗布，諸如三方向紗布及類似物。另外，用於在處置起褶襉過濾器期間有助於維持褶襉間隔的任何此組橋接細絲(無論特定配置為何)將有別於例如提供於起褶襉過濾器之下游側上以使起褶襉過濾器介質剛性化的一或多個支撐結構(且彼(等)支撐結構通常接合至起褶襉過濾器之下游側之一周長框架及/或接合至起褶襉過濾器介質本身)。換言之，如本文揭示之一組橋接細絲40不涵蓋例如卡紙板或金屬之經穿孔片材，或卡紙板或金屬之條狀物，如通常提供於起褶襉過濾器之下游側上以使起褶襉過濾器能夠在無過濾器支撐層存在下承受在高壓力HVAC氣流狀況中所遭遇到之力者。
過濾器介質
起褶襉過濾器介質10可係能夠如本文所述而適形之任何適合的非自我支撐起褶襉介質。潛在適合的材料可包括例如：紙；熱塑或熱固材料之多孔膜；非織物，諸如合成或天然纖維之熔噴或紡黏纖網；紗布；織造或針織材料；發泡體；駐極體或帶靜電材料；纖維玻璃介質；兩種或更多種材料之或層壓體或複合物。例如，包含聚乙烯，聚丙烯或聚(乳酸)之非織造聚合纖網可係適合的。可使用製作非織物纖網的任何適合方法(例如，熔噴，熔紡，梳棉等等)。過濾器介質10亦可包括吸着劑、催化劑、及/或活性碳(粒狀體、纖維、織物及模製形狀)。
亦可使用多層介質(例如，層壓介質)作為過濾器介質10。例如，此類介質可由上文論述之介質之層壓層或層壓至過濾器介質之一或多個層之其他基材所組成。在一些實施例中，可於過濾器介質10之上游側上使用一預過濾器層。此一預過濾器層可包含例如聚丙烯、聚乙烯、聚苯二甲酸乙二酯、聚(乳酸)、或這些材料之摻合物。換言之，在一些實施例中，起褶襉過濾器介質10可包含一基底(例如，過濾)層，連同為任何目的按所欲的任何一或多個其他層，只要其允許起褶襉介質10保持如本文定義及描述之非自我支撐。例如，一高度開放式塑性網狀織物或網格可層壓至該起褶襉介質，以例如增強介質之抗磨性。可藉由任何適合的方法將任何此類層接合至例如一基底(例如，過濾)層，例如，藉由熔融接合、藉由黏著劑(熱熔黏著劑、壓敏黏著劑等等)、壓延(calender)、超音波接合等。
在特定實施例中，起褶襉過濾器介質10可係一駐極體材料，包含例如任何帶電材料，例如，如美國專利第RE 30782號中描述之分裂原纖化(fibrillated)帶電纖維。此類帶電纖維可藉由習知手段形成為非織物纖網，且可選地結合至一紗布，諸如美國專利第5230800號中揭示之形成一外支撐層。在其他額外實施例中，過濾器介質10可係熔噴微纖維非織物帶材，例如，諸如美國專利第4813948號中揭示者，其可選地於帶材形成期間結合至一次要層(secondary layer)(如彼專利所揭示)，或後續依任何習知方式結合至一輔助帶材。可尤其適合某些應用的過濾介質可包括例如：授予Fox之美國專利第8162153號中描述之一般類型介質；授予Berrigan之美國專利申請公開案第20080038976號中描述之一般類型介質；及，授予Both之美國專利申請公開案第20040011204號中描述之一般類型介質，及一般已知為摩擦生電(tribocharged)介質之介質。若需要，任何此類介質可帶電以形成一駐極體。
為了如本文所述之可適形，起褶襉過濾器介質10可有利地展現相對低勁度。在一些實施例中，介質之勁度可藉由Taber勁度來表徵(如美國專利第7235115號中描述所測量，該案為此目的以引用之方式併入本文)。在各項實施例中，起褶襉過濾器介質10可包含展現小於1.0、0.8，0.6，或0.4 Taber勁度單位之Taber勁度之材料。在一些實施例中，介質之勁度可藉由Gurley勁度表徵(如美國專利第7947142號中描述所測量，該案為此目的以引用之方式併入本 文)。在各項實施例中，起褶襉過濾器介質10可包含展現小於100、80、或60mg之Gurley勁度之材料。
參考圖5之側視圖來論述褶襉幾何之細節(其中沿褶襉方向Dp檢視起褶襉空氣過濾器)。在起褶襉空氣過濾器介質10處於標稱平面化組態情況中，評估如本文定義之褶襉間隔、褶襉高度及褶襉距離(如同先前描述之細絲40之平面化)，其中起褶襉過濾器介質10展現可易於辨識之主要平面(雖然有在各褶襉中固有的、自此平面之局部偏差)。進一步詳言之，此可例如藉由將起褶襉過濾器介質置放於平坦表面(諸如桌面)上達成，且起褶襉介質不具有施加至其之伸長(擴展)力，亦未經受將其推擠(摺疊)在一起之任何力，當然，預期有因為橋接細絲而天然存在的任何稍微力)。此外，在此一組態中未施加任何壓縮力(其會例如，抵靠桌面而壓扁褶襉)。
在此一組態中，褶襉高度(褶襉幅度)係沿正交於過濾器1/過濾器介質10之整體主要平面之方向、自上游尖端至下游尖端之距離(圖5中之Ph)。在各項實施例中，介質10之褶襉高度可係至少約2、4、6、或8mm。在進一步實施例中，褶襉高度可係至多約40、30、25，20、15、12、10、5、或3mm。
在此一組態中，褶襉間隔(圖5中之Ps)係沿在過濾器介質之主要平面中、且對齊形軸Ac之方向之最接近的相鄰相同側褶襉尖端之間之距離。起褶襉過濾器介質10可包含任何適合的褶襉間隔。在各項實施例中，褶襉間隔可係至多約30、20、16，12，10、或8 mm；在進一步實施例中，褶襉間隔可係至少約3、4、5、6、8、或10mm。
褶襉距離(圖5中之Pd)係沿起褶襉介質之局部方向自一個褶襉尖端至最接近的相鄰褶襉尖端之最短距離(舉具體實例而言，如果第一褶襉尖端係上游褶襉尖端，則為此量測目的，其最接近的相鄰褶襉尖端將係下游褶襉尖端)。起褶襉過濾器介質10可包含任何適合的褶襉距離(雖然，針對任何給定起褶襉過濾器介質，褶襉距離將大於褶襉高度)。在各項實施例中，介質10之褶襉距離可係至少約2、3、4、5、6、7、8、9或10mm。在進一步實施例中，褶襉距離可係至多約40、30、25，20、15，10、5或3mm。
在一些實施例中，起褶襉介質10之褶襉可係弦狀，意指此類褶襉之尖端具有至少約2mm之平均曲率半徑。在各項實施例中，此類弦狀褶襉可包含至少約3、4、5、或6mm之平均曲率半徑之尖端。如本文揭示之弦狀褶襉有別於例如「Z字形(zig-zag)」樣式褶襉，Z字形樣式褶襉包含在有極小曲率半徑之褶襉尖端處會合之極平坦壁。(通常在例如自我支撐過濾器介質中使用此類Z字形樣式褶襉，且通常例如藉由劃痕(score)過濾器介質以提供劃痕線、接著將介質沿劃痕線摺疊以形成非常尖銳褶襉而達成此類Z字形樣式)。
將理解的是，褶襉參數(尤其該褶襉高度)可經選擇以增強使起褶襉過濾器1適形之能力。具體而言，與起褶襉介質之平均曲率半徑(當處於第二適形組態時)相比較，相對低的褶襉高度可係有利。因此在各項實施例中，平均曲率半徑對褶襉高度之比率可係至 少約20、40、60、80、或100。在進一步實施例中，平均曲率半徑對褶襉高度之比率可係至多約1000、800、400、200、或100。
如前文提及，在一些實施例中，橋接細絲40可係由彈性材料製成。在一些此類實施例中，橋接細絲之彈性性質可係使得(連同例如展現相對低勁度之起褶襉過濾器介質)起褶襉過濾器1沿適形軸Ac可擴展(可拉伸)。此係意指起褶襉過濾器1能夠自如上文所述之標稱平面化組態拉伸至大於之起褶襉過濾器1處於標稱平面化組態時之(未擴展)長度。相當於此，褶襉間隔Ps將同樣地增加至一擴展值，如由橋接細絲之彈性所允許。在其中起褶襉過濾器1係可擴展之各項實施例中，擴展褶襉間隔對標稱(未擴展)褶襉間隔之比率可係至少約1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、或2.5。在其中起褶襉過濾器1係可擴展之各項實施例中，起褶襉過濾器1之擴展長度對起褶襉過濾器1之標稱(未擴展)長度之比率可同樣地係至少約1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、或2.5。
可依如針對任何起褶襉過濾器1所描述之類似方式，將經擴展之起褶襉過濾器1安裝在過濾器支撐層上(如本文所詳細論述)。將理解的是，可擴展性之性質可允許起褶襉過濾器照現況使用，或按所欲來擴展，以適配特定過濾器支撐層之長度。(該經擴展起褶襉過濾器可例如附接或緊固至過濾器支撐層，使得過濾器維持於擴展組態)。因此，此性質可有利地允許起褶襉過濾器1搭配各式各樣過濾器支撐層來使用。
非自我支撐
如本文前文所詳細論述，起褶襉過濾器介質10(及起褶襉過濾器1)係非自我支撐。即，即使如本文前文所揭示，橋接細絲40可有助於維持起褶襉過濾器介質10之褶襉間隔，橋接細絲40之存在不足以使起褶襉過濾器1自我支撐。非自我支撐意指當起褶襉空氣過濾器/介質置放於強制通風HVAC系統之習知周長固持之固定件中時(特定而言，如本文所述，當未在HVAC系統之過濾器支撐層之上游表面上時)，起褶襉空氣過濾器/介質無法(含或不含支撐周長框架)承受空氣衝擊空氣過濾器介質之上游面部時所形成之力(例如，以形成至少0.2吋水柱之壓力降)。(在任何懸浮微粒之顯著裝載至過濾器介質中發生前，本文中對通過空氣過濾器介質之壓力降之此及所有其他參照係針對空氣過濾器初始插入於系統中)。無法承受此類力意指起褶襉空氣過濾器介質坍塌、變形、變成脫離、破裂或類似者，而使得空氣過濾器介質之效能令人不滿意。
依據定義，非自我支撐之起褶襉空氣過濾器不涵蓋不需要被安裝在HVAC系統之過濾器支撐層之上游面部上就可在HVAC系統中使用的任何起褶襉空氣過濾器。(具有通常知識者將明白，在一些情況中，例如，僅藉由檢驗起褶襉過濾器與例如含強化金屬線網格層及/或剛性化周長框架的起褶襉過濾器相比較的可適形(在一些情況中，甚至相對柔軟及鬆弛)程度(甚至有橋接細絲存在)，即可輕易將起褶襉空氣過濾器鑑別為非自我支撐。
在至少一些實施例中，如本文定義，起褶襉過濾器介質10可係可壓縮，意指當起褶襉過濾器架裝在HVAC系統之過濾器支撐層上以歷經至少0.2吋水柱之壓力降時，過濾器介質之褶襉在上游→下游方向上顯著壓縮。雖然高壓力會抵靠過濾器支撐層壓扁可壓縮起褶襉過濾器介質，以此方式而例如致使過濾效能劣化，但是例如迷你分離式HVAC系統中形成之低壓力可允許在此類系統中令人滿意地使用可壓縮材料。(應注意，順帶說明，在此處及別處，一般為了便利而使用HVAC一詞；HVAC一詞涵蓋在至少一些情況中可僅加熱空氣、可僅冷卻空氣、或甚至可僅循環空氣，而非加熱空氣或冷卻空氣的系統)。
依據定義，可壓縮起褶襉過濾器介質無法具有連同該介質而起褶襉且連續接合至該介質之可永久變形材料之強化層。可永久變形材料意指在起褶襉後傾向於保持在起褶襉組態的強化材料(諸如經穿孔金屬層、金屬線網格、擴展金屬(expanded metal)等，)(且因此在彼相同組態中固持其接合的起褶襉介質，使得強化材料不再可壓縮)。此一可永久變形金屬層(明線網格(open wire mesh))之實例係描述於授予Fox之美國專利第8162153號之實例1中。此可與甚至起褶襉(例如，連同過濾器介質)後而不會抗變形至使起褶襉介質充分展現非可壓縮之程度的材料(例如，諸如塑性網狀織物、非織物紗布、預過濾器層及類似物)形成對比。
與上文列出之需求分開且不管上文列出之需求，可壓縮起褶襉過濾器介質無法具有連同其起褶襉且連續接合至其之可永久變 形材料(例如，金屬)之強化層，如本文揭示之非自我支撐起褶襉過濾器將不包含(依任何方式或藉由任何機制)附接至如供應至終端使用者之起褶襉空氣過濾器介質之下游面部或上游面部之空氣傳遞區之任何部分的任何剛性化支撐構件。剛性化支撐構件(rigidifying support member)一詞表示任何單一構件或構件群組(包括但不限於：一或多條紙板、塑膠或金屬；及/或任何例如紙板、塑性或金屬之經穿孔似片材層)，其目的係使起褶襉過濾器能夠在過濾器支撐層不存在下承受在HVAC氣流中所遭遇到之力。
依據定義，起褶襉過濾器介質10(及起褶襉過濾器1)不包括任何種類剛性化周長框架。特定而言，無例如剛性支撐框架(例如，於美國專利第8685129號中揭示之一般類型之導槽框架、於美國專利第8702829號中揭示之一般類型之捏夾框架，及類似物)施用至起褶襉過濾器介質10之周長。然而，此不排除存在例如近接起褶襉過濾器介質10之一邊緣的一或多個輔助組件。為了便利，本文將藉由「定界條狀物(border strip)」一詞來描述此一組件。依據定義，任何一或多個此類定界條狀物必須提供除使起褶襉過濾器1剛性化使得起褶襉過濾器1無法如本文揭示適形之外的某些功能(例如，緊固功能、裝飾功能等等)。具有通常知識者將輕易明白，在一些實施例中，雖然此一定界條狀物可能賦予沿起褶襉過濾器1之非波形化邊緣之寬度的某程度之側向勁度(其可能例如使其較易於抓握起褶襉過濾器之非波形化端部，而不會卷曲或下垂)，但是依據定義，此一定界條狀物將不會影響沿適形軸Ac適形起褶襉過濾器之能力。
無論具體組成及功能為何，任何此類定界條狀物將包含相當小(例如，小於3、2、或1mm)之總厚度(在上游-下游方向上)。因此，此一定界條狀物將有別於例如周長框架(諸如導槽框架或類似物)之區段，此類周長框架通常具有例如20mm或以上之厚度。一般而言，此一定界條狀物可通常採用近接起褶襉過濾器1之非波形化邊緣而附接之一層(無論由布、紙等製成)之形式。舉具體實例而言，起褶襉過濾器1之一或多個邊緣(例如，非波形化邊緣5或5")可包含例如一條機械緊固材料(例如，掛鉤架或鉤環固接系統之環圈)、一條壓敏黏著劑等等(其可輔助安裝起褶襉過濾器於HVAC系統之過濾器支撐層上)。或，定界條狀物可允許使用者於其上記錄初始使用日期。在一些實施例中，定界條狀物可係附接至起褶襉過濾器1之邊緣(例如，非波形化邊緣)的分開提供之層。在其他實施例中，可藉由壓密(例如，藉由壓延、超音波焊接、針縫等等)起褶襉過濾器介質之邊緣(例如，非波形化邊緣)來提供定界條狀物。
可藉由任何適合方法使過濾器介質10起褶襉，藉由彼方法，可在橋接細絲40接合至其褶襉尖端之前於介質中形成褶襉(應注意，如本文使用之起褶襉過濾器介質(pleated filter media)一詞不涵蓋藉由例如使附接至過濾器介質之部分的記形聚合物收縮之方法而形成為經摺疊或起縐形狀之過濾器介質)。尤其有利之方法可包括透過一組波形化齒輪來處理介質，例如，依例如美國專利第5256231號中揭示之方法的任何適合之變化。可藉由任何適合的方法將橋接細絲40接合至起褶襉過濾器介質10之褶襉尖端。如果細絲經提供為預先存在 的紗布，則此一紗布可施用至起褶襉過濾器介質10之面部，並且藉由任何適合的方法接合至其褶襉尖端之至少一些。例如，紗布可經獲得例如作為連續的卷材，而接合黏著劑可塗敷至其(例如，藉由將黏著劑塗布在紗布之細絲之至少一些表面上)，並且接著使紗布接觸起褶襉介質，以引起在細絲之塗布有黏著劑之部分與接觸其之褶襉尖端之部分之間的接合。
其他接合方法(例如，超音波接合、熔融接合(包括例如，熱密封)等等)亦可行。在其中未提供細絲40作為預先存在的紗布之部件之實施例中，可便利地將細絲熔融擠壓至起褶襉過濾器介質之褶襉尖端，例如，當介質仍然駐留在波形化(褶襉)齒輪或任何其他種類波形化用具上時。此類方法可係例如美國專利第5256231號、第5620545號及第7052565號中揭示之方法的任何適合之變化，所有該等案全文以引用之方式併入本文。在其中細絲40被熔融接合至介質10之褶襉尖端的實施例中，細絲40之組成物及介質10之纖維(特定而言，如果介質10包含多個層，則是介質10之最外面纖維)可經有利地選擇以促進此類熔融接合。例如，細絲及纖維可由充分相容以允許熔融接合發生的材料所製成。在特定實施例中，細絲40及介質10之纖維可包含相同類型聚合物(例如，兩者皆係聚丙烯；皆係聚(乳酸)等)。應注意，在一些情況中(例如，當細絲40熔融擠壓至褶襉尖端上時)，可發生經熔融細絲材料至介質10之纖維之間的空間之一些穿透，此可藉由達成至少一些實體纏結(entanglement)或截留(entrapment)來加強接合程序。
然而，在至少一些實施例中，細絲40可經提供(例如，依相隔開之方式)大致上跨起褶襉過濾器介質之整個寬度(如圖1中之例示性實施例中所示)。按所欲，將細絲接合至起褶襉過濾器介質10之前或之後，可將起褶襉過濾器介質10修整或切割至所欲最終寬度。
HVAC系統
可在任何適合的應用中使用非自我支撐起褶襉過濾器1，其中希望過濾藉由HVAC系統所驅動的移動中空氣。(依據定義，HVAC系統涉及藉由機械化風扇或送風機所激勵的空氣，因此排除例如人呼吸所驅動的空氣)。
參照該圖6及圖7中所示之例示性實施例中，起褶襉過濾器1將安裝在一HVAC系統100之一弧形過濾器支撐層50之上游面部55上。應注意，圖6以理想化、通用表示描繪一HVAC系統(例如，迷你分離式系統)之一進氣口部分，且非限制性。例如，雖然空氣過濾器一般定位在風扇101之上游(例如，使得過濾器可有助於保護風扇101及HVAC系統之熱交換組件以防顆粒污物)，過濾器1非必然實體上緊密近接風扇101。若需要(為了例如美觀目的及/或保護過濾器1以防損壞)，一過濾器罩殼60可定位在過濾器1之上游，如圖6中所描繪。過濾器罩殼60應允許充分氣流以使HVAC系統運作，並且因此可係例如任何適合類型的經穿孔片材材料、網格或篩網、葉片型或窗型材料等等。在許多實施例中，過濾器罩殼60可具 有對通過過濾器1且進入HVAC進氣口之氣流的可忽略之影響。在一些實施例中，過濾器罩殼60可係例如實心但可係自過濾器1向外地偏移充分距離，以允許至其之充分氣流。
具有通常知識者將明白，一些強制通風系統係中央式系統，其中自多個空氣回流入口(例如，定位於建築物中多個房間中)收集的空氣回流至一中央送風機(行進通過一過濾航路)。此類系統通常移動相對大量空氣且因此會透過架裝在其中之過濾器而造成相對大壓力降發生。此類中央式系統將有別於例如迷你分離式系統，該迷你分離系統通常僅經由單一空氣回流件局部收集空氣且可通常在顯然較低壓力下操作。將理解的是，雖然起褶襉過濾器1可尤其適合在例如迷你分離式HVAC中使用，但是在至少一些實施例中，起褶襉過濾器1可在中央式HVAC系統中使用，只要起褶襉過濾器1安裝在HVAC系統之過濾器支撐層上。因此，例如，可在例如中央式HVAC系統之多個個別空氣進氣口或回流件提供個別起褶襉過濾器1。
如圖7之分解圖中放大細節所示，過濾器1將適形於HVAC系統100之弧形過濾器支撐層50之上游面部55之形狀。在許多實施例中，起褶襉空氣過濾器1(例如，至少其下游尖端30)可直接接觸過濾器支撐層之上游面部55。在各項實施例中，過濾器支撐層50可永久附接至HVAC系統(例如，附接至HVAC系統進氣口部分之外殼)；或，過濾器支撐層50可自HVAC系統移除，例如，為了易於在其上安裝起褶襉過濾器1(之後將過濾器支撐層50連同其上之過濾器1重新置放至HVAC系統中)。在任一情況中，依據定義，過 濾器支撐層50係HVAC系統之一組件；當起褶襉過濾器1供應給終端使用者時，過濾器支撐層50不是起褶襉過濾器1之一組件。換言之，當過濾器1供應給使用者時，無剛性化周長框架、剛性化支撐構件或類似物(其(直接或間接)附接至起褶襉過濾器1)將有資格作為HVAC系統之過濾器支撐層50。
過濾器支撐層50包含如所提及之一上游面部55及一下游表面56。過濾器支撐層50包含一空氣傳遞區53，空氣傳遞區53包含貫穿開口52，空氣可輕易行進透過貫穿開口52而抵達HVAC進氣口部分之內部。然而，空氣傳遞區53不包含用以支撐起褶襉過濾器1之固體部分51。此類固體部分51可採用例如柵格(無論規則或不規則配置)支架之形式，如同在圖7之例示性實施例中；或，空氣傳遞區53可採用含穿透固體片材材料51之許多穿孔52的一固體片材料51之形式。在許多實施例中，至少空氣傳遞區53可採用一網格或篩網之形式，其可有利地允許氣流通過空氣傳遞區53，同時充分支撐起褶襉過濾器1。包含經隨機定向之纖維之一些材料(例如，諸如金屬網格)可包含依迂曲路徑之形式的貫穿開口。(將理解的是，在許多案例中，各種種類之空氣傳遞材料之間可能沒有明線區別，例如，諸如篩網、網格、柵格、經穿孔片材及類似材料)。在各項實施例中，過濾器支撐層50之空氣傳遞區53之貫穿開口可包含小於約8、6、4、3、2、1、0.4或0.2mm之平均直徑(或等效直徑，假使是非圓形貫穿開口)。
在一些實施例中，空氣傳遞區53可構成過濾器支撐層50之總區之顯著部分(例如，至少60、80、90或95%或以上)。在一些實施例中，可提供一或多個相對(例如，完全)非空氣傳遞區(圖7中之例示性實施例中展示一個此類區57)。此類區可例如有助於附接過濾器支撐層50至HVAC系統之其他組件、將起褶襉過濾器1安裝在過濾器支撐層50上、或可用於任何其他目的。
可例如藉由模製成弧形形狀，而便利地以永久弧形形狀提供過濾器支撐層50(例如，至少其之空氣傳遞區53)(雖然過濾器支撐層50可回復地可撓至少或，在一些實施例中，過濾器支撐層50可係已形成為所欲弧形形狀的金屬篩網或網格。因此，起褶襉過濾器1當安裝在過濾器支撐層50上時可適形以匹配彼形狀。在各項實施例中，弧形過濾器支撐層50可展現小於約100、80、60、40、20、或10cm之曲率半徑(針對其之空氣傳遞區53之長度平均得出)。
將理解的是，在許多實施例中，起褶襉過濾器1可安裝在過濾器支撐層50上(並且過濾器支撐層50附接至HVAC系統之其他組件)，使得波形化邊緣4及4’(如圖1中所指明)係未堵塞邊緣。未堵塞(unoccluded)意指當起褶襉過濾器1/過濾器支撐層50總成安裝至HVAC系統中時，波形化邊緣不會被任何固體材料(例如，諸如過濾器支撐層50之突出凸緣或壁，或HVAC系統之一些其他組件之一壁或表面)所阻擋或阻礙。(起褶襉過濾器1之周長框架之側壁皆不會阻擋這些邊緣，因為起褶襉過濾器1不具有此類框架)。將理解的是，未堵塞邊緣之存在可允許至少一些傳入空氣繞道過濾器1； 即，在未堵塞邊緣四處繞行而未先行進通過起褶襉過濾器1就抵達HVAC進氣口之內部。在HVAC系統中使用起褶襉過濾器，已習知提供框架側壁，及/或架裝起褶襉過濾器，使得任何非波形化邊緣緊密毗連HVAC系統之一表面，以最小化或防止此類繞道現象。發明人已發現到，一些量之此類繞道似乎不會顯著減損過濾效能。(應注意，在許多實施例中，過濾器支撐層50可係例如有相對小貫穿孔大小之網格或篩網，使得仍可捕獲可繞道過濾器1的任何相對大顆粒污物(例如，毛髮、污物等等)，而不會抵達HVAC系統之內部。
事實上，經發現，在一些實施例中，起褶襉空氣過濾器1無需必然覆疊過濾器支撐層50之整個空氣傳遞區53。即，起褶襉過濾器1可經定形狀及定大小，使得當起褶襉過濾器1安裝在過濾器支撐層50之上游面部55上時，至少一繞道區域54存在於過濾器支撐層50之一些區中(例如，其之一或多個邊緣附近)，繞道區域空氣可未先行進通過起褶襉過濾器1而行進通過該區。因此在各項實施例中，起褶襉過濾器1可經組態成用以使得當起褶襉過濾器1安裝在過濾器支撐層50上時，獲得至少約5、10、15、或20%之繞道比率(定義為繞道區域54對過濾器支撐層50之總空氣傳遞區53之比率)。在進一步實施例中，此一繞道比率可係至多約40、30、20、或15%。
可藉由任何適合的手段將起褶襉過濾器1安裝在過濾器支撐層50之上游面部55上。例如，可提供黏著劑條(例如，在過濾器1之第一及/或第二非波形化邊緣5及5’處)，其可將過濾器1之一端部或兩端部黏著地附接至在過濾器支撐層50之一端部或兩端部處之 接收區。或，可使用任何種類機械緊固系統(諸如上文提及之鉤環系統)。因此在一些實施例中，起褶襉過濾器1(當供應給終端使用者時)可具有架裝至其以有助於安裝在過濾器支撐層50上的組件。在其他實施例中，如供應之起褶襉過濾器1可簡單地係起褶襉空氣過濾器介質10之一區段。在此類情況中，過濾器支撐層50可例如在過濾器支撐層50之隅角具有起褶襉過濾器1可刺穿至其之組件(例如，銷)。或，過濾器支撐層50可包含一或多個可變形或非可變形夾扣或類似物。在一些實施例中，可使用與過濾器1分開供應且與過濾器支撐層50分開供應的固接器。可使用任何適合的固接器(例如，選自夾扣、銷，夾鉗、條帶等等)。按所欲，可使用任何適合的一或多個固接器的任何組合(無論是連同過濾器1供應、連同過濾器支撐層50供應，及/或分開供應)。
將理解的是，在一些實施例中，(例如，其中起褶襉過濾器1之非波形化端部5及5’纏繞過濾器支撐層50之第一及第二端部並且緊固至其背側)，起褶襉過濾器1可非必然直接附接或黏附至過濾器支撐層50之空氣傳遞區53(或，直接附接或黏附至過濾器支撐層50之上游面部55之任何部分)。因此，起褶襉過濾器1「安裝在(installed on)」過濾器支撐層50之上游面部55上之概念非必然需要實際直接附接過濾器至上游面部。另外，在一些實施例中，安裝可完全未涉及過濾器1至過濾器支撐層50之任何直接「附接(attachment)」。例如，可藉由夾在過濾器罩殼60與過濾器支撐層50之間之壓力，將過濾器1固持就位於過濾器支撐層50之上游面部。 或，過濾器1之端部可纏繞過濾器支撐層50之邊緣，並且藉由介於過濾器支撐層50之邊緣、與HVAC系統之一些其他組件之表面之間的壓力而固持，以使過濾器1相對於過濾器支撐層50維持在所欲位置。所以此類組態屬於安裝過濾器1於一HVAC系統之過濾器支撐層50之上游面部上的一般種類。
在一些實施例中，可依針對特定過濾器支撐層之大小來供應過濾器1。在其他實施例中，可供應較大大小之過濾器1，並且由終端使用者切割以適配。在一些實施例中，起褶襉過濾器1(無論是否已經定大小以用於特定用途，或無論是否供應作為卷材，接著自卷材分離個別起褶襉過濾器1)可封裝在一起作為一套組(例如，連同說明書)。將理解的是，在特定實施例中，起褶襉過濾器可依「捲起(rolled-up)」組態供應，其含有相對小曲率半徑。(可依此方式供應個別起褶襉過濾器；或，可依此方式供應個別起褶襉過濾器可自其分離之卷材)。任何此類起褶襉過濾器可被展開(適形)至所欲程度(即，以匹配過濾器支撐層50之曲率，在過濾器支撐層50之上游面部待安裝過濾器)。任何此類起褶襉過濾器皆屬於本文揭示之可適形起褶襉過濾器之觀念內，即使在安裝過濾器至過濾器支撐層中的過程中，起褶襉過濾器非必然始終完全展開成標稱平面化組態。
例示性實施例清單
實施例1係一種可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器，其包含：一可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣 過濾器介質，該介質含有一上游面部及一下游面部，其中該可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器介質包含複數個對立面對之褶襉，該複數個對立面對之褶襉含有一褶襉方向且含有複數個上游褶襉尖端及上游褶襉谷及下游褶襉尖端及下游褶襉谷，該起褶襉空氣過濾器介質進一步包含在該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部上的複數個橋接細絲，其中該複數個橋接細絲之橋接細絲之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部且接合至該等上游褶襉尖端之至少一些；或，該複數個橋接細絲之至少一些橋接細絲不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部且接合至該等下游褶襉尖端之至少一些。
實施例2係如實施例1之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲之至少一些至少大致上彼此平行且經定向成至少大致上正交於該褶襉方向。實施例3係如實施例2之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲至少基本上彼此平行且包含細絲之間之自約4mm至約25mm之一間隔。實施例4係如實施例1至3中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中接合至該等上游褶襉尖端之至少一些或該等下游褶襉尖端之至少一些的橋接細絲藉由熔融接合而接合至該褶襉尖端。
實施例5係如實施例1至4中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部且接合至該等上游褶襉尖端之至少一些，且其中無橋接細絲存在於該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部上。實施例6係如實施例1至4中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲 之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部且接合至該等下游褶襉尖端之至少一些，且其中無橋接細絲存在於該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部上。實施例7係如實施例1至4中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中依一第一組橋接細絲及一第二組橋接細絲之形式提供該複數個橋接細絲，該第一組橋接細絲之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部且接合至該等下游褶襉尖端之至少一些；及該第二組橋接細絲之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部且接合至該等上游褶襉尖端之至少一些。
實施例8係如實施例1至7中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲之至少一些經提供作為一預先存在的紗布之部件，該預先存在的紗布接合至該等上游褶襉尖端之至少一些或接合至該等下游褶襉尖端之至少一些。實施例9係如實施例1至8中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉過濾器介質展現自約2mm至約12mm範圍之一褶襉高度。實施例10係如實施例1至9中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉過濾器介質展現自約5mm至約20mm範圍之一褶襉間隔。實施例11係如實施例1至10中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該等褶襉係弦狀褶襉，其中該等上游褶襉尖端及該等下游褶襉尖端各展現至少約2mm之一平均曲率半徑，且其中該等上游褶襉尖端及下游褶襉尖端皆不是劃痕褶襉。
實施例12係如實施例1至11中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉空氣過濾器介質係一可壓縮起褶襉空氣過濾器介 質。實施例13係如實施例1至12中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉空氣過濾器介質包含一非織物纖網，其包含有機聚合纖維，該等有機聚合纖維之至少一些帶靜電。實施例14係如實施例1至13中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該空氣過濾器介質展現小於1.0 Taber勁度單位之一Taber勁度及小於100mg之一Gurley勁度。
實施例15係如實施例1至14中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉空氣過濾器經組態成用以適形於且接觸一HVAC系統之一過濾器支撐層之一上游面部。實施例16係如實施例1至15中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲包含一彈性材料，且其中該起褶襉空氣過濾器可自一未擴展組態擴展至一擴展組態，在該未擴展組態中，該起褶襉空氣過濾器展現一未擴展褶襉間隔，在該擴展組態中，該起褶襉空氣過濾器展現一擴展褶襉間隔，該擴展褶襉間隔係該未擴展褶襉間隔之至少約120%。實施例17如係一種套組，其包含如實施例1至16中任一項之複數個起褶襉空氣過濾器，該複數個起褶襉空氣過濾器一起封裝在相同封裝中。
實施例18如係一種用於過濾空氣之總成，該總成包含：一弧形過濾器支撐層，其含有一上游面部及一下游面部，且含有安裝在該弧形過濾器支撐層之一上游面部上的如實施例1至16中任一項之起褶襉空氣過濾器，其中該弧形過濾器支撐層係一HVAC系統之一可移除或非可移除組件。
實施例19如係實施例18之總成，其中該起褶襉空氣過濾器直接接觸該弧形過濾器支撐層之該上游面部，且其中該起褶襉過 濾器附接至該弧形過濾器支撐層。實施例20係如實施例18至19中任一項之總成，其中該總成基本上由該弧形過濾器支撐層連同安裝在其之該上游面部上之一單一層該起褶襉空氣過濾器所組成。實施例21係如實施例18至20中任一項之總成，其進一步包含一過濾器罩殼，該過濾器罩殼係該HVAC系統之一可移除或非可移除組件，其中該過濾器罩殼定位在該起褶襉空氣過濾器之一上游側上且包含穿過其之貫穿開口。
實施例22係如實施例21之總成，其中該起褶襉空氣過濾器包含第一波形化邊緣及第二波形化邊緣，且其中當該起褶襉空氣過濾器、該弧形過濾器支撐層及該過濾器罩殼全部皆在該HVAC系統中就位時，該起褶襉空氣過濾器之該第一波形化邊緣及該第二波形化邊緣之至少一者係一未堵塞波形化邊緣。實施例23係如實施例18至22中任一項之總成，其中該弧形過濾器支撐層包含一空氣傳遞區，該空氣傳遞區係選自由一篩網、網格、柵格及一經穿孔片材所組成之群組。實施例24係如實施例18至23中任一項之總成，其中該起褶襉空氣過濾器之大小小於該弧形過濾器支撐層，使得該弧形過濾器支撐層包含一繞道區，在該繞道區中，移動中的空氣可在尚未行進通過該起褶襉空氣過濾器就行進通過該弧形過濾器支撐層，該繞道區展現該弧形過濾器支撐層之總空氣傳遞區之自約5%至約30%範圍之一大小。實施例25係如實施例18至24中任一項之總成，其中該HVAC系統係一迷你分離式HVAC系統，其不是一中央HVAC系統。
實施例26係一種過濾空氣之方法，該方法包含：定位一單一層如實施例1至16中任一項之起褶襉空氣過濾器於一HVAC系統之一弧形過濾器支撐層之一上游側上；及，操作該HVAC系統使得移動中的空氣被抽吸穿過該起褶襉空氣過濾器之該單一層，以過濾被抽吸穿過其之該空氣。
所屬技術領域中具有通常知識者應理解，本文所揭示之特有實施例元件、結構、部件、細節、組態等等都可在許多實施例當中修改及/或結合此類改變及組合係經本案發明人思慮而全都在本發明的範圍內，並非只有經選擇作為例示性說明的那些代表性設計。因此，本發明的範疇應不侷限於本文中描述的特有例示結構，而是延伸至文後申請專利範圍及這些結構的等效物所述之結構。本說明書中明確敍述作為替代者之元件中的任一者皆可如所欲以任何組合明確包括於申請專利範圍內或排除自申請專利範圍外。本說明書中以開放式語言(例如：包含及其衍生語)敍述之元件或元件組合中的任一者，皆可視為另外以封閉式語言(例如：組成及其衍生語)及複數型封閉式語言(例如：主要組成、及其衍生語)來敍述。倘若本說明書之內容與以引用方式併入本說明書中之任何文件之揭露間有任何衝突或差異，應以本說明書的內容為主。
1‧‧‧(可適形、無框架、非自我支撐之)起褶襉空氣過濾器
2‧‧‧上游側
3‧‧‧下游側
4‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
4’‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
5‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
5’‧‧‧主端部/邊緣；非波形化邊緣
10‧‧‧(可適形、無框架、非自我支撐之)起褶襉空氣過濾器介質；起褶襉過濾器介質
40‧‧‧橋接細絲；紗布
AC‧‧‧適形軸

Claims (21)

  1. 一種可適形(conformable)、無框架、非自我支撐(non-self-supporting)之起褶襉空氣過濾器，其包含：可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器介質，該介質含有上游面部及下游面部，其中該可適形、無框架、非自我支撐之起褶襉空氣過濾器介質包含複數個對立面對之褶襉，該複數個對立面對之褶襉含有一褶襉方向且含有複數個上游褶襉尖端及上游褶襉谷及下游褶襉尖端及下游褶襉谷，該起褶襉空氣過濾器介質進一步包含在該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部上的複數個橋接細絲，其中該複數個橋接細絲之至少一些橋接細絲不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部且接合至該等上游褶襉尖端之至少一些；或，該複數個橋接細絲之至少一些橋接細絲不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部且接合至該等下游褶襉尖端之至少一些。
  2. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲之至少一些至少大致上彼此平行且經定向成至少大致上正交於該褶襉方向。
  3. 如請求項2之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲至少基本上彼此平行且包含細絲之間之自約4mm至約25mm之間隔。
  4. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部且接合至該等上游褶襉尖端之至少一些，且其中無橋接細絲存在於該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部上。
  5. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲之至少一些不連 續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部且接合至該等下游褶襉尖端之至少一些，且其中無橋接細絲存在於該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部上。
  6. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中依第一組橋接細絲及第二組橋接細絲之形式提供該複數個橋接細絲，該第一組橋接細絲之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該下游面部且接合至該等下游褶襉尖端之至少一些；該第二組橋接細絲之至少一些不連續地接觸該起褶襉空氣過濾器介質之該上游面部且接合至該等上游褶襉尖端之至少一些。
  7. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲之至少一些經提供作為預先存在的紗布之部件，該預先存在的紗布接合至該等上游褶襉尖端之至少一些或接合至該等下游褶襉尖端之至少一些。
  8. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該等褶襉係弦狀褶襉，其中該等上游褶襉尖端及該等下游褶襉尖端各展現至少約2mm之平均曲率半徑，且其中該等上游褶襉尖端及下游褶襉尖端皆不是劃痕褶襉(score-pleated)。
  9. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉空氣過濾器介質係可壓縮起褶襉空氣過濾器介質。
  10. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉空氣過濾器介質包含非織物纖網，其包含有機聚合纖維，該等有機聚合纖維之至少一些帶靜電。
  11. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該起褶襉空氣過濾器經組態成用以適形於且接觸HVAC系統之過濾器支撐層之上游面部。
  12. 如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲包含彈性材料，且其中該起褶襉空氣過濾器可自未擴展組態擴展至擴展組態，在該未擴展組態中，該起褶襉空氣過濾器展現未擴展褶襉間隔，在該擴展組 態中，該起褶襉空氣過濾器展現擴展褶襉間隔，該擴展褶襉間隔係該未擴展褶襉間隔之至少約120%。
  13. 一種套組，其包含複數個如請求項1之起褶襉空氣過濾器，該複數個起褶襉空氣過濾器一起封裝在相同封裝中。
  14. 一種用於過濾空氣之總成，該總成包含：弧形過濾器支撐層，其含有上游面部及下游面部，且含有安裝在該弧形過濾器支撐層之上游面部上的如請求項1之起褶襉空氣過濾器，其中該弧形過濾器支撐層係HVAC系統之可移除或非可移除組件。
  15. 如請求項14之總成，其中該起褶襉空氣過濾器直接接觸該弧形過濾器支撐層之該上游面部，且其中該起褶襉過濾器附接至該弧形過濾器支撐層。
  16. 如請求項14之總成，其中該總成基本上由該弧形過濾器支撐層連同安裝在其之該上游面部上之單一層該起褶襉空氣過濾器所組成。
  17. 如請求項14之總成，其進一步包含過濾器罩殼，該過濾器罩殼係該HVAC系統之一可移除或非可移除組件，其中該過濾器罩殼定位在該起褶襉空氣過濾器之上游側上且包含穿過其之貫穿開口。
  18. 如請求項17之總成，其中該起褶襉空氣過濾器包含第一波形化邊緣及第二波形化邊緣，且其中當該起褶襉空氣過濾器、該弧形過濾器支撐層、及該過濾器罩殼全部皆在該HVAC系統中就位時，該起褶襉空氣過濾器之該第一波形化邊緣及該第二波形化邊緣之至少一者係未堵塞波形化邊緣(unoccluded corrugated edge)。
  19. 如請求項14之總成，其中該起褶襉空氣過濾器之大小小於該弧形過濾器支撐層，使得該弧形過濾器支撐層包含繞道區，在該繞道區中，移動中的空氣可在尚未行進通過該起褶襉空氣過濾器就行進通過該弧形過濾器支撐層，該繞道區展現該弧形過濾器支撐層之總空氣傳遞區之自約5%至約30%範圍之大小。
  20. 如請求項14之總成，其中該HVAC系統係迷你分離式HVAC系統，其不是中央HVAC系統。
  21. 一種過濾空氣之方法，該方法包含：定位單一層如請求項1之起褶襉空氣過濾器之於HVAC系統之弧形過濾器支撐層之上游側上；及，操作該HVAC系統使得移動中的空氣被抽吸穿過該起褶襉空氣過濾器之該單一層，以過濾被抽吸穿過其之該空氣。
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