KR950004136B1 - 성형판 여과기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

성형판 여과기

[도면의 간단한 설명]

제1도는 서로 분리된 여과기 부분으로 되어있는 본 발명의 사상에 따라 만들어진 여과부재의 사시도 :

제2도는 조립되었을 때의 여과부재를 예시하고, 회선 여과부재의 주름의 횡단면에 따른 단면도 :

제3도는 제2도와는 유사하지만 본 발명의 다른 구체예를 예시하는 도면 : 그리고

제4도는 제2도와는 유사하지만 본 발명의 또 다른 구체예를 예시하는 도면이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 내면기관의 공기 도입계용 성형 판(Panel) 유체여과기에 관한 것이다.

본 발명의 양수인에 의한 미국 특허출원 제 765,782호 및 제 765,783호가 1985년 8월 15일에 출원되어 현재 계류중에 있다. 이들 선출원의 명세서를 여기 참고로 제출한다.

내연기관의 공기 도입계에 사용되는 공기 정화기용 판 여과기는 보통 물 충전 주름매체로 구성되어 있다. 이 매체는 스크린에 의해 지지되며 우레탄 또는 플라스티졸 밀봉 플랜지를 가지고 있다. 따라서 이런 유형의 여과기는 여러가지 부품이 필요하고 이들의 제조에 그에 따른 노동력이 요구된다.

본 발명에서 개시하는 성형판 여과기는 전체 여과 조립체가 자동화 공정에 의해 제조 및 조립될 수 있고 그에 의해 소요 노동력을 절감할 수 있다는 점에서 종래의 여과기와는 다르다.

본 발명에서 개시되는 여과기 디자인은 또한 종래 기술의 여과기보다 실질적으로 더 적은 수의 부품만이 요구된다.

본 발명은 2가지 다른 부재의 판 유체여과기를 제안하고 있다. 한가지 부재는 공기 충전 배트상의 물질로부터 성형되어 실질적으로 평행한 주름의 회선상 디자인을 제공한다 다른 여과 부재는 거의 제한없이 그곳을 통과하는 유체를 허용하는 펴진 배트상 물질(open, batt-like material)이다.

이 두 부재는 부재에 지지 및 밀봉구조를 제공하는 실질적으로 유체 불투과성의 경질 주연부에 의해 둘러싸여 있다. 이들 주연부는 여과기가 조립될 때 함께 고착된다.

펴진 배트상의 예비 여과물질은 특히 미세입자를 포착하도록 적응되어 있고 그의 섬유상 네트워크(network)도 또한 무거운 입자의 운동량을 감소시키는데 효과적이며 따라서 이들은 회선상 여과부재에 의해 더 용이하게 포착된다.

두 여과기는 상기 선출원에서 광범위하게 논의된 바와 같이, 부분이 가열되고 프레스에서 성형될 때 두 여과기 모두는 연화되는 열가소성 물질 또는 열가소성 섬유중의 어느 하나를 포함하다.

선출원에서 기재된 바와 같이 성형체의 한쪽의 온도를 올리고 나머지 부분을 낮은 온노에 유지시키면 성형체의 가열면의 섬유가 낮은 온도면의 섬유보다 더 용융되고 그에 의해 경사(gradient)밀도효과가 나타난다.

이 경사 밀도효과는 상기 선출원에서 또한 논의된 바와 같이 열과 함께 압력을 동시에 가하는 것에 의해 향상될 수 있다. 극단적으로는 충분한 열 및/ 또는 압력을 불투과성 지지구조가 제공되는 여과부재의 부분에 적용하는 것에 의해 불투과성 보강재 또는 지지재를 여과기 구조의 일체부분으로 만들 수 있다.

본 발명에 따르면 회선부분의 내부표면(즉 여과조립체의 다른 부분과 만나는 회선부재의 표면)은 회선 여과기부재의 대향 외부 표면보다 밀도가 낮다.

회선부재의 내부표면은 다른 부재의 펴진 섬유상 구조보다 덜 펴진 섬유상 구조를 가지나 내부 회선 표면의 고 벌크(bulk)섬유 네트워크를 갖는다.

회선부재의 외부 표면은 통상의 여과기에서 사용되는 물 충전 여과지와 같은 밀도를 가지며 더 펴진 섬유상 웨브를 통해 그들의 길을 만드는 유체류로부터 오염 입자를 길러내는 것에 의해 오염물질을 제거한다.

본 발명의 이들 및 다른 장점은 다음의 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.

이제 도면을 참고하면 부재번호(10)로 일반적으로 지시된 유체 여과부재는 부재번호(12)로 일반적으로 지시된 제1 여과매체와 부재번호(14)로 일반적으로 지시된 제2 여과매체로 구성되어 있다.

제1여과매체(12)는 상기 두 선출원에 기재된 방법으로 제조되는 부직의 임의 배열 섬유의 배트로 구성되어있다.

배트의 섬유는 열가소성 섬유(예컨대 폴리비닐)를 함유하는 섬유의 혼합물이거나 가교결합성 열가소성 또는 이단계 열경화성 수지로 함침된 섬유의 혼합물이다.

상기 미국 특허출원 제 765,783호에 기재된 바와 같이 배트를 절단하여 고리형의 가열된 주형에 배치한다.

주형을 소정의 온도, 극 배트에 혼합된 열가소성 수지 또는 수지 항침의 점착점 이상의 온도까지 가열한다.

고리형 주형을 열가소성 수지의 점착점 이상의 온도까지 가열하면서 주형을 예컨대 1톤의 압력하에 밀봉자고, 주연부(16)에 가해진 열과 압력으로 인해 압축 및 경화된 수연부(16)를 수연부(16)내에 한정된 제1여과매체(12)의 배트부분(12)의 경화, 유체 불투과성 지지 구조를 형성시킨다.

주연부(16)는 열과 압력처리를 받으나 배트부분(18)은 열과 압력이 가해지지 않고 그 펴짐 특성을 보유하고 있기 때문에 공기흐름은 큰 장애없이 배트부분(18)을 통과할 수 있다.

배트부분(18)의 섬유는 배트를 통과하는 유체류에서의 미세입자를 포착하는데 특별히 적응된 웨브를 형성한다.

배트를 통해 유체흐름이 흐를 때 입자가 솜의 깊이를 통해 포착되기 때문에 배트(18)는 깊이형 여과매체로 알려져 있다. 배트(18)에서 섬유는 어느 부분에 고정되어 있지 않기 때문에 큰 입자는 비교적 용이하게 배트(18)를 통과할 수 있으나 배트(18)의 섬유 네트워크는 그곳을 통과하는 무거운 입자의 운동량을 감소시키는데 효과적이다.

이상적으로는 배트(18)는 여과부재(10)를 통과하는 유체류에서 70% 또는 그 이상의 미세입자를 포착할 수 있다.

제2여과매체(14)는 또한 상기 두 선출원의 방법으로 만들어지는 임의 배열섬유의 부직 혼합물로 이루어진 배트로부터 또한 만들어질 수 있다.

배트는 섹션에 맞게 적당한 크기로 전달된다.

섹션을 적절한 형태의 주형에 배치하여 예시한 형태의 제2여과매체(14)를 성형시킨다.

제2여과매체(14)는 대체로 평행한 주름(20)의 세로 연장배열로 형성된다.

주름은 제1여과매체(12)와 대면하는 내부표면(22)과 대항 외부표면(24)을 갖는다.

제2여과매체(14)는 주름(22)을 한정하는 주변 연장부(26)로 형성되고 여과부재(10)가 후술하는 바와 같이 조립되었을 때 주연부(16)로 되도록 디자인된다.

제2여과매체(14)가 상기와 같이 그것으로부터 제조되는 배트는 비닐과 같은 열가소성 섬유를 포함하는 섬유의 혼합물을 포함항하거나 또는 수지로 함침된다.

따라서 매체(14)가 성형될 때 섬유는 가교결합 열가소성 수지의 작용 또는 열경화성 수지의 경화작용을 통해 또는 섬유를 함께 묶는 "아교"로 기능하는 열가소성 수기의 작용을 통해 경화될 수 있다.

따라서 여과부재(10)는 충분히 경화되어 자기유지가 되고 종래의 판 여과기에 의해 요구되던 스크린 또는 다른 지지구조가 필요없다.

제2여과매체(14)는 경사밀도, 즉 상기 선출원 제 765,782호에 기재된 바와 같이 매체를 통과하는 유체류의 방향으로 여과매체의 밀도가 증가하는 것으로 만들어지는 것이 또한 바람직하다. 밀도의 경사는 주름(20)형상을 가지는 웅형 다이(male die) 및 자형 다이(female die)를 사용하고, 매체(14)의 측면(24)을 형성하는 다이를 수지항침의 경화정 및/ 또는 열가소성 섬유의 점착점 이상의 온도까지 가열하는 것에 의해 달성될 수 있다.

제2여과매체(14)의 측면(22)을 형성하는 다이를 실질적인 실온에 유지시킨다.

상기 특허출원 제 765,782호에서 논의된 바와 같이 경사 밀도 효과는 미분적으로 가열된 웅형 주형 및 자형 주형에 의해 그리고 그 주형에 압력을 가하여 얻어질 수 있다.

이상적으로는 외측(14)이 가열되는 온도는 섬유 사이의 통과가 매우 작게 하기에 충분한 온도이고 그 결과 외측(24)은 오염 입자의 거의 대부분을 제거할 수 있는 시이브(sieve) 또는 표면형 여과매질로 작용하고 그에 의해 매우 높은 효율을 갖는 여과기가 얻어진다.

표면(22)은 배트(18)보다 매질의 펴짐이 덜하나 아직도 입자를 늦추고 포착하는데 특히 적합한 고 벌크섬유 네트워크를 갖는다.

표면(24)은 종래의 물 충전 여과지에 밀도가 같다.

제2여과매체는 바람직하게는 경사밀도로 만들어지지만 균일한 밀도를 가지는 여과매체(14)도 또한 본 발명의 범위내이다.

균일한 밀도는 웅형 및 자형 주형 부재를 같은 온도에 유지시키는 것에 의해 달성될 수 있다.

여과매체(12)는 주연부(16)와 외연부(26)를 결합시켜 여과매체(14)로 조립된다.

결합은 접착제를 사용해서, 또는 바람직하게는 가장자리(16),(18)를 열경화성 수지 및/ 또는 열가소성 섬유가 서로 부착 또는 짐착하는 온도까지 가열하는 것에 의해 달성될 수 있으며 그에 의해 가장자리(16),(18)가 서로 고착된다.

필요시 가장자리 위에 밀봉재료를 처리할 수 있으며 그에 의해 탄성밀봉을 형성하여 여과기가 적절한 공기 정화 하우징(도시되지 않음)에 설치되었을 때 여과기를 밀봉한다.

가장자리가 함께 고착되는 때에 또는 나중 제조단계에서 밀봉 자료를 처리할 수 있다.

다른 구체예 제3도 및 제4도를 참조하면 제3도의 구체예는 제1 여과매체(12)가 상시 출원 제 765,783호에 예시된 것과 같은 고리형 형으로 형성되어 매체(12),(14)가 조립되었을 때 실질적으로 평행하게 주름까지 연장되는 벽을 형성하는 것을 제외하고는 바람직한 구체예와 실질적으로 동일하다.

따라서 제2여과매체(12)는 제2여과매체(14)를 수용하는 접시형 구멍(36)을 획정한다.

제4도의 구체예를 참조하면, 경사밀도효과는 제2여과매체(14)가 형성되기 전에 배트재료를 함께 적층시키는 것에 의해 달성될 수 있다.

배트상 매체의 투과성은 몇가지 인자, 예컨대 배트를 만드는 섬유의 크기, 섬유의 길이등의 기능이다.

따라서 두 다른 배트를 서로 다른 섬유혼합물로 만들어 배트 섹션을 주형에 배치할 때 서로의 위에 배치하여 제2여과매체(14)를 형성한다.

이와 같은 방법으로 주형이 균일한 온도로 가열되더라도 제2여과메체(14)가 제4도에 예시된 대로 분리된 겹(ply : 32,34)을 포함한다는 사실때문에 경사밀도효과가 얻어질 수 있다.

다음에 실시예가 제공되나 본 발명이 그 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

조(15 DPF) 대 미세(3 DPF) 폴리에스테르 섬유의 혼합비가 60/40(중량)로 되어 있는 제1여과매체로 이루어진 제1 여과부재를 제조하였다.

섬유 혼합물은 펴진 섬유 플리스를 제공하고 가교결합된 폴리아세트산비틸 라텍스(latex)로 항침시켰다.

아세레이트 라텍스를 고정하기에 충분한 온도로 가열시킨 가열된 형에 배트를 배치하고 약 1톤의 압력하에 밀봉시켜 솜의 주연부를 형성시켰다.

회선 여과부분은 60중량%의 목질 펄프,15중량%의 1.5 3 DPF비스코스와 같은 상당한 크기의 항성섬유스테이플 그리고 잔부인 합성 바인더 섬유, 예컨대 PVC-PVAC 공중합체 또는 저융점 폴리에스테르의 혼합물이었다.

배트를 적절한 웅형 다이와 자형 다이 사이에 배치하고 그 하나를 바인더 섬유의 점착점(250℉)바로 위의온도까지 가열하고, 유체 불투과성이 되기에 충분할 정도로 고 밀도화함이 없이 프레스의 밀봉 압력을 수백 psi로 가압하였다.

(실시예 2)

제1여과매체 또는 배트부분을 상기한 방법대로 형성시켰다. 두겹 부직포로부터 회선형 부분을 만들었으며 외겹(배트부분과 대향하고 있는 외겹)은 목질 펄프가 85중량%이고 1,5 또는 3 DPF 비스코스와 같은 상당한 크기의 섬유 스테이플이 15중량%이었다. 내겹은 PVC-PVAC 공중합체와 혼합된 3 DPF 폴리에스테르 섬유와 같은 고 표면적의 자기유지섬유(self-supporting fiber)가 60중량% 이었다.

다른 열가소성 바인더를 채용할 수도 있지만 가교결합된 폴리아세트산비닐 라텍스 15 내지 20중량%와 조성물을 결합시켰다.

외겹의 중량은 통상 내겹 중량의 2/3이다.

실시예 l에 기재된 대로 배트를 형성시켰다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 서로 분리된 여과기 부분으로 되어있는 본 발명의 사상에 따라 만들어진 여과부재의 사시도;

제2도는 조립되었을 때의 여과부재를 예시하고, 회선 여과부재의 주름의 횡단면에 따른 단면도;

제3도는 제2도와는 유사하지만 본 발명의 다른 구체예를 예시하는 도면; 그리고

제4도는 제2도와는 유사하지만 본 발명의 또 다른 구체예를 예시하는 도면이다.

Claims (11)

1. 제1 여과매체(12)는 부직의 임의 배열 섬유로 되어 있고 열가소성 물질을 함유하고 있으며 제1 여과배트는 주 몸체 부분(18)을 획정하고 주연부(16)는 상기 주 몸체부분(18}을 한정하며 상기 주연부(16)에서 열가소성 물질이 상기 주연부(16)에서의 섬유를 경화하여 상기 제1 솜의 지지 및 밀봉구조를 제공하고 ; 제2여과매체는 부직포의 임의 배열 섬유의 제2 배트로 되어 있고 열가소성 물질을 함유하고 있으며 상기 제2배트에서의 섬유는 상기 열가소성 물질에 의해 경화되고 상기 배트의 섬유를 압축하여 회선형 부분(20)으로 성형하며, 상기 열가소성 물질에 의해 경화된 섬유를 함유하는 외연부(26)를 가지는 상기 제2여과매체는 상기 주연부(16)에 보충적인 지지 및 밀봉구조를 제공하고 상기 주연부(16)는 상기 외연부(26)에 대해 밀봉되며; 상기한 제1 여과매체(12)와 제2 여과매체(14)로 되어 있는 것을 특징으로하는 유체 여과부재(10).
2. 제1항에 있어서, 상기 주연부(16) 및 상기 외연부(26)는 유체 불투과성인 것을 특징으로 하는 유체여과기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 배트의 상기 주 몸체부분(18)의 섬유는 제1 배트의 주 몸체부분이 유체의 흐름에 비교적 장애가 되지 않도록 실질적으로 압축되지 않는 것을 특징으로 하는 유체 여과기.
4. 제1항에 있어서, 제1여과매체(12)는 깊이형 매체이고 상기 제2여과매체(14)는 여과되는 유체로부터 오염불질 입자를 포착하는 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 여과기.
5. 제1항에 있어서, 회선형 부분(20)은 실질적으로 평행한 주름의 배열로 이루어져 있는 것을 특징으로하는 유체 여과부재.
6. 제1항에 있어서, 상기 주연부(16) 섬유의 적어도 일부가 외연부(26) 섬유의 적어도 일브와 용융되어 상기 매체에 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 유체 여과부재.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2여과매체(14)는 목질 펄프섬유와 합성섬유의 혼합체인 것을 특징으로 하는 유체 여과부재.
8. 제4항에 있어서, 상기 제1여과매체(12)는 합성섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 여과부재.
9. 제1항에 있어서, 상기 제2여과매체(14)의 밀도는 제2여과매체(l4)를 통과하는 유체흐름의 방향으로 변하는 것을 특징으로 하는 유체 여과부재.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2여과매체(14)는 매체가 조립되었을 때 상기 제1여과매체(24)와 대면하는 내부표면(22)과, 대향 외부표면(24)을 가지며, 외부 표면(24)에서의 섬유 밀도는 내부표면(22)의 섬유 밀도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유체 여과부재.
11. 제9항에 있어서, 제2 여과매체(14)는 더 밀도 높은 겹(32)과 밀도가 덜한 겹(34)으로 구성되어 있는것을 특징으로 하는 유체 여과부재.

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