CN103212254B - 空气滤清器组件 - Google Patents

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Abstract

在至少一些实施例中，本发明涉及一种空气滤清器，其具有壳体部分，和低轮廓的雨盖，该雨盖具有在该盖下侧的开孔，以使未过滤空气可进入该空气滤清器。另外，在至少一些实施例中，本发明涉及一种空气滤清器，其包括壳体和附加部件，通过该附加部件空气滤清器能够直接与汽化器进口相连。在一些这样的实施例中，一个或多个伸出件可设置在由壳体/附加部件形成的通道内以影响气流。而且，在至少一些实施例中，本发明涉及一种空气滤清器，其具有形成在壳体部分上的成形的壁，该成形的壁包括内表面和外表面，通过所述内、外表面，该空气滤清器内的空气流动被施加以螺旋运动。

Description

空气滤清器组件
本申请是申请日为2006年10月12日、申请号为200680037508.2的发明专利名称为“空气滤清器组件”的发明申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本发明要求2005年10月12日递交的名称为“空气滤清器组件”的第60/726,309号美国临时专利申请的利益，该申请通过引用合并在此。
技术领域
本发明涉及过滤系统和方法，举例而言，例如那些与内燃机共同使用的空气过滤系统和方法。
背景技术
空气滤清器是安装在内燃机上的装置，用于为发动机汽缸内的燃烧提供洁净空气。重型空气滤清器通常用在为用于工业目的的装置（例如建造设备或者农业机具）提供动力的发动机上。
图1（现有技术）提供一种典型、传统的重型空气滤清器组件0的局部分解透视图。如图1所示，空气滤清器组件0包括空气滤清器3，该空气滤清器3具有管形壳体4和使用打褶纸将污物和其他碎片过滤出燃烧气流的过滤元件8。过滤元件8被置于管形壳体4内，并设计为提供大的过滤纸表面区域，以增加发动机在清理和替换过滤元件之前可工作的时间。可移去的端盖5可固定到壳体4并可从壳体4去除，以便可接近过滤元件8，使过滤元件可被替换或维修。在本视图中端盖5显示为与壳体4相连，而过滤元件8显示为与该壳体分离（并在壳体外）。
除了壳体4、端盖5和过滤元件8，图1显示空气滤清器3还包括许多其他部件。特别是，空气滤清器3包括蘑菇形雨盖1，其被设置为定位在壳体4的向上延伸的输入口28上（及其上方）。而且，空气滤清器包括盖固定夹6，端盖5通过该盖固定夹6紧固到壳体4、喷污阀7和二级或者备用过滤元件9（有时称作“安全”过滤元件）上，当过滤元件安装在壳体内时，该过滤元件9同心地安装在过滤元件8内的内部圆柱形空间中。应该注意的是，图1显示过滤元件8、9的位置如图所示与互补在壳体4和端盖5内时所述过滤元件所占据的位置相差约180度，以显示这些过滤元件的打开端，所述打开端只存在于每个相应过滤元件的两个轴向端中的一端。
除了空气滤清器3的部件，空气滤清器组件0还包括通气管11、适配器（通气管到汽化器）13、衬垫14和17、软管夹10、空气滤清器支架18和24以及空气滤清器壳体夹20。通常，在空气滤清器3的输出口29处输出的已过滤空气被输送到火花点火发动机上的汽化器或者节流体，或者输送到压缩点火发动机上的进气歧管。在本实施例中，空气滤清器组件0显示为包括进气歧管15。另外，空气滤清器组件0包括多种紧固部件2、12、16、19、21、22、23和25，其可包括例如螺栓、垫圈、螺钉等。通过这些紧固部件的一些，空气滤清器3连同空气滤清器支架18、24和连接到空气滤清器支架并围绕管形壳体4的壳体夹20一起，安装在发动机上。而且，紧固部件2用于将雨盖1夹紧到输入口28。
为了进一步延长过滤元件8的使用寿命，空气滤清器3的管形壳体4被设计为使进入的空气在空气滤清器内旋转，尤其是在存在于壳体（和端盖5）外壁与定位在壳体内的过滤元件8之间的环形空隙内旋转。悬浮在进入的空气中的污物颗粒被离心出管形壳体4的外壁，最终到达允许污物离开空气滤清器3的喷污阀7。这样，到达过滤元件8的污物和灰尘的量大大减小。此外，雨盖1安装在壳体4的输入口28上，以防止吸入湿气并防止其他大的碎片进入壳体。
当相对较沉的灰尘颗粒趋向于通过喷污阀7离开空气滤清器3时，其他未过滤空气沿径向向内穿过过滤元件8的管形打褶纸，然后继续进一步沿径向向内穿过二级过滤元件9，直到空气到达二级过滤元件内的中心轴向管形通路而连续地通过空气滤清器3。已过滤空气随后经由管形壳体4的输出口29通过并离开轴向管形通路。离开管形壳体4的输出口29的已过滤空气随后通过管道被输送到发动机。
如所述的那样，图1显示与进气歧管15相连的用作重型空气滤清器的空气滤清器3。当空气滤清器组件0相对于发动机（未示出）组装和安装时，通气管11经由软管夹10（和相关紧固部件）连接到空气滤清器3的输出口29与适配器13之间，而适配器13又连接到进气歧管15，衬垫14中的一个定位在适配器13与进气歧管15之间。可以是橡胶管的通气管11随后将已过滤空气经由适配器13引导到发动机进气歧管15中。软管夹10用于在通气管11与空气滤清器壳体4的输出口29和适配器13中的每一个之间（或者在不使用适配器的情况下，对进气歧管自身）提供气密密封件。
尽管例如图1所示的传统空气滤清器成功地过滤空气，但是仍然希望能够改进这种空气滤清器的某些方面。例如，对于可用在这种空气滤清器上的雨盖1，由于其构成伸出壳体的附加大部件，目前该雨盖并不理想。伸出的雨盖不仅易于被从空气滤清器组件敲落，而且其还增大空气滤清器组件0的总尺寸而使其更难安装和使用。这尤其会限制空气滤清器3/空气滤清器组件0在一些需要较小装置的情况中的应用。
再例如，尽管例如空气滤清器3的传统空气滤清器被设计为随着未过滤空气进入空气滤清器壳体而实现该未过滤空气的旋转、螺旋运动，但这种空气滤清器通常只具有一个腔，该腔由于内壁的形状必定影响空气流经该路径约90度的路程。由于影响空气进行旋转运动的角度有限，施加到未过滤空气的旋转运动经常不如所希望的那样强烈，以实现对污物颗粒和其他大碎片的最大离心力作用，从而将污物和碎片从空气滤清器内的过滤元件引离。
另外，空气滤清器3与该空气滤清器所安装的发动机的进气歧管15和/或其他部分相连的方式需要大量部件（例如通气管11、软管夹10、适配器13、壳体夹20、多个类别的紧固装置等）。因此，将空气滤清器3组装到发动机上可为相当复杂的操作。例如，采用密封、气密方式将通气管11组装连接到壳体4和适配器/进气歧管13、15是相当困难或费时的。而且，由于零件数量巨大，不仅将空气滤清器3安装到发动机的成本而且空气滤清器组件0的部件制造成本都会高于他们的希望值。
因此，如果实现针对空气滤清器组件的改进设计将是有利的。特别是，在至少一些实施例中，如果在伸出在向上延伸的空气滤清器输入口顶上的笨重的蘑菇形雨盖不是必需的，和/或如果空气滤清器组件是更小尺寸或者更为实用形状的组件，以使空气滤清器组件可在更小空间中实现或者实现在某些需要这种更小组件或者较为不笨重尺寸或形状的组件的应用中，则都是有利的。另外，在至少一些实施例中，如果能够增大在空气滤清器内的旋转作用，则是有利的。进而，在至少一些实施例中，如果将空气滤清器组装到发动机/进气歧管所用的零部件数目和复杂程度得到减小，那也是有利的。
发明内容
在至少一些实施例中，本发明涉及一种空气滤清器，其包括：具有进口的壳体部分，定位在该壳体部分内的过滤元件，和雨盖，其连接到所述壳体部分，以使所述进口通向该雨盖。该雨盖包括沿雨盖下侧的孔以使空气可进入该空气滤清器，且至少大部分雨盖基本不高于所述壳体部分延伸。
在至少另外一些实施例中，本发明涉及一种空气滤清器，其包括：过滤元件和壳体，所述过滤元件定位在该壳体内，且该壳体进一步包括进口和出口，所述出口经由一体形成的延伸件形成。该一体形成的延伸件被配置为使所述壳体可在不带有任何中间通气管的情况下直接与汽化器和进气歧管中的至少一个相连。
在至少一些另外的实施例中，本发明涉及一种空气滤清器，其包括：配置为用于过滤空气的过滤元件，以及壳体部分，所述过滤元件位于该壳体部分内。该壳体部分包括成形的壁，其中，该成形的壁包括外表面和内表面，当空气经过所述外表面旁边时以及当空气经过所述内表面旁边时，该成形的壁影响将要被过滤的空气的路径。
此外，在至少一些实施例中，本发明涉及一种操作空气滤清器的方法。该方法包括：接收形成在雨盖内向下开的孔处的空气，当空气在形成于雨盖与壳体部分之间的第一腔内行进时，对空气施加螺旋运动，并使空气进入壳体部分的进口。该方法另外还包括：当空气在壳体部分的第二腔内行进时，进一步对空气施加螺旋运动，过滤空气并输出已过滤的空气。
附图说明
图1为现有技术的空气滤清器组件的分解透视图；
图2为根据本发明至少一个实施例的经改进的空气滤清器的透视图；
图3a为图2中的经改进的空气滤清器的局部分解透视图，其中，特别地从空气滤清器中去除了端盖和半管道空气通道；
图3b显示图2的经改进的空气滤清器的壳体部分的俯视图；
图3c和3d分别显示沿图3b的线C-C和D-D截取的图3b的壳体部分的截面图；
图4a为图2的经改进的空气滤清器的雨盖的透视图；
图4b为与图2的经改进的空气滤清器的端盖结合的图3b的壳体部分的透视图；
图5和6分别显示沿图3b的线5-5和6-6截取的图3b的壳体部分的截面图；
图7显示连同附加发动机部件的图2的经改进的空气滤清器的分解透视图；
图8显示壳体部分的可替换实施例的底透视图，除了形成在沿壳体部分底部的通道内和从该通道延伸的附加叶片，该壳体部分类似于图3a-3d的壳体部分；
图9显示可与图8中的壳体部分结合使用的附加壳体部件的可替换实施例的顶透视图；和
图10显示沿图8的线10-10截取的当被组装到图9的附加壳体部件时的图8的壳体部分的截面图。
具体实施方式
参见图2，根据本发明某些实施例的经改进的空气滤清器100显示在透视图中。除了包括主要的管形或者圆柱形壳体部分104和端盖105外，该改进的空气滤清器100还使用关于图3a-d更详细描述的某些附加结构。这些附加结构中的一个是附加壳体部件107，其代替如图1中所示的传统实施例中的通气管11、与该通气管相连的输出口29、夹10和适配器13，帮助由空气滤清器100输出的已过滤空气传送到汽化器、进气岐管或者类似的发动机部件（见图7）。壳体部分104和附加壳体部件107分别可替换地称为第一（或者上）壳体或者基体和第二（或者下）壳体或者基体。
进一步如图2所示，空气滤清器100包括代替图1中壳体夹20（和相关的部件）的整体的安装支架138，其使空气滤清器100可直接安装到发动机（或者其他表面）上。另外如图所示，经改进的空气滤清器100使用在图4a和7中更详细示出的雨罩或雨盖128，而不使用图1的空气滤清器3中的雨盖和与其相连的向上导向的输入口。当空气滤清器100被完全组装时，经由通常为金属、塑料或者橡胶的固定夹或者卡环103，端盖105和雨盖128均与壳体部分104相连。
本空气滤清器100意图用作重型空气滤清器，例如，与30至40马力的V型双发动机结合使用。然而，本发明还意图包含广泛多样的除空气滤清器100之外的不同尺寸、形状和构成（不必要是重型）的空气滤清器的其他实施例，包括可应用在关于其他类型的发动机和关于需要空气过滤的其他装置中的空气滤清器。实际上，还应该想到的是，本发明的实施例将用于需要过滤除空气以外的物质，例如其他气体、水或油的情况。在这些情况中，一些情况使用环形/圆柱形过滤介质，并且在该情况中，物质的旋转作为该物质通过过滤介质的通路之前的初步过滤步骤是有利的。
现在参见图3a，经改进的空气滤清器100显示在局部分解透视图中，特别地，端盖5与圆柱形壳体部分104分离，以露出定位在壳体部分内和从该壳体部分延伸出来的初级过滤元件108。而且，附加壳体部件107被显示为与圆柱形壳体部分104分离。附加壳体部件107具有形成为一个构件的弯管（或者曲线的整体的适配器）125和半管道通道126。半管道通道126形成槽（仍见图5），该槽在一端具有出口，该出口即为弯管125。壳体部分104显示为包括沿壳体部分的底面119的互补半管道通道或者配套通道127。出口通道117将空气滤清器100的内部与配套通道127相连。
当空气滤清器100已组装时，附加壳体部件107与壳体部分104结合并整体地形成在一起以形成从空气滤清器射出的洁净空气的气密通路。该结合尤其形成在配套通道127的互补边缘171与半管道通道126之间（只有配套通道的边缘显示在图3a中），在本实施例中它们中的每一个均为一端为圆形的细长矩形。在至少一些这样的实施例中，该结合通过例如热板焊、声焊、对接焊等焊接工艺实现。在至少一些其他实施例中，该结合通过胶合剂或者粘合剂实现。在另一些实施例中，该结合通过螺栓、螺钉或者其他紧固件实现，或者通过这种紧固件与胶合剂或者焊接的结合而实现。另外，在可替换实施例中，壳体部分104与附加壳体部件107整体地形成在一起；也就是，附加壳体部件形成为壳体部分104的一部分。
图3b显示壳体部分104的俯视图，也就是，雨盖128和端盖105均从壳体部分去除的视图。如图所示，壳体部分104包括吸入未过滤空气的进口90。进入进口90之后，未过滤空气在壳体部分104内沿轴向和周向（例如沿螺旋方向）从壳体部分的前端91朝向其后端92而被引离，其中，周向运动包括在外壁与过滤元件108之间沿壳体部分的外壁144的运动，以便绕过滤元件108旋转。箭头51和52显示当气流进入进口90（箭头51）时和当空气持续在壳体部分内旋转（箭头52）时的气流的示例方向。
在图3b中还显示有，从壳体部分104的前端91延伸和与该前端91整体形成的基本平的炉篦或者栅格132。进一步参照附图4a-d论述，当盖定位到壳体部分104上时，栅格132被雨盖128包围。这样，基本所有在雨盖128内流通的空气均在进入进口90之前经过栅格132（除了形成在栅格的周边与雨盖的内表面之间的缝隙之间的可能存在的某些少量多余流体）。因此，由于栅格132，特别大的碎片不会到达进口90或者进入壳体部分104。另外，如以上所述和关于图5-6进一步讨论的那样，由于空气滤清器100内未过滤空气的漩涡运动，进入进口90的污物和其他大的碎片在其进入和经过过滤元件80之前，也会由于离心力而从旋转空气去除。
进一步，图3c和3d分别显示沿图3b的线C-C和D-D截取的壳体部分104的截面图。特别地，图3c显示沿壳体部分104的轴向中心线199垂直（或者基本垂直）截取的壳体部分104的截面图，其中，在本实施例中，该轴向中心线是水平（或者基本水平）的。另外，图3c用虚线显示当空气滤清器100完整安装时，局部剖开的过滤元件108以及同心地定位在初级过滤元件108内的二级或者备用过滤元件118，如它们将被定位的那样（如图所示，当完全定位在壳体部分104中时，过滤元件从壳体部分104延伸出来，与壳体部分结合的端盖105完全封闭空气滤清器内的过滤元件）。过滤元件108、118中的每一个均由壳体部分104的向内延伸的管形延伸件131支撑，并相对于该延伸件131密封，其中该延伸件131通向壳体部分的出口通道117。另外，过滤元件108、118中的每一个和管形延伸件131均围绕轴向中心线199轴向对中。
如图3c所示，在进口90处进入壳体部分的空气通常遵循由虚线（和箭头）141所指示的路径。更具体而言，进入进口90之后，空气首先在形成于壳体部分104的外壁144与在壳体部分内延伸的圆柱形中间内壁134之间的环形空隙98内旋转，通常遵循螺旋形路径。随后空气继续在形成于壳体部分104的外壁144与初级过滤元件108之间的环形室142内旋转，通常继续遵循螺旋形路径，以从壳体部分104的前端91朝向其后端92移动。因此，较重的污物或者灰尘颗粒会朝向单向阀137所在的后端92（见图3a）移动，通过单向阀137这些物质被射出空气滤清器100，且在至少一些实施例中，单向阀137可为金属或塑料的簧片阀，或者橡胶阀。
当较重的污物或者灰尘颗粒螺旋形地向后端92流动时，未过滤空气不会无限地持续螺旋形流动，而是最终沿径向向内地通过初级过滤元件108行进并随后通过二级过滤元件118，在这之后，空气（现在是已过滤空气）进入二级过滤元件内的轴向延伸的圆柱形空腔146。在至少一些实施例中，初级过滤元件108为打褶的纸过滤元件，而二级过滤元件118为布或者纤维过滤元件。到达圆柱形空腔146之后，空气穿过管形延伸件131而从该空腔出来，并随后通过出口通道117而行进。该已过滤空气随后进一步通过由附加壳体部件107的半管道通道126（例如，形成在其中的槽）和壳体部分104的配套通道127形成的结合通路148，并随后通过和离开弯管125而行进，该弯管125的输出孔口定位在图3c中所示的垂直截面的侧面。图3c进一步显示在附加壳体部件107与壳体部分104之间的接合处（或者“焊接线”）95，其中，这两个构件结合、紧固，或者连接或接合在一起。
与图3c相比，图3d是对图3c的垂直截面的侧面截取的垂直截面，其基本上不显示管形延伸件131、出口通道117、结合通路148、半管道通道126、配套通道127、附加壳体部件107或者弯管125，原因在于这些部件通常定位为紧接图3c的垂直截面。图3d还通过箭头149示出空气流入壳体部分104所通过的进口90延伸过相当大的圆周距离。
与图1中显示的传统系统相比，由于使用附加壳体部件107和壳体部分104，而不使用图1的通气管11、适配器13、夹10等，因而改进的空气滤清器100使用较少的部件，并去除了能够发生空气泄漏的软管接头。因此，与例如图1的传统设计相比，改进的空气滤清器100使污物或者灰尘漏入洁净的燃烧空气的可能性较小。
现在参见图4a-b，改进的空气滤清器100将图1的雨盖1和与其相连的向上延伸的壳体4的进口替换为低轮廓的雨盖或雨罩128和壳体部分104的进口90。特别地，图4a显示从壳体部分104去除时的雨盖128。如图所示，雨盖128实际上为空杯形结构，其圆柱形直径与壳体部分104和端盖105的圆柱形直径基本相同，且其外部形状类似于端盖，与端盖的不同之处特别在于其包括在其底部或接近于其底部处的进气孔129。在本实施例中，进气孔129实际上是通过去除一部分雨盖128的圆柱壁形成的孔，并延伸雨盖的整个轴向长度。仍然在本实施例中，进气孔129具有第一区域151，当安装到壳体部分104上后，该第一区域在雨盖128的面向壳体部分104的开口端153处的周向宽度相对较窄，进气孔129还具有第二区域155，其周向宽度远远宽于开口端153。
除了将雨盖128连接到壳体部分104的固定夹/卡环103外，许多肋75沿壳体部分104的外表面形成。当雨盖128组装到壳体部分104上时，雨盖的外边缘或者唇部181悬垂或者围绕在肋75的一个或者多个上，以在雨盖与壳体部分之间形成密封件。其中，该密封件用于将湿气引出进气孔129。在至少一些实施例中，肋75既绕壳体部分104周向延伸，又沿壳体部分的表面轴向延伸，这样，通过肋形成在在雨盖和壳体部分界面处的密封件为迷宫型密封件。在其他实施例中，肋75只沿周向或者轴向延伸，而不会沿两者延伸，或者以一些其他设置延伸。尽管在本实施例中，肋75形成在壳体部分104上，但在可替换实施例中，肋可形成在雨盖上和/或形成在盖与壳体部分这两者上。
如上所述，栅格132与壳体104整体成型，用于防止较大的污物颗粒、碎片、禽类动物、啮齿动物等进入空气滤清器100。在如图4b所示的本实施例中，栅格132为沿轴向中心线199水平延伸（例如，相对于图3c中所示的垂直截面）的平面壁。栅格132基本延伸雨盖128的整个内直径，并当雨盖完全组装到壳体部分104上时，其还轴向向外延伸得足够远，以到达雨盖的内部端面157（见图4a）。在本实施例中，雨盖128的内部端面157进一步成型为包括狭槽159，当雨盖128完全连接到壳体部分104上时，该狭槽被设置为接收栅格132的远端。在至少一些可替换实施例中，减震元件（例如，密封腔泡沫材料或者橡胶/弹性材料的圆形构件）也可设置在雨盖128内，例如狭槽159内，以阻尼振动。
当雨盖128完全组装到壳体部分104上时，雨盖128与栅格132和肋75二者连接，以使基本上仅有的（或者至少主要的）从空气滤清器100的外侧到壳体部分的进口90的流动通路经由栅格132。而且，由于进气孔129朝向下，进入空气滤清器100的空气和其他物质必须从空气滤清器的下面（或者至少雨盖128的下面）进入。因此，由于雨盖128组装到包括栅格132的壳体部分104上，雨水（和其他物质）不太可能进入（或者完全被阻止进入）空气滤清器100或者至少壳体部分。而且，由于雨盖128的尺寸与壳体部分相同或者基本相似，特别是直径以及高度（尤其是基本不高于空气滤清器剩余部分的顶部而伸出），所以雨盖少伸出很多，因而空气滤清器100更易于安装和维护，且比传统的空气滤清器不易于损坏。
如上所述，例如本改进的空气滤清器100的重型空气滤清器使用离心力以将较沉的灰尘颗粒和其他小碎片甩出吸入的空气，以在空气进入过滤元件108、118之前预净化该空气。图5和6显示图3b中示出的壳体部分104的另外的截面，以特别地提供进入的空气进入和在壳体部分104内的螺旋路径的另外的视图，并进一步示出以上所述的通过弯管125、半管道通道126和配套通道127的已过滤空气的流动。更具体而言，如图5所示，进入的空气沿由箭头133指示的曲线路径行进。在进入壳体部分104的进口90之前，空气部分地由于其与雨盖128内表面（未示出）的相互作用而沿曲线路径行进。进入进口90之后，空气继续绕壳体部分104的外壁144与壳体部分内的中间内壁134之间的空隙98沿曲线路径行进。
从也显示中间内壁134的图3c-d明显可知，该中间内壁并未延伸前端与后端91、92之间的壳体部分104的整个长度，而是只延伸该长度的一部分。这样，如前所述，在空气绕壳体部分104行进几乎所有路线（例如接近360度）之后，其进入形成在壳体部分104的外壁144与初级过滤元件108之间的环形腔142，随后进入过滤元件108。应该注意的是，尽管图5显示沿左侧的进口90，实际上，该左侧是对应于空气滤清器100/壳体部分104的顶部。
如上所述，壳体部分104的形状还运用轴向部件作用于沿壳体长度的气流。特别地，特别在图3b（以及图3c、4b和7）中显示的成形的壁135运用轴向部件作用于流动。以倾斜、螺旋或者螺纹型方式绕壳体部分104的圆周延伸约90度的成形的壁135，用于以螺旋方式引导未过滤的空气，其原因不仅在于在其进入进口90之前沿成形壁外表面的雨盖128内的空气通路（例如，由于进口90通常定位得比雨盖的进气孔129距前端91远），而且在于经过进口90之后在壳体部分104内的空气通路，尤其由于其再次在空隙98内绕圈以经过成形的壁的内表面。由于成形的壁135，导致空气朝向壳体部分104的后端92旋转或者螺旋运动。污物和灰尘可随后在与进气口90相对的壳体端部收集，并经由单向阀137射出。
由于雨盖128和壳体部分104的结合，并由于进入的未过滤空气沿成形的壁135的内表面和成形的壁的外表面二者而被引导，所以与传统空气滤清器相比，进入的空气在改进的空气滤清器100内以螺旋、旋转运动被引导较大的距离。例如，在图1中所示的传统空气滤清器3中，进入的空气经由雨盖1和输入口28被向下导向壳体中的圆形管，随后带有一点螺旋形的叶轮或者壁使空气在壳体内部仅旋转约四分之一圈（例如，约90度）。相比之下，改进的空气滤清器100被设置为确定地跨越180度而施力于进入的未过滤空气，以产生螺旋（包括轴向）气流，其中，该180度的影响被分布在约450度的空气的整个行进过程中。
更具体而言，由于成形的壁135延伸大约90度，并且由于由成形的壁提供的内和外螺旋表面均产生未过滤空气的螺旋（包括轴向）运动，所以成形的壁确定地导致跨越约180度的螺旋气流。也就是说，成形的壁135使空气在雨盖128与壳体部分104之间沿成形的壁行进时的约四分之一圈的过程中，以及空气在成形的壁旁边的壳体部分内时的约四分之一圈的过程中形成螺旋气流。同时，未过滤的空气并不连续经过成形的壁135的内和外表面，而是必须在外表面终止与内表面开始之间行进约270度，以使在进入进口90之前，螺旋表面的效果会影响到壳体部分104内约一整圈和雨盖128内另外四分之一圈的路程。
简而言之，在改进的空气滤清器100中，成形的壁135的表面跨越约180度而确定地影响螺旋（包括轴向）流动，且该180度的影响被散布到跨越450度的流动路径。实际上，成形的壁135外表面的确定影响随后被成形的壁的内表面的附加确定影响所增大。因此，与例如图1的传统空气滤清器相比，改进的空气滤清器100导致形成更大的螺旋空气运动，致使改进污物和灰尘向单向阀137的转移，并导致在进口90处的流动损失较少。
在一些可替换实施例中，如同成形的壁135的另外的螺旋、倾斜或者其他形状的表面可设置在其他位置，也进一步增强空气在空气滤清器100内的螺旋运动。例如，参见图4b，尽管在本实施例中的成形的壁135设置在壳体部分104上的位置79，而另外的相似倾斜壁可设置在沿壳体部分104的直径相对的位置77。如果壳体部分104修改为包括这种在位置77处的附加成形壁，那么空气滤清器的多个成形壁将确定地影响气流，以造成未过滤空气进一步的跨越比180度更大距离的螺旋运动，例如，跨越210度、270度或者可能甚至更大（这种设置也提供在下文所述的图8中所示的可替换实施例中）。
仍然参见图5和6，还提供有半管道通道126、配套通道127和弯管125的另外的截面图。更具体而言，图5显示半管道通道126具有以上所述的槽形，并连接到沿接合处95的配套通道127以形成结合通路148。图6接着显示结合通路148注入弯管125的内孔，从而如箭头161所示，使气流可从空气滤清器100出来，进入另一例如汽化器或者进气歧管的部件。在图6中还显示有形成在半管道通道126内的可选孔口163。孔口163允许例如差压装置或者“过滤器监管器”（未示出）这样的压力检测装置连接到空气滤清器100，以便可检测空气滤清器（特别是过滤元件108、118）是否被（例如，污物）堵住或者塞住，以及是否需要更换。否则，当使用空气滤清器100时，孔口163通常用塞子堵住。应进一步注意的是，尽管图5和6显示半管道通道126、配套通道127和弯管125沿各图的右侧，但实际上该右侧是对应于空气滤清器100/壳体部分104的底部。
参见图7，提供与发动机的一部分（即示例汽化器组件88）共同使用的整个空气滤清器100的更为详细的局部分解图，在该示例中，汽化器组件88包括进气歧管139和汽化器140。这样，特别是端盖105和附加壳体部件107仍然显示为连接到壳体部分104上，即使其他例如雨盖128和初级、二级过滤元件108、118这样的部件被显示为从壳体部分去除。然而，应该理解的是，在本实施例中端盖105和雨盖128均通过固定夹/卡环103紧固到壳体部分104上，然而在其他实施例中，也可使用其他紧固机构，例如卡口型紧固机构、扭转和锁定机构、螺钉、螺栓、锁扣等。此外，尽管在图3a、4a和7中，卡环103被显示为主要由壳体部分104支撑，而不是由端盖105和雨盖128支撑，从而当这些部件组装到壳体部分上时，卡环只与端盖和雨盖接触，但是在可替换实施例中，卡环可变为主要由端盖和/或雨盖所支撑。
在本实施例中，如图7以及图2和3a所示，空气滤清器100也将安装系统一体形成到壳体设计中。更具体而言，在弯管125上的特征，例如螺栓孔165，与汽化器140上的汽化器安装紧固孔86匹配，从而可使用螺栓（未示出）将弯管直接紧固到汽化器上。在本实施例中，汽化器140为双筒汽化器，因此弯管125的孔口为椭圆形（见图2和3a）。然而，在使用单筒汽化器的可替换实施例中，弯管孔口的形状可改变（例如，变为圆形）。另外，安装支架138上的孔和/或轴套167（再次见图2和3a）被设置为与设计在进气歧管139中的特征84匹配，从而空气滤清器100可直接安装在进气歧管上。
在本发明的至少一些其他实施例中，意图使本发明包含通过以上所述结构将空气滤清器组装到汽化器、进气歧管、其他发动机部件或者其他装置上的方法。而且，在至少一些实施例中意图使本发明包含限制水、动物、昆虫和/或其他碎片进入空气滤清器中的方法，和/或通过以上所述结构（包括沿成形的壁的外和内表面引导空气），将更大量螺旋运动施加到进入空气滤清器的未过滤空气上的方法。另外，在至少一些实施例中，意图使本发明包含操作空气滤清器的方法，该方法包括提供相对于空气滤清器的向下打开的雨盖和将空气通过雨盖引入空气滤清器的壳体。
尽管图2-7和上述相关论述描述了一种改进的空气滤清器的特殊实施例和其几种变化，本发明也意图包含改进的空气滤清器的另外的实施例。例如，参见图8-10，改进的空气滤清器的另一实施例除了其使用稍有不同的壳体部分200和互补的附加壳体部件210外类似于改进的空气滤清器100。尤其如图8所示，其提供壳体部分200的透视图，除了一些方面外，该壳体部分与壳体部分104相同。第一，壳体部分200具有配置不同的配套通道202，该配套通道202具有通常为足形的边缘204，其中，足形配套通道的较宽部分位于与接收来自壳体部分的出口通道117的空气的端部相对的通道端部。第二，壳体部分200具有多个弯曲（在本例中为L形）的叶片206，叶片206从配套通道202内向外从壳体部分延伸出来。第三，壳体部分200具有位于与上述参考图4b的区域77对应的壳体部分区域中的另外的成形的壁205，从而在该实施例中，与由以上所述的空气滤清器100提供的力相比，壳体部分能够对进入的空气施加更大的力，以倾向于造成壳体部分内的螺旋气流。
对于互补的附加壳体部件210，如图9所示，该部件类似于附加壳体部件107，原因在于其包括形成槽的半管道通道214和从该槽向外引导到出口孔226的弯管218。然而，与壳体部件107对比，配置为与配套通道202的边缘204匹配的边缘212也通常为类似于配套通道的足形（半管道通道214本身也是）。另外，附加壳体部件210的半管道通道214被形成为包括舌状延伸件216，其环绕壳体部件的与弯管218所在的端部相对端部处的壳体部件的内底面。在本实施例中，舌状延伸件216稍微延伸到半管道通道214的边缘212之上和延伸过该边缘212一点。而且，除了包括与图6的可连接到过滤监管器的孔口163对应的第一孔口220，附加壳体部件210还包括接近舌状延伸件216的第二孔口222，通过该第二孔口汽化器通风管道可选择性地连接到半管道通道214；以及接近第一孔口的第三孔口224，通过该第三孔口通气软管可选择性地连接到半管道通道（再次，孔口220-224中的每一个选择性地和可替换地被堵住，而不是连接到任何上述结构）。
图10另外提供沿图8的线10-10截取的显示当沿焊接线228组装时附加壳体部件210与壳体部分200的组件230的截面图（即如果两个部件在图8中显示为组装在一起将呈现的截面）。如图所示，当已被组装时，舌状延伸件216稍微伸进壳体部分200的出口通道117一些，而叶片206伸进由半管道通道214形成的槽（甚至可能进入弯管218一点）。应该理解的是，尽管本实施例包括叶片206和舌状延伸件216，但是在可替换实施例中，可只包括这些特征的一个或者另一个。而且，还应该意识到的是，具有舌状延伸件的类似的附加壳体部件可与图2-7的壳体部件103共同使用。
在使用例如叶片206这样的叶片的图8-10的实施例或者类似实施例中，叶片可用于提高或者改善从弯管（未示出）出来进入汽化器/进气歧管的气流的质量（和/或数量）。例如，叶片206可限制气流的扰动，抵消接近结合通路/弯管的壁的一个或者另一个的过多气流，或者影响汽化器的喷射。另外，在使用舌状延伸件216的实施例中，舌状延伸件可通过例如减小气流的脱流而进一步提高从壳体部分的出口通道进入由半管道通道和配套通道形成的通路的气流。
尽管叶片206和舌状延伸件216被显示在图8-10中，但是根据实施例也可使用具有除了这些叶片或者舌状延伸件之外形状的一个或者多个伸出件。另外，在一些实施例中，叶片或者其他伸出件可形成在附加壳体部件内，而不是形成在壳体部分的配套通道内，或者形成在附加壳体部件和壳体部分内。相似地，在一些实施例中，舌状延伸件可形成为壳体部分的一部分，而不是附加壳体部件的一部分。而且，在一些实施例中，一个或者多个构件与壳体部分分离，附加壳体部件可插入这些结构之间（例如，这些结构的边缘之间或者由这些结构形成的结合通路内），以影响气流。
许多具有一个或者多个不同于以上所述特征的空气滤清器的另外的实施例也意图包含在本发明中。例如，尽管通道126在上文中被称为“半管道通道”，但是由以上附图清楚可知，实际上在该通道内形成的槽包含超过由该通道和匹配通道127形成的结合通道148的一半。应该理解的是，根据该实施例，这些通道可以多种另外的方法设置，以形成多个由相应的通道形成为不同角度的结合通路。还例如，尽管上述弯管125具有向空气滤清器100的侧面倒空的出口孔口，但是在可替换实施例中，弯管可被修改以使其沿各种其他方向（例如，垂直向下）导流。再例如，以上所述L形叶片在其他实施例中不必是L形的，而是可仅为平面叶片。
另外，尽管以上描述经常涉及空气滤清器的特别方位，例如空气滤清器100及其不同部件，应该理解的是，这些所述方位仅为示例性的，不必在每个实施例中保持。例如，尽管轴向中心线199在以上描述中为水平（或者基本水平）的，但是在可替换实施例中，轴向中心线199可垂直（或者基本垂直）朝向。在这种实施例中，进气孔129的方位可从所示方位修改。例如，雨盖可定向在空气滤清器的底部，并具有沿雨盖端部而不是沿其侧面的进气孔，以便面向下。
应特别指出的是，本发明并不限于这里所包含的实施例和附图，而是包括涵盖在以下权利要求书范围内的部分实施例和不同实施例的元件的结合的修改形式。

Claims (7)

1.一种空气滤清器(100)，包括：
过滤元件(108)，其设置为用于过滤空气；
壳体部分(104)，所述过滤元件(108)定位在该壳体部分(104)内；其中，所述壳体部分(104)包括成形的壁(135)，其特征在于：
所述成形的壁(135)以倾斜、螺旋或者螺纹型方式绕所述壳体部分(104)的圆周延伸90度，并且所述成形的壁(135)包括外表面和内表面，其中，当空气在所述外表面旁边经过时以及当空气在所述内表面旁边经过时，所述成形的壁(135)影响将要被过滤的空气路径，从而由所述成形的壁(135)提供的螺旋的所述内表面和所述外表面使未过滤的空气产生螺旋运动，从而所述成形的壁(135)确定地跨越180度以引起螺旋气流。
2.如权利要求1所述的空气滤清器，进一步包括雨盖(128)，该雨盖(128)定位为至少部分地封闭所述成形的壁(135)，至少部分地由于所述雨盖的存在，所述空气路径受所述成形的壁的外表面影响。
3.如权利要求1所述的空气滤清器，其中，所述成形的壁(135)对空气施加螺旋气流路径。
4.如权利要求1所述的空气滤清器，进一步包括一体形成的装置，该装置用于将所述壳体部分(104)的出口与汽化器和进气歧管中的至少一个相连。
5.如权利要求1所述的空气滤清器，进一步包括至少一个一体形成到所述壳体部分(104)上的支架，所述空气滤清器(100)通过该支架可直接与发动机组件相连，其中，所述空气滤清器(100)为重型空气滤清器。
6.一种操作空气滤清器的方法，该方法包括：
接收形成在雨盖内的向下开的孔处的空气；
当空气在形成于所述雨盖与壳体部分之间的第一腔内沿着所述壳体部分的成形的壁的外表面行进时，对所述空气施加螺旋运动；
使所述空气进入所述壳体部分的进口；
当所述空气在所述壳体部分的第二腔内沿着所述成形的壁的内表面行进时，进一步对所述空气施加螺旋运动，从而所述成形的壁确定地跨越180度以引起螺旋气流；
过滤所述空气；和
输出已过滤空气。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述输出的已过滤空气经由与所述壳体部分一体形成的延伸件直接输出到汽化器和进气歧管中的至少一个。
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