JP2008528286A - Breather filter to reduce pollutant diffusion - Google Patents
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Abstract
本発明は拡散による汚染物質の透過を低減または防ぐことができるブリーザフィルタ(400)に関する。実施例では、本発明は弁を含むブリーザフィルタ(400)アセンブリを含んでいる。弁は第1開口(403)を定める第1層(420)と第2開口(402)を定める第2層(422)と第1層と第2層の間に配置された第3層とを含み、第3層はフィルタ媒体を含んでいる。第1層(420)は第1層と第3層の間にエアギャップを形成する第2層(422)から離れて曲がるように構成されている。実施例では、本発明は、第1層(420)と、第2層(422)と、第1層と第2層の間に配置されたフィルタエレメント(408)と、第1側と第2側とを含む弁アセンブリとを含むブリーザフィルタ(400)を含んでいる。弁アセンブリは第1側面と第2側面の間の空気の圧力差が閾値を超える場合に、閉じている構成から開いている構成に変えるように構成することができる。 The present invention relates to a breather filter (400) that can reduce or prevent the transmission of contaminants due to diffusion. In an embodiment, the present invention includes a breather filter (400) assembly that includes a valve. The valve includes a first layer (420) defining a first opening (403), a second layer (422) defining a second opening (402), and a third layer disposed between the first layer and the second layer. And the third layer includes a filter medium. The first layer (420) is configured to bend away from the second layer (422) that forms an air gap between the first layer and the third layer. In an embodiment, the present invention includes a first layer (420), a second layer (422), a filter element (408) disposed between the first layer and the second layer, a first side and a second side. And a breather filter (400) including a valve assembly including a side. The valve assembly can be configured to change from a closed configuration to an open configuration when the air pressure difference between the first side and the second side exceeds a threshold.
Description
本発明は電子機器の収容器のためのフィルタに関する。特に、本発明は拡散による汚染物質の進入を低減または防ぐことができるブリーザフィルタに関する。 The present invention relates to a filter for an electronic device container. In particular, the present invention relates to a breather filter that can reduce or prevent entry of contaminants due to diffusion.
本出願は、米国以外のすべての指定国に対する出願人である米国内の会社ドナルドソン・カンパニー・インクの名において、ならびに、米国のみの指定国に対する出願人である、米国市民であるブライアン・バブコック、米国市民であるエイミー・バターフィールド、日本市民であるカツシ・イソガワおよび米国市民であるカール・ソールドナーの名において、2006年2月3日にPCT国際特許出願として出願されたものであり、2005年2月3日に出願された米国仮特許出願第60/649,711号に対して優先権を主張する。 This application is in the name of Donaldson Company Inc., a U.S. company that is the applicant for all designated countries other than the U.S. Was filed as a PCT international patent application on February 3, 2006 in the name of US citizen Amy Butterfield, Japanese citizen Katsushi Isogawa and US citizen Carl Soldner, 2005 Claims priority to US Provisional Patent Application No. 60 / 649,711, filed February 3, 2000.
ハード・ディスク・ドライブおよび他の電子機器は、装置の最適操作に必要な清浄な環境を提供するために収容器中にしばしば置かれる。しかしながら、汚染物質は、外部の発生源から電子機器の収容器にまだ入り得るしまた使用中に収容器から発生し得る。微粒子を含む汚染物質、水蒸気などのガスおよび液体は、徐々に該ドライブを損傷して性能劣化を引き起こし、ある状況において、突然に完全な該ドライブの故障を引き起こすことさえある。 Hard disk drives and other electronic devices are often placed in containers to provide the clean environment necessary for optimal operation of the device. However, contaminants can still enter the electronics container from external sources and can be generated from the container during use. Contaminants including particulates, gases and liquids such as water vapor, can gradually damage the drive and cause performance degradation, and in some situations can even cause complete drive failure suddenly.
ディスクドライブまたは他の電子機器は、作動中のときに、収容器中の空気はしばしば加熱して収容器中の空気の圧力を増加する。増加した空気の圧力の結果として、収容器がブリーザホールを有するかまたは密封された気密状態でない場合には、空気は収容器から漏れる。逆に、ディスクドライブまたは他の電子機器が作動を停止すると、収容器中の空気は冷却し、収容器中の空気の圧力は低下する。低下した空気の圧力の結果として、収容器がブリーザホールを有するまたは密封された気密状態でない場合は、空気は該ドライブの中へ移動する。もしも汚染物質が空気中に存在し収容器中に移動するならば、収容器の内部は汚染されるであろう。 When a disk drive or other electronic device is in operation, the air in the container is often heated to increase the pressure of the air in the container. As a result of the increased air pressure, air leaks from the container if the container has a breather hole or is not sealed and airtight. Conversely, when the disk drive or other electronic device stops operating, the air in the container cools and the pressure of the air in the container decreases. As a result of the reduced air pressure, air moves into the drive if the container is not airtight with a breather hole or sealed. If contaminants are present in the air and move into the container, the interior of the container will be contaminated.
ブリーザフィルタは、交換される空気によって運ばれる汚染物質が電子機器の収容器に入るのを防ぐためにしばしば使用される。ブリーザフィルタは収容器に入る空気から汚染物質を除去するためにブリーザホールの上方に配置することができる。多くのブリーザフィルタの設計では、電子機器の収容器の内部と外の環境との間の流体の連絡流路を含んでいるが、その流路は、空気の流路に対していつも開いている。したがって、空気は、電子機器の収容器の内側と外側の間で生じる空気の圧力差を均等にするために、ブリーザフィルタを通過して移動する。しかしながら、流体の連絡流路はいつも開いているので、汚染物質は空気の進入または排出が無いときでも拡散プロセスによって流路を通過して移動することができる。 Breather filters are often used to prevent contaminants carried by the exchanged air from entering the electronics enclosure. The breather filter can be placed above the breather hole to remove contaminants from the air entering the container. Many breather filter designs include a fluid communication channel between the interior of the electronics enclosure and the outside environment, but that channel is always open to the air channel. . Therefore, the air moves through the breather filter in order to equalize the pressure difference of the air generated between the inside and outside of the electronic device container. However, because the fluid communication channel is always open, contaminants can move through the channel by a diffusion process even when there is no air ingress or exhaust.
したがって、拡散によって汚染物質の進入を低減または防ぐことができるブリーザフィルタに対する必要性がある。 Accordingly, there is a need for a breather filter that can reduce or prevent contaminant ingress by diffusion.
開示の概要
本発明は電子機器の収容器中への汚染物質の進入を低減または防ぐことができるブリーザフィルタに関する。実施例において、本発明は弁を含むブリーザフィルタ・アセンブリを含んでいる。弁は、第1開口を定める第1層と、第2開口を定める第2層と、前記第1層と前記第2層の間に配置された、フィルタ媒体を含む第3層とを含む。前記第3層は前記第1層と前記第2層のうちの少なくとも1つの層に取り付けられている。前記第1層は前記第1層と前記第3層の間にエアギャップを生成する前記第2層から離れて曲がるように構成されている。
SUMMARY OF THE DISCLOSURE The present invention relates to a breather filter that can reduce or prevent entry of contaminants into an electronic device container. In an embodiment, the present invention includes a breather filter assembly that includes a valve. The valve includes a first layer defining a first opening, a second layer defining a second opening, and a third layer including a filter medium disposed between the first layer and the second layer. The third layer is attached to at least one of the first layer and the second layer. The first layer is configured to bend away from the second layer that creates an air gap between the first layer and the third layer.
一実施例において、本発明は第1層と、第2層と、第1層および第2層の間に配置されたフィルタエレメントと、第1側および第2側を含む弁アセンブリとを含む電子機器の収容器のためのブリーザフィルタを含んでいる。弁アセンブリは、開いている構成と閉じている構成とを有する。弁アセンブリは、前記第1側と前記第2側のと間の空気の圧力差が閾値を超えた場合に前記閉じている構成から前記開いている構成に変わるように構成されている。 In one embodiment, the present invention includes an electronic including a first layer, a second layer, a filter element disposed between the first layer and the second layer, and a valve assembly including the first side and the second side. Includes a breather filter for the equipment container. The valve assembly has an open configuration and a closed configuration. The valve assembly is configured to change from the closed configuration to the open configuration when an air pressure difference between the first side and the second side exceeds a threshold value.
一実施例において、本発明は複数のポアを定める第1層と、複数のポアを定める第2の層とを含むブリーザフィルタのための弁アセンブリを含んでいる。弁アセンブリは閉じた位置と開いた位置とをとるように構成することができ、第1層と第2層とは閉じた位置において、直線上に並ばないポアを持って互いに隣接している。開いた位置において、エアギャップは第2層の位置から第1層の位置を分離する。 In one embodiment, the present invention includes a valve assembly for a breather filter that includes a first layer defining a plurality of pores and a second layer defining a plurality of pores. The valve assembly can be configured to assume a closed position and an open position, wherein the first layer and the second layer are adjacent to each other in the closed position with non-linearly aligned pores. In the open position, the air gap separates the position of the first layer from the position of the second layer.
一実施例において、本発明は、基体層と、弁層と、フィルタ媒体層とを含むブリーザフィルタ・アセンブリを含んでいる。フィルタ媒体層は基体層と弁層との間に配置することができる。弁層は複数の内側のポアを定める第1層と、外側のフラップを定める第2層とを含むことができる。第1層は第2層に隣接することができ、外側フラップは内側のポアから離れて曲がるように構成することができる。 In one embodiment, the present invention includes a breather filter assembly that includes a substrate layer, a valve layer, and a filter media layer. The filter media layer can be disposed between the substrate layer and the valve layer. The valve layer can include a first layer defining a plurality of inner pores and a second layer defining an outer flap. The first layer can be adjacent to the second layer and the outer flap can be configured to bend away from the inner pore.
本発明の上記の要約は本発明のそれぞれ議論された実施例について記載することをを意図しない。これは、図および以下の詳細な説明の目的である。 The above summary of the present invention is not intended to describe each discussed embodiment of the present invention. This is the purpose of the figures and the detailed description below.
本発明は、様々な変形と代替の形態を許すことができるが、その詳細は実施例と図面を通して示され、詳細に説明される。しかしながら、本発明が記載された特定の実施例に限定されないことは理解できるであろうべきである。これに反して、本発明は、本発明の精神と範囲内に含まれる変形、同等物、および代替物を含むことができる。 While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specifics thereof have been shown and described in detail through examples and drawings. However, it should be understood that the invention is not limited to the specific embodiments described. On the contrary, the invention can include modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
本明細書に使用される用語「弁(valve)」は、1つ以上の流体流れのポートまたは流路を開く、止める、ふさぐための可動部分によって、流体の流れを開始する、止める、または少なくとも和らげるデバイスに関する。 The term “valve” as used herein refers to initiating, stopping, or at least, a fluid flow by a moving part that opens, stops, or plugs one or more fluid flow ports or channels. It relates to the device to be relieved.
本明細書で使用される用語「作動弁(active valve)」は、弁の開閉が、機械的に、油圧で、空気圧で、電気で、または電磁的作動などの外部手段によって弁自身が作動する弁に関する。 As used herein, the term “active valve” refers to the valve itself being operated by external means such as mechanical, hydraulic, pneumatic, electrical or electromagnetic actuation. Regarding the valve.
本明細書で使用される用語「受動弁(passive valve)」は、弁の開閉が、弁を制御する流体流れ中の圧力によって直接作動される弁に関する。 The term “passive valve” as used herein relates to a valve whose opening and closing is directly actuated by the pressure in the fluid flow that controls the valve.
本明細書で使用される用語「吸着剤」と「吸収剤」は、特定の文脈が反対のものを言及している場合でない限りともに吸収剤または吸着剤材料の両方に関する。すなわち、捕集された汚染物質とフィルタ材料との相互作用の特別な性質には言及されない。 The terms “adsorbent” and “absorbent” as used herein relate both to an absorbent or an adsorbent material, unless the specific context refers to the opposite. That is, no mention is made of the special nature of the interaction between the collected contaminants and the filter material.
本発明の実施例は、拡散による汚染物質の進入を低減または防ぐことができるブリーザフィルタを含んでいる。本発明のいくつかの実施例は弁を含み、弁は閾値の空気の圧力差が存在するときに空気の圧力を均等化するように開くが、弁は閾値の空気の圧力差が存在しないときに拡散によってブリーザフィルタおよび/または電子機器の収容器への汚染物質の進入を防ぐまたは低減するように閉じる。 Embodiments of the present invention include a breather filter that can reduce or prevent contaminant ingress due to diffusion. Some embodiments of the present invention include a valve that opens to equalize air pressure when a threshold air pressure difference exists, but when the valve does not exist a threshold air pressure difference Close to prevent or reduce the entry of contaminants into the breather filter and / or the electronics container by diffusion.
図1は本発明の実施例に基づくフィルタ100の斜視図である。フィルタ100には、上部層104と空気弁アセンブリ(air valve assembly)102を有する。いくつかの実施例では、上部層104はバリヤ膜のような実質的に流体を透過しない材料で作られている。空気弁アセンブリ102は、弁の2つの側面の間の圧力差が閾値に達すると開く。空気弁アセンブリ102は閾値が所望の圧力差に設定されるように制御される。
FIG. 1 is a perspective view of a
図2は図1のフィルタの平面図である。空気弁アセンブリ102は上部層104の中央部に配置される。しかしながら、空気弁アセンブリ102が上部層104の中央部からオフセットすることもできることは理解できるであろう。図3は、電子機器の収容器112に取り付けられ、図2の線A−A’に沿って得られた図1のフィルタ100の断面図である。フィルタ100は、接着剤または機械的な締め具の使用を含む通常の技術を用いて電子機器の収容器112に取り付けることができることは理解できるであろう。空気弁アセンブリ102は電子機器の収容器112中でブリーザポート110に一直線に配列される。フィルタの上部層104は電子機器の収容器112の内部表面114に隣接している。したがって、図示された実施例では、フィルタは電子機器の収容器112の内側に取り付けられている。しかしながら、代替の実施例において、電子機器の収容器112の外側にもまたフィルタを取り付けることができるのは理解できるであろう。上部層104の周囲の縁は下部層106の周囲の縁に取り付けられている。
FIG. 2 is a plan view of the filter of FIG. The
いくつかの実施例において、空気弁アセンブリ102は、空気弁アセンブリ102の上側116の空気の圧力が空気弁アセンブリ102の下側118の空気の圧力よりしきい値の量で大きいときにのみ開く。他の実施例では、空気弁アセンブリ102の上側116の空気の圧力が空気弁アセンブリ102の下側118の空気の圧力よりしきい値の量で少ないときにのみ開く。また他の実施例において、弁アセンブリ102は、空気弁アセンブリ102の上側116の空気の圧力が空気弁アセンブリ102の下側118の空気の圧力よりしきい値の量で大きいまたは小さいときに開く。
In some embodiments, the
下部層106は流体透過膜であり得る。1つの実施例では、下部層106は発泡ポリテトラフルオロエチレン膜(expanded polytetrafluoroethylene membrane PTFE)である。しかしながら、いくつかの実施例では、下部層106は、実質的に流体を透過しない材料で作られており、一個以上の開口(図示せず)を有する。フィルタエレメント108は上部層104と下部層106の間に配置されている。フィルタエレメント108はブリーザフィルタによって除去される汚染物質の種類に依存し(活性炭を含む)種々のフィルタ媒体を含むことができる。様々な種類のフィルタ媒体について以下でさらに詳細に説明する。フィルタエレメント108は必要に応じてスクリム中に含むことができる。いくつかの実施例では、フィルタエレメント108は水蒸気を吸収することができる。
The
ディスクドライブ・ハウジングなどの電子機器の収容器は、ますます小さな電子部品の内部で使用されている。したがって、ブリーザフィルタは必要とするよりも大きくないことが有利である。いくつかの実施例において、ブリーザフィルタの総厚さは約5mm未満である。特定の実施例において、ブリーザフィルタの総厚さは約3mm未満、必要に応じて2mm未満、およびいくつかの実施例では1mm未満である。 Electronic device containers such as disk drive housings are used inside increasingly smaller electronic components. Therefore, it is advantageous that the breather filter is not larger than necessary. In some embodiments, the total thickness of the breather filter is less than about 5 mm. In certain embodiments, the total thickness of the breather filter is less than about 3 mm, optionally less than 2 mm, and in some embodiments less than 1 mm.
図3に示されたフィルタは、電子機器の収容器の内部と外部の間で形成される大きい圧力差を防ぐために必要に応じて空気が通過するのを可能にするように機能づけることができる。例えば、空気弁アセンブリ102の下側118上の空気の圧力が空気弁アセンブリの上側116より大きいときに、空気は下部層106を通過し、フィルタエレメント108と、空気弁アセンブリ102と、次に、電子機器の収容器112中のブリーザポート110の外にでることができる。この様に空気が外に流れるとき、空気弁アセンブリ102を横切る圧力差が低減されて、圧力差が閾値を下回ると空気弁アセンブリ102は閉じる。逆に、空気弁アセンブリ102の上側116上の空気の圧力が空気弁アセンブリの下部118上より大きいとき、空気はブリーザポート110を通過し、空気弁アセンブリ102、フィルタエレメント108、下部層106、電子機器の収容器に入り、弁アセンブリ102を横切る空気を均等化する。
The filter shown in FIG. 3 can be functionalized to allow air to pass as needed to prevent large pressure differences formed between the interior and exterior of the electronics enclosure. . For example, when the pressure of air on the
図3に図示されたフィルタは、いつも開いている流体流路を含むブリーザフィルタと比較して外部から電子機器の収容器中に拡散する汚染物質の量を低減することができる。この1つの理由は、空気弁アセンブリ102が閉じた状態にあり空気弁アセンブリ102が物理的に流路を妨げるので、電子機器の収容器の内部に入ることができる汚染物質の量が比較的少ないからである。さらに、フィルタエレメント108は、閉じた状態にあるときでさえ空気弁アセンブリ102を通過して拡散するいかなる汚染物質も吸着するように作用することができる。
The filter illustrated in FIG. 3 can reduce the amount of contaminants diffusing from the outside into the electronics container as compared to a breather filter that includes a fluid channel that is always open. One reason for this is that since the
空気弁アセンブリ102は様々な形態をとることは理解できるであろう。空気弁アセンブリ102は、能動弁または受動弁のいずれかであり得る。一般に、受動空気弁は能動弁に比べて低価格で製造することができる。実施例では、本発明のフィルタは受動空気弁を含む。多くの異なった種類の受動空気弁を使用することができる。図4は受動弁200の断面図の一の実施例を示している。受動弁200は第1層202と第2層206とを含んでいる。第1層202は、空気の流路を可能にするのに十分に大きい直径である複数のポア204を有する。同様に、第2層206は、空気の流路を可能にするのに十分に大きい直径である複数のポア208を有する。実施例において、第1層202のポア204と第2層206のポア208は、直径が少なくとも約0.5mmである。
It will be appreciated that the
受動弁200には、図4に図示されている閉じた構成と図5に図示されている開いた構成を有する。図4に示される閉じた構成において、第1層202と第2層206は、第1層のポア204が第2層のポア208と一直線上に並ばないような方法で互いに配置されている。従って、第1層202と第2層206を横切る空気の流れは、受動弁200が閉じている構成の場合に遮蔽される。いくつかの実施例では、弁200は、第1層202と第2層206の間に液組成物(図示せず)を含んでいる。液組成物は受動弁200が閉じた位置にあるとき、受動弁200を横切る空気流れを遮蔽するためのフィルタの能力を高める。液組成物はまた、受動弁200を閉じた位置から開いた位置まで移動させるために必要な力の量を制御するのを助けることができる。
The
受動弁200の第1層202は、力が加わると、変形する(または曲がる)材料から作ることができる。空気の圧力が弁の第1側面214よりに第2側面212で大きいとき、受動弁は開口位置に就くことができる。特に、空気の圧力が、弁の第1側214より第2側212が大きいとき、第1層202は第2層206から遠くに曲がり、第2層のポア208と第1層のポア204の間で気流の流路が形成される。開いた位置において、空気は矢印210の向きに受動弁を通過して流れることができる。第1層202は、空気の流路のポアを持って形成することができ、受動弁の一部として組み込まれるときに開いた位置に就くことができるように十分な柔軟性を有する材料で作ることができる。例えば、受動弁の第1層202は変形可能な高分子膜で作ることができる。更なる実施例として、第1層はポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステル、または発泡ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含むことができる。いくつかの実施例では、第2層206は第1層202より柔軟性ではない。これは様々な方法で達成することができる。例えば、第2層206は、第1層202より厚く作ることができる。更なる実施例として、第2層206は、第1層202を作るために使用される材料より柔軟でない材料で作ることができる。また、ある実施例において、第1層202と第2層206の両方は十分に柔軟性があり、収容器の第1側214および第2側212の間で圧力差の方向に依存して、どちらの方向(収容器の中にまたは収容器から外に)にも空気の流れを可能にする。
The
図6は本発明の一実施例によるフィルタ300の斜視図である。この図で、フィルタ300は2つの上部ポート302を定める上部層304を持って示されている。電子機器の収容器に対してフィルタの構成に依存するが、上部ポート302はフィルタの内部と電子機器の収容器の外部との間の流体の連通を提供することができる、または上部ポート302はフィルタの内部と電子機器の収容器の内部との間の流体の連通を提供することができる。いくつかの実施例では、フィルタがたった1つの上部ポートを含んでいることが理解できるであろう。しかしながら、フィルタは2つ以上の上部ポート302を含むこともできる。上部ポートが小さ過ぎると、空気の流れを妨害して好ましくない。
FIG. 6 is a perspective view of a
図7は図6のフィルタ300の平面図であり、フィルタ300の内部と下部の様子を含んでいる。この図において、下部ポート306は点線で図示されている。電子機器の収容器に対するフィルタ構成に依存するが、下部ポートはフィルタ内部と電子機器の収容器外部フィルタの内部との間で、またはフィルタ内部と電子機器の収容器内部との間で、流体の連通を提供することができる。本発明の実施例は二個以上の下部ポートを含むことができる。下部ポートが小さ過ぎると、空気の流れを妨害して好ましくない。図7はフィルタ内側のフィルタエレメント308を示している。フィルタエレメント308は、フィルタの内側の空気から汚染物質を除去するように作動することができる。フィルタエレメントは輪状(またはリング形状)であり得る。しかしながら、フィルタエレメントは他の形状をとることもできる。フィルタエレメント308は、必要に応じてスクリム中に含めることができる。
FIG. 7 is a plan view of the
フィルタエレメント308はブリーザフィルタ300を通過する空気の流れから汚染物質を除去するフィルタ媒体を含むことができる。また、フィルタエレメント308はさもないとブリーザフィルタ300に拡散する汚染物質を除去することもできる。いくつかの実施例では、フィルタエレメント308は水蒸気があるとき膨らむ材料で作ることができる。一例として、フィルタエレメント308は活性炭、シリカゲル、水を吸収して膨張する高分子、またはそれの組み合わせを含むことができる。一実施例では、フィルタエレメント308は超吸水性ポリマー(superabsorbent polymer)を含んでいる。一例として、超吸水性ポリマーは、スミトモセイカ・ケミカルのアクワキープSA60NタイプIIまたはデュポン、ウィルミントン、デラウェア州からのナフィオン(NAFION)であるかもしれない。
The
図8は、図7の線B−B’に沿って得られた図6のフィルタ300の断面図である。上部層304はフィルタエレメント308に隣接している。フィルタエレメントは下部層310に取り付けられる。図8で図示された構成において、フィルタエレメント308は上部ポート302と下部ポート306の間の気流の流路を遮蔽する。図9は図7の線B−B’に沿って得られた図6のフィルタの断面図であり、フィルタを横切る圧力差がしきい値レベルを超えるときのフィルタを通過する流路を示している。収容器を急速に加熱するときなどフィルタの第1側面314の空気の圧力がフィルタの第2側316の空気の圧力より大きいとき、上部層304はギャップが上部層304とフィルタエレメント308の間で形成されるように動く。これが起こると、気流の流路は上部ポート302と、下部ポート306と気流の間で開かれ、空気の流れは矢312の方向に向かう。代替としてフィルタエレメント308が下部層310の代わりに上部層304に取り付けられることは理解できるであろう。
8 is a cross-sectional view of the
上記説明したように、フィルタエレメント308が水または水蒸気が存在すると膨張する材料で作られている場合はいつでも、フィルタエレメント308は、多くの水蒸気に晒されると、時間がたつにつれてフィルタ300を通過する気流の流路をより効果的に遮蔽することができる。例えば、図8に図示される構成を再び参照すると、フィルタエレメント308が水蒸気に晒されると膨張するので、フィルタエレメント308は上部層304と下部層310にしっかりと接触し、それによって良好なシールを形成し、効果的に空気の流れを遮蔽するであろう。水を吸収する膨張可能な高分子の膨張は、ゲル遮蔽(gel-blocking)として知られている現象のために水蒸気が高分子自体を通過する拡散を防ぐこともできる。
As described above, whenever the
本発明のフィルタは、電子機器の収容器の外側上または内側上のどちらかのブリーザホールの上方に電子機器の収容器に取り付けられることが理解できるであろう。一例として、図10を参照すると、電子機器の収容器318の外部表面322に取り付けられた本発明の実施例のフィルタが図示されている。フィルタは、接着剤または機械的締め具の使用を含む汎用の技術を用いて電子機器の収容器318に取り付けられることが理解できるであろう。電子機器の収容器318は、ブリーザホール320を有する。フィルタは、下部ポート306が電子機器の収容器のブリーザホール320の上方で適合するように配置される。対照的に、図11は、電子機器の収容器の内部表面324に取り付けられた本発明の実施例のフィルタの断面図を示している。この実施例では、スペーサ・パッド326は電子機器の収容器318の表面324と上部ポート302の間にエアギャップを提供する。スペーサ・パッド326によって形成されたエアギャップは十分大きく、上部層304はフィルタを通過する気流の流路を形成するのに十分に曲がることができる。図12は図11のフィルタの上方からの斜視図を示している。この図において、スペーサ・パッド326はフィルタの上部層304に配置されることが理解できるであろう。
It will be appreciated that the filter of the present invention is attached to the electronics container above either the outer or inner breather hole of the electronics container. As an example, referring to FIG. 10, a filter of an embodiment of the present invention attached to an
ここで図13を参照すると、本発明の別の実施例による、電子機器の収容器430の内部表面に取り付けられたフィルタ400の断面図を図示している。フィルタ400は接着剤または機械的な締め具の使用を含む汎用の技術を使用して取り付けられることが理解できるであろう。図14は図13のフィルタの一部432の拡大図を示している。フィルタは、上部ポート434を定める上部層410を有する。フィルタは、第1層423と第2層422を含む弁層442を有する。第1層423は複数のポア402(寸法を記載しない)とフラップ部分420を含んでいる。フラップ部分420は、柔軟性であり、動くことができる。同様に第2層422は複数のポア403(寸法を記載しない)とフラップ部分418を含んでいる。
Referring now to FIG. 13, there is illustrated a cross-sectional view of a
弁層442が閉じた位置にあるとき、第1層423と第2層422は、互いに第2層422のフラップ部分418が第1層423のポア402を覆うように、配置されている。同様に、閉じた位置において、第1層423のフラップ部分420は第2層422のポア403を覆っている。したがって、閉じた位置において、弁層442を通過する空気の流れは妨げられる。
When the
図15は、図13のフィルタ400が電子機器の収容器の一面から電子機器の収容器の他の面まで空気の流路を可能にするためにどう作動するかを示している。電子機器の収容器の内側436上の空気の圧力は閾値だけ外側上より大きいとき、第1層フラップ420は曲がって開き、矢印426の向きに空気がフィルタを通過して流れるのを可能にする。図16は、図13のフィルタ400が電子機器の収容器の外側から電子機器の収容器の内側まで空気の流路を可能にするためにどう作動するかを示している。電子機器の収容器の外側438上の空気の圧力が内面436上より大きいときに、第2層フラップ418は曲がって開き、空気が矢印428の向きにフィルタを通過して流れるのを可能にする。従って、図13のフィルタは、フラップ418、420の1つが開いた位置に曲がるようにさせるのに十分な圧力差が存在するときだけ、空気が電子機器の収容器430の内側436と外側438の間を前方および後方に流れるのを可能にする。
FIG. 15 shows how the
フラップ418、420が開いた位置に曲がるようにさせるのに必要な圧力差の大きさは、フラップを作るために使用される材料の柔軟性、フラップの厚さ、フラップのサイズなどのファクターに基づいて変更し得る。しかしながら、フラップの性質はフラップを開くのに必要な圧力差が特別な適用のために所望されたものとなるように変更することができることは理解できるであろう。弁層442の第1層423と第2層422は、実質的に流体の流れ(ポア402、403がない場合)を透過しない高分子膜で作ることができる。いくつかの実施例では、弁層442の第1層423と第2層422個は遮蔽膜を含んでいる。
The amount of pressure difference required to cause the
いくつかの実施例では、上部ポート434は、図13で図示されたように電子機器の収容器430中でブリーザポートの上方に配置される。しかしながら、他の実施例では、その構成は図17に示されるように逆であり、フィルタの上部ポート434は、電子機器の収容器430のブリーザポート440に隣接しているフィルタの反対側の上にある。
In some embodiments, the
図示しないが、第1層上の複数のフラップと第2層上の複数のポアだけを有する弁層を作ることができることもまた理解できるであろう。この種類の弁層の構成物は、空気の片道流路を提供するであろう。同様に、第2層上に複数のフラップと第1層上に複数のポアだけを有する弁層を作ることができる。 Although not shown, it will also be appreciated that a valve layer having only a plurality of flaps on the first layer and a plurality of pores on the second layer can be made. This type of valve layer component would provide a one-way air flow path. Similarly, a valve layer having only a plurality of flaps on the second layer and a plurality of pores on the first layer can be made.
フィルタ媒体
本発明のいくつかの実施例では、ブリーザフィルタはフィルタエレメントまたはフィルタ層中にフィルタ媒体を収容することができる。フィルタ媒体は微粒子ろ過媒体および/または吸着剤ろ過媒体を含むことができる。本発明で使用する微粒子フィルタ媒体は、サブミクロンから肉眼的なサイズまで(好ましくは0.02μm以上)を含む広い粒子径サイズの範囲にわたる効率を有することができる。適切な微粒子フィルタ媒体材料は、マイクロファイバーガラス媒体、高効率エレクトレクト材料および膜材料を含み、それらは限定はされないが、発泡ポリテトラフルオロエチレン膜(expanded polytetrafluoroethylene membrane)、ポリプロピレン膜、ポリカーボネートおよびポリエステルの膜、セルロースの混合エステルの膜、ポリ塩化ビニル膜、三酢酸セルロース膜、薄膜複合体の膜および/またはそれらの積層体などを含む。特に適切な微粒子ろ過媒体は発泡ポリテトラフルオロエチレン(発泡PTFEまたはePTFE)であるがその理由は、優れたろ過性能、吸着剤層を覆うための適合性および清潔さである。好ましい発泡PTFE膜は、10.5フィート/分の面速度の気流で、約20mm水柱の気流抵抗で、0.1μm直径の大きさの微粒子を99.99%のろ過効率でろ過する。発泡PTFE共重合体は、W.L.ゴア・アンド・アソシエイツ・インクのゴアテックス(商標登録)として商業的に利用可能である。また、ミリポアPVDFもまたは微粒子フィルタ媒体としてある実施例で使用することができる。
Filter Media In some embodiments of the present invention, the breather filter can contain the filter media in a filter element or filter layer. The filter media can include a particulate filtration media and / or an adsorbent filtration media. The particulate filter media used in the present invention can have efficiencies over a wide range of particle size sizes including from submicron to macroscopic size (preferably 0.02 μm or more). Suitable particulate filter media materials include, but are not limited to, microfiber glass media, high efficiency electo materials and membrane materials such as expanded polytetrafluoroethylene membrane, polypropylene membrane, polycarbonate and polyester. A film, a mixed ester film of cellulose, a polyvinyl chloride film, a cellulose triacetate film, a thin film composite film and / or a laminate thereof. A particularly suitable particulate filtration medium is expanded polytetrafluoroethylene (expanded PTFE or ePTFE) because of excellent filtration performance, suitability for covering the adsorbent layer and cleanliness. A preferred expanded PTFE membrane filters 0.1 μm diameter microparticles with a filtration efficiency of 99.99% with an air velocity of 10.5 ft / min, an airflow resistance of about 20 mm water column. The expanded PTFE copolymer is manufactured by W.W. L. It is commercially available as Gore-Tex (R) of Gore & Associates, Inc. Millipore PVDF can also be used in certain embodiments as a particulate filter media.
本発明のいくつかの実施例で使用される吸着剤媒体は、特定のガスまたは関心のあるガスに合わせて用意される広範囲な吸着剤から選択することができる。これらのガスは、水蒸気、フタル酸ジオクチル、シリコーン、塩素、硫化水素、二酸化窒素、鉱酸ガス、炭化水素化合物、および重要なエレメントの酸化または腐食を引き起こす、または、その作動に影響を与えるような重要なエレメント上に凝縮することができる他のガスを含む。選択された吸着剤媒体は、異なった媒体種類の組み合わせの1つのタイプであり得る。吸着剤媒体は、特定のガスをターゲットとする特別に選択された吸着剤であり得るし、広い範囲のガスに対してよい吸着性能を有する吸着剤であるかもしれない。 The adsorbent media used in some embodiments of the present invention can be selected from a wide range of adsorbents prepared for a particular gas or gas of interest. These gases can cause oxidation or corrosion of, or affect the operation of, water vapor, dioctyl phthalate, silicone, chlorine, hydrogen sulfide, nitrogen dioxide, mineral acid gases, hydrocarbon compounds, and critical elements. Contains other gases that can condense on critical elements. The selected adsorbent medium can be one type of a combination of different medium types. The adsorbent medium may be a specially selected adsorbent targeted to a specific gas or may be an adsorbent with good adsorption performance for a wide range of gases.
本発明の実施例で使用される吸着剤媒体は、限定されないが、シリカゲル、活性炭、活性アルミナ、分子ふるい、粘土などの乾燥剤などの物理吸着剤、または、限定されないが、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、過マンガン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、りん酸ナトリウム等の化学吸着剤、化学的に反応しガス相の腐食性材料または汚染物質を捕集する粉末材料または活性化された材料、または他の反応物質を含むことができる。 The adsorbent media used in the examples of the present invention are not limited to physical adsorbents such as silica gel, activated carbon, activated alumina, molecular sieves, desiccants such as clay, or without limitation, calcium carbonate, calcium sulfate. Chemical adsorbents such as potassium permanganate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, powder materials or activated materials that react chemically to collect gas phase corrosive materials or contaminants, or others Of reactants.
吸着剤の組み合わせが使用される場合には、互いの上に配置される個々の層または混合された1つの層であり得る。あるいは、吸着剤媒体は1つ以上の追加の吸着剤とともに含浸された吸着剤媒体であり得る、ここで追加の吸着剤は、限定されないが、上記説明したような1つ以上の化学吸着剤を含浸した活性炭、シリカゲルまたはアルミナなどである。好ましい広い範囲の吸着剤は広い細孔径分布を有する活性炭であり、炭酸カルシウムまたは炭酸ナトリウムなどの一つ以上の化学吸着剤が含浸されている。吸着されるべき広範囲なガスを提供するために広い細孔径分布が使用され、広いベースの物理吸着剤が作られる。炭酸塩は通常良い含浸候補材料である、というのは化学吸着剤との化学反応により放出される化合物が二酸化炭素と酸素と水であるからである。与えられた汚染物質に対する好ましい吸着剤は、汚染物質、特定の汚染物質に対する性能を最適化するために選択された物理吸着剤の細孔径および化学吸着剤の化学組成に依存する。 If a combination of adsorbents is used, they can be individual layers placed on top of each other or a single mixed layer. Alternatively, the adsorbent medium can be an adsorbent medium impregnated with one or more additional adsorbents, where the additional adsorbents include, but are not limited to, one or more chemical adsorbents as described above. For example, impregnated activated carbon, silica gel or alumina. A preferred broad range of adsorbent is activated carbon having a wide pore size distribution, impregnated with one or more chemical adsorbents such as calcium carbonate or sodium carbonate. A wide pore size distribution is used to provide a wide range of gases to be adsorbed, creating a broad base physical adsorbent. Carbonate is usually a good candidate for impregnation because the compounds released by chemical reaction with the chemical adsorbent are carbon dioxide, oxygen and water. The preferred adsorbent for a given contaminant depends on the contaminant, the pore size of the physical adsorbent selected to optimize performance for the particular contaminant, and the chemical composition of the chemical adsorbent.
吸着剤媒体は、限定されないが、以下の構造物の1つ以上を含み、構造物は、例えば、顆粒状の吸着剤などの100%の吸着剤材料、炭化した織物または不織布材料およびラテックス、アクリルまたは他のバインダシステムを含むセルロースまたは高分子の不織布などの吸着剤を含浸した不織布、多孔性構造を維持するために高分子またはセラミックを含む多孔性の成形された吸着剤、スカフォード内の空隙空間が吸着剤で満たされたている多孔性のスカフォードとして機能する吸着剤を含浸した高分子または高分子膜である。高分子のスカフォードは、限定されないが、発泡PTFE、ポリプロピレン膜、ポリエチレン膜、ポリプロピレン膜、ポリエチレン膜、ポリふっ化ビニリデン膜、ポリビニルアルコール膜、ポリエチレンテレフタレート膜、および他の高分子で形成された膜を含む。吸着剤材料は、完全な1つの種類または数多くの物理吸着剤および/または化学吸着剤の混合物であってもよい。 Adsorbent media include, but are not limited to, one or more of the following structures, such as 100% adsorbent material such as granular adsorbent, carbonized woven or non-woven material and latex, acrylic Nonwoven fabric impregnated with adsorbents such as cellulose or polymeric nonwoven fabrics or other binder systems, porous shaped adsorbents containing polymers or ceramics to maintain a porous structure, voids within the scaffold A polymer or polymer membrane impregnated with an adsorbent that functions as a porous scaffold with spaces filled with adsorbent. Polymeric scaffolds include, but are not limited to, expanded PTFE, polypropylene film, polyethylene film, polypropylene film, polyethylene film, polyvinylidene fluoride film, polyvinyl alcohol film, polyethylene terephthalate film, and films made of other polymers including. The adsorbent material may be a complete type or a mixture of numerous physical and / or chemical adsorbents.
いくつかの実施例では、吸着剤媒体は、水で膨張可能な成分を含むことができる。一実施例では、吸着剤媒体は水で膨張可能な吸水性ポリマーを含む。水で膨張可能な吸水性ポリマーは超吸水性ポリマー(superabsorbent polymer)として知られている。水で膨張可能な吸水性ポリマーは、アルカリ金属やポリ(アクリル酸)アンモニウム塩などのアニオン型ポリマー、ポリ(メタクリル酸)、イソブチレン・マレイン酸無水物共重合体、ポリ(ビニル酢酸)、ポリ(ビニルホスホン酸)、ポリ(ビニール・スルホン酸)、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルスターチ、カラジーナン、アルギン酸、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、それらの組み合わせ、それらの共重合体、カチオン型ポリマー、ポリ(ビニル・アミン)、ポリ(エチレン・イミン)、ポリ(アミノ・プロパノール・ビニルエーテル)、ポリ(アリル・アミン)、ポリ(第四アンモニウム)、ポリ(ジアリール・ジメチル・アンモニウム・ハイドロキサイド)、ポリアスパラギン、ポリグルタミン、ポリリシン、ポリアルギニン、それらの組み合わせとそれらの共重合体、上記記載されたアニオン型ポリマーとカチオン型ポリマーの混合物を含むことができる。一実施例では、水で膨張する吸水性ポリマーは、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニル・アミン塩、ポリアクリル酸、ポリビニル・アミン、およびそれらの組み合わせおよびそれらの誘導体の1つを含んでいる。1つの実施例において、水で膨張する吸水性ポリマーは、スミトモセイカ・ケミカルズから利用可能なAQUAKEEP SA60Nを含んでいる。別の実施例では、水で膨張可能な吸水性ポリマーは、デラウェア州、ウィルミントンのデュポンから利用可能なNAFIONを含むことができる。 In some examples, the adsorbent medium can include a water-swellable component. In one embodiment, the adsorbent medium includes a water-absorbable polymer that is expandable with water. Water-swellable water-absorbing polymers are known as superabsorbent polymers. Water-swellable water-absorbing polymers include anionic polymers such as alkali metals and poly (acrylic acid) ammonium salts, poly (methacrylic acid), isobutylene / maleic anhydride copolymers, poly (vinyl acetate), poly ( Vinyl phosphonic acid), poly (vinyl sulfonic acid), carboxymethyl cellulose, carboxymethyl starch, carrageenan, alginic acid, polyaspartic acid, polyglutamic acid, combinations thereof, copolymers thereof, cationic polymers, poly (vinyl amines) ), Poly (ethylene imine), poly (amino propanol vinyl ether), poly (allyl amine), poly (quaternary ammonium), poly (diaryl dimethyl ammonium hydroxide), poly asparagine, polyglutamine , Polly Emissions, polyarginine, combinations thereof and copolymers thereof, may comprise a mixture of the above listed anionic polymer and cationic polymer. In one example, the water-swellable water-absorbing polymer comprises one of sodium polyacrylate, polyvinyl amine salt, polyacrylic acid, polyvinyl amine, and combinations and derivatives thereof. In one embodiment, the water-swellable water-absorbing polymer comprises AQUAKEEP SA60N available from Sumitomo Seika Chemicals. In another example, the water-swellable water-absorbing polymer can include NAFION available from DuPont, Wilmington, Delaware.
本発明はいくつかの特別な実施を参照して記載されているが、当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱せずに多くの変更を行うことができることを認めるであろう。 Although the present invention has been described with reference to several specific implementations, those skilled in the art will recognize many modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (20)
前記弁は、
第1開口を定める第1層と、
第2開口を定める第2層と、
前記第1層と前記第2層の間に配置された、フィルタ媒体を含む第3層とを含み、
前記第3層は前記第1層と前記第2層のうちの少なくとも1つの層に取り付けられており、
前記第1層は前記第2層から離れて曲がるように構成されて前記第1層と前記第3層との間にエアギャップを生成することを特徴とするブリーザフィルタ・アセンブリ。 A breather filter assembly including a valve,
The valve is
A first layer defining a first opening;
A second layer defining a second opening;
A third layer including a filter medium disposed between the first layer and the second layer;
The third layer is attached to at least one of the first layer and the second layer;
The breather filter assembly of claim 1, wherein the first layer is configured to bend away from the second layer to create an air gap between the first layer and the third layer.
基体層と、
弁層と、
前記基体層と前記弁層との間に配置されたフィルタ媒体層とを含み、
前記弁層は、
複数の内側のポアを定める第1層と、
外側のフラップを定める第2層と、を有し、
前記第1層は前記第2層に隣接し、
前記外側のフラップは前記複数の内側のポア上に配置され、
前記外側のフラップは前記複数の内側のポアから離れて曲がるように構成されていることを特徴とするブリーザフィルタ・アセンブリ。 A breather filter assembly,
A substrate layer;
The valve layer,
A filter media layer disposed between the substrate layer and the valve layer;
The valve layer is
A first layer defining a plurality of inner pores;
A second layer defining an outer flap;
The first layer is adjacent to the second layer;
The outer flap is disposed on the plurality of inner pores;
A breather filter assembly, wherein the outer flap is configured to bend away from the plurality of inner pores.
開口を定める第1層と、
第2層と、
前記第1層と前記第2層との間に配置されたフィルタエレメントと、
第1側および第2側とを含む弁アセンブリと、
を有し、
前記弁アセンブリは、前記第1層に取り付けられ、
前記弁アセンブリは、開いている構成と閉じている構成とを有し、
前記弁アセンブリは、前記第1側と前記第2側と間の空気の圧力差が閾値を超えた場合に前記閉じている構成から前記開いている構成に変わるように構成されていることを特徴とするブリーザフィルタ。 A breather filter for an electronic device container,
A first layer defining an opening;
A second layer;
A filter element disposed between the first layer and the second layer;
A valve assembly including a first side and a second side;
Have
The valve assembly is attached to the first layer;
The valve assembly has an open configuration and a closed configuration;
The valve assembly is configured to change from the closed configuration to the open configuration when an air pressure difference between the first side and the second side exceeds a threshold. Breather filter.
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