过滤介质和元件
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求申请日为2013年6月17日的美国临时申请SerialNo.61/835,881以及申请日为2013年3月15日的美国临时申请SerialNo.61/788,876的优先权，该两篇专利文献在此以其全文形式被援引加入本文。
背景技术
流体流尤其是空气和气体流中通常携带有颗粒物质。需要从流体流中除去一些或所有的颗粒物质。例如，到机动车辆舱的进气流、计算机磁盘驱动器的空气、HVAC空气、洁净室通风空气、到车辆的发动机或发电设备的空气、引向燃气涡轮机的气体流和到不同燃烧炉的空气流中通常包括颗粒物质。在(座)舱空气过滤器的情况中，希望除去颗粒物质以使乘客舒适和/或为了美观。对于到发动机、燃气涡轮机和燃烧炉的空气和气体进气流，希望除去颗粒物质，因为颗粒可能对所涉及的各种机构的内部工作造成实质性损坏。在其它情况，从(来自)工业工艺或发动机产生的气体或废气(脱气)中可能含有颗粒物质。在所述气体被排放到大气之前，通常希望实现从那些(流体)流中有效除去颗粒物质。
需要越来越高效率的过滤器来得到更清洁的空气或气体流。希望低压，以便对由高效率过滤器引起的空气流具有更少的限制。此外，希望更长的使用寿命，以减少维修保养费用和过滤器成本，这通常在高效率过滤器中是具挑战性的。因此，仍需要高性能过滤器，即高效率、低压降和使用寿命长的过滤器。
在某些环境(其中要求在高湿度环境进行空气过滤，例如离岸/近海岸和沿海环境)中，传统的过滤介质不适合。例如，所述过滤介质可能不是防水的。因此，在所述应用中仍需要新的过滤介质。
此外，尽管本发明的过滤介质和过滤器可用于不同的应用中，但是它们尤其适用于与燃气涡轮过滤系统一起使用。燃气涡轮系统可用于产生电力，并且其为了燃烧目的而利用空气。由于在这些类型的系统中的精密动件，助燃空气需 要是干净的。为了确保干净的空气用于助燃，空气过滤器已被用于净化进入燃气涡轮系统的进气。来自发电行业的新需求较之以前的要求要求更为干净的空气进入涡轮叶片。传统的过滤介质不具有足够的性能特征(例如，足够高效率的过滤，同时保持低压降)来阻止压缩机叶片积垢，这降低了涡轮机的整体效率。
发明内容
本发明提供了过滤介质和过滤器元件，尤其用于空气过滤应用。
在一个实施例中，提供了一种过滤介质，所述过滤介质包括：熔喷过滤层，包括熔喷纤维；和，含玻璃过滤层，包括玻璃纤维。在使用期间，所述层相对于彼此设置使得熔喷过滤层被设置为正待过滤的空气流所遭遇的第一层。也就是说，在本发明的过滤介质和过滤器元件中，熔喷过滤层是最上游层。
在一个实施例中，提供了一种空气过滤介质，包括：熔喷过滤层，包括熔喷纤维；和，高效率含玻璃的过滤层，包括玻璃纤维和多组分粘合纤维；和，可选的支撑层；其中所述层被设置和安置成放置在空气流中。
在某些实施例中，熔喷纤维的平均直径为大于1.5微米，而在某些实施例中为至少2微米。在某些实施例中，熔喷层在压强为17.6psi(即，1.24kg/cm2)下压缩率为大于40％。
在某些实施例中，玻璃纤维的平均直径为小于2微米；而在某些实施例中为小于1微米。在某些实施例中，含玻璃的过滤层包括多组分(例如，双组分)粘合纤维。
在某些实施例中，过滤介质包括支撑层。支撑层在形成褶状过滤元件时通常是必要的。在某些实施例中，支撑层包括平均直径为至少5微米的纤维，而在某些实施例中为至少10微米。在某些实施例中，支撑层的刚度/硬度为100克或更大，而在某些实施例中为300克或更大。
在本发明的一个实施例中，提供了一种过滤介质，包括：熔喷过滤层，所述熔喷过滤层包括平均直径为大于1.5微米的熔喷纤维；其中熔喷过滤层在压力为1.24kg/cm2下的压缩率为大于40％；高效率含玻璃的过滤层，所述过滤层包括玻璃纤维和多组分粘合纤维；和纺粘支撑层。
在本发明的另一实施例中，提供了一种空气过滤器元件，包括外壳和如本文所述含纤维过滤介质。
在本发明的另一实施例中，提供了一种过滤空气的方法，所述方法包括引导空气通过如本文所述的过滤介质或过滤器元件。
在一个实施例中，提供了一种涉及引导空气通过过滤介质的方法，所述过滤介质包括：熔喷过滤层，包括熔喷纤维；高效率含玻璃的过滤层，包括玻璃纤维和多组分粘合纤维；和，支撑层；其中熔喷过滤层是最上游层。
在本文中，“高效率”表示本发明的过滤层、介质或元件对于0.4微米大小的DEHS颗粒在其额定速率下能够除去至少70％(按数量计)的0.4微米大小的DEHS颗粒。例如，至少70％的最易穿透粒径(MPPS)颗粒(其可能小于0.4微米)的过滤效率可被视为“高效率”。在本文的某些实施例中，高效率表示在其额定速率下除去至少85％、至少95％、至少99.5％、至少99.95％或至少99.995％的所述的颗粒。在上下文中，“在其额定速率”表示，当过滤元件在其旨在的应用中工作在其额定流速(CFM)时空气通过介质的速率，由介质流速除以过滤元件中的介质的平方英尺来确定。
术语“熔喷纤维”是指通过挤压熔融的热塑性材料穿过多个细的通常圆形的模具毛细管为熔融的线状物或丝状物成汇合高速率气体(例如空气)流而形成的纤维，其使得熔融的热塑性材料的丝状物变细以减小它们的直径，可能达到微纤维直径。此后，熔喷纤维由高速率气体流携带并沉积在收集表面上以形成随机分散的熔喷纤维的网。通常，熔喷纤维是微纤维，可以是连续的或不连续的，在直径上一般等于或小于20微米(并通常10微米)，并一般在沉积到收集表面上时进行自粘合。本发明所用的熔喷纤维优选地在长度上是基本连续的。
术语“纺粘纤维”是指通过从具有圆形或其它结构的纺嘴的多个细毛细管挤压熔融的热塑性材料为丝状物而形成的小直径纤维，挤压的丝状物的直径随后快速缩小。纺粘纤维被淬火并且当它们沉积在收集表面上时一般不发粘。纺粘纤维一般是连续的，并且通常具有的平均直径大于7微米并通常为10-30微米。
术语“多组分纤维”是指由至少两种聚合物分别被挤压但捻在一起以形成一种纤维而形成的纤维。作为多组分纤维的一个具体示例，“双组分纤维”包括 两种聚合物，跨双组分纤维的横截面安置在基本上恒定设置的不同区域中并沿着双组分纤维的长度连续延伸。所述双组分纤维的结构可能是例如皮/芯结构，其中一种聚合物被另一种聚合物环绕，或者可能是并列结构，或者是“海岛型”结构。对于两种组分纤维，聚合物可能存在的比率为75/25、50/50、25/75或任何其它希望的比率。传统的添加剂例如颜料和表面活性剂可能被结合入一种或两种聚合物流中，或施加至丝状物表面。
术语“聚合物”包括但不限于均聚物、共聚物，例如嵌段、嫁接、无规和交替共聚物、三元共聚物等等，及其共混物和改性物。此外，除非另外特别限定，术语“聚合物”应当包括物质的所有可能的几何结构。这些结构包括但不限于全同立构、间同立构和不规则的对称性。
术语“静电充电”是指在电介质材料例如聚烯烃中和/或电介质材料上放置电荷的过程。电荷通常包括在聚合物的表面处或附近俘获的正或负电荷的层，或存储在聚合物本体中的电荷云。电荷还可包括极化电荷，其被冻结与分子的偶极子对准。使材料经受电荷的方法是本领域的技术人员众所周知的。这些方法包括例如热力方法、液体接触方法、电子束方法、等离子体方法、和电晕放电方法。
术语“包括”及其变体在所述术语出现在说明书和权利要求书中的地方不具有限制性含义。所述术语会被理解为暗示了包括表述的步骤或元件或成组的步骤或元件，但是不排除任何其它的步骤或元件或成组的步骤或元件。术语“由…组成”表示包括并限于跟随短语“由…组成”后的任何元件或步骤。因此，短语“由…组成”表示所列出的元件是要求的或强制性的，并且可能不存在其它元件。术语“基本上由…组成”表示包括在短语之后列出的任意元件，并且限于不妨碍或有助于公开内容中对于所列元件所指定的活动或作用的其它元件。因此，短语“基本上由…组成(consistingessentiallyof)”表示所列的元件是要求的或强制性的，但其它元件是可选的并且取决于它们是否实质性影响所列元件的活动或作用可能存在或可能不存在。
单词“优选的(preferred)”和“优选地(preferably)”是指在某些情况下可能提供某些益处的本发明的实施例。不过，其它实施例在相同或其它情况下可能也是优选的。另外，记载一个或多个优选的实施例并不暗示其它实施例不是可用 的，并且也不旨在将其它实施例排除在本发明的范围之外。
在本申请中，术语例如“一种(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”不旨在表示仅是单个实体，而是包括可能用于阐述的特定示例的一般类属。术语“一种(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”与术语“至少一个(atleastone)”可互换使用。
跟随有列单的短语“至少一个的(atleastoneof)”和“包括至少一个的(comprisesatleastoneof)”是指列单中任意一个项目和列单中的两个或更多个项目的任意组合。
如本文中所用，术语“或(or)”一般采用其通常的理解，包括“和/或(and/or)”，除非内容另外明确表示。术语“和/或(and/or)”表示所列出的元件的一个或所有或所列出的元件的任意两个或更多个的组合。
另外，在本文中，所有的数值被假定为通过术语“大约(about)”并优选地通过术语“确切地(exactly)”被改动。如本文结合所测得的数量所用，术语“大约(about)”是指与测量的目标和所用测量设备的精密度相当的本领域技术人员进行测量和运用一定水平的注意会预料到的在所测得的量上的变化。
另外，在本文中，记载的由端点表示的数值范围包括归入该范围内的所有数值以及端点(例如，1-5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5，等等)。本文中，“可达到(upto)”数值(例如，可达到/多达50)包括数值(例如，50)。
本发明的上述总结不旨在描述本发明的每一个披露的实施例或每个实施。下文的描述更为具体地例示了所示的实施例。在贯穿本申请的若干地方，通过示例列举提供了指导，示例可用在不同的组合中。在每种情况，所记载的列举仅用作代表性的组，并且不应被解释为排他性列举。
附图说明
结合下面的附图可以更为完整地理解本发明。
图1是本发明的复合过滤介质的一个实施例的剖视图。
图2是本发明的复合过滤介质的另一实施例的剖视图。
图3是本发明的复合过滤介质的另一实施例的剖视图。
图4是用于进气系统的过滤器元件的一个实施例的透视图。
图5是具有本发明的过滤介质的另一元件的另一实施例的透视图。
图6是用于进气的本发明的另一过滤器元件的俯视平面图。
图7是图6的元件的前视正视图。
图8是图7的过滤器元件的右侧正视图。
图9-13是用于燃气涡轮系统的进气的过滤器元件的另一实施例的示意性剖视图。
图14是用于燃气涡轮系统的进气的过滤器元件的另一实施例的透视图。
图15是按照本发明的原理构造的用于燃气涡轮进气的过滤系统的一个实施例的示意性侧视图。
图16是图15的系统的俯视图。
图17是可用于图15和16的过滤系统的防水过滤器的一个实施例的透视图。
图18是用于图17的防水过滤器元件的过滤介质的示意性剖视图。
具体实施方式
本发明提供了一种过滤介质，所述过滤介质包括熔喷过滤层和高效率含玻璃过滤层，以及可选的支撑层。所述过滤介质可用于不同的过滤方法，但主要用于空气过滤技术。在具体的应用中，本发明的过滤介质优选用于燃气涡轮过滤系统。
熔喷过滤层、高效率含玻璃过滤层和可选的支撑层的相对定向根据复合介质的使用可以不同。通常，只要熔喷过滤层在使用期间被设置为空气流所遭遇的第一层(即最上游层)，定向可以不同。在某些实施例中，支撑层被设置在熔喷层和含玻璃层之间。在某些实施例中，含玻璃层被设置在熔喷层和支撑层之间。
每个过滤层和支撑层可以是多个层的合成。例如，熔喷过滤层可以是两个或更多个不同层的熔喷纤维(在组分和/或纤维直径上不同)的合成。
在某些实施例中，复合过滤介质包括两层或更多层的熔喷纤维层。在某些实施例中，复合过滤介质包括两层或更多层含玻璃纤维层。在某些实施例中，复合过滤介质包括两层或更多层支撑层。这些层可以按不同的顺序排列，只要熔喷过滤层之一是最上游层。
如图1所示，其示出了本发明的示例性复合过滤介质10，具有至少两个过滤层，即进行过滤的层：熔喷过滤层18和含玻璃过滤层20。如在本示例性实施例中所示，熔喷过滤层18相对于空气流的方向(由箭头表示)被设置在含玻璃过滤层20的上游。也就是说，熔喷过滤层18是在使用期间空气流所遭遇的第一层。
在某些实施例中，复合过滤介质还包括支撑层(即，基底)。这允许过滤介质可成波纹状和/或成褶状。支撑层相对于通过过滤器的空气流可被设置在含玻璃过滤层的上游或下游。图2示出了过滤器介质(即过滤介质)10，包括设置在含玻璃过滤层20的下游侧上的支撑层22。在图3中，支撑层22被设置在含玻璃过滤层20的上游侧上，位于熔喷过滤层18和含玻璃过滤层20之间。
过滤层和支撑层各自的厚度可以相同或不同。因此，图1-3所示的相对尺寸不是限制性的。不过，应当指出，厚度对于过滤性能有影响。介质的总体厚度希望最小化，而不显著影响其它介质性能，例如容尘量、效率和渗透率。这允许元件中有更多的褶皱，例如优选地使得过滤元件包括最大量的介质，而不会不利地影响过滤元件特性和性能(例如，效率、压降、或容尘量)。
在某些实施例中，基布/纤维织品(scrim)可用于形成含玻璃层下游的层，以捕获从含玻璃层释放的任何玻璃纤维，阻止或减少玻璃纤维被引入已过滤的空气。玻璃纤维介质的过滤层具有两个面。基布/纤维织品可用的材料(即，玻璃纤维的过滤层)通常具有高渗透率(即，“perm”)(例如，大于1600l/m2/s)并且薄(例如，小于0.005英寸)，因而对平板或过滤元件性能的影响极小。所述基布/纤维织品材料的示例包括从Cincinatti,OH的MidwestFiltration可购得的商品名为FINONC303NW和FINONC3019NW的产品。其它披露于例如美国专利公开号2009/0120868中。
(多个)层通常被层压在一起，因此熔喷层是最远的上游，纺粘层在熔喷层的下游，湿法成型含玻璃层正好在纺粘层的下游，而基布/纤维织品(如果存在的 话)位于最下游侧。可替换地，湿法成型含玻璃层被设置在熔喷层和纺粘层之间。
通常，在本发明的过滤介质中，过滤层并优选地过滤层和支撑层通过粘合剂、通过热粘合或超声波粘合、通过采用粘合纤维、或采用所述技术的组合粘合在一起。优选的方法包括使用粘合剂、粘合纤维或其组合。尤其优选的方法是通过采用粘合剂(压敏粘合剂、热熔性粘合剂)以不同的技术施加，包括，例如，粉末涂敷、喷涂、或采用预成型的粘性网。通常，粘合剂呈连续的层，或者如果需要它可以是图案化的，只要过滤介质在加工或使用期间不脱层。示例性粘合剂包括热熔性粘合剂例如聚酯、聚酰胺、丙烯酸酯、或其组合(共混物或共聚物)。
如果使用粘合剂，本领域的技术人员可容易地确定粘合剂的量。希望的水平是在层之间提供合适的结合而不会不利地影响空气流通过介质。例如，复合过滤介质的Frazier渗透率的减少量优选地小于每层渗透率的倒数的总和的倒数(即，(1/Aperm+1/Bperm+1/Cperm)-1)的20％，或更优选地小于10％。这也适用于任何其它的层压方法。
为了增大刚度/硬度并在元件中提供更好的流动通道，可使过滤介质成波纹状。因此，本发明的优选的过滤介质应当具有经受得住通常的热波纹成型工艺而不会有介质损坏(通常使介质性能变坏)的特征。优选的过滤介质还应当具有通过进一步的加工、存储、运输和使用保持波纹的深度(例如，0.020-0.035英寸，0.5mm-0.9mm)的能力。通常，在形成波纹后，在波纹深度上不应有大于20％的减少量，或在波纹深度上不大于30％的减少量，或在波纹深度上不大于50％的减少量(在进一步加工、存储、运输和使用的过程中进行处理的结果)。这些性能通常涉及介质组分以及材料强度和硬度。
无论具有波纹或者没有波纹，过滤介质可被折叠成多个折叠或褶皱，然后安装在过滤器外壳或框架中。可利用任何数量的打褶技术(包括但不限于旋转打褶、叶片打褶等等)来进行平板片材或波纹片材的打褶。波纹介质可具有如美国专利号5,306,31中所述应用于褶状介质的若干褶皱支撑机构的任何一个。例如，可采用波纹铝分离器、热熔珠和压凹(通常是指PLEATLOC褶皱介质)。
在某些实施例中，折叠以间隔形式被压印入过滤介质，因此以有效的方式阻止了折叠的粘合，即使在如果介质是潮湿的或超负荷的情况下。在褶皱顶端 上的这些凹痕在介质的两侧垂直于波纹通道方向，保持褶皱分开，并为空气提供更好的流动通道以流过元件中的褶皱包。如果在圆锥形或圆柱形类型的元件中，例如图9-14所示的那些，外侧上的凹痕可以比内侧上的那些更深并更宽，以保持褶皱的均匀间隔。
对于非波纹状的介质，其它褶皱间隔方法可用于本文所述的任何介质上，例如，涉及在褶皱之间添加热熔性粘合剂珠或使用梳形分离器的那些。褶皱材料可形成为圆柱体或“管”，并然后例如通过例如使用粘合剂(例如基于氨基甲酸乙酯的、热熔性粘合剂等)或超声波焊接结合在一起。
本发明的过滤介质可被结合入不同标准过滤元件形式，例如，在美国外观设计专利US677370所示出或国际公开号为WO2010/151580中所述的WAVE过滤元件。
在某些实施例中，本发明的过滤层、复合过滤介质(平的或波纹的)和过滤元件被称为是“高效率”。在某些实施例中，本发明的过滤层、复合过滤介质或过滤元件对0.4微米大小的DEHS(二乙基己基癸二酸盐)颗粒在其额定速率显示的过滤效率为至少70。优选地，最易穿透粒径颗粒(MPPS)在其额定速率(即，每分钟立方英尺的额定流速除以元件中介质的平方英尺)的过滤效率为至少85％，或至少95％，或至少99.5％，或至少99.95％，或至少99.995％。
在某些实施例中，本发明的过滤层、复合过滤介质和/或过滤元件是防水的/水密的。在本文中所用的“防水”过滤介质或元件表示，介质或元件会阻止大量的水或水滴在密集喷淋的情况下通过过滤介质和/或过滤元件达若干小时，同时工作在过滤器的额定流速。过滤元件的防水特征可利用实例中所述的喷淋试验(WaterSprayTest)进行测量。介质的防水特征可通过实例中所述的静水压头试验进行测量。在某些实施例中，本发明的过滤介质和/或元件显示出的静水压头为至少10英寸(25.4cm)水、或至少15英寸(38.1cm)水、或至少20英寸(50.8cm)水。
在某些实施例中，本发明的过滤层和/或复合过滤介质具有良好的深度载荷特征。
在某些实施例中，本发明的过滤层、复合过滤介质(可能是成波纹状的 或者可能不是成波纹状的)和/或过滤元件在4英寸水柱的终端压降(即，1000pa)下显示出的盐负荷容量为至少10克/每平方米(g/m2)。通常，盐负荷容量越高越好，因为这是产品寿命的指标。
在某些实施例中，本发明的过滤层、复合过滤介质(可能是波纹状的或者可能不是波纹状的)和/或过滤元件在静态模式(而非脉冲模式)加载至4英寸的水(即1000Pa)dP(压降)时显示出的粉尘负荷容量为至少30克/每平方英尺(g/ft2)的ASHRAE粉尘(按照ASHRAE52.2-2007或EN779:2012)。通常，粉尘负荷容量越高越好，因为这是产品寿命的指标。
在某些实施例中，本发明的复合过滤介质(可能是波纹状的或者可能不是波纹状的)和/或过滤元件(通常是波纹状的和褶皱的)显示出的效率为至少F9(按照EN779:2012)。
在某些实施例中，本发明的复合过滤介质(可能是波纹状的或者可能不是波纹状的)和/或过滤元件(通常是波纹状的或褶皱的)显示出的效率为至少E10、或至少E11、或至少E12(按照EN1822:2009)。
在某些实施例中，过滤层和/或复合过滤介质具有相对低的固体性。如本文所用，固体性为固态纤维量除以所涉过滤介质的总量，通常表达为百分比，或换种方式说，由纤维所占介质的量部分作为每单位质量的纤维量除以每单位质量的介质量的比率。确定固体性的合适的测试例如如下所述。固体性可通过将树脂从介质进行溶剂提取以确定树脂密度来测定。可采用百分比树脂、介质的密度(由基重和厚度计算)、树脂的密度、和纤维的密度。TGA可用于确定介质中的物质的相对量。也可采用纤维组分的密度的文献值，并利用下述公式分析该值：
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通常，希望在压强为1.5psi(即0.1kg/cm2)下的固体性为小于百分之20(％)，或通常小于15％。
在某些实施例中，过滤层和/或复合过滤介质具有相对高的压缩率。压缩率可通过利用带有千分表的比较仪比较两个厚度测量结果来测定，其中压缩率为从2盎司(56.7g)到9盎司(255.2g)总重量(0.125psi-0.563psi或8.6毫巴-38.8毫巴)的相对厚度损失，如美国专利US8,460,424中所述。另一用于确定压缩率的合适的试验披露于国际公开号WO2013/025445中。通常，希望在压强为17.6磅/每平方英寸(psi)(即，1.24kg/cm2)下压缩率为大于40％。
在某些实施例中，本发明的过滤层和/或复合过滤介质显示高强度和高挠性。这可以通过在层和/或复合介质被折叠或波纹成型后在拉伸强度上的较低损失来证实。希望在过滤层或过滤介质折叠或波纹成型后的拉伸强度损失小于20％。
在优选的实施例中，本发明的过滤介质用于燃气涡轮进气过滤系统中。相应的，复合过滤介质被安装在框架中，以便在过滤介质和框架之间形成气密配合，其中过滤介质被设置成使得至少一个熔喷过滤层相对于空气流过过滤器的方向被置于过滤介质的上游侧。
熔喷过滤层
通常，熔喷是无纺网形成工艺，用加热的高速空气挤压并提拉熔融的聚合物树脂以形成细长丝(细丝状物)。长丝(丝状物)被冷却并被收集为运动筛上的网。该工艺类似于纺粘工艺，但熔喷纤维通常更细的多。通常，熔喷纤维的平均直径为不大于20微米。在某些实施例中，熔喷过滤层包括熔喷纤维，所述熔喷纤维的平均直径为大于1.5微米。在某些实施例中，熔喷过滤层包括熔喷纤维，所述熔喷纤维的平均直径为至少2微米。在某些实施例中，熔喷纤维的平均直径为2-3微米。
在某些实施例中，熔喷过滤层具有较高的压缩率。在某些实施例中，本发明的过滤介质的熔喷过滤层在压强为17.6磅/每平方英寸(psi)(即，1.24kg/cm2)下的压缩率为大于40％。在某些实施例中，本发明的过滤介质的熔喷过滤层在压强为17.6磅/每平方英寸(psi)(即，1.24kg/cm2)下的压缩率可达到90％。
在某些实施例中，如国际公开号WO2013/025445中所述的支架纤维如果 需要可被包含在熔喷过滤层中，以增强性能。不过，具有高水平的压缩率的介质在熔喷过滤层中具有很少或没有支架纤维(用作如国际公开号WO2013/025445中所述)。支架纤维为介质纤维提供支撑，并增加改进的处理能力、更大的拉伸强度、并对介质产生更低的压缩率。
在某些实施例中，熔喷过滤层是静电充电的。这通常用以增强颗粒捕获效率。电荷可以通过摩擦生电引起或通过施加高电压电荷引起。前者是将纤维抵靠接地的导电表面进行摩擦或使两种不同的纤维(一种更为正电性，而另一种更为负电性)彼此抵靠进行摩擦的结果。可替换的，静电充电可利用例如电晕放电或等离子体放电方法来实施。所述方法对本领域的技术人员来说是已知的。本文所进行的静电充电的范围是传统对熔喷纤维所用的。
在某些实施例中，熔喷过滤层包括在第一主要表面的连续梯度结构的较大纤维和更为开放的结构，和在第二主要表面的较小纤维和较少开放的结构。在该结构的某些实施例中，熔喷过滤层的第二主要表面邻近支撑层，而第一主要表面被设置为最上游表面(即，在使用期间空气流所遭遇的第一层)。
在某些实施例中，熔喷过滤层包括多层的熔喷纤维的复合材料，具有在熔喷复合材料的第一主要表面的较大纤维和更为开放的结构和在熔喷复合材料的第二主要表面的较小纤维和较少开放的结构。在该结构的某些实施例中，熔喷过滤层的第二主要表面邻近支撑层，而第一主要表面被设置为最上游表面(即，在使用期间空气流所遭遇的第一层)。
在某些实施例中，熔喷过滤层的基重为可达到50克/米2(g/m2或gsm)，并通常可达到100gsm。在某些实施例中，熔喷过滤层的基重为至少5克/米2(g/m2或gsm)，并通常至少10gsm。
熔喷过滤层通常被视为深度过滤层。这样，尘埃贯穿熔喷过滤层的厚度(即，沿着“Z”方向)被捕获，而非捕获在表面载荷过滤介质的表面上。
在某些实施例中，熔喷过滤层为至少0.005英寸(125微米)厚，并通常至少0.01英寸(250微米)厚。在某些实施例中，熔喷过滤层可达到0.02英寸(500微米)厚。
在某些实施例中，当与结构的其余部分分开进行评估时，熔喷过滤层的Frazier渗透率(压差设定在0.5英寸的水)为至少20升/平方米/秒(l/m2/sec)，或至少80l/m2-sec，或至少200l/m2-sec。在某些实施例中，当与结构的其余部分分开进行评估时，熔喷过滤层的Frazier渗透率(压差设定在0.5英寸的水)为可达到1000l/m2-sec，或可达到600l/m2-sec。
在某些实施例中，本发明的过滤介质的静电充电的熔喷过滤层是高效率过滤层。在某些实施例中，静电充电的熔喷过滤层对0.4微米大小的DEHS(二乙基己基癸二酸盐)颗粒在其额定速率显示出的过滤效率为至少50％。优选地，0.4微米大小或最易穿透粒径颗粒的过滤效率为至少65％，或至少85％，或至少95％，或至少99.5％，或至少99.95％。在某些实施例中，如果不是静电充电的，熔喷过滤层对0.4微米大小的DEHS(二乙基己基癸二酸盐)颗粒在其额定速率下显示出的过滤效率为至少10％。
熔喷纤维可由适合用于被熔喷的多种聚合物制备。示例包括聚烯烃(尤其是聚丙烯)、乙烯氯三氟乙烯、其它疏水性聚合物、或具有疏水性涂层或添加剂的非疏水性聚合物(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚碳酸酯、尼龙、聚苯硫醚)、或其组合(例如，共混物或共聚物)。优选的聚合物是聚烯烃例如聚丙烯、聚乙烯、和聚丁烯。尤其优选的熔喷纤维由聚丙烯制备，以增强本发明的优选的过滤介质的防水特征。
在某些实施例中，熔喷层是疏水性的。这意味着该层显示对水的接触角大于90度。制备的纤维材料可以是疏水性的(例如聚烯烃)或包括疏水性添加剂，或可涂覆有疏水性材料，例如本文对于在含玻璃层上的疏水性涂层所述的那些，或者可用等离子体处理技术进行处理。
含玻璃过滤层
在某些实施例中，含玻璃过滤层包括玻璃纤维，平均直径为小于2微米，并在某些实施例中小于1微米。在某些实施例中，玻璃纤维的平均直径为至少0.01微米，在某些实施例中至少0.1微米。
含玻璃过滤层还可包括除含玻璃纤维之外的纤维。例如，它可包含多组分纤维，通常为双组分纤维，用作粘合纤维。优选的示例为双组分粘合纤维，所 述双组分粘合纤维是皮芯型纤维，具有低熔点聚酯皮和较高熔点聚酯芯。双组分纤维通常具有的纤维直径为至少10微米。
含玻璃过滤层还可包括除了多组分纤维之外的聚酯纤维。本发明的优选的含玻璃过滤层仅包括玻璃纤维和双组分粘合纤维。
所述纤维可通过不同的工艺制备。在某些实施例中，含玻璃过滤层利用湿法成型工艺形成。
虽然含玻璃过滤层中的粘合纤维用于避免使用任何粘合剂树脂，所述树脂可被添加以进一步改进其强度。合适的粘合剂树脂的示例包括溶剂型或水性乳胶树脂、水性苯乙烯-丙烯酸树脂、溶剂型酚醛树脂、溶剂型非酚醛树脂，例如可购自Cleveland,OH的Lubrizol的商品名为HYCAR26138的产品。通常，如果使用的话，粘合剂树脂可存在于含玻璃层中，根据含玻璃过滤层的总重量其量可达到1wt-％，可达到5wt-％，或可达到10wt-％。优选地，没有粘合剂树脂使用在含玻璃层中(或任何的过滤介质的层中)。
合适的含玻璃过滤层的示例包括披露于美国专利US7,309,372、US7,314,497、US7,985,344、US8,057,567和US8,268,033以及美国申请公开号US2006/0242933和US2008/0245037中。
在某些实施例中，含玻璃过滤层具有相对低的压缩率。通常，含玻璃过滤层在压强为17.6磅/每平方英寸(psi)(即，1.24kg/cm2)下的压缩率为小于40％。在某些实施例中，本发明的含玻璃过滤层在压强为17.6psi(即，1.24kg/cm2)下的压缩率为至少20％。
在某些实施例中，含玻璃过滤层具有相对低的固体性。通常，含玻璃过滤层在压强为1.5psi(即，0.1kg/cm2)下的固体性为小于百分之20(％)，通常小于15％。在某些实施例中，本发明的含玻璃过滤层在压强为1.5psi(即，0.1kg/cm2)下的固体性为至少5％。
在某些实施例中，含玻璃过滤层的基重可达到70克/米2(g/m2或“gsm”)，并通常可达到100gsm。在某些实施例中，含玻璃过滤层的基重为至少20克/米2(g/m2或“gsm”)，并通常至少30gsm。
含玻璃过滤层被视为深度过滤层。这样，尘埃贯穿熔喷过滤层的厚度(即，沿着“Z”方向)被捕获，而非捕获在表面载荷过滤介质的表面上。含玻璃过滤层的盐负荷容量在额定流量到3英寸水(750Pa)的终端压降下为10克/米2。
在某些实施例中，含玻璃过滤层为至少0.005英寸(125微米)厚。在某些实施例中，含玻璃过滤层可达到0.02英寸(500微米)厚。
在某些实施例中，当与结构的其余部分分开进行评估时，含玻璃过滤层的Frazier渗透率(压差设定在0.5英寸的水)为至少8l/m2/sec，或至少20l/m2/sec，或至少40l/m2/sec。在某些实施例中，当与结构的其余部分分开进行评估时，含玻璃过滤层的Frazier渗透率(压差设定在0.5英寸的水)可达到400l/m2-sec，或可达到200l/m2/sec。
在某些实施例中，本发明的过滤介质的含玻璃过滤层是高效率过滤层。在某些实施例中，含玻璃过滤层对0.4微米大小的DEHS(二乙基己基癸二酸盐)颗粒在其额定速率下显示出的过滤效率为至少70％。优选地，最易穿透粒径(MPPS)颗粒在其额定速率的过滤效率为至少85％，或至少95％，或至少99.5％，或至少99.95％，或至少99.995％。
在某些实施例中，为了增强防水特性，含玻璃层涂覆有疏水性涂层。所述疏水性涂层包括对水具有很小或没有亲和力或完全排斥水的材料，从而阻止或限制水通过过滤介质。通常，当用水进行测试时，疏水性涂层显示的接触角大于90度。适用于在含玻璃层上形成疏水性涂层的材料的示例包括氟化物，尤其是含氟聚合物，如美国专利US6,196,708中所述。
可用的含氟聚合物的示例包括具有氟烷基部分或优选的全氟烷基部分的那些。这些含氟聚合物包括例如氟烷基酯、氟烷基醚、氟烷基酰胺和氟烷基氨基甲酸乙酯。通常，氟烷基和/或全氟烷基部分从聚合物的主链伸出。
含氟聚合物可包括不同的单体单元。示例性单体单元包括例如氟烷基丙烯酸酯、氟烷基甲基丙烯酸酯、氟烷基芳基氨基甲酸乙酯、氟烷基烯丙基氨基甲酸乙酯、氟烷基马来酸酯、氟烷基氨基甲酸乙酯丙烯酸酯、氟烷基酰胺、氟烷基磺酰胺丙烯酸酯，等等。含氟聚合物可选地可具有另外的非含氟单体单元，包括例如不饱和碳氢化合物(例如，烯烃)、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。合适的含氟聚 合物的其它示例披露于美国专利US3,341,497中。
商用含氟聚合物包括购自Huntsman(Charlotte，NC)的商品名为OLEOPHOBOLCPX、以及购自3MCo.(St.Paul，MN)的3M保护性材料PM-490(非离子型含氟化合物树脂)、3M保护性材料PM-3633(含氟聚合物乳液)、3ML-21484(可稀释在水或极性有机溶剂中的含氟氨基盐衍生物)的产品。
其它示例性商用含氟聚合物以水性乳液提供。含氟聚合物可通过除去含水层从水性乳液中提取。含氟聚合物然后可在有机溶剂中被溶剂化。为了便于含氟聚合物的溶剂化，化合物例如丙酮可以可选地被添加至水性乳液以打破乳液。此外，含氟聚合物的颗粒在除去水后可以可选地碾磨以使溶剂化更容易和更快速。
将所述材料涂敷在含玻璃层上的方法是传统的并且为本领域技术人员所公知。典型的涂层重量为至少0.5wt-％，并通常不超过3wt-％。
作为疏水性涂层的替代，含玻璃过滤层可通过等离子体处理方法进行处理以使其疏水。
支撑层
本发明的过滤介质可包括支撑层。支撑层可以是不同的多孔材料包括纤维材料、金属网等的任何一个。通常，用于支撑层的纤维材料由天然纤维和/或合成纤维制成。
在某些实施例中，支撑层包括平均直径为至少5微米或至少10微米的纤维。在某些实施例中，支撑层可包括平均直径为可达到250微米的纤维。
在某些实施例中，支撑层的基重为至少50克/米2(g/m2或“gsm”)，并通常至少100gsm。在某些实施例中，支撑层的基重为可达到150克/米2(g/m2或“gsm”)，并通常可达到260gsm。
在某些实施例中，支撑层为至少0.005英寸(125微米)厚，并通常至少0.01英寸(250微米)厚。在某些实施例中，支撑层可达到0.03英寸(750微米)厚。
在某些实施例中，当与结构的其余部分分开进行评估时，支撑层的Frazier 渗透率(压差设定在0.5英寸的水)为至少200l/m2/sec。在某些实施例中，当与结构的其余部分分开进行评估时，支撑层的Frazier渗透率(压差设定在0.5英寸的水)可达到8000l/m2-sec。
在某些实施例中，支撑层的Gurley硬度/刚度(格利硬度/刚度)为至少100克，并通常为至少300克。在某些实施例中，支撑层可具有的Gurley硬度/刚度可达到10,000克。测量Gurley硬度的方法披露于TAPPINO.T543。
用于支撑层(即，基底)的合适的材料的示例包括纺粘、湿法成型、粗梳、或熔喷无纺布。合适的纤维可以是纤维素纤维、玻璃纤维、金属纤维或合成聚合物纤维或组合。纤维可以是纺布或无纺布的形式。挤压和冲孔的塑料或金属筛状材料是过滤器基底的其它示例。合成无纺布的示例包括聚酯无纺布、尼龙无纺布、聚烯烃(例如聚丙烯)无纺布、聚碳酸酯无纺布、或其共混或多组分无纺布。片材状基底(例如，纤维素质的、合成的，和/或玻璃或组合网)是过滤器基底的通常示例。合适的基底的其它优选示例包括在纺粘中的聚酯或双组分聚酯纤维(如本文对含玻璃层所述)或聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯，或聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯双组分纤维。
在某些实施例中，支撑层是由100％的聚酯制成的纺粘，为具有高的强度对重量比的图案化型式(压纹)结合(patternbonded)的连续的纤维，商品名为FINON并购自KolonIndustries。
在某些实施例中，支撑层是疏水性的。制备支撑层的纤维材料可以是疏水性(例如，聚烯烃)或包括疏水性添加剂，或者它可以涂覆有疏水性材料，例如本文对于在含玻璃层上的疏水性涂层所述的那些，或者它可以通过等离子体处理技术进行处理。可替换地，如果湿法成型，在湿法成型工艺的过程中可应用疏水性树脂。
过滤器元件和使用
本发明的过滤介质然后可制成过滤器元件(即，过滤元件)，包括例如平板式过滤器、滤芯式过滤器或其它过滤部件。所述过滤器元件的示例披露于美国专利US6,746,517；US6,673,136；US6,800,117；US6,875,256；US6,716,274；和US7,316,723。
过滤介质可以是波纹状的。示例性波纹的深度为0.020-0.035英寸(0.5mm到0.9mm)。波纹状的过滤介质然后通常可被打褶以形成褶皱包，然后被放置并密封在外壳中，如本领域已知的。
本发明的过滤器元件可用于工业过滤例如集尘器，和用于商业和住宅HVAC系统中。本发明的过滤器元件尤其可用在燃气涡轮进气系统中。所述过滤系统披露于M.Wilcox等人的“TechnologyReviewofModernGasTurbineInletFiltrationSystems”,InternationalJournalofRotatingMachinery,Volume2012,ArticleID128134。一个示例性系统披露于美国专利公开号US2013/0008313中。本发明的过滤器元件还可用在现今常用的高度复杂并具有多级或“级联”型(“cascade”type)的过滤器系统中。
图4-14示出了可用于燃气涡轮进气系统的本发明的过滤器元件的不同实施例。
燃气涡轮系统使用大量的空气，因此进入系统的空气的质量对于燃气涡轮机的运行、性能和寿命来说是重要的。进气过滤系统对于保持空气干净的进入燃气涡轮机是重要的。受污染的进气可导致侵蚀、积垢、腐蚀、和冷却空气通道阻塞。过滤系统不仅需要除去干颗粒，还需要在湿度高或其它潮湿环境中阻止液态颗粒并防止潮解(delinquent)的盐通过。因此，对于现代燃气涡轮系统，希望高效率和防水的过滤器元件。
在图4中，以透视图示出了褶状板式元件200。板式元件200包括褶状介质204的介质包202。褶状介质204可包括本文所述的过滤介质(例如，熔喷层和含玻璃层)。在所示的实施例中，介质包202被容纳在框架206内，其中所示的示例为矩形框架206。框架206通常会包括垫圈(未示出)，用于允许元件200密封抵靠进气系统的管板。在图4中，在205处示出了具有熔喷层的褶状介质204的上游侧，位于与箭头207所示的进气的相同侧。干净的空气在箭头208示出，并且自介质的下游侧从介质204排出。
图5示出了袋式过滤器元件210的透视图。袋式元件210包括一层过滤介质212，所述过滤介质212可包括本发明的过滤介质。在所示的实施例中，袋式元件210包括多个板对213、214，其中每对板213,214形成V形形状。过滤介质 212被固定至框架216。框架216通常会带有垫圈，以使袋式元件210密封抵靠管板例如管板38。在所述的结构中，介质212具有在V形的内侧的上游熔喷侧217，和在V形的外侧上的下游侧218。
图6-8示出了迷你褶皱或多个V型元件220的视图。元件220包括容纳过滤介质包224(图8)的框架222。介质包224包括多个迷你褶皱。迷你褶皱被设置在板226上，而元件220包括多个本发明的介质的迷你褶状的板对227,228(图6)，各自形成V形形状。在图6中，板对227,228以隐藏线方式示出，因为框架222的上部部分阻挡了板对227,228的视线。框架222限定多个脏空气入口229(图7)，其通向每个褶状板对227,228的各V形的内侧部分。每个褶状板对227,228包括位于V形的内侧上的上游侧230，和位于V形的外侧上的下游侧231。
图9-14示出了管状的褶状过滤器元件的不同的实施例。图9示出了具有介质包242的圆柱形褶状元件240，所述介质包242可包括本发明的过滤介质，具有上游侧244和下游侧246。下游侧246是元件240的内部空间的内侧。
图10示出了两个轴向对准以便它们端对端叠加的圆柱形元件240。
在图11中，圆柱形元件240与局部圆锥形元件250轴向对准。局部圆锥形元件250是具有可包括本发明的过滤介质的介质包252的管状元件。元件具有上游侧254和下游侧256。圆锥形元件250具有第一端258，所述第一端258的直径匹配圆柱形元件240的直径。圆锥形元件250包括第二端260，所述第二端260的直径大于第一端258的直径，从而形成局部锥体。
图12示出了两个轴向设置并且端对端接合的局部锥形元件270,280。元件270,280的每一个包括形成管的介质包272,282，可包括本发明的过滤介质。介质包272,282各自具有上游侧274,284和下游侧276,286。
图13示出了单个圆锥形元件270。元件270可单独使用安装在燃气涡轮机的进气系统中，而不需被安装成元件对，如图11和12所示。
图14是具有可包括本发明的过滤介质的介质包292的过滤器元件290的另一实施例。介质包292是褶状的并形成管状形状。在本实施例中，管状形状是卵形，并且在一个示例实施例中，卵形的短轴对比长轴的比率为约0.7-0.9。介质 292包括上游侧294和下游侧296。
应当理解，上文所表征并在图4-14所示的过滤器元件的每一个可以是平的介质或波纹状的介质和/或可操作地安装在用于燃气涡轮的进气系统或其它通风系统中。
工作中，在通常安装在管板上的相应的过滤器元件中，待过滤的空气会被引导通过上游侧(通常为熔喷层)，并然后通过过滤介质的下游侧。过滤介质会将至少一部分颗粒从空气流中除去。在通过介质的下游侧后，已过滤的空气然后被引向燃气涡轮。
图15-18例示了可包括本发明的过滤介质和元件的燃气涡轮或压缩机进气的过滤系统。系统包括罩结构；百叶窗结构，位于罩结构的下游；聚结器结构，位于百叶窗结构的下游；和最后级，包括位于聚结器结构的下游的防水过滤器的结构。该系统在最后级的下游无除水级。在一个方面，聚结器结构包括多个板式过滤器元件。在一个方面，多个板式过滤器元件相对于彼此以Z字形的型式成角度。在一个方面，板式过滤器元件由网状物构成。在某些实施例中，网状物是金属。在一个方面，板式过滤器元件包括深度载荷过滤介质。在一个方面，板式过滤器元件包括褶状过滤介质。在一个方面，板式过滤器元件可以是防水的。在一个方面，防水过滤器是褶状的。在一个方面，防水过滤器形成波形或其它形状。在一个方面，防水过滤器相对于水平面成1-25度的斜率安装，以向下方向上游倾斜。
关于图15-18例示的实施例，在另一方面，提供了一种用于过滤通过燃气涡轮的系统的空气的方法。所述方法包括将待过滤的空气引入罩结构；从罩结构，将空气引入百叶窗结构；从百叶窗结构，将空气引入聚结器结构；并从聚结器结构，将空气引入包括防水过滤器和/或任何形式的静态过滤器的结构的最后级。系统在最后级的下游无除水级。在一个方面，将待过滤的空气引入罩结构的方法包括在压降小于100Pa下引导速率不大于4.5米每秒(m/s)的空气通过罩结构。在另一方面，将空气引入百叶窗结构的步骤包括在压降小于60Pa下引导速率不大于5.6m/s的空气通过百叶窗结构。
在另一方面，将空气引入聚结器结构的步骤包括在压降小于175Pa下引 导介质速率为不大于3.0m/s的空气通过聚结器结构。在另一方面，将空气引入防水过滤器的结构的步骤包括在压降小于375Pa下引导介质速率为不大于0.2m/s的空气通过防水过滤器的结构。在另一方面，所述方法包括在将空气引入防水过滤器的结构的步骤期间，允许液体通过重力作用在防水过滤器的上游侧从防水过滤器排出。
更具体地说，参见图15，披露了用于燃气涡轮机或压缩机进气的过滤系统10。燃气涡轮机可具有等于RollsRoyceRB211涡轮机的大致尺寸，约5673m3/min(200,335cfm)。该涡轮机的燃烧空气流为约4560m3/min(161,035cfm)，而通风空气流为约113m3/min(39,300cfm)。可替换的涡轮机尺寸可与更高或更低的空气流速一起使用。
箭头14示出了待过滤的空气。空气通过系统10，过滤空气，然后空气进入入口管道18。箭头15示出的净化的空气然后朝向燃气涡轮机行进以向燃气涡轮机提供助燃空气的补给，其明显无可能导致损坏或在燃气涡轮机上聚积腐蚀性沉积物的颗粒和水性溶液。
系统10包括过滤器外壳模块16。过滤网外壳模块16充当系统10中待过滤空气的进入点。这样，箭头14的空气流在其流向燃气涡轮机的路径上最初通过过滤器外壳模块16。过滤器外壳模块16可由操作者通过检修点20进行维修。
过滤器外壳模块可包括罩结构22。罩结构22可以是系统10的级0的一部分。罩结构22通常会包括多个风雨防护罩24，以防雨雪。罩24通常是倾斜的，以帮助促进排放积聚在罩24上的任何水。正如图15中可看到的，罩24沿着系统10的其余部分的上游方向向下倾斜，以便任何积聚的水会排出过滤器模块16和系统10。
通常，进入罩结构22的空气14的进入速率为不大于4.5m/s(886fpm)。跨风雨防护罩24的压降会小于100Pa(0.40英寸的水)。
罩结构22的下游是百叶窗结构26。百叶窗结构26是第一级的一部分，所述第一级是在级0罩结构22之后进入系统10的空气所遇到的级。百叶窗结构26被设置成进一步促进或促使聚结并收集空气中的水粒子。在优选的实施例中，百叶窗结构26会包括不锈钢(或其它材料)百叶窗28。进入百叶窗结构26的空 气通常的速率为不大于5.6m/s(1102fpm)。该较高的速率促使惯性除去水。跨百叶窗结构26的压降通常会小于57Pa(0.23英寸的水)。
在第一级百叶窗结构26的下游，可提供聚结器结构42作为第二级。聚结器结构42具有两个主要可操作模式。可操作模式的第一个包括聚结器结构42从箭头14所示的进入空气除去较小的气溶胶液滴例如盐气溶胶液滴。这些小的气溶胶液滴聚结成较大的气溶胶液滴，例如，液滴在直径上可大于约20微米。该聚结过程允许较大部分的液体例如盐水、雨、雾、水汽、冷凝液排出并离开空气流14。
聚结器结构42的可操作模式的第二个包括用作预过滤器。当用作预过滤器时，聚结器结构42具有的效率可能使得聚结器结构42从空气流14中捕获和/或除去固态粗颗粒，包括例如直径大于1微米、在一些实施例中大于3微米、并在一些实施例中大于5微米的大部分颗粒。因此，聚结器结构42用于延长位于聚结器结构42下游的级的使用寿命。
聚结器结构42可包括多个板式过滤器元件44。优选地并且参见图16，板式过滤器元件44可以相对于彼此以Z字形结构46成角度。与不是Z字形和纯粹直的或平的结构相比，Z字形结构46增大可用的聚结介质面积的量达至少33％。Z字形结构46还有助于降低通过聚结器结构42的介质速率达至少33％。这也有助于增大对更细小的水汽/气溶胶的水去除效率。
在一个示例中，板式过滤器元件44包括网状物，例如不锈钢网板式过滤器48。对不锈钢板式过滤器48的替换例包括深度载荷过滤介质例如熔喷介质的板式过滤器。板式过滤器元件还可包括褶状过滤介质和/或防水元件。测量过滤器元件的防水特征的方法包括例如披露于国际公布号WO2012/034971中和在实例部分中所述的试验。
聚结器结构42可被提供为组合的聚结器/预过滤器，作为一个产品，或单独的聚结器和单独的预过滤器，按可能的或希望的。
聚结器结构42的下游是包括防水过滤器50的结构的最后级。防水过滤器50的结构阻止来自聚结器结构42的可能已被再次释放入空气流的潮解的或溶解的颗粒或干的/固态盐颗粒的液态或水性溶液，并且还从空气流中除去细的干的/ 固态颗粒。
在优选的结构中，防水过滤器50的结构以朝向入口空气14的方向成一角度倾斜而安装。如果系统10位于相对水平的地面上，防水过滤器50被安装成以向下方向上游倾斜成一角度。可用的角度范围包括1-25°之间例如约10°的斜率。在一些实施例中，角度的范围包括5-15°之间的斜率。如此，引导由防水过滤器50捕获的任何水或液体通过重力作用排入系统10的上游部分。
防水过滤器结构50具有的过滤效率可以除去穿透其上游级的粉尘颗粒和任何来自空气流14的大气中的细小的干盐颗粒。在某些实施例中，防水过滤器结构50的平均过滤效率为大于95％和/或最小过滤效率为至少70％(按欧洲标准EN779(2012年4月)测定)。
在一个示例结构中，如图17中所示，防水过滤器50是褶状过滤器53。在优选的结构中，防水过滤器褶状过滤器53具有形成波形54的介质包30，形成波形的过滤器元件56。可采用的一个示例过滤器元件56披露于美国专利公开号US2011/0067368。
在图17中，介质包30具有第一端32a和相对的第二端32b。介质包30包括第一横向侧面33a和第二横向侧面33b(图18)。第一和第二横向侧面33a,33b在第一和第二相对的端部32a,32b之间延伸。介质包30可由单个部分的具有多个褶皱34的无缝褶状介质构成(图18)。褶皱34示意性地在图18中示出，而为了清楚起见未在图17中示出。如图所示，褶皱34被纵向定向，使得褶皱34从第一和第二相对的端部32a、32b延伸并限定介质包30的宽度。
介质包30还可被构造成在褶皱34的上游或下游侧31a、31b上具有结构性或安全屏罩80。在图18中，介质包30具有在第一和第二横向侧面33a、33b之间限定的横截面。横截面包括多个向外的突出部分35，并在所示的实施例中包括三个向外的突出部分35。介质包30还可具有向内的凹入部36，并如图18中的示例所示具有两个向内的凹入部36。
向外的突出部分35和向内的凹入部36限定内径r。如所构造，介质包30绕每个半径成扇形，使得多个褶皱34围绕每个内径“r”延伸。在通常的安装中，围绕内径“r”延伸的褶皱34的数量会是2-80个褶皱，例如，25-50个褶皱。 内径“r”可以是约0.25英寸并可达到约4英寸，优选地在0.6英寸和0.9英寸之间，并最优选地约0.75英寸。内径在其它实施例中可以不同，每英寸的褶皱的数量同样可以变化。
使用术语“波形(waveshape)”来描述图17所示的示例防水褶状过滤器53，表示介质包30的横截面的形状包括在向内的凹入部36和向外的突出部分35处的相对的弯曲部分，由介质包30的直的或弯曲的部分隔开。
在图17所示的实施例中，元件56包括第一端盖40和第二端盖52。端盖40、52用于对过滤器元件50提供结构性支撑，以保持过滤器元件56的横截面形状，并确保待过滤的空气在向下游行进至燃气涡轮机的进气系统之前通过介质包30。
在图17中，第一端盖40被固定至第一端32a，而第二端盖52被固定至介质包30的第二端32b。
在图17的实施例中，过滤器元件56包括框架件60。框架件60容纳垫圈70，所述垫圈70被设置成抵靠管板或系统10的过滤器外壳模块16的其它安装表面形成密封。
除了图17和18所示的示例外，可使用防水过滤器50的其它实施例。示例包括迷你褶皱、板式过滤器、袋式过滤器、静态圆柱形滤芯过滤器、等等。所用的防水过滤器50通常会具有约70.9m3/min(2504cfm)的气流(量)/每过滤器元件。防水过滤器50会具有小于375Pa(1.50英寸的水)的压降。通过防水过滤器50的空气的介质速率通常会不大于0.2m/s(40fpm)。
可用的防水过滤器50的结构通常会包括下述特征：在300和320sq.ft之间的介质面积；2500cfm的额定空气流(合成过滤介质)；不大于20英寸、通常16-19英寸的深度；约75-85个单独的过滤器元件；10fpm以下的每分钟按英尺计介质速率；和，小于3m/min并通常2-3m/min的介质速率。
系统10的一个优点在于由于所述的不同级的性能，系统10在防水过滤器50的最后级的下游无水去除级。在防水过滤器50的下游不再需要水去除级。在某些实施例中，系统包括至少一个级(通常聚结器结构和/或防水过滤器级)，其 中入口速率/每介质面积(或其它入口级表面)相对于之前的级下降。到介质或级的表面的实际的入口速率会通过参数例如入口尺寸和流体流速来确定。
过滤系统10的另一优点在于从顶部看(即，图16的视图)，系统的外周占用空间与现有技术的系统相比可能更小。传统的低速系统通常会具有较大的占用空间，以实现与所述的系统相同的性能。
可将系统10用于过滤燃气涡轮机的空气的方法。所述方法包括将待过滤的空气引入罩结构。这包括例如空气14被引入罩结构22。这通常会包括在小于100Pa的压降下使空气以不大于4.5m/s的速率通过罩结构22。罩结构22会有助于例如遮挡进气14免受雨或雪。
所述方法可包括从罩结构引导空气进入百叶窗结构。例如，这可包括将空气从罩结构22引入百叶窗结构26。空气在小于60Pa的压降下会以不大于5.6m/s的速率通过百叶窗结构26。百叶窗结构26可包括百叶窗28，以帮助聚结水滴成较大的水滴并促使液体从空气排出。
所述方法可包括将空气从百叶窗结构引入聚结器结构。例如，这可包括将空气从百叶窗结构26引入聚结器结构42。这可包括在小于175Pa的压降下引导介质速率不大于3.0m/s的空气通过聚结器结构42。这还可包括引导空气通过多个板式过滤器元件44。它还可包括引导空气通过相对于彼此以Z字形结构46成角度的板式过滤器元件44。板式过滤器元件44可包括网状或深度载荷过滤介质(例如熔喷介质)、或褶状过滤介质、或一些组合。该步骤有助于进一步聚结液滴并有助于从空气除去液体。它还会除去细颗粒。
所述方法还可包括从聚结器结构引导空气进入包括防水过滤器的结构的最后级。例如，这可包括将空气从聚结器结构42引入防水过滤器50。这可进一步包括在小于375Pa的压降下引导介质速率为不大于0.2m/s的空气通过结构50。
在一个示例中，该步骤可包括引导空气进入具有波形的褶状防水过滤器的结构，例如，过滤器元件56。
在将空气引入防水过滤器的结构的步骤的过程中，还可具有使液体通过重力作用在防水过滤器50的上游侧从防水过滤器排出的步骤。
通过系统10过滤空气的方法在防水过滤器50的最后级的下游无水去除级。
上述说明、示例和数据提供了完整的原理描述。运用这些原理可得到许多实施例。
示例性实施例
1、一种空气过滤介质，包括:
熔喷过滤层，包括熔喷纤维；和
高效率含玻璃过滤层，包括玻璃纤维和多组分粘合纤维；和
可选的支撑层；
其中所述层被设置和安置成用于放置在空气流中。
2、根据实施例1所述的过滤介质，其中熔喷纤维的平均直径为大于1.5微米。
3、根据实施例1或2所述的过滤介质，其中熔喷过滤层在压强为1.24kg/cm2下的压缩率为大于40％。
4、根据实施例1-3中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷过滤层是疏水性的。
5、根据实施例1-4中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷过滤层是最上游层。
6、一种过滤介质，包括：
熔喷过滤层，包括平均直径为大于1.5微米的熔喷纤维；其中熔喷过滤层在压强为1.24kg/cm2下的压缩率为大于40％；
高效率含玻璃过滤层，包括玻璃纤维和多组分粘合纤维；和
可选的支撑层。
7、根据实施例1-6中任一实施例所述的过滤介质，其中所述层通过粘合 剂、热粘合、超声波粘合、粘合纤维或其组合粘合在一起(优选的，粘合剂、粘合纤维或其组合)。
8、根据实施例7所述的过滤介质，其中所述层通过热熔性粘合剂粘合在一起。
9、根据实施例8所述的过滤介质，其中粘合剂形成连续的或图案化的层。
10、根据实施例1-9中任一实施例所述的过滤介质，其中支撑层被设置在熔喷层和含玻璃层之间。
11、根据实施例1-9中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃层被设置在熔喷层和支撑层之间。
12、根据实施例1-11中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷过滤层是静电充电的。
13、根据实施例1-12中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷过滤层是疏水性的并优选地包括纤维，所述纤维包括聚烯烃、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、乙烯氯三氟乙烯、聚乳酸、聚碳酸酯、尼龙、聚亚苯基硫化物或其组合(优选的，纤维是疏水性的并包括聚烯烃、乙烯氯三氟乙烯、或其组合)。
14、根据实施例13所述的过滤介质，其中熔喷纤维包括聚烯烃纤维。
15、根据实施例14所述的过滤介质，其中熔喷纤维包括聚丙烯纤维。
16、根据实施例1-15中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷纤维的平均直径为至少2微米。
17、根据实施例16所述的过滤介质，其中熔喷纤维的平均直径为2-3微米。
18、根据实施例1-17中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷过滤层的基重为5-100g/m2。
19、根据实施例18所述的过滤介质，其中熔喷过滤层的基重为10-50g/m2。
20、根据实施例1-19中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷层包括多层熔喷纤维的复合材料，在熔喷复合材料的第一主要表面具有较大的纤维和更为开放的结构，而在熔喷复合材料的第二主要表面具有较小的纤维和较少开放的结构。
21、根据实施例1-20中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷层包括在第一主要表面的较大纤维和更为开放的结构和在第二主要表面的较小纤维和较少开放的结构的连续的梯度结构。
22、根据实施例20或21所述的过滤介质，其中第二主要表面邻近支撑层，而第一主要表面被设置为最上游表面。
23、根据实施例1-22中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃层包括根据含玻璃层的总重量计可达到10wt-％的粘合剂树脂。
24、根据实施例1-23中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷层是125-500微米厚。
25、根据实施例1-24中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷层的Frazier渗透率(压差设定在0.5英寸的水)为20-1000l/m2/sec(或20-600，或80-1000，或80-600，或200-1000，或200-600l/m2/sec)。
26、根据实施例1-25中任一实施例所述的过滤介质，其中熔喷层在静电充电时对于0.4微米大小的DEHS(二乙基己基癸二酸盐)颗粒在其额定速率显示出的过滤效率为至少70％。
27、根据实施例1-26中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层的基重为20-100g/m2。
28、根据实施例27所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层的基重为30-70g/m2。
29、根据实施例1-28中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层在1.24kg/cm2的压降下具有的压缩率为小于40％。
30、根据实施例1-29中任一实施例所述的过滤介质，其中玻璃纤维的平 均直径为小于2微米(并通常小于1微米)。
31、根据实施例1-30中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层的多组分粘合纤维包括具有低熔点聚酯皮和高熔点聚酯芯的双组分纤维。
32、根据实施例1-31中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层还包括不同于多组分粘合纤维的聚酯纤维。
33、根据实施例1-32中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层利用湿法成型工艺而形成。
34、根据实施例1-33中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层为125-500微米厚。
35、根据实施例1-34中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层的Frazier渗透率(压差设定在0.5英寸的水)为8-400l/m2/sec(或8-200，或20-400，或20-200l/m2/sec)。
36、根据实施例1-35中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层对于0.4微米大小的DEHS(二乙基己基癸二酸盐)颗粒在其额定速率显示出的过滤效率为至少70％。
37、根据实施例1-36中任一实施例所述的过滤介质，包括支撑层。
38、根据实施例37所述的过滤介质，其中支撑层包括平均直径为至少5微米(优选地，至少10微米)的纤维。
39、根据实施例38所述的过滤介质，其中支撑层是纺粘支撑层。
40、根据实施例37-39中任一实施例所述的过滤介质，其中支撑层的Gurley硬度为100克或更大(优选地，300克或更大)。
41、根据实施例37-40中任一实施例所述的过滤介质，其中支撑层的基重为70-260g/m2。
42、根据实施例1-41中任一实施例所述的过滤介质，其中含玻璃过滤层包括疏水性涂层。
43、根据实施例42所述的过滤介质，其中疏水性涂层包括含氟化合物。
44、根据实施例1-43中任一实施例所述的过滤介质，所述过滤介质是波纹状的。
45、根据实施例1-44中任一实施例所述的过滤介质，显示的静水压头为至少10英寸(25.4cm)水(或至少15英寸(38.1cm)的水，或至少20英寸(50.8cm)的水)。
46、根据实施例1-45中任一实施例所述的过滤介质，对于0.4微米大小的DEHS颗粒在其额定速率显示出的过滤效率为至少70％。
47、根据实施例1-46中任一实施例所述的过滤介质，对于最易穿透粒径颗粒(MPPS)在其额定速率(即额定流速)显示出的过滤效率为至少85％(或至少95％，或至少99.5％，或至少99.95％，或至少99.995％)。
48、根据实施例1-47中任一实施例所述的过滤介质，其显示的载负荷容量为至少10g/m2。
49、根据实施例1-48中任一实施例所述的过滤介质，包括两个或更多的熔喷过滤层。
50、根据实施例1-49中任一实施例所述的过滤介质，包括两个或更多的含玻璃过滤层。
51、一种过滤器元件，包括外壳和实施例1-50中任一实施例所述的过滤介质。
52、根据实施例51所述的过滤器元件，其中过滤介质是褶状的。
53、根据实施例51-52中任一实施例所述的过滤器元件，其按照EN779:2012显示出的效率为至少F9。
54、根据实施例53所述的过滤器元件，其按照EN1822:2009显示出的效率为至少E10。
55、根据实施例54所述的过滤器元件，其按照EN1822:2009显示出的效率为至少E11。
56、根据实施例51-55中任一实施例所述的过滤器元件，所述过滤器元件是防水的。
57、根据实施例51-56中任一实施例所述的过滤器元件，所述过滤器元件在静态模式加载到4英寸的水dp(即，1000Pa压降)时显示出的粉尘负荷容量为至少30g/m2的ASHRAE粉尘(按照ASHRAE52.2-2007或EN779:2012)。
58、根据实施例51-57中任一实施例所述的过滤器元件，所述过滤器元件被设置在燃气涡轮机入口系统中。
59、一种过滤空气的方法，所述方法包括引导空气通过实施例1-58中任一实施例所述的过滤介质或过滤器元件。
60、一种过滤空气的方法，所述方法包括引导空气通过过滤介质，所述过滤介质包括：
熔喷过滤层，包括熔喷纤维；
高效率含玻璃过滤层，包括玻璃纤维和多组分粘合纤维；和
支撑层；
其中熔喷过滤层是最上游层。
实例
本发明的目的和优点通过下述实例进一步进行阐述，但在这些实例中记载的具体材料及其量、以及其它条件和细节不应被解释为过度限制本发明。
试验方法
Frazier渗透率试验
利用Frazier渗透测试仪在0.5英寸(in)H2O(125Pascal(Pa))按照ASTMD737测量介质的渗透率。
静水压头试验
这是测试通过介质的本体水渗透。试验利用TEXTESTFX3000静水压头测试仪II进行，但任何符合标准AATCC127，BS2,823，DIN53,886，EDANA 120.1-80，INDAIST80.4，ISO811，ISO1,420A，JISL1,092B的测试仪是可接受的。至少5.5平方英寸(14cm)的样品被置于测试仪，其中上游侧面向下，然后被夹紧就位。以逐渐增大的值(梯度为60mbar/min)向样品的上游侧施加水压直到在介质的下游表面看到3水滴。此时，停止试验并记录终端压力。
盐负荷试验
这是为了测试介质在被堵塞之前可捕获和容纳多少粉尘或颗粒。TSI3160工作台用于承载带有盐的过滤介质并记录承载的盐、通过的盐和对具体面速度跨介质的dP。介质被放置在工作台上以便空气流与其在真实世界中的一样。对于工作台的其它设置跟随制造者的标准运行。记录在2英寸(500Pa)和4英寸(1000Pa)的水柱下的所承载的盐的量。
喷淋试验
该试验是为了评估过滤器元件可阻止水滴通过元件的程度，以便测试元件的防水性。过滤器元件被置于24英寸x24英寸(61-cmx61-cm)管道中。SU4喷嘴被安装在管道64”(163cm)中，背离和面向元件。喷嘴与元件的中心水平居中。水旋转流量计被安装在线上，以控制并监控水流速率。利用泵抽吸空气通过元件，以便元件以其额定流速运行。
通过将60psi(413.7kPa)的压缩空气注入喷嘴来产生水的喷洒，并且用0.5-1升/分钟的水流速挑战元件。测试持续6小时或更长。在测试期间记录跨元件的dP。当测试结束时收集并测量元件的下游的水。
EN1822试验
这是对高效率过滤器测试和分级的欧洲标准。过滤器元件被安装在ASHRAE管道中。空气以额定流被抽吸通过元件，并且用范围从0.02-0.6微米变化的DEHS颗粒挑战元件。利用SMPS和APS在过滤器的上游和下游测量具体粒径的颗粒的数量，而100X(1-下游颗粒/上游颗粒)等于在该粒径的效率。在IPA浴浸泡之前和之后测试元件的效率，以除去静电效应(如果适用的话)。
容尘量试验(DHC试验)
这个测试是为了评估实验室测试条件下的过滤器寿命。过滤器元件被安 装在ASHRAE管道中。空气流以额定流通过元件，同时按照EN779:2012标准(除了最终的dP已被增大到4英寸)或ASHRAE52.2标准将ASHRAE粉尘注入管道。在多个预定的压降点测量跨元件的压降并记录所注入粉尘的量。
EN779:2012
在这个标准中，过滤器或过滤器对被加载入ASHRAE管道。元件然后被逐渐加载(其中粉尘在ASHRAE52.2中规定)，同时以制造商额定速度运行。在初始和在逐步加载的不同阶段测量元件的效率。在1.8英寸的W.C.(450Pa)，停止测试并记录捕获的粉尘的量，这给出了在该dP的容尘量(DHC)。元件的平均效率通过在不同压降点的效率的重量平均值进行计算。为了对元件性能的水平进行分级，在IPA浸泡之后要求进一步效率测试介质的片材，其中介质的样品如元件中所用的那个被浸泡在99.5％的纯IPA中达两分钟，然后干燥达24小时。用DEHS颗粒以100％的面速度挑战样品，元件会看到其是否以额定速度运行。记录效率。
实例
实例1
利用下述技术制备层压的过滤介质。30gsm聚丙烯熔喷过滤材料卷购自Floyd，VA的H&V(产品号PE13030CA，如从供应商所获得的静电充电)。类似于美国专利号US7,314,497中的实例6制备包括玻璃和双组分PET纤维的混合物的42-gsm湿法成型过滤材料(改动在于，它由40％的B08微玻璃纤维(超细玻璃纤维)(来自LauschaFiberinternational(Lauscha,Germany))和60％的TJ04BN双组分PET纤维(来自Teijin(Osaka,Japan))组成)。100gsm的FINONC310NW的纺粘支撑材料购自Cincinnati，OH的MidwestFiltration。片材性能列于表1。
表1
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这三个卷被层叠，以便熔喷层位于上游，湿法成型层位于中间，而纺粘层位于底部。利用可得自商品名为GRILTEX9E的共聚酯热熔性粘合剂，一种来自瑞士的EMS-Griltech的粒状粘合剂，以各层间速率为4.07g/m2，在265°F热层压这三层。
材料然后被波纹成型成平均深度为0.0275英寸(0.699mm)(测量介质的网面上从峰的顶部到谷的底部沿Z方向的距离)，其中4.5波纹/英寸(1.77波纹/厘米)。平板介质以2英寸(5.1cm)褶皱深度被打褶(具有PLEATLOC间隔)并被构造成26x2英寸(66x2cm)圆锥和圆柱形过滤器对。圆锥形元件具有280个褶皱/每个元件，而圆柱形元件具有230个。所述元件被构造成使得熔喷层面向上游。
测试层压的和波纹成型的介质的平板性能，并且分别按照EN1822、喷淋 试验和EN779:2012测试元件的效率、拒水性和容尘量(DHC)。结果在表2中示出。
表2
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实例2
利用以下技术制备层压的过滤介质。聚丙烯熔喷过滤材料卷购自Floyd，VA的H&V(产品号PE13030CA，如从供应商所获得的静电充电)。类似于美国专 利号US7,314,497中实例6制备包括玻璃和双组分纤维的混合物的55gsm湿法成型过滤材料(改动在于，它由40％的B08F微玻璃纤维(超细玻璃纤维)(来自LauschaFiberInternational(Lauscha,Germany))和60％的TJ04BN2dx5mm纤维(来自Teijin(Osaka,Japan))组成)。从Cincinnati，OH的MidwestFiltration购得FINONC310NW的纺粘支撑材料。片材性能列于表3。
表3
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这三卷介质被提供给JDXNippon(Dalton,Georgia)用于加工。所述层由JDZNippon通过热喷粘合剂进行层压，要求尽可能使用最少量的粘合剂。所述层被设置成使得熔喷层位于上游，纺粘层位于中间，而湿法成型介质位于下游。
材料然后被波纹成型成平均深度为0.0265英寸(0.67mm)(测量介质的网面上从峰的顶部到谷的底部沿Z方向的距离)，其中每英寸4.5个波纹(1.77波纹/厘米)。
平板介质以2英寸(5.1cm)褶皱深度被打褶(具有PLEATLOC间隔)并被构造成26-英寸(66-cm)圆锥和圆柱形过滤器对。圆锥形元件具有280个褶皱/每个元件，而圆柱形元件具有230个。所述元件被构造成使得熔喷层面向上游。
测试层压的和波纹成型的介质的平板性能，并分别利用EN1822、喷淋试验和利用EN779:21012进行容尘量测试(DHC)来测试元件的效率、拒水性和容尘量。结果在表4中示出。
表4
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实例3
利用以下技术制备层压的过滤介质。从(Floyd，VA)的H&V购得聚丙 烯熔喷过滤材料卷(产品号PE13030CA，如自供应商所获得的静电充电的)。类似于美国专利号US7,314,497中实例6制备包括玻璃和双组分纤维的混合物的50gsm湿法成型过滤材料(改动在于，它由50％的B08微玻璃纤维(超细玻璃纤维)(来自LauschaFiberInternational(Lauscha,Germany))和50％的双组分PET纤维(TJ04BN)(来自Teijin(Osaka,Japan))组成)。从Cincinnati，OH的MidwestFiltration购得FINONC310NW的纺粘支撑材料。片材性能列于表5。
表5
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这三卷被层叠，以便熔喷层位于上游，湿法成型层位于中间，而纺粘层位于下游。利用可得自商品名为GRILTEX9E的共聚酯热熔性粘合剂，一种来自瑞士的EMS-Griltech的粒状粘合剂，以各层之间的速率为4.07g/m2，在265°F热层压这三层。
材料然后被起波纹成型成平均深度为0.0302英寸(0.762mm)(测量介质 的网面上从峰的顶部到谷的底部沿Z方向的距离)，其中每英寸4.5个波纹(1.77波纹/厘米)。平板介质以2英寸(5.1cm)褶皱深度被打褶(具有PLEATLOC间隔)并被构造成26-英寸(66-cm)圆锥和圆柱形过滤器对。圆锥形元件具有280个褶皱/每个元件，而圆柱形元件具有230个。所述元件被构造成使得熔喷层面向上游。
测试层压的和波纹成型的介质的平板性能，并分别利用EN1822、喷淋试验和按照EN779:2012进行容尘量测试(DHC)来测试元件的效率、拒水性和容尘量。结果在表6中示出。
表6
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实例4
利用以下技术制备层压的过滤介质。从Floyd，VA的H&V购得聚丙烯熔喷过滤材料卷(产品号PE13030CA，如从供应商处获得时静电充电的)。类似于 美国专利号US7,314,497中实例6制备包括玻璃和双组分纤维的混合物的50gsm湿法成型过滤材料(改动在于，它由50％的B08F微玻璃纤维(超细玻璃纤维)(来自LauschaFiberInternational(Lauscha,Germany))和50％的双组分PET纤维(TJ04BN)(来自Teijin(Osaka,Japan))组成)。从Cincinnati，OH的MidwestFiltration购得FINONC310NW的纺粘支撑材料。片材性能列于表7中。
表7
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]这三卷被层叠，以便熔喷层位于上游，纺粘层位于中间，而湿法成型层位于下游。利用可得自商品名为GRILTEX9E的共聚酯热熔性粘合剂，一种来自瑞士的EMS-Griltech的粒状粘合剂，以各层之间的速率为4.07g/m2，在265°F热层压这三层。
材料然后被波纹成型成平均深度为0.031英寸(0.787mm)(测量介质的网面上从峰的顶部到谷的底部沿Z方向的距离)，其中每英寸4.5个波纹(1.77波 纹/厘米)。平板介质以2英寸(5.1cm)褶皱深度被打褶(具有PLEATLOC间隔)并被构造成26-英寸(66-cm)的圆锥和圆柱形过滤器对。圆锥形元件具有280个褶皱/每个元件，而圆柱形元件具有230个。所述元件被构造成使得熔喷层面向上游。
测试层压和波纹成型的介质的平板性能，并分别利用EN1822、喷淋试验和容尘量测试(DHC)来测试元件的效率、拒水性和容尘量。结果在表8中示出。
表8
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实例5
利用以下技术制备层压的过滤介质。从Floyd，VA的H&V购得聚丙烯熔喷过滤材料卷(产品号PE13030CA，如从供应商获得时静电充电的)。类似于美 国专利号US7,314,497中实例6制备包括玻璃和双组分纤维的混合物的50gsm湿法成型过滤材料(改动在于，它由50％的B08F微玻璃纤维(超细玻璃纤维)(来自LauschaFiberInternational(Lauscha,Germany))和50％的双组分PET纤维(TJ04BN)(来自Teijin(Osaka,Japan))组成)。从Cincinnati，OH的MidwestFiltration购得FINONC310NW的纺粘支撑材料。片材性能列于表9中。
表9
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这三个卷被层叠，以便熔喷层位于上游，纺粘层位于中间，而湿法成型层位于下游。利用可得自商品名为GRILTEX9E的共聚酯热熔性粘合剂，一种来自瑞士的EMS-Griltech的粒状粘合剂，以各层之间的速率为4.07g/m2，在265°F热层压这三层。
材料然后被波纹成型成平均深度为0.027英寸(0.686mm)(测量介质的网面上从峰的顶部到谷的底部沿Z方向的距离)，其中每英寸4.5个波纹(1.77波 纹/厘米)。平板介质以2英寸(5.1cm)褶皱深度被打褶(具有PLEATLOC间隔)并被构造成26-英寸(66-cm)的圆锥和圆柱形过滤器对。圆锥形元件具有280个褶皱/每个元件，而圆柱形元件具有230个。所述元件被构造成使得熔喷层面向上游。
测试层压和波纹成型的介质的平板性能，并分别利用EN1822、喷淋试验和容尘量试验(DHC)测试元件的效率、拒水性和容尘量。结果在表10中示出。
表10
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实例6
利用下述组成部分制备层压的过滤介质：聚丙烯熔喷纤维卷，包括玻璃和双组分PET纤维的混合物的湿法成型卷，非常类似于上文所引用的纺粘卷。基 布/纤维织品卷用于形成含玻璃层下游的层。基布具有非常高的渗透率(大于1600l/m2/s)并且尽可能的薄(小于0.005英寸)，因此对于平板或过滤器元件性能影响极小。
四层被层压在一起，使得熔喷层在最远的上游，纺粘层在熔喷层的下游，湿法成型的含玻璃层正好在纺粘层的下游，而基布位于最下游侧。选择层压过程中所用的粘合剂(例如，实例1、3、4和5中所用的粘合剂)，使得其对层压结构的影响最小化(即，不具有任何胶的4层在一起的渗透率类似于层压材料的渗透率)。材料然后被波纹成型并被打褶成26-英寸(66-cm)的圆锥形和圆柱形对。
实例7
实例1-6的过滤介质的任何一个被构造成使得含玻璃层被疏水性处理以改进拒水性。数据示出如下。
表11
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本文所引用的专利、专利文献、和公开物/出版物的全部公开内容在此以其全文形式被援引加入本文，如同各自被单独援引加入。在不背离本发明的范围和精神的情况下，对本发明的不同修改和改动对于本领域技术人员来说会变得显 而易见。应当理解，本发明不应受本文所述的所示实施例和实例的过度限制，并且所述实例和实施例仅是通过示例的方式呈现，本发明的范围旨在仅由所附权利要求进行限定。