KR101999621B1 - 역류 카라페 필터 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역류용 카라페 필터 카트리지에 관한 것으로, 필터 하우징과 여과재 상단 캡은 필터링 전의 유체가 필터 여과재의 환형 캐비티 내로 흘러들어 여과재 측벽을 향하도록 한다. 상기 여과재 하단 캡은 여과 유체가 여과재 단부나 환형 캐비티를 통해서 유출되는 것을 방지한다. 대신에, 필터링된 유체는 필터 하우징 측벽 내의 통공을 통해서 외부로 빠져나가게 된다. 환형 캐비티 및/또는 상단 캡 오리피스 면적 대 각 둘레의 최적 비는 에어 버블 생성에 따른 유속 저하의 위험을 제거하도록 정해지게 된다.

Description

역류 카라페 필터 카트리지{REVERSE FLOW CARAFE FILTER CARTRIDGE}
본 발명은 특히 중력여과 시스템에서 사용되는 필터 카트리지에 관한 것으로, 이때 여과재는 종래 기술에서 일반적으로 알려진 바의 흐름과 상반된 수류 방향을 갖는 하우징 내에 삽입된다. 특히, 유입수의 흐름은 상기 여과재의 중심공 (central bore)이나 중심환(central annulus)를 향해서 흘러드는 반면에, 여과된 유출수의 흐름은 상기 중심공으로부터 반경방향 외측을 향하여 여과재 측벽을 통해서 빠져나가게 된다. 보다 자세하게는, 본 발명은 여과재 상에 집적된 에어 버블이 역방향 흐름에 노출되는데 따른 영향을 최소화하거나 제거되도록 하는 여과재 및 필터 하우징 구조를 제공한다.
주름진(pleated), 입자상의 또는 카본 블럭의 여과재가 구비된 일회용 필터 카트리지가 종래 기술로 공지되어 있다. 이와 관련하여, 상기 여과재는 통상적으로 필터 하우징 내에 제공되어 필터를 통과하는 유체의 흐름 경로 상에 위치하게 된다. 중력식 여과용(gravity-fed water filtration)으로 종래 장치의 주종을 이루는 피처 및 카운터탑 디스펜서 등과 같은 원통형 필터의 경우에 있어서, 종래에는 유체의 흐름방향이 자체적으로 중력식 구조를 따르도록 구성되어 있다.
필터링 전의 유체는 필터 하우징 상단 및/또는 측면의 외부 플랜지에 형성된 흐름 채널과 간격을 두고 위치하여 원주 방향으로 전파되며, 이어서 필터 하우징 섬프나 바디의 내부 챔버 하부로 향하게 된다. 상기 필터링 전 유체는 기본적으로 안쪽을 향하며, 카본 블럭이나 주름 여과재 등의 원통형 여과재를 거쳐 반경방향 안쪽으로 전파되어 여과재 실린더의 중심공(축방향 캐비티) 내로 흘러든다. 여과재의 축방향 캐비티를 통해서 이동한 후의 유체는 축방향 캐비티의 하부나 바닥에서 중력의 적용에 의해 필터 여과재 바닥 단부 캡을 통해서 여과재를 빠져나와 필터 하우징의 하부의 외측으로 빠져나가게 된다.
상기 필터 하우징 커버 및 바디에는 개공(openings), 통공(apertures) 등이 구비되어 통상적으로 유체가 길이방향 또는 축방향을 따라 아래쪽으로 흐르도록 구성되며, 여과재의 원통형 벽을 반경방향으로 통과하여 축방향 캐비티 내로 유입된다. 필터 카트리지 단부 캡 중의 하나에 동축적으로 형성된 배출공을 통해서 상기 여과된 유체가 필터 카트리지로부터 축방향으로 배출될 때, 그 배출된 유체는 대개 이후의 주출(dispensing)을 위한 저장조 내에 저장된다.
일부의 산업 환경에서는, 주름 필터의 표면에 집적된 입자를 분리시키거나 제거하여 필터 카트리지가 실질적으로(완전하지는 않더라도) 초기의 여과능을 회복하도록 하거나 필터 여과재 표면에 새로운 입자들로 프리-코팅(pre-coating)되도록 하기 위해서, 필터 카트리지를 통한 유체의 정상적인 흐름을 역류시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 백-플러싱 기술은 수영장 수처리 필터 등과 같은 특정 형태의 필터가 사용되는 곳과, 핵발전 설비의 언더드레인(underdrain) 필터 등과 같은 접근이 어려운 필터에서 빈번하게 행해진다. 일부의 산업(예를 들면, 발전소)에서는 이온교환 입자로 프리 코팅된 여과재를 갖는 필터 카트리지가 종종 사용된다. 이에 따라, 수명을 다한 이온 교환 입자가 백-플러싱을 통해서 여과재로부터 제거되도록 해서 새로운 이온교환 입자가 여과재의 표면에 재코팅되도록 하는 것이 바람직하게 된다. 이와 같은 여과재의 역류 역세(backwashing)는 당연히 중력을 극복할 정도의 압력하에서 이루어지며, 여과 흐름 방향과 반대방향을 취하게 된다. 결과적으로, 역류 역세 동안에는 "여과"가 행해지지 않게 된다.
종래 기술에서 방향성 여과 흐름(여과재의 측벽을 반경방향 안쪽으로 통과하여 환형 캐비티를 향하는)이 선호되는 한가지 이유는, 중력식 시스템이 필터 하우징 내에서의 에어 버블을 유발함으로써 여과시에 필터 카트리지의 흐름 및/또는 에어록을 실질적으로 감소시킨다는데 있다. 상기 방향성 여과 흐름이 역류되는 경우(본 발명에서 제안되듯이) - 먼저 환형 캐비티를 통과한 후에 여과재의 원통형 측벽을 반경방향 외측으로 통과하는) - 환형 캐비티의 하부 안에서 형성된 에어 버블로 인해서 효과적인 여과 흐름이 저지되거나 블로킹될 것이다. 본 발명에서는 상기의 문제점을 크기가 제한된 여과재를 형성하여 해결한 것으로서, 유입 유체의 환형 캐비티 내로의 진입시에 환형 캐비티 내에서 에어 버블의 블로킹을 감소 또는 제거할 수 있게 된다.
종래 기술의 상기 단점과 문제점을 감안하여, 본 발명의 목적은 유입 유체가 환형 캐비티로 유입됨과 아울러 여과재 측벽을 통해서 반경방향 외측으로 지날 때, 효율적인 여과가 가능한 역류 필터 카트리지를 제공하는데 있다.
싱기의 목적과 그 외의 목적들은, 상부, 바닥부, 및 유체 유출을 위한 적어도 하나의 통공을 갖는 측벽이 구비된 필터 하우징; 상기 필터 하우징 내에 삽입 가능하고 여과재 측벽으로 주위가 둘러 싸여진 중심공을 갖도록 형성된 여과재; 유체가 상기 중심공 내로 유입되도록 하는 통공이 구비되고 유체가 상기 중심공을 제외한 여과재 측벽으로 유입되는 것을 방지하도록 밀폐된 상단 캡; 유출 유체가 여과재를 벗어나는 것을 방지하도록 형성된 하단 캡을 포함하여 이루어지며, 이때 유입 유체는 상기 중심공으로 유입되어 여과재 측벽을 통과한 후에 필터 하우징 측벽의 적어도 하나의 통공을 통해서 빠져나가도록 구성된 중력식 역류 필터용 필터 카트리지에 의해서 달성된다.
상기 중심공이나 상단 캡 통공은 중심공 내로의 최대 유속 Fmax 가 여과재 통과 유속에 비해 크도록 하는 면적으로 정해지며, Fmax는 아래의 식으로 표현되는 바의 수두압(head height pressure)과 중심공 단면적에 의해서 정해지게 된다:
Figure 112016124265810-pct00001
여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
g = 9.8m/s2; 및
A0 = 상단 캡 개공의 단면적(㎟)
역류 필터링 방식의 여과재 중심공에서의 에어 버블 생성의 감소는 중심공 단면적 대 중심공 둘레의 비를 2.25와 동일한 값으로 또는 이보다 큰 값으로 유지함으로써 최적화된다.
역류 필터링 방식의 여과재 중심공에서의 에어 버블 생성의 감소는 중심공 단면적 대 중심공 둘레의 비를 2.25와 동일한 값으로 또는 이보다 큰 값으로 유지함으로써 최적화된다.
상기 중심공은 상기 비가 2.25이거나 그보다 큰 원통형 단면, 정사각형 또는 사각형 단면, 타원형 단면 또는 장방형(obround) 단면을 갖는다.
상단 캡 통공은 최대 수두압에서 2950 ml/min의 유량을 보이거나 최대 수두압에서 4664 ml/min 이상의 유량을 나타낸다.
본 발명의 2차적인 기술적 특징은, 유체 유입을 위한 적어도 하나의 통공과 유체 유출을 위한 적어도 하나의 통공을 갖는 필터 하우징; 상기 필터 하우징에 삽입가능하고 유체 유입을 위한 적어도 하나의 통공과 유체 연통하며 여과재 측벽에 의해 둘러싸인 중심공을 갖도록 형성되는 여과재; 유체가 상기 중심공 내로 유입되도록 하는 통공이 구비되고 유체가 상기 중심공을 제외한 여과재 측벽으로 유입되는 것을 방지하도록 밀폐된 상단 캡; 유출 유체가 여과재를 벗어나는 것을 방지하도록 형성된 하단 캡을 포함하여 이루어진 역류 필터링 방식의 필터 카트리지에 있으며, 상기 중심공이나 상단 캡 통공은 중심공 내로의 최대 유속 Fmax 가 여과재 통과 유속에 비해 크도록 하는 면적으로 정해지며, Fmax는 아래의 식으로 표현되는 바의 수두압과 중심공 단면적에 의해서 정해지게 되고:
Figure 112016124265810-pct00002
여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
g = 9.8m/s2; 및
A0 = 상단 캡 개공의 단면적(㎟)
이때, 여과재 중심공이나 상단 캡 통공에서의 에어 버블 생성의 감소는 중심공 단면적 대 중심공 둘레의 비를 2.25와 동일한 값으로 또는 이보다 큰 값으로 유지함으로써 최적화된다.
본 발명의 3차적인 기술적 특징은 역류 필터 카트리지 조립체에서 에어록을 제거하는 방법에 있는 것으로, 이때 상기 필터 카트리지 조립체는 필터 하우징, 상단 캡을 갖는 필터 하우징 내에 위치하며 상기 상단 캡 상기 통공을 통해 유입된 유체를 위한 중심공을 구비한 여과재를 포함하여 구성되고, 상기 방법은 상기 여과재를 통한 유속에 비해 중심공 내로의 최대 유속(F max )이 크도록, 그리고 정수압과 상단 캡 통공의 단면적이 아래의 식으로 결정되도록 상단 캡 통공 면적(A0)을 결정하는 단계;
Figure 112016124265810-pct00003
여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
g = 9.8m/s2; 및
A0 = 상단 캡 개공의 단면적(㎟)
상기 면적에 대한 상단 캡 둘레 비를 계산하는 단계; 및 상기 면적이나 상기 둘레 또는 이들 둘을 2.25보다 큰 비가 되도록 조정하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 기술적 특징들은 신규한 것으로 여겨지고, 발명의 특징적 구성요소들은 특히 후술되는 특허청구의 범위에서 설정되고 있다. 도면들은 단지 예시적인 것으로서 정확한 축척을 따르고 있지는 않다. 한편, 본 발명의 구조와 방법은 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 역류 필터 카트리지가 구비된 중력식 카라페 필터에 대한 단면 사시도.
도2는 유체의 역류방향을 나타내는 화살표에 따른 도1의 카라페에 대한 단면도.
도3은 내부에 형성된 에어 포켓을 구비한 역류 카파페 필터 카트리지에 대한 단면도.
도4 및 도5는 다양한 임의의 수두압 및 면적의 함수로서의 유량, Fmax.
도6은 상단 캡 통공 및 원형 단면을 갖는 환형 캐비티의 다양한 단면적에 근거한 흐름의 테이블 값(tabular value).
도7은 상단 캡 통공 및 원형 단면을 갖는 환형 캐비티의 다양한 단면적에 근거한 흐름의 테이블 값.
도8은 상단 캡 통공 및 원형 단면을 갖는 환형 캐비티의 다양한 단면적에 근거한 흐름의 테이블 값.
도9는 통공 내로의 유체 흐름과 필터 하우징 내부로부터의 부압에 의해 형성된 에어 버블과 함께 별 형상의 통공을 갖는 상단 캡에 대한 평면도.
도10은 여과재가 제거된 상태의 도9의 단부 캡에 대한 저면 사시도.
본 발명의 바람직한 실시예를 기술함에 있어서 본 발명의 서로 유사한 기술적 특징 구성들은 도1 내지 도10에서 유사한 도면부호가 부여될 것이다.
도1은 본 발명의 역류 필터 카트리지(12)가 구비된 중력식 카라페 필터(10)에 대한 단면 사시도이다. 카라페 필터(10)는 필터링 전의 물을 수용하기 위한 상부 수조(14)와, 필터 카트리지(12)를 통과한 여과수를 수용하기 위한 하부 수조 (16)를 포함한다. 필터 카트리지(12)는 도시된 바와 같이 환형 캐비티나 중심공 (18)과 하우징 측벽(28)을 갖는 원통 형상이 바람직하며, 이때 상기 하우징 측벽은 반경방향으로 두께를 갖는다. 그리고 필터 카트리지(12)는 공히 여과재에 부착된 상단 캡(22)과 하단 캡(24)도 포함하여 이루어진다.
본 발명을 실행함에 있어서 사용되는 특정 여과재는 중요하지 않다. 따라서, 소정의 공극률을 갖는 어떠한 종래의 활성카본 블럭이나 주름 부직포 여과재도 사용될 수 있다. 처리를 필요로 하는 물이 카라페 필터 등과 같은 자립형 정수 장치의 필터 카트리지를 통과함에 따라, 그 물은 여과재와 접촉하게 되고, 물에 접촉되는 여과재의 양과 유속에 의해서 흡착 효율이 정해지게 된다.
필터 카트리지를 통해서 흐르는 물은 저항이 최소화되는 경로를 취하게 되어 여과재를 통과하는 고유의 채널을 형성하게 된다. 역류 필터 카트리지의 경우, 물은 여과재의 상기 환형 캐비티나 중심공으로 유입되어 여과재 측벽을 통해서 반경 외측 방향으로 빠져나가게 된다.
본 발명의 여과재 구조로서 타원형, 사각형, 삼각형, 장방형 등의 여타의 형상이 용이하게 채택되어질 수 있을 것이다. 특정한 형상이 특정한 형태의 여과재에 보다 적합하게 되며, 그에 따라 필터 조립체의 단면 형상은 원통형 하우징을 수용하기 위한 원형 이외의 다른 것으로서 타원형, 장방형 또는 사각형으로 이루어질 수 있으며, 이러한 기하학적 형태를 통해서 필터링 전 유체의 수용을 위한 중심공이 제공됨과 아울러 측벽을 통해서 유체가 빠져나가게 된다. 상기와 같은 구조에 서, 상기 바닥 캡은 유체의 흐름이 여과재 측벽을 통해서만 빠져나갈 수 있도록 형성된다.
도2는 도1의 카라페 필터(10)에 대한 단면도에 역류 방향을 표시하는 화살표 (26a, 26b, 26c)가 표시되고 있다. 중력에 의해 생성된 유체 흐름은 상단 캡(22) 내의 통공에 의해서 상부 수조(14)로부터 화살표(26a) 방향의 환형 캐비티(18) 안으로 향하게 된다. 상단 캡(22)은 통상적으로 여과재의 상면에 부착되어 여과재 내부의 환형 캐비티(18)와 공통축을 이루는 개공이나 통공을 제공하여 유체로 하여금 환형 캐비티(18) 내부로 흘러들도록 한다.
유체 흐름은 대체로 여과재의 하단부나 바닥의 둘레를 따라 밀봉된 바닥 캡(24)에 이르기 전까지 길이방향을 따라 아래쪽으로 진행하게 된다. 유체가 바닥에 막혀서 여과재를 빠져나가지 못함에 따라 유체에는 배압(back pressure)이 생성된다. 이에 따라 유체는 여과재 측벽(20)을 통해서 반경방향 외측을 향하게 된다. 하단 캡(24)에 의해 유체는 화살표(26b) 방향의 반경방향 외측을 향하는 것을 제외하고는 어떠한 방향으로도 여과재를 빠져나가지 못하게 된다. 즉, 종래의 구조와는 반대로, 바람직한 실시예에서 바닥 캡에는 여과재 내부 코어 부재의 중앙 경로나 환형 캐비티(18) 내부와 동축적으로 일치하는 배출공을 구비하고 있지 않다. 유체는 여과재 측벽을 통해서 필터 하우징 측벽(28)과 여과재 외부 측벽면 (20) 사이의 원주 채널(30, circumferential channel)로 향하고, 이어서 필터 하우징 측벽(28) 상에 위치하는 통공을 통해서 빠져나가게 된다. 필터 카트리지 바닥 캡(24)은 적어도 여과재의 바닥면과 연결되는 부분에서 여과재와 밀봉된다. 이에 따라 유체는 여과재 측벽(20)을 통해서만 외부로 빠져나가게 되고, 여과재 측벽을 빠져나온 유체는 필터 하우징 측벽(28) 상에 위치하는 통공을 통해서 화살표(26c)로 표시된 바와 같이 하부 수조(16) 내로 흘러들게 된다.
앞서 설명된 바와 같이, 이와 같은 "역" 방향(종래 기술의 통상적인 여과 방향과는 반대 방향인) 필터 흐름을 구축하는 데 따른 심각한 단점으로서 여과재의 환형 캐비티(18) 내에 에어 버블이나 에어 포켓(32)이 형성된다.
도3은 내부에 에어 포켓(32)이 형성된 역류 카라페 필터 카트리지에 대한 단면도이다. 적절한 여과를 위해서는 환형 캐비티(18) 내로의 물의 흐름은 적어도 여과재를 빠져나가는 흐름만큼 빨라야만 되는바, 그렇지 못한 경우에는 에어 포켓(에어 버블)의 생성에 의해서 여과가 급격하게 늦어질 수 있다. 에어 버블이나 에어 포켓(32)의 크기에 따라서 여과재 환형 캐비티(18) 내로의 흐름은 상당히 늦춰질 수 있고, 그에 따라 여과 속도에 악영향을 미치게 된다.
필터 카트리지의 설계시에 특정한 기하학적 방안들을 통해서 유체의 유속을 향상시킴과 아울러 유속에 영향을 미칠 수 있는 에어 버블이나 에어 포켓의 생성을 실질적으로 감소시킬 수 있게 되었다.
유체의 유입이 이루어지도록 하는 상단 캡 개공의 특정한 수두압이나 헤드 높이 Hr, 및 단면적 A0일 때, 상기 상단 캡은 아래의 관계식으로 표현되는 최대 유체 흐름, Fmax이 가능하도록 한다:
Figure 112016124265810-pct00004
여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
g = 9.8m/s2; 및
A0 = 상단 캡 개공의 단면적(㎟)
Fmax가 여과재를 통과하여 유출되는 유속에 비해 크게 함으로써 수두압에 의해 필터를 통과하는 유체를 밀어 붙일수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 관계식은 역류 중력식 카라페 필터 카트리지 시스템에서 최대 유속, 분당 밀리미터(ml/min)의 Fmax와, 헤드 높이 Hr(mm), 및 상단 캡 개공 A0(㎟)의 관계를 나타낸다.
도4 및 도5는 다양한 임의의 헤드 높이 및 면적의 함수로서의 유속 Fmax를 보여주고 있다. 면적은 28㎟에서 700㎟까지 변화되고 있는바, 이는 구멍 직경 6mm 에서 30mm까지에 상응한다. 헤드 높이는 25mm에서 330mm까지 변화되었다(330mm는 약 13인치의 헤드 높이와 동일하다).
도6 내지 도8은 상단 캡 및 환형 캐비티의 상이한 단면적에 근거한 유속 값을 표로 나타내고 있다. 도6은 원형 단면에 대한 값이고; 도7은 사각형 단면에 대한 값이며; 도8은 타원형 단면에 대한 값이다.
상단 캡 통공의 단면적이 주된 인자일 뿐, 상기 통공의 특정한 형상은 그다지 중요하지 않음을 알 수 있다. 보다 자세하게는, 계산된 바와 같이, 캐비티의 형태, 즉 원형, 사각형 타원형 등과는 별개로, 캐비티의 면적 대 캐비티 둘레 비율에 의해서 에어 버블의 생성을 억제하는 적절한 기준이 정해지게 된다.
적시된 바와 같이, 통공 면적 대 둘레의 최적 비율은 에어 버블 생성에 의해 형성된 표면장력을 극복함과 아울러 역류 카라페 필터 카트리지 시스템에서 에어 버블로 인한 악영향을 제거하기 위해 2.25보다 크게 정해졌는바, 특히 상단 캡 오리피스가 최대 수두압에서 2950ml/min 보다 큰 유속을 보이는 때, 또는 상단 캡 오리피스가 최대 수두압에서 4664ml/min 보다 큰 유속을 보이는 경우에 상기와 같이 정해졌다.
도9는 별 형상의 통공(42)이 구비된 상단 캡(40)에 대한 평면도로서, 상기 통공(42) 내로 유입된 유체 흐름에 의해서 형성된 에어 버블(44)로 인해 필터 하우징 내에 배압이 생성되었다. 본 실시예에서 에어 버블은 필터 하우징 내부에 갖히게 되는 것이 분명한바, 그럼에도 불구하고 일정량의 유체는 필터 하우징으로 흘러듦과 아울러 여과재로 흘러들게 된다. 유속은 상기 통공의 면적 대 원주의 최적 비율에 따라 정해지게 되며, 상기 통공의 형상에 전적으로 의존하지는 않는다. 상기 비율은 에어 버블의 생성에 의해 형성된 표면장력을 극복하기 위하여 2.25 보다 큰 것이 바람직하다.
도10은 여과재가 제거된 상태의 도9의 상단 캡(40)에 대한 저면 사시도이다. 상기 여과재는 상기 상단캡(400의 저면에 고정되며 유체 흐름을 수용함과 아울러 에어 버블의 생성을 유도하는 축 중심을 갖는다.
본 발명은 역류 필터 카트리지 조립체 제조 방법을 더 제공하는바, 이때 상기 필터 카트리지 조립체는 필터 하우징, 각 단부에 단부 캡을 구비하며 필터 하우징 내에 위치하는 여과재를 포함하고, 상기 여과재는 상단 캡 상의 통공을 통해 유입되는 유체의 유입을 위한 중심공을 구비하는 한편 상단 캡 통공이나 중심공의 면적 대 이들의 각 원주의 비율이 상술된 관계식에 따른 유속을 최대화하기 위하여 2,25 이상으로 된다.
본 발명은 특별히 바람직한 실시예와 관련지워 설명되었으나, 상기의 설명을 바탕으로 해서 통상의 기술자에 의해 많은 변경, 수정 및 변화가 있을 수 있음은 자명하다 할 것이다. 따라서 그와 같은 어떠한 변경, 수정 및 변화는 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 뒤따르는 특허청구의 범위에 포함될 것이다.

Claims (11)

  1. 상부, 바닥부 및 유체 유출을 위한 적어도 하나의 통공이 구비된 측벽을 갖는 필터 하우징;
    상기 필터 하우징에 삽입되며 여과재 측벽에 의해 주위가 둘러싸인 중심공을 갖도록 형성된 여과재;
    상기 중심공으로 유체의 유입이 이루어지도록 하는 통공이 구비되고, 상기 중심공을 제외한 상기 여과재 측벽으로의 유체 유입이 방지되도록 밀봉된 상단 캡;
    유출 유체가 상기 여과재를 빠져나가는 것을 방지하도록 형성된 하단 캡; 을 포함하여 구성되고,
    이때 유입 유체는 상기 중심공으로 진입되어 여과재 측벽을 향하고 상기 필터 하우징 측벽의 적어도 하나의 통공을 통해서 빠져나가게 되고,
    상기 중심공 또는 상기 상단 캡 통공은 중심공 내로의 최대 유속 Fmax가 상기 여과재를 통과하는 유속보다 크게 되도록 하는 면적을 구비하고, Fmax는 아래의 식으로 수두압 및 중심공 단면적에 따라 정해지는,
    Figure 112018131567545-pct00019

    여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
    g = 9.8m/s2; 및
    A0 = 중심공의 단면적(㎟)
    것을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용(gravity-fed reverse flow filtering applications) 필터 카트리지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 역류 여과용 여과재의 중심공에서의 에어 버블 생성의 감소는 중심공 단면적 대 중심공 둘레의 비율이 2.25 또는 그 이상이 되도록 유지시킴에 의해서 최적화됨을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용 필터 카트리지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중심공은 원통형 단면, 정사각 또는 사각 단면, 타원형 단면, 또는 장방형 단면으로서 상기 비율은 2.25 또는 그 이상으로 유지되는 것을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용 필터 카트리지.
  5. 제3항에 있어서, 상기 상단 캡 통공은 최대 수두압에서 2950ml/min 이상의 유속을 나타내는 것을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용 필터 카트리지.
  6. 제3항에 있어서, 상기 상단 캡 통공은 최대 수두압에서 4664ml/min 이상의 유속을 나타내는 것을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용 필터 카트리지.
  7. 상부, 바닥부 및 유체 유출을 위한 적어도 하나의 통공이 구비된 측벽을 갖는 필터 하우징;
    상기 필터 하우징에 삽입되며 유체 유입을 위한 적어도 하나의 상기 통공과 유체 연통됨과 아울러 여과재 측벽으로 둘러싸인 중심공을 갖도록 형성된 여과재;
    상기 중심공으로 유체의 유입이 이루어지도록 하는 통공이 구비되고, 상기 중심공을 제외한 상기 여과재 측벽으로의 유체 유입이 방지되도록 밀봉된 상단 캡;
    유출 유체가 상기 여과재를 빠져나가는 것을 방지하도록 형성된 하단 캡; 을 포함하여 구성되고,
    이때 유입 유체는 상기 중심공으로 진입되어 여과재 측벽을 향하고 상기 필터 하우징 측벽의 적어도 하나의 통공을 통해서 빠져나가게 되고,
    상기 중심공 또는 상기 상단 캡 통공은 중심공 내로의 최대 유속 Fmax가 상기 여과재를 통과하는 유속보다 크게 되도록 하는 면적을 구비하고, Fmax는 아래의 식으로 수두압 및 중심공 단면적에 따라 정해지며:
    Figure 112018131567545-pct00020

    여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
    g = 9.8m/s2; 및
    A0 = 중심공의 단면적(㎟)
    상기 여과재의 중심공에서의 에어 버블 생성의 감소는 중심공 단면적 대 중심공 둘레의 비율이 2.25 또는 그 이상이 되도록 유지시킴에 의해서 최적화됨을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용 필터 카트리지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 상단 캡 통공은 최대 수두압에서 2950ml/min 이상의 유속을 나타내는 것을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용 필터 카트리지.
  9. 제7항에 있어서, 상기 상단 캡 통공은 최대 수두압에서 4664ml/min 이상의 유속을 나타내는 것을 특징으로 하는 중력식 역류 여과용 필터 카트리지.
  10. 역류 필터 카트리지 조립체의 에어록 제거방법으로서, 이때 상기 필터 카트리지 조립체는 필터 하우징, 상단 캡과 상단 캡 상의 통공을 통한 유체의 유입을 위한 중심공이 구비되어 상기 필터 하우징 내에 위치하는 여과재를 포함하여 구성되고, 상기 방법은;
    중심공 내로의 최대 유속 Fmax가 상기 여과재를 통과하는 유속보다 크게 되도록 하고, Fmax는 아래의 식으로 수두압 및 상단 캡 통공 단면적에 따라 정해지도록 상단 캡 면적 A0 을 정하는 단계;
    Figure 112016124265810-pct00007

    여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
    g = 9.8m/s2; 및
    A0 = 상단 캡 개공의 단면적(㎟)
    상단 캡 통공의 면적 대 둘레의 비율을 계산하는 단계; 및
    상기 면적이나 원주 또는 이들 둘을 조정하여 상기 비가 2.25 이상이 되도록 하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 역류 필터 카트리지 조립체의 에어록 제거방법.
  11. 역류 필터 카트리지 조립체의 에어록 제거방법으로서, 이때 상기 필터 카트리지 조립체는 필터 하우징, 상단 캡과 상단 캡 상의 통공을 통한 유체의 유입을 위한 중심공이 구비되어 상기 필터 하우징 내에 위치하는 여과재를 포함하여 구성되고, 상기 방법은;
    중심공 내로의 유입 유체의 최대 유속 Fmax가 상기 여과재를 통과하는 유출 유체의 유속보다 크게 되도록 하고, Fmax는 아래의 식으로 수두압 및 중심공 단면적에 따라 정해지도록 상기 중심공의 면적 A0 을 정하는 단계;
    Figure 112018070791478-pct00021

    여기서, Hr = 헤드 높이(mm)
    g = 9.8m/s2; 및
    A0 = 중심공의 단면적(㎟)
    상기 중심공의 면적 대 둘레 비율을 계산하는 단계; 및
    상기 면적이나 둘레 또는 이들 둘을 조정하여 상기 비가 2.25 이상이 되도록 하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 역류 필터 카트리지 조립체의 에어록 제거방법.














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