KR19990076838A - 충전제 충전 장치, 충전제의 충전 방법 및충전제 충전 칼럼집합체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 충전제 수용 공간을 집합한 집합체와, 상기 집합체에 있어서의 충전제 수용 공간의 하단 개구부에 끼워 넣을 수 있는 하부 가동 마개를 갖는 하부 가동 마개 부재와, 충전제 수용 공간의 상단 개구부에 끼워 넣을 상부 가동 마개를 가지며, 단시간에 다수의 칼럼 속에 충전제를 충전할 수 있는 충전제 충전 장치와;

상기 충전제 충전 장치를 사용함으로써, 단시간 내에 게다가 각 충전제 수용 공간 내에 균일하게 충전제를 충전할 수 있는 충전 방법; 및

상기 충전제 충전 장치 및 충전 방법을 이용함으로써, 소형이며 균일하게 충전된 충전제를 갖는 칼럼 집합체인 충전 칼럼 집합체; 를 제공한다.

Description

충전제 충전 장치, 충전제의 충전 방법 및 충전제 충전 칼럼 집합체

의사(擬似) 이동상(移動床; moving bed)식 분리 장치는, 분리용 충전제를 수용한 복수의 충전상을 단부가 없는 형태로 연결하고, 내부에 유체를 한 방향으로 강제 순환시킬 수 있는 순환 유체 유로를 구비하고, 이 순환 유체 유로 중에, 용리액을 도입하는 용리액 도입구와; 흡착질 또는 강흡착질이 풍부한 용액을 골라내는 엑스트랙트(extract) 추출구와; 분리될 성분의 혼합물을 포함하는 원료 용액을 도입하는 원료 용액 도입구; 및 비흡착질 또는 약흡착질이 풍부한 용액을 골라내는 라피네이트(raffinate) 추출구를 유체의 흐름 방향으로 상기 순서로 설치하고, 아울러 각각의 도입구 및 추출구를 간헐적으로 이동시키도록 구성되어 있다.

상기 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 용리액 도입구와 엑스트랙트 추출구의 사이에 있는 충전상에 형성되고, 농축된 흡착 성분 또는 강흡착질을 함유하는 분리용 충전제가 용리액과 접촉하여 흡착 성분 또는 강흡착 성분이 분리용 충전제로부터 축출되는 탈착 존(zone)(Ⅳ)과; 엑스트랙트 추출구와 원료 용액 도입구의 사이에 있는 충전상에 형성되고, 분리용 충전제 위에 잔존하는 비흡착 성분 또는 약흡착성분이 축출되어 흡착 성분 또는 강흡착 성분이 농축되는 농축 존(Ⅲ)과; 원료 용액 도입구와 라피네이트 추출구의 사이에 있는 충전상에 형성되고, 원료 용액이 분리용 충전제와 접촉하고 분리용 충전제에 흡착 성분 또는 강흡착 성분이 흡착되어 비흡착 성분 또는 약흡착 성분이 용리액과 함께 회수되는 정제 존(Ⅱ); 및 라피네이트 추출구와 용리액 도입구 사이에 있는 충전상에 형성되고, 비흡착 성분 또는 약흡착 성분이 분리용 충전제에 흡착되어 비흡착 성분 또는 약흡착 성분의 함유량이 적은 용리액이 회수되는 흡착 존(Ⅰ)이 복수의 충전상에 의해 형성된다.

본 의사 이동상식 분리 장치를 구성하기 위해서는, 먼저 분리될 성분을 분리할 수 있는 분리용 충전제를 칼럼 내에 충전하여야 한다.

종래에는, 하나 하나의 칼럼마다 충전제를 충전하고, 충전 후의 칼럼을 하나 하나 검사하고 있다. 보다 상세히 설명하면, 칼럼에 충전제를 충전하는 방법으로는 습식 충전법과 건식 충전법이 있다.

습식 충전법의 경우, 먼저 관체(管體)인 칼럼을 세로로 세우고, 그 하단 개구부에 마개를 장전한다. 칼럼의 상단 개구부에 리저브 탱크(reserve tank)의 하단 개구부를 결합한다. 이에 따라 칼럼의 내부 공간과 리저브 탱크는 서로 통하는 상태가 된다. 또한 상기 리저브 탱크는, 그 내부가 텅 빈 상태로 칼럼에 부착된다. 또 상기 리저브 탱크의 상부에는, 개폐 가능한 슬러리(slurry) 투입구와 용제 공급구가 형성되어 있다. 칼럼에 리저브 탱크를 장착하고나서, 리저브 탱크의 슬러리 투입구를 열고 이 슬러리 투입구로부터 리저브 탱크내에 슬러리를 유입시킨다.

또한 여기서 상기 습식 충전법에 적합한 슬러리는, 통상 평균 입경이 약 50㎛ 이하인 충전제를, 슬러리 농도가 10 ∼ 60wt./vol.％ 가 되도록 분산 용제에 분산하여 이루어진다. 이어서, 이 슬러리 투입구를 폐쇄하고 나서, 상기 용제 공급구로 리저브 탱크내에 분산 용제를 압입한다. 이 분산 용제의 압입에 의해, 칼럼 및 리저브 탱크내에 존재하는 슬러리 중의 충전제의 침강이 촉진된다. 칼럼 내에 충전제를 충분히 침강시키고나서, 상기 리저브 탱크 내로의 분산 용제의 압입을 정지하고, 리저브 탱크를 칼럼으로부터 떼어낸다. 그 후에, 칼럼의 상단 개구부에 가동 마개 또는 고정 마개를 꼭 밀봉한다.

또 건식 충전 방법에 있어서는, 먼저 관체인 칼럼을 세로로 세우고, 그 하단 개구부에 마개를 장전한다. 계속해서 칼럼의 상단 개구부로부터 평균 입경이 큰 충전제(적어도 습식 충전법에 있어서 적용되는 슬러리 중에 분산하는 충전제의 평균 입경보다도 훨씬 큰 평균 입경을 갖는 충전제)의 분말을 흘려 넣는다. 칼럼 상단 개구부에까지 평미레질하여 충전제가 칼럼 내에 수용되면, 이 칼럼에 진동을 가한다. 또한 칼럼에 진동을 가하는 것은, 칼럼 속에 충전제의 분말을 흘려 넣는 시점에서 개시하여도 된다. 칼럼을 진동시키면, 칼럼 내의 충전제가 더욱 밀착되어, 이에 의해 칼럼의 상단 개구부에까지 있던 분체의 상단면이 칼럼 내부로 가라앉아 가고, 칼럼의 상단 개구부 내에 공간이 생긴다. 이 공간에 다시 충전제의 분말을 추가 공급한다. 칼럼에 진동을 가하더라도 이제는 충전제 분말의 칼럼 내에서의 상단면이 다시 가라앉지 않게 된 시점에서, 진동 부여와 충전제의 공급을 정지한다. 계속해서 칼럼의 상단 개구부에 마개를 장착한다.

하지만 의사 이동상식 분리 장치에는, 통상 복수개 예를 들면, 8개, 12개, 16개, 24개 등의 칼럼이 설치되어 있는 바, 이와 같은 복수의 칼럼 1개 마다 상술한 바와 같은 수작업에 따른 조작을 하여 칼럼 내에 충전제를 충전하는 것은, 매우 시간이 걸리는 일이다. 예를 들면 1개 칼럼의 충전제를 충전하는데 예를 들어 1시간의 소요 시간이 걸린다고 하면, 16개의 칼럼을 구비한 의사 이동상식 분리 장치를 가동 상태로까지 준비하는데는 8시간의 칼럼 충전 조작 시간이 걸리게 된다. 이것은 매우 효율적이지 못하다. 게다가 상술한, 예를 들면 1시간이라는 충전 시간은, 조작자가 충전 조작에 매달렸을 때의 가장 짧은 시간이고, 실제로는 충전 조작에 부수하는 여러 조작이 있으므로, 1개의 칼럼에 충전제를 완전히 충전시키는데는, 상기의 시간보다도 훨씬 많은 시간이 걸리는 것이다. 이와 같이, 칼럼 1개 마다 충전제를 수작업으로 충전하는 것은 매우 번잡하며 번거롭고 게다가 시간이 걸린다. 더욱이 예를 들면 16개의 칼럼에 충전제를 충전하기로 한 경우, 16개 각각의 칼럼에 균등하게 충전제를 충전하는 것은 현실적으로 곤란하다. 결국 첫번째 칼럼에 충전한 충전제의 충전 밀도와 16번째 칼럼에 충전한 충전제의 충전 밀도가 다른 경우가 자주 발생한다. 그 원인은 충전 조작에 장시간을 요하므로, 슬러리 속 용제의 휘산(揮散) 등으로 인해, 충전제를 함유한 슬러리의 충전제 농도가 변화하기 때문이라고 생각된다. 더욱이 그와 같이 번잡하고 번거로운 충전 조작으로 16개 칼럼에 충전제를 충전하였다고 하더라도, 각 칼럼마다 성능 평가를 한 후가 아니라면, 각 칼럼을 현실적으로 사용할 수 없다.

또 종래의 의사 이동상식 분리 장치는, 복수의 칼럼의 단부와 단부를 배관으로 연결하여 순환 유체 유로가 형성되어 이루어지는 것인데, 모든 칼럼이 예를 들면 일렬로 배열되어 있으므로 자리를 차지하여 장치 전체의 대형화가 불가피하다.

본 발명은, 충전제 충전 장치, 충전제의 충전 방법 및 충전제 충전 칼럼(column) 집합체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은, 예를 들면 의사 이동상식 분리 장치에 알맞게 이용될 수 있는 소형의 공간 절약형 충전제 충전 칼럼 집합체와, 상기 충전제 충전 칼럼 집합체의 각 칼럼에 충전제를 효율적으로 단시간에 균일하게 충전할 수 있는 충전제 충전 장치, 및 상기 충전제 충전 칼럼 집합체의 각 칼럼에 충전제를 효율적으로 단시간에 균일하게 충전할 수 있는 충전제의 충전 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예인 충전제 충전 장치를, 주요 부분을 노치(notch)하여 나타낸 일부 노치 정면도이다.

도 2는 도 1에 나타난 충전제 충전 장치에 있어서 용기의 하면을 나타내는 저면도이다.

도 3은 도 1에 나타난 충전제 충전 장치에 있어서 용기의 상면을 나타내는 상면도이다.

도 4는 도 1에 나타난 충전제 충전 장치에 있어서 하부 가동 마개 부재에 형성되어 있는 하부 가동 마개를, 그 일부를 노치하여 나타낸 일부 노치 정면도이다.

도 5는 도 1에 나타난 충전제 충전 장치에 있어서 상부 가동 마개를, 그 일부를 노치하여 나타낸 일부 노치 정면도이다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해소할 충전제 충전 장치, 충전제 충전 칼럼 집합체 및 충전제의 충전 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 목적은, 간단한 조작으로 게다가 단시간 내에 복수의 칼럼 내에 균일하게 충전제를 충전할 수 있는 충전제 충전 장치와, 이를 이용한 충전제의 충전 방법 및 충전제가 균일하게 충전되어 이루어지고 더욱이 매우 소형으로 형성되어 이루어지는 충전제 충전 칼럼 집합체를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 제 1 발명은,

(a) 상단 개구부 및 하단 개구부를 가지며 내부가 충전제 수용 공간인 복수의 관을, 세운 상태로 집합시켜 이루어지는 충전제 수용 공간 집합체, 또는 기둥 형상부의 상단면에 형성된 상단 개구부로부터 기둥 형상부의 하단면에 형성된 하단 개구부까지 세로로 관통함으로써 형성된 복수의 충전제 수용 공간을 갖는 충전제 수용 공간 집합체와,

(b) 상기 각 충전제 수용 공간의 하단 개구부 내에 액밀(液密)하게 장전할 수 있고 다공질체를 구비한 하부 가동 마개와; 상기 충전제 수용 공간 집합체의 하측에 배치되고, 상기 하부 가동 마개를 상기 복수의 충전제 수용 공간의 하단에 대응하는 위치에 세워 설치한 상태로 이들을 배치하는 베이스부; 및 상기 하부 가동 마개에 연결되어 통하도록 각 하부 가동 마개에 결합된 배관; 을 갖는 하부 가동 마개 부재와,

(c) 상기 충전제 수용 공간의 상단 개구부에 액밀하게 고착되며 아울러 액체가 통과할 수 있는 속이 빈 통 모양으로 형성되고, 또한 다공질체를 내장하여 이루어지는 상부 가동 마개와,

(d) 상기 충전제 수용 공간의 하단 개구부에 하부 가동 마개를 끼워 넣은 상태에서, 상기 충전제 수용 공간 집합체와 상기 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는 밀착 수단,

을 갖는 것을 특징으로 하는 충전제 충전 장치이다.

상기 과제를 해결하기 위한 제 2 발명은,

상기 청구항 1에 기재된 (a) 충전제 수용 공간 집합체와, (b) 하부 가동 마개 부재와, (c) 상부 가동 마개를 사용하고,

상기 충전제 수용 공간의 하단 개구부 내에 상기 하부 가동 마개의 일부를 삽입하고, 계속해서 충전제 수용 공간의 상부 개구부로 충전제를 함유한 슬러리를 각 충전제 수용 공간 내에 장전시키고, 충전제 수용 공간 내에서 충전제를 함유한 슬러리 속의 충전제가 침강한 후, 각 충전제 수용 공간의 상부 개구부에 상부 가동 마개를 삽입 고정하고, 밀착 수단에 의하여 상기 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는 것을 특징으로 하는 충전제의 충전 방법이다.

상기 과제를 해결하기 위한 제 3 발명은,

상기 청구항 1에 기재된 (a) 충전제 수용 공간 집합체와, (b) 하부 가동 마개 부재와, (c) 상부 가동 마개를 사용하고,

상기 충전제 수용 공간의 하단 개구부 내에 상기 하부 가동 마개를 일부 삽입하고, 계속해서 충전제 수용 공간의 상부 개구부로 충전제의 분말을 각 충전제 수용 공간 내에 장전시키고 상기 충전제 수용 공간 집합체에 진동을 준 후에, 각 충전제 수용 공간의 상부 개구부에 상부 가동 마개를 삽입 고정하고, 밀착 수단에 의하여 상기 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는 것을 특징으로 하는 충전제의 충전 방법이다.

상기 과제를 해결하기 위한 제 4 발명은,

상기 청구항 1에 기재된 (a) 충전제 수용 공간 집합체와, (b) 하부 가동 마개 부재와, (c) 상부 가동 마개를 구비하고,

상기 각 충전제 수용 공간의 하단 개구부에 상기 하부 가동 마개가 삽입되고, 아울러 상기 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재가, 충전제 수용 공간으로부터 액이 누출되지 못하도록 고정되고, 상기 각 충전제 수용 공간 속에는 충전제가 충전되어 이루어지고, 각 충전제 수용 공간의 상부 개구부에는 상부 가동 마개가 액밀하게 장전되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전제 충전 칼럼 집합체이다.

[발명을 실시하기 위한 가장 바람직한 형태]

(1) 충전제 충전 장치

본 발명의 충전제 충전 장치는, 기본적으로는 충전제 수용 공간 집합체와, 하부 가동 마개 부재와, 상부 가동 마개 및 밀착 수단을 갖는다.

(a) 충전제 수용 공간 집합체

본 충전제 수용 공간 집합체는, 분리용 충전제가 충전될 수 있는 공간 즉 충전제 수용 공간을 소정의 개수만큼 갖는다. 충전제 수용 공간은, 충전제를 충전하는 공간을 말한다. 이 충전제 수용 공간은, 소정의 축선 길이를 갖는 관체의 내부 공간, 혹은 소정의 축선 길이를 갖도록 구멍을 형성한 내부 공간으로 형성할 수 있다. 따라서 상기 충전제 수용 공간 집합체로서, 충전제 수용 공간을 갖는 복수의 관체를 집속(集束)하여 이루어지는 충전제 수용 공간 집합체(이것을 "관 집속체"라 칭하는 경우도 있다), 및 원주형 혹은 각주형 등의 적당한 형상(통상은 원주형이 바람직하다)을 갖는, 기둥 형상부의 상단면에 형성된 상단 개구부에서 기둥 형상부의 하단면에 형성된 하단 개구부까지 관통하도록 형성된 복수의 충전제 수용 공간을 갖는 충전제 수용 공간 집합체(이것을 "관통 구멍 집합체"라 칭하는 경우도 있다)를 알맞은 예로서 들 수 있다.

(a-1) 관 집속체

상기 관 집속체는, 복수의 관체를 집합하여 이루어진다. 상기 관체는 칼럼으로 될 것이고, 내부가 충전제 수용 공간인 통 형상의 관체이다. 이 관 집속체는, 통상 그 관체의 축선을 세로로 하여 사용된다. 따라서 집속된 각 관체의 하단측 개구부를 하단 개구부라 칭하고, 상단측 개구부를 상단 개구부라고 각각 칭하기로 한다.

이 관체 안에는, 다시 말해 충전제 수용 공간 안에는 앞으로 설명할 충전제가 충전되고, 이 관 집속체를 이용하여 의사 이동상식 분리 장치를 가동시킬 때는, 이 관체 속에 여러 유체가 소정의 압력하에서 유통된다. 따라서 유통되는 유체, 예를 들면 분리하고자 하는 성분을 포함한 시료액 등에 의해 침해되지 않는 내약품성 및 유체의 압력에 견딜 수 있는 내압성이 이 관체에 요구된다.

따라서, 이 관체는 적어도 내약품성 및 내압성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 소재로서는, 예를 들면 금속, 세라믹스, 합성수지 등을 적절히 선택할 수 있다. 일반적으로 관체로서 바람직한 금속은 SUS 등의 강철이다. 또 구체적으로는, 칼럼 속에 의약품 원료 등을 유통시킬 것이라면, 관체의 소재로서 SUS 등을 채택하는 것이 바람직하다. 또 경우에 따라서는 내약품성이 없는 소재로 관체를 형성한 경우에는, 그 내주면을 내약품성 소재, 예를 들면 유리를 라이닝(Lining)하면 좋다.

상기 관체의 내경, 외경, 길이 등의 치수는, 이 칼럼 속에 어떠한 유체를 유통시키고, 또 어떠한 충전제를 충전하는지에 따라서 적절하게 결정된다. 이와 같은 치수는 설계 단계에서 알맞게 설정되는 사항이다.

상기 복수의 관체는, 각각의 하단 개구부의 면이 일치되도록 정돈하여 집속하는 것이 바람직하다. 하단 개구부의 면이 일치하도록 관체를 집속하여 두면, 앞으로 설명할 하부 가동 마개 부재와 충전제 수용 공간 집합체를 용이하게 밀착시킬 수 있고, 또 하단 개구부 내에 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개를 삽입할 때, 하단 개구부와 하부 가동 마개를 특별히 선택할 필요 없이, 하단 개구부와 하부 가동 마개를 조합시킬 수가 있어서 바람직하다.

하지만, 충전제 수용 공간 집합체의 복수의 관체에 대해 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개에 선택을 맡기는 경우가 있다. 결국, 충전제 수용 공간 집합체의 특정 관체와 하부 가동 마개 부재의 특정 하부 가동 마개를 선택적으로 조합시킬 경우에는, 상기 복수의 관체는 각각의 하단 개구부의 면을 반드시 하나가 되게 일치시켜 집속시킬 필요는 없다.

상기 복수의 관체는, 각각의 상단 개구부의 면이 하나가 되도록 집속되는 것이 바람직하다. 알맞은 관 집속체는, 결국 축선 길이를 일치시킨 복수의 관체를, 그 하단 개구부의 면이 하나가 되도록, 또한 세운 상태가 되도록 묶어 이루어지는 구성을 갖는다.

관 집속체에 있어서, 집속되는 관체의 수에는 특히 제한이 없고, 예를 들면 이 관 집속체를 갖는 충전제 충전 칼럼 집합체를 어떠한 용도에 사용할런지에 따라 적절히 결정될 수 있다. 예를 들면, 이 충전제 충전 칼럼 집합체를 의사 이동상식 분리 장치에 적용하는 칼럼으로서 사용하는 경우에는, 관 집속체의 관체의 수는, 의사 이동상에 있어서 형성되는 흡착 존, 농축 존, 탈착 존 및 정제 존을 형성하는데 필요한 수이다. 이와 같은 존을 형성하기 위한 관체의 수는, 통상 예를 들면 8개, 12개, 16개 등을 들 수 있다. 하지만, 이와 같은 4의 배수인 것에 한정되지 않는다.

이 관체의 상단 개구부(이 관체를 세로 상태로 했을 때 상부의 개구부를 말한다. 다시 말하면, 관체에 있어서 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개가 삽입되는 단부 개구부와는 반대측의 단부 개구부를 말한다)에는, 상부 가동 마개가 고정적으로 장착된다.

이 상부 가동 마개를 1개씩 관체의 상부 개구부에 장착하는 것이라면, 관체의 상단 개구부와 상부 가동 마개가 서로 공동하여 그들이 고정적으로 결합될 수 있는 결합 수단을 형성하는 것이 바람직하다. 이 결합 수단으로서, 예를 들면, 관체의 상단 개구부의 내주면에 형성된 암나사와, 상부 가동 마개에 형성된 수나사의 조합으로 이루어지는 수단을 들 수 있다. 또, 상부 가동 마개를 집속하여 상부 가동 마개 부재를 형성하고, 이 상부 가동 마개 부재와 관 집합체를 고정적으로 결합함으로써 관체의 상단 개구부에 상부 가동 마개를 고정적으로 결합하고자 하는 경우에는, 관 집속체와 상부 가동 마개 부재가 서로 공동하여 그들이 고정적으로 결합될 수 있는 결합 수단을 형성하는 것이 바람직하다. 이 결합 수단으로서, 예를 들면, 관 집속체와 상부 가동 마개 부재를 결합하는 볼트와 너트의 조합, 볼트와 볼트 장착용 나사 구멍의 조합, 그 외 공지된 결합 수단 등을 들 수 있다.

이 관 집속체에 있어서는, 관체 내를 소정의 온도로 조절하기 위한 열 매체 유통관이 배치되고, 또 보온을 위한 보온 수단이 형성되어 있어도 된다. 이 보호 수단으로서는, 관체의 외주에 장착된 보온재와, 관체의 주위에 장착되고, 아울러 내주면을 거울면으로 하여 이루어지는 요술병과 유사한 진공 외투 관체 등을 들 수 있다. 또한 이 관 집속체를 이용하여 형성된 충전제 충전 칼럼 집합체를 적용하는, 예를 들면, 의사 이동상식 분리 장치에 필요한 부대 설비 혹은 부대 장치를 이 관 집합체에 설치하여도 된다.

(a-2) 관통 구멍 집합체

관통 구멍 집합체는, 소정의 축선 길이의 기둥 형상부의 한 단면에서 다른 단면으로 관통하는 다수의 관통 구멍을 가지고 이루어진다.

이 관통 구멍은, 충전제가 충전됨으로써 칼럼이 되는 것이다. 이 관통 구멍에 앞으로 설명할 충전제가 충전되고, 이 관통 구멍 집합체를 이용하여 의사 이동상식 분리 장치가 운전될 때에는, 이 관통 구멍 속에 여러 유체가 소정의 압력하에서 유통한다. 따라서 유통하는 유체에 의해 침해되지 않는 내약품성 및 유체의 압력에 견딜 수 있는 내압성이 이 기둥 형상부에 요구된다.

따라서, 이 기둥 형상부는 적어도 내약품성 및 내압성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 소재로서, 예를 들면 금속, 세라믹스, 합성수지 등에서 적당히 선택할 수 있다. 구체적으로는, 칼럼 속에 의약품 원료 등을 유통시킬 것이라면, 기둥 형상부의 소재로서 SUS 등을 채택하는 것이 바람직하다. 하지만, 사정에 따라 그 기둥 형상부를 내약품성이 있는 소재로 형성할 수 없는 경우에는, 그 기둥 형상부에 형성되는 관통 구멍의 내주면을, 내약품성 소재 예를 들면 유리로 라이닝하는 것도 바람직하다.

상기 관통 구멍의 내경, 외경, 길이 등의 치수는, 이 칼럼 속에 어떠한 유체를 유통시키고, 또 어떠한 충전제를 충전하는지에 따라서 적절하게 결정된다. 이와 같은 치수는 설계 단계에서 알맞게 설정된다.

상기 기둥 형상부의 양 단면 각각은, 면이 일치하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 기둥 형상부의 양 단면 각각을 면일치하게 형성하는 이유는, 상기 관 집속체의 관체의 하단 개구부 각각을 면이 일치하도록 집속하는 이유와 같다.

관통 구멍 집속체에서, 관통 구멍의 수는 상기 관 집속체의 관체의 수와 같다.

이 관통 구멍의 상단 개구부(이 기둥 형상부를 그 축선을 세로 상태로 했을 때 상부의 개구부를 말한다. 다시 말하면, 기둥 형상부에 있어서 하부 가동 마개 부재의 다공질체가 삽입되는 단부 개구부와는 반대측의 단부 개구부를 말한다)에는, 상부 가동 마개가 고정적으로 장착된다. 이 상부 가동 마개를 1개씩 관통 구멍의 상부 개구부에 장착하는 것이라면, 관통 구멍의 상단 개구부와 상부 가동 마개가 서로 공동하여 그들이 고정적으로 결합될 수 있는 결합 수단을 형성하는 것이 바람직하다. 이 결합 수단으로서는, 예를 들면, 관통 구멍의 상단 개구부의 내주면에 형성된 암나사와, 상부 가동 마개에 형성된 수나사의 조합으로 이루어지는 수단을 들 수 있다. 또 상부 가동 마개를 집속하여 상부 가동 마개 부재를 형성하고, 이 상부 가동 마개 부재와 관통 구멍 집합체를 고정적으로 결합함으로써, 관통 구멍의 상단 개구부에 상부 가동 마개를 고정적으로 결합하고자 하는 경우에는, 관통 구멍 집속체와 상부 가동 마개 부재가 서로 공동하여 그들이 고정적으로 결합될 수 있는 결합 수단을 형성하는 것이 바람직하다. 이 결합 수단으로서, 예를 들면, 관통 구멍 집속체와 상부 가동 마개 부재를 결합하는 볼트와 너트의 조합, 그 외 공지된 결합 수단 등을 들 수 있다.

이 기둥 형상부에 있어서는, 관통 구멍 안을 소정의 온도로 조절하기 위한 열 매체 유통 구멍을 형성하는 것이 바람직하고, 또 경우에 따라서는, 이 기둥 형상부의 외주 혹은 내부에 보온 수단을 형성하거나, 혹은 기둥 형상부에 보온재 장전을 위한 관통 구멍이나 구멍, 홈 또는 그 외의 수단을 형성하여도 된다. 이 보호 수단은, 관 집속체의 보온 수단과 동일 내지 유사하다.

(b) 하부 가동 마개 부재

상기 하부 가동 마개 부재는, 상기 관 집속체의 관체의 하단 개구부에 대응하는 위치에 배치된 하부 가동 마개, 또는 상기 관통 구멍 집속체의 관통 구멍의 하단 개구부에 대응하는 위치에 배치된 하부 가동 마개와, 이들 하부 가동 마개를 세워 설치하는 베이스부 및 각 하부 가동 마개 각각에 연결되어 통하는 배관을 가지고 이루어진다.

보다 구체적으로는, 바람직한 하부 가동 마개 부재는, 평탄한 상면을 갖는 베이스부와; 이 베이스부의 상면에 형성되며, 상기 관 집속체의 관체 하단 개구부 또는 관통 구멍 집속체의 관통 구멍의 하단 개구부에 상당하는 위치에 세워 설치하여 배치한 하부 가동 마개; 및 이 하부 가동 마개에 연결되어 통하는 배관; 을 갖는다.

이 하부 가동 마개는, 상기 관 집속체의 관체의 하단 개구부, 또는 관통 구멍 집속체의 관통 구멍의 하단 개구부에 액밀(液密)하게 삽입되고, 충전제 수용 공간 내에 수용된 슬러리 중의 액체를 투과시켜 배관중에 배출하지만 충전제의 유출을 저지하는 기능을 갖는다. 이와 같은 기능을 갖는 한, 하부 가동 마개는 여러 구조를 취할 수 있지만, 알맞은 구조로서는, 관체의 하단 개구부 또는 관통 구멍의 하단 개구부에 액밀하게 끼워 넣을 수 있는 통체와, 그 통체의 내부에 장전된 다공질체와, 상기 통체의 후단부에 형성된 배관을 갖는 구조를 들 수 있다.

상기 다공질체는, 액체를 투과시키지만 충전제의 유출을 저지하고, 충전제 충전 칼럼 집합체를 이용하여 분리되는 액체에 대한 내약품성을 갖는 한, 각종 다공질 소재를 채택할 수 있고, 예를 들면 유리 등의 세라믹, 금속 분말의 소결체, 셀룰로오스계, 폴리올레핀계(예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리아미드계(예를 들면 나일론 등), 불소 수지(예를 들면 테플론 등)의 합성 수지 등을 들 수 있다.

이 하부 가동 마개는, 상기 하단 개구부에 삽입할 수 있는 기둥 모양으로 형성된 다공질체와, 이 다공질체를 베이스부에 고정하는 고정 부재와, 상기 다공질에 연결되어 통하는 배관을 갖는 구조를 가지고 있어도 된다.

이 하부 가동 마개가 어떠한 구조를 가진다고 하여도, 하부 가동 마개가 액밀하게 하단 개구부 내에 끼워 넣어질 수 있도록 하기 위해서, 액밀 실(seal) 부재, 예를 들면 불소계 수지(예를 들면 바이톤 등) 혹은 실리콘 수지 등으로 형성된 Ｏ링을 구비하는 것이 바람직하다.

또 하부 가동 마개를 하단 개구부 내에 원활하게, 아울러 하단 개구부의 내벽을 손상시키지 않고 끼워 넣기 위해서, 하부 가동 마개는, 하부 가동 마개의 선단부에 연질(軟質)의 합성 수지, 예를 들면 테플론 등으로 형성된 환상(環狀)의 보호 안내관을 장착하고 있는 것이 바람직하다. 보호 안내관을 하부 가동 마개의 선단부에 장착하면, 이 하부 가동 마개를 하부 개구부에 용이하게 삽입할 수 있게 된다.

하부 가동 마개에 형성된 배관은, 액체를 유통시키는 기능을 가지며, 상세하게는 충전제의 충전시에 충전제 수용 공간 내의 슬러리에서 짜내여지는 액의 배출로가 되고, 충전제를 충전한 후에 얻어지는 충전제 충전 칼럼 집합체의, 예를 들면 의사 이동상식 분리 장치의 순환 유체 유로의 일부가 된다.

상기 베이스부는, 상기 다공질체 및 상기 배관을 부착하는 베이스가 된다. 따라서 이 베이스부는 상기 하부 가동 마개를 부착할 수 있는, 예를 들면 판 형상으로 이루어지며, 또 프레임 모양이어도 된다.

(c) 상부 가동 마개

상부 가동 마개는, 충전제 수용 공간 집합체에 있어서 충전제 수용 공간의 상부 개구부에 액밀하게 장전되고, 장전 후에는 충전제를 충전할 때 액을 배출하고, 충전제 충전 칼럼 집합체의 사용 상태에 있어서는 충전된 충전제를 고정하는 기능을 적어도 갖는다.

이 상부 가동 마개는, 상기 기능을 갖도록 적절히 설계되는 구조를 가지고, 예를 들면, 배관을 한 단부에 결합하는 통체와, 그 통체의 내부에 장전된 다공질체를 적어도 갖는 구조를 갖는다. 이와 같은 구조의 상부 가동 마개를 상부 개구부에 액밀하게 장전하기 위해서, 상부 가동 마개는 액밀 실 부재를 갖는다. 이 액밀 실 부재는, 상단 개구부에 장착한 상부 가동 마개의 틈으로 액이 누출하는 일이 없도록 적절한 부위에 장착된다. 예를 들면, 액밀 실 부재로서 Ｏ링을 채택할 때에는, 이 Ｏ링은 상기 통체의 외주에 장착되어도 된다.

이 상부 가동 마개는, 충전제를 충전제 수용 공간 내에 충전한 후에, 이 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개를 밀착시킴으로써 충전제 수용 공간 내의 슬러리 속의 액을 배출할 때, 이 상부 가동 마개가 충전제 수용 공간으로부터 빠져나오지 않도록 고정 수단으로 고정되는 것이 바람직하다. 이와 같은 고정 수단으로서, 상술한 바와 같이, 상부 가동 마개가 상기 통체를 가질 때에는, 그 통체의 외주면에 형성된 수나사와 충전제 수용 공간의 상부 개구부의 내주면에 형성된 암나사의 조합을 들 수 있고, 또 그 외의 적절한 수단을 채택할 수 있다.

상기 통체에 형성된 배관은, 액체를 유통시키는 기능을 가지고, 상세하게는, 충전제의 충전시에 충전제 수용 공간 내의 슬러리에서 짜내어지는 액의 배출로가 되고, 충전제를 충전한 후에 얻어지는 충전제 충전 칼럼 집합체의, 예를 들면 의사 이동상식 분리 장치의 순환 유체 유로의 일부가 된다.

상기 통체 내에 장전되는 다공질체는 상기 하부 가동 마개에 형성되는 다공질체와 같은 기능을 갖는다. 따라서 이 통체 내에 장전되는 다공질체에 대해서는 상기 하부 가동 마개 부재에 사용되는 다공질체와 같은 소재를 사용할 수 있다. 또 다공질체가 상기 통체의 선단 개구부에서 돌출할 때, 혹은 상기 통체를 사용하지 않을 때에는, 다공질체의 선단부에 연질의 합성 수지, 예를 들면 테플론 등으로 형성된 환상의 보호 안내관을 장착하고, 상기 다공질체의 선단면과 통체의 선단이 일치하도록 통체 내에 다공질체가 수용 내지 장전되어 있을 때에는, 상기 통체의 선단부에 테플론 등과 같은 연질의 합성 수지로 형성된 환상의 보호 안내관을 장착하는 것이 바람직하다. 보호 안내관을 장착하면, 이 다공질체 혹은 통체를 하부 개구부에 용이하게 삽입할 수 있게 된다.

충전제 수용 공간의 상단 개구부에 장착되는 복수개의 상부 가동 마개는 서로 별개 독립한 상태로 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 충전제 수용 공간의 복수개의 상단 개구부에는 한 개씩 상부 가동 마개를 장착하게 된다.

이와 같은 불편함을 제거하기 위해서는, 상단 개구부에 장착되는 복수개의 상부 가동 마개를 예를 들면 베이스부에 고정하여 이루어지는 상부 가동 마개 부재를 사용하는 것이 좋다.

다시 말하면, 상기 상부 가동 마개 부재는, 베이스부의 평탄한 면에, 상기 충전제 수용 공간의 상단 개구부에 대응하는 위치 관계로, 복수의 상부 가동 마개를 세워 설치하고 배치하여 이루어진다. 이 경우에 있어서 상부 가동 마개는, 상단 개구부에 삽입할 수 있는 형상을 갖는 다공질체를 상기 베이스부의 평탄면에 직접 세워 설치하여 배치해도 되지만, 통상은 상단 개구부에 끼워 넣을 수 있는 형상을 갖는 통체를 상기 베이스부의 평탄면에 세워 설치하여 배치하고, 그 통체 속에 다공질체를 장전하여도 된다. 어느 경우라도, 상단 개구부에 끼워 넣을 수 있는 형상을 갖는 다공질체의 선단부(하단부이기도 하다), 또는 상단 개구부에 끼워 넣을 수 있는 형상을 갖는 통체의 선단부(하단부이기도 하다)에, 테플론 등과 같은 연질의 합성 수지로 형성된 환상의 보호 안내관을 장착하는 것이 바람직하다.

이 상부 가동 마개 부재를 채택할 경우, 충전제를 충전할 때 혹은 충전제 충전 칼럼 집합체를 사용할 때에, 충전제 수용 공간 집합체와 상부 가동 마개 부재가 긴밀하게 일체로 고정적으로 결합하도록 충전제 수용 공간 집합체와 상부 가동 마개 부재를 고정하는 고정 수단을 형성하는 것이 바람직하다. 이 고정 수단의 구체적 구성에 대해서는, 적절히 고안할 수 있다.

(d) 밀착 수단

이 밀착 수단은, 상기 충전제 수용 공간 집합체의 하단 개구부에 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개를 일부 끼워 넣은 상태에서, 하부 가동 마개 부재와 상기 충전제 수용 공간 집합체를 밀착시켜, 하단 개구부내에 상기 하부 가동 마개를 완전히 끼워 넣는 수단이다.

이 밀착 수단은, 이와 같은 기능을 갖는 한, 여러 구조를 적절히 채택할 수 있다. 이 밀착 수단으로서는, 고정된 상태의 충전제 수용 공간 집합체의 하단 개구부를 갖는 단면을 향해 하부 가동 마개 부재를 이동시킴으로써, 충전제 수용 공간 집합체의 하단 개구부 내에 하부 가동 마개 부재를 완전히 끼워 넣는 기구, 혹은 하부 가동 마개가 상측을 향해 세워 설치된 상태로 하부 가동 마개 부재를 배치하고, 아울러 이것을 고정하고, 하단 개구부를 아래를 향하도록 배치한 충전제 수용 공간 집합체를 하부 가동 마개 부재를 향해 하강시키고, 이에 따라 하단 개구부내에 하부 가동 마개를 완전히 끼워 넣는 기구 등을 들 수 있다.

또한 구체적으로는, 이 밀착 수단의 적절한 한 예로서, 충전제 수용 공간이 세로로 위치하도록, 다시 말하면, 하단 개구부가 하측을 향해 개구하도록 상기 충전제 수용 공간 집합체를 소정의 위치에 고정하는 위치 고정 수단과; 그 하단 개구부 하측에 배치된 하부 가동 마개 부재를, 충전제 수용 공간 집합체의 하단 개구부에 대응하여 하부 가동 마개가 상측을 향해 세워 설치되도록 배치하고, 이 상태로부터 이 하부 가동 마개 부재를 상승시키는 상승 수단; 을 갖는 밀착 수단을 들 수 있다.

어느쪽 타입의 밀착 수단을 채택한다 하더라도, 이동하는 부재(이동부재)인 충전제 수용 공간 집합체 또는 하부 가동 마개 부재가, 덜거덕거리지 않고 정확하게 승강할 수 있도록, 이동 부재의 이동을 안내하는 안내 수단을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 충전제 충전 장치의 작용은, 이하에 설명하는 충전제의 충전 방법에 의해 명확해진다.

(2) 충전제의 충전 방법

본 발명의 충전제의 충전 방법은, 본 발명의 충전제 충전 장치를 이용하여 알맞게 실시된다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 충전제 수용 공간 집합체와, 상기 하부 가동 마개 부재와, 상기 상부 가동 마개를 준비한다.

상기 충전제 수용 공간 집합체 및 하부 가동 마개 부재의 어느 하나를 소정의 위치에 고정한다. 이하, 충전제 수용 공간 집합체를 고정하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 본 발명의 방법은 습식 충전법과 건식 충전법으로 나눌 수 있다. 이하, 습식 충전법에 대해 언급한다.

충전제 수용 공간 집합체를 고정할 때에는, 하단 개구부가 하측을 향해 개구하도록 충전제 수용 공간 집합체를 적당한 고정 수단으로 고정한다. 계속해서 하부 가동 마개가 상측을 향해 세워져 설치되도록, 또한 각 하부 가동 마개가 상기 하단 개구부의 바로 아래에 위치하는 배치 관계가 되도록, 하부 가동 마개 부재를 충전제 수용 공간 집합체의 바로 아래에 배치한다.

그 후, 하부 가동 마개 부재를 상승시킴으로써, 하부 가동 마개의 선단부를 하단 개구부내에 끼워 넣고, 그대로 둔다.

계속해서, 충전제 수용 공간 집합체의 상단 개구부로 충전제를 함유한 슬러리를 흘려 넣는다. 모든 상단 개구부로 충전제 수용 공간내에 상기 슬러리를 다 부어 넣은 후, 충전제 수용 공간 내의 슬러리 중의 충전제를 침강시키고, 상층액을 생성시킨다.

소정의 시간을 걸쳐 슬러리를 조용히 놓아둔 후, 각 상단 개구부에 상부 가동 마개를 장전한다. 충전제 수용 공간내에서는 슬러리에 상층액이 생겨나 있으므로 상부 가동 마개의 충전제 수용 공간의 장전이 원활히 행해진다. 그리고, 충전제 수용 공간 내에 수용되어 있는 슬러리 속의 충전제 침강부에 상부 가동 마개의 선단부가 도달하기까지 상부 가동 마개를 상단 개구부에 장전한다. 장전한 상부 가동 마개를 충전제 수용 공간 집합체에 고정하고, 충전제 수용 공간 내의 압력에 따라 상부 개구부에서 상부 가동 마개가 빠지지 않도록 충전제 수용 공간 집합체에 상부 가동 마개를 고정한다. 이 고정은, 예를 들면, 상부 가동 마개의 외주면에 형성된 수나사와, 충전제 수용 공간의 상단 개구부 내주면에 형성된 암나사를 결합함으로써 실현할 수 있다. 물론, 이와 같은 나사의 결합 수단 이외의 고정 수단으로, 상부 가동 마개를 충전제 수용 공간 집합체에 고정 내지 결합할 수 있다.

모든 상단 개구부에 상부 가동 마개의 장전을 끝내면, 밀착 수단으로 하부 가동 마개 부재를 상승시켜 하단 개구부 내에 하부 가동 마개를 더욱 밀어 넣는다. 이 밀착 수단이, 상기한 충전제 수용 공간 집합체를 소정의 위치에 고정하는 위치 고정 수단과 하부 가동 마개 부재를 상승시키는 승강 수단을 갖는 경우에는, 하부 가동 마개 부재의 상기 하단 개구부 안으로 밀어 넣는 것은, 이 승강 수단에 의해 실현된다. 또 한편, 이 밀착 수단이, 하부 가동 마개 부재를 소정의 위치에 고정하는 위치 고정 수단과 충전제 수용 공간 집합체를 하강시키는 승강 수단을 갖는 경우에는, 하부 가동 마개 부재를 상기 하단 개구부 안으로 밀어 넣는 것은, 이 승강 수단에 의해 실현된다.

이 하부 가동 마개가 충전제 수용 공간 안으로 밀려 들어감에 따라, 충전제 수용 공간 내에 존재하는 액체가 상부 가동 마개의 다공질체를 투과하여 배관으로 빠져 나가고, 또 하부 가동 마개의 다공질체를 투과하여 배관으로 빠져 나간다. 다시 말하면, 상승하여 하단 개구부 안에 끼워지는 하부 가동 마개에 의해, 충전제 수용 공간 내의 슬러리가 압착되고, 액체가 상부 가동 마개의 배관으로, 또 동시에 하부 가동 마개의 배관으로 배출된다. 충전제 수용 공간 내에 존재하는 슬러리 속의 충전제는 상부 가동 마개의 다공질체 및 하부 가동 마개 부재의 다공질체에 저지되어 충전제 수용 공간으로부터 배출 내지 유출되지 못하고 남는다. 또한 하부 가동 마개 부재의 배관은, 상술한 바와 같이 액체를 배출할 수 있도록 개방 상태가 되어 있어도 되지만, 하부 가동 마개를 하단 개구부 내에 끼워 넣을 때에는, 하부 가동 마개 부재의 배관을 액체의 유통이 불가능하게 폐쇄하여 두는 편이 바람직하다. 이 배관을 폐쇄 상태로 해 두면, 충전제 수용 공간 내의 충전제의 건조를 방지할 수 있다.

밀착 수단으로 소정의 시간을 걸쳐, 상기 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재를 긴밀하게 밀착시킨다. 이에 따라, 충전제 수용 공간 내의 슬러리가 압착되고, 액체 부분이 배관을 통해 짜내어진다. 여분의 액체가 배출되어 습윤 상태가 된 충전제가 칼럼 속에 충전되어 이루어지는 충전제 충전 칼럼 집합체가 이렇게 하여 제조된다.

건식 충전법에 있어서는, 상술한 바와 같이, 하부 가동 마개의 선단부를 충전제 수용 공간의 하단 개구부 내에 일부 끼워 넣은 상태가 되고, 충전제 수용 공간의 상단 개구부를 개방한 상태가 되어 있는 충전제 수용 공간 집합체를, 먼저 얻는다.

계속해서 이 충전제 수용 공간 집합체에 진동을 주면서, 상단 개구부로 충전제의 건조 분말을 충전제 수용 공간 내에 유입시킨다. 또한 진동은 가진기 등으로 부여할 수 있다. 진동을 주는 타이밍으로서, 충전제의 건조 분말을 유입시키는 그 최초부터 가진하여도 되고, 충전제 수용 공간 내에 충전제의 건조 분말을 일단 모두 유입시키고 나서 가진하여도 된다.

다음으로 하부 가동 마개 부재를 고정하여 충전제 수용 공간 집합체를 이동시키는 습식 충전법의 경우(하부 가동 마개 부재를 향해 충전제 수용 공간 집합체를 밀착시키는 경우)에 대해 설명한다.

하부 가동 마개가 상측을 향해 세워져 설치되도록, 하부 가동 마개 부재를 고정한다. 계속해서 하단 개구부가 하측을 향해 개구하고, 각 하단 개구부가 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개의 바로 위에 위치하도록, 충전제 수용 공간 집합체를 하부 가동 마개 부재의 바로 위에 배치한다.

그 후, 충전제 수용 공간 집합체를 하강시킴으로써, 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개의 선단부를 충전제 수용 공간 집합체의 하단 개구부 내에 끼워 넣고, 그대로 둔다.

그 후에, 충전제 수용 공간 집합체의 상단 개구부로부터 건조한 분체인 충전제를 부어 넣고, 상단 개구부에 상부 가동 마개를 장전하는데, 그 조작은 이미 설명한 바와 같다.

모든 상단 개구부에 상부 가동 마개를 다 장전하고 나면, 밀착 수단에 의해 충전제 수용 공간 집합체를 하강시킴으로써, 하단 개구부내에 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개를 더욱 밀어 넣는다. 이 밀착 수단이, 하부 가동 마개 부재를 소정의 위치에 고정하는 위치 고정 수단과, 충전제 수용 공간 집합체를 하강시키는 승강 수단을 갖는 경우에는, 충전제 수용 공간 집합체의 하강은, 이 승강 수단에 의해 실현된다.

충전제 수용 공간 집합체를 하강시켜 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는데 따르는 작용은, 하부 가동 마개 부재를 상승시켜 충전제 수용 공간과 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는데 따르는 작용과 같다.

하부 가동 마개 부재를 고정하고 충전제 수용 공간 집합체를 이동시키는 습식 충전법의 경우에 대해서도, 상술한 내용으로 용이하게 이해되므로, 그 상세한 설명을 생략한다.

(3) 충전제 충전 칼럼 집합체

본 발명의 충전제 충전 칼럼 집합체는, 상기한 충전제 충전 장치를 사용하고, 상기 충전 방법을 실시함으로써 얻을 수 있다.

이 충전제 충전 칼럼 집합체는, 충전제 수용 공간을 복수개 구비하여 이루어진다.

이 충전제 수용 공간에는, 그 하단 개구부 각각에는 하부 가동 마개 부재의 하부 가동 마개가 끼워지고, 그 하부 가동 마개의 단부에 배관이 연결되어 있다. 또 충전제 수용 공간의 상단 개구부 각각에는 상부 가동 마개가 끼워지고, 그 상부 가동 마개에 연속하는 배관이 연결되어 있다. 이 충전제 수용 공간중, 상기 상부 가동 마개와 하부 가동 마개 부재의 사이에, 충전제가 충전된다.

이 충전제 충전 칼럼 집합체가, 의사 이동상식 분리 장치의 칼럼으로서 사용되는 경우, 이 충전제 충전 칼럼 집합체 중의 충전제 수용 공간이 한 개의 순환 유체 유로가 되도록, 각각의 배관이 결합된다.

[실시예]

본 발명의 한 실시예인 충전제 충전 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명하겠다.

도 1에 나타난 바와 같이, 이 충전제 충전 장치(1)는 충전제 수용 공간 집합체(2)와, 하부 가동 마개 부재(3)와, 상부 가동 마개(4)와, 밀착 수단(5)을 갖는다.

이 충전제 수용 공간 집합체(2)는, 원통형의 용기(6)와, 이 원통형 용기(6)의 내부에 수용된 8개의 관체(7)와, 도시되지 않은 열 매체 유통관을 갖는다. 이 원통형의 용기(6)는 평탄한 상단면(8)과 평탄한 하단면(9)을 갖는다.

도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 이 용기(6)의 하단면(9)의 중심에는, 하측으로 연장되는 지지봉(10)이 결합되어 있다. 이 지지봉(10)의 하측 선단부에는 수나사가 형성되어 있다. 이 지지봉(10)의 둘레면에는, 위치 결정용 핀(11)을 삽입하는 핀 삽입 구멍(12)이 세로로 일렬로 적당한 수만큼 형성되어 있다.

이 용기(6)의 상단면(8)에는, 도 3에 나타난 바와 같이, 8개의 관체(7)의 상단 개구부(13)가, 그 상단 개구부(13)의 중심점이 정팔각형의 정점을 이루도록 개구한다. 또 도 2에 나타난 바와 같이, 이 용기(6)의 하단면(9)에도, 8개의 관체(7)의 하단 개구부(14)가, 그 하단 개구부(14)의 중심점이 정팔각형의 정점을 이루도록 개구한다. 따라서, 이 원통형의 용기(6)에는, 길다란 8개 관체(7)가 이 용기(6)의 중심 축선을 에워싸도록, 또, 관체(7)의 중심 축선과 용기(6)의 중심 축선이 평행하도록 배열되어 있다. 이 8개 관체(7) 각각의 내부가 충전제 수용 공간(15)이 된다. 또 8개의 관체(7) 각각의 상단 개구부(13)의 내주면에는, 암나사가 형성되어 있다.

하부 가동 마개 부재(3)는, 베이스부(16)와, 하부 가동 마개(17) 및 배관(18)을 갖는다.

이 베이스부(16)는 상면이 평탄하게 형성된 원반 형상의 판이고, 그 중심에는, 상면에서 하측을 향하여 관통하고 상기 지지봉(10)을 삽입 통과시키는 지지봉 삽입 구멍(19)을 갖는다. 게다가, 이 베이스부(16)의 상면에는, 상기 충전제 수용 공간 집합체(2)의 하단면(9)에 형성된 관체(7)의 하단 개구부(14)에 대응하도록, 하부 가동 마개(17)를 장착하는 8개의 하부 가동 마개 장착용 관통 구멍이 형성된다. 다시 말하면, 이 베이스부(16)의 상면에는, 하부 가동 마개 장착용 관통 구멍이, 그 하부 가동 마개 장착용 관통 구멍의 중심점이 정팔각형의 정점을 이루도록 형성됨과 아울러, 하부 가동 마개 장착용 관통 구멍의 중심점에서 베이스부(16)의 중심까지의 거리가 관체(7)의 하단 개구부(14)의 중심점에서 충전제 수용 공간 집합체(2)의 중심까지의 거리와 실질적으로 같도록 형성되어 있다. 그리고, 각 하부 가동 마개 장착용 관통 구멍에는 하부 가동 마개(17)가 세워져 장착되어 있다.

베이스부(16)의 상면에 세워져 설치된 하부 가동 마개(17)는, 도 4에 나타난 바와 같이, 하단을 상기 하부 가동 마개 장착용 관통 구멍에 장착한 통 모양의 통체(20)와, 그 통체(20)의 상부 개구부 내에 장전된 다공질체(21)와, 그 통체(20)의 상부 개구부의 외주면에 장착된 테플론제 보호 안내관(22)과, 그 통체(20)의 중앙부 외주면에 감겨 장착된 Ｏ링(23)을 갖는다.

이 하부 가동 마개(17)의 하단에는 배관(18)이 결합되고, 베이스부(16)의 하면으로 그 배관(18)이 끌어내진다.

또, 이 베이스부(16)의 하면에는, 상기 지지봉 관통 구멍(19)과 동일한 직경을 갖는 관통 구멍(24)을 구비한 원통체(25)가, 상기 지지봉 관통 구멍(19)과 관통 구멍(24)이 공통의 중심선을 갖도록 장착된다. 이 원통체(25)의 둘레면에는, 그 외주면에서 내주면으로 관통하는 핀 관통 구멍(26)이, 세로로 일렬로 상기 핀 삽입 구멍(12)과 같은 간격으로 형성되어 있다.

상부 가동 마개(4)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 원통형 통체(27)와, 그 통체(27)의 선단 개구부 내에 장전된 다공질체(28)와, 그 통체(27)의 선단 개구부의 외주면에 장착된 테플론제의 보호 안내관(29)과, 그 통체(27)의 중앙부 외주면에 감겨 장착된 Ｏ링(30)과, 그 통체(27)의 상단에 형성된 육각형의 볼트 머리(31) 및 볼트 머리(31)에 결합된 배관(33)을 갖는다. 상부 가동 마개(4)에 있어서, 그 볼트 머리(31)의 기초부에서 통체(27)의 중앙부까지의 통체(27)의 외주면에 수나사(32)가 형성되고, 이 수나사(32)는, 상기 관체(7)의 상단 개구부(13)의 내주면에 형성된 암나사와 결합할 수 있게 되어 있다. 상기 볼트 머리(31)는, 통체(27) 및 배관(33)에 연결되어 통하는 관통 구멍이 형성되어 있다.

본 실시예의 밀착 수단(5)은, 기판(34)과 잭(jack ; 35)을 갖는다.

이 기판(34)에는, 차륜(도시하지 않음)이 형성되어 있어서 밀착 수단(5)을 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 이 기판(34)의 상면에는, 상기 지지봉(10)의 하측 선단부에 형성된 수나사(36)와 결합하는 암나사를 갖는 장착 구멍(37)이 형성되어 있다. 이 기판(34)의 상면에는, 상기 장착 구멍(37)을 사이에 두도록 하여 배치된 한 쌍의 잭(35)이 부착되어 있다. 이 잭(35)은 유압으로 작동하고, 상승 및 하강이 가능한 피스톤(38)을 갖는다. 상기 한 쌍의 잭(35)에 형성된 피스톤(38)의 선단부에는, 압압 작동판(39)이 걸쳐져 있다. 이 압압 작동판(39)에는, 상기 지지봉(10)을 끼워 넣을 수 있는 삽입 구멍(40)이 형성되어 있다. 이 삽입 구멍(40)의 중심선과 상기 장착 구멍(37)의 중심선이 일치하도록, 삽입 구멍(40)이 상기 압압 작동판(39)에 위치 결정되어 개구되어 있다. 다시 말하면, 상기 삽입 구멍(40)의 중심선과 상기 장착 구멍(37)의 중심선이 일치하도록, 상기 압압 작동판(39)이 피스톤(38)에 지지되어 있다.

본 발명의 방법의 한 예가, 상기 구성의 충전제 충전 장치(1)를 사용하여 이하와 같이 실시된다.

즉, 밀착 수단(5)의 기판(34)을 움직이지 않게 고정한다. 기판(34)의 고정은, 기판(34)에 형성된 차륜에 브레이크를 걸어 실현할 수 있으며, 혹은 이 차륜을 기판(34) 안으로 당겨, 기판(34)을 상면에 직접 올려 둠으로써 실현할 수 있다.

계속해서, 상기 압압 작동판(39)의 상면에, 하부 가동 마개 부재(3)의 원통체(25)의 중심선과 압압 작동판(39)의 삽입 구멍(40)의 중심선이 일치하도록, 아울러 하부 가동 마개(17)가 상측을 향해 세워져 설치한 상태가 되도록, 하부 가동 마개 부재(3)를 배치한다. 지지봉(10)을 상기 원통체(25) 및 삽입 구멍(40)에 관통시키고, 상기 지지봉(10)의 수나사(36)와 장착 구멍(37)내의 암나사를 결합한다. 나사의 결합이 완료되면, 용기(6)가 지지봉(10)에 의해 기판(34) 위에 세워 설치된 상태가 된다.

이 상태로, 하부 가동 마개 부재(3)에 세워 설치된 하부 가동 마개(17)의 바로 위에 관체(7)의 하단 개구부(14)가 위치하도록, 지지봉(10)을 중심으로 하여 하부 가동 마개 부재(3)를 수평 회전시킴으로써 하부 가동 마개(17)의 위치를 결정한다.

하부 가동 마개(17) 각각의 바로 위에 관체(7)의 하단 개구부(14) 각각이 위치하도록 하부 가동 마개 부재(3)의 위치 결정이 정해지면, 한 쌍의 잭(35)을 작동시킨다. 잭(35)이 작동하여 피스톤(38)을 상승시키면, 압압 작동판(39)의 상면이 원통체(25)의 하단에 접촉하고, 압압 작동판(39)이 원통체(25)를 밀어 올린다. 원통체(25)를 밀어 올림으로써 하부 가동 마개 부재(3) 전체가 상승한다. 하부 가동 마개 부재(3)의 상승에 따라, 하부 가동 마개(17)의 선단부가 관체(7)의 하단 개구부(14)내에 끼워 넣어진다. Ｏ링(23)을 장착한 부위까지 하부 가동 마개(17)가 관체(7)의 하단 개구부(14)내에 끼워 넣어졌을 때에 잭(35)의 작동을 정지한다.

이 단계에서, 용기(6)내의 관체(7)는, 그 하단 개구부(14)가 하부 가동 마개(17)에 의해 폐쇄되고, 상단 개구부(13)가 개방된 상태가 되어 있다. 하부 가동 마개(17)의 배관(18)은, 예를 들면 배관의 특성에 따라 볼 밸브 혹은 핀치 콕(pinch cock) 등의 폐쇄 수단으로 액체가 유통 불가능한 상태로 폐쇄하여 둔다. 관체(7)의 내부는, 하부 가동 마개(17)로 형성된 저면부를 갖는 충전제 수용 공간(15)이 형성된다.

용기(6)의 상단면(8)에 개구하는 관체(7)의 상단 개구부(13)로부터 모든 관체(7) 내에 충전제를 함유하는 슬러리를 흘려 넣는다. 모든 관체(7)내에 슬러리를 부어 넣은 후, 소정의 시간 동안 조용히 놓아 둔다. 그로써 슬러리 속의 고형분인 충전제가 침강하고, 그 상부에 상층액이 생긴다.

그 후, 각 관체(7)의 상단 개구부(13)에 상부 가동 마개(4)를 장전한다. 즉, 상부 가동 마개(4)의 선단을 상단 개구부(13)내에 삽입하고, 상단 개구부(13)의 내주면에 형성된 암나사와 상부 가동 마개(4)의 수나사(32)를 결합한다. 이 나사의 결합에 의해 충전제 수용 공간(15)내의 압력이 높아져도 상단 개구부(13)로부터 상부 가동 마개(4)가 밀려 나오는 일이 없다.

계속해서 잭(35)을 구동하여 피스톤(38)을 상승시키고, 피스톤(38)의 상승에 의해 압압 작동판(39)으로 원통체(25)의 하단면(9)을 상측으로 압압하고, 이에 따라 하부 가동 마개 부재(3) 전체를 상측으로 밀어 올린다. 하부 가동 마개 부재(3)의 상승에 의해, 하부 가동 마개(17)가 관체(7)의 하단 개구부(14)에서 그 내부로 끼워 넣어져 간다. 하부 가동 마개(17)가 충전제 수용 공간(15) 속에 침입함으로써, 충전제 수용 공간(15) 내에 존재하는 충전제가 압착되고, 상층액이 상부 가동 마개(4)의 배관(33)으로 배출되고, 충전제 사이에 존재하는 액체도 상부 가동 마개(4)의 배관(33)으로 배출된다. 이 때 하부 가동 마개(17)에 연결되어 통하는 배관(18)을 상기 폐쇄 수단에 의한 폐쇄를 해제하여 개방 상태로 만들어서, 이 하부 가동 마개(17)의 배관(18)으로도 액체가 배출된다.

잭(35)을 구동하여 하부 가동 마개(17)를 완전히 하단 개구부(14)에 끼워 넣고, 원통체(25)에 형성되어 있는 핀 관통 구멍(26)과 지지봉(10)의 핀 삽입 구멍(12)에 핀(11)을 삽입한다. 이 핀(11)의 삽입에 의해, 관체(7)의 하단 개구부(14)에 하부 가동 마개(17)를 장착하고 용기(6)의 하단면(9)에 하부 가동 마개 부재(3)가 밀착되어 이루어지는 상태가 고정된다.

이와 같이 하여, 용기(6)의 각 관체(7) 상단 개구부(13)에 상부 가동 마개(4)가 장전되고, 그 하단 개구부(14)에는 하부 가동 마개(17)가 장전되고, 상부 가동 마개(4)와 하부 가동 마개(17)로 끼워진 관체(7)내의 충전제 수용 공간(15)에, 습윤한 충전제가 충전되어 이루어지는 8개 칼럼이 일체로 모여 이루어지는 충전제 충전 칼럼 집합체를 얻을 수 있다.

이 충전제 충전 칼럼 집합체는, 기판 위에 지지봉으로 지지된 상태가 되어 있지만, 기판에서 지지봉을 분리하여, 다른 장소에 설치되어 있는, 예를 들면 의사 이동상식 분리 장치에 편입시켜도 된다.

본 실시예에 있어서는,

(1) 용기 내에 8개 관체를 편입하여 이루어지고, 이 관체 내에 충전제를 충전하므로, 좁은 장소라도 알맞게 충전제 충전 조작을 행할 수 있고,

(2) 관체 1개 마다 충전제를 함유한 슬러리를 흘려 넣고 여분의 액을 배출하고 관체 내의 습윤 충전제를 건조한다는 관체 1개 마다의 조작을 생략하고, 8개 관체에 차례로 충전제를 함유한 슬러리를 부어 넣고, 8개 관체 속을 동시에 압착하여 관체 내의 유체를 한 번에 배출하므로, 매우 단축된 시간으로 충전제 충전 칼럼 집합체를 얻을 수 있고,

(3) 각 관체 내에는 균일하게 충전제가 충전될 수 있고, 종래와 같이 최초의 칼럼의 충전제의 밀도와 마지막 8개째 칼럼의 충전제의 충전 밀도가 상이하지 않고,

(4) 하부 가동 마개 부재를 용기를 향해 상승시키는 것만으로 한 번에 8개의 하부 가동 마개를 관체의 하단 개구부에 장착할 수 있으므로, 관체 1개 마다 마개를 장착하는 것보다도 훨씬 짧은 시간에 확실히 하단 개구부에 하부 가동 마개를 장착할 수 있고,

(5) 이 충전제 충전 장치를 이용하여 충전제를 관체 내에 충전하면, 이 충전제 충전 장치가 그대로 충전제 충전 칼럼 집합체가 되므로, 예를 들면 의사 이동상식 분리 장치의 개시 시간의 단축화를 도모할 수 있고,

(6) 충전제 충전 칼럼 집합체 자체가 소형이므로, 공간 절약에 기여할 수 있고, 이 충전제 충전 칼럼 집합체를 편입시킨 의사 이동상식 분리 장치 자체도 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다는 등의 여러 이점을 들 수 있다.

본 발명에 따르면, 간단한 조작으로 게다가 단시간 내에 복수의 칼럼 내에 균일하게 충전제를 충전할 수 있는 충전제 충전 장치와, 이를 이용하여 간단히 충전제를 균일하고도 단시간에 충전할 수 있는 충전제의 충전 방법 및 충전제가 균일하게 충전되어 이루어지고 게다가 매우 소형으로 형성되어 이루어지고 공간 절약에 도움이 되는 소형 충전제 충전 칼럼 집합체를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. (a) 상단 개구부 및 하단 개구부를 가지며 내부가 충전제 수용 공간인 복수의 관을, 세운 상태로 집합시켜 이루어지는 충전제 수용 공간 집합체, 또는 기둥 형상부의 상단면에 형성된 상단 개구부로부터 기둥 형상부의 하단면에 형성된 하단 개구부까지 세로로 관통함으로써 형성된 복수의 충전제 수용 공간을 갖는 충전제 수용 공간 집합체와,

   (b) 상기 각 충전제 수용 공간의 하단 개구부 내에 액밀(液密)하게 장전할 수 있고 다공질체를 구비한 하부 가동 마개와; 상기 충전제 수용 공간 집합체의 하측에 배치되고, 상기 하부 가동 마개를 상기 복수의 충전제 수용 공간의 하단에 대응하는 위치에 세워 설치한 상태로 이들을 배치하는 베이스부; 및 상기 하부 가동 마개에 연결되어 통하도록 각 하부 가동 마개에 결합된 배관; 을 갖는 하부 가동 마개 부재와,

   (c) 상기 충전제 수용 공간의 상단 개구부에 액밀하게 고착되며 아울러 액체가 통과할 수 있는 속이 빈 통 모양으로 형성되고, 또한 다공질체를 내장하여 이루어지는 상부 가동 마개와,

   (d) 상기 충전제 수용 공간의 하단 개구부에 하부 가동 마개를 끼워 넣은 상태에서, 상기 충전제 수용 공간 집합체와 상기 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는 밀착 수단,

   을 갖는 것을 특징으로 하는 충전제 충전 장치.
2. 상기 청구항 1에 기재된 (a) 충전제 수용 공간 집합체와, (b) 하부 가동 마개 부재와, (c) 상부 가동 마개를 사용하고,

   상기 충전제 수용 공간의 하단 개구부 내에 상기 하부 가동 마개의 일부를 삽입하고, 계속해서 충전제 수용 공간의 상부 개구부로 충전제를 함유한 슬러리를 각 충전제 수용 공간 내에 장전시키고, 충전제 수용 공간 내에서 충전제를 함유한 슬러리 속의 충전제가 침강한 후, 각 충전제 수용 공간의 상부 개구부에 상부 가동 마개를 삽입 고정하고, 밀착 수단에 의하여 상기 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는 것을 특징으로 하는 충전제의 충전 방법.
3. 상기 청구항 1에 기재된 (a) 충전제 수용 공간 집합체와, (b) 하부 가동 마개 부재와, (c) 상부 가동 마개를 사용하고,

   상기 충전제 수용 공간의 하단 개구부 내에 상기 하부 가동 마개를 일부 삽입하고, 계속해서 충전제 수용 공간의 상부 개구부로 충전제의 분말을 각 충전제 수용 공간 내에 장전시키고 상기 충전제 수용 공간 집합체에 진동을 준 후에, 각 충전제 수용 공간의 상부 개구부에 상부 가동 마개를 삽입 고정하고, 밀착 수단에 의하여 상기 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재를 밀착시키는 것을 특징으로 하는 충전제의 충전 방법.
4. 상기 청구항 1에 기재된 (a) 충전제 수용 공간 집합체와, (b) 하부 가동 마개 부재와, (c) 상부 가동 마개를 구비하고,

   상기 각 충전제 수용 공간의 하단 개구부에 상기 하부 가동 마개가 삽입되고, 아울러 상기 충전제 수용 공간 집합체와 하부 가동 마개 부재가, 충전제 수용 공간으로부터 액이 누출되지 못하도록 고정되고, 상기 각 충전제 수용 공간 속에는 충전제가 충전되어 이루어지고, 각 충전제 수용 공간의 상부 개구부에는 상부 가동 마개가 액밀하게 장전되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전제 충전 칼럼 집합체.