KR20010108313A - 액상 또는 기상 매체 여과용 필터 엘리먼트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 지그재그로 접힌 여과지 또는 부직물이, 개구(開口)면상에서 특히 열가소성 소재로 된 선단판(17, 18)과 결합되고, 적어도 하나의 선단판은 밀봉 엘리먼트(19)와 결합되는데, 상기 밀봉 엘리먼트가 적어도 2개의 외곽면에서 상기 선단판(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 액상 또는 기상 매체를 여과하는 필터 엘리먼트에 관한 것이다.

Description

액상 또는 기상 매체 여과용 필터 엘리먼트{FILTER ELEMENT FOR FILTERING LIQUID OR GASEOUS MEDIA}
독일 특허 DE 4225144 C2호는 필터 엘리먼트를 개시하는데, 이 필터 엘리먼트는 특히 지그재그 형상으로 접힌 필터 웨브 소재로 되어 있고, 이 필터 엘리먼트의 선단면에는, 그 필터 소재에 연결되어 그 필터 소재를 덮어줌으로써 시일(seal)을 형성해 주는 평판형 또는 박판형 밀봉체가 구비되어 있으며, 용융 및 변형이 가능한 소재로 된 환형 원판이 상기 밀봉체에 견고하게 융합된다. 상기 환형 원판은 부직물이며, 상기 밀봉체위에서 반경을 따라 내측 방향 또는 외측 방향으로 돌출한다. 이러한 배치의 단점은, 상기 환형 원판이 상기 시일에 대하여 불명확한 상태에 있을 수 있다는 점이다. 그 결과, 필터 엘리먼트가 그에 대응하는 하우징에 설치될 때 상기 부직물이 기울어질 위험이 있으며, 그렇게 되면, 필터 작용이 전혀 이루어지지 않거나, 이루어져도 충분하지 못하게 된다.
독일 특허 4416577호는 액상 또는 기상 매체를 여과하기 위한 필터 단위체용 필터 엘리먼트를 개시한다. 이 필터 엘리먼트는 2개의 선단 원판을 가지고 있으며, 그 양(兩) 선단 원판 사이에는, 종이, 면 또는 펠트로 된, 실질적으로 중공(中空)의 원통형 필터 본체가 배치된다. 상기 선단 원판은 열가소성 플라스틱 소재의 사출 성형품이다. 상기 선단 원판중의 적어도 하나에는 중앙 개구부(開口部)가 있으며, 이 개구부에 의해, 시일(seal)이 형성되도록 상기 필터 엘리먼트가 매체의 흡입구 또는 배출구에 동축(同軸)으로 연결될 수 있다. 상기 필터 엘리먼트를 교체할 때는, 끼워맞춤 연결 부위로부터 잡아 당겨서 분리가 가능하다. 가요성 및 열가소성의 소재로 된, 직사각형의 단면을 갖는 환형 시일은 상기 선단 원판에 융합 또는 접합되며, 상기 선단 원판위에서 반경 내측 방향으로 중앙의 개구부를 향하여 돌출된다. 상기 시일의 두께는, 상기 필터 엘리먼트가 상기 끼워맞춤 연결 부위에 위치된 후, 상기 시일이 반경상의 내측 영역에서 업셋(upset)되어 압축되기에 충분하도록 두껍게 설정된다. 이러한 배치의 단점은, 상기와 같은 시일 형태에 있어, 상기 환형 시일상에 매우 큰 밀봉력이 작용한다는 점이며, 이는 상기 시일과 선단 원판사이에 중력을 발생시키고, 그로 인해 상기 선단 원판으로부터 시일이 탈리(脫離)될 수 있다. 또한, 상기 환형 시일을 꽉 조이면, 적당하게 신뢰할 수 있을 정도의 시일은, 상기 끼워맞춤 연결 부위와 시일 사이에서 상기 선단 원판과 시일 간의 접촉면에 인접한 영역에만 형성된다. 상기 접촉면에서 먼 영역에는, 상기 시일의 변형과 항복으로 인하여, 불완전하거나 불충분한 밀봉 작용만이 달성될 수 있다.
본 발명은 액상 또는 기상 매체의 여과를 위한 필터 엘리먼트(filter element)에 관한 것이다.
도 1은 필터 엘리먼트를 갖는 필터 단위체를 나타낸다.
도 2는 밀봉 엘리먼트의 상세도이다.
도 3, 도 4 및 도 5는 상기 밀봉 엘리먼트의 변형예를 추가로 보여준다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 결함을 해소하고, 신뢰성있게 작용하는, 즉 우수한 밀봉성을 갖는 필터 엘리먼트를 제공하는 것이다.
그러한 목적은 청구항 1의 특징에 의해서 달성된다.
본 발명의 가장 중요한 장점은, 적어도 하나의 선단 원판상에 배치되는 밀봉 엘리먼트가, 시일의 전체 유효 길이에 걸쳐서 거의 균일한 압력을 발생시키는 연결 구조로 되어 있다는 점이다. 이는, 한편으로는 시일의 유효 길이를 감소시켜 주고, 또 한편으로는 적은 부품 비용으로 더욱 높은 밀봉성을 얻을 수 있게 해준다.
본 발명의 또다른 실시예에 의해서 특히 신뢰할만한 밀봉 장치가 달성되는 바, 밀봉 엘리먼트는, 사출 성형법에 의한 선단 원판의 제조시 삽입물로서 그 선단 원판에 결합된다. 더우기, 이렇게 배치하면, 조립 비용을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 상기 필터 엘리먼트에 대한 부가적인 재가공의 필요성을 없앨 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예는, 선단면에 접합, 용접 또는 걸쇠로 고정되는 밀봉 엘리먼트를 제공한다. 이러한 결합 방식은, 사출 성형시에 밀봉 엘리먼트를 삽입하는 과정에서 과도한 비용이 수반하는 경우에 선택될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서는, 밀봉 엘리먼트가 선단 원판의 챔버 내측에 배치된다. 물론, 상기 밀봉 엘리먼트를 삽입물로서 배치하여, 사출성형시에 열가소성 물질로 둘러싸이게 할 수도 있다. 그에 상응하는 챔버는, 그 밀봉 엘리먼트를 3 방향에서 둘러쌀 수 있으며, 시일이 손상되거나 탈리되는 것을 방지해준다.
밀봉 엘리먼트를 삽입물로서 배치하거나 밀봉 엘리먼트에 대한 그 다음 단계의 처리를 실시하지 않고, 2중-사출성형법(2-component injection molding process)으로 상기 밀봉 엘리먼트를 상기 선단 원판과 함께 형성시킬 수도 있다. 2중-사출성형법에서, 밀봉 엘리먼트는, 예컨대, 엘라스토머 소재, 발포 우레탄 또는 기타 소재, 또는 플라스틱으로부터 성형될 수 있다. 이러한 배치의 장점은, 밀봉 엘리먼트에 대한 삽입 단계나 후속의 어떠한 조립 단계도 요하지 않는다는 점이다. 2개의 부품이 사출 성형기에서 단일 작업을 통해 만들어진다.
또다른 실시예에 따르면, 필터 엘리먼트가 필터 단위체에서 사용된다. 상기 필터 단위체는, 여과된 매체를 배출하는 개구부의 영역에 밀봉 선단면을 갖고 있다. 상기 밀봉 선단면은, 상기 필터 엘리먼트가 하우징에 설치될 때, 밀봉되는 공간부와 밀봉 엘리먼트가 견고하게 연결되도록 상기 밀봉 엘리먼트와 상호 작용한다. 필터 엘리먼트에 대한 이러한 실시예의 가장 중요한 장점은, 상기 밀봉 선단면과 밀봉 엘리먼트간의 압축력이, 중력을 받지 않고 또는 미세한 중력만을 받으며, 압축력의 형태 그대로 선단 원판에 직접 전달된다는 점이다. 이는 고도의 밀봉 작용을 달성 가능하게 한다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예의 특징은 명세서나 도면 및 청구항에 개시되어 있다. 각각의 특징에 있어서, 이 들을 단독으로 또는 조합하여 본 발명의 실시예를 달성할 수 있으며, 또는 그러한 특징을 다른 응용 분야에 실시할 수 도 있고, 그 자체가 본 원의 청구 범위로서 보호받을 수 있는 유용한 실시예가 될 수도 있다.
본 발명에 대하여 도면을 참조해가면서 실시예를 통하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1에는 하우징(10)이 도시되어 있는데, 이 하우징은, 여과되지 않은 매체의 공급을 위한 개구부(11)와, 여과된 매체의 방출을 위한 개구부(12)를 가지고 있으며, 덮개(13)로 밀봉된다. 상기 개구부(12)에는 밀봉 선단면(14)이 형성되어 있으며, 이는 하우징 내측으로 연장된다. 상기 하우징 내에는, 지그재그로 접힌 여과지(16)로 이루어지는 필터 엘리먼트(15)가 배치된다. 상기 필터 엘리먼트(15)의 한쪽 선단면은 열가소성 소재로 된 선단 원판(17)으로 밀봉되며, 그와 대향하는 선단면은 또다른 선단 원판(18)으로 밀봉된다. 상기 선단 원판(18)은 밀봉 엘리먼트(19)를 보지(保持)한다. 상기 밀봉 엘리먼트(19)는, 지지면(20)과 접촉면(21)을 따라 상기 선단 원판(18)과 영구적으로 결합된다. 상기 밀봉 엘리먼트(19)는, 상기 밀봉 선단면(14)과 접촉하여, 본 실시예에 기술된 공기 필터의 여과되지 않은 공기 구간(22)을 여과된 공기 구간(23)으로부터 밀봉해준다. 덮개(13) 영역에 있어서, 상기 필터 엘리먼트(15)는, 상기 덮개(13)위에 별 모양으로 배치된 스태빌라이저(stabilizer)(24)에 의해 제 위치에 견고하게 고정된다. 물론, 상기 필터 엘리먼트는 다른 방법으로도 고정될 수 있다. 상기 밀봉 선단면에 대한 압력으로 인하여 상기 밀봉 엘리먼트(19)가 흡수해야만 하는 반경 방향의 압축력은, 전체적으로 상기 접촉면(21)에 직접 전달되며, 지지면(20)에도 일부가전달된다.
밀봉 엘리먼트를 배치하는 또다른 실시예가 도 2에 도시된다. 여기서는, 시일이 3면에서 선단 원판(18)에 의해 둘러싸이므로 큰 힘을 흡수 가능하여, 필터 엘리먼트의 작용에 있어 신뢰도가 대단히 높다.
도 3은, 상기 밀봉 엘리먼트(25)의 변형예로서의 또다른 실시예를 보여준다. 이 밀봉 엘리먼트는 밀봉 선단면(14)과 접하는 단부를 따라 비드(bead)(26)를 가지고 있다. 상기 밀봉 엘리먼트(25)에 대한 챔버 형성(chambering)으로 인하여, 그 밀봉 엘리먼트의 높이가 낮게 유지될 수 있다. 밀봉 작용을 최적화 하기위해, 상기 밀봉 엘리먼트는 밀봉 영역에서 비드 모양으로 두껍게 된 부분을 갖고 있다. 이 실시예의 장점은 재료가 비교적 적게 소모된다는 점과 전체 높이가 낮다는 점이다. 전체 높이가 낮으면, 유효 필터 면적이 증가하는 장점이 있다.
도 4는, 변형예로서 높이가 낮은 밀봉 엘리먼트(27)를 보여주는 데, 결과적으로, 이 밀봉 엘리먼트는 밀봉 선단면에 대하여 눌려서 휘어진다. 그렇게 휘어지면, 전체 높이가 불필요하게 증가하지 않아도, 유효 시일 길이가 비교적 길게 된다. 상기 밀봉 엘리먼트(27)는 내측 방향 또는 외측 방향(점선으로 표시된 방향)의 어느 방향으로도 휠 수 있으며, 2가지 경우 모두에 있어서, 밀봉 선단면을 따라서 필터 엘리먼트의 효율적인 밀봉이 달성된다.
도 5는, 기본적으로 내측으로 연장되어 상기 필터 엘리먼트(15)의 영역내에 놓이는 밀봉 엘리먼트(28)의 측면 형상을 보여준다. 2중으로 형성된 챔버는, 밀봉 엘리먼트(28)의 우발적인 탈리에 대비해 안전을 보장해준다. 2개의 환형 밀봉 비드(29, 30)를 형성시키면, 결합력이나 분리력을 불필요하게 증가시키지 않고도 우수한 밀봉 작용이 보장된다. 상기 각 밀봉 엘리먼트는, 선단 원판을 만들 때 2중-사출성형법으로 만들어질 수 있다. 물론, 나중에 용접이나 접합을 통하여 상기 밀봉 엘리먼트를 선단 원판상에 배치하는 것도 가능하다.

Claims (6)

  1. 지그재그(zigzag)로 접힌 여과지 또는 부직물이 개방된 선단면을 따라 선단 원판(17, 18)을 갖고, 상기 선단 원판은 특히 열가소성 소재로 되어 있고, 적어도 하나의 선단 원판이 밀봉 엘리먼트(19)를 가지며, 이 밀봉 엘리먼트는, 적어도 2개의 외곽면을 따라서 상기 선단 원판(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 액상 또는 기상 매체를 여과하는 필터 엘리먼트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 엘리먼트(19)가, 사출 성형법으로 상기 선단 원판이 만들어질 때 상기 선단 원판(18)에 결합되는 삽입물인 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 엘리먼트(19)가, 상기 선단 원판(18)에 접합, 용접 또는 걸쇠로 고정되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  4. 제 1 항 부터 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 엘리먼트(19)가 상기 선단 원판(18)의 챔버 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  5. 제 1 항 부터 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 엘리먼트(19)가, 2중-사출성형법(2-component injection molding process)으로 상기 선단 원판과 함께 만들어지는 것을 특징으로 하는 필터 엘리먼트.
  6. 하우징내에 필터 엘리먼트(15)가 배치되며, 그 하우징이, 여과되지 않은 매체를 공급하기 위한 개구부(11)와 여과된 매체를 배출하기 위한 개구부(12)를 갖고 있고, 상기 개구부(12)에 밀봉 선단면이 배치되며, 상기 필터 엘리먼트(15)가 상기 하우징내에 설치될 때, 밀봉되는 공간부와 밀봉 엘리먼트(19)가 견고하게 연결되도록 상기 밀봉 선단면이 상기 밀봉 엘리먼트와 상호작용하며, 그 밀봉 작용으로 인해 상기 밀봉 엘리먼트(19)에 발생되는 압축력이 상기 선단 원판(18)에 의해 유지 및 흡수되는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 따른 필터 엘리먼트를 구비하는 필터 단위체.
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