KR20030081352A - 전면 유입을 위한 필터요소 - Google Patents

Abstract

전면 유입을 위한 필터요소가 공개되어 있으며, 이 필터요소는 유입측(22)으로부터 유출측(23)에로의 관류시에 여과하려는 유체가 필터재료를 통하여 통과되지 않으면 안되는 방법으로 번갈아 폐쇄되는 삼각형의 채널들을 포함한다. 이 채널들은 교번적인 편평한 층(17)과 접혀진 층(18)에 의하여 형성되며, 이것에 의하여 유입측의 채널들의 모든 면들은 유출측의 채널들로 향한다. 이것으로 인하여 이 필터의 특별한 효과가 얻어지며, 그 결과로 낮은 구조용량의 경우에는 큰 필터 표면이 그리고 높은 필터 용량이 얻어진다. 이 필터는 예를 들면 여러가지 적용들을 위한 공기 필터로서 사용되어 질 수 있다.

Description

전면 유입을 위한 필터요소{FILTER ELEMENT FOR FRONT-FACE INFLOW}

전면 유입을 위한 필터요소는 오래 전부터 공지되어 있다. 본 필터는 예컨대 호환면과 파형으로 구성된 필터 상태에서 감겨져 있는 것이다. 따라서 상호 차단에 의하여 필터 매체의 관류를 강제하는 채널이 발생한다. 그 다음 여과 매체는 전면의 개방 채널을 통하여 필터의 입구측으로 들어가며 필터요소 내부에서 유출측으로 열려 있으며 유입 채널과 인접한 채널에서 교체된다. 이에 따라서 액체의 여과가 행해진다.

그러한 필터 상태의 목적은 한편으로 필터 요소의 내장 공간을 가급적이면 감소시켜야 한다. 따라서 필터요소의 전면은 유입측과 유출측을 형성한다. 유입측과 연결되어 있는 채널은 필터의 거친 측(오염)을 형성하고 유출측(정제)이 투명한 측을 형성한다. 그러므로 이러한 필터는 예컨대 관내에 소위 직렬 필터 보다 아주 콤팩트하게 내장되어 있다. 동시에 필터 용량은 매우 증가되어야한다. 이것은 필터유형의 파형 상태의 파형인 경우에도 제한된 영역 내에서만 가능하다. 즉 유입채널은 파형 필터 상태간의 접촉영역에서 평탄한 필터상태에 의하여 거의 관류가 되지 않음으로 이러한 부분에서의 필터매체는 다른 경우에 있어서 보다 입자의 충격을 덜 받는 것으로 나타난다. 필터매체의 불균일한 부하로 인하여 그에 접하는 압력강하에 의하여 정해지는 필터의 수명은 이 경우에 필터매체는 한계하중에 아직 이르지 않는 이미 일정한 시점에 도달한다.

또한 예컨대 WO 87/01301 및 US 3,020,977에서는 슬리브 필터 중의 지그재그형 절첩 필터상태를 사용하는 것이 공지되어있다. 이것은 개별 필터간에 스페이서역할을 해야 한다. 이와 동시에 액체의 여과에 관여하는 필터상태와 다른 상태가 번갈아 감기며 기타 상태는 예컨대 여과할 액체 또는 그 안에 포함된 미립자의 전기방전을 위하여 사용할 수 있다(WO 87/01301). 평탄한 상태는 또한 이 밖에도 절첩되어 여과에 관여한 상태의 정확한 거리에 이르도록 사용이 가능하다(US 3,020,977). 이 때 평탄한 상태는 추가상태로서 필터 내로 들이고 이러한 방법으로 지그재그형으로 절첩된 필터상태에 의하여 발생하는 마름모꼴(사형)채널은 대각선중의 하나로 공유한다.

이러한 유형의 필터는 제작비가 많이 든다. 그 외에 액체의 여과에서 사용된 양의 1/2만이 관여한다. 그러므로 설치공간 대 필터면 간의 비의 최적화를 제공할 수 없다.

본 발명은 삼각 단면의 채널을 발생하는 호환면과 접혀진 층으로 구성되는 전면 유입 필터요소에 관한 것으로 채널의 당해 상호 폐쇄에 의하여 청구범위 제1항의 종류에 따른 여과대상 액체에 의한 여과매체의 관류가 이루어진다. 그밖에 본 발명은 그 안에 상기 필터요소가 내장되어 있는 필터에 관한 것이다.

본 발명의 보다 상세한 내용은 실시예의 개략적인 도면에서 설명하고자 하며 그 내용은 다음과 같다.

도 1 은 개략적인 중간단면도로 원통형 필터요소를 가진 직렬필터의 구조이고,

도 2 는 블록 유형 필터요소의 단면 사시도이며,

도 3 은 5개 상태의 절첩 샘플의 개략도이며, 여기서 절첩상태가 되어있으며,

도 4 는 원통형의 호환 필터요소 단면으로서의 7개 상태의 절첩 샘플을 도시하며, 여기서 절첩상태가 당겨지며,

도 5 는 뒤틀린 필터프레임을 가진 블록으로 된 필터요소의 개략적인 사시도이며,

도 6 은 단계식 필터요소의 개략적인 사시도이다.

본 발명의 과제는 이에 따라서 제작비가 경제적이고 구성 체적에 비하여 최적의 필터면적 및 용적을 가지는 전면 유입 필터요소를 제공하는 데 있다. 본 과제는 청구범위 제1항의 특징부에 의하여 해결된다.

본 발명에 따르는 필터요소는 적어도 한 개의 면 및 절첩상태로 이루어진다. 절첩상태는 절첩 사이에 절첩모서리를 구성하는 절첩된 필터매체로 구성된다. 필터요소가 슬리브필터로 구성되어 있는 경우에 각각 교대로 감아 올리는 면과 절첩상태를 충족한다. 필터요소가 블록형으로 되면 복수개의 필터상태(면과 절첩을 번갈아)는 상호간에 겹쳐서 층을 이루고 있다.

또한 설치장소에서 유출 및 유입 측의 밀폐수단을 설계하여야 한다. 설치장소는 예컨대 필터하우징이 조립장소를 설명한다. 기타 다른 가능성은 직렬필터로서 도관에서 필터요소의 사용이다. 예를 들면 필터요소의 고정접착을 생각할 수 있다. 기타의 가능성은 호환삽입물로서 필터요소의 구성이며 유입측과 유출측을 서로 분리하는 조립개소 또는 필터요소에 부착해야 한다.

필터요소의 면은 물론이고 절첩상태도 여과에 관여한다. 즉 이것은 필터매체로 구성된다. 이 때에 동일한 유형 또는 다양한 유형의 필터매체를 사용할 수 있다. 그 이외에도 적어도 필터요소의 내부에 즉 일정한 거리를 가지고 필터요소의 경계에 이르기까지 채널이 각각의 유입측 채널의 모든 3 방향에서 유출측 채널이 인접해 있도록 밀폐되어 있다. 이에 따라서 각각의 유출측 채널의 모든 3 방향은 필터로서의 역할을 한다. 이 때문에 필터매체에 비례하여 최대의 정제능력을 얻을 수 있다.

이러한 효과는 그 이외에도 각 채널의 3 방향은 필터매체의 절첩 모서리에의하여 형성된 코너에 이르기까지 유효하도록 개선된다. 이것은 3각 단면으로 설명할 수 있는데 이것은 상기와 같이 파형 중간상태인 경우에는 계량 가능한 흐름이 더 이상 발생하지 못할 정도로 격렬하게 합류하는 필터매체의 영역에까지 이르지 못한다. 존재단면으로 인하여 동시에 필터요소의 관류저항이 최소로 된다.

필터요소의 경계에는 각각의 유입채널에 유출측 채널이 제한이 되어야 하는 조건은 제한적으로만 실현된다. 이것은 더 이상 인접 유출채널이 없고 필터요소의 경계를 가지고 있는 필터요소의 경계영역에 유입 채널이 존재한다는 데 있다. 이러한 제한은 필터요소의 형상으로 인하여 발생하지만 허용되어야 한다.

필터요소는 상기와 같이 필터상태를 원통형으로 말거나 복수개의 평탄 및 절첩상태의 층으로 제조 가능하다. 원통형 필터요소는 진원통일 필요는 없다. 예컨대 기타 형상 타원형도 생각할 수 있다. 상태 중층화의 경우에 있어서는 직육면체형 필터요소외에도 계단형 조립필터층 및 공간적으로 비틀린 구조를 가진 계단형 필터요소가 형성된다. 슬리브 필터요소 또한 원추형으로 만들 수가 있는 데 이것은 직육면체형 필터요소인 경우에는 계단형 층에 해당한다. 이에 따라서 관류 구조의 각 단면은 거의 완전히 필터매체에 의하여 충족된다. 존재하는 구조공간의 최적의 충족이 이루어진다.

본 발명의 특수상태에 따라서 필터매체의 채널은 그로부터 각각의 6 개인 그와 이웃하여 함께 하나의 육각 단면을 형성하도록 배열되어 있다. 즉 평탄한 선에 의하여 분할되어 있는 2개의 인접한 절첩 선의 절첩모서리는 한 개의 선으로 합류된다. 물론 이러한 방법으로 여과를 위하여 사용이 불가한 필터 재의 양은 최소화가 가능하다. 물론 유출 채널이 전적으로 유출측 채널과 접촉해야 하는 조건 또한 부여되어 있으며 이 때 필터요소의 인접한 절첩상태간의 편위가 존재한다. 이 때문에 평탄한 중간상태에 의하여 구성되어 있는 유입 채널의 이러한 측에 한편 절첩상태의 절첩모서리에 의하여 분리되어 있는 각각의 2개 유출 채널로 흘러 들어간다.

본 발명의 특수한 상태는 채널은 등변 삼각형의 한 단면을 가지고 있는 것으로 되어 있다. 이러한 경우에 있어서 상기 장점은 필터요소의 관류시에 가장 강력하게 나타난다. 그럼에도 절첩된 상태의 절첩 또한 강하게 좁혀지거나 또는 서로 당겨질 수 있다. 이러한 경우에는 구조체적에 비하여 필터매체의 포장밀도의 장점이 나타난다. 절첩상태의 절첩각도에 관한 필터요소의 정확한 형상은 환언하면 이에 대하여 최적의 결과에 도달하기 위하여 요소에 따라 결정할 수 있다.

필터요소는 하우징에 내장을 위하여 사용하는 필터프레임을 가지는 것이 유리하게 되어 있다. 이러한 필터프레임에서 예컨대 유입측과 유출측간의 확실한 분리를 보장하는 패킹을 부착할 수가 있다. 필터프레임은 필터요소에게 경우에 따라서는 추가적인 안정을 제공하여 필터요소의 교환을 용이하게 한다.

필터요소는 그 외에도 유출측과 유입측 전면간에 있는 측면에 폐쇄상태를 가질 수 있다. 이것은 필터요소의 경계영역에서 추가 패킹 또는 유입측이나 또는 유출측 채널의 형성에 유리할 수 있다. 이것은 필터매체 그 자체 또는 다른 재료 예컨대 액체가 관통할 수 없는 폐쇄상태로 될 수 있다.

상기 필터요소가 내장된 필터는 동시에 확실히 보호상태에 있다.

본 발명의 이러한 그리고 바람직한 기타 특징들은 청구범위는 물론이고 명세서와 도면에 나타나 있으며, 개별 특징은 본 발명의 실시 형태에 있어서 각각 단독으로 또는 다수의 종속결합 및 다른 분야에서 실현되며 보호 가능한 실시예에 대하여 유리하게 명시할 수 있으며 이를 위하여 여기에서 보호를 청구한다.

도1에 따른 직렬필터는 하우징(11)과 커버(12)를 가진 하우징(10)을 가지고 있다. 커버에는 유입구(13)가 형성되며 이를 통하여 유체가 표시된 화살표방향에 따라서 하우징으로 유입되어 필터요소(14)와 출구(15)를 통하여 유동한다. 필터요소(14)는 하우징의 격벽(16)에 고정된다.

필터요소(14)는 슬리브요소형으로 되어 있으며 약도로 도시되어 있다. 다양한 층 (17, 18)에 의하여 여과할 액체가 관류하는 채널(19)이 형성되어 있다. 채널은 필터요소(14)의 관류 시에 여과할 액체가 채널을 바꿀 수 있도록 마개(20a, b)에 의하여 번갈아 차단된다. 이 때문에 액체의 여과가 이루어진다. 층들(17, 18)은 이외에도 예컨대 타원단면에 의하여 코어(21)주위로 밀폐되도록 감겨있다.

유입측(22)과 유출측(23)간에 확실한 분리를 위하여 필터요소는 필터프레임(24)내에 지지되어 있다. 이것은 하우징의 격벽(16)에서 고정된다.

일반적으로 정육면형 구조를 가진 층상 필터요소부분을 도 2에 도시한다. 이러한 요소는 채널(19)의 단면으로서 등변 삼각형을 가지고 있다. 유입측(22) 및 유출측(23)은 액체가 필터요소의 관류시에 화살표방향 통로를 관통하도록 마개(20a, b)를 통하여 밀폐된다.

필터요소는 편평한 층(17)와 접혀진 층(18)의 교대 배열에 의하여 형성된다. 이 때문에 채널 벽이 형성된다. 이것들은 유입채널이 각각 3개의 인접한 유출측 채널을 가지며 그 반대도 가지도록 배열되어 있다. 이 때문에 액체를 여과하기 위하여 필터재료의 존재하는 면, 모서리 그 자체에 이르기까지 활용된다. 파형 상태의 중간 상태의 사용시에 생기는 소위 주름틈새를 이러한 방법으로 완전히 방지 가능하다.

도 3에서 접혀진 층(18)의 옵션 형상을 볼 수 있다. 이것은 도 2에 도시되어 있는 필터요소보다 큰 포장밀도가 가능하도록 60℃이하의 각도로 절첩한다.

도 4에는 60℃이상의 큰 각도가 발생하도록 절첩이 서로 떨어 당겨진다. 여기에 슬리브필터의 예로 표시하였다. 절첩상태의 절첩모서리가 평면상태의 맞은편 측에서 만날 수 없을 때 비여과오염 측과 여과측 정제측 채널이 서로가 바뀐다는 것을 또한 알 수 있다. 이와 동시에 도 2에 따른 예의 경우보다 불필요한 과대 필터면적만이 더 허비되고 있다.

도 5에서 블록필터가 약도로 도시되어 있다. 이것은 유입측(22)에 도시되어 있지 않은 하우징에 조립을 용이하게 하는 필터프레임(24)을 가지고 있다. 그 외에 도시되어 있는 필터요소가 뒤틀려서 필터의 유입측과 유출측이 일직선상에 있지 않다. 그러한 필터의 경우에는 탄력이 충분한 필터매체를 사용해야 한다. 필터요소는 주위에 동시에 필터요소의 경계(26)를 구성하는 차단층(25)으로 되어 있다.

도 6은 한가지 예를 들었는데 여기에서 층들(17, 18)은 쌓아올려져 차단된다. 따라서 필터의 단계적인 구조가 생기며 이것은 도시되어 있지 않은 필터하우징에 이에 대응하는 조립시에 유체역학적인 장점을 가질 수가 있다. 이 필터 또한 차단층(25)을 가질 수가 있다.

따라서 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 전면 유입형 필터요소에 의한 제작비 절감이 기대된다.

Claims (9)

1. - 적어도 하나의 접혀진 층을 교대로 가지는 적어도 하나의 편평한 층은 삼각형의 횡단면을 가지는 채널들(19)이 나타나도록 하는 방법으로 배열되어 있는 곳에서 적어도 하나의 편평한 층(17)과 적어도 하나의 접혀진 층(18)을 가지며,

   - 여과하려는 유체가 필터요소의 관류시에 필터요소의 전면측에 의하여 형성된 유입측(22)으로부터 필터요소의 다른 전면측에 의하여 형성된 유출측(23)에로, 유체들의 여과를 위해서 설치된 상기한 층들(17,18)의 하나를 통과하지 않으면 안되는 그러한 방법으로 되어 있으며, 한편으로 각각이 채널들(19)의 제 1 그룹의 밀봉된 마개들(20a,b)과 그리고 다른 한편으로 제 2 그룹의, 상기한 그룹에 계수하지 않은 나머지 채널들(19)의 밀봉된 마개들(20a,b)를 가지며,

   - 필터요소의 조립장소에서 유출측(23)으로부터 유입측(22)의 밀봉을 위한 수단을 가지는, 전면측의 유입을 위한 필터요소에 있어서,

   - 적어도 하나의 편평한 층(17)도 적어도 하나의 접혀진 층(18)도 관류할 수 있는 필터매질로 되어 있으며,

   - 필터요소의 가장자리(26)에 의하여, 간격이 떼어져 있는, 제 1 그룹의 그 채널들의, 삼각형 횡단면을 형성하고 있는 각각의 측면에는 제 2 그룹의 채널이 인접하고 있으며, 그 결과로 채널들의 절첩 모서리까지 제 1 그룹의 채널들의 전체면이 유체에 의해서 관류될 수 있는 것을 특징으로 하는 필터요소.
2. 제 1 항에 있어서,

   필터요소는 대체로 실린더 형상의 형태를 가지며 그리고 교체하면서 적어도 하나의 접혀진 층(18)과 하나의 편평한 층(17)의 말아올림에 의하여 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 필터요소.
3. 제 1 항에 있어서,

   필터요소는 교체하면서 편평한 층들(17)의 그리고 접혀진 층들(18)의 다수의 적층에 의하여 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 필터요소.
4. 제 3 항에 있어서,

   채널들(19)은 그때 그때마다 6개의 인접한, 이들에 의하여 한군데로 모아진 하나의 육각형 횡단면을 형성하는 방법으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 필터요소.
5. 전 항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   채널들(19)은 등변삼각형의 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 필터요소.
6. 전 항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   개별적인 층들은 서로 한단 한단 쌓아 올려져서 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 필터요소.
7. 전 항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   필터요소는 하우징(10)내에 조립을 위하여 필터프레임(24)을 가지는 것을 특징으로 하는 필터요소.
8. 전 항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   필터요소는 양 전면들을 연결하고 있는 측면들에 하나의 차단층(25)을 가지는 것을 특징으로 하는 필터요소.
9. 여과하고자 하는 매질을 위한 유입구(13)와 유출구(15)를 가지는 하우징(10)을 포함하는 필터에 있어서,

   이 필터에는 전 항들 중의 어느 하나에 따르는 필터요소가 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.