KR20060079791A

KR20060079791A - 단순형 필터 장치

Info

Publication number: KR20060079791A
Application number: KR1020067002677A
Authority: KR
Inventors: 가즈노리 스도; 에이꼬 오까
Original assignee: 마이크롤리스 코포레이션
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-07-06
Also published as: JPWO2005014148A1; TW200513314A; US20060273003A1; WO2005014148A1; JP4584838B2; EP1669127A1; EP1669127A4

Abstract

분리막을 시험하는데 사용되는 처리될 원액이 통과하는 유동로는 가장 단순한 직선형(소위 "직렬"형)이고, 가장 단순한 구조이다. 이러한 구조임에도 불구하고, 여과될 원액이 통과하는 분리막은 대체로 유동로에 수직한 방향으로 장착된다. 이러한 관점에서, 본 발명의 목적은 높은 여과 효율을 갖고 이러한 분리막의 막 성능을 시험하는 데 사용되며, 쉽게 제거 가능하고 신속하게 부착 가능한 방식으로 막을 교환할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것이다.

단순화된 형태의 필터 장치는 일 측면 상에 토출 포트(13)를 갖고 타 측면 상에 분리막이 설치된 개구부(2)를 갖는 보울(1)과, 통과하는 원액을 여과하기 위한 분리막과, 이러한 분리막을 보울(1)에 고정시키고 원액 또는 여과된 액체를 통과시키기 위한 개구부를 갖는 필터판(5)과, 일 측면 상에 여과된 액체가 누출되는 것을 방지하도록 일 측면으로부터 필터판(5)을 가압하는 볼록한 가압부(23)를 갖고 타 측면 상에 원액 공급 포트(15)를 갖는 헤드(3)와, 헤드(3) 및 보울(1)에 대해 제공되어 서로 나사 결합하는 암나사 및 수나사(19, 21) 또는 분리된 로킹 너트(33)와 같이 헤드가 보울(1)에 대해 가압될 수 있도록 헤드(3)를 보울(1)에 체결하는 수단을 포함한다.

보울, 헤드, 필터판, 토출 포트, 원액 공급 포트, 분리막

Description

단순형 필터 장치 {SIMPLIFIED FILTER DEVICE}

본 발명은 액체로부터 겔 및 다른 미립자 등을 여과, 분리 또는 정제하기 위한 필터 역할을 할 수 있고, 이러한 필터에 사용된 여과막, 분리막 또는 정제막(이후에 "분리막"이라 한다)의 막 성능을 간단하게 시험할 수 있는 필터 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 필터 장치는 레지스트 개발, 약품 개발, 맥주 제조, 약품 제조, 반도체 제조 과정에서 포토레지스트 용액의 정화 또는 다른 분야를 연구 및 개발하기 위해 소량의 재료를 여과하는데 널리 사용될 수 있다.

공급될 원액의 소량을 여과, 분리 및 정제를 수행하는 필터 장치의 수요는 많다. 또한, 처리될 액체에 가장 적합한 분리막을 결정하기 위해, 실제로 분리막을 사용하여 처리될 원액을 처리함으로써 분리막의 막 성능을 평가하는 것이 필요하다. 처리될 원액의 소량에 대해 여과, 분리 및 정제하기 위한 필터 장치에서, 사용될 분리막 또는 최적의 분리막을 결정하기 위한 평가 시험을 수행할 때 많은 분리막이 사용된다. 그러나, 종래의 단순화된 형태의 필터 장치에서는 한번에 1개의 시트의 분리막만이 사용되거나 시험되었다. 임의로 조합된 하나 이상의 분리막을 사용하거나 평가할 필요가 있는 경우에, 복수의 필터 장치가 연속으로 사용되거 나, 모든 종류의 분리막을 하나씩 교체함으로써 분리막을 시험한다. 이에 의해, 얻어진 결과는 종합적으로 평가되어야 한다. 따라서, 이러한 경우에는 분리막을 조립하거나 분리막을 다른 분리막으로 교체하는데 많은 시간과 노동력이 요구된다. 전체 작업 시간 및 평가 시간으로 긴 기간이 요구된다.

지금까지는 복수의 분리막이 동시에 시험 될 수 있는 형태가 제안되어 왔다. 그리고, 복수의 분리막이 동시에 시험 될 수 있는 이러한 분리막 시험 장치로써, 예를 들어 일본 특허출원 공개번호 제11-137973호에 개시된 것이 있다.

상기 공개에 개시된 분리막 시험 장치는 4개의 원통형이고 평평한 셀을 장착함으로써 한번에 복수의 분리막을 시험할 수 있도록 배열된다. 셀은 서로 수직으로 적층된다. 각각의 셀 사이에는 다른 종류의 제1 내지 제3 분리막이 하나씩 장착된다. 제1 내지 제3의 3개의 분리막의 막 성능을 한번에 시험할 수 있도록 각각의 분리막에 평행하게 처리된 원액이 공급된다. 그러나, 이러한 장치에도 복수의 분리막을 직렬로 사용할 경우에는 분리막들을 평가할 수 없다. 또한, 복수의 분리막을 직렬로 사용할 경우에는 복수의 필터 장치를 직렬로 사용해야 한다.

특허 문헌 1 : 일본 특허출원 공개번호 제11-137973

특허 문헌 2 : 일본 특허출원 공개번호 제2002-046651

본 발명이 해결해야할 문제점

그러나, 일본 특허출원 공개번호 제11-137973에 개시된 종래의 장치의 경우에, 부근의 케이싱이 어떠한지, 그리고 관련 연결부가 어떠한지에 대한 기재가 없기 때문에 기술을 완전하게 이해할 수는 없지만, 장치의 일반적인 구조를 고려할 때 구조가 복잡하고 소형화하기 어렵다. 또한, 처리될 유체가 병렬로 처리되기 때문에, 동일한 형태 또는 상이한 형태의 복수의 막이 동시에 확실히 시험 될 수 있다. 그러나, 직렬로 배치된 동일한 형태 또는 상이한 형태의 복수의 막을 사용함으로써 여과 정확성을 높이려고 시도하는 경우에, 종합적인 효과를 관측할 수 없었다.

또한, 전술한 종래의 예시의 결점을 개선한 발명이 일본 특허출원 공개번호 제2002-046651호에 개시된다. 그러나, 상기 발명에 따르면, 장착될 분리막을 교체할 때, 분리막의 교체 및 조립 해제를 비교적 용이하게 되었지만, 구조가 복잡하고 복수의 막을 장치에 세팅하기 위한 준비기간과 같이 복수의 막을 교체하는 기간이 상당히 길게 걸린다. 이러한 이유로, 단일 시트의 막을 교체하는 경우에는 교체 시간이 매우 오래 걸린다는 문제점이 있다. 또한, 직렬로 배치된 동일한 형태 또는 상이한 형태의 복수의 분리막이 시험 되는 경우에는 이들을 사용하여 얻어지는 종합적인 효과를 평가할 수 없다. 또한, 직렬로 배치된 분리막을 평가하거나 이들을 직렬로 사용하는 경우에는 복수의 각각의 필터 장치를 사용하여야 한다.

본 발명은 전술한 상황의 견지에서 이루어졌고, 본 발명의 목적은 구조가 단순하면서도 소량의 여과를 수행하고 막의 시험을 수행할 필요가 있는 경우에 간단한 여과를 수행할 수 있으며, 분리막의 종류가 하나 이상인 경우라도 이들을 간단하게 조립할 수 있고 복잡한 조립 및 관련 부품 등을 추가하지 않으면서 이들의 시험을 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 부가하여 분리막의 교체 및 조립 해제를 용이하고 신속하게 수행할 수 있는, 분리막을 위한 단순화된 필터 장치를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 직렬로 배치된 동일한 형태 또는 상이한 형태의 복수의 분리막을 사용하여 종합적인 효과를 평가할 수 있는 필터 장치를 제공하는 데 있다.

문제점을 해결하기 위한 수단

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구조를 갖는다.

(1) 본 발명은 일 측면에 토출 포트를 갖고 타 측면에 토출 포트와 연통하는 개방부를 갖는 보울(bowl)과, 처리되지 않은 원액이 여과되는 것을 허용하는 분리막이 보유 또는 고정되어 있고 처리되지 않은 원액 또는 여과된 액체가 통과하는 것을 허용하는 개구를 구비하는 적어도 하나의 필터판과, 상기 여과된 액체가 누출되는 것을 방지하도록 일 측면으로부터 상기 필터판을 가압하는 돌출 가압부를 일 측면에 갖고 처리되지 않은 원액 공급 포트를 타 측면에 갖는 헤드와, 헤드를 보울을 향해 가압하는 가압 수단을 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터판은 보울의 개구부 내에 수용되는 단순화된 형태의 필터 장치를 제공한다.

(2) 양호한 실시예에서, 상기 (1)에 있어서, 보울 및 헤드에는 각각 암나사 및 수나사가 제공되어, 보울 및 헤드가 서로 나사 결합되고, 보울 및 헤드를 서로에 대해 회전시킴으로써 조립과 기밀 및 액밀(液密) 밀봉이 수행된다.

(3) 양호한 실시예에서, 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 분리막을 보유 또는 고정하는 필터판은 하나 이상의 상기 필터판이 중첩하여 적층되는 방식으로 설치된다. 이에 의해, 동일한 형태 또는 상이한 형태의 복수의 분리막을 사용하여 여과, 분리, 정제 또는 평가 시험을 수행할 수 있다.

(4) 다른 실시예에서, 본 발명은 일 측면에 토출 포트를 갖고 타 측면에 토출 포트와 연통하는 개방부를 갖는 보울(bowl)과, 처리되지 않은 원액이 여과되는 것을 허용하는 분리막이 보유 또는 고정되어 있고 처리되지 않은 원액 또는 여과된 액체가 통과하는 것을 허용하는 개구를 구비하는 적어도 하나의 필터판과, 상기 여과된 액체가 누출되는 것을 방지하도록 일 측면으로부터 상기 필터판을 가압하는 돌출 가압부를 일 측면에 갖고 처리되지 않은 원액 공급 포트를 타 측면에 갖는 헤드와, 상기 헤드를 그 축방향으로 보울을 향해 가압하는 로킹 너트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필터판은 보울의 개구부 내에 수용되는 단순화된 형태의 필터 장치를 제공한다.

(5) 다른 양호한 실시예에서, 상기 (4)에 있어서, 상기 보울 및 상기 로킹 너트 각각은 나사부를 구비하여 서로 결합되고, 서로에 대해 이들 각각을 회전시킴으로써 장치를 조립할 수 있고 축방향으로 가압할 수 있다.

(6) 다른 양호한 실시예에서, 상기 (4) 또는 (5)에 있어서, 분리막을 갖는 필터판은 하나 이상의 상기 필터판이 중첩하여 적층되는 방식으로 설치되어 동일한 형태 또는 상이한 형태의 복수의 분리막을 사용하는 것을 가능케 한다.

(7) 다른 양호한 실시예에서, 상기 (2)의 경우에 나사 체결 작동을 용이하게 하기 위해 보울의 외부면 및 헤드의 외부면 상에 손가락 걸이 또는 공구 결합부로 사용될 수 있는 판형 돌기가 제공된다.

(8) (5)의 경우에, 보울의 외부면 상에는 손가락 걸이 또는 공구 결합부로 사용되는 판형 돌기가 제공된다.

(9) (4) 또는 (5)의 경우에, 로킹 너트는 주연부의 3개 지점에 제공된 손가락 걸이 핸들을 가질 수 있다.

(10) 또한, (1) 또는 (4)의 경우에, 필터판은 바닥면 상에 소정의 높이를 갖는 원주 돌기를 갖는 한편, 보울의 개구부의 내부 바닥에는 상기 원주 돌기를 수용하는 원주 홈이 구비되어 보울에 대해 필터판을 가압하고, 따라서 밀봉을 수행한다.

(11) 또한, (1) 또는 (4)에 있어서, 하면에 적어도 하나의 라인의 동심 돌기, 바람직하게는 복수의 라인의 동심 돌기를 갖는 가압 링은 상기 적어도 하나의 필터판의 상부면 상에 위치되고, 필터판의 상부면 측에는 전체 원주에 걸쳐 연장하는 평탄면이 제공되며, 가압 링의 동심 돌기는 필터판의 평탄면 상에서 가압되어 밀봉을 수행한다.

(12) 또한, (11)에서, 가압 링은 상부면측 상에 평탄면을 갖고, 평탄면 상에는 상부측 상에 배치된 필터판의 하부면측 상에 제공되고 소정 높이를 갖는 원주 돌기가 가압되어 밀봉이 이루어지거나, 헤드의 돌출 가압부가 O링을 통해 가압되어 밀봉이 이루어진다.

또한, 가압 링은 상부측 상의 평탄면을 둘러싸는 주연부를 구비하고, 필터판은 상부측 상의 평탄면을 둘러싸는 주연부를 구비하여, 가압 링이 필터판의 리세스된 가압 삽입부 내에 수용될 때 주연부들이 서로 융착되도록 배열된다. 이에 의해, 필터판과 가압 링의 결합 및 통합이 가능해져서, 결과적으로 필터 하우징에 대해 부착/분리가 쉬워진다.

(13) 또한, (1) 또는 (4)에서, 필터판의 외주연 상에는 손가락 걸이용 탭부가 제공되고, 이에 상응하여 보울은 내부에 손가락 걸이용 탭부를 위한 안내 홈이 제공된다.

본 발명의 효과

전술한 설명으로부터 명확한 바와 같이, 상기 (1)에 설명된 본 발명에 따르면, 처리될 원액의 유동로는 가장 간단한 직선형(소위 "직렬"형)이고, 따라서 구조적으로 가장 간단하다. 구조는 간단하지만, 여과가 행해질 분리막이 대체로 유동로에 수직인 방향으로 장착되기 때문에, 여과 효율이 우수하며, 또한 분리막의 성능을 시험하기 위한 분리막이 용이하게 분리/부착될 수 있고 신속하게 교체될 수 있다.

특별하게 처리되지 않는 한 보통의 필터는 기계적 강도가 약하기 때문에 세척될 수 없다. 그러나, 지금까지는 레지스트 개발, 약품 개발과 같은 실제 용도의 경우에는 다양한 종류의 약품으로 세척되는 카트리지 필터가 사용되었다. 본 발명의 명세서에 따라 제조된, 분리막이 융착에 의해 지지되는 등의 필터판은 재사용할 수 있도록 사용 후에 제거되어 세척된다.

또한, 상기 (2)에 설명된 본 발명에 따르면, 보울 및 헤드가 나사부의 체결력에 의해 함께 견고하게 밀봉되기 때문에, 여과된 액체의 누출 및 혼합이 방지될 수 있고, 분리막의 교체 및 조립 해제가 용이하고 신속하게 수행될 수 있다.

또한, 상기 (3)에 설명된 본 발명에 따르면, 복수의 막의 시험이 용이하게 수행될 수 있기 때문에, 복수의 막의 사용을 통하여 어떠한 방식으로 분리가 수행되었는지, 그리고 그로부터 어떠한 효과가 얻어질 수 있는지를 간단하게 확인할 수 있다. 또한, 분리막의 교체 및 조립 해제/조립을 용이하고 신속하게 수행할 수도 있다. 다시 말하면, 한 종류의 복수의 분리막 또는 여러 종류의 복수의 분리막이 용이하게 조립될 수 있어서, 분리막의 시험 또는 조합이 변경된 분리막의 시험이 매우 용이하게 수행될 수 있다.

또한, 상기 (4)에 설명된 본 발명에 따르면, 잠금 부재의 추가는 필터, 보울 및 헤드의 사용에 기초하여 더욱 효과적인 밀봉을 수행할 수 있기 때문에, 매우 효과적인 여과가 수행될 수 있다. 필터를 교체할 때, 분리/부착 및 그 용이함에 대하여는 전술한 발명과 동일하다.

또한, 상기 (5)에 설명된 본 발명에 따르면, 잠금 부재로, 구체적으로는 로킹 너트가 사용되고, 필터, 보울 및 헤드의 사용에 기초한 밀봉은 통상의 나사를 사용하여 효과적으로 수행된다. 따라서, 신뢰성 있는 체결과 효과적인 여과가 실현된다. 필터를 교체할 때, 부착/분리 및 그 용이함에 대하여는 전술한 다른 발명에 적용된 것과 동일하게 적용된다.

또한, 상기 (6)에 설명된 본 발명에 따르면, 상기 (4) 또는 (5)에 있어서, 복수의 필터판을 하나 위에 다른 하나를 중첩함으로써, 크기가 크고 다단으로 제조되도록 요구되는 필터 장치를 간단한 구조로 제조할 수 있다. 이 결과로, 더욱 효과적인 여과를 수행할 수 있도록, 예를 들어 여과가 수행되는 순서 등이 용이하게 변화될 수 있다. 필터를 교체할 때, 부착/분리 및 그 용이함에 대하여는 전술한 다른 발명에 적용된 것과 동일하게 적용된다. 따라서, 본 발명에 따라, 복수의 막으로 수행된 여과에 의해 시험이나 다른 여과를 수행하는 경우에, 즉 작은 용량이 요구되는 경우에는 이에 대해 본 발명을 간단하고 용이하게 적용할 수 있다.

상기 (7)에 설명된 양호한 실시예에서, 상기 (2)의 경우에는 보울의 외부면 상에, 그리고 헤드의 외부면 상에 각각 판형 돌기를 제공함으로써, 이들 각각은 손가락 걸이 또는 공구 결합부로 사용될 수 있다. 이에 의해, 체결 작업이 용이해진다.

상기 (8)에 설명된 형태에서, 보울의 외부면 상에 판형 돌기를 제공함으로써, 이러한 돌기는 손가락 걸이 또는 공구 결합부로 사용될 수 있다.

상기 (9)에 설명된 형태에서와 같이, 손가락 걸이 핸들이 로킹 너트의 주연부의 3개 지점 각각에 제공될 때, 헤드의 분리/부착이 더욱 용이해 진다.

상기 (10)에 설명된 형태에서, 필터판은 바닥면에 소정의 높이를 갖는 원주 돌기를 갖는 한편, 보울의 개구부의 내부 바닥에는 내부에 원주 돌기를 수용하는 원주 홈이 형성된다. 필터판을 보울에 대해 가압함으로써, 가압할 때마다 O링을 사용하지 않고 충분한 밀봉을 얻을 수 있다. 따라서, 작업 효율이 높아지고, 비용이 절감된다.

상기 (11)에 설명된 형태에서, 그 하부면측 상에 적어도 하나의 동심 돌기, 바람직하게는 복수의 동심 돌기를 구비한 가압 링은 필터판의 상기 적어도 하나의 시트의 상부면 상에 위치된다. 필터판의 상부면측 상에는 전체 주연에 걸쳐 연장하는 평탄면이 제공되고, 가압 링의 동심 돌기는 밀봉을 수행하기 위해 필터판의 평탄면 상에서 가압된다. 이러한 이유로, 필터판에 융착할 수 없는 분리막을 포함하는 복합 분리막을 사용하는 경우에도 가압 링을 사용하여 밀봉이 가능해진다. 밀봉이 필요할 때마다 O링을 사용할 필요없이 분리막의 주연부에 충분한 밀봉이 수행될 수 있다. 따라서, 작업 효율이 높아지고 비용이 절감된다.

상기 (12)에 설명된 형태에서, 가압 링은 상부면측 상에 평탄면을 갖는다. 이러한 평탄면 상에는 평탄면의 상부에 배치된 필터판의 하부면 측에 제공된 소정 높이의 원주 돌기가 가압되어 밀봉이 이루어진다. 따라서, O링을 사용하지않고 복수의 필터판을 중첩시킬 수 있다. (그러나, 최상위부에 사용된 가압 링의 경우에는 헤드의 돌출 가압부가 O링을 통해 가압 링에 대하여 가압되어 밀봉된다.)

또한, 가압 링은 상부면의 평탄면을 둘러싸는 주연부를 가지며, 필터판은 상부면의 평탄면을 둘러싸는 주연부를 갖는다. 이에 의해, 가압 링이 필터판의 리세스부 내에 수용될 때 주연부들이 서로 융착되도록 배열된다. 따라서, 분리막이 필터판에 융착할 수 없더라도 필터판과 가압 링 사이의 결합 및 통합에 의해 밀봉되어 보유될 수 있게 된다.

상기 (13)에 설명된 실시예에서, 또한 (1) 또는 (4)에 있어서, 필터판의 외주연 상에는 손가락 걸이용 탭부가 구비되고, 보울에는 이에 상응하는 손가락 걸이용 탭부를 위한 안내 홈이 구비된다. 그러나, 원액 및 여과된 액체가 통과하는 유동로와, 유동로 외부의 공간은 전술한 밀봉 수단에 의해 서로로부터 격리된다. 따라서, 외부로부터의 오염에 대한 염려 없이 작동 효율을 높일 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 장치의 평면도이다.

도2는 필터 장치의 단면도이다.

도3은 필터 장치의 저면도이다.

도4는 필터 장치를 사용하는 하나의 형태를 도시하는 단면도이다.

도5는 본 발명의 2개의 실시예에 공통인 필터판의 평면도이다.

도6은 도5의 필터판의 라인 Ⅵ-Ⅴi를 따라 취해진 단면도이다.

도7은 도2의 필터 장치의 부분 확대도이다.

도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 필터 장치의 평면도이다.

도9는 필터 장치의 단면도이다.

도10은 필터 장치의 저면도이다.

도11은 필터 장치를 사용하는 하나의 형태를 도시하는 단면도이다.

도12는 필터 장치의 부분 확대도이다.

도13은 필터 장치의 단일체로서의 헤드의 평면도이다.

도14는 필터 장치의 단일체로서의 헤드의 단면도이다.

도15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 필터 장치의 사시도이다.

도16은 필터 장치의 라인 ⅩⅥ-ⅩⅥ을 따라 취해진 단면도이다.

도17은 필터 장치에 사용된 필터판의 평면도이다.

도18은 도17의 필터판의 라인 ⅩⅧ-ⅩⅧ을 따라 취해진 단면도이다.

도19는 필터판의 저면도이다.

도20은 가압 링의 평면도이다.

도21은 도20의 가압 링의 라인 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ을 따라 취해진 단면도이다.

도22는 2개의 시트의 필터판(5)이 사용된 제3 실시예에 따른 필터 장치를 도시하는 도16과 유사한 단면도이다.

도23은 내부에 일체로 형성된 필터판, 분리막 및 가압 링을 갖는 필터판 유닛을 도시하는 부분 단면도이다.

도면 부호의 설명

1 : 보울

2 : 개구부

3 : 헤드

5 : 필터판

7 : 원통형 내벽

9 : 판형 돌기

11 : 판형 돌기

13 : 여과된 액체 토출 포트

15 : 원액 공급 포트

16 : O링

17 : 탭부

18 : 안내 홈

19 : 수나사

20 : O링

21 : 암나사

23 : 볼록한 가압부

25 : 분리막

26 : 홈

27 : 다수의 세공

29 : 원주 홈

31 : 리세스부

33 : 로킹 너트

35 : 암나사

37 : 수나사

39 : 작용부

41 : 견부

43 : 공간

45 : 탭부

51 : 가스 통기구

53 : 핸들

55 : 가압 링

57 : 원주 홈

59 : 원주 돌기

61 : 핸들

63 : 손가락 걸이용 탭부

65 : 안내 홈

67 : 방향 탭부

69 : 단차부

70 : 주연부

71 : 평탄면

75 : 동심 돌기

77 : 탄성 밀봉부

79 : 주연부

81 : 주연부 바닥면

83 : 돌출 에지부

이후에는 양호한 실시예에 기초하여 본 발명이 설명되지만, 사용될 수 있는 재료로서 종래의 공지된 형태의 재료가 사용될 수 있다.

분리막으로서, PTFE, PE, PFA, PVDF, PSE 등과 같은 임의의 미세한 세공 분리막이 그러한 예시로 채택될 수 있다.

분리막을 보유하거나 분리막에 융착되는 필터판으로서, PP, PE, PFA 등과 같은 임의의 수지 재료의 종류가 그러한 예시로 채택될 수 있다.

하우징으로는, 종래에 공지된 높은 강성의 플라스틱 재료 또는 금속이 사용될 수 있다.

제1 실시예

본 발명의 제1 실시예에 따라 단순화된 형태의 필터 장치가 도1 내지 도7을 참조하여 설명될 것이다. 각각의 도면의 부품들 사이의 수직적 관계는 관련된 설명의 편의에 따른다. 즉, 이들의 수직적 관계는 바뀌거나, 수평하게 놓이거나, 원액 공급 포트 및 여과된 액체 토출 포트가 서로 바뀔 수 있다.

도2의 부분 확대도인 도1 내지 도6, 그리고 도7을 참조하면, 필터 장치는 하부면에 여과된 액체가 토출되는 토출 포트(13)를 갖고 상부면에 개구부(2; 또는 리세스부)를 갖는 보울(1; 또는 컵)과, 개구부(2)에 삽입되고 개구부의 바닥부에 의해 지지되는 하나 이상의 필터판(5)과, 원액 공급 포트(15)는 물론 필터판(5)의 주연부를 기밀 또는 액밀 밀봉하기 위해 개구부의 바닥부를 향해 필터판(5)의 주연부를 가압하는 볼록한 환형 가압부가 구비된 헤드(3)를 포함한다. 이후에 설명되는 바와 같이, 필터판(5)에는 분리막(25; 도5 또는 도6 참조)이 지지된다.

보울(1)의 개구부(2)는 원통형 내벽(7) 및 바닥부를 갖는다. 바닥부는 필터판(5)의 주연부를 지지하는 평평한 환형 주연부와, 토출 포트를 향하여 하향으로 완만하게 수렴하는 깔때기 형태의 중심부를 갖는다. 평평한 주연부에는 밀봉을 수행하기 위해 탄성 O링을 수용하는 원주 홈이 제공된다. 도2에 도시된 바와 같이, 보울(1)의 원통형 내벽(7)의 상부 측부에는 헤드(3)의 외부 주연면에 제공된 수나사(19)와 나사 결합하는 암나사(21)가 형성된다. 또한, 양 측면으로부터 원통형 내벽(7)의 직경을 개재하는 대향부에는, 내부에 필터판(5)의 탭부(17, 17)를 수용하는 수직 안내 홈(18; 수직 홈)이 형성된다. 도3에 도시된 바와 같이, 보울(1)의 하부면측에는, 헤드(3)를 보울(1)에 체결하거나 보울(1)에서 헤드(3)를 분리할 때 손가락 걸이 또는 공구 결합기 역할을 하는 판형 돌기(9)가 형성된다.

헤드(3)는 원통형이고, 외부 주연부에는 보울(1)의 암나사(21)와 나사 결합하는 수나사(19)를 갖는다. 공급 포트(15)의 내부 단부 부분은 필터판(5)의 여과면과 연통하는 공간(43)을 형성하도록 확장된다. 전술한 바와 같이, 필터판(5)의 주연부를 기밀 및 액밀식으로 밀봉하기 위해 공간(43)을 둘러싸는 벽은 필터판(5)의 주연부를 개구부의 바닥부를 향해 가압하는 볼록한 환형 가압부(23)를 포함한다. 볼록한 가압부(23)의 바닥면은 이후에 설명되는 바와 같이 필터판(5)을 O링을 통해 가압하여 소정의 밀봉을 수행하는 수평한 표면이다. 헤드(3)의 상부 단부면에는 나사 체결시에 손 결합기(또는 공구 결합기) 역할을 하는 판형 돌기(11)가 있다.

도5 또는 도6에 도시된 바와 같이, 필터판(5)은 다수의 세공(27)을 갖는다. 필터판(5)은 내부에 리세스부(31)가 제공되고, 그 표면에는 분리막(25)이 보유된다(가상선으로 표시되었음). 이러한 경우에, 분리막(25)은 바람직하게는 열 융착에 의해 필터판(5)의 표면에 고정된다. 복수의 필터판이 사용되는 경우에는, 리세스된 가압 삽입부(31)가 분리막(25)에 대해 분배 유동로를 형성한다. 또한, 리세스된 가압 삽입부(31)의 표면에는 다수의 세공(27)으로부터 다수의 홈(26)이 반경 방향으로, 또는 메쉬의 형태로 형성되어 유효 필터 영역을 증가시킨다. 필터판(5)의 주연부에는 원주 홈(29)이 제공되고, 밀봉을 위한 O링이 여기에 수용된다. 이렇게 함으로써, 도2에 도시된 바와 같이, 이러한 외부 주연부와 볼록한 가압부(23) 사이 와, 하나 이상의 필터판(5)의 외부 주연부들 사이의 밀봉이 가능하다.

양 측면으로부터 필터판(5)의 직경을 개재하는 두 개의 대향하는 지점에는 보울(1)의 안내 홈(18)에 끼워 맞춰지는 탭부(17, 17)가 형성된다. 이에 의해, 필터판(5)을 소정의 위치에 위치시킬 뿐만 아니라, 헤드(3)를 체결할 때 필터판(5)이 회전하는 것도 방지한다.

여과, 분리 및 정제 작업을 수행하기 전에, 또는 여과막을 평가 및 측정하기 이전에, O링(16)은 보울(1)의 개구부(2)의 바닥면의 원주 홈에 끼워 맞춰지고, 이어서 원주 홈(29)에 끼워 맞춰진 O링을 갖는 하나 또는 복수의 필터판(5)이 탭부(17) 및 수직 홈(18)을 사용하여 서로 정렬되며, 그 후에 필터판들을 보울(1)의 개구부(2)로 떨어뜨린다. 그 후에, 헤드(3)의 외부 주연면 상의 수나사(19)가 보울(1)의 암나사(21)와 나사 결합된다. 그 후에, 손이나 공구를 사용하여 판형 돌기(11)를 회전시킴으로써 헤드(3)가 보울(1)의 개구부(2)에 체결된다. 결국, 헤드(3)의 볼록한 가압부(23)는 필터판(5)의 주연부를 가압하여 관련 부재들 사이의 O링(16, 20)을 통해 기밀 및 액밀 밀봉이 달성된다. 이때, 도2에서와 같이 복수의 필터판(5)은 함께 조립될 수 있거나, 도4에서와 같이 필터판(5)의 단일편이 조립될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 필터 장치는 의도한 목적에 따라 단일 또는 복수의 필터판(5)으로 조립될 수 있는, 매우 유연한 구조를 갖는다.

부수적으로, 본 발명에 따른 필터 장치는 구조가 단순하기 때문에, 제조 비용이 저렴하다는 이점을 갖는다. 그러나, 헤드(3)의 볼록한 가압부(23)와 O링 사이에 마찰 미끄러짐(frictional slide)이 발생하기 때문에, 나사에 의한 체결을 조 심스럽게 수행해야 하는 약간의 불편함이 있다. 이는 다음의 실시예에서 개선될 것이다.

제2 실시예

다음에, 도8 내지 도14를 참조하여 본 발명의 제2 실시예가 설명될 것이다. 본 실시예가 전술한 실시예에 따른 필터 장치보다 더욱 복잡하지만, 기밀 및 액밀 밀봉이 용이하게 얻어진다는 이점이 있다. 관련된 각각의 도면에서, 제1 실시예의 필터 장치에 상응하는 부재는 동일한 도면 부호를 사용하였다.

본 실시예에 따른 필터 장치는 하부면에 여과된 액체가 토출되는 토출 포트(13)를 갖고 상부면에 개구부(2) 또는 리세스부를 갖는 보울(1)과, 개구부(2)에 삽입되고 개구부의 바닥부에 의해 지지되는 하나 이상의 필터판(5)과, 필터판(5)의 주연부를 기밀 또는 액밀 밀봉하기 위해 필터판(5)의 주연부를 개구부의 바닥부를 향해 가압하는 볼록한 환형 가압부(23) 및 원액 공급 포트(15)를 구비한 헤드(3)와, 헤드(3)를 보울(1)에 고정시키는 로킹 너트(33)를 포함한다.

필터판(5)에 관하여는 제1 실시예의 필터판과 동일한 구조를 갖기 때문에, 이하에서는 요구되는 경우에만 관련 설명이 이루어질 것이다. 반면, 보울(1)에 관하여는 본 예시에서 원통형 내벽에 암나사가 구비되지 않으며, 헤드(3)에 관하여는 본 예시에서 외부 주연면에 수나사가 구비되지 않는다.

도9의 원형 표시부 내부의 확대도인 도9, 도10 및 도12를 참조하여, 보울(1)의 개구부(2)는 원통형 내벽(7), 토출 포트(13)를 향하여 하향으로 완만하게 수렴하는 깔때기 형태의 중심부 및 필터판(5)의 주연부를 지지하는 평평한 환형 주연부 를 갖는다. 이러한 주연부에는 밀봉을 수행하기 위해 탄성 O링을 수용하는 원주 홈이 제공된다. 도9에 도시된 바와 같이, 보울(1)의 원통형면의 상부 측부에는 로킹 너트(33)의 내주연면에 제공된 암나사(35)와 나사 결합하는 수나사(37)가 형성된다. 또한, 양 측면으로부터 원통형 내벽(7)의 직경을 개재하는 대향 위치에는 도2의 경우와 동일한 방식으로 내부에 수용된 필터판(5)의 탭부(17, 17; 도5 참조)를 갖는 수직 안내 홈(18, 18)이 형성된다. 보울(1)의 하부면측에는 헤드(3)를 보울(1)에 체결할 때나 헤드(3)를 보울(1)로부터 분리할 때 손가락 걸이 또는 공구 결합부 역할을 하는 판형 돌기(9)가 형성된다.

도9, 도13 및 도14를 참조하여, 헤드(3)의 공급 포트(15)의 내부 단부 부분은 필터판(5)의 여과면과 연통하는 공간(43)을 형성하도록 확장된다. 전술한 바와 같이, 상기 공간을 둘러싸는 벽은 필터판(5)의 주연부를 O링(20)을 거쳐 개구부(2)의 바닥부를 향해 가압하는 볼록한 환형 가압부(23)를 포함한다. 헤드(3)의 직경은 보울(1)의 원통형 내벽(7)의 직경보다 약간 작아서, 헤드(3)가 보울의 내벽 내에 끼워 맞춰질 수 있다. 회전을 방지하기 위해, 헤드(3)의 외주연에는 보울(1)의 수직 홈(18, 18)에 끼워 맞춰지는 탭부(45, 45)가 제공된다. 헤드(3)의 외주연부의 상부면에는 체결력을 수용하기 위해 로킹 너트(33)의 작용면(39)과 접촉하는 견부(41)가 형성된다. 이러한 이유로, 필터판(5)은 헤드(3)의 볼록한 가압부(23)로부터 수직으로(필터 장치의 축방향으로) 작용하는 체결력을 수용할 수 있다.

필터판(5)의 구조는 도5 및 도6과 관련하여 제1 실시예에서 설명한 구조와 동일하다.

다음으로, 도8 및 도9를 참조하여, 로킹 너트(33)는 헤드(3)의 견부(41)와 충돌 접촉하는 작용부(39)를 갖는 평평한 환형부와, 내주연면에 형성된 암나사(35)를 갖는 원통형 외주연 벽을 갖는다. 암나사(35)는 보울(1)의 외주연면에 형성된 수나사(37)와 나사 결합된다. 너트(33)의 작용부(39)는 손가락 걸이 또는 공구 결합기 역할을 하도록 다각형 구조로 형성된다.

여과 또는 분리 작동 이전에, 또는 여과막의 평가 및 측정 이전에, O링(16)은 보울(1)의 개구부(2)의 바닥면의 원주 홈에 끼워 맞춰지고, 이어서 원주 홈(29)에 끼워 맞춰진 O링(20)을 갖는 단일 또는 복수의 필터판(5)이 탭부(17) 및 수직 홈(18)을 사용하여 서로 정렬되고, 그 후에 보울(1)의 개구부(2)로 떨어뜨린다. 헤드(3)는 탭부(45)가 수직 홈(18)과 정렬된 상태로 보울(1)의 개구부에 체결된다. 후속하여, 로킹 너트(33)가 헤드(3) 상에 공급되고, 그 후에 로킹 너트의 암나사(35)가 보울(1)의 수나사(37)와 나사 결합되고, 그 후에 로킹 너트가 손가락 또는 공구를 사용하여 회전되어서, 나사 모두가 함께 강제 결합된다. 결국, 작용부(39) 및 견부(41)를 통해, 체결력은 볼록한 가압부(23)를 거쳐 헤드 및 필터판(5)의 주연부에 인가된다. 이 결과로, 필터판(5)의 주연부는 O링(16, 20)을 통해 액밀식으로 밀봉된다. 도9에 도시된 바와 같이 이러한 예시에서, 복수의 필터판(5)이 함께 조립될 수 있거나, 도11에 도시된 바와 같이 단일편의 필터판(5)이 조립될 수도 있다. 이와 같이, 본 발명의 필터 장치는 의도된 목적에 따라 단일 또는 복수의 필터판(5)으로 조립될 수 있는 매우 유연한 구조를 갖는다.

제3 실시예

다음으로, 본 발명의 제3 실시예가 도15 내지 도23을 참조하여 설명될 것이다. 본 실시예가 도8 내지 도14와 관련하여 설명된 제2 실시예와 유사하지만, 필터판의 밀봉부의 구조, 필터판의 손가락 걸이의 구조 및 로킹 너트의 구조가 상이하다. 또한, 이러한 각각의 형상부에서, 제2 실시예에 따른 필터 장치의 부재와 상응하는 부재는 유사한 도면 부호로 표시하였다.

도15는 본 실시예에 따른 필터 장치의 사시도이고, 도16은 도15의 라인 ⅩⅥ-ⅩⅥ를 따라 취해진 단면도이다. 본 실시예의 필터 장치는 개구부 또는 리세스부(2) 및 여과된 액체가 토출되는 토출 포트(13)를 갖는 보울(1)과, 개구부(2) 내로 삽입되고 개구부의 바닥부에 의해 지지되는 하나 이상의 필터판(5)과, 필터판(5)의 상부면 또는 상부면에 배치된 여과막을 가압하는 데 사용되는 가압 링(55)과, 가압 링(55)의 주연부를 기밀 또는 액밀식으로 밀봉하기 위해 가압 링(55)의 주연부를 리세스(2)의 바닥부를 향해 가압하는 원통형 또는 볼록한 환형 가압부(23) 및 원액 공급 포트(15)를 구비한 헤드(3)와, 헤드를 보울(1)에 고정시키는 로킹 너트(33)를 포함한다. 부가하여, 본 실시예에서는 원액 내에 용해된 가스 및 공기 방울을 빼내기 위한 가스 통기구(51)가 제공된다.

보울(1)의 개구부(2)는 원통형 내벽(7), 토출 포트(13)를 향해 하향으로 완만하게 수렴하는 깔때기 형태의 중심부 및 필터판(5)의 주연부를 지지하는 평평한 환형 주연부를 갖는다. 이러한 주연부는 밀봉을 수행하기 위해 내부에 원주 홈(57)을 갖는다. 이러한 홈에는 상기 2개의 부품 사이의 밀봉 부착을 달성하도록 필터판(5)의 바닥면으로부터 돌출하는 역삼각형 단면 원주 돌기(59; 도18 참조))가 끼워 맞춰진다. 보울(1)의 원통형 외주연면의 상부 측부에는 로킹 너트(33)의 내주연면에 형성된 암나사(35)와 나사 결합되는 수나사(37)가 형성된다. 또한, 원통형 내벽의 일부에는 필터판(5)의 손가락 걸이용 탭부(63; 도17 내지 도19 참조)가 수용되는 수직 안내 홈(65)이 제공된다. 이후에 설명되는 바와 같이 필터판의 구조로 인해, 손가락 걸이용 탭부(63)는 원액 및 여과된 액체를 위한 통로로부터 격리되어, 손가락 걸이용 탭부(63)가 존재하더라도 여과 액체가 오염되는 것을 방지한다. 따라서, 이러한 모델에 따라 필터판의 조립 및 교체가 용이해 진다. 각각의 필터판에는 도17 내지 도19에 도시된 방향 탭부(67)가 제공되고, 이에 상응하여 보울(1)의 내벽(7)에는 도2의 경우와 동일한 방식으로 수직 홈(도시하지 않음)이 형성된다. 따라서, 필터판(5)의 표면은 위쪽이 항상 바르게 설정될 수 있다.

도16에 도시된 바와 같이, 헤드(3)의 공급 포트(15)의 내부 단부 부분은 필터판(5)의 여과면과 연통하는 공간(43)을 형성하도록 확장된다. 전술한 바와 같이, 상기 공간을 둘러싸는 벽은 가압 링(55)과 O링(20)을 통해 필터판(5)의 주연부를 개구부(2)의 바닥부를 향해 가압하는 볼록한 환형 가압부(23)를 포함한다. 헤드(3)의 직경은 보울(1)의 원통형 내벽(7)의 직경보다 약간 작아서 헤드(3)의 하부 측부가 끼워 맞춰질 수 있다. 헤드(3)의 외부 주연부의 상부면에는 체결력을 수용하도록 로킹 너트(33)의 작용부(39)와 접촉하는 견부(41)가 형성된다. 이러한 이유로, 필터판(5) 및 가압 링(55)은 헤드(3)의 볼록한 가압부(23)로부터 수직으로(필터 장치의 축방향으로) 작용하는 체결력을 수용할 수 있다.

로킹 너트(33)는 헤드(3)의 견부(41)와 충돌 접촉하는 작용부(39)를 갖는 평 평한 환형부 및 내주연면에 형성된 암나사(35)를 갖는 원통형 외주연벽을 갖는다. 암나사(35)는 보울(1)의 외주연면에 형성된 수나사(37)와 나사 결합된다. 도15에서와 같이, 로킹 너트(33)는 서로 동일한 각도로 이격된 주연부의 3개의 지점에 핸들(53)을 가짐으로써 로킹 너트(33)를 체결하고 분리하는 것을 용이하게 한다. 또한, 보울(1)의 주연부에 유사한 핸들(61)이 제공된다. 적절한 회전 방지 부재가 제공되는 경우에, 보울(1)은 임의의 핸들(61)을 구비하지 않을 수 있다.

헤드(3) 및 로킹 너트(33)는 둘 사이의 관련된 회전을 이룰 수 있다. 따라서, 헤드(3)가 O링을 거쳐 가압 링(55) 및 필터판(5) 상에 설치된 후에 로킹 너트(33)가 체결될 때, 헤드(3)가 가압 링(55)과 마찰 결합된 상태로 로킹 너트(33)만이 회전하기 때문에, 헤드(3), 필터판(5) 및 가압 링(55) 중 각각의 두 부재들 사이의 밀봉 수단이 미끄러지는 것이 방지된다. 이 결과로, 신뢰성 있는 밀봉 강도가 얻어진다.

제3 실시예의 필터판(5)은 도17(평면도), 도18(도17의 라인 ⅩⅧ-ⅩⅧ을 따라 취해진 단면도) 및 도19(저면도)에 도시된다. 필터판(5)은 리세스된 가압 삽입부를 가지며, 이러한 리세스된 가압 삽입부의 내부 바닥에는 평평한 보유면(31)이 제공되고, 평평한 보유면(31)의 주연부에는 세공 없는 평탄면이 형성된다. 보유면(31)에는 적어도 하나의 분리막이 보유된다(도면에는 점선으로 도시된 2개의 시트의 분리막(25, 25')이 있다). 분리막(25, 25')을 보유하기 위해, 가압 링(55)이 필터판(5)의 리세스된 가압 삽입부에 삽입된다. 그리고, 외주연부의 바닥면으로부터 돌출하는 동심 밀봉 돌기(75)를 통해, 분리막의 주연부가 보유면(31)의 주연부 의 평탄면에 대해 가압된다. 도23과 관련하여 설명되는 바와 같이, 가압 링(55)의 주연부(79) 및 필터판의 주연부(70)는 서로 융착된다. 이 때문에, 부재(5, 55) 모두는 열가소성 재료로 제조된다.

분리막(25, 25') 중 하나 또는 모두가 필터판(5)에 열 융착 가능한 형태인 경우에, 분리막은 필터판(5)에 열 융착될 수 있다. 예를 들어, 열 융착 가능한 폴리에틸렌으로 제조된 분리막과 열 융착할 수 없는 플루오르 수지로 제조된 분리막을 결합하는 경우에, 폴리에틸렌 분리막(25)은 필터판(5)에 융착된다. 그 후에, 플루오르 수지 분리막(25')은 간단하게 그 위에 위치되어 가압 링(55)에 의해 주연부가 필터판(5)의 보유면(31)의 평평한 주연부에 대해 가압된다.

필터판(5)의 상부면은 격자의 형태로 구성되고, 리세스된 가압 삽입부의 표면에는 유효 필터 영역을 증가시키기 위해 격자 성분들 사이에서 메쉬의 형태로 서로 연통하는 다수의 홈(26)이 형성된다. 또한, 하부면측 상에는 홈(26)에서 배출되는 여과된 액체를 수집하기 위해 균일하게 분포된 다수의 세공(27)이 제공된다. 복수의 필터판이 사용된 경우에, 리세스된 가압 삽입부는 분리막(25)으로 이어지는 분배 유동로를 형성한다.

전술한 바와 같이, 필터판(5)의 외주연부의 바닥면에서는 역삼각형 원주 돌기(59)가 돌출한다. 원주 돌기(59)는 전체 주연에 걸쳐 동일한 높이를 갖고, 그 팁 단부는 동일한 평탄면에 있다. 원주 돌기(59)는 보울(1)에 형성된 원주 홈(57)의 폭 보다 큰 폭을 가지며, 양쪽에 모두 끼워 맞춰질 경우에 돌기(59)가 원주 홈(57)의 바닥에 도달하지 않는 높이를 갖는다. 이렇게 함으로써, 원주 돌기(59)와 내벽 및 외벽의 상부 에지 사이에서 탄성 변형에 의한 밀봉이 실현될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 필터판(5) 상에는 손가락 걸이용 탭부(63) 및 방향 탭부(67)가 형성되고, 손가락 걸이용 탭부(63)는 보울(1)의 안내 홈(18)에 끼워 맞춰지는 반면, 방향 탭부(67)는 상응하는 방향 조절 홈에 끼워 맞춰진다. 이 결과로, 필터판(5)의 분리 및 부착이 용이해지고, 필터판(5)이 앞면/뒷면에 대해 바르게 장착될 수 있으며, 또한 헤드(3)를 체결할 때 회전하는 것을 방지한다.

또한, 필터판(5)은 리세스된 가압 삽입부에 보유면(31)을 둘러싸는 평평한 단차부(69)를 갖는다. 이러한 단차부(69)는 이후에 설명되는 바와 같이 가압 링(55)의 주연부 바닥면(81)을 수용하여 가압 링을 보유하고, 또한 가압 링의 탄성 밀봉 부재(77)의 좌굴을 방지하는 부재의 역할을 한다. 필터판(5)의 주연부(70)는 주연부(70)의 내부에 끼워 맞춰진 가압 링(55)의 주연부(79)를 수용하여 서로 융착된다.

제3 실시예의 가압 링(55)은 도20(평면도) 및 도21(도20의 라인 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ을 따라 취해진 단면도)에 도시된다.

가압 링(55)에는 상부면측에 평탄면(71)이 형성되고, 바닥면으로부터 돌출하는, 3개의(일반적으로 복수의) 역삼각형 동심 돌기(75)로 구성된 밀봉부를 갖는 탄성 밀봉부가 형성된다. 그리고, 상부면 및 하부면은 액체 분배 유동로를 구성하기 위해 개구(73)를 통해 서로 연통한다. 3개의 돌기의 팁 단부는 동일한 평탄면 내에 있다. 평탄면(71)은 O링(20; 도16)을 위한 밀봉면 역할을 하거나, 다른 필터판(5)의 원주 돌기(59)를 위한 밀봉면 역할을 한다.

가압 링(55)은 상향으로 돌출하는 주연부(79)를 갖는다. 이러한 주연부(79)는 분리막(25, 25')을 거쳐 필터판(5)의 리세스부 내로 가압 링(55)이 삽입될 때 필터판(5)의 주연부(70)와 대략 동일한 높이를 갖는다. 가압 링(55)의 외주연은 그 직경이 필터판(5)의 주연부(70)의 내주연면에 끼워 맞춰지는 돌출 에지부(83)를 갖는다. 이러한 이유로, 가압 링(55)의 주연부(79)와 필터판(5)의 주연부(70) 사이에는 용융된 수지가 유동할 수 있는 간극이 형성된다. 이러한 조건에서 뜨거운 판이 이러한 주연부 전체에 인가되고 압력 하에서 가열이 수행될 때, 주연 에지 모두는 상기 간극 내로 유동하도록 함께 용융되고, 이에 의해 높은 강도로 분리막을 보유하도록 함께 견고하게 융착된다.

가압 링(55)의 주연부 바닥면(81)은 서로 고정된 관계로 두 부재(5, 55)를 보유하고 또한 동시에 동심 돌기(75)를 갖는 탄성 밀봉부(77)의 좌굴을 방지하도록 필터판(5)에 제공된 평평한 정지부(69)와 결합된다.

이러한 실시예에서, 필터판(5), 분리막(25, 25') 및 가압 링(55)은 사전에 함께 일체화된 부품으로 제조된다.

도23은 분리막(25, 25')이 필터판(5)에 보유된 상태를 도시하고, 생성된 구조물은 가압 링(55)을 사용하여 가압되며, 두 부재 모두는 열 융착되어 필터판 유닛으로 함께 일체화된다.

전술한 바와 같이, 가압 링(55)은 필터판(5)의 리세스된 가압 삽입부에 삽입되고, 분리막의 주연부는 외주연부의 주연부 바닥면으로부터 돌출하는 동심 밀봉 돌기(75)를 사용하여 보유면(31)의 주연부의 평탄면에 대해 가압된다. 또한, 필터 판(5)의 단차부(69)는 가압 링(55)의 주연부 바닥면(81)을 지지한다. 가압 링 주위에 위치된 돌출 에지부(83)가 존재하기 때문에, 필터판(5)의 리세스된 가압 삽입부에 삽입된 가압 링(55)의 주연부(79)와 필터판(5)의 주연부(70)의 내주연면 사이에는 간극이 존재한다. 따라서, 뜨거운 판이 주연부(79) 및 주연부(70) 전체에 인가되어 가압할 때, 주연부(70, 79)는 서로 용융되고 압착되어 함께 융착된다. 또한, 용융된 수지는 도23에 도시된 바와 같이 평평한 융착부(W)를 형성하도록 주연부(70, 79)들 사이의 간극 내로 유동한다. 이러한 평평한 융착부(W)의 상부면은 평탄면(71)과 거의 일치한다.

도22는 2개 이상의 필터판(5)이 사용된 제3 실시예의 필터 장치의 케이스를 도시한다. 이러한 예시에서, 2개의 시트의 필터판 및 2개의 가압 링(55) 편이 사용된다. 그리고, 필터판(5, 5)들 사이의 밀봉은 상부측 상의 필터판 바닥면의 원주 돌기(59)가 하부측 가압 링(55)의 평탄면(71)에 접합하는 방식으로 실현되고, 밀봉력은 로킹 너트(33)의 체결력에 의해 가해진다.

여과 또는 분리 작업을 수행하거나 여과막을 평가 및 측정하기 이전에, 분리막(25 및/또는 25')을 도23에 도시된 바와 같이 필터판(5)과 가압 링(55)으로 조립하여 일체의 필터판 유닛으로 형성하는 것이 고려된다.

그 후에, 손가락 걸이용 탭부(63), 수직 안내 홈(65) 및 방향 탭부(67)를 사용하여, 필터판(5)은 보울(1)의 개구부(2) 바닥면 상에 떨어뜨려 진다. 이 결과로, 필터판(5)의 바닥면의 원주 돌기(59)는 보울(1)의 원주 홈(57)에 끼워 맞춰져서 밀봉된다. 필요하다면, 다른 필터판(5)은 가압 링(55)과 함께 장착된다. 이 결과로, 상부측 필터판(5)의 원주 돌기(59)는 가압 링(55)의 하부측의 평탄면(71)에 접합한다. 마지막으로, 헤드(3)가 로킹 너트와 함께 보울(1)에 설치되며, 헤드(3)의 하부 단부 부분은 보울(1)의 개구부(2)에 삽입되고, 핸들(53)을 사용함으로써 로킹 너트(33)의 암나사(35)는 보울(1)의 수나사(37)와 나사 결합하며, 경우에 따라 핸들(61)을 사용하여 로킹 너트(33)를 손이나 공구로 회전시킨다. 이에 의해, 헤드(3)는 보울(1)에 나사 결합된다. 이에 의해, 작용부(39) 및 견부(41)를 통하여 체결력이 볼록한 가압부(23)를 거쳐 필터판의 헤드의 주연부에 인가되어, O링(20), 탄성 밀봉부(77)의 3개의 동심 돌기(75), 원주 돌기(59) 및 원주 홈(57)이 필터판(5)의 주연부를 액밀식으로 밀봉한다. 이 결과로, 원액 및 여과된 액체의 유동로가 안내 홈 등으로부터 완전하게 격리된다. 부가하여, 도16에 도시된 바와 같이, 필터판(5)의 단일 시트가 조립될 수 있거나, 도22에 도시된 바와 같이 복수의 필터판도 조립될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 필터 장치는 사용 목적에 따라 단일 또는 복수의 필터판(5)의 시트를 조립할 수 있는 매우 유연한 구조를 갖는다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따라, 분리막을 시험하는 데 사용되는 처리될 액체의 유동로는 가장 간단한 직선형(소위 "직렬"형)이다. 즉, 구조가 가장 단순화된 형태이다. 또한, 가장 단순한 구조임에도 불구하고 여과될 원액이 통과되는 분리막이 대체로 수직한 방향으로 유동로에 장착되기 때문에, 여과 효율이 우수한 필터 장치를 제공할 수 있고, 분리막의 성능을 시험하기 위한 분리막의 부착/분리가 용이하며 분리막의 교체가 신속하게 수행될 수 있다.

Claims

일 측면에 토출 포트를 갖고 타 측면에 상기 토출 포트와 연통하는 개구부를 갖는 보울과,

처리되지 않은 원액이 여과되는 것을 허용하는 분리막이 보유 또는 고정되어 있고, 상기 처리되지 않은 원액 또는 여과된 액체가 통과하는 것을 허용하는 개구를 구비하는 적어도 하나의 필터판과,

상기 여과된 액체가 누출되는 것을 방지하도록 일 측면으로부터 상기 필터판을 가압하는 돌출 가압부를 일 측면에 갖고, 처리되지 않은 원액 공급 포트를 타 측면에 갖는 헤드와,

상기 헤드를 상기 보울을 향해 가압하는 가압 수단을 포함하고,

상기 적어도 하나의 필터판은 상기 보울의 상기 개구부 내에 수용되는 필터 장치.
제1항에 있어서, 상기 가압 수단은 상기 보울 및 상기 헤드에 형성되어 서로 나사 결합된 암나사 및 수나사이고, 이들을 서로 회전시킴으로써 상기 가압을 수행하는 필터 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분리막을 보유 또는 고정한 상기 필터판은 하나 이상의 상기 필터판이 하나 위에 다른 하나가 적층되는 방식으로 설치되는 필 터 장치.
일 측면에 토출 포트를 갖고 타 측면에 상기 토출 포트와 연통하는 개구부를 갖는 보울과,

처리되지 않은 원액이 여과되는 것을 허용하는 분리막이 보유 또는 고정되어 있고, 상기 처리되지 않은 원액 또는 여과된 액체가 통과하는 것을 허용하는 개구를 구비하는 적어도 하나의 필터판과,

상기 여과된 액체가 누출되는 것을 방지하도록 일 측면으로부터 상기 필터판을 가압하는 돌출 가압부를 일 측면에 갖고, 처리되지 않은 원액 공급 포트를 타 측면에 갖는 헤드와,

상기 헤드를 축방향으로 상기 보울을 향해 가압하는 로킹 너트를 포함하고,

상기 적어도 하나의 필터판은 상기 보울의 상기 개구부 내에 수용되는 필터 장치.
제4항에 있어서, 상기 보울 및 상기 로킹 너트 각각은 서로 결합하는 나사부를 갖고, 이들을 서로에 대해 회전시킴으로써 상기 헤드를 상기 보울을 향해 가압하는 필터 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 분리막을 보유 또는 고정한 상기 필터판은 하나 이상의 상기 필터판이 하나 위에 다른 하나가 적층되는 방식으로 설치되는 필 터 장치.
제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 보울의 일 측면 상의 외부면에는 손가락 걸이용 판형 돌기가 제공된 필터 장치.
제2항에 있어서, 상기 헤드의 타 측면 상의 외부면에는 손가락이 결합되는 판형 돌기가 제공되는 필터 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 로킹 너트는 주연부의 3개의 지점에 손가락 걸이 핸들을 갖는 필터 장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 필터판은 바닥면에 소정의 높이를 갖는 원주 돌기를 갖는 한편, 상기 보울의 상기 개구부의 내부 바닥에는 상기 원주 돌기를 수용하는 원주 홈을 가져서, 상기 필터판을 상기 보울에 대해 가압함으로써 밀봉을 수행하는 필터 장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 하부면측에 적어도 하나의 동심 돌기를 갖는 가압 링은 상기 적어도 하나의 필터판의 상부면에 위치되고, 상기 필터판의 상부면측에는 전체 주연에 걸쳐 연장하는 제1 평탄면이 제공되고, 상기 가압 링의 상기 동심 돌기는 상기 필터판의 상기 제1 평탄면 상에 가압되어 밀봉을 수행하는 필터 장 치.
제11항에 있어서, 상기 가압 링은 상부면측에 제2 평탄면을 갖고, 상기 제2 평탄면에는 상기 제2 평탄면의 상부측에 배치된 상기 필터판의 하부면측에 제공된 소정 높이의 원주 돌기가 가압되어 밀봉이 이루어지거나, 상기 헤드의 상기 돌출 가압부가 O링을 통해 가압되어 밀봉이 이루어지는 필터 장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 필터판의 외주연에는 손가락 걸이용 탭부가 제공되고, 이에 상응하여 상기 보울은 상기 손가락 걸이용 탭부를 수용하는 안내 홈을 내부에 구비하는 필터 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 필터판은 상기 제1 평탄면을 둘러싸는 제1 주연부를 갖고, 상기 가압 링은 상기 제2 평탄면을 둘러싸는 제2 주연부를 가져서, 상기 가압 링이 상기 필터판의 리세스된 가압 삽입부 내에 수용될 때 상기 제1 및 제2 주연부가 서로 융착될 수 있도록 구성되는 필터 장치.