KR20060080582A - 필터 장치 및 교체 가능한 필터 카트리지 - Google Patents

Abstract

필터 하우징을 가진 필터 장치가 개시되는데, 이것은 필터 하우징 안으로 삽입될 수 있는 교체 가능한 필터 카트리지를 가지고, 특히 모세관 또는 중공형 섬유 멤브레인들의 다발 형태인 필터 요소를 포함한다. 카트리지의 단부들에서 필터 요소는 단부 단편의 시일링 성분 안에 함입되며, 단부 단편들의 주위 표면은 시일링 면의 형태이고 적어도 하나의 시일링 요소를 유지한다. 단부 단편의 주위 표면은 유지 구조를 가지며, 바람직스럽게는 상기 유지 장치와 협동하도록 일체로 몰딩되며, 상기 유지 장치와 상기 유지 구조가 바람직스럽게는 적어도 일 방향에서 필터 카트리지의 이동을 허용하도록 느슨하게 서로 맞물린다.

Description

필터 장치 및 교체 가능한 필터 카트리지{Filtering device and replaceable filter cartridge}

본 발명은 필터 장치에 관한 것으로서, 상기 필터 장치는 적어도 하나의 비-여과액 유입부와 적어도 하나의 여과액 유출부를 가진 필터 하우징; 상기 필터 하우징 안에 삽입되고 특히 모세관 또는 중공형 섬유 멤브레인의 다발(bundle)인 적어도 하나의 필터 요소를 포함하며, 카트리지의 양쪽 단부들이 단부 단편들 안에 고정되고, 상기 단부 단편들 안에 고정된 필터 요소가 카트리지의 일 단부로부터 다른 단부로 연장된 유체 유동 경로를 한정하는, 교체 가능한 필터 카트리지; 및, 필터 하우징에 대하여 축방향으로 직접적으로 또는 간접적으로 지탱되는, 필터 하우징 안에 필터 카트리지를 지지하기 위한 적어도 하나의 유지 장치를 구비한다. 본 발명은 또한 교체 가능한 필터 카트리지에 관한 것이기도 하다.

필터 하우징은 제 1 및, 제 2 개방 단부들을 가진 필터 카트리지 하우징과, 각각의 개방 단부에서 탈착 가능한 필터 헤드를 규칙적으로 구비한다.

적어도 하나의 비-여과액 유입부가 필터 헤드상에 제공되는 반면에, 적어도 하나의 여과액 유출부는 필터 카트리지 하우징상에 배치된다. 이와는 다르게, 여과액 유출부가 필터 헤드상에 배치되고 비-여과액 유입부가 필터 카트리지 하우징 위에 배치되도록 비-여과액 유입부와 여과액 유출부가 교환될 수 있다. 여과액 유입 부 또는 비-여과액 유출부로서 할당하는 것은 필터 장치의 작동 모드에 달려있다.

필터 요소는 복수개의 튜브형, 모세관형 또는 중공형 섬유 멤브레인들을 구비할 수 있다. 더욱이, 필터 요소는 필터 멤브레인들과 같이 카트리지의 길이 방향 축에 평행하게 배치된 평탄한 튜브형 필터 매체를 포함할 수 있거나, 또는 필터 카트리지의 길이 방향 축 둘레에 나선형으로 감긴 필터 멤브레인들이나 또는 직조되지 않은 필터 직물을 포함할 수 있다. 평탄한 튜브형 필터 요소나 또는 평탄한 튜브형의 나선형으로 감긴 필터 요소의 경우에, 필터 장치를 통한 유동의 방향에 따라서, 필터 요소의 멤브레인 벽들은 여과 챔버 또는 비-여과액 챔버를 형성하는 스페이서(spacer)에 의해 서로로부터 분리된다. 필터 요소들은 그들의 단부 부분이 비-여과액 챔버 또는 여과액 챔버에 각각 개방되는 방식으로 그들의 단부 부분이 캐스팅 재료(casting material) 안에 함입된다.

독일 특허 DE 39 16 511 A1 는 필터 장치를 개시하는데, 여기에서 모세관 또는 중공형 섬유 멤브레인들의 다발은 양 단부들이 캐스팅 물질 또는 시일링 성분으로 제작된 단부 단편들 안에 함입되고, 단부 단편들은 필터 하우징의 유지용 고리 또는 내측 칼러(collar)에 고정된다. 필터 작용 동안에 발생하여 다발에 작용하는 압력은 상기의 내측 칼러에 의해 흡수된다. 단부 단편들은 필터 카트리지 하우징을 지나서 돌출하며 시일링은 필터 헤드 안에서 O -링에 의해 이루어진다. 필터 헤드는 비-여과액 유입부와 여과액 유출부를 가지는데, 이것은 핀(fin)들을 통하여 필터 카트리지 하우징에 연결된 내측 칼러가 여과액에 의해 둘러싸일 필요가 있게 하 여, 여과액이 필터 헤드 안으로 유동한다. 이것은 오염에 이르게 되는데, 오염은 회피되어야 한다.

이러한 공지의 필터 장치는 필터 카트리지가 카트리지 하우징에 움직일 수 없게 부착되어 있는 단점을 더 가진다. 이것이 의미하는 것은 모세관 또는 중공형 섬유 멤브레인의 소모 이후에 상기 모세관 또는 중공형 섬유 멤브레인들이 하우징과 함께 폐기되어야만 하거나, 또는 대안으로서, 모세관 및 중공형 섬유 멤브레인들이 하우징으로부터 정교한 수단에 의해 제거되어야만 한다는 것을 의미한다.

카트리지 하우징으로부터 실제의 필터 요소를 분리시킬 수 있는 필터 모듈들이 시판되고 있으며 다양한 형태로 설명된다. 이러한 모듈들은 항상 미끄럼 방식의 카트리지를 가지며, 하우징으로부터 제거될 수 있다.

공지의 한가지 제 1 변형은 자체적인 하우징 안에 설치되어야 하는 미끄럼 카트리지의 캐스팅 재료(casting material)로 제작된 단부 단편들을 제공하는데, 하우징은 캐스팅 재료를 둘러싸는 2 개의 종단 요소들과, 예를 들어 천공된 튜브이거나 또는 유지용 바아(bar)로 이루어진 중간 부분을 구비한다. 단부 단편들과 상기 종단 요소들 사이에서 접착제 접합에 의해 시일링이 이루어진다.

힘을 단부 단편으로부터 종단 요소들로 이전함으로써 압축력의 보상이 이루어진다. 중간 부분의 주요 목적은 미끄럼 카트리지가 접혀지는 것을 방지하는 것이다. 다른 한편으로, 중간 부분은 이전, 설치 및, 여과 동안에 모세관들에 대한 보호부로서의 역할을 한다.

유사한 구현예가 독일 특허 DE 44 01 014 A1 에 개시되어 있다. 이러한 장치 는 실질적으로 튜브형 하우징으로 이루어지는데, 그들의 양 단부들은 캡(cap)들에 의해 폐쇄된다. 하우징 자체의 안에는 내부 챔버가 형성되고, 그 안에 막을 형성하는(membranous) 요소가 제거 가능하게 설치된다. 미끄럼 카트리지에 대응하는 상기 막을 형성하는 요소는 실질적으로 복수개의 중공형 섬유 멤브레인으로 이루어져서 격자 튜브를 둘러싸는데, 격자 튜브에는 그것의 전체적인 표면과 길이에 걸쳐서 개구들이 제공된다. 필터 카트리지의 양쪽 단부들은 폐쇄 부재를 가지며, 폐쇄 부재는 시일링 성분으로 이루어져서 그 안에 중공형 섬유 멤브레인들이 함입된다.

상기 예의 단점은 미끄럼 카트리지의 제조에서 고도의 소모가 포함된다는 점이다. 압력-저항하는 미끄럼 카트리지는 각각의 교체 작용에서 완전히 갱신되어야만 하기 때문에, 미끄럼 카트리지의 독립적인 하우징이 폐기물로서 처리되어야 하고 정교한 수단에 의해 재생된다는 점에서 높은 비용이 발생된다. 더욱이, 부가적인 하우징의 존재에 의해 중량이 불필요하게 증가된다.

미끄럼 카트리지의 제 2 예는 캐스팅 재료 또는 시일링 성분들의 단부 단편들이 고리 안으로 둘러싸게 하는데, 이것은 여과 작용 동안에 발생하는 힘들을 다른 분할된 고리를 통하여 하우징으로 직접적으로 전달한다. 미끄럼 카트리지는 중간 부분이 없으며 따라서 이전에 설명된 구현예와 비교하여 저렴하다. 이러한 예에서는 접착제 접합과 관련된 단점이 나타난다. 특히, 상이한 선형 팽창 계수와 온도 변화들은 상기의 접착제 접합을 약화시킬 수 있어서 단부 단편들과 고리 사이에 양호한 시일이 이루어지는 것을 보장하지 않는다. 단부 단편들로부터 고리로 힘이 전달되는 것이 보장되지 않아서, 궁극적으로 미끄럼 카트리지가 접혀지게 할 수 있 다.

독립적인 카트리지 하우징을 가진 제 1 의 변형에 실질적으로 대응하는 제 3 의 예에서, 접착제 접합은 제공되지 않지만, 대신에 요소들은 필터 하우징의 폐쇄 캡과 미끄럼 카트리지 사이의 축방향 시일링 고리에 의해 채워진다. 이러한 경우에는 미끄럼 카트리지의 정교한 설계가 단점인데, 미끄럼 카트리지를 위한 독립적인 하우징이 모든 힘들을 흡수하여야 하기 때문이다. 하우징의 종단 요소와 시일링 성분 사이에는 여과액을 향하여 개방됨으로써 오염원을 형성하는 슬릿이 형성된다.

국제 출원 공개 WO 00/67885 는 다른 필터 장치를 개시하는데, 필터 장치 안으로 필터 카트리지가 삽입되고, 필터 카트리지는 그것의 카트리지 단부들에 실린더형 외부 표면을 가진 시일링 성분으로 이루어진 단부 단편을 가진다. 단부 단편은 모세관 섬유들의 다발을 지나서 반경 방향으로 돌출함으로써 시일링 성분이 분할된 유지용 고리 또는 하우징의 돌출부상에 지지될 수 있다. 아래로부터의 이러한 단부 단편의 맞물림은 지지용 돌출부를 형성하기 위하여 특정한 하우징의 설계를 필요로 한다. 분할된 유지용 고리가 제공되는 경우에, 시일링 성분의 상당한 돌출이 나타나는데, 이것은 적절하게 커다란 챔버를 필요로 한다. 분할된 유지용 고리는 시일링 요소들에 의해서 시일될 수 없어서, 여과액의 오염이 그러한 영역내에서 발생할 수 있다.

시일링 성분으로 만들어진 단부 단편은 O-링의 수용을 위한 홈을 가지지만, 이것은 단지 시일과 관련되며 유지 기능과는 관련되지 않는다. 그러한 외측의 윤곽을 발생시키기 위하여 상당한 비용이 필요한데, 이는 시일링 기능 때문에 홈의 정 밀도에 대한 고도의 요구 사항이 충족되어야 하고, 그것이 분리 몰드를 이용할 때, 시일링 성분의 폴리싱(polishing)을 필요로 하기 때문이다. 그러한 홈은 낮은 요구 사항을 충족시키는 필터들에 대해서 이용될 수 있을 뿐이다. 이러한 공지의 장치에서 필터 카트리지의 비틀림은 효과적으로 방지되지 않으며, 이러한 점은 필터 요소들에 대한 손상의 원인이 될 수 있다.

독일 특허 출원 DE 39 27 455 C1 은 반투과 멤브레인의 보조로써 여과 및, 농후화 또는 희석화를 위한 필터 모듈을 개시하는데, 이것은 필터 하우징 안에 교체 가능한 카트리지를 구비하고, 카트리지의 단부 영역내에 모세관들을 교체 가능할 수 없고 유체 기밀되게 고정하기 위하여 모세관들을 캐스트 에폭시 수지(cast epoxy resin) 부분들 안에 유지한다. 상기의 캐스팅된 부분들은 시일을 이루기 위하여 외부 표면들상에서 한쌍의 O-링들에 의해 맞물린다. O-링들의 각각의 쌍 사이에서, 클램프 고리는 카트리지를 필터 하우징 안에 고정시키는 캐스트 부분들의 원주 표면에 맞닿아 있다.

클램프 고리들은 O-링들에 의해 시일됨으로써 여과액의 오염이 그 지점에서 발생되지 않는다. 클램프 고리는 금속인 반면에, 시일링 성분은 플라스틱 재료로 만들어진다. 명백히 2 개의 재료들은 상이한 열팽창 계수를 가진다. 시일링 성분의 매끄러운 외부 표면상에서 클램프 고리로 부착시키는 이러한 유형으로써, 상기의 상이한 열팽창 계수는, 압력이 가해질 때, 즉, 필터 장치의 작용 동안에, 시일링 성분 및, 따라서 미끄럼 카트리지가 홀더(holder)의 밖으로 미끄러져 나가는 원인이 될 수 있으며, 따라서 상기의 지점들에서는 양호한 시일을 위한 보장이 되지 않 는다. 상기 문헌의 명세서에는 필터를 시일링 성분에 부가함으로써 열팽창을 감소시키는 것이 제안되었지만, 이는 필터들이 강도 특성을 손상시킬 수 있다는 단점을 가지며, 필터가 놓여지는 용도에 따라서, 음식, 특히 음료 여과의 경우에 안전성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 더욱이, 클램핑 힘이 카트리지를 정위치에 머무르게 하도록 증가된다면, 단부 영역들의 변형이 발생되어서 표면에 근접한 유체 채널 안의 유동 특성에 영향을 미칠 수 있다.

독일 특허 DE 39 27 455 C1 으로부터 시작하여, 본 발명의 목적은 온도 변동에 의해 발생되는 변형(strain)이나 누설 없이 간단한 방식으로 필터 카트리지가 하우징 안에 유지되는 필터 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 제 1 항의 특징에 따른 필터 장치에 의해 달성되는데, 여기에서 단부 단편들은 캐스팅 재료(casting material)로 만들어져서 그 안에 필터 요소의 단부 부분들이 함입되며, 캐스팅 재료로 형성된 단부 단편들의 외측 표면은 그 위에 형성된 유지 구조를 구비하여 상기 유지 장치와 협동하고, 상기 유지 구조는 단부 단편들의 일부에 위치되는데, 상기 단부 단편들은 제 1 및, 제 2 시일링 요소에 의해 각각 비-여과액 유입부와 유체 연결된 필터 하우징의 체적에 대하여 시일되고 그리고 여과액 유출부와 유체 연결된 필터 하우징의 체적에 대하여 더 시일된다.

필터 요소는 복수개의 모세관 또는 중공형 섬유 멤브레인들을 구비할 수 있다. 이와는 달리, 필터 요소는 필터 카트리지의 길이 방향 축의 둘레에 선택적으로 나선형으로 감긴 하나 또는 그 이상의 평탄한 튜브형 멤브레인들을 구비할 수 있다.

하나의 단부 단편으로부터 다른 단부 단편으로 양호하게 한정된 유동 경로를 제공하기 위하여, 평탄한 튜브형 멤브레인들은 서로로부터 이격된 멤브레인 벽들을 유지하는 스페이서 박판을 구비한다.

유지 구조가 바람직스럽게는 단부 단편들의 주위 표면내에 일체로 형성되고 유지 장치와 협동하는데, 이러한 유지 장치와 유지 구조는 느슨하게 서로 맞물리는 것이 바람직스럽다.

반경 방향의 클램프의 힘을 단부 단편들에 적용할 필요는 없다. "느슨"하다는 것은 유지 장치와 유지 구조 사이에 내부 공간이 존재한다는 것을 의미하며, 따라서 필터 카트리지의 운동이 적어도 필터 하우징의 길이 방향 또는 축방향에서 가능하다. 느슨함(유동(遊動))은 열적인 영향에 기인한 필터 카트리지의 운동 및/또는 기하학적 변화를 보상하기 위하여 반경 방향 및/또는 축방향으로 제공될 수 있다. 따라서, 종래 기술의 구현예들과는 달리, 실질적으로 형태가 결정된 유지 수단이 제공되어, 예를 들면, 열적인 영향으로부터 초래된 길이의 변화에 의해 야기되는 바로서 적어도 일 방향에서 필터 카트리지의 제한된 이동을 허용한다. 유지 장치가 카트리지의 길이 변화 또는 변위에 기인하여 유지 구조에 대하여 지탱될 때에만, 유지 장치는 카트리지를 고정시키고 그것의 유지 기능을 발휘한다.

본 발명의 필터 장치를 제조하는 것은 저렴하게 이루어지는데, 이는 필터 카트리지가 분리된 하우징과 유지 장치를 위해 이용된 재료를 필요로 하지 않고 캐스팅 재료를 위하여 사용되는 것이 자유롭게 선택될 수 있기 때문이다. 예를 들면, 플라스틱 재료들의 일부가 유지 장치를 위해서 이용될 수 있다.

다른 장점은 캐스팅 재료(이하, 시일링 성분이라고 지칭한다)가 열팽창 계수의 적합화(adaptation)를 위해서 수정될 필요가 없다는 것이며, 특히, 시일링 성분의 강도 특성에 손상을 주는 충전재(filler)들로써 수정될 것을 필요로 하지 않는다는 것이다.

시일링 성분 자체가 하우징에 대하여 강한 재료의 팽창을 겪을 때 반경 방향의 유동(遊動)이 중요하다. 필터 카트리지의 축방향 이동성은 필터 요소들의 길이 증가와 관련하여 허용되어야만 한다. 필터의 설계와 필터 장치를 위해 이용된 재료들은 반경 방향과 축방향의 이동성이 유지 장치 및 유지 구조에 의해 허용될 것인가의 여부를 지배한다.

축방향 이동은 양쪽의 축방향으로나, 또는 단지 하나의 축방향으로 허용될 수 있는데, 이것은 시일링 요소들의 배치에 달려있다. 그러므로, 예를 들면 하나의 구현예에 따라서, 적어도 하나의 시일링 요소는 유지 구조의 각각의 측부상에서 시일링 성분(단부 단편)의 주위 표면상에 배치된다. 이용된 시일링 요소들은 시일링 고리들, 특히 O-링일 수 있다. 이러한 구현예에서, 양쪽 축방향에서의 축방향 변화들이 허용될 수 있도록, 필터 카트리지의 축방향 변위가 시일링 요소들에 의해 제공된 시일을 손상시키지 않는다.

유지 구조들 및, 유지 장치들의 치수들은 그들의 설치 이후에 유지 장치의 각 단부와 그에 근접한 곳에서 내부 공간이 이용될 수 있도록 정해지며, 이러한 내부 공간은 길이 변화를 보상하는데 이용될 수 있다. 길이 변화의 제한은 시일링 요소들이 미끄러져 나가는 것을 억제하고 부품들 사이의 시일이 단단하지 않게 되는 것을 억제하는데 필요할 수 있다.

다른 구현예에 따르면, 시일링 요소는 필터 카트리지의 단부면상에 배치될 수 있다. 이러한 경우에 시일링 요소는 시일링 성분과 필터 헤드 사이에 배치되며 설치되는 동안에 압축됨으로써 시일링 폐쇄가 처음부터 제공된다. 이러한 경우에는 카트리지의 신장이 허용되는데, 이는 시일링 요소를 더 압축시킴으로써만 자체가 나타나기 때문이다. 이러한 경우에는 유지 구조들과 유지 장치들의 배치가 실질적으로 길이의 수축을 배제하도록 되어야 하는데, 이는 단부 면 시일링 요소의 노출에 이르게 된다. 이러한 구현예에서는 유지 장치와 유지 구조 사이에서 그 일 단부에만 내부 공간이 제공된다는 것을 의미한다.

유지 장치들은 적어도 하나의 시일링 요소가 단부 단편들의 시일 성분에 대하여 지탱하게 되는 시일링 고리 캐리어(carrier)와 필터 헤드 사이에 배치될 수도 있다.

제 2 의 시일링 요소는 시일링 고리 캐리어 안에 배치될 수도 있는데, 이것은 하우징 부분에 대하여 지탱된다.

양쪽의 경우들에 있어서 적어도 하나의 시일링 요소가 시일링 성분과 하우징 사이에 배치된다.

적절한 유지 구조와 유지 장치는 예를 들면 각각 고리 구획부들 안에 분할된 유지용 고리와 고리형 홈이다. 허용 가능한 유동 때문에, 시일링 홈들의 경우에서와 같이, 홈의 정확성에 대한 매우 높은 요구 사항이 충족될 필요가 없다. 이러한 경우에, 고리형 홈이 부등변 사각형 단면을 나타내는 것이 유리한데, 상기 경우에는 분할된 유지용 고리가 부등변 사각형 단면을 나타냄으로써, 한편으로는 부품들의 조립이 용이하고, 다른 한편으로는 필터 카트리지의 중심 잡기가 가능해진다. 그러한 분할된 유지용 고리는, 예를 들면, 필터 헤드와 필터 카트리지 하우징 사이에서 채워질 수 있다.

유지용 고리가 바람직스럽게는 플라스틱 재료로부터 제조될 수 있으며, 예를 들면 사출 성형에 의해 제조될 수 있다. 그러한 사출 성형품은 금속 고리보다 저렴한데, 특히 고리의 부품들이 함께 물리는(snapping) 수단을 바람직스럽게 나타낼 때 그러하며, 이는 조립을 용이하게 한다.

홈의 측면들은 그것들이 고도의 축방향 힘들을 흡수할 수 있는 방식으로 형성되어야 한다. 홈의 베이스는 그 어떤 소망되는 형상일 수도 있다.

홈 또는 유지용 장치 안의 부가적인 구조들은 비틀림 방지 정지부로서의 역할을 할 수 있다.

더욱이, 다른 유지 구조들이 유지용 고리에 배치될 수 있는데, 이것은 필터 하우징 위의 대응 구조들과 맞물린다.

다른 구현예에 따르면, 유지용 장치는 단부 단편들의 시일링 성분 안에 제공된 유지용 구조의 반경 방향의 막힌 구멍들과 유지용 볼트들을 구비할 수 있다. 필터 카트리지의 축방향 운동을 허용하기 위하여, 막힌 구멍들의 직경들은 유지용 볼트들의 외측 직경들보다 크다.

다른 구현예는 유지용 장치를 위한 후크(hook)와 유지용 구조를 위한 배요넷 폐쇄 구조(bayonet closing structures)를 제공하여, 배요넷 구조는 상기 후크와 맞물린다.

다른 가능성은 나사 결합된 구조를 포함하는데, 유지 장치는 암나사를 가지고 유지 구조는 수나사를 가져서 수나사가 암나사에 맞물린다. 암나사는 예를 들면 유지 장치를 형성하는 필터 하우징이나 필터 헤드 안에 제공될 수 있다. 암나사와 수나사들이 소망된다면 바뀔 수도 있다.

청구항 제 16 항에 기재된 바와 같은 본 발명의 교체 가능한 필터 카트리지는 유지 구조가 시일링 성분의 단부 단편들상에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 청구항 제 17 항에 기재된 필터 카트리지의 제조 방법에 관한 것이다.

필터 요소의 양쪽 단부 부분들은 필터 카트리지의 개별 단부 단편들을 형성하기 위한 몰드 안으로 연장되도록 동시에 위치될 수 있거나, 또는 카트리지의 단부 단편들을 순차적으로 캐스팅하도록 단지 하나의 몰드만이 이용될 수도 있다.

가장 먼저 필터 요소의 단부 부분들이 캐스팅 재료(시일링 성분) 안에 함입된다. 단부 단편들의 면 부분들이 제거되었을 때, 바람직스럽게는 절단되었을 때, 필터 요소의 단부 부분들은 단부 단편의 면들에 개방되게 접근 가능하며 필터 요소는 이후에 하나의 단부 단편으로부터 다른 단부 단편으로 유체 유동 경로를 제공한다.

필터 요소는 길이 방향에서 그들의 단부 부분들이 몰드 공동 안에 매우 정확하게 위치될 필요가 없어서 단부 단편들의 제조를 용이하게 한다.

캡과 실린더형 삽입부의 단일 구조 때문에, 몰드로부터 단부 단편을 이탈시킨 이후에 표면을 마무리할 필요 없이, 단부 단편들의 유지 구조의 양 측면상에서 완전한 시일링 표면이 얻어진다.

유지 구조의 표면 품질은 표면이 시일링 기능을 가지지 않기 때문에 중요하지 않다. 유지 구조의 부위에서 분할된 고리의 이용으로부터 초래된 표면의 흠집은 허용 가능하다.

본 발명의 예시적인 구현예들은 도면을 참조하여 아래에 설명될 것이다.

도 1 은 제 1 구현예에 따른 필터 장치를 통한 길이 방향의 단면도이다.

도 2 는 다른 구현예에 따른 필터 헤드의 영역에서 필터 장치를 통한 길이 방향의 단면도이다.

도 3 은 도 1 및, 도 2 에 도시된 바와 같은 필터 카트리지의 일 단부에 대한 측면도이다.

도 4 는 다른 구현예에 따른 필터 카트리지의 일 단부에 대한 측면도이다.

도 5 는 다른 구현예에 따른 필터 카트리지의 일 단부에 대한 측면도이다.

도 6 은 다른 구현예에 따른 필터 카트리지의 일 단부에 대한 측면도이다.

도 7 은 필터 카트리지의 시일링 구성 요소의 제조를 위한 몰드를 통하여 나타낸 길이 방향의 단면도이다.

도 8 은 다른 구현예에 따른 필터 헤드의 영역에서 필터 장치를 통한 길이 방향의 단면도이다.

도 9 는 다른 구현예에 따른 필터 헤드의 영역에서 필터 장치를 통한 길이 방향의 단면도이다.

도 10 은 다른 구현예에 따른 필터 헤드의 영역에서 필터 장치를 통한 길이 방향의 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 필터 카트리지에서 특정 구현예의 면에 대한 평면도이다.

도 12 는 본 발명의 필터 카트리지의 다른 특정한 구현예의 면에 대한 평면도이다.

도 1 은 실린더형 필터 하우징(1)을 가진 필터 장치를 도시하며 상기 하우징 안에는 필터 카트리지(20)가 배치된다. 필터 카트리지(20)는 모세관 또는 중공형(hollow)의 섬유 멤브레인의 다발(28) 형태인 필터 요소를 구비하는데, 상기 다발은 양쪽 단이 단부 단편(21,21')들을 형성하는 시일링 성분내에 함입된다. 2 개의 단부 단편(21,21')들 사이에는 이송중의 보호부로서 다발(28)이 그물(25)에 의해 둘러싸이는데, 이러한 그물(25)은 단부 단편(21,21')의 시일링 성분내에 합입된다. 단부 단편들은 그들의 주위 표면들상에 시일링 면(23,23')을 가지며, 시일링 면에 대하여 O-링(50,50')이 유지되고, 상기 O 링은 필터 하우징(1)의 홈(5,5') 안에서 정위치에 잠기게 된다(lock). 더욱이, 필터 하우징(1)은 고리형 유출 채널(6,6')과 2 개의 여과액 유출부(3,3')를 가진다. 여과액 챔버(41)는 필터 카트리지(20)와 하우징 벽(2) 사이에 배치된다.

필터 하우징(1)은 필터 카트리지 하우징(1a)을 구비하는데, 하우징의 면들은 고리형 고정 플랜지(4,4')에 의해서 형성되고, 상기 플랜지들에 대하여 필터 헤드(10,10')가 고정 플랜지(14,14')들을 가지고 지탱되며, 여기에서 이들은 필터 카트리지 하우징(1a)에 연결된다. 고정 플랜지(14,14')는 칼러(collar,11)에 몰딩되는데, 칼러는 필터 장치의 길이 방향 축에 직각의 각도로 헤드 벽(12,12')을 통하여 비-여과액 유입부(13,13')로 연결된다. 필터 카트리지(20)의 면(24,24')들은 비-여과액 유입부(13,13')들과 관련됨으로써 단부면(24,24')들의 앞에 있는 공간은 각각의 경우에 있어서 비-여과액 챔버(40,40')를 형성한다.

필터 헤드(10,10')는 고리형 요부(15,15')를 가지며, 고리형 요부 안에서 분리 유지용 고리(27,27')들이 필터 헤드(10,10')와 필터 카트리지 하우징(1) 사이에 고정될 수 있다. 이러한 유지용 고리(27,27')들은 단부 단편(21,21')의 주위 표면에서 홈(22,22')의 형태인 유지용 구조와 맞물리며 그에 의해서 필터 카트리지(20)가 고정된다.

홈(22,22')은 유지용 고리(27,27')의 부등변 사각형 단면에 대응하는 부등변 사각형 단면을 가진다. 홈(22,22')의 폭과 깊이는 유지용 고리의 부등변 사각형 내측 윤곽의 폭 보다 약간 넓어서 내부 공간(43)(확대 축척으로 도시됨)이 형성되며, 이것은 필터 카트리지(20)의 치수들이 온도 변화에 기인하여 변화되면 화살표(60)의 방향으로 필터 카트리지의 반경 방향 팽창 및 축방향 변위를 허용한다. 바람직 스럽게는, 내부 공간(43)이 단부 면(24,24')으로부터 이격된 유지용 고리(27,27')의 측부상에 배치되는 반면에, 반대 측부에는 유지용 고리(27,27')들이 홈(22,22')의 측벽에 대하여 지탱된다. 이것은 단부 면상에 위치된 O-링(51)이 항상 헤드 벽(12,12')에 대하여 시일되게 유지되는 것을 보장한다.

홈(22,22')과 유지용 고리(27,27')의 쐐기 형상은 필터 카트리지(20)의 간단한 조립과 정렬을 허용한다.

단부 단편(21,21')들의 단부 면(24,24')에 다른 홈(29,29')들이 제공되는데, 상기 홈들은 설치되었을 때 헤드 벽(12,12')에 대하여 가압되는 O-링(51,51')을 가진다.

유지용 고리(27,27')는 고리형 고정 챔버(42,42')들 안에 넣어져서 배치되는데, 상기 고리형 고정 챔버들은 여과액 챔버(41)와 비-여과액 챔버(40,40')들 양쪽으로부터 시일된다. 이것은 유지용 고리(27,27')들이 여과액을 오염시키는 것을 방지한다.

O-링(51,51')은 압력하에 유지되며 따라서 헤드의 벽에 대하여 시일 가능하게 유지되도록 홈(22,22')과 유지용 고리(27,27')의 배치가 이루어진다. 필터 카트리지의 축방향 변위의 경우에서조차도 시일은 유지되며 O-링(51,51')은 기껏해야 부가적으로 압축될 뿐이다.

도 2 는 다른 구현예를 도시하는데, 이것은 O-링(50,51)들 양쪽이 단부 단편(21)의 시일링 성분의 주위 표면(23)에 대하여 지탱된다는 점에서 도 1 에 도시된 구현예와 상이하다. 헤드 벽(32), 비-여과액 유입부(33) 및, 고정 플랜지(34)를 나 타내는 필터 헤드(30)의 칼러(31)는 제 2 의 O-링(51)을 수용하도록 고리형 홈(35)을 가진다. 이러한 구현예에서도, 유지용 고리(27)가 넣어져서 비-여과액이나 여과액으로부터 시일되고 그들과 접촉하지 않는다.

O-링(50,51)들은 주위 표면(23)상에 배치되기 때문에, 유지용 고리(27)의 양쪽 측부상에 내부 공간(43a,b)이 형성되어 화살표(61)로 표시된 바와 같이 양쪽의 방향으로 필터 카트리지의 변위를 허용하도록, 홈(22)의 폭과 유지용 고리(27)의 배치가 이루어질 수 있다.

도 3 은 도 1 및 도 2 에 도시된 필터 카트리지의 부분적인 측면도이다. 홈(22)은 팽창 부분(120)을 나타낼 수 있는데, 이것은 축방향으로 연장되고 비틀림 방지 정지부로서 작용한다. 필터 카트리지(20)의 축방향 변위는 이러한 수단에 의해 억제되지 않는다. 이것은 단지 작동하는 동안에 필터 카트리지의 비틀림이나 또는 회전을 방지할 뿐이다.

도 4 는 다른 구현예를 도시하는데, 여기에서 유지용 구조는 시일링 성분(21)의 주위에 걸쳐서 분포된 막힌 구멍(blind hole, 122)으로 이루어진다. 이러한 막힌 구멍(122)들은 핀 또는 볼트에 의해서 맞물리는데, 이들은 유지용 링(27)과 같은 필터 하우징(1)과 단부 단편(21,21') 사이에 제거 가능하게 고정될 수 있다.

필터 카트리지(20)의 축방향 움직임을 보장하기 위하여, 막힌 구멍(122)들의 직경은 상기 막힌 구멍(122)들과 맞물린 핀들의 직경 보다 클 수 있다.

도 5 는 다른 구현예를 도시하는데, 여기에서 유지용 구조는 숫나사(222)의 형태이다. 이러한 경우에 필터 카트리지 하우징이나 또는 필터 헤드는 대응하는 암 나사를 가짐으로써 필터 카트리지는 그 안에 나사 결합될 수 있다. 이러한 구현예에 있어서, 필터 카트리지의 축방향 이동성이 보장되도록 수나사(222) 안의 홈들의 폭이 필터 하우징이나 또는 필터 헤드 안의 대응하는 나사보다 클 수 있다.

도 6 은 다른 구현예를 도시하는데, 이것은 유지 구조로서 배요넷 유사 구조(bayonet-like structure,322)를 나타낸다.

이러한 구현예에서도, 대응하는 구조들이 필터 카트리지 하우징 또는 필터 헤드나 필터 헤드들 안에 제공되는데, 이러한 구조들은 배요넷-유사 구조와 맞물린다.

도 7 은 단부 단편(21)의 제조를 위한 몰드(90)를 통하는 길이 방향 단면도이다. 몰드(90)는 단일의 캡(91), 분할된 유지용 고리(92) 및, 실린더형 삽입부(93)를 구비한다. 캡(91)의 폐쇄된 단부에 근접한 축방향 대칭의 내측 벽 부분과, 축방향 대칭의 실린더형 삽입부(93)는 시일을 위한 시일 표면으로서의 역할을 하는 단부 단편(21)의 표면들을 형성한다. 몰드의 이탈은 축방향으로 수행되는데 반해, 분할된 유지용 고리(92)는 몰딩된 단부 단편으로부터 반경 방향으로 제거된다.

몰드(90)로부터 단부 단편(21)을 제거한 이후에, 면 부분은 파단선(94)을 따라서 절단된다. 필터 요소(모세 섬유들의 다발(28))의 단부 부분들은 이제 단부 단편(21,22)들의 각 면에서 접근 가능하며 카트리지의 일 단부 부분으로부터 다른 단부 부분으로 연장된 유체 유동 경로를 제공한다.

도 7 은 도 1 및, 도 2 에 도시된 바와 같이 단부 단편의 유지용 구조로부터 분할된 고리를 도시하는데 반해, 캡(91)의 실린더형 벽 부분으로부터 반경 방향 내 측으로 돌출된 분할된 고리의 다른 유형의 구조들이 도 3 내지 도 6 에 도시된 바와 같은 유지 구조를 만들 수 있다는 점을 용이하게 상상할 수 있다.

도 8 은 다른 구현예를 도시하는 것으로서, 변형된 헤드(30')를 나타내며, 헤드의 외부 표면에는 수나사(55)가 형성되어서 카트리지 하우징(2) 안의 암나사(56)와 협동한다. 고정 플랜지(4)는 암나사(56)가 제공된 고리형 벽(403)과 2 개의 단계(400,401)들을 가진다. 단계들 안에는 내측으로 연장된 고리형의 경사진 홈(402)이 배치된다.

유지용 고리(27)는 돌출핀(fin, 270)의 형태로 반경 방향 외측으로 연장되며, 돌출핀의 외측 단부에 경사핀(271)들이 배치되어, 경사핀들은 상기 고리의 전체 외주에 걸쳐 분포된다.

헤드(30')가 나사 결합되었을 때, 경사핀(271)들이 경사 홈(402)과 맞물리도록 유지용 고리(27)가 경사 홈(402)을 향하여 움직인다. 이것은 유지용 고리(27)가 포획되게 한다. 헤드(30')가 제거되었을 때, 분할된 유지용 고리(27)는 뒤로 당겨진다. 홈(402)들과 협동하는 경사핀(271)들에 기인하여, 헤드(30')의 축방향 운동은 유지용 고리(27) 부분들의 축방향 운동으로 변환된다.

도 8 의 상부 절반은 헤드(30')가 부분적으로 나사 결합이 풀렸을 때의 배치를 도시한다. 하부 절반은 헤드(30')가 나사 결합된 상태에서 잠긴 필터 카트리지를 도시한다. 나사 구조 대신에, 스테이 볼트(stay bolt)와 너트를 구비하는 플랜지와 같은 연결이 제공될 수 있다.

도 9 는 다른 구현예를 도시하는데, 이것은 헤드(30")를 나타내며, 상기 헤 드는 고리형 홈(53)과 함께 모든 O-링(50,51,52)들이 축방향으로 배치될 수 있고 그리고 축방향으로 압축될 수 있게 한다.

단부 단편(21)은 면(24)으로부터 이격된 그것의 단부에 반경 방향 돌출부(21a)를 가진다. 이러한 돌출부(21a)는 하우징의 고정 플랜지(4)에 대하여 직각 상향으로 연장되어 시일링 고리(50)에 대한 베어링 표면을 형성한다. 시일링 고리(52)와 같이, 시일링 고리(50)는 시일용 고리 유지부(53) 안에 배치되는데, 시일용 고리 유지부의 2 개의 홈들은 고리형으로서, 내측 홈은 돌출부(21a)에 대향하고 외측 홈은 플랜지(4)에 대향한다. 이러한 시일용 고리 유지부(53)는 돌출부(21a) 또는 플랜지(4)와 필터 헤드(30") 또는 유지용 고리(27) 사이에 각각 설치된다. 이러한 구현예에서도, 헤드(30")는 수나사를 가지고 필터 하우징은 암나사를 가진 벽(403)을 가짐으로써, 헤드(30")가 정위치에 나사 결합될 수 있다. 이러한 구현예에서는 카트리지가 에너지의 높은 소비하에서 밖으로 밀려날 필요가 없으므로 설정(set-up)에 대한 장점을 가진다.

도 10 은 다른 구현예를 도시하는데, 이것은 변형된 시일링 고리 유지부(53)와 유지용 고리(27)를 나타낸다. 시일링 고리 유지부(53)는 그것의 내측 표면상에 시일링 고리(50)를 유지하고, 그것의 외측 표면상에 시일링 고리(52)를 유지하며, 고리형 필터 채널(6)을 폐쇄한다. 필터 헤드가 나사 결합될 때 유지용 고리(27)가 시일링 고리 유지부(53)에 대하여 가압되고 하우징에 대하여 압축되도록, 유지용 고리(27)는 경사진 표면(27a)을 가진다. 조립하는 동안에, 미끄럼 카트리지가 그것의 최적 위치로 동시에 밀려들어간다.

도 11 은 필터 카트리지의 단부 단편(140)의 정면에 대한 정면도를 도시하는데, 단부 단편은 서로 평행하게 배치된 복수개의 평탄한 튜브 멤브레인(142)들을 구비하여 이들이 필터 요소(141)를 형성한다. 평탄한 튜브 멤브레인(142)들의 폭은 단부 단편의 폭을 최대로 이용하기 위하여 변화됨으로써, 필터 요소의 멤브레인 표면적을 최대화시킨다. 평탄한 튜브형 멤브레인(142)의 동연의 벽(coextensive wall, 146,147)들을 서로로부터 이탈되게 유지하기 위하여 박판 형태의 스페이서(143)가 각각의 멤브레인(142) 안으로 삽입된다. 스페이서(143)는 튜브형 멤브레인(142)이 접혀지는 것을 방지하는데, 이러한 접혀짐(collapsing)은 개별의 멤브레인(142)이 작동되지 못하게 하지만 튜브형 멤브레인(142)의 길이 방향으로 유체가 유동하는 것을 억제하지는 않는다.

튜브형 멤브레인(142)들은 단부 단편(140)을 형성하는 시일링 성분으로 제작된 캐스팅 재료(casting material, 144) 안에 시일되게 합입되며, 서로로부터 소정 거리로 유지된다.

도 12 는 필터 요소(164)를 형성하는 평탄한 튜브형 멤브레인(162)을 구비한 필터 카트리지의 단부 단편(160)의 정면에 대한 정면도를 도시한다. 튜브형 멤브레인(162)의 감김은 서로로부터 특정한 거리로 유지되는 반면에, 평탄한 튜브형 멤브레인(162)은 길이 방향 축의 둘레에 나선형으로 감긴다. 평탄한 튜브형 멤브레인(162)의 동연의 벽(166,167)들은 스페이서 박판(168)에 의해 서로로부터 이격되게 유지된다. 필터 요소(164)의 단부 부분은 캐스팅 재료(170) 안에 함입되어서 평탄한 튜브형 멤브레인(162)의 감김을 소정의 거리로 고정시킨다.

이러한 유형의 필터 요소에서 단지 하나의 평탄한 튜브형 멤브레인이 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 2 개 또는 그 이상의 평탄한 튜브형 멤브레인들이 이용되어서 길이 방향 축의 둘레에 나선형으로 감길 수 있다는 점을 용이하게 상상할 수 있다.

이러한 필터 요소(141,164)들의 단부 부분들이 캐스팅 재료(144,170) 안에 각각 함입되었을 때, 튜브형 멤브레인들이나 또는 그들의 감김은 스페이서 요소들에 의해 서로로부터 이격되게 유지될 수 있는데, 스페이서 요소들은 캐스팅 재료(도 11 및, 도 12 에 도시되지 않음) 안에 함입되고, 일단 필터 요소(141,164)의 단부 부분이 캐스팅 재료(144,170)에 의해 각각 고정되게 유지된다면 더 이상의 기능을 가지지 않는다.

시일링 표면들과 유지용 구조는 이용된 필터 요소의 유형에 독립적으로 선택될 수 있으며 따라서 도 1 내지 도 6 과 도 8 내지 도 10 의 그 어떤 구현예도 도 11 및, 도 12에서 이용된 특정의 필터 요소들과 관련하여 이용될 수 있다.

1. 필터 하우징 1a. 필터 카트리지 하우징

2. 하우징 벽 3, 3'. 여과 유출부

4,4' 고정 플랜지 5, 5' 고리형 홈

6,6' 고리형 여과액 채널 10,10' 필터 헤드

11, 11' 칼러(collar) 12,12' 헤드 벽

13,13' 비 여과액 유입부 14,14' 고정 플랜지

15,15' 고리형 요부 20. 필터 카트리지

21, 21' 시일링 성분 21a. 반경 방향 돌출부

22,22' 홈 23, 23' 주위 표면

24,24' 단부면 25. 그물

27,27' 유지용 고리 27a. 경사 표면

28. 모세관 및 중공형 섬유 멤브레인들의 다발

29,29' 홈 30,30' 필터 헤드

31. 칼러 32. 헤드 벽

33. 비-여과액 유입부 34. 고정 플랜지

35. 고리형 홈 40,40' 비-여과액 챔버

41. 필터 챔버 42,42' 고리형 고정 챔버

43. 내부 공간 43a,43b 내부 공간

60,50' O 링, 시일링 요소 51,51' O-링, 시일링 요소

52. O-링 53. 시일링 고리 유지부

55. 수나사 56. 암나사

60. 61. 화살표 방향 90. 몰드

91. 캡 92. 분할된 유지용 고리

93. 실린더형 삽입부 94. 파단선

140. 단부 단편 142. 멤브레인

143. 스페이서 144. 캐스팅 재료

146,147. 멤브레인 벽 160. 단부 단편

162. 멤브레인 164. 필터 요소

166,167. 멤브레인 벽 168. 스페이서 박판

170. 캐스팅 재료 120. 팽창 부분

122. 막힌 구멍 222. 수나사

270.271. 핀(fin)

322. 배요넷 폐쇄 구조(bayonet closing structure)

400.401. 단계 402. 경사진 홈

403. 벽

본 발명은 필터 장치로서 이용될 수 있다.

Claims (17)

1. 적어도 하나의 비-여과액 필터 유입부(13)와 적어도 하나의 여과액 유출부(3,3')를 가진 필터 하우징(1);

   상기 필터 하우징(1) 안에 삽입되고 카트리지의 양쪽 단부들에서 단부 단편(21,21')들 안에 고정된 적어도 하나의 필터 요소를 포함하는 교체 가능한 필터 카트리지(20)로서, 상기 단부 단편들 안에 고정된 필터 요소가 카트리지의 일 단부로부터 다른 단부로 연장된 유체의 유동 경로를 한정하는, 교체 가능한 필터 카트리지(20); 및,

   필터 하우징(1)에 대하여 축방향에서 직접적으로나 또는 간접적으로 지탱되는, 필터 하우징(1) 안에 필터 카트리지(20)를 지지하기 위한 적어도 하나의 유지 장치;를 구비하고,

   단부 단편(21,21')들은 필터 요소의 단부 부분들이 함입되는 캐스팅 재료로 제작되고, 캐스팅 재료로 형성된 단부 단편(21,21')들의 외측 표면은 상기 유지 장치와 협동하도록 형성된 유지 구조를 구비하며, 상기 유지 구조는, 각각 제 1 및, 제 2 의 시일링 요소에 의해, 비-여과액 유입부와 유체 연결된 필터 하우징의 체적에 대하여 시일 가능하고 그리고 여과액 유출부와 유체 연결된 필터 하우징의 체적에 대하여 더 시일 가능한 단부 단편(21,21')들의 일부에 위치되는, 필터 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   필터 요소는 모세관 또는 중공형 섬유 메브레인들의 다발(28)을 포함하는, 필터 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   유지 장치와 유지 구조는 느슨하게 서로 맞물리도록 설계되어서 길이 방향 및/또는 축방향에서 필터 카트리지가 필터 하우징에 대하여 움직이는 것이 허용되는, 필터 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   필터 하우징은 제 1 및 제 2 개방 단부를 가진 필터 카트리지 하우징을 구비하고, 각각의 개방 단부에 있는 탈착 가능한 필터 헤드를 더 구비하며, 유지 장치가 필터 카트리지 하우징과 필터 헤드 사이에 유지되는, 필터 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   유지 장치는 상기 필터 카트리지 하우징과 상기 필터 헤드(10,10') 사이에 채워지는(jammed), 필터 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 있어서,

   시일링 요소들중 적어도 하나는 적어도 하나의 시일링 고리를 수용하는 홈의 고리 형태인, 필터 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 유지 장치는 다수의 고리 구획부로 분할된 유지용 고리(27,27')이고, 상기 유지용 구조는 상기 유지용 고리(27,27')에 의해 맞물린 고리형 홈(22)인, 필터 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   고리형 홈(22)은 부등변 사각형의 단면을 가지는, 필터 장치.
9. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 유지용 장치는 유지용 볼트를 구비하고, 상기 유지용 구조는 상기 볼트들에 의해 맞물린 반경 방향의 막힌 구멍(122)들로 이루어진, 필터 장치.
10. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 유지 장치는 후크를 구비하고, 상기 유지 구조는 상기 후크와 맞물리는 배요넷 폐쇄 구조(bayonet closing structure, 322)의 형태인, 필터 장치.
11. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 유지 장치는 암나사 또는 수나사(55,56,222)를 구비하고, 상기 유지 구조는 보완되는 나사로 이루어지는, 필터 장치.
12. 제 7 항에 있어서,

    유지용 고리(27,27')는 필터 카트리지 하우징(1)상에서 보완 구조와 협동하는 고정 구조(271)를 나타내는, 필터 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항의 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 시일링 요소(51,51')는 단부 단편(21,21')들의 단부 면(24)상에 배치되는, 필터 장치.
14. 제 6 항 및, 제 13 항에 있어서,

    상기 단부 단편(21,21')들은 단부 단편들의 원주로부터 반경상으로 연장된 돌출부(21a)를 가지며, 홈이 형성된 고리(53)는 상기 돌출부(21a)에 대하여 맞닿는, 필터 장치.
15. 제 1 항 내지 제 14 항의 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 시일링 요소(50,50')는 상기 단부 단편(21,21')들과 필터 카트리지 하우징 사이에 배치되고, 적어도 하나의 시일링 요소(51)는 단부 단편(21)과 필터 헤드(10,10') 사이에 배치되는, 필터 장치.
16. 전기한 항들중 어느 한 항에 따른 필터 장치 안으로 삽입되기 위한 교체 가 능한 필터 카트리지(20)로서, 특히 모세관 또는 중공형 섬유 멤브레인들의 다발(28) 형태인 필터 요소를 포함하고, 필터 요소는 단부 단편(21,21')들에서 카트리지의 양쪽 단부들에 고정되고, 상기 단부 단편들 안에 고정된 필터 요소는 카트리지의 일 단부로부터 다른 단부로 연장되는 유체 유동 경로를 한정하고; 단부 단편(21,21')들은 필터 요소들의 단부 부분들이 함입되는 캐스팅 재료로 만들어지고, 캐스팅 재료로 형성된 단부 단편(21,21')의 외측 표면은 그 위에 형성된 유지 구조를 구비하고, 상기 유지 구조는, 각각 제 1 및, 제 2 의 시일링 요소에 의해 비-여과액 유입부와 유체 연결된 필터 하우징의 체적에 대하여 시일 가능하고 그리고 여과액 유출부와 유체 연결된 필터 하우징의 체적에 대하여 더 시일 가능한 단부 단편(21,21')들의 일부에 위치되는, 교체 가능한 필터 카트리지.
17. 제 16 항에 한정된 바와 같은 필터 카트리지의 제조 방법으로서,

    - 2 개의 단부 부분들을 가지는 적어도 하나의 필터 요소를 제공하는 단계;

    - 필터 요소의 단부 부분들중 하나를 수용하는 필터 카트리지의 단부 단편을 형성하기 위한 몰드를 제공하는 단계;

    - 필터 요소를 일 단부 부분이 상기 몰드 안으로 연장되게 위치시키는 단계;

    - 필터 요소의 단부 부분들중 하나를 수용하는 필터 카트리지의 제 1 단부 단편을 형성하도록 캐스팅 재료를 상기 몰드 안으로 공급하는 단계;

    - 제 1 단부 단편을 몰드로부터 이탈시키는 단계;

    - 필터 요소를 그것의 다른 단부 부분이 상기 몰드 안으로 연장되게 위치시 키는 단계;

    - 필터 요소의 다른 단부 부분을 수용하는 제 2 단부 단편을 형성하도록 캐스팅 재료를 상기 몰드 안으로 공급하는 단계;

    - 몰드로부터 제 2 단부 단편을 이탈시키는 단계;

    - 제 1 및, 제 2 단부 단편의 각각의 면으로부터 접근할 수 있는 필터 요소의 개방 단부 부분들을 제공하도록 제 1 및 제 2 단부 단편들의 면 부분들을 제거하여, 카트리지의 일 단부 부분으로부터 다른 단부 부분으로 연장된 유체 유동 경로를 제공하는 단계;를 포함하고,

    단부 단편들을 형성하도록 이용된 몰드는 일 단부에서 폐쇄된 단일의 캡; 분할된 고리 및, 단일의 실린더형 삽입부를 구비하고;

    상기 캡은 그것의 내부에, 단부 단편의 외부상에 제 1 의 시일링 표면을 형성하기 위한 캡의 폐쇄된 단부에 근접한 실린더형 벽 부분, 상기 분할된 고리를 수용하는 제 1 의 요부 및, 상기 단일의 삽입부를 수용하는 제 2 의 요부를 구비하고,

    상기 분할된 고리는 상기 실린더형 벽 부분과 상기 실린더형 삽입부 사이에 위치되고, 상기 단부 단편의 외부에 요부화된 유지 구조를 형성하도록 상기 실린더형 벽 부분으로부터 반경 방향 내측으로 돌출된 구조를 가지며, 그리고,

    상기 실린더형 삽입부는 상기 단부 단편의 외부상에 제 2 의 시일링 표면을 형성하기 위한 상기 캡의 상기 실린더형 벽 부분과 동연의 내측 실린더형 벽을 가지는, 필터 카트리지의 제조 방법.

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