KR20100094461A - 염분 스트림의 정제방법 및 장치, 그리고 그로부터 입상물질의 제거 - Google Patents
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Abstract
유체 스트림으로부터 오염물을 여과하기 위한 필터 조립체가 제공된다. 상기 필터 조립체의 하우징은 유체 스트림에 의한 부식을 방지하기 위해 섬유 강화 플라스틱으로 제조되는 것이 바람직하고, 하나 또는 2개의 필터 부재 또는 카트리지를 보유할 수 있으며, 상기 필터 부재 또는 카트리지 각각은 단일 필터 또는 다중 필터를 보유할 수 있다. 2개의 부재가 구비되어 있는 필터 하우징에서의 유동은 일 방향성일 수 있으며, 그 반대 방향일 수 있다.
Description
일반적으로, 본 발명은 유체 스트림의 정제에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 참고용 스트림으로부터 입상물질의 오염물을 제거하기 위해 사용되는 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 염분 스트림 및 상기 염분 스트림으로부터의 입상물질 오염물 제거에 관한 것이다.
염분 스트림의 정제 및 여과용으로, 탄소강 또는 스테인레스강 압력 용기들은 그의 부식 때문에, 권장되지 않는다. 결국, 이용 가능한 주요 대안은 엑조틱 금속(듀플렉스 스테인레스 스틸 또는 듀플렉스 스테인레스 스틸), 고무로 라이닝된 탄소강 또는 스테인레스강의 사용이다. 다른 대안은 강화 섬유 플라스틱(FRP) 용기를 사용하는 것이며, 이것은 종종 이러한 목적 때문에 필라멘트 와인딩 에폭시/글래스 복합재 용기로 지칭된다. 이들 용기를 사용할 때의 한계는, 필요한 압력에 대한 상기 용기의 상업적으로 이용 가능한 지름이 약 18인치로 제한된다는 것이다. 이들 용기는 내부 대 외부(inside-to-outside) 구조에서 부재들을 유동시킴으로써 입자 여과하는데 사용되어왔다. 그러나 이들 용기는 오직 단일 부재만이 사용되기 때문에, 그의 유동능이 제한되어 있다. 이 부재들은 천공된 중합체 실린더에 의해 제공되는 외부 케이지를 가져야 하며, 이러한 것은 일종의 글루(glue)에 의해 튜브시트에 밀봉되는데, 이것은 용기가 손상을 입게 되는 경우, 용기 전체를 교체하여야 한다.
종래 기술 분야의 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 그의 일 실시예에서, 입상물질 제거 또는 흡착 제거용 부재가 내부에 설치될 수 있는 FRP 하우징을 제공한다. 다른 실시예에서, 본 발명은 부재들이 하우징의 양 단부에 설치될 수 있는 FRP 하우징을 제공한다. 입구들은 출구가 중심에 있는, 상기 2개의 단부에 근접해 있다. 이러한 하우징에서 부재들이 양 단부에 설치될 수 있기 때문에, 이러한 시스템은 통상의 "일방향성" FRP 하우징보다 2배의 유동능을 가질 수 있다. 양방향성 유동은 당 분야에 신규한 것이다. 흡착 정제용으로 이와 같은 하우징을 사용하는 것은 당 분야에 신규한 것이다.
용기의 쉘(shell) 상에 노즐(입구 또는 출구)을 갖는 것이 바람직할지라도, 이들 노즐은 용기의 쉘 상에 존재하거나 밀폐부 상에 존재할 수 있다.
시판되고 있는 내측에서 외측으로 유동(inside-to-out flow)되는 경우, 튜브시트 조립체(tube sheet assembly)는 밀봉용 탄성체 및 유지용 나선 링을 사용하여 글루없이도 유지될 수 있다. 이는 상기 튜브시트 및 케이지를, 필요한 경우, 수리할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 외측에서 내측으로의 유동 부재용으로 사용될 수 있다. 이러한 구조에서, 상기 튜브시트는 하우징에서 더 뒷쪽에 셋팅되지만, 상기와 동일한 밀봉재 및 유지용 나선 링에 의해 적소에 유지된다. FRP 하우징들이 라이닝된 벽을 갖는 금속성 하우징에 사용되고 있을지라도, FRP 하우징들에 사용되는 것으로 당 업계의 숙련자에게 내측에서 외측으로의 유동 설계는 알려져 있지 않았다.
내측에서 외측으로의 유동 필터 부재들은 압력차(differential pressure)에 견디는 내부 코어를 구비할 필요가 있다. 이러한 코어는 상기 필터 부재에 일체형이거나, 상기 용기 자체에 부착될 수 있다.
일반적으로 외측에서 내측으로의 유동 필터 부재들에는 가이드 기구(guide mechanism), 특히 밀봉 표면상에 용이하게 설치되도록 수평 구조의 것을 구비할 필요가 있다. 이는 통상 가이드 포스트(guide post) 류에 의해 달성된다. 상기 가이드 포스트는 체인지 아웃(change-out) 중, 오염물을 축적할 수 있으므로, 바람직하지 않다. 결과적으로, 본 발명자들은 이들 부재를 위한 외부 가이드 기구를 제안하였다. 단일 부재 하우징에 있어서, 이러한 기구는 상기 부재상의 탭(tab)을 포함하며, 이들 탭은 상기 용기의 내경(ID)에 대해 자기중심(self center)에 있게 된다. 다중 부재 하우징의 경우. 이들 탭은 외부 가이드 조립체 및 상기 용기 벽의 내경 상에 재치할 수 있다.
센터링 기구는 사개 배열(togue-and groove arrangement)을 하고 있으며, 혀부(tongue part) 및 그루브부(groove part) 중 하나는 상기 부재의 일부이다. 체인지 아웃 중, 그루브부 내부에 오염물이 축적되는 것을 방지를 위해 상기 부재의 그루브부를 구비하는 것이 바람직하다.
내측에서 외측으로의 유동 부재는 상기 하우징내에 부재에 본질적이거나 하우징에 부대적인 중심 코어를 포함한다.
이들 하우징 내부에 사용되는 부재들로는 주름형 구조 또는 취입형 구조의 통상의 다공성 섬유 중막(fibrous porous media), 흡수통(absorbent canister), 카트리지, 또는 탄소와 같은 물질로 이루어진 블록을 들 수 있다. 상기 부재들은 2개의 단부캡이 구비되어 있는 단일 부재의 형태로 구성될 수 있거나, 다중 체결부와 함께 체결된 부재로 구성될 수 있다. 특정 종류의 유동 구조를 위해 상기 부재들이 점점 가늘어지게 하는 이점을 가질 수 있을 지라도, 이들 부재들은 통상 둥근 형태이다. 유지용 케이지 내에 설치된 내측에서 외측으로의 유동 부재에 위해, 테이퍼(taper)는 상기 하우징으로부터 상기 부재의 회수에 유리할 수 있다.
상기 부재가 주름형 중막으로 구성되면, 주름 외표면에 오염물이 최대로 적재되도록 주름 간격을 유지할 필요성이 있다. 이는, 상기 부재 둘레에 통상 원형 또는 나선형 밴드로 에폭시를 부착시킴으로써 이루어지거나, 상기 주름에 접합되는 중막의 랩(wrap)dmf 사용함으로서 이루어질 수 있다. 상기 부재가 내부에서 외부로 유동하는 경우, 상기 중막의 소용돌이를 방지할 필요성이 있다.
본 발명자들은 주름의 정점에 접합되는 프리프레그재 토우(prepregnated tow)나 섬유 랩(fiber wrap)을 사용함으로서 상기 관련된 신규 방법을 제안하고 있다. 상기 접합 기구는 열 또는 경화제를 들 수 있다. 필수적인 것은 아니지만, 상기 토우 또는 섬유 랩이 상기 부재를 나선형으로 감아, 상기 주름의 정점에 접합하기에 충분하도록 이격되어 있으므로, 상기 주름을 고정된 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 나선형 와인딩은 열경화성 또는 열가소성 수지에 의해 함침될 수 있다. 이러한 방법의 이점은, 상기 중막이 상기 접합 기구에 의해 유동을 위해 손실되지 않거나 은닉되지 않으며, 상기 주름 사이의 공간으로 적하되는 에폭시 또는 접착제를 사용함으로서 보다 낮은 비용으로 달성된다는 것이다.
상기 나선형으로 와인딩된 토우 또는 섬유 랩은 풀림 방지하기 위해 단부캡 각각에서 서로에 대해 수회 감싸거나, 이들을 단부캡에 고정할 수 있다.
이러한 목적을 위한 FRP 하우징은 통상 상기 용기가 진행 기반으로 접속될 필요가 거의 없기 때문에, 상기 용기로부터 완전히 분리 가능한 밀폐부가 구비된다. 이는 이들 FRP 하우징이 막을 동봉하는데 사용되기 때문이다. 이들 FRP 하우징이 입자 여과용으로 사용되는 경우, 이들은 막에 의해 매년 접속되는 것이 아니라 매주 또는 매달 접속되어야 할 것이다. 본 발명은 상기 용기로부터 완전히 분리하지 않고, 용이하게 FRP 용기에 부착되는 밀폐부를 제공한다.
수평 설치가 바람하지만, 수직 또는 수평 설치 양자 모두가 가능하다.
하기는 도면의 간단한 설명으로, 다양한 견지에서 동일 부분은 동일 부호를 갖는다.
도 1은 본 발명을 구현한 구성의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구성을 부분 절단 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 구성을 부분 분해 좌측 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 단면선 5-5를 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 5A는 도 5와 대부분 유사하지만 도 5에 도시된 하우징에서 테이퍼 부재(tapered element)의 용도를 보여주는 도면이다.
도 5B는 테이퍼 하우징(tapered housing)에서 도 5a에 도시된 것과 유사한 테이퍼 부재의 용도를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 변형예를 구현한 구성을 보여주는 정면 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 구성의 단면을 부분적으로 보여주는 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 변형예를 구현한 구성을 보여주는 정면도이다.
도 9는 도 8의 단면선 9-9를 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 변형예를 부분적으로 분해한 확대 사시도이다.
도 11은 도 9의 단면선 11-11을 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 12는 다중 필터 부재가 필터 하우징 내부에서 어떻게 지지되는 지를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 변형예를 구현한 구성을 보여주는 정면 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 구성을 부분적으로 절단한 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명에서 사용되는 필터 프레임을 보여주는 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 구성의 변형예를 보여주는 도면에서 단부이다.
도 17은 도 15에 도시된 구성의 다른 변형예를 보여주는 단부 도면이다.
도 18은 도 15에 도시된 구성의 또 다른 변형예를 보여주는 도면에서 단부이다.
도 19는 주름 간격을 유지하기 위해 프리프레그재 토우 또는 섬유 랩이 어떻게 필터의 주름을 나선형으로 둘러쌀 수 있는 지를 보여주는 필터의 사시도이다.
도 20은 도 19의 단면선 20-20을 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 21은 부분적으로는 도 5와 유사하지만, 내측으로부터 외측으로의 유동 및 지지체용 내부 코어가 구비되어 있는 여과 부재 또는 카트리지의 용도를 보여주는 정면 단면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 구성을 보여주는 부분 사시도이다.
도 23은 여과 부재 또는 카트리지를 교체할 필요가 있는 경우에 밀폐 부재가 어려움 없이 용이하게 스윙될 수 있도록 상기 밀폐 부재가 어떻게 데이빗(davit)에 장착될 수 있는 지를 보여주는 본 발명을 구현한 구성을 보여주는 부분 사시도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 변형예를 보여주는 사시도이다.
도 25는 도 24의 단면선 25-25를 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 1은 본 발명을 구현한 구성의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구성을 부분 절단 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 구성을 부분 분해 좌측 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 단면선 5-5를 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 5A는 도 5와 대부분 유사하지만 도 5에 도시된 하우징에서 테이퍼 부재(tapered element)의 용도를 보여주는 도면이다.
도 5B는 테이퍼 하우징(tapered housing)에서 도 5a에 도시된 것과 유사한 테이퍼 부재의 용도를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 변형예를 구현한 구성을 보여주는 정면 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 구성의 단면을 부분적으로 보여주는 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 변형예를 구현한 구성을 보여주는 정면도이다.
도 9는 도 8의 단면선 9-9를 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 변형예를 부분적으로 분해한 확대 사시도이다.
도 11은 도 9의 단면선 11-11을 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 12는 다중 필터 부재가 필터 하우징 내부에서 어떻게 지지되는 지를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 변형예를 구현한 구성을 보여주는 정면 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 구성을 부분적으로 절단한 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명에서 사용되는 필터 프레임을 보여주는 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 구성의 변형예를 보여주는 도면에서 단부이다.
도 17은 도 15에 도시된 구성의 다른 변형예를 보여주는 단부 도면이다.
도 18은 도 15에 도시된 구성의 또 다른 변형예를 보여주는 도면에서 단부이다.
도 19는 주름 간격을 유지하기 위해 프리프레그재 토우 또는 섬유 랩이 어떻게 필터의 주름을 나선형으로 둘러쌀 수 있는 지를 보여주는 필터의 사시도이다.
도 20은 도 19의 단면선 20-20을 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
도 21은 부분적으로는 도 5와 유사하지만, 내측으로부터 외측으로의 유동 및 지지체용 내부 코어가 구비되어 있는 여과 부재 또는 카트리지의 용도를 보여주는 정면 단면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 구성을 보여주는 부분 사시도이다.
도 23은 여과 부재 또는 카트리지를 교체할 필요가 있는 경우에 밀폐 부재가 어려움 없이 용이하게 스윙될 수 있도록 상기 밀폐 부재가 어떻게 데이빗(davit)에 장착될 수 있는 지를 보여주는 본 발명을 구현한 구성을 보여주는 부분 사시도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 변형예를 보여주는 사시도이다.
도 25는 도 24의 단면선 25-25를 따라 화살표 방향으로 절취된 단면도이다.
후술한 내용을 설명하기 위해, 하기 용어들은 하기와 같은 의미를 갖는다.
"이중 필터 조립체"는 FRP 하우징에서 2개의 여과 부재 또는 카트리지를 포함하는 FRP 필터 조립체이다.
"단일 필터 조립체"는 FRP 하우징에서 단일의 여과 부재 또는 카트리지를 포함하는 FRP 필터 조립체이다.
"여과 부재 또는 카트리지" 각각은 단일 필터를 포함할 수 있으며, "단일 필터 부재 또는 카트리지"로서 지칭될 수도 있거나, 2개 이상, 바람직하게는 3개의 필터를 포함할 수 있으며, "다중 필터 부재 또는 카트리지"로서 지칭될 수도 있다.
"필터"는 주름형 필터 및 용융 방사형, 스펀 본드(spun-bonded)형 또는 성형 다공성 중막을 포함할 수 있으며, 이들 다공성 중막은 당 업계의 숙련자에게 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 중막은 섬유 또는 입자를 포함할 수 있다. 이들의 예로는 폴리프로필렌 섬유 중막, 무기 섬유 중막, 다공성 블록, 탄소 부재의 카트리지 또는 흡수통, 또는 기타 흡착성 물질로 이루어지는 필터를 들 수 있다.
도 1 내지 5를 참고로 설명하면, 일반적으로 도면 부호 30으로 명명된 단일 필터 조립체가 예시되어 있다. 상기 단일 필터 조립체(30)는 일반적으로 도면 부호 35로 명명된 단일 필터 부재 또는 카트리지를 포함한다.
상기 단일 필터 조립체(30)는 일반적으로 도면 부호 42로 명명된, 축 방향으로 확장되고, 중공이며, 일반적으로 관 형태를 갖는 단일 부재 하우징을 포함하며, 상기 단일 부재 하우징은 입구 밀폐 부재(44)에 의해 이의 입구 단부에서 밀폐되며, 출구 밀폐 부재(45)에 의해 이의 출구 단부에서 밀폐된다. 밀폐 부재(44, 45) 각각에는 상기 밀폐 부재를 제거하는데 도움을 주기 위해 하나 이상의 손잡이(46)가 구비될 수 있다. 유지용 그루브부(54)에 압입되는 유지용 나선 고리(52)는 작동 도중에 상기 밀폐 부재(44, 45)를 적소에 유지하며, 상기 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)를 교체할 필요가 있는 경우에 제거될 수 있다.
도시된 본 발명의 외측에서 내측용의 상기 단일 부재 하우징(42)에는 하나 이상의 단일 부재 입구(48) 및 하나 이상의 단일 부재 출구(50)가 구비될 것이다. 입구(48) 및 출구(50)의 수는 적용 분야뿐만 아니라 이의 배치에 따라 변경될 수 있음이 본 발명의 범주 내에서 자명하다. 또한 본 발명은 내측에서 외측으로의 유동을 위해 사용될 수도 있기 때문에 상기 입구(48)는 출구로 작용할 수 있으며, 상기 출구(50)는 입구로 작용할 수 있다.
도 3 내지 5를 참고하여 설명하면, 상기 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)는 원통형, 바람직하게는 주름형 다공성 중막(58)를 포함하며, 이때 상기 다공성 중막(58)에는 당 업계에서 공지된 방법에 의해 입구 단부캡(60) 및 출구 단부캡(62)이 고정되어 있다. 입구 단부캡(60)에는 주변부에 일정하게 이격되어 있는 복수의 탭(56)이 구비되어 있으며, 이를 통한 임의의 유동을 차단하기 위해 고형 단부 벽부(64)가 구비되어 있다. 내부 직립형 유지용 벽부(66) 및 외부 직립형 유지용 벽부(68)는 상기 주름형 다공성 중막(58)의 단부를 수용한다.
상기 다공성 중막의 타단에는 출구 단부캡(62)이 있다. 도시된 본 발명의 외측에서 내측으로의 유동 변형물에서, 유체는 상기 외측에서 내측으로의 유동 변형물의 주름을 통해 원통의 주름형 다공성 중막의 내부로 들어가서, 이의 길이를 따라 이동한 후, 타단을 통해 배출되어야 한다. 이를 조장하기 위해 상기 출구 단부캡에는 탭(56)들이 구비되어 상기 단부캡을 상기 단일 부재 하우징(42)의 내부 중심에 위치시킨다. 바람직하지만 필수적이지 않게도 상기 입구 단부캡(60) 및 출구 단부캡(62)의 직경은 실질적으로 동일하다.
내부 유지용 벽부(66) 및 외부 유지용 벽부(68)가 고형 단부 벽부(64) 대신에 존재할지라도 상기 출구 단부캡이 이들 통한 유동을 허용해야만 하기 때문에 개구부(70)는 상기 출구 단부캡(62)을 통한 유동을 허용하도록 제공된다.
개구부(70)는 상기 출구(72)와 유체 연통된다. 하나 이상의 환상 그루브부(74)가 하나 이상의 O-링(76)을 수용하기 위해 상기 개구부(70)에 제공된다. 이는 상기 출구 단부캡(62)의 출구(72)가 출구 플레넘(80)의 플레넘 입구(78)와 밀봉 가능하게 연동되도록 한다. 출구관(82)은 출구 플레넘(80)의 내부와 유체 연통하고, 상기 출구 밀폐 부재(45)에서 출구 개구부(84)와 밀봉 가능하게 연동된다.
유지용 나선 고리(52)에 의해 상기 출구 밀폐 부재(45)가 적소에서 유지되고, 또한 유지용 나선 고리(52)에 의해 적소에서 유지되는 입구 밀폐 부재(44) 상에 천공형 스페이서(86)가 제공되어, 상기 단일 필터 부재(35)에 대한 압력을 제공하는 상황에서, 염분 스트림은 입구(48)로 들어가서, 단일 부재 하우징(42)의 내벽(42A)을 따라 나아간 후, 원통의 주름형 다공성 중막(58)의 주름(58A), 상기 출구 단부캡(62) 내의 개구부(70) 및 상기 출구 플레넘(80)을 통해서 상기 출구관(82) 외부로 유동하게 되어, 상기 염분 스트림으로부터 입상물질을 제거하게 될 것이다.
적용분야에 따라, 내부의 천공형 지지체 코어(88)가 구비되는 것이 바람직할 수 있으며, 이때 상기 지지체 코어(88)에는 상기 다공성 중막(58)의 내파를 방지하기 위해 복수의 개구부(89)가 구비되어 있다.
도 5A를 참고로 설명하면, 몇몇 적용분야에서는 도 5에 도시된 하우징에서 테이퍼 필터 부재 또는 카트리지를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기 단일 부재 하우징(42)의 변형예를 요구하지 않을 지라도, 상기 단일 필터 부재 또는 카트리지의 구성은 변형된다. 보다 용이한 이해를 위해서 상기 테이퍼 단일 필터 부재 또는 카트리지는 도면 부호 35T로 식별될 것이다.
상기 테이퍼 필터 부재 또는 카트리지의 입구 단부캡(60)은 도 5에 도시된 구성에서 사용된 것과 동일할 수 있으며, 동일한 도면 부호 60으로 식별된다. 그러나 상기 출구 단부캡(62T)은 두꺼운 리테이너 외벽(68T) 및 얇은 리테이너 내벽(66T)을 구비하도록 변형된다. 이는, 상기 플레넘 입구(78) 또는 출구 플레넘(80)의 크기를 변경하지 않은 채, 테이퍼 내부 코어(88T) 및 테이퍼 중막(58T)의 보다 작은 직경의 수용을 위해 허용된다.
도 5B를 참고로 설명하면, 몇몇 적용분야에서는 테이퍼 하우징에서 테이퍼 단일 필터 또는 부재를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 보다 용이한 이해를 위해 구성에 있어서 도 5A와 도 5B 사이의 차이가 강조될 것이다. 첨자 TT(테이퍼 하우징, 테이퍼 부재)는 서로 상이한 구성의 일부에 적용될 것이다.
입구 단부캡(60)은 이전과 동일하게 유지되지만, 테이퍼 단일 부재 하우징(42TT)의 직경을 보다 작게 하기 위해 출구 플레넘(80TT)의 직경에서와 같이 출구 단부캡(62TT)의 직경을 보다 작게 한다. 따라서 테이퍼 필터 중막(58TT) 및 천공형 내부 지지체 코어(58TT)의 직경도 변경될 것이다. 플레넘 입구(78TT) 및 원형 출구(72TT)의 직경도 또한 변경될 수 있다.
도 5, 도 5A 및 도 5B는 서로를 참고함으로써 도시되어 있을 지라도, 도시된 장치들은 서로에 대해 변경될 수 있으며, 임의의 목적하는 치수 및 구성을 가지는 것이 본 발명의 범주 내에서 자명하다.
이어 도 6 및 도 7을 참고하면, 일반적으로 도면 부호 90으로 명명된 이중 필터 조립체가 도시되어 있으며, 상기 이중 필터 조립체는 2개의 단일 여과 부재 또는 카트리지(35)가 구비되어 있는 이중 부재 하우징(92)을 포함한다. 유동이 내부에서 외부로 이루어진다는 것이 본 발명의 범주에서 자명할 지라도 상기 유동은 외부에서 내부로 이루어지는 것으로 도시되어 있다.
상기 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)는 상술한 바와 같은 동일한 구성을 갖는다. 한 쌍의 입구(48)가 제공되며, 이들은 이중 부재 하우징(92)의 양단부에 각각 형성되어 있다. 한 쌍의 입구 밀폐 부재(44)는 상기 필터 부재(35)를 적소에 유지한다. 이어, 상기 입구 밀폐 부재(44)는 유사한 한 쌍의 유지용 그루브부(54)에 압입되는 한 쌍의 리테이너 스프링(52)에 의해 적소에 유지된다.
본 발명의 이러한 변형예에서, 상기 출구 밀폐 부재(45)는 필요하지 않다. 상기 2개의 단일 여과 부재 또는 카트리지는 180° 반대 관계로 상기 이중 부재 하우징(92)에 배치된다. 다시 말하면, 상기 출구 단부캡(62)들은 서로 마주보고 있다. 상기 출구 단부캡(62) 각각은 이중 부재 출구 플레넘(96)의 입구(94A,94B) 중 하나와 밀봉형으로 유체 연통되는 개개의 출구(72)를 구비하고 있으며, 상기 이중 부재 출구 플레넘(96)은 상기 이중 부재 하우징(92)에서 2개의 단일 필터 부재 또는 카트리지(35) 사이에 게재된다.
상기 출구 플레넘(96)에는 한 쌍의 축 방향으로 수직 배열된 플레넘 개구부(100)가 구비되어 있으며, 상기 플레넘 개구부(100)는 하우징 개구부(102)와 일직선이 되게 배치되며, 이어 상기 출구관(98)은 상기 이중 부재 출구 플레넘(96)을 적소에 고정하기 위해 개구부(102, 100, 100, 102)를 통과한다. 출구관 O-링 그루브부(106)에 압입되는 적합한 O-링(104)들은 상기 출구관(98)을 적소에 밀봉하는 반면, 고리 그루브부(112)에 유지되는 한 쌍의 고정 링(110)은 상기 출구관(98)을 적소에 안착시킨다. 이러한 구성은 염분 스트림을 위한 한 쌍의 출구(50)를 제공한다.
작동 도중에는 입상물질들이 제거되어야 하는 염분 스트림이 각각의 입구(48)에 도입된다. 이는 장치를 통한 유동이 유동 화살표에 의해 표시된 바와 반대 방향으로 이루어지게 할 것이다. 상기 염분 스트림은 입구(48)로 들어가고, 상기 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)의 외부에서 내부로 이동하고, 상기 출구(72)를 통해 배출되고, 상기 이중 부재 출구 플레넘(96)으로 들어가고, 출구 개구부(114)를 통해 출구관(98)으로 이동한 후, 상기 출구(50) 둘 모두를 통해 외부로 배출된다.
정제 및/또는 여과 분야에서 숙련자에 있어 다양한 밀봉 기구에서와 같이 다양한 구성부재의 크기는 적용분야에 따라 변경될 것이며, 이는 또한 본 발명의 범주 내에서 자명하다는 것이 이해될 것이다.
도 8 내지 도 11을 참고하면, 다중 필터 부재 또는 카트리지(116)가 구비되어 있는 단일 필터 조립체(30)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 5에서 앞서 기술한 단일 부재 조립체에서와 같이 입구 밀폐 부재(44)에 의해 입구 단부가 밀폐되고 출구 밀폐 부재(45)에 의해 출구 단부가 밀폐되는 단일 부재 하우징(42)이 제공된다. 단일 부재 출구(50)와 같이 단일 부재 입구(48)도 제공된다. 3개의 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)가 제공되며, 이들은 필터 프레임(118)과 함께(도 15도 또한 참조) 다중 필터 부재 또는 카트리지(116)를 형성한다.
그러나 하나의 원형 출구(72) 대신에 3개의 원형 출구(72)가 존재하므로 제1 입구(122), 제2 입구(124) 및 제3 입구(126)가 구비되어 있는 삼중 입구 플레넘(120)을 제공하는 것이 필수적이다. 상기 삼중 입구 플레넘(120)의 나머지 부분은 상기 출구 플레넘(80)과 동일할 수 있다. 상기 입구 밀폐 부재(44)에는 동일한 천공형 스페이서(86)가 구비될 수 있으며, 상기 출구 밀폐 부재(45)는 상기 출구관(82)을 수용하기 위해 동일한 배열을 가질 수 있다. 물론, 이들 부품의 치수는 상기 부품이 사용되는 특정 적용분야에 따라 변경될 수 있다는 것이 본 발명의 범주 내에서 자명하다. 또한 상기에 제시된 필요한 변경을 달성하기 위해 당 업계의 숙련기술 내에서와 같이 상기 단일 입구 하우징에는 상기 하우징의 측면으로부터 출구가 구비될 수 있다는 것이 본 발명의 범주 내에서 자명하다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 2개의 다중 필터 부재 또는 카트리지(116)를 포함하는 이중 필터 조립체(90)가 도시되어 있다. 상기와 같이, 다중 부재 필터 또는 카트리지(116) 각각은 바람직하게는 이중 부재 하우징(92)의 내부와 필터 프레임(118)의 조합에 의해 상기 이중 부재 하우징(92) 내부에서 적소에 유지되는 3개의 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)를 포함한다.
6개의 단일 필터 부재 또는 카트리지에는 6개의 출구(72)가 존재하기 때문에 상기 출구 플레넘은 명확성을 위해 도면 부호 128로 명명된 6개의 입구 플레넘이어야 한다. 따라서 제1 입구(122A), 제2 입구(124A), 제3 입구(126A), 제4 입구(130), 제5 입구(132) 및 제6 입구(134)가 존재할 것이다.
상기 6개의 입구 플레넘의 나머지 부분은 상기 삼중 입구 플레넘과 동일한 방식으로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 출구관(82)은 개구부(100, 102, 102, 100)를 통과하여 이중 부재 하우징(92)에서 상기 6개의 입구 플레넘(128)을 적소에 유지하도록 하며, 상기 밀폐 부재(44) 및 천공형 스페이서(86)는 필터 프레임(118)과 함께 상기 단일 부재 또는 카트리지(35)를 적소에 유지한다. 앞서와 같이 적합한 O-링 및 고정 와셔가 제공된다.
도 15를 참고하면, 일반적으로 도면 부호 118로 명명된 필터 프레임의 세부사항을 알 수 있다. 3개의 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)와 함께 사용하기 위해 필터 프레임이 도시된다. 가능한 한 2개 이하의 단일 필터 부재(35)가 사용되거나 3개 이상의 단일 필터 부재(35)가 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 범주 내에서 자명하다.
필터 프레임(118) 각각은 하나 이상, 바람직하게는 3개의 중심 스페이서 부재(136)를 포함한다. 각각의 중심 스페이서 부재(136)에는 제1 다리부(138), 제2 다리부(140) 및 제3 다리부(142)가 구비될 것이다. 상기 다리부(138,140,142) 각각은 3개의 부분으로 이루어진 독특한 구조를 갖는다. 각 다리부(138,140,142)의 제1 부분(144)은 중심점(C)으로부터 측정했을 때 동일한 길이를 갖는다. 상기 제1 부분(144) 각각은 상기 단일 부재 하우징(42) 또는 이중 부재 하우징(92)의 내벽을 향해 방사상으로 확장되어 있으며, 상기 제1 부분 서로로부터 동일한 간격으로 이격되어 있다. 3개의 단일 부재(35)를 유지해야 하는 도시된 필터 프레임에서, 이러한 동일한 간격은 360°또는 120°일 수 있으며, 360°의 간격(원의 각도)은 다리부(3)의 수에 의해 분할되어 있다. 상기 제1 부분(144)의 상단부(144A)는 서로 다른 제1 부분(144)과 연결되어 있거나, 서로 일체형으로 되어 있다.
상기 제1 부분(144)의 타단부(144B)에는 상기 제1 다리부(138)의 제2 부분(153)이기도 한 가로대(150) 상에 형성된 제1 철부(148)를 수용하는 그루브부(146)가 구비되어 있다. 제2 철부(152)는 상기 가로대(150)의 바닥면에 형성되어 있으며, 또한 상기 가로대의 전체 길이를 따라 축 방향으로 확장되어 있다.
상기 제1 다리부는 2갈래로 분지되는 제3 부분(154)에 의해 완성된다. 제3 부분(154)에는 상부면(156)이 구비되어 있으며, 상기 상부면(156)에는 상기 가로대 상에 형성되는 제2 철부(152)를 수용하기 위해 제2 그루브부(158)가 구비되어 있다. 따라서 제3 부분(154)은 가로대(150)에 "채워지게 된다".
또한 제3 부분(154)에는 제1 다리 부분(159) 및 제2 다리 부분(160)이 구비되어 있다. 상기 제1 다리 부분(159)은 제1 발 부분(161)에서 마무리되고, 상기 제2 다리 부분(160)은 제2 발 부분(162)에서 마무리된다. 상기 제1 발 부분(161) 및 제2 발 부분(162)은 상기 하우징(42, 92)의 내벽에 대해 압입되도록 치수를 가질 것이다. 상기 제2 다리부(140) 및 제3 다리부(142)는 중심 스페이서 부재(136)를 완성하기 위해 동일한 방법으로 구성될 것이다.
목적하는 수의 중심 스페이서 부재(136)가 동일한 방법으로 구성될 수 있다. 바람직한 수는 3이지만, 어느 정도의 중심 스페이서 부재(136)가 상기 하우징(42,92) 작동 압력의 길이 등과 같은 인자에 따라 사용될 수 있다.
상기 필터 프레임(118)은 상기 필터 카트리지(35)를 상기 하우징(42, 92)에서 적절히 배향되도록 할 것이다. 도 11 및 도 15에 도시된 바와 같이, 이는 상기 하우징(42A, 92A)의 내벽에 존재하는 다리부(138, 140 및 142)와 상기 가로대(50) 상에 안착된 3개의 탭(56) 중 2개의 탭의 조합에 의해 달성된다, 반면 제3 탭(56)은 상기 하우징(42, 92)의 내벽(42A, 92A)과 접촉하고 있다. 가로대(50), 탭(56) 및 그루브부(56A)의 형태 및/또는 수는 적용분야에 따라 변경될 수 있다는 것이 본 발명의 범주 이내에서 자명하다.
이어, 상기 필터 카트리지(35)는 상기 밀폐 부재(44, 45) 및 천공형 스페이서(86)에 의해 상기 하우징(42, 92)에서 적소에 유지될 것이다.
도 16 내지 도 18을 참고하면, 본 발명에서 사용될 수 있는 필터 프레임(118)의 변형예가 도시되어 있다. 상기 설명에 있어서, 상기에 도시된 필터 프레임의 구성은 당 업계의 숙련자의 능력 범위 이내에 있다.
이어 도 19 및 도 20을 참고하면, 상기 필터 카트리지의 효율을 유지하도록 주름을 적절히 이격시키기 위해 프리프레그재 토우(prepregnated tow) 또는 섬유(166)가 적용되는 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)가 도시되어 있다. 상기 프리프레그재 토우(166)는 상기 부재(35) 둘레가 나선형으로 와인딩되고 주름(168)의 정점(170)에 접합되기 전에 각각의 단부캡 주변에서 수회 자신의 상부에 와인딩될 수 있다. 대안적으로, 상기 프리프레그재 토우의 단부는 단부캡(60,62)에 의해 고착(potting)될 수 있다. 이는 주름 간격을 유지할 뿐만 아니라 각 단부에서 상기 토우를 고정시키는 역할을 한다.
상기 토우(166)는 접착제가 함입되어 있는 물질의 스트랜드(strand)로 이루어져 있다. 상기 토우(166)는 열경화성 또는 열가소성에 의해 함입될 수 있다. 상기 스트랜드는 금속, 면류, 플라스틱 및 유리와 같은 물질로 이루어질 수 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 접착제는 에폭시, 고온 용융물 및 글루와 같은 물질로 이루어질 수 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 나선형으로 와인딩된 토우(166)는 설비작업 도중에 상기 토우(166)의 풀림을 방지하기 위해 음파에 의해 상기 단부캡(60, 62)에 접합되거나 다른 방법으로 상기 단부캡(60, 62)에 접합되는 것이 바람직하다.
도 21 및 도 22를 참고로 설명하면, 내측에서 외측으로의 유동 특성을 갖는 단일 필터 조립체가 도시되어 있다. 식별의 용이성을 위해, 이 같은 단일 필터 조립체는 일반적으로 도면 부호 30A로 명명되며, 상기 단일 필터 부재 또는 카트리지는 도면 부호 35A로 명명된다. 상기 내측으로부터 외측으로의 단일 필터 조립체(30A)의 구성은, 상기 출구(50)가 현재 입구(48A)되고, 상기 입구(48)가 현재 출구(50A)된다는 것을 제외하고 외측에서 내측으로의 유동 특성을 갖는다는 점에서 도 5에 도시된 외측에서 내측으로의 단일 필터 조립체(30)의 구성과 실질적으로 유사하다. 부가적으로, 상기 입구 단부캡(60)은 출구 단부캡(62A)이 되고, 상기 출구 단부캡(62)은 입구 단부캡(60A)이 된다. 또한 출구 플레넘(80)은 현재 입구 플레넘(80A)이고, 출구관(82)은 현재는 입구관(82A)이다. 입구 밀폐 부재(44)는 현재 출구 밀폐 부재(44A)로서 라벨링(labeling)되고, 출구 밀폐 부재는 현재 입구 밀폐 부재(45A)로서 라벨링된다. 필요한 경우 상기 유동이 반전되면, 상기 다공성 중막(58)의 균열을 방지하기 위한 부가적인 지지체는 내측에서 외측으로의 단일 필터 부재 또는 카트리지의 외부에서 필요하게 될 것이다. 이를 달성하기 위해 천공부(89A)가 구비되어 있는 외부 지지체 코어(88A)가 제공될 수 있다.
명명법에서의 변경을 제외하면 외측에서 내측으로의 유동 특성을 갖는 단일 필터 조립체(30)와 내측에서 외측으로의 유동 특성을 갖는 단일 필터 조립체(30A) 사이에서 실질적으로 구성의 차이는 없다. 이는 상기 동일한 하우징이 필터 부재 또는 카트리지의 단순한 교체를 통해 내측에서 외측으로의 유동 및 외측에서 내측으로의 유동을 위해 상호 교환적으로 사용될 수 있도록 한다.
상기 내측에서 외측으로의 유동 특성을 갖는 단일 필터 부재 또는 카트리지(35A)는 유동 방향의 변경이 요구될 때마다 직접적으로 상호 교환 가능할 수 있도록 상기 외측에서 내측으로의 유동 특성을 갖는 단일 필터 부재 또는 카트리지(35)와 크기 면에서 동일하게 제조될 수 있거나, 임의의 목적하는 크기로 제조될 수 있다. 상기 다중 필터 부재 또는 카트리지(116)는 2개 이상, 바람직하는 3개의 단일 부재 또는 카트리지(35)를 포함하기 때문에 유동 방향은 다중 필터 부재 또는 카트리지(116)를 통해 용이하게 변경될 수 있다.
도 22는 외부 천공형 지지체 코어(88A)가 어떻게 상기 다공성 중막(58) 상에서 미끄러져 나갈 수 있는 지를 보여준다.
이어 도 23을 참고하면, 단일 부재 필터 또는 카트리지(36)와 다중 필터 부재 또는 카트리지(116) 중 하나의 편리한 교체를 위해 단일 필터 조립체(30)이거나 이중 필터 조립체(90)이든 간에 입구 밀폐 부재(44) 또는 출구 밀폐 부재(45)에는 손잡이(46)가 구비되는 대신에 데이빗 조립체(davit assembly, 172)가 여기에 장착될 수 있다. 상기 데이빗 조립체는 스프링 적재 슬라이딩 부재(172A), 제1 힌지 부재(172B) 및 제2 힌지 부재(172C)를 포함한다. 제1 힌지 부재(172B)는 제1 힌지 핀(173)을 이용하여 스프링 적재 슬라이딩 부재(172A)에 회전 가능하게 장착된다. 이어, 제2 힌지 부재(172C)는 제2 힌지 핀(174)을 이용하여 제1 힌지 부재(172B)에 회전 가능하게 장착된다.
필터 카트리지의 교체가 필요한 경우에 상기 유지용 나선 고리(52)가 제거되고, 상기 밀폐 부재(44)가 상기 하우징(42)의 축을 따라 외부로 인출되며, 이로 인해 상기 밀폐 부재(44)가 상기 하우징(42)을 통과할 때까지 상기 슬라이딩 힌지 부재(172A)의 유사한 유동이 야기된다. 일단 이러한 상황이 발생하면, 상기 밀폐 부재(44)는 스윙에 의해 개방될 수 있으며, 상기 필터 부재 또는 카트리지(35,116)는 검사 또는 교체를 위해 제거될 수 있다.
도 24 및 도 25를 참고하면, 탄소 중막이 구비되어 있는 본 발명의 변형예가 도시되어 있다. 내측에서 외측으로의 변형물이 본 발명의 범주 내에서 자명할 지라도 내측에서 외측으로의 변형물이 도시되어 있다.
명확성을 위해 도면 부호 35C로 명명된 단일 필터 부재 또는 카트리지에는 입구 단부캡(60C) 및 출구 단부캡(62C)이 구비되어 있으며, 이때 상기 입구 단부캡(60C)은 도 5에 도시된 입구 단부캡(60)과 동일할 수 있으며, 상기 출구 단부캡(62C)은 도 5에 도시된 출구 단부캡(62)과 동일할 수 있다. 이들은 탄소 중막(58C)의 단부에 고정되어 있으며, 내부 천공형 지지체 코어(88C)는 필요한 경우에 제공된다.
도 26 및 도 27을 참고하면, 본 발명의 또 다른 변형예가 도시되어 있으며, 여기서 명확성을 위해 도면 부호 35T로 명명된 단일 필터 부재 또는 카트리지에는 테이퍼 중막(58T)가 구비되어 있다. 이러한 변형예에서 상기입구 단부캡(60T)은 출구 단부캡(62T)보다 작을 수 있거나 그 반대일 수 있다.
상기 테이퍼 중막의 사용은 내측에서 외측으로의 유동에 최대의 이점을 제공한다. 일반적으로 상기 부재의 일부가 개방되는 경우 상기 개방된 부분이 내측으로부터 외측으로의 유동을 위해 보다 클 수 있기 때문에 상기 부재는 개방 단부에서 밀폐 단부로 갈수로 가늘어질 수 있으며, 상기 입구 단부캡(60T)의 직경은 상기 출구 단부캡(62T)의 직경보다 클 수 있다. 염분 스트림의 정제 분야에 존재하는 문제점을 신중하게 고려함으로써 본 발명자들은 염분 스트림의 정제를 위한 신규한 방법 및 장치를 제공하였으며, 이러한 방법 및 장치는 현재의 장치들과 비교했을 때 훨씬 증가된 성능을 제공하며, 제조에 있어서 간단하면서도 비용이 적게 든다.
Claims (47)
- 필터 조립체에 있어서,
중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 일 단부를 밀폐하기 위한 제1 밀폐 부재;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 타 단부를 밀폐하여, 필터 부재 또는 카트리지를 수용하기 위한 동봉 공간(enclosed space)을 형성하기 위한 제2 밀폐 부재;
상기 제1 밀폐 부재와 제2 밀폐 부재 중 하나에 인접하며, 상기 동봉 공간과 유체 연통되도록 제공되는 입구;
상기 제1 밀폐 부재와 제2 밀폐 부재 중 다른 하나에 인접하며, 상기 동봉 공간과 유체 연통되도록 제공되어, 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징을 통한 유체 유동 경로를 제공하는 출구; 및
상기 동봉 공간을 통한 유동이 상기 다공성 중막을 통해 유동해야 하는 방식으로 상기 동봉 공간에 다공성 중막이 밀봉 가능하게 게재되어 있는 하나 이상의 필터 부재를 포함하는 필터 조립체. - 단일 필터 조립체에 있어서,
중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 일 단부를 밀폐하기 위한 제1 밀폐 부재;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 타 단부를 밀폐하여, 필터 부재 또는 카트리지를 수용하기 위한 동봉 공간을 형성하기 위한 제2 밀폐 부재;
상기 제1 밀폐 부재와 제2 밀폐 부재 중 하나에 인접하며, 상기 동봉 공간과 유체 연통되도록 제공되는 입구; 및
상기 제1 밀폐 부재와 제2 밀폐 부재 중 다른 하나에 인접하며, 상기 동봉 공간과 유체 연통되도록 제공되어, 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징을 통한 유체 유동 경로를 제공하는 출구를 포함하는 단일 필터 조립체. - 제2항에 있어서,
상기 동봉 공간을 통한 유동이 상기 다공성 중막을 통해 유동해야 하는 방식으로 상기 동봉 공간에 다공성 중막이 밀봉 가능하게 게재되어 있는 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제3항에 있어서,
상기 필터 부재는 단일 필터 부재 또는 카트리지인 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제4항에 있어서,
상기 단일 필터 부재 또는 카트리지는:
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
c) 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고착(potting)되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제3항에 있어서,
상기 필터 부재는 다중 필터 부재 또는 카트리지인 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제6항에 있어서,
상기 다중 필터 부재 또는 카트리지는:
a) 필터 프레임; 및
b) 상기 필터 프레임에 장착되어 있는 복수의 단일 필터 부재 또는 카트리지를 포함하되, 상기 복수의 단일 필터 부재 또는 카트리지 각각은:
i. 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
ii. 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
iii. 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 단일 필터 조립체에 있어서,
a) 실질적으로 균일한 내경을 갖되,
i. 그 단부 각각에 인접한 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징에 제공되는 유지용 그루브부; 및
ii. 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 일 단부에 인접하도록 제공된 입구를 추가로 포함하는, 중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징;
b) 상기 입구에 인접한 섬유 강화 플라스틱 하우징의 일 단부에 삽입되되,
i. 본체 부분;
ii. 상기 본체 부분의 일측에 장착되는 손잡이; 및
iii. 상기 본체 부분의 타측과 접촉하는 천공형 스페이서를 포함하는 입구 밀폐 부재;
c) 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 타 단부에 삽입되되, 출구 플레넘의 출구관을 수용하기 위한 출구 개구부를 구비하고 있는 출구 밀폐 부재; 및
d) 상기 출구 밀폐 부재의 상부에 위치하며, 플레넘 입구 및 출구관이 구비되되, 상기 출구관은 상기 출구 밀폐 부재의 출구 개구부에 밀봉 가능하게 장착되어, 그 입구에서 출구관에 이르는 섬유 강화 플라스틱 하우징을 통한 유체 유동 경로를 제공하기 위해 상기 입구 밀폐 부재와 출구 플레넘 입구 사이에 동봉 공간을 형성하는 출구 플레넘을 포함하는 단일 필터 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 동봉 공간을 통한 유동이 상기 다공성 중막을 통해 상기 필터 부재 또는 카트리지로 유동해야 하는 방식으로 상기 동봉 공간에 다공성 중막이 게재되어 있는 필터 부재 또는 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제9항에 있어서,
상기 필터 부재 또는 카트리지가 단일 필터 부재 또는 카트리지인 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제9항에 있어서,
상기 필터 부재 또는 카트리지가 다중 필터 부재 또는 카트리지인 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제10항에 있어서, 상기 단일 필터 부재 또는 카트리지 각각은:
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
c) 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 제11항에 있어서, 상기 다중 필터 부재 또는 카트리지 각각은:
a) 필터 프레임; 및
b) 상기 필터 프레임에 장착되어 있는 복수의 단일 필터 부재 또는 카트리지를 포함하되, 상기 복수의 단일 필터 부재 또는 카트리지 각각은:
i. 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
ii. 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
iii. 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡, 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 필터 조립체. - 이중 필터 조립체에 있어서,
중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 일 단부를 밀폐하기 위한 제1 입구 밀폐 부재;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 타 단부를 밀폐하기 위한 제2 입구 밀폐 부재;
필터 부재 또는 카트리지를 수용하기 위한 한 쌍의 동봉 공간을 제공하기 위해 입구 밀폐 부재들 사이에 밀봉 가능하게 제공되며 대기 및 상기 한 쌍의 동봉 공간과 유체 연통되도록 제공되는 출구 플레넘;
상기 제1 입구 밀폐 부재와 인접하고 상기 한 쌍의 동봉 공간 중 하나와 유체 연통되도록 제공되는 제1 입구; 및
상기 제2 입구 밀폐 부재와 인접하고 상기 한 쌍의 동봉 공간 중 다른 하나와 유체 연통되도록 제공되어, 상기 입구로부터 상기 동봉 공간을 통해 상기 출구 플레넘 외부로 이어지는 한 쌍의 유동 경로를 제공하는 제2 입구를 포함하는 이중 필터 조립체. - 제14항에 있어서,
한 쌍의 필터 부재 또는 카트리지를 추가로 포함하되, 상기 한 쌍의 필터 부재 또는 카트리지 각각에는 다공성 중막이 구비되어 있으며, 상기 한 쌍의 필터 부재 또는 카트리지 중 하나는 상기 동봉 공간 각각을 통한 유동이 상기 다공성 중막을 통해 상기 한 쌍의 필터 부재 또는 카트리지 중 하나로 유동해야 하는 방식으로 상기 한 상의 동봉 공간에 게재되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 필터 조립체. - 제15항에 있어서,
상기 한 쌍의 필터 부재 또는 카트리지 중 하나 이상은 단일 필터 부재 또는 카트리지로서,
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
c) 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 필터 조립체. - 제15항에 있어서,
상기 한 쌍의 필터 부재 또는 카트리지 중 하나 이상은 다중 필터 부재 또는 카트리지로서,
a) 필터 프레임; 및
b) 상기 필터 프레임에 장착되어 있는 복수의 단일 필터 부재 또는 카트리지를 포함하되, 상기 복수의 단일 필터 부재 또는 카트리지 각각은:
i. 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
ii. 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
iii. 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡, 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 필터 조립체. - 제16항에 있어서,
상기 단일 필터 부재 또는 카트리지 각각은:
그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡, 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 필터 조립체. - 제17항에 있어서,
상기 단일 필터 부재 또는 카트리지 각각은 2개 이상의 단일 필터 부재 또는 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 필터 조립체. - 이중 필터 조립체에 있어서,
a) 실질적으로 균일한 직경을 갖되,
i. 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 중심점에 인접한 하나 이상의 하우징 출구 개구부;
ii. 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징에서 그 단부 각각에 인접하도록 제공되는 유지용 그루브부;
iii. 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 단부 각각에 인접하도록 제공되는 입구를 추가로 포함하는, 중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징; 및
b) 상기 하나 이상의 하우징 출구 개구부와 유체 연통하되,
i. 상기 하나 이상의 하우징 개구부와 동축을 갖는 한 쌍의 축성 배열된 출구 개구부가 구비되어 있는 중공의 본체 부분;
ii. 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 축과 동축을 갖고 상기 출구 플레넘의 중공의 본체 부분과 유체 연통되는 제1 입구;
iii. 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 축과 동축을 갖고 상기 출구 플레넘의 중공의 본체 부분과 유체 연통되는 제2 입구; 및
iv. 상기 하나 이상의 하우징 개구부 및 상기 한 쌍의 축성 배열된 출구 개구부를 통과하는 출구관을 추가로 포함하는 이중 부재 플레넘을 포함하는 이중 필터 조립체. - 제20항에 있어서,
a) 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 각 단부에 게재되는 입구 밀폐 부재를 추가로 포함하되, 상기 입구 밀폐 부재 각각은:
i. 본체 부분;
ii. 상기 본체 부분의 일측에 장착되는 손잡이; 및
iii. 상기 본체 부분의 타측과 접촉하는 천공형 스페이서를 포함하는 것을 특징을 하는 이중 필터 조립체. - 제21항에 있어서,
상기 입구 밀폐 부재를 적소에 유지하기 위해 상기 유지용 그루브부 각각에 삽입되는 유지용 나선 고리를 추가로 포함하는 것을 특징을 하는 이중 필터 조립체. - 제22항에 있어서,
상기 입구 밀폐 부재의 천공형 스페이서와 상기 이중 부재 플레넘의 제1 입구 사이에 게재되는 제1 여과 부재 또는 카트리지를 추가로 포함하는 것을 특징을 하는 이중 필터 조립체. - 제23항에 있어서,
상기 입구 밀폐 부재의 천공형 스페이서와 상기 이중 부재 플레넘의 제1 입구 사이에 게재되는 제2의 여과 부재 또는 카트리지를 추가로 포함하는 것을 특징을 하는 이중 필터 조립체. - 제24항에 있어서,
상기 여과 부재 또는 카트리지는 다중 여과 부재 또는 카트리지인 것을 특징을 하는 이중 필터 조립체. - 제25항에 있어서,
상기 여과 부재 또는 카트리지는 단일 여과 부재 또는 카트리지인 것을 특징을 하는 이중 필터 조립체. - 제26항에 있어서,
상기 단일 여과 부재 또는 카트리지는:
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
c) 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡, 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 필터 조립체. - 제25항에 있어서,
상기 다중 여과 부재 또는 카트리지는:
a) 필터 프레임; 및
b) 상기 다중 필터 부재 또는 카트리지가 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징에 삽입되고 상기 필터 프레임이 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 내벽과 서로 협력하는 경우 상기 필터 프레임에 의해 이격 및 고정 관계로 유지되는 복수의 단일 필터 부재 또는 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 필터 조립체. - 내측으로부터 외측으로의 유동 특성을 갖는 제2항에 따른 단일 필터 조립체.
- 외측으로부터 내측으로의 유동 특성을 갖는 제2항에 따른 단일 필터 조립체.
- 내측으로부터 외측으로의 유동 특성을 갖는 제14항에 따른 이중 필터 조립체.
- 외측으로부터 내측으로의 유동 특성을 갖는 제14항에 따른 이중 필터 조립체.
- 상기 중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징에 데이빗 조립체(davit assembly)에 의해 힌지 장착되는 하나 이상의 제1 밀폐 부재가 구비되어 있는 제2항에 따른 단일 필터 조립체.
- 상기 중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징에 데이빗 조립체에 의해 힌지 장착되는 하나 이상의 제1 밀폐 부재가 구비되어 있는 제14항에 따른 단일 필터 조립체.
- 단일 필터 부재에 있어서,
a) 그 주변부 둘레에 일정하게 이격되어 있는 복수의 방사상 확장형 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 일정하게 이격되어 있는 복수의 방사상 확장형 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡;
c) 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 필터 중막; 및
d) 상기 다공성 중막을 유지하는 데 도움을 주기 위해 상기 다공성 중막을 와인딩하고 있는 프리프레그재 토우(prepregnated tow)를 포함하는 단일 필터 부재. - 내측으로부터 외측으로의 유동을 위한 단일 필터 부재에 있어서,
a) 그 주변부 둘레에 일정하게 이격되어 있는 복수의 방사상 확장형 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 일정하게 이격되어 있는 복수의 방사상 확장형 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡;
c) 상기 제1의 입구 단부캡과 제2의 출구 단부캡 사이에 게재되는 천공부가 구비되며, 상기 원형 출구 개구부와 유체 연통되는 내부 코어; 및
d) 상기 내부 코어를 둘러싸고 있는 다공성 중막; 및
e) 상기 다공성 중막을 와인딩 하고 있는 프리프레그재 토우를 포함하는 단일 필터 부재. - 필터 프레임에 있어서,
a) 각각은 복수의 다리 부분을 구비하되, 상기 복수의 다리 부재는 가로대를 수용하기 위해 구성되는 복수의 중심 스페이서 부재; 및
b) 상기 다리 부재를 이격 및 고정 관계로 유지하기 위해 상기 복수의 다리 부재에 연결되어 있는 동일한 복수의 가로대를 포함하는 필터 프레임. - 이중 필터 조립체에 있어서,
중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 일 단부를 밀폐하기 위한 제1 밀폐 부재;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 타 단부를 밀폐하기 위한 제2 밀폐 부재;
그 중심부에 인접하고 있는 상기 중공이고, 축 방향으로 확장되며, 일반적으로 관 형태를 갖는 섬유 강화 플라스틱 하우징에 게재되어 필터 부재 또는 카트리지를 수용하기 위한 한 쌍의 동봉 공간을 형성하고, 상기 한 쌍의 동봉 공간 각각과 유체 연동하는 출구 장치;
상기 제1 밀폐 부재 및 제2 밀폐 부재 둘 모두에 인접하며, 상기 동봉 공간과 유체 연통되도록 제공되어, 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징을 통한 유체 유동 경로를 제공하는 입구; 및
상기 동봉 공간을 통한 유동이 상기 다공성 중막을 통해 유동해야 하는 방식으로 상기 동봉 공간 각각에 다공성 중막이 밀봉 가능하게 게재되어 있는 하나 이상의 필터 부재를 포함하는 이중 필터 조립체. - 필터 부재 또는 카트리지에 있어서,
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
c) 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡 및 상기 다공성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 중막을 포함하는 필터 부재 또는 카트리지. - 필터 부재 또는 카트리지에 있어서,
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
c) 상기 다공성 섬유 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡, 및 상기 다공성 섬유 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 다공성 섬유 중막을 포함하는 필터 부재 또는 카트리지. - 필터 부재 또는 카트리지에 있어서,
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1의 입구 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 제2의 출구 단부캡; 및
c) 상기 흡착성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1의 입구 단부캡 및 상기 흡착성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2의 출구 단부캡이 구비되어 있는 흡착성 중막을 포함하는 필터 부재 또는 카트리지. - 제41항에 있어서, 상기 흡착성 중막은 탄소인 것을 특징으로 하는 필터 부재 또는 카트리지.
- 단일 필터 부재 또는 카트리지에 있어서,
a) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭이 구비되어 있는 제1 단부캡;
b) 그 주변부 둘레에 이격되어 있는 복수의 탭 및 원형 출구 개구부가 구비되어 있는 보다 소형인 제2 단부캡; 및
c) 상기 다공성 중막의 일 단부에 고정되어 있는 제1 단부캡, 및 상기 흡착성 중막의 타 단부에 고정되어 있는 제2 단부캡이 구비되어 있는 테이퍼 다공성 중막(tapered porous media)을 포함하는 필터 부재 또는 카트리지. - 제43항에 있어서,
상기 테이퍼 다공성 중막은 흡착성 중막인 것을 특징으로 하는 필터 부재 또는 카트리지. - 제43항에 있어서,
상기 테이퍼 다공성 중막은 탄소 중막인 것을 특징으로 하는 필터 부재 또는 카트리지. - 제43항에 있어서,
상기 테이퍼 다공성 중막은 다공성 섬유 중막인 것을 특징으로 하는 필터 부재 또는 카트리지. - 필터 조립체에 있어서,
중공이고 축 방향으로 확장되는 테이퍼 섬유 강화 플라스틱 하우징;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 일 단부를 밀폐하기 위한 제1 밀폐 부재;
상기 섬유 강화 플라스틱 하우징의 타 단부를 밀폐하여, 필터 부재 또는 카트리지를 수용하기 위한 동봉 공간을 형성하기 위한 제2 밀폐 부재;
상기 제1 밀폐 부재와 제2 밀폐 부재 중 하나와 인접하며, 상기 동봉 공간과 유체 연통하도록 제공되는 입구;
상기 제1 밀폐 부재와 제2 밀폐 부재 중 다른 하나에 인접하며, 상기 동봉 공간과 유체 연통되도록 제공되어, 상기 섬유 강화 플라스틱 하우징을 통한 유체 유동 경로를 제공하는 출구; 및
상기 동봉 공간을 통한 유동이 상기 다공성 중막을 통해 유동해야 하는 방식으로 상기 동봉 공간에 테이퍼 다공성 중막이 밀봉 가능하게 게재되어 있는 하나 이상의 필터 부재를 포함하는 필터 조립체.
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