KR20140079371A - 필터 장치 및 제조 방법 - Google Patents

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크리스티앙 괴베르트
만프레드 볼쯔
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케이에스엠 워터 게엠베하
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Abstract

본 발명은 액상 매질의 여과를 위해 하우징(12) 및 하우징(12) 내에 배치된 적어도 하나의 필터 부재(16)를 포함한 필터 장치(10)에 관한 것으로, 적어도 하나의 필터 부재(16)는 적어도 하나의 축방향 말단에서 측면에서 바깥쪽으로 연장되는 플랜지(24)를 포함하고, 플랜지는 하우징(12)과 기밀하게 결합된다. 플랜지(24)는 측면에서 하향 돌출한 원추형 면을 포함하고, 원추형 면은 이와 보완적인 밀봉부(26)의 원추형 면과 연동하고, 밀봉부의 원추형 면은 플랜지(24)와 하우징(12) 사이에 배치된다.

Description

필터 장치 및 제조 방법{FILTER DEVICE AND A PRODUCTION METHOD}
본 발명은 제1항의 전제부에 따른 액상 매질의 여과를 위한 필터 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명의 주제는 제11항의 전제부에 따른 액상 매질의 여과를 위한 필터 장치의 제조 방법이다.
본 발명은 액상 매질, 특히 오염된 물(소위 미여과물)의 여과를 위해 멤브레인 모듈로 형성되는 필터 장치 분야에 관한 것이다. 그러한 멤브레인 모듈은 예컨대 적어도 하나의 길게 연장된 필터 부재를 포함하고, 이 필터 부재를 적어도 하나의 종 채널이 통과한다. 필터 부재는 다공성 재료, 예컨대 세라믹으로 구성된다. 종 채널의 내벽은 안이 비칠 정도로 얇은 필터 멤브레인으로 덮여 있다. 멤브레인 모듈은 하우징을 더 포함하고, 바람직하게는 스테인리스 강으로 된 하우징을 더 포함하며, 하우징은 필터 부재를 둘러싼다. 미여과물이 종 채널을 통과하는 경로에서, 미여과물은 유동 방향에 대해 가로지르는 방향에서, 종 채널의 벽면 위에 적용된 필터 멤브레인에 의해 정제되어, 상기 벽면으로부터 나온 여과물은 필터 부재와 하우징 사이의 수집 공간 안으로 들어간다. 이때 하우징은 바깥쪽으로 적어도 액체에 대해서는 신뢰할만하게 밀봉되어야 한다.
물 여과 분야에서, 종래 기술로부터 2개 종류의 필터 부재가 공지되어 있다. 한편으로는 횡단면이 둥근 필터 부재가 있고, 이러한 필터 부재는 "관 멤브레인"이라고 하며 이러한 필터 부재에서 액상 매질은 일반적으로 안쪽으로부터 바깥쪽으로 가면서 여과된다. 필터 멤브레인은 종 채널들 내측에 적용되어 있다. 다른 한편으로 종래 기술에는 횡단면이 직사각형인 필터 부재가 공지되어 있고, 이러한 필터 부재는 "평면 멤브레인"이라고 하며 이러한 필터 부재에서는 일반적으로 바깥쪽으로부터 안쪽으로 가면서 여과가 이루어진다. 그러나 상기 2종의 필터 부재에서 각각 반대측 여과 방향으로의 여과는 공지되어 있지 않다.
멤브레인 모듈의 조립 및 밀봉에 있어서 종래 기술에는 다양한 실시 형태가 발견된다. 필터 부재가 모노리스(monolith)로 구성되면, 이러한 필터 부재는 일반적으로 상,하부 영역에서 가공되되, 말단부들의 직경이 고유 몸체의 직경보다 약간 더 작도록 가공된다. 이러한 가공된 말단들에는 멤브레인 모듈의 하우징에 대한 밀봉을 위해 O-링이 설치되고, 모노리스는 O-링과 함께, 또는 대안적으로 L-링과 함께 모듈 하우징 내에 밀려 들어간다.
멤브레인 모듈이 주조된 멤브레인 번들(즉 나란히 배치된 복수의 필터 부재들)을 포함하면, 공지된 방식에 따라 모듈 하우징 내에는 바람직하게는 L-형상의 밀봉부가 사전 설치되고, 이러한 밀봉부 내에 상기 전체 번들이 꼭 맞는 형태로 삽입된다. L-형상의 밀봉부는 우선 멤브레인 번들 상에 설치되고, 이후 멤브레인 번들과 함께 하우징으로 밀려 들어갈 수 있다. 그러나 바람직하게는 밀봉부는 하우징 내에 사전 설치되어 있다.
WO 2006/009449 A1은, 적어도 일 말단에서 원추형으로 형성된 세라믹 플랜지, 예컨대 내화 콘크리트 소재의 플랜지를 포함하는 필터 부재들을 갖는 멤브레인 모듈을 설명한다.
DE 690 19 552 T2는 필터 부재들의 말단 영역들이 경사진 숄더를 갖는 더 두꺼운 부분을 포함하고, 이때 상기 더 두꺼운 부분은 상이한 물질로 제조될 수 있으며, 상기 숄더가 서로 다른 밀봉부들과 연동하는 멤브레인 모듈을 설명한다.
DE 198 46 041 A1은 필터 부재들의 말단 영역들이 예컨대 원추형으로 형성된 L-형상의 밀봉부들에 의해 하우징에 대해서 봉인되는 멤브레인 모듈을 설명한다. 밀봉부의 원추형 면은 이와 보완적으로 형성된 멤브레인 모듈 덮개의 면과 연동한다.
본 발명의 기초를 이루는 과제는, 상이한 물질들의 열 팽창 시에도 여과물과 미여과물의 신뢰할만한 분리가 보장되고, 이러한 점이 밀봉부의 손상 또는 미끄러짐 없이 간단한 조립으로도 달성될 수 있도록 멤브레인 모듈을 구성하는 것이다. 이를 위해 멤브레인 모듈은 비용 효과적으로 제조되어야 한다.
본 발명에 따르면 상기 과제는 제1항의 특징들을 갖는 필터 장치 및 함께 청구되는 청구항의 특징들을 갖는 방법에 의하여 해결된다. 유리한 발전 형태는 종속항들에 기재된다.
본 발명의 기초를 이루는 사상은, 필터 장치를 위해 신규한 종류의 신규한 효과를 가진 밀봉을 제공하는 것이다. 적어도 하나의 필터 부재의 일부분인 플랜지의 원추형 면이 이와 보완적으로 형성된 밀봉부의 면과 연동하면, 필터 부재는 작동 중에 하우징 내에 확실하게 고정되고, 하우징 내에서 필터 부재의 미끄러짐 및 조립 중에 밀봉부의 손상이 방지된다. 이때 여과물은 미생물에 의해 일어날 수 있는 축적 현상 없이 미여과물로부터 확실하게 분리된다. 본 발명은 필터 부재로서 원형- 또는 평면 멤브레인을 사용하는 것과 무관하고, 하우징 내 필터 부재의 개수와도 무관하다. 하우징 및 필터 부재 또는 필터 부재들은 횡단면이 바람직하게는 원기둥형으로 형성된다; 그러나 이들은 다각형으로 형성될 수도 있다.
바람직하게는, 밀봉부는 안쪽으로 연장되는 립 부분(lip portion)을 포함하고, 립 부분은 플랜지를 적어도 부분적으로 덮는다. 이러한 처리법에 의해, 플랜지와 밀봉부 사이의 밀봉면의 영역이 확장되고, 이는 밀봉의 신뢰성을 현저히 증대시킨다.
또한, 플랜지는 말단측에 적용된 주조 컴파운드(casting compound)로 형성되는 것이 유리하다. 이때 바람직하게는, 적어도 하나의 필터 부재의 전체 말단 영역 또는 필터 부재들로 이루어진 번들의 전체 말단 영역은 제조 공정 동안 동일한 주조 컴파운드에 의해 외부에 대하여 폐쇄된다. 플랜지는 전체 말단 영역을 폐쇄하기 위한 공통의 제조 단계에서 생성될 수 있고, 이때 적어도 하나의 필터 부재와 필수 유닛을 형성한다. 이를 위해 적어도 하나의 필터 부재의 말단 영역 상에 적용될 주조 물질, 예컨대 용융물의 형태를 가지며 경화되면 단단한 주조 컴파운드가 되는 주조 물질은 플라스틱을 함유하고, 바람직하게는 폴리머, 특히 열 가소성 플라스틱을 함유한다. 또한 열경화성 재료 또는 에폭시나 아크릴레이트와 같은 2-성분 플라스틱도 가능하다. 언급한 플라스틱은 신뢰할만하게 기능하고, 용이하게 가공될 수 있으며, 비용 효과적이다. 더욱이, 모든 언급한 물질은 식수용 필터 장치에 허용되는 재료이다.
원추형으로 형성된 플랜지의 면은, 적어도 하나의 필터 부재의 말단 영역이 제조 공정 동안에 원추형상의 형태로 주조 물질 내에 침지됨으로써 생성될 수 있다. 물론, 대안적으로, 원추형 면은 차후의 기계적 가공에 의해 생성될 수 있다.
본 발명을 위해, 또한, 밀봉부는 클램핑 부재에 의해 축방향에서, 바람직하게는 탄성적으로 힘을 받는 것이 유리하다. 이때, 클램핑 부재는 바람직하게는 금속 플레이트로서 형성되고, 금속 플레이트는 이를 위해 각지게 형성될 수 있다. 클램핑 부재는 필터 장치에서 특히 밀봉을 위한 대응 플랜지 또는 고정 플레이트로서 작용하며, 이로써 밀봉 효과를 지원한다. 또한, 이를 통해 밀봉 부재는 간단하고 확실하게 하우징 내에 보유된다.
밀봉 효과를 더욱 증대시키기 위해, 보완적으로, 하우징과 클램핑 부재 사이에 밀봉 링이 배치될 수 있다(이때 상기 밀봉 링은 반드시 필요한 것은 아니다). 이를 위해, 하우징은 바람직하게는 오목부를 포함하고, 상기 밀봉링은 그 횡단면의 일부가 오목부 내에 위치한다. 부가적인 밀봉 효과는, 예컨대 클램핑 부재의 연장부분이 밀봉부에 인접하여, 상기 오목부 내에 배치된 밀봉 링에 압력을 가하여 상기 밀봉링을 압착함으로써 발생한다. 밀봉 링은 바람직하게는 O-링으로서 형성된다; 각지게 형성된 밀봉부 또는 부분적으로 각지게 형성된 밀봉부 또는 평면 밀봉부도 고려할 수 있으며, 이때 평면 밀봉부의 사용 시 오목부는 이에 상응하여 맞춰지거나 상기 오목부가 완전히 생략되어야 한다.
밀봉 효과를 강화시키기 위한 다른 가능성은, 클램핑 부재 및/또는 클램핑 부재 쪽으로 가리키는 밀봉부의 측면이 융기부 및/또는 홈들로 구조화되는 것으로 주어진다. 홈은 예컨대 그루브로 형성될 수 있다. 밀봉부에서의 홈 및 융기부는 예컨대, 경우에 따라 있을 수 있는 장치의 비평면성을 보상하는 역할을 한다. 여기서도, 클램핑 부재는 필터 장치에 축방향으로 힘을 가하고, 융기부들이 부분적으로 압착됨으로써, 밀봉 효과가 발생한다. 또한, 예컨대 클램핑 부재 내의 융기부 및 이에 대응하는 밀봉부 내의 홈에 의해 밀봉부는 적절하게 고정될 수 있다.
본 발명에 따른 필터 장치의 제조 방법은 이하의 방법 단계들을 고려한다:
a) 적어도 하나의 필터 부재의 제1 말단 영역 주위에 플라스틱 주조 물질이 적용되고, 적어도 하나의 필터 부재의 외피가 상기 주조 물질로 둘러쳐지고, 이와 동시에 제1 말단 영역의 영역 내에는 측면에서 바깥쪽으로 연장되는 플랜지가 생성된다.
b) 주조 물질은 경화된다.
c) 적어도 하나의 필터 부재의 제2 말단 영역에서는 방법 단계들 a), b)에 따라 동일한 방식으로 처리가 이루어져, 제2 말단 영역에는 측면에서 바깥쪽으로 연장되는 제2 플랜지가 생성된다. 제1 및 제2 말단 영역의 플랜지들은 바람직하게는 동일하게 형성된다.
d) 하우징 내의 내부 둘레에서는, 제1 말단에 제1 탄성 밀봉부가 배치되고, 제1 탄성 밀봉부는 제1 플랜지를 가리키는 측면에서 제1 플랜지의 원추형 형상에 대하여 보완적으로 형성되어 있다. 제1 밀봉부는 외측에서(밀봉부의 원추형 형상에 대해 가로지르는 방향에서) 홈들 및 융기부들을 포함할 수 있다.
e) 하우징은 제1 밀봉부와 함께 적어도 하나의 필터 부재 위로 밀림으로써, 제1 플랜지는 제1 밀봉부의 원추형 형상과 연동한다. 하우징은 경우에 따라 있을 수 있는 제1 밀봉부의 융기부를 압착한다. 밀려 들어갈 때 하우징의 치수 정확한 연결은 전제 조건이다.
f) 하우징의 대향된 제2 말단에서 제2 탄성 밀봉부가 제2 플랜지 위에 설치되고, 이때 제2 밀봉부는 제2 플랜지의 원추형 형상과 보완적으로 형성되어 있다. 제2 밀봉은 외측에서 (밀봉의 원추형 형상에 대해 가로지르는 방향에서) 홈들 및 융기부들을 포함할 수 있다.
g) 클램핑 부재는 하우징에 외측에 고정되고, 이때 제2 밀봉부는 클램핑 부재에 의해 축방향에서 바람직하게는 탄성적으로 힘을 받는다. 이때 경우에 따라 있을 수 있는 제2 밀봉의 융기부들이 압착된다.
본 발명에 따른 방법은 제조 비용이 매우 낮다. 필터 장치의 조립은 유리하게는 사용 장소에서(현장에서) 할 수 있다. 또한, 수리- 또는 서비스 목적으로 간단한 분해도 가능하다. "주조 물질"이란 개념은, 우선 어떤 이유든지 상관없이 실질적으로 액상으로 존재하다가 마찬가지로 어떤 이유든지 상관없이 이후에 경화하는 모든 플라스틱을 포괄한다. 플라스틱으로는, 폴리머, 열가소성 플라스틱, 열경화성 재료, 에폭시나 아크릴레이트와 같은 2-성분 플라스틱 및 여타 다수의 플라스틱이 고려된다.
그 외의 이점은 이하의 설명 및 첨부된 도면으로부터 도출된다. 앞에서 언급되었으며 이하에 더 상세히 설명할 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 각각 제공된 조합으로서 뿐만 아니라, 다른 조합으로도 또는 독자적으로도 적용될 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 필터 장치의 상단 영역을 절개하여 확대한 종단면도이다.
도 3은 도 2와 유사하되 상이한 클램핑 부재들을 갖는 도면이다.
도 4는 도 1의 실시예의 일부분을 세부적으로 나타낸 상세도이다.
도 5는 도 4와 유사한 도면으로 다른 하우징을 포함한 제2 실시예의 도면이다.
도 6 내지 도 10은 서로 다른 클램핑 부재들을 포함한 필터 장치들의 다른 실시예에서 일부 영역을 절개한 단면도들이다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 장치(10)를 종단면도로 도시한다. 필터 장치(10)는 관 형상의 하우징(12)을 포함하고, 하우징은 바람직하게는 스테인리스 강으로 제조된다. 측면에서 바깥쪽으로, 하우징(12)에는 2개의 배출 노즐들(14)이 배치되고, 배출 노즐들은 바람직하게는 다른 장치들과의 호환성을 위해 규격화되어 있다.
하우징(12)내에는 하우징(12)의 종 연장 방향으로 복수 개의 길쭉한 필터 부재들(16)이 배치된다. 필터 부재들(16)은 다공성 물질, 바람직하게는 세라믹으로 구성되고, 종 채널들(18)을 포함하며, 종 채널의 내측에서 필터 멤브레인을 포함한다. 필터 부재는 관 멤브레인 및/또는 평면 멤브레인일 수 있다. 여과 방향은 바람직하게는 안쪽에서 바깥쪽으로의 방향이다. 이는, 각각의 종 채널(18)의 일 말단안으로 여과해야 할 매질(미여과물)이 진입한다는 것을 의미한다(화살표(20) 참조).미여과물이 종 채널(18)을 통과하는 경로에서, 미여과물은 유동 방향에 대해 가로지르는 방향에서 종 채널(18)(다공성 물질)의 벽면 위에 적용된 필터 멤브레인에 의해 정제되고, 여과물로서 벽면으로부터 바깥쪽으로 배출된다(소위 삼투). 하우징(12)의 내부 공간은 바깥쪽에 대하여 신뢰할만하게 밀봉될 수 있다.
하우징(12)의 밀봉을 위해, 도 1의 필터 부재(16)는 상,하단 영역에서 기밀적 주조 컴파운드(22)를 포함하고, 주조 컴파운드는 필터 부재(16)를 둘러싼다. 주조 컴파운드(22)는 경화된 주조 물질로부터 생성되고, 이때 주조 물질은 플라스틱, 바람직하게는 폴리머, 특히 열가소성 플라스틱으로 구성된다. 또한 열경화성 재료 또는 에폭시나 아크릴레이트와 같은 2-성분 플라스틱도 가능하다.
필터 부재들(16)의 조립체 둘레에서, 상기 조립체는 주조 컴파운드(22)의 연장부 내에서 각각 상, 하부에(도 1)서 방사방향에서 바깥쪽으로 연장된 고리형 칼라(collar)의 형태로 플랜지(24)를 포함하고, 플랜지는 바람직하게는 주조 컴파운드(22)의 동일한 물질로 구성된다. 그러므로 플랜지(24)는 하우징(12)의 내부에서 필터 부재의 필수 구성요소이다. 두 플랜지들(24)은 방사방향에서 하향 돌출한 둘레면(25)에서 원추형으로 경사지며 바람직하게는 상,하부가 동일하면서 단 거울 반전된 형태로 형성된다. 이때 축방향으로 바깥쪽에서는 직경이 더 작고, 축방향으로 안쪽에서는 직경이 더 크다.
플랜지(24)의 원추형 둘레면(25)과 하우징(12)의 사이에는 플랜지(24)와 보완적으로 형성되는 탄성 밀봉부(26)가 각각 배치된다. 탄성 밀봉부는 방사방향에서 내부에 위치하는 원추형 또는 경사진 둘레면(27)을 포함하되, 축방향에서 바깥쪽으로 더 작은 직경을 가지고 축방향에서 안쪽으로는 더 큰 직경을 가진다. 밀봉부(26)는 방사방향에서 안쪽으로 연장된 립 부분(29)을 포함하고, 립 부분은 플랜지(24)를 부분적으로 덮는다.
도 1에서 밀봉부(26)는 하부 말단 영역에서 하우징(12)의 숄더(28) 상에 사전 설치된다. 하우징(12)은 상부 말단 영역에서 우선 개방되어 있음으로써, 이 위치에서 필터 부재 및 주조 컴파운드로 구성된 필터 조립체가 하우징(12) 안으로 장착될 수 있다. 이때 하우징(12)과 필터 조립체의 치수 맞춤이 전제된다.
필터 조립체의 장착 이후에, 상부 말단 영역 내에서 플랜지(24)와 하우징(12) 사이에 밀봉부(26)가 설치된다. 이후, 하우징(12)은 클램핑 부재(30)에 의해 플랜지(24)와 밀봉부(26)의 영역 내에서 폐쇄된다. 바람직하게는, 클램핑 부재(30)는 탄성 박판으로 제조되고, 탄성 박판은 각이 지게 형성될 수 있다. 클램핑 부재(30)는 고정 플레이트 또는 대응 플랜지로서 작용하고 밀봉부(26)에 축방향 힘을 가한다. 이로써, 하우징(12)의 내부는 경우에 따라 종 채널들(18) 내에서 안내되지 않고 침투하는 액체에 대하여 보호된다. 밀봉 효과를 개선하거나 최적화하기 위해 밀봉부(26)의 영역을 형성하는 것에 대하여 이하에서 상세히 설명된다.
도 2는 본 발명에 따라 원추형으로 형성된 밀봉부(26)의 기능을 설명하기 위한 원리도를 도시한다. 모든 실시 형태에 있어서, 각각 원추형으로 형성된 플랜지(24)의 둘레면(25)이 이와 보완적으로 형성된 밀봉부(26)의 둘레면(27)과 맞닿는다는 점이 공통적이다. 이때 밀봉부(26) 및 플랜지(24)는 바람직하게는 원추형으로 형성된 면들(25, 27)의 동일한 축방향 연장부를 포함한다. 밀봉 영역은 O-링의 사용 경우처럼 점형으로 형성되지 않고, 밀봉 영역은 면으로 구현되어, 밀봉 효과 개선을 야기한다. 클램핑 부재(30) 또는 숄더(28)는 (상부 말단 영역 또는 하부 말단 영역에 따라) 밀봉부(30)에 압력을 가하고, 이를 통해 플랜지(24)와 밀봉부(26) 사이의 고유한 밀봉 효과가 발생한다.
도 3은 서로 다르게 형성된 5개의 클램핑 부재(30)를 구비한 원추형 형상의 밀봉부(26)를 도시한다. 도 3 및 이하의 도면들의 서로 다른 형성예들은 대안적으로 필요에 따라 선택될 수 있으며, 필터 장치(10)의 밀봉 효과를 개별적 사용 조건에 맞추기 위한 것이다. 클램핑 부재(30)는 일부는 하우징(12)에 접하고, 일부는 밀봉부(26)에 접하며, 하우징(12)에는 세세히 설명되지 않는 방식으로 고정되고, 예컨대 나사 조립된다. 도 3(및 이하의 도면들)의 밀봉부(26)는 각각 바깥쪽으로부터 방사방향에서 안쪽으로 플랜지보다 돌출한다. 밀봉부(26)의 정면측 외면은 필터 장치(10)의 종축에 대해 동심이면서 횡단면은 반원형인 고리형 또는 벌지형(bulge-like) 융기부들(34)을 포함한다. 부가적으로, 하우징(12)은 상기 하우징의 정면측 외측에서 필터 장치(10)의 종축에 대해 마찬가지로 동심인 그루브(36)를 포함한다.
클램핑 부재(30)의 제1 실시예(a)에서, 클램핑 부재는 융기부들(34)에 대해 보완적인 그루브들(37)을 포함하고, 설치 상태에서 융기부들(34)은 상기 그루브내에 수용되고, 밀봉부(26)를 고정한다. 그루브(36) 내에는 이에 상응하는 클램핑 부재(30)의 융기부가 물려 들어오고, 상기 융기부는 마찬가지로 클램핑 부재(30)의 고정 또는 중심 맞춤을 위해 역할한다.
클램핑 부재(30)의 제2 실시예(b)에서, 클램핑 부재는 원주형이면서 횡단면이 대략적으로 반원형인 그루브(38)를 포함하고, 이러한 그루브는 하우징(12)의 그루브(36)의 동일한 높이에 위치하되 상기 하우징의 그루브에 대해 반대 방향으로 아치형을 이룬다. 두 그루브들(36, 38)은 설치 상태에서 원주형이면서 횡단면이 대략적으로 반원형인 수용 공간을 형성하고, 상기 수용 공간 내에 O-링(40)이 설치되어 있다. 융기부들(34)에는 클램핑 부재(30)의 평편한 면(42)이 접한다.
클램핑 부재(30)의 제3 실시예(c)에서, 평편한 면(42)은 실시예 b)에 비해 축방향에서 바깥쪽으로 옮겨져 있다.
클램핑 부재(30)의 제4 실시예(d)에서 평편한 면(42)은 실시예 b)에 비해 축방향에서 안쪽으로 (밀봉부(26) 쪽으로) 옮겨져 있다. O-링의 사용은 반드시 고려되는 것은 아니며, 또한 이에 상응하는 원주형 그루브는 생략될 수 있다. 그러나 상기 실시예에서도, O-링을 사용하고, O-링을 클램핑 부재와 하우징의 평편한 면들 사이에서 간단하게 압착하여, O-링이 밀봉적으로 작용하도록 할 수도 있다.
클램핑 부재(30)의 제5 실시예(e)에서, 클램핑 부재(30)의 전체면은 구조화되지 않고, 평편하게 형성되며, 따라서 클램핑 부재(30)의 가장 단순한 형태를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 밀봉부(26)의 영역을 필터 장치(10)의 상부 및 하부 말단 영역에서 형성하는 가능성을 도시한다. 도 4에는 필터 부재들(16)과 플랜지(26)로 구성된 필터 조립체가 하부 말단 영역에서 하우징(12)의 계단형상부 내에 설치되고, 밀봉부(26)는 융기부들(34)을 포함하여 형성되는 하우징(12)의 숄더(28)상의 축방향 하측에 위치한다. 상부 말단 영역에서도, 밀봉부는 축방향에서 바깥쪽으로 또는 위쪽으로 융기부들(34)을 포함하고, 융기부들은 도 3의 실시예(d)에 따라 클램핑 부재(30)에 접한다. 또한, 직사각형 횡단면을 포함하는 하우징(12)의 원주형 그루브(36) 내에는 각이 지게 형성된 하측을 갖는 밀봉 링(36)이 설치되고, 밀봉 링은 원형으로 형성된 상측에서 클램핑 부재(30)의 평편하게 형성된 부분(42)에 접한다. 탄성적으로 형성된 클램핑 부재(30)는 융기부들(34) 및 밀봉 링(46)에 축방향의 압력을 가한다.
도 5에서는 필터 부재들(16)과 플랜지(26)로 구성된 필터 조립체가 하부 말단 영역에서 평편하게 하우징(12)의 일부분(48) 위에 안착하되 일 모서리에서 안착한다; 밀봉부(26)는 융기부들(34)을 포함하여 형성된 축방향 정면측에서 하우징(12)의 평편한 부분(48) 위에 위치한다. 상부 말단 영역에서도, 밀봉부는 축방향에서 바깥쪽으로 원주형으로 벌지형 융기부들(34)을 포함하고, 융기부들은 도 3의 실시예(e)에 따른 클램핑 부재(30)에 접한다. 또한, 하우징(12)의 그루브(36) 내에는 각이 지게 형성된 하측을 갖는 밀봉 링(46)이 설치되고, 밀봉 링은 원형으로 형성된 상측에서 평편하게 형성된 클램핑 부재(30)에 접한다. 탄성적으로 형성된 클램핑 부재(30)는 융기부들(34) 및 밀봉 링(46)에 축방향의 압력을 가한다.
도 6 내지 도 10은 클램핑 부재(30)를 포함한 밀봉부(26)의 다른 형성 가능성을 도시한다. 도 6 내지 도 10에서, 각각 밀봉부(26)는 원주형으로 벌지형이면서 필터 장치(10)의 종축에 대해 동심인 축방향의 융기부들(34)을 축방향 외측(클램핑 부재(30)쪽으로 지향됨)에서 포함한다.
도 6에서 하우징(12)은 직사각형 횡단면을 가진 그루브(36)를 포함하고, 상기 그루브 내에 O-링(40)이 약간 유격을 두어 설치된다. 평편하게 형성된 클램핑 부재(30)(도 3의 실시예(e)에 따름)는 O-링(40) 및 융기부들(34)에 접한다. 탄성적으로 형성된 클램핑 부재(30)는 융기부들(34) 및 O-링(40)에 축방향 압력을 가한다.
도 7에서 하우징(12)은 반원형 횡단면을 가진 그루브(36)를 포함하고, 클램핑 부재(30)는 이에 대향된 그루브(38)를 포함하며, 상기 그루브(38) 내에 O-링이 설치된다. 도 3의 실시예(c)에 따른 클램핑 부재(30)는 O-링(40) 및 융기부들(34)에 접한다. 탄성적으로 형성된 클램핑 부재(30)는 융기부들(34) 및 O-링(40)에 축방향 압력을 가한다.
도 8에서 하우징(12)은 직사각형 횡단면을 가진 그루브(36)를 포함하고, 상기 그루브 내에는 각이 지게 형성된 하측을 갖는 밀봉 링(46)이 설치된다. 도 3의 실시예(c)에 따른 클램핑 부재(30)는 밀봉 링(36)의 원형의 상부 부분에 접하고, 축방향에서 바깥쪽으로 나온 면(42)을 통해 융기부들(34)에 접한다. 탄성적으로 형성된 클램핑 부재(30)는 융기부들(34) 및 밀봉 링(46)에 축방향의 압력을 가한다.
도 9에서 하우징(12)은 직사각형 횡단면을 가진 그루브(36)를 포함하고, 상기 그루브 내에는 각이 지게 형성된 측면을 갖는 밀봉 링(46)이 설치된다. 도 3의 실시예(d)에 따른 클램핑 부재(30)는 밀봉 링(46)의 원형 부분에 접하고, 안쪽으로 들어간 면(42)에서 융기부들(34)에 접한다. 탄성적으로 형성된 클램핑 부재(30)는 융기부들(34) 및 밀봉 링(46)에 축방향의 압력을 가한다.
도 10에서 하우징(12)은 직사각형 횡단면을 가진 그루브(36)를 포함하고, 상기 그루브 내에는 각이 지게 형성된 하측을 갖는 밀봉 링(46)이 설치된다. 평편하게 형성된 도 3의 e) 실시예에 따른 클램핑 부재(30)는 밀봉 링(46)의 원형 상부 부분 및 융기부들(34)에 접한다. 탄성적으로 형성된 클램핑 부재(30)는 융기부들(34) 및 밀봉 링(46)에 축방향의 압력을 가한다.
본 발명에 따른 필터 장치(10)는 본 명세서의 서두에 설명된 제조 방법에 의하여 비용 효과적으로 제조될 수 있다. 이때 조립은 사용 장소(현장)에서 할 수 있다. 밀봉부(26)의 영역의 적합한 실시 형태 및 형상은 현재의 경계 조건에 따라 사용 장소에서 결정될 수 있다.

Claims (13)

  1. 액상 매질의 여과를 위해 하우징(12) 및 상기 하우징(12) 내에 배치된 적어도 하나의 필터 부재(16)를 포함하고, 이때 상기 적어도 하나의 필터 부재(16)는 적어도 하나의 축방향 말단에서 측면에서 바깥쪽으로 연장된 플랜지(24)를 포함하며, 상기 플랜지는 상기 하우징(12)과 기밀하게(tight) 결합되는 필터 장치(10)에 있어서,
    상기 플랜지(24)는 바깥쪽으로 하향 돌출하는 원추형 면(25)을 포함하고, 상기 원추형 면은 이와 보완적인 밀봉부(26)의 원추형 면(27)과 연동하며, 상기 밀봉부의 원추형 면은 상기 플랜지(24)와 상기 하우징(12) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밀봉부(26)는 안쪽으로 연장된 립 부분(29)을 포함하고, 상기 립 부분은 상기 플랜지(24)를 적어도 부분적으로 덮는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 플랜지(24)는 말단측에 적용된 주조 컴파운드로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부(26)는 클램핑 부재(30)에 의해 축방향에서, 바람직하게는 탄성적으로 힘을 받는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하우징(12)과 상기 클램핑 부재(30) 사이에 밀봉 링(40; 46)이 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 밀봉 링은 O-링(40)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 부재(30) 및/또는 상기 클램핑 부재(30)를 가리키는 상기 밀봉부(26)의 측면은 융기부들(34) 및/또는 홈들(36; 38)로 구조화되는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 부재(16) 및/또는 상기 하우징(12)은 원기둥형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 부재(16) 및/또는 상기 하우징(12)은 다각형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 부재(16)는 원형- 또는 평면 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 장치(10).
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 필터 장치(10)의 제조 방법에 있어서,
    a) 상기 적어도 하나의 필터 부재(10)의 제1 말단 영역 둘레에 플라스틱 주조 물질이 적용되고, 상기 플라스틱 주조 물질에 의해 상기 적어도 하나의 필터 부재(16)의 외피가 둘러쳐지는 것과 동시에 상기 제1 말단 영역의 영역 내에 상기 플랜지(24)가 생성되는 단계;
    b) 상기 주조 물질이 경화되는 단계;
    c) 상기 적어도 하나의 필터 부재(16)의 제2 말단 영역에서도 상기 a) 및 b) 단계와 동일하게 처리가 됨으로써, 상기 제2 말단 영역에서 제2 플랜지(24)가 생성되는 단계;
    d) 상기 하우징(12)의 내부의 내부 둘레에서 제1 말단 영역에 제1 탄성 밀봉부(26)가 배치되고, 상기 제1 탄성 밀봉부는 상기 제1 플랜지(24)를 가리키는 측면(27)에서 상기 제1 플랜지(24)의 원추형 둘레면(25)과 보완적으로 형성되는 단계;
    e) 상기 하우징(12)은 상기 제1 밀봉부(26)와 함께 상기 적어도 하나의 필터 부재(16) 위로 밀림으로써, 상기 제1 플랜지(24)의 원추형 둘레면(25)은 상기 제1 밀봉부(26)의 원추형 둘레면(27)과 연동하는 단계;
    f) 상기 하우징(12)의 반대방향 제2 말단에서 제2 탄성 밀봉부(26)는 상기 제2 플랜지(24) 상에 장착되고, 상기 제2 밀봉부(26)는 상기 제2 플랜지(24)를 가리키는 측면(27)에서 상기 제2 플랜지(24)의 원추형 둘레면(25)과 보완적으로 형성되는 단계;
    g) 상기 클램핑 부재(30)는 상기 하우징(12)에 외부에 고정되고, 상기 제2 밀봉부(26)는 상기 클램핑 부재(30)에 의해 축방향으로, 바람직하게는 탄성적으로 힘을 받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터 부재(16)의 양 말단 영역들 중 적어도 하나의 말단 영역은 원추형으로 형성된 플랜지(24)가 생성되도록 아직 액상 상태인 주조 물질 내에 원추형 형태로 침지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 두 플랜지들(24) 중 적어도 하나의 플랜지는 원추형 외면이 생성되도록 차후에 기계적으로 가공되는 것을 특징으로 하는 방법.
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