KR20150014774A - 롤 형태의 필터 세척장치 - Google Patents

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한영기
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Abstract

개시된 필터 세척장치는 롤 형태의 필터를 세척하기 위한 필터 세척장치로서, 세척액을 수용하기 위한 캐비티가 형성된 세척조; 및 상기 세척조와 분리 형성된 것으로서, 상기 필터를 고정하는 고정부와, 상기 필터의 하중을 지지하는 지지부가 마련된 프레임;을 포함하며, 상기 지지부는, 상기 세척액이 통과할 수 있는 복수의 통공과, 상기 필터의 하부를 국부적으로 지지하는 복수의 지지부재들을 포함한다.

Description

롤 형태의 필터 세척장치 {Cleaning apparatus for roll type filter}
개시된 실시 예들은 롤 형태의 필터를 세척하기 위한 필터 세척장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤 형태의 필터에 잔존하는 이물질이나 이온성 물질을 제거하면서도 롤 형태의 필터의 손상을 최소화하는 필터 세척장치에 관한 것이다.
필터는 소정의 물질에서 불필요한 이물질을 걸러내거나 원하는 물질을 추출하기 위하여 사용된다.
이러한 필터를 제조하는 과정에서, 필터에 의도치 않은 이물질이나 이온성 물질이 포함될 수 있다. 사용목적에 따라, 이러한 이물질이나 이온성 물질은 별도로 세척할 필요가 없을 수도 있으나, 반대로 별도로 세척이 필요한 경우가 있다. 예를 들어, 전혈(whole blood)로부터 혈장 등을 분리하는 혈액 분리용 필터의 경우, 소정의 이온성 물질은 필터의 정확성을 저하시키는 원인으로 작용하기 때문에, 별도의 세척 과정이 필요하다.
롤 형태의 필터를 단시간 내에 세척하면서도 손상을 최소화할 수 있는 단순한 구조의 필터 세척 장치를 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르면, 롤 형태의 필터를 세척하기 위한 필터 세척장치로서, 세척액을 수용하기 위한 캐비티가 형성된 세척조; 및 상기 세척조와 분리 형성된 것으로서, 상기 필터를 고정하는 고정부와, 상기 필터의 하중을 지지하는 지지부가 마련된 프레임;을 포함하며, 상기 지지부는, 상기 세척액이 통과할 수 있는 복수의 통공과, 상기 필터의 하부를 국부적으로 지지하는 복수의 지지부재들을 포함한다.
상기 필터는 중공축에 감겨진 필터이며, 상기 고정부는 상기 필터를 고정하도록 상기 중공축에 삽입될 수 있다.
상기 프레임은 상기 세척조의 외부로 돌출된 핸들부를 더 포함한다.
상기 지지부재들은 상기 필터의 반경 방향을 따라 이격 배치될 수 있다. 상기 지지부재들 사이의 거리는 5 mm ~ 50 mm일 수 있다.
상기 지지부재는 상기 필터를 향해 돌출 형성될 수 있다. 상기 지지부재의 돌출 높이는 5 mm ~ 10 mm 일 수 있다. 상기 지지부재의 폭은 5 mm ~ 10 mm일 수 있다.
상기 지지부재는 상기 필터의 원주방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 상기 지지부재들은 상기 필터의 원주방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
상기 세척조 또는 상기 프레임 중 적어도 하나는, 상기 세척조의 바닥면과 상기 지지부의 하부면이 이격되도록 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 세척조는 상기 세척액을 배출하기 위한 배출구를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부는 상기 지지부에 탈부착 가능하게 연결될 수 있다.
상기 고정부는 상부의 직경이 하부의 직경보다 작은 영역을 포함할 수 있다.
상기 핸들부는 상기 고정부에 탈부착 가능하게 연결될 수 있다.
필터 세척장치는 상기 캐비티 상부에 배치된 덮개;를 더 포함할 수 있다.
상기 덮개와 상기 세척조 사이에 배치된 링 형상의 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 덮개는 테두리의 적어도 일부에 세척액을 주입시키기 위한 구멍이 형성될 수 있다. 상기 덮개는 상기 구멍을 개폐할 수 있는 개폐부가 형성될 수 있다. 상기 덮개는 상기 구멍을 향해 하향 경사진 경사부를 가질 수 있다.
상기 필터는 유리 섬유를 재질로 하는 필터일 수 있다.
개시된 필터 세척장치는 세척액이 수용된 세척조 내부에 분리 형성된 프레임을 배치하고, 프레임에 롤 형태의 필터가 고정 지지되도록 배치함으로써, 필터의 손상을 최소화하면서도 단시간 내에 대량으로 세척을 진행할 수 있다.
또한, 프레임에서 필터를 지지하는 지지부에 통공 및 지지부재들이 형성됨으로써, 필터에 세척액이 골고루 공급될 수 있으며, 그에 따라 필터를 전체적으로 균일하게 세척할 수 있다.
그리고, 프레임에 핸들부를 설치하여 필터가 로딩된 프레임을 용이하게 이동시킴으로써, 세척시에는 필터의 내부 기공으로 세척액을 원활하게 공급할 수 있으며, 세척 이후에는 필터를 세척조로부터 별도의 건조장치로 용이하게 이동시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 필터 세척장치에 롤 형태의 필터가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이며,
도 2 및 도 3은 도 1의 따른 필터 세척장치의 분리 사시도 및 결합 사시도이다.
도 4는 도 2의 프레임을 확대 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 필터 세척장치에 배치된 필터를 하부에서 바라본 사시도이다.
도 6a 내지 6c는 일 실시예에 따른 프레임의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 프레임에서 핸들부가 탈착된 상태를 나타낸 분리 사시도이다.
도 8은 도 4의 프레임에서 핸들부와 고정부의 연결 부분을 확대한 부분 사시도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 필터 세척장치를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 필터 세척장치를 개략적으로 도시한 결합 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 롤 형태의 필터를 세척하는 필터 세척장치에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 필터 세척장치(1)에 롤 형태의 필터가 배치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 2 및 도 3은 도 1의 따른 필터 세척장치(1)의 분리 사시도 및 결합 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 필터 세척장치(1)에는 필터(10)를 세척하기 위한 세척액(C)이 수용된다. 세척액(C)이 수용된 필터 세척장치(1)에 롤 형태의 필터(10)를 배치함으로써, 필터(10)의 상부, 하부 및 측부에 균일하게 세척액(C)이 접촉할 수 있다.
도 2와 같은 롤 형태의 필터(10)를 필터 세척장치(1)에 배치함으로써, 상당한 길이, 예를 들어 10~ 100m 길이를 가지는 필터(10)를 동시에 세척할 수 있다. 만일, 롤 형태의 필터(10)가 아닌 필터를 개별적으로 세척할 경우, 필터의 길이가 증가함에 따라 세척 시간이 증가하거나 세척장치의 크기가 증가할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 롤 형태의 필터(10)를 그대로 세척함으로써, 필터(10)의 길이 증가에도 불구하고, 세척시 세척시간의 증가 및 세척장치의 크기의 증가를 최소화할 수 있다.
롤 형태의 필터(10)의 예로서, 필터(10)는 중공축(15)에 의해 감겨진 필터(10)일 수 있다. 감겨진 필터(10)를 풀었을 때, 시트(sheet) 형태의 필터의 총 길이는 10~ 100m일 수 있다. 다만, 필터(10)의 총 길이는 이에 한정되지 않으며, 중공축(15)의 직경 및 필터(10)가 중공축(15)에 감긴 횟수에 따라 달라질 수 있다. 한편, 필터(10)의 폭(t1)은 10~ 30 mm이며, 감았을 때 필터(10)의 직경(D1)은 100~ 300mm 일 수 있다. 도면에서는 롤 형태의 필터(10)의 예로서, 중공축(15)에 감겨진 필터(10)를 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없으며, 중공축(15) 없이 필터(10)만으로 감긴 형태일 수도 있다.
필터(10)는 유리 섬유(glass fiber)를 재질로 하는 미세다공성 멤브레인(membrane) 필터(10)일 수 있다. 필터(10) 내부의 기공(미도시)은 수 um ~ 수 mm, 예를 들어 1 um ~ 1mm 일 수 있다. 이러한 필터(10)는 혈액 분리용 필터로 이용될 수 있다.
필터(10)가 맴브레인 필터(10)인 경우, 외력에 의해 쉽게 파손될 수 있기 때문에, 필터(10)의 파손에 주의할 필요가 있다. 본 실시예에서는 필터(10)를 세척액(C)에 침지하여 세척하는 방식을 채택함으로써, 고압의 유체를 이용하는 방식에 비해, 필터(10)의 파손 확율을 현저히 줄일 수 있다.
본 실시예에서는 롤 형태의 필터(10)를 세척하기 위하여 비교적 간단한 구조를 가지면서도 효율적인 세척 능력을 제공할 수 있는 필터 세척장치(1)를 제공하고자 하며, 이하에서 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 필터 세척장치(1)는 세척액(C)을 수용하는 세척조(110)와, 세척조(110)와 분리 형성되며 필터(10)를 고정 지지하는 프레임(130)을 포함한다. 도 2 및 도 3에서는 편의상 세척액(C)의 도시를 생략하였다.
세척조(110)는 내부에 세척액(C)을 수용하기 위한 캐비티(111)가 형성된다. 캐비티(111)의 크기(직경)는 세척 방법 및 필터(10)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 일 예로서, 필터(10)가 배치된 상태에서 필터(10)에 세척액(C)이 직접 부어지지 않도록, 캐비티(111)의 직경(D2)은 필터(10)의 직경(D1)보다 5cm 이상 클 수 있다. 캐비티(111)의 높이는 필터(10)의 높이 및 세척 방법에 따라 달라질 수 있다.
세척조(110)는 세척액(C)을 배출하기 위한 배출구(113)가 형성된다. 배출구(113)는 도면과 같이 세척조(110)의 측면(110B)에 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 세척조(110)의 바닥면(110A)에 형성될 수도 있다. 또한, 도면상 도시되어 있지 않지만 세척조(110)의 바닥면(110A)은 세척액(C)이 원활하게 배출될 수 있도록 적어도 일부가 배출구(113)를 향해 경사진 경사부를 포함할 수 있다.
세척조(110)의 외부에는 운반이 용이하도록 홀더부(115)가 형성될 수 있다. 홀더부(115)는 도면과 같이 외부로부터 돌출되어 원주 방향을 따라 연속적으로 형성된 구조를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 아니한다.
캐비티(111) 내부에는 프레임(130)의 적어도 일부가 배치된다. 프레임(130)은 필터(10)를 고정하는 고정부(140)와, 필터(10)의 하중을 지지하는 지지부(150)와, 세척조(110) 외부로 돌출된 핸들부(160)가 마련된다.
필터(10)는 중공축(15)에 감겨진 롤 형태의 필터(10)로서, 이러한 중공축(15)에 고정부(140)가 삽입됨으로써 필터(10)가 고정될 수 있다. 이를 통해, 필터(10)가 세척 과정 또는 이송 과정에서 중력과 교차하는 방향, 예를 들어 수평 방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.
고정부(140)는 필터(10)를 쉽게 고정할 수 있도록 상부 직경이 하부 직경보다 작은 영역을 포함할 수 있다. 일 예로서, 고정부(140)는 도면과 같이 원뿔 형상일 수 있다.
도 4는 도 2의 프레임(130)을 확대 도시한 사시도이다. 도 4를 참조하면, 지지부(150)는 고정부(140)를 지지하는 베이스(151)를 가지며, 이러한 베이스(151)에는 복수의 통공(152)과 복수의 지지부재(153)들이 형성될 수 있다. 베이스(151)는 전체적으로 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 다만, 베이스(151)의 형상은 예시적인 것에 불과하며, 세척조(110)의 캐비티(111) 형상에 따라 달라질 수 있다.
복수의 통공(152)은 세척조(110)에 수용된 세척액(C)이 지지부(150)의 상부와 하부 사이릍 이동하는 경로를 제공한다. 특히, 프레임(130)에 외력이 가해져, 프레임(130)이 세척조(110) 내부에서 움직일 경우, 통공(152)을 통한 세척액(C)의 이동이 활발해진다. 이를 통해, 필터(10) 하부에서 세척액(C)의 이동이 활발해진다. 여기서, 외력은 작업자에 의해 제공될 수 있겠으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 장치에 의해서도 제공될 수 있다.
복수의 지지부재(153)는 필터(10)의 하부를 국부적으로 지지한다. 필터(10)의 하부를 국부적으로 지지함으로써, 필터(10) 하부로 세척액(C)이 공급되도록 유도할 수 있다. 만일 지지부재(153)가 필터(10)의 하부를 국부적으로 지지하지 않고 필터(10)의 하부 전체를 지지할 경우에는, 지지부재(153)가 필터(10)의 하부 전체와 접촉하고 있기 때문에, 필터(10)의 하부에는 세척액(C)이 공급되기 힘들기 때문이다.
복수의 지지부재(153)가 필터(10)의 하부를 국부적으로 지지하기 위한 예로서, 도면과 같이 복수의 지지부재(153)는 필터(10)의 반경 방향을 따라 이격 배치되며, 각각의 지지부재(153)는 원주 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.
복수의 지지부재(153)를 반경 방향을 따라 이격 배치함으로써, 필터(10)의 하중을 분산시킬 수 있다. 이를 통해, 필터(10)가 하중에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 하중의 분산에도 불구하고, 필터(10)의 재질이 하중에 취약한 재질인 경우에는, 필터(10)는 지지부재(153)와 접촉하는 영역이 손상될 수 있다. 본 실시예에서는 복수의 지지부재(153)를 필터(10)의 반경 방향을 따라 이격 배치하고, 각각의 지지부재(153)는 원주 방향을 따라 연장 형성한다. 이와 같이 지지부재(153)를 형성함으로써, 지지부재(153)와의 접촉 영역에서 필터(10)의 손상이 발생하더라도, 필터(10)의 손상은 원주 방향으로 일부 구간에만 국한된다. 도 5는 필터 세척장치(1)에 배치된 필터(10)를 하부에서 바라본 사시도이다. 도 5를 참조하면, 지지부재(153)의 배치 및 형상(도 4 참조)으로 인해, 필터(10)의 하부면(11)의 손상이 발생하더라도, 그 손상은 원주 방향을 따라 형성된 접촉 영역(11A)에만 국한된다. 따라서, 본 실시예에서는 필터(10)의 손상이 발생하더라도, 롤 형태의 필터(10)를 풀어서 손상된 접촉 영역(11A)만을 제거하고 나머지 영역(11B)을 그대로 사용할 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 복수의 지지부재(153)는 반경 방향으로 이격 거리(g1)가 5mm ~ 50mm 일 수 있다. 지지부재(153)들 사이의 거리(g1)가 5mm 미만일 경우에는, 세척액(C)과 접촉할 수 있는 부분이 상대적으로 줄어들어 세척액(C)이 필터(10)의 하부로 원활하게 공급되기 어려워질 수 있다. 반면에, 지지부재(153)들 사이의 거리(g1)가 50mm 초과할 경우에는, 지지부재(153)들과 접촉하는 접촉 영역에 하중이 집중될 뿐만 아니라, 접촉하지 않은 나머지 영역이 하중에 의해 처질 수 있다. 하중에 의한 처짐 현상은 필터(10)들 사이의 마찰력과 관련 된 것으로서, 필터(10)의 재질에 따라 그 처짐 정도는 달라질 수 있다.
지지부재(153)들은 필터(10)의 원주방향을 따라 이격 배치될 수 있다. 이를 통해, 세척액(C)이 통공(152)을 통해서뿐만 아니라, 원주방향을 따라 이격된 영역을 통해 원활하게 유출입될 수 있다.
복수의 지지부재(153)는 필터(10)를 향해 돌출된 구조를 가질 수 있다. 이를 통해, 필터(10)의 하부에 세척액(C)이 보다 원활하게 공급될 수 있다. 지지부재(153)의 돌출 높이(h1) 및 폭(w1)을 소정 크기로 설정함으로써, 세척장치의 크기를 크게 하지 않으면서도 표면 장력에 의해 필터(10)에 세척액(C)이 고이는 현상을 방지할 수 있다. 일 예로서, 지지부재(153)의 돌출 높이(h1)는 5 mm ~ 10 mm 일 수 있으며, 지지부재(153)의 폭(w1)은 5 mm ~ 10 mm 일 수 있다. 도면에서는 복수의 지지부재들(153) 사이의 이격 거리(g1) 및 지지부재들(153)의 폭(w1)이 각각 동일하게 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 지지부재들(153)마다 달라질 수 있다.
지지부(150)는 스페이서(154)를 더 포함할 수 있다. 스페이서(154)는 세척조(110)의 바닥면(110A; 도 2 참조)과 지지부(150)의 하부면(151A)을 이격시키는 기능을 수행한다. 스페이서(154)를 통해, 세척조(110)의 바닥면(110A)과 지지부(150)의 하부면(151A) 사이에 공간을 확보함으로써, 세척액(C)은 지지부(150)의 하부에서 용이하게 이동할 수 있다. 지지부(150) 하부에서 이동하는 세척액(C)이 통공(152)을 통해 지지부(150) 상부로 이동하여 필터(10)에 도달할 수 있으며, 반대로 지지부(150) 상부에서 이동하는 세척액(C)이 통공(152)을 통해 지지부(150) 하부로 이동할 수 있다. 또한, 스페이서(154)는 세척조(110)의 배출구(113)를 통해 세척액(C)을 배출할 때, 세척액(C)이 지지부(150) 하부에 고이는 것을 방지할 수 있다. 특히, 배출구(113)가 측면(110B)에 형성될 경우, 스페이서(154)는 도 1과 같이 필터(10)가 배출구(113)의 중앙 위로 올라올 수 있도록 설계될 수 있다. 이를 통해, 세척액(C)을 배수한 이후에, 세척조(110)에 배수되지 않은 세척액(C)이 필터(10)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 도면에서는 스페이서(154)가 지지부(150)에 형성된 예를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 지지부(150)와 세척조(110) 사이를 이격시키기 위한 것이라면 세척조(110)에도 형성될 수 있다. 예를 들어, 도면상 도시되어 있지 않지만 스페이서(154)는 세척조(110)의 바닥면(110A) 또는 측면(110B)에 형성될 수 있다.
핸들부(160)는 캐비티(111)의 상부로 돌출된다. 돌출된 핸들부(160)를 통해서, 작업자는 필터(10)가 세척액(C)에 침지된 상태에서 프레임(130)을 용이하게 파지할 수 있다. 도 6a 내지 6c는 본 발명의 실시예에 따른 프레임(130)의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6a 내지 6c에서는 편의상 스페이서(154) 및 세척조(110)의 도시를 생략하였다. 핸들부(160)를 통해 프레임(130)을 파지한 상태에서, 도 6a와 같이 프레임(130)을 회전시키거나, 도 6b와 같이 프레임(130)을 틸팅(tilt)시키거나, 도 6c와 같이 프레임(130)을 상하 이동시킴으로써, 프레임(130)에 의해 지지된 필터(10)를 세척액(C)에 대하여 상대 이동시킬 수 있다. 이를 통해, 필터(10)의 세척 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 핸들부(160)를 통해, 필터(10)는 세척조(110) 외부로 용이하게 운반될 수 있다. 세척액(C)을 세척조(110) 외부로 배출한 상태라도 필터(10)를 건조시키기 전에는 필터(10)의 기공에 세척액(C)이 남아있을 수 있다. 이러한 기공 내부에 잔류하는 세척액(C)으로 인해, 필터(10)는 세척 전보다 무게가 증가한다. 이러한 상태의 필터(10)는 파손에 취약할 수 있기 때문에, 운반이 까다로울 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 핸들부(160)를 통해 프레임(130) 자체를 이동시킴으로써, 필터(10)에 외력을 가하지 않고도 필터(10)를 파손 없이 운반할 수 있다. 필터(10)는 필터 세척장치(1) 내에서 자연 건조될 수도 있으나, 별도의 건조장치(미도시)로 운반되어 강제 건조될 수 있다.
핸들부(160)는 고정부(140)에 탈부착 가능하게 연결될 수 있다. 도 7은 도 4의 프레임(130)에서 핸들부(160)가 탈착된 상태를 나타낸 분리 사시도이다. 도 7을 참조하면, 핸들부(160)는 필요에 따라 고정부(140)에 부착되거나, 고정부(140)로부터 탈착될 수 있다. 예를 들어, 핸들부(160)를 통해 필터(10)를 별도의 건조장치로 옮길 때, 건조장치 내부에 배치하는 과정에서 핸들부(160)가 방해가 되지 않도록 핸들부(160)를 고정부(140)로부터 탈착할 수 있다.
핸들부(160)와 고정부(140)의 탈부착 가능한 연결은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 도 8은 도 4의 프레임(130)에서 핸들부(160)와 고정부(140)의 연결 부분을 확대한 부분 사시도이다. 도 8을 참조하면, 핸들부(160)와 고정부(140)의 탈부착 가능한 연결의 예로서, 핸들부(160)는 록킹 부재(161)를 포함하고, 고정부(140)에는 록킹 부재(161)가 삽입될 수 있는 삽입홀(141)이 포함될 수 있다.
한편, 고정부(140)는 지지부(150)와 탈부착 가능하게 연결될 수 있다. 고정부(140)를 필요에 따라 지지부(150)에 부착하거나, 지지부(150)로부터 탈착할 수 있다. 이를 통해, 필터(10)의 직경(D1) 또는 중공축(15)의 직경에 따라 다양한 종류의 지지부(150)와 고정부(140)를 연결하여 사용할 수 있다. 즉, 호환성을 향상시킬 수 있다. 고정부(140)와 지지부(150)의 탈부착 가능한 연결은 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 일 예로서 도 8과 유사한 구조로 탈부착 가능할 수 있다.
도 1, 2를 참조하여, 상기의 구성을 가지는 필터 세척장치(1)를 이용하여 롤 형태의 필터(10)를 세척하는 과정에 대하여 설명한다.
지지부(150), 고정부(140) 및 핸들부(160)를 포함하는 프레임(130)이 세척조(110)의 캐비티(111)에 배치된 필터 세척장치(1)에 1차 세척액을 주입한다. 이 때, 1차 세척액은 세척 대상인 필터(10)의 재질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 필터(10)가 유리 섬유 재질의 필터(10)인 경우에는 염산(HCl)이 사용될 수 있다.
1차 세척액이 담긴 필터 세척장치(1)에 롤 형태의 필터(10)를 배치함으로써, 필터(10)를 1차 세척액에 담가둔다. 이 때, 세척조(110) 외부로 노출된 핸들부(160)를 파지한 상태에서 외력을 가하여, 프레임(130)을 상하 이동, 회전 또는 틸팅시킨다. 이를 통해, 필터(10)를 1차 세척액에 대하여 상대 이동시킴으로써, 1차 세척액에 의한 필터(10)의 세척 효율을 향상시킬 수 있다.
다음으로 1차 세척액을 배출구(113)를 통해 세척조(110) 외부로 배출하고, 2차 세척액을 주입한다. 캐비티(111)의 직경(D2)이 필터(10)의 직경(D1)보다 5cm 이상 크기 때문에, 2차 세척액 주입시 2차 세척액이 필터(10)에 직접적으로 부어지는 것을 방지할 수 있다. 주입된 2차 세척액이 필터(10)에 공급됨으로써, 1차 세척액이 필터(10)의 기공에 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 이 때, 세척조(110) 외부로 노출된 핸들부(160)에 외력을 가하여 프레임(130)을 상하 이동, 회전 또는 틸팅시킨다. 이를 통해, 필터(10)를 2차 세척액에 대하여 상대 이동시킴으로써, 필터(10)의 기공에 잔류한 1차 세척액을 효율적으로 제거할 수 있다. 2차 세척액은 1차 세척액에 비해 휘발성이 강한 물질일 수 있다. 2차 세척액의 예로서, 아세톤과 같은 유기 물질을 포함할 수 있다.
2차 세척액을 배출구(113)를 통해 세척조(110) 외부로 배출하고, 필터(10)를 건조시킬 수 있다. 필터(10)의 기공에는 2차 세척액이 일부 잔류할 수 있으나, 1차 세척액에 비해 2차 세척액이 휘발성이 강한 물질인 경우, 건조에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 필터(10)의 건조는 자연 건조 또는 강제 건조에 의할 수 있다. 강제 건조에 의할 경우, 프레임(130)의 핸들부(160)를 이용하여 필터(10)를 외부 건조장치(미도시)로 용이하게 이동시킬 수 있다. 설명의 편의상 2종류의 세척액을 이용한 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 필요에 따라 1종류의 세척액만 이용하거나, 3종류 이상의 세척액을 이용할 수 있다.
상기와 같이 건조 공정을 포함한 세척 공정을 통해, 이물질 또는 전해질이 제거된 양호한 품질을 가지는 필터(10)를 제공할 수 있다.
도 2에 따른 필터 세척장치(1)를 이용하여, 실제로 필터(10)를 세척하는 실험을 수행하였다.
<사용된 필터의 사양>
재질이 유리 섬유(glass fiber)이며, 풀었을 때 길이가 50m 인 롤 형태의 필터(10)를 이용하였다.
<실험조건>
1차 세척액 및 세척시간: 0.5 mM의 염산(HCl) 용액 / 30초
2차 세척액 및 세척시간: 증류수/ 5분
3차 세척액 및 세척시간: 아세톤(acetone) 용액/ 2시간
4차 세척액 및 세척시간: 아세톤(acetone) 용액/ 1시간
건조: 소정시간 동안 퓸 후드(fume hood)에 의해 건조 후, 60℃ 환경의 오븐(oven)에서 건조.
<실험결과>
필터(10)의 세척 여부를 확인하기 위하여, 세척 전 필터와, 세척 후 필터에 휴먼 세럼(Human Serum)을 각각 통과시켜 전해질 농도 변화를 측정하였으며, 그 결과는 아래 표 1과 같다. 측정을 위하여, Roche Modular Evo를 사용하였다.
Na+ [mM] K+ [mM] Cl- [mM] Ca2+ [mM]
휴먼 세럼(Human Serum) 148 4.2 97 10.5
세척 전 필터 151 4.2 102 11.4
세척 후
필터		 1m 148 4.2 97 10.6
10m 148 4.2 97 10.6
19m 148 4.2 97 10.7
28m 148 4.2 97 10.7
37m 149 4.2 98 10.8
46m 149 4.2 98 10.8
실험에 사용된 휴먼 세럼은 최초에 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+), 염소 이온(Cl-), 칼슘 이온(Ca2 +)을 각각 148mM, 4.2mM, 97mM, 10.5mM을 포함하였으며, 이러한 휴먼 세럼을 세척 전 필터를 통과시킨 결과, 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+), 염소 이온(Cl-), 칼슘 이온(Ca2+)이 각각 151mM, 4.2mM, 102mM, 11.4mM을 포함하는 것으로 나타났다. 즉, 세척 전 필터에는 나트륨 이온(Na+)이 약 3mM, 염소 이온(Cl-)이 5mM, 칼슘 이온(Ca2+)이 0.9 mM이 포함되어 있었다.
이러한 세척 전 필터를 도 2의 필터 세척장치(1)에 배치한 상태에서 실험조건에 따라 세척을 진행한 결과, 세척 후 필터에서는 세척 전 필터에 포함되었던 나트륨 이온(Na+), 염소 이온(Cl-), 칼슘 이온(Ca2+)이 현저하게 감소되었거나 완벽히 제거되었다.
또한, 세척 후 필터를 9m 단위로 총 6개의 지점에서 측정한 결과, 6개의 지점 모두에서 세척 전 필터에 포함되었던 나트륨 이온(Na+), 염소 이온(Cl-), 칼슘 이온(Ca2+)이 현저하게 감소되었거나 완벽히 제거되었다. 그로부터, 본 실시예에 따른 필터 세척장치(1)에 의해, 롤 형태의 필터(10)의 전체 길이가 균일하게 세척되는 결과를 확인할 수 있었다. 이 때, 필터(10)의 손상은 발견되지 않았다.
도 9는 다른 실시예에 따른 필터 세척장치(2)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 9를 참조하면, 다른 실시예에 따른 필터 세척장치(2)는 세척조(110), 프레임(130) 및 덮개(170)를 포함할 수 있다. 여기에서, 상술한 실시예들과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
다른 실시예에 따른 필터 세척장치(2)는 세척조(110)의 캐비티(111) 상부에 배치된 덮개(170)를 더 포함할 수 있다. 덮개(170)를 더 포함함으로써, 세척액이 세척조(110) 밖으로 증발하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 이는 세척액이 휘발성이 강한 물질, 예를 들어 아세톤, 에탄올 등인 경우에 더욱 효과적일 수 있다.
덮개(170)와 세척조(110) 사이에는 링 형상의 탄성부재(121)가 배치될 수 있다. 덮개(170) 또는 세척조(110) 중 적어도 하나에는 상기 탄성부재(121)를 수용하기 위한 홈(116)이 형성될 수 있다. 덮개(170)와 세척조(110) 사이에 탄성부재(121)가 배치된 필터 세척장치(2)는, 이후 배출구(113)에 진공펌프(미도시)에 연결될 경우, 캐비티(111) 내부를 진공 건조환경으로 만들 수 있다.
덮개(170)를 사용할 때에는, 핸들부(160)는 고정부(140)로부터 탈착될 수 있다. 덮개(170)를 열었거나, 덮개(170)를 사용하지 않을 때에는, 핸들부(160)를 고정부(140)에 부착하여 사용할 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 필터 세척장치(3)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 10을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 필터 세척장치(3)는 세척조(110), 프레임(130) 및 덮개(270)를 포함할 수 있다. 여기에서, 상술한 실시예들과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
또 다른 실시예에 따른 필터 세척장치(3)는 세척조(110)의 캐비티(111) 상부에 배치된 덮개(270)를 더 포함할 수 있다. 덮개(270)는 테두리의 일부에 세척액을 주입하기 위한 구멍(271)이 형성될 수 있다.
테두리에 형성된 구멍(271)을 통해 세척액을 주입함으로써 세척액이 대량으로 필터(10)에 직접 부어지는 것을 방지할 수 있다. 세척액이 대량으로 필터(10)에 직접 부어질 경우, 필터(10)가 손상될 수 있기 때문이다.
덮개(270) 상부에서 부어진 세척액이 구멍(271)으로 유도되도록, 덮개(270)는 구멍(271)을 향해 하향 경사진 경사부(273)를 가질 수 있다.
또한, 덮개(270)에는 상기 구멍(271)을 선택적으로 개폐할 수 있는 개폐부(272)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 개폐부(272)를 원주 방향으로 슬라이딩 이동시킴으로써, 구멍(271)을 개폐할 수 있다.
한편, 덮개(270)에는 홀더부(274) 및 핸들 노출부(275)가 형성될 수 있다. 홀더부(274)를 통해, 덮개(270)를 쉽게 파지할 수 있으며, 핸들 노출부(275)를 통해 핸들부(160)가 노출될 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필터 세척장치(1, 2, 3)에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
1, 2, 3 : 필터 세척장치 10 : 필터
11 : 하부면 11A : 접촉 영역
11B : 나머지 영역 15 : 중공축
110 : 세척조 110A : 바닥면
110B : 측면 111 : 캐비티
113 : 배출구 115 : 홀더부
116 : 홈 121 : 탄성부재
130 : 프레임 140 : 고정부
141 : 삽입홀 150 : 지지부
151 : 베이스 151A : 하부면
152 : 통공 153 : 지지부재
154 : 스페이서 160 : 핸들부
170, 270 : 덮개 271 : 구멍
272 : 개폐부 273 : 경사부
274 : 홀더부

Claims (21)

  1. 롤 형태의 필터를 세척하기 위한 필터 세척장치로서,
    세척액을 수용하기 위한 캐비티가 형성된 세척조; 및
    상기 세척조와 분리 형성된 것으로서, 상기 필터를 고정하는 고정부와, 상기 필터의 하중을 지지하는 지지부가 마련된 프레임;을 포함하며,
    상기 지지부는,
    상기 세척액이 통과할 수 있는 복수의 통공과,
    상기 필터의 하부를 국부적으로 지지하는 복수의 지지부재들을 포함하는 필터 세척장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 중공축에 감겨진 필터이며,
    상기 고정부는 상기 필터를 고정하도록 상기 중공축에 삽입되는 필터 세척장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은
    상기 세척조의 외부로 돌출된 핸들부를 더 포함하는 필터 세척장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재들은 상기 필터의 반경 방향을 따라 이격 배치된 필터 세척장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부재들 사이의 거리는 5 mm ~ 50 mm인 필터 세척장치
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 필터를 향해 돌출 형성된 필터 세척장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지부재의 돌출 높이는 5 mm ~ 10 mm 인 필터 세척장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지부재의 폭은 5 mm ~ 10 mm 인 필터 세척장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 필터의 원주방향을 따라 연장 형성된 필터 세척장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부재들은 상기 필터의 원주방향을 따라 이격 배치된 필터 세척장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척조 또는 상기 프레임 중 적어도 하나는,
    상기 세척조의 바닥면과 상기 지지부의 하부면이 이격되도록 스페이서를 포함하는 필터 세척장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척조는 상기 세척액을 배출하기 위한 배출구를 더 포함하는 필터 세척장치.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 지지부에 탈부착 가능하게 연결된 필터 세척장치.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정부는 상부의 직경이 하부의 직경보다 작은 영역을 포함하는 필터 세척장치.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 핸들부는 상기 고정부에 탈부착 가능하게 연결된 필터 세척장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티 상부에 배치된 덮개;를 더 포함하는 필터 세척장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 덮개와 상기 세척조 사이에 배치된 링 형상의 탄성부재를 더 포함하는 필터 세척장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 덮개는 테두리의 적어도 일부에 세척액을 주입시키기 위한 구멍이 형성된 필터 세척장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 구멍을 개폐할 수 있는 개폐부가 형성된 필터 세척장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 구멍을 향해 하향 경사진 경사부를 가지는 필터 세척장치.
  21. 상기 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터는 유리 섬유를 재질로 하는 필터 세척장치.
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