KR20190116455A - 직사각형 필터, 어셈블리 및 여과 방법 - Google Patents

직사각형 필터, 어셈블리 및 여과 방법 Download PDF

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타일러 제이. 존슨
크리스토퍼 디. 월리스
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필트레이션 테크놀로지 코포레이션
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Abstract

본 발명은 직사각형 필터와 코어레서 요소 및 복수의 그러한 직사각형 요소를 수용하는 용기를 개시한다. 용기 내에 있는 직사각형 필터 요소의 증가된 수 및 정렬로 인해 더 큰 여과 또는 분리 효율이 제공된다. 직사각형 필터 요소는 또한 교체하기가 쉽다.

Description

직사각형 필터, 어셈블리 및 여과 방법
본 출원은 2017년 2월 22일에 출원된 미국 가 출원 62/462,327에 대해 우선권을 주장하며, 이 미국 가 출원은 모든 목적을 위해 전체적으로 본 명세서에 관련되 어 있다.
본 개시는 일반적으로 직사각형 필터, 필터 하우징 내의 직사각형 필터의 어셈블리 및 여과 방법에 관한 것이다. 직사각형 필터는 또한 사다리꼴 형상일 수 있다. 직사각형 필터 매체는, 높은 효율의 여과 및 쉬운 교체를 가능하게 해주는 주름 매체일 수 있다. 직사각형 필터를 사용하여 많은 종류의 유체 및 유체 혼합물을 여과할 수 있다.
산업용 여과 시스템은 일반적으로 대응하는 필터 하우징 내부에 위치되는 카트리지 필터를 포함하고, 여과될 유체(유입물)는 부스러기, 오염물 및 입자의 제거를 위해 필터 하우징 및 필터 요소 안으로 들어가게 된다. 이들 카트리지 필터는 일반적으로 중공 심부(core)를 갖는 원통 형상으로 되어 있다. 유입물은 중공 심부에 공급되고 카트리지 필터의 매체를 통해 외측으로 흐르거나(내부에서 외부로), 또는 유입물은 필터의 외부로부터 심부 안으로 흐르고(외부에서 내부로의 흐름), 부스러기, 오염물 및 입자는 매체의 표면에 남게 된다. 주름 매체의 원통형 카트리지 필터는, 제조 및 사용하기가 쉽지만, 필터 하우징 내부의 공간을 효과적으로 이용하지 못한다.
그러므로, 동일한 크기의 필터 하우징에서 여과될 수 있는 유체의 양을 증가시키거나 또는 동일한 양의 또는 심지어 더 많은 양의 유체를 더 작은 하우징 안에서 여과할 수 있는 필터 시스템을 제공하는 새로운 필터 요소 및 대응하는 필터 구성이 필요하다. 새로운 어셈블리는 통상적으로 사용되는 원통형 필터 하우징 안에 설치될 수 있지만, 정사각형 또는 직사각형 필터 하우징과 같은, 직사각형 필터를 수용하는 다른 형상의 필터 하우징에도 사용될 수 있다. 새로운 어셈블리 및 방법은 유착(coalescing) 과정에서도 액체/가스 분리 및 액체/액체 분리에 사용될 수 있다.
본 발명은 대체로 직사각형인 필터 또는 코어레서 요소, 복수의 직사각형 필터를 갖는 어셈블리, 및 복수의 직사각형 필터를 사용하는 여과 방법에 대한 것이다. 한 실시 형태에서, 직사각형 필터는 일반적으로 직사각형 정상 캡, 직사각형 바닥 캡, 및 정상 캡과 바닥 캡 사이에 연장되어 있는 필터 매체로 구성된다. 필터 매체는 주름 또는 비주름 깊이 매체일 수 있다. 주름 필터 매체는, 주름이 접혀 주름 내부에 중심 공동부를 형성하는 단일의 필터 시트(sheet)일 수 있다. 주름 매체는 원하는 필터에 따라 동일하거나 다른 재료로 된 복수의 층을 가질 수 있다. 2개의 주름 열이 직사각형의 긴 측을 따라 형성된다. 직사각형의 짧은 단부에는 한 층의 비주름 매체 또는 작은 주름이 있을 수 있다. 직사각형으로 배치되는 주름 매체는 중심 공동부를 형성한다. 바닥 캡은 주름 매체에 의해 형성되는 중심 공동부와 연통하는 중심 출구를 갖는다. 필터 요소의 길이 방향 무결성을 유지하기 위해 필터 지지부가 또한 중심 공동부 내부에 제공될 수 있다. 그 지지부는 바람직하게는 강성 재료로 만들어진다. 필터 지지부는 천공되어, 주름 매체에 의해 형성되는 공동부 내부에서 유체 흐름이 일어날 수 있다. 정상 캡은 개별 필터 요소의 더 쉬운 삽입/제거를 위한 손잡이를 가질 수 있고 이 손잡이는 정상 캡에서 아래로 접힐 수 있다.
직사각형 필터 요소는 대체로 직사각형이고, 더 바람직하게는 필터 요소는 사다리꼴 형상이고, 사다리꼴의 짧은 정상 측과 바닥 측은 서로 평행하고 또한 다른 긴 측은 외측으로 벌어져 있고, 그래서 캡 중의 하나는 벌어진 부분을 수용하기 위해 다른 캡 보다 길게 되어 있다. 본 명세서에서는 필터 요소를 직사각형이라고 할 것이지만, 이 용어는 사다리꼴 형상을 포함한다.
본 발명은 또한 일반적으로 원통형인 필터 하우징(용기라고도 함)에 이용되거나 또는 정사각형 또는 직사각형 필터 하우징과 같은 직사각형 필터를 수용하는 다른 형상의 필터 하우징에도 사용될 수 있는 복수의 직사각형 필터 요소를 이용하는 필터 어셈블리를 포함한다. 이 설명은 전형적인 원통형 하우징에 대한 것이지만, 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 다른 형상도 사용될 수 있다. 복수의 직사각형 필터 요소가, 필터 요소 주위와 필터 요소 사이에 유체 흐름을 위한 공간을 두고, 완전히 필터 하우징 내부에 배치된다.
필터 요소는 필터 하우징 내부에서 여과 면적을 최대화하기 위해 배치되며, 그리하여 필터 용량(즉, 주어진 시간에서 필터가 여과할 수 있는 유체의 양)이 증가된다. 필터 하우징은 복수의 직사각형 필터 요소를 포함하는 하우징 안으로 유체가 들어가기 위한 유체 입구를 갖는다. 분리 판이 필터 하우징의 내부에 제공되고, 그 필터 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 고정된다. 필터 수용부가 분리 판에 장착되고 직사각형 필터 요소는 필터 수용부에 삽입되거나 그렇지 않으면 그 안에 고정되고, 필터 수용부는 또한 바닥 캡의 개구와 연통하는 개구를 갖는다. 분리 판은 필터 수용부의 개구와 연통하는 복수의 개구를 갖는다. 지지부는 필터 수용부에 장착되고, 직사각형 필터의 중심 공동부로부터 분리 판의 개구를 통과하는 유체 흐름을 방해함이 없이, 각 직사각형 필터의 중심 공봉부 안으로 들어간다.
직사각형 필터는 필터 매체를 에워싸는 메쉬를 포함할 수 있다. 더러운 유체는 유체 입구를 통해 필터 하우징 안으로 들어간다. 그런 다음에 유체는 필터 매체를 통과하여 직사각형 필터의 중심 공동부 안으로 들어가고, 여과된 유체는 바닥 캡의 개구 및 분리 판의 대응 개구를 통과한다. 챔버가 필터 하우징 안에서 분리 판의 아래에 제공되어, 여과된 깨끗한 유체를 모으게 된다. 여과된 유체가 모이게 하고 깨끗한 유체를 필터 하우징으로부터 제거하기 위해, 필터 하우징에 있는 깨끗한 유체 출구는 이 챔버에 위치된다. 이 실시 형태는 외부에서 내부로의 흐름을 위한 것이다.
본 발명의 추가 실시 형태는 내부에서 외부로의 흐름에 대해 직사각형 필터를 사용하는 것이다. 필터 하우징은 더러운 유체를 위한 필터 입구를 갖는다. 직사각형 필터는 분리 판 아래에 장착된다. 이 실시 형태에서, 직사각형 필터는 개구를 갖는 직사각형 정상 캡, 직사각형 중실 바닥 캡, 및 정상 캡에서 아래로 바닥 캡까지 연장되어 있는 필터 매체를 가지며, 이 필터 매체는 정상 캡의 개구와 연통하는 중심 공동부를 가지고 있다. 분리 판은 직사각형 필터의 길이를 수용하기 위해 필터 하우징의 바닥으로부터 이격되어 있다. 분리 판은 필터 어셈블리의 필터 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 고정되며, 또한 정상 캡이 분리 판의 위쪽에서 연장되어 있는 상태에서 직사각형 필터를 수용하여 위치 고정시키는 개구를 가지고 있다. 정상 캡의 개구는 여과될 유체를 받고, 따라서 그 유체는 직사각형 필터 내의 중심 공동부 안으로 들어가고 매체를 통과하여 분리 판 아래의 필터 하우징 안으로 들어가게 된다. 깨끗한 유체는 필터 하우징 안에서 직사각형 필터 요소의 외부에서 필터 하우징 내의 분리 판 아래에 모이게 된다. 깨끗한 유체를 제거하기 위한 출구가 분리 판 아래에서 필터 하우징에 제공된다. 필터는 사용 중에 필터의 무결성을 유지시켜 주는 바스켓에 의해 둘러싸일 수 있고, 이 바스켓은 분리 판의 바닥으로부터 연장되어 있고 직사각형 필터를 수용하는 크기로 되어 있다.
본 발명의 추가 실시 형태는, 유착 과정으로 액체로부터 가스를 분리할 때 직사각형 요소를 사용하는 것이다. 하우징은 가스와 액체의 혼합물을 들여 보내기 위한 입구를 바닥 근처에서 갖는다. 하우징은 하우징의 내벽에 밀봉 가능하게 장착되는 분리 판을 갖는다. 복수의 중공 라이저(riser)와 연통하는 개구가 분리 판에 있고, 그 라이저는 바람직하게는 직사각형이고 분리 판 위에 장착된다. 복수의 직사각형 코어레서 요소가 중공 라이저의 정상에 장착되고, 바닥에서 개방되어 있는 중심 공동부와 중실 정상 캡을 갖는다. 가스/액체 혼합물이 하우징을 통해 들어가고, 분리 판의 개구 및 중공 라이저를 통과하고 유착 매체 안으로 들어가 공동부를 통과하게 된다. 그런 다음 가스는 하우징의 정상으로 상승하고 출구를 통해 모이게 된다. 액체는 하우징 안에서 분리 판 위쪽에 남아 있고 필요에 따라 배출되거나 모일 수 있다. 본 발명은 또한 여기서 설명하는 가스/액체 분리 방법을 포함한다.
본 발명의 추가 실시 형태는, 무거운 유체와 가벼운 유체의 혼합물을 중력의 도움으로 분리하기 위해 필터 하우징의 긴 축선이 수평으로 배치된 상태에서 작동될 수 있는 필터 어셈블리이다. 유체 입구가 필터 하우징에 위치되어 있고, 분리 판이 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 고정된다. 복수의 직사각형 코어레서가 분리 판상에 장착되고 하우징 안에 에워싸인다. 직사각형 코어레서 각각은 매체에 의해 둘러싸이는 중심 공동부와 연통하는 개구를 갖는 캡을 갖는다. 이 캡은 분리 판에 장착되고, 분리 판은, 캡 개구와 연통하고 또한 매체 내의 공동부와도 연통하는 개구를 갖는다. 중실 캡이, 분리 판에 장착되는 단부로부터 직사각형 필터의 반대편 단부에 있다. 분리될 유체는 분리 판의 개구 및 이 분리 판에 장착되어 있는 코어레서 요소의 캡의 개구를 통과하여 직사각형 필터의 중심 공동부 안으로 들어간다. 그런 다음에 유체 혼합물은 매체를 통과한다. 유체 혼합물은 필터 하우징 안에서 입구로부터 분리 판의 반대 측에 모이게 된다. 가벼운 유체는 필터 하우징의 정상으로 부상하고 무거운 유체는 필터 하우징의 바닥으로 내려가게 된다. 필터 하우징에는, 가벼운 유체를 모으기 위한 출구가 정상에 제공되어 있고 또한 무거운 유체를 모으기 위한 출구가 바닥에 제공되어 있다. 다른 관련된 실시 형태는 위에서 논의된 가스/액체 분리 설계와 유사한 라이저를 갖는 수직형 하우징을 이용한다. 가벼운 액체는 하우징의 정상에 모이고, 무거운 액체는 분리 판의 위쪽에 있는 라이저 주위로 내려가 모이게 된다. 본 발명은 또한 여기서 설명하는 액체/액체 분리 방법을 포함한다.
본 발명은 또한 여과될 유체를 복수의 직사각형 필터를 갖는 필터 하우징 안으로 들여 보내 유체를 여과하기 위한 방법을 포함한다. 그런 다음, 유체를 직사각형 필터의 필터 매체를 통해, 필터 내에 제공되어 있는 중심 공동부 안으로 전달한다. 또한, 여과된 유체를 각 직사각형 필터의 중심 공동부로부터 필터의 하우징의 별도의 챔버에 모으고, 여과된 유체를 필터 하우징으로부터 제거한다. 대안적으로, 필터 하우징으로 안으로 들어가는 유체는 각 직사각형 필터 안에 위치되어 있는 중심 공동부 안으로 들어갈 수 있고 또한 그 공동부를 둘러싸는 매체의 층을 더 통과하게 된다. 유체는 필터 하우징의 별도의 챔버에 모이고 제거된다.
여기서 사용되는 바와 같이, "유입물" 또는 "더러운 유체"는, 필터에 들어가 그에 의해 여과될 유체를 의미한다.
여기서 사용되는 바와 같이, "내부에서 외부로의 흐름"은, 유체가 필터의 내부에서 필터의 외부로 흐르는 것을 의미하고, "인사이드 투 아웃(inside to out)" 또는 "인사이드 아웃"과 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
여기서 사용되는 바와 같이, "외부에서 내부로의 흐름"은, 유체가 필터의 외부에서 내부로 흐르는 것을 의미하고, "아웃사이드 투 인"과 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
여기서 사용되는 바와 같이, "유출물" 또는 "깨끗한 유체"는, 이미 필터 매체를 통과한 깨끗한 여과된 유체를 의미한다.
청구 범위 또는 명세서에서 "포함하는" 이라는 용어와 함께 사용될 때 단수 표현의 사용은, 문맥에서 다른 언급이 없다면, 하나 이상을 의미하는 것이다.
"약" 이라는 용어는, 측정 방법이 나타나 있지 않은 경우에, 언급된 값 ± 측정 오차 범위 또는 ± 10%를 의미한다.
청구 범위에서 "또는" 이라는 용어의 사용은, 대안만을 말한다는 명확한 언급이 없거나 또는 대안들이 상호 배타적인 경우에, "및/또는"을 의미하기 위해 사용된다.
"포함한다", "갖는다" 및 "함유한다" 라는 용어(및 그의 변형어)는 개방형 연결 동사이고 청구 범위에서 사용될 때는 다른 요소의 추가를 허용한다.
"∼로 이루어지는" 이라는 말은 폐쇄형이고, 모든 추가적인 요소를 배제한다.
"본질적으로 ∼로 이루어지는" 이라는 말은 추가의 재료적인 요소를 배제하지만, 본 발명의 특성을 실질적으로 변화시키지 않는 비재료적인 요소의 포함을 허용한다.
도 1a는 본 발명의 직사각형 필터 요소의 개략적인 사시도이다.
도 1b는 절취 단면도로, 천공된 지지부가 보이도록 주름 필터 매체가 절취되어 있다.
도 1c는 사다리꼴 형상 필터 요소를 나타내는 바람직한 실시 형태의 측면도로, 그 필터 요소의 폭은 바닥 쪽으로 가면서 점진적으로 증가된다.
도 2a는 본 개시의 직사각형 필터 요소의 저부 단면도로, 주름 필터와 바닥 캡이 나타나 있다.
도 2b는 직사각형 필터 요소의 바닥 캡의 저부도이다.
도 2c는 직사각형 필터의 하단부와 바닥 캡의 부분 수직 단면도이다.
도 3a는 복수의 직사각형 필터가 필터 하우징 안에 배치되어 있는 필터 시스템의 사시도이다.
도 3b는 필터 하우징 안으로 본 필터 어셈블리의 상면도이다.
도 3c는 출구를 나타내는 분리 판의 상면도이다.
도 3d는 본 발명 보다 더 적은 출구를 나타내는 종래의 필터 어셈블리의 분리 판의 상면도이다.
도 4a는 아웃사이드 인(outside in) 여과를 위한 여과 흐름을 나타내는 부분 단면도이다.
도 4b는 사다리꼴 형상의 필터 요소가 일 예로 사용되는 경우에 유체 흐름의 단면도이다.
도 4c는 천공된 지지부의 도이다.
도 5a는 필터 하우징 내부에 있는 사다리꼴 형상 필터 요소의 개략도로, 흐름 방향은 외부에서 내부이다.
도 5b는 필터를 나타내는 도 5a의 필터의 필터 하우징 내부의 길이 방향 단면도이다.
도 6a는 내부에서 외부로의 흐름 방향을 나타내는 필터 어셈블리의 개략도이다.
도 6b는 도 6a에 나타나 있는 바와 같은 인사이드-아웃 필터의 필터 하우징의 길이 방향 단면도이다.
도 6c는 내부에서 외부로의 흐름 방향에 대해 사용되는 직사각형 필터의 도이다.
도 7a는 지지 구조체를 보여주기 위해 한 코어레서의 일부분이 제거되어 있는 가스-액체 분리 어셈블리의 개략도이다.
도 7b는 도 7a에 나타나 있는 바와 같은 분리기의 하우징의 길이 방향 단면도이다.
도 8은 액체의 혼합물을 유착하는데에 사용되는 액체 분리 어셈블리의 단면도이다.
도 9a 및 9b는 18 인치 직경의 용기에서 원통형 필터와 직사각형 필터의 사용을 비교하는 도이다.
도 10a 및 10b는 30 인치 직경의 용기에서 원통형 필터와 직사각형 필터의 사용을 비교하는 도이다.
본 개시는 신규한 직사각형 필터 요소 및 더 효율적인 여과를 달성하기 위해 복수의 직사각형 필터를 원통형 필터 하우징 안에서 사용하는 것에 대한 것이다. 여기서 더 설명하는 바와 같이, 직사각형 필터 요소는 외부에서 내부로의 흐름, 내부에서 외부로의 흐름, 액체와 가스의 분리, 및 액체 혼합물의 분리에 사용될 수 있다. 직사각형 필터는 표준 크기의 원통형 필터 하우징 안에서 사용될 수 있지만, 임의의 원하는 크기로 제조될 수 있다. 여기에 나타나 있는 필터의 크기는 실례를 들기 위한 것이다. 원통형 필터를 수용하도록 제조된 필터 하우징은 복수의 직사각형 필터 요소를 수용하도록 개장될 수 있다. 본 발명에 나타나 있는 바와 같은 추가적인 분리 판이 직사각형 필터를 수용하도록 개장될 수 있고, 외부에서 내부로의 흐름 및 내부에서 외부로의 흐름을 위해 원통형 필터를 위한 분리 판의 위쪽에 설치된다. 내부에서 외부로의 흐름의 경우, 직사각형 필터는 아래에 나타나 있는 바와 같은 분리 판 아래에 장착된다.
본 발명의 어셈블리 및 방법에 대한 상세한 설명은 도면을 참조할 수 있다. 도면 역시 실례적인 것이고 축척에 따를 필요는 없다. 본 발명에 사용되는 직사각형 필터의 크기는 필요에 따라 원하는 크기로 될 수 있다. 다음의 예는 단지 실례적인 것이고, 첨부된 청구 범위를 부당하게 한정하지 않는다.
도 1a는 본 개시의 직사각형 필터 요소(100)의 개략적인 사시도이다. 이 직사각형 필터 요소(100)는 일반적으로 정상 캡(111), 바닥 캡(121), 및 정상 캡(111)에서 바닥 캡(121)까지 연장되어 있는 매체(101)로 구성된다. 정상 캡(111)에는 손잡이(126)가 제공되어 있고, 이 손잡이는 캡의 위에서 접힐 수 있고 또한 설치된 직사각형 필터를 위한 더 컴팩트한 외형을 제공할 수 있다. 필터 매체(101)는 여과 면적과 여과 용량을 증가시키기 위해 바람직하게 주름져 있다. 매체에는 이 매체에 의해 둘러싸여 있는 중심 공동부(도 1a는 나타나 있지 않음)가 있다. 직사각형 필터는 분리 판(205)(도 3a에 나타나 있는 바와 같음) 상에서 직사각형 필터 수용부(208) 안에 장착되며, 이 수용부는, 바닥 캡의 출구 커넥터(125)를 수용하기 위해 분리 판으로부터 위쪽으로 연장되어 있는 립(lip)을 가지고 있다.
필터 또는 유착(coalescing) 매체 재료는 한정되지 않으며 여과 또는 유착의 종류에 따라 맞춤 제조될 수 있다. 매체는 셀룰로스 및 다른 천연 매체, 또는 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 나일론, PTFE, PPS, ECTFE 및 PVDF를 포함하지만 이에 한정되지 않는 합성 매체의 주름 매체일 수 있다. 주름 매체는 여과 또는 분리에 대한 필요에 따라 하나의 재료 층이거나 또는 상이한 재료의 복수의 층일 수 있다. 비주름 깊이 매체 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 나일론, PTFE, PPS, PVDF, ECTFE, 셀룰로스 섬유, 유리 섬유, 및 직조 와이어 메쉬와 세라믹 매체를 포함하는 다른 종류의 매체도 사용될 수 있다. 필터 매체는 일회용이고 폐기될 수 있거나 또는 정화 후에 재사용 가능하다. 본 발명은 직사각형 필터 또는 코어레서(coalescer)에 사용되는 어떤 종류의 매체에도 한정되지 않는다.
이제, 직사각형 필터의 절취 단면도인 도 1b를 참조한다. 정상 캡과 바닥 캡은 매체에 안정적으로 부착되어 있다. 정상 캡의 립(112)이 매체의 외측 정상 가장자리를 에워싸고 내측 립(113)은 매체의 내측 정상 가장자리를 에워싸고 고정시킨다. 바닥 캡의 립(122)이 매체의 외측 바닥 가장자리를 에워싸고 바닥 캡의 내측 립(124)은 매체의 바닥 내측 가장자리를 에워싼다. 추가로, 매체는 립들 사이에서 정상 캡과 바닥 캡에 안정적으로 포팅되거나(potted), 열적으로 결합되거나, 접착되거나 또는 다른 방식으로 단단히 부착된다. 도 1b는 또한 필터 수용부(208) 안으로 삽입되는 바닥 캡 출구 커넥터(125)의 단면을 나타내며, 그 필터 수용부는 분리 판(도 1b에는 나타나 있지 않음) 상에 장착된다. O-링(130)이 필터 수용부(208)의 바닥에 제공되어 분리 판과의 고정 시일을 제공할 수 있으며, 다른 고정 부착물도 사용될 수 있다.
매체는 절취도에 나타나 있는 중심 공동부(105)를 가지며, 이 공동부(105)의 각 측에 필터 매체(101)의 층이 나타나 있다. 바람직한 실시 형태에서, 바람직하게 천공되어 있는 지지부(103)가, 필터 요소의 물리적 무결성을 유지하고 또한 공동부 내의 여과된 유체를 위한 유동로를 제공하기 위해 매체(101)의 중심 공동부(105)에 삽입되어 있다. 천공된 지지부(103)는 바람직하게는 아래에서 설명하는 바와 같은 필터 하우징 내부에 장착된다. 천공된 지지부(103)는 주름 필터 매체 내의 전체 중량과 압력을 지지하는 어떤 강성적인 경량 재료로도 만들어질 수 있다. 비한정적인 예를 들면, 플라스틱, 금속 및 세라믹이 있다.
천공된 지지부(103)의 형상은 테이퍼형일 수도 있는데, 즉 크기가 바닥쪽으로 가면서 점진적으로 증가한다. 이러한 테이퍼형 지지부의 이점은, 정상 캡에 제공되어 있는 손잡이를 사용하여 사용자가 필터 요소를 필터 하우징로부터 제거하기 위해 위쪽으로 끌어당길 때 그 필터 요소의 내부가 지지부(103)와 덜 간섭할 것이기 때문에 필터 요소의 제거가 더 쉽게 된다는 것이다.
도 1c를 참조하면, 이 도는 본 개시의 직사각형 필터 요소(100)의 바람직한 실시 형태를 나타낸다. 도 1c에 나타나 있는 바와 같이, 직사각형 필터 요소(100)는 사다리꼴 형상의 측면 외형을 갖는데, 즉 단면적이 위에서 아래로 증가한다. 바닥 캡(121)로부터 연장되어 있는 출구 커넥터(125)가 나타나 있다. 또한, 직사각형 필터를 필터 수용부(208) 안에 위치 고정시키기 위해 사용되는 O-링(425)이 출구 커넥터(125)의 외주에 제공되어 있다.
직사각형 필터 요소는 원형 필터 요소에 의해 생기는 무효 공간을 효과적으로 감소시킨다. 추가로, 사다리꼴 형상 때문에 필터 요소의 더 쉬운 삽입/제거가 가능하게 된다. 직사각 형상은 또한 필터 요소가 적절히 기능하기 위해 특정한 배향이 요구되는 경우에 열을 지어 쉽게 정렬될 수 있다.
도 2a는 직사각형 필터 요소의 바닥 근처에서의 수평 단면도로, 주름 매체 및 바닥 캡을 나타낸다. 바람직한 실시 형태에서, 필터 매체(101)는 중심 공동부(105) 주위에서 주름져 있어, 여과된 유체가 주름 매체를 통해 흘러, 바닥 캡(121)에 위치되어 있는 개구(123)로부터 공동부 안으로 들어갈 수 있다. 이 단면에서 알 수 있는 바와 같이, 주름 필터 매체(101)는 중심부 주위에서 연속적으로 접혀, 여과된 유체가 흐르는 내부 공동부(105)를 형성하는 하나의 단일 필터 매체 시트(sheet)일 수 있고, 유체는 바닥 캡의 개구(123)를 통해 필터 요소에서 나가기 전에 공동부(105) 내부에 모이게 된다. 바닥 캡의 외측 립은 "122"로 나타나 있고, 매체(101)의 단부를 에워싸는 내측 립(124)이 나타나 있다. 주름 매체는 직사각형 정상 캡으로부터 직사각형 바닥 캡까지 연장되어 있고, 직사각형의 긴 측에는 2개의 주름(101a, 101b) 열이 있고, 짧은 측에는 주름(101a, 101b)을 서로 연결하는 매체(101c, 101d) 층이 있어, 대체로 중심에 있는 공동부(105)가 주름 내부에 형성된다. 이 도에 내측 립(124)이 나타나 있다. 정상 캡(111)과 바닥 캡(121)은 필터 요소의 직사각 형상을 유지한다. 추가로, 메쉬(나타나 있지 않음)가 필터 매체를 에워싸 대체로 직사각형인 형상을 유지한다. 메쉬는 이 메쉬가 여과될 유체와 접촉할 때 메쉬의 무결성을 유지시켜 주는 폴리머 또는 다른 재료로 만들어질 수 있다.
개구(123)는 바닥 캡(121)에 제공된다. 이 개구(123)는 중심 공동부(105)와 연통한다. 바닥 캡의 개구는 바닥 캡으로부터 연장되어 있는 출구 커넥터(125)에 의해 형성된다. 천공된 지지부의 외형은 출구 커넥터(125)의 개구 및 개구(123) 보다 작아서, 쉬운 설치가 가능하다.
이제 도 2b를 참조하면, 이 도는 바닥 캡(121)과 개구(123) 내부의 사시도를 나타내며, 매체는 없다. 개구(123)를 형성하는 내측 립(124)이 나타나 있다.
도 2c는 본 개시의 직사각형 필터 요소의 바닥 부분의 부분 단면도를 나타낸다. 이 도는 주름 필터 매체(101)가 바닥 캡(121)과 어떻게 상호 접속하는지를 도시한다. 립(122)이 바닥 캡에 제공되어, 매체의 외측 바닥 가장자리를 에워싼다. 립(124)이 바닥 캡에 제공되어, 매체의 내측 바닥 가장자리를 에워싼다. 바닥 캡으로부터 연장되어 있는 출구 커넥터(125)가 나타나 있다. 직사각형 필터를 필터 수용부(208)에 위치 고정시키기 위해 사용되는 O-링(425)이 출구 커넥터(125)의 외주에 제공되어 있다.
도 3a는 원통형 필터 하우징(201)(점선으로 나타나 있음) 내부에 있는 복수의 직사각형 필터(100)의 어셈블리의 사시도를 나타낸다. 필터 하우징은 또한 일반적으로 정상부(나타나 있지 않음)와 분리 판(205)을 포함한다는 것을 유의해야 한다(도 3c 및 3d와 관련하여 아래에서 더 논의됨). 도 3a에 나타나 있는 바와 같이, 필터 요소(100)는 어레이로 배치되어 있고, 그래서, 하우징과 개별 필터 요소 모두의 크기에 따라 필터 하우징 내부의 여과 면적이 바람직하게 최대화된다. 각 필터 요소(100)는 정상 캡(111)을 가지며, 각 정상 캡 위에는 아래로 접힐 수 있는 손잡이(126)가 있고, 이 손잡이는, 특히 필터가 오랜 시간 동안 사용되었고 부스러기가 필터에 축적되어 필터 요소를 더 무겁게 했을 때 더 쉬운 삽입/제거를 위해 사용된다. 손잡이(126)는 개별 직사각형 필터(100)의 제거를 용이하게 해준다. 필터 수용부(208) 상으로 삽입된 바닥 캡(121)이 나타나 있다.
도 3a에서 알 수 있는 바와 같이, 각 필터 요소의 외형은, 복수의 직사각형 필터로 필터 하우징 내부의 무효 공간이 최소로 유지되도록 설계된다. 필터 요소에 의해 점유되지 않은 공간은 더러운 유체가 하우징 내부에서 흐를 수 있게 해주지만, 바람직하지 않은 난류 흐름을 발생시키지 않는다. 이러한 구성에 의해, 주름 필터 매체의 신규한 구성을 갖는 각 직사각형 필터 요소에 의해 제공되는 여과 면적이 최대로 된다.
서로 인접하는 임의의 두 필터 요소(100) 사이에는, 여과되지 않은 유체가 필터 매체(101)를 통해 흐를 수 있게 해주는 공간이 있다. 정상 캡(111) 및 바닥 캡(121)은, 유체가 필터 매체(101)의 길이 방향 축선을 통과하는 것을 방지하지 않는다. 테이퍼형 또는 사다리꼴 형상은, 난류 흐름을 발생시킴이 없이 모든 매체에 유동로를 제공하는데에 도움을 준다.
도 3b는 하우징 내부에 배치되어 있는 직사각형 필터 요소의 어레이를 나타내는 상면도이다. 이 컴팩트하고 꽉끼는 끼워맞춤에 의해, 최대의 여과 용량이 얻어지고 또한 무효 공간이 최소로 유지될 수 있다.
도 3c 및 3d는 본 개시의 분리 판과 종래의 원형 필터 요소를 위해 사용되는 판 사이의 비교를 나타낸다. 도 3c는 분리 판에 있는 직사각형 개구를 나타내고, 도 3d는 원형 필터 요소를 사용하는 전형적인 분리 판의 개구를 나타낸다. 직사각형 필터의 경우, 유체 흐름을 위한 오리피스 면적은 50% ∼ 75% 이상 증가되고, 이에 따라 전체 압력차가 더 낮게 된다. 도 3c 및 3d에서 입증되듯이 원통형 요소와 직사각형 요소를 비교하면, 분리 판에 있는 개방 영역의 단면적이 더 크게 되면, 분리 판에서의 압력 강하가 더 낮게 되고 또한 추가 흐름이 요망되는 경우에 그 추가 흐름을 위한 개방 영역이 더 많아지게 된다. 시작 압력차가 더 낮으면, 필터 요소 교체 간의 작동 사이클이 더 길어질 수 있다. 예컨대, 시작 압력차가 5 PSID이고 최대 압력이 35 PSID인 원형 필터 요소를 사용하는 종래의 필터 용기를 가정할 때, 이는 불순물이 필터 매체에 축적되기 위해서는 30 PSID 범위가 있음을 의미한다. 그러나, 시작 압력차가 사다리꼴 형상 필터 요소에 의해 2 PSID로 감소될 수 있으면, 범위는 3 PSID 만큼 확장되는데, 이는 필터 요소를 교체할 필요가 있기 전의 작동 수명이 더 길어짐을 의미한다.
압력차는 필터 하우징 내부에서의 유체 흐름을 위한 주 구동력이다. 유체는 저항이 가장 낮은 경로를 따라 흐를 것이여, 그 경로는, 필터 용기가 유체로 충전됨에 따라, 일반적으로 필터 요소의 바닥에서 시작된다. 이 유체 흐름은 계속되지만, 필터 매체에서 필터 요소의 바닥 쪽에 불순물이 축적됨에 따라, 그 위치에서의 압력차가 또한 증가된다. 압력차가 필터 요소의 다른 부분 보다 높아지자 마자, 압력차가 단지 0.01 PSI 이더라도 유체 흐름의 방향은 저항이 가장 낮은 쪽으로 변할 것이다. 이러한 동적인 유체 흐름 및 필터 하우징 내의 더 컴팩트한 내부에 의해, 덜 난류적인 흐름이 가능하게 되고 동시에 전체 필터 요소 및 표면적 전체에 걸쳐 더욱 고른 흐름이 가능하게 된다. 이 신규한 형상에 의해 제공되는 이 추가적인 표면적에 의해, 필터 매체를 통과하는 유체의 면 속도가 감소 된다. 이 더 낮은 면 속도의 결과, 매체에서의 저항 또는 압력 강하가 더 작게 되고, 그래서, 압력 강하가 더 낮아지고 또한 필터 요소의 오물 및 입자 로딩(loading) 용량이 증가된다. 추가적인 오물 및 입자 유지 용량의 이점은, 당업자가 이해하는 더 낮은 면 속도로 인한 것이다.
이제 도 4a를 참조하면, 이 도는 직사각형 필터 요소를 사용하는 외부에서 내부로의 여과 흐름을 도시한다. 더러운 유체는 용기 벽에 있는 필터 용기(201)의 유체 입구(130)를 통해 들어 온다. 그런 다음 그 더러운 유체는 한 직사각형 필터의 필터 매체(101) 층을 통해 흐르고, 깨끗한 유체는 필터 매체 내부의 중심 공동부(105)를 통해 흐르게 되며(도면에서 흐름 화살표로 나타나 있음), 그 공동부(105) 안에는 천공된 지지부(103)가 삽입되어 있다. 그런 다음 유체는 바닥 캡(121)의 개구(123)를 통해 흐르고, 그 개구는 분리 판(205)에 장착되는 필터 수용부(208)와 연통한다. 이 도는 또한 천공된 지지부(103)에 추가 안정성을 제공하기 위해 필터 수용부(208)의 바닥 면에 장착되는 선택적인 강화기(104)를 나타낸다. 각 직사각형 필터의 바닥 캡의 출구 캡(125)은 분리 판의 정상부에 장착되는 필터 수용부(208)에 있는 상향 돌출 립에 삽입된다. O-링(425)이 사용되어 바닥 캡과 직사각형 필터 사이의 시일을 제공하여 필터를 꽉끼는 연결로 위치 고정시킨다. 바닥 캡의 개구는 분리 판(205)에 있는 대응하는 출구 포트(207)와 연통하여, 분리 판을 통과하는 여과된 유체로 중심 공동부(105)로부터 필터 하우징 내부의 아래쪽 챔버까지 유체 연통을 제공한다.
도 4b는 사다리꼴 구성을 갖는 직사각형 필터를 강조하는 직사각형 필터의 수직 단면을 나타낸다(도 1a, 1b 및 1c에 대응하는 참조 번호를 사용함). 필터 요소(100) 내부에 있는 중심 공동부(105)의 간격은 하측 부분 쪽으로 가면서 점진적으로 증가하고, 그래서 유체 흐름을 위한 면적이 증가된다. 이리하여, 사다리꼴 필터 요소 및 매체가 넓어지고 또한 이에 따라 중심 공동부(105)가 넓어지기 때문에, 유체가 출구(207) 쪽으로 흐름에 따라 유체량이 증가된다. 이러한 구조에 의해, 유체 흐름에서 압력 강하가 더 작게 된다. 천공된 지지부는 이 도에 나타나 있지 않다.
도 4b는 사다리꼴 외형을 갖는 직사각형 필터 요소의 여과 흐름을 도시한다. 이는 외부에서 내부로의 흐름 방향이고, 여과된 유체를 위한 필터 개구(123)는 필터 요소(100)의 바닥 캡(121)에 위치되어 있다. 유체는 필터 매체(101)의 외부로부터 중심 공동부(105)으로 흐르고, 결국에는 바닥 캡의 필터 개구(123)를 통해 직사각형 필터(100)에서 나가게 된다. 바닥 캡 출구 커넥터(125)는 O-링(425)을 통해 분리 판 상의 필터 수용부(208) 안에 고정된다.
선택적으로, 유체 우회를 피하기 위해 바닥 캡과 필터 수용부(208) 사이의 더 양호한 시일을 위한 가스켓 시일 또는 포지티브 O-링(425)이 바닥 캡에 제공될 수 있다. 또한, O-링 또는 가스켓 시일은, 저항이 극복되면 필터 요소가 제자리에 설치되었음을 알려주는 사용자용 저항 신호를 제공할 수 있다.
종래의 하우징은, 원통형 필터를 위해 사용되는 분리 판의 위쪽에서 직사각형 필터를 수용하기 위해 본 발명의 새로운 분리 판으로 개장(retrofitting)될 수 있다. 그 새로운 분리 판은, 필터 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 끼워 맞춤되고 또한 하우징 안으로 끼워질 수 있는 필터 요소의 길이를 수용하기 위해 정확한 외경을 가져야 한다.
도 4c는 천공된 지지부(103)의 단면도로, 필터 흐름을 방해하지 않도록 필터 수용부(208)의 개구(207)의 양측에 장착되는 2개의 천공된 직사각형 강성 시트로 만들어지는 바람직한 실시 형태를 나타낸다. 천공된 시트의 정상들은 서로 만난다. 좁은 측면 패널(106)이 천공된 시트들 사이에 있고, 필터 수용부(208)의 정상으로부터 천공된 시트의 정상까지 연장되어 있다(도 5a 참조).
바람직한 실시 형태에서, 도 4a에 나타나 있는 것과 같은 추가적인 강화기(104)가 천공된 시트들 사이에 제공되고, 천공된 지지부(103) 내부에서 필터 수용부(208) 위에 장착된다. 필터 수용부의 바닥에 있는 O-링(130)이 이 도에 나타나있다.
도 5a를 참조하면, 이 도는 필터 하우징(201) 안에 설치되는 직사각형 필터 요소(100)를 갖는 필터 어셈블리의 개략도이다. 참조의 용이를 위해, 단지 7개의 직사각형 필터만 개략적으로 나타나 있다. 이 도에 있는 필터 요소(100)의 수는 단지 실례를 들기 위한 것이고, 필터 요소(100)의 실제 수는, 필터 하우징의 크기, 유체의 유량, 여과될 입자, 및 유체의 특성과 같은 많은 인자에 달려 있다. 천공된 지지부(103)를 갖는 필터 어셈블리의 구성을 보여주기 위해 하나의 필터 요소가 제거되어 있다. 분리 판(205)은 직사각형 필터의 바닥 캡을 수용하는 복수의 필터 수용부(208)를 가지며, 이 필터 수용부는 각 필터 요소(100)를 위한 바닥 캡(121)의 필터 개구에 맞는 개구(나타나 있지 않음)를 가지고 있다. 또한, 천공된 지지부(103)는 필터 수용부(208)에 장착되고 그 필터 수용부로부터 연장되어 있으며, 이러한 구성에 의해 개별 필터 요소(100)의 설치 및 제거가 용이하게 되는데, 왜냐하면, 천공된 지지부(103)는 각 필터 요소(100)의 중심 공동부(여기에는 나타나 있지 않음)에 맞는 "안내 레일"로서 역할하기 때문이다. 천공된 지지부(103)는 출구 포트(207)를 통과하는 유체 흐름을 방해함이 없이 필터 수용부(208) 상에 장착된다.
외부에서 내부로의 유체 흐름을 위한 이러한 구성이 또한 도 5b에 나타나 있다. 이 도는 여과 과정 동안에 고정되는 필터 용기의 뚜껑(135)을 나타낸다. 이 뚜겅은 필터의 배치 및 제거를 위한 손잡이 사용의 도움으로 직사각형 필터를 교체 및/또는 정화하기 위해 제거될 수 있다. 필터의 사다리꼴 형상은 제거에 도움이 되는데, 왜냐하면, 필터의 넓은 기부는 직사각형 지지부의 방해를 받지 않기 때문이다. 여과 시작시에, 여과될 유체는 더러운 유체 입구(130)를 통과해 빈 필터 용기 안으로 들어가고, 그런 다음에 분리 판(205)으로부터 위쪽으로 필터 용기를 채우게 된다. 유체 높이가 필터 매체(101)에 도달하면, 그 유체는 필터 매체(101)를 가로질러 흘러 필터 요소(100)의 중심 공동부(105) 안으로 들어가게 된다. 필터 매체를 통과한 여과된 유체는, 필터 요소의 바닥 캡에 있는 출구 개구를 통과하고 또한 필터 수용부(208)와 분리 판(205)에 있는 대응 개구를 통과하고 필터 용기의 바닥에 있는 깨끗한 유체 출구(209)를 통과해 결국 필터 하우징에서 나가게 된다.
추가로, 분리 판에 있는 여과된 유체 개구의 수가 증가됨으로써 필터에서의 압력 강하가 효과적으로 감소되며, 그래서 필터 효율이 증가된다. 당업계에 잘 알려져 있는 바와 같이, 과도한 압력 강하는 필터의 성능에 나쁜 영향을 준다. 그러므로, 분리 판에서 흐름 통과 공간을 증가시킴으로써, 더 양호한 필터 성능을 위한 최적 수준의 압력 강하를 얻을 수 있다.
이제 도 6a, 6b 및 6c를 참조하면, 이들 도는 이전 도면에 나타나 있는 외부에서 내부로의 흐름과 대조되는 내부에서 외부로의 흐름 패턴으로 직사각형 필터를 사용하는 것을 도시한다. 내부에서 외부로의 구성에 대해, 필터 요소(600)는 분리 판(605)에 장착되어 아래로 연장되어 있는 것으로 나타나 있다. 각 정상 캡(610)은 필터 매체(601)의 중심 공동부(620)(도 6c에 나타나 있음)와 연통하는 개구(607)를 갖는다. 이 실시 형태에서, 분리 판(605)은 용기의 내주에 밀봉 가능하게 연결되지만, 직사각형 필터는 분리 판(605)의 아래쪽으로 연장되어 있다. 분리 판(605)은, 필터 요소를 분리 판(605) 아래에 고정시키기 위해 립(617)에 의해 위치 유지되는 바스켓(615)을 수용할 수 있고, 이 바스켓은 직사각형 필터를 수용하는 크기로 되어 있다. 바스켓 구조체(615a)를 보여주기 위해 한 필터 요소가 제거되어 있다. 유체가 여과됨에 따라, 바스켓(615)은 필터 매체가 외측으로 팽창하는 것을 방지하고 또한 압력차가 증가함에 따라 필터의 형상의 무결성을 유지시켜 준다. 각 필터 요소의 정상 캡(610)은 O-링 또는 가스켓 시일로 분리 판과 바스켓 안에 꽉 끼게 끼워 맞춤되어, 더러운 유체를 여과된 깨끗한 유체로부터 분리시킨다. 여과된 유체를 필터 용기로부터 제거하기 위한 출구(609)가 필터 용기의 바닥에 있다.
도 6b는 필터 용기의 측단면도로, 유체 입구(611)를 나타낸다. 이 도는 여과 과정 동안에 고정되는 필터 용기의 뚜껑(625)을 나타낸다. 이 뚜껑은 직사각형 필터를 교체 및/또는 정화하기 위해 제거될 수 있다. 유체는 정상 캡(610)(도 6a에 나타나 있음)의 개구(607)를 통과해, 분리 판(605) 아래에서 바스켓(615) 안에 유지되는 직사각형 필터 안으로 들어간다.
도 6c는 바스켓으로부터 제거되어 있는, 내부에서 외부로의 흐름에 사용되는 직사각형 필터의 단면도이다. 정상 캡(610)은 손잡이(612)를 갖는 것으로 나타나 있고, 다른 실시 형태에 대해 앞에서 설명한 바와 유사한 방식으로 매체(601)를 고정하는 내측 립(613)과 외측 립(614)을 가지고 있다. 중실 바닥 캡(608)은 매체의 바닥 가장자리를 에워싸는 내측 립(622)과 외측 립(621)을 가지고 있다.
도 6a, 6b 및 6c에 도시되어 있는 바와 같이, 유체는 더러운 유체 입구(611)에서 들어가고 그런 다음에 그 유체는 정상 캡(610)의 개구(607)를 통해 필터 요소(600)에 들어간다. 정상 캡의 개구(607)는 필터 매체(601)의 중심 공동부(620)와 연통한다. 유체는 필터 요소(600)의 내부로부터 필터 매체(601)를 가로질러 직사각형 필터의 외부로 흘러 여과 과정을 완료하게 된다. 깨끗한 유체는 분리 판(605)의 아래에 있는 필터 하우징의 깨끗한 유체 출구(609)를 통과해 필터 하우징을 떠나게 된다.
도 7a 및 7b는 바람직하게는 액체와 가스로 구성된 유체 혼합물을 유착을 통해 분리하기 위해 직사각형 요소를 사용하는 다른 어셈블리 및 방법을 도시한다. 혼합물은 전형적으로 에어로졸이다. 더러운 액체/가스 입구(711)는 바람직하게는 하우징(702)의 측면에 위치되고, 액체 출구(710)는 분리 판(705)의 위쪽에 위치되며, 깨끗한 가스 출구(709)는 유착된 액체 출구(710) 보다 충분히 위쪽에서 하우징의 정상부 근처에 위치된다. 이러한 구성에 의해, 액체/가스 혼합물이 중력에 의해 자연적으로 분리될 수 있다. 더러운 액체/가스 입구(711) 위쪽에는 분리 판(705)이 있고, 이 분리 판은 용기(702)의 둘레 내부에 밀봉 가능하게 장착된다. 각 직사각형 코어레서는 직사각형 중공 라이저(riser)(704) 상에 장착되고, 이 라이저는 분리 판(705)에 밀봉 가능하게 고정된다. 분리 판(705)은, 각 라이저(704)의 중공 내부 챔버와 연통하는 대응 개구(나타나 있지 않음)를 가지고 있다. 직사각형 코어레서 요소(700)는 각 라이저(704) 위에 밀봉 가능하게 장착된다. 직사각형 코어레서 요소는, 바닥 캡(715)의 개구와 연통하는 매체(701) 내의 중심 공동부 및 중실 정상 캡(716)을 가지고 구성된다(도 1 및 2와 유사하게). 직사각형 코어레서 요소(700)에는 천공된 가이드(725)가 제공될 수 있다. 직사각형 코어레서 요소는, 지지부(725)가 중심 공동부 안에 삽입되게 바닥 캡의 개구가 배치되도록 용기 안에 배치된다. 지지부(725)는 코어레서 매체 요소의 배치를 위한 가이드로서 역할한다. 직사각형 코어레서 요소는 또한 바람직하게 사다리꼴 형상이다. 가스와 액체의 혼합물의 흐름은 내부에서 외부로 일어난다. 이 실시 형태의 라이저는, 액체 축적 영역을 위한 용기의 하측 부분의 일부 영역을 제공한다. 가스는 직사각형 코어레서 요소(700)를 통과하여 하우징의 정상부로 올라 간다. 액체가 코어레서 요소를 통과할 것이고 중력에 의해 용기의 바닥에 축적될 것이다.
가스/액체 혼합물의 유체 흐름은 입구(711)를 통과하고 이어서 중공 라이저(704)를 통과하여 직사각형 필터의 바닥 캡(715)에 있는 개구 안으로 들어가게 된다. 그런 다음 유체는 직사각형 코어레서 요소(700)의 중심 공동부에 들어간다. 그런 다음 유체는 내부에서 외부로 매체(701)를 가로질러 이동하여 분리 과정을 완료하게 된다. 그런 다음 깨끗한 가스는 용기의 정상으로 이동하고 가스 출구(709)를 통과해 모이게 된다. 도 7b는 용기의 뚜껑(720)과 함께 이 실시 형태의 단면을 나타내며, 그 뚜껑은 앞에서 논의된 바와 같이 직사각형 코어레서에 대한 서비스를 행하기 위해 제거될 수 있다.
분리 과정 동안에 액체는 액체 축적 영역에 축적될 것이고, 코어레서 요소(700)는 라이저에 의해 분리 판(705)으로부터 상승 된다. 그런 다음 깨끗한 가스는 깨끗한 가스 출구(709)를 통해 하우징(702)에서 나가며, 액체는 액체 출구 또는 배출구(710)를 통해 제거된다. 이러한 액체/가스 분리는 예컨대 천연 가스 생산시에 특히 중요하다. 보다 구체적으로, 코어레서 요소를 하우징 내부에 배치함으로써, 주름 매체가 사용될 때 전체 매체 면적이 증가된다. 이 결과, 매체 상에서의 액체 로딩이 더 높게 되고, 더 큰 표면적을 갖는 직사각형 코어레서는 엑적을 차단하여 배출시키는 섬유를 더 많이 갖게 된다. 가스가 매체의 증가된 표면적을 통해 이동할 때 더 낮은 압력 강하가 나타나고, 그래서 흐름 저항이 감소된다. 사다리꼴 코어레서 요소가 바람직한 실시 형태에서 사용되는 경우, 가스가 위쪽으로 코어레서 요소 사이의 추가적인 자유 공간으로 흐를 때 그 가스의 속도가 감소된다. 그 결과, 각 코어레서 요소 사이의 환속도(annular velocity)가 감소되어 더 효율적인 액체 제거가 일어나게 된다.
유착 과정의 도움을 받는 중력에 의한 분리는, 액체-가스 혼합물이 유착 매체를 가로지를 때 일어난다. 유착 매체가 없으면 액체 에어로졸은 자연적으로 분리되지 않을 것이다. 유착 매체의 높은 표먼적으로 인해, 매체를 통과하는 가스의 면 속도가 낮아져 액체 에어로졸 액적이 매체 섬유에 의해 잡히거나 차단될 수 있어, 분리 과정이 향상된다. 액적이 차단되면, 그 액적은 매체를 통해 유착되어 성장할 수 있다. 그런 다음 액적은 가스 흐름에 의한 유압적 항력으로 인해 매체를 통해 밀리게 된다. 액적이 매체를 통과하면, 그 액적은 이제 중력에 의해 가스 흐름물로부터 분리되기에 충분히 크게 된다. 기본적으로, 액적이 더 큰 크기로 유착되어 더 큰 질량을 갖게 되었기 때문에, 중력은 이제 가스의 유압적 항력 보다 높다. 직사각형 코어레서는, 액적이 가스에 의해 위쪽으로 동반되지 않고 중력에 의해 떨어지게끔 코어레서 사이의 적절한 간격이 허용되도록 배치된다.
이제 도 8을 참조하면, 이 도는 가벼운 액체와 무거운 액체의 혼합물을 분리하기 위해 설계된 어셈블리를 나타낸다. 하우징(803)은, 상이한 비중을 갖는 액체에 대해 중력 분리를 이용하기 위해 수평으로 놓여 있는 것으로 나타나 있음을 유의해야 한다. 두 액체 상(phase)을 분리하는 이 과정을 유착 과정이라고도 한다. 코어레서 요소는, 무거운 액적과 가벼운 액적의 형성을 용이하게 하여, 매체를 통한 무거운 액체와 가벼운 액체의 분리를 용이하게 하여 분리 과정을 가속화시킨다. 이는 단순한 중력 분리에 대해 분리 과정을 가속화시킨다. 직사각형 코어레서 요소(800)가 어셈블리에 사용되어, 본 발명의 앞 실시 형태에서 요소를 사용하는 것과 유사한 방식으로 유착을 용이하게 해준다. 코어레서 요소(800)는 분리 판(805)에 안정적으로 장착된다. 액체 혼합물은 입구(811)를 통해 들어간다. 그런 다음 액체는 분리 판(805)에 있는 입구 개구(나타나 있지 않음) 및 직사각형 코어레서 요소의 캡(802)에 있는 개구를 통과해 요소 내부의 중심 공동부로 가게 된다. 액체 흐름은 내부에서 외부로 일어난다. 그런 다음 액체 혼합물은 내부에서 외부로 중심 공동부로부터 매체(801)를 가로질러 분리 관정을 완료하게 된다. 유착된 유체는 다음에 일반적으로 그의 밀도로 분리되는데, 무거운 유체는 하우징의 바닥으로 내려가 무거운 액체 출구(809)를 통해 나가고, 가벼운 액체는 정상부로 부상하여 가벼운 액체 출구(810)를 통해 나가게 된다. 직사각형 코어레서 요소는 바람직하게는 사다리꼴 형상이고 여기서 설명하는 바와 같이 만들어진다. 지지부(815)가 분리 판(805)에 장착되어 제공되고 전술한 바와 동일한 방식으로 기능하며 또한 코어레서 요소를 삽입하기 위해 가이드로서 사용된다.
코어레서에서 직사각형 요소를 사용하는 이점은, 요소들을 열을 지어 배치할 수 있는(도 3a에 나타나 있는 바와 같음) 적층 배치이다. 수평형 코어레서에서 사용되는 바와 같이, 각 직사각형 코어레서 요소는 각 코어레서의 좁은 측에서 비다공(non-porous) 측면 패널(820)을 가질 수 있다. 그리고 코어레서의 열은 코어레서 하우징 안에 적층되고, 이때, 도 8에 나타나 있는 바와 같이 좁은 측은 용기의 정상과 바닥을 향한다. 무거운 유체는 하우징의 바닥으로 내려 감에 따라 그 아래의 코어레서의 매체와 접촉하지 않는데, 왜냐하면, 직사각형 코어레서는 열을 지어 있고, 무거운 여과된 유체가 떨어질 매체에 대한 접근을 차단하는 측면 패널을 가지고 있기 때문이다. 이는 원통형 코어레서의 어셈블리를 사용하는 것 보다 유리한 것인데, 왜냐하면, 무거운 유체의 일부는 아래에 위치되어 있는 원통형 코어레서의 외면 상으로 떨어져 유착 과정의 효율에 영향을 줄 것이기 때문이다. 원통형 요소는, 무거운 유체가 용기의 바닥에 떨어질 때 간섭을 없애주는 요소들 사이의 자유 공간과 열을 지어 효과적으로 정렬될 수 없다.
대안적으로, 도 7a 및 7b에 나타나 있는 실시 형태가 액체/액체 분리를 위한 코어레서로서 사용될 수 있다. 가벼운 액체는 정상으로 부상할 것이고 출구(709)를 사용하여 제거되며, 무거운 유체는 출구(710)를 통해 제거된다.
도 9a, 9b, 10a 및 10b를 참조하면, 이들 도는 본 발명의 필터가 산업용으로 사용되는 18 인치 용기와 30 인치 용기 안에 있는 필터 하우징 내부의 공간을 효과적으로 이용하면서 어셈블리에 어떻게 배치되어 있는 가를 도시한다. 개별 원통형 필터 요소가 사용되는 필터 하우징 내부의 종래의 구성과 비교하면, 직사각형 필터 구성은, 하우징 내부에서 고른 유체 흐름을 유지하면서 더 높은 여과 매체 표면적을 얻을 수 있다. 이들 도에는, 상업적인 사용시 용기의 입구점에서 유체 흐름을 분배하기 위해 종종 사용되는 V-형 배플(baffle)이 나타나 있다.
액체로부터 고형물을 여과하기 위해 직사각형 필터 어셈블리를 사용하여 본 발명의 효율을 시험하였다. 도 9a 및 9b는 18 인치 직경의 용기에서 원통형 필터의 배치와 직사각형 필터의 배치를 비교한 것이다. 도 10a 및 10b는 30 인치 직경의 용기에서 원통형 필터의 배치와 직사각형 필터의 배치를 비교한 것이다. 이들 도는 2가지 크기를 갖는 종래의 용기에서의 필터 배치를 예시하며, 동일한 종류의 배치가, 용기에 맞는 크기로 된 직사각형 필터 요소를 갖는 임의의 크기의 용기에 사용될 수 있다. 설계에 따라, 다양한 수의 직사각형 필터 요소가 필터 하우징 내부에 제공되어 전체 필터 표면적을 증가시킬 수 있다. 간격은 좁을 수 있고, 유체의 순환을 위한 충분한 흐름이 요소들 사이에 있다. 원통형 카트리지를 사용하는 종래의 필터와 비교하여, 전체 여과 효율은 더 큰 필터 표면적에 의해 증가되며, 직사각형 필터 요소의 크기 및/또는 여과될 유체에 따라, 18 인치 보다 큰 직경을 갖는 용기의 경우에 적어도 58 ∼ 175% 만큼 개선될 것이다. 데이타는 주름 매체의 사용에 근거한 것이다. 필터의 수명은 신규한 어셈블리로 여과될 수 있는 유체의 양의 증가로 인해 더 길게 되며, 최대 7.5 더 긴 필터 수명이 될 수 있다. 또한, 증가된 여과 효율로 인해, 직사각형 필터로 채워지는 더 작은 용기를 사용하여, 원통형 필터를 갖는 더 큰 용기와 동일한 용량으로 여과할 수 있다. 증가된 필터 수명 및 더 작은 용기의 사용 가능성은, 본 발명의 모든 실시 형태에 대한 이점이 된다.
표 1은 전형적인 직경을 갖는 필터 용기 내의 원통형 필터와 비교되는 주름 셀룰로스 매체 직사각형 필터에 대한 다양한 파라미터를 비교한다. 18 인치 용기와 30 인치 용기는 도 9a, 9b, 10a 및 10b에 각각 도시되어 있다. 데이타는 주름 셀룰로스 매체에 대한 것이지만, 천연 매체의 결과도, 동등하고 또한 동일하거나 유사한 셀룰로스의 이점을 갖는 것으로 예상된다. 직사각형 필터는, 용기 내에 포함되는 필터의 수, 총 필터 매체 표면을 포함한 모든 점에서 더 좋다. 매체 표면의 증가는 필터 효율의 증가에 비례한다.
직사각형 필터 카트리지와
종래의 원통형 필터 카트리지의 비교
셀룰로스
용기
직경
(")		 용기직경 당 종래의 원통형 필터 카트리지(#) 종래의 원통형 필터 카트리지 표면적(ft2) 용기직경 당 직사각형 필터(#) 용기직경 당 직사각형 필터 표면적
(ft2)		 종래의 원통형 필터에 대한 직사각형 필터의 표면적(ft2)
증가(%)
 종래의 원통형 필터에 대한 직사각형 필터의 표면적(ft2)
증가(배(x))
18 4 272 6 748 175% 2.75x
24 8 544 11 1371 152% 2.52x
30 13 884 19 2368 168% 2.68x
36 21 1428 26 3240 127% 2.27x
42 29 1972 38 4735 140% 2.40x
48 37 2516 43 5358 113% 2.13x
주름 폴리프로필렌 매체에 대한 동일한 데이타가 표 2에 나타나 있다. 다른 합성 매체에 대해서도 동일하거나 유사한 결과가 예상될 수 있다.
직사각형 필터 카트리지와
종래의 원통형 필터 카트리지의 비교
폴리프로필렌
용기
직경
(")		 용기직경 당 종래의 원통형 필터 카트리지(#) 종래의 원통형 필터 카트리지 표면적(ft2) 용기직경 당 직사각형 필터(#) 용기직경 당 직사각형 필터 표면적
(ft2)		 종래의 원통형 필터에 대한 직사각형 필터의 표면적 증가 (%)
 종래의 원통형 필터에 대한 직사각형 필터의 표면적
증가(배(x))
18 4 248 6 507 104% 2.04x
24 8 496 11 929 87% 1.87x
30 13 806 19 1605 99% 1.99x
36 21 1302 26 2196 69% 1.69x
42 29 1798 38 3209 78% 1.78x
48 37 2294 43 3632 58% 1.58x
본 발명의 추가 실시 형태는 유체 여과 방법이다. 여과될 유체는 정상 캡과 바닥을 갖는 복수의 직사각형 필터를 갖는 필터 하우징 안으로 들어가고, 직사각형 정상 캡에서 직사각형 바닥 캡까지 연장되어 있는 매체가 이 매체의 내부에 있는 대체로 직사각형인 중심 공동부를 제공한다. 유체는 매체의 층을 통과하여 직사각형 필터의 중심에 있는 공동부에 들어간다. 입자는 필터의 외면에 남아 있게 된다. 유체가 필터 매체를 통과한 후에, 여과된 유체는 중심 공동부로부터 모인다. 이는 외부에서 내부로의 흐름을 위한 방법이다.
대안적으로, 본 방법은 내부에서 외부로의 흐름에 적합하게 될 수 있다. 유체는 필터 하우징 안으로 들어가, 각 직사각형 필터에 위치되어 있는 중심 공동부 안으로 들어게 된다. 유체는 공동부를 둘러싸는 매체의 층을 통과하여 필터의 외부로 가고 입자는 공동부에 남아 있게 된다. 유체는 필터 하우징의 별도의 챔버에 모이고 제거된다.
다른 실시 형태는, 가스 흐름물로부터 액체를 제거하기 위한 방법이다. 가스와 액체의 혼합물이 용기 안으로 들어간다. 가스와 액체의 혼합물은 필터 매체의 내부에서 외부로 복수의 직사각형 코어레서를 통과한다. 가스는 용기의 정상으로 상승할 수 있다. 액체는 용기의 바닥에 내려앉을 수 있다. 가스는 용기의 정상부에서 제거되고, 액체는 용기의 바닥에서 제거된다. 복수의 직사각형 코어레서를 사용하는 유사한 방법이 외부에서 내부로의 흐름에 대해 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 실시 형태는 상이한 비중을 갖는 액체를 분리하는 방법이다. 바람직한 실시 형태에서의 제1 단계는, 수평 축선 상에 있는 용기 안으로 액체 혼합물을 들여 보내는 것이다. 그 액체 혼합물은 필터 매체의 내부에서 외부로 복수의 직사각형 코어레서 중의 하나를 통과한다. 여과 후에, 가벼운 여과된 유체는 용기의 정상으로 부상하고 무거운 여과된 유체는 용기의 정상으로 내려 가게 된다. 가벼운 유체는 용기의 정상으로부터 모이고, 무거운 유체는 용기의 바닥으로부터 모이게 된다. 복수의 직사각형 코어레서를 사용하는 유사한 방법이 외부에서 내부로의 흐름에 사용될 수 있다.
추가적인 방법은, 수평형이 아닌 직립형 용기로 위에서 설명한 가스/액체 분리와 동일한 방법을 이용하는 액체/액체 분리이다.

Claims (22)

  1. 필터 요소로서,
    서로 평행한 정상 측과 바닥 측을 가지며 정상과 바닥 사이의 긴 측은 바닥이 정상 보다 넓도록 외측으로 벌어져 있는 사다리꼴 형상의 주름 필터 매체;
    사다리꼴 내부에서 상기 주름 매체에 의해 형성되고 상기 정상에서 바닥까지 연장되어 있는 중심 공동부;
    상기 주름 매체의 위에서 그 매체에 고정되며 상기 필터 요소의 정상의 직사각형 외형을 유지시켜 주는 대체로 직사각형인 중실(solid) 정상 캡; 및
    상기 주름 매체의 바닥에 고정되며, 주름 매체 내의 상기 중심 공동부와 연통하는 중심 개구를 갖는 대체로 직사각형인 바닥 캡을 포함하고,
    상기 바닥 캡은 상기 사다리꼴 매체의 벌어진 부분을 수용하기 위해 더 긴 직사각형인, 필터 요소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매체는 천연 매체, 합성 매체, 세라믹 매체, 유리 매체 및 금속 매체의 그룹에서 선택되는, 필터 요소.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중심 공동부에 들어가는 개구는 상기 정상 캡에 있고, 상기 바닥 캡은 중실이고, 상기 매체는 주름 매체와 비주름 매체의 그룹에서 선택되는, 필터 요소.
  4. 필터 어셈블리로서,
    필터 하우징;
    상기 필터 하우징에 들어가는 유체 입구;
    상기 필터 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 고정되는 분리 판; 및
    상기 필터 하우징 안에 에워싸이는 복수의 직사각형 필터를 포함하고,
    상기 직사각형 필터 각각은, 필터 매체에 의해 둘러싸이는 중심 공동부, 중실 정상 캡, 및 바닥 캡을 가지며, 바닥 캡은, 상기 정상 캡에서 바닥 캡까지 연장되어 있는 필터 매체의 상기 중심 공동부와 연통하도록 위치되는 개구를 가지며,
    각 직사각형 필터의 바닥 캡은 상기 분리 판에 장착되고, 분리 판에는 상기 바닥 캡의 개구에 대응하는 개구가 제공되어 있어, 여과될 유체가 필터 매체의 층을 통과하여 직사각형 필터의 중심 공동부 안으로 들어가고, 여과된 유체는 상기 분리 판의 개구를 통과하며,
    여과된 깨끗한 유체를 모으는 챔버가 필터 하우징 안에서 상기 분리 판 아래에 제공되어 있고,
    상기 필터 어셈블리는 또한 상기 필터 하우징으로부터의 깨끗한 유체 출구를 상기 분리 판의 아래에서 포함하는, 필터 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 직사각형 필터는, 대체로 사다리꼴 형상으로 되어 있는 상기 필터의 바닥 쪽으로 가면서 증가하는 단면적을 가지고 있는, 필터 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 직사각형 필터 각각의 정상 캡에 있는 손잡이를 더 포함하는 필터 어셈블리.
  7. 제4항에 있어서,
    싱기 필터 어셈블리는 각 필터 요소의 각 중심 공동부의 내부에서 천공된 지지부를 더 포함하고, 그 천공된 지지부는 원형 분리 판에 장착되는, 필터 어셈블리.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 필터 매체는 주름 매체 또는 비주름 매체의 그룹에서 선택되는, 필터 어셈블리.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 필터 하우징은 대체로 원통형이며, 상기 분리 판은 대체로 원형이고 상기 하우징 내부에 장착되는, 필터 어셈블리.
  10. 필터 어셈블리로서,
    필터 하우징;
    상기 필터 하우징에 들어가는 유체 입구;
    상기 필터 하우징 안에 에워싸이는 복수의 직사각형 필터로서, 각 직사각형 필터는 개구를 갖는 직사각형 정상 캡, 직사각형 중실 바닥 캡, 및 상기 정상 캡에서 아래로 상기 바닥 캡까지 연장되어 있는 필터 매체를 가지며, 필터 매체는 상기 정상 캡의 개구와 연통하는 중심 공동부를 갖는, 복수의 직사각형 필터; 및
    상기 직사각형 필터의 길이를 수용하기 위해 필터 하우징의 바닥으로부터 이격되어 있는 분리 판으로서, 필터 어셈블리의 필터 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 고정되며, 또한 상기 정상 캡이 상기 분리 판의 위쪽에서 연장되어 있는 상태에서 상기 직사각형 필터를 수용하여 위치 고정시키는 직사각형 개구가 제공되어 있는 분리 판을 포함하고,
    상기 정상 캡의 개구는 여과될 유체를 받고, 따라서 그 유체는 직사각형 필터 내의 중심 공동부 안으로 들어가고 상기 매체를 통과하여 상기 분리 판 아래의 필터 하우징 안으로 들어가며,
    상기 깨끗한 유체는 상기 필터 하우징 안에서 직사각형 필터 요소의 외부에서 필터 하우징 내의 분리 판 아래에 모이고,
    상기 필터 어셈블리는 또한 상기 필터 하우징으로부터의 깨끗한 유체 출구를 상기 분리 판의 아래에서 포함하는, 필터 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 직사각형 필터는, 대체로 사다리꼴 형상으로 되어 있는 상기 필터의 바닥 쪽으로 가면서 감소하는 단면적을 가지고 있는, 필터 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 필터 하우징은 대체로 원통형이며, 상기 분리 판은 대체로 원형이고 상기 하우징 내부에 장착되는, 필터 어셈블리.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 직사각형 필터 각각의 정상 캡에 있는 손잡이를 더 포함하는 필터 어셈블리.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 필터는, 상기 분리 판의 바닥으로부터 연장되어 있고 상기 직사각형 필터를 수용하는 크기로 되어 있는 바스켓에 의해 둘러싸여 있는, 필터 어셈블리.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 필터 매체는 주름 매체와 비주름 매체의 그룹에서 선택되는, 필터 어셈블리.
  16. 무거운 유체와 가벼운 유체의 혼합물을 중력의 도움으로 분리하기 위해 원통형 필터 하우징의 긴 축선이 수평으로 배치된 상태에서 작동될 수 있는 어셈블리로서,
    하우징;
    상기 필터 하우징에 위치되는 유체 입구;
    상기 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 고정되는 분리 판; 및
    상기 하우징 안에 에워싸이는 복수의 직사각형 코어레서(coalescer) 요소를 포함하고,
    상기 직사각형 코어레서 요소 각각은 중심 공동부와 연통하는 개구를 갖는 캡을 가지며, 캡은 캡 개구와 연통하는 개구를 갖는 분리 판에 장착되며, 상기 직사각형 코어레서 요소는 또한 상기 분리 판에 장착되는 단부로부터 직사각형 코어레서 요소의 반대편 단부에 있는 중실 캡을 가지며,
    분리될 유체 혼합물은 상기 하우징 안으로 들어가고 이어서 상기 분리 판의 개구 및 이 분리 판에 장착되어 있는 캡의 개구를 통과하여 상기 직사각형 코어레서 요소의 중심 공동부 안으로 들어가 매체를 통과하게 되며,
    분리된 유체는 상기 하우징 안에서 분리 판의 반대 측에 모이고,
    가벼운 유체는 하우징의 정상으로 부상하고 무거운 유체는 그 하우징의 바닥으로 내려 가며,
    상기 하우징에는, 가벼운 유체를 모으기 위한 출구가 상기 정상에 제공되어 있고 또한 무거운 유체를 모으기 위한 출구가 상기 바닥에 제공되어 있는, 어셈블리.
  17. 가스와 액체의 혼합물을 분리하기 위한 어셈블리로서,
    하우징;
    가스와 액체의 혼합물을 들여 보내기 위해 상기 하우징의 바닥 근처에 있는 입구;
    상기 하우징의 내주에 밀봉 가능하게 고정되는 분리 판;
    중심 공동부를 가지며 상기 분리 판의 위쪽에 장착되는 복수의 직사각형 코어레서 요소;
    상기 분리 판의 위쪽에서 상기 직사각형 코어레서 요소의 아래쪽에 장착되는 복수의 중공 라이저(riser) - 상기 중심 공동부는 상기 라이저 내의 중공 공동부와 연통함 -;
    상기 분리 판에 있고 상기 중공 라이저와 연통하는 개구;
    상기 분리 판의 위쪽에서 하우징에 있는 액체 출구; 및
    상기 하우징의 정상 쪽에 있는 가스 출구를 포함하는, 가스와 액체의 혼합물을 분리하기 위한 어셈블리.
  18. 유체 여과 방법으로서,
    여과될 유체를 복수의 직사각형 필터를 갖는 필터 하우징 안으로 들여 보내는 단계;
    유체를 필터 매체를 통해 각 직사각형 필터 내의 중심 공동부 안으로 전달하여 유체를 복수의 직사각형 필터를 통해 여과시키는 단계;
    각 직사각형 필터의 중심 공동부에서 나오는 여과된 유체를 필터 하우징의 별도의 챔버에 모으는 단계; 및
    여과된 유체를 상기 필터 하우징으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 유체 여과 방법.
  19. 유체 여과 방법으로서,
    여과될 유체를 복수의 직사각형 필터를 갖는 필터 하우징 안으로 들여 보내는 단계;
    유체를 각 직사각형 필터 내에 위치하는 중심 공동부 안으로 전달하고 또한 상기 유체를 중심 공동부를 둘러싸는 매체의 층을 통해 더 전달하는 단계;
    여과된 유체를 필터 하우징의 별도의 챔버에 모으는 단계; 및
    여과된 유체를 상기 필터 하우징으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 유체 여과 방법.
  20. 액체로부터 가스를 제거하기 위한 방법으로서,
    가스와 액체의 혼합물을 용기 안으로 들여 보내는 단계;
    필터 내의 공동부로부터 필터 매체의 외부로 상기 가스와 액체의 혼합물을 복수의 직사각형 필터 중의 하나를 통해 전달하는 단계;
    여과된 가스가 상기 용기의 정상으로 상승하게 하는 단계;
    상기 액체가 용기의 바닥에 축적되게 하는 단계;
    상기 용기의 정상으로부터 필터 가스를 제거하는 단계; 및
    상기 용기의 바닥으로부터 액체를 제거하는 단계를 포함하는, 액체로부터 가스를 제거하기 위한 방법.
  21. 상이한 비중을 갖는 액체를 분리하기 위한 방법으로서,
    액체 혼합물을 수평 축선 상의 용기 안으로 들여 보내는 단계;
    필터 내의 공동부로부터 매체의 외부로 액체 혼합물을 복수의 직사각형 코어레서 요소 중의 하나를 통해 전달하는 단계;
    가벼운 여과된 유체가 상기 용기의 정상으로 부상되게 하는 단계;
    무거운 여과된 유체가 용기의 정상으로 내려 가게 하는 단계;
    상기 용기의 정상으로부터 상기 가벼운 유체를 모으는 단계; 및
    상기 용기의 바닥으로부터 상기 무거운 유체를 모으는 단계를 포함하는, 상이한 비중을 갖는 액체를 분리하기 위한 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 액체 혼합물은 수직형 용기 안으로 들어가는, 상이한 비중을 갖는 액체를 분리하기 위한 방법.
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