KR20190130798A - 펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법 - Google Patents

펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20190130798A
KR20190130798A KR1020180055366A KR20180055366A KR20190130798A KR 20190130798 A KR20190130798 A KR 20190130798A KR 1020180055366 A KR1020180055366 A KR 1020180055366A KR 20180055366 A KR20180055366 A KR 20180055366A KR 20190130798 A KR20190130798 A KR 20190130798A
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황용택
전찬요
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현담산업 주식회사
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Abstract

펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체는 곡면 형상으로 이루어진 필터 하우징; 필터 하우징의 일면 중앙에 구비되며 필터 하우징의 곡률에 대응하는 곡률로 이루어진 유로부; 필터 하우징의 외주변을 따라 구비되며 주름진 형태로 이루어진 면상의 여과재; 및 여과재의 일측 단부에서 양측에 구비되는 가이드를 포함한다.

Description

펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법{Filter structure for pump and manufacturing method thereof}
본 발명은 펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 엔진의 배기 시스템은 배기가스 중에 함유된 질소 산화물(NOx)을 감소시키기 위해 SCR(Selective Catalyst Reduction), DOC(Diesel Oxidation Catalyst), CPF(Catalyzed Particulate Filter) 등과 같은 배기가스 후 처리 장치를 구비하고 있다.
이 중에서, SCR을 적용한 배기가스 후 처리장치(이하, 'SCR 장치'라고 한다)는 배기 파이프의 내부로 요소 수용액과 같은 환원제를 분사하여 배기가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 기능을 하게 된다.
즉, SCR 장치는 배기 파이프의 내부로 환원제가 분사되면, 그 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 전환되고, SCR촉매에 의한 배기가스 중 질소산화물과 암모니아의 촉매반응으로서 질소산화물을 질소가스(N2)와 물(H2O)로 환원시킬 수 있다.
이와 같이 SCR 장치를 통해 요소 수용액을 배기 파이프의 내부로 분사하기 위해서는 요소 수용액을 SCR 장치로 공급하기 위한 요소 수용액 공급 시스템이 필요하다.
이러한 요소 수용액 공급 시스템은 기본적으로, 요소 수용액을 저장하는 요소 탱크와, 요소 탱크에 구성되며 요소 수용액을 SCR 장치로 공급하는 펌프 모듈을 구비하고 있다.
이와 같은 펌프 모듈에 적용되는 필터 구조체는 인서트 사출에 형성된다. 즉, 여과재를 금형에 삽입한 후 사출 재료를 금형에 주입하여 필터 구조체를 성형한다.
그러나 여과재가 주름 타입인 경우, 금형에 사출 재료를 주입할 때 주름 사이의 틈으로 사출 재료가 침투하여 작업성이 저하되고 불량 발생률도 높았다. 더욱이, 주름 사이에 사출 재료가 잔존하게 되어 필터 기능이 저하되고 따라서 제품의 품질도 저하되었다.
KR 2011-0116758 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 인서트 사출시 불량 발생을 방지할 수 있는 펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 곡면 형상으로 이루어진 필터 하우징; 상기 필터 하우징의 일면 중앙에 구비되며 상기 필터 하우징의 곡률에 대응하는 곡률로 이루어진 유로부; 상기 필터 하우징의 외주변을 따라 구비되며 주름진 형태로 이루어진 면상의 여과재; 및 상기 여과재의 일측 단부에서 양측에 구비되는 가이드를 포함하는 펌프용 필터 구조체가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 필터 하우징은 상기 곡면 및 외주변을 이루는 측면부; 및 상기 측면부의 일단에서 외측으로 수직하게 연장 형성되는 안착부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터 하우징은 상기 측면부 및 상기 유로부의 일측에 열 융착에 의해 결합되는 덮개부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 여과재 및 상기 유로부는 상기 안착부에 안착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터 하우징은 상기 측면부의 중앙에 오목부가 구비되고, 상기 유로부는 상기 오목부에 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가이드는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 여과재의 주름진 면의 양측에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유로부는 일측에 복수개로 구비되고, 상기 여과재 측과 반대 측을 연통하는 연통부; 및 타측에서 상기 여과재의 반대 측으로 연장 형성되는 유로관을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 주름진 형태로 이루어진 면상의 여과재의 일측 단부에서 양측에 가이드를 결합하는 단계; 곡면 형상으로 이루어진 유로부를 성형하는 단계; 상기 가이드가 결합된 상기 여과재 및 상기 유로부를 금형에 삽입한 후 슬라이드 코어로 상기 가이드를 밀착 고정하는 단계; 및 상기 금형에 사출 재료를 주입하여 필터 하우징을 성형하는 단계를 포함하는 펌프용 필터 구조체의 제조 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 결합하는 단계는 상기 가이드는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 여과재의 주름진 면의 양측에 결합할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 펌프용 필터 구조체의 제조 방법은 상기 필터 하우징의 측면부 및 유로부의 일측에 덮개부를 열 융착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법은 여과재의 일단에 가이드를 구비함으로써 인서트 사출시 사출 재료가 여과재의 주름 사이의 틈으로 침투되는 불량을 방지할 수 있어 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체 및 그 제조 방법은 사출 성형시 불필요한 공정을 생략하여 작업성을 향상시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체를 도시한 분리 사시도,
도 3은 도 2의 다른 방향의 사시도,
도 4는 도 2의 여과 부재의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체의 제조 방법을 도시한 순서도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체를 사출 성형하기 위한 금형을 도시한 사시도,
도 7은 도 6의 금형에 여과 부재를 삽입한 상태를 도시한 사시도,
도 8은 도 7에서 슬라이드 코어로 여과 부재의 가이드를 밀착시킨 상태를 도시한 사시도,
도 9는 도 8에서 A 부분의 확대 사시도, 그리고,
도 10은 도 9에서 여과 부재의 가이드의 밀착 상태를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체(10)는 필터 하우징(11), 유로부(12) 및 여과 부재(100)를 포함한다.
여기서, 펌프용 필터 구조체(10)가 적용되는 펌프 모듈은 일정량의 요소수 수용액이 저장된 요소수 탱크의 내부에 구비되어 요소수 수용액을 배기가스가 배출되는 배기라인으로 펌핑하여 공급하기 위한 것이다. 이때, 펌프용 필터 구조체(10)는 펌프로 공급되는 액체를 필터링하기 위한 것으로 펌프의 외측에 설치된다.
필터 하우징(11)은 곡면 형상으로 이루어진다. 일례로, 필터 하우징(11)은 단면 상으로 원호를 이루어지며, 일정한 높이를 갖는다. 이러한 필터 하우징(11)은 여과 부재(100)와의 인서트 사출을 통해 일체로 성형된다. 이때, 필터 하우징(11)은 측면부(11a), 안착부(11b) 및 덮개부(11c)를 포함한다.
측면부(11a)는 일정한 높이를 갖는 원호 형상으로 이루어진다. 즉, 측면부(11a)는 필터 하우징(11)의 곡면 및 외주변을 이룬다. 또한, 측면부(11a)는 그 중앙에 유로부(12)가 삽입 형성되는 오목부가 형성될 수 있다. 이때, 측면부(11a)는 그 내측에서 상기 오목부의 양측에 펌프(도시되지 않음)에 결합하기 위한 체결구(11d)가 형성될 수 있다.
여기서, 내측은 필터 하우징(11)의 곡면을 형성하는 곡률의 중심 측을 의미하는 것으로서, 필터 하우징(11)을 기준으로 여과 부재(100)의 반대 측을 의미한다. 이와 유사하게 외측은 필터 하우징(11)의 곡면 외측을 의미하는 것으로서 필터 하우징(11)을 기준으로 여과 부재(100) 측을 의미한다.
안착부(11b)는 측면부(11a)의 일단에서 외측으로 수직하게 연장 형성된다. 이때, 안착부(11b)는 일정한 폭을 갖도록 연장 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 안착부(11b)는 측면부(11a)의 일단 전체에서 일정한 폭으로 형성되며, 상기 오목부 측에도 형성된다. 이러한 안착부(11b)는 여과 부재(100) 및 유로부(12)가 안착될 수 있다.
덮개부(11c)는 안착부(11b)에 대응하여 그 반대 측에 구비될 수 있다. 여기서, 덮개부(13)는 판상으로 이루어지며, 안착부(11b)의 폭과 동일 또는 유사한 폭으로 구비될 수 있다. 즉, 덮개부(11c)는 여과재(111)를 덮도록 측면부(11a)의 일단 전체에 일정한 폭으로 형성될 수 있다.
이때, 덮개부(11c)는 측면부(11a) 및 유로부(12)의 일측에 열 융착에 의해 일체로 결합될 수 있다. 즉, 덮개부(11c)는 측면부(11a) 및 유로부(12)에서 안착부(11b)의 반대측에 결합될 수 있다.
유로부(12)는 필터 하우징(11)의 측면부(11a)의 중앙에 형성된 오목부에 구비될 수 있다. 여기서, 유로부(12)는 필터 하우징(11)과 함께 동일한 곡면을 이루도록 필터 하우징(11)의 곡률에 대응하는 동일 또는 유사한 곡률로 이루어진다.
이러한 유로부(12)는 필터 하우징(11)의 측면부(11a)의 외측에 구비되는 여과 부재(100)를 통하여 필터링된 요소수를 펌프로 공급하기 위한 것으로 연통부(12a) 및 유로관(12b)을 포함할 수 있다.
연통부(12a)는 유로부(12)의 일측에서 복수개로 구비될 수 있다. 이러한 연통부(12a)는 여과 부재(100)와 필터 하우징(11)의 내측을 연통하기 위한 것으로 필터 하우징(11)의 측면부(11a)와 동일 면상에 형성될 수 있다. 즉, 연통부(12a)는 유로부(12)를 기준으로 여과 부재(100) 측과 그 반대 측을 연통할 수 있다.
또한 연통부(12a)는 필터 하우징(11)의 안착부(11b)의 반대 측에 형성될 수 있다. 여기서 연통부(12a)는 사각 형상으로 이루어질 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
유로관(12b)은 유로부(12)의 타측에서 필터 하우징(11)의 내측으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 유로관(12b)은 여과 부재(100)의 반대 측으로 연장 형성될 수 있다. 이러한 유로관(12b)은 연통부(12a)와 유사하게 여과 부재(100)와 필터 하우징(11)의 내측을 연통하기 위한 것이다.
특히, 유로관(12b)은 펌프용 필터 구조체(10)의 내부에 설치되는 펌프(도시되지 않음)로 필터링된 요소수를 공급하기 위한 것으로 필터 하우징(11)의 내측으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 유로관(12b)은 필터 하우징(11)의 안착부(11b) 측에 형성될 수 있다. 이때, 유로관(12b)은 그 외형이 대략 사각 형상으로 이루어질 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
여기서, 유로관(12b)은 필터 하우징(11)의 내측으로 연장된 일단부에서 상측으로 향하는 개구(12c)를 가질 수 있다. 즉, 유로관(12b)은 그 내부에 형성된 통로와 수직하게 형성되어 연통하는 개구(12c)가 형성될 수 있다. 이때, 개구(12c)는 펌프(도시되지 않음)의 유입구에 연결될 수 있다.
여과 부재(100)는 저장 탱크로부터 펌프로 공급되는 요소수를 필터링하기 위한 것으로 필터 하우징(11)의 측면부(11a)를 따라 안착부(11b)에 구비된다. 도 4를 참조하면, 여과 부재(100)는 여과재(111), 제1가이드(112) 및 제2가이드(113)를 포함한다.
여과재(111)는 필터 하우징(11)의 외주변에서 측면부(11a)를 따라 구비된다. 이러한 여과재(111)는 주름진 형태로 이루어진 면상의 여과재이다. 즉, 여과재(111)는 요소수와 접하는 여과면적을 높일 수 있도록 면상의 여과재가 일정한 간격으로 반복적으로 굴곡진 것일 수 있다.
여기서, 여과재(111)는 후술하는 바와 같이 인서트 사출에 의해 필터 하우징(11)과 일체로 성형될 수 있다. 이때, 주름 형상은 단면 상으로 보면 일정한 간격의 틈이 반복적으로 형성되기 때문에 인서트 사출시 사출 재료가 침투되어 작업성 및 제품의 품질의 저하를 초래한다.
이를 해결하기 위해 본 발명은 여과재(111)에 사출 재료가 주입되는 일측 단부에 한 쌍의 가이드(112,113)를 구비한다. 구체적으로, 한 쌍의 가이드(112,113)는 여과재(111)의 일측 단부에서 양측에 구비된다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 한 쌍의 가이드(112,113)는 필터 하우징(11)의 안착부(11b) 측의 단부에서 그 양측에 구비될 수 있다.
여기서, 제1가이드(112)는 여과재(111)의 외측에 구비되고 제2가이드(113)는 여과재(111)의 내측에 구비될 수 있다. 이때, 제1가이드(112)와 제2가이드(113)는 여과재(111)의 주름진 면의 양측에 밀착 결합될 수 있다.
이에 의해, 여과재(111)의 일측 단부에서 주름 사이의 틈이 제거됨으로써, 인서트 사출시 사출 재료의 침투를 방지할 수 있다. 따라서 펌프용 필터 구조체(10)의 품질을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 사출 성형 후 여과재(111)의 이물질 제거 등의 불필요한 공정을 생략하여 작업성을 향상시킬 수 있다. 따라서 펌프용 필터 구조체(10)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프용 필터 구조체의 제조 방법을 설명한다.
펌프용 필터 구조체의 제조 방법(200)은 인서트 사출을 기반으로 하는 것으로 여과재(111)에 가이드(112,113)를 결합하는 단계(S210), 여과재(111) 및 유로부(12)를 금형(1)에 삽입하는 단계(S220), 인서트 사출 성형하는 단계(S230), 및 덮개부(11c)를 열 융착시키는 단계(S240)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 주름진 형태로 이루어진 면상의 여과재(111)의 일측 단부에서 양측에 가이드(112,113)를 결합한다(단계 S210). 여기서, 가이드(112,113)는 한 쌍으로 이루어진다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1가이드(112)는 여과재(111)의 외측에 배치되고, 제2가이드(113)는 여과재(111)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 한 쌍의 가이드(112,113)는 여과재(111)의 주름진 면의 양측에 결합될 수 있다.
한편, 펌프용 필터 구조체(10)의 인서트 사출은 여과재(111)와 유로부(12)를 금형(1)에 삽입한 후 사출 성형하는 것으로 유로부(12)를 사전에 성형할 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 곡면 형상으로 이루어진 유로부(12)를 성형한다. 여기서, 유로부(12)는 연통부(12a) 및 유로관(12b)을 포함할 수 있다.
다음으로, 양측에 제1가이드(112) 및 제2가이드(113)가 결합된 여과재(111) 및 사전 성형된 유로부(12)를 금형(1)에 삽입한 후 슬라이드 코어(2)로 가이드(112,113)를 밀착 고정한다(단계 S220).
도 6을 참조하면, 금형(1)은 여과 부재(100) 및 유로부(12)가 삽입되는 홈부(1a)가 구비되며, 필터 하우징(11)의 형상에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 여기서, 금형(1)의 일측면에는 판상의 슬라이드 코어(2)가 구비될 수 있다.
여기서, 금형(1)은 여과 부재(100) 및 유로부(12)를 삽입하기 위한 것으로만 도시되고 설명되었으나, 금형(1)에 대응하여 필터 하우징(11)의 형상을 이루는 금형(도시되지 않음)이 존재함으로 물론이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 이러한 금형(1)에 여과 부재(100) 및 유로부(12)를 삽입한 후 슬라이드 코어(2)로 한 쌍의 가이드(112,113)를 밀착시킬 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 슬라이드 코어(2)와 금형(1)에 의해 한 쌍의 가이드(112,113)를 여과재(111)에 밀착시킬 수 있다.
이때, 제1가이드(112)는 슬라이드 코어(2)에 의해 여과재(111)에 밀착되고, 제2가이드(113)는 금형(1)에 의해 여과재(111)에 밀착될 수 있다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 슬라이드 코어(2)와 금형(1)에 의해 제1가이드(112)와 제2가이드(113)의 양측에서 인가되는 가압력에 의해 한 쌍의 가이드(112,113)와 여과재(111)가 밀착됨으로써 여과재(111)의 주름 사이의 틈이 제거될 수 있다.
다음으로, 금형(1)에 사출 재료를 주입하여 필터 하우징(11)을 성형한다(단계 S230). 즉, 여과 부재(100) 및 유로부(12)가 삽입된 금형에 사출 자료를 주입하여 필터 하우징(11)을 성형할 수 있다. 여기서, 인서트 사출 성형된 필터 하우징(11)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 측면부(11a) 및 안착부(11b)를 포함할 수 있다.
다음으로, 필터 하우징(11)의 덮개부(11c)를 열 융착시킨다(단계 S240). 이때, 덮개부(11c)를 필터 하우징(11)의 일측에 열 융착시켜 필터 하우징(11)에 일체로 형성시킬 수 있다. 즉, 덮개부(11c)를 측면부(11a) 및 유로부(12)에서 안착부(11b)의 반대측에 열 융착시킬 수 있다.
이와 같은 공정에 따라 필터 하우징(11), 유로부(12) 및 여과 부재(100)가 일체로 성형된 펌프용 필터 구조체(10)를 제조할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 인서트 사출시 사출 재료가 여과재의 주름 사이의 틈으로 침투되는 불량을 방지할 수 있어 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한 사출 성형시 불필요한 공정을 생략하여 작업성을 향상시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 펌프용 필터 구조체 11 : 필터 하우징
11a : 측면부 11b : 안착부
11c : 덮개부 11d : 체결구
12 : 유로부 12a : 연통부
12b : 유로관 12c : 개구
100 : 여과 부재 111 : 여과재
112 : 제1가이드 113 : 제2가이드

Claims (10)

  1. 곡면 형상으로 이루어진 필터 하우징;
    상기 필터 하우징의 일면 중앙에 구비되며 상기 필터 하우징의 곡률에 대응하는 곡률로 이루어진 유로부;
    상기 필터 하우징의 외주변을 따라 구비되며 주름진 형태로 이루어진 면상의 여과재; 및
    상기 여과재의 일측 단부에서 양측에 구비되는 가이드를 포함하는 펌프용 필터 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 하우징은,
    상기 곡면 및 외주변을 이루는 측면부; 및
    상기 측면부의 일단에서 외측으로 수직하게 연장 형성되는 안착부를 포함하는 펌프용 필터 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터 하우징은 상기 측면부 및 상기 유로부의 일측에 열 융착에 의해 결합되는 덮개부를 더 포함하는 펌프용 필터 구조체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 여과재 및 상기 유로부는 상기 안착부에 안착되는 펌프용 필터 구조체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 필터 하우징은 상기 측면부의 중앙에 오목부가 구비되고,
    상기 유로부는 상기 오목부에 구비되는 펌프용 필터 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가이드는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 여과재의 주름진 면의 양측에 결합되는 펌프용 필터 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유로부는,
    일측에 복수개로 구비되고, 상기 여과재 측과 반대 측을 연통하는 연통부; 및
    타측에서 상기 여과재의 반대 측으로 연장 형성되는 유로관을 포함하는 펌프용 필터 구조체.
  8. 주름진 형태로 이루어진 면상의 여과재의 일측 단부에서 양측에 가이드를 결합하는 단계;
    곡면 형상으로 이루어진 유로부를 성형하는 단계;
    상기 가이드가 결합된 상기 여과재 및 상기 유로부를 금형에 삽입한 후 슬라이드 코어로 상기 가이드를 밀착 고정하는 단계; 및
    상기 금형에 사출 재료를 주입하여 필터 하우징을 성형하는 단계를 포함하는 펌프용 필터 구조체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결합하는 단계는 상기 가이드는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 여과재의 주름진 면의 양측에 결합하는 펌프용 필터 구조체의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 필터 하우징의 측면부 및 유로부의 일측에 덮개부를 열 융착시키는 단계를 더 포함하는 펌프용 필터 구조체의 제조 방법.
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