KR20200047370A - 지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법 - Google Patents

지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200047370A
KR20200047370A KR1020190132021A KR20190132021A KR20200047370A KR 20200047370 A KR20200047370 A KR 20200047370A KR 1020190132021 A KR1020190132021 A KR 1020190132021A KR 20190132021 A KR20190132021 A KR 20190132021A KR 20200047370 A KR20200047370 A KR 20200047370A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
support
section
bulk
thickness
major surface
Prior art date
Application number
KR1020190132021A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102319531B1 (ko
Inventor
제임스 에이. 베어
토마스 엠. 소렌센
Original Assignee
폴 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 폴 코포레이션 filed Critical 폴 코포레이션
Publication of KR20200047370A publication Critical patent/KR20200047370A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102319531B1 publication Critical patent/KR102319531B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/50—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D29/56—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in series connection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/21—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/05—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements supported
    • B01D29/07—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements supported with corrugated, folded or wound filtering sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/05—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements supported
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B01D46/523—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material with means for maintaining spacing between the pleats or folds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/14—Pleat-type membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/04—Supports for the filtering elements
    • B01D2201/0407—Perforated supports on both sides of the filtering element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/04—Supports for the filtering elements
    • B01D2201/0415—Details of supporting structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/12—Pleated filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/12—Pleated filters
    • B01D2201/127—Pleated filters with means for keeping the spacing between the pleats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/32—Flow characteristics of the filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/60—Shape of non-cylindrical filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0618—Non-woven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0654—Support layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1208—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2265/00—Casings, housings or mounting for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2265/06—Details of supporting structures for filtering material, e.g. cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/50—Stabilised filter material, stabilised by, e.g. structuring, calendering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/14—Specific spacers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

지지 및 배수 재료, 상기 재료를 포함하는 필터 및 사용 방법이 개시된다.

Description

지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법{SUPPORT AND DRAINAGE MATERIAL, FILTER, AND METHOD OF USE}
지지 및 배수 부재, 예컨대 메쉬(mesh) (이는 또한 스크린(screen) 또는 네팅(netting)으로 불림)는 다수의 여과 적용에 이용되며, 여기서 지지 및 배수 ("S&D"; support and drainage) 부재는 다공성 필터 매체의 상류 및/또는 하류에 배열된다. 지지 및 배수 부재는 필터 매체의 기공보다 훨씬 더 큰 개구부(opening)를 갖고, 지지력을 필터 매체에 제공하고, 및/또는 필터 매체에 양호한 배수를 제공한다.
그러나, 개선된 지지 및 배수 부재에 대한 필요성이 있다.
본 발명은 선행기술의 단점 중 적어도 일부를 개선하기 위해 제공된다. 본 발명의 이러한 이점 및 다른 이점은 하기 제시된 바와 같은 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 일 구현예는, 제1 부재 및 상기 제1 부재를 통하는 벌크(bulk)를 포함하는 지지 및 배수 재료를 제공하며, 상기 제1 부재는 메쉬 또는 부직포(non-woven fabric)를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션(section) 및 제2 섹션을 갖고, 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면(major surface), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖는다.
일 구현예에서, 상기 지지 및 배수 재료는 제2 부재 및 상기 제2 부재를 통하는 벌크를 추가로 포함하며, 상기 제2 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제2 부재 제1 섹션 및 제2 부재 제2 섹션을 갖고, 상기 제2 부재 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 부재 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; 상기 제2 부재는 상기 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되어, 상기 제2 부재 제2 섹션은 상기 제1 부재 제2 섹션 및 상기 제2 부재 제1 섹션 사이에 개재되고, 상기 제2 부재 제1 섹션은 상기 제2 부재 제2 섹션 및 상기 제1 부재 제1 섹션 사이에 개재되도록 한다.
일부 구현예에서, 제1 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제1 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이다.
또 다른 구현예에서, 제1 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제1 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이고, 제2 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제2 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이다.
또 다른 구현예에서, 제2 부재가 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되는 경우, 지지 및 배수 재료는 제1 부재 및 제2 부재의 조합된 벌크를 갖고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 제1 단부에서의 두께를 갖는다.
또 다른 구현예에서, 제1 지지 및 배수 재료 및 제2 개별 지지 및 배수 재료를 포함하는 지지 및 배수 재료 시스템이 제공되며; (a) 상기 제1 지지 및 배수 재료는 제1 부재 및 상기 제1 부재를 통하는 벌크를 포함하고, 상기 제1 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하며, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고; 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; (b) 상기 제2 지지 및 배수 재료는 제2 부재 및 상기 제2 부재를 통하는 벌크를 포함하며, 상기 제2 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고; 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; 상기 제1 지지 및 배수 재료, 및 상기 제2 지지 및 배수 재료는 주름형 필터(pleated filter)의 대향 측 상에의 배열에 적합하다.
일부 구현예에서, 상기 지지 및 배수 재료 시스템은 제3 지지 및 배수 재료 및 제4 개별 지지 및 배수 재료를 추가로 포함하며, 상기 제3 지지 및 배수 재료는 제3 부재를 포함하고, 상기 제3 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하며, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고, 상기 제4 개별 지지 및 배수 재료는 제4 부재를 포함하고, 상기 제4 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하며, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고; 상기 제3 지지 및 배수 재료는 상기 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되고; 상기 제4 지지 및 배수 재료는 상기 제2 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되고; 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 갖는 상기 제1 지지 및 배수 재료, 및 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 갖는 상기 제2 지지 및 배수 재료는 주름형 필터의 대향 측 상에의 배열에 적합하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 필터 배열부(filter arrangement)는, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터, 및 지지 및 배수 재료의 일 구현예를 포함하며, 상기 상류 표면은 제1 상류 단부 및 제2 상류 단부를 갖고, 상기 하류 표면은 제1 하류 단부 및 제2 하류 단부를 갖고; 상기 지지 및 배수 재료의 일 구현예는 주름형 다공성 필터의 상류 표면과 접촉하거나 또는 주름형 다공성 필터의 하류 표면과 접촉하도록 배열된다.
또 다른 구현예에서, 필터 시스템이 제공되며, 상기 필터 시스템은, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터; 및 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예를 포함하고, 여기서 주름형 다공성 필터는 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고, 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료는 그 사이에 필터 매체를 가지며 서로에 대하여 180도 회전된다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 필터 시스템은, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터, 및 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예를 포함하며, 상기 상류 표면은 제1 상류 단부 및 제2 상류 단부를 갖고, 상기 하류 표면은 제1 하류 단부 및 제2 하류 단부를 갖고; 상기 주름형 다공성 필터는 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고, (a) 상기 제1 지지 및 배수 재료는 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 가지며, 제1 지지 및 배수 재료 및 제3 지지 및 배수 재료의 조합된 벌크를 제공하고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 제1 단부에서의 두께를 갖고; (b) 상기 제2 지지 및 배수 재료는 제2 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 가지며, 제2 지지 및 배수 재료 및 제4 지지 및 배수 재료의 조합된 벌크를 제공하고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 제1 단부에서의 두께를 갖고; 상기 제1 지지 및 배수 재료, 및 상기 제2 지지 및 배수 재료는 서로에 대하여 180도 회전된다.
유체의 여과 방법의 구현예가 또한 제공되며, 상기 방법은 필터 시스템의 일 구현예를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은, 제1 지지 및 배수 재료, 주름형 다공성 필터의 상류 표면, 주름형 다공성 필터의 하류 표면, 및 제2 지지 및 배수 재료를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하거나, 또는 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 갖는 제1 지지 및 배수 재료, 주름형 다공성 필터의 상류 표면, 주름형 다공성 필터의 하류 표면, 및 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 갖는 제2 지지 및 배수 재료를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 지지 및 배수 재료를 등각 도식도(isometric diagrammatic view)로 나타내며, 여기서 상기 재료 (단일 삽입물(insert))는 테이퍼링된(tapered) 벌크 두께를 제공하는 메쉬(들) 또는 부직포(들)의 2개의 섹션을 포함한다.
도 2a 내지 2d는 필터 시스템의 일 구현예, 및 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예 (여기서, 지지 및 배수 재료 시스템은 복수의 개별 삽입물을 포함함)를 나타내며, 상기 필터 시스템은, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터, 및 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예를 포함하고, 상기 상류 표면은 제1 상류 단부 및 제2 상류 단부를 갖고, 상기 하류 표면은 제1 하류 단부 및 제2 하류 단부를 갖고; 여기서, 주름형 다공성 필터는 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고, 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료는 서로에 대하여 180도 회전되어, 주름형 다공성 필터의 상류 표면의 제1 상류 단부는 제1 지지 및 배수 재료의 벌크의 보다 큰 두께에 대향하고, 주름형 다공성 필터의 상류 표면의 제2 상류 단부는 제1 지지 및 배수 재료의 벌크의 보다 적은 두께에 대향하도록 하고; 주름형 다공성 필터의 하류 표면의 제1 하류 단부는 제2 지지 및 배수 재료의 벌크의 보다 적은 두께에 대향하고, 주름형 다공성 필터의 하류 표면의 제2 하류 단부는 제2 지지 및 배수 재료의 벌크의 보다 큰 두께에 대향하도록 한다. 도 2a는 등각투상도(isometric view)를 나타내고, 도 2b는 정면도를 나타내고, 도 2c는 도 2b에 나타낸 바와 같은 단면도 J-J를 따른 필터 시스템의 횡단면도를 나타내고, 또한 복수의 개별 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료 삽입물을 나타낸다. 도 2d는 상면도를 나타낸다. 이러한 예시된 구현예에서, 특히 도 2c에 나타낸 바와 같이, 개별 지지 및 배수 재료 (삽입물)는 2개의 단(step)을 포함하며, 각각의 단은 상이한 벌크 두께를 갖는다. 또한, 이러한 예시된 구현예에서, 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제2 단부에서의 벌크의 두께의 2배이다.
도 3a 내지 3d는 필터 시스템의 또 다른 구현예, 및 지지 및 배수 재료 시스템의 또 다른 구현예 (여기서, 지지 및 배수 재료 시스템은 복수의 개별 삽입물을 포함함)를 나타내며, 상기 필터 시스템은, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 겹침 주름 (LOP; laid-over-pleat) 주름형 다공성 필터; 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예를 포함하고, 여기서 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료는 각각 만곡되고, 주름형 다공성 필터는 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고, 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료는 그 사이에 필터 매체를 가지며 서로에 대하여 180도 회전된다. 도 3a는 등각투상도를 나타내고, 도 3b는 상면도를 나타내고, 도 3c는 측면도를 나타내고, 도 3d는 필터 케이지(cage) 및 필터 코어(core) 사이에 배열된 주름형 필터를 포함하는 필터 카트리지로서, 도 3b에 나타낸 바와 같은 단면도 P-P를 따른 필터 시스템의 횡단면도를 나타낸다.
도 4a 내지 4d는 필터 시스템의 또 다른 구현예, 및 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예 (여기서, 지지 및 배수 재료 시스템은 복수의 개별 삽입물을 포함함)를 나타낸다. 도 4a는 등각투상도를 나타내고, 도 4b는 상면도를 나타내고, 도 4c는 측면도를 나타내고, 도 4d는 도 4c에 나타낸 바와 같은 단면 단부-단부 뷰(view)를 따른 횡단면도 (화살표는 유체 유동을 나타냄)를 나타낸다.
도 5a 내지 5d는 주름형 다공성 필터로부터 분리된, 도 4a 내지 4d에 나타낸 바와 같은 삽입물을 포함하는 개별 지지 및 배수 재료의 일 구현예를 나타낸다. 도 5a는 개별 제1 및 제3 부재의 등각투상도를 나타내고, 도 5b는 도 5c에 나타낸 바와 같은 단면 단부-단부 뷰를 기초로 한 개별 제1 및 제3 부재의 측면도를 나타내고, 도 5c는 조립된 측면도를 나타내고, 도 5d는 도 5c에 나타낸 바와 같은 단부-단부 단면도를 따른 조립된 단부 뷰를 나타낸다.
도 6a는, 본 발명의 일 구현예에 따른 S&D 재료 (우측)와 비교하여 종래 일정한 두께의 S&D 재료 (좌측)를 갖는 주름형 필터 매체의 절반 주름(half pleat)을 통한 상류 및 하류 지지 및 배수 (S&D) 재료에서의 및 필터 매체를 가로지르는 유체 속도에서의 차이를 도식적으로 나타낸다. 도 6b는 종래 일정한 두께의 S&D 재료와 비교하여 테이퍼링된 S&D 재료를 갖는 주름형 필터에서 최대 필터 면적에서의 예시적인 이점을 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 부재 및 상기 제1 부재를 통하는 벌크를 포함하는 지지 및 배수 재료가 제공되며, 상기 제1 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고, 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖는다.
일부 구현예에서, 상기 제1 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 상기 제1 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이다.
일 구현예에서, 상기 지지 및 배수 재료는 제2 부재 및 상기 제2 부재를 통하는 벌크를 추가로 포함하며, 상기 제2 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제2 부재 제1 섹션 및 제2 부재 제2 섹션을 갖고, 상기 제2 부재 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 부재 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; 상기 제2 부재는 상기 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되어, 상기 제2 부재 제2 섹션은 상기 제1 부재 제2 섹션 및 상기 제2 부재 제1 섹션 사이에 개재되고, 상기 제2 부재 제1 섹션은 상기 제2 부재 제2 섹션 및 상기 제1 부재 제1 섹션 사이에 개재되도록 한다.
일부 구현예에서, 보다 큰 두께는 보다 적은 두께보다 적어도 약 10% 더 크다. 압출된 메쉬를 포함하는 일부 구현예에서, 보다 큰 두께는 전형적으로, 보다 적은 두께보다 적어도 약 50% (예를 들어, 압출된 메쉬의 경우 약 80% 내지 약 90%, 직조형 메쉬의 경우 약 60% 내지 약 70%) 더 크다.
지지 및 배수 재료의 일 구현예에서, 제1 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제1 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이고, 제2 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제2 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이다.
지지 및 배수 재료의 일 구현예에서, 상기 재료는 접힌 메쉬 또는 부직포를 포함하며, 메쉬 또는 부직포를 접는 것은 제1 및 제2 섹션을 제공하거나, 또는 메쉬 또는 부직포를 접는 것은 제1 부재 및 제2 부재 둘 모두의 제1 및 제2 섹션을 제공한다.
일부 구현예에서, 지지 및 배수 재료는 적어도 하나의 가요성 힌지(flexible hinge)를 포함한다.
일부 구현예에서, 지지 및 배수 재료는 상이한 벌크 두께를 갖는 적어도 2개의 단을 포함한다. 예를 들어, 일 구현예에서, 상기 재료는 상이한 벌크 두께를 갖는 적어도 4개의 단을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 제1 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제1 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이고, 제2 부재의 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제2 부재의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배이다.
또 다른 구현예에서, 제2 부재가 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되는 경우, 지지 및 배수 재료는 제1 부재 및 제2 부재의 조합된 벌크를 갖고, 조합된 벌크는 상기 재료의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 제1 단부에서의 두께를 갖는다.
또 다른 구현예에서, 제1 지지 및 배수 재료 및 제2 개별 지지 및 배수 재료를 포함하는 지지 및 배수 재료 시스템이 제공되며; (a) 상기 제1 지지 및 배수 재료는 제1 부재 및 상기 제1 부재를 통하는 벌크를 포함하고, 상기 제1 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고; 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; (b) 상기 제2 지지 및 배수 재료는 제2 부재 및 상기 제2 부재를 통하는 벌크를 포함하며, 상기 제2 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고; 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; 상기 제1 지지 및 배수 재료, 및 상기 제2 지지 및 배수 재료는 주름형 필터의 대향 측 상에의 배열에 적합하다.
일부 구현예에서, 상기 지지 및 배수 재료 시스템은 제3 부재를 포함하는 제3 지지 및 배수 재료, 및 제4 부재를 포함하는 제4 개별 지지 및 배수 재료를 추가로 포함하며, 상기 제3 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고, 상기 제4 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하며, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고; 상기 제3 지지 및 배수 재료는 상기 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되고; 상기 제4 지지 및 배수 재료는 상기 제2 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되고; 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 갖는 제1 지지 및 배수 재료, 및 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 갖는 제2 지지 및 배수 재료는 주름형 필터의 대향 측 상에의 배열에 적합하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 필터 배열부는, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터; 및 주름형 다공성 필터의 상류 표면과 접촉하거나 또는 주름형 다공성 필터의 하류 표면과 접촉하도록 배열된 지지 및 배수 재료의 일 구현예를 포함한다.
또 다른 구현예에서, 필터 시스템이 제공되며, 상기 필터 시스템은, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터; 및 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예를 포함하고, 여기서 주름형 다공성 필터는 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고, 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료는 그 사이에 필터 매체를 가지며 서로에 대하여 180도 회전된다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 필터 시스템은, 상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터, 및 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예를 포함하며, 상기 상류 표면은 제1 상류 단부 및 제2 상류 단부를 갖고, 상기 하류 표면은 제1 하류 단부 및 제2 하류 단부를 갖고; 여기서 주름형 다공성 필터는 제1 지지 및 배수 재료, 및 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고, (a) 상기 제1 지지 및 배수 재료는, 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 가지며, 제1 지지 및 배수 재료 및 제3 지지 및 배수 재료의 조합된 벌크를 제공하고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 제1 단부에서의 두께를 갖고; (b) 상기 제2 지지 및 배수 재료는, 제2 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 가지며, 제2 지지 및 배수 재료 및 제4 지지 및 배수 재료의 조합된 벌크를 제공하고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 제2 단부에서의 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 제1 단부에서의 두께를 갖고; 상기 제1 지지 및 배수 재료, 및 상기 제2 지지 및 배수 재료는 그 사이에 필터 매체를 가지며 서로에 대하여 180도 회전된다.
필터 시스템의 일 구현예에서, 주름형 다공성 필터는 겹침 주름 필터를 포함한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 필터 시스템의 일부 구현예에서, 필터는 내부 코어 및 외부 케이지를 추가로 포함한다.
유체의 여과 방법의 구현예가 또한 제공되며, 상기 방법은 필터 시스템의 일 구현예를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은, 제1 지지 및 배수 재료, 주름형 다공성 필터의 상류 표면, 주름형 다공성 필터의 하류 표면, 및 제2 지지 및 배수 재료를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하거나, 또는 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 갖는 제1 지지 및 배수 재료, 주름형 다공성 필터의 상류 표면, 주름형 다공성 필터의 하류 표면, 및 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 갖는 제2 지지 및 배수 재료를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
유리하게는, 종래 S&D 재료와 비교하여, 본 발명의 S&D 재료는, 필터 매체 (주름형 또는 비-주름형)의 섹션들 사이에 위치되는 경우, 감소된 모서리방향 유동 저항성(edgewise flow resistance) (그 결과, 지지 및 배수 재료에서의 압력 하락이 필터 부재를 가로지르는 압력 하락보다 더 적음)을 나타내면서 지지력 및 균일한 간격 (대향 표면 상의 메쉬의 가닥들(strands)이 서로의 상단에 놓이기보다는 서로의 사이에 끼워맞춰지는 네스팅(nesting)을 감소시키거나 또는 방지하는 것을 포함함)을 제공하고, 이에 의해, 필터 부재의 표면을 가로지르는 유체의 균등한 분포 및 감소된 면 손실(face loss)을 제공한다.
주름형 필터와 함께 사용되는 경우, 이들은 필터 매체 손상 (특히 막 손상)을 감소시킬 수 있고, 보다 균일한 유동 분포 (필터의 주름진 팁(tip)을 통한 유동을 포함함)를 가능하게 할 수 있고, 안정한 주름-팩(pack)을 제공할 수 있다. 또한, 힌지를 포함하는 지지 및 배수 재료는 종래 주름형 장치와 상용성이다.
또한, 주름형 필터와 함께 사용되는 경우, 테이퍼링된 재료의 사용은 전체적으로 더 얇은 주름 피치(pitch)로 이어질 수 있으며, 이는 바람직한 압력 차이를 유지하고, 여과 효율을 개선하면서, 주어진 부피 내 더 많은 필터 재료를 가능하게 한다.
또한, 국부적 유량은 필요한 유동 면적과 상관관계가 없기 때문에 본 발명자들이 낭비되는 면적을 발견한, 종래 일정한 두께의 지지 및 배수 부재와 대조적으로, 본 발명의 지지 및 배수 재료는 국부적 유량을 필요한 유동 면적에 유리하게 보다 잘 매칭시킬 수 있다.
예시적으로, 도 6a는, 본 발명의 일 구현예에 따른 S&D 재료 (우측)와 비교하여 종래 일정한 두께의 S&D 재료 (좌측)를 갖는 주름형 필터 매체의 절반 주름을 통한 상류 및 하류 지지 및 배수 (S&D) 재료에서의 및 필터 매체를 가로지르는 유체 속도에서의 차이를 도식적으로 나타낸다. 국부적 유량이 필요한 유동 면적과 상관관계를 갖지 않기 때문에 면적이 낭비되어 속도가 변하도록 하는 종래 일정한 두께의 S&D 부재와 대조적으로, 본 발명의 S&D 재료는 국부적 유량을 필요한 유동 면적에 유리하게 보다 잘 매칭시켜 속도를 일정하게 유지할 수 있다. 도 6b는 종래 일정한 두께의 S&D 재료와 비교하여 테이퍼링된 S&D 재료를 갖는 주름형 필터에서 최대 필터 면적에서의 예시적인 이점을 나타내며, 여기서 수평축 상의 "0"은, S&D 재료가 무한소로 얇고, S&D 재료를 테이퍼링함으로써 필터 면적을 증가시키는 가능성이 없음을 나타내고, 수평축 상의 "1"은, 필터 재료가 무한소로 얇고, 이 경우 필터 면적은 2배만큼 증가될 수 있음을 나타낸다. 도 6b는 0 두께로 테이퍼링되는 S&D 재료의 일 단부의 한계치에서 달성될 수 있는 최대값을 제시하며, 실제 상황은 이 곡선 아래로 떨어질 것이다.
지지 및 배수 재료는 편평하거나 또는 평면상이거나, 또는 실질적으로 편평하거나 또는 평면상일 수 있고, 일부 구현예에서, 지지 및 배수 재료는 만곡될 수 있다.
본 발명의 구현예는 편평한 주름 필터 팩, 직류 나선형 필터(direct flow spiral filter), 적층 디스크 필터(stacked disk filter), 직교류 카세트(cross-flow cassettes)를 포함하는 다양한 필터 구성과 함께 사용하기에 적합하며, "겹침 주름" (LOP) 필터 구성 (예를 들어, 미국 특허 5,543,047에 기술된 바와 같음)에 특히 적합하다.
본 발명의 성분들 각각은 이제 하기에 보다 상세히 기술될 것이며, 여기서 유사 성분은 유사 참조 번호를 갖는다. 상류 및 하류 S&D 재료가 동일한 성분을 사용하여 각각 예시되는 경우, 상응하는 성분은 유사한 참조 번호 뒤에 "'"를 사용하여 확인된다 (예를 들어, 401'는 401에 상응하고, 402'는 402에 상응하는 등).
도 1에 예시된 구현예 (및 도 2c에 보다 상세히 예시됨; 이는 또한 S&D 재료 시스템(2500)의 일 구현예 및 필터 시스템(2000)의 일 구현예를 나타냄)에 따르면, S&D 재료(500)는 부재(400) 및 상기 부재(400)를 통하는 벌크를 포함하며, 상기 부재(400)는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부(401) 및 제2 단부(402), 및 적어도 제1 섹션(411) 및 제2 섹션(412)을 갖고, 상기 제1 섹션(411)은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면(411a), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면(411b)을 갖고; 상기 제2 섹션(412)은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면(412a), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면(412b)을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께 T를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖는다. 결과적으로, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 테이퍼링된 두께를 갖는다.
도 2a 및 2b는 주름형 다공성 필터 부재(1501)를 포함하는 주름형 다공성 필터의 상류 및 하류에 배열된 지지 및 배수 재료를 예시하며, 여기서 상류 및 하류 재료는 동일한 성분들을 갖는 것으로서 예시되고, 상응하는 성분들은 유사한 참조 번호를 사용하여 확인되고, 재료(500 및 500') (이는 각각 부재(400 및 400')를 포함함)는 지지 및 배수 부재 시스템(2500)을 포함한다.
또한, 도 2c에 예시된 구현예에서, 제1 단부(401, 401') 각각은, 단일의 연속 재료가 접혀 2개의 섹션을 제공하는 것과 같이 접힌 힌지(450, 450')를 포함한다.
도 1, 2c, 4d 및 5d에 예시된 구현예에서, 부재(400)는 상이한 두께의 단을 포함한다. 지지 및 배수 재료는 임의의 수의 단을 가질 수 있다. 도 2c는 필터의 상류 및 하류에 배열된 S&D 삽입물을 나타내며, 각각의 삽입물은 2개의 단 (10, 20) (10', 20')을 포함하고, 20 (20')이 가장 큰 두께를 갖고, 도 5d는 4개의 단(10, 20, 30, 40)을 포함하는 S&D 삽입물을 나타내며, (40)이 가장 큰 두께를 갖는다.
S&D 재료 시스템(2500)의 구현예에 대하여, 도 2c (뿐만 아니라 도 3d, 4a 및 4d; 하기에 보다 상세히 논의됨)에 나타낸 배열에서, 상류 지지 및 배수 재료(500) 및 하류 지지 및 배수 재료(500')는 그 사이에 필터 매체를 가지며 서로에 대하여 180도 회전된다. 유리하게는, 이는 국부적 속도를 필터 또는 필터 부재를 통한 필요한 유량에 매칭시키는 것을 가능하게 한다.
도 2a, 2c, 3a, 3d, 4a 및 4d는, 상류 지지 및 배수 부재(400) (도 1, 2a 및 3a에 일반적으로 나타낸 바와 같음; 또한 예를 들어 도 4a, 4d 및 5d에 적용가능함) 및 하류 지지 및 배수 부재(400') 사이에 배열된, 적어도 하나의 주름형 다공성 필터 부재(1501)를 포함하는 주름형 다공성 필터(1500)를 포함하는 필터 시스템(2000)을 나타내며, 여기서 재료(500 및 500') (이는 각각 부재(400 및 400')를 포함함)는 지지 및 배수 부재 시스템(2500)을 포함한다.
만곡된 또는 만곡가능한 지지 및 배수 재료를 갖는 구현예는 LOP 필터 구성 (예를 들어, 미국 특허 5,543,047에 기술된 바와 같음)에 특히 적합하다. 예를 들어, 도 3d는, 외부 필터 케이지(1610), 내부 코어(1611), 및 주름형 필터 매체(1501)를 포함하는 주름형 필터(1500) (여기서, 주름형 필터는 LOP 구성을 가짐)를 포함하는 필터 카트리지(1600)의 일 구현예, 및 도 2a, 2c 및 3a에 일반적으로 나타낸 바와 같으며 또한 도 4a, 4d 및 5d에 나타낸 재료에 적용가능한 개별 지지 및 배수 재료(500, 500') (삽입물)의 구현예 (여기서, 제1 지지 및 배수 부재(400) 및 제2 지지 및 배수 부재(400')는 서로에 대하여 180도 회전됨 (이는 S&D 부재 시스템의 일 구현예를 제공함))를 나타내며, 상기 개별 지지 및 배수 재료(500, 500')는 주름형 필터의 각각의 주름 사이에 배열되어, 각각의 삽입물 부재의 양측이 각각의 필터 주름의 면에 접촉하고, 각각의 삽입물의 외부 팁이 케이지의 내부 표면 또는 내부 코어의 내부 표면과 접촉하도록 하여, 그를 통한 유체 유동을 가능하게 하면서, 주름 팁 및 주름 루트를 케이지 또는 코어로부터 떨어져 이격시켜 주름 팁 및 주름 루트를 보호한다. 이러한 예시된 구현예에서, 개별 지지 및 배수 재료 (삽입물)는 상이한 벌크 두께를 갖는 2개의 단을 포함한다. 또한, 이러한 예시된 구현예에서, 제1 단부에서의 벌크의 두께는 제2 단부에서의 벌크의 두께의 2배이다.
도 4a 내지 4d는 필터 시스템(2000)의 또 다른 구현예, 및 지지 및 배수 재료 시스템(2500) (여기서, 지지 및 배수 재료 시스템은 복수의 개별 삽입물을 포함함)의 일 구현예를 나타낸다. 도 4a는 등각투상도를 나타내고, 도 4b는 상면도를 나타내고, 도 4c는 측면도를 나타내고, 도 4d는 도 4c에 나타낸 단면 단부-단부 뷰를 따른 횡단면도 (화살표는 유체 유동을 나타냄)를 나타낸다. 이러한 예시된 구현예에서, 개별 지지 및 배수 재료 (삽입물) 각각은 4개의 단(10, 20, 30 및 40)을 포함한다.
상류 및 하류 배열된 지지 및 배수 재료 (복수의 개별 삽입물을 나타냄)의 예시된 구현예 각각이 부재 및 상기 부재를 통하는 벌크를 포함하며, 상기 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고, 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖는, 도 2a 및 2c와 대조적으로, 도 4 (예를 들어, 도 4a 및 4d 참조)에 예시된 상류 및 하류 배열된 지지 및 배수 재료 (복수의 개별 삽입물을 나타냄)의 구현예는 도 2c에 일반적으로 예시된 바와 같은 제1 부재 및 제2 부재를 포함하고, 추가적인 부재를 각각의 상류 및 하류 지지 및 배수 재료의 부분으로서 추가로 포함한다.
따라서, 도 4a 및 4d는, 제1 지지 및 배수 재료 및 제2 개별 지지 및 배수 재료(500, 500')를 포함하는 지지 및 배수 재료 시스템의 일 구현예를 예시하며; (a) 상기 제1 지지 및 배수 재료는 제1 부재(400) 및 상기 제1 부재(400)를 통하는 벌크를 포함하고, 상기 제1 부재(400)는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부(401) 및 제2 단부(402), 및 적어도 제1 섹션(411) 및 제2 섹션(412)을 갖고, 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면(411a), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면(411b)을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 적음)로 연장되는 제1 주표면(412a), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면(412b)을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; (b) 상기 제2 지지 및 배수 재료(500')는 제2 부재(400') 및 상기 제2 부재(400')를 통하는 벌크를 포함하고, 상기 제2 부재(400')는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부(401') 및 제2 단부(402'), 및 적어도 제1 섹션(411') 및 제2 섹션(412')을 갖고, 상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면(411a'), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면(411b')을 갖고; 상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면(412a'), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면(412b')을 갖고; 상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고; 상기 시스템은 제3 지지 및 배수 재료(500A) 및 제4 개별 지지 및 배수 재료(500B)를 추가로 포함하며, 상기 제3 지지 및 배수 재료(500A)는 제3 부재(300)를 포함하고, 상기 제3 부재(300)는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부(301) 및 제2 단부(302), 및 적어도 제1 섹션(311) 및 제2 섹션(312)을 갖고, 상기 제4 개별 지지 및 배수 재료(500B)는 제4 부재(300')를 포함하고, 상기 제4 부재(300')는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부(301') 및 제2 단부(302'), 및 적어도 제1 섹션(311') 및 제2 섹션(312')을 갖고; 상기 제3 지지 및 배수 재료는 상기 제1 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되고; 상기 제4 지지 및 배수 재료는 상기 제2 부재의 제1 섹션 및 제2 섹션 사이에 개재되고; 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 갖는 제1 지지 및 배수 재료, 및 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 갖는 제2 지지 및 배수 재료는 주름형 필터의 대향 측 상에의 배열에 적합하다.
이러한 예시된 구현예에서, 섹션(311, 311') 각각은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면(311a, 311a'), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면(311b, 311b')을 갖고; 상기 섹션(312, 312') 각각은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면(312', 312a'), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면(312b, 312b')을 갖고; 부재를 통하는 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖는다.
도 2c에 예시된 구현예와 유사하게, 도 4a에 나타낸 구현예에서, 각각의 제1 단부(301, 301', 401, 401')는 단일의 연속 재료가 접혀 제1 및 제2 부재 각각에 대해 2개의 섹션을 제공하는 것과 같이 접힌 힌지(350, 350', 450, 450')를 포함한다.
참조를 위해 도 4d에 예시된 구현예를 사용하여, 본 발명에 따른 유체의 여과 방법의 일 구현예는 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 갖는 제1 지지 및 배수 재료, 주름형 다공성 필터의 상류 표면, 주름형 다공성 필터의 하류 표면, 및 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 갖는 제2 지지 및 배수 재료를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
도 5a 내지 5d는 주름형 다공성 필터로부터 분리된, 도 4a 내지 4d에 나타낸 바와 같은 삽입물을 포함하는 개별 지지 및 배수 재료(400)의 일 구현예를 나타낸다. 도 5a는 개별 제1 및 제3 부재(400, 300)의 등각투상도를 나타내고, 도 5b는, 도 5c에 나타낸 단면 단부-단부 뷰를 기초로 한 개별 제1 및 제3 부재의 측면도를 나타내며, 이는 또한 각각의 부재의 섹션 및 주표면을 나타내고, 도 5c는 조립된 측면도를 나타내고, 도 5d는 도 5c에 나타낸 단면 단부-단부 뷰를 따른 조립된 단부 뷰를 나타내며, 이는 또한 4개의 단(10, 20, 30 및 40)을 나타낸다.
지지 및 배수 재료 (메쉬 및 직물)는, 여과되는 유체 및 온도와 같은 적용가능한 여과 파라미터에 적합한 임의의 적합한 재료로부터 제작될 수 있다.
지지 및 배수 재료는, 예를 들어 적층 가공 (때때로 "적층식 가공" 또는 "3d 프린팅"으로서 지칭됨)을 포함하는, 당업계에 공지되어 있는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다.
중합체인 메쉬를 포함하는 상기 구현예에서, 중합체 메쉬는 직조형 메쉬 및 압출된 메쉬의 형태가 된다. 어느 유형이나 이용될 수 있지만, 압출된 메쉬는 보다 매끄럽고, 따라서 필터 매체의 인접하는 섹션들의 보다 적은 마모를 생성할 수 있기 때문에, 압출된 메쉬가 바람직할 수 있다. 압출된 메쉬는 평행한 가닥들의 제1 세트, 및 소정 각으로 가닥들의 제1 세트와 교차하는, 평행한 가닥들의 제2 세트를 가질 수 있다. 압출된 메쉬는 대칭성 또는 비대칭성으로서 분류될 수 있다. 대칭성 메쉬에서, 가닥들의 제1 또는 제2 세트 중 어떠한 것도, 메쉬 제조 기계로부터 메쉬가 나오는 방향인, 소위 메쉬의 "기계 방향(machine direction)"으로 연장되지 않는다. 비대칭성 메쉬에서, 가닥들의 세트 중 하나는 기계 방향에 평행하게 연장된다. 대칭성 또는 비대칭성 메쉬는 본 발명의 구현예에 따라 사용될 수 있다.
다양한 메쉬가 본 발명의 구현예에 따라 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 적합한 압출된 중합체 메쉬는 상표명 DELNET 하에 Schweiter-Mauduit International Inc. (Alpharetta, GA)로부터 입수가능한 것들을 포함한다.
메쉬는 이들의 두께에 의해 그리고 인치당 가닥의 수에 의해 특성화될 수 있다. 이러한 치수는 임의의 특정한 값으로 제한되지 않으며, 메쉬의 목적하는 모서리방향 유동 특성 및 목적하는 강도에 따라 선택될 수 있다. 전형적으로, 메쉬는 인치당 적어도 약 5개 가닥의 메쉬 번수(count)를 갖는다.
중합체인 부직포를 포함하는 상기 구현예에서, 부직포는, 여과되는 유체 및 온도와 같은 적용가능한 여과 파라미터에 적합한 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리아미드 (예를 들어, 나일론)를 포함하는 임의의 중합체 재료로부터 제작될 수 있다.
다양한 부직포가 본 발명의 구현예에 따라 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 적합한 부직포는 상표명 REEMAY (예를 들어, REEMAY 2011 및 REEMAY 2250) 및 TYPAR 하에 Avintiv Technical Nonwovens (Old Hickory, TN)로부터 입수가능한 폴리에스테르 스펀본디드(spunbonded) 부직포를 포함한다.
전형적으로, 메쉬 또는 비직조물은 약 0.0005" 내지 약 0.025" (보다 전형적으로 약 0.005" 내지 약 0.030") 범위의 두께 및 약 30% 이상의 공극률을 갖지만, 두께는 상기 범위보다 더 크거나 또는 더 작을 수 있고, 공극률은 상기 값보다 더 적을 수 있다. 메쉬 또는 비직조물이 접히고, 및/또는 파형을 갖는(corrugated) 상기 구현예에서, 메쉬 또는 비직조물은 메쉬 또는 비직조물, 및 필터 및 필터 부재에 대한 손상을 피하도록 충분히 유연하다.
일 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 나머지 단부에서 보다 적은 두께를 갖는 벌크를 포함하는 메쉬 및 부직포는 다수의 방법에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 메쉬 또는 직물은 일 단부 및 나머지 단부 사이에 하나 이상의 접힌 부분을 포함할 수 있으며, 각각의 접힘(fold) 또는 추가적인 접힘에 따라 두께는 증가한다. 대안적으로, 예를 들어, 복수의 층이 서로의 위에 겹쳐 놓여질 수 있다.
다공성 필터 및/또는 다공성 필터 부재 (예를 들어, 다공성 막 및/또는 다공성 섬유상 매체)는 임의의 적합한 기공 구조, 예를 들어 기공 크기 (예를 들어, 버블 포인트(bubble point)에 의해 또는 예를 들어 미국 특허 4,340,479에 기술된 바와 같은 KL에 의해 입증되거나, 또는 모세관 응축 유동 기공측정기(capillary condensation flow porometry)에 의해 입증된 바와 같음), 기공 등급(pore rating), 기공 직경 (예를 들어, 개질된 OSU F2 시험 (예를 들어, 미국 특허 4,925,572에 기술된 바와 같음)을 사용하여 특성화되는 경우), 또는 유체가 부재를 통해 통과할 때 1종 이상의 관심 재료의 그를 통한 통과를 감소시키거나 또는 가능하게는 제거 등급(removal rating)을 가질 수 있다. 사용된 기공 구조는 처리되는 유체의 조성, 및 처리된 유체의 목적하는 유출액 수준에 따라 달라진다.
필터 부재는 임의의 목적하는 임계 습윤 표면 장력(CWST; critical wetting surface tension) (예를 들어 미국 특허 4,925,572에 정의된 바와 같음)을 가질 수 있다. CWST는 당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 예를 들어 미국 특허 5,152,905, 5,443,743, 5,472,621 및 6,074,869에 또한 개시된 바와 같이 선택될 수 있다. 부재의 표면 특성은 습식 또는 건식 산화에 의해, 중합체를 표면 상에 코팅하거나 또는 침적하는 것에 의해, 또는 그라프팅 반응(grafting reaction)에 의해 개질될 수 있다 (예를 들어, CWST에 영향을 미치고, 표면 전하, 예를 들어 양 또는 음 전하를 포함하고, 및/또는 표면의 극성 또는 친수성을 변경하도록).
필터는, 필터 매체의 상류의 전여과(prefiltration) 및/또는 쿠션재(cushioning) (손상 보호를 위한 필터 매체의 상류의 쿠션재, 또는 손상 보호 및/또는 매체 지지를 위한 필터 매체의 하류의 쿠션재)와 같은 상이한 구조 및/또는 기능을 가질 수 있는 추가의 부재, 층 또는 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 필터 및/또는 필터 부재는 평면상, 주름형 및 중공 원통형을 포함하는 다양한 구성을 가질 수 있다.
예시적인 필터 및 필터 부재, 예컨대 주름형 필터는 미국 특허 5,543,047 및 5,552,048에 개시되어 있다.
일부 구현예에서 복수의 필터 부재를 포함하는 필터는 전형적으로, 적어도 하나의 유입구 및 적어도 하나의 배출구를 포함하며 유입구 및 배출구 사이에 적어도 하나의 유체 유동 경로를 획정하는 하우징(housing)에 배치되어 (여기서, 필터는 유체 유동 경로를 가로지름) 필터 장치를 제공한다. 바람직하게는, 필터 장치는 살균가능하다. 적합한 형상을 가지며, 적어도 하나의 유입구 및 적어도 하나의 배출구를 제공하는 임의의 하우징이 이용될 수 있다.
하우징은 가공되는 유체와 상용성인 임의의 불침투성 열가소성 재료를 비롯한 임의의 적합한 경질 불침투성 재료로부터 제작될 수 있다. 예를 들어, 하우징은 금속, 예컨대 스테인리스강으로부터, 또는 중합체로부터 제작될 수 있다.
본원에 인용된 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 참조문헌은, 마치 각각의 참조문헌이 참조에 의해 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 구체적으로 표시되며 그 전문이 본원에 제시되어 있는 것과 같은 동일한 정도로, 본원에 참조로 통합된다.
본 발명을 기술하는 문맥에서 (특히 하기 청구범위의 문맥에서) 단수 용어 및 용어 "상기" 및 "적어도 하나" 및 유사한 지시대상의 사용은 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 명확히 모순되지 않는 한, 단수형 및 복수형 둘 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 하나 이상의 항목의 열거에 이어지는 용어 "적어도 하나" (예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나")의 사용은 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 명확히 모순되지 않는 한, 열거된 항목으로부터 선택된 하나의 항목 (A 또는 B) 또는 열거된 항목 중 둘 이상의 임의의 조합 (A 및 B)을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는", "갖는", "포함하여" 및 "함유하는"은 달리 언급되지 않는 한 개방형 용어 (즉, "포함하나 이에 제한되지 않음"을 의미함)로서 해석되어야 한다. 본원에서 달리 명시되지 않는 한, 본원에 열거된 수치의 범위는 단지 상기 범위 내에 속하는 각각의 개별 수치를 개별적으로 지칭하는 것의 약칭 방법(shorthand method)으로서의 역할을 하는 것이며, 마치 본원에서 수치가 개별적으로 열거되어 있는 것과 같이 각각의 개별 수치가 본 명세서에 포함된다. 본원에 기술된 모든 방법은 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 달리 명확히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 예 및 모든 예, 또는 예시적인 언어 (예를 들어, "예컨대")의 사용은 단지 본 발명을 보다 이해하기 쉽게 하기 위한 것이며, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위에 제한을 두기 위한 것은 아니다. 본 명세서의 어떠한 언어도 임의의 청구되지 않은 부재가 본 발명의 실시에 필수적인 것으로 나타내는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
본 발명을 수행하는 데 있어서 발명자들에게 알려진 최적의 방식을 포함하여, 본 발명의 바람직한 구현예가 본원에 기술되어 있다. 상기 설명을 읽어나감에 따라, 이러한 바람직한 구현예의 변형은 당업계의 통상의 기술자에게 명백해질 수 있다. 본 발명자들은 숙련된 기술자가 이러한 변형을 적절하게 이용할 것을 예상하며, 본 발명자들은 본 발명이 본원에 구체적으로 기술된 것과 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 준거법에 의해 허용되는 것과 같이 본원에 첨부된 청구범위에 열거된 대상의 모든 수정사항 및 균등물을 포함한다. 또한, 본원에서 달리 명시되거나 또는 문맥상 달리 명확히 모순되지 않는 한, 본 발명의 모든 가능한 변형에 있어서의 상술한 부재들의 임의의 조합도 본 발명에 포함된다.

Claims (18)

  1. 제1 부재 및 상기 제1 부재를 통하는 벌크(bulk)를 포함하는 지지 및 배수 재료(support and drainage material)로서,
    상기 제1 부재는 메쉬(mesh) 또는 부직포(non-woven fabric)를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션(section) 및 제2 섹션을 갖고,
    상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면(major surface), 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖는, 지지 및 배수 재료.
  2. 제1항에 있어서, 제2 부재 및 상기 제2 부재를 통하는 벌크를 추가로 포함하며,
    상기 제2 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제2 부재 제1 섹션 및 제2 부재 제2 섹션을 갖고,
    상기 제2 부재 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 제2 부재 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고;
    상기 제2 부재는 상기 제1 부재의 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션 사이에 개재되어, 상기 제2 부재 제2 섹션은 상기 제1 부재 제2 섹션 및 상기 제2 부재 제1 섹션 사이에 개재되고, 상기 제2 부재 제1 섹션은 상기 제2 부재 제2 섹션 및 상기 제1 부재 제1 섹션 사이에 개재되도록 하는, 지지 및 배수 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접힌 메쉬 또는 부직포를 포함하며, 상기 메쉬 또는 부직포를 접는 것은 상기 제1 및 제2 섹션을 제공하는 것인 지지 및 배수 재료.
  4. 제2항에 있어서, 접힌 메쉬 또는 부직포를 포함하며, 상기 메쉬 또는 부직포를 접는 것은 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 둘 모두의 상기 제1 및 제2 섹션을 제공하는 것인 지지 및 배수 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가요성 힌지(flexible hinge)를 포함하는 지지 및 배수 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부재의 상기 제1 단부에서의 상기 벌크의 두께가 상기 제1 부재의 상기 제2 단부에서의 상기 벌크의 두께의 적어도 2배인 지지 및 배수 재료.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 부재의 상기 제1 단부에서의 상기 벌크의 두께가 상기 제1 부재의 상기 제2 단부에서의 상기 벌크의 두께의 적어도 2배이고, 상기 제2 부재의 상기 제1 단부에서의 상기 벌크의 두께가 상기 제2 부재의 상기 제2 단부에서의 상기 벌크의 두께의 적어도 2배인 지지 및 배수 재료.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 부재가 상기 제1 부재의 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션 사이에 개재되는 경우, 상기 재료가 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 조합된 벌크를 갖고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 상기 제2 단부에서의 상기 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 상기 제1 단부에서의 두께를 갖는, 지지 및 배수 재료.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 벌크 두께를 갖는 적어도 2개의 단(step)을 포함하는 지지 및 배수 재료.
  10. 제8항에 있어서, 상이한 벌크 두께를 갖는 적어도 4개의 단을 포함하는 지지 및 배수 재료.
  11. 제1 지지 및 배수 재료 및 제2 개별 지지 및 배수 재료를 포함하는 지지 및 배수 재료 시스템으로서,
    (a) 상기 제1 지지 및 배수 재료는 제1 부재 및 상기 제1 부재를 통하는 벌크를 포함하며, 상기 제1 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고,
    상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고;
    (b) 상기 제2 지지 및 배수 재료는 제2 부재 및 상기 제2 부재를 통하는 벌크를 포함하며, 상기 제2 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고,
    상기 제1 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 제2 섹션은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제1 주표면, 및 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부쪽으로 소정 거리 (여기서, 상기 소정 거리는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지의 거리보다 더 적음)로 연장되는 제2 주표면을 갖고;
    상기 벌크는 상기 제2 섹션의 제1 주표면 및 상기 제1 섹션의 제2 주표면 사이에 연장되고, 상기 벌크는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 두께를 갖고; 상기 벌크는 상기 제1 단부에서 보다 큰 두께를 갖고, 상기 제2 단부에서 보다 적은 두께를 갖고;
    상기 제1 지지 및 배수 재료, 및 상기 제2 지지 및 배수 재료는 주름형 필터(pleated filter)의 대향 측 상에의 배열에 적합한, 지지 및 배수 재료 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 제3 지지 및 배수 재료 및 제4 개별 지지 및 배수 재료를 추가로 포함하며, 상기 제3 지지 및 배수 재료는 제3 부재를 포함하고, 상기 제3 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고, 상기 제4 개별 지지 및 배수 재료는 제4 부재를 포함하고, 상기 제4 부재는 메쉬 또는 부직포를 포함하고, 이는 제1 단부 및 제2 단부, 및 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 갖고;
    상기 제3 지지 및 배수 재료는 상기 제1 부재의 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션 사이에 개재되고;
    상기 제4 지지 및 배수 재료는 상기 제2 부재의 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션 사이에 개재되고;
    상기 개재된 제3 지지 및 배수 재료를 갖는 상기 제1 지지 및 배수 재료, 및 상기 개재된 제4 지지 및 배수 재료를 갖는 상기 제2 지지 및 배수 재료는 주름형 필터의 대향 측 상에의 배열에 적합한, 지지 및 배수 재료 시스템.
  13. 하기를 포함하는 필터 배열부(filter arrangement):
    상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터로서, 상기 상류 표면은 제1 상류 단부 및 제2 상류 단부를 갖고, 상기 하류 표면은 제1 하류 단부 및 제2 하류 단부를 갖는, 주름형 다공성 필터; 및
    상기 주름형 다공성 필터의 상기 상류 표면과 접촉하거나 또는 상기 주름형 다공성 필터의 상기 하류 표면과 접촉하도록 배열된, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 지지 및 배수 재료.
  14. 필터 시스템으로서,
    상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터, 및 제11항의 지지 및 배수 재료 시스템을 포함하며,
    상기 상류 표면은 제1 상류 단부 및 제2 상류 단부를 갖고, 상기 하류 표면은 제1 하류 단부 및 제2 하류 단부를 갖고;
    상기 주름형 다공성 필터는 상기 제1 지지 및 배수 재료 및 상기 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고, 상기 제1 지지 및 배수 재료 및 상기 제2 지지 및 배수 재료는 서로에 대하여 180도 회전되는, 필터 시스템.
  15. 필터 시스템으로서,
    상류 표면 및 하류 표면을 갖는 주름형 다공성 필터, 및 제12항의 지지 및 배수 재료 시스템을 포함하며,
    상기 상류 표면은 제1 상류 단부 및 제2 상류 단부를 갖고, 상기 하류 표면은 제1 하류 단부 및 제2 하류 단부를 갖고;
    상기 주름형 다공성 필터는 상기 제1 지지 및 배수 재료 및 상기 제2 지지 및 배수 재료 사이에 배열되고,
    (a) 상기 제1 지지 및 배수 재료는, 상기 제1 부재의 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션 사이에 개재된 상기 제3 지지 및 배수 재료를 가지며, 상기 제1 지지 및 배수 재료 및 상기 제3 지지 및 배수 재료의 조합된 벌크를 제공하고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 상기 제2 단부에서의 상기 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 상기 제1 단부에서의 두께를 갖고;
    (b) 상기 제2 지지 및 배수 재료는, 상기 제2 부재의 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션 사이에 개재된 상기 제4 지지 및 배수 재료를 가지며, 상기 제2 지지 및 배수 재료 및 상기 제4 지지 및 배수 재료의 조합된 벌크를 제공하고, 상기 조합된 벌크는 상기 재료의 상기 제2 단부에서의 상기 벌크의 두께의 적어도 2배인, 상기 재료의 상기 제1 단부에서의 두께를 갖고;
    상기 제1 지지 및 배수 재료 및 상기 제2 지지 및 배수 재료는 서로에 대하여 180도 회전되는, 필터 시스템.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 주름형 다공성 필터가 겹침 주름 필터(laid-over-pleat filter)를 포함하는, 필터 시스템.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 코어(inner core) 및 외부 케이지(outer cage)를 추가로 포함하는 필터 시스템.
  18. 유체의 여과 방법으로서, 상기 방법은 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항의 필터 시스템을 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은 상기 제1 지지 및 배수 재료, 상기 주름형 다공성 필터의 상기 상류 표면, 상기 주름형 다공성 필터의 상기 하류 표면, 및 상기 제2 지지 및 배수 재료를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하는, 유체의 여과 방법.
KR1020190132021A 2018-10-24 2019-10-23 지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법 KR102319531B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/169,564 2018-10-24
US16/169,564 US10688417B2 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Support and drainage material, filter, and method of use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200047370A true KR20200047370A (ko) 2020-05-07
KR102319531B1 KR102319531B1 (ko) 2021-10-29

Family

ID=68242334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190132021A KR102319531B1 (ko) 2018-10-24 2019-10-23 지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10688417B2 (ko)
EP (1) EP3643381B1 (ko)
JP (1) JP6880373B2 (ko)
KR (1) KR102319531B1 (ko)
CN (1) CN111085025B (ko)
SG (1) SG10201909343UA (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10773198B2 (en) * 2018-10-24 2020-09-15 Pall Corporation Support and drainage material, filter, and method of use

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6045597A (en) * 1998-06-22 2000-04-04 Aaf International Inc. Pleated filter with spacer insert
JP2006501058A (ja) * 2002-09-26 2006-01-12 キュノ、インコーポレーテッド 多層プリーツ支持体を備えたろ材を有するフィルタ要素
KR20170016320A (ko) * 2014-06-17 2017-02-13 스미토모덴키고교가부시키가이샤 플리츠 필터 카트리지, 그것을 이용한 밸러스트수 처리 장치 및 밸러스트수의 처리 방법

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2952333A (en) * 1959-03-04 1960-09-13 Flanders Filter Inc Filters
US3280985A (en) * 1963-08-26 1966-10-25 American Air Filter Co Fluid filter arrangement
US3780870A (en) * 1972-02-22 1973-12-25 W Esmond Artificial body member
DK170416B1 (da) 1978-05-15 1995-08-28 Pall Corp Mikroporøs, hydrofil, hindefri, alkoholuopløselig polyamidharpiksmembran, fremgangsmåde til dens fremstilling, anvendelse af membranen i filterelementer samt harpiksstøbeopløsning til brug ved fremgangsmåden
JPS57113822A (en) * 1980-12-30 1982-07-15 Nippon Soken Inc Fine particle collecting filter
US4925572A (en) 1987-10-20 1990-05-15 Pall Corporation Device and method for depletion of the leukocyte content of blood and blood components
US5552048A (en) 1988-06-15 1996-09-03 Pall Corporation Two pleated filter composite having cushioning layers
JPH0227866Y2 (ko) * 1988-09-02 1990-07-26
US5152905A (en) 1989-09-12 1992-10-06 Pall Corporation Method for processing blood for human transfusion
US5443743A (en) 1991-09-11 1995-08-22 Pall Corporation Gas plasma treated porous medium and method of separation using same
US5702801A (en) * 1992-02-26 1997-12-30 Shinih Enterprise Co., Ltd. Method for producing a variable density, corrugated resin-bonded or thermo-bonded fiberfill and the structure produced thereby
CA2083075A1 (en) 1992-06-10 1993-12-11 Vlado I. Matkovich System for treating transition zone material
US5263792A (en) 1992-10-26 1993-11-23 W. R. Grace & Co.-Conn. Finned subterranean drainage device and method for fabricating the same
US5543047A (en) 1992-11-06 1996-08-06 Pall Corporation Filter with over-laid pleats in intimate contact
JPH07236837A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Tsuchiya Mfg Co Ltd エアフィルタ
AU3276895A (en) 1994-07-28 1996-02-22 Pall Corporation Fibrous web and process of preparing same
AU715109B2 (en) * 1995-04-21 2000-01-20 Donaldson Company Inc. Pleated filter and a method for making the same
JP5042408B2 (ja) * 1999-01-07 2012-10-03 スリーエム イノベーティブ プロパティーズ カンパニー プリーツ付フィルター要素
US7131788B2 (en) 2000-02-10 2006-11-07 Advanced Geotech Systems High-flow void-maintaining membrane laminates, grids and methods
US6786013B2 (en) 2000-06-14 2004-09-07 Benjamin Obdyke Incorporated Building structure and spacer used therein
US6872309B2 (en) * 2002-10-04 2005-03-29 Hayward Filtration, Llc Filter bag assembly
DE10250969A1 (de) * 2002-11-02 2004-05-19 Hydac Filtertechnik Gmbh Filterelement
WO2005099877A1 (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Entegris, Inc. プリーツ型カートリッジフィルタ装置
JP4553654B2 (ja) * 2004-07-20 2010-09-29 三洋電機株式会社 フィルタ及び空気調和装置
US7387656B2 (en) 2005-01-07 2008-06-17 Mecs, Inc. Fiber collecting media strip for a mist eliminator
US20110226691A1 (en) * 2007-12-21 2011-09-22 Lucas Jeffrey A Filter device
US9061234B2 (en) * 2011-01-14 2015-06-23 Pall Corporation Gas filter assemblies and methods for filtering gases
JP2015136673A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 住友電気工業株式会社 プリーツフィルター、それを用いたバラスト水処理装置およびバラスト水の処理方法
US9839866B2 (en) * 2014-05-30 2017-12-12 Pall Corporation Filter elements and methods for filtering fluids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6045597A (en) * 1998-06-22 2000-04-04 Aaf International Inc. Pleated filter with spacer insert
JP2006501058A (ja) * 2002-09-26 2006-01-12 キュノ、インコーポレーテッド 多層プリーツ支持体を備えたろ材を有するフィルタ要素
KR20170016320A (ko) * 2014-06-17 2017-02-13 스미토모덴키고교가부시키가이샤 플리츠 필터 카트리지, 그것을 이용한 밸러스트수 처리 장치 및 밸러스트수의 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN111085025B (zh) 2021-12-17
EP3643381B1 (en) 2023-06-07
KR102319531B1 (ko) 2021-10-29
SG10201909343UA (en) 2020-05-28
JP6880373B2 (ja) 2021-06-02
CN111085025A (zh) 2020-05-01
EP3643381A1 (en) 2020-04-29
US20200269164A1 (en) 2020-08-27
US10688417B2 (en) 2020-06-23
US20200129892A1 (en) 2020-04-30
JP2020099894A (ja) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102328670B1 (ko) 지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법
KR20200047372A (ko) 지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법
KR102319531B1 (ko) 지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법
EP3643378B1 (en) Support and drainage material, filter, and method of use
KR20200047369A (ko) 지지 및 배수 재료, 필터, 및 사용 방법
US10639567B1 (en) Support and drainage material, filter, and method of use
US10960335B2 (en) Support and drainage material, filter, and method of use

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant