KR20220149472A - 필터 디스크 세그먼트 - Google Patents

필터 디스크 세그먼트 Download PDF

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KR20220149472A
KR20220149472A KR1020220053700A KR20220053700A KR20220149472A KR 20220149472 A KR20220149472 A KR 20220149472A KR 1020220053700 A KR1020220053700 A KR 1020220053700A KR 20220053700 A KR20220053700 A KR 20220053700A KR 20220149472 A KR20220149472 A KR 20220149472A
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마이클 비. 위트록
라라 씨. 헤벨
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폴 코포레이션
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Abstract

필터 디스크 세그먼트, 그 사용 방법, 및 필터 디스크 세그먼트를 포함하는 필터 장치가 개시된다.

Description

필터 디스크 세그먼트 {FILTER DISK SEGMENTS}
필터 디스크 세그먼트
상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트는 복수의 개별적으로 제조된 구성요소들, 예를 들어, 스페이서, 필터 매체, 및 슬롯이 형성되어 있는 지지체(slotted support; 이하에서는, '슬롯 지지체'라 함)를 포함한다. 그러나, 개선된 필터 디스크 세그먼트가 요구되고 있다.
본 발명은 선행 기술의 단점들 중 적어도 일부를 개선하기 위해 제공된다. 본 발명의 이러한 이점들 및 다른 이점들은 하기에 기술되는 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 일 양태(aspect)에 따라 필터 디스크 세그먼트(filter disk segment)가 제공되며, 여기서, 상기 필터 디스크 세그먼트는 (a) 필터 요소 디스크(filter element disk)를 포함하고, 상기 필터 요소 디스크는 중앙 허브 개구부(central hub opening)를 갖는 중앙 허브를 포함하고, 또한, 상기 필터 요소 디스크는: (i) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제1 다공성 부재(first porous component)로서, 상기 제1 다공성 부재는, 다공성 벽들을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들을 포함하는 상부 표면, 및 드레인 부재(drainage component)에 대면하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들의 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제1 다공성 부재; (ii) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제2 다공성 부재로서, 상기 제2 다공성 부재는, 상기 드레인 부재에 대면하는 상부 표면, 및 다공성 벽들을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들을 포함하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들의 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제2 다공성 부재; 및 (iii) 상기 드레인 부재로서, 상기 드레인 부재는 상기 드레인 부재를 통한 유체 흐름을 가능하게 하고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재와 상기 제2 다공성 부재 사이에 배열되고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재 및 상기 제2 다공성 부재와 유체연통하며, 상기 드레인 부재는 상기 중앙 허브 개구부를 포함하는, 상기 드레인 부재;를 포함하며, 상기 중앙 허브는 상기 제1 다공성 부재, 상기 제2 다공성 부재, 및 상기 드레인 부재를 지지한다.
본 발명의 다른 양태에 따라 필터 디스크 세그먼트가 제공되며, 여기서, 상기 필터 디스크 세그먼트는 (a) 필터 요소 디스크를 포함하고, 상기 필터 요소 디스크는 중앙 허브 개구부를 갖는 중앙 허브를 포함하고, 또한, 상기 필터 요소 디스크는: (i) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제1 다공성 부재로서, 상기 제1 다공성 부재는, 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들(ribs)을 포함하는 상부 표면, 및 드레인 부재에 대면하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하고, 이 하부 표면은 적어도 2개의 유체 흐름 채널들을 포함하고, 이 적어도 2개의 유체 흐름 채널들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제1 다공성 부재; (ii) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제2 다공성 부재로서, 상기 제2 다공성 부재는 상기 드레인 부재에 대면하는 상부 표면, 및 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들을 포함하는 하부 표면을 갖고, 이 상부 표면은 적어도 2개의 유체 흐름 채널들을 포함하고, 이 적어도 2개의 유체 흐름 채널들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하고, 이 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제2 다공성 부재; 및 (iii) 상기 드레인 부재로서, 상기 드레인 부재는 상기 드레인 부재를 통한 유체 흐름을 가능하게 하고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재와 상기 제2 다공성 부재 사이에 배열되고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재 및 상기 제2 다공성 부재와 유체연통하며, 상기 드레인 부재는 상기 중앙 허브 개구부를 포함하는, 상기 드레인 부재;를 포함하며, 상기 중앙 허브는 상기 제1 다공성 부재, 상기 제2 다공성 부재, 및 상기 드레인 부재를 지지한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 포함하는 필터 장치를 포함하고, 여기서, 필터 장치는 입구 및 출구를 포함하고, 또한 필터 장치는 입구와 출구 사이의 유체 흐름 경로를 한정(define)하며, 적어도 두 개의 필터 디스크 세그먼트들은 하우징 내에서 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된다.
본 발명의 일 양태에 따른 유체 여과 방법이 또한 제공되며, 여기서, 유체 여과 방법은 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 하나의 필터 디스크 세그먼트를 통해 유체를 통과시키는 단계, 바람직하게는 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 통해 유체를 통과시키는 단계, 더욱 바람직하게는 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 포함하는 필터 장치를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
도 1a는 본 발명의 일 양태에 따른 2개의 다공성 부재들을 각각 갖는 2개의 필터 디스크 세그먼트들의 사시도이며, 여기서, 필터 디스크 세그먼트들은, 각각의 필터 세그먼트의 에지들을 함께 용접하기 전에, 다공성 부재들 사이에서 드레인 부재를 나타내지 않는다; 도 1b는 도 1a에 도시된 필터 디스크 세그먼트들을 도시하며, 여기서 각각의 필터 디스크 세그먼트의 에지들은 함께 용접되어 있다; 도 1c는 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트의 분해도이다.
도 2a는 본 발명의 일 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트의 일 부분을 통한 유체 흐름을 보여주는 확대된 도식적 부분 단면도이며, 곡선형 유체 흐름 채널을 통과하는 유체가 더 많은 표면적에 접근하는 것을 또한 보여준다; 도 2b는 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트의 일 부분을 통한 유체 흐름을 보여주는 확대된 도식적 부분 단면도이다.
도 3a는, 본 발명의 일 양태에 따른 필터 매체를 통과하기 전에, 인접한 필터 디스크 세그먼트들 사이의 갭을 통한 유체 흐름을 보여주는 개략도이며, 또한, 융기된 유체 흐름 채널들로 인한 더 적은 흐름 영역에 의해 갭에서의 더 낮은 체류 시간이 발생하는 것을 보여준다; 도 3b는, 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트들에서 필터 매체를 통과하기 전에, 인접한 필터 디스크 세그먼트들 사이의 스페이서로 인한 갭을 통한 유체 흐름을 보여주는 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 일 양태에 따른 다공성 부재를 포함하는 필터 요소 디스크의 상면도이다; 도 4b는 도 4a에 도시된 다공성 부재를 포함하는 필터 요소 디스크의 저면도이며, 또한, 유체 흐름 채널들의 단면적이 요소 디스크의 외부 단부로부터 요소 디스크의 중앙 허브 옆에 있는 내부 단부로 갈수록 감소하는 것을 보여준다; 도 4c는 도 4a에 도시된 다공성 부재의 측면도이다; 도 4d는 도 4c에 도시된 "A" 영역의 확대도이다; 그리고 도 4e는 도 4a에 도시된 필터 요소 디스크의 다공성 부재의 B-B 선을 따른 단면도이다.
도 5a는 (에지들을 밀봉하기 전의) 본 발명의 일 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트의 등각 상면도(isometric top view)이다; 도 5b는 도 5a에 도시된 필터 디스크 세그먼트의 부분 절단도이며, 또한, 다공성 부재들 사이의 드레인 부재를 보여준다; 도 5c는 도 5a에 도시된 필터 디스크 세그먼트의 측면도이다; 도 5d는 도 5c에 도시된 "A" 영역의 확대도이다; 그리고 도 5e는, 파선으로 표시된 다른 다공성 부재를 통해, 하나의 다공성 부재의 유체 흐름 채널들을 도시한다.
도 6a는, 단부 캡들 사이의 중공 개구부 중앙 코어 상에 배열된 복수의 디스크 세그먼트들을 포함하는 다공성 필터를 포함하는 필터 유닛, 및 하우징을 포함하는 필터 장치의 사시도이며, 여기서, 필터 유닛은 본 발명의 일 양태에 따른 하우징 내에 배열되어 있다; 도 6b는 도 6a에 도시된 필터 장치의 단면도이다.
도 7은 에지들에서 밀봉된 필터 디스크 세그먼트들을 보여준다.
도 8a는 본 발명의 다른 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트의 등각 상면도이며, 여기서 필터 디스크 세그먼트는 (에지들을 밀봉하기 전의) 한쪽 면 상에 복수의 융기된 다공성 리브들, 및 다른쪽 면 상에 복수의 유체 흐름 채널들을 각각 갖는 상부 다공성 부재 및 하부 다공성 부재를 포함한다; 도 8b는 도 8a에 도시된 영역 "A"의 확대도이다(도 8b는 하나의 다공성 부재를 도시함); 그리고 도 8c는 도 8a에 도시된 영역 "B"의 확대도이다(도 8c는 하나의 다공성 부재를 도시함).
도 9a는 도 8a에 도시된 필터 요소 디스크들을 포함하는 또 다른 조립된 필터 디스크 세그먼트의 (에지들을 밀봉하기 전의) 사시도이다; 도 9b는 도 9a에 도시된 "A" 영역의 확대도이다; 그리고 도 9c는 도 9a에 도시된 "B" 영역의 확대도이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 필터 디스크 세그먼트는 (a) 필터 요소 디스크(filter element disk)를 포함하고, 상기 필터 요소 디스크는 중앙 허브 개구부(central hub opening)를 갖는 중앙 허브를 포함하고, 또한, 상기 필터 요소 디스크는: (i) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제1 다공성 부재(first porous component)로서, 상기 제1 다공성 부재는, 다공성 벽들을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들을 포함하는 상부 표면, 및 드레인 부재(drainage component)에 대면하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들의 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제1 다공성 부재; (ii) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제2 다공성 부재로서, 상기 제2 다공성 부재는, 상기 드레인 부재에 대면하는 상부 표면, 및 다공성 벽들을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들을 포함하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들의 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제2 다공성 부재; 및 (iii) 상기 드레인 부재로서, 상기 드레인 부재는 상기 드레인 부재를 통한 유체 흐름을 가능하게 하고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재와 상기 제2 다공성 부재 사이에 배열되고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재 및 상기 제2 다공성 부재와 유체연통하며, 상기 드레인 부재는 상기 중앙 허브 개구부를 포함하는, 상기 드레인 부재;를 포함하며, 상기 중앙 허브는 상기 제1 다공성 부재, 상기 제2 다공성 부재, 및 상기 드레인 부재를 지지한다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 필터 디스크 세그먼트는 (a) 필터 요소 디스크를 포함하고, 상기 필터 요소 디스크는 중앙 허브 개구부를 갖는 중앙 허브를 포함하고, 또한, 상기 필터 요소 디스크는: (i) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제1 다공성 부재로서, 상기 제1 다공성 부재는, 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들(ribs)을 포함하는 상부 표면, 및 드레인 부재에 대면하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하고, 이 하부 표면은 적어도 2개의 유체 흐름 채널들을 포함하고, 이 적어도 2개의 유체 흐름 채널들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제1 다공성 부재; (ii) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제2 다공성 부재로서, 상기 제2 다공성 부재는 상기 드레인 부재에 대면하는 상부 표면, 및 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들을 포함하는 하부 표면을 갖고, 이 상부 표면은 적어도 2개의 유체 흐름 채널들을 포함하고, 이 적어도 2개의 유체 흐름 채널들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하고, 이 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제2 다공성 부재; 및 (iii) 상기 드레인 부재로서, 상기 드레인 부재는 상기 드레인 부재를 통한 유체 흐름을 가능하게 하고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재와 상기 제2 다공성 부재 사이에 배열되고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재 및 상기 제2 다공성 부재와 유체연통하며, 상기 드레인 부재는 상기 중앙 허브 개구부를 포함하는, 상기 드레인 부재;를 포함하며, 상기 중앙 허브는 상기 제1 다공성 부재, 상기 제2 다공성 부재, 및 상기 드레인 부재를 지지한다.
전형적인 양태들에서, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 제1 단부로부터 제2 단부까지 연속적으로 연장한다.
일부 양태들에 있어서, 제1 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들은 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들로부터 어긋나 있다.
일부 양태들에 있어서, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각 및 적어도 2개의 유체 흐름 채널들 각각은 제1 단부로부터 제2 단부까지 연속적으로 연장한다.
일부 양태들에 있어서, 제1 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들은 제1 다공성 부재의 적어도 2개의 유체 흐름 채널들로부터 어긋나 있으며, 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들은 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 유체 흐름 채널들로부터 어긋나 있다.
전형적인 양태들에서, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각 및/또는 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 곡선형 형상을 갖는다. 채널 곡률은 일정한 피치(constant pitch)로 유지되거나, 또는 채널 길이를 따라 연속적으로 변할 수 있다.
전형적인 양태들에서, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 변하는 단면적을 가지며, 바람직하게는, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 제2 단부로부터 제1 단부로 갈수록 감소하는 단면적을 갖는다.
바람직한 양태들에서, 제1 단부에서의 채널 폭 대 제2 단부에서의 채널 폭 사이의 비율은 1보다 크고, 제1 단부로부터 제2 단부를 향해 바깥쪽으로 갈수록 감소하고, 그에 따라, 유리하게도, 채널을 통한 유체 흐름 속도를 바람직하게 높은 속도로 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 비율은 1 초과 내지 약 8까지의 범위에 있을 수 있다.
전형적인 양태에서, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은, 드레인 부재를 대면하는 각각의 하부 표면 또는 상부 표면에서 개방된 영역을 갖는다.
다양한 유체 흐름 채널 높이들 또는 깊이들이 본 발명의 양태들에서 사용하기에 적합하다. 전형적으로, 높이/깊이는 적어도 약 0.04 인치이고, 일부 양태들에서는, 약 0.04 인치 내지 약 0.125 인치의 범위이다.
다양한 유체 흐름 채널 폭들이 본 발명의 양태들에서 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각이 제2 단부로부터 제1 단부로 갈수록 감소하는 단면적을 갖는 양태들에 있어서, 제1 단부에서의 채널 폭 대 채널 높이/깊이 비율은 전형적으로 약 0.12 내지 약 8의 범위이고, 일부 양태들에서는, 약 1.5이다.
다공성 부재들은 임의의 개수의 유체 흐름 채널들 및/또는 융기된 다공성 리브들을 가질 수 있다. 전형적으로, 유체 흐름 채널들의 개수는 4 내지 약 120의 범위이다.
효율적인 유체 흐름을 위해, 전형적으로, 인접한 필터 디스크 세그먼트들 사이에는 공간이 존재하며, 전형적으로는, 인접한 필터 디스크 세그먼트들의 인접한 필터 디스크 요소들의 다공성 부재들의 외부 평탄 부분들(exterior flat portions) 사이에 공간이 존재하고, 이 공간은 단일 필터 요소 디스크의 융기된 채널들 및/또는 융기된 리브들의 높이의 적어도 약 2배이다.
본 발명의 다른 양태는, 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 포함하는 다공성 필터를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는, 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 포함하는 다공성 필터를 포함하는 필터 장치를 포함하며, 여기서, 필터 장치는 입구 및 출구를 포함하고, 또한 필터 장치는 입구와 출구 사이에 유체 흐름 경로를 한정(define)하며, 다공성 필터는 하우징 내에서 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된다.
본 발명의 일 양태에 따른 유체 여과 방법이 또한 제공되며, 여기서, 이 방법은 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 하나의 필터 디스크 세그먼트를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하고, 바람직하게는 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하며, 더욱 바람직하게는 본 발명의 일 양태에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 포함하는 필터 장치를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 유체 여과 방법의 바람직한 일 양태에서, 유체는 필터 디스크 세그먼트(들)의 외부로부터 내부를 통해(예를 들어, 중앙 허브를 통해) 통과된다. 예시적으로, 작동 중에, 유체는 상부 및 하부 다공성 부재들(여과 매체들)을 통해 필터 디스크 세그먼트들 내로 전달되어 여과액을 형성하고, 여과액은 드레인 부재를 통해 통과되며, 여과액은 유체 흐름 채널들을 따라 중앙 허브로 전달되고, 필터 장치의 출구를 통과한다.
유리하게는, 필터 디스크 세그먼트들은, 제조 단계를 제거하면서도, 더 적은 구성요소들로 제조될 수 있다. 또한, 필터 매체를 열화시킬 수 있는 과도한 체류 시간을 초래하지 않은 채, 바람직한 체류 시간을 유지하면서도, 증가된 유효 필터 면적이 제공될 수 있다. 슬롯이 형성되어 있는 별도의 지지 플레이트와 같은 구성요소를 제거함으로써, 디스크 세그먼트 높이(두께)를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라, 이전에 사용된 하우징 내에 더 많은 디스크 세그먼트들을 맞춰 넣는 것을 가능하게 할 수 있고, 그 결과, 향상된 여과 효율성을 제공할 수 있다. 융기된 유체 흐름 채널들 및/또는 융기된 리브들을 사용함으로써, 평탄한 디스크 형태의 필터 매체들에 비해, 추가적인 유효 필터 면적을 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 융기된 유체 흐름 채널들 및/또는 융기된 리브들은, 효율적인 유체 흐름을 도울 수 있는, 인접한 필터 디스크 세그먼트들 사이의 간격을 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 구성요소들 각각이 이하에서 더 상세히 설명될 것이며, 여기서 동일한 구성요소는 동일한 지시번호를 갖는다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 양태에 따른 2개의 조립된 필터 디스크 세그먼트들(500)의 사시도를 도시하며, 여기서, 각각의 필터 디스크 세그먼트는 필터 요소 디스크(400)를 포함하고, 필터 요소 디스크(400)는 중앙 허브 개구부(402)를 갖는 중앙 허브(401)(일부 구현예들에서 중앙 허브는 다공성 부재에 용접됨)를 포함하고, 또한 필터 요소 디스크(400)는: (i) 중앙 허브 개구부(402) 옆에 있는 제1 단부(101), 및 제1 단부(101)에 대해 원위에 있는 제2 단부(102)를 포함하는 제1 다공성 부재(100)로서, 제1 다공성 부재(100)는 상부 표면(110) 및 하부 표면(120)을 갖고, 상부 표면(110)은 다공성 벽들(112A) 및 내부 직경들(112B)(도 2a 참조)을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들(112)을 포함하고, 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들(112) 각각은 제1 단부(101) 및 제2 단부(102)를 향해 연장하고(곡선형으로 도시되고, 한쪽 단부로부터 다른쪽 단부까지 연속됨), 하부 표면(120)은 (도 5b에 도시된 바와 같이) 드레인 부재(300)의 상부 표면(310)을 대면하는, 제1 다공성 부재(100); (ii) 중앙 허브 개구부(402) 옆에 있는 제1 단부(201), 및 제1 단부(201)에 대해 원위에 있는 제2 단부(202)를 포함하는 제2 다공성 부재(200)로서, 제2 다공성 부재(200)는, 드레인 부재(300)의 하단 표면(320)을 대면하는 (도 5b에 도시된 바와 같음, 또한 도 4b 참조) 상부 표면(220), 및 다공성 벽들(212A)을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들(212)을 포함하는 하부 표면(210)을 갖고, 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들(212) 각각은 제1 단부(201) 및 제2 단부(202)를 향해 연장하는(곡선형으로 도시됨, 한 쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지 연속됨), 제2 다공성 부재(200); 및 (iii) 드레인 부재(300)(도 5b)로서, 드레인 부재(300)는 드레인 부재(300)를 통한 유체 흐름을 가능하게 하고, 드레인 부재(300)는 제1 다공성 부재(100)와 제2 다공성 부재(200) 사이에 배열되고, 드레인 부재(300)는 제1 다공성 부재(100) 및 제2 다공성 부재(200)와 유체연통하며, 드레인 부재(300)는 중앙 허브 개구부(402)를 포함하는, 드레인 부재(300);를 포함하며, 중앙 허브(401)는 제1 다공성 부재(100), 제2 다공성 부재(200), 및 드레인 부재(300)를 지지한다. 도 1b 및 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 필터 디스크 세그먼트의 에지들은 함께 밀봉된다(예를 들어, 용접부(800)로서 도시됨).
전형적으로, 다공성 부재들은 동일하고, 하나의 다공성 부재는 반전되고(inverted), 제1 및 제2 다공성 부재들은 함께 배치되어, 각각의 다공성 부재들 상의 유체 흐름 채널들이 서로 반대 방향으로 만곡(curving)된다. 아래에서 더 자세히 논의되는 바와 같이, 인접한 필터 디스크 세그먼트들을 배열하되, 제1 필터 디스크 세그먼트의 필터 요소 디스크는 한 방향으로 만곡된 유체 흐름 채널들을 갖고, (제1 필터 디스크 세그먼트의 필터 요소 디스크와 대면하는) 제2 필터 디스크 세그먼트의 필터 요소 디스크는 다른 방향으로 만곡된 유체 흐름 채널들을 갖도록(도 3a 참조; 또한, 서로 반대 방향으로 만곡된 필터 디스크 세그먼트의 상부 및 하부 다공성 부재들의 유체 흐름 채널들을 보여주는 도 5e 참조) 배열한다.
도 1c는 상업적으로 입수가능한 두 개의 필터 디스크 세그먼트들의 분해도이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 필터 디스크 세그먼트들(500)의 양태(여기서는, 각각의 세그먼트가 2개의 다공성 부재들, 및 다공성 부재들 사이의 단일 드레인 부재를 가짐)와 대조적으로, 각각의 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트는 다공성 매체로 된 두 개의 층들, 메쉬로 된 두 개의 층들, 및 슬롯 지지체(slotted support)를 가지며, 및 인접한 세그먼트들 사이에는 별도의 세그먼트간 스페이서가 존재한다.
도 2a는 도 1a에 도시된 필터 디스크 세그먼트의 양태에 따른 내부 직경(112B)을 갖는 융기된 흐름 채널(112)의 다공성 벽(112A)을 통한(212A, 212, 212b도 같은 방식으로 배열됨) 유체 흐름을 도시하고, 또한 드레인 부재(300)를 통과하기 전에 더 큰 필터 표면적에 접근하는 유체 흐름을 예시하고 있는데, 이는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 유체 흐름이 더 작은 필터 표면적에 접근하고 있는, 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트의 다공성 매체를 통한 유체 흐름과는 대조적이다.
도 3a는, (본 발명의 일 양태에 따른 다공성 부재들(필터 매체들)(100, 200)을 통과하기 전의) 인접한 필터 디스크 세그먼트들(500) 사이(하나의 필터 디스크 세그먼트의 하부 다공성 부재와 다음 필터 디스크 세그먼트의 상부 다공성 부재 사이; 여기서, 다공성 부재는 서로 반대 방향으로 만곡된 흐름 채널들을 가짐)의 갭을 통한 유체 흐름을 보여주는 개략도이며, 또한, 융기된 유체 흐름 채널들(112, 212)로 인한 더 작은 흐름 면적(융기된 흐름 채널들은 공간을 차지하고, 필터 디스크 세그먼트들 사이의 갭 내의 흐름 부피를 감소시킴)에 의해, 갭에서의 더 낮은 체류 시간을 발생시켜, 폴리머 연소(polymer burning)를 최소화시킬 수 있다는 것을 보여준다; 도 3b는, 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트 내의 필터 매체들을 통과하기 전의, 인접한 필터 디스크 세그먼트들 사이의 스페이서로 인한 인접한 필터 디스크 세그먼트들 사이의 갭을 통한, 유체 흐름을 보여주는 개략도이며, 또한, 여기서, 증가된 체류 시간은 증가된 폴리머 연소를 발생시킬 수 있다는 것을 보여준다.
도 4a는 본 발명의 일 양태에 따른 필터 요소 디스크(400)의 다공성 부재(100, 200)의 상면도이다.
전형적인 양태들에서, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 변하는 단면적을 갖고, 여기서, 바람직하게는, 제1 다공성 부재 및 제2 다공성 부재의 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 제2 단부로부터 제1 단부로 갈수록 증가하는 단면적을 갖는다; 도 4b는 도 4a에 도시된 필터 요소 디스크(400)의 다공성 부재(101, 201)의 양태의 저면도이고, 또한, 각각의 표면들(120, 220), 및 유체 흐름 채널들(112(112b), 212(212b))의 단면적이, 요소 디스크의 제2 (외부) 단부(102, 202)로부터, 중앙 허브 개구부(402) 옆에 있는 제1 (내부) 단부(101, 201)로 갈수록, 증가하는 것을 보여준다; 도 4c는 도 4a에 도시된 필터 요소 디스크의 다공성 부재의 양태의 측면도이다; 도 4d는 도 4c에 도시된 "A" 영역의 확대도이다; 도 4e는 도 4a에 도시된 필터 요소 디스크의 다공성 부재의 B-B 선을 따른 단면도이며, 또한, 중앙 허브(401), 중앙 허브 개구부(402), 및 제1 (내부) 단부들(101, 201)에 있는 흐름 채널들(112, 212)의 단부들을 보여준다.
도 5a 및 5b는, 다공성 부재들(100, 200) 및 중앙 허브(401)를 포함하는 본 발명의 일 양태에 따른 필터 요소 디스크(400)를 포함하는 필터 디스크 세그먼트(500)의 등각 상면도이고, 여기서, 중앙 허브는 다공성 부재들에 용접되고, 드레인 부재(300)(도 5b에 도시됨)는 상부 표면(310) 및 하부 표면(320)을 가지며, 여기서, 필터 디스크 세그먼트의 용접된 에지는 도시되지 않았다; 도 5c는 도 5a에 도시된 필터 디스크 세그먼트의 측면도이다; 도 5d는 도 5c에 도시된 영역 "A"의 확대도로서, 각각의 유체 흐름 채널들(112, 212)이 서로 어긋나 있음을 보여준다. 바람직하게는, 제1 및 제2 다공성 부재들은 동일하고, 따라서, 필터 디스크 세그먼트를 형성할 때 드레인 부재의 양 면에 배치될 때, 각각의 다공성 부재들(100, 200)의 유체 흐름 채널들(112, 212)은, 도 5e에 도시된 바와 같이, 서로 반대 방향으로 만곡된다(여기서, 유체 흐름 채널들(212)은 파선으로서 다공성 부재(100)를 통해 도시됨).
도 6a는, 입구(901) 및 출구(902)를 갖는 하우징(900), 및, 도 6b의 장치의 단면도에 도시된 바와 같은, 필터 유닛(700)을 포함하는 필터 장치(1000)의 일 양태의 사시도이며, 여기서, 필터 유닛(700)은, 단부 캡들(701(개방된 단부 캡), 702(폐쇄된 단부 캡)) 사이의 중공 천공된 중앙 코어(hollow perforated central core)(703)(천공부들(704)) 상에 배열된 복수의 디스크 세그먼트들(500)(또는, 후술되는 바와 같은 500')을 포함하는 다공성 필터(600)를 포함하고, 여기서, 필터 유닛은 본 발명의 일 양태에 따른 하우징 내에 배열된다.
도 7은 다공성 필터(600)를 형성하는 복수의 필터 디스크 세그먼트들(500)(또는, 후술되는 바와 같은 500')(디스크 세그먼트들의 중앙 허브를 통해 외부로부터 내부로의 유체 흐름을 위해 배열됨)을 보여주며, 또한, 인접한 필터 디스크 세그먼트들 사이의 공간을 보여주며, 여기서, 각각의 필터 디스크 세그먼트는 에지들에서 밀봉(예를 들어, 용접)된다.
도 8a는 본 발명의 다른 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트(500')를 제공하는 필터 요소 디스크(400')의 제1 및 제2 다공성 부재들(100', 200')의 등각 상면도이며(다공성 부재들(100' 및 200) 사이에 드레인 부재는 미도시), 여기서, 제1 및 제2 다공성 부재들(100', 200')은 제1 (내부) 단부들(101', 201') 및 제2 (외부) 단부들(102', 202')를 가지며, 또한 하나의 표면(110', 210') 상에 복수의 융기된 다공성 리브들(115, 215)(각각의 다공성 벽들(115A, 215A)를 가짐), 및, 다른 표면(120', 220')에서는, 다공성 벽들(116A, 216A)을 갖고 내부 직경들(116B, 216B)을 갖는 복수의 유체 흐름 채널들(116, 216)을 포함하며, 여기서, 유체 흐름 채널들(116, 216)은 제2 단부들(102', 202')에서 서로 어긋나 있다; 도 8b는 도 8a에 도시된 제1 단부들(101', 201')을 포함하는 (제1 및 제2 다공성 부재들을 나타내는 단일 다공성 부재를 보여주는) 영역 "A"의 확대도이다; 그리고, 도 8c는 도 8a에 도시된 제2 단부들(102', 202')를 포함하는 (제1 및 제2 다공성 부재들을 나타내는 단일 다공성 부재를 보여주는) 영역 "B"의 확대도이다. 전형적으로, 제1 및 제2 다공성 부재들은 동일하며, 따라서, 드레인 부재의 양 면에 배치될 때, (각각의 다공성 부재들에서 서로 반대 방향으로 만곡된) 흐름 채널들은 제2 단부들에서 서로 약간 또는 완전히 어긋나 있으며, 다만, 원하는 경우에는, 이것들은 제2 단부들에서 정렬될 수 있다.
유리하게는, 융기된 다공성 리브들은 인접한 필터 요소 디스크들 사이에 간격을 제공하는 것을 도울 수 있다.
도 9a는 도 8a에 도시된 바와 같은 다공성 부재들을 포함하는 조립된 필터 디스크 세그먼트(500')의 사시도로서, 여기서, 유체 흐름 채널들(116, 216)은 제2 단부들(102', 202')에서, 약간 중첩된 상태로, 서로로부터 약간 어긋나 있다; 도 9b는 도 9a에 도시된 "A" 영역의 확대도이다; 도 9c는 도 9a에 도시된 "B" 영역의 확대도이다.
다공성 부재들은, 예를 들어 다음과 같은, 임의의 적합한 기공 구조를 가질 수 있다: 기공 크기(예를 들어, 버블 포인트에 의해 입증되거나, 또는, 예를 들어 미국 특허 제4,340,479호에 기술된 바와 같은, KL에 의해 입증되거나, 또는 모세관 응축 흐름 기공측정법에 의해 입증됨); 평균 흐름 기공(MFP) 크기(예를 들어, 기공계, 예를 들어, Porvair Porometer(Porvair plc, Norfolk, UK), 또는 상표 POROLUX(Porometer.com; 벨기에)로 입수가능한 기공계를 사용하여 특성분석될 때); 기공 등급; 기공 직경(예를 들어 미국 특허 제4,925,572호에 기술된 바와 같은, 변형된 OSU F2 시험을 사용하여 특성분석되는 경우); 또는 제거 등급. 사용되는 기공 구조는, 사용될 입자의 크기, 처리될 유체의 조성, 및 처리된 유체의 원하는 유출 수준에 따라 달라진다.
전형적으로, 다공성 부재들(100, 200, 100', 200') 각각은 약 0.5 마이크론 내지 약 100 마이크론 범위의 기공 크기를 갖는다.
지지체를 또한 제공할 수 있는 드레인 부재(300)는 전형적으로, 다공성 부재들의 기공 구조보다 더 큰 개구부들을 갖는 메쉬 또는 스크린으로서 구성된다. 바람직하게는, 드레인 부재의 드레인 부재 압력 강하는 다공성 부재 압력 강하의 약 10% 이하이다.
필터 디스크 세그먼트는, 임의의 원하는 임계 젖음 표면 장력(critical wetting surface tension: CWST, 예를 들어 미국 특허 제4,925,572호에 정의된 바와 같음)을 가질 수 있다. CWST는, 예를 들어, 미국 특허 제5,152,905호, 제5,443,743호, 제5,472,621호, 및 제6,074,869호에 추가적으로 개시된 바와 같이, 당해 기술분야에 공지된 바와 같이 선택될 수 있다.
필터 디스크 세그먼트는, 바람직하게는 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들은, 전형적으로, 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구를 포함하고 입구와 출구 사이에 적어도 하나의 유체 흐름 경로를 한정(define)하는 하우징 내에 배치되어 필터 장치를 제공하며, 여기서, 필터 디스크 세그먼트(들)는 유체 흐름 경로를 가로질러 배치된다. 바람직하게는, 필터 장치는 멸균성이다. 적어도 하나의 입구와 적어도 하나의 출구를 제공하는 적합한 형상의 하우징이 사용될 수 있다.
일부 양태들에서, 필터 유닛은 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 포함하는 다공성 필터를 포함한다. 선택적으로(optionally), 필터 유닛은 중공 개구 코어(hollow aperture core)를 포함한다. 일부 양태들에서, 필터 유닛은 단부 캡들을 더 포함하고, 필터 유닛은 필터 장치 필터 하우징 내에서 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된다.
본 발명의 양태들에 따른 다공성 부재들은 바람직하게는 단일체(monolithic)이고, 바람직하게는, 적층 제조(additive manufacturing)(때때로, "적층 제조(additive layer manufacturing)" 또는 "3D 프린팅"으로 지칭됨)를 통해 제조된다. 이들은 전형적으로, 활성화 가능한 바인더로 결합된 금속 분말의 반복적인 침착(depositions)(예를 들어, 바인더 분사, 때때로 "드롭 온 파우더(drop on powder)"라고 지칭됨), 및, 전형적으로 이어지는, 예를 들어 소결에 의한, 분말 응집(agglomerating)에 의해 형성된다.
임의의 적합한 적층 제조 장비가 사용될 수 있으며, 다양한 제조용 3D 프린터들이 적합하고, 상업적으로 입수가능하다.
하기 실시예들은 본 발명을 추가적으로 설명하며, 물론, 그 범위를 어떤 식으로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
이 실시예는, 고정된 상류 압력을 사용하여, 필터 매체들 사이에, 별도의 슬롯 디스크(slotted disk; 즉, 슬롯이 형성되어 있는 디스크)를 갖는 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트와 비교하여, 본 발명의 일 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트의 시뮬레이션된 성능을 실증한다.
각각의 필터 요소 디스크의 허브에서 54개의 유체 흐름 채널들, 약 0.08 인치 매체 두께 및 약 0.10인치 채널 폭을 갖는 도 5a 및 5b에 대략적으로 도시된 12인치 공칭 필터 디스크 세그먼트, 및 도 1c에 대략적으로 도시된 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트(LEAF DISK, Pall Corporation, East Hills, NY)를, 깨끗한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 유체 및 522 psi 상류 압력을 사용하여, 시험하였다.
그 결과는 하기 표 1과 같다.
본 발명의 양태 상업적으로
입수가능한 것
하류 압력
(psi)		 0 0 동일한 입구 및 출구 압력들
디스크 세그먼트
내로의 유량
(mL/min.)		 217 191 대략 15% 더 높음
최대 체류 시간 (min.) 3.5 5.0 더 낮은 체류 시간
채널 압력
(중간 아래(halfway down))
(psi)		 55 59 유사함
OD에서의 매체에 걸친 압력 강하
(psi)		 446 443 유사함
허브(ID 근처)에서의 매체에 걸친
압력 강하
(psi)		 513 506 유사함
1 디스크의 높이
(in.)		 .286 .342 동일한 하우징 내에, 더 많은 개수의 디스크들이 장착될 수 있음
이 결과는, 유사한 압력 및 압력 강하를 갖는 상업적으로 입수가능한 디스크 세그먼트와 비교하여, 본 발명의 일 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트가 더 높은 유량 및 감소된 체류 시간을 제공할 수 있고, 증가된 개수의 디스크들이 동일한 하우징 내에 장착되는 것을 허용할 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 2
이 실시예는, 200 mL/min의 고정된 유량을 사용하여, 필터 매체들 사이에 별도의 슬롯 디스크를 갖는 상업적으로 입수가능한 필터 디스크 세그먼트와 비교하여, 본 발명의 일 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트의 시뮬레이션된 성능을 실증한다.
시험된 필터 디스크 세그먼트들 및 시험 유체는 실시예 1에 기술된 바와 같다.
그 결과는 하기 표 2와 같다.
본 발명의 양태 상업적으로
입수가능한 것
하류 압력
(psi)		 0 0
상류 압력
(psi)		 459 546 대략 15% 더 낮음
최대 체류 시간
(min.)		 3.31 5.0 더 낮은 체류 시간
채널 압력
(중간 아래(halfway down))
(psi)		 50 57 유사함
OD에서의 매체에 걸친 압력 강하
(psi)		 379 463
더 낮은 압력 강하
허브(ID 근처)에서의
매체에 걸친
압력 강하
(psi)		 448 532 더 낮은 압력 강하
1 디스크의 높이
(in.)		 .286 .342 동일한 하우징 내에, 더 많은 개수의 디스크들이 장착될 수 있음
이 결과는, 유사한 유량을 갖는 시험에서, 상업적으로 입수가능한 디스크 세그먼트와 비교하여, 본 발명의 일 양태에 따른 필터 디스크 세그먼트가 더 낮은 하류 압력, 감소된 체류 시간, 및 더 낮은 압력 강하를 제공할 수 있고, 증가된 개수의 디스크들이 동일한 하우징 내에 장착되는 것을 허용할 수 있다는 것을 보여준다.
본 명세서에서 인용된 간행물, 특허출원, 및 특허를 포함한 모든 참고 문헌은, 각각의 참고 문헌이 인용에 의해 본 명세서에 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 명시적으로 표시되고 그 전체가 본 명세서에 기재된 것과 동일한 정도로, 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
본 명세서에서 달리 명시되지 않았거나, 또는 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 경우, 본 발명을 설명하는 맥락에서(특히 다음 청구범위의 맥락에서), 단수 용어 및 "적어도 하나" 및 유사한 지시어의 사용은 단수 및 복수를 둘 다 포함하는 것으로 해석된다. 본 명세서에 달리 명시되지 않았거나, 또는 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 경우, 하나 이상의 항목들의 목록 다음에 용어 "적어도 하나"를 사용하는 것(예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나")은, 나열된 항목(A 또는 B)으로부터 선택된 하나의 항목을 의미하거나, 또는 나열된 항목들 중 둘 이상의 조합(A 및 B)을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는(comprising)", "갖는", "포함하는(including)" 및 "함유하는"은, 달리 언급되지 않는 한, 개방형 용어(즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미함)로 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 값들의 범위들의 기재는, 본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, 그 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 지칭하는 약식 방법의 역할을 하는 것으로 의도되고, 각각의 개별 값은, 마치 본 명세서에 개별적으로 기재된 것처럼, 본 명세서에 통합된다. 본 명세서에 설명된 모든 방법들은, 본 명세서에서 달리 지시되거나 문맥 상 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 모든 예, 또는 예시적 표현(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 더 잘 설명하기 위한 것으로 의도되고, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위에 제한을 부과하지 않는다. 본 명세서의 어떠한 표현도, 임의의 비청구된 요소가 본 발명의 실행에 필수적인 것이라고 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하여 본 발명의 바람직한 구현예가 본 명세서에 기재되었다. 이러한 바람직한 구현예들의 변형은 앞에서 기재된 설명을 읽을 때 통상의 기술자에게 명백할 수 있다. 본 발명자들은 통상의 기술자가 이러한 변형을 적절히 사용할 것을 기대하며, 본 발명자들은 본 발명이 본 명세서에 명시적으로 설명된 것과 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은, 적용 가능한 법률에 의해 허용되는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구범위에 기재된 주제의 모든 변형 및 균등물을 포함한다. 더욱이, 모든 가능한 변형에서, 앞에서 언급된 요소들의 임의의 조합은, 본 명세서에서 달리 지시되거나 문맥에 의해 달리 명백히 모순되지 않는 한, 본 발명에 포함된다.

Claims (11)

  1. 필터 디스크 세그먼트(filter disk segment)로서,
    상기 필터 디스크 세그먼트는 (a) 필터 요소 디스크(filter element disk)를 포함하고,
    상기 필터 요소 디스크는 중앙 허브 개구부(central hub opening)를 갖는 중앙 허브를 포함하고,
    또한, 상기 필터 요소 디스크는:
    (i) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는(distal) 제2 단부를 포함하는 제1 다공성 부재(first porous component)로서, 상기 제1 다공성 부재는, 다공성 벽들을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들을 포함하는 상부 표면, 및 드레인 부재(drainage component)에 대면하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들의 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제1 다공성 부재;
    (ii) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제2 다공성 부재로서, 상기 제2 다공성 부재는, 상기 드레인 부재에 대면하는 상부 표면, 및 다공성 벽들을 갖는 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들을 포함하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들의 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제2 다공성 부재; 및
    (iii) 상기 드레인 부재로서, 상기 드레인 부재는 상기 드레인 부재를 통한 유체 흐름을 가능하게 하고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재와 상기 제2 다공성 부재 사이에 배열되고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재 및 상기 제2 다공성 부재와 유체연통하며, 상기 드레인 부재는 상기 중앙 허브 개구부를 포함하는, 상기 드레인 부재;를 포함하며,
    상기 중앙 허브는 상기 제1 다공성 부재, 상기 제2 다공성 부재, 및 상기 드레인 부재를 지지하는,
    필터 디스크 세그먼트.
  2. 필터 디스크 세그먼트로서,
    상기 필터 디스크 세그먼트는 (a) 필터 요소 디스크를 포함하고,
    상기 필터 요소 디스크는 중앙 허브 개구부를 갖는 중앙 허브를 포함하고,
    또한, 상기 필터 요소 디스크는:
    (i) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제1 다공성 부재로서, 상기 제1 다공성 부재는, 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들(ribs)을 포함하는 상부 표면, 및 드레인 부재에 대면하는 하부 표면을 갖고, 이 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하고, 이 하부 표면은 적어도 2개의 유체 흐름 채널들을 포함하고, 이 적어도 2개의 유체 흐름 채널들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제1 다공성 부재;
    (ii) 상기 중앙 허브 개구부 옆에 있는 제1 단부, 및 이 제1 단부에 대해 원위에 있는 제2 단부를 포함하는 제2 다공성 부재로서, 상기 제2 다공성 부재는 상기 드레인 부재에 대면하는 상부 표면, 및 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들을 포함하는 하부 표면을 갖고, 이 상부 표면은 적어도 2개의 유체 흐름 채널들을 포함하고, 이 적어도 2개의 유체 흐름 채널들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하고, 이 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들 각각은 이 제1 단부 및 이 제2 단부를 향해 연장하는, 제2 다공성 부재; 및
    (iii) 상기 드레인 부재로서, 상기 드레인 부재는 상기 드레인 부재를 통한 유체 흐름을 가능하게 하고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재와 상기 제2 다공성 부재 사이에 배열되고, 상기 드레인 부재는 상기 제1 다공성 부재 및 상기 제2 다공성 부재와 유체연통하며, 상기 드레인 부재는 상기 중앙 허브 개구부를 포함하는, 상기 드레인 부재;를 포함하며,
    상기 중앙 허브는 상기 제1 다공성 부재, 상기 제2 다공성 부재, 및 상기 드레인 부재를 지지하는,
    필터 디스크 세그먼트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들은, 상기 제2 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들로부터 어긋나 있는(offset), 필터 디스크 세그먼트.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제1 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제1 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 곡선형 형상을 갖고, 상기 제2 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제2 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 곡선형 형상을 갖는, 필터 디스크 세그먼트.
  5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제1 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 변하는 단면적을 갖고, 상기 제2 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제2 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 변하는 단면적을 갖는, 필터 디스크 세그먼트.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들은 상기 제1 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 유체 흐름 채널들로부터 어긋나 있고, 상기 제2 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 다공성 리브들은 상기 제2 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 유체 흐름 채널들로부터 어긋나 있는, 필터 디스크 세그먼트.
  7. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제1 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제1 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 곡선형 형상을 갖고, 상기 제2 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제2 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 곡선형 형상을 갖는, 필터 디스크 세그먼트.
  8. 제 2 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제1 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 변하는 단면적을 갖고, 상기 제2 다공성 부재의 상기 적어도 2개의 융기된 유체 흐름 채널들 각각은 상기 제2 다공성 부재의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 변하는 단면적을 갖는, 필터 디스크 세그먼트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 2개의 필터 디스크 세그먼트들을 포함하는 다공성 필터.
  10. 입구 및 출구를 갖고 상기 입구와 상기 출구 사이의 유체 흐름 경로를 한정(define)하는 하우징, 및 상기 하우징 내에서 상기 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된 제 9 항의 다공성 필터를 포함하는 필터 장치.
  11. 제 10 항의 필터 장치를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하는 유체 여과 방법.
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