KR20240060731A - 여과 장치 - Google Patents

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KR20240060731A
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Abstract

액체를 여과하기 위한 장치와 방법에 있어서, 장치(100)는 용기(110), 필터 유닛(120)과 여과 매체(130)를 포함한다. 용기(110)는 고체 물질(10a)을 함유하는 액체(10)를 수용하고, 필터 유닛(120)은 용기(110)에서 슬라이딩 가능하다. 여과 매체(130)는 액체(10)에서 고체 물질(10a)에 대해 비투과성이다.

Description

여과 장치{DEVICE FOR FILTERING}
본 발명은 액체 여과에 관한 것으로 구체적으로는 액체를 여과하고 여과액을 별도로 보유하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현대 의학계에서는 혈액, 소변 등의 생리적 유체 분석이 점점 더 중요해지고 있다. 이를 위해 유체에서 하나 이상의 고체 물질을 분리하거나 여과하는 것이 필요하다.
액체를 여과하기 위한 2개의 다른 통상적인 장치가 7a-7b에 도시되어있다. 도 7a에서, 전형적인 여과 방식이 설명되며, 여기서 액체는 여과 매체(40) 및 플런저(50)를 갖는 상부 용기(20)에 수용된다. 플런저(50)는 액체에 압력을 가한다. 여과 매체(40)는 액체(10)만 투과할 수 있기 때문에, 액체(10)에 포함된 고체 물질(10a)은 액체(10)가 여과 매체(40)를 통과하여 하부 용기(30)에 수집되는 동안 상부 용기(20)에 유지된다. 그러나 고체 물질(10a)이 여과 매체(40) 정상에 차단 층을 형성할 가능성이 높다. 따라서, 플런저(50)는 액체(10)가 고체 물질(10)과 여과 매체(40)를 통과하도록 외부 압력을 가할 필요가 있다.
도 7b에서는 역 여과(Reverse-filtration) 방식이 설명되어 있으며, 여기서 하부 용기(30)는 액체를 수용하고, 상부 용기(20)는 플런저(50)를 가지는 주사기 및 상부 용기(20)의 개방된 바닥의 배출구에 있는 여과 매체(40)를 구비한다. 여과 중에 배출구는 하부 용기(30)의 액체에 잠긴다. 플런저(50)가 올라감에 따라 액체(10)는 여과 매체를 통과하여 용기(20) 정상에 수집되고, 고체 물질(10a)은 하부 용기(30)의 바닥에 침전된다. 이러한 구조는 막힘을 최소화하는 데 효과적이지만, 수집된 액체(10)를 상부 용기(20)에서 다른 용기로 옮기는 것은 어려우므로 특별한 구조가 필요하다. 또한, 액체(10)가 하부 용기(30)에 머무를 가능성이 높다.
액체의 성분들을 분리하기 위해 수많은 최신 시스템이 개발되었다. 예를 들어, 원심 분리는 매체의 크기, 모양, 밀도, 점도 및 로터 속도에 따라 원심력을 적용하여 용액에서 성분을 분리하는 기술이다. 이 방법에서는 두 가지 혼화성 물질을 분리하고 거대 분자의 유체 역학적 특성을 분석 할 수 있다.
미국 공개특허공보 US 4,154,690 A는 액체 성분의 원심 분리에 사용하기 위한 장치를 개시한다. 이 장치는 액체를 담고 있는 원통형 용기 내에서 슬라이딩 가능한 분리 요소를 포함한다. 용기가 원심 분리될 때, 분리 요소와 접촉하는 용기의 일부가 구부러져 액체가 분리 요소와 구부러진 부분 사이의 공간을 통과하고 분리 요소가 컨테이너의 바닥으로 미끄러지도록 한다.
국제특허출원 제PCT/DK2010/050056호는 원심 분리 기술에 비해 증가된 수율로 수집 매체에서 샘플을 추출하기 위한 장치를 개시한다. 원심 분리 후, 용액은 수집 매체에서 샘플을 분리하기 위해 2개 이상의 여과 과정을 거친다. 그럼에도 불구하고 현재 일반적으로 이용 가능한 개선된 대체 장치를 제공하는 데 지속적인 관심이 있다.
따라서, 간단하고 효율적이며 저비용 방식으로 액체를 여과하고 여과액을 유지하기 위한 장치가 당 업계에 필요하다. 여과 매체의 막힘을 최소화하면서 여과를 위한 압력을 가하는 동력 액추에이터 없이 액체를 여과하는 장치도 필요하다.
본 발명은 간단하고 효율적이며 저비용 방식으로 액체를 여과하고 여과액을 유지하기 위한 장치 및 방법을 제안한다. 이 장치는 여과용 압력을 가하기 위해 동력 액추에이터를 사용하지 않고 역 여과를 수행하는 동시에 여과 매체의 막힘을 최소화한다.
장치는 용기, 필터 유닛 및 여과 매체를 포함한다. 용기는 하나 이상의 고체 물질을 함유한 액체를 수용한다. 필터 유닛은 용기에서 축 방향으로 슬라이딩할 수 있다. 여과 매체는 필터 유닛의 바닥부에 제공되며 액체에 있는 고체 물질에 대해 비투과성이다.
일 실시예에 따르면, 용기가 필터 유닛으로 슬라이딩할 때 액체는 여과 매체를 통과하여 필터 유닛으로 들어간다. 용기에는 제1 체결부가 형성되고, 필터 유닛에는 제1 체결부와 일치하는 제2 체결부가 형성된다. 용기와 필터 유닛이 서로 체결되면 액체는 여과 매체를 통과하여 필터 유닛에 수집된다.
일 실시예에 따르면, 체결부는 나사형 파스너(fastener) 및 스냅-핏 파스너와 같은 기계적 파스너를 함께 형성한다.
일 실시예에 따르면, 여과 매체는 필터 유닛의 바닥에 제거 가능하도록 장착된다.
일 실시예에 따르면, 용기의 내측면의 적어도 일부는, 필터 유닛이 용기 내에서 슬라이딩할 때, 필터 유닛의 외측면의 적어도 일부가 용기의 내측면과 기밀 밀봉을 형성하기 위하여 마찰식으로, 용기의 내측면 상에서 축 방향으로 슬라이딩한다. 또한, 용기와 필터 유닛이 서로 체결 될 때, 액체 중의 고체 물질은 여과 매체의 바닥면과 용기의 내부 바닥면 사이에 끼워진다.
다른 실시예에 따르면, 필터 유닛은 정상부 및 바닥부를 포함하고, 여과 매체는 바닥부의 측벽에 내장된다.
추가 실시예에 따르면, 필터 유닛의 바닥부는 필터 유닛의 정상부에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 부착된다.
본 발명의 다양한 목적, 특징, 양태 및 이점은 다음 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이고, 함께 첨부된 도면과 동일한 숫자는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도면에서, 유사한 구성 요소 및/또는 특징은 동일한 참조 번호를 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 구성 요소는 유사한 구성 요소를 구별하는 제2 번호와 함께 참조 번호를 사용하여 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 참조 번호만 사용된 경우, 제2 참조 번호에 관계없이 동일한 제1 참조 번호를 갖는 유사 구성 요소 중 어느 하나에 대하여 설명이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치의 분해 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치의 분해 종단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사용 중 장치의 종단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사용 중 장치의 종단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사용 중 장치의 종단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치의 분해 사시도를 도시한다.
도 7a-7b는 액체를 여과하기 위한 2개의 상이한 종래 장치의 종단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사용 중 장치의 종단면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따라 연장된 위치에 있는 필터 유닛의 바닥부를 갖는 장치의 종단면도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따라 접힌 위치에 있는 필터 유닛의 바닥부를 갖는 장치의 종단면도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따라 정상 위치에 로드를 갖는 장치의 종단면도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따라 바닥 위치에 있는 로드를 갖는 장치의 종단면도를 도시한다.
본 개시에 따르면, 액체를 여과하기 위한 장치가 제공되며, 이는 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명될 것이다. 실시예는 본 개시의 범위 및 영역을 제한하지 않는다. 설명은 순전히 실시예 및 제안된 응용에 관한 것이다.
본 명세서의 실시예 및 이의 다양한 특징 및 유리한 세부 사항은 다음 설명에서 제한없는 실시예를 참조하여 설명된다. 잘 알려진 구성 요소 및 프로세스에 대한 설명은 불필요하게 본 명세서의 실시예를 모호하게 하지 않도록 생략된다. 본 명세서에 사용된 예는 단지 본 명세서의 실시예가 실시될 수 있는 방식에 대한 이해를 용이하게 하고 당업자가 본 명세서의 실시예를 실시할 수 있도록 하기위한 것일 뿐이다. 따라서, 설명은 본 명세서의 실시예의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
이하의 특정 실시예에 대한 설명은 다른 사람들이 현재의 지식을 적용함으로써, 일반적인 개념에서 벗어나지 않고 특정 실시예와 같은 다양한 응용에 대해 둘 다를 쉽게 수정하거나 적응시키거나 수행할 수 있도록 본 명세서의 실시예의 일반적인 특성을 완전히 드러낼 것이며, 따라서, 그러한 적응 및 수정은 개시된 실시예의 균등물의 의미 및 범위 내에서 이해되어야 하고 이해되도록 의도되어야 한다. 본 명세서에서 사용된 어법 또는 용어는 제한이 아니라 설명을 위한 것임을 이해해야 한다.
본 명세서에서 사용되는 다양한 용어는 아래에서 정의된다. 청구항에 사용된 용어가 아래에 정의되어 있지 않은 경우, 해당 분야의 사람들이 출원 당시 인쇄된 출판물 및 발행된 특허에 반영된 용어를 가장 광범위하게 정의해야 한다.
정의 :
필터링 : 다른 성분 또는 여러 성분들의 혼합물에서 한 성분을 분리하는 과정.
역-여과 : 여과액이 중력 방향이 아닌 방향으로 이동하도록 하는 과정.
고체 물질 : 고체 또는 분말 형태의 천연 또는 합성 물질.
본 개시는 장치에 관한 것이다. 당업자는 본 개시의 다양한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서의 실시예는 여과 매체의 막힘을 최소화하면서, 여과를 위한 압력을 가하는 펌프와 같은 동력 엑추에이터 없이 액체를 여과하고, 여액을 간단하고 효율적이며 경제적인 방식으로 유지하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 역-여과를 수행하며, 여기서 여과액은 중력 방향이 아닌 방향으로 여과 매체를 통과하면서 잔여물을 반대 방향으로 밀어내어 여과액의 질을 손상시키지 않고 여과 매체의 막힘 가능성을 최소화한다. 또한, 체결 동작으로 인해 액체를 여과하는데 필요한 압력이 가해져, 필터 유닛에서 여과액의 여과 및 수집을 동시에 하고, 용기와 필터 유닛 사이에 찌꺼기가 끼어있는 여액의 재혼합을 방지한다.
첨부된 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치의 분해 사시도를 도시한다. 장치(100)는 용기(110) 및 용기(110)에서 축 방향으로 슬라이딩 가능한 필터 유닛(120)을 포함한다. 2개의 용기(110)와 필터 유닛(120)은 플라스틱, 금속, 세라믹 재료, 셀룰로오스 섬유 등과 같은 고체 재료로 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 용기(110)는 하나 이상의 고체 물질(10a,도 3 참조)을 함유하는 액체(10)를 수용한다. 액체(10)는 혈액, 소변, 우유, 눈물, 점액, 타액, 정액, 땀, 고름 등과 같은 체액일 수 있다. 다른 실시예에서, 액체는 물, 음료, 오일, 화학 성분, 식품, 약물 등일 수 있다. 음료에는 커피, 차, 주스, 수프, 주류, 탄산 음료 등이 포함되며 이에 국한되지 않는다.
필터 유닛(120)의 바닥에는 여과 매체(130)가 구비되며, 여과 매체(130)는 액체(10) 내의 고체 물질(10a,도 3 참조)에 대해 비투과성이다. 여과 매체는 체, 다공성 막 등과 같은 단일층 여과 매체, 미국 특허 US 8,679,218 B2에 개시된 필터 매체와 같은 다층 다공성 필터 패키지, 또는 임의의 다른 상업적으로 이용 가능한 필터 매체일 수 있다. 다층 필터 패키지에서, 각 층은 하나 이상의 기공 또는 구멍을 가지며, 층은 각 층의 기공 또는 구멍이 바로 바닥 층의 것보다 작도록 배열된다. 여과 매체 (130).
예시적인 실시예에서, 여과 매체(130)는 필터 유닛(120)의 바닥 벽으로 형성된다. 그러나, 다른 실시예에서 여과 매체(130)는 필터 유닛(120)의 바닥 벽에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 또한, 여과 매체(130)는 필터 유닛(120)의 바닥 벽 정상 또는 바닥에 제거 가능하게 부착될 수 있다.
용기(110)는 제1 체결부(110a)를 포함하고, 필터 유닛(120)은 제1 체결부(110a)와 맞물릴 수 있는 제2 체결부(120a)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 체결부(110a, 120a)들은 나사산이고, 용기(110)와 필터 유닛(120)은 나사 체결 동작에 의해 서로 체결될 수 있다. 다른 실시예에서, 체결부(110a, 120a)들은 스냅 핏 파스너, 프레스 핏 파스너, 후크 및 루프 파스너 등의 다른 기계적 파스너로 형성될 수 있다.
제1 실시예에서 제1 체결부(110a)는 용기(110)의 내측면(110b)에 형성되고, 제2 체결부(120a)는 필터 유닛(120)의 외측면(120b)에 형성된다. 다만, 두 체결부(110a, 120a)들은 용기(110) 및 도 4에 도시된 바와 같이 반전된 립부분을 가지는 필터 유닛(120)의 외측면 모두에 형성될 수 있으며, 이 경우 필터 유닛(120)이 용기(110)로 슬라이딩할 때, 체결부(110a, 120a)들이 서로 정렬된다.
또한, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 제1 체결부(110a)와 제2 체결부(120a)는 각각 용기(110)의 립부분 주위에 돌출부로서 형성될 수 있고, 필터 유닛(120)의 립부분 주위에 2개 이상의 반전 돌기들로 형성될 수 있다. 체결부(110a, 120a)들은 함께 스냅 핏 파스너를 형성하여, 필터 유닛(120)이 용기(110)로 슬라이딩할 때 제1 체결부(110a)가 제2 체결부(120a)에 잠기게 한다.
다시 도 3으로 돌아가면, 장치(100)는 용기(110)와 필터 유닛(120)이 서로 체결될 때 액체(10)와 고체 물질(10a)을 분리한다. 용기(110)와 필터 유닛(120)이 체결됨에 따라 액체(10)는 여과 매체(130)를 통과하여 필터 유닛(120)으로 들어간다. 또한, 고체 물질(10a)은 용기(110)와 필터 유닛(120)이 체결될 때 여과 매체(130)의 바닥면(130a,도 2에 참조)과 용기(110)의 내부 바닥면(110c,도 2에 참조) 사이에 끼워진다. 제1 실시예에서, 고체 물질(10a)은 분말이다.
용기(110)의 내측면(110b)과 필터 유닛(120)의 외측면(120b)은 필터 유닛(120)이 용기(110)로 슬라이딩하며 들어감에 따라 필터 유닛(120)이 용기(110)에 대해 자동으로 정렬되도록 구성된다. 용기(110) 및 필터 유닛(120)의 단면은 원형, 삼각형, 다각형 또는 필터 유닛(120)이 용기(110)에 실질적으로 슬라이딩할 때 용기(110)와 필터 유닛(120) 사이의 적절한 정렬을 허용하는 임의의 다른 형상일 수 있다.
또한, 용기(110) 내측면(110b)과 필터 유닛(120) 외측면(120b)의 구성은 용기(110)의 내측면(110b)과 필터 유닛(120)의 외측면(120b) 사이에 기밀 밀봉을 형성하기 위해 필터 유닛(120)의 외측면(120b)의 일부가 마찰식으로, 용기(110)의 내측면(110b) 내에서 축 방향으로 슬라이딩하도록 한다. 예를 들어, 용기(110)의 내측면(110b) 및/또는 필터 유닛(120)의 외측면(120b) 사이에 밀봉 접촉을 형성하기 위해 용기(110)의 내측면(110b) 및/또는 필터 유닛(120)의 외측면(120b)에는 O-링이 구비된다.
또한, 필터 유닛(120)이 용기(110)로부터 잠금해제될 때 필터 유닛(120)과 용기(110) 사이에 부압이 형성되어 여과 매체(130)의 밑면에 달라 붙는 고체 물질(10a)이 용기(110)에 강제로 낙하하도록 한다. 따라서, 여과 매체(130)를 세척하는 과정이 단순화된다.
제1 실시예에서, 용기(110)의 내측면(110b)은 용기(110)의 내측면(110b)의 상부(110e, 도 2 참조)가 용기(110)의 내측면(110b)의 하부(110d, 도 2 참조)보다 넓은 형상을 가진다. 용기(110)의 하부(110d, 도 2 참조)의 내경은 필터 유닛(110)의 바닥의 외경과 적어도 같으므로 필터 유닛(120)의 바닥은 용기(110)의 하부(110d, 도 2 참조)의 내측면(110b) 내에서 마찰식으로 축 방향으로 슬라이딩하고 용기(110)의 내측면(110b)과 기밀 밀봉을 형성한다.
이러한 구성에 의해, 필터 유닛(120)의 바닥 단부는 용기(110)의 상부(110e, 도 2 참조)에서 실질적으로 자유롭게 이동하고 용기(110)의 내측면(110b)의 하부(110d, 도 2 참조)에서 마찰식으로 축 방향으로 슬라이딩하기 시작한다. 다만, 위의 실시 예에서 용기(110) 측벽의 양단과 필터 유닛(120) 사이의 거리를 각각 내경과 외경으로 언급하였으나, 비 원통형 또는 원추형이 아닌 용기 및 필터 유닛을 사용할 때는 폭을 의미하기도 한다.
도면은 이해를 목적으로 한 것이며 실제 장치의 규모로 그려진 것이 아님을 이해해야 한다. 바람직한 실시예에서, 용기(110)의 상부(110e, 도 2 참조)는 원뿔형이고 용기(110)의 하부(110d, 도 2 참조)는 원통형이다. 여기서 :
i. 원뿔형부의 최대 내경은 43.263 mm이고;
ii. 원뿔형부의 최소 내경은 33 mm이고;
iii. 원통형부의 내경은 33 mm이고;
iv. 원뿔형부의 길이는 57.981 mm이며;
v. 원통형부의 길이는 17.412 mm이다.
또한, 필터 유닛(120)은 추가적인 크라운부를 제외하고는 용기(110)와 유사한 형태로 형성되며, 여기서 :
a. 원뿔형부의 최대 외경은 35.127 mm이고;
b. 원뿔형부의 최소 외경은 31.124 mm이고;
c. 원통형부의 외경은 31.124 mm이고;
d. 크라운부의 외경은 48.5 mm이고;
e. 원뿔형부의 길이는 53.91 mm이고;
f. 원통형부의 길이는 16.33 mm이며;
g. 크라운부의 길이는 19 mm이다.
또한, 용기(110)의 내측면(110b) 하부(110d, 도 2 참조) 및/또는 외측면(120b)은 용기(110)와 필터 유닛(120) 사이의 반복적 인 슬라이딩 운동에 대한 침식을 피하기 위해 액체(10)와 반응하지 않는 재료로 코팅될 수 있다.
장치(100)에 의해 수행되는 완전한 여과 과정은 다음과 같다: 여과될 액체(10)는 용기(110)에 수집되고, 액체(10)는 고체 물질(10a)을 함유한다. 액체(10)는 여과 매체(130)를 통해 투과 가능하고, 액체(10) 내의 고체 물질(10a)은 여과 매체(130)를 투과하지 못한다.
필터 유닛(120)의 바닥 단부는 용기(110)의 정상 단부에 삽입된다. 필터 유닛(120)의 바닥 단부 외경이 용기(110)의 하부(110d, 도 2 참조)의 내경과 적어도 같으므로, 필터 유닛(120)의 바닥 단부가 용기(110)의 하부(110d, 도 2 참조)의 정상 단부로 들어갈 때 필터 유닛(120)의 외측면(120b)과 용기(110)의 하부(110d)의 내측면(110b) 사이에 기밀 밀봉이 형성된다.
필터 유닛(120)은 미는 동작 또는 체결 동작(예: 나사 조임 동작)에 의해 용기(110) 내에서 더 내려가고, 이에 따라 액체(10)는 여과 매체(130)를 통과하고, 고체 물질(10a)은 용기(110)의 내부 바닥면(110c, 도 2 참조)을 향해 아래로 밀린다. 밀기 또는 체결 동작은 더 이상 고정할 수 없을 때까지 계속되어 액체(10)를 필터 유닛(120)에 수용하는 동시에, 고체 물질(10a)을 여과 매체(130)의 바닥면(130a)과 용기(110)의 내부 바닥면(110c, 도 2 참조) 사이에 끼운다.
액체(10) 내의 성분(10a, 10b)들을 여과 또는 분리하는 데 필요한 압력이 체결 동작에 의해 가해지므로, 본 발명은 동력 엑추에이터의 필요성을 제거하여 복잡성과 장치(10)의 제조 및 운용 비용을 줄여준다. 본 발명은 역-여과를 수행하는데, 고체(10a)는 용기의 바닥(110a)으로 밀리고 액체(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 수직 상향 방향으로 여과 매체(130)를 통과하도록 강제된다. 따라서, 여과 매체의 막힘을 방지하면서 액추에이터가 여과액을 강제할 필요가 없다. 또한, 액체(10)와 고체 물질(10a)을 용기(110)와 필터 유닛(120)에 각각 수집하기 위해 용기(110)와 필터 유닛(120)이 서로 체결되어 있으며, 따라서 액츄에이터(예: 플런저)를 사용하지 않고 구성 요소 (10a, 10b)를 분리 및 수집하는 동시에 액체(10)와 고체 물질(10a)의 재혼합을 방지한다.
위의 실시예에서는 여과 매체(130)가 필터 유닛(120)의 바닥을 형성하는 것으로 도시하였으나, 도 8에 도시된 바와 같이 여과 매체를 필터 유닛(120)의 측벽에 제공하는 것도 가능하다. 이 실시예에서, 여과 매체(130)는 필터 유닛(120)의 바닥 근처에 있는 필터 유닛(120)의 측벽에 내장되어, 용기(110)에 수용된 액체(10)의 이탈 가능성을 최소화하기 위해 필터 유닛(120)의 바닥이 용기의 내부 바닥면(110c)에 접촉하도록 한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 장치의 종단면도를 도시한다. 이 실시예에서, 필터 유닛(120)은 정상부(120c) 및 정상부(120c)의 바닥 단부에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된 바닥부(120d)를 포함한다. 바닥부(120d)는 확장 위치와 접힌 위치 사이에서 움직일 수 있다(도 10 참조). 이 구성은 액체에 존재하는 고체 물질(10a)의 양을 알 수 없는 경우에도 액체(10)와 고체 물질(10a)의 완전한 분리를 가능하게 한다.
이 실시예에서, 바닥부(120d)의 측벽에는 여과 매체(130)가 내장되어 액체(10)가 중력 방향에 수직인 방향으로 바닥부로 흐른다. 바닥부(120d)의 바닥면이 용기(110)의 내부 바닥면(110c, 도 2 참조)과 접촉하므로 액체(10)가 용기(110) 및 필터 유닛(120) 사이에 갇힐 가능성이 없다.또한, 바닥부(120d)의 바닥벽 및 측벽을 포함하는 전체 바닥부(120d)에 여과 매체(130)를 내장하여 바닥부(120d)의 측면뿐만 아니라 바닥에서도 액체(10)의 흐름을 허용하게 할 수도 있다. 이러한 방식으로, 성분(10a, 10b)들의 막힘 및/또는 재혼합을 방지하면서 성분(10a, 10b)들을 완전히 분리할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 장치의 종단면도를 도시한다. 이 실시예에서, 필터 유닛(120)은 부착부(210), 안내부(220) 및 핸들(231)이 있는 로드(230)를 포함한다. 부착부(210)는 용기(110)에 제거 가능한 원형 링으로 형성된다. 안내부(220)는 하나 이상의 커넥터(211)를 통해 부착부(210)에 고정되어, 안내부(220)가 부착부(210)의 중심점을 형성한다. 안내부(220)는 구멍(미도시)을 포함하고, 로드(230)는 구멍을 통과한다.
로드(230)는 안내부(220)의 구멍에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산을 구비하고, 로드(230)는 상부 위치와 하부 위치 사이에서 이동 가능하다. 로드(230)의 정상 단부가 핸들(231)에 고정되고 로드(230)의 바닥 단부는 여과 매체(130)에 고정되면, 로드(230)가 도 12에 도시된 바와 같이 하부 위치로 이동될 때, 여과 매체(130)가 용기(110)로 밀려 들어간다.
여과 매체(130)가 용기(110) 내부로 가압될 때, 여과 매체(130)의 가장자리는 여과 매체(130)가 마찰식으로, 용기(110)의 내측면(110b, 도 2 참조)을 축 방향으로 슬라이딩하면서 용기(110)의 내측면(110b, 도 2 참조)과 기밀 밀봉을 형성하도록 구성된다.
예시적인 실시예에 따라, 액체를 여과하는 방법은 도 2 및 3을 사용하여 설명된다. 이 방법은 용기(110)에 액체(10)를 수집하는 단계를 포함하며, 여기서 액체(10)는 고체 물질(10a) 및 액체(10) 속의 고체 물질(10a)에 대해 비투과성인 여과 매체(130)를 사용하여 액체(10)를 여과하는 단계를 포함한다. 여과를 위해, 고체 물질(10a)이 아래로 이동하고 액체(10)는 여과 매체(130)를 통과하도록, 여과 매체(130)는 액체(10)의 정상면 위에 위치하며 정상면에서 용기(110)의 내부 바닥면(110c)으로 이동한다.
여과 매체(130)를 이동시키는 동안 여과 매체(130)의 주변 가장자리와 용기(110)의 내측면(110b) 사이에 밀봉 접촉이 형성된다. 또한, 여과 매체(130)는 고체 물질(10a)에 의해 추가 이동이 중지되고 고정될 때까지 용기(110)의 내부 바닥면(110c)을 향해 이동된다.
고체 물질(10a)이 용기(110)의 바닥으로 밀려 나감에 따라 액체(10)는 수직 상방향으로 여과 매체(130)를 통과하게 된다. 따라서, 여과 매체(130)의 막힘을 방지하고, 액체(10)와 고체 물질(10a)을 동시에 분리 및 수집하면서 액체(10)와 고체 물질(10a)의 재혼합을 방지한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 예시적인 실시예를 설명하기 위한 것이며 제한하려는 의도가 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수형 표현은 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수형도 포함하도록 의도될 수 있다.
"포함하다", "포함하는", "구비하는" 및 "갖는"이라는 용어는 포괄적이므로 명시된 특징, 정수, 단계, 연산, 요소 또는 구성 요소의 존재를 지정한다. 그러나 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 연산, 요소, 구성 요소 또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다.
"적어도" 또는 "적어도 하나"라는 표현의 사용은 하나 이상의 원하는 목적 또는 결과를 달성하기 위한 실시예 중 하나에서 사용될 수 있기 때문에 하나 이상의 요소의 사용을 시사한다.
전술한 내용은 본 발명의 다양한 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예 및 추가 실시예는 그 기본 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있다. 본 발명의 범위는 다음의 청구 범위에 의해 결정된다. 본 발명은 당업자가 이용할 수 있는 정보와 지식을 조합하여 제조하고 이용할 수 있는 발명을 포함하여 설명된 실시예, 견해 또는 예시에 제한되지 않는다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 고체 물질(10a)을 함유하는 액체(10)를 수용하기 위한 용기(110);
    상기 용기(110)의 내측면(110b)의 적어도 일부와 기밀을 형성하도록 상기 용기(110)에서 슬라이딩 가능한 필터 유닛(120); 및
    상기 액체(10) 내의 상기 고체 물질(10a)에 비투과성인 여과 매체(130)를 포함하고;
    상기 용기(110)는, 상기 용기(110)의 측벽에 형성되는 제1 체결부(110a)를 포함하며,
    상기 필터 유닛(120)은, 상기 제1 체결부(110a)에 짝지어지게 맞물릴 수 있으며 상기 필터 유닛(120)의 측벽에 형성되는 제2 체결부(120a)를 포함하고;
    상기 여과 매체(130)는 상기 필터 유닛(120)의 측벽에 대해 경사진 위치에 배치되지 않고,
    상기 용기(110)의 내측면(110b)의 적어도 일부는, 상기 필터 유닛(120)이 상기 용기(110)에서 슬라이딩할 때, 상기 필터 유닛(120)의 외측면(120b)의 적어도 일부가 상기 용기(110)의 내측면(110b)을 따라 마찰식으로 슬라이딩하고 상기 용기(110)의 내측면(110b)과 기밀 밀봉을 형성하도록 구성되며;
    상기 체결부들(110a, 120a)은, 나사 체결 동작에 의해 액체 여과에 필요한 압력을 가하기 위하여 서로에 대한 상기 체결부들(110a, 120a)의 나사 체결 동작이 상기 필터 유닛(120)을 상기 용기(110) 내에서 더 밀어내도록 나사형 체결부로 구성되며, 이에 의해 상기 액체(10)는 상기 여과 매체(130)를 통과하도록 강제되고 상기 고체 물질은 상기 용기(110)의 내부 바닥면으로 밀리고;
    상기 필터 유닛(120)은 정상부(120c)와, 상기 정상부(120c)의 하부에 슬라이딩 가능하게 장착되는 바닥부(120d)를 포함하며, 상기 바닥부(120d)의 측벽에는 상기 여과 매체(130)가 내장된, 액체 여과 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용기(110)와 상기 필터 유닛(120)이 서로 체결될 때, 상기 액체(10)는 상기 여과 매체(130)를 통과하여 상기 필터 유닛(120)으로 들어가는, 액체 여과 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용기(110)의 하부(110d)의 내경은 상기 필터 유닛(120)의 바닥 단부의 외경과 적어도 동일하여, 상기 필터 유닛(120)이 상기 용기(110)의 하부(110d)로 가압 될 때, 상기 필터 유닛(120)의 바닥 단부는 마찰식으로 상기 용기(110)의 하부(110d)의 내측면(110b) 내에서 슬라이딩하고 상기 용기(110)의 내측면(110b)과 기밀 밀봉을 형성하는, 액체 여과 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용기(110)와 상기 필터 유닛(120)이 서로 체결될 때, 상기 고체 물질(10a)은 상기 여과 매체(130)의 바닥면(130a)과 상기 용기(110)의 내부 바닥면(110c) 사이에 끼워지는, 액체 여과 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 여과 매체(130)는 단일층의 여과 매체인, 액체 여과 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 여과 매체(130)는 다층 필터 패키지인, 액체 여과 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터 유닛(120)의 바닥부(120d)는 상기 필터 유닛(120)의 정상부(120c)보다 좁은, 액체 여과 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용기(110)의 하부(110d)의 내경은 상기 필터 유닛(120)의 정상부(120c)의 바닥 단부의 외경과 적어도 동일하여, 상기 필터 유닛(120)의 정상부(120c)의 바닥 단부는 마찰식으로 상기 용기(110)의 하부(110d)의 내측면(110b) 내에서 슬라이딩하고 상기 용기(110)의 내측면(110b)과 기밀 밀봉을 형성하는, 액체 여과 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내측면(110b)의 적어도 일부는 상기 액체(10)에 대한 비반응성 재료로 코팅되는, 액체 여과 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 필터 유닛(120)이 상기 용기(110) 내로 슬라이딩 운동함으로써 상기 여과 매체(130)는 상기 용기(110) 내로 가압되는, 액체 여과 장치.
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