KR920003762B1 - 심층 여과형 필터 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

심층 여과형 필터
제 1 도는 본 발명에 따른 심층형 필터의 실시예에 관한 사시도.
제 2 도는 제 1 도에 도시한 필터의 분해 측면도.
제 3 도는 여재의 또다른 형태에 관한 사시도.
제 4 도는 본 발명에 따른 심층 여과형 필터의 다른 실시예에 관한 사시도.
제 5 도는 제 4 도에 도시한 필터에 관한 정면도.
제 6 도는 제 4 도에 도시할 필터의 압축도 및 가압도간의 관계를 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2, 42 : 필터본체 4, 44 : 관통구멍
6, 46 : 여재 8 : 누름판
본 발명은 간단한 구조임에도 불구하고 매우 높은 신뢰성으로써 불순물을 제거할 수 있는 심층여과형 필터에 관한 것이다.
여과될 오일과 같은 유체가 필터로 유입되는 입구측의 영역에서는 밀도가 가장 낮고 이러한 오일이 필터로부터 유출되는 출구측의 영역으로 갈수록 점진적으로 밀도가 증대되는 밀도분포를 심층여과형 필터의 필터본체는 가지고 있다.
이러한 밀도분포때문에 심층여과형 필터는 막힐 가능성을 최소한으로 하면서 다량의 크고 작은 불순물을 포집할 수 있다. 소위 로울페이퍼식 필터는 이러한 종류의 종래기술 필터의 한예로서 공지되었다. 로울페이퍼식 필터에 있어서, 여과재(filtering material)는 로울형태로 감겨져 있는데, 이 로울의 축방향 한단부는 최고의 밀도를 갖도록 반경방향에서 압축되어 이 단부로부터 로울의 타단부쪽으로 갈수록 점진적으로 감소하는 밀도분포를 갖게 된다. 오일과 같은 유체는 대직경측으로부터 로울의 소직경측 쪽으로 즉 저밀도의 로울입구측으로부터 고밀도의 로울출구측 쪽으로 유통되어 오일로부터 불순물이 제거된다.
오일과 같은 유체를 여과하기 위한 오늬모양의 능직식(herringbone twill type) 필터는 이러한 종류의 종래기술 필터의 또다른 예로서 공지되었다. 능직식 필터는 끈모양의 여과재를 중공원통형 중심부재 둘레에 능직패턴으로 감아서 형성된 필터본체를 포함하고 있다. 이 감는 방식은 여과재를 최초에는 강한 장력으로 이 중심부재의 외주표면상에 밀접하게 감은후에 점차적으로 낮은 장력으로 점차적으로 성기게 감는 방식이다. 즉 능직식 필터의 필터본체는 밀도가 반경방향 안쪽으로 갈수록 점진적으로 높아지는 밀도분포를 가지고 있다.
그러나 상술한 로울페이퍼식 필터에 있어서, 반경방향으로 여과재를 압축하는 동안 필터본체의 표면상에는 주름이 생기게 되는 경향이 있다. 또한 이들 표면주름이 강력한 압축의 결과로서 발생될때, 오일이 여과되지 않은채 직접 유통되는 오일의 바람직하지 않은 통로가 필터본체에 형성된다. 그러므로, 로울페이퍼식 필터는 여과재를 강력하게 압축할 수 있는 가능성이 없기 때문에 소정의 정교한 밀도를 필터본체에 제공할 수 없다는 문제점을 가지고 있으므로 불순물 포집능력이 개선될 수 없다. 또한 능직형 필터의 경우에는, 중심부재 둘레에 능직패턴으로 감긴 여과재의 전장이 길고 더욱이 상술한 반경방향 밀도분포를 얻기 위해서는 감는 방향과 장력을 변경시키면서 여과재를 감아야 한다.
그러므로, 능력형 필터는 많은 수고와 시간을 필요로 하기 때문에 높은 코스트를 초래하고 생산품의 균일성을 얻기 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명을 요약하면 다음과 같다. 본 발명의 목적은 단순한 구조임에도 불구하고 오일과 같은 유체로부터 불순물을 완벽하게 제거할 수 있을뿐만 아니라 상술한 종래기술의 문제점을 전부 해결할 수 있는 심층여과형 필터를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 각각 중앙구멍을 갖고 있는 여과재의 박판형태인 다수의 여재(filter element)를 적층시킴으로써 형성된 대체로 원통형인 필터본체로 이루어지는 심층여과형 필터가 제공되는데, 이 중앙구멍은 여재가 적층될때 필터본체를 통해 축방향으로 연장되는 연속도관을 제공하며, 필터본체는 밀도가 여과될 유체를 위한 입구로서 작용하는 외주부에서 가장 낮고 여과될 유체를 위한 출구로서 작용하는 도관쪽으로 갈수록 점진적으로 높아지는 밀도분포를 가지고 있다.
본 발명에 따른 심층여과형 필터의 바람직한 실시예를 지금부터 첨부도면과 관련하여 상세히 기술한다. 제 1 도에는 본 발명에 따른 심층여과형 필터의 일실시예가 도시되어 있다. 제 1 도를 참조하면, 필터는 다수의 여재(6)를 적층시켜서 형성된 원통형상의 필터본체(2)를 포함한다. 제 2 도에 도시한 것처럼, 여재(6)는 각각 중앙구멍(10)을 가지고 있는 원판형태이고, 한쌍의 누름판(8)은 여재(6)로 구성되는 적층물의 양단부에 각각 장치되어 있다. 여재(6)가 적층될때, 그것들의 중앙구멍(10)은 연속적으로 정합되어 제 1 도에 도시한 것처럼 필터본체(2)의 중앙을 통해서 연장되는 도관 또는 관통구멍(4)이 획정된다. 각각의 누름판(8)은 절두원추형상의 원판인데, 이 절두원추형의 최상부에는 개구부(12)가 있다. 이 누름판(8)은 절두원추형상의 원판의 최상부가 서로 마주보는 관계로 장치되어 있다. 누름판(8)은 고정구(14)의 압력에 의해 적소에 보유되어 적층된 여재(6)에 지지압력을 부여한다. 이 지지압력의 가치는 단지 누름판(8)이 외주 여재(6)와 최소한 그것들의 외주가장자리에서 맞닿도록 하는 것이다.
사용할 때, 여과될 오일과 같은 유체는 필터본체(2)의 외주표면으로부터 필터본체(2)내로 유입되고 필터본체(2)의 중앙도관(4)으로부터 유출된다. 절두원추형상의 누름판(8)이 이미 기술한것처럼 여과본체(2)의 양단에 각각 장치되어 있기때문에, 여재(6)의 반경방향 내주부는 반경방향 외주부보다 강력하게 압축되어 후자의 밀도보다 높은 밀도를 가지고 있다.
즉, 적층된 여재(6)에서의 밀도분포는 누름판(8)의 절두원추모양과 같게 된다. 그러므로, 오일에 함유된 비교적 큰 불순물은 필터본체(2)의 반경방향 외주부에서 포집되고 비교적 작은 불순물을 여재(6)의 밀도가 높은 필터본체의 반경방향 내주부에서 포집된다. 따라서 본 발명인 심층여과형 필터는 막힐 가능성을 최소로 하면서 높은 불순물 포집능을 발휘할 수 있다.
상술한 실시예에서 사용된 여재(6)는 원형이다. 그러나, 제 3 도에 도시된 것처럼, 여과재의 긴 웨브를 연속적으로 접어서 여재의 적층물(30)을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 적층물(30)은 프리즘과 유사한 형상을 가지고 있다. 이와같은 적층물(30)은 필터본체로서 직접 사용될 수도 있고, 또는 제 1 도와 제 2 도와 관련하여 기술한것처럼 원통형 필터본체를 제공하도록 그것의 구석부를 절제할 수도 있다.
상술한 실시예에서, 절두원추형상의 누름판(8)은 예로서 채택되었다. 그러나 본 발명에서의 누름판(8)은 이러한 특정형상에 제한되는 것은 결코 아니다라는 사실은 자명하므로, 각뿔형상 또는 단계형상인 누름판도 또한 사용할 수 있다. 더욱이, 누름판(8)의 경사와 누름판(8)의 가압상태는 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 절두원추형상의 누름판(8)은 양측에 설치될 필요는 없으므로, 그중 하나는 평판으로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 심층여과형 필터의 또다른 실시예를 제 4 도 내지 제 6 도와 관련하여 기술한다. 제4도를 보면, 이 필터는 전체형상에서 육각주형상인 여과본체(42)를 포함하여 중앙관통구멍 또는 도관(44)을 가지고 있다. 필터본체(42)는 3개의 상이한 방향으로 다수의 여재(46)를 교호로 적층시켜서 형성된다.
즉 이들 여재를 120°각도로 교호로 적층시켜서 육각주형상을 구성한다. 각각의 여재(46)는 종이 또는 부직포와 같은 여과재의 장방형판 형태이고 중앙원형구멍(48)을 가지고 있다. 이 장방형판의 긴변과 짧은변간의 비는
Figure kpo00001
인것이 바람직하다. 이들 여재(46)는 외형이 육각주형상으로 되도록 상술한것처럼 적층된다. 따라서 그것의 원형구멍(48)은 연속적으로 정합되어 필터본체(42)의 중앙을 통하여 연장되는 도관(44)이 획정된다.
상술한 방식으로 구성된 필터본체(42)에서는, 제 5 도에 도시된 것처럼 모든 여재(46)는 도관(44)둘레의 영역(C)에서 중첨되고, 여재(46)의
Figure kpo00002
는 영역(B)에서 중첨되며, 여재(46)의
Figure kpo00003
은 영역(A)에서 중첨된다. 그러므로, 이 필터본체(42)는 여과밀도가 그것의 외주부에서는 낮고 여과본체(42)의 중심부쪽으로 갈수록 점진적으로 증대되는 심층여과기능을 갖게된다. 따라서, 여과될 오일같은 유체가 필터본체(42)의 외주표면으로부터 필터본체(42)내로 유입되어 필터본체(42)의 중앙도관(44)으로부터 유출될때, 비교적 큰 불순물은 필터본체의 외주부에서 포집되고 비교적 작은 불순물은 필터본체의 중앙부에서 포집된다. 그러므로, 매우 작은 크기의 불순물을 포함하는 불순물도 효율적으로 포집될 수 있다.
이 필터본체(42)는 적층방향에서 적절하게 압출될 수 있다. 따라서 필터본체(42)가 적층방향에서 압축될 때, 영역(A,B 및 C)에서의 여재(46)의 중첩부의 상태는 변경되어 각각의 영역에서의 여재(46)의 부분간의 간극이 상이하게 된다. 필터본체(42)의 전장이 가압전에 L1이라면 전장 L1은 가압 후에는 L2로 축소될 것이다.
이 경우에 가압도는
Figure kpo00004
으로서 표시되며 가압도와 압축도간의 관계는 제 6 도에 도시되어 있다. 영역(C)에서의 여재부는 선 tC로 표쇠된것처럼 전체 여재(6)의 가압도에 비례하여 압축된다는 사실을 제 6 도에서 알 수 있다.
또한 영역(B)에서의 여재부는 선 tB로 표시된 것처럼 전체여재(46)의 가압도가 약 30%를 초과한 후에 압축되기 시작하며 영역(A)에서의 여재부는 선 tA로 표시된것처럼 전체 여재(46)의 가압도가 약 60%를 초과한 후에 압축되기 시작한다는 사실을 알 수 있다. 따라서, 영역(A,B 및 C)에서 여재(46)의 부분의 압축상태는 적절하게 변경될 수 있다. 이 경우, 누름판은 여과본체의 각각의 양단에 배치되고, 상술한 것처럼 소정단계로 가압한 후 누름판은 적절한 고정수단으로 적소에 고정된다.
상술한 제2실시예는 육각주형상의 필터본체를 채택한 것에 대해 언급하였지만, 본 발명은 이와같은 특정형상의 필터본체에 결코 한정되는 것이 아니라는 사실과 여재(46)의 적층방향은 팔각주형상을 포함하는 기타 다른 형상의 필터본체를 제공하기 위하여 적절하게 변경될 수 있다는 사실은 자명하다.

Claims (8)

  1. 각각 중앙구멍을 갖고 있는 여과재의 박판형태인 다수의 여재를 적층시킴으로써 형성된 대체로 원통형인 필터본체로 구성되어 있고, 상기 중앙구멍은 상기 여재가 적층될 때 상기 필터본체를 통하여 축방향으로 연장되는 연속도관을 제공하며, 상기 필터본체는 밀도가 여과될 유체를 위한 입구로서 작용하는 외주영역에서 가장 낮고 여과될 유체를 위한 출구로서 작용하는 상기 도관쪽으로 갈수록 점진적으로 높아지는 밀도분포를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필터본체는 축방향에서 상기 여재를 적층시킴으로써 형성되고, 누름판은 상기 필터본체의 양단부에 각각 설치되어 소정의 압력으로 상기 양단부에 대해 가압되고, 상기 누름판의 적어도 하나는 상기 도관쪽으로 돌출한 형태를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 필터본체의 중앙영역에서 중첩된 상기 여재의 반경방향 중앙부는 가장 높은 밀도를 갖고 밀도가 상기 필터본체의 외주영역에 중첩된 상기 여재의 외주부쪽으로 갈수록 점진적으로 낮아지도록 상기 필터본체는 상기 여재를 적층시켜서 형성되고, 상기 도관은 상기 필터본체의 상기 중앙영역을 통해서 축방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 누름판의 적어도 하나는 절두 원추형상인 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 누름판의 적어도 하나는 단계적으로 경사진 형상인 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 누름판의 적어도 하나는 각뿔 형상인 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 여재는 각각 장방형판 형상의 여과재이고, 상기 필터본체의 중앙영역에서 상기 여재 상호간에 소정의 각도를 형성하도록 적층된 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 여재는 각각 그것의 긴 변과 짧은 변간의 비가
    Figure kpo00005
    인 장방형판 형상이고 상기 여재 상호간에 각도 120°를 형성하도록 적층된 것을 특징으로 하는 심층여과형 필터.
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