KR19980018295A - 배출구에 채가 있는 필터 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터 카트리지에 관한 것으로, 미세한 여과 물질로 가득 차 있으면서 상부에는 밀폐가능하도록 리드가 갖추어져 있다. 또한, 본 발명의 필터 카트리지는 적어도 하나 이상의 배출구를 갖는 밑면(1)과, 체 수단(12)과, 측벽(3)이 구비되어, 물과 같은 액체를 여과시켜주는 필터 카트리지에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 200㎛보다 작은 미세입자가 상기 밑면(1)에 형성된 배출구(2)를 통과하지 못하게 하고, 또한 여과를 위한 액체의 투과성을 향상시키기 위하여, 플라스틱 프레임(11)을 갖는 직물 필터(12)에 기공 크기는 50㎛∼300㎛ 정도인 1∼64개의 배출구(2)를 형성하게 되는데, 바람직하게는 상기 기공은 50㎛∼200㎛ 범위에 있게 한 것을 특징으로 한다.

Description

배출구에 채가 있는 필터 카트리지

본 발명은 필터 카트리지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부가 개구된 컵과 유사한 모양으로 이루어져서 내부에 미세분말로 이루어진 여과물질이 채워지고, 리드를 이용하여 밀폐시킬 수 있으면서 적어도 하나 이상의 출구부와 액체, 특히 물을 여과시키기 위한 체 수단과 측벽을 갖는 필터 카트리지에 관한 것이다.

일반적으로 물을 여과하기 위해, 이미 알려진 이온 교환기를 사용하게 되고, 여과물질로서 활성탄을 이용하고 있다.

종래의 필터 카트리지는 작동중에 그 중심에 배치된 장축을 수직으로 설치하여, 상기 리드가 상부에 오고 필터 카트리지의 밑면이 하부에 오도록 설치되어, 여과시키고자하는 물이 리브의 상단(유입구를 통과하여)으로 유입되어 필터 카트리지의 밑면 저부로 빠져나가게 된다.

상기 필터 카트리지는 물 정화 장치 내의 깔대기에 삽입설치된다. 이러한 깔때기는 여과된 액체를 모으거나 집진하는 컨테이너 위에 놓여지게 되고, 바람직하기로는 분리가능한 리드의 상단을 밀폐시켜주게 된다.

예를 들어, 사용자가 상부의 깔때기에 차를 만들거나 이와 유사한 목적으로 부어진 수돗물은 여과수단을 통과하여 집진 컨테이너에 모이게 된다.

상기 필터 카트리지는 잘 알려진 기술로 이루어진 것으로 유입/유출용 틈새 형태로 제작된 좁은 슬릿이 형성되어 있는데, 이러한 좁은 슬릿은 인젝션 몰딩 기술을 사용하여 쉽게 제조할 수 있다. 바람직하기로는, 인젝션 몰딩용 플라스틱이 이러한 여과수단에 이용되고 있다.

보다 효율적인 여과를 위하여 가능한 한 액체가 여과수단을 통과하게 하면서 이 물이 여과물질의 넓은 면적에 접촉되게 하여, 상기 액체가 가능한 강열하고 넓은 흡수과정을 통과하도록 한 것이다.

이미, 여과물질로서 사용되는 미세입자는 낱개의 필터 부품의 크기가 작으면 작을수록 활성표면은 커진다고 알려져 있다.

약 200㎛ 정도의 미립자나 이보다 작은 미립자는 여과물질로서 이미 존재하고 있다. 그래서, 액체를 통과시켜 여과하는 활성표면은 충분히 넓힐 수 있게 된다.

물론, 이러한 장점이 단점으로도 작용하게 되는데, 이러한 미세한 미립자의 일부가 리드의 유입구를 통과하게 되고, 또한 유출구를 통과하여 밑면으로부터 빠져나가게 된다.

예를 들어, 활성탄 미립자나 액체의 표면을 떠도는 미립자는 사용자로 하여금 불편함을 유발시키게 되는데, 사용자는 이러한 것을 원하지 않게 된다.

따라서, 아러한 여과 방법의 제조업자는 자연스럽게 필터 카트리지에 있는 배출구의 크기를 축소시키기 위한 노력을 하게 된다.

인젝션 몰딩 공법으로 얻을 수 있는 형태로서, 이 틈새의 슬릿 형상은 다시 그러한 형태로 제작하기가 어려워져서, 정확하게 폭이 200㎛보다 더 작은 슬릿을 만드는 방법으로 관리하게 된다.

특히, 활성탄 미립자는 250㎛나 혹은 더 작은 최소한의 치수의 평판 형상으로 이루어게 하여, 이 미립자들은 정확하게 최종 수요자가 볼 수 있게 되면서 인젝션 몰딩 기술의 최저한계로 대표되는 유입구와 배출구를 통과하게 된다.

섬유질 망의 형태의 평면 체 구조는 언제나 필터 카트리지의 밑면의 바닥면 안쪽 표면에 두어 미립자가 통과하지 못하도록 막아주게 된다. 물론, 세균이 이러한 섬유질 망에 모이게 되고, 상기 평면 체 구조는 제지용 펄프를 이용하여 제작하게 된다.

본 발명의 목적은, 이미 알려진 필터 카트리지를 형상시켜 200㎛보다 작은 미립자가 밑면의 배출구를 통과하지 못하게 하는 한편, 액체를 정화시켜주기 위한 유동성을 향상시키기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 플라스틱 프레임을 갖는 직물 필터가 갖추어진 1-64의 배출구를 제공하게 되는데, 상기 직물 필터는 기공이 50∼300㎛, 바람직하기로는 80㎛에서 200㎛의 크기를 갖는 구조로 이루어진 것이다.

상술한 기공크기로 플라스틱으로 제조된 체 구조를 이용할 경우, 필터 카트리지의 바닥면에 형성된 배출구의 형상과 크기에 대한 설비가 흐름 통과에 관계되어 문제를 야기시키게 된다.

반면, 이러한 크기의 기공보다 매우 미세한 체의 이용은 미립자가 빠져나가는 것을 저지시켜주기 위한 것이다.

밑면에 있는 배출구의 수가 1에서 64사이의 범위에서 선택하게 되면, 염려되는 흐름 통과의 문제는 예측할 수 없을 정도로 최소화로 줄어들게 된다.

많은 예에 있어서, 염려되는 통과유동 장해와 결정된 액체 통과흐름의 방해는 미립자의 사용으로 없어지게 되었으며, 또한 프레임을 갖추어져 있으며 밑면에 1-64개의 배출구를 갖는 필터로서 직물구조를 이용하게 되었다.

이에 따라, 미립자가 그 상태를 유지하면서 액체가 필터 카트리지를 통과하는 통과흐름을 유지할 수 있는 해결책이 필요하게 되었다.

도 1은 본 발명에 따른 필터 카트리지의 중심 장축 방향에서 본 밑면의 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 필터 카트리지를 나타내는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 밑면 2 : 배출구

3 : 측벽 4 : 사이드 노치

5 : 중심장축 6 : 스테킹 리브

7 : 실링 플렌지 8 : 환형 홈

9 : 이송중심 10 : 라디얼 채널

11 : 프레임 12 : 직물 필터

13 : 기공

밑면에 1- 64개의 배출구가 형성된 것을 보여주고 있는데, 이 배출구는 밑면의 전체 표면적에 대한 배출구의 표면적의 비가 0.12(=1/7.7)에서 0.44(=1/2.3)의 범위에 있도록 형성되어 있다.

상기 직물 필터의 프레임은 필터 카트리지의 밑면과 거의 같은 두께로 이루어져서, 그래서 이러한 방법으로 구체화된 직물 필터가 밑면의 표면과 동일 평면을 형성하게 된다. 액체를 여과하기 위한 통과유동 상황은 이러한 방법으로 더욱 향상되었다.

만일, 상기 밑면에 상술한 숫자대로 배출구를 형성하여 이 밑면의 표면적에 대한 배출구의 표면적의 비율이 위에서 기술한 범위내에 있게 되면, 전에 발견된 스로틀 효과의 축소가 확인된다.

그러므로, 능숙한 기술자는 배출구의 구체적인 크기와 갯수를 제공하여, 상기 배출구의 표면적이 밑면의 전체 표면적의 이용과 관련하여 구체적으로 산출되게 된다.

본 발명에서 얻은 효과는 밑면에 3에서 16개의 배출구가 형성되고, 상기 밑면 전체 표면적에 대한 배출구의 표면적의 비율이 0.16(=1/6.25)에서 0.38(= 1/2.6)사이의 범위에 있을때 더욱 커지게 된다.

본 발명에 따른 많은 구현예에 있어서, 한편으로는 밑면에 이러한 배출구 숫자의 선택과 다른 한편으로 상술한 표면의 비율과 연관하여, 액체의 유동으로 통과시켜주기 위한 다소 작은 가능성을 갖는 방해 효과가 야기되는 것을 보여주고 있다.

출원인에 의하여 이루어진 수많은 실험에서는 각 필터 카트리지의 밑면에 6개의 배출구를 형성하고,이 배출구의 표면적이 밑면 전체 표면적에 대하여 약 0.303(=1/3.3)일때 부분적으로나마 바람직한 해결책에 도달하게 되었다.

유체의 흐름통과는 간섭이나 방해없이, 그리고 여과하고자 하는 액체의 표면장력이나 압력비에 의하여 산출되는 스로틀 효과가 없어도 발생하게 된다.

또한, 미세한 미립자들을 존속시키기 위한 여과 카트리지의 능력이, 여과 카트리지와 뚜껑 사이의 체 구조는 완전하게 리드를 이루도록 배열된다는 점에서 본발명에 따른 상위 면적이 향상된다.

이같은 방법으로, 한편에서는 조그만한 기공을 갖는 체수단을 매개로 존속능력이 향상되고, 다른 한편으로는 물의 특성상 액체의 표면장력이 장애를 받게 되어 결과적으로 흐름통과능력이 향상되게 된다.

본 발명에 따라 필터 카트리지의 리드 구간과 밑면 사이에서, 기존의 필터 카트리지의 압력비는 종종 장해효과를 극복할 수 없게 되어서, 액체를 여과시키기 위해 보다 효율적인 흐름에 관한 문제가 야기된다.

본 발명에 따른 기술 고찰은 이미 알려진 기존의 필터 카트리지가 갖는 결점을 보완해주게 된다.

어떤 공기 쿠션은, 액체 기둥의 압력이 낮더라도 충분한 역압이 없게 되어 밀어 젖혀지게 된다. 여과하기 위한 액체는 여과물질을 통과하는데 아무런 문제없이 유동하게 되고, 동시에 여과물질의 입자는 지극히 원래대로 잘 유지된다.

심지어, 플라스틱 사(絲)가 짜여지지 않을 때, 직물 필터 또는 체 구조는 네트와 유사한 체 구조로 이용하게 된다. 얇은 플라스틱 사는 직각이나 비스듬하게 교차되도록 제작하고, 이러한 방법으로 인젝션 몰딩 기술로 제작되는 슬롯의 경우와 같이 제작되지 않는 크기의 기공을 형성하게 된다.

거즈를 사용할 경우, 플라스틱으로 제작된 직물 필터는 항상 소정의 형태를 깍아 다듬게 된다.

이것은 제조상 필터 카트리지의 바닥이나 리드에 결합시키는 견지에서 볼때 분리할 수 없는 방법으로 제작된 직물 필터가 유리하게 된다. 예를 들어, 인젝션 몰딩 제조업자는 여과 카트리지의 밑면이나 카트리지 전체를 제조하여, 이것들 사이에 직물 필터를 끼워서 융착하게 된다.

이렇게 활동 중인 플라스틱 구조를 둘러싸면서 받혀주는 프레임은 밑면에 같은 높이로 배치하게 된다. 그 다음에, 이 중간 산물은 충진설비로 보내지게 되는데, 이 충진설비는 보관이 용이하고, 자동으로 충진되면서 밀폐시켜주는 장치에 의하여 제어된다.

그래서, 기계나 제조 회사의 스탭들도 낱개로 이루어진 직물 필터 때문에 괴롭힘을 받게 되며, 특히 조심스럽게 조심하여 운반하여 설치하게 된다.

그럼에도 불구하고, 상기 필터 카트리지는 충진과 밀폐를 시킬 수 있도록 정위치에 있어야만 하고, 상기 밑면이 직물 필터에 비분리방법으로 결합되었을 때 특별한 조립공정을 필요로 하지 않게 된다.

여기서, 상기 필터 카트리지의 구현예는 도시되지 않은 리드에 의하여 밀폐되는 상부가 개구된 컵 형상으로 보여주고 있다. 상기 밑면(1)에는 6개의 배출구(2)와, 이 밑면(1)의 윗쪽으로 갈수록 점차 폭이 넓어져서 콘 형상으로 이루어진 3개의 연장된 측벽(3)이 형성되어 있다.

반구상의 어느 한 지점에서, 상기 측벽(3)은 사이드 노치(4)에 의해 방해를 받게 되는데, 이 사이드 노치(4)는, 텅과 홈의 맞물림의 풀림에 의해 여과 장치에 배열되었을 때 항상 필터 카트리지의 회전 배치를 제어하기 위해 이용된다.

첨부도면 2에 도시된 단면도에서, 상기 사이드 노치(4)는 그 중앙을 통과하도록 정확하게 선 Ⅱ-Ⅱ가 단숨에 그려지는 모서리에 따라 단면함에 따라 분명하게 보여지고 있다.

첨부도면 1의 단면표시선에 따르면, 상기 벤딩 포인트는 수직으로 보이는 중심 장축(5)를 통과하는 밑면(1)의 중심에 있게 되고, 그 중심은 첨부도면 2에서 일점쇄선으로 도시되어 있다.

또한, 상기 단면표시선 Ⅱ-Ⅱ는 왼쪽으로 연장되어 밑면(1)의 배출구(1)까지 단면시켜 놓았다.

첨부도면 2에는 2개의 스테킹 리브(6)를 보여주고 있는데, 이 스테킹 리브는 측벽(3)의 안쪽에 배치되면서 상기 밑면(1)으로부터 이 측벽 높이의 거의 절반에 가깝게 위쪽으로 연장돌출되어 있다.

이러한 스테킹 리브는 비스듬한 각도로 균일하게 배치되며, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 3개가 배치된 것을 보여주고 있다. 안쪽면 전체에 적층된 후에, 완성된 상기 필터 카트리지는 충진을 위하여 스테킹 리브(6)에 놓게 된다.

모든 여과수단을 조립하기 전, 특히 도시되지 않았지만 리드에 필터 카트리지에 결합함에 있어서, 모든 비어있는 필터 카트리지는 창고에 막대기와 같은 더미에 저장된다.

상기 원뿔형상의 측벽(3)의 상부 끝단에는 환형 홈(8)이 형성된 실링 플렌지가 형성되어 있다.

이러한 측벽(3)은 밑면(1)의 한 부분에서 주조되어 주입되므로, 첨부도면 2에 도시된 단면도는 바닥면의 두꺼워진 부분에 형성된 이송중심(9)을 보여주고 있다.

제조업자의 인젝션 몰딩 기술과 함께, 플라스틱은 이 이송중심(9)으로부터 라디얼 채널(10)을 통과하여 외부로 유동하게 되는데, 상기 프레임(11)의 성형으로 이루어진 배출구(2)는 직물 필터(12)에 구성되어 있다.

이러한 직물필터(12)는 밑면(1)에 있는 프레임(11)의 윗쪽으로 주입되어 하나로 완전히 결합된다.

상기 플라스틱 사 사이에 형성된 기공(13)은 첨부도면 1에서 교차되는 선영에 의해 도시되었다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 C-형상의 프레임(11)에는 6개의 배출구(2)가 형성되어 있다. 이 배출구 표면 AF6은 밑면의 전체 표면에 비례하여 만들어지게 되며, 1/3.3 = 0.303 비율로 성형되어 있다.

도시되지 않은 다른 구현예에서는 3개의 배출구와 그 이상의 것, 16개의 배출구와 비교할 수 있는 바람직한 성형비VF_3-16가 한편으로는 1/2.6=0.384와 다른 한편으로는 1/6.25=0.16 사이의 범위에 있게 된다. 다른 표면으로는 1/2.6 ≥ VF_3-16≥ 1/6.25으로 표시된다.

1에서 64개의 구를 갖는 바람직한 구현예에서, 비율에 대한 대응 관계는 1/2.3≥ VF_1-64≥ 1/7.7으로 보여주고 있다.

이때, VF6는 6개의 배출구가 형성된 경우에 전체 밑면의 표면에 대한 배출구의 표면크기의 비율로 표시된다. VF_3-16은 배출구가 3∼ 16개 사이에 있을때 모든 밑면의 표면적에 대한 배출구의 표면 비로 표시된 것이다.

또한, 상기 배출구가 1∼ 64 사이에 있을 때, VF₁은 1/2.3 이고, VF₆₄는 1/7.7 이 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 필터 카트리지에 친수성 플라스틱 직물의 용도는 유익하다. 액체가 여과되는 흐름 통과 시간을 짧게 하기 위해, 직물이 친수성을 갖는 물질을 갖는 플라스틱으로 제조된 체 구조로 처리하는 것이 유리하게 된다. 이러한 물질은 플라스틱의 표면에 영향을 미치게 된다.

유사한 방법으로, 세균 증식을 억제하도록 처리된 플라스틱 구조의 발명에 따르면, 상기에서 설명한 여과 카트리지에서 사용될 수 있다. 열 효과, 방사 효과, 그 밖에 그와 비슷한 효과 가운데 이를 위한 방법이 달리지게 된다.

Claims (7)

1. 상부가 개구되어 리드로 밀폐가능하게 이루어져 있으며, 적어도 하나의 배출구(2)를 갖는 밑면(1)과, 체 수단(12)과, 특히 물과 같은 액체를 여과시킬 수 있는 측벽(3)을 가지고 있으면서, 미세한 여과물질이 충진할 수 있도록 컵 형상으로 이루어진 필터 카트리지에 있어서,

   상기 배출구는 플라스틱 프레임을 갖는 직물 삽입재에 1∼64개 형성되어 있으며, 그 크기는 50㎛∼300㎛로 이루어지게 되는데, 바람직하기로는 80㎛∼200㎛인 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밑면(1)에 형성된 1∼64개의 배출구(2)는 밑면(1) 전체의 표면적에 대한 배출구의 표면적의 비율VF_1-64이 0.12(=1/7.7)∼0.44(=1/2.3)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밑면(1)에 형성된 3∼16개의 배출구(2)는 밑면의 전체 표면적에 대한 배출구의 전체 표면적의 비율VF_1-64이 0.16(=1/6.25)∼0.38(=1/2.6) 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밑면(1)에 형성된 6개의 배출구(2)는 밑면의 전체 표면적에 대한 배출구의 표면적의 비율VF_1-64이이 약 0.303(=1/3.3)인 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 카트리지와 리드 사이에는 이 리드에 완전하게 결합가능한 체 구조가 구비된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 친수성의 플라스틱 구조를 이용한 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 세균 증식이 억제되도록 처리된 플라스틱 구조를 이용한 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.