濾過モジュール
【課題】マニフォルドから複数のカートリッジの取り外しが容易な濾過カートリッジをもつ濾過モジュールを提供する。
【解決手段】浄化モジュール400は複数の浄化カートリッジ406、カートリッジ用のサポート402、マニフォルド422とボウル424から構成され、カートリッジ用のサポートは部分ねじ山416がねじ部片にねじ込まれるとき、マニフォルド上の勾配をもつねじ部片と噛み合い、サポートは濾過カートリッジからサポートを通ってマニフォルドへと濾過された流体を導くための流体通路を構成し、マニフォルドでサポート出口をシールする。
【解決手段】浄化モジュール400は複数の浄化カートリッジ406、カートリッジ用のサポート402、マニフォルド422とボウル424から構成され、カートリッジ用のサポートは部分ねじ山416がねじ部片にねじ込まれるとき、マニフォルド上の勾配をもつねじ部片と噛み合い、サポートは濾過カートリッジからサポートを通ってマニフォルドへと濾過された流体を導くための流体通路を構成し、マニフォルドでサポート出口をシールする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2005年7月11日に出願された日本国特許出願第2005−201780号および2005年7月11日に出願された米国特許仮出願第60/698267号の優先権を主張し、これらの出願のそれぞれの内容が、それらの全体が参照として本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【0002】
半導体工業などの濾過プロセスにおける粒子状汚染物質の制御には、サブミクロン粒子を除去する膜を有する超清浄なフィルタの使用が必要となる。半導体ウエーハ上に付着させられた任意の粒子は、粒子が十分に大きいときに欠陥を生じさせることがよく知られている。一般に、半導体工業では、半導体チップの最小線幅の約10分の1程度に小さい粒子により欠陥が発生し得る。したがって、膜濾過器フィルタは、多くの半導体チップ製造工程で作動液体と気体の両方の清浄化のために使用される。
【0003】
超純粋な液体濾過において使用される濾過モジュールのために多くの異なった設計が開発されているが、そのうち2つの設計が支配的である。1つのモジュール設計では、濾過すべき液体は濾過モジュールの一端から他端に流れる。この場合の濾過モジュールでは、供給および透過の連結部はフィルタの両端に設けてあり、それにより、液体を一端から他端に押し流す。この流れ構成はインライン流れ構成と呼ばれている。これらの濾過モジュールには2つの欠点がある。第1に、モジュールが2組の連結部に挟まれるために、外部のプロセス装置へ連結することがより困難である。第2に、少なくとも1つの連結部がモジュールの下方に位置しているので、モジュールを切り離したとき、モジュール内部に残留する任意の自由な液体は迅速に排出する。
【0004】
濾過モジュールの第2の設計は、すべての連結部をモジュールの同じ端部に配置する。このタイプのモジュールでは、一般に、その両側で、供給および透過のポートは、「ヘッド」のトップでまたはモジュールのマニフォルド端部で水平な向きに配置される。それらの形状のために、これらのモジュールはT、L、またはU型構成をもつと言われる。この構成は、ボウルと、ボウル内部に配置された濾過カートリッジとを含む濾過モジュールの残りの部分へのヘッドまたはマニフォルドの連結を容易にする。この設計では、ボウルおよび濾過カートリッジは、別の要素を含む。したがって、濾過モジュールを構成するとき、濾過カートリッジおよびボウルは、マニフォルドヘッドに別々に固定され、かつそれにシールされる。さらに、濾過が完了すると、ボウルおよびカートリッジはヘッドから別々に取り外される。
【0005】
米国特許第5114572号には、ボウルと協働して1つのフィルタカートリッジボウル構造を形成し、マニフォルドから単一ユニットとして取り外せるフィルタアセンブリを提供することが提案されている。このフィルタカートリッジはカートリッジ側にある差し込み継ぎ手を、ボウルの内側表面にある溝に嵌め込むことによりボウルに連結される。この差し込み継ぎ手は、フィルタカートリッジの外面から延びる部分ねじ山が、ボウル内を垂直に延びる溝に、次いでボウル内を水平に延びる溝に嵌合するという2ステップのプロセスにより溝内に配置されるを必要とする。この連結構成ではカートリッジをボウルに取り付けるために、カートリッジを先ず垂直に動かして垂直溝に入れ、次いで回転させて水平溝に入れる2ステップのプロセスを必要とする。逆に、濾過処理の完了に伴い、カートリッジをボウルから取り外すには、単一動作でカートリッジを回転しかつボウルから持ち上げなければならない。カートリッジをボウルから外すにはカートリッジの上部に位置した流体導管に力を加える必要があり、この導管の直径はカートリッジの直径よりも小さいのでカートリッジへ力を加えることには、てこの作用がない。つまり、カートリッジをボウルから取り外すときに、カートリッジに手動工具を使用するなどして相当に大きな力を加える必要がある。フィルタカートリッジをボウルから分離するために回転力と持ち上げ力とを単一の運動で加えることは困難である。有害なまたは腐食性の流体がこの濾過装置で濾過される場合には、カートリッジをボウルから外すことは特に困難である。
【0006】
米国特許第6635175号は、マニフォルドと、濾過カートリッジと、ボウルとからなり、濾過カートリッジとボウルが濾過カートリッジの出張りをボウルのスロットに嵌合させることにより結合された、濾過モジュールを開示する。出張りはカートリッジを垂直に移動させ次いで回転させる2ステップによりスロットに固定される。
【0007】
さらに、現在の設計には、カートリッジをマニフォルドに対してシールしかつ(摩擦嵌合により)軽く保持するものもある。カートリッジに背圧が加わると、カートリッジはマニフォルドから持ち上げられて濾過ができなくする。
【0008】
現在市販されている濾過モジュールは、濾過カートリッジを1つだけ収納できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第5114572号明細書
【特許文献2】米国特許第6635175号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
したがって、マニフォルドから複数のカートリッジの取り外しを実行するために、複数の運動方向に力を加えるための必要を回避する複数の濾過カートリッジをもつ濾過モジュール構造を提供することが望ましいであろう。そのような濾過モジュールは、単一のカートリッジをもつ濾過モジュールと比べて、濾過モジュールの単位体積当たりの増大された濾過表面積を提供するであろう。そのような構造は、マニフォルドから濾過カートリッジの分離も容易にし、濾過に続く、濾過カートリッジの取り外しにおける作業者への危険も排除するであろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の実施形態は、流体的に密に一緒に結合された、マニフォルドと、ボウルまたはキャップとを含むことができる装置を含む。キャップおよびマニフォルドは、サポートに取り付けられ、結合されそうでない場合はそれに連結される多孔浄化膜を収納する。多孔浄化膜を、液体から、粒子、分子、イオンまたはこれらの汚染物質の組み合わせを除去するために使用することができる。サポートは膜サポート部分およびサポート出口をもつ。サポート出口はマニフォルドの出口導管の内部に嵌合し、サポート出口は、完全な回転より少ない回転で、マニフォルドの出口導管の斜めの噛み合う構造と係合する2つまたはそれより多い斜め構造をもつことができる。いくつかの実施形態では、サポート出口とマニフォルドは約90度またはそれより小さい回転で係合する。サポート出口とマニフォルドは係合して、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間に流体的に密なシールを形成する。多孔浄化膜およびボウルは、装置への流体または液体の供給物の、濾過された透過水およびまたは装置から取り出された浄化された液体との混合を防止するように、マニフォルドと流体連通している。
【0012】
本発明のいくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化モジュールは、マニフォルドと、複数の濾過およびまたは浄化カートリッジと、濾過およびまたは浄化カートリッジのサポートと、ボウルとを含んで提供される。濾過およびまたは浄化カートリッジおよびマニフォルドは、サポートを介して一緒に結合される。サポートは、マニフォルドのねじ部片(flight)などの噛み合う斜め構造に嵌合する勾配をもつ部分ねじ山などの斜め構造をもつ。噛み合うねじ部片の入口に、勾配をもつ部分ねじ山を配置し、かつサポートを回転させて、単一ステップのプロセスで、部分ねじ山を部分的にまたは完全に、噛み合うねじ部片の内部に移動させることによって、サポートおよびマニフォルドは、流体的に密または液密で一緒に結合される。濾過およびまたは浄化カートリッジは、濾過されたおよびまたは浄化された流体がカートリッジの内面からマニフォルドに流れ込むことを可能にしながら、濾過およびまたは浄化カートリッジの内面から、濾過およびまたは浄化カートリッジの外面をシールするように、サポート内の穴または開口内にシールして配置される。ボウルは、濾過およびまたは浄化モジュールの使用の間、カートリッジを完全に囲むように、噛み合う部分またはマニフォルドのセクションに結合される。あるいは、部分ねじ山をマニフォルド上に設けることができる。これらの部分ねじ山は、サポート上のねじ部片と噛み合う。
【0013】
本発明のいくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化モジュールは、マニフォルドと、濾過または浄化カートリッジと、ボウルとを含んで提供され、濾過およびまたは浄化カートリッジおよびマニフォルドは、マニフォルド内のねじ部片などの斜めの噛み合う構造に嵌合するカートリッジ出口上に勾配をもつ部分ねじ山などの斜め構造によって一緒に結合される。濾過カートリッジおよび浄化マニフォルドは、噛み合うねじ部片の入口に、部分ねじ山を配置し、かつカートリッジを回転させて、単一ステップのプロセスで、部分ねじ山を部分的にまたは完全に、噛み合うねじ部片の内部に移動させることによって、一緒に結合される。カートリッジの部分に取り付けられまたは形成されたハンドルまたは他の把持する形体を、カートリッジの部分上に、好ましくは、マニフォルドに結合されたカートリッジの端部の反対側の端部に任意選択で提供することができる。ハンドルまたは他の形体を、マニフォルド内へのまたはそれからの濾過カートリッジの回転を容易にするために、使用者はつかむことができる。モジュールを使用中にカートリッジを完全に囲むために、ボウルを、噛み合う部分またはマニフォルドのセクションに結合することができる。あるいは、いくつかの実施形態では、部分ねじ山をマニフォルド上に備えることができる。これらの部分ねじ山は、濾過およびまたは浄化カートリッジ上の噛み合うねじ部片と噛み合う。本発明は、濾過およびまたは浄化カートリッジが部分ねじ山または噛み合うねじ部片をもつ実施形態も提供する。
【0014】
いくつかの実施形態では、サポート出口およびマニフォルドの出口導管上の部分ねじ山または他の斜め構造は、サポートおよびマニフォルドが係合し、液密のシールまたはカートリッジから受ける処理された液体と処理されるべき液体の混合を防止するシールを形成できるように、約2と約25度の間の角度をもつことができる。いくつかの実施形態では、サポート出口およびマニフォルドの出口導管上の斜め構造は約6と約8度の間の角度をもつことができる。いくつかの実施形態では、サポート出口の斜め構造は部分ねじ山である。
【0015】
本発明のいくつかの実施形態では、サポート出口およびマニフォルドは液密のシールを形成する。濾過およびまたは浄化カートリッジおよびサポートおよび別にボウルは、モジュールへの流体または液体供給物と、モジュールからマニフォルドを通して取り出された、処理され濾過されたおよびまたは浄化された液体との混合を防止するように、マニフォルドと流体連通している。いくつかの実施形態では、サポート出口とマニフォルドシールの間のシールは1つまたは複数のOリング、ガスケットまたはこれらの組み合わせによって提供される。
【0016】
いくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化膜は、サポートに取り付けられた1つまたは複数のカートリッジであり得る。他の実施形態では、濾過およびまたは浄化膜を、サポートに結合することができる。
【0017】
いくつかの実施形態では、マニフォルドは1つまたは複数の止めまたはサポートと接触することができる他の内部リブ構造をもつ。止めまたは他のリブを、サポートを保持するために、またはそれを回転させてシールを形成する一方で、マニフォルド内のサポート用の停止装置の役割をするために使用することができる。
【0018】
いくつかの実施形態では、浄化サポート媒体ケージは柔軟であり、またはカートリッジの熱膨張を考慮しながら、浄化媒体に支持を提供する2つまたはそれより多いセクションを含むことができる。いくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化カートリッジの外側ケージは2部品構造である。いくつかの実施形態では、ケージの構成または柔軟性は、約200℃より低い、ある場合には約160℃より低い流体での使用を可能にする。
【0019】
本発明のいくつかの実施形態では、サポートの円周は、マニフォルドでサポート出口をシールするために、てこの作用を提供するサポート出口の対応する円周より大きい。いくつかの実施形態では、サポートを約90度またはそれより小さく回転することによってシールが形成される。
【0020】
高速流浄化およびまたは濾過装置を、化学的に耐性のある材料によって作ることができる。いくつかの実施形態では、それを、高分子材料または高分子の複合体およびセラミック、繊維または他の充填剤など他の材料から作ることができる。いくつかの実施形態では、装置は金属なしである。サポート出口上の部分斜め構造とマニフォルド出口の係合は、タイロッドまたはパイプ、濾過器内に挿入される位置決めガイドまたは処理された液体の汚染をもたらす浄化器コアの必要をなくす。サポート出口上の部分斜め構造とマニフォルド出口の係合は、濾過モジュールの組立および分解を困難にし時間がかかるものにし、流量を低減させることができ、またはハウジング内の流れにデッドスポットを生み出すベースまたはヘッダプレート、ばねおよび他の構造の必要をなくす。本発明の実施形態は、入口と出口にではなく、出口に、浄化カートリッジ用に単一のシールをもつことができる。本発明は、より衛生的で、現在市販の濾過およびまたは浄化モジュールよりも交換および設置がより簡単な膜浄化モジュールに関する。本発明のいくつかの実施形態では、浄化媒体は、一緒に結合された、濾過カートリッジ、保持ボウルおよびマニフォルドから形成された膜濾過モジュールである。他の実施形態では、浄化媒体は、複数の濾過カートリッジ用のサポートをもつ膜濾過モジュールである。膜濾過モジュールは、一緒に結合された、複数の濾過カートリッジ、濾過カートリッジ用のサポート、保持ボウルおよびマニフォルドから形成される。
【0021】
本発明のバージョンにおける浄化モジュールを、浄化、濾過または液体または、これだけには限らないが、製薬、半導体および平面型表示装置の製造プロセスで使用される他の流体のこれらの組み合わせにおいて使用することができる。浄化モジュールは再循環システムまたは、プロセシング用タンクと浄化モジュールの間で、洗浄液体、エッチングバス、スラリ、試薬、または他の液体プロセス化学物質がポンプ輸送される他の装置の一部でよい。システムまたは装置は導管、弁、流量制御装置、ポンプ、圧力ゲージ、温度、液体純度センサ、または他のセンサなどの他の構成要素を含むことができる。使用において、モジュールの浄化能力に到達した指示がでたとき、システム内の液体の流れを停止し、液体がハウジングからマニフォルドを通って排出され、浄化カートリッジが取り外され、あるいは、サポートに結合された1つまたは複数の個別のカートリッジを取り外すことができ、あるいはサポートを取り外すことができる。新しい浄化カートリッジまたは浄化媒体を、マニフォルドまたはサポート内に設置することができ、サポート液体出口の斜め構造と、マニフォルドの噛み合う斜め構造を係合させることによって、2つはシールされる。それから、マニフォルドとキャップがシールされ、流体の流れが浄化媒体を通って再開される。
【0022】
本発明の実施形態は、膜浄化媒体からの出口ならびにマニフォルドに連結されたボウルまたはキャップと流体連通したマニフォルドを備えることができる装置を含む。ボウルおよびマニフォルドは膜浄化媒体を囲む。本発明のバージョンでは、マニフォルドとボウルの両方は、高分子材料であり、または高分子を含む複合材料であり得る。ボウルまたはキャップならびにマニフォルドのセクションは、流体的に密に結合され、シールは、圧入または1つまたは複数のガスケット、Oリング、結合テープまたは他の材料などの高分子シーリング材料の圧縮によって可逆的に作成し、破壊される。ボウルまたはキャップならびにマニフォルドセクションの間のシールは、ナットおよびボルト、クランプ、保持リングまたは他のシール維持構造であり、それらによって保持することができる。いくつかの実施形態では、ボウルはマニフォルドの円筒セクションに結合される。マニフォルドセクションならびにボウルおよびキャップの高さは、浄化膜を収納するように変化することができる。
【0023】
キャップおよびマニフォルドは、部分ねじ山、ねじ部片または他の同様な構造などの1つまたは複数の斜め構造を備える流体出口をもつサポートに結合された膜浄化媒体を収納する。いくつかの実施形態では、浄化媒体は1つまたは複数の多孔コアサポート、1つまたは複数の外側サポートケージおよびエンドキャップをさらに使用することができる。浄化媒体、コアサポートおよびケージサポートを、サポートとエンドキャップとの間に結合することができる。他の実施形態では、浄化膜をサポート内の穴または開口に結合することができ、またはそれらをOリングまたは同様なものによって流体的にシールすることができる1つまたは複数のカートリッジ内に含むことができる。浄化媒体およびキャップは、マニフォルドと流体連通しており、濾過された透過水およびまたはモジュールから取り出された浄化された液体との、モジュールへの流体または液体供給物の混合を防止するように、マニフォルドでシールされる。
【0024】
浄化膜は、平らなシート、プリーツ折をしたシート、深さをもつ媒体、傾斜した(graded)深さをもつ媒体、中空の繊維または他の多孔、微孔であり得る。多孔媒体は、いくつかの実施形態では約10ミクロンより小さい細孔をもつことができ、他の実施形態では約1ミクロンより小さい、さらに別の実施形態では約0.01ミクロンより小さい大きさをもった細孔をもつことができる。さらに別の実施形態では、浄化媒体は、約100ナノメートルから約1ナノメートルまたはそれより小さいナノの多孔材料であり得る。
【0025】
本発明の実施形態では、サポートは膜支持部分とサポート出口とをもつ。サポート出口はマニフォルドの出口導管の部分の内部に嵌合し、いくつかの実施形態では、実質的に同軸であり、またはマニフォルドの出口導管の内部面によって囲まれる。流体出口の長さは、マニフォルドの出口導管の大きさに、ならびにサポートの安定性の要求によって変化し得る。サポート出口は、これだけには限らないが部片、溝、フィンまたは、サポートの約90度またはそれより小さい角度の回転で、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間に、流体的に密なシールを形成する、マニフォルドの出口導管の斜めの噛み合う構造と係合する部分ねじ山構造などの2つまたはそれより多い斜め構造をもつ。流体的に密なシールは、可逆的なシールでよく、それを、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間の圧入、またはガスケット、Oリング、または1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料の圧縮によってサポートとマニフォルドの間に形成することができ、いくつかの実施形態では、シールは、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間にある。いくつかの実施形態では、ガスケット、Oリング、または1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料の圧縮によってサポート出口とマニフォルドの出口導管の間にシールを形成することができる。
【0026】
本発明の実施形態では、サポート出口からの斜め構造は、マニフォルドからの斜めの噛み合う構造と係合され、サポートの面とマニフォルドの間に、液密のシールを形成する。出口上のまたはマニフォルド上の斜め構造はサポート出口の円周に沿って不連続であり、マニフォルドの出口導管の部分に沿って不連続である。シールは、マニフォルドへ入る未処理の液体入口と、濾過されたおよびまたは浄化媒体によって浄化された液体の混合を防止する。斜め構造を係合させることにより、互いに接触する任意のサポートおよびマニフォルド面によって、シールを形成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、802bのようなサポートの底部は、817のようなマニフォルド面に接触でき、1つまたは複数のOリングまたはガスケット(図示せず)によってシールすることができる。図8bに示されるように、他の実施形態では、例えば、シールをサポート出口814とマニフォルド出口導管833面の間に形成することができる。サポートとマニフォルドを係合する1つまたは複数の斜め構造は、マニフォルド出口内の流体の背圧に抵抗できるシールを提供する。いくつかの実施形態では、約2psiより大きい液体の背圧で、シールは維持され、別の実施形態では、約5psiより大きい液体の背圧で、シールは維持され、さらに別の実施形態では、約10psiより大きい液体の背圧で、シールは維持される。係合または噛み合わされた斜め構造は、ハウジング内で膜の上流側の処理されるべき流体から、マニフォルド出口の浄化されたおよびまたは濾過された液体の分離を維持する。
【0027】
本発明の実施形態では、浄化は、粒子の除去、分子汚染物質の除去、イオン汚染物質または流体または液体からのこれらの任意の組み合わせの除去のことを言う。スラリ濾過の応用例では、浄化媒体をスラリ内にスラリ粒子の大きさの望ましい分布を維持するために使用することができる。本発明の実施形態の浄化媒体、浄化膜、または浄化カートリッジを、粒子の除去、分子汚染物質およびまたはイオン汚染物質の除去、または処理されるべき流体または液体からのこれらの任意の組み合わせの除去のために使用することができる。
【0028】
本発明の実施形態では、ボウルまたはキャップならびにマニフォルドセクションを一緒に結合することができて、可逆的に作成し壊すことができる液密または流体的に密なシールを形成することができる。シールは、これに限定されないが、エラストマのガスケット、Oリング、シーリングテープなどの1つまたは複数のシーリング材料を含むことができ、またはそれがキャップとマニフォルドセクションの適切なシーリング面間への圧入からなることもできる。シールならびにキャップおよびマニフォルドセクションの位置を、これに限定されないが、保持リング、ナットおよびボルト、クランプまたは他の適切な固定具を含むリテーナ構造によって固定することができる。いくつかの実施形態では、ボウルおよびマニフォルドはフランジを備える保持リングによって結合される。
【0029】
本発明のいくつかの実施形態では、浄化カートリッジおよびマニフォルドのサポートは、単一ステップのプロセスで、噛み合うねじ部片内に嵌合する勾配をもつ部分ねじ山である斜め構造と一緒に結合される。サポート上の部分ねじ山は勾配をもち、マニフォルド内のねじ部片と噛み合い、したがって、1つまたは複数の浄化カートリッジまたは媒体を、サポートをマニフォルド内で回転することによって、単一ステップで、マニフォルドとシールした関係で、結合することができる。いくつかの実施形態では、サポートは、噛み合うねじ部片との位置合わせを容易にするために、2つのねじ山をもつことができる。部分ねじ山を、互いに約180度に配置することができる。望むならば、3および4など2つより多い部分ねじ山を使用することもできる。3つの部分ねじ山を使用するとき、それらを互いに約120度に配置することができる。4つの部分ねじ山を使用するとき、2対のそれぞれ2つを互いに約180度に配置することができる。本発明の別な実施形態では、勾配をもつ噛み合う部分ねじ山をマニフォルドに配置する一方で、ねじ部片を浄化カートリッジ用のサポートに配置することができる。この実施形態でも、マニフォルドおよび浄化カートリッジは、サポートを介して、単一ステップの回転プロセスで、シールして結合される。いくつかの実施形態では、勾配をもつ部分ねじ山を浄化カートリッジ用のサポート上に配置することができる。浄化カートリッジ用のサポートとマニフォルドを結合しまたは分離する単一ステップのプロセスは、従来技術の2ステップのプロセスに勝る、相当な利点を提供する。いくつかの実施形態では、浄化カートリッジは粒子濾過器である。他の実施形態では、浄化カートリッジは1つまたは複数の分子汚染物質およびまたはイオン汚染物質を液体から除去する。いくつかの実施形態では、浄化カートリッジは、粒子と1つまたは複数の分子汚染物質およびまたはイオン汚染物質の組み合わせを液体から除去する。
【0030】
濾過モジュールの使用に続いて、ボウルをマニフォルドから取り外して、ハンドルまたは他の把持機構をもちまたは備える濾過カートリッジの端部を露出させることができる。それから、ハンドルに力を加えて濾過カートリッジを回転して、サポートの勾配をもつ部分ねじ山をスロットから取り外すことができる。それから、新しい濾過カートリッジが、マニフォルド内に配置される。これだけには限らないが、例えば709のようなハンドル、タブ、隆起した構造または窪んだ構造を、浄化または濾過カートリッジ706の731のようなエンドキャップに取り付け、形成しまたは組み込むことができ、マニフォルドとの浄化カートリッジの単一ステップの係合を容易にし、マニフォルドとサポートまたは浄化カートリッジとの間のシールを形成しまたは壊すために機械的なてこの作用を提供する。本発明の実施形態のカートリッジとマニフォルドを結合しまたは分離する単一ステップのプロセスは、カートリッジをボウルに固定するために出張りを使用し、2ステップのプロセスでカートリッジを回転することに勝る相当な利点を提供する。
【0031】
いくつかの実施形態では、浄化モジュールは、プラグで開閉することができるベントまたはドレインを備えることができる。ベントおよびドレインは、使用中の垂直位置または水平位置での浄化モジュールの位置決めを可能にし、それによって浄化プロセスでの使用の完了に続いて、浄化モジュールを排出することができる。浄化モジュールの使用に続いて、ボウルまたはキャップをマニフォルドから取り外すことができ、サポートに結合された1つまたは複数の多孔浄化媒体またはカートリッジを露出させる。浄化モジュールの構成に応じて、サポートおよびマニフォルドが異なった方法で係合され係合解除されることができる。例えば、サポートに結合された多孔浄化媒体は、マニフォルドから単一ユニットとして係合または取り外すことができる。1つまたは複数の浄化カートリッジを備えるサポートはマニフォルドから単一ユニットとして係合または取り外すことができる。または、1つまたは複数の浄化カートリッジを備えるサポートに対して、サポートは所定位置のままで、カートリッジをサポートに結合することによって新しいものと交換して、カートリッジをマニフォルドから個別に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1a】本発明の複数の濾過または浄化カートリッジ用のサポートの等角分解図である。
【図1b】図1aの結合されたサポートの等角図である。
【図1c】プレナム、サポート出口上の部分斜め構造および浄化カートリッジ用の開口を示す図1aのサポートの側面図である。
【図2a】サポートに結合された1つまたは複数の浄化カートリッジを備える浄化モジュールの実施形態の上面図である。
【図2b】線A−Aに沿って取られた図2aの浄化モジュールの断面図である。
【図3a】図2bの浄化モジュールの等角図である。
【図3b】図2bの浄化モジュールの底面図である。
【図4a】本発明の浄化モジュールの別の実施形態の上面図である。
【図4b】マニフォルド内の止めおよびキャップとマニフォルドとを結合するために使用される保持器上のタブを示す図4aのモジュールの側面図である。
【図5a】マニフォルドがサポート液体出口上の勾配をもつ部分ねじ山を受ける本発明の実施形態のマニフォルド内に使用することができるねじ部片の上面図である。
【図5b】本発明の浄化モジュールの実施形態のマニフォルドおよびボウルの断面図である。
【図6】本発明の実施形態の使用される浄化媒体の部分の等角図である。
【図7】本発明の実施形態の浄化カートリッジの側面図である。
【図8a】本発明の実施形態の浄化モジュールの断面図である。
【図8b】本発明の実施形態の止めおよびマニフォルドとサポートとの間のシーリングの断面図である。
【図9】本発明の浄化モジュールの実施形態のキャップと保持器を使用するマニフォルドのセクションとの間の液シールを示す等角断面図である。
【図10a】本発明の実施形態の浄化モジュールの上面図である。
【図10b】線A−Aに沿って取られ、本発明の実施形態の浄化カートリッジを示す図10aの浄化モジュールの断面図である。
【図10c】図10aの浄化モジュールの等角図である。
【図10d】図10aの浄化モジュールの等角断面図である。
【図10e】サポート出口およびマニフォルドの出口導管がシールを形成する本発明の実施形態の態様をさらに示す図10aの浄化モジュールの等角断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図1a、1bおよび1cを参照して、サポート102を、濾過およびまたは浄化カートリッジ(例えば図2aおよび2bのカートリッジ206参照)を受けるように寸法決めされた1つまたは複数の穴または開口118をもつ上部サポートプレート102aと、下部サポートプレート102bとから形成することができる。上部プレート102aおよび下部プレート102bは、間隔をおいて図1aに示されるが、図1cに示されるように、それらは一緒に結合されて、サポート102を形成してもよい。サポート102は、開口118内に嵌合して、それにシールして結合される濾過または浄化カートリッジから流体が流れることを可能にするプレナム103をもつことができる。液体はプレナム103およびサポート流体出口114を通って流れる。いくつかの実施形態では、サポート102は、開口118内に嵌合して、それにシールして結合される濾過または浄化カートリッジから流体が流れることを可能にするプレナム103をもつ。浄化媒体によって処理された液体は、プレナム103を通ってサポート流体出口114を通ってマニフォルド内に流れる。いくつかの実施形態では、例えば図7に示される単一の大きい浄化カートリッジ706では、102aのような上部プレートはなく、(702bに似た)下部プレート102bが浄化媒体およびカートリッジ用の液体出口114のサポートを提供する。浄化カートリッジ下部サポートプレートは、膜およびサポートを一列に並べるために使用でき、かつまたは、浄化およびまたは濾過カートリッジの構成の間に、接着用に使用することができる1つまたは複数の任意選択のリッジ120および121をもつことができる。例えば、断面で示された図8の組み立てられた濾過器は、マニフォルド入口826および出口828と共に示されており、すべてが、サポートプレート802bの任意選択のリッジ820と821との間に示される、多孔内側コア812と、多孔浄化膜808と、外側サポート810bとを備える浄化カートリッジ806をさらに示す。
【0034】
1つまたは複数の部分ねじ山をサポートの流体出口上に配置することができる。例えば、図1cに示されるように、サポート102は、勾配をもつ部分ねじ山116(1つだけを図示)を備える流体出口114をもつ。いくつかの実施形態では、勾配をもつ部分ねじ山は、流体出口114の両面に配置される。勾配をもつ部分ねじ山116は、約2度と約25度との間の勾配または角度(α)をもつことができ、いくつかの実施形態では、角度は約6度と約8度との間であり得る。102aまたは102のようなサポート内の穴または開口118は、サポート102とカートリッジを結合させるためのOリング、溝、またはこれら115の組み合わせを備え、サポート102と、開口118の内部に配置された306のような濾過または浄化カートリッジを備えるサポートの間に、流体シールを提供することができる。部分ねじ山116はマニフォルド上の噛み合うねじ部片内に嵌合する。Oリング以外の任意のシーリング手段、例えば、高分子またはエラストマのテープ、ガスケットまたはOリングを使用することができる。いくつかの実施形態では、斜め構造は、係合したとき、マニフォルド出口導管の中に約30ミリメートルのサポート出口の移動をもたらす。
【0035】
図2aおよび2bを参照して、本発明の濾過または浄化モジュール200の実施形態は、外側多孔ケージ210および内側多孔ケージ212を備えることができる濾過または浄化カートリッジ206と、流体から汚染物質を除去できる浄化媒体208とを含む。例えば、媒体は、高分子多孔または微孔膜、イオン交換基または他の分子汚染物質除去基を備える多孔媒体であり得る。モジュールは、濾過カートリッジサポート202と、マニフォルド222と、任意選択のベントポート204を備えるボウルまたはキャップ224とを含む。本発明の実施形態では、ボウルおよびキャップという用語は、互換性をもって使うことができる。マニフォルド222は、モジュールを液体の流路に連結するガスケット、Oリングなどのためのシーリング面を任意選択で含むことができる、流体入口226と流体出口228とを備える。マニフォルド222は、リテーナまたは回転可能なロックリング232を使用して、ボウル224とシールした関係で噛み合う、円筒でよいマニフォルドセクション230と一体で都合よく形成される。ロックリング232は、ロックリング232の回転を容易にし、モジュールの動作圧力および温度の下で、リークのないシール用の指定された公差内でハウジングと円筒セクション230の形状を維持することを助ける、任意選択の開口238をもつフランジ236を備えることができる。ボウルまたはキャップ224は、カートリッジ206またはサポート202に結合された他の膜の上方に、ハウジング内部の体積223からのベント204を持つことができる。ロックリング232はボウル224上に配置され、円筒セクション230の外面上のねじ山245と噛み合うねじ山240を備える。ロックリング232を回転するとき、Oリング247を使用してボウル224を円筒セクション230にシールすることができる。図1bに示されるように、濾過カートリッジ206をサポート202にOリング115によってシールすることができる。マニフォルド222は、サポート出口214を受け入れまたは対応し、出口228によって装置200から除去することができた濾過された液体およびまたは浄化された液体を受ける、マニフォルド出口導管217の面に開口をもつように構成される。部分ねじ山およびサポート出口214のねじ部片などの斜め構造をマニフォルド出口導管233と係合させることによって、サポート出口214をマニフォルド出口導管233の内壁にシールすることができる。シールは、濾過されるべきまたは浄化されるべき液体と、濾過されたまたは浄化された液体との間に、流体的に密な、または液密なシールをもたらす。サポートとマニフォルドの間のシールを、エラストマ材料、圧入またはこれらの1つまたは複数の組み合わせを使用して、形成することができる。214と217の間のシールの一例が、Oリング260の非限定的な例によって、示される。
【0036】
図2aおよび2bは、マニフォルド222と、流体的に密に、マニフォルド222のセクション230に結合されたボウルまたはキャップ224を含む装置を示す。ボウル224およびマニフォルド222は、サポート202に取り付けられ、または結合された浄化膜208を収納する。サポートは部分(例えば図1aの102aおよび開口118参照)と、サポート出口214がマニフォルド面217内に開口を備えるマニフォルド出口導管233内部に、いくつかのバージョンでは実質的に同軸で、嵌合するサポート出口214とを支持する膜をもつ。サポート出口214は、約90度またはそれより小さい角度のサポート202の回転でマニフォルドの出口導管233の斜めの噛み合う構造と係合する、これだけには限らないが、部片、溝、フィンまたは部分ねじ山構造などの2つまたはそれより多いの斜め構造216をもつ。サポート214とマニフォルド出口導管233の係合は、サポート出口214とマニフォルド222の出口導管233との間に、例えば、これだけには限らないが、圧入、ガスケット、Oリングまたは1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料による可逆的シールなどの流体的に密なシール260を形成する。いくつかの実施形態では、斜め構造216は、流体的に密なシールをサポート202とマニフォルド222との間に形成するために、サポート202の完全な回転より少ない回転で係合し停止する。いくつかの実施形態では、サポート202およびマニフォルド222は、約90度またはそれより小さい角度のサポート202の回転で係合し停止する。浄化膜は、浄化膜208を備える1つまたは複数のカートリッジ206の部分でよく、カートリッジはサポート202に結合される。
【0037】
いくつかの実施形態では、内側および外側膜サポートは、単一部品構成でよい。他の実施形態では、膜用の内側およびまたは外側ケージサポートを、より高い温度での熱膨張を考慮して、2つまたはそれより多い部品から作ることができる。例えば、ケージ部分710aおよび710bが、濾過または浄化装置706用の外側ケージを形成する2部品の外側ケージの非限定的な例が図7に示される。
【0038】
キャップまたはボウルを、マニフォルドのセクションで、シールするために、リテーナを使用することができる。リテーナは、使用の状況下で、ボウルおよびマニフォルドのセクションに支持を提供し、シールを維持する。リテーナは、流体の圧力下で、ボウルまたはキャップとマニフォルドのセクションとの間のシールを維持する。いくつかの実施形態では、圧力は半導体製造動作の間に予測される圧力であり、他の実施形態では、圧力は平面型表示装置を加工するときに予測される圧力であり、また別な実施形態では、圧力は約60psiより小さい。図2または図10bに示される本発明のバージョンでは、リテーナは、フランジ236または1036を備えるロッキングリング232または1032でよい。フランジ236または1036は、使用者がリテーナを掴むことを可能にし、ロッキングリングの回転を容易にすることができる1つまたは複数の任意選択のボイド238または1038をもつことができる。フランジ236または1036は、特に室温より高い温度で、およびボウルまたはキャップ224または1024ならびにマニフォルドセクション230または1030の膨張が起こり得る動作圧力で、追加の寸法の安定性をロッキングリングに提供することができる。保持リング232または1032は、流体的に密にまたは液密で、それらの間でシールを維持する。
【0039】
本発明の実施形態では、ボウルまたはキャップならびにマニフォルドのセクションは、それらを、液密または流体的な密なシールを形成するために一緒に結合できるように形作られる。ボウルおよびマニフォルドの形状に制限はないが、いくつかの実施形態では、ボウルおよびマニフォルドのセクションは円形状をもつことができ、リテーナによって、液密なシールに結合できる。
【0040】
図5bまたは図8aおよび図8bに示されるように、1つまたは複数の止め、例えば562または862を、それぞれ、マニフォルド522または822の内面に沿って配置することができ、あるいは、それぞれ、マニフォルド530または830のセクションからの壁に配置することができ、ハウジングに対して実質的に固定した関係で、202または802bなどのサポートの位置決めをし、保持するための面を提供するために使用することができる。止め、例えば862は、サポート802bの底と同様に、マニフォルド822に構造的な筋かいを提供することもできる。止め862およびマニフォルド出口833内の開口の上面817は、それぞれ、外側部分と内側部分でサポート802bの下面に接触することができ、接触点およびサポート802bに安定を提供し、ハウジング内で傾くことを防止することを助けることができる。内部プレナムももつ多数のカートリッジを備える202のようなサポートに同様の安定性が期待される。止め862をマニフォルド822の底部に形成することができ、それはマニフォルドセクション830の一部分に延びる。示されるように、止め862はマニフォルド822の底部から隆起され、マニフォルドその部分の排水を可能にするように構成することができる。マニフォルドの上面、例えば、817は、802bのようなサポートをマニフォルドに流体的にシールするために、Oリング、ガスケットまたは他の材料などのシーリング材料を任意選択で含むことができる。止め862は、ボウルが、それを安定させるためにカーリッジに接触する必要をなくし、浄化カートリッジまたは浄化媒体を所定の位置に保持するための上部位置決めプレートまたはタイロッドの必要をなくす。図4に示されたように、462のような止めおよびマニフォルド出口433の開口417の上部部分は、サポート402に、1つまたは複数の点で接触することができ、サポート402に安定を与え、サポートがマニフォルド422にシールされるときに、1つまたは複数のカートリッジ406を取り外し、またはサポート402の中に設置されるとき、ハウジングの中で傾くことを防止する。
【0041】
サポート出口の長さおよびサポート流体出口の長さに沿った斜め構造の位置をサポートに追加の安定性をもたらすように選択することができる。例えば、マニフォルド出口を遮らないように、サポート出口の長さを増大することによって、サポートの安定性を改良することができる。
【0042】
マニフォルド、キャップ、リテーナまたは浄化媒体などのモジュール構成要素用の構成の材料は、浄化およびまたは濾過プロセスの化学物質、圧力および温度と化学的に適合性のある任意の材料でよい。材料は、金属、または高分子材料または、炭素、粘土、ナノチューブなどの様々の充填剤を備える高分子の複合体を別に含む。いくつかの実施形態では、モジュール構成要素は高分子であり、別のバージョンでは熱可塑性プラスチックである。いくつかの実施形態では、高分子は高密度のポリエチレンのようなポリアミド、ナイロンまたはポリオレフィン、超高分子量のポリエチレンなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、高分子は、テトラフルオロエチレンなどのフッ化高分子、PFA、MFA、m−PTFE、FEP、PVDF、PVCなどを含むことができる。さらに別の実施形態では、高分子は、PEEK(登録商標)、PES、ポリスルフォンなどの高温高分子を含むことができる。
【0043】
図3aおよび3bは、液体入口326および液体出口328をもつマニフォルドの円筒セクション330と、任意選択のベント304をもつボウルまたはキャップ324とを備える濾過または浄化モジュール300を示す。モジュール300を、穴342、344、346および348を通って延びるねじによってベース(substrate)または装置面(図示せず)に固定することができる。図3bに示されるように(図5bに示される実施形態も同様に)、濾過モジュール300はベントまたはドレイン穴350と、円筒セクションの内部部分およびマニフォルドの外部部分と流体連通するマニフォルド内にドレイン穴352とを備えることができる。ベントまたはドレイン穴350ならびにドレイン穴352を、使用中は塞ぎ、液体の濾過およびまたは浄化が完了したとき、開けることができる。ゲージおよびまたはベント穴は354および356も、使用中に圧力ゲージなどのゲージを取り付けるために、マニフォルド内に提供することができる。モジュール300の使用中は、1つまたは複数のゲージがない場合には、これには限らないが、354などの1つまたは複数のゲージ穴を塞ぐことができる。マニフォルドセクションおよびキャップを一緒にシールするために使用することができるリテーナの非限定的な例が図3aおよび図10に示される。例えば、タブ334を備えるリテーナ332またはフランジ1036を備えるリテーナ1032は、それぞれ、キャップ324または1024と、それぞれ、マニフォルドセクション330または1030との間で、シールを維持する。リテーナの寸法の公差を、選択することができ、またはキャップとマニフォルドセクションの相対位置を維持するようにすることができ、したがって、液密のシールは、モジュール使用中に受ける圧力および温度の間、維持される。
【0044】
図4aおよび4bを参照して、濾過または浄化モジュール400は、任意選択のベントポート404を備えるボウルまたはキャップ424と、サポート402に結合された1つまたは複数の濾過または浄化カートリッジ406と、マニフォルド422とを含む。サポート402は、勾配をもつ部分ねじ山416を備える流体出口414を含む。出口414とマニフォルド422との間に配置されたOリング(図示せず)は、その間に流体シールを形成する。濾過モジュール400を、穴442、444、446および448を通って延びるねじによってベース(図示せず)に固定することができる。ボウル424を、図2aおよび図2bに関して上で述べた方法で、保持リング432の回転を保持するためのスピンドルまたはタブ434をもつロックリング432などのリテーナによって、マニフォルド422の円筒セクション430に固定することができる。使用では、濾過されるべき流体はマニフォルド入口426に入り、1つまたは複数の浄化または濾過カートリッジ406を通過する。浄化または濾過カートリッジ406を通過する処理された流体または液体は、サポート402を通って、サポート流体出口414を通って、マニフォルド出口導管433を通って、それからマニフォルド出口428を通って、それから使用点に流れる。当分野の技術者には知られているように、本発明の様々な実施形態で流体の流れを逆にすることは可能である。様々な実施形態が説明されてきたが、実施形態は流体の流れのどのような特定の方向にも限定されない。
【0045】
図5a、図5bまた図7を参照して、マニフォルド522の内面570は、716のような勾配をもつ部分ねじ山に適合するねじ部片529または他の同様な溝またはチャネルを含むことができる。図5bに示されるように、濾過または浄化モジュール500の実施形態では、マニフォルド522は、使用中は塞ぎ、濾過または浄化が完了したとき、開けることができる、ベントまたはドレイン穴550とドレイン穴552とを備えることができる。ゲージおよびまたはドレイン穴554は、使用中に圧力ゲージなどのゲージを取り付けるために、提供することができる。モジュール500の使用中、1つまたは複数のゲージがない場合には、1つまたは複数のゲージまたはドレイン穴554を塞ぐことができる。浄化媒体あるいは1つまたは複数のカートリッジに適合するように、キャップまたはボウル524の大きさを変化させることができる。説明の目的で、ボウルまたはキャップ524はベント504を備える上部部分524aを含むことができ、上部部分524aは、フランジ、リップまたは他の適切なより厚い強化構造566などの構造を含むことができる下部部分524cに流体的に連結された濾過器または浄化器(図示せず)に適合するようにその長さを選択することができる中央部分524bに流体的にシールされる。ボウルまたはキャップ524(524aと524bと524cが一緒に結合された)はマニフォルドセクション530にシーリング材料560によって結合され、フランジ536を備える保持リング532によって保持される。1つまたは複数のナットとボルト、1つまたは複数のクランプなどの他の可逆的な結合装置もボウルまたはキャップ524とマニフォルドセクション530をシールするためのリテーナとして使用することができる。モジュール500は、処理されるべき流体のための流体または液体入口(図示せず)と、浄化媒体から処理された流体または処理された液体を取り出し、それを使用点に移すためのマニフォルド出口導管からの出口528とをもつ。図5bは、図1cの102のような、または図8aに示されたサポート802bのようなサポート構造を保持しまたは位置決めをするために使用することができるマニフォルドセクション530の内部に配置された1つまたは複数の任意選択の止め562を示す。
【0046】
図7を参照して、本発明の1つのバージョンでは、浄化カートリッジ706は、柔軟なケージであり得る、またはサポートとカートリッジ706の熱膨張のための任意選択のジョイント737を備える浄化カートリッジを提供できる2つまたはそれより多いセグメント710aおよび710bから形成される外側多孔ケージを含むことができる。外側多孔ケージセグメント710aの1つを、ハンドル709または他の把持機構をもつことができるエンドキャップ731に結合しまたは接着することができる。710bなどの他の多孔ケージセグメントを、流体出口714をもつサポート702bに結合しまたは接着することができる。図8aは、上部外側ケージ810aと下部外側ケージ810bとの間で、タングおよび溝または他の同様なジョイント819によって相互連結された2つまたはそれより多いセグメント810aおよび810bを備える外側ケージを示す。カートリッジは、プリーツ折をした膜などの浄化およびまたは濾過媒体708と、1つまたは複数の内側多孔ケージサポートまたは柔軟な内側ケージサポート(図示せず)をさらに含むことができる。サポート流体出口714は、2つまたはそれより多い勾配をもつ部分ねじ山またはサポート流体出口714の両方のまたは他の適切な面上に配置された、他の分離した斜め構造716をもつことができる。サポートの出口上の部分ねじ山または他の斜め構造716は、約2度と約25度の間の勾配(α)をもち、好ましくは、約6度と約8度の間である。いくつかの実施形態では、斜め構造は、係合したとき、マニフォルドの出口導管へのサポートの出口の約30ミリメートルの移動をもたらす。角度または勾配を、浄化カートリッジまたはサポートの回転軸に直交する線735から測定することができる。部分ねじ山または他の斜めのタブまたはフィン716は、マニフォルド内の部分ねじ部片などの噛み合う斜め構造に嵌合する。いくつかの実施形態では、浄化カートリッジは、サポート710a、710b(単一セクション外側ケージの実施形態には、図10dの1010参照)、エンドキャップ731の組み合わせの内部に配置され、かつサポート702bにシールされたプリーツ折をした浄化膜708を含む。使用では、粒子および汚染物質を除去できるケージ710aおよび710bに入る流体または液体は、浄化膜708を通過し、液体は、サポート出口714を通ってマニフォルドへ、カートリッジを出る。
【0047】
図6を参照して、多孔の、微孔またはより小さい細孔の大きさの浄化膜608を含むことができる濾過およびまたは浄化カートリッジ682の部分が示される。いくつかの実施形態では、膜608はプリーツ折をした濾過膜であり、他の実施形態では、膜608は中空繊維(図示せず)また不織布の深さ濾過媒体(図示せず)である。カートリッジ682の部分は、穴、ポートまたは214または814(図2aおよび図8)などのサポートの流体出口に通じる液体出口688をもつ中空サポート円筒ケージ612を含むことができる。プリーツ折をした濾過膜のプリーツは、M形状またはW形状、これらの組み合わせまたは他の形状である。いくつかの実施形態では、カートリッジは、約10ミクロンまたはそれよい小さい大きさをもつ細孔、約1ミクロンまたはそれより小さい大きさをもつ細孔、約0.1ミクロンまたはそれより小さい大きさをもつ細孔をもつ中空の繊維の多孔または微孔膜を含む。図7に、本発明の実施形態で示されたように、浄化カートリッジは、1つまたは複数の細孔外側ケージサポート710aおよび710bと、斜め構造または部分ねじ山716をもつ出口714を備えるサポート702bと、Oリングまたは他のシーリング材料(図示せず)のための溝、リセスまたはチャネル711を含むことができる。エンドキャップ731を、外側ケージサポート710aに接着することができ、カートリッジを回転させて、出口の斜め構造716と、マニフォルド上の噛み合わせ構造を係合させる、てこの作用を提供する機構をもつことができる。
【0048】
図8aおよび図8bに示された本発明の実施形態では、マニフォルド822は、キャップ(図示せず)を結合するためのマニフォルドセクション830と、これだけには限らないが854のような1つまたは複数のゲージまたはドレイン穴とを含むことができる。サポート出口814、マニフォルド833の流体出口導管内の1つまたは複数の斜めチャネルまたは溝構造829と噛み合う斜め構造816と共に、サポートプレート802bが示される。サポート出口814は、Oリングまたは他のシーリング材料用の1つまたは複数の溝またはチャネル811を含むことができる。図8bに示されるように、サポート出口814は、いくつかのバージョンでは実質的に同軸で、マニフォルド面817に開口を備えるマニフォルド出口導管833の内部に嵌合する。モジュールへの流体または液体の供給物と、マニフォルドの出口導管を通る浄化媒体808から取り出された濾過された透過液およびまたは浄化された液体との混合を防止するように、浄化媒体808を備えるサポート802bを、マニフォルド出口導管833で、エラストマまたは他のシーリング材料860によってシールすることができる。
【0049】
図9はボウルまたはキャップ924の部分と、マニフォルド930のセクションとの間のシールの実施形態を示す。タブ934を備える保持装置932の部分は、ボウル924の上に配置され、マニフォルドねじ山945とマニフォルドセクション930の外面上で噛み合う保持装置ねじ山940を備える。保持装置932をねじ山945と係合するように回転すると、ボウル924を、Oリングまたは他のシーリング材料947を使用して、マニフォルドセクション930にシールすることができる。
【0050】
図10aからdは、これだけには限らないが、1054などの1つまたは複数のベントまたはゲージ穴を備えるマニフォルド1022と、マニフォルド1022のセクション1030に流体的に密に結合された、任意選択のベントポート1004を備えるボウルまたはキャップ1024とを含む本発明の実施形態の態様を示す。ボウル1024およびマニフォルド1022は、サポート1002bと、任意選択のハンドル1009を備えるエンドキャップ1031と、サポート1002bに流体的にシールされた浄化膜1008をもつ浄化カートリッジ1006を収納する。サポート1002bは、膜支持部分と、いくつかのバージョンでは実質的に同軸で、マニフォルド面1017内に開口を備えるマニフォルド出口導管1033の内側に嵌合するサポート出口1014とをもつ。サポート出口1014は、これだけには限らないが、部片、溝、フィンまたはマニフォルドの出口導管1033の斜めの噛み合う構造と係合する部分ねじ山構造などの2つまたはそれより多い斜め構造1016をもつ。斜め構造は、サポート1002bの完全な回転より小さい回転で係合し停止し、サポート1002bとマニフォルド1022との間に流体的に密なシールを形成する。いくつかの実施形態では、サポート1002bおよびマニフォルド1022は、サポート1002bの約90度またはそれより小さい回転で係合し停止する。サポート1014とマニフォルド出口導管1033の係合は、前記サポート出口1014とマニフォルド1022の出口導管1033との間に、流体的に密なシール1060、これだけには限らないが、例えば、圧入、ガスケット、Oリングまたは1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料による可逆的なシールを形成する。
【0051】
マニフォルド1022は流体入口1026と流体出口1028とを備えている。マニフォルド1022は、回転可能なロックリング1032を使用してボウル1024とシールした関係で噛み合う円筒セクション1030と一体で都合よく形成される。ロックリング1032は、ロックリング1032の回転によって、マニフォルドセクションねじ山1045と係合できるねじ山1040を備えることができる。ロックリング1032を回転するとき、ボウル1024は、Oリング1047を使用して円筒セクション1030にシールされる。いくつかの実施形態では、ハンドル1009を使用して、マニフォルド出口導管1033への入口の中に回転させることによって、部分ねじ山1016およびOリング1060で、マニフォルド出口導管1033への入口にシールすることができる、浄化器のカートリッジ1006は外側多孔ケージ1010と内側多孔ケージ1012とを含むことができる。
【0052】
図10cに示されるように、濾過モジュール1000を、穴1042、1048および図示されない他のものを通って延びるねじによってベース(図示せず)に固定することができる。図3bに示されるモジュールと同様に、モジュール1000は、ベントまたはドレイン穴1050、および使用中は塞ぐことができ、浄化または濾過が完了時に開けることができるドレイン穴(図示せず)を備えることができる。使用中に、圧力ゲージなどのゲージをモジュール1000に取り付けるためのゲージ穴も備えることができる。
【0053】
さらに図10dおよび10eを参照して、いくつかの実施形態では、浄化カートリッジ1006は、勾配をもつ部分ねじ山1016をもつ流体出口1014を含む。Oリング1060を、(図8bで示された860と同様に)出口1014とマニフォルド1022の出口導管1033の部分との間に、それらの間に流体に密なシールを形成するために、配置することができる。キャップ1024およびマニフォルド1022は、浄化膜1008を収納し、浄化膜はサポート1002bに結合される。いくつかの実施形態では、マニフォルドのセクション1030およびキャップ1024で囲まれた浄化カートリッジ1006は、コアサポート1012と、サポート1002bに結合された外側サポートケージ1010と、エンドキャップ1031とをさらに含むことができる。サポート1002bは、カートリッジ1006内部からの浄化された流体を受け、それをマニフォルド出口導管1033を通ってマニフォルド出口1028に導く出口1014をもつ。マニフォルド1022の内面は、サポート1002bからの部分ねじ山1016に適合する、出口導管1033の中にあり得るスロットをもつことができる。使用では、濾過されるべき流体は、マニフォルド入口1026に入り、それが浄化膜1008を通過するとき、粒子、ゲル、分子汚染物質、イオン汚染物質、またはこれらの任意の組み合わせが液体から除去される浄化または濾過カートリッジ1006に入る。浄化された流体は、マニフォルド面1017内の開口でマニフォルド出口導管1033の内部に配置されたサポート流体出口1014を通って浄化カートリッジ1006を離れる。浄化された液体は、マニフォルド出口導管1033を通って、それからマニフォルド出口1028を通って使用点へと通過する。
【技術分野】
【0001】
本出願は、2005年7月11日に出願された日本国特許出願第2005−201780号および2005年7月11日に出願された米国特許仮出願第60/698267号の優先権を主張し、これらの出願のそれぞれの内容が、それらの全体が参照として本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【0002】
半導体工業などの濾過プロセスにおける粒子状汚染物質の制御には、サブミクロン粒子を除去する膜を有する超清浄なフィルタの使用が必要となる。半導体ウエーハ上に付着させられた任意の粒子は、粒子が十分に大きいときに欠陥を生じさせることがよく知られている。一般に、半導体工業では、半導体チップの最小線幅の約10分の1程度に小さい粒子により欠陥が発生し得る。したがって、膜濾過器フィルタは、多くの半導体チップ製造工程で作動液体と気体の両方の清浄化のために使用される。
【0003】
超純粋な液体濾過において使用される濾過モジュールのために多くの異なった設計が開発されているが、そのうち2つの設計が支配的である。1つのモジュール設計では、濾過すべき液体は濾過モジュールの一端から他端に流れる。この場合の濾過モジュールでは、供給および透過の連結部はフィルタの両端に設けてあり、それにより、液体を一端から他端に押し流す。この流れ構成はインライン流れ構成と呼ばれている。これらの濾過モジュールには2つの欠点がある。第1に、モジュールが2組の連結部に挟まれるために、外部のプロセス装置へ連結することがより困難である。第2に、少なくとも1つの連結部がモジュールの下方に位置しているので、モジュールを切り離したとき、モジュール内部に残留する任意の自由な液体は迅速に排出する。
【0004】
濾過モジュールの第2の設計は、すべての連結部をモジュールの同じ端部に配置する。このタイプのモジュールでは、一般に、その両側で、供給および透過のポートは、「ヘッド」のトップでまたはモジュールのマニフォルド端部で水平な向きに配置される。それらの形状のために、これらのモジュールはT、L、またはU型構成をもつと言われる。この構成は、ボウルと、ボウル内部に配置された濾過カートリッジとを含む濾過モジュールの残りの部分へのヘッドまたはマニフォルドの連結を容易にする。この設計では、ボウルおよび濾過カートリッジは、別の要素を含む。したがって、濾過モジュールを構成するとき、濾過カートリッジおよびボウルは、マニフォルドヘッドに別々に固定され、かつそれにシールされる。さらに、濾過が完了すると、ボウルおよびカートリッジはヘッドから別々に取り外される。
【0005】
米国特許第5114572号には、ボウルと協働して1つのフィルタカートリッジボウル構造を形成し、マニフォルドから単一ユニットとして取り外せるフィルタアセンブリを提供することが提案されている。このフィルタカートリッジはカートリッジ側にある差し込み継ぎ手を、ボウルの内側表面にある溝に嵌め込むことによりボウルに連結される。この差し込み継ぎ手は、フィルタカートリッジの外面から延びる部分ねじ山が、ボウル内を垂直に延びる溝に、次いでボウル内を水平に延びる溝に嵌合するという2ステップのプロセスにより溝内に配置されるを必要とする。この連結構成ではカートリッジをボウルに取り付けるために、カートリッジを先ず垂直に動かして垂直溝に入れ、次いで回転させて水平溝に入れる2ステップのプロセスを必要とする。逆に、濾過処理の完了に伴い、カートリッジをボウルから取り外すには、単一動作でカートリッジを回転しかつボウルから持ち上げなければならない。カートリッジをボウルから外すにはカートリッジの上部に位置した流体導管に力を加える必要があり、この導管の直径はカートリッジの直径よりも小さいのでカートリッジへ力を加えることには、てこの作用がない。つまり、カートリッジをボウルから取り外すときに、カートリッジに手動工具を使用するなどして相当に大きな力を加える必要がある。フィルタカートリッジをボウルから分離するために回転力と持ち上げ力とを単一の運動で加えることは困難である。有害なまたは腐食性の流体がこの濾過装置で濾過される場合には、カートリッジをボウルから外すことは特に困難である。
【0006】
米国特許第6635175号は、マニフォルドと、濾過カートリッジと、ボウルとからなり、濾過カートリッジとボウルが濾過カートリッジの出張りをボウルのスロットに嵌合させることにより結合された、濾過モジュールを開示する。出張りはカートリッジを垂直に移動させ次いで回転させる2ステップによりスロットに固定される。
【0007】
さらに、現在の設計には、カートリッジをマニフォルドに対してシールしかつ(摩擦嵌合により)軽く保持するものもある。カートリッジに背圧が加わると、カートリッジはマニフォルドから持ち上げられて濾過ができなくする。
【0008】
現在市販されている濾過モジュールは、濾過カートリッジを1つだけ収納できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第5114572号明細書
【特許文献2】米国特許第6635175号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
したがって、マニフォルドから複数のカートリッジの取り外しを実行するために、複数の運動方向に力を加えるための必要を回避する複数の濾過カートリッジをもつ濾過モジュール構造を提供することが望ましいであろう。そのような濾過モジュールは、単一のカートリッジをもつ濾過モジュールと比べて、濾過モジュールの単位体積当たりの増大された濾過表面積を提供するであろう。そのような構造は、マニフォルドから濾過カートリッジの分離も容易にし、濾過に続く、濾過カートリッジの取り外しにおける作業者への危険も排除するであろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の実施形態は、流体的に密に一緒に結合された、マニフォルドと、ボウルまたはキャップとを含むことができる装置を含む。キャップおよびマニフォルドは、サポートに取り付けられ、結合されそうでない場合はそれに連結される多孔浄化膜を収納する。多孔浄化膜を、液体から、粒子、分子、イオンまたはこれらの汚染物質の組み合わせを除去するために使用することができる。サポートは膜サポート部分およびサポート出口をもつ。サポート出口はマニフォルドの出口導管の内部に嵌合し、サポート出口は、完全な回転より少ない回転で、マニフォルドの出口導管の斜めの噛み合う構造と係合する2つまたはそれより多い斜め構造をもつことができる。いくつかの実施形態では、サポート出口とマニフォルドは約90度またはそれより小さい回転で係合する。サポート出口とマニフォルドは係合して、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間に流体的に密なシールを形成する。多孔浄化膜およびボウルは、装置への流体または液体の供給物の、濾過された透過水およびまたは装置から取り出された浄化された液体との混合を防止するように、マニフォルドと流体連通している。
【0012】
本発明のいくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化モジュールは、マニフォルドと、複数の濾過およびまたは浄化カートリッジと、濾過およびまたは浄化カートリッジのサポートと、ボウルとを含んで提供される。濾過およびまたは浄化カートリッジおよびマニフォルドは、サポートを介して一緒に結合される。サポートは、マニフォルドのねじ部片(flight)などの噛み合う斜め構造に嵌合する勾配をもつ部分ねじ山などの斜め構造をもつ。噛み合うねじ部片の入口に、勾配をもつ部分ねじ山を配置し、かつサポートを回転させて、単一ステップのプロセスで、部分ねじ山を部分的にまたは完全に、噛み合うねじ部片の内部に移動させることによって、サポートおよびマニフォルドは、流体的に密または液密で一緒に結合される。濾過およびまたは浄化カートリッジは、濾過されたおよびまたは浄化された流体がカートリッジの内面からマニフォルドに流れ込むことを可能にしながら、濾過およびまたは浄化カートリッジの内面から、濾過およびまたは浄化カートリッジの外面をシールするように、サポート内の穴または開口内にシールして配置される。ボウルは、濾過およびまたは浄化モジュールの使用の間、カートリッジを完全に囲むように、噛み合う部分またはマニフォルドのセクションに結合される。あるいは、部分ねじ山をマニフォルド上に設けることができる。これらの部分ねじ山は、サポート上のねじ部片と噛み合う。
【0013】
本発明のいくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化モジュールは、マニフォルドと、濾過または浄化カートリッジと、ボウルとを含んで提供され、濾過およびまたは浄化カートリッジおよびマニフォルドは、マニフォルド内のねじ部片などの斜めの噛み合う構造に嵌合するカートリッジ出口上に勾配をもつ部分ねじ山などの斜め構造によって一緒に結合される。濾過カートリッジおよび浄化マニフォルドは、噛み合うねじ部片の入口に、部分ねじ山を配置し、かつカートリッジを回転させて、単一ステップのプロセスで、部分ねじ山を部分的にまたは完全に、噛み合うねじ部片の内部に移動させることによって、一緒に結合される。カートリッジの部分に取り付けられまたは形成されたハンドルまたは他の把持する形体を、カートリッジの部分上に、好ましくは、マニフォルドに結合されたカートリッジの端部の反対側の端部に任意選択で提供することができる。ハンドルまたは他の形体を、マニフォルド内へのまたはそれからの濾過カートリッジの回転を容易にするために、使用者はつかむことができる。モジュールを使用中にカートリッジを完全に囲むために、ボウルを、噛み合う部分またはマニフォルドのセクションに結合することができる。あるいは、いくつかの実施形態では、部分ねじ山をマニフォルド上に備えることができる。これらの部分ねじ山は、濾過およびまたは浄化カートリッジ上の噛み合うねじ部片と噛み合う。本発明は、濾過およびまたは浄化カートリッジが部分ねじ山または噛み合うねじ部片をもつ実施形態も提供する。
【0014】
いくつかの実施形態では、サポート出口およびマニフォルドの出口導管上の部分ねじ山または他の斜め構造は、サポートおよびマニフォルドが係合し、液密のシールまたはカートリッジから受ける処理された液体と処理されるべき液体の混合を防止するシールを形成できるように、約2と約25度の間の角度をもつことができる。いくつかの実施形態では、サポート出口およびマニフォルドの出口導管上の斜め構造は約6と約8度の間の角度をもつことができる。いくつかの実施形態では、サポート出口の斜め構造は部分ねじ山である。
【0015】
本発明のいくつかの実施形態では、サポート出口およびマニフォルドは液密のシールを形成する。濾過およびまたは浄化カートリッジおよびサポートおよび別にボウルは、モジュールへの流体または液体供給物と、モジュールからマニフォルドを通して取り出された、処理され濾過されたおよびまたは浄化された液体との混合を防止するように、マニフォルドと流体連通している。いくつかの実施形態では、サポート出口とマニフォルドシールの間のシールは1つまたは複数のOリング、ガスケットまたはこれらの組み合わせによって提供される。
【0016】
いくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化膜は、サポートに取り付けられた1つまたは複数のカートリッジであり得る。他の実施形態では、濾過およびまたは浄化膜を、サポートに結合することができる。
【0017】
いくつかの実施形態では、マニフォルドは1つまたは複数の止めまたはサポートと接触することができる他の内部リブ構造をもつ。止めまたは他のリブを、サポートを保持するために、またはそれを回転させてシールを形成する一方で、マニフォルド内のサポート用の停止装置の役割をするために使用することができる。
【0018】
いくつかの実施形態では、浄化サポート媒体ケージは柔軟であり、またはカートリッジの熱膨張を考慮しながら、浄化媒体に支持を提供する2つまたはそれより多いセクションを含むことができる。いくつかの実施形態では、濾過およびまたは浄化カートリッジの外側ケージは2部品構造である。いくつかの実施形態では、ケージの構成または柔軟性は、約200℃より低い、ある場合には約160℃より低い流体での使用を可能にする。
【0019】
本発明のいくつかの実施形態では、サポートの円周は、マニフォルドでサポート出口をシールするために、てこの作用を提供するサポート出口の対応する円周より大きい。いくつかの実施形態では、サポートを約90度またはそれより小さく回転することによってシールが形成される。
【0020】
高速流浄化およびまたは濾過装置を、化学的に耐性のある材料によって作ることができる。いくつかの実施形態では、それを、高分子材料または高分子の複合体およびセラミック、繊維または他の充填剤など他の材料から作ることができる。いくつかの実施形態では、装置は金属なしである。サポート出口上の部分斜め構造とマニフォルド出口の係合は、タイロッドまたはパイプ、濾過器内に挿入される位置決めガイドまたは処理された液体の汚染をもたらす浄化器コアの必要をなくす。サポート出口上の部分斜め構造とマニフォルド出口の係合は、濾過モジュールの組立および分解を困難にし時間がかかるものにし、流量を低減させることができ、またはハウジング内の流れにデッドスポットを生み出すベースまたはヘッダプレート、ばねおよび他の構造の必要をなくす。本発明の実施形態は、入口と出口にではなく、出口に、浄化カートリッジ用に単一のシールをもつことができる。本発明は、より衛生的で、現在市販の濾過およびまたは浄化モジュールよりも交換および設置がより簡単な膜浄化モジュールに関する。本発明のいくつかの実施形態では、浄化媒体は、一緒に結合された、濾過カートリッジ、保持ボウルおよびマニフォルドから形成された膜濾過モジュールである。他の実施形態では、浄化媒体は、複数の濾過カートリッジ用のサポートをもつ膜濾過モジュールである。膜濾過モジュールは、一緒に結合された、複数の濾過カートリッジ、濾過カートリッジ用のサポート、保持ボウルおよびマニフォルドから形成される。
【0021】
本発明のバージョンにおける浄化モジュールを、浄化、濾過または液体または、これだけには限らないが、製薬、半導体および平面型表示装置の製造プロセスで使用される他の流体のこれらの組み合わせにおいて使用することができる。浄化モジュールは再循環システムまたは、プロセシング用タンクと浄化モジュールの間で、洗浄液体、エッチングバス、スラリ、試薬、または他の液体プロセス化学物質がポンプ輸送される他の装置の一部でよい。システムまたは装置は導管、弁、流量制御装置、ポンプ、圧力ゲージ、温度、液体純度センサ、または他のセンサなどの他の構成要素を含むことができる。使用において、モジュールの浄化能力に到達した指示がでたとき、システム内の液体の流れを停止し、液体がハウジングからマニフォルドを通って排出され、浄化カートリッジが取り外され、あるいは、サポートに結合された1つまたは複数の個別のカートリッジを取り外すことができ、あるいはサポートを取り外すことができる。新しい浄化カートリッジまたは浄化媒体を、マニフォルドまたはサポート内に設置することができ、サポート液体出口の斜め構造と、マニフォルドの噛み合う斜め構造を係合させることによって、2つはシールされる。それから、マニフォルドとキャップがシールされ、流体の流れが浄化媒体を通って再開される。
【0022】
本発明の実施形態は、膜浄化媒体からの出口ならびにマニフォルドに連結されたボウルまたはキャップと流体連通したマニフォルドを備えることができる装置を含む。ボウルおよびマニフォルドは膜浄化媒体を囲む。本発明のバージョンでは、マニフォルドとボウルの両方は、高分子材料であり、または高分子を含む複合材料であり得る。ボウルまたはキャップならびにマニフォルドのセクションは、流体的に密に結合され、シールは、圧入または1つまたは複数のガスケット、Oリング、結合テープまたは他の材料などの高分子シーリング材料の圧縮によって可逆的に作成し、破壊される。ボウルまたはキャップならびにマニフォルドセクションの間のシールは、ナットおよびボルト、クランプ、保持リングまたは他のシール維持構造であり、それらによって保持することができる。いくつかの実施形態では、ボウルはマニフォルドの円筒セクションに結合される。マニフォルドセクションならびにボウルおよびキャップの高さは、浄化膜を収納するように変化することができる。
【0023】
キャップおよびマニフォルドは、部分ねじ山、ねじ部片または他の同様な構造などの1つまたは複数の斜め構造を備える流体出口をもつサポートに結合された膜浄化媒体を収納する。いくつかの実施形態では、浄化媒体は1つまたは複数の多孔コアサポート、1つまたは複数の外側サポートケージおよびエンドキャップをさらに使用することができる。浄化媒体、コアサポートおよびケージサポートを、サポートとエンドキャップとの間に結合することができる。他の実施形態では、浄化膜をサポート内の穴または開口に結合することができ、またはそれらをOリングまたは同様なものによって流体的にシールすることができる1つまたは複数のカートリッジ内に含むことができる。浄化媒体およびキャップは、マニフォルドと流体連通しており、濾過された透過水およびまたはモジュールから取り出された浄化された液体との、モジュールへの流体または液体供給物の混合を防止するように、マニフォルドでシールされる。
【0024】
浄化膜は、平らなシート、プリーツ折をしたシート、深さをもつ媒体、傾斜した(graded)深さをもつ媒体、中空の繊維または他の多孔、微孔であり得る。多孔媒体は、いくつかの実施形態では約10ミクロンより小さい細孔をもつことができ、他の実施形態では約1ミクロンより小さい、さらに別の実施形態では約0.01ミクロンより小さい大きさをもった細孔をもつことができる。さらに別の実施形態では、浄化媒体は、約100ナノメートルから約1ナノメートルまたはそれより小さいナノの多孔材料であり得る。
【0025】
本発明の実施形態では、サポートは膜支持部分とサポート出口とをもつ。サポート出口はマニフォルドの出口導管の部分の内部に嵌合し、いくつかの実施形態では、実質的に同軸であり、またはマニフォルドの出口導管の内部面によって囲まれる。流体出口の長さは、マニフォルドの出口導管の大きさに、ならびにサポートの安定性の要求によって変化し得る。サポート出口は、これだけには限らないが部片、溝、フィンまたは、サポートの約90度またはそれより小さい角度の回転で、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間に、流体的に密なシールを形成する、マニフォルドの出口導管の斜めの噛み合う構造と係合する部分ねじ山構造などの2つまたはそれより多い斜め構造をもつ。流体的に密なシールは、可逆的なシールでよく、それを、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間の圧入、またはガスケット、Oリング、または1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料の圧縮によってサポートとマニフォルドの間に形成することができ、いくつかの実施形態では、シールは、サポート出口とマニフォルドの出口導管との間にある。いくつかの実施形態では、ガスケット、Oリング、または1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料の圧縮によってサポート出口とマニフォルドの出口導管の間にシールを形成することができる。
【0026】
本発明の実施形態では、サポート出口からの斜め構造は、マニフォルドからの斜めの噛み合う構造と係合され、サポートの面とマニフォルドの間に、液密のシールを形成する。出口上のまたはマニフォルド上の斜め構造はサポート出口の円周に沿って不連続であり、マニフォルドの出口導管の部分に沿って不連続である。シールは、マニフォルドへ入る未処理の液体入口と、濾過されたおよびまたは浄化媒体によって浄化された液体の混合を防止する。斜め構造を係合させることにより、互いに接触する任意のサポートおよびマニフォルド面によって、シールを形成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、802bのようなサポートの底部は、817のようなマニフォルド面に接触でき、1つまたは複数のOリングまたはガスケット(図示せず)によってシールすることができる。図8bに示されるように、他の実施形態では、例えば、シールをサポート出口814とマニフォルド出口導管833面の間に形成することができる。サポートとマニフォルドを係合する1つまたは複数の斜め構造は、マニフォルド出口内の流体の背圧に抵抗できるシールを提供する。いくつかの実施形態では、約2psiより大きい液体の背圧で、シールは維持され、別の実施形態では、約5psiより大きい液体の背圧で、シールは維持され、さらに別の実施形態では、約10psiより大きい液体の背圧で、シールは維持される。係合または噛み合わされた斜め構造は、ハウジング内で膜の上流側の処理されるべき流体から、マニフォルド出口の浄化されたおよびまたは濾過された液体の分離を維持する。
【0027】
本発明の実施形態では、浄化は、粒子の除去、分子汚染物質の除去、イオン汚染物質または流体または液体からのこれらの任意の組み合わせの除去のことを言う。スラリ濾過の応用例では、浄化媒体をスラリ内にスラリ粒子の大きさの望ましい分布を維持するために使用することができる。本発明の実施形態の浄化媒体、浄化膜、または浄化カートリッジを、粒子の除去、分子汚染物質およびまたはイオン汚染物質の除去、または処理されるべき流体または液体からのこれらの任意の組み合わせの除去のために使用することができる。
【0028】
本発明の実施形態では、ボウルまたはキャップならびにマニフォルドセクションを一緒に結合することができて、可逆的に作成し壊すことができる液密または流体的に密なシールを形成することができる。シールは、これに限定されないが、エラストマのガスケット、Oリング、シーリングテープなどの1つまたは複数のシーリング材料を含むことができ、またはそれがキャップとマニフォルドセクションの適切なシーリング面間への圧入からなることもできる。シールならびにキャップおよびマニフォルドセクションの位置を、これに限定されないが、保持リング、ナットおよびボルト、クランプまたは他の適切な固定具を含むリテーナ構造によって固定することができる。いくつかの実施形態では、ボウルおよびマニフォルドはフランジを備える保持リングによって結合される。
【0029】
本発明のいくつかの実施形態では、浄化カートリッジおよびマニフォルドのサポートは、単一ステップのプロセスで、噛み合うねじ部片内に嵌合する勾配をもつ部分ねじ山である斜め構造と一緒に結合される。サポート上の部分ねじ山は勾配をもち、マニフォルド内のねじ部片と噛み合い、したがって、1つまたは複数の浄化カートリッジまたは媒体を、サポートをマニフォルド内で回転することによって、単一ステップで、マニフォルドとシールした関係で、結合することができる。いくつかの実施形態では、サポートは、噛み合うねじ部片との位置合わせを容易にするために、2つのねじ山をもつことができる。部分ねじ山を、互いに約180度に配置することができる。望むならば、3および4など2つより多い部分ねじ山を使用することもできる。3つの部分ねじ山を使用するとき、それらを互いに約120度に配置することができる。4つの部分ねじ山を使用するとき、2対のそれぞれ2つを互いに約180度に配置することができる。本発明の別な実施形態では、勾配をもつ噛み合う部分ねじ山をマニフォルドに配置する一方で、ねじ部片を浄化カートリッジ用のサポートに配置することができる。この実施形態でも、マニフォルドおよび浄化カートリッジは、サポートを介して、単一ステップの回転プロセスで、シールして結合される。いくつかの実施形態では、勾配をもつ部分ねじ山を浄化カートリッジ用のサポート上に配置することができる。浄化カートリッジ用のサポートとマニフォルドを結合しまたは分離する単一ステップのプロセスは、従来技術の2ステップのプロセスに勝る、相当な利点を提供する。いくつかの実施形態では、浄化カートリッジは粒子濾過器である。他の実施形態では、浄化カートリッジは1つまたは複数の分子汚染物質およびまたはイオン汚染物質を液体から除去する。いくつかの実施形態では、浄化カートリッジは、粒子と1つまたは複数の分子汚染物質およびまたはイオン汚染物質の組み合わせを液体から除去する。
【0030】
濾過モジュールの使用に続いて、ボウルをマニフォルドから取り外して、ハンドルまたは他の把持機構をもちまたは備える濾過カートリッジの端部を露出させることができる。それから、ハンドルに力を加えて濾過カートリッジを回転して、サポートの勾配をもつ部分ねじ山をスロットから取り外すことができる。それから、新しい濾過カートリッジが、マニフォルド内に配置される。これだけには限らないが、例えば709のようなハンドル、タブ、隆起した構造または窪んだ構造を、浄化または濾過カートリッジ706の731のようなエンドキャップに取り付け、形成しまたは組み込むことができ、マニフォルドとの浄化カートリッジの単一ステップの係合を容易にし、マニフォルドとサポートまたは浄化カートリッジとの間のシールを形成しまたは壊すために機械的なてこの作用を提供する。本発明の実施形態のカートリッジとマニフォルドを結合しまたは分離する単一ステップのプロセスは、カートリッジをボウルに固定するために出張りを使用し、2ステップのプロセスでカートリッジを回転することに勝る相当な利点を提供する。
【0031】
いくつかの実施形態では、浄化モジュールは、プラグで開閉することができるベントまたはドレインを備えることができる。ベントおよびドレインは、使用中の垂直位置または水平位置での浄化モジュールの位置決めを可能にし、それによって浄化プロセスでの使用の完了に続いて、浄化モジュールを排出することができる。浄化モジュールの使用に続いて、ボウルまたはキャップをマニフォルドから取り外すことができ、サポートに結合された1つまたは複数の多孔浄化媒体またはカートリッジを露出させる。浄化モジュールの構成に応じて、サポートおよびマニフォルドが異なった方法で係合され係合解除されることができる。例えば、サポートに結合された多孔浄化媒体は、マニフォルドから単一ユニットとして係合または取り外すことができる。1つまたは複数の浄化カートリッジを備えるサポートはマニフォルドから単一ユニットとして係合または取り外すことができる。または、1つまたは複数の浄化カートリッジを備えるサポートに対して、サポートは所定位置のままで、カートリッジをサポートに結合することによって新しいものと交換して、カートリッジをマニフォルドから個別に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1a】本発明の複数の濾過または浄化カートリッジ用のサポートの等角分解図である。
【図1b】図1aの結合されたサポートの等角図である。
【図1c】プレナム、サポート出口上の部分斜め構造および浄化カートリッジ用の開口を示す図1aのサポートの側面図である。
【図2a】サポートに結合された1つまたは複数の浄化カートリッジを備える浄化モジュールの実施形態の上面図である。
【図2b】線A−Aに沿って取られた図2aの浄化モジュールの断面図である。
【図3a】図2bの浄化モジュールの等角図である。
【図3b】図2bの浄化モジュールの底面図である。
【図4a】本発明の浄化モジュールの別の実施形態の上面図である。
【図4b】マニフォルド内の止めおよびキャップとマニフォルドとを結合するために使用される保持器上のタブを示す図4aのモジュールの側面図である。
【図5a】マニフォルドがサポート液体出口上の勾配をもつ部分ねじ山を受ける本発明の実施形態のマニフォルド内に使用することができるねじ部片の上面図である。
【図5b】本発明の浄化モジュールの実施形態のマニフォルドおよびボウルの断面図である。
【図6】本発明の実施形態の使用される浄化媒体の部分の等角図である。
【図7】本発明の実施形態の浄化カートリッジの側面図である。
【図8a】本発明の実施形態の浄化モジュールの断面図である。
【図8b】本発明の実施形態の止めおよびマニフォルドとサポートとの間のシーリングの断面図である。
【図9】本発明の浄化モジュールの実施形態のキャップと保持器を使用するマニフォルドのセクションとの間の液シールを示す等角断面図である。
【図10a】本発明の実施形態の浄化モジュールの上面図である。
【図10b】線A−Aに沿って取られ、本発明の実施形態の浄化カートリッジを示す図10aの浄化モジュールの断面図である。
【図10c】図10aの浄化モジュールの等角図である。
【図10d】図10aの浄化モジュールの等角断面図である。
【図10e】サポート出口およびマニフォルドの出口導管がシールを形成する本発明の実施形態の態様をさらに示す図10aの浄化モジュールの等角断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図1a、1bおよび1cを参照して、サポート102を、濾過およびまたは浄化カートリッジ(例えば図2aおよび2bのカートリッジ206参照)を受けるように寸法決めされた1つまたは複数の穴または開口118をもつ上部サポートプレート102aと、下部サポートプレート102bとから形成することができる。上部プレート102aおよび下部プレート102bは、間隔をおいて図1aに示されるが、図1cに示されるように、それらは一緒に結合されて、サポート102を形成してもよい。サポート102は、開口118内に嵌合して、それにシールして結合される濾過または浄化カートリッジから流体が流れることを可能にするプレナム103をもつことができる。液体はプレナム103およびサポート流体出口114を通って流れる。いくつかの実施形態では、サポート102は、開口118内に嵌合して、それにシールして結合される濾過または浄化カートリッジから流体が流れることを可能にするプレナム103をもつ。浄化媒体によって処理された液体は、プレナム103を通ってサポート流体出口114を通ってマニフォルド内に流れる。いくつかの実施形態では、例えば図7に示される単一の大きい浄化カートリッジ706では、102aのような上部プレートはなく、(702bに似た)下部プレート102bが浄化媒体およびカートリッジ用の液体出口114のサポートを提供する。浄化カートリッジ下部サポートプレートは、膜およびサポートを一列に並べるために使用でき、かつまたは、浄化およびまたは濾過カートリッジの構成の間に、接着用に使用することができる1つまたは複数の任意選択のリッジ120および121をもつことができる。例えば、断面で示された図8の組み立てられた濾過器は、マニフォルド入口826および出口828と共に示されており、すべてが、サポートプレート802bの任意選択のリッジ820と821との間に示される、多孔内側コア812と、多孔浄化膜808と、外側サポート810bとを備える浄化カートリッジ806をさらに示す。
【0034】
1つまたは複数の部分ねじ山をサポートの流体出口上に配置することができる。例えば、図1cに示されるように、サポート102は、勾配をもつ部分ねじ山116(1つだけを図示)を備える流体出口114をもつ。いくつかの実施形態では、勾配をもつ部分ねじ山は、流体出口114の両面に配置される。勾配をもつ部分ねじ山116は、約2度と約25度との間の勾配または角度(α)をもつことができ、いくつかの実施形態では、角度は約6度と約8度との間であり得る。102aまたは102のようなサポート内の穴または開口118は、サポート102とカートリッジを結合させるためのOリング、溝、またはこれら115の組み合わせを備え、サポート102と、開口118の内部に配置された306のような濾過または浄化カートリッジを備えるサポートの間に、流体シールを提供することができる。部分ねじ山116はマニフォルド上の噛み合うねじ部片内に嵌合する。Oリング以外の任意のシーリング手段、例えば、高分子またはエラストマのテープ、ガスケットまたはOリングを使用することができる。いくつかの実施形態では、斜め構造は、係合したとき、マニフォルド出口導管の中に約30ミリメートルのサポート出口の移動をもたらす。
【0035】
図2aおよび2bを参照して、本発明の濾過または浄化モジュール200の実施形態は、外側多孔ケージ210および内側多孔ケージ212を備えることができる濾過または浄化カートリッジ206と、流体から汚染物質を除去できる浄化媒体208とを含む。例えば、媒体は、高分子多孔または微孔膜、イオン交換基または他の分子汚染物質除去基を備える多孔媒体であり得る。モジュールは、濾過カートリッジサポート202と、マニフォルド222と、任意選択のベントポート204を備えるボウルまたはキャップ224とを含む。本発明の実施形態では、ボウルおよびキャップという用語は、互換性をもって使うことができる。マニフォルド222は、モジュールを液体の流路に連結するガスケット、Oリングなどのためのシーリング面を任意選択で含むことができる、流体入口226と流体出口228とを備える。マニフォルド222は、リテーナまたは回転可能なロックリング232を使用して、ボウル224とシールした関係で噛み合う、円筒でよいマニフォルドセクション230と一体で都合よく形成される。ロックリング232は、ロックリング232の回転を容易にし、モジュールの動作圧力および温度の下で、リークのないシール用の指定された公差内でハウジングと円筒セクション230の形状を維持することを助ける、任意選択の開口238をもつフランジ236を備えることができる。ボウルまたはキャップ224は、カートリッジ206またはサポート202に結合された他の膜の上方に、ハウジング内部の体積223からのベント204を持つことができる。ロックリング232はボウル224上に配置され、円筒セクション230の外面上のねじ山245と噛み合うねじ山240を備える。ロックリング232を回転するとき、Oリング247を使用してボウル224を円筒セクション230にシールすることができる。図1bに示されるように、濾過カートリッジ206をサポート202にOリング115によってシールすることができる。マニフォルド222は、サポート出口214を受け入れまたは対応し、出口228によって装置200から除去することができた濾過された液体およびまたは浄化された液体を受ける、マニフォルド出口導管217の面に開口をもつように構成される。部分ねじ山およびサポート出口214のねじ部片などの斜め構造をマニフォルド出口導管233と係合させることによって、サポート出口214をマニフォルド出口導管233の内壁にシールすることができる。シールは、濾過されるべきまたは浄化されるべき液体と、濾過されたまたは浄化された液体との間に、流体的に密な、または液密なシールをもたらす。サポートとマニフォルドの間のシールを、エラストマ材料、圧入またはこれらの1つまたは複数の組み合わせを使用して、形成することができる。214と217の間のシールの一例が、Oリング260の非限定的な例によって、示される。
【0036】
図2aおよび2bは、マニフォルド222と、流体的に密に、マニフォルド222のセクション230に結合されたボウルまたはキャップ224を含む装置を示す。ボウル224およびマニフォルド222は、サポート202に取り付けられ、または結合された浄化膜208を収納する。サポートは部分(例えば図1aの102aおよび開口118参照)と、サポート出口214がマニフォルド面217内に開口を備えるマニフォルド出口導管233内部に、いくつかのバージョンでは実質的に同軸で、嵌合するサポート出口214とを支持する膜をもつ。サポート出口214は、約90度またはそれより小さい角度のサポート202の回転でマニフォルドの出口導管233の斜めの噛み合う構造と係合する、これだけには限らないが、部片、溝、フィンまたは部分ねじ山構造などの2つまたはそれより多いの斜め構造216をもつ。サポート214とマニフォルド出口導管233の係合は、サポート出口214とマニフォルド222の出口導管233との間に、例えば、これだけには限らないが、圧入、ガスケット、Oリングまたは1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料による可逆的シールなどの流体的に密なシール260を形成する。いくつかの実施形態では、斜め構造216は、流体的に密なシールをサポート202とマニフォルド222との間に形成するために、サポート202の完全な回転より少ない回転で係合し停止する。いくつかの実施形態では、サポート202およびマニフォルド222は、約90度またはそれより小さい角度のサポート202の回転で係合し停止する。浄化膜は、浄化膜208を備える1つまたは複数のカートリッジ206の部分でよく、カートリッジはサポート202に結合される。
【0037】
いくつかの実施形態では、内側および外側膜サポートは、単一部品構成でよい。他の実施形態では、膜用の内側およびまたは外側ケージサポートを、より高い温度での熱膨張を考慮して、2つまたはそれより多い部品から作ることができる。例えば、ケージ部分710aおよび710bが、濾過または浄化装置706用の外側ケージを形成する2部品の外側ケージの非限定的な例が図7に示される。
【0038】
キャップまたはボウルを、マニフォルドのセクションで、シールするために、リテーナを使用することができる。リテーナは、使用の状況下で、ボウルおよびマニフォルドのセクションに支持を提供し、シールを維持する。リテーナは、流体の圧力下で、ボウルまたはキャップとマニフォルドのセクションとの間のシールを維持する。いくつかの実施形態では、圧力は半導体製造動作の間に予測される圧力であり、他の実施形態では、圧力は平面型表示装置を加工するときに予測される圧力であり、また別な実施形態では、圧力は約60psiより小さい。図2または図10bに示される本発明のバージョンでは、リテーナは、フランジ236または1036を備えるロッキングリング232または1032でよい。フランジ236または1036は、使用者がリテーナを掴むことを可能にし、ロッキングリングの回転を容易にすることができる1つまたは複数の任意選択のボイド238または1038をもつことができる。フランジ236または1036は、特に室温より高い温度で、およびボウルまたはキャップ224または1024ならびにマニフォルドセクション230または1030の膨張が起こり得る動作圧力で、追加の寸法の安定性をロッキングリングに提供することができる。保持リング232または1032は、流体的に密にまたは液密で、それらの間でシールを維持する。
【0039】
本発明の実施形態では、ボウルまたはキャップならびにマニフォルドのセクションは、それらを、液密または流体的な密なシールを形成するために一緒に結合できるように形作られる。ボウルおよびマニフォルドの形状に制限はないが、いくつかの実施形態では、ボウルおよびマニフォルドのセクションは円形状をもつことができ、リテーナによって、液密なシールに結合できる。
【0040】
図5bまたは図8aおよび図8bに示されるように、1つまたは複数の止め、例えば562または862を、それぞれ、マニフォルド522または822の内面に沿って配置することができ、あるいは、それぞれ、マニフォルド530または830のセクションからの壁に配置することができ、ハウジングに対して実質的に固定した関係で、202または802bなどのサポートの位置決めをし、保持するための面を提供するために使用することができる。止め、例えば862は、サポート802bの底と同様に、マニフォルド822に構造的な筋かいを提供することもできる。止め862およびマニフォルド出口833内の開口の上面817は、それぞれ、外側部分と内側部分でサポート802bの下面に接触することができ、接触点およびサポート802bに安定を提供し、ハウジング内で傾くことを防止することを助けることができる。内部プレナムももつ多数のカートリッジを備える202のようなサポートに同様の安定性が期待される。止め862をマニフォルド822の底部に形成することができ、それはマニフォルドセクション830の一部分に延びる。示されるように、止め862はマニフォルド822の底部から隆起され、マニフォルドその部分の排水を可能にするように構成することができる。マニフォルドの上面、例えば、817は、802bのようなサポートをマニフォルドに流体的にシールするために、Oリング、ガスケットまたは他の材料などのシーリング材料を任意選択で含むことができる。止め862は、ボウルが、それを安定させるためにカーリッジに接触する必要をなくし、浄化カートリッジまたは浄化媒体を所定の位置に保持するための上部位置決めプレートまたはタイロッドの必要をなくす。図4に示されたように、462のような止めおよびマニフォルド出口433の開口417の上部部分は、サポート402に、1つまたは複数の点で接触することができ、サポート402に安定を与え、サポートがマニフォルド422にシールされるときに、1つまたは複数のカートリッジ406を取り外し、またはサポート402の中に設置されるとき、ハウジングの中で傾くことを防止する。
【0041】
サポート出口の長さおよびサポート流体出口の長さに沿った斜め構造の位置をサポートに追加の安定性をもたらすように選択することができる。例えば、マニフォルド出口を遮らないように、サポート出口の長さを増大することによって、サポートの安定性を改良することができる。
【0042】
マニフォルド、キャップ、リテーナまたは浄化媒体などのモジュール構成要素用の構成の材料は、浄化およびまたは濾過プロセスの化学物質、圧力および温度と化学的に適合性のある任意の材料でよい。材料は、金属、または高分子材料または、炭素、粘土、ナノチューブなどの様々の充填剤を備える高分子の複合体を別に含む。いくつかの実施形態では、モジュール構成要素は高分子であり、別のバージョンでは熱可塑性プラスチックである。いくつかの実施形態では、高分子は高密度のポリエチレンのようなポリアミド、ナイロンまたはポリオレフィン、超高分子量のポリエチレンなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、高分子は、テトラフルオロエチレンなどのフッ化高分子、PFA、MFA、m−PTFE、FEP、PVDF、PVCなどを含むことができる。さらに別の実施形態では、高分子は、PEEK(登録商標)、PES、ポリスルフォンなどの高温高分子を含むことができる。
【0043】
図3aおよび3bは、液体入口326および液体出口328をもつマニフォルドの円筒セクション330と、任意選択のベント304をもつボウルまたはキャップ324とを備える濾過または浄化モジュール300を示す。モジュール300を、穴342、344、346および348を通って延びるねじによってベース(substrate)または装置面(図示せず)に固定することができる。図3bに示されるように(図5bに示される実施形態も同様に)、濾過モジュール300はベントまたはドレイン穴350と、円筒セクションの内部部分およびマニフォルドの外部部分と流体連通するマニフォルド内にドレイン穴352とを備えることができる。ベントまたはドレイン穴350ならびにドレイン穴352を、使用中は塞ぎ、液体の濾過およびまたは浄化が完了したとき、開けることができる。ゲージおよびまたはベント穴は354および356も、使用中に圧力ゲージなどのゲージを取り付けるために、マニフォルド内に提供することができる。モジュール300の使用中は、1つまたは複数のゲージがない場合には、これには限らないが、354などの1つまたは複数のゲージ穴を塞ぐことができる。マニフォルドセクションおよびキャップを一緒にシールするために使用することができるリテーナの非限定的な例が図3aおよび図10に示される。例えば、タブ334を備えるリテーナ332またはフランジ1036を備えるリテーナ1032は、それぞれ、キャップ324または1024と、それぞれ、マニフォルドセクション330または1030との間で、シールを維持する。リテーナの寸法の公差を、選択することができ、またはキャップとマニフォルドセクションの相対位置を維持するようにすることができ、したがって、液密のシールは、モジュール使用中に受ける圧力および温度の間、維持される。
【0044】
図4aおよび4bを参照して、濾過または浄化モジュール400は、任意選択のベントポート404を備えるボウルまたはキャップ424と、サポート402に結合された1つまたは複数の濾過または浄化カートリッジ406と、マニフォルド422とを含む。サポート402は、勾配をもつ部分ねじ山416を備える流体出口414を含む。出口414とマニフォルド422との間に配置されたOリング(図示せず)は、その間に流体シールを形成する。濾過モジュール400を、穴442、444、446および448を通って延びるねじによってベース(図示せず)に固定することができる。ボウル424を、図2aおよび図2bに関して上で述べた方法で、保持リング432の回転を保持するためのスピンドルまたはタブ434をもつロックリング432などのリテーナによって、マニフォルド422の円筒セクション430に固定することができる。使用では、濾過されるべき流体はマニフォルド入口426に入り、1つまたは複数の浄化または濾過カートリッジ406を通過する。浄化または濾過カートリッジ406を通過する処理された流体または液体は、サポート402を通って、サポート流体出口414を通って、マニフォルド出口導管433を通って、それからマニフォルド出口428を通って、それから使用点に流れる。当分野の技術者には知られているように、本発明の様々な実施形態で流体の流れを逆にすることは可能である。様々な実施形態が説明されてきたが、実施形態は流体の流れのどのような特定の方向にも限定されない。
【0045】
図5a、図5bまた図7を参照して、マニフォルド522の内面570は、716のような勾配をもつ部分ねじ山に適合するねじ部片529または他の同様な溝またはチャネルを含むことができる。図5bに示されるように、濾過または浄化モジュール500の実施形態では、マニフォルド522は、使用中は塞ぎ、濾過または浄化が完了したとき、開けることができる、ベントまたはドレイン穴550とドレイン穴552とを備えることができる。ゲージおよびまたはドレイン穴554は、使用中に圧力ゲージなどのゲージを取り付けるために、提供することができる。モジュール500の使用中、1つまたは複数のゲージがない場合には、1つまたは複数のゲージまたはドレイン穴554を塞ぐことができる。浄化媒体あるいは1つまたは複数のカートリッジに適合するように、キャップまたはボウル524の大きさを変化させることができる。説明の目的で、ボウルまたはキャップ524はベント504を備える上部部分524aを含むことができ、上部部分524aは、フランジ、リップまたは他の適切なより厚い強化構造566などの構造を含むことができる下部部分524cに流体的に連結された濾過器または浄化器(図示せず)に適合するようにその長さを選択することができる中央部分524bに流体的にシールされる。ボウルまたはキャップ524(524aと524bと524cが一緒に結合された)はマニフォルドセクション530にシーリング材料560によって結合され、フランジ536を備える保持リング532によって保持される。1つまたは複数のナットとボルト、1つまたは複数のクランプなどの他の可逆的な結合装置もボウルまたはキャップ524とマニフォルドセクション530をシールするためのリテーナとして使用することができる。モジュール500は、処理されるべき流体のための流体または液体入口(図示せず)と、浄化媒体から処理された流体または処理された液体を取り出し、それを使用点に移すためのマニフォルド出口導管からの出口528とをもつ。図5bは、図1cの102のような、または図8aに示されたサポート802bのようなサポート構造を保持しまたは位置決めをするために使用することができるマニフォルドセクション530の内部に配置された1つまたは複数の任意選択の止め562を示す。
【0046】
図7を参照して、本発明の1つのバージョンでは、浄化カートリッジ706は、柔軟なケージであり得る、またはサポートとカートリッジ706の熱膨張のための任意選択のジョイント737を備える浄化カートリッジを提供できる2つまたはそれより多いセグメント710aおよび710bから形成される外側多孔ケージを含むことができる。外側多孔ケージセグメント710aの1つを、ハンドル709または他の把持機構をもつことができるエンドキャップ731に結合しまたは接着することができる。710bなどの他の多孔ケージセグメントを、流体出口714をもつサポート702bに結合しまたは接着することができる。図8aは、上部外側ケージ810aと下部外側ケージ810bとの間で、タングおよび溝または他の同様なジョイント819によって相互連結された2つまたはそれより多いセグメント810aおよび810bを備える外側ケージを示す。カートリッジは、プリーツ折をした膜などの浄化およびまたは濾過媒体708と、1つまたは複数の内側多孔ケージサポートまたは柔軟な内側ケージサポート(図示せず)をさらに含むことができる。サポート流体出口714は、2つまたはそれより多い勾配をもつ部分ねじ山またはサポート流体出口714の両方のまたは他の適切な面上に配置された、他の分離した斜め構造716をもつことができる。サポートの出口上の部分ねじ山または他の斜め構造716は、約2度と約25度の間の勾配(α)をもち、好ましくは、約6度と約8度の間である。いくつかの実施形態では、斜め構造は、係合したとき、マニフォルドの出口導管へのサポートの出口の約30ミリメートルの移動をもたらす。角度または勾配を、浄化カートリッジまたはサポートの回転軸に直交する線735から測定することができる。部分ねじ山または他の斜めのタブまたはフィン716は、マニフォルド内の部分ねじ部片などの噛み合う斜め構造に嵌合する。いくつかの実施形態では、浄化カートリッジは、サポート710a、710b(単一セクション外側ケージの実施形態には、図10dの1010参照)、エンドキャップ731の組み合わせの内部に配置され、かつサポート702bにシールされたプリーツ折をした浄化膜708を含む。使用では、粒子および汚染物質を除去できるケージ710aおよび710bに入る流体または液体は、浄化膜708を通過し、液体は、サポート出口714を通ってマニフォルドへ、カートリッジを出る。
【0047】
図6を参照して、多孔の、微孔またはより小さい細孔の大きさの浄化膜608を含むことができる濾過およびまたは浄化カートリッジ682の部分が示される。いくつかの実施形態では、膜608はプリーツ折をした濾過膜であり、他の実施形態では、膜608は中空繊維(図示せず)また不織布の深さ濾過媒体(図示せず)である。カートリッジ682の部分は、穴、ポートまたは214または814(図2aおよび図8)などのサポートの流体出口に通じる液体出口688をもつ中空サポート円筒ケージ612を含むことができる。プリーツ折をした濾過膜のプリーツは、M形状またはW形状、これらの組み合わせまたは他の形状である。いくつかの実施形態では、カートリッジは、約10ミクロンまたはそれよい小さい大きさをもつ細孔、約1ミクロンまたはそれより小さい大きさをもつ細孔、約0.1ミクロンまたはそれより小さい大きさをもつ細孔をもつ中空の繊維の多孔または微孔膜を含む。図7に、本発明の実施形態で示されたように、浄化カートリッジは、1つまたは複数の細孔外側ケージサポート710aおよび710bと、斜め構造または部分ねじ山716をもつ出口714を備えるサポート702bと、Oリングまたは他のシーリング材料(図示せず)のための溝、リセスまたはチャネル711を含むことができる。エンドキャップ731を、外側ケージサポート710aに接着することができ、カートリッジを回転させて、出口の斜め構造716と、マニフォルド上の噛み合わせ構造を係合させる、てこの作用を提供する機構をもつことができる。
【0048】
図8aおよび図8bに示された本発明の実施形態では、マニフォルド822は、キャップ(図示せず)を結合するためのマニフォルドセクション830と、これだけには限らないが854のような1つまたは複数のゲージまたはドレイン穴とを含むことができる。サポート出口814、マニフォルド833の流体出口導管内の1つまたは複数の斜めチャネルまたは溝構造829と噛み合う斜め構造816と共に、サポートプレート802bが示される。サポート出口814は、Oリングまたは他のシーリング材料用の1つまたは複数の溝またはチャネル811を含むことができる。図8bに示されるように、サポート出口814は、いくつかのバージョンでは実質的に同軸で、マニフォルド面817に開口を備えるマニフォルド出口導管833の内部に嵌合する。モジュールへの流体または液体の供給物と、マニフォルドの出口導管を通る浄化媒体808から取り出された濾過された透過液およびまたは浄化された液体との混合を防止するように、浄化媒体808を備えるサポート802bを、マニフォルド出口導管833で、エラストマまたは他のシーリング材料860によってシールすることができる。
【0049】
図9はボウルまたはキャップ924の部分と、マニフォルド930のセクションとの間のシールの実施形態を示す。タブ934を備える保持装置932の部分は、ボウル924の上に配置され、マニフォルドねじ山945とマニフォルドセクション930の外面上で噛み合う保持装置ねじ山940を備える。保持装置932をねじ山945と係合するように回転すると、ボウル924を、Oリングまたは他のシーリング材料947を使用して、マニフォルドセクション930にシールすることができる。
【0050】
図10aからdは、これだけには限らないが、1054などの1つまたは複数のベントまたはゲージ穴を備えるマニフォルド1022と、マニフォルド1022のセクション1030に流体的に密に結合された、任意選択のベントポート1004を備えるボウルまたはキャップ1024とを含む本発明の実施形態の態様を示す。ボウル1024およびマニフォルド1022は、サポート1002bと、任意選択のハンドル1009を備えるエンドキャップ1031と、サポート1002bに流体的にシールされた浄化膜1008をもつ浄化カートリッジ1006を収納する。サポート1002bは、膜支持部分と、いくつかのバージョンでは実質的に同軸で、マニフォルド面1017内に開口を備えるマニフォルド出口導管1033の内側に嵌合するサポート出口1014とをもつ。サポート出口1014は、これだけには限らないが、部片、溝、フィンまたはマニフォルドの出口導管1033の斜めの噛み合う構造と係合する部分ねじ山構造などの2つまたはそれより多い斜め構造1016をもつ。斜め構造は、サポート1002bの完全な回転より小さい回転で係合し停止し、サポート1002bとマニフォルド1022との間に流体的に密なシールを形成する。いくつかの実施形態では、サポート1002bおよびマニフォルド1022は、サポート1002bの約90度またはそれより小さい回転で係合し停止する。サポート1014とマニフォルド出口導管1033の係合は、前記サポート出口1014とマニフォルド1022の出口導管1033との間に、流体的に密なシール1060、これだけには限らないが、例えば、圧入、ガスケット、Oリングまたは1つまたは複数のOリングなどの高分子シーリング材料による可逆的なシールを形成する。
【0051】
マニフォルド1022は流体入口1026と流体出口1028とを備えている。マニフォルド1022は、回転可能なロックリング1032を使用してボウル1024とシールした関係で噛み合う円筒セクション1030と一体で都合よく形成される。ロックリング1032は、ロックリング1032の回転によって、マニフォルドセクションねじ山1045と係合できるねじ山1040を備えることができる。ロックリング1032を回転するとき、ボウル1024は、Oリング1047を使用して円筒セクション1030にシールされる。いくつかの実施形態では、ハンドル1009を使用して、マニフォルド出口導管1033への入口の中に回転させることによって、部分ねじ山1016およびOリング1060で、マニフォルド出口導管1033への入口にシールすることができる、浄化器のカートリッジ1006は外側多孔ケージ1010と内側多孔ケージ1012とを含むことができる。
【0052】
図10cに示されるように、濾過モジュール1000を、穴1042、1048および図示されない他のものを通って延びるねじによってベース(図示せず)に固定することができる。図3bに示されるモジュールと同様に、モジュール1000は、ベントまたはドレイン穴1050、および使用中は塞ぐことができ、浄化または濾過が完了時に開けることができるドレイン穴(図示せず)を備えることができる。使用中に、圧力ゲージなどのゲージをモジュール1000に取り付けるためのゲージ穴も備えることができる。
【0053】
さらに図10dおよび10eを参照して、いくつかの実施形態では、浄化カートリッジ1006は、勾配をもつ部分ねじ山1016をもつ流体出口1014を含む。Oリング1060を、(図8bで示された860と同様に)出口1014とマニフォルド1022の出口導管1033の部分との間に、それらの間に流体に密なシールを形成するために、配置することができる。キャップ1024およびマニフォルド1022は、浄化膜1008を収納し、浄化膜はサポート1002bに結合される。いくつかの実施形態では、マニフォルドのセクション1030およびキャップ1024で囲まれた浄化カートリッジ1006は、コアサポート1012と、サポート1002bに結合された外側サポートケージ1010と、エンドキャップ1031とをさらに含むことができる。サポート1002bは、カートリッジ1006内部からの浄化された流体を受け、それをマニフォルド出口導管1033を通ってマニフォルド出口1028に導く出口1014をもつ。マニフォルド1022の内面は、サポート1002bからの部分ねじ山1016に適合する、出口導管1033の中にあり得るスロットをもつことができる。使用では、濾過されるべき流体は、マニフォルド入口1026に入り、それが浄化膜1008を通過するとき、粒子、ゲル、分子汚染物質、イオン汚染物質、またはこれらの任意の組み合わせが液体から除去される浄化または濾過カートリッジ1006に入る。浄化された流体は、マニフォルド面1017内の開口でマニフォルド出口導管1033の内部に配置されたサポート流体出口1014を通って浄化カートリッジ1006を離れる。浄化された液体は、マニフォルド出口導管1033を通って、それからマニフォルド出口1028を通って使用点へと通過する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マニフォルドと、前記マニフォルドのセクションに、液密の方法で結合されるボウルとを含む装置であって、前記ボウルおよびマニフォルドがサポートに取り付けられた浄化膜を収納し、前記サポートが膜支持部分およびサポート出口をもち、前記サポート出口がマニフォルドの出口導管の内部に嵌合し、前記サポート出口が、前記サポートと前記マニフォルドとの間に液密のシールを形成するために、サポートの約90度またはそれより小さい回転によって、マニフォルドの出口導管の斜めの噛み合う構造と係合する2つまたはそれより多い斜め構造をもつ装置。
【請求項2】
サポート出口およびマニフォルドの出口導管が、流体的に密なシールを形成する、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
サポート出口上の斜め構造が、サポートの回転軸に直交する線に対して約2から約25度の間の角度を形成する、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
サポート出口の斜め構造が部分ねじ山である、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
サポート出口およびマニフォルドが、Oリングによって液密の方法でシールされる、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
浄化膜が、サポート内の1つまたは複数の開口に結合された1つまたは複数の濾過カートリッジである、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
浄化膜が、サポートに接合された、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
マニフォルドが1つまたは複数の止めを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
外側多孔ケージと、浄化膜と、内側多孔ケージとを含む浄化カートリッジであって、前記内側および外側ケージがサポートにシールされ、前記サポートがサポート出口を含み、前記サポート出口が、サポート出口の両面に2つまたはそれより多い斜め構造をもち、前記斜め構造が、サポートの回転軸に直交する線から測定して約2度と25度の間の角度をなす浄化カートリッジ。
【請求項10】
外側ケージが2つまたはそれより多いセクションを含む、請求項9に記載の浄化カートリッジ。
【請求項11】
サポート出口が、マニフォルド面内に開口をもつマニフォルド出口導管の内部に嵌合する、請求項9に記載の浄化カートリッジ。
【請求項12】
マニフォルドと、前記マニフォルドに結合されたボウルと、それぞれが濾過層をもつ複数の濾過カートリッジ用のサポートと、濾過層を囲む多孔外側ケージと、前記濾過層を支持する多孔内側ケージと、前記内側ケージの内部体積からの第1流体出口とを含む濾過モジュールであって、前記サポートが前記複数の前記第1流体出口のそれぞれを結合するための複数の開口をもち、前記サポートが第2流体出口と、前記第1流体出口のそれぞれから前記マニフォルドへの流体通路とをもち、前記サポートおよびマニフォルドが複数のねじ部片と噛み合う勾配を有する複数の部分ねじ山と一緒に結合される、濾過モジュール。
【請求項13】
前記部分ねじ山が、前記流体出口の外面上に配置される、請求項12に記載のモジュール。
【請求項14】
前記部分ねじ山が、前記マニフォルド上に配置される、請求項12に記載のモジュール。
【請求項15】
前記部分ねじ山の2つと、前記ねじ部片の2つとをもつ、請求項12に記載のモジュール。
【請求項16】
前記部分ねじ山が、約6度と約8度との間の勾配をもつ、請求項12に記載のモジュール。
【請求項17】
マニフォルドと、前記マニフォルドに結合されたボウルと、濾過層をもつ濾過カートリッジと、濾過層を囲む多孔ケージと、前記濾過層を支持する多孔内側ケージと、前記内側ケージの内部体積からの流体出口とを含む浄化モジュールであって、前記濾過カートリッジが第2外面上の前記流体出口に対向する側の第1外面上にハンドルをもち、
前記濾過カートリッジおよびマニフォルドが、前記マニフォルドと前記サポートとの間に液密のシールを形成するために、ねじ部片をもつ複数のスロットと噛み合う勾配をもつ複数の部分ねじ山によって、一緒に結合される浄化モジュール。
【請求項18】
前記部分ねじ山が、前記流体出口の外面上に配置される、請求項17に記載のモジュール。
【請求項19】
前記部分ねじ山が、前記マニフォルド上に配置される、請求項17に記載のモジュール。
【請求項20】
前記部分ねじ山の2つと、前記ねじ部片の2つとをもつ、請求項17に記載のモジュール。
【請求項21】
前記部分ねじ山が、約6度と約8度との間の勾配をもつ、請求項17に記載のモジュール。
【請求項1】
マニフォルドと、前記マニフォルドのセクションに、液密の方法で結合されるボウルとを含む装置であって、前記ボウルおよびマニフォルドがサポートに取り付けられた浄化膜を収納し、前記サポートが膜支持部分およびサポート出口をもち、前記サポート出口がマニフォルドの出口導管の内部に嵌合し、前記サポート出口が、前記サポートと前記マニフォルドとの間に液密のシールを形成するために、サポートの約90度またはそれより小さい回転によって、マニフォルドの出口導管の斜めの噛み合う構造と係合する2つまたはそれより多い斜め構造をもつ装置。
【請求項2】
サポート出口およびマニフォルドの出口導管が、流体的に密なシールを形成する、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
サポート出口上の斜め構造が、サポートの回転軸に直交する線に対して約2から約25度の間の角度を形成する、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
サポート出口の斜め構造が部分ねじ山である、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
サポート出口およびマニフォルドが、Oリングによって液密の方法でシールされる、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
浄化膜が、サポート内の1つまたは複数の開口に結合された1つまたは複数の濾過カートリッジである、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
浄化膜が、サポートに接合された、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
マニフォルドが1つまたは複数の止めを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
外側多孔ケージと、浄化膜と、内側多孔ケージとを含む浄化カートリッジであって、前記内側および外側ケージがサポートにシールされ、前記サポートがサポート出口を含み、前記サポート出口が、サポート出口の両面に2つまたはそれより多い斜め構造をもち、前記斜め構造が、サポートの回転軸に直交する線から測定して約2度と25度の間の角度をなす浄化カートリッジ。
【請求項10】
外側ケージが2つまたはそれより多いセクションを含む、請求項9に記載の浄化カートリッジ。
【請求項11】
サポート出口が、マニフォルド面内に開口をもつマニフォルド出口導管の内部に嵌合する、請求項9に記載の浄化カートリッジ。
【請求項12】
マニフォルドと、前記マニフォルドに結合されたボウルと、それぞれが濾過層をもつ複数の濾過カートリッジ用のサポートと、濾過層を囲む多孔外側ケージと、前記濾過層を支持する多孔内側ケージと、前記内側ケージの内部体積からの第1流体出口とを含む濾過モジュールであって、前記サポートが前記複数の前記第1流体出口のそれぞれを結合するための複数の開口をもち、前記サポートが第2流体出口と、前記第1流体出口のそれぞれから前記マニフォルドへの流体通路とをもち、前記サポートおよびマニフォルドが複数のねじ部片と噛み合う勾配を有する複数の部分ねじ山と一緒に結合される、濾過モジュール。
【請求項13】
前記部分ねじ山が、前記流体出口の外面上に配置される、請求項12に記載のモジュール。
【請求項14】
前記部分ねじ山が、前記マニフォルド上に配置される、請求項12に記載のモジュール。
【請求項15】
前記部分ねじ山の2つと、前記ねじ部片の2つとをもつ、請求項12に記載のモジュール。
【請求項16】
前記部分ねじ山が、約6度と約8度との間の勾配をもつ、請求項12に記載のモジュール。
【請求項17】
マニフォルドと、前記マニフォルドに結合されたボウルと、濾過層をもつ濾過カートリッジと、濾過層を囲む多孔ケージと、前記濾過層を支持する多孔内側ケージと、前記内側ケージの内部体積からの流体出口とを含む浄化モジュールであって、前記濾過カートリッジが第2外面上の前記流体出口に対向する側の第1外面上にハンドルをもち、
前記濾過カートリッジおよびマニフォルドが、前記マニフォルドと前記サポートとの間に液密のシールを形成するために、ねじ部片をもつ複数のスロットと噛み合う勾配をもつ複数の部分ねじ山によって、一緒に結合される浄化モジュール。
【請求項18】
前記部分ねじ山が、前記流体出口の外面上に配置される、請求項17に記載のモジュール。
【請求項19】
前記部分ねじ山が、前記マニフォルド上に配置される、請求項17に記載のモジュール。
【請求項20】
前記部分ねじ山の2つと、前記ねじ部片の2つとをもつ、請求項17に記載のモジュール。
【請求項21】
前記部分ねじ山が、約6度と約8度との間の勾配をもつ、請求項17に記載のモジュール。
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図7】
【図8a】
【図8b】
【図9】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図10d】
【図10e】
【図1b】
【図1c】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図7】
【図8a】
【図8b】
【図9】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図10d】
【図10e】
【公開番号】特開2013−56339(P2013−56339A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−241551(P2012−241551)
【出願日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【分割の表示】特願2007−555404(P2007−555404)の分割
【原出願日】平成18年7月11日(2006.7.11)
【出願人】(505307471)インテグリス・インコーポレーテッド (124)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−241551(P2012−241551)
【出願日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【分割の表示】特願2007−555404(P2007−555404)の分割
【原出願日】平成18年7月11日(2006.7.11)
【出願人】(505307471)インテグリス・インコーポレーテッド (124)
【Fターム(参考)】
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