Ｖバンクフィルタベッド（ｂｅｄ：層）走査のための方法及び装置
【課題】本発明の実施の形態は概して、Ｖバンクフィルタを走査するための方法及び装置に関する。
【解決手段】一実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査する装置は、第１の端及び第２の端を有する中空体を有する。中空体の第２の端に形成される出口が、試験装置を中空体の内容積部に結合するようになっている。複数の孔が中空体に形成され、それらの孔は内容積部と流体結合される。別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法は、複数のサンプルポートを有するプローブをフィルタパックに隣接するフィルタに挿入すること、及びプローブをフィルタパックに沿って移動させることを含む。さらに別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法は、プローブを用いてＶバンクフィルタのスロットを走査すること、及びフィルタを通ってプローブに入り込むガスのサンプルを回収することを含む。
【解決手段】一実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査する装置は、第１の端及び第２の端を有する中空体を有する。中空体の第２の端に形成される出口が、試験装置を中空体の内容積部に結合するようになっている。複数の孔が中空体に形成され、それらの孔は内容積部と流体結合される。別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法は、複数のサンプルポートを有するプローブをフィルタパックに隣接するフィルタに挿入すること、及びプローブをフィルタパックに沿って移動させることを含む。さらに別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法は、プローブを用いてＶバンクフィルタのスロットを走査すること、及びフィルタを通ってプローブに入り込むガスのサンプルを回収することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的に、Ｖバンクフィルタベッド走査のための方法及び装置に関する。
【０００２】
［関連出願］
本願は、Thomas C. Morseにより２００５年１０月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／７２９，６４３号（その全体が本明細書に参照により援用される）の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
高い空気流要件を有する多くの汚染制御用途は、層流が主要な影響を及ぼさない場合にパネルフィルタを覆うＶバンクフィルタを利用する。しかしながら、従来の製造及び実証は、ピンホールリークについてフィルタ媒体を厳密にリーク試験（すなわち走査試験）することが不可能であるため、効率試験全体に対するＶバンクの試験には限界がある。Ｖバンクフィルタを走査試験することが不可能であることは、「ＥＮ１８２２：ＴＨＥ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＴＨＡＴ ＧＲＥＡＴＬＹ ＩＭＰＡＣＴＥＤ ＴＨＥ ＥＵＲＯＰＥＡＮ ＣＬＥＡＮＲＯＯＭＳ ＭＡＲＫＥＴ」と題する、Cleanrooms Magazineにおける２００１年１０月発行の論文において立証されている。この論文では、著者は「．．．Ｖ字形のプリーツ状（pleat）パッケージを有するＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタは走査することができず、その理由は、測定用プローブが、プリーツ状パッケージ内での考えられ得るリークの十分近くに至ることができないためである」と述べている。
【０００４】
しかしながら、汚染制御について増えつつある厳格な実証要件（走査試験を必要とする）のために、多くの設備ではＶバンクフィルタ製品ではなく深いプリーツ状のフィルタ製品を用いざるを得なくなっている。深いプリーツ状のフィルタは概して、Ｖバンクフィルタのエアハンドリング機能を有さないため、より多くのフィルタが所定用途に必要とされるであろうし、また、フィルタを通るガス流を駆動するのにより多くのエネルギーが必要とされるであろう。ゆえに、Ｖバンクフィルタを用いることのできる用途において深いプリーツ状のフィルタを使用することは、フィルタ及びエネルギー使用のコストをより高くするであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、Ｖバンクフィルタベッドを走査するための方法及び装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態は概して、Ｖバンクフィルタを走査するための方法及び装置に関する。一実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査する装置は、試験の際にＶバンクフィルタのバンク間に延びるように構成される中空体を有する。中空体は第１の端及び第２の端を有する。出口が中空体の第２の端に形成され、試験装置を中空体の内容積部に結合するようになっている。第１の複数の孔が中空体に形成され、それらの孔は内容積部と流体結合される。
【０００７】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法が提供される。一実施の形態では、当該方法は、複数のサンプルポートを有するプローブをフィルタパックに隣接するフィルタに挿入する工程、及びプローブをフィルタパックに沿って移動させる工程を含む。
【０００８】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法は、プローブを用いてＶバンクフィルタのスロットを走査すること、及びフィルタを通過してプローブに入り込むガスのサンプルを回収することを含む。
【０００９】
一実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査試験するためのプローブは、内容積部と第１の端及び第２の端とを有する中空体を有する。中空体は、試験の際にＶバンクフィルタのバンク間に延びるように構成される。中空体の第２の端に形成される出口は、中空体の内容積部を試験装置に結合するようになっている。第１の複数の孔が中空体に形成され、内容積部に流体結合される。
【００１０】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査試験するためのプローブは、第１の端がシールされていると共に第２の端にポートを有する細長い中空体を有する。テーパ状スロットが中空体の壁に形成され、ここでは、テーパ状スロットの広端が中空体の第１の端に向けられる。
【００１１】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタの濾過媒体の２つのバンク間にプローブを挿入すること、及びプローブをバンクに沿って移動させること、及び各バンクから個々に試験機器にサンプルを同時供給することを含む、Ｖバンクフィルタを試験するための方法が提供される。
【００１２】
別の実施の形態では、「Ｖ」字形構成で配置されるフィルタ媒体の少なくとも２つの隣接するバンクを有するＶバンクフィルタに攻撃を行うこと、フィルタ媒体の隣接バンク間に画定される開口にわたってプローブを走査すること、フィルタ媒体のバンクを通過してプローブに入り込む空気をサンプリングすること、及びサンプルがリークを示しているかどうかを判定することを含む、Ｖバンクフィルタを試験するための方法が提供される。
【００１３】
本発明の教示は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解されることができる。
【００１４】
理解し易くするために、可能な場合、図に共通の同一の要素を示すのに同一の参照符号を用いている。一実施形態の要素及び特徴は、さらに詳述はしないが他の実施形態に有利に取り入れることができることが意図される。
【００１５】
しかしながら、添付の図面は本発明の例示的な実施形態を示すにすぎず、ゆえに、本発明の範囲を限定するものとは見なされず、本発明に対して他の同等の効果的な実施形態を許容し得ることに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態は、ピンホールリークについてＶバンクフィルタを走査試験するのに適している。本明細書に示されているフィルタは、Camfil Farr,Inc.から入手可能なＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）Ｖバンクフィルタであるが、当該試験装置及び方法を用いて他の構成を有するＶバンクフィルタを走査試験してもよいことが意図される。走査試験を容易にするように開発された走査プローブは、手動の走査操作に対して合理的な走査速度（すなわち１秒当たり約１〜２インチ（１秒当たり２５．４〜５０．８ミリメートル）の範囲）を可能にし、さらに、自動又は半自動の走査用途での使用に適合し得る。
【００１７】
プローブ設計
Ｖ字形ベッド媒体パック構成は、パック全体の面が単一平面内にある従来のボックス型媒体パックに比して、走査試験プロセス及びプローブ設計において障害をもたらす。従来のボックス型フィルタでは、プローブは一般的に、サンプルが引き出される一体移行部（integral transition）を有するチューブから構成される。この移行部は概ね正方形又は矩形である。このタイプのサンプリングプローブの設計は、プローブのサンプリング面にわたる局所的な速度が等しくなっており、その結果、サンプリング面にわたって均一な空気流が得られるようになっている。
【００１８】
本発明では、プローブは、隣接する媒体パックを同時走査することを可能にする。このような同時走査は必須ではないが、同時走査によって、フィルタを試験する際にプローブを用いて操作者が行わねばならないフィルタ当たり複数回の「通過」が減るために望ましい。プローブは一回の通過で１つの媒体パックのみを走査するように構成してもよいことが意図される。
【００１９】
図１〜図８は、Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの各種図を示す。走査の際に採取されたサンプルは所定の判定基準又はフィルタ効果を上回るピンホールリークの位置を判定するのに用いられ得る。まず、図１Ａ及び図１Ｂに示すプローブ１００を参照すると、プローブ１００は概して、第１の端１０４がシールされていると共に第２の端１０８にポート１０６を有するチューブ又は他の中空体１０２である。中空体１０２の形状は、プローブ１００の第１の端１０４をＶバンクフィルタの隣接するバンク間に位置付けることを可能にするように構成される。ポート１０６は概して、光度計、パーティクルカウンター、又はリーク検出若しくは効率測定に適した他の機器等、試験機器に結合するようになっている。一実施形態では、ステンレス鋼管材の或る長さを、フィルタバンクによって画定される「Ｖ」字形に嵌まる形状（例えば「Ｖ」字形状又は三角形状）にするように曲げる。他の実施形態では、管材は直線であってもよく又は楔形状であってもよい。孔又はスロット等の複数の孔１１０は、例えばドリル穿孔によってプローブ１００の少なくとも１つの脚の外向き側に沿って形成される。孔１１０の数、サイズ、及び間隔は、走査方向に対して垂直な媒体バンク（media bank）の長さに沿ってサンプリングを可能にするように選択される。したがって、孔１１０が形成されているプローブの長さは、プローブが使用されることになっている媒体バンクの長さにほぼ等しい。したがって、各脚の孔１１０は互いに反対方向にある。図１に示す実施形態では、プローブ１００の各脚は、孔１１０の直線構成を含む。各脚の内容積部は、孔１１０を通して採取されたサンプルが試験機器に供給され得るようにポート１０６に流体結合される。
【００２０】
孔１１０は単一のサイズ、異なるサイズ、又は組み合わせサイズであってもよい。一実施形態では、プローブ壁に形成された孔１１０の開口部又は平面領域は、プローブの第２の端１０８からサンプルが引き出されていることによる圧力損失を考慮するために第１の端１０４の方へのプローブの長さに沿って延びる孔間で低減されている。一実施形態では、孔１１０は、異なる開口部サイズを有する少なくとも２つの群の孔及び／又はスロットを含む。図１Ｂに示す実施形態では、孔１１０は、プローブ１００のうち光度計から最も遠い第１の端１０４にさらなる群の孔１１０Ｃを含み、これらの孔は第２の端１０８（及び光度計）の最も近くに位置する近い群の孔１１０Ａの直径よりも大きな直径（開口部）を有し、プローブ１００の中間部に位置する真ん中の群の孔１１０Ｂは、それらの第２の端１０８から最も近い孔１１０の直径と最も遠い孔１１０の直径とのほぼ間の直径を有する。例えば、孔１１０は、約０．０１８〜０．０６２インチ（０．４５〜１．５７ｍｍ）の直径を有する近い群の孔１１０Ａ、約０．０５５〜０．０７７インチ（１．４０〜１．９６ｍｍ）の直径を有する中間群の孔１１０Ｂ、及び約０．０６２〜０．０９３インチ（１．５７〜２．３６ｍｍ）の直径を有する遠い群の孔１１０Ｃを含み得る。プローブ１００の長さに沿って孔径が増すことにより、プローブの長さに沿ってより均一な（且つ典型的な）サンプルが得られる。同様のプローブを、プローブの長さに沿って幅が変わる（例えば第１の端１０４に向かってテーパ状になっている）スロットとして構成されている孔１１０を用いて、又は、同じ成果を達成するために、プローブの長さに沿って離間したより大きな孔及び／又は異なる孔を用いるプローブの長さに沿って穿孔された材料を用いることによって設計することができる。
【００２１】
図２及び図３は、フィルタの走査の際にフィルタの「Ｖ」字形内にプローブ１００を位置決めする一体形ハンドル１５０及びガイド１１２を有するプローブ１００を示す。これらのガイド１１２により、プローブの第１の端１０４をフィルタ内に挿入することができる距離を制限することによってプローブ１００を各媒体パックから予め画定された距離に維持することが可能となる。バー、ロッド、ローラ、ベアリング、スライド、タブ、又は他のフィクスチャ等のガイド１１２（図２及び図３、並びに図８〜図１１を参照）により、プローブを相応に媒体パック間の中心に置いたままにすることが確実となり、それにより、挿入又は走査の際のプローブ１００との不慮の接触による媒体バンクの損傷の可能性がなくなり、また、プローブと媒体パックの面との間の距離を所要の距離（又は範囲）に維持することが確実となる。
【００２２】
一実施形態では、プローブ１００は、プリーツ状媒体バック間に嵌まるようにＶ字形内に形成される１つ又は複数の中空チューブ１８０から作製される。チューブ１８０は、ポート１０８に延びている第２の端１０６付近のＴ継手１８２にて結合される。プローブの孔１１０は、複数のスロット又は孔１１０Ａ〜Ｃ（図１Ａ及び図１Ｂ、図２及び図３に示す）、互い違いに配置された孔４１０（図４Ａ及び図４Ｂに示す）、１つ又は複数のテーパ状スロット５１０（図５Ａ及び図５Ｂに示す）、互い違いに配置されたスロット又は孔６１０（図６に示す）、又は１インチ（２５．４ｍｍ）（これは一般的に、媒体パック及びサンプリングプローブ間の産業的に許容可能な距離である）の媒体パックの面内の空気サンプリングを可能にする他の構成として設計されてもよい。スロットを用いる実施形態では、孔１１０は図５Ａ及び図５Ｂに示す単一スロット５１０とすることができるが、複数のスロットを用いてもよい。プローブ１００の幾何形状は、標準又は業界の慣行がプローブを走査試験の際に媒体パックの近くに位置決めすることを必要とするであろう場合には変更してもよい。中空体１０２がチューブ１８０である実施形態では、孔１１０が形成されている円形面（チューブ１８０の外径）は、特に正方形コーナを有する従来の矩形プローブに比して、プローブと媒体との不慮の接触がなされる際にフィルタ媒体への損傷に対する保護を提供する。
【００２３】
図４Ａ及び図４Ｂに示す実施形態では、プローブ４００は、第１の端１０４と合わさる脚４０２、４０４を有する中空体１０２を有する。脚４０２、４０４は、第１の端１０４から第２の端１０８に向かって外側にフレア状となっている。脚４０２、４０４のそれぞれは、各脚を試験機器に別個に結合するように第２の端１０８に別個のポート４０６Ａ、４０６Ｂを有する。孔４１０（上述したように脚４０２、４０４に形成される）を通して採取されたサンプルは別個にサンプリングされ、個々の脚４０２、４０４付近のフィルタ媒体の特定のバンクのリーク検出が判定され得る。
【００２４】
孔４１０は、より大きな孔径を有する孔が第１の端１０４により近くあるようなサイズで互い違いに配置されていてもよい。一実施形態では、孔４１０は、図１Ｂを参照して説明した孔１１０と同様に構成される。
【００２５】
図５Ａ及び図５Ｂに示す別の実施形態では、プローブ５００は、上述したプローブ１００又は４００として構成され得る中空体１０２を有する。プローブ５００は、中空体１０２の脚の外向き側内に形成されるスロット５１０を有する。一実施形態では、スロット５１０は、スロット５１０の広端が中空体１０２の第１の端１０４に近くなるようにテーパ状とすることができる。
【００２６】
図６に示す別の実施形態では、プローブ６００の一部が示される。プローブ１００又は４００として構成され得るプローブ６００の中空体１０２は上述した。プローブ６００は、スロットとして図６に示す複数の互い違いに配置された孔６１０を有する。孔６１０は、１つの孔６１０の一部が隣接する孔の上に重なるように中空体１０２の外向き側内に形成される。一実施形態では、中空体１０２の第１の端１０４に近い孔６１０は、第２の端付近１０６にある孔６１０よりも開領域に多くあるであろう。
【００２７】
図７に示す別の実施形態では、プローブ７００は矩形状を有する。プローブの幅は、Ｖバンクフィルタの媒体パック７０４間のＶｅｅの広端に画定されるスロット７０２（空気が出る）の幅よりも幅が広くなるようになっている。プローブ７００は、ロッド、ローラ、バー、又は図７に示すプローブ７０６の開端に結合される他の位置決め特徴部等のスロットとプローブを整合させる１つ又は複数のガイド７０６を有し得る。プローブ７００は、プローブの周りを迂回する可能性をなくすために、可能な限りスロット７０２の近くに配置される。走査試験は、スロットに沿ってプローブを動かすことによって行われる。このことは、従来のＨＥＰＡフィルタを走査試験することと非常に類似しているが、ただし、媒体パックの代わりにプローブを用いてスロットを走査する。走査データもフィルタ効率を計算するのに用いられ得ることが意図される。
【００２８】
図１２Ａ及び図１２Ｂに示す別の実施形態では、Ｖバンクフィルタを走査するのに適したプローブ１２００が図示されている。プローブ１２００は、少なくとも１つのサンプルポート１２０４を有する本体１２０２を有する。図１２Ａ及び図１２Ｂに示す実施形態では、４つのサンプルポート０４が示されている。
【００２９】
各サンプルポート１２０４は、サンプル入口ポート１２０６及びサンプル出口ポート１０８を有する。フィッティング１２１０は本体１２０２に出口ポート１２０８にて結合されて、ポート１２０４を光度計又は他の適した装置等の試験機器に結合するのが容易となる。
【００３０】
少なくとも１つのガイド１２１２がプローブ１２００のサンプル入口ポート側に設けられる。ガイド１２１２により、上述したようにフィルタとのプローブ１２００の整合が容易となる。図１２Ａ及び図１２Ｂに示す実施形態では、プローブ１２００の主軸に対し垂直に固定されると共に走査方向と整合するバーの形態の２つのガイド１２１２が提供される。
【００３１】
プローブの実証及びＶバンクフィルタを試験するための方法
本発明のプローブはリークの位置を突き止めるのに効果的であるものと実証された。試験の際、ＦＩＬＴＲＡ２０００のＶバンクフィルタを用いた。フィルタを試験リグ内に設置し、ＰＡＯで攻撃した。次いで、フィルタを上述したプローブを用いて手動で走査試験した。この試験を下記に詳述する。
【００３２】
手順−挿入形状プローブ
一実施形態では、プローブ１００、４００、５００等のプローブを用いてＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）を走査試験した。プローブを用いてＶ字形ベッドフィルタの下流側からＶｅｅ内のフィルタ媒体のバンク間で走査した。
【００３３】
０．５ｍｍ径の機械ペンシルを用いて、２つの孔をＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）のＶバンクフィルタ内に意図的に設け、分かっている位置にリークを生じさせた。「孔Ａ」を媒体パックの下流側の垂直押出部材から約１インチ（２５．４ｍｍ）の位置で媒体パックのフィルタの下流側に形成した。「孔Ｂ」を媒体パックの上流側の垂直押出部材のごく近くの位置で媒体パックのフィルタの上流側に形成した。これらの孔をそれらの位置に形成した理由は、それらの孔が、リークが概して検出し難いと考えられる位置を示すからである。
【００３４】
走査試験を行うのに用いられる試験リングは概して可変周波数駆動部を含み、この可変周波数駆動部を、エアフローステーション（ＡＦＳ）にわたる圧力降下がＡｌｎｏｒ Ｍｉｃｒｏｍａｎｏｍｅｔｅｒを用いて測定した場合で約０．４５２インチ（約１１．４８ミリメートル）の水量ゲージ（ｗ．ｇ）（０．１１３ｋＰａ）となるまで調整した。フィルタ全体にわたるこの圧力降下は、フィルタを流れる流量が１分当たり約２０００立方フィート（１分当たり５６．６立方メートル）であること示す。
【００３５】
ＡＴＩ ＴＤＡ−５Ｂの熱発生器を用いてＰＡＯエアロゾルを生成し、このＰＡＯエアロゾルを送風機の入口に射出した。ＡＴＩ ＴＤＡ−２Ｅ光度計を用いて、フィルタのすぐ上流の移行部において上流サンプルを得た。送風機、エアロゾル発生器、及び光度計を約２０分間加温させることにより、定常運転を達成させる。
【００３６】
エアロゾル発生器をオンにし、４０〜５０マイクログラム／リットルを得るように調整した。このような範囲を選択したのは、各種業界水準及び推奨基準（例えばＩＥＳＴ及びＡＴＩ）が１０〜１００マイクログラム／リットルの範囲のエアロゾル攻撃で走査することを推奨しているからである。上流の攻撃濃度を光度計で測定した。光度計に接続したプロトタイプのプローブを用いてフィルタを走査試験し、その結果が下記の表１に示すように記録された。走査は、試験されるフィルタパックと孔（複数可）が対向するようにプローブをフィルタに手動挿入することによって行った。次に、ピンホールリークについて媒体を試験するためにプローブをフィルタパックにわたって前進させた。リーク閾値はＩＥＳＴ標準又は他の試験プロトコルに従って設定してもよい。
【００３７】
使用した機器
試験フィルタ：ＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）（Camfil Farr,Inc.から入手可能）
型番号：ＦＡ１５７０Ａ−０１−０１−０９
部品番号：８５５０１００９５
シリアル番号：Ａ１１６０８４−００８
ラベル効率：９９．９９８％
ラベル圧力降下：１インチ（約２５．４ｍｍ）ｗ．ｇ（０．２５ｋＰａ）
定格ｃｆｍ：２１５０（１分当たり６０．９立方メートル）
圧力指示計：ＡＬＮＯＲ ＭｉｃｒｏＭａｎｏｍｅｔｅｒ（デジタルマイクロマノメータ）
型：ＡＸＤ５５０
機器Ｉ．Ｄ．：６６３０３
較正：０６／２６／０３
較正期限：０６／２６／０４
リーク検出機器：ＡＴＩアナログ光度計
型：ＴＤＡ−２Ｅ
シリアル番号：８４６２
較正：１０／３１／０３
較正期限：１０／３１／０４
エアロゾル発生器：
ＡＴＩ熱発生器
型：ＴＤＡ−５Ｂ
シリアル番号：１５７６９
ＡＴＩ ラスキンノズル（Laskin Nozzle）発生器
型：ＴＤＡ−４ＢＬ
シリアル番号：１４７１８
【００３８】
【表１】
【００３９】
走査試験が約４０μｇ／ｌの上流攻撃を用いて完了した後、発生したエアロゾルに対する出力は約１０μｇ／ｌに調整され、再度フィルタを走査した。その試験では４０μｇ／ｌで行われた試験と同じ結果を得た。ＩＥＳＴ−ＲＰ−ＣＣ００３４．１の推奨基準と一致させるために、試験をＡＴＩ ＴＤＡ−４ＢＬラスキンノズル発生器を用いて行った。その試験の結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
ブリードスルー（bleed through：滲み出し）に起因する「バックグラウンド濃度」は、ラスキンノズル発生器を用いての試験の際には問題ではなかった。「孔Ａ」及び「孔Ｂ」は容易に検出された。したがって、「ブリードスルー」効果により、熱により発生したＰＡＯを用いての試験の際にバックグラウンド濃度が示され、これは、ＩＥＳＴ−ＲＰ−ＣＣ００３４．１が推奨する最大の許容可能な浸透を超える。これは、ＵＬＰＡフィルタ等、０．１２μｍ粒子を除去する際に高い効率となるように設計される、より高い効率のフィルタを用いることによって克服されることができる。この下側では圧力降下が増大すると共にコストが増える。設計されるように、プローブはフィルタ内での小さなピンホールリークの位置を突き止める際に効果的であり、フィルタは設計フローレートで動作し、ラスキンノズル発生器を用いて発生した低温ＰＡＯで攻撃された。
【００４２】
手順−上述のスロット式プローブ
別の実施形態では、プローブ７００、１２００等のプローブを用いてＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）を走査試験した。プローブを用いて、Ｖｅｅ間に入り込ませずにＶｅｅ間のＶ字形ベッドフィルタの下流側の開口を走査した。プローブの高さは、媒体パックを超えて延びてＶｅｅの各側のチャネルの上に重なるように設計された。以下に挙げた試験データについて、入口サンプルポート１２０６の開口は、５．４０６インチ高×０．１２５インチ幅（１３７ｍｍ×３．１８ｍｍ）である。
【００４３】
プローブの設計は、ＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）（試験リグ内に設置されると共にＰＡＯで攻撃された）を用いてリークの位置を突き止める際に有効であると実証された。フィルタは、小型のサーボモータによって回転したリードスクリューアセンブリに結合されたプローブアセンブリを用いて自動走査した。これにより、モータの回転速度の詳細な制御が可能となり、ゆえに、プローブアセンブリの直線速度の正確且つ厳密な制御が可能となる。この試験を以下に詳述する。
【００４４】
０．０２０インチ（約０．５０８ミリメートル）の内径（Ｉ．Ｄ．）を有する毛管を用いて、２つの孔をＦＩＬＴＲＡ２０００内に意図的に設けた。「孔１」を、媒体パックの下流側のフィルタの側から約６インチ（約１５．２４センチメートル）の位置のところで、媒体パックのフィルタの下流側に形成した。「孔２」を、媒体パックの上流側のフィルタの側から約１インチ（約２．５４センチメートル）の位置のところで、媒体パックのフィルタの上流側に形成した。これらの孔をそれらの位置に形成したのは、それらの孔が、リークが概して検出され難い位置を示すからである。
【００４５】
フローレートが約２，４００ｃｆｍとなるまで、試験リグの可変周波数駆動部を調整した。ＡＴＩ ＴＤＡ−４Ｂ Ｌｉｔｅエアロゾール発生器を用いてＰＡＯエアロゾルを発生させ、このＰＡＯエアロゾルを汚染ハウジング内のエアロゾル射出リングから射出した。自動走査制御及びサンプリングシステムを用いて、Ｌｉｇｈｔｈｏｕｓｅ Ｓｏｌａｉｒ３１００＋レーザー粒子計数器（０．３ミクロンサイズの範囲）を用いるリーク試験を行った。結果は下記の表に挙げる。
【００４６】
【表３】
【００４７】
【表４】
【００４８】
設計されるように、２，４００ｃｆｍの定格空気流、及び０．３ミクロン径の１立方フィート当たり４６０，０００，０００粒子の上流攻撃濃度で、システムは、０．１２５インチ（約０．３１７５ミリメートル）／秒の走査速度でピンホールリークの位置を突き止めることが可能であったが、０．２５０インチ（約０．６３５センチメートル）／秒では不可能であった。上流から、より高いエアロゾル攻撃を用いることにより、より迅速な走査速度でリークの位置を突き止めることが可能であるが、その理由は、リークによる攻撃の量がより高く、より容易に検出されることができるためである。また、より低い空気流では、システムは、ピンホールを通過する粒子が清浄な空気によってフィルタの下流で希釈されず、ゆえに走査の際により容易に検出されるため、より迅速な走査速度でリークを見つけることが可能である。
【００４９】
約０．１８７５インチ／秒（０．４８ｃｍ／秒）までの走査速度は、許容可能な走査結果をもたらすことが実証されている。したがって、１分当たり２４００立方フィート以下の動作速度を有するシステムでは、１秒当たり約０．１８７５インチ以下の走査速度を用いて、Ｖバンクフィルタのリークを検出し、ここでは、上流の攻撃は、２，４００ｃｆｍの流れにおいて１立方フィート当たり約３００，０００，０００粒子（１立方メートル当たり約８，４９５，０５０粒子）である。走査速度はより低い動作速度及び／又はより高い攻撃では上がるであろうことが意図される。
【００５０】
このように、Ｖバンクフィルタの走査試験を可能にする方法及び装置が提供される。有利には、本発明は、ピンホールリークの試験が必要とされる用途でのＶバンクフィルタの使用を可能にする。
【００５１】
本発明の教示を組み込む各種実施形態を示し本明細書中で詳細に説明してきたが、当業者は、これらの教示をなおも組み込む多くの他の変形実施形態を容易に考案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図１Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図２】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図３】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図４Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図４Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図５Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図５Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図６】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図７】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの別の実施形態である。
【図８】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図９】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図１０】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図１１】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図１２Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの別の実施形態である。
【図１２Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの別の実施形態である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的に、Ｖバンクフィルタベッド走査のための方法及び装置に関する。
【０００２】
［関連出願］
本願は、Thomas C. Morseにより２００５年１０月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／７２９，６４３号（その全体が本明細書に参照により援用される）の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
高い空気流要件を有する多くの汚染制御用途は、層流が主要な影響を及ぼさない場合にパネルフィルタを覆うＶバンクフィルタを利用する。しかしながら、従来の製造及び実証は、ピンホールリークについてフィルタ媒体を厳密にリーク試験（すなわち走査試験）することが不可能であるため、効率試験全体に対するＶバンクの試験には限界がある。Ｖバンクフィルタを走査試験することが不可能であることは、「ＥＮ１８２２：ＴＨＥ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＴＨＡＴ ＧＲＥＡＴＬＹ ＩＭＰＡＣＴＥＤ ＴＨＥ ＥＵＲＯＰＥＡＮ ＣＬＥＡＮＲＯＯＭＳ ＭＡＲＫＥＴ」と題する、Cleanrooms Magazineにおける２００１年１０月発行の論文において立証されている。この論文では、著者は「．．．Ｖ字形のプリーツ状（pleat）パッケージを有するＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタは走査することができず、その理由は、測定用プローブが、プリーツ状パッケージ内での考えられ得るリークの十分近くに至ることができないためである」と述べている。
【０００４】
しかしながら、汚染制御について増えつつある厳格な実証要件（走査試験を必要とする）のために、多くの設備ではＶバンクフィルタ製品ではなく深いプリーツ状のフィルタ製品を用いざるを得なくなっている。深いプリーツ状のフィルタは概して、Ｖバンクフィルタのエアハンドリング機能を有さないため、より多くのフィルタが所定用途に必要とされるであろうし、また、フィルタを通るガス流を駆動するのにより多くのエネルギーが必要とされるであろう。ゆえに、Ｖバンクフィルタを用いることのできる用途において深いプリーツ状のフィルタを使用することは、フィルタ及びエネルギー使用のコストをより高くするであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、Ｖバンクフィルタベッドを走査するための方法及び装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態は概して、Ｖバンクフィルタを走査するための方法及び装置に関する。一実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査する装置は、試験の際にＶバンクフィルタのバンク間に延びるように構成される中空体を有する。中空体は第１の端及び第２の端を有する。出口が中空体の第２の端に形成され、試験装置を中空体の内容積部に結合するようになっている。第１の複数の孔が中空体に形成され、それらの孔は内容積部と流体結合される。
【０００７】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法が提供される。一実施の形態では、当該方法は、複数のサンプルポートを有するプローブをフィルタパックに隣接するフィルタに挿入する工程、及びプローブをフィルタパックに沿って移動させる工程を含む。
【０００８】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査するための方法は、プローブを用いてＶバンクフィルタのスロットを走査すること、及びフィルタを通過してプローブに入り込むガスのサンプルを回収することを含む。
【０００９】
一実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査試験するためのプローブは、内容積部と第１の端及び第２の端とを有する中空体を有する。中空体は、試験の際にＶバンクフィルタのバンク間に延びるように構成される。中空体の第２の端に形成される出口は、中空体の内容積部を試験装置に結合するようになっている。第１の複数の孔が中空体に形成され、内容積部に流体結合される。
【００１０】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタを走査試験するためのプローブは、第１の端がシールされていると共に第２の端にポートを有する細長い中空体を有する。テーパ状スロットが中空体の壁に形成され、ここでは、テーパ状スロットの広端が中空体の第１の端に向けられる。
【００１１】
別の実施の形態では、Ｖバンクフィルタの濾過媒体の２つのバンク間にプローブを挿入すること、及びプローブをバンクに沿って移動させること、及び各バンクから個々に試験機器にサンプルを同時供給することを含む、Ｖバンクフィルタを試験するための方法が提供される。
【００１２】
別の実施の形態では、「Ｖ」字形構成で配置されるフィルタ媒体の少なくとも２つの隣接するバンクを有するＶバンクフィルタに攻撃を行うこと、フィルタ媒体の隣接バンク間に画定される開口にわたってプローブを走査すること、フィルタ媒体のバンクを通過してプローブに入り込む空気をサンプリングすること、及びサンプルがリークを示しているかどうかを判定することを含む、Ｖバンクフィルタを試験するための方法が提供される。
【００１３】
本発明の教示は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解されることができる。
【００１４】
理解し易くするために、可能な場合、図に共通の同一の要素を示すのに同一の参照符号を用いている。一実施形態の要素及び特徴は、さらに詳述はしないが他の実施形態に有利に取り入れることができることが意図される。
【００１５】
しかしながら、添付の図面は本発明の例示的な実施形態を示すにすぎず、ゆえに、本発明の範囲を限定するものとは見なされず、本発明に対して他の同等の効果的な実施形態を許容し得ることに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態は、ピンホールリークについてＶバンクフィルタを走査試験するのに適している。本明細書に示されているフィルタは、Camfil Farr,Inc.から入手可能なＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）Ｖバンクフィルタであるが、当該試験装置及び方法を用いて他の構成を有するＶバンクフィルタを走査試験してもよいことが意図される。走査試験を容易にするように開発された走査プローブは、手動の走査操作に対して合理的な走査速度（すなわち１秒当たり約１〜２インチ（１秒当たり２５．４〜５０．８ミリメートル）の範囲）を可能にし、さらに、自動又は半自動の走査用途での使用に適合し得る。
【００１７】
プローブ設計
Ｖ字形ベッド媒体パック構成は、パック全体の面が単一平面内にある従来のボックス型媒体パックに比して、走査試験プロセス及びプローブ設計において障害をもたらす。従来のボックス型フィルタでは、プローブは一般的に、サンプルが引き出される一体移行部（integral transition）を有するチューブから構成される。この移行部は概ね正方形又は矩形である。このタイプのサンプリングプローブの設計は、プローブのサンプリング面にわたる局所的な速度が等しくなっており、その結果、サンプリング面にわたって均一な空気流が得られるようになっている。
【００１８】
本発明では、プローブは、隣接する媒体パックを同時走査することを可能にする。このような同時走査は必須ではないが、同時走査によって、フィルタを試験する際にプローブを用いて操作者が行わねばならないフィルタ当たり複数回の「通過」が減るために望ましい。プローブは一回の通過で１つの媒体パックのみを走査するように構成してもよいことが意図される。
【００１９】
図１〜図８は、Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの各種図を示す。走査の際に採取されたサンプルは所定の判定基準又はフィルタ効果を上回るピンホールリークの位置を判定するのに用いられ得る。まず、図１Ａ及び図１Ｂに示すプローブ１００を参照すると、プローブ１００は概して、第１の端１０４がシールされていると共に第２の端１０８にポート１０６を有するチューブ又は他の中空体１０２である。中空体１０２の形状は、プローブ１００の第１の端１０４をＶバンクフィルタの隣接するバンク間に位置付けることを可能にするように構成される。ポート１０６は概して、光度計、パーティクルカウンター、又はリーク検出若しくは効率測定に適した他の機器等、試験機器に結合するようになっている。一実施形態では、ステンレス鋼管材の或る長さを、フィルタバンクによって画定される「Ｖ」字形に嵌まる形状（例えば「Ｖ」字形状又は三角形状）にするように曲げる。他の実施形態では、管材は直線であってもよく又は楔形状であってもよい。孔又はスロット等の複数の孔１１０は、例えばドリル穿孔によってプローブ１００の少なくとも１つの脚の外向き側に沿って形成される。孔１１０の数、サイズ、及び間隔は、走査方向に対して垂直な媒体バンク（media bank）の長さに沿ってサンプリングを可能にするように選択される。したがって、孔１１０が形成されているプローブの長さは、プローブが使用されることになっている媒体バンクの長さにほぼ等しい。したがって、各脚の孔１１０は互いに反対方向にある。図１に示す実施形態では、プローブ１００の各脚は、孔１１０の直線構成を含む。各脚の内容積部は、孔１１０を通して採取されたサンプルが試験機器に供給され得るようにポート１０６に流体結合される。
【００２０】
孔１１０は単一のサイズ、異なるサイズ、又は組み合わせサイズであってもよい。一実施形態では、プローブ壁に形成された孔１１０の開口部又は平面領域は、プローブの第２の端１０８からサンプルが引き出されていることによる圧力損失を考慮するために第１の端１０４の方へのプローブの長さに沿って延びる孔間で低減されている。一実施形態では、孔１１０は、異なる開口部サイズを有する少なくとも２つの群の孔及び／又はスロットを含む。図１Ｂに示す実施形態では、孔１１０は、プローブ１００のうち光度計から最も遠い第１の端１０４にさらなる群の孔１１０Ｃを含み、これらの孔は第２の端１０８（及び光度計）の最も近くに位置する近い群の孔１１０Ａの直径よりも大きな直径（開口部）を有し、プローブ１００の中間部に位置する真ん中の群の孔１１０Ｂは、それらの第２の端１０８から最も近い孔１１０の直径と最も遠い孔１１０の直径とのほぼ間の直径を有する。例えば、孔１１０は、約０．０１８〜０．０６２インチ（０．４５〜１．５７ｍｍ）の直径を有する近い群の孔１１０Ａ、約０．０５５〜０．０７７インチ（１．４０〜１．９６ｍｍ）の直径を有する中間群の孔１１０Ｂ、及び約０．０６２〜０．０９３インチ（１．５７〜２．３６ｍｍ）の直径を有する遠い群の孔１１０Ｃを含み得る。プローブ１００の長さに沿って孔径が増すことにより、プローブの長さに沿ってより均一な（且つ典型的な）サンプルが得られる。同様のプローブを、プローブの長さに沿って幅が変わる（例えば第１の端１０４に向かってテーパ状になっている）スロットとして構成されている孔１１０を用いて、又は、同じ成果を達成するために、プローブの長さに沿って離間したより大きな孔及び／又は異なる孔を用いるプローブの長さに沿って穿孔された材料を用いることによって設計することができる。
【００２１】
図２及び図３は、フィルタの走査の際にフィルタの「Ｖ」字形内にプローブ１００を位置決めする一体形ハンドル１５０及びガイド１１２を有するプローブ１００を示す。これらのガイド１１２により、プローブの第１の端１０４をフィルタ内に挿入することができる距離を制限することによってプローブ１００を各媒体パックから予め画定された距離に維持することが可能となる。バー、ロッド、ローラ、ベアリング、スライド、タブ、又は他のフィクスチャ等のガイド１１２（図２及び図３、並びに図８〜図１１を参照）により、プローブを相応に媒体パック間の中心に置いたままにすることが確実となり、それにより、挿入又は走査の際のプローブ１００との不慮の接触による媒体バンクの損傷の可能性がなくなり、また、プローブと媒体パックの面との間の距離を所要の距離（又は範囲）に維持することが確実となる。
【００２２】
一実施形態では、プローブ１００は、プリーツ状媒体バック間に嵌まるようにＶ字形内に形成される１つ又は複数の中空チューブ１８０から作製される。チューブ１８０は、ポート１０８に延びている第２の端１０６付近のＴ継手１８２にて結合される。プローブの孔１１０は、複数のスロット又は孔１１０Ａ〜Ｃ（図１Ａ及び図１Ｂ、図２及び図３に示す）、互い違いに配置された孔４１０（図４Ａ及び図４Ｂに示す）、１つ又は複数のテーパ状スロット５１０（図５Ａ及び図５Ｂに示す）、互い違いに配置されたスロット又は孔６１０（図６に示す）、又は１インチ（２５．４ｍｍ）（これは一般的に、媒体パック及びサンプリングプローブ間の産業的に許容可能な距離である）の媒体パックの面内の空気サンプリングを可能にする他の構成として設計されてもよい。スロットを用いる実施形態では、孔１１０は図５Ａ及び図５Ｂに示す単一スロット５１０とすることができるが、複数のスロットを用いてもよい。プローブ１００の幾何形状は、標準又は業界の慣行がプローブを走査試験の際に媒体パックの近くに位置決めすることを必要とするであろう場合には変更してもよい。中空体１０２がチューブ１８０である実施形態では、孔１１０が形成されている円形面（チューブ１８０の外径）は、特に正方形コーナを有する従来の矩形プローブに比して、プローブと媒体との不慮の接触がなされる際にフィルタ媒体への損傷に対する保護を提供する。
【００２３】
図４Ａ及び図４Ｂに示す実施形態では、プローブ４００は、第１の端１０４と合わさる脚４０２、４０４を有する中空体１０２を有する。脚４０２、４０４は、第１の端１０４から第２の端１０８に向かって外側にフレア状となっている。脚４０２、４０４のそれぞれは、各脚を試験機器に別個に結合するように第２の端１０８に別個のポート４０６Ａ、４０６Ｂを有する。孔４１０（上述したように脚４０２、４０４に形成される）を通して採取されたサンプルは別個にサンプリングされ、個々の脚４０２、４０４付近のフィルタ媒体の特定のバンクのリーク検出が判定され得る。
【００２４】
孔４１０は、より大きな孔径を有する孔が第１の端１０４により近くあるようなサイズで互い違いに配置されていてもよい。一実施形態では、孔４１０は、図１Ｂを参照して説明した孔１１０と同様に構成される。
【００２５】
図５Ａ及び図５Ｂに示す別の実施形態では、プローブ５００は、上述したプローブ１００又は４００として構成され得る中空体１０２を有する。プローブ５００は、中空体１０２の脚の外向き側内に形成されるスロット５１０を有する。一実施形態では、スロット５１０は、スロット５１０の広端が中空体１０２の第１の端１０４に近くなるようにテーパ状とすることができる。
【００２６】
図６に示す別の実施形態では、プローブ６００の一部が示される。プローブ１００又は４００として構成され得るプローブ６００の中空体１０２は上述した。プローブ６００は、スロットとして図６に示す複数の互い違いに配置された孔６１０を有する。孔６１０は、１つの孔６１０の一部が隣接する孔の上に重なるように中空体１０２の外向き側内に形成される。一実施形態では、中空体１０２の第１の端１０４に近い孔６１０は、第２の端付近１０６にある孔６１０よりも開領域に多くあるであろう。
【００２７】
図７に示す別の実施形態では、プローブ７００は矩形状を有する。プローブの幅は、Ｖバンクフィルタの媒体パック７０４間のＶｅｅの広端に画定されるスロット７０２（空気が出る）の幅よりも幅が広くなるようになっている。プローブ７００は、ロッド、ローラ、バー、又は図７に示すプローブ７０６の開端に結合される他の位置決め特徴部等のスロットとプローブを整合させる１つ又は複数のガイド７０６を有し得る。プローブ７００は、プローブの周りを迂回する可能性をなくすために、可能な限りスロット７０２の近くに配置される。走査試験は、スロットに沿ってプローブを動かすことによって行われる。このことは、従来のＨＥＰＡフィルタを走査試験することと非常に類似しているが、ただし、媒体パックの代わりにプローブを用いてスロットを走査する。走査データもフィルタ効率を計算するのに用いられ得ることが意図される。
【００２８】
図１２Ａ及び図１２Ｂに示す別の実施形態では、Ｖバンクフィルタを走査するのに適したプローブ１２００が図示されている。プローブ１２００は、少なくとも１つのサンプルポート１２０４を有する本体１２０２を有する。図１２Ａ及び図１２Ｂに示す実施形態では、４つのサンプルポート０４が示されている。
【００２９】
各サンプルポート１２０４は、サンプル入口ポート１２０６及びサンプル出口ポート１０８を有する。フィッティング１２１０は本体１２０２に出口ポート１２０８にて結合されて、ポート１２０４を光度計又は他の適した装置等の試験機器に結合するのが容易となる。
【００３０】
少なくとも１つのガイド１２１２がプローブ１２００のサンプル入口ポート側に設けられる。ガイド１２１２により、上述したようにフィルタとのプローブ１２００の整合が容易となる。図１２Ａ及び図１２Ｂに示す実施形態では、プローブ１２００の主軸に対し垂直に固定されると共に走査方向と整合するバーの形態の２つのガイド１２１２が提供される。
【００３１】
プローブの実証及びＶバンクフィルタを試験するための方法
本発明のプローブはリークの位置を突き止めるのに効果的であるものと実証された。試験の際、ＦＩＬＴＲＡ２０００のＶバンクフィルタを用いた。フィルタを試験リグ内に設置し、ＰＡＯで攻撃した。次いで、フィルタを上述したプローブを用いて手動で走査試験した。この試験を下記に詳述する。
【００３２】
手順−挿入形状プローブ
一実施形態では、プローブ１００、４００、５００等のプローブを用いてＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）を走査試験した。プローブを用いてＶ字形ベッドフィルタの下流側からＶｅｅ内のフィルタ媒体のバンク間で走査した。
【００３３】
０．５ｍｍ径の機械ペンシルを用いて、２つの孔をＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）のＶバンクフィルタ内に意図的に設け、分かっている位置にリークを生じさせた。「孔Ａ」を媒体パックの下流側の垂直押出部材から約１インチ（２５．４ｍｍ）の位置で媒体パックのフィルタの下流側に形成した。「孔Ｂ」を媒体パックの上流側の垂直押出部材のごく近くの位置で媒体パックのフィルタの上流側に形成した。これらの孔をそれらの位置に形成した理由は、それらの孔が、リークが概して検出し難いと考えられる位置を示すからである。
【００３４】
走査試験を行うのに用いられる試験リングは概して可変周波数駆動部を含み、この可変周波数駆動部を、エアフローステーション（ＡＦＳ）にわたる圧力降下がＡｌｎｏｒ Ｍｉｃｒｏｍａｎｏｍｅｔｅｒを用いて測定した場合で約０．４５２インチ（約１１．４８ミリメートル）の水量ゲージ（ｗ．ｇ）（０．１１３ｋＰａ）となるまで調整した。フィルタ全体にわたるこの圧力降下は、フィルタを流れる流量が１分当たり約２０００立方フィート（１分当たり５６．６立方メートル）であること示す。
【００３５】
ＡＴＩ ＴＤＡ−５Ｂの熱発生器を用いてＰＡＯエアロゾルを生成し、このＰＡＯエアロゾルを送風機の入口に射出した。ＡＴＩ ＴＤＡ−２Ｅ光度計を用いて、フィルタのすぐ上流の移行部において上流サンプルを得た。送風機、エアロゾル発生器、及び光度計を約２０分間加温させることにより、定常運転を達成させる。
【００３６】
エアロゾル発生器をオンにし、４０〜５０マイクログラム／リットルを得るように調整した。このような範囲を選択したのは、各種業界水準及び推奨基準（例えばＩＥＳＴ及びＡＴＩ）が１０〜１００マイクログラム／リットルの範囲のエアロゾル攻撃で走査することを推奨しているからである。上流の攻撃濃度を光度計で測定した。光度計に接続したプロトタイプのプローブを用いてフィルタを走査試験し、その結果が下記の表１に示すように記録された。走査は、試験されるフィルタパックと孔（複数可）が対向するようにプローブをフィルタに手動挿入することによって行った。次に、ピンホールリークについて媒体を試験するためにプローブをフィルタパックにわたって前進させた。リーク閾値はＩＥＳＴ標準又は他の試験プロトコルに従って設定してもよい。
【００３７】
使用した機器
試験フィルタ：ＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）（Camfil Farr,Inc.から入手可能）
型番号：ＦＡ１５７０Ａ−０１−０１−０９
部品番号：８５５０１００９５
シリアル番号：Ａ１１６０８４−００８
ラベル効率：９９．９９８％
ラベル圧力降下：１インチ（約２５．４ｍｍ）ｗ．ｇ（０．２５ｋＰａ）
定格ｃｆｍ：２１５０（１分当たり６０．９立方メートル）
圧力指示計：ＡＬＮＯＲ ＭｉｃｒｏＭａｎｏｍｅｔｅｒ（デジタルマイクロマノメータ）
型：ＡＸＤ５５０
機器Ｉ．Ｄ．：６６３０３
較正：０６／２６／０３
較正期限：０６／２６／０４
リーク検出機器：ＡＴＩアナログ光度計
型：ＴＤＡ−２Ｅ
シリアル番号：８４６２
較正：１０／３１／０３
較正期限：１０／３１／０４
エアロゾル発生器：
ＡＴＩ熱発生器
型：ＴＤＡ−５Ｂ
シリアル番号：１５７６９
ＡＴＩ ラスキンノズル（Laskin Nozzle）発生器
型：ＴＤＡ−４ＢＬ
シリアル番号：１４７１８
【００３８】
【表１】
【００３９】
走査試験が約４０μｇ／ｌの上流攻撃を用いて完了した後、発生したエアロゾルに対する出力は約１０μｇ／ｌに調整され、再度フィルタを走査した。その試験では４０μｇ／ｌで行われた試験と同じ結果を得た。ＩＥＳＴ−ＲＰ−ＣＣ００３４．１の推奨基準と一致させるために、試験をＡＴＩ ＴＤＡ−４ＢＬラスキンノズル発生器を用いて行った。その試験の結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
ブリードスルー（bleed through：滲み出し）に起因する「バックグラウンド濃度」は、ラスキンノズル発生器を用いての試験の際には問題ではなかった。「孔Ａ」及び「孔Ｂ」は容易に検出された。したがって、「ブリードスルー」効果により、熱により発生したＰＡＯを用いての試験の際にバックグラウンド濃度が示され、これは、ＩＥＳＴ−ＲＰ−ＣＣ００３４．１が推奨する最大の許容可能な浸透を超える。これは、ＵＬＰＡフィルタ等、０．１２μｍ粒子を除去する際に高い効率となるように設計される、より高い効率のフィルタを用いることによって克服されることができる。この下側では圧力降下が増大すると共にコストが増える。設計されるように、プローブはフィルタ内での小さなピンホールリークの位置を突き止める際に効果的であり、フィルタは設計フローレートで動作し、ラスキンノズル発生器を用いて発生した低温ＰＡＯで攻撃された。
【００４２】
手順−上述のスロット式プローブ
別の実施形態では、プローブ７００、１２００等のプローブを用いてＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）を走査試験した。プローブを用いて、Ｖｅｅ間に入り込ませずにＶｅｅ間のＶ字形ベッドフィルタの下流側の開口を走査した。プローブの高さは、媒体パックを超えて延びてＶｅｅの各側のチャネルの上に重なるように設計された。以下に挙げた試験データについて、入口サンプルポート１２０６の開口は、５．４０６インチ高×０．１２５インチ幅（１３７ｍｍ×３．１８ｍｍ）である。
【００４３】
プローブの設計は、ＦＩＬＴＲＡ２０００（商標）（試験リグ内に設置されると共にＰＡＯで攻撃された）を用いてリークの位置を突き止める際に有効であると実証された。フィルタは、小型のサーボモータによって回転したリードスクリューアセンブリに結合されたプローブアセンブリを用いて自動走査した。これにより、モータの回転速度の詳細な制御が可能となり、ゆえに、プローブアセンブリの直線速度の正確且つ厳密な制御が可能となる。この試験を以下に詳述する。
【００４４】
０．０２０インチ（約０．５０８ミリメートル）の内径（Ｉ．Ｄ．）を有する毛管を用いて、２つの孔をＦＩＬＴＲＡ２０００内に意図的に設けた。「孔１」を、媒体パックの下流側のフィルタの側から約６インチ（約１５．２４センチメートル）の位置のところで、媒体パックのフィルタの下流側に形成した。「孔２」を、媒体パックの上流側のフィルタの側から約１インチ（約２．５４センチメートル）の位置のところで、媒体パックのフィルタの上流側に形成した。これらの孔をそれらの位置に形成したのは、それらの孔が、リークが概して検出され難い位置を示すからである。
【００４５】
フローレートが約２，４００ｃｆｍとなるまで、試験リグの可変周波数駆動部を調整した。ＡＴＩ ＴＤＡ−４Ｂ Ｌｉｔｅエアロゾール発生器を用いてＰＡＯエアロゾルを発生させ、このＰＡＯエアロゾルを汚染ハウジング内のエアロゾル射出リングから射出した。自動走査制御及びサンプリングシステムを用いて、Ｌｉｇｈｔｈｏｕｓｅ Ｓｏｌａｉｒ３１００＋レーザー粒子計数器（０．３ミクロンサイズの範囲）を用いるリーク試験を行った。結果は下記の表に挙げる。
【００４６】
【表３】
【００４７】
【表４】
【００４８】
設計されるように、２，４００ｃｆｍの定格空気流、及び０．３ミクロン径の１立方フィート当たり４６０，０００，０００粒子の上流攻撃濃度で、システムは、０．１２５インチ（約０．３１７５ミリメートル）／秒の走査速度でピンホールリークの位置を突き止めることが可能であったが、０．２５０インチ（約０．６３５センチメートル）／秒では不可能であった。上流から、より高いエアロゾル攻撃を用いることにより、より迅速な走査速度でリークの位置を突き止めることが可能であるが、その理由は、リークによる攻撃の量がより高く、より容易に検出されることができるためである。また、より低い空気流では、システムは、ピンホールを通過する粒子が清浄な空気によってフィルタの下流で希釈されず、ゆえに走査の際により容易に検出されるため、より迅速な走査速度でリークを見つけることが可能である。
【００４９】
約０．１８７５インチ／秒（０．４８ｃｍ／秒）までの走査速度は、許容可能な走査結果をもたらすことが実証されている。したがって、１分当たり２４００立方フィート以下の動作速度を有するシステムでは、１秒当たり約０．１８７５インチ以下の走査速度を用いて、Ｖバンクフィルタのリークを検出し、ここでは、上流の攻撃は、２，４００ｃｆｍの流れにおいて１立方フィート当たり約３００，０００，０００粒子（１立方メートル当たり約８，４９５，０５０粒子）である。走査速度はより低い動作速度及び／又はより高い攻撃では上がるであろうことが意図される。
【００５０】
このように、Ｖバンクフィルタの走査試験を可能にする方法及び装置が提供される。有利には、本発明は、ピンホールリークの試験が必要とされる用途でのＶバンクフィルタの使用を可能にする。
【００５１】
本発明の教示を組み込む各種実施形態を示し本明細書中で詳細に説明してきたが、当業者は、これらの教示をなおも組み込む多くの他の変形実施形態を容易に考案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図１Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図２】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図３】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図４Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図４Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図５Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図５Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図６】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの種々の実施形態の各種図のうちの１つの図である。
【図７】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの別の実施形態である。
【図８】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図９】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図１０】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図１１】走査試験を容易にするようにＶバンクフィルタと係合した本発明のプローブのイメージを示す図である。
【図１２Ａ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの別の実施形態である。
【図１２Ｂ】Ｖバンクフィルタを走査試験するのに適したプローブの別の実施形態である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖバンクフィルタを試験するための方法であって、
「Ｖ」字形構成で配置されるフィルタ媒体の少なくとも２つの隣接するバンクを有するＶバンクフィルタに刺激を与える工程、
プローブを前記フィルタ媒体の前記隣接するバンク間に画定される開口にわたって走査する工程、
前記フィルタ媒体の前記バンクを通って前記プローブに入り込む空気をサンプリングする工程、及び
サンプルがリークを示しているかどうかを判定する工程を含む、Ｖバンクフィルタを試験するための方法。
【請求項２】
前記走査する工程は、前記プローブの本体内に形成される第１のサンプルポートを前記開口にわたって移動させる工程、及び
前記プローブの前記本体内に形成される第２のサンプルポートを前記第１の開口に隣接して画定される第２の開口にわたって移動させる工程
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記走査する工程は、前記プローブを１秒当たり約０．１８７５インチ（０．４８ｃｍ／秒）未満の速度で移動させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記走査する工程は、前記プローブを１秒当たり約０．１２５インチ（０．３２ｃｍ／秒）未満の速度で移動させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタを１立方フィート当たり少なくとも約３００，０００，０００粒子（１立方メートル当たり８，４９５，０５０粒子）で攻撃する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フィルタに少なくとも２０００ｃｆｍ（１分当たり５６．６立方メートル）の空気流を供給する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記走査する工程は、前記プローブのガイドを前記フィルタと係合させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１】
Ｖバンクフィルタを試験するための方法であって、
「Ｖ」字形構成で配置されるフィルタ媒体の少なくとも２つの隣接するバンクを有するＶバンクフィルタに刺激を与える工程、
プローブを前記フィルタ媒体の前記隣接するバンク間に画定される開口にわたって走査する工程、
前記フィルタ媒体の前記バンクを通って前記プローブに入り込む空気をサンプリングする工程、及び
サンプルがリークを示しているかどうかを判定する工程を含む、Ｖバンクフィルタを試験するための方法。
【請求項２】
前記走査する工程は、前記プローブの本体内に形成される第１のサンプルポートを前記開口にわたって移動させる工程、及び
前記プローブの前記本体内に形成される第２のサンプルポートを前記第１の開口に隣接して画定される第２の開口にわたって移動させる工程
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記走査する工程は、前記プローブを１秒当たり約０．１８７５インチ（０．４８ｃｍ／秒）未満の速度で移動させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記走査する工程は、前記プローブを１秒当たり約０．１２５インチ（０．３２ｃｍ／秒）未満の速度で移動させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタを１立方フィート当たり少なくとも約３００，０００，０００粒子（１立方メートル当たり８，４９５，０５０粒子）で攻撃する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フィルタに少なくとも２０００ｃｆｍ（１分当たり５６．６立方メートル）の空気流を供給する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記走査する工程は、前記プローブのガイドを前記フィルタと係合させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【公開番号】特開２００９−１８０７３９（Ｐ２００９−１８０７３９Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２４８２（Ｐ２００９−１１２４８２）
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【分割の表示】特願２００８−５３７８８６（Ｐ２００８−５３７８８６）の分割
【原出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（５０８０４３５０１）カムフィル ファー，インコーポレーテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【分割の表示】特願２００８−５３７８８６（Ｐ２００８−５３７８８６）の分割
【原出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（５０８０４３５０１）カムフィル ファー，インコーポレーテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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