JP2015532199A - 浄化装置カセット - Google Patents
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Abstract
本開示は、補強特徴を有する浄化カセットに関する。一実施形態は、張力部材を有する浄化カセットに関する。浄化システムは、媒体空洞を画成する取外し可能なカセットを備え得る。張力部材のセットが、第1の側壁部と第2の側壁部との間にわたり存在し得る。張力部材のセットは、媒体空洞を複数のレーンに分割し得る。
Description
関連出願
本出願は、2012年10月1日に出願された「Modular Filter With Tension Members」と題する米国特許仮出願第61/708,470号、2013年3月8日に出願された「Modular Filter With Tension Members and Manifold for Modular Filters」と題する米国特許仮出願第61/775,051号、2013年4月19日に出願された「Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems」と題する米国特許仮出願第61/813,983号、2013年5月23日に出願された「Modular Filter with Tension Members」と題する米国特許仮出願第61/826,880号、および2013年6月17日に出願された「Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems」と題する米国特許仮出願第61/835,884号に基づく優先権を主張する。これらはいずれも、参照により事実上全てが本明細書に組み込まれる。
本出願は、2012年10月1日に出願された「Modular Filter With Tension Members」と題する米国特許仮出願第61/708,470号、2013年3月8日に出願された「Modular Filter With Tension Members and Manifold for Modular Filters」と題する米国特許仮出願第61/775,051号、2013年4月19日に出願された「Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems」と題する米国特許仮出願第61/813,983号、2013年5月23日に出願された「Modular Filter with Tension Members」と題する米国特許仮出願第61/826,880号、および2013年6月17日に出願された「Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems」と題する米国特許仮出願第61/835,884号に基づく優先権を主張する。これらはいずれも、参照により事実上全てが本明細書に組み込まれる。
本開示は、浄化およびろ過システムに関する。より詳細には、本明細書において説明される実施形態は、モジュール式浄化およびろ過システムに関する。さらにより詳細には、本明細書において説明される実施形態は、半導体製造流体を浄化するためのモジュール式浄化およびろ過システムに関する。
半導体製造プロセスは、半導体ウェーハにごく小さなパーティクルまたは他の汚染物質(金属、非揮発性残渣)が堆積されただけでも欠陥に繋がり得るため、汚染の影響を非常に被りやすい。したがって、サブミクロン粒子、金属イオンなどの残渣、および他の汚染物質を除去する膜を有する超清浄浄化装置を使用することが一般的である。種々のろ過モジュールが半導体製造液体をろ過するために開発されてきたが、矩形形状フィルタは回避されてきた。なぜならば、矩形設計は、一般的に半導体製造で使用される圧力に耐え得るコンパクト設計でのろ過要件および流量要件を満たすことができないからである。したがって、多数の既存のフィルタモジュールは、円筒形であり、フィルタ膜が中に位置する単体成形の円筒状ボウルまたは円筒状スリーブを有するハウジングを有する。典型的には、これらのフィルタは、外側シェルと内側コアとの間に囲まれた円形のプリーツ型フィルタ膜を含む。流体は、上部または下部からフィルタモジュールに進入し、スリーブ間を流れ、その後シェルを通過し、フィルタ膜を通過して中空コアに進み、モジュールから退出する。
既存の円筒状フィルタモジュールは、複数の欠点を有する。1つの欠点は、円形のプリーツ型膜は、円形構成を実現するために膜が中心方向へとより緊密に詰め込まれなければならないため、流体流を過度に制限する点である。もう1つの欠点は、円筒状ハウジングが単体として成形または押出成形されるため、この円筒体の軸に対して垂直に延在する形状を追加することが困難または不可能である点である。さらに、多数の既存のフィルタモジュールは、設置および交換が困難である。半導体製造で使用される多くの液体は腐食性または毒性であるため、フィルタモジュールの交換は作業者を危険にさらす。
円筒状フィルタを採用する現行のろ過システムは、適合性が限定される。多くの場合では、フィルタ同士は、多数のユニットを介して固定的構成で連結されるため、フィルタを通過する流れを必要に応じて直列から並列へと変更することは困難である。さらに、多数のろ過システムは、単一タイプのフィルタのみを使用するため、単一のろ過システムで種々の目的または粒径に合わせて種々のフィルタを使用する適応性が限定される。
モジュール式浄化システムおよび方法の実施形態が説明される。一実施形態は、浄化装置カセットとしてまたは別の目的で使用され得るコンパクトな圧力容器を備え得る。圧力容器は、内側空洞を画成する媒体空洞側壁部のセットを有する主要本体を備え得る。第1のポートが、内側空洞の第1の部分に流体連結され、第2のポートが、内側空洞の第2の部分に流体結合され得る。
内側空洞側壁部のセットは、第1の側壁部、第2の側壁部、第3の側壁部、および第4の側壁部を備えることが可能であり、第1の側壁部は第2の側壁部の対向側に位置し、第3の側壁部は第4の側壁部の対向側に位置する。1つまたは複数の張力部材が、媒体空洞の第1の側壁部および第2の側壁部に結合され、媒体空洞を複数のセクションに分割し得る。
一実施形態によれば、浄化装置本体は、補強構造を有して構成され得る。一実施形態によれば、補強構造は、デバイスの長さ(または他の長さ)にわたり延在する補強リブを備え、これらの補強リブは、一実施形態においては、流路の形成および主要本体の補強の2つの機能を果たし得る。補強リブは、弧状、長円状、または他の丸み形状の流路を画成し、それにより補強弧状部を形成し得る。したがって、一実施形態によれば、一連の補強弧状部は、側壁部に沿って流路を画成し得る。
一実施形態によれば、主要本体は、圧力容器構造中で荷重を分散するために複数のフープ状構造を備えることが可能であり、これにより、圧力容器は高圧および高温の印加に耐えることが可能となる。フープ状構造は、第1の側壁部、第2の側壁部、第3の側壁部、および第4の側壁部を張力下に置くためのフープ応力を助長し得る。
1つまたは複数の張力部材が設けられ得る。一実施形態によれば、張力部材は、第3の側壁部および第4の側壁部に対して平行に延在し、媒体空洞を複数のレーンに分割し得る。浄化要素は、複数のレーンのそれぞれに配設され得る。いくつかの実施形態においては、浄化要素は、第1のセットのプリーツ先端部が媒体空洞の上流部分に対面し、第2のセットのプリーツ先端部が媒体空洞の下流部分に対面する状態で配置された、圧縮されたほぼ矩形のプリーツパックを備え得る。
浄化装置カセットは、第1の側壁部に沿って配設された第1のセットの一次流れチャネルと、第2の側壁部に沿って配設された第2のセットの一次流れチャネルとをさらに備え得る。第1のセットの一次流れチャネルおよび第2のセットの一次流れチャネルは、複数のレーンの両側で複数のレーンに位置合わせされ得る。各第1のセットの一次流れチャネルは、第1のポートに流体結合され、複数のレーンの第1の側部と流体を交換するように構成され得る。各第2のセットの一次流れチャネルは、第2のポートに流体結合され、複数のレーンの第2の側部と流体を交換するように構成され得る。第1のセットのサブチャネルが、第1のセットの一次流れチャネル中に配設されてもよく、第2のセットのサブチャネルが、第2のセットの一次流れチャネル中に配設されてもよい。第1のセットの一次流れチャネルは、第1のセットのサブチャネルに連結された第1のセットのプレナムを備えることが可能であり、第2のセットの一次流れチャネルは、第2のセットのサブチャネルに連結された第2のセットのプレナムを備えることが可能である。
一実施形態によれば、主要本体は、第1の側壁部を備え、第1のセットの一次流れチャネルを画成する第1の側部カバーと、第2の側壁部を備え、第2のセットの一次流れチャネルを画成する第2の側部カバーと、主要シェルとを備える。主要シェルは、複数のレーンと第2のセットの流れチャネルとの間に流体を流させる開口を有するベースをさらに備えてもよい。主要シェルは、第3の側壁部、第4の側壁部、および張力部材のセットをさらに備え得る。第2の側部カバーは、ベースに結合され、第1の側部カバーは、第3の側壁部の遠位端部、第4の側壁部の遠位端部、および張力部材の遠位端部に結合され得る。第2の側部カバーは、ベースに結合される。
浄化装置カセットは、第1の端部キャップおよび第2の端部キャップをさらに備え得る。端部キャップは、連結ナットの内ねじに係合するように構成された多条ねじなどのポート継手外ねじのセットを有するポート継手を備えることが可能である。連結システムおよび継手は、継手外ねじおよび連結ナット内ねじが適切に位置合わせされるようにするのを補助するための位置合わせ特徴を備えてもよい。
連結システムおよびカセットは、位置合わせ特徴を備えてもよい。一実施形態においては、継手の位置合わせ特徴は、位置合わせリブと、位置合わせリブを受けるために回転部材に配設されたスロットとを備え得る。位置合わせリブおよびスロットは、位置合わせリブがスロットに進入し得るようになる前に、回転部材がある角度(例えばねじ山が位置合わせされる位置に対応する)へと回転されるように構成され得る。位置合わせリブおよびスロットは、らせん状であってもよい。
連結ナットは、連結システム位置合わせ特徴を備え得る。一実施形態においては、連結ナットは、第1の位置合わせ特徴を備えることが可能であり、ポート継手は、連結ナットの第1の位置合わせ特徴に位置合わせされるように離間された第2の位置合わせ特徴を備え得る。一実施形態によれば、第1の位置合わせ特徴は、内方突出部のセットであることが可能であり、第2の位置合わせ特徴は、切欠部のセット(ポートリブまたは他の箇所に画定された)であることが可能である。第2の位置合わせ特徴は、連結ナットの位置合わせ特徴が継手の位置合わせ特徴に噛み合う(例えば内方突出部が切欠部に受けられる)までは、連結ナット内ねじがポート継手外ねじのセットに係合不能になるように、ポート継手外ねじのセットの起始点から離間され得る。いくつかの例では、連結システムの位置合わせ特徴は、連結ナットが回転可能となる前に、継手の位置合わせ特徴を通過する(またはその逆である)。
位置合わせ特徴は、特定のカセットのみが特定のマニホルド(またはマニホルド内の特定の位置)に嵌入するように(例えば適切なカセットが特定の用途に使用されるのを確実にするために)構成され得る。例えば、切欠部セットおよび内方突出部は、種々の継手/連結ナットごとに幾何学的形状、間隔、または他の側面で変更され得る。
別の実施形態は、連結システム継手と多条内ねじを有する連結ナットとを有する連結システムに係合するように構成された端部キャップを備え得る。この端部キャップは、連結ナット多条内ねじがように、連結ナット多条内ねじに係合するように構成された多条外ねじのセットを有する第1のポート継手を備えることが可能である。連結ナット内ねじは、360度未満の回転により第1のポート継手と別の継手との間にシールを形成するように構成され得る。いくつかの実施形態においては、360度未満の回転は、結果として少なくとも360度以上の螺合をもたらし、他の実施形態では結果として360度未満の螺合をもたらし得る。螺合は、継手間にシールを形成するのに十分な外周部軸方向封止力(例えば少なくとも360度のまたはいくつかの例では360度未満の軸方向封止力)をもたらし得る。
また、端部キャップの継手は、第1のポート継手の開口から離間された位置合わせリブを備え得る。一実施形態においては、位置合わせリブは、離間された切欠部のセットを画定し、離間された切欠部は、連結ナットの選択された角度位置で連結ナットの内方突出部に位置合わせされるように位置決めされ得る。リブは、内方突出部が離間された切欠部を通過するまでは、連結ナット多条内ねじが多条外ねじに係合不能になるように、起始点から多条外ねじのセットまで離間され得る。別の実施形態においては、位置合わせリブは、連結システムの回転アームのスロットに位置合わせされるように離間され得る。
本明細書において説明される実施形態は、同一の膜面積を有する円筒状浄化装置と同等の浄化率、流量、および圧力降下を、コンパクトなパッケージにおいて実現し得るコンパクトな浄化装置カセットを提供することにより利点をもたらす。さらに、より小型サイズの浄化装置カセットは、パーフルオロアルコキシポリマー(PFA)および半導体製造システムで使用される他のかかる材料などの変形可能材料により達成され得る。
本明細書において説明される実施形態は、プリーツ型微孔性ポリマー膜などのプリーツ型浄化装置の効果を最大限に引き出すことにより別の利点をもたらす。矩形プリーツパックの場合には、プリーツパック密度は、デバイスにわたって均一に維持され得るため、浄化面積の有効性を最大限に引き出す。同一の浄化面積を有するデバイスの場合に、矩形プリーツパックは、円形プリーツ型膜よりも大きな浄化面積を有するような性能を発揮する。
矩形プリーツパックを使用する実施形態の別の利点としては、矩形形状プリーツパックは、一般的に、円形浄化装置カートリッジのプリーツよりも高さのあるプリーツを可能にする。したがって、矩形プリーツパックは、容積をより良好に満たすことが可能であり、円形プリーツパックよりも均一な形状を実現し得るため、矩形プリーツパックデバイスのエンベロープ寸法を縮小させ得る。
別の利点としては、実施形態は、浄化装置の閉塞を軽減し得る。多数の現行の浄化システムでは、単一の浄化装置が、流体流全体を浄化する責務を負う。その結果、使用される浄化装置は、浄化すべき最も微細な粒径に基づき選択される。これにより、細粒度の典型的に高価である浄化装置が、大きなパーティクルおよび小さなパーティクルの両方を浄化するために使用されるため、過度の閉塞が引き起こされることになる。しかし、本明細書において説明される浄化システムの実施形態は、直列的な浄化を可能にし、それにより単一の浄化装置が使用される従来の浄化システムを上回る利点をもたらす。最終浄化装置の前に、他の場合によってはより安価な浄化装置を使用して、より大きなパーティクルおよび他の汚染物質を事前浄化することが可能である。これにより、結果として最終浄化装置の劣化の軽減または性能の長寿命化をもたらし得る。
別の利点としては、多数の製造業者(例えば半導体製造業者)が、製造システム全体に分散された(例えば進入点、サブフロア、製造工具にてなど)浄化システムを使用する。単一の浄化ユニットで直列的な浄化を可能にする浄化システムは、複数の個別の浄化システムの必要性を解消し、全ての浄化が製造システムの単一箇所にて実施されるのを可能にし得る。
さらに別の利点としては、実施形態は、流体継手用の迅速連結機構を、およびいくつかの実施形態においては複数の継手を同時に封止し得る迅速連結システムを提供し得る。いくつかの例では、迅速連結システムにより、ユーザは、ポートがユーザから離れた浄化装置カセットの後部に配置される場合でも、ポートを封止することが可能となり得る。さらに、迅速連結は、Oリング不要であることが可能であり、これにより汚染管理が向上し、より高信頼性のより高温の動作が可能となる。
本明細書に添付されその一部を構成する図面は、本発明の実施形態のいくつかの態様を図示するために含まれる。本発明の、ならびに本発明により実現されるシステムの構成要素および動作のより明確なイメージが、例示およびしたがって図面に示される非限定的な実施形態の参照によりさらに容易に明らかになろう。同一の参照数字は、同一の構成要素を指す。図面に示される特徴は、必ずしも縮尺どおりではない点に留意されたい。
浄化システムならびにその様々な特徴および利点詳細が、添付の図面に示され以下の説明で詳述される非限定的な実施形態を参照としてさらに十分に説明される。周知の開始材料、処理技術、構成要素、および設備の説明は、本発明の細部を不必要に分かりにくくするのを避けるために省略される。しかし、詳細な説明および具体的な例は、好ましい実施形態を示すものの、専ら例示としておよび非限定的なものとして提示される点を理解されたい。本開示により、基本コンセプトの趣旨および/または範囲内における様々な代用、変更、追加、および/または再構成が当業者には自明となろう。
本明細書では、「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」という語、またはそれらの任意の他の変異形は、非排他的包含に対応するように意図される。例えば、一連の要素を含むプロセス、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されず、明示されないまたはかかるプロセス、物品、または装置に固有の他の要素を含み得る。さらに、逆のことが明示されない限り、「または」は、包含的な「または」を示し、排他的な「または」を示さない。例えば、AまたはBという条件は、以下のいずれか、すなわちAが真であり(または存在し)Bが偽である(または存在しない)、Aが偽であり(または存在せず)Bが真である(または存在しない)、ならびにAおよびBが真である(または存在する)の中のいずれか1つにより満たされる。
さらに、本明細書に提示されるいずれの例または図も、それらと共に用いられる語に制約を課すもの、限定を与えるもの、または明確な定義を与えるものとして決して見なされるべきではない。むしろ、これらの例または図は、ある特定の実施形態に関連して説明されるものとして、および単なる例示として見なされるべきである。これらの例または図と共に使用される語は、それらを用いておよび本明細書の他の箇所で提示される場合があるまたはない他の実施形態を包含し、全てのかかる実施形態は、その語の範囲内に含まれるように意図される点が、当業者には理解されよう。かかる非限定的な例および図を指定する表現には、「例えば(for example, for instance, e.g.,)」、「一実施形態においては」が含まれるが、それらに限定されない。
説明のために、実施形態は、第1の軸(x軸)、第2の軸(y軸)、および第3の軸(z軸)との関連で説明される場合がある。さらに、実施形態は、上側、下側、前側、後側、左側、右側、高さ、深さ、および幅を有するものとして見なされる場合がある。これらの軸および語は、説明を目的として使用される。実施形態は、別様に配向および構成され得る。さらに、いくつかのアイテムが、「第1の」、「第2の」、「第3の」、「第4の」等と呼ばれる場合があるが(例えば第1の側壁部、第2の側壁部)、かかる語は説明を目的として使用され、複数のかかるアイテムの中の任意のものを「第1の」、「第2の」等と見なし得る点が理解されよう。
本明細書において説明される実施形態は、パーティクル、イオン、およびガス等の汚染物質を液体から除去し得る浄化装置カセットを備えるコンパクトなほぼ矩形の圧力容器に関する。より具体的には、いくつかの実施形態は、ウェットエッチング用途および洗浄用途で使用される化学薬品などの半導体プロセス流体を含むがそれに限定されない様々な流体を浄化するための浄化装置カセットに関する。他の例では、実施形態は、フォトリソグラフィー処理で化学薬品(フォトケミカル)を浄化するために適用され得る。フォトケミカルには、プライマー、接着促進剤、フォトレジスト、エッジリンス、反射防止コーティング、現像剤、および誘電体等の材料が含まれる。化学薬品は、ユースポイント(POU)、サブフロア、または他の場所で浄化され得る。また、浄化装置カセットは、スラリを含む他の液体のろ過のためにも使用され得る。
浄化装置カセットは、プロセス液体もしくは他の流体に材料を追加するまたはプロセス液体もしくは他の流体から材料を除去するための浄化要素を含んでもよい。浄化要素または浄化装置要素は、液体もしくは他の流体に材料を追加し得るまたは液体もしくは他の流体から材料を除去し得る任意の浄化媒体を指す。例えば、この媒体により除去され得る汚染物質には、パーティクル、ゲル、分子状汚染物質、イオン、溶存ガス、泡またはこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。追加され得る材料には、オゾンおよび二酸化炭素などのガスが含まれ得る。本明細書で使用される場合のろ過は、液体または他の流体から汚染物質の全てまたは一部を除去する動作またはステップを指す。浄化には、機械ふるい、静電反応、化学結合、イオン交換、キレート化、吸着、脱ガス処理、およびこれらの組合せが含まれ得るが、それらに限定されない。
媒体は、液体もしくは他の流体から汚染物質を除去するかまたは液体もしくは他の流体に材料を移入する材料または材料の組合せを指す。媒体には、パーティクル除去用の多孔性膜、液体を脱ガス処理するための非多孔性膜、イオン交換基もしくはリガンドを有する多孔性膜、膜内にイオン交換媒体を含む多孔性膜、あるいは液体中のイオンまたは残渣を除去するためにイオン交換剤、吸着剤、または限定されないがケイ素ビーズ、イオン交換ビーズ、もしくは活性炭等の他の反応性微粒子媒体を封入した多孔性膜が含まれ得るが、それらに限定されない。媒体は、多孔性(例えばろ過のため)または非多孔性(例えばガス交換のため)であってもよい。いくつかの実施形態においては、媒体は、液体などのプロセス流体に材料を移入するために使用され得る。一例は、液体にオゾンガスまたは二酸化炭素ガスを追加するために使用される多孔性膜または非多孔性膜を備える。様々な実施形態において、浄化装置カセットは、1つまたは複数の媒体を収容する。
浄化媒体は、膜を含み得る。膜の例には、ポリマー材料から作製されたものが含まれるが、それに限定されない。例としては、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、および高密度ポリエチレンなどのポリオレフィン;ポリテトラフルオロエチレンおよびポリフッ化ビニリデンなどのハロゲンポリオレフィン;パーフルオロアルコキシポリマー(PFA)およびフッ化エチレンプロピレン(FEP)などのパーフルオロ化ポリマー;ポリスルホン、ナイロン6を含むポリアミド、およびポリエステルを挙げることが可能であるが、これらに限定されない。膜は、多孔性である、非多孔性である、またはむき出し表面(多孔性または非多孔性の)を有することが可能である。多孔性膜は、単層または多層であることが可能であり、膜厚にわたり孔径が対称または非対称(およびその組合せ)である層を備えることが可能である。膜は、鋳込み成形され得る、押出成形され得る、またはメルトブローもしくはエレクトロスピンにより形成され得るか、あるいはこれらの組合せにより作製された多層膜であることが可能である。ポリマーネット材料および他の材料が、膜と共にプリーツ加工されてもよい。いくつかの実施形態では、非多孔性膜が熱交換用に使用され得る。
具体的な実施形態を論じる前に、何らかの背景説明が有用となろう。半導体製造流体のろ過では、フィルタ間でのパーティクル保持率または汚染物質除去率、流量、サイズ、および圧力降下のバランス調整がしばしば必要となる。保持率もしくは汚染物質除去率または流量が上昇すると、圧力降下の増大を抑えるためにフィルタサイズもまた増大し得る。例えば、所与のろ過媒体について、孔径を50%縮小すると、流れ抵抗は400%だけ上昇し得る。これは、所望の流量を維持しようとすると、フィルタでの圧力降下が劇的に増大することを意味する。圧力降下の増大を補償するためには、フィルタハウジングおよび対応する膜面積のサイズを相応に拡大させることが必要となり得る。しかし、大型フィルタの使用は、空間的制約または他の考慮要件から望ましくないまたは実現不可能である場合がある。
従来は、円筒状フィルタが、サイズ、保持率または汚染物質除去率、流量、および圧力降下の良好なバランス調整をとっていた。したがって、半導体製造業界は、円筒状フィルタを一般的に採用してきた。矩形フィルタは、矩形フィルタにおける応力の結果として、同一のろ過率および流量を達成するために同等の円筒状フィルタよりも大きく作製する必要があるため、回避されてきた。さらに、典型的な矩形設計では、半導体製造フィルタが典型的に被る圧力によって高い局所適応力が引き起こされると考えられている。かかる応力は、パーフルオロアルコキシポリマー(PFA)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの半導体製造デバイスでしばしば使用される非反応性材料を降伏させ、結果としてフィルタの故障をもたらす。
本明細書において説明される実施形態は、同等のフィルタ媒体面積を有する円筒状フィルタと比較した場合に同等のまたは上回る保持率(もしくは他の浄化率)、流量、および圧力降下を実現し得る、コンパクト設計でほぼ矩形のプロファイルを有する浄化装置カセットを提供し得る。このカセットは、さらに、ろ過性能の向上のためにハウジング表面積およびデッドボリュームをより低く抑えることが可能である。いくつかの実施形態においては、カセットは、PFAまたは他の非反応性材料などの材料から形成することが可能であり、したがって半導体製造流体との使用に適し得る。RFIDタグおよび他の特徴が、プログラミングされた動作を助長しロボットによるフィルタ変更を容易にするために、浄化装置カセットに組み込まれ得る。
一実施形態によれば、カセットは、浄化装置カセットとして構成され得る。液体または他の流体をろ過するために、膜から形成されたプリーツ型フィルタを含む様々な浄化装置要素を使用することが可能である。膜は、所望の粒径保持成果または他の浄化成果を達成するように選択され得る。いくつかの半導体製造用途の場合には、20ナノメートル、15ナノメートル、10ナノメートルまたはそれ未満の粒径を有する多孔性膜が選択され得る。比較的高い流量(15リットル/分を上回るものを含むがそれに限定されない)が、15ナノメートル未満の保持の場合にはこれらの保持レーティングで維持され得る。例えば、この媒体により除去され得る汚染物質には、パーティクル、ゲル、分子状汚染物質、イオン、溶存ガス、泡、またはこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。
半導体製造において直面する別の課題は、適切な迅速連結継手の欠損である。より高い圧力に耐え得る多数の継手は、シールを完成させるためには複数回にわたり回転させなければならない。かかる連結具は、特にクランプ固定空間では使用が困難であり、ロボットによるフィルタ交換が容易にならない。そのため、本明細書において説明される実施形態は、半導体製造システムを含む様々な用途で使用され得る迅速連結継手をさらに提供する。迅速連結継手は、Oリング不要の封止を実現し得る。このOリング不要設計により、汚染が軽減され、より信頼性の高い高温動作が実現され得る。さらに、迅速連結継手は、挿入エラーまたは不正確な着座を防止するための特徴を提供し得る。
浄化装置カセットは、上記で論じるような浄化を実施するために任意の適切な浄化媒体を備えてもよい点に気付かれよう。いくつかの例では、カセットは、熱交換または他の用途などの他の用途のために構成され得る。
図1Aおよび図1Bは、浄化装置カセット100の一実施形態の概略図である。説明のために、浄化装置カセットは、第1の端部120(上端部)、第2の端部122(下端部)、第1の側部123(前方側部)、第2の側部124(後方側部)、第3の側部125、および第4の側部126との関連で記述される。浄化装置カセット100は、ほぼ矩形のプロファイルを有する主要本体102と、第1の端部キャップ104と、第2の端部キャップ106とを有する。主要本体102は、浄化装置要素が配設された内側空洞を形成し得る。端部キャップ104および端部キャップ106は、内側空洞に流体結合されるポート(例えば第1のポート108、第2のポート110、第3のポート112、および第4のポート114の中の1つまたは複数)を形成する。浄化装置カセット100の構成によっては、これらの1つまたは複数のポートのいずれかが、入口ポート、出口ポート、通気ポート、排水ポート、または他のタイプのポートとして機能し得る。いくつかの例では、これらのポートは、浄化装置カセットを反転させ得る(例えば、浄化装置カセットが、上部としての端部120および下部としての端部122またはその逆または別の配向を有するマニホルドに対合され得る)ように配置され得る。様々なハウジング構成要素は、音波接合、熱接合、接着剤、もしくは他の方式による接合、または機械的固定具もしくはそれらの組合せによる接合を含むがそれらに限定されない、任意の適切な機構を利用して共に結合され得る。
他の実施形態においては、ポート継手は、内ねじを有してもよく、またはねじ山を有さなくてもよい。図示するように、ポートは、カセット100の後方に向かってx-y平面内に開口し、ポートを貫通する一次流路は、z軸に対して平行である。端部キャップ上のポートは、x軸およびy軸の両方において相互にオフセットされる。y軸に沿ってポートをオフセットすることにより、端部キャップは、より幅狭になり得るため、浄化装置カセット100の全幅(例えばx方向サイズ)をより小さく留めることが可能になる。2つの端部キャップが図示されるが、浄化装置カセットは、1つの端部キャップを有し、他方の端部が封止されてもよい。他の実施形態においては、ポートは、カセットの側壁部または他の位置に配設され、端部キャップが使用されなくてもよい。
図1Aに示すように、ポート継手は、マニホルドまたは他の構成要素のねじ山に係合するポート継手外ねじを備えてもよい。さらに、ポート継手は、端部キャップの表面から延在し各ポート開口(例えばポート108およびポート112)から後退した径方向突出ポートリブ(例えば径方向リブ130および径方向リブ132)を備えてもよい。径方向リブ130および径方向リブ132は、以下で論じるように、位置合わせ特徴として使用され、封止連結を確保するのを補助し得る。いくつかの実施形態においては、径方向リブは存在しない。径方向リブの一例は、図49と組み合わせて以下で論じるらせん状リブである。しかし、さらに、径方向リブ130および径方向リブ132は、他の構成を有してもよい。
端部キャップは、マニホルドアセンブリ上の相補特徴と係合することにより浄化装置カセットの適切な配置の確保を補助するための、位置合わせ穴、レール、またはガイドチャネル等の特徴を備えてもよい。図1Aの実施形態においては、端部キャップ104は、位置合わせ穴134を備え、端部キャップ106は、マニホルドのガイドピン(例えば以下で論じる位置合わせノブまたは他のガイドなど)を受けるためにカセット100の前方に開口した位置合わせ穴136を備える。位置合わせ穴134/136は、カセット100を垂直方向に位置決めおよび保持するために、マニホルドの対応するガイドを受け得る。さらに、端部キャップ104は、位置合わせ開口140を備えてもよく、端部キャップ106は、位置合わせ開口142を備えてもよい。一実施形態によれば、位置合わせ開口140は、ポート108と軸方向に位置合わせされ、位置合わせ開口142は、ポート112と軸方向に位置合わせされる。位置合わせ開口140および位置合わせ開口142は、以下で論じるように駆動ハンドルの位置合わせポストを受け得る。カセット100の外方側壁部は、カセットを支持および位置合わせするために使用され得るショルダ138をさらに備えてもよい。例えば、ショルダ138は、カセット100の位置合わせおよび支持を補助するマニホルドのガイドアームまたは他の位置合わせ特徴に接触し得る。
カセット100は、以下に論じるように、ラベリング、ハンドル等の、利便性および安全な取扱いを目的とした追加の特徴を備えてもよい。一例としては、ポート開口が上を向いた状態でおよび転倒を伴わずにカセット100を表面上に置くことが可能となるように、足部または平坦表面をカセット100のポート開口の反対側に配設することが可能である。
図2は、端部から見た(例えば端部キャップ106が外された状態で)主要本体102の一実施形態の概略図である。主要本体102は、媒体空洞を画成し得る。媒体空洞は、浄化装置要素225がそれぞれに配設されるレーンへと区画され得る。一実施形態によれば、平行レーンは、x-z平面およびx-y平面内でほぼ矩形の(正方形を含む)プロファイルを有する。3つのレーンが図示されるが、浄化装置カセットは、より多数またはより少数のレーンを有してもよい。レーンは、流体がレーン間で流れることのないように相互から封止され得る。他の実施形態においては、流体が区画されたレーン間で流れ得るように、開口が設けられてもよい。
一実施形態によれば、主要本体102は、第1の側部カバー210、第2の側部カバー220、主要シェル230、およびレーンカバー240(そのうちの1つが示される)を備える。主要シェル230、第1の側部カバー210、第2の側部カバー220、および端部キャップは、固定具、音波接合、締り嵌め、または他の結合機構を利用して共に結合されてもよく、協働して媒体空洞および平行レーンを形成し得る。主要シェル230は、外方側壁部234と外方側壁部236との間に延在するベース232と、ベース232から延在する離間された張力部材セット238とを形成する。側壁部234、側壁部236、側部カバー210、および側部カバー220は、内側空洞の側壁部を形成し得る。主要シェル側壁部および張力部材238は、空洞部内にて長軸に沿ってある長さにわたって延在することにより、レーン側壁部を形成し得る。レーン側壁部間(例えば外方側壁部234/236と張力部材238との間および2つの張力部材238間など)のベース232の部分が、対応するレーンの内外への流体流を可能にする格子を備える一体レーンカバー239を形成する。いくつかの実施形態においては、支持部材252が、格子の長さにわたって延在して追加の支持を与えてもよい。いくつかの例では、支持部材252は、格子の種々の部分が組立プロセスの熱の下において個別に拡張または収縮し得るように、非連続セクションへと分割されてもよい。例えば、複数の格子スロットが、一体レーンカバー239の全体にわたり延在して、支持部材252を個々のセクションへと分割してもよい。
ベース232の一方の側部は、ベース232への側部カバー220の結合を容易にするための特徴を備えてもよい。一実施形態によれば、ベースは、側部カバー220の一部分が熱接合または他の方法で結合され得る側部カバー取付表面セットを形成する。反対側には、外方側壁部234、外方側壁部236、および張力部材238のベース232から遠位側の端部が、主要シェル230への側部カバー210の結合を容易にするための特徴を形成し得る。これらの遠位端部表面は、例えば側部カバー210の一部分が接合または他の方法で結合され得る側部カバー取付表面を形成してもよい。
レーンカバー240は、各主要シェル側壁部234/236と張力部材238との間かまたは隣接し合う張力部材238同士の間に広がり、レーンのベース232とは反対側を覆うようにレーンの長さにわたり延在し得る。レーンカバー240は、レーンカバー240の長さにわたり延在するフレーム部材244を含む外方フレームと、フレーム部材244同士の間に広がる格子部分とを備え得る。格子の長さにわたり延在する支持部材242が、レーンカバー240に追加的な剛性を与え得る。いくつかの例では、支持部材242は、格子の種々の部分が熱の下で個別に拡張または収縮し得るように、非連続セクションへと分割され得る。レーンカバー240の開口は、ベース232の一体レーンカバー239の開口と同一であってもまたは異なってもよい。
側部カバー210に面するフレーム部材244の表面は、側部カバー210の結合を容易にするための側部カバー取付表面を形成し得る。例えば、側部カバー取付表面は、側部カバー210の一部分が接合または他の方法で結合され得る表面を形成してもよい。また、レーンカバー240は、スナップ嵌めの利用、締り嵌めの利用、音波接合の利用、または任意の適切な結合機構により主要シェル230へのレーンカバー240の結合を容易にするための結合特徴を備えてもよい。一実施形態によれば、レーンカバー240は、フレーム部材244から突出する舌部246を備え得る。舌部246は、各外方側壁部234/236または張力部材238の対応する溝に受けられて、レーンカバー240を適切な位置に捕獲する。
図2に示すように、レーンカバーは、浄化装置要素225の上流側および下流側の両方に設けられる(例えばレーンカバー240および一体レーンカバー239の形態で)。他の実施形態においては、レーンカバーは、浄化装置要素225の一方の側にのみ設けられる。さらに別の実施形態においては、レーンカバーは全く使用されない。浄化装置要素225の上流側および下流側の両方を覆うレーンカバーを有することの1つの利点は、浄化装置要素225が、順方向流および逆方向流の両方で支援され得るため、カセットをいずれの流れ方向においても同様に機能させ得る点である。
側部カバー210は、側部支持部材260と、張力部材238と位置合わせされる離間されたリブ262のセットとを備えることが可能であり、媒体カバー支持部材242と位置合わせされる離間されたリブ263のセットを備えてもよい。図1Aおよび図1Bの配向では、側部支持部材は、側部カバー210の前方側部(側部123)エッジおよび後方側部(側部124)エッジに沿って延在する。側部カバー220は、同様に、側部支持部材270と、張力部材238と位置合わせされた離間されたリブ272のセットと、第2のレーンカバーの支持部材252とほぼ位置合わせされた離間されたリブ273のセットとを備え得る。
流れチャネルは、側壁部に沿って配設され得る。このために、側部支持部材260、離間されたリブ262、および離間されたリブ263は、ある長さにわたり延在し、協働して長さ方向にレーンカバー240へと開口する平行流れチャネル264のセットを形成し得る。同様に、側部支持部材270、離間されたリブ272、および離間されたリブ273は、ある長さに沿って延在し、協働して長さ方向にレーンカバー239へと開口する平行流れチャネル274のセットを形成し得る。流れチャネルの端部は、入口ポート、出口ポート、通気ポート、および排水ポートの中の1つまたは複数に流体結合され得る。
2つの流れチャネルが、各レーンごとに示されるが、カセットは、各レーンごとに単一の流れチャネルを有してもよい。例えば、リブ263および273が省かれてもよく、またはリブ263/273と各レーンカバーとの間に隙間が存在してもよい。他の実施形態は、各レーンごとに追加の流れチャネルを有してもよい。流れチャネル264および274は、任意の所望の形状およびサイズを有してもよく、個々の流れチャネルが、同一の側または両側にそれぞれ異なる構成を有してもよい。一実施形態によれば、流れチャネルは、弧状、長円状、または他の丸み形状であることにより、チャネルを画成する側部カバーの内部に沿って一連の弧状部を形成してもよい。丸形状または長円形状は、フープ応力を生成するため、これにより主要本体が張力下に維持されて、その強度性能を最大限に引き出し得る。
各側部カバー上の離間されたリブのいくつかは、張力部材238と位置合わせされるように離間される。これらのリブの内方表面は、張力部材の端部に結合され得る。例えば、リブ272の内方表面は、張力部材238のベースにて主要シェル230に結合されてもよく、リブ262の内方表面は、張力部材238の遠位端部に結合されてもよい。その結果、圧力容器の空洞が圧力下にある場合には、張力部材238は、側部カバー210および220に力を印加して、側部カバー210および220の反りを軽減または防止する。張力部材238のサイズおよび構成は、圧力容器の空洞の容積変形が予期される動作圧力下で所望のパーセンテージ未満になるように選択されてもよい。
離間されたリブの中の他のものは、レーンカバーの支持部材242と位置合わせされてもよい(例えば、離間されたリブ263が、レーンカバー240の支持部材242と位置合わせされ、離間されたリブ273が、レーンカバー239の支持部材252と位置合わせされる)。リブ263および273の端部は、各支持部材252に結合されてもよく、または隙間が、リブ263および273の端部と各支持部材との間に残されてもよい。
主要本体102は、力をより良好に分散するために一連のフック状構造を備えることが可能である。一実施形態によれば、レーンに対して平行に延在する内側表面の移行部は、曲線状である。したがって、例えば、側部カバー210の角280、側部カバー220の角290、および流路は、レーンに平行な軸を中心として曲線状である。さらに、主要シェル側壁部234および236は、曲線状外部を有し、側部カバー210および220は、側部125から側部124および側部123にかけての移行部ならびに側部126から側部124および側部123にかけての移行部に曲線状角を有する。
レーンの周囲のフープ状構造により、チャンバ内の圧力が結果的としてフープ応力(曲線に対する接線方向の圧力に対して鉛直方向の応力)を少なくとも部分的に発生させ、この応力を分散させる。この効果は、中央レーンにかけて側部カバー210および側部カバー220に張力を生成し、側壁部234および236の中心軸に沿ってそれらの側壁部中に張力を生成することとなり得る。フープ状構造の構成は、ミーゼス応力が、側部カバー210、側部カバー220、側壁部234、および側壁部236、ならびに張力部材、フィルタカバーおよび他の特徴と、主要本体の加圧時にかかる応力を被る対合位置との降伏応力未満になるように選択され得る。
上記で論じたように、レーンは、浄化装置要素225を保持するための浄化装置要素保持エリアを形成することが可能である。浄化装置要素225は、膜プリーツの長さ方向がカセットの長軸に対して平行となるようにプリーツ加工された多孔性ポリマー膜のプリーツパックであることが可能である。プリーツ先端部は、一方の側のプリーツ先端部が側部カバー210に向き、反対側のプリーツ先端部が側部カバー220を向くように配向され、これらのプリーツ先端部が各レーンカバーに当接するように配向され得る。この配置では、一方のプリーツ先端部セットは、空洞の上流部分に対面し、他方のプリーツ先端部セットは、空洞の下流部分に対面する。浄化装置要素225は、個別の浄化装置要素であってもよく、または、例えばある浄化装置要素225の最終プリーツが次の浄化装置要素225の第1のプリーツに移行し、その浄化装置要素の最終プリーツが次の浄化装置要素225の第1のプリーツに移行する等となるように、各浄化装置要素が同一の連続的プリーツパックの一部分であってもよい。各浄化装置要素のプリーツは、単一の膜から、または同一もしくは異なる材料から形成された複数の膜から形成され得る。好ましくは、プリーツは、共に圧縮され、上流側にほぼ平坦な矩形進入界面を、および下流側にほぼ平坦な矩形退出界面を形成する。所与面積の膜についてのレーン内の膜のプリーツ圧縮量は、所望の圧力降下対流量を最適化するように選択され得る。いくつかの実施形態においては、レーンカバー(例えばレーンカバー240)は、その輪郭設定された形状を取ることになり得る露出されるプリーツパックの表面積を増大させるように輪郭設定され得る。
図3は、側部カバー220の一実施形態の概略図であり、この実施形態は、側部カバー210と同一であってもよく、または異なってもよい。側部カバー220は、側部支持部材270、中間リブ272、および中間リブ273を備える。側部支持部材270、中間リブ272、および中間リブ273の内方表面は、他の構成要素に接合または他の方法で結合され得る取付表面を形成し得る。また、側部カバー220は、端部キャップが接合または他の方法で結合され得る端部キャップ取付表面を形成し得る端部表面302を備えてもよい。
側部支持部材270および離間された中間リブ272は、レーンと位置合わせされた一次流れチャネル304のセットを形成してもよく、離間された中間リブ273は、一次流れチャネル内にサブチャネル274のセットを形成してもよい。一次流れチャネル304は、一方または両方の端部にプレナムエリアを備えてもよい(例えばプレナムエリア310およびプレナムエリア311)。プレナムエリア310は、サブチャネル274よりも大きな断面積を有するエリアであることが可能であり(例えば端部から見た場合)、損失を軽減しつつサブチャネル274に流体を分配する役割を果たすことが可能であり、また主要本体に端部キャップを結合することによる接合のはみ出しまたは位置合わせ不良を原因とする圧力損失効果を軽減する役割を果たす。図示する実施形態では、プレナムエリア310は、丸み角290を有するほぼ矩形の断面を有し(端部から見た場合)、一方でサブチャネル274は、半円プロファイルを有する。
プレナムエリア310の進入断面を拡張することにより、側部カバー220により引き起こされる圧力降下が減少し得る。例えば、レーンカバーを基準として使用した場合に、プレナムエリア310の内方表面312が、レーンカバーからサブチャネル274の内方表面314の先端よりも3ミリメートルだけさらに離れて位置する構成は、内方表面312および内方表面314の先端が、レーンカバーから同一距離に位置する構成と比較して、圧力損失を減少させる。さらに、サブチャネル274への移行部316を形状設定することにより、圧力降下が減少し得る。したがって、プレナムエリア310と二次流路274との間に面取り部、斜角面、または他の形状設定された移行部316を備える移行部は、鋭角の角よりも低い圧力降下を示し得るが、いくつかの実施形態においては、角が使用されてもよい。
また、図3に示すように、側部カバー220は、側部支持部材270の前方側部外方表面から突出したタブ320をさらに備えてもよい。タブ320は、以下で論じられるようにラベル、ハンドル、または他の構成要素を収容するための溝、開口、または他の特徴を備え得る。さらに、媒体カバー210上の対応するタブ(図示せず)と共に機能するカバー220のタブ320は、浄化装置カセットが転倒することなくポートを上に向けた状態で平坦表面上に配置され得るように、足部を形成することが可能である。
図4Aおよび図4Bは、端部キャップ104および端部キャップ106に結合された側部カバー220(図4A)および側部カバー210(図4B)の一実施形態の断面の概略図である。端部キャップ106は、サブチャネル274の一方の端部にてプレナム310にポートチャンバ401を流体結合する端部キャップ流れチャネル400と、サブチャネル264の一方の端部にてポートチャンバ403にプレナム410を流体結合する第2の端部キャップ流れチャネル402とを備え得る。端部キャップ104は、サブチャネル264の他方の端部にてプレナム411にポートチャンバ421を流体結合する流れチャネル420と、ポートチャンバ423にプレナム311を流体結合する第2の流れチャネル422とを備えることが可能である。図4Aおよび図4Bからは、これらの端部キャップおよび側部カバーが、図示されるように同一のパーツであり得る点を指摘できる。他の実施形態においては、2つの側部カバーは、異なる特徴を有してもよく、または置換不能となるような非対称であってもよい。
図5を参照すると、側部カバー210、側部カバー220、および主要シェル230(図2)の端部に接合または他の方法で結合されて封止ハウジングを形成する端部キャップ104および端部キャップ106を有する浄化装置カセット100の一実施形態の破断図が示される。端部キャップ104は、レーンの一方の端部で端壁部として機能し得る内方壁部512を有し、端部キャップ106は、レーンの別の端部で端壁部として機能し得る内方壁部512を備えることが可能である。張力部材238および主要シェル側壁部の端部は、端壁部506および512に封止され得る。さらに、フィルタ膜の端部は、例えばポリマー樹脂でポッティング加工し、次いで端壁部506および512に接合することにより封止されてもよく、これにより、フィルタ膜の端部と端壁部との間に流体が流れ得る空間がなくなる。
端部キャップ104は、チャネル420およびポートチャンバ421を形成する形状設定された空洞と、流れチャネル422およびポートチャンバ423を備える形状設定された空洞とを備える。図示する実施形態のポートチャンバ421は、ほぼ円筒状であり、ポート開口がより幅広になるようにテーパ状に成され得る。流れチャネル420に対するポートチャンバ421の界面は、流れチャネル420とプレナム411との間の界面に対してオフセットされ得る。したがって、流れチャネル420は、ポートチャンバ421からプレナム411に進むにつれて外方へと角度をつけられ得る。流れチャネル420は、プレナム411の断面進入面積と同一の一定の断面積を有し得る。他の実施形態においては、流れチャネル420は、変動断面積を有してもよく、プレナム411の断面積とは異なる断面積を有してもよい。さらに別の実施形態においては、流れチャネル420は、複数の内部チャネルに分割されてもよい。
端部キャップ106は、チャネル400およびポートチャンバ401を形成する形状設定された空洞と、流れチャネル402および排水ポートチャンバ403を備える形状設定された空洞とを備える。図示される実施形態のポートチャンバ401は、ほぼ円筒状であり、ポート開口がより幅広になるようにテーパ状に成され得る。流れチャネル400に対するポートチャンバ401の界面は、流れチャネル400とプレナム310との間の界面に対してオフセットされ得る。したがって、流れチャネル400は、ポートチャンバ401からプレナム310に進むにつれて外方へと角度をつけられ得る。流れチャネル400は、プレナム310の断面進入面積と同一の一定の断面積を有し得る。他の実施形態においては、流れチャネル400は、変動断面積を有してもよく、プレナム310の断面積とは異なる断面積を有してもよい。さらに別の実施形態においては、流れチャネル400は、複数の内部チャネルに分割されてもよい。端部キャップ106は、流れチャネル402および排水ポートチャンバ403を形成する形状設定された空洞をさらに備えてもよい。
図5の例では、液体供給システムは、ポート112が入口ポートであり、ポート108(図1A)が出口ポートであり、ポート114(図1A)が出口排水ポートであり、ポート110が入口通気ポートであるように構成される。動作時に、流体は、ポート112を通り浄化装置カセットに進入し、流れチャネル400によりポートチャンバ401からプレナム310へと送られ、一次流れチャネル304および/またはサブチャネル274に分配され得る。流体は、レーンカバー239を通り、プリーツ先端部間方向に浄化装置要素225を通り、レーンカバー240を通り、側部カバー210の一次流れチャネルおよび/またはサブチャネル264まで流れる。したがって、浄化装置カセットは、効率的なノーマルフローろ過を実現し得る。側部カバー210内の流れからの流体は、チャネル420および出口チャンバ421において組み合わされ得る。この流体は、出口ポートを通りチャンバ421から出る。流体中のガスは、通気ポート(ポート110)へと上昇することができ、圧力が浄化装置カセットから除去されると、排水ポートおよび出口ポート(例えば始動時)または入口ポートから排出され得る。様々な流路が、デッドスペースすなわちプロセス流体が停滞し得る空間を回避するために構成される。したがって、浄化装置カセットは、清浄度の上昇をもたらし得る。
通気に関して、主要本体102は、内側表面が浄化装置要素よりも高い親ガス性を有するような材料から形成することが可能であり、または換言すれば、浄化装置要素は、ハウジング材料に比べてより高い疎ガス性を有するように選択することが可能であり、これによりハウジング側壁部に対するガスの親和力を促進する。例としては、非限定的なものではあるが、側部カバー220の材料と浄化装置要素225との間の表面エネルギーの差は、10ダイン/cm2超であり得る。したがって、浄化装置要素と側壁部との間に表面エネルギー勾配が存在し得る。その結果、流体が側部カバー220の内側を流し去ると、流体中のガスは側壁部に引き寄せられる。したがって、ガスは、浄化装置要素を通過するよりも、フィルタベントへと上昇する可能性がより高くなる。したがって、入口ベントは、ガスが捕獲されないようにするのを補助するために、フィルタの上流側の最高点に配置され得る。
図5の実施形態では、流れチャネルは、流れが各プリーツパックを並列的に通過するように構成される。しかし、他の実施形態においては、流れチャネルは、流れが浄化装置要素225を直列的に流れるように(例えば側部カバーおよび/または端部キャップの幾何学形状によってなど)構成され得る。したがって、各レーンが浄化目的(例えば事前ろ過、脱ガス処理、イオン交換、研磨ろ過等)を果たすように、種々の浄化装置要素を各レーンに配置することが可能である。
3つのレーン(例えば第1のレーン、第2のレーン、第3のレーン)を有する媒体空洞の一例を使用する場合には、入口流れチャネルは、第1のレーンの第1の側で分配チャネルに連結され得る。流体は、分配チャネルを通り、第1のレーンの浄化装置要素を通り流れ得る。第1のレーンの第2の側の流れチャネルは、第2のレーンへと流れを送り、流体は、第2のレーンの浄化装置要素を通り第1の側へと流れ戻り得る。フィルタの第1の側の分配チャネルは、第2のレーンから受けた流体を第3のレーンに送り得る。流体は、第3のレーンの浄化装置要素を通り、出口ポートに連結された分配チャネルに流れ得る。別の実施形態においては、端部キャップは、あるレーンから隣のレーンに直列的に流体を送るための流れチャネルを備えてもよい。さらに別の実施形態においては、流体がレーンに並列的に送られても、複数タイプの浄化が、単一レーンで直列的に実施され得る(例えば図5の実施形態では、粗目ろ過プリーツパックがカバー239の近位に配置され、細目ろ過プリーツパックがレーンのカバー220の近位に配置され得る)ように、複数タイプの浄化装置要素(例えば2つ以上の異なるタイプのプリーツパック)が、レーンに積層されてもよい。
浄化時に、浄化装置カセットは、圧力下に置かれる。浄化装置カセットの実施形態は、予期される動作圧力下(ある安全率を伴う)での変形を防止または最小限に抑えるための特徴を組み込み得る。図6を参照すると、図6は、追加的な応力分散特徴と共に一例の応力分布を示す、主要本体102の一実施形態の概略図である。
上記で論じたように、実施形態は、各レーンの周囲にフープ状構造を形成し得る。これを目的として、側部カバー210の一実施形態は、各レーンに対応するレーン部分602を有し得る。各レーン部分602は、曲線状外側角を備え得る。例えば、最外レーン部分602は、一方の側から隣接側への外方表面移行部が曲線状になるように、曲線状端部角604を備える。さらに、外方表面は、隣接し合うレーン部分602同士の間の角606で内方へと湾曲し得る(例えばその結果、張力部材238とほぼ整列する平行な筋目を形成する)。したがって、側部カバー210の各外側角で、内方表面は曲線状となり((図2に示すように)例えば流れチャネルまたは角280の湾曲により)、外方表面は曲線状となり得る。
フープ状構造の形成により、所望の応力プロファイルが実現され得る。図6に示すように、いくつかの局所的な高応力エリアが存在し得るが、側部カバー210での算出されたミーゼス応力は、高応力エリア608により示されるように各レーン部分602の中心軸近傍にてほぼ最高となり、各主要シェル側壁部でのミーゼス応力は、側壁部234の高応力エリア610により示されるように各主要シェル側壁部の中心軸に沿ってほぼ最高となる。ミーゼス応力は、ある安全率を伴いつつ主要本体102の降伏強度未満に留まる。
図7は、浄化装置カセット700の別の実施形態の概略図である。浄化装置カセット700は、ほぼ矩形のプロファイルを有するカセットハウジング702と、第1の端部キャップ704と、第2の端部キャップ706とを有する。カセットハウジング702は、1つまたは複数の浄化装置要素が配設される内側空洞を形成し得る。上記で論じたように、内側空洞は、ほぼ矩形のプリーツパックまたは他の浄化装置要素がそれぞれに配設されたレーンのセットへと区画され得る。
端部キャップ704および端部キャップ706は、内側空洞に流体結合されるポート(例えば第1のポート708、第2のポート710、第3のポート712、および第4のポート714の中の1つまたは複数)を形成し得る。浄化装置カセット700の構成によっては、これらの1つまたは複数のポートのいずれかが、入口ポート、出口ポート、通気ポート、排水ポート、または別のタイプのポートとして機能し得る(およびより多数またはより少数のポートが存在してもよい)。図7に示すように、ポート継手は、マニホルドまたは他の供給部に連結するためのポート継手外ねじを有する。一実施形態によれば、ねじ付きポートは、以下で論じるような多条ねじであってもよい。
図示するように、ポートは、カセット700の前方に向かってx-y平面内に開口し、ポートを通る一次流路は、z軸に対して平行である。いくつかの例では、これらのポートは、浄化装置カセットを反転させ得る(例えば、浄化装置カセットが、上部としての端部720および下部としての端部722を有するまたはその逆であるマニホルドに対合され得る)ように配置され得る。
端部キャップは、マニホルドアセンブリ上の相補特徴と係合することにより浄化装置カセットの適切な配置の確保を補助するための、位置合わせ穴、レール、またはガイドチャネル等の特徴を備えてもよい。図7の実施形態においては、端部キャップ704は、ガイドスロット724を備え、端部キャップ706は、カセット700の前方に開口したガイドスロット726を備える。ガイドスロット724/726は、カセット700を垂直方向に位置決めおよび保持するために、マニホルドの対応するガイドアームを受け得る。
カセットは、ポートが開口しているカセットの同一側部に連結されるキャリーハンドルを備えてもよい。例えば、カセット700は、カセットの後部から取外し可能なハンドルの連結を可能にするためのハンドル連結部材728を備える。この構成により、ユーザ(人間ユーザまたはロボットなど)は、全てのポートを上に向けた状態でカセットを運ぶことが可能となる。一実施形態によれば、ハンドル連結部材は、側部エッジにてカセットから後方に延在し、取外し可能ハンドルからの突出部を受けるための開口を画成したタブを備え得る。別の実施形態においては、ハンドル連結特徴は、表面730に一体化され得る。さらに別の実施形態においては、ハンドルが一体化され得る。別の実施形態においては、ハンドル連結特徴は、端部キャップ704および706、側部カバー、または他の箇所に組み込まれ得る。
また、カセットは、カセットを好都合に運ぶおよび保管するのを可能にするための特徴を備えてもよい。一実施形態によれば、カセットは、平坦表面上にカセットを配置させ得るために、カセットのポート開口とは反対側または他の箇所に平坦表面を備えてもよい。例えば、カセット700は、端部キャップ704および端部キャップ706の前方側部から延在する足部772を備える。したがって、カセット700は、ポートを上に向けた状態でおよびカセット700の転倒または転動を伴うことなく保管棚に配置することが可能となる。
また、カセット700は、ラベルシステムを備えてもよい。接着剤ベースラベルが使用されてもよいが、かかるラベルは、特に高温用途についてはPFAデバイスに装着された場合にしばしば剥がれる。一実施形態によれば、カセット700は、1つまたは複数のラベルホルダ732を備え得る。一実施形態によれば、ラベルホルダ732は、カセットの側部エッジの近傍または他の箇所で後方に延在し、相互に対面する溝のセットを画成するタブまたは他の延長部を備え得る。ラベル734は、これらの溝に嵌入するスナップ嵌めラベルであってもよく、またカセットアセンブリの動作時に所望に応じてラベルが挿入されるように作製され得る。ラベルは、プラスチック材料、金属、または他の材料から作製され得る。例えば、ラベルは、浄化装置カセットとコントラストを成し、テキストの視認性を高めるように、レーザ切断、成形、直接注入等された着色PTFE材料またはPFA材料を備えてもよい。ラベルのカラーコード化により、ユーザは、デバイス間の識別が容易になる。例えば、ある色のラベルが、15ナノメートルフィルタを分類するために使用され得る一方で、別の色のラベルが、10ナノメートルフィルタを分類するために使用され得る。「テフロン(登録商標)のみ」指定の必要のある用途で使用される浄化装置カセットの場合には、PTFE材料が、この浄化装置カセットに対してこの指定を維持する。所望に応じて代替材料を使用することも可能である。ラベルシステムは、図1Aおよび図1Bの実施形態で使用されてもよく、例えば側部123または124で実装され得る。また、ラベルは、浄化装置カセットの他の実施形態でも実装され得る。
図8A〜図8Bは、側部カバー800および側部カバー810が端部キャップ704および706に結合されたのを示す、カセット700の一実施形態の断面の概略図である。これらの2つの側部は対称であることに気付かれよう。図8Aおよび図8Bの実施形態では、側部カバー800は、側壁部のセットに接合または他の方法で結合され得る側部支持部材804と、張力部材に結合され得る離間された中間リブ806と、レーンカバーに結合され得る離間された中間リブ808と(いくつかの例では全てのリブがレーンカバーに結合されるわけではない)を備え得る。側部支持部材804および離間されたリブ806は、フィルタハウジングの各レーンに対応する流れチャネルを形成してもよく、離間されたリブ808は、より小さな流れチャネルへと一次流れチャネルをさらに分割する。側部カバー810は、側壁部のセットに接合または他の方法で結合され得る側部支持部材814と、張力部材に結合され得る離間された中間リブ816と、レーンカバーに結合され得る離間された中間リブ818とを備え得る。側部支持部材814および離間されたリブ816は、フィルタハウジングの各レーンに対応する流れチャネルを形成し、離間されたリブ818は、これらのレーンをより小さな流れチャネルにさらに分割し得る。しかし、図8A〜図8Bの実施形態では、プレナムが側部カバーに設けられない。
図8Aを参照すると、端部キャップ704は、ポートチャンバ820と、ポートチャンバ820を分配流れチャネルの第1の端部に連結する流れチャネル821とを形成する形状設定された空洞を備え得る。端部キャップ706は、ポートチャンバ830と、ポートチャンバ830を側部カバー800により画成される分配流れチャネルの第2の端部に連結する流れチャネル831とを形成する形状設定された空洞を備え得る。図8Bを参照すると、端部キャップ704は、ポートチャンバ840と、ポートチャンバ840を側部カバー810により画成される分配流れチャネルの第1の端部に連結する流れチャネル841とを形成する第2の形状設定された空洞を形成する。端部キャップ706は、ポートチャンバ850と、ポートチャンバ850を側部カバー810により画成される分配流れチャネルの第1の端部に連結する流れチャネル851とを形成する第2の形状設定された空洞を形成する。これらのポートチャンバは、ポートチャンバ820の上部表面がポート710の開口に向かって上方へと傾斜し、ポートチャンバ830の下部表面がポート714の開口に向かって下方に傾斜し、ポートチャンバ840の上方表面がポート708の開口に向かって上方に傾斜し、ポートチャンバ850の下部表面がポート712の開口に向かって下方に傾斜するように、傾斜をつけられ得る。すなわち、ポートチャンバ820および840については、ポートチャンバに到達したガスが各ポートから退出し得ることになる。
図9は、浄化装置カセット700を通る流れの一実施形態の概略図である。この例では、供給システムは、ポート712(図7)が入口ポートであり、ポート714が出口ポートであり、ポート708が上流(入口)側通気ポートであり、ポート710が下流(出口)側通気ポートであるように構成される。動作時に、流体は、ポート開口を通りポートチャンバ850に流入し、流れチャネル851を経由して側部カバー810に配設された上流流れ分配チャネルに送られて、レーンカバー905を通り、浄化装置要素925を通り、レーンカバー910を通る。流れチャネル831は、流体がポートチャンバ830に流入しポート714を通り浄化装置カセット700から退出し得るように、側部カバー800に配設された下流流れチャネルをポートチャンバ830に連結する。
上記で論じたように、側部カバーは、浄化装置要素925よりも高い親ガス性を有してもよい。その結果、気泡が、側部カバーに引き寄せられ得る。上流流体分配チャネルは、ポートチャンバ840にガスを送り、下流流体分配チャネルは、ポートチャンバ820にガスを送り得る。ポートチャンバ840および820は、ガスが各ポート開口へと流れカセット700から流出するように設計されてもよい。
図10は、浄化装置カセット本体1002、端部キャップ1004、および端部キャップ1006を有する浄化装置カセット1000の別の実施形態の概略図である。浄化装置カセット1000は、浄化装置カセット700(図7)と同様であってもよい。しかし、図10に示すように、端部キャップ1004は、x軸およびy軸の両方に沿って相互からオフセットされたポート1008および1010を有し、端部キャップ1006は、x軸およびy軸の両方に沿って相互からオフセットされたポート1012および1014を有する。y軸に沿ってポートをオフセットすることにより、x軸方向においてポート同士をより近くに配置することが可能となり、したがって浄化装置カセット1000の全幅(x方向サイズ)をより小さく留めることが可能となる。
図11は、浄化装置カセット1100の別の実施形態の概略図である。浄化装置カセット1100は、ほぼ矩形のプロファイルを有する主要本体1102と、第1の端部キャップ1104と、第2の端部キャップ1106とを有する。主要本体1102は、浄化装置要素が配設された内側空洞を形成し得る。端部キャップ1104および端部キャップ1106は、内側空洞に流体結合され得るポート(例えば第1のポート1108、第2のポート1110、第3のポート1112、および第4のポート1114の中の1つまたは複数など)を形成し得る。浄化装置カセット1100の構成によっては、これらの1つまたは複数のポートのいずれかが、入口ポート、出口ポート、通気ポート、排水ポート、または別のタイプのポートとして機能し得る。図11の実施形態では、これらのポートはねじを有さない。
図12は、浄化装置カセット1200の別の実施形態の概略図である。浄化装置カセット1200は、ほぼ矩形のプロファイルを有する主要カセットハウジング1202と、第1の端部キャップ1204と、第2の端部キャップ1206とを有する。カセットハウジング1202は、浄化装置要素が配設される内側空洞を形成し得る。端部キャップ1204および端部キャップ1206は、内側空洞に流体結合され得るポート(例えば第1のポート1208、第2のポート1210、第3のポート、および第4のポートの中の1つまたは複数など)を形成し得る。浄化装置カセット1200の構成によっては、これらの1つまたは複数のポートのいずれかが、入口ポート、出口ポート、通気ポート、排水ポート、または別のタイプのポートとして機能し得る。
端部キャップは、マニホルドアセンブリ上の相補特徴と係合することにより浄化装置カセットの適切な配置の確保を補助するための、位置合わせ穴、レール、またはガイドチャネル等の特徴を備えてもよい。図12の実施形態においては、端部キャップ1204は、ガイドスロット1224を備え、端部キャップ1206は、カセット1200の前方に開口したガイドスロット1226を備える。ガイドスロット1224/1226は、カセット1200を垂直方向に位置決めおよび保持するために、マニホルドの対応するガイドアームを受け得る。さらに、端部キャップ1204または端部キャップ1206は、マニホルド上のピンを受けてカセット1200を水平方向に位置決めおよび固定するための垂直スナップ嵌めスロット1228を備えてもよい。
カセット1200は、ハンドル連結部材1230をさらに備え得る。一実施形態によれば、ハンドル連結部材は、側部エッジにてカセットから後方に延在するタブを備えてもよい。タブは、取外し可能ハンドル1232からの突出部を受け得る開口を画成する。
図13A〜図13Bは、端部キャップ1300の別の実施形態の概略図である。端部キャップ1300は、第1の平面(例えばx-y平面)内に開口する一次ポート1302と、第2の平面(例えばx-z平面)内に開口する二次ポート1304とを備え得る。一実施形態によれば、一次ポート1302は、上記で論じたように構成されたまたは異なって構成された入口または出口として機能し、二次ポート1304は、ベントまたはドレインとして機能し得る。端部キャップ1300は、形状設定された空洞1308をさらに画成してもよく、この空洞1308は、内側流体分配チャネルと流体連通状態にあり、空洞1308を画成する全ての内側表面がチャネル1320および出口ポート1304に気泡を送ることにより、ポート1304が通気ポートとして機能するように、またはポート1304に流体を送ることにより、ポート1304がドレインとして機能するように形状設定される。
図14は、カセット端部キャップ1400の別の実施形態の概略図である。端部キャップ1400は、ポート1402および1404を備える。流体進入ポート1402は、端部キャップ1400の内部の一連の端部キャップ流れチャネル1406へと分配される。流体は、端部キャップ1400の内部の端部キャップ流れチャネル1408を通り受けられ、端部キャップ1400内で混合され、その後退出ポート1404に向かい得る。端部キャップ流れチャネル1406および1408は、フィルタ本体内に画成された対応する流れ分配チャネルに位置合わせされ、流体を直列的にまたは並列的に分配するように配置され得る。端部キャップ流れチャネルは、例えばプレナム、一次流れチャネル、またはサブチャネルなどと位置合わせされ、様々なポート設計と共に使用され得る。
図15A〜図15Dは、端部キャップ1500の別の実施形態の概略図である。端部キャップ1500は、カセット主要本体に結合され得るベース1502と、第1のポート継手1510と、第2のポート継手1520とを備える。2つのポート継手が図示されるが、ポートに対置される1つのポート継手または3つ以上のポート継手を有するデバイスが使用されてもよい。ポート継手は、図示するようにねじ山1512および1522により外側にねじを付けられてもよい。ポート継手は、同一方向または逆方向にねじを付けられてもよい。
ポート継手は、連結システムの対応する位置合わせ特徴と協働して、ポート継手の連結システムとの位置合わせを容易にし得る位置合わせ特徴を備えてもよい。これらの位置合わせ特徴は、継手および連結システムの対応する特徴が位置合わせされるまたは噛み合わされるまでは、ねじ山1512および1522の起始部が連結システムの対応するねじ山に係合不能であるように構成されてもよい。
一実施形態によれば、例えば、位置合わせ特徴のセットは、連結ナットの内方突出部(例えば図44Aの連結ナット4410の内方突出部4604)と位置合わせされる切欠部を備えてもよい。このために、図示する実施形態では、環状位置合わせリブが、ポートリブ1514および1524により示されるように各ポート継手から径方向に外方に延在する。各位置合わせリブは、リブの外周部に離間された位置合わせ切欠部を備え得る。例えば、リブ1514は、離間された切欠部1516を備え、リブ1524は、離間された切欠部1526を備える。離間された位置合わせ切欠部は、ねじ山1512および1522が連結システムのねじ山に適切に位置合わせされた場合にのみ、連結システムの位置合わせ特徴がこれらの切欠部を通過し得るように構成され得る。
ポートリブ1514は、位置合わせ特徴が位置合わせ切欠部1516を通過するまでは、ねじ山1512の起始部が連結システムの対応するねじ山に係合不能になるように選択された距離だけ、ポート継手外ねじ1512の起始部から後退され得る。同様に、ポートリブ1524は、位置合わせ特徴が切欠部1526を通過するまでは、ねじ山1522の起始部が連結システムの対応するねじ山に係合不能になるように選択された距離だけ、ポート継手外ねじ1522の起始部から後退され得る。対応し合う突出部および切欠部の例が使用されるが、任意の適切な位置合わせ特徴が使用され得る。
端部キャップ1500は、駆動ハンドル位置合わせインサートを受けるための位置合わせ開口1530を有し得る。位置合わせ開口1530は、ポート1510と軸方向に位置合わせされてもよく、または他の方法で配置されてもよい。位置合わせ開口1530は、ハンドルが所望の配向でのみ位置合わせ開口1530に嵌入し得るように、キー穴を形成し得る。
図15Dは、ベース1502の底面図である。ベース1502は、フィルタ本体内の流路にポート1510およびポート1520を流体連結する流路用の開口を備え得る。このために、ベース1502の流路1540への開口は、第1のセットのプレナムに接続するように配置され、流路1542の開口は、第2のセットのプレナムに接続するように配置され得る。単一の流路として図示されるが、各流路1540および1542は、複数の流路へと分割されてもよい。
また、ベース1502は、カセット主要本体の端部に接合または他の方法で結合され得る表面を形成し得る。例えば、領域1550は、側部カバーの端部に接合され、領域1554は、主要シェル側壁部の端部に接合され得る。エリア1556は、浄化装置カセット本体の内部のレーンのセットに端壁部を形成し、張力部材およびレーンカバーの端部が接合または他の方法で結合され得る表面を形成し得る。
図16は、主要シェル1630およびレーンカバー1640の別の実施形態の概略図である。図16の実施形態では、レーンカバー1640は、フレーム部材1660を有するフレームを備える。レーンカバー1640および主要シェル1630は、スナップ嵌めの利用、締り嵌めの利用、音波接合の利用、または任意の適切な結合機構により主要シェル1630へのレーンカバー1640の結合を容易にするための特徴を備えてもよい。一実施形態によれば、レーンカバー1640は、フレーム部材1660の長さに沿って延在する溝1662を備え得る。主要シェル側壁部および張力部材から突出する舌部1664は、対応する溝1662に受けられてスナップ嵌めを形成し得る。他の実施形態においては、舌部は、レーンカバー1640上に位置することが可能であり、溝は、側壁部および張力部材の上に位置し得る。また、他の機構が、レーンカバーの固定のために利用されてもよい。
浄化装置カセットは、任意の適切な方法で組み立てられ得る。一実施形態によれば、側部カバー(例えば図2の側部カバー220)が、主要シェルに接合されてもよく、次いでプリーツパックが、レーンに挿入される。プリーツパックの第1のプリーツおよび最終のプリーツは、プリーツパックの長さに沿って突き出してもよい。各プリーツパックの第1のフラップおよび最終のフラップがレーンカバーと各側壁部または張力部材との間に捕獲された状態で、個別のレーンカバーが装着され得る。第2の側部カバー(例えば図2の側部カバー210)が、主要シェルに接合され得る。主要本体の端部は、ポッティング加工されるかまたは他の方法で封止されて、レーンおよびプリーツパックの端部同士を封止し得る。次いで、端部キャップが主要本体に接合され得る。別の実施形態においては、例えば、第1のステップは、浄化要素およびレーンカバーを設置し、次いで側部カバー210、220、端部キャップ104、および端部キャップ106を並列的に接合するか、または2つ以上のこれらの構成要素を同時に接合することであることが可能である。他の浄化媒体または本明細書において説明されるように他のプロセス(熱交換など)を容易化するための媒体が、レーンに配置されてもよい。
上記で論じたように、浄化装置カセットの実施形態は、半導体製造用途を含むがそれに限定されない様々な用途に対して使用され得る。いくつかの半導体製造プロセスでは、フィルタは、典型的には100psi未満で動作する。本明細書において説明される実施形態は、同等の保持率、流量、および圧力降下を実現する円筒状フィルタにより必要とされるよりも小さな容積内での400psi(2MPa)超を、およびいくつかの例では900psi(6.2MPa)超を含む、100psi(0.68MPa)以上の破壊圧力を有し得る完全ポリマーカセット(例えば金属支持プレートおよび金属取付ブラケット等を必要とすることなくフィルタの流体流路および構造構成要素がポリマー材料から作製されたフィルタ)(主要本体および端部キャップが主にまたは完全にPFA、PTFE、または他の非反応性材料から形成された浄化装置カセットを含む)を提供し得る。
さらに、流量は、一般的には約5〜20リットル/分(lpm)であり、最大50lpmまでに対応し得るフィルタが、しばしば使用される。浄化装置カセットの実施形態は、50lpm未満の流量および50lpm超の流量を含む幅広い流量範囲を伴う用途に対して使用され得る。上記で論じたような浄化装置カセットは、15ナノメートル未満粒子のろ過時に高流量(例えば15lpm超)を実現し得る。また、浄化装置カセットは、他のろ過プロセスまたは浄化プロセスの実施のために他の浄化媒体を用いても構成され得る。
さらに、浄化装置カセットは、所望の圧力降下を示し得る。一実施形態によれば、浄化装置カセットは、基準圧力降下(流体が1MPaの粘性を有し、浄化装置要素が設置されない場合の圧力降下)を有するように構成され得る。この基準圧力降下は、40リットル/分にて30kPa未満(いくつかの例では10kPa未満を含む)の、30リットル/分にて20kPa未満(いくつかの例では10kPa未満を含む)の、20リットル/分にて20kPa未満(いくつかの例では10kPa未満を含む)の基準圧力降下を含むがそれらに限定されない。一般的には、浄化装置の構成は、流量および圧力降下のバランス調整を取り得る。
レーンに浄化媒体を追加することにより、圧力降下が増加する場合があり、浄化装置要素の構成は、圧力降下で保持性能をバランス調整するように選択され得る。一般的に、所与の流量の場合のフィルタ間における圧力降下は、プリーツ高さ(プリーツ先端部間の距離)および同一量の膜面積に対する圧縮比の増大により増加する。圧縮比は、プリーツが分離されないがそれ以上共に圧縮されない比率である1.0の比率に対して、プリーツパックが圧縮される量である。したがって、例えば、100個のプリーツおよび0.0415センチメートルの厚さを有するフィルタ膜は、1.0の圧縮比にて約4.15センチメートルの幅を有するが、0.7の圧縮比の場合には約2.905cmの幅を有することになる。
所与の膜ろ過面積について、矩形プリーツパックを保持するために必要とされる容積は、ほぼ
v=a*t*cr
となる。ここでは、
v=フィルタパック容積
a=ろ過面積
t=フィルタ膜の非圧縮厚さ
cr=圧縮比
である。
v=a*t*cr
となる。ここでは、
v=フィルタパック容積
a=ろ過面積
t=フィルタ膜の非圧縮厚さ
cr=圧縮比
である。
次に、3m2の膜面積と、210ミリメートルのプリーツパック長さ(プリーツに平行な)と、63ミリメートルの内径と、76ミリメートルの外径と、0.0415センチメートルの厚さとを有する円筒状フィルタを採用した場合に、円筒状浄化装置要素は、約714cm3の容積を必要とし、少なくとも7.6センチメートル幅でなければならない。同一の膜面積の場合に、1.0の圧縮比での正方形プリーツパックは、約124cm3となり得る。
プリーツパックは、プリーツの長さ、プリーツの高さ、およびプリーツパックの幅を選択することにより所望の容積内に配置することが可能となる。プリーツの高さおよび圧縮比は、プリーツパック間の圧力降下に影響を及ぼし得る。望ましいプリーツ高さおよび圧縮比は、種々の膜を試験することにより判定され得る。用途および流量ニーズによっては、プリーツパックは、0.6〜1.0の圧縮比を含むがそれに限定されない任意の所望の圧縮比を有してもよい。いくつかの例では、プリーツは、圧縮されなくてもよい(1超の圧縮比を有してもよい)。
図17Aおよび図17Bは、主要本体1702ならびに端部キャップ1704および1706を有する浄化装置カセット1700の一実施形態の概略図である。主要本体1702は、媒体空洞を画成し得る。媒体空洞は、浄化装置要素がそれぞれ配設され得るレーンへと区画され得る。一実施形態によれば、平行レーンは、ほぼ矩形の(正方形を含む)プロファイルを有する。2つのレーンが図示されるが、浄化装置カセットは、より多数またはより少数のレーンを有してもよい。レーンは、流体がレーン間で流れることのないように相互に封止され得る。他の実施形態においては、流体が区画されたレーン間で流れ得るように、開口が設けられてもよい。
一実施形態によれば、主要本体1702は、第1の側部カバー1710、第2の側部カバー1720、および主要シェル1730を備える。主要シェル1730、第1の側部カバー1710、第2の側部カバー1720、および端部キャップは、固定具、音波接合、締り嵌め、または他の結合機構を利用して共に結合されてもよく、協働して媒体空洞および平行レーンを形成し得る。主要シェル1730は、外方側壁部1734と外方側壁部1736との間に延在するベース1732と、ベース1732から延在する張力部材1738とを形成する。側壁部1734、側壁部1736、側部カバー1710、および側部カバー1720は、内側空洞の側壁部を形成し得る。主要シェル側壁部および張力部材1738は、空洞部内にて長軸に沿ってある長さにわたって延在することにより、レーン側壁部を形成し得る。レーン側壁部間(例えば外方側壁部1734/1736と張力部材1738との間、および複数の張力部材がある場合には2つの張力部材1738間など)のベース1732の部分が、対応するレーンの内外への流体流を可能にする格子を備える一体レーンカバー1739を形成する。
ベース1732の一方の側部は、ベース1732への側部カバー1720の結合を容易にするための特徴を備えてもよい。一実施形態によれば、ベースは、側部カバー1720の一部分が接合または他の方法で結合され得る側部カバー取付表面セットを形成する。反対側には、外方側壁部1734、外方側壁部1736、および張力部材1738のベース1732から遠位側の端部が、主要シェル1730への側部カバー1710の結合を容易にするための特徴を形成し得る。これらの遠位端部表面は、例えば側部カバー1710の一部分が接合または他の方法で結合され得る側部カバー取付表面を形成してもよい。
レーンカバー1740は、各主要シェル側壁部1734/1736と張力部材1738との間かまたは隣接し合う張力部材1738同士の間にわたって存在し、レーンのベース1732とは反対側を覆うようにレーンの長さにわたり延在し得る(また別個のレーンカバーが設けられてもよい)。レーンカバー1740は、レーンカバー1740の長さにわたり延在するフレーム部材1744を含むフレームと、フレーム部材同士の間にわたり存在する格子部分とを備え得る。また、レーンカバー1740は、上記で論じたように支持部材を備えてもよい。レーンカバー1740の開口は、ベース1732の一体レーンカバー1739の開口と同一であってもまたは異なってもよい。
側部カバー1710に面するレーンカバー1740の表面は、側部カバー1710の結合を容易にするための側部カバー取付表面を形成し得る。例えば、側部カバー取付表面は、側部カバー1710の一部分が接合または他の方法で結合され得る表面を形成してもよい。また、レーンカバーは、スナップ嵌めの利用、締り嵌めの利用、音波接合の利用、熱接合の利用、または任意の適切な結合機構により主要シェル1730へのレーンカバー1740の結合を容易にするための結合特徴を備えてもよい。
図17Aに示すように、レーンカバーは、レーンカバー1740およびレーンカバー1739の形態で浄化装置要素の上流側および下流側の両方に設けられる。他の実施形態においては、レーンカバーは、レーンの一方の側にのみ設けられる。さらに別の実施形態においては、レーンカバーは全く使用されない。
側部カバー1710は、側部支持部材1760と、張力部材1738と位置合わせされる中央リブ1762とを備え得る。側部カバー1720は、同様に側部支持部材1770と、張力部材1738と位置合わせされる中央リブ1772(またはより多数のレーンが存在する場合には離間されたリブのセット)とを備え得る。これらのリブの内方表面は、張力部材の端部に結合され得る。例えば、リブ1772の内方表面は、張力部材1738のベースにて主要シェル1730に結合され、リブ1762の内方表面は、張力部材1738の遠位端部に結合され得る。結果として、圧力容器の空洞が圧力下にある場合には、張力部材1738は、側部カバー1710および1720に力を印加して、側部カバー1710および1720の反りを軽減または防止する。張力部材1738のサイズおよび構成は、圧力容器の空洞の容積変形が予期される動作圧力下で所望のパーセンテージ未満になるように選択されてもよい。側部支持部材とリブとの間のエリアは、各レーンのための流れチャネルを形成し得る。いくつかの例では、追加のリブまたは他の特徴が、追加の流れチャネルを画成してもよい。
主要本体1702は、応力を分散させるように構成され得る。一実施形態によれば、側部カバー1720および側部カバー1710は、外方に湾曲し得る。さらに、主要シェル側壁部1734および1736は、曲線状外部を有することが可能であり、側部カバー1710および1720は、浄化装置カセットの側部同士の間の移行部に曲線状角を有する。
上記で論じたように、レーンは、浄化装置要素を保持するための浄化装置要素保持エリアを形成することが可能である。好ましくは、浄化装置要素は、カセットの長軸に対して平行なプリーツの長さでプリーツ加工されたプリーツパックである。プリーツ先端部は、一方の側のプリーツ先端部が側部カバーに向き、反対側のプリーツ先端部が側部カバーを向くように配向され、これらのプリーツ先端部が各レーンカバーに当接するように配向され得る。この配置では、一方のプリーツ先端部セットは、空洞の上流部分に対面し、他方のプリーツ先端部セットは、空洞の下流部分に対面する。浄化装置要素は、個別の浄化装置要素であってもよく、または、例えばある浄化装置要素の最終フラップが次のフィルタ要素の第1のフラップに移行し、その浄化装置要素の最終フラップが次の浄化装置要素の第1のフラップに移行する等となるように、各浄化装置要素が同一の連続的プリーツパックの一部分であってもよい。各浄化装置要素のプリーツは、単一の膜から、または同一もしくは異なる材料から形成された複数の膜から形成され得る。好ましくは、プリーツは、共に圧縮され、上流側にほぼ平坦な矩形進入界面を、および下流側にほぼ平坦な矩形退出界面を形成する。所与面積の膜についての圧縮量は、所望の圧力降下および流量を達成するように選択され得る。
端部キャップ1704は、(例えば開口1752により示されるような)レーンの一方の側で流れチャネルに流体結合されるポート継手1750を備え得る。端部キャップ1706は、レーンの他方の側で流れチャネルに流体結合されるポート継手1754を備え得る。したがって、一方のポート継手が入口ポートを形成し、他方のポート継手が、出口ポートを形成し得る。他の実施形態においては、入口ポートおよび出口ポートは、同一の端部キャップに配置され得る。また、通気ポートおよび排水ポートが設けられてもよい。
図17Bは、オーバーモールド成形材料1770でオーバーモールド成形された浄化装置カセット1700の一実施形態の概略図である。一実施形態によれば、オーバーモールドの使用により、複数の利点がもたらされ得る。オーバーモールド成形材料は、コストを削減し、強度を与え、種々の熱膨張特性を実現し、主要本体材料の寸法上の多様性に対処し、ハウジングの透過性を低下させ(化学、ガス等)、人間工学的特徴および装飾的特徴の組込みが容易な材料をもたらす、等のために選択され得る。オーバーモールドが、カセット1700の文脈で示されるが、カセットの他の実施形態がオーバーモールド成形されてもよい点を理解されたい。
図18A〜図18Bは、浄化装置カセット1800の一実施形態の概略図である。浄化装置カセットハウジングは、複数のハウジング構成要素から形成され得る。浄化装置カセットハウジングは、側部カバー1805、側部カバー1810、第1の端部カバー1812、および第2の端部カバー1814から形成される。ハウジングは、フィルタ入口ポート、フィルタ出口ポート1835、およびフィルタ通気ポート1840を含む様々なポートを備え得る。
図19は、フィルタ保持エリア1925に配設された浄化装置要素(図示せず)により上流部分および下流部分に分割される媒体空洞を画成するフィルタハウジング(第1の側部カバー1805および第2の側部カバー1810を備える)を有する、浄化装置カセット1800の断面の一実施形態の概略図である。浄化装置要素は、1つまたは複数のプリーツ型フィルタ、デプスフィルタ、中空繊維膜、または他の浄化媒体を含むがそれらに限定されない任意の適切な浄化媒体であることが可能である。一実施形態においては、浄化装置要素は、1つまたは複数の矩形プリーツパックを備える。フィルタのプリーツは、単一の膜から、または同一のもしくは異なる材料から形成された複数の膜から形成され得る。フィルタ膜は、カセットの長軸に対して平行なプリーツ長さを有してプリーツ加工され得る。浄化装置要素保持エリア1925は、プリーツの端部から見た場合にプリーツパックが偏移された平行四辺形断面を有するように構成され得る。
フィルタ入口ポート1930は、浄化装置要素の上流に配置され、フィルタ出口ポート1835は、浄化装置要素の下流に配置される(フィルタを通過する流体流の観点から見て)。フィルタ通気ポート(例えばフィルタ通気ポート1840)は、浄化装置要素の上流および/または下流に配置され得る。一実施形態によれば、フィルタ入口ポート1930は、プリーツ方向に対して垂直な上方垂直入口流路を画成し(流れの進入がプリーツパックの上部フラップおよび下部フラップに対して鉛直になるように)、フィルタ出口ポート1835は、プリーツ方向に対して垂直な上方垂直出口流路を画成し、フィルタ通気ポート1840は、上方垂直通気流路を画成する。好ましくは、フィルタ通気ポート1840は、上流部分のガスがいずれもフィルタ通気ポート1840へと自然に上昇するように、可能な限り最高点にて媒体空洞の上流部分へと開口する。同様に、下流部分のガスがいずれも出口通気ポートへと自然に上昇するように、可能な限り最高点にて媒体空洞の下流部分へと好ましくは開口する出口通気ポートが、設けられ得る。通気ポート(またはマニホルドの対応するポート)は、流体の駆動圧力を上回る作動圧力により圧力作動され得る。これらのポートは、Connectology(登録商標)連結具(Entegris, Inc.、Billerica、MA)、Swagelok継手、または流体封止が可能な他の連結具を備え得る。また、以下で論じるような螺合連結を含む他のタイプの連結具が使用されてもよい。
一実施形態によれば、様々なポートが、構成要素間の接合を依然として可能にしつつ、浄化装置カセットの可能な限りさらに前方へと配置され得る。他の実施形態においては、ポートは、異なるように配置されてもよい(例えば1つまたは複数のポートが、浄化装置カセットの中央または後方端部付近に位置するなど)。フィルタ入口ポート(例えば図19のフィルタ入口ポート1930)および1835のための開口の正中線は、一実施形態においてはカセットの最大幅部分に配置され得る。カセット内の流体流の観点から見て、フィルタ入口ポートのための開口は、媒体空洞の最低点に配置され、ポート1835および1840のための開口は、媒体空洞の最高点に配置され得る。
下流媒体カバー1940および上流媒体カバー1945は、空洞内に配設され、浄化装置要素保持エリア1925を形成し得る。上流媒体カバー1945および下流媒体カバー1940は、下部から上部へと上流側壁部に向かって角度をつけられ得る。一実施形態においては、上流媒体カバー1945および下流媒体カバー1940の角度は、側部カバー1805上に配設されたリブの側壁部オフセット部分のテーパ勾配に合致し得る。上流媒体カバーおよび下流媒体カバーの実施形態を以下でさらに詳細に論じる。
ポートをフットプリント内で効率的に配置するために、浄化装置要素保持エリア1925は、浄化装置要素のプリーツ領域がフィルタ入口ポート1930、フィルタ出口ポート1835、および/またはフィルタ通気ポート1840に重畳するように位置決めされ得る。しかし、フィルタアセンブリ1800に進入する流体流が十分である場合には、流体は、膜に損傷を引き起こし得る。したがって、上流媒体カバー1945(その一実施形態が以下でより詳細に論じられる)は、膜に向かう流れを妨げ、上流側壁部に流れを再配向する部分を備えてもよい。
媒体空洞の内側表面は、浄化装置要素の材料に比べて非親和性または親和性のより高い材料から形成され得る。一実施形態では、側壁部に対するガスの親和性を助長するために、フィルタハウジングは、側壁部の内側表面が浄化装置要素に比べて親ガス性がより高くなるような材料から形成され得る、すなわち換言すれば、浄化装置要素がハウジング材料よりも高い疎ガス性を有するように選択され得る。したがって、ガスは、浄化装置要素を通過するよりも、フィルタ通気ポート1840へと上昇する可能性がより高くなる。同様の現象が、下流部分でも発生し得る。さらに、カセットの形状は、内側空洞の上流部分および下流部分の幅および/または高さが、各ポートから離れるにつれて縮小するように選択され得る。結果として、媒体空洞の上流部分の水力直径は、フィルタ入口ポート1930から離れるにつれて縮小し、媒体空洞の下流部分の水力直径は、フィルタ出口ポート1835に向かうにつれて拡大し得る。
図20A〜図20Bは、側部カバー1805の一実施形態の概略図である。側部カバー1805は、上壁部分2002、下流側壁部2005、および下壁部分2009を備え得る。上壁部分2002は、上流側壁部2005から上壁部分接合エッジ2007まで延在し、下壁部分2009は、側壁部分2005から下壁部分接合エッジ2011まで延在し得る。上壁部分2002および下壁部分2009は、上方結合部分2015および下方結合部分2016を備え得る。上方結合部分2015および下方結合部分2016は、側部カバー1805の長さにわたり延在する舌部および溝を備え得る。
一実施形態によれば、側部カバー1805は、内側空洞内に突出する一連のリブを有してもよく、これらには例えば端部リブ20271および20272、下部リブ20301〜2030n、上部リブ20351〜2035n、ならびに中間リブ20371〜2037nが含まれる。好ましくは、nは1〜20であることが可能であり、さらにより好ましくは、nは1〜10であることが可能である。異なる個数の上部リブ、下部リブ、および中間リブが存在してもよい(例えば10個の上部リブ、4個の中間リブ、および7個の下部リブなど)。各リブは、下部オフセット部分(例えば下部オフセット部分2040)、上部オフセット部分(例えば上部オフセット部分2045)、および側壁部オフセット部分(例えば側壁部オフセット部分2049)の中の1つまたは複数を備えてもよい。リブ2030は、例えば、下部オフセット部分2040が下壁部分2009から第1の高さに延在し、側壁部オフセット部分2049が第1の高さよりも高い第2の高さに延在する、ほぼL字型であってもよい。一実施形態によれば、下部オフセット部分2040は、内側空洞の長さに対して垂直な(または別の角度を成す)第1の距離にわたって壁部2005から内側空洞の下部にわたって延在し、側壁部オフセット部分2049は、下部オフセット部分2040未満の距離にわたって側壁部2005から内側空洞内へと延在する。下部オフセット部分2040は、内側空洞の下部表面からの膜スタンドオフとしての役割を果たし、側壁部オフセット部分2049は、側壁部2005からのプリーツスタンドオフとしての役割を果たし得る。側壁部オフセット部分2049は、側壁部オフセット部分2049が側壁部2005から離れて延在する距離が上部に向かって縮小し、それにより下部から上部へと内側空洞の上流部分の面積が縮小するように、テーパ状に成されてもよい。
また、上部リブ2035は、上部オフセット部分2045が上壁部分2002から第1の深さにわたって延在し、側壁部2005の近位の側壁部オフセット部分2040が第1の深さよりも大きな第2の深さにわたって延在する、ほぼL字型であってもよい。一実施形態では、上部オフセット部分2045は、内側空洞の長さに対して垂直な(または別の角度を成す)第1の距離にわたって側壁部2005から内側空洞の上部にわたって延在し、側壁部オフセット部分2049は、上部オフセット部分2045未満の距離にわたって側壁部2005から内側空洞内へと延在する。上部オフセット部分2045は、内側空洞の上部表面からの膜スタンドオフとしての役割を果たし、側壁部オフセット部分2049は、側壁部2005からのプリーツスタンドオフとしての役割を果たし得る。側壁部オフセット部分2049は、側壁部オフセット部分2049が側壁部2005から離れて延在する距離が上部に向かって縮小するように、テーパ状に成されてもよい。
一実施形態によれば、下部リブ2030の高さは、浄化装置カセットが設置された場合に、下部オフセット部分2040の上方エッジ同士が相互に同一高さになるように選択される。また、交互の下部リブの側壁部オフセット部分2049の上端部同士は、浄化装置カセットが完全設置位置にある(例えばフィルタ入口ポート1930が垂直方向に位置合わせされる)場合は、相互に同一高さになってもよい。例えば、リブ2030の下部オフセット部分2040の上方エッジは、第1の平面内に位置し、第1のセットの交互の下部リブ2030の側壁部オフセット部分2049の上方エッジは、第2の平面内に位置する。したがって、フィルタが設置されると、各リブ20301〜2030nの下部オフセット部分2040の上部は、同一の流体レベルになり、第1のセットの交互の下部リブ2030(例えばリブ20302、20304等)の側壁部オフセット部分2049の上部は、相互に同一の流体レベルになる。
同様に、上部リブ2035の上部オフセット部分2045の下方エッジ同士は、相互に同一高さであることが可能であり、交互の上部リブ2035の側壁部オフセット部分2049の下方エッジ同士は、浄化装置カセットが設置された場合に、相互にやはり同一高さであってもよい。例えば、リブ2035の上部オフセット部分2045の下方エッジは、第3の平面内に位置してもよく、第1のセットの上部リブ2035の側壁部オフセット部分2049の下方エッジは、第4の平面内に位置してもよい。第1の平面、第2の平面、第3の平面、および第4の平面は、浄化装置カセットが完全設置動作位置に位置する(例えばフィルタ入口ポート1930が垂直に位置合わせされる)と、平行な水平平面となり得る。
側部カバー1805は、交互の上部リブおよび下部リブに位置合わせされ、側壁部2005から内方に突出して側壁部オフセットを形成する中間リブセット20371〜2037nをさらに備え得る。中間リブ2037が内方に突出する距離は、下部から上部にかけてリブに沿って縮小し得る。交互の上部リブ2035および下部リブ2030は、中間リブ2037と垂直方向に位置合わせされ得る。一実施形態によれば、中間リブ2037の長さは、中間リブの上端部が隣接し合う交互の上部リブ2035の側壁部オフセット部分2049に重畳し、中間リブの下方端部が隣接し合う交互の下部リブ2030の側壁部オフセット部分2049に重畳するように選択される。例えば、リブ20371の上端部は、リブ20351および20353の側壁部オフセット部分2049に重畳し、リブ20371の下方端部は、下部リブ20301および20303の側壁部オフセット部分2049の上部に重畳する。
隣接し合うリブ間の空間は、上流媒体カバーの下部と協働して流れチャネルを形成する。例えば、隣接し合うリブ20301と20302との間のエリアは、フィルタ入口に開口する流れチャネル20502を形成する。上流媒体カバーが定位置にあり、流体が媒体空洞に導入されると、流体は、流れチャネルを辿る。図示する例では、流体は内側空洞の下部に沿って流れチャネル20502を満たし、次いで流体が隣接するチャネル20503に流入する時点であるリブ20302を越水するまで、側壁部2005まで流れチャネル20502を辿る。流体は、流体がリブ20301および20303を越水して流れチャネル20501および20504を満たし始めるまで、チャネル20502および20503を満たし続ける。このプロセスは、流体がチャネル2050nを満たすまで継続し得る。このリブ構成は、流体が側壁部2005に沿って縫うように進むことにより、気泡が側壁部2005に付着し上方へ流れる可能性を高めるようにするのを補助する。さらに、このリブ構成は、側壁部2005の長さに沿って流体を分配することにより、浄化装置要素の均一な接液を助長するのを補助する。
一実施形態によれば、下部オフセットおよび上部オフセットは、アール側部(radiused side)を有する流れチャネルを形成するためにアールベース(radiused base)をそれぞれ有する。アールベースは、リブが鋭角で上壁部および下壁部に合流する場合に比べてより良好な応力分布を実現する。さらに、下部リブ2030の下部オフセット部分および上部リブ2035の上部オフセット部分を貫通する穴が、隣接し合う流れチャネル間の流れを可能にする。
図20Bは、上壁部分2002および下壁部分2009がフィルタ入口ポート1930から離れるにつれて相互に向かってテーパ状を成す内方表面を有し得ることをさらに示す。図示する実施形態では、テーパは、フィルタ入口ポート1930にて直ちに起始する。これは、フィルタ入口ポート1930から離れる方向に向かって媒体空洞の水力直径を縮小させて、デッドスペースの縮小または解消を補助するのに有用となり得る。さらに、図示する実施形態では、フィルタ通気ポート1840は、媒体空洞の最高点に対して開口する。他の実施形態は、非テーパ状部分およびテーパ状部分を備えてもよい。
図21Aおよび図21Bは、側部カバー1810の一実施形態の概略図である。側部カバー1810は、上壁部分2135、下壁部分2140、側壁部分2145、第1の端部部分2141、および第2の端部部分2143を備え得る。上壁部分2135は、側壁部分2145から内方エッジ2177まで延在し、下壁部分2140は、側壁部分2145から内方エッジ2179まで延在し得る。エッジ2177および2179は、エッジ2007および2011にそれぞれ接合されて、プリーツパックのプリーツに対して平行なフィルタカートリッジの長さにわたり延在する接合シームを形成し得る。
側部カバー1810は、カセットの最大幅部分または少なくとも内側空洞の下流部分の最大幅部分が、フィルタ出口ポート1835の正中線と合致するように形状設定され得る。さらに、側部カバー1810は、内側空洞の下流部分の前方セクションの面積が、出口ポートから前方に縮小するように、および/または内側空洞の下流部分の後方セクションの面積が、フィルタ出口ポート1835から後方に縮小するように形状設定され得る。また、例えば、上壁部分2135は、内側空洞がフィルタ出口ポート1835から下方に向かって逆テーパを成すように形状設定されてもよい。また、上壁部分2135は、内側空洞がフィルタ出口ポート1835から下方に向かって順テーパを成すように形状設定されてもよい。同様に、下壁部分2140は、内側空洞がフィルタ出口ポート1835から上方に向かって逆テーパをおよびフィルタ出口ポート1835から順テーパを成すように形状設定されてもよい。また、側壁部2145は、内側空洞がフィルタ出口ポート1835から内方に向かって逆テーパをおよびフィルタ出口ポート1835から順テーパを成すように形状設定されてもよい。
図22は、下流媒体カバー1940の一実施形態の概略図である。媒体カバー1940は、流れを可能にしつつ浄化装置要素を定位置に維持するように構成され得る。一実施形態によれば、媒体カバー1940は、上方部材2260、下方部材2265、ならびに上方部材2260と下方部材2265との間にわたり存在する前方端部部材2270および後方端部部材2275を有する外方フレームを備えることが可能である。上方部材2260および下方部材2265は、浄化装置カセットの残りの部分への媒体カバー1940の結合を可能にするための特徴を備えてもよい。以下で論じるように、例えば、媒体カバー2260は、主要カバーへのスナップ嵌め連結のための舌および溝(さねはぎ)特徴を備えてもよい。媒体カバー2260は、上方部材2260の第1の側部が上部リブ2035の先端部に接触するための接触表面を含み、下方部材2265が下部リブ2030の先端部に接触するための接触表面を含むように構成されてもよい。
また、媒体カバー1940は、上方部材2260と下方部材2265との間にわたり存在する中間離間部材2280をさらに備えてもよい。これらの離間された部材は、液体流または流体流を可能にするために間に開放空間を有する。端部部材2270から後方端部部材2275まで広がる支持部材は、離間された部材2280に追加的な支持を与え得る。好ましくは、中間部材2280または他の保持構造体は、主要カバーのリブに当接させて浄化装置要素を保持するのに十分な強度を有する。また、側部カバー1810は、中間部材2280に接触して追加的な支持を与えるためのリブを備えてもよい。中間部材2280は、側部カバー上のかかるリブが内側空洞の下流部分に進入する流れをフィルタ出口ポートに送るための流れ案内デバイスとして機能し得るように、上方および前方に角度をつけられ得る。他の実施形態においては、媒体カバー1940は、流れを可能にしつつ浄化装置要素を維持するためのメッシュまたは他の構造要素を備え得る。
図23は、上流媒体カバー1945の一実施形態の概略図である。上流媒体カバー1945は、離間された部材2304のセットを備える主要媒体カバー部分2302を備え得る。離間された部材は、流れを可能にするために間に開放空間を有する。支持部材2306が、媒体カバー1945の長さにわたって存在することにより、離間された部材2304に支持を与え得る。上方延長部2320および下方延長部2310が、媒体カバー部分2302から延在してもよい(例えばフィルタ保持エリアに上部および下部を与えるために)。タブ2322が、上方延長部2320から上方に延在し、タブ2312が、下方延長部2310から延在してもよい。タブ2322および2312は、側部カバー1805および下流媒体カバー1940が共に結合された場合に、下流媒体カバー1940と側部カバー1805との間に捕獲され得るのに十分な薄さを有し得る。
図24A、図24B、図25A、図25B、図26A、および図26Bを参照すると(図24A、図25A、図26Aは上方部分を示し、図24B、図25B、図26Bは下方部分を示す)、媒体カバー1940および1945は、スナップ嵌めの利用、締り嵌めの利用、音波接合の利用、熱接合の利用、または任意の適切な結合機構により側部カバー1805に結合され得る。一実施形態によれば、側部カバー1805は、側部カバー1805に主要カバー1940および1945を結合するための下方結合部分2015および上方結合部分2016を備え得る。結合部分2015は、側部カバー1805の長さにわたり延在する溝2430および舌部2435を画定する。結合部分2016は、側部カバー1805の長さにわたり延在する溝2440および舌部2445を備える。媒体カバー1940は、対応する下方舌部2555および溝2560ならびに上方舌部2765および溝2570を備える。溝2430は舌部2765を捕獲し、溝2570は舌部2435を捕獲する。同様に、溝2440は舌部2555を捕獲し、溝2560は舌部2445を捕獲する。動作時には、媒体カバー1940は、舌部2555および2765が舌部2435および2445をそれぞれ通過し、溝2430および2440内に着座し得るように、上方結合部分2016および下方結合部分2015が若干離間された状態で、スナップ嵌めの利用により固定され得る。側部カバー1805の弾性により、結合部分2015および2016は、媒体カバー1940が捕獲される位置へとスナップ式に戻り得る。一実施形態によれば、このスナップは、媒体カバー1940がしっかりと固定されていることの触覚フィードバックまたは聴覚フィードバックを与えるのに十分なものであり得る。タブ2322および2312は、側部カバー1805および下流媒体カバー1940が共にスナップ嵌めされた場合に、下流媒体カバー1940と側部カバー1805との間に捕獲され得るのに十分な薄さを有してもよい。また、図示しないが、プリーツ型浄化装置要素の上方フラップおよび下方フラップが、下流媒体カバー1940と側部カバー1805との間に捕獲されてもよい。
媒体カバー1940および1945は、結合部分2015および2016にて側部カバー1805に接合され得る。さらに、上流媒体カバーは、端部リブ、中間リブ、上部リブ、または下部リブの中の1つまたは複数のエッジに接合され得る。さらに、下流媒体カバー1940は、側部カバー1810に接合され得る。例えば、上方部材2260の1つの側部が、エッジ2177に接合され、下方部材2265の1つの側部が、エッジ2179に接合されてもよい。また、上流媒体カバー1945および下流媒体カバー1940の端部が、端部カバーに接合されてもよい。
上流媒体カバー1945および下流媒体カバー1940は、プリーツに対して平行な方向およびプリーツに対して垂直な方向に(例えば入口流路および出口流路に対して平行な)張力を生成するための張力部材として機能してもよい。例えば、上流媒体カバー1945および下流媒体カバー1940は、図19のカセットにおいて上部から下部におよび前方から後方に強度を与えることが可能である。
図19に戻ると、動作時に、フィルタアセンブリは、ノーマルフローろ過(NFF)を実現し得る。流体は、ほぼ上方に向かってフィルタ入口ポート1930に進入し、媒体空洞の上流側壁部2005に送られる。圧力が上流部分で上昇すると、流体は浄化装置要素を通り流れる(プリーツ先端間方向に)。一実施形態においては、浄化装置要素を通過する流体の一次流路は、フィルタ入口ポート1930を通過する流路に対してほぼ垂直なものとなり得る。媒体空洞は、フィルタ全体にわたって流れ(例えばデッドスペースを最小限に抑えるまたは解消するために)、圧力損失効果を最小限に抑えるように、デバイス全体にわたる均一またはほぼ均一な流れを促進するように構成され得る。
プリーツパック浄化装置要素を使用する浄化装置カセットは、以下のステップにしたがって組み立てられ得る。フィルタ膜が、媒体カバー1945に挿入され、プリーツの最終のフラップならびにタブ2322および2312(図23)の端部が結合部分2015および2016に沿って配置された状態で、媒体カバー1945が、側部カバー1805内に配置され得る(またはその逆でもよい)。媒体カバー1945は、1つまたは複数の箇所にて側部カバー1805に接合されてもよい。媒体カバー1940が、定位置にスナップ嵌めされ得る。このステップにより、膜および媒体カバー1940は、カバー1940とシェルとの間の溝形嵌合によって定位置にロックされる。典型的な円筒タイプカートリッジデバイスとは異なり、デバイスへの組付け前に、2つの長尺膜エッジを共に封止するためにプリーツパックを覆う必要はない。次いで、側部カバー1810は、音波接合、溶接、接着剤、熱接触、または非接触熱接合の実施を含むがそれらに限定されない任意の適切な接合方式を利用して、側部カバー1805に接合され得る。一実施形態によれば、ハウジングの接合および膜エッジの封止は、単一の接合作業により行われ得る。また、側部カバー1810は、機械固定具を使用して側部カバー1805に結合され得る。必要な場合には、ガスケットが、側部カバー1810と側部カバー1805との間に配設され得る。
プリーツパックの端部は、ポリマーまたは樹脂でポッティングされ得る。一実施形態によれば、アセンブリの各端部の所望の長さが、ラミネート、ポリマー、樹脂、接着剤、または他のポッティング材料などの所望のポッティング材料に浸漬されて、内側チャンバおよびプリーツパックの端部同士が封止され得る。好ましくは、ポッティング材料は、熱可塑性である。一例としては、限定的なものではないが、プリーツパックの前方および後方に0.3175〜1.27センチメートルが、ポッティング材料で封止され得る。ポッティング材料は、プリーツパックおよび内側空洞の端部同士を封止することにより、フィルタアセンブリの上流部分および下流部分を分離し、ホールドアップ体積を減少させるまたは防止することが可能である。他の実施形態においては、プリーツパックの端部同士は、側部カバー1805への挿入前にポッティング材料で封止され得るが、そうすることにより、結果としてポッティング部分と浄化装置カセットの端部との間に幾分かのデッドスペースが生じ得る。前方端部カバー1812および後方端部カバー1814(図18B)は、ポッティング材料、音波接合、溶接、接着剤、熱接合、接触接合もしくは非接触接合の実施、機械固定具、または他の方法を利用して、浄化装置カセットの主要本体に結合され得る。
図27A〜図27Dは、浄化装置カセットとして構成されたフィルタアセンブリ2700の別の実施形態の概略図である。フィルタアセンブリ2700は、1つまたは複数の部分から形成されたハウジングを備え得る。一実施形態によれば、フィルタアセンブリ2700は、第1の壁部2705と、第2の壁部2710と、第1の壁部の対向側の第3の壁部2715と、第2の壁部の対向側の第4の壁部2720と、第5の壁部2725と、第5の壁部の対向側の第6の壁部2730とを有する、ほぼ矩形であってもよい。様々な壁部が、フィルタアセンブリ2700の1つまたは複数の部分により形成され得る。一実施形態によれば、フィルタアセンブリ2700の外方壁部は、比較的直線状であってもよい。フィルタアセンブリ2700は、第1の端部にフィルタ入口ポート2740を、ならびに第2の端部にフィルタ出口ポート2745および入口通気ポート2747をさらに備えてもよい。入口ポートおよび出口ポートは、任意の適切な連結方式を備えてもよい。例としては、非限定的なものであるが、入口ポートおよび出口ポートは、PrimeLock(登録商標)継手を使用してもよい。また、いくつかの実施形態においては、1つまたは複数の排水ポートが備えられてもよい(例えば壁部2725に)。壁部2725および2730は、同一個数または同一構成のポートを有する同一部分であってもよい。
一実施形態によれば、フィルタアセンブリ2700の側壁部は、第1のカバー2750、第2のカバー2755、および一体化された浄化装置要素シェル2760により形成され得る。端壁部2725および2730は、一体化された浄化装置要素シェル2760と一体であってもよく、または別個であってもよい。一体化された浄化装置要素シェル2760は、圧力容器として機能するハウジングの壁部に少なくとも1つの媒体カバーを組み合わせ得る。
図28は、フィルタアセンブリ2700の一実施形態の断面の概略図である。ハウジングは、浄化装置要素保持エリア2804に配設された浄化装置要素(図示せず)により分離された上流部分2800および下流部分2802を有する媒体空洞を画成する。一実施形態によれば、浄化装置要素は、フィルタアセンブリの長軸に対して平行なプリーツが、ほぼ平面内に配置され上流部分2800に対面する第1のセットのプリーツ先端部と、ほぼ平面内に配置され下流部分2802に対面する第2のセットのプリーツ先端部とを有する、1つまたは複数の矩形プリーツパックを備え得る。
一実施形態によれば、一体化された浄化装置要素シェル2760は、媒体空洞の長さにわたり延在する第1の媒体カバー2806(例えば上流媒体カバー)と、第1の媒体カバー2806から延在し壁部2710の一部分を形成する第1の側壁部分2808と、第1の媒体カバー2806から延在し対向側壁部2720の一部分を形成する第2の側壁部分2810とを備え得る。カバー2750の第1の内方エッジおよび第2の内方エッジは、一体化された浄化装置要素シェル2760に接合され、第2のカバー2755の第1の内方エッジおよび第2の内方エッジは、第1の側壁部分2808および第2の側壁部分2810の端部に接合されて、側壁部の長さにわたってプリーツに平行に延在する接合シームを形成し得る。第1のカバー2750および第2のカバー2755の端部エッジは、端壁部に接合されて、フィルタアセンブリ2700の封止を完成させ得る。
浄化装置要素保持エリア2804は、一体化された浄化装置要素シェル2760と協働して、媒体空洞の長さにわたって延在する第2の媒体カバー2820(例えば下流媒体カバー)により偏移された平行四辺形として画定され得る。第1の側壁部分2808および第2の側壁部分2810の端部は、上記で論じたようにスナップ嵌めの利用により第2の媒体カバー2820に結合するための結合部分2822を備え得る。
一実施形態によれば、浄化装置要素は、上流媒体カバー2806に当接するプリーツ先端部および下流媒体カバー2820に当接するプリーツ先端部セットを有するプリーツパックであってもよく、これらのプリーツは、媒体空洞の第1の端部から第2の端部まで延在する。流体は、プリーツに対して平行な方向に媒体空洞へと進入し(例えば第1の端壁部から)、プリーツに対して平行な方向に退出し得る(例えば第2の端壁部から)。別の実施形態においては、流体は、同一の端壁部から進入および退出し得る。
図29A〜図29Bは、一体化された浄化装置要素シェル2760の一実施形態の概略図である。図示する実施形態では、端壁部2725および2730は、一体化された浄化装置要素シェル2760の一部分である。第1の媒体カバー2806は、端壁部2725から端壁部2730まで、および第1の側壁部分2808と第2の側壁部分2810との間に延在する。第1の媒体カバーは、2806を通る流体流を可能にする第1の媒体カバー2806にわたり延在する離間された部材2902を備え得る。離間された部材に支持を与えるために、第1の媒体カバー2806の第1の端部から第2の端部まで延在するサポート2904が備えられ得る。第1の媒体カバー2806は、一体化された浄化装置要素シェル2760が定位置にある場合に、上流部分2800の面積が第4の壁部2720から第2の壁部2710にかけて縮小し(図28を参照)、それにより流体が上方および入口から離れる方向に移動する際に水力直径が漸減するように角度をつけられ得る。図29Aは、フィルタ入口ポート2740に開いた開口2906をさらに図示する。
図30A〜図30Bは、媒体カバー2806および側壁部分2810/2808を有する一体化された浄化装置要素シェル2760の別の実施形態を示す。この実施形態においては、媒体カバー2806は、フィルタハウジングの側壁部と一体化されるが、端部カバーとは別個である。浄化装置要素シェル2760は、浄化装置要素シェル2760の第1の端部および第2の端部にて端部表面3002および1493を画定することにより、接合または他の結合を容易にし得る。端部表面3002は、端部表面3002が媒体空洞への流体の進入を妨げないように、媒体カバー2806の上流の端部表面3002の側部に切欠部を有し得る。
図31および図32は、媒体カバー2820が定位置にある、一体化された浄化装置要素シェル2760の一実施形態の概略図である。一実施形態によれば、媒体カバー2820は、浄化装置要素シェル2760にスナップ嵌めされてもよく、さらに接合されてもよい。媒体カバー2820は、端壁部2725(図29Bの)および2730にさらに接合または他の方法で結合され得る。図33は、第2のカバー2755が定位置にある、フィルタアセンブリの一実施形態を示す。媒体カバー2820の上方部材は、第2のカバー2755の上方エッジの一部分に接合または他の方法で結合されてもよく、媒体カバー2820の下方部材は、媒体カバー2820の長さに沿って第2のカバー2755の内方下方エッジに接合または他の方法で結合されてもよい。
一実施形態によれば、図27〜図33の実施形態は、垂直方向に延在するプリーツと共に設置され得る。フィルタ入口ポートおよびフィルタ出口ポートは、入口流路および出口流路が浄化装置要素保持エリア2804に配置された浄化装置要素のプリーツに対して平行になるように配置され得る。この垂直構成は、より良好な通気特性および排水特性をもたらし、浄化装置カセットエンベロープを縮小する。さらに、端壁部および上流媒体カバーを一体化することにより、プリーツパックの端部におけるデッドスペースが縮小され得る。また、フィルタは、水平部分に延在することが可能となり、好ましくは、入口はハウジングの低位置に位置し、ベントおよび出口はハウジングの高位置に位置する。
さらに、一体化された浄化装置要素シェル2760および媒体カバー2820は、張力部材を形成して、プリーツ方向に対して平行な方向に構造的支持を与え(端壁部2725および2730に対して構造的支持を与え)、プリーツに対して垂直な方向に(例えば壁部2710および2720に)構造的支持を与え得る。
図34A〜図34Dは、浄化装置カセットとして構成されたフィルタアセンブリ3400の別の実施形態の概略図である。フィルタアセンブリ3400は、1つまたは複数の部分から形成されたハウジングを備え得る。一実施形態によれば、フィルタアセンブリ3400は、第1の壁部3402と、第2の壁部3404と、第1の壁部の対向側の第3の壁部3406と、第2の壁部の対向側の第4の壁部3408と、第5の壁部3410と、第5の壁部の対向側の第6の壁部3412とを有する、ほぼ矩形であってもよい。様々な壁部が、フィルタアセンブリ3400の1つまたは複数の部分により形成され得る。一実施形態によれば、フィルタアセンブリ3400の外方壁部は、比較的直線状であってもよい。フィルタアセンブリ3400は、第1の端部にフィルタ入口ポート3420を、ならびに第2の端部にフィルタ出口ポート3422と通気ポート3424および3426とをさらに備えてもよい。ベントは、他の位置に配置されてもよい。例えば、少なくとも1つのベントが、媒体空洞の上流側に開口してもよい。例えば3430などの代替ベント位置が図示される。入口ポートおよび出口ポートは、任意の適切な連結方式を備えてもよい。例としては、非限定的なものであるが、入口ポートおよび出口ポートは、PrimeLock(登録商標)継手を使用してもよい。
一実施形態によれば、フィルタアセンブリ3400の壁部は、第1のカバー3438、第2のカバー3440、および一体化された浄化装置要素シェル3442により形成され得る。端壁部3410および3412は、一体化された浄化装置要素シェル3442と一体であってもよく、または別個であってもよい。一体化された浄化装置要素シェル3442は、側壁部および/または端部カバーを含む、圧力容器として機能するハウジングの壁部に少なくとも1つの媒体カバーを組み合わせ得る。
図35は、フィルタアセンブリ3400の一実施形態の断面の概略図である。ハウジングは、浄化装置要素保持エリア3506に配設された浄化装置要素(図示せず)により分離された上流部分3502および下流部分3504を有する媒体空洞を画成する。一実施形態によれば、浄化装置要素は、フィルタアセンブリの長軸に対して平行なプリーツが、ほぼ平面内に配置され上流部分3502に対面する第1のセットのプリーツ先端部と、ほぼ平面内に配置され下流部分3504に対面する第2のセットのプリーツ先端部とを有する、1つまたは複数の矩形プリーツパックを備え得る。
一実施形態によれば、一体化された浄化装置要素シェル3442は、媒体空洞の長さにわたり延在する第1の媒体カバー3508(例えば上流媒体カバー)と、第1の媒体カバー3508から延在し側壁部3404の一部分を形成する第1の側壁部分3510と、第1の媒体カバー3508から延在し対向側壁部3408の一部分を形成する第2の側壁部分3512とを備え得る。第1のカバー3438の第1の内方エッジおよび第2の内方エッジは、一体化された浄化装置要素シェル3442に接合され、第2のカバー3440の第1の内方エッジおよび第2の内方エッジは、一体化された浄化装置要素シェル3442の第1の側壁部分3510および第2の側壁部分3512の端部に接合されて、側壁部の長さにわたってプリーツに平行に延在する接合シームを形成し得る。第1のカバー3438および第2のカバー3440の端部エッジは、端壁部に接合されて、フィルタアセンブリ3400の封止を完成させ得る。
浄化装置要素保持エリア3506は、一体化された浄化装置要素シェル3442と協働して、媒体空洞の長さにわたって延在する第2の媒体カバー3507(例えば下流媒体カバー)により画定され得る。第1の側壁部分3510および第2の側壁部分3512の端部は、上記で論じたようにスナップ嵌めの利用により第2の媒体カバー3507に結合するための結合部分を備え得る。プリーツパック膜が、3506内に配置され、詰め込まれてもよく、カバー3438および3440は、上述のように3442に接合されてもよい。
一実施形態によれば、浄化装置要素は、上流媒体カバー3508に当接するプリーツ先端部および下流媒体カバー3507に当接するプリーツ先端部セットを有するプリーツパックであってもよく、これらのプリーツは、媒体空洞の第1の端部から第2の端部まで延在する。流体は、プリーツに対して平行な方向に媒体空洞へと進入し(例えば第1の端壁部から)、プリーツに対して平行な方向に退出し得る(例えば第2の端壁部から)。
図36は、フィルタアセンブリ3400の一実施形態の別の断面図を示す。図36の実施形態においては、第1のセットのプリーツ先端部が媒体カバー3508の上流に向き、第2のセットのプリーツ先端部が媒体カバー3507の下流に向いた状態で、1つまたは複数のプリーツ型フィルタが浄化装置要素保持エリア3506に配設され得る。プリーツパックは、入口継手および出口継手が一列に並びまたはほぼ一列に並び、継手のために流路を再配向する必要性がなくなるように、媒体空洞の長さにわたり角度をつけられ得る。この例では、入口からプリーツ先端部の上流セットまで直線経路が存在する。
一実施形態によれば、フィルタ格子開口および/または媒体カバー3508の入口側表面は、入口流体流が均等体積で各格子開口を通り再配向されるように設計され得る。例えば、上流媒体カバー3508は、入口流体穴が均等面積の水平方向矩形セクションへと分割された場合には、各エリアセクションがそれぞれ入口側媒体カバー3508の対応する開口に位置合わせされるように設計され得る。図37を手短に参照すると、図37は、均等面積のエリア3704に分割された媒体空洞への入口穴3702の一実施形態を示す。均等面積の各エリアは、上流媒体カバー3508の個別の開口へと突出し得る。
図36に戻ると、流体が入口ポート3420から上流空洞3502に進入すると、流体は広がる傾向となる。上流カバー3508の格子サイズは、この効果に対処して、入来する流体流が各格子開口にて均一な流体積で捕獲されるように設計され得る。格子開口は、プリーツパックを通して流れを垂直に再配向するように角度をつけられ得る。また、格子開口は、入口ポート3420の水力直径がより小さいことによりフィルタハウジング内に駆動される流体流の力を拡散させるように角度をつけられ得る。また、露出された開口内の各露出されたプリーツ先端部に流れをより均一に送るための幾何学的形状を、格子開口に組み込んでもよい。
上流側壁部からの媒体カバー(およびしたがって浄化装置要素)の距離は、第1の端壁部3410から第2の端壁部3412にかけて縮小し、下流側壁部からの媒体カバー(およびしたがって浄化装置要素)の距離は、第1の端壁部3410から第2の端壁部3412にかけて拡大する。したがって、水力直径は、流体が入口ポートから離れる方向に移動するにつれて上流空洞3402では縮小し、水力直径は、流体が出口ポート3422に向かって移動するにつれて下流空洞3504では拡大する。
さらに、一体化された浄化装置要素シェル3442および媒体カバー3507は、張力部材を形成して、プリーツ方向に対して平行な方向に構造的支持を与え(端壁部3410および3412に対して構造的支持を与え)、プリーツに対して垂直な方向に(例えば図34Aの壁部3404および3408に)構造的支持を与え得る。
図38A〜図38Cは、一体化された浄化装置要素シェル3442の一実施形態の概略図である。第1の媒体カバー3508は、離間された第1の側壁部分3510と第2の側壁部分3512との間にて第1の端部から第2の端部まで延在する。第1の媒体カバー3508は、第1の媒体カバー3508にわたり延在する離間された部材3805を備え、それにより3442を通過する流体流のための格子を形成し得る。上記で論じたように、離間された部材3805は、所望の流れ特徴を実現するように、およびプリーツ先端部に対して垂直に流れを送るように設計され得る。さらに、離間された部材3805は、離間された部材間の開口が均等面積の入口開口の個々のセクションに対応するように離間され得る。離間された部材に支持を与えるために、第1の媒体カバー3508の第1の端部から第2の端部まで延在するサポート3810が設けられてもよい(ハウジングのための引張サポートとして機能してもよい)。
図39は、媒体カバー3507が定位置にあり、浄化装置要素保持エリア3506を画定した、一体化された浄化装置要素シェル3442の一実施形態の概略図である(膜プリーツパックは図示せず)。浄化装置要素保持エリア3506は、実質的に矩形の端部プロファイルを有し得る。一実施形態によれば、媒体カバー3507は、浄化装置要素シェル3442にスナップ嵌めされてもよく、さらに接合されてもよい。浄化装置要素の上方膜フラップおよび下方膜フラップは、媒体カバー3507と一体化されたフィルタシェル3442との間に捕獲され得る。媒体カバー3507は、端壁部にさらに接合または他の方法で結合されてもよい。図40は、カバー3438および3440が定位置にある状態のフィルタアセンブリの一実施形態を示す。媒体カバー3507の上方部材が、カバー3440の上方エッジの一部分に接合または他の方法で結合されてもよく、媒体カバー3507の下方部材が、媒体カバー3507の長さに沿ってカバー3440の内方下方エッジに接合または他の方法で結合されてもよい。
図27〜図40の実施形態においては、プリーツパックまたは他のものが、一体化されたフィルタシェル内に配置されてもよく、第2の媒体カバーが、一体化されたフィルタシェルに結合されてもよい。膜の最終フラップは、一体化されたフィルタシェルと第2のカバーとの間に捕獲され得る。また、第2のカバーは、一体化されたフィルタシェルに接合され得る。ハウジングの残りの部分は、接合動作または他の結合動作により一体化されたフィルタシェルに結合され得る。プリーツパックは、ポッティングされてもまたはされなくてもよい。他の浄化媒体または本明細書において説明されるような他のプロセス(熱交換など)を容易にするための媒体が、一体化されたフィルタシェル内に配置されてもよい。
浄化装置カセットの実施形態は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、パーフルオロアルコキシポリマー(PFA)など、しかしそれらに限定されない)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン(PE)、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、金属、または他の材料を含むがそれらに限定されない、様々な材料から作製され得る。一実施形態によれば、外方層は、比較的安価なポリマーから形成されてもよく、内方層は、プロセス流体と反応する可能性の低いまたはプロセス流体を汚染する可能性の低いより高価なポリマーを含み得る。例えば、構成要素には、ポリプロピレンまたは用途の温度要件および圧力要件に耐え得る他の材料から形成された外方シェルが含まれ得る。外方シェルの内側には、典型的にはより高価であり、より高い耐化学性を有し、より高い純度の材料の内方層が、熱形成され、外方層に装着され得る。別の実施形態においては、所望の材料の内方層が、外方層の内側を覆ってオーバーモールド成形され得る。フィルタの接液表面全体は、PTFE、FEP、PFA、または他の材料などの、耐化学性がより高く純度のより高いポリマーであることが可能である。
以下で論じるレーンカバーなどの内側構成要素は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂(PTFE、FEP、PFAなど、しかしそれらに限定されない)、PVDF、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、PP、PE、PEEK、金属、または他の材料を含むがそれらに限定されない、様々な材料から作製され得る。一実施形態においては、レーンカバーは、多重層から形成され得る。コアは、比較的安価な第1のポリマー(例えばポリプロピレン)を含むことが可能であり、流体に接触する任意の層は、プロセス流体と反応する可能性の低いまたはプロセス流体を汚染する可能性の低い、耐化学性のより高い純度のより高い第2のポリマーを含むことが可能である。一実施形態によれば、第2のポリマーは、第1のポリマーにオーバーモールド成形され得る。例えば、PETの溶融温度は、PFAおよび/またはPTFE膜よりも低い。したがって、一実施形態によれば、PFA構成要素またはPTFE構成要素を有するフィルタアセンブリの1つまたは複数の部分が、PETでオーバーモールド成形またはポッティングされてもよい。
浄化装置カセットは、流体が印加圧力下でフィルタ膜に向かって直接的に対流されるノーマルフローろ過(NFF)を実現するように構成され得る。大きすぎて膜の孔を通過できないパーティクルは、膜表面にまたはフィルタ媒体の深部に蓄積し、小分子は、膜孔を下流側に通過する。一実施形態によれば、浄化装置カセットは、ミクロン粒子および/またはサブミクロン粒子(例えば100ナノメートル以下の粒子)を除去するように選択され得る。複数のフィルタが、より小さなパーティクルまたは種々のタイプのパーティクルを逐次的に除去するために、単一のろ過システムユニットに直列的に適用されてもよい。最も細目なフィルタが、直列の中の最後に配置されて、より大きな粒子が、この最終フィルタに到達する前にろ過されるようにすることが可能である。これは、最も細目な典型的には最も高価なフィルタの損耗を軽減し得る。他の実施形態においては、カセットは、クロスフローろ過向けに構成され得るが、例えばタンジェンシャルフローろ過またはガス接触に限定されない。
一実施形態においては、浄化装置カセットは、非円形プリーツ型浄化装置要素を使用する。例えば、一実施形態は、第1のセットのプリーツ先端部が媒体空洞の上流部分に対面し、第2のセットのプリーツ先端部が媒体空洞の下流部分に対面する、1つまたは複数の矩形プリーツ型フィルタを備え得る。第1のセットのプリーツ先端部は、第1の平面内にほぼ配置され、第2のセットのプリーツ先端部は、第2の平面にほぼ配置され得る。浄化装置要素は、ほぼ平坦な矩形進入界面およびほぼ平坦な矩形退出界面を形成し得る。多孔性ポリマー膜の場合には、矩形プリーツパックの使用により、従来の半導体液体フィルタと同一のフットプリント内で大幅に追加されたろ過面積を得ることが可能となる。フィルタのプリーツは、単一の膜または同一のもしくは異なる材料から形成された複数の膜から形成され得る。さらに、ポリマーネット材料および他の材料が、膜と共にプリーツ加工されてもよい。膜内の側方流を可能にする(プリーツに対して平行な流れ)膜が使用されてもよい。
張力部材により分離された複数のレーンへとプリーツパックを分割することにより、強度の向上が得られ、それによりより小さなカセットを使用することが可能となる。いくつかの例では、比較的薄い壁部を有するカセットが使用され得る。一実施形態によれば、流体が、デバイスの4つの側部の外側表面から5ミリメートル未満およびいくつかの例では4ミリメートル未満に位置するような、ハウジングの厚さを有するPFAカセットが形成され得る。かかるカセットは、削減されたフットプリントおよびより少ない材料で、円筒状フィルタと同等のろ過率、流量、および圧力降下を実現し得る。例えば、3m2膜を有する同等の円筒状フィルタと同一のろ過率、流量、および圧力損失を達成するが、容積がより小さく、半分未満の幅をとる、3m2膜を有するPFA主要本体を有するカセットを形成することが可能である。したがって、浄化装置カセットの実施形態は、フットプリントおよびメンテナンス空間の要件を低下させるように構成され得る。3m2膜および他の寸法が一例として提示されるが、カセットは任意の適切な膜面積を備えるように形成されてもよく、他のタイプのフィルタ媒体を備えてもよい点に気付かれよう。さらに、浄化装置カセットは、様々な材料から形成することが可能であり、他の浄化用途または他の用途において使用することが可能である。
サイズの縮小の実現に加えて、浄化装置カセットは、複雑さの軽減を実現し得る。一実施形態によれば、浄化装置カセットは、最小数の固有パーツを使用して形成することが可能であり、これにより製造の複雑さおよびコストを軽減できる。いくつかの実施形態では、これらのパーツには、主要シェル、側部カバー、レーンカバー、および端部キャップが含まれ得る。しかし、他の実施形態においては、浄化装置カセットは、任意の個数のパーツから形成され得る。
さらに、浄化装置カセットは、円筒状フィルタに比べて排水および通気を向上させ、性能および清浄性の向上のためにハウジング表面積およびデッドボリュームをより低く抑えることが可能である。また、本明細書において説明される実施形態は、個別ろ過、並列ろ過、および直列ろ過を容易にすることにより、有利なろ過応用性を助長し得る。また、本明細書において説明される実施形態は、ロボットによる操作がより容易になることにより、フィルタの交換およびメンテナンスの自動化を促進し得る。
前述から理解され得るように、浄化装置カセットは、様々な構成を有し得る。様々な図に示す特徴は、組み合わされてもよく、一実施形態に示される特徴は、他の実施形態と共に使用されてもよい点が当業者には理解されよう。さらに、いくつかの構成要素が、一体的または独立的なものとして図示される場合があるが、これらの構成要素は、他の方法で構成されてもよい。したがって、側壁部234、側壁部236、第2のレーンカバー239、および張力部材が、主要シェル234へと一体化されるものとして図示されるが、これらは、別個の構成要素であってもよい。例えば、第2のレーンカバー239は、独立したカバーであってもよく、張力部材238は、側部カバーの一方と一体化されてもよい。さらに、ポートが主要本体または他の構成と一体化されるなどの他の構成が考えられる点が理解されよう。さらに、ろ過に関して主に説明がなされるが、カセットは、任意の適切なろ過用途、または例えばダミーカセット、加圧ミキサ、熱交換器、もしくは他の用途としてなどを含む、他の用途のためのコンパクトな圧力容器を実現し得る。
カセットは、任意の適切な連結具を使用して供給システムに係合し得る。例えば、浄化装置カセットは、参照により本明細書に全体が組み込まれる2009年6月16日発行のGashgaeeらによる「O-Ring-Less Low Profile Fittings and Fitting Assemblies」と題する米国特許第7,547,049号に記載されるようなOリング不要継手および継手アセンブリ、または他の連結機構を使用して連結され得る。他の実施形態においては、フィルタは、いずれも参照により全体が本明細書に組み込まれる、2002年4月30日発行の「Connector Apparatus and System Including Connector Apparatus」と題する米国特許第6,378,907号、2006年4月4日発行の「Connector Apparatus and System Including Connector Apparatus」と題する米国特許第7,021,667号、2007年11月20日発行の「Method and System for Purging a Dispensed Fluid Within a Fluid Dispensing System Including a Filter-Free Connector Apparatus」と題する米国特許第7,296,582号、2008年4月1日発行の「Method and System for Purging a Dispensed Fluid with a Fluid Dispensing System Including A Filter-Free Connector Apparatus」と題する米国特許第7,350,821号、および2006年5月2日発行の「Connector Apparatus and System Including Connector Apparatus,」と題する米国特許第7,037,424号に記載されるような、ポートが回転により連結され得る連結機構を使用し得る。さらに、浄化装置カセットポートは、FlareMount(商標)、Pillar 5300、Super Pillar、Flaretek、PrimeLock(登録商標)、Galtek、Swagelok連結具を含むがそれらに限定されない、当技術において既知のまたは開発された任意の他の適切な連結具を使用して連結し得る。
図41および図42は、一例の連結システム4200の一実施形態の概略図である。連結システム4200は、ナット受けエリアを画定する連結ハウジング4202と、ナット受けエリア内に配設された連結ナット4210と、ナットにより少なくとも部分的に受けられる第1の継手4212と、第2の継手4214とを備える。第1の継手4212は、連結ナット4210の近位の第1の継手4212の端部に開口した流体流路を形成し、第2の継手4214は、連結ナット4210の近位の第2の継手4214の端部に開口した流体流路を形成する。第1の継手4212および第2の継手4214は、流路が連続流路を形成するように連結され得るように、結合または当接するように構成され得る。好ましくは、継手は、Primelock(登録商標)継手、FlareMount(商標)継手、または当技術において既知のもしくは開発された他の継手などの、軸方向力下でシールを形成するように構成された相補継手である。継手4212が雌継手として図示され、継手4214が雄継手として図示されるが、他の実施形態においては、継手4212が雄継手であり、継手4214が雌継手であることが可能である。継手の一方は、カセットの端部キャップの一部であることが可能である(例えば図1Aに示すような)。
連結ナット4210は、連結ナット4210の一次軸に沿って第1の側部4215から第2の側部4216まで延在する開口を備える。ナットは、継手の一方の端部部分を囲み、流路と同軸で継手を中心として回転可能である。ナットを貫通する開口は、より小さな直径のエリア4220およびより大きな直径のエリア4222を含む種々の直径のエリアを有し得る。一実施形態によれば、ナットの開口は、連結ナット4210を貫通する開口の第1の端部により幅狭の直径を、および連結ナット4210を貫通する開口の第2の端部により大きな直径を有する(段状ショルダを形成する)。
一実施形態によれば、継手の一方は、継手の第1の部分がより幅狭の直径のエリアを通過し、第2の部分がより幅狭の直径のエリアよりも大きな直径(または他形状のフットプリント)を有するように、形状設定され得る。図示するように、例えば、第1の継手4212の端部部分は、ナットの左端部を貫通する第1のセクション4230と、大きすぎるためにより幅狭の直径エリア4220を貫通できない第2のセクション4232とを有する。この実施形態においては、連結ナット4210および第1の継手は、使用時に当接するように形状設定および位置決めされる相補的径方向ショルダ4240を形成する(例えば連結ナット4210の内側ショルダが、継手4212の外側ショルダに当接する)。第2の継手4214は、ナット開口の第2の端部を通して受けられる端部部分4242を備え得る。第2の継手4214の受けられる部分は、外ねじ4244を備え得る。
連結ナット内ねじ4246のセットは、連結ナット4210の第2の端部の近位に配設され、ポート継手外ねじ4244に係合するように設計され得る。また、連結ナット4210は、ハウジング4202の内部に配設されたハウジングねじ山4252に係合する連結ナット4210の外方側の少なくとも一部分に配設された外ねじ4250を備え得る。
動作時に、第1の継手4212および第2の継手4214の端部は、一体的になされ得る。第2の継手4214の端部が適切な位置にある場合に、連結ナット4210は、継手外ねじ4244にナット内ねじ4246を係合させるように回転され得る。継手外ねじ4244および継手4212のショルダ4240に対する力は、第1の継手4212および第2の継手4214を共に押し付け合って、シール(図42に示すような)を形成する。
連結システム4200は、特に軸方向力によりシールが形成または助長される継手について、シールの維持を補助するために使用され得る。一実施形態によれば、ナット内ねじ4246は、連結ナット4210を360度にわたり回転させて360度係合を生じさせる必要を伴うことなく、継手の周囲360度にわたり継手外ねじ4244に係合し得る。このために、ナット内ねじ4246および継手外ねじ4244は、二条ねじ、三条ねじ等の多条ねじであることが可能である。二条ねじ、三条ねじ、または他の多条ねじは、約半回転以下で完全封止連結の周囲360度にわたり軸方向荷重を印加し得る。ナット内ねじ4246および継手外ねじ4244は、高い軸方向荷重を受けるねじ山であり得る。これらのねじ山は1〜12UNFねじ、鋸歯ねじ、アクメねじ、または他のねじを含むがそれらに限定されない、様々な標準的なねじプロファイルを備え得る。さらに、特注のまたは専売のねじが使用され得る。
一実施形態においては、ナット内ねじ4246および継手外ねじ4244は、各ねじ山の起始点が約180度だけオフセットされ、ねじ山が各起始点から少なくとも180度にわたり延在する、二条ねじであり得る。この例では、連結ナット4210は、二条ねじに係合するように回転され得る。ナットを180度回転させることにより、二条ねじは、外方継手の周囲360度にわたり係合される。より具体的には、一条ねじの起始点を基準として使用すると、第1の起始点から始まるナット内ねじ4246の第1のねじ山は、0〜180度にわたり継手外ねじ4244に接触し、第2の起始点から始まるナット内ねじ4246の第2のねじ山は、180〜360度にわたり継手外ねじ4244に接触し、これにより継手の周囲360度にわたり継手4214に対して軸方向力が加わり得る。180度の例を使用したが、他の長さの二条ねじが使用されてもよい。
三条ねじの例を使用すると、各起始点は、約120度だけオフセットされ、ねじ山は、各起始点から約135度にわたり延在し得る。この例では、約135度にわたり連結ナット4210を回転させることにより、360度の係合が形成される。この例では、第1の起始点から始まるナット内ねじ4246の第1のねじ山は、0〜135度にわたり継手外ねじ4244に接触し、第2の起始点から始まるナット内ねじ4246の第2のねじ山は、120〜255度にわたり継手外ねじ4244に接触し、第3の起始点から始まる第3のねじ山は、240〜15度にわたり継手外ねじ4244に接触し、それにより継手の周囲360度にわたり継手4214に対して軸方向力が加わり得る。135度の例を使用したが、他の長さの三条ねじが使用されてもよい。
したがって、多条ねじ構成は、360度未満およびいくつかの例では180度未満の連結ナット4210の回転により、完全封止連結の周囲360度にわたり軸方向荷重を印加するために使用され得る。他の実施形態においては、軸方向荷重は、360度未満であるが、シールを形成するのに十分なものであってもよい。例えば、シールがこれらの間隙と共に依然として維持され得る場合(例えば螺合が存在しない角度範囲が存在する場合など)には、小さな間隙が荷重プロファイル中に存在してもよい。提示されるねじ山の例は例として挙げられるものであり、他の構成の多条ねじが使用されてもよい点が、当業者には理解されよう。
連結システム4200は、連結ナット4210が軸方向荷重下で逆回転(回転して封止解除)しないように十分な力を生じさせるために、逆回転防止特徴を備え得る。一実施形態によれば、逆回転防止特徴は、摩擦嵌めであってもよい。摩擦嵌めは、ハウジング内ねじ4252とナット外ねじ4250との間の摩擦により実現され得る。ナット外ねじ4250およびハウジング内ねじ4252は、これらのねじ山間に十分な表面積の接触を生じさせることにより、連結ナット4210と連結ハウジング4202との間に有効な摩擦量をもたらして、円筒軸方向荷重を含む予期される軸方向荷重下で連結ナット4210が逆回転するのを防止するように選択された、より細目のねじ山であり得る。しかし、有効な摩擦量は、十分な外部回転力が連結ナット4210に印加される場合に、連結ナット4210が逆回転し得るのに十分な低さであってもよく、これにより、継手の係合解除が可能となる。この例では、ナット外ねじ4250は、連結ナット4210の位置を保持し、ナット内ねじ4246は、軸方向荷重を受ける。逆回転防止ねじ山は、十分な摩擦をもたらすユニファイねじまたは特注ねじを含む任意の標準的なねじ山を含み得る。また、鋸歯ねじを含むがそれに限定されない他のねじ山設計が使用されてもよい。一実施形態によれば、ナット外ねじ4250およびハウジング内ねじ4252は、一条ねじである。
また、ロック機構(例えば継手の回転部材上の戻り止めおよび/またはくぼみ、スナップ嵌め、または他の特徴など)が、予期しないナット4250の逆回転を防止するために設けられてもよい。いくつかの例では、ロック機構は、ナットからの外れを防止するためにより高摩擦のナット外ねじ4250に加えてまたはその代わりに(ナット外ねじを依然として使用しつつまたはナット外ねじを全く使用せずに)使用されてもよい。いくつかの実施形態では、連結ナット4210が、外ねじを有さず、ナット4210が、代替的な保持機構により軸方向において定位置に保持される。
連結システムは、ナットを所要の角度範囲(例えばねじ山上のストッパなど)に保持することによりある点を越えてナットが回転するのを防止するための特徴を備え得る。特に、ナットの回転は、第1の角度位置と第2の角度位置との間の範囲に限定され得る。ここで、第1の角度位置は、完全係合に対応し、第2の角度位置は、完全脱係合に対応する。第2の角度位置では、内ねじの起始点は、既知の位置にあり、これによりナット内ねじと継手外ねじとの適切な位置合わせの確保が補助される。
連結システムは、種々のポートサイズに適合され得る。内ねじおよび外ねじは、孔径、軸方向移動要件、荷重要件、および封止性能要件に基づき変更され得る。構成要素は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂(PTFE、FEPなど、しかしそれらに限定されない)、PFA、PVDF、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、PP、PE、PEEK、金属、または他の材料などのポリマー材料を含むがそれらに限定されない、様々な材料から作製され得る。一実施形態においては、連結システムは、半導体産業用の真性超清浄PFA、迅速連結封止連結具を実現するためにPFAから主に形成され得る。
連結システムは、独立型継手、ストレートユニオン継手、エルボ継手、または他の継手を用いたものを含め、様々な用途で使用され、他のデバイスに組み込まれ得る。上記に示した継手はFlareMount(商標)封止機構を特徴とするが、他のタイプの継手が使用されてもよい。継手は、パイプまたは管材に溶接された、または一端部もしくは両端部にて管材連結具と共に成形された、Purebondであってもよい。また、継手は、管材のフレア状端部に挿入され得る。また、継手の一方が、フィルタハウジングに溶接または成形されてもよい(例えばChemlineもしくはChemlock(登録商標)のフィルタハウジングまたは他のフィルタハウジングなど)。また、連結システムは、管封止タイプの連結を代わりに構成するために使用されてもよい。
図43は、変更されたねじ山設計を使用した連結システムの一実施形態の概略図である。図示する連結システムの部分は、連結ハウジング内ねじ4304を有する連結ハウジング4302と、ナット内ねじ4312およびナット外ねじ4314を有する連結ナット4310と、外ねじ4322を有する流体継手4320とを備える。また、別の継手4324の一部分が図示される。
ナット内ねじ4312および継手外ねじ4322は、変更された鋸歯ねじであることが可能である。米国規格の鋸歯ねじは、垂直軸に対する7度の荷重フランク角と、垂直軸の反対側に対する45度の逃げフランク角とを有し、結果として52度のねじ山角度(荷重フランクと隣接する逃げフランクとの間の角度)を有する。ナット内ねじ4312および継手外ねじ4322の実施形態は、45度未満の逃げフランク角を有してもよい。一実施形態によれば、逃げフランク角は、15〜40度の間であるが、それ未満であってもよい。荷重フランク角は、0〜15度の間であってもよく、逃げフランク角とは垂直軸の同一側または反対側に対するものであってもよい。一実施形態においては、例えば、逃げフランク角は、約30度であり、荷重フランク角は、約3度であって、33度のねじ山角度を形成する。別の実施形態においては、荷重フランクは、ねじ山角度が逃げフランク角未満になるように角度設定され得る。換言すれば、荷重フランクおよび逃げフランクは、逃げフランクとは垂直軸の同一側に対して角度をつけられてもよい。
さらに、いくつかの実施形態においては、継手外ねじ4322の荷重フランク角は、ナット内ねじ4312の荷重フランク角とは異なることにより、干渉を増大させてもよい。例えば、図示するように、継手外ねじの荷重フランク角は、約0度であってもよく、連結ナット内ねじの荷重フランクは、継手ねじ山荷重フランクに対して数度に角度設定される。
さらに、ハウジング内ねじ4304およびナット外ねじ4314は、干渉を増大させるように構成され得る。一実施形態によれば、例えば、ハウジング内ねじ4304およびナット外ねじ4314の荷重フランク角は、異なってもよい。いくつかの実施形態においては、連結ナット4310は、外ねじを有さず、ハウジング内において軸方向に保持される一方で、別の機構が、連結ナット4310の逆回転防止のために使用される。
上記で論じた連結具は、半導体製造で使用するための要件を満たす、PVDF、FEP、PP、PFA、およびPTFE、ポリマー、金属、または他の材料を含む成分を含むがそれらに限定されない任意の適切な材料から形成され得る。いくつかの例では、高温が予期される場合には、より低いクリープを呈する材料を使用することが望ましい場合がある。したがって、例えば、用途が摂氏100度を越える場合には、連結ナットおよび継手にPFAを使用することが好ましい場合がある。なぜならば、PTFEは、これらの温度にてより大きなクリープを呈するからである。いずれの場合も、連結システムは、半導体製造用継手の適性を上回ることが可能であり、室温またはそれ以上の温度にて5分間の245psi(1.69MPa)に耐え得る(例えば室温にて5分間の535psi(3.7MPa))。例えば、PFAおよびPTFEから形成された図43の連結システムは、圧力が5分間にわたり室温で印加された場合に、415psi超の漏れ圧力を有し得る(214lbs.の軸方向封止力)(2.87MPaおよび952ニュートンの封止力)。継手の漏れ圧力は、室温にて500psi(3.4MPa)超であってもよく、さらには950psi(6.6MPa)超であってもよい。したがって、例えばPFAから形成されたナットおよび継手を有する連結システムは、ある安全率を伴いつつFlareMount(商標)連結具に指定された所要の150lbs.(667ニュートン)の力を印加し得る(例えば、連結システムは1インチ(2.54センチメートル)の継手に対して210lbs.(934ニュートン)を超過する軸方向力を印加し得る)。
連結ナットは、任意の適切な形状計数を有してもよく、別の構成要素の一部分として一体化されてもよい。いくつかの実施形態においては、連結ナットは、ユーザがねじり荷重をナットに印加することにより継手との係合または係合解除を行い得るように翼状部が位置決めされた蝶ナットタイプの設計を特徴とし得る。他の実施形態においては、ユーザがナットにトルクをより容易に印加し得る、別の形状の回転部材が用意されてもよい。一実施形態においては、連結ナットは、1つまたは複数の連結ナットを回転させる歯車アセンブリまたは他のドライブトレインに結合され得る。ドライブトレインは、任意に複雑なものであってもよく、一斉に複数の連結ナットを回転させて複数のシールを同時に形成し得る。
図44Aおよび図44Bは、連結システム4400の一実施形態の概略図である。連結システム4400は、連結ハウジング4402と、第1の流体継手4412の周囲で回転可能な第1の連結ナット4410と、第2の流体継手4422の周囲で回転可能な第2の連結ナット4420と、駆動システムとを備える。連結ハウジング4402は、ハウジング4402の第1の側部からハウジング4402の第2の側部までハウジング4402を貫通するねじ付き開口を備える。これらのねじ山は、連結ナット4410および4420のナット外ねじに係合するように構成され得る。駆動システムは、第1の連結ナット4410および第2の連結ナット4420に動作的に結合されて、ハウジング4402内で第1の連結ナット4410および第2の連結ナット4420を同時に回転させる。
歯車アーム4430の第1の端部のナット結合部材4434は、ハウジング4402の第1の側部まで延在する。駆動アーム4432は、ナット結合部材4434からハウジング4402の第2の側部を所望の距離にわたり越えて延在する。連結ナット結合部材4434は、第1のナット4410に結合され、歯車歯4436を有する外方表面を備える。歯車アーム4430は、第2の連結ナット4420に結合された第2の歯車4440を駆動する。歯車アーム4430は、歯車アーム4430の回転により第1の連結ナット4410および第2の連結ナット4420が同時に回転されて、第1の流体継手4412と浄化装置カセット上の継手との間および第2の流体継手4422と浄化装置カセット上の第2の継手との間にシールを形成するように、回転部材として機能する。
歯車アーム4430が回転されると、より小型の歯車4440もまた逆方向に回転されて、より大きなポートと同時により小さなポートに係合する。この機構により、歯車アーム4430に対する単一の回転動作による2つのポートの封止が可能となる。図示する実施形態では、これらの歯車は、より小型の連結ナット4420がより大型の連結ナット4410よりも多く回転されるように、1.6:1のギア比を有する(しかし、任意の適切なギア比が利用可能である)。連結ナット4410が、三条内ねじを有して構成されて、165度の回転により結果として360度(またはそれ以上)にわたる螺合が実現される場合には、連結ナット4420は、264度の回転により結果として360度の封止力が得られるように、三条内ねじまたは他の多条内ねじを有して構成され得る。連結ナットが回転すると、連結ナットは浄化装置カセット端部キャップ(または他の継手)に向かって並進し得る点に気付かれよう。したがって、歯車アーム4430および歯車4440もまた並進し得る。他の実施形態においては、連結ナットは、360度未満の螺合(および360度未満の外周部軸方向封止力)をもたらすが、継手を封止するのに十分な力を依然として生じさせる。
より小型の連結ナット4420の内ねじおよび外ねじは、歯車アーム4430が回転されるにつれて、フィルタおよびナットが軸方向に同距離にわたって移動するように、連結ナット4410の内ねじおよび外ねじに対して調整されたピッチを有し得る。ギア比およびピッチ高さは、所要の孔径および軸方向移動距離の選択に基づき変更され得る。さらに、歯車は、さらなる連結ナットを回転させてさらなるポートに封止を行うために設けることが可能であり、連結システムは、全ての連結ナットが同一方向に回転するように伝動され得る。
駆動ハンドル4450は、人間ユーザまたはロボットユーザによる容易な操作のために設けられ得る。駆動シャフト4452は、ハンドル4450からハウジング4402に向かって延在し、歯車アーム4430の駆動シャフト通路内に受けられ得る。駆動シャフト4452および駆動シャフト通路は、通路内での駆動シャフト4452の並進を可能にするようにスプライン結合されるかまたは他の方法で構成され得る。端部キャップ位置合わせポスト4454は、駆動シャフト4452に対して平行に延在し得る。端部キャップ位置合わせポスト4454は、浄化装置カセット端部キャップの相補開口に受けられ得る(例えば図15の開口1530)。端部キャップ位置合わせポスト4454は、駆動シャフト枢動軸を画定する。
歯車アーム4430の回転は、特定の回転範囲に限定されてもよく、歯車アーム4430の角度位置をロックするための特徴が、設けられてもよい。このために、歯車アーム4430の第1の端部付近の連結ハウジング4402により近位の駆動シャフト通路の部分が、駆動シャフト4452の外方表面を露出させるように開いていてもよい。駆動シャフト4452は、駆動シャフト4452がその枢支点を中心として回転される際に、連結ハウジング4402に最も近い端部駆動シャフト4452が表面4460を超えて通過し得るように引き込まれ得る。すなわち駆動シャフト通路およびハウジング4402は、駆動シャフト4452の端部が重畳するように構成され、駆動シャフト枢軸を中心とする角度位置範囲においてハウジング4402の表面4460から離れるように離間され得る。いくつかの位置では、駆動シャフト4452の端部は、表面4460の開口内に受けられ得るが、ハウジングの側部の切欠部もしくは溝4464または歯車アーム4430をロックするための他の特徴は、所望の角度位置に位置し得る。したがって、例えば、駆動シャフト4452の端部は、位置4465から切欠部4464にかけて表面4460を通過し得る。駆動シャフト4452が切欠部4464と位置合わせされると、駆動シャフト4452は、駆動シャフト4452の一部分が切欠部4464に受けられて(係合位置)歯車アーム4430の回転を防止するように、並進され得る。
他の機構が、歯車アーム4430の回転を阻止するために使用されてもよい。別の例としては、ハウジング4402の表面4462およびナット結合部材4434の対面する表面が、かさ歯車の歯または他の特徴を備えてもよく、これにより歯車アーム4430の角度位置が、維持されてもよい。また、戻り止めおよびくぼみ、ロックピン、クリップなどの他のロック機構が使用されてもよい。
いくつかの実施形態においては、回転端点が、点線および矢印または他の視覚的標識により印をつけられてもよい。点線および矢印は、係合および係合解除を確認するために使用される視覚的標識の一例をさらに提供する。さらに別の実施形態においては、回転部材が適切な位置にある場合に点灯するLEDまたは他のライトを使用して、適切な係合/係合解除をやはり示すことが可能である。
図45は、内ねじを有する第1の連結ナット開口4502および内ねじを有する第2の連結ナット開口4504の一実施形態を示す連結ハウジング4402の一実施形態の概略図である。2つの連結ナット開口と共に図示されるが、実施形態は、1つまたは複数のねじ付き開口ならびに対応する連結ナットおよび流体継手を有する連結ハウジングを備え得る。他の実施形態においては、ハウジングは、ねじ山を用いずに連結ナットを軸方向に保持してもよい。さらに、図45は、駆動シャフト4452の一部分を捕獲するように構成されたハウジング4402の側壁部に配設された切欠部4464を示す。
連結ハウジング4402は、連結ハウジング4402がマニホルドプレートに取り付けられ得るように形状設定され得るスロット4506を有するブラケットを備え得る。固定具開口4508により、ねじ、ピン、または他の部材は、マニホルドプレートに連結ハウジング4402を結合するために使用され得る。ねじ穴4510により、カセット位置決め特徴は、連結ハウジング4402に結合され得る。
図46Aは、連結ナット4410の一実施形態の概略図である。連結ナット4410は、外ねじ4600および内ねじ4602を備える。内ねじ4602は、360度未満の回転およびいくつかの例では180度未満の回転により、継手同士の間にシールが形成され得る(および360度の螺合または360度を上回るまたは下回る螺合がもたらされ得る)ように構成され得る。外ねじ4600は、連結ナット4410の外れを防止するように構成され得る。他の実施形態においては、連結ナット4410は、外ねじを有さず、ハウジング内に軸方向に保持されてもよく、その一方で別の機構が、連結ナット4410の逆回転を防止するために使用される。
連結ナット4410は、継手上の相補特徴に位置合わせされる位置合わせ特徴セットを備え得る。例えば、連結ナット4410は、ナット開口の径方向内方表面から内方に突出する突出部4604を備え得る。突出部4604は、継手上の特徴と位置合わせされ得る。図15Bを参照すると、例えば、突出部4604は、位置合わせリブ1514の切欠部1516に嵌め通され得る。突出部4604は、突出部4604が対応する切欠部を通過するまでは、内ねじ4602が固定具外ねじ(例えば図15Bのねじ山1512)に係合不能になるように、内ねじ4602の起始点から離間され得る。突出部4604は、連結ナット4410が端部キャップまたは他の継手ねじ山に対して特定の配向に位置する場合にのみ、内ねじ4602が固定具外ねじに係合し得るように配置され得る。さらに、図示する実施形態においては、連結ナット4410は、突出部が切欠部を通過するまでは回転不能となる。したがって、継手の位置合わせ特徴および連結システム上(この例では連結ナット上)の位置合わせ特徴により、ねじ山が相互に対して適切に位置決めされるまでは、連結ナットの回転が防止される。
連結ナット4410は、一方の側部から延在する弾性フィンガ4606をさらに備え得る。弾性フィンガ4606は、歯車アームまたは歯車により捕獲され得る。弾性フィンガ4606の端部の特徴4608は、歯車または歯車アームの表面に当接し得るショルダ4609を形成し得る。
図46Bは、連結ナット4410および流体継手4412の一実施形態の概略図である。連結ナット4410を貫通する開口は、より大きな直径のエリアおよびより小さな直径のエリアを備え、それにより連結ナットショルダ4610を形成し得る。連結ナット4410に受けられる流体継手4412の部分は、より小さな直径を有する部分およびより大きな直径を有する部分を有し、それにより連結ナットショルダ4610に当接する流体継手ショルダ4612を形成し得る。連結ナットショルダ4610は、流体継手ショルダ4612に対して押すことにより、浄化装置カセットまたは他の構成要素のポートに流体継手4412を封止するのに十分な軸方向力をもたらし得る。
図47Aは、駆動システムの一実施形態の概略図である。歯車アーム4430は、第1の連結ナットを受けるための開口を有するナット結合部材4434と、第2の連結ナットを受けるための開口を有する歯車4440とを備え得る。特徴4702および4704は、各連結ナットの弾性フィンガが通過し得るチャネルを形成し得る。弾性フィンガの端部の特徴(図46Aの特徴4608)は、歯車アームまたは歯車開口に連結ナットを固定する役割を果たし得る。歯車アームおよび歯車が回転すると、特徴4702および4704は、弾性アームの側部エッジを押すことにより各連結ナットに径方向力を印加して、連結ナットを回転させ得る。
図47Aは、駆動シャフト4452および端部キャップ位置合わせポスト4454を有する駆動ハンドルの一実施形態をさらに示す。駆動シャフト4452は、歯車アーム4430の通路に挿入され得る。駆動シャフト4452および通路の全てまたは一部が、スプライン結合され得る。一実施形態によれば、駆動シャフト通路スプラインは、歯車アーム4430の端部内へのインサート4706により形成され得る。端部キャップ位置合わせポスト4454は、端部キャップ開口のチャネルに嵌入する1つまたは複数の径方向突出部4708を備え得る。チャネルおよび突出部4708は、協働して駆動ハンドル4450の移動を案内することにより以下に論じるように適切なシールを確保するのを補助し得る。位置合わせポスト4454の端部は、環状溝およびリップを有する圧縮性リング4709を備え得る。リップは、以下でさらに論じるように端部キャップの一部分により捕獲され得る。
図47Bは、図47Aに示す駆動システムの実施形態の概略断面図である。歯車アーム4430は、駆動シャフト4452を受ける駆動シャフト通路4720を備える。駆動シャフト通路4720の端部部分は、駆動シャフト4452の一部分(部分4710で示される)を露出させるように開いている。
駆動シャフト4452は、駆動シャフト先端部4722が押し込まれ引き込まれ得るように、駆動シャフト通路4720内に並進可能であってもよい。駆動シャフト4452を引き込ませる方向への並進は、インサート4706により制限され得る。インサート4706は、内方に押す駆動シャフト4452と同軸の弾性フィンガ4730のセットを備え得る。駆動シャフト4452がある距離だけ引き込まれると、弾性フィンガ4730は、環状溝4732内へと内方に押して、その方向へのさらなる並進を阻止する。インサート4706は、位置合わせポスト4454が端部キャップ位置合わせ開口へと前方に押し込まれるまでは、駆動ハンドル4450が駆動シャフト4452の軸を中心として回転し得るように、通路4720内で回転可能であってもよく、これにより、スプラインがスロットに位置合わせされ、これらのスロットにより、駆動ハンドル4450は、さらに押し込まれて、これらの2つのパーツを共に回転的にロックすることが可能となる。
図48は、端部キャップまたは他の構成要素に配設されて位置合わせポスト4454を受ける(図44A)位置合わせ開口4800の一実施形態の概略図である。複数のリブまたは他の特徴が、一連の軸方向チャネルおよび径方向チャネルを画定するために位置合わせ開口4800の内側に画定され得る。一実施形態によれば、これらの特徴は、進入チャネル4802、第1の径方向チャネル4804、第2の径方向チャネル4806、および第2の軸方向チャネル4806に第1の径方向チャネルを連結する第2の軸方向チャネル4808(その中の1つが図示される)を画定する。一実施形態においては、これらのチャネルは、端部キャップ開口に挿入されるインサート4850に画定され得る。
図44〜図48を参照すると、位置合わせポスト4454が開口4800に挿入されると、突出部4708は進入チャネル4802に受けられる。これにより、駆動システムは、位置合わせポスト4454が挿入され得る前に、正確な配向に置かれることになる。この配向は、連結ナット4410および連結具4420の内ねじが端部キャップ、継手、または他の固定具上の外ねじと的確に位置合わせされる配向と一致し得る。駆動ハンドル4450は、並進されて、通路4720内で駆動シャフト4452を並進させ得る。しかし、第2の軸方向チャネル4808は、駆動ハンドル4450のさらなる並進を制限するように、進入チャネル4802と位置合わせされない(例えばリブ4810が進入チャネル4802に重畳しストッパとして機能する)。駆動ハンドル4450は、突出部4708が軸方向チャネル4808と位置合わせされるまでは回転され得る。この位置は、駆動シャフト4452がハウジング4402の切欠部4464と位置合わせされ、連結ナット4410および連結ナット4420が回転されて360度にわたるシールを形成する位置に対応し得る。次いで、駆動ハンドル4450は、駆動シャフト4452が切欠部4464に受けられるように、さらに押し込まれ得る。圧縮リング4709の環状リップは、リッジ4812が圧縮リング4709の溝内に捕獲されるように、リッジ4812を越えて通過し得る。圧縮リング4709およびリッジ4812は、駆動シャフト4452が切欠部4464に完全に係合された場合に触覚フィードバックを与えるスナップ嵌めを形成し得る。さらに、圧縮リング4709およびリッジ4812は、駆動シャフト4452が意図せずに引き込まれるのを防止するための機構を形成する。
したがって、位置合わせ開口4800は、駆動シャフト4452が第1の角度位置に位置する場合に、駆動シャフト4452が制限された第1の距離だけ押し込まれ得るように構成された、キー特徴を提供し得る。次いで、駆動シャフト4452は、歯車アーム4430を回転させることにより第2の角度位置まで回転され得る。この第2の回転位置は、封止連結に対応する。駆動シャフト4452は、駆動シャフト4452がさらなる角回転を防止するための保持ピンとして機能する最終的な完全挿入位置まで押し込まれ得る。
図49Aは、連結システム4400と同様の連結システム4900の一部分の一実施形態の概略図である。連結システム4900は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の相補的な位置合わせ特徴に係合する位置合わせ特徴を備え得る。この例では、歯車アーム4930の径方向移動方向に対して垂直な(すなわち枢動軸に対して平行な側部に)進入部を有するスロット4932を有する回転部材(例えば歯車アーム4930)。スロット4932は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の径方向に延在するリブ4934(例えば図1のリブ130)を受け得る。これらの噛合い特徴は、ポートの軸の周囲に部分的に囲む。一実施形態によれば、スロット4932およびリブ4934は、連結ナット内ねじおよび端部キャップ、継手、または他の取付具の外ねじが正確に位置決めされて適切な係合を可能にする場合に、リブ4934の端部およびスロット4932の進入部が位置合わせされるように構成される。したがって、連結システム位置合わせ特徴および相補的な端部キャップ、継手、または他の取付具の位置合わせ特徴は、歯車アームが回転される前に、ねじ山が適切な位置および配向に置かれるように構成される。
一実施形態によれば、リブ4934は、リブ4934が径方向に延出する(図49Bに図示)ことにより、リブ4934の断面がより大きいことによって、歯車アーム4930のスロット4932内に保持される。また、スロット4932は、スロットが径方向に延出するため、より幅広であってもよい。さらに、一実施形態によれば、スロット4932およびリブ4934は、らせん状であることが可能である。この機構は、フィルタ端部キャップに対する歯車アーム4930の位置を保持するのを補助するために使用され、また歯車アーム4930がポート軸を中心として回転される際に端部キャップと流体継手との間により大きな軸方向荷重を発生させ得る(例えば締り嵌めにより)。連結ハウジング4902の他方の側に対する荷重は、スロット4932とリブ4934の壁部間の係合の締り嵌めにより発生する荷重とほぼ同等であり得る。これは、平滑な回転および封止係合を確保するために回転機構の両側に荷重を分配するのを補助し得る。リブ4934およびスロット4932は、連結ナット内ねじのピッチ(例えばより大きな連結ナット)とほぼ等しいピッチを有し得る。
駆動シャフトは、フィルタ継手のらせん状リブ4934上に位置する溝4940に係合するように設計されたボスまたは他の特徴を特徴とし得る。駆動シャフトが、フィルタが流体封止された後に前方に押されると、ボスは、リブ4934上の溝4940に押し込まれる。これにより、回転防止特徴がフィルタ継手の近くに設けられる。この特徴は、駆動シャフトが適切な配向にない場合には係合せず、それにより駆動ハンドルが正確な配向に回転されず、シールが完成されないことをユーザに警告する。図49Bは、リブ4934の断面の一実施形態を示す。図49Cは、ボス4954を有する駆動シャフト4952を有する駆動ハンドル4950の一実施形態の概略図である。
図50は、カセット端部キャップまたは他の継手に連結するための連結システム5000の別の実施形態を示す。連結システム5000は、連結ハウジング5012上に配設された連結ナット5010を備え得る。連結ナット5010は、端部キャップ5016上の継手にエルボ継手5014を連結する。回転部材5020は、ナット5010の回転を容易にする。一実施形態によれば、回転部材5020は、ナット5010を貫通する開口からある径方向距離を置いてナット5010に結合されるアーム5022を備える。アーム5022は、ナット5010の端部面から延在し得る。アーム5022は、端部キャップ継手と同軸であるエルボ継手5014の第1の部分よりも長いことが可能である。また、回転部材5020は、外方面がナット5010の端部面に対して平行になるようにアーム5022に対して垂直に延在するプラットフォーム5024を備え得る。プラットフォーム5024は、回転工具用ビット(例えば六角ドライバ、フィリップスビット、フラットヘッドビット、スタービット、または他の工具など)を回転部材に係合させ得る工具界面5026を備え得る。回転部材5020を回転させることにより、ナット5010が回転される。いくつかの実施形態においては、回転部材5020を360度未満にわたり回転させることにより(180度未満およびいくつかの例では135度未満を含む)、端部キャップ5016の外ねじとのナットの内ねじの360度にわたる係合が引き起こされ得る。
回転部材5020の回転範囲は、ナット5010が既知の位置にて回転を停止するように制限され得る。これは、ナット5010のねじ山が完全係合位置に適切に位置合わせされるのを確実にするのを補助し得る。いくつかの実施形態においては、回転端点が、点線および矢印または他の視覚的標識により印をつけられてもよい。点線および矢印は、係合および係合解除を確認するために使用される視覚的標識の一例をさらに提供する。さらに別の実施形態においては、回転部材が適切な位置にある場合に点灯するLEDまたは他のライトを使用して、適切な係合/係合解除をやはり示してもよい。
図51は、連結システム5000の一実施形態の断面の概略図である。図51に示すように、連結ナット5010は、端部キャップ5016のポート継手上の外ねじ5011に係合するナット内ねじ5102と、連結ハウジング5012の内ねじに係合するナット外ねじ5104とを備え得る。上記で説明したように、ねじ山は、ナット5010が360度未満の回転により継手5014と端部キャップ5016との間に360度にわたるシールを形成し、予期される荷重下で外れないように構成され得る。
また、ロック機構(例えば、継手の回転部材上の戻り止めおよび/またはくぼみ、回転部材と継手もしくは他の構成要素との間のスナップ嵌め、または他の特徴など)が、回転部材の予期せぬ回転を防止するために設けられてもよい。いくつかの例では、ロック機構は、ナットからの外れを防止するために、ナット外ねじの代わりに使用されてもよい。
図52は、端部から見た(例えば端部キャップ104および端部キャップ106が取り外された状態の)主要本体5200の一実施形態の概略図である。主要本体5200は、媒体空洞を画成し得る。媒体空洞は、浄化装置要素5225がそれぞれに配設されたレーンへと区画され得る。一実施形態によれば、平行レーンは、x-z平面およびx-y平面内にほぼ矩形の(正方形を含む)プロファイルを有する。3つのレーンが図示されるが、浄化装置カセットは、より多数またはより少数のレーンを有してもよい。レーンは、流体がレーン間で流れることのないように相互から封止され得る。他の実施形態においては、流体が区画されたレーン間で流れ得るように、開口が設けられてもよい。図52は、ラベルホルダ5292内のラベル5294をさらに示す。
一実施形態によれば、主要本体5200は、第1の側部カバー5210、第2の側部カバー5220、主要シェル5230、およびレーンカバー5240(その中の1つが示される)を備える。主要シェル5230、第1の側部カバー5210、第2の側部カバー5220、および端部キャップは、固定具、音波接合、締り嵌め、または他の結合機構を利用して共に結合されてもよく、協働して媒体空洞および平行レーンを形成し得る。主要シェル5230は、外方側壁部5234と外方側壁部5236との間に延在するベース5232と、ベース5232から延在する離間された張力部材5238のセットとを形成する。側壁部5234、側壁部5236、側部カバー5210、および側部カバー5220は、内側空洞の側壁部を形成し得る。主要シェル側壁部および張力部材5238は、空洞部内にて長軸に沿ってある長さにわたって延在することにより、レーン側壁部を形成し得る。レーン側壁部間(例えば外方側壁部5234/5236と張力部材5238との間および2つの張力部材5238間など)のベース5232の部分が、対応するレーンの内外への流体流を可能にする格子を備える一体レーンカバー5239を形成する。
ベース5232の一方の側部は、ベース5232への側部カバー5220の結合を容易にするための特徴を備えてもよい。一実施形態によれば、ベースは、側部カバー5220の一部分が接合または他の方法で結合され得る側部カバー取付表面セットを形成する。反対側には、外方側壁部5234、外方側壁部5236、および張力部材5238のベース5232から遠位側の端部が、主要シェル5230への側部カバー5210の結合を容易にするための特徴を形成し得る。これらの遠位端部表面は、例えば側部カバー5210の一部分が接合または他の方法で結合され得る側部カバー取付表面を形成してもよい。
レーンカバー5240は、各主要シェル側壁部5234/5236と張力部材5238との間かまたは隣接し合う張力部材5238同士の間にわたり存在し、レーンのベース5232とは反対側を覆うようにレーンの長さにわたり延在し得る。レーンカバー5240は、レーンカバー5240の長さにわたり延在するフレーム部材5244を含む外方フレームと、フレーム部材5244同士の間にわたり存在する格子部分とを備え得る。レーンカバー5240の開口は、ベース5232の一体レーンカバー5239の開口と同一であってもまたは異なってもよい。
側部カバー5210に面するフレーム部材5244の表面は、側部カバー5210の結合を容易にするための側部カバー取付表面を形成し得る。例えば、側部カバー取付表面は、側部カバー5210の一部分が接合または他の方法で結合され得る表面を形成してもよい。また、レーンカバー5240は、スナップ嵌めの利用、締り嵌めの利用、音波接合の利用、または任意の適切な結合機構により主要シェル5230へのレーンカバー5240の結合を容易にするための結合特徴を備えてもよい。一実施形態によれば、レーンカバー5240は、レーンカバー5240が適切な位置に捕獲され得るように、舌部、溝、または他の特徴を備え得る。
図52に示すように、レーンカバーは、浄化装置要素5225の上流側および下流側の両方に設けられる(例えばレーンカバー5240および一体レーンカバー5239の形態で)。他の実施形態においては、レーンカバーは、浄化装置要素5225の一方の側にのみ設けられる。さらに別の実施形態においては、レーンカバーは全く使用されない。浄化装置要素5225の上流側および下流側の両方を覆うレーンカバーを有することの1つの利点は、浄化装置要素5225が、順方向流および逆方向流の両方で支援され得るため、カセットをいずれの流れ方向においても同様に機能させ得る点である。
側部カバー5210は、側部支持部材5260と、張力部材5238と位置合わせされる離間されたリブ5262のセットと、離間されたリブ5263のセットとを備えることが可能である。側部カバー5220は、同様に、側部支持部材5270と、張力部材5238と位置合わせされた離間されたリブ5272のセットと、離間されたリブ5273のセットとを備えることが可能である。図2のリブ263および273とは対照的に、リブ5263およびリブ5273は、レーンカバーまでの全長にわたっては延在しない点に気付かれよう。すなわち、レーンカバー5240とリブ5263の端部との間に間隙が存在し、リブ5273の端部とレーンカバー5239との間に間隙が存在する。
流れチャネルは、側壁部に沿って配設され得る。このために、側部支持部材5260、離間されたリブ5262、および離間されたリブ5263は、ある長さにわたり延在し、協働して長さ方向にレーンカバー5240へと開口するサブチャネル5264へと再分割される平行流れチャネルのセットを形成し得る。同様に、側部支持部材5270、離間されたリブ5272、および離間されたリブ5273は、ある長さに沿って延在し、協働して長さ方向にレーンカバー5239へと開口する流れチャネル部分5274へと再分割される平行流れチャネルのセットを形成し得る。流れチャネルの端部は、上述のようにプレナムを形成し、入口、出口、ベント、およびドレインの中の1つまたは複数に流体結合され得る。
2つのサブチャネルに分割される1つの流れチャネルが、各レーンごとに図示されるが、カセットは、レーンごとに複数の再分割された流れチャネルと、追加のサブチャネルとを有してもよく、またはサブチャネルを有さなくてもよい。流れチャネル5264および5274は、任意の所望の形状およびサイズを有してもよく、個々の流れチャネルが、同一の側または両側にそれぞれ異なる構成を有してもよい。一実施形態によれば、流れチャネルは、弧状、長円状、または他の丸み形状であることにより、側部カバーに沿って一連の弧状部を形成してもよい。また、各レーンごとに弧形状、長円形状、または丸み形状を使用することも可能である(例えば流れチャネルが再分割されず、依然として丸みを有するように)。
各側部カバー上の離間されたリブのいくつかは、張力部材5238と位置合わせされるように離間される。これらのリブの内方表面は、張力部材の端部に結合され得る。例えば、リブ5272の内方表面は、張力部材5238のベースにて主要シェル5230に結合されてもよく、リブ5262の内方表面は、張力部材5238の遠位端部に結合されてもよい。その結果、圧力容器の空洞が圧力下にある場合には、張力部材5238は、側部カバー5210および5220に力を印加して、側部カバー5210および5220の反りを軽減または防止する。張力部材5238のサイズおよび構成は、圧力容器の空洞の容積変形が予期される動作圧力下で所望のパーセンテージ未満になるように選択されてもよい。
主要本体5200は、上記で論じたように力をより良好に分散するために一連のフープ状構造を備えることが可能である。一実施形態によれば、レーンに対して平行に延在する内側表面の移行部は、曲線状である。したがって、例えば、上記図2と組み合わせて上記で論じたように、側部カバー5210の角、側部カバー5220の角、および流路は、レーンに平行な軸を中心として曲線状である。さらに、主要シェル側壁部5234および5236は、曲線状外部を有し、側部カバー5210および5220は、曲線状角を有する(例えば、図1Aおよび図1Bを参照すると、側部125から側部124および側部123にかけての移行部ならびに側部126から側部124および側部123にかけての移行部に)。
上記で論じたように、レーンは、浄化装置要素5225を保持するための浄化装置要素保持エリアを形成することが可能である。一実施形態によれば、浄化装置要素5225は、プリーツの長さ方向がカセットの長軸に対して平行となるようにプリーツ加工されたプリーツパックを備えることが可能である。プリーツ先端部は、一方の側のプリーツ先端部が側部カバー5210に向き、反対側のプリーツ先端部が側部カバー5220を向くように配向され、これらのプリーツ先端部が各レーンカバーに当接するように配向され得る。この配置では、一方のプリーツ先端部セットは、空洞の上流部分に対面し、他方のプリーツ先端部セットは、空洞の下流部分に対面する。浄化装置要素5225は、個別の浄化装置要素であってもよく、または、例えばある浄化装置要素5225の最終フラップが次の浄化装置要素5225の第1のフラップに移行し、その浄化装置要素の最終フラップが次の浄化装置要素5225の第1のフラップに移行する等となるように、各浄化装置要素が同一の連続的プリーツパックの一部分であってもよい。各浄化装置要素のプリーツは、単一の膜から、または同一もしくは異なる材料から形成された複数の膜から形成され得る。好ましくは、プリーツは、共に圧縮され、上流側にほぼ平坦な矩形進入界面を、および下流側にほぼ平坦な矩形退出界面を形成する。所与面積の膜についてのレーン内の膜の圧縮量は、所望の圧力降下対流量を達成するように選択され得る。また、他の浄化媒体または他の目的(例えば熱交換)のための媒体が、上記で論じたようにレーンに配置されてもよい。
図53は、主要本体5301、第1の端部キャップ5302、および第2の端部キャップ5304を備える浄化装置カセット5300の別の実施形態の概略図である。主要本体5301は、上記で論じたように構成され得る。端部キャップ5302は、第1のポート5306および第2のポート5308を形成し、端部キャップ5304は、第3のポート5310および第4のポート5312を形成し得る。これらのポートは、入口ポート、出口ポート、通気ポート、および排水ポートを形成し得る。例えば、ポート5306が出口ポートであり、ポート5308が通気ポートであり、ポート5310が入口ポートであり、ポート5312が排水ポートであってもよい。図53の実施形態においては、ポート継手は、例えば半導体製造などにおいて使用される標準的なポート継手であることが可能である。
端部キャップ5302は、カセットの上流側のガスが第2のポート5308に送られるように(例えば通気ポートが空洞の上流側の最高点に位置するように、端部キャップ5302が設計または他の方法で形状設定され得る)構成され、端部キャップ5304は、下流側の流体がポート5312に流れるように構成され得る(例えば排水ポートが空洞の下流側の最低点に位置するように、端部キャップ5304が設計または他の方法で形状設定され得る)。
図54は、主要本体5401、第1の端部キャップ5402、および第2の端部キャップ5404を備える浄化装置カセット5400の別の実施形態の概略図である。主要本体5401は、上記で論じたように構成され得る。端部キャップ5402は、第1のポート5406および第2のポート5408を形成し、端部キャップ5404は、第3のポート5410および第4のポート5412を形成し得る。これらのポートは、入口ポート、出口ポート、上流通気ポート、および下流通気ポートを形成し得る。例えば、ポート5406が下流通気ポートであり、ポート5408が上流通気ポートであり、ポート5410が入口ポートであり、ポート5412が出口ポートであってもよい。端部キャップ5402は、ガスが第1のポート5406および第2のポート5408に送られるように(例えば通気ポートが空洞の上流側および空洞の下流側の最高点に位置するように、端部キャップ5402が設計または他の方法で形状設定され得る)構成され得る。図54の実施形態では、ポート継手は、例えば半導体製造などにおいて使用される標準的なポート継手であることが可能である。
図55は、主要本体5501、第1の端部キャップ5502、および第2の端部キャップ5504を備える、流体ポートが前後に向いた浄化装置カセット5500の別の実施形態の概略図である。主要本体5501は、上記で論じたように構成され得る。端部キャップ5502は、第1のポート5506および第2のポート5508を形成し、端部キャップ5504は、第3のポート5510および第4のポート5512を形成し得る。これらのポートは、入口ポート、出口ポート、通気ポート、および排水ポートを形成し得る。この例では、全てのポートが水平ポートであることが可能である。図55の実施形態では、ポート継手は、例えば半導体製造などにおいて使用される標準的なポート継手であることが可能である。
端部キャップ5502は、カセットの上流側のガスが通気ポートに送られるように(例えば通気ポートが空洞の上流側の最高点に位置するように、端部キャップ5502が設計または他の方法で形状設定され得る)構成され、端部キャップ5504は、下流側の流体がポート5512に流れるように構成され得る(例えば排水ポートが空洞の下流側の最低点に位置するように、端部キャップ5504が設計または他の方法で形状設定され得る)。
図56は、同一のろ過面積を有する先行の円筒状フィルタ(Chemline Iフィルタ5604(マサチューセッツ州BillericaのEntegris, Inc.社による)およびChemlock円筒状フィルタ5606(やはりEntegris, Inc.社によるもの))に比べて3m2のろ過膜をそれぞれ提供する(合計で6m2)、2つのほぼ矩形の浄化装置カセット5602を有するろ過システム5600の一実施形態の概略図である。これらのほぼ矩形の浄化装置カセットは、より小さな体積で同一のろ過面積を実現する。ろ過システム5600は、歯車アームを操縦しフィルタを挿入するために、マニホルドの正面に場所を占め、そこでのみ空間を必要とする。円筒状フィルタは、より幅広で、フィルタの交換時にフィルタ継手をユーザが操作するために実際に図示されるよりもさらに横方向に場所を占める。図56の寸法は、特定の状況として提示され、非限定的なものである。浄化装置カセットは、用途ならびに浄化要件および流量要件によってはより大型またはより小型に作製され得る。
具体的な実施形態を説明したが、これらの実施形態は、単なる例示であり、本発明を限定するものではない。要約および概要での説明を含む、本発明の図示される実施形態の本明細書における説明は、包括的なものとしては意図されず、または本明細書において開示される厳密な形態に本発明を限定するようには意図されない(および、特に、要約または概要に含まれる任意の特定の実施形態、特徴、または機能の包含は、かかる実施形態、特徴、または機能に本発明が限定されるように意図するもものではない)。むしろ、この説明は、要約または概要に記載される任意のかかる実施形態、特徴、または機能を含む任意の特定の記載される実施形態、特徴、または機能に本発明を限定することなく、本発明を理解するためのコンテクストを当業者に提示するために、例示の実施形態、特徴、および機能を説明することを意図される。本発明の具体的な実施形態および例が、専ら例示を目的として本明細書に記載されるが、当業者には認識および理解されるように、様々な均等な修正が、本発明の趣旨および範囲内において可能である。示唆されるように、これらの修正は、本発明の示される実施形態の前述の説明に鑑みて本発明になし得るものであり、本発明の趣旨および範囲に含まれるものとなる。したがって、本発明をその特定の実施形態を参照として本明細書で説明したが、一定範囲の修正、様々な変更、および代替が、前述の開示に含まれるように意図され、いくつかの例では、本発明の実施形態のいくつかの特徴が、前述の本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく他の特徴の対応する使用を伴わずに使用されることが理解されよう。したがって、多数の修正が、特定の状況または材料を本発明の本質的範囲および趣旨に適合化させるためになされてもよい。
例えば、本明細書において説明される任意のフィルタ構造体は、第2のポリマーを含む1つまたは複数の表面にオーバーモールド成形された第1のポリマーを含んでもよい。別の例としては、媒体は、イオン交換基、親水基、疏水基、および多孔性膜により処理された流体の浄化を補助する他の官能基を含むように、化学コーティング、プラズマ処理、およびレーザまたはランプ処理等によって改質された表面であり得る膜を備えてもよい。別の例としては、イオン交換媒体が、膜ポーチ内に配置され、これらのポーチが、カセットのチャネルまたはレーン内に封入され得る。別の実施形態においては、イオン交換膜が埋設された多孔性膜が、プリーツ加工され、レーン内に接合され得る。また、ハウジングの一方の側に液体を流し、カセットの他方の側で継手を通してガスを印加するかまたは真空を引くことにより、カセット内の多孔性膜または非多孔性膜を使用して液体を気化または脱ガス処理することも可能である。別の実施形態においては、カセットは、非多孔性膜を使用して熱伝達するように構成され得る。
本明細書全体における「一実施形態(one embodiment)」、「一実施形態(an embdiment)」もしくは「具体的な一実施形態(a specific embodiemnt)」または同様の用語への言及は、その実施形態との関連で説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれるが、全ての実施形態には必ずしも存在しなくてもよいことを意味する。したがって、「一実施形態において(in one embodiment)」、「一実施形態において(in an embodiment)」もしくは「具体的な一実施形態において」という語句または同様の用語がそれぞれ本明細書全体にわたり様々な箇所で使用される場合には、それらは、同一の実施形態を必ずしも参照とはしない。さらに、任意の特定の実施形態の特定の特徴、構造、または特性は、1つまたは複数の他の実施形態と任意の適切な方法で組み合わされてもよい。本明細書において説明され示される実施形態の他の変更および修正が、本明細書の教示に鑑みて可能であり、本発明の趣旨および範囲の一部として見なされるべきである点を理解されたい。
本明細書の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を促すために、構成要素および/または方法の例などの多数の具体的詳細が提示される。しかし、実施形態は、具体的詳細の1つまたは複数を伴わずに、あるいは他の装置、システム、アセンブリ、方法、構成要素、材料、および/またはパーツ等を伴って実施され得る場合がある点が当業者には理解されよう。他の例では、周知の構造、構成要素、システム、材料、または動作が、本発明の実施形態の態様を曖昧にすることを避けるために、具体的に示されないまたは詳細には説明されない。本発明は、特定の実施形態を用いることにより示される場合があるが、これは、本発明を任意の特定の実施形態に限定するものではなく、さらなる実施形態が容易に理解可能であり、本発明の一部であることが、当業者には理解されよう。
また、図面に示す要素の中の1つまたは複数は、さらに分離されたもしくは一体化された状態で実装することも可能であり、またはさらにはいくつかの例では、ある特定の用途では通常であるように動作不能なものとして除去または提供されることも可能である点が理解されよう。さらに、図面の任意の矢印記号は、他のことが特に明示されない限り、専ら例示として、非限定的なものとして見なされるべきである。
具体的な実施形態に関連して、利益、他の利点、および問題に対する解決策を説明した。しかし、利益、利点、問題に対する解決策、ならびに任意の利益、利点、および解決策をもたらし得るまたはより顕著なものにし得る任意の構成要素は、必須の、所要の、または本質的な特徴または構成要素として見なされるべきではない。
100 浄化装置カセット
102 主要本体
104 第1の端部キャップ
106 第2の端部キャップ
108 第1のポート
110 第2のポート
112 第3のポート
114 第4のポート
120 第1の端部
122 第2の端部
123 第1の側部
124 第2の側部
125 第3の側部
126 第4の側部
130 径方向リブ
132 径方向リブ
134 位置合わせ穴
136 位置合わせ穴
138 ショルダ
140 位置合わせ開口
142 位置合わせ開口
210 第1の側部カバー
220 第2の側部カバー
225 浄化装置要素
230 主要シェル
232 ベース
234 外方側壁部
236 外方側壁部
238 張力部材
239 一体レーンカバー
240 レーンカバー
242 支持部材
244 フレーム部材
246 舌部
252 支持部材
260 側部支持部材
262 リブ
263 リブ
264 流れチャネル、平行流れチャネル、サブチャネル
270 側部支持部材
272 リブ
273 リブ
274 流れチャネル、平行流れチャネル、サブチャネル
280 角
290 角
302 端部表面
304 一次流れチャネル
310 プレナムエリア
311 プレナムエリア
312 内方表面
314 内方表面
316 移行部
320 タブ
400 流れチャネル
401 ポートチャンバ
402 流れチャネル
403 ポートチャンバ
410 プレナム
411 プレナム
420 流れチャネル
421 ポートチャンバ
422 第2の流れチャネル
423 ポートチャンバ
506 端壁部
602 レーン部分
604 曲線状端部角
606 角
608 高応力エリア
610 高応力エリア
700 浄化装置カセット
702 カセットハウジング
704 第1の端部キャップ
706 第2の端部キャップ
708 第1のポート
710 第2のポート
712 第3のポート
714 第4のポート
720 端部
722 端部
724 ガイドスロット
726 ガイドスロット
728 ハンドル連結部材
730 表面
732 ラベルホルダ
734 ラベル
772 足部
800 側部カバー
804 側部支持部材
806 中間リブ
808 中間リブ
810 側部カバー
814 側部支持部材
816 中間リブ
818 中間リブ
820 ポートチャンバ
821 流れチャネル
830 ポートチャンバ
831 流れチャネル
840 ポートチャンバ
841 流れチャネル
850 ポートチャンバ
851 流れチャネル
1000 浄化装置カセット
1002 浄化装置カセット本体
1004 端部キャップ
1006 端部キャップ
1008 ポート
1010 ポート
1012 ポート
1014 ポート
1100 浄化装置カセット
1102 主要本体
1104 第1の端部キャップ
1106 第2の端部キャップ
1108 第1のポート
1110 第2のポート
1112 第3のポート
1114 第4のポート
1200 浄化装置カセット
1202 主要カセットハウジング
1204 第1の端部キャップ
1206 第2の端部キャップ
1208 第1のポート
1210 第2のポート
1224 ガイドスロット
1226 ガイドスロット
1228 垂直スナップ嵌めスロット
1230 ハンドル連結部材
1232 取外し可能ハンドル
1300 端部キャップ
1302 一次ポート
1304 二次ポート
1308 空洞
1320 チャネル
1400 カセット端部キャップ
1402 ポート
1404 ポート
1406 流れチャネル
1408 流れチャネル
1493 端部表面
1500 端部キャップ
1502 ベース
1510 第1のポート継手
1512 ねじ山
1514 ポートリブ
1516 切欠部
1520 第2のポート継手
1522 ねじ山
1524 ポートリブ
1526 切欠部
1530 位置合わせ開口
1540 流路
1542 流路
1550 領域
1554 領域
1556 エリア
1630 主要シェル
1640 レーンカバー
1660 フレーム部材
1662 溝
1664 舌部
1700 浄化装置カセット
1702 主要本体
1704 端部キャップ
1706 端部キャップ
1710 第1の側部カバー
1720 第2の側部カバー
1730 主要シェル
1732 ベース
1734 外方側壁部
1736 外方側壁部
1738 張力部材
1739 一体レーンカバー
1740 レーンカバー
1744 フレーム部材
1750 ポート継手
1752 開口
1754 ポート継手
1760 側部支持部材
1762 中央リブ
1770 側部支持部材
1772 リブ
1800 浄化装置カセット
1805 側部カバー
1810 側部カバー
1812 第1の端部カバー
1814 第2の端部カバー
1835 フィルタ出口ポート
1840 フィルタ通気ポート
1925 フィルタ保持エリア
1930 フィルタ入口ポート
1940 下流媒体カバー
1945 上流媒体カバー
2002 上壁部分
2005 下流側壁部
2007 上壁部分接合エッジ
2009 下壁部分
2011 下壁部分接合エッジ
2015 上方結合部分
2016 下方結合部分
2027 端部リブ
2030 下部リブ
2035 上部リブ
2037 中間リブ
2040 下部オフセット部分
2045 上部オフセット部分
2049 側壁部オフセット部分
2050 流れチャネル
2135 上壁部分
2140 下壁部分
2141 第1の端部部分
2143 第2の端部部分
2145 側壁部分
2177 内方エッジ
2179 内方エッジ
2260 上方部材
2265 下方部材
2270 前方端部部材
2275 後方端部部材
2280 中間離間部材
2302 主要媒体カバー部分
2304 離間された部材
2306 支持部材
2310 下方延長部
2312 タブ
2320 上方延長部
2322 タブ
2430 溝
2435 舌部
2440 溝
2445 舌部
2555 下方舌部
2560 溝
2570 溝
2700 フィルタアセンブリ
2705 第1の壁部
2710 第2の壁部
2715 第3の壁部
2720 第4の壁部
2725 第5の壁部
2730 第6の壁部
2740 フィルタ入口ポート
2745 フィルタ出口ポート
2747 フィルタ出口ポート
2750 第1のカバー
2755 第2のカバー
2760 一体化された浄化装置要素シェル
2765 上方舌部
2806 第1の媒体カバー
2808 第1の側壁部分
2810 第2の側壁部分
2820 第2の媒体カバー
2822 結合部分
2902 部材
2904 サポート
2906 開口
3002 端部表面
3400 フィルタアセンブリ
3402 第1の壁部
3404 第2の壁部
3406 第3の壁部
3408 第4の壁部
3410 第5の壁部
3412 第6の壁部
3420 フィルタ入口ポート
3422 フィルタ出口ポート
3424 通気ポート
3426 通気ポート
3430 代替ベント位置
3438 第1のカバー
3440 第2のカバー
3442 一体化された浄化装置要素シェル
3502 上流部分
3504 下流部分
3506 浄化装置要素保持エリア
3507 第2の媒体カバー
3508 第1の媒体カバー
3510 第1の側壁部分
3512 第2の側壁部分
3702 入口穴
3704 エリア
3805 部材
3810 サポート
4200 連結システム
4202 連結ハウジング
4210 連結ナット
4212 第1の継手
4214 第2の継手
4215 第1の側部
4216 第2の側部
4220 エリア
4222 エリア
4230 第1のセクション
4232 第2のセクション
4240 相補的径方向ショルダ
4242 端部部分
4244 外ねじ
4246 連結ナット内ねじ
4250 外ねじ
4252 ハウジングねじ山、ハウジング内ねじ
4302 連結ハウジング
4304 連結ハウジング内ねじ
4310 連結ナット
4312 ナット内ねじ
4314 ナット外ねじ
4320 流体継手
4322 外ねじ
4324 継手
4400 連結システム
4402 連結ハウジング
4410 第1の連結ナット
4412 第1の流体継手
4420 第2の連結ナット
4430 歯車アーム
4432 駆動アーム
4434 第1の端部のナット結合部材
4436 歯車歯
4440 第2の歯車
4450 駆動ハンドル
4452 駆動シャフト
4454 端部キャップ位置合わせポスト
4460 表面
4462 表面
4464 切欠部
4465 位置
4502 第1の連結ナット開口
4504 第2の連結ナット開口
4506 スロット
4508 固定具開口
4510 ねじ穴
4600 外ねじ
4602 内ねじ
4604 突出部
4606 突出部
4608 特徴
4609 ショルダ
4610 連結ナットショルダ
4612 流体継手ショルダ
4702 特徴
4704 特徴
4706 インサート
4708 突出部
4709 圧縮性リング
4710 部分
4720 駆動シャフト通路
4722 駆動シャフト先端部
4730 弾性フィンガ
4732 環状溝
4800 位置合わせ開口
4802 進入チャネル
4804 第1の径方向チャネル
4806 第2の径方向チャネル
4808 第2の軸方向チャネル
4810 リブ
4812 リッジ
4850 インサート
4900 連結システム
4902 連結ハウジング
4930 歯車アーム
4932 スロット
4934 リブ
4940 溝
4950 駆動ハンドル
4952 駆動シャフト
4954 ボス
5000 連結システム
5010 連結ナット
5011 外ねじ
5012 連結ハウジング
5014 エルボ継手
5016 端部キャップ
5020 回転部材
5022 アーム
5024 プラットフォーム
5026 工具界面
5102 ナット内ねじ
5104 ナット外ねじ
5200 主要本体
5210 第1の側部カバー
5220 第2の側部カバー
5225 浄化装置要素
5230 主要シェル
5232 ベース
5234 外方側壁部
5236 外方側壁部
5238 張力部材
5239 一体レーンカバー
5240 レーンカバー
5244 フレーム部材
5260 側部支持部材
5262 リブ
5263 リブ
5264 サブチャネル、流れチャネル
5270 側部支持部材
5272 リブ
5273 リブ
5274 流れチャネル、流れチャネル部分
5292 ラベルホルダ
5294 ラベル
5300 浄化装置カセット
5301 主要本体
5302 第1の端部キャップ
5304 第2の端部キャップ
5306 第1のポート
5308 第2のポート
5310 第3のポート
5312 第4のポート
5400 浄化装置カセット
5401 主要本体
5402 端部キャップ
5404 端部キャップ
5406 第1のポート
5408 第2のポート
5410 第3のポート
5412 第4のポート
5500 浄化装置カセット
5501 主要本体
5502 第1の端部キャップ
5504 第2の端部キャップ
5506 第1のポート
5508 第2のポート
5510 第3のポート
5512 第4のポート
5600 ろ過システム
5602 浄化装置カセット
5604 Chemline Iフィルタ
5606 Chemlock円筒状フィルタ
102 主要本体
104 第1の端部キャップ
106 第2の端部キャップ
108 第1のポート
110 第2のポート
112 第3のポート
114 第4のポート
120 第1の端部
122 第2の端部
123 第1の側部
124 第2の側部
125 第3の側部
126 第4の側部
130 径方向リブ
132 径方向リブ
134 位置合わせ穴
136 位置合わせ穴
138 ショルダ
140 位置合わせ開口
142 位置合わせ開口
210 第1の側部カバー
220 第2の側部カバー
225 浄化装置要素
230 主要シェル
232 ベース
234 外方側壁部
236 外方側壁部
238 張力部材
239 一体レーンカバー
240 レーンカバー
242 支持部材
244 フレーム部材
246 舌部
252 支持部材
260 側部支持部材
262 リブ
263 リブ
264 流れチャネル、平行流れチャネル、サブチャネル
270 側部支持部材
272 リブ
273 リブ
274 流れチャネル、平行流れチャネル、サブチャネル
280 角
290 角
302 端部表面
304 一次流れチャネル
310 プレナムエリア
311 プレナムエリア
312 内方表面
314 内方表面
316 移行部
320 タブ
400 流れチャネル
401 ポートチャンバ
402 流れチャネル
403 ポートチャンバ
410 プレナム
411 プレナム
420 流れチャネル
421 ポートチャンバ
422 第2の流れチャネル
423 ポートチャンバ
506 端壁部
602 レーン部分
604 曲線状端部角
606 角
608 高応力エリア
610 高応力エリア
700 浄化装置カセット
702 カセットハウジング
704 第1の端部キャップ
706 第2の端部キャップ
708 第1のポート
710 第2のポート
712 第3のポート
714 第4のポート
720 端部
722 端部
724 ガイドスロット
726 ガイドスロット
728 ハンドル連結部材
730 表面
732 ラベルホルダ
734 ラベル
772 足部
800 側部カバー
804 側部支持部材
806 中間リブ
808 中間リブ
810 側部カバー
814 側部支持部材
816 中間リブ
818 中間リブ
820 ポートチャンバ
821 流れチャネル
830 ポートチャンバ
831 流れチャネル
840 ポートチャンバ
841 流れチャネル
850 ポートチャンバ
851 流れチャネル
1000 浄化装置カセット
1002 浄化装置カセット本体
1004 端部キャップ
1006 端部キャップ
1008 ポート
1010 ポート
1012 ポート
1014 ポート
1100 浄化装置カセット
1102 主要本体
1104 第1の端部キャップ
1106 第2の端部キャップ
1108 第1のポート
1110 第2のポート
1112 第3のポート
1114 第4のポート
1200 浄化装置カセット
1202 主要カセットハウジング
1204 第1の端部キャップ
1206 第2の端部キャップ
1208 第1のポート
1210 第2のポート
1224 ガイドスロット
1226 ガイドスロット
1228 垂直スナップ嵌めスロット
1230 ハンドル連結部材
1232 取外し可能ハンドル
1300 端部キャップ
1302 一次ポート
1304 二次ポート
1308 空洞
1320 チャネル
1400 カセット端部キャップ
1402 ポート
1404 ポート
1406 流れチャネル
1408 流れチャネル
1493 端部表面
1500 端部キャップ
1502 ベース
1510 第1のポート継手
1512 ねじ山
1514 ポートリブ
1516 切欠部
1520 第2のポート継手
1522 ねじ山
1524 ポートリブ
1526 切欠部
1530 位置合わせ開口
1540 流路
1542 流路
1550 領域
1554 領域
1556 エリア
1630 主要シェル
1640 レーンカバー
1660 フレーム部材
1662 溝
1664 舌部
1700 浄化装置カセット
1702 主要本体
1704 端部キャップ
1706 端部キャップ
1710 第1の側部カバー
1720 第2の側部カバー
1730 主要シェル
1732 ベース
1734 外方側壁部
1736 外方側壁部
1738 張力部材
1739 一体レーンカバー
1740 レーンカバー
1744 フレーム部材
1750 ポート継手
1752 開口
1754 ポート継手
1760 側部支持部材
1762 中央リブ
1770 側部支持部材
1772 リブ
1800 浄化装置カセット
1805 側部カバー
1810 側部カバー
1812 第1の端部カバー
1814 第2の端部カバー
1835 フィルタ出口ポート
1840 フィルタ通気ポート
1925 フィルタ保持エリア
1930 フィルタ入口ポート
1940 下流媒体カバー
1945 上流媒体カバー
2002 上壁部分
2005 下流側壁部
2007 上壁部分接合エッジ
2009 下壁部分
2011 下壁部分接合エッジ
2015 上方結合部分
2016 下方結合部分
2027 端部リブ
2030 下部リブ
2035 上部リブ
2037 中間リブ
2040 下部オフセット部分
2045 上部オフセット部分
2049 側壁部オフセット部分
2050 流れチャネル
2135 上壁部分
2140 下壁部分
2141 第1の端部部分
2143 第2の端部部分
2145 側壁部分
2177 内方エッジ
2179 内方エッジ
2260 上方部材
2265 下方部材
2270 前方端部部材
2275 後方端部部材
2280 中間離間部材
2302 主要媒体カバー部分
2304 離間された部材
2306 支持部材
2310 下方延長部
2312 タブ
2320 上方延長部
2322 タブ
2430 溝
2435 舌部
2440 溝
2445 舌部
2555 下方舌部
2560 溝
2570 溝
2700 フィルタアセンブリ
2705 第1の壁部
2710 第2の壁部
2715 第3の壁部
2720 第4の壁部
2725 第5の壁部
2730 第6の壁部
2740 フィルタ入口ポート
2745 フィルタ出口ポート
2747 フィルタ出口ポート
2750 第1のカバー
2755 第2のカバー
2760 一体化された浄化装置要素シェル
2765 上方舌部
2806 第1の媒体カバー
2808 第1の側壁部分
2810 第2の側壁部分
2820 第2の媒体カバー
2822 結合部分
2902 部材
2904 サポート
2906 開口
3002 端部表面
3400 フィルタアセンブリ
3402 第1の壁部
3404 第2の壁部
3406 第3の壁部
3408 第4の壁部
3410 第5の壁部
3412 第6の壁部
3420 フィルタ入口ポート
3422 フィルタ出口ポート
3424 通気ポート
3426 通気ポート
3430 代替ベント位置
3438 第1のカバー
3440 第2のカバー
3442 一体化された浄化装置要素シェル
3502 上流部分
3504 下流部分
3506 浄化装置要素保持エリア
3507 第2の媒体カバー
3508 第1の媒体カバー
3510 第1の側壁部分
3512 第2の側壁部分
3702 入口穴
3704 エリア
3805 部材
3810 サポート
4200 連結システム
4202 連結ハウジング
4210 連結ナット
4212 第1の継手
4214 第2の継手
4215 第1の側部
4216 第2の側部
4220 エリア
4222 エリア
4230 第1のセクション
4232 第2のセクション
4240 相補的径方向ショルダ
4242 端部部分
4244 外ねじ
4246 連結ナット内ねじ
4250 外ねじ
4252 ハウジングねじ山、ハウジング内ねじ
4302 連結ハウジング
4304 連結ハウジング内ねじ
4310 連結ナット
4312 ナット内ねじ
4314 ナット外ねじ
4320 流体継手
4322 外ねじ
4324 継手
4400 連結システム
4402 連結ハウジング
4410 第1の連結ナット
4412 第1の流体継手
4420 第2の連結ナット
4430 歯車アーム
4432 駆動アーム
4434 第1の端部のナット結合部材
4436 歯車歯
4440 第2の歯車
4450 駆動ハンドル
4452 駆動シャフト
4454 端部キャップ位置合わせポスト
4460 表面
4462 表面
4464 切欠部
4465 位置
4502 第1の連結ナット開口
4504 第2の連結ナット開口
4506 スロット
4508 固定具開口
4510 ねじ穴
4600 外ねじ
4602 内ねじ
4604 突出部
4606 突出部
4608 特徴
4609 ショルダ
4610 連結ナットショルダ
4612 流体継手ショルダ
4702 特徴
4704 特徴
4706 インサート
4708 突出部
4709 圧縮性リング
4710 部分
4720 駆動シャフト通路
4722 駆動シャフト先端部
4730 弾性フィンガ
4732 環状溝
4800 位置合わせ開口
4802 進入チャネル
4804 第1の径方向チャネル
4806 第2の径方向チャネル
4808 第2の軸方向チャネル
4810 リブ
4812 リッジ
4850 インサート
4900 連結システム
4902 連結ハウジング
4930 歯車アーム
4932 スロット
4934 リブ
4940 溝
4950 駆動ハンドル
4952 駆動シャフト
4954 ボス
5000 連結システム
5010 連結ナット
5011 外ねじ
5012 連結ハウジング
5014 エルボ継手
5016 端部キャップ
5020 回転部材
5022 アーム
5024 プラットフォーム
5026 工具界面
5102 ナット内ねじ
5104 ナット外ねじ
5200 主要本体
5210 第1の側部カバー
5220 第2の側部カバー
5225 浄化装置要素
5230 主要シェル
5232 ベース
5234 外方側壁部
5236 外方側壁部
5238 張力部材
5239 一体レーンカバー
5240 レーンカバー
5244 フレーム部材
5260 側部支持部材
5262 リブ
5263 リブ
5264 サブチャネル、流れチャネル
5270 側部支持部材
5272 リブ
5273 リブ
5274 流れチャネル、流れチャネル部分
5292 ラベルホルダ
5294 ラベル
5300 浄化装置カセット
5301 主要本体
5302 第1の端部キャップ
5304 第2の端部キャップ
5306 第1のポート
5308 第2のポート
5310 第3のポート
5312 第4のポート
5400 浄化装置カセット
5401 主要本体
5402 端部キャップ
5404 端部キャップ
5406 第1のポート
5408 第2のポート
5410 第3のポート
5412 第4のポート
5500 浄化装置カセット
5501 主要本体
5502 第1の端部キャップ
5504 第2の端部キャップ
5506 第1のポート
5508 第2のポート
5510 第3のポート
5512 第4のポート
5600 ろ過システム
5602 浄化装置カセット
5604 Chemline Iフィルタ
5606 Chemlock円筒状フィルタ
連結システムおよびカセットは、位置合わせ特徴を備えてもよい。一実施形態においては、継手の位置合わせ特徴は、位置合わせリブと、位置合わせリブを受ける回転部材に配設されたスロットとを備え得る。位置合わせリブおよびスロットは、位置合わせリブがスロットに進入し得るようになる前に、回転部材がある角度(例えばねじ山が位置合わせされる位置に対応する)へと回転されるように構成され得る。位置合わせリブおよびスロットは、らせん状であってもよい。
別の実施形態は、連結システム継手と多条内ねじを有する連結ナットとを有する連結システムに係合するように構成された端部キャップを備え得る。この端部キャップは、連結ナット多条内ねじに係合するように構成された多条外ねじのセットを有する第1のポート継手を備えることが可能である。連結ナット内ねじは、360度未満の回転により第1のポート継手と別の継手との間にシールを形成するように構成され得る。いくつかの実施形態においては、360度未満の回転は、結果として少なくとも360度以上の螺合をもたらし、他の実施形態では結果として360度未満の螺合をもたらし得る。螺合は、継手間にシールを形成するのに十分な外周部軸方向封止力(例えば少なくとも360度のまたはいくつかの例では360度未満の軸方向封止力)をもたらし得る。
離間されたリブの中の他のものは、レーンカバーの支持部材242と位置合わせされてもよい(例えば、離間されたリブ263が、レーンカバー240の支持部材242と位置合わせされ、離間されたリブ273が、レーンカバー239の支持部材252と位置合わせされる)。リブ263および273の端部は、各支持部材242/252に結合されてもよく、または隙間が、リブ263および273の端部と各支持部材との間に残されてもよい。
図5を参照すると、側部カバー210、側部カバー220、および主要シェル230(図2)の端部に接合または他の方法で結合されて封止ハウジングを形成する端部キャップ104および端部キャップ106を有する浄化装置カセット100の一実施形態の破断図が示される。端部キャップ104は、レーンの一方の端部で端壁部として機能し得る内方壁部512を有し、端部キャップ106は、レーンの別の端部で端壁部として機能し得る内方壁部506を備えることが可能である。張力部材238および主要シェル側壁部の端部は、端壁部506および512に封止され得る。さらに、フィルタ膜の端部は、例えばポリマー樹脂でポッティング加工し、次いで端壁部506および512に接合することにより封止されてもよく、これにより、フィルタ膜の端部と端壁部との間に流体が流れ得る空間がなくなる。
3つのレーン(例えば第1のレーン、第2のレーン、第3のレーン)を有する媒体空洞の一例を使用する場合には、入口流れチャネルは、第1のレーンの第1の側で分配チャネルに連結され得る。流体は、分配チャネルを通り、第1のレーンの浄化装置要素を通り流れ得る。第1のレーンの第2の側の流れチャネルは、第2のレーンへと流れを送り、流体は、第2のレーンの浄化装置要素を通り第1の側へと流れ戻り得る。フィルタの第1の側の分配チャネルは、第2のレーンから受けた流体を第3のレーンに送り得る。流体は、第3のレーンの浄化装置要素を通り、出口ポートに連結された分配チャネルに流れ得る。別の実施形態においては、端部キャップは、あるレーンから隣のレーンに直列的に流体を送るための流れチャネルを備えてもよい。さらに別の実施形態においては、流体がレーンに並列的に送られても、複数タイプの浄化装置要素が、単一レーンで直列的に実施され得る(例えば図5の実施形態では、粗目ろ過プリーツパックがカバー239の近位に配置され、細目ろ過プリーツパックがレーンのカバー220の近位に配置され得る)ように、複数タイプの浄化装置要素(例えば2つ以上の異なるタイプのプリーツパック)が、レーンに積層されてもよい。
図15A〜図15Dは、端部キャップ1500の別の実施形態の概略図である。端部キャップ1500は、カセット主要本体に結合され得るベース1502と、第1のポート継手1510と、第2のポート継手1520とを備える。2つのポート継手が図示されるが、1つのポート継手または3つ以上のポート継手を有するデバイスが使用されてもよい。ポート継手は、図示するようにねじ山1512および1522により外側にねじを付けられてもよい。ポート継手は、同一方向または逆方向にねじを付けられてもよい。
一実施形態によれば、例えば、位置合わせ特徴のセットは、連結ナットの内方突出部(例えば図46Aの連結ナット4410の内方突出部4604)と位置合わせされる切欠部を備えてもよい。このために、図示する実施形態では、環状位置合わせリブが、ポートリブ1514および1524により示されるように各ポート継手から径方向に外方に延在する。各位置合わせリブは、リブの外周部に離間された位置合わせ切欠部を備え得る。例えば、リブ1514は、離間された切欠部1516を備え、リブ1524は、離間された切欠部1526を備える。離間された位置合わせ切欠部は、ねじ山1512および1522が連結システムのねじ山に適切に位置合わせされた場合にのみ、連結システムの位置合わせ特徴がこれらの切欠部を通過し得るように構成され得る。
浄化装置カセットは、任意の適切な方法で組み立てられ得る。一実施形態によれば、側部カバー(例えば図2の側部カバー220)が、主要シェルに接合されてもよく、次いでプリーツパックが、レーンに挿入される。プリーツパックの第1のプリーツおよび最終のプリーツは、プリーツパックの長さに沿って突き出してもよい。各プリーツパックの第1のフラップおよび最終のフラップがレーンカバーと各側壁部または張力部材との間に捕獲された状態で、個別のレーンカバーが装着され得る。第2の側部カバー(例えば図2の側部カバー220)が、主要シェルに接合され得る。主要本体の端部は、ポッティング加工されるかまたは他の方法で封止されて、レーンおよびプリーツパックの端部同士を封止し得る。次いで、端部キャップが主要本体に接合され得る。別の実施形態においては、例えば、第1のステップは、浄化要素およびレーンカバーを設置し、次いで側部カバー210、220、端部キャップ104、および端部キャップ106を並列的に接合するか、または2つ以上のこれらの構成要素を同時に接合することであることが可能である。他の浄化媒体または本明細書において説明されるように他のプロセス(熱交換など)を容易化するための媒体が、レーンに配置されてもよい。
媒体空洞の内側表面は、浄化装置要素の材料に比べてガスに対する非親和性または親和性のより高い材料から形成され得る。一実施形態では、側壁部に対するガスの親和性を助長するために、フィルタハウジングは、側壁部の内側表面が浄化装置要素に比べて親ガス性がより高くなるような材料から形成され得る、すなわち換言すれば、浄化装置要素がハウジング材料よりも高い疎ガス性を有するように選択され得る。したがって、ガスは、浄化装置要素を通過するよりも、フィルタ通気ポート1840へと上昇する可能性がより高くなる。同様の現象が、下流部分でも発生し得る。さらに、カセットの形状は、内側空洞の上流部分および下流部分の幅および/または高さが、各ポートから離れるにつれて縮小するように選択され得る。結果として、媒体空洞の上流部分の水力直径は、フィルタ入口ポート1930から離れるにつれて縮小し、媒体空洞の下流部分の水力直径は、フィルタ出口ポート1835に向かうにつれて拡大し得る。
また、上部リブ2035は、上部オフセット部分2045が上壁部分2002から第1の深さにわたって延在し、側壁部2005の近位の側壁部オフセット部分2049が第1の深さよりも大きな第2の深さにわたって延在する、ほぼL字型であってもよい。一実施形態では、上部オフセット部分2045は、内側空洞の長さに対して垂直な(または別の角度を成す)第1の距離にわたって側壁部2005から内側空洞の上部にわたって延在し、側壁部オフセット部分2049は、上部オフセット部分2045未満の距離にわたって側壁部2005から内側空洞内へと延在する。上部オフセット部分2045は、内側空洞の上部表面からの膜スタンドオフとしての役割を果たし、側壁部オフセット部分2049は、側壁部2005からのプリーツスタンドオフとしての役割を果たし得る。側壁部オフセット部分2049は、側壁部オフセット部分2049が側壁部2005から離れて延在する距離が上部に向かって縮小するように、テーパ状に成されてもよい。
図22は、下流媒体カバー1940の一実施形態の概略図である。媒体カバー1940は、流れを可能にしつつ浄化装置要素を定位置に維持するように構成され得る。一実施形態によれば、媒体カバー1940は、上方部材2260、下方部材2265、ならびに上方部材2260と下方部材2265との間にわたり存在する前方端部部材2270および後方端部部材2275を有する外方フレームを備えることが可能である。上方部材2260および下方部材2265は、浄化装置カセットの残りの部分への媒体カバー1940の結合を可能にするための特徴を備えてもよい。以下で論じるように、例えば、媒体カバー1940は、主要カバーへのスナップ嵌め連結のための舌および溝(さねはぎ)特徴を備えてもよい。媒体カバー2260は、上方部材2260の第1の側部が上部リブ2035の先端部に接触するための接触表面を含み、下方部材2265が下部リブ2030の先端部に接触するための接触表面を含むように構成されてもよい。
プリーツパックの端部は、ポリマーまたは樹脂でポッティングされ得る。一実施形態によれば、アセンブリの各端部の所望の長さが、ラミネート、ポリマー、樹脂、接着剤、または他のポッティング材料などの所望のポッティング材料に浸漬されて、内側チャンバおよびプリーツパックの端部同士が封止され得る。好ましくは、ポッティング材料は、熱可塑性である。一例としては、限定的なものではないが、プリーツパックの前方および後方に0.3175〜1.27センチメートルが、ポッティング材料で封止され得る。ポッティング材料は、プリーツパックおよび内側空洞の端部同士を封止することにより、フィルタアセンブリの上流部分および下流部分を分離し、ホールドアップ体積を減少させるまたは防止することが可能である。他の実施形態においては、プリーツパックの端部同士は、側部カバー1805への挿入前にポッティング材料で封止され得るが、そうすることにより、結果としてポッティング材料と浄化装置カセットの端部との間に幾分かのデッドスペースが生じ得る。前方端部カバー1812および後方端部カバー1814(図18B)は、ポッティング材料、音波接合、溶接、接着剤、熱接合、接触接合もしくは非接触接合の実施、機械固定具、または他の方法を利用して、浄化装置カセットの主要本体に結合され得る。
上流側壁部からの媒体カバー(およびしたがって浄化装置要素)の距離は、第1の端壁部3410から第2の端壁部3412にかけて縮小し、下流側壁部からの媒体カバー(およびしたがって浄化装置要素)の距離は、第1の端壁部3410から第2の端壁部3412にかけて拡大する。したがって、水力直径は、流体が入口ポートから離れる方向に移動するにつれて上流空洞3502では縮小し、水力直径は、流体が出口ポート3422に向かって移動するにつれて下流空洞3504では拡大する。
浄化装置カセットの実施形態は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、パーフルオロアルコキシポリマー(PFA)など、しかしそれらに限定されない)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、金属、または他の材料を含むがそれらに限定されない、様々な材料から作製され得る。一実施形態によれば、外方層は、比較的安価なポリマーから形成されてもよく、内方層は、プロセス流体と反応する可能性の低いまたはプロセス流体を汚染する可能性の低いより高価なポリマーを含み得る。例えば、構成要素には、ポリプロピレンまたは用途の温度要件および圧力要件に耐え得る他の材料から形成された外方シェルが含まれ得る。外方シェルの内側には、典型的にはより高価であり、より高い耐化学性を有し、より高い純度の材料の内方層が、熱形成され、外方層に装着され得る。別の実施形態においては、所望の材料の内方層が、外方層の内側を覆ってオーバーモールド成形され得る。フィルタの接液表面全体は、PTFE、FEP、PFA、または他の材料などの、耐化学性がより高く純度のより高いポリマーであることが可能である。
前述から理解され得るように、浄化装置カセットは、様々な構成を有し得る。様々な図に示す特徴は、組み合わされてもよく、一実施形態に示される特徴は、他の実施形態と共に使用されてもよい点が当業者には理解されよう。さらに、いくつかの構成要素が、一体的または独立的なものとして図示される場合があるが、これらの構成要素は、他の方法で構成されてもよい。したがって、側壁部234、側壁部236、第2のレーンカバー239、および張力部材が、主要シェル230へと一体化されるものとして図示されるが、これらは、別個の構成要素であってもよい。例えば、第2のレーンカバー239は、独立したカバーであってもよく、張力部材238は、側部カバーの一方と一体化されてもよい。さらに、ポートが主要本体または他の構成と一体化されるなどの他の構成が考えられる点が理解されよう。さらに、ろ過に関して主に説明がなされるが、カセットは、任意の適切なろ過用途、または例えばダミーカセット、加圧ミキサ、熱交換器、もしくは他の用途としてなどを含む、他の用途のためのコンパクトな圧力容器を実現し得る。
また、ロック機構(例えば継手の回転部材上の戻り止めおよび/またはくぼみ、スナップ嵌め、または他の特徴など)が、予期しないナット4210の逆回転を防止するために設けられてもよい。いくつかの例では、ロック機構は、ナットからの外れを防止するためにより高摩擦のナット外ねじ4250に加えてまたはその代わりに(ナット外ねじを依然として使用しつつまたはナット外ねじを全く使用せずに)使用されてもよい。いくつかの実施形態では、連結ナット4210が、外ねじを有さず、ナット4210が、代替的な保持機構により軸方向において定位置に保持される。
連結システムは、独立型継手、ストレートユニオン継手、エルボ継手、または他の継手を用いたものを含め、様々な用途で使用され、他のデバイスに組み込まれ得る。上記に示した継手はFlareMount(商標)封止機構を特徴とするが、他のタイプの継手が使用されてもよい。継手は、パイプまたは管材に溶接された、または一端部もしくは両端部にて管材連結具と共に成形された、Purebond(登録商標)であってもよい。また、継手は、管材のフレア状端部に挿入され得る。また、継手の一方が、フィルタハウジングに溶接または成形されてもよい(例えばChemlineもしくはChemlock(登録商標)のフィルタハウジングまたは他のフィルタハウジングなど)。また、連結システムは、管封止タイプの連結を代わりに構成するために使用されてもよい。
歯車アーム4430の回転は、特定の回転範囲に限定されてもよく、歯車アーム4430の角度位置をロックするための特徴が、設けられてもよい。このために、歯車アーム4430の第1の端部付近の連結ハウジング4402により近位の駆動シャフト通路の部分が、駆動シャフト4452の外方表面を露出させるように開いていてもよい。駆動シャフト4452は、駆動シャフト4452がその枢支点を中心として回転される際に、連結ハウジング4402に最も近い駆動シャフト4452の端部が表面4460を超えて通過し得るように引き込まれ得る。すなわち駆動シャフト通路およびハウジング4402は、駆動シャフト4452の端部が重畳するように構成され、駆動シャフト枢軸を中心とする角度位置範囲においてハウジング4402の表面4460から離れるように離間され得る。いくつかの位置では、駆動シャフト4452の端部は、表面4460の開口内に受けられ得るが、ハウジングの側部の切欠部もしくは溝4464または歯車アーム4430をロックするための他の特徴は、所望の角度位置に位置し得る。したがって、例えば、駆動シャフト4452の端部は、位置4465から切欠部4464にかけて表面4460を通過し得る。駆動シャフト4452が切欠部4464と位置合わせされると、駆動シャフト4452は、駆動シャフト4452の一部分が切欠部4464に受けられて(係合位置)歯車アーム4430の回転を防止するように、並進され得る。
図49Aは、連結システム4400と同様の連結システム4900の一部分の一実施形態の概略図である。連結システム4900は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の相補的な位置合わせ特徴に係合する位置合わせ特徴を備え得る。この例では、回転部材(例えば歯車アーム4930)は、歯車アーム4930の径方向移動方向に対して垂直な(すなわち枢動軸に対して平行な側部に)進入部を有するスロット4932であった。スロット4932は、端部キャップ、継手、または他の取付具上の径方向に延在するリブ4934(例えば図1のリブ130)を受け得る。これらの噛合い特徴は、ポートの軸の周囲に部分的に囲む。一実施形態によれば、スロット4932およびリブ4934は、連結ナット内ねじおよび端部キャップ、継手、または他の取付具の外ねじが正確に位置決めされて適切な係合を可能にする場合に、リブ4934の端部およびスロット4932の進入部が位置合わせされるように構成される。したがって、連結システム位置合わせ特徴および相補的な端部キャップ、継手、または他の取付具の位置合わせ特徴は、歯車アームが回転される前に、ねじ山が適切な位置および配向に置かれるように構成される。
図50は、カセット端部キャップまたは他の継手に連結するための連結システム5000の別の実施形態を示す。連結システム5000は、連結ハウジング5012上に配設された連結ナット5010を備え得る。連結ナット5010は、端部キャップ5016上の継手にエルボ継手5014を連結する。回転部材5020は、ナット5010の回転を容易にする。一実施形態によれば、回転部材5020は、ナット5010を貫通する開口からある径方向距離を置いてナット5010に結合されるアーム5022を備える。アーム5022は、ナット5010の端部面から延在し得る。アーム5022は、端部キャップ継手と同軸であるエルボ継手5014の第1の部分よりも長いことが可能である。また、回転部材5020は、外方面がナット5010の端部面に対して平行になるようにアーム5022に対して垂直に延在するプラットフォーム5024を備え得る。プラットフォーム5024は、回転工具用ビット(例えば六角ドライバ、フィリップスビット、フラットヘッドビット、スタービットなど)、または他の工具を回転部材に係合させ得る工具界面5026を備え得る。回転部材5020を回転させることにより、ナット5010が回転される。いくつかの実施形態においては、回転部材5020を360度未満にわたり回転させることにより(180度未満およびいくつかの例では135度未満を含む)、端部キャップ5016の外ねじとのナットの内ねじの360度にわたる係合が引き起こされ得る。
Claims (21)
- 第1の側壁部、第2の側壁部、第3の側壁部、および第4の側壁部を備える、媒体空洞を少なくとも部分的に画成する媒体空洞側壁部のセットをさらに備える浄化装置本体であって、前記第1の側壁部は前記第2の側壁部の対向側に位置し、前記第3の側壁部は前記第4の側壁部の対向側に位置する、浄化装置本体と、
前記媒体空洞の前記第1の側壁部および前記第2の側壁部に結合された1つまたは複数の張力部材であって、前記媒体空洞を複数のセクションに分割する1つまたは複数の張力部材と、
前記媒体空洞内に配設された浄化装置要素と、
前記媒体空洞に流体連結された第1の浄化装置ポートと、
前記媒体空洞に流体連結された第2の浄化装置ポートと
を備える、浄化装置カセット。 - 前記1つまたは複数の張力部材は、前記第3の側壁部および前記第4の側壁部に対して平行に延在し、前記媒体空洞を複数のレーンに分割する、請求項1に記載の浄化装置カセット。
- 前記複数のレーンの内外に流体を流れさせる開口を有するベースと、
前記第3の側壁部と、
前記第4の側壁部と、
前記1つまたは複数の張力部材と
をさらに備える主要シェルをさらに備える、請求項2に記載の浄化装置カセット。 - 前記浄化装置要素は、前記複数のセクションのそれぞれに配設された浄化装置要素を備える、請求項2または3に記載の浄化装置カセット。
- 各浄化装置要素が、第1のセットのプリーツ先端部が前記媒体空洞の上流部分に対面し、第2のセットのプリーツ先端部が前記媒体空洞の下流部分に対面する状態で配置された、圧縮されたほぼ矩形のプリーツパックを備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- 第1の端部キャップおよび第2の端部キャップをさらに備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- 前記浄化装置本体は、前記媒体空洞内の圧力により前記第1の側壁部、前記第2の側壁部、前記第3の側壁部、および前記第4の側壁部に張力が引き起こされるように構成された複数のフープ状構造を画定する、請求項1から6のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- 前記第1の側壁部を備え、前記第1の側壁部に沿って配設された第1のセットの流れチャネルを画成する第1の側部カバーであって、前記第1のセットの流れチャネルは前記第1のポートに連結される、第1の側部カバーと、
前記第2の側壁部を備え、前記第2の側壁部に沿って配設された第2のセットの流れチャネルを画成する第2の側部カバーであって、前記第2のセットの流れチャネルは、前記複数のセクションの前記第1のセットの流れチャネルとは反対側に位置する、第2の側部カバーと
をさらに備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。 - 前記第1の側部カバーは、前記第1の側壁部に沿って一連の弧状部を画定する離間された補強リブのセットを備え、前記第2の側部カバーは、前記第2の側壁部に沿って一連の弧状部を画定する離間された補強リブのセットを備える、請求項8に記載の浄化装置カセット。
- 前記第1の側部カバーは、前記第1のセットの流れチャネルへの進入部にプレナムセットを画成する、請求項8または9に記載の浄化装置カセット。
- 前記第2の側部カバーは、ベースに結合され、前記第1の側部カバーは、前記第3の側壁部の遠位端部、前記第4の側壁部の遠位端部、および前記1つまたは複数の張力部材の遠位端部に結合される、請求項8から10のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- 前記第1の側部カバーは、前記第1の側壁部に沿って一連の弧状部を画定する離間された補強リブのセットを備え、前記第2の側部カバーは、前記第2の側壁部に沿って一連の弧状部を画定する離間された補強リブのセットを備える、請求項8から11のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- 連結システムの対応する位置合わせ特徴に位置合わせされるように構成された位置合わせ特徴を備える、請求項1から12のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- 前記位置合わせ特徴は、前記連結システムの前記対応する位置合わせ特徴により受けられるように位置決めされた径方向ポートリブを備える、請求項13に記載の浄化装置カセット。
- 前記位置合わせ特徴は、前記位置合わせ特徴が前記連結システムの前記対応する位置合わせ特徴に噛み合うまでは、ポート継手外ねじのセットが連結ナット内ねじのセットに係合不能となるような距離だけ、ポート継手外ねじのセットの起始点から離間される、請求項13に記載の浄化装置カセット。
- 前記位置合わせ特徴は、前記連結ナットの内方突出部のセットに位置合わせされるように構成された切欠部のセットを備える、請求項15に記載の浄化装置カセット。
- 多条外ねじを有する第1のポート継手をさらに備え、前記多条外ねじは、前記第1のポート継手が前記連結ナットの360度未満の回転により別のポート継手に封止するように、連結ナット多条内ねじのセットに係合するように構成される、請求項1から16のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- ポリマーのみからなる浄化装置カセットである、請求項1から17のいずれか一項に記載の浄化装置カセット。
- 連結システム継手と連結ナット多条内ねじのセットを有する連結ナットとを有する連結システムに係合するように構成された端部キャップであって、
多条外ねじのセットをさらに備える第1のポート継手であって、前記多条外ねじのセットは、前記第1のポート継手が前記連結ナットの360度未満の回転により第2の流体継手に封止するように、前記連結ナット多条内ねじに係合するように構成される、第1のポート継手と、
前記第1のポート継手の開口から離間された第1の位置合わせリブと
を備える、端部キャップ。 - 前記第1の位置合わせリブは、離間された切欠部のセットを画定し、前記離間された切欠部は、前記連結ナットの選択された角度位置で前記連結ナットの内方突出部に位置合わせされるように位置決めされ、前記位置合わせリブは、前記内方突出部が前記離間された切欠部を通過するまでは、前記連結ナット多条内ねじが前記多条外ねじに係合不能になるように、起始点から前記多条外ねじのセットまで離間される、請求項19に記載の端部キャップ。
- 第2の位置合わせリブを有する第2のポート継手を備える、請求項19または20に記載の端部キャップ。
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