JP2020515403A - 流動化顆粒吸収層フィルタ - Google Patents
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
本明細書は、新規性および進歩性を有するフィルタ製品、および新規性および進歩性を有するフィルタ製品の使用方法について説明する。本発明のフィルタ製品(フィルタまたはフィルタアセンブリ)は、複数の個別セルを含有し、各セルは、顆粒または粒子の集合体の形態でフィルタ媒体を含み、本明細書では、「粒状フィルタ媒体」、「粒状フィルタの複数の粒子」、「粒状フィルタ媒体の複数の粒子」、または単に「複数の顆粒」または「複数の粒子」と呼称される。粒状フィルタ媒体の複数の粒子は、セルにおいて移動する気体流体の流れに応答して複数の個別粒子が移動することを可能にするように、複数の個別セルの各々に緩く含まれる。より詳細には、各セルは、粒状フィルタの複数の粒子の集合体を含み、複数の粒子の集合体は、セルにおいて(重力に逆らって上向きである流体の流速の成分を含むあらゆる方向を意味する)上向きに通過する気体流体の流れによって流動化され得る。流動化された複数の粒子を含むフィルタの複数の個別セルは、循環流動化層またはCFBと呼称されてもよい。速度、体積流量、および圧力に関して、複数の粒子を流動化するために必要とされる流体流は、流体の密度および複数の粒子のサイズ、密度、および物理的特性(形状、表面の質感など)等の複数の因子に依存する。本明細書で使用される場合、「上向き」という用語は、重力に対抗する下から上への方向を指し、セル内に含まれるフィルタ媒体の複数の粒子を流動化させるのに十分なセルを通る流れは、直接的に上向き、すなわち、本質的に垂直であるか、または実質的に上向き、すなわち、ほとんど垂直であるが、十分な圧力、レート、および速度の気体流体の流れの力によって複数の粒子を流動化させるのに十分な垂直成分を依然として含む。複数の粒子における重力が、複数の粒子を支持するためにセルを通って流れる流体の力によって、ほぼ等しく対向する場合、複数の粒子は流動化されると考えられ、その結果、複数の粒子は、流体の流れによって浮遊し、セル内を自由に移動するようになる。
本発明のフィルタアセンブリの2つの例を準備し、試験し、同等の炭素吸着体を有する多層プリーツ状フィルタ構成に対する性能に基づいて比較した。図5を参照されたい。本発明のフィルタアセンブリは、プロトタイプV1.1およびプロトタイプV1.2として識別される。比較のフィルタは、プリーツ加工の100g装填(Pleated 100g loaded)(炭素1)およびプリーツ加工の114g装填(炭素2)として識別される。
Claims (20)
- 流体流から汚染物質を除去するように適合されたフィルタであって、
2つ以上のセルであって、各セルは、セル入口とセル出口との間に延びる複数の側壁によって画定され、各セルは、複数の側壁と入口と出口との間に体積を有する、前記2つ以上のセルと、
各セルを通過する流体流に応答して、複数の個別顆粒が前記2つ以上のセルの各々の体積内を移動することを可能にする緩い様式で、前記2つ以上のセルの各々の体積内に含まれる複数の個別顆粒を含む粒状フィルタ媒体と、を備えるフィルタ。 - 前記複数の個別顆粒は、前記セルを通る流体の上向きの流れによって個別セル内で流動化される、請求項1に記載のフィルタ。
- 各セルは、前記入口と前記出口との間の距離である深さによって特徴付けられ、前記深さは、少なくとも1.27センチメートルである、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記2つ以上のセルのうちの1つのセル入口と流体連通する導入流路を備え、
前記導入流路は、第1の流れ方向に移動する流体流を受け取り、前記2つ以上のセルのうちの1つを通る流れのために前記流体流の方向を上向きに変更可能である、請求項1に記載のフィルタ。 - 前記2つ以上のセルのうちの1つのセル出口と流体連通する排出流路を備え、
前記排出流路は、前記2つ以上のセルのうちの1つから流れる気体流体を受け取り、前記流れの方向を前記第1の流れの方向と同じ方向に変更するように構成される、請求項4に記載のフィルタ。 - 前記2つ以上のセルを含むアレイを備え、
前記アレイは、
深さの方向に平行に整列された複数のセルを有する反復配列を有する複数のセルの層を含み、前記複数のセル入口の領域は、平面上で整列されている、請求項1に記載のフィルタ。 - 前記アレイと、周囲を画定するように延在するフレームと、を備え、
前記アレイは、前記周囲内で前記フレームによって支持され、前記アレイの複数のセルは、体積が実質的に均一であり、深さが実質的に均一である、請求項6に記載のフィルタ。 - 前記フレームが水平面において延びる長さおよび幅を有するように配向されている場合、流体が垂直方向において上向きに前記複数のセルを通過して流れることを可能にするように構成された請求項7に記載のフィルタ。
- 前記フレームが鉛直面において延びる長さおよび幅を有するように配向されている場合、流体が垂直方向において上向きに前記複数のセルを通過して流れることを可能にするように構成された、請求項7に記載のフィルタ。
- 2つ以上のセル入口の各々における多孔質入口カバーであって、流体を前記セル内に通過させることができ、前記セル入口において前記セル内に複数の顆粒を含有させることができる前記多孔質入口カバーと、
2つ以上のセル入口の各々における多孔質出口カバーであって、流体を前記セルから排出させることができ、前記セル出口において前記セル内に複数の顆粒を含有させることができる前記多孔質出口カバーと、を備える請求項1に記載のフィルタ。 - 前記複数の側壁は平面であり、ポリマー材料で製造される、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記複数の個別顆粒は、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、ゼオライト、金属酸化物、塩、天然活性炭、合成活性炭、およびそれらの組み合わせの複数の顆粒から選択される、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記複数の個別顆粒は、化学的にコーティングされた炭素および化学的にコーティングされたポリマーから選択され、
前記化学的なコーティングは、ヨウ化物溶液、水酸化物溶液、塩化亜鉛、炭酸塩溶液、重炭酸塩溶液、アミン、クエン酸、リン酸、シュウ酸、または硫酸を含む、請求項1に記載のフィルタ。 - 前記粒状フィルタ媒体は、前記フィルタを通過する気体流体の流れから汚染物質を除去可能であり、
前記汚染物質は、揮発性酸性ガス、揮発性塩基性ガス、揮発性酸性エアロゾル、および揮発性有機化合物から選択される、請求項1に記載のフィルタ。 - 気体流体の流れから汚染物質を除去するシステムであって、
気体流体の流れを案内するダクトと、
気体流体の流れをフィルタアセンブリを通って流すために、ダクトと流体連通し、気体流体の流れの中に取り外し可能なフィルタアセンブリを配置する空間と、
前記空間内の取り外し可能なフィルタアセンブリと、を備え、
前記取り外し可能なフィルタアセンブリは、
2つ以上のセルであって、各セルは、セル入口とセル出口との間に延びる複数の側壁によって画定され、各セルは、複数の側壁と入口と出口との間に体積を有する、前記2つ以上のセルと、
各セルを通過する気体流体の流れに応答して、複数の個別顆粒が前記2つ以上のセルの各々の体積内を移動することを可能にする緩い様式で、前記2つ以上のセルの各々の容積内に含まれる複数の顆粒を含む粒状フィルタ媒体と、を備えるシステム。 - クリーンルーム環境から浮遊分子汚染物質を除去するように適合された請求項15に記載のシステム。
- 前記複数の顆粒は、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、ゼオライト、金属酸化物、塩、天然活性炭、合成活性炭、およびそれらの組み合わせの複数の顆粒から選択される、請求項15に記載のシステム。
- 流体流から汚染物質を除去する方法であって、
フィルタを提供することであって、
2つ以上のセルであって、各セルは、セル入口とセル出口との間に延びる複数の側壁によって画定され、各セルは、複数の側壁と入口と出口との間に体積を有する、前記2つ以上のセルと、
各セルを通過する気体流体の流れに応答して、複数の個別顆粒が前記2つ以上のセルの各々の容積内を移動することを可能にする緩い様式で、前記2つ以上のセルの各々の体積内に含まれる複数の個別顆粒を含む粒状フィルタ媒体と、を含む前記フィルタを提供すること、
2つ以上のセルに流体を流して、複数の顆粒を気体流体の流れの中で流動化させること、を備える方法。 - 前記流体は、クリーンルーム環境からの空気である、請求項18に記載の方法。
- 前記流体は、前記2つ以上のセルを前記流体が流れる間に、前記粒状フィルタ媒体の複数の表面上に吸着される浮遊分子汚染物質を含む、請求項19に記載の方法。
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