JPH038339Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は濾過器に関し、さらに詳細にはガス流
路に介在させてガス中に含有される固体粉を濾過
膜により除去するための濾過器に関する。

〔従来の技術〕

半導体製造工程などで使用される各種のガスは
固体粉などの不純物をほとんど含有しないことが
重要な条件とされる。

従来、これらガス用の濾過器の濾過膜としては
円板状や平板状の柔軟濾過膜が、多孔板などの支
持体で支持された形で用いられてきたが、平板状
や円板状の濾過膜を用いると濾過器の外径が大き
くなり、各種の装置や配管に組み込む場合には大
きい空間を必要とするため、最近では筒状の濾過
素子を使用した外径の小さい濾過器が多く用いら
れつつある。

これらの濾過膜の大部分は組立分解が容易で、
しかも全体の外径を小さくするために組立部品に
ねじ込み方式が採用されており、また内部にガス
の滞留空間乃至間隔が比較的多い構造を有してい
る。

一方、最近の半導体の高度集積化に伴い、例え
ば0.05ミクロンのような極く微細な粒子まで除去
できるとともに、ガスの種類の切り換え時におい
ては残留ガスが短時間で置換できるよう滞留部が
なく、また濾過器の内壁が滑らかに仕上げられる
ことが要求されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の濾過器のようにねじ込み
部や滞留空間が比較的多い構造の濾過器では、ね
じ込み時の摩耗などにより発生する極く微細な金
属紛や濾過器内部のデツドスペースに滞留した異
種ガスが混入するという問題点があつた。さらに
濾過膜を介して一次側と二次側とに隔離するため
に従来一般に用いられている切断面が円形のＯリ
ング等を使用したシール機構では完全でなく、微
細な粒子が二次側のガス中に混入するおそれが生
ずるなどの問題点もあり、前記の半導体の高度集
積化に伴う要求に十分対応しうるものはなかつ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案者らは微細な固体粉の発生や漏洩がなく
ガスの種類を切り換えた場合には内部に残留する
ガスを短時間で置換できる濾過器を得るべく鋭意
研究を続けた結果、内部にねじ込み部や流体の残
留部がない構造とするとともに断面形状が楔形と
されたシールリングを用いることによりこれらの
問題点が解消されることを見出し本考案を完成し
た。

すなわち本考案は、ガス流路に介在させてガス
中に含有される固体粉を濾過膜によつて除去する
濾過器であつて、 一端にガスの出口を有し、他端は内側がテーパ
ー状の開口とされた肉厚円筒状のエレメントホル
ダーと、 該エレメントホルダーに根元が挿入固定された
濾過エレメントであつて円筒又は円錐台形で側面
周囲に多数の貫通孔を有する支持体に袋状の濾過
膜が冠装された濾過エレメントと、 該濾過エレメントと前記エレメントホルダーの
テーパー状の開口とに接して嵌合されたシールリ
ングであつて、このシールリングをリングの平面
に垂直でかつ中心を通る平面で切断した場合の断
面の形状が、先端が濾過エレメントの根元方向に
向かう楔状形とされたシールリングと、 一端にガスの入口を有し他端に濾過エレメント
をその先端をガス入口側に向けてエレメントホル
ダーと共に挿入するための開口を有する円筒状の
収納ケースであつて、濾過エレメントの収納部は
円筒又はエレメントホルダー側に向かつて細くな
る円錐台形とされ、エレメントホルダー挿入部は
エレメントホルダーを密着挿入しうる大きさの内
径とされ、かつ濾過エレメント収納部とエレメン
トホルダー挿入部との境界には前記シールリング
を介してエレメントホルダーのテーパー状の開口
端と対面する鍔状当り面を有する収納ケースとを
備えてなり、 該収納ケースに濾過エレメントおよびエレメン
トホルダーが挿入され、前記シールリングがエレ
メントホルダーのテーパー状の開口、濾過エレメ
ントの外面および収納ケースの鍔状当り面によつ
て締め付けられ、かつ収納ケースの開口端周縁と
エレメントホルダーとが溶接接合されてなること
を特徴とする濾過器である。

本考案を図面により例示して具体的に説明す
る。第１図は本考案の実施態様を示す縦断面図で
ある。第１図において円錐台形で側面に多数の貫
通孔１，…，１を有する支持体２に、支持体２と
ほぼ同形の袋状の濾過膜３が冠装されて濾過エレ
メント４とされている。濾過エレメント４の根元
は肉厚円筒状のエレメントホルダー５に開口端か
ら挿入されバイオネツト方式によつて固定されて
いる。エレメントホルダー５の開口部は内部がテ
ーパー６となつており他端にはガスの出口７が穿
孔されている。エレメントホルダー５はその外径
とほぼ同じ内径の開口を有する円筒状の収納ケー
ス８に濾過エレメントと共に挿入されている。収
納ケース８の他端にはガスの入口９が穿孔され、
濾過エレメント４が収納された空間は濾過エレメ
ントの根元側に向かつて狭くなる円錐台形状であ
りエレメントホルダー５の開口端の手前で外側に
直角に広がり、この部分がシールリング１１を押
さえるための鍔状当り面１０とされている。濾過
エレメント４の外側には断面の形状が先端が濾過
エレメント４の根元側に向かうくさび状とされた
シールリング１１が嵌合され、エレメントホルダ
ー５のテーパー６と収納ケース８の鍔状当り面１
０に挟まれている。エレメントホルダー５および
収納ケース８の両側から圧をかけることにより、
シールリング１１はテーパー６、濾過膜３および
鍔状当り面１０によつて締め付けられ、この状態
でエレメントホルダー５と収納ケース８とが接合
部１２において溶接接合されている。

第１図の濾過器はガスの入口９および出口７を
配管に接続して使用される。入口９から内部に導
かれた固体粉含有ガスは濾過膜３の表面空間に沿
つて局部的に滞留することなくスムーズに流れな
がら濾過膜３によつて濾過される。固体粉が除去
されたガスは支持体２の貫通孔１，…，１を経て
濾過エレメント４の二次側空間に至り、さらにエ
レメントホルダー５を経て出口７から排出され
る。また、ガスが滞留するような空間や間〓がな
く、ガスの種類が切り換えられた場合には内部の
ガスは短時間で完全に置換されるので、残留ガス
が混入することがない。

本考案において、濾過エレメントの根元に嵌合
されるシールリングとしては、このシールリング
をリングの円形状の平面に対して垂直でかつ中心
を通る平面で切断した場合の断面の形状が先端が
濾過エレメントの根元側に向かうくさび形とされ
たものが使用される。断面がくさび状でなく例え
ば、通常使用される断面が円形のＯリングなどで
は一次側と二次側とを完全に隔離することはでき
ない。第２図はシールリングの平面図であり、第
３図イ，ロ，ハおよびニはそれぞれ本考案で用い
られるシールリングの第２図におけるＡ−Ａ線断
面図であり、くさび形の断面を例示したものであ
る。本考案においてくさび形とは基本的には先端
方向に沿つて細くなる三角形状であり、その先端
は必ずしも尖つているものに限定されず、例えば
第３図ロ，ハ、およびニで示されたように先端が
平らな状態又は曲線状であつてもよい。また、リ
ングの内側はその全面が濾過エレメントの表面に
密接しうる形状であることが好ましい。第１図で
は断面が第３図ハで示されたと同様なくさび形の
シールリングが使用されており、リングの内側は
全面が濾過エレメントの表面に密接している。シ
ールリング剤としては実質的に適度な弾性および
柔軟性を示す材質であればよく、例えばポリテト
ラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−
エチレン共重合物、ポリエチレン、ホリプロピレ
ン、天然ゴム、塩素ゴム、フツソゴムなどが用い
られ、これらの中でもポリテトラフルオロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
物、フツソゴムなどが特に好ましい。

本考案において濾過膜が冠装される支持体の形
状は側面に多数の貫通孔を有する中空円筒又は円
錐台形とされ、さらに濾過表面膜を増大させる目
的でひだ状などの凹凸を設ける態様も含まれる。
支持体の材質としては加圧状態においても全体が
変形しない程度の剛性とともに濾過膜およびシー
ルリングと調和するよう平面が適度の柔らかさを
有するものとされ、通常は硬質プラスチツクが使
用される。例えば、ポリエチレン、ホリプロピレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホ
ン、テトラフルオロエチレンパーフロロアルキル
ビニルエーテル共重合物、テトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合物などであり、これらのうち
でも共重合物がより好ましい。

支持体に冠装される濾過膜は袋状であり、通常
は支持体とほぼ同形の円筒又は円錐台形のものが
使用される。濾過膜には多数の微細孔を有する天
然皮膜、合成高分子膜およびそれらの複合膜など
の柔軟性を有する膜が用いられる。たとえば酢酸
セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフ
ルオロエチレンなどが用いられる。

濾過膜の微細孔の孔径については除去されるべ
き固体粉の大きさ、ガスの流速などによつて異な
るが、通常は0.01〜40μ、好ましくは0.01〜10μ程
度とされる。

濾過膜は支持体に冠装されて濾過エレメントと
される。濾過エレメントを取り付けるエレメント
ホルダーは一端にガスの出口を有する肉厚円筒形
で、他端が開口され開口端の内側がテーパーとさ
れたものであり、通常はステンレスなどの金属製
とされ内面が研摩加工されて用いられる。濾過エ
レメントの根元はエレメントホルダーの開口から
挿入され、両者はバイオネツト方式などによつて
固定され、濾過エレメントには前記のシールリン
グが嵌合される。

収納ケースは一端にガスの入口を有し、他端は
濾過エレメントおよびエレメントホルダーを挿入
するために開口された円筒であり、ガスの入口側
が濾過エレメントの収納部、開口側がエレメント
ホルダー挿入部とされる。濾過エレメントの収納
部空間の形状は円筒又は濾過エレメントの根元方
向に細くなる円錐台形とされる。収納ケースの開
口側の内径はエレメントホルダーを密着挿入しう
る径とされ、挿入部と濾過エレメントの収納部と
の境界にはシールリングを押さえるための鍔状当
り面が設けられる。収納ケースの材質は通常はス
テンレスなどの金属内面が研摩されて用いられ
る。

〔考案の効果〕

本考案の濾過器は半導体の高度集積化に要求さ
れるガスの無塵化に対し、実用上、次のような優
れた効果を有する。

一次側と二次側のシール機構に断面がくさび
上のシールリングが用いられており、粉塵の漏
洩が確実に防止できる。

内部空間全体がガスの流路であり、ねじ部や
ガスの滞留するデツドスペースがないので、粉
塵が発生する虞がなく、またガスの種類を切り
換えた場合には内部のガスは短時間で置換され
る。

収納ケースの開口端で溶接接合されるため、
溶接時の熱によつて濾過膜が損傷するなどの支
障が生ずることがない。

収納ケースの内部は円筒又は円筒台形などで
あり、加工時の内部洗浄や内面の研摩等が容易
でしかも確実に行うことができる。

〔実施例〕

第１図に示したと同様な形状の濾過器であつ
て、濾過エレメントとしてテトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合物製の支持体に内径13.9mm、
厚さ0.9mmで長さ65mmの袋状でポリテトラフルオ
ロエチレン製の微細孔濾過膜を冠装したもの、シ
ールリングにはポリテトラフルオロエチレン製で
第２図ハで示したと同様なくさび上の断面形状
で、その上部の巾が3.2mm、先端までの長さが4.0
mmのものを用いた濾過器について次のテストを行
つた。

凝縮核測定器による測定値で0.05μの食塩粒子
を2.5×10⁵個／c.c.の濃度で含有する空気を20／
minの流量で１時間、濾過器に流し、出口ガス中
の食塩粒子の濃度を測定し、粒子の除去率を次式
により求めた。

除去率＝（入口粒子濃度−出口粒子濃度）×
100／入口粒子濃度 その結果、同様な濾過器50本についてそれぞれ
テストを行つた結果、いずれも除去率は
99.9999999〜99.99999999％であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の濾過器の縦断面図であり、第
２図はシールリングの平面図、第３図イ，ロ，
ハ，ニはそれぞれシールリングの断面図である。 図中の符号は次のとおりである。１……貫通
孔、２……支持体、３……濾過膜、４……濾過エ
レメント、５……エレメントホルダー、６……テ
ーパー、７……出口、８……収納ケース、９……
入口、１０……鍔状当たり面、１１……シールリ
ング、１２……接合部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ガス流路に介在させてガス中に含有される固体
   粉を濾過膜によつて除去する濾過器であつて、 一端にガスの出口を有し、他端は内側がテーパ
   ー状の開口とされた肉厚円筒状のエレメントホル
   ダーと、 該エレメントホルダーに根元が挿入固定された
   濾過エレメントであつて円筒又は円錐台形で側面
   周囲に多数の貫通孔を有する支持体に袋状の濾過
   膜が冠装された濾過エレメントと、 該濾過エレメントと前記エレメントホルダーの
   テーパー状の開口とに接して嵌合されたシールリ
   ングであつて、このシールリングをリングの平面
   に垂直でかつ中心を通る平面で切断した場合の断
   面の形状が、先端が濾過エレメントの根元方向に
   向かう楔状形とされたシールリングと、 一端にガスの入口を有し他端に濾過エレメント
   をその先端をガス入口側に向けてエレメントホル
   ダーと共に挿入するための開口を有する円筒状の
   収納ケースであつて、濾過エレメントの収納部は
   円筒又はエレメントホルダー側に向つて細くなる
   円錐台形とされ、エレメントホルダー挿入部はエ
   レメントホルダーを密着挿入しうる大きさの内径
   とされ、かつ濾過エレメント収納部とエレメント
   ホルダー挿入部との境界には前記シールリングを
   介してエレメントホルダーのテーパー状の開口端
   と対面する鍔状当り面を有する収納ケースとを備
   えてなり、 該収納ケースに濾過エレメントおよびエレメン
   トホルダーが挿入され、前記シールリングがエレ
   メントホルダーのテーパー状の開口、濾過エレメ
   ントの外面および収納ケースの鍔状当り面によつ
   て締め付けられ、かつ収納ケースの開口端周縁と
   エレメントホルダーとが溶接接合されてなること
   を特徴とする濾過器。