JPH10509643A

JPH10509643A - フィルタシステム及び装置

Info

Publication number: JPH10509643A
Application number: JP8517680A
Authority: JP
Inventors: ドナルドピーメイオークス; ジェームズイーゴーチ; クリストファージェイクメトコ
Original assignee: ニュプロカンパニー
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 1998-09-22
Also published as: EP0801589A1; EP0801589A4; US5601713A; CA2206811A1; WO1996017668A1; AU4595896A; CN1131577A; AU693991B2

Abstract

(57)【要約】主に流体の微粒子濾過又はコアレッシング濾過のための流体分析器システムで使用することを意図したフィルタ組立体は、ベース要素（１１）を有するフィルタ組立体（１２）を備え、全てのポート開口部（３５〜３７）がベースに設けられ、これらのポート開口部は、このフィルタ組立体を種々の選択された位置に取付けることができるように配列されている。

Description

【発明の詳細な説明】フィルタシステム及び装置発明の背景本発明は、流体フィルタの技術に向けられ、特に、流体分析器と関連して使用するのに特に適しているフィルタ装置及びシステムに関する。典型的には、試料流体は、オンライン分析器による分析の前に、微粒子濾過又は小さい液体粒子（ドロップレット）のコアレッシング（coalescing）を必要とする。この要件の理由は、もし、微粒子が試料流体から十分に濾過されないならば、分析器及び又は関連したシステム構成部品への損傷が生じることがあることにある。同様に、気体又は第２の混合することのできない液体に懸濁されている小さい液滴は、分析器の精度を妨げることがあり、ある環境では、感度の高い分析器の損傷を引き起こすことがある。上述した要件を満たすのに使用される微粒子フィルタ又はコアレッシングフィルタは、オンライン処理分析器及び環境分析器の両方についての試料状態調節システムに備えられている。このようなフィルタについての要求は、環境放出物、及び従業員が処理流体にさらされている状態を監視し、記録を保管するのに関係する政府の規制（米国環境保護庁：ＥＰＡ及び米国職業安全衛生管理局：ＯＳＨＡ）の増大のため、急速に増大している。また、この要求は、「グラブ（ｇｒａｂ）試料」分析の代わりに、オンライン分析の使用が増大する傾向のため、加速される。これは、増大する労働コスト、及び現行の処理制御戦略で要求される、もっと迅速な分析の要求から生ずる。現在、種々のフィルタが試料流体の微粒子濾過及びコアレッシング濾過に利用できる。しかしながら、それらの多数は、１以上の種々の理由のために、決して満足でない。例えば、ほとんど全ての商業的に利用できるユニットは、選択的な使用、バイパシング及びフィルタ交換を可能にするのに必要な制御装置を設けるために、比較的高価な関連した配管及び弁を必要とする。この関連した構造は、制御パネル等の著しい量のスペースを塞ぐ傾向がある。そのうえ、多数の従来技術のユニットでは、フィルタのタイプ又は方式のわずかな変更により、完全なハウジングの変更を必要とする。更に、ユニットの多数では、フィルタ変更を行うために、関連した配管の連結を断つことが必要である。発明の概要本発明は、従来のフィルタユニットが遭遇する上述の及び他の課題を克服するフィルタの設計を提供する。本発明の１つの観点によれば、流体の微粒子濾過又はコアレッシング濾過のための流体分析器システムに特に適しているフィルタ組立体が設けられている。このフィルタ組立体は、一般的には、外部側壁によって接合され、間隔を隔てた上面及び下面を有する剛体本体を備える。円形のフィルタ受け入れ穴が上面から本体の中へ延び、下壁で終り、小径の座ぐり穴が下壁から内方に延びる。座ぐり穴を取り囲む関係で下壁に載る下端を有する筒状フィルタ要素がフィルタ受け入れ穴内に位置決めされる。このフィルタ要素はフィルタ受け入れ穴から外方に延び、上端で終わる。下端を有するハウジングがフィルタ受け入れ穴のまわりで本体に結合され、開口部がハウジング下端から延び、フィルタ要素のまわりに包囲されたフィルタチャンバを構成するように、フィルタ受け入れ穴の延長部分を形成する。溝が、ハウジング下端から延びる開口部を取り囲む関係で、ハウジング下端に形成される。この溝は半径方向の外壁を有し、シールリングがハウジング下端と本体との間を密封するために、溝の中に位置決めされる。第１の一対の半径方向に間隔を隔てた流路が、外部側壁から本体を貫通し、フィルタの半径方向外方の位置で、フィルタ受け入れ穴に通じる。更に、外部側壁から本体を貫通し、座ぐり穴に通じるように、第１の対の流路から間隔を隔てた少なくとも１つの付加的な流路がある。１つの好ましい形態では、フィルタ組立体は、ハウジングを本体に接合する雌ナット部材を有する。この雌ナット手段により、本体又はフィルタに対するハウジングの回転なしに、フィルタの本体へのクランプ締めを可能にする。これにより、ハウジングと本体との間のよりよい密封を考慮に入れ、使用されるべき材料の改良シールを可能にする。更に、フィルタ要素それ自身の損傷の見込みがより少ないから、フィルタ要素の非回転クランプ締めが好ましい。好ましくは、座ぐり穴に通じるように外部側壁から延びる第２の更なる流路を有することが可能である。引き続いて説明するように、フィルタの両側に複数の流路を設けることにより、重力ドレンを保持しつつ、左側或いは右側のどちらでも、種々の形態で取付けることを可能にする。これにより、制御パネル等でのフィルタの使用を容易にする。本発明の更なる観点によれば、フィルタチャンバを有するフィルタが設けられ、このフィルタはフィルタチャンバを第１部分と第２部分とに分割し、本体はフィルタチャンバの下にある位置に形成された弁チャンバを有する。少なくとも５つの流体流路が本体の外部から弁チャンバに連結する。第１位置と第２位置との間で選択的に移動可能な弁手段が弁チャンバの中に位置決めされる。この弁手段は、流体流路のうちの第１及び第２の流路をフィルタチャンバの第１部分と連結し、同時に、第３流路を弁チャンバの第２部分と連結し、流体流路のうちの第４流路及び第５流路を通る流れを阻止する第１位置で操作可能である。第２位置において、弁手段は第１流路、第２流路及び第３流路を通る流れを阻止し、第４流路をフィルタチャンバの第１部分に連結させ、第５流路をフィルタチャンバの第２部分に連結させるように操作可能である。弁手段の好ましい形態では、弁手段は、弁チャンバの中で回転可能に取付けられた単一の円筒形の弁要素を備えている。この弁要素は少なくとも５つの流路を越えて回転可能に取付けられる。本発明のこの形態では、一体になった弁手段により、処理流体をさえぎり、弁チャンバを不活性流体でパージする能力を容易にする。これにより、人が処理流体にさらされる危険を著しく減ずる。そのうえ、弁をフィルタ本体に一体にすることによって、最初の取付けコストを下げ、必要とされるパネルのスペースを最少にし、弁作動が不適当な順序になる可能性を除去する。更に、この特定の構成により、自動制御操作及び又は遠隔制御操作のための自動発動の機会を更に増大させる。弁ユニットのうちの２つを一体にすることによって、２つの別個のフィルタ間で迅速な手動又は自動の切り換えを行うことが可能である。一方のフィルタを「オンライン」とし、他方のフィルタを「パージ」モードの状態にすることができる。２つの弁の操作を一体に行うこともできるし、或いは、２つの弁を独立して作動させることもできる。もし、一体の弁として独立して作動されるならば、次に、融通性を与えるために、両方のフィルタを同時に同じモードにさせることも可能である。これが必要とされるであろうときの例は、プラントが「アップセット状態」にあるとき、又は、「運転開始」の状態のときである。両方のフィルタは、必要とされる試料流体流れを作るために平行である必要がある。一体の弁を有していないフィルタの第１バージョンでは、流路へのポート連結部の全てが、ベース又は本体要素に位置するのがよい。かくして、フィルタ要素それ自身を点検するために、処理管路の連結を断つことは必要でない。その結果、フィルタ要素を点検するのに必要とされる時間を減じ、人が処理流体にさらされる危険も減る。そのうえ、ポート連結部の漏れの見込みは、実質的に下げられる。ハウジングに必要とされるいかなるポート連結部もない特定のベースポート連結部により、フィルタ要素を水平に延ばして、全体のユニットを取付けさせ、かくして、パネルスペースの要求を更に減ずる。前述のことからわかるように、本発明の第１の目的は、オンライン分析器によって分析するために、流体管路から直接試料を取る前に、流体管路の微粒子濾過又はコアレッシング濾過のどちらに使用するのにも特に適しているフィルタ組立体の提供にある。本発明の更なる目的は、取付けを簡単にし、独特な操作利点をもたらす、前述した一般的なタイプのフィルタシステムの提供にある。本発明のなお更なる目的は、操作する人の安全性を増大させ、使用がきわめて簡単であり、制御機能が不適当な順序になる可能性を減ずる、前述したタイプのフィルタ装置の提供にある。本発明のなお他の目的は、取付けがきわめて簡単であり、全体にわたる取付けを簡単にしかつスペース要求を減ずるために、取付け作業者に種々の選択性を可能にするフィルタ装置の提供にある。図面の簡単な説明上述した及び他の目的及び利点は、以下の説明を添付図面と関連して読んだときに明らかになるであろう。図１は、本発明の第１の観点により形成されたフィルタ組立体の断面図である。図２は、図１に示すフィルタ装置の底面図である（この図は図１の線２−２において描かれている）。図３は、図１の線３−３における断面図である。図４Ａから図４Ｆは、図１から図３の実施の形態を取付けかつ使用する種々の方法を図示する概略図である。図５は、フィルタ組立体の種々の機能の迅速な転換を可能にするための弁を有するフィルタ組立体のベース又は本体部分を図示する分解絵画図である。図８Ａから図８Ｆは、インライン分析器に供給する試料を得るために、図５の実施の形態を処理システムで使用することができる種々の方法を示す。好ましい実施の形態の詳細な説明特に、本発明の好ましい実施の形態を示す目的の表示のためだけで、本発明を限定する目的のためでない図面を参照すると、図１から図３は本発明の第１の好ましい実施の形態を示す。本明細書及び特許請求の範囲では、用語「上」及び「下」及び特定の向きに関する他の用語は、図面に示す装置の特徴を説明するのに用いられている。当業者は、図示した装置が、しばしば、他の向きをもつことができ、表した用語は、基本的にそれ自体で、装置の向き又は特許請求の範囲の保護範囲を限定するものと考えるべきではない。図１から図３に示すように、フィルタ組立体１０は、一般的には、ハウジング即ちグローブ部分１２と関連した主ベース即ち本体要素１１を有し、このグローブ部分１２はナット組立体１４によりベース１１に解放可能に連結される。ベース即ち本体１１は、好ましくは、ステンレス鋼のような適当な材料で形成され、周囲の側壁２０を持った下面１６及び上面１８を有するワンピース設計として示されている。壁１６と１８は、本実施の形態では、平行である。円筒形の穴２２が上面１８から軸線方向内方に延びて、環状底壁２４で終わる。好ましくは、穴２２はその中心軸線２６が下面１６と垂直である。幾分小径の座ぐり穴部分２８が穴２２の下壁２４から内方に延びる。特に図３を参照すると、本体１１は向かい合った平坦部３０及び３２を有し、この平坦部３０及び３２は、引き続いて明らかになるように、フィルタの交換作業及び取付け作業中、本体を保持するための容易手段をなすためのレンチ平坦部として役立つことに注目すべきである。４つの流路３４、３５、３６及び３７が、チャンバ即ち穴２２のまわりに半径方向に間隔を隔てた位置で、本体の中へ延びる。種々の流路３４から３７の細部及び更なる説明を引き続いて記載する。差し当たり、流路３４及び３７は穴２２に通じており、これに対して、流路３５及び３６は座ぐり穴２８に通じていることに注目することで十分である。すでに述べたように、ハウジング即ちグローブ要素１２は本体１１の上面１８に接合する。特に図示したように、ハウジング１２は、任意適当な材料で、或いは、もし所望ならば、ガラス、プラスチック又は他の非金属によってでも形成されたほぼ円筒形の本体を備え、軸線方向に延びた中心穴４０を有し、この穴４０は、穴２２と同じ直径のものであるのが好ましく、穴２２で構成されたフィルタ受け入れチャンバの続き部分を形成する。ハウジング１２の下端のまわりには、矩形断面の内方に延びたシール受け入れ溝４４を備えた、半径方向に延びるフランジ４２がある。この溝４４は半径方向の内壁及び外壁を有し、この内壁及び外壁は、ハウジング１２と本体１１との間で密閉するための適当なＯリングシール部材４６を閉じ込める。溝４４のような閉じ込めシールリング溝の使用により、テフロン等のような流動特性を有するシールを含む種々の異なるシールの使用を可能にする。すでに述べたように、ハウジング１２は雌ナット部材１４によって本体１１に解放可能に連結され、この雌ナット部材１４は、本体１１の円筒形上方部分に形成された雄ねじ５０と協働する雌ねじ４８を有する。雌ナット部材１４は、手締めのためにぎざぎさがあるのが好ましく、また、ハウジング１２を本体１１から解放し、フィルタ受け入れチャンバへの接近を行うために、雌ナット部材１４を本体から外させるための適当なレンチ平坦部即ち工具係合面５２を備えている。管状の円筒形フィルタ部材５４が整列した穴２２及び４０で構成されたフィルタ受け入れチャンバ内に位置決めされ、底壁２４と、参照数字５６で特定された穴４０の内側上端との間に、クランプ係合によって適所に保持される。好ましくは、スリーブ５８の形態の円筒形支持要素が、その下端は座ぐり穴２８の中に受け入れられ、その上端は端壁５６からわずかに間隔を隔てて、フィルタチャンバの中に支持される。スリーブ５８は整列装置として作用し、流体がたやすく通ることができるように、適当なメッシュ材料又は穴あき材料で形成された剛体スリーブであるのが好ましい。他方、フィルタ要素５４は、ある場合には、自立していてもよく、意図した目的にとって有用な種々のよく知られたタイプのフィルタ材料のいかなるものであってもよく、材料の選択は、出合う流体の特定のタイプと、ユニットがコアレッシング濾過するようになっているか、或いは、微粒子濾過するようになっているかで決まる。例えば、フィルタ５４は、もし、所望ならば、焼結金属フィルタであってすらよい。有用である他の適当なフィルタは、多孔性プラスチックの薄膜フィルタ、ファイバーフィルタ、又は多くの在来タイプのうちのどれかであってもよい。図示するように、フィルタ５４は直径が穴２２、４０の直径より実質的に小さい。かくして、フィルタ５４はフィルタ受け入れチャンバを外側の環状開放領域６０と、中央の内部領域６２とに分ける。前記したように、本体１１の流路３４及び３７は穴２２の外側部分と連通し、かくして、フィルタチャンバ部分６０と直接連結している。他方、流路３５及び３６は座ぐり穴２８と連通し、かくして、穴２２及び６０のフィルタチャンバの内部部分６２と直接連通する。種々の連結体又はフィッティングを本実施の形態の流路３４〜３７と関連して設けることができるけれども、それらの連結体又はフィッティングは、関連した配管との直接のねじ連結のための適当なねじ付ポートを備えている。たやすく理解することができるように、本発明のフィルタ組立体の主要な機能、すなわち、微粒子濾過又はコアレッシング濾過を、２つのポートのうちの一方３５又は３６だけで行うことができるけれども、図３に最もよく示すように全体的に配置されているポートを持った本発明の４ポート設計は、それがユニットを取付けるときに利用できる選択の自由を大いに増大させるから、幾分好ましい。更に、本体１１にすべてのポートを設けるため、ハウジングの壁即ちグローブ部分１２を貫通するポート又は流路は必要とされない。かくして、グローブ部分が水平に延びる状態で、ユニットを制御パネルに直接取付けることが可能である。このため、図２に示すように、雌ねじ付き開口部６６のような適当な取付け手段が面１６の底部に設けられる。図４Ａから図４Ｆは、図１に数字４で特定したように、横方向の平面において概略的に描いた横断面図である。これらの図は幾分概略的であり、図１から図３の４ポートの実施の形態をコアレッシングモード又は濾過モードのどちらかで利用してもよい種々の構造を図示し、従って、取付けを容易にし、フィルタ組立体を種々のタイプのパネルマウント及び配管構造にもっとたやすく適応させるために、多くの異なる入口、出口及びバイパス構造を達成することができる。図４Ａは、左側の主供給源入口及び右側の分析器への出口をもった、微粒子濾過モードで使用するために取付けられたユニットを図示する。使用される入口供給源ポートは、フィルタチャンバ部分６０に通じるポート３４であり、図４Ａの表示では、ユニットを通る主バイパスはポート３７であり、従って、ユニットの全体を通る流れの主部分は入口ポート３４、チャンバ部分６０からフィルタ５４を迂回するようにポート３７に通るに過ぎず、そして、ユニットから出てゆくことに注目すべきである。ポート３６は、分析器ユニットへの濾過された材料排出ポートとして役立つ。この構造におけるポート３５をふさぐことができ、或いは、ポート３５は二次側ゲージポートとして役立つことができる。図４Ｃも又、ユニットを、図４Ａの表示に対して９０°回転させた、微粒子濾過モードで機能するユニットを示す。これにより、ユニットが底即ち下方位置にバイパス出口ポートを有し、入口及び分析器への出口は、図４Ａの構造にあったものと同じ向きのままである。図４Ｅ及び図４Ｆも又、微粒子フィルタモードで機能するユニットを図示する。図４Ａ及び図４Ｃの位置から回転されたこれらの２つの構造では、主入口が右側にあり、分析器への出口が左側にあるように、同じユニットを取付けることができる。しかしながら、図４Ｅにより、主バイパスを図面の下側にあるようにさせ、これに対して、図４Ｆにより、主バイパスを図面の上側にあるようにさせることができる。図４Ｂ及び図４Ｄは、コアレッシングモードにおける本発明の創意に富んだフィルタ組立体を図示する。コアレッシングモードでは、ユニットの主入口はフィルタチャンバ部分６２に導かれ、コアレッシングフィルタは、流体中の液体粒子が合体され、下方ドレン及びバイパス出口に導かれるように用いられる。図４Ｂに示す構造により、ユニットが好ましい水平な位置で取付けられたと仮定すると、入口がユニットの右側にあり、出口が左側にあるようにすることができる。図４Ｂから９０°だけ回転された図４Ｄの表示により、左側の入口及び右側の出口を可能にする。図４Ａから図４Ｆの前述の説明から理解することができるように、本発明のこの４ポート形態は種々の取付け構造を提供し、この４ポート形態により、取付け作業者及び運転者にとって、制御パネルの配管及び総合的な全体配置を大いに簡単にさせる。図５から図８は、フィルタ組立体のベース即ち本体部分が、濾過機能とパージ機能との間で迅速な切り替えを可能にし、並びに、取付け及び点検を含む操作を非常に容易にする一体の弁組立体で設計されている、本発明の変形形態を図示する。図５から図８の実施の形態では、図１から図４の実施の形態の記載で使用されした参照数字と同じ参照数字を、同じ構成部品又は密接に同様の構成部品を特定するのに使用しているが、図１から図４の実施の形態の記載で使用された参照数字とプライム符号（′）の追加によって区別されている。このようなプライム符号付き参照数字の使用は、もし、別な方法で記載されていなければ、前に説明したものと同じ機能及び作動を表示するものと解釈すべきである。図５は部分断面分解図である。図５に示すように、本体１１′を図示するが、関連したハウジング、フィルタ要素及び雌ナット部材は図示しない。これらの図示しない部品は、図１から図３の実施の形態で図示したようなものであるのが好ましい。図５の表示にとって特に重要なものは、穴２２′の軸線２６′とほぼ垂直に本体１１′ の中心を貫通するように位置決めされた、水平に延びる円筒形弁チャンバ７０がある本体１１′の構造である。図示するように、円筒形弁チャンバ７０の中心軸線７２は、穴２２′の軸線２６′と交差するのが好ましい。また、７１から７５として特定された少なくとも５つの流路が、外側壁２０′から延び、弁チャンバ７０と交差する関係になるように形成されている。この実施の形態では、流路７１から７５は、図示するように、中心軸線７２と整列された交差関係で弁チャンバ７０に入るように配列される。流路７１及び７４は、弁チャンバ７０の両側に、互いに整列していることに注目すべきである。同様に、流路７２及び７５も又、直径方向に向かい合っており、弁チャンバ７０の両側に整列している。一対の流路７６及び７７が、弁チャンバ７０からフィルタチャンバ部分６０′ （フィルタのまわりに環状になっている領域）に連絡している。流路７６は、流路７１及び７４と同じ平面内で、軸線７２と垂直な整列状態にある位置で、弁チャンバ７０に入るように配列されていることがわかる。しかしながら、流路７７は、それが軸線７２と垂直に整列しているけれども、流路７３と同じ平面内に位置する。単一の流路７８がフィルタチャンバ部分６２′と連絡するように座ぐり穴２８′と連絡するように位置決めされる。この流路７８は軸線７２と垂直な整列状態にあり、流路７２及び７５と同じ平面内にある。種々の流路７１から７８の間の流れが、弁チャンバ７０内に回転可能に取付けられた円筒形弁要素８２を備える弁手段８０によって制御される。弁要素８２は弁チャンバ７０の直径よりわずかに小さいだけの直径を有し、両端に隣接して配置された適当なＯリング８４を備える。適当なスナップリング（図示せず）が溝８８の中に受け入れられ、本体１１′の関連した壁に係合し、自由な回転を可能にしつつ、弁を弁チャンバ７０内の配置位置に保持する。弁要素８２の適当な端延長部９０が、弁チャンバ７０内での弁要素の選択的な回転のための手動操作ハンドルを提供する。弁要素８２は表面凹部９２から９５を有する。これらの凹部は弁要素８２の表面に機械加工され、図示するように、周囲が、それぞれＯリング９２ａ、９３ａ、９４ａ及び９５ａによって取り囲まれる。図６は弁要素８２の外面に対する凹部の関係を図示する。Ｏリングはそれらの配置位置に保持され、内側保持壁が適当なインサート部材９７によって設けられ（図７を参照）、このインサート部材９７は機械加工された凹部の中央部分の中に接合され、適当な方法でその中に保持される。凹部９２は流路７１、７４及び７６の軸線方向の配置に対応するように、弁要素８０の軸線方向の位置に配置される。凹部９２の円周長さは、弁要素８２が図示した第１の回転位置にあるときに、流路９２が流路７１と流路７６との間に流体流れ連絡を作るのに十分な長さである。しかしながら、（図５において右側からみたときに、）弁要素が時計まわりに９０°回転されるとき、流路７１は、要するに、流路７１からの連絡を絶たれ、新しい連絡が流路７６と流路７４との間に作られる。ほぼ同様な配置が凹部９３及び９５によって設けられる。凹部９３は、弁要素が図５に図示した第１の位置にあるときに、連絡が流路７２と流路７８との間に作られるような寸法のものである。しかしながら、Ｏリングが流路７５に対して取り囲む関係になっているため、流路７５は凹部９５と関連したＯリングによって弁チャンバ７０から密封される。しかしながら、弁要素９２が時計まわりに９０°回転されるとき、凹部９３は位置を変え、流路７５を流路７８と連絡させる。凹部９５は流路７２の上を移動し、流路７２について密封する。同様な配列が凹部９４に生じ、この凹部９４は、図示した位置では、入口即ち流路７３と流路７７との間に密封された連絡を作る。しかしながら、時計まわりに９０°回転の第２の位置では、流路７７は密封され、流路７３と流路７７との間には連絡がない。この比較的簡単な弁構造は、微粒子濾過モードか、コアレッシング濾過モードのいずれで操作されるフィルタ組立体にとっても、著しい操作利点を提供する。これらの利点及び機能を果たす方法を、図８Ａから図８Ｆを参照することによって、最もよく理解することができる。特に図８Ａを参照すると、図５のユニットを、代表的な設備に使用される種々の処理管路と連結された状態で図式的に示す。図８Ａは、通常のコアレッシング濾過操作のためである。このタイプの操作では、窒素のようなパージ流体がポート７１と連絡される。主な濾過供給部分はポート７２に連絡され、ポート７３は、フィルタチャンバを介して供給される流体のわずかな部分を関連した分析器に連絡する出口ポートとして役立つ。ポート７４は通気又は排気に連結され、ポート７５は、フィルタのまわりを迂回される濾過された流体の主な部分を処理管路に供給するように連結される。図８Ａのこの表示では、弁要素８２は、図５に示す実線位置にあることに注目すべきである。このときに、連絡がポート７２と７８との間に作られ、従って、主な供給部分はフィルタチャンバ部分６２′の中へ受け入れられ、主な供給部分はこのフィルタチャンバ部分６２′でフィルタを通ってチャンバ部分６０′の中に入る。このときに、ポート又は流路７６、７７は、それぞれ流路７５、７３と連結する。図８Ａの操作を終わらせて、フィルタをパージすることが望まれるときは、弁８２を図５の表示から９０°時計回りに回転させる。図８Ｂに示すように、次いで、弁８２は流路７２と流路７８との間の連結を閉じ、同時に、流路７１を開き、流路７１を流路７８と連結させ、それによって、窒素ガスをフィルタチャンバ部分６２′に流入させる。同時に、流路７４と７６との間の連結を閉じ、流路７４と７６との間の通過を開き、従って、パージガスは通気又は排気出口管路に連絡する。また同時に、流路７３と７７との間の連結を閉じ、従って、パージ流体は少しも分析器に通されないことに注目すべきである。図８Ｃは、図の実施の形態のユニットが微粒子濾過に用いられることになるときに、どのようにこのユニットがシステムの中に連結されるかを図示する。種々の流路は同じ数字を有しており、種々の流路は図示したシステムとの連結を有する。図８Ｃは、弁要素８２が図５の位置にある状態である。弁要素を図５の表示から時計回りに９０°回転させることによって、図８Ｄのパージ機能が達成される。図８Ｂを参照して前に説明したように、パージ流体を通すと、同時に、フィルタへの処理流体の供給が止められることに注目すべきである。図８Ｅ及び図８Ｆは、微粒子濾過に用いられ、バックフラッシング機能を備えたシステムを図示する。ポート又は流路７１は、この実施の形態では、バックフラッシュ流体供給源と連結されていることに注目すべきである。この関連したシステムからの処理流体の主な供給部分は流路７３と連結され、他の連結は、図８Ｃを参照して図示及び説明した連結と等しい。図８Ｅの表示では、通常の機能が起こり、処理流体はフィルタチャンバ部分６０′からチャンバ部分６２′に通り、処理流体の主な部分はフィルタのまわりをバイパス出口流路７５まで迂回する。濾過されるわずかな部分が流路７８を介して、このときに開位置にある流路７２に通る。しかしながら、弁要素を時計回り方向に、前述した９０°回転させることによって、図８Ｆに示すバックフラッシュ機能が起こる。流路７３によるユニットへの供給源の閉鎖は、流路７１及び７８を通して供給されるバックフラッシュ流体の開放と同時に起こる。流路７２と７８との間の他の流路連絡は、主バイパス流路７５と同様に閉じられる。もちろん、バックフラッシュ流体はチャンバ部分６０′から流路連絡７６及び７４を介してベント又はウエストに排出される。前述のことからわかるように、この一体の弁構造は、コアレッシングか、微粒子濾過モードかのいずれで使用されるフィルタ組立体についても、取付け及び弁の利用を大いに簡単にする。このユニットは又、すべての順序が単一の弁の移動で自動的に起こるから、弁の不適当な順序から生じる起こりうるシステムの問題を除去する。図５の実施の形態及び弁手段の一体の性質から生じる更なる利点は、パージ操作中に流さなければならない全体積を大いに減少させることにある。これにより、パージに必要とされる時間を減じ、そのうえ、ある面積又は体積がパージ流体によってあてられない可能性を減ずる。好ましい実施の形態の弁の設計も又、「二重のブロック及びブリード」を提供する利点を有する。特に、ポート７１、７２、７３及び７５の間の望ましくない流れは、２つのシールの破損のときに起こるだけである。加えて、これらのポート間の空間は、通気されたポート７４に常に通じていることに注目すべきである。本発明を好ましい実施の形態に関して説明してきた。明らかに、変形及び変更がこの明細書を読みかつ理解するときに他人に起こるであろう。すべてのこのような変形及び変更が特許請求の範囲の請求項の範囲及びその均等物の中に入る限りにおいて、すべてのこのような変形及び変更を包含するつもりである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ゴーチジェームズイーアメリカ合衆国オハイオ州 44094 ウィロビーオークリッジドライヴ 5410 (72)発明者クメトコクリストファージェイアメリカ合衆国オハイオ州 44139 ソーロンベインブリッジロード 31660

Claims

【特許請求の範囲】１．流体の微粒子濾過又はコアレッシング濾過のための流体分析器システムで使用するのに特に適しているフィルタ組立体であって、外部側壁によって接合され、間隔を隔てた上面及び下面を有する剛体本体と、前記上面から前記本体の中へ延び、下壁で終り、小径の座ぐり穴が前記下壁から内方に延びる円形のフィルタ受け入れ穴と、前記座ぐり穴を取り囲む関係をなして前記下壁に載る下端を有し、かつ、前記フィルタ受け入れ穴から外方に延び、上端で終わる筒状フィルタ要素と、前記フィルタ受け入れ穴のまわりで前記本体に結合された下端を有し、開口部が下端から延び、前記フィルタ要素のまわりに包囲されたフィルタチャンバを構成するように、前記フィルタ受け入れ穴の延長部分を形成するハウジングと、前記ハウジングの下端に設けられ、前記ハウジングの下端から延びる前記開口部を取り囲み、半径方向の外壁を有する溝と、前記ハウジングの下端と前記本体との間を密封するために、前記溝の中に設けられたシールリングと、前記外部側壁から前記本体を貫通し、前記フィルタの半径方向外方の位置で、前記フィルタ受け入れ穴に通じる、第１の一対の半径方向に間隔を隔てた流路と、前記外部側壁から前記本体を貫通し、前記座ぐり穴に通じる、前記第１の対の流路から間隔を隔てた少なくとも１つの付加的な流路と、を備えたことを特徴とするフィルタ組立体。２．前記外部側壁から延び、前記座ぐり穴に通じる、第２の付加的な流路を有することを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のフィルタ組立体。３．前記付加的な流路は、前記第１の対の流路のうちの一方の流路を含む半径方向の平面に対応する半径方向の平面内にあることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のフィルタ組立体。４．前記ハウジングは、ねじ手段によって前記本体に解放可能に接合されていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のフィルタ組立体。５．前記ねじ手段は、前記本体の雄ねじに接合された雌ねじを有する雌ナット部材を備えていることを特徴とする、請求の範囲第４項に記載のフィルタ組立体。６．前記雌ナット部材は、前記ハウジングの半径方向フランジに重なる半径方向フランジを有することを特徴とする、請求の範囲第５項に記載のフィルタ組立体。７．前記第１及び第２の付加的な流路の各々は、前記流路の前記第１の対のうちの別個の流路の半径方向の平面とそれぞれ同一平面上にある別個の半径方向の平面に位置していることを特徴とする、請求の範囲第２項に記載のフィルタ組立体。８．前記本体は、前記下壁に設けられた取付け手段を有することを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のフィルタ組立体。９．前記第１の対の流路は、ほぼ９０°だけ半径方向に間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のフィルタ組立体。 10．前記付加的な流路は互いに間隔を隔て、かつ、前記第１の対の流路のうちの最も近い流路から間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第２項に記載のフィルタ組立体。 11．流体の微粒子濾過又はコアレッシング濾過のための流体分析器システムで使用するのに特に適しているフィルタ組立体であって、フィルタチャンバを構成する本体を備え、フィルタ要素が前記フィルタチャンバを第１部分と第２部分とに分割するように、前記フィルタチャンバに位置決めされ、前記本体に設けられた弁チャンバと、前記本体の外部から前記弁チャンバに連結する少なくとも５つの流体流路と、第１位置と第２位置との間で移動可能に前記弁チャンバに設けられ、流体流路のうちの第１及び第２の流路を前記フィルタチャンバの第１部分と連結し、同時に、第３流路を前記フィルタチャンバの第２部分と連結し、流体流路のうちの第４流路及び第５流路を通る流れを阻止する第１位置で操作可能であり、前記第１流路、前記第２流路及び前記第３流路を通る流れを阻止し、前記第４流路を前記フィルタチャンバの前記第１部分に連結させかつ前記第５流路を前記フィルタチャンバの前記第２部分に連結させるように前記第２位置で操作可能である弁手段と、を備えたことを特徴とするフィルタ組立体。 12．前記弁手段は、前記弁チャンバの中に回転可能に取付けられた単一の弁要素を備えていることを特徴とする、請求の範囲第１１項に記載のフィルタ組立体。 13．前記弁要素は、前記少なくとも５つの流路を越えて回転可能に取付けられ、前記弁要素の外部面に設けられたシールを有する円筒形の部材であることを特徴とする、請求の範囲第１２項に記載のフィルタ組立体。 14．前記弁要素は、前記少なくとも５つの流路と垂直な軸線を中心に回転可能に取付けられていることを特徴とする、請求の範囲第１２項に記載のフィルタ組立体。