KR101964484B1

KR101964484B1 - 개선된 매니폴드 배열

Info

Publication number: KR101964484B1
Application number: KR1020147011689A
Authority: KR
Inventors: 브루스 그레고리 빌토프트; 마이클 콜리뇽; 로버트 제임스 맥마흔
Original assignee: 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2019-04-01
Also published as: EP2763776A1; SG11201401089PA; EP2763776B1; US9604166B2; US11065569B2; US20140231367A1; AU2013200833A1; CN103958024B; KR20140102644A; CN103958024A; AU2013200833B2; WO2013048801A1; US10391432B2; EP2763776A4; CA2850309C; JP2014528352A; US20190374888A1; CA2850309A1; US20170151533A1

Abstract

내부에 배치된 여과 카트리지를 갖는 용기 및 용기의 단부에 결합된 헤더로서 개방단 상부 단부 및 하부 단부를 갖는 하우징을 포함하는 헤더, 및 하우징과 착탈식으로 맞물리도록 하우징의 개방단 상부 단부의 내측 벽에 의해 정의된 상보적 구조와 짝맞추는 일부를 포함하는 단부 캡을 포함하는 개선된 여과 모듈 조립체가 제공되고, 단부 캡은 유체가 용기로부터 흘러나오는 통로를 더 정의할 수 있다. 여과 모듈 조립체는 본 발명의 구성 및 복수의 그러한 모듈을 포함하는 여과 시스템 내외로 유체를 연통시키도록 사용되는 개선된 매니폴드 배열을 가능하게 할 수 있다.

Description

개선된 매니폴드 배열{IMPROVED MANIFOLD ARRANGEMENT}

본 발명의 태양 및 실시예는 막 여과 시스템에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 복수의 여과 모듈 내외로 유체를 연통하는데 사용되는 매니폴드 배열에 관한 것이다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 용기 및 용기의 단부에 결합된 헤더를 포함하는 여과 모듈 조립체가 제공된다. 헤더는 개방단 상부 단부 및 하부 단부를 갖는 하우징을 포함한다. 여과 모듈 조립체는 하우징과 착탈식으로 맞물리도록 하우징의 개방단 상부 단부의 내측 벽에 의해 정의된 상보적 구조와 짝맞추는 일부를 포함하는 단부 캡을 더 포함하고 단부 캡은 유체가 용기로부터 흘러나오는 통로를 정의한다. 용기 내에 배치된 여과 카트리지는 하우징의 하부 단부에 착탈식으로 결합된 상부 단부를 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 여과 카트리지는 여과 카트리지의 상부 단부와 여과 카트리지의 하부 단부 사이에 뻗어있는 복수의 투과성 중공 섬유 막을 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 용기는 여과 카트리지의 하부 단부와 여과 카트리지의 상부 단부 사이에 뻗어 복수의 투과성 중공 섬유 막을 둘러싸는 스크린을 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 모듈 조립체는 여과 카트리지의 상부 단부와 단부 캡에 의해 정의된 여과액 수집 챔버를 더 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 통로는 여과액 수집 챔버와 제1 유체 이송 매니폴드 사이에 유체 연통하고 있는 여과액 연통 통로를 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 단부 캡은 여과액 수집 챔버를 여과액 연통 포트로부터 유체 격리시키도록 구성 및 배열된 차단 밸브를 더 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 제1 유체 이송 매니폴드는 헤더에 결합되어 있고 여과액 통로를 포함하고 제2 모듈 조립체의 제2 유체 이송 매니폴드에 더 결합되어 제1 유체 이송 매니폴드의 여과액 통로와 제2 유체 이송 매니폴드의 여과액 통로 사이에 유체 연통을 제공한다.

일부 실시예에 의하면, 통로는 단부 캡의 측면 표면 및 하우징의 내부 표면에 의해 정의된 여과액 연통 통로를 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 여과 카트리지는 하우징의 내부 직경보다 더 작은 외부 직경을 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 여과 카트리지는 막의 일부를 둘러싸는 포팅 슬리브(potting sleeve)에 정의된 유체 연통 개구부를 포함하고, 유체 연통 개구부는 막의 외측 표면과 하우징 내 급수 통로 사이에 유체 연통하고 있다.

일부 실시예에 의하면, 착탈식 단부 캡은 하우징의 내측 벽의 상부 부분 상에 제공된 짝 나사 스레드(mating screw thread)와 맞물리도록 구성된 나사 스레드를 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 여과 시스템은 제1 헤더의 하부 단부에 배치된 단부를 갖는 제1 여과 카트리지 및 제1 헤더의 상부 단부와 맞물려진 제1 착탈식 단부 캡을 갖는 제1 헤더 및 제1 유체 연통 개구부를 포함하는 제1 여과 모듈, 제2 헤더의 하부 단부에 배치된 단부를 갖는 제2 여과 카트리지 및 제2 헤더의 상부 단부와 맞물려진 제2 착탈식 단부 캡을 갖는 제2 헤더 및 제2 유체 연통 개구부를 포함하는 제2 여과 모듈, 및 제2 여과 모듈과 제1 여과 모듈 사이에 위치결정되어 제2 유체 연통 개구부 및 제1 유체 연통 개구부와 유체 연통하고 있는 제1 공통 유체 이송 매니폴드를 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 제1 공통 유체 이송 매니폴드는 제1 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 루멘과 그리고 제2 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 루멘과 유체 연통하고 있다.

일부 실시예에 의하면, 제1 헤더와 제2 헤더 사이에 위치하여, 제1 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 외부 표면과 그리고 제2 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 외부 표면과 유체 연통하고 있는 제2 공통 유체 이송 매니폴드를 더 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 제1 헤더는 제1 여과 카트리지의 외부 직경보다 더 큰 내부 직경을 포함하고, 헤더는 제2 여과 카트리지의 외부 직경보다 더 큰 내부 직경을 포함한다.

일부 실시예에 의하면, 제1 하우징 및 제2 하우징의 각각에 정의된 하나 이상의 유체 연통 개구부는 제1 여과 카트리지 및 제2 여과 카트리지 둘 다와 유체 연통하고 있다.

일부 실시예에 의하면, 제1 착탈식 단부 캡은 제1 착탈식 단부 캡과 제1 여과 카트리지 사이에 여과액 수집 챔버를 정의하도록 제1 개방단 하우징과 맞물려진다.

일부 실시예에 의하면, 제1 착탈식 단부 캡은 여과액 수집 챔버와 제1 유체 연통 개구부 사이에 유체 연통하고 있는 유체 연통 통로를 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 여과 카트리지를 각각 포함하는 복수의 여과 모듈을 통해 급수를 통과시키는 단계로서, 복수의 여과 모듈은 공통 급수 이송 매니폴드 및 공통 여과액 이송 매니폴드에 의해 유체 연결되고, 복수의 여과 모듈은 각자의 개방단 상부 하우징에 배치된 각자의 착탈식 단부 캡을 각각 포함하는 것인 통과시키는 단계, 제1 여과 모듈의 단부 캡 내 차단 밸브를 맞물림으로써 복수의 여과 모듈 중 제1 여과 모듈의 여과 카트리지를 공통 여과액 매니폴드로부터 격리시키고 제1 여과 모듈을 동작 중단시키는 단계, 착탈식 단부 캡을 제1 여과 모듈의 개방단 상부 하우징으로부터 맞물림해제하는 단계, 제1 여과 모듈의 하우징을 통해 제1 여과 모듈의 여과 카트리지를 길이방향으로 옮김으로써 제1 여과 모듈의 여과 카트리지에 접근하는 단계, 제1 여과 모듈 조립체의 하우징과 착탈식 단부 캡을 다시 맞물리는 단계, 및 제1 여과 모듈 조립체를 다시 동작하게 하는 단계를 포함하는 여과 시스템 동작 방법이 제공된다.

일부 실시예에 의하면, 착탈식 단부 캡을 제1 여과 모듈 조립체의 하우징으로부터 맞물림해제하는 단계는 제1 여과 모듈의 하우징에 상대적으로 제1 여과 모듈의 착탈식 단부 캡을 회전시켜, 제1 여과 모듈의 착탈식 단부 캡 상에 형성된 나사 스레드를 제1 여과 모듈의 하우징의 내측 벽의 상부 부분 상에 제공된 짝 나사 스레드로부터 맞물림해제하는 단계를 포함한다.

수반 도면은 축척대로 의도된 것은 아니다. 도면에 있어서, 다양한 도면에 예시되어 있는 각각의 똑같은 또는 거의 같은 컴포넌트는 유사한 숫자로 표현된다. 명확성을 목적으로, 도면마다 컴포넌트마다 라벨이 붙여지지는 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례의 실시예에 따른 한 쌍의 막 여과 모듈의 도식적 단면 입면도;
도 2는 도 1의 영역 A의 확대된 도식적 단면 입면도;
도 3은 도 2에 도시된 점선 아래 영역 A의 부분의 더 확대된 도식적 단면 입면도;
도 4는 본 발명의 일례의 실시예에 따른 막 여과 모듈의 상부 포팅 헤드의 확대된 도식적 단면 입면도;
도 5는 본 발명의 일례의 실시예에 따른 막 여과 모듈의 상부 포팅 헤드의 도식적, 일부 분해된, 단면 입면도;
도 6은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 착탈식 단부 캡을 갖는 막 여과 모듈의 확대된 도식적 단면 입면도;
도 7은 본 발명의 일례의 실시예에 따른 막 모듈의 뱅크의 전방 도식적, 일부 분해된, 사시도;
도 8은 도 7의 막 모듈의 뱅크의 후방 도식적, 일부 분해된, 사시도;
도 9는 도 7의 막 여과 모듈의 뱅크의 후방 상부 부분의 확대된 도식적, 일부 분해된, 사시도;
도 10은 도 7의 막 여과 모듈의 뱅크의 후방 하부 부분의 확대된 도식적, 일부 분해된, 사시도;
도 11은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 지지 랙에 장착된 여과 모듈 쌍의 로우(row)의 도식적 전방 입면도;
도 12는 도 11의 여과 모듈의 랙의 도식적 사시도;
도 13은 본 발명의 일례의 실시예에 따른 도 1의 막 모듈 쌍의 도식적, 일부 분해된, 단면 입면도; 및
도 14는 본 발명의 일례의 실시예에 따른 막 여과 모듈 쌍의 단속적 도식적 단면 입면도.

여과 모듈 조립체는 흔히 여과 카트리지를 보유하고 있는 헤더를 포함한다. 여과 카트리지는 여과 서브-시스템을 포함할 수 있고 일부 실시예에서는 복수의 막을 포함할 수 있다. 여과 카트리지는 헤더에 장착되고 여과 카트리지로부터 받은 투과액은 헤더, 및 그리하여 여과 모듈을 통해 지나가고, 여과액으로서 빼내어진다. 여과 시스템은 흔히 매니폴드에 의해 서로에 유체 연결된 복수의 그러한 여과 모듈을 포함한다. 매니폴드는 전형적으로는 여과 모듈 헤더 아래에 그리고 위에 위치결정되고 헤더를 거쳐 모듈 내외로 유체를 연통시킨다.

이들 시스템 내 여과기 카트리지는 흔히 유한 수명을 갖고 여과 시스템의 동작 수명 동안 정기적 간격으로 세척 및/또는 교체를 위해 제거될 필요가 있을 수 있다. 정비를 요구하는 여과기 카트리지는 전형적으로는 모듈로부터 여과기 카트리지를 풀도록 헤더 부속품을 우선 제거함으로써, 예컨대, 수직으로 옮김으로써 제거된다. 그 후 카트리지는 모듈로부터 제거된다.

모듈 내 막은 정기적 검사, 평가, 진단, 세척 및/또는 교체를 요구할 수 있다. 여과 모듈 조립체는 흔히 모듈 위에 수직으로 위치결정된 매니폴드를 갖는다. 매니폴드의 위치는 수직으로 위치결정된 매니폴드를 여기저기 조종하기 위해 모듈이 측방으로 제거될 것을 요구할 수 있다. 일반적으로 여과 시스템은 복수의 여과 모듈을 포함하고, 모듈은 흔히 많은 어레이를 형성하는 뱅크로 배열된다. 여과 시스템 내 단일 막 모듈에 접근하는 것은 정비를 필요로 하는 모듈로의 접근을 제공하도록 뱅크 내 다수의 이웃 모듈이 또한 제거될 것을 요구할 수 있다. 이것은 모듈이 뱅크 내 깊이 위치하고 있을 때 특히 문제이다. 단일 모듈, 특히 막 모듈의 다수-로우 어레이 내 깊이 위치하는 하나를 평가 또는 정비하는 것은 시간 및 노동 집약적일 수 있고 여과 시스템이 원치않게 비용이 들고 긴 시간 동안 오프라인으로 있는 결과를 초래할 수 있다.

부가적으로, 여과 시스템은 일반적으로는 헤더 및 헤더 부속품이 카트리지가 측방으로 제거될 수 있게 하도록 수직으로 옮겨질 수 있도록 오버헤드 지지 프레임으로부터 수직으로 매달린 모듈을 포함한다. 오버헤드 지지 프레임은 흔히 제조 및 유지보수가 비싸다.

본 발명의 하나 이상의 태양은 개선된 여과 모듈 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 개선된 여과 모듈 조립체는 이롭게는 여과 시스템에서 사용될 수 있다. 개시된 여과 모듈 조립체의 태양 및 실시예는 이롭게는 여과 시스템의 여과 모듈을 정비하는데 요구되는 정지 시간을 감축할 수 있다. 개시된 여과 모듈 조립체의 태양 및 실시예는 또한 여과 시스템의 여과 모듈이 개선된 장착 배열로 장착 가능하게 할 수 있다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 모듈 조립체가 일반적으로 (10)으로 예시되어 있다. 조립체(10)는, 각자, 공통 상부 및 하부 매니폴드(13, 14)와 유체 연통하고 있는 여과기 모듈(11, 12)을 갖는다. 여과기 모듈(11, 12)은 일부 경우에서는 막 모듈이라고 지칭될 수 있고, 일부 경우에서는 한 쌍의 모듈이라고 지칭될 수 있다. 각각의 여과 모듈(11, 12)은 각자의 카트리지(16)를 동봉하는 관상 외측 케이싱(15)을 포함한다. 카트리지는, 각자 내부에 포팅되어 대향 상부 및 하부 포팅 헤드(17, 18) 사이에서 수직으로 뻗어있는 복수의 중공 섬유 막(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 포팅 헤드(17, 18)는 전형적으로는 수지성 포팅 재료로 형성된다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 포팅 헤드(17, 18)는 일반적으로 원통형 구성이기는 하지만 포팅 헤드의 형상 및 크기는 중대하게 한정되는 것은 아니고 정사각형, 직사각형, 삼각형 또는 타원형 블록을 포함하는 다양한 구성이 사용될 수 있다. 포팅 헤드(17, 18)는 각자의 포팅 슬리브(20, 19) 내에 주조되어 그에 의해 주변이 둘러싸인다. 각각의 모듈(11, 12)은 상부 헤더(155)를 갖는다.

중공 섬유 막은 여과기 카트리지의 작동부를 형성한다. 각각의 섬유 막은 약 0.2 마이크론의 평균 포어 크기, 약 600 마이크론의 벽 두께 및 약 200 마이크론의 루멘 직경을 가질 수 있다. 섬유 막은 다발로 배열될 수 있다. 다발에는 약 14000개의 중공 섬유가 있을 수 있지만, 이 수는, 개개의 섬유 치수 및 특성과 더불어, 중대하게 한정되는 것은 아니고 동작 요건에 따라 달라질 수 있다.

일부 실시예에 의하면, 막 포팅 슬리브는 모듈의 유체 연통 영역과 막 루멘 간 유체의 이송을 가능하게 하는 특징을 가질 수 있다. 도 2를 참조하면, 각각의 포팅 슬리브(19)는 유체 연통 영역(21)을 형성하도록 포팅 헤드(18)와 막 섬유 간 계면 너머로 뻗어있다. 각각의 포팅 슬리브는 내부에 형성되어 유체 연통 영역(21)에 위치하는 복수의 개구부(22)를 갖는다. 일부 실시예에 의하면, 개구부(22)의 어레이는 포팅 슬리브 둘레에 서로 원주상으로 그리고 길이방향으로 이격되어 있다. 각각의 개구부(23)는 원주상으로 뻗어있는 슬롯의 형태이다. 개구부(23)의 크기, 형상 및 수는 중대하게 한정되는 것은 아니다. 개구부는 도시된 것과는 다른 구성을 가질 수 있고 갖가지 기하구조를 가질 수 있다. 도 1을 또한 참조하면, 각각의 포팅 슬리브(19, 20)는 복수의 개구부(22)를 갖는다. 개구부(22)의 어레이는 각각의 포팅 헤드의 원위 단부(모듈의 내부 부분을 향하는 단부)를 향하여 위치할 수 있다. 개구부(22)는 각각의 각자 포팅 헤드(17, 18)의 원위 단부(24, 25)를 향하여 위치하고 있다.

일부 실시예에 의하면, 하부 포팅 헤드는 포팅 헤드와 포팅된 막 섬유 간 유체의 이송을 촉진하는 스루 유로를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 하부 포팅 헤드(18)는 하부 포팅 헤드(18)의 하부 단부 표면(27)으로부터 포팅된 막 섬유(도시하지 않음)가 뻗어 나오는 그 상부 표면으로까지 일반적으로 길이방향으로 뻗어있는 복수의 스루 유로(26)를 갖는다. 하부 포팅 헤드(18)는 하부 포팅 헤드(18)의 하부 단부 표면(27) 너머로 뻗어있는 하방으로 뻗어있는 스커트(29)를 갖는다.

본 발명의 태양 및 실시예에 의하면, 막 모듈의 하부 포팅 슬리브는 하부 소켓에 들어맞고 그에 결합되어 있을 수 있다. 소켓은 정비를 용이하게 하도록 하부 소켓으로부터 이롭게는 오프셋되는 유체 제어 매니폴드와 연통하고 있을 수 있다. 도 2를 참조하면, 하부 포팅 헤드(18) 및 그 각자의 포팅 슬리브(19)는 하부 소켓(31)에 들어맞는다. 하부 소켓(31)의 하부 부분(33)은 관상 네크 부분(34) 및 하방으로 뻗어있는 연결 플랜지(35)에 내측으로 테이퍼링한다. 네크 부분(34) 및 연결 플랜지(35)는 하부 헤더(32)에서의 짝 연결 플랜지(37) 및 유체 이송 포트(45)와 유체 연통하고 있다. 소켓(31)의 네크 부분(34) 주위에 위치결정된 원주상 그루브(38, 39)는 짝 연결 플랜지(37)를 통해 소켓(31)과 하부 헤더(32) 간 시일링 맞물림을 제공하도록 O-링(40, 41)을 수용하고 있다.

환상 플랜지(5)는 소켓(31)의 외측 벽(6)과 관상 네크 부분(34) 사이에서 하부 소켓(31)으로부터 뻗어있다. 플랜지(5)는 하부 헤더(32)의 상부 사이드 상에 제공된 상방으로 뻗어있는 짝 환상 플랜지(7)와 스레딩 맞물리도록 나사 스레드를 갖는다. 환상 플랜지(5, 7)는, 스레딩 맞물릴 때, 각자의 짝 연결 플랜지(35, 37)를 정렬시키도록 위치결정된다.

실시예 및 태양에 의하면, 하부 소켓은 이롭게는 막 모듈을 수용 및 지지할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 소켓에 의해 제공된 지지는 개선된 여과 시스템 프레임의 사용을 용이하게 할 수 있다. 여전히 도 2를 참조하면, 하부 소켓(31)의 상부 부분(43)의 내측 벽(42)은 모듈의 외측 케이싱(15)을 수용 및 지지하도록 구성된 내측으로 뻗어있는 원주상 리브(44)를 갖는다. 외측 케이싱(15)은 하부 소켓(31)의 상부 부분(43) 내에 맞고 리브(44)에 의해 지지된다. 리브(44)는 복수의 돌출부에 의해 세그멘팅 또는 형성될 수 있다.

하부 소켓은 이롭게는 하부 포팅 슬리브 내 개구부와 하부 헤더에 위치한 유체 수송 포트 간 유체 이송 통로를 정의할 수 있다. 원주상 리브(44) 아래에는, 하부 소켓(31)의 내측 벽(42)이 환상 유체 이송 통로(9)를 정의하도록 하부 포팅 슬리브(19)로부터 방사상으로 이격되어 있다. 환상 유체 통로(9)는 하부 헤더(32)의 유체 이송 포트(45)와 하부 포팅 슬리브(19) 내 개구부(22) 사이에 위치결정되어 그들과 유체 연통하고 있다.

본 발명의 태양 및 실시예에 의하면, 막 모듈은 상부 개방단 헤더 하우징 및 하부 소켓에 들어맞을 수 있다. 헤더 하우징은 이롭게는, 특히 모듈이 여과 시스템 내 복수의 모듈 중 하나일 때, 하우징에 의해 수용된 막 모듈로의 액세스를 용이하게 할 수 있다. 일반적으로 도 1을 참조하면, 상부 포팅 헤드(17) 및 포팅 슬리브(20)는 상부 개방단 헤더 하우징(30)에 의해 수용된다. 상부 개방단 헤더 하우징(30)은 상부 헤더 하우징(30), 헤더 하우징(30), 또는 단순히 하우징(30)이라고 지칭될 수 있다. 하부 포팅 헤드(18) 및 슬리브(19)는 하부 소켓(31)에 들어맞는다. 도 2를 또한 참조하면, 하부 헤더(32)는 각자의 하부 소켓(31)의 관상 연결 플랜지(35)를 수용하는 크기로 되어 있는 관상 짝 연결 플랜지(37)를 갖는 그 상부 사이드(46)에 중심에 위치하는 유체 이송 포트(45)를 갖는다. 일부 실시예에 의하면, 하부 헤더(32)는 조합된 급수/가스 헤더일 수 있다. 하부 헤더(32)는 유체 이송 포트(45)로부터 하방으로 그리고 헤드 피스(49)의 사이드로 방사상 외측으로 방사상 돌출 연결 플랜지(51) 내로 뻗어있는 내부 유체 연결 통로(50)를 갖는 헤드 피스(49)를 가질 수 있다.

실시예 및 태양에 의하면, 공통 유체 제어 매니폴드는 하부 포팅 헤드 밑으로부터 오프셋될 수 있고, 일부 실시예에서는, 이롭게는 막 모듈 사이에 그리고 그 아래에 위치결정될 수 있다. 도 3을 참조하면, 각각의 헤드 피스(49)의 방사상 돌출 연결 플랜지(51)는 공통 유체 제어 매니폴드(54)의 연결 플랜지(52, 53) 내에 들어맞고 그에 시일링 연결하고 있다. 공통 유체 제어 매니폴드(54)는 이롭게는 각각의 모듈의 하부 헤드 피스(49) 사이에 위치하고 있다. 방사상 돌출 연결 플랜지(51)는, 매니폴드(54)의 각자의 짝 연결 플랜지(52, 53)와의 시일링 맞물림을 제공하도록, 각자 O-링(57, 58)을 수용하기 위한 한 쌍의 원주상 그루브(55, 56)를 갖는다.

유체 제어 매니폴드(54)의 바디는 급수 통로(60)를 정의하는 측벽, 및 급수 통로(60) 내로 그리고 급수 통로(60)의 상부 벽(62)으로부터 방사상 방향으로 일반적으로 수직으로 하방으로 뻗어있는 제어 포트(61)를 포함한다. 제어 포트(61)는 파이프 또는 튜브 형태의 도관일 수 있다. 제어 포트(61)는 도관(61)이라고 지칭될 수 있고, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 그 용어는 상호교환 가능하다.

유체는 유체 제어 매니폴드(54)의 유체 통로(60)와 유체 연통하고 있는 하나 이상의 통로에 공급될 수 있다. 예를 들어, 그리고 도 3을 참조하면, 출력 통로(63, 64)는 유체 제어 매니폴드(54)의 각자의 연결 플랜지(51, 52)에 연결되어 있다. 출력 통로(63, 64)는 도관(61)의 근위 단부와의 유체 연결에 의해 급수 통로(60)와 유체 연통하고 있다. 도관(61)은 급수 통로(60)로부터 급수의 유입을 가능하게 하도록 그 하부 원위 단부(65)에서 개방되어 있다. 통로(60)에서의 급수 유체는 투과, 여과될 급수 액체, 가스, 또는 그 어느 조합일 수 있다. 도관(61)은 복수의 통로로 분할될 수 있다. 예컨대, 도관(61)은 하부 원위 단부(65)로부터 상방으로 뻗어있는 그리고 도관(61)의 직경을 따라 위치하는 하나 이상의 길이방향으로 뻗어있는 파티션(68)에 의해 한 쌍의 통로(66, 67)에 의해 분할될 수 있다. 도관(61)은 급수 통로(60)의 상부 벽(62)을 통과하고 하나 이상의 통기 애퍼처, 예컨대, 그 측벽 내 한 쌍의 개구부(69, 70)를 가질 수 있다. 애퍼처(69, 70)는 각자의 출력 통로(63, 64)와 급수 통로(60) 간 유체 연통을 제공한다. 도관(61) 내 통기 개구부의 수는 내부에 형성된 유로의 수에 대응할 수 있거나 달라질 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 다양한 통기 개구부가 유체 제어 매니폴드(54) 내 여러 다른 높이에 놓일 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 통기 제어 애퍼처 및 대응하는 통로는 이롭게는 급수 통로 내 액체를 옮김이 없이 막 모듈을 통한 가스의 흐름을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 통기 제어 특징은 이롭게는 공통 유체 매니폴드 내 도관이 가스로 완전히 채워지게 되지 않게 방지할 수 있다. 도 3을 참조하면, 공통 유체 매니폴드(54) 내 도관(61)은 도관(61)의 각자의 유로(66, 67)와 각각 연통하고 있는 통기 제어 애퍼처(71, 72)를 갖는다. 도관(61) 내 통기 제어 애퍼처의 수는, 적어도 하나의 통기 제어 애퍼처가 유로의 각각 내로 개방되게, 내부에 형성된 유로의 수에 대응할 수 있거나, 달라질 수 있다. 통기 제어 애퍼처(71, 72)는 도관(61)의 하부 원위 단부(65)로부터 수직으로 이격된 위치에 위치결정되어 있다. 이 위치는 이롭게는 급수 통로(60) 내 액체를 옮김이 없이 가스가 통기 제어 애퍼처(71, 72)를 통해 흐를 수 있게 한다. 통기 제어 애퍼처는 유익하게는 도관(61)이 가스로 완전히 채워지지 않게 방지할 수 있다. 통기 제어 애퍼처(71, 72)는 일부 실시예에서는 다른 바람직한 가스 흐름을 획득하기 위해 급수 통로(60) 내 여러 다른 높이에 놓일 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 섬유 막(도시하지 않음)의 상부 단부는 상부 포팅 헤드(17)에 매립되어 있다. 포팅 헤드(17)는, 예컨대, 폴리우레탄과 같은 수지성 재료의 플러그를 포함할 수 있다. 그 재료는 포팅 슬리브(20) 내에 주조된다. 본 발명의 태양 및 실시예에 의하면, 막 모듈 내 포팅된 막 섬유는 스크린(80)에 의해 동봉될 수 있다. 스크린은 취급 동안 막을 보호하고 또한 막 다발 내 유체 흐름을 유지하는데 조력하는 역할을 할 수 있다. 일부 실시예에서는, 스크린은 사용중 막의 잠재적 마멸을 감축하도록 매끄러운 표면을 가질 수 있다. 상부 포팅 슬리브(20)의 하부 단부(79)는, 존재할 때, 섬유 막(도시하지 않음)을 동봉하는 원통형 스크린(80)을 수용하고 있다. 원통형 스크린(80)은 (도 1에 도시된 바와 같이) 하부 포팅 슬리브(19)의 상부 단부와 상부 포팅 슬리브(20)의 하부 단부(79) 사이에 뻗어있다. 스크린(80)은 원주상 리브(80')에 의해 유체 연통 영역(21)으로부터 이격된 위치까지 포팅 슬리브의 외측 벽을 따라 길이방향으로 뻗어있다. 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 스크린(80)은 박벽 솔리드 튜브이지만, 다른 형태의 스크린, 예컨대, 천공 튜브 또는 케이지-같은 메시가 사용될 수 있다.

본 발명의 태양 및 실시예에 의하면, 상부 포팅 헤드 및 포팅 슬리브는 이롭게는 환상 어댑터에 의해 수용될 수 있다. 환상 어댑터는 상부 헤더 하우징 내에 장착될 수 있고 그 구성은 이롭게는 여과 모듈, 여과 시스템 조립체의 구성에 유익하고 그러한 조립체에 위치결정된 모듈의 정비를 용이하게 할 수 있다.

또다시 도 1 및 도 4를 참조하면, 상부 포팅 헤드(17) 및 포팅 슬리브(20)는 환상 어댑터(81) 내에 들어맞는다. 상부 포팅 슬리브(20) 및 환상 어댑터(81)는 상부 헤더 하우징(30)에 의해 둘러싸이고 그 내부에 장착된다. 상부 헤더 하우징(30)은 개방단이고 상부 포팅 슬리브(20) 및 환상 어댑터(81)를 밀접하게 수용하는 치수로 되어 있다. 포팅 슬리브(20)의 상부 단부의 주변 둘레에 위치결정된 그루브(75, 76)는 각자 O-링(77, 78)을 수용하여, 환상 어댑터(81)와 슬리브(20)를 짝맞추는데 조력할 수 있다. 더욱 포팅 슬리브(20)는 환상 어댑터(81) 및 상부 포팅 슬리브(20)의 각자의 외부 및 내부 벽 상에 제공된 짝 그루브(83, 84)에 위치하는 서클립(82)에 의해 환상 어댑터(81) 내에 맞물려 유지된다. 더욱 상부 포팅 슬리브(20)는 상부 포팅 슬리브(20) 상의 외측으로 뻗어있는 리브(86)에 의해 상부 헤더 하우징(30)의 방사상 뻗어있는 숄더(85) 상에서 지지된다. 로킹 돌출부(85')는 상부 헤더 하우징(30)의 외부 벽 상에 형성되어 있다. 로킹 돌출부(85')는 상부 포팅 슬리브(20)와 상부 헤더 하우징(30) 간 상대적 회전을 방지하도록 숄더(85)에 형성된 슬롯(도시하지 않음)과 맞물린다.

상부 헤더 하우징(30)은 상부 및 하부 컴포넌트(87, 88)로 각자 형성된다. 상부 컴포넌트(87)의 하부 단부(89)는 주변 플랜지(90)를 포함한다. 주변 플랜지(90)의 하부 페이스(91)는 환상 그루브(92)를 포함한다. 하부 컴포넌트(88)의 상부 단부(93)는 주변 플랜지(90)와 접하는 주변 플랜지(94)를 포함한다. 주변 플랜지(94)의 상부 페이스(95)는 플랜지(90, 94)가 접할 때 환상 그루브(92)와 짝맞추는 크기로 되어 있는 환상 리브(96)를 포함한다. 플랜지(90, 94)는 플랜지(90, 94)의 주변 위에 맞고 그와 맞물리는 외부 C-섹션 클립(97)에 의해 접하여 맞물려 유지된다. 도브테일 시일이 플랜지(90, 94) 사이에 제공된다. 클립(97)은 접한 위치로 플랜지(90, 94)를 보유하도록 바이어싱된 탄성 자체-작동 디바이스일 수 있고, 예컨대 파이프 클램프일 수 있다. 일부 실시예에 의하면, 클립(97)은 스테인리스 스틸로 구성될 수 있다. 플랜지(90, 94)는 클립(97)을 펴서 제거함으로써 맞물림해제될 수 있다. 클립(97)은 수동으로든 도구로든 제거될 수 있다. 일부 실시예에 의하면, 클립(97)은 스패너 또는 플라이어로 제거될 수 있다.

여과 동작 동안, 환상 어댑터(81)는 상부 헤더 하우징(30)의 상부 컴포넌트(87)와 시일링 맞물린다. 환상 어댑터(81)의 주변 둘레에 위치결정된 환상 그루브(100, 101)는 O-링(102, 103)을 지지한다. O-링(102, 103)은 시일링 맞물림을 제공하도록 상부 하우징 컴포넌트(87)의 내측 벽에 힘을 발휘한다.

일부 실시예에 의하면, 상부 헤더 하우징은 하우징의 내측 벽과 상부 포팅 슬리브의 외측 벽 간 유체 이송 통로를 형성하도록 확대된 직경 부분을 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 상부 헤더 하우징(30)은 상부 컴포넌트(87) 상의 환상 그루브(100, 101)와 컴포넌트(87)의 하부 단부(89) 사이에 확대된 직경 부분을 포함한다. 하우징(30)의 확대된 직경 부분은 환상 유체 이송 통로(104)를 형성한다. 유체 이송 통로(104)는 상부 헤더 하우징(30)의 상부 컴포넌트(87)의 내측 벽과 상부 포팅 슬리브(20)의 외측 벽 사이에 위치결정되어 있고 공통 유체 영역(21)과 유체 연통하고 있다. 환상 유체 이송 통로(104)에 인접하여 그로부터 뻗어있는 유체 이송 포트(105)는 상부 헤더 하우징 컴포넌트(87)의 측벽에 위치하고 있다. 유체 이송 포트(105)는 그 자유단(107)에 관상 연결 플랜지(106)를 포함한다. 환상 그루브(108, 109)는 연결 플랜지(106)의 주변 둘레 O-링(110, 111)을 지지한다.

상부 포팅 슬리브(20)는 공통 유체 영역(21)과 유체 연통하고 있는 복수의 개구부(22)를 갖는다. 여과 동안, 상부 포팅 슬리브(20)는 상부 헤더 하우징(30) 내에 장착되고 복수의 개구부(22)가 환상 유체 이송 통로(104)와 더 유체 연통하게 되도록 위치결정된다. 일부 실시예에 있어서는, 상부 헤더 하우징(30)에 상대적인 포팅 슬리브(20)의 회전을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 포팅 슬리브(20) 및 그리하여 애퍼처(22)의 회전은 유체 유출 영역 내 막에 손상을 야기할 수 있다. 로킹 돌출부(85')는 이롭게는 그러한 회전을 방지하고 유체 이송 포트(105)로부터 개구부(22)의 위치를 고정가능하게 이격시켜 유체 유출의 영역 내 막에 대한 손상을 방지한다.

본 발명의 태양 및 실시예에 의하면, 상부 포팅 슬리브 및 부착된 환상 어댑터는 착탈식 단부 캡에 의해 상부 헤더 하우징 내 장착 위치에 유지될 수 있다. 착탈식 단부 캡은 하우징과 막 조립체를 시일링 맞물리게 할 수 있고 여과액 방출 통로를 정의할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "착탈식 단부 캡"은 착탈식 단부 캡이든 그것이 포함되는 막 모듈의 어느 다른 부분에든 손상을 야기함이 없이 막 모듈로부터 가역적으로 제거될 수 있는 것이다. 여과 모듈로부터 제거된 착탈식 단부 캡은 모듈에 다시 놓일 수 있고 모듈은 착탈식 단부 캡의 제거 및 다시 놓음에 의해 야기되는 성능 손실 없이 동작할 수 있다.

도 5를 참조하면, 포팅 헤드(17)가 들어있는 상부 슬리브(20)는 환상 어댑터(81)에 의해 수용되고 그에 결합되어 있다. 환상 어댑터(81)는 착탈식 단부 캡(120)에 의해 상부 헤더 하우징(30) 내 장착 위치에 유지된다. 착탈식 단부 캡(120)은 단순히 단부 캡(120)이라고 지칭될 수 있다. 단부 캡(120)은 베이스 부분(121), 감축된 직경 중간 부분(122) 및 상부 부분(123)을 갖는다. 도 4를 참조하면, 여과액 방출 통로(126)는 상부 헤더 하우징 컴포넌트(87)의 내측 벽, 단부 캡(120)의 감축된 직경 중간-부분(122)의 외측 벽 표면, 단부-캡 상부 부분(123)의 저부 표면, 및 단부-캡 베이스 부분(121)의 최상부 표면에 의해 정의된다. 여과액 방출 통로(126)는 내부 오목 벽(127), 상부 벽(129) 및 하부 벽(130)을 갖는다. 복수의 방사상 뻗어있는 강화 리브(도시하지 않음)는 여과액 방출 통로(126)의 상부와 하부 벽(129, 130) 사이에 뻗어있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 단부 캡(120)의 베이스 부분(121)은 차단 통로(124)가 그 하부 단부(132)에서 통해 개방되는 중앙 보스 부분(131)을 갖는다. 베이스 부분(121)은 환상 어댑터(81)의 상부 주변 에지(134)에 맞대어 지탱하는 원주상 하방으로 뻗어있는 리브(133)를 갖는다. 환상 어댑터(81)의 상부 주변 에지(134)는 뻗어있는 리브(133)와 접하는 내측으로 뻗어있는 원주상 리프팅 숄더(139)를 포함한다. 접할 때, 리브(133) 및 숄더(139)는 여과액 수용 챔버(135)를 정의하도록 상부 포팅 헤드의 상부 표면(136) 위에 베이스 부분(121)을 위치결정시킨다. 여과액 수용 챔버(135)는 단부 캡(120)과 상부 포팅 헤드(17)의 상부 표면(136) 사이에 위치결정된다. 상부 포팅 헤드(17)에 포팅된 섬유 막의 개방 단부는 여과액 수용 챔버(135) 내로 개방되고 여과액 수용 챔버(135)와 막 섬유 루멘 간 유체 연통을 제공한다.

주변 그루브(137)는 단부 캡 베이스 부분(121)의 하방으로 뻗어있는 리브(133)에 인접하여 위치결정되고 O-링(138)을 지지한다. 그루브(137) 및 O-링(138)은 단부 캡(120)과 상부 헤더 하우징(30)을 시일링 맞물린다. 도 6을 참조하면, 단부 캡(120)의 상부 부분(123)은 중앙에 위치한 보스 부분(141)을 갖는 플로어(140)를 갖는다. 주변 스텝형 벽(143)은 상방으로 개방되는 리세스(144)를 정의하도록 상부 부분(123)의 플로어(140)로부터 상방으로 뻗어있다. 스텝형 벽(143)의 상부 부분(145)의 외측 주변 표면은 헤더 하우징(30)의 내측 벽 표면의 상부 부분 상의 짝 나사 스레드(147)와 스레딩 맞물리는 나사 스레드(146)를 포함한다.

나사 스레드(146) 아래에 그리고 스텝에 인접하는, 단부 캡(120)의 상부 부분(123)의 외측 벽은 O-링(149)을 지지하는 주변 그루브(148)를 갖는다. 이러한 배열은, O-링(138)과 함께, 여과액 방출 통로(126)의 유체 타이트 시일을 형성하도록 역할한다.

일부 실시예에 의하면, 착탈식 단부 캡은 이롭게는 유체 흐름을 제어하는 특징을 가질 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 밸브는 시스템 내 다른 모듈과 간섭함이 없이 여과 시스템으로부터 여과 카트리지를 연결해제하도록 동작할 수 있다.

도 6을 참조하면, 단부 캡(120)은 중앙에 위치한 차단 통로(124)를 포함한다. 차단 통로(124)는 베이스 부분(121)의 사이드(125)로까지 상부 부분(123)으로부터 뻗어있다. 차단 통로(124)는 여과액 수용 챔버(135)로부터 여과액 방출 통로(126)의 내부로까지 유체 연통을 선택적으로 제공하는 차단 밸브(150)를 하우징한다. 차단 밸브(150)의 최상부 부분(151)은 밸브를 작동시키기 위해 조절 도구 예컨대 나사 드라이버 또는 렌치를 수용하기 위한 애처퍼(도시하지 않음)를 갖는다.

일부 실시예에 의하면, 차단 밸브(150)는 수동으로 활성화될 수 있다. 다른 실시예에 의하면, 차단 밸브(150)는, 예컨대, 원격으로 제어되는 서보 모터(도시하지 않음) 또는 다른 액추에이터를 사용하여 원격으로 활성화될 수 있다. 차단 밸브(150)의 중앙 부분에 인접하여 위치결정된 시일(152)은 차단 통로(124)의 내부 벽과 차단 밸브(150) 간 유체-타이트 시일을 제공한다.

단부 캡(120) 내 포트(154)는 여과액 수집 챔버(135)와 여과액 통로(160)를 유체 연결한다. 차단 밸브(150)는 밸브(150)의 하부 단부 상에 위치결정된 시일(153)을 포함한다. 차단 밸브(150)가 상방으로 이동될 때, 시일(153)은 여과액 수집 챔버(135)의 밖으로 그리고 여과액 방출 통로(126)의 내부로 여과액의 흐름을 방지하도록 포트(154)를 닫는다. 그렇지만, 포트(154)의 닫음은 여과액 통로(126)를 통해 인접하는 모듈 헤더 내외로 여과액의 흐름과 간섭하지 않는다. 차단 밸브(150)는 그것이 필터 조립체의 컴포넌트 부분들을 해체해야 함이 없이 쉽게 동작될 수 있게 되도록 설계되어 있다. 차단 밸브(150)는 이롭게는 복수의 모듈을 포함하는 여과 시스템의 단일 막 모듈이 다른 둘러싸는 모듈이 역시 오프라인으로 취해지도록 요구함이 없이 오프라인으로 취해질 수 있게 할 수 있다.

일부 실시예에 의하면, 밸브(150)는 차단 통로(124)의 내측 벽과 나사 스레딩 맞물림하게 밸브(150)의 샤프트(156)를 회전시킴으로써 열린 위치로부터 닫힌 위치로 이동될 수 있다. 제1 방향으로 통로(124) 내 샤프트(156)를 회전시키는 것은 시일(153)의 상방 축방향 운동을 야기하여 포트(154)를 닫는다. 차단 밸브(150)는 반대 방향으로 샤프트(156)를 회전시킴으로써 열릴 수 있다.

일부 실시예에 의하면, 밸브(150)는 여과 시스템의 조작자를 더 조력하는 특징을 가질 수 있다. 차단 밸브(150)의 샤프트(156)는, 예컨대, 밸브가 닫힌 위치에 있음과 밸브가 제어하는 모듈이 연결해제 또는 오프라인임이 소정 거리에서도 용이하게 확인가능하도록 활성화될 때 단부 캡(120)의 상부 부분(123)의 하부 벽으로부터 돌출할 수 있다. 일부 실시예에 의하면, 차단 통로(124)는 압력 검사 또는 압력 감쇠 검사 동안 조작자에 의해 공기 방울이 관찰될 수 있도록 투명 창을 가질 수 있거나 투명 재료로 형성될 수 있다.

본 발명의 헤더 하우징은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 헤더 하우징 내 하우징되는 다수의 막 모듈을 포함하는 여과 시스템의 구성 및 설계를 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 태양의 헤더 하우징은 이롭게는 여과 시스템을 정비하는 개선된 방법을 용이하게 하도록 위치결정되는 공통 유체 매니폴드에 막 모듈의 유체 연결을 대비할 수 있다. 본 발명의 헤더 하우징은 부가적으로는 개선된 여과 시스템 지지 프레임의 구성을 용이하게 할 수 있다.

또다시 도 4를 참조하면, 헤더 하우징(30)의 상부 컴포넌트(87)는 여과액 방출 통로(126)에 인접하여 그로부터 뻗어있는 상부 컴포넌트(87)의 측벽에 위치결정된 여과액 이송 포트(160)를 포함한다. 여과액 이송 포트(160)는 그 자유단(162)에 방사상 돌출 관상 연결 플랜지(161)를 갖는다. 환상 그루브(163, 164)는 관상 연결 플랜지(161)의 주변 둘레 O-링(165, 166)을 지지한다. 여과액 이송 포트(160)의 방사상 돌출 연결 플랜지(161)는 공통 여과액 이송 매니폴드(168) 상에 위치하는 연결 플랜지(167) 내에 들어맞고 그에 시일링 연결되어 있다. 공통 여과액 이송 매니폴드(168)는 모듈(11, 12)의 상부 헤더(155) 사이에 위치결정된다.

도 4를 계속 참조하면, 유체 이송 포트(105)는 또한 방사상 돌출 연결 플랜지(106)를 포함한다. 방사상 돌출 연결 플랜지(106)는 모듈(11, 12)의 상부 헤더(155) 사이에 그리고 공통 여과액 이송 매니폴드(168) 아래에 위치하는 공통 유체(예컨대, 급수) 이송 매니폴드(170)의 연결 플랜지(169) 내에 들어맞고 시일링 연결된다. O-링(110, 111)은 유체 이송 매니폴드(170)의 연결 플랜지(169)와 짝맞추고 그와의 시일링 맞물림을 제공한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 그리고, 논의된 바와 같이, 모듈(11, 12)은 더욱 하부 유체 이송 매니폴드(54)에 의해 유체 연결된다.

또다시 도 1을 참조하면, 유체 이송 매니폴드(170) 및 여과액 이송 매니폴드(168)에는 각자 일반적으로 원형 단면 통로(171, 172)가 각각 제공된다. 통로(171, 172)는 모듈(11, 12)의 길이방향 축에 법선으로 뻗어있다. 여과액 이송 매니폴드(168)는 유체 이송 매니폴드(170)에 그리고 그 위에 장착된다. 매니폴드(168, 170)는 모듈(11, 12)의 상부 헤더 하우징(30) 사이에 장착되어 있다. 매니폴드(168, 170, 54)의 각각은 이롭게는 모듈 쌍 사이에 위치결정된다. 더욱, 상부 매니폴드(168, 170)의 위치는 착탈식 단부 캡(120)으로의 접근을 방해하지 않는다.

본 발명의 태양 및 실시예에 의하면, 여과 시스템은 본 명세서에서 개시되는 여과 모듈 조립체 및 매니폴드 구성을 구현할 수 있다. 결과적인 개선된 여과 시스템은 구성 및 유지보수가 더욱 비용-효과적일 수 있다.

일반적으로 도 9를 참조하면, 매니폴드(168, 170)의 외측 벽은 오목 부분을 포함하고 스캘럽을 형성한다. 마찬가지로 매니폴드(54)는 오목 부분을 포함하는 외측 벽을 포함한다. 헤더 하우징(30)은 수직으로 뻗어있는 원통형 프로파일 측벽을 갖는다. 매니폴드(168, 170, 54)의 벽의 오목 부분은 헤더 하우징의 측벽의 볼록 기하구조와 상보한다. 매니폴드 및 헤더 하우징은 콤팩트 여과 시스템을 제공하도록 짝맞출 수 있다.

공통 매니폴드(54, 168, 170)는 여과기 모듈 조립체의 길이방향 축에 의해 정의된 평면 둘레로 각각 실질적으로 대칭적이다. 매니폴드 내 급수, 여과액 및 가스의 흐름은 여과기 모듈 조립체의 길이방향 축에 대부분 직교하여 지난다. 일부 실시예에 있어서, 각각의 매니폴드(54, 168, 170)는 평면 사이드 페이스를 포함하고 각각의 매니폴드의 하나의 사이드에는 각자의 통로(60, 171, 172)의 단부 둘레 O-링을 수용하기 위한 그루브(도시하지 않음)가 있다. 각각의 매니폴드의 반대 사이드에는 인접하는 매니폴드의 O-링과 맞물리도록 적응된 환상 베벨형 돌출부(도시하지 않음)가 있다. 각각의 매니폴드(54, 168, 170)는 막 모듈 쌍(11, 12)의 로우가 연결될 수 있는 매니폴드의 로우를 생성하도록 유사한 매니폴드에 맞대어 접할 수 있다. 그 배열은 관용적 여과 시스템에서 가능한 것보다 더 큰 패킹 밀도의 모듈을 가능하게 할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 매니폴드(168)는 통로(171)의 어느 사이드 상에 위치결정된 축방향으로 뻗어있는 스루 통로(175)를 포함한다. 매니폴드(170)는 유사하게 통로(172)의 어느 사이드 상에 위치결정된 축방향으로 뻗어있는 스루 통로(176)를 포함한다. 스루 통로(175, 176)는 타이 바(177, 178)를 수용하도록 적응되어 있다. 타이 바(175, 176)는 모듈의 쌍이 뱅크에 배열되어 있을 때 인접하는 매니폴드(168, 170)를 함께 유지하고 시일링 맞물리게 하도록 각자 유로(175, 176)를 통해 뻗어있다. 도 7을 참조하면, 하부 매니폴드(170)는 더욱 그 베이스를 따라 길이방향으로 뻗어있는 스루 통로(179)(도 1에 가장 잘 도시함)를 포함하고 타이 바(179')를 수용하도록 적응되어 있다.

유사하게 그리고 도 1 및 도 7을 참조하면, 하부 매니폴드(54)는 타이 바(204, 205, 206, 207)를 수용하도록 적응된 각각의 외부 측벽 상에 위치하는 상부 및 하부 축방향으로 뻗어있는 스루 통로(200, 201, 202, 203)를 포함한다. 타이 바(204, 205, 206, 207)는 모듈 쌍이 뱅크에 배열되어 있을 때 인접하는 하부 매니폴드(54)를 함께 유지하고 시일링 맞물리게 하도록 통로(200, 201, 202, 203)를 통과한다.

도 9를 참조하면, 단부 캡(120)의 최상부에 인접하는, 헤더 하우징(30)의 상부 부분의 상부 외부 벽은, 헤더 하우징(30)의 반대 사이드 상에 위치하는 한 쌍의 접선방향으로 뻗어있는 브래킷(180, 181)을 포함한다. 브래킷(180, 181)은 상부 여과액 이송 매니폴드(168)의 반대 측벽 상에 위치하는 한 쌍의 대응하는 플랜지(182, 183)와 짝맞춘다. 브래킷(180, 181)은 여과액 이송 매니폴드(168)의 각자의 플랜지(182, 183)에 제공된 수직 위치 다월(186, 187)과 정렬하여 그들을 수용하는 수직 스루 홀(184, 185)을 각자 갖는다.

헤더 하우징(30)의 상부 부분의 하부 외부 벽은 내부에 형성된 접선방향 스루 유로(191)를 갖는 한 쌍의 방사상으로 뻗어있는 돌출부(190)를 포함한다. 돌출부(190)는, 헤더 하우징(30)이 매니폴드(168, 170)에 이어질 때 접선방향 스루 유로(191)가 이송 매니폴드(168, 170)의 축에 법선으로 뻗어있도록 대향 측벽(도시하지 않은 후방 돌출부) 상에 위치한다. 타이 바(194, 195)는 막 모듈(11)의 돌출부(190)의 유로(191)를 통해 뻗어있고 더욱 막 모듈(12)의 헤더 하우징(30)의 돌출부(190)의 유로(191)를 통해 뻗어있다. 타이 바(194, 195)에는 스레딩된 단부 부분(196, 197)이 각자 구비되어, 모듈(11, 12)의 헤더 하우징(30)을 축방향으로 당겨 이송 매니폴드(168, 170)와 접하여 맞물리게 하도록 각자 로킹 너트(198, 199)를 수용하여 그와 맞물린다.

도 10을 참조하면, 하부 헤드 피스(49)의 외부 벽은 내부에 형성된 접선방향 스루 유로(209)를 갖는 한 쌍의 방사상으로 뻗어있는 돌출부(208)를 포함한다. 돌출부(208)는 하부 헤더가 하부 매니폴드(54)에 이어질 때 접선방향 스루 유로(209)가 하부 매니폴드(54)의 축에 법선으로 뻗어있도록 대향 측벽(도시하지 않은 후방 돌출부) 상에 위치한다. 돌출부(208)의 유로(209)는 타이 바(210, 211)를 수용하도록 적응되어 있다. 타이 바(210, 211)는 모듈(11)의 돌출부(208)의 유로(209)를 통해 뻗어있고 모듈(12)의 하부 헤드 피스(49)의 돌출부(208)의 유로(209)를 통해 뻗어있다. 타이 바(210, 211)는 각자의 로킹 너트(214, 215)를 수용하고 그와 맞물리도록 적응된 스레딩된 단부 부분(212, 213)을 갖는다. 타이 바(210, 211)는 모듈(11, 12)의 하부 헤드 피스(49)를 축방향으로 당겨 하부 매니폴드(54)와 접하여 맞물리게 한다.

당업자는 매니폴드 및/또는 헤더를 함께 연결하기 위한 대체 메커니즘이 또한 또는 부가적으로 이용될 수 있음을 인식할 것이다. 예컨대, 매니폴드 및/또는 헤더에는 인접하는 모듈 및/또는 헤더 상의 상보적 스레딩에 결합하도록 적응된 나사-같은 스레딩, 압력 맞춤 커플링, 교차 플랜지, 또는 클립이 구비될 수 있다.

일부 실시예에 의하면, 본 발명의 조립체는 전통적 조립체를 포함하는 여과 시스템에서 가능한 것보다 덜 비싸고 중량이 더 가벼운 랙을 사용하는 여과 시스템의 구성을 용이하게 할 수 있다. 모듈, 모듈 쌍, 및 그들 연관된 헤더가 본질적으로는 자체-지지하고 있기 때문에, 모듈은 안정성 또는 성능을 양보함이 없이 중량이 더 가벼운 랙에 용이하게 장착될 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 여과 막이 내부에 포함된 복수의 막 모듈 쌍(11, 12)을 포함하는 여과 시스템 배열이 모듈 쌍의 로우를 따라 길이방향으로 뻗어있는 한 쌍의 평행 베이스 지지 레일(216, 217)로 형성된 랙 상에 형성되어 있다. 각각의 모듈(11)의 하부 헤더 피스(49) 및 각각의 모듈(12)의 하부 헤더 피스(49)는 각자 레일(216) 및 레일(217) 상에 지지되어 있다. 하부 헤드 피스(49)의 베이스는 이롭게는 지지 레일 사이에 모듈 쌍의 위치결정을 용이하게 하도록 스텝형이다. 단부 지지 부재(218, 219)는 랙의 각각의 단부에서 각자의 레일(216, 217)로부터 상방으로 수직으로 뻗어있다. 하부 크로스 부재(220)는 단부 지지 부재를 이격시키고 하부 헤더(49)에 인접하여 그 위에 지지 부재(218, 219) 사이에 수평으로 뻗어있다. 상부 크로스 부재(221)는 단부 지지 부재(218, 219)를 더 이격시키고 유체 이송 매니폴드(170)에 인접하여 그 아래에 지지 부재 사이에 수평으로 뻗어있다. 상부 길이방향 레일(222)은 모듈 쌍의 로우 사이에서 그 길이를 따라 뻗어있고 상부 크로스 부재(221) 상에 지지되어 있다. 각각의 베이스 지지 레일(216, 217)은 각각의 레일의 중간 부분에서 그리고 레일의 각자의 단부로부터 하방으로 뻗어있는 피트(223, 224, 225)를 포함한다. 피트는 하부 공통 매니폴드(54) 위 하부 헤드 피스(49)를 지지한다.

본 발명의 여과 시스템 및 모듈 조립체는 시스템이 정비될 수 있는 용이함을 개선할 수 있다. 일부 실시예에 의하면, 정비를 필요로 하는 모듈은 둘러싸는 막 모듈을 오프라인으로 취함이 없이 오프라인으로 취해질 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 모듈은 인접하는 막의 컴포넌트를 해체해야 함이 없이 정비될 수 있다. 본 발명의 시스템 및 조립체는 시스템이 시스템 전체를 또는 그 많은 부분을 오프라인으로 취함이 없이 정비되도록 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 시스템 및 조립체는 조작자가 시스템을 정비하는데 용이하게 할 수 있다.

실시예 및 태양에 의하면 그리고 일반적으로 도 1, 도 7 및 도 13에 도시된 여과 조립체를 참조하면, 카트리지의 막 섬유 다발을 조사, 검사, 제거 또는 교체하거나, 막 모듈의 어느 다른 부분을 평가 또는 정비할 필요가 발생하면, 모듈은 둘러싸는 여과 모듈을 방해함이 없이 접근될 수 있다. 예컨대, 모듈(11)에서 카트리지(16) 내에 들어있는 막 다발이 교체가 요구되면, 다발은 모듈(12)을 방해함이 없이 교체될 수 있다.

모듈(11)의 단부 캡(120)은 상부 헤더 하우징(30)으로부터 단부 캡을 나사 풀기에 의해 제거될 수 있다. 논의된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 단부 캡(120)은 상부 헤더 하우징(30) 내 상보적 스레드와 짝맞추는 단부 캡(120)의 상부 부분의 외측 표면 상에 위치결정된 스레드를 가질 수 있다. 다른 실시예에 의하면, 단부 캡(120)은 스레딩되지 않은 헤더 하우징(30)으로부터 수직으로 단부-캡(120)을 당겨냄으로써 제거될 수 있거나, 다른 수단에 의해 제거될 수 있다. 도 5 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상부 하우징 헤더(30)로부터 단부 캡(120)의 제거 및 옮김은 환상 어댑터(81)에 위치하는 포팅 헤드(17)의 원위 최상부 표면(24)을 노출한다. 환상 어댑터(81)는 단부 캡(120)의 제거시 접근가능하게 되는 내측으로 뻗어있는 리프팅 숄더(139)를 갖는다. 그 후 적합한 도구가 숄더(139)와 맞물릴 수 있고, 카트리지(16)는 카트리지를 외측 케이싱(15)을 통해 상방으로 그리고 개방단 상부 헤더 하우징(30)에 형성된 개구부를 통해 밖으로 슬라이딩함으로써 모듈(11)로부터 빼낼 수 있다. 그 후 막 다발이 세척 또는 교체될 수 있다. 정비된 카트리지(16) 또는 교체 카트리지는 그 후 모듈(11)의 외측 케이싱(15) 내로 되돌려 슬라이딩될 수 있다. 그 후 단부 캡(120)은 상부 하우징 헤더(30)에 카트리지(16)를 장착하도록 다시 놓여 카트리지(16)와 다시 맞물릴 수 있다.

본 발명의 태양 및 실시예에 의하면, 여과는 복수의 모드로 수행될 수 있다. 여과는 데드 엔드(dead end) 또는 피드 앤 블리드(feed and bleed) 모드로 동작할 수 있고, 일부 태양 및 실시예에 따라, 세척 동작이 수행될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 정규 급수 공급 모드 여과 동안, 하부 헤더(32)의 급수 통로(60) 및 급수 공급 통로(66, 67)는 급수 액체로 가득 찬다. 급수는 급수 통로(60)를 통해 도관(61)의 하부 개방 원위 단부(65)를 통해 흐른다. 급수는 유로(66, 67) 및 브랜치 출력 통로(63, 64)를 통해 유체 연결 통로(50) 내로 그리고 하부 헤더(32)의 유체 이송 포트(45)의 밖으로 흐른다. 그 후 급수 액체는 하부 소켓(31) 내로, 환상 유체 이송 통로(9)를 따라, 유체 연통 영역(21)을 통해, 하부 포팅 슬리브(19) 내 개구부(22)를 통해 그리고 각각의 모듈(11, 12)의 막 주위로 흐른다. 또한 급수는 상방으로 스커트(29)를 통해, 유로(26)를 통해, 그리고 막 주위로 흐를 수 있다.

일부 실시예에 의하면, 여과 시스템은 데드 엔드 여과 모드로 동작할 수 있다. 데드-엔드 여과 모드에서는, 급수 액체가 외측 케이싱(15) 내에서 가압된다. 가압은 막의 벽을 가로질러 막 관통 압력 차를 생성하고 급수는 막의 외측 표면을 통하여 밀려나간다. 결과로서, 막 루멘 내 여과가 생성된다. 일부 실시예에 있어서 그리고 데드-엔드 여과 동작 모드에 따라, 막은 하부 포팅 헤드(18)에서 개방되어 있지 않다. 여과액은 막 루멘 내에서 상방으로 흐르고 여과액 수용 챔버(135) 내로 방출된다. 그 후 여과액은 포트(154)를 통해 여과액 방출 통로(126) 내로, 여과액 이송 포트(160)를 통해, 그리고 여과액 이송 매니폴드(168) 내로 흐른다.

다른 실시예에 의하면, 여과 시스템은 피드 앤 블리드 여과 모드로 동작할 수 있다. 피드 앤 블리드 여과 모드에서는, 급수 액체의 일부는 여과액을 생성하도록 막을 통과하지 않는다. 일부 피드 앤 블리드 실시예에 의하면, 급수 액체의 약 10% 내지 급수 액체의 약 75%는 각각의 모듈의 베이스에 들어가서 막의 외측을 따라 상방으로 흐른다. 그 후 급수의 이 부분은 외측으로 상부 포팅 슬리브(20) 내 개구부(22)를 통해 환상 유체 이송 통로(104) 내로 지나간다. 그 후 급수 액체는 유체 이송 포트(105)를 통해 나가서 유체 이송 매니폴드(170)의 통로(172) 내로 흐른다. 급수의 나머지 부분은 막을 통해 여과되고 여과액 수집 챔버(135) 내 여과액으로서 막 루멘으로부터 수집된다. 수집된 여과액은 그 후 단부 캡(120) 내 여과액 통로(126)를 통해, 포트(160)를 통해, 그리고 여과액 이송 매니폴드(168) 내로 흐른다.

일부 실시예에 의하면, 본 발명의 여과 모듈 조립체 및 여과 시스템 내 막은 정련 또는 세정 공정에 의해 세척될 수 있다. 세척이 소망될 때, 급수 통로(60) 내 액체는 가스/액체 계면이 통기 개구부(71, 72)의 레벨에 도달할 때까지 급수 통로(60) 내에 가스의 도입에 의해 하방으로 옮겨진다. 그 후 가스는 개구부(71, 72)를 통해, 도관(61)의 유로(66, 67)를 따라, 그리고 각자의 출력 통로(63, 64) 내로 지나간다. 그 후 가스는 통로(63, 64)로부터 유체 연결 통로(50) 내로, 유체 이송 포트(45)를 통해 밖으로, 그리고 하부 소켓(31) 내로 지나간다. 그 후 가스는 스커트(29)에 의해 포획되고 하부 포팅 헤드(18) 내 유로(26)를 통해 상방으로 급기된다.

그 후 가스는 각각의 모듈의 베이스에 들어가고 가스 방울은 막을 따라 상방으로 그리고 스크린(80) 내에서 흘러 막의 표면을 세척한다. 가스가 막 섬유를 지나 이동함에 따라, 가스 방울과 막 표면 상에 박힌 오염 물질 간 마찰력이 막 표면으로부터 오염 물질의 풀어냄을 야기할 수 있다. 가스의 도입은 또한 막 섬유가 진동하여 오염 물질을 더 축출하게 야기할 수 있다. 그 후 가스는 상부 포팅 슬리브(20) 내 개구부(22)를 통해 외측으로 그리고 환상 유체 이송 통로(104) 내로 지나간다. 그 후 가스는 유체 이송 포트(105)를 통해 그리고 유체 이송 매니폴드(170)의 통로(171) 내로 통풍된다. 일부 실시예에 의하면, 막 모듈에 급수 및/또는 가스 방울을 선택적으로 공급하도록 단일 매니폴드(54)가 사용될 수 있다.

가스 통기 및 세척 후에 모듈의 백워시 도는 드레인다운이 수행될 수 있다. 백워시 또는 드레인다운 동안, 액체는 급수 공급 모드의 것에 역방향으로 액체를 흘림으로써 모듈로부터 제거될 수 있다. 역 유체 흐름, 예컨대, 루멘으로부터 막의 외측 표면으로까지 통하는 여과액의 흐름과 같은 백워시는 막의 내부로부터 막 포어를 통해 밖으로 액체를 밀어냄으로써 막으로부터 오염 물질을 더 제거할 수 있다. 모듈의 드레인다운은 모듈로부터 축출된 오염 물질 폐기물을 제거할 수 있다.

일부 실시예에 의하면, 막 모듈은 포팅된 막의 양단 또는 저부로부터 여과액을 빼내도록 구성될 수 있다. 도 14를 참조하면, 하부 여과액 수집 챔버(226)는 하부 포팅 헤드(18)의 하부 단부에 시일링 맞는 수집 캡(227)을 제공함으로써 형성된다. 하부 포팅 헤드(18)에 포팅된 막(도시하지 않음)은 그 단부에서 하부 여과액 수집 챔버(226) 내로 개방되는 루멘을 갖는다. 하부 여과액 수집 챔버(226)는 사이에 뻗어있는 길이방향 도관(228)에 의해 상부 여과액 수용 챔버에 유체 연결되어 있다. 도관(228)은 막 다발 내에 위치할 수 있거나 수집 챔버 간 여과액을 이송하도록 구성 및 배열된 어느 적합한 유체 연결을 포함할 수 있다. 하부 수집 챔버를 모듈의 급수 사이드로부터 격리시키기 위해, 하부 포팅 헤드에는 어떠한 스루 개구부도 제공되지 않는다. 급수 액체 또는 가스는 하부 헤더(32)로부터 하부 소켓(31) 내로, 환상 유체 이송 통로(9)를 따라 유체 연통 영역(21), 하부 포팅 슬리브(19) 내 개구부(22)를 통해, 그리고 각각의 모듈(11, 12)의 막 주위로 흐를 수 있다.

본 발명의 예시적 실시예가 개시되었지만, 이하의 청구범위에서 제시되는 바와 같이, 본 발명 및 그 균등물의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 그 안에서 많은 수정, 부가, 및 삭제가 이루어질 수 있다.

당업자는 본 명세서에서 기술된 다양한 파라미터 및 구성이 예시의 의도임과, 실제의 파라미터 및 구성은 본 발명의 장치 및 방법이 사용되는 특정 애플리케이션에 의존할 것임을 쉽게 인식할 것이다. 당업자는, 불과 일상적 실험만을 사용하여, 본 명세서에서 개시된 특정 실시예에 대한 많은 균등물을 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 예컨대, 당업자는 본 발명에 따른 시스템 및 그 컴포넌트가 시스템의 네트워크를 더 포함하거나 열 교환기 시스템 또는 수처리 시스템의 컴포넌트일 수 있음을 인식할 수 있다. 그래서, 전술의 실시예는 예로써만 제시되는 것임과, 첨부 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에서, 개시된 시스템 및 방법은 특정하여 기술된 것과는 달리 실시될 수 있음이 이해되는 것이다. 예컨대, 플랫 시트 막이 준비되어 본 발명의 시스템에서 사용될 수 있다. 본 시스템 및 방법은 본 명세서에서 기술된 각각의 개개의 특징, 시스템 또는 방법에 관한 것이다. 부가적으로, 둘 이상의 그러한 특징, 시스템 또는 방법의 어느 조합이라도, 그러한 특징, 시스템 또는 방법이 상호 모순되지 않으면, 본 발명의 범위 내에 포함된다.

더욱, 당업자에게는 다양한 개조, 수정 및 개선이 쉽게 떠오를 것이라고 인식된다. 그러한 개조, 수정 및 개선은 본 발명의 일부분으로 의도되며, 본 발명의 취지 및 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 예컨대, 매니폴드는 사출 성형 또는 웰딩 기술을 포함하는 어떠한 제조 기술에 의해서라도 준비될 수 있고 어느 소망의 재료로부터라도 제조될 수 있다. 다른 경우에 있어서, 현존 시설은 본 발명의 어느 하나 이상의 태양을 이용 또는 편입하도록 수정될 수 있다. 그리하여, 일부 경우에 있어서, 시스템은 여과 시스템 또는 여과 시스템의 컴포넌트 예컨대 본 명세서에서 개시된 매니폴드를 포함하도록 현존 시설을 연결 또는 구성하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 전술의 설명 및 도면은 단지 예시일 뿐이다. 더욱, 도면 내 묘사는 본 발명을 특정하게 예시한 표현으로 한정하는 것은 아니다.

구성요소를 수정하기 위해 명세서 및 청구범위에서 "제1", "제2", "제3" 등과 같은 서수 용어의 사용은 그 자체로는 방법의 동작이 수행되는 또 다른 또는 시간적 순서에 비해 하나의 구성요소의 어떠한 우선순위, 선행순위 또는 순서도 함축하는 것이 아니며, 어떤 명칭을 갖는 하나의 구성요소를, 그 서수적 용어의 사용이 없으면 동일 명칭을 갖는 또 다른 구성요소로부터 구별하여, 구성요소들을 구별하기 위한 라벨로서 단지 사용될 뿐이다.

Claims

용기;
상기 용기의 단부에 결합된 헤더로서, 개방단 상부 단부 및 하부 단부를 갖는 하우징을 포함하는 것인, 상기 헤더;
상기 하우징과 착탈식으로 맞물리도록 상기 하우징의 상기 개방단 상부 단부의 내측 벽에 의해 정의된 상보적 구조와 짝맞추는 일부를 포함하는 단부 캡으로서, 상기 단부 캡은 베이스 부분, 감축된 직경 중간 부분 및 상부 부분을 구비하고, 상기 단부 캡의 감축된 직경 중간 부분의 외측 벽 표면, 상기 단부 캡의 상부 부분의 저부 표면, 상기 단부 캡의 베이스 부분의 최상부 표면, 및 상기 하우징의 내측 벽 표면에 의해 유체가 상기 용기로부터 흘러나오는 통로를 정의하는 것인, 상기 단부 캡; 및
상기 용기 내에 배치된 여과 카트리지로서, 상기 하우징의 상기 하부 단부에 착탈식으로 결합된 상부 단부를 포함하는 것인, 상기 여과 카트리지를 포함하는 여과 모듈 조립체.
제1항에 있어서, 상기 여과 카트리지는 상기 여과 카트리지의 상기 상부 단부와 상기 여과 카트리지의 하부 단부 사이에 뻗어있는 복수의 투과성 중공 섬유 막을 포함하는 것인 여과 모듈 조립체.
제2항에 있어서, 상기 용기는 상기 여과 카트리지의 상기 하부 단부와 상기 여과 카트리지의 상기 상부 단부 사이에 뻗어 상기 복수의 투과성 중공 섬유 막을 둘러싸는 스크린을 포함하는 것인 여과 모듈 조립체.
제3항에 있어서, 상기 여과 카트리지의 상기 상부 단부와 상기 단부 캡에 의해 정의된 여과액 수집 챔버를 더 포함하는 여과 모듈 조립체.
제4항에 있어서, 상기 통로는 상기 여과액 수집 챔버와 제1 유체 이송 매니폴드 사이에 유체 연통하고 있는 여과액 연통 통로를 포함하는 것인 여과 모듈 조립체.
제5항에 있어서, 상기 단부 캡은 상기 여과액 수집 챔버를 여과액 연통 포트로부터 유체 격리시키도록 구성 및 배열된 차단 밸브를 더 포함하는 것인 여과 모듈 조립체.
제5항에 있어서, 상기 제1 유체 이송 매니폴드는 상기 헤더에 결합되어 있고 여과액 통로를 포함하며 제2 모듈 조립체의 제2 유체 이송 매니폴드에 더 결합되어 상기 제1 유체 이송 매니폴드의 상기 여과액 통로와 상기 제2 유체 이송 매니폴드의 여과액 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 것인 여과 모듈 조립체.
제4항에 있어서, 상기 통로는 상기 단부 캡의 측면 표면 및 상기 하우징의 내부 표면에 의해 정의된 여과액 연통 통로를 포함하는 것인 여과 모듈 조립체.
제1항에 있어서, 상기 여과 카트리지는 상기 하우징의 내부 직경보다 더 작은 외부 직경을 포함하는 것인 여과 모듈 조립체.
제2항에 있어서, 상기 여과 카트리지는 상기 막의 일부를 둘러싸는 포팅 슬리브에 정의된 유체 연통 개구부를 포함하고, 상기 유체 연통 개구부는 상기 막의 외측 표면과 상기 하우징 내 급수 통로 사이에 유체 연통하고 있는 것인 여과 모듈 조립체.
제1항에 있어서, 상기 착탈식 단부 캡은 상기 하우징의 내측 벽의 상부 부분 상에 제공된 짝 나사 스레드(mating screw thread)와 맞물리도록 구성된 나사 스레드를 포함하는 것인 여과 모듈 조립체.
제1 헤더의 하부 단부에 배치된 단부를 갖는 제1 여과 카트리지 및 상기 제1 헤더의 상부 단부와 맞물려진 제1 착탈식 단부 캡을 갖는 상기 제1 헤더 및 제1 유체 연통 개구부를 포함하는 제1 여과 모듈로서, 상기 제1 착탈식 단부 캡은 베이스 부분, 감축된 직경 중간 부분 및 상부 부분을 구비하고, 상기 제1 착탈식 단부 캡의 감축된 직경 중간 부분의 외측 벽 표면, 상기 제1 착탈식 단부 캡의 상부 부분의 저부 표면, 상기 제1 착탈식 단부 캡의 베이스 부분의 최상부 표면, 및 상기 제1 헤더의 하우징의 내측 벽 표면에 의해 유체가 흘러나오는 통로를 정의하는 것인, 상기 제1 여과 모듈;
제2 헤더의 하부 단부에 배치된 단부를 갖는 제2 여과 카트리지 및 상기 제2 헤더의 상부 단부와 맞물려진 제2 착탈식 단부 캡을 갖는 상기 제2 헤더 및 제2 유체 연통 개구부를 포함하는 제2 여과 모듈로서, 상기 제2 착탈식 단부 캡은 베이스 부분, 감축된 직경 중간 부분 및 상부 부분을 구비하고, 상기 제2 착탈식 단부 캡의 감축된 직경 중간 부분의 외측 벽 표면, 상기 제2 착탈식 단부 캡의 상부 부분의 저부 표면, 상기 제2 착탈식 단부 캡의 베이스 부분의 최상부 표면, 및 상기 제2 헤더의 하우징의 내측 벽 표면에 의해 유체가 흘러나오는 통로를 정의하는 것인, 상기 제2 여과 모듈; 및
상기 제2 여과 모듈과 상기 제1 여과 모듈 사이에 위치결정되어 상기 제2 유체 연통 개구부 및 상기 제1 유체 연통 개구부와 유체 연통하고 있는 제1 공통 유체 이송 매니폴드를 포함하는 여과 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 공통 유체 이송 매니폴드는 상기 제1 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 루멘과 그리고 상기 제2 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 루멘과 유체 연통하고 있는 것인 여과 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 헤더와 상기 제2 헤더 사이에 위치하여, 상기 제1 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 외부 표면과 그리고 상기 제2 여과 모듈에 포함된 막 섬유의 외부 표면과 유체 연통하고 있는 제2 공통 유체 이송 매니폴드를 더 포함하는 여과 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 헤더는 상기 제1 여과 카트리지의 외부 직경보다 더 큰 내부 직경을 포함하고, 상기 제2 헤더는 상기 제2 여과 카트리지의 외부 직경보다 더 큰 내부 직경을 포함하는 것인 여과 시스템.
제12항에 있어서, 제1 하우징 및 제2 하우징의 각각에 정의된 하나 이상의 유체 연통 개구부는 상기 제1 여과 카트리지 및 상기 제2 여과 카트리지 둘 다와 유체 연통하고 있는 것인 여과 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 착탈식 단부 캡은 상기 제1 착탈식 단부 캡과 상기 제1 여과 카트리지 사이에 여과액 수집 챔버를 정의하도록 제1 개방단 하우징과 맞물려지는 것인 여과 시스템.
제17항에 있어서, 상기 제1 착탈식 단부 캡은 상기 여과액 수집 챔버와 상기 제1 유체 연통 개구부 사이에 유체 연통하고 있는 유체 연통 통로를 포함하는 것인 여과 시스템.
여과 시스템을 동작시키는 방법으로서,
여과 카트리지를 각각 포함하는 복수의 여과 모듈을 통해 급수를 통과시키는 단계로서, 상기 복수의 여과 모듈은 공통 급수 이송 매니폴드 및 공통 여과액 이송 매니폴드에 의해 유체 연결되고, 상기 복수의 여과 모듈은 각자의 개방단 상부 하우징에 배치된 각자의 착탈식 단부 캡을 각각 포함하고, 상기 착탈식 단부 캡은 베이스 부분, 감축된 직경 중간 부분 및 상부 부분을 구비하고, 상기 착탈식 단부 캡의 감축된 직경 중간 부분의 외측 벽 표면, 상기 착탈식 단부 캡의 상부 부분의 저부 표면, 상기 착탈식 단부 캡의 베이스 부분의 최상부 표면, 및 상기 개방단 상부 하우징의 내측 벽 표면에 의해 유체가 흘러나오는 통로를 정의하는 것인, 상기 급수를 통과시키는 단계;
제1 여과 모듈의 상기 단부 캡 내 차단 밸브를 맞물림으로써 상기 복수의 여과 모듈 중 상기 제1 여과 모듈의 상기 여과 카트리지를 상기 공통 여과액 매니폴드로부터 격리시키고 상기 제1 여과 모듈을 동작 중단시키는 단계;
상기 착탈식 단부 캡을 상기 제1 여과 모듈의 상기 개방단 상부 하우징으로부터 맞물림해제하는 단계;
상기 제1 여과 모듈의 상기 하우징을 통해 상기 제1 여과 모듈의 상기 여과 카트리지를 길이방향으로 옮김으로써 상기 제1 여과 모듈의 상기 여과 카트리지에 접근하는 단계;
상기 제1 여과 모듈 조립체의 상기 하우징과 상기 착탈식 단부 캡을 다시 맞물리는 단계; 및
상기 제1 여과 모듈 조립체를 다시 동작하게 하는 단계를 포함하는, 여과 시스템의 동작 방법.
제19항에 있어서, 상기 착탈식 단부 캡을 상기 제1 여과 모듈의 상기 하우징으로부터 맞물림해제하는 단계는 상기 제1 여과 모듈의 상기 하우징에 상대적으로 상기 제1 여과 모듈의 상기 착탈식 단부 캡을 회전시켜, 상기 제1 여과 모듈의 상기 착탈식 단부 캡 상에 형성된 나사 스레드를 상기 제1 여과 모듈의 상기 하우징의 내측 벽의 상부 부분 상에 제공된 짝 나사 스레드로부터 맞물림해제하는 단계를 포함하는 것인, 여과 시스템의 동작 방법.