KR102154183B1 - 정화기 카세트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보강 특징부들을 갖는 정화 카세트에 관한 것이다. 일 실시예는 인장 부재를 갖는 정화 카세트에 관한 것이다. 정화 시스템은 매체 캐비티를 형성하는 제거 가능한 카세트를 포함할 수도 있다. 인장 부재의 세트는 제1 측벽과 제2 측벽 사이에 걸쳐 있을 수도 있다. 인장 부재의 세트는 매체 캐비티를 복수의 래인으로 분할할 수 있다.
Description
관련 출원
본 출원은 2012년 10월 1일 출원된 발명의 명칭이 "장력 부재를 갖는 모듈형 필터(Modular Filter With Tension Members)"인 미국 가특허 출원 제61/708,470호, 2013년 3월 8일 출원된 발명의 명칭이 "장력 부재를 갖는 모듈형 필터 및 모듈형 필터용 매니폴드(Modular Filter With Tension Members and Manifold for Modular Filters)"인 미국 가특허 출원 제61/775,051호, 2013년 4월 19일 출원된 발명의 명칭이 "모듈형 필터용 매니폴드, 모듈형 필터 카세트 및 연결 시스템(Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems)"인 미국 가특허 출원 제61/813,983호, 2013년 5월 23일 출원된 발명의 명칭이 "장력 부재를 갖는 모듈형 필터(Modular Filter with Tension Members)"인 미국 가특허 출원 제61/826,880호 및 2013년 6월 17일 출원된 발명의 명칭이 "모듈형 필터용 매니폴드, 모듈형 필터 카세트 및 연결 시스템(Manifold for Modular Filters, Modular Filter Cassettes and Connection Systems)"인 미국 가특허 출원 제61/835,884호를 우선권 주장하고, 이들 출원의 각각은 모든 목적으로 본 명세서에 완전히 참조로서 참조되어 있다.
기술분야
본 발명은 정화(purification) 및 여과(filtration) 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 명세서에 설명된 실시예들은 모듈형(modular) 정화 및 여과 시스템에 관한 것이다. 더욱 더 구체적으로, 본 명세서에 설명된 실시예들은 반도체 제조 유체를 정화하기 위한 모듈형 정화 및 여과 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스는 반도체 웨이퍼 상에 심지어 미소 입자 또는 다른 오염물(금속, 비휘발성 잔류물)을 침착하는(depositing) 것이 결함을 유도할 수 있기 때문에 오염에 매우 민감하다. 따라서, 서브미크론(submicron) 입자, 금속 이온과 같은 잔류물 및 다른 오염물을 제거하는 멤브레인을 갖는 초청정 정화기(ultraclean purifier)를 이용하는 것이 통상적이다. 각종의 여과 모듈들이 반도체 제조 액체를 여과하기 위해 개발되어 왔지만, 직사각형 디자인은 통상적으로 반도체 제조에 사용된 압력을 견딜 수 있는 소형의 디자인에서의 여과 및 유량 요구에 부합하는 것이 불가능하기 때문에, 직사각형 형상의 필터는 회피되어 왔다. 따라서, 다수의 현존하는 필터 모듈은 원통형이고, 필터 멤브레인이 존재하는 단일편 원통형 보울(bowl) 또는 슬리브를 갖는 하우징을 갖는다. 통상적으로, 이들 필터는 외부쉘(external shell)과 내부 코어 사이에 수납된 원형 주름형 필터 멤브레인(pleated filter membrane)을 포함한다. 유체는 상부 또는 저부로부터 필터 모듈에 진입하여, 쉘을 통해 통과하기 전에 슬리브 사이로 유동하고, 필터 멤브레인을 통해 중공 코어로 통과하고, 모듈을 나온다.
현존하는 원통형 필터 모듈은 다수의 단점을 겪고 있다. 일 단점은 멤브레인이 원형 구성을 성취하기 위해 중심을 향해 더 기밀하게 패킹되어야 하기 때문에, 원형 주름형 멤브레인이 유체 유동을 과도하게 제한한다는 것이다. 다른 단점은 원통형 하우징이 단일편으로서 성형되거나 압출되어, 실린더축에 수직으로 연장하는 기하학적 형상을 추가하는 것을 어렵게 하거나 불가능하게 한다는 것이다. 더욱이, 다수의 현존하는 필터 모듈은 설치 및 교체가 어렵다. 반도체 제조에 사용되는 다수의 액체는 부식성 또는 독성이기 때문에, 필터 모듈 교체는 작업자에게 위험을 제시한다.
원통형 필터를 이용하는 현재의 여과 시스템은 제한된 구성 변경성(configurability)을 갖는다. 다수의 경우에, 필터들은 고정 구성으로 다수의 유닛을 통해 연결되어, 필요에 따라 직렬로부터 병렬로 필터를 통한 유동을 변경하는 것을 어렵게 한다. 부가적으로, 다수의 여과 시스템은 단지 단일의 유형의 필터만을 사용하여, 단일의 여과 시스템에서 상이한 목적 또는 입자 크기를 위한 상이한 필터를 적용하는 능력을 제한한다.
본 발명의 목적은 개선된 정화 및 여과 시스템을 제공하는 것이다.
모듈형 정화 시스템 및 방법의 실시예가 설명된다. 일 실시예는 정화기 카세트로서 또는 다른 용도로 사용될 수 있는 소형 압력 용기를 포함할 수 있다. 압력 용기는 내부 캐비티를 형성하는 매체 캐비티(media cavity) 측벽의 세트를 갖는 주 본체를 포함할 수 있다. 제1 포트(port)가 내부 캐비티의 제1 부분에 유체 연결될 수 있고, 제2 포트가 매체 캐비티의 제2 부분에 유체 연결될 수 있다.
내부 캐비티 측벽의 세트는 제1 측벽, 제2 측벽, 제3 측벽 및 제4 측벽을 포함할 수 있고, 제1 측벽은 제2 측벽에 대향하고, 제3 측벽은 제4 측벽에 대향한다. 하나 이상의 인장 부재(tension member)는 매체 캐비티의 제1 측벽 및 제2 측벽에 결합될 수 있고, 매체 캐비티를 복수의 섹션으로 분할할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정화기 본체는 보강 구조체를 갖고 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보강 구조체는 일 실시예에서 유동 경로를 제공하고 주 본체를 보강하는 이중 기능을 제공할 수 있는 장치의 길이(또는 다른 길이)로 연장하는 보강 리브(rib)를 포함한다. 보강 리브는 아치형, 타원형 또는 다른 방식의 둥근 유동 경로를 형성할 수도 있어, 이에 의해 보강 아치를 제공한다. 따라서, 일 실시예에 따르면, 일련의 보강 아치가 측벽을 따른 유동 경로를 형성할 수 있다.
주 본체는 일 실시예에 따르면, 압력 용기 구조체를 통해 하중을 분배하여, 압력 용기가 높은 압력 및 온도 용례를 견디게 하는 복수의 후프형 구조체를 포함할 수 있다. 후프형 구조체는 제1 측벽, 제2 측벽, 제3 측벽 및 제4 측벽을 인장 하에 배치하기 위해 후프 응력(hoop stress)을 촉진할 수 있다.
하나 이상의 인장 부재가 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인장 부재는 제3 측벽 및 제4 측벽에 평행하게 연장하고 매체 캐비티를 복수의 래인(lane)으로 분할할 수 있다. 정화 요소는 복수의 래인의 각각 내에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 정화 요소는 매체 캐비티의 상류부에 대면하는 제1 세트의 플리트 팁(pleat tip) 및 매체 캐비티의 하류부에 대면하는 제2 세트의 플리트 팁을 갖고 배열된 압축된 일반적으로 직사각형 플리트 팩(pleat pack)을 포함할 수 있다.
정화기 카세트는 제1 측벽을 따라 배치된 제1 세트의 1차 유동 채널 및 제2 측벽을 따라 배치된 제2 세트의 1차 유동 채널을 더 포함할 수 있다. 제1 세트의 1차 유동 채널 및 제2 세트의 1차 유동 채널은 복수의 래인의 대향하는 측면들 상의 복수의 래인과 정렬될 수 있다. 각각의 제1 세트의 1차 유동 채널은 제1 포트에 유체 결합되고 복수의 래인의 제1 측면과 유체를 교환하도록 구성될 수도 있고, 각각의 제2 세트의 1차 유동 채널은 제2 포트에 유체 결합되고 복수의 래인의 제2 측면과 유체를 교환하도록 구성될 수도 있다. 제1 세트의 서브-채널이 제1 세트의 1차 유동 채널 내에 배치될 수도 있고, 제2 세트의 서브-채널이 제2 세트의 1차 유동 채널 내에 배치될 수도 있다. 제1 세트의 1차 유동 채널은 제1 세트의 서브-채널에 연결된 제1 세트의 플레넘(plenum)을 포함할 수 있고, 제2 세트의 1차 유동 채널은 제2 세트의 서브-채널에 연결된 제2 세트의 플레넘을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 주 본체는 제1 측벽을 포함하고 제1 세트의 1차 유동 채널을 형성하는 제1 측면 커버, 제2 측벽을 포함하고 제2 세트의 1차 유동 채널을 형성하는 제2 측면 커버 및 메인 쉘을 포함한다. 메인 쉘은 유체가 복수의 래인과 제2 세트의 유동 채널 사이로 유동하게 하는 개구를 갖는 기부를 더 포함할 수도 있다. 메인 쉘은 제3 측벽, 제4 측벽 및 인장 부재의 세트를 더 포함할 수도 있다. 제2 측면 커버는 기부에 결합될 수 있고, 제1 측면 커버는 제3 측벽의 말단부, 제4 측벽의 말단부 및 인장 부재의 말단부에 결합될 수 있고, 제2 측면 커버는 기부에 결합된다.
정화기 카세트는 제1 단부캡 및 제2 단부캡을 더 포함할 수 있다. 단부캡은 연결 너트의 내부 나사산과 결합하도록 구성된 멀티-스타트 나사산(multi-start thread)과 같은 포트 피팅(fitting) 외부 나사산의 세트를 갖는 포트 피팅을 포함할 수 있다. 연결 시스템 및 피팅은 피팅 외부 나사산 및 연결 너트 내부 나사산이 적절하게 정렬되는 것을 보장하는 것을 돕기 위한 정렬 특징부들을 포함할 수도 있다.
연결 시스템 및 카세트는 정렬 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 피팅의 정렬 특징부들은 정렬 리브 및 정렬 리브를 수용하기 위해 회전 부재 내에 배치된 슬롯을 포함할 수도 있다. 정렬 리브 및 슬롯은 정렬 리브가 슬롯에 진입할 수 있기 전에 회전 부재가 특정 각도(예를 들어, 나사산이 정렬되는 위치에 대응하는)로 회전되도록 구성될 수도 있다. 정렬 리브 및 슬롯은 나선형일 수도 있다.
연결 너트는 연결 시스템 정렬 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 연결 너트는 제1 정렬 특징부를 포함할 수 있고, 포트 피팅은 연결 너트의 제1 정렬 특징부와 정렬하도록 이격된 제2 정렬 특징부를 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 정렬 특징부는 내부 돌출부의 세트일 수 있고, 제2 정렬 특징부는 노치의 세트(예를 들어, 포트 리브 또는 다른 위치에 형성됨)일 수 있다. 제2 정렬 특징부는, 연결 너트의 정렬 특징부가 피팅의 정렬 특징부와 정합하지 않으면(예를 들어, 내부 돌출부는 노치에 의해 수용됨) 내부 연결 너트 나사산이 포트 피팅 외부 나사산의 세트에 결합할 수 없도록 포트 피팅 외부 나사산의 세트의 시작부로부터 이격될 수 있다. 몇몇 경우에, 연결 너트가 회전할 수 있기 전에 연결 시스템의 정렬 특징부가 피팅의 정렬 특징부를 통해 통과한다(또는 그 반대도 마찬가지임).
정렬 특징부는 단지 특정 카세트가 특정 매니폴드(또는 매니폴드 내의 특정 위치) 내에 끼워맞춤되도록(예를 들어, 적절한 카세트가 특정 용례를 위해 사용되는 것을 보장하기 위해) 구성될 수 있다. 예를 들어, 노치 세트 및 내부 돌출부는 상이한 피팅/연결 너트에 대한 기하학적 형상, 간격 또는 다른 양태에서 변경될 수 있다.
다른 실시예는 연결 시스템 피팅 및 내부 멀티-스타트 나사산을 갖는 연결 너트를 갖는 연결 시스템과 결합하도록 구성되는 단부캡을 포함할 수 있다. 단부캡은 연결 너트 내부 멀티-스타트 나사산과 결합하도록 구성된 멀티-스타트 나사산의 세트를 갖는 제1 포트 피팅을 포함할 수 있다. 연결 너트 내부 나사산은 360도 미만의 회전에 의해 제1 포트 피팅과 다른 피팅 사이에 밀봉부를 생성하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 360도 미만의 회전은 적어도 360도 이상의 나사산 결합을 야기할 수도 있고, 다른 실시예에서 360도 미만의 나사산 결합을 야기할 수도 있다. 나사산 결합은 피팅들 사이에 밀봉부를 생성하기에 충분한 원주방향 축방향 밀봉력(예를 들어, 적어도 360도 또는 몇몇 경우에 360도 미만의 축방향 밀봉력)을 제공할 수도 있다.
단부캡의 피팅은 제1 포트 피팅의 개구로부터 이격된 정렬 리브를 또한 포함할 수도 있다. 정렬 리브는 일 실시예에서, 이격된 노치의 세트를 형성할 수 있고, 이격된 노치는 연결 너트의 선택된 각도 위치에서 연결 너트의 내부 돌출부와 정렬하도록 위치된다. 리브는 내부 돌출부가 이격된 노치를 통해 통과하지 않으면, 연결 너트 내부 멀티-스타트 나사산이 외부 멀티-스타트 나사산에 결합할 수 없도록 외부 멀티-스타트 나사산의 세트로 시작부로부터 이격될 수 있다. 다른 실시예에서, 정렬 리브는 연결 시스템의 회전 아암 내의 슬롯과 정렬하도록 이격될 수 있다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 상응하는 정화, 유량 및 압력 강하를 동일한 멤브레인 면적을 갖지만 소형 패키지 내의 원통형 정화기로 제공할 수 있는 소형 정화기 카세트를 제공함으로써 장점을 제공한다. 더 소형 크기를 갖는 정화기 카세트가 심지어 반도체 제조 시스템에 사용되는 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA) 및 다른 이러한 재료와 같은 변형 가능한 재료로 성취될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 주름형 미공성 폴리머 멤브레인과 같은 주름형 정화기의 효용성을 최대화함으로써 다른 장점을 제공한다. 직사각형 플리트 팩을 위해, 플리트 팩 밀도는 장치를 통해 균일하게 유지될 수 있어, 정화 영역의 효용성을 최대화한다. 동일한 정화 면적을 갖는 장치에 대해, 직사각형 플리트 팩은 원형 주름형 멤브레인보다 더 많은 정화 면적을 갖는 것처럼 수행할 것이다.
직사각형 플리트 팩을 사용하는 실시예에 대한 다른 장점으로서, 직사각형 플리트 팩은 일반적으로 원형 정화기 카트리지의 것보다 높은 플리트를 허용한다. 따라서, 직사각형 플리트 팩은 원형 플리트 팩보다 더 양호하게 체적을 충전하고 더 균일한 형상을 제공할 수 있어, 이에 의해 직사각형 플리트 팩 장치를 위한 봉입체(envelope) 치수를 감소시킨다.
다른 장점으로서, 실시예들은 정화기 막힘(plugging)을 감소시킬 수 있다. 다수의 현재의 정화 시스템에서, 단일의 정화기는 전체 유체 스트림을 정화하는 책임이 있다. 따라서, 사용된 정화기는 정화될 가장 미세한 입자 크기에 기초하여 선택된다. 이는 미세한 입도의 통상적으로 고가의 정화기가 크고 작은 입자의 모두를 정화하는 데 사용되어, 과도한 막힘을 발생하는 것을 의미한다. 그러나, 본 명세서에 설명된 정화 시스템의 실시예들은 직렬의 정화를 허용하여, 단일의 정화기가 사용되는 전통적인 정화 시스템에 비해 장점을 제공한다. 최종 정화기에 앞서, 다른 잠재적으로 더 저가의 정화기가 더 큰 입자 및 다른 오염물을 사전 정화하는 데 사용될 수 있다. 이는 감소된 열화 또는 최종 정화기의 용량의 확장을 야기할 수도 있다.
다른 장점으로서, 다수의 제조업자들(예를 들어, 반도체 제조업자들)은 제조 시스템 전체에 걸쳐(예를 들어, 입구에서, 서브플로어에서, 제조 공구에서) 분포된 정화 시스템을 사용한다. 단일의 정화 유닛에서 직렬의 정화를 허용하는 정화 시스템은 다수의 개별의 정화 시스템을 위한 필요성을 제거할 수 있고, 모든 정화가 제조 시스템의 단일의 시점에서 발생하게 할 수 있다.
또 다른 장점으로서, 실시예들은 다수의 피팅이 동시에 밀봉되게 하는 유체 피팅을 위한 신속 연결 메커니즘 및 몇몇 실시예에서 신속 연결 시스템을 제공할 수 있다. 몇몇 경우에, 신속 연결 시스템은 포트들이 사용자로부터 정화기 카세트의 후방에 위치될 때에도 사용자가 포트를 밀봉하게 할 수 있다. 더욱이, 신속 연결은 O-링이 없을 수 있어, 오염 제어를 향상시키고 더 신뢰적인 더 고온의 작동을 제공한다.
도 1a 내지 도 1b는 카세트의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 카세트 본체의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 4a 내지 도 4b는 측면 커버와 단부캡의 일 실시예의 개략도이다.
도 5는 시스템을 통한 유동의 일 실시예의 개략도이다.
도 6은 카세트 내의 응력의 일 실시예의 개략도이다.
도 7은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 8a 내지 도 8b는 측면 커버와 단부캡의 다른 실시예의 개략도이다.
도 9는 카세트의 다른 실시예를 통한 유동의 개략도이다.
도 10은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 11은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 12는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 13a 내지 도 13b는 단부캡의 실시예의 개략도이다.
도 14는 단부캡의 실시예의 개략도이다.
도 15a 내지 도 15d는 단부캡의 실시예의 개략도이다.
도 16은 메인 쉘(main shell) 및 래인 커버(lane cover)의 다른 실시예의 개략도이다.
도 17a 내지 도 17b는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 18a 내지 도 18b는 카세트의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 19는 카세트의 다른 실시예의 개략 단면도이다.
도 20a 내지 도 20b는 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 21a 내지 도 21b는 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 22는 매체 커버(media cover)의 일 실시예의 개략도이다.
도 23은 매체 커버의 다른 실시예의 개략도이다.
도 24a 내지 도 24b는 주 본체의 부분의 개략도이다.
도 25a 내지 도 25b는 카세트의 부분의 일 실시예의 개략도이다.
도 26a 내지 도 26b는 카세트의 부분의 일 실시예의 개략도이다.
도 27a 내지 도 27d는 정화기 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 28은 정화기 카세트의 일 실시예의 개략도이다.
도 29a 내지 도 29b는 메인 쉘의 일 실시예의 개략도이다.
도 30a 내지 도 30b는 메인 쉘의 다른 실시예의 개략도이다.
도 31은 메인 쉘 및 매체 커버의 실시예의 개략도이다.
도 32는 메인 쉘 및 매체 커버의 실시예의 다른 개략도이다.
도 33은 메인 쉘 및 측면 커버를 갖는 매체 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 34a 내지 도 34d는 정화기 카세트의 일 실시예의 개략도이다.
도 35는 정화기 카세트의 일 실시예의 개략 단면도이다.
도 36은 정화기 카세트의 일 실시예의 다른 개략도이다.
도 37은 입구 개구의 일 실시예의 개략도이다.
도 38a 내지 도 38c는 메인 쉘의 일 실시예의 개략도이다.
도 39는 메인 쉘 및 매체 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 40은 메인 쉘, 매체 커버 및 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 41은 비결합 상태의 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 42는 결합 상태의 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 43은 연결 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 44a 내지 도 44b는 연결 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 45는 연결 하우징의 일 실시예의 개략도이다.
도 46a는 연결 너트의 일 실시예의 개략도이다.
도 46b는 연결 너트 및 피팅(fitting)의 일 실시예의 개략도이다.
도 47a 내지 도 47b는 구동 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 48은 정렬 개구의 일 실시예의 개략도이다.
도 49a 내지 도 49c는 구동 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 50은 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 51은 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 52는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 53은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 54는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 55는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 56은 전통적인 원통형 카세트에 대한 일반적으로 직사각형 카세트를 사용하는 여과 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 카세트 본체의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 4a 내지 도 4b는 측면 커버와 단부캡의 일 실시예의 개략도이다.
도 5는 시스템을 통한 유동의 일 실시예의 개략도이다.
도 6은 카세트 내의 응력의 일 실시예의 개략도이다.
도 7은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 8a 내지 도 8b는 측면 커버와 단부캡의 다른 실시예의 개략도이다.
도 9는 카세트의 다른 실시예를 통한 유동의 개략도이다.
도 10은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 11은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 12는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 13a 내지 도 13b는 단부캡의 실시예의 개략도이다.
도 14는 단부캡의 실시예의 개략도이다.
도 15a 내지 도 15d는 단부캡의 실시예의 개략도이다.
도 16은 메인 쉘(main shell) 및 래인 커버(lane cover)의 다른 실시예의 개략도이다.
도 17a 내지 도 17b는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 18a 내지 도 18b는 카세트의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 19는 카세트의 다른 실시예의 개략 단면도이다.
도 20a 내지 도 20b는 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 21a 내지 도 21b는 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 22는 매체 커버(media cover)의 일 실시예의 개략도이다.
도 23은 매체 커버의 다른 실시예의 개략도이다.
도 24a 내지 도 24b는 주 본체의 부분의 개략도이다.
도 25a 내지 도 25b는 카세트의 부분의 일 실시예의 개략도이다.
도 26a 내지 도 26b는 카세트의 부분의 일 실시예의 개략도이다.
도 27a 내지 도 27d는 정화기 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 28은 정화기 카세트의 일 실시예의 개략도이다.
도 29a 내지 도 29b는 메인 쉘의 일 실시예의 개략도이다.
도 30a 내지 도 30b는 메인 쉘의 다른 실시예의 개략도이다.
도 31은 메인 쉘 및 매체 커버의 실시예의 개략도이다.
도 32는 메인 쉘 및 매체 커버의 실시예의 다른 개략도이다.
도 33은 메인 쉘 및 측면 커버를 갖는 매체 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 34a 내지 도 34d는 정화기 카세트의 일 실시예의 개략도이다.
도 35는 정화기 카세트의 일 실시예의 개략 단면도이다.
도 36은 정화기 카세트의 일 실시예의 다른 개략도이다.
도 37은 입구 개구의 일 실시예의 개략도이다.
도 38a 내지 도 38c는 메인 쉘의 일 실시예의 개략도이다.
도 39는 메인 쉘 및 매체 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 40은 메인 쉘, 매체 커버 및 측면 커버의 일 실시예의 개략도이다.
도 41은 비결합 상태의 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 42는 결합 상태의 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 43은 연결 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 44a 내지 도 44b는 연결 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 45는 연결 하우징의 일 실시예의 개략도이다.
도 46a는 연결 너트의 일 실시예의 개략도이다.
도 46b는 연결 너트 및 피팅(fitting)의 일 실시예의 개략도이다.
도 47a 내지 도 47b는 구동 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 48은 정렬 개구의 일 실시예의 개략도이다.
도 49a 내지 도 49c는 구동 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 50은 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 51은 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 52는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 53은 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 54는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 55는 카세트의 다른 실시예의 개략도이다.
도 56은 전통적인 원통형 카세트에 대한 일반적으로 직사각형 카세트를 사용하는 여과 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
본 명세서에 첨부되어 그 부분을 형성하는 도면은 본 발명의 실시예들의 특정 양태를 도시하기 위해 포함되어 있다. 본 발명, 및 본 발명을 구비한 시스템의 구성 요소 및 동작의 더 명료한 인상은 동일한 도면 부호가 동일한 구성 요소를 지시하고 있는 도면에 도시되어 있는 예시적인, 따라서 비한정적인 실시예를 참조하여 더 즉시 명백해질 것이다. 도면에 도시되어 있는 특징들은 반드시 실제 축적대로 도시되어 있는 것은 아니라는 것을 주목하라.
정화 시스템 및 그 다양한 특징 및 장점은 첨부 도면에 도시되어 있고 이하의 설명에서 상세히 설명되어 있는 비한정적인 실시예를 참조하여 더 완전히 설명된다. 공지의 시작 재료, 프로세싱 기술, 구성 요소 및 장비의 설명은 본 발명을 불필요하게 상세히 불명료하게 하지 않도록 생략되어 있다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 예들은 바람직한 실시예들을 지시하면서, 한정이 아니라 단지 예로서만 제공되어 있다는 것이 이해되어야 한다. 기본 개념의 사상 및/또는 범주 내의 다양한 치환, 수정, 추가 및/또는 재배열은 본 명세서로부터 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백해질 것이다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다", "포함하는", "구비한다", "구비하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 어미 변화형은 비배타적인 포함을 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 요소들의 리스트를 포함하는 프로세스, 물품 또는 장치는 단지 이들 요소들에만 반드시 한정되는 것은 아니라, 이러한 프로세스, 물품 또는 장치에 고유적이거나 명시적으로 열거되지 않은 다른 요소들을 포함할 수도 있다. 또한, 명시적으로 반대로 언급되지 않으면, "또는"은 '배타적인 또는'이 아니라 '포함적인 또는'을 칭한다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 이하의 것: A가 참이고(또는 존재함) B가 거짓임(또는 존재하지 않음), A가 거짓이고(또는 존재하지 않음) B가 참임(또는 존재함), 및 A 및 B의 모두가 참임(또는 존재함) 중 임의의 하나에 의해 만족된다.
부가적으로, 본 명세서에 제공된 임의의 예 또는 예시는 이들이 이용되는 임의의 용어 또는 용어들에 대한 한정, 제한 또는 명시적인 정의로서 결코 간주되어서는 안된다. 대신에, 이들 예 또는 예시는 일 특정 실시예에 대해 설명되는 것으로서 그리고 단지 예시적인 것으로서 간주되어야 한다. 당 기술 분야의 숙련자들은 이들 예 또는 예시가 이용되는 임의의 용어 또는 용어들이 그와 함께 또는 명세서의 다른 장소에 제공되거나 제공되지 않을 수도 있는 다른 실시예를 포함할 것이고, 모든 이러한 실시예는 그 용어 또는 용어들의 범주 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 비한정적인 예 및 예시를 지시하는 언어는 "예를 들어", "예로서", "가령", "일 실시예에서"를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
설명을 위해, 실시예는 제1 축(x-축), 제2 축(y-축) 및 제3 축(z-축)에 대해 설명될 수도 있다. 더욱이, 실시예는 상부, 저부, 정면, 후면, 좌측 및 우측 및 높이, 깊이 및 폭을 갖는 것으로서 언급될 수도 있다. 이들 축 및 용어들은 설명으로서 제공된다. 실시예들은 다른 방식으로 배향되고 구성될 수도 있다. 더욱이, 특정 아이템은 "제1", "제2", "제3", "제4" 등으로서 언급될 수도 있지만(예를 들어, 제1 측벽, 제2 측벽), 이러한 용어들은 설명을 위해 사용된 것이고 다수의 이러한 아이템들 중 임의의 하나가 "제1", "제2" 등으로 고려될 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 설명된 실시예는 입자, 이온, 가스 등을 액체로부터 제거하는 것이 가능한 정화기 카세트를 포함하는, 일반적으로 직사각형 압력 용기를 소형화하는 것에 관한 것이다. 더 구체적으로, 몇몇 실시예는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 습식 에칭 및 세척 용례에 사용된 화학물과 같은 반도체 프로세스 유체를 포함하는 다양한 유체를 정화하기 위한 정화기 카세트에 관한 것이다. 다른 예에서, 실시예는 포토리소그래픽 처리에서 정화 화학물(광화학물)에 적용될 수 있다. 광화학물은 프라이머(primer), 접착 촉진제, 포토레지스트, 에지 비드 제거기, 반사 방지 코팅, 현상제, 유전 물질 등과 같은 재료를 포함한다. 화학물은 사용 시점(POU), 서브플로어(subfloor) 또는 다른 장소에서 정화될 수 있다. 정화기 카세트는 슬러리를 포함하는 다른 액체를 여과하는 데 또한 사용될 수도 있다.
정화기 카세트는 프로세스 액체 또는 다른 유체로부터 재료를 첨가하거나 제거하기 위한 정화 요소를 포함할 수도 있다. 정화 요소 또는 정화기 요소는 액체 또는 다른 유체로부터 재료를 첨가하거나 제거할 수 있는 임의의 정화 매체를 칭한다. 예를 들어, 매체에 의해 제거될 수 있는 오염물은 입자, 겔, 분자 오염물, 이온, 용해된 가스, 기포 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 첨가될 수 있는 재료는 오존 및 이산화탄소와 같은 가스를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용될 때 여과는 액체 또는 다른 유체로부터 오염물의 모두 또는 일부를 제거하는 동작 또는 단계를 칭한다. 정화는 기계적 체거름(sieving), 정전, 화학적 접합, 이온 교환, 킬레이션(chelation), 흡착, 탈가스(degassing) 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
매체는 액체 또는 다른 유체로부터 오염물을 제거하고 재료를 액체 또는 다른 유체 내로 전달하는 재료 또는 재료들의 조합을 칭한다. 매체는 입자 제거를 위한 다공성 멤브레인, 액체를 탈가스하기 위한 비다공성 멤브레인, 이들에 한정되는 것은 아니지만 액체 내의 이온 또는 잔류물을 제거하기 위한 실리콘 비드, 이온 교환 비드, 또는 활성화 탄소와 같은 이온 교환, 흡착 또는 다른 반응성 미립자 매체를 캡슐화하는 멤브레인 또는 다공성 멤브레인 내에 이온 교환 매체를 포함하는 이온 교환기 또는 리간드 또는 다공성 멤브레인을 갖는 다공성 멤브레인을 포함할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 매체는 다공성(예를 들어, 여과를 위한) 또는 비다공성(예를 들어, 가스 교환을 위한)일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 매체는 액체와 같은 프로세스 유체 내로 재료를 전달하는 데 사용될 수 있다. 예는 액체에 오존 가스 또는 이산화탄소 가스를 첨가하기 위해 사용된 다공성 또는 비다공성 멤브레인을 포함할 것이다. 다양한 실시예에서, 정화기 카세트는 하나 이상의 매체를 함유한다.
정화 매체는 멤브레인을 포함할 수 있다. 예시적인 멤브레인은 폴리머 재료로부터 제조된 것들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예는 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 고밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀; 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리비닐리덴 플루오라이드와 같은 할로겐화 폴리올레핀; 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA) 및 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 퍼플루오르화 폴리머; 폴리설폰, 나일론 6,6을 포함하는 폴리아미드 및 폴리에스터를 포함할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 멤브레인은 다공성, 비다공성일 수 있고, 또는 스키닝된(skinned) 표면(다공성 또는 비다공성)을 가질 수 있다. 다공성 멤브레인은 단층 또는 다층일 수 있고, 멤브레인의 두께를 가로질러 기공 크기의 대칭 또는 비대칭(및 조합)인 스키닝된 표면을 가질 수 있다. 멤브레인은 주조되고, 압출되고, 또는 멜트 블로잉(melt blowing) 또는 전자 스피닝(electro spinning)에 의해 형성될 수 있고, 또는 다층 멤브레인은 이들의 조합에 의해 제조될 수 있다. 폴리머 망 재료(netting material) 및 다른 재료가 멤브레인으로 주름질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 다공성 멤브레인은 열교환을 위해 사용될 수 있다.
특정 실시예를 설명하기 전에, 몇몇 맥락(context)이 도움이 될 수도 있다. 반도체 제조 유체를 여과하는 데 있어서, 필터를 가로지르는 입자 봉쇄(retention) 또는 오염물 제거, 유량, 크기 및 압력 강하를 균형화하는 요구가 종종 존재한다. 봉쇄 또는 오염물 제거 또는 유량이 증가함에 따라, 필터의 크기는 또한 증가하여 증가된 압력 강하를 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, 소정의 여과 매체에 대해, 기공 크기를 50% 감소시키는 것은 유동 저항을 400%만큼 증가시킬 수도 있다. 이는 원하는 유량을 유지하기 위해, 필터 내의 압력 강하가 상당히 증가할 것이라는 것을 의미한다. 압력 강하 증가를 보상하기 위해, 필터 하우징의 크기 및 대응 멤브레인 영역이 이에 따라 증가되어야 할 수 있다. 그러나, 대형 필터의 사용은 공간 제약 또는 다른 고려 사항에 기인하여 바람직하지 않거나 실행 가능하지 않을 수도 있다.
통상적으로, 원통형 필터는 크기, 봉쇄 또는 오염물 제거, 유량 및 압력 손실의 양호한 균형을 표현한다. 따라서, 반도체 제조 산업은 대체로 적응된 원통형 필터를 갖는다. 직사각형 필터는, 직사각형 필터 내의 응력이 직사각형 필터가 동일한 여과 및 유량을 성취하기 위해 상응하는 원통형 필터보다 더 대형으로 제조되는 것을 필요로 하기 때문에 회피되어 왔다. 더욱이, 반도체 제조 필터 내에서 통상적으로 경험되는 압력은 통상적인 직사각형 디자인에서 높은 국부 응력을 유발할 것으로 고려된다. 이러한 응력은 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 반도체 제조 장치에서 종종 사용된 비반응성 재료들이 항복하게 하여 필터 고장을 야기할 것이다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 상응하는 필터 매체 면적을 갖는 원통형 필터에 비교할 때, 상응하는 또는 우수한 봉쇄(또는 다른 정화), 유량 및 압력 강하를 제공할 수도 있는 소형 디자인의 일반적으로 직사각형 프로파일을 갖는 정화기 카세트를 제공할 수 있다. 카세트는 향상된 여과 성능을 위한 낮은 하우징 표면적 및 사체적(dead volume)을 또한 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 카세트는 PFA 및 다른 비반응성 재료와 같은 재료로 형성될 수 있고, 따라서 반도체 제조 유체와 함께 사용을 위해 적합할 수 있다. RFID 태그 및 다른 특징부들이 프로그램된 작업을 촉진하고 로봇에 의한 필터 교환을 용이하게 하기 위해 정화기 카세트 내에 일체화될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카세트는 정화기 카세트로서 구성될 수 있다. 액체 또는 다른 유체를 여과하기 위해 멤브레인으로부터 형성된 주름형 필터를 포함하는 다양한 정화기 카세트가 사용될 수 있다. 멤브레인은 원하는 입자 크기 봉쇄 또는 다른 정화 결과를 성취하도록 선택될 수 있다. 몇몇 반도체 제조 용례에서, 20 나노미터, 15 나노미터, 10 나노미터 이하의 입자 크기 봉쇄를 갖는 다공성 멤브레인이 선택될 수 있다. 비교적 높은 유량이 서브-15 나노미터 봉쇄를 위해 이들 봉쇄 등급(이에 한정되는 것은 아니지만, 분당 15 리터 초과를 포함함)에 유지될 수 있다. 예를 들어, 매체에 의해 제거될 수 있는 오염물은 입자, 겔, 분자 오염물, 이온, 용해된 가스, 기포 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
반도체 제조에서 경험되는 다른 문제점은 적합한 신속 연결 피팅의 결여이다. 더 높은 압력을 견딜 수 있는 다수의 피팅이 밀봉부를 완성하기 위해 다수회 회전되어야 한다. 이러한 연결부는 특히 크램핑된(cramped) 공간에서 사용이 어렵고, 로봇에 의한 필터 교환을 용이하게 하지 않는다. 이를 위해, 본 명세서에 설명된 실시예는 반도체 제조 시스템에서를 포함하는 다양한 용례에서 이용될 수 있는 신속 연결 피팅을 또한 제공한다. 신속 연결 피팅은 O-링이 없는 밀봉을 제공할 수 있다. O-링이 없는 디자인은 오염을 감소시키고 더 신뢰적인 고온 작동을 제공할 수 있다. 신속 연결 피팅은 또한 삽입 에러 또는 부정확한 설치를 방지하기 위한 특징부들을 제공할 수 있다.
정화기 카세트는 전술된 바와 같이 정화를 수행하기 위한 임의의 적합한 정화 매체를 포함할 수도 있다는 것이 주목될 수도 있다. 몇몇 경우에, 카세트는 열교환 또는 다른 용례와 같은 다른 용례를 위해 구성될 수도 있다.
도 1a 및 도 1b는 정화기 카세트(100)의 일 실시예의 개략도이다. 설명의 목적으로, 정화기 카세트는 제1 단부(120)(상단부), 제2 단부(122)(하단부), 제1 측면(123)(전방 측면), 제2 측면(124)(후방 측면), 제3 측면(125) 및 제4 측면(126)의 견지에서 설명될 것이다. 정화기 카세트(100)는 일반적으로 직사각형 프로파일을 갖는 주 본체(102), 제1 단부캡(104) 및 제2 단부캡(106)을 갖는다. 주 본체(102)는 정화기 요소가 배치되어 있는 내부 캐비티를 제공할 수 있다. 단부캡(104) 및 단부캡(106)은 내부 캐비티에 유체 결합된 포트[예를 들어, 제1 포트(108), 제2 포트(110), 제3 포트(112) 및 제4 포트(114) 중 하나 이상]를 제공한다. 정화기 카세트(100)의 구성에 따라, 하나 이상의 포트들 중 임의의 것은 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트, 배수 포트 또는 다른 유형의 포트로서 작용할 수도 있다. 몇몇 경우에, 포트들은 정화기 카세트가 역전될 수 있도록[예를 들어, 정화기 카세트가 단부(120)를 상부로, 단부(122)를 저부로 하여 또는 그 반대로 또는 다른 배향으로 매니폴드에 정합될 수 있음] 배치될 수도 있다. 다양한 하우징 구성 요소들은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 음파 접합, 열적 접합, 접착제 또는 다른 결합 방안을 통한 또는 기계적 체결구를 통한 결합 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 적합한 메커니즘을 사용하여 함께 결합될 수도 있다.
다른 실시예에서, 포트 피팅(fitting)은 내부에 나사산 형성될 수도 있거나 나사산을 갖지 않을 수도 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 포트들은 카세트(100)의 후방으로 x-y 평면에서 개방되어 있고, 포트들을 통한 1차 유동 경로는 z축에 평행하다. 단부캡 상의 포트들은 x축 및 y축의 모두에서 서로로부터 오프셋되어 있다. y-축을 따라 포트들을 오프셋함으로써 단부캡들은 더 좁아질 수도 있어, 정화기 카세트(100)의 전체폭(예를 들어, x 방향에서의 크기)이 더 작게 유지되게 한다. 2개의 단부캡이 도시되어 있지만, 정화기 카세트는 하나의 단부캡을 가질 수도 있고, 다른 단부는 밀봉되어 있다. 다른 실시예에서, 포트들은 카세트의 측벽 또는 다른 장소에 배치될 수도 있고, 단부캡들은 사용되지 않는다.
도 1a에 도시되어 있는 바와 같이, 포트 피팅은 매니폴드 또는 다른 구성 요소의 나사산들과 결합하기 위한 포트 피팅 외부 나사산을 포함할 수도 있다. 부가적으로, 포트 피팅은 단부캡의 표면으로부터 연장하여 각각의 포트 개구[예를 들어, 포트(108) 및 포트(112)]로부터 후퇴되어 있는 반경방향으로 돌출하는 포트 리브[예를 들어, 반경방향 리브(130) 및 반경방향 리브(132)]를 구비할 수도 있다. 반경방향 리브(130) 및 반경방향 리브(132)는 이하에 설명되는 바와 같이 정렬 특징부로서 사용되고 밀봉된 연결을 보장하는 것을 도울 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 반경방향 리브가 존재하지 않는다. 반경방향 리브의 일 예는 이하에 도 49와 관련하여 설명되는 나선형 리브이다. 그러나, 반경방향 리브(130) 및 반경방향 리브(132)는 또한 다른 구성을 가질 수도 있다.
단부캡들은 정화기 카세트의 적절한 배치를 보장하는 것을 돕기 위해 매니폴드 조립체 상의 상보형 특징부와 결합하기 위한 정렬 구멍, 레일, 안내 채널 등과 같은 특징부를 포함할 수도 있다. 도 1a의 실시예에서, 단부캡(104)은 정렬 구멍(134)을 포함하고, 단부캡(106)은 매니폴드의 안내핀(예를 들어, 이하에 설명되는 정렬 손잡이 또는 다른 안내부)을 수용하도록 카세트(100)의 전방에 개방되어 있는 정렬 구멍(136)을 포함한다. 정렬 구멍(134/136)은 카세트(100)를 수직으로 위치설정하고 유지하기 위한 매니폴드의 대응 안내부를 수용할 수 있다. 단부캡(104)은 정렬 개구(140)를 더 포함할 수도 있고, 단부캡(106)은 정렬 개구(142)를 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 정렬 개구(140)는 포트(108)와 축방향으로 정렬되고, 정렬 개구(142)는 포트(112)와 축방향으로 정렬된다. 정렬 개구(140) 및 정렬 개구(142)는 이하에 설명되는 바와 같이 구동 핸들의 정렬 기둥(post)을 수용할 수도 있다. 카세트(100)의 외부 측벽은 카세트를 지지하고 정렬하는 데 사용될 수 있는 숄더(138)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 숄더(138)는 카세트(100)를 정렬하고 지지하는 것을 돕기 위한 매니폴드의 안내 아암 또는 다른 정렬 특징부에 접촉할 수도 있다.
카세트(100)는 이하에 설명되는 바와 같이 라벨링(labeling), 핸들 등과 같은 편리한 안전 취급을 위한 부가의 특징부를 포함할 수도 있다. 일 예로서, 푸트들(feet) 또는 편평면이 포트 개구로부터 카세트(100)의 대향측에 배치될 수 있어 포트 개구가 위로 향한 상태에서 뒤집어지지 않고 카세트(100)가 표면 상에 놓이게 한다.
도 2는 단부로부터 본[예를 들어, 단부캡(106)이 제거된 상태에서] 주 본체(102)의 일 실시예의 개략도이다. 주 본체(102)는 매체 캐비티를 형성할 수도 있다. 매체 캐비티는 각각의 래인 내에 배치된 정화기 요소(225)를 갖는 래인으로 분리될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 평행한 래인들은 x-z 평면 및 x-y 평면에 일반적으로 직사각형(정사각형을 포함함) 프로파일을 갖는다. 3개의 래인이 도시되어 있지만, 정화기 카세트는 더 많거나 적은 래인을 가질 수도 있다. 래인들은 유체가 래인들 사이에 유동하지 않도록 서로로부터 밀봉될 수도 있다. 다른 실시예에서, 개구는 유체가 분리된 래인들 사이에서 유동할 수도 있도록 제공될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 주 본체(102)는 제1 측면 커버(210), 제2 측면 커버(220), 메인 쉘(230) 및 래인 커버들(240)(이들 중 하나가 지시되어 있음)을 포함한다. 메인 쉘(230), 제1 측면 커버(210), 제2 측면 커버(220) 및 단부캡들은 체결구, 음파 접합, 간섭 끼워맞춤 또는 다른 결합 메커니즘을 사용하여 함께 결합될 수도 있고, 협동하여 매체 캐비티 및 평행한 래인을 형성할 수도 있다. 메인 쉘(230)은 외부 측벽(234)과 외부 측벽(236) 사이로 연장하는 기부(232)와, 기부(232)로부터 연장하는 이격된 인장 부재(238)의 세트를 제공한다. 측벽(234), 측벽(236), 측면 커버(210) 및 측면 커버(220)는 내부 캐비티의 측벽들을 형성할 수도 있다. 메인 쉘 측벽들 및 인장 부재(238)는 캐비티 내의 장축을 따른 길이로 연장하여 래인 측벽들을 형성할 수도 있다. 래인 측벽들 사이[예를 들어, 외부 측벽(234/236)과 인장 부재(238) 사이 및 2개의 인장 부재(238) 사이]의 기부(232)의 부분은 유체가 대응 래인 내외로 유동하게 하기 위한 격자(grate)를 포함하는 일체형 래인 커버(239)를 형성한다. 몇몇 실시예에서, 지지 부재(252)는 부가의 지지를 제공하기 위해 격자의 길이로 연장할 수도 있다. 몇몇 경우에, 지지 부재(252)는 불연속적인 섹션들로 분할되어, 격자의 상이한 부분들이 조립 프로세스를 위해 열에 의해 독립적으로 팽창 또는 수축되게 할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 격자 슬롯이 일체형 래인 커버(239)를 가로질러 줄곧 연장할 수도 있어, 지지 부재(252)를 섹션들로 분할한다.
기부(232)의 일 측면은 기부(232)로의 측면 커버(220)의 결합을 용이하게 하기 위한 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 기부는 측면 커버(220)의 부분이 열적으로 접합되거나 또는 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 커버 장착면의 세트를 제공한다. 대향 측면에서, 기부(232)로부터 말단측의 외부 측벽(234), 외부 측벽(236) 및 인장 부재(238)의 단부들은 메인 쉘(230)로의 측면 커버(210)의 결합을 용이하게 하기 위한 특징부들을 제공할 수 있다. 말단면들은 예를 들어, 측면 커버(210)의 부분이 접합되거나 또는 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 커버 장착면을 제공할 수도 있다.
래인 커버(240)는 각각의 메인 쉘 측벽(234/236)과 인장 부재(238) 사이 또는 인접한 인장 부재(238) 사이에 걸쳐 있고, 래인들의 길이로 연장하여 기부(232)로부터 래인의 대향 측면을 덮을 수도 있다. 래인 커버(240)는 래인 커버(240)의 길이로 연장하는 프레임 부재(244)를 구비하는 외부 프레임과, 프레임 부재(244) 사이에 걸쳐 있는 격자부를 포함할 수도 있다. 격자의 길이로 연장하는 지지 부재(242)는 래인 커버(240)에 부가의 강성을 제공할 수 있다. 몇몇 경우에, 지지 부재(242)는 불연속적인 섹션으로 분할되어 격자의 상이한 부분들이 열에 의해 독립적으로 팽창 또는 수축하게 할 수도 있다. 래인 커버(240) 내의 개구는 기부(232)의 일체형 래인 커버(239) 내의 개구와 동일하거나 상이할 수도 있다.
측면 커버(210)를 향하는 프레임 부재(244)의 표면은 측면 커버(210)의 결합을 용이하게 하기 위한 측면 커버 장착면을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 측면 커버 장착면은 측면 커버(210)의 부분이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 표면을 제공할 수도 있다. 래인 커버(240)는 스냅-끼워맞춤, 간섭 끼워맞춤, 음파 접합을 사용하여 또는 임의의 적합한 결합 메커니즘에 따라 메인 쉘(230)로의 래인 커버(240)의 결합을 용이하게 하기 위한 결합 특징부들을 또한 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 래인 커버(240)는 프레임 부재(244)로부터 돌출하는 설부(tongue)(246)를 포함할 수도 있다. 설부(246)는 각각의 외부 측벽(234/236) 또는 인장 부재(238)의 대응 홈들 내에 수용되어 래인 커버(240)를 적절한 위치에 포획한다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 래인 커버가 정화기 요소(225)의 상류측 및 하류측의 모두에 제공된다[예를 들어, 래인 커버(240) 및 일체형 래인 커버(239)의 형태로]. 다른 실시예에서, 래인 커버는 정화기 요소(225)의 일 측면에만 제공된다. 또 다른 실시예에서, 래인 커버는 전혀 사용되지 않는다. 정화기 요소(225)의 상류측 및 하류측의 모두를 덮기 위한 래인 커버들을 갖는 일 장점은 정화기 요소(225)가 순방향 및 역방향 유동의 모두에서 지지될 수 있어, 카세트가 어느 유동 방향에서도 유사하게 기능하게 한다는 것이다.
측면 커버(210)는 측면 지지 부재(260), 인장 부재(238)와 정렬하는 이격된 리브(262)의 세트를 포함할 수 있고, 매체 커버 지지 부재(242)와 정렬하는 이격된 리브(263)의 세트를 포함할 수도 있다. 도 1a 및 도 1b의 배향에서, 측면 지지 부재는 측면 커버(210)의 전방 측면[측면(123)] 및 후방 측면[측면(124)] 에지를 따라 연장한다. 측면 커버(220)는 유사하게 측면 지지 부재(270), 인장 부재(238)와 정렬하는 이격된 리브(272)의 세트 및 제2 래인 커버의 지지 부재(252)와 일반적으로 정렬하는 이격된 리브(273)의 세트를 포함할 수 있다.
유동 채널이 측벽을 따라 배치될 수도 있다. 이를 위해, 측면 지지 부재(260), 이격된 리브(262) 및 이격된 리브(263)는 길이로 연장하고, 협동하여 이들의 길이를 따라 래인 커버(240)로 개방되어 있는 평행한 유동 채널(263)의 세트를 형성할 수도 있다. 유사하게, 측면 지지 부재(270), 이격된 리브(272) 및 이격된 리브(273)는 길이로 연장하고, 협동하여 이들의 길이를 따라 래인 커버(239)로 개방되어 있는 평행한 유동 채널(274)의 세트를 형성할 수도 있다. 유동 채널의 단부는 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트 또는 배수 포트 중 하나 이상에 유체 결합될 수도 있다.
2개의 유동 채널이 래인마다 도시되어 있지만, 카세트는 래인마다 단일의 유동 채널을 가질 수도 있다. 예를 들어, 리브(263, 273)는 생략될 수도 있고 또는 리브(263/273)와 각각의 래인 커버 사이에 간극이 존재할 수도 있다. 다른 실시예들은 래인마다 부가의 유동 채널들을 가질 수도 있다. 유동 채널(264, 274)은 임의의 원하는 형상 및 크기를 가질 수도 있고, 동일한 측면 또는 대향 측면들 상의 상이한 유동 채널이 상이한 구성을 가질 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 유동 채널은 아치형, 타원형 또는 다른 방식으로 둥글게 형성되어 채널을 형성하는 측면 커버들의 내부를 따라 일련의 아치를 생성할 수도 있다. 둥근형 또는 타원형 형상은 주 본체를 인장 상태로 유지하여, 그 강도 능력을 최대화하는 후프 응력을 생성할 수 있다.
각각의 측면 커버 상의 이격된 리브들의 몇몇은 인장 부재(238)와 정렬하도록 이격된다. 이들 리브의 내부면은 인장 부재의 단부에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 리브(272)의 내부면은 인장 부재(238)의 기부에서 메인 쉘(230)에 결합될 수도 있고, 리브(262)의 내부면은 인장 부재(238)의 말단부에 결합될 수도 있다. 따라서, 압력 용기 캐비티가 압력 하에 있을 때, 인장 부재(238)는 측면 커버(210, 220) 상에 힘을 인가하여 측면 커버(210, 220)의 굴곡을 감소시키거나 방지할 것이다. 인장 부재(238)의 크기 및 구성은, 압력 용기 캐비티의 체적 변형이 예측된 작동 압력 하에서 원하는 퍼센트보다 작도록 선택될 수도 있다.
이격된 리브들 중 다른 것들은 래인 커버의 지지 부재(242)와 정렬할 수도 있다[예를 들어, 이격된 리브(263)는 래인 커버(240)의 지지 부재(242)와 정렬하고, 이격된 리브(273)는 래인 커버(239)의 지지 부재(252)와 정렬함]. 리브(263, 273)의 단부는 각각의 지지 부재(242, 252)에 결합될 수도 있고, 또는 간극이 리브(263, 273)의 단부와 각각의 지지 부재 사이에 잔류할 수도 있다.
주 본체(102)는 힘을 더 양호하게 분배하기 위한 일련의 후프형 구조체를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 래인에 평행하게 연장하는 내부면의 전이부는 만곡된다. 따라서, 예를 들어, 측면 커버(210)의 코너(280), 측면 커버(220)의 코너(290) 및 유동 통로는 래인에 평행한 축 둘레로 만곡된다. 더욱이, 메인 쉘 측벽(234, 236)은 만곡된 외부를 갖고, 측면 커버(210, 220)는 측면(125)으로부터 측면(124) 및 측면(123)으로의 전이부에 그리고 측면(126)으로부터 측면(124) 및 측면(123)으로의 전이부에 만곡된 코너를 갖는다.
래인에 대한 후프형 구조체는 챔버 내의 압력이 적어도 부분적으로는 후프 응력(곡률에 접선인 방향에서 압력에 수직인 응력)을 생성하게 하고 응력을 분배하게 한다. 효과는 중심 래인 상에서 측면 커버(210) 및 측면 커버(220) 내에 장력을 생성하고 측벽의 중심축을 따라 측벽(234, 236) 내에 장력을 생성하는 것일 수 있다. 후프형 구조체의 구성은 폰 미제스 응력(von Mises stress)이 측면 커버(210), 측면 커버(220), 측벽(234) 및 측벽(236), 뿐만 아니라 인장 부재, 필터 커버 및 주 본체가 압축될 때 이러한 응력을 경험하는 다른 특징부들 및 정합 위치들의 항복 응력보다 작도록 선택될 수 있다.
전술된 바와 같이, 래인은 정화기 요소(225)를 유지하기 위한 정화기 요소 유지 영역을 제공할 수 있다. 정화기 요소(225)는 카세트의 장축에 평행한 멤브레인 플리트의 길이를 갖고 주름진 다공성 폴리머 멤브레인의 플리트 팩일 수 있다. 플리트 팁은 일 측면의 플리트 팁이 측면 커버(210)에 지향하고 반면에 대향하는 플리트 팁은 플리트 팁이 각각의 래인 커버에 맞접하는(abutting) 상태로 측면 커버(220)에 지향하게 배향되도록 배향될 수도 있다. 이 구성에서, 플리트 팁의 일 세트는 캐비티의 상류부를 향하고, 플리트 팁의 다른 세트는 캐비티의 하류부를 향한다. 정화기 요소(225)는 개별 정화기 요소일 수도 있고 또는 각각의 정화기 요소는 예를 들어 하나의 정화기 요소(225)의 최종 플리트가 다음의 정화기 요소(225)의 제1 플리트 내로 전이하고 정화기 요소의 최종 플리트가 다음의 정화기 요소(225)의 제1 플리트 내로 전이하는 등이 되도록 동일한 연속적인 플리트 팩의 부분일 수도 있다. 각각의 정화기 요소의 플리트는 단일의 멤브레인 또는 동일한 또는 상이한 재료로부터 형성된 다수의 멤브레인으로부터 형성될 수 있다. 바람직하게는, 플리트는 함께 압축되고, 상류측에서 일반적으로 평면형 직사각형 입구 계면을, 그리고 하류측에서 일반적으로 평면형 직사각형 출구 계면을 형성한다. 멤브레인의 소정의 영역에 대한 래인 내의 멤브레인의 플리트 압축량은 원하는 압력 강하 대 유량을 최적화하도록 선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 래인 커버[예를 들어, 래인 커버(240)]는 윤곽형성된 형상(contoured shape)을 취할 수 있는 노출된 플리트 팩의 표면적을 증가시키도록 윤곽형성될 수 있다.
도 3은 측면 커버(210)에 동일할 수도 있고 또는 상이할 수도 있는 측면 커버(220)의 일 실시예의 개략도이다. 측면 커버(220)는 지지 부재(270), 중간 리브(272) 및 중간 리브(273)를 포함한다. 측면 지지 부재(270), 중간 리브(272) 및 중간 리브(273)의 내부면은 다른 구성 요소에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수 있는 장착면을 제공할 수도 있다. 측면 커버(220)는 또한 단부캡이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 단부캡 장착면을 제공할 수 있는 단부면(302)을 또한 포함할 수도 있다.
측면 지지 부재(270) 및 이격된 중간 리브(272)는 래인들과 정렬된 1차 유동 채널(304)의 세트를 형성할 수도 있고, 이격된 중간 리브(273)는 1차 유동 채널 내에 서브채널(274)의 세트를 형성할 수도 있다. 1차 유동 채널(304)은 일 단부 또는 양 단부에 플레넘 영역[예를 들어, 플레넘 영역(310) 및 플레넘 영역(311)]을 포함할 수도 있다. 플레넘 영역(310)은 서브채널(274)보다 큰 단면적을 갖는(예를 들어, 단부로부터 볼 때) 영역일 수 있고, 감소된 손실을 갖고 서브채널(274)에 유체를 분배하는 작용을 할 수 있고, 단부캡을 주 본체에 결합하는 것으로부터의 오정렬 또는 접합 플래시(bonding flash)에 기인하는 압력 손실 효과를 감소시키기 위해 또한 기능한다. 도시되어 있는 실시예에서, 플레넘 영역(310)은 둥근 코너(290)를 갖는 일반적으로 직사각형 단면(단부로부터 볼 때)을 갖고, 반면에 서브채널(274)은 반원형 프로파일을 갖는다.
플레넘 영역(310)의 입구 단면을 증가시키는 것은 측면 커버(220)에 의해 발생된 압력 강하를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 기준으로서 래인 커버를 사용하여, 플레넘 영역(310)의 내부면(312)이 래인 커버로부터 서브채널(274)의 내부면(314)의 정점보다 3 밀리미터 더 멀리 이격되어 있는 구성은 내부면(312) 및 내부면(314)의 정점이 래인 커버로부터 동일한 거리에 있는 구성에 비교할 때 감소된 압력 손실을 제공한다. 부가적으로, 서브채널(274) 내로의 전이부(316)를 성형하는 것은 압력 강하를 감소시킬 수도 있다. 이에 따라, 플레넘 영역(310)과 2차 유동 통로(274) 사이에 필렛(fillet), 모따기부 또는 다른 형상의 전이부(316)를 포함하는 전이부는 날카로운 코너보다 작은 압력 강하를 나타낼 수도 있지만, 코너는 몇몇 실시예에서 사용될 수도 있다.
또한, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 측면 커버(220)는 측면 지지 부재(270)의 전방측 외부면으로부터 돌출하는 탭(320)을 또한 포함할 수도 있다. 탭(320)은 이하에 설명되는 바와 같이, 라벨, 핸들 또는 다른 구성 요소를 수용하기 위한 홈(groove), 개구 또는 다른 특징부들을 포함할 수도 있다. 더욱이, 매체 커버(210)(도시 생략) 상의 대응 탭과 함께 작용하는 커버(220)의 탭(320)은 포트가 뒤집어지지 않고 위를 향한 상태로 정화기 카세트가 편평한 표면 상에 배치될 수 있도록 하는 푸트를 제공할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 단부캡(104) 및 단부캡(106)에 결합된 측면 커버(220)(도 4a) 및 측면 커버(210)(도 4b)의 일 실시예의 개략 단면도이다. 단부캡(106)은 서브채널(274)의 일 단부에서 포트 챔버(401)를 플레넘(310)에 유체 결합하는 단부캡 유동 채널(400)과, 서브채널(264)의 일 단부에서 플레넘(410)을 포트 챔버(403)에 유체 결합하는 제2 단부캡 유동 채널(402)을 포함할 수도 있다. 단부캡(104)은 서브채널(264)의 다른 단부에서 포트 챔버(421)를 플레넘(411)에 유체 결합하는 유동 채널(420)과, 플레넘(311)을 포트 챔버(423)에 유체 결합하는 제2 유동 채널(422)을 포함할 수 있다. 단부캡들 및 측면 커버들은 도시되어 있는 바와 같이 동일한 부분들일 수도 있다는 것이 도 4a 및 도 4b로부터 주목될 수 있다. 다른 실시예에서, 2개의 측면 커버는 상이한 특징부들을 갖거나 비대칭적일 수도 있어 이들이 상호 교환 가능하지 않게 된다.
도 5를 참조하면, 측면 커버(210), 측면 커버(220) 및 메인 쉘(230)(도 2)의 단부에 접합되거나 다른 방식으로 결합되어 밀봉된 하우징을 형성하는 단부캡(104) 및 단부캡(106)을 갖는 정화기 카세트(100)의 일 실시예의 절결도가 도시되어 있다. 단부캡(104)은 래인의 일 단부에서 단부벽으로서 작용할 수 있는 내부벽(512)을 갖고, 단부캡(106)은 래인의 다른 단부에서 단부벽으로서 작용할 수 있는 내부벽(506)을 포함할 수 있다. 인장 부재(238)의 단부 및 메인 쉘 측벽은 단부벽(506, 512)에 밀봉될 수도 있다. 더욱이, 필터 멤브레인의 단부는 예를 들어 폴리머 수지로 포팅하고(potting) 이어서 단부벽(506, 512)에 접합함으로써 밀봉될 수도 있어, 필터 멤브레인의 단부와 단부벽 사이에 유체가 유동할 수 있는 공간이 존재하지 않게 된다.
단부캡(104)은 채널(420) 및 포트 챔버(421)를 형성하는 성형된 캐비티와, 유동 채널(422) 및 포트 챔버(423)를 포함하는 성형된 캐비티를 구비한다. 도시되어 있는 실시예에서 포트 챔버(421)는 일반적으로 원통형이고, 포트 개구에서 더 넓도록 테이퍼질 수 있다. 유동 채널(420)로의 포트 챔버(421)의 계면은 유동 채널(420)과 플레넘(411) 사이의 계면에 대해 오프셋될 수도 있다. 이에 따라, 유동 채널(420)은 포트 챔버(421)로부터 플레넘(411)으로 진행하여 외향으로 각형성될 수도 있다. 유동 채널(420)은 플레넘(411)의 단면 입구 면적과 동일한 일정한 단면적을 가질 수도 있다. 다른 실시예에서, 유동 채널(420)은 가변 단면적을 가질 수도 있고, 플레넘(411)의 단면적과는 상이한 단면적을 가질 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 유동 채널(420)은 다수의 내부 채널로 분할될 수도 있다.
단부캡(106)은 채널(420) 및 포트 챔버(401)를 형성하는 성형된 캐비티와, 유동 채널(402) 및 포트 챔버(403)를 포함하는 성형된 캐비티를 구비한다. 도시되어 있는 실시예에서 포트 챔버(401)는 일반적으로 원통형이고, 포트 개구에서 더 넓도록 테이퍼질 수 있다. 유동 채널(400)로의 포트 챔버(401)의 계면은 유동 채널(400)과 플레넘(310) 사이의 계면에 대해 오프셋될 수도 있다. 이에 따라, 유동 채널(400)은 포트 챔버(401)로부터 플레넘(310)으로 진행하여 외향으로 각형성될 수도 있다. 유동 채널(400)은 플레넘(310)의 단면 입구 면적과 동일한 일정한 단면적을 가질 수도 있다. 다른 실시예에서, 유동 채널(400)은 가변 단면적을 가질 수도 있고, 플레넘(310)의 단면 영역과는 상이한 단면적을 가질 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 유동 채널(400)은 다수의 내부 채널로 분할될 수도 있다. 단부캡(106)은 유동 채널(402) 및 배수 포트 챔버(403)를 형성하는 성형된 캐비티를 더 포함할 수도 있다.
도 5의 예에서, 액체 공급 시스템은 포트(112)가 입구 포트이고, 포트(108)(도 1a)가 출구 포트이고, 포트(114)(도 1a)가 출구 배수 포트이고, 포트(110)가 입구 통기 포트이도록 구성된다. 작동시에, 유체는 포트(112)를 통해 정화기 카세트에 진입할 수 있고, 유동 채널(400)에 의해 포트 챔버(401)로부터 플레넘(310)으로 유도될 수 있고, 1차 유동 채널(304) 및/또는 서브채널(274)로 분배될 수 있다. 유체는 래인 커버(239)를 통해, 플리트 팁-대-팁 방향에서 정화기 요소(225)를 통해 그리고 래인 커버(240)를 통해 측면 커버(210) 내의 1차 유동 채널 및/또는 서브채널(264)로 유동한다. 따라서, 정화기 카세트는 효율적인 정상 유동 여과를 제공할 수도 있다. 측면 커버(210) 내의 유동으로부터의 유체는 채널(420) 및 출구 챔버(421) 내에서 조합될 수 있다. 유체는 출구 포트를 통해 챔버(421)를 나온다. 유체 내의 가스는 통기 포트[포트(110)]로 상승할 수도 있고, 압력이 정화기 카세트로부터 제거될 때, 배수 포트 및 출구 포트(예를 들어, 시동시에) 또는 입구 포트 외부로 배기될 수 있다. 다양한 유동 경로가 사공간(dead space) - 즉, 프로세스 유체가 정체할 수 있는 공간을 회피하도록 구성된다. 따라서, 정화기 카세트는 증가된 청결성을 제공할 수 있다.
통기와 관련하여, 주 본체(102)는 내부면이 정화기 요소보다 가스에 더 친화성(philic)이 있도록 하는 재료로 형성될 수 있어 - 또는 달리 말하면 정화기 요소는 하우징 재료보다 가스에 더 혐오성(phobic)이 있도록 선택될 수 있어 - 하우징 측벽에 대한 가스의 친화도를 증진시킨다. 예로서, 비한정적으로, 측면 커버(220) 재료와 정화기 요소(225) 사이의 표면 에너지의 차이는 10 dynes/cm2 초과일 수 있다. 따라서, 정화기 요소와 측벽 사이에 표면 에너지 구배가 존재할 수도 있다. 따라서, 유체가 측면 커버(220)의 내부를 휩쓸어감에 따라, 유체 내의 가스가 측벽에 끌어당겨질 것이다. 따라서, 가스는 정화기 요소를 통해 통과하기보다 필터 통기구로 상승할 가능성이 더 많다. 이에 따라, 입구 통기구는 필터의 상류측의 최고점에 위치되어 가스가 포집되지 않는 것을 보장하는 것을 도울 수도 있다.
도 5의 실시예에서, 유동 채널은 유체가 병렬로 각각의 플리트 팩을 통해 통과하도록 구성된다. 그러나, 다른 실시예에서, 유동 채널은 유체가 직렬로 정화기 요소(225)를 통해[예를 들어, 측면 커버 및/또는 단부캡 내의 기하학적 형상부를 통해] 유동하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 상이한 정화기 요소가 각각의 래인에 배치될 수 있어 각각의 래인이 정화 목적(예를 들어, 사전 여과, 탈가스, 이온 교환, 연마 여과 등)을 담당하게 된다.
3개의 래인(예를 들어, 제1 래인, 제2 래인, 제3 래인)을 갖는 매체 캐비티의 예를 사용하여, 입구 유동 채널은 제1 래인의 제1 측면의 분배 채널에 연결될 수 있다. 유체는 제1 래인의 분배 채널을 통해 그리고 정화 요소를 통해 유동할 수 있다. 제1 래인의 제2 측면의 유동 채널은 유동을 제2 래인에 유도할 수 있고, 유체는 제2 래인의 정화기 요소를 통해 제1 측면으로 재차 유동할 수 있다. 필터의 제1 측면의 분배 채널은 제2 래인으로부터 수신된 유체를 제3 래인으로 유도할 수 있다. 유체는 제3 래인의 정화 요소를 통해 출구 포트에 연결된 분배 채널로 유동할 수 있다. 다른 실시예에서, 단부캡은 하나의 래인으로부터 다음 래인으로 직렬 방식으로 유체를 유도하기 위한 유동 채널을 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 다수의 유형의 정화기 요소가 래인으로 적층될 수도 있어(예를 들어, 2개 이상의 상이한 유형의 플리트 팩), 유체가 래인에 병렬로 유도되더라도, 다수의 유형의 정화기 요소가 단일의 래인으로 직렬로 수행될 수 있다[예를 들어, 도 5의 실시예에서, 거친 여과 플리트 팩이 커버(239)에 근접하여 위치될 수 있고, 미세한 여과 플리트 팩이 래인으로 커버(240)에 근접하여 위치될 수 있음].
정화 중에, 정화기 카세트는 압력 하에 있을 것이다. 정화기 카세트의 실시예는 예측된 작동 압력(안전 계수를 가짐) 하에서 변형을 방지하거나 최소화하기 위한 특징부들을 구비할 수도 있다. 도 6을 참조하면, 도 6은 부가의 응력 분배 특징부들과 함께 응력의 분배의 예를 도시하고 있는 주 본체(102)의 일 실시예의 개략도이다.
전술된 바와 같이, 실시예는 각각의 래인에 대해 후프형 구조체를 제공할 수도 있다. 이를 위해, 측면 커버(210)의 일 실시예는 각각의 래인에 대응하는 래인부(602)를 가질 수도 있다. 각각의 래인부(602)는 만곡된 외부 코너를 포함할 수도 있다. 최외측 래인부(602)는 예를 들어, 일 측면으로부터 인접한 측면으로의 외부면 전이부가 만곡되도록 하는 만곡형 단부 코너(604)를 포함한다. 더욱이, 외부면은 인접한 래인부(602) 사이의 코너(606)에서 내향으로 만곡될 수도 있다[예를 들어, 인장 부재(238)와 일반적으로 정렬된 평행한 주름을 생성함]. 따라서, 측면 커버(210)의 각각의 외부 코너에서, 내부면은 만곡될 수도 있고[예를 들어, 유동 채널 또는 코너(280)의 곡률에 기인하여(도 2에 도시되어 있는 바와 같이)], 외부면은 만곡될 수도 있다.
후프형 구조체를 제공하는 것은 원하는 응력 프로파일을 제공할 수 있다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 증가된 응력의 몇몇 국부화된 영역이 존재할 수도 있지만, 측면 커버(210)의 계산된 폰 미제스 응력은 증가된 응력의 영역(608)에 의해 지시되어 있는 바와 같이, 일반적으로 각각의 래인부(602)의 중심축에 근접하여 최고이고, 각각의 메인 쉘 측벽의 폰 미제스 응력은 측벽(234) 내의 증가된 응력의 영역(610)에 의해 지시되어 있는 바와 같이, 일반적으로 각각의 메인 쉘 측벽의 중심축을 따라 최고이다. 폰 미제스 응력들은 안전 계수를 갖고, 주 본체(102)의 항복 강도 미만으로 유지된다.
도 7은 정화기 카세트(700)의 다른 실시예의 개략도이다. 정화기 카세트(700)는 일반적으로 직사각형 프로파일을 갖는 카세트 하우징(702), 제1 단부캡(704) 및 제2 단부캡(706)을 갖는다. 카세트 하우징(702)은 하나 이상의 정화기 요소가 배치되어 있는 내부 캐비티를 제공할 수 있다. 전술된 바와 같이, 내부 캐비티는 각각의 래인 내에 배치된 일반적으로 직사각형 플리트 팩 또는 다른 정화기 요소를 갖는 래인의 세트로 분리될 수도 있다.
단부캡(704) 및 단부캡(706)은 내부 캐비티에 유체 결합된 포트들[예를 들어, 제1 포트(708), 제2 포트(710), 제3 포트(712) 및 제4 포트(714) 중 하나 이상]을 제공할 수 있다. 정화기 카세트(700)의 구성에 따라, 하나 이상의 포트 중 임의의 것은 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트, 배수 포트 또는 다른 유형의 포트(그리고 더 많거나 적은 포트가 존재할 수도 있음)로서 작용할 수도 있다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 포트 피팅은 매니폴드 또는 다른 공급부에 연결하기 위한 포트 피팅 외부 나사산을 갖는다. 일 실시예에 따르면, 나사산 형성된 포트는 이하에 설명되는 바와 같이 멀티-스타트 나사산일 수도 있다.
도시되어 있는 바와 같이, 포트들은 카세트(700)의 전방을 향해 x-y 평면에서 개방되어 있고, 포트들을 통한 1차 유동 경로는 z 축에 평행하다. 몇몇 경우에, 포트들은 정화기 카세트가 역전될 수 있도록 배치될 수도 있다[예를 들어, 정화기 카세트는 단부(720)를 상부로서 하고 단부(722)를 저부로서 하여 매니폴드에 정합될 수 있거나 그 반대도 마찬가지임].
단부캡들은 정화기 카세트의 적절한 배치를 보장하는 것을 돕기 위해 매니폴드 조립체 상의 상보형 특징부들과 결합하기 위한 정렬 구멍, 레일, 안내 채널 등과 같은 특징부들을 포함할 수도 있다. 도 7의 실시예에서, 단부캡(704)은 안내 슬롯(724)을 포함하고, 단부캡(706)은 카세트(700)의 전방으로 개방되어 있는 안내 슬롯(726)을 포함한다. 안내 슬롯(724/726)은 카세트(700)를 수직으로 위치설정하여 유지하기 위해 매니폴드의 대응 안내 아암을 수용할 수 있다.
카세트는 포트들이 개방되어 있는 것과 동일한 카세트의 측면에 연결되는 운반 핸들(carrying handle)을 포함할 수도 있다. 카세트(700)는 예를 들어, 카세트의 후방으로부터 제거 가능 핸들의 연결을 허용하기 위한 핸들 연결 부재(728)를 포함한다. 이 구성은 사용자(인간 사용자 또는 로봇과 같은)가 모든 포트가 위로 향한 상태로 카세트를 운반할 수 있게 한다. 일 실시예에 따르면, 핸들 연결 부재는 측면 에지들에서 카세트로부터 후방으로 연장하고 제거 가능 핸들로부터 돌출부를 수용하기 위한 개구를 형성하는 탭을 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 핸들 연결 특징부들은 표면(730) 내에 일체화될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 핸들이 일체화될 수도 있다. 다른 실시예에서, 핸들 연결 특징부들은 단부캡(704, 706), 측면 커버 또는 다른 장소에 합체될 수도 있다.
카세트는 카세트가 편리하게 운반되고 보관될 수 있게 하기 위한 특징부들을 또한 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 카세트는 카세트가 편평한 표면 상에 배치될 수 있게 하기 위한 편평한 표면을 포트 개구 또는 다른 장소로부터 카세트의 대향 측면 상에 포함할 수도 있다. 카세트(700)는 예를 들어, 단부캡(704) 및 단부캡(706)의 전방 측면으로부터 연장하는 푸트(772)를 포함한다. 따라서, 카세트(700)는 포트들이 위로 향한 상태로 그리고 카세트(700)가 낙하하거나 굴러다니지 않고 보관 선반(shelf) 상에 배치될 수 있다.
카세트(700)는 라벨 시스템을 또한 포함할 수도 있다. 접착제-기반 라벨이 사용될 수도 있지만, 이러한 라벨은 PFA 장치에 부착될 때, 특히 고온 용례에서 종종 박리한다. 일 실시예에 따르면, 카세트(700)는 하나 이상의 라벨 홀더(732)를 포함할 수 있다. 라벨 홀더(732)는 일 실시예에 따르면, 카세트 또는 다른 장소의 측면 에지들에 근접하여 후방으로 연장하고 서로를 향한 홈의 세트를 형성하는 탭 또는 다른 연장부를 포함할 수 있다. 라벨(734)은 홈 내에 끼워지는 스냅-끼워맞춤 라벨일 수도 있고, 또한 라벨이 원한다면 카세트 조립 작업 중에 삽입되도록 제조될 수 있다. 라벨은 플라스틱 재료, 금속 또는 다른 재료로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 라벨은 레이저 절단되고, 성형되고, 직접 주입된 착색된 PTFE 또는 PFA 재료를 포함할 수도 있어, 정화기 카세트와 대조되게 되고 텍스트를 매우 가시적이게 한다. 라벨링을 컬러-코딩하는 것은 사용자가 장치들을 구별하는 것을 용이하게 한다. 예를 들어, 라벨의 일 컬러는 15 나노미터 필터를 라벨링하는 데 사용될 수 있고, 반면에 다른 컬러 라벨은 10 나노미터 필터를 라벨링하는 데 사용될 수 있다. "올 테플론(all Teflon)" 지시를 필요로 하는 용례에 사용되는 정화기 카세트에 있어서, PTFE 재료는 정화기 카세트에 대해 이 지시를 유지한다. 대안적인 재료들이 원한다면 사용될 수 있다. 라벨 시스템은 도 1a 및 도 1b의 실시예에 사용될 수 있고, 예를 들어 측면(123 또는 124) 상에 구현될 수 있다. 라벨들은 정화기 카세트의 다른 실시예에서 또한 구현될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 단부캡(704, 706)에 결합된 측면 커버(800) 및 측면 커버(810)를 도시하고 있는 카세트(700)의 일 실시예의 개략 단면도이다. 2개의 측면은 대칭적이라는 것이 주목될 수도 있다. 도 8a 및 도 8b의 실시예에서, 측면 커버(800)는 측벽의 세트에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 지지 부재(804), 인장 부재에 결합될 수도 있는 이격된 중간 리브(806) 및 래인 커버에 결합될 수도 있는(몇몇 경우에, 모든 리브가 래인 커버에 결합되는 것은 아님) 이격된 중간 리브(808)를 포함할 수도 있다. 측면 지지 부재(804) 및 이격된 리브(806)는 필터 하우징 내의 각각의 래인에 대응하는 유동 채널을 형성할 수도 있고, 이격된 리브(808)는 또한 1차 유동 채널을 더 소형의 유동 채널로 분할한다. 측면 커버(810)는 측벽의 세트에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 지지 부재(814), 인장 부재에 결합될 수도 있는 이격된 중간 리브(816) 및 래인 커버에 결합될 수도 있는 이격된 중간 리브(818)를 포함할 수도 있다. 측면 지지 부재(814) 및 이격된 리브(816)는 필터 하우징 내의 각각의 래인에 대응하는 유동 채널을 형성하고, 이격된 리브(818)는 또한 래인들을 더 소형의 유동 채널로 분할할 수도 있다. 그러나, 도 8a 및 도 8b의 실시예에서, 플레넘들은 측면 커버에 제공되지 않는다.
도 8a를 참조하면, 단부캡(704)은 포트 챔버(820) 및 포트 챔버(820)를 분배 유동 채널의 제1 단부에 연결하는 유동 채널(821)을 제공하는 성형된 캐비티를 포함할 수도 있다. 단부캡(706)은 포트 챔버(830) 및 포트 챔버(830)를 측면 커버(800)에 의해 형성된 분배 유동 채널의 제2 단부에 연결하는 유동 채널(831)을 제공하는 성형된 캐비티를 포함할 수도 있다. 도 8b를 참조하면, 단부캡(704)은 포트 챔버(840) 및 포트 챔버(840)를 측면 커버(810)에 의해 형성된 분배 유동 채널의 제1 단부에 연결하는 유동 채널(841)을 제공하는 제2 성형된 캐비티를 제공한다. 단부캡(706)은 포트 챔버(850) 및 포트 챔버(850)를 측면 커버(810)에 의해 형성된 분배 유동 채널의 제1 단부에 연결하는 유동 채널(851)을 제공하는 제2 성형된 캐비티를 제공한다. 포트 챔버들은 경사질 수도 있어, 포트 챔버(820)의 상부면이 포트(710)의 개구를 향해 상향으로 경사지고, 포트 챔버(830)의 저부면이 포트(714)의 개구를 향해 하향으로 경사지고, 포트 챔버(840)의 상부면이 포트(708)의 개구를 향해 상향으로 경사지고, 포트 챔버(850)의 저부면이 포트(712)의 개구를 향해 하향으로 경사지게 된다. 포트 챔버(820, 840)에 있어서, 이는 포트 챔버에 도달하는 가스가 각각의 포트를 나올 수 있는 것을 의미한다.
도 9는 정화기 카세트(700)를 통한 유동의 일 실시예의 개략도이다. 본 예에서, 공급 시스템은 포트(712)(도 7)가 입구 포트이고, 포트(714)가 출구 포트이고, 포트(708)가 상류(입구)측 통기 포트이고, 포트(710)가 하류(출구)측 통기 포트이도록 구성된다. 작동시에, 유체는 포트 개구를 통해 포트 챔버(850) 내로 유동하고, 유동 채널(851)을 거쳐, 래인 커버(905)를 통해, 정화기 요소(925)를 통해 그리고 래인 커버(910)를 통해 측면 커버(810) 상에 배치된 상류측 유동 분배 채널로 유도된다. 유동 채널(831)은 측면 커버(800) 상에 배치된 하류측 유동 채널을 포트 챔버(830)와 연결하여, 유체가 포트(714)를 거쳐 포트 챔버(830) 내로 유동하고 정화기 카세트(700)를 나올 수 있게 된다.
전술된 바와 같이, 측면 커버들은 정화기 요소(925)보다 가스에 더 친화성일 수도 있다. 따라서, 가스 기포가 측면 커버들에 끌어당겨질 수도 있다. 상류측 유체 분배 채널은 가스를 포트 챔버(840)에 유도할 수도 있고, 하류측 유동 분배 채널은 가스를 포트 챔버(820)에 유도할 수도 있다. 포트 챔버(840, 820)는 드래프트될(drafted) 수도 있어 가스가 각각의 포트 개구로 카세트(700) 외부로 유동하게 된다.
도 10은 정화기 카세트 본체(1002), 단부캡(1004) 및 단부캡(1006)을 갖는 정화기 카세트(1000)의 다른 실시예의 개략도이다. 정화기 카세트(1000)는 정화기 카세트(700)(도 7)와 유사할 수도 있다. 그러나, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 단부캡(1004)은 서로로부터 x 축 및 y 축의 모두를 따라 오프셋되어 있는 포트(1008, 1010)를 갖고, 단부캡(1006)은 서로로부터 x 축 및 y 축의 모두를 따라 오프셋되어 있는 포트(1012, 1014)를 갖는다. y 축을 따라 포트들을 오프셋하는 것은 포트들이 x 방향으로 함께 더 근접하게 배치되게 할 수도 있어, 따라서 정화기 카세트(1000)의 전체폭(x 방향에서의 크기)이 더 작게 유지되게 한다.
도 11은 정화기 카세트(1100)의 다른 실시예의 개략도이다. 정화기 카세트(1100)는 일반적으로 직사각형 프로파일을 갖는 주 본체(1102), 제1 단부캡(1104) 및 제2 단부캡(1106)을 갖는다. 주 본체(1102)는 정화기 요소가 배치되어 있는 내부 캐비티를 제공할 수 있다. 단부캡(1104) 및 단부캡(1106)은 내부 캐비티에 유체 결합되어 있는 포트들[예를 들어, 제1 포트(1108), 제2 포트(1110), 제3 포트(1112) 및 제4 포트(1104) 중 하나 이상]을 제공할 수 있다. 정화기 카세트(1100)의 구성에 따라, 하나 이상의 포트 중 임의의 것은 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트, 배수 포트 또는 다른 유형의 포트로서 작용할 수도 있다. 도 11의 실시예에서, 포트들은 나사산 형성되어 있지 않다.
도 12는 정화기 카세트(1200)의 다른 실시예의 개략도이다. 정화기 카세트(1200)는 일반적으로 직사각형 프로파일을 갖는 메인 카세트 하우징(1202), 제1 단부캡(1204) 및 제2 단부캡(1206)을 갖는다. 카세트 하우징(1202)은 정화기 요소가 배치되어 있는 내부 캐비티를 제공할 수 있다. 단부캡(1204) 및 단부캡(1206)은 내부 캐비티에 유체 결합되어 있는 포트들[예를 들어, 제1 포트(1208), 제2 포트(1210), 제3 포트 및 제4 포트 중 하나 이상]을 제공할 수 있다. 정화기 카세트(1200)의 구성에 따라, 하나 이상의 포트 중 임의의 것은 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트, 배수 포트 또는 다른 유형의 포트로서 작용할 수도 있다.
단부캡들은 정화기 카세트의 적절한 배치를 보장하는 것을 돕기 위해 매니폴드 조립체 상의 상보형 특징부와 결합하기 위한 정렬 구멍, 레일, 안내 채널 등과 같은 특징부를 포함할 수도 있다. 도 12의 실시예에서, 단부캡(1204)은 안내 슬롯(1224)을 포함하고, 단부캡(1206)은 카세트(1200)의 전방으로 개방되어 있는 안내 슬롯(1226)을 포함한다. 안내 슬롯(1224/1226)은 카세트(1200)를 수직으로 위치설정하여 유지하기 위해 매니폴드의 대응 안내 아암을 수용할 수 있다. 더욱이, 단부캡(1204) 또는 단부캡(1206)은 카세트(1200)를 수평으로 위치설정하여 고정하기 위해 매니폴드 상의 핀을 수용하기 위한 수직 스냅 끼워맞춤 슬롯(1228)을 포함할 수도 있다.
카세트(1200)는 핸들 연결 부재(1230)를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 핸들 연결 부재는 측면 에지들에서 카세트로부터 후방으로 연장하는 탭을 포함할 수도 있다. 탭은 제거 가능 핸들(1232)로부터 돌출부를 수용할 수 있는 개구를 형성한다.
도 13a 및 도 13b는 단부캡(1300)의 다른 실시예의 개략도이다. 단부캡(1300)은 제1 평면(예를 들어, x-y 평면)에서 개방되어 있는 1차 포트(1302) 및 제2 평면(예를 들어, x-z 평면)에서 개방되어 있는 2차 포트(1304)를 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 1차 포트(1302)는 전술된 바와 같이 구성되거나 다른 방식으로 구성된 입구 또는 출구로서 작용할 수도 있고, 2차 포트(1304)는 통기구 또는 배수구로서 작용할 수도 있다. 단부캡(1300)은, 내부 유체 분배 채널과 유체 연통하고 캐비티(1308)를 형성하는 모든 내부면이 채널(1320)로 가스 기포를 유도하고 포트(1304)를 나오게 하여 포트(1304)가 통기 포트로서 작용하게 하거나 또는 유체를 포트(1304)로 유도하여 포트(1304)가 배수구로서 작용하게 하도록 성형되는 성형된 캐비티(1308)를 더 형성할 수도 있다.
도 14는 카세트 단부캡(1400)의 다른 실시예의 개략도이다. 단부캡(1400)은 포트(1402, 1404)를 포함한다. 포트(1402)에 진입하는 유체는 단부캡(1400)의 내부의 일련의 단부캡 유동 채널(1406)에 분배된다. 유체는 단부캡(1400)의 내부의 단부캡 유동 채널(1408)을 통해 수용되고 포트(1404)를 나오기 전에 단부캡(1400) 내에서 조합될 수도 있다. 단부캡 유동 채널(1406, 1408)은 필터 본체 내에 형성된 대응 유동 분배 채널과 정렬할 수도 있고 유체를 직렬로 또는 병렬로 분배하도록 배열될 수도 있다. 단부캡 유동 채널은 예를 들어, 플레넘, 1차 유동 채널 또는 서브채널을 정렬할 수도 있고, 다양한 포트 디자인과 함께 사용될 수도 있다.
도 15a 내지 도 15d는 단부캡(1500)의 다른 실시예의 개략도이다. 단부캡(1500)은 카세트 주 본체에 결합될 수 있는 기부(1502), 제1 포트 피팅(1510) 및 제2 포트 피팅(1520)을 포함한다. 2개의 포트 피팅이 도시되어 있지만, 하나의 포트 피팅 또는 2개 초과의 포트 피팅을 갖는 장치가 사용될 수도 있다. 포트 피팅들은 나사산(1512, 1522)에 의해 도시되어 있는 바와 같이 외부 나사산 형성될 수도 있다. 포트 피팅들은 동일한 또는 반대 방향으로 나사산 형성될 수도 있다.
포트 피팅은 연결 시스템의 대응 정렬 특징부들과 협동하여, 연결 시스템과 포트 피팅의 정렬을 용이하게 할 수도 있는 정렬 특징부들을 포함할 수도 있다. 정렬 특징부들은 피팅 및 연결 시스템의 대응 특징부들이 정렬하거나 정합하지 않으면, 나사산(1512, 1522)의 시작부가 연결 시스템의 대응 나사산에 결합할 수 없도록 구성될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 예를 들어 정렬 특징부들의 세트는 연결 너트의 내부 돌출부[예를 들어, 도 46a의 연결 너트(4410)의 내부 돌출부(4604)]와 정렬하는 노치를 포함할 수도 있다. 이를 위해, 도시되어 있는 실시예에서, 환형 정렬 리브는 포트 리브(1514, 1524)에 의해 도시되어 있는 바와 같이 각각의 포트 피팅으로부터 반경방향 외향으로 연장한다. 각각의 정렬 리브는 리브의 주연부에 이격된 정렬 노치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 리브(1514)는 이격된 노치(1516)를 포함하고, 리브(1524)는 이격된 노치(1526)를 포함한다. 이격된 정렬 노치들은, 나사산(1512, 1522)이 연결 시스템의 나사산과 적절하게 정렬될 때에만 연결 시스템 내의 정렬 특징부들이 노치를 통해 통과할 수도 있도록 배열될 수도 있다.
포트 리브(1514)는 정렬 특징부들이 정렬 노치(1516)를 통해 통과하지 않으면, 나사산(1512)의 시작부가 연결 시스템의 대응 나사산에 결합할 수 없도록 선택된 거리만큼 포트 피팅 외부 나사산(1512)의 시작부로부터 후퇴될 수도 있다. 유사하게, 포트 리브(1524)는 정렬 특징부들이 정렬 노치(1526)를 통해 통과하지 않으면, 나사산(1522)의 시작부가 연결 시스템의 대응 나사산에 결합할 수 없도록 선택된 거리만큼 포트 피팅 외부 나사산(1522)의 시작부로부터 후퇴될 수도 있다. 대응 돌출부 및 노치의 예가 사용되었지만, 임의의 적합한 정렬 특징부들이 이용될 수도 있다.
단부캡(1500)은 구동 핸들 정렬 인서트를 수용하기 위한 정렬 개구(1530)를 가질 수도 있다. 정렬 개구(1530)는 포트(1510)와 축방향으로 정렬될 수도 있고 또는 다른 방식으로 위치될 수도 있다. 정렬 개구(1530)는 핸들이 단지 원하는 배향으로 정렬 개구(1530) 내에 끼워맞춤될 수도 있도록 하는 키홀(keyhole)을 형성할 수도 있다.
도 15d는 기부(1502)의 저부로부터 본 도면이다. 기부(1502)는 포트(1510)와 포트(1520)를 필터 본체 내의 유동 통로에 유동적으로 연결하는 유동 통로를 위한 개구를 포함할 수도 있다. 이를 위해, 기부(1502) 내의 유동 통로(1540)로의 개구는 제1 플레넘 세트와 인터페이스하도록 위치될 수도 있고, 유동 통로(1542)로의 개구는 제2 플레넘 세트와 인터페이스하도록 위치될 수도 있다. 단일 유동 통로로서 도시되어 있지만, 각각의 유동 통로(1540, 1542)는 다수의 유동 통로로 분할될 수도 있다.
기부(1502)는 카세트 주 본체의 단부에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수 있는 표면을 또한 제공할 수도 있다. 영역(1550)은 예를 들어, 측면 커버의 단부에 접합될 수도 있고, 영역(1554)은 메인 쉘 측벽의 단부에 접합될 수도 있다. 영역(1556)은 정화기 카세트 본체의 내부의 래인의 세트에 단부벽을 제공할 수 있고, 인장 부재 및 래인 커버의 단부가 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 표면을 제공할 수도 있다.
도 16은 메인 쉘(1630) 및 래인 커버(1640)의 다른 실시예의 개략도이다. 도 16의 실시예에서, 래인 커버(1640)는 프레임 부재(1660)를 갖는 프레임을 포함한다. 래인 커버(1640) 및 메인 쉘(1630)은 스냅-끼워맞춤, 간섭 끼워맞춤, 음파 접합을 사용하여 또는 임의의 적합한 결합 메커니즘에 따라 래인 커버(1640)를 메인 쉘(1630)에 결합하는 것을 용이하게 하기 위한 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 래인 커버(1640)는 프레임 부재(1660)의 길이를 따라 연장하는 홈(1662)을 포함할 수도 있다. 메인 쉘 측벽 및 인장 부재로부터 돌출하는 설부(1664)가 대응 홈(1662) 내에 수용되어 스냅 끼워맞춤부를 생성할 수도 있다. 다른 실시예에서, 설부는 래인 커버(1640) 상에 그리고 홈은 측벽 및 인장 부재 상에 있을 수 있다. 다른 메커니즘이 또한 래인 커버를 고정하는 데 사용될 수도 있다.
정화기 카세트는 임의의 적합한 방식으로 조립될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 측면 커버[예를 들어, 도 2의 측면 커버(220)]는 메인 쉘에 접합될 수도 있고, 이어서 플리트 팩이 래인 내에 삽입된다. 플리트 팩의 제1 플리트 및 최종 플리트는 플리트 팩의 길이를 따라 돌출되어 있다(stick out). 개별 래인 커버는 각각의 플리트 팩의 제1 및 최종 플랩이 래인 커버와 각각의 측벽 또는 인장 부재 사이에 포획된 상태로 부착될 수 있다. 제2 측면 커버[예를 들어, 도 2의 측면 커버(220)]는 메인 쉘에 접합될 수 있다. 주 본체의 단부는 포팅되거나 다른 방식으로 밀봉되어 래인 및 플리트 팩의 단부를 밀봉할 수도 있다. 단부캡은 이어서 주 본체에 접합될 수도 있다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 제1 단계는 정화 요소 및 래인 커버를 설치하고 이어서 측면 커버(210, 220), 단부캡(104) 및 단부캡(106)을 직렬로 또는 이들 구성 요소들의 2개 이상을 동시에 접합하는 것일 수 있다. 다른 정화 매체 또는 본 명세서에 설명된 바와 같은 다른 프로세스(열교환과 같은)를 용이하게 하기 위한 매체가 래인 내에 배치될 수도 있다.
전술된 바와 같이, 정화기 카세트의 실시예는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 반도체 제조 용례를 포함하는 다양한 용례를 위해 사용될 수도 있다. 몇몇 반도체 제조 프로세스에서, 필터는 통상적으로 100 psi 미만에서 작동한다. 본 명세서에 설명된 실시예는 400 psi(2 MPa) 초과 및 몇몇 경우에 상당한 봉쇄, 유량 및 압력 강하를 제공하는 원통형 필터에 의해 요구되는 것보다 작은 체적에서 900 psi(6.2 MPa) 초과를 포함하여 100 psi(0.68 MPa)의 파열 압력을 가질 수 있는 올 폴리머 카세트(all polymeric cassette)(예를 들어, 금속 지지 플레이트, 금속 장착 브래킷 등을 필요로 하지 않고, 필터의 유체 유동 경로 및 구조적 구성 요소가 폴리머 재료로 제조되는 필터)(주 본체 및 단부캡들이 PFA, PTFE 또는 다른 비반응성 재료로 주로 또는 전적으로 형성되는 정화기 카세트를 포함함)를 제공할 수 있다.
부가적으로, 유량은 통상적으로 약 5 내지 20 liters per minute(lpm)이고, 최대 50 lpm을 취급할 수 있는 필터들이 종종 사용된다. 정화기 카세트의 실시예는 50 lpm 미만의 유량 및 50 lpm 초과의 유량을 포함하는 광범위한 유량 범위를 갖는 용례를 위해 사용될 수도 있다. 전술된 바와 같은 정화기 카세트는 15 나노미터 이하 입자(sub 15 nanometer particle)의 여과 중에 높은 유량(예를 들어, 15 lpm 초과)을 제공할 수 있다. 정화기 카세트는 다른 여과 또는 정화 프로세스를 수행하기 위해 다른 정화 매체를 갖고 또한 구성될 수도 있다.
게다가, 정화기 카세트는 원하는 압력 강하를 나타낼 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 정화기 카세트는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 40 liters per minute에서 30 kPa 미만(몇몇 경우에, 10 kPa 미만을 포함함), 30 liters per minute에서 20 kPa 미만(몇몇 경우에, 10 kPa 미만을 포함함), 20 liters per minute에서 20 kPa 미만(몇몇 경우에, 10 kPa 미만을 포함함)을 포함하는 기준선 압력 강하(1 MPa의 점도를 갖는 유체에 의한 그리고 정화기 요소가 설치되어 있지 않은 압력 강하)를 갖도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 정화기의 구성은 유량 및 압력 강하를 균형화할 수 있다.
래인에 정화 매체를 추가하는 것은 압력 강하를 증가시킬 수도 있고, 정화기 요소의 구성은 압력 강하와 봉쇄 성능을 균형화하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 소정의 유량에서 필터를 가로지르는 압력 강하는 동일한 멤브레인 면적의 양에 대해 증가된 플리트 높이(플리트 팁으로부터 플리트 팁까지의 거리) 및 압축비에 따라 증가할 것이다. 압축비는 플리트가 분리되지 않지만 함께 더 압축되지 않는 1.0의 비에 대해 플리트 팩이 압축되는 양이다. 따라서, 예를 들어, 100개의 플리트 및 0.0415 센티미터의 두께를 갖는 필터 멤브레인은 1.0의 압축비에서 대략 4.15 센티미터의 폭을, 그러나 0.7의 압축비에 대해 대략 2.905 cm의 폭을 가질 것이다.
소정의 멤브레인 여과 면적에 대해, 직사각형 플리트 팩을 유지하는 데 요구되는 체적은 대략:
v = a*t*cr이고, 여기서,
v = 필터 팩 체적,
a = 여과 면적,
t = 필터 멤브레인의 비압축된 두께,
cr = 압축비이다.
이제, 3 m2의 멤브레인 면적, 210 밀리미터의 플리트 팩 길이(플리트에 평행한), 63 밀리미터의 내경 및 76 밀리미터의 외경, 및 0.0415 센티미터의 두께를 갖는 원통형 필터를 취하면, 원통형 정화기 요소는 대략 714 cm3의 체적을 필요로 하고, 적어도 7.6 센티미터 폭이어야 한다. 동일한 멤브레인 면적에 대해, 1.0의 압축비를 갖는 정사각형 플리트 팩은 대략 124 cm3일 수 있다.
플리트 팩은 플리트의 길이, 플리트의 높이 및 플리트 팩의 폭을 선택함으로써 원하는 체적으로 배열될 수 있다. 플리트의 높이 및 압축비는 플리트 팩을 가로지르는 압력 강하에 영향을 미칠 수도 있다. 원하는 플리트 높이 및 압축비는 상이한 멤브레인의 시험을 통해 결정될 수 있다. 용례 및 유동 요구에 따라, 플리트 팩은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 0.6 내지 1.0의 압축비를 포함하는 임의의 원하는 압축비를 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 플리트는 압축되지 않을 수도 있다(1 초과의 비를 가질 수도 있음).
도 17a 및 도 17b는 주 본체(1702) 및 단부캡(1704, 1706)을 갖는 정화기 카세트(1700)의 일 실시예의 개략도이다. 주 본체(1702)는 매체 캐비티를 형성할 수도 있다. 매체 캐비티는 정화기 요소가 각각의 래인 내에 배치되어 있는 래인들로 분리될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 평행한 래인들은 일반적으로 직사각형(정사각형을 포함함) 프로파일을 갖는다. 2개의 래인이 도시되어 있지만, 정화기 카세트는 더 많거나 적은 래인을 가질 수도 있다. 래인들은 유체가 래인들 사이로 유동하지 않도록 서로로부터 밀봉될 수도 있다. 다른 실시예에서, 개구는 유체가 분리된 래인들 사이로 유동할 수 있도록 제공될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 주 본체(1702)는 제1 측면 커버(1710), 제2 측면 커버(1720) 및 메인 쉘(1730)을 포함한다. 메인 쉘(1730), 제1 측면 커버(1710), 제2 측면 커버(1720) 및 단부캡들은 체결구, 음파 접합, 간섭 끼워맞춤 또는 다른 결합 메커니즘을 사용하여 함께 결합될 수도 있고, 협동하여 매체 캐비티 및 평행한 래인을 형성할 수도 있다. 메인 쉘(1730)은 외부 측벽(1734)과 외부 측벽(1736) 사이로 연장하는 기부(1732) 및 기부(1732)로부터 연장하는 인장 부재(1738)를 제공한다. 측벽(1734), 측벽(1736), 측면 커버(1710) 및 측면 커버(1720)는 내부 캐비티의 측벽을 형성할 수도 있다. 메인 쉘 측벽 및 인장 부재(1738)는 캐비티 내의 장축을 따른 길이로 연장하여 래인 측벽을 형성할 수도 있다. 래인 측벽 사이[예를 들어, 외부 측벽(1734/1736)과 인장 부재(1738) 사이 그리고 다수의 인장 부재가 존재하면 2개의 인장 부재(1738) 사이]의 기부(1732)의 부분은 대응 래인 내외로 유체가 유동하게 하기 위한 격자를 포함하는 일체형 래인 커버(1739)를 형성한다.
기부(1732)의 일 측면은 기부(1732)로의 측면 커버(1720)의 결합을 용이하게 하기 위한 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 기부는 측면 커버(1720)의 부분이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 커버 장착면의 세트를 제공한다. 대향 측면에서, 기부(1732)로부터 말단측의 외부 측벽(1734), 외부 측벽(1736) 및 인장 부재(1738)의 단부들은 메인 쉘(1730)로의 측면 커버(1710)의 결합을 용이하게 하기 위한 특징부들을 제공할 수 있다. 말단면은 예를 들어 측면 커버(1710)의 부분이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 커버 장착면을 제공할 수도 있다.
래인 커버(1740)는 각각의 메인 쉘 측벽(1734/1736)과 인장 부재(1738) 사이 또는 인접한 인장 부재(1738) 사이에 걸쳐 있고 기부(1732)로부터 래인의 대향 측면을 덮도록 래인의 길이로 연장할 수 있다(개별의 래인 커버가 또한 제공될 수도 있음). 래인 커버(1740)는 래인 커버(1740)의 길이로 연장하는 프레임 부재(1744)를 포함하는 프레임 및 프레임 부재들 사이에 걸쳐 있는 격자부를 포함할 수도 있다. 래인 커버(1740)는 전술된 바와 같은 지지 부재를 또한 포함할 수도 있다. 래인 커버(1740) 내의 개구는 기부(1732)의 일체형 래인 커버(1739) 내의 개구와 동일하거나 상이할 수도 있다.
측면 커버(1710)를 향한 래인 커버(1740)의 표면은 측면 커버(1710)의 결합을 용이하게 하기 위한 측면 커버 장착면을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 측면 커버 장착면은 측면 커버(1710)의 부분이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 표면을 제공할 수도 있다. 래인 커버는 스냅 끼워맞춤, 간섭 끼워맞춤, 음파 접합, 열적 접합을 사용하여 또는 임의의 적합한 결합 메커니즘에 따라 메인 쉘(1730)로의 래인 커버(1740)의 결합을 용이하게 하기 위한 결합 특징부들을 또한 포함할 수도 있다.
도 17a에 도시되어 있는 바와 같이, 래인 커버는 래인 커버(1740) 및 래인 커버(1739)의 형태로 정화기 요소의 상류측 및 하류측의 모두에 제공된다. 다른 실시예에서, 래인 커버는 단지 래인의 일 측면에만 제공된다. 또 다른 실시예에서, 래인 커버는 전혀 사용되지 않는다.
측면 커버(1710)는 측면 지지 부재(1760), 인장 부재(1738)와 정렬하는 중앙 리브(1762)를 포함할 수 있다. 측면 커버(1720)는 유사하게 측면 지지 부재(1770), 인장 부재(1738)와 정렬하는 중앙 리브(1772)(또는 더 많은 래인이 존재하면 이격된 리브의 세트)를 포함할 수 있다. 이들 리브의 내부면은 인장 부재의 단부에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 리브(1772)의 내부면은 인장 부재(1738)의 기부에서 메인 쉘(1730)에 결합될 수도 있고, 리브(1762)의 내부면은 인장 부재(1738)의 말단부에 결합될 수도 있다. 따라서, 압력 용기 캐비티가 압력 하에 있을 때, 인장 부재(1738)는 측면 커버(1710, 1720)에 힘을 인가하여 측면 커버(1710, 1720)의 굴곡을 감소시키거나 방지할 것이다. 인장 부재(1738)의 크기 및 구성은 압력 용기 캐비티의 체적 변형이 예측된 작동 압력 하에서 원하는 퍼센트 미만이 되도록 선택될 수도 있다. 측면 지지 부재와 리브 사이의 영역은 각각의 래인을 위한 유동 채널을 형성할 수 있다. 몇몇 경우에, 부가의 리브 또는 다른 특징부들이 부가의 유동 채널을 형성할 수도 있다.
주 본체(1702)는 응력을 분배하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측면 커버(1720) 및 측면 커버(1710)는 외향으로 만곡될 수 있다. 더욱이, 메인 쉘 측벽(1734, 1736)은 만곡된 외부를 가질 수 있고, 측면 커버(1710, 1720)는 정화기 카세트의 측면들 사이의 전이부에 만곡된 코너를 갖는다.
전술된 바와 같이, 래인들은 정화기 요소를 유지하기 위해 정화기 요소 유지 영역을 제공할 수 있다. 정화기 요소는 바람직하게는 카세트의 장축에 평행한 플리트의 길이를 갖고 주름 형성된 플리트 팩이다. 플리트 팁은 일 측면의 플리트 팁이 측면 커버에서 지향하고 반면에 대향하는 플리트 팁은 플리트 팁들이 각각의 래인 커버에 맞접하는 상태로 측면 커버에서 지향하게 배향되도록 배향될 수도 있다. 이 구성에서, 일 플리트 팁의 세트는 캐비티의 상류부를 향하고, 다른 플리트 팁의 세트는 캐비티의 하류부를 향한다. 정화기 요소는 개별 정화기 요소일 수도 있고 또는 각각의 정화기 요소는 동일한 연속적인 플리트 팩의 부분일 수도 있어, 예를 들어 일 정화기 요소의 최종 플랩이 다음의 필터 요소의 제1 플랩 내로 전이하고 정화기 요소의 최종 플랩이 다음의 정화기 요소의 제1 플랩 내로 전이하는 등이 된다. 각각의 정화기 요소의 플리트는 단일의 멤브레인 또는 동일한 또는 상이한 재료로부터 형성된 다수의 멤브레인으로부터 형성될 수 있다. 바람직하게는, 플리트는 함께 압축되고, 상류측에 일반적으로 평면형 직사각형 입구 계면을, 하류측에 일반적으로 평면형 직사각형 출구 계면을 형성한다. 소정의 멤브레인 영역에 대한 압축량은 원하는 압력 강하 및 유량을 성취하도록 선택될 수 있다.
단부캡(1704)은 래인의 일 측면의 유동 채널[예를 들어, 개구(1752)에 의해 지시되어 있는 바와 같이]에 유체 결합된 포트 피팅(1750)을 포함할 수 있다. 단부캡(1706)은 래인의 다른 측면의 유동 채널에 유체 결합된 포트 피팅(1754)을 포함할 수 있다. 따라서, 일 포트 피팅은 입구 포트를, 다른 포트 피팅은 출구 포트를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 입구 포트 및 출구 포트는 동일한 단부캡 상에 위치될 수도 있다. 통기 포트 및 배수 포트가 또한 제공될 수도 있다.
도 17b는 오버몰드 재료(1770)로 오버몰딩된 정화기 카세트(1700)의 일 실시예의 개략도이다. 일 실시예에 따르면, 오버몰드의 사용은 다수의 이익을 제공할 수 있다. 오버몰드 재료는 비용을 감소시키고, 강도를 제공하고, 상이한 열팽창 특성을 제공하고, 주 본체 재료의 치수적 편차를 고려하고, 하우징을 통한 침투를 감소시키고(화학물, 가스 등), 인간 환경 공학적 및 장식용 특징부들을 구비하는 것이 더 용이한 재료를 제공하도록 선택될 수 있다. 오버몰드는 카세트(1700)와 관련하여 도시되어 있지만, 카세트의 다른 실시예가 또한 오버몰딩될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 18a 및 도 18b는 정화기 카세트(1800)의 일 실시예의 개략도이다. 정화기 카세트 하우징은 다수의 하우징 구성 요소로부터 형성될 수도 있다. 정화기 카세트 하우징은 측면 커버(1805), 측면 커버(1810), 제1 단부 커버(1812) 및 제2 단부 커버(1814)로부터 형성된다. 하우징은 필터 입구 포트, 필터 출구 포트(1835) 및 필터 통기 포트(1840)를 포함하는 다양한 포트를 포함할 수도 있다.
도 19는 필터 유지 영역(1925) 내에 배치된 정화기 요소(도시 생략)에 의해 상류부와 하류부로 분배된 매체 캐비티를 형성하는 필터 하우징[제1 측면 커버(1805) 및 제2 측면 커버(1810)를 포함함]을 갖는 정화기 카세트(1800)의 단면의 일 실시예의 개략도이다. 정화기 요소는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 하나 이상의 주름형 필터, 깊이 필터, 중공 파이버 멤브레인, 또는 다른 정화 매체를 포함하는 임의의 적합한 정화 매체일 수 있다. 일 실시예에서, 정화기 요소는 하나 이상의 직사각형 플리트 팩을 포함한다. 필터의 플리트는 단일의 멤브레인 또는 동일한 또는 상이한 재료로부터 형성된 다수의 멤브레인으로부터 형성될 수 있다. 필터 멤브레인은 카세트의 장축에 평행한 플리트의 길이를 갖고 주름 형성될 수도 있다. 정화기 요소 유지 영역(1925)은 플리트의 단부로부터 볼 때 플리트 팩이 시프트된 평행사변형 단면을 가질 수 있도록 구성될 수도 있다.
필터 입구 포트(1930)는 정화기 요소의 상류측에 위치되고, 필터 출구 포트(1835)는 정화기 요소의 하류측에 위치된다(필터를 통해 연장하는 유체 유동 관점으로부터). 필터 통기 포트[예를 들어, 필터 통기 포트(1840)]는 정화기 요소의 상류측 및/또는 하류측에 위치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 필터 입구 포트(1930)는 플리트 방향에 수직인 상향으로 수직인(진입 유동이 플리트 팩의 상부 및 저부 플랩에 수직이도록) 입구 유동 경로를 형성하고, 필터 출구 포트(1835)는 플리트 방향에 수직인 상향으로 수직인 출구 유동 경로를 형성하고, 필터 통기 포트(1840)는 상향으로 수직인 통기 유동 경로를 형성한다. 바람직하게는, 필터 통기 포트(1840)는 가능한 최고점에서 매체 캐비티의 상류부로 개방되어 상류부 내의 임의의 가스가 필터 통기 포트(1840)로 자연적으로 상승하게 된다. 유사하게, 가능한 최고점에서 매체 캐비티의 하류부로 바람직하게 개방되어 있는 출구 통기 포트가 제공될 수 있어 하류부 내의 임의의 가스가 출구 통기 포트로 자연적으로 상승하게 된다. 통기 포트(또는 매니폴드 내의 대응 포트)는 유체의 구동 압력보다 큰 작동 압력으로 압력 작동될 수도 있다. 포트들은 미국 매사추세츠주 빌러리카 소재의 Entegris, Inc.로부터의 Connectology® 연결부, 스웨이지록 피팅(Swagelok fitting) 또는 유체 밀봉이 가능한 다른 연결부를 포함할 수 있다. 이하에 설명되는 바와 같이 나사산 형성된 연결부를 포함하는 일 유형의 연결부가 또한 사용될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 다양한 포트가 구성 요소들 사이의 접합을 여전히 허용하면서 정화기 카세트의 전방으로 가능한 한 멀리 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 포트는 다른 방식으로 배열될 수도 있다(예를 들어, 정화기 카세트의 중앙 또는 후방 단부 부근에 하나 이상의 포트를 가짐). 필터 입구 포트[예를 들어, 도 19의 필터 입구 포트(1930)] 및 포트(1835)를 위한 개구의 중심선은 일 실시예에서 카세트의 가장 넓은 부분에 위치될 수 있다. 카세트 내의 유체 유동 관점으로부터, 필터 입구 포트를 위한 개구는 매체 캐비티의 최하점에 위치될 수 있고, 포트(1835, 1840)를 위한 개구는 매체 캐비티의 최고점에 위치될 수 있다.
하류측 매체 커버(1940) 및 상류측 매체 커버(1945)는 캐비티 내에 배치될 수 있고, 정화기 요소 유지 영역(1925)을 형성할 수도 있다. 상류측 매체 커버(1945) 및 하류측 매체 커버(1940)는 저부로부터 상부로 상류측 측벽을 향해 각형성될 수도 있다. 일 실시예에서, 상류측 매체 커버(1945) 및 하류측 매체 커버(1940)의 각도는 측면 커버(1805) 상에 배치된 리브의 측벽 오프셋부의 테이퍼에 정합할 수도 있다. 상류측 및 하류측 매체 커버의 실시예는 이하에 더 상세히 설명된다.
푸트프린트 내에 포트를 효율적으로 배치하기 위해, 정화기 요소 유지 영역(1925)은 정화기 요소의 주름진 영역이 필터 입구 포트(1930), 필터 출구 포트(1835) 및/또는 필터 통기 포트(들)(1840)에 중첩하도록 위치될 수도 있다. 그러나, 필터 조립체(1800)에 진입하는 유체의 유동이 충분하면, 유체는 멤브레인을 손상시킬 수도 있다. 이에 따라, 상류측 매체 커버(1945)(그 일 실시예가 이하에 더 상세히 설명됨)는 멤브레인을 향한 유동을 방해하고 유동을 상류측 측벽으로 재지향하는 부분을 포함할 수도 있다.
매체 캐비티의 내부면은 정화기 요소의 재료에 대해 더 가스 친화성 또는 혐오성이 있는 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 필터 하우징은 측벽의 내부면이 정화기 요소보다 가스에 더 친화성이 있도록 하는 재료로 형성될 수 있어, - 또는 달리 말하면, 정화기 요소는 하우징 재료보다 가스에 더 혐오성이 있도록 선택될 수 있음 - 측벽에 대한 가스의 친화도를 증진시킨다. 따라서, 가스는 정화기 요소를 통해 통과하는 것보다는 필터 통기 포트(1840)로 상승하는 가능성이 더 높다. 유사한 현상이 하류부에서 발생할 수 있다. 더욱이, 카세트의 형상은 내부 캐비티의 상류부 및 하류부의 폭 및/또는 높이가 각각의 포트로부터 이격하여 감소하도록 선택될 수 있다. 따라서, 매체 캐비티의 상류부의 유압 직경은 필터 입구 포트(1930)로부터 이격하여 감소되고, 매체 캐비티의 하류부의 유압 직경은 필터 출구 포트(1835)를 향해 증가할 수 있다.
도 20a 내지 도 20b는 측면 커버(1805)의 일 실시예의 개략도이다. 측면 커버(1805)는 상부벽부(2002), 상류 측벽(2005) 및 저부벽부(2009)를 포함할 수 있다. 상부벽부(2002)는 상류 측벽(2005)으로부터 상부벽부 결합 에지(2007)로 연장할 수도 있고, 저부벽부(2009)는 측벽부(2005)로부터 저부벽부 결합 에지(2011)로 연장할 수도 있다. 상부벽부(2002) 및 저부벽부(2009)는 상부 결합부(2015) 및 하부 결합부(2016)를 포함할 수도 있다. 상부 결합부(2015) 및 하부 결합부(2016)는 측면 커버(1805)의 길이로 연장하는 설부 및 홈을 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 측면 커버(1805)는 예를 들어 단부 리브(20271, 20272), 저부 리브(20301 내지 2030n), 상부 리브(20351 내지 2035n) 및 중간 리브(20371 내지 2037n)를 포함하는 내부 캐비티 내로 돌출하는 일련의 리브를 가질 수도 있다. 바람직하게는, n은 1 내지 20일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 10개의 저부, 상부 및 중간 리브일 수 있다. 상이한 수의 상부 리브, 저부 리브 및 중간 리브(예를 들어, 10개의 상부 리브, 4개의 중간 리브 및 7개의 저부 리브)가 존재할 수도 있다. 각각의 리브는 저부 오프셋부[예를 들어, 저부 오프셋부(2040)], 상부 오프셋부[예를 들어, 상부 오프셋부(2045)] 및 측벽 오프셋부[예를 들어, 측벽 오프셋부(2049)]를 포함할 수도 있다. 리브(2030)는 예를 들어, 저부벽부(2009)로부터 제1 높이로 연장하는 저부 오프셋부(2040) 및 제1 높이보다 큰 제2 높이로 연장하는 측벽 오프셋부(2049)를 갖는 일반적으로 L 형상일 수도 있다. 일 실시예에서, 저부 오프셋부(2040)는 내부 캐비티의 길이에 수직인(또는 다른 각도에서) 제1 거리에 걸쳐 벽(2005)으로부터 내부 캐비티의 저부를 가로질러 연장하고, 측벽 오프셋부(2049)는 저부 오프셋부(2040)의 거리보다 작은 거리에 걸쳐 측벽(2005)으로부터 내부 캐비티 내로 연장한다. 저부 오프셋부(2040)는 내부 캐비티의 저부면으로부터 멤브레인 스탠드오프(standoff)로서 작용할 수도 있고, 측벽 오프셋부(2049)는 측벽(2005)으로부터 플리트 스탠드오프로서 작용할 수도 있다. 측벽 오프셋부(2049)는 측벽 오프셋부(2049)가 측벽(2005)으로부터 이격하여 연장하는 거리가 상부를 향해 감소하도록 테이퍼질 수도 있어, 이에 의해 저부로부터 상부로 내부 캐비티의 상류부의 면적을 감소시킨다.
상부 리브(2035)는 또한 상부벽부(2002)로부터 제1 깊이로 연장하는 상부 오프셋부(2045) 및 제1 깊이보다 큰 제2 깊이로 연장하는 측벽(2005)에 근접한 측벽 오프셋부(2049)를 갖는 일반적으로 L 형상일 수도 있다. 일 실시예에서, 상부 오프셋부(2045)는 내부 캐비티의 길이에 수직인 제1 거리로 측벽(2005)으로부터 내부 캐비티의 상부를 가로질러 연장하고, 측벽 오프셋부(2049)는 상부 오프셋부(2045)의 거리보다 작은 거리로 측벽(2005)으로부터 내부 캐비티 내로 연장한다. 상부 오프셋부(2045)는 내부 캐비티의 상부면으로부터 멤브레인 스탠드오프로서 작용할 수도 있고, 측벽 오프셋부(2049)는 측벽(2005)으로부터 플리트 스탠드오프로서 작용할 수도 있다. 측벽 오프셋부(2049)는 측벽 오프셋부(2049)가 측벽(2005)으로부터 이격하여 연장하는 거리가 상부를 향해 감소하도록 테이퍼질 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 저부 리브(2030)의 높이는, 정화기 카세트가 설치될 때 저부 오프셋부(2040)의 상부 에지가 서로 동일 높이에 있도록 선택된다. 교번하는 저부 리브의 측벽 오프셋부(2049)의 상단부는 또한 정화기 카세트가 완전 설치된 위치에 있을 때[예를 들어, 필터 입구 포트(1930)가 수직으로 정렬되어 있음] 서로 동일 높이에 있을 수도 있다. 예를 들어, 리브(2030)의 저부 오프셋부(2040)의 상부 에지는 제1 평면에 놓이고, 교번하는 저부 리브(2030)의 제1 세트의 측벽 오프셋부(2049)의 상부 에지는 제2 평면에 놓인다. 따라서, 필터가 설치될 때, 각각의 리브(20301 내지 2030n)의 저부 오프셋부(2040)의 상부는 동일한 유체 레벨에 있을 것이고, 제1 세트의 교번하는 저부 리브(2030)[예를 들어, 리브(20302, 20304 등)]의 측벽 오프셋부(2049)의 상부는 서로 동일한 유체 레벨에 있을 것이다.
유사하게, 상부 리브(2035)의 상부 오프셋부(2045)의 하부 에지는 서로 동일 높이에 있을 수 있고, 교번하는 상부 리브(2035)의 측벽 오프셋부(2049)의 하부 에지는 정화기 카세트가 설치될 때 또한 서로 동일 높이에 있을 수도 있다. 예를 들어, 리브(2035)의 상부 오프셋부(2045)의 하부 에지는 제3 평면에 놓일 수도 있고, 제1 세트의 상부 리브(2035)의 측벽 오프셋부(2049)의 하부 에지는 제4 평면에 놓일 수도 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 평면은 정화기 카세트가 완전 설치된 작동 위치에 있을 때[예를 들어, 필터 입구 포트(1930)가 수직으로 정렬되어 있음] 평행한 수평 평면들일 수 있다.
측면 커버(1805)는 교번하는 상부 및 저부 리브와 정렬되고 측벽(2005)으로부터 내향으로 돌출하여 측벽 오프셋을 제공하는 중간 리브(20371 내지 2037n)의 세트를 더 포함할 수도 있다. 중간 리브(2037)가 내향으로 돌출하는 거리는 저부로부터 상부로 리브를 따라 감소할 수도 있다. 교번하는 상부 리브(2035) 및 저부 리브(2030)는 중간 리브(2037)와 수직으로 정렬될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 중간 리브(2037)의 길이는 중간 리브의 상단부가 인접한 교번하는 상부 리브(2035)의 측벽 오프셋부(2049)에 중첩하고 중간 리브의 하단부는 인접하는 교번하는 저부 리브(2030)의 측면 오프세부(2049)에 중첩하도록 선택된다. 예를 들어, 리브(20371)의 상단부는 리브(20351, 20353)의 측벽 오프셋부(2049)에 중첩하고, 리브(20371)의 하단부는 저부 리브(20301, 20303)의 측벽 오프셋부(2049)의 상부에 중첩한다.
인접한 리브들 사이의 공간은 상류측 매체 커버의 저부와 협동하여 유동 채널을 형성한다. 예를 들어, 인접한 리브(20301, 20302) 사이의 영역은 필터 입구에 개방되어 있는 유동 채널(20502)을 형성한다. 상류측 매체 커버가 적소에 있고 유체는 매체 캐비티 내로 도입될 때, 유체는 유동 채널을 따를 것이다. 도시되어 있는 예에서, 유체는 내부 캐비티의 저부를 따라 유동 채널(20502)을 충전할 것이고, 이어서 리브(20302) 위에 놓여질 때까지 유동 채널(20502)을 따라 측벽(2005)을 올라가고, 이 지점에서 유체는 인접한 채널(20503) 내로 유동할 것이다. 유체는 유체가 리브(20301, 20303) 위에 놓여져서 유동 채널(20501, 20504)을 충전하기 시작할 때까지 채널(20502, 20503)을 계속 충전할 것이다. 이 프로세스는 유체가 채널(2050n)을 충전할 때까지 계속될 수 있다. 리브 구성은 유체가 측벽(2005)을 따라 나아가서 가스 기포가 측벽(2005)에 끌어당겨지고 상향으로 유동할 가능성을 증가시키는 것을 보장하는 것을 돕는다. 더욱이, 리브 구성은 측벽(2005)의 길이를 따라 유체를 분배하여 정화기 요소의 균일한 습윤을 증진하는 것을 돕는다.
일 실시예에 따르면, 저부 오프셋 및 상부 오프셋은 둥근 측면들을 갖는 유동 채널을 형성하기 위한 둥근(radiused) 기부를 각각 갖는다. 둥근 기부는 리브들이 날카로운 에지에서 상부벽 및 저부벽에 만나는 경우보다 더 양호한 응력 분포를 제공한다. 부가적으로, 저부 리브(2030)의 저부 오프셋부 및 상부 리브(2035)의 상부 오프셋부를 통한 구멍은 인접한 유동 채널 사이의 유동을 허용한다.
도 20b는 상부벽부(2002) 및 저부벽부(2009)는 필터 입구 포트(1930)로부터 이격하여 서로를 향해 테이퍼진 내부면을 가질 수도 있는 것을 또한 도시하고 있다. 도시되어 있는 실시예에서, 테이퍼는 필터 입구 포트(1930)에서 바로 시작한다. 이는 필터 입구 포트(1930)로부터 이격하여 매체 캐비티의 유압 직경을 감소시키는 것을 도울 수 있어, 사공간을 감소시키거나 제거하는 것을 돕는다. 더욱이, 필터 통기 포트(1840)는 도시되어 있는 실시예에서, 매체 캐비티 내의 최고점으로 개방되어 있다. 다른 실시예는 테이퍼지지 않은 부분 및 테이퍼진 부분을 포함할 수도 있다.
도 21a 및 도 21b는 측면 커버(1810)의 일 실시예의 개략도이다. 측면 커버(1810)는 상부벽부(2135), 저부벽부(2140), 측벽부(2145), 제1 단부(2141) 및 제2 단부(2143)를 포함할 수도 있다. 상부벽부(2135)는 측벽부(2145)로부터 내부 에지(2177)로 연장할 수도 있고, 저부벽부(2140)는 측벽부(2145)로부터 내부 에지(2179)로 연장할 수도 있다. 에지(2177, 2179)는 에지(2007, 2011)에 각각 접합되어 플리트 팩의 플리트들에 평행한 필터 카트리지의 길이로 연장하는 결합 시임(seam)을 생성할 수도 있다.
측면 커버(1810)는 카세트의 최대폭부 또는 적어도 내부 캐비티의 하류부의 최대폭부가 필터 출구 포트(1835)의 중심선과 일치하도록 성형될 수도 있다. 더욱이, 측면 커버(1810)는 내부 캐비티의 하류부의 전방 섹션의 면적이 출구 포트로부터 전방으로 감소하고 그리고/또는 내부 캐비티의 하류부의 후방 섹션의 면적이 필터 출구 포트(1835)로부터 후방으로 감소하도록 성형될 수도 있다. 예를 들어, 상부벽부(2135)는 내부 캐비티가 필터 출구 포트(1835)로부터 후방으로 하향으로 테이퍼지도록 또한 성형될 수도 있다. 상부벽부(2135)는 내부 캐비티가 필터 출구 포트(1835)로부터 전방으로 하향으로 테이퍼지도록 또한 성형될 수도 있다. 유사하게, 저부벽부(2140)는 내부 캐비티가 필터 출구 포트(1835)로부터 후방으로 그리고 필터 출구 포트(1835)로부터 전방으로 상향으로 테이퍼지도록 성형될 수도 있다. 측벽(2145)은 내부 캐비티가 필터 출구 포트(1835)로부터 후방으로 그리고 필터 출구 포트(1835)로부터 아래로 내향으로 테이퍼지도록 또한 성형될 수도 있다.
도 22는 하류측 매체 커버(1940)의 일 실시예의 개략도이다. 매체 커버(1940)는 유동을 허용하면서 정화기 요소를 적소에 유지하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 매체 커버(1940)는 상부 부재(2260), 하부 부재(2265), 상부 부재(2260)와 하부 부재(2265) 사이에 걸쳐 있는 전방 단부 부재(2270) 및 후방 단부 부재(2275)를 갖는 외부 프레임을 포함할 수 있다. 상부 부재(2260) 및 하부 부재(2265)는 정화기 카세트의 나머지로의 매체 커버(1940)의 결합을 허용하기 위한 특징부들을 포함할 수도 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 예를 들어 매체 커버(1940)는 메인 커버로의 스냅 끼워맞춤 연결을 위한 설부 및 홈 특징부를 포함할 수도 있다. 매체 커버(2260)는 상부 부재(2260)의 제1 측면이 상부 리브(2035)의 팁에 접촉하기 위한 접촉면을 포함하고 하부 부재(2265)는 저부 리브(2030)의 팁에 접촉하기 위한 접촉면을 포함하도록 구성될 수도 있다.
매체 커버(1940)는 상부 부재(2260)와 하부 부재(2265) 사이에 걸쳐 있는 중간 이격 부재(2280)를 또한 포함할 수도 있다. 이격 부재는 액체 또는 유체 유동을 허용하기 위해 이들 사이에 개방 공간을 갖는다. 단부 부재(2270)로부터 후방 단부 부재(2275)로 걸쳐 있는 지지 부재는 이격 부재(2280)를 위한 부가의 지지를 제공할 수도 있다. 바람직하게는, 중간 부재(2280) 또는 다른 봉쇄 구조체는 메인 커버의 리브에 대해 정화기 요소를 유지하기 위해 충분히 강하다. 측면 커버(1810)는 부가의 지지를 제공하기 위해 중간 부재(2280)에 접촉하기 위한 리브를 또한 포함할 수도 있다. 중간 부재(2280)는 상부로 그리고 전방으로 각형성될 수도 있어, 측면 커버 상의 이러한 리브들이 내부 캐비티의 하류부에 진입하는 유동을 필터 출구 포트로 유도하기 위한 유동 유도 장치로서 작용하게 한다. 다른 실시예에서, 매체 커버(1940)는 유동을 허용하면서 정화기 요소를 유지하기 위한 메시 또는 다른 구조적 요소를 포함할 수도 있다.
도 23은 상류측 매체 커버(1945)의 일 실시예의 개략도이다. 상류측 매체 커버(1945)는 이격 부재(2304)의 세트를 포함하는 주 매체 커버부(2302)를 포함할 수 있다. 이격 부재는 유동을 허용하기 위해 이들 사이에 개방 공간을 갖는다. 지지 부재(2306)는 이격 부재(2304)에 지지를 제공하기 위해 매체 커버(1945)의 길이에 걸칠 수도 있다. 상부 및 하부 연장부(2320, 2310)는 매체 커버부(2302)로부터 연장할 수도 있다(예를 들어, 필터 유지 영역에 대한 상부 및 저부를 생성함). 탭(2322)이 상부 연장부(2320)로부터 상향으로 연장할 수도 있고, 탭(2312)이 하부 연장부(2310)로부터 연장할 수도 있다. 탭(2322, 2312)은 측면 커버(1805) 및 하류측 매체 커버(1940)가 함께 결합될 때 하류측 매체 커버(1940)와 측면 커버(1805) 사이에 이들이 포획될 수도 있도록 충분히 얇을 수도 있다.
도 24a, 도 24b, 도 25a, 도 25b, 도 26a 및 도 26b를 참조하면(도 24a, 도 25a 및 도 26a는 상부 부분을 표현하고 있고, 도 24b, 도 25b 및 도 26b는 하부 부분을 표현하고 있음), 매체 커버(1940, 1945)는 스냅 끼워맞춤, 간섭 끼워맞춤, 음파 접합, 열적 접합을 사용하여 또는 임의의 적합한 결합 메커니즘에 따라 측면 커버(1805)에 결합될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 측면 커버(1805)는 매체 커버(1940, 1945)를 측면 커버(1805)에 결합하기 위한 하부 및 상부 결합부(2015, 2016)를 포함할 수도 있다. 결합부(2015)는 측면 커버(1805)의 길이로 연장하는 홈(2430) 및 설부(2435)를 형성한다. 결합부(2016)는 측면 커버(1805)의 길이로 연장하는 홈(2440) 및 설부(2445)를 포함한다. 매체 커버(1940)는 대응 하부 설부(2555) 및 홈(2560)과 상부 설부(2765) 및 홈(2570)을 포함한다. 홈(2430)은 설부(2765)를 포획하고, 홈(2570)은 설부(2435)를 포획한다. 유사하게, 홈(2440)은 설부(2555)를 포획하고, 홈(2560)은 설부(2445)를 포획한다. 작동시에, 매체 커버(1940)는 스냅 끼워맞춤을 사용하여 고정될 수 있고, 상부 및 하부 결합부(2015)는 약간 이격하여 확산하여 설부(2555, 2765)가 설부(2435, 2445)를 각각 통과하고 홈(2430, 2440) 내에 안착하게 한다. 측면 커버(1805) 재료의 탄성은 결합부(2015, 2016)가 매체 커버(1940)가 포획되어 있는 위치로 재차 스냅 결합되게 한다. 일 실시예에 따르면, 스냅 결합은 매체 커버(1940)가 고정하는 촉각 또는 청각 피드백을 제공하기에 충분할 수 있다. 탭(2322, 2312)은 측면 커버(1805) 및 하류측 매체 커버(1940)가 함께 스냅 끼워맞춤될 때 이들이 하류측 매체 커버(1940)와 측면 커버(1805) 사이에 포획될 수도 있도록 충분히 얇을 수도 있다. 도시되어 있지는 않지만, 주름형 정화기 요소의 상부 및 하부 플랩은 하류측 매체 커버(1940)와 측면 커버(1805) 사이에 또한 포획될 수도 있다.
매체 커버(1940, 1945)는 결합부(2015, 2016)에서 측면 커버(1805)에 접합될 수도 있다. 더욱이, 상류측 매체 커버는 단부 리브, 중간 리브, 상부 리브 또는 저부 리브 중 하나 이상의 에지들에 접합될 수도 있다. 게다가, 하류측 매체 커버(1940)는 측면 커버(1810)에 접합될 수도 있다. 예를 들어, 상부 부재(2260)의 일 측면은 에지(2177)에 접합될 수도 있고, 하부 부재(2265)의 일 측면은 에지(2179)에 접합될 수도 있다. 상류측 매체 커버(1945) 및 하류측 매체 커버(1940)는 또한 단부 커버들에 접합될 수도 있다.
상류측 매체 커버(1945) 및 하류측 매체 커버(1940)는 플리트에 평행하고 플리트에 수직인(예를 들어, 입구 및 출구 유동 경로에 평행한) 방향에서 장력을 제공하기 위한 인장 부재로서 작용할 수도 있다. 예를 들어, 상류측 매체 커버(1945) 및 하류측 매체 커버(1940)는 도 19의 카세트 내에서 상부로부터 저부로 그리고 전방으로부터 후방으로 강도를 제공할 수 있다.
도 19를 참조하면, 작동시에, 필터 조립체는 정상 유동 여과(NFF)를 제공할 수도 있다. 유체는 일반적으로 상향 방향으로 필터 입구 포트(1930)에 진입하고, 매체 캐비티의 상류측 측벽(2005)에 유도된다. 압력이 상류부 내에서 증가함에 따라, 유체는 정화기 요소를 통해(플리트 팁-대-플리트 팁 방향에서) 유동한다. 정화기 요소를 통한 유체의 1차 유동 경로는 일 실시예에서, 필터 입구 포트(1930)를 통한 유동 경로에 일반적으로 수직일 수 있다. 매체 캐비티는 필터를 완전히 스윕하고(sweep)(예를 들어, 사공간을 최소화하거나 제거하기 위해) 압력 손실 효과를 최소화하기 위해 장치 전체에 걸쳐 균일한 또는 거의 균일한 유동을 촉진하도록 구성될 수 있다.
플리트 팩 정화기 요소를 사용하는 정화기 카세트는 이하의 단계에 따라 조립될 수 있다. 필터 멤브레인이 매체 커버(1945) 내에 삽입될 수 있고, 매체 커버(1945)는 플리트의 최종 플랩의 단부 및 탭(2322, 2312)(도 23)이 결합부(2015, 2016)를 따라 위치된 상태로 측면 커버(1805) 내에 배치될 수 있다(또는 그 반대도 마찬가지임). 매체 커버(1945)는 하나 이상의 스폿에서 측면 커버(1805)에 접합될 수도 있다. 매체 커버(1940)는 적소에 스냅 끼워맞춤될 수 있다. 이 단계는 커버(1940)와 쉘 사이의 설부- 및-홈 끼워맞춤부를 갖고 멤브레인과 매체 커버(1940)를 제 위치에 잠금한다. 전형적인 원통형 방식 카트리지 장치와는 달리, 장치 내에 조립 전에 2개의 기다란 멤브레인 에지를 밀봉하기 위해 플리트 팩을 랩핑할 필요가 없다. 측면 커버(1810)는 이어서 이들에 한정되는 것은 아니지만, 음파 접합, 용접, 접착제, 열적 접촉 또는 비접촉 열적 접합 작업을 포함하는 임의의 적합한 접합 방안을 사용하여 측면 커버(1805)에 접합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징을 접합하고 멤브레인 에지를 밀봉하는 것은 단일의 접합 작업에서 발생할 수 있다. 측면 커버(1810)는 또한 기계적 체결구를 사용하여 측면 커버(1805)에 결합될 수도 있다. 요구되면, 가스켓은 측면 커버(1810)와 측면 커버(1805) 사이에 배치될 수 있다.
플리트 팩의 단부는 폴리머 또는 수지 내에 포팅될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 조립체의 각각의 단부의 원하는 길이는 라미네이트, 폴리머, 수지, 접착제 또는 다른 포팅 재료와 같은 원하는 포팅 재료 내에 침지될(dipped) 수 있어 내부 챔버 및 플리트 팩의 단부를 밀봉한다. 바람직하게는, 포팅 재료는 열가소성이다. 예로서, 비한정적으로, 플리트 팩의 전방 및 후방 0.3175 센티미터 내지 1.27 센티미터가 포팅 재료로 밀봉될 수 있다. 포팅 재료는 플리트 팩 및 내부 캐비티의 단부를 밀봉할 수 있어, 필터 조립체의 상류부 및 하류부를 분리하고 유지 체적을 감소시키거나 방지한다. 다른 실시예에서, 플리트 팩의 단부는 측면 커버(1805) 내의 삽입에 앞서 포팅 재료로 밀봉될 수 있지만, 이와 같이 하는 것은 포팅 재료와 정화기 카세트의 단부 사이에 몇몇 사공간을 야기할 수도 있다. 전방 및 후방 단부(1812/1814)(도 18b)는 포팅 재료, 음파 접합, 용접, 접착제, 열적 접합, 접촉 또는 비접촉 접합 작업, 기계적 체결구 등을 사용하여 정화기 카세트의 주 본체에 결합될 수 있다.
도 27a 내지 도 27d는 정화기 카세트로서 배열된 필터 조립체(2700)의 다른 실시예의 개략도이다. 필터 조립체(2700)는 하나 이상의 부분으로부터 형성된 하우징을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 필터 조립체(2700)는 제1 벽(2705), 제2 벽(2710), 제1 벽에 대향하는 제3 벽(2715), 제2 벽에 대향하는 제4 벽(2720), 제5 벽(2725) 및 제5 벽에 대향하는 제6 벽(2730)을 갖는 일반적으로 직사각형일 수도 있다. 다양한 벽들은 필터 조립체(2700)의 하나 이상의 부분에 의해 형성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 필터 조립체(2700)의 외부벽은 비교적 직선형일 수도 있다. 필터 조립체(2700)는 제1 단부에 필터 입구 포트(2740) 및 제2 단부에 필터 출구 포트(2745) 및 입구 통기 포트(2747)를 더 포함할 수도 있다. 입구 포트 및 출구 포트는 임의의 적합한 연결방법론을 포함할 수도 있다. 예로서, 비한정적으로, 입구 포트 및 출구 포트는 PrimeLock® 피팅을 사용할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 배수 포트가 또한 포함될 수도 있다[예를 들어, 벽(2725)에]. 벽(2725, 2730)은 동일한 수 및 구성의 포트를 갖는 동일한 부분일 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 필터 조립체(2700)의 측벽은 제1 커버(2750), 제2 커버(2755) 및 일체형 정화기 요소 쉘(2760)에 의해 형성될 수 있다. 단부벽(2725, 2730)은 일체형 정화기 요소 쉘(2760)과 일체형이거나 분리형일 수도 있다. 일체형 정화기 요소 쉘(2760)은 압력 용기로서 작용하는 하우징의 벽들과 적어도 하나의 매체 커버를 일체화할 수도 있다.
도 28은 필터 조립체(2700)의 일 실시예의 개략 단면도이다. 하우징은 정화기 요소 유지 영역(2804) 내에 배치된 정화기 요소(도시 생략)에 의해 분리된 상류부(2800) 및 하류부(2802)를 갖는 매체 캐비티를 형성한다. 정화기 요소는 일 실시예에 따르면, 평면 내에 일반적으로 배열되고 상류부(2800)에 대면하는 제1 세트의 플리트 팁 및 평면 내에 일반적으로 배열되고 하류부(2802)에 대면하는 제2 세트의 플리트 팁을 갖는 필터 조립체의 장축에 평행한 플리트를 갖는 하나 이상의 직사각형 플리트 팩을 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 일체형 정화기 요소 쉘(2760)은 매체 캐비티의 길이로 연장하는 제1 매체 커버(2806)(예를 들어, 상류측 매체 커버), 제1 매체 커버(2806)로부터 연장하고 벽(2710)의 부분을 형성하는 제1 측벽부(2808) 및 제1 매체 커버(2806)로부터 연장하고 대향하는 벽(2720)의 부분을 형성하는 제2 측벽부(2810)를 포함할 수도 있다. 커버(2750)의 제1 내부 에지 및 제2 내부 에지는 일체형 정화기 요소 쉘(2760)에 결합될 수도 있고, 제2 커버(2755)의 제1 내부 에지 및 제2 내부 에지는 제1 측벽부(2808) 및 제2 측벽부(2810)의 단부에 결합될 수도 있어 측벽의 길이로 플리트에 평행하게 연장하는 접합 시임을 형성한다. 제1 커버(2750) 및 제2 커버(2755)의 단부 에지들은 필터 조립체(2700)의 밀봉을 완성하기 위해 단부벽들에 접합될 수도 있다.
정화기 요소 유지 영역(2804)은 통합된 정화기 요소 쉘(2760)과 협력하는 매체 캐비티의 길이를 따라는 제2 메채 커버(2820)(예컨대, 하류측의 매체 커버)에 의해 시프트된 평행 사변형으로서 형성될 수 있다. 제1 측벽부(2808)와 제2 측벽부(2810)의 단부는 상술된 바와 같은 스냅 끼워맞춤을 이용하여 제2 매체 커버(2820)를 결합시키기 위해 결합부(2822)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 정화기 요소는 상류측 매체 커버(2806)에 맞접하는 플리트 팁 및 하류측 매체 커버(2820)에 맞접하는 플리트 팁의 세트를 갖는 플리트 팩일 수도 있고, 플리트는 매체 캐비티의 제1 단부로부터 제2 단부로 연장한다. 유체는 플리트에 평행한 방향에서(예를 들어, 제1 단부벽으로부터) 매체 캐비티에 진입하고 플리트에 평행한 방향에서(예를 들어, 제2 단부벽으로부터) 진출할 수 있다. 다른 실시예에서, 유체는 동일한 단부벽으로부터 진입하고 나올 수 있다.
도 29a 내지 도 29b는 일체형 정화기 요소 쉘(2760)의 일 실시예의 개략도이다. 도시되어 있는 실시예에서, 단부벽(2725, 2730)은 일체형 정화기 요소 쉘(2760)의 부분이다. 제1 매체 커버(2806)가 단부벽(2725)으로부터 단부벽(2730)으로 그리고 제1 측벽부(2808)와 제2 측벽부(2810) 사이로 연장한다. 제1 매체 커버는 2806을 통한 유체 유동을 허용하는 제1 매체 커버(2806)를 가로질러 연장하는 이격된 부재(2902)를 포함할 수도 있다. 제1 매체 커버(2806)의 제1 단부로부터 제2 단부로 연장하여 이격된 부재들에 지지를 제공하는 지지부(2904)가 포함될 수도 있다. 제1 매체 커버(2806)는 일체형 정화기 요소 쉘(2760)이 적소에 있을 때, 상류부(2800)의 면적이 제4 벽(2720)으로부터 제2 벽(2710)(도 28 참조)으로 감소하여 유체가 입구로부터 이격하여 상향으로 이동함에 따라 감소하는 유압 직경이 존재하게 되도록 각형성될 수도 있다. 도 29a는 필터 입구 포트(2740)에 개방되어 있는 개구(2906)를 또한 도시하고 있다.
도 30a 내지 도 30b는 매체 커버(2806) 및 측벽부(2810/2808)를 갖는 일체형 정화기 요소 쉘(2760)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 매체 커버(2806)는 필터 하우징의 측벽들과 일체로 형성되지만, 단부 커버로부터 분리된다. 정화기 요소 쉘(2760)은 접합 또는 다른 결합을 용이하게 하기 위해 정화기 요소 쉘(2760)의 제1 단부 및 제2 단부에 단부면(3002, 1493)을 형성할 수도 있다. 단부면(3002)은 매체 커버(2806)의 상류측의 단부면(3002)의 측면에 절결부를 가질 수도 있어 단부면(3002)이 유체가 매체 캐비티로 진입하는 것을 방해하지 않게 한다.
도 31 및 도 32는 매체 커버(2820)가 적소에 있는 일체형 정화기 요소 쉘(2760)의 일 실시예의 개략도이다. 일 실시예에 따르면, 매체 커버(2820)는 정화기 요소 쉘(2760)에 스냅 끼워맞춤될 수도 있고, 또한 접합될 수도 있다. 매체 커버(2820)는 단부벽[2725(도 29b의), 2730]에 또한 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있다. 매체 커버(2820)의 상부 부재는 제2 커버(2755)의 상부 에지의 부분에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있고, 매체 커버(2820)의 하부 부재는 매체 커버(2820)의 길이를 따라 제2 커버(2755)의 내부 하부 에지에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있다.
도 27 내지 도 33의 실시예는, 일 실시예에 따르면, 수직으로 연장하는 플리트를 갖고 설치될 수 있다. 필터 입구 및 출구 포트는 입구 유동 경로 및 출구 유동 경로가 정화기 요소 유지 영역(2804) 내에 배열된 정화기 요소의 플리트에 평행하도록 배열될 수 있다. 이 수직 구성은 더 양호한 통기 및 배수 특성을 제공하고, 정화기 카세트 봉입체를 감소시킨다. 더욱이, 단부벽과 상류측 매체 커버를 일체화하는 것은 플리트 팩의 단부들에 사공간을 감소시킬 수 있다. 필터는 또한 바람직하게는 하우징의 낮은 지점에 입구를 그리고 하우징의 높은 지점에 출구를 갖는 수평 부분에서 연장할 수 있다.
더욱이, 일체형 정화기 요소 쉘(2760) 및 매체 커버(2820)는 단부벽(2725, 2730)에 구조적 지지를 제공하기 위해 플리트 방향에 평행한 방향에서 그리고 플리트에[예를 들어, 벽(2710, 2720)에] 수직인 방향에서 구조적 지지를 제공하기 위해 인장 부재를 제공할 수 있다.
도 34a 내지 도 34d는 정화기 카세트로서 배열된 필터 조립체(3400)의 다른 실시예의 개략도이다. 필터 조립체(3400)는 하나 이상의 부분으로부터 형성된 하우징을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 필터 조립체(3400)는 제1 벽(3402), 제2 벽(3404), 제1 벽에 대향하는 제3 벽(3406), 제2 벽에 대향하는 제4 벽(3408), 제5 벽(3410) 및 제5 벽에 대향하는 제6 벽(3412)을 갖는 일반적으로 직사각형일 수도 있다. 다양한 벽들은 필터 조립체(3400)의 하나 이상의 부분에 의해 형성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 필터 조립체(3400)의 외부벽은 비교적 직선형일 수도 있다. 필터 조립체(3400)는 제1 단부에 필터 입구 포트(3420)를 그리고 제2 단부에 필터 출구 포트(3422) 및 통기 포트(3424, 3426)를 더 포함할 수도 있다. 통기부는 다른 방식으로 배치될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 통기부가 매체 캐비티의 상류측에 개방되어 있을 수도 있다. 대안적인 통기부 위치가 예를 들어 3430에 도시되어 있다. 입구 포트 및 출구 포트는 임의의 적합한 연결방법론을 포함할 수도 있다. 예로서, 비한정적으로, 입구 포트 및 출구 포트는 Primelock® 피팅을 사용할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 필터 조립체(3400)의 벽들은 제1 커버(3438), 제2 커버(3440) 및 일체형 정화기 요소 쉘(3442)에 의해 형성될 수 있다. 단부벽(3410, 3412)은 일체형 정화기 요소 쉘(3442)과 일체형이거나 분리형일 수도 있다. 일체형 정화기 요소 쉘(3442)은 측벽 및/또는 단부 커버를 포함하는, 압력 용기로서 작용하는 하우징의 벽들과 적어도 하나의 매체 커버를 일체화할 수도 있다.
도 35는 필터 조립체(3400)의 일 실시예의 개략 단면도이다. 하우징은 정화기 요소 유지 영역(3506)에 배치된 정화기 요소(도시 생략)에 의해 분리된 상류부(3502) 및 하류부(3504)를 갖는 매체 캐비티를 형성한다. 정화기 요소는 일 실시예에 따르면, 평면 내에 일반적으로 배열되고 상류부(3502)에 대면하는 제1 세트의 플리트 팁 및 평면 내에 일반적으로 배열되고 하류부(3504)에 대면하는 제2 세트의 플리트 팁을 갖는 필터 조립체의 장축에 평행한 플리트를 갖는 하나 이상의 직사각형 플리트 팩을 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 일체형 정화기 요소 쉘(3442)은 매체 캐비티의 길이로 연장하는 제1 매체 커버(3508)(예를 들어, 상류측 매체 커버), 제1 매체 커버(3508)로부터 연장하고 측벽(3404)의 부분을 형성하는 제1 측벽부(3510) 및 제1 매체 커버(3508)로부터 연장하고 대향 측벽(3408)의 부분을 형성하는 제2 측벽부(3512)를 포함할 수도 있다. 제1 커버(3438)의 제1 내부 에지 및 제2 내부 에지는 일체형 정화기 요소 쉘(3442)에 결합될 수도 있고, 제2 커버(3440)의 제1 내부 에지 및 제2 내부 에지는 일체형 정화기 요소 쉘(3442)의 제1 측벽부(3510) 및 제2 측벽부(3512)의 단부에 결합될 수도 있어 측벽들의 길이로 플리트에 평행하게 연장하는 접합 시임을 형성한다. 제1 커버(3438) 및 제2 커버(3440)의 단부 에지는 필터 조립체(3400)의 밀봉을 완성하도록 단부벽에 접합될 수도 있다.
정화기 요소 유지 영역(3506)은 일체형 정화기 요소 쉘(3442)과 협동하여 매체 캐비티의 길이로 연장하는 제2 매체 커버(3507)(예를 들어, 하류측 매체 커버)에 의해 형성될 수 있다. 제1 측벽부(3510) 및 제2 측벽부(3512)의 단부는 전술된 바와 같이 스냅 끼워맞춤을 사용하여 제2 매체 커버(3507)에 결합하기 위한 결합부를 포함할 수도 있다. 플리트 팩 멤브레인이 3506 내에 배치되고 포팅될 수도 있고, 커버(3438, 3440)는 전술된 바와 같이 3442에 접합될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 정화기 요소는 상류측 매체 커버(3508)에 맞접하는 플리트 팁 및 하류측 매체 커버(3507)에 맞접하는 플리트 팁의 세트를 갖는 플리트 팩일 수도 있고, 플리트들은 매체 캐비티의 제1 단부로부터 제2 단부로 연장한다. 유체는 플리트에 평행한 방향으로 매체 캐비티에 진입하고(예를 들어, 제1 단부벽으로부터), 플리트에 평행한 방향으로 진출할 수 있다(예를 들어, 제2 단부벽으로부터).
도 36은 필터 조립체(3400)의 일 실시예의 다른 단면도를 도시하고 있다. 도 36의 실시예에서, 하나 이상의 주름형 필터는 상류측 매체 커버(3508)에 대면하는 제1 세트의 플리트 팁 및 하류측 매체 커버(3507)에 대면하는 제2 세트의 플리트 팁을 갖는 정화기 요소 유지 영역(3506) 내에 배치될 수도 있다. 플리트 팩(들)은 입구 및 출구 피팅이 피팅을 위한 유동 경로를 재유도할 필요 없이 일렬이거나 일렬에 근접하도록 매체 캐비티의 길이를 가로질러 각형성될 수도 있다. 본 예에서, 입구로부터 플리트 팁의 상류측 세트로 직선형 경로가 존재한다.
일 실시예에 따르면, 필터 격자 개구 및/또는 매체 커버(3508)의 입구측 표면은 입구 유체 스트림이 동등한 체적 내의 각각 격자 개구를 통해 재유도되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 상류측 매체 커버(3508)는 입구 유체 구멍이 등가의 면적의 수평 직사각형 섹션으로 분할되면, 각각의 면적 섹션이 입구측 매체 커버(3508) 내의 대응 개구와 각각 정렬하도록 설계될 수 있다. 도 37을 간략히 참조하면, 도 37은 동일한 면적(3704)의 영역으로 분할된 매체 캐비티로의 입구 구멍(3702)의 일 실시예를 도시하고 있다. 동일한 면적의 각각의 영역은 상류측 매체 커버(3508) 내의 개별 개구로 돌출할 수 있다.
도 36을 참조하면, 유체가 입구 포트(3420)로부터 상류측 캐비티(3502)에 진입함에 따라, 유체는 산개하는(fan out) 경향이 있을 것이다. 상류측 커버(3508)의 격자 크기는 이 효과를 수용하여 도입 유체 유동이 각각의 격자 개구에서 균일한 유동 체적에서 포획되는 것을 보장하도록 설계될 수 있다. 격자 개구는 플리트 팩을 통해 수직으로 유동을 재유도하도록 각형성될 수 있다. 격자 개구는 또한 입구 포트(3420)의 더 작은 유압 직경에 의해 필터 하우징 내로 구동되는 유체 유동의 힘을 확산시키도록 각형성될 수 있다. 기하학적 형상은 또한 노출된 개구 내의 노출된 플리트 팁의 각각에 더 균일하게 유동을 유도하기 위해 격자 개구 내에 합체될 수도 있다.
상류측 측벽으로부터 매체 커버(및 따라서, 정화기 요소)의 거리는 제1 단부벽(3410)으로부터 제2 단부벽(3412)까지 감소하고, 하류측 측벽으로부터 매체 커버(및 따라서, 정화기 요소)의 거리는 제1 단부벽(3410)으로부터 제2 단부벽(3412)까지 증가한다. 따라서, 유압 직경은 유체가 입구 포트로부터 이격하여 이동함에 따라 상류측 캐비티(3502)에서 감소하고, 유압 직경은 유체가 출구 포트(3422)를 향해 이동함에 따라 하류측 캐비티(3504)에서 증가한다.
더욱이, 일체형 정화기 요소 쉘(3442) 및 매체 커버(3507)는 [단부벽(3410, 3412)에 구조적 지지를 제공하기 위해] 플리트 방향에 평행한 방향에서 그리고 플리트에[예를 들어, 도 34a의 벽(3404, 3408)에] 수직인 방향에서 구조적 지지를 제공하기 위한 인장 부재를 제공할 수 있다.
도 38a 내지 도 38c는 일체형 정화기 요소 쉘(3442)의 일 실시예의 개략도이다. 제1 매체 커버(3508)는 이격된 제1 측벽부(3510)와 제2 측벽부(3512) 사이에서 제1 단부로부터 제2 단부로 연장한다. 제1 매체 커버(3508)는 제1 매체 커버(3508)를 가로질러 연장하여, 이에 의해 3442를 통한 유체 유동을 위한 격자를 제공하는 이격된 부재(3805)를 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 이격된 부재(3805)는 원하는 유동 특성을 제공하고 플리트 팁에 수직으로 유동을 유도하도록 설계될 수도 있다. 더욱이, 이격된 부재(3805)는 이격된 부재들 사이의 개구가 동일한 면적의 입구 개구의 상이한 섹션에 대응하도록 이격될 수도 있다. 이격된 부재를 지지하기 위해(그리고 하우징을 위한 인장 지지부로서 작용할 수도 있음) 제1 매체 커버(3508)의 제1 단부로부터 제2 단부로 연장하는 지지부(3810)가 포함될 수도 있다.
도 39는 매체 커버(3507)가 적소에 있어 정화기 요소 유지 영역(3506)(도시되어 있지 않은 멤브레인 플리트 팩)을 형성하는 일체형 정화기 요소 쉘(3442)의 일 실시예의 개략도이다. 정화기 요소 유지 영역(3506)은 실질적으로 직사각형 단부 프로파일을 가질 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 매체 커버(3507)는 정화기 요소 쉘(3442)에 스냅 끼워맞춤될 수도 있고, 또한 더 접합될 수도 있다. 정화기 요소의 상부 및 하부 멤브레인 플랩은 매체 커버(3507)와 일체형 필터 쉘(3442) 사이에 포획될 수도 있다. 매체 커버(3507)는 단부벽들에 더 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있다. 도 40은 커버(3438, 3440)를 적소에 갖는 필터 조립체의 일 실시예를 도시하고 있다. 매체 커버(3507)의 상부 부재는 커버(3440)의 상부 에지의 부분에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있고, 매체 커버(3507)의 하부 부재는 매체 커버(3507)의 길이를 따라 커버(3440)의 내부 하부 에지에 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있다.
도 27 내지 도 40의 실시예에서, 플리트 팩 또는 다른 것이 일체형 필터 쉘 및 일체형 필터 쉘에 결합된 제2 매체 커버 내에 배치될 수도 있다. 멤브레인의 최종 플랩은 일체형 필터 쉘과 제2 커버 사이에 포획될 수도 있다. 제2 커버는 또한 일체형 필터 쉘에 접합될 수도 있다. 하우징의 잔여부는 접합 작업 또는 다른 결합 작업을 통해 일체형 필터 쉘에 결합될 수도 있다. 플리트 팩은 포팅될 수도 있고 또는 포팅되지 않을 수도 있다. 다른 정화 매체 또는 본 명세서에 설명된 바와 같은 다른 프로세스(열교환과 같은)를 용이하게 하기 위한 매체가 일체형 필터 쉘 내에 배치될 수도 있다.
정화기 카세트의 실시예는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 친유성 수지, 퍼플루오르화 수지[이들에 한정되는 것은 아니지만, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA)와 같은], 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 금속 또는 다른 재료를 포함하는 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부층은 비교적 저가의 폴리머로 형성될 수도 있고, 반면에 내부층은 프로세스 유체와 반응하거나 오염시킬 가능성이 적은 더 고가의 폴리머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구성 요소는 용례의 온도 및 압력 요구를 견딜 수 있는 다른 재료 또는 폴리프로필렌으로 형성된 외부쉘을 포함할 수도 있다. 외부 쉘 내부에, 통상적으로 더 고가의 더 화학적 내성이 있는 더 고순도 재료의 내부층은 열성형되고 외부층에 부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 원하는 재료의 내부층이 외부층의 내부 상에 오버몰딩될 수 있다. 필터의 전체 습윤된 표면은 PTFE, FEP, PFA 또는 다른 재료와 같은 더 화학적 내성이 있는 더 고순도 폴리머일 수 있다.
이하에 설명되는 래인 커버와 같은 내부 구성 요소는 이들에 한정되는 것은 아니지만 친유성 수지, 퍼플루오르화 수지(이들에 한정되는 것은 아니지만, PTFE, FEP, PFA와 같은), PVDF, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, PP, PE, PEEK, 금속 또는 다른 재료를 포함하는 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 래인 커버는 다수의 층으로 형성될 수 있다. 코어는 비교적 저가의 제1 폴리머(예를 들어, 폴리프로필렌)를 포함할 수 있고, 반면에 유체에 접촉하는 임의의 층들은 프로세스 유체와 반응하거나 오염시킬 가능성이 더 적은 더 화학적으로 내성이 있는 고순도 제2 폴리머를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 폴리머는 제1 폴리머 상에 오버몰딩될 수 있다. 예를 들어, PET의 용융 온도는 PFA 및 PTFE 멤브레인보다 낮다. 일 실시예에 따르면, 따라서, PFA 및 PTFE 성분을 갖는 필터 조립체의 하나 이상의 부분은 PET와 오버몰딩되거나 포팅될 수도 있다.
정화기 카세트는 유체가 인가된 압력 하에서 필터 멤브레인을 향해 직접 대류되는 정상 유동 여과(NFF)를 제공하도록 구성될 수도 있다. 멤브레인의 기공을 통해 통과하기에 너무 큰 입자들은 멤브레인 표면에 또는 여과 매체의 깊이에 축적하고, 반면에 소분자들은 멤브레인 기공을 통해 하류측으로 통과한다. 일 실시예에 따르면, 정화기 카세트는 미크론 및/또는 서브미크론 입자(예를 들어, 100 나노미터 이하의 입자)를 제거하도록 선택될 수 있다. 다수의 필터가 단일의 여과 시스템 내에 직렬로 적용되어 더 작은 입자 또는 상이한 유형의 입자를 성공적으로 제거할 수 있다. 가장 미세한 필터가 열의 마지막에 배치될 수 있어 더 큰 입자가 최종 필터에 도달하기 전에 여과되게 된다. 이는 가장 미세한, 전형적으로 가장 고가의 필터의 마모를 감소시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 카세트는 이에 한정되는 것은 아니지만 접선 유동 여과 또는 가스 접촉과 같은 교차-유동 여과를 위해 구성될 수도 있다.
일 실시예에서, 정화기 카세트는 비원형 주름형 정화기 요소를 사용한다. 예를 들어, 일 실시예는 매체 캐비티의 상류부에 대면하는 제1 세트의 플리트 팁 및 매체 캐비티의 하류부에 대면하는 제2 세트의 플리트 팁을 갖는 하나 이상의 직사각형 주름형 필터를 포함할 수도 있다. 제1 세트의 플리트 팁은 제1 평면 내에 일반적으로 배열될 수도 있고, 제2 세트의 플리트 팁은 제2 평면 내에 일반적으로 배열될 수도 있다. 정화기 요소는 일반적으로 평면형 직사각형 입구 계면 및 일반적으로 평면형 직사각형 출구 계면을 제공할 수도 있다. 다공성 폴리머 멤브레인의 경우에, 직사각형 플리트 팩의 사용은 전통적인 반도체 액체 필터와 동일한 푸트프린트 내에서 상당한 부가의 여과 면적을 제공할 수 있다. 필터의 플리트는 단일의 멤브레인 또는 동일한 또는 상이한 재료로부터 형성된 다수의 멤브레인으로부터 형성될 수 있다. 부가적으로, 폴리머 망 재료 및 다른 재료가 멤브레인으로 주름질 수도 있다. 멤브레인 내의 측방향 유동(플리트에 평행한 유동)을 허용하는 멤브레인이 사용될 수도 있다.
인장 부재에 의해 분리된 다수의 래인으로 플리트 팩을 분할하는 것은 강도의 향상을 제공하여 더 소형의 카세트가 이용되게 한다. 몇몇 경우에, 비교적 얇은벽 카세트가 사용될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 유체가 장치의 4개의 측면들의 외부면으로부터 5 밀리미터 미만, 그리고 몇몇 경우에 4 밀리미터 미만이 되도록 하우징의 두께가 이루어지는 PFA 카세트가 형성될 수 있다. 이러한 카세트는 감소된 푸트프린트의 그리고 적은 재료를 갖는 원통형 필터에 상응하는 여과, 유량 및 압력 강하를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 3 m2 멤브레인을 갖지만, 더 작은 체적 및 폭의 절반 미만을 취하는 상응하는 원통형 필터와 동일한 여과, 유량 및 압력 손실을 성취하는 3 m2 멤브레인을 갖는 PFA 주 본체를 갖는 카세트가 형성될 수 있다. 따라서, 정화기 카세트의 실시예는 푸트프린트 및 유지 보수 공간 요구를 감소시키도록 구성될 수 있다. 3 m2 멤브레인 및 다른 치수가 예로서 제공되고, 카세트는 임의의 적합한 멤브레인 면적을 포함하도록 형성될 수도 있고 다른 유형의 필터 매체를 포함할 수도 있다는 것이 주목될 수 있다. 더욱이, 정화기 카세트는 다양한 재료로부터 형성되고 다른 정화 용례 또는 다른 용례에 사용될 수 있다.
감소된 크기를 제공하는 것에 추가하여, 정화기 카세트는 감소된 복잡성을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 정화기 카세트는 최소 수의 고유 부분들을 사용하여 형성될 수 있어, 제조 복잡성 및 비용을 저감한다. 몇몇 실시예에서, 이들 부분들은 메인 쉘, 측면 커버, 래인 커버 및 단부캡을 포함할 수도 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 정화기 카세트는 임의의 수의 부분으로부터 형성될 수도 있다.
더욱이, 정화기 카세트는 원통형 필터에 비교하여 배수 및 통기를 향상시키고, 향상된 성능 및 청결성을 위해 하우징 표면적 및 사체적을 감소시킬 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예는 또한 개별의 평행한 직렬 여과를 용이하게 함으로써 진보된 여과 용례를 촉진할 수도 있다. 본 명세서에 설명된 실시예는 또한 로봇에 의해 더 용이하게 조작될 수도 있어, 필터 교환 및 유지 보수의 자동화를 용이하게 한다.
상기로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 정화기 카세트는 다양한 구성을 가질 수도 있다. 당 기술 분야의 숙련자들은 다양한 도면들에 도시되어 있는 특징들이 조합될 수도 있고, 일 실시예에 도시되어 있는 특징들이 다른 실시예들과 함께 사용될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 더욱이, 특정 구성 요소들은 일체형 또는 분리형으로서 도시되어 있을 수도 있지만, 구성 요소들은 다른 방식으로 배열될 수도 있다. 따라서, 측벽(234), 측벽(236), 제2 래인 커버(239) 및 인장 부재는 메인 쉘(230)에 일체형인 것으로서 도시되어 있지만, 이들은 개별 구성 요소일 수도 있다. 예를 들어, 제2 래인 커버(239)는 개별 커버일 수도 있고, 인장 부재(238)는 측면 커버들 중 하나와 일체화될 수도 있다. 더욱이, 주 본체와 일체형인 포트 또는 다른 구성과 같은 다른 배열이 고려된다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 더욱이, 여과의 견지에서 주로 설명되어 있지만, 카세트는 예를 들어 더미 카세트(dummy cassette), 압축 믹서, 열교환기 또는 다른 용례를 포함하는 임의의 적합한 정화 용례 또는 다른 용례를 위한 소형 압력 용기를 제공할 수도 있다.
카세트는 임의의 적합한 연결부를 사용하여 공급 시스템과 결합할 수도 있다. 예를 들어, 정화기 카세트는 본 명세서에 완전히 참조로서 합체되어 있는 2009년 6월 16일 허여된 가쉬가이(Gashgaee) 등의 발명의 명칭이 "O-링이 없는 저프로파일 피팅 및 피팅 조립체(O-Ring-Less Low Profile Fittings and Fitting Assemblies)"인 미국 특허 제7,547,049호에 설명된 바와 같은 O-링이 없는 피팅 및 피팅 조립체 또는 다른 연결 메커니즘을 사용하여 연결될 수도 있다. 다른 실시예에서, 필터는 2002년 4월 30일 허여된 발명의 명칭이 "커넥터 장치 및 커넥터 장치를 포함하는 시스템(Connector Apparatus and System Including Connector Apparatus)"인 미국 특허 제6,378,907호, 2006년 4월 4일 허여된 발명의 명칭이 "커넥터 장치 및 커넥터 장치를 포함하는 시스템(Connector Apparatus and System Including Connector Apparatus)"인 미국 특허 제7,021,667호, 2007년 11월 20일 허여된 발명의 명칭이 "무-필터 커넥터 장치를 포함하는 유체 분배 시스템 내의 분배된 유체를 퍼징하기 위한 방법 및 시스템(Method and System for Purging a Dispensed Fluid Within a Fluid Dispensing System Including a Filter-Free Connector Apparatus)"인 미국 특허 제7,296,582호, 2008년 4월 1일 허여된 발명의 명칭이 "무-필터 커넥터 장치를 포함하는 유체 분배 시스템을 갖는 분배된 유체를 퍼징하기 위한 방법 및 시스템(Method and System for Purging a Dispensed Fluid with a Fluid Dispensing System Including A Filter-Free Connector Apparatus)"인 미국 특허 제7,350,821호, 2006년 5월 2일 허여된 발명의 명칭이 "커넥터 장치 및 커넥터 장치를 포함하는 시스템(Connector Apparatus and System Including Connector Apparatus)"인 미국 특허 제7,037,424호에 설명된 것과 같은 회전을 통해 포트들이 연결될 수 있도록 연결 메커니즘을 사용할 수도 있고, 이들 특허의 각각은 본 명세서에 참조로서 완전히 합체되어 있다. 부가적으로, 정화기 카세트 포트는 이들에 한정되는 것은 아니지만, FlareMoutTM, Pilar 5300, Super Pilar, Flaretek, PrimeLock®, Galtek, Swagelock 연결부를 포함하는 당 기술 분야에 공지되거나 개발된 임의의 다른 적합한 연결부를 사용하여 연결될 수 있다.
도 41 및 도 42는 예시적인 연결 시스템(4200)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 시스템(4200)은 너트 수용 영역을 형성하는 연결 하우징(4202), 너트 수용 영역 내에 배치된 연결 너트(4210), 너트에 의해 적어도 부분적으로 수용된 제1 피팅(4212), 및 제2 피팅(4214)을 포함한다. 제1 피팅(4212)은 연결 너트(4210)에 근접한 제1 피팅(4212)의 단부에 개방되어 있는 유체 유동 통로를 제공하고, 제2 피팅(4214)은 연결 너트(4210)에 근접한 제2 피팅(4214)의 단부에 개방되어 있는 유체 유동 통로를 제공한다. 제1 피팅(4212) 및 제2 피팅(4214)은 유동 통로들이 연결되어 연속적인 유동 통로를 형성하도록 정합하거나 맞접하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 피팅들은 당 기술 분야에 공지되거나 개발된 Primelock® 피팅, FlareMountTM 피팅 또는 다른 피팅과 같은 축방향 힘 하에서 밀봉부를 형성하도록 구성된 상보형 피팅이다. 피팅(4212)은 암형 피팅으로서 그리고 피팅(4214)은 수형 피팅으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 피팅(4212)은 수형 피팅이고 피팅(4214)은 암형 피팅일 수 있다. 피팅들 중 하나는 카세트의 단부캡의 부분일 수 있다(예를 들어, 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이).
연결 너트(4210)는 연결 너트(4210)의 주축을 따라 제1 측면(4215)으로부터 제2 측면(4216)으로 연장하는 개구를 포함한다. 너트는 피팅들 중 하나의 단부를 에워싸고, 유동 통로와 동축으로 피팅 둘레에서 회전 가능하다. 너트를 통한 개구는 소직경(4220)의 영역 및 대직경(4222)의 영역을 포함하는 상이한 직경의 영역을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 너트의 개구는 연결 너트(4210)를 통한 개구의 제1 단부에 소직경을, 그리고 연결 너트(4210)를 통한 개구의 제2 단부에 대직경을 갖는다(단차형 숄더를 형성함).
일 실시예에 따르면, 피팅들 중 하나는 피팅의 제1 부분이 더 좁은 직경의 영역을 통해 통과하고 제2 부분이 더 좁은 직경의 영역보다 대직경(또는 다른 성형된 푸트프린트)을 갖도록 성형될 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어, 제1 피팅(4212)의 단부는 너트의 좌측 단부를 통해 통과하는 제1 섹션(4230) 및 더 좁은 직경 영역(4220)을 통해 통과하기에는 너무 큰 제2 섹션(4232)을 갖는다. 본 실시예에서, 연결 너트(4210) 및 제1 피팅은 사용 중에 맞접하도록[예를 들어, 연결 너트(4210)의 내부 숄더가 피팅(4212)의 외부 숄더에 맞접함] 성형되고 위치된 상보형 반경방향 숄더(4240)를 형성한다. 제2 피팅(4214)은 너트 개구의 제2 단부를 통해 수용된 단부(4242)를 포함할 수도 있다. 제2 피팅(4214)의 수용된 부분은 외부 나사산(4244)을 포함할 수도 있다.
연결 너트 내부 나사산(4246)의 세트가 연결 너트(4210)의 제2 단부에 근접하여 배치되고, 포트 피팅 외부 나사산(4244)을 결합하도록 설계될 수 있다. 연결 너트(4210)는 하우징(4202)의 내부에 배치된 하우징 나사산(4252)에 결합하는 연결 너트(4210)의 외부측의 적어도 일부 상에 배치된 외부 나사산(4250)을 또한 포함할 수도 있다.
작동시에, 제1 피팅(4212) 및 제2 피팅(4214)의 단부는 함께 모여질 수 있다. 제2 피팅(4214)의 단부가 적절한 위치에 있을 때, 연결 너트(4210)는 회전되어 너트 내부 나사산(4246)을 피팅 외부 나사산(4244)과 결합할 수 있다. 피팅 외부 나사산(4244) 상의 그리고 피팅(4121)의 숄더(4240) 상의 힘은 제1 피팅(4212)과 제2 피팅(4214)을 함께 가압하여 밀봉부를 생성한다(도 42에 도시되어 있는 바와 같이).
연결 시스템(4200)은 특히 밀봉부가 축방향 힘에 의해 형성되거나 증진되는 피팅에 대해 밀봉부를 유지하는 것을 돕는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 너트 내부 나사산(4246)은 연결 너트(4210)를 360도 회전하여 360도 결합을 생성하는 것을 요구하지 않고, 피팅 외부 나사산(4244)을 피팅 주위로 360도 결합할 수 있다. 이를 위해, 너트 내부 나사산(4246) 및 피팅 외부 나사산(4244)은 두줄 나사산, 세줄 나사산 등과 같은 멀티-스타트 나사산일 수 있다. 두줄, 세줄 또는 다른 멀티-스타트 나사산은 대략 절반 회전 이하에 의해 전체 밀봉 연결부 주위에 360도 축방향 하중을 제공할 수 있다. 너트 내부 나사산(4246) 및 피팅 외부 나사산(4244)은 높은 축방향 하중을 수용하는 나사산일 수 있다. 나사산은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 1-12 UNF 나사산, 톱니(buttress) 나사산, 애크미(acme) 나사산 또는 다른 나사산을 포함하는 다양한 표준 나사산 프로파일을 포함할 수도 있다. 부가적으로, 맞춤형 또는 전용 나사산이 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 너트 내부 나사산(4246) 및 피팅 외부 나사산(4244)은 각각의 나사산 시작부가 대략 180도만큼 오프셋되고 나사산이 각각의 시작부로부터 적어도 180도 연장하는 두줄 나사산일 수 있다. 이 경우에, 연결 너트(4210)는 두줄 나사산을 결합하도록 회전될 수 있다. 너트를 180도 회전하는 것은 두줄 나사산을 외부 피팅 주위로 360도 결합하게 할 것이다. 더 구체적으로, 기준으로서 제1 나사산의 시작부를 사용하여, 제1 시작부로부터 시작하는 너트 내부 나사산(4246)의 제1 나사산은 0 내지 180도로 피팅 외부 나사산(4244)에 접촉할 수도 있고, 제2 시작부로부터 시작하는 너트 내부 나사산(4246)의 제2 나사산은 180 내지 360도로 피팅 외부 나사산(4244)에 접촉할 수도 있어, 피팅 주위에 360도로 피팅(4214) 상에 축방향 힘이 존재하게 된다. 180도의 예가 사용되었지만, 다른 길이의 두줄 나사산이 사용될 수도 있다.
삼중 나사산의 예를 사용하여, 각각의 시작부는 대략 120도만큼 오프셋될 수 있고, 나사산은 각각의 시작부로부터 대략 135도 연장할 수 있다. 이 경우에, 연결 너트(4210)를 대략 135도 회전하는 것은 360도의 결합을 생성할 것이다. 본 예에서, 제1 시작부에서 시작하는 너트 내부 나사산(4246)의 제1 나사산은 0 내지 135도로 피팅 외부 나사산(4244)에 접촉할 수 있고, 제2 시작부로부터 시작하는 너트 내부 나사산(4246)의 제2 나사산은 120도 내지 255도로 피팅 외부 나사산(4244)에 접촉할 수도 있고, 제3 나사산으로부터 시작하는 제3 나사산은 240도 내지 15도로 피팅 외부 나사산(4244)에 접촉할 수도 있어, 피팅 주위에 360도로 피팅(4214) 상에 축방향 힘이 존재하게 된다. 135도의 예가 사용되었지만, 다른 길이의 세줄 나사산이 사용될 수 있다.
따라서, 멀티-스타트 나사산 구성은 연결 너트(4210)의 360도 미만, 몇몇 경우에 180도 미만의 회전에 의해 전체 밀봉부 연결부 주위의 360도 축방향 하중을 제공하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 축방향 하중은 360도 미만이지만 밀봉부를 형성하는 데 충분할 수도 있다. 예를 들어, 밀봉부가 간극을 갖고 여전히 유지되면(예를 들어, 어떠한 나사산 결합도 존재하지 않는 경우에 각도 범위가 존재하면) 작은 간극이 하중 프로파일 내에 존재할 수도 있다. 당 기술 분야의 숙련자는 제공된 나사산 예들이 예로서 제공된 것이고 멀티-스타트 나사산의 다른 구성이 사용될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
연결 시스템(4200)은 연결 너트(4210)가 축방향 하중 하에서 역회전하지 않도록(밀봉부를 해제하도록 회전함) 충분한 힘을 생성하기 위한 역회전 방지 특징부를 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 역회전 방지 특징부는 마찰 끼워맞춤부일 수도 있다. 마찰 끼워맞춤부는 내부 하우징 나사산(4252)과 외부 너트 나사산(4250) 사이에 마찰에 의해 제공될 수도 있다. 외부 너트 나사산(4250) 및 내부 하우징 나사산(4252)은 나사산들 사이의 충분한 표면적 접촉을 생성하도록 선택된 더 미세한 나사산일 수 있어, 연결 너트(4210)가 주기적인 축방향 하중을 포함하는 예측된 축방향 하중 하에서 역회전하는 것을 방지하기 위해 연결 너트(4210)와 연결 하우징(4202) 사이에 유효 마찰량이 존재하게 된다. 그러나, 유효 마찰량은 충분한 외부 회전력이 연결 너트(4210) 상에 인가될 때 연결 너트(4210)가 역회전할 수 있게 하기에 충분히 낮을 수도 있어, 이에 의해 피팅이 분리되게 한다. 이 경우에, 외부 너트 나사산(4250)은 연결 너트(4210)의 위치를 유지하고, 내부 너트 나사산(4246)은 축방향 하중을 지탱한다. 역회전 방지 나사산은 충분한 마찰을 제공하는 통합 나사 나사산(Unified screw thread) 또는 맞춤형 나사산을 포함하는 임의의 표준 나사산을 포함할 수도 있다. 이들에 한정되는 것은 아니지만, 톱니 나사산을 포함하는 다른 나사산 디자인이 또한 사용될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 너트 외부 나사산(4250) 및 하우징 내부 나사산(4252)은 싱글 스타트(single start) 나사산이다.
잠금 메커니즘(예를 들어, 피팅의 회전 부재 상의 멈춤쇠 및/또는 만입부, 스냅 끼워맞춤부 또는 다른 특징부들)이 또한 너트(4210)가 예측 불가능하게 역회전하는 것을 방지하도록 제공될 수도 있다. 몇몇 경우에, 잠금 메커니즘이 너트의 빠져나옴을 방지하기 위해 더 높은 마찰 외부 너트 나사산(4250)에 추가하여 또는 대신에 사용될 수도 있다(외부 너트 나사산을 여전히 사용하거나 외부 너트 나사산을 전혀 사용하지 않으면서). 몇몇 실시예에서, 연결 너트(4210)는 외부 나사산을 갖지 않고, 너트(4210)는 대안적인 보유 메커니즘에 의해 적소에 축방향으로 유지된다.
연결 시스템은 특정 점을 지나는 너트의 회전을 방지하기 위해 요구된 각도 범위에 너트를 유지하기 위한 특징부들(예를 들어, 나사산 상의 정지부들과 같은)을 포함할 수도 있다. 특히, 너트의 회전은 제1 각도 위치와 제2 각도 위치 사이의 범위로 제한될 수도 있고, 여기서 제1 각도 위치는 완전 결합에 대응하고, 제2 각도 위치는 완전 분리에 대응한다. 제2 각도 위치에서, 내부 나사산의 시작부는 너트 내부 나사산과 피팅 외부 나사산의 적절한 정렬을 보장하는 것을 돕는 공지의 위치에 있을 것이다.
연결 시스템은 상이한 포트 크기에 적응될 수 있다. 내부 나사산 및 외부 나사산은 포트 크기, 축방향 이동 요구, 하중 요구 및 밀봉 성능 요구에 기초하여 변화할 수 있다. 구성 요소들은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 친유성 수지, 퍼플루오르화 수지(이들에 한정되는 것은 아니지만, PTFE, FEP와 같은), PFA, PVDF, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, PP, PE PEEK, 금속 또는 다른 재료와 같은 폴리머 재료를 포함하는 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 시스템은 반도체 산업을 위한 진성 초청정 PFA, 신속 연결 밀봉 연결부를 제공하기 위해 PFA로 주로 형성될 수 있다.
연결 시스템은 자립식 피팅, 직선형 유니온 피팅(union fitting), 엘보우 피팅(elbow fitting) 또는 다른 피팅을 포함하는 다양한 용례에 사용될 수도 있고, 다른 장치 내에 일체화될 수도 있다. 상기에 예시된 피팅들은 FlareMountTM 밀봉 메커니즘을 특징으로 하지만, 다른 방식의 피팅이 사용될 수도 있다. 피팅은 파이프 또는 튜빙에 용접되거나 하나 또는 양 단부에서 튜빙 연결부와 성형된 Purebond®일 수도 있다. 피팅은 또한 튜빙의 전개된 단부 내로 삽입될 수도 있다. 피팅들 중 하나는 또한 필터 하우징(예를 들어, Chemline 또는 Chemlock® 필터 하우징 또는 다른 필터 하우징) 상에 용접되거나 또는 성형될 수도 있다. 연결 시스템은 또한 대신에 튜브 밀봉부 방식 연결부를 형성하는 데 사용될 수도 있다.
도 43은 변형된 나사산 디자인을 사용하여 연결 시스템의 일 실시예의 개략도이다. 도시되어 있는 연결 시스템의 부분은 내부 연결 하우징 나사산(4304)을 갖는 연결 하우징(4302), 내부 너트 나사산(4312) 및 외부 너트 나사산(4314)을 갖는 연결 너트(4310) 및 외부 나사산(4322)을 갖는 유체 피팅(4320)을 포함한다. 다른 피팅(4324)의 부분이 또한 도시되어 있다.
너트 내부 나사산(4312) 및 피팅 외부 나사산(4322)은 변형된 톱니 나사산일 수 있다. 미국 표준 톱니 나사산은 수직축에 대해 7도의 하중 플랭크각(flank angle) 및 수직축의 대향측에 대해 45도의 릴리프 플랭크각을 가져, 52도의 나사산각(하중 플랭크와 인접한 릴리프 플랭크 사이의 각도)을 생성한다. 너트 내부 나사산(4312) 및 피팅 외부 나사산(4322)의 실시예는 45도 미만의 릴리프 플랭크각을 가질 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 릴리프 플랭크각은 15 내지 40도이지만, 더 작을 수도 있다. 하중 플랭크각은 0 내지 15도일 수도 있고, 릴리프 플랭크각과 동일한 또는 대향하는 수직축의 측면에 대한 것일 수도 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 릴리프 플랭크각은 대략 30도이고 하중 플랭크각은 대략 3도여서, 33도의 나사산각을 제공한다. 다른 실시예에서, 하중 플랭크는 나사산각이 릴리프 플랭크각보다 작도록 각형성될 수도 있다. 달리 말하면, 하중 플랭크 및 릴리프 플랭크는 릴리프 플랭크와 동일한 수직축의 측면에 대한 것일 수도 있다.
부가적으로, 몇몇 실시예에서, 피팅 외부 나사산(4322)의 하중 플랭크각은 너트 내부 나사산(4312)의 하중 플랭크각과는 상이하여 간섭을 증가시킬 수도 있다. 예를 들어, 피팅 외부 나사산의 하중 플랭크는 도시되어 있는 바와 같이, 대략 0도일 수도 있고, 반면에 연결 너트 내부 나사산의 하중 플랭크는 피팅 나사산 하중 플랭크를 향해 수 도만큼 각형성된다.
게다가, 하우징 내부 나사산(4304) 및 너트 외부 나사산(4314)은 간섭을 증가시키도록 구성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 예를 들어, 내부 하우징 나사산(4304) 및 외부 너트 나사산(4314)의 하중 플랭크각은 상이할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 연결 너트(4310)는 외부 나사산을 갖지 않고 하우징 내에 축방향으로 보유되고, 반면에 다른 메커니즘은 연결 너트(4310)의 역회전을 방지하는 데 사용된다.
전술된 연결부는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 반도체 제조에 사용을 위한 요구에 부합하는 PVDF, FEP, PP, PFA 및 PTFE, 폴리머를 포함하는 조성물, 금속 또는 다른 재료를 포함하는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 몇몇 경우에, 높은 온도가 예측되면, 더 낮은 크리프(creep)를 나타내는 재료를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, PTFE가 이들 온도에서 더 많은 크리프를 나타내기 때문에, 용례가 섭씨 100도를 초과할 때 연결 너트 및 피팅을 위해 PFA를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 임의의 경우에, 연결 시스템은 반도체 제조 피팅을 위한 자격을 초과할 수 있고, 실온에서 5분 동안 245 psi(1.69 MPa) 이상[예를 들어, 실온에서 5분 동안 535 psi(3.7 MPa)]을 견딜 수 있다. 예를 들어, PFA 및 PTFE로 형성된 도 43의 연결 시스템은 압력이 5분 동안 실온에서 인가될 때, 415 psi(214 lbs의 축방향 밀봉력)(2.87 MPa 및 952 뉴턴의 밀봉력)의 누설 압력을 가질 수 있다. 피팅의 누설 압력은 실온에서 500 psi(3.4 MPa) 초과, 심지어 950 psi(6.6 MPa) 초과일 수도 있다. 예를 들어 PFA로 형성된 너트 및 피팅을 갖는 연결 시스템은 따라서 안전 계수를 갖고 FlareMountTM 연결부에 대해 지정된 요구된 150 lbs(667 뉴턴)의 힘을 제공할 수 있다[예를 들어, 연결 시스템은 1 인치(2.54 센티미터) 피팅에 대해 210 lbs(934 뉴턴) 초과의 축방향 힘을 제공할 수도 있음].
연결 너트는 임의의 적합한 형상 인자를 가질 수도 있고, 다른 구성 요소의 부분으로서 일체화될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 연결 너트는 사용자가 피팅에 결합하거나 피팅으로부터 분리하도록 너트 상에 비틀림 하중을 제공할 수 있도록 날개부들이 위치되어 있는 날개부 너트 방식 디자인을 특징으로 할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자가 너트에 토크를 더 용이하게 인가할 수 있게 하기 위한 다른 형태의 회전 부재가 제공될 수도 있다. 일 실시예에서, 연결 너트는 하나 이상의 연결 너트를 회전하는 기어 조립체 또는 다른 구동열에 결합될 수도 있다. 구동열은 임의적으로 복잡할 수도 있고, 다수의 밀봉부를 동시에 생성하기 위해 다수의 연결 너트를 동시에 회전시킬 수 있다.
도 44a 및 도 44b는 연결 시스템(4400)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 시스템(4400)은 연결 하우징(4402), 제1 유체 피팅(4412) 둘레에서 회전 가능한 제1 연결 너트(4410), 제2 유체 피팅(4422) 둘레에서 회전 가능한 제2 연결 너트(4420) 및 구동 시스템을 포함한다. 연결 하우징(4402)은 하우징(4402)의 제1 측면으로부터 하우징(4402)의 제2 측면으로 하우징(4402)을 통해 통과하는 나사산 형성된 개구를 포함한다. 나사산은 연결 너트(4410, 4420)의 외부 너트 나사산에 결합하도록 구성될 수도 있다. 구동 시스템은 제1 연결 너트(4410)와 제2 연결 너트(4420)에 작동적으로 결합되어 제1 연결 너트(4410)와 제2 연결 너트(4420)를 하우징(4402) 내에서 동시에 회전시킨다.
기어 아암(4430)의 제1 단부에서 너트 결합 부재(4434)는 하우징(4402)의 제1 측면으로 연장한다. 구동 아암(4432)이 너트 결합 부재(4434)로부터 하우징(4402)의 제2 측면을 지나 원하는 거리로 연장한다. 연결 너트 결합 부재(4434)는 제1 너트(4410)에 결합되고, 기어치(gear teeth)(4436)를 갖는 외부면을 포함한다. 기어 아암(4430)은 제2 연결 너트(4420)에 결합된 제2 기어(4440)를 구동한다. 기어 아암(4430)은 기어 아암(4430)의 회전이 제1 연결 너트(4410)와 제2 연결 너트(4420)가 동시에 회전하게 하여 제1 유체 피팅(4412)과 정화기 카세트 상의 피팅과 제2 유체 피팅(4422)과 정화기 카세트 상의 제2 피팅 사이에 밀봉부를 형성하도록 하는 회전 부재로서 작용한다.
기어 아암(4430)이 회전될 때, 더 소형의 기어(4440)가 또한 반대 방향으로 회전되어 더 대형의 포트와 동시에 더 소형 포트를 결합한다. 이 메커니즘은 기어 아암(4430) 상의 하나의 단일 회전 작용에 의해 2개의 포트를 밀봉하는 것을 허용한다. 도시되어 있는 실시예에서, 기어들은 1.6:1 기어비를 갖고, 따라서 더 소형의 연결 너트(4420)가 더 대형의 연결 너트(4410)보다 더 회전된다(임의의 적합한 기어비가 사용될 수 있지만). 연결 너트(4410)가 165도의 회전이 360도(또는 그 이상)의 나사 결합을 생성하도록 세줄 내부 나사산을 갖고 구성되면, 연결 너트(4420)는 264도의 회전이 360도의 밀봉력을 생성하도록 세줄 또는 다른 멀티-스타트 내부 나사산을 갖고 구성될 수 있다. 연결 너트가 회전할 때, 연결 너트는 정화기 카세트 단부캡(또는 다른 피팅)을 향해 병진 이동할 수도 있다는 것이 주목될 수 있다. 이에 따라, 기어 아암(4430) 및 기어(4440)는 또한 병진 이동할 수도 있다. 다른 실시예에서, 연결 너트는 360도 미만의 나사 결합(및 360도 미만의 원주방향 축방향 밀봉력), 그러나 여전히 피팅을 밀봉하기 위한 충분한 힘을 생성한다.
더 소형의 연결 너트(4420)의 내부 및 외부 나사산은, 기어 아암(4430)이 회전됨에 따라 필터 및 너트가 축방향으로 동일한 거리 이동하도록 연결 너트(4410)의 내부 및 외부 나사산에 대해 스케일링된 피치를 가질 수도 있다. 기어비 및 피치 높이는 요구되는 포트 크기 및 축방향 이동 거리의 선택에 기초하여 다양할 수 있다. 더욱이, 기어는 부가의 포트를 위한 밀봉을 제공하기 위해 부가의 연결 너트를 회전하도록 제공될 수 있고, 연결 시스템은 모든 연결 너트가 동일한 방향으로 회전하도록 기어 결합될 수 있다.
구동 핸들(4450)이 인간 또는 로봇 사용자에 의한 용이한 조작을 위해 제공될 수 있다. 구동 샤프트(4452)가 핸들(4450)로부터 하우징(4402)을 향해 연장하고, 기어 아암(4430)의 구동 샤프트 통로 내에 수용될 수도 있다. 구동 샤프트(4452) 및 구동 샤프트 통로는 통로 내에서의 구동 샤프트(4452)의 병진 이동을 허용하도록 스플라인 형성되거나 다른 방식으로 구성될 수도 있다. 단부캡 정렬 기둥(4454)이 구동 샤프트(4452)에 평행하게 연장할 수도 있다. 단부캡 정렬 기둥(4454)은 정화기 카세트 단부캡 내의 상보형 개구[예를 들어, 도 15의 개구(1530)] 내에 수용될 수 있다. 단부캡 정렬 기둥(4454)은 구동 샤프트 피벗축을 형성한다.
기어 아암(4430)의 회전은 특정 회전 범위로 한정될 수도 있고, 특징부들은 기어 아암(4430)의 각도 위치를 잠금하도록 제공될 수도 있다. 이를 위해, 기어 아암(4430)의 제1 단부 부근에서 연결 하우징(4402)에 더 근접한 구동 샤프트 통로의 부분은 구동 샤프트(4452)의 외부면을 노출하도록 개방될 수도 있다. 구동 샤프트(4452)는 구동 샤프트(4452)가 그 피벗축 둘레로 회전됨에 따라 연결 하우징(4402)에 가장 근접한 구동 샤프트(4452)의 단부가 표면(4460)을 지나 통과할 수 있도록 후퇴될 수 있다. 즉, 구동 샤프트 통로 및 하우징(4402)은 구동 샤프트(4452)의 단부가 중첩하도록 구성될 수도 있고 구동 샤프트 피벗축 둘레로 각도 위치의 범위에서 하우징(4402)의 표면(4460)으로부터 이격될 수도 있다. 특정 위치에서, 구동 샤프트(4452)의 단부는 표면(4460) 내의 개구, 하우징 또는 다른 특징부의 측면 내의 노치 또는 홈(4464)에 수용되어 기어 아암(4430)을 원하는 각도 위치에 잠금할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 구동 샤프트(4452)의 단부는 위치(4465)로부터 노치(4464)로 표면(4460) 상에서 통과할 수도 있다. 구동 샤프트(4452)가 노치(4464)와 정렬될 때, 구동 샤프트(4452)는 구동 샤프트(4452)의 부분이 노치(4464) 내에 수용되도록(결합된 위치) 병진 이동할 수도 있어, 기어 아암(4430)의 회전을 방지한다.
다른 메커니즘은 기어 아암(4430)의 회전을 저지하는 데 사용될 수도 있다. 다른 예로서, 하우징(4402)의 표면(4462) 및 너트 결합 부재(4434)의 지향면은 기어 아암(4430)의 각도 위치가 유지될 수도 있도록 하는 베벨 기어치 또는 다른 특징부들을 포함할 수도 있다. 만입부(indent) 및 멈춤쇠(detent), 잠금핀, 클립과 같은 다른 잠금 메커니즘이 또한 사용될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 회전 단부점은 도트 및 화살표 또는 다른 시각적 지시기에 의해 마킹될 수도 있다. 도트 및 화살표는 또한 결합 또는 분리를 확인하는 데 사용되는 시각적 지시기의 일 예를 제공한다. 또 다른 실시예에서, 회전 부재가 적절한 위치에 있을 때 턴온하는 LED 또는 다른 라이트가 사용될 수 있어, 적절한 결합/분리의 지시를 재차 제공한다.
도 45는 내부 나사산을 갖는 제1 연결 너트 개구(4502) 및 내부 나사산을 갖는 제2 연결 너트 개구(4504)의 실시예를 도시하고 있는 연결 하우징(4402)의 일 실시예의 개략도이다. 2개의 연결 너트 개구를 갖고 도시되어 있지만, 실시예들은 하나 이상의 나사산 형성된 개구 및 대응 연결 너트 및 유체 피팅을 갖는 연결 하우징을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하우징은 나사산이 없는 연결 너트를 축방향으로 보유할 수도 있다. 도 45는 부분 구동 샤프트(4452)를 포획하도록 구성된 하우징(4402)의 측벽 내에 배치된 노치(4464)를 또한 도시하고 있다.
연결 하우징(4402)은 연결 하우징(4402)이 매니폴드 플레이트에 장착될 수도 있도록 성형될 수 있는 슬롯(4506)을 갖는 브래킷을 포함할 수도 있다. 체결구 개구(4508)는 나사, 핀 또는 다른 부재가 연결 하우징(4402)을 매니폴드 플레이트에 결합하는 데 사용될 수 있게 한다. 나사산 형성 구멍(4510)이 카세트 정렬 특징부가 연결 하우징(4402)에 결합되게 할 수 있다.
도 46a는 연결 너트(4410)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 너트(4410)는 외부 나사산(4600) 및 내부 나사산(4602)을 포함한다. 내부 나사산(4602)은 360도 미만의 회전, 몇몇 경우에 180도 미만의 회전이 피팅들 사이에 밀봉부를 생성할 수 있도록(그리고 360도 나사산 결합 또는 360도 초과 또는 미만의 나사산 결합을 생성할 수 있음) 구성될 수도 있다. 다른 나사산(4600)은 연결 너트(4410)가 빠져나오는 것을 방지하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시예에서, 연결 너트(4410)는 외부 나사산이 결여될 수도 있고 하우징 내에 축방향으로 보유될 수도 있고, 반면에 다른 메커니즘이 연결 너트(4410)의 역회전을 방지하는 데 사용된다.
연결 너트(4410)는 피팅 상의 상보형 특징부들과 정렬하는 정렬 특징부들의 세트를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 연결 너트(4410)는 너트 개구의 내부 반경방향 표면으로부터 내향으로 돌출하는 돌출부(4604)를 포함할 수도 있다. 돌출부(4604)는 피팅 상의 특징부와 정렬할 수도 있다. 도 15b를 참조하면, 예를 들어 돌출부(4604)는 정렬 리브(1514) 내의 노치(1516)를 통해 끼워맞춤될 수도 있다. 돌출부(4604)는, 돌출부(4604)가 대응 노치를 통해 통과하지 않으면 내부 나사산(4602)이 고정구 외부 나사산[예를 들어, 도 15b의 나사산(1512)]에 결합할 수 없도록 내부 나사산(4602)의 시작부로부터 이격될 수도 있다. 돌출부(4604)는 연결 너트(4410)가 단부캡 또는 다른 피팅 나사산에 관련하여 특정 배향에 있을 때 내부 나사산(4602)이 단지 외부 고정구 나사산에만 결합할 수 있도록 위치될 수도 있다. 더욱이, 도시되어 있는 실시예에서, 연결 너트(4410)는 돌출부가 노치를 통해 통과할 때까지 회전할 수 없다. 따라서, 피팅의 정렬 특징부들 및 연결 시스템 상의(본 예에서 연결 너트 상의) 정렬 특징부들은 나사산들이 서로에 대해 적절하게 위치될 때까지 연결 너트의 회전을 방지한다.
연결 너트(4410)는 일 측면으로부터 연장하는 탄성 핑거(4606)를 더 포함할 수도 있다. 탄성 핑거(4606)는 기어 아암 또는 기어에 의해 포획될 수도 있다. 탄성 핑거(4606)의 단부에서 특징부(4608)는 기어 또는 기어 아암의 표면에 맞접할 수 있는 숄더(4609)를 제공할 수 있다.
도 46b는 연결 너트(4410) 및 유체 피팅(4412)의 일 실시예의 개략도이다. 연결 너트(4410)를 통한 개구는 연결 너트 숄더(4610)를 형성하기 위한 대직경의 영역 및 소직경의 영역을 포함할 수도 있다. 연결 너트(4410) 내에 수용된 유체 피팅(4412)의 부분은 연결 너트 숄더(4610)에 맞접하는 유체 피팅 숄더(4612)를 형성하기 위한 소직경부를 갖는 부분 및 대직경부를 갖는 부분을 가질 수도 있다. 연결 너트 숄더(4610)는 정화기 카세트 또는 다른 구성 요소의 포트에 유체 피팅(4412)을 밀봉하기에 충분한 축방향 힘을 제공하기 위해 유체 피팅 숄더(4612)에 대해 압박할 수도 있다.
도 47a는 구동 시스템의 일 실시예의 개략도이다. 기어 아암(4430)은 제1 연결 너트를 수용하기 위한 개구를 갖는 너트 결합 부재(4434) 및 제2 연결 너트를 수용하기 위한 개구를 갖는 기어(4440)를 포함할 수도 있다. 특징부(4702, 4704)는 각각의 연결 너트의 탄성 핑거들이 통과할 수 있는 채널을 생성할 수도 있다. 탄성 핑거의 단부에서의 특징부[도 46a의 특징부(4608)]는 기어 아암 또는 기어 개구 내로 연결 너트를 체결하도록 작용할 수 있다. 기어 아암 및 기어가 회전할 때, 특징부(4702, 4704)는 탄성 아암의 측면 에지 상에 압박함으로써 각각의 연결 너트 상에 반경방향 힘을 인가할 수 있어, 연결 너트가 회전하게 한다.
도 47a는 구동 샤프트(4452) 및 단부캡 정렬 기둥(4454)을 갖는 구동 핸들의 일 실시예를 또한 도시하고 있다. 구동 샤프트(4452)는 기어 아암(4430) 내의 통로 내에 삽입될 수도 있다. 구동 샤프트(4452)와 통로의 모두 또는 일부는 스플라인 형성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 구동 샤프트 통로 스플라인은 기어 아암(4430)의 단부 내로의 삽입부(4706)에 의해 제공될 수도 있다. 단부캡 정렬 기둥(4454)은 단부캡 개구 내의 채널 내에 끼워맞춤되는 하나 이상의 반경방향 돌출부(4708)를 포함할 수 있다. 채널 및 돌출부(4708)는 구동 핸들(4450)의 이동을 안내하여 이하에 설명되는 바와 같이 적절한 밀봉을 보장하는 것을 돕도록 협동할 수 있다. 정렬 기둥(4454)의 단부는 환형 홈 및 립(lip)을 갖는 압축형 링(4709)을 포함할 수도 있다. 립은 이하에 더 설명되는 바와 같이 단부캡의 부분에 의해 포획될 수도 있다.
도 47b는 도 47a에 도시되어 있는 구동 시스템의 실시예의 개략 단면도이다. 기어 아암(4430)은 구동 샤프트(4452)를 수용하는 구동 샤프트 통로(4720)를 포함한다. 구동 샤프트 통로(4720)의 단부는 구동 샤프트(4452)의 일부[부분(4710)에 지시되어 있음]를 노출하도록 개방된다.
구동 샤프트(4452)는 구동 샤프트 통로(4720) 내에서 병진 이동 가능할 수도 있어, 구동 샤프트 팁(4722)이 압입되고 후퇴될 수 있게 된다. 구동 샤프트(4452)를 후퇴시키기 위한 방향에서의 병진 이동은 인서트(4706)에 의해 제한될 수도 있다. 인서트(4706)는 내향으로 압박하는 구동 샤프트(4452)와 동축인 탄성 핑거(4730)의 세트를 포함할 수도 있다. 구동 샤프트(4452)가 특정 거리만큼 후퇴될 때, 탄성 핑거(4730)는 환형홈(4732) 내로 내향으로 압박되어 그 방향에서 추가의 병진 이동을 저지한다. 인서트(4706)는 통로(4720) 내에서 회전 가능할 수도 있어 정렬 기둥(4454)이 단부캡 정렬 개구 내로 전방으로 압박될 때까지 구동 핸들(4450)이 구동 샤프트(4452)의 축 둘레로 회전할 수도 있게 되어, 구동 핸들(4450)이 더 압입되게 하여 2개의 부분을 함께 회전 잠금하게 하는 슬롯과 스플라인을 정렬한다.
도 48은 정렬 기둥(4454)(도 44a)을 수용하기 위해 단부캡 또는 다른 구성 요소 내에 배치된 정렬 개구(4800)의 일 실시예의 개략도이다. 다수의 리브 또는 다른 특징부가 일련의 축방향 및 반경방향 채널을 형성하도록 정렬 개구(4800)의 내부에 형성될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 특징부들은 입구 채널(4802), 제1 반경방향 채널(4804), 제2 반경방향 채널(4806), 및 제1 반경방향 채널을 제2 반경방향 채널(4806)과 연결하는 제2 축방향 채널들(4808)(그 중 하나가 도시되어 있음)을 형성한다. 일 실시예에서, 채널들은 단부캡 개구 내에 삽입되는 인서트(4850) 내에 형성될 수도 있다.
도 44 내지 도 48을 참조하면, 정렬 기둥(4454)이 개구(4800) 내에 삽입될 때, 돌출부(4708)는 입구 채널(4802) 내에 수용된다. 이는 정렬 기둥(4454)이 삽입될 수 있기 전에 구동 시스템이 정확한 배향에 있는 것을 의미한다. 이 배향은 연결 너트(4410) 및 연결부(4420)의 내부 나사산들이 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 상의 외부 나사산과 적절하게 정렬되어 있는 배향과 일치할 수도 있다. 구동 핸들(4450)은 병진 이동되어, 통로(4720) 내에서 구동 샤프트(4452)를 병진 이동시킬 수도 있다. 그러나, 제2 축방향 채널(4808)은 입구 채널(4802)과 정렬하지 않아[예를 들어, 리브(4810)가 입구 채널(4802)에 중첩하여 정지부로서 작용함] 구동 핸들(4450)의 추가의 병진 이동이 제한되게 된다. 구동 핸들(4450)은 돌출부(4708)가 축방향 채널(4808)과 정렬할 때까지 회전될 수 있다. 이 위치는 구동 샤프트(4452)가 하우징(4402) 내의 노치(4464)와 정렬하고 연결 너트(4410)와 연결 너트(4420)가 회전되어 360도 밀봉부를 생성하는 위치에 대응할 수 있다. 구동 핸들(4450)은 이어서 구동 샤프트(4452)가 노치(4464) 내에 수용되도록 더 압입될 수 있다. 압축링(4709)의 환형 립은 리지(4812)가 압축링(4709)의 홈 내에 포획되도록 리지(4812) 상에서 통과할 수도 있다. 압축링(4709) 및 리지(4812)는 구동 샤프트(4452)가 노치(4464)와 완전히 결합될 때 촉각 피드백을 제공하는 스냅 끼워맞춤부를 생성할 수 있다. 더욱이, 압축링(4709) 및 리지(4812)는 구동 샤프트(4452)가 부주의하게 후퇴되는 것을 방지하기 위한 메커니즘을 제공한다.
따라서, 정렬 개구(4800)는 구동 샤프트(4452)가 제1 환형 위치에 있을 때, 구동 샤프트(4452)가 제한된 제1 거리로 압입될 수 있도록 구성된 키홈 형성된 특징부(keyed feature)를 제공할 수도 있다. 구동 샤프트(4452)는 이어서 기어 아암(4430)을 회전시킴으로써 제2 각도 위치로 회전될 수 있고, 제2 각도 위치는 밀봉된 연결부에 대응한다. 구동 샤프트(4452)는 구동 샤프트(4452)가 추가의 각도 회전을 방지하기 위한 보유핀으로서 작용하는 최종 완전 삽입 위치로 압입될 수 있다.
도 49a는 연결 시스템(4400)에 유사한 연결 시스템(4900)의 부분의 일 실시예의 개략도이다. 연결 시스템(4900)은 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 상의 상보형 정렬 특징부와 결합하는 정렬 특징부를 포함할 수도 있다. 본 예에서, 회전 부재[예를 들어, 기어 아암(4930)]는 기어 아암(4930)의 반경방향 이동의 방향에 수직인(즉, 피벗축에 평행한 측면에서) 입구를 갖는 슬롯(4932)을 갖는다. 슬롯(4932)은 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 상의 반경방향으로 연장하는 리브(4934)[예를 들어, 도 1의 리브(130)]를 수용할 수도 있다. 이 정합 특징부들은 포트의 축 주위에 부분적으로 랩핑한다. 일 실시예에 따르면, 슬롯(4932) 및 리브(4934)는 연결 너트 나사산 및 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구의 외부 나사산이 적절한 결합을 허용하도록 정확하게 위치될 때 리브(4934)의 단부와 슬롯(4932)의 입구가 정렬하도록 구성된다. 따라서, 연결 시스템 정렬 특징부 및 상보형 단부캡, 피팅 또는 다른 고정구 정렬 특징부는 기어 아암이 회전되기 전에 나사산이 적절한 위치 및 배향에 있도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 리브(4934)는 리브(4934)가 반경방향으로 외향 연장함에 따라(도 49b에 도시되어 있음) 더 커지는 리브(4934)의 단면에 기인하여 기어 아암(4930)의 슬롯(4932) 내에 유지된다. 슬롯(4932)은 또한 슬롯이 반경방향으로 외향 연장함에 따라 더 넓어질 수도 있다. 더욱이, 일 실시예에 따르면, 슬롯(4932) 및 리브(4934)는 나선형일 수 있다. 이 메커니즘은 필터 단부캡에 대한 기어 아암(4930)의 위치를 유지하는 것을 돕는 데 사용될 수 있고, 또한 기어 아암(4930)이 포트축 둘레로 회전함에 따라 단부캡과 유체 피팅 사이에 더 많은 축방향 하중을 발생할 수 있다(예를 들어, 간섭 끼워맞춤을 통해). 연결 하우징(4902)의 다른 측면 상의 하중은 슬롯(4932) 및 리브(4934)의 벽들 사이의 결합의 간섭 끼워맞춤에 의해 발생된 하중에 대략 동일할 수 있다. 이는 원활한 회전 및 밀봉 결합을 보장하기 위해 회전 메커니즘의 양 측면에 하중을 분배하는 것을 도울 수 있다. 리브(4934) 및 슬롯(4932)은 내부 연결 너트 나사산(예를 들어, 더 대형 연결 너트)의 피치에 대략 동일한 피치를 가질 수 있다.
구동 샤프트는 필터 피팅의 나선형 리브(4934) 상에 위치된 홈(4940)에 결합하도록 설계된 보스(boss) 또는 다른 특징부를 특징으로 할 수도 있다. 필터가 유동적으로 밀봉된 후에 구동 샤프트가 전방으로 압박될 때, 보스는 리브(4934) 상의 홈(4940) 내에 가압된다. 이는 필터 피팅에 근접하여 회전 방지 특징부를 제공한다. 특징부는 구동 샤프트가 정확한 배향에 있지 않으면 결합되지 않아, 구동 핸들이 정확한 배향으로 회전되어 있지 않고 밀봉이 완전하지 않다는 것을 사용자에게 경고한다. 도 49b는 리브(4934)의 단면의 일 실시예를 도시하고 있다. 도 49c는 보스(4954)를 갖는 구동 샤프트(4952)를 갖는 구동 핸들(4950)의 일 실시예의 개략도이다.
도 50은 카세트 단부캡 또는 다른 피팅에 연결을 위한 연결 시스템(5000)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 연결 시스템(5000)은 연결 하우징(5012) 상에 배치된 연결 너트(5010)를 포함할 수 있다. 연결 너트(5010)는 단부캡(5016) 상의 피팅에 엘보우 피팅(5014)을 연결한다. 회전 부재(5020)는 너트(5010)의 회전을 용이하게 한다. 일 실시예에 따르면, 회전 부재(5020)는 개구로부터 너트(5010)를 통해 반경방향 거리로 너트(5010)에 결합된 아암(5022)을 포함한다. 아암(5022)은 너트(5010)의 단부면으로부터 연장할 수 있다. 아암(5022)은 단부캡 피팅과 동축인 엘보우 피팅(5014)의 제1 부분보다 길 수 있다. 회전 부재(5020)는 플랫폼(5024)의 외부면이 너트(5010)의 단부면에 평행하도록 아암(5022)에 수직으로 연장하는 플랫폼(5024)을 또한 포함할 수 있다. 플랫폼(5024)은 회전 부재와 결합되도록 회전형 공구 비트(tool bit)[예를 들어, 육각 드라이버(hex driver), 필립스 비트(Philips bit), 편평 헤드 비트, 스타 비트(star bit)] 또는 다른 공구를 허용하기 위한 공구 계면(5026)을 포함할 수 있다. 회전 부재(5020)를 회전하는 것은 너트(5010)를 회전시킨다. 몇몇 실시예에서, 180도 미만, 몇몇 경우에 135 미만을 포함하는 360도 미만으로 회전 부재(5020)를 회전하는 것은 단부캡(5016)의 외부 나사산과 너트의 내부 나사산의 360도 결합을 발생할 수도 있다.
회전 부재(5020)의 회전 범위는 너트(5010)가 기지의 위치에서 회전을 정지하도록 제한될 수도 있다. 이는 너트(5010)의 나사산이 완전 분리된 위치에서 적절하게 정렬되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 몇몇 실시예에서, 회전의 단부는 도트 및 화살표 또는 다른 시각적 지시기에 의해 마킹될 수도 있다. 도트 및 화살표는 또한 결합 또는 분리를 확인하는 데 사용된 시각적 지시기의 일 예를 제공한다. 또 다른 실시예에서, 회전 부재가 적절한 위치에 있을 때 턴온하는 LED 또는 라이트가 사용될 수도 있어, 적절한 결합/분리의 지시를 재차 제공한다.
도 51은 연결 시스템(5000)의 일 실시예의 개략 단면도이다. 도 51에 도시되어 있는 바와 같이, 연결 너트(5010)는 단부캡(5016)의 포트 피팅 상의 외부 나사산(5011)과 결합하는 내부 너트 나사산(5102)과, 연결 하우징(5012)의 내부 나사산과 결합하는 외부 너트 나사산(5104)을 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 나사산들은 너트(5010)가 360도 미만의 회전을 갖고 피팅(5014)과 단부캡(5016) 사이에 360 밀봉부를 생성하고 예측된 하중 하에서 빠져나오지 않도록 구성될 수 있다.
잠금 메커니즘(예를 들어, 피팅의 회전 부재 상의 멈춤쇠 및/또는 만입부, 회전 부재와 피팅 또는 다른 구성 요소 또는 다른 특징부들 사이의 스냅 끼워맞춤부와 같은)은 또한 회전 부재가 예측 불가능하게 회전하는 것을 방지하도록 제공될 수도 있다. 몇몇 경우에, 잠금 기구는 너트의 빠져나옴을 방지하기 위해 외부 너트 나사산 대신에 사용될 수도 있다.
도 52는 단부로부터 본[예를 들어, 단부캡(104) 및 단부캡(106)이 제거되어 있는 상태의] 주 본체(5200)의 일 실시예의 개략도이다. 주 본체(5200)는 매체 캐비티를 형성할 수도 있다. 매체 캐비티는 각각의 래인 내에 배치된 정화기 요소(5225)를 갖는 래인으로 분리될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 평행한 래인들은 x-z 평면 및 x-y 평면에서 일반적으로 직사각형(정사각형을 포함함) 프로파일을 갖는다. 3개의 래인이 도시되어 있지만, 정화기 카세트는 더 많거나 적은 래인을 가질 수도 있다. 래인들은 유체가 래인들 사이에 유동하지 않도록 서로로부터 밀봉될 수도 있다. 다른 실시예에서, 개구는 유체가 분리된 래인들 사이에 유동할 수 있도록 제공될 수도 있다. 도 52는 라벨 홀더(5292) 내의 라벨(5294)을 또한 도시하고 있다.
일 실시예에 따르면, 주 본체(5200)는 제1 측면 커버(5210), 제2 측면 커버(5220), 메인 쉘(5230) 및 래인 커버들(5240)(그 중 하나가 지시되어 있음)을 포함한다. 메인 쉘(5230), 제1 측면 커버(5210), 제2 측면 커버(5220) 및 단부캡들은 체결구, 음파 접합, 간섭 끼워맞춤 또는 다른 결합 메커니즘을 사용하여 함께 결합될 수도 있고, 협동하여 매체 캐비티 및 평행한 래인을 형성할 수도 있다. 메인 쉘(5230)은 외부 측벽(5234)과 외부 측벽(5236) 사이로 연장하는 기부(5232)와, 기부(5232)로부터 연장하는 이격된 인장 부재(5238)의 세트를 제공한다. 측벽(5234), 측벽(5236), 측면 커버(5210) 및 측면 커버(5220)는 내부 캐비티의 측벽을 형성할 수도 있다. 메인 쉘 측벽 및 인장 부재(5238)는 캐비티 내의 장축을 따른 길이로 연장하여 래인 측벽을 형성할 수도 있다. 래인 측벽들 사이[예를 들어, 외부 측벽(5234/5236)과 인장 부재(5238) 사이 그리고 2개의 인장 부재(5238) 사이]의 기부(5232)의 부분은 대응 래인 내외로 유체 유동을 허용하기 위한 격자를 포함하는 일체형 래인 커버(5239)를 형성한다.
기부(5232)의 일 측면은 기부(5232)로의 측면 커버(5220)의 결합을 용이하게 하기 위한 특징부들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 기부는 측면 커버(5220)의 부분이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 커버 장착면의 세트를 제공한다. 대향 측면에는, 기부(5232)로부터 말단측의 외부 측벽(5234), 외부 측벽(5236) 및 인장 부재(5238)의 단부들이 메인 쉘(5230)로의 측면 커버(5210)의 결합을 용이하게 하기 위한 특징부들을 제공할 수 있다. 말단면은 예를 들어 측면 커버(5210)의 부분이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 측면 커버 장착면을 제공할 수도 있다.
래인 커버(5240)는 각각의 메인 쉘 측벽(5234/5236)과 인장 부재(5238) 사이 또는 인접한 인장 부재(5238) 사이에 걸쳐 있고 기부(5232)로부터 래인의 대향 측면을 덮도록 래인들의 길이로 연장한다. 래인 커버(5240)는 래인 커버(5240)의 길이로 연장하는 프레임 부재(5244) 및 프레임 부재(5244) 사이에 걸쳐 있는 격자부를 포함하는 외부 프레임을 포함할 수도 있다. 래인 커버(5240) 내의 개구는 기부(5232)의 일체형 래인 커버(5239) 내의 개구와 동일하거나 상이할 수도 있다.
측면 커버(5210)에 대면하는 프레임 부재(5244)의 표면은 측면 커버(5210)의 결합을 용이하게 하기 위한 측면 커버 장착면을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 측면 커버 장착면은 측면 커버(5210)의 부분이 접합되거나 다른 방식으로 결합될 수도 있는 표면을 제공할 수도 있다. 래인 커버(5240)는 스냅 끼워맞춤, 간섭 끼워맞춤, 음파 접합을 사용하여 또는 임의의 적합한 결합 메커니즘에 따라 매인 쉘(5230)로의 래인 커버(5240)의 결합을 용이하게 하기 위한 결합 특징부들을 또한 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 래인 커버(5240)는 래인 커버(5240)가 적절한 위치에 포획될 수 있도록 하는 설부, 홈 또는 다른 특징부들을 포함할 수도 있다.
도 52에 도시되어 있는 바와 같이, 래인 커버는 정화기 요소(5225)의 상류측 및 하류측의 모두에 제공된다[예를 들어, 래인 커버(5240) 및 일체형 래인 커버(5239)의 형태로]. 다른 실시예에서, 래인 커버는 정화기 요소(5225)의 일 측면에만 제공된다. 또 다른 실시예에서, 래인 커버는 전혀 사용되지 않는다. 정화기 요소(5225)의 상류측 및 하류측의 모두를 덮기 위한 래인 커버를 갖는 일 장점은 정화기 요소(5225)가 순방향 및 역방향 유동의 모두에서 지지될 수 있어, 카세트가 어느 유동 방향에서도 유사하게 기능하게 한다는 것이다.
측면 커버(5210)는 측면 지지 부재(5260), 인장 부재(5238)와 정렬하는 이격된 리브(5262)의 세트 및 이격된 리브(5263)의 세트를 포함할 수 있다. 측면 커버(5220)는 유사하게 측면 지지 부재(5270), 인장 부재(5238)와 정렬하는 이격된 리브(5272)의 세트 및 이격된 리브(5273)의 세트를 포함할 수 있다. 도 2의 리브(263, 273)에 대조적으로, 리브(5263) 및 리브(5273)는 래인 커버에 줄곧 연장하지 않는다는 것이 주목될 수 있다. 즉, 래인 커버(5240)와 리브(5263)의 단부 사이에 간극 및 리브(5273)의 단부와 래인 커버(5239) 사이에 간극이 존재한다.
유동 채널들은 측벽들을 따라 배치될 수도 있다. 이를 위해, 측면 지지 부재(5260), 이격된 리브(5262) 및 이격된 리브(5263)는 소정 길이로 연장하고, 이들의 길이를 따라 래인 커버(5240)에 개방되어 있는 서브-채널(5264)로 세분된 평행한 유동 채널의 세트를 형성하도록 협동할 수 있다. 유사하게, 측면 지지 부재(5270), 이격된 리브(5272) 및 이격된 리브(5273)는 소정 길이로 연장하고, 이들의 길이를 따라 래인 커버(5239)에 개방되어 있는 유동 채널부(5274)로 세분된 평행한 유동 채널의 세트를 형성하도록 협동할 수 있다. 유동 채널의 단부는 전술된 바와 같이 플레넘을 형성할 수도 있고, 입구, 출구, 통기구 또는 배수구 중 하나 이상에 유동 결합될 수도 있다.
2개의 서브-채널로 세분된 하나의 유동 채널이 래인마다 도시되어 있지만, 카세트는 래인마다 다수의 분리된 유동 채널 및 부가의 서브-채널을 가질 수도 있거나 서브-채널을 갖지 않을 수도 있다. 유동 채널(5264, 5274)은 임의의 원하는 형상 및 크기를 가질 수도 있고, 동일한 측면 또는 대향하는 측면들 상의 상이한 유동 채널들은 상이한 구성을 가질 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 유동 채널들은 아치형, 타원형 또는 다른 방식으로 둥글게 형성되어 측면 커버들을 따라 일련의 아치를 생성할 수도 있다. 래인마다 하나의 아치형, 타원형 또는 둥근 형상이 또한 사용될 수 있다(예를 들어, 유동 채널이 세분되지 않지만, 여전히 둥글도록).
각각의 측면 커버 상의 이격된 리브의 일부는 인장 부재(5238)와 정렬하도록 이격된다. 이들 리브의 내부면은 인장 부재의 단부에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 리브(5272)의 내부면은 인장 부재(5238)의 기부에서 메인 쉘(5230)에 결합될 수도 있고, 리브(5262)의 내부면은 인장 부재(5238)의 말단부에 결합될 수도 있다. 따라서, 압력 용기 캐비티가 압력 하에 있을 때, 인장 부재(5238)는 측면 커버(5210, 5220) 상에 힘을 인가하여 측면 커버(5210, 5220)의 굴곡을 감소시키거나 방지할 것이다. 인장 부재(5238)의 크기 및 구성은 압력 용기 캐비티의 체적 변형이 예측되지 않은 작동 압력 하에서 원하는 퍼센트 미만이도록 선택될 수도 있다.
주 본체(5200)는 전술된 바와 같이 힘을 더 양호하게 분배하기 위한 일련의 후프형 구조체를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 래인에 평행하게 연장하는 내부면들의 전이부는 만곡된다. 따라서, 예를 들어, 측면 커버(5210)의 코너, 측면 커버(5220)의 코너 및 유동 통로는 상기 도 2와 함께 전술된 바와 같이 래인에 평행한 축 둘레로 만곡된다. 더욱이, 메인 쉘(5234, 5236)은 만곡된 외부를 갖고, 측면 커버(5210, 5220)는 만곡된 코너를 갖는다[예를 들어, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 측면(125)으로부터 측면(124) 및 측면(123)으로의 전이부 및 측면(126)으로부터 측면(124) 및 측면(123)으로의 전이부에서].
전술된 바와 같이, 래인들은 정화기 요소(5225)를 유지하기 위한 정화기 요소 유지 영역을 제공할 수 있다. 정화기 요소(5225)는 일 실시예에 따르면, 카세트의 장축에 평행한 플리트의 길이를 갖고 주름 형성된 플리트 팩을 포함할 수 있다. 플리트 팁은 일 측면 상의 플리트 팁이 측면 커버(5210)에서 지향하도록 배향될 수도 있고, 반면에 대향 플리트 팁은 플리트 팁이 각각의 래인 커버에 맞접하는 상태로 측면 커버(5220)에 지향하도록 배향된다. 이 구성에서, 플리트 팁의 일 세트는 캐비티의 상류부에 대면하고, 플리트 팁의 다른 세트는 캐비티의 하류부에 대면한다. 정화기 요소(5225)는 개별 정화기 요소일 수도 있고 또는 각각의 정화기 요소는 예를 들어 하나의 정화기 요소(5225)의 최종 플랩이 다음의 필터 요소(5225)의 제1 플랩 내로 전이하고 그 정화기 요소의 최종 플랩이 다음의 정화기 요소(5225)의 제1 플랩 내로 전이하는 등이 되도록 동일한 연속적인 플리트 팩의 부분일 수도 있다. 각각의 정화기 요소의 플리트는 단일 멤브레인 또는 동일한 또는 상이한 재료로부터 형성된 다수의 멤브레인으로부터 형성될 수 있다. 바람직하게는, 플리트는 함께 압축되고, 상류측에서 일반적으로 평면형 직사각형 입구 계면 및 하류측에서 일반적으로 평면형 직사각형 출구 계면을 형성한다. 멤브레인의 소정의 영역에 대한 래인 내의 멤브레인의 압축량은 원하는 압력 강하 및 유량을 성취하도록 선택될 수 있다. 다른 정화 매체 또는 다른 목적(예를 들어, 열교환)의 매체가 또한 전술된 바와 같이 래인들 내에 배치될 수도 있다.
도 53은 주 본체(5301), 제1 단부캡(5302) 및 제2 단부캡(5304)을 포함하는 정화기 카세트(5300)의 다른 실시예의 개략도이다. 주 본체(5301)는 전술된 바와 같이 구성될 수 있다. 단부캡(5302)은 제1 포트(5306) 및 제2 포트(5308)를 제공할 수 있고, 단부캡(5304)은 제3 포트(5310) 및 제4 포트(5312)를 제공할 수 있다. 포트들은 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트 및 배수 포트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 포트(5306)는 출구 포트일 수 있고, 포트(5308)는 통기 포트일 수 있고, 포트(5310)는 입구 포트일 수 있고, 포트(5312)는 배수 포트일 수 있다. 도 53의 실시예에서, 포트 피팅은 예를 들어 반도체 제조에 있어 사용된 표준 포트 피팅일 수 있다.
단부캡(5302)은 카세트의 상류측의 가스가 제2 포트(5308)로 유도되도록 구성될 수 있고[예를 들어, 단부캡(5302)은 통기 포트가 캐비티의 상류측의 최고점에 있도록 드래프트되거나 다른 방식으로 성형될 수도 있음], 단부캡(5304)은 하류측의 유체가 포트(5312)로 유동하도록 구성될 수도 있다[예를 들어, 단부캡(5304)은 배수 포트가 캐비티의 하류측의 최하점에 있도록 드래프트되거나 다른 방식으로 성형될 수도 있음].
도 54는 주 본체(5401), 제1 단부캡(5402) 및 제2 단부캡(5404)을 포함하는 정화기 카세트(5400)의 다른 실시예의 개략도이다. 주 본체(5401)는 전술된 바와 같이 구성될 수 있다. 단부캡(5402)은 제1 포트(5406) 및 제2 포트(5408)를 제공할 수 있고, 단부캡(5404)은 제3 포트(5410) 및 제4 포트(5412)를 제공할 수 있다. 포트들은 입구 포트, 출구 포트, 상류측 통기 포트 및 하류측 통기 포트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 포트(5406)는 하류측 통기 포트일 수 있고, 포트(5408)는 상류측 통기 포트일 수 있고, 포트(5410)는 입구 포트일 수 있고, 포트(5412)는 출구 포트일 수 있다. 단부캡(5402)은 가스가 제1 포트(5406) 및 제2 포트(5408)로 유도되도록 구성될 수 있다[예를 들어, 단부캡(5402)은 통기 포트가 캐비티의 상류측 및 캐비티의 하류측의 최고점에 있도록 드래프트되거나 다른 방식으로 성형될 수도 있음]. 도 54의 실시예에서, 포트 피팅은 예를 들어 반도체 제조에 있어서 표준 포트 피팅일 수 있다.
도 55는 주 본체(5501), 제1 단부캡(5502) 및 제2 단부캡(5504)을 포함하는, 유체 포트가 전후방으로 향해 있는 상태의 정화기 카세트(5500)의 다른 실시예의 개략도이다. 주 본체(5501)는 전술된 바와 같이 구성될 수 있다. 단부캡(5502)은 제1 포트(5506) 및 제2 포트(5508)를 제공할 수 있고, 단부캡(5504)은 제3 포트(5510) 및 제4 포트(5512)를 제공할 수 있다. 포트들은 입구 포트, 출구 포트, 통기 포트 및 배수 포트를 제공할 수 있다. 이 경우에, 모든 포트는 수평 포트일 수 있다. 도 55의 실시예에서, 포트 피팅은 예를 들어, 반도체 제조에 있어서 사용된 표준 포트 피팅일 수 있다.
단부캡(5502)은 카세트의 상류측의 가스가 통기 포트로 유도되도록 구성될 수 있고[예를 들어, 단부캡(5502)은 통기 포트가 캐비티의 상류측의 최고점에 있도록 드래프트되거나 다른 방식으로 성형될 수도 있음], 단부캡(5504)은 하류측의 유체가 포트(5512)로 유도하도록 구성될 수 있다[예를 들어, 단부캡(5504)은 배수 포트가 캐비티의 하류측의 최하점에 있도록 드래프트되거나 다른 방식으로 성형될 수도 있음].
도 56은 동일한 여과 면적을 갖는 종래의 원통형 필터[미국 매사추세츠주 빌레리카 소재의 Entegris, Inc.에 의한 Chemline I 필터(5604) 및 Chemlock 원통형 필터(5606)(또한 Entegris, Inc.에 의한)]에 비교할 때 3 m2의 여과 멤브레인(총 6 m2)을 각각 제공하는 2개의 일반적으로 직사각형 정화기 카세트(5602)를 갖는 여과 시스템(5600)의 일 실시예의 개략도이다. 일반적으로 직사각형 정화기 카세트는 더 작은 체적의 동일한 여과 면적을 제공한다. 여과 시스템(5600)은 공간을 차지하고, 기어 아암을 조작하고 필터를 삽입하기 위해 매니폴드의 전방에 단지 공간을 필요로 한다. 원통형 필터는 더 넓고, 실제로 필터를 교체할 때 사용자가 필터 피팅을 조작하게 하기 위해 도시되어 있는 것보다 더 많은 측방향 공간을 차지한다. 도 56의 치수는 한정이 아니라 예로서 제공된 것이다. 정화기 카세트는 용례 및 정화 및 유동 요구에 따라 더 크거나 작게 제조될 수도 있다.
특정 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예는 본 발명의 한정이 아니라, 단지 예시적인 것이다. 요약서 및 상세한 설명의 설명을 포함하는 본 발명의 예시된 실시예의 본 명세서의 설명은 배타적이거나 본 명세서에 개시된 정확한 형태로 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다(그리고, 특히, 요약서 또는 상세한 설명 내의 임의의 특정 실시예, 특징 또는 기능의 포함은 이러한 실시예, 특징 또는 기능에 본 발명의 범주를 한정하도록 의도된 것은 아님). 오히려, 설명은 요약서 또는 상세한 설명에 설명된 임의의 이러한 실시예 특징 또는 기능을 포함하여, 임의의 구체적으로 설명된 실시예, 특징 또는 기능에 본 발명을 한정하지 않고, 당 기술 분야의 숙련자에게 본 발명을 이해하기 위한 맥락을 제공하기 위해 예시적인 실시예, 특징 및 기능을 설명하도록 의도된다. 본 발명의 특정 실시예 및 예는 단지 예시적인 목적으로 본 명세서에 설명되어 있지만, 당 기술 분야의 숙련자들이 인식하고 이해할 수 있는 바와 같이, 다양한 등가의 수정이 본 발명의 사상 및 범주 내에서 가능하다. 지시된 바와 같이, 이들 수정은 본 발명의 예시된 실시예들의 상기 설명의 견지에서 본 발명에 이루어지고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 포함되어야 한다. 따라서, 본 발명은 그 특정 실시예를 참조하여 본 명세서에 설명되어 있지만, 수정, 다양한 변경 및 치환의 범위는 상기 개시 내용에 의도되어 있고, 몇몇 경우에 본 발명의 실시예의 일부 특징들은 설명된 바와 같이 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 다른 특징들의 대응 사용 없이 이용될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 다수의 수정이 본 발명의 본질적인 범주 및 사상에 특정 상황 또는 재료를 적응시키도록 이루어질 수도 있다.
예를 들어, 본 명세서에 설명된 임의의 필터 구조체는 제2 폴리머와 하나 이상의 표면 상에서 오버몰딩된 제1 폴리머를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 매체는 이온 교환기, 친수성기, 소수성기 및 다공성 멤브레인에 의해 처리된 유체의 정화를 보조하는 다른 관능기(functional moiety)를 포함하도록 화학적 코팅, 플라즈마 처리, 레이저 또는 램프 처리 등에 의해 표면 개질될 수 있는 멤브레인을 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 이온 교환 매체는 멤브레인 파우치 내에 배치될 수 있고, 이들 파우치는 카세트의 채널 또는 래인 내로 밀봉된다. 다른 실시예에서, 이온 교환 멤브레인이 매립되어 있는 다공성 멤브레인은 주름지고 래인 내에 접합될 수 있다. 하우징의 일 측면에서 유체를 유동하고 카세트의 다른 측면에서 피팅을 통해 가스를 인가하거나 진공을 견인함으로써 카세트 내에 다공성 또는 비다공성 멤브레인을 사용하여 액체를 가스화하거나 탈가스하는 것이 또한 가능할 것이다. 다른 실시예에서, 카세트는 비다공성 멤브레인을 사용하여 열을 전달하도록 구성될 수 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예", "실시예", 또는 "특정 실시예" 또는 유사한 용어의 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함되고 반드시 모든 실시예에 존재하는 것은 아닐 수도 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 위치에서 구문 "일 실시예에서", "실시예에서", 또는 "특정 실시예에서" 또는 유사한 용어는 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 더욱이, 임의의 특정 실시예의 특정 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 다른 실시예와 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다. 본 명세서에 설명되고 예시된 실시예의 다른 변형 및 수정이 본 명세서의 교시의 견지에서 가능하고 본 발명의 사상 및 범주의 부분으로서 고려되어야 한다는 것이 또한 이해되어야 한다.
본 명세서의 설명에서, 본 발명의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 구성 요소 및/또는 방법의 예들과 같은 수많은 특정 상세가 제공된다. 그러나, 당 기술 분야의 숙련자는 실시예가 특정 상세들 중 하나 이상 없이, 또는 다른 장치, 시스템, 조립체, 방법, 구성 요소, 재료, 부분 등을 갖고 실시되는 것이 가능할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 다른 예에서, 공지의 구조체, 구성 요소, 시스템, 재료 또는 동작은 본 발명의 실시예의 양태를 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 구체적으로 도시되거나 상세히 설명되지 않는다. 본 발명이 특정 실시예를 사용하여 예시될 수도 있지만, 이는 본 발명을 임의의 특정 실시예에 한정하는 것은 아니고, 당 기술 분야의 숙련자는 부가의 실시예들이 즉시 이해 가능하고 본 발명의 부분인 것을 인식할 수 있을 것이다.
도면/도면들에 도시되어 있는 요소들 중 하나 이상은 또한 특정 용례에 따라 유용한 바와 같이, 더 분리된 또는 통합된 방식으로 구현될 수 있고, 또는 심지어 특정 경우에 제거되거나 작동 불가능하게 될 수 있다는 것이 또한 이해될 수 있을 것이다. 부가적으로, 도면/도면들의 임의의 신호 화살표는 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 한정적인 것이 아니라, 단지 예시적인 것으로서 고려되어야 한다.
이익, 다른 장점 및 문제 해결책이 특정 실시예와 관련하여 전술되었다. 그러나, 이익, 장점, 문제 해결책 및 임의의 이익, 장점, 또는 해결책이 발생하게 하거나 더 명백하게 할 수도 있는 임의의 구성 요소(들)는 필수적인, 요구되는 또는 본질적인 특징부 또는 구성 요소로서 해석되어서는 안 된다.
100: 정화기 카세트 102: 주 본체
104: 제1 단부캡 106: 제2 단부캡
108: 제1 포트 110: 제2 포트
112: 제3 포트 114: 제4 포트
120: 제1 단부 122: 제2 단부
123: 제1 측면 124: 제2 측면
125: 제3 측면 126: 제4 측면
130: 반경방향 리브 132: 반경방향 리브
136: 정렬 구멍 138: 숄더
140: 정렬 개구 142: 정렬 개구
210: 제1 측면 커버 220: 제2 측면 커버
230: 메인 쉘 240: 래인 커버
104: 제1 단부캡 106: 제2 단부캡
108: 제1 포트 110: 제2 포트
112: 제3 포트 114: 제4 포트
120: 제1 단부 122: 제2 단부
123: 제1 측면 124: 제2 측면
125: 제3 측면 126: 제4 측면
130: 반경방향 리브 132: 반경방향 리브
136: 정렬 구멍 138: 숄더
140: 정렬 개구 142: 정렬 개구
210: 제1 측면 커버 220: 제2 측면 커버
230: 메인 쉘 240: 래인 커버
Claims (21)
- 정화기 카세트로서,
매체 캐비티를 적어도 부분적으로 형성하는 매체 캐비티 측벽의 세트를 포함하는 정화기 본체로서, 매체 캐비티의 세트는 제1 측벽, 제2 측벽, 제3 측벽, 및 제4 측벽을 포함하고, 제1 측벽은 제2 측벽에 대향하고 제3 측벽은 제4 측벽에 대향하는 정화기 본체,
매체 캐비티의 제1 측벽 및 제2 측벽에 결합되고, 제3 측벽 및 제 4 측벽에 평행하게 연장되고 매체 캐비티를 복수의 섹션으로 분할하는 하나 이상의 인장 부재,
매체 캐비티에 유체 연결되는 제1 정화기 포트,
매체 캐비티에 유체 연결되는 제2 정화기 포트,
매체 캐비티의 상류부를 향하는 제1 세트의 플리트 팁(pleat tip)과 매체 캐비티의 하류부를 향하는 제2 세트의 플리트 팁으로 배열되는 직사각형인 플리트 팩을 포함하고, 복수의 섹션의 각각에 배치되는 정화기 요소,
제1 측벽을 포함하고, 제1 측벽을 따라 배치된 제1 세트의 유동 채널을 형성하며, 제1 세트의 유동 채널이 제1 정화기 포트에 연결되는, 제1 측면 커버, 및
제2 측벽을 포함하고, 제2 측벽을 따라 배치된 제2 세트의 유동 채널을 형성하며, 제2 세트의 유동 채널이 제1 세트의 유동 채널에 대해 복수의 섹션에서 대향 측면에 있는, 제2 측면 커버를 포함하고,
제1 측면 커버는 제1 측벽을 따라 일련의 아치를 형성하는 제1 세트의 이격된 리브(rib)를 포함하고
제2 측면 커버는 제2 측벽을 따라 일련의 아치를 형성하는 제2 세트의 이격된 리브를 포함하고,
제1 세트의 유동 채널은 복수의 섹션에 면하는 제1 측면 커버의 내측에 개구되고, 제1 세트의 이격된 리브에 의해 적어도 부분적으로 형성되며,
제2 세트의 유동 채널은 복수의 섹션에 면하는 제2 측면 커버의 내측에 개구되고, 제2 세트의 이격된 리브에 의해 적어도 부분적으로 형성되는, 정화기 카세트. - 삭제
- 제1항에 있어서, 메인 쉘을 더 포함하며, 메인 쉘은,
복수의 래인 내외로 유체의 유동을 허용하는 개구를 갖는 기부와,
제3 측벽과,
제4 측벽과,
하나 이상의 인장 부재를 포함하는, 정화기 카세트. - 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 제1 단부캡 및 제2 단부캡을 더 포함하는, 정화기 카세트.
- 삭제
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 정화기 카세트는 정렬 특징부를 포함하고, 상기 정렬 특징부는 연결 시스템의 대응하는 정렬 특징부와 정렬되도록 구성되는, 정화기 카세트.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 제1 포트 피팅을 더 포함하고, 상기 제1 포트 피팅은 연결 너트 내부 멀티-스타트(multi-start) 나사산의 세트에 결합되도록 구성된 외부 멀티-스타트 나사산을 가짐으로써 제1 포트 피팅이 연결 너트의 360도 미만의 회전에 의해 다른 포트 피팅에 밀봉되는, 정화기 카세트.
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