KR20130096737A - 유체 처리 어셈블리, 유체 처리 어셈블리용 매니폴드, 및 유체 처리 방법 - Google Patents

유체 처리 어셈블리, 유체 처리 어셈블리용 매니폴드, 및 유체 처리 방법 Download PDF

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Abstract

유체 처리 어셈블리는 대향 말단 조각 사이에 위치한 하나 이상의 십자 흐름 유체 처리 유닛을 포함한다. 유체 처리 유닛은 공급물 측면 및 투과물 측면을 갖는 투과성 유체 처리 매체를 포함한다. 유체 처리 어셈블리는 공급물 유입구와 공급물 통로, 투과물 유출구와 투과물 통로, 및 잔류물 유출구와 잔류물 통로를 더 포함한다. 공급물 통로는 공급물 유입구로부터 투과성 매체까지 투과성 매체의 공급물 측면을 따라 접선 방향으로 공급물 유체를 보낸다. 투과물 통로는 투과성 매체의 투과물 측면으로부터 투과물 유출구까지 투과물을 보낸다. 잔류물 통로는 투과성 매체의 공급물 측면으로부터 잔류물 유출구까지 잔류물을 보낸다. 유량 제한기는 잔류물 통로에 위치한다.

Description

유체 처리 어셈블리, 유체 처리 어셈블리용 매니폴드, 및 유체 처리 방법{Fluid treatment assemblies, manifolds for fluid treatment assemblies, and methods for treating fluids}
본 발명은 단일 또는 다용도 응용분야에서 임의의 많은 방식으로 매우 다양한 유체를 처리하는 데 사용될 수 있는 유체 처리 어셈블리, 유체 처리 어셈블리용 매니폴드, 및 유체 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명을 구현하는 각각의 유체 처리 어셈블리는 대향(opposite) 말단 조각(end piece) 사이에 위치한 하나 이상의 십자 흐름(cross flow) 유체 처리 유닛(fluid treatment unit)을 포함할 수 있다. 각각의 유체 처리 유닛은 공급물 측면(feed side) 및 투과물 측면(permeate side)을 갖는 투과성 유체 처리 매체(permeable fluid treatment medium)를 포함할 수 있다. 처리되는 유체는 공급물 또는 처리(process) 유체로 알려져 있다. 유체 처리 어셈블리는 공급물 유체 유입구, 및 공급물 유체 유입구로부터 투과성 유체 처리 매체의 공급물 측면을 따라 접선 방향으로(tangentially) 공급물 유체를 보내는 공급물 통로(feed passage)를 포함할 수 있다. 공급물 측면으로부터 투과성 매체를 통하여 투과물 측면(permeate side)까지 통과하는 유체는 투과물 또는 여과물(filtrate)로 알려져 있다. 유체 처리 어셈블리는 또한 투과물 유출구(permeate outlet), 및 유체 처리 매체의 투과물 측면으로부터 투과물 유출구까지 투과물을 보내는 투과물 통로(permeate passage)를 포함할 수 있다. 유체 처리 매체를 통과하지 않는 유체는 잔류물(retentate) 또는 농축물(concentrate)로 알려져 있다. 유체 처리 어셈블리는 잔류물 유출구(retentate outlet), 및 유체 처리 매체의 공급물 측면으로부터 잔류물 유출구까지 잔류물을 보내는 잔류물 통로(retentate passage)를 더 포함할 수 있다. 부가적으로, 유체 처리 어셈블리는 하나 이상의 매니폴드를 포함할 수 있고, 공급물 유입구, 투과물 유출구, 및 잔류물 유출구는 매니폴드(들)에 위치될 수 있다. 공급물 유입구가 있는 매니폴드는 공급물 유입구로부터 공급물 통로를 경유하여 각각의 유체 처리 유닛까지 공급물 유체를 분배할 수 있다. 투과물 유출구가 있는 매니폴드는 각각의 유체 처리 유닛으로부터 투과물 통로를 경유하여 투과물 유출구까지 투과물을 보낼 수 있다. 잔류물 유출구가 있는 매니폴드는 각각의 유체 처리 유닛으로부터 잔류물 통로를 경유하여 잔류물 유출구까지 잔류물을 보낼 수 있다.
사용에 있어서, 공급물 유체는 유체 처리 어셈블리의 공급물 유입구까지 가압 하에 공급될 수 있다. 유체 압력은 공급물 통로를 따라서 각각의 유체 처리 유닛의 투과성 유체 처리 매체까지 그 다음 투과성 매체의 공급물 측면을 따라 접선 방향으로 공급물 유체를 강제로 보낸다. 공급물 측면 상의 유체 압력은 투과성 매체의 투과물 측면 상의 유체 압력보다 높다. 이러한 압력에서의 차이점, 즉 차압(differential pressure)은 투과물 또는 여과물로서 공급물 측면으로부터 투과성 매체를 통과하여 투과물 측면까지 공급물 유체의 일부분을 강제로 보낸다. 투과물 측면으로부터, 투과물은 투과물 통로를 따라서 투과물 유출구까지 유체 압력에 의해 강제로 보내진다. 투과성 매체를 통과하지 않는 공급물 유체의 나머지, 즉, 잔류물 또는 농축물은 잔류물 통로를 따라서 잔류물 유출구까지 유체 압력에 의해 강제로 보내진다. 투과물과 잔류물 중 어느 하나 또는 둘 다가 원하는 생성물이 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따라서, 유체 처리 어셈블리는 제 1과 제 2 대향 말단 조각, 및 제 1과 제 2 말단 조각 사이에 위치한 하나 이상의 유체 처리 유닛을 포함할 수 있다. 유체 처리 유닛은 공급물 측면과 투과물 측면을 갖는 투과성 유체 처리 매체를 포함할 수 있다. 각각의 유체 처리 어셈블리는 또한 공급물 유입구, 및 공급물 유입구로부터 유체 처리 유닛을 통과하여 유체 처리 매체의 공급물 측면까지 연장되어 있는 공급물 통로, 투과물 유출구, 및 유체 처리 매체의 투과물 측면으로부터 투과물 유출구까지 연장되어 있는 투과물 통로, 그리고 잔류물 유출구, 및 유체 처리 매체의 공급물 측면으로부터 잔류물 유출구까지 연장되어 있는 잔류물 통로를 포함할 수 있다. 각각의 유체 처리 어셈블리는 잔류물 통로 내 배압(back pressure)을 증가시키기 위해 잔류물 통로에 위치하는 유량 제한기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라서, 공급물 유입구, 투과물 유출구, 및 잔류물 유출구를 갖는 유체 처리 어셈블리 내 유체를 처리하는 방법은, 공급물 유입구로부터 유체 처리 어셈블리 내 공급물 통로를 통과하여 투과성 유체 처리 매체의 공급물 측면을 따라 접선 방향으로 가압 하에 공급물 유체를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 각각의 방법은 또한 투과성 유체 처리 매체의 투과물 측면으로부터 유체 처리 어셈블리 내 투과물 통로를 통과하여 투과물 유출구까지 투과물을 보내는 단계, 및 투과성 유체 처리 매체의 공급물 측면으로부터 유체 처리 어셈블리 내 잔류물 통로를 통과하여 잔류물 유출구까지 잔류물을 보내는 단계를 포함할 수 있다. 잔류물 통로를 통과하여 잔류물을 보내는 단계는 잔류물 통로 내 배압을 증가시키기 위해 잔류물 통로 내 유량 제한기(flow restrictor)를 통하여 잔류물을 통과시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적인 측면에 따라서, 하나 이상의 십자 흐름 유체 처리 유닛을 갖는 유체 처리 어셈블리용 매니폴드는 몸체(body), 잔류물 유출구, 잔류물 통로, 및 유량 제한기를 포함할 수 있다. 몸체는 유체 처리 어셈블리로부터 잔류물을 받기 위한 잔류물 개구부(retentate opening)를 가질 수 있다. 잔류물 유출구는 몸체 상에 있을 수 있고, 잔류물 통로는 잔류물 개구부로부터 몸체를 통과하여 잔류물 유출구까지 연장될 수 있다. 유량 제한기는 잔류물 통로 내 위치되고 잔류물 통로를 통과하여 잔류물 흐름에 대한 저항을 증가시키기 위해 구성될 수 있다.
본 발명을 구현하는 유체 처리 어셈블리, 매니폴드, 및 방법은 많은 장점을 갖는다. 예를 들어, 유체 처리 어셈블리의 잔류물 유체 통로 내에 유량 제한기를 배치하면 잔류물 통로 내 배압, 즉, 유체 흐름에 대한 저항을 증가시키고, 이는 유체 처리 유닛의 투과성 유체 처리 매체의 공급물 측면의 압력을 증가시킬 수 있다. 공급물 측면 압력의 증가는 투과성 매체를 가로지르는 차압을 증가시키고 투과물로서 공급물 측면으로부터 투과성 매체를 통과하여 공급물 유체의 더 많은 부분을 강제로 보낸다. 만일 투과물이 원하는 생성물이면, 더 많은 양의 원하는 투과물을 투과물 유출구에서 이용할 수 있다. 만일 잔류물이 원하는 생성물이면, 투과성 매체를 통과하여 강제로 보내지는 더 많은 양의 투과물로부터, 덜 원하는 투과물의 많은 양을 제거하고 잔류물 유출구에서 이용할 수 있는 더 원하는 잔류물을 더욱 농축한다. 더욱이, 잔류물 통로 내에 유량 제한기를 제공하면 유체 시스템 내 유체 처리 어셈블리의 설치 및 사용이 상당히 용이해진다. 유체 처리 어셈블리가 잔류물 통로 내 유량 제한기를 포함하기 때문에, 유체 시스템은, 잔류물 유출구와 연결되어, 잔류물 유출구로부터 잔류물 흐름을 제어하도록 조절하기 위해 필요한 외부의 밸브(valving)를 덜 포함할 수 있다. 유체 처리 어셈블리는 대신에 유체 처리 어셈블리의 공급물 유입구와 투과물 및 잔류물 유출구를 유체 시스템의 적합한 포트(port)와 간단히 연결하고, 가압 하에 공급물 유체를 유체 처리 어셈블리의 공급물 유입구까지 간단히 공급함으로써, 빠르고 쉽게 설치될 수 있고 사용될 수 있다. 본 발명의 대부분 그러나 전부는 아닌 구현예에 있어서, 매니폴드 내 잔류물 통로에 유량 제한기를 제공하는 것은 특별히 효과적이고 편리하다.
본 발명의 일부 구현예의 추가적은 특징과 장점은 다음의 설명 및 수반하는 도면에 추가적으로 개시된다.
도 1은 유체 처리 어셈블리의 대표도이다.
도 2는 도 1의 유체 처리 어셈블리의 매니폴드의 평면도이다.
도 3은 다른 매니폴드의 평면도이다.
도 4는 다른 매니폴드 일부분의 단면도이다.
도 5는 다른 유체 처리 어셈블리의 대표도이다.
도 6은 제한기 조각의 측면도이다.
도 7은 다른 유체 처리 어셈블리의 대표도이다.
도 8은 다른 유체 처리 어셈블리의 대표도이다.
도 9는 다른 유체 처리 어셈블리의 대표도이다.
도 10은 다른 유체 처리 어셈블리의 대표도이다.
본 발명의 하나 이상의 측면을 구현하는 유체 처리 어셈블리는 매우 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 유체 처리 어셈블리의 다양한 예 중 하나(10)가 도 1에 도시되어 있다. 일반적으로, 유체 처리 어셈블리(10)는 대향 말단 조각(11, 12) 및 말단 조각(11, 12) 사이에 위치한 하나 이상의 십자 흐름 유체 처리 유닛(13)을 포함하는 다층 구조를 포함할 수 있다. 각각의 유체 처리 유닛(13)은 공급물 측면(15)과 대향 투과물 측면(16)을 갖는 투과성 유체 처리 매체(14)를 포함할 수 있다. 유체 처리 어셈블리(10)는 또한 하나 이상의 공급물 유입구(20), 및 공급물 유입구(20)로부터 하나 이상의 투과성 매체(14)의 공급물 측면(15)까지 공급물 유체를 보내기 위한 공급물 통로(21), 하나 이상의 투과물 유출구(22), 및 각각의 투과성 매체(14)의 투과물 측면(16)으로부터 투과물 유출구(22)까지 투과물을 보내기 위한 투과물 통로(23), 그리고 하나 이상의 잔류물 유출구(24), 및 하나 이상의 투과성 매체(14)의 공급물 측면(15)으로부터 잔류물 유출구(24)까지 잔류물을 보내기 위한 잔류물 통로(25)를 포함할 수 있다. 유체 처리 어셈블리(10)는, 잔류물 통로(25) 내 배압, 즉, 유체 흐름에 대한 저항을 증가시키기 위해 잔류물 통로(25) 내 임의의 다양한 지점에 위치한 유량 제한기(26)를 더 포함할 수 있다.
각각의 십자 흐름 유체 처리 유닛(13)은 임의의 많은 방식으로 구성될 수 있고, 각각의 유체 처리 유닛(13)의 형태와 크기는 하나의 유체 처리 어셈블리에서부터 다른 것까지 달라질 수 있다. 예를 들어, 각각의 유체 처리 유닛은, 투과성 매체의 공급물 측면 및 투과물 측면을 한정하기 위한 케이싱(casing) 내에 밀봉된 투과성 유체 처리 매체의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 하나 이상의 공급물 채널, 투과물 채널, 및 잔류물 채널은, 투과성 매체의 공급물 측면으로 공급물 유체를 공급하기 위해, 투과성 매체의 투과물 측면으로부터 투과물을 받기 위해, 그리고 투과성 매체의 공급물 측면으로부터 잔류물을 받기 위해 케이싱 내에서 연장될 수 있다. 공급물 채널은 공급물 통로(21)의 일부분을 형성할 수 있고, 투과물 채널은 투과물 통로(23)의 일부분을 형성할 수 있으며, 그리고 잔류물 채널은 잔류물 통로(25)의 일부분을 형성할 수 있다.
선택적으로, 십자 흐름 유체 처리 유닛은 하나 이상의 공급물 층, 하나 이상의 투과물 층, 및 투과성 유체 처리 매체의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 공급물 층 및 투과물 층은 다공성(porous) 시트, 예를 들어, 직조(woven) 또는 부직조(non-woven) 섬유 시트 또는 금속 또는 폴리머 메쉬(polymeric mesh) 시트를 각각 포함할 수 있고, 투과성 매체 층은 공급물과 투과물 층 사이에 위치될 수 있다. 공급물 층(들), 매체 층(들), 및 투과물 층(들)의 배열은 감싸질 수 있고, 예를 들어, 열가소성 또는 열경화성 수지에 의해 캡슐화될 수 있고, 공급물, 투과물, 및 잔류물 개구부(opening), 예를 들어, 관통 구멍(throughhole)이 제공될 수 있다. 공급물 개구부는 공급물 통로(21)의 일부분을 형성하는, 다공성 공급물 층과 유체 연통할 수 있고; 잔류물 개구부 또한 잔류물 통로(25)의 일부분을 형성하는, 다공성 공급물 층과 유체 연통할 수 있으며; 그리고 투과물 개구부는 투과물 통로(23)의 일부분을 형성하는, 다공성 투과물 층과 유체 연통할 수 있다. 유체 처리 유닛의 일 예는, 예를 들어, 2011년 4월 19일에 출원된 "유체 처리 장치 및 유체 처리 장치의 제조 방법"(Fluid Treatment Arrangements and Methods of Making Fluid Treatment Arrangements)이란 제목의 미국 가출원(Provisional Patent Application) 제 61/476,874 호에 개시되어 있다.
유체 처리 매체는 투과성, 즉, 다공성, 투과성, 반투성(semipermeable), 또는 선택투과성(permselective)일 수 있고, 예를 들어, 천연 또는 합성 폴리머를 포함하는, 임의의 다양한 물질로부터 형성될 수 있다. 유체 처리 매체는, 예를 들어, 직조 또는 부직조 시트와 같은 섬유상 또는 필라멘트상 구조, 또는 지지 또는 비지지 막과 같은 막을 포함하는 임의의 매우 다양한 구조로 만들어질 수 있다. 더욱이, 유체 처리 매체는 임의의 무수히 많은 유체 처리 특성을 가질 수 있거나, 갖도록 개질될 수 있다. 예를 들어, 유체 처리 매체는 양전하, 음전하 또는 중성 전하를 가질 수 있고; 이것은 소수성 또는 친수성, 또는 소유성 또는 친유성을 포함하는 소액성(liquiphobic) 또는 친액성(liquiphilic)일 수 있고/있거나 이것은 유체 내 물질에 화학적으로 결합할 수 있는 리간드 또는 임의의 다른 반응성 모이어티(moiety)와 같은 부착된 관능기를 가질 수 있다. 유체 처리 매체는 임의의 다양한 방법으로 유체를 더 처리하는 기능을 하는 다양한 물질로 형성되거나, 함침되거나, 아니면 이를 포함할 수 있다. 이러한 기능적인 물질은, 예를 들어, 유체 내의 물질 또는 유체 그 자체에 화학적 및/또는 물리적으로 결합, 반응, 촉매 작용, 전달, 아니면 영향을 줄 수 있는 모든 유형의 흡수제(sorbent), 이온 교환 수지, 크로마토그래피 매체, 효소, 반응물, 또는 촉매를 포함할 수 있다. 더욱이, 유체 처리 매체는 임의의 넓은 범위의 분자 차단(molecular cutoff) 또는 제거 등급(removal rating), 예를 들어, 초다공성(ultraporous) 또는 나노다공성(nanoporous) 또는 더욱 미세한 것부터 미세다공성(microporous) 또는 더 거친 것(coarser)까지 가질 수 있다. 따라서, 유체 처리 매체는, 포획(capture) 매체 또는 여과 매체와 같은 분리 매체를 포함하는, 임의의 유형의 처리 매체로서 기능할 수 있다.
말단 조각(11, 12)은 또한 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 말단 조각(11, 12)은 유체 개구부 또는 유체 통로를 갖지 않는 블라인드 말단 플레이트(blind end plate)일 수 있다. 각각의 블라인드 말단 플레이트(11, 12)는, 예를 들어, 일반적으로 상자 같은(box-like) 형태를 가질 수 있고, 유체 처리 유닛(13)과 마주하는 탑재 표면(mounting surface)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 유체 처리 유닛(13)은 블라인드 말단 플레이트(11, 12)의 탑재 표면 사이에 서로 옆에 쌓일 수 있다. 하나의 유체 처리 유닛(13)의 공급물, 투과물, 및/또는 잔류물 통로(21, 23, 25)는 인접한 유체 처리 유닛(13)의 공급물, 투과물, 및/또는 잔류물 통로(21, 23, 25)와 정렬되고 밀봉될 수 있다. 블라인드 말단 플레이트(11, 12)는 각각의 블라인드 말단 플레이트(11, 12)의 탑재 표면과 접촉하는 인접한 유체 처리 유닛(13) 내 공급물, 투과물, 및/또는 잔류물 통로를 밀봉하고 차단할 수 있다.
유체 처리 어셈블리(10)는 다층 구조의 성분으로서 하나 이상의 매니폴드(30)를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 매니폴드(30)는 말단 조각(11, 12) 사이, 예를 들어, 블라인드 말단 플레이트 사이 유체 처리 유닛(13)의 더미 내에 위치할 수 있다. 매니폴드는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 매니폴드는 하나 이상의 유체 통로, 유체 시스템으로부터 유체를 받기 위한 하나 이상의 유체 유입구 또는 유체 시스템으로 유체를 방출하기 위한 하나 이상의 유체 유출구를 포함할 수 있다. 도 1과 도 2에 도시된 구현예에 있어서, 매니폴드(30)는 매니폴드(30)의 한 측면 또는 각각의 마주한 측면 위에 유체 처리 장치(13)와 마주보는 탑재 표면(32)을 갖는 몸체(31)를 포함할 수 있다. 매니폴드(30)의 몸체(31) 내, 예를 들어, 탑재 표면(32) 내, 공급물, 투과물, 및/또는 잔류물 개구부(33, 34, 35)는 하나 이상의 공급물, 투과물, 및/또는 잔류물 통로(21, 23, 25)가, 유체 처리 유닛(13)으로부터 매니폴드(30)를 통과하여 매니폴드(30)의 몸체(31) 위 공급물 유입구(20), 투과물 유출구(22), 및/또는 잔류물 유출구(24)까지 연장되도록 한다. 각각의 유입구 및/또는 유출구는 유입구 및/또는 유출구와 유체 시스템을 연결하기 위한(보이지는 않지만) 부품(fitting)으로서 구성될 수 있고 유입구/유출구 개폐를 위한 기구를 포함할 수 있다. 유체 시스템은 공급물 유체를 유체 처리 어셈블리(10)에 공급할 수 있고/있거나, 투과물 또는 잔류물을 유체 처리 어셈블리(10)로부터 받을 수 있다. 예를 들어, 잔류물 통로(25)는 유체 처리 장치(13)로부터 매니폴드(30)의 몸체(31)를 통과하여 잔류물 유출구(24)까지 연장될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 공급물 통로(21)는 공급물 유입구(20)로부터 매니폴드(30)를 통과하여 유체 처리 유닛(13)까지 연장될 수 있고/있거나, 투과물 통로(23)는 유체 처리 유닛(13)으로부터 매니폴드(30)를 통과하여 투과물 유출구(22)까지 연장될 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 공급물 유입구와 공급물 통로 및/또는 투과물 유출구와 투과물 통로는 유체 처리 어셈블리의 다른 매니폴드와 결합될 수 있다. 매니폴드의 예는, 예를 들어, "여과 어셈블리, 여과 매니폴드, 여과 유닛, 및 투과물 채널링 방법"(Filtration Assemblies, Flitration Manifolds, Filtration Units, and Methods for Channeling Permeate)이라는 제목의 미국 공개 특허 제 US 2008/0132200 호 A1과, "매니폴드 플레이트 및 매니폴드 플레이트를 포함하는 유체 처리 장치"(Manifold Plates and Fluid Treatment Arrangements Including Manifold Plates)라는 제목의 2010년 11월 24일에 출원된 미국 특허 출원 제 12/954,118 호에 개시되어 있다.
유체 처리 유닛(13)과 매니폴드(30)는 임의의 많은 방식으로 말단 조각(11, 12) 사이에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 매니폴드(30)는, 말단 조각(11, 12) 사이에 위치하고, 하나의 말단 조각(11)의 탑재 표면과 매니폴드(30)의 한 측면 상의 탑재 표면(32) 사이에 있는 하나 이상의 유체 처리 유닛(13)의 제 1 세트를 갖고, 다른 말단 조각(12)의 탑재 표면과 매니폴드(30)의 반대쪽 측면 상의 탑재 표면(32) 사이에 있는 하나 이상의 유체 처리 유닛(13)의 제 2 세트를 가질 수 있다. 선택적으로, 매니폴드는, 하나 이상의 유체 처리 유닛의 세트가 매니폴드의 탑재 표면 및 말단 조각 중 하나 사이에 위치하면서, 말단 조각의 나머지 하나에 인접하여 말단 조각(11, 12) 사이에 위치될 수 있다. 둘 이상의 유닛 중 각각의 세트의 유체 처리 유닛(13)은, 직렬, 병렬, 또는 조합된 직렬/병렬 방식을 포함한 다양한 방식으로 공급물, 투과물 및 잔류물 통로(21, 23, 25)를 경유하여 서로 유체 연통하기 위해 배열될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 유체 처리 유닛(13)의 다수 또는 모두가 적어도 잔류물 통로(25)를 따라서 병렬로 배열될 수 있다. 유체 처리 유닛(13)은, 예를 들어, 미국 가출원 제 61/476,874 호에 개시된 것과 같이, 서로 및/또는 매니폴드(30) 또는 말단 조각(11, 12)에 결합될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 유체 처리 유닛은 매니폴드 및 말단 조각과 함께 서로 압착될 수 있다.
유체 처리 어셈블리는 하나 이상의 추가적인 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체 처리 어셈블리는 유체 처리 유닛, 매니폴드, 및/또는 말단 조각이 그것들의 유체 통로와 개구부가 서로 적절히 연통하도록 적합하게 배열된 상태를 유지하기 위한 하나 이상의 배열 로드(alignment rod)를 포함할 수 있다. 유체 처리 어셈블리는 또한 말단 조각 사이 유체 처리 유닛 및 매니폴드를 압축하기 위한 하나 이상의 압축 로드(compression rod)를 포함할 수 있다. 배열 로드 및 압축 로드의 예는, 예를 들어, "여과 어셈블리 및 여과 어셈블리 내 여과 유닛을 설치하는 방법"(Filtration Assemblies and Methods of Installing Filtration Units in Filtration Assemblies)이라는 제목의 미국 공개 특허 제 US 2008/0135468 호 A1과, "여과 어셈블리 및 여과 어셈블리 내 여과 유닛의 압축을 유지하는 방법"(Filtration Assemblies and Methods of Maintaining Compression of Filtration Units in Filtration Assemblies)이라는 제목의 미국 공개 특허 제 US 2008/0135499 호 A1에 개시되어 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 유체 처리 어셈블리는 기계식 및/또는 유압식 홀더(holder) 또는 프레스(press)로 압축적으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 가스킷(gasket)을 포함하는, 실(seal)은 인접한 유체 처리 유닛 사이 및/또는 유체 처리 유닛과 매니폴드 또는 말단 조각 사이에 이러한 성분들을 서로 밀봉하기 위해 배열될 수 있다.
유량 제한기는 잔류물 통로 내 임의의 다양한 지점에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유량 제한기(26)는 매니폴드 몸체(31) 내 잔류물 개구부(35)와 잔류물 유출구(24) 사이에 있는 매니폴드(30) 내 잔류물 통로(25)에 위치될 수 있다. 더욱이, 유량 제한기는 잔류물 통로 내 배압 또는 유체 흐름에 대한 저항을 증가시키기 위해 임의의 많은 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 유량 제한기는, 잔류물 통로(25) 내 직렬적으로 및/또는 병렬적으로 배열된 하나 이상의 제한적 유량 오리피스(orifice) 또는 직렬적으로 및/또는 병렬적으로 배열된 하나 이상의 제한적 유동 채널(flow channel) 또는 모세관(capillaries)을 포함하여, 잔류물 통로 내 잔류물 흐름에 대한 저항을 증가시키는 임의의 구조 유형으로 구성될 수 있다. 도 2의 구현예에 있어서, 유량 제한기(26)는 매니폴드(30) 내 잔류물 통로(25)의 일부분을 형성하는 작은 개구부(small-opening) 제한적 채널(40)로서 구성될 수 있다. 제한적 채널(40)은 직선이거나, 구부러지거나, 또는 곡선일 수 있다. 작은 개구부 제한적 채널(40)은, 예를 들어, 매니폴드 몸체(31) 안에 작고, 긴 구멍(bore)으로서, 또는 매니폴드 몸체(31)의 표면, 예를 들어, 탑재 표면(32) 내 작고 긴 홈(groove), 예를 들어, V-모양, U-모양, 또는 반원형의 홈으로서 형성될 수 있다. 홈은 다양한 방식으로 매니폴드 몸체(31)의 표면에 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 얇은 불투과성(impermeable) 시트, 예를 들어, 열가소성 또는 열경화성 시트는 홈을 에워싸기 위해 홈 위로 매니폴드 몸체의 표면과 결합될 수 있다. 선택적으로, 유체 처리 유닛은 홈을 에워싸기 위해 탑재 표면에 대하여 압착되거나 또는 결합될 수 있다.
유량 제한기의 크기(dimension)는 바람직한 농도 인자(concentration factor) 또는 부피 감소(volume reduction)에 따라 선택될 수 있고, 유체 파라미터(fluid parameter), 예를 들어, 유체 점도(fluid viscosity)와 고체 함량(solid content) 및 동작 파라미터(operating parameter), 예를 들어, 시스템 공급물 압력 및 공급물 유량(flow rate)을 포함하는 인자에 의존할 수 있다. 유량 제한기 내 제한적 개구부의 크기가 감소하고/감소하거나 유량 제한기 내 제한적 채널의 길이가 증가함에 따라, 잔류물 통로 내 배압 또는 흐름에 대한 저항은 증가할 것이다. 잔류물 통로 내 유체 흐름에 대한 저항이 증가함에 따라, 유체 처리 유닛의 투과성 매체의 공급물 측면의 압력 또한 증가하여, 농도 인자 및 부피 감소를 향상시킬 수 있다. 일반적으로, 유량 제한기의 저항은 선택될 수 있는데, 예를 들어, 제한적 개구부는 충분히 작게 만들어질 수 있고/있거나 제한적 채널의 길이는 충분히 크게 만들어져서, 원하는 잔류물 유속을 유지하면서 농도 인자와 부피 감소를 강화할 수 있다. 이러한 크기는 유체 파라미터 및 동작 파라미터의 임의의 세트에 대해 경험적으로 결정될 수 있다. 다수의 구현예에 있어서, 작은 개구부 제한적 유동 채널(40)의 면적은 약 10-7 제곱인치(64.5 ㎛2) 내지 약 10-2 제곱인치(6.45 ㎟), 예를 들어, 약 10-6 제곱인치(645 ㎛2), 또는 약 0.001 인치(25.4 ㎛)×약 0.001 인치 (25.4 ㎛) 내지 약 5 × 10-3 제곱인치(3.2 ㎟), 또는 약 0.07 인치(1.8 ㎜)×0.07 인치(1.8 ㎜)의 범위 내에 있을 수 있다. 제한적 유동 채널(40)의 길이는 약 0.5 인치(1.27 ㎝) 내지 약 4 인치(10.2 ㎝), 예를 들어, 약 1 인치(2.54 ㎝) 내지 약 3 인치(7.62 ㎝)의 범위 내 있을 수 있다. 다수의 구현예에 있어서, 유량 제한기는 약 3.2 × 10-4 인치(8.1 ㎛) 내지 약 0.1 인치(2.5 ㎜)의 범위 내, 예를 들어, 약 0.001 인치(0.025 ㎜) 내지 약 0.07 인치(1.8 ㎜)의 범위 내의 유압 반경(hydraulic radius)을 가질 수 있다.
작동 중에, 공급물 유체는 유체 시스템으로부터(보여지지는 않지만) 도 1에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)의 공급물 유입구(20)까지 가압 하에 공급될 수 있고, 거기에서 공급물 유체는 공급물 통로(21)를 통하여 각각의 십자 흐름 유체 처리 유닛(13)의 투과성 유체 처리 매체(14)의 공급물 측면(15)까지 통과할 수 있다. 예를 들어, 공급물 유체는 가압 하에 매니폴드(30)의 공급물 유입구(20)로 들어갈 수 있다. 공급물 압력은 하나의 유체 시스템과 유체 처리 어셈블리로부터 다른 것까지 달라질 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 공급물 압력은 약 20 psi 내지 약 80 psi의 범위 내, 예를 들어 40 psi 내지 70 psi 일 수 있다. 공급물 유체는 공급물 유입구(20)로부터 공급물 통로(21)를 따라 매니폴드(30)의 각각의 측면 상의 탑재 표면(32) 내 공급물 개구부(33)를 통하여 유체 처리 유닛(13)으로 통과할 수 있다. 공급물 유체는 유체 처리 유닛(13) 내 공급물 통로(21)를 통과하여 매니폴드(30)의 각각의 측면 상의 유체 처리 유닛(13) 내 투과성 매체(14)의 공급물 측면(15)을 따라 접선 방향으로 계속 통과될 것이다. 그 다음 공급물 유체의 일부분은, 도 1의 화살표에 의해 도시되는 바와 같이, 공급물 측면(15)으로부터 투과성 매체(14)를 통하여 투과물 측면(16)까지 투과물로서 통과할 것이다.
투과물은 투과성 매체(14)의 투과물 측면(16)으로부터 투과물 통로(23)를 통과하여 투과물 유출구(22)까지 보내질 수 있다. 예를 들어, 투과물은 투과물 통로(23)를 통하여 각각의 유체 처리 유닛(13)의 투과성 매체(14)의 투과물 측면(16)을 따라 매니폴드(30)의 각각의 측면 상의 탑재 표면(32) 내 투과물 개구부(34)까지 통과할 것이다. 그 다음 투과물은 투과물 개구부(34)를 경유하여 매니폴드(30)로 들어갈 것이고, 투과물 통로(23)를 통하여 매니폴드(30) 상의 투과물 유출구(22)까지 통과할 것이며, 그 곳에서 투과물은 유체 시스템에 의해 받아질 것이다.
유체 처리 유닛의 투과성 매체를 통과하지 않는 공급물 유체의 부분, 즉, 잔류물은, 각각의 투과성 매체(14)의 공급물 측면(15)으로부터 잔류물 통로(25) 및 잔류물 통로(25) 내 유량 제한기(26)를 통하여 통과할 수 있다. 유량 제한기(26)는 각각의 투과성 매체(14)의 공급물 측면(15)에서의 압력을 증가시킬 수 있는 잔류물 통로(25) 내 배압을 증가시킨다. 유량 제한기(26)로부터, 잔류물은 잔류물 유출구(24)까지 통과할 수 있다. 예를 들어, 잔류물은 각각의 유체 처리 유닛(13)의 투과성 매체(14)의 공급물 측면(15)으로부터 잔류물 통로(25)를 통하여 매니폴드(30)의 각각의 측면 상의 탑재 표면(32) 내 잔류물 개구부(35)까지 통과할 수 있다. 그 다음 잔류물은 잔류물 개구부(35)를 경유하여 매니폴드(30)로 들어가고 매니폴드(30) 내 유량 제한기(26)를 통과할 수 있다. 예를 들어, 잔류물은 도 2에 도시된 작은 개구부 제한적 유동 채널(40)을 통과할 수 있다. 유량 제한기(26), 예를 들어, 제한적 유동 채널(40)은 매니폴드의 각각의 측면 상의 각각의 유체 처리 유닛(13) 내 투과성 매체(14)의 공급물 측면에서 공급물 압력을 증가시킬 수 있는, 잔류물 통로(25) 내 배압을 증가시킨다. 유량 제한기(26)에서 압력 강하(pressure drop)는 약 5 psi 내지 약 30 psi의 범위 내 있을 수 있다. 투과성 매체의 공급물 측면에서 압력은 하나의 유체 처리 어셈블리로부터 다른 것까지 및 단일의 유체 처리 어셈블리 이내의 하나의 유체 처리 유닛으로부터 다른 것까지 달라질 수 있다. 유량 제한기(26)로부터, 예를 들어, 제한적 유동 채널(40)에서, 잔류물은 잔류물 통로(25)를 따라서 잔류물 유출구(24)까지 통과한다.
많은 장점들이 본 발명을 구현하는 유체 처리 어셈블리, 매니폴드, 및 방법과 관련된다. 예를 들어, 잔류물 통로 내 배압을 증가시키는 유량 제한기를 잔류물 통로에 제공함으로써, 공급물 유체의 더 많은 부분이 투과물로서 공급물 측면으로부터 투과성 매체를 통과하여 강제로 보내질 수 있다. 만일 투과물이 원하는 생성물이면, 더 많은 양의 원하는 투과물을 투과물 유출구에서 이용할 수 있다. 만일 잔류물이 원하는 생성물이면, 투과성 매체를 통과하여 강제로 보내지는 더 많은 양의 투과물로부터, 덜 원하는 투과물의 많은 양을 제거하고 잔류물 유출구에서 이용할 수 있는 더 원하는 잔류물을 더욱 농축한다. 더욱이, 유량 제한기는 잔류물 유출구에서 가까운 잔류물 통로 내 압력을 0 psi 넘게 유지할 수 있게 되어, 유체 처리 매체 모두에서 적합한 공급물 흐름이 보장되고 더욱 견고한 유체 처리 어셈블리를 제공할 수 있다. 많은 구현예에 있어서, 유량 제한기는 또한 공급물 압력이 변함에도 다소 변함없는 또는 임의의 단일의 공급물 압력에서 시간이 흘러도 다소 변함없는 농도 인자를 유지할 수 있다. 추가적으로, 본 발명을 구현하는 유체 처리 어셈블리 및 방법은 유체 시스템 내에서 설치와 사용이 용이하다. 유체 처리 어셈블리가 잔류물 통로 내 유량 제한기를 포함하기 때문에, 유체 시스템은 잔류물 유출구와 연결되어 잔류물 유출구로부터 잔류물 흐름을 제어하도록 조절하기 위해 필요한 외부의 밸브(valving)를 덜 포함할 수 있다. 유체 처리 어셈블리는 대신에 유체 처리 어셈블리의 공급물 유입구와 투과물 및 잔류물 유출구를 유체 시스템의 적합한 부분(part)과 간단히 연결하고 가압 하에 공급물 유체를 유체 처리 어셈블리의 공급물 유입구까지 간단히 공급함으로써, 빠르고 쉽게 설치될 수 있고 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 특징이 몇 가지 구현예와 관련하여 기술되고/기술되거나 설명되었으나, 본 발명은 이들 구현예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 이들 구현예들의 하나 이상의 특징이 제거되거나 변형될 수 있거나, 또는 하나의 구현예의 하나 이상의 특징이 다른 구현예의 하나 이상의 특징과 결합될 수 있다. 매우 다른 특징들을 갖는 구현예들 조차 본 발명의 범위 내에 있을 수 있다.
예를 들어, 유체 처리 어셈블리는 둘 이상의 잔류물 유출구를 포함하도록 변형될 수 있고 각각의 잔류물 유출구는 잔류물 통로 내 다른 유동 저항(flow resistance)과 관련될 수 있다. 도 3에 도시된 매니폴드(30)는 도 2에 도시된 매니폴드(30)와 유사하다. (양 도면에서 유사한 성분은 유사한 참조 번호를 가진다.) 그러나, 도 3에 도시된 매니폴드(30)는 잔류물 통로(25) 내 더 높은 유동 저항과 관련된 하나의 잔류물 유출구(24A) 및 잔류물 통로(25) 내 더 낮은 유동 저항과 관련된 또 다른 잔류물 유출구(24B)를 포함할 수 있다. 더 높은 유동 저항과 관련된 잔류물 유출구(24A)는 또한 더 낮은 저항과 관련된 잔류물 유출구(24B)보다 잔류물 통로(25) 내 배압의 더 많은 증가와 관련된다. 각각의 잔류물 유출구(24A, 24B)는 유량 제한기(26)와 유체 연통할 수 있고, 유량 제한기(26)는 잔류물 통로(25) 내 다른 유동 저항을 제공하기 위해 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 유량 제한기(26)는 평행하게 연장되어 있는 두 개의 작은 개구부 제한적 유동 채널(40A, 40B)을 포함할 수 있다. 설명된 구현예에 있어서, 제한적 유동 채널(40A, 40B) 모두 매니폴드(30) 내 잔류물 개구부(35)와 멀어져 평행하게 연장될 수 있다. 하나의 제한적 유동 채널(40A)은, 예를 들어, 다른 제한적 유동 채널(40B) 보다 더 길고/길거나 더 작은 개구부를 가짐으로써, 다른 제한적 유동 채널(40B) 보다 잔류물 흐름에 대해 더 높은 저항을 제공할 수 있다. 더 높은 저항 잔류물 유출구(24A)는 더 높은 저항 제한적 유동 채널(40A)과 유체 연통할 수 있고, 반면에 더 낮은 저항 잔류물 유출구(24B)는 더 낮은 저항 유동 채널(40B)과 유체 연통할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 유량 제한기는 단일의 작은 개구부 제한적 유동 채널일 수 있고, 더 높은 저항 잔류물 유출구는 제한적 유동 채널의 말단과 유체 연통할 수 있으며, 반면에 더 낮은 저항 잔류물 유출구는 채널의 말단 사이, 예를 들어, 중간에서 제한적 유동 채널과 유체 연통할 수 있다.
작동 중에, 다른 유동 저항과 관련된 다른 잔류물 유출구(24A, 24B)를 갖는, 예를 들어, 도 3에 도시된, 유체 처리 어셈블리(10)는, 오직 하나의 유동 저항과 관련된 오직 하나의 잔류물 유출구(24)를 갖는, 예를 들어, 도 1에 도시된, 유체 처리 어셈블리(10)와 대체로 같은 방식으로 작동할 수 있다. 유체 처리 어셈블리(10)는 공급물 유입구(20), 투과물 유출구(22), 및 유체 시스템의 적절한 포트와 연결된 잔류물 유출구(24A, 24B) 중 하나와 함께 유체 시스템 내 설치될 수 있다. 더 높은 저항 잔류물 유출구(24A) 및 더 낮은 저항 잔류물 유출구(24B) 중 하나는 유체 시스템과 연결될 수 있고, 반면에 나머지 다른 하나는 차단될 수 있다. 공급물 유체는 유체 시스템으로부터 가압 하에 공급될 수 있고, 유체 처리 어셈블리는 이전에 설명된 바와 같이 작동될 수 있다. 잔류물 통로(25)를 따라 흘러가고 매니폴드(30) 내 잔류물 개구부(35)로 들어가는 잔류물은 잔류물 통로(25)를 통과하고, 관련된 제한적 유동 채널(40A, 40B)을 경유하여 선택된 잔류물 유출구(24A, 24B)까지 흐르는 것을 계속할 수 있다. 잔류물 통로 내 배압은 만일 더 높은 저항 잔류물 유출구(24A)가 선택된다면 더욱 증가하거나, 또는 만일 더 낮은 저항 잔류물 유출구(24B)가 선택된다면 덜 증가할 것이다.
변형의 또 다른 예에 있어서, 유체 처리 어셈블리는 잔류물 통로 내 유량 제한기와 유체 연결된 하나 이상의 잔류물 유출구 및 잔류물 통로와 유체 연결되고 유량 제한기를 우회하는 다른 잔류물 유출구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 매니폴드(30)는 매니폴드(30) 내 잔류물 통로(25)와 유체 연통되고 유량 제한기(26)를 우회하는, 예를 들어, 제한적 유동 채널(40A, 40B)을 우회하는 또 다른 잔류물 유출구(24C)를 포함할 수 있다. 설명된 구현예에 있어서, 우회하는 잔류물 유출구(24C)는 직접적으로 매니폴드(30) 내 잔류물 개구부(35)와 유체 연통할 수 있다. 유체 처리 어셈블리(10)가 공급물 유체를 처리할 때, 공급물 유입구(20), 투과물 유출구(22), 및 유량 제한기(26)와 연결된 잔류물 유출구(24A, 24B) 중 어느 하나와, 필요한 경우, 유량 제한기(26)를 우회하는 잔류물 유출구(24C)는 유체 시스템에 연결될 수 있다. 유체 처리 어셈블리가 세척될 때, 플러싱(flushing) 유체는, 유량 제한기(26)와 관련된 압력 강하 없이, 투과성 매체(14)뿐 아니라 잔류물, 공급물, 및 투과물 통로(25, 21, 23)를 더욱 효과적으로 씻어내기 위해, 공급물 유입구(20)에 공급되고, 우회하는 잔류물 유출구(24C)를 통과하여 버려질 수 있다.
또 다른 변형에 있어서, 유량 제한기는 매니폴드의 몸체 상의 제한기 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 매니폴드(30)는 매니폴드(30)의 몸체(31)의 표면, 예를 들어, 마주한 표면에 부착된 제한기 층(41)을 포함할 수 있다. 제한기 층(41)은 유량 제한기(26)를 한정하는 하나 이상의 하위층(sublayer, 41A 내지 41D)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유량 제한기(26)는 이미 설명된 제한적 유동 채널(40, 40A, 40B)과 비슷한 작은 개구부 제한적 유동 채널(40)로서 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 구현예에 있어서, 제한적 유동 채널(40)은 구불구불한(serpentine) 모양을 가질 수 있다. 각각의 하위층(41A 내지 41D)은, 예를 들어, 얇은 폴리머 시트, 예를 들어, 열가소성 또는 열경화성 시트를 포함하고, 하위층(41A 내지 41D)은 서로 및 매니폴드 몸체(31)의 표면과 결합, 예를 들어, 가열 결합(heat bonded), 접착성 결합(adhesively bonded) 또는 화학적/용매성 결합(chemically/solvent bonded) 될 수 있다.
각각의 하위층(41A 내지 41D)은 하위층(41A 내지 41D) 내 형성되는 특징을 가질 수 있고, 함께 갖는 특징들은 유량 제한기(26)를 한정할 수 있다. 예를 들어, 최외각의 층(41D)은 매니폴드 몸체(31) 내 잔류물 개구부(35)와 상응하는 상대적으로 큰 개구부(42)를 포함할 수 있다. 다음 하위층(41C)은 작은 개구부 제한적 유동 채널(40)의 제 1 부분을 포함할 수 있고, 그것의 하나의 말단은 최외각의 하위층(41D) 내 큰 개구부(42)와 유체 연통할 수 있다. 다음 하위층(41B)은 제한적 유동 채널(40)의 제 1 부분의 다른 말단과 유체 연통하는 작은 개구부(43)를 포함할 수 있다. 최내각의 하위층(41A)은 작은 개구부(43)로부터 매니폴드(30)의 몸체(31) 내 잔류물 개구부(35)까지 연장되어 있는 제한적 유동 채널(40)의 제 2 부분을 포함할 수 있다. 잔류물 개구부(35)는, 차례로, 잔류물 유출구(24)와 유체 연통할 수 있다. 그 다음 도 4에 도시된 매니폴드(30) 내 잔류물 통로(25)는 각각의 제한기 층(41) 내 유량 제한기(26), 예를 들어, 제한적 유동 채널(40) 및 잔류물 개구부(35)를 통과하여 잔류물 유출구(24)까지 연장된다. 매니폴드 내 공급물 및 투과물 개구부의 영역에 있는 각각의 제한기 층은 (도 4에 도시되지는 않지만) 하위층 모두에서 상대적으로 크고, 배열된 개구부를 가질 수 있고, 공급물 및 투과물 통로가 유체 처리 유닛으로부터 매니폴드의 제한기 층과 나머지를 통과하여 공급물 유입구 및 투과물 유출구까지 연장되도록 할 수 있다.
작동 중에, 제한기 층(41), 예를 들어, 도 4에 도시된 매니폴드 몸체(31)의 각각의 측면 상의 제한기 층(41)을 포함하는 유체 처리 어셈블리(10)는, 앞서 설명한 바와 같이, 도 1에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 대체로 같은 방식으로 작동할 수 있다. 그러나, 잔류물은 잔류물 통로(25)를 따라 매니폴드(30)의 제한기 층(41) 내 유량 제한기(26), 예를 들어, 제한적 유동 채널(40)을 통하여 잔류물 유출구(24)까지 통과할 수 있다. 잔류물 통로(25) 내 잔류물 흐름에 대한 저항 및 관련된 배압의 증가는 매니폴드 몸체(31)의 각각의 측면 상의 제한기 층(41) 내 유량 제한기(26), 예를 들어, 제한적 유동 채널(40)에 의해 제공될 수 있다.
유체 처리 어셈블리(10)의 다른 구현예가 도 5에 도시되어 있고, 이는 도 1에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 유사하다. (양 도면에서 유사한 성분은 유사한 참조 번호에 의해 식별된다.) 그러나, 도 5에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)의 다층 구조는 말단 조각(11, 12)과 사이에, 매니폴드(30)와 인접하여, 예를 들어, 유체 처리 유닛(13)과 매니폴드(30)의 각각의 측면 상의 탑재 표면(32) 사이에 있는 제한기 조각(restrictor piece), 예를 들어, 제한기 플레이트(restrictor plate, 44)를 포함할 수 있다. 유량 제한기(26)는 제한기 조각(44) 내 잔류물 통로(25)에 위치될 수 있고 매니폴드(30) 내에는 위치하지 않는다. 제한기 조각(44) 내 유량 제한기(26)는 매니폴드(30)에 관하여 앞서 설명된 유량 제한기(26)의 임의의 배치를 포함하여, 임의의 수많은 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시되었듯이, 제한기 조각(44)은 조각(44)의 각각의 측면 상에 상대적으로 크고, 절단된(truncated) 잔류물 개구부(45), 및 잔류물 개구부(45) 사이로 연장되어 있는 앞서 설명된 것들과 비슷한 작은 개구부 제한적 유동 채널(40)을 포함할 수 있다. 잔류물 통로(25)는 유체 처리 유닛(13)으로부터 매니폴드(30)까지 제한기 조각(44) 내 유량 제한기(26)를 통과하여, 예를 들어 제한기 조각(44) 내 잔류물 개구부(45) 및 제한적 유동 채널(40)을 통과하여 연장된다. 공급물과 투과물 통로(21, 23)는 관통 구멍(through bore)의 형태로 제한기 조각(44)을 통과하여 공급물 및 투과물 개구부(46, 47)를 경유하여 직선으로 연장될 수 있다.
작동 중에, 도 5에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)는 앞서 설명한 바와 같이, 도 1에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 대체로 같은 방식으로 작동할 수 있다. 그러나, 공급물 유체 및 투과물은, 각각, 매니폴드(30)와 유체 처리 유닛(13) 사이에 있는 제한기 조각(44) 내 공급물 통로(21) 및 투과물 통로(23)를 따라서, 공급물 개구부(46) 및 투과물 개구부(47)를 통하여 통과할 수 있다. 잔류물은 유체 처리 유닛(13)과 매니폴드(30) 사이에 있는 제한기 조각(44) 내 잔류물 통로(25)를 따라서 잔류물 개구부(45) 및 유량 제한기(26), 예를 들어 제한적 유동 채널(40)을 통하여 통과한다. 매니폴드(30)에서, 잔류물은 임의의 유량 제한기를 통과함이 없이 잔류물 통로(25)를 따라서 잔류물 개구부(35)를 통하여 잔류물 유출구(24)까지 통과할 수 있다. 잔류물 흐름에 대한 저항 및 잔류물 통로(25) 내 관련된 배압의 증가는 매니폴드 몸체(31)의 각각의 측면 상의 제한기 조각(44) 내 잔류물 통로(25)에 있는 유량 제한기(26), 예를 들어, 제한적 유동 채널(40)에 의해 제공될 수 있다.
유체 처리 어셈블리(10)의 다른 구현예가 도 7에 도시되어 있고, 이는 도 1에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 유사하다. (양 도면에서 유사한 성분은 유사한 참조 번호에 의해 식별된다.) 그러나, 유량 제한기는 하나 이상의 유체 처리 유닛 내 잔류물 통로에 위치될 수 있고 매니폴드 내에 위치되지 않는다. 예를 들어, 도 7에 도시된 구현예에 있어서, 유량 제한기(26)는 매니폴드(30)와 인접한 유체 처리 유닛(들)(13) 내 잔류물 통로(25)에 위치될 수 있고, 매니폴드(30) 내에는 위치되지 않는다. 유체 처리 유닛(13) 내 유량 제한기(26)는 제한기 조각(44) 또는 매니폴드(30)에 대하여 앞서 설명된 유량 제한기(26)의 임의의 배치를 포함하여, 임의의 수많은 방식으로 구성될 수 있다. 작동 중에, 도 7에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)는 앞서 설명한 바와 같이, 도 1에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 대체로 같은 방식으로 작동할 수 있다. 그러나, 잔류물은 유체 처리 유닛(13), 예를 들어, 매니폴드(30)와 인접한 유체 처리 유닛(13) 내, 잔류물 통로(25)를 따라 유량 제한기(26)를 통과한다. 매니폴드(30)에서, 잔류물은 임의의 유량 제한기를 통과함이 없이 잔류물 통로(25)를 따라 잔류물 개구부(35)를 통하여 잔류물 유출구(24)까지 통과할 수 있다. 잔류물 흐름에 대한 저항 및 잔류물 통로(25) 내 관련된 배압의 증가는 매니폴드 몸체(31)의 각각의 측면 상의 유체 처리 유닛(13) 내 잔류물 통로에 있는 유량 제한기(26)에 의해 제공될 수 있다.
유체 처리 어셈블리(10)의 다른 구현예가 도 8에 도시되어있고, 이는 도 1에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 유사하다. (양 도면에서 유사한 성분은 유사한 참조 번호에 의해 식별된다.) 그러나, 다수의 유체 처리 유닛이 제공될 수 있음에도 불구하고, 도 8에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)는 말단 조각(11, 12) 사이에 위치한 오직 하나의 유체 처리 유닛(13)을 가질 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 말단 조각(11, 12)은 매니폴드(30)일 수 있다. 말단 조각 역할을 하는 매니폴드는 앞서 설명된 임의의 매니폴드(30)와 어느 정도 사실상 동일하게 구성될 수 있다. 그러나, 매니폴드(30)는 매니폴드(30)의 오직 하나의 측면 상에 탑재 표면(32)을 가질 수 있고, 유체 처리 유닛(13)은 매니폴드(30)의 오직 하나의 측면에 위치될 수 있다. 도 8에서 도시된 구현예에 있어서, 매니폴드(30)는 도 1에 도시된 매니폴드(30)와 매우 유사할 수 있고, 각각의 매니폴드(30)는 매니폴드(30) 내 잔류물 통로(25) 안에 잔류물 개구부(35), 잔류물 유출구(24), 및 유량 제한기(26)를 포함한다. 매니폴드(30) 내 유량 제한기(26)는, 앞서 설명된 임의의 배치를 포함하여, 임의의 수많은 방식으로 구성될 수 있다. 작동 중에, 도 8에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)는 앞서 설명한 바와 같이, 도 1의 유체 처리 어셈블리(10)와 대체로 같은 방식으로 작동할 수 있다. 그러나, 공급물, 투과물, 및 잔류물 통로(21, 23, 25)는 매니폴드(30)를 통과하여 매니폴드(30)의 오직 하나의 측면 상의 유체 처리 유닛(들)(13)까지 연장될 수 있다. 특히, 잔류물은 잔류물 통로(25)를 따라 매니폴드(30) 내 유량 제한기(26)를 통하여 잔류물 유출구(24)까지 통과한다. 잔류물 흐름에 대한 저항 및 잔류물 통로(25) 내 관련된 배압의 증가는 말단 조각(12) 역할을 하는 매니폴드(30) 내 잔류물 통로(25)에 있는 유량 제한기(26)에 의해 제공될 수 있다.
유체 처리 어셈블리(10)의 다른 구현예가 도 9에 도시되어 있고, 이는 도 1, 도 5, 및 도 8에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 유사하다. (도면에서 유사한 성분은 유사한 참조 번호에 의해 식별된다.) 도 9에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)는 도 5에 도시된 제한기 조각(44) 및 유량 제한기(26)와 비슷하게 유량 제한기(26)를 갖는 제한기 조각(44)을 포함할 수 있다. 더욱이, 말단 조각(11, 12)의 모두는 매니폴드(30A, 30B)일 수 있고 매니폴드(30A, 30B) 어느 것도 유량 제한기를 포함하지 않을 수 있다. 매니폴드 중 하나(30A)는 투과물 유출구(22) 및 투과물 통로(23)뿐 아니라 공급물 유입구(20) 및 공급물 통로(21)를 포함할 수 있고, 반면 다른 매니폴드(30B)는 잔류물 유출구(24) 및 잔류물 통로(25)를 포함할 수 있다. 작동 중에, 도 9에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)는, 도 1, 도 5, 및 도 8에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 대체로 같은 방식으로 작동한다. 그러나, 공급물 유체는 유체 처리 유닛(들)(13)으로 공급되고 투과물은 오직 하나의 매니폴드(30A)에 의해 유체 처리 유닛(들)(13)에서 받게 되며, 반면에 잔류물은 오직 다른 매니폴드(30B)에 의해 유체 처리 유닛(들)(13)에서 받게 된다. 잔류물은 잔류물 통로(25)를 따라서 제한기 조각(44) 내 유량 제한기(26)를 통하여 잔류물 유출구(24)를 갖는 매니폴드(30B)까지 통과한다. 잔류물 흐름에 대한 저항 및 잔류물 통로(25) 내 관련된 배압의 증가는 제한기 조각(44) 내 유량 제한기(26)에 의해 제공될 수 있다.
유체 처리 어셈블리(10)의 다른 구현예가 도 10에 도시되어 있고, 이는 도 1, 도 7, 및 도 8에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)와 유사하다. (도면에서 유사한 성분은 유사한 참조 번호에 의해 식별된다.) 도 10에 도시된 유체 처리 어셈블리(10)는 도 7에 도시된 유체 처리 유닛(13) 및 유량 제한기(26)와 비슷하게 유량 제한기(26)를 갖는 유체 처리 유닛(13)을 포함할 수 있다. 잔류물은 잔류물 통로(25)를 따라 유체 처리 유닛(13) 내 유량 제한기(26)를 통하여 매니폴드(30) 및 잔류물 유출구(24)까지 통과한다. 잔류물 흐름에 대한 저항 및 잔류물 통로(25) 내 관련된 배압의 증가는 유체 처리 유닛(13) 내 유량 제한기(26)에 의해 제공될 수 있다.
추가적인 변형 및 변경은 앞서 언급한 설명과 첨부된 도면을 검토하는 경우 당해 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 분명하게 될 수 있다. 대부분의 구현예에 대하여, 유량 제한기는 잔류물 통로의 말단 근처의 잔류물 통로 및 잔류물 유출구의 상부(upstream)에 위치될 것이다. 예를 들어, 유량 제한기는, 예를 들어, 도 7과 도 10에 도시되듯이, 잔류물 통로 내 마지막 여과 유닛 내에 위치될 것이다. 또는 유량 제한기는, 예를 들어, 도 5 및 도 9에 도시되듯이, 예를 들어, 제한기 조각 내, 또는 예를 들어, 도 1 및 도 8에 도시되듯이, 매니폴드 내, 마지막 여과 유닛의 하부(downstream)의 잔류물 통로에 위치될 수 있다. 그러나, 유량 제한기는 또한 잔류물 유출구의 부분으로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 잔류물 유출구는 유량 제한기로서 기능하는 기구를 포함할 수 있다. 기구는 잔류물 유출구를 통하여 연장되어 있는 잔류물 통로 내 배압을 증가시키는 고정되거나 조정 가능한 개구부를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명은 준거법(applicable law)에 의해 허용되는 다음의 청구항에 인용된 본 내용의 모든 변경, 변형, 및 균등물(equivalent)을 포함한다.
본 명세서에서 인용된, 간행물, 특허출원 및 특허를 포함하는 모든 인용문헌은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되는데, 이는, 각 인용문헌이 인용에 의하여 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 구체적으로 표시되고 그 전체가 본 명세서에 기재되어 있는 것과 마찬가지의 효과를 갖는다.
본 발명을 설명하는 문맥 내의(특히 하기 청구항들의 문맥 내의) 용어 "하나("a" 및 "an")" 와 "그("the")" 및 유사한 지시 대명사들은 본 명세서에서 다르게 지시되거나 문맥 내에서 명백히 부정되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 아우르는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "~을 포함하는", "~을 갖는", "~을 포함하는" 및 "~을 함유하는"은 다르게 언급되지 않는 한, 개방형(open-ended) 용어 (즉, "~을 포함하고, 이에 한정되지 않는다"를 의미)로 해석된다. 본 명세서에서 수치 범위의 설명은 본 명세서에서 다르게 지시되지 않는 한, 그 범위 내에 속하는 각각의 독립적인 값을 개별적으로 언급하는 간략한 방법으로 기능하기 위한 것일 뿐이며, 각각의 독립적인 값은 개별적으로 설명된 것처럼 발명의 상세한 설명에 통합된다. 본 명세서에 설명된 모든 방법들은 본 명세서에서 다르게 지시되거나 문맥상 명백히 다르게 부정되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에서 제공된 임의의 및 모든 예의 사용, 또는 예시적인 언어 (예를 들어, "~와 같은")는 본 발명을 더욱 잘 밝히기 위한 것일 뿐이며, 다르게 청구되지 않는 한 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 발명의 상세한 설명 내의 언어는 본 발명의 실시에 필수적인 어떠한 청구되지 않은 요소를 명시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (28)

  1. 제 1 및 제 2 대향(opposite) 말단 조각(end pieces);
    상기 제 1과 제 2 말단 조각 사이에 위치한 하나 이상의 유체 처리 유닛(fluid treatment unit)으로서, 공급물 측면(feed side)과 투과물 측면(permeate side)을 갖는 투과성 유체 처리 매체(permeable fluid treatment medium)를 포함하는 유체 처리 유닛;
    공급물 유입구(feed inlet), 및 상기 공급물 유입구로부터 상기 유체 처리 유닛을 통과하여 상기 유체 처리 매체의 상기 공급물 측면까지 연장되어 있는 공급물 통로(feed passage);
    투과물 유출구(permeate outlet), 및 상기 유체 처리 매체의 상기 투과물 측면으로부터 상기 유체 처리 유닛을 통과하여 상기 투과물 유출구까지 연장되어 있는 투과물 통로 (permeate passage);
    잔류물 유출구(retentate outlet), 및 상기 유체 처리 매체의 상기 공급물 측면으로부터 상기 유체 처리 유닛을 통과하여 상기 잔류물 유출구까지 연장되어 있는 잔류물 통로(retentate passage); 및
    상기 잔류물 통로에 위치한 유량 제한기(flow restrictor)로서, 상기 잔류물 통로 내 배압(back pressure)을 증가시키기 위해 구성된 유량 제한기;를 포함하는,
    유체 처리 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1과 제 2 말단 조각 사이에 위치한 매니폴드(manifold)를 더 포함하고, 상기 매니폴드는 상기 잔류물 유출구를 포함하고, 상기 잔류물 통로는 상기 유체 처리 매체의 상기 공급물 측면으로부터 상기 유체 처리 유닛과 상기 매니폴드를 통과하여 상기 잔류물 유출구까지 연장되어 있는 유체 처리 어셈블리.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 유량 제한기는 상기 매니폴드 내 상기 잔류물 통로에 위치한 유체 처리 어셈블리.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 매니폴드는 몸체(body) 및 상기 몸체에 부착된 제한기 층(restrictor layer)을 포함하고, 상기 잔류물 통로는 상기 제한기 층을 통과하여 연장되어 있고, 상기 유량 제한기는 상기 제한기 층 내 상기 잔류물 통로에 배치된 유체 처리 어셈블리.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 1과 제 2 말단 조각 사이에 위치한 제한기 조각(restrictor piece)을 더 포함하고, 상기 잔류물 통로는 상기 제한기 조각을 통과하여 연장되어 있고, 상기 유량 제한기는 상기 제한기 조각 내 상기 잔류물 통로에 배치된 유체 처리 어셈블리.
  6. 제 2항, 제 3항, 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 잔류물 유출구는 제 1 잔류물 유출구를 포함하고, 상기 매니폴드는 제 2 잔류물 유출구를 더 포함하며, 상기 제 1 잔류물 유출구는 상기 잔류물 통로 내 배압의 제 1 증가를 제공하는 제 1 위치(location) 내 상기 유량 제한기와 유체 연통하며, 상기 제 2 잔류물 유출구는 상기 제 1 증가보다 작은 상기 잔류물 통로 내 배압의 제 2 증가를 제공하는 제 2 위치 내 상기 유량 제한기와 유체 연통하는 유체 처리 어셈블리.
  7. 제 2항, 제 3항, 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 잔류물 유출구는 상기 유량 제한기와 유체 연통하는 제 1 잔류물 유출구를 포함하고, 상기 매니폴드는 제 2 잔류물 유출구를 더 포함하며, 상기 제 2 잔류물 유출구는 상기 잔류물 통로와 유체 연통하고 상기 유량 제한기를 우회하는 유체 처리 어셈블리.
  8. 제 1항에 있어서, 하나 이상의 상기 제 1과 제 2 말단 조각은 매니폴드를 포함하고, 상기 매니폴드는 상기 잔류물 유출구를 포함하며, 상기 잔류물 통로는 상기 유체 처리 매체의 상기 공급물 측면으로부터 상기 유체 처리 유닛과 상기 매니폴드를 통과하여 상기 잔류물 유출구까지 연장되어 있는 유체 처리 어셈블리.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 유량 제한기는 상기 매니폴드 내 상기 잔류물 통로에 위치한 유체 처리 어셈블리.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 매니폴드는 몸체 및 상기 몸체에 부착된 제한기 층을 포함하고, 상기 잔류물 통로는 상기 제한기 층을 통과하여 연장되어 있고, 상기 유량 제한기는 상기 제한기 층 내 상기 잔류물 통로에 배치된 유체 처리 어셈블리.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 제 1과 제 2 말단 조각 사이에 위치한 제한기 조각을 더 포함하고, 상기 잔류물 통로는 상기 제한기 조각을 통과하여 연장되어 있고, 상기 유량 제한기는 상기 제한기 조각 내 상기 잔류물 통로에 배치된 유체 처리 어셈블리.
  12. 제 8항, 제 9항, 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 잔류물 유출구는 제 1 잔류물 유출구를 포함하고, 상기 매니폴드는 제 2 잔류물 유출구를 더 포함하며, 상기 제 1 잔류물 유출구는 상기 잔류물 통로 내 배압의 제 1 증가를 제공하는 제 1 위치 내 상기 유량 제한기와 유체 연통하며, 상기 제 2 잔류물 유출구는 상기 제 1 증가보다 작은 상기 잔류물 통로 내 배압의 제 2 증가를 제공하는 제 2 위치 내 상기 유량 제한기와 유체 연통하는 유체 처리 어셈블리.
  13. 제 8항, 제 9항, 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 잔류물 유출구는 상기 유량 제한기와 유체 연통하는 제 1 잔류물 유출구를 포함하고, 상기 매니폴드는 제 2 잔류물 유출구를 더 포함하며, 상기 제 2 잔류물 유출구는 상기 잔류물 통로와 유체 연통하고 상기 유량 제한기를 우회하는 유체 처리 어셈블리.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 제 1과 제 2 말단 조각 사이에 위치한 제한기 조각을 더 포함하고, 상기 잔류물 통로는 상기 제한기 조각을 통과하여 연장되어 있고, 상기 유량 제한기는 상기 제한기 조각 내 상기 잔류물 통로에 배치된 유체 처리 어셈블리.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 유량 제한기는 상기 유체 처리 유닛 내 상기 잔류물 통로에 위치한 유체 처리 어셈블리.
  16. 공급물 유입구, 투과물 유출구, 및 잔류물 유출구를 갖는 유체 처리 어셈블리 내 유체 처리 방법에 있어서,
    상기 공급물 유체 유입구로부터 상기 유체 처리 어셈블리 내 공급물 통로를 통과하여 투과성 유체 처리 매체의 공급물 측면을 따라 접선 방향으로 유체를 공급하는 단계;
    상기 투과성 유체 처리 매체의 투과물 측면으로부터 상기 유체 처리 어셈블리 내 투과물 통로를 통과하여 상기 투과물 유출구로 투과물을 보내는 단계; 및
    상기 투과성 유체 처리 유닛의 상기 공급물 측면으로부터 상기 유체 처리 어셈블리 내 잔류물 통로를 통과하여 상기 잔류물 유출구로 잔류물을 보내는 단계로서, 상기 잔류물 통로 내 유량 제한기를 통과하여 상기 잔류물을 보내는 단계 및 상기 잔류물 통로 내 배압을 증가시키는 단계를 포함하는 단계;를 포함하는,
    유체 처리 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 잔류물을 보내는 단계는 상기 유량 제한기와 상기 잔류물 유출구를 포함하는 매니폴드 내 상기 잔류물 통로를 통하여 상기 잔류물을 통과시키는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 잔류물을 보내는 단계는 상기 잔류물 유출구를 갖는 매니폴드 내 상기 잔류물 통로를 통하여 그리고 상기 매니폴드와 부착되고 상기 유량 제한기를 포함하는 제한기 층 내 상기 잔류물 통로를 통하여 상기 잔류물을 통과시키는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 잔류물을 보내는 단계는 상기 잔류물 유출구를 갖는 매니폴드 내 상기 잔류물 통로를 통하여 그리고 상기 매니폴드와 인접하여 위치하고 상기 유량 제한기를 포함하는 제한기 조각 내 상기 잔류물 통로를 통하여 상기 잔류물을 통과시키는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 잔류물을 보내는 단계는 상기 유량 제한기를 포함하는 유체 처리 유닛 내 상기 잔류물 통로를 통하여 상기 잔류물을 통과시키는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  21. 하나 이상의 십자 흐름(cross flow) 유체 처리 유닛을 갖는 유체 처리 어셈블리용 매니폴드로서, 상기 매니폴드는 유체 처리 유닛으로부터 잔류물을 받기 위한 잔류물 개구부(opening)를 갖는 몸체, 상기 몸체 위 잔류물 유출구, 상기 잔류물 개구부로부터 상기 몸체를 통과하여 상기 잔류물 유출구까지 연장되어 있는 잔류물 통로, 및 상기 잔류물 통로에 위치하는 유량 제한기를 포함하고, 상기 유량 제한기는 상기 잔류물 통로를 통과하는 잔류물 흐름에 대한 저항을 증가시키기 위해 구성되는 매니폴드.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 몸체는 유체 처리 유닛으로 공급물 유체를 공급하기 위한 공급물 개구부를 갖고, 상기 매니폴드는 상기 몸체 위 공급물 유입구 및, 상기 공급물 유입구로부터 상기 몸체를 통과하여 상기 공급물 개구부까지 연장되어 있는 공급물 통로를 더 포함하는 매니폴드.
  23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 몸체는 유체 처리 유닛으로부터 투과물을 받기 위한 투과물 개구부를 갖고, 상기 매니폴드는 상기 몸체 위 투과물 유출구 및, 상기 투과물 개구부로부터 상기 몸체를 통과하여 상기 투과물 유출구까지 연장되어 있는 투과물 통로를 더 포함하는 매니폴드.
  24. 제 21항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유량 제한기는 상기 몸체 내 상기 잔류물 통로에 있는 제한적 유동 채널(restrictive flow channel)을 포함하는 매니폴드.
  25. 제 21항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체의 표면에 부착된 제한기 층을 더 포함하고, 상기 제한기 층은 상기 유량 제한기를 형성하고, 상기 잔류물 통로는 상기 제한기 층 내 상기 유량 제한기를 통과하여 상기 몸체 내 상기 잔류물 개구부까지 연장되어 있는 매니폴드.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 제한기 층은 상기 유량 제한기를 형성하는 하나 이상의 하위층(sublayer)을 포함하고, 상기 유량 제한기는 제한적 유동 채널을 포함하는 매니폴드.
  27. 제 21항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잔류물 유출구는 제 1 잔류물 유출구를 포함하고, 상기 매니폴드는 제 2 잔류물 유출구를 더 포함하며, 상기 제 1 잔류물 유출구는 제 1 유동 저항(flow resistance)을 제공하는 제 1 위치 내 상기 유량 제한기와 유체 연통하며, 상기 제 2 잔류물 유출구는 상기 제 1 유동 저항보다 작은 제 2 유동 저항을 제공하는 제 2 위치 내 상기 유량 제한기와 유체 연통하는 매니폴드.
  28. 제 21항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잔류물 유출구는 상기 유량 제한기와 유체 연통하는 제 1 잔류물 유출구를 포함하고, 상기 매니폴드는 제 2 잔류물 유출구를 더 포함하며, 상기 제 2 잔류물 유출구는 상기 잔류물 통로와 유체 연통하고 상기 유량 제한기를 우회하는 매니폴드.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160045800A (ko) * 2014-08-29 2016-04-27 이엠디 밀리포어 코포레이션 잔류물의 재순환을 이용한 싱글 패스 접선 유동 여과 시스템 및 접선 유동 여과 시스템
KR20160045801A (ko) * 2014-08-29 2016-04-27 이엠디 밀리포어 코포레이션 잔류물의 재순환에 의한 싱글 패스 접선 유동 여과 시스템 및 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 액체를 여과하는 공정
KR20220034249A (ko) * 2014-05-13 2022-03-17 암겐 인코포레이티드 필터 및 여과 공정과 함께 사용하기 위한 공정 제어 시스템 및 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10207225B2 (en) 2014-06-16 2019-02-19 Emd Millipore Corporation Single-pass filtration systems and processes
WO2015195453A2 (en) 2014-06-16 2015-12-23 Emd Millipore Corporation Methods for increasing the capacity of flow-through processes
EP2986361B1 (en) 2014-06-25 2019-06-12 EMD Millipore Corporation Compact spiral-wound membrane filter elements
EP3285901A4 (en) * 2015-04-24 2019-01-23 Evoqua Water Technologies LLC STRUCTURES FOR THE NORMALIZATION OF A MULTIPLANAR FLOW DISTRIBUTION IN AN ELECTROCHEMICAL DISCONNECTING SYSTEM
US10183108B2 (en) 2016-02-04 2019-01-22 Pall Corporation Inline diafiltration with multi-channel pump
CN105921016B (zh) * 2016-04-13 2019-07-26 浙江圣兆药物科技股份有限公司 可湿热灭菌的并联式切向流过滤装置
CN105817142A (zh) * 2016-04-13 2016-08-03 浙江圣兆药物科技股份有限公司 同心式切向流过滤装置
US10350550B2 (en) 2017-07-19 2019-07-16 Pall Corporation Fluid treatment assembly and method of use
EP3706885A4 (en) * 2017-11-06 2022-01-12 Sandymount Technologies Corporation FLOW CONTROL IN REVERSE OSMOSIS SYSTEMS WITH A LARGE NUMBER OF TANKS COUPLED IN SERIES
US20220395782A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-15 John F. Connors, Jr. Tangential flow filtration manifold

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4261834A (en) 1978-05-18 1981-04-14 Millipore Corporation Device and process for removing pyrogens from aqueous solutions
US4846970A (en) 1987-06-22 1989-07-11 Osmonics, Inc. Cross-flow filtration membrane test unit
US4849102A (en) * 1988-05-31 1989-07-18 Filtron Technology Corporation Bidirectional ultrafiltration apparatus
JP3283912B2 (ja) * 1992-07-27 2002-05-20 雪印乳業株式会社 固形物比率の調整方法及びその装置
US5478465A (en) 1994-03-30 1995-12-26 Safety-Kleen Corp. Composite liquid filter
FI103870B (fi) 1996-12-30 1999-10-15 Kari Aalto Menetelmä ja laitteisto nesteen käsittelyyn
DE19705855A1 (de) * 1997-02-15 1998-09-03 Seitz Filter Werke Filtrationsvorrichtung
GB2360958B (en) 1997-09-10 2002-01-30 Sartorius Gmbh Tangential flow filtration system
SE9703302D0 (sv) 1997-09-10 1997-09-10 Vincenzo Vassarotti Filtration cell for tangential flow filtration and filtration system making use of such cell
WO2000000263A1 (en) * 1998-06-26 2000-01-06 Pall Corporation Filter element and method of making a filter element
GB9820935D0 (en) 1998-09-25 1998-11-18 Pall Corp Filtration system
CA2360144A1 (en) 1999-01-29 2000-08-17 Pall Corporation Separation devices and processes
US7316780B1 (en) * 1999-01-29 2008-01-08 Pall Corporation Range separation devices and processes
WO2002049745A1 (en) 2000-12-20 2002-06-27 Nephros, Inc. Multistage hemodiafiltration/hemofiltration method and apparatus
KR100354613B1 (ko) * 2001-11-06 2002-10-11 박헌휘 교체 가능한 침지형 중공사막 모듈
US6645380B2 (en) 2001-12-19 2003-11-11 Petro Sep International Ltd. Membrane separation apparatus
FR2852310B1 (fr) * 2003-03-13 2005-06-03 Millipore Corp Procede et systeme de purification d'eau, ainsi que module pour un tel systeme
US20050173319A1 (en) 2003-05-02 2005-08-11 Karl Fritze Crossflow filtration system with quick dry change elements
KR200365882Y1 (ko) 2004-07-29 2004-10-27 케미코아 주식회사 한외여과막 모듈을 이용한 정수 장치
ATE511912T1 (de) 2005-12-20 2011-06-15 Tangenx Technology Corp Filtrationsanordnung und verfahren zu ihrer herstellung und verwendung
US7384549B2 (en) 2005-12-29 2008-06-10 Spf Innovations, Llc Method and apparatus for the filtration of biological solutions
US8007568B2 (en) 2006-04-12 2011-08-30 Millipore Corporation Filter with memory, communication and pressure sensor
EP1946825A1 (en) * 2006-12-11 2008-07-23 Pall Corporation Filtration assemblies and methods of maintaining compression of filtration units in filtration assemblies
EP1932580B1 (en) * 2006-12-11 2011-11-09 Pall Corporation Filtration assemblies and methods of installing filtration units in filtration assemblies
US7918999B2 (en) 2006-12-11 2011-04-05 Pall Corporation Filtration assemblies, filtration manifolds, filtration units, and methods of channeling permeate
US8231787B2 (en) 2008-05-06 2012-07-31 Spf Innovations, Llc Tangential flow filtration system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220034249A (ko) * 2014-05-13 2022-03-17 암겐 인코포레이티드 필터 및 여과 공정과 함께 사용하기 위한 공정 제어 시스템 및 방법
US11786866B2 (en) 2014-05-13 2023-10-17 Amgen Inc. Process control systems and methods for use with filters and filtration processes
KR20160045800A (ko) * 2014-08-29 2016-04-27 이엠디 밀리포어 코포레이션 잔류물의 재순환을 이용한 싱글 패스 접선 유동 여과 시스템 및 접선 유동 여과 시스템
KR20160045801A (ko) * 2014-08-29 2016-04-27 이엠디 밀리포어 코포레이션 잔류물의 재순환에 의한 싱글 패스 접선 유동 여과 시스템 및 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 액체를 여과하는 공정
KR20180018851A (ko) * 2014-08-29 2018-02-21 이엠디 밀리포어 코포레이션 잔류물의 재순환에 의한 싱글 패스 접선 유동 여과 시스템 및 접선 유동 여과 시스템을 사용하여 액체를 여과하는 공정
KR20180019753A (ko) * 2014-08-29 2018-02-26 이엠디 밀리포어 코포레이션 잔류물의 재순환을 이용한 싱글 패스 접선 유동 여과 시스템 및 접선 유동 여과 시스템
KR20200139274A (ko) * 2014-08-29 2020-12-11 이엠디 밀리포어 코포레이션 잔류물의 재순환을 이용한 싱글 패스 접선 유동 여과 시스템 및 접선 유동 여과 시스템

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