KR20140079448A - 모듈식 필터 카세트 - Google Patents

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KR20140079448A
KR20140079448A KR1020147012022A KR20147012022A KR20140079448A KR 20140079448 A KR20140079448 A KR 20140079448A KR 1020147012022 A KR1020147012022 A KR 1020147012022A KR 20147012022 A KR20147012022 A KR 20147012022A KR 20140079448 A KR20140079448 A KR 20140079448A
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루이스 주니어 배로우
크리스토퍼 존 로우
벤 마이 팍 리
마르크 레버디어
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 예를들어, 반도체 제조에 사용된 액체를 포함하여 액체를 필터링하는 모듈화된 필터링 카세트에 관한 것이다. 필터 하우징은 상류부와 하류부를 포함하는 필터 공동부를 한정한다. 필터는 또한 필터 공동부에 배치된 필터 요소를 더 포함한다. 상기 필터 요소는 그 제 1 측면에서 필터 유입구를 적어도 부분적으로 중첩되어 있다. 상기 필터 요소는 그 상류측에 제 1 세트의 주름 팁들과 주름진 필터의 하류측에 제 2 세트의 주름 팁들을 갖는 일 세트의 주름을 구비하며, 장방형의 주름진 필터를 포함한다.

Description

모듈식 필터 카세트{MODULAR FILTER CASSETTE}
본 발명은 "모듈식 필터장치"를 발명의 명칭으로 하여 2011.10.03자로 가출원된 미국 특허출원 제61/542,645호와, "모듈식 필터장치"를 발명의 명칭으로 하여 2012.03.21.자로 가출원된 미국 특허출원 제61/613,886호의 우선권을 주장하며, 상기 두 특허출원은 본원에 전체적으로 병합되어 있다.
본 발명은 필터장치에 관한 것으로, 특히, 본 명세서에 기재된 실시예들은 모듈식 필터장치에 관한 것이다. 보다 특히는, 본 명세서에 기재된 실시예들은 반도체 제조에 사용되는 액체를 필터링하는 모듈식 필터장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은, 아주 작은 입자라도 반도체 웨이퍼에 부착되는 것은 결함으로 될 수 있기 때문에, 오염물에 매우 민감하다. 그러므로, 1미크론 이하의 입자들을 제거하는 멤브레인을 갖는 초청정 필터를 흔히 채용한다. 반도체 제조에 사용되는 액체를 필터링하기 위해 여러가지의 필터 모듈들이 개발되었지만, 많은 현존하는 필터 모듈들은 필터 멤브레인이 들어있는 일체형 원통형의 보울(bowl) 또는 슬리브를 갖는 하우징을 구비하는 원통형으로 되어 있다. 전형적으로, 이러한 필터들은 중공의 코어를 둘러싸는 원형의 주름진 필터 멤브레인을 포함한다. 액체는 필터 모듈에 상부로부터 유입되어 필터 멤브레인과 하우징 사이를 유동하여 필터 멤브레인을 통과하여 중공의 코어로 들어가서 모듈의 상부로부터 배출된다.
현존하는 원통형 필터 모듈들은 여러 단점들을 갖고 있다. 한가지 문제점은 원형의 주름진 멤브레인이 액체 유동을 과도하게 제한하는 것이며, 그 이유는 멤브레인이 원형의 구조를 갖기 위해 중심부를 향해 보다 타이트하게 팩킹되어야 하기 때문이다. 다른 문제점은 원통형의 하우징이 단일체로 압출되거나 성형되는 것으로, 원통형 하우징의 축에 직각으로 연장된 형상을 부가하기 어렵거나 불가능하게 한다. 더욱이, 많은 현존하는 필터 모듈들은 설치와 교체가 어렵다. 반도체 제조에 사용되는 많은 액체는 독성이나 부식성이 있기 때문에, 필터 모듈의 교체는 작업자에게 위험을 준다.
원통형 필터를 채용하는 현재의 필터장치는 제한된 구성가능성을 갖는다. 많은 경우에, 필터들은 고정된 구조에서 다수의 유닛들을 통해 연결되며, 이것은 필터를 통과하는 액체의 유동을 직렬식 유동에서 필요한 병렬식 유동으로 변경하기 어렵게 한다. 더욱이, 많은 필터링장치는 한가지 유형의 필터만을 사용하고 있으며, 단일 필터링장치에서 다른 목적 또는 다른 입자 크기용의 다른 필터를 채용하는 것을 제한한다.
본 발명은 필터링장치, 특히 반도체 제조에 사용되는 액체를 필터링하는 필터장치와 필터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터장치는 필터 케이지나 코어없이 (비 원통형인) 장방형의 필터 요소를 포함한다. 상기 필터 요소는 메인 셀에 의해 직접 구속되는 비교적 얇은 멤브레인을 포함한다. 멤브레인 커버는 멤브레인을 제위치에 유지한다. 필터 하우징의 4개 측면들은 함께 필터 요소를 완전히 둘러싸도록 접합되거나 달리 결합된다.
필터 카세트는 인입 유로를 형성하는 필터 인입부와, 배출 유로를 형성하며 상기 필터 인입부로부터 이격된 필터 배출부를 갖는 필터 하우징을 포함할 수 있다. 상기 필터 하우징은 필터 공동부를 포함하며, 그 필터 공동부는 필터 인입부와 유체가 통할 수 있게 연통된 상류부와, 배출부와 유체가 통할 수 있게 연통된 하류부를 포함한다. 상기 필터 요소는 또한 필터 공동부에 배치된 필터요소로 구성된다. 상기 필터요소는 그 필터 요소의 일측면의 필터 인입부에 적어도 부분적으로 겹쳐지게 되어 있다. 상기 필터 요소는 포팅재료(potting material)로 필터 공동부의 상류부를 필터 공동부의 하류부와 격리시킨다. 상기 필터요소는 그 상류측에서 제 1 세트의 주름팁들과 주름 필터의 하류측의 제 2 세트의 주름팁들을 포함하는 주름 세트들을 갖는 장방형의 주름 필터로 구성된다. 상기 제 1 세트의 주름팁은 필터 공동부의 상류부와 인터페이스 결합되는 대체로 평면상의 장방형 입구부를 형성한다. 제 2 세트의 주름팁들은 필터 공동부의 하류부와 인터페이스 결합되는 대체로 평면의 장방향 배출부를 형성한다. 상기 필터요소는 시프팅된 평행사변형의 필터 홀딩 영역에 배치된다.
필터 카세트는 상기 유입부와 필터요소 사이에 배치된 유동 가이드를 포함하며, 상기 유동 가이드는 유입부로부터 상류부의 측벽으로 액체의 유동을 안내하도록 구성되어 있다. 상기 필터 카세트는 또한 필터 요소 홀딩 영역을 적어도 부분적으로 한정하는 필터 커버를 더 포함한다. 상기 필터 요소의 제 1 멤브레인 플랩과 제 2 멤브레인 플랩은 필터 커버와 필터 하우징 사이에서 유지된다. 포팅은 필터요소의 제 1 단부와 필터요소의 제 2 단부를 시일한다.
상기 필터 공동부는 상류부 측벽과, 그 상류부 측벽으로부터 이격된 하류부 측벽, 상류부 측벽으로부터 하류부 측벽으로 연장된 제 3 측벽 및 상류부 측벽으로부터 하류브 측벽으로 연장되고 상기 제 3 측벽으로부터 이격된 제 4 측벽으로 적어도 부분적으로 한정된다. 상기 필터요소는, 제 3 측벽에서 제 4 측벽 방향으로 상기 필터 요소와 상류부 측벽 사이의 거리가 감소되도록 상류부 측벽을 향하여 이동될 수 있다. 필터 유입부는 제 3 측벽에서 필터 공동부와 인터페이스 결합되고, 배출부는 제 4 측벽에서 필터 공동부와 인터페이스 결합된다. 상기 필터 공동부는 또한 제 5 측벽과 제 6 측벽에 의해 더욱 한정된다. 상기 유입부는 제 5 측벽에서 필터 공동부와 인터페이스 결합될 수 있으며, 배출부는 제 6 측벽에서 필터 공동부와 인터페이스 결합될 수 있다.
상기 필터 공동부의 상류부는, 필터 유입부로부터 멀어지면서 감소되는 수력 직경(hydraulic diameter)을 갖는 형상으로 되어 있으며, 필터 공동부의 하류부는 필터 배출부를 향하여 증가하는 수력 직경을 갖는 형상으로 되어 있다.
다른 실시예는 수직의 유입 유동 경로를 한정하는 필터 유입부와 수직의 배출 유동 경로를 한정하는 필터 배출부를 갖는 필터 하우징을 포함한다. 상기 필터 하우징은 상류부 측벽과 하류부 측벽을 포함하며, 필터 유입부와 유체가 통하게 연통된 상류부와 배출부와 유체가 통하게 연통된 하류부를 갖는 필터 공동부를 한정한다. 필터 요소는 필터 공동부에 배치된다. 상기 필터 요소는 포팅될 수 있으며, 필터의 하류부와 필터 공동부의 상류부를 분리한다. 상기 필터 요소는 장방형의 주름진 필터로 구성되며, 상기 주름은 필터요소의 상류측에 제 1 세트의 주름팁과 필터요소의 하류측에 제 2 세트의 주름팁을 포함한다. 상기 주름진 필터는 시프팅된 평행사변형 필터 홀딩 영역에 배치된다. 일 실시예는 또한 상류부의 유입부로부터 상류부의 측벽으로 직접적인 유동을 가이드하는 유동 가이드를 포함한다. 상기 주름진 필터는 유동 가이드로서 자용하거나, 또는 유동 가이드가 유입부와 필터요소 사이에 배치될 수 있다.
다른 실시예는 액체를 필터링하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 제 1 유동의 유입부 유동 경로를 한정하며 유입부를 통해 필터 공동부의 상류부에 액체를 수용하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 유동 가이드를 사용하여 필터 요소의 상류측에 상류부 측벽에 제 2 방향으로 액체를 반송시키는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 주름이 형성된 필터를 포함하는 필터 요소를 웨팅(wetting)하는 것을 포함하며, 상기 주름 필터의 주름 세트는 필터 요소의 상류측의 제 1 세트의 주름 팁들과 필터 요소의 하류측의 제 2 세트의 주름 팁들을 갖는다. 상기 유체는 필터요소를 통해 필터 공동부의 하류부로 향할 수 있게 되어 정상 유동의 필터를 제공하고 필터 공동부의 상류부에 유체가 유동하게 연결된 배출구로 향하게 할 수 있다.
다른 실시예는 수직의 배출 유동 경로를 한정하는 유입부로부터 이격된 배출부와 수직의 유입 유동 경로를 한정하는 유입부를 갖는 필터 하우징을 포함할 수 있다. 상기 필터 하우징은 상류 측벽과 하류 측벽을 포함하며, 유입부와 유체가 통하게 연통된 상류부와 배출부와 유체가 통하게 연통된 하류부를 갖는 필터 공동부를 형성할 수 있다. 상기 필터 공동부의 상류부는 상류 측벽에 인접한 제 1 부분과, 유입부를 하류부의 제 1 부분에 유체가통하게 연결하는 제 2 부분을 포함한다. 필터요소는 그 제 1 측부의 유입부와 적어도 부분적으로 겹치는 필터 공동부에 배치된다. 상기 필터 요소는 필터 공동부의 상류부를 필터공동부의 하류부로부터 분리시킨다. 상기 필터 요소는 또한 필터요소 상류측의 제 1 세트의 주름 팁들과 필터요소의 하류측의 제 2 세트의 주름팁들을 갖는 주름 세트를 구비한 주름진 필터를 더 포함하며, 상기 제 1 세트의 주름팁은 필터 공동부의 상류부와 인터페이스 결합된 평면의 장방형 입구를 형성한다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 장방형의 주름 팩을 이용함으로써 둥근 필터와 관련된 문제점을 감소시키거나 방지할 수 있다. 장방형 주름 팩에 있어서, 그 주름 팩 밀도는 전체 장치에 대해 균일하며, 필터 면적의 유효성을 최대화한다. 동일한 필터면적을 갖는 장치에 있어서, 장방형의 주름 팩은 둥근 주름 멤브레인 보다 많은 필터 면적을 갖는 것과 같은 성능을 갖는다.
다른 이점으로서, 장방형의 주름 팩은 둥근 필터 카트리지의 것보다 더 큰 주름을 허용한다. 그러므로, 장방형의 주름 팩은 둥근 주름 팩 보다 더 균일한 형상을 제공하고 체적을 보다 잘 충전할 수 있다.
또 다른 이점으로서, 본 명세서에 기재된 일 실시예는 (주름과 같은 방향으로 연장된) 장치의 길이방향을 따라 분할되어, 리브와 같은 형상이 주름 방향에 직각으로 되게 하는 하우징을 제공한다. 이것은 셀/하우징에서 주름 팩 지지부를 제공하며, 주름팩의 외측 형상을 지지하는 별개의 케이지를 가질 필요가 없게 한다.
도 1은 일 실시예의 필터 조립체를 보여주는 개략도이다.
도 2A-2C는 필터 카세트로서 배치된 필터 조립체의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 일 실시예의 필터 조립체의 분해도이다.
도 4A-C는 일 실시예의 메인 셀 하우징 부분의 개략도이다.
도 5A-B는 일 실시예의 제 2 하우징 부분의 개략도이다.
도 6은 일 실시예의 필터 커버를 보여주는 개략도이다.
도 7은 일 실시예의 필터 카세트의 개략적인 단면도이다.
도 8은 일 실시예의 필터 커버를 메인 셀에 연결하는 것을 보여주는 개략도이다.
도 9는 일 실시예의 필터 조립체를 보여주는 개략도이다.
도 10은 일 실시예의 필터 카세트의 수력 구조를 보여주는 개략도이다.
도 11은 다른 실시예의 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
도 12는 일 실시예의 포팅을 구비한 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
도 13은 다른 실시예의 필터 조립체 보여주는 개략도이다.
도 14는 또 다른 실시예의 필터 조립체 보여주는 개략도이다.
도 15는 일 실시예의 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
도 16A-16C는 일 실시예의 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
도 17은 일 실시예의 필터 카세트의 하우징을 보여주는 개략도이다.
도 18은 필터하우징의 일부분을 보여주는 개략도이다.
도 19는 일 실시예의 필터요소 홀더를 보여주는 개략도이다.
도 20은 다른 실시예의 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
도 21은 다른 실시예의 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
도 22는 다른 실시예의 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
도 23은 다른 실시예의 필터 카세트를 보여주는 개략도이다.
본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 여러 면들을 보여주도록 포함되어 있다. 도면들에 도시된 특징들은 크기대로 도시될 필요는 없는 점에 주의해야 한다. 첨부도면들과 함께 아래 설명을 참조하여 본 발명과 그 이점을 보다 완전히 이해하는 것이 요구되며, 같은 부호들은 같은 특징을 나타낸다.
필터 및 여과장치와 여러 특징들 및 이점들은 도면에 도시된 비한정적인 실시예들을 참고하여 아래에 자세히 설명된다. 공지의 출발 재료와, 처리기술, 구성요소들은 본 발명을 불필요하게 불분명하게 할 수 있으므로 생략된다. 그러나, 특정 실시예와 상세한 설명들은 여기에만 한정되는 것은 아니며 단지 설명을 위한 것임을 이해해야 한다. 본 발명의 기술적 사상내에서 여러 대체수단, 변경, 추가사항들 및/또는 재배치들이 본 기술분야의 숙련자들에게 자명할 것이다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 액체의 여과를 위한 필터링장치에 관한 것이다. 특히, 여기에 기재된 실시예들은 습식 에칭과 장비 세정에 사용되는 화학약품을 포함한 반도체 처리 액체를 필터링하는 필터링장치를 제공한다. 예를들어, 실시예들은 포토리도그래픽 공정의 약품(광화학약품)을 필터링하는데 사용될 수 있다. 광화학약품은 프라이머, 접착 촉진제, 포토레지스트, 에지 비드 제거제, 굽힘방지 코팅, 현상제, 유전체 등과 같은 재료들을 포함한다. 상기 화학약품은 서브플로어나 그 밖의 곳에서 사용시점(POU)에서 필터링될 수 있다.
일 실시예에 따라, 필터링장치는 유입구와 배출구 및 필요에 따라 벤팅 포트들을 갖는 하나 이상의 비 원통형의 제거가능한 필터 카세트를 사용할 수 있다. 메인 조립체는 필터 카세트로 액체 이송 및 그로부터의 배출을 위한 액체 유동 경로를 제공한다. 필터링장치의 액체 유동 경로는 가변구조형으로 될 수 있어서, 액체가 여러 방법으로 (예를들어, 평행하거나, 직렬 또는 이들의 조합으로) 필터 카세트로 제공될 수 있다. 필터 카세트는 팁/틸트 기구나 수직운동을 이용하여 화학약품이 방울방울 떨어지는 것을 방지하거나 감소시키도록 설치 및 제거될 수 있다.
일 실시예에 따라, "O미크론-링없는 로우 프로필 피팅 및 피팅 조립체"라는 명칭으로 Gashgaee 등에게 허여된 필터는 2009.06.06. 등록 미국 특허 제7,547,049호에 개시된 O-링이 없는 피팅과 피팅장치를 사용하거나 다른 연결장치를 사용하여 메인 조립체와 맞물릴 수 있으며, 상기 특허내용은 참고로 전체적으로 본 명세서에 병합된다. 다른 실시예에서, 필터는 2002.04.30.등록된 미국 특허 제6,378,907호의 "커넥터장치와 그 커넥터장치를 포함한 시스템", 2006.04.04. 등록된 미국 특허 제7,021 ,667호의 "커넥터장치와 그 커넥터장치를 포함한 시스템", 2007.11.20. 등록된 미국 특허 제7,296,582호의 "필터가 없는 커넥터장치를 포함한 액체 분배시스템속에 분배 액체를 퍼징하는 방법과 장치", 2008. 04.01. 등록된 미국특허 제7,350,821호의 "필터가 없는 커넥터장치를 포함한 액체 분배시스템속에 분배 액체를 퍼징하는 방법과 장치", 2006.05.02.자 등록된 미국 특허 제7,037,424호의 "커넥터장치를 포함한 커넥터장치와 시스템"에 개시된 것과 같이 포트들이 회전을 통해 연결될 수 있는 연결장치를 사용할 수 있으며, 상기 특허들 각각은 참고로 본 명세서에서 전체적으로 병합되어 있다.
필터 카세트는, 가압하에 액체가 필터 멤브레인을 향해 직접 대류되는, 정상류 필터링(NFF)을 제공하도록 구성될 수 있다. 멤브레인의 기공들을 통과하기에 너무 큰 입자들은 멤브레인 표면 또는 필터 매체에 축적되는 한편, 작은 분자들은 멤브레인 기공을 통해 하류측으로 이동된다. 일 실시예에 따라, 필터 카세트는 미크론 및/또는 서브미크론 크기의 입자들(예를들어 100nm 이하의 입자를 포함)들을 제거하기 위해 선택될 수 있다. 보다 작거나 다른 종류의 입자들을 연속적으로 제거하기 위하여 복수의 필터들이 직렬로 단일 필터링장치 유니트에 채용될 수 있다. 보다 큰 입자들이 마지막 필터에 도달하기전에 필터링 되도록 가장 미세한 필터가 마지막에 직렬로 배치될 수 있다. 이것은 가장 미세한, 전형적으로 가장 비용이 비싼 필터의 마모를 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 필터 카세트는 비원형의 주름진 필터 요소를 사용한다. 예를들어, 일 실시예는 필터 공동부의 상류부를 향한 제 1 세트의 주름 팁들과, 필터 공동부의 하류부를 향한 제 2 세트의 주름 팁들을 구비하는 장방형의 주름진 필터를 필터를 포함한다. 상기 제 1 세트의 주름 팁들은 대체로 제 1 평면에 배열되고, 제 2 세트의 주름 팁들은 제 2 평면에 배열된다. 일 실시예에 따라, 필터 요소는 대체로 평면의 장방형 입구 인터페이스와 대체로 평면의 장방형의 출구 인터페이스를 제공한다. 장방형의 주름 팩들의 사용은 전통적인 반도체용 액체 필터들과 같은 기능에 중요한 부가적인 필터링을 제공한다.
도 1은 필터 하우징(105)을 구비하는 필터 조립체(100)의 일 실시예를 개략적으로 도시하고 있으며, 상기 필터 하우징에 형성되는 필터 공동부(110)는 그 속에 배치되는 필터요소(125)에 의해 상류부(115)와 하류부(120)로 분할된다. 상기 필터 요소(125)는, 주름 필터, 뎁스 필터(depth filters), 중공 섬유 멤브레인, 또는 기타 필터들을 포함하는 적당한 필터 매체로 될 수 있으며, 상기 필터 요소는 상기한 예의 필터들에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 필터요소(125)는 장방형의 주름 팩을 포함한다. 필터의 주름들은 단일의 멤브레인 또는 동일하거나 다른 재료들로 형성된 복수의 멤브레인들로 형성될 수 있다. 부가적으로, 폴리머 망상 재료들과 다른 재료들도 멤브레인에 주름으로 형성될 수 있다.
필터 유입구(130)는 필터 요소(125)의 상류측에 위치되며, 필터 배출구(135)는 (액체 유동이 필터를 관통하여 유동하는) 필터 요소(125)의 하류측에 위치된다. 필터 벤트 포트(140)는 필터 요소(125)의 상류측 및/또는 하류측에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따라, 필터 유입구(130)는 상향으로의 수직의 유입 유동 경로를 형성하며, 필터 배출구(135)는 상향으로의 수직의 배출 유동 경로를 형성하며, 필터 벤트 포트(140)는 상향으로의 수직의 벤트 유동 경로를 형성한다. 바람직하게는, 필터 벤트 포트(140)가 가능한 가장 높은 지점에서 필터 공동부의 상류부(115)에 개방됨으로써, 상류부(115)의 가스는 자연히 필터 벤트 포트(140)로 상승된다. 마찬가지로, 가능한 가장 높은 지점에서 필터 공동부의 하류부(120)로 바람직하게 개방되는 배출 벤트 포트가 제공될 수 있어서, 하류부(120)의 가스는 자연히 포트(140)으로 환기되도록 상승한다. 하류 벤트 포트가 제공되지 않으면, 배출측의 모든 공기가 시작부에서 퍼징되고 필터에 포집 또는 잔류되지 않도록, 가능한 가장 높은 위치에서 배출구를 갖는 것이 바람직하다. 벤트 포트는 밸브에 유체가 연통되게 연결될 수 있다.
벤트 포트(또는 매니폴드의 대응된 포트들)은 액체의 구동 압력 보다 더 큰 기동 압력으로 압력 기동될 수 있다. 역시 수동 밸브가 사용될 수 있다. 예를들어, 필터 또는 매니폴드는, 특정 압력 또는 체적을 초과할 때 (예를들어, 필터 조립체(100)의 예상되는 작동 압력 보다 5psi 높을 때) 가스가 벤트되도록 포핏 밸브나 기타 다른 밸브와 같은 밸브들을 포함할 수 있다. 상기 포트는 미국, 메사추세츠, 빌레리카 소재의 엔터그리스 아이엔씨.(Entegris, Inc.)의 커넥톨로지(Connectology)(R) 연결구, 스웨지록 피팅(Swagelok fittings) 또는 유체 실링할 수 있는 다른 연결구로 구성될 수 있다.
포트들을 효과적으로 배치하기 위하여, 필터 요소(125)의 주름진 영역은 필터 유입구(130), 필터 배출구(135) 및/또는 필터 벤트 포트(140)들과 중첩될 수 있다. 그러나, 필터 조립체(100)로 유입되는 액체 유동이 충분할 때, 액체 유동이 필터 요소(125)에 직접 충돌하는 것은 필터요소를 손상시킬 수 있다. 따라서, 필터 요소(125)와 유입구 사이에 배치되는 유동 가이드(150)가 (예를들어, 배플, 튜브 또는 기타 다른 유동 방향전환구조) 유입구의 축을 따라 액체 유동과 충돌하여 액체 유동을 상류측 측벽(155)로 향하게 할 수 있다. 상기 유동 가이드(150)가 필터의 유입구(130)의 축에 대체로 직각으로 연장된 것으로 도시된 반면, 유동 가이드(150)는 다른 각도로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 액체 유동이 충분히 낮거나, 또는 필터 요소(125)가 유동 가이드(150) 없이 상류측 측벽(155)로 유동을 향하게 하기에 충분한 내구성을 갖는다.
필터 공동부(110)의 내부 표면들은 필터 요소(125)의 재료와 비교하여 보다 소수성이거나 친수성인 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 필터 하우징(105)은 측벽(155)에 가스 친화성을 증진시키도록 측벽(155)이 필터 요소(125) 보다 친 가스적이거나, 필터 요소(125)가 하우징 재료 보다 반 가스적인 것으로 선택될 수 있다. 제한하려는 것이 아닌, 예로서, 하우징 재료와 필터 요소(125) 사이의 표면 에너지의 차이가 10 dynes/cm2 보다 더 크게 될 수 있다. 게다가, 필터 요소(125)와 측벽(155) 사이의 표면 에너지 구배로 될 수 있다. 결론적으로, 액체가 측벽(155)에 대해 세정되고 상류부(115)에 채워질 때, 액체 속의 가스는 측벽(155)으로 유인될 것이다. 그러므로 가스는 필터 요소(125)를 통해 나가기 보다는 보다 쉽게 필터 벤트 포트(140)로 상승하게 된다. 마찬가지의 현상이 하류부(120)에서 발생될 수 있다.
작동시, 필터 조립체(100)는 정상 유동 필터링(NFF)을 제공한다. 액체가 대체로 상향으로 필터 유입구(130)로 들어와서 필터 공동부의 상류 측벽(155)으로 향하게 된다. 상류부(115)에서 압력이 상승함에 따라, 유체는 필터요소(125)를 통해 하류부(120)로 유동한다. 필터요소(125)를 통하는 액체의 주 유동 경로는 필터 유입구(130)를 통한 유동 경로에 대해 대체로 직각으로 될 수 있다. 필터 공동부(110)는 필터링 장치 전체를 통해 균일한 유동을 촉진하기 위한 구조로 될 수 있어서 필터를 완전히 세정하고 압력 손실 효과를 최소화할 수 있게 된다.
일 실시예에 따라, 필터 공동부(110)는 상류부(115) 및/또는 하류부(120)에서의 수력 직경에 대한 액체 체적의 비율을 유지하도록 형상화될 수 있다(상기 수력 직경은 비원형의 튜브와 채널에서의 유동을 지정할 때, 본 기술분야에 공지된 용어이며, DH=4A/P으로 정의되며, 여기서 A는 단면적이고, P는 단면의 젖은 주변부이다). 다른 실시예에서, 상기 비율은 유지되지 않지만, 수력 직경은 증가된 액체의 체적 영역의 증가에 대해 증가된다. 다른 실시예에서, 상류부(115) 및/또는 하류부(120)의 수력 직경은 일정하게 유지된다. 필터 인입구(130)에 근접한 상기 상류부의 수력 직경은, 필터 유입구(130)의 수력 직경과 같거나 더 크다. 더욱이, 상류부(115)는 그의 수력 직경이 필터 유입구(130)에서 멀어질수록 감소된다. 마찬가지로, 하류부(120)의 수력 직경은 필터 배출구(135)의 수력 직경과 같거나 더 크게 점차적으로 증가하는 것이 바람직하다. 대체로, 필터 하우징은 필터를 통한 액체 유동이 피팅을 통한 것보다 작은 손실로 되게 하는 제한 인자가 않되도록 설계될 수 있다.
도 2A-2C는 비원형의 필터 카세트로서 배열된 필터 조립체의 일 실시예를 개략적으로 보여준다. 예시적으로, 필터 카세트는 ("전측"으로 언급되는) 제 1 단부(165)와, ("후측"으로 언급될) 제 2 단부, 상부(175), 바닥부(180), 제 1 측부(185) 및 제 2 측부(190)를 구비한다. 도시된 실시예에서, 필터 조립체의 장축은 제 1 단부(165)로부터 제 2 단부(170)로 연장된 수평축이다.
필터 하우징(105)은 다수의 하우징 부분들로 구성될 수 있다. 도 2A-2C에서, 예를들어, 하우징(105)은 메인 셀(195), 측면 커버(200), 전측 단부 커버(210) 및 후측 단부 커버(215)로 형성된다. 필터 하우징(105)의 여러 부분들은 초음파 접합, 용접, 접착제, 기계적인 고정 또는 적당한 연결구조에 따라 결합될 수 있다. 일 실시예에 따라, 필터 하우징의 메인 접합 시임(220)은 필터 하우징(105)의 전측에서 후측으로 장축을 따라 연장된다.
도 2A-C는 하우징(105)의 바닥부, 하우징(105) 상부의 필터 배출구(135), 필터 하우징(105)의 상부에서 전측 단부를 향하여 필터 벤트 포트(140)를 도시하고 있다. 일 실시예에 따라, 부품들 사이의 접합을 허용하면서 가능한 필터 카세트의 전측에서 멀어지게 여러 포트들이 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 포트들은 (예를들어, 필터 카세트의 중앙부 또는 후측 단부 부근에서 하나 이상의 포트들) 달리 배치될 수 있다. 포트(130, 135)들의 개구부의 중앙선은 실시예의 카세트의 가장 넓은 부분들서 배치될 수 있다. 카세트 속에서의 각각의 액체 유동으로부터, 필터 유입구(130)용 구멍은 필터 공동부의 가장 낮은 지점에 위치될 수 있으며, 포트(135, 140)들용 구멍들은 필터 공동부의 가장 높은 지점에 위치될 수 있다.
도 2B-2C에 있어서, 내구 공동부의 형상이 필터 카세트의 외부 형상에 따르는 것으로 추정된다. 카세트의 형상은, 내부 공동부의 상류부와 하류부의 폭 및/또는 높이가 각각의 포트들로부터 멀어질수록 감소되도록 선택될 수 있는 형상이다. 필터 유입구(130)의 전측까지의 내부 공동부의 상류부의 부분은 (부호 225로 표시된 상류부의 "전측 부분") 높이 및/또는 폭이 감소되며, 그 이유는 측벽(155)이 내측으로 테이퍼지거나 혹은 상측 벽이 하향으로 테이퍼지거나 혹은 바닥 부분(225)에서 후측에서 전측으로 상향되게 테이퍼지기 때문이다. 유입구의 후측까지의 내부 공동부의 상류부의 부분은 (부호 (230)로 표시된 상류부의 "후측 부분") 필터 유입구로부터 멀어지면서 높이 및/폭이 감소되는데, 그 이유는 측벽(155)이 내측으로 경사지거나, 상부벽이 하방으로 경사지거나, 바닥부분이 후측부분(230)에서 전측으로부터 후측으로 상향되게 경사져 있기 때문이다. 결론적으로, 필터 공동부의 상류부의 수력 직경은 필터 유입구(130)에서 멀어지면서 감소된다. 마찬가지로, 내부 공동부의 하류부에서 배출구의 전측가지의 부분은 (부호 (240)으로 표시된 "전측부분") 높이 및/또는 폭에서 감소되는데, 그 이유는 하류부의 측벽(235)이 내측으로 경사지거나, 상부벽이 하방으로 경사지거나 바닥부분이 필터 배출구(135)에서 전측부분(240)으로 상방향으로 경사져 있기 때문이다. 유입구까지의 내부 공동부의 하류부의 부분 (부호 (245)로 표시된 하류부의 "후측부분") 또한 높이 및/폭이 필터 배출구(135)에서 멀러질수록 감소되는데, 그 이유는 벽(235)이 내측으로 경사지거나, 상부가 하방으로 경사지거나, 바닥이 후측 부분(245)에서 전측에서 후측으로 경사져 있기 때문이다. 따라서, 필터 공동부의 하류부분의 수력 직경은 필터 배출구(135)를 향하여 증가될 수 있다.
도 2B-2C에 도시되어 있듯이, 필터 하우징(105)은 필터 하우징(105)의 접합이나 조립에 도움이 되는 부분을 선택적으로 포함할 수 있다. 여기에 제한되는 것은 아닌, 예를들어, 상부표면으로부터 연장된 부분(250)과 바닥표면으로부터 연장된 부분(255)은 (후술하는) 필터 커버와 필터 멤브레인을 고정하기 위한 부가적인 영역을 제공한다. 상기한 부분들은 또한 카세트를 수용하는 장치에서 카세트를 정렬하기 위한 가이드 레일로서 작용하며 정렬에 도움이 된다. 다른, 또는 변형적인 정렬을 위한 부분들이 필터 조립체를 필터장치에 삽입하도록 제공될 수 있다.
도 3은 일 실시예의 필터 조립체의 분해도이다. 메인 셀(195), 측면 커버(200), 전단부 커버(210) 및 후단부 커버(215)들은 내부 공동부를 갖는 필터 하우징을 형성하며, 상기 내부 공동부에는 필터 요소(125)가 배치된다. 필터 커버(260)이 하우징에 결합되어, 액체 압력이 가해질 때, 필터 요소(125)를 제위치에 유지한다.
도 3의 실시예에서, 필터 요소(125)는 장방형 팩으로서, 그 속에서 필터 멤브레인이 필터 하우징의 장축에 평행하게 주름져 있다. 상기 주름 팩은 필터 공동부의 상류부를 향한 제 1 세트의 주름 팁(127)들과, 필터 공동부의 하류부를 향한 제 세트의 필터 주름 팁(129)들을 포함한다. 제 1 세트의 주름 팁들은 상류부 평면에 배치되어 있고, 제 2 세트의 주름 팁들은 하류부 평면에 배치되어 있다. 상기 주름 팩은 필터 공동부의 상류부와 인터페이스 결합되는 대체로 장방형의 인터페이스와 필터 공동부의 하류부와 게면 결합하는 대체로 장방형의 인터페이스를 형성한다.
도 4A-4C는 메인 셀(195)의 일 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 메인 셀(195)은 그의 제 1 단부에서 제 2 단부로 연장된 상부벽(270), 바닥벽(275) 및 측벽(155)을 포함한다. 일 실시예에 따라, 상부벽(270)과 바닥벽(275)은 함께 측벽(155)의 길이방향을 따라 연장된다. 바닥벽(275)은 측벽(155)에 대하여 직각인 축을 따라 측정된 상부벽(270) 보다 더 연장된다(예를들어, 도 2A를 기준으로 하여, 바닥벽(275)이 제 1 측벽(185)으로부터 상부벽(270) 보다 제 2 측벽(190)을 향하여 더 연장된다)(바닥벽(275)과 상부벽(270)은 측벽(155)에 대해 직각보다 더 큰 각도로 연장될 수 있지만).
상부벽(270)과 바닥벽(275)은 다수의 축에 대해 경사져 있다. 예를들어, 상부벽(270)은 두개의 축에 대해 경사질 수 있다: 필터 벤트 포트(140)로부터 메인 셀(195)의 후측 단부로 하방으로, 그리고 측벽(155)에서 에지(277)로 상방으로. 바닥벽(275)은, 메인셀(195)의 높이가 후측 단부에서 보다 필터 벤트 포트(140)에서 더 크도록 필터 유입구(130)로부터 후측 단부로 상방으로 경사져 있다. 바닥벽(275)은 또한 측벽(155)으로부터 에지(279)로 하방으로 경사져 있다.
메인 셀(195)은 다수의 리브들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 메인 셀(195)은 단부 리브(2801, 2802), 바닥 리브(2901-290n), 상부 리브(2951-295n) 및 중간 리브(3001-300n)를 포함한다. 각각의 리브들은 하나 이상의 바닥 옵셋부(offset portion), 측벽 옵셋부 및 상부 옵셋부를 포함한다. 예를들어, 리브(290)는 바닥 옵셋부(305)가 바닥 옵셋부(275)로부터 제 1 높이로 돌출되고, 측벽 옵셋부(310)가 측벽을 따라 제 1 높이 보다 큰 제 2 높이로 돌출된, 대체로 L자형상으로 될 수 있다. 일 실시예에서, 바닥 옵셋부(305)는 벽(155)으로부터 내부 공동부의 바닥을 가로질러 내부 공동부의 길이에 대해 직각의 (또는 다른 각도로) 제 1 거리만큼 연장되고, 측벽 옵셋부(310)는 측벽(155)으로부터 바닥 옵셋부(305)의 것보다 작은 거리만큼 내부 공동부 속으로 연장된다. 바닥 옵셋부(305)는 내부 공동부의 바닥면으로부터 떨어진 멤브레인으로서 작용을 하며, 측벽 옵셋부(310)는 측벽(155)에서 떨어진 주름으로서 작용한다. 상기 측벽 옵셋부(310)는, 그 측벽 옵셋부(310)가 측벽(155)에서 떨어진 거리가 상부를 향하여 감소되게 경사져 있으며, 이로써 내부 공동부의 상류부의 영역이 바닥으로부터 상부로 감소된다.
상부 리브(295)는 또한 상부 옵셋부(315)가 상부벽(270)으로부터 제 1 깊이로 연장된, 대체로 L자형상으로 될 수 있으며, 측벽 옵셋부(320)는 상기 제 1 깊이 보다 더 큰 제 2 깊이로 측벽(155)에 근접한다. 일 실시예에서, 상부 옵셋부(315)는 측벽(155)으로부터 내부 공동부의 상부를 가로질러 내부 공동부의 길이에 대해 직각의 (또는 다른 각도로) 제 1 거리만큼 연장되고, 측벽 옵셋부(320)는 상부 옵셋부(315)의 것 보다 작은 거리만큼 측벽(155)으로부터 내부 공동부 속으로 연장되어 있다. 상부 옵셋부(315)는 내부 공동부의 상부면으로부터 떨어진 멤브레인으로서 작용하며, 측벽 옵셋부(320)는 측벽(155)으로부터 떨어진 주름으로 작용한다. 상기 측벽 옵셋부(320)는, 그 측벽 옵셋부(320)가 측벽(155)으로부터 연장된 거리가 상부를 향하여 감소되게 경사져 있다.
일 실시예에 따라, 바닥 리브(290)의 높이는, 필터 카세트가 설치될 때, 바닥 옵셋부(305)의 상부 에지들이 서로 같은 레벨로 되도록 선택된다. 교대로 반복되는 바닥 리브들의 측벽 옵셋부(310)의 상측 양단부들 또한, 필터 카세트가 완전히 제위치에 설치될 때, (예를들어, 필터 유입구(130)가 수직으로 정렬되게) 서로 같은 레벨로 된다. 예를들어, 리브(290)들의 바닥 옵셋부(305)의 상부 에지들은 제 1 평면에 위치하며, 제 1 세트의 교대로 반복되는 바닥 리브(290)들의 측벽 옵셋부(310)의 상부 에지들은 제 2 평면에 위치하며, 제 2 세트의 교대로 반복되는 바닥 리브(290)들의 측벽 옵셋부(310)의 상측 에지들은 제 3 평면에 위치한다. 따라서, 필터가 설치될 때, 각 리브(2901 내지 290n)들의 바닥 옵셋부(305)의 상부는 같은 액체 레벨 위치하게 되며, 제 1 세트의 교대로 반복되는 바닥 리브(290)(예를들어, 리브(2902, 2904, 등)들의 측벽 옵셋부(310)의 상부는 서로 같은 액체 레벨에 위치하게 되며, 제 2 세트의 바닥 리브(예를들어, 리브(2903, 2905, 등)의 측벽 옵셋부(310)의 상부는 서로 같은 액체 레벨에 위치하게 된다.
마찬가지로, 교대로 반복되는 상부 리브(295)들의 상부 옵셋부(315)의 하측 에지들은 서로 같은 레벨로 될 수 있으며, 교대로 반복되는 상부 리브(295)의 측벽 옵셋부(320)의 하측 에지들 또한, 필터 카세트가 설치될 때, 서로 같은 레벨로 될 수 있다. 예를들어, 리브(295)들의 상부 옵셋부(315)의 하측 에지는 제 4 평면에 위치하며, 제 1 세트의 상부 리브(295)들의 측벽 옵셋부(320)들의 하측 에지들은 제 5 평면에 위치하고, 제 2 세트의 교대로 반복되는 상부 리브들의 측벽 옵셋부(320)들의 하측 에지들은 제 6 평면에 위치한다. 상기 제 1, 2, 3, 4, 5 및 6 평면들은, 필터 카세트가 완전히 설치되고 (예를들어, 필터 유입구(130)가 수직으로 정렬되게) 작동 위치에 있을 때, 평행한 수평면들로 된다. 다른 실시예들에서, 필터 지지와 하우징 강도를 제공하고 액체/압력 손실을 최소화하기 위해 리브들은 달리 이격되거나 또는 여러 평면들에서 정렬될 수 있다.
메인 셀(195)은 교대로 반복되는 상부와 바닥 리브들과 정렬되고 측벽 옵셋부들을 제공하기 위해 측벽(155)으로부터 내측으로 돌출된 일조의 중간 리브(3OO1-3OOn)들을 포함한다. 중간 리브(300)들이 내측으로 돌출된 거리는 바닥으로부터 상부를 따랄 감소될 수 있다. 교대로 반복되는 상부 리브(295)들과 바닥 리브(290)들은 중간 리브(300)와 직각으로 정렬될 수 있다. 일 실시예에 따라, 중간 리브(300)의 길이는, 중간 리브의 상측 단부가 인접한 교대로 반복되는 리브(295)들의 측벽 옵셋부(320)에 중첩되고, 중간 리브의 하측 단부는 인접한 교대로 반복되는 바닥 리브(290)들의 측벽 옵셋부(310)와 중첩되도록 선택된다. 예를들어, 리브(300)의 상측 단부는 리브(2951, 2953)들의 측벽 옵셋부(320)와 중첩되고, 리브(300)의 하측 단부는 바닥 리브(2901, 2903)들의 측벽 옵셋부(310)의 상부와 중첩된다. 다시 말해서, 일 실시예에서, 중간 리브의 수직 길이는 도 4B에 도시된 제 2와 4 평면들 사이에서의 수직 거리 보다 더 크다.
인접한 리브들 사이의 간격은 필터 요소의 바닥과 (또는 도면에 도시되지 않은 유동 가이드(150)와) 협동하여 유동 채널을 형성한다. 예를들어, 인접한 리브(2901, 2902)들 사이의 영역은 필터 유입구로 개방된 유동 채널(3252)을 형성한다. 필터 요소가 제위치에 있고 액체가 필터 공동부로 유입될 때, 액체는 유동 채널들을 따라 유동한다. 도시된 실시예에서, 액체는 내부 공동부의 바닥을 따라 유동 채널(3252)에서 유동한 다음, 리브(2902)를 넘을 때까지 측벽(155)까지 유동 채널(3252)을 유동하며, 상기 리브를 넘어 액체는 인접한 채널(3253)로 유동한다. 액체가 리브(2901, 2903)을 넘어 유동 채널(3251, 3254)를 채울 때까지 액체는 계속하여 채널(3252, 3253)들을 채울 것이다. 이런 공정은 액체가 채널(325n)을 채울 때까지 계속될 수 있다. 상기 리브 구조는, 측벽(155)을 따라 액체가 흔들림으로써 기체 버블이 측벽(155)을 따라 유인되어 상방향으로 유동할 가능성을 증가시킨다. 더욱이, 상기 리브 구조는 측벽(155)의 길이를 따라 액체를 분산시켜서 필터 요소의 균일한 젖음을 촉진한다.
도 4B는, 상부(270)와 바닥부(275)가 필터 유입구(130)로부터 멀어직 서로를 향하여 경사져 있는 것을 보여준다. 도 4C는 또한 메인 셀(195)의 형상은, 필터 카세트 또는 적어도 필터 공동부의 상류부가 필터 벤트 포트(140)의 중앙에서 가장 넓으며 전측 단부 및/또는 후측 단부를 향하여 내측으로 경사지도록 형성되어 있음을 보여준다. 도시된 실시예에서, 경사는 필터 유입구(130)에서 시작된다. 따라서, 필터 공동부의 수력 직경은 필터 유입구(130)로부터 멀어질 수록 감소되어 사각 공간이 감소되거나 제거된다. 더욱이, 도시된 실시예에서 필터 벤트 포트(140)는 필터 공동부의 가장 높은 지점에서 개방되어 있다. 다른 실시예들은 경사지지 않은 부분들과 경사진 부분들을 포함할 수 있다.
도 5A와 5B는 사이드 커버(200)의 일 실시예를 개략적으로 보여준다. 사이드 커버(200)는, 필터 주름에 평행한 시임을 형성하도록 (도 4A 참조) 메인 셀(195)의 에지(277, 279)들에 접합될 수 있는 사이드 커버(200)의 길이를 따라 에지 접합을 포함할 수 있다. 사이드 커버(200)는 상부 벽부분(335), 바닥 벽부분(340) 및 측벽(235)을 포함한다. 상기 사이드 커버(200)는 카세트의 가장 넓은 부분 또는 내부 공동부의 하류부의 가장 넓은 부분이 필터 배출구(135)의 중심선과 일치하는 형상으로 되어 있다. 더욱이, 사이드 커버(200)는 내부 공동부의 하류부의 전측 부분의 영역이 배출구로부터 전방으로 감소되거나 또는 내부 공동부의 하류부의 후측 부분의 영역이 필터 배출구로부터 후방으로 감소되는 형상으로 되어 있다. 예를들어, 상부 벽부분(335)이 필터 배출구(135)로부터 전방으로 하향으으로 경사질 수 있다. 상부 벽부분(335)은 또한 필터 배출구(135)로부터 전방으로 하방 경사져 있다. 마찬가지로, 바닥 벽부분(340)은 필터 배출구(135)로부터 후방으로 그리고 필터 배출구(135)로부터 전방으로 상방향으로 경사질 수 있다. 상기 측벽(235)은 또한 필터 배출구(135)로부터 후방으로 그리고 필터 배출구(135)로부터 전방으로 내측방향으로 경사질 수 있다.
도 5A의 실시예에서, 사이드 커버(200)는 상부 벽부분(335)이 필터 배출구(135)로부터 후방으로 하향되게 경사지고, 바닥 벽부분(340)이 필터 배출구(135)로부터 후방으로 상향되게 경사지는 형상으로 되어 있다. 상기 측벽(235)은, 그 외측 상부 에지(350)가 필터 배출구(135)로부터 후방으로 곡선을 따라 내측으로 경사지는 형상으로 되어 있다. 그러나, 측벽(235)의 외측 바닥 에지(355)는 내측으로 경사지지 않거나, 또는 상부 에지(327) 보다 덜 내측방향으로 경사져서 측벽에 "트위스트" 형상을 제공한다. 일 실시예에 따라, 상기 트위스트 형상은, 필터 배출구(135)로부터 필터 카세트의 단부까지의 수력 직경 또는 단면적에서 직선형이 되거나 다른 필요한 변화를 형성하도록 선택될 수 있다. 에지(329)와 에지(279) 사이에서 접합 시임 근처에 부품들을 유지시키도록 바닥 에지(329)의 감소된 또는 결여된 경사가 제공된다(도 4A 참조). 또한 상기 형상은 필터 카세트가 필터장치 속으로 적절한 방향으로 삽입될 수 있음을 보장하게 하는 키를 제공한다. 다른 실시예에서는, 그러나, 다른 측벽 형상이 사용될 수 있다.
도 5B는 사이드커버(200)의 일 실시예의 다른 도면을 보여준다. 도 5B의 화살표는 필터 배출구(135)로 액체가 흐르는 것을 보여준다. 일 실시예에 따라, 사이드 커버(200)는 필터 공동부의 하류부에서 보다 균일한 유속을 촉진하도록 하는 형상으로 되어 있다. 사이드 커버(200)는 필터 배출구(135)로 직접 유동하는 다른 특징을 포함하거나 리브들을 포함한다.
도 6은 필터 커버(260)의 일 실시예를 개략적으로 보여준다. 필터 커버(260)는 유동을 허용하면서 필터 요소를 제위치에 유지하도록 하는 구조로 될 수 있다. 일 실시예에 따라, 필터 커버(260)는 상부부재(360), 하부 부재(365), 전측 단부부재(370) 및 상기 상부부재(360)와 하부부재(365) 사이에 걸쳐있는 후방 단부부재(375)를 구비하는 외측 프레임을 포함할 수 있다. 상기 상부부재(360)와 하부부재(365)는 또한 필터 카세트 유지구에 필터 커버(260)를 연결하는 것을 허용하는 구조를 포함한다. 후술하는 바와같이, 예를들어, 필터 커버(260)는 메인 셀에의 끼움 연결을 위하여 돌출부와 홈 구조를 포함할 수 있다. 필터 커버(260)는, 상부부재(360)의 제 1 측부가 상부 리브(295)의 팁들과 접촉하는 접촉면을 갖고, 하부부재(365)는 바닥 리브(290)의 팁들과 접촉하는 접촉면을 포함하도록 구성될 수 있다.
필터 커버(260)는 또한 상부부재(360)와 하부부재(365) 사이에 걸쳐있는 중간의 스페이서부재(380)를 포함할 수 있다. 지지부재(385)는 스페이서부재(380)에 추가적인 지지를 제공한다. 상기 중간부재(380) 또는 다른 유지구조는 메인 셀의 리브들에 대하여 필터요소를 유지시키기에 충분히 강한 것이 바람직하다. 사이드 커버는 또한 부가적인 지지를 제공하도록 중간부재(380)와 접촉하는 리브들을 포함할 수 있다. 상기 중간부재(380)는 위와 전측으로 경사질 수 있어서 사이드커버의 리브들이 액체 유동이 내부 공동부의 하류부에서 필터 배출구로 직접 유입되게 유동을 안내장치로서 작용하도록 허용한다. 다른 실시예에서, 필터 커버(260)는 그물망 또는 유동을 허용하면서 필터요소를 유지시키는 다른 구조를 포함할 수 있다.
도 7은 메인 셀(195), 필터 요소(125) 및 필터 커버(260)를 구비한 필터 조립체의 일 실시예를 개략적으로 보여준다. 바닥 옵셋부, 측벽 옵셋부 및 상부 옵셋부들은 필터 요소를 필터 공동부의 바닥부, 상류부 및 상부들 각각을 분리되게 유지한다. 필터 커버(260)는 필터 공동부의 제 1 단부로부터 필터 공동부의 제 2 단부로 연장되어 있고 측벽(155)을 향하여 경사져 있다. 필터 커버(260)는, 압력이 필터 요소(125)의 상류부에 작용할 때, 필터 요소(125)를 제위치에 유지한다.
일 실시예에 따라, 필터 커버(260)와 메인 셀(195)은 시프팅된 평행사변형의 필터 요소에 유지 영역을 제공하도록 협동한다. 상기 필터커버(260)는 바닥부로부터 상부로 상류부 측벽(155)을 향하여 경사질 수 있으며, 상류부 측벽(155)으로부터 내측으로 돌출된 리브들이 제공된 측벽 옵셋부들은 바닥으로부터 상부로 측벽을 향하여 경사질 수 있다. 필터 커버(260)의 경사는 리브들의 경사각과 일치한다. 필터 커버(260)는, 제 1 (상류부) 세트의 주름 팁들이 리브들에 접촉하게 리브들에 대하여 필터 요소(125)를 밀게 될 수 있다. 상류부측에서, 리브들을 필터 요소(125)가 필터요소 유지/케이지를 추가할 필요없이 유지되는 것을 허용한다. 이러한 구조에서, 장방형의 주름 팩은, 필터요소(125)의 상류측의 주름 팁들이 리브들에 의해 한정된 제 1 평면에 배열되고 하류측의 필터요소의 주름 팁들은 필터 커버(260)에 의해 한정된 제 2 평면에 배열된 시프팅된 장방형으로 된다. 상기 시프팅된 평행사변형의 (예를들어, 마름모꼴 또는 편능형 장사방형의) 필터요소 유지 영역은 여러 장점을 제공한다. 첫째, 주름 팩을 변형시켜 너무 큰 수평 공간을 취하지 않고도 필터 배출구를 배치할 공간을 허용한다. 둘째, 주름 팩이 수력 직경을 (선형적으로 또는 달리) 감소시키는 구조의 일부로서 작용하게 한다.
일 실시예에서, 리브들의 바닥 옵셋부(305)는 필터 커버(260)로부터 상부로부터 바닥으로 경사져 드레인 채널(405)을 형성하도록 된 경사진 팁부분(400)을 갖는다. 상기 드레인 채널(405)은 (도 4B에 도시된) 바닥 리브(290)들 사이의 유동 채널들을 가로질러 연결할 수 있다. 액체가 필터 유입구(130)로 유입될 때, 액체는 필터 유입구(130)로부터 드레인 채널(405)을 통해 인접한 유동 채널들로 유동하고 이어서 전술한 바와같이 (도 4B의) 유동 채널(3252)을 따라 유동할 수 있게 한다. 필터 유입구(130)의 수력 직경은 필터 유입구(130)와 (양방향의) 드레인 채널(405)의 합과 같거나 작은 것이 바람직하다.
일 실시예에 따라, 필터 유입구(130)로의 개구부는 드레인 채널(405)와 중첩된다(도 4A 참조). 필터 유입구(130)로부터 압력이 제거되면, 카세트에 남아 있는 액체는 드레인 채널(405)로 유동할 수 있는데, 그 이유는 내부 공동부의 상류부의 바닥면이 (예를들어, 측벽(155)으로부터 드레인 채널(405)까지) 드레인 채널(405)을 향하여 하향으로 경사져 있기 때문일 수도 있다. 드레인 채널(405) 내의 액체는 필터 유입구(130)로 유동할 수도 있는데, 그 이유는 내부 공동부의 바닥면이 (예를들어, 도 4A와 4B와 연관하여 위에서 설명한 바와같이) 필터 유입구(130)를 향하여 경사져 있기 때문이다.
마찬가지로, 상부 옵셋부(315)는 벤트 채널(410)을 형성하도록 바닥부로부터 상부로 필터 커버(260)에서 멀어지게 경사진 팁부분(408)을 포함할 수 있다. 상기 벤트 채널(410)은 (도 4B에 도시된 바와같이) 상부 리브(295)들 사이의 유동 채널들을 가로질러 연결할 수 있다. 필터 벤트 포트(140)로의 개구부는 벤트 채널(410)과 중첩되는 것이 바람직하다. 필터 카세트가 가압되면, 내부 공동부의 상류부의 상부 표면이 벤트 채널(140)을 향하여 상향으로 경사질 수 있기 때문에, 기체는 벤트 채널(410)로 유동할 수 있다. 그런 다음 기체가 필터 벤트 포트(140)까지 벤트 채널(410)로 유동하게 되며, 그 이유는 (예를들어, 도 4A와 4B와 관련하여 위에서 설명한 바와같이, 상부 표면이 필터 벤트 포트(140)를 향하여 상향으로 경사져 있어서) 벤트 채널(410)이 필터 벤트 포트(140)를 향하여 경사져 있기 때문이다.
필터 커버(260)는 스냅-끼움, 간섭 끼움, 초음파 접합 또는 어떤 적당한 연결방법을 사용하여 메인 셀(195)에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따라, 메인 셀(195)은, 필터 커버(260)를 메인 셀(195)에 연결하도록 상부와 하부 연결부(420, 425)들을 포함한다. 상기 연결부(420)에는 메인 셀(195)의 길이방향을 따라 연장되는 홈(430)과 돌출부(435)가 형성된다. 상기 연결부(425)는 메인 셀(195)의 길이방향을 따라 연장된 홈(440)과 돌출부(445)를 포함한다. 필터 커버(260)는 대응하는 하측 돌출부(455)와 홈(460), 그리고 상측 돌출부(465)와 홈(470)을 포함한다. 상기 홈(430)은 돌출부(455)를 수용하고, 홈(460)은 돌출부(435)를 수용한다. 마찬가지로, 상기 홈(440)은 돌출부(465)를 수용하고, 홈(470)은 돌출부(445)를 수용한다. 작동시에, 필터 커버(260)는 스냅-끼움을 이용하여 상측과 하측 연결부들에 고정될 수 있으며, 상기 상하측 연결부들은 약간 벌어져 있어서 돌출부(435, 445)들이 돌출부(435, 445)들을 지나서 홈(430, 440)들에 안착될 수 있도록 한다. 메인 셀(195) 재료의 탄성으로 상기 연결부(420, 425)들이 필터 커버(260)가 수용되는 위치로 복귀되게 한다. 일 실시예에서, 상기 스냅은 필터 커버(260)가 고정되는 촉각적 또는 청각적 반응을 제공하기에 충분하게 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와같이, 필터 커버(260)는 리브 팁들이 접촉되도록 설치되거나, 필터 멤브레인의 일부분이 리브 팁과 필터 커버(260)의 접촉면 사이에 수용될 수 있도록 접촉면들과 매우 근접하게 될 수 있다. 일 실시예에 따라, 필터요소(125)의 상부와 하부의 멤브레인 플랩들은 리브들의 팁(400/480)들과 필터 커버(260) 사이를 통과하여 연결부(420, 425)들과 필터 커버(260) 사이에 포착되기에 충분한 거리로 연장되어 있다. 도 8은 예를들어 메인 셀(195)의 일부분이 필터 커버(260)에 연결된 일 실시예의 개략도로서, 하측 멤브레인 플랩(490)이 필터 커버(260)와 연결부(420) 사이에 포착된 것을 보여준다. 필터 요소(125)의 일부분의 포착은 추후의 조립 단계를 위해 필터 요소(125)를 유지시키는데 도움이 된다. 포팅(potting)과 함께, 초음파 접합 또는 다른 연결방법이 필터 커버(260)를 메인 셀(195)에 접합시키거나, 혹은 멤브레인을 메인 셀(195)과 필터 커버(260)에 접합시키고, 관통 멤브레인 이외에 하류부로부터 상류부를 시일링한다.
도 9는 필터 조립체의 일 실시예의 개략도이며, 필터 카세트의 길다란 입구측에 평행하게 연장된 메인 접합 시임부(220)에서 사이드 커버(200)에 메인 셀(195)이 연결된다. 메인 셀(195)과 사이드 커버(200)는 필터요소(125)가 배치되는 공동부를 형성하며, 공동부를 상류부(115)와 하류부(120)를 분리한다. 도 10은 도 9의 필터 조립체의 단면도로서, (부호 (495)로 표시된) 내부 공동부의 하류부의 후측과 (부호 (495)와 (497)의 결합으로 표시된) 필터 배출구(135)에서의 수력 형상을 보여준다. 또한, 상기 수력 형상은 내부 공동부의 하류부의 바닥에서 상부까지 증가됨을 주목할 수 있다.
일 실시예에 따라, 사이드 커버(200)는 수력 형상이 공동부의 하류부의 후측에서 필터 배출구(135)까지 그리고 공동부의 바닥에서 상부 까지 거의 선형적으로 증가하도록 형상이 형성되어 있다. 상기 수력 형상은 내부 공동부의 후측에서 0로 되는 것이 바람직하다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 수력 형상은 작동 필터 멤브레인의 단부에서의 0 보다 더 크게 될 수 있다. 일 실시예에 따라, 필터 배출구(135)의 수력 직경은 필터 배출구(135)에 근접한 내부 공동부의 하류부의 수력 직경과 거의 같게 될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터 배출구(135)의 수력 직경은 배출구에 근접한 내부 공동부의 하류부의 수력 직경보다 작거나 더 크게 형성될 수도 있다.
도 11은 도 7과 유사한 필터 조립체의 다른 실시예의 개략도이다. 도 11의 실시예에서, 필터 요소는 시프팅된 평행사변형 필터 요소 유지 영역(500)의 일 실시예를 보다 잘 보여주도록 도시되어 있지 않다. 부가적으로, 도 11에는, 바닥 리브(290), 상부 리브(295) 및 중간 리브(300)들이 도시되어 있으며, 필터 커버(260)의 각도와 일치되게 경사진 리브들의 측벽 옵셋부를 보여준다. 도 11은 또한 필터 유입구(130)로 들어온 액체가 필터 멤브레인에 직접 충돌하는 것을 방지하도록 유동 가이드(150)를 포함하는 필터 조립체들의 실시예를 도시하고 있다.
도 1-11에 있어서, 처리 액체와 접촉되는 모든 재료들은 처리 액체와 반응하지 않고 오염을 최소화하는 것으로 선택될 수 있다. 실시예들의 하우징은 제한적인 것은 아니나, 친유성 수지, (제한적인 것은 아니나 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 불소화에틸렌프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA)과 같은) 과불소화 수지, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 금속 또는 기타 재료들을 포함하는 다양한 재료들로부터 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 필터 조립체의 구성요소들은 다수의 층으로 형성될 수 있다. 메인 셀과 사이드 커버의 외측 부분은 비교적 저렴한 폴리머로 구성될 수 있는 한편, 내측 층은 처리 액체를 오염시키거나 잘 반응하지 않는 보다 가격이 비싼 폴리머로 구성될 수 있다. 한 예에서, 상기 메인 셀(195)과 사이드 커버(200)는 압력과 온도 조건에 견딜 수 있는 폴리프로필렌이나 기타 재료로 형성된 외측 셀을 포함할 수 있다. 내측에서는, 보다 값이 비싸고, 보다 화학적으로 내구성이 있으며, 보다 순도가 높은 재료의 전형적인 내측 층은 열성형될 수 있고 메인 셀(195)과 사이드 커버(200)의 에지들에 부착될 수 있다. 그러한 재료의 예는, PFA, FEP 또는 다른 폴리머를 포함하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 필터의 전체적으로 젖는 표면은 보다 화학적 내구성이 있고, 보다 고순도의 폴리머로 될 수 있다. 다른 실시예에서, 바람직한 재료의 내측 층은 외측 셀의 내측면 위에 오버 몰딩될 수 있다. 다른 한편에서, 필터 커버(260)는 비교적 저렴한 재료의 코어와 보다 고가지만 덜 반응성인 재료의 외측 코팅 또는 층을 가질 수 있다.
주름 팩 필터 요소(125)를 사용한 필터 카세트는 아래 단계들에 따라 조립될 수 있다. 필터 멤브레인은 연결부(420, 425)들을 따라 주름부의 플랩 단부들이 안착되어 메인 셀(195) 속에 삽입될 수 있다. 필터 커버(260)가 제위치에 스냅 끼움될 수 있다. 이 단계는 멤브레인을 외측 커버와 셀 사이에서 돌출부-홈 결합으로 제위치에 고정한다. 통상적인 원통형의 카트리지장치와 같지 않게, 필터링장치속에 조립하기 전에 두개의 길다란 멤브레인 에지들을 함께 시일하도록 주름 팩을 감쌀 필요가 없다. 그런 다음 사이드 커버(200)는 초음파 접합, 용접, 접착, 열접촉 또는 비접촉식 접합방법을 포함하는 적당한 접합방법을 사용하여, 그러나 이런 접합방법에만 한정되는 것은 아니며, 메인 셀(195)에 접합될 수 있다. 일 실시예에 따라, 하우징의 접합과 멤브레인 에지들의 시일이 단일의 접합 공정에서 수행될 수 있다. 사이드 커버(200)는 또한 기계적인 고정수단을 사용하여 메인 셀(195)에 연결될 수 있다. 필요한 경우, 가스켓이 사이드 커버(200)와 메인 셀(195) 사이에 배치될 수도 있다.
주름 팩의 단부들은 폴리머나 수지로 포팅될 수 있다. 일 실시예에 따라, 조립체의 요구되는 길이의 각 단부는, 라미네이트, 폴리머, 수지, 접착제 또는 기타 포팅재료들과 같은 필요한 포팅재료에 침지되어 내부의 챔버와 주름팩의 단부를 시일한다. 상기 포팅재료는 열가소성인 것이 바람직하다. 여기에 한정하는 것이 아닌, 예로서, 주름팩의 전측과 후측의 0.125~0.5인치가 포팅재료로 시일될 수 있다. 상기 포팅재료는 주름팩과 내부 공동부의 단부들을 시일하고, 필터 조립체의 상류부(115)와 하류부(120)를 분리하며 체적을 정체시키는 것을 방지한다. 다른 실시예에서, 주름팩의 단부들은 메인 셀(195)에 삽입하기 전에 포팅재료로 시일될 수 있지만, 그렇게 하는 것은 결과적으로 필터 카세트의 단부들과 포팅 사이에 어느 정도 사각 공간이 생길 수 있다. 전측과 후측의 단부 커버(210/215)들은 포팅재료, 초음파 접합, 용접, 접착, 열접촉 또는 비접촉식 접합방법을 포함하는 적당한 접합방법들과, 기계적 고정수단 또는 기타 수단을 사용하여 필터 카세트의 메인 바디에 연결될 수 있다. 도 12는, 예로서 주름팩이 제위치에서 포팅재료(590)로 시일된 것을 보여주는 필터 조립체의 일 실시예를 개략도이다.
도 13은 필터 조립체(600)의 다른 실시예의 개략도로서, 상기 필터 조립체는 필터 공동부(603)에 배치된 필터 요소(610)에 의해 상류부(604)와 하류부(606)으로 분할된 필터 공동부(603)을 한정하는 필터 하우징을 갖는다. 상기 필터 요소(606)는 주름 필터, 뎁스 필터(depth filter), 중공 섬유 멤브레인 또는 기타 필터들을 포함하는 적당한 필터 매체로 될 수 있지만 여기에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예에서, 필터 요소(610)는 다수의 멤브레인들 사이에 샌드위치 구조로 된 폴리머 필터링 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 필터 요소(610)는 장방형의 주름 팩을 포함한다. 필터 유입구(612)는 (필터를 관통하는 액체 유동에서 볼 때) 필터요소(610)의 상류측에 위치되고, 필터 배출구(614)는 필터 요소(610)의 하류측에 위치된다. 필터 벤트 포트는 (예를들어, 필터 벤트 포트(615,616)) 필터 요소(610)의 상류측 및/또는 하류측에 위치될 수 있다. 상기 벤트 포트(615,616)들은 또한 선택적으로 밸브에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 필터 유입구(612)는 필터 조립체(600)의 상부에 위치하며 하향의 수직 유입 유동 경로를 한정하며, 필터 배출구(614)가 필터 조립체(600)의 상부에 위치되고 상방향의 수직 배출 유동 경로를 한정하며, 필터 벤트 포트(616)는 상방향의 수직 벤트 유동 경로를 한정한다. 필터 벤트 포트(615)는 필터 공동부의 가능한 가장 높은 지점에서 상류부(604)로 개방되는 것이 바람직하며, 이로써 상류부(604)에 있을 수 있는 기체가 자연적으로 필터 벤트 포트(615)로 상승하게 된다. 마찬가지로, 배출 벤트 포트(616)가 필터 공동부의 가능한 가장 높은 지점에서 하류부(606)에 개방되는 것이 바람직하며, 이로써 하류부(606)에 있을 수 있는 어떤 기체가 자연히 벤트 포트로 상승된다. 필터 유입구(612)는 유입 밸브(618)를 포함하여 필터 유입구(612)를 시일할 수 있다.
포트를 경로에 효과적으로 배치하기 위하여, 필터 요소(610)는 필터 유입구(612), 필터 배출구(614) 및/또는 필터 벤트 포트(615/616)들과 중첩될 수 있다. 필터 조립체(600)에 유입된 액체 유동이 충분한 경우, 액체 유동이 필터요소(610)에 직접 충돌하여 필터요소를 손상시킬 수 있다. 따라서, (예를들어, 배플, 튜브 또는 다른 유동 안내 구조의) 유동 가이드(620)가 필터 요소(610)와 유입구 사이에 배치되어 유입구의 축을 따라 유동에 장애물이 되어 상류측 측벽(622)을 향한 유동을 제한하도록 한다. 전술한 바와같이, 상기 벽들은 필터 요소(610) 보다 기체에 친화력이 있는 것으로 선택될 수 있으며, 이로써 기체가 벽(622)으로 붙게 되는 것을 촉진할 수 있다. 유동 가이드(620)가 필터 유입구(612)의 축에 대체로 수직으로 연장된 것으로 도시되어 있지만, 유동 가이드(620)는 다른 각도로 배치될 수도 있다. 다른 실시예에서, 필터 요소(610)는 상류측 측벽(622)으로 직접 유동하는데 대한 충분한 내구성을 제공한다.
도 14는 도 13의 것과 유사한 필터 조립체(600)의 다른 실시예의 개략도로서, 액체가 하류부(606)를 빠져나가기 전에 측벽(628)을 따라 유동하는 것을 보장하도록 제 2 유동 가이드(626)와 필터 배출구(614)를 시일하는 배출밸브(624)를 보여준다. 일 실시예에서, 유입 밸브(618)와 배출 밸브(624)는, 필터 조립체(600)가 매니폴더에서 제거될 때, 필터 조립체(600) 속으로 유동하는 액체의 압력이 역치 보다 아래로 떨어질 때 혹은 기타 다른 조건이 충족될 때, 밀봉한다. 일 실시예에서, 유입 밸브(618)과 배출밸브(624)는 포핏 밸브로 될 수 있다. 벤트 포트들은 (또는 매니폴드의 대응된 포트들은) 액체의 구동압력 보다 더 큰 기동 압력으로 작동될 수 있다. 예를들어, 필터 또는 매니폴드는 특정 압력을 초과할 때 (예를들어, 필터 조립체(600)의 예상된 작동 압력을 5psi 초과할 때) 기체만 배출되도록 포핏 밸브나 기타 다른 밸브와 같은 밸브들을 포함할 수 있다. 상기 포트들은 미국, 메사추세츠, 빌레리카 소재의 엔터그리스 아이엔씨.(Entegris, Inc.)의 커넥톨로지(R) 연결구, 스웨지록 피팅(Swagelok fittings) 또는 유체 실링할 수 있는 다른 연결구를 포함할 수 있다. 반면에, 도 14는 필터 조립체의 일부로서 일체화된 유입 및 배출 밸브를 도시하고 있으며, 다른 실시예들에서, 상기 밸브들은 필터가 연결되는 매니폴드의 일부로 되거나, 어느 곳에도 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 필터 조립체(600)는 필터 카세트로서 배치될 수 있다. 도 15는 필터 하우징(602)에 배치된 필터 홀더(630)에 설치된 필터 요소(610)를 포함하는 필터 카세트의 단면을 보여주는 일 실시예의 개략도이다. 필터 하우징(602)은 필터 공동부를 부분적으로 한정하는 결합부(635)에서 함께 연결된 대칭부분(632, 634)들을 갖는 메인 바디를 포함한다. 필터 요소(610)는 필터 공동부를 상류부(604)와 하류부(606)로 분할한다.
필터 유입구와 배출구 부재(636,642)들이 하우징(602)에 연결되고, 필터 공동부로 개방된 포트들을 제공한다. 상기 필터 유입구와 배출구 부재(636,642)들은 포핏 밸브나 기타 다른 밸브와 같은 밸브들을 수용할 수 있다. 일 실시예에 따라, 유입구 부재(636)는 유입구(612)용의 숫 연결구(637)와 유입 벤트 포트(615)용의 숫 연결구(638) 및 베이스(640)로부터 연장된 액체 유지벽(639)를 포함하며, 상기 액체 유지벽(639)은 연결구(637, 638)들을 둘러싸고 있다. 상기 연결구(637, 638)들은 시일 연결을 위하여 매니폴드에서 보조적인 암 포트들에 의해 수용된다. 상기 유지벽(639)은 상기 연결구들을 둘러싸고, 베이스(640)와 협동하여 필터 카세트가 매니폴드에서 제거될 때 떨어지는 낙수를 받을 수 있는 낙수컵 기능을 한다. 상기 포트부재(636)의 베이스(640)는 연결구(637)에서 연결구(638)로 상향으로 경사져 있어서 상류부(604)의 가장 높은 지점에서 개방되는 기체 수용부(641)를 형성한다. 유입 벤트 포트(615)는 기체 수용부에 개방되어 있다.
도 15의 실시예에서, 필터 배출구 부재(642)는 배출구(614)용의 숫 연결구(643)와, 상기 배출구(614)를 형성하도록 베이스(645)로부터 연장된 벽(644)을 포함한다. 본 실시예에서, 필터 배출구부재(642)에는 벤트 포트가 없지만, 다른 실시예들에서는 있을 수 있다. 어떤 실시예들에서, 단일의 포트가 필터 배출구와 배출측 필터 벤트 포트로서 작용할 수 있다. 그러한 경우에, 배출구(614)는 하류부(606)와 액체가 연통되는 가장 높은 영역에 개방되어서 기체가 필터 배출구(614)로 상승할 수 있도록 되는 것이 바람직하다.
카세트의 메인 바디와 함께 작용하는 유입구부재(636)는 유입구(612)에 개방된 상류부(604)의 유입 영역(646)을 형성하지만, 하류부(606)로부터 필터링 또는 여과 매체에 의해 분리된다. 일 실시예에 따라, 상기 유입 영역(646)은, 유동을 수평으로 전향시키기 위해 유입구(612)의 주 축에 대하여 직각으로 (예를들어, 유입구(612)를 통해 액체가 유입되는 경로를 가로질러) 연장된 표면(648)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 필터 홀더(630)의 상부 표면(650)은 액체의 유동을 벽(622)으로 향하게 하는 유동 가이드(예를들어, 배플)를 형성하도록 상기 표면(648)과 함께 작용한다.
작동시, 액체는 유입구(612)를 통해 유동방향으로 (예를들어, 수직으로) 필터 카세트로 들어와서 표면(648,650)들에 의해 벽(622)으로 제 2 방향으로 전향된다. 액체는 필터 홀더(630)와 벽(622) 사이의 틈을 통해 필터요소(610)와 벽(622) 사이의 공간으로 흘러 들어갈 수 있다. 그런 다음 액체는 필터 요소(610)를 통과하여 배출구(614)를 통해 필터 카세트를 떠나게 된다. 게다가, 필터 카세트는 NFF를 제공한다. 벽(622)에 흡인된 기체는 상류부(604)로부터 기체 수용 영역(641)으로 상승하여 유입 벤트 포트(615)를 통해 배출된다.
도 16A-16C는 필터 카세트의 일 실시예에 대한 외부에서 본 개략적인 사시도로서, 전술한 여러 특징들을 보여준다. 일 실시예에 따라, 필터 카세트는 상부벽(652), 바닥벽(654), 단부벽(656,658) 및 측벽(622)와 메인 바디부분(632, 634)로부터 형성된 측벽(628)들을 구비하고 대체로 장방형으로 될 수 있다. 실시예의 메인 바디는 친유성 수지, (제한적인 것은 아니나 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 불소화에틸렌프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA)과 같은) 과불소화 수지, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 금속 또는 기타 재료들을 포함하는 다양한 재료들로부터 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 메인 바디는 다수의 층으로 형성될 수 있다. 외측의 셀은 비교적 저렴한 폴리머로 구성되는 반면, 내측 층은 처리 액체를 오염시키거나 반응하기 쉽지 않는 보다 비싼 폴리머로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 메인 바디는 폴리프로필렌이나 요구되는 압력과 온도에 견딜 수 있는 다른 재료로 형성될 수 있는 외측 셀을 포함한다. 상기 외측 셀의 내측에는, 통상적으로 보다 비싸고, 보다 화학적 내구성이 있으며, 보다 높은 순도의 재료들로 된 내측 층이 열 성형되어 외측셀의 에지들에 부착될 수 있다. 그러한 재료의 예는 PFA, FEP 또는 다른 폴리머를 포함하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 필터의 전체적인 젖는 표면은 화학적으로 보다 내구성이 있고, 고순도의 폴리머로 될 수 있다. 다른 실시예에서, 요구되는 재료의 내측 층은 외측 셀의 내측에서 오버 몰드 성형될 수 있다.
여러 벽들의 두께는, 필터 카세트가 압력 용기로서 작용하는 것을 이해하고 선태될 수 있다. 전형적으로, 종래의 장치에서는 필터가, 그에 예상되는 작동 압력을 견디기에 충분한 벽을 가져야 한다. 즉, 필터는 변형이 허용가능한 범위내에서 (예를들어, 대체로 100psi에서 10% 미만, 5% 미만, 1% 미만) 유지되기에 충분한 두께의 벽들을 가져야 한다. 다른 한편으로, 필터 카세트는 비교적 얇은 측벽들을 가질 수 있다. 측벽들은 예상되는 작동 압력에서, 허용가능한 정도 보다 큰, 예를들어 30% 보다 큰 변형을 허용할 수 있는 두께를 가질 수 있다. 후술하는 바와같이, 필터 베이(bay)는 허용가능한 범위내에서의 변형을 유지하기에 충분한 부가적인 지지력을 제공할 수 있다. 단부 벽(656, 658)들은 측벽(622, 628)들과 같은 두께를 가질 수도 있고 다른 두께를 가질 수도 있다. 일 실시예에서, 단부 벽(656, 658)들은 변형을 최소화하도록 리브(664, 665)들을 포함할 수 있다. 상부벽(652)과 바닥벽(654)은 측벽(622, 628)들과 같은 두께를 가질 수 있으며, 변형을 최소화하기 위해 더 두껍게 될 수도 있고 또는 보다 얇게 될 수도 있다.
메인 바디 부분(632, 634)들 각각은 각각의 벽들로부터 외측으로 연장된 연속된 리브 재료를 (리브(667, 668)들 각각을) 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 메인 바디 부분들을 결합하기 위한 보다 넓은 사용가능한 접합 영역을 형성하도록 리브(667, 668)들은 메인 바디 부분의 에지에서 외측으로 연장되어 있다.
필터 카세트는 필터 베이 속으로 필터 카세트를 가이드하는 가이드부재(660)를 포함할 수 있다. 도 16A-C의 실시예에서, 가이드부재(660)는 일 세트의 측방향으로 연장된 가이드 플랜지(661, 663)들을 포함하며, 상기 플랜지들은 필터 베이 조립체의 대응된 트랙에 수납될 수 있는 레일을 각각 형성하도록 리브(667, 668)들로부터 연장되어 있다. 다른 실시예에서, 필터 카세트는 다수의 레일들 또는 다른 가이드부재들을 모두 포함할 수 있다.
도 16A-16C는 또한 일 실시예의 필터 카트리지를 도시하고 있으며, 본 실시예의 필터 카트리지는 대칭 포트(port)들을 포함할 수 있다. 대칭 포트들을 가짐으로써 대칭적인 구성방법은 전통적인 필터들에서 보다 더 큰 상당한 정도의 신축성을 제공한다. 예를들어, 카세트는 역류될 수 있어서, 필터링 처리가 역방향으로 진행될 수 있고, 진공이 카트리지의 일측에 적용될 수 있어서 투과증발 시퀀스를 허용할 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 다른 한편, 비대칭 카트리지는 액체의 최적 유동이 어느 한 방향으로 한정된다.
도 17은 일 실시예의 필터 카세트의 메인 바디의 개략적인 사시도로서 전술한 여러 특징들을 보여준다. 도 17에 도시된 바와같이, 리브(667, 668)들은 메인 바디부분(632, 634)들의 에지들로부터 내측으로 반전되며, 메인 바디 길이의 제 1 부분과 메인 바디 길이의 제 2 부분은 유입 보울(bowl:670)과 배출 보울(672)의 측벽을 형성한다. 일 실시예에 따라, 메인 바디부분(634)은 상부벽(652)의 일부분으로 될 있는 표면(648)을 포함하며, 상기 표면(648)은 메인 바디부분(634)에 의해 형성된 유입 보울(670)의 바닥 부분을 가로질러 연장된다. 유입 보울(670)의 타측은 필터 공동부에 개방될 수 있다. 즉, 메인 바디부분(632)은 메인 바디부분(632)에 의해 형성된 유입 보울의 일부분 속에서 개방될 수 있다. 따라서, 유입 보울(670)은 필터 공동부의 상류부에 개방되지만 하류부에서는 개방되어 있지 않다. 마찬가지로, 메인 바디부분(632)은 상부벽(652)의 일부분으로 된 표면(674)을 포함하며, 상기 표면은 메인 바디부분(632)에 의해 형성된 배출 보울(672) 부분의 바닥을 가로질러 연장되어 있다. 배출 보울(672)은 필터 공동부의 하류부에 개방되지만 필터 공동부의 상류부에는 개방되어 있지 않는다. 즉, 메인 바디부분(634)은 그에 의해 형성된 배출 보울의 일부분속에서 개방된다. 일 실시예에 따라, 포트부재(636, 642)들은 (도 16B 참조) 초음파 접합, 접착제 또는 다른 종류의 접합방법을 사용하여 유입 보울과 배출보울 측벽들의 상부 에지들에 접합될 수 있으며, 필터 유입 포트는 상기 표면(648)과 일직선상으로 정렬되고 필터 배출 포트는 표면(674)과 일직선상으로 정렬된다.
많은 종래의 필터들에서, 포트 연결부는 메인 하우징의 부품으로서 제조되었다. 결론적으로, 각각의 연결 유형과 크기에 따라 다른 여러 공정들이 필터하우징의 제조에 필요하였다. 도 17의 실시예는 필터 카세트의 대칭적인 메인 바디를 제공하며, 그 속에 설치되는 필터요소가 유입구와 배출구들이 부착되지 않고 조립될 수 있다. 그런 다음, 적당한 크기로 된 포트들이 필요에 따라 부가될 수 있다. 이러한 구성에서, 여러 포트 유형에 대하여 필터 하우징의 메인 바디 제조에 단일의 툴(tool)이 사용될 수 있다. 포트들을 구비한 필터 하우징 전체로서가 아니라, 특정 종류의 포트 부재들에 대하여, 특정한 툴만 요구된다.
도 18은 일 실시예의 카세트의 메인 바디의 대칭적인 메인 바디부분(632, 634)들을 보여준다. 도 18에 도시된 바와같이, 상기 바디부분(632)은 필터 카세트 메인 바디의 반쪽으로 단일의 툴을 사용하여 제조될 수 있도록 부분(634)과 동일하게 될 수 있다. 본 실시예에서, 메인 바디부분(632)에 의해 한정된 상부벽(652) 부분은 (표면(674)으로 도시된) 배출 보울(672)의 주변부에 연속되어 있지만, (표면(675)으로 도시된) 유입 보울(670)의 주변부속에서 개방되어 있다. 마찬가지로, 본 실시예에서, 메인 바디부분(634)에 의해 한정된 상부벽(652) 부분은 (표면(648)으로 도시된) 유입 보울(670) 측벽 주변부에 연속되어 있으며, (부호 676으로 표시된) 배출 보울(672) 측벽의 주변부 속에서 개방되어 있다.
도 19는 일 실시예의 필터 홀더(630)를 개략적으로 도시하고 있다. 필터 홀더(630)는 단부벽(680, 682)들을 포함하고, 상부벽(684)과 바닥벽(685)들은 양측에서 개방된 필터 요소 홀딩 영역(686)을 한정하도록 이격된 단부들 사이에서 연장되어 있다. 도 19에 도시된 실시예에서, 필터 홀더(630)가 필터 공동부에 꼭 끼워지도록 상기 단부벽(680, 682)들은 필터 공동부와 같은 폭으로 되며, 필터 홀더(630)의 길이는 필터 공동부의 길이와 같게 된다. 필터 홀더(630)가 필터 공동부에 배치될 때, 필터 공동부의 상부(684)와 측벽들의 에지들 사이에 약간의 틈새가 있어서 액체가 필터요소와 측벽들 사이의 공간에 유입되고 그로부터 배출될 수 있도록, 상부(684)가 단부(680, 682)들 보다 약간 더 좁게 될 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 홀더는 대칭이다. 이것은 제조 비용과 부품들의 수를 감소될 수 있게 한다.
필터 홀더(630)는 또한 필터 홀더(630)의 외측면에서 외측방향으로 연장된 얇은 연속된 판부분(688)을 포함한다. 상기 판부분(688)은, 필터 카세트가 조립될 때, 리브(667, 668)들 사이에 배치되도록 충분한 거리로 연장되어 있다. 상기 판부분(688)은 유입 보울(670)과 배출 보울(672)들과 정렬되는 절취부(690)를 포함할 수 있다. 이것은 예를들어 필터 공동부의 상류부(604)의 나머지 부분과 유입 영역(646) 사이에서 개구부를 제공한다.(도 15 참조) 이로써, 예를들어, 개구부(690a)는 액체의 유동이 필터 유입구로 들어와서 표면(648)에 의해 방향이 전환되어 개구부(675) 속으로 향하도록 허용한다(도 18 참조). 마찬가지로, 개구부(690b)는 개구부(676)를 통해 배출되는 액체가 표면(674)을 넘어 필터 배출구에서 배출되는 것을 허용한다(도 15, 18 참조). 일 실시예에 따라, 리브(667, 668)들과 판부분(688), 시일부(632, 634)들 및 필터 홀더(630)들을 접합하도록 소닉 용접이 이용될 수 있다. 그러므로, 상기 판부분(688)은 메인 바디의 재료에 녹을 수 있는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
필터 요소 홀딩 영역(686)은 필터 요소가 팩킹될 수 있다. 필터요소는 필터요소 홀딩 영역(686)의 내측면에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 필터 요소는 장방형의 주름 팩을 포함한다. 제 1 세트의 주름 팁들은 필터 챔버의 하류부를 향하여 있다. 필터요소는 그 상류측 표면이 중앙의 코어부 둘레로 만곡되기 보다는 대체로 평탄하게 되도록 필터요소가 팩킹될 수 있으며, 필터요소가 자체적으로 되돌려지는 형태인 경우 에지에서 일부 굽힘이 있을 수 있지만 필터가 주름들을 포함할 수 있다. 만곡된 필터 보다 평탄한 것을 사용함으로써, 주어진 체적에 보다 많은 멤브레인 재료가 팩킹될 수 있고, 굽힘 모멘트에 덜 순응적인 필터링 매체를 사용할 수 있다. 더욱이, 주름 필터가 (예를들어, 주름들이 압착되어) 대체로 평탄한 윤곽으로 배치될 수 있기 때문에, 주름들의 상류측과 하류측 칫수가 (하류측 주름들 보다 상류측 주름들이 더 많이 퍼지게 되는 원형의 필터 디자인과 달리) 동일하게 될 수 있다. 다른 실시예에서, 장방형의 주름 팩의 주름들은 분리될 수 있다.
실시예들의 필터 홀더(630)는 친유성 수지, (제한적인 것은 아니나 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 불소화에틸렌프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 폴리머(PFA)와 같은) 과불소화 수지, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 금속 또는 기타 재료들을 포함하는 다양한 재료들로부터 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 필터 홀더(630)는 다수의 층들로 형성될 수 있다. 코어는 저렴한 (예를들어, 폴리프로필렌과 같은) 제 1 폴리머로 구성될 수 있는 반면, 액체와 접촉하는 층들은 화학적으로 보다 내구성이 있고, 처리 액체를 오염시키거나 처리 액체와 쉽게 반응하지 않는 고순도의 제 2 폴리머로 된다. 일 실시예에 따라, 제 2 폴리머는 제 1 폴리머 위에 오버 몰딩될 수 있다.
도 20은 일 실시예의 RFID 태그(692)가 부착된 필터 카세트와 RFID 리더(693)를 보여준다. 상기 RFID 리더(693)는 제한된 범위 "R", 즉 4 인치 범위를 갖는다. 카세트의 길이 "L"이 "R" 보다 더 큰 경우에, 카세트가 필터 베이 뒤쪽에 배치될 때, RFID 리더(693)가 RFID 태그(692)를 판독할 수 없도록 RFID 태그(692)는 카세트에 배치될 수 있다. 카세트가 부적절하게 설치되거나 전혀 설치되지 않은 경우, 상류측 구성요소들이 필터장치에 액체를 제공하지 않도록 제어가 실행될 수 있다. 실시예들은 또한 제 1 및 제 2 매니폴더 전체에 배치된 센서들을 포함하여 압력 또는 온도와 같은 액체의 여러 특성들을 판독하게 된다.
상기한 일부 실시예들에서, 필터 카세트는 대체로 장방형의 형상을 갖는다. 도 21은 카세트의 측벽득이 만곡되도록 둥근 후측 및 전측 벽들을 구비한 메인 바디(694)를 갖는 일 실시예의 필터 카세트를 개략적으로 보여준다. 상기 필터 카세트는 필터 베이 조립체의 슬로트 형상의 트랙에 끼워질 수 있는 가이드기구(695)를 포함할 수 있다. 도 22는 측면이 타원형인 메인 바디(696)를 갖는 다른 실시예의 카세트를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 필터 카세트는 필터 베이 조립체의 슬로트 형상의 트랙에 끼워질 수 있는 가이드기구(697)를 포함할 수 있다. 도 23은 원통형의 메인 바디(698)와 가이드기구(699)를 구비한 다른 실시예의 카세트를 보여준다. 여러 실시예들의 카세트 형상들은 예로서 제공된 것이며, 일부 실시예들에서는 대칭형 메인 바디 부분들을 포함하는 다른 형상의 카세트가 사용될 수도 있다. 더욱이, 카세트 속의 필터 요소는 중앙의 코어를 중심으로 만곡된 관형상을 포함하여 어떤 요구되는 형상을 가질 수 있다.
특정한 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 요약서와 개요의 기재를 포함하여 본 발명의 예시된 실시예들에 대한 설명은 본 발명을 본 명세서의 특정한 형태로 한정하거나 소진하려는 의도가 아니다(그리고, 특히 특정 실시예를 포함하여 요약서나 개요에 기재된 특징 또는 기능들은 본 발명의 범위를 그러한 실시예나 특징 또는 기능으로 한정하려는 의도가 아니다). 오히려, 요약서나 개요에 기재된 실시예의 특징이나 기능을 포함하여, 특별히 설명된 실시예, 특징 또는 기능으로 본 발명을 한정하지 않고 본 발명을 이해하기 위한 설명을 본 기술분야의 숙련된 자에게 제공하기 위하여 예시적인 실시예와, 특징 및 기능들을 설명하고자 한 것이다. 본 발명의 특정한 실시예들은 오직 예시적인 목적으로만 기재된 것이며, 관련 기술분야의 숙련자들이 인식하는 바와같이 여러 균등한 변경들이 본 발명의 기술적 사상내에 가능하다. 따라서, 도시된 바와같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 대한 전술한 설명의 관점에서 본 발명에 대해 이러한 변경들이 만들어질 수 있으며, 이러한 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위내에 포함될 것이다. 따라서, 본 발명은 특정 실시예들을 참고하여 설명되었지만, 자유로운 변형, 여러 변경 및 대체가 전술한 설명에서 의도하는 것이고, 어떤 경우에는 본 발명의 실시예의 일부 특징들이 전술한 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않고 다른 대응된 특징들을 이용하지 않고 채용될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 기술적 사상에 대한 특정 상태나 재료에 순응하기 위하여 많은 변형이 가해질 수 있다. 예를들어, 멤브레인은 화학적 코팅, 플라즈마 처리, 레이저 또는 램프 처리, 이온교환 그룹, 친수성 그룹, 혐기성 그룹 및 기타 기능적 성분들을 포함하는 것과 같이 하여 화학적으로 변성된 표면으로 될 수 있다.
본 명세서 전체를 통해 "일 실시예", "실시예" 또는 "특정 실시예" 또는 유사한 용어들은 실시예와 관련하여 기재된 특별한 특징, 구조 또는 특성들이 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미하며 모든 실시예들에 제공되어야 하는 것은 아니다. "일 실시예에서", "실시예에서" 또는 "특별한 실시예에서" 또는 본 명세서 전체에 걸쳐 여러 곳에서의 유사한 용어는 같은 실시예에서 필수적인 것은 아니다. 더욱이, 어떤 특별한 실시예에 대한 특별한 특징, 구조, 특성들은 하나 이상의 다른 실시예들과 적당한 방법으로 결합될 수 있다. 본 명세서에서 설명되고 도시된 실시예들에 대한 다른 변경 및 변형들은 본 명세서에서의 가르침에 비추어 가능하며, 본 발명의 기술적 사상과 범위의 일부로서 고려되어야 한다.
본 명세서에서의 기술에서, 성분 및/또는 방법에 대한 예와 같은 많은 자세한 사항들이 본 발명의 전체적인 이해를 위해 제공되었다. 그러나, 본 기술분야의 숙련자들에게는 하나 이상의 특정한 세부 사항 또는 다른 장치, 조립체, 방법, 성분, 재료, 부품, 및/또는 이와 같은 것들이 없이도 실시예들은 실시될 수 있을 것이다. 다른 경우에, 주지의 구조, 성분, 장치, 재료 또는 작동등은 본 발명의 실시예의 장애가 되지 않도록 자세하게 도시되지 않고 설명되지 않았다. 본 발명은 특정한 실시예를 사용하여 설명되었지만, 본 발명을 특정한 실시예로 한정하는 것은 아니며, 본 기술분야의 숙련자들은 추가적인 실시예들이 쉽게 이해될 수 있고 본 발명의 일부임을 인식할 것이다.
또한, 도면에 도시된 하나 이상의 요소들 또한 분리되거나 일체화되거나 또는 어떤 경우에는 작동할 수 없게 하거나 제거하거나 하여 특정 용도에 따라 사용할 수 있게 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 추가하여, 도면에서 어떤 표시는 예로서만 고려되어야 하며, 달리 특별히 언급하지 않는 한, 제한적인 의미로 받아들여서는 안된다.
본 명세서에서, "포함하다", "포함하는", "구비하다", "구비하는", "갖는다", "갖다" 또는 이들의 다른 변형된 용어들은 비배타적인 포함을 의미하려는 것이다. 예를들어, 요소들의 리스트를 포함하는 방법, 제품, 장치 등은 이들 요소들로만 한정되어서는 안되며, 리스트에 명시적으로 표현되지 않거나 그러한 방법, 제품, 장치들에 고유한 다른 요소들을 포함할 수 있다.
더욱이, 본 명세서에서 사용된 "또는" 용어는 일반적으로 달리 표시되지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. 예를들어, 조건 A 또는 B는 아래들중 어느 하나에 의해 충족된다: A가 참이고(또는 제공되고) B가 거짓이다(제공되지 않는다), A가 거짓이고(또는 제공되지 않고) B가 참이다(또는 제공된다), 또한 A와 B가 모두 참이다(제공된다). 청구범위를 포함하여 본 명세서에서 사용된 바와같이, "하나" 또는 "한"이 선행되는 용어는 (그리고, 선행 조건이 "하나" 또는 "한"일 때의 "그")는, 청구범위에서 (즉, "하나", "한"은 단수나 또는 복수임을 명백히 표시하는 경우와 같이) 달리 명시되지 않는 한, 단일의 경우와 복수의 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되고 청구범위 전체를 통해 "에"의 의미는, 달리 명시되지 않는 한, "속에"와 "위에"를 포함한다. 본 명세서의 범위는 첨부한 청구범위와 그의 법적 균등물에 의해 결정되어야 한다.
100 : 필터 조립체 105 : 필터 하우징
110 : 필터 공동부 115 : 상류부
120 : 하류부 125 : 필터 요소
127, 129 : 주름팁 130 : 필터 유입구
140 : 필터 벤트 포트 135 : 필터 배출구
150 : 유동 가이드

Claims (19)

  1. 액체를 필터링하기 위한 필터 조립체로서,
    유입 유동 경로를 형성하는 필터 유입구 및 배출 유동 경로를 형성하는 필터 유입구로부터 이격되어 있는 필터 배출구를 갖고, 유입구와 유체 연통하는 필터 공동부의 상류부 및 배출구와 유체 연통하는 필터 공동부의 하류부를 포함하는 필터 공동부를 형성하는 필터 하우징과,
    상기 필터 공동부 내에 배치되는 필터 요소를 포함하고,
    상기 필터 요소는 제 1 측면에서 필터 유입구를 적어도 부분적으로 중첩하며 필터 공동부의 상류부를 필터 공동부의 하류부로부터 분리시키고,
    상기 필터 요소는 포팅된 장방형의 주름 필터를 더 포함하며,
    상기 주름 필터는 필터 요소의 상류부측의 제 1 세트의 주름 팁과 주름 필터의 하류부측의 제 2 세트의 주름 팁을 갖는 일 세트의 주름을 갖는,
    필터 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 세트의 주름 팁은 필터 공동부의 상류부와 인터페이스 결합되는 대체로 평면의 장방형 입구를 형성하는 필터 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터 요소와 유입구 사이에 배치되는 유동 가이드를 더 포함하며, 상기 유동 가이드는 유입구로부터 상류부의 측벽으로 유동을 안내하도록 구성되는 필터 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 시프팅된 평행사변형 필터 홀딩 영역을 더 포함하며, 상기 필터 요소는 시프팅된 평행사변형 필터 요소 홀딩 영역에 배치되는 필터 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 필터 요소 홀딩 영역을 적어도 부분적으로 형성하는 필터 커버를 더 포함하는 필터 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 필터 요소는 제 1 플랩과 제 2 플랩을 포함하며, 상기 제 1 플랩과 제 2 플랩은 필터 커버와 필터 하우징 사이에 유지되는 필터 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 대칭의 메인 바디 부분을 더 포함하는 필터 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제 1 세트의 주름 팁은 필터 공동부의 상류부와 인터페이스 결합되는 대체로 평면의 장방형 입구를 형성하며, 제 2 세트의 주름 팁은 필터 공동부의 하류부와 인터페이스 결합되는 대체로 평면의 장방형 출구를 형성하는 필터 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 필터 공동부는 상류부 측벽과, 상류부 측벽으로부터 이격되어 있는 하류부 측벽과, 상류부 측벽에서 하류부 측벽까지 연장되는 제 3 벽과, 상류부 측벽에서 하류부 측벽까지 연장되고 제 3 벽으로부터 이격되어 있는 제 4 벽에 의해 적어도 부분적으로 형성되며,
    상기 필터 요소는 필터 요소와 상류부 측벽 사이의 거리가 제 3 벽에서 제 4 벽으로의 방향으로 감소되도록 상류부 측벽을 향해 시프팅되는 필터 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유입구는 제 3 벽에서 필터 공동부와 인터페이스 결합되며, 상기 배출구는 제 4 벽에서 필터 공동부와 인터페이스 결합되는 필터 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 필터 공동부의 상류부는 필터 유입구로부터 멀어지는 방향으로 감소하는 수력 직경을 갖도록 형성되며, 상기 필터 공동부의 하류부는 배출구를 향해 증가하는 수력 직경을 갖도록 형성되는 필터 조립체.
  12. 액체를 필터링하기 위한 필터 조립체로서,
    수직의 유입 유동 경로를 형성하는 필터 유입구, 필터 유입구로부터 이격되어 있고 수직의 배출 유동 경로를 형성하는 필터 배출구, 상류부 측벽 및 하류부 측벽을 포함하고, 필터 유입구와 유체 연통하는 필터 공동부의 상류부 및 배출구와 유체 연통하는 필터 공동부의 하류부를 포함하는 필터 공동부를 형성하는 필터 하우징과,
    상기 필터 공동부 내에 배치되는 필터 요소를 포함하고,
    상기 필터 요소는 필터 공동부의 상류부를 필터 공동부의 하류부로부터 분리시키고,
    상기 필터 요소는 장방형의 주름 필터를 더 포함하며,
    상기 주름 필터는 필터 요소의 상류부측의 제 1 세트의 주름 팁과 필터 요소의 하류부측의 제 2 세트의 주름 팁을 갖는 일 세트의 주름을 가지며,
    상기 주름 필터는 시프팅된 평행사변형 필터 홀딩 영역에 배치되는,
    필터 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유입구로부터 상류부 측벽으로 유동을 안내하기 위한 유동 가이드를 더 포함하는 필터 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 주름 필터는 유동 가이드를 포함하는 필터 조립체.
  15. 제13항에 있어서, 상기 유동 가이드는 필터 요소의 적어도 일부분을 포함하는 필터 조립체.
  16. 액체를 필터링하기 위한 방법으로서,
    제 1 방향의 유입 유동 경로를 형성하는 유입구를 통해 필터 공동부의 상류부에 액체를 수용하는 단계와,
    유동 가이드를 이용하여 필터 요소의 상류측에서 상류부 측벽으로 액체를 제 2 방향으로 전환시키는 단계와,
    상기 필터 요소의 상류부측의 제 1 세트의 주름 팁과 필터 요소의 하류부측의 제 2 세트의 주름 팁을 갖는 일 세트의 주름을 갖는 주름 필터를 포함하는 필터 요소를 웨팅하는 단계와,
    정상 유동 필터링을 제공하도록 필터 요소를 통해 필터 공동부의 하류부로 유체를 안내하는 단계와,
    상기 필터 공동부의 하류부에 유체 커플링된 배출구로 유체를 안내하는 단계를 포함하는,
    액체 필터링 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 주름 필터는 유동 가이드로서 작용하는 액체 필터링 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 주름 필터는 시프팅된 평행사변형으로서 배치되는 액체 필터링 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제 2 방향은 제 1 방향에 대해 직각인 액체 필터링 방법.
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