KR20220092579A

KR20220092579A - 유체 흐름이 개선된 필터

Info

Publication number: KR20220092579A
Application number: KR1020227018411A
Authority: KR
Inventors: 배리 엘. 그레거슨; 크리스토퍼 피. 바르크
Original assignee: 엔테그리스, 아이엔씨.
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-07-01
Also published as: EP4054744A4; CN112774440A; CN214131079U; WO2021091691A1; US20210129055A1; TW202124019A; US12017167B2; EP4054744A1; JP2023501277A

Abstract

제1 및 제2 말단 표면 및 내부 및 외부 표면을 갖는 하우징, 관형 하우징 내에 배치된 막, 관형 하우징의 제1 말단 표면과 막의 제1 말단 표면에 밀봉된 제1 말단 캡; 관형 하우징의 제2 말단 표면과 막의 제2 말단 표면에 밀봉된 제2 말단 캡; 및 나선 패턴의 하우징의 내부 표면에 형성된 유체 채널을 갖는 필터가 본 명세서에 개시된다. 나선 패턴은 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하의 나선 피치를 갖는다.

Description

유체 흐름이 개선된 필터

본 출원은 35 USC 119 하에 2019년 11월 6일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/931,290호의 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.

본 개시 내용은 일반적으로 유체-처리 필터(filter) 조립체에 관한 것이다.

예를 들어, 반도체 제조 산업에서 제조에 사용되는 유체는 종종 유체가 분배되기 전에 유체로부터 오염물을 제거하기 위해 다수의 필터를 통해 흐른다. 시스템 내로 유체를 분배하기 전에 마지막 여과 지점에서 사용되는 필터는 통상적으로 사용 지점(point of use, POU) 또는 분배 지점(point of dispense, POD) 필터로 불린다. 필터는 통상적으로 케이지(cage)로 둘러싸인 다공성 막을 포함하는 일체형 필터 카트리지를 갖는다. 필터 카트리지가 하우징(housing) 내에 배치된다.

필터를 위한 제조 장비에는 통상적으로 협소한 공간에 대한 제약이 있다. 유체를 필터링(filtering)하기 위한 적절한 유량을 또한 제공하는 컴팩트한 디자인(compact design)을 갖춘 필터가 필요하다. 이는 증가된 유량을 갖는 더 작은 필터를 달성하기 위해 막의 양을 증가시키면서 필터의 크기를 줄일 수 있게 하여야 한다. 이는 증가된 유량을 달성하기 위해 더 작은 필터 내에 더 많은 막을 포함할 수 있어야 한다.

제1 및 제2 말단 표면과 내부 및 외부 표면을 갖는 관형 하우징, 관형 하우징 내에 배치되는 막, 관형 하우징의 제1 말단 표면 및 막의 제1 말단 표면에 대해 밀봉되는 제1 말단 캡(cap); 관형 하우징의 제2 말단 표면 및 막의 제2 말단 표면에 대해 밀봉되는 제2 말단 캡; 및 나선 패턴(pattern)으로 관형 하우징의 내부 표면에 형성된 유체 채널(channel)을 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나, 이들로 구성되는 필터가 본 명세서에 개시된다. 나선 패턴은 관형 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하의 나선 피치(pitch)를 갖는다. 이러한 특징을 갖는 필터는 주어진 필터의 크기를 줄이면서 필터 내에 배치된 막의 양을 또한 증가시키면서 동시에 증가된 유량을 달성하는 것도 허용한다.

일부 실시예에서, 필터는 관형 하우징 내에 배치된 코어(core)를 더 포함하거나, 이로 본질적으로 구성되거나, 이로 구성되며, 막은 코어와 관형 하우징 사이에 위치된다.

일 실시예에서, 필터는 내부 및 외부 표면을 갖는 하우징, 하우징 내에 배치되는 막, 하우징의 내부 표면에 형성된 유체 채널을 포함한다. 유체 채널은 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하인 나선 피치를 갖춘 나선 패턴을 가지며, 유체 채널은 하우징의 내부 표면의 융기부 사이에 형성된다.

일 실시예에서, 나선 패턴은 약 45도 이하의 나선 각도를 갖는다.

일 실시예에서, 필터는 하우징 내에 배치된 코어를 더 포함하며, 막은 코어와 하우징 사이에 위치된다.

일 실시예에서, 필터는 제1 말단 캡을 더 포함하며, 제1 말단 캡은 유체를 위한 입구로서 역할하는 제1 개구 및 유체를 위한 출구로서 역할하는 제2 개구를 포함한다.

일 실시예에서, 제1 말단 캡은 배기부로서 역할하는 제3 개구를 더 포함한다.

일 실시예에서, 유체를 위한 입구는 유체 채널 내로 유체를 안내한다. 일 실시예에서, 필터는 입구로부터 유체를 수용하도록 구성된 튜브(tube) 및 유체를 유체 채널에 제공하도록 구성된 포트(port)를 포함하며, 튜브 및 포트는 유체가 유체 채널의 하단에서 유체 채널 내로 도입되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 하우징의 외부 표면은 일반적으로 원통형 형상을 가지며, 튜브는 하우징의 일반적으로 원통형인 외부 표면으로부터 바깥쪽으로 연장되는 돌출부 내에 배치된다.

일 실시예에서, 출구는 유체 채널 내의 유체가 필터에서 나갈 수 있도록 구성된다.

일 실시예에서, 각각의 입구 및 출구는 상이한 높이를 갖는다.

일 실시예에서, 막은 내부 표면의 융기부와 직접 접촉한다. 일 실시예에서, 케이지는 막과 내부 표면의 융기부 사이에 위치하지 않는다.

일 실시예에서, 필터 하우징은 내부 표면, 외부 표면, 및 필터 하우징의 내부 표면에 형성된 유체 채널을 포함한다. 유체 채널은 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하인 나선 피치를 갖춘 나선 패턴을 가지며, 유체 채널은 하우징의 내부 표면의 융기부 사이에 형성된다.

일 실시예에서, 하우징은 제1 말단 캡에 연결되도록 구성된 제1 말단 및 제2 말단 캡에 연결되도록 구성된 제2 말단을 포함하며, 제1 말단 캡은 유체의 입구로서 역할하는 제1 개구 및 유체의 출구로서 역할하는 제2 개구를 포함한다.

일 실시예에서, 유체를 필터링하는 방법은 입구를 통해 필터 내로 유체를 도입하는 단계 및 필터의 하우징 내에 형성된 유체 채널을 통해 유체를 안내하는 단계를 포함한다. 유체 채널은 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하인 나선 피치를 갖춘 나선 패턴을 갖는다. 유체 채널은 하우징의 내부 표면의 융기부 사이에 형성된다. 상기 방법은 또한 유체가 막을 관통하여 지나가는 단계를 더 포함하며, 막은 융기부와 직접 접촉한다.

일 실시예에서, 유체 채널을 통해 유체를 안내하는 단계는 유체가 막을 관통하여 지나가는 단계 전에 수행된다.

본 개시 내용은 첨부된 도면과 관련하여 다양한 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명을 고려할 때 더 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 예시적인 필터의 분해도이다.
도 2는 예시적인 필터의 등각도이다.
도 3은 예시적인 필터의 단면도이다.
도 4는 예시적인 필터 하우징의 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른, 예시적인 필터의 단면도이다.
본 개시 내용은 다양한 변형 및 대안적인 형태를 따를 수 있지만, 그 특정내용을 도면에 예로서 도시하고, 상세하게 설명할 것이다. 그러나, 본 개시 내용의 양태를 설명된 특정 예시적인 실시예로 제한하려는 의도는 아니라는 것을 이해해야 한다. 반대로, 본 개시 내용의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 변형, 균등물, 및 대안을 포함하기를 의도한다.
유사한 참조 번호는 전체에 걸쳐 유사한 부분을 지칭한다.

본 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용될 때, 단수형(“a”, “an”, 및 “the”)은, 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 용어 “또는”은, 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 일반적으로 “및/또는”을 포함하는 의미로 사용된다.

용어 “약”은 일반적으로 인용된 값과 동등한 것으로 간주되는 수치의 범위(예를 들어, 동일한 기능 또는 결과를 가지는 값)를 지칭한다. 많은 경우에, 용어 “약”은 가장 가까운 유효 숫자로 반올림된 숫자를 포함할 수 있다.

종점을 사용하여 표현된 수치의 범위는 해당 범위 내에 포함된 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)를 포함한다.

다음의 상세한 설명은 상이한 도면 내의 유사한 요소에 동일하게 번호가 매겨진 도면을 참조하여 읽어야 한다. 상세한 설명 및 반드시 축척대로 그려진 것은 아닌 도면은 예시적인 실시예를 도시하며, 본 발명의 범위를 제한하기를 의도하지는 않는다. 도시된 예시적인 실시예는 단지 예시적인 것으로서 의도된다. 임의의 예시적인 실시예의 선택된 특징은, 명백하게 반대로 언급되지 않는 한, 추가적인 실시예에 통합될 수 있다.

필터의 크기를 줄이려는 요구는 필터를 통한 적절한 유량을 유지하는 것과 균형을 이루어야 한다. 케이지를 사용하지 않음으로, 일체형 필터 카트리지(cartridge)를 포함하지 않는 필터가 본 명세서에 개시된다. 대신에, 막은 하우징 내에 배치되며, 유체 채널은 하우징의 내부 표면에 나선 패턴으로 형성된다. 나선의 턴(turn) 사이에 위치한 하우징의 내부 표면 영역은 막과 접촉하며, 막에 대한 지지를 제공한다. 케이지의 제거는 추가적인 막이 필터 내에 위치될 수 있게 하며, 나선 유체 채널은 막에 대한 적절한 지지와 필터를 통해 필터링될 유체의 흐름을 제공한다. 일부 실시예에서, 막에 대한 적절한 지지를 보장하고, 또한, 필터를 통한 유체의 적절한 흐름을 유지하기 위해, 나선 유체 채널의 나선 피치는 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하이다.

도 1 및 도 2는 예시적인 필터(100)에 대한 분해도 및 등각도를 각각 도시한다. 필터(100)는 하우징(105), 하우징 내에 배치되는 막(110), 제1 말단 캡(115) 및 제2 말단 캡(120)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 필터는 코어(125)를 또한 포함하고, 코어 주위에 막이 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 1에 도시된 코어(125)는 생략될 수 있다.

하우징(105)은 내부 공간을 형성하는 하우징을 적어도 부분적으로 형성할 수 있다. 하우징(105) 이외에 제1 말단 캡(115) 및/또는 제2 말단 캡(120)이 내부 공간을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 내부 공간은 상기 막(110)을 사용하여 필터링되는 유체와 함께 막(110) 및 선택적으로 코어(125)를 수용할 수 있다. 하우징(105)은 리브(130)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 리브(130)는 제1 말단 캡(115)이 하우징(105)에 부착되는 말단과 제2 말단 캡(120)이 하우징(105)에 부착되는 하우징의 반대쪽 말단 사이에서 연장된다. 리브(130)는 하우징(105)의 성형에 사용될 수 있으며, 특히, 아래에서 상세하게 설명되며 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 하우징(105)의 내부 표면의 구조를 성형할 때 사용될 수 있다. 실시예에서, 리브(130)는 필터(100)의 보강을 추가로 제공하거나 수동 또는 자동 취급을 위한 맞물림을 허용할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 말단 캡(115)은 도 1 및 도 2에 도시된 커넥터(connector)(135a,b,c)와 같은 하나 이상의 커넥터를 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 커넥터(135a,b,c)는 개구(145)를 둘러싸는 나사산(140)을 포함한다. 실시예에서, 단지 2개의 그러한 커넥터(135a,b)만이 포함될 수 있다. 나사산(140)은 각각의 커넥터(135a,b,c) 각각에 대한 유체 라인(line)의 연결을 허용할 수 있다. 실시예에서, 나사산(140)은 유체 라인과 각각의 커넥터(135a,b,c) 사이의 밀봉된 연결을 형성하기 위한 임의의 다른 적절한 기계적 커넥터로 대체될 수 있다. 개구(145)는 유체가 하우징(105) 내로 또는 외부로 지나는 것을 허용할 수 있으며, 예를 들어, 필터링된 유체가 하우징(105)에 들어가거나 하우징(105)에서 나가도록 허용하거나, 하우징(105)으로부터 공기 또는 임의의 다른 유체의 배기를 허용할 수 있다. 일 실시예에서, 커넥터(135a,b,c)는 입구(135a), 출구(135b), 및 배기부(135c)를 포함할 수 있다. 입구(135a)는 필터링될 유체가 하우징(105)으로 들어가도록 허용할 수 있다. 출구(135b)는 막(110)을 사용하여 필터링된 유체가 하우징(105)에서 나가도록 허용할 수 있다. 출구(135b)는 막(110)이 하우징(105) 및 제1 및 제2 말단 캡(115, 120)에 의해 형성된 내부 공간을 통해 입구(135a)에서부터 출구(135b)까지의 유체 경로 내에 위치하도록 위치가 정해질 수 있다. 배기부(135c)는, 비제한적인 예로서, 필터링될 유체가 이전에 사용되지 않은 필터(100) 내로 도입될 때 공기를 하우징(105)에서 나가게 하는 것과 같이, 다른 유체를 하우징(105)에서 나가게 할 수 있다. 필터(100)에 의해 필터링된 유체, 그리고, 또한, 135c에서 배기된 유체와 같은 다른 유체 둘 모두를 비롯하여 유체는 기체 또는 액체 상태의 물질일 수 있다.

도 3은 필터(100), 및 필터 하우징(105)의 단면도를 각각 도시한다. 도 4는, 도 4에서 커넥터(135a,b,c)가 모두 동일한 높이가 아닌 것으로 도시되어 있는 것을 제외하면, 역시 필터(100) 및 필터 하우징(105)의 단면도를 도시하고 있으며, 입구(135a)에서부터 출구(135b)로의 하우징(105)을 통한 유체 흐름 경로가 유체가 막(110)을 관통하여 지나가기만 한다면, 실시예에 따른 그러한 커넥터는 다양한 위치 또는 배열, 또는 구성으로 제공될 수 있다. 도 3은 커넥터(135a,b,c)가 모두 동일한 높이인 것으로 도시한다. 도 4에서 도시된 예시적인 실시예에서, 커넥터(135a,b,c)는 상이한 높이에서 제공되도록(즉, 상응하는 나사산의 높이를 달리함으로써) 각각 위치 및/또는 구성될 수 있다. 실시예에서, 커넥터(135a,b,c)의 위치, 배열, 및/또는 구성은 필터(100)와 사용될 기기 상의 유체 라인 연결부의 위치에 상응하도록 선택될 수 있다.

도 3 및 도 4의 예시적인 실시예에서, 하우징(105)은 관형 형상이며, 제1 말단 표면(150), 제2 말단 표면(155), 내부 표면(160), 및 외부 표면(165)을 갖는다.

하우징(105)은, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 및 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)을 포함하는, 필터 하우징에 일반적으로 사용되는 임의의 적합한 성형 가능한 재료로 만들어질 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 하우징(105)의 내부 표면(160)은, 내부 표면(160)이 나선 패턴의 턴 사이에 위치된 융기된 영역(175)을 갖도록, 나선 패턴을 갖는 유체 채널(170)을 포함한다.

일부 실시예에서, 하우징(105)의 외부 표면(165)은 외부 표면(165)에서부터 연장되는 리브(rib)(130)를 갖는다. 리브(130)는 하우징을 성형하는 공정에서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 유체 채널의 나선 패턴을 형성하는 중심 성형 부재(molding piece)는 성형 종료시 하우징으로부터 나사식으로 제거될 수 있다. 중심 성형 부재의 제거를 용이하게 하기 위해, 리브는 몰드(mold) 내의 제자리에 하우징(105)을 고정시키고 하우징(105)이 회전하는 것을 방지하는데 사용될 수 있다. 리브(130)는 도면에서 직선인 것으로 도시되어 있지만, 이는 단지 예시적인 것이며; 실시예에서, 리브(130)는 임의의 적합한 형상일 수 있다. 하우징(105)은, 케이지가 유체가 막 안팎으로 드나들 수 있게 외부 표면에 개구를 갖고 있다는 점에서 필터에 통상적으로 사용되는 케이지와는 구별된다. 하우징의 외부 표면(165)에는 개구가 없을 수 있다.

막(110)은 다공성 막일 수 있으며, 주름진 구성을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 막(110)으로서 사용되는 주름진 막은 관형 구성으로 감싸질 수 있다. 막을 위해 사용될 수 있는 적합한 재료는, 비제한적인 예로서, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌(초고분자량 폴리에틸렌(UPE) 포함), 및 폴리설폰(polysulfone)을 포함한다. 막은 제1 엣지(edge), 제2 엣지, 및 제1 엣지와 제2 엣지 사이에서 연장되는 제1(또는 내부) 및 제2(또는 외부) 표면을 갖는다. 실시예에서, 막(110)은 내부 표면(160)과 직접 접촉할 수 있다. 일 실시예에서, 막(110)은 융기된 영역(175)에서만 내부 표면(160)과 직접 접촉한다. 일 실시예에서, 내부 표면(160)은 나선 유체 채널(170)에서 막(110)으로부터 이격된다. 일 실시예에서, 내부 표면(160)과 막(110) 사이에 위치하는 케이지 또는 다른 그러한 별도의 부재는 존재하지 않는다.

코어(125)는 막이 코어(125)와 하우징(105) 사이에 배치되도록 막으로 둘러싸인 부재일 수 있다. 일 실시예에서, 코어(125)는 관형 또는 원통형 형상이다. 코어(125)는 유체가 막과 코어(125)의 중공 중심 사이를 지나갈 수 있는 일련의 개구를 가질 수 있다. 실시예에서, 코어는, 비제한적인 예로서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)을 포함하는 임의의 적합한 재료일 수 있다.

제1 말단 캡(115)은 하우징(105)의 제1 말단 표면(150), 막의 제1 엣지, 및 존재한다면 코어(125) 중 하나 이상에 연결된다. 유사하게, 제2 말단 캡(120)은 하우징의 제2 말단 표면, 막의 제2 엣지, 및 존재한다면 코어(125) 중 하나 이상에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 말단 캡은, 비제한적인 예로서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)을 포함하는 임의의 적합한 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 말단 캡(115) 및 제2 말단 캡(120) 중 하나 또는 모두는 하우징과 동일한 재료일 수 있다. 제1 및 제2 말단 캡(115, 120)은 유체 밀폐 밀봉을 생성하고 일체형 필터를 생성하기 위한 통상적인 수단을 사용하여 하우징(105) 및 선택적으로 다른 부품에 부착될 수 있다. 그러한 부착의 비제한적인 예는 열 또는 초음파 용접과 같은 용접, 접합부에 제공되는 밀봉을 포함하는 기계적 부착, 또는 그밖에 유사한 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 제1 말단 캡(115)은 유체를 필터에 들어가도록 하는 입구(135a) 및 필터링된 유체를 필터에서 나가게 하는 출구(135b)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 입구(135a)는 하우징(105)의 내부 표면(160)에 형성된 유체 채널(170)의 시작부에 유동적으로 연결되고, 따라서, 유체는 유체 채널(170)을 따라 흐르며, 출구(135b)를 향해 흐를 때 막(110)을 관통하여 지나간다. 유체가 막(110)을 관통하여 지나가면, 유체는 출구(135b)를 통해 하우징(105) 밖으로 흐를 수 있다. 일 실시예에서, 출구(135b)는 제1 말단 캡의 중심에 위치가 정해질 수 있다. 코어(125)를 포함하는 실시예에서, 출구(135b)는 코어(125)의 중공 내부 공간에 유동적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 말단 캡은 가스가 필터(100) 밖으로 배기될 수 있게 하는 배기부(135c)를 또한 가질 수 있다.

필터(100)가 조립될 때, 막은 하우징(105)의 내부 표면의 융기된 영역(175)과 접촉할 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징은, 예를 들어, 막(110)이 하우징(105)에 맞닿아 바깥쪽으로 밀리게 할 수 있는 압력차가 있을 때, 막(110)이 그 형상을 유지하는 것을 돕기 위해, 융기된 영역(175)을 통해 지지를 제공한다. 일 실시예에서, 지지를 제공하기 위해 막과 접촉하는 하우징의 내부 표면의 백분율은 필터(100) 내의 적절한 흐름을 보장하기 위해 유체 채널의 형상 및 치수와 균형을 이룬다. 따라서, 일부 실시예에서, 융기된 영역(175)은 하우징(105)의 내부 표면(160)의 약 30%, 약 25%, 약 20%, 약 15%, 또는 약 10% 이하로 형성된다. 일 실시예에서, 융기된 영역(175)은 내부 표면(160)의 표면적의 약 5% 내지 약 30%, 약 5% 내지 약 25%, 약 5% 내지 약 20%, 약 5% 내지 약 15%, 약 10% 내지 약 30%, 약 10% 내지 약 25%, 약 10% 내지 약 20%, 약 15% 내지 약 30%, 약 15% 내지 약 25%, 약 20% 내지 약 30%, 또는 그 사이의 임의의 범위 및 하위 범위의 범위에 있는 내부 표면(160)의 표면적의 백분율을 형성한다.

일부 실시예에서, 막에 대한 적절한 흐름 및 지지를 보장하기 위해, 유체 채널의 나선 피치(HP)는 약 60 mm, 약 55 mm, 약 50 mm, 약 45 mm, 약 40 mm, 약 35 mm, 약 30 mm, 약 25 mm, 약 20 mm, 약 15 mm, 또는 약 10 mm 이하이거나, 또는 약 5 mm 내지 약 60 mm, 약 5 mm 내지 약 55 mm, 약 5 mm 내지 약 50 mm, 약 5 mm 내지 약 45 mm, 약 5 mm 내지 약 40 mm, 약 5 mm 내지 약 35 mm, 약 5 mm 내지 약 30 mm, 약 5 mm 내지 약 25 mm, 약 5 mm 내지 약 20 mm, 약 10 내지 약 60 mm, 약 10 내지 약 55 mm, 약 10 mm 내지 약 50 mm, 약 10 mm 내지 약 45 mm, 약 10 mm 내지 약 40 mm, 약 10 mm 내지 약 35 mm, 약 10 mm 내지 약 30 mm, 약 10 mm 내지 약 25 mm, 약 10 mm 내지 약 20 mm, 약 15 mm 내지 약 60 mm, 약 15 mm 내지 약 55 mm, 약 15 mm 내지 약 50 mm, 약 15 mm 내지 약 45 mm, 약 15 mm 내지 약 40 mm, 약 15 mm 내지 약 35 mm, 약 15 mm 내지 약 30 mm, 약 15 mm 내지 약 25 mm, 약 15 mm 내지 약 20 mm, 약 20 mm 내지 약 60 mm, 약 20 mm 내지 약 55 mm, 약 20 mm 내지 약 50 mm, 약 20 mm 내지 약 45 mm, 약 20 mm 내지 약 40 mm, 약 20 mm 내지 약 35 mm, 약 20 mm 내지 약 30 mm, 약 25 mm 내지 약 60 mm, 약 25 mm 내지 약 55 mm, 약 25 mm 내지 약 50 mm, 약 25 mm 내지 약 45 mm, 약 25 mm 내지 약 40 mm, 약 25 mm 내지 약 35 mm, 약 25 mm 내지 약 30 mm, 약 30 mm 내지 약 60 mm, 약 30 mm 내지 약 55 mm, 약 30 mm 내지 약 50 mm, 약 30 mm 내지 약 45 mm, 약 30 mm 내지 약 40 mm, 약 30 mm 내지 약 35 mm, 약 40 mm 내지 약 60 mm, 약 45 mm 내지 약 55 mm, 약 40 mm 내지 약 50 mm, 약 40 mm 내지 약 45 mm, 약 45 mm 내지 약 60 mm, 약 45 mm 내지 약 55 mm, 약 45 mm 내지 약 50 mm 및 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 범위에 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 나선 피치(HP)는, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 완전한 나선 턴의 축 방향 거리이다.

일부 실시예에서, 막에 대한 적절한 흐름 및 지지를 보장하기 위해, 유체 채널(HA)의 나선 각도는 45도, 40도, 35도, 30도, 25도, 20도, 15도 또는 10도 이하이거나, 또는 약 5도 내지 약 45도, 약 5도 내지 약 40도, 약 5도 내지 약 35도, 약 5도 내지 약 30도, 약 5도 내지 약 25도, 약 5도 내지 약 20도, 약 5도 내지 약 15도, 약 5도 내지 약 10도, 약 10도 내지 약 45도, 약 10도 내지 약 40도, 약 10도 내지 약 35도, 약 10도 내지 약 30도, 약 10도 내지 약 25도, 약 10도 내지 약 20도, 약 10도 내지 약 15도, 약 15도 내지 약 45도, 약 15도 내지 약 40도, 약 15도 내지 약 35도, 약 15도 내지 약 30도, 약 15도 내지 약 25도, 약 15도 내지 약 20도, 약 20도 내지 약 45도, 약 20도 내지 약 40도, 약 20도 내지 약 35도, 약 20도 내지 약 30도, 약 20도 내지 약 25도 및 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 범위에 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 나선 각도(HA)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(105)의 축에 수직인 면에 대한 나선의 각도이다. 나선 각도가 너무 크면, 압력이 막(110)을 하우징(105)에 대해 가압할 때, 막(110)의 주름이 유체 채널(170) 내로 밀려질 가능성이 크기 때문에, 융기된 영역의 형상은 적절한 지지를 제공하지 못할 것이다.

도 5는, 다른 실시예에 따른, 예시적인 필터의 단면도이다. 필터(200)는 하우징(205), 제1 말단 캡(210), 및 제2 말단 캡(215)을 포함한다. 제1 말단 캡(210)은 커넥터(220a,b,c)를 포함한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 커넥터(220a,b,c)는 입구(220a), 출구(220b), 및 배기부(220c)를 포함한다. 각각의 커넥터(220a,b,c)는 나사산(225) 및 개구(230)를 포함할 수 있다. 필터(200)는 튜브(tube)(235)를 더 포함한다. 튜브(235)는 입구(220a)에서 수용된 유체를 포트(240)로 전달할 수 있으며, 그 다음 유체는 포트(240)를 통해 내부 표면(255)의 융기부(250) 사이에 형성된 유체 채널(245) 내로 지날 수 있다. 유체 채널(245), 융기부(250), 및 내부 표면(255)은, 위에서 설명되고 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 내부 표면(155)의 융기부(175)에 의해 형성된 유체 채널(170)과 같이, 각각의 유체 채널, 융기부 및 내부 표면에 상응하는 본 명세서의 임의의 설명에 따를 수 있다. 포트(240)는 제1 말단 캡(210)과 만나는 하우징(205)의 말단과 같은 유체 채널(245)의 상단 아래의 임의의 지점에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 포트(240)는 유체를 입구(220a)에서부터, 예를 들어, 하우징(205)이 제2 말단 캡(215)과 만나는 하우징(205)의 하단에 있는 유체 채널(245)로 제공한다. 그러한 실시예에서, 입구(220a)에서 필터(200)에 제공되는 유체는 튜브(235)를 통해 나선 유체 채널(245) 내로 도입되는 포트(240)로 아래쪽으로 통과한다. 막(도시되지 않음)은 유체 채널(245)을 형성하는 융기부(250)와 접촉할 수 있다. 유체는, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 선택적으로 코어를 포함할 수 있는 막의 중심까지 막을 관통하여 지날 수 있다. 막을 관통하여 통과한 유체는 막의, 유체 채널(245) 반대쪽 측면의 막 내부의 공간 또는 코어와 유체 연통하는 출구(220b)를 경유하여 필터(200)에서 나간다. 배기부(220c)는, 예를 들어, 하우징(205)이 제1 말단 캡(210)과 만나는 유체 채널(245)의 상단에서 유체 채널(245)로부터 배기를 제공할 수 있다.

양태:

양태 1 내지 양태 12 중 임의의 양태는 양태 13 내지 양태 15 또는 양태 16 내지 양태 17 중 임의의 양태와 조합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 양태 13 내지 양태 15 중 임의의 양태는 양태 16 내지 양태 17 중 임의의 것과 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

양태 1.

필터이며, 상기 필터는:

내부 표면 및 외부 표면을 갖는, 하우징,

상기 하우징 내에 배치되는, 막, 및

상기 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하의 나선 피치를 갖춘 나선 패턴으로 상기 하우징의 상기 내부 표면 내에 형성된 유체 채널로서, 상기 유체 채널은 상기 하우징의 상기 내부 표면의 융기부 사이에 형성되는, 유체 채널을 포함하는, 필터.

양태 2.

양태 1에 있어서,

상기 나선 패턴이 약 45도 이하의 나선 각도를 갖는, 필터.

양태 3.

양태 1 또는 양태 2에 있어서,

상기 하우징 내에 배치된 코어를 더 포함하고, 상기 막은 상기 코어와 상기 하우징 사이에 위치되는, 필터.

양태 4.

양태 1 내지 양태 3 중 어느 한 양태에 있어서,

제1 말단 캡을 더 포함하고, 상기 제1 말단 캡은 유체를 위한 입구로서 역할하는 제1 개구 및 상기 유체를 위한 출구로서 역할하는 제2 개구를 포함하는, 필터.

양태 5.

양태 4에 있어서,

상기 제1 말단 캡은 배기부로서 역할하는 제3 개구를 더 포함하는, 필터.

양태 6.

양태 4 또는 양태 5에 있어서,

상기 유체를 위한 상기 입구는 상기 유체 채널 내로 상기 유체를 안내하는, 필터.

양태 7.

양태 4 내지 양태 6 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 필터는 상기 입구로부터 상기 유체를 수용하도록 구성된 튜브 및 유체를 상기 유체 채널에 제공하도록 구성된 포트를 포함하고, 상기 튜브 및 상기 포트는 상기 유체가 상기 유체 채널의 하단에 있는 상기 유체 채널 내로 도입되도록 구성되는, 필터.

양태 8.

양태 7에 있어서,

상기 하우징의 상기 외부 표면은 일반적으로 원통형 형상을 가지고, 상기 튜브는 상기 하우징의 일반적으로 원통형인 상기 외부 표면으로부터 바깥쪽으로 연장하는 돌출부 내에 배치되는, 필터.

양태 9.

양태 6에 있어서,

상기 출구는 상기 유체 채널 내의 상기 유체가 상기 필터를 나갈 수 있게 하도록 구성된, 필터.

양태 10.

양태 4 내지 양태 9 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 입구 및 상기 출구 각각은 다른 높이를 갖는, 필터.

양태 11.

양태 1 내지 양태 10 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 막은 막이 상기 내부 표면의 상기 융기부와 직접 접촉하는, 필터.

양태 12.

양태 1 내지 양태 11 중 어느 한 양태에 있어서,

상기 막과 상기 내부 표면의 상기 융기부 사이에 케이지가 위치하지 않는, 필터.

양태 13.

필터 하우징이며, 상기 필터 하우징은:

내부 표면;

외부 표면; 및

상기 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하의 나선 피치를 갖춘 나선 패턴 내의 상기 필터 하우징의 상기 내부 표면 내에 형성된, 유체 채널로서, 상기 유체 채널은 상기 하우징의 상기 내부 표면의 융기부 사이에 형성되는, 유체 채널을 포함하는, 필터 하우징.

양태 14.

양태 13에 있어서,

상기 나선 패턴은 약 45도 이하의 나선 각도를 갖는, 하우징.

양태 15.

양태 13 또는 양태 14에 있어서,

상기 하우징은 제1 말단 캡에 접합되도록 구성된 제1 말단 및 제2 말단 캡에 접합되도록 구성된 제2 말단을 포함하며, 상기 제1 말단 캡은 유체를 위해 입구로서 역할하는 제1 개구 및 상기 유체를 위해 출구로서 역할하는 제2 개구를 포함하는, 하우징.

양태 16.

유체를 필터링하는 방법으로서, 상기 방법은:

입구를 통해 필터 내로 상기 유체를 도입하는 단계;

상기 필터의 하우징 내에 형성된 유체 채널을 통해 상기 유체를 안내하는 단계로서, 상기 유체 채널은 약 60mm 이하의 상기 하우징의 축 방향으로 나선 피치를 갖춘 나선 패턴을 가지고, 상기 유체 채널은 상기 하우징의 내부 표면의 융기부 사이에 형성되는, 단계; 및

상기 유체를 막을 통해 통과시키는 단계로서, 상기 막은 상기 융기부와 직접 접촉하는 단계를 포함하는, 방법.

양태 17.

양태 16에 있어서,

상기 유체 채널을 통해 상기 유체를 안내하는 단계는 상기 막을 통해 상기 유체를 통과시키는 단계 전에 수행되는, 방법.

이와 같이, 본 개시 내용의 여러 예시적인 실시예가 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 명세서에 첨부된 청구항의 범위 내에서 다른 실시예가 만들어지고 사용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 본 문서에 의해 다뤄지는 본 개시 내용의 많은 장점이 전술한 기재에서 설명되었다. 그러나, 본 개시 내용은 많은 면에서 단지 예시적인 것임을 이해할 것이다. 본 개시 내용의 범위를 초과하지 않고, 특히 부품의 형상, 크기, 및 배열에 있어 구체적으로 변경이 이루어질 수 있다. 물론, 본 개시 내용의 범위는 첨부된 청구항이 표현되는 언어로 정의된다.

Claims

필터이며, 상기 필터는:
내부 표면 및 외부 표면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 배치되는 막; 및
상기 하우징의 축 방향으로 약 50mm 이하의 나선 피치를 갖춘 나선 패턴의 상기 하우징의 상기 내부 표면에 형성되는 유체 채널로서, 상기 유체 채널은 상기 하우징의 상기 내부 표면의 융기부 사이에 형성되는, 유체 채널을 포함하는, 필터.
제1항에 있어서,
상기 나선 패턴은 약 45도 이하의 나선 각도를 갖는, 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하우징 내에 배치되는 코어를 더 포함하며, 상기 막은 상기 코어와 상기 하우징 사이에 위치되는, 필터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 말단 캡을 더 포함하며, 상기 제1 말단 캡은 유체를 위한 입구로서 역할하는 제1 개구 및 상기 유체를 위한 출구로서 역할하는 제2 개구를 포함하는, 필터.
제4항에 있어서,
상기 제1 말단 캡은 배기부로서 역할하는 제3 개구를 더 포함하는, 필터.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 유체를 위한 상기 입구는 상기 유체 채널 내로 상기 유체를 안내하는, 필터.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터는 상기 입구로부터 상기 유체를 수용하도록 구성된 튜브 및 유체를 상기 유체 채널로 제공하기 위해 구성된 포트를 포함하며, 상기 튜브 및 상기 포트는 상기 유체가 상기 유체 채널의 하단에 있는 상기 유체 채널 내로 도입되도록 구성될 수 있는, 필터.
제7항에 있어서,
상기 하우징의 상기 외부 표면은 일반적으로 원통형 형상을 가지며, 상기 튜브는 상기 하우징의 일반적으로 원통형인 상기 외부 표면으로부터 바깥쪽으로 연장되는 돌출부 내에 배치되는, 필터.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구는 상기 유체 채널 내의 상기 유체가 상기 필터를 나갈 수 있도록 구성된, 필터.
제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입구 및 상기 출구 각각은 다른 높이를 갖는, 필터.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 막은 상기 내부 표면의 상기 융기부와 직접 접촉하는, 필터.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 막과 상기 내부 표면의 상기 융기부 사이에 위치하는 케이지가 없는, 필터.
필터 하우징이며, 상기 필터 하우징은:
내부 표면;
외부 표면; 및
상기 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하의 나선 피치를 갖춘 나선 패턴으로 상기 필터 하우징의 상기 내부 표면에 형성되는 유체 채널로서, 상기 유체 채널은 상기 하우징의 상기 내부 표면의 융기부 사이에 형성되는, 유체 채널을 포함하는, 필터 하우징.
제13항에 있어서,
상기 나선 패턴은 약 45도 이하의 나선 각도를 갖는, 하우징.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 하우징은 제1 말단 캡에 연결되도록 구성된 제1 말단 및 제2 말단 캡에 연결되도록 구성된 제2 말단을 포함하며, 상기 제1 말단 캡은 유체를 위한 입구로서 역할하는 제1 개구 및 상기 유체를 위한 출구로서 역할하는 제2 개구를 포함하는, 하우징.
유체를 필터링하는 방법이며, 상기 방법은:
상기 유체를 입구를 통해 필터 내로 도입하는 단계;
상기 유체를 상기 필터의 하우징 내에 형성된 유체 채널을 통해 안내하는 단계로서, 상기 유체 채널은 상기 하우징의 축 방향으로 약 60mm 이하의 나선 피치를 갖춘 나선 패턴을 가지며, 상기 유체 채널은 상기 하우징의 내부 표면의 융기부 사이에 형성되는, 단계; 및
상기 유체를 막을 통해 통과시키는 단계로서, 상기 막은 상기 융기부에 직접 접촉하는, 단계; 를 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 유체를 상기 막을 통해 통과시키는 단계 전에 상기 유체 채널을 통해 상기 유체를 안내하는 단계가 수행되는, 방법.