TW202335722A - 具有改良沖洗之過濾器的方法和系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種包含具有一內部空間之一外殼的過濾器，其中該外殼具有至少一個開口端。該過濾器進一步包含經安置在該外殼內之一薄膜，該薄膜具有沿該外殼之一長度方向延伸之一長度，及至少被設置在該外殼之該內部空間中之一擋板。該擋板包含至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該薄膜之該長度之至少一部分延伸，以將該外殼之該內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，使得當一流體被供應至該過濾器時，該流體經引導首先在該第一部分中流動，且接著流至該第二部分。

Description

具有改良沖洗之過濾器的方法和系統

本發明大體上係關於一流體處理過濾器及使用該過濾器之方法。

製造中使用之流體，舉例而言，半導體製造工業中之流體，通常流過多個過濾器，以在分配流體之前自流體移除污染物或不需要的材料。使用過濾器處理之有用流體包含水、液體工業溶劑及處理流體、用於製造或處理(例如，在半導體製造中)之工業氣體及具有醫療或製藥用途之液體。自流體移除之不需要的材料包含諸如粒子、微生物及溶解的化學物質之雜質及污染物。過濾器應用之特定實例包含其等在製藥工業中用於自治療溶液移除粒子及細菌，處理用於微電子及半導體處理之超純水溶液及有機溶劑溶液，及用於水純化程序。

為執行一過濾功能，一過濾器包含負責移除不需要之材料之一過濾器薄膜。根據需要，過濾器薄膜可為一平片之形式，其可為捲繞的(例如，螺旋狀)或打褶的等。過濾器薄膜可替代地為中空纖維之形式。過濾器薄膜可在一外殼內含有，使得被過濾之流體穿過一過濾器入口進入，且需要在穿過一過濾器出口之前穿過過濾器薄膜。

本文揭示一過濾器，其包括以下部分、基本上由以下部分組成或者由以下部分組成：具有一內部空間之一外殼，該外殼包含至少開口；安置在該外殼內之一薄膜，該薄膜具有沿該外殼之一長度方向延伸之一長度；及至少設置在該外殼之該內部空間中之一擋板。該擋板包含至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該薄膜之該長度之至少一部分延伸，以將該外殼之該內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，使得當一流體被供應至該過濾器時，該流體經引導首先在該第一部分中流動，且接著流至該第二部分。

在一實施例中，一過濾器外殼包含一入口端；一出口端，其形成在該外殼之與該入口端相反之一端上；一內部空間；及一擋板。該擋板至少設置在該外殼之該內部空間中及該入口端處，其中該擋板包含至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該過濾器外殼之一長度之至少一部分延伸，以將該外殼之該內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，使得當一流體被供應至該過濾器外殼時，該流體經引導首先沿該第一部分流動，且接著流至該第二部分。

在一實施例中，過濾一流體之一方法包含穿過一入口將該流體引入一過濾器。該方法亦包含引導該流體穿過形成在該過濾器之一外殼之一內部中的一擋板，該擋板包含至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該薄膜之該長度之至少一部分延伸，以將該外殼之一內部分成至少一第一部分及一第二部分，且使該流體穿過該擋板及該至少兩個擋板部分，使得該流體經引導首先在該第一部分中流動，且接著流至該第二部分。該流體穿過該過濾器之一薄膜至一出口。

如在此說明書及隨附發明申請專利範圍中所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」包含複數指涉物，除非內容另有清楚規定。如在此說明書及隨附發明申請專利範圍中所使用，術語「或」通常以其意義包含「及/或」採用，除非內容另有清楚規定。

應參考圖式閱讀以下詳細描述，其中不同圖式中之類似元件編號相同。不一定按比例之詳細描述及圖式描繪說明性實施例，且不旨在限制本發明之範疇。所描繪之說明性實施例僅旨在作為例示性的。任何說明性實施例之所選特徵可併入一額外實施例中，除非相反清楚說明。

在過濾領域中，過濾器內流體之改良的流動動力學係許多不同應用之一重要特徵，舉例而言，在製造、醫療、製藥用途或類似物中。舉例而言，在半導體製造領域中，在一過濾程序中粒子污染物之控制需要使用具有移除亞微米粒子之薄膜之過濾器，舉例而言，具有小於5 ppb位準之污染物。應暸解，當粒子足夠大時，沈積在一半導體晶圓上之任何粒子產生一缺陷。通常，在半導體工業中，失效缺陷可藉由小至約半導體晶片之最小特徵之十分之一之粒子產生。因此，控制污染藉由減少晶圓缺陷率來改良製造產量及可靠性。

本文揭示包含一擋板之過濾器，擋板用於將一過濾器外殼之內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，且引導過濾器外殼中之流體流動。擋板經設計成藉由在過濾器外殼中產生一環形流動路徑來改良一流體之流動模式，以移除或減少過濾器中之低流量或死區，例如，小於大約0.05釐米/秒之流量。藉由在過濾器外殼中產生環形流動路徑，令人驚訝地發現，改良流體之分佈及流動將改良過濾器薄膜之化學物質交換，此不僅改良過濾器準備期間過濾器之沖洗及清潔，亦改良過濾器使用期間流體之滯留時間，例如，降低流體之滯留時間。舉例而言，在不受一理論束縛之情況下，在一過濾器之準備期間，具有低流量或死區之一過濾器可不接收用於適當清潔及沖洗之一流體之必要流動接觸，且因此，需要後續之沖洗及/或花費額外時間來滿足過濾器之任何所需清潔度規格。另外，在一過濾器之使用期間，具有低流量或死區之一過濾器可在低流量或死區中留下殘餘化學物質或污染物，該等化學物質或污染物可累積及/或設置細菌生長之區域，及/或對於時間敏感的反應化學物質，不具有適當滯留時間來使用時間敏感的反應化學物質，且不會利用整個過濾器薄膜。另一方面，如本文所揭示之具有擋板之過濾器不僅改良流體之滯留時間，且由於減少或消除低流量或死區，降低或消除使用期間殘餘化學物質或污染物之累積，亦改良過濾器之準備，以移除半導體製造程序中之一潛在污染源，例如，具有擋板之過濾器可經調節，例如，清潔及/或沖洗，以具有低污染。

應暸解，如本文討論之過濾器不限於特定類型之過濾器設計。相反，應暸解，本文討論之發明可與許多不同設計之過濾器一起使用，舉例而言，在使用一次性一次使用之過濾器或具有可更換濾筒之過濾器之液體過濾中，該等濾筒可包含一過濾器薄膜、一芯體、一外殼或其一組合。在一實施例中，過濾器可用於過濾自過濾模組之一個端至另一端之流體。在此類型之過濾器中，供給及滲透連接定位於過濾器之相對端處，藉此迫使液體流自一個端移動至另一端。此流動結構設計被稱為一直列式流動結構設計。過濾器可水平定向或垂直定向，而不顯著影響過濾器之效能。

在另一實施例中，過濾器包含供給埠及滲透埠，其等在模組其相對側上之「頭」端頂部水平定向。歸因於此形狀，此等模組被稱為具有一T形結構設計。T形結構設計有利於將頭部連接至過濾模組之剩餘部分，該過濾模組包括濾杯及定位於濾杯內之濾筒。在此過濾器設計中，濾杯及濾筒包含單獨元件。因此，當建構過濾模組時，濾筒及濾杯分別固定且密封至歧管頭。

即，應暸解，本發明之擋板設計可用於不同類型之過濾器設計，例如，直列式、T形結構設計、U形結構設計或類似物，以改良外殼中流體之流動模式，以移除或減少過濾器中之死區或低流量區。亦應暸解，擋板設計可用於由外向內或由內向外之過濾器設計，以改良過濾器內之流動模式，而不脫離本發明之範疇。

圖1係一例示性過濾器100之一橫截面視圖。過濾器100可為用於半導體工業中之一次使用的應用之一次性過濾器。過濾器100包含具有一內部空間106之一外殼105，其中外殼105包含至少一個開口端，該開口端可包含在外殼105之一相對端上之一入口端107及一出口端108。過濾器外殼105通常為管狀或圓柱形，但可設置為適合於過濾程序之任何幾何形狀。過濾器100進一步包含安置在外殼之內部空間106中之一薄膜110、連接至入口端107之一第一端蓋115及連接至出口端108之一第二端蓋120。第一端蓋115及第二端蓋120可進一步界定外殼之內部空間106。如圖1中展示，在一些實施例中，過濾器亦可包含一芯體125，薄膜110圍繞芯體125安置。在其他實施例中，可省略圖1中展示之芯體125。內部空間106可容納過濾器之不同元件，舉例而言，薄膜110及視情況芯體125，及使用薄膜110過濾之一流體。

外殼105可由通常用於過濾器外殼之任何適合的可模製材料製成，包含但不限於聚丙烯、聚乙烯及全氟烷氧基烷烴(PFA)。

薄膜110可為一多孔薄膜，且可具有一打褶結構設計。作為非限制性實例，可用於薄膜之適合材料包含聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(包含超高分子量聚乙烯(UPE))及聚碸。薄膜具有一第一邊緣、一第二邊緣及在第一與第二邊緣之間延伸之一第一(或內部)及第二(或外部)表面。

芯體125可為被薄膜圍繞之一部件，使得薄膜安置在芯體125與外殼105之間。在一實施例中，芯體125為管狀或圓柱形。芯體125可具有一系列開口，容許流體在薄膜與芯體125之一中空中心之間穿過。在實施例中，芯體可為任何適合的材料，包含作為非限制性實例之聚丙烯、聚乙烯及全氟烷氧基烷烴(PFA)。

第一端蓋115連接至外殼105、薄膜110及芯體125(若存在)之一或多者。類似地，第二端蓋120可附接至外殼105、薄膜110及芯體125(若存在)之一或多者。第一及第二端蓋可為任何適合的材料，包含作為非限制性實例之聚丙烯、聚乙烯及全氟烷氧基烷烴(PFA)。在一實施例中，第一端蓋115及第二端蓋120之一者或兩者可為與外殼相同之材料。第一及第二端蓋115、120可使用習知方式附接至外殼105及視情況其他零件，以產生一流體緊密密封且產生一整體過濾器。此附接之非限制性實例包含焊接，諸如熱焊接或超音波焊接、螺絲釘配合、黏著劑、包含在接頭處設置密封之機械附接或類似物。

在一實施例中，第一端蓋115及/或第二端蓋120包含諸如連接器116、117之一或多個連接器。在一實施例中，連接器116、117之各者包含圍繞一孔徑119之螺紋。在實施例中，在端蓋之各者上僅可包含兩個此等連接器，但取決於過濾器之應用或使用，可設置額外的連接器。螺紋可容許一流體管線連接至連接器116、117之至少一者。在實施例中，螺紋可用任何其他適合的機械連接器更換，用於在流體管線與各自的連接器116、117之間形成一密封連接。孔徑119可容許流體流入或流出外殼105，舉例而言，容許被過濾之流體進入或離開外殼105，或容許空氣或任何其他流體自外殼105排洩。在一實施例中，第一端蓋115可包含用於一入口之連接器116，以容許待過濾流體進入外殼105及一通風口。第二端蓋120可包含用於一出口之連接器117，以容許已使用薄膜110過濾之流體離開外殼105及一通風口。應暸解，連接器116、117及/或用於入口及出口之孔徑可沿端蓋之不同位置設置，如處理流體所需要。舉例而言，在一實施例中，用於入口及出口之連接器116、117及/或孔徑119之至少一者可設置在端蓋之一中心處。

出口連接器117可經定位使得薄膜110定位於自入口連接器116至出口連接器117之流體路徑內，該路徑穿過藉由外殼105及第一及第二端蓋115、120界定之內部空間。舉例而言，當出口連接器117設置在第二端蓋120之中心處時，過濾器為一直列式過濾器，其中流體經過濾，相對於薄膜110具有一由外向內之流動。排氣連接器116、117可容許其他流體離開外殼105，諸如，作為一非限制性實例，當待過濾之流體被引入一先前未使用之過濾器100中時，容許空氣離開外殼105。流體(包含藉由過濾器100過濾之該等及諸如在116、117處排出之流體之其他流體兩者)可為氣相或液相。

如圖1中所見，過濾器100進一步包含一擋板130，擋板130係至少部分設置在內部空間106中，或在經設置於第一端蓋115中之一空間中，或在外殼105之入口端107處，或其一組合。擋板130在入口端107處密封薄膜110之一開口端，且包含至少兩個擋板分隔件135，擋板分隔件至少自薄膜110之密封端延伸且沿薄膜110之一長度之至少一部分延伸，以將外殼105之內部空間106分成至少一第一部分106A及一第二部分106B。在一實施例中，擋板130經流體連接至連接器116以接收來自入口之流體，且包含將流體引導至內部空間之第一部分106A中之一開口140。應暸解，開口140可係設置在第一端蓋115中或過濾器外殼105之內部空間106中或其一組合中。

在一實施例中，擋板130可係連接在外殼105之入口端107處，且至少係連接至第一端蓋115。舉例而言，擋板130可係使用此項技術中已知之各種耦合技術連接至第一端蓋115之形成孔徑119的一部分，舉例而言，機械連接，例如，使用螺絲釘配合、凸片或類似物、壓配合、熱結合、焊接，包含熱、超音波或類似物，或其組合。擋板分隔件135可係連接至第一端蓋115、擋板130、薄膜110、芯體125及/或一濾筒，或可係連接至外殼105或其一組合，用於分隔外殼105之內部空間106。

擋板分隔件135至少自薄膜之密封端沿薄膜110的至少一部分長度延伸，該部分長度係平行於過濾器100之一中心軸，將內部空間106分成第一部分106A及第二部分106B。擋板分隔件135亦可至少部分延伸至第一端蓋115之外殼中。因此，擋板分隔件135經設計成將流體流自入口引導至過濾器薄膜之一側，且接著使流體在過濾器之相對側上循環，例如，產生至第二部分106B之一環形流動路徑。應暸解，藉由使用擋板分隔件135來引導流體之流動，當準備(例如調節)過濾器時或在過濾器之使用期間，可移除或減少過濾器中之流體的低流量、靜態或死區。舉例而言，擋板分隔件135可延伸薄膜110之整個長度至薄膜110之一第二密封端表面。這樣，在流體沿薄膜110之外表面被引導至第一部分106A之後，流體圍繞薄膜110循環，例如，在第二端蓋120中之一空間中或在外殼105之內部空間106中，且被引導流過第二部分106B中之薄膜110的外表面。應暸解，當流體沿第一部分106A及第二部分106B中之薄膜110的外表面被引導時，部分流體穿過薄膜110過濾，使得滲透物可流過第二端蓋120中的出口117，例如，沿薄膜之一內部空間，舉例而言，流過芯體125，用於自過濾器100排放過濾流體。應暸解，在一些實施例中，流體之流動可經偏置以穿過薄膜110過濾，使得當流體在第一部分106A或第二部分106B中流動時過濾更多流體，此取決於過濾流體之性質及需要。舉例而言，在一實施例中，芯體125可包含更大的空間或孔，以容許更多流體流過指定部分106A或106B，從而具有穿過指定部分之優先流動化學物質。亦應暸解，薄膜可經設計成偏置更多待過濾流體，舉例而言，具有更大的孔，此降低在薄膜之特定部分處穿過薄膜的壓降。

在一實施例中，擋板130可包含在第一端蓋115之外殼之一底部表面與擋板分隔件135之一頂部之間的一間隙145，其中擋板分隔件135僅部分延伸至第一端蓋115中。間隙145係擋板分隔件135之一部分，其不延伸至第一端蓋115之外殼之底部表面，以容許在內部空間106A之第一部分與內部空間106B之第二部分之間的一流體連通。舉例而言，擋板分隔件135可具有與連接至第一端蓋115之形成孔徑119之部分之擋板130相等的一高度。因此，由於擋板分隔件135不延伸至第一端蓋115之圓頂形底部表面，當一流體穿過入口孔徑119設置且穿過擋板130之開口140朝向內部空間106A之第一部分引導時，發生一文丘裡/虹吸效應，其中流體(例如，內部空間106B之第二部分中之停滯或低流量流體)經抽吸跨擋板分隔件135，且與至內部空間106A之第一部分之流體流組合，以在流體外殼中產生一環形流動路徑。應暸解，基於熟知之流動動力學原理，例如，基於面積及流速，諸如伯努利方程，間隙之尺寸可經設計成虹吸一預定體積之流量。間隙可設置在各擋板分隔件135與第一端蓋115之間，或間隙可為擋板分隔件135中之孔徑，且可為具有各種幾何形狀之一單個間隙(或孔徑)或多個間隙(或孔徑)，以控制與第一流動路徑中之第一流體一起循環之流量，例如，自內部空間106B之第二部分虹吸之流量。即，間隙或孔徑可為設置在擋板與第一端蓋115之間之結構，或設置在擋板130及/或擋板分隔件135中之結構，其容許在過濾器外殼之第一部分與第二部分之間穿過連接至第一端蓋115之擋板130(例如，在流體之入口流處或附近)進行流體連通。

如圖2A及圖2B中繪示，其展示過濾器100之分解視圖，擋板130可為一單個模製組件，其包含擋板130及擋板分隔件135、開口140及/或間隙145。如圖2A中所見，擋板130亦可與濾筒(例如，芯體125、薄膜110或類似物)一起模製及/或組合，或與外殼一起模製及/或組合。圖2B展示當擋板130與濾筒一起模製及/或組合時，組合之擋板可被插入外殼105中且用第一端蓋115及第二端蓋120密封，其中擋板分隔件135將內部空間106分成內部空間之第一部分106A及內部空間之第二部分106B。如上文討論，擋板130可接著使用此項技術中已知之各種耦合技術連接至第一端蓋115之形成孔徑119之一部分，舉例而言，機械連接，例如，使用螺絲釘配合、凸片或類似物、壓配合、熱結合、焊接，包含熱、超音波或類似物，或其組合。第一及第二端蓋115、120可使用習知方式附接至外殼105及視情況其他零件，以產生一流體緊密密封且產生一整體過濾器。此附接之非限制性實例包含焊接，諸如熱焊接或超音波焊接、螺絲釘配合、黏著劑、包含在接頭處設置密封之機械附接或類似物。

在另一實施例中，如圖3中所見，其展示過濾器100之一分解視圖，亦應暸解，擋板130可建構為一模組化設計，其中可將數個元件加在一起。舉例而言，擋板130可包含複數個連接，用於使用一耦合技術(舉例而言，開槽舌槽連接、壓配合、銷連接或類似物)向擋板130添加額外元件，例如，額外擋板分隔件135A。應暸解，由一單個模製組件製成之擋板130容許擋板130在一過濾器100之製造或改裝期間(例如，添加至一現有設計)連接至一次性過濾器之第一端蓋115，且接著連接至包含薄膜110及芯體125之濾筒，其中濾筒亦可包含用於分隔內部空間106之擋板分隔件135B。擋板分隔件135A及135B可包含用於將擋板分隔件135A及135B連接在一起之連接凸片。擋板130可為任何適合的材料，包含作為非限制性實例之聚丙烯、聚乙烯及全氟烷氧基烷烴(PFA)。可在過濾器100之不同元件之間設置密封。舉例而言，一出口密封160可設置在連接至出口連接器117之孔徑119之外殼的出口端附近。亦可在擋板130與濾筒之間及/或擋板130與第一端蓋115之間設置一密封，舉例而言，一橡膠O形環，以容許一壓配合連接。

在另一實施例中，如圖4A至圖4C中所見，一過濾器400包含擋板430之另一設計。圖4A至圖4C之過濾器400包含與圖1至圖3中展示之過濾器100相同或類似之元件及特徵，如上文討論，且僅展示第一端蓋415及擋板430，其中擋板分隔件435不沿薄膜之整個長度延伸。代替性地，圖4A及圖4B繪示擋板430包含一外圓周表面450，該外圓周表面450具有自第一端蓋415延伸之一長度，且至少部分設置在第一端蓋415中之一空間或過濾器之一內部空間或其一組合中。擋板430流體連接至連接器416以接收來自入口孔徑419之流體，且進一步包含將流體流引導至過濾器400之一側之一開口440。

擋板430可連接至第一端蓋415，且連接至或鄰接外殼或薄膜(例如，濾筒)之入口端之至少一者。舉例而言，擋板430可使用此項技術中已知之各種耦合技術連接至第一端蓋415形成孔徑419及/或濾筒，舉例而言，機械連接，例如，使用螺絲釘配合、凸片或類似物、壓配合、熱結合、焊接，包含熱、超音波、模製或類似物，或其組合。

擋板分隔件435至少部分設置在端蓋415或過濾器外殼之內部空間或其一組合中，且僅延伸外圓周表面450之長度，以至少部分將端蓋415之內部空間及/或過濾器外殼之內部空間分成至少一第一部分及第二部分。因此，進入過濾器400之流體之流動路徑可使用連接至第一端蓋415之擋板430製成環形。

此外，如圖4C中所見，擋板430可包含在第一端蓋415與擋板分隔件435之間之一間隙445。這樣，當流體被引導穿過擋板430之開口440時，文丘裡/虹吸效應自擋板430之第二部分虹吸流體，以進一步產生一環形流動路徑，以移除或減少過濾器400中之低流量或死區。舉例而言，由於擋板分隔件435至少部分延伸至第一端蓋415及/或外殼之內部空間中，當入口流體被引導穿過擋板430之開口440至第一部分中時，流體之流動遵循自第一部分至第二部分之至少一半環形流動路徑。因此，擋板分隔件435引導流體自入口沿過濾器薄膜之一側向下流動，且經由間隙445將流體循環至第二部分，以產生至少半環形之流動路徑。應暸解，藉由以此一方式引導流體之流動，當準備(例如，調節)過濾器或在過濾器之使用期間，可移除或減少過濾器中流體流動之低流量、靜態或死區。

擋板430可為一單個模製組件，包含擋板分隔件435、開口440及/或間隙445，且連接至第一端蓋415及/或濾筒。因此，應暸解，在一過濾器400之製造或改裝期間，例如，添加至一現有設計，擋板430可連接至一次性過濾器之第一端蓋415。

雖然上文已將擋板130、430描述為具有平行於過濾器100、400之一中心軸之擋板分隔件135、435，但應暸解，擋板130、430可具有不同設計，例如，輪廓，以修改過濾器100、400中流體之流動動態。舉例而言，擋板分隔件135、435可為筆直的(或大體上筆直的)、彎曲的、波狀的或類似物，且可大體上平行於過濾器之中心軸延伸或成角度延伸，以修改過濾器100、400中之流動動態。亦應暸解，雖然已討論具有兩個分隔板之擋板分隔件135、435，但擋板分隔件可根據需要包含額外分隔板，以修改過濾器之流動動態，以移除或減少過濾器中之低流量或死區。舉例而言，若過濾器100、400包含四個擋板分隔件135、435，且將外殼之內部空間分成四個部分，應暸解，至少一個部分接收來自過濾器入口之流體，且接著流體例如以逆流及/或平行流配置被引導至至少一個其他部分。

下文描述一種藉由使用擋板在直列式過濾器中產生環形流動模式來過濾一流體之方法。參考回圖1，在一實施例中，過濾器100在入口孔徑119處接收待過濾之一流體。具有開口140之擋板130之一個端連接至第一端蓋115之入口孔徑119，且另一端鄰接或連接至薄膜及/或芯體之一端密封表面，使得流體經引導穿過擋板130之開口140。擋板130包含至少兩個擋板分隔件135，其沿薄膜110之一長度延伸且將外殼之內部分成至少一第一部分106A及一第二部分106B。因此，擋板開口140引導流體流向內部空間106之至少第一部分106A。

流體在第一部分106A中穿過薄膜110之外表面(過濾至少一部分流體)沿平行於過濾器中心軸之一方向流至薄膜110之端。接著，流體在過濾器外殼內及/或在第二端蓋120中圍繞薄膜110流動，且接著在第二部分106B中沿一逆流方向流過薄膜110之外表面。當流體穿過薄膜110過濾時，濾液流向第二端蓋120中之過濾器100之出口孔徑。

應暸解，在擋板130包含在擋板分隔件135之端處之間隙145的實施例中，穿過開口140朝向至少第一部分106A之流體流產生一文丘裡/虹吸效應，其將流體自擋板分隔件之相對側拉入朝向第一部分106A之進入流體串流中，以進一步在過濾器外殼中產生一環形流動路徑。應暸解，此影響進一步移除或減少過濾器中之低流量或死區。

藉由在過濾器外殼中產生環形流動路徑，令人驚訝地發現，改良流體之分佈及流動將改良過濾器薄膜之化學物質交換，此不僅改良過濾器準備期間過濾器之沖洗及清潔效率，且亦改良過濾器使用期間流體之滯留時間，且藉由至少防止或減少過濾器外殼中之低流量或死區，防止殘餘化學物質及/或污染物之累積。在過濾器之先前設計中，在濾筒與包含第二端蓋及/或第一端蓋之外殼之間之內部空間的區域中存在低流量或停滯流動之區域。舉例而言，直列式過濾器之先前設計在內部空間中具有大約15%之流動區作為停滯或低流量，例如，在每分鐘3升時，小於0.05釐米/秒。然而，如本文所揭示之具有環形流動路徑之過濾器被發現將內部空間中具有低流量或停滯流動之區域減少或消除至具有此低流量或停滯流動之內部空間之小於10%，較佳小於8%，且最佳小於6%。即，由於流體流過第二端蓋之至少一部分以流至外殼內部之第二部分，因此先前在先前過濾器中設置之低流量或停滯流動之區域減小。由於一過濾器中之低流量或死區(例如，小於大約0.05釐米/秒之流量)可留下殘餘化學物質或污染物，其可累積及/或設置細菌生長之區域及/或不會利用整個過濾器薄膜及/或具有過多的流體滯留時間，因此過濾器之準備及使用可藉由此改良之流動模式來改良。

在本發明之又一實施例中，如圖5A及圖5B所見，過濾器500設置為一T型線可重複使用之過濾器，其中擋板530完全設置在外殼505中。圖5A至圖5B之過濾器500包含與上文討論之過濾器相同之元件及特徵，其中不重複相同元件及材料。過濾器500包含具有一內部空間506之外殼505，其中外殼505包含一開口端507。過濾器500進一步包含安置在外殼之內部空間506中之一薄膜510及連接至開口端507之一蓋515。蓋515可進一步界定外殼之內部空間506。如展示，在圖5B中，在一些實施例中，過濾器亦可包含一芯體525，薄膜510圍繞芯體525安置。在其他實施例中，可省略芯體525。內部空間506可容納過濾器之不同元件，舉例而言，薄膜510及視情況芯體525，及使用薄膜510過濾之一流體。

蓋515連接至外殼505、薄膜510及芯體525(若存在)之一或多者。蓋515可使用習知方式附接至外殼505及視情況其他部分，以產生一流體緊密密封且產生一整體過濾器。此附接之非限制性實例包含焊接，諸如螺絲釘配合、卡扣配合、包含在接頭處設置密封之機械附接或類似物。此等附接容許過濾器500之可重複使用。

在一實施例中，蓋515包含一或多個連接器，諸如連接器516、517。在一實施例中，連接器516、517之各者包含圍繞一孔徑519之一管道連接器，其中管道連接器可為用於一螺絲釘配合、卡扣配合、壓配合或類似物之螺紋。在實施例中，蓋上可僅包含兩個此等連接器，但可取決於過濾器之應用或使用來設置額外的連接器。管道連接器可容許一流體線連接至連接器516、517之至少一者。孔徑519可容許流體流入或流出外殼505，舉例而言，容許被過濾之流體進入或離開外殼505，或容許空氣或任何其他流體自外殼505排洩。在一實施例中，蓋515可包含用於一入口之連接器516，以容許待過濾流體進入外殼505及一通風口。蓋515可包含用於一出口之連接器517，以容許已使用薄膜510過濾之流體離開外殼505及一通風口。應暸解，連接器516、517及/或用於入口及出口之孔徑可沿端蓋之不同位置設置，如處理流體所需要。

出口連接器517可被定位成使得薄膜510定位於自入口連接器516至出口連接器517的流體路徑內，穿過藉由外殼505及蓋515界定的內部空間。舉例而言，出口連接器517經連接至蓋515之中心，使得過濾器為一T型線過濾器，其中流體經過濾，相對於薄膜510具有一由外向內之流動。

如圖5A至圖5B中所見，過濾器500進一步包含經設置於內部空間506中之一擋板530。擋板530在開口端507處密封薄膜510之一開口端，且包含至少兩個擋板分隔件535，其至少自薄膜510之密封端延伸且沿薄膜510之一長度的至少一部分延伸，以將外殼505之內部空間506分成至少一第一部分506A及一第二部分506B。在此實施例中，擋板530亦包含經設置於擋板530中心之一開口531，用於將流體排出至出口連接器517。擋板530可係連接在外殼505之開口端507處，且至少經連接至蓋515。舉例而言，擋板530可經連接至形成孔徑519之蓋515的一部分，孔徑519使用此項技術中已知之各種耦合技術(舉例而言，機械連接，例如，使用螺絲釘配合、凸片、壓配合或類似物，或其組合)連接至出口連接器517。擋板分隔件535可被連接至擋板530、薄膜510、芯體525及/或一濾筒，或可被連接至外殼505或其一組合，以分隔外殼之內部空間。即，在一些實施例中，擋板530可係設置在濾筒上，用於插入外殼505及/或被設置成經附接至外殼505本身。

擋板分隔件535至少自薄膜之密封端沿平行於過濾器500之一中心軸之薄膜510之長度的至少一部分延伸，以將內部空間506分成第一部分506A及第二部分506B。在一實施例中，擋板分隔件535亦可至少部分延伸至第一端蓋515之外殼中或延伸至該外殼。因此，擋板分隔件535經設計成將流體流自入口引導至過濾器薄膜之一側，且使流體在過濾器的相對側上循環，例如，以產生至第二部分506B之一環形流動路徑。應暸解，藉由使用擋板分隔件535引導流體之流動，當準備(例如，調節)過濾器時或在過濾器之使用期間，可移除或減少過濾器中流體之低流量、靜態或死區，以減少流體的滯留時間。舉例而言，擋板分隔件535可延伸薄膜510之整個長度至薄膜510之一第二密封端表面。這樣，在流體沿薄膜510之外表面被引導至第一部分506A之後，流體圍繞薄膜510循環，例如，在外殼505之內部空間506中之一空間中，且經引導在第二部分506B中流過薄膜510的外表面。應暸解，當流體在第一部分506A及第二部分506B中沿薄膜110之外表面被引導時，部分流體穿過薄膜510被過濾，使得滲透物可被引導至第二端蓋520中之出口517，例如，沿薄膜之一內部空間，舉例而言，穿過芯體525，用於自過濾器100排放過濾流體。類似於上文討論之實施例，應暸解，取決於過濾器及待過濾流體之應用，流體之過濾可被偏置以在流過第一或第二部分506A、506B時被過濾。因此，擋板530經流體連接至連接器516以接收來自入口之流體，其中擋板分隔件535將流體引導至內部空間之第一部分506A中，且滲透物穿過芯體525過濾以穿過開口531及連接器517離開過濾器500。

相應地，使用本文討論之擋板實施例之一過濾器產生具有改良流動模式之一過濾器，其中，在過濾器內部空間之不同部分中，且特別在薄膜及外殼與第二端蓋之間，減少或移除低流量或死區之區域，例如停滯流或無流。

態樣：

應暸解，態樣1至12中之任一項可與態樣13至16或17中之任一項組合。應暸解，態樣13至16中之任一項可與態樣1至12或17中之任一項組合。

態樣1。一種過濾器，其包括：具有一內部空間之一外殼，該外殼包括至少一個開口端；安置在該外殼內之一薄膜，該薄膜具有沿該外殼之一長度方向延伸之一長度，及至少設置在該外殼之該內部空間中之一擋板，其中該擋板包括至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該薄膜之該長度之至少一部分延伸，以將該外殼之該內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，使得當一流體被供應至該過濾器時，該流體經引導首先在該第一部分中流動，且接著流至該第二部分。

態樣2。如態樣1之過濾器，其進一步包括連接至該至少一個開口端之一第一端蓋，其中該擋板亦設置在該第一端蓋中，且至少連接至該過濾器之該第一端蓋。

態樣3。如態樣2之過濾器，其中在該至少兩個擋板分隔件與該第一端蓋之一底部表面之間設置一間隙。

態樣4。如態樣2或3中任一項之過濾器，其中該第一端蓋包括用於接收該流體之一第一孔徑，其中該擋板包括與該第一孔徑流體連通之一開口，其中該入口經結構設計成將該流體引導至該內部空間之該第一部分。

態樣5。如態樣4之過濾器，其中該第一端蓋進一步包括用作一通風口之一第二孔徑。

態樣6。如態樣2至5中任一項之過濾器，其中該擋板以使得一流體流經引導沿該薄膜之一外表面流動的一方式結構設計。

態樣7。如態樣2至6中任一項之過濾器，其進一步包括該外殼之一第二開口端及設置在該外殼之該第二開口端處的一第二端蓋，且包括用於排放穿過該薄膜過濾之該流體之一第三孔徑。

態樣8。如態樣7之過濾器，其中該第三孔徑設置在該第二端蓋之一中心處。

態樣9。如態樣2至8中任一項之過濾器，其中該至少兩個擋板分隔件各包括設置在該第一端蓋附近或鄰近該第一端蓋或在該第一端蓋中之一第一端，及僅延伸至該外殼中之該薄膜之一端的一第二端。

態樣10。如態樣1至9中任一項之過濾器，其進一步包括安置在該外殼內之一芯體，其中該薄膜定位在該芯體與該外殼之間。

態樣11。如態樣1至10中任一項之過濾器，擋板僅設置在該外殼之該內部空間中，且該擋板進一步包括設置在該擋板中心之一開口，且該過濾器進一步包括連接至該至少一個開口端之一蓋，其中該蓋包含用於接收該流體之一入口及與該擋板之該開口流體連接之一出口，用於自該過濾器移除該流體。

態樣12。如態樣1至11中任一項之過濾器，其中該擋板以使得在該薄膜與該外殼之間之該流體的低流量區最小化的一方式設置。

態樣13。一種過濾器外殼，其包括：一入口端；一出口端，其形成在該外殼之與該入口端相反之一端上；一內部空間；及一擋板，該擋板至少設置在該外殼之該內部空間中及該入口端處，其中該擋板包括至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該過濾器外殼之一長度之至少一部分延伸，以將該外殼之該內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，使得當一流體被供應至該過濾器外殼時，該流體經引導首先沿該第一部分流動，且接著流至該第二部分。

態樣14。如態樣13之過濾器外殼，其進一步包括連接至該過濾器外殼之該入口端之一第一端蓋，其中該擋板至少連接至該過濾器外殼之該第一端蓋。

態樣15。如態樣14之過濾器外殼，其中在該至少兩個擋板分隔件與該第一端蓋之一底部表面之間設置一間隙。

態樣16。如態樣13至15中任一項之過濾器外殼，其中該擋板以使得該外殼中之該流體之低流量區最小化的一方式設置。

態樣17。一種過濾一流體之方法，其包括：穿過一入口將該流體引入一過濾器；引導該流體穿過形成在該過濾器之一外殼之一內部中的一擋板，該擋板包括至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該薄膜之該長度之至少一部分延伸，以將該外殼之一內部分成至少一第一部分及一第二部分，使該流體穿過該擋板及該至少兩個擋板部分，使得該流體經引導首先在該第一部分中流動，且接著流至該第二部分，其中該流體穿過該過濾器之一薄膜至一出口。

因此，已描述本發明之數個說明性實施例，熟悉此項技術者將容易暸解，在隨附發明申請專利範圍之範疇內，可製作及使用又另外其他實施例。在先前描述中已闡述此文件所涵蓋之本發明之許多優點。然而，應暸解，本發明在許多態樣僅為說明性的。在不超出本發明範疇之情況下，可在細節上進行改變，特別在零件之形狀、尺寸及配置上。當然，本發明之範疇係用隨附發明申請專利範圍表達之語言界定的。

100:過濾器 105:外殼 106:內部空間 106A:第一部分 106B:第二部分 107:入口端 108:出口端 110:薄膜 115:第一端蓋 116:入口連接器 117:出口連接器 119:孔徑 120:第二端蓋 125:芯體 130:擋板 135,135A,135B:擋板分隔件 140:開口 145:間隙 160:出口密封 400:過濾器 415:第一端蓋 416:連接器 419:孔徑 430:擋板 435:擋板分隔件 440:開口 445:間隙 450:外圓周表面 500:過濾器 505:外殼 506:內部空間 506A:第一部分 506B:第二部分 507:開口端 510:薄膜 515:蓋 516:入口連接器 517:出口連接器 519:孔徑 525:芯體 530:擋板 535:擋板分隔件

搭配隨附圖式，考慮以下對各種說明性實施例之描述，可更全面暸解本發明。

圖1係根據一實施例之一例示性過濾器之一橫截面視圖。

圖2A及圖2B係例示性過濾器之分解視圖。

圖3係根據一實施例之另一例示性過濾器之一分解視圖。

圖4A至圖4C係根據另一例示性實施例之一過濾器之透視圖及橫截面視圖。

圖5A至圖5B係根據又一例示性實施例之一過濾器之透視圖及橫截面視圖。

雖然本發明可有各種修改及替代形式，但其細節已在圖式中以實例之方式展示，且將進行詳細描述。然而，應暸解，目的不係將本發明之態樣限制於所描述之特定說明性實施例。相反，目的係涵蓋落入本發明之精神及範疇內之全部修改、等同物及替代物。

相同元件符號貫穿本文指代相同部分。

100:過濾器

105:外殼

106:內部空間

106A:第一部分

106B:第二部分

107:入口端

108:出口端

110:薄膜

115:第一端蓋

116:入口連接器

117:出口連接器

119:孔徑

120:第二端蓋

125:芯體

130:擋板

135:擋板分隔件

140:開口

145:間隙

Claims (10)

1. 一種過濾器，其包括： 具有一內部空間之一外殼，該外殼包括至少一個開口端； 經安置在該外殼內之一薄膜，該薄膜具有沿該外殼之一長度方向延伸之一長度，及 至少經設置在該外殼之該內部空間中之一擋板，其中該擋板包括至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該薄膜之該長度之至少一部分延伸，以將該外殼之該內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，使得當一流體被供應至該過濾器時，該流體經引導首先在該第一部分中流動，且接著流至該第二部分。
2. 如請求項1之過濾器，進一步包括經連接至該外殼之該至少一個開口端之一第一端蓋，其中，該擋板亦被設置在該第一端蓋中，且至少經連接至該第一端蓋。
3. 如請求項2之過濾器，其中在該至少兩個擋板分隔件與該第一端蓋之一底部表面之間設置一間隙。
4. 如請求項2之過濾器，其中該第一端蓋包括用於接收該流體之一第一孔徑，其中該擋板包括與該第一孔徑流體連通之一開口，其中該入口經結構設計成將該流體引導至該內部空間之該第一部分。
5. 如請求項4之過濾器，其中該第一端蓋進一步包括用作一通風口之一第二孔徑。
6. 一種過濾器外殼，其包括： 一入口端； 一出口端，其形成在該外殼之與該入口端相反之一端上； 一內部空間； 及 一擋板，該擋板係至少設置在該外殼之該內部空間中及該入口端處，其中該擋板包括至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該過濾器外殼之一長度之至少一部分延伸，以將該外殼之該內部空間分成至少一第一部分及一第二部分，使得當一流體被供應至該過濾器外殼時，該流體經引導首先沿該第一部分流動，且接著流至該第二部分。
7. 如請求項6之過濾器外殼，進一步包括經連接至該過濾器外殼之該入口端之一第一端蓋，其中該擋板係至少連接至該過濾器外殼之該第一端蓋。
8. 如請求項7之過濾器外殼，其中在該至少兩個擋板分隔件與該第一端蓋之一底部表面之間設置一間隙。
9. 如請求項7之過濾器外殼，其中該擋板係以使得該外殼中之該流體之低流量區最小化的一方式設置。
10. 一種過濾一流體之方法，其包括： 穿過一入口將該流體引入一過濾器； 引導該流體穿過形成在該過濾器之一外殼之一內部中的一擋板，該擋板包括至少兩個擋板分隔件，該等擋板分隔件沿該薄膜之該長度之至少一部分延伸，以將該外殼之一內部分成至少一第一部分及一第二部分， 使該流體穿過該擋板及該至少兩個擋板部分，使得該流體經引導首先在該第一部分中流動，且接著流至該第二部分， 其中該流體穿過該過濾器之一薄膜至一出口。