(57)【要約】【解決手段】フィルタ材料（Ａ）を含む実質的に長尺のフィルタハウジング（１；５１）を備え、前記フィルタハウジングが第１の端部において流入開口部（２）と第２の反対側端部において流出開口部（３）とを備え、供給管及び排出管（それぞれ、８又は９）を取り付けるための手段（４〜７）が前記流入開口部（２）と前記流出開口部（３）とにそれぞれ設けられているインライン型フィルタにおいて、前記取り付けるための手段（４〜７）がクイック交換式カップリング（４〜７）であって、各クイック交換式カップリング（４，５；６，７）は連結状態と非連結状態とを有し、前記連結状態において開位置をとってガスを通過させ、前記非連結状態において閉位置をとってガスを通過させない遮断弁（１０）が前記クイック交換式カップリング（４，５；６，７）に設けられていることを特徴とするインライン型フィルタ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ材料（Ａ）を含む実質的に長尺のフィルタハウジング（１；５１）を備え、前記フィルタハウジングが第１の端部において流入開口部（２）と第２の反対側端部において流出開口部３とを備え、供給管及び排出管（それぞれ、８又は９）を取り付けるための手段（４〜７）が前記流入開口部（２）と前記流出開口部３とにそれぞれ設けられているインライン型フィルタにおいて、前記取り付けるための手段（４〜７）がクイック交換式カップリング（４〜７）であって、各クイック交換式カップリング（４，５；６，７）は連結状態と非連結状態とを有し、前記連結状態において開位置をとってガスを通過させ、前記非連結状態において閉位置をとってガスを通過させない遮断弁（１０）が前記クイック交換式カップリング（４，５；６，７）に設けられていることを特徴とするインライン型フィルタ。
【請求項２】
前記クイック交換式カップリング（４，５；６，７）の遮断弁（１０）は、前記非連結状態においても前記供給管及び排出管（それぞれ、８又は９）が汚染されるにしてもほとんど空気で汚染されないように、前記供給管及び排出管（それぞれ、８又は９）に接続されたままになっている前記クイック交換式カップリングの前記部分（４，６）の一部を形成している請求項１に記載のインライン型フィルタ。
【請求項３】
各クイック交換式カップリングは、前記供給管又は排出管（それぞれ、８又は９）と前記フィルタハウジング（１；５１）の前記流入開口部（２）又は流出開口部（３）との間に流体的連通を形成する孔（１１）が貫通している雄部（４，６）と雌部（５，７）とからなり、前記雄部（４，６）と前記雌部（５，７）とが連結されている状態において、前記クイック交換式カップリング（４，５；６，７）は前記連結状態にあり、前記雄部（４，６）と前記雌部（５，７）とが連結されていない状態において、前記クイック交換式カップリング（４，５；６，７）は前記非連結状態にある請求項１又は２に記載のインライン型フィルタ。
【請求項４】
前記２個のクイック交換式カップリングである前記雄部（４，６）は前記供給管及び排出管（それぞれ、８又は９）にそれぞれ接続されている請求項２又は３に記載のインライン型フィルタ。
【請求項５】
前記雌部（５，７）は前記フィルタハウジング（１；５１）の両端部にそれぞれ接続されている前記各請求項のうちのいずれか１項に記載のインライン型フィルタ。
【請求項６】
前記雄部（４，６）の孔（１１）内にストレーナ（１２）が設けられている少なくとも請求項３に記載のインライン型フィルタ。
【請求項７】
前記雄部（４，６）を前記供給管８及び前記排出管９にそれぞれ接続するための締付け金具（２７）が前記雄部（４，６）にそれぞれ設けられている少なくとも請求項３に記載のインライン型フィルタ。
【請求項８】
各クイック交換式カップリングにおいて、前記遮断弁（１０）が前記雄部（４，６）の孔（１１）内に設けられている少なくとも請求項３に記載のインライン型フィルタ。
【請求項９】
前記遮断弁（１０）はばね（１３）によって閉位置に付勢されている請求項８に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１０】
前記遮断弁（１０）が弁体（１４）と弁棒（１５）とからなり、前記弁体（１４）は前記雄部（４，６）の孔（１１）内の弁座（１６）と協働するように設けられ、前記ばね（１３）の第１の端部を支持している鍔部（１７）が前記弁棒（１５）に設けられ、前記ばね（１３）の別の端部は、前記孔（１１）中に設けられているくびれ部としての、前記雄部（４，６）中に設けられている支持面（１８）上に支持され、前記弁体（１４）から一方の端部が離れるようにして前記雌部（５，７）内に前記雄部（４，６）を位置させると、前記ばね（１３）のばね力に抗する移動が実施されるように前記弁棒（１５）が前記雌部（５，７）内のストッパー（１９）に当接する請求項９に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１１】
前記弁体（１４）と前記弁座（１６）との間には可撓性密閉リング（２０）が設けられている請求項１０に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１２】
前記雌部（５，７）内のストッパ（１９）は、前記雄部（４，６）を前記雌部（５，７）内に位置させたときに、尖った先端が設けられている前記弁棒（１５）の遊端部によって突き通されるテフロン製キャップからなっている請求項１０又は１１に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１３】
ねじ山（２１）を利用して前記雄部（４，６）を前記雌部（５，７）に接続可能である少なくとも請求項３に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１４】
前記雄部（４，６）を前記雌部（５，７）に取り付けるためには、前記雄部（４，６）に回転可能に接続されている取り付けリング（２２）のみ回転するだけ必要で、前記雄部（４，６）の残りの部分を回転する必要がないように、前記雄部（４，６）のねじ山（２１）が前記取り付けリング（２２）に設けられている請求項１３に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１５】
前記雌部（５，７）と前記フィルタハウジング（５１）との間の接続が取外し可能な接続部によって形成されている少なくとも請求項３に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１６】
前記接続部が、前記雌部（５，７）に円筒部（２３）と、取り付けボルト（２５）を利用して前記円筒部（２３）に接続可能な締付け板（２４）と、前記フィルタハウジング（５１）の外周面に嵌合する直径を有する可撓性締付けリング（２６）とが設けられている締付けジョイントによって形成されている請求項１５に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１７】
前記フィルタハウジング（５１）の周囲に保護管体（５２）が設けられている前記請求項のうちのいずれか１項に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１８】
前記保護管体（５２）は前記両雌部（５，７）間に入っている請求項３及び１７に記載のインライン型フィルタ。
【請求項１９】
前記フィルタハウジング（１；５１）内のフィルタ材料（Ａ）がナノケム（登録商標）又はＩＰＸ（登録商標）である前記請求項のうちのいずれか１項に記載のインライン型フィルタ。
【請求項２０】
前記フィルタハウジング（１；５１）及び前記任意の保護管体（５２）が少なくとも部分的に透明であり、例えば、前記フィルタハウジング（１；５１）がガラス製で、前記保護管体がアクリル系プラスチック製であって、前記フィルタ材料（Ａ）が飽和したときに変色するインジケータが前記フィルタハウジング（１；５１）に含まれている前記請求項のうちのいずれか１項に記載のインライン型フィルタ。
【請求項２１】
前記フィルタにトランスポンダ（２７）が設けられている前記請求項のうちのいずれか１項に記載のインライン型フィルタ。
【請求項２２】
前記トランスポンダが温度センサを備え、前記トランスポンダが前記フィルタハウジング（１；５１）の下流側端部に隣接して前記フィルタハウジング（１；５１）上に設けられている前記請求項のうちのいずれか１項に記載のインライン型フィルタ。
【請求項２３】
ガス流から水分、酸素及び炭化水素を除去するために、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含まないフィルタ材料が内部に存在するフィルタハウジングを備えているフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ材料を含む実質的に長尺のフィルタハウジングを備え、前記フィルタハウジングが第１の端部において流入開口部と第２の反対側端部において流出開口部とを備え、供給管及び排出管を取り付けるための手段が前記流入開口部と前記流出開口部とにそれぞれ設けられているインライン型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなフィルタは従来から知られており、例えば、アメリカ合衆国ペンシルベニア州ベルフォンテ市のスペルコ社等によって流通されている。
【０００３】
これらの公知のフィルタの欠点は取り付け手段が、市場においてスェージロック（登録商標）金具としも知られているように、フェルール金属管として構成されていることにある。フィルタを供給及び排出管から取外す際には、フェルール金属管を緩め、供給管及び排出管を大気に開放連通させる。このことは、管路系が汚染されるようになり、フィルタ交換後に、例えば、ガスクロマトグラフィ、質量分析又はＬＣＭＳ法の如き検出プロセスのような下流側におけるプロセスを前記管路系と再度流体的に連通可能にする前に、例えば、窒素ガスのようなキャリアガスによる洗浄を長時間、時には数時間も実施しなければならないことを意味している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記公知のインライン型フィルタの別の欠点は、何回も取り付けたり取外したりすると、締付け金具が供給管及び排出管を損傷してしまうことである。その場合には、管を若干短くして、損傷していない部分を締付け金具に接続する必要がある。このように短くすることは限られた回数しか可能でなく、その後は供給管及び／又は排出管を少なくとも部分的に交換する必要がある。特に実験要員がこのように比較的技術を要する作業を行なわなければならないので、この作業は面倒であって、いずれにしても時間のかかる作業になりがちである。
【０００５】
本発明の目的は、上記の欠点を伴うことなく、高純度ガス（汚染度１０ｐｐｍ未満）を精製するためのインライン型フィルタである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は、前記取り付けるための手段がクイック交換式カップリングであって、各クイック交換式カップリングは連結状態と非連結状態とを有し、前記連結状態において開位置をとってガスを通過させ、前記非連結状態において閉位置をとってガスを通過させない遮断弁が前記クイック交換式カップリングに設けられていることを特徴とする、冒頭部に記載したタイプのインライン型フィルタを提供する。
【０００７】
クイック交換式カップリングを備えたインライン型フィルタは、第１の利点として、管路系から道具なしで取外すことが出来ることである。さらに、クイック交換式カップリングを管路系から取外す必要がないので、供給及び排出管に対する損傷が防止される。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、前記クイック交換式カップリングの遮断弁は、前記非連結状態においても前記供給管及び排出管が汚染されるにしてもほとんど空気で汚染されないように、前記供給管及び排出管に接続されたままになっている前記クイック交換式カップリングの前記部分の一部を形成することが可能である。
【０００９】
そのような構成の利点は、インライン型フィルタを取外した後、非連結状態のクイック交換式カップリング内の遮断弁がそれぞれガス、従って、空気を通過させない閉位置をとるので、管路系が汚染されないことである。
【００１０】
原則として、前記フィルタ材料は、精製すべきガスから水分、酸素又は炭化水素を除去することを意図し、除去するのに好適で、かつ、除去するように工夫されているので、フィルタを通過させた後では精製ガス中の汚染物質は１０ｐｐｍを越えていない。
【００１１】
本発明は、ガス流から水分、酸素及び炭化水素を除去するために、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含まないフィルタ材料が内部に存在するフィルタハウジングを備えているフィルタも提供する。フィルタ材料ＩＰＸ（登録商標）を備えているフィルタはこれらの条件に合致する。万が一破裂した場合でも、上述のアルカリ金属やアルカリ土類金属を含まないフィルタは湿気や酸素との反応の激しさが低いので、危険性を伴わずに輸送することが可能であり、このことはこれまで多用されてきたフィルタ材料と逆である。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は従属請求項に記載されており、図面を参照して、例示的実施態様においてかつによりさらに明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面において、
図１は第１の例示的実施態様の断面を示し；
図２は第２の例示的実施態様の、図１に示されているものと同様の断面を示し；かつ
図３は図１及び２に示されている例示的実施態様において使用されているクイック交換式カップリングの雄部を拡大して示している。
【００１４】
図面に示されている本発明によるインライン型フィルタＦの例示的実施態様は、フィルタ材料Ａを含むことの可能な実質的に長尺のフィルタハウジング１（図１）又は５１（図２）を備えている。前記フィルタハウジング１，５１は第１の端部において流入開口部２と第２の反対側端部において流出開口部３とを備えている。前記流入開口部２と前記流出開口部３とにおいて、供給管８及び排出管９を取り付けるために取り付け手段４、５，６、７がそれぞれ設けられている。前記取り付けるための手段は、連結状態と非連結状態とを有するクイック交換式カップリング４、５；６，７である。クイック交換式カップリングには、前記連結状態において開位置をとってガスを通過させ、非連結状態において閉位置をとってガスを通過させない遮断弁１０（図３参照）が設けられている。前記クイック交換式カップリング４，５；６，７の遮断弁１０は、前記非連結状態においても前記供給管８及び排出管９が汚染されるにしてもほとんど空気で汚染されないように、前記供給管８及び排出管９に接続されたままになっている前記クイック交換式カップリング４，５，６，７の前記部分４，６の一部を形成している。各クイック交換式カップリング（４，５；６，７）は、前記供給管８又は排出管９と前記フィルタハウジング１，５１の前記流入開口部２又は流出開口部３との間に流体的連通を形成する孔１１（図３参照）が貫通している雄部４，６と雌部５，７とからなっている。前記雄部４，６と前記雌部５，７とが連結されている状態において、前記クイック交換式カップリング４〜７は前記連結状態にあり、前記遮断弁１０は開いている。前記雄部４，６と前記雌部５，７とが連結されていない状態において、前記クイック交換式カップリング４〜７は前記非連結状態にあり、前記遮断弁１０は閉じている。
【００１５】
前記２個のクイック交換式カップリング４〜７である前記雄部４，６は前記供給管８及び排出管９にそれぞれ接続されている。前記雌部５，７は前記フィルタハウジング１，５１の両端部にそれぞれ接続されている。
【００１６】
前記雄部４，６の孔１１内にストレーナ１２が設けられている。
【００１７】
前記雄部４，６を前記供給管８及び前記排出管９にそれぞれ接続するための締付け金具２７が前記雄部４，６にそれぞれ設けられている。
【００１８】
各クイック交換式カップリング４〜７において、前記遮断弁１０が前記雄部４，６の孔１１内に設けられている。前記遮断弁１０はばね１３によって閉位置に付勢されている。前記遮断弁１０は弁体１４と弁棒１５とからなっている。前記弁体１４は前記雄部４，６の孔１１内の弁座１６と協働するように工夫されている。前記ばね１３の第１の端部を支持している鍔部１７が前記弁棒１５に設けられている。前記ばね１３の別の端部は、くびれ部が前記孔１１中に設けられている、前記雄部４，６中に設けられている支持面１８上に支持されている。前記弁体１４から一方の端部が離れるようにして前記雌部５，７内に前記雄部４，６を位置させると、前記ばね１３のばね力に抗する移動が実施されるように前記弁棒１５が前記雌部５，７内のストッパー１９に当接する。前記弁体１４と前記弁座１６との間には可撓性密閉リング２０が設けられている。
【００１９】
前記雌部内のストッパ１９は、前記雄部４，６を前記雌部５，７内に位置させたときに、尖った先端が設けられている前記弁棒１５の遊端部によって突き通されるテフロン製キャップからなっている。
【００２０】
ねじ山２１を利用して前記雄部４，６を前記雌部５，７に接続することが可能である。図示の例示的実施態様において、前記雄部４，６を前記雌部５，７に取り付けるためには、前記雄部４，６に回転可能に接続されている取り付けリング２２のみ回転するだけ必要なように、前記雄部４，６のねじ山２１が前記取り付けリング２２に設けられている。従って、前記雄部４，６の残りの部分を回転する必要がない。
【００２１】
図１の第１の例示的実施態様においては、前記雌部５，７と前記フィルタハウジング１との間の接続が圧入ジョイント又は張合わせジョイントによって形成されている。図２の第２の例示的実施態様においては、前記フィルタハウジング５１と前記雌部５，７との間の接続が取外し可能な接続部、より具体的には、前記雌部５，７に円筒部２３と取り付けボルト２５を利用して前記円筒部２３に接続可能な締付け板２４とを設けた、締付けジョイントによって形成されている。さらに、前記フィルタハウジング５１の外周面に嵌合する直径を有する可撓性締付けリング２６が設けられている。締付けボルト２５の助けによって、前記円筒部２３と前記締付け板２４との間で前記締付けリング２６を圧縮することにより、前記締付けリング２６は変形し、前記締付けリング２６を介して、前記フィルタハウジング５１が強制的に前記雌部５，７に接続される。図２の例示的実施態様において、前記フィルタハウジング５１の周囲に保護管体５２が設けられている。この保護管体５２は前記両雌部５，７間に入っている。
【００２２】
所望により、前記フィルタハウジング１；５１及び前記任意の保護管体５２は少なくとも部分的に透明であってよく、例えば、前記フィルタハウジング１；５１がガラス製で、前記保護管体がアクリル系プラスチック製ある。前記フィルタ材料Ａが飽和したときに変色するインジケータ２８を前記フィルタハウジング１，５１に含むことも可能である。このようにして、運転者はフィルタの交換が必要な時期をわかる。
【００２３】
ガス装置内のさまざまなインライン型フィルタのデータを簡単に収集するために、前記インライン型フィルタのそれぞれにトランスポンダ２７を設けることができる。これらのトランスポンダ２７を遠隔的に読み取ることが可能である。従って、特定のフィルタが既にどの位の時間使用されてきたのか、或は、そのフィルタが交換を必要としているかどうかを簡単に知ることが可能である。制御部においてこれらのデータを評価している中にガスの流通量も含めると、フィルタ内におけるインジケータの使用を省略することができる。事実、残存寿命期間をモニターしている場合には、この装置はフィルタの交換が必要な時期を使用者に知らせることができる。トランスポンダを読み取るために、運転者はインライン型フィルタのトランスポンダを読み取るためのレシーバを利用することができる。この読み取りをすべて自動的に実施できることは言うまでもない。これらを備えることの利点は、ガス装置におけるさまざまなフィルタ類の状態を自動的に確認可能なことである。実際、別々のインライン型フィルタのトランスポンダのデータを読み取るためのレシーバを中央処理装置に接続すると、さまざまなフィルタの使用期間、さらに所望により、それらのフィルタの使用可能な残り時間を簡便にモニターできる。従って、フィルタの寿命期間の終点に到達する前に、この装置は新しいフィルタを発注する必要があることを使用者に知らせることが可能であり、あるいは、この装置は自動的にそのような発注を行なうことも可能である。トランスポンダ２７およびレシーバは正規のフィルタが取り付けられたかどうかを確認するためにも使用かのうである。所望により、トランスポンダ２７に温度センサを設けることも可能である。フィルタ材料の温度が上昇すると、このことは通常反応が生起していることを意味し、その位置でフィルタ材料Ａが飽和状態になることを意味している。従って、温度センサを有するトランスポンダ２７をフィルタハウジング（１；５１）の下流側端部に隣接して設けると、フィルタＦが今にも破裂する状態かどうかを確認することができる。その場合、トランスポンダ２７はインジケータとして作用するので、フィルタＦのハウジングを透明に構成する必要は最早なくなり、例えば金属製にしてもよい。トランスポンダ２７はそれぞれのインライン型フィルタＦの経時的なユーザーデータを記憶するためにも使用可能である。使用中、流量測定値及び／又は温度測定値を、例えば、トランスポンダ２７のメモリに記憶することができる。そのようなデータから残っている寿命期間を簡便に推定することができる。
【００２４】
前記締付け金具２７を利用して、雄部４，６を供給管８および排出管９にそれぞれ一度接続する。次いで、前記インライン型フィルタＦの雌部５，７に対する前記雄部４，６の接続を介して、前記インライン型フィルタＦを管路系に含むことができる。これは、おねじを設けた取り付けリング２２を手で雌部５,７に螺着することによって実行可能である。これにより、雄部４，６は雌部５，７内にしっかりと圧入される。また、ストッパとしても機能している前記テフロン製密封キャップ１９に前記弁棒１５の先端が到達することにより、遮断弁１０が開けられる。さらに、前記フィルタ材料が前記供給管８及び前記排出管９と流体的に連通するように前記弁棒１５が前記テフロン製キャップを突き通す。取り外しの際は、前記取り付けリング２２を再度緩める。それによって前記雄部４，６が前記雌部５，７から外れると、前記遮断弁１０がばね１３の影響により閉位置に戻って、外気と管路系との間に開放した連通状態が形成されることはない。その結果、フィルタＦの交換後に長い洗浄を行なう必要がない。
【００２５】
前記フィルタハウジング内のフィルタ材料Ａは、例えば、ナノケム（登録商標）又はＩＰＸ（登録商標）であってよい。マテソン・トライガス社によって市販されているＩＰＸ（登録商標）の別の利点は、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含んでいないことである。従来のフィルタ材料にかなり使用されているそのようなアルカリ金属やアルカリ土類金属は、そのような物質の輸送が危険性を伴わずには行なえないほど酸素及び／又は水分と反応性であり、航空機による輸送の場合にはなおさらである。よって、本発明によれば、ガス流から水分、酸素及び炭化水素を除去するために、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含まないフィルタ材料が内部に存在するフィルタハウジングを備えているフィルタが提供される。フィルタ材料ＩＰＸ（登録商標）を備えたフィルタはこれらの条件を満たしているので、危険性を伴わずに輸送可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の例示的実施態様の断面を示す図である。
【図２】第２の例示的実施態様の、図１に示されているものと同様の断面を示す図である。
【図３】図１及び２に示されている例示的実施態様において使用されているクイック交換式カップリングの雄部を拡大して示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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