(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第１のハウジングであって、第１のハウジングの外面の少なくとも一部が、ねじ切りされている第１のハウジングと、
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第２のハウジングであって、第２のハウジングのテーパー面は、第１のハウジングのテーパー面と相補的にテーパー付けされている第２のハウジングと、
第１及び第２のハウジング内の中心に配置されたフィルターエレメントと、
第１のハウジング及び第２のハウジングのテーパー面の間に位置するガスケットと、
第２のハウジングの上に取り付けられ、且つ前記第１のハウジングの上にねじ留めされた圧縮カラーと
を含む高圧フィルターであって、
第１及び第２のハウジングがモリブデンを含み、
前記フィルターエレメントは、焼結粉末多孔質フィルターエレメントである、高圧フィルター。
【請求項２】
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第１のハウジングであって、第１のハウジングの外面の少なくとも一部が、ねじ切りされている第１のハウジングと、
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第２のハウジングであって、第２のハウジングのテーパー面は、第１のハウジングのテーパー面と相補的にテーパー付けされている第２のハウジングと、
第１及び第２のハウジング内の中心に配置されたフィルターエレメントと、
第１のハウジング及び第２のハウジングのテーパー面の間に位置するガスケットと、
第２のハウジングの上に取り付けられ、且つ前記第１のハウジングの上にねじ留めされた圧縮カラーと
を含む高圧フィルターであって、
第１のハウジングのテーパー面が第２のハウジングのテーパー面とは異なる角度でテーパー付けされており、
前記フィルターエレメントは、焼結粉末多孔質フィルターエレメントである、高圧フィルター。
【請求項３】
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第１のハウジングであって、第１のハウジングの外面の少なくとも一部が、ねじ切りされている第１のハウジングと、
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第２のハウジングであって、第２のハウジングのテーパー面は、第１のハウジングのテーパー面と相補的にテーパー付けされている第２のハウジングと、
第１及び第２のハウジング内の中心に配置されたフィルターエレメントと、
第１及び第２のハウジングのテーパー面の間に位置するガスケットと、
第２のハウジングの上に取り付けられ、且つ前記第１のハウジングの上にねじ留めされた圧縮カラーと
を含む高圧フィルターであって、第１及び第２のハウジングがモリブデンを含む、高圧フィルターを提供する工程と、
汚染物質を含むフィードを高圧フィルターに導入する工程であって、フィードが、第１のハウジングの流体継手から流路を通り、フィルターエレメントを通り、第２のハウジングの流体継手まで進み、汚染物質が、フィルターエレメント内に残る、工程と、
汚染物質から精製されたフィードを高圧フィルターから回収する工程と
を含み、
前記フィルターエレメントは、焼結粉末多孔質フィルターエレメントである、液体又は気体フィードを濾過する方法。
【請求項４】
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第１のハウジングであって、第１のハウジングの外面の少なくとも一部が、ねじ切りされている第１のハウジングと、
第１の端部にテーパー面及び第２の端部に流体継手を有する第２のハウジングであって、第２のハウジングのテーパー面は、第１のハウジングのテーパー面と相補的にテーパー付けされている第２のハウジングと、
第１及び第２のハウジング内の中心に配置されたフィルターエレメントと、
第１及び第２のハウジングのテーパー面の間に位置するガスケットと、
第２のハウジングの上に取り付けられ、且つ前記第１のハウジングの上にねじ留めされた圧縮カラーと
を含む高圧フィルターであって、第１のハウジングのテーパー面が第２のハウジングのテーパー面とは異なる角度でテーパー付けされている、高圧フィルターを提供する工程と、
汚染物質を含むフィードを高圧フィルターに導入する工程であって、フィードが、第１のハウジングの流体継手から流路を通り、フィルターエレメントを通り、第２のハウジングの流体継手まで進み、汚染物質が、フィルターエレメント内に残る、工程と、
汚染物質から精製されたフィードを高圧フィルターから回収する工程と
を含み、
前記フィルターエレメントは、焼結粉末多孔質フィルターエレメントである、液体又は気体フィードを濾過する方法。
【請求項５】
フィードが液体金属である、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
フィードが気体である、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の高圧フィルターの第１のハウジングを加熱する工程と、
焼結粉末多孔質フィルターエレメントを第１のモリブデンハウジング内に取り付ける工程と、
第１のハウジングのテーパー面にガスケットを配置する工程と、
相補的なテーパー面を持つ第２のハウジングを、ガスケット及び第１のハウジングとシール接触させて配置する工程と、
第２のハウジングの上であり、且つ第１のハウジングの少なくとも一部の上に圧縮カラーをねじ留めし、第１及び第２のハウジングの間に漏れを起こさないシールを提供する工程と
を含む、高圧フィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１５年７月８日に出願された米国特許仮出願第６２／１９０１００号の利益を主張するものである。上記出願の教示全体が、出典明示により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造作業は、加工を中断させ、製造される加工品の欠陥の原因になり得る不純物、汚染物質及び微粒子を含まないスズなどの高純度金属及び臭化水素などの高純度気体を必要とする。溶融金属の濾過は特に、濾過が高温高圧で実施される必要がある。溶融金属を濾過するためのフィルターは、高温（例えば、２００℃を超える温度）、高圧（例えば、最大８０００ｐｓｉｇ）で漏れを起こさないシールを実現しなければならない。
【０００３】
先行技術において教示される装置及び方法は、半導体産業の今日の顧客の要件を必ずしも満たさない。溶融金属及び気体を濾過するために高温高圧で漏れを起こさない性能を実現するフィルターが引き続き必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、溶融金属又は気体中に存在し得る不純物、汚染物質及び微粒子を除去するための高圧フィルター、並びに高圧フィルターの製造方法及び使用方法に関する。
【０００５】
本発明のバージョンにおいて、高圧フィルターは、第１のハウジング及び第２のハウジングを含み、ハウジングのそれぞれが、第１の端部にテーパー面を、第２の端部に流体継手を有する。第２のハウジングのテーパー面には、第１のハウジングのテーパー面と相補的なテーパーが付いており、ガスケットは、第１及び第２のハウジングのテーパー面の間に位置する。フィルターエレメントは、第１及び第２のハウジング内の中心に配置されている。第１のハウジングの外面の少なくとも一部には、ねじが切られており、圧縮カラーは、第２のハウジングの上に取り付けられ、且つ第１のハウジングの上にねじ留めされている。
【０００６】
本発明の特定のバージョンにおいて、第１及び第２のハウジングはモリブデンを含む。あるいは、第１及び第２のハウジングは、アルミナ、炭化ケイ素、ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金を含む。圧縮カラーは、モリブデン、ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金を含むことができる。ガスケットは、タンタル、チタン、ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金を含むことができる。
【０００７】
本発明の別のバージョンにおいて、第１のハウジングのテーパー面には、第２のハウジングのテーパー面とは異なる角度のテーパーが付いており、これにより、テーパー面の間に位置するガスケットの圧縮を強めることができる。本発明のバージョンにおいて、高圧フィルターは、約２００−約４００℃、又は約２５０−約３００℃の温度で漏れを起こさない。本発明の高圧フィルターは、最大約８０００ｐｓｉｇの圧力で動作中に漏れを起こさないようにすることができる。
【０００８】
本発明の別のバージョンにおいて、ガスケットはフランジを含み、これにより、ハウジングのテーパー面の間のガスケットの滑り又は動きを防ぐことができる。ハウジング内の中心に配置されたフィルターエレメントは、焼結粉末多孔質フィルターエレメントにすることができる。流体継手は、ＶＣＲ（Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｒａｄｉｕｓ）シール継手又は圧縮継手にすることができる。
【０００９】
本発明の別のバージョンにおいて、液体又は気体フィードを濾過する方法は、高圧フィルターを提供する工程と、汚染物質を含むフィードを高圧フィルターに導入する工程と、汚染物質から精製されたフィードを高圧フィルターから回収する工程とを含む。フィードは、フィルターエレメントを通る流路に沿って、第１のハウジングの流体継手から第２のハウジングの流体継手まで進むことができて、汚染物質は、フィルターエレメント内に残る。フィードは、液体金属又は気体にすることができる。
【００１０】
本発明の別のバージョンにおいて、高圧フィルターの製造方法は、高圧フィルターの第１のハウジングを加熱する工程と、焼結粉末多孔質フィルターエレメントを第１のモリブデンハウジング内に取り付ける工程と、第１のハウジングのテーパー面にガスケットを配置する工程と、相補的なテーパー面を持つ第２のハウジングを、ガスケット及び第１のハウジングとシール接触させて配置する工程と、第２のハウジングの上に、且つ第１のハウジングの少なくとも一部の上に圧縮カラーをねじ留めし、それによって、第１及び第２のハウジングの間に漏れを起こさないシールを実現する工程とを含む。
【００１１】
上記は、同様の参照文字が、様々な図面すべてにわたって同じ部分を指す添付の図面に示される、以下の本発明の例の実施態様のさらに詳細な説明から明らかになるであろう。図面は必ずしも原寸に比例しておらず、本発明の実施態様の説明に重点を置いている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の１つのバージョンによる高圧フィルターの断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの高圧フィルターの部品の分解組立図である。
【図１Ｃ】図１Ａの高圧フィルターの断面の透視図及び流体流路の矢印である。
【図２Ａ】本発明の１つのバージョンによる高圧フィルターの断面図及び矢印で示した流路である。
【図２Ｂ】図２Ａの高圧フィルター及び別のバージョンのガスケットの断面図である。
【図３】本発明の１つのバージョンによる高圧フィルターの断面図である。
【図４】本発明の１つのバージョンによる高圧フィルターの断面図である。
【図５】本発明の１つのバージョンによる高圧フィルターのシール面の詳細図である。
【図６Ａ】本発明の１つのバージョンによるガスケットの斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の１つのバージョンによるガスケットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を、特に、その例の実施態様を参照して図示及び説明するが、その中で、添付の特許請求の範囲により包含される本発明の範囲から逸脱することなく形態及び詳細に様々な変更を加えてもよいことを当業者なら理解するであろう。
【００１４】
様々な組成物及び方法が説明されるが、記載の特定の組成物、設計、手法又はプロトコルは変更し得るため、本発明はこれらに限定されないと理解されるべきである。また、説明で使用される専門用語は、特定のバージョン（一又は複数）のみを説明するためのものであり、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲を限定するものではないと理解されるべきである。
【００１５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈により特に明確に定められていない限り、複数の指示対象を含むことにも留意しなければならない。したがって、例えば、「フィルターエレメント」への言及は、一又は複数のフィルターエレメント及び当業者に既知のその均等物などへの言及である。他に定義されていない限り、本明細書において用いられるすべての技術用語及び科学用語は、当業者に一般に理解されるような同じ意味を有する。本明細書に記述される方法及び材料と類似の、又は等価な方法及び材料を、本発明のバージョンの実施又は試験において使用することができる。本明細書で述べるすべての刊行物は、その全体が出典明示により援用される。本明細書中の何れも、先行発明によるような開示に先行する権利が本発明に与えられないことを認めたものとして解釈されるべきではない。「任意選択の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」又は「任意選択的に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、続いて記載される事象又は状況が発生しても、発生しなくてもよいこと、並びに、説明には、事象が発生する場合の例、及び事象が発生しない場合の例が含まれることを意味する。本明細書のすべての数値は、明示的に記載されているかどうかに関わらず、用語「約」によって修飾することができる。用語「約」は一般に、記載の値と同等であると当業者が見なすであろう（すなわち、同じ機能又は結果を有する）数値の範囲を指す。いくつかのバージョンにおいて、用語「約」は、記載の値の±１０％を指し、他のバージョンにおいて、用語「約」は、記載の値の±２％を指す。様々な成分又は工程「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（「を含むが、これらに限定されない」ことを意味すると解釈される。）という表現で組成物及び方法が説明されるが、組成物及び方法は、様々な成分及び工程「から実質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」又は「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ  ｏｆ）」こともできて、このような専門用語は、実質的に閉じた要素群を定義すると解釈されるべきである。
【００１６】
本発明の例の実施態様の説明が以下に続く。
【００１７】
図１は、本発明の１つのバージョンによる高圧フィルターの断面図である。高圧フィルター１００は、第１のハウジング１０５及び第２のハウジング１１０を含む。第１のハウジング１０５は、オステーパーの付いた領域１４０を有し、第２のハウジング１１０は、相補的なメステーパーの付いた領域１４５を有する。テーパーの付いた領域１４０、１４５は、交互にシール面と呼ばれることがある。オステーパーの付いた領域１４０とメステーパーの付いた領域１４５の間は、テーパーの付いたガスケット１５０である。ねじが切られた圧縮カラー１１５は、第１のハウジング１０５と係合するステップエッジ１５５と、第２のハウジング１１０の外面付近に位置するねじ山１２０と係合する、ねじが切られた領域とを有する。圧縮カラー１１５を第２のハウジング１１０の上にねじ留めすると、第１のハウジング１０５と第２のハウジング１１０の間のガスケット１５０を圧縮し、２つのハウジング間の液密及び／又は気密シールを実現することができる。
【００１８】
フィルターエレメント１２５は、第１のハウジング１０５及び第２のハウジング１１０の内部に配置される。一端では、フィルターエレメント１２５が、第１のハウジング１０５の流体継手１６０と、他端では、第２のハウジング１１０の流体継手１６５と流体連通している。流体継手１６５は、高圧フィルター１００への入口ポート１３５を備え、流体継手１６０は、高圧フィルター１００からの出口ポート１３０を備える。流体継手１６０、１６５は、流体流回路への高圧フィルター１００の接続を可能にする。流体継手１６０、１６５は、図１Ａ−１Ｃではオス継手として示されているが、メス継手又は別の構成になるように構成することもできる。流体継手１６０、１６５は、用途、及びフィルターが挿入される流体流回路に応じて、（図１に示す）Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｒａｄｉｕｓシール継手（ＶＣＲ（登録商標）継手（Ｓｗａｇｅｌｏｋ（オハイオ州ソロン）））、圧縮継手又は別の継手タイプにすることができる。
【００１９】
第１及び第２のハウジング１０５、１１０は、液体スズなどの溶融金属の濾過を伴う用途に適切なモリブデンハウジングにすることができる。圧縮カラー１１５は、モリブデン、或いはモリブデンと同じか、又は同等の熱膨張係数（ＣＴＥ）を持つ別の材料で形成することができる。ガスケット１５０は、タンタルガスケットにすることができる。
【００２０】
あるいは、第１及び第２のハウジング１０５、１１０は、例えば、用途が、モリブデンの使用を必要としない気体又は液体の濾過を伴う場合、アルミナ、炭化ケイ素、ニッケル、ニッケル合金又はステンレス鋼から形成することができる。圧縮カラー１１５は、ニッケル、ニッケル合金又はステンレス鋼、或いはステンレス鋼、ニッケルもしくはニッケル合金と同じか、又は同等のＣＴＥを持つ別の材料で形成することができる。ガスケット１５０は、チタン、ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金ガスケットにすることができる。
【００２１】
高圧フィルター１００の構成部品の分解組立図を図１Ｂに示す。高圧フィルター１００の製造方法は、フィルターエレメント１２５の第１のハウジング１０５へのプレス嵌め又は締り嵌めを含む。ハウジング材料を膨張させるために、誘導コイル又は誘導炉により、第１のハウジング１０５を不活性環境中で高温に、例えば、ハウジング材料及びフィルターエレメント材料のＣＴＥに応じて約４００°Ｆ−約８００°Ｆまで加熱することができる。次いで、円錐形のフィルターエレメント１２５が第１のハウジング１０５の内部の少なくとも一部としっかりと係合するのにゆるみが十分な第１のハウジング１０５の穴に、冷たいか、又は加熱された第２のハウジング１１０よりも低温であり得るフィルターエレメント１２５の第１の端部を挿入することができる。ハウジングが冷却された後、フィルターエレメント１２５は、焼き嵌め加工のために第１のハウジング１０５から滑り出ないようになる。テーパーの付いたガスケット１５０は、オステーパーの付いた領域１４０に密着するように、フィルターエレメント１２５の突出端部の上及び周りに配置される。次いで、第２のハウジング１１０が、そのメステーパーの付いた領域１４５がガスケット１５０に密着するように、フィルターエレメント１２５の突出端部の上に配置される。あるいは、フィルターエレメント１２５が、第２のハウジング１１０内にプレス嵌め、締り嵌め又は焼き嵌めされてもよい。圧縮カラー１１５は、ステップエッジ１５５が第１のハウジング１０５と係合するように第１のハウジング１０５の上に配置され、第２のハウジング１１０の上にねじ留めされている。圧縮カラー１１５が第２のハウジング１１０の上にねじ留めされるとき、ガスケットは、２つのハウジング１０５、１１０の間で圧縮される。
【００２２】
高圧フィルター１００の使用方法は、溶融金属などの液体（又は気体）フィードが入口ポート１３５を通って導入される流体（又は気体）流回路内に高圧フィルター１００を配置する工程を含む。図１Ｃは、矢印で示した、高圧フィルター１００を通る液体フィードの流路を示す。入口ポート１３５から、液体フィードは、第２のハウジング１１０内の流路を通り、フィルターエレメント１２５を取り囲む（第２のハウジング１１０内の穴の内壁によって形成された）中空領域１７５まで進む。液体フィードは、フィルターエレメント１２５を通って濾過され、フィルターエレメント１２５内の中空領域１７０に到達し、ここで、出口ポート１３０を通って高圧フィルター１００を出ることができる。
【００２３】
図２Ａは、本発明の別のバージョンによる高圧フィルターの断面図である。高圧フィルターの第１及び第２のハウジングのシール面は、代替の構成を有することができる。図２Ａに示す通り、高圧フィルター２００は、メステーパーの付いた領域２４０を有する第１のハウジング２０５と、オステーパーの付いた領域２４５を有する第２のハウジング２１０を有する。入口ポート２３５からフィルター２００に入る液体フィードが、（第１及び／又は第２のハウジング２０５、２１０内の穴（一又は複数）の内壁によって形成された）中空領域２７５に到達した後、フィルターエレメント２２５を通って濾過されるように、フィルターエレメント２２５の向きは、フィルターエレメント１２５の向き（図１）の逆である。矢印は、入口ポート２３５から、フィルターエレメント２２５を通って中空領域２７０内、そして出口ポート２３０までの流路を示す。
【００２４】
図２Ｂは、図２Ａの高圧フィルター及びフランジ２５２を含む代替のガスケット２５０’の断面図である。図２Ｂに示す通り、フランジ２５２は、テーパーの付いた領域２４０、２４５のシール面を越えて広がり、第１のハウジング２０５と第２のハウジング２１０の間の空間を占める。フランジ２５２は、テーパーの付いた領域２４０、２４５のシール面の間のガスケット２５０’の動きを防ぐことができる。例えば、第１及び第２のハウジング２０５、２１０の上に圧縮カラー２１５を適用（例えば、ねじ留め）する間、ガスケット２５０が、テーパーの付いた領域２４０、２４５に対して滑り、第１のハウジング２０５から離れる方向に、ねじが切られた領域２２０に向かって移動する恐れがある（図２Ａ）。フランジ２５２は、第２のハウジング２１０内の口縁２５６と接触することができて、それによって、テーパーの付いた領域２４０、２４５のシール面の間のガスケット２５０’の位置を保つ（図２Ｂ）。
【００２５】
図３は、本発明の別のバージョンによる高圧フィルターの断面図である。高圧フィルター３００は、流体流回路内の他の部品との接続のために、入口ポート３３０及び出口ポート３３５をそれぞれ備える圧縮継手３６０、３６５を有する。圧縮継手は、最大約８０００ｐｓｉｇの高圧用途に使用することができる。
【００２６】
図４は、本発明の別のバージョンによる高圧フィルターの断面図である。高圧フィルター４００は、図１−３に示す円錐形のテーパーの付いたフィルターエレメント１２５、２２５、３２５の代わりに、厚いディスクフィルターエレメント４２５と共に示されている。圧縮カラー４１５により接続された第１のハウジング４０５及び第２のハウジング４１０は、ガスケット４５０によるシールを形成する。液体フィードは、第１のハウジング４０５の入口ポート４３０を通って入り、第２のハウジング４１０内の中空領域４７５まで進むことができる。第２のハウジング４１０の内部の少なくとも一部は、フィードが中空領域４７５を通過するとき、液体フィードを濾過する厚いディスクフィルターエレメント４２５で占められている。次いで、濾過された液体フィードは、出口ポート４３５を通って高圧フィルター４００を出ることができる。フィルターエレメントの代替の形状が用いられてもよい。
【００２７】
フィルターエレメント１２５、２２５、３２５、４２５は、液体金属及び気体を濾過するための焼結多孔質フィルターエレメントにすることができる。多孔質フィルターエレメント及びこのようなフィルターエレメントの製造方法は、１９６１年２月２１日に出願された米国特許第３０９００９４号、１９７７年７月２１日に出願された米国特許第４０２４０５６号、１９８０年３月２６日に出願された米国特許第４２７８５４４号、１９８３年６月６日に出願された米国特許第４５２８０９９号、１９８５年２月１３日に出願された米国特許第４７１３１８０号、１９９８年８月１８日に出願された米国特許第５９９８３２２号、２０１１年１０月２０日に出願された米国特許第８８０２００３号及び２０１１年４月１４日に出願された米国特許第８８６９９９３号に記述されており、これらの教示は出典明示により援用される。多孔質フィルターエレメント及びこのようなフィルターエレメントの製造方法はさらに、Sleptsov V. M.及びKubli S. A., Sintered Filters From Refractory Compounds, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, Volume 2, Issue 6, pp. 470-472 (1963); Brockmeyer, J. W.及びAubrey, L. S., Application of Ceramic Foam Filters in Molten Metal Filtration, in Application of Refractories: Ceramic Engineering and Science Proceedings, Volume 8, Issue 1/2 (W. J. Smothers,編, 1987), John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ; Reed, E. L., Stability of Refractories in Liquid Metals, Journal of the American Ceramic Society, 37:146-152 (1954);及びSoskovD. A.等, Use of Refractory Filters to Refine Steels and Alloys in a Vacuum, Metallurgist, Volume 33, Issue 5, p. 95 (1989)に記述されており、これらの教示は出典明示により援用される。フィルターエレメントの材料は、Ｕｌｔｒａｍｅｔ（カリフォルニア州パコイマ）製セラミックフォーム及び金属フォーム、ＣｏｏｒｓＴｅｋ（コロラド州ゴールデン）製アルミナ及びＳＴＣ（バーモント州セントオールバンズ）製セラミックを含め、市販されている。
【００２８】
フィルターエレメント１２５、２２５、３２５、４２５は、ＡＳＴＭ  Ｅ１２８によるバブルポイントにより測定される約０．１−約５ミクロン又は約０．５−約１．５ミクロンの孔径の範囲を有することができる。フィルターエレメント１２５、２２５、３２５、４２５は、以下の材料を含むことができる：チタン、タングステン、タンタル、モリブデン、ニオブ、アルミナ、酸化チタン、窒化チタン及び炭化ケイ素。フィルターエレメントは、濾過される溶融金属又は気体の存在下で腐食しない金属の任意の酸化物を含んでもよい。
【００２９】
本発明のフィルターエレメントは、様々な液体金属及び気体の濾過に使用することができる。例えば、本発明のフィルターエレメントは、アルゴンなどの不活性気体から、臭化水素などの腐食性気体までの気体を濾過するために使用することができる。濾過することができる気体には、例えば、アルゴン、窒素、二酸化炭素、臭化水素及び塩化水素並びに水素化物が含まれる。本発明のフィルターエレメントはまた、超臨界状態の二酸化炭素など、超臨界流体を濾過するために使用することができる。
【００３０】
本発明のフィルターエレメントは、溶融金属を含む液体を濾過するために使用することができる。濾過することができる金属には、スズ、鉛、ナトリウム、カドミウム、セレン、水銀、及び、一般に、約４００℃未満で溶融する材料が含まれる。
【００３１】
液体及び気体並びに対応する例のハウジング材料及びガスケット材料のリストを表１に示す。
表１．液体又は気体フィード及び対応するフィルター材
0006776324.tif 000002
0006776324.tif 000003
【００３２】
第１及び第２のハウジングのテーパーの付いたシール面は、いくつかの実施態様において実質的に等しく傾斜があり得、平行であり得る。あるいは、シール面は、平行にならないように、フィルターの中心に沿う軸に対してわずかに異なる角度でテーパーが付いていてもよい。ガスケットの側面もまた、片方又は両方のシール面の角度とは異なる角度を有することができる。第１のシール面と第２のシール面（及び／又はガスケット）の角度差は、１度未満又は約１度異なり得る。例えば、図５に示す通り、オステーパーの付いた領域５４５の角度５７０は、メステーパーの付いた領域５４０の角度５７２よりもわずかに小さく、ガスケット５５０のより小さい直径において、より圧縮させ、シール圧がより高くなる。シール面の間の角度差によってガスケットの圧縮を強めることができて、それによって、適用した圧縮カラー５１５による第１及び第２のハウジング５０５、５１０の間のシールを向上させることができる。
【００３３】
図６Ａ及び６Ｂは、高圧フィルターの他の部品を除いたガスケット６５０ａ及び６５０ｂを示す。ガスケット６５０ａ、６５０ｂは、一端の開口部円周が他端よりも小さくなるように円錐形に成形されている。ガスケット６５０ｂのエッジはより狭く、ガスケット６５０ａのエッジはより広い。図６Ｂに示したフランジ６５２は、ガスケット６５０ｂの円錐形の領域６５４の一端から広がる。フランジ６５２は、ハウジング（例えば、図５に示す第２のハウジング５２０）に対応する円周を持つ円筒形を有し、ハウジング内の口縁（例えば、図５に示す口縁５５６）に密着する。
【００３４】
本発明の実施態様は、許容範囲の広い機械加工を有利に避け、或いは、望ましくない可能性がある、他の材料との溶接、接合又はろう付けを伴う高圧フィルターを対象とする。
【００３５】
例えば、モリブデンを溶接すると、溶接部の強度損失は最大約５０％になり、溶接したモリブデンフィルターは、高圧用途には問題となる。さらに、モリブデンは、高圧で漏れを起こさないシールに必要な非常に狭い許容範囲で機械加工することが困難であり得る。しかし、モリブデン（Ｍｏ）は、その耐熱性及び耐薬品性のために、スズなどの溶融金属のフィルターにおける使用に好ましい材料である。モリブデンは、著しく膨張又は軟化することなく、（例えば、スズの凝固点を上回る）高温に耐えることができる。タンタル（Ｔａ）もまた、溶融金属の濾過に対する耐熱性及び耐薬品性があり、モリブデンよりも軟らかい材料である。したがって、モリブデンハウジング及びタンタルガスケットを含むものなど、本発明の高圧フィルターは、溶接又は接合加工を有利に避けながら、高温高圧に耐える。
【００３６】
本発明の高圧フィルターの利点はまた、気体の濾過を伴う用途に好ましい可能性がある、ステンレス鋼及びアルミナなどの他の材料から形成されたハウジング、並びにチタンなどの他の材料から形成されたガスケットを有するフィルターに適用され得る。
【００３７】
本発明による高圧フィルターは、約２００℃−約４００℃又は約２５０℃−約３００℃の温度で漏れを起こさずに溶融金属を濾過することができる。さらに、漏れを起こさない性能は、最大約８０００ｐｓｉｇの運転圧力で発揮され得る。
【００３８】
本発明を、一又は複数の実施例に関して図示及び説明してきたが、当業者なら本明細書及び添付の図面を読み取り、理解することによって、等価な改変及び修正を思いつくであろう。
本発明は、すべてのこのような修正及び改変を含み、以下の請求項の範囲によってのみ限定される。さらに、いくつかの実施例のうちのただ１つに関して本発明のある特定の特徴又は態様が開示されているかもしれないが、このような特徴又は態様は、所与又は特定の応用に望まれ、有利であり得る他の実施例の一又は複数の他の特徴又は態様と組み合わせられてもよい。さらに、用語「を含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「を有する（ｈａｓ）」、「を伴う（ｗｉｔｈ）」又はこれらの変種が発明を実施するための形態及び特許請求の範囲の何れかにおいて用いられる範囲において、このような用語は、用語「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様にすべてを含むよう意図されている。また、用語「例示的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」は、単に、最良の例ではなく、一例を意味することが意図されている。また、本明細書に示した特徴及び／又は要素は、簡単にし、理解しやすくするために互いに対して特定の寸法及び／又は向きで示されていること、実際の寸法及び／又は向きは、本明細書に示したものとは大幅に異なり得ることが理解されるべきである。
【００３９】
本発明は、その特定のバージョンを参照してかなり詳細に説明されてきたが、他のバージョンも可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲は、本明細書に含まれる説明及びバージョンに限定されるべきではない。
【００４０】
本明細書において引用したすべての特許、公開された出願及び参考文献の教示は、その全体が出典明示により援用される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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