(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造液体を濾過するためのフィルタ組立体であって、
入口流路を定めるフィルタ入口と、前記フィルタ入口から離間されて出口流路を定めるフィルタ出口とを備え、上流の側壁と、下流の側壁と、前記上流の側壁から前記下流の側壁へと延びる第３の壁と、前記上流の側壁から前記下流の側壁へと延びる第４の壁とによって少なくとも部分的に定められたフィルタ空洞を定め、前記フィルタ空洞は、前記フィルタ入口と流体連通している上流部と、前記フィルタ出口と流体連通している下流部とを備えるフィルタ筺体であって、前記フィルタ筺体は、その中にフィルタ要素が配置される内部空洞を備えた前記フィルタ筺体を形成する、主外殻と、側面カバーと、前方端カバーと、後方端カバーとを備える、フィルタ筺体と、
前記フィルタ要素の下流側に配置され、第２の組のプリーツ先端部と接触するフィルタカバーであって、前記フィルタカバーは、前記フィルタ空洞の長さだけ延び、前記上流の側壁に向かって傾斜されて前記フィルタ空洞を少なくとも部分的に定め、前記第３の壁と前記第４の壁との間に渡り、一組の離間された中間部材を備え、流体が前記フィルタ要素から前記フィルタカバーを通って流れることができるように、前記一組の離間された中間部材同士の間に開口部を定める、フィルタカバーと、を備え、
前記フィルタ入口は略鉛直方向上向きの流路を定め、前記フィルタ出口は略鉛直方向上向きの流路を定め、前記フィルタ組立体は、前記フィルタ空洞の底部から上向きに突出する底オフセットと、前記上流の側壁から前記フィルタ空洞内へと突出する側壁オフセットとを含み、前記底オフセットの部分はドレン経路を形成するために上部から底部へとフィルタカバーから離れるように角度が付けられた先細の先端部を有し、
前記フィルタ要素は、ミクロンまたはサブミクロンの不純物を、前記フィルタ空洞に配置された半導体プロセス流体から濾過するフィルタ膜を備え、前記フィルタ要素は、前記フィルタ要素の第１の側において前記フィルタ入口と少なくとも部分的に重なっており、前記フィルタ空洞の前記上流部を前記フィルタ空洞の前記下流部から分離し、矩形のプリーツ型フィルタをさらに備え、前記プリーツ型フィルタは、前記フィルタ要素の上流側において前記上流の側壁を向く第１の組のプリーツ先端部と、前記プリーツ型フィルタの下流側において前記下流の側壁を向く第２の組のプリーツ先端部とを備える一組のプリーツを備え、前記一組のプリーツは前記プリーツが分離されないように一体に圧縮され、前記第１の組のプリーツ先端部は概して平面的な矩形の入口接続部を形成し、前記第２の組のプリーツ先端部は概して平面的な矩形の出口接続部を形成し、前記フィルタ要素を通る前記流体の主要な流路は前記フィルタ入口を通る流路に対して直角であり、前記プリーツ型フィルタは、前記フィルタ筺体の長手軸線と平行にプリーツが付けられ、前記底オフセットによって支持され、上フラップおよび底フラップを備え、前記底フラップは前記フィルタ入口と重なり、前記上フラップは前記フィルタ出口と重ならず、前記プリーツ型フィルタは、偏った平行四辺形のフィルタ空洞内に配置される、フィルタ組立体。
【請求項２】
前記フィルタ要素は、前記フィルタ空洞の前記長手軸線によって離間された前記フィルタ空洞の第１の端部および前記フィルタ空洞の第２の端部を封止するように埋め込まれる、請求項１に記載のフィルタ組立体。
【請求項３】
前記フィルタ入口と前記フィルタ要素との間に配置されると共に、流れを前記フィルタ入口から上流の側壁へと方向付けるように構成された流れ案内部をさらに備える、請求項１に記載のフィルタ組立体。
【請求項４】
前記フィルタ要素は、前記第１の組のプリーツ先端部と、前記第１の組のプリーツ先端部と前記上流の側壁との間の距離とが、前記第３の壁から前記第４の壁への方向において連続的に小さくなるように、前記偏った平行四辺形のフィルタ空洞内に配置され、前記フィルタ入口は、前記上流の側壁と前記下流の側壁との間で延びる前記第３の壁において前記フィルタ空洞に通じる、請求項１に記載のフィルタ組立体。
【請求項５】
前記フィルタ空洞の前記上流部または前記フィルタ空洞の前記下流部の最も高い領域に開口する通気口をさらに備え、前記フィルタ筺体は、前記フィルタ膜の材料よりもガスに対してより親和性がある材料から形成される、請求項１に記載のフィルタ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、共に参照により本明細書に組み込まれている、２０１１年１０月３日に出願した「モジュール式濾過システム」という名称の米国仮特許出願第６１／５４２，６４５号、および、２０１２年３月２１日に出願した「モジュール式濾過システム」という名称の米国仮特許出願第６１／６１３，８８６号の利益を主張するものである。
【０００２】
本開示は、濾過システムに関する。より具体的には、本明細書に記載される実施形態は、モジュール式濾過システムに関する。さらに具体的には、本明細書に記載される実施形態は、半導体製造用流体を濾過するためのモジュール式濾過システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体を製造する工程は、半導体ウェーハに微小な粒子が付着するだけでも不具合を引き起こす可能性があるため、汚染に対して非常に敏感である。そのため、サブミクロン粒子を除去する膜を有する超清浄フィルタを採用することが一般的である。様々な濾過モジュールが半導体製造用液体を濾過するために開発されてきたが、多くの既存のフィルタモジュールは、円筒形であり、内部にフィルタ膜がある一体型の円筒形の容器またはスリーブを備えた筺体を有している。典型的には、これらのフィルタは、中空コアを取り囲む円形のプリーツ型フィルタ膜を備えている。流体は、上部からフィルタモジュールに入り、フィルタ膜と筺体との間を通り、フィルタ膜を通過して中空コアに達し、上部からフィルタモジュールを出ていく。
【０００４】
既存の円筒形のフィルタモジュールは、いくつかの欠点を抱えている。ある欠陥は、円形のプリーツ型膜が、円形の構成を得るために、中心に向かってよりしっかりと緊密にされざるを得ないため、流体の流れを過度に制限してしまうことである。他の欠陥は、円筒形の筺体が一体型として成形または押出され、円筒の軸線に対して直角に延びる形状を加えることを困難または不可能にしていることである。さらに、多くの既存のフィルタモジュールは、設置および交換するのが難しい。半導体製造に用いられる多くの液体は腐食性または毒性であるため、フィルタモジュールの交換は作業者に危険をもたらす。
【０００５】
円筒形のフィルタを採用する現在の濾過システムは、限定された構成を有している。多くの場合、フィルタは、複数のユニットを通じて固定された構成で連結されており、フィルタを通る流れを必要に応じて直列から並列に変更することを困難にしている。また、多くの濾過システムは、単一の種類のフィルタのみを使用しており、単一の濾過システムにおいて、異なる目的または異なる粒子の大きさのために異なるフィルタを適用する能力を限定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７，５４７，０４９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３７８，９０７号明細書
【特許文献３】米国特許第７，０２１，６６７号明細書
【特許文献４】米国特許第７，２９６，５８２号明細書
【特許文献５】米国特許第７，３５０，８２１号明細書
【特許文献６】米国特許第７，０３７，４２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、濾過システムおよびフィルタに関する。具体的な実施形態は、半導体製造用液体を濾過するための濾過システムおよびフィルタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態によれば、フィルタ組立体が、フィルタケージまたはフィルタコア（非円筒形）のない矩形のフィルタ要素を備えてもよい。フィルタ要素は、主外殻によって直に拘束された比較的薄い膜を備えてもよい。膜カバーが膜を所定位置に保持してもよい。フィルタ筺体の４つの側部は、フィルタ要素を完全に包囲するために、一体に接合または連結されてもよい。
【０００９】
フィルタカセットは、入口流路を定めるフィルタ入口と、フィルタ入口から離間されて出口流路を定めるフィルタ出口とを有するフィルタ筺体を備えることができる。フィルタ筺体は、入口と流体連通する上流部と、出口と流体連通する下流部とを備えるフィルタ空洞を定めてもよい。フィルタ要素は、フィルタ空洞に配置されたフィルタ要素をさらに備えてもよい。フィルタ要素は、フィルタ要素の第１の側においてフィルタ入口と少なくとも部分的に重なってもよい。フィルタ要素は、埋め込み材料によって、フィルタ空洞の上流部をフィルタ空洞の下流部から分離してもよい。フィルタ要素は、フィルタ要素の上流側に第１の組のプリーツ先端部と、プリーツ型フィルタの下流側に第２の組のプリーツ先端部とを有する一組のプリーツを備えた矩形のプリーツ型フィルタを備えてもよい。第１の組のプリーツ先端部は、フィルタ空洞の上流部との、概して平面的な矩形の入口接続部を形成する。第２の組のプリーツ先端部は、フィルタ空洞の下流部との、概して平面的な矩形の出口接続部を形成してもよい。フィルタ要素は、偏った平行四辺形のフィルタ保持領域に配置されてもよい。
【００１０】
フィルタカセットは、入口とフィルタ要素との間に配置されると共に、流れを入口から上流の側壁へと方向付けるように構成された流れ案内部を備えてもよい。フィルタカセットは、フィルタ要素保持領域を少なくとも部分的に定めるフィルタカバーをさらに備えてもよい。フィルタ要素の第１の膜フラップと第２の膜フラップとは、フィルタカバーとフィルタ筺体との間に保持されてもよい。埋め込みによって、フィルタ要素の第１の端部とフィルタ要素の第２の端部とを封止してもよい。
【００１１】
フィルタ空洞は、上流の側壁と、上流の側壁から離間された下流の側壁と、上流の側壁から下流の側壁へと延びる第３の壁と、上流の側壁から下流の側壁へと延びつつ第３の壁から離間された第４の壁とによって少なくとも部分的に定められてもよい。フィルタ要素は、フィルタ要素と上流の側壁との間の距離が第３の壁から第４の壁への方向において小さくなるように、上流の側壁に向かって偏らされ得る。フィルタ入口は、第３の壁においてフィルタ空洞と通じてもよく、出口は、第４の壁においてフィルタ空洞と通じてもよい。フィルタ空洞は、第５の壁および第６の壁によってさらに定められてもよい。入口は、第５の壁においてフィルタ空洞と通じることができ、出口は、第６の壁においてフィルタ空洞と通じることができる。
【００１２】
フィルタ空洞の上流部は、フィルタ入口から離れるにつれて小さくなる水力直径を有するように形作られてもよく、また、フィルタ空洞の下流部は、出口に向かって大きくなる水力直径を有するように形作られる。
【００１３】
別の実施形態は、鉛直な入口流路を定めるフィルタ入口と、フィルタ入口から離間されて鉛直な出口流路を定めるフィルタ出口とを有するフィルタ筺体を備えてもよい。フィルタ筺体は、上流の側壁と下流の側壁とを備えてもよく、また、フィルタ入口と流体連通する上流部と、出口と流体連通する下流部とを有するフィルタ空洞を定めてもよい。フィルタ要素は、フィルタ空洞に配置されてもよい。フィルタ要素は、埋め込まれて、フィルタ空洞の上流部をフィルタ空洞の下流部から分離してもよい。フィルタ要素は、フィルタ要素の上流側に第１の組のプリーツ先端部と、フィルタ要素の下流側に第２の組のプリーツ先端部とを有する一組のプリーツを備えた矩形のプリーツ型フィルタを備えてもよい。プリーツ型フィルタは、偏った平行四辺形のフィルタ保持領域に配置される。一実施形態は、流れを入口から上流の側壁へと方向付けるために、流れ案内部をさらに備えてもよい。プリーツ型フィルタ自体が流れ案内部として作用してもよいし、または、流れ案内部がフィルタ要素と入口との間に配置されてもよい。
【００１４】
さらに別の実施形態は、液体を濾過するための方法を備えてもよい。その方法は、第１の方向において、入口流路を定める入口を通じて、フィルタ空洞の上流部へ液体を受け入れることを含んでもよい。方法は、さらに、フィルタ要素の上流側において、流れ案内部を用いて、液体を第２の方向で上流の側壁へと再び方向付けることを含んでもよい。方法は、さらに、フィルタ要素の上流側に第１の組のプリーツ先端部と、フィルタ要素の下流側に第２の組のプリーツ先端部とを有する一組のプリーツを備えたプリーツ型フィルタを備えるフィルタ要素を湿らすことを含んでもよい。流体は、フィルタ要素を通じて、フィルタ空洞の下流部に方向付けて、通常流れ濾過を提供することができ、また、フィルタ空洞の上流部に流体連結された出口に方向付けることができる。
【００１５】
別の実施形態は、鉛直な入口流路を定める入口と、入口から離間されて鉛直な出口流路を定める出口とを有するフィルタ筺体を備えることができる。フィルタ筺体は、上流の側壁と下流の側壁とを備えることができ、また、入口と流体連通する上流部と、出口と流体連通する下流部とを有するフィルタ空洞を定めてもよい。フィルタ空洞の上流部は、上流の側壁に隣接する第１の部分を備え、また、入口をその上流部の第１の部分に流体連結する第２の部分を備える。フィルタ要素は、フィルタ要素の第１の側において入口と少なくとも部分的に重なるフィルタ空洞に配置されてもよい。フィルタ要素は、フィルタ空洞の上流部をフィルタ空洞の下流部から分離してもよい。フィルタ要素は、フィルタ要素の上流側に第１の組のプリーツ先端部と、フィルタ要素の下流側に第２の組のプリーツ先端部とを有する一組のプリーツを備えたプリーツ型フィルタをさらに備え、第１の組のプリーツ先端部は、フィルタ空洞の上流部との、概して平面的な矩形の入口接続部を形成する。
【００１６】
本明細書に記載される実施形態は、矩形のプリーツパックを利用することで、丸形のフィルタに関連する問題を低減または排除できる。矩形のプリーツパックに関して、プリーツパック密度は、装置を通じて一定のままであり、濾過領域の効果を最大化する。同じ濾過領域を備えた装置に関して、矩形のプリーツパックは、丸形のプリーツ膜よりも大きな濾過領域があるかのように作用することになる。
【００１７】
別の利点として、矩形とされたプリーツパックは、概して、丸形のフィルタカートリッジのプリーツよりも高いプリーツを可能にする。そのため、矩形のプリーツパックは、容積をよりよく満たし、丸形のプリーツパックより一定の形状をもたらすことができ、それによって矩形のプリーツパック装置についての外形寸法を小さくできる。
【００１８】
他の利点として、本明細書に記載される一実施形態は、（プリーツと同じ方向に延びる）装置の長さに沿って分割される筺体を提供し、（流れ空間と一体の）リブなどの形状を、プリーツの方向に対して直角となるように作ることができる。これは、プリーツパックに外殻／筺体における直接的な支持を提供し、プリーツパックの外側形状を支持する別体のケージを有する必要性を排除する。
【００１９】
添付されこの明細書の一部をなす図面が、本開示のいくつかの態様を描写するために含まれている。図面に示された特徴は、必ずしも一定の縮尺で描かれてはいないことに留意されたい。本開示およびその利点のより完全な理解は、同様の参照符号が同様の特徴を指示する添付の図面と併せて、以下の記載を参照することによって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】フィルタ組立体の一実施形態を示す図である。
【図２Ａ】フィルタカセットとして配置されたフィルタ組立体の一実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】フィルタカセットとして配置されたフィルタ組立体の一実施形態を示す図である。
【図２Ｃ】フィルタカセットとして配置されたフィルタ組立体の一実施形態を示す図である。
【図３】フィルタ組立体の一実施形態の分解図である。
【図４Ａ】主外殻筺体部の一実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】主外殻筺体部の一実施形態を示す図である。
【図４Ｃ】主外殻筺体部の一実施形態を示す図である。
【図５Ａ】第２の筺体部の一実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】第２の筺体部の一実施形態を示す図である。
【図６】フィルタカバーの一実施形態を示す図である。
【図７】フィルタカセットの一実施形態の断面を示す図である。
【図８】フィルタカバーの主外殻への連結の一実施形態を示す図である。
【図９】フィルタカセットの一実施形態の一視点を示す図である。
【図１０】フィルタカセットの一実施形態の水力学的な輪郭を示す図である。
【図１１】フィルタカセットの別の実施形態を示す図である。
【図１２】埋め込みのあるフィルタカセットの一実施形態を示す図である。
【図１３】フィルタ組立体の別の実施形態を示す図である。
【図１４】フィルタ組立体のさらに別の実施形態を示す図である。
【図１５】フィルタカセットの一実施形態を示す図である。
【図１６Ａ】フィルタカセットの一実施形態の追加の視点を示す図である。
【図１６Ｂ】フィルタカセットの一実施形態の追加の視点を示す図である。
【図１６Ｃ】フィルタカセットの一実施形態の追加の視点を示す図である。
【図１７】フィルタカセットの筺体の一実施形態を示す図である。
【図１８】フィルタ筺体の一部を示す図である。
【図１９】フィルタ要素ホルダの一実施形態を示す図である。
【図２０】フィルタカセットの別の実施形態を示す図である。
【図２１】フィルタカセットの別の実施形態を示す図である。
【図２２】フィルタカセットの別の実施形態を示す図である。
【図２３】フィルタカセットの別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
フィルタおよび濾過システムならびにそれらの様々な特徴および有利な詳細は、添付の図面に示されると共に以下の記載に詳述される非限定的な実施形態を参照して、より完全に説明される。公知の出発原料、加工技術、部品、および機器の記載は、詳細において本発明を不必要に不明瞭とさせないために、省略される。しかしながら、詳細な記載および具体的な例が、好ましい実施形態を示しつつ、例示の目的だけであって限定の目的でなく提供されることは理解されるべきである。根本的な概念の精神および／または範囲内における様々な代替、変形、追加、および／または再構成が、当業者にとっては、本開示から明らかとなる。
【００２２】
本明細書に記載される実施形態は、液体を濾過するための濾過システムに関する。具体的には、本明細書に記載される実施形態は、ウェットエッチおよび清浄用途で用いられる化学物質を含む半導体プロセス流体を濾過するための濾過システムを提供する。例えば、実施形態は、フォトリソグラフィ工程における化学物質（光化学物質）の濾過に適用できる。光化学物質には、プライマ、接着促進剤、フォトレジスト、エッジビードリムーバ、反射防止膜、現像液、誘電材料などの材料が含まれる。化学物質は、使用場所（ＰＯＵ）、床下または他の場所において濾過することができる。
【００２３】
一実施形態によれば、濾過システムは、入口ポートと、出口ポートと、必要に応じて通気ポートとを備える１つまたは複数の非円筒形で取り外し可能なフィルタカセットを用いることができる。主組立体は、フィルタカセットに供給される流体、および、フィルタカセットから出ていく流体のための流体流路を提供する。濾過システムの流体流路は、流体を異なる様式（例えば、並列、直列、またはそれらの組み合わせ）でフィルタカセットに提供できるように、再構成できる。フィルタカセットは、鉛直方向の動作、または、先端部／傾斜機構を用いて、化学物質の滴下を低減または排除する方法で、設置および取り外しされてもよい。
【００２４】
一実施形態によれば、フィルタは、Ｇａｓｈｇａｅｅらによって２００９年６月１６日に発行された「Ｏリングなしの薄型継手および継手組立体」という名称の特許文献１に記載されるように、Ｏリングなしの継手および継手組立体を用いて、または、他の接続機構を用いて、主組立体と係合してもよい。この特許は、本明細書において、参照により全体が本明細書に組み込まれている。他の実施形態では、フィルタは、ポートが以下の文献などに記載されるような回転を通じて接続できるように、接続機構を用いてもよい。その文献は、２００２年４月３０日に発行された「接続装置および接続装置を備えたシステム」という名称の特許文献２、２００６年４月４日に発行された「接続装置および接続装置を備えたシステム」という名称の特許文献３、２００７年１１月２０日に発行された「フィルタなし接続装置を備える流体分配システム内の分配された流体を排出するための方法およびシステム」という名称の特許文献４、２００８年４月１日に発行された「フィルタなし接続装置を備える流体分配システムによって分配された流体を排出するための方法およびシステム」という名称の特許文献５、２００６年５月２日に発行された「接続装置および接続装置を備えたシステム」という名称の特許文献６であり、これら文献の各々は、本明細書において、参照により全体が本明細書に組み込まれている。
【００２５】
フィルタカセットは、流体が印加された圧力のもとでフィルタ膜に向かって直に対流させられる通常流れ濾過（ＮＦＦ）を提供するように、構成されてもよい。膜の細孔を通過するには大きすぎる粒子は、膜表面において、または、濾過媒体の深部において堆積し、一方、小さい微粒子は膜の細孔を通過して下流側へ達する。一実施形態によれば、フィルタカセットは、ミクロンおよび／またはサブミクロンの粒子（例えば、１００ｎｍ以下の粒子を含む）を取り除くように選択できる。複数のフィルタは、より小さい粒子または異なる種類の粒子を連続的に取り除くために、単一の濾過システムユニットにおいて直列に適用されてもよい。最も細かいフィルタは、より大きい粒子が最後のフィルタに到達する前に濾過されるように、直列における最後に位置付けることができる。これは、最も細かくて典型的には最も高価なフィルタにおける摩耗を減らすことができる。
【００２６】
一実施形態では、フィルタカセットは非円形のプリーツ型フィルタ要素を用いる。例えば、一実施形態は、フィルタ空洞の上流部を向く第１の組のプリーツ先端部と、フィルタ空洞の下流部を向く第２の組のプリーツ先端部とを備える矩形のプリーツ型フィルタを備えてもよい。第１の組のプリーツ先端部は第１の平面に概して配置されてもよく、第２の組のプリーツ先端部は第２の平面に概して配置されてもよい。一実施形態によれば、フィルタ要素は、概して平面的な矩形の入口接続部と、概して平面的な矩形の出口接続部とを提供してもよい。矩形のプリーツパックを用いることで、従来の半導体液体フィルタと同じ設置面積で、かなりの追加的な濾過作用を提供できる。
【００２７】
図１は、フィルタ空洞１１０を定めるフィルタ筺体１０５を有するフィルタ組立体１００の一実施形態を示す図であり、フィルタ空洞１１０は、そこに配置されたフィルタ要素１２５によって、上流部１１５と下流部１２０とに分割されている。フィルタ要素１２５は、プリーツ型フィルタ、デプスフィルタ、中空繊維膜、または他のフィルタが含まれるが、それらに限定されることのない任意適切なフィルタ媒体であり得る。一実施形態では、フィルタ要素１２５は矩形のプリーツパックを備えている。フィルタのプリーツは、単一の膜、または、同じ材料もしくは異なる材料から形成された複数の膜から形成され得る。また、ポリマー網材料および他の材料が、膜と共にプリーツを付けられてもよい。
【００２８】
フィルタ入口ポート１３０がフィルタ要素１２５の上流に配置されており、また、フィルタ出口ポート１３５がフィルタ要素１２５の下流に配置されている（フィルタを通って流れる流体の流れの観点において）。フィルタ通気ポート（例えば、フィルタ通気ポート１４０）が、フィルタ要素１２５の上流および／または下流に配置され得る。一実施形態によれば、フィルタ入口ポート１３０は鉛直方向上向きの入口流路を定め、フィルタ出口ポート１３５は鉛直方向上向きの出口流路を定め、フィルタ通気ポート１４０は鉛直方向上向きの通気流路を定める。好ましくは、フィルタ通気ポート１４０は、上流部１１５内のあらゆるガスがフィルタ通気ポート１４０へと自然に上昇するように、できるだけ高い位置において、フィルタ空洞の上流部１１５に開口する。同様に、下流部１２０内のあらゆるガスが通気ポート１４０へと自然に上昇するように、できるだけ高い位置において、フィルタ空洞の下流部１２０に好ましくは開口する出口通気ポートが、提供され得る。下流の通気ポートが提供されない場合、出口側のすべての空気が、始動時に排出され、フィルタに留まったり集まったりしないように、できるだけ高い位置において、出口ポートを有することが好ましい可能性がある。通気ポートは、弁に流体連結され得る。
【００２９】
通気ポート（または、マニホールドにおける対応するポート）は、流体の駆動圧力より大きい作動圧力で圧力作動され得る。また、手動弁も使用可能である。例えば、フィルタまたはマニホールドは、ガスが特定の圧力（例えば、フィルタ組立体１００の予測される運転圧力より５ｐｓｉ高い圧力）または体積を超えるときに通気されるだけであるように、ポペット弁または他の弁などの弁を含むことができる。ポートは、Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡのＥｎｔｅｇｒｉｓ，  Ｉｎｃ．によるＣｏｎｎｅｃｔｏｌｏｇｙ接続具、Ｓｗａｇｅｌｏｋ継手、または、流体封止が可能な他の接続具を備えることができる。
【００３０】
ポートを設置面積内に効率的に位置付けるために、フィルタ要素１２５のプリーツ領域は、フィルタ入口ポート１３０、フィルタ出口ポート１３５、および／またはフィルタ通気ポート１４０に重なってもよい。しかしながら、フィルタ組立体１００に入る流体の流れが十分である場合、フィルタ要素１２５に直に衝突する流体の流れは、そのフィルタ要素１２５を損傷させてしまう可能性がある。したがって、フィルタ要素１２５と入口との間に配置された流れ案内部１５０（例えば、邪魔板、配管、または、流れを方向付ける他の構造体）が、入口の軸線に沿った流れを遮り、流れを上流の側壁１５５に向かって再び方向付けることができる。流れ案内部１５０は、フィルタ入口ポート１３０の軸線に概して直角に延在するように図示されているが、他の角度に配置されてもよい。他の実施形態では、流れ案内部１５０がなくても流れを上流の側壁１５５へと方向付けるように、流れが十分に低くてもよいし、または、フィルタ要素１２５に十分な耐久性があってもよい。
【００３１】
フィルタ空洞１１０の内部面は、フィルタ要素１２５の材料と比較して、より疎外性のある材料、または、より親和性のある材料から形成することができる。一実施形態では、フィルタ筺体１０５は、側壁１５５がフィルタ要素１２５よりもガスに対してより親和性であるような材料から形成することができる。言い換えれば、フィルタ要素１２５は、ガスの側壁１５５への親和を促進するために、ガスに対して筺体の材料より疎外性のあるように選択できる。限定的ではない例として、筺体材料とフィルタ要素１２５との間の表面エネルギーの差は、１０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ２より大きくてもよい。したがって、フィルタ要素１２５と側壁１５５との間に表面エネルギー勾配があってもよい。その結果、流体が側壁１５５上を流れて上流部１１５を満たすにつれて、流体中のガスが側壁１５５に引き寄せられることになる。そのため、ガスは、フィルタ要素１２５を通過するのではなく、むしろフィルタ通気ポート１４０へとより上昇しやすくなっている。同様の現象は、下流部１２０においても発生し得る。
【００３２】
運転中、フィルタ組立体１００は通常流れ濾過（ＮＦＦ）を提供する。流体は、概して上向きの方向でフィルタ入口ポート１３０に入り、フィルタ空洞の上流の側壁１５５へと方向付けられる。圧力が上流部１１５において増加するにつれて、流体はフィルタ要素１２５を通って下流部１２０へと流れる。一実施形態では、流体のフィルタ要素１２５を通る主要な流路は、フィルタ入口ポート１３０を通る流路に対して概して直角であり得る。フィルタ空洞１１０は、装置を通る一定の流れまたは一定に近い流れを促進して、フィルタを全体的に通すように（例えば、デッドスペースを最小化または排除するように）、かつ、圧力損失の影響を最小化するように、構成され得る。
【００３３】
一実施形態によれば、フィルタ空洞１１０は、流体の体積の水力直径（水力直径は、非円形の管および経路における流れに対処する場合の当技術分野で公知の用語であり、ＤＨ＝４Ａ／Ｐによって定義される。ここで、Ａは断面積であり、Ｐは断面の潤辺である）に対する比率を、上流部１１５および／または下流部１２０において維持するように形作られ得る。別の実施形態では、この比率は維持されず、水力直径は増加する流体体積の領域に対して増加する。他の実施形態では、上流部１１５および／または下流部１２０の水力直径は一定のままである。好ましくは、フィルタ入口ポート１３０に最も近い上流部１１５の水力直径は、フィルタ入口ポート１３０の水力直径以上である。さらに、上流部１１５は、好ましくは、上流部１１５の水力直径がフィルタ入口ポート１３０から離れるにつれて小さくなるように形作られる。同様に、下流部１２０の水力直径は、フィルタ出口ポート１３５の水力直径以上となるように、徐々に増加することが好ましい。一般的に、フィルタ筺体が、流体が継手を通るよりも少ない損失でフィルタを通って流れるような制限要因とならないように、フィルタ筺体は設計され得る。
【００３４】
図２Ａ〜図２Ｃは、非円筒形のフィルタカセットとして配置されたフィルタ組立体の一実施形態を示す図である。説明の目的のため、フィルタカセットは、第１の端部１６５（「前方」と称する）と、第２の端部（「後方」と称する）１７０と、上部１７５と、底部１８０と、第１の側１８５と、第２の側１９０とを有している。図示した実施形態では、フィルタ組立体の長手軸線は、第１の端部１６５から第２の端部１７０へと延びる水平軸線である。
【００３５】
フィルタ筺体１０５は、複数の筺体部から構成されてもよい。図２Ａ〜図２Ｃでは、例えば、筺体１０５は、主外殻１９５と、側面カバー２００と、前方端カバー２１０と、後方端カバー２１５とから形成されている。フィルタ筺体１０５の様々な部分は、音波接合、溶接、接着、機械的留具、または、任意適切な連結方法によって、結合されてもよい。一実施形態によれば、フィルタ筺体の主接合継ぎ目２２０は、フィルタ筺体１０５の前方から後方へと長手軸線に沿って延びている。
【００３６】
図２Ａ〜図２Ｃは、さらに、筺体１０５の底部にフィルタ入口ポート１３０と、筺体１０５の上部にフィルタ出口ポート１３５と、フィルタ筺体１０５の上部において前方端部１６５の方にフィルタ通気ポート１４０とを示している。一実施形態によれば、様々なポートは、できるだけフィルタカセットの前方に位置させることができる一方で、部品同士の接合をなおも可能にしている。他の実施形態では、ポートは別の形で配置されてもよい（例えば、フィルタカセットの中心または後方端部の近くに１つまたは複数のポートがある配置）。ポート１３０および１３５用の開口部の中心線は、一実施形態では、カセットの最も幅広な部位に位置させることができる。カセット内での流体の流れの視点から、フィルタ入口ポート１３０用の開口部は、フィルタ空洞の最も低い場所に位置させることができ、ポート１３５および１４０用の開口部は、フィルタ空洞の最も高い場所に位置させることができる。
【００３７】
図２Ｂおよび図２Ｃを参照すると、内部空洞の形状は、フィルタカセットの外部の形状におおよそ従っていると推測される。カセットの形状は、内部空洞の上流部および下流部の幅および／または高さが、それぞれのポートから離れるにつれて小さくなるように、選択することができる。内部空洞の上流部からフィルタ入口ポート１３０の前方への区画（上流部の「前方区画」（符号２２５で示された））は、区画２２５における後方から前方において、側壁１５５が内に向かって先細となっている、および／または、上壁が下に向かって先細となっている、および／または、底壁が上に向かって先細となっているため、高さおよび／または幅において減少してもよい。また、内部空洞の上流部から入口ポートの後方への区画（上流部の「後方区画」（符号２３０で示されている））も、後方区画２３０における前方から後方において、側壁１５５が内に向かって先細となっている、および／または、上壁が下に向かって先細となっている、および／または、底壁が上に向かって先細となっているため、フィルタ入口ポート１３０から離れるにつれて高さおよび／または幅において減少してもよい。その結果、フィルタ空洞の上流部の水力直径は、フィルタ入口ポート１３０から離れるにつれて小さくなる。同様に、内部空洞の下流部から出口ポートの前方への区画（下流部の「前方区画」（符号２４０で示されている））は、区画２４０におけるフィルタ出口ポート１３５から前方において、下流の側壁２３５が内に向かって先細となっている、および／または、上壁が下に向かって先細となっている、および／または、底壁が上に向かって先細となっているため、高さおよび／または幅において減少してもよい。また、内部空洞の下流部から入口ポートの後方への区画（下流部の「後方区画」（符号２４５で示されている））も、後方区画２４５における前方から後方において、側壁２３５が内に向かって先細となっている、および／または、上壁が下に向かって先細となっている、および／または、底壁が上に向かって先細となっているため、フィルタ出口ポート１３５から離れるにつれて高さおよび／または幅において減少してもよい。したがって、フィルタ空洞の下流部の水力直径は、フィルタ出口ポート１３５に向かって大きくなる。
【００３８】
また図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、フィルタ筺体１０５は、フィルタ筺体１０５の接合または組立を支援する特徴を選択的に含んでもよい。限定的ではない例として、フィルタ筺体１０５は、フィルタカバーおよびフィルタ膜を掴むための追加領域を提供するために、上面から延在する機能部２５０および底面から延在する機能部２５５などの機能部を含んでもよい（後で詳述する）。これらの機能部は、位置合せにおける支援となってもよいし、カセットを受け入れるシステムにおいてカセットを位置合せするための案内レールとして作用してもよい。他のまたは代替の位置合せ機能部が、フィルタ組立体の濾過システムへの挿入のために設けられてもよい。
【００３９】
図３は、フィルタ組立体の一実施形態の分解図である。主外殻１９５と、側面カバー２００と、前方端カバー２１０と、後方端カバー２１５とは、フィルタ要素１２５が配置される内部空洞を備えたフィルタ筺体を形成している。フィルタカバー２６０が筺体に連結されており、流体の圧力が付与されるとき、フィルタ要素１２５を所定位置に保持する。
【００４０】
図３の実施形態におけるフィルタ要素１２５は、フィルタ膜がフィルタ筺体の長手軸線と平行にプリーツの付けられた矩形のプリーツパックである。プリーツパックは、フィルタ空洞の上流部を向く第１の組のプリーツ先端部１２７と、フィルタ空洞の下流部を向く第２の組のプリーツ先端部１２９とを備えている。第１の組のプリーツ先端部は上流の平面に概して配置されており、第２の組のプリーツ先端部は下流の平面に概して配置されている。プリーツパックは、フィルタ空洞の上流部と、概して矩形の接続部を形成しており、また、フィルタ空洞の下流部と、概して矩形の接続部を形成している。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｃは、主外殻１９５の一実施形態を示す図である。主外殻１９５は、主外殻１９５の第１の端部から主外殻１９５の第２の端部へと延びる上壁部２７０、底壁部２７５、および側壁１５５を備えてもよい。一実施形態によれば、上壁部２７０および底壁部２７５は共に、側壁１５５の長さだけ延びている。底壁部２７５は、側壁１５５に直角な軸線に沿って測定されるときに上壁部２７０よりもさらに延在している（例えば、図２Ａを参照すると、底壁部２７５は、第１の側１８５から、上壁部２７０よりも第２の側１９０に向かってさらに延在している）（ただし、底壁部２７５および上壁部２７０は、側壁１５５に対して直角以外の角度で延びてもよい）。
【００４２】
上壁部２７０および底壁部２７５は、複数の軸線に対して傾斜してもよい。例えば、上壁部２７０は、２つの軸線に対して角度が付けられてもよい。すなわち、上壁部２７０は、フィルタ通気ポート１４０から主外殻１９５の後方端部へと下向きにされ、側壁１５５から縁部２７７へと上向きにされてもよい。底壁部２７５も、主外殻１９５の高さが後方端部においてよりもフィルタ通気ポート１４０において大きくなるように、フィルタ入口ポート１３０から後方端部へと上向きに傾斜されてもよい。底壁部２７５は、側壁１５５から縁部２７９へと下向きに傾斜してもよい。
【００４３】
主外殻１９５は多くのリブを備えている。図示した例では、主外殻１９５は、端リブ２８０１および２８０２と、底リブ２９０１〜２９０ｎと、上リブ２９５１〜２９５ｎと、中間リブ３００１〜３００ｎとを備えている。各リブは、１つまたは複数の底オフセット部、側壁オフセット部、および上オフセット部を備えてもよい。リブ２９０は、例えば、底壁部２７５から第１の高さだけ延在する底オフセット部３０５と、第１の高さより大きい第２の高さだけ延在する側壁１５５に沿う側壁オフセット部３１０とを有する概してＬ字形であってもよい。一実施形態では、底オフセット部３０５は、内部空洞の底部を横切って、内部空洞の長さに直角に（または他の角度で）、第１の長さだけ壁１５５から延在し、側壁オフセット部３１０は、側壁１５５から内部空洞へと、底オフセット部３０５の長さよりも短い距離だけ延在している。底オフセット部３０５は、内部空洞の底面からの膜離間体として作用してもよく、また、側壁オフセット部３１０は、側壁１５５からのプリーツ離間体として作用してもよい。側壁オフセット部３１０は、側壁１５５から離れて延在する側壁オフセット部３１０の距離が上部に向かって短くなり、それによって内部空洞の上流部の領域を底部から上部へと小さくするように、先細とされてもよい。
【００４４】
上リブ２９５も、上壁部２７０から第１の深さだけ延在する上オフセット部３１５と、第１の深さより大きい第２の深さだけ延在する側壁１５５に隣接する側壁オフセット部３２０とを有する概してＬ字形であってもよい。一実施形態では、上オフセット部３１５は、内部空洞の上部を横切って、内部空洞の長さに直角に（または他の角度で）、第１の長さだけ側壁１５５から延在し、側壁オフセット部３２０は、側壁１５５から内部空洞へと、上オフセット部３１５の長さよりも短い距離だけ延在している。上オフセット部３１５は、内部空洞の上面からの膜離間体として作用してもよく、また、側壁オフセット部３２０は、側壁１５５からのプリーツ離間体として作用してもよい。側壁オフセット部３２０は、側壁オフセット部３２０が側壁１５５から離れて延在する距離が上部に向かって短くなるように、先細とされてもよい。
【００４５】
実施形態によれば、底リブ２９０の高さは、フィルタカセットが設置されたときに底オフセット部３０５の上側の縁同士が互いと同じ高さとなるように、選択される。一つおきの底リブの側壁オフセット部３１０の上端部も、フィルタカセットが（例えば、フィルタ入口ポート１３０が鉛直に位置合せされた状態で）完全に設置された位置にあるとき、互いと同じ高さとなってもよい。例えば、リブ２９０の底オフセット部３０５の上側の縁は第１の平面にあり、第１の組の一つおきの底リブ２９０の側壁オフセット部３１０の上側の縁は第２の平面にあり、第２の組の一つおきの底リブ２９０の側壁オフセット部３１０の上側の縁は第３の平面にある。したがって、フィルタが設置されたとき、各リブ２９０１から２９０ｎの底オフセット部３０５の上部は同じ流体の高さとなり、第１の組の一つおきの底リブ２９０（例えば、リブ２９０２、２９０４など）の側壁オフセット部３１０の上部は互いと同じ流体の高さとなり、第２の組の底リブ（例えば、リブ２９０３、２９０５など）の側壁オフセット部３１０の上部は互いと同じ流体の高さとなる。
【００４６】
同様に、一つおきの上リブ２９５の上オフセット部３１５の下側の縁は互いと同じ高さとすることができ、フィルタカセットが設置されたとき、一つおきの上リブ２９５の側壁オフセット部３２０の下側の縁も互いと同じ高さとされてもよい。例えば、リブ２９５の上オフセット部３１５の下側の縁は第４の平面にあり、第１の組の上リブ２９５の側壁オフセット部３２０の下側の縁は第５の平面にあり、第２の組の一つおきの上リブの側壁オフセット部３２０の下側の縁は第６の平面にある。第１の平面、第２の平面、第３の平面、第４の平面、第５の平面、および第６の平面は、フィルタカセットが運転位置で（例えば、フィルタ入口ポート１３０が鉛直に位置合せされた状態で）完全に設置されているとき、水平面と平行であることができる。他の実施形態では、リブは、フィルタ支持体および筺体の強度をもたらし、かつ、流れ／圧力損失を最小化するために、離間されてもよいし、および／または、様々な平面に配置されてもよい。
【００４７】
主外殻１９５は、一つおきの上リブおよび底リブと共に並べられつつ、側壁１５５から内向きに突出する一組の中間リブ３００１〜３００ｎをさらに備えてもよい。中間リブ３００が内向きに突出する距離は、リブに沿って底部から上部へと小さくなってもよい。一つおきの上リブ２９５および底リブ２９０は、中間リブ３００と鉛直方向に並べられてもよい。一実施形態によれば、中間リブ３００の長さは、中間リブの上端部が、隣接する一つおきの上リブ２９５の側壁オフセット部３２０と重なり、かつ、中間リブの下端部が、隣接する一つおきの底リブ２９０の側壁オフセット部３１０と重なるように、選択される。例えば、リブ３００１の上端部はリブ２９５１および２９５３の側壁オフセット部３２０と重なり、リブ３００１の下端部は底リブ２９０１および２９０３の側壁オフセット部３１０の上部と重なる。換言すれば、中間リブの鉛直方向の長さは、一実施形態では、図４Ｂに示す第２の平面と第５の平面との間の鉛直方向の距離よりも長い。
【００４８】
隣接するリブ同士の間の空間は、フィルタ要素の底部（または流れ案内部１５０（図示せず））と協働して、流れ経路を形成する。例えば、隣接するリブ２９０１および２９０２との間の領域は、フィルタ入口に開口する流れ経路３２５２を形成する。フィルタ要素が所定位置にあって流体がフィルタ空洞に導入されるとき、流体は流れ経路に従うことになる。示した例では、流体は、内部空洞の底部に沿って流れ経路３２５２を満たし、流れ経路３２５２に従ってリブ２９０２を超えるまで側壁１５５を上へと進み、そこで流体は隣接する経路３２５３へと流れることになる。流体は、リブ２９０１および２９０３を超えて流れ経路３２５１および３２５４を満たし始めるまで、経路３２５２および３２５３を満たし続けることになる。この過程は、流体が経路３２５ｎを満たすまで続くことができる。リブの構成は、流体が側壁１５５に沿って縫うように進むことを確実に行うことを助け、気泡が側壁１５５に引き寄せられて上向きに流れることになる可能性を高める。さらに、リブの構成は、流体を側壁１５５の長さに沿って分配させる助けとなって、フィルタ要素を湿らすことさえも促進する。
【００４９】
図４Ｂは、さらに、上部２７０および底部２７５が、フィルタ入口ポート１３０から離れるにつれて互いに向かって先細であってもよいことを示している。図４Ｃは、さらに、フィルタカセット、または、フィルタ空洞の少なくとも上流部が、フィルタ通気ポート１４０の中心線において最も幅広で、前方端部および／または後方端部に向かって内向きに先細となるように、主外殻１９５が形作られ得ることを示している。図示した実施形態において、先細はフィルタ入口ポート１３０で直に始まる。したがって、フィルタ空洞の水力直径は、フィルタ入口ポート１３０から離れるにつれて小さくなることができ、デッドスペースを減少または排除する助けとなる。さらに、示した実施形態では、フィルタ通気ポート１４０は、フィルタ空洞における最も高い位置に開口している。他の実施形態は、先細とされていない部分と、先細とされた部分とを備えていてもよい。
【００５０】
図５Ａおよび図５Ｂは、側面カバー２００の一実施形態を示す図である。側面カバー２００は、側面カバー２００の長さだけ延びる縁部３２７および３２９を結合することを含んでもよく、それら縁部３２７および３２９は、主外殻１９５（図４Ａ参照）の縁部２７７および２７９に結合されて、フィルタプリーツの折り目に平行な継ぎ目を作ることができる。側面カバー２００は、上壁部３３５と、底壁部３４０と、側壁２３５とを備えてもよい。側面カバー２００は、カセットの最も幅広な部分、または、内部空洞の下流部の少なくとも最も幅広な部分が、フィルタ出口ポート１３５の中心線と一致するように形作られてもよい。さらに、側面カバー２００は、内部空洞の下流部の前方区画の領域が、出口ポートから前に向かって小さくなり、および／または、内部空洞の下流部の後方区画の領域が、フィルタ出口ポート１３５から後方に小さくなるように形作られてもよい。例えば、上壁部３３５は、フィルタ出口ポート１３５から後方で、下に向かって先細となってもよい。また、上壁部３３５も、フィルタ出口ポート１３５から前方で、下に向かって先細となってもよい。同様に、底壁部３４０は、フィルタ出口ポート１３５から後方で、および、フィルタ出口ポート１３５から前に向かって、上に向かって傾斜してもよい。側壁２３５も、フィルタ出口ポート１３５から後方で、および、フィルタ出口ポート１３５から前方で、内に向かって先細となってもよい。
【００５１】
図５Ａの実施形態では、上壁部３３５がフィルタ出口ポート１３５から後方で、下に向かって傾斜するように、および、底壁部３４０がフィルタ出口ポート１３５から後方で、上に向かって先細となるように、側面カバー２００は形作られる。側壁２３５は、側壁２３５の外側上縁部３５０がフィルタ出口ポート１３５から後方で、曲線に沿って内向きに先細となるように、形作られる。しかしながら、側壁２３５の外側底縁部３５５が、内向きに先細となっておらず、または、先細となっているが上の縁部３２７より内向きには先細となっておらず、側壁２３５に「捩れた」輪郭を与えている。一実施形態によれば、捩れは、線形の変化または他の所望の変化を、フィルタ出口ポート１３５からフィルタカセットの端部への断面領域または水力直径に作り出すために、選択することができる。底の縁部３２９での先細の縮小および欠如は、縁部３２９と縁部２７９との間の結合継ぎ目に隣接した材料を保持するために設けられる（図４Ａ参照）。形状も、フィルタカセットを適切な配向のみで濾過システムに確実に挿入できることを助ける重要な要素を提供する。しかしながら、他の実施形態では、他の側壁の形状が用いられてもよい。
【００５２】
図５Ｂは、側面カバー２００の一実施形態を別の視点から図示している。図５Ｂの矢印は、流体がフィルタ出口ポート１３５へと概して流れることを図示している。一実施形態によれば、側面カバー２００は、フィルタ空洞の下流部において、より一定の流量を促進するように形作られている。側面カバー２００は、流れをフィルタ出口ポート１３５へと方向付けるのを助けるために、リブまたは他の特徴を備えてもよい。
【００５３】
図６は、フィルタカバー２６０の一実施形態を示す図である。フィルタカバー２６０は、フィルタ要素を所定位置に保持すると共に流れを可能にするように構成できる。一実施形態によれば、フィルタカバー２６０は、上方部材３６０と、下方部材３６５と、上方部材３６０および下方部材３６５の間で渡る前方端部材３７０および後方端部材３７５とを有する外側枠体を備えることができる。上方部材３６０および下方部材３６５は、フィルタカバー２６０をフィルタカセットの余っている部分に連結できる特徴を含んでもよい。後で詳述するように、例えば、フィルタカバー２６０は、主外殻へのスナップ嵌めの接続のための舌部および溝部の特徴を含んでもよい。フィルタカバー２６０は、上方部材３６０の第１の側が上リブ２９５の先端部と接触する接触面を含むと共に、下方部材３６５が底リブ２９０の先端部と接触する接触面を含むように、構成されてもよい。
【００５４】
フィルタカバー２６０は、上方部材３６０と下方部材３６５との間で渡る中間離間部材３８０を備えてもよい。支持部材３８５が、離間部材３８０に対して追加的な支持を提供してもよい。好ましくは、中間離間部材３８０または他の保持構造体は、主外殻のリブに対してフィルタ要素を保持するに十分に強くなっている。側面カバーは、追加的な支持を提供するために、中間部材３８０に接触するリブを備えてもよい。側面カバーにおけるこのようなリブが、流れ方向付け装置として作用させることができて、内部空洞の下流部に入る流れをフィルタ出口ポートへと方向付けるように、中間部材３８０は上向きで前方に向かって角度が付けられてもよい。他の実施形態では、フィルタカバー２６０は、フィルタ要素を保持しつつ流れを可能にするために、メッシュまたは他の構造要素を備えてもよい。
【００５５】
図７は、主外殻１９５と、フィルタ要素１２５と、フィルタカバー２６０とを備えたフィルタ組立体の一実施形態を示す図である。底オフセット、側壁オフセット、および上オフセットは、フィルタ要素を、フィルタ空洞の底部、上流部、および上部からそれぞれ離して保持する。フィルタカバー２６０は、フィルタ空洞の第１の端部からフィルタ空洞の第２の端部へと延び、側壁１５５に向かって角度が付けられてもよい。フィルタカバー２６０は、圧力がフィルタ要素１２５の上流に印加されたとき、フィルタ要素１２５を所定位置に保持する。
【００５６】
一実施形態によれば、フィルタカバー２６０および主外殻１９５は、偏った平行四辺形のフィルタ要素保持領域を提供するために協働してもよい。フィルタカバー２６０は、底部から上部へと上流の側壁１５５に向かって角度が付けられてもよく、上流の側壁１５５から内向きに突出するリブによって提供される側壁オフセットは、底部から上部へと側壁に向かって先細とされてもよい。フィルタカバー２６０の角度は、リブの先細の角度と一致できる。フィルタカバー２６０は、第１の（上流の）組のプリーツ先端部がリブに当接する状態で、フィルタ要素１２５をリブに対して押し付けることができる。上流側では、リブは、フィルタ要素１２５を、追加のフィルタ要素ホルダ／ケージを必要とすることなく保持することができる。この構成では、フィルタ要素１２５の上流側のプリーツ先端部がリブによって定められた第１の平面に概して配置され、また、フィルタ要素の下流側のプリーツ先端部がフィルタカバー２６０によって定められた第２の平面に概して配置された状態で、矩形のプリーツパックが偏った平行四辺形となる。偏った平行四辺形（例えば、菱形または長斜方形）のフィルタ要素保持領域は、いくつかの利点をもたらす。第１に、プリーツパックを偏らせることで、水平方向に過度に大きな空間を取らずに、空間にフィルタ出口ポートを配置させることができる。第２に、プリーツパックは、構造体の一部として作用して、水力直径（線形または他の形）を小さくする。
【００５７】
一実施形態によれば、リブの底オフセット部３０５は、上部から底部へとフィルタカバー２６０から離れるように角度が付けられてドレン経路４０５を作り出す先細の先端部４００を有してもよい。ドレン経路４０５は、底リブ２９０（図４Ｂに示す）同士の間で流れ経路を交差して接続することができる。流体は、フィルタ入口ポート１３０に導入されるとき、先に詳述したように流れ経路３２５２（図４Ｂ）に沿うことに加えて、ドレン経路４０５を通じて、フィルタ入口ポート１３０から隣接する流れ経路へと流れてもよい。好ましくは、フィルタ入口ポート１３０の水力直径は、フィルタ入口ポート１３０における経路３２５２の水力直径と、ドレン経路４０５の水力直径との合計以下である（両方向において）。
【００５８】
一実施形態によれば、フィルタ入口ポート１３０への開口部は、ドレン経路４０５と重なっている（図４Ａ参照）。圧力がフィルタ入口ポート１３０から除かれたとき、カセットに残っている流体は、内部空洞の上流部の底面がドレン経路４０５に向かって（例えば、側壁１５５からドレン経路４０５に向かって）下向きに傾斜され得るため、ドレン経路４０５へと流れることができる。ドレン経路４０５の流体は、（例えば、図４Ａおよび図４Ｂと併せて先に詳述したように）内部空洞の底面がフィルタ入口ポート１３０に向かって傾斜されているため、フィルタ入口ポート１３０へと流れることができる。
【００５９】
同様に、上オフセット部３１５は、底部から上部へとフィルタカバー２６０から離れるように角度が付けられて通気経路４１０を形成する先端部４０８を備えてもよい。通気経路４１０は、上リブ２９５（図４Ｂに示す）同士の間で流れ経路を交差して接続することができる。好ましくは、フィルタ通気ポート１４０への開口部は、通気経路４１０と重なっている。フィルタカセットが加圧されているとき、ガスは、内部空洞の上流部の上面が通気経路４１０に向かって上向きに傾斜させることができるため、通気経路４１０へと流れることができる。そして、ガスは、（例えば、図４Ａおよび図４Ｂと併せて先に詳述したように、上面はフィルタ通気ポート１４０に向かって上向きに傾斜されてもよい）通気経路４１０がフィルタ通気ポート１４０に向かって傾斜されているため、通気経路４１０を上へとフィルタ通気ポート１４０まで流れることができる。
【００６０】
フィルタカバー２６０は、スナップ嵌め、締まり嵌め、音波接合を用いて、または、任意適切な連結機構によって、主外殻１９５に連結され得る。一実施形態によれば、主外殻１９５は、フィルタカバー２６０を主外殻１９５に連結するために、下方連結部４２０と上方連結部４２５とを備えてもよい。連結部４２０は、主外殻１９５の長さだけ延びる溝部４３０および舌部４３５を定めている。連結部４２５は、主外殻１９５の長さだけ延びる溝部４４０および舌部４４５を備えている。フィルタカバー２６０は、対応する下方舌部４５５および下方溝部４６０と、上方舌部４６５および上方溝部４７０とを備えている。溝部４３０は舌部４５５を掴み、溝部４６０は舌部４３５を掴む。同様に、溝部４４０は舌部４６５を掴み、溝部４７０は舌部４４５を掴む。運転中、フィルタカバー２６０は、上方連結部および下方連結部によって、スナップ嵌めを用いてしっかりと留めることができ、それら上方連結部および下方連結部は、若干離れるように拡がって、舌部４５５および４６５が舌部４３５および４４５をそれぞれ通って溝部４３０および４４０に着座する。主外殻１９５の材料の弾力は、連結部４２０および４２５を、フィルタカバー２６０が掴まえられる位置に反発で戻させることができる。一実施形態によれば、反発は、フィルタカバー２６０が留められたことを触覚または聴覚でフィードバックするに十分であり得る。
【００６１】
図７に示すように、リブ先端部が接触面に接触する、または、接触面の非常に近くにあり、そのためにフィルタ膜の一部がリブ先端部とフィルタカバー２６０の接触面との間で掴まれ得るように、フィルタカバー２６０は設置させることができる。一実施形態によれば、フィルタ要素１２５の上部膜フラップおよび底部膜フラップは、それらがリブの先端部４００／４０８とフィルタカバー２６０との間を通過して連結部４２０および４２５とフィルタカバー２６０との間で掴まれるように、十分な距離で延在してもよい。図８は、例えば、連結部４２０とフィルタカバー２６０との間で掴まれた下方膜フラップ４９０を図示する、フィルタカバー２６０に接続された主外殻１９５の一部の一実施形態を示す図である。フィルタ要素１２５の一部を掴むことは、後の組立工程のためにフィルタ要素１２５を保持する助けとなる。埋め込みと共に、音波接合または他の連結工程を、フィルタカバー２６０を主外殻１９５にさらに接合、および／または、膜を主外殻１９５およびフィルタカバー２６０にさらに接合し、膜を通じることを除いて上流部を下流部から封止するために行うことができる。
【００６２】
図９は、フィルタカセットの長手アクセスと平行に延びる主接合継ぎ目２２０において、側面カバー２００に連結される主外殻１９５を備えたフィルタ組立体の一実施形態を示す図である。主外殻１９５および側面カバー２００は、内部にフィルタ要素１２５が配置される空洞を形成し、フィルタ要素１２５はその空洞を上流部１１５と下流部１２０とに分離する。図１０は、図９のフィルタ組立体の断面図を示し、内部空洞の下流部の後方と（符号４９５で示されている）、フィルタ出口ポート１３５と（符号４９５および４９７の組み合わせとして示されている）における水力学的な輪郭をさらに示している。また、注目することができることは、水力学的な輪郭は、内部空洞の下流部の底部から上部へと増加することである。
【００６３】
一実施形態によれば、側面カバー２００は、水力学的な輪郭が、空洞の下流部の後方からフィルタ出口ポート１３５へと、および、底部から上部へと、ほぼ線形で増加するように形作られている。好ましくは、水力学的な輪郭は、内部空洞の後方でゼロになる。しかしながら、他の実施形態では、水力学的な輪郭は、使用可能なフィルタ膜の端部においてゼロより大きくてもよい。一実施形態によれば、フィルタ出口ポート１３５の水力直径は、フィルタ出口ポート１３５に隣接する内部空洞の下流部の水力直径とほぼ等しくすることができる。他の実施形態では、フィルタ出口ポート１３５の水力直径は、ポートに隣接する内部空洞の下流部の水力直径より大きくてもよいし、または、小さくてもよい。
【００６４】
図１１は、図７のフィルタ組立体と同様のフィルタ組立体の別の実施形態を示す図である。図１１の実施形態では、偏った平行四辺形のフィルタ要素保持領域５００の一実施形態をよりよく図示するために、フィルタ要素は示されていない。また、図１１では、底リブ２９０、上リブ２９５、および中間リブ３００が図示されており、フィルタカバー２６０の角度に合うように先細とされたリブの側壁オフセット部を示している。図１１は、フィルタ組立体の実施形態が、フィルタ入口ポート１３０に入る流れがフィルタ膜に直に衝突するのを防止するために、流れ案内部１５０を備えてもよいことを、さらに示している。
【００６５】
図１〜図１１を参照すると、プロセス流体と接触するすべての材料は、プロセス流体と反応しないように、かつ汚染を最小限とするように選択され得る。筺体の実施形態は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂（限定されることはないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）など）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、金属、または、他の材料が含まれるが、それらに限定されることのない様々な材料から作ることができる。一実施形態では、フィルタ組立体の構成部品は、複数の層から形成され得る。主外殻および側面カバーの外側部分は、比較的安価なポリマーを含むことができる一方で、内側層は、プロセス流体とより反応しにくい、または、プロセス流体をより汚染しにくい、より高価なポリマーを含むことができる。一例において、主外殻１９５および側面カバー２００は、ポリプロピレン、または、温度要件および圧力要件に持ちこたえることができる他の材料から形成された外側外殻を備えてもよい。内側では、典型的にはより高価でより化学的耐性があってより純度の高い材料の内側層が、熱成形され、主外殻１９５および側面カバー２００の縁に付着させられ得る。このような材料の例には、限定されることはないが、ＰＦＡ、ＦＥＰ、または他のポリマーが含まれる。フィルタの全体的に湿った表面は、より化学的耐性があってより純度の高いポリマーであり得る。他の実施形態では、所望の材料の内側層が、外側外殻の内側上にオーバーモールドされ得る。他方では、フィルタカバー２６０は、比較的安価な材料のコアと、より高価だがより反応しない材料の外側被覆または外側層とを有することができる。
【００６６】
プリーツパックフィルタ要素１２５を用いるフィルタカセットを、以下のステップに従って組み立てることができる。フィルタ膜は主外殻１９５に挿入することができ、プリーツの末端フラップの端部は連結部４２０および４２５に沿って位置する。フィルタカバー２６０は、所定位置にスナップ嵌めされ得る。このステップは、出口カバーと外郭との間で、膜を舌部および溝部の嵌め合いで所定位置に固定する。典型的な円筒形様式のカートリッジ装置と異なり、プリーツパックを覆って、装置に組み込む前に２つの長い膜の縁を共に封止する必要がない。そして、側面カバー２００は、音波接合、溶接、接着、熱接触、または、非接触の接合工程が含まれるが、それらに限定されることのない任意適切な接合方法を用いて、主外殻１９５に接合され得る。一実施形態によれば、筺体の接合および膜の縁の封止は、単一の接合工程で生じ得る。側面カバー２００も、機械的留具を用いて主外殻１９５に連結され得る。必要に応じて、ガスケットが側面カバー２００と主外殻１９５との間に配置され得る。
【００６７】
プリーツパックの端部は、ポリマーまたは樹脂に埋め込まれ得る。一実施形態によれば、組立体の各端部の所望の長さが、積層物、ポリマー、樹脂、接着剤、または、内側容器およびプリーツパックの端部同士を封止する他の埋め込み材料など、所望の埋め込み材料に浸され得る。好ましくは、埋め込み材料は熱可塑性物質である。限定的ではない例として、プリーツパックの前方および後方０．１２５インチから０．５インチは、埋め込み材料で封止され得る。埋め込み材料は、プリーツパックおよび内部空洞の端部同士を封止でき、フィルタ組立体の上流部１１５と下流部１２０とを分離し、停滞体積を防止することができる。他の実施形態では、プリーツパックの端部は、主外殻１９５への挿入の前に埋め込み材料で封止させることができる。しかしながら、そのようにすると、埋め込みとフィルタカセットの端部との間にある程度のデッドスペースが生じ得る。前方端カバー２１０および後方端カバー２１５は、埋め込み材料、音波接合、溶接、接着、接触または非接触の接合工程、機械的留具などを用いて、フィルタカセットの本体部に連結できる。図１２は、例えば、所定位置にあって埋め込み材料５９０で封止されたプリーツパックを示すフィルタ組立体の一実施形態を示す図である。
【００６８】
図１３は、フィルタ空洞６０３を定めるフィルタ筺体６０２を有するフィルタ組立体６００の別の実施形態を示す図であり、フィルタ空洞６０３は、そこに配置されたフィルタ要素６１０によって、上流部６０４と下流部６０６とに分割されている。フィルタ要素６１０は、プリーツ型フィルタ、デプスフィルタ、中空繊維膜、または他のフィルタが含まれるが、それらに限定されることのない任意適切なフィルタ媒体であり得る。さらに別の実施形態では、フィルタ要素６１０は、複数の膜の間に挟まれたポリマー濾過材料を含み得る。一実施形態では、フィルタ要素６１０は矩形のプリーツパックを備えている。フィルタ入口ポート６１２がフィルタ要素６１０の上流に配置されており、また、フィルタ出口ポート６１４がフィルタ要素６１０の下流に配置されている（フィルタを通って流れる流体の流れの観点において）。フィルタ通気ポート（例えば、フィルタ通気ポート６１５および６１６）が、フィルタ要素６１０の上流および／または下流に配置され得る。通気ポート６１５および６１６は、弁に選択的に接続されてもよい。
【００６９】
一実施形態によれば、フィルタ入口ポート６１２は、フィルタ組立体６００の上部に配置され、鉛直方向下向きの入口流路を定め、フィルタ出口ポート６１４は、フィルタ組立体６００の上部に配置され、鉛直方向上向きの出口流路を定め、フィルタ通気ポート６１６は鉛直方向上向きの通気流路を定める。好ましくは、フィルタ通気ポート６１５は、上流部６０４内のあらゆるガスがフィルタ通気ポート６１５へと自然に上昇するように、できるだけ高い位置において、フィルタ空洞の上流部６０４に開口する。同様に、下流部６０６内のあらゆるガスが通気ポートへと自然に上昇するように、できるだけ高い位置において、フィルタ空洞の下流部６０６に好ましくは開口する出口通気ポート６１６が、提供され得る。フィルタ入口ポート６１２は、フィルタ入口ポート６１２を封止するために、入口弁６１８を備えてもよい。
【００７０】
ポートを設置面積内に効率的に位置付けるために、フィルタ要素６１０は、フィルタ入口ポート６１２、フィルタ出口ポート６１４、および／またはフィルタ通気ポート６１５／６１６に重なってもよい。フィルタ組立体６００に入る流体の流れが十分である場合、フィルタ要素６１０に直に衝突する流体の流れは、そのフィルタ要素６１０を損傷させてしまう可能性がある。したがって、フィルタ要素６１０と入口との間に配置された流れ案内部６２０（例えば、邪魔板、配管、または、流れを方向付ける他の構造体）が、入口の軸線に沿った流れを遮り、流れを上流の側壁６２２に向かって再び方向付けることができる。先に詳述したように、壁は、ガスの壁６２２への親和を促進するために、ガスに対してフィルタ要素６１０より親和性があるように選択され得る。流れ案内部６２０は、フィルタ入口ポート６１２の軸線に概して直角に延在するように図示されているが、他の角度に配置されてもよい。他の実施形態では、フィルタ要素６１０は、上流の側壁６２２への直の流れに対して十分な抵抗力をもたらし得る。
【００７１】
図１４は、図１３のフィルタ組立体と同様のフィルタ組立体６００の別の実施形態を示す図であるが、フィルタ出口ポート６１４を封止するための出口弁６２４と、流体が下流部６０６を出ていく前に側壁６２８に沿って流れるのを確実にする第２の流れ案内部６２６とを示している。一実施形態によれば、入口弁６１８および出口弁６２４は、フィルタ組立体６００がマニホールドから取り外されるとき、フィルタ組立体６００内に流れ込む流体の圧力が閾量未満に下がる、または、何らかの他の条件が満たされた場合に、封止を行うことができる。一実施形態では、入口弁６１８および出口弁６２４はポペット弁であり得る。通気ポート（または、マニホールドにおける対応するポート）は、流体の駆動圧力より大きい作動圧力で圧力作動され得る。例えば、フィルタまたはマニホールドは、ガスが特定の圧力（例えば、フィルタ組立体６００の予測される運転圧力より５ｐｓｉ高い圧力）を超えるときに通気されるだけであるように、ポペット弁または他の弁などの弁を含むことができる。ポートは、Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡのＥｎｔｅｇｒｉｓ，  Ｉｎｃ．によるＣｏｎｎｅｃｔｏｌｏｇｙ（登録商標）接続具、Ｓｗａｇｅｌｏｋ継手、または、流体封止が可能な他の接続具を備えることができる。図１４は、フィルタ組立体の一部として一体化された入口弁および出口弁を示している一方で、他の実施形態では、弁は、仮にあるのであれば、フィルタが接続するマニホールドの一部であってもよいし、または、他に場所に位置付けられてもよい。
【００７２】
一実施形態によれば、フィルタ組立体６００はフィルタカセットして配置され得る。図１５は、フィルタ筺体６０２に配置されたフィルタホルダ６３０に配置されたフィルタ要素６１０を備えるフィルタカセットの断面の一実施形態を示す図である。フィルタ筺体６０２は、結合継ぎ目６３５において一体に連結してフィルタ空洞を部分的に定める対称の部分６３２および６３４を有する本体部を備える。フィルタ要素６１０は、フィルタ空洞を上流部６０４と下流部６０６とに分割する。
【００７３】
フィルタ入口ポート部材６３６とフィルタ出口ポート部材６４２とが、筺体６０２に連結され、フィルタ空洞に開口するポートを提供する。フィルタポート部材６３６および６４２は、ポペット弁や他の弁などの弁を収容できる。一実施形態によれば、入口ポート部材６３６は、入口ポート６１２のためのオス継手６３７と、入口通気ポート６１５のためのオス継手６３８と、基体６４０から延在して継手６３７および６３８を取り囲む流体保持壁６３９とを備える。継手６３７および６３８は、マニホールドの相補的なメスポートによって受け入れられて封止された接続を作り出す。保持壁６３９は、継手を包囲して、基体６４０と協働して、フィルタカセットがマニホールドから取り外されたときに液滴を捕えることができる液滴カップを作り出す。ポート部材６３６の基体６４０は、継手６３７から継手６３８へと上向きに傾斜して、上流部６０４の最も高い位置に開口するガス集積領域６４１を作り出している。入口通気ポート６１５は、ガス集積領域に開口している。
【００７４】
図１５の実施形態では、フィルタ出口ポート部材６４２が、同様に、出口ポート６１４用のオス継手６４３と、基体６４５から延在してポート６１４の周りに液滴カップを形成する壁６４４とを備えている。この例では、フィルタ出口ポート部材６４２には通気ポートがないが、他の実施形態では通気ポートがあってもよい。ある実施形態では、単一のポートが、フィルタ出口ポートおよび出口側フィルタ通気ポートとして作用してもよい。このような場合、出口ポート６１４は、ガスがフィルタ出口ポート６１４へと上昇するように、下流部６０６との流体連通における最も高い領域に開口することが好ましい可能性がある。
【００７５】
入口ポート部材６３６は、カセットの本体部と協働して、入口ポート６１２に開口するが濾過媒体または浄化媒体によって下流部６０６から分離される上流部６０４の入口領域６４６を形成する。一実施形態によれば、入口領域６４６は、入口ポート６１２の主軸線に直角に（例えば、入口ポート６１２を通って入る流体の流路を横切って）延在する面６４８によって少なくとも部分的に定められて、流れを水平方向に再び方向付ける。フィルタホルダ６３０の上面６５０は、面６４８と協働して作用して、流れを壁６２２へと方向付ける流れ案内部（例えば、邪魔板）を形成している。
【００７６】
運転中、流体は、フィルタカセットに入口ポート６１２を通って第１の方向（例えば、鉛直方向）で入り、面６４８および６５０によって壁６２２へと第２の方向に再び方向付けられる。流体は、フィルタホルダ６３０と壁６２２との間の隙間を通って、フィルタ要素６１０と壁６２２との間の空間に流れ込む。流体は、フィルタ要素６１０を通過し、出口ポート６１４を介してフィルタカセットから出ていくことになる。したがって、フィルタカセットはＮＦＦを提供する。壁６２２に引き寄せられたガスは、上流部６０４からガス集積領域６４１へと上昇し、入口側の通気ポート６１５を通って出ていく。
【００７７】
図１６Ａ〜図１６Ｃは、先に詳述した様々な特徴を呈するフィルタカセットの一実施形態の外観を示す図である。一実施形態によれば、フィルタカセットは、上壁６５２と、底壁６５４と、端壁６５６および６５８と、本体部分６３２および６３４から形成された側壁６２２および側壁６２８とを備えた概して矩形であり得る。本体部の実施形態は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂（限定されることはないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）など）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリプロプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、金属、または、他の材料が含まれるが、それらに限定されることのない様々な材料から作ることができる。一実施形態では、本体部は、複数の層から形成され得る。外側外殻は、比較的安価なポリマーを含むことができる一方で、内側層は、プロセス流体とより反応しにくい、または、プロセス流体をより汚染しにくい、より高価なポリマーを含むことができる。一実施形態によれば、本体部は、ポリプロピレン、または、温度要件および圧力要件に持ちこたえることができる他の材料から形成できる外側外殻を備えてもよい。外側外殻の内側では、典型的にはより高価でより化学的耐性があってより純度の高い材料の内側層が、熱成形され、外側外殻の縁に付着させられ得る。このような材料の例には、限定されることはないが、ＰＦＡ、ＦＥＰ、または他のポリマーが含まれる。フィルタの全体的に湿った表面は、より化学的耐性があってより純度の高いポリマーであり得る。別の実施形態では、所望の材料の内側層が、外側外殻の内側上にオーバーモールドされ得る。
【００７８】
様々な壁の厚さは、フィルタカセットが圧力容器として作用し得ることを理解して選択することができる。典型的な先行技術のシステムでは、フィルタは、フィルタの予測される運転圧力に持ちこたえるに十分な壁を有していなければならない。つまり、フィルタは、偏位を許容可能な範囲内（例えば、１００ｐｓｉにおいて、概して、１０％未満、５％未満、１％未満）に保つに十分な厚さである側壁を有していなければならない。他方では、フィルタカセットは、比較的薄い側壁を有することができる。側壁は、予測される運転圧力の間、３０％より大きいといった、側壁を許容可能な量より大きく偏位させることが可能な厚さを有することができる。後で詳述するように、フィルタベイは、許容可能な範囲内に偏位を保つために、追加の支持体を提供できる。端壁６５６および６５８は、側壁６２２および６２８と同じ厚さ、または、異なる厚さであり得る。一実施形態によれば、端壁６５６および６５８は、偏位を最小限とするために、リブ６６４および６６５を備えることができる。上壁６５２および底壁６５４は、側壁６２２および６２８と同じ厚さを有してもよいし、偏位を最小化するためにより厚くてもよいし、または、より薄くてもよい。
【００７９】
本体部分６３２および６３４の各々は、それぞれの壁から外向きに延在する材料の連続したリブ（それぞれリブ６６７および６６８）をそれぞれ含み得る。一実施形態によれば、リブ６６７および６６８は、それぞれの本体部分の縁から外向きに延在して、本体部分を結合するためのより大きな使用可能な接合領域を作り出している。
【００８０】
フィルタカセットは、フィルタカセットをフィルタベイへと案内するのを助けるために、案内部材６６０を備えることができる。図１６Ａ〜図１６Ｃの例では、案内部材６６０は、横方向に延在する一組の案内鍔部６６１および６６３を備え、それら案内鍔部６６１および６６３は、リブ６６７および６６８からそれぞれ延在してフィルタベイ組立体の対応する行路に受け入れ可能なレールを形成している。他の実施形態では、フィルタカセットは、複数のレールを含むことができるし、または、他の案内部材をすべて一緒に含むことができる。
【００８１】
図１６Ａ〜図１６Ｃは、対称的なポートを含むことができるフィルタカートリッジの一実施形態も示している。対称的なポートおよび対称的な構築方法を有することで、従来のフィルタよりも高い融通性を提供する。限定的ではない例として、カセットは逆流させることができ、濾過工程は逆方向において行うことができ、パーベーパレイションシーケンスを可能にするカートリッジのいずれかの側に真空が適用可能である。他方では、非対称的なカートリッジが、能力を限定して、いずれかの方向での流れを最適化する。
【００８２】
図１７は、先に詳述した様々な特徴を呈するフィルタカセットの本体部の一実施形態を示す図である。図示するように、図１７では、リブ６６７および６６８は、本体部分６３２および６３４の縁から内向きに、本体部の長さの第１の部分および本体部の長さの第２の部分に向かって曲がり、入口容器６７０および出口容器６７２の側壁を形成している。一実施形態によれば、本体部分６３４は、上壁６５２の一部であり得ると共に本体部分６３４によって形成された入口容器６７０の底部の一部を横切って延在する面６４８を含む。入口容器６７０の他方の側は、フィルタ空洞に開口してもよい。つまり、本体部分６３２は、本体部分６３２によって形成された入口容器の一部分内で開口してもよい。したがって、入口容器６７０は、フィルタ空洞の上流部に開口しているが、下流部には開口しなくてもよい。同様に、本体部分６３２は、上壁６５２の一部であり得ると共に本体部分６３２によって形成された出口容器６７２の一部の底部を横切って延在する面６７４を含む。出口容器６７２は、フィルタ空洞の下流部に開口しているが、フィルタ空洞の上流部には開口しなくてもよい。つまり、本体部分６３４は、本体部分６３４によって形成された出口容器の一部分内で開口してもよい。一実施形態によれば、ポート部材６３６、６４２（図１６Ｂ参照）は、フィルタ入口ポートが面６４８と位置合せされた状態で、超音波接合、接着剤、または、他の種類の接合を用いて、入口容器および出口容器の側壁の上の縁部に接合されてもよく、また、フィルタ出口ポートが面６７４と位置合せされてもよい。
【００８３】
多くの以前のフィルタでは、ポート接続は主筺体の一部として製作されている。その結果、各接続の種類および大きさのため、異なる工具がフィルタ筺体を製作するために必要とされる。図１７の実施形態は、フィルタカセットの対称的な本体部が、フィルタ要素が設置された状態で、入口ポートおよび出口ポートを取り付けずに組み立てることができるという利点を提供する。そして、適切な大きさのポートを、必要に応じて取り付けることができる。このようなシステムでは、単一の工具が、様々なポートの種類に対して、フィルタ筺体の本体部を製作するために用いられ得る。特定の工具が、全体としてのポートを備えたフィルタ筺体ではなく、特定の種類のポート部材に対して必要とされるだけである。
【００８４】
図１８は、カセットの本体部の対称的な本体部分６３２および６３４の一実施形態を示している。図１８で見て取ることができるように、部分６３２は、フィルタカセット本体部の各半分が単一の工具を用いて製作可能であるように、部分６３４と同一であり得る。この実施形態では、本体部分６３２によって定められた上壁６５２の一部が、出口容器６７２（面６７４で図示されている）の周辺部と連続しているが、入口容器６７０（６７５に図示されている）の周辺部内で開口している。同様に、この実施形態では、本体部分６３４によって定められた上壁６５２の一部が、入口容器６７０の側壁（面６４８で図示されている）の周辺部と連続しているが、出口容器６７２の側壁（６７６に図示されている）の周辺部内で開口している。
【００８５】
図１９は、フィルタホルダ６３０の一実施形態を示す図である。フィルタホルダ６３０は、上壁６８４と底壁６８５が離間した関係で端部同士の間で延在する状態で、端壁６８０および６８２を備えることができ、両側部で開口するフィルタ要素保持領域６８６を定めている。図１９の実施形態では、端壁６８０および６８２はフィルタ空洞と同じ幅となることができ、また、フィルタホルダ６３０の長さは、フィルタホルダ６３０がフィルタ空洞にうまく嵌まり入るように、フィルタ空洞の長さと同じとなることができる。上部６８４は、フィルタホルダ６３０がフィルタ空洞に配置されたとき、上部６８４の端とフィルタ空洞の側壁との間に若干の隙間があって、フィルタ要素と側壁との間の空間を出入りするように流体を流すことができるように、端部６８０および６８２より若干狭くてもよい。ある実施形態では、フィルタホルダは対称的である。これは、製作コストおよび部品点数を減らすのに有利である。
【００８６】
フィルタホルダ６３０は、フィルタホルダ６３０の外面から外向きに延在する薄い連続する一体の材料（ここでは水切り６８８と称される）を含むこともできる。水切り６８８は、フィルタカセットが組み立てられたときにリブ６６７と６６８との間に位置決めされるように、十分な長さで延在している。水切り６８８は、入口容器６７０および出口容器６７２と並ぶ切り欠き６９０を備えることができる。これは、例えば、入口領域６４６と、フィルタ空洞の上流部６０４の残りの部分との間に、開口部を提供する（図１５参照）。したがって、例えば、開口部６９０ａは、フィルタ入口ポートの開口部に入ると共に面６４８によって開口部６７５に流れるように再び方向付けられる流体の流れを許容できる（図１８参照）。同様に、開口部６９０ｂは、開口部６７６を通って出ていく流れが、面６７４上を流れてフィルタ出口ポートから出ていくことを許容できる（図１５および図１８参照）。一実施形態によれば、音波溶着が、リブ６６７、６６８と、水切り６８８と、封止部分６３２、６３４と、フィルタホルダ６３０とを接合するのに用いることができる。そのため、水切り６８８は、本体部の材料に対して可溶性の材料から形成されていることが好ましい。
【００８７】
フィルタ要素保持領域６８６は、フィルタ要素を包みこむことができる。フィルタ要素は、フィルタ要素保持領域６８６の内側面に接合できる。一実施形態では、フィルタ要素は矩形のプリーツパックを備えてもよい。第１の組のプリーツ先端部が容器の上流部を向いてもよく、第２の組のプリーツ先端部がフィルタ容器の下流部を向いてもよい。概して、フィルタ要素は、フィルタ要素の上流側の面が、中心コアの周りで湾曲されるのではなく概して平らであるように包まれ得るが、フィルタ要素がそれ自体で折り畳まれている場合には縁においてある程度曲げられてもよく、また、フィルタはプリーツを含んでもよい。湾曲ではなく平らなフィルタを用いることは、より多くの膜材料を所与の容積内に詰めることができるという利点と、曲げモーメントに対応しにくい濾過媒体を使うことができるという利点とをもたらす。さらに、プリーツ型フィルタが概して平らな外形で（例えば、プリーツが圧縮された状態で）配置され得るため、プリーツの上流の寸法および下流の寸法は、（プリーツが上流側で下流のプリーツよりもより拡げられた円形のフィルタ設計と異なり）同一となり得る。他の実施形態では、矩形のプリーツパックのプリーツは分離され得る。
【００８８】
フィルタホルダ６３０の実施形態は、親油性樹脂、パーフルオロ化樹脂（限定されることはないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）など）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、金属、または、他の材料が含まれるが、それらに限定されることのない様々な材料から作ることができる。一実施形態では、フィルタホルダ６３０は、複数の層から形成され得る。コアは、比較的安価な第１のポリマー（例えば、ポリプロピレン）を含むことができる一方で、流体と接触するすべての層は、プロセス流体とより反応しにくい、または、プロセス流体をより汚染しにくい、より化学的耐性があってより純度の高い第２のポリマーを含むことができる。一実施形態によれば、第２のポリマーは第１のポリマー上にオーバーモールドされ得る。
【００８９】
図２０は、フィルタカセットに取り付けられたＲＦＩＤタグ６９２とＲＦＩＤ読取機６９３とを有するフィルタカセットの一実施形態を示している。ＲＦＩＤ読取機６９３は、４インチといった、限定された範囲「Ｒ」を有するかもしれない。カセットの長さ「Ｌ」がＲより大きい場合、カセットがフィルタベイに逆さに位置付けられたときにＲＦＩＤ読取機６９３がＲＦＩＤタグ６９２を読み取りできないように、ＲＦＩＤタグ６９２はカセットに位置付けることができる。カセットが不適切に設置された場合、または、まったく設置されていない場合、上流の構成部品が流体を濾過システムに提供しないように、制御方法が実施され得る。実施形態は、圧力または温度などの様々な流体特性を読み取るために、第１のマニホールドおよび第２のマニホールドを通じて配置されたセンサを含んでもよい。
【００９０】
上記の例のうちのいくつかでは、フィルタカセットは概して矩形の外形を有していた。図２１は、フィルタカセットが、カセットの側壁が湾曲されるように、丸くされた後壁および前壁を備えた本体部６９４を有している一実施形態を示す図である。カセットは、フィルタベイ組立体の長穴とされた行路に嵌まり入ることができる案内機構６９５を備えることができる。図２２は、楕円形の本体部６９６を有するカセットの別の実施形態の側面からを示す図である。カセットは、フィルタベイ組立体の長穴とされた行路に嵌まり入ることができる案内機構６９７を備えることができる。図２３は、円筒形の本体部６９８と案内機構６９９とを備えるカセットの別の実施形態である。様々な例のカセットの形状が例を用いて提供され、対称的な本体部分から構成されるある実施形態では、他のカセットの外形が用いられてもよい。さらに、カセット内のフィルタ要素は、中心コアの周りに湾曲された管形状を含む、任意所望の形状を有してもよい。
【００９１】
具体的な実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態は単なる例示であり、本発明を制限するものではない。要約書および発明の概要の記載を含む、本発明の例示の実施形態のここでの記載は、網羅的であるようには意図されていない、または、本発明を本明細書で開示された正確な態様に限定するようには意図されていない（具体的には、要約書または発明の概要内の任意具体的な実施形態、特徴、または機能が、本発明の範囲をそのような実施形態、特徴、または機能に限定するようには意図されていない）。むしろ、記載は、要約書または発明の概要内に記載したこのような任意の実施形態、特徴、または機能を含む、具体的に記載したいずれの実施形態、特徴、または機能にも、本発明を限定することなく、本発明を理解する状況を当業者に提供するために、例示的な実施形態、特徴、および機能を記載することを意図している。本発明の具体的な実施形態および例は、本明細書では、例示的な目的だけのために記載されている一方で、様々な同等の変形が、関連する当業者が理解および認識するように、本発明の精神および範囲内において可能である。示してきたように、これらの変形は、例示した本発明の実施形態の前述の記載を鑑みて、本発明に対して行われてもよく、本発明の精神および範囲内に含まれることになる。したがって、本発明が、その具体的な実施形態を参照しつつ本明細書で説明されてきたが、変形の許容範囲、様々な変更および代用は、前述の開示において意図されており、また、いくつかの例において、本発明の実施形態のいくつかの特徴は、前述の本発明の範囲および精神から逸脱することなく、他の特徴の相当する利用なしで、採用されることは理解されるだろう。そのため、多くの変形は、具体的な状況または材料を、本発明の本質的な範囲および精神に適合させるように行われ得る。例えば、膜は、化学的被覆、プラズマ処理、レーザーまたは灯処理などによって、イオン交換基、親水基、疎水基、および他の官能基を含むように表面改質することができる。
【００９２】
この明細書を通じた「一実施形態」、「実施形態」、または、「特定の実施形態」もしくは同様の用語への言及は、実施形態との関連で記載された具体的な特徴、構造、または特性が、少なくとも一つの実施形態において含まれていることを意味し、また、すべての実施形態に必ずしも存在するのではないことを意味する。したがって、この明細書を通じた様々な箇所にある言い回しの「一実施形態では」、「実施形態では」、もしくは、「特定の実施形態では」または同様の用語のそれぞれの出現は、必ずしも同じ実施形態に言及していない。さらに、任意具体的な実施形態の具体的な特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の他の実施形態と任意適切な方法で組み合わされてもよい。本明細書に記載および例示される実施形態の他の変化および変形は、本明細書での教示に鑑みて可能であり、本発明の精神および範囲の一部としてみなされることになることは理解されるべきである。
【００９３】
本明細書の記載では、構成部品および／または方法の例など、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすために、多くの具体的な詳細が提供されている。しかしながら、関連する当業者は、実施形態が、１つまたは複数の具体的な詳細がなくても、または、他の装置、システム、組立体、方法、構成部品、材料、部品、および／または同様品により、実施することができる可能性があることを認識している。他の例では、公知の構造体、構成部品、システム、材料、または運転は、本発明の実施形態の態様を不明瞭とすることを回避するために、具体的に示されていない、または、詳細に記載されていない。本発明は、特定の実施形態を用いて例示させることができる一方で、これは、本発明を任意の具体的な実施形態に限定することはなく、通常の当業者は、追加の実施形態が容易に理解可能であって本発明の一部であることを、理解するであろう。
【００９４】
図面／図に描写された１つまたは複数の要素も、より分割した方法、または、より統合した方法で実施可能であり、あるいは、特定の用途に従って有用であるとして、ある場合には、除去されることも可能であったり、または、作動不可能とされることも可能であったりすることも理解される。また、図面／図における任意の信号矢印は、他に特に示されていなければ、例としてのみ考慮されるべきであり、限定的ではない。
【００９５】
本明細書で使用される用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、または、それらの他の変化したものは、非排他的な包含を含めることを意図されている。例えば、列記された要素を備える過程、製品、物品、または装置は、それらの要素だけに必ずしも限定されず、明示的に列記されていない他の要素、または、そのような過程、過程、製品、物品、または装置に固有ではない他の要素を含んでもよい。
【００９６】
さらに、本明細書で用いられる用語「または（ｏｒ）」は、他に指示されていなければ、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を意味するように概して意図されている。例えば、ＡまたはＢという条件は、以下のうちのいずれか一つによって満足される。すなわち、Ａは真であり（または存在し）Ｂは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在せず）Ｂは真である（または存在する）、および、ＡとＢの両方が真である（または存在する）。以下の特許請求の範囲を含め、本明細書で用いられるように、「一つ（ａまたはａｎ）」（および、先行詞が一つ（ａまたはａｎ）であるときは「その（ｔｈｅ）」）が前に置かれる用語は、特許請求の範囲内で他に明確に指示されていなければ（つまり、「一つ（ａまたはａｎ）」への言及が、単数だけ、または、複数だけを明確に指示していること）、その用語の単数および複数の両方を含んでいる。また、本明細書の記載において用いられるように、および、以下の特許請求の範囲を通じて、「において（ｉｎ）」の意味は、文脈が他に明確に指示していなければ、「中に（ｉｎ）」および「上に（ｏｎ）」を含んでいる。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれの法的等価物によって決定されるべきである。
【符号の説明】
【００９７】
１００  フィルタ組立体、１０５  フィルタ筺体、１１０  フィルタ空洞、１１５  上流、１２０  下流部、１２５  フィルタ要素、１２７  第１の組のプリーツ先端部、１２９  第２の組のプリーツ先端部、１３０  フィルタ入口ポート、１３５  フィルタ出口ポート、１４０  フィルタ通気ポート、１５０  流れ案内部、１５５  上流の側壁、１６５  第１の端部、１６５  前方端部、１７０  第２の端部、１７５  上部、１８０  底部、１８５  第１の側、１９０  第２の側、１９５  主外殻、２００  側面カバー、２１０  前方端カバー、２１５  後方端カバー、２２０  主接合継ぎ目、２２５  区画、２３０  区画、２３５  側壁、２４０  区画、２４５  区画、２５０  機能部、２５０  案内レール、２５５  機能部、２５５  案内レール、２６０  フィルタカバー、２７０  上壁部、２７０  上部、２７５  底壁部、２７７  縁部、２７９  縁部、２８０  端リブ、２９０  底リブ、２９５  上リブ、３００  中間リブ、３０５  底オフセット部、３１０  側壁オフセット部、３１５  上オフセット部、３２０  側壁オフセット部、３２５  流れ経路、３２７  縁部、３２９  縁部、３３５  上壁部、３４０  底壁部、３５０  外側上縁部、３５５  外側底縁部、３６０  上方部材、３６５  下方部材、３７０  前方端部材、３７５  後方端部材、３８０  中間離間部材、３８５  支持部材、４００  先端部、４０５  ドレン経路、４０８  先端部、４１０  通気経路、４２０  下方連結部、４２５  上方連結部、４３０  溝部、４３５  舌部、４４０  溝部、４４５  舌部、４５５  下方舌部、４６０  下方溝部、４６５  上方舌部、４７０  上方溝部、４９０  下方膜フラップ、５００  フィルタ要素保持領域、５９０  埋め込み材料、６００  フィルタ組立体、６０２  フィルタ筺体、６０３  フィルタ空洞、６０４  上流部、６０６  下流部、６１０  フィルタ要素、６１２  フィルタ入口ポート、６１４  フィルタ出口ポート、６１５  フィルタ通気ポート、６１６  フィルタ通気ポート、６１８  入口弁、６２０  流れ案内部、６２２  側壁、６２４  出口弁、６２６  第２の流れ案内部、６２８  側壁、６３０  フィルタホルダ、６３２  本体部分、６３４  本体部分、６３５  結合継ぎ目、６３６  フィルタ入口ポート部材、６３７  オス継手、６３８  オス継手、６３９  流体保持壁、６４０  基体、６４１  ガス集積領域、６４２  フィルタ出口ポート部材、６４３  オス継手、６４４  壁、６４６  入口領域、６４８  面、６５０  上面、６５２  上壁、６５４  底壁、６５６  端壁、６５８  端壁、６６０  案内部材、６６１  案内鍔部、６６３  案内鍔部、６６４  リブ、６６５  リブ、６６７  リブ、６６８  リブ、６７０  入口容器、６７２  出口容器、６７４  面、６７５  開口部、６８０  端壁、６８０  端部、６８２  端壁、６８２  端部、６８４  上壁、６８４  上部、６８５  底壁、６８６  フィルタ要素保持領域、６８８  水切り、６９０  切り欠き、６９０  開口部、６９２  ＲＦＩＤタグ、６９３  ＲＦＩＤリーダー、６９４  本体部、６９５  案内機構、６９６  本体部、６９７  案内機構、６９８  本体部、６９９  案内機構
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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