포팅된 중공 도관을 구비한 교환 장치 document_id A220623042782

중공 섬유 및 박벽 중공 튜브가 질량 전달 장치, 열전달 장치 및 교행류 입자 여과 장치에 사용되고 있다. 이와 같은 응용 분야에서, 중공 튜브 또는 다공성 섬유는 유사한 성분의 평판 재료로 제조된 장치에 비해서 더 작은 체적으로도 많은 열과 질량을 전달할 수 있게 하는 높은 체적 대 표면 비를 제공한다. 중공 섬유 또는 중공 튜브는 외경과 외면, 내경과 내면, 그리고 튜브 또는 섬유의 제1 면 또는 측면과 제2 면 또는 측면 사이의 다공성 또는 무공성 재료를 포함한다. 상기 내경은 섬유 또는 튜브의 중공부를 한정하는 것으로 유체들 중 한 가지 유체를 나르는 데 사용된다. 소위 말해 튜브 측면 접촉 중에, 제1 유체상은 루멘이라고도 하는 상기 중공부를 통해서 유동하고, 튜브 또는 섬유를 둘러싸는 제2 유체상으로부터 분리된 채로 유지된다. 쉘 측면 접촉시, 제1 유체상은 튜브 또는 섬유의 외경부와 표면을 둘러싸고, 제2 유체상은 루멘을 통하여 유동한다. 교환 장치에서, 포장 밀도는 장치에서 사용 가능한 유용한 중공 섬유 또는 중공 튜브의 개수와 관련된다. 액체의 가열 또는 냉각이 사용되는 반도체 제조 시의 적용제의 예는 황산 및 과산화수소 포토레지스트 스트립 용액, 질화 규소 및 알루미늄 금속 에칭용 고온 인산 용액, 수산화암모늄 및 과산화수소 SC1 세정 용액, 염산 및 과산화수소 SC2 세정 용액, 고온 탈이온화 물 린스, 및 가열된 유기 아민계 포토레지스트 스트리퍼를 포함한다. 유체와의 질량 교환은 일례로 입자들이 여과 중에 유체로부터 제거되는 경우, 오존 또는 수소와 같은 기체가 물에 첨가되는 경우, 또는 산소와 같은 용해 기체가 동전기 도금 용액과 같은 액체로부터 제거되는 경우에는 특히 중요하다. 쉘의 내경부 표면에 소결된 포팅(potting) 물질로 이루어진 박층을 구비한 쉘 또는 하우징을 마련함으로써 교환 장치가 포팅된다. 중공 섬유 매체를 포함하는 장치 조립체는, 그 조립체를 열가소성 수지로 둘러싸고 그 수지를 용융시키기 위해 조절된 환경에서 온도를 높여서 장치의 한 단부에서 상기 매체를 둘러싸는 공간을 채움으로써 포팅된다. 수지는 충분히 쉘에 흘러들어가 매체를 캡슐화하고 이전 단계에서 포팅 물질로 소결된 쉘의 측벽에 부착될 수 있다. 이전에 사용되던 다른 포팅 방법으로는, 장치를 쉘의 외측에서 중공 튜브를 포팅하고 그 포팅된 영역을 기계 가공해서 접착면을 형성하고 포팅된 물질을 하우징에 가열 접착시키는 것과, 장치를 쉘의 외측에서 튜브를 포팅하고 그 포팅된 영역을 기계 가공해서, O-링이나 기타 다른 접촉 밀봉 방법(이들 부품들은 스냅 링, 나사 형성 체결구 및/또는 2차 접착 작업에 의해 서로 유지될 수 있음)을 이용하여 쉘에 기계적으로 결합될 수 있는 짝결합 플랜지 및 밀봉면을 형성하는 것을 포함한다. 다른 방법으로는 각 섬유에 핀을 삽입하고, 조립체를 포팅하고, 포팅 후에 핀을 제거하는 방법이 있다. 일부 교환 장치는 루멘 내경부를 바인더로 채워서 포팅 및 기계 가공 후에 상기 바인더를 뽑아냄으로써 제조된다. 본 발명의 실시예는, 하우징, 쉘, 또는 하나 이상의 열가소성 포팅된 중공 도관에 접착된 슬리브를 포함하며, 상기 하우징, 쉘 또는 슬리브는 하우징의 표면 상의 홈 또는 채널과 같은 구조체를 포함할 수 있는 교환 장치이다. 홈이 존재하는 경우, 열가소성 포팅 물질은 하우징 표면에 있는 홈의 적어도 일 부분에 충전되고 그 일 부분에 접착되어 포팅된 중공 도관을 구비한 단일 단부 구조체를 형성한다. 이어서 상기 장치의 각 포팅 단부에서의 도관의 중공부를 노출시키기 위해 상기 단일 단부 구조체가 절단 개방된다. 이와 같은 구조체들은 포팅된 장치의 유체 무결성을 유지하면서도 포팅된 장치들이 더 높은 온도와 압력에서 사용될 수 있게 한다. 본 발명의 교환 장치 및 그 교환 장치를 제조하는 방법은, 완전히 접착된 멤브레인 접촉기, 가스 접촉기, 오존 접촉기, 탈지기, 열교환기, 가열기, 가스 세척기, 중공 섬유 필터, 및 이들의 조합을 포함하되 이들에만 제한되지 않는, 공정 유체의 수용을 위한 하우징 수단 내로 작업 매체를 포팅하는 것이 필요한 임의의 장치를 포함한다. 이 장치는 과플루오르화 열가소성 물질을 포함하는 열가소성 물질을 사용하여 제조될 수 있다. 바람직하기로는 교환 장치는 1종 이상의 과플루오르화 열가소성 물질로 제조된다.