TWI333051B - Potted exchange devices and methods of making - Google Patents

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九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於包括空心管道及/或空心多孔薄膜的封閉 式交換裝置，其中外殼包括凹陷的通道或凹槽。 【先前技術】 空心纖維及薄壁空心管已用於質量轉移、熱交換及交又 流動粒子過濾裝置中。在此等應用中，空心管或多孔纖維 提供一高表面與容積比，與由平板材料或類似組份製成的 裝置相比，其允許在較小容積内轉移更多的熱量及質量。 空心纖維或空心管包括一外徑及外表面、一内徑及内表 面、及介於管或纖維之第一及第二表面或側之間的多孔或 無孔材料。内徑界定纖維或管之空心部分並用於運載流體 之一。對稱作管側接觸之方式而言，第一流體相流過有時 稱作内腔（lumen)的空心部分，並維持與圍繞管或纖維之第 二流體相分離。在殼侧接觸中，第一流體相圍繞管或纖維 之外徑及外表面且第二流體相流過内腔。在一交換設備 中，封裝密度與設備中可用之有效空心纖維或空心管的數 量相關聯。 其中使用液體之加熱或冷卻的半導體製造中之應用的實 例包括硫酸及過氧化氫光阻洗提溶液、用於氮化矽及鋁金 屬蝕刻溶液之熱磷酸、氫氧化鈉及過氧化氫SC1清洗溶 液、鹽酸及過氧化氫SC2清洗溶液、熱的去離子水沖洗及 以經加熱的基於有機胺之光阻洗提劑。其中（例如）在過濾 期間自流體移除粒子的與流體之質量交換很重要，其中將 98571.doc 1333051 類似臭氧或氫氣之氣體添加至水巾，或其巾自例如銅電鍵 溶液之流體移除類似氧氣的溶解氣體。 交換裝置已藉由製備一具有燒結至該殼之内徑表面的封 閉材料薄層之殼或外殼來封閉。接著藉由以熱塑性樹脂圍 繞該總成並在受控環境中升高溫度以熔融樹脂來封閉該包 括空心纖維介質之裝置總成，從而在裝置之一端填充介質 周圍的空間。使樹脂充分流入殼中以封裝介質並黏附至已 於較早步驟中經封閉材料燒結之殼的側壁。先前所用之其 它封閉方法包括：在殼外以空心管封閉該裝置且加工該封 閉區域以產生黏合表面並將封閉材料熱黏合至外殼；在殼 外以管封閉該裝置，加工該封閉區域以產生接合凸= (mating nange)及密封表面，其可使用〇形環或其它接觸密 封方法機械地結合至殼—該等部分可藉由止動環（map ring)、螺紋扣件（threaded fastener)及/或次級黏合操作而 固持在一起。額外的方法包括在各纖維中插入針腳、封閉 總成及在封閉後移除該等針腳。一些交換裝置係藉由在直 徑内以黏合劑填充内腔並在封閉及加工後取出該黏合劑來 製造。 【發明内容】 本發明之貫施例為包括一黏合至一或多個熱塑性封閉式 二匕g道之外殼、殼或套筒之交換裝置，該外殼、殼或套 筒可包括諸如外殼表面上之凹槽或通道的結構β在存在凹 槽之處，該熱塑性封閉材料填充該外殼表面中之凹槽的至 >一部分並黏合至該外殼表面中之凹槽的—部分以形成— 98571.doc

V V!333〇51 具有封閉式空心管道的單端結構。接著可將單端結構切開 以在裝置之各封閉端曝露管道之凹穴β該等結構允許封閉 式裝置在較高的溫度及壓力下使用同時維持該封閉式事置 之流體完整性。本發明之交換裝置及其製造方法包括^何 需要將工作介質封閉入用於限制製程流體之外殼中的妒 置，其包括（但不限於）充分黏合之薄膜接觸器、氣體接觸 器、臭氧接觸器、脫氣器、熱交換器、加熱器、氣體洗滌 器、空心纖維過濾器及此等裝置之組合。裝置可使用包括 全氟化熱塑性塑料之熱塑性材料來製造。交換裝置較=由 一或多種全氟化熱塑性塑料製成。 本發明藉由在封閉材料與諸如外殼中之通道或凹槽的結 構之間產生機械聯鎖及/或熔融結合來改良該等封閉式裝 置的強度。聯鎖及/或熔融結合用作密封表面内之模，其 具有機械強度’防止接合部件之分離。凹槽及其額外的表 面積(其中一些可能不與外殼壁平行)導致封閉樹脂熔融並 黏附至凹槽之表面的至少一部分。不希望受到理論的限 制，據信：該黏合可向藉由外殼之熱或壓力膨脹所產生之 輕向力增加-剪切分量。據信該剪切分量可改良裝置之強 度。 本發明之一實施例為-交換裝置，其包括-具有一或多 個熱塑性空心管道之熱塑性外殼，該等空心管道可包括* 心=、多孔空心纖維或藉由熱塑性樹脂流體密封至外殼或 套同之至少-端的該等管之組合。熱塑性樹脂藉由溶融及 /或機械黏合流體密封至—或多個結構（諸如外殼中之突 9857l.doc 1333051 起、凹槽或其組合）之外殼之一末端部分。外殼結構與樹 月曰形成一單端結構，其中樹脂、管道及外殼於外殼之一部 刀炫合。可加工該單端結構或將其切割以打開管道之凹 f_ 八交換裝置可具有一位於包括凹槽表面之外殼内侧上的 經燒結之熱塑性塗層。交換裝置外殼可包括與殼側流體連 通之流體配件 '及與裝置之内腔或孔側流體連通之流體配 。交換裝置係由各種熱塑性材料製成，熱塑性材料較佳 為全氟聚合物，諸如（但不限於）FEp、pFA、MFA或此等之 組合。交換裝置可包括（但不限於）多種封閉式管道，其可 為空心管、多孔空心纖維、有表層的空心纖維、熱塑性 S、共擠空心官或此等組合。封閉式空心管道之末端較佳 係藉由在封閉製程後切割而打開。機械聯鎖及/或封閉樹 脂與外殼凹槽之熔融用於將殼與封閉式區域連在一起，尤 其在由於溫度或壓力而受到應力時。不僅封閉材料而且外 殼之膨脹或收縮減少，從而保持了總成（外殼、封閉材料 及空心管道）之完整性。 本發明之另-實施例為一交換裝置，其包括一具有封拐 在熱塑性樹脂内之-或多個流體密封之空心管道的埶塑也 外殼，其中該熱塑性樹脂佔據了外殼之内部表面上的1 多個凹槽之體積。在封閉期間，凹槽及樹脂與空心管道升 成-單端結構’其中熱塑性樹脂與外殼在凹槽之—部分驾 合，且樹脂與空心管道炫合以形成—單端結構。外殼㈣ 面及凹槽可以—可與封閉樹脂溶合的經燒結之熱塑性材申 來塗佈。封閉式空心管道可藉由切割或加工單端結構之— 98571.doc -9- 部分來打開以曝露管道内腔。較佳將交換裝置構造成使流 體接觸表面為全氟化的，交換裝置更佳係全部由全氟化熱 塑性塑料構成。 本發明之另一實施例為一用於與用於清洗或塗佈基板之 製程流體交換能量或質量的設備。該設備可包括一具有於 管道之第一末端部分熔合至熱塑性樹脂之一或多個熱塑性 空心管道的交換裝置。該熱塑性樹脂可熔合至第一套筒之 内部表面或熱塑性外殼之第一末端，或炫合至第一套筒之 内部表面上的一或多個結構或熱塑性外殼之第一末端。該 等熱塑性空心管道之第二末端部分與熱塑性樹脂熔合。該 熱塑性樹脂可熔合至第二套筒之内部表面或熱塑性外殼之 第二末端，或該樹脂可熔合至第二套筒之内部表面上的一 或多個結構或熔合至熱塑性外殼之第二末端上的結構。將 一加工或交換流體源連接至交換設備的第一流體入口，並 將一製程流體源連接至該交換設備之第二流體入口。該第 一及第二流體入口係藉由空心管壁並藉由黏合至外殼或套 筒之封閉材料來分隔。一與該交換裝置之第二流體入口流 體連通的流體控制器可用於向待由該設備處理之一或多個 基板提供經調節之流體的受控量。該流體控制器可向一含 一或多個基板之槽或堰提供經調節之流體，或其可直接向 固定、旋轉或平移的基板提供經調節之流體。流體控制器 可為（但不限於）流體泵、分配泵或液體流量控制器。交換 流體較佳為溫度受控之流體源。待處理之基板較佳包括 石夕。 98571.doc -10- 1333051 本發明之另-實施例為-交換裝置，其包括_具有一或 多個封閉在熱塑性樹脂中的流體密封《空心管道的熱塑性 外殼。該交換設備可包括一或多個較佳具有一外殼或一或 多個套筒之共擠熱塑性空心管道，其中該等空心管道係藉 由諸如外殼中之突起、凹槽或此等之組合的一或多個結構 來黏合至外殼之-部分。該樹脂可佔據外殼之内部表面上 的-或多個凹槽之體積，並黏合至該表面。可為凹槽之結 構與樹脂形成具有空心管道之單端結構，纟中樹月旨及外殼 在凹槽之一部分處或在外殼上之塗層上熔合以形成具有一 或多個空心、管道之單端密封。該裝置可用於處理流體同時 維持該裝置的流體完整性，例如，低於熱塑性塑料之炼點 或連續使用溫度之溫度下的外殼與封閉樹脂、或空心管道 與樹脂之間的黏合。溫度可視空心管道壁的兩側上之流體 的壓力而疋。3亥裝置可用於處理流體同時維持該裝置之流 體完整性’例如’至少5(rc、較佳為至少i4〇〇c、更佳為 20(TC且最佳為為加代或更高但低於熱塑性材料之溶點或 連續使用溫度的溫度下之外殼與封閉樹脂或空心管道與處 於樹脂之間的黏合。較佳地，當流體之壓力為至少10 psig車乂佳為至少5〇 psig且更佳為7〇 psig或更高時該交 換裝置在此等溫度下維持其流體完整性。對於空心管道之 。封裝密度為3體積％_99體積％、較佳為2〇體積％_7〇體積 %、且更佳為40體積％-60體積％之交換設備，可維持裝置 之完整性。 本發明之另一實施例為製造一交換裝置之方法，其包括 98571.doc 1333051 使熱塑性材料流入外殼或套筒之一末端部分，該外殼或套 筒視情況具有諸如位於該外殼或套筒之内表面上之突起、 凹槽或其組合的結構；該熱塑性材料在定位於該外殼或套 筒内之一或多個空心管道之間流動。外殼中之凹槽可藉由 沿外殼或套筒之表面或軸線之其它凹槽或排氣通道來互 連。該方法進一步包括形成一位於熱塑性材料與空心管道 之間的流體緊密式密封及一位於熱塑性封閉樹脂與外殼之 間的流體緊密式密封，以形成單端結構。在使用凹槽之 處，該熱塑性封閉樹脂較佳佔據外殼或套筒中之該等凹槽 之至少一部分，且該樹脂尤其較佳與凹槽之一部分或塗佈 外殼及凹槽之表面的經燒結之熱塑性材料熔合。可切開或 加工管道之空心部分以允許流體流過空心管道。外殼較佳 具有一能夠與一或多個外殼表面上之封閉樹脂熔合之熱塑 性材料的塗層。 本發明之另一實施例為處理流體之方法，其包括使待處 理之製程流體於具有兩側及一插在其間之熱塑性壁的至少 一空心管道之第一側上流動，將空心管道以流體緊密式方 式封閉在熱塑性材料中。將熱塑性封閉材料黏合至裝置之 外殼，該外殼具有一位於可與封閉樹脂熔合的外殼之内側 表面上的經燒結、共擠或模製至内表面之至少一部分、至 一或多個結構之一部分或其組合的熱塑性塑料。在外殼上 存在凹槽之處，外殼凹槽之至少一部分被黏合至熱塑性材 料以於熱塑性材料、空心管道與外殼之間形成一流體緊密 式密封。該方法包括藉由使交換或工作流體在空心管道之 98571.doc -12- 第一側上流動來與待處理之製程流體交換能量、質量或其 。《b里、質蓮：或其組合藉由空心管道壁被轉移至製程 流體或自製程流體轉移至交換流體。空心管道可為一或多 個無孔空心官、有表層或無表層之多孔空心纖維、共擠無 孔空心管、共擠多孔空心管或其組合。 本發明之實施例中的交換裝置之優點在於：例如凹槽之 結構允許空心管道黏合至外殼或套筒且允許排出產生或溶 解之氣體，該等氣體聚結以形成熱塑性樹脂炼體中之氣 泡。该熱塑性樹脂（較佳為全氟化熱塑性樹脂）在高於約 100 C之溫度下熔融。本交換裝置中所用之熱塑性樹脂在 封閉製程期間熔合至空心管道之一部分及外殼或凹槽。本 發明之交換裝置可由黏合在一起之所有全部全氟化材料製 成，從而消除對機械鎖定針腳、矽樹脂及其它非全氟化聚 合黏合樹脂的需求。另外，本發明之裝置消除了對黏合至 外殼的加固肋之需求。加固肋之消除降低製造成本且亦允 許在裝置中使用更多數量之空心管道從而導致較高的接觸 表面積及可改良轉移效能及效率之封裝密度。藉由在本發 明之交換裝置中提供多種結構，諸如與空心管道黏合之外 殼、端蓋或套筒中之凹槽，可使用易於獲得或易於加工之 部件來製造各種裝置，包括浸沒式交換器、可焊接無間隙 父換器及具有一或多個不同端蓋之交換器。有利地，對於 高純度應用而言，在本發明之交換裝置中不需要位於封閉 樹脂中的可截留流體及污染物之應力消除通道。此極大地 簡化了製造製程且允許在交換裝置中使用更多數量之薄壁 98571.doc 1333051 空心管道。 【實施方式】 在描述本發明之組合物及方法之前，應瞭解：本發明不 限於所描述之特定的分子、組合物、方法學或協議，因為 此等可變化。亦應瞭解：描述中所用之術語僅係出於插述 特定型式或實施例之目的，而非意欲限制僅受所附之申請 專利範圍限制的本發明之範_。 亦必須注意：如本文及所附之申請專利範圍中所使用， 除非内容明確地另外表示，否則單數形式之"一"及"該，，自 括複數參照物。因此，舉例而言，一"空心管"係指一戋多 個空心官及熟習此項技術者所已知之均等物等等。除=另 外界定，所有本文中使用之技術及科學術語具有與普通熟

習此項技術者通常所理解之含義相同的含義。雖然在本發 明實施例之實踐或測試時可使用類似或等價於本文中所述 之任何方法及材料，但是現在將描述較佳之方法裝置及 材。本文中所提及之所有公開案均以引用的方式倂入。不 應將本文中之内容解釋為承認本發明無先於根據先前發明 之此揭示的資格。 本發月之又換裝置的型式可包括在封閉製程中於該等管 道之第-末端部分溶合或黏合至熱塑性樹脂之一或多個熱 :性空心管道。黏合至該等管道的熱塑性樹脂可藉由在—· 第一套筒之内部表面上封閉來溶合或黏合至該内部表面及: /或一或多個結構，或熔合或黏合至熱塑性外殼之第一末 ' 端上之結構。該等熱塑性空心管道之第二末端部分溶合或 98571.doc •14- 1333051 黏合至熱塑性樹脂；該熱塑性樹脂熔合至該内部表面或一 第二套筒之内部表面上之一或多個結構或熔合至該熱塑性 ' 外殼之第二末端上之結構。已熔合之管道的凹穴可藉由切 ’ 割樹脂並打開管道末端來打開。熱塑性樹脂所黏合之該外 殼或套筒的表面亦可包括多種結構，諸如突起、凹槽或其 組合；該等結構較佳為該外殼或套筒之表面中的凹槽。交 ’ 換裝置的空心管道可為空心管、多孔空心纖維、有表層空 心纖維、熱塑性管、共擠空心管或其組合。 本發明之交換裝置及其製造方法包括以熱塑性樹脂將例 ® 如薄壁空心管或多孔空心纖維之工作介質封閉在一外殼或 一或多個套筒中。封閉在外殼中之該等空心管或纖維藉由 其壁使一待調節之製程流體與一可以該製程流體轉移質 . 量、能量或其組合之交換或工作流體分離。該等交換裝置 · « 可包括（但不限於）完全黏合之薄膜接觸器、氣體接觸器、 臭氧接觸器、脫氣器、熱交換器、氣體洗滌器、加熱器、 空心纖維過濾器或其組合。此等裝置可用於在藉由空心熱 φ 塑性管來分離之流體之間交換或轉移熱量、質量或其組 合。該等裝置可為浸沒式或可包括一獨立地含該製程流體 及該交換流體的外殼。 交換裝置的一種型式包括在該等管道之第一末端部分熔 合至熱塑性樹脂熔合的一或多個共擠熱塑性空心管道；該 .· 熱塑性樹脂熔合至一第一套筒之内部表面或熔合至熱塑性 - v 外殼之第一末端。該等熱塑性空心管道之第二末端部分與 ’ 熱塑性樹脂熔合，該熱塑性樹脂熔合至一第二套筒之内部 98571.doc -15- 1333051 表面或熱塑性外殼之第二末端。可藉由切割或研磨熱塑性 樹脂及管道之-部分使自該封閉式單端結構之該等空心管 道之末端對流體流動開放。該交換裝置外殼或套筒視情況 包括-或多個流體配件。該等共播空心管道可包括與構成 空心管道之層中的-或多層混合或結合之導熱材料。交換 裝置之熱塑性外殼或套筒經選擇以具有一允許其在封閉製 程中與封閉樹麟合的組份。該熱塑性外殼或套筒可包括 由熱塑性塑料、在其内部表面上具有經燒結材料之熱塑性 塑料、具有一或多個熱塑性層之共擠熱塑性塑料、具有一 或多個熱塑性部分之模製熱塑性塑料製成的外殼或套筒。 該等外殼較佳在與封閉材料接觸的外殻或套筒之壁的一部 勿上具有熱塑性塑料，其能夠在黏合製程期間與該封閉材 料熔合。該外殼或套筒可具有一平滑表面或其可具有形成 於其内表面上以與封閉樹脂黏合之一或多個結構。 本發明之流體-流體相接觸器或交換裝置可由熱塑性聚 合材料且較佳由全氟化熱塑性聚合物製成。該裝置可用於 使一待調節之流體與一工作或交換流體接觸。該接觸器或 交換裝置包括一束複數個全氟化熱塑性空心纖維薄膜或空 心管130，如（例如）圖ία中所示。此等空心管可為多孔或 無孔的，且各自具有一第一末端11〇及一第二末端122。該 等薄膜及管具有一内表面109及一外表面丨丨i。對於空心薄 膜及空心管而言，内表面包括一内腔或孔。該等空心管道 可選自無孔空心管；空心纖維薄膜具有一多孔有表層内表 面、一多孔外表面及一介於其間的多孔支撐結構；空心纖 98571.doc • 16· 1333051 維薄膜具有一無孔有表層内表面、一多孔外表面及一介於 其間的多孔支撐結構；空心纖維薄膜具有一多孔有表層外 表面、一多孔内表面及一介於其間的多孔支撐結構，且空 心纖維薄膜具有一無孔有表層外表面、一多孔内表面及一 介於其間的多孔支撐結構。該束管道或薄膜之每一末端均 可以一液密式全氟化熱塑性密封來封閉以形成一具有圍繞 的全氟化熱塑性外殼的單端結構，其中使該等纖維末端對 流體流動開放，如圖i A中之π〇及122所示。在一實施例 中’外殼124具有一具有通道或凹槽104及116之内壁及一 外壁’該等通道或凹槽之一部分為熱塑性封閉樹脂所填 充。該外殼内壁界定了内部外殼壁與空心管或空心纖維薄 膜之外側111之間的流體體積。該外殼可具有一第一流體 入口 102以向待與一第二流體接觸的該束之第一末端11〇供 給一第一流體，該第二流體可在外殼入口 u 2供給。該外 殼可具有一第一流體出口 U8連接件以自空心管13〇之第二 或出口末端122移除該經接觸的第一流體。該外殼流體入 口連接件112可用於供給一藉由空心纖維或管之壁與第— 流體接觸的第二流體。該第二流體佔據形成於外殼124之 内壁與空心纖維薄膜或管13〇之間的體積。該外殼可包括 一第二出口 134以移除經接觸之第二流體。 製造一用於使第一流體與第二流體接觸的大體上由熱塑 性聚合物且較佳由全氟化熱塑性聚合物製成的流體-流體 相接觸器之方法可包括：形成一束複數個具有一第一末端 及一第二末端之全氟化熱塑性空心管道，諸如空心纖維薄 9857I.doc •17- 膜、空心管或其組合。該等空心管道具有一外表面及一内 表面，該内薄膜表面包含一内腔或孔。可用於該裝置之空 心纖維薄膜及其製造方法可選自由下列各物組成之群：具 有一多孔有表層内表面、一多孔外表面及一介於其間的多 孔支撐結構之空心纖維薄膜；具有一無孔有表層内表面、 一多孔外表面及一介於其間的多孔支撐結構之空心纖維薄 膜；具有一多孔有表層外表面、一多孔内表面及一介於其 間的多孔支撐結構之空心纖維薄膜；及具有一無孔有表層 外表面、一多孔内表面及一介於其間的多孔支撐結構之空 心纖維薄膜。如圖11中所說明，定位空心管道丨1〇6且其為 一具有一具通道或凹槽1112之内壁及一外壁11 的全氣化 熱塑性外设或全氟化熱塑性套筒11 〇 2的末端所圍繞。將空 心管道1106於定位在外殼中之該束的每個末端處封閉，或 該束之母個末端封閉至不同的外殼套筒（說明於圖丨匚中之 結構），使用全氟化熱塑性樹脂1108來形成一具有該等空 心管道之末端的液密式之全氟化熱塑性密封並形成一具有 該圍繞全氟化熱塑性外殼之單端結構，包括以熱塑性樹脂 黏合至該等通道或凹槽1112及1116中之一或多個。較佳在 封閉後，將空心管道之末端於該外殼之兩端或獨立的套筒 之末端（圖1C中所說明之結構）打開以經由該等空心管道提 供流體。該方法可進一步包括修改該裝置之外殼或一或多 個套同的動作以提供一或多個黏合的端蓋、管道或一或多 個流體配件。或者，可將該裝置直接黏合或焊接入流體流 動迴路或器皿。該裝置可用作流體流動迴路中之浸沒式裝 98571.doc -18· 置或線内裝置《在一非限制性實例中，圖1A之外殼124可 具有一第一端蓋丨36’其具有黏合至外殼末端！ 32之流體入 口 102以向待與一第二流體接觸之該束之第一末端u〇供給 一第一流體’該第二流體可於入口 i丨2處供應。該外殼可 具有一第二端蓋丨2〇 ’其具有黏合至外殼末端121的流體出 口連接件118以自空心管道130之第二或出口末端122移除 經接觸之第一流體。一外殼流體入口連接件112可黏合至 外殼124且可用於供給一待經由空心管道13〇之壁而與該第 一流體接觸之第二流體。該第二流體佔據了形成於外殼 124之内壁與空心管道13〇之間的體積。該外殼可包括一黏 合至外殼124之第二出口 134連接件以移除該經接觸之第二 流體。 二心管道線、空心纖維或空心管至外殼内之封閉及黏合 可在單一步驟中使用（例如）諸如（但不限於）自Ausimont USA Inc· Thorofare，NJ獲得之Hyflon® MFA 940 ΛΧ樹脂的 熱塑性樹脂封閉材料來完成。該等裝置可藉由將具有至少 一密閉末端的一束空心管及/或空心纖維線長度之一部分 垂直置放入一罐（距離罐之底面約1/8_、吋（〇318至〇 635公 刀））而製成，該至少一密閉末端藉由（例如）在框架上纏繞 空心官或空心纖維並退火來製備。球形熱塑性樹脂可置放 在。亥裝置之殼的外側周圍，且該罐可被加熱以熔融樹脂。 對於空心纖維之溫度可為約27(rc_285t，而對於薄壁空心 管及共擠空心管之溫度可為約28(rc_305»c。樹脂熔融並藉 由熱壓力及毛細管作用流入該殼及該等内腔之間。一 9857I.doc -19· 1333051 方法係在固持於容器中的熔融熱塑性聚合物之池中製造一 臨時凹陷。將空心管道固持在一界定之垂直位置，使熱塑 * 性聚合物維持熔融狀態以使其流入該臨時凹陷，圍繞該等 v 空心管道並使該等空心管道垂直向上、填充該等空心管道 之間的間隙空間及類似於外殼或套筒壁中之凹槽的一或多 個結構。臨時凹陷為在足以將該束空心管道定位並固定就 . 位並隨後藉由熔融熱塑性塑料填充的時間内於封閉材料中 保持為凹陷的凹陷。該凹陷的臨時性質可受到保存封閉材 料之溫度、空心管道束置放期間保存封閉材料之溫度及封 _ 閉材料之物理特性的控制。該等空心管道之末端可藉由密 封、堵塞來密閉，或在一較佳實施例中藉由在迴路中成形 來密閉。 雖然可使用上文所述之方法來封閉如圖12A中所說明及 · 圖12C中所示之具有一或多個熱塑性層之共擠空心管道、 空心管及空心纖維，但其亦可熔合在一起及藉由將成平行 關係而彼此接觸之複數個此等空心管道置放在外殼或套筒 中而將其炫合至套筒或外殼。可將經加熱之流體引入此等% 共擠空心管道之末端的内部以使該等管道之較低溶融之外 部熱塑性層熔合在一起並熔合至外殼壁，以在套筒中形成 空心管道之完整的黏合流體緊密式排列。視情況於表面上 具有例如凹槽及突起之結構的外殼或套筒可具有一熱塑性 層’其熔合至其内表面或模製至可與空心管道黏合之其内： 表面。或者，該等在第一步驟中黏合在—起之炼融之管可' 以外殼中的熱塑性樹脂來封閉。 9S571.doc •20· 1333051 用於封閉空心管的另一方法包括：將外殼之末端或套筒 中之複數個熱塑性空心管或纖維的一部分熔合入熱塑性封 ' 閉樹脂，以形成封閉樹脂、空心管及外殼之的單端結構。/ 該外殼或套筒之内部可具有一或多個可熔合之突起、位於 . 其表面内之一或多個通道或凹槽。或者，共擠外殼的内層-可具有一可熔合至封閉樹脂的熱塑性層。如圖丨丨中所說 明，該製程可涉及：將總成（外殼11〇2、空心管11〇6及樹 脂1108)置放在一加熱杯1136中並在具有一外部加熱組塊 或其它加熱源之該加熱杯1136中加熱封閉樹脂11〇8，直至_ 樹脂1108、空心管1106及外殼11〇2熔合在一起而不損失空 心官1106之結構。對於例如FEp、抒八及MFA之全氟化熱 塑性材料，此可為一在約265°C至約305°C範圍内的溫度， * 且其較佳範圍係約28(TC至約305。(：，直至熔體澄清且不含·. 截留之氣泡。在加熱期間，該樹脂熔體向上並在該等纖維 . 之間及殼中流動，直至殼内與殼外的高度相等或大致相 等。或者，可將一桿插入該熔體中以產生凹陷或空穴。隨 後將具有凹槽或通道1112及1116與空心管束11〇6的外殼 _ 1106插入該空穴中。此處，空心管束或外殼均不與封閉樹 脂接觸。熔融樹脂11〇8因受到重力而流動以隨時間填充外 殼中的空白及通道以封閉該等空心管並同時黏合至外殼。 對於外殼之相反端（未圖示）或另一套筒，可在冷卻後重複 該封閉製程。在經封閉之末端冷卻後，接著可將其切割且. 曝露出空心管之内腔。該等封閉式末端可藉由機器研磨並 ' 銼開（bit)以打開該等空穴並形成一如圖7C中所說明之遠離 9857l.doc •21 · 1333051 該外殼或套筒之末端部分727的凹陷封閉式區域725。空心 管130對封閉樹脂106及114分別形成流體緊密式密封⑽及/ 126。該等封閉表面可使用一加熱搶（⑽gun)進—步拋光 / 以使任何被塗汙或粗糙之封閉表面熔掉。對於具有大量空 · 心管道（諸如2000個或更多）之模組而言，該模組可具有二. 閉缺陷，該等缺陷可使用乾淨的烙鐵熔來合併密閉該等已 損壞的區域來修復或借助於該烙鐵將新的樹脂熔融入缺陷 處。 圖lAs兒明一父換裝置，其具有一於外殼壁中具有一或多 _ 個凹槽的外殼或套筒，且其中該外殼密封該等空心管。該 父換裝置可具有一作為端蓋136之部分的流體入口配件 102 ’可將端蓋136黏合至、旋入、焊接至或藉由其它適合 、 « 的方式連接至外殼或套筒124。外殼124於外殼或套筒中具 ， 有一或多個通道或凹槽，例如1〇4及116(為簡明起見未顯 · 示其它凹槽）。來自封閉之熱塑性樹脂（例如1 〇6及丨丨4)、空 心管或兩者之組合將一或多個空心管130黏合至外殼之凹 槽104及116。如在108及126處所說明，樹脂1〇6及114與空 鲁 心管130黏合併形成對外殼凹槽1〇4及116之流體緊密式密 封。每個空心管包括黏合至外殼或套筒124的入口 11〇及出 口 122。外殼可視情況包括流體配件1丨2及134，其可為（但 不限於）彼寺與外设124黏合、旋入外殼124、模製入外殼 · 124或其組合之配件。該交換裝置可具有一作為端蓋12〇之 · 部分的流體出口配件118，端蓋120可黏合至、旋入、焊接 . 至或藉由其它適合之方法連接至外殼或套筒124。空心管 9S57i.doc •22· 1333051 130可封閉於熱塑性樹脂中以形成一單端結構，且將管之 末端切開以打開與外殼末端132 —致的該等空心管之内 / 腔。或者，可加工封閉樹脂及空心管道以切斷並打開該等 / 管且將材料自外殼或套筒端132之末端向後移至位置128， 且自121向後移至位置ι17。此移除打開單端結構中之管且 · 便利樂端蓋至外殼或套筒124的熱黏合。空心管13〇可為 - (但不限於）多孔空心纖維、有表層空心纖維、無孔空心 管、共擠空心管或此等管之任意組合，該等管較佳為熱塑 性管或包括熱塑性材料。 _ 圖1B說明一浸沒式交換裝置，其具有一密封空心管道 166之末端部分的外殼。該裝置可具有一端蓋168’其安裝 至一具有位於外殼或套筒148壁中之一或多個通道或凹槽 . 142的外殼或套筒148。該端蓋可具有一流體入口配件 . 140’其可模製入、熔合黏合至、旋入或以其它方式安裝 至該端蓋以提供一流體入口《外殼148較佳為可黏合至一 或多個空心管道166且黏合至一或多個通道丨42中之熱塑性 籲 树月a 164的熱塑性材料，或包括該熱塑性材料。空心管道 166與熱塑性樹脂形成一流體緊密式黏合或密封146 ^每個 空心管道包括黏合至外殼或套筒148及158之一入口 138及 一出口 139。該裝置可具有一端蓋156，其安裝至一具有位 於外殼或套筒中之一或多個通道或凹槽15〇的外殼或套筒 ： 158。端盍156可具有一流體出口配件154，其可模製入、 · 溶合黏合至、旋入或以其它方式安裝至端蓋156以提供一 流體出口。外殼158較佳為可黏合至一或多個空心管166且 98571.doc -23· 1333051 點合至一或多個通道15〇中之熱塑性樹脂152的熱塑性材 料’或包括該熱塑性材料。該等一或多個空心管道166及 ' 熱塑性樹脂152形成一流體緊密式黏合或密封162。空心管 、· 道166可為可以樹脂封閉以形成流體緊密式密封之多孔空 心纖維、空心管、共擠空心管或此等之組合。該等空心管 _ 較佳為熱塑性或含有一種熱塑性材料。在圖1B中，所說明 之空心管166具有一内層144(實線）及一外層16〇(由虛線表 示，亦可參看圖7C及圖12A-D)。舉例而言，内層144可代 表諸如PFA之熱塑性層，而外熱塑性層160可為例如可與籲 MFA封閉樹脂熔合之MFA的熱塑性層或可熱黏合至内空心 官層144的FEP熱塑性層。共擠管之外層僅能覆蓋彼等封閉 在樹脂中之空心管的部分（未圖示）’或如所示其可覆蓋該 > 等空心管之外側。空心管166可為一或多個共擠熱塑性 · 官，較佳為全氟化熱塑性，但其亦可為（但不限於）多孔或 有表層之熱塑性空心纖維或塗佈有熱塑性塑料之金屬或陶 瓷管狀材料》 圖ic說明一交換裝置，其具有一密封可為空心管或空心 纖維之空心管道之一部分的套筒或外殼186。流體可從17〇 流入該裝置並從184流出該裝置。流體入口配件或管道可 連接至外殼186(參看圖1A)，或該裝置可於入口端173及出 口端181處焊接至一流體處理歧管。外殼186包括黏合至熱 .. 塑性樹脂172或180的一或多個通道或凹槽174及1 82。該外 * 殼可具備黏合至、模製入、旋入或以其它方式連接至外殼 . 186的一或多個流體入口 ι78及流體出口 I%連接器。黏合 98571.doc •24· 1333051 至外殼18ό中之通道174及182的熱塑性樹脂i72及i8〇亦黏 合至一或多個空心管192 ’該等空心管包括（但不限於）多孔 ， 空心管、無孔空心管、共擠管或其任意組合。每個空心管 ‘ 包括黏合至外殼或套筒186之一入口 190及一出口 194。所 示之空心管（例如）在176及188處黏合至樹脂。如僅為說明 之目的而顯示’官末端及封閉樹脂可被削減退至外殼之末 · 端内。樹脂172及空心管道192可藉由加工退至ι75來移除 且將樹脂180及空心管道192加工退至183以打開管道末 端。凹陷的末端可有助於隨後將端蓋黏合或焊接至外殼末鲁 端173及181 。 圖2 Α以橫截面說明用以與空心管道黏合之外殼、端蓋或 套筒之一部分中的通道或凹槽之非限制性實例。該等凹槽 包括（但不限於）矩形凹槽（B)、梯形凹槽（A)及其組合或其 · 它形狀。該等凹槽之寬度、其深度、其彼此間之間隔及其 自外殼末端之間隔可不受限制地變化。圖2A顯示了在管之 内部部分上具有梯形凹槽204的圓柱形套筒的一部分之橫 截面。該等凹槽可研磨或形成於外殼2〇2之壁中，其具有 ® 自外殼内表面210之深度208及自外殼或套筒外表面216之 距離212。圖2B說明例如凹槽242之矩形凹槽或通道。外殼 中之凹槽可自外殼或套筒末端230形成一距離224。外殼末 端230可黏合至一端蓋或焊接至一流體管道。該等凹槽之 筆 特徵為藉由232與236之間的距離來說明之開口。該等凹槽 . 可為％•間距’例如244與246或246與250，或該等凹槽可為 如所說明之藉由凹槽242與244之間的較大距離分開的非等 9857l.do, -25- 1333051 間距。凹槽可具有一自外殼之内表面238的深度22〇(凹槽 可位於外表面240上，未圖示）。

圖3以橫截面說明一具有位於外殼、端蓋或套筒中之— 或多個成形通道或凹槽304的交換裝置外殼、套筒或端蓋 之末端部分，其中黏合或封閉有不同類型之管。以開口梯 形說明之凹槽或套筒3 〇 4可為可形成於外殼或套筒壁3丨4中 之任何形狀。套筒壁具有-内表面316及一外表面规。内 表面316可包括一能夠與熱塑性樹脂及一或多個空心管道 熔合之熱塑性層（未圖示）。將一或多個通道3〇4之表面與外 殼314中的一或多個空心管318及32〇 一起黏合至熱塑性樹 脂310。可選擇該外殼、套筒或端蓋之厚度、3〇8與316之 間的距離以滿足交換裝置所欲用》的壓力及溫度安全等級 (safety rating)。在圖3中’ 318說明空心管道，其可為封閉 在樹脂3丨0中以形成流體緊密式密封的空心管、多孔或琴 表層空心纖維、共擠空心管或該等之任意組合。在圖 中，320係以熱塑性樹脂31〇黏合至外殼314的共擠空心管 之說明；330說明使相鄰的管黏合在一起的樹脂。空心管 320具有-具有表面322之内部部分或層&一外部部分或勒 塑性層326。外層與内層均可為熱塑性材料，料層似較 佳為能夠與熱塑性樹麟合之熱塑性層，且更佳具有一低 於内層322的㈣溫度。用於共擠空心管道之層中的一或 多層的熱塑性材料較佳為全氟化熱塑性材料。 交換裝置可具有連接至外殼以用於接收製程流體及將其 輸送入再循環迴路或分散工纟中的製程流體人口及出口。 9857I.doc -26- 1333051 該交換裝置可具有用於交換流體之流動的交換流體或工作 流體入口及出口配件；交換流體藉由空心管之壁中的材料 及將外殼黏合至該等管之封閉材料而與經處理之流體或製 程流體分離。交換流體藉由空心管壁將質量及/或能量交 換或轉移至該製程流體或自該製程流體交換或轉移質量及 /或能量。本發明之交換裝置可用於一設備中，該設備視 情況包括一與該交換裝置上的製程流體入口流體連通之再 循環泵且視情況包括一用於保持待藉由該製程流體處理之 物件的貯槽。該交換裝置可用作分配系統（dispense system)或再循環流體流動迴路之部分。該設備亦可進一步 包括一粒子過濾器。該設備可與氣體、含有機材料之流體 或包括極高純度之水的含水流體交換質量及/或能量。待 由該製程流體處理之基板或物件較佳包括（但不限於）諸如 銅及鋁的金屬、包括砷或矽的半導體、或包括鋁、鋇及勰 的陶瓷。 圖4說明一設備，其包括用於調節一用以清洗或塗佈基 板之流體的本發明之交換裝置。該設備可包括流體管道、 泵、闊、感應器及粒子過遽器。舉例而言，交換流體4 5 0 可藉由泵446導引通過本發明之交換裝置416、通過可選之 調節閥412及可選之粒子過濾器408來並藉由管道404回到 儲料槽448。用於清洗或塗佈基板434之製程流體428(例如 硫酸及過氧化氫溶液）可藉由流體泵438經由調節閥442泵 入交換裝置416中，其中能量交換藉由交換器中之空心管 壁在流體450與製程流體428之間發生。經調節之流體藉由 98571.doc -27- 1333051 可選之調節閥420及可選之粒子過濾器424排出交換裝置 416且進入處理槽或堰444。處理槽444可包括一排泄閥Μ] 以自罐444移除用過的製程流體。 用於處理基板之設備或系統可使用如圖5中所說明的—

或多個交換裝置。可將交換裝置516及544構建為浸沒式 (未圖不）、順流流動式或逆流流動式交換裝置。處理浴或 清洗浴流體526係藉由本發明之交換裝置5丨6經由交換裝置 516中之空心管與存儲在貯槽556中之交換流體56〇接觸來 處理。可使用閉合迴路冷卻器、電阻浸沒式加熱器、外殻 /設施熱或冷凍水源對交換流體56〇進行溫度調節。或者，

遠流體可為一化學制劑 其經產生且饋入交換裝置以用於 製程流體之質量轉移。經溫度及/或化學調整之流體可存 儲在貯槽中或直接饋人交換裳置。在圖5中，，係一交換 流體泵，其可用於經由可選之粒子過濾器5〇8及可選之調 節閥512將交換流體導引人交換裝置516。交換流體流過交 換裝置5 i 6且可經由閥564及管道5M回到貯槽556。交換流 體視情況可自設施源供應至交換裝置516且經由管道”々直 接分配至排泄管（未圖示）。來自貯槽⑽之製程流體526可 藉由泵5 4 8經由調節閥5 5 2導引入交換裝置5丨6，其中該製

程流體與交換流體560交換能量 之製程流體藉由可選之閥518及 、質量或其組合》經調節 可選之粒子過濾器522自該 交換裝置移除，且返回用於處理基板524之處理槽55〇。廢 棄的製程流體526可藉由閥540排出以藉由交換裝置⑷移 除能量及/或危險化學制劑且經由閥532將該廢棄的製程流 98571.doc -28- 1333051 體526導引入廢品處理或處置圓桶（drum)。該廢棄的製程 流體可藉由與一經由閥528及536供應入交換裝置544的第 二工作流體交換質量、能量或其組合來處理。 該交換裝置亦可用於用以純化可用於化學製程中或可自 流出液流移除之氣體的方法及設備中。詳言之，本發明提 供一種在放熱洗滌反應期間維持封閉樹脂及外殼密封之完 整性的裝置，舉例而言，在該等反應中排出的流體係藉由 使排出流體之一組份與封閉在具有凹槽之外殼中的多孔空 心纖維薄膜之一側上所含之反應性液體、凝膠或漿料反應 而得以純化，該封閉材料及空心管道與外殼形成一單端結 構，其可被切開以使流體流過該封閉的空心管道。 本發明之交換裝置可用於清洗或塗佈移動基板。舉例而 a，圖6說明以來自源632的藉由交換裝置618轉移質量、 能量或其組合而處理或調節的流體塗佈或清洗旋轉基板 636。可使用泵642使來自貯槽646(或未圖示之外殼設施源） 之交換或工作流體650流過交換裝置618。交換流體65〇藉 由交換裝置618中之空心管與製程流體咖相互作用且該交 換流體650可經由閥614、可選之粒子過濾器61〇及管道6〇4 回到貯槽中。流體650之溫产士苗铲+ 备 ， 瓜度调卽或化學改質可藉由包括 加熱器、冷卻器、化學制劑洚斗 予市』剧屋生盗（氫或臭氧）及控制器在 内的額外之裝置（未圖示）來勃^ 執*订。可使用壓力源628或泵 638將來自源632之流體輸送至六 疋至父換裝置618。該流體可藉 由女置在乂換裝置的上流或下流之可選之粒子過渡器似 來處理。閥622及_為調節閥且可用於控制流量並隔離交 98571.doc -29. 1333051 換裝置。製程流體632進入交換裝置且藉由空心管道壁與 工作流體650轉移質量、能量或其組合。可使用可為分配 · 果、分配管道或喷嘴630之泵632將經調節之製程流體分配 v 至旋轉或平移的基板。 圖7(A)中說明了具有位於外殼之内壁或外壁中之一或多 · 個通道的外殼、套筒或端蓋之一部分的實例。在圖7A中， · 具有互連凹槽或通道720之排氣槽716的外殼或套筒經展示 位於套筒726之内表面上。圖化以橫戴面說明互連凹槽之 排氣槽716。該等排氣槽可允許例如空氣之氣體在封閉期籲 間自樹脂逸出。外殼可為管或套筒，其密封一或多個空心 管之一部分且可藉由熔合粉末狀熱塑性塗層、共擠或模製 熱塑性材料至内壁來預處理，該熱塑性塗層可為（但不限 1 於）由圖9中之936所說明之套筒上的MFA。該外殼可為（但 ， 不限於）圓柱形官、具有任何數量之侧面的管道（包括六邊 形、矩形或三角形管道）》該外殼或套筒可為熱塑性材料 或可為以熱塑性材料塗佈之陶瓷或金屬管。該熱塑性材料 可為氟聚合物。在較佳實施例中，該外殼或套筒包括位於 · 可黏合至空心管的該内壁或外壁上的一或多個通道。 圖7C以橫截面說明了圖7A及圖7B中所示之套筒？26之一 末端部分。圖7C說明一或多個空心管道，且詳言之為以熱 塑性樹脂7 2 2封閉於一熱塑性或塗佈有熱塑性材料之外殼 或套筒726中的共擠空心管7〇8，該外殼或套筒在外殼壁中· 具有一或多個凹槽738、740、742及744。該等共擠^二管 ' 具有-内層704及-或多個外層7。6(為清楚起見未顯示二 98571.doc •30- 1333051 外的層）。在封閉期間，該等共擠管之外層7〇6與樹脂熔 合、混合或結合以黏合至樹脂722及外殼726。在圖7C中， ·· 710說明共擠管之外層及形成一任意界定之界面的封閉樹 ： 脂，該界面使未熔合之外部管層7〇6與黏合至空心管7〇8及 . 外殼726之熔合樹脂分離。内部凹槽738之一或多個排氣凹 . 槽或槽712、及排氣槽716可形成於外殼中用以在封閉期間 使氣體自凹槽740、742及744排出》此等槽716之表面可與 熱塑性樹脂722黏合。在封閉期間，外殼中之凹槽738、 740、742或744中的一或多個與封閉樹脂黏合。以樹脂填_ 充之凹槽的數量及程度可藉由變化罐中熱塑性樹脂之量及 外殼於罐中之置放來改變。將足夠數量之凹槽黏合至樹脂 以為交換裝置之所欲用途提供強度及完整性並用於將空心 ， 官708黏合至樹脂722及外殼726。此可使用圖8之測試設備 . 及預期之應用使用條件來確定。如圖1 A_c中所示，每個空 心官708具有用於流體流動之一連接至734的入口、及出口 724。其中仍存在外層7〇6之共擠管之内層部分由展 示。其中該外層已溶合至樹脂722的共擠管之内層部分由· 736說明。空心管之封閉部分在封閉樹脂722之上的空心管 之間產生區域732，以用於使流體流與共擠空心管7〇8之外 層接觸。該等凹槽較佳經配置以使其高度自最靠近套筒或 外殼744之出口的凹槽降至最靠近套筒或外殼738之内部的 凹槽。相鄰凹槽之間的壁可為任何形狀。如僅用於說明目 . 的之圖7C中所示，該等凹槽可藉由3個梯形壁來分隔，該·. 等凹槽之間壁的高度自742降至738。在封閉製程期間形成 9857l.doc •31 - 1333051 之單端結構可自外殼或套筒726之末端727凹陷以形成一凹 陷表面725。該外殼或套筒之末端表面727可黏合至端蓋、 流體配件或焊接至一流體管道中。 圖7D以橫截面說明一交換裝置之一末端部分，其中藉由 熔合樹脂786經由在相鄰空心管758上形成熱塑性樹脂層 756之一部分而將一或多個共擠管758彼此黏合。藉由使外 殼與熱塑性空心管上之樹脂層7 5 6溶合或藉由添加樹脂以 形成一將一或多個空心管黏合至外殼770及一或多個凹槽 788、790、792或794的熱塑性樹脂776，可將熔合空心管 黏合至具有一或多個凹槽788、790、792或794的熱塑性或 塗佈有熱塑性材料之外殼或套筒770(類似於726)。共擠空 心管具有一内詹754及一或多個外層756(為清楚起見，未 顯示額外之層）。在黏合期間，共擠管之外層756與相鄰管 之外層樹脂熔合、混合或組合以使空心管786及視情況之 外殼776黏合；額外的熱塑性樹脂可用於將一或多個空心 管黏合至外殼776。在圖7D中，760說明一區域，其中已黏 合之共擠管的外層形成一任意界定之界面，其將共擠管 756之完好外層與其中外層與樹脂786或776混合的共擠管 之部分分離。一或多個凹槽或排氣槽766可沿外殼之軸線 形成於壁中，以用於在黏合或封閉期間使氣體自一或多個 凹槽788、790、792或794排出。此等凹槽或排氣槽766可 具有與凹槽788、790、792或794相同或不同的深度、大小 或形狀。在封閉期間，此等通道可黏合至熱塑性樹脂。在 黏合或封閉期間，外殼中之凹槽788、790、792或794中的 98571.doc -32- 1333051 一或多個可如所示以封閉樹脂來填充。樹脂填充凹槽的數 量及程度可藉由變化罐中的熱塑性樹脂之量及外殼於罐中 之置放來改變。將足夠數量之凹槽788、790、792或794黏 合至樹脂776以為該交換裝置之所欲用途提供強度及完整 性並用於將空心管758黏合至外殼770。如所示，每個空心 管758均具有用於流體流動之一展示為連接至798的入口、 及出口 796。其中仍存在外層756之共擠管之部分由778所 展示，其中外層已黏合至相鄰空心管道或熱塑性樹脂之共 擠管的部分由784所說明。空心管之為未熔合區域於空心 管之間產生用於使流體流與共擠管之外層接觸空間782。 該等凹槽788、790、792或794較佳經配置以使其高度自最 靠近套筒或外殼794之出口的凹槽降至最靠近套筒或外殼 788之内部的凹槽。相鄰凹槽之間的壁可為任何形狀。如 僅用於說明目的之圖7D中所示，該等凹槽壁為梯形。 用於量測交換裝置之完整性或效能的測試設備可包括一 交換裝置、感應器、一或多種測試流體及諸如泵、管道及 閥的流體處理裝置。圖8說明一包括一交換裝置804之測試 歧管的非限制性實例，該交換裝置804具有黏合至一具有 一或多個凹槽之外殼或套筒的一或多個空心管。可將測試 中之空心管交換裝置804或該歧管之任何部分絕熱或置放 在一溫度受控之封裝（未圖示）中。該歧管可包括一流體地 連接至一可選感應器808的殼流體出口 806，該感應器808 可為（但不限於）一壓力計、溫度探針、濃度監控器 '質量 分析儀、流量計或其組合。該流體出口及感應器可流體地 98571.doc -33- 1333051 連接至一流體地連接至交換裝置出口 816之閥，較佳為一 調節閥812。交換裝置出口816與構成交換裝置之該等管之 空心内腔中之流體流體連通。來自出口 816之流體經由交 換裝置之空心管與來自源834之流體交換質量、能量或其 組合。由感應器850自854所量測之來自入口 842的流體之 狀態上的變化及由感應器808所量測之出口 816處的流體之 狀態（質量、能量、化學組份）可用於表徵交換裝置804之效 能或完整性。或者，該交換裝置之完整性可藉由在在（例 如）壓力、溫度或化學組份之測試條件下一段時間之後於 842或8 1 6處檢驗任一空心管之流體834來測定。對於無孔 空心管而言，由於材料擴散或滲透過管壁而引起之超出期 望值的流體834的量係交換裝置804完整性之損失的指示。 調節閥820可與空心管之外側或殼側流體連通地置放。閥 820可與感應器822流體連通，該感應器822可為（但不限於） 壓力計、溫度探針、濃度監控器、質量分析儀、分光光度 計、流量計、粒子計數器或其組合。流體調節裝置826可 流體地連接至該交換裝置。該流體調節裝置可為冷卻器、 加熱器、一具有溫度監視及控制（未圖示）的氣體產生器或 用於調節流體834之其它裝置。對於流體而言，化學相容 泵828及/或流量計可用於以一已知速率將流體輸送至該交 換裝置的空心管之殼側。或者，可在測試期間在不改變裝 置之流量及溫度的條件下將該交換裝置連接至一加壓流體 源。可選之感應器832可流體地連接至測試流體源834，該 流體源834可為一溢流貯槽。交換裝置804之殼側的出口可 98571.doc -34- 1333051 具有一調節閥838以控制通過該裝置之殼側的流體流量。 可將交換裝置804之空心管内腔的入口 842連接至一調整入 口間846。可將該入口閥846連接至一感應器850，其量測 自源（未圖示）經由入口 854引入交換裝置8〇4之測試流體的 狀怨。感應器850可用於比較流體之引入狀態與藉由由感 應器808量測之引入狀態所量測之狀態，且可與流體流動 速率及交換裝置内之空心管之封裝密度一同用以判定該交 換裝置的效率及轉移能力。

圖7B之具有凹槽及排氣槽的套筒或外殼之壁更為詳細地 展不於圖9中。可平行之一或多個凹槽904係展示為形成於 套筒之内側壁上’其在壁中具有如在内表面92〇與凹槽底 部914之間所量測之深度916。沿外殼軸線的由912說明之 凹槽或凹槽之間排氣槽互連相鄰凹槽、提供一黏合表面並 允許氣體在熔合黏合或封閉期間自熱塑性樹脂排出。外

八又套筒或端蓋之壁908具有一在内壁920與外壁924之間 界疋之厚度928。外殼、套筒或端蓋之末端932可被焊接、 熔合或黏合至如（例如）圖1A中所示的其它流體處理裝置、 官道或器盟。可以展示為斷續白線之黏合至熱塑性樹脂的 "、、塑哇粉末93 6來預處理内壁表面、凹槽表面或兩者。 士圖1〇說明了類似於圖9之具有凹槽及排氣槽的套筒或外 忒之壁，但其具有内壁之一錐形部分。一或多個凹槽 係顯不為形成於内層壁上，其在壁1〇〇8中具有深度"Μ。 凹槽或排氣槽1〇12互連凹槽1004。該等槽允許在熔合黏合 期間自熱塑性樹脂排出氣體。可提供可選之凹槽1〇14以自 9857l.doc -35. 1333051 最内部凹槽1006排氣。外殼、套筒或端蓋之内壁1〇16可為 錐形，且凹槽之間且顯示為矩形凹槽之凹槽壁1028、1032 * 及1036之向度亦為錐形。相鄰凹槽之間之矩形壁的高度約 > 為凹槽底部1020與線1〇40之間的距離。所示之錐形使凹槽 壁高度為1036>1032>1028。可將外殼、套筒或端蓋1〇32之 . 末端焊接、熔合或黏合至如（例如）圖丨Α中所示之其它流體 處理裝置、管道或器皿。可將内壁表面、凹槽表面或兩者 以熱塑性粉末預處理（為清楚起見未圖示）。外壁表面1〇44 可具有形成或加工入其表面及壁1〇〇8中的一或多個凹槽。鲁 圖u說明了將一或多個空心管道丨1〇6封閉入一具有一或 多個凹槽1112及1116以及流體地互連相鄰凹槽之凹槽或排 氣槽1132的外殼中。在圖11中，11〇2可為具有凹槽1112及 . 槽1132之外殼、套筒或端蓋，空心管道11〇6可以藉由 展示為溶體之熱塑性樹脂來封閉。在圖丨丨中，樹脂丨1中 的氣泡展示為上升穿過凹槽1116與1112之間的排氣槽。在 封閉期間，為形成單端密封，藉由加熱罐1 i 3 6將空心管道 1126熔合至封閉樹脂11 〇8 '外殼並彼此黏合，空心管道 1126經包圍該等空心管道之框架所密閉（類似1122的其它 管道亦為導入該頁平面内之環路所包圍）。空心管道末端 可藉由在冷卻溶體後切割該封閉樹脂及管道末端而打開以 形成該單端結構。 圖12(A)為一空心官道之橫截面的說明，該空心管道為 . 一可用於各種型式的本發明之交換裝置中的共擠空心管。 S亥空心管可為（但不限於）圓形橫截面，該管之形狀可被修 98571.doc -36- 1333051 改為矩形、多邊形或橢圓形。該管具有一熱塑性外層 1204，其具有介於12〇8及1212之間的厚度及總的外側尺寸 ·· 或直徑1216。外層12〇4可具有一熔點，該熔點允許其與封 . 閉樹脂熔合、但阻止内部管道層1228變化或塌陷。該層之 厚度及均勻性可隨管之長度改變，但該變化允許該等管相 . 互熔合或熔合至封閉樹脂。此外層可包括添加劑以修改空 心管道的交換特性。舉例而言，可將例如碳之導熱材料添 加至外層1204。該空心管具有一熔合或黏合至外層之内層 1228，且具有一可在1224與1220之間量測之厚度、及内徑 _ 121 〇。圖12B係圖丨2C中所示之空心共擠全氟化熱塑性管 橫截面之部分影像。在圖12B中，外層1232可為例如MFa 或FEP之全氟化熱塑性層，其呈現為熱黏合至可為例如 PFA之較尚熔點全氟化熱塑性塑料之内層1234的較深色之 層1232。圖12C說明可在外層之厚度或均勻性中發生之改 I。圖12D中展示了使用封閉於一熱塑性套筒或外殼丨24〇 中之熱塑性樹脂1236中之共擠管1238製備的交換裝置的一 部分之影像。 · 圖13A係具有壁1304及熱塑性空心管之圓柱形熱塑性外 殼的部分橫截面影像，該等熱塑性空心管在一可導致熱塑 性管之塌陷及與熱塑性樹脂13〇8之完全熔合的溫度下被封 閉在一無凹槽之套筒中。在黏合及封閉期間的空心管道塌 * 陷亦可在管壁厚度或組成中之變化引起空心管道熔融溫度 . 之變化時發生。圖13C係圖13A之完全橫截面圖。圖13B係 圖13D之部分橫截面影像。圖13D顯示一或多個開口的熱 98571.doc •37· 1333051 塑性共擠空心管道1322，該等空心管道具有封閉在一無凹 槽之套筒中的MFA外層及PFA内層。圖I3D說明：在内部 PFA管道不塌陷之情況下，空心管道的外部mfa層已與 MFA樹脂13 18熔合。將此等封閉式空心管道丨322切開以在 與圖13C所用之相同封閉條件下提供黏合於熱塑性套筒或 外殼13 14中之開口空心管。空心管道之内層的較高熔融溫 度可用於保持空心管道的形狀且防止由處理條件、材料耐 受性及材料組份中之改變所引起的塌陷。 圖14係一具有密封一或多個空心管道1422之外殼1416的 交換裝置之說明’該等空心管道1422被黏合至熱塑性樹脂 1440 ’外殼1416在外殼壁中具有一或多個凹槽14〇4及 1412。該外殼可包括一形成於、黏合至、旋入或以其它方 式流體地連接至外殼1416的殼側流體入口 1408及流體出口 1426。該等空心管道中之一或多個可包括於藉由14〇6及 1410所代表之末端處連接至一電路的電阻線或絲14〇2。該 電路包括一電源及控制器（未圖示）。空心管道1422中之線 1402可藉由該電源及控制器來電阻性地加熱，藉此與在 1408處流入該裝置之流體1432交換熱能。流體1432係藉由 空心官迢密封之電阻線14〇2來加熱，且可將該流體1432在 外设流體出口 1426處作為經加熱之流體1436自該交換裝置 移除。 該交換裝置可包括（但不限於）一或多個封閉式空心管 返，該等空心官道可為黏合至熱塑性外殼或套筒的多孔空 心纖維、有表層空心纖維、熱塑性管或其組合。本發明之 9857l.doc -38· 1333051 交換裝置可由具有各種形狀之内表面及外表面的多種空心 管道製成，包括（但不限於）空心管、矩形管道、三角形管 * » 道。該等空心管道通常具有一外表面且可具有沿管道内側 ·· 的一或多個通道。空心管道壁之多孔性可自無孔至具有適 於過渡、液體-液體接觸及液體-氣體接觸之多孔性的孔變 化。流過封閉式空心管道之空心部分（稱作空心管及空心 · 纖維之内腔或孔）的流體相可將質量或能量轉移至一圍繞 該空心管道之外表面的流體。為多孔薄膜之空心管道可藉 由外部形狀或尺寸及内部形狀或尺寸與兩者之間的多孔壁 _ 之厚度來描述。空心無孔管道為可藉由外部形狀或尺寸、 内部形狀或尺寸與兩者之間的無孔壁之厚度來描述的管 道。對於具有多孔或無孔壁之空心管狀長絲而言，内徑界 定該管之空心部分或内腔且可用於運載該等流體或交換介 、 質之一。 該等空心薄膜或空心管道可在第一步驟申被編織或扭轉 並視情況熱退火且接著在冷卻之後將個別管彼此分開以形 成自樓式螺紅形或非圓周形的單個管。熱退火設定空心管 ® 的頂峰（crest)及彎曲，以可分離或處理個別空心管或軟管 (cord)而無需矯直。可如所述將該等空心管封閉在熱塑性 樹脂中。 空心纖維薄膜之外表面或内表面可為有表層或無表層 . 的。表層知與濤膜之子結構整合的薄緻密表面層。在有表 .. 層薄膜中’流經薄膜之阻力的大部分存在於該薄表層中。· 該表面表層可含有與子結構之連續多孔結構相通的孔，或 98571.doc -39- 1333051 可為無孔整體膜狀表面。在多孔有表層薄膜中，滲透主要 藉由經由該等孔之連接流動產生。不對稱係指薄膜之厚度 · 上的該等孔大小之均勻性；對於空心纖維管道而言，此係 / * 指纖維之多孔壁。不對稱薄膜具有一種結構，其中孔尺寸 為在穿過一個表面到達相反的表面時通常尺寸逐漸增大之 橫截面、截面的位置之函數。定義不對稱性的另一方式係 _ 一表面上之孔尺寸與彼等相對表面上孔尺寸之比。 製造商自各種材料製造諸如適用於外殼、套筒及端蓋的 管及厚壁通道的管道，空心多孔薄膜管道，及無孔空心管 € 道；其中最通用類型之材料是合成熱塑性聚合物。當將該 等材料加熱時其可流動或被模製而在冷卻時恢復其最初的 固體特性。由於使用空心管道之應用條件變得更加艱難， / 所以可用之材料就變得有限。舉例而言，用於微電子工業 - 上之晶圓塗佈之基於機溶劑之溶液將使最普通的聚合空心 纖維薄膜或薄壁空心管溶解、膨脹及變弱。同樣的產業中 之高溫汽提浴槽由可毁壞以普通聚合物製成的薄膜及薄壁 φ 空心管之高腐蝕性液體組成。高溫及高壓將使許多聚合空 心薄膜及薄壁空心管變形並變弱。適用於外殼、套筒及空 心管道之全氟化熱塑性聚合物可包括（但不限於）全氟烷氧 基聚合物（Dupont之 Teflon® PFA、Daikin之Neoflon® PFA、

Dupont之Teflon® PFA Plus)、全氟甲基烧氧基聚合物 .· (Ausimont之Hyflon® MFA)、氣化乙烯丙浠聚合物（Dupont · 之Teflon® FEP)及此等之共聚物。此等全氟化熱塑性塑料 係财化學腐餘（chemically resistant)且熱穩定的，從而由此 98571.doc -40- 1333051 等聚合物、共聚物及其共擠形式製成之空心薄膜及空心管 可具有優於較差化學及熱穩定聚合物的明顯優勢。可用的 其它有用熱塑性氟聚合物可包括包含自下列氟化單體衍生 之單體單元的均聚物及共聚物（諸如）：偏氟乙烯（VF2)、六 氟丙烯（HFP)、三氟氯乙烯（CTFE)、氟化乙烯（VF)、三氟 乙烯（TrFE)及四氟乙烯（TFE)，視情況可與一或多種非氟化 單體結合。經改質之PTFE、PTFM適合作為内腔的殼材料 或密封材料，因為該材料能夠黏合或黏附至封閉材料，但 仍不可熔融處理。對於較寬鬆的使用條件，其它熱塑性材 料或其摻合物可用於本發明之實踐中且該等材料可包括 (但不限於）聚醚砜（PES)、超高分子量聚乙烯（UHMWPE)、 高密度聚乙烯（HDPE)及其它聚烯烴。本發明亦可用於類似 但不同的材料，諸如聚丙烯殼中之聚乙烯封閉材料或PFA 殼中之MFA封閉材料。突起、凹槽或通道可形成於由此等 材料製成之外殼或套筒中。 該交換裝置可由外殼、空心管道及包括若干熱穩定、化 學相容及機械強度大之氟聚合物的封閉樹脂製成。該等氟 聚合物可包括（例如）由含氟單體單元形成之均聚物或共聚 物。外殼及空心管道可為共擠的且其於内表面及外表面上 包括一或多個氟聚合物層或不同的氟> 聚合物層。 PFA及FEP係可使用熱誘導相分離（TIPS)製程製成空心多 孔薄膜之氟聚合物的實例。在TIPS製程之一實例中，將聚 合物與有機液體在擠壓器中混合並加熱至使該聚合物溶解 之溫度。藉由擠壓穿過模擠壓使薄膜成形，並將該擠出之 98571.doc -41 - 1333051 薄膜冷卻以形成凝膠。在冷卻期間，聚合物溶液溫度被降 至低於上臨界溶解溫度。在此溫度或低於此溫度時，由均 勻的熱溶液形成兩個相，一相主要為聚合物、另__相主要 為溶劑。若適當地完成，則富含溶劑之相形成連續的互連 多孔性。接著萃取該富含溶劑之相並乾燥該薄膜。 交換裝置中所用之外殼、端蓋或套筒可為（但不限於）厚 壁管道，該等管道為圓柱形管、具有任何數量之邊的管道 (包括六邊形、矩形或三角形管道）。該外殼、端蓋或套筒 具有能夠包含-或多個黏合至該外殼、端蓋或套筒之内部 的空心薄壁管道之内尺寸。該外殼或套筒可為熱塑性塑 料，較佳為全敗化熱塑性塑料，但其亦可為經熱塑性塑料 塗佈之金屬、複合熱塑性塑料或經熱塑性塑料塗佈之陶瓷 材料，其具有展現出與黏合製程及裝置之所欲用途之化學 相今性的凹槽。該外殼或套筒可由共擠熱塑性塑料形成， 其中熱黏合内層能夠黏合至封閉樹脂或空心管道，且外層 為該外殼提供機械支樓。共擠熱塑性外殼之内層較佳具有 一比外層低的溶融溫度。或者’可模製該外殼或套筒以使 其在黏合區域内具有一或多個熱塑性部分或層。諸如突 起、凹槽、兩者之組合的結構或該外殼或套筒之内部表面 可以諸如職之熱塑性内層來塗佈或模製以 材料提供-黏著層。熟習此項技術者會知道去查看 表以找出用於特定用途之交換裝置的外殼、端蓋或套筒之 所允許的外殼或套筒管道壁之厚度。在外殼、端蓋或套筒 包括為凹槽之-或多個結構之處，管道壁令之凹槽或通道 98571.doc •42· 1333051 的深度較佳小於約壁厚度的一半。 用於形成一僅由熱塑性材料、較佳全氣化熱塑性材料組.· 成之單一整體的外殼、套筒或端蓋可藉由在封閉及黏合步·. 驟前首先預處理該外殼或一或多個套筒的所有兩個末端之 ‘ 表面來製備。此可藉由將粉末狀熱塑性封閉材料熔融黏合. 或燒結成外殼、一或多個套筒及位於其内表面的凹槽或突 起來完成。將該外殼之所有兩個末端之内表面加熱至接近 其熔點或恰為其熔點並立即將其浸沒至含有自Ausim〇nt USA Inc. Th〇r〇fare，NJ獲得之粉末狀[聚四氟乙烯_共_全氟鲁 甲基乙烯醚]、MFA、熱塑性封閉樹脂的杯中。由於外殼 之已加熱表面的表面溫度高於封閉樹脂的熔點，所以封閉 樹月s隨後溶合或燒結至熱塑性外殼、任何通道、凹槽或凸 起部分或此等之組合，以使封閉樹脂、空心管道或其組合 ' 黏合至s玄外设。外殼或套筒表面上之凸起部分或突起之非 限制性實例係圖9中所說明之經燒結的熱塑性塗層936。該 外殼可以第二加熱步驟拋光以熔合任何剩餘的未熔融之熱 塑性粉末。較佳將該外殼之各端或該等套筒之每一個以此春 預處理方法處理至少兩次。圖9說明一形成於具有一或多 個凹槽904及912之熱塑性外殼内側上之固有的熱塑性塗； 936。 θ 本發明之空心管道交換裝置、尤其係彼等包括—或多個 . 多孔及/或無孔空心管或其它形狀之管道之交換裝置係有 ·. 優勢的，因為其可製造有高流體接觸表面積。該高接觸表 . 面積係歸因於可在此等裝置中獲得空心管道之極高封裝密 98571.doc •43- 1333051 度之能力。封裝密度涉及裝置每體積之有效薄膜表面之 量。其涉及可封閉在完成的接觸器中之管、管道、纖維或 ·. 其組合的數量。該殼管、外殼或套筒中之諸如空心纖維、 . 空心管、其軟管及其組合的空心管道之封裝密度可在3體 積％_99體積％、較佳為20體積％-70體積％且更佳為40體積 . %-60體積％之範圍内。 . 空心纖維微孔薄膜可用於質量交換操作，諸如過濾、氣 體接觸及脫氣。疏水性微孔空心纖維薄膜通常用於脫氣器 或接觸器應用，其中待處理之液體不弄濕該薄膜。對於氣籲 體接觸，液體在該薄膜的一側上流動且較佳處於一低於溶 液壓力之壓力下的氣體混合物在另一側上流動。保持該薄 膜每一側上的壓力以使得液體壓力不超過薄膜的臨界壓 . 力，並使仵氣體不逸進液體内。臨界壓力（液體在此壓力 . 下將擠入該等孔中）直接取決於用來製造該薄膜之材料、 與該薄膜之孔大小成反比且直接取決於與該氣體相接觸之 該液體的表面張力。接觸薄膜交換器之典型應用係自液體 | 移除已溶解之氣體（"脫氣"）；或向液體添加氣態物質。舉 例而s ，可將臭氧添加至很純淨的水中以洗滌半導體晶 圓。 本發明之交換裝置可以製程流體接觸封閉式空心管或管 道之内側或外側表面來操作，此視特定應用中何者更有利 0 而定。可將擋板或其它插件安裝在外殼或流體流動配件之 . 内側上以貫現空心官道及外殼之殼側上的流體分佈。 封閉係一種在外殼中的各空心管道（諸如空心管或空心 98571.doc 1333051 ::維)周圍形成液密式密封之製程。該管薄片或罐將交換 盗或接觸ϋ之外殼之内部與環境分離4閉材料被黏合至 包括諸如突起、通道或凹槽之表面結構的外殼。黏合可包 括焊接或熔合熱塑性材料期間之熔融材料的實體混合、材 ㈣機械互聯以及該等材料的化學黏合。外殼與其凹槽之 -的黏。較佳提供__流體緊密式密封。形成單端結構之黏 :可在封閉材料與外殼表面及外殼凹槽表面之間形成。黏 二可為藉由熔合、熔融或焊接使該封閉材料與外殼材料結 合的結果。包括外殼之任何經塗佈之表面的封閉及外殼較 二為可藉由夕種加熱方法來溶合或焊接的熱塑性塑料，該 等加熱方法包括(但不限於)焊接、感應加熱、超音黏合、 紅外線加熱及封閉。外殼材料與封閉材料可為相同或不同 的材料，例如’該外殼材料可為PFA而該封閉材料為 嶋。在本發明中，該封閉材料可熱黏合至該外殼之内側 上的外殼器皿及通道、凹槽戋凸把塞、，也I 4 ϋ起結構以製造單端結構。 外殼及通道之内側可以一經燒4士、描制々^ ^ 槐、·α 杈製或共擠至一或多個 外殼内表面的封閉樹脂層來塗佈 主师Μ便利封閉材料與外殼材 料之間的黏合。 流體密封係指封閉樹脂、熱塑性外殼、空心管道及其組 合已黏合或溶合在一起或—被报士、 起^/成一特徵為流體不會流經 黏合區域之機械黏合。對封閉區域 场中之例如纖維或管之空 心管道而言，流體流過該等管 心門惻且稭由管道壁及封閉 材料與空心管或纖維之外部之流體實體分離。 術語統-終端塊或單端結構描述點合至諸如空心管、空 9857l.doc -45· 1333051 心纖維或此等之軟管及外殼或套筒的一或多個空心管道之 熱塑性樹脂之塊或井。樹脂與外殼及管道之間的黏合可包 括樹脂與外殼及管道之結構之間的機械黏合、化學黏合、 焊接或熔合黏合或其任意組合。圖3說明一熔合黏合至熱 塑性樹脂31〇並填充外殼内表面316中之m固通道3〇4 之一部分的空心管道318及320之實例，其用於形成一統一 的終端塊結構。圖3說明-已被切開以曝露管之空心的統 一終端塊結構。熱塑性樹脂31〇佔據凹槽3〇4之一部分及管 330間之空間且在樹脂、管、凹槽與外殼壁之間形成一黏 e、’·。構，忒黏合結構係機械與焊接黏合之組合。亦可將該 樹月曰黏合至外殼及凹槽表面上之經燒結之熱塑性材料層 (未圖示）。 該（该等）單端結構可經切割或加工且曝露出空心管道之 内腔。封㈣脂及空^管末端可被打開，⑨而樹脂及管末 端與外殼或套筒末端齊平，如關於圖3或圖7D中所示之交 換裝置的單一末端部分所說明。或者，可將封閉材料及管 材移除並打開至位於如圖1A、圖1B及圖7C中所說明之外 殼或套筒末端之末端中的一或多個之下的區域。舉例而 言，如圖1A令所示，將封閉樹脂106自外殼末端132或121 移除至該外殼之末端128或117之下的區域。類似地，在圖 中可將封閉材料自外殼末端163或153移除至由161或155 所示之外设末端之下或之内的區域。 夕孔或有表層空心纖維之直徑可在1〇〇_1〇〇〇微米之範圍 内邊化。應最小化壁厚度且較佳厚度為25_35〇微米。空心 98571.doc -46- 1333051 纖維床可由成排的具有介於1-25公分範圍内之厚度於1〇-100公分之深度及長度及寬度的纖維組成。該等床可係直 : 徑為1-25公且長20-300公分之圓形且含有多個擋板以貫穿 · 該纖維床來分配氣體。接觸器内之空心纖維可為直線的或 可鬆散地封裝。該等空心纖維可為相當長並包饒至一與該 . 裝置之長度幾乎相等的長度，從而在封閉製程中將纖維之 . 末端與溶融樹脂流有效地隔離。 由熱塑性材料製成之具有0007至〇·5对（0.017至127公 分）且較佳為0.025至0.1吋（0.063至〇25公分）之外徑的無孔籲 空心管之空心管道可用於本發明之交換裝置中。對於藉由 無孔空心管之熱交換或質量交換而言，該等空心管較佳可 具有在0.001至〇·1吁（0·0025至〇 25公分）、較佳〇 〇〇3至〇 〇5 寸（〇. 0075至0.0125公分）之範圍内的壁厚度。對於藉由無 . 孔空心管之質量交換（氣體分離）而言，該空心管之厚度可 較薄。該等空心管可單獨使用，或可該等#可藉由編織、 折疊或扭轉來結合以形成包含多個空心管之軟管。該等空 心官可相當長並被包繞至一與裝置之長度幾乎相等的長 度從而在封閉製程中將空心管之末端與溶融樹脂流有效 地隔離。 豆熱塑性空心管道可包括共擠熱塑性管及多孔空心纖維， 2可封閉至套筒或外殼中以形成交換裝置。共擠管或多孔 二“纖維可具有（例如）一或多個外層或部分，其包括具有 ， 低於共掩皆之最内部部分或層的溶點或溶體流動指數的熱 塑性材料。共擠管之該等層係相互熱黏合或熔合。此類共 98571.doc •47- 1333051 擠管之一非限制性實例具有一 MFA外層及一 PFA内層。另 一實例係一具有一 FEP外層及一 PFA内部部分之空心管。 共擠空心管道之一或多層可包括導熱材料，較佳為空心管 道之外層中的一或多個包括導熱材料。舉例而言，共撥管 之MFA外部部分可包括傳導性碳粒子。在封閉期間，管之 MFA中的該等傳導性粒子將與相鄰空心管之MFA或與熱塑 性封閉樹脂混合或結合。如圖2C中所說明，共擠管之未封 閉區域將維持該具有導熱粒子之MFA層。此導熱層將接觸 該管之外側上的流體並將能量轉移至管之内腔中的流體。 用於共擠管之一或多種熱塑性材料可根據其化學及/或 物理特性（例如導熱率）以及用於封閉製程中的使該管適於 彼此黏合、黏合至樹脂或此等之組合的特性來選擇。舉例 而言，在封閉期間，管之外部MFA層將熔融並與相鄰空心 管之MFA熔合、與罐中之樹脂熔合或此等之組合熔合，而 管之内部PFA層使内腔保持開放。可選擇封閉溫度或熔合 溫度以使共擠管之一或多個外層熔融並與相鄰管或熱塑性 封閉樹脂熔合或結合，但内層維持打開。對於具有外部 MFA層及内部PFA層之管而言，較佳之封閉溫度係介於約 290-305°C ;其它共擠熱塑性空心管之封閉溫度可藉由常 規試驗及使用圖8之測試歧管來判定。 如圖1A-C中所說明，交換裝置可包括一或多個共擠熱塑 性空心管。每個管具有用於流體流動之一入口及一出口， 該等空心管藉由與其它共擠熱塑性空心管之黏合或黏合至 熱塑性樹脂來流體密封。空心管之入口可藉由一至套筒之 98571.doc -48- 1333051 黏合來流體密封以向管之空心部分提供流體，且空心管之 出口藉由一至該套筒之另一部分或至一第二套筒之黏合來 流體密封以將流體自管之空心部分移除。如圖7C中所詳細 描述，可藉由熱塑性樹脂722將該等共擠管黏合在一起及 黏合至外殼。交換設備可具有一密封該等空心管之套筒或 外殼，例如，圖1A中之124或圖1C中之186。空心管、封 閉樹脂及外殼較佳為熱塑性材料，且更佳為全氟化之熱塑 性材料。 本發明中所用之空心熱塑性管道及共擠空心熱塑性管道 可浸潰有導熱粉末或纖維以增加其導熱率。有用導熱材料 之實例包括（但不限於）玻璃纖維、金屬氮化物纖維、矽及 金屬碳化物纖維或石墨。可用於本發明之能量交換的空心 熱塑性管或經浸潰之熱塑性空心管的導熱率較佳為大於約 0.05瓦/米/克耳文溫度。共擠空心管可包括與空心管之層 中任一層、較佳為外層混合或結合之熱導體材料。外層之 熱塑性材料可包括（例如）由下列材料製成之碳奈米管、石 墨纖維：可具有約500-1000 W/mK之導熱率值的石油瀝 青；可具有約10 W/mK之導熱率的基於聚丙烯腈（PAN)之 碳纖維、可具有約60-80 W/mK之導熱率的例如氮化硼之電 絕緣之陶瓷過濾器、具約300 W/mK之導熱率的氮化鋁或 該等材料之混合物。 在本發明的各種實施例之實踐中，可將多孔與無孔空心 管之組合封閉在一起。該等裝置可用於限制所轉移之質量 的量，同時使製程與交換流體之間所轉移之能量的量最大 98571.doc •49- 1333051 化。舉例而言，铖、.田 a 殼側上循環以調：：：心之硫酸水溶液可在交換裝置的 之有機胺办° p 、至中空氣的溫度並自空氣移除痕量 ^ 4之溫度調節可藉由無孔㈣式空心管之數 量來改變’而與用於皙丄 觸之空氣的量受到存^ 該硫酸水溶液絲溶液接 旦 又到存在於該裝置中之多孔封閉式纖維之數 菫及類型的限制。 擔板可用於本發日月夕# 發月之霄踐中以增強空心管接觸器或交換

裝置之各側上的户押夕.，日A 刀L 之S及分佈（圖i中未顯示）。如圖4_ 6中所說明’空心键维垃时 、 纖、准接觸态或交換器可用於製程流體及/ 或父換流體中之住一 ^ _±> ^ 者或〃兩者的單程模式或循環模式 中。3亥接觸在殼每·々fx J/T> _v 牡双及a外设之内腔側上較佳具有兩個或兩 個以上之流體埠或配件。通當 ,τ 遇吊，個用作流體入口而第二 個用作流體出口。因為壤描处 ^ U马溥膜空心管道之多孔壁或空心管之 無孔壁，所以接觸器之殼側上的埠或流體連接件具有受到 内腔側入口及出口埠限制的流體流量。如圖8中所說明， 該等管及/或纖維内之流體流動與該等管及/或纖維外側上 之殼側流體流動彼此逆向流動；流體較佳以使關於彼此之 流體橫向流量最大化的方式流動。 圖2Β說明了凹槽的不同類型—位於封閉區域（内之凹槽 (244、246、250)及位於封閉區域之外的凹槽242。在封閉 區域内之凹槽與封閉樹脂或熱塑性塑料黏合。如圖2Β中所 示，可在該封閉區域之外添加一凹槽242。在封閉區域之 外可能存在一或多個此等凹槽中且此等凹槽或通道可位於 外殼之内側表面上或外側表面上。包括（但不限於）244、 •50· 98571.doc 1333051 246、250之凹槽與封閉樹脂黏合且被看作係處於該封閉區 域内，且該等凹槽可與封閉樹脂及空心管形成單一結構。 凹槽的數量及其表面積可不受限制地變化。因為不希望受 理論限制，凹槽242可用於藉由在此點處鉸接來減小罐及 殼界面上之徑向壓力。該殼可藉由製程流體來加壓，其傾 向於擴張該熱塑性殼。内徑或外徑上之應力釋放可允許該 外殼在此特點附近撓曲，藉此減小罐及殼界面上之應力並 維持其完整性。 如圖2中所示，該等凹槽或等效通道可藉由加工或模製 外殼*中之凹槽來製成。不受限制，該等凹槽可為同心並藉 由相等或不等的間距來分開，如圖2B中所示；凹槽可為沿 管之内側的-或多個螺旋的形式，其可由沿外殼之轴線的 一系列凹槽通道、影線圖案、交又影線圖t、此等之變體 或其組合組成。該等凹槽或通道較佳定位於離開該外殼之 末端’以使封閉材料可完全覆蓋該等通道中之—或多個並 與其黏合。可以施用至該等凹槽的經燒結之熱塑性材料 (如本文所揭示以用於黏合封閉材料）來覆蓋或塗佈該等通 道及該外殼壁。⑽或通道之深度較佳允許料殼維持一 適於其用途之壓力及溫度。熟習此項技術者會知道去查看 表以找出該封閉式裝置之用途所允許之壁厚度。該 等凹槽或套筒之深度較佳小於外殼或套筒壁厚度之約一 半。 凹槽、通道或槽係指外殼、端蓋或㈣Μ的狹窄開口 $凹痕’且其可互換使用。在一較佳實施例中，如圖7“ 98571.d〇c •51 · 1333051 圖ίο中針對於外殼之一末端部分所說明，該等凹槽彼此互 連。通道或排氣槽允許在封閉製程期間於凹槽中產生或截 ： 留之氣體自通道排出。氣體自通道之移除允許封閉熔體填 . 充該等凹槽、黏合併視情況使封閉材料與外殼聯鎖。凹槽 · 之間的排氣通道可具有一允許凹槽中之氣體逸出的體積，. 且該等排氣通道較佳具有與該等凹槽相同的深度。凹槽之 · 間的通道之數量及分佈應足以排出封閉期間存在於該外殼 中之氣體。該數量可視（例如）外殼之尺寸、外殼之壁厚度 及封閉製程中所必須排出的氣體之量而變化。排氣通道之籲 深度可在凹槽之間變化或可傾斜以進—步便利氣體自該等 凹槽之移除。在—交換設備中’外殼可具有一或多個具有 凹槽之末端部分。 凹槽及排氣槽邊緣以及凹槽之底部可具有（但不限於）正 方形、傾斜或輻射狀光潔面；外殼十之最頂部及最底部邊 緣可為槽形或帶肢，其巾該料_成㈣（未圖示）。

交換裝置之末端部分中的一或多個凹槽較佳藉由槽或通道 來互連’且交換裝置可具有一或多個末端部分。 該專凹槽或通道可具有一使封閉材 接觸及黏合表面積最大化的形狀。可將凹槽之側= 及角度製成可改變封閉材料與凹槽之間的黏合表面的 在需要增加通道與封閉材料之間之黏合的剪切分量 •1’較佳，為深的薄通道。料通道㈣外表面積（盆 =能不平行於外殼壁）導致了封閉樹脂至凹槽的所 …面之熔合或黏著。在使用期間藉由裝置之熱或壓 98571.doc -52· 1333051 脹產生之徑向力可藉由黏合封閉樹脂與該等凹槽之表面使 此力之-部分轉移為-剪切分量’此極大地改: 的強度。 直 儘官凹槽及通道較佳用於將熱塑性樹脂黏合至本發明之， 外殼’但亦可設想：可製造永久地黏合或炫合在外殼管之· 内表面上的凸起結構且具有與將熱塑性封閉樹脂黏合至該. 外殼目的所用之通道或凹槽相同的效果。根據本發明之目 的了將°玄等凸起結構看作是凹槽或通道的均等物。黏合 至該内部外殼之經燒結的熱塑性材料係外殼上之凸起表面鲁 結構或突起的非限制性實例。該等結構較佳導致該等凸起 結構與該封閉樹脂之間的黏合或熔合。該黏合較佳將徑向 力之一部分轉移至封閉樹脂與凸起結構之間之力的剪切分. 量中。 通道或凹槽可形成於一外殼中，該外殼可包括黏合至外 殼壁之端羞、套筒或此等中之任一者。選擇該外殼之内壁 上的用於黏合熱塑性樹脂並黏合至一或多個空心管的該等 儀 凹槽之深度及面積或突起之高度，以與樹脂黏合併形成一 維持空心管之内側及外側上的流體之間之分離的流體緊密 式密封。特定用途之交換裝置的外殼之内壁上的凹槽、排 氣通道之深度與面積或突起之高度與面積可使用圖8之測 試歧管及該交換裝置之應用參數來測定，該等應用參數包 · 括（但不限於）溫度、壓力及接觸該交換裝置之流體的化學 : 反應性。該裝置較佳包括1_4個凹槽、更佳包括2_3個凹 槽’母個凹槽均具有一介於該裝置之使用安全限度内的深 98571.doc -53· 度（其較佳為外殼壁厚度的約一半或更小）及一約為ο. ο 5至 〇’5公分、較佳為0.1至0.3公分的寬度開口或高度。在使用 該等結構之裝置中，排氣通道可沿外殼或套筒壁在該等凹 槽之間形成。每個凹槽較佳具有約4_8個排氣通道且該等 排氣通道之深度與凹槽之深度相同或更小。 亦可設想：除外殼中之通道或凹槽外，可使用用於減小 外殼與封閉材料之間的應力之額外構件。舉例而言，在外 Λ又之内侧上具有通道的外殼可使該外殼的外壁藉由加工而 變薄以釋放封閉材料與殼之間的界面上之壓力。變薄的材 料將更容易向材料移動屈服，使得溫度及壓力影響可藉由 可撓組件來自我補償以維㈣合至外殼之封閉樹脂之間的 黏合之完整性。 泫父換裝置可包括於各端封閉入熱塑性外殼的一或多個 空心管道。如表1中之資料所概括，製造由封閉在熱塑性 外殼中之空心管製成、封裝密度為約4G-5G%、但於外殼中 不具有一或多個凹槽的一體式交換裝置且將其用作熱交換 器 有理由期望具有（例如）共擠管或外殼中之凹槽、 具有類似數量之空心管道的本發明之交換裝置可具有類似 於彼等表1中所示之交換效能。 98571.doc -54· 1333051 表1 殼内 徑(时） #空心 管-約13 扭轉/ft 管長 度(吋） 熱轉 移表 面積 (ft2) 入口 管溫 度艽 出口 管溫 度艽 管流 動速 率 (1pm) 入口 殼溫 度。C 出σ 殼溫 度乞 殼流 動速 率 (1pm) 2.25 680 18 14.15 70.66 45.26 5.55 13.09 63.14 2.97 2.25 680 18 14.15 70.02 35.77 3.80 13.05 58.83 2.97 2.25 680 18 14.15 68.15 26.71 2.64 13.24 52.17 2.97 2.75 1000 8 9.25 70.5 48.87 9.5 12.46 49.58 5.8 2.75 1000 8 9.25 70.5 42.8 7.2 12.4 46.8 5.8 2.25 680 27 21.22 70.1 22.91 4.4 14.5 46.5 6.6 在表1中給出之入口溫度下藉由封閉在該裝置中之空心 管壁的該等空心管之内腔側上之水與該等空心管之殼側上 的水之間的熱轉移大致相同（其試驗誤差小於約10〇/〇)。對 於表1中之具有2.25叶直控及18 ρ寸長度的交換裝置，於不 同的管流動速率下藉由殼流體轉移的所計算出之熱量9介 於約8/)00瓦至10/)00瓦的範圍内；對於直徑為2 75吋且長 度為8吋的外殼，於不同管流動速率下的Q介於約13,9⑻瓦 至15,000瓦的範圍内，且對於内徑為2 25吋且長度為吋 之裝置’ Q為約14,700瓦。 本發明之-優點為可封閉在_小體積裝置中之空心管道 的較A之表1^積°舉例而言’封裝密度為約40至50%之表 1之裝置具有約11平方公分賴移表面積/立方公分外殼體 積。較尚的封裝密度將產生一較大值，而較低的封裝密度 將產生一較小值。 本發明之—實施例為包括—或多個封閉式空心管道之交 ^置，其忐夠藉由該等空心管之壁將熱自第-流體轉移 至第-流體，該交換裝置於至少赋的溫度及至少5〇 ㈣的壓力下保持整體性，該溫度低於空心管道材料之連 98571.doc -55- 1333051 續使用溫度或熔融溫度；該交換裝置較佳在至少16(rc的 溫度及至少70 psig的壓力下維持整體性，該溫度低於該空 心官道材料之連續使用溫度或溶融溫度。該交換器較佳具 . 有一以空心管道之體積計為2〇體積％與7〇體積％之間、更 佳為40體積％-6〇體積％的封裝密度。一建構有封閉式空心 · 管道以具有約9 ft2(0.85平方米）之交換表面積的裝置能夠 · 在於空心管道之第一側上流動之流體與於空心管道之第二 侧上流動之流體之間交換至少約丨3，〇〇〇瓦的能量；該第一 流體較佳以9.5 lpm或更小的速率在空心管道之第一側上流· 動且該第二流體較佳以5 8 lpm或更小的速率在空心管道之 第二側上流動。該交換器能夠在如表2_5 ♦所列之結果所 示之溫度、壓力及持續時間的各種測試條件下藉由2〇%_ · 70。/。之範圍内的封裝密度維持其流體完整性。在裝置之空. 心官道類似於彼等用於表丨之交換器之空心管道之處，吾 人有理由期望可製造出本發明之交換裝置且其具有類似的 交換能力。 對於使用夕孔空心纖維製備之裝置，可製造具有類似於 如表1中所不之封裝密度的裝置並獲得類似的轉移表面積 (不包括内部薄膜區域 將參考下列非限制性實例來說明本發明之各種態樣。 實例1 此實例比較各種封閉式交換裝置對耐應力測試的能力。' 表展示加槽形界面之優點。最初的設計於12〇它 . 下展不外从至封閉材料完整性之損失。溫度，壓力測試為 98571.doc -56- 1333051 加速汶裝置之長期周圍條件的方法。僅含MFA之裝置於 b〇°c下展示黏合完整性之損失。在高達2〇〇它及超過2〇〇t 下對具有經改良之界面的MFA裝置之全部測試均保持整 體眭，在向達16〇。〇之溫度下，具有經改良之凹槽或通道 界面之PFA裝置亦係整體性的。在16〇。〇之後，可對此裝置 進行破壞性測試以測定黏合強度。藉由切削使該裝置之外 側變薄以留下約·〇8〇_.1〇〇"之壁厚度，從而判定該黏合之 強度。在封閉區域之上約.25”處向該殼做軸向或圓周切 割，留下一約·5"寬X.25長的突出部》接著可將該突出部用 於拔起該材料以試圖將殼材料自封閉材料拉開。以此方 式，可藉由力來定性地測試或藉由諸如Instr〇n之儀器來定 量地測試該黏合強度。 此實例的方法藉由消除此界面上之應力並將該應力轉移 至截留在凹槽内之封閉材料來改良裝置的整體強度。不希 望受到理論限制’凹槽及其額外表面積（其中的一些不平 行於外殼壁）亦增加了封閉樹脂至凹槽之至少一部分且較 佳全部表面或面之黏附，從而增加了由外殼之熱或壓力膨 服產生之徑向力的剪切分量。此剪切分量極大地改良了該 裝置的強度。 98571.doc -57- 1333051 表2 測試條件 120〇C，70 psig，5h 130〇C，70 psig，5 h 140〇C，70 psig * 5 h 150°C 1 70 psig，5 h *160°C ，5hrs *170°C * 5 hrs *180°C - ，5hrs · 最初之PFA管 完整性 損失 PFA管w/凹槽應力 消除 完整性 損失 - PFA管w/槽形内徑 通過 通過 通過 通過 通過 最初之MFA 通過 通過 通過 完整性 損失 MFA管w/凹槽應力 消除 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 A MFA管w/槽形内徑 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通 因旋轉混合物而成紅 色之管，最初之MFA 通過 通過 通過 通過 通過 通過 因旋轉混合物而成紅 色之管，螺紋内徑之 MFA 通過 通過 通過 通過 通過 通過 • 實例2 此預示性實例說明：本發明之封閉式裝置可用於熱及/ 或質量交換，包括（但不限於）過濾、氣體接觸、熱交換、 氣體洗滌及其組合。 該等封閉式裝置可置放在一用於清洗或化學改質基板表 面之設備中，該等設備包括（但不限於）單晶圓清洗工具、 再循環清洗浴槽。該裝置亦可用於處理前之流體的溫度調 節（諸如用於自光學纖維移除聚合物塗料及自經塗佈之矽 晶圓移除光阻的熱硫酸）。如圖4中所說明，儲料槽448中 之交換流體或工作流體450(或未圖示之冷卻器或來自大樓 供給源的冷水）可被導引以流過封閉式熱交換器416之一 側。必要時可包括一泵446以循環交換流體450，且亦可使 98571.doc -58- 用粒子過濾器408及閥412。包括（但不限於）溶劑、酸、 鹼、氧化劑及其有用之組合及此等之混合物的來自清洗或 處理浴槽之製程流體428可在該交換裝置中之空心管的殼 側上循環，且該製程流體之溫度調節（加熱或冷卻）藉由經 由空心管壁與交換流體450接觸來完成。經溫度調節之流 體428回到用於基板434上之該處理浴槽或工具。如圖$中 所示，本發明之封閉式交換裝置528可用於在於出口閥532 排出製程或清洗流體之前使其冷卻。該等流體之實例包括 (但不限於）熱硫酸或磷酸。 實例3 此實例說明一適合在高溫下使用之封閉式薄膜裝置及使 製造其之方法。 封閉式過濾裝置具有一内徑為2.25”及長度為12 65"的 MFA外殼’且該裝置含有約3〇〇〇個mFA多孔空心纖維。該 裝置含有4個凹槽，其各自具有〇.25公分之深度及〇15公分 之尚度。排氣通道形成於該等凹槽之間。每個凹槽均存在 約6個排氣通道且該等排通道之深度為約〇 15公分。封閉 熔體為於278°C下加熱3天之MFA。 在下列條件下測试該裝置之流體完整性。將處於壓力下 的1 〇〇°C至2lot：溫度下的熱流體以非常緩慢的流動速率饋 入該裝置之殼側中，且管側上無流體流動，將兩個端蓋蓋 好。每日視覺檢查該裝置。内腔側上的任何油之積聚指示 裝置失敗》此試驗之結果列於表3中。 可用來測試此等裝置之測試裝置（test setup)顯示於圖8 98571.doc -59· 1333051 中。在測試期間，流體從入口 820進入並於殼側上的出口 838流出。所用之流體為由Lube-tech lubrication Technologies, Inc製造之熱轉移流體HT3。將流體以 Chromalox熱交換器型號#NWH0-34515加熱且壓力係藉由 出口流量閥838來控制。關閉閥838以限制流量並增加使用 歐姆（Omega)壓力計822量測之流體壓力。流體在70 psi壓 力下以約0 · 4 6加命/分鐘之流量流動。因為流體降級，所以 測試在210°C停止。該等測試之結構概述於表3中。 表3.於凹槽中具有排氣槽之裝置的完整性測試結果 測試 溫度(°C) 壓力(psig) 持續時間(小時） 裝置完整性 1 100 160 100 通過 2 160 70 24 通過 3 170 70 24 通過 4 180 70 24 通過 5 190 70 24 通過 6 200 70 24 通過 7 210 70 8 通過 實例4 此實例說明將共擠空心管封閉入熱塑性樹脂内以形成黏 合至熱塑性套筒之空心管。 在封閉式裝置之製備中，製程窗口可改變且其取決於 MFA管之材料特性（熔點、熔體流動指數、管尺寸及幾何 形狀）。各批的此等特性可各不相同且可藉由改變及調整 例如溫度及封閉時間之製程變數來調節。封閉期間的過度 加熱可導致管之塌陷而加熱不足可導致有些管在封閉中不 黏合。各種技術可用於防止管塌陷，例如在纖維或管内腔 98571.doc -60- 1333051 中放入金屬線或以無機鹽填充該内腔。然而，該等方法係 勞動密集的、高成本且可增加對裝置之污染。 可將共擠管封閉至套筒或外殼以形成交換裝置。本發明 之一實施例為全氟化共擠管或諸如由其製成之交換裝置的 物件。共擠全氟化管可具有一或多個外層或部分，該等外 層或部分包括一具有低於該共擠管之最内部分或層的熔點 或流體流動指數的全氟化熱塑性材料。該共擠管之不同的 全氟化層係相互熱黏合。此共擠管之一非限制性實例具有 一 MFA外層及内側層上的PFA，如圖12A中所說明及圖12C 中所顯示。在管之擠壓期間，兩個全I化熱塑性層係彼此 熱黏合。所示之管的整體尺寸為具有0.003”±0.001”(0.0076土0.0025 公分）MFA外壁及 0.003”±0.001"(0.0076±0.0025 公分）PFA 壁之 0.004"土0.002··(0.01 土0.005公分）内徑。此管可自 Zeus Industrial Products，Inc.，Orangeburg, SC, USA獲得。 交換器樣品可使用插入一 3/8吋（0.95公分）χ3吋（7.6公分） 之PFA殼内的5根3吋（7.6公分）長的MFA外層/PFA内層共擠 管熱塑性空心管道製成。將此總成於300°C之熔融MFA池 中置放16小時。將該樣品移除、冷卻並切開以曝露内腔。 如圖13B及13D中所示，在光顯微鏡下分析該樣品。該 MFA封閉部分熔融且熔合在該罐中，但如圖所示，該等管 在此等封閉條件下未塌陷。當封閉在300°C之熔融MFA池 中時，使用具有類似長度、壁厚度及直徑的全部MFA空心 管製成之樣品會完全塌陷。如圖13A及圖13C中所示，在 光顯微鏡下分析此樣品。此實例說明：當使用具有較高熔 98571.doc -61 - 1333051 點内層時可利用更大的處理範圍來製造封閉式交換裝置。 可在封閉期間導致管之完全塌陷的空心管熱塑性特性或加 · 熱儀器之改變可藉由使用共擠空心管來避免。 - 實例5 此實例說明一交換裝置之製造及完整性，該交換裝置由 _ 封閉在一外殼中的一或多個共擠空心管道製成。 · 製造約13扭轉/英尺的一束650扭轉且閉合之共擠管。該 管為8.7"長、内徑為0.0042"且壁厚度為0.006”。該管由兩 種材料製成，即，彼此熱黏合之MFA與PFA(Dupont 450 ^ HP)。外壁為MFA且内壁為PFA。MFA及PFA層均具有約 0.003吋之厚度、約0.006吋之總的壁厚度。該束置放在一 自MFA製成之殼中，該殼具有2.25”之内徑、2.88”之外徑 .' 且長8·7”。該殼在兩個末端上皆含有3個内部凹槽。每個凹 · 槽為0.25公分深及0.15公分寬。使每個末端上之内側殼或 外殼壁與粉末狀MFA層一同燒結。 封裝密度為約40%。該殼置放在一加熱區塊中，該加熱 | 區塊具有4”内徑χ4”深的空穴。該空穴沿一鋁箔層排列。 以鉗夾將該殼垂直地固持在該空穴内。將310克的 Ausimont's MFA 940ΑΧ樹脂注入殼與空穴壁之間的空間 内。隨後將該加熱區塊加熱至297°C並於該溫度保持2天。 2天後，將該加熱區塊緩慢冷卻至1 50°C並隨後冷卻至室 / 溫。移除該殼及管。使用所述的類似封閉方法將該管之相 ' 反末端密封至外殼之相對末端。穿過罐越過該殼之直徑、 在該束中的閉合末端之上的位置處做切割以曝露空心管道 98571.doc 62· 1333051 之凹穴。移除過量的封閉材料。將兩個3/4"PFA流體配件熱 黏合至該殼。 在下列條件下測試該裝置之流體完整性：壓力下之 140°C至200°C溫度下之熱流體。將經加熱之流體以6公升/ 分鐘饋入該裝置之殼側且該管側上無流體流動。將該裝置 的兩個末端全部打開並曝露在空氣中。每日視覺檢查該裝 置。管側上的任何油之積聚指示裝置失敗。自該測試得到 之結果列於表4中。該測試裝置通常展示於圖8中且描述於 實例3中。 該等測試之結果顯示：具有黏合至具有一或多個凹槽之 外殼的一或多個空心管道的全氟化交換裝置在此等測試條 件下保持完整。 表4.自具有槽形殼之共擠管製成之裝置的完整性測試結果 時間 流體溫度(°C) 流體壓力(psig) 持續時間(小時） 裝置完整性 第1天 140 50 24 通過 第2天 160 50 24 通過 第3天 180 50 24 通過 第4天 200 50 24 通過 第5-10天 140 50 100 通過 實例6 此實例說明封閉共擠熱塑性空心管（MFA外壁及PFA内 壁）及由MFA製成之空心管的混合物來製造一交換裝置。 共擠管裝置之實例。製造一束650扭轉（13扭轉/英尺）且 閉合之共擠管。約2/3的該650管束為僅由MFA製成之空心 管，約/3的該650管束係由共擠MFA/PFA空心管製成。該管 為約8.7”長、具有0.0042”之内徑及約0.006”之壁厚度。兩 98571.doc -63- 1333051 種管材料為：僅含MFA之空心管，及具有一 MFA外層及一 PFA(Dupont 450 HP)内層之共撥空心管。對於共播空心管 而言，MFA層及PFA層均具有約0.003吋之厚度、約0.006 吋之總壁厚度。該束置放在由MFA製成之殼中，該殼具有 2.25"之内徑、2.88”之外徑且長8.7"。該殼在兩個末端皆含 有3個完整的凹槽。每個凹槽為0.25公分深及0.15公分寬。 使每個末端上之内側殼與粉末狀MFA層一同燒結。 封裝密度為約40%。該殼置放在一加熱區塊中，該加熱 區塊具有一 4”内徑x4”深的空穴。該空穴沿一鋁箔層排 列。以鉗夾將該殼垂直地固持在該空穴内。將3 10克的 Ausimont's MFA 940AX樹脂注入殼與空穴壁之間的空間 内。隨後，將該加熱區塊加熱至295°C並於該溫度保持48 小時。2天後，將該加熱區塊緩慢冷卻至150°C並接著冷卻 至室溫。移除該殼及管。使用所述的類似封閉程序將該管 相對之末端密封至外殼之相對末端。穿過罐越過該殼之直 徑、在該束中的閉合末端之上的位置處做切割。移除過量 的封閉材料。將兩個3/4’TFA流體配件熱黏合至該殼。 在下列條件下測試該裝置之流體完整性：將在屋力下於 100°C至140°C之溫度下加熱之油狀流體以6公升/分鐘饋入 該裝置之殼側且該管側上無流體流動。打開該裝置的所有 兩個末端並曝露在空氣中。每日視覺檢查該裝置。該管側 上的任何油之積聚指不裝置失敗。該測試之條件及結果列 於表5中。該測試裝置展示於圖8中且描述於實例3中。 -64- 98571.doc 1333051 表5.自具有槽形殼之共擠管製成之裝置的完整性測試 時間 流體溫度 流體壓力 (psig) 持續時間 (小時） 裝置完整性 第1天 100 50 24 通過 第2天 120 50 24 通過 第3天 140 50 24 纖維通過，外殼流體 配件未通過 該等測試之結果顯示：本發明之交換裝置可在高達 140°C之溫度及50 psig之壓力下保持完整性至少24小時， 該交換裝置具有空心熱塑性管道與空心共擠熱塑性管道及 φ 外殼中之一或多個凹槽的混合物。 儘管已參照了本發明之特定較佳實施例來相當詳細地描 述了本發明，但其它型式是可能的。因此，所附申請專利 範圍之精神及範疇不應限制於本說明書中所含之描述及較 · 佳型式。 【圖式簡單說明】 圖1說明用於熱轉移、質量轉移或其組合的本發明之交 換裝置的型式；（A)說明一具有一或多個空心管道之具端 籲 蓋之外殼，該等空心管道包括藉由將其密封入熱塑性樹脂 中而流體密封至該外殼的空心管或空心纖維或其組合，樹 脂與空心管道最初黏合至該外殼以在外殼的每個末端上形 成一單端結構。稍後可切割此單端結構以打開該等管；所 示的熱塑性封閉材料填充形成於該外殼中之凹槽或通道之 / » 至少一部分；（B)說明一交換裝置，其具有黏合至獨立的 / 外殼或套筒的端蓋，該等外殼或套筒藉由黏合至一黏合至 該外殼之熱塑性樹脂的一或多個空心管道來連接；（C)說 98571.doc -65- 1333051 明一不具有流體端蓋的交換裝置； 圖2係外殼或套筒壁中之非限制性的（A)梯形及（B)矩形 凹槽或通道的說明，該等凹槽或通道可增加機械優點、黏 合性與殼與封閉材料之間之界面的增加之表面積；該等通 道可以用於黏合的經燒結之熱塑性材料來塗佈且可具有各 種形狀； 圖3係一包括一或多個凹槽或通道之外殼或套筒之末端 部分的圖解說明，其中熱塑性樹脂填充該等通道之一部分 且較佳熔合至該等通道及外殼表面之一部分；打開的空心 管、多孔空心纖維或其組合被展示封閉在樹脂中以形成與 外殼壁及凹槽之流體緊密式密封；該等外殼壁或凹槽於其 表面上可已熔合有粉末狀或模製熱塑性材料； 圖4係本發明之父換裝置的§兒明圖，該交換裝置較佳且 有外殼中之凹槽及封閉在熱塑性樹脂中之空心管道，該樹 脂與外殼壁及凹槽黏合，該交換裝置作為用於調節一製程 流體之溫度的設備之一部分來說明，該製程流體用於清 洗、塗佈或化學改質處於諸如單晶圓清洗工具（未圖示）之 浴槽或基板固持器中的基板； 圖5係本發明之一或多個交換裝置之說明圖，該等裝置 父換較佳具有外殼中的一或多個凹槽，且空心管道封閉至 外殼内部之每個末端以與一與該等外殼壁、凹槽及空心管 道熔合之熱塑性樹脂形成流體緊密式密封；該等交換裝置 用作用於調節一製程流體並在排出前調節該製程流體的設 備之一部分； 98571.doc -66 - 1333051 圖6係一交換裝置之說明，該交換裝置較佳具有於外殼 中之一或多個凹槽及經封閉以形成一熱塑性樹脂辛之流體 緊密式密封的S心管或空心纖維，該熱塑性樹脂與外殼中 之外殼壁及凹槽黏合或溶合；該裝置用作一用於在分散至 可旋轉、平移或固定的基板前調節一製程流體的設備之部 分。在此非限制性說明中，將來自流體源之可用於清洗該 基板或塗佈其的流體以可選粒子過濾器過濾，且當製程流 體較佳以逆流方式藉由該交換器時，藉由該交換器將能 量、質里或其組合添加至該製程流體或自該製程流體移 :。藉由與交換流體相互作用之空心管壁，該交換器將能 里轉移至該製程流體或自該製程流體轉移度、壓力及 流量控制器可用於控制分散至基板上的流體之量。經調節 之製程、塗佈或清洗流體可藉由—泵而送至基板，該基板 可為固定、平移或旋轉。該設備可包括粒子過濾器、間、 流量控制器及泵，或該流體可來自加壓源； 圖7A係可用於—交換設備的外殼之一末端部分或套筒之 末端4刀的&日月，其顯示了該殼之内側上的—或多個平 行凹槽’所說明之凹槽具有與平行凹槽互連之排氣槽或通 道；-完整的交換裝置包括一或多個末端部分；請說明 圖7A之橫截面圖；圖7。以橫截面說明一外殼或套筒之末 端部分，纟中一或多個空心管封閉在套筒之熱塑性樹中； 圖7D以橫截面說明_外殼或套筒之末端部分，其中—或多 個共擠空〜、官於-末端部分溶合在—起且封閉在套筒之熱 塑性樹脂中； ^ 98571.doc -67· 1333051 圖8係一測試歧管之說明圖，該測試歧管可用於測試交 換設備的洩漏、密封完整性及效能。 圖9係交換裝置外殼或套筒之末端部分之橫截面的說 1 明，其顯示了該外殼壁之一部分中的一或多個凹槽，自該 外殼之内壁量測的該外殼壁中之凹槽的深度，藉由外殼壁 中之槽或通道來互連的一或多個凹槽，一粉末狀熱塑性材 料被展示為燒結至外殼或套筒壁； 圖10係交換裝置外殼或套筒之一末端部分之橫截面的說 0 明，該交換裝置外殼或套筒具有位於外殼壁之一部分中的 一或多個平行凹槽，該等凹槽在其間具有不同的壁高度且 沿外殼之軸線的一或多個凹槽或槽互連該外殼或套筒壁中 之平行槽； / 圖11係一交換裝置之外殼或套筒之末端的橫截面之說 ’ 明，其中一或多個平行凹槽及沿外殼之軸線的一或多個凹 槽互連相鄰的外殼壁中之平行凹槽，相鄰凹槽之間的壁高 度沿外殼之長度變化；顯示諸如空心管或纖維的空心管道 Φ 封閉於一加熱器皿中； 圖12(A)係共擠管之橫截面的說明；（B)係具有一内PFA 層及一外MFA>§的共擠全氟化熱塑性管之橫截面之一部分 的影像；（C)係（B)中之共擠管之橫截面的完整影像；（D)係 (C)中封閉於熱塑性樹脂中並黏合至一熱塑性管之共擠管 / 之橫截面。 — 圖13(A)係熔合至封閉樹脂之塌陷空心管之橫截面之一 部分的影像；（B)係封閉於全氟化熱塑性套筒中之共擠全 98571.doc -68- 1333051 氟化管之橫截面之一部分的影像；（C)係（A)之熔合至封閉 樹脂之塌陷空心管的横截面之完整影像；（D)係（B)之封閉 於全氟化熱塑性套筒中之共擠全氟化管之橫截面的完整影 像； 圖W以橫截面型式説明用於熱轉移的本發明之交換裝 置；外殼包括一或多個含有凹穴中之一或多個電阻絲之封 閉式空心管道，樹脂與空心管道被黏合至外殼壁中的—或 多個凹槽。 【主要元件符號說明】 102 第一流體入口 /流體入口配件 104 通道或凹槽 106 封閉樹脂/熱塑性樹脂 1〇8 流體緊密式密封 109 内表面 110 第一末端 111 外表面 112 外殼入口 /外殼入口連接件 114 封閉樹脂/熱塑性樹脂 116 通道或凹槽 117 位置 118第-流體出口 /流體出口連接件/流體出口配件 120 第二端蓋 121 外殼末端 122 第二末端 98571.doc -69- 1333051 124 外殼/外殼或套筒 126 流體緊密式密封 128 位置 130 空心管 132 外殼末端 134 第二出口 /連接件 136 第一端蓋 138 入口 139 出σ 140 流體入口配件 142 通道或凹槽 144 内層 146 流體緊密式黏合或密封 148 外殼或套筒 150 通道或凹槽 152 熱塑性樹脂 153 外殼末端 154 流體出口配件 155 外殼末端 156 交換裝置/端蓋 158 外殼或套筒 160 外層 161 外殼末端 162 流體緊密式黏合或密封 98571.doc -70- 1333051 163 外殼末端 164 熱塑性樹脂 166 空心管道 168 端蓋 170 入口 172 熱塑性樹脂 173 入口端 174 通道或凹槽 178 流體入口 180 熱塑性樹脂 181 出口端/外殼末端 182 通道或凹槽 184 出口 186 套筒或外殼 190 入口 192 空心管/空心管道 194 出口 196 流體出口 202 外殼 204 梯形凹槽 208 深度 210 外殼内表面 212 距離 216 外表面 98571.doc -71 - 1333051 220 深度 224 距離 230 外殼或套筒末端 238 内表面 240 外表面 242 凹槽 244 凹槽 246 凹槽 250 凹槽 304 通道或凹槽 308 外表面 310 熱塑性樹脂 314 外殼或套筒壁 316 内表面 318 空心管 320 空心管 322 内層/表面 326 熱塑性層/外層 330 樹脂/管 404 管道 408 粒子過濾器 412 調節閥 416 交換裝置 420 調節閥 98571.doc 『1333051 424 粒子過遽器 428 製程流體 432 排泄閥 434 基板 438 流體系 442 調節閥 444 處理槽或堰 446 泵 448 儲料槽 450 交換流體 504 交換流體泵 508 粒子過濾器 512 調節閥 516 交換裝置 518 閥 522 粒子過濾器 524 基板 526 製程流體 528 閥/封閉式交換裝置 532 閥/出口閥 536 閥 540 閥 544 交換裝置 548 泵

98571.doc •73- 『1333051 550 貯槽/處理槽 552 調節閥 554 管道 556 貯槽 560 交換流體 564 閥 604 管道 610 粒子過濾器

614 閥 618 交換裝置 622 閥 626 粒子過濾器 628 壓力源 630 分配管道或喷嘴 632 源/製程流體/泵

636 旋轉基板 638 泵 640 閥 642 泵 646 貯槽 650 交換或工作流體 704 内層 706 外層 708 空心管 98571.doc -74- 1333051 710 外層/封閉樹脂 712 排氣凹槽或槽 716 排氣槽 720 互連凹槽或通道 722 熱塑性樹脂 724 出口 725 凹陷的封閉區域/凹陷表面 726 套筒/外殼或套筒/外殼 727 外殼或套筒之末端部分 728 内層部分 732 區域 734 凹槽 736 内層部分 738 内部凹槽/套筒或外殼 740 凹槽 742 凹槽 744 凹槽 754 内層 756 熱塑性樹脂層/外層/共擠管 758 共擠管/空心管 760 區域 766 凹槽或排氣槽 770 外殼或套筒 776 樹脂 98571.doc -75- 1333051 778 共擠管之部分 782 空間 784 共擠管之部分 786 樹脂 788 凹槽/套筒或外殼 790 凹槽 792 凹槽 794 凹槽/套筒或外殼 796 出口 798 入口 804 交換裝置 806 出口 808 感應器 812 調節閥 816 交換裝置出口 /出口 820 調節閥 822 感應器 826 流體調節裝置 828 化學相容泵 832 感應器 834 源/流體/測試流體源 838 調節閥 842 入口 846 入口閥 98571.doc -76· 1333051 850 感應器 854 入口 904 凹槽 908 壁 912 凹槽/排氣槽 914 凹槽底部 916 深度

920 内表面/内壁 924 外壁 928 厚度 932 末端 936 熱塑性粉末 1004 凹槽 1006 凹槽 1008 壁

1012 凹槽或排氣槽 1014 凹槽 1016 内壁 1020 深度/凹槽底部 1028 凹槽壁 1032 凹槽壁/外殼、套筒或端蓋 1036 凹槽壁 1040 線 1044 外壁表面 98571.doc -77· 1333051 1102 外殼 1104 外壁 1106 空心管道 1108 全氟化熱塑性樹脂 1112 通道或凹槽 1116 通道或凹槽 1120 樹脂 1122 管道 1126 空心管道 1132 凹槽或排氣槽/槽 1136 加 熱罐/加熱杯 1204 熱塑性外層 1210 内徑 1216 外側尺寸或直徑 1228 内部管道層/内層 1232 外層 1234 内層 1236 熱塑性樹脂 1238 共擠管 1240 熱塑性套筒或外殼 1304 壁 1308 熱塑性樹脂 1314 熱塑性套筒或外殼 1318 MFA樹脂 98571.doc -78- 1333051 1322 熱塑性共擠空心管道/封閉式空心管道 1402 電阻線或絲 1404 凹槽 1406 末端 1408 流體入口 1410 末端 1412 凹槽 1416 外殼 1422 空心管道 1426 流體出口 1432 流體 1436 流體 1440 熱塑性樹脂 98571.doc •79·

Claims (1)

1333051 第093140159號專利申請案 __ 中文申請專利範圍替換本(99年8月）,⑽正本 十、申請專利範圍： --- 1. 一種交換裝置，其包含： 一具有一或多個熱塑性空心管道的熱塑性外殼，其於 該等管道之第一末端部分熔合至熱塑性樹脂，且該等熱 塑性空心管道的第二末端部分與熱塑性樹脂熔合；該等 空心管道藉由該熱塑性樹脂來流體密封並黏合至該外殼 之一末端部分；該外殼之該末端部分具有一或多個藉由 排氣通道來互連的凹槽；該等凹槽及樹脂形成一單端結 構，其中該樹脂與外殼在該凹槽之一部分熔合以形成該 單端密封。 2. 如請求項1之交換裝置，其具有一位於該外殼之該内側 上的經燒結之熱塑性塗層。 3. 如請求項1之交換裝置，其中該外殼包括流體配件。 4. 如請求項1之交換裝置，其中該等熱塑性空心管道為全 氟化多孔空心纖維、全氟化有表層空心纖維、全氟化管 道、全氟化共擠空心管道或其組合。 5. 如請求項1之交換裝置，其中該等熱塑性空心管道之末 端係打開的。 6. 一種交換裝置，其包含： 一或多個全氟化熱塑性空心管道，其於該等管道之一 第一末端部分熔合至一全氟化熱塑性樹脂；該全氟化熱 塑性樹脂熔合至一第一全氟化熱塑性套筒之内部表面上 的一或多個結構或熔合至該全氟化熱塑性外殼之一第一 末端之内部表面上的一或多個結構；及 98571-990823.doc 1333051 ―與一全氟化熱塑性樹脂熔合之該等全氟化熱塑性空 心管道的繁-士 入& 末鳊部分丨該全氟化熱塑性樹脂熔合至一 人t化熱塑性套筒之内部表面上的—或多個結構或 i至該全氟化熱塑性外殼之—第二末端之内部表面上 :或多個結構；及其中該交換裝置具有於該套筒或結 之内部上的經燒結全氟化熱塑性塗層。 如請求項6之交換裝置 其組合。 其中該等結構為突起、凹槽或

/求項6之父換裝置’其中該等結構為該外殼或套筒 之該表面中的凹槽。 9 .月求項6之交換裝置’其中該外殼或套筒包括流體配 其中該等一或多個結構為藉由 外殼或該等套筒中之兩個或兩 10·如請求項8之交換裝置， 排氣通道來互連的位於該 個以上的凹槽。 11. 如明，項6之交換裝置，其中該等全氧化熱塑性空心管 乙為夕孔卫心纖維、有表層空心纖維、熱塑性管道、共 擠空心管道或其組合。 12. 如請求項6之交換裝置’其中將該等空心管道之該等末 端打開以使流體流動。 13. —種交換裝置，其包含： 一了有熱黏合至内層之外層的_或多個共擠熱塑性空心 s道4外層與該交換裝置中的熱塑性樹脂熔合，該等 共擠熱塑性空心管道於古女莖其.皆夕 哀專官道之一第一末端部分處熔 98571.990823.doc 1333051 合至該熱塑性樹脂；該熱塑性樹脂熔合至一第一套筒之 一表面或熔合至熱塑性外殼之一第一末端的表面；及 一與一熱塑性樹脂溶合之該等共撥熱塑性空心管道之 第二末端部分；該熱塑性樹脂熔合至一第二套筒之一表 面或炫合至該熱塑性外殼之一第二末端之一表面。 14. 如請求項13之交換裝置，其中將該等空心管道之該等末 端打開以使流體流動。 15. 如請求項13之交換裝置，其中該外殼或套筒包括流體配 件。 16. 如請求項13之交換設備，其中該共擠管道之該外層包括 一導熱材料。 17. 如請求項13之交換設備，其中該等共擠熱塑性空心管道 係全氟化，並具有一或多個外層或部分，該等外層或部 分包括一具有低於該共擠管道之最内部分或層的熔點或 流體流動指數的全氟化熱塑性材料。 1 8 · —種處理流體之方法，其包含： 使一待處理之流體於一或多個共擠全氟化熱塑性空心 管道之第一側上流動，該等一或多個共擠全氟化空心管 道於該等管道之一第一末端部分熔合至一全氟化熱塑性 樹脂；該全氟化熱塑性樹脂熔合至一全氟化熱塑性第一 套筒之一内部表面上的一或多個結構或熔合至全氟化熱 塑性外殼之一第一末端，且其中該等共擠全氟化熱塑性 空心管道之一第二末端部分與一全氟化熱塑性樹脂熔 合；該全氟化熱塑性樹脂熔合至一全氟化熱塑性第二套 98571-990823.doc 1333051 筒之一内部表面上的一或多個結構或熔合至該全氟化熱 塑性外殼之一第二末端，其中該全氟化熱塑性第一或第 二套筒之内部表面上的一或多個結構或該全氟化熱塑性 外殼之該第一或該第二末端之内部表面上的一或多個結 構為一或多個凹槽；及 使一交換流體於該等共擠全氟化熱塑性空心管道之一 第二側上流動，以藉由一位於該等共擠全氟化熱塑性空 心管道之該第一及該第二側之間之壁在該第一與該第二 流體之間轉移質量、能量或其組合。 19. 如請求項18之方法，其中熱能被轉移。 20. 如請求項18之方法，其中該管道壁為無孔的。 21. 如請求項18之方法，其中該等凹槽係藉由排氣槽來互 連。 22. —種設備，其包含： 一交換裝置，其具有一或多個共擠全氟化熱塑性空心 管道，其於該等共擠全氟化熱塑性空心管道之一第一末 端部分熔合至一全氟化熱塑性樹脂；該全氟化熱塑性樹 脂熔合至一全氟化熱塑性第一套筒之一内部表面上的一 或多個結構或熔合至全氟化熱塑性外殼之第一末端；及 一與一全氣化熱塑性樹脂炫合的該等共擠全氟化熱塑性 空心管道之第二末端部分；該全氟化熱塑性樹脂熔合至 一全氟化熱塑性第二套筒之一内部表面上的一或多個結 構或熔合至該全氟化熱塑性外殼之一第二末端，其中該 全氟化熱塑性第一或第二套筒之内部表面上的一或多個 98571-990823.doc 1333051 結構或該全氟化熱塑性外殼之該第一或該第二末端之内 部表面上的一或多個結構為凹槽；及 一連接至該交換裝置之一第一流體入口的交換流體源 及一連接至該交換裝置之一第二流體入口的製程流體 源，該第一及該第二流體入口係藉由該共擠全氟化熱塑 性空心管道分隔，且一流體控制器流體連接至一與該第 二流體入口流體連通之交換器出口，該流體控制器向待 藉由該設備來處理之一或多個基板提供經調節之流體。 23. 如請求項22之設備，其中與該第二流體入口流體連通的 該交換器出口向一含一或多個基板的貯槽提供經調節之 流體。 24. 如請求項22之設備，其中該流體控制器為泵、分配泵或 液體流量控制器。 25. 如請求項22之設備，其中該交換流體為溫度受控之流體 源。 .26.如請求項22之設備，其中該待處理之基板包括矽。 27. —種交換裝置，其包含： 位於一外殼中的封閉式熱塑性空心管道，該等封閉式 空心管道能夠經由該等熱塑性空心管道之該等壁將熱量 自一第一流體轉移至一第二流體，該交換裝置於至少 100°C之溫度及至少50 psig之壓力下為整體性，該等熱 塑性空心管道具有以該外殼中之熱塑性空心管道之體積 計為20體積％與70體積％之間的封裝密度。 28. 如請求項27之交換裝置，其具有具9 ft2(0.85 m2)之交換 98571-990823.doc 1333051 表面積的封閉式熱塑性空心管道，該交換裝置能夠在該 熱塑性空心管道之一第一側上流動之一第一流體與在該 等熱塑性空心管道之第二側上流動之第二流體之間交換 至少約13,000瓦的能量。 29.如請求項28之裝置，其中該第一流體以9.5公升/分鐘或 更小之速率在該等熱塑性空心管道之一第一側上流動， 且該第二流體以5.8公升/分鐘或更小之速率在該等熱塑 性空心管道之該第二側上流動。 3 0.如請求項27之交換裝置，其中該裝置在160°C之溫度及 70 psig之壓力下係為整體性。 31. 如請求項27之交換裝置，其中該裝置在200°C之溫度及 5 0 psig下係為整體性。 32. 如請求項27之交換裝置，其中該熱塑性空心管道為共擠 全氟化熱塑性空心管道。 33. 如請求項27之交換裝置，其中該等熱塑性空心管道為共 擠全氟化熱塑性空心管道，且該外殼為具有一或多個凹 槽於内部表面之全氟化熱塑性外殼，該熱塑性空心管道 係封閉於全氟化熱塑性樹脂中。 98571-990823.doc