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特開2020-99894支持・ドレネージ材、フィルタ、及び使用方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-99894(P2020-99894A)
(43)【公開日】2020年7月2日
(54)【発明の名称】支持・ドレネージ材、フィルタ、及び使用方法
(51)【国際特許分類】
   B01D 29/07 20060101AFI20200605BHJP
   B01D 46/52 20060101ALI20200605BHJP
【FI】
   B01D29/06 510A
   B01D46/52 A
   B01D29/06 510D
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】OL
【外国語出願】
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2019-167308(P2019-167308)
(22)【出願日】2019年9月13日
(31)【優先権主張番号】16/169,564
(32)【優先日】2018年10月24日
(33)【優先権主張国】US
(71)【出願人】
【識別番号】596064112
【氏名又は名称】ポール・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】Pall Corporation
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】ジェームズ エー. ベアー
(72)【発明者】
【氏名】トーマス エム. ソレンセン
【テーマコード(参考)】
4D058
4D116
【Fターム(参考)】
4D058JA10
4D058JA14
4D058JB41
4D058JB46
4D058KA03
4D058KA08
4D058KA25
4D058KA30
4D058RA03
4D058SA15
4D116AA16
4D116BB01
4D116BC01
4D116BC13
4D116BC27
4D116BC44
4D116BC46
4D116BC76
4D116BC77
4D116DD04
4D116DD05
4D116FF03B
4D116FF18B
4D116GG12
4D116HH12B
4D116HH24B
4D116QA34C
4D116QA34D
4D116QA34E
4D116QA34F
4D116QB50
(57)【要約】      (修正有)
【課題】フィルタメディアの支持及び/又はフィルタメディアに対する良好な排水能を有する支持・ドレネージ材の提供。
【解決手段】要素400は、第1の端部401及び第2の端部402と、第1の区域411及び第2の区域412とを有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域は、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面411aと、第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面411bとを有し、第2の区域は、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離で第1の端部から第2の端部へと延びる第1の主表面412aと、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部へと延びる第2の主表面412bとを有し、要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを具備し、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さい支持・ドレネージ材。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の要素を具備する支持・ドレネージ材であって、
前記第1の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、
前記第1の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第1の主表面、及び前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、
前記第2の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第1の主表面と、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第2の主表面とを有し、
前記第1の要素が、前記第1の要素を通って前記第2の区域の前記第1の主表面と前記第1の区域の前記第2の主表面との間に延びるバルクを具備し、前記バルクの厚さが、前記第1の端部から前記第2の端部へ延び、前記バルクの厚さが、前記第1の端部でより大きく、前記第2の端部でより小さい、支持・ドレネージ材。
【請求項2】
第2の要素をさらに具備し、
前記第2の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第2の要素の第1の区域及び第2の要素の第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、
前記第2の要素の第1の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第1の主表面と、及び前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第2の主表面とを有し、
前記第2の要素の第2の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第1の主表面と、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第2の主表面とを有し、
前記第2の要素が、前記第2の要素を通って前記第2の区域の前記第1の主表面と前記第1の区域の前記第2の主表面との間に延びるバルクを具備し、前記バルクの厚さが、前記第1の端部から前記第2の端部へ延び、前記バルクの厚さが、前記第1の端部でより大きく、前記第2の端部でより小さく、
前記第2の要素が、前記第1の要素の前記第1の区域と前記第2の区域との間に介在し、したがって前記第2の要素の第2の区域が、前記第1の要素の第2の区域と前記第2の要素の第1の区域との間に介在し、前記第2の要素の第1の区域が、前記第2の要素の第2の区域と前記第1の要素の第1の区域との間に介在する、請求項1に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項3】
折り畳まれたメッシュ又は不織布を具備し、前記メッシュ又は不織布を折り畳むことで、前記第1及び第2の区域が提供される、請求項1又は2に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項4】
折り畳まれたメッシュ又は不織布を具備し、前記メッシュ又は不織布を折り畳むことで、前記第1の要素及び前記第2の要素の両方の前記第1及び第2の区域が提供される、請求項2に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項5】
少なくとも1つの可撓性ヒンジを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項6】
前記第1の要素の前記第1の端部における前記バルクの厚さが、前記第1の要素の前記第2の端部における前記バルクの厚さの少なくとも2倍である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項7】
前記第1の要素の前記第1の端部における前記バルクの厚さが、前記第1の要素の前記第2の端部における前記バルクの厚さの少なくとも2倍であり、前記第2の要素の前記第1の端部における前記バルクの厚さは、前記第2の要素の前記第2の端部における前記バルクの厚さの少なくとも2倍である、請求項2に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項8】
前記第2の要素が前記第1の要素の前記第1の区域と前記第2の区域との間に介在するとき、前記支持・ドレネージ材が、前記第1の要素及び前記第2の要素の組み合わせたバルクを有し、前記支持・ドレネージ材の前記第1の端部における前記組み合わせたバルクの厚さは、前記支持・ドレネージ材の前記第2の端部における前記バルクの厚さの少なくとも2倍である、請求項7に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項9】
異なるバルク厚さを有する少なくとも2つの段部を具備する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項10】
異なるバルク厚さを有する少なくとも4つの段部を具備する、請求項8に記載の支持・ドレネージ材。
【請求項11】
第1の支持・ドレネージ材と、別個の第2の支持・ドレネージ材とを具備する支持・ドレネージ材システムであって、
(a)前記第1の支持・ドレネージ材が、第1の要素を具備し、前記第1の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、
前記第1の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第1の主表面、及び前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、
前記第2の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第1の主表面と、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第2の主表面とを有し、
前記第1の支持・ドレネージ材が、前記要素を通って前記第2の区域の前記第1の主表面と前記第1の区域の前記第2の主表面との間に延びるバルクを具備し、前記バルクの厚さが、前記第1の端部から前記第2の端部へ延び、前記バルクの厚さが、前記第1の端部でより大きく、前記第2の端部でより小さく、
(b)前記第2の支持・ドレネージ材が、第2の要素を具備し、前記第2の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、
前記第1の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第1の主表面、及び前記第1の端部から前記第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、
前記第2の区域が、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第1の主表面と、前記第1の端部から前記第2の端部までの距離より小さい距離だけ前記第1の端部から前記第2の端部に向かって延びる第2の主表面とを有し、
前記第1の支持・ドレネージ材が、前記要素を通って前記第2の区域の前記第1の主表面と前記第1の区域の前記第2の主表面との間に延びるバルクを具備し、前記バルクの厚さが、前記第1の端部から前記第2の端部へ延び、前記バルクの厚さが、前記第1の端部でより大きく、前記第2の端部でより小さく、
前記第1の支持・ドレネージ材及び前記第2の支持・ドレネージ材が、プリーツ付きフィルタの両側に配置するのに適している、支持・ドレネージ材システム。
【請求項12】
第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備する第3の要素を具備する第3の支持・ドレネージ材と、
第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備する第4の要素を具備する別個の第4の支持・ドレネージ材と
をさらに具備し、
前記第3の支持・ドレネージ材が、前記第1の要素の前記第1の区域と前記第2の区域との間に介在し、
前記第4の支持・ドレネージ材が、前記第2の要素の前記第1の区域と前記第2の区域との間に介在し、
前記第3の支持・ドレネージ材が介在した前記第1の支持・ドレネージ材及び前記第4の支持・ドレネージ材が介在した前記第2の支持・ドレネージ材が、プリーツ付きフィルタの両側に配置するのに適している、請求項11に記載の支持・ドレネージ材システム。
【請求項13】
上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、前記上流面が第1の上流端及び第2の上流端を有し、前記下流面が第1の下流端及び第2の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、
前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記上流面又は前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記下流面に接触するように配置された請求項1〜10のいずれか一項に記載の支持・ドレネージ材と
を具備するフィルタ装置。
【請求項14】
上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、前記上流面が第1の上流端及び第2の上流端を有し、前記下流面が第1の下流端及び第2の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、
請求項11に記載の支持・ドレネージ材システムと
を具備し、
前記プリーツ付き多孔質フィルタが、前記第1の支持・ドレネージ材と前記第2の支持・ドレネージ材との間に配置され、前記第1の支持・ドレネージ材及び前記第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転している、フィルタシステム。
【請求項15】
上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、前記上流面が第1の上流端及び第2の上流端を有し、前記下流面が第1の下流端及び第2の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、
請求項12に記載の支持・ドレネージ材システムと
を具備するフィルタシステムであって、
前記プリーツ付き多孔質フィルタが、
(a)前記第1の要素の前記第1の区域と前記第2の区域との間に介在する前記第3の支持・ドレネージ材を有する前記第1の支持・ドレネージ材であって、前記第1の支持・ドレネージ材及び前記第3の支持・ドレネージ材の組み合わせたバルクを提供し、前記支持・ドレネージ材の前記第1の端部における前記組み合わせたバルクの厚さが、前記支持・ドレネージ材の前記第2の端部における前記バルクの厚さの少なくとも2倍である、前記第1の支持・ドレネージ材と、
(b)前記第2の要素の前記第1の区域と前記第2の区域との間に介在する前記第4の支持・ドレネージ材を有する前記第2の支持・ドレネージ材であって、前記第2の支持・ドレネージ材及び前記第4の支持・ドレネージ材の組み合わせたバルクを提供し、前記支持・ドレネージ材の前記第1の端部における前記組み合わせたバルクの厚さが、前記支持・ドレネージ材の前記第2の端部における前記バルクの厚さの少なくとも2倍である、前記第2の支持・ドレネージ材と
の間に配置され、
前記第1の支持・ドレネージ材及び前記第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転している、フィルタシステム。
【請求項16】
前記プリーツ付き多孔質フィルタが、レイドオーバープリーツフィルタを具備する、請求項14又は15に記載のフィルタシステム。
【請求項17】
内側コア及び外側ケージをさらに具備する、請求項14〜16のいずれか一項に記載のフィルタシステム。
【請求項18】
請求項14〜17のいずれか一項に記載のフィルタシステムに流体を通すステップを含み、前記第1の支持・ドレネージ材、前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記上流面、前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記下流面、及び前記第2の支持・ドレネージ材に流体を通すことを含む、流体を濾過する方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【0001】
[0001]複数の濾過用途において、メッシュなどの支持・ドレネージ要素(スクリーン又はネッティングとも呼ばれる)が利用されており、支持・ドレネージ(「S&D」)要素は、多孔質フィルタメディアの上流及び/又は下流に配置される。支持・ドレネージ要素は、フィルタメディアの孔よりはるかに大きい開口を有しており、フィルタメディアへの支持及び/又はフィルタメディアに対する良好な排水を提供する。
【0002】
[0002]しかし、改善された支持・ドレネージ要素が必要とされている。
【0003】
[0003]本発明は、従来技術の欠点のうちの少なくともいくつかを改良することを提供する。本発明の上記及びその他の利点は、以下に述べる説明から明らかになる。
【発明の概要】
【0004】
[0004]本発明の一実施形態は、第1の要素を具備する支持・ドレネージ材を提供し、第1の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さくなっている。
【0005】
[0005]一実施形態では、支持・ドレネージ材は、第2の要素をさらに具備し、第2の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第2の要素の第1の区域及び第2の要素の第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第2の要素の第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の要素の第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに第2の要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、第2の要素が、第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、したがって第2の要素の第2の区域が、第1の要素の第2の区域と第2の要素の第1の区域との間に介在し、第2の要素の第1の区域が、第2の要素の第2の区域と第1の要素の第1の区域との間に介在する。
【0006】
[0006]いくつかの実施形態では、第1の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第1の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である。
【0007】
[0007]別の実施形態では、第1の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第1の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍であり、第2の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第2の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である。
【0008】
[0008]別の実施形態では、第2の要素が第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在するとき、支持・ドレネージ材は、第1の要素及び第2の要素の組み合わせたバルクを有し、支持・ドレネージ材の第1の端部における組み合わせたバルクの厚さは、支持・ドレネージ材の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である。
【0009】
[0009]別の実施形態では、第1の支持・ドレネージ材及び第2の別個の支持・ドレネージ材を具備する支持・ドレネージ材システムが提供され、(a)第1の支持・ドレネージ材が、第1の要素を具備し、第1の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、(b)第2の支持・ドレネージ材が、第2の要素を具備し、第2の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、プリーツ付きフィルタの両側に配置するのに適している。
【0010】
[0010]いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材システムは、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備する第3の要素を具備する第3の支持・ドレネージ材と、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備する第4の要素を具備する第4の別個の支持・ドレネージ材とをさらに具備し、第3の支持・ドレネージ材が、第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、第4の支持・ドレネージ材が、第2の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、第3の支持・ドレネージ材が介在した第1の支持・ドレネージ材及び第4の支持・ドレネージ材が介在した第2の支持・ドレネージ材が、プリーツ付きフィルタの両側に配置するのに適している。
【0011】
[0011]本発明の一実施形態によるフィルタ装置が、上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、上流面が第1の上流端及び第2の上流端を有し、下流面が第1の下流端及び第2の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面又はプリーツ付き多孔質フィルタの下流面に接触するように配置された支持・ドレネージ材の一実施形態とを具備する。
【0012】
[0012]別の実施形態では、上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備するフィルタシステムが提供され、プリーツ付き多孔質フィルタが、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間に配置され、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転しており、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間にフィルタメディアが位置する。
【0013】
[0013]本発明の別の実施形態によるフィルタシステムが、上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、上流面が第1の上流端及び第2の上流端を有し、下流面が第1の下流端及び第2の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備し、プリーツ付き多孔質フィルタが、(a)第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在する第3の支持・ドレネージ材を有する第1の支持・ドレネージ材であって、第1の支持・ドレネージ材及び第3の支持・ドレネージ材の組み合わせたバルクを提供し、支持・ドレネージ材の第1の端部における組み合わせたバルクの厚さが、支持・ドレネージ材の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である、第1の支持・ドレネージ材と、(b)第2の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在する第4の支持・ドレネージ材を有する第2の支持・ドレネージ材であって、第2の支持・ドレネージ材及び第4の支持・ドレネージ材の組み合わせたバルクを提供し、支持・ドレネージ材の第1の端部における組み合わせたバルクの厚さが、支持・ドレネージ材の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である、第2の支持・ドレネージ材との間に配置され、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転している。
【0014】
[0014]流体を濾過する方法の実施形態も提供され、この方法は、フィルタシステムの一実施形態に流体を通すステップを含み、第1の支持・ドレネージ材、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面、及び第2の支持・ドレネージ材に流体を通すこと、又は第3の支持・ドレネージ材が介在した第1の支持・ドレネージ材、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面、及び第4の支持・ドレネージ材が介在した第2の支持・ドレネージ材に流体を通すことを含む。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の一実施形態による支持・ドレネージ材を示し、支持・ドレネージ材(単一のインサート)が、先細りしたバルク厚さを提供する少なくとも1つのメッシュ又は少なくとも1つの不織布の2つの区域を具備する、等角概略図である。
図2A】フィルタシステムの一実施形態及び支持・ドレネージ材システムの一実施形態(支持・ドレネージ材システムが複数の別個のインサートを具備する)を示し、フィルタシステムが、上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、上流面が第1の上流端及び第2の上流端を有し、下流面が第1の下流端及び第2の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備し、プリーツ付き多孔質フィルタが、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間に配置され、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転しており、したがってプリーツ付き多孔質フィルタの上流面の第1の上流端が、第1の支持・ドレネージ材のバルクのより大きい厚さに面し、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面の第2の上流端が、第1の支持・ドレネージ材のバルクのより小さい厚さに面し、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面の第1の下流端が、第2の支持・ドレネージ材のバルクのより小さい厚さに面し、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面の第2の下流端が、第2の支持・ドレネージ材のバルクのより大きい厚さに面する、図であり、等角図である。
図2B図2Aの正面図である。
図2C図2Bに示す断面J−Jに沿ってのフィルタシステムの横断面図を示し、複数の別個の第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材インサートを示す図である。この図示実施形態では、特にこの図2Cに示すように、別個の支持・ドレネージ材(インサート)は、2つの段部を具備し、各段部は、異なるバルク厚さを有する。さらに、この図示の実施形態では、第1の端部におけるバルクの厚さは、第2の端部におけるバルクの厚さの2倍である。
図2D図2Aの上面図を示す。
図3A】フィルタシステムの別の実施形態及び支持・ドレネージ材システムの別の実施形態(支持・ドレネージ材システムが複数の別個のインサートを具備する)を示し、フィルタシステムが、上流面及び下流面を有するレイドオーバープリーツ(LOP)プリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備し、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が各々湾曲しており、プリーツ付き多孔質フィルタが、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間に配置され、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転しており、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間にフィルタメディアが位置する、図であり、等角図である。
図3B図3Aの上面図である。
図3C図3Aの側面図である。
図3D】フィルタカートリッジがフィルタケージとフィルタコアとの間に配置されたプリーツ付きフィルタを具備する、図3Bに示す断面P−Pに沿ってのフィルタシステムの横断面図を示す。
図4A】フィルタシステムのさらに別の実施形態及び支持・ドレネージ材システムの一実施形態(支持・ドレネージ材システムが複数の別個のインサートを具備する)を示す図であり、等角図である。
図4B図4Aの上面図である。
図4C図4Aの側面図である。
図4D図4Cに示す端部間断面に沿っての横断面図(矢印は流体流を示す)を示す。
図5A】プリーツ付き多孔質フィルタから分離された図4A図4Dに示すインサートを具備する個々の支持・ドレネージ材の一実施形態を示す図であり、別個独立の第1及び第3の要素の等角図を示している。
図5B図5Cに示す端部間断面に基づく第1及び第3の要素の側面図である。
図5C】組立て側面図である。
図5D図5Cに示す端部間断面に沿っての組立て端面図を示す。
図6A】従来の厚さが一定のS&D材(左側)と本発明の一実施形態によるS&D材(右側)とを比較して、プリーツ付きフィルタメディアの半プリーツを通っているフィルタメディアを横切る流体の流速と、上流及び下流の支持・ドレネージ(S&D)材内の流体の流速との差を概略的に示す図である。
図6B】先細りしたS&D材と従来の厚さが一定のS&D材とを比較して、プリーツ付きフィルタ内の最大フィルタ面積の例示的な利点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
[0021]本発明の一実施形態によれば、第1の要素を具備する支持・ドレネージ材が提供され、第1の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さい。
【0017】
[0022]いくつかの実施形態では、第1の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第1の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である。
【0018】
[0023]一実施形態では、支持・ドレネージ材は、第2の要素をさらに具備し、第2の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第2の要素の第1の区域及び第2の要素の第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第2の要素の第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の要素の第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに第2の要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、第2の要素が、第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、したがって第2の要素の第2の区域が、第1の要素の第2の区域と第2の要素の第1の区域との間に介在し、第2の要素の第1の区域が、第2の要素の第2の区域と第1の要素の第1の区域との間に介在する。
【0019】
[0024]いくつかの実施形態では、より大きい厚さは、より小さい厚さより少なくとも約10%大きい。押出メッシュを具備するいくつかの実施形態では、より大きい厚さは、典型的には、より小さい厚さより少なくとも約50%(たとえば、押出メッシュの場合は約80%〜約90%、織物メッシュの場合は約60%〜約70%)大きい。
【0020】
[0025]支持・ドレネージ材の一実施形態では、第1の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第1の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍であり、第2の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第2の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である。
【0021】
[0026]支持・ドレネージ材の一実施形態では、支持・ドレネージ材は、折り畳まれたメッシュ又は不織布を具備し、メッシュ若しくは不織布を折り畳むことで、第1及び第2の区域が提供され、又はメッシュ若しくは不織布を折り畳むことで、第1の要素及び第2の要素の両方の第1及び第2の区域が提供される。
【0022】
[0027]いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材は、少なくとも1つの可撓性ヒンジを含む。
【0023】
[0028]いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材は、異なるバルク厚さを有する少なくとも2つの段部を具備する。たとえば、一実施形態では、支持・ドレネージ材は、異なるバルク厚さを有する少なくとも4つの段部を具備する。
【0024】
[0029]別の実施形態では、第1の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第1の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍であり、第2の要素の第1の端部におけるバルクの厚さは、第2の要素の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である。
【0025】
[0030]さらに別の実施形態では、第2の要素が第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在するとき、支持・ドレネージ材は、第1の要素及び第2の要素の組み合わせたバルクを有し、支持・ドレネージ材の第1の端部における組み合わせたバルクの厚さは、支持・ドレネージ材の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である。
【0026】
[0031]別の実施形態では、第1の支持・ドレネージ材及び第2の別個の支持・ドレネージ材を具備する支持・ドレネージ材システムが提供され、(a)第1の支持・ドレネージ材が、第1の要素を具備し、第1の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、(b)第2の支持・ドレネージ材が、第2の要素を具備し、第2の要素が、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、プリーツ付きフィルタの両側に配置するのに適している。
【0027】
[0032]いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材システムは、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備する第3の要素を具備する第3の支持・ドレネージ材と、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備する第4の要素を具備する第4の別個の支持・ドレネージ材とをさらに具備し、第3の支持・ドレネージ材が、第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、第4の支持・ドレネージ材が、第2の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、第3の支持・ドレネージ材が介在した第1の支持・ドレネージ材及び第4の支持・ドレネージ材が介在した第2の支持・ドレネージ材が、プリーツ付きフィルタの両側に配置するのに適している。
【0028】
[0033]本発明の一実施形態によるフィルタ装置が、上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタと、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面又はプリーツ付き多孔質フィルタの下流面に接触するように配置された支持・ドレネージ材の一実施形態とを具備する。
【0029】
[0034]別の実施形態では、上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備するフィルタシステムが提供され、プリーツ付き多孔質フィルタが、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間に配置され、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転しており、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間にフィルタメディアが位置する。
【0030】
[0035]本発明の別の実施形態によるフィルタシステムが、上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、上流面が第1の上流端及び第2の上流端を有し、下流面が第1の下流端及び第2の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備し、プリーツ付き多孔質フィルタが、(a)第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在する第3の支持・ドレネージ材を有する第1の支持・ドレネージ材であって、第1の支持・ドレネージ材及び第3の支持・ドレネージ材の組み合わせたバルクを提供し、支持・ドレネージ材の第1の端部における組み合わせたバルクの厚さが、支持・ドレネージ材の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である、第1の支持・ドレネージ材と、(b)第2の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在する第4の支持・ドレネージ材を有する第2の支持・ドレネージ材であって、第2の支持・ドレネージ材及び第4の支持・ドレネージ材の組み合わせたバルクを提供し、支持・ドレネージ材の第1の端部における組み合わせたバルクの厚さが、支持・ドレネージ材の第2の端部におけるバルクの厚さの少なくとも2倍である、第2の支持・ドレネージ材との間に配置され、第1の支持・ドレネージ材及び第2の支持・ドレネージ材が、互いに対して180度回転しており、第1の支持・ドレネージ材と第2の支持・ドレネージ材との間にフィルタメディアが位置する。
【0031】
[0036]フィルタシステムの一実施形態では、プリーツ付き多孔質フィルタは、レイドオーバープリーツフィルタを具備する。
【0032】
[0037]追加又は別法として、フィルタシステムのいくつかの実施形態では、フィルタは、内側コア及び外側ケージをさらに具備する。
【0033】
[0038]流体を濾過する方法の実施形態も提供され、この方法は、フィルタシステムの一実施形態に流体を通すステップを含み、第1の支持・ドレネージ材、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面、及び第2の支持・ドレネージ材に流体を通すこと、又は第3の支持・ドレネージ材が介在した第1の支持・ドレネージ材、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面、及び第4の支持・ドレネージ材が介在した第2の支持・ドレネージ材に流体を通すことを含む。
【0034】
[0039]従来のS&D材と比較して、本発明のS&D材は、フィルタメディア(プリーツ付き又はプリーツなし)の区域同士の間に配置されたとき、支持及び均一の間隔を提供しながら(対向する表面のメッシュにおけるストランドが互いに重なり合うのではなく互いの間に嵌合する入れ子状態を低減又は防止することを含む)、低減された沿層方向の流れ抵抗を呈し(したがって支持・ドレネージ材内の圧力降下が、フィルタ要素における圧力降下より小さくなる)、以てフィルタ要素の表面における流体の均等の分布及び低減された表面損失を提供することが有利な点である。
【0035】
[0040]プリーツ付きフィルタとともに使用されるとき、支持・ドレネージ材は、フィルタメディアの損傷(特に、膜の損傷)を低減させ、より均一の流れ分布(フィルタのプリーツ付き先端を通る流れを含む)を可能にし、安定したプリーツパックを提供することができる。さらに、ヒンジを含む支持・ドレネージ材が、従来のプリーツ加工デバイスに適合する。
【0036】
[0041]さらに、プリーツ付きフィルタとともに使用されるとき、先細りした材料を使用することで、全体的により細いプリーツピッチが得られ、所与の体積につきより多くのフィルタ材を得ることを可能にしながら、望ましい差圧を維持し、濾過効率を改善することができる。
【0037】
[0042]さらに、局所流量が必要な流れ面積に相関しないために無駄になる面積があることを本発明者らが見出した従来の厚さが一定の支持・ドレネージ要素とは対照的に、本発明の支持・ドレネージ材は、局所流量を必要な流れ面積により良好に整合させることができることが有利な点である。
【0038】
[0043]例証として、図6Aは、従来の厚さが一定のS&D材(左側)と本発明の一実施形態によるS&D材(右側)とを比較して、プリーツ付きフィルタメディアの半プリーツを通っているフィルタメディアを横切る流体の流速と、上流及び下流の支持・ドレネージ(S&D)材内の流体の流速との差を概略的に示す。局所流量が必要な流れ面積に相関しないために面積が無駄になり、速度が変動する可能性がある、従来の厚さが一定のS&D要素とは対照的に、本発明のS&D材は、局所流量を必要な流れ面積により良好に整合させ、速度を一定に保つことができることが有利な点である。図6Bは、先細りしたS&D材と従来の厚さが一定のS&D材とを比較して、プリーツ付きフィルタ内の最大フィルタ面積の例示的な利点を示し、ここで水平軸線上の「0」は、S&D材が極小に薄く、S&D材を先細りさせることによってフィルタ面積を増大させる可能性がないことを示し、水平軸線上の「1」は、フィルタ材が極小に薄く、この場合、フィルタ面積を2倍に増大させることができることを示す。図6Bは、S&D材の一端がゼロの厚さまで先細りする限界内で実現することができる最大値を示唆しており、実際の状況はこの曲線を下回る。
【0039】
[0044]支持・ドレネージ材は、平坦若しくは平面、又は実質上平坦若しくは平面とすることができ、いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材は湾曲しており、又は湾曲させることができる。
【0040】
[0045]本発明の実施形態は、フラットプリーツフィルタパック、直流螺旋フィルタ、積層型ディスクフィルタ、直交流カセットを含む様々なフィルタ構成とともに使用するのに適しており、「レイドオーバープリーツ」(LOP)フィルタ構成(たとえば、米国特許第5,543,047号に記載)に特に適している。
【0041】
[0046]本発明の各構成要素について、以下でより詳細に次に説明し、同様の構成要素は同様の参照番号を有する。上流及び下流のS&D材がそれぞれ同じ構成要素で示されている場合、対応する構成要素は、類似の参照番号とそれに続く「’」によって識別され、たとえば401’は401に対応し、402’は402に対応し、以下同様である。
【0042】
[0047]図1に示す実施形態(図2Cにより詳細に示し、図2Cはまた、S&D材システム2500の一実施形態及びフィルタシステム2000の一実施形態も示す)によれば、S&D材500が、要素400を具備し、要素400が、第1の端部401及び第2の端部402、並びに少なくとも第1の区域411及び第2の区域412を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域411が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面411a、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面411bを有し、第2の区域412が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面412a、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面412b、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さTが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さい。その結果、バルクの厚さは、第1の端部から第2の端部へ先細りする。
【0043】
[0048]図2A及び図2Bは、プリーツ付き多孔質フィルタ要素1501を具備するプリーツ付き多孔質フィルタの上流及び下流に配置された支持・ドレネージ材を示し、上流及び下流の支持・ドレネージ材は、同じ構成要素を有するものとして示されており、対応する構成要素は、類似の参照番号によって識別され、支持・ドレネージ材500及び500’(それぞれ要素400及び400’を具備する)が、支持・ドレネージ要素システム2500を具備する。
【0044】
[0049]さらに、図2Cに示す実施形態では、単一の連続する支持・ドレネージ材が折り畳まれて2つの区域を提供するため、第1の端部401、401’が各々、折り畳まれたヒンジ450、450’を含む。
【0045】
[0050]図1図2C図4D、及び図5Dに示す実施形態では、要素400は、異なる厚さの段部を具備する。支持・ドレネージ材は、任意の数の段部を有することができる。図2Cは、フィルタの上流及び下流に配置されたS&Dインサートを示し、各インサートが、2つの段部10、20(10’、20’)を具備し、20(20’)が最大の厚さを有し、図5Dは、4つの段部10、20、30、40を具備するS&Dインサートを示し、40が最大の厚さを有する。
【0046】
[0051]S&D材システム2500の実施形態に対して、図2C(並びに以下でより詳細に論じる図3D図4A、及び図4D)に示す配置では、上流の支持・ドレネージ材500及び下流の支持・ドレネージ材500’は、互いに対して180度回転しており、上流の支持・ドレネージ材500と下流の支持・ドレネージ材500’との間にフィルタメディアが位置する。これにより、フィルタ又はフィルタ要素を通る必要な流量に局所速度を整合させることが可能になることが有利な点である。
【0047】
[0052]図2A図2C図3A図3D図4A、及び図4Dは、上流の支持・ドレネージ要素400(図1図2A、及び図3Aに概略的に示すように、たとえば、図4A図4D、及び図5Dにも該当する)と下流の支持・ドレネージ要素400’との間に配置された少なくとも1つのプリーツ付き多孔質フィルタ要素1501を具備するプリーツ付き多孔質フィルタ1500を具備するフィルタシステム2000を示し、支持・ドレネージ材500及び500’(それぞれ要素400及び400’を具備する)が、支持・ドレネージ要素システム2500を具備する。
【0048】
[0053]湾曲した又は湾曲可能な支持・ドレネージ材を有する実施形態が、LOPフィルタ構成(たとえば、米国特許第5,543,047号に記載)に特に適している。たとえば、図3Dは、外側フィルタケージ1610、内側コア1611、及びプリーツ付きフィルタメディア1501を具備するプリーツ付きフィルタ1500を具備し、プリーツ付きフィルタがLOP構成を有する、フィルタカートリッジ1600の一実施形態と、図2A図2C、及び図3Aに概略的に示し、図4A図4D、及び図5Dに示す支持・ドレネージ材にも該当する、プリーツ付きフィルタの各プリーツ間に配置された個々の支持・ドレネージ材500、500’(インサート)の実施形態(第1の支持・ドレネージ要素400及び第2の支持・ドレネージ材400’が互いに対して180度回転している(S&D要素システムの一実施形態を提供する))とを示し、したがって各インサート要素の両面が、各フィルタプリーツの面に接触し、それぞれのインサートの外側先端が、ケージの内面又は内側コアの内面に接触し、プリーツ先端及びプリーツ根元をケージ又はコアから隔置し、したがってプリーツ先端及びプリーツ根元を保護しながら、流体流が通るのを可能にする。この図示の実施形態では、別個の支持・ドレネージ材(インサート)は、異なるバルク厚さを有する2つの段部を具備する。さらに、この図示の実施形態では、第1の端部におけるバルクの厚さは、第2の端部におけるバルクの厚さの2倍である。
【0049】
[0054]図4A図4Dは、フィルタシステム2000のさらに別の実施形態及び支持・ドレネージ材システム2500の一実施形態(支持・ドレネージ材システムが複数の別個のインサートを具備する)を示す。図4Aは等角図を示し、図4Bは上面図を示し、図4Cは側面図を示し、図4Dは、図4Cに示す端部間断面に沿っての横断面図(矢印は流体流を示す)を示す。この図示の実施形態では、別個の支持・ドレネージ材(インサート)が各々、4つの段部10、20、30、及び40を具備する。
【0050】
[0055]上流及び下流に配置された支持・ドレネージ材の図示の実施形態(複数の別個のインサートを示す)が各々、第1の端部及び第2の端部、並びに少なくとも第1の区域及び第2の区域を有するメッシュ又は不織布を具備する要素を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さい、図2A及び図2Cとは対照的に、図4(たとえば、図4A及び図4D参照)に示す上流及び下流に配置された支持・ドレネージ材の実施形態(複数の別個のインサートを示す)は、図2Cに概略的に示す第1の要素及び第2の要素を具備し、各々の上流及び下流の支持・ドレネージ材の一部として追加の要素をさらに具備する。
【0051】
[0056]したがって、図4A及び図4Dは、第1の支持・ドレネージ材500及び第2の別個の支持・ドレネージ材500’を具備する支持・ドレネージ材システムの一実施形態を示し、(a)第1の支持・ドレネージ材が、第1の要素400を具備し、第1の要素400が、第1の端部401及び第2の端部402、並びに少なくとも第1の区域411及び第2の区域412を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面411a、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面411bを有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面412a、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面412b、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、(b)第2の支持・ドレネージ材500’が、第2の要素400’を具備し、第2の要素400’が、第1の端部401’及び第2の端部402’、並びに少なくとも第1の区域411’及び第2の区域412’を有するメッシュ又は不織布を具備し、第1の区域が、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面411a’、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面411b’を有し、第2の区域が、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面412a’、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面412b’、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さく、システムは、第1の端部301及び第2の端部302、並びに少なくとも第1の区域311及び第2の区域312を有するメッシュ又は不織布を具備する第3の要素300を具備する第3の支持・ドレネージ材500Aと、第1の端部301’及び第2の端部302’、並びに少なくとも第1の区域311’及び第2の区域312’を有するメッシュ又は不織布を具備する第4の要素300’を具備する第4の別個の支持・ドレネージ材500Bとをさらに具備し、第3の支持・ドレネージ材が、第1の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、第4の支持・ドレネージ材が、第2の要素の第1の区域と第2の区域との間に介在し、第3の支持・ドレネージ材が介在した第1の支持・ドレネージ材及び第4の支持・ドレネージ材が介在した第2の支持・ドレネージ材が、プリーツ付きフィルタの両側に配置するのに適している。
【0052】
[0057]この図示の実施形態では、区域311、311’はそれぞれ、第1の端部から第2の端部へ延びる第1の主表面311a、311a’、及び第1の端部から第2の端部へ延びる第2の主表面311b、311b’を有し、区域312、312’はそれぞれ、第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第1の主表面312’、312a’、及び第1の端部から第2の端部までの距離より小さい距離だけ第1の端部から第2の端部に向かって延びる第2の主表面312b、312b’、並びに要素を通って第2の区域の第1の主表面と第1の区域の第2の主表面との間に延びるバルクを有し、バルクの厚さが、第1の端部から第2の端部へ延び、バルクの厚さが、第1の端部でより大きく、第2の端部でより小さい。
【0053】
[0058]図2Cに示す実施形態と同様に、図4Aに示す実施形態では、単一の連続する支持・ドレネージ材が折り畳まれて第1及び第2の要素の各々に対して2つの区域を提供するため、各々の第1の端部301、301’、401、401’が、折り畳まれたヒンジ350、350’、450、450’を含む。
【0054】
[0059]参考のために図4Dに示す実施形態を使用して、本発明による流体を濾過する方法の一実施形態は、第3の支持・ドレネージ材が介在した第1の支持・ドレネージ材、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面、及び第4の支持・ドレネージ材が介在した第2の支持・ドレネージ材に流体を通すことを含む。
【0055】
[0060]図5A図5Eは、プリーツ付き多孔質フィルタから分離された図4A図4Dに示すインサートを具備する個々の支持・ドレネージ材400の一実施形態を示す。図5Aは、別個の第1の要素400及び第3の要素300の等角図を示し、図5Bは、図5Cに示す端部間断面に基づく別個の第1及び第3の要素の側面図を示し、図5Bはまた、各要素の区域及び主表面を示し、図5Cは、組立て側面図を示し、図5Dは、図5Cに示す端部間断面に沿っての組立て端面図を示し、図5Dはまた、4つの段部10、20、30、及び40を示す。
【0056】
[0061]支持・ドレネージ材(メッシュ及び布)は、濾過される流体及び温度などの該当する濾過パラメータに適した任意の適した材料から製作することができる。
【0057】
[0062]支持・ドレネージ材は、たとえば、積層造形(「積層製造」又は「3D印刷」と呼ばれることもある)を含む当技術分野で周知の様々な方法によって作製することができる。
【0058】
[0063]ポリマーのメッシュを具備するそれらの実施形態では、ポリマーメッシュは、織物メッシュ及び押出メッシュの形で得られる。いずれのタイプを用いてもよいが、押出メッシュはより平滑であり、したがってフィルタメディアの隣接区域の摩耗がそれほど生じないために好ましいことがある。押出メッシュは、第1の組の平行なストランドと、第1の組のストランドを斜めに交差する第2の組の平行なストランドとを有することができる。押出メッシュは、対称又は非対称のいずれかとして分類することができる。対称メッシュでは、第1の組のストランドも第2の組のストランドも、メッシュがメッシュ製造機械から現れる方向であるメッシュのいわゆる「縦方向」に延びない。非対称メッシュでは、これらの組のストランドの一方が、縦方向に平行に延びる。本発明の実施形態によれば、対称メッシュ又は非対称メッシュのいずれかを使用することができる。
【0059】
[0064]様々なメッシュが、本発明の実施形態による使用に適している。たとえば、適した押出ポリマーメッシュには、商標名デルネット(DELNET)でSchweiter−Mauduit International Inc.(Alpharetta、GA)から入手可能なものが含まれる。
【0060】
[0065]メッシュは、厚さ及び1インチ当たりのストランドの数によって特徴付けることができる。これらの寸法は、いかなる特定の値にも限定されるものではなく、メッシュの所望の沿層方向の流れ特性及び所望の強度に応じて選択することができる。典型的には、メッシュのメッシュ数は、1インチ当たり少なくとも約5本のストランドである。
【0061】
[0066]ポリマーの不織布を具備するそれらの実施形態では、不織布は、濾過される流体及び温度などの該当する濾過パラメータに適したポリエステル、ポリプロピレン、又はポリアミド(たとえば、ナイロン)を含む任意のポリマー材料から製作することができる。
【0062】
[0067]様々な不織布が、本発明の実施形態による使用に適している。たとえば、適した不織布には、商標名リーメイ(REEMAY)(たとえば、リーメイ2011及びリーメイ2250)及びタイパー(TYPAR)でAvintiv Technical Nonwovens(Old Hickory、TN)から入手可能なポリエステルスパンボンド不織布が含まれる。
【0063】
[0068]典型的には、メッシュ又は不織布の厚さは、約0.0005”〜約0.025”(より典型的には、約0.005”〜約0.030”)の範囲内であり、ボイド率は約30%以上であるが、厚さはその範囲より大きく又は小さくすることもでき、ボイド率はその値より小さくすることもできる。メッシュ又は不織布が折畳み及び/又は波形を有するそれらの実施形態では、メッシュ又は不織布は、メッシュ又は不織布並びにフィルタ及びフィルタ要素の損傷を避けるのに十分なほど柔軟である。
【0064】
[0069]厚さが一端においてより大きく、他端においてより小さいバルクを具備するメッシュ及び不織布は、複数の方法で得ることができる。たとえば、メッシュ又は布は、一端と他端との間に1つ又は複数の折り畳まれた部分を含むことができ、厚さは各々の折畳み又は追加の折畳みとともに増大する。別法として、たとえば複数の層を互いに重ね合わせることもできる。
【0065】
[0070]多孔質フィルタ及び/又は多孔質フィルタ要素(たとえば、多孔質膜及び/又は多孔質の繊維メディア)は、任意の適した孔構造、たとえば孔径(たとえば、泡立ち点、若しくはたとえば米国特許第4,340,479号に記載のK、又は毛管凝縮流れ特性によって明らかである)、気孔率、孔直径(たとえば、米国特許第4,925,572号に記載の修正OSU F2試験を使用して特徴付けられる)、又は流体が要素を通過するときに1つ又は複数の当該物質の通過を低減若しくは許可する除去率を有することができる。使用される孔構造は、処理すべき流体の組成及び処理済み流体の所望の廃水レベルに依存する。
【0066】
[0071]フィルタ要素は、任意の所望の臨界濡れ表面張力(CWST、たとえば米国特許第4,925,572号に定義されている)を有することができる。CWSTは、たとえば当技術分野で知られているように、たとえば米国特許第5,152,905号、第5,443,743号、第5,472,621号、及び第6,074,869号にさらに開示されているように選択することができる。要素の表面特性は、湿式若しくは乾式酸化、表面へのポリマーの被覆若しくは堆積、又はグラフト反応によって修正することができる(たとえば、CWSTに影響を及ぼすように、表面電荷、たとえば正若しくは負の電荷を含むように、及び/又は表面の極性若しくは親水性を変えるように)。
【0067】
[0072]フィルタは、追加の要素、層、又は構成要素を含むことができ、追加の要素、層、又は構成要素は、異なる構造及び/又は機能、たとえばフィルタメディアの上流における前濾過(プレフィルトレーション)及び/又は緩衝(損傷保護のためのフィルタメディアの上流における緩衝又は損傷保護及び/若しくはメディア支持のためのフィルタメディアの下流における緩衝)を有することができる。
【0068】
[0073]本発明の実施形態によれば、フィルタ及び/又はフィルタ要素は、平面、プリーツ付き、及び中空円筒形を含む様々な構成を有することができる。
【0069】
[0074]プリーツ付きフィルタを含む例示的なフィルタ及びフィルタ要素は、米国特許第5,543,047号及び第5,552,048号に開示されている。
【0070】
[0075]複数のフィルタ要素を具備するいくつかの実施形態では、フィルタは典型的に、少なくとも1つの入口及び少なくとも1つの出口を具備し、入口と出口との間に少なくとも1つの流体流路を画定するハウジング内に配置され、フィルタは、流体流路を横切って配置され、フィルタデバイスを形成する。フィルタデバイスは、滅菌可能であることが好ましい。少なくとも1つの入口及び少なくとも1つの出口を設けるのに適した形状の任意のハウジングを用いることができる。
【0071】
[0076]ハウジングは、処理される流体に適合している任意の不浸透性の熱可塑性材料を含む任意の適した剛性の不浸透性材料から製作することができる。たとえば、ハウジングは、ステンレス鋼などの金属又はポリマーから製作することができる。
【0072】
[0077]本明細書に引用した公開、特許出願、及び特許を含むあらゆる参照文献は、各参照文献が参照により組み込まれており、全体として本明細書に記載されると個別且つ具体的に示された場合と同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【0073】
[0078]本発明を説明する文脈(特に以下の特許請求の範囲の文脈)において、「a」及び「an」及び「the」及び「少なくとも1つ(at least one)」という用語並びに類似の指示語の使用は、本明細書に別途指示しない限り、又は文脈に明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を包含すると解釈されたい。「少なくとも1つ(at least one)」という用語と、それに続く1つ又は複数の項目の一覧の使用(たとえば、「A及びBのうちの少なくとも1つ(at least one of A and B)」)は、本明細書に別途指示しない限り、又は文脈に明らかに矛盾しない限り、列挙された項目から選択された1つの項目(A又はB)又は列挙された項目の2つ以上のあらゆる組合せ(A及びB)を意味すると解釈されたい。「具備する、具備する、含む、構成する(comprising)」「有する(having)」「含む(including)」、及び「含む(containing)」という用語は、別途記載しない限り、オープンエンド(open−ended)の用語であると解釈されたい(すなわち、「〜を含むが、それだけに限定されるものではない(including, but not limited to)」を意味する)。本明細書における値の範囲の記述は、本明細書に別途指示しない限り、その範囲内に入るそれぞれ別個の値を個別に参照する簡潔な方法として働くことのみを意図したものであり、それぞれ別個の値は、本明細書に個別に記述された場合と同様に、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載するあらゆる方法は、本明細書に別途指示しない限り、又はそうでない場合、文脈に明らかに矛盾しない限り、任意の適した順序で実行することができる。本明細書に提供されるあらゆる例又は例示的な言語(たとえば、「など(such as)」)の使用は、別途記載しない限り、本発明にさらに光をあてることのみを意図したものであり、本発明の範囲に限定を加えるものではない。本明細書におけるいずれの言語も、記載されていない要素が本発明の実施に本質的であることを示すと解釈されるべきではない。
【0074】
[0079]本発明を実施する本発明者らには知られている最良の形態を含めて、本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載されている。それらの好ましい実施形態の変形例は、上記の説明を読めば当業者には明らかになるであろう。本発明者らは、当業者であれば、そのような変形例を適当に用いることを予期し、本発明者らは、本明細書に具体的に記載した以外の方法で本発明が実施されることも意図する。したがって、本発明は、準拠法によって認められる添付の特許請求の範囲に記載の主題のあらゆる修正例及び均等物を含む。さらに、本明細書に別途指示しない限り、又はそうでない場合、文脈に明らかに矛盾しない限り、本発明のあらゆる可能な変形例における前述の要素のあらゆる組合せが、本発明によって包含される。
【符号の説明】
【0075】
10 段部
10’ 段部
20 段部
20’ 段部
30 段部
40 段部
300 第3の要素
300’ 第4の要素
301 第1の端部
301’ 第1の端部
302 第2の端部
302’ 第2の端部
311 第1の区域
311’ 第1の区域
311a 第1の主表面
311a’ 第1の主表面
311b 第2の主表面
311b’ 第2の主表面
312 第2の区域
312’ 第2の区域
312a 第1の主表面
312a’ 第1の主表面
312b 第2の主表面
312b’ 第2の主表面
350 ヒンジ
350’ ヒンジ
400 第1の支持・ドレネージ要素
400’ 第2の支持・ドレネージ材
401 第1の端部
401’ 第1の端部
402 第2の端部
402’ 第2の端部
411 第1の区域
411’ 第1の区域
411a 第1の主表面
411b 第2の主表面
412 第2の区域
412’ 第2の区域
412a 第1の主表面
412b 第2の主表面
450 ヒンジ
450’ ヒンジ
500 第1の支持・ドレネージ材
500’ 第2の別個の支持・ドレネージ材
1500 プリーツ付き多孔質フィルタ
1501 プリーツ付き多孔質フィルタ要素
1600 フィルタカートリッジ
1610 外側フィルタケージ
1611 内側コア
2000 フィルタシステム
2500 支持・ドレネージ要素システム
T バルクの厚さ
図1
図2A
図2B
図2C
図2D
図3A
図3B
図3C
図3D
図4A
図4B
図4C
図4D
図5A
図5B
図5C
図5D
図6A
図6B
【外国語明細書】
2020099894000001.pdf