(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】P2022051537
(43)【公開日】2022-03-31
(54)【発明の名称】分岐型フィルタ及び使用方法
(51)【国際特許分類】
B01D 63/06 20060101AFI20220324BHJP
【FI】
B01D63/06
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021148923
(22)【出願日】2021-09-13
(31)【優先権主張番号】17/025,262
(32)【優先日】2020-09-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】ツァイラー, マーティン
(72)【発明者】
【氏名】ベアー, ジェームズ エー.
(72)【発明者】
【氏名】ミラー, ジョン ピー.
【テーマコード(参考)】
4D006
【Fターム(参考)】
4D006GA06
4D006GA07
4D006HA27
4D006JA14A
4D006JA18A
4D006JA25A
4D006JA62A
4D006MA02
4D006MA10
4D006MB09
(57)【要約】
【課題】新規なフィルタ装置、かかるフィルタ装置を含むフィルタデバイス及び使用方法を提供すること。
【解決手段】フィルタ装置は、径方向に配置された複数のフィルタを具備する。各フィルタは、複数のアームを備え、各アームは、多孔性側壁を有する中空チューブを備え、各中空チューブは、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有するチューブ内側流体チャネルとを有し、フィルタは、多孔性側壁と第1の中空本体内径とを有する第1の中空本体を備える第1のチューブコネクタであり、中空チューブと連結され流体連通状態にある、第1のチューブコネクタと、第2の中空本体内径を有する第2の中空本体を備える第2のチューブコネクタであり、第1の中空本体と連結され流体連通状態にある、第2のチューブコネクタとをさらに含む。
【選択図】
図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
径方向配置の複数のフィルタを具備するフィルタ装置であって、
前記複数のフィルタのそれぞれは複数のフィルタアームを備え、
前記複数のフィルタアームは、
多孔性側壁を有する第1の中空チューブを備える第1のフィルタアームであり、前記第1の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する第1のチューブ内側流体チャネルとを有する、第1のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する第2の中空チューブを備える第2のフィルタアームであり、前記第2の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する第2のチューブ内側流体チャネルとを有する、第2のフィルタアームとを少なくとも備え、
前記フィルタのそれぞれは、
多孔性側壁と第1の中空本体内径とを有する第1の中空本体を備える第1のチューブコネクタであり、前記第1及び第2の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、前記第1の中空本体内径が、前記第1及び第2のチューブ内側流体チャネル内径より大きい、第1のチューブコネクタと、
第2の中空本体内径を有する第2の中空本体を備える第2のチューブコネクタであり、前記第1の中空本体と連結され流体連通状態にあり、前記第2の中空本体内径が、前記第1の中空本体内径より大きい、第2のチューブコネクタと
をさらに備える、フィルタ装置。
【請求項2】
径方向配置の複数の湾曲したフィルタを具備するフィルタ装置であって、
前記複数の湾曲したフィルタのそれぞれは複数の湾曲したフィルタアームを備え、
前記複数の湾曲したフィルタアームは、
多孔性側壁を有する湾曲した第1の中空チューブを備える湾曲した第1のフィルタアームであり、前記湾曲した第1の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する湾曲した第1のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第1のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する湾曲した第2の中空チューブを備える湾曲した第2のフィルタアームであり、前記湾曲した第2の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する湾曲した第2のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第2のフィルタアームと
を少なくとも備え、
前記湾曲したフィルタのそれぞれは、
多孔性側壁と第1の中空本体内径とを有する湾曲した第1の中空本体を備える湾曲した第1のチューブコネクタであり、前記湾曲した第1及び第2の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、前記湾曲した第1の中空本体内径が、前記湾曲した第1及び第2のチューブ内側流体チャネル内径より大きい、湾曲した第1のチューブコネクタと、
第2の中空本体内径を有する湾曲した第2の中空本体を備える湾曲した第2のチューブコネクタであり、前記湾曲した第1の中空本体と連結され流体連通状態にあり、前記第2の中空本体内径が、前記第1の中空本体内径より大きい、湾曲した第2のチューブコネクタと
をさらに備える、フィルタ装置。
【請求項3】
前記複数のフィルタ又は前記複数の湾曲したフィルタが、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、前記中央中空ハブが、中央開口部と、前記第2の中空本体又は湾曲した第2の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、前記外側ケージが、前記中空チューブ又は前記湾曲した中空チューブの前記第1の開放端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、前記中空チューブ又は前記湾曲した中空チューブの前記多孔性側壁間の空間が、透過流体流路を提供する、請求項1又は2に記載のフィルタ装置。
【請求項4】
入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、前記入口と前記透過流出口との間の透過流体流路、及び前記入口と前記非透過流出口との間の非透過流体流路を画定する、フィルタハウジングと、前記透過流体流路を横切って前記フィルタハウジング内に配置された、請求項1~3のいずれか一項に記載の少なくとも1つのフィルタ装置とを備える、フィルタデバイス。
【請求項5】
前記透過流体流路を横切って前記フィルタハウジング内に配置された、請求項1~3のいずれか一項に記載の少なくとも2つのフィルタ装置を含む、請求項4に記載のフィルタデバイス。
【請求項6】
流体を濾過する方法であって、請求項1~3のいずれか一項に記載のフィルタ装置又は請求項4若しくは5に記載のフィルタデバイスに前記流体を通過させるステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【0001】
[0001]濾過性能目標を達成するために、大型及び/若しくは複数の濾過デバイスを使用するか、或いは、不十分な濾過領域の結果生じる圧力降下の増大によってより頻繁に交換しなければならないフィルタデバイスを使用することが必要となることがある。いずれの代替策もコストの増大をもたらす可能性がある。
【0002】
[0002]したがって、改良されたフィルタが必要とされる。本発明は、従来技術の欠点の少なくとも一部を改善することを実現する。本発明のこれら及び他の利点は、以下に記載する説明から明らかになるであろう。
【発明の概要】
【0003】
[0003]本発明の一態様は、径方向配置の複数のフィルタを具備するフィルタ装置(filter arrangement)を定期用するものであり、各フィルタは、複数のフィルタアームを備え、
複数のフィルタアームは、
多孔性側壁を有する第1の中空チューブを備える第1のフィルタアームであり、第1の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する第1のチューブ内側流体チャネルとを有する、第1のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する第2の中空チューブを備える第2のフィルタアームであり、第2の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する第2のチューブ内側流体チャネルとを有する、第2のフィルタアームと
を少なくとも備え、
各フィルタは、
多孔性側壁と第1の中空本体内径とを有する第1の中空本体を備える第1のチューブコネクタであり、第1及び第2の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第1の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、第1のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第2の中空本体内径とを有する第2の中空本体を備える第2のチューブコネクタであり、第1の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第2の中空本体内径が、第1の中空本体内径より大きい、第2のチューブコネクタと
をさらに備える。
【0004】
[0004]フィルタ装置の好ましい態様では、複数のフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、第2の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【0005】
[0005]本発明の別の態様は、径方向配置の複数の湾曲したフィルタを具備するフィルタ装置を提供するものであり、各フィルタは、複数の湾曲したフィルタアームを備え、
複数の湾曲したフィルタアームは、
多孔性側壁を有する湾曲した第1の中空チューブを備える湾曲した第1のフィルタアームであり、湾曲した第1の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する湾曲した第1のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第1のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する湾曲した第2の中空チューブを備える湾曲した第2のフィルタアームであり、湾曲した第2の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する湾曲した第2のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第2のフィルタアームと
を少なくとも備え、
それぞれの湾曲したフィルタは、
多孔性側壁と第1の中空本体内径とを有する第1の中空本体を備える湾曲した第1のチューブコネクタであり、湾曲した第1及び第2の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第1の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、湾曲した第1のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第2の中空本体内径とを有する第2の中空本体を備える湾曲した第2のチューブコネクタであり、第1の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第2の中空本体内径が、第1の中空本体内径より大きい、湾曲した第2のチューブコネクタと
をさらに備える。
【0006】
[0006]フィルタ装置の好ましい態様では、複数の湾曲したフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、湾曲した第2の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、湾曲した中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【0007】
[0007]他の態様では、フィルタデバイス、及びフィルタデバイスを使用するクロスフロー濾過の方法が、提供され、フィルタデバイスはそれぞれ、入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定する、フィルタハウジングを備え、このとき、1つ又は複数のフィルタ装置の態様は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1A】(
図3Cの線A-Aに沿って切り取られた)本発明の態様による、クロスフローをもたらす径方向配置の複数のフィルタを備えるフィルタ装置の図であり、各フィルタは、複数のフィルタアームを備え、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する第1のチューブコネクタであって、中空チューブと連結され流体連通状態にある、第1のチューブコネクタと、第1のチューブコネクタと連結され流体連通状態にある第2のチューブコネクタとをさらに備える。
【
図1B】
図1Aに示すフィルタ装置の詳細Aに示すような個々のフィルタの拡大図であり、フィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に配置されて示され、中央中空ハブは、中央開口部と、フィルタの第2の中空本体と流体連通状態にあるハブチャネルとを含み、外側ケージは、中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【
図2A】
図1Aに示すフィルタ装置の4つのフィルタアームの4セットを備える個々のフィルタを示す正射影図であり、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する第1のチューブコネクタであって、中空チューブと連結され流体連通状態にある、第1のチューブコネクタと、第1のチューブコネクタと連結され流体連通状態にある第2のチューブコネクタとをさらに備える。
【
図2E】
図2Cの線B-Bに沿った側部断面図であり、フィルタの中空チューブ、第1のコネクタ、及び第2のコネクタの異なる長さ、並びに中空チューブ、第1のコネクタ、及び第2のコネクタの壁の異なる厚さも示す。
【
図3A】入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定するフィルタハウジングと、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置された、
図1Aに示すような複数のフィルタ装置とを備えるフィルタデバイスの、部分的な切断部を有する上面図である。
【
図3B】
図3Aの線C-Cに沿った側部断面図であり、矢印は、透過流体流路及び非透過流体流路を示す。
【
図4A】(
図6Cの線B-Bに沿って切り取られた)本発明の態様によるクロスフローをもたらす径方向配置の複数の湾曲したフィルタを備えるフィルタ装置の図であり、それぞれの湾曲したフィルタは、複数のフィルタアームを備え、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する湾曲した中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する湾曲した第1のチューブコネクタであって、中空チューブと連結され流体連通状態にある、湾曲した第1のチューブコネクタと、第1の中空チューブコネクタと連結され流体連通状態にある湾曲した第2のチューブコネクタとをさらに備える。
【
図4B】
図4Aに示すフィルタ装置に示すような個々の湾曲したフィルタの拡大図であり、フィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に配置されて示され、中央中空ハブは、中央開口部と、湾曲したフィルタの湾曲した第2の中空本体と流体連通状態にあるハブチャネルとを含み、外側ケージは、湾曲した中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【
図5A】
図4Aに示すフィルタ装置の4つのフィルタアームの4つのセットを備える個々の湾曲したフィルタの正射影図であり、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する湾曲した中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する湾曲した第1のチューブコネクタであって、湾曲した中空チューブと連結され流体連通状態にある、第1のチューブコネクタと、湾曲した第1のチューブコネクタと連結され流体連通状態にある湾曲した第2のチューブコネクタとをさらに備える。
【
図5C】
図5Bの線D-Dに沿った右側部断面図であり、フィルタの中空チューブ、第1のコネクタ、及び第2のコネクタの異なる長さ、並びに中空チューブ、第1のコネクタ、及び第2のコネクタの壁の異なる厚さも示す。
【
図6A】入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定するフィルタハウジングと、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置された、
図1Aに示すような複数のフィルタ装置とを備えるフィルタデバイスの、部分的な切断部を有する上面図である。
【
図6B】
図6Aの線D-Dに沿った側部断面図であり、矢印は、透過流体流路及び非透過流体流路を示している。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[0014]本発明の一態様は、径方向配置の複数のフィルタを具備するフィルタ装置を定期用すめるものであり、各フィルタは、複数のフィルタアームを備え、
複数のフィルタアームは、
多孔性側壁を有する第1の中空チューブを備える第1のフィルタアームであり、第1の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する第1のチューブ内側流体チャネルとを有する、第1のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する第2の中空チューブを備える第2のフィルタアームであり、第2の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する第2のチューブ内側流体チャネルとを有する、第2のフィルタアームと
を少なくとも備え、
各フィルタは、
多孔性側壁と第1の中空本体内径とを有する第1の中空本体を備える第1のチューブコネクタであり、第1及び第2の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第1の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、第1のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第2の中空本体内径とを有する第2の中空本体を備える第2のチューブコネクタであり、第1の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第2の中空本体内径が、第1の中空本体内径より大きい、第2のチューブコネクタと
をさらに備える。
【0010】
[0015]フィルタ装置の好ましい態様では、複数のフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、第2の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【0011】
[0016]本発明の別の態様は、径方向配置の複数の湾曲したフィルタを具備するフィルタ装置を定期用するものであり、各フィルタは、複数の湾曲したフィルタアームを備え、
複数の湾曲したフィルタアームは、
多孔性側壁を有する湾曲した第1の中空チューブを備える湾曲した第1のフィルタアームであり、湾曲した第1の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する湾曲した第1のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第1のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する湾曲した第2の中空チューブを備える湾曲した第2のフィルタアームであり、湾曲した第2の中空チューブが、第1の開放端部及び第2の開放端部と、内径を有する湾曲した第2のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第2のフィルタアームと
を少なくとも備え、
それぞれの湾曲したフィルタは、
多孔性側壁と第1の中空本体内径とを有する第1の中空本体を備える湾曲した第1のチューブコネクタであり、湾曲した第1及び第2の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第1の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、湾曲した第1のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第2の中空本体内径とを有する第2の中空本体を備える湾曲した第2のチューブコネクタであり、第1の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第2の中空本体内径が、第1の中空本体内径より大きい、湾曲した第2のチューブコネクタと
をさらに備える。
【0012】
[0017]フィルタ装置のフィルタの態様は、任意の数の中空チューブ(まっすぐな中空チューブ、又は湾曲した中空チューブを含む)を含むフィルタアームと、必要ならば、任意の数の第1のチューブコネクタ及び第2のチューブコネクタ(まっすぐな、又は湾曲した第1及び第2のチューブコネクタを含む)とを含むことができる。
【0013】
[0018]フィルタ装置のフィルタの態様は、複数のフィルタアームの任意の数のセットを有することができ、各セットは、別個の第1のチューブコネクタと連通することができ、複数の別個の第1のチューブコネクタは、共通の第2のチューブコネクタと連通することができる。
【0014】
[0019]フィルタ装置の好ましい態様では、複数の湾曲したフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、湾曲した第2の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、湾曲した中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【0015】
[0020]他の態様では、フィルタデバイス、及びフィルタデバイスを使用するクロスフロー濾過の方法が、提供され、フィルタデバイスはそれぞれ、入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定する、フィルタハウジングを備え、このとき、1つ又は複数のフィルタ装置(好ましくは2つ又はそれ以上のフィルタ装置)の態様は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。
【0016】
[0021]次に、本発明の構成要素のそれぞれを以下でより詳細に説明し、この場合、同じ構成要素は、同じ参照番号を有する。フィルタデバイスの図示する態様は、内圧フィルタ流に合わせて配置される。
【0017】
[0022]
図1Aは、径方向配置の複数のクロスフローフィルタ400を備えるフィルタ装置1000の態様を示し、(
図1B及び2A~2Eにより詳細に示すように論じる)各フィルタは、4つのフィルタアームの複数のセットを備え、各フィルタアームは、多孔性壁を有する中空チューブを備え、アームは、各端部において開いており、
各フィルタは、
多孔性壁を有する第1の中空本体を備える第1のチューブコネクタであって、第1のチューブコネクタが、中空チューブと連結され流体連通状態にある、第1のチューブコネクタと、
多孔性壁を有する第2の中空本体を備える第2のチューブコネクタであって、第1の中空本体と連結され流体連通状態にある、第2のチューブコネクタと
をさらに備える。複数のフィルタ(9つのフィルタが示されているが、フィルタ装置は、任意の数のフィルタを有することができる)は、中央中空ハブ700と外側ケージ750との間の中央軸線の周りに径方向に配置され、中央中空ハブ700は、中央開口部702と、第2の中空本体及び中央中空ハブの中央開口部702と流体連通状態にある複数のハブチャネル701A~700Iとを含み、外側ケージ750は、中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある、(中空チューブ103用の)753及び(中空チューブ104用の)754として
図1Bに示す、中空チューブ用の複数の非透過流体流れポートを含み、中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【0018】
[0023]
図2A~2Eに示すように、フィルタ400は、4つのフィルタアームの4セットを備え(フィルタは、任意の数のフィルタアーム及び/又はフィルタアームのセットを有することができる)、
各セットは、
多孔性側壁と、第1の開放端部11と、第2の開放端部12と、内径14を有する第1の中空チューブ内側流体チャネル13とを有する第1の中空チューブ10を備える第1のフィルタアーム101と、
多孔性側壁と、第1の開放端部21と、第2の開放端部22と、内径24を有する第2の中空チューブ内側流体チャネル23とを有する第2の中空チューブ20を備える第2のフィルタアーム102と、
多孔性側壁と、第1の開放端部31と、第2の開放端部32と、内径34を有する第3の中空チューブ内側流体チャネル33とを有する第3の中空チューブ30を備える第3のフィルタアーム103と、
多孔性側壁と、第1の開放端部41と、第2の開放端部42と、内径44を有する第4の中空チューブ内側流体チャネル43とを有する第4の中空チューブ40を備える第4のフィルタアーム104と
を備え、
フィルタは、4つのフィルタアームの各セットと連通する、別個の第1のチューブコネクタ60をさらに備え、第1のチューブコネクタ60は、多孔性壁を有し、第1の開放端部61及び第2の開放端部62と、第1の中空本体内径64を有する第1の中空本体内側流体チャネル63とを有する第1の中空本体65を備え、第1のチューブコネクタは、第1、第2、第3、及び第4の中空チューブ10、20、30、40の第2の開放端部12、22、32、42と連結され流体連通状態にあり、第1の中空本体内径64は、チューブ内側流体チャネル内径14、24、34、及び44のそれぞれより大きく、フィルタ400は、4つの第1のチューブコネクタのそれぞれと共有して連通する、第2のチューブコネクタ70(第2のチューブコネクタは、
図2Eに示すように全長L3Aを有する)をさらに備え、第2のチューブコネクタ70は、第1の開放端部71及び第2の開放端部72と、第2の中空本体内径74を有する第2の中空本体内側流体チャネル73とを有する第2の中空本体75を備え、第2のチューブコネクタ70の第1の開放端部71は、第1の中空本体65の第2の開放端部62と連結され流体連通状態にあり、第2の中空本体内径74は、第1の中空本体内径64より大きく、第1の中空本体内径64は、チューブ内側流体チャネル内径14、24、34、及び44のそれぞれより大きい。
図2Eの図では、4つのフィルタのセットのすべては、同じ長さL1Aを有し、第1のコネクタは長さL2Aを有し、第2のコネクタは長さL3Aを有し、この場合L1A>L2A>L3Aである。
【0019】
[0024]フィルタアーム、第1のコネクタ及び第2のコネクタの長さ間の関係は、図示するものに限定されず、さまざまな長さをすべて等しくすることができ、又は2つを等しくすることができ、又は例えばL1A<L2A>L3Aなどとすることができる。追加的又は代替的には、複数のフィルタを含むこれらの態様では、フィルタアーム、第1のコネクタ、及び第2のコネクタの長さ間の関係は、同じフィルタデバイス内で異なるフィルタに対して異なることができる。
【0020】
[0025]通常、
図2Eに示すように、中空チューブ、第1のコネクタ、及び第2のコネクタの壁の厚さは異なり、中空チューブの壁(T1)は、第1のチューブコネクタの壁(T2)より薄く、第1のチューブコネクタの壁は、第2のチューブコネクタの壁(T3)より薄い。
【0021】
[0026]
図4Aは、径方向配置の複数の湾曲したクロスフローフィルタ400’を備えるフィルタ装置1000’の態様を示し、(
図4B及び5A~5Aにより詳細に示すように論じる)それぞれの湾曲したフィルタは、4つの湾曲したフィルタアームの複数のセットを備え(フィルタは任意の数のフィルタアームを有することができる)、それぞれの湾曲したフィルタアームは、多孔性壁を有する湾曲した中空チューブを備え、湾曲したアームは、各端部において開いており、
それぞれの湾曲したフィルタは、
多孔性壁を有する湾曲した第1の中空本体を備える湾曲した第1のチューブコネクタであって、湾曲した中空チューブと連結され流体連通状態にある、湾曲した第1のチューブコネクタと、
多孔性壁を有する湾曲した第2の中空本体を備える湾曲した第2のチューブコネクタであって、湾曲した第1の中空本体と連結され流体連通状態にある、湾曲した第2のチューブコネクタと
をさらに備える。複数のフィルタ(10個のフィルタが示されているが、フィルタ装置は、任意の数のフィルタを有することができる)は、中央中空ハブ700’と外側ケージ750’との間の中央軸線の周りに径方向に配置され、中央中空ハブ700’は、中央開口部702’と、湾曲した第2の中空本体及び中央中空ハブの中央開口部702’と流体連通状態にある複数のハブチャネル701A’~700J’とを含み、外側ケージ750’は、湾曲した中空チューブの第1の端部と流体連通状態にある、(中空チューブ103’用の)753’及び(中空チューブ104’用の)754’として
図4Bに示す、複数の非透過流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
【0022】
[0027]いくつかの態様では、湾曲したフィルタは、まっすぐなフィルタと比べて、同じ外径でより多くのフィルタ領域をもたらすことができる。
図4Aに示す態様では、ハブチャネルを含む中央中空ハブ700’の側部に対する湾曲したフィルタ400’の全体角度は、約45°~約90°の範囲内であるが、さまざまな角度が、本発明での使用に適切である。
【0023】
[0028]
図5A~5Fに示すように、湾曲したフィルタ400’は、4つの湾曲したフィルタアームの4セットを備え(フィルタは、任意の数の湾曲したフィルタアーム及び/又は湾曲したフィルタアームのセットを有することができる)、
各セットは、
多孔性側壁と、第1の開放端部11’と、第2の開放端部12’と、内径14’を有する湾曲した第1の中空チューブ内側流体チャネル13’とを有する湾曲した第1の中空チューブ10’を備える湾曲した第1のフィルタアーム101’と、
多孔性側壁と、第1の開放端部21’と、第2の開放端部22’と、内径24’を有する湾曲した第2の中空チューブ内側流体チャネル23’とを有する湾曲した第2の中空チューブ20’を備える湾曲した第2のフィルタアーム102’と、
多孔性側壁と、第1の開放端部31’と、第2の開放端部32’と、内径34’を有する湾曲した第3の中空チューブ内側流体チャネル33’とを有する湾曲した第3の中空チューブ30’を備える湾曲した第3のフィルタアーム103’と、
多孔性側壁と、第1の開放端部41’と、第2の開放端部42’と、内径44’を有する湾曲した第4の中空チューブ内側流体チャネル43’とを有する湾曲した第4の中空チューブ40’を備える湾曲した第4のフィルタアーム104’と
を備え、
湾曲したフィルタは、
4つの湾曲したフィルタアームの各セットと連通する、別個の湾曲した第1のチューブコネクタ60’をさらに備え、第1のチューブコネクタ60’は、多孔性壁を有し、第1の開放端部61’及び第2の開放端部62’と、湾曲した第1の中空本体内径64’を有する湾曲した第1の中空本体内側流体チャネル63’とを有する第1の中空本体65’を備え、湾曲した第1のチューブコネクタは、湾曲した第1、第2、第3、及び第4の中空チューブ10’、20’、30’、40’の第2の開放端部12’、22’、32’、42’と連結され流体連通状態にあり、湾曲した第1の中空本体内径64’は、湾曲したチューブ内側流体チャネル内径14’、24’、34’、及び44’のそれぞれより大きく、湾曲したフィルタ400’は、4つの湾曲した第1のチューブコネクタのそれぞれと共有して連通する、第2のチューブコネクタ70’(湾曲した第2のチューブコネクタは、
図5Cに示すように全長L3’を有する)を更に備え、第2のチューブコネクタ70’は、第1の開放端部71’及び第2の開放端部72’と、湾曲した第2の中空本体内径74’を有する湾曲した第2の中空本体内側流体チャネル73’とを有する湾曲した第2の中空本体75’を備え、湾曲した第2のチューブコネクタ70’の第1の開放端部71’は、湾曲した第1の中空本体65’の第2の開放端部62’と連結され流体連通状態にあり、湾曲した第2の中空本体内径74’は、湾曲した第1の中空本体内径64’より大きく、湾曲した第1の中空本体内径64’は、湾曲したチューブ内側流体チャネル内径14’、24’、34’、及び44’のそれぞれより大きい。
図5Cの図では、4つの湾曲したフィルタアームのセットのすべては、同じ長さL1’を有し、第1のコネクタは長さL2’を有し、第2のコネクタは長さL3’を有し、この場合L1’>L2’>L3’である。
【0024】
[0029]例えば、
図2A~2Eに示す態様に関する論議と同様に、湾曲したフィルタアーム、湾曲した第1のコネクタ、及び湾曲した第2のコネクタの長さ間の関係は、図示するものに限定されず、さまざまな長さをすべて等しくすることができ、又は2つを等しくすることができ、又は例えばL1’<L2’>L3’などとすることができる。追加的又は代替的には、複数のフィルタを含むこれらの態様では、フィルタアーム、第1のコネクタ、及び第2のコネクタの長さ間の関係は、同じフィルタデバイス内で異なるフィルタに対して異なることができる。
【0025】
[0030]フィルタ装置の1つ又は複数の態様は、通常、ハウジング内に配設され、ハウジングは、入口と、透過流出口と、非透過流出口とを備え、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定し、このとき、1つ又は複数のフィルタ装置の態様は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。
【0026】
[0031]
図3A~3Dは、本発明の別の態様によるフィルタデバイス600を示し、フィルタデバイスはハウジング605を備え、ハウジングは、入口601と、透過流出口602と、非透過流出口603とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定し、このとき、
図1Aに示すような本発明の態様による複数のフィルタ装置1000(4つの配置が示され、集合的にフィルタ装置挿入物1050を提供しているが、フィルタデバイスは、任意の数のフィルタ装置を有することができる)は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。フィルタ装置挿入物1050は、ハウジング605の障壁プレート610Aと610Bとの間に装着される。
図3Bにより詳細に示すように、フィルタデバイスの図示する態様は、「内圧」濾過流に合わせて配置される。
【0027】
[0032]
図6A~6Dは、本発明の別の態様によるフィルタデバイス600’を示し、フィルタデバイスはハウジング605’を有し、ハウジングは、入口601’と、透過流出口602’と、非透過流出口603’とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定し、このとき、
図4Aに示すような本発明の態様による複数のフィルタ装置1000’(4つの配置が示され、集合的にフィルタ装置挿入物1050’を提供しているが、フィルタデバイスは、任意の数のフィルタ装置を有することができる)は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。フィルタ装置挿入物1050’は、ハウジング605’の障壁プレート610’と610B’との間に装着される。
図6Bにより詳細に示すように、フィルタデバイスの図示する態様は、「内圧」濾過流に合わせて配置される。
【0028】
[0033]必要ならば、本発明の態様は、閉鎖型及び無菌のシステムに利用することができる。本明細書では、用語「閉鎖型」は、システムの内容物をシステムが使用されている環境に露出することなく、流体の収集及び処理(濾過、及び必要ならば、操作、例えば部分の分離、成分への分離、貯蔵、及び保存などを含む)を可能にするシステムを指す。閉鎖型システムは、初期製作時に作られたものとすることができ、又は無菌ドッキングデバイスを含むサニタリ―接続による衛生器具のシステムの連結から生み出すことができる。
【0029】
[0034]中空チューブ及び第1のチューブコネクタ(及びいくつかの態様では、第2のチューブコネクタ)の側壁は、任意の適切な細孔構造、例えば(例えばバブルポイントによって、若しくは例えば米国特許第4,340,479号に説明するようにKLによって証明されるか、又は毛管凝縮フローポロメトリ(capillary condensation flow porometry)によって証明されるような)細孔サイズ、平均流量細孔(MFP)サイズ(例えば、Porvair Porometer(Porvair plc、Norfolk、英国)などのポロメータ、又は商標ポロラックス(POROLUX)(Porometer.com;ベルギー国)下で入手可能なポロメータを使用して特徴付けられる場合)、細孔率、細孔径(例えば米国特許第4,925,572号に説明されるような変更されたOSU F2試験を使用して特徴付けられる場合)、又は除去率媒体などを有することができる。使用される細孔構造は、利用される粒子のサイズ、処理される流体の組成、及び処理される流体の所望の流出レベルによって決まる。第1及び/又は第2のチューブコネクタの壁が多孔性である態様では(例えば、中空チューブ及びチューブコネクタが同じ材料から作られる一部の態様では)、チューブコネクタ壁の細孔構造は、中空チューブの壁の細孔構造を下回る。
【0030】
[0035]フィルタは、任意の所望の臨界湿潤表面張力(critical wetting surface tension)(例えば米国特許第4,925,572号に定義されるようなCWST)を有することができる。CWSTは、例えば、米国特許第5,152,905号、米国特許第5,443,743号、米国特許第5,472,621号、及び米国特許第6,074,869号にさらに開示されるように、従来技術で知られているように選択することができる。通常、フィルタ要素は、少なくとも約17dynes/cm(約17×10-5N/cm)のCWST、例えば、約17dynes/cm~約90dynes/cm(約17×10-5N/cm~約90×10-5N/cm)の範囲、より典型的には約50dynes/cm~約60dynes/cm(約50x10-5N/cm~約60×10-5N/cm)の範囲内のCWSTを有する。
【0031】
[0036]フィルタの表面特徴は、湿式若しくは乾式酸化によって、表面にポリマーをコーティング若しくは堆積することによって、又はグラフト反応によって、(例えばCWSTに影響を与えるように、表面電荷、例えば正又は負の電荷を含むように、及び/又は表面の極性又は親水性を変えるように)変更することができる。
【0032】
[0037]フィルタ及び/又はフィルタ装置の任意の態様は、異なる構造及び/又は機能、例えば、予備濾過、支持、排出、スペース配置及び緩衝作用のうちの任意の1つ又は複数の少なくとも1つを有することができる追加の要素、層、又は構成要素を含むことができる。フィルタはまた、メッシュ及び/又はスクリーンなどの少なくとも1つの追加の要素を含むことができることも例証されている。
【0033】
[0038]本発明の態様によると、フィルタ及びフィルタ装置は、平坦、プリーツ付き、及び中空円筒形を含むさまざまな構成を有することができる。
【0034】
[0039]本発明の態様による、(フィルタアーム及びチューブコネクタを含む)フィルタ及びフィルタ装置並びにハウジングは、モノリシックであることが好ましく、(「付加層製造」又は「3D印刷」と称されることもある)付加製造によって製造されることが好ましい。これらは、通常、活性可能な結合剤と一緒に結合された金属粉末を繰り返し堆積し(例えば、「ドロップオンパウダ(drop on powder)」と称されることもある結合剤噴射)、通常はその後粉末を凝集させることによって、例えば焼結することによって形成される。他の適切な方法は、押し出し(例えばペースト押し出し、融解フィラメント製造(fused filament fabrication)、及び熱溶解積層法(fused deposition modelling))及び光重合化(例えば光造形装置(SLA)及びデジタル光処理(DLP))を含む。
【0035】
[0040]フィルタ、フィルタアーム及びフィルタ装置、並びにハウジングは、実質的に同時に連続動作で付加製造によって一緒に製造することができる。
【0036】
[0041]任意の適切な付加製造装置を使用することができ、さまざまな工業用3Dプリンタが、適切であり、市販されている。
【0037】
[0042]本明細書に引用する公報、特許出願、及び特許を含むすべての参照文献は、各参照文献が参照によって組み込まれるように個々に且つ具体的に示され、全体的に本明細書に記載されるかのように同程度に、参照によって本明細書に組み込まれる。
【0038】
[0043]本明細書を説明する文脈(特に以下の特許請求の範囲の文脈)での用語「1つ(a)」及び「1つ(an)」及び「その」及び「少なくとも1つ」並びに類似の指示対象の使用は、本明細書に別段示さない限り、又は文脈が明確に矛盾しない限り、単数と複数の両方を対象とするように解釈されるものである。1つ又は複数の項目のリストが後に続く、用語「少なくとも1つ」の使用(例えば「A及びBの少なくとも1つ」)は、本明細書に別段示さない限り、又は文脈が明確に矛盾しない限り、リストされた項目から選択された1つの項目(A又はB)、又はリストされた項目の2つ以上の任意の組み合わせ(A及びB)を意味するように解釈されるものとする。用語「備える」、「有する」、「含む(including)」、及び「含む(containing)」は、別段留意されない限り、非制限(open-ended)用語(すなわち「それだけに限定されないが、含む」を意味する)として解釈されるものである。本明細書の値の範囲の列挙は、本明細書に別段示さない限り、範囲内に含まれる各別個の値を個々に指す簡略的な方法として働くことを意図するにすぎず、各別個の値は、本明細書に個々に記載されるかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に説明するすべての方法は、本明細書に別段示さない限り、又は別途文脈が明確に矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書に提供するあらゆるすべての例、又は例を表す文言(例えば「など」)の使用は、本発明をより良好に明らかにすることを意図するにすぎず、別段特許請求しない限り、本発明の範囲に限定を課すものではない。本明細書のいかなる文言も、請求懈怠要素(non-claimed element)のいずれもが本開示の実施に必須であると示すものとして解釈されるべきではない。
【0039】
[0044]本発明の好ましい態様が、本発明を実施するために本発明者に知られている最良の形態を含んで、本明細書に説明される。これらの好ましい態様の変形形態は、前述の説明を読み取ることで当業者に明らかになり得る。本発明者は、当業者がそのような変形形態を適宜使用することを期待し、本明細書において具体的に説明するもの以外で本発明を実施することを意図する。したがって、本発明は、適用可能な法律によって認められる、本明細書に付属する特許請求の範囲内に記載する主題のすべての改変形態及び等価物を含む。さらに、本明細書に別段示さない限り、又は別途文脈が明確に矛盾しない限り、本発明のすべての可能な変形形態の上記で説明した要素の任意の組み合わせが、本発明によって包含される。
【符号の説明】
【0040】
10…第1の中空チューブ、11…第1の開放端部、12…第2の開放端部、13…第1の中空チューブ内側流体チャネル、14…チューブ内側流体チャネル内径、20…第2の中空チューブ、21…第1の開放端部、22…第2の開放端部、23…第2の中空チューブ内側流体チャネル、24…チューブ内側流体チャネル内径、30…第3の中空チューブ、31…第1の開放端部、32…第2の開放端部、33…第3の中空チューブ内側流体チャネル、34…チューブ内側流体チャネル内径、40…第4の中空チューブ、41…第1の開放端部、42…第2の開放端部、43…第4の中空チューブ内側流体チャネル、44…チューブ内側流体チャネル内径、60…第1のチューブコネクタ、61…第1の開放端部、62…第2の開放端部、63…第1の中空本体内側流体チャネル、64…第1の中空本体内径、65…第1の中空本体、70…第2のチューブコネクタ、71…第1の開放端部、72…第2の開放端部、73…第2の中空本体内側流体チャネル、74…第2の中空本体内径、75…第2の中空本体、101…第1のフィルタアーム、102…第2のフィルタアーム、103…第3のフィルタアーム、104…第4のフィルタアーム、400…クロスフローフィルタ、600…フィルタデバイス、601…入口、602…透過流出口、603…非透過流出口、605…ハウジング、610…障壁プレート、700…中央中空ハブ、701A~700I…ハブチャネル、702…中央開口部、750…外側ケージ、1000…フィルタ装置、1050…フィルタ装置挿入物
【外国語明細書】