(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-12
(45)【発行日】2023-06-20
(54)【発明の名称】相互連結された中空要素を備えたフィルタ及び使用方法
(51)【国際特許分類】
B01D 29/11 20060101AFI20230613BHJP
B01D 46/24 20060101ALI20230613BHJP
【ＦＩ】
B01D29/10 510Z
B01D46/24 A
B01D29/10 501C
【請求項の数】
12
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021148919
(22)【出願日】2021-09-13
(65)【公開番号】P2022051534
(43)【公開日】2022-03-31
【審査請求日】2021-09-13
(31)【優先権主張番号】17/025,135
(32)【優先日】2020-09-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【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】ベアー， ジェームズ エー．
(72)【発明者】
【氏名】スターディヴァント， エディー ジェイ．
【審査官】塩谷 領大
(56)【参考文献】
【文献】ソ連国特許発明第００７４３６９１（ＳＵ，Ａ）
【文献】特開昭５５－１１６４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第０４０１７０７１（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ２４／００－３５／０４
Ｂ０１Ｄ ３５／０８－３７／０８
Ｂ０１Ｄ ３９／００－４１／０４
Ｂ０１Ｄ ４６／００－４６／９０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のフィルタアームと、中空基部とを具備するフィルタであって、（ａ）前記複数のフィルタアームの各々は、互いに流体連通状態にある複数の中空要素を備え、前記中空要素は多孔性壁を有し、前記複数のフィルタアームの各々は、第１の端部と第２の端部とを有し、前記複数のフィルタアームは、互いに流体連通状態にあり、
（ｂ）前記中空基部は、側壁と複数の基部出口ポートとを有し、前記複数の基部出口ポートの各々は別個のフィルムアームと流体連通状態にあり、前記複数のフィルタアームの各々の前記第２の端部は前記中空基部と連結されている、フィルタ。
【請求項2】
前記複数の中空要素の各々は、中空連携点と前記中空連携点を取り囲むカラーとを有する外面を有し、前記複数のフィルタアームの各々と前記複数の中空要素の各々とが中空連携点を介して互いに流体連通状態にある、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項3】
前記フィルタアームが、直線状に配置された隣り合う中空要素及び／又は非直線状に配置された中空要素を含む、請求項２に記載のフィルタ。
【請求項4】
前記中空要素が、丸形形状を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項5】
前記中空要素が、球形形状を有する、請求項４に記載のフィルタ。
【請求項6】
前記中空要素が、非丸形形状を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項7】
異なる形状及び／又は異なる直径及び／又は異なる壁厚を有する２つ又はそれ以上の中空要素を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項8】
少なくとも１つのフィルタアームは、異なる形状及び／又は異なる直径及び／又は異なる壁厚を有する２つ又はそれ以上の中空要素を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項9】
前記フィルタアームの前記第１の端部から前記フィルタアームの前記第２の端部まで増大する、テーパにされた流れ形状を有する、請求項８に記載のフィルタ。
【請求項10】
前記フィルタアーム内の前記隣り合う中空要素が、異なる直径及び／又はテーパにされた流れ形状を有する、請求項８又は９に記載のフィルタ。
【請求項11】
少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口とを有し、前記少なくとも１つの入口と前記少なくとも１つの出口との間に少なくとも１つの流体流路を画定する、ハウジングを備えるフィルタデバイスであって、請求項１～１０のいずれか一項に記載のフィルタが、前記少なくとも１つの流体流路を横切って前記ハウジング内に配置されている、フィルタデバイス。
【請求項12】
請求項１～１０のいずれか一項に記載のフィルタ又は請求項１１に記載のフィルタデバイスに流体を通過させるステップを含む、濾過方法。
【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、少なくとも１つのフィルタアームと、中空基部とを具備するフィルタを提供するものであって、このフィルタにおいては、
（ａ）少なくとも１つフィルタアームは、互いに流体連通状態にある複数の中空要素を備え、中空要素は多孔性壁を有し、少なくとも１つのフィルタアームは、第１の端部と第２の端部とを有し、
（ｂ）中空基部は、側壁と基部出口ポートとを有し、中空基部は、少なくとも１つのフィルタアームと流体連通状態にあり、少なくとも１つのフィルタアームの第２の端部は中空基部と連結されている。
（ａ）少なくとも１つフィルタアームは、互いに流体連通状態にある複数の中空要素を備え、中空要素は多孔性壁を有し、少なくとも１つのフィルタアームは、第１の端部と第２の端部とを有し、
（ｂ）中空基部は、側壁と基部出口ポートとを有し、中空基部は、少なくとも１つのフィルタアームと流体連通状態にあり、少なくとも１つのフィルタアームの第２の端部は中空基部と連結されている。
【0004】
[0004]本発明の態様によると、中空要素は、丸形形状又は非丸形形状を有することができ、フィルタアームは、それぞれが同じ形状を有するか、又は異なる形状を有する中空要素を含むことができる。
【0005】
[0005]好ましい態様では、フィルタは、複数のフィルタアームを備え、各フィルタアームは、中空基部と流体連通状態にある。
【0006】
[0006]本発明の態様は、フィルタの態様を含むフィルタデバイスと、フィルタ及びフィルタデバイスを使用する濾過方法とを含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1A】本発明の態様によるフィルタの上部斜視図であり、フィルタは、（球形要素として示す）中空丸形要素を含む複数のアームを含み、隣り合う中空丸形要素は、一体型ネック部を介して互いに連結され流体連通状態にあり、各アームは、第１の端部と第２の端部とを有し、第２の端部は、中空基部と連結されている。
【図2A】第１の端部にある中空丸形要素が、上部において丸められ、一体型ネック部が、中空丸形要素の外面上にカラーを含むことを除いて、図１Ａに全体的に示すフィルタのフィルタアームの中空丸形要素の、複数の連携点を含む中空丸形要素の斜視図である。
【図2D】いくつかの中空丸形要素の斜視図であり、各要素は、連携点を介して隣り合う要素と連結され流体連通状態にあり、連結された連携点は、一体型ネック部を形成する。
【図2F】本発明の別の態様による、中空丸形要素を含む複数のアームを含むフィルタの上部斜視図である。
【図3A】本発明の別の態様による、中空丸形要素を備えたフィルタアームを含むフィルタの上面図であり、隣り合う中空丸形要素は、異なる直径を有し、連携点を介して連結されている。
【図4A】本発明のさらに別の態様による中空丸形要素を備えたフィルタアームを含むフィルタの上面図であり、隣り合う中空丸形要素は、連携点を介して連結されている。
【図5D】ハウジングの上面図である。
【図5E】図５Ｄの線Ａ－Ａに沿ったフィルタデバイスの断面図であり、ハウジング内に配置された図２Ｆに示すフィルタも示し、ハウジングは、入口と出口との間に流体流路を画定し、フィルタは、流体流路を横切ってハウジング内に配置されており、外圧濾過は、濾過された流体がフィルタ基部及び出口ポート並びにハウジング出口を通過することをもたらす。
【図6B】ハウジングの上面図である。
【図6C】図６Ｂの線Ｅ－Ｅに沿ったフィルタデバイスの断面図であり、ハウジング内に配置された図１Ａに示すフィルタも示し、ハウジングは、入口と出口との間に流体流路を画定し、フィルタは、流体流路を横切ってハウジング内に配置されており、外圧濾過は、濾過された流体がフィルタ基部及び出口ポート並びにハウジング出口を通過することをもたらす。
【図7A】本発明の別の態様によるフィルタの上部斜視図であり、フィルタは、中空非丸形要素（各要素が対向する円錐の形状を有するものとして示す）を含む複数のアームを含み、隣り合う中空非丸形要素は、一体型ネック部を介して互いに連結され流体連通状態にあり、各アームは、第１の端部と第２の端部とを有し、第２の端部は、中空基部に連結されている。
【図8C】いくつかの中空非丸形要素の斜視図であり、各要素は、連携点を介して隣り合う要素と連結され流体連通状態にあり、連結された連携点は、一体型ネック部を形成する。
【図9A】中空非丸形要素を有するフィルタアームを備えたフィルタの他の態様の側部斜視図であり、フィルタアームの部分は、直線状に位置合わせされた中空非丸形要素と、非直線状に位置合わせされた中空非丸形要素とを有することができ、各要素は、連携点を介して隣り合う要素と連結され流体連通状態にあり、連結された連携点は、一体型ネック部を形成し、基部は、側壁内の溝と、溝内の弾性シールとを含む。
【図9E】複数のフィルタアームを備えたフィルタの別の態様の側部斜視図であり、フィルタアームのいくつかは、直線状に位置合わせされた中空非丸形要素と非直線状に位置合わせされた中空非丸形要素の両方を有する。
【図10B】ハウジングの上面図である。
【図10C】ハウジングの底面図である。
【図10D】図１０Ａの線Ａ－Ａに沿ったフィルタデバイスの断面図であり、ハウジング内に配置された図７Ａに示すフィルタも示し、ハウジングは、入口と出口との間に流体流路を画定し、フィルタは、流体流路を横切ってハウジング内に配置されており、外圧濾過は、濾過された流体がフィルタ基部及び出口ポート並びにハウジング出口を通過することをもたらす。
【図11D】ハウジングの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
[0018]本発明の一態様は、少なくとも１つのフィルタアームと、中空基部とを具備するフィルタを提供するものであり、このフィルタにおいては、
（ａ）少なくとも１つのフィルタアームは、互いに流体連通状態にある複数の中空要素を備え、中空要素は多孔性壁を有し、少なくとも１つのフィルタアームは第１の端部と第２の端部とを有、
（ｂ）中空基部は、側壁と出口ポートとを有し、中空基部は、少なくとも１つのフィルタアームと流体連通状態にあり、少なくとも１つのフィルタアームの第２の端部は中空基部と連結されている。
（ａ）少なくとも１つのフィルタアームは、互いに流体連通状態にある複数の中空要素を備え、中空要素は多孔性壁を有し、少なくとも１つのフィルタアームは第１の端部と第２の端部とを有、
（ｂ）中空基部は、側壁と出口ポートとを有し、中空基部は、少なくとも１つのフィルタアームと流体連通状態にあり、少なくとも１つのフィルタアームの第２の端部は中空基部と連結されている。
【0009】
[0019]好ましい態様では、フィルタは、複数のフィルタアームを備え、各フィルタアームは、中空基部と流体連通状態にある。
【0010】
[0020]中空基部は、少なくとも１つの基部出口を有する。
【0011】
[0021]基部は、任意の適切な形状、例えば矩形、正方形、三角形、丸形又は楕円形を有することができる。
【0012】
[0022]基部は、１つ又は複数の側壁を有し、側壁は多孔性であることができ、又は好ましい態様では、非多孔性であることができる。
【0013】
[0023]いくつかの態様では、基部の側壁は、溝と、溝内のＯリングなどの弾性シールとを含む。必要ならば、フィルタが別個のハウジング内に挿入される場合にシールの使用が望ましくなり得る。代替的には、例えば、フィルタがハウジングの一部として生成されるか、又はハウジングに溶接される場合、必要ならば、シールを排除することができる。
【0014】
[0024]本発明の態様は、フィルタの態様を含むフィルタデバイスと、フィルタ及びフィルタデバイスを使用する濾過方法とを含む。
【0015】
[0025]本発明の態様によると、中空要素は、丸形形状又は非丸形形状を有することができ、フィルタアームは、それぞれが同じ形状を有するか、又は異なる形状を有する中空要素を含むことができる。フィルタアームは、異なる中空要素形状、例えば丸形形状（球形及び楕円形を含む）と、非丸形形状（六角形、ピラミッド形、円錐形、ダイアモンドを含む）の組み合わせを有することができる。例えば、アームは、丸形形状及び非丸形形状を有する中空要素、及び／又は複数の異なる丸形形状及び／又は複数の異なる非丸形形状を含む中空要素を含むことができる。
【0016】
[0026]フィルタのいくつかの態様では、個々のフィルタアームは、異なる形状をそれぞれが有する少なくとも２つの中空要素を備えることができ、及び／又はフィルタは、複数のアームを含むことができ、この場合、少なくとも２つのアームは、互いに異なる構成を有することができ、例えば、１つのアームは、丸形形状の中空要素を有することができ、別のアームは、非丸形形状の中空要素を有することができ、又はそれぞれのアームは、形状の異なる組み合わせを有することができる。
【0017】
[0027]代替的又は追加的には、２つ又はそれ以上の異なる中空要素は、異なる直径及び／又は異なる壁厚を有することができる。
【0018】
[0028]フィルタアームは、直線状に配置された中空要素及び／又は非直線状に配置された中空要素を含むことができる。
【0019】
[0029]いくつかの態様では、フィルタは、フィルタアームの第１の端部からフィルタアームの第２の端部まで増大する、テーパにされた流れ形状を有することができる。
【0020】
[0030]フィルタの態様では、フィルタアーム内の隣り合う中空要素は、異なる直径及び／又はテーパにされた流れ形状を有する。
【0021】
[0031]フィルタを高い充填密度で生成できることが、有利である。例えば、フィルタは、中空ファイバフィルタで達成されるものより約２０％大きい充填密度で生成することができる。追加的には、フィルタは、ダイレクトフロー及びクロスフロー構成に合わせて設計することができる。必要ならば、フィルタは、メッシュ又はスクリーンなどの支持要素なしで生成することができる。
【0022】
[0032]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、ここでは、同じ構成要素は、同じ参照番号を有する。
【0023】
[0033]図１Ａ～図１Ｉは、複数のアームを含むフィルタの態様のさまざまな図を示し、各アームは、複数の中空丸形要素を有する。図１Ａ及び図１Ｂは、フィルタ５００の態様の上部斜視図及び底部斜視図をそれぞれ示し、フィルタは、
（配列にして垂直に配置されて示す）複数のアーム１００であって、各アームが、第１の（上側）端部１０１と第２の（下側）端部１０２とを有し、アームが、多孔性壁５１を有する（球形要素５２として示す）複数の中空丸形要素５０（隣り合う要素は、隣り合う要素の側壁に連結された中空一体型ネック部６０を介して互いに流体連通状態にある）を有する、複数のアームと、
基部７５であって、アームの下側端部が、（矩形形状を有するものとして示す）基部と流体連通状態にあり、基部が、側壁７６と、アームの下側端部と流体連通状態にある基部出口ポート７７とを有する、基部と
を含む。アーム内の隣り合う中空丸形要素は、互いに流体連通状態にあり、図示する態様では、隣り合うアームは、（図１Ｃ及び図１Ｈ（上面図）及び図１Ｄ～図１Ｇ及び図１Ｉ（側面図）により詳細に示すように）水平平面のそれぞれ内で中空要素の間隔の半分だけ互いにずらされている。図示する態様では、第１の端部にある末端要素５０Ａ（５２Ａ）は、他の中空丸形要素の外観とは異なる外観（例えば尖った閉鎖上側端部）を有する。
（配列にして垂直に配置されて示す）複数のアーム１００であって、各アームが、第１の（上側）端部１０１と第２の（下側）端部１０２とを有し、アームが、多孔性壁５１を有する（球形要素５２として示す）複数の中空丸形要素５０（隣り合う要素は、隣り合う要素の側壁に連結された中空一体型ネック部６０を介して互いに流体連通状態にある）を有する、複数のアームと、
基部７５であって、アームの下側端部が、（矩形形状を有するものとして示す）基部と流体連通状態にあり、基部が、側壁７６と、アームの下側端部と流体連通状態にある基部出口ポート７７とを有する、基部と
を含む。アーム内の隣り合う中空丸形要素は、互いに流体連通状態にあり、図示する態様では、隣り合うアームは、（図１Ｃ及び図１Ｈ（上面図）及び図１Ｄ～図１Ｇ及び図１Ｉ（側面図）により詳細に示すように）水平平面のそれぞれ内で中空要素の間隔の半分だけ互いにずらされている。図示する態様では、第１の端部にある末端要素５０Ａ（５２Ａ）は、他の中空丸形要素の外観とは異なる外観（例えば尖った閉鎖上側端部）を有する。
【0024】
【0025】
[0035]フィルタは、任意の数のフィルタアーム及び中空要素を有することができる。通常、フィルタは、少なくとも大体３つのアームを有し、各アームは、少なくとも大体２つの中空要素を有する。フィルタが少なくとも大体７つのアームを有し、各アームが少なくとも大体３つの中空要素を有することが、好ましい。
【0026】
[0036]必要ならば、フィルタアームは、垂直及び／又は斜めに連結することができる。
【0027】
[0037]図２Ａ～図２Ｈは、図１Ａに全体的に示すフィルタのフィルタアームに図示するような、外面５５を備えた多孔性壁５１を有する（球形要素５２として示す）中空丸形要素５０のさまざまな図を示し、ここでは、隣り合う中空丸形要素は、一体型ネック部６０を形成する、外面上の周囲のカラー５９を備えて示す中空連携点５８を介して、連結され流体連通状態にある。図２Ｅに示すように、多孔性壁５１は、外圧濾過を可能にする。
【0028】
[0038]図２Ｆ～図２Ｈは、第１の端部１０１と第２の端部１０２とを有する、フィルタアーム１００内の複数の中空丸形要素を示し、第２の端部は、基部７５とそれぞれ連結され流体連通状態にあり、それによってフィルタ５００を実現する。
【0029】
[0039]中空要素は、任意の数の連携点を有することができる。通常、中空要素は、少なくとも２つの連携点（例えば、１つの中空要素から流体を受け入れ、流体を別の中空要素に渡すために）、より典型的には少なくとも３つの連携点を有し、少なくとも４つの連携点が好ましい。
【0030】
[0040]図２Ｈは、中空要素が他の中空要素との複数の連結を有することができることを示す。中空要素は、例えば図１Ａに示すようにフィルタアーム内に直線状に位置合わせされること、例えば図２Ｈに示すように非直線状に配置されることが可能であり、又はこれもまた図２Ｈに示すように、フィルタアームの部分は、直線状に位置合わせされた中空要素と、非直線状に位置合わせされた中空要素とを有することができる。
【0031】
[0041]いくつかの態様では、アームは、異なる内径及び／又は内側形状を有する中空要素を含むことができる。図３Ａ～図３Ｃ及び図４Ａ～図４Ｃに示すように、隣り合う要素５０は、一体型ネック部６０を形成する連携点５８を介して接合されて、隣り合う要素間に流体連通をもたらす。
【0032】
[0042]図３Ａ～図３Ｃは、中空丸形要素５２を備えたフィルタアーム１００を含むフィルタ５００を示し、中空丸形要素は、一体型ネック部６０を形成する連携点５８を介して連結され、フィルタの基部７５に向かって横方向直径が増大する、テーパにされた流れ形状も示す。図３Ｃの断面図は、フィルタの基部７５に向かって直径が増大する、テーパにされた流れ形状を示す。テーパにされた流路が流れの入口と出口との間の均一な流体流れ分配を可能にできることが、有利である。
【0033】
[0043]図４Ａ～図４Ｃは、多孔性側壁５１を有する中空丸形要素５２を備えたフィルタアーム１００を含むフィルタ５００を示し、要素は、一体型ネック部６０を形成する連携点５８を介して連結され、外圧流路、及びフィルタの基部７５に向かって縮小する内容積部を有してテーパにされた流路を形成する、いくつかの要素も示す。別の類似の構成のテーパにされないもの（縮小しない内容積部）に比べて、テーパにされた排出流路の流れ抵抗利点を得ながら、表面積の大きな部分が保持されることが、有利である。移行（連携）点にあるネック部は、基礎的形状の流れ制限点であり、制限点の緩和が大きくなり得るほど、システム内の流れ抵抗は小さくなる（全体の圧力降下が低下する）。
【0034】
[0044]図５Ａ～図５Ｅは、ハウジング６００内に配置された図２Ｆに示すフィルタ５００の態様を備える、本発明の別の態様によるフィルタデバイス１０００を示し、ハウジングは、（２つの入口６１０Ａ、６１０Ｂとして示す）ハウジング入口６１０とハウジング出口６１１とを有し、入口と共通出口との間に流体流路を画定し、フィルタ５００は、（図５Ｅの断面図により詳細に示す）流体流路を横切ってハウジング内に配置され、（参考に図２Ｅを使用して）外圧濾過は、濾過された流体がフィルタ基部７５及び基部出口ポート並びにハウジング出口を通過することをもたらす。
【0035】
[0045]図６Ａ～図６Ｃは、ハウジング６００内に配置された図１Ａに示すフィルタ５００の態様を備える、本発明の別の態様によるフィルタデバイス１０００を示し、ハウジングは、ハウジング入口６１０と、ハウジング出口６１１とを有し、ハウジング入口とハウジング出口との間に流体流路を画定し、フィルタは、流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。図６Ｃの断面図は、外圧濾過が、濾過された流体がフィルタ基部７５及び基部出口ポート７７並びにハウジング出口６１１を通過することをもたらすことを示す。
【0036】
[0046]上記で述べたように、フィルタは、丸形形状及び／又は非丸形形状を有する中空要素を含むことができる。丸形形状を有する中空要素を備えたフィルタは、上記でより詳細に説明されているが、以下のセクションは、非丸形形状を有する中空要素を備えたフィルタをより詳細に説明する。
【0037】
[004７]図７Ａ～図７Ｉは、別のフィルタ５００の態様のさまざまな図を示し、フィルタは、
（配列にして垂直に配置されて示す）複数のアーム１００であって、各アームが第１の（上側）端部１０１と第２の（下側）端部１０２とを有し、アームが、多孔性壁５１を有する複数の中空非丸形要素５０’（各要素は対向する円錐５３の形状を有するものとして示される）を含む（隣り合う要素は、隣り合う要素の側壁に連結された中空の一体型ネック部６０を形成する連携点５８を介して互いに流体連通状態にある）、複数のアームと、
基部７５であって、アームの下側端部が、基部と流体連通状態にあり、基部が、側壁７６と、アームの下側端部と流体連通状態にある基部出口ポート７７とを有する、基部と
を含む。アーム内の隣り合う中空丸形要素は、互いに流体連通状態にあり、図示する態様では、隣り合うアームは、（図７Ｃ及び図７Ｈ（上面図）及び図７Ｄ～図７Ｇ及び図７Ｉ（側面図）により詳細に示すように）水平平面のそれぞれ内で中空要素の間隔の半分だけ互いにずらされている。図示する態様では、末端要素５０Ａ’（５３Ａ）は、他の中空非丸形要素の外観とは異なる外観（例えば尖った閉鎖上側端部）を有する。
（配列にして垂直に配置されて示す）複数のアーム１００であって、各アームが第１の（上側）端部１０１と第２の（下側）端部１０２とを有し、アームが、多孔性壁５１を有する複数の中空非丸形要素５０’（各要素は対向する円錐５３の形状を有するものとして示される）を含む（隣り合う要素は、隣り合う要素の側壁に連結された中空の一体型ネック部６０を形成する連携点５８を介して互いに流体連通状態にある）、複数のアームと、
基部７５であって、アームの下側端部が、基部と流体連通状態にあり、基部が、側壁７６と、アームの下側端部と流体連通状態にある基部出口ポート７７とを有する、基部と
を含む。アーム内の隣り合う中空丸形要素は、互いに流体連通状態にあり、図示する態様では、隣り合うアームは、（図７Ｃ及び図７Ｈ（上面図）及び図７Ｄ～図７Ｇ及び図７Ｉ（側面図）により詳細に示すように）水平平面のそれぞれ内で中空要素の間隔の半分だけ互いにずらされている。図示する態様では、末端要素５０Ａ’（５３Ａ）は、他の中空非丸形要素の外観とは異なる外観（例えば尖った閉鎖上側端部）を有する。
【0038】
【0039】
[0049]図８Ａ～図８Ｅは、（対向する円錐５３の形状で示す）中空非丸形要素５０のさまざまな図を示し、中空非丸形要素は、（図８Ｃに示す末端要素が、開放された尖っていない端部を有し、いくつかの中空非丸形要素が、直線状に配置されないことを除いて）図７Ａに示すフィルタ５００のフィルタアーム１００に全体的に示すように、外面５５を備えた多孔性壁５１を有し、隣り合う中空丸形要素は、一体型ネック部６０を形成する、外面上の周囲のカラー５９を備えて示す中空連携点５８を介して連結され流体連通状態にある。図８Ｅの断面図に示すように、多孔性壁５１は、外圧濾過を可能にする。
【0040】
[0050]図９Ａ～図９Ｈは、複数の中空非丸形要素５０’（５３）を有するフィルタアーム１００を備えたフィルタ５００の他の態様を示し、各フィルタアームは、第１の（上側）端部１０１と第２の（下側）端部１０２とを有し、フィルタアームの部分は、直線状に位置合わせされた中空非丸形要素と、非直線状に位置合わせされた中空非丸形要素とを有することができ、各要素は、連携点５８を介して隣り合う要素と連結され流体連通状態にあり、連結された連携点は、一体型ネック部６０を形成しており、（丸形形状を有して示す）基部７５’は、側壁内の溝７８’及び溝内の（Ｏリングなどの）弾性シール７９’と、基部出口ポート７７とを含む。特に、図９Ｃに示す側部断面図は、多孔性側壁５１、基部７５’、及び基部出口ポート７７を通る外圧濾過を示し、図９Ｄは、連携点を介して連結された、非直線状に位置合わせされた隣り合う中空要素を示し、図９Ｅは、複数のフィルタアームを備えたフィルタの別の態様を示し、この場合、フィルタアームのいくつかは、直線状に位置合わせされた中空非丸形要素と非直線状に位置合わせされた中空非丸形要素の両方を有する。
【0041】
[0051]図１０Ａ～図１０Ｄは、ハウジング入口６１０とハウジング出口６１１とを有するハウジング６６内に配置された図７Ａに示すフィルタ５００の態様を備える、本発明の別の態様によるフィルタデバイス１０００を示し、ハウジングは、入口と出口との間に流体流路を画定し、フィルタは、流体流路を横切ってハウジング内に配置されており、図１０Ｄの断面図に特に示すように、外圧濾過は、濾過された流体がフィルタ基部７５及び出口ポート７７並びにハウジング出口６１１を通過することをもたらす。
【0042】
[0052]図１１Ａ～図１１Ｆは、（２つの入口６１０Ａ、６１０Ｂとして示す）ハウジング入口６１０とハウジング出口６１１とを含むハウジング６００内に配置された図９Ｅに示すフィルタ５００の態様を備える、本発明の別の態様によるフィルタデバイス１０００を示し、ハウジングは、入口６１０Ａ、６１０Ｂと出口６１１との間に流体流路を画定し、フィルタ５００は、流体流路を横切ってハウジング内に配置されており、図１１Ｆの断面図に特に示すように、外圧濾過は、濾過された流体がフィルタ基部７５’及び基部出口ポート７７並びにハウジング出口６１１を通過することをもたらす。
【0043】
[0053]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。
【0044】
[0054]中空要素は、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）などのプロモータ、又は商標ポロラックス（ＰＯＲＯＬＵＸ）（Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ．ｃｏｍ；ベルギー国）下で入手可能なプロモ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。
【0045】
[0055]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号に定義されている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５０×１０－５Ｎ／ｃｍ～約６０×１０－５Ｎ／ｃｍ）の範囲内のＣＷＳＴを有する。
【0046】
[0056]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。
【0047】
[0057]フィルタは、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。
【0048】
[0058]本発明の態様によると、フィルタは、平坦、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。
【0049】
[0059]一部の態様では複数のフィルタ要素を備えるフィルタは、通常、ハウジング内に配設され、ハウジングは、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口とを備え、入口と出口との間に少なくとも１つの流体流路を画定し、フィルタは、流体流路を横切ってフィルタデバイスを形成する。フィルタデバイスは、無菌可能であることが好ましい。適切な形状であり、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口とを提供する任意のハウジングが、使用され得る。
【0050】
[0060]ハウジングは、処理されている流体に適合する、任意の不浸透性の熱可塑性材料を含む、任意の適切な剛性の不浸透性材料から製作することができる。例えば、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。しかし、以下で留意するように、ハウジングは、付加製造、押し出し、及び光重合によって製造することができる。
【0051】
[0061]本発明によるフィルタ及びフィルタ配置は、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。
【0052】
[0062]中空基部がフィルタアームと同じ材料から作られる態様では、基部の側壁（複数可）は、多孔性となり、中空基部がフィルタアームとは異なる材料から作られる態様では、基部の側壁は、通常、非多孔性となる。
【0053】
[0063]ハウジング及びフィルタ要素は、実質的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。
【0054】
[0064]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。
【0055】
[0065]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。
【0056】
[0066]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）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、本明細書に個々に列挙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）のいずれもが本発明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。
【0057】
[0067]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列挙され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】
【0058】
５０…中空丸形要素、５０Ａ…末端要素、５１…多孔性側壁、５２…球形要素、５２Ａ…末端要素、５３…円錐、中空非丸形要素、５３Ａ…末端要素、５５…外面、５８…連携点、５９…カラー、６０…一体型ネック部、７５…フィルタ基部、７６…側壁、７７…基部出口ポート、１００…フィルタアーム、１０１…第１の端部、１０２…第２の端部、５００…フィルタ、６００…ハウジング、６１０…ハウジング入口、６１０Ａ、６１０Ｂ…入口、６１１…ハウジング出口、１０００…フィルタデバイス
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】
【図7G】
【図7H】
【図7I】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図9H】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図11F】