JP2000237553A - 濾過装置と濾過方法 - Google Patents

濾過装置と濾過方法

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JP2000237553A
JP2000237553A JP2000042951A JP2000042951A JP2000237553A JP 2000237553 A JP2000237553 A JP 2000237553A JP 2000042951 A JP2000042951 A JP 2000042951A JP 2000042951 A JP2000042951 A JP 2000042951A JP 2000237553 A JP2000237553 A JP 2000237553A
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Nalge Nunc International Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に組み立てや交換可能なフィルタを有す
る濾過装置であって、粒体のサイズに適合し、高い処理
量から低処理量まで対応する融通性を備えた濾過装置
と、より効率的で低コストの濾過方法とを提供する。 【解決手段】 濾過すべき液体を受け取る上側容器と、
上側容器から液体を受け取る下側容器と、中間のフィル
タカセットとを含む。フィルタカセットはフィルタ部材
と接続された支持部材を含み、前記容器の各々に対して
取り外し可能である。上側容器の液体と下側容器との間
で多数のフィルタカセットを直列で接続することによる
濾過処理量を加減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にフィルタ技術
に関し、特に実験室あるいは研究所で使用される例えば
薄膜フィルター即ちメンブレンフィルタ、デプス（深
さ）フィルタ（depth filter）、あるいはプリフィルタ
即ち前置フィルタのような平フィルタ部材即ち平らなフ
ィルタ部材を有している濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体から粒体を分離するために各種の濾
過装置が存在している。所定の用途においていずれのタ
イプの濾過装置を選択するかは主として粒体のサイズ即
ち粒子の寸法と処理量パラメータによって決まる。一般
に、１０ミクロン以上のサイズ即ち寸法の粒体は典型的
にはデプスフィルタの使用を含むマクロ濾過方法を利用
して液体から分離可能である。マクロ濾過において使用
されるデプスフィルタは紙、アスベスト、プラスチック
あるいはガラス繊維から作ることが出来る。マクロ濾過
はミクロ濾過工程に先立ってより大きな粒体を除去する
ためにミクロ濾過と直列で使用されることが多い。この
ようなタイプの多段濾過方法は、液体がメンブレンフィ
ルタ即ち薄膜フィルタを通過しうる速度を増加させ、換
言すれば処理量を増加させることが出来る。ミクロ濾過
において、２００オングストロームより大きいが、約１
００ミクロン以下である粒体即ち粒子は典型的にはメン
ブレンフィルタを最終フィルタとして使用することによ
り液体から分離される。
【０００３】従来のメンブレンフィルタはデプスフィル
タよりはるかに薄く、かつはるかに脆性であり、典型的
には広範囲の粒体捕捉能力および各種の材質、形状およ
びサイズのものが利用可能である。メンブレンフィルタ
の材質は例えばナイロン、ポリエーテルスルフォン、Ｐ
ＴＦＥあるいはセルローズアセテートでよい。メンブレ
ンフィルタは一般に薄いデイスクあるいは折りたたんだ
カートリッジの形態として市販されている。カートリッ
ジフィルタは通常、例えば約４００リットル以上の容積
のような大量の液体のを迅速に濾過するために推奨され
ている。これらの作業はインラインで装着されたカート
リッジフィルタによって、カートリッジの一端から他端
まで流れる液体に対して実行しうる。
【０００４】実験室あるいは研究所での要求は例えば直
径が５０ミリから７５ミリまでのデイスク状メンブレン
フィルタを利用することによって対応可能であることが
多い。これらの施設はカートリッジフィルタによって提
供される処理量を必要としないことがありうるが、濾過
工程を可能な限り迅速に実行するためには高処理量が依
然として望ましい。大きな直径のメンブレンフィルタは
表面積が増加しているため大きな処理量を提供するが、
処理量が増加することはコストもはるかに大きく増加さ
せる。したがって、この観点から、大きな直径のメンブ
レンフィルタは望ましくない。また、これらのタイプの
濾過装置は典型的には、上側容器と下側容器との間で永
続的に固定されたデイスク状メンブレンフィルタを事前
に組み立てた状態、あるいは代替的に、未組み立て状態
で提供される。後者の場合、組み立ての間、使用者が脆
性のデイスク状メンブレンフィルタを扱う必要がある。
これらのオプションの各々は、事前組み立てした濾過装
置は使用者が購入した後、フィルタサイズすなわち気孔
サイズの選択において融通性が無いという欠点がある。
他方、使用者が繊細なフィルタ部材を扱う必要があるこ
とは、損傷あるいは汚染を発生させる可能性がある。最
後に、液体を事前に濾過することによって処理量を増加
することは一般に多数の濾過装置を使用する必要がある
ため容易には達成されない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】例えば前述した問題の
ようなこの分野での各種の問題に対処するために、例え
ばメンブレンフィルタのような容易に組み立てされ、交
換可能なフィルタを有する濾過装置と、より小径のフィ
ルタを使用する可能性を残しながら、より大きな処理量
を提供するより効率的で、かつ安価な方法を提供するこ
とが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は濾過す
べき流体を受け取るための上側容器のような第１の流体
受け取り部材と、濾過工程が行われた後上側容器からの
流体を受け取るための下側容器のような第２の流体受け
取り容器とを含む濾過装置を提供する。本発明によれ
ば、平フィルタ部材と接続された支持部材を含むフィル
タカセットは上側容器における濾過すべき流体と下側容
器との間で配置される形状とされている。フィルタカセ
ットは分離しており、上側および下側容器の各々に対し
て取り外し可能である。カセットは上側容器内の流体が
下側容器中へ入る前にフィルタ部材を確実に通過するよ
う上側容器内の流体と下側容器との間で選択的に係合可
能なシールを形成することが可能である。前記上側およ
び下側容器の間にねじ接続部が形成されることが好まし
い。このため、濾過作業の後、下側容器が上側容器から
分離可能なようにし、そのため中味の液体を貯蔵した
り、あるいは別の処理で使用出来るようにする。好適実
施例において、平フィルタ部材即ち平らなフィルタ部材
はメンブレンフィルタおよび（または）プリフィルタあ
るいはデプスフィルタを含みうる。これらのフィルタ部
材は前述した従来の材料から作ることが出来る。これら
のタイプのフィルタ部材の双方を使用することにより単
一の濾過装置によって多段濾過作業を実行出来るように
しうる。
【０００７】詳しくは、多段濾過工程に対して、複数の
個別に取り付け可能なフィルタカセットを上側および下
側の容器の間で直列で接続することが出来る。オプショ
ンとして、単一のフィルタカセットは、例えば直列に接
続されたプリフィルタあるいはデプスフィルタおよびメ
ンブレンフィルタのような二種類のフィルタ部材を用い
て構成することが可能である。更に別のオプションとし
て、一方のフィルタ部材を濾過装置に永続的に固定し、
別のフィルタ部材を本発明によるフィルタカセットの一
部とすることが出来る。これらのタイプの多段濾過装置
は容易、効率的そして比較的低コストで処理量を増加さ
せるために使用しうる。
【０００８】また、本発明によれば、フィルタカセット
の支持部材は上側容器の内壁面と係合するための周囲シ
ール即ち周辺シール（peripheral seal）を含むことが
好ましい。この周囲シールは支持部材の可撓性の外縁部
でよく、あるいは支持部材と一体に接続されるか、ある
いは支持部材に対して取り外し可能に接続されているＯ
−リングのような軟質で、柔軟性のシール部材あるいは
シール部分でよい。上側容器の下端は濾過作業の間周囲
シール部材を液密状で求心させ、係合する段付き部分を
含むことが好ましい。この独特の形態は、周囲の選択的
に係合可能なシール部材の使用と併せて上側容器とフィ
ルタカセットとの間で使用者によって容易かつ一貫した
シール係合を可能とさせる。本発明を典型的な実験室や
研究所の設備において利用するために、下側容器は真空
源に接続するポート（port）と連通する。このポートは
下側容器の一部でよく、あるいは特に上側および下側容
器の間の結合手段の一部としうることが好ましい。ポー
トを通して導入された真空はフィルタ部材を通して、下
側容器中へ液体を吸引し易くし、一方フィルタ部材はフ
ィルタの気孔サイズ即ちフィルタの孔の寸法より大きな
粒体を捕捉する。
【０００９】本発明は上側および下側容器を有する濾過
装置で使用するために、全体的に前述した個別のフィル
タカセットの提供を検討している。本発明の顕著な利点
は使用者が永続的に固定したフィルタを備えた、あるい
は備えていない容器を購入したり、フィルタカセットを
個別に購入出来ることである。使用者は濾過の必要性に
従って使用時に適当なフィルタカセットを選択すればよ
い。前述のように、過去においては、このような融通性
のためには使用者が繊細なフィルタ部材自体を扱うこと
より濾過装置を組み立てるか、あるいは上側および下側
容器と永続的に固定されたフィルタ部材を含む全体的に
事前組み立てした装置を在庫しておく必要があった。本
発明はこれらの問題を排除し、損傷や汚染無くして扱い
が容易であり、在庫がよりコスト的に効率的であるフィ
ルタカセットを提供する。
【００１０】濾過方法が本発明によって網羅されてお
り、かつ本発明の範囲内に入る濾過装置および（また
は）カセットを使用することによって全体的に定義され
る。特に、これらの濾過方法は一般的に例えば上側およ
び下側容器のような流体受け取り部材の間で平フィルタ
部材に固定された支持部材を含むフィルタカセットであ
って、前記支持部材が上側および下側容器の双方に対し
てシール関係であるが取り外し可能な関係で保持されて
いるフィルタカセットを接続する段階を含む。そのた
め、フィルタ部材は上側容器から下側容器までの液体の
流路を提供する。本濾過方法は更に、粒体を含有した液
体を上側容器中へ、かつフィルタカセット上へ導入する
段階と、液体をフィルタ部材を通して、下側容器中へ通
してフィルタカセット内で、かつ（または）その上で粒
体を捕捉する段階とを含む。
【００１１】本方法は更に、かつ特に、例えば支持部材
上で周囲シールを提供し、前述した本発明の原理に従っ
て上側容器の内壁面と前記シールを摩擦係合させること
により上側容器内にフィルタカセットを接続する段階を
含む。フィルタ部材に液体を通す段階はフィルタ部材を
通して液体を活発に吸引するために真空を下側容器中へ
導入する段階を含む。また、本発明の概念によれば、１
個以上のフィルタカセットを上側および下側容器の間に
接続させ、多段濾過工程を促進するために、一方のフィ
ルタ部材をプリフィルタとし、別のフィルタ部材を最終
フィルタとすればよい。一方のフィルタ部材は本発明に
より構成されたフィルタカセットの一部であり、他方の
フィルタ部材を上側容器の液体と下側容器との間に永続
的に固定すればよい。更に、本明細書に開示した本発明
の概念を利用した更に別の修正あるいは変更も本発明の
範囲内において可能であることが更に認識される。
【００１２】本発明のこれらおよびその他の利点や目的
は添付図面と関連して本発明の現在好適な実施例につい
ての下記の詳細説明を検討すれば当該技術分野の専門家
には直ちに明らかとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】先ず、図１を参照すれば、本発明
の好適実施例が、例えば実験室あるいは研究所あるいは
その他の多様な用途において実行される各種の液体濾過
工程に対して使用可能な濾過装置１０として示されてい
る。濾過装置１０は液体を導入するために取り外し可能
な上側の蓋１４を有する上側容器１２を含みうる。下側
容器１６は結合手段１８を介して上側容器１２に接続さ
れている。上側容器１２、下側容器１６および結合手段
１８はそれぞれポリスチレンから作ることが出来る。一
例として、この結合手段１８は例えば溶接あるいはこれ
らの２個のプラスチック要素を相互に接着固定すること
により上側容器１２に永続固定可能である。結合手段１
８は対応する内部ねじを含むことによって取り外し可能
に下側容器１６のねじを切った首部分２０に永続的に固
定される。このように、上側容器１２と結合手段１８と
の双方は下側容器１６から外してねじを切った首部２０
に固定されているねじを切ったキャップ（図示せず）と
交換可能である。このため、下側容器１６の濾過された
中味は必要に応じて貯蔵し，および（または）更に処理
することが出来るようにする。
【００１４】本発明の多様な使用例の一つとして、フィ
ルタカセット２２は上側容器１２の下端に配置され、上
側容器１２の内壁面１２ａとシール係合関係に保持され
る。結合手段１８は下側容器１６の内側と連通し、フィ
ルタカセット２２の下流に配置されたポート２４を含
む。このポート２４は従来の要領で真空源に接続可能で
ある。このため上側容器１２の中味の液体はフィルタカ
セット２２を通して吸引され、一方同時に粒体をフィル
タカセット２２上あるいはその中で捕捉する。フィルタ
カセット２２は代替的に結合手段１８の一部あるいは、
濾過装置１０の特定の構成に応じて下側容器１６の一部
と選択的に係合させることが出来る。本発明の目的はフ
ィルタカセットのいずれかの側における流体の中味の間
で配置された濾過装置の一部と容易に、かつ一貫して係
合可能であるフィルタカセットを提供することである。
図示実施例において、以下説明するように、フィルタカ
セット２２は蓋１４を外し、カセット２２を上側容器１
２に摩擦嵌合させて挿入することによりシール状態で容
易、かつ一貫して係合可能である。容器１２は水平方向
に向いた導管のようなその他の適当な流体受け取り部材
あるいは構造体と交換可能なことが理解される。
【００１５】図２と図３とを参照すれば、フィルタカセ
ット２２は全体的に一体構造として平フィルタ部材３２
に固定された支持部材３０からなる。支持部材３０は液
体が図２から見て、全体的に下方にフィルタカセット２
２を完全に通過しうるようにする孔３４を含む。孔３４
は用途に応じて、各種のサイズ即ち寸法および形状とし
うる。支持部材３０はポリプロピレンから構成され、周
囲シール縁部３６が、以下説明するように容器あるいは
結合手段の内壁と、例えば摩擦および十分なシール嵌合
により係合するに十分可撓性であることが好ましい。支
持部材３０はその他の材料としてもよく、例えばＨＤＰ
Ｅのようなポリエチレンを含みうる。
【００１６】多段濾過装置を提供するように直列して数
個のカセット２２を上側容器１２内に挿入しうることが
認められる。例えば、上側カセットは大きな粒体を濾過
するためのプリフィルタ即ち前置フィルタを含み、下側
カセットは小さな粒体を濾過する最終のメンブレンフィ
ルタ即ち薄膜フィルタを含みうる。このように、多数の
カセットを収容するよう上側容器１２および（または）
カセットに対して寸法上の調整を行なう必要がありうる
ことは勿論である。任意に、多段濾過作業は１個の永続
的に固定されフィルタと、本発明によって構成した少な
くとも１個のカセット２２とを使用して達成することが
できる。フィルタ部材３２の周囲の外側に小さい穴３５
が配置され、かつ少なくともある用途に対してはカセッ
ト２２を通しての処理量を増やす必要がある。孔３５は
直径が０．５１ミリ（０．０２０インチ）から１．２７
ミリ（０．０５０インチ）程度でよく、用途に応じてそ
の他のサイズでもよい。前記孔はカセット２２を通過す
る未濾過の材料の量に対する影響が許容可能な無視しう
るに十分小さいサイズとすべきである。
【００１７】さて、図４Ａから図４Ｄまでを参照すれ
ば、フィルタ部材３２は保持具３８によって支持部材３
０に対して適所に保持されることが好ましい。このこと
はすえ込み作業あるいは超音波溶接作業を使用すること
により達成可能で支持部材３０の一部から保持具３８を
形成する。この点に関して、支持部材３０は先ず隆起部
すなわち突起縁部４０を支持部材３０の周りで連続的に
延在させて従来の成形装置によって形成される。適当な
くぼみ４４を有する超音波すえ込み工具４２が作動し、
隆起部すなわち突起縁部４０と接触するようにされる。
支持部材３０とフィルタ部材３２との間でその他のタイ
プの接続を形成してもよいことが認められる。例えば、
そのような接続は加熱、スピン溶接あるいは振動溶接作
業によって形成可能で、あるいは１個以上の個別の接続
部材を使用してフィルタ部材３２を適所に保持すること
が可能である。図に示していないものの、くぼみ４４は
円形で円形の隆起部４０に対応する。工具４２は従来の
超音波溶接あるいはすえ込み装置のいずれかに接続され
る。工具４２は湾曲したリップ即ちくちびる状の部材４
６がフィルタ部材３２に亘って内方に延び始めるように
隆起部すなわち突起縁部４０を十分溶解、すなわち軟化
させる。このリップは一般に保治具３８中へ固化し、フ
ィルタ部材３２を支持部材３０に対して保持する。保持
具３８は図示のように完全に中実のものとしてもよい
し、しなくともよく、かつその他の構造体としてもよ
く、あるいはフィルタ部材３２をその他の要領で直接あ
るいは間接的に固定することも可能である。
【００１８】図５Ａ、図５Ｂおよび図６を参照すれば、
フィルタカセット２２は手作業で、あるいは工具５０の
ような工具を使用して上側容器１２内でシール状に容易
に係合可能である。工具５０を使用した場合、縁部５２
が支持部材３０の一部５４と係合しカセット２２を容器
１２中へ下方に押圧することが出来る。本発明の別の局
面として、支持部材３０の外側シール縁部３６は上側容
器１２の下側の段付き部分５６と係合する。段付き部分
５６は一般的により直径の大きい上壁部分５８と直径の
より小さい下側壁部分６０との間に位置している。弾性
の可撓性シール縁部３６は下側壁部分６０の面１２ａと
係合し、図５Ｂに示すように上方に撓み摩擦嵌合してシ
ール接触を行なう。カセット２２は上側容器１２から取
り外されることが依然として好ましいが、縁部３６によ
って形成されるシール係合によって、上側容器１２中へ
導入されるいずれの液体も下側容器１６（図１）に入る
前にフィルタ部材３２を確実に貫流するようにする。少
量の液体が孔３５を貫流しうるが、これは殆どの用途に
対して問題ではない。必要に応じて、孔３５はサイズを
小さくするか、あるいは以下説明するように図７に示す
ように排除してもよい。
【００１９】図６は工具５０をより完全な形で、かつ唯
一の可能な構造に従って示している。図５Ａと図５Ｂと
に関して説明した縁部５２は５０ミリのメンブレンフィ
ルタカセットに対して適しており、一方第２のより大き
な縁部６６は本発明によって構成した７５ミリのフィル
タカセットと係合するために使用しうる。図示した特定
の工具の形態において、中間部分６８は挿入中の把持手
段として使用しうる。いずれかの所望のカセットおよび
工具のサイズを本発明に実施において使用可能なことは
勿論である。
【００２０】図７はプライム記号（′）を有している同
じ参照番号が第１の実施例に関して同じ構造体を表わし
ている濾過装置１０′の一代替実施例を示す。この代替
実施例に対する一つの顕著な相違は第２のフィルタ部材
６９がフィルタ部材３２′の頂部に、あるいは上流に追
加したことである。例えば、フィルタ部材６９はフィル
タ部材３２′よりも大きな粒体を除去するプリフィルタ
あるいはフィルタであってよい。これは本発明によって
形成された単一のカセット２２′に多段濾過工程を組み
込む一方法である。
【００２１】図８Ａと図８Ｂとは上側容器７２と結合手
段７４とを含む濾過装置７０の別の実施例を示す。結合
手段７４は液体が下側容器（図示せず）中へ流れうるよ
うにする通路７６を含む。図８Ａおよび図８Ｂには任意
の永久フィルタ部材７７も示されている。フィルタ部材
７７はいずれかの従来の永久的な方法で図示のように全
体的に固定してもよい。結合手段７４と上側容器７２と
の間に接続継ぎ手７８が形成されており、この継ぎ手は
分離可能な継ぎ手か、あるいは永久継ぎ手のいずれかと
しうる。フィルタカセット８０の代替実施例が更に図８
Ａおよび図８Ｂに示されており、本発明による支持部材
８２と平フィルタ部材８４とを含む。支持部材８２は外
周シール（outer peripheral seal）８６を含み、外周
シールは例えば図８Ａに示す全体形状の個別に取り付け
可能のＯ−リングあるいは一体のシール部材としうる。
このシール８６も従来のゴム、あるいは高分子シール材
料から形成しうる。フィルタカセット８０も支持部材８
２に対してフィルタ部材８４を保持するフィルタ保持具
８８を含むことが好ましい。これも、前述のようにフィ
ルタ部材８４に対して適当にすえ込みされた突起の形態
をとりうる。図８Ａ並びに図８Ｂの組み立て図を検討す
れば更に認められるように、段付き壁部分９０が外周シ
ール８６とシール摩擦係合を行なうように上側容器７２
に形成されている。フィルタカセット８０は何ら工具を
使用することなく手で挿入するか、あるいは例えば支持
部材８２の周方向上縁部に対して当接し、フィルタカセ
ット８０が図８Ｂに示す位置へ押し込まれうるようにす
る適当な工具を使用して挿入することも可能である。
【００２２】図９は本発明の原理によって構成した濾過
装置１００の別の実施例を示す。詳しくは、濾過装置１
００は上側容器１０２と、濾過された液体を受け取り、
例えばその液体を下側容器（図示せず）中へ導く通路１
０６を有する結合手段１０４とを含みうる。濾過装置１
００の濾過領域１０８は直列に接続された複数のフィル
タカセット１１０、１１２を含む。フィルタカセット１
１０、１１２は図８Ａおよび図８Ｂに関して全体的に説
明したように支持部材１１０ａ，１１２ｂを平フィルタ
部材１１０ｂ，１１２ｂに固定されて構成させることが
可能である。カセット１１０、１１２の構造上の差異は
カセット１１０、１１２、上側容器１０２および結合手
段１０４との間の相互接続に関わるものである。
【００２３】詳しくは、図９に示すように、フィルタカ
セット１１０は結合手段１０４のシール面１０４ａと係
合した一体の、あるいは分離可能なシール１１４を含み
うる。結合手段１０４と接続されたフィルタカセット１
１０を保持するには、フィルタカセット１１０のリップ
１１６が結合手段１０４のリップ１１８の下で閉じる。
そのため、リップ１１６は結合手段１０４のくぼみ１２
０内に保持される。フィルタカセット１１０に接続され
たフィルタカセット１１２を保持するには、フィルタカ
セット１１２のリップ１２２がフィルタカセット１１０
のリップ１２６との係合を介してフィルタカセット１１
０のくぼみ１２４に保持される。このように、接続ある
いは係合すると、フィルタカセット１１２に関連した一
体あるいは分離可能なシール部材１２８がフィルタカセ
ット１１０の内側シール面１３０と係合する。上側容器
１０２と接続されたフィルタカセット１１２を保持する
には、上側容器１０２の下端に配置されたリップ１３２
がフィルタカセット１１２のリップ１３６の下方で形成
されたくぼみ１３４内に閉じられるか、係合される。こ
のように係合すると、上側容器１０２の下端と関連した
一体あるいは分離可能シール部材１３８はフィルタカセ
ット１１２の内側に配置されたシール面１４０と係合す
る。
【００２４】図９に関して説明した要領で、あるいはそ
の他の要領で数個のフィルタカセットを直列に接続しう
ることが認められる。このため、例えばカセット１１２
のような上側のフィルタカセットが、メンブレンフィル
タ１１０ｂを備えたカセット１１０のようなミクロフィ
ルタが最終の濾過のために使用される前に大きな粒体を
濾過するプリフィルタとして使用しうるようにする。こ
のため処理容量を増し、個別の事前濾過段階の必要性を
排除する。図１に関して全体的に説明したように相互に
対して接続する必要無く濾過領域１０８においてフィル
タカセット１１０、１１２、すなわち別のカセットを接
続しうることが認められる。
【００２５】図１０は、多数のフィルタカセットを載置
させ直列で接続しうるようにするフィルタカセットの更
に別の実施例を示す。フィルタカセット１５０はフィル
タ部材１５４に固定された支持部材１５２を含む。フィ
ルタ部材１５４は、例えばフィルタ部材１５４を支持部
材１５２に対して超音波溶接あるいは接着剤で固定する
など、非取り外し可能に固定することが可能である。支
持部材１５２は複数の雄接続部材１５６と同じように複
数の雌の接続部材１５８とを含む。
【００２６】図１１および図１２を参照すれば、フィル
タカセット１５０は前述したのと同様の結合手段１６６
を使用して好ましくは分離可能な要領で相互に対して接
続された上側容器１６２と下側容器１６４とを含む濾過
装置１６０の一部として利用可能である。従って、結合
手段１６６は真空を下側容器１６４に導入するポート
（port）１６８を含みうる。フィルタカセット１５０あ
るいはまた任意に複数のフィルタカセット１５０は図１
２で示すように上側容器１６２と結合手段１６６との間
で保持しうる。
【００２７】図１３に詳しく示すように、雄接続部材１
５６は結合手段１６６のフランジ部分１６６ａに沿って
配置された相手側の雌の接続部材内でスナップ嵌合（sn
ap fit）で保持しうる。同様にフィルタカセット１５０
の雌接続部材１５８は上側容器１６２の下端に沿って配
置された相手側の雄接続部材１７２を受入可能である。
その他の実施例と同様に、支持部材１５２は例えば半径
方向のスリット１７４を設けることにより液体の流れに
対して浸透する。液体はフィルタ部材１５４と支持部材
１５２とを介して上側容器１６２から結合手段１６６の
傾斜部分を下がって下側容器１６４中へ流入する。先の
実施例と同様に、濾過装置１６０は多段濾過工程を実行
し処理容量を増すためにいずれかの所望の数のフィルタ
カセット１５０を使用して構成すればよい。
【００２８】接続およびシール構造体並びに各種のカセ
ット２２、８０、１５０の全体的な形態は例えば前述の
ように変更可能であるが、本発明の作動と使用について
は図１、図２、および図５Ａ−図５Ｂを参照すれば全体
的に理解される。詳しくは、使用者は多数の種々のカセ
ット２２を在庫し、別に容器１２および１６並びに該容
器１２に永続的に、あるいは取り外し可能に固定しうる
結合手段１８を在庫するようにしうる。容器１２とのシ
ール係合するのに同じ寸法である各種のカセットは液体
からの種々サイズ即ち寸法の粒体を濾過するために種々
タイプのフィルタを有しうる。このように、本発明の方
法は、適当なカセット２２を選択し、蓋１４を外し、カ
セット２２を上側容器１２中へ挿入することから始ま
る。このことは図６に示す工具を使用することにより達
成可能である。多段濾過工程に対して、カセット２２の
頂部に別のカセット（図示せず）を挿入可能である。こ
のため、上側容器１２の下部分６０を長くする必要があ
りうる。
【００２９】所望のカセットを挿入する前、あるいは挿
入した後、下側容器１６を図１に示すように結合手段１
８中へねじ込む。次いで、真空源がポート２４に接続さ
れ、真空が作用するようにする即ち真空源をオンとす
る。濾過すべき液体が次いで上側容器１２の開放端を通
して導入される。液体で上側容器１２を充填する前に真
空源をオンとすることは特に、閉塞作用を促進するに十
分大きな間隔によって離隔されているか、あるいは以下
説明するように閉塞作用を促進するその他の形状を有し
ている２個のメンブレン即ち膜を使用している場合処理
量を増加させることが判明した。これは本発明によるカ
セットが永続的に接続されているメンブレンフィルタの
頂部に挿入される場合、あるいは順次液体を濾過するた
めに多数のフィルタカセットが使用されている場合にい
えることである。詳しくは、２個のフィルタメンブレン
の間に形成された空隙が、双方のフィルタが液体によっ
て最初に湿潤されると上側容器から下側容器までの液体
の移送を阻止することが判明した。上側容器中へ液体を
注入する前に真空源をオンとすることによりこの閉塞作
用を阻止し、処理量を著しく向上させる。また、支持部
材３０内に配置された孔３５もこの閉塞作用の打破に助
勢する。詳しくは液体は孔３５を通して吸入されフィル
タカセットと第２のフィルタ部材との間の空隙を液体で
充満し易くする。従って、真空はカセット２２並びにい
ずれかの別の直列配置のフィルタ部材あるいはカセット
とを通して効率的に液体を吸引、一方フィルタ部材３２
およびいずれかの別の直列配置のフィルタ部材の上ある
いは内の所望サイズより大きい粒体を捕捉する。
【００３０】濾過工程が完了すると、下側容器１６は結
合手段１８から外され、ねじを切ったキャップ（図示せ
ず）を使用して、別の処理あるいは分析のために必要と
されるまで容器１６を閉鎖するために使用しうる。更
に、フィルタカセット２２または容器１２に挿入される
いずれかの別のフィルタカセットを取り外し、フィルタ
によって捕捉された粒体あるいは材料を適当に必要に応
じて分析しうる。典型的には、濾過装置１０の全ての種
々の要素は次の使用に備えて処分される。当該技術分野
の専門家には本発明の概念に従って実行しうる多くの別
の濾過方法があることが直ちに認識される。それらはフ
ィルタカセットおよび（または）容器間の永久フィルタ
あるいは各種タイプの導管の間の永久フィルタの使用を
含む。
【００３１】本発明を各種の好適実施例を説明すること
により示し、これらの実施例を本発明を実施する最良の
態様を説明するために可成り詳しく説明してきたが、本
発明の出願人の意図は特許請求の範囲をそのような詳細
に何ら限定するものでない。本発明の精神と範囲内で更
に別の利点や修正が当該技術分野の専門家には直ちに明
らかとなる。本発明自体は特許請求の範囲によってのみ
規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に従って構成したフィル
タカセットを示すために、上側容器を破断した、本発明
の好適実施例によって構成した濾過装置の斜視図であ
る。
【図２】内部構造を示すために部分的に破断した図１に
示すフィルタカセットの斜視図である。
【図３】成形され、フィルタ部材に対して組み立てられ
る前のフィルタカセットの上面図である。
【図４Ａ】組み立て作業の初期段階を示す、図１から図
３までに示すフィルタカセットの周囲部分の断面図であ
る。
【図４Ｂ】先ずカセットと係合している超音波溶接およ
び（または）すえ込み工具を示す図４Ａと類似の図面で
ある。
【図４Ｃ】図４Ａおよび図４と類似であるが、溶接作業
の完了に近づいた超音波溶接／すえ込み工具を示す図で
ある。
【図４Ｄ】図４Ａから図４Ｃまでと類似であるが、最終
の組み立てられたカセットを示す図面である。
【図５Ａ】濾過装置の上側容器中へフィルタカセットを
挿入した状態を示す破断した断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａと類似であるが、上側容器の下端とシ
ール係合関係で保持されたフィルタカセットを示す図で
ある。
【図６】フィルタカセットを上側容器に挿入するために
使用しうる工具の断側面図である。
【図７】容器内に挿入されたフィルタカセットの一代替
実施例を示し、多段濾過工程のために２個のフィルタ部
材を組み込んでいる破断した断面図である。
【図８Ａ】本発明によって構成したフィルタカセットと
濾過装置との別の代替実施例を示す破断断面図である。
【図８Ｂ】図８Ａと類似であるが、上側容器の下端とシ
ール係合関係において代替フィルタカセットを示す図で
ある。
【図９】多段濾過作業のために直列で接続したフィルタ
カセットを有する濾過装置を示す別の代替実施例を示す
図である。
【図１０】本発明によって構成したフィルタカセットの
別の代替実施例の斜視図である。
【図１１】上側と下側の容器の間の濾過領域において係
合した図９に示すフィルタカセットを示す部分的に破断
した斜視図である。
【図１２】図１１に示す濾過装置の分解した側面図であ
る。
【図１３】濾過領域の近傍で見た図１１に示す濾過装置
の拡大し、破断した断面図である。
【符号の説明】
１０、７０、１００ 濾過装置 １２、７２、１０２ 上側容器 １４ 上側蓋 １６、１６４ 下側容器 １８、７４、１０４ 結合手段 ２２、８０、１１０、１１２ フィルタカセット ３０、８２、１１０ａ，１１２ｂ、１５２ 支持部材 ３２、８４、１００ｂ，１１２ｂ，１５４ 平フィルタ
部材 ３４ 孔 ３６、８６ シール縁部 ３８、８８ 保持具

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 濾過すべき流体を受け取る上側容器と、 上側容器から流体を受け取る下側容器と、 平フィルタ部材と接続された支持部材を含むフィルタカ
    セットであって、上側容器で濾過すべき流体と下側容器
    との間に配置される形状とされ、上側および下側容器の
    各々から分離可能であり、前記上側容器の流体と下側容
    器との間で選択可能の係合可能なシールを形成し、上側
    容器内の流体が下側容器中へ入る前に確実にフィルタ部
    材を通過するようにしうるフィルタカセットとを含むこ
    とを特徴とする濾過装置。
  2. 【請求項２】 前記フィルタ部材がメンブレンフィルタ
    であることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
  3. 【請求項３】 前記フィルタ部材がデプスフィルタであ
    ることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
  4. 【請求項４】 前記カセットの支持部材が前記上側容器
    の内壁面と係合する周囲シールを含むことを特徴とする
    請求項１に記載の濾過装置。
  5. 【請求項５】 前記周囲シールが前記支持部材の可撓性
    の外縁部であることを特徴とする請求項４に記載の濾過
    装置。
  6. 【請求項６】 前記周囲シールがＯ−リング部材である
    ことを特徴とする請求項４に記載の濾過装置。
  7. 【請求項７】 前記Ｏ−リング部材が前記支持部材から
    取り外し可能であることを特徴とする請求項６に記載の
    濾過装置。
  8. 【請求項８】 真空源に接続するために前記下側容器と
    連通しているポートを更に含むことを特徴とする請求項
    １に記載の濾過装置。
  9. 【請求項９】 前記上側および下側容器の間でそれぞれ
    順次かつ取り外し可能に接続可能な複数のフィルタカセ
    ットを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の濾過
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記支持部材が前記上側容器の内壁面
    と係合する円形の周囲シール縁部を含み、前記メンブレ
    ンフィルタが前記支持部材の周囲部分において半径方向
    内方に延びている連続したリップによって前記支持部材
    に対して保持されていることを特徴とする請求項１に記
    載の濾過装置。
  11. 【請求項１１】 前記フィルタカセットが前記上側容器
    の下端内で取り外し可能に受け入れられる形状とされて
    いることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
  12. 【請求項１２】 前記支持部材が周囲のシール部材を含
    み、前記上側容器の下端が濾過作業の間周囲のシール部
    材を中央に位置させ且つこれと係合するための段付き部
    分を含むことを特徴とする請求項１１に記載の濾過装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記周囲シール部材が更に前記支持部
    材の可撓性縁部からなることを特徴とする請求項１２に
    記載の濾過装置。
  14. 【請求項１４】 前記上側容器が開放した頂部を含み、
    前記上側および下側容器の間に結合手段が配置されてお
    り、前記結合手段と前記下側容器とがそれぞれ前記下側
    容器を前記結合手段および上側容器とに選択的に接続し
    たり、そこから外したりしうるようにするねじ部分を有
    していることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
  15. 【請求項１５】 前記上側および下側容器との間に形成
    されたねじ接続部分を更に含むことを特徴とする請求項
    １に記載の濾過装置。
  16. 【請求項１６】 相互に、かつ流体連通した第１と第２
    の流体受け取り部材を有する濾過装置で使用するフィル
    タカセットであって、前記第１と第２の流体受け取り部
    材の間で全体的に位置した濾過領域において配置するよ
    うにされたフィルタカセットにおいて、 外縁部を有する平フィルタ部材と、 メンブレンフィルタに固定された支持部材であって、前
    記フィルタ部材の外縁部の近傍に配置された周囲部分を
    有し、該周囲部分が、前記第１の流体受け取り部材の流
    体が第２の流体受け取り部材へ入る前にフィルタ部材を
    確実に通過するように前記濾過領域を選択的に係合した
    り、外したりするよう作用するシールを含む支持部材と
    を含むことを特徴とするフィルタカセット。
  17. 【請求項１７】 前記シールが前記支持部材の可撓性の
    外縁部であることを特徴とする請求項１６に記載のフィ
    ルタカセット。
  18. 【請求項１８】 前記シールがＯ−リング部材であるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載のフィルタカセット。
  19. 【請求項１９】 前記Ｏ−リング部材が前記支持部材か
    ら取り外し可能であることを特徴とする請求項１８に記
    載のフィルタカセット。
  20. 【請求項２０】 前記支持部材が円形であり、前記第２
    の流体受け取り部材の近傍で前記第１の流体受け取り部
    材の端部内に取り外し可能に受け入れられる形状とされ
    ていることを特徴とする請求項１６に記載のフィルタカ
    セット。
  21. 【請求項２１】 前記支持部材が前記フィルタ部材の下
    側に亘って延びており、かつ濾過領域においてシール係
    合関係に装着されると前記第１の流体受け取り部材から
    第２の流体受け取り部材までの流体の流れに対して浸透
    性であることを特徴とする請求項１６に記載のフィルタ
    カセット。
  22. 【請求項２２】 前記支持部材が前記カセットを第１の
    流体受け取り部材内に挿入するために使用される工具を
    受け取る工具係合部分を含むことを特徴とする請求項１
    ６に記載のフィルタカセット。
  23. 【請求項２３】 複数のカセットが濾過領域において相
    互に直列に接続されうるように作用する前記支持部材に
    おける接続構造体を更に含むことを特徴とする請求項１
    ６に記載のフィルタカセット。
  24. 【請求項２４】 前記接続構造体が前記支持部材の周り
    を延びる少なくとも１個の周囲リップを含むことを特徴
    とする請求項２３に記載のフィルタカセット。
  25. 【請求項２５】 前記支持部材が２個の周囲リップを含
    み、第１の周囲リップが半径方向内方に延び、第２の周
    囲リップが半径方向外方に延びていることを特徴とする
    請求項２４に記載のフィルタカセット。
  26. 【請求項２６】 前記接続構造体が前記支持部材に配置
    された雄および雌接続部材を含むことを特徴とする請求
    項２３に記載のフィルタカセット。
  27. 【請求項２７】 前記フィルタ部材がメンブレンフィル
    タであることを特徴とする請求項１６に記載のフィルタ
    カセット。
  28. 【請求項２８】 前記フィルタ部材がデプスフィルタで
    あることを特徴とする請求項１６に記載のフィルタカセ
    ット。
  29. 【請求項２９】 濾過すべき流体を受け取る第１の流体
    受け取り空間を有する第１の部材と、 前記第１の部材から流体を受け取る流体受け取り空間を
    有する第２の部材と、 平フィルタ部材に接続された支持部材を含むフィルタカ
    セットであって、前記第１の部材の流体受け取り空間と
    第２の部材の流体受け取り空間との間で配置される形状
    とされ、前記第１と第２の部材の各々から分離可能であ
    り、前記第１の部材の流体が第２の部材へ入る前に前記
    フィルタ部材を確実に通過するように前記第１の部材の
    流体受け取り空間と前記第２の部材の流体受け取り空間
    との間で選択可能に係合するシールを形成することが可
    能であるフィルタカセットとを含むことを特徴とする濾
    過装置。
  30. 【請求項３０】 濾過すべき流体を受け取る流体受け取
    り空間を有する第１の部材と、 前記第１の部材から流体を受け取る流体受け取り空間を
    有する第２の部材と、 前記第１の部材の流体受け取り空間と前記第２の流体受
    け取り空間との間で接続された第１の平フィルタと、 第２の平フィルタと接続された支持部材を含むフィルタ
    カセットであって、前記第１の部材の流体受け取り空間
    と前記第２の部材の流体受け取り空間との間で配置する
    ような形状とされ、前記第１と第２の部材の各々から分
    離可能であり、前記第１の部材の流体受け取り空間と前
    記第２の部材の流体受け取り空間との間で選択的に係合
    可能なシールを形成することが可能であり、前記第１の
    部材の流体が前記第２の部材中へ入る前に前記第１と第
    ２のフィルタを通過するようにさせるフィルタカセット
    とを含むことを特徴とする濾過装置。
  31. 【請求項３１】 液体を濾過する方法において、 第１の流体受け取り部材の第１の流体受け取り空間と第
    ２の流体受け取り部材の第２の流体受け取り空間との間
    で平フィルタ部材に固定された支持部材を含むフィルタ
    カセットであって、前記支持部材が前記第１と第２の流
    体受け取り部材に対してシール関係であるが取り外し可
    能な係合関係で保持され、前記フィルタ部材が第１の流
    体受け取り部材から第２の流体受け取り部材までの液体
    流路を提供するフィルタカセットを接続する段階と、 粒体を含有する液体を前記第１の流体受け取り部材中
    へ、かつフィルタカセット上へ導入する段階と、 前記フィルタ部材に液体を通過させ、第２の流体受け取
    り部材中へ液体を送り粒体を前記フィルタカセット上で
    捕捉する段階とを含むことを特徴とする液体を濾過する
    方法。
  32. 【請求項３２】 前記第１の流体受け取り部材が上側容
    器であり、第２の流体受け取り部材が下側容器であり、
    前記フィルタカセットが前記上側容器内に接続されてい
    ることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記フィルタカセットの支持部材が前
    記上側容器の内壁面と摩擦係合関係で保持されている周
    囲シールを含むことを特徴とする請求項３２に記載の方
    法。
  34. 【請求項３４】 前記周囲シールが前記支持部材の可撓
    性縁部であることを特徴とする請求項３３に記載の方
    法。
  35. 【請求項３５】 前記周囲シールがＯ−リング部材であ
    ることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 液体をフィルタ部材に通す段階が更
    に、前記フィルタ部材を通して液体を吸引するよう真空
    を前記第２の流体受け取り部材中へ導入する段階を含む
    ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記第１と第２の流体受け取り部材の
    間で少なくとも２個の前記フィルタカセットを含むこと
    を特徴とする請求項３１に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記フィルタカセットの一方がメンブ
    レンフィルタを含み、前記一方のフィルタカセットの上
    流に配置された前記フィルタカセットの他方がプリフィ
    ルタを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 第２の平フィルタ部材が前記フィルタ
    カセットに対して直列で接続されていることを特徴とす
    る請求項３１に記載の方法。
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