JP2002509014A

JP2002509014A - 分離システムと膜モジュールとフィルタエレメントとフィルタエレメントの製造方法

Info

Publication number: JP2002509014A
Application number: JP2000539912A
Authority: JP
Inventors: リオス，ルイス; アレックス，トニー; グセル，トーマス・シー; ギルダースリーヴ，マイケル・アール; カマネス，アンソニー; モハメド，ラシード
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2002-03-26
Also published as: CA2318591A1; AU2329499A; WO1999036150A2; EP1049525A2; WO1999036150A3

Abstract

(57)【要約】振動分離システムと、膜モジュールと、フィルタエレメントと、振動分離システムで使用することができる他の構成要素と、振動分離システムで使用することができるフィルタエレメントの製造方法とを提供する。振動分離システムは、膜モジュールに振動運動を加えて濾過を高めるための駆動機構を有する。膜モジュールは、スタックをなして配置された一つ又はそれ以上のフィルタエレメントを含み、各フィルタエレメントは分離媒体を有する。膜モジュールに加えられた振動運動は、分離媒体のところに動的流れ境界層を発生する。この流体剪断境界層は、揚力を発生し、これによって、分離媒体の汚損を阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本願は、１９９８年１月２０日に出願された米国仮特許出願第６０／０７１，
８４３号及び１９９８年１月２１日に出願された米国仮特許出願第６０／０７２
，０４０号の優先権を主張する。これらの仮特許出願に触れたことにより、これ
らの仮特許出願に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする。本願
は、更に、「分離システム及び方法」という標題の国際公開第ＷＯ９７／０２０
８７号に開示されている内容が、本明細書中に組入れられたものとする。

【０００２】本発明は、振動分離システム、膜モジュール、フィルタエレメント、及び振動
分離システムで使用できる他の構成要素、及び振動分離システムで使用できるフ
ィルタエレメントの製造方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】

分離装置は、代表的には、流体の一つ又はそれ以上の成分を流体中の他の成分
から分離するのに使用される。本明細書中で使用されているように、「流体」と
いう用語は、液体、ガス、及び液体、ガス及び／又は固体の混合物及び組み合わ
せを含む。分離装置では、分級、粒子濾過、マイクロ濾過、限外濾過、ナノ濾過
、逆浸透（超濾過）、浸透、電気浸透、プリベーポレイション（ｐｒｅｖａｐｏ
ｒａｔｉｏｎ）、水スプリッティング（ｗａｔｅｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）、篩
分け、親和分離、親和精製、親和収着、クロマトグラフィー、ゲル濾過、細菌性
濾過、及び凝集を含む様々な一般的なプロセスが使用される。代表的な分離装置
には、デッドエンドフィルタ、開放端フィルタ、クロスフローフィルタ、動的フ
ィルタ、振動分離フィルタ、使い捨てフィルタ、逆洗可能な、ブローバック、及
び溶剤洗浄可能な再生可能フィルタ、上掲の様々な装置の異なる特徴を持つハイ
ブリッドフィルタが含まれる。

【０００４】従って、本明細書中で使用されているように、「分離」という用語は、流体の
一つ又はそれ以上の成分を流体の他の成分から分離する、濾過を含む全てのプロ
セスを含むものと理解されるべきである。「分離媒体」という用語は、流体の一
つ又はそれ以上の成分を、これらの成分を流体の他の成分から分離するために通
過させることができる任意の材料でできた任意の媒体を含むものと理解されるべ
きである。分離を受ける流体の様々な成分を定義するために使用される用語及び
これらのプロセスの製品は、例えば液体又はガスの濾過等の用途に応じて、使用
された分離システムの種類、例えばデッドエンドシステムや開放端システムに応
じて様々に変化するが、明瞭化を図るため、以下の用語を使用する。分離システ
ムに入力された流体をプロセス流体と呼び、分離を受ける任意の流体を含むもの
と解釈される。分離媒体を通過した流体の部分を透過物と呼び、濾液並びに他の
用語を含むものと解釈される。分離媒体を通過しなかった流体の部分をリテンテ
ート（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ）と呼び、濃縮物、ブリード流体、並びに他の用語を
含む。

【０００５】実際上全ての分離システムに共通の問題点は、透析膜等の分離媒体の目詰まり
即ち汚損である。分離媒体を上流側から下流側に通過する透過物は、プロセス流
体とは組成が異なる流体層を分離媒体の上流側と隣接して残す。この流体層は、
分離媒体を目詰まりさせてその小孔を閉塞し、これによって分離媒体を汚損する
成分を含むか或いは停滞境界又はゲル層として残る。これらのいずれも、分離媒
体を分離媒体の下流側に通過しようとする成分の輸送を妨げる。本質的には、分
離媒体を単位時間当りに通過する輸送量、即ちフラックスが減少し、分離媒体の
固有の篩分け性能又は捕捉性能に悪影響が及ぼされる。

【０００６】特定の分離システムでは、分離媒体及びこの分離媒体の表面と隣接した流体層
が互いに関して急速に移動する場合に分離媒体の汚損が大幅に減少するというこ
とが周知である。従って、分離媒体の寿命が延び、透過物の流量が改善される。

【０００７】振動分離システムでは、フィルタエレメントがプロセス流体と接触していると
きにフィルタエレメントを前後に急速に振動させることによってプロセス流体及
び分離媒体を互いに関して急速に移動する。例えば、国際公開第ＷＯ９７／０２
０８７号に記載の振動分離システムでは、幾つかの全体に円形のフィルタエレメ
ントを積み重ねて膜モジュールを形成し、この膜モジュールを駆動機構によって
急速に振動させる。プロセス流体は、振動している膜モジュールに供給され、リ
テンテート及び透過物が振動膜モジュールからフィルタエレメントの様々な開口
部を通して取り出される。

【０００８】国際公開第ＷＯ９７／０２０８７号に記載の振動分離システムは非常に良好に
機能するけれども、これらのシステムの様々な特徴を更に考慮する必要がある。
例えば、各フィルタエレメントは、支持プレートに結合された一つ又はそれ以上
の多孔層を含む。プロセス流体、リテンテート、及び透過物が多孔層及び支持プ
レートの様々な穴を通って流れるため、プロセス流体及びリテンテートを透過物
から効果的にシールし、透過物の汚染を阻止することが重要である。更に、フィ
ルタエレメントがプロセス流体と接触しているときに急速に振動されるため、フ
ィルタエレメントが損傷しないように、多孔層を支持プレートにしっかりと結合
することが重要である。更に、フィルタエレメントが繰り返し交換できるため、
経済的であり且つ非常に効果的なフィルタエレメントを提供することが重要であ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の様々な特徴を具体化した振動分離システム、膜モジュール、及びフィ
ルタエレメント、並びにフィルタエレメントの製造方法が、従来の振動分離シス
テム及び構成要素を越える多くの利点を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本発明の一つの特徴によれば、フィルタエレメントは、少なくとも一つの通孔
を持つ支持プレート、この支持プレート上に取り付けられた分離媒体、及び流体
が支持プレートと分離媒体との間で穴から流れないようにするため、穴に配置さ
れたシーリング部材を含む。

【００１１】本発明のこの特徴を具体化するフィルタエレメントは、信頼性が高く、分離媒
体と支持プレートとの間の漏れを阻止する上で効果的である。シーリング部材を
分離媒体及び支持プレートにしっかりと取り付けることができる。支持プレート
の通孔の近くに結合層が存在する場合には、シーリング部材は結合層の隙間を充
填でき、分離媒体と支持プレートとの間で結合層を通る漏れを阻止する。更に、
シーリング部材により、プロセス流体穴又はリテンテート穴を取り囲む非常に平
滑な表面を持つ分離媒体が提供され、その結果、濾過条件が改善される。

【００１２】本発明の別の特徴では、フィルタエレメントは、支持プレート、この支持プレ
ート上に取り付けられた分離媒体、この分離媒体と支持プレートとの間に配置さ
れたドレン層、及び分離媒体とドレン層との間に配置された結合層を含む。

【００１３】本発明の別の特徴では、フィルタエレメントは、支持プレート、この支持プレ
ート上に取り付けられた分離媒体、この分離媒体と支持プレートとの間に配置さ
れたドレン層、及び支持プレートとドレン層との間に配置された結合層を含む。

【００１４】本発明の別の特徴では、フィルタエレメントは、支持プレート、この支持プレ
ート上に取り付けられた、内部分、中間部分、及び外部分を持つ、分離媒体、こ
の分離媒体の中間部分で分離媒体と支持プレートとの間に配置されたドレン層、
及び分離媒体を支持プレートに結合するため、分離媒体の外部分で分離媒体と支
持プレート層との間に配置された結合層を含む。

【００１５】本発明のこれらの特徴を具体化するフィルタエレメントは、支持プレートにし
っかりと確実に取り付けられた分離媒体及び／又はドレン層を提供する。本発明
のこの実施例で使用された結合層は、分離媒体をドレン媒体又は支持プレートに
、又はドレン媒体を支持プレートに効果的に且つ確実に結合できる。結合層を使
用することによりフィルタエレメントの製造を大幅に簡単にし、多くの場合、幾
つかの分離媒体及びドレン媒体を支持プレートに一回の作業工程で取り付けるこ
とができる。

【００１６】本発明の更に別の特徴によれば、フィルタエレメントは、支持プレート、この
支持プレート上に取り付けられた、内部分、中間部分、及び外部分を持つ分離媒
体、この分離媒体の中間部分で分離媒体と支持プレートとの間に配置されたドレ
ン層、及び分離媒体を支持プレートに結合するため、分離媒体の内部分で支持プ
レートとドレン層との間に配置された結合層を含む。

【００１７】本発明の別の特徴によれば、フィルタエレメントは、支持プレート、この支持
プレート上に取り付けられた分離媒体、及びこの分離媒体と支持プレートとの間
に配置されたドレン層を含む。ドレン層の厚さは約０．６ｍｍ以下である。

【００１８】本発明の別の特徴によれば、フィルタエレメントは、透過物通路を持つ支持プ
レートであって、通路は、支持プレートに沿って短い距離、半径方向に延びてい
る支持プレート、この支持プレートに取り付けられた分離媒体、及びこの分離媒
体と支持プレートとの間に配置されたドレン層を含む。ドレン層は、透過物通路
と重なる周囲部分を有する。

【００１９】本発明の別の特徴によれば、フィルタエレメントは、第１及び第２の側部及び
半径方向に延びる一つ又はそれ以上の透過物通路を持つ実質的に平らな支持プレ
ート、この支持プレートに各側に取り付けられた分離媒体、及び各分離媒体と支
持プレートとの間に配置された、支持プレートの透過物通路と連通したドレン層
を含む。

【００２０】本発明のこれらの特徴を具体化したフィルタエレメントは、非常に経済的に製
造できるけれども、非常に信頼性が高い。多くの実施例について、各膜支持プレ
ートは、表面に凹凸が形成されていない平らで平滑な一定厚さの部材であり、製
造費用が安い。更に、表面の凹凸や厚さの変化がないため、フィルタエレメント
の外面を非常に平滑にでき、その結果、濾過条件が改善される。膜支持プレート
の形状が非常に簡単であり、複雑な形成工程を必要としないため、厚さを非常に
薄くでき、これと対応して重量が低減される。

【００２１】本発明の別の特徴によれば、フィルタエレメントは、支持プレート、分離媒体
、及び支持プレートと分離媒体との間に配置されたドレン層を含む複合材料を有
する。この複合材料は結合層を含まない。

【００２２】本発明の更に別の特徴によれば、膜モジュール又は振動分離システムは、本発
明の上掲の特徴のうちの任意のものに記載された複数の積み重ねられたフィルタ
エレメントを含む。

【００２３】本発明の別の特徴によれば、フィルタエレメントの形成方法は、複数の通孔を
持つ支持プレート、通孔に各々一つづつ配置された複数のシーリング部材、支持
プレートの側部に配置された少なくとも一つの分離媒体を含む複合材料を形成す
る工程、複合材料に熱及び圧力を加えてシーリング部材を軟化する工程、及び、
複合材料を冷却してシーリング部材を固化し、通孔の各々のところで分離媒体と
支持プレートの表面との間に流体密シールを形成する工程を含む。

【００２４】本発明の更に別の特徴によれば、フィルタエレメントの形成方法は、複数の通
孔を持つ支持プレート、この支持プレートの側部に配置された分離媒体を含み、
通孔の各々が硬化可能な液体材料を収容している複合材料を形成する工程と、通
孔の各々内の硬化可能な液体材料を硬化させ、分離媒体と支持プレートの表面と
の間に流体密シールを形成する工程とを含む。

【００２５】

【発明の実施の形態】

図１に示すように、本発明の振動分離システムの例示の実施例は、振動分離ア
ッセンブリ１００、プロセス流体供給装置３００、リテンテート回収装置４００
、及び透過物回収装置５００を含む。振動分離アッセンブリ１００は、全体とし
て、駆動機構１０２及び膜モジュール１０４を含み、この膜モジュールには、少
なくとも一つのプロセス流体入口１０６、リテンテート出口１０８、透過物出口
１１０、及び透過物ドレン１１４が設けられている。更に、膜モジュール１０４
は、一つ又はそれ以上のフィルタエレメント（図１には図示せず）を含む。膜モ
ジュール１０４は、更に、プロセス流体出口１１２及びリテンテート入口１１３
を含む。プロセス流体出口１１２及びリテンテート入口１１３は、国際公開第Ｗ
Ｏ９７／０２０８７号に記載のプロセスループ及びリテンテート再循環ループに
よって使用できる。同文献に触れたことにより、その文献に開示されている内容
は本明細書中に組入れたものとする。

【００２６】プロセス流体供給装置３００は、振動分離アッセンブリ１００のプロセス流体
入口１０６に連結されており、タンク、バット、リザーバ、又は他のプロセス流
体の容器３０２を含む。この容器は、供給ライン３０４を介してプロセス流体入
口１０６に連結されている。プロセス流体供給装置３００は、プロセス流体を容
器３０２から振動分離アッセンブリ１００に輸送するため、容量形ポンプからな
るのがよいポンプアッセンブリ３０６を供給ライン３０４に含む。プロセス流体
供給装置３００には、供給ライン３０４に連結された圧力センサ３０８及び温度
センサ３１０が更に設けられている。変形例では、プロセス流体を任意の適当な
加圧源から供給でき、プロセス流体供給装置３００は、供給ライン３０４を通っ
て振動分離アッセンブリ１００の流体入口１０６に流入するプロセス流体を制御
するため、ポンプアッセンブリ３０６に加えて、又はポンプアッセンブリの代わ
りに、一つ又はそれ以上の制御バルブ及び／又は流量計を含んでいるのがよい。

【００２７】リテンテート回収装置４００は、振動分離アッセンブリ１００のリテンテート
出口１０８に連結されている。振動分離システムは、プロセス流体を膜モジュー
ル１０４のフィルタエレメントを横切って繰り返し通すように設計された再循環
システムである。リテンテート回収装置４００は、リテンテート出口１０８から
プロセス流体容器３０２まで延びるリテンテート戻しライン４０２を含む。振動
分離システムが、膜モジュール１０４のフィルタエレメントを横切ってプロセス
流体を一回だけ通過させるように設計されている場合には、リテンテートを別の
リテンテート容器即ちリザーバ４１４に差し向ける、即ち振動分離システムから
遠ざけるため、一つ又はそれ以上のバルブ４０４がリテンテート戻しライン４０
２に連結されているのがよい。リテンテート回収装置４００は、リテンテートを
振動分離アッセンブリ１００からプロセス流体容器３０２まで輸送するため、容
量形ポンプからなるのがよいポンプアッセンブリ４０６を含む。別の態様では、
リテンテート回収装置４００は、リテンテート流体を振動分離アッセンブリ１０
０からプロセス流体容器３０２まで輸送するため、ポンプアッセンブリ４０６に
加えて、又はこのポンプアッセンブリの代わりに、リテンテート戻しライン４０
２に連結された一つ又はそれ以上の制御バルブ及び流量計を含むのがよい。リテ
ンテート回収装置４００には、リテンテート戻しライン４０２に連結された圧力
センサ４０８及び温度センサ４１０が、更に設けられている。リテンテート回収
装置４００には、膜モジュール１０４を出るリテンテートの流量を制御するため
、リテンテート戻しライン４０２に連結されたバルブ４１２が更に設けられてい
る。

【００２８】透過物回収装置５００が振動分離アッセンブリ１００の透過物出口１１０に連
結されている。透過物回収装置５００は、透過物出口１１０から透過物容器５０
４まで延びる透過物回収ライン５０２を更に含む。透過物を振動分離システムか
ら遠ざかる方向に差し向けるため、一つ又はそれ以上のバルブ５０６を透過物回
収ライン５０２に連結できる。更に、透過物回収装置５００には、透過物回収ラ
イン５０２に連結された圧力センサ５０８、５１０及び温度センサ５１２が設け
られている。別の態様では、透過物回収装置５００は、振動分離アッセンブリ１
００から透過物を引き出すために透過物回収ライン５０２に連結されたポンプア
ッセンブリを含む。

【００２９】振動分離アッセンブリ１００は、上述のように、好ましくは、膜モジュール１
０４及び駆動機構１０２の全体に二つの構成要素を含む。膜モジュール１０４は
、駆動機構１０２の捩じりばね１１６又は国際公開第ＷＯ９７／０２０８７号に
記載されているような振動力を伝達するための任意の適当な手段に連結されてい
る。駆動機構１０２は、楕円振動、発振振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎａｌｖ
ｉｂｒａｔｏｒｙｍｏｔｉｏｎ）、捩じれ振動、又は線型振動の形態の振動力
を膜モジュール１０４に伝達し、プロセス流体と各フィルタエレメントの表面と
の間に移動を発生する。好ましくは、振動方向は、膜モジュール１０４の軸線に
対して垂直な平面内にある。駆動機構１０２は、膜モジュール１０４を、約５Ｈ
ｚ乃至約８０Ｈｚの範囲、好ましくは約１０Ｈｚ乃至約１２０Ｈｚの範囲、更に
好ましくは約２０Ｈｚ乃至約８０Ｈｚの範囲、更に更に好ましくは約３０Ｈｚ乃
至約７０Ｈｚの範囲の周波数で振動させる。任意の大きさの膜について、振動の
振幅は、好ましくは、約９０°以下であるのがよく、更に好ましくは約７５°以
下であるのがよい。例えば、直径が６１０ｍｍのモジュールを使用するシステム
の振動の振幅は、その外周で計測して約６．３ｍｍ（約１．２°）乃至約３０５
ｍｍ（約５７．３°）又はそれ以上であり、更に好ましくは、その外周で計測し
て約３８ｍｍ（約７．２°）乃至約７６．５ｍｍ（約１４．３°）インチであり
、更に更に好ましくは約５１ｍｍ（約９．５°）である。

【００３０】膜モジュール１０４は、様々な幾何学的形状、例えば平行六面体形体を有する
のがよいが、好ましくは図２乃至図４に示す実質的に円筒形の形体を使用して形
成される。膜モジュール１０４は、ベースプレートアッセンブリ１１８、ヘッド
プレートアッセンブリ１２０、及びベースプレートアッセンブリ１１８とヘッド
プレートアッセンブリ１２０との間に位置決めされ且つ固定された複数のフィル
タエレメント１２２を含む。膜モジュール１０４は、ヘッドプレートアッセンブ
リ１２０とベースプレートアッセンブリ１１８との間に挟まれたフィルタエレメ
ント１２２を一つだけ備えていてもよいが、更に好ましくは、複数のフィルタエ
レメント１２２を含む。例えば、２個、５個、１０個、２５個、５０個、７５個
、１００個、又はそれ以上のフィルタエレメント１２２をヘッドプレートアッセ
ンブリ１２０とベースプレートアッセンブリ１１８との間に固定できる。プロセ
ス流体入口１０６及び透過物ドレン１１４をベースプレートアッセンブリ１１８
に取り付けることができる。リテンテート出口１０８及び透過物出口１１０をヘ
ッドプレートアッセンブリ１２０に取り付けることができる。膜モジュール１０
４を構成するフィルタエレメント１２２の数は、振動分離アッセンブリ１００が
使用されるべき特定の用途に応じて変化する。

【００３１】ベースプレートアッセンブリ１１８は、一部品として、又は一体の構造として
形成されているのがよく、或いは、好ましくは、国際公開第ＷＯ９７／０２０８
７号に記載されているように個々の構成要素から形成されているのがよい。図３
及び図４に示すように、ベースプレートアッセンブリ１１８は、上プロセス流体
チャンネル１３０及び下プロセス流体チャンネル１３２を含む。図３及び図４に
示すように、フィルタエレメント１２２のプロセス流体導管２００は上プロセス
流体チャンネル１３０と連通しており、プロセス流体入口１０６は下プロセス流
体チャンネル１３２と連通している。ベースプレート１２４は、更に、フィルタ
エレメント１２２の透過物導管２０２を透過物ドレン１１４に連通する透過物ド
レン導管２０８を含む。

【００３２】ベースプレートアッセンブリ１１８は、複数の穴１４０、１４２を含み、これ
らの穴は、好ましくは、ベースプレートアッセンブリ１１８の外周及び内部分に
亘って円形をなして配置されている。これらの穴１４０は、フィルタエレメント
１２２をヘッドプレートアッセンブリ１２０とベースプレートアッセンブリ１１
８との間に位置決めし固定するのに使用されるボルト又は他の固定手段を位置決
めするのに使用される。ベースプレートアッセンブリ１１８は、複数の穴１７０
を更に含む。これらの穴のうちの２つが図３及び図４に示してあり、ベースプレ
ートアッセンブリ１１８の下部分の周囲に円をなして配置されている。捩じりば
ね１１６の上部分に設けられた開口部及びベースプレートアッセンブリ１１８に
設けられた複数の穴１７０を通して位置決めされた複数のボルト１７２又は他の
固定手段によって、捩じりばね１１６をベースプレートアッセンブリ１１８に連
結できる。

【００３３】ヘッドプレートアッセンブリ１２０は、一部品として、又は一体の構造として
形成されているのがよく、或いは、好ましくは、国際公開第ＷＯ９７／０２０８
７号に記載されているように個々の構成要素から形成されているのがよい。図３
及び図４に示すように、ヘッドプレートアッセンブリ１２０は、透過物出口１１
０と連通した中央開口部１８０、その下面に設けられ、リテンテート出口１０８
と連通したリテンテート出口チャンネル１８２、及びその下面に設けられ、プロ
セス流体出口１１２と連通したプロセス流体出口チャンネル１８４を含む。ヘッ
ドプレートアッセンブリ１２０は、その外周及びその中央領域に亘って円形に配
置された複数の穴１９０を更に含む。これらの穴１９０、１９２は、これらの穴
がベースプレート１２４の穴１４０、１４２と整合するように配置されており、
フィルタエレメント１２２をヘッドプレートアッセンブリ１２０とベースプレー
トアッセンブリ１１８との間に固定するボルト又は他の固定手段を位置決めする
のに使用される。ヘッドプレートアッセンブリ１２０及びベースプレートアッセ
ンブリ１１８のフィルタエレメント１２２と当たる表面は、国際公開第ＷＯ９７
／０２０８７号に記載されているように、平らであってもよいし、傾斜していて
もよい。

【００３４】フィルタエレメント１２２は様々な方法で形成できるけれども、各フィルタエ
レメント１２２は、好ましくは、支持プレート２１８及び分離媒体２６２を含む
。好ましいフィルタエレメント１２２の一例を、図５乃至図７に示す。この例の
支持プレート２１８は、好ましくは、上下で同じであることがわかっている。そ
のため、フィルタエレメント１２２の平面図だけを図６に示す。分離プレート２
１８は、中央開口部２２０を持つ実質的に円形のディスクからなり、円形をなし
て配置された三組の穴２３０、２３４、及び２３６を含む。図３及び図４に示す
ように、フィルタエレメント１２２の各々の中央開口部２２０及びフィルタエレ
メント１２２の最も外側の円形に配置された穴２３４の組が、フィルタエレメン
ト１２２をヘッドプレートアッセンブリ１２０とベースプレートアッセンブリ１
１８との間に固定するためのボルト又は他のファスニング手段用のガイド１９４
及び１９６を形成する。例示の実施例では、最も外側の組２３４は１６個の穴を
含む。しかしながら、これよりも多数の又は少数の穴を使用してもよい。中央ガ
イド１９４は、全てのボルトが位置決めされる単一の開口部であるのがよい。外
ガイド１９６の各々は単一のボルトを収容する。

【００３５】ベースプレートアッセンブリ１１８とヘッドプレートアッセンブリ１２０との
間にフィルタエレメント１２２が固定された状態で、円形に配置された穴の残り
の二つの組２３０及び２３６が整合し、導管を形成する。最も内側の円形に配置
された穴２３０の組は、複数のリテンテート導管１９８を形成できる。これらの
導管のうちの一つを図４に示す。これらの導管は、リテンテート出口チャンネル
１８２を介してリテンテート出口１０８と連通している。リテンテート導管は、
一つ又はそれ以上のリテンテート入口と連通するように構成できる。例示の実施
例では、最も内側の円形に配置された穴２３０の組は６個の穴を含む。しかしな
がらこれよりも多数の又は少数の穴を使用できる。例えば、８個の穴を使用でき
る。中間の円形に配置された穴２３６の組は、対をなしたプロセス流体チャンネ
ル１３０及び１３２を介してプロセス流体入口１０６と連通し、プロセス流体出
口チャンネル１８４を介してプロセス流体出口１１２と連通した複数のプロセス
流体導管２００を形成できる。中間の円形に配置された穴２３６の組は、好まし
くは、２０個の穴を含む。しかしながら、これ以外の穴と同様に、これよりも多
数の又は少数の穴を使用できる。更に、フィルタエレメント１２２の各々の中央
開口部２２０もまた導管、特定的には透過物導管を形成する。半径方向に延びる
複数の透過物ドレンスロット２２５が支持プレート２１８に中央開口部２２０と
リテンテート穴２３０の近くとの間に形成されている。透過物導管２０２は、一
端が中央開口部１８０を介して透過物出口１１０と連通しており、第２端が透過
物ドレン１１４と連通している。

【００３６】膜モジュール１０４は、更に、フィルタエレメント１２２間に図５及び図７に
示すように取り付けられた内外のシール即ちスペーサ２４０及び２４２を含む。
シール２４０及び２４２は、金属材料、ポリマー材料、又はエラストマー材料等
の任意の適当な材料でできているのがよい。一実施例では、シールは、ポリマー
製の環状のリングでできている。シール２４０及び２４２の厚さは、好ましくは
、分離媒体２６２の厚さよりも大きく、スペーサとして役立ち、膜モジュール１
０４の隣接したフィルタエレメント１２２間に隙間２６８を形成する。図５に最
もよ示すこの隙間２６８は、隣接した分離媒体２６２の上流側に沿ってプロセス
流体流れチャンネル又はチャンバを形成する。別の態様では、支持プレートの片
側又は両側の内周及び外周が盛り上がっており、これによって、シール２４０及
び２４２と同様に機能する。

【００３７】内シール２４０は、好ましくは、中央開口部２２０の直径とほぼ等しい内径及
びリテンテート穴２３０が設けられた直径よりも小さい外径を有する。外シール
２４２は、好ましくは、支持プレート２１８の外径とほぼ等しい外径、及びプロ
セス流体穴２３６が設けられた直径よりも大きい内径を有する。更に、外シール
２４２には複数の穴２４４が設けられており、これらの穴は、図６に示す支持プ
レート２１８の最も外側の穴２３４の組と対応する。外シール２４２並びに内シ
ール２４０は、余分の穴を有する。これらの余分の穴を使用し、シール自体の重
量を減らすことによってシステムの全重量を低減する。

【００３８】内外のシール２４０及び２４２の表面をフィルタエレメント１２２に結合する
ため、様々な方法及び材料を使用できる。例えば、これらの表面は、国際公開第
ＷＯ９７／０２０８７号に開示されているように、溶接でき、鑞付けでき、エポ
キシ付けでき、又は接着できる。更に、ガスケット（又はシーラント）をフィル
タエレメントと内外のシールとの間に配置でき、又はフィルタエレメント間に内
外のシールのところに配置できる。例えば、平らな環状ガスケットを各外シール
２４０の半径方向内面及び各内シール２４２の半径方向外面と隣接して位置決め
でき、これらのガスケットは、膜モジュールのボルトを締め付けることによって
、分離媒体を含む隣接したフィルタエレメントに押し付けられる。

【００３９】任意の所望の数のフィルタエレメント１２２及び内外のシール２４０及び２４
２を積み重ねて互いにシールしただけの膜モジュール１０４の層状構造は、製造
プロセスに融通性を提供し、これによって、様々なプロセス条件に適合する。層
状構造は、更に、膜モジュールの構造を簡単にする。膜モジュールの層状の外周
は、好ましくは、壁の内側にあるプロセス流体、透過物、又はこの両方を壁の外
側の周囲環境から遮断する外包含壁を形成する。更に、積層積み重ね構造は、内
積層壁を画成する。例示の実施例では、外積層包含壁は、フィルタエレメント１
２２及び外シール２４２からなる積み重ねを含むが、変形例では、これとは異な
るように形成されており、例えば、シールを持たないフィルタエレメントの積み
重ねとして形成できる。プロセス流体及び透過物を周囲環境から遮断することに
より、積層包含壁により外膜モジュールハウジングの必要をなくす。これにより
構造が簡単になるばかりでなく、重量もまた低減され、及び従って、慣性モーメ
ントが小さくなる。

【００４０】図５は、本発明による振動分離システムの一実施例の膜モジュール１０４の一
部の垂直断面図である。この実施例は、複数のフィルタエレメント１２２を持つ
膜モジュール１０４を含む。複数のフィルタエレメント１２２は、隣接したフィ
ルタエレメント１２２間に配置されており且つこれらのフィルタエレメントに対
して流動学的にシールされた環状シール２４０、２４２とともに互いに積み重ね
られている。更に、好ましくは、ガスケット２５０、２５２が、上文中に説明し
たように、シール２４０、２４２と隣接して設けられている。この実施例では、
各フィルタエレメント１２２は、好ましくは、支持プレート２１８及びこの支持
プレート２１８の一方の表面又は好ましくは各表面に取り付けられた分離媒体２
６２を含む。分離媒体２６２を通過した透過物用のドレン層２１９が、好ましく
は、各分離媒体２６２とこの分離媒体２６２が取り付けられた支持プレート２１
８の表面との間に設けられている。かくして、この実施例では、透過物は、支持
プレート２１８の外面に沿って、ドレン層２１９を通って各支持プレート２１８
の半径方向に流れる。

【００４１】例示の支持プレート２１８は、プロセス流体穴２３６よりも外側の外領域、プ
ロセス流体穴２３６とリテンテート穴２３０との間の中間領域、及びリテンテー
ト穴２３０よりも内側の内領域を含む。支持プレート２１８は、好ましくは、そ
の全直径に亘って厚さが一定であり、好ましくは完全に平らであり、いずれの表
面にも溝、窪み、又は突起等（製造プロセス中に偶発的に形成される顕微鏡的な
高さの変化は無視する）の高さの変化が、プロセス流体穴２３６とリテンテート
穴２３０との間の中間領域全に亘って全くない。支持プレート２１８に、溝、窪
み、突起等の厚さの変化又はその表面の高さの変化を付けることができ、又は他
の透過物通路をこの領域に設けることができるけれども、このような変化は、透
過物をドレン層２１９を通して半径方向又は横方向にドレンすることになるため
、この実施例の作動については好ましくない。好ましくは、支持プレート２１８
の表面は、少なくともプロセス流体穴２３６とリテンテート穴２３０との間の中
間領域で、できるだけ平滑であり且つ平らであり、そのため、この領域の上方に
配置された分離媒体２６２は、平滑であり且つ平らである。その全直径に亘って
厚さが一定の支持プレート２１８は、本実施例におけるように、支持プレート２
１８の製造を更に経済的にし、支持プレート２１８を非常に薄くできるため、有
利である。例えば、支持プレートは、約２．５ｍｍ乃至約０．０５ｍｍの範囲の
厚さを持つのがよく、好ましくは約０．５ｍｍ又はそれ以下であり、更に好まし
くは約０．２５ｍｍ又はそれ以下である。支持プレート２１８の直径は、このプ
レートを使用する特定の用途に従って変化できる。例えば、直径は、約５０ｍｍ
乃至約１３００ｍｍであり、好ましくは約２５０ｍｍ乃至約７７５ｍｍであり、
更に好ましくは約５００ｍｍ乃至約６３５ｍｍである。

【００４２】支持プレート２１８は、適当なポリマー材料等の十分な構造的一体性を持つ任
意の材料で形成できるが、最も好ましくは、ステンレス鋼等の金属材料から形成
される。使用できる他の金属は、アルミニウム、真鍮、銅、チタニウム、及び青
銅である。使用された特定の材料は、好ましくは、駆動機構１０２が発生する振
動力に耐えるのに十分強固であり、濾過される特定のプロセス流体と適合性であ
る。

【００４３】フィルタエレメント１２２を組み立てて膜モジュール１０４を形成するとき、
支持プレート２１８の半径方向中心近くに配置されたシール２４０及びこのシー
ル２４０のところに配置されたガスケットは、代表的には、プレス嵌めにより分
離媒体２６２と密封接触している。シール２４０及びガスケットにより分離媒体
２６２に加えられた圧力により、透過物が、ガスケット、シール２４０、及び支
持プレート２１８の間を流れることを実質的に阻止する。透過物ドレンスロット
２２５等の透過物ドレン通路は、好ましくは、透過物が、図６及び図７に示すよ
うに、シール２４０及びガスケット２５０の下を中央開口部２２０内に流れるこ
とができるように、各支持プレート２１８の中央近くに形成される。透過物ドレ
ンスロット２２５は、支持プレート２１８の全厚を通って延びている必要はない
が、支持プレート２１８が薄い場合には、支持プレート２１８の全厚を通して切
ることによって、透過物ドレン通路２２５を簡単に形成する。ドレンスロット２
２５の数及び大きさは、透過物を中央透過物通路内に通すのに必要な速度に従っ
て選択できる。

【００４４】図７及び図８に示すように、各ドレン層２１９は、好ましくは、ドレンスロッ
ト２２５の半径方向外端と重なっており、そのため、透過物をドレン層２１９か
ら透過物ドレンスロット２２５内に容易にドレンできる。透過物ドレンスロット
２２５は、所望である場合には、支持プレート２１８の中央から半径方向外方に
延びているのがよい。好ましくは、支持プレート２１８に沿って短い距離に亘っ
て半径方向に延びている。例示の実施例では、支持プレート２１８の内領域での
み、リテンテート穴２３０の近傍等まで延びている。製造を容易にするため、ド
レンスロット２２５は、この実施例では直線に沿って延びているが、湾曲してい
てもよいし、ジグザク形状又は他の所望の形状であってもよい。所望であれば、
ドレンスロット２２５に代えて、各支持プレート２１８を通って横方向に中央開
口部２２０と上面及び下面との間を延びる穴等の、支持プレート２１８の中央開
口部２２０にドレンを提供する他の構造を使用できる。透過物の流れ方向を例示
の実施例と逆にし、半径方向内方でなく支持プレートの半径方向外方にした場合
には、透過物ドレン通路を支持プレートの内周領域でなく支持プレートの外周領
域に形成できる。

【００４５】分離媒体２６２は、マイクロ濾過、限外濾過、ナノ濾過、又は逆浸透に有用な
、多孔質又は半透性のポリマーフィルム又は膜、又はポリマー又は非ポリマーの
繊維又はフィラメントでできた織製シート又は不織シート等の、任意の適当な媒
体を含む。別の態様では、分離媒体２６２は、ポール社からＰＭＭ及びＰＭＦの
商標で入手できる媒体等の多孔質金属媒体、ファイバガラス媒体、又は多孔質セ
ラミック媒体でできているのがよい。例示の実施例について、分離媒体は、好ま
しくは、支持された又は支持されていないポリマー膜を含む。膜は、好ましくは
、ポリアミド、ポリビニリデンフルオライド、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、及びポリプロピレン、等の
ポリマー材料でできている。更に好ましい膜は、ポリアミド例えばナイロン製の
膜、及びポリテトラフルオロエチレン製の膜である。更に、分離媒体２６２は、
一つ又はそれ以上の層からなってもよい。

【００４６】分離媒体２６２は、対応する支持プレート２１８の面積の大部分に亘って所望
の通りに延びているのがよい。分離媒体２６２もまた、ドレン層２１９から外方
に延びる外部分、ドレン層２１９から内方に延びる内部分、及びドレン層２１９
と同延の中間部分を含む。支持プレート２１８の表面積を最大に使用するため、
好ましくは各支持プレート２１８の両側に分離媒体２６２を取り付けるが、別の
態様では、支持プレート２１８の片側に分離媒体２６２を取り付けてもよい。分
離媒体２６２が支持プレート２１８の両側に取り付けられている場合には、分離
媒体２６２は必ずしも同じ材料でできていなくてもよく、表面積、厚さ、又は他
の寸法が同じでなくてもよい。フィルタエレメントの幾つかの実施例では、分離
媒体２６２の外周は、好ましくは、図５に示すように、外シール２４２の内面の
僅かに手前で終端しているのがよい。分離媒体の外周と外シール２４２の内面と
の間の距離２６３は、変化させることができる。幾つかの実施例では、例えば、
距離２６３は約３ｍｍ乃至約６．５ｍｍである。

【００４７】ドレン層２１９は、分離媒体２６２を通過した透過物を支持プレート２１８の
中央に設けられた透過物ドレンスロット２２５に容易に流すことができるように
、縁部方向流れ特性が良好な（支持プレート２１８の表面と平行な方向で、流れ
に対する抵抗が低い）任意の材料で製造できる。織布又は不織布、織製メッシュ
又は不織メッシュ、又はフィルタのドレン材料として使用される他の材料をドレ
ン層２１９として使用できる。ドレン層２１９として不織布が特に適している。
これは、例えばメッシュよりも平滑であるためである。その結果、表面がメッシ
ュ等の他のドレン材料よりも平らであり且つ均等な分離媒体２６２が使用される
。ドレン層２１９の厚さ及び多孔度は、ドレン層２１９を通って流れる透過物の
流れの圧力降下を所望のレベルに制限するように、透過物の粘度及び所望の流量
に従って選択できる。好ましい実施例では、ドレン層の厚さは、好ましくは、０
．６ｍｍ以下である。

【００４８】図８は、本実施例で使用されたドレン層２１９の平面図であり、ドレン層が取
り付けられる支持プレート２１８の輪郭が破線で示してある。例示のドレン層２
１９は、テネシー州オールドヒッコリーのリーメイ社からリーメイ（ＲＥＥＭＡ
Ｙ）の商標で様々なグレードで入手できるポリエステル不織布からなる。全体に
円形の外周を有し、支持プレート２１８の中央開口部２２０を取り囲む全体に円
形の穴２３５をその中央に有する。プロセス流体穴２３６及びリテンテート穴２
３０の近くで分離媒体２６２を支持プレート２１８に対してシールするのを容易
にするため、穴２３６、２３０の直ぐ近くではドレン層２１９が分離媒体２６２
と支持プレート２１８との間に存在しないように、ドレン層２１９には、穴２３
６、２３０を取り囲む切欠き２３７が形成されているのがよい。

【００４９】各分離媒体２６２は、好ましくは、隣接したドレン層２１９及び／又は支持プ
レート２１８の向き合った表面に取り付けられており、分離システムの作動中に
分離媒体２６２がドレン層２１９又は支持プレート２１８から剪断の作用で剥が
れないようにする。分離媒体２６２は、ドレン層２１９又は支持プレート２１８
に任意の適当な方法で取り付けることができる。例えば、分離媒体２６２は、ド
レン層２１９又は支持プレート２１８に溶接でき、又は接着剤又は溶剤で結合で
きる。ドレン層２１９は、透過物を透過物ドレンスロットにドレンできる任意の
適当な方法で支持プレートに取り付けることができる。支持プレート２１８の表
面は、分離媒体２６２又はドレン層２１９を支持プレート２１８に取り付ける前
に、例えば酸化によって荒らしてあるのがよい。このように表面を荒らすことに
より、代表的には、結合プロセスが補助される。分離媒体及び／又はドレン層の
取り付けは、連続的であってもよいし不連続であってもよく、様々な位置又は領
域で行われる。

【００５０】本実施例では、取り付けは、好ましくは、米国特許出願第０８／３８８，３１
０号及び英国特許公開第２，２９７，９４５号に詳細に記載された種類の多成分
熱可塑性ファイバでできた不織ウェブで形成された結合層２４１等の熱結合可能
な結合層を使用して行われる。これらの特許に触れたことにより、これらの特許
に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする。しかしながら、結合
層は適当な種類のものであるのがよい。例えば、結合層は、接着剤結合層又は溶
剤結合層であってもよい。

【００５１】多成分熱可塑性結合層２４１は、少なくとも第１ポリマー及び第２ポリマーを
含む多成分ファイバでできているのがよい。これらの多成分ファイバは、第２ポ
リマーが多成分ファイバの表面の少なくとも一部に設けられ、第１ポリマーより
も融点が低い。例えば、多成分ファイバは、少なくとも約６０重量％が第１ポリ
マーからなり、約４０重量％以下が第２ポリマーからなる。

【００５２】不織ウェブの多成分ファイバは、任意の適当なポリマーから製造できる。好ま
しくは、不織ウェブの多成分ファイバは、適当なポリオレフィンから製造される
。適当なポリオレフィンには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペン
テンが含まれる。第１ポリマーは、好ましくは、ポリプロピレンであり、第２ポ
リマーは、好ましくはポリエチレンである。不織ウェブのファイバは任意の適当
な手段によって製造でき、従来の長網抄紙プロセス等の任意の適当な手段によっ
て不織ウェブに形成できる。多成分ファイバは、好ましくは異相構造ファイバ、
即ち二つのポリマーだけから形成されたファイバであり、多成分ファイバは、二
つ以上のポリマーから製造でき、即ち本明細書中に記載した第１及び／又は第２
のポリマーをポリマー混合物と考えることができる。

【００５３】多成分ファイバについてのポリマーの特定の組み合わせを、第１及び第２のポ
リマーの融点が、第１ポリマーに悪影響を及ぼすことなく第２ポリマーの溶融又
は軟化を行うことができるのに十分異なるように選択するのがよい。かくして、
第１ポリマーの融点は、好ましくは、第２ポリマーの融点よりも少なくとも約２
０℃高く、更に好ましくは約５０℃高い。第２ポリマーの融点は、代表的には、
約１１０℃乃至約２００℃であり、更に代表的には、約１１０℃乃至約１５０℃
である。ウェブで使用するのに適した多成分ファイバの特定の例にはセルボンド
（Ｃｅｌｂｏｎｄ）Ｔ１０５ファイバ及びＴ１０６ファイバ（ノースカロライナ
州サリスアリーのヘキスト−セラネーゼ社）が含まれる。これらのファイバは１
００％異相構造の同心に配向されたファイバでできており、融点が１２７℃の線
型低密度ポリエチレンシース及び融点が２５６℃のポリエステルコアを備えてい
る。

【００５４】各結合層２４１は、好ましくは、隣接した分離媒体２６２とほぼ同じ面積に亘
って延びており、そのため、分離媒体２６２及び支持プレート２１８との間にド
レン層２１９が存在する領域では、結合層２４１が分離媒体２６２をドレン層２
１９に取り付け、ドレン層２１９が存在しない領域（例えばドレン層２１９の切
欠き２３７内の領域）では、結合層２４１が分離媒体２６２を支持プレート２１
８に直接取り付ける。本実施例では、各結合層２４１は、主として、分離媒体２
６２を隣接した部材に取り付ける目的で使用され、二次的には、分離媒体２６２
を強化してその引き剥がし強度を高めるために使用され、その結果、結合層２４
１は、できるだけ薄いのが好ましい。別の態様では、結合層２４１は、分離媒体
２６２と支持プレート２１８との間の空間内の流体をドレンするため、所定の厚
さを有するのがよい。例えば、結合層２４１は、本実施例で使用されたドレン層
２１９に加えて、又はこのドレン層に代えて、ドレン層として機能するように製
造できる。

【００５５】ドレン層２１９及び支持プレート２１８への分離媒体２６２の取り付けは、好
ましくは、第２ポリマーの軟化温度以上、場合によっては融点以上で行われるが
、第１ポリマーの軟化温度及び融点以下の温度を結合層に加えることによって行
われる。換言すると、結合層には、第２ポリマーを少なくとも部分的に軟化し、
場合によっては溶融し、第１エレメントの他の成分を大幅に軟化したり溶融させ
たりしないのに十分な温度が加えられる。このプロセスは、本発明と同じ譲受人
に譲渡された米国特許出願第０８／３８８，３１０号及び英国特許公開第２，２
９７，９４５Ａ号に記載されている。

【００５６】各結合層２４１は、隣接した分離媒体２６２とドレン層２１９又は支持プレー
ト２１９との間に強固な連結を形成できるが、分離媒体２６２とドレン層２１９
又は支持プレート２１９との間に流体密シールを形成しない。例えば、熱可塑性
多成分結合層２４１は全体に多孔質であり（即ち、そのファイバ間に隙間があり
この隙間を通って流体が流れることができる）、有限の厚さを有する。従って、
分離媒体２６２がプロセス流体穴２３６又はリテンテート穴２３０の近傍まで延
びている場合には、好ましくは、穴２３６、２３０と分離媒体２６２と支持プレ
ート２１８との間の空間との間で流体が結合層２４１を通っていずれかの方向に
漏出しないようにするシーリング機構が形成される。

【００５７】幾つかの実施例では、プロセス流体穴２３６又はリテンテート穴２３０のとこ
ろにあるシーリング機構は、これらの穴のところに配置されたシーリング部材２
４５を含む。これらのシーリング部材は、熱及び／又は圧力を加えると軟化し、
又は溶融し、結合層２４１の隙間を埋め、プロセス流体穴２３６及びリテンテー
ト穴２３０の近くに流体密シールを形成する。シーリング部材２４５は、穴２３
６、２３０のところに流体密シールを形成できる限り、様々な形状を備えること
ができ、様々な位置に配置できる。例えば、シーリング部材２４５は、穴２３６
及び２３０に挿入される挿入体であるか或いは、支持プレート２１８の両側で穴
２３６、２３０の両端で、前記穴内に挿入されることなく、支持プレート２１８
の上に配置されるディスク、シート、又はプレート等の部材からなってもよい。

【００５８】例えば、シーリング部材２４５の各々は、穴２３６、２３０のうちの一つの穴
内に配置された中実の円筒形挿入体であるのがよく、流体を通過させるために中
央穴２４９が形成されている。中実シーリング部材２４５は、最初から中空であ
るか或いは、フィルタエレメント１２２の組み立て中に穴２４９をシーリング部
材２４５に形成するのがよい。好ましくは、各シーリング部材２４５は、配置さ
れた穴２３６、２３０内で動かないようにされており、そのため、加えられた外
力に抵抗でき、支持プレート２１８の両側に設けられた分離媒体２６２に対して
良好な支持を提供するが、シーリング部材２４５を穴２３６、２３０内に緩く配
置することもできる。例示のシーリング部材２４５の外周の形状は、穴２３６及
び２３０の内周の形状と同じ（例えば円形）であるが、周囲の形状は、必ずしも
互いん同じでなくてもよい。例えば、シーリング部材２４５が多角形の周囲を備
えている場合に穴２３６、２３０が円形であってもよく、その逆もいえる。例示
の実施例では、シーリング部材２４５を支持プレート２１８にしっかりと取り付
けるため、シーリング部材２４５を受け入れる穴２３６、２３０は、シーリング
部材２４５を通して設けられる穴２４９よりも大きく形成されているのがよく、
そのため、支持プレート２１８の上面及び下面のシーリング部材２４５の部分は
、支持プレート２１８の厚さを通して互いに構造的にリンクする。

【００５９】各シーリング部材２４５は、その少なくとも一部を軟化点又は融点まで加熱し
て少なくとも部分的に流体にした後、シーリング部材２４５に圧力を加え、軟化
した又は溶融した部分を結合層２４１に押し込み、結合層２４１のファイバ間の
隙間を充填することによってシールを形成し、これによって流体が隙間を通って
流れないようにするように作られているのがよい。一般的には、シーリング部材
２４５を溶融させるのでなく軟化させるので十分であるが、溶融状態でのシーリ
ング部材２４５の流れを十分に制御できる場合には、シーリング部材２４５の一
部をその融点まで加熱してもよい。シーリング部材２４５が結合層２４１の隙間
を充填するため、分離媒体２６２とも同様にぴったりと接触できる。分離媒体２
６２を形成する材料によっては、シーリング部材２４５は、分離媒体２６２の小
孔にも進入できる。ドレン層２１９が穴２３６及び２３０の近くで分離媒体２６
２と支持面との間に存在する場合には、シーリング部材２４５は、ドレン層２１
９の隙間にも流入し、これを充填する。しかしながら、一般的には、シーリング
部材２４５が充填しなければならない空間を最小にするため、ドレン層２１９が
穴２３６、２３０の周りで切除してあるのが好ましい。シーリング部材２４５で
結合層２４１内の隙間を埋めるのに加熱だけで十分である場合、一般的には、シ
ーリング部材２４５の軟化させた部分又は溶融させた部分に圧力を更に加えるの
が好ましい。これは、圧力により、シーリング部分２４５を結合層２４１に更に
均等に圧入させることができるためであり、シーリングの完了時にシーリング部
材２４５をできるだけ平らにするためであり、その結果、シーリング部材２４５
上に配置された分離媒体２６２は平らになり、平滑になる。圧力は、シーリング
部材２４５の厚さを減少させるのにも使用でき、シーリング部材２４５を膨張さ
せて穴２３６、２３０を充填する（これが最初に行われていなかった場合）のに
も使用できる。圧力は、ローラー、ホイール、平プレート、又はプランジャーを
使用する方法等の様々な方法で加えることができる。圧力を加える部材自体を加
熱してもよいし、又はシーリング部材２４５を別の部材で加熱してもよい。

【００６０】圧力を加えることによって、多くの場合、シーリング部材２４５が配置された
穴２３６、２３０の全周に亘ってシーリング部材２４５を支持プレート２１８と
密封接触させるが、シーリング部材２４５と支持プレート２１８との間の密封接
触は必要ではない。例えば、本実施例では、シーリング部材２４５の両端が分離
媒体２６２に対してシールされているため、流体が穴２４９の内部と各分離媒体
２６２と支持プレート２１８との間の空間との間に流入しないようにされており
、その結果、シーリング部材２４５と支持プレート２１８との間の密封接触は随
意である。

【００６１】シーリング部材が配置される穴２３６、２３０の外部までシーリング部材が延
びているか或いはこの外部にシーリング部材が配置されている場合には、圧力を
加えることによってシーリング部材２４５を穴の縁部から半径方向外方に、支持
プレート２１８の上面及び下面の片方又は両方の上に拡げることができる。例え
ば、本発明の一つの形態では、圧力を加える前のシーリング部材２４５の初期高
さは、シーリング部材２４５が挿入される穴２３６及び２３０の支持プレート２
１８の厚さよりも大きく、約０．０５ｍｍ又はそれ以上であり、穴の外側に延び
るシーリング部材２４５の部分の材料は、穴から半径方向外方に流れて分離媒体
２６２と支持プレート２１８との間で穴２３６、２３０の周囲にシールを形成す
る。しかしながら、シーリング部材２４５の初期高さは、シーリング部材が挿入
される穴２３６、２３０のところでの支持プレート２１８の厚さと同じであるか
或いはそれ以下であって、熱及び圧力をシーリング部材２４５に加えているとき
に穴２３０、２３０の外側に流れるシーリング部材２４５を形成する材料は実質
的になくてもよい。例えば、配置された穴の外に流れるシーリング部材２４５の
軟化させた部分の代わりに、軟化させた部分を（例えば軟化させた材料でできた
プールの形態で）穴内に残し、圧力を加えることによって結合層２４１を軟化さ
せた材料に押し付けるか或いは押し込む。

【００６２】シーリング部材２４５が結合層２４１の隙間を充填する領域の拡がりを変化さ
せることができる。本実施例では、各シーリング部材２４５は、好ましくは、シ
ーリング部材２４５の長さ方向端面の各々のほぼ全面積に亘って接触する結合層
２４１の隙間を充填するが、この領域は、端面よりも小さくてもよい。好ましく
は、領域は、穴２４９の各端の全周に亘って連続的に延びている。

【００６３】中実のシーリング部材２４５は、結合層２４１のファイバ間の隙間を充填する
ように加熱時に軟化させたり溶融させたりできる任意の材料で製造できる。この
材料は、軟化又は溶融後に固化したとき、好ましくは微小孔がない。シーリング
部材２４５の軟化点又は融点は重要でないが、好ましくは、フィルタエレメント
１２２の使用温度以上であり、好ましくは、シーリング部材２４５を軟化させた
り溶融させたりするのに必要な加熱は、加熱を受けるフィルタエレメント１２２
の他の部分を損傷しない。多くの場合、熱可塑性ポリマー材料がシーリング部材
２４５に適している。フィルタエレメントが結合層２４１を含む場合には、分離
媒体２６２又は他の部材に結合層２４１を付着させるために結合層２４１が加熱
される温度、又はそれ以下の温度で軟化し、又は溶融する材料でシーリング部材
２４５が製造されているのが便利である。上述のように、結合層２４１の第２ポ
リマーの軟化点温度は、代表的には、結合層２４１の第１ポリマーの軟化点温度
よりも少なくとも約２０℃低く、好ましくは少なくとも約５０℃低い。シーリン
グ部材２４５が、第１ポリマーの軟化点温度よりも少なくとも約２０℃低く、好
ましくは少なくとも約５０℃低い第１ポリマーの軟化点温度に関する第２ポリマ
ーの軟化点温度と同じ温度範囲に軟化点又は融点を有する場合には、シーリング
部材２４５を軟化又は溶融すると同時に、結合層２４１の第１ポリマーを軟化さ
せることなく、第２ポリマーを軟化させることができる。例えば、結合層２４１
が、第１ポリマーとしてポリエステルを含み且つ第２ポリマーとしてポリエチレ
ンを含む上述のＴ１０５ファイバ又はＴ１０６ファイバで形成されている場合に
は、例えば、融点が１００℃乃至１６０℃のポリエチレン製のシーリング部材２
４５を形成するのが便利である。この温度範囲は、ラミネーターで結合層２４１
を分離媒体２６２に付着させるのに代表的に使用される温度範囲内にある。シー
リング部材２４５の軟化点又は融点は、結合層２４１の第２ポリマーの軟化点温
度以下であっても、以上であっても、同じであってもよいが、上述の温度範囲は
、結合層の第１ポリマーの軟化点温度以下である。

【００６４】更に、結合層２４１の第１ポリマーを軟化させずにシーリング部材２４５を軟
化させたり溶融させたりできる場合、又は第１ポリマーの軟化点がシーリング部
材２４５と非常に近い場合には、シーリング部材２４５の軟化点又は融点を結合
層２４１のいずれかの成分の軟化点温度よりも高くできる。

【００６５】多くの場合、熱可塑性ポリマー材料が中実シーリング部材２４５に適している
けれども、フィルタエレメント１２２の他の部分を形成する材料によっては、中
実シーリング部材２４５として、ハンダ等の比較的低融点の金属を使用できる。
シーリング部材は、添付図面に示す特定のフィルタエレメントで使用すると限定
されていない。例えば、シーリング部材は、ドレン層又は結合層を持たないフィ
ルタエレメントで使用でき、又は追加の層を持つフィルタエレメントで使用でき
る。

【００６６】中実シーリング部材２４５は、任意の便利な方法で軟化又は溶融させることが
できる。シーリング部材２４５が適当な軟化点又は融点を持つ場合には、これら
の部材は、結合層２４１を軟化させるのに使用される従来のホットプレート又は
ラミネーター等の器具によって軟化又は溶融させることができる。他の可能な器
具の例には、シーリング部材２４５の両端に押し付けられる超音波加熱器、誘導
加熱器、及び加熱ロッドがある。

【００６７】図５のフィルタエレメント１２２の形成方法の一例を、プロセス流体穴２３６
又はリテンテート穴２３０のうちの一方を取り囲む一つのフィルタエレメント１
２２の一領域の概略垂直断面図である図９乃至図１１を参照して説明する。これ
らの図面は縮尺が一定ではなく、明瞭化を図るため、幾つかの層の寸法が誇張し
てある。先ず最初に、予め切断した円形の分離媒体２６２をテーブル又は他の平
らな表面に置く。分離媒体２６２と同じ直径を持つ２成分ポリマーでできた予め
切断した円形のウェブを含む結合層２４１を、分離媒体２６２の上に置く。次い
で、図８に示すのと同様の予め切断したドレン層２１９を結合層２４１の上に同
心に置く。次に、図６に示すのと同様の支持プレート２１８をドレン層２１９の
上に同心に置き、支持プレート２１８のプロセス流体穴２３６及びリテンテート
穴２３０をドレン層２１９の切欠き２３７と整合させる。一実施例では、支持プ
レート２１８は、厚さが約０．５ｍｍ又はそれ以下のステンレス鋼製の平らなデ
ィスクであるのがよい。中央穴を持たない円筒形挿入体の形態の中実シーリング
部材２４５を支持プレート２１８のプロセス流体穴２３６及びリテンテート穴２
３０の各々に挿入する。各シーリング部材２４５は、好ましくは、対応する穴２
３６、２３０にその全周に亘ってぴったりと嵌着し、加熱を受ける前の初期高さ
が約０．７６２ｍｍであり、穴の両端から外に突出する。シーリング部材２４５
は、軟化点温度が結合層２４１の低融点成分（即ち第２ポリマー）の軟化点温度
と同じ範囲の高密度ポリエチレンで形成されているのがよい。幾つかの実施例で
は、支持プレート２１８の下側に配置された対応する層と同じ、別のドレン層２
１９、別の結合層２４１、及び別の分離媒体２６２を支持プレート２１８の上に
同心に置くのがよい。この際、上ドレン層２１９の切欠き２３７は、支持プレー
ト２１８の穴２３６、２３０と整合する。この状態では、積み重ねられた構成要
素は、図９に示すように見える。穴２３６及び２３０と隣接したドレン層２１９
の切欠き２３７のため、二つのドレン層２１９はこの図では見えない。別の態様
では、支持プレート２１８上に設けられたドレン層２１９、結合層２１８、及び
分離媒体２６２からなる第２の組が、支持プレート２１８の下側の構成要素の第
１の組と異なっていてもよい。更に、幾つかの他の実施例では、積み重ねられた
構成要素は、構成要素の第１の組又は第２の組のいずれかだけを備えていてもよ
い。換言すると、支持プレート２１８の一組の構成要素が一方の側部だけに設け
られていてもよい。

【００６８】次いで、図９の構成要素を、適当な加熱機構及び圧力をスタックに加えるため
のニップロールを持つ従来のラミネーターに供給する。構成要素のスタックがラ
ミネーターを通過するとき、結合層２４１の第２ポリマー成分が軟化して分離媒
体２６２及びドレン層２１９又は支持プレート２１８に付着する。これと同時に
、少なくとも、穴２３６、２３０の外に突出したシーリング部材２４５の部分が
軟化し、ラミネーターのニップロールによって圧力が加えられた状態で結合層２
４１に押し込まれてその端面と当接し、これらの領域での結合層２４１のファイ
バ間の隙間を充填する。これと同時に、シーリング部材２４５の一部が、穴から
半径方向外方に、参照番号２４７で示す所定距離に亘って流れる。外方に流れた
部分もまた、結合層２４１の隙間に押し込まれ、これを充填する。ラミネーター
から出たとき、構成要素のスタックを室温まで冷却し、結合層２４１及びシーリ
ング部材２４５の溶融部分又は軟化部分を固化し、これによって分離媒体２６２
をドレン層２１９又は支持プレート２１８に付着し、分離媒体２６２に対して流
体密シールを形成する。図１０は、結合層２４１及びシーリング部材２４５の固
化の完了時のフィルタエレメント１２２を概略に示す。

【００６９】冷却前又は冷却後のいずれかで、シーリング部材２４５及び上面及び下面に設
けられた二つの層２６２、２１９を通して穴２４９を形成し、フィルタエレメン
ト１２２の全厚を貫通した流体通路を形成する。穴２４９は、パンチ、ドリル、
又は任意の他の適当な機構によって形成できる。別の態様では、シーリング部材
を支持プレートの穴に挿入するときにシーリング部材に穴が既に設けられている
のがよい。この場合、透過性の膜及び結合層だけをパンチ又はドリルで加工する
。図１１は、穴２４９を形成した後のフィルタエレメント１２２を示す。シーリ
ング部材２４５の穴２４９は、任意の所望の形状を備えているのがよく、通過さ
せる必要がある流体の量に適した任意の直径を備えているのがよい。この直径は
、最大でも、シーリング部材２４５が挿入された支持プレート２１８の穴２３６
、２３０の直径である。この直径は、好ましくは、結合層２４１の隙間が穴２４
９の全周に亘ってシーリング部材２４５によって充填されるように選択される。

【００７０】複数の変形例のフィルタエレメント１２２Ｂを備えた膜モジュール１０４Ｂの
別の実施例を図１２に示す。図１２に示すこの膜モジュール１０４Ｂは、ドレン
層２１９と支持プレート２１８との間に配置された追加の結合層２４１Ｂがフィ
ルタエレメント１２２Ｂに設けられていることを除くと、図５に示す膜モジュー
ル１０４と同じである。追加の結合層２４１Ｂは、ドレン層２１９の下だけを延
びているか或いは、図１２に示すように、元来の結合層２４１とほぼ同延である
のがよい。更に、追加の結合層２４１Ｂは、ドレン層２１９から透過物導管２２
０への透過物の流れを妨げないように、透過物スロット２１５の近くに切欠きを
有する。追加のドレン層２４１Ｂが元来のドレン層２４１と同延の実施例では、
各シーリング部材２４５は、好ましくは、両結合層２４１、２４１Ｂの両方の隙
間を充填し、プロセス流体穴２３６又はリテンテート穴２３０の近くに流体密シ
ールを形成するように構成されている。追加の結合層２４１Ｂを提供することに
よって、ドレン層２１９を支持プレート２１８に固定的に取り付け、膜モジュー
ル１０４Ｂの振動時に支持プレート２１８から持ち上がらないようにする。

【００７１】複数の変形例のフィルタエレメント１２２Ｃを備えた膜モジュール１０４Ｃの
別の実施例を図１３に示す。図１２に示す膜モジュール１０４Ｃは、分離媒体２
６２とドレン層２１９との間の結合層がフィルタエレメント１２２Ｃに設けられ
ていないことを除くと、図１２に示す膜モジュール１０４Ｂと同じである。とい
うよりはむしろ、結合層２４１Ｃが分離媒体２６２と支持プレート２１８との間
及びドレン層２１９と支持プレート２１８との間を、透過物スロット２１５の近
くを除いて延びているのである。分離媒体２６２とドレン層２１９との間に結合
層を設けないことにより、フィルタエレメント１２２Ｃを、図１２に示すフィル
タエレメント１２２Ｂよりも僅かに薄く且つ軽量にできる。更に、フィルタエレ
メント１２２Ｃは、透過物の流れに対する抵抗が、図５又は図１２のフィルタエ
レメント１２２、１２２Ｂよりも小さい。

【００７２】複数の変形例のフィルタエレメント１２２Ｄを備えた膜モジュール１０４Ｄの
別の実施例を図１４に示す。図１４に示すこの膜モジュール１０４Ｄは、フィル
タエレメント１０４Ｄが、支持プレート２１８と分離媒体２６２又はドレン層２
１９との間、又は分離媒体２６２とドレン層２１９との間のいずれにも結合層を
備えていないことを除くと、図１３に示す膜モジュール１０４Ｃと同じである。
その代わりに、分離媒体２６２及び従ってドレン層２１９がガスケット２５０、
２５２及び／又はシール２４０、２４２によって支持プレート２１８に固定され
ている。例えば、図１４に示すように、外ガスケット２５２、内ガスケット２５
０、及び内シール２４０を、膜モジュール１０４Ｄのボルトによって分離媒体２
６２の外周及び内周に押し付ける。更に、プロセス流体穴２３６及びリテンテー
ト穴２３０内のシーリング部材２４５によって、分離媒体２６２を支持プレート
２１８上の所定位置に固定できる。結合層をなくすことによって、フィルタエレ
メント１２２Ｄを、上述のいずれのフィルタエレメントよりも薄く且つ軽量にで
き、透過物の流れに対する抵抗が非常に小さくなる。

【００７３】上述の実施例の各々において、フィルタエレメントのプロセス流体穴２３６及
びリテンテート穴２３０をシールするのに中実シーリング部材２４５を使用した
。中実シーリング部材２４５及び好ましい多ファイバ結合層は、これらの両方が
熱によって活性化されるため、例えば、熱及び圧力を加える工程を含む一回の積
層化プロセス中にシーリング部材及び結合層の両方を活性化できるため、互いに
特に有用であった。しかしながら、多くの限外濾過膜、ナノ濾過膜、及び逆浸透
ポリマー膜を含む多くの分離媒体は、加熱時に損傷する場合がある。

【００７４】従って、変形例のフィルタエレメント１２２Ｅを複数個備えた膜モジュール１
０４Ｅの別の実施例を図１４に示す。膜モジュール１０４Ｄ、１０４Ｅ、及びフ
ィルタエレメント１２２Ｄ、１２２Ｅは、シーリング部材２４５Ｅが最初は液体
として加えることができ、硬化させることによりシーリング部材２４５Ｂを形成
する材料であることを除くと、同じである。低温で、例えば室温で硬化するか或
いは、放射線例えば紫外線が当たると硬化する、エポキシ及びシリコーン等の多
くの熱硬化性材料を含む様々な硬化可能な材料を利用できる。好ましい材料は、
熱硬化性ポリウレタンである。これらの硬化性材料から形成されたシーリング部
材は、硬化させるのに熱を加える必要がなく、及び従って、熱に弱い媒体が損傷
するのを阻止できる。

【００７５】図１４のフィルタエレメント１２２Ｅの形成方法の一例を、図１５及び図１６
を参照して説明する。これらの図は、縮尺が一定ではなく、明瞭化を図るため、
幾つかの層の寸法が誇張してある。先ず最初に、予め切断した円形の分離媒体２
６２をテーブル又は他の平らな表面の上に置く。図８に示すような予め切断した
ドレン層を分離媒体２６２の上に同心に置く。次に、図６に示すような支持プレ
ート２１８をドレン層２１９の上に同心に置き、支持プレートのプロセス流体穴
２３６及びリテンテート穴２３０をドレン層２１９の切欠き２３７と整合させる
。この場合も、支持プレート２１８は、好ましくは、約０．５ｍｍ又はそれ以下
の均等な厚さを持つステンレス鋼製の平らなディスクであるのがよい。次いで、
硬化性液体材料をプロセス流体穴２３６及びリテンテート穴２３０の各々に配置
する。硬化性液体は、各穴２３６、２３０を完全に充填するには僅かに足らない
か或いは完全に充填し、或いは、好ましくは、各穴２３６、２３０を過剰に充填
する。支持プレート２１８の下にある層と対応する同じ別のドレン層２１９及び
別の分離媒体２６２を支持プレート２１８の上に同心に置き、ドレン層２１９の
切欠き２３７を支持プレート２１８の穴２３６、２３０と整合させる。この状態
では、積み重ねた構成要素は、図１５に示すように見える。ドレン層の切欠きの
ため、二つのドレン層は図１５では見えない。幾つかの実施例では、硬化性液体
は、分離媒体と支持プレートとの間、分離媒体とドレン層との間、及び／又はド
レン層と支持プレートとの間の選択されたスポット、ストリップ、領域に付けら
れ、構成要素を互いに接着するのを助ける。

【００７６】次いで、構成要素のスタックを、例えば一対のプレート間でプレスするのがよ
い。スタックを圧縮すると、液体材料が分離媒体２６２と接触してこれに少なく
とも僅かに入り込む。これと同時に、穴２３６、２３０が過剰充填されている場
合には、液体材料は穴の縁部を越えて半径方向に拡がり、穴の縁部に亘ってリッ
プを形成する。構成要素のスタックは、好ましくは、液体材料が硬化するまで加
圧状態に維持される。スタックは、加圧状態に維持されるけれども、好ましくは
加熱されない。液体材料は、好ましくは、加熱なしに、例えば室温で硬化する材
料である。液体材料の硬化後、硬化した材料及び二つの分離媒体２６２に穴２４
９を形成し、分離媒体２６２に対してシールされた中空円筒形シーリング部材２
４５Ｂを提供する。穴２４９は、パンチ、ドリル、又はフィルタエレメント１２
２Ｅの全厚を貫通した流体通路を提供する任意の他の適当な機構で形成できる。

【００７７】ひとたびフィルタエレメント１２２−１２２Ｅを組み立てた後、これらのエレ
メントを内外のシール２４０、２４２及びガスケット２５０、２５２と組み合わ
せ、振動分離システムで使用できる膜モジュール１０４−１０４Ｅを形成する。
振動分離システムの作動モードを説明するために、図５及び図１２乃至図１４に
示す実施例のうちの任意の実施例を使用できる。

【００７８】例えば、図５の膜モジュールを組み込んだ振動分離システムの好ましい作動モ
ードでは、プロセス流体を、図３及び図４に示すプロセス流体入口１０６を通し
て、図１に示すポンプによって、又はプロセス手段を送出するのに適した任意の
他の手段によって膜モジュール１０４内に圧力下で差し向ける。プロセス流体は
、プロセス流体入口を通って、プロセス流体導管２００内に、プロセス流体チャ
ンネル１３０、１３２を介して流入し、プロセス流体チャンバ２６０を通って、
リテンテート導管１９８に流入する。プロセス流体が、プロセス流体チャンバ２
６０内の分離媒体２６２を通過するとき、膜モジュール１０４を駆動機構１０２
で振動させ、プロセス流体に向いた分離媒体２６２の表面に、即ち各フィルタエ
レメントの上側及び下側の上流面に、剪断流境界層を形成する。好ましくは、分
離媒体２６２の表面に亘る流体の流れを妨げる大きな突起がない。従って、膜モ
ジュール１０４を駆動機構１０２で振動させたとき、隣接したフィルタエレメン
ト１２２の分離媒体２６２との間のプロセス流体のバルクは分離媒体２６２とと
もに移動しない。従って、プロセス流体と分離媒体との間に相対的振動運動があ
り、この相対的運動により、粒状物やコロイド物等の汚染物が分離媒体２６２の
近くに付着しないようにする傾向がある動的流れ条件を発生する。従って、分離
媒体２６２の汚損が大幅に減少する。

【００７９】膜モジュール１０４が振動するとき、プロセス流体の一部即ち透過物が分離媒
体２６２を通過し、分離媒体２６２と支持プレート２１８との間の密閉空間に進
入する。透過物は、次いで、ドレン層２１９を通って透過物導管２０２に向かっ
て縁部に向かって流れる。換言すると、透過物は、ドレン層２１９を通って横方
向に、分離媒体２６２及び支持プレート２１８と平行に、支持プレート２１８の
中心に向かって半径方向に流れる。次に、透過物はドレン層２１９を出てドレン
スロット２２５に進入した後、透過物導管２０２に進入する。透過物は、ヘッド
プレートアッセンブリ１２０の透過物出口１１０に差し向けられ、ここで、様々
な目的で、図１に示すように透過物回収装置５００を通して回収できる。

【００８０】分離媒体２６２を通過しないプロセス流体の部分、即ちリテンテートは、プロ
セス流体チャンバ２６０を通ってリテンテート導管１９８に流入する。リテンテ
ートは、リテンテート導管１９８を通ってヘッドプレート１２０のリテンテート
出口チャンネル１８２に流入し、ヘッドプレートアッセンブリ１２０のリテンテ
ート出口１０８を通って流出し、ここでリテンテート回収装置４００に流入する
。

【００８１】本発明を幾つかの実施例で図示し且つ説明したが、これらの実施例からの逸脱
は当業者には明らかであり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、使用
できる。例えば、本発明は、任意の実施例の一つ又はそれ以上の特徴をその他の
実施例の一つ又はそれ以上の特徴とともに含む。一例として、硬化性液体材料か
ら形成されたシーリング部材を、熱硬化性結合層等の結合層を持つフィルタエレ
メントに組み込むことができる。別の例として、様々な変形例のフィルタエレメ
ントを同じ膜モジュールに組み込むことができる。更に、任意の実施例の一つ又
はそれ以上の特徴を、本発明から逸脱することなく、なくすことができる。一例
として、シーリング部材２４５、２４５Ｂを任意の実施例からなくすことができ
、例えば、金属製アイレットに代えることができる。別の例として、任意の実施
例からドレン層をなくすことができ、例えば、支持プレートの通路に代えること
ができる。更に別の例として、分離媒体の内領域（又は外領域）だけを支持プレ
ートに結合し、外領域（又は内領域）が支持プレートに機械的に押し付けられた
結合層をフィルタエレメントに設けることができる。更に、任意の実施例の一つ
又はそれ以上の特徴を本発明から逸脱することなく変更できる。一例として、ド
レン層に設けた切欠きをなくすことができ、シーリング部材がドレン層を同様に
シールする。別の例として、フィルタエレメントは、分離媒体の外部分と支持プ
レートとの間の一つの結合層及び分離媒体の内部分と支持プレートとの間の別の
結合層の二つの結合層だけを含んでもよい。かくして、本発明は、図示し説明し
た特定の実施例に限定されないが、添付の特許請求の範囲内の全ての変更を含む
ように形成できなければならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動分離システムのブロックダイヤグラムである。

【図２】本発明の振動分離システムの振動分離アッセンブリの平面図である。

【図３】図２の３−３線に沿った振動分離アッセンブリの部分断面正面図である。

【図４】図２の４−４線に沿った振動分離アッセンブリの部分断面正面図である。

【図５】本発明の膜モジュールの一実施例の一部の概略垂直断面図である。

【図６】図５の膜モジュールのフィルタエレメントの一つの支持プレートの平面図であ
る。

【図７】分離媒体支持プレートの半径方向中心近くに形成されたドレンスロットを示す
図５の膜モジュールの一部の概略垂直断面図である。

【図８】図６の支持プレートで使用するためのドレン層の平面図である。

【図９】図５の膜モジュールの、中実のシーリング部材を含むフィルタエレメントの一
つの一部を、その様々な組み立て工程で示す概略垂直断面図である。

【図１０】図５の膜モジュールの、中実のシーリング部材を含むフィルタエレメントの一
つの一部を、その様々な組み立て工程で示す概略垂直断面図である。

【図１１】図５の膜モジュールの、中実のシーリング部材を含むフィルタエレメントの一
つの一部を、その様々な組み立て工程で示す概略垂直断面図である。

【図１２】本発明による膜モジュールの別の実施例の一部の概略垂直断面図である。

【図１３】本発明による膜モジュールの更に別の実施例の一部の概略垂直断面図である。

【図１４】本発明による膜モジュールの他の実施例の一部の概略垂直断面図である。

【図１５】図１３の膜モジュールの、液体シーリング部材を含むフィルタエレメントの一
つの一部を、そのアッセンブリの様々な工程で示す概略垂直断面図である。

【図１６】図１３の膜モジュールの、液体シーリング部材を含むフィルタエレメントの一
つの一部を、そのアッセンブリの様々な工程で示す概略垂直断面図である。

【符号の説明】

１００振動分離アッセンブリ１０２駆動機構１０４膜モジュール１０６プロセス流体入口１０８リテンテート出口１１０透過物出口１１２プロセス流体出口１１３リテンテート入口１１４透過物ドレン３００プロセス流体供給装置３０２プロセス流体容器３０４供給ライン３０６ポンプアッセンブリ３０８圧力センサ３１０温度センサ４００リテンテート回収装置５００透過物回収装置

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月６日（２００１．３．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者グセル，トーマス・シーアメリカ合衆国ニューヨーク州11545，グレン・ヘッド，ワシントン・アベニュー 19 (72)発明者ギルダースリーヴ，マイケル・アールアメリカ合衆国マサチューセッツ州02602，ノーウッド，ペンブローク・ロード 16 (72)発明者カマネス，アンソニーアメリカ合衆国ニューヨーク州11040，ニュー・ハイド・パーク，ブライアン・ストリート 23 (72)発明者モハメド，ラシードアメリカ合衆国ニューヨーク州10462，ブロンクス，イースト・トレモント・アベニュー 1970 Ｆターム(参考） 4D006 GA01 HA43 HA81 JA07C JA07Z JA18Z JA22C JA22Z JB01 KE30R

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレメ
ントにおいて、少なくとも一つの通孔を有する支持プレートと、前記支持プレート上に取り付けられた分離媒体と、流体が前記支持プレートと前記分離媒体との間で前記穴から流れないようにす
るため、前記穴に配置されたシーリング部材と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項２】前記支持プレートと前記分離媒体との間で前記穴のところに
配置された少なくとも一つの結合層を更に有し、前記シーリング部材により流体
が前記穴のところで前記結合層を通って流れないようにする、請求項１に記載の
フィルタエレメント。
【請求項３】前記結合層は隙間を有し、前記シーリング部材は前記結合層
の隙間を充填し、流体が前記結合層を前記穴のところで通過しないようにする
、請求項２に記載のフィルタエレメント。
【請求項４】前記シーリング部材は前記穴内に配置されている、請求項１
、２、又は３に記載のフィルタエレメント。
【請求項５】前記シーリング部材は、前記穴から半径方向外方に延びてい
る、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
【請求項６】前記シーリング部材は、前記穴の全長に亘って延びている、
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
【請求項７】前記支持プレートは金属を含む、請求項１乃至６のうちのい
ずれか一項に記載のフィルタエレメント。
【請求項８】前記シーリング部材はポリマー材料を含む、請求項１乃至７
のうちのいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
【請求項９】前記シーリング部材は硬化性材料を含む、請求項１乃至８の
うちのいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
【請求項１０】前記シーリング部材は温度硬化性材料を含む、請求項９に
記載のフィルタエレメント。
【請求項１１】前記シーリング部材は時間硬化性材料を含む、請求項９に
記載のフィルタエレメント。
【請求項１２】前記シーリング部材は放射線硬化性材料を含む、請求項９
に記載のフィルタエレメント。
【請求項１３】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、支持プレートと、前記支持プレート上に取り付けられた分離媒体と、前記分離媒体と前記支持プレートとの間に配置された、厚さが０．６ｍｍ以下
のドレン層と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項１４】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、透過物通路を持つ支持プレートであって、前記通路は、支持プレートに沿って
短い距離だけ半径方向に延びている、支持プレートと、前記支持プレートに取り付けられた分離媒体と、前記分離媒体と前記支持プレートとの間に配置され、前記透過物通路と重なる
周囲部分を有するドレン層と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項１５】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、支持プレートと、前記支持プレート上に取り付けられた分離媒体と、前記分離媒体と前記支持プレートとの間に配置されたドレン層と、前記分離媒体と前記ドレン層との間に配置された結合層と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項１６】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、支持プレートと、前記支持プレート上に取り付けられた分離媒体と、前記分離媒体と前記支持プレートとの間に配置されたドレン層と、前記支持プレートと前記ドレン層との間に配置された結合層と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項１７】前記結合層は第１結合層であり、前記フィルタエレメント
は、前記分離媒体と前記ドレン層との間に配置された第２結合層を更に含む、請
求項１６に記載のフィルタエレメント。
【請求項１８】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、支持プレートと、前記支持プレート上に取り付けられ、内部分と、中間部分と、外部分とを有す
る、分離媒体と、前記分離媒体の前記中間部分で前記分離媒体と前記支持プレートとの間に配置
されたドレン層と、前記分離媒体を前記支持プレートに結合するため、前記分離媒体の前記内部分
で前記支持プレートと前記ドレン層との間に配置された、結合層と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項１９】前記結合層は第１結合層であり、前記フィルタエレメント
は、前記分離媒体を前記支持プレートに結合するため、前記分離媒体の前記外部
分で前記分離媒体と前記支持プレートとの間に配置された第２結合層を更に含む
、請求項１８に記載のフィルタエレメント。
【請求項２０】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、支持プレートと、前記支持プレート上に取り付けられ、内部分と、中間部分と、外部分とを有す
る、分離媒体と、前記分離媒体の前記中間部分において、前記分離媒体と前記支持プレートとの
間に配置された、ドレン層と、前記分離媒体を前記支持プレートに結合するため、前記分離媒体の前記外部分
で前記分離媒体と前記支持プレート層との間に配置された、結合層と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項２１】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、第１及び第２の側部及び半径方向に延在する、一つ又はそれ以上の透過物通路
を有する、実質的に平らな支持プレートと、前記支持プレートに各側に取り付けられた分離媒体と、各分離媒体と前記支持プレートとの間に配置され、前記支持プレートの前記透
過物通路と連通したドレン層と、を含む、フィルタエレメント。
【請求項２２】前記支持プレートは少なくとも一つの通孔を有し、前記ド
レン層は前記支持プレートの前記通孔を取り囲む切欠きを有し、前記ドレン層は
、前記通孔の近くで前記分離媒体と前記支持プレートとの間に設けられていない
、請求項１３乃至２１のうちのいずれか一項にに記載のフィルタエレメント。
【請求項２３】前記支持プレートは、中央開口部及び半径方向に延びる少
なくとも一つのドレンスロットを有し、このドレンスロットは、前記ドレン層と
前記中央開口部との間を流体連通させる、請求項１３乃至２２のうちのいずれか
一項にに記載のフィルタエレメント。
【請求項２４】振動分離システムに取り付けることができるフィルタエレ
メントにおいて、支持プレートと、分離媒体と、前記支持プレートと前記分離媒体との間に配置
されたドレン層とを含む、複合材料を有し、前記複合材料は結合層を含まない、フィルタエレメント。
【請求項２５】請求項１乃至２４のうちのいずれか一項に記載の複数の積
み重ねられたフィルタエレメントを含む膜モジュール。
【請求項２６】振動分離システムにおいて、請求項２５に記載の膜モジュールと、前記フィルタエレメントに振動運動を加えるため前記膜モジュールに連結され
、これにより透過性の膜の上流面が汚損しないようにする、駆動機構と、各透過性の膜の上流面と連通したプロセス流体入口と、各透過性の膜の下流面と連通した透過物出口と、を含む、振動分離システム。
【請求項２７】フィルタエレメントの形成方法において、複数の通孔を有する支持プレートと、前記通孔に各々一つずつ配置された複数
のシーリング部材と、前記支持プレートの側部に配置された少なくとも一つの分
離媒体とを含む、複合材料を形成する工程と、前記複合材料に熱及び圧力を加えて前記シーリング部材を軟化する工程と、前記複合材料を冷却して前記シーリング部材を固化し、前記通孔の各々のとこ
ろで前記分離媒体と前記支持プレートの表面との間に流体密シールを形成する工
程と、を含む、フィルタエレメントの形成方法。
【請求項２８】前記複合材料形成工程は、前記分離媒体と前記支持プレー
トとの間に結合層を配置する工程を含み、前記方法は、前記複合材料に熱及び圧力を加え、前記結合層を軟化させる工程、及び前記複合材料を冷却し、前記結合層を前記分離媒体及び前記支持プレートに付
着する工程を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】熱及び圧力を複合材料に加えて前記シーリング部材を軟化
させ、前記シーリング部材を前記結合層の隙間に進入させてこれを充填する工程
を更に含む、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】前記複合材料形成工程は、前記分離媒体と前記支持プレー
トとの間にドレン層を配置する工程を含む、請求項２７、１８、又は２９に記載
の方法。
【請求項３１】前記支持プレートは第２側部を有し、前記複合材料形成工
程は、第２分離媒体を前記支持プレートの前記第２側部上に配置する工程を含む
、請求項２７乃至３０のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】前記複合材料形成工程は、前記第２分離媒体と前記支持プ
レートとの間に第２結合層を配置する工程を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】前記複合材料形成工程は、第２ドレン層を前記第２分離媒
体と前記支持プレートとの間に配置する工程を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】フィルタエレメントの形成方法において、複数の通孔を有する支持プレートと、前記支持プレートの側部に配置された分
離媒体とを含み、前記通孔の各々が硬化可能な液体材料を収容している、複合材
料を形成する工程と、前記通孔の各々内の前記硬化可能な液体材料を硬化させ、前記分離媒体と前記
支持プレートの表面との間に流体密シールを形成する工程と、を含む、フィルタエレメントの形成方法。
【請求項３５】前記硬化可能な液体材料の硬化中に圧力を複合材料に加え
る工程を更に含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】前記複合材料形成工程は、結合層を前記分離媒体と前記支
持プレートとの間に配置する工程を含む、請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項３７】前記複合材料に熱を加えて前記結合層を軟化させる工程と
、前記複合材料を冷却して前記結合層を前記分離媒体及び前記支持プレートに付
着する工程とを更に含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】前記通孔の各々内の前記硬化可能な液体材料を前記結合層
の隙間に進入させてこれを充填する工程を更に含む、請求項３６又は３７に記載
の方法。
【請求項３９】ドレン層を前記分離媒体と前記支持プレートとの間に配置
する工程を更に含む、請求項３４乃至３８のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】前記支持プレートは第２側部を更に有し、前記複合材料形
成工程は、第２分離媒体を前記支持プレートの前記第２側部に配置する工程を含
む、請求項３４乃至３９のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】前記複合材料形成工程は、第２結合層を第２分離媒体と前
記支持プレートとの間に配置する工程を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】前記複合材料形成工程は、第２ドレン層を前記第２分離媒
体と前記支持プレートとの間に配置する工程を含む、請求項４１に記載の方法。