JP2005522314A - フィルタモジュール及び充填済フィルタモジュールの製造プロセス - Google Patents

Abstract

ろ材でできたフィルタ層（４、４ａ、４ｂ）を含み、これらのフィルタ層は、第１及び第２のドレン離間エレメント（１０、２０）の層と交互になっており、これらのドレン離間エレメントは、ろ液チャンバ及び未ろ過液チャンバに関して交互の順序で、一方の側の流通エレメント（１１、２１）及び他方の側のシーリングエレメント（１２、２２）を有する。ろ過を改良するため、及び流体のろ過及び処理に関する追加の目的を満たすことができるようにするため、中実の構造を保持するけれども、フィルタモジュール（１）には、第３離間エレメント（３０）が設けられている。第１及び第２の離間エレメント（１０、２０）間に配置された二つのフィルタ層（４、４ａ、４ｂ）間に、少なくとも一つの第３離間エレメント（３０）が配置され、この第３離間エレメントは、ろ液チャンバ（３）及び未ろ過液チャンバ（２）と隣接してシーリングエレメント（３１、３２）を有する。処理材料で少なくとも一部が充填されるフィルタモジュールの製造プロセスもまた、記載されている。

Description

本発明は、ろ材でできたフィルタ層を含み、詳細にはろ材床でできたフィルタ層を含み、フィルタ層は、第１及び第２のドレン離間エレメントの層と交互に配置されており、各ドレン離間エレメントは、ろ液チャンバ及び未ろ過液チャンバに関して交互の順序で、一方の側の流通エレメント及び他方の側のシーリングエレメントを有する、フィルタモジュールに関する。本発明は、更に、このようなフィルタモジュールを収容するハウジングを含むフィルタ装置、及び処理材料を少なくとも部分的に充填したフィルタモジュールを製造するためのプロセスに関する。

上述のフィルタモジュールは、様々な構造で知られている。これらのフィルタモジュールの大部分は、フィルタ層がフィルタボード、紙、不織布、又は布等の平らな材料でできているという共通点を備えている。

フィルタ材料層は通常は、有機及び／又は無機、繊維質及び／又は顆粒状の材料でできた深床（ｄｅｅｐ−ｂｅｄ）ろ材を含む。ろ材層に使用される基本的材料は、通常は、セルロース繊維又はプラスチック繊維であり、例えば珪藻土、パーライト（真珠岩）、又は金属酸化物、又は他の活性ろ過物質を埋め込むことができる。珪藻土及びパーライトは、ここでは、内部表面積を拡大するのに役立ち、及びかくして沈殿物吸収力を高めるのに役立つ。

ろ材層には、全飲料産業での液体の清澄化及び処理の分野から、医薬産業及び化学産業での用途に亘る適用分野がある。ろ材層は、粗い粒子をろ材層表面上に保持することによるスクリーン効果を備えているばかりでなく、詳細には、深床ろ材内のキャビティに捕捉される微粒子に対する深さ作用を提供する。使用された材料の種類に応じて、これらのろ材層は、吸収効果を備えていてもよく、特定の用途について、表面を事後処理し、乾燥状態又は湿潤状態で繊維質粒子が外れないようにする。

独国特許第ＤＥ１００２９９６０Ａ１号には、ろ材でできたフィルタ層、詳細には、ろ床を含むフィルタ層を有するフィルタモジュールであって、フィルタ層がドレン離間エレメントを含む層と交互になっているフィルタモジュールが開示されている。ろ液チャンバ及び未ろ過液チャンバに関して交互の順序で、流通エレメントを一方の側に、及びシーリングエレメントを他方の側に有し、相互係止手段によって互いに係止された第１及び第２の離間エレメントが設けられている。ドレン離間エレメントは、フィルタ層を密封をなして圧縮するように設計されている。

フィルタ層がドレン離間エレメント上に平らに置かれておりフィルタ層は辺縁部領域が離間エレメント間にクランプされているため、また、ドレン離間エレメントが固定手段によって相互係止されているため、歪むことがなく、かくして逆洗を行うことができる全体として安定したフィルタモジュールが提供される。フィルタ層の逆洗中の変形が効果的に阻止される。

ドレン離間エレメントがフィルタ層の両側に配置されており、且つフィルタ層は両側が支持されているため、必要であれば、固有剛性が低いろ材を使用してろ過を行うことができる。

これらのフィルタモジュールのろ過作用は、専らフィルタ層の性質によって決定される。このことは、様々なろ過作用を含む多段ろ過を行うのが望ましい場合に様々なフィルタ層を使用しなければならないということを意味する。ろ過によって達成されるべき目的が、使用されるフィルタ層によって決定されるため、フィルタモジュールの全高が対応して増大する。

別のモジュール、詳細にはフィルタモジュールが独国特許第ＤＥ１００６５２５８Ａ１号に開示されている。このフィルタモジュールは、使用者がモジュールを流体の処理に関して所望の目的に個々に適合させることを可能にすると同時に、現存のフィルタ装置のハウジング及び連結部を変更なしに使用しようとするものである。これには、セルを持つフィルタモジュールが含まれ、これは全ての種類のフィルタセル構造を意味する。これらのセルは、セルに導入される処理材料が活性ろ材に限定されず、抽出体等の他の物質を含んでもよいため、ろ過以外の目的でも使用される。流体のストリームは、これらのフィルタセル上に及びこれらのフィルタセルを通して半径方向に流れる。

フィルタセル及びこのようなフィルタセルを収容したフィルタモジュールは、例えば、欧州特許第ＥＰ０２３３９９９Ａ２号及び独国特許第ＤＥ１９８５７２５７Ａ１号に開示されている。

欧州特許第ＥＰ０２３３９９９Ａ２号には、フィルタセル及び支持体が中央パイプに沿って互いに交互に積み重ねられたフィルタモジュールが開示されている。フィルタセルには、更に、ろ材をフィルタセル内で支持する支持構造が配置されている。未ろ過液が外側からフィルタセルを通過し、ろ液がフィルタセルの内部を介して中央パイプを通して取り出される。

更に、フィルタチャンバに導入された活性ろ材を通してろ過を行ういわゆるプレコートフィルタが周知である。このようなフィルタ装置は、例えば、欧州特許第ＥＰ０３７９０５４Ａ２号に開示されている。プレコート材料をフィルタチャンバ内に保持するため、適当なろ布が設けられている。しかしながら、このろ布自体はろ過作用を行うことができない。
独国特許第ＤＥ１００２９９６０Ａ１号明細書 独国特許第ＤＥ１００６５２５８Ａ１号明細書 欧州特許第ＥＰ０２３３９９９Ａ２号明細書 独国特許第ＤＥ１９８５７２５７Ａ１号明細書 欧州特許第ＥＰ０３７９０５４Ａ２号明細書

本発明の目的は、フィルタモジュール、特に、ろ過の改良を行うことができ、中実構造が与えられ、流体のろ過及び処理に関する追加の機能を実施できる、独国特許第１００２９９６０Ａ１号によるフィルタモジュールを開発することである。本発明の別の目的は、処理材料で少なくとも部分的に充填されたフィルタモジュールの製造プロセスを提供することである。

この目的は、第１及び第２の離間エレメント間に配置されたフィルタ層のうちの少なくとも二つの間に、少なくとも一つの第３離間エレメントが設けられ、この第３離間エレメントがろ液チャンバ及び未ろ過液チャンバの両方を密封するシーリングエレメントを有する、フィルタモジュールによって達成される。

驚くべきことに、フィルタ層間に自由空間を形成し、ろ液チャンバ及び未ろ過液チャンバに対して密封される簡単な第３離間エレメントが、簡単な方法で、ろ過を改良しフィルタモジュールの範囲を広げるということを発見した。ろ過中、流体は先ず最初にフィルタ層を通過し、自由空間内で拡がり、次いで別のフィルタ層を通過する。幾つかの自由空間が設けられている場合には、ろ液がフィルタモジュールを離れるまでこのプロセスを対応する回数繰り返す。様々なフィルタ層を選択することにより、例えば、前置ろ過及び後置ろ過を行うことができる。

ろ材層間に自由空間を設けることには、流体が自由空間内で拡がることができ、次のフィルタ層を完全に流通するという、二つのろ材層を直接重ねた場合よりも大きな利点がある。フィルタ層を直接重ねた場合には、第２フィルタ層を通る流路は、恐らくは、第１フィルタ層で決まる。例えば、第１フィルタ層に欠陥領域、例えば閉塞領域がある場合には、流体は重ねられているフィルタ層の対応する領域を通って流れない。自由空間により、第１フィルタ層の構造的欠陥が次の一つ又はそれ以上のフィルタ層に広がらない。かくして、自由空間は、分配機能を持つ外側が閉鎖した空間である。

更に、この自由空間は、流体を処理するための少なくとも一つの追加の材料を収容する処理チャンバとして使用できる。

この第３離間エレメントは、第１離間エレメントと第２離間エレメントとの間及び２つのフィルタ層の間の、フィルタモジュールの所望のポイントに配置することができる。第３離間エレメントは、単独で、また、あるろ過または処理タスクに関しては、第１離間エレメントと第２離間エレメントとの間に更なるフィルタ層が介在した状態で多様に、備えることができる、

第３離間エレメントのためのシーリングエレメントの厚さは、第１離間エレメント及び第２離間エレメントのシーリングエレメント又は流通エレメントより小さく、または等しく、または大きくすることができ、それにより自由空間の体積が調節可能となる。

自由空間が２つのフィルタ層の間の流体のよりよい分配を提供するように機能するだけならば、シーリングエレメントの厚さは、第１離間エレメント及び第２離間エレメントのための流通エレメントまたはシーリングエレメントの厚さより小さくすることができる。

一方、処理材料を有する自由空間の変更が望まれる場合は、充填する能力のあるおおきな自由空間を提供することが有利であろう。この場合、第３離間エレメントのためのシーリングエレメントの厚さはより大きくされる。

２つのフィルタ層の間で第３離間エレメントにより形成される自由空間は、更に好ましくは、液体を処理するための材料で少なくとも部分的に充填される。

より好ましくは、自由空間は、処理材料で完全に充填される。

流体は、フィルタ層にその全面に亘ってその層の平面に対して直角に当たるため、全自由空間を通って流れる。これには、処理チャンバ内に配置された処理材料の全量が使用されるという利点がある。かくして、処理チャンバの内側に流体が流れない無駄な空間がない。特に、使用される流体が液体である場合、そうしないと、水分量が異なる領域が処理チャンバ内にでき、及びかくして処理材料の収縮によるバイパスを生じてしまう。

処理材料は粉体であってもよく、顆粒状であってもよく、繊維質であってもよく、及び／又はゲル状であってもよい。

適当な処理材料は、好ましくは、活性ろ材である。これらの材料には、パーライト（真珠岩）、珪藻土、繊維質材料等の全ての周知の物質が含まれ、また、活性炭、ＰＶＰＰ物質、及びヨード化ＰＶＰＰ物質といった吸収剤が含まれる。

例えば活性炭やＰＶＰＰの効率は、例えば、製造中にこれらの処理材料が埋め込まれたろ材層の場合よりもかなり大きい。これは、活性表面がろ材層への付着によって損なわれてしまうためである。かくして、本発明のモジュールは、所与の性能及び効率を提供する上で必要とされる活性ろ材が少ない。即ち、処理材料が高価である場合に特に有利である。

吸収剤に関し、所望であれば、感受性材料を使用できる。かくして、フィルタモジュールの、製造工程に鑑みるとフィルタ層の製造中に使用されない自由空間に、吸収剤を導入できる。フィルタ層、特にろ材でできた床の製造は、水性スラリーに基づいて行われ、これは、オーブンで乾燥しなければならない。このような製造作業では、水感受性吸収剤又は感熱性吸収剤は製造中に無効になってしまう。かくして、このようなモジュールについての完全に新たな用途を開くことができる。

加えて、適当な処理材料は植物性材料等の抽出体であり、活性物質を放出し、処理されるべき流体にこの方法で特定の成分又は特性を付与する。別の方法は、ろ過と活性物質の投与とを組み合わせ、所定の多孔質構成要素を使用し、処理材料を用いた投与を行うことである。

処理チャンバ（自由空間）が閉鎖されているため、処理材料を洗い出すことなくフィルタモジュールの逆洗を行うことができる。

好ましくは、離間エレメントは、モジュールの組み立て時に協働し、例えば相互係止する固定手段を備えている。この固定手段により、多数のフィルタ層及び離間エレメントが設けられている場合でもフィルタモジュールを安定して取り扱うことができる。全ての離間エレメント又は別の態様では、一種類又は二種類の離間エレメントに固定手段が設けられている。これらの固定手段は、好ましくは、追加の工具を使用することなく、フィルタモジュールの組み立てを行うことができるように設計されている。

好ましくは、固定手段は、離間エレメントの外側に配置される。固定手段は協働して摩擦係止でき又は形態嵌着係止できる。

離間エレメントの製造を簡単にするため、及びその製造を安価にするため、固定手段は離間エレメントと単一のユニットを形成でき、及びかくして、製造中に取り付けることができ、又は、離間エレメントがプラスチック材料で形成される場合は、製造中に型成形できる。

好ましくは、固定手段はクリップ状継手を形成する。

流通エレメント及びシーリングエレメントは、固定手段を、好ましくはろ液チャンバ又は未ろ過液チャンバの領域に有する。

処理材料は、フィルタモジュールの組み立て時に、又は組み立て後に、自由空間に導入できる。全ての場合において、処理材料の少なくとも最初の導入は、流体のろ過前に行われる。

第１の場合、処理材料は、第３離間エレメントの挿入時に導入される。

第２の場合、フィルタモジュールに処理材料用の少なくとも一つの充填導管が設けられる。この充填導管は、処理されるべき流体用に第１及び第２の離間エレメントに設けられた流通チャンネルとは異なる。

かくして、使用者は、フィルタモジュールの充填即ち装入を行うことができる。使用者は、モジュールをフィルタ装置のフィルタハウジングに設置する前又は後に処理材料を自由空間に導入できる。空のフィルタモジュールがフィルタハウジング内に置かれた場合、フィルタモジュールに上方からアクセスできるようにハウジングのカバーを開放して処理材料の導入を行うことができる。ハウジングには、一般的には、ろ液チャンバと外部を流体連通する連結エレメント、及び未ろ過液（供給液）チャンバと流体連通する連結エレメントが設けられている。

別の態様では、いわゆるインライン充填を行うことができる、即ち、ハウジングの前記カバーを閉鎖した状態で、フィルタハウジングに設けられた適当な追加の連結エレメントを通して充填を行うことができる。このような追加の連結エレメントは、好ましくは、充填チャンネル及び自由空間と外部を流体連通する。

インライン充填の場合、ろ過中に処理材料を所定間隔で一定に補充することができる。この目的のため、材料の交換を行う場合に処理材料が自由空間を通して完全に流れることができる位置に充填導管を置くのが有利である。自由空間は、充填導管を介して随意の順序で及び随意の方法で互いに連結できる。これは、特定の用途に応じて行われる。

フィルタハウジングの外部を充填導管と、及び従って自由空間と流体連通するための追加の連結エレメントを設けることにより、幾つかの追加の利点が得られる。ハウジングが閉鎖しており、密封された状態で自由空間が装入、排出、及び再装入されるようにできるばかりでなく、フィルタモジュールの作動中に自由空間の充填を行うことができる。これは、特定の処理材料でよく見られるように、処理材料が湿潤し及び従って更に締まり、そのため処理材料により占められる隙間が生じ、ろ過された流体の処理が不均等になる場合に特に重要である。

更に、フィルタ装置の使用者は、様々な処理材料を充填した様々なフィルタ装置を準備しておく必要なしに、フィルタモジュールの自由空間に、必要に応じて、実際に必要とされる処理材料を装入できる。更に、フィルタ装置は、処理材料の装入後にインラインで殺菌できる。

別の利点は、最終フィルタ層を閉塞させることなく、フィルタモジュールのフラッシング、再生、又は逆流（ｂａｃｋｆｌｕｓｈ）を、様々な方法で、行うことができるということである。

充填導管を形成するため、各離間エレメントには、好ましくは、少なくとも一つのチャンネルエレメントが設けられている。チャンネルエレメントの構成は、フィルタモジュールが組み立てられたときにチャンネルエレメントが互いに重ねて配置されるように、全ての離間エレメントについて同じであってもよい。別の態様では、二つの自由空間を連結する充填導管の区分は、互いに互い違いに配列された関係にあってもよい。

チャンネルエレメントは、好ましくは、少なくとも一つの流通チャンネルを有する。この流通チャンネルは、好ましくは、離間エレメントの平面に対して直角をなしており、及びかくしてフィルタモジュールの長さ方向軸線と平行に延びる。

第３離間エレメントのチャンネルエレメントは、好ましくは、流通チャンネル毎に少なくとも一つの分配チャンネルを有し、この分配チャンネルは、一端が流通チャンネルに開放しており、他端が離間エレメントによって形成された自由空間に開放している。

第３離間エレメントは、自由空間を様々な充填材料で充填しようとする場合、更に、一つ又はそれ以上の流通チャンネルを持つ少なくとも一つのチャンネルエレメントを備えていてもよい。この場合、関連した処理材料は別の自由空間又は他の自由空間に通過されて供給されるだけである。別の態様では、個々の第３離間エレメントは、関連した自由空間が充填されない場合、分配チャンネルを備えていないチャンネルエレメントだけを有する。

チャンネルエレメントは、離間エレメントの対応する穴に嵌着されるように設計された単一の部品であってもよい。各チャンネルエレメントは、例えば、流通チャンネルを一つだけ有することができる。

これには、離間エレメントにおけるチャンネルエレメントの配置を自由に変えることができるという利点がある。

幾つかの流通チャンネルを持つチャンネルエレメントを提供してもよい。このようなチャンネルエレメントは環状エレメントであってもよく、これが離間エレメントに挿入される。

最後に、チャンネルエレメントを離間エレメントと単一のユニットとして形成することも考えられる。チャンネルエレメントは、この場合、離間エレメントの製造中に製造される。

フィルタモジュールに一つ又はそれ以上の充填導管を設けるため、フィルタ層には流通チャンネルが設けられた離間エレメントの位置に一つ又はそれ以上の穴が設けられていなければならない。穴の断面は、好ましくは、流通チャンネルの直径と等しい。

流通チャンネルの領域にバイパスが形成されないようにするため、チャンネルエレメントは、少なくとも流通チャンネルの領域において、及び少なくとも一方の側において、離間エレメントの離間フィンよりも厚い。

チャンネルエレメントは、好ましくは、関連した離間エレメントのシーリングエレメント又は流通エレメントと同じ厚さを有する。これにより、フィルタモジュールを組み立てるとき、フィルタ層がチャンネルエレメントの領域で、シーリングエレメント又は流通エレメントの領域におけるのと同様の方法で、互いに圧縮される。

少なくとも一部が処理材料で充填されるフィルタモジュールを製造するための本発明のプロセスでは、第１、第２、及び第３の離間エレメント及び関連したフィルタ層を組み立てるときに、処理材料が導入される。処理材料は、この場合、第３離間エレメントが追加されたときに常に導入される。

本発明のプロセスの別の変形例によれば、処理材料は、フィルタモジュールの組み立てに続いて充填導管を通して導入される。

処理材料は、フィルタモジュールをフィルタ装置のフィルタハウジングに配置した後に導入できる。これには、対応する連結部がフィルタハウジングに必要とされる。

処理材料は、好ましくは、ろ過の開始前に導入される。

別の態様では、ろ過中に処理材料を交換し更新するための設備が設けられており、自由空間を通して処理材料を連続的に流すことができる。

本発明の例示の実施例が、添付図面を参照して、以下により詳細に説明される。

図１は、フィルタモジュール１の垂直断面図である。このフィルタモジュール１は、複数の第１スペーサ１０、第２スペーサ２０、第３スペーサ３０、及びこれらの間に配置されたフィルタ層４、４ａ、及び４ｂを含む。スペーサ１０、２０、及び３０には様々なハッチングパターンが付してあるが、同じ材料でできていてもよい。三つの離間エレメントは、それらの流通エレメント１１及び２１、及びシーリングエレメント１２、２２、３１、及び３２の構成が互いに実質的に異なっている。

フィルタ層４、４ａ、及び４ｂはろ過特性が異なる。

ここに示す実施例では、離間エレメント１０、２０、及び３０、及びフィルタ層４、４ａ、及び４ｂは円形である。同様に、正方形形状等のこの他の形状が可能である（図６のａ及びｂを参照されたい）。

フィルタモジュール１は、流出チャンバ即ちろ液チャンバ３を形成する流出チャンネルを中央に備えている。この場合、ろ過されるべき流体がフィルタモジュールに外側から進入し、その結果、周囲空間が流入チャンバ即ち未ろ過液チャンバ２を形成する。同様に、ろ液チャンバ３を介する逆方向流入が可能である。この場合、中央チャンネルが未ろ過液チャンバを形成し、フィルタモジュールの周囲がろ液チャンバを形成する。

個々の離間エレメント１０、２０、及び３０の間には、フィルタ層４、４ａ、及び４ｂ、特にろ材床が配置されている。これらのろ材床は、適切に、ろ液チャンネル３の領域に小孔を備えており、流出チャンネルの辺縁領域において及びそれらの周囲のところで、離間エレメント１０、２０、及び３０と接触し且つこれらの離間エレメントによって圧縮力が加えられる。ろ材とこれらの縁部のところで接触してこれに圧縮力を加えることにより、十分に密なシールがフィルタ層の縁部に与えられる。

第１離間エレメント１０は、その周囲に環状の流通エレメント１１を有する。このエレメントには一つ又はそれ以上の流通チャンネル１１ａが設けられ、及びかくして未ろ過液チャンバ２からのアクセスを提供する。これは、半径方向内側が環状ドレンエレメント１８（図２参照）と隣接している。このドレンエレメントには、所定間隔に設定された多数の離間フィン１７が設けられている。ドレンエレメントは、例えば、離間フィン１７がプレートのテクスチャーの形態で設けられた有孔プレートである。ここに示す実施例では、これらの離間フィンは、テーパした連結手段部１９ａ、１９ｂを両側に備えている。この場合、離間フィン１７及び連結手段１９ａ、１９ｂが一緒になってドレンエレメント１８を形成する。

前記エレメントは、その半径方向内側が、環状シーリングエレメント１２と隣接している。流通エレメント１１及びシーリングエレメント１２の厚さは同じである。

フィルタ層４ａと４ｂとの間には、ドレンエレメント１８によって自由空間が形成されており、この空間を、本明細書中、第１空間１４と呼ぶ。未ろ過液は、流通チャンネル１１ａ通って第１空間１４に流入した後、隣接したフィルタ層４ａ、４ｂを通って流れ、これによりろ過を行う。

第２離間エレメント２０は基本的には第１離間エレメント１０と同じ設計であり、第１離間エレメント１０と比較すると、シーリングエレメント２２及び流通チャンネル２１ａを持つ流通エレメント２１が逆になっている。このことは、シーリングエレメント２２は未ろ過液チャンバ２と隣接して配置されており、流通エレメント２１がろ液チャンバ３と隣接して配置されているということを意味する。第２離間エレメント２０は、更に、離間フィン２７及び連結手段２９ａ、２９ｂを持つ環状ドレンエレメント２８を有する。

かくして、フィルタ層４ａと４ｂとの間に形成された第２空間２４がろ液チャンバを形成する。このろ液チャンバには、フィルタ層４、４ａ、及び４ｂによってろ過された流体が集められ、このチャンバからろ液としてろ液チャンバ３内に流出する。

第３ドレン−離間エレメント３０は、同様に、離間フィン３７、及び連結手段３９ａ及び３９ｂを含むドレンエレメント３８、及びシーリングエレメント３１及び３２を有し、これらのシーリングエレメントと隣接したフィルタ層４、４ａ、及び４ｂとの間に全ての側部が閉鎖された処理チャンバ３４が形成される。個々のエレメントの詳細は、図２に更に詳細に示してある。

図２には、更に、固定エレメント１００、２００、及び３００が示してある。これらの固定手段は、ここに示す例では、シーリングエレメント又は流通エレメント１１、１２、２１、２２、３１及び３２の外側に配置されたスナップラグ及びキャッチによって形成されている。フィルタモジュールを組み立てるとき、連結手段が互いにスナップ嵌めし、そのため個々の離間エレメントは、フィルタ層とともに、工具を使用することなく、容易に一緒にできる。

図３は、フィルタモジュールの垂直断面図を示す。このモジュールは図１に示すモジュールと同じであり、処理材料４０が処理チャンバ３４内に置いてある。この実施例では、処理材料４０は、フィルタモジュールの組み立て中に導入される。

図３ｂは、第３離間エレメント３０が他の離間エレメント１０及び２０よりもかなり厚くなっている状態を明瞭に示す垂直断面図である。第３離間エレメント３０の厚さを変化させることによって、処理チャンバ３４の容量を調節する。

図４ａは、フィルタモジュールの長さ方向軸線と平行に、及びかくして流出チャンネル３と平行に延びる少なくとも一つの充填導管６がフィルタモジュール１に設けられた別の実施例を示す。充填導管６は、ここに示す実施例では、ドレンエレメント１８、２８、及び３８の領域に配置されている。充填導管６の位置は随意である。しかしながら、好ましくは、処理チャンバの等しく大きな領域にアクセスするように位置が選択され、これにより充填が容易になる。

充填導管６を形成するため、離間エレメント１０、２０、及び３０の各々にチャンネルエレメント１５、２５、及び３５が設けられている。これらのチャンネルエレメントは、組み立ての済んだフィルタモジュールにおいて、一のエレメントが他のエレメントの上に重なるように配置されている。頂チャンネルエレメント及び底チャンネルエレメントは、充填が完了したとき、両方とも、閉鎖エレメント７ａ及び７ｂによってシールすることができる。

離間エレメント１０及び２０はチャンネルエレメント１５、２５を有し、これらのチャンネルエレメントの各々には一つの流通チャンネル１６、２６が設けられている。ここに示す実施例では、第３離間エレメント３０のチャンネルエレメント３５は、流通チャンネル３６の他に、この流通チャンネル３６から枝分かれした二つの干渉チャンネル３６ａ及び３６ｂを有する。かくして自由空間又は処理チャンバ３４へのアクセスを許容する。

チャンネルエレメント１５、２５及び３５の軸線方向厚さは、シーリングエレメント又は流通エレメント１１、１２、２１、２２、３１及び３２の厚さと等しく、そのため、これらの領域では、フィルタ層４、４ａ、及び４ｂが、流通エレメント及びシーリングエレメントの領域におけるのと同じ方法で圧縮される。この領域では、各フィルタ層４、４ａ、及び４ｂには、流通チャンネル１６、２６、及び３６の直径と断面が等しい小孔５が設けられている。

図４ｂは、フィルタ装置のフィルタハウジング５０に含まれる図４ａのフィルタモジュールを示す。ハウジング５０には、ろ液チャンバ３及び未ろ過液チャンバ即ち供給流チャンバ２の夫々との流体連通を提供する連結エレメント５２及び５４が設けられている。更に、ハウジング５０には、充填導管６と流体連通した追加の連結エレメント５６が設けられている。

充填導管６はフィルタモジュール１の頂部のところでシーリングエレメント５８によって密封されている。ろ液チャンバ３は、その上端がカバー蓋６０によって閉鎖されている。シーリングエレメント５８及びカバー蓋６０により、充填導管６と供給液チャンバ２との間の流体連通を阻止し、ろ液チャンバ３と供給液チャンバ２との間の流体連通を阻止する。

図５ａは、別の実施例による第３離間エレメント３０の平面図である。この第３離間エレメント３０はスポーク状に設計されており、内側シーリングエレメント３１及び外側シーリングエレメント３２を有し、これらのシーリングエレメント間を離間フィン３３がスポークの形態で半径方向に延びている。これらの離間フィン３３は、隣接したフィルタ層４、４ａ、及び４ｂに対してスペーサとして機能し、フィンの間には処理チャンバ３４として使用できる自由空間がある。更に、この離間エレメントには、幾つかの流通チャンネル３６を持ち、及びかくしてチャンネルエレメントを形成する中央リングが設けられている。流通チャンネル３６の各側には分配チャンネル３６ａ及び３６ｂが設けられ、これらの分配チャンネルが枝分かれし、処理チャンバ３４に対してアクセスを提供する。

図５ｂは、シーリングエレメント１２が内周に設けられ、半径方向に配置された流通チャンネル１１ａを持つ流通エレメント１１が外周に設けられた第１離間エレメント１０を示す。この離間エレメント１０は、更に、半径方向離間フィン１７、及び流通チャンネル１６を備えた環状のチャンネルエレメント１５を有する。第２離間エレメント２０は、シーリングエレメントと流通エレメントが逆になっていることを除けば第１離間エレメント１０と基本的に同じであるため、別に示さない。

図６ａは、正方形の周囲を持つ第３離間エレメント３０を示す。従って、外側シーリングエレメント３２は正方形のフレームであり、その中を離間フィン３３が平行に延びている。中央には、チャンネルエレメント３５を含む流通チャンネル３６が設けられ、二つの両分配チャンネル３６ａ及び３６ｂが配置されている。この第３離間エレメント３０は、二つの流通チャンネル３を持つフィルタモジュール用に提供される。各流通チャンネルは矩形の内シーリングエレメント３１によって境界付けられている。対応する第１離間エレメント１０を図６のｂに示す。流通チャンネル１１ａは、外側にある流通エレメント１１の二つの対向する領域に配置されている。対応する第２流通エレメント２０は、同様に正方形形状である。これは、フィルタ層にも当てはまる。

図７は、フィルタモジュールの更に別の実施例を示す。このフィルタモジュールは、第１離間エレメント１０と第２離間エレメント２０との間に二つの第３離間エレメント３０が配置されており、これらの二つの第３離間エレメント３０間にフィルタ層４が配置されているという点で、図１によるフィルタモジュールと異なる。フィルタ層４は、所望であれば、異なるろ過特性を示す。同様に、二つの処理チャンバ３４ａ及び３４ｂは様々な材料を収容していてもよい。かくして、二つの重なった処理チャンバが形成され、これらのチャンバは処理材料４０で充填できる。

この例は、離間エレメント１０、２０、及び３０の任意の所望の構成が可能であり、その結果、要求されるようにろ過及び処理の目的が達成されるようにフィルタモジュールを形成できるということを示す。

図８は二つの処理チャンバ３４ａ及び３４ｂに異なる処理材料を収容したフィルタモジュールの垂直断面図である。これらの処理チャンバはフィルタモジュールの組み立て後に適当な充填導管６ａ及び６ｂを介して充填できる。

これを行うため、第３離間エレメント３０にチャンネルエレメント３５が装着されている。このチャンネルエレメントは、流通チャンネル３５及び一つ又はそれ以上の分配チャンネル３６ａ及び３６ｂを備えている。更に、これらの第３離間エレメント３０は、流通チャンネルを一つだけ備えたチャンネルエレメント３５ａを含む。充填導管６ａ及び６ｂには閉鎖エレメント７ａ及び７ｃが係合している。下第１離間エレメント１０には閉鎖エレメント７ｂ及び７ｄが配置されている。この実施例により、適用分野が更に広くなる。

フィルタモジュールの垂直断面図である。 図１に示すフィルタモジュールの拡大断面図である。 図１と対応する、処理材料を含むフィルタモジュールの垂直断面図である。 別の実施例によるフィルタモジュールの垂直断面図である。 別の充填ダクトを持つ別の実施例によるフィルタモジュールの垂直断面図である。 充填導管にアクセスするための追加のコネクタエレメントを持つフィルタ装置のハウジングにフィルタモジュールを配置した、図４のａの垂直断面図である。 第３スペーサの平面図である。 第１スペーサの平面図である。 別の実施例による第３スペーサの平面図である。 別の実施例による第１スペーサの平面図である。 更に別の実施例によるフィルタモジュールの垂直断面図である。 更に別の実施例によるフィルタモジュールの垂直断面図である。

Claims (25)

1. ろ材でできたフィルタ層（４、４ａ、４ｂ）を含み、詳細にはろ材床できたフィルタ層を含み、前記フィルタ層は、第１及び第２のドレン離間エレメント（１０、２０）の層と交互に配置されており、各ドレン離間エレメント（１０、２０）は、ろ液チャンバ（３）及び未ろ過液チャンバ（２）に関して交互の順序で、一方の側の流通エレメント（１１、２１）及び他方の側のシーリングエレメント（１２、２２）を有する、フィルタモジュールであって、前記離間エレメント（１０、２０）は、フィルタ層（４、４ａ、４ｂ）と密封をなして接触し圧縮するように設計されており、第１及び第２の離間エレメント（１０、２０）間に配置された前記フィルタ層（４、４ａ、４ｂ）のうちの少なくとも二つの間に、少なくとも一つの第３離間エレメント（３０）が設けられ、この第３離間エレメントは、ろ液チャンバ（３）及び未ろ過液チャンバ（２）の両方を密封シールするシーリングエレメント（３１、３２）を有することを特徴とする、フィルタモジュール。
2. 請求項１に記載のフィルタモジュールにおいて、前記第３離間エレメント（３０）のシーリングエレメント（３１、３２）の厚さは、第１又は第２の離間エレメント（１０、２０）の流通エレメント（１１、２１）又はシーリングエレメント（１２、２２）の厚さよりも大きいことを特徴とする、フィルタモジュール。
3. 請求項１又は２に記載のフィルタモジュールにおいて、二つのフィルタ層（４、４ａ、４ｂ）間の前記第３離間エレメント（３０）によって形成された自由空間（３４）は、流体を処理するための材料（４０）で少なくとも部分的に充填されていることを特徴とする、フィルタモジュール。
4. 請求項１、２、又は３に記載のフィルタモジュールにおいて、前記内部は乾燥処理材料（４０）を収容していることを特徴とする、フィルタモジュール。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、前記処理材料（４０）は、粉体状、顆粒状、繊維状、及び／又はゲル状であることを特徴とする、フィルタモジュール。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、前記離間エレメント（１０、２０）のうちの少なくとも幾つかが、ろ液チャンバ又は未ろ過液チャンバ（２、３）のうちの少なくとも一方の領域に固定手段（１００、２００）を含み、前記離間エレメント（１０、２０）の前記固定手段（１００、２００）は、少なくとも一つの他方の離間エレメント（１０、２０）の前記固定手段（１００、２００）と協働し、好ましくは前記第３離間エレメント（３０）は固定手段（３００）を有し、この固定手段は、第１及び／又は第２の離間エレメント（１０、２０）の前記固定手段（１００、２００）と協働することを特徴とする、フィルタモジュール。
7. 請求項６に記載のフィルタモジュールにおいて、前記固定手段（１００、２００、３００）は、前記離間エレメント（１０、２０、３０）の外側に配置されていることを特徴とする、フィルタモジュール。
8. 請求項６又は７に記載のフィルタモジュールにおいて、前記固定手段（１００、２００、３００）は、摩擦によって、又は形態適合によって協働することを特徴とする、フィルタモジュール。
9. 請求項６、７、又は８に記載のフィルタモジュールにおいて、前記固定手段は、前記離間エレメント（１０、２０、３０）とともに単一のユニット（１００、２００、３００）を形成することを特徴とする、フィルタモジュール。
10. 請求項６乃至９のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、前記固定手段（１００、２００、３００）は、クリップ状連結部を形成することを特徴とする、フィルタモジュール。
11. 請求項６乃至１０のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、前記流通エレメント（１１、２１）及びシーリングエレメント（１２、２２、３１、３２）は、前記ろ液チャンバ（３）又は未ろ過液チャンバ（２）の領域に前記固定手段（１００、２００、３００）を有することを特徴とする、フィルタモジュール。
12. 請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、処理されるべき流体用の前記流通チャンネル（１１ａ、２１ａ）とは異なる処理材料（４０）用の少なくとも一つの充填導管（６）を含むことを特徴とする、フィルタモジュール。
13. 請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、前記離間エレメント（１０、２０、３０）の各々が少なくとも一つのチャンネルエレメント（１５、３５ａ、２５、３５）を有することを特徴とする、フィルタモジュール。
14. 請求項１３に記載のフィルタモジュールにおいて、前記チャンネルエレメント（１５、３５ａ、２５、３５）が少なくとも一つの流通チャンネル（１６、２６、３６）を含むことを特徴とする、フィルタモジュール。
15. 請求項１２又は１３に記載のフィルタモジュールにおいて、前記第３離間エレメント（３０）の前記チャンネルエレメント（１５、２５、３５）が、流通チャンネル（３６）毎に少なくとも一つの分配チャンネル（３６ａ、３６ｂ）を有し、前記分配チャンネルは、一方では前記流通チャンネル（３６）内に開放しており、他方では離間エレメントが形成する処理チャンバ（３４）内に開放していることを特徴とする、フィルタモジュール。
16. 請求項１３、１４、又は１５に記載のフィルタモジュールにおいて、前記第３離間エレメント（３０）が、少なくとも一つのチャンネルエレメント（３５）、及び、流通チャンネル（３６）を一つ又はそれ以上備えた少なくとも一つのチャンネルエレメント（３５ａ）を含むことを特徴とする、フィルタモジュール。
17. 請求項１３乃至１６のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、前記チャンネルエレメント（１５、３５ａ、２５、３５）が、少なくとも前記流通チャンネル（１６、２６、３６）の領域において、少なくとも一方の側が、前記離間エレメント（１０、２０、３０）の前記離間フィン（１７、２７、３７）よりも厚いことを特徴とする、フィルタモジュール。
18. 請求項１３乃至１７のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュールにおいて、前記チャンネルエレメント（１５、２５、３５、３５ａ）が、前記シーリングエレメント（１２、２２、３２）又は前記流通エレメント（１１、２１、３１）と本質的に同じ厚さを有することを特徴とする、フィルタモジュール。
19. 請求項１乃至１８のうちのいずれか１項に記載のフィルタモジュール（１）を収容するチャンバを壁によって画成するフィルタハウジング（５０）を持つフィルタ装置であって、前記ハウジングが、前記ハウジングの壁を通して前記ろ液チャンバ（３）及び前記未ろ過液チャンバ（２）の夫々との流体連結を提供する連結エレメント（５２；５４）を含むことを特徴とする、フィルタ装置。
20. 請求項１９に記載のフィルタ装置において、前記フィルタハウジングが、前記ハウジングの壁を通して前記充填導管（６）との流体連結を提供する追加の連結エレメント（５６）を含むことを特徴とする、フィルタ装置。
21. 請求項１乃至２０のうちのいずれか一項に記載の、処理材料によって少なくとも部分的に充填されているフィルタモジュールの製造プロセスであって、前記処理材料が、第１、第２、及び第３の離間エレメントの各々及び関連したフィルタ層の組み立て中に導入されることを特徴とする、製造プロセス。
22. 請求項１乃至２０のうちのいずれか一項に記載の、処理材料によって少なくとも部分的に充填されているフィルタモジュールの製造プロセスであって、前記処理材料が、前記フィルタモジュールの組み立てに続いて前記充填導管を通して導入されることを特徴とする、製造プロセス。
23. 請求項２２に記載のプロセスにおいて、前記処理材料が、前記フィルタモジュールを前記フィルタハウジング内に配置した後に導入されることを特徴とする、プロセス。
24. 請求項２２又は２３に記載のプロセスにおいて、前記処理材料が、ろ過の開始前に導入されることを特徴とする、プロセス。
25. 請求項２３又は２４に記載のプロセスにおいて、前記処理材料は、ろ過中に交換されることを特徴とする、プロセス。

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