JP2005523144A5

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Publication number: JP2005523144A5
Application number: JP2003585849A
Authority: JP
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2006-06-01

Description

本発明は、流体濾過装置に関し、特に、フィルター・アセンブリを収容するように構成された、永久密封式水溜めを有する封入フィルター・カートリッジに関する。フィルター・アセンブリはカーボン・ブロック・フィルター要素と微孔性フィルター要素とを含む。フィルター・アセンブリの微孔性フィルター要素は、たとえば、カーボン・ブロック要素の軸方向キャビテイ内に収容される中空微孔性ファイバー・サブアセンブリまたはカーボン・ブロック・フィルター要素の半径方向外面を包囲するひだ付きフィルター要素である。

本開示による使い捨て可能フィルター・カートリッジの利益として、比較的長い寿命と比較的低い圧力損失を維持する一方、化学的汚れ、粒状物、および微生物の効果的除去の能力等製造の容易さの増大や優れた性能特性がある。加えて、本開示による処分可能フィルター・カートリッジは、フィルター・アセンブリを交換するために開放する必要がなく、ユニットとして除去処分される。この有利な特長により、機器および漂遊カーボンによりフィルター・カートリッジを操作する人の手また、フィルターからの他の粒子の汚れの回避を助け、またフィルター・カートリッジの気密または液密作動を促進する。さらにまた、この特長によりフィルター・カートリッジ自身の汚れのない作動を容易にする。

そこで、本発明は、カーボン・ブロック・フィルター要素と微孔性フィルター要素とを含むフィルター・アセンブリを有する封入フィルター・カートリッジに関する。封入フィルター・カートリッジはまた、フィルター・アセンブリを収容するよう構成された内室を画成する永久密封式水溜めを有する。この水溜めは、フィルター・アセンブリの半径方向外面と連通する、未濾過（以下非濾過とも称する。）媒体を内室に流入させる入口と、フィルター・アセンブリの軸方向部分から出る濾過媒体を内室から流出させる出口とを有する。

本開示により構成された封入フィルター・カートリッジの一実施例において、フィルター・アセンブリは、軸方向キャビテイを有するカーボン・ブロック・フィルター要素と、カーボン・ブロック・フィルター要素の軸方向キャビティ内に収容される中空ファイバー・サブアセンブリとを含み、ファイバー・サブアセンブリは複数個の中空微孔性ファイバーを含む。ファイバー・アセンブリはさらに、複数個の中空微孔性ファイバーを包囲する多孔コア・チューブと、カーボン・ブロック要素の軸方向キャビテイ内に収容され、中空ファイバー・サブアセンブリを環状フランジによりカーボン・ブロック要素の軸方向キャビテイ内に支持する、多孔コア・チューブを包囲する多孔ライナー・チューブとを含む。

本開示により構成された封入フィルター・カートリッジの他の実施例において、フィルター・アセンブリは、カーボン・ブロック・フィルター要素と、カーボン・ブロック要素の半径方向外面を包囲するひだ付きフィルター要素とを含む。ひだ付きフィルター要素は好ましくは、異なる平均孔サイズの不連続帯を有する、傾斜多孔率構造を有する膜構造体を含む。この膜構造体はまた、微孔性膜を含む。少なくとも、一つの排水層と一つ以上のクッション層とを同様にひだ付き要素に含む。

封入フィルター・カートリッジはまた、フィルター・アセンブリの上端に効果的に連結される上端キャップを含む。この上端キャップは、首部と、これを貫通し、フィルター・アセンブリの軸方向部分と水溜めの出口との間を流体連通する軸方向流体通路とを有する。密封リングが上端キャップの首部のまわりに配設される。封入フィルター・カートリッジ・アセンブリの水溜めは、上端キャップの首部の密封係合のため水溜め出口を包囲する受け入れカラーを有する。中空ファイバー・サブアセンブリがカーボン・ブロック要素内に収容される、本開示の例示的実施例において、上端キャップの首部は、ファイバー・サブアセンブリを受け入れる内部孔を含む。本開示の適切な例示的実施例において、上端キャップは、フィルター・アセンブリの上端を受け入れ、密封して閉じるように構成される。

フィルター・アセンブリの下端に効果的に連結される下端キャップはまた、本開示による封入フィルター・カートリッジの一部として含まれる。下端キャップは水溜めの内室内にフィルター・カートリッジ・アセンブリを支持するように構成され、水溜めの内室の壁に係合する複数個の指を含む。本開示の適切な例示的実施例において、下端キャップは、これを貫通し、フィルター・アセンブリの軸方向部分と水溜めの出口との間を連通する軸方向通路を含む。

水溜め内のフィルター・アセンブリの永久密封構造は好ましくは、水溜めの端部にスパン溶接されるクロージャー・キャップにより達成される。それに代え、クロージャー・キャップは、他の手段、たとえば、スパン溶接、超音波溶接、熱板溶接およびオーバモールデングにより水溜めの端部に接合してもよい。本開示の適切な例示的実施例において、クロージャー・キャップは、これを貫通しフィルター・アセンブリの軸方向部分と水溜めの出口との間を連通する軸方向通路を有する。

水溜めはまた、水溜めの内室から空気を通気する手段と、水溜めの内室から濾液を排水する手段とを含む。いくつかの実施例では、水溜めは、水溜めの入口と効果的に連結される入口チューブと、水溜めの出口と効果的に連結される出口チューブとを含み、両入口・出口チューブは機器と合わせる取付け部品として構成される。

発明の詳細な説明
同じ符号はここに記載される濾過装置の同様な構成要素を示す図面を参照すると、図１Aに、本開示の例示的実施例により構成された使い捨て可能封入フィルター・カートリッジが例示され、一般に符号１０で示される。図２，４，７で示すように、フィルター・カートリッジ１０，１１０，２１０は、フィルター・アセンブリ２２，１２２，２２２を支持する内室２０，１２０，２２０と、水溜め内にフィルター・カートリッジを永久的に密封するための底部のクロージャー・キャップ１４，１１４，２１４とを有する水溜め１２，１１２，２１２を含む。クロージャー・キャップ１４，１１４，２１４は、好ましくは、水溜め１２，１１２，２１２の底部にスパン溶接される。クロージャー・キャップ１４，１１４，２１４を水溜め１２，１１２，２１２の底部に接合する他の方法は、超音波溶接、熱板溶接、誘導溶接、オーバモールデングおよび機械的固定手段を含む。

さらに、図３および図４を参照すると、フィルター・アセンブリ１２２は、この実施例では、カーボン・ブロック要素１２４の軸方向キャビテイ１２６内に収容される中空ファイバー・サブアセンブリ１３０である、微孔性フィルター要素を含む。図３および図４に示され、開示をここに文献として組み入れるハムリン（Hamlin）他の共通に譲渡された米国特許第６，１３９，７３９号明細書に詳述されるように、本開示の適切な実施例において、中空ファイバー・サブアセンブリ１３０は、中空円形ファイバーまたは微孔性チューブ１３２の束を含み、その対向端は、当業者に周知のように、好ましくは、比較的非多孔材１３１に入れられる。使用時、流体は、薄いチューブまたはファイバー１３２の壁の孔を通過中に濾過される。ナイロン微孔性チューブも、たとえば、開示をここに文献として組み入れるギオーダ（Giordano）他の共通に譲渡された米国特許第５，１５１，１８０号明細書に開示されるように、使用されるが、ファイバーまたはチューブ１３２は好ましくは、ヒドロフィリック・ポリスルホンにより作られ、その端部にポリウレタンが入れられる。当業者に周知の他の適当な材料もまた、濾過される媒体および他の関連の要因に応じてチューブ中空ファイバーまたはチューブ１３２を作製または入れるために使用される。

中空ファイバー・サブアセンブリ１３０はまた、中空ファイバー束１３２を包囲する多孔コア・チューブまたはケージ１３４を含む。好ましくは、多孔コア・チューブまたはケージは、少なくともファイバーの表面積の約４０％が濾液の半径方向の流れに露出されるように構成される。より好ましくは、濾液の半径方向の流れに露出されるファイバーの表面積は、少なくとも約５０％、より好ましくは、約７０％である。カーボン・ブロック要素１２４の軸方向キャビテイ１２６はまた、カーボン・ブロック要素１２４を付加的に支持するため多孔ライナー・チューブ１２８を含む。多孔コア・チューブまたはケージ１３４により包囲される中空ファイバー束１３２は、コア・チューブ１３４の上端の下に形成される環状フランジ１３６によりライナー・チューブ１２８内に支持される。多孔ライナー・チューブ１２８はまた、好ましくは、少なくともファイバーの表面積の約４０％が濾液の半径方向の流れに露出される。より好ましくは、濾液の半径方向の流れに露出されるファイバーの表面積は、少なくとも約５０％、より好ましくは、少なくとも約７０％である。いくつかの用途では、多孔コア・チューブまたはケージ１３４および多孔ライナー・チューブ１２８は、フィルター媒体に匹敵する熱膨張係数を有する材料からなる。好ましくは、コア・チューブ１３４およびライナー・チューブ１２８は共に、流体の流れを阻止し大きな圧力損失を生じないような十分大きい孔または開口を有する。

図２，３および図４を参照すると、上端キャップ４２，１４２は、フィルター・アセンブリ２２，１２２の頂部と効果的に連結される。図２，３および４に示すように、上端キャップ４２，１４２は好ましくは、カーボン・ブロック要素１２４の上端、適切な実施例においては、ファイバー・サブアセンブリ１３０の上端を受け入れるように構成される。図２および３に明示するように、上端キャップ４２，１４２は、複数個の円周に位置し間隔をおいた流動チャンネル４６，１４６を有する吊り下げ外側フランジ４４，１４４を有する。加えて、上端キャップ４２，１４２は、コア・チューブ３４，１３４の上部分３４ａ、１３４ａを密閉状に受け入れる内孔４８ａ、１４８ａを有する段付き首部４８，１４８を含む。

首部４８，１４８の外部は、一般に出口チューブ１８，１１８のまわりに位置決めされ、水溜め１２，１１２の内室２０，１２０の上端から下方に突出する、（図４に示す）環状受け入れカラー１５２と密封係合するようにまわりに位置決めされ、寸法決めされ、構成される環状密閉リング５０，１５０を担持する。水溜め１２，１１２の受け入れカラー１５２内の上端キャップ４２，１４２の首部４８，１４８の密封係合により、フィルター・アセンブリ２２，１２２の中空ファイバー・サブアセンブリ１３０と水溜め１２，１１２の中央出口チューブ１８，１１８との連通を容易にする。首部４８，１４８の外部はさらに、受け入れカラー１５２により首部４８，１４８の係合をさらに容易にするため密閉リング５０，１５０の下側に位置しそこから間隔をおいた段付き部４８ｂ、１４８ｂを含む。

図２，３および図４の参照を続けると、本開示の例示的実施例において、下端キャップ４０，１４０は、フィルター・アセンブリ２２，１２２の底部と効果的に連結される。好ましくは、下端キャップ４０，１４０は、カーボン・ブロック要素１２４の下端を受け入れるように構成され、また水溜め１２，１２２内のフィルター・アセンブリ２２，１２２を支持するように構成される。本発明の好ましい実施例によれば、下端キャップ４０，１４０は、水溜め１２，１２２の内室２０，１２０の壁に係合する複数個の円周方向に配設され外方に広がる指６０，１６０を含む。

封入フィルター・カートリッジ１１０を介し濾液の流れ方向を示す一組の矢印を有する、特に図４を参照すると、作動時、非濾過媒体は、入口チューブ１１６を介し水溜め１１２の内室１２０の上域１２０ａに流入する。本発明の例示的実施例において、非濾過媒体はついで、上端キャップ１４２の出口フランジ１４４に形成された円周方向位置し間隔をおいたチャンネル１４６（図３参照）を介し案内され、さらに水溜め１１２の内室１２０の下部に入る。プレフィルター１２５を含む本発明の実施例において、非濾過媒体は、まず、プレフィルター１２５を通過し、ついでカーボン・ブロック要素１２４を介し半径方向内方に案内される。例示的実施例において、媒体は、ついで、ライナー・チューブ１２８の孔を通過し、そしてファイバー・サブアセンブリ１３０の中空ファイバー１３２に入る前にコア・チューブ１３４の孔を通過する。ライナー・チューブ１２８またはコア・チューブ１３４を含まない実施例において、カーボン・ブロック要素１２４を出る媒体は、ついで、中空ファイバー・サブアセンブリ１３０の中空ファイバー１３２に流入する。上方向に中空ファイバー・サブアセンブリ１３０を横断後、濾過媒体は、出口チューブ１１８を介してフィルター・カートリッジ１１０の水溜め１２０の内室を出る。

上記のように本開示に従って構成された封入フィルター・カートリッジ１１０は、従来以上に種々の利益を有する。これら利益のなかには、クロージャー・キャップ１１４により水溜め１２０内のフィルター・アセンブリ１２２の永久的密封による製造の容易さの増大および優れた性能特性がある。フィルター・カートリッジ１１０は、フィルター・アセンブリ１２２を交換するため開放する必要がなく、ユニットとして除去処分される。この特長により、フィルター・アセンブリ１２２から漂遊粒子により包囲区域の汚れの回避を助け、フィルター・カートリッジ１１０の気密または液密作動を促進し、フィルター・アセンブリ１２２での汚れの無い作動を容易にする。

ひだ付きフィルター要素２７０は、膜構造体２７２を含む。膜構造体２７２の一部としての使用に適する材料は、セルローズ・アセテート（ＣＡ）、ポリスルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳＵ）、ポリアミド（ＰＡ），ポリビニリデン・フルオライド（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ），ポリプロピレン（ＰＰ）およびナイロン等有孔ボイドを有する多様な高分子材料を含む。膜構造体２７２に含まれる材料の平均孔サイズは一般に、用途の特別な要求に依り、約０．０５から約５ミクロンの範囲である。膜構造体２７２の厚みは一般に、約１３０から約３００ミクロンの範囲であるが、ひだ付き要素２７０の厚みはかなり大きい。本開示が、螺旋ひだ付き膜構造体、半径方向ひだ付き膜構造体、直非半径方向ひだ付き膜構造体、中央軸線に垂直に配向した、ひだを有する膜構造体、Ｗ形状多ひだ構造体、（半径方向または螺旋）、変型Ｗ形状多ひだ構造体および、任意数および／またはそれらの組み合わせを、包含することは当業者により理解されよう。

膜構造体２７２は,所望の厚みに頂上に互いに配設された同じまたは異なる媒体の単層または複数層を含む。膜構造体２７２はまた、異なる濾過特性を有する複数層を含む。好ましい実施例において、膜構造体２７２は傾斜多孔率構造を有する。“傾斜多孔率”とは、本開示の文脈において、膜構造体２７２の平均孔サイズが膜内への深さの関数として変化することを意味する。たとえば、膜構造体２７２は異なる平均孔サイズを有する不連続帯または層を含む。

傾斜多孔率構造を有する膜構造体２７２は、図示目的で広げた構成要素層を有するひだ付きフィルター要素の断面図を表す、図６に示されている。この実施例において、膜構造体２７２は、媒体３７１，３７２および３７３の隣接層を含み、下流層３７３は層３７１および３７２と同じまたは、それより小さい平均孔サイズを有する。本開示の好ましい実施例において、媒体層３７１と３７２は約０．６５ミクロンに定めた平均孔サイズを有し、媒体層３７３は約０．２ミクロンに定めた平均孔サイズを有する。

図６に示すように、ひだ付きフィルター要素２７０はまた、膜要素２７２の上流の排水層２７１と、膜要素２７２の下流の排水層２７３とを、または双方を含む。層２７１および２７３の一方または双方はまた、膜構造体２７２を支持する付加的機能を有し、同じまたは異なる構造および組成である。一方、ＰＳＵ，ＰＥＳＵ，ＰＶＤＦ，ＰＴＦＥ等いくつかの新しい高分子材料は、補強なしで単一または多層膜構造体２７２としてひだ付きされる。好ましくは、層２７１と２７３は、膜構構造体２７２から分離した別層であり、メッシュ、スクリーン、または比較的粗い孔を持つ織り、または不織シート状である。より好ましくは、上流層２７１は、スパン結合ポリプロピレン・ファイバーの可撓シートを含み、下流層２７３は、プラスチック・ネットを含む。当業者に周知の他の適当な材料および構造も、濾過される媒体、濾液の温度、その他関連要因により、膜構造体２７２および支持層２７１，２７３を製造するのに使用できる。

ひだ付きフィルター要素２７０はさらに、膜構造体２７２および排水層２７１，２７３以外の構成部品を含む。たとえば、クッション層２７５（または複数層）は、膜構造体２７２と排水層２７１，２７３の一つまたは両方との間に置かれる。このようなクッション層または複数層２７５は、フィルターが設置されるシステムの流体の圧力および（または）温度の変動に応答してフィルター媒体が膨張および収縮するとき、排水層２７１，２７３との面接触よる膜構造体２７２の摩耗を防ぐためひだ付きフィルター要素２７０に含まれる。クッション層または複数層２７５は、好ましくは、排水層２７１，２７３よりも平滑で膜構造体２７２の媒体よりも摩耗に対し高い抵抗を有する材料により製造される。

開示の例示的実施例によるフィルター・アセンブリ２２２はまた、ひだ付きフィルター要素２７０の外周を包囲する、当業者に周知の適当な材料で作られる、プレフィルター２２５を含む。プレフィルター２２５は、図３および５を参照して記載されたプレフィルター１２５または、匹敵する、または同等な機能を示す構造体を作製するのに適する材料で作られる。好ましくは、プレフィルター２２５は、不織ポリプロピレン（たとえば、メルト・ブロン）または不織ポリエステルで作られる。プレフィルター２２５に加え、フィルター・アセンブリ２２２は、プレフィルター２２５のまわりに配設され、ひだ付きフィルター要素２７０のまわりにプレフィルター２２５を固定する保護ネッテイング２２７を含む。保護ネッテイング２２７は適当な高分子材料またはその他の材料で作られる。高温用途では、金属メッシュまたはスクリーンが使用される。

図２，５および図７を参照すると、上端キャップ４２，２４２は、フィルター・アセンブリ２２，２２２の上端と効果的に連結される。図２，５および図７に示すように、上端キャップ４２，２４２は、好ましくは、カーボン・ブロック要素の上端とひだ付きフィルター要素２７０の上端とを受け入れるように構成される。上端キャップ４２，２４２は、複数個の円周方向に位置し間隔をおいた流体の流動チャンネル４６，２４６を形成した吊り下げ外側フランジ４４，２４４を含む。加えて、上端キャップは段付き首部４８，２４８を含む。

首部４８，２４８の外部は、一般に出口チューブ１８，２１８のまわりに位置決めされ、水溜め１２，２１２の内室２０，２２０の上端から下方に突出する、（図７に示す）環状受け入れカラー２５２と密封係合するようにまわりに位置決めされ、寸法決めされ、構成される環状密閉リング５０，２５０を担持する。水溜め１２，２１２の受け入れカラー２５２内の上端キャップ４２，２４２の首部４８，２４８の密封係合により、カーボン・ブロック要素２４，２２４の軸方向キャビテイ２０，２２０と水溜め１２，２１２の中央出口チューブ１８，２１８との流体連通を容易にする。首部４８，２４８の外部はさらに、受け入れカラー２５２により首部４８，２４８の密封係合を容易にするため密閉リング５０，２５０の下に位置しそこから間隔をおいた段付き部４８ｂ、２４８ｂを含む。図５と図７に示す本開示の実施例において、フィルター・アセンブリ２２２はまた、軸方向孔３３６を貫通しカーボン・ブロック要素２２４の上端と、また上端キャップ２４２と効果的に連結されるアダプター２３９を含み、カーボン・ブロック要素２２４の軸方向キャビテイ２２６と水溜め２１２の出口チューブ２１８との流体連通をさらに容易にする。好ましくは、アダプター２３９は、カーボン・ブロック要素２２４の軸方向キャビテイ２２６内に嵌合するよう構成された第一円筒形部分３３４と、フランジ３３２と、上端キャップ２４２内に嵌合するよう構成された第二円筒形部分３３０とを有する。

アダプター２３９に代わるアダプターが、本開示により構成された封入フィルター・カートリッジ４１０の横断面の関係部分を示す図７Ａに示されている。封入フィルター・カートリッジ４１０は、受け入れカラー４５２を含む水溜め４１２を有し、水溜め４１２の内室４２０内にフィルター・アセンブリ４２２を収容するように構成される。フィルター・アセンブリ４２２はさらに、フィルター・アセンブリ４２２の上端と効果的に連結される首部４４８とアダプター部４３９とを有する上端キャップ４４２を含む。図７Ａに示す例示的実施例において、アダプター部４３９は上端キャップ４４２の一体部分である。

図２，５および図７を続けて参照すると、本開示の適切な実施例において、下端キャップ４０，２４０はフィルター・アセンブリ２２２の底部と効果的に連結される。好ましくは、本開示の実施例において、下端キャップ４０，２４０は、カーボン・ブロック要素２２４の下端とひだ付き要素２７０の下端とを受け入れるように構成され、またフィルター・アセンブリ２２２を水溜め２１２内に支持するように適応させ、構成される。本開示の好ましい実施例によれば、下端キャップ４０，２４０は、水溜め１２，２１２の内室２０，２２０の壁に係合する複数個の円周方向に配設され外方に広がる指６０，２６０を含む。

封入フィルター・カートリッジ２１０を介し濾液の流れ方向を示す一組の矢印を有する、図７を特に参照すると、作動時、非濾過媒体は、入口チューブ２１６を介し水溜め２１２の内室２２０の上部域２２０ａに流入する。本開示の適切な実施例において、非濾過媒体はついで、上端キャップ２４２の外側フランジ２４４に形成される円周方向に位置し間隔をおいた流動チャンネル２４６（図５参照）を介し案内され、さらに水溜め２１２の内室２２０の下部に入る。プレフィルター２２５を含む本開示の実施例において、非濾過媒体は、まず、ひだ付きフィルター要素２７０に入る前にプレフィルターを介し案内される。ひだ付きフィルター要素２７０の構成部分を通過すると、流体はカーボン・ブロック要素２２４を介し半径方向内方に案内され、軸方向キャビテイ２２５に入る。上方向にカーボン・ブロック要素２２４の軸方向キャビテイ２２６を介し、そして、適切な実施例では、アダプター２３９の軸方向孔３３６を介し、または上端キャップ２４２のアダプター部分４３９（図７Ａ参照）を介し流動後、濾過媒体は出口チューブ２１８を介しフィルター・カートリッジ２１０の内室を出る。

図８は、本開示の代替実施例により構成され一般に符号５１０で示す使い捨て可能封入フィルター・カートリッジを示す。図８に示すように、ィルター・カートリッジ５１０は、フィルター・アセンブリ５２２を支持するように構成された内室５２０を有する水溜め５１２と、水溜め５１２の内室５２０内に永久的に密封するその底部のクロージャー・キャップ５１４とを含む。クロージャー・キャップ５１４は、好ましくは、水溜め５１２の底部にスパン溶接される。クロージャー・キャップ５１４を水溜め５１２の底部に接合させる他の方法は、超音波溶接、熱板溶接、誘導溶接、オーバモールデングおよび機械的固定手段を含む。

図８を続いて参照すると、通路５８８を貫通させ、水溜め５１２の内室５２０内に濾液を入れる入口５１６と、水溜め５１２の頂部の内室５２０から濾液を出す出口５１８とを有する細長頂部５９８を含む。入口５１６は、通路５８８と連通する、図８に示すように、細長頂部５９８の半径方向外面の開口である。通路５８８は、入口５１６と水溜め５１２の内室５２０間の連通を容易にするための別の流体の流動チャンネルを含む。

図８を続いて参照すると、上端キャップ５４２は、フィルター・アセンブリ５２２の上端と効果的に連結される。好ましくは、上端キャップ５４２は、カーボン・ブロック要素５２４の上端と、ひだ付きフィルター要素５７０の上端とを受け入れるように構成される。上端キャップ５４２には、複数個の円周方向に位置し間隔をおいた流体の流動チャンネル（図２，３および図５に示す要素４６，１４６および２４６参照）を形成した吊り下げ外側フランジ５４４を含む。加えて、上端キャップ５４２は、段部５４８ｂと軸方向通路５４８ａを貫通した段付き首部５４８を含む。段付き首部５４８は、水溜め５１２の細長頂部５９８の通路５８８内に収容され、かつ非濾過媒体を入口５１６に流入させて水溜め５１２の内室５２０の下方域内を通りフィルター・アセンブリ５５２の半径方向外面と連通するように構成される。首部５４８の外部は、そのまわりで段部５４８ｂの上方に位置し水溜め５１２の細長頂部５９８の通路５８８内に密封係合するように寸法決めされ、構成される、環状密閉リング５５０を担持する。

本開示の適切な実施例において、下端キャップ５４０は、フィルター・アセンブリ５２２の下端と効果的に連結される。好ましくは、本開示のこの実施例において、下端キャップ５４０は、カーボン・ブロック要素５２４の下端と、ひだ付き要素の下端とを受け入れるように構成され、またフィルター・アセンブリ５２２を水溜め５１２内に支持するように構成される。好ましくは、下端キャップ５４０は、図２，３および５に示され上記で詳述された例示的実施例の下端キャップと同様な構成を有する。

封入フィルター・カートリッジ５１０を介する濾液流れの方向を示す一組の矢印を有する、図８をさらに参照すると、作動時、非濾過媒体は、水溜め５１２の細長頂部５９８を介し通路５８８の内面と段付き首部５４８の外面との間の区域に流入する。本開示の適切な実施例において、非濾過媒体はついで上端キャップ５４２の外側フランジ５４４に形成された円周方向に位置し間隔をおいた流動チャンネルを介し案内され、さらに水溜め５１２の内室５２０の下部に流入する。

非濾過媒体はついで、フィルター・アセンブリ５２２の半径方向外面に流入し、カーボン・ブロック・フィルター要素５２４の軸方向キャビテイ５２６内に半径方向内方に案内される。上方向にカーボン・ブロック・フィルター要素５２４の軸方向キャビテイ５２６に沿って、適切な実施例においては、上端キャップ５４２の軸方向通路５４８ａを介し流動後、濾過媒体は出口５１８を介しフィルター・カートリッジ５１０の内室を出る。

図９は、本開示の他の代替え実施例により構成され一般に符号６１０で示される使い捨て可能封入フィルター・カートリッジを示す。図９に示すように、フィルター・カートリッジ６１０は、フィルター・アセンブリ６２２を支持するよう構成された内室６２０を有する水溜め６１２と、その底部でフィルター・アセンブリ６２２を水溜め６１２内に永久的に密閉するクロージャー・キャップ６１４とを含む。クロージャー・キャップ６１４は、好ましくは、水溜め６１２の底部にスパン溶接される。クロージャー・キャップ６１４を水溜め６１２の底部に接合する他の方法として、超音波溶接、熱板溶接、誘導溶接およびオーバモールデングを含む。

図９を続けて参照すると、水溜め６１２は、環状フランジ６９６ｂとそこを貫通する軸方向通路６９ａとを有し、水溜め６１２の内室６２０に濾液が入る入口６１６を有する細長頂部６９６を含む。例示的実施例によれば、クロージャー・キャップ６１４は、環状フランジ６９８ｂとそこを貫通する軸方向通路６９８ａとを有する細長部６９８を含む。内室６２０から濾過媒体を出す出口６１８はクロージャー・キャップ６１４の細長部６９８の底部に位置決めされる。入口６１６と出口６１８は一般に水溜め６１２の中央軸線と並置される。入口６１６はフィルター・アセンブリ６２２の半径方向外面と連通し、一方出口６１８はカーボン・ブロック要素６２４の軸方向キャビテイ６２６と連通している。入口６１６と出口６１８は好ましくは、水濾過機器等機器の適切な孔またはモジュールと合うように適応させ、構成される。

図９を続けて参照すると、上端キャップ６４２は、フィルター・アセンブリ６２２の上端と効果的に連結される。好ましくは、上端キャップ６４２は、濾液がフィルター・アセンブリの頂面に流入しないように、カーボン・ブロック要素６２４の上端と、ひだ付きフィルター要素６７０の上端とを受け入れ密封するように構成される。

本開示の適切な実施例において、下端キャップ６４０は、フィルター・アセンブリ６２２の底部と効果的に連結される。下端キャップ６４０は、それを通る軸方向通路６４０ａと一般に円筒形部分とを有し、好ましくは、クロージャー・キャップ６１４に固定されるように構成される。下端キャップ６４０は、好ましくは、カーボン・ブロック要素６２４の下端と、ひだ付きフィルター要素６７０の下端とを受け入れるように構成され、クロージャー・キャップ６１４に密封固定されて、非濾過媒体が、出口６１８への軸方向通路６４０ａを通過する濾過媒体の流れに流入しないようにする。円筒形部分６４０ａをクロージャー・キャップ６１４に密封固定する方法として、Ｏリングの使用、溶接、および当業者に周知の他の構造および方法がある。

さらに水溜め６１２は、フィルター・カートリッジの処分前に残留濾液の水溜め６１２の内室６２０を排水するドレイン７１０を任意に含む。ドレイン７１０は、ドレイン７１０を選択的に開放するドレイン・キャップ７１４と、ドレイン・キャップ７１４を密封係合する密封リング７１２とを含む。同様な機能を果たすドレイン７１０の代わりに任意の構造が使用されることは、当業者に理解されよう。

封入フィルター・カートリッジ６１０を介する濾液の流れ方向を示す一組の矢印を有する、図９をさらに参照すると、作動時、非濾過媒体は、軸方向通路６９６ａを介し水溜め６１２の内室６２０の上域６２０ａに流入する。非濾過媒体は、ついで、フィルター・アセンブリ６２２の半径方向外面に流入し、カーボン・ブロック要素６２４の軸方向キャビテイ６２６内に半径方向内方に案内される。下端キャップ６４０の軸方向通路６４０ａを介し、ついで軸方向通路６９８ａを介し、下方方向にカーボン・ブロック要素６２４の軸方向キャビテイ６２６に沿って流動後、濾過媒体は出口６１８を介しフィルター・カートリッジ６１０の内室６２０を出る。

本開示により構成された封入フィルター・カートリッジ・アセンブリを特定の実施例について説明したが、当業者は、本発明の精神と範囲を逸脱しないで変更および変形がなされることを容易に理解する。たとえば、本開示により構成された封入フィルター・カートリッジは重力供給用途とともに加圧用途にも使用される。

Claims

ａ）（ｉ）カーボン・ブロック・フィルター要素と、
（ｉｉ）微孔性フィルター要素とを含む
フィルター・アセンブリと、ここで前記フィルター・アセンブリが上端と、下端と、軸方向部分と、半径方向外面とを有し、
ｂ）前記フィルター・アセンブリを収容するように構成される内室を画成する永久密封式水溜めと、ここで前記水溜めが未濾過媒体を前記フィルター・アセンブリの前記半径方向外面と連通する前記内室に流入させる入口と、前記フィルター・アセンブリの前記軸方向部分から出る濾過媒体を前記内室から流出させる出口とを有し、
を備える封入フィルター・カートリッジ。
前記フィルター・アセンブリが前記フィルター・アセンブリの前記上端と効果的に連結される上端キャップを備える請求項１に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記フィルター・アセンブリが前記フィルター・アセンブリの前記下端と効果的に連結される下端キャップを備える請求項１に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記水溜めが一端で前記水溜めを永久的に密封するクロージャー・キャップを備える請求項１に記載の封入フィルター・カートリッジ。
ａ）上端と、下端と、半径方向外面とを有するフィルター・アセンブリと、ここで前記フィルター・アセンブリが、
（ｉ）軸方向キャビテイを有するカーボン・ブロック・フィルター要素と、
（ｉｉ）前記カーボン・ブロック・フィルタ要素の前記軸方向キャビテイ内に位置決めされ、複数個の中空微孔性ファイバーを有するファイバー・サブアセンブリとを備え、
ｂ）前記フィルター・アセンブリを収容するように構成される内室を画成する永久密封式水溜めと、ここで前記水溜めが未濾過媒体を前記フィルター・アセンブリの前記半径方向外面と連通する前記内室に流入させる入口と、前記ファイバー・サブアセンブリから出る濾過媒体を前記内室から流出させる出口とを有し、
を備える封入フィルター・カートリッジ。
前記フィルター・アセンブリがさらに、
（ｉｉｉ）前記複数個の中空微孔性ファイバーを包囲し、前記ファイバー・サブアセンブリの一部であり、前記フィルター・サブアセンブリの上端と連結される上端、前記フィルター・サブアセンブリの下端と連結される下端およびそれ自身の上端の下側に形成される環状フランジを有する多孔コア・チューブと、
（ｉｖ）前記多孔コア・チューブを包囲し、前記カーボン・ブロック・フィルター要素の前記軸方向キャビテイ内に収容され、前記環状フランジにより前記カーボン・ブロック・フィルター要素の前記軸方向キャビテイ内に前記中空ファイバー・サブアセンブリを支持する多孔ライナー・チューブと
を備える請求項５に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記フィルター・アセンブリがさらに前記フィルター・アセンブリの前記上端と効果的に連結される上端キャップを備え、前記上端キャップが首部と、前記首部を貫通し、前記ファイバー・サブアセンブリと前記水溜めの前記出口との間を連通する軸方向流体通路とを有する請求項５に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記フィルター・アセンブリが前記フィルター・アセンブリの前記下端と効果的に連結される下端キャップを備える請求項５に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記水溜めが一端で前記水溜めを永久的に密封するクロージャー・キャップを備える請求項５に記載の封入フィルター・カートリッジ。
ａ）上端と、下端と、半径方向外面とを有するフィルター・アセンブリと、ここで前記フィルター・アセンブリが、
（ｉ）半径方向外面と軸方向キャビテイとを有するカーボン・ブロック・フィルタ要素と、
（ｉｉ）前記カーボン・ブロック・フィルター要素の前記半径方向外面を包囲するひだ付きフィルター要素とを備え、
ｂ）前記フィルター・アセンブリを収容するように構成される内室を画成する永久密封式水溜めと、ここで前記水溜めが未濾過媒体を前記フィルター・アセンブリの前記半径方向外面と連通する前記内室に流入させる入口と、前記カーボン・ブロック・フィルター要素の前記軸方向キャビテイから出る濾過媒体を前記内室から流出させる出口とを有し、
を備える封入フィルター・カートリッジ。
前記ひだ付きフィルター要素が傾斜多孔率構造を有する膜構造体を備える請求項１０に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記フィルター・アセンブリが前記フィルター・アセンブリの前記上端と効果的に連結される上端キャップを備える請求項１０に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記上端キャップが複数個の流体流動チャンネルを有する吊り下げ外側フランジを備える請求項１２に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記フィルター・アセンブリが前記フィルター・アセンブリの前記下端と効果的に連結される下端キャップを備える請求項１０に記載の封入フィルター・カートリッジ。
前記水溜めが一端で前記水溜めを永久的に密封するクロージャー・キャップを備える請求項１０に記載の封入フィルター・カートリッジ。