JP2009022952A

JP2009022952A - バルブ

Info

Publication number: JP2009022952A
Application number: JP2008208116A
Authority: JP
Inventors: Richard Guy Gutman; リチャード・ガイガットマン，; Roger Alexander Buttery; ロジャー・アレグザンダーバッテリー，; Kennth Roy Weight; ケネス・ロイウェイト，
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2009-02-05
Also published as: DE69836021D1; EP1321699A3; EP0998343B1; EP1321699B1; US20060169630A1; DE69836021T2; AU734627B2; US20050145559A1; GB0126508D0; EP1321699A2; ES2272000T3; US7273550B2; JP2001510088A; EP0998343A1; DK0998343T3; DE69839971D1; GB2365511A; CA2296400A1; GB2365511B; WO1999003568A1

Abstract

【課題】フィルタ組立体用の通気ポート及びドレンポートを通る流れを制御するバルブを提供する。
【解決手段】バルブ１２は、全体として円形断面を有する通路４６を取り囲む、環状スリーブ４９を有し、スリーブを一の方向に移動するとバルブが開放し、スリーブを一の方向とは逆の方向に移動するとバルブが閉鎖するように構成される。また、通路４８がバルブ部材４３を含み、前記スリーブを移動することによって、前記バルブ部材が前記通路を通る流れを可能にする、第１の位置と、前記バルブ部材が前記通路を通る流れを阻止する、第２の位置との間で、前記バルブ部材を移動させるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、フィルタ組立体に関する。

周知の形態のフィルタ組立体は、入口ポート及び出口ポートを含むハウジングを有する。このハウジング内にはフィルタ・エレメントが保持されている。フィルタ・エレメントは濾材を含み、この濾材は、その第１の端部と第２の端部との間を延びる中央通路を有する。濾材の第１の端部には、通路を閉鎖する端部キャップが連結されており、濾材の第２の端部は、ハウジングのポートと流体連通している。

このようにして、ハウジングに通した流体は、入口ポート、出口ポート、及び通路を含む経路で濾材を通って流れる。このようなフィルタは、専ら、医学的、生物医学的、又は医薬品の目的で使用される。

このようなフィルタ組立体についての必要条件は、フィルタ・エレメントの一体性を試験できなければならないということである。水湿潤性濾材の一体性は、水泡点試験（ＷａｔｅｒＢｕｂｂｌｅＰｏｉｎｔＴｅｓｔ）又は拡散前方流試験（ＤｉｆｆｕｓｉｖｅＦｏｒｗａｒｄＦｌｏｗＴｅｓｔ）によって試験できる。水泡点試験では、通路の第１の端部及び第２の端部の両方を閉鎖した状態でフィルタ・エレメントを水浴中に置き、空気を通路に圧送する。空気の圧力は、濾材の外部で最初の気泡が観察されるまで上昇される。濾材の構造がその全容積に亘って一体性を備えている場合には、この最初の気泡は所定の圧力で現れる。気泡が低い圧力で現れる場合、これは濾材の構造が濾材の全容積に亘って均等でないということを示す。これは、未濾過の流体又は部分的にしか濾過されていない流体が濾材を通過する濾材の通過が起こったことを示す。

拡散前方流試験では、濾材を水で湿潤させ、余分の水を取り除く。空気を特定の圧力で濾材の一方の側に加え、拡散空気流量を計測する。この拡散空気流量は、濾材の除去定格と関連するものと考えられている。予想流量よりも大きいということは、濾材の一体性が損なわれているということを意味する。

しかしながら、端部キャップを水湿潤性濾材に連結することにより、濾材の性質が変化する場合があり、この場合、一体性試験はもはや不可能である。例えば、一体性試験を行う際に湿潤しない疎水性ゾーンが、連結により、濾材に形成され、及びかくして一体性試験における濾材の性能に何等かの影響が及ぼされる場合がある。

この理由のため、濾材及び端部キャップの材料は、通常は、一体性試験での濾材の性能に影響を及ぼす方法で、濾材と端部キャップとの連結が濾材の性質に影響を及ぼさないように選択される。

端部キャップの材料は、疎水性濾材にとっても重要である。このような疎水性濾材は、熱によって容易に損傷してしまう。これらの濾材は、端部キャップを加熱して端部キャップを軟化し、端部キャップが軟化した状態にあるときに濾材の第１の端部を端部キャップに挿入することによって端部キャップに取り付けられる。従って、濾材を損傷することなく連結を行うことができるように、端部キャップの材料を比較的低温で軟化するように選択することが重要である。

しかしながら、医学的用途、生物医学的用途、又は医薬品に対する用途を持つこのようなフィルタ組立体について、これらのフィルタ組立体を殺菌でき、繰り返し使用できることもまた必要である。殺菌には二つの主な態様、即ち現場（ｉｎｓｉｔｕ）蒸気殺菌及び蒸気オートクレーブ処理がある。現場蒸気殺菌では、濾過されるべき流体をフィルタ組立体に通す代わりに高温で高温の蒸気をフィルタ組立体に通す。例えば、蒸気圧は数ｂａｒであり、温度は１４０℃である。蒸気オートクレーブ処理では、フィルタ組立体を関連した機器から取り外し、オートクレーブに移し、ここで蒸気殺菌を行う。次いでフィルタ組立体をオートクレーブから取り外し、無菌状態で移送し、機器に再設置する。代表的なフィルタ組立体は、その寿命中に１００回の殺菌を必要とする。

このようなフィルタ組立体のハウジングがプラスチック材料でできている場合には、濾材の第２の端部は、通常は、ハウジング材料を加熱し、濾材の第２の端部をハウジング材料に挿入することによって、ハウジングに連結されている。水湿潤性濾材については、一体性試験の目的で水湿潤性接合部を形成するため、必要な接合部を形成する適当な材料でハウジングを形成することが必要である。熱によって比較的容易に損傷する疎水性濾材については、ハウジングのプラスチック材料の軟化点が比較的低温であることが必要となる。このようなプラスチック材料は、現場殺菌の圧力及び温度に耐えることができない。従って、このようなフィルタ組立体はオートクレーブ処理で殺菌しなければならない。これは、保守を行うためにフィルタ組立体を取り外し、オートクレーブ処理を施し、その後、無菌状態で使用状態に戻さなければならない。

周知の変形例は、フィルタ・エレメントを金属製ハウジングに収めることである。金属は現場蒸気殺菌の温度及び圧力に耐えるが、金属製ハウジングは、代表的には、プラスチック製ハウジングよりも嵩張り、製造に費用がかかり、再使用前にクリーニングを行うことを必要とする。

本発明の目的は、フィルタ組立体を提供することである。

本発明の第１の特徴によれば、フィルタ組立体において、入口ポート及び出口ポートを提供するプラスチック製ハウジングであって、このハウジングの材料は、ハウジングの外部を大気圧にしたままでハウジングの内部に加圧蒸気を加えることによって、ハウジングを損傷することなく、フィルタ組立体を殺菌できるような材料である、ハウジングと、このハウジング内に保持されたフィルタ・エレメントであって、第１の端部と第２の端部との間に中央通路を持つ水湿潤性材料製の濾材を含み、濾材の第１の端部は、通路と閉鎖するようにプラスチック材料製の第１の端部キャップに埋設されており、濾材の第２の端部は、プラスチック材料製の第２の端部キャップに埋設されており、第１の端部キャップは、通路とポートの一方との間を流体連結し、第１及び第２の端部キャップは、濾材と夫々水湿潤性接合部を形成する、フィルタ・エレメントとを有する、フィルタ組立体が提供される。

濾材の両端に端部キャップを設けることによって、水湿潤性接合部を形成でき、現場で蒸気殺菌できるハウジングに対して様々な材料が使用される。
本発明の第２の特徴によれば、フィルタ組立体において、入口及び出口を持つハウジング及び拡散前方流試験又は水泡点試験によって一体性を試験できるフィルタ・エレメントを含み、このフィルタ・エレメントは、ハウジング内に保持されており、濾材を含み、この濾材には、第１の端部と第２の端部との間を延びる中央通路が設けられており、ハウジングは、蒸気殺菌可能なプラスチック材料から形成されている、フィルタ組立体が提供される。

このようなフィルタ組立体では、入口ポート及び出口ポート用のバルブを提供することにも問題点がある。
本発明の第３の特徴によれば、フィルタ組立体用のバルブにおいて、全体に円形断面の通路を取り囲む環状スリーブを有し、スリーブを一方の方向に移動するとバルブが開放し、スリーブを一方の方向とは逆の方向に移動するとバルブが閉鎖する、バルブが提供される。

本発明の第４の特徴によれば、バルブにおいて、円筒形通路を画成する部品及びバルブ部材を含み、このバルブ部材は、このバルブ部材が通路内に着座し且つ通路の周囲に対してシールし、バルブを閉鎖する第１の位置と、部材が通路の外に配置されており、バルブを開放する第２の位置との間で移動自在である、バルブが提供される。

本発明によれば、フィルタ組立体を提供することができる。

本発明の一実施例を添付図面を参照して以下に例として詳細に説明する。
添付図面のうち特に図１を参照すると、フィルタ組立体は、全体に参照番号１０を附したハウジングと、このハウジング１０に収容されたフィルタ・エレメント１１と、ハウジング１０によって支持された二つのバルブ１２とを含む。

ハウジング１０は、第１のハウジング部品１３及び第２のハウジング部品１４を含む。これらの部品は、両方とも、例えばポリスルホン材料から型成形によって形成されている。第１のハウジング部品１３は、濾過されるべき媒体用の入口ポート１６が設けられた端壁１５と、この端壁１５から下方に延びており且つ円形の縁部１８で終端する円形断面の側壁１７とを有する。外方に面した環状さねはぎ部１９が側壁１７に縁部と隣接して形成されている。

ハウジング１０の軸線２１（図２参照）に対してほぼ半径方向に延びる通気ポート２０が端壁１５と側壁１７との接合部に形成されている。通気ポート２０の内面６０が画成する通路は、側壁１７の近くに小径部分２２を持ち、側壁１７から離れたところに大径部分２３を持つ。この通路は、通気ポート２０の端部で終端する。５個のリブ６１が内面６０から大径部分２３内に延びている。これらのリブ６１は、表面６０に亘って等角度で離間されている。各リブ６１の縁部６２は連続しており、通路の小径部分で内面６０と直線をなす。

通気ポート２０の外面２４には、ポート２０の端部と隣接して環状溝２５が設けられており、この溝にＯ−リングシール２６が装着されている。更に、この表面２４は、ポート２０の端部から間隔が隔てられた表面上の夫々の部分で表面から半径方向に突出した二つのピン２７を有する。シール２６及びピン２７の機能を以下に説明する。

第２のハウジング部品１４は、ディスク状スタンド２９が設けられた第２の端部壁２８を含む。この第２の端部壁２８の全体に環状のスタンドから遠方の端部は、ハウジング１０の軸線２１と同軸である。第２の端部壁２８のこの部分には、内向きのさねはぎ部３０が設けられている。

図２で最もよくわかるように、第２の端部壁２８は、ハウジング１０の軸線２１と同軸の全体に円形断面の通路の形体の出口ポート３１を有する。この出口ポートは、第２の端部壁２８及びスタンド２９を貫通している。出口ポート３１のハウジング１０内の端部は環状フランジ３２を形成する。

第２の端部壁２８には、第２の端部壁２８からハウジング１０の軸線２１に対して半径方向に延びるドレンポート３３が設けられている。ドレンポート３３は通気ポート２０と同様に形成されている（これらの二つのポート２０、３３に共通の部品には同じ参照番号が附してあり、詳細に説明しない）。

フィルタ・エレメント１１は、濾材３４、第１の端部キャップ３５、第２の端部キャップ３６、及びケージ３７を含む。濾材は任意の従来の材料でできているのがよく、濾過されるべき流体を流すための中央通路を提供する任意の便利な形状に形成されているのがよい。例えば、濾材３４は環状であるのがよい。濾材には、プリーツが付けてあってもよいし、プリーツが付けてなくてもよい。適当な濾材の例は、ポール社が、アルティポール（ＵＬＴＩＰＯＲ）、フルオロダイン（ＦＬＵＯＲＯＤＹＮＥ）、スポール（ＳＵＰＯＲ）、及びエムフロン（ＥＭＦＬＯＮ）の商標で販売している濾材である。

濾材３４は第１の端部及び第２の端部を持ち、これらの端部間を通路が延びている。第１の端部キャップ３５はディスク状であり、プラスチック材料で形成されている。第１の端部キャップ３５は、好ましくは、濾材３４の第２の端部に連結されている。連結は、端部キャップ３５を加熱して軟化させた後、軟化させた端部キャップに濾材を挿入して接合することによって行われる。

第１の端部キャップ３５の材料は、濾材３４を第１の端部キャップ３５に連結したときに濾材３４の性質を大幅に変化させないように選択される。詳細には、濾材３４が水湿潤性材料でできている場合には、第１の端部キャップの材料は、濾材３４と第１の端部キャップ３５との間に水湿潤性接合部が形成されるように選択される。この場合、端部キャップの材料は濾材３４の材料に左右される。例えば、濾材３４がフルオロダイン濾材又はスポール濾材である場合、端部キャップ３５は、ポリプロピレンでできているのがよい。濾材３４がナイロン材料でできている場合には、第１の端部キャップ３５は、ポリエステル又はナイロン材料ででできているのがよい。

フィルタ・エレメントの一体性を試験できるようにするため、水湿潤性濾材と第１の端部キャップ３５との間に水湿潤性接合部を形成することが重要である。一体性試験は、濾材を（通路の端部を閉鎖した状態で）水浴中に配置した後、空気を通路に高圧で供給することによって行われる。次いで浴を観察し、どの圧力で濾材の外側に最初の気泡が現れるのかを確認する。濾材の多孔質構造が濾材の全領域に亘って一体である場合には、最初の気泡は比較的高い圧力で現れる。しかしながら、多孔質構造が濾材３４の全領域に亘って一体でない場合には、最初の気泡は比較的低い圧力で現れる。第１の端部キャップ３５と濾材３４との間の接合部が水湿潤性でない場合には、多孔質構造が水によって湿潤されないため、空気が容易に通過する疎水性ゾーンが形成される。これは、通常は、フィルタ組立体の使用中の濾過に悪影響を及ぼさないけれども、上文中に説明した方法で一体性を試験することができない。同様に、疎水性ゾーンが形成されると、上文中に説明した拡散前方流試験で濾材を試験することができない。

濾材３４が疎水性である場合には、挿入プロセスによって濾材３４の一体性が損なわれることがないように、第１の端部キャップ３５が十分低い温度で軟化させることができる材料で形成されていることが重要である。例えば、濾材３４がＰＶＤＦ（エムフロン２濾材等）でできている場合には、第１の端部キャップ３５はポリプロピレンでできているのがよい。濾材３４が比較的耐熱性のＰＴＦＥでできている場合にも、ポリプロピレン製の端部キャップを使用するのが好ましい。

第２の端部キャップ３６は、中央孔を持つ平らな環状部分３８を含む。突出チューブ３９が孔を取り囲んでおり、平らな環状部分３８の平面に対して垂直な方向に濾材３４から遠ざかるように延びている。チューブ３９の外面４１には、二つの環状シール４０が設けられている。平らな環状部分３８の周囲に亘って等間隔に間隔が隔てられた４つのフランジ４２が平らな環状部分３８の半径方向外方に突出している。

チューブ３９の外径は出口ポート３１の内径とほぼ等しい。
任意の濾材３４について、第２の端部キャップの材料は、第１の端部キャップの材料を選択する上で配慮したのと同じ配慮に基づいて選択される。第２の端部キャップ３６の材料は、通常は第１の端部キャップ３５の材料と同じであるが、必ずしも同じでなくてもよい。濾材３４は、第２の端部キャップ３６を加熱した後、軟化した材料に濾材３４を挿入することによって第２の端部キャップ３６に連結される。周知の種類のケージ３７が濾材３４の外面を第１の端部キャップ３５と第２の端部キャップ３６との間で取り囲んでいる。

ハウジングでのフィルタ・エレメント１１の取り付けは、以下に説明するように行われる。第１に、第２の端部キャップ３６のチューブ３９を第２の端部壁２８の出口ポート３１に挿入する。これらの部品間の漏れは、シール４０によって阻止される。一杯に挿入すると、出口ポート３１のフランジ３２が第２の端部キャップ３６の平らな環状部分３８の下面に当接する。これによりフィルタ・エレメント１１を第２の端部壁２８にハウジングの軸線２１と同軸に保持する。更に、これにより、濾材３４の内部通路を出口ポート３１及びチューブ３９を介して連結する。

次いで、第１のハウジング部品１３をフィルタ・エレメント１１に被せる。この際、縁部１８が第２の端部壁２８内に嵌合し、この縁部と隣接したさねはぎ部１９が第２の端部壁２８のさねはぎ部３０と噛み合う。次いで、第１及び第２のハウジング部品１３、１４をさねはぎ部１９、３０に亘って互いに溶接する。

そのように位置決めされたとき、側壁１７の縁部１８がフランジ４２に当接する。これにより、フィルタ・エレメント１１を、この縁部１８と出口ポート３１を取り囲み且つ第２の端部キャップ３６と接触したフランジ３２の端部との間にクランプする効果が得られる。このようにして、フィルタ・エレメント１１は、ハウジング１０内に封入された所定位置にしっかりと保持される。

次に特に図３及び図４を参照すると、バルブ１２は、通気ポート２０及びドレンポート３３を通る流れを制御する。バルブ１２は同じであり、そのため、これらのバルブのうちの一方だけを説明する。

バルブ１２は、全体に円形断面の細長いバルブ部材４３を含む。バルブ部材４３は、関連したポート内に盲端４４を有する。この盲端４４の外面に設けられた溝にＯ−リング４５が設置されている。バルブ部材４３の残りの部分には、ホース又はパイプに連結するためのコネクタ４７に続く軸線方向通路４６が設けられている。図３では、コネクタ４７は、三角形断面の環状リブ６３を有し、図４では、コネクタ４７は、軸線方向に間隔が隔てられた連続したリブ６４を有する。少なくとも一つの半径方向通路４８が、盲端４４と隣接した軸線方向通路４６の端部をバルブ部材４３の外面に連結する。

スリーブ４９がバルブ部材４３の軸線と同軸に配置されており且つ半径方向に延びる環状フランジ５０によってバルブ部材４３から離間されている。スリーブ４９は、関連したポート２０、３１の外面２４に滑り嵌めしている。更に、スリーブには二つの螺旋状スロット５１が設けられている（図１に最もよく示してある）。これらのスロットはスリーブ４９の一部に亘って延びている。各ピン２７は、これらのスリーブ５１の夫々に受け入れられている。

かくして、スリーブ４９は関連したポート２０、３３に対して回転させることができ、このような回転は、ピン２７をスロット５１と係合させ、スリーブ４９を関連したポート２０、３３に対して軸線方向にも移動させることによっても制御される。この回転は両方向で行うことができる。

この回転により得られる効果は図３及び図４で最もよく分かる。図３でわかるように、一方の方向で一つの回転限度にあるとき、バルブ部材４３の盲端４４は、関連したポート２０、３３の大径部分２３内にある。そのように位置決めされた場合には、バルブ部材４３及び関連したＯ−リング４５がポートを塞がないため、半径方向通路４８を通って及び軸線方向通路４６に沿ってポートに流入できる。勿論、逆の流れもまた可能である。スリーブ４９の周囲の漏れは、ポート２０、３３の外面２４に設けられたＯ−リングシール２６によって阻止される。Ｏ−リング４５は、リブ６１によって、即ち縁部６２がＯ−リング４５に当接することによって、盲端の外面に設けられた溝に押し込まれた状態に保持される。

スリーブ４９を反対方向に回転させると、盲端４４が小径部分内に移動する。Ｏ−リング４５は、縁部６２によって小径部分内に案内される。逆方向に最大に回転させると、バルブ部材は図４に示すように配置される。この配置では、盲端４４は、関連したポート２０、３３の小径部分２２内にある。Ｏ−リング４５は、ポート２０、３３の内面６０に対してシールし、バルブを通る流れを阻止する。シールが小径部分２２の周囲に対して行われる（及び例えば半径方向に延びる弁座に対して行われるのでない）ため、ポート２０、３３及びバルブ部材４３は、加熱中、バルブに損傷を及ぼすことなく様々に膨張できるということは理解されよう。これは、盲端が小径部分２２内で単に軸線方向に移動するに過ぎないためである。

かくして、スリーブ４９を一方の方向又は他方の方向に捩じることによって、関連したポート２０、３３の開閉を行うことができる。更に、バルブ１２は、ピン２７及びスロット５１が構成する機構により、関連したポート２０、３３から完全に外れることがないようにされているということは理解されよう。

バルブ１２は、好ましくは、ポリスルホン材料から形成されている。
更に、ハウジング部品１３、１４及びバルブ１２は、インライン殺菌に耐えることができる任意の他の適当なプラスチック材料から形成できる。上述のように、インライン殺菌では、ハウジングに加圧蒸気を通す工程が含まれる。ハウジングの外部が大気圧に保持されるため、ハウジングの内外に圧力差が生じる。殺菌で一般に使用される蒸気の最少温度及び圧力は、一般的には、大気圧よりも１ｂａｒ高い圧力で約１２１℃であるが、場合によっては、特に長期に亘って蒸気に露呈する場合には、殺菌は、これよりも低い温度及び圧力で行うことができる。しかしながら、これよりも過酷な条件で、例えば大気圧よりも約２．８３ｂａｒ高い圧力で約１４２℃で、フィルタ組立体をインライン殺菌するのが望ましい場合が多い。ハウジングは、好ましくは、このような過酷な条件に耐える。ポリスルホン以外の適当なプラスチックスの例には、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリアルコキシスルホン、ポリアリルスルホンが含まれる。

使用にあたっては、添付図面を参照して上文中に説明したフィルタ組立体を、濾過されるべき流体を収容したラインに取り付ける。濾過されるべき流体は、例えば、医学的流体、生物医学的流体、又は薬液である。濾過されるべき流体の供給源から延びるチューブを入口１６に連結する。出口ポート３１を濾過済流体レシーバーに連結する。ドレン流体用レシーバーに続くチューブにドレンポート３３を連結する。通気ポート２０のバルブ１２を開放し、ドレンポート３３のバルブ１２を閉鎖する。次いで、濾過されるべき流体を入口１６を通して供給し、ハウジング１０を充填する。その後、通気ポート２０を閉じる。流体が濾材３４を通過し、ここで濾過され、濾過済流体が、チューブ３９及び出口ポート３１を通過する前に通路に進入する。

フィルタ組立体を殺菌しようとする場合には、入口１６を濾過されるべき流体の供給部から外し、出口ポート３１を濾過済流体のレシーバーから外す。ドレンポート３３のバルブ１２を開放してハウジング１０から余分の流体を排液する。次いで、入口１６を加圧蒸気供給部に連結し、出口ポート３１をドレンに連結する。バルブ１２は僅かに開いたままである。その後、数ｂａｒの圧力で約１４０℃の蒸気をハウジングを通して供給し、濾材３４及び他の構成要素を蒸気殺菌する。ハウジング１０は、ポリスルホン（又は他の適当なプラスチック材料）製であるため、この温度及び圧力の蒸気に耐えることができる。このことはバルブ１２についてもいえる。これは、これらのバルブがポリスルホン（又は他の適当なプラスチック材料）製であるため、インライン蒸気殺菌に損傷することなく耐えるためである。

蒸気殺菌の完了後、ドレンポートバルブ１２を一杯に開放することによって水を排液でき、流体の濾過を行うためにフィルタ組立体を再連結する。キャップ３５、３６をハウジング１０とは別にすることによって、これらの部品を、濾材３４に必要な水湿潤性及びハウジング１０に必要なインライン蒸気殺菌に対する抵抗性を提供する様々な材料で製造できる。

上文中に説明した構成に対し、多くの変更を施すことができるということは理解されよう。
バルブ１２は必ずしも上文中に説明した態様でなくてもよい。任意の適当なバルブを使用できる。ハウジング１０のプラスチック材料は必ずしもポリスルホンでなくてもよく、インライン蒸気殺菌に耐えることができる任意の材料であるのがよい。フィルタ・エレメント１１は必ずしも上文中に説明したようにクランプされていなくてもよく、任意の適当な方法で保持できる。ケージ３７は必ずしも上文中に説明したケージでなくてもよく、任意の適当なケージを設けることができる。濾材３４には上流ドレン層及び／又は下流ドレン層が設けられているのがよい。

フィルタハウジングの第１及び第２の部品、ハウジング内のフィルタ・エレメント、及びハウジングの入口ポート及びドレンポートに連結されたバルブを示す、フィルタ組立体の分解図である。開放位置の一方のバルブ及び閉鎖位置の第２バルブを示す、図１のハウジングの軸線上での断面図である。開放状態のバルブを示す、図２の細部Ｂの拡大図である。閉鎖状態のバルブを示す、図２の細部Ｃの拡大図である。

符号の説明

１０ハウジング、１１フィルタ・エレメント、１２バルブ、１３第１のハウジング部品、１４第２のハウジング部品、１５端壁、１６入口ポート、１７側壁、１８縁部、１９さねはぎ部、２０通気ポート、２１軸線、２２小径部分、２３大径部分、２４外面、２５環状溝、２６Ｏ−リングシール、２７ピン、２８第２の端部壁、２９ディスク状スタンド、３０さねはぎ部、３１出口ポート、３２環状フランジ、３３ドレンポート、３４濾材、３５第１の端部キャップ、３６第２の端部キャップ、３７ケージ、６０内面、６１リブ。

Claims

フィルタ組立体であって、前記フィルタ組立体は、
入口ポート（１６）と出口ポート（３１）とを備えるプラスチック製のハウジング（１０）であって、前記ハウジング（１０）の材料は、前記ハウジングの外部を大気圧に保持した状態で前記ハウジング（１０）の内部を加圧蒸気に晒すことによって、前記ハウジングを損傷することなく、前記フィルタ組立体を殺菌することができるような材料である、前記ハウジングと、
前記ハウジング（１０）内に保持されたフィルタ・エレメント（１１）であって、前記フィルタ・エレメント（１１）は水湿潤性材料からなる濾材（３４）を有し、前記濾材（３４）は前記濾材（３４）の第１の端部と第２の端部の間に延在する中央通路を有し、前記濾材（３４）の前記第１の端部は、前記中央通路を閉鎖するプラスチック材料製の第１の端部キャップ（３５）に埋設され、前記濾材（３４）の前記第２の端部は、プラスチック材料製の第２の端部キャップ（３６）に埋設され、前記第２の端部キャップ（３６）は、前記入口及び出口ポート（１６、３１）のうちの何れか一方と前記中央通路との間を流体連結し、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）は、それぞれ、前記濾材（３４）に水湿潤性接合部を形成するように構成された、前記フィルタ・エレメントと、
を有する、フィルタ組立体。
前記埋設は、前記端部キャップ（３５、３６）を加熱して軟化させ、前記端部キャップ（３５、３６）が軟化している状態で、前記第１の端部と前記第２の端部とを、それぞれ、対応する前記端部キャップ（３５、３６）に挿入することによって行われる、請求項１に記載のフィルタ組立体。
前記第１及び第２の端部キャップを構成するプラスチック材料は、前記端部キャップに隣接する前記濾材（３４）の特性が前記埋設によって変化しないような材料である、請求項２に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は、主として、前記濾材が水湿潤性になるように改質されたＰＶＤＦで構成され、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）は、ポリプロピレンで構成された、請求項１、２、又は３に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は、主として、前記濾材が水湿潤性になるように改質されたポリスルホンで構成され、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）は、ポリプロピレンで構成された、請求項１、２、又は３に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は、フルオロダイン（ＦＬＵＯＲＯＤＹＮＥ）濾材又はスポール（ＳＵＰＯＲ）濾材で構成され、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）は、ポリプロピレンで構成された、請求項１、２、又は３に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）はナイロン材料で構成され、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）は、ポリエステル又はナイロン材料構成された、請求項１、２、又は３に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は、拡散前方流量試験（ＤｉｆｆｕｓｉｖｅＦｏｒｗａｒｄＦｌｏｗＴｅｓｔ）又は水バブルポイント試験（ＷａｔｅｒＢｕｂｂｌｅＰｏｉｎｔＴｅｓｔ）によって、完全性試験をすることができる（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙｔｅｓｔａｂｌｅ）、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組立体。
前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）のプラスチック材料は、所定の温度で軟化可能であり、前記所定の温度とは、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）が前記所定の温度にある状態で前記濾材（３５、３６）を前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）に挿入したとき、前記濾材（３４）の完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）が損なわれないような、十分に低い温度である、請求項２又は３に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は疎水性である、請求項９に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）はＰＴＦＥで構成され、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）はポリプロピレンで構成された、請求項１０に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）はＰＶＤＦで構成され、前記第１及び第２の端部キャップ（３５、３６）はポリプロピレンで構成された、請求項１０に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は、前記ハウジング（１０）の外部が大気圧に晒された状態で、温度が約１２１℃で且つ圧力が大気圧よりも約１バール（ｂａｒ）だけ高い蒸気に前記ハウジング（１０）の内部が晒されることに耐えられるように構成された、請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）の前記プラスチック材料は、ポリスルホン、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリアルコキシスルホン、又は、ポリアリルスルホンのいずれかの材料である、請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は全体として環状を成し、前記第１の端部キャップ（３５）は全体としてディスク形状を成し、前記第２の端部キャップ（３６）は、前記ハウジングの前記ポート（１６、３１）の一方に連結するための中央孔を備え、かつ、全体として環状を成す、請求項１乃至１４のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）に襞を形成した、請求項１５に記載のフィルタ組立体。
前記第２の端部キャップ（３１）は、流体通路を画成する突出部（３９）を有し、前記突出部（３９）は、関連する前記ポート（１６、３１）に受け入れられ、前記ポートとの間を流体連通させる、請求項１５又は１６に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は第１及び第２の反対側の端壁（１５、２８）を有し、前記第２の端部キャップ（３１）と流体連通した前記ハウジング・ポート（３１）は、前記第２の端部壁（２８）に形成され、前記フィルタ・エレメントは前記第２の端部壁から前記第１の端部壁（１５）に向かって延在する、請求項１７に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は、前記第１及び第２の端壁の間に延在する、全体として円形の断面を為す側壁（１７）を有する、請求項１８に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は、互いに連結された第１及び第２のハウジング部品（１３、１４）によって形成されている、請求項１乃至１９のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記第１のハウジング部品（１３、１４）は、前記第１の端部壁（１５）と前記側壁（１７）とを含み、前記第２のハウジング部品（１４）は、前記第２の端部壁（２８）を含む、請求項１９に従属する請求項２０に記載のフィルタ組立体。
前記第１のハウジング部品（１３）と前記第２のハウジング部品（１４）とが協働して、前記フィルタ・エレメント（１１）を前記ハウジング部品（１３、１４）の間にクランプし、前記フィルタ・エレメントを前記ハウジング内に保持する、請求項２０又は２１に記載のフィルタ組立体。
前記フィルタ・エレメント（１１）は、相対して面した第１及び第２のクランプ面を含み、前記第１のハウジング部品（１３）は、前記第１のクランプ面に当接し、前記第２のハウジング部品（１４）は前記第２のクランプ面に当接する、請求項２２に記載のフィルタ組立体。
前記第１及び第２のクランプ面は前記第２の端部キャップ（３１）に形成されている、請求項２３に記載のフィルタ組立体。
前記第１のクランプ面は、前記第２の端部キャップ（３１）から突出した、少なくとも一つのフランジ（４２）に形成されている、請求項２４に記載のフィルタ組立体。
前記第２のクランプ面は、前記突出部（３４）に亘って延在する前記第２の端部キャップ（３１）の一部に形成された、請求項１８に従属する請求項２４又は２５に記載のフィルタ組立体。
前記第１のハウジング部品（１３）は、前記第１の端部壁（１５）から遠方に周縁部（１８）を有し、前記周縁部（１８）は前記少なくとも一つのフランジ（４２）に当接して、前記第２のクランプ面を、前記関連したポート（３１）の周りの前記ハウジング（１０）の前記第２の端部壁（２８）の一部に圧着させた、請求項２５及び２６に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は環状を成し、前記濾材（３４）は、ケージ（３７）によって取り囲まれた、湾曲した外面を有する、請求項１乃至２７のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記ケージ（３７）は、前記端部キャップ（３５、３６）を構成する材料と同じ材料で形成されている、請求項２８に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は、手動で開閉操作を行うことができる少なくとも一つのバルブ（１２）を備え、前記バルブは、開放されると、前記ハウジング（１０）の内部と外部との間に流体流路を提供する、請求項１乃至２９のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ（１２）又は前記各バルブは、蒸気オートクレーブ処理を施すことができる材料で構成された、請求項３０に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ（１２）又は前記各バルブは、前記ハウジングの前記外部が大気圧の状態において前記ハウジング（１０）の前記内部に加圧蒸気を加えることによって、前記バルブ（１２）を損傷することなく、前記フィルタ組立体を殺菌することができるように構成された、請求項３１に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ（１２）又は前記各バルブは、前記ハウジングの外部が大気圧に晒された状態において、約１２１℃の温度を有し、且つ、大気圧よりも約１ｂａｒ高い圧力を有する、蒸気に、前記ハウジングの内部が晒されることに耐えるように構成された、請求項３０に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ（１２）又は前記各バルブは、主として、ポリスルホン、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリアルコキシスルホン、又は、ポリアリルスルホンのいずれかの材料で形成された、請求項３０乃至３３のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ（１２）又は前記各バルブは、全体として円形断面を有する通路（４８）を取り囲む、環状スリーブ（４９）を含み、前記環状スリーブ（４９）が一の方向に移動すると、前記バルブが開放され、前記環状スリーブ（４９）が前記一の方向とは逆の方向に移動すると、前記バルブが閉鎖されるように構成された、請求項３０乃至３５のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記通路（４８）又は前記各通路はバルブ部材（４３）を含み、前記関連するスリーブ（４９）の移動によって前記バルブ部材（４３）は第１の位置と第２の位置との間で移動するように構成され、前記第１の位置において、前記バルブ部材（４３）は前記通路（４８）を通る流れを可能にし、前記第２の位置において、前記バルブ部材（４３）は前記通路（４８）を通る流れを阻止する、請求項３５に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ部材（４３）又は前記各バルブ部材は、前記関連した通路に関して、前記第１の位置と前記第２の位置との間で軸線方向に移動するように構成された、請求項３６に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ（１２）又は前記各バルブの前記スリーブ（４９）と前記バルブ部材（４３）とは、互いに連結され、前記スリーブ（４９）は前記関連する通路（４６）を取り囲み、前記バルブ部材（４３）は前記通路（４８）の端部の内部に延在し、前記バルブ部材（４３）は通路（４８）を含み、前記通路（４８）は、前記バルブ（１２）の開放時には前記関連する通路（４６）に流体連通し、且つ、前記バルブ（１２）の閉鎖時には流体連通しないように構成された、請求項３７に記載のフィルタ組立体。
前記バルブ（１２）又は前記各バルブについて、前記スリーブ（４９）の回転によって前記バルブ部材（４３）が前記第１の位置と前記第２の位置との間で軸線方向に移動するように、前記スリーブ（４９）と前記ハウジング（１０）との間で機構が作用するように構成された、請求項３５乃至３８のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記機構又は前記各機構は、前記関連するバルブ部材（４３）の軸線方向移動量を制限するように構成された、請求項３９に記載のフィルタ組立体。
前記機構又は前記各機構は、ピン（２７）と、前記ピン（２７）に協働するスロット（５１）とを含む、請求項３９又は４０に記載のフィルタ組立体。
前記ピン（２７）又は前記各ピンは、前記ハウジング（１０）の外面に支持され、前記関連するスロット（５１）は、前記スリーブ（４９）の周囲の一部に螺旋状に延在する、請求項４１に記載のフィルタ組立体。
フィルタ組立体において、前記フィルタ組立体は、入口ポート（１６）と出口ポート（３１）とを有するハウジング（１０）と、拡散前方流量試験（ＤｉｆｆｕｓｉｖｅＦｏｒｗａｒｄＦｌｏｗＴｅｓｔ）又は水バブルポイント試験（ＷａｔｅｒＢｕｂｂｌｅＰｏｉｎｔＴｅｓｔ）によって、完全性試験をすることができる（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙｔｅｓｔａｂｌｅ）フィルタ・エレメント（１１）とを含み、前記フィルタ・エレメントは前記ハウジング（１０）内に保持され、前記フィルタ・エレメントは濾材（３４）を含み、前記濾材（３４）は中央通路を有し、前記中央通路は前記濾材（３４）の第１の端部と第２の端部との間に延在し、前記ハウジング（１０）は、蒸気殺菌可能なプラスチック材料から形成されている、フィルタ組立体。
前記濾材（３４）の前記第１の端部は第１の端部キャップ（３５）に連結されて前記通路を閉鎖し、前記濾材（３４）の前記第２の端部は第２の端部キャップ（３６）に連結され、前記端部キャップ（３５、３６）は前記濾材によって水湿潤性接合部をそれぞれ形成する、請求項４３に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は、前記濾材を水湿潤性にするように改質されたＰＶＤＦによって主として構成され、前記端部キャップ（３５、３６）はポリプロピレンによって構成された、請求項４４に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）は、前記濾材を水湿潤性にするように改質されたポリスルホンによって構成され、前記端部キャップ（３５、３６）はポリプロピレンによって構成されている、請求項４４に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）はフルオロダイン濾材又はスポール濾材（ＦＬＵＯＲＯＤＹＮＥｏｒＳＵＰＯＲｍｅｄｉｕｍ）であり、前記端部キャップ（３５、３６）はポリプロピレンによって構成されている、請求項４４に記載のフィルタ組立体。
前記濾材（３４）はナイロン材料で構成され、前記端部キャップ（３５、３６）はポリエステル又はナイロン材料で構成されている、請求項４４に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は、前記ハウジング（１０）の前記外部が大気圧の状態にあるときに、前記ハウジング（１０）の内部に加圧蒸気を加えることによって、前記ハウジングを損傷することなく、前記フィルタ組立体を殺菌することができるように構成された、請求項４３乃至４８のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は、前記ハウジング（１０）の外部が大気圧に晒された状態において、約１２１℃の温度で且つ大気圧よりも約１バール（ｂａｒ）高い圧力で、前記ハウジング（１０）の内部が蒸気に晒されることに耐えるように構成された、請求項４３乃至４８のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
前記ハウジング（１０）は、ポリスルホン、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリアルコキシスルホン、又は、ポリアリルスルホンのうちの任意の一つの材料で構成された、請求項４３乃至５０のうちのいずれか一項に記載のフィルタ組立体。
フィルタ組立体用のバルブであって、前記バルブは、全体として円形断面を有する通路（４６）を取り囲む、環状スリーブ（４９）を有し、前記スリーブ（４９）を一の方向に移動すると前記バルブが開放し、前記スリーブ（４９）を一の方向とは逆の方向に移動すると前記バルブが閉鎖するように構成された、フィルタ組立体用のバルブ。
前記通路（４８）がバルブ部材（４３）を含み、前記スリーブ（４９）を移動することによって、前記バルブ部材（４３）が前記通路（４８）を通る流れを可能にする、第１の位置と、前記バルブ部材（４３）が前記通路（４８）を通る流れを阻止する、第２の位置との間で、前記バルブ部材（４３）を移動させるように構成された、請求項５２に記載のバルブ。
前記バルブ部材（４３）は、前記通路（４８）に対し、前記第１の位置と前記第２の位置との間で軸線方向に移動するように構成された、請求項５２に記載のバルブ。
前記スリーブ（４９）と前記バルブ部材（４３）とは互いに連結され、前記スリーブ（４９）は前記通路（４８）を取り囲み、前記バルブ部材（４３）は前記通路（４８）の端部の内部に延在し、前記バルブ部材（４３）は、前記バルブが開放しているときに前記ポート通路（４８）に流体連通し、且つ、前記バルブが閉鎖しているときに流体連通しないように構成された、通路（４８）を含む、請求項５４に記載のバルブ。
前記スリーブ（４９）の回転によって前記バルブ部材（４３）が前記第１の位置と前記第２の位置との間で軸線方向に移動するように、機構（２７、５１）が前記スリーブ（４９）と前記ポートとの間で作動するように構成された、請求項５４又は５５に記載のバルブ。
前記機構（２７、５１）は、前記バルブ部材（４３）の軸線方向移動量を制限するように構成された、請求項５６に記載のバルブ。
前記機構は、ピン（２７）と、前記ピン（２７）と協働するスロット（５１）とを含む、請求項５６又は５７に記載のバルブ。
前記ピン（２７）は前記ポートの外面に支持され、前記スロット（５１）は、前記スリーブ（４９）の周囲の一部に螺旋状に延在する、請求項５５に従属する請求項５８に記載のバルブ。
バルブであって、前記バルブは、円筒形通路（４８）を画成する部品と、バルブ部材（４３）とを含み、前記バルブ部材は第１の位置と第２の位置との間で移動自在に構成され、前記第１の位置においては、前記バルブ部材が通路（４６）内に着座して前記通路（４６）の周囲環境に対して密封し、前記バルブを閉鎖し、前記第２の位置においては、前記部材（４３）が前記通路（４８）の外部に位置して前記バルブを開放するように構成された、バルブ。
前記バルブ部材（４３）は、機構（２７、５１）によって前記部品に連結され、前記機構（２７、５１）は、前記部材が前記部品に関して回転すると、前記部材（４３）を前記通路（４６）に進入させて前記シールを形成するように構成された、請求項６０に記載のバルブ。
前記バルブ部材（４３）は、前記部品の周囲に延在するスリーブ（４９）に連結され、前記機構（２７、５１）は、前記スリーブ（４９）と前記部品との間で作動するように構成された、請求項６１に記載のバルブ。
前記部品は、前記通路（４８）に連続したチャンバを画成し、前記バルブ部材（４３）は、前記第２の位置で前記チャンバ内に位置するように構成された、請求項６１又は６２に記載のバルブ。
前記部品は、前記チャンバ内に延在する複数のリブ（６３、６４）を有し、前記各リブは前記通路（４６）の周囲まで延在する縁部を有し、前記縁部は前記通路（４６）の周囲から間隔を置いて配置され、前記バルブ部材（４３）は、前記通路（４６）を密封するシールを形成するＯ−リング（２６）を支持し、前記リブ（６３、６４）は、前記部材が第１の位置に移動する際に、前記Ｏ−リング（２６）を前記通路内に案内するように構成された、請求項６３に記載のバルブ。
前記バルブ部材（４３）は前記通路（４６）の軸線上を移動するように構成された、請求項６７に記載のバルブ。