JP2020142157A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の漏出を抑制することができる濾過装置を提供する。【解決手段】本発明の濾過装置（１０）は、内部に流体が流れる流路部材（２０）と、流体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過フィルタ（３０）と、濾過フィルタ（３０）を流路部材（２０）に取り付ける保持具（４０）と、を備え、流路部材（２０）は、流体が流入する第１流路（２１）と、第１流路（２１）と異なる方向に延びる第２流路（２２）と、を有するとともに、第１流路（２１）と第２流路（２２）とが接続される部分に、流体を排出する排出口（２４）が設けられ、第１流路（２１）は、排出口（２４）の開口面に対して交差する方向に設けられ、濾過フィルタ（３０）は、排出口（２４）に取り付けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、流体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過装置に関する。

近年、濾過装置には、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に開示された濾過装置では、主配管に設定された分岐部に、ストレーナを介して分岐管が取り付けられている。当該濾過装置においては、ストレーナにより、主配管の流れに含まれる浮遊物が分岐管へ混入するのを防止している。

特開昭５７−１６７７１２号公報

しかしながら、特許文献１の濾過装置においては流体の漏出を抑制する観点で未だ改善の余地がある。

本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、流体の漏出を抑制した濾過装置を提供することにある。

本発明の一態様の濾過装置は、
内部に流体が流れる流路部材と、
前記流体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過フィルタと、
前記濾過フィルタを前記流路部材に取り付ける保持具と、
を備え、
前記流路部材は、前記流体が流入する第１流路と、前記第１流路と異なる方向に延びる第２流路と、を有するとともに、前記第１流路と前記第２流路とが接続される部分に、前記流体を排出する排出口が設けられ、
前記第１流路は、前記排出口の開口面に対して交差する方向に設けられ、
前記濾過フィルタは、前記排出口に取り付けられる。

本発明によれば、濾過装置において流体の漏出を抑制することができる。

本発明に係る実施の形態１の濾過装置の正面図 本発明に係る実施の形態１の濾過装置の平面図 図１Ａの濾過装置のＡ１部分における拡大断面図 保持具によって挟持される前における、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの概略構成図 保持具によって挟持される前における、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの一部の拡大斜視図 図４の濾過フィルタの一部を厚み方向から見た概略図 変形例の濾過装置の概略構成図 別の変形例の濾過装置の概略構成図

（本発明の基礎となった知見）
クロスフロー型の濾過装置においては、流路部材内部の流路の側面に排出口が設けられ、当該排出口に、保持具によって濾過フィルタが取り付けられている。当該濾過フィルタは、流路内の流体の流れる方向と平行に取り付けられている。このような濾過装置においては、流路内を流れる流体を、排出口を通じて排出路へと流すために、流路内の圧力を排出路内の圧力よりも大きくしている。

本発明者らは、流路内の圧力を大きくすると、流路内と流路外との圧力差が増大するため、流路部材と保持具との継ぎ目から流体が漏出するおそれがあることを見出した。

そこで、本発明者らは、流路部材において、第１流路と第２流路とが接続される部分に排出口を設け、第１流路を、排出口の開口面に対して交差する方向に設けることで、第１流路を流れる流体を排出口へと流れやすくすることを見出した。これにより、流路内の圧力を低減することによって、流路内と流路外との圧力差を低減することができ、流体の漏出を抑制できることを見出した。

これらの点を踏まえて、本発明者らは、以下の発明に至った。

本発明の一態様に係る濾過装置は、
内部に流体が流れる流路部材と、
前記流体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過フィルタと、
前記濾過フィルタを前記流路部材に取り付ける保持具と、
を備え、
前記流路部材は、前記流体が流入する第１流路と、前記第１流路と異なる方向に延びる第２流路と、を有するとともに、前記第１流路と前記第２流路とが接続される部分に、前記流体を排出する排出口が設けられ、
前記第１流路は、前記排出口の開口面に対して交差する方向に設けられ、
前記濾過フィルタは、前記排出口に取り付けられる。

このような構成により、第１流路を流れる流体を排出口へと流れやすくすることができるため、流路部材と保持具との継ぎ目からの流体の漏出を抑制することができる。

前記濾過装置において、前記第１流路は、前記排出口の開口面に対して鋭角に傾斜していてもよい。

このような構成により、流路部材と保持具との継ぎ目からの流体の漏出をさらに抑制することができる。

前記濾過装置において、前記流路部材は、前記排出口が設けられる平坦な第１壁面を有し、
前記保持具は、前記濾過フィルタが取り付けられる平坦な第２壁面を有し、
前記濾過フィルタは、前記保持具の前記第２壁面を前記流路部材の前記第１壁面に面接触させて、前記流路部材の前記排出口に取り付けられてもよい。

このような構成により、流路部材の第１壁面と保持具の第２壁面とを面接触させて継ぎ目を形成することができるため、流体の漏出をさらに抑制することができる。

前記濾過装置において、前記流路部材は、前記第１流路と前記第２流路とが接続される第３流路を有し、
前記排出口は前記第３流路に設けられており、
前記第３流路の流路断面積は、前記第１流路の流路断面積よりも小さくてもよい。

このような構成により、第３流路を流れる流体の流速を増加させ、濾過フィルタの目詰まりを抑制することができる。

前記濾過装置において、前記流路部材は、前記第３流路の前記排出口に複数の前記濾過フィルタが取り付けられてもよい。

このような構成により、濾過フィルタが複数あるため、より効率的に流体に含まれる濾過対象物を濾過することができる。

前記濾過装置において、前記第１流路と前記第２流路は、前記第１流路と前記第２流路とが接続される部分を中心にして対称に形成されていてもよい。

このような構成により、利便性を向上させることができる。

以下、本発明に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。

（実施の形態１）
［全体構成］
図１Ａと図１Ｂは、それぞれ、本発明に係る実施の形態１の濾過装置１０の正面図と平面図を示す。図２は、図１Ａの濾過装置１０のＡ１部分における拡大断面図を示す。図１Ａ、図１Ｂ、及び図２中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれ濾過装置１０の横方向、縦方向、高さ方向を示している。図１Ａ及び図２に示すように、濾過装置１０は、流路部材２０と、濾過フィルタ３０と、保持具４０と、を備える。濾過装置１０においては、濾過フィルタ３０が取り付けられた保持具４０が、固定具５０により流路部材２０に取り付けられている。

＜流路部材＞
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、流路部材２０は、内部に流体が流れる流路が設けられた、直方体のブロック部材である。図２に示すように、流路部材２０は、第１流路２１と、第１流路２１と異なる方向に延びる第２流路２２と、を有する。また、流路部材２０は、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分に、濾過した流体を排出する排出口２４が設けられている。実施の形態１では、流路部材２０において、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分に、第３流路２３が設けられている。排出口２４は第３流路２３に設けられている。

第１流路２１は、濾過対象物が含まれる流体が流入する流路である。実施の形態１では、第１流路２１は、排出口２４の開口面（ＸＹ平面）に対して鋭角に傾斜している。具体的には、第１流路２１は、排出口２４の開口面（ＸＹ平面）に対して＋Ｚ方向に角度θ_１傾斜している。ここで角度θ_１は、０度より大きく９０度より小さい角となっている。第１流路２１の形状は、例えば、直径６ｍｍの円管形状である。

なお、本明細書において、濾過対象物とは、流体に含まれる生物由来物質を意味する。「生物由来物質」とは、細胞（真核生物）、細菌（真性細菌）、ウィルス等の生物に由来する物質を意味する。細胞（真核生物）としては、例えば、人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）、ＥＳ細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、単核球細胞、単細胞、細胞塊、浮遊性細胞、接着性細胞、神経細胞、白血球、再生医療用細胞、自己細胞、がん細胞、血中循環がん細胞（ＣＴＣ）、ＨＬ−６０、ＨＥＬＡ、菌類を含む。細菌（真性細菌）としては、例えば、大腸菌、結核菌を含む。また、「流体」とは、液体を意味する。実施の形態１では、流体は細胞培養液を意味し、濾過対象物は細胞（真核生物）を意味する。

第２流路２２は、濾過対象物が含まれる流体が流れる流路であって、第１流路２１と異なる方向に延びている。実施の形態１では、第２流路２２は、排出口２４の開口面（ＸＹ平面）に対して鋭角に傾斜している。第２流路の形状は、例えば、直径６ｍｍの円管形状である。

排出口２４は、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分に設けられ、流路部材２０の内部を流れる流体を外部に排出する孔である。排出口２４の開口面は、第１流路２１が延びる方向と交差するように設けられている。実施の形態１では、流路部材２０は、保持具４０が取り付けられる側に平坦な第１壁面２５を有する。排出口２４は、第３流路２３に設けられるとともに、流路部材２０の第１壁面２５に設けられている。また、排出口２４は、濾過フィルタ３０を取り付けることができる大きさを有する。

第３流路２３は、第１流路２１と第２流路２２とを接続する流路である。実施の形態１では、第３流路２３は、流路部材２０の第１壁面２５に沿って形成されている。即ち、第３流路２３は、Ｘ方向に延在している。第３流路２３において、一端は、第１流路２１に接続され、他端は第２流路２２に接続されている。また、第３流路２３の流路断面積は、第１流路２１及び第２流路２２の流路断面積よりも小さい。第３流路の形状は、例えば、Ｘ方向の長さが４２．２ｍｍで、流体の流れる方向に垂直な断面が（Ｚ方向の長さ）１ｍｍ×（Ｙ方向の長さ）６ｍｍの矩形形状である。

実施の形態１では、第１流路２１、第２流路２２、及び第３流路２３は、同一平面（ＸＺ平面）上に形成されている。また、第１流路２１と第２流路２２とは、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分を中心にして対称に形成されている。具体的には、図２に示すように、第３流路２３に設けられた排出口２４の中心を通る中心線Ｃ１に対して、第１流路２１と第２流路２２とが左右対称に形成されている。

流路部材２０の材料は、例えば、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリルである。

＜濾過フィルタ＞
濾過フィルタ３０は、流体に含まれる濾過対象物を濾過するフィルタである。濾過フィルタ３０は、流路部材２０の排出口２４に取り付けられる。実施の形態１では、濾過フィルタ３０は、金属製多孔膜である。

図３は、濾過フィルタ３０の概略構成を示す平面図である。図４は、濾過フィルタ３０の一部の拡大斜視図である。図３及び図４中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、図２中のＸ、Ｙ、Ｚ方向に対応しており、それぞれ濾過フィルタ３０の横方向、縦方向、厚み方向を示している。なお、図３及び図４は、保持具４０によって挟持される前の濾過フィルタ３０を示す。図３に示すように、濾過フィルタ３０は、フィルタ部３１と、フィルタ部３１の外周に設けられた枠部３２とを備える。図４に示すように、濾過フィルタ３０は、互いに対向する第１主面ＰＳ１と第２主面ＰＳ２とを有している。実施の形態１において、図２に示すように、濾過フィルタ３０の第１主面ＰＳ１は、流路部材２０の第１壁面２５と同一面となっている。フィルタ部３１は、第１主面ＰＳ１と第２主面ＰＳ２とを貫通する複数の貫通孔３３が形成されたフィルタ基体部３４を備える。

濾過フィルタ３０の基体部分を形成するフィルタ基体部３４を構成する材料は、金属及び／又は金属酸化物を主成分としている。フィルタ基体部３４は、例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、これらの合金及びこれらの酸化物であってもよい。

濾過フィルタ３０の外形は、例えば、円形、長方形、又は楕円形である。実施の形態１では、濾過フィルタ３０の外形は、略円形である。なお、本明細書において、「略円形」とは、短径の長さに対する長径の長さの比が１．０以上１．２以下であることをいう。

フィルタ部３１は、複数の貫通孔３３が形成された板状構造体である。フィルタ部３１の形状は、例えば、円形、長方形、楕円形である。実施の形態１では、フィルタ部３１の形状は、略円形である。

図５は、フィルタ部３１の一部を厚み方向（＋Ｚ方向）から見た概略図である。図５に示すように、複数の貫通孔３３は、フィルタ部３１の第１主面ＰＳ１及び第２主面ＰＳ２上に周期的に配置されている。具体的には、複数の貫通孔３３は、フィルタ部３１においてマトリクス状に等間隔で設けられている。

実施の形態１では、貫通孔３３は、フィルタ部３１の第１主面ＰＳ１側、即ち＋Ｚ方向から見て、正方形の形状を有する。なお、貫通孔３３は、＋Ｚ方向から見た形状が正方形に限定されず、例えば長方形、円形、又は楕円などの形状であってもよい。

実施の形態１では、フィルタ部３１の第１主面ＰＳ１に対して垂直な面に投影した貫通孔３３の形状（断面形状）は、長方形である。具体的には、貫通孔３３の断面形状は、濾過フィルタ３０の半径方向の一辺の長さが濾過フィルタ３０の厚み方向の一辺の長さより長い長方形である。なお、貫通孔３３の断面形状は、長方形に限定されず、例えば、平行四辺形又は台形等のテーパー形状であってもよいし、対称形状であってもよいし、非対称形状であってもよい。

実施の形態１では、複数の貫通孔３３は、フィルタ部３１の第１主面ＰＳ１側（＋Ｚ方向）から見て正方形の各辺と平行な２つの配列方向、即ち図５中のＸ方向とＹ方向に等しい間隔で設けられている。このように、複数の貫通孔３３を正方格子配列で設けることによって、開口率を高めることが可能であり、濾過フィルタ３０に対する流体の通過抵抗を低減することができる。このような構成により、処理時間を短くし、細胞へのストレスを低減することができる。

なお、複数の貫通孔３３の配列は、正方格子配列に限定されず、例えば、準周期配列、又は周期配列であってもよい。周期配列の例としては、方形配列であれば、２つの配列方向の間隔が等しくない長方形配列でもよく、三角格子配列又は正三角格子配列などであってもよい。なお、貫通孔３３は、フィルタ部３１に複数設けられていればよく、配列は限定されない。

貫通孔３３の間隔は、分離する細胞の種類（大きさ、形態、性質、弾性）又は量に応じて適宜設計されるものである。ここで、貫通孔３３の間隔とは、図５に示すように、貫通孔３３をフィルタ部３１の第１主面ＰＳ１側から見て、任意の貫通孔３３の中心と隣接する貫通孔３３の中心との距離ｂを意味する。周期配列の構造体の場合、貫通孔３３の間隔ｂは、例えば、貫通孔３３の一辺ｄの１倍より大きく１０倍以下であり、好ましくは貫通孔３３の一辺ｄの３倍以下である。あるいは、例えば、フィルタ部３１の開口率は、１０％以上であり、好ましくは開口率は、２５％以上である。このような構成により、フィルタ部３１に対する流体の通過抵抗を低減することができる。そのため、処理時間を短くすることができ、細胞へのストレスを低減することができる。なお、開口率とは、（貫通孔３３が占める面積）／（貫通孔３３が空いていないと仮定したときの第１主面ＰＳ１の投影面積）で計算される。

フィルタ部３１の厚みは、貫通孔３３の大きさ（一辺ｄ）の０．１倍より大きく１００倍以下が好ましい。より好ましくは、フィルタ部３１の厚みは、貫通孔３３の大きさ（一辺ｄ）の０．５倍より大きく１０倍以下である。このような構成により、流体に対する濾過フィルタ３０の抵抗を低減することができ、処理時間を短くすることができる。その結果、細胞へのストレスを低減することができる。

フィルタ部３１において、濾過対象物を含む流体が接触する第１主面ＰＳ１は、表面粗さが小さいことが好ましい。ここで、表面粗さとは、第１主面ＰＳ１の任意の５箇所において触針式段差計で測定された最大値と最小値の差の平均値を意味する。実施の形態１では、表面粗さは、細胞の大きさより小さいことが好ましく、細胞の大きさの半分より小さいことがより好ましい。言い換えると、フィルタ部３１の第１主面ＰＳ１上の複数の貫通孔３３の開口が同一平面（ＸＹ平面）上に形成されている。また、フィルタ部３１のうち貫通孔３３が形成されていない部分であるフィルタ基体部３４は、繋がっており、一体に形成されている。このような構成により、フィルタ部３１の表面（第１主面ＰＳ１）への細胞の付着が低減され、流体の抵抗を低減することができる。

フィルタ部３１の貫通孔３３は、第１主面ＰＳ１側の開口と第２主面ＰＳ２側の開口とが連続した壁面を通じて連通している。具体的には、貫通孔３３は、第１主面ＰＳ１側の開口が第２主面ＰＳ２側の開口に投影可能に設けられている。即ち、フィルタ部３１を第１主面ＰＳ１側から見た場合に、貫通孔３３は、第１主面ＰＳ１側の開口が第２主面ＰＳ２側の開口と重なるように設けられている。実施の形態１において、貫通孔３３は、その内壁が第１主面ＰＳ１及び第２主面ＰＳ２に対して垂直となるように設けられている。

枠部３２は、フィルタ部３１の外周に設けられており、フィルタ部３１に比べて単位面積当たりの貫通孔３３の数が少ない部分である。枠部３２における貫通孔３３の数は、フィルタ部３１における貫通孔３３の数の１％以下である。枠部３２の厚みは、フィルタ部３１の厚みよりも厚くてもよい。このような構成により、濾過フィルタ３０の機械強度を高めることができる。

枠部３２は、濾過フィルタ３０と保持具４０とを接続する接続部として機能する。また、枠部３２には、フィルタの情報（貫通孔３３の寸法など）を表示してもよい。

枠部３２は、フィルタ部３１の第１主面ＰＳ１側から見て、リング状に形成されている。濾過フィルタ３０を第１主面ＰＳ１側から見て、枠部３２の中心は、フィルタ部３１の中心と一致する。即ち、枠部３２は、フィルタ部３１と同心円上に形成されている。

＜保持具＞
保持具４０は、濾過フィルタ３０を流路部材２０に取り付ける治具である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、保持具４０は、例えばねじ等の固定具５０によって流路部材２０に取り付けられる。実施の形態１では、保持具４０は、第１枠部材４１と第２枠部材４２とを備え、第１枠部材４１と第２枠部材４２との間で濾過フィルタ３０の枠部３２を挟持する。

また、保持具４０の第２枠部材４２の内部には、濾過フィルタ３０を通じて濾過された流体が排出される排出路４４が形成されている。排出路４４は、流路部材２０の排出口２４と連通している。

具体的には、以下のように、保持具４０は濾過フィルタ３０を挟持している。

図２に示すように、枠部３２は、第１曲げ部３２ａと、第２曲げ部３２ｂと、波状部３２ｃとを有している。

第１曲げ部３２ａは、枠部３２を第２主面ＰＳ２側に鈍角に曲がる部分である。第２曲げ部３２ｂは、第１曲げ部３２ａよりも枠部３２の外縁３２ｄ側に位置し、枠部３２を第１曲げ部３２ａとは反対方向（第１主面ＰＳ１側）に曲がる部分である。第１枠部材４１と第２枠部材４２とは、第１曲げ部３２ａと第２曲げ部３２ｂとの間の部分を挟持する。

波状部３２ｃは、第２曲げ部３２ｂよりも枠部３２の外縁３２ｄ側に位置する部分である。波状部３２ｃは、濾過フィルタ３０が保持具４０から抜けるのを抑える抜け止めとして機能する。波状部３２ｃは、濾過フィルタ３０の周方向に波打った形状を有する。

第２曲げ部３２ｂよりも枠部３２の外縁３２ｄ側において、第１枠部材４１と第２枠部材４２との間には隙間が設けられている。この隙間により、波状部３２ｃが圧縮されることが抑えられている。

また、保持具４０は、濾過フィルタ３０が取り付けられる平坦な第２壁面４３を有する。具体的には、第２壁面４３は、第１枠部材４１に形成されている。保持具４０が濾過フィルタ３０の枠部３２を挟持した状態で、保持具４０の第２壁面４３を流路部材２０の第１壁面２５に面接触させることで、濾過フィルタ３０は流路部材２０の排出口２４に取り付けられる。

流路部材２０と保持具４０との継ぎ目は、平坦な第２壁面４３と平坦な第１壁面２５との面接触によって形成されている。このため、流路部材２０と保持具４０との継ぎ目は、シール性を向上させた構造になっている。実施の形態１では、流路部材２０と保持具４０との継ぎ目は、ＸＹ平面に沿って形成されている。なお、本明細書において、第１流路２１が形成されている側の継ぎ目を上流側の継ぎ目Ｓ１と称し、第２流路２２が形成されている側の継ぎ目を下流側の継ぎ目Ｓ２と称する。

上流側の継ぎ目Ｓ１は、第１流路２１と第３流路２３とが接続される部分よりも外側（濾過フィルタ３０の外縁３２ｄ側）で、流路部材２０の第１壁面２５と保持具４０の第２壁面４３とを面接触させることによって形成されている。上流側の継ぎ目Ｓ１は、第１流路２１から第３流路２３に流れる流体の向きＤ１と反対側（逆らう方向）に形成されている。このため、上流側の継ぎ目Ｓ１においては、第１流路２１から第３流路２３へと流れる流体が、流入しにくくなっている。

下流側の継ぎ目Ｓ２は、第３流路２３と第２流路２２とが接続される部分よりも外側（濾過フィルタ３０の外縁３２ｄ側）で、流路部材２０の第１壁面２５と保持具４０の第２壁面４３とを面接触させることによって形成されている。

第１枠部材４１及び第２枠部材４２の材料としては、例えば、ジュラルミン、アルミニウムなどの金属や、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエーテルイミド、などの樹脂が挙げられる。

［動作］
次に、濾過装置１０の動作について説明する。濾過装置１０において、濾過対象物が含まれる流体を、流路部材２０内の第１流路２１から第３流路２３を通じて第２流路２２へと流す。この時、濾過装置１０は、第３流路２３に沿って取り付けられた濾過フィルタ３０によって、流体に含まれる濾過対象物を濾過する。実施の形態１において、効率よく濾過を行うために、濾過された流体を排出する排出路４４から吸引を行っている。

次に、濾過装置１０における流体の流れについて説明する。

濾過対象物を含む流体が、第１流路２１から第３流路２３に向かって流れる。第１流路２１は排出口２４の開口面（ＸＹ平面）に対して傾斜している。このため、第１流路２１内を流れる流体は、第３流路２３の排出口２４に向かって流れる。このように、濾過装置１０では、第１流路２１から第３流路２３へ流れる流体を排出口２４に向けて流すことで、流体を濾過フィルタ３０に通過させやすくしている。

また、上流側の継ぎ目Ｓ１は、第１流路２１から第３流路２３に流れる流体の向きＤ１と反対側（逆らう方向）に形成されている。このため、第１流路２１から第３流路２３へと流れる流体が、上流側の継ぎ目Ｓ１に流入しにくくなっている。

次に、第３流路２３を流れる流体は、排出口２４に流れて濾過フィルタ３０を通過するか、又は第２流路２２に向かって流れる。実施の形態１では、排出路４４側から吸引を行っている。これにより、濾過装置１０では、第３流路２３を流れる流体を、さらに、濾過フィルタ３０に通過させやすくしている。

このように、濾過装置１０では、第１流路２１の傾斜及び排出路４４側からの吸引によって、第３流路２３を流れる流体の一部を、排出口２４から濾過フィルタ３０を通じて排出路４４へと流している。

また、実施の形態１では、排出路４４側からの吸引によって、第３流路２３を流れる流体を積極的に排出路４４に向かって流しているため、濾過フィルタ３０よりも下流側の第３流路２３においては、流体の圧力を小さくすることができる。具体的には、第３流路２３から第２流路２２に向かって流れる流体の圧力を、第１流路２１から第３流路２３に向かって流れる流体の圧力よりも小さくすることができる。これにより、流路内と流路外との圧力差を小さくすることができるため、第３流路２３から第２流路２２に向かって流れる流体は、下流側の継ぎ目Ｓ２から漏出しにくい。

［効果］
実施の形態１に係る濾過装置１０によれば、以下の効果を奏することができる。

濾過装置１０において、流路部材２０は、第１流路２１と、第１流路２１と異なる方向に延びる第２流路２２と、第１流路２１と第２流路２２とを接続する第３流路２３とを有する。第３流路２３には排出口２４が設けられ、第１流路２１は、排出口２４の開口面に対して交差する方向に設けられている。排出口２４には、濾過フィルタ３０が取り付けられている。

このような構成により、第１流路２１から第３流路２３に流入する流体の方向が、排出口２４に向かう方向成分を有する。即ち、濾過装置１０によれば、第１流路２１から第３流路２３へ流れる流体を、排出口２４に向かって流すことができる。このため、濾過装置１０においては、特許文献１に示す装置と比べて、流路部材２０の流路内の流体の圧力を大きくせずとも、流体を濾過フィルタ３０に通過させることができる。これにより、流路内と流路外との圧力差を低減することができ、流路部材２０と保持具４０との継ぎ目からの流体の漏出を抑制することができる。

また、第１流路２１は、排出口２４の開口面（ＸＹ平面）に対して鋭角に形成されている。このような構成により、流路部材２０と保持具４０との継ぎ目からの流体の漏出をさらに抑制することができる。

濾過装置１０において、濾過フィルタ３０は、保持具４０の第２壁面４３を流路部材２０の第１壁面２５に面接触させることによって、流路部材２０の排出口２４に取り付けられる。

このような構成により、流路部材２０と保持具４０との継ぎ目を面接触により形成することができ、シール性を向上させることができる。このため、濾過装置１０において、シール部材を使用せずに流路部材２０と保持具４０との間をシールすることができる。これにより、濾過装置１０の部材点数を減らすことができ、部材による汚染を抑制できる。

また、上流側の継ぎ目Ｓ１は、第１流路２１と第３流路２３とが接続される部分よりも外側（濾過フィルタ３０の外縁３２ｄ側）で、流路部材２０の第１壁面２５と保持具４０の第２壁面４３とを面接触させることによって形成される。上流側の継ぎ目Ｓ１は、第１流路２１から第３流路２３に流れる流体の向きＤ１と反対側（逆らう方向）に形成される。このため、上流側の継ぎ目Ｓ１において、流体の漏出を抑制することができる。

また、第３流路２３から排出口２４に向かって流体が流れやすくなることで、第３流路２３から第２流路２２への流路内の圧力を低減することができる。このため、流路内と流路外との圧力差を小さくすることができるため、下流側の継ぎ目Ｓ２においても流体の漏出を抑制することができる。

また、流路部材２０への保持具４０の取り付けは、ねじ等の固定具５０によって容易に行われている。流路部材２０と保持具４０の取り付け及び取り外しが容易であるため、保持具４０によって保持される濾過フィルタ３０の交換等を容易に行うことができる。

濾過装置１０において、流路部材２０は、第１流路２１と第２流路２２とを接続する第３流路２３を有し、第３流路２３の流路断面積は、第１流路２１の流路断面積よりも小さい。

このような構成により、第３流路２３内を流れる流体の流速を増加させることができ、濾過対象物による濾過フィルタ３０の目詰まりを抑制することができる。

濾過装置１０において、第１流路２１と第２流路２２は、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分を中心にして対称である。

このような構成により、利便性を向上させることができる。例えば、流入側の第１流路２１と流出側の第２流路２２を入れ替えて使用することができるため、第２流路２２から流体を流入させて第１流路２１へと流出させて使用することができる。

なお、本発明は実施の形態１に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。実施の形態１では、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分に第３流路２３が設けられ、第３流路２３に排出口２４が設けられる例を説明したが、これに限定されない。第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分に排出口２４が設けられていれば、他の構成であってもよい。即ち、第３流路２３は、必須の構成ではない。

図６は、変形例の濾過装置１０Ａの概略構成図を示す。図６に示すように、排出口２４が、流路部材２０ａの第１流路２１と第２流路２２との間の部分に設けられてもよい。即ち、排出口２４が第１流路２１の延長線上に設けられてもよい。このような構成であっても、流路部材２０ａと保持具４０との継ぎ目からの流体の漏出を抑制することができる。また、濾過装置１０Ａにおいて、第１流路２１を流れる流体を、排出口２４へと直接流すことができる。このため、より多くの流体を短時間で濾過することができる。

実施の形態１では、１つの濾過フィルタ３０を用いた例について説明したが、これに限定されない。例えば、濾過装置１０においては、複数の濾過フィルタ３０を用いてもよい。

図７は、変形例の濾過装置１０Ｂの概略構成図を示す。図７に示すように、濾過装置１０Ｂの保持具４０ａは、第２壁面４３に、複数の濾過フィルタ３０を取り付けることが可能な構成を有していてもよい。このように、保持具４０ａによって、複数の濾過フィルタ３０が流路部材２０の排出口２４に取り付けられていてもよい。また、保持具４０ａの第２枠部材４２ａにおいて、複数の濾過フィルタ３０に対応する複数の排出路４４が設けられていてもよい。これにより、濾過装置１０Ｂにおいて、複数の濾過フィルタ３０から濾過を行うことができるため、より多くの流体を短時間で濾過することができる。

実施の形態１では、第３流路２３は、流路部材２０の第１壁面２５に沿って形成されている例を説明したが、これに限定されない。第３流路２３は、流路部材２０の第１壁面２５に対して傾斜していてもよい。

実施の形態１では、第３流路２３の流路断面積は、第１流路２１及び第２流路２２の流路断面積よりも小さい例を説明したが、これに限定されない。第３流路２３の流路断面積は、第１流路２１又は第２流路２２の流路断面積と同じであってもよいし、第１流路２１又は第２流路２２の流路断面積よりも大きくてもよい。

実施の形態１では、第１流路２１、第２流路２２、及び第３流路２３は、同一平面（ＸＺ平面）上に形成されている例を説明したが、これに限定されない。第１流路２１、第２流路２２、及び第３流路２３は、異なる平面上に形成されていてもよい。例えば、第１流路２１がＸＺ平面に形成され、第２流路２２がＹＺ平面に形成されていてもよい。

実施の形態１では、第１流路２１と第２流路２２とは、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分を中心にして対称に形成される例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１流路２１と第２流路２２とは、第１流路２１と第２流路２２とが接続される部分を中心にして非対称に形成されていてもよい。

実施の形態１では、濾過フィルタ３０は金属製多孔膜である例を説明したが、これに限定されない。濾過フィルタ３０は、流体に含まれる濾過対象物を濾過することができるものであればよく、例えば、メンブレン等の他のフィルタであってもよい。

実施の形態１では、濾過フィルタ３０の第１主面ＰＳ１は、流路部材２０の第１壁面２５と同一面となっている例を説明したが、これに限定されない。濾過フィルタ３０の第１主面ＰＳ１と、流路部材２０の第１壁面２５とは異なる平面上にあってもよい。

実施の形態１では、保持具４０は、第１枠部材４１と第２枠部材４２とを備え、第１枠部材４１と第２枠部材４２との間で濾過フィルタ３０の枠部３２を挟持する例を説明したが、これに限定されない。保持具４０は、濾過フィルタ３０を流路部材２０に取り付けることができれば、他の構成であってもよい。例えば、濾過フィルタ３０と保持具４０とを一体的に形成してもよい。

実施の形態１では、保持具４０の第２枠部材４２の内部には、濾過フィルタ３０を通じて濾過された流体が排出される排出路４４が形成されている例を説明したが、これに限定されない。保持具４０に排出路４４は設けられなくてもよい。例えば、保持具４０に、排出路４４が設けられた部材を取り付けてもよい。

実施の形態１では、保持具４０は、固定具５０によって流路部材２０に取り付けられる例を説明したが、これに限定されない。保持具４０によって濾過フィルタ３０を流路部材２０に取り付けることができれば、他の構成であってもよい。例えば、固定具５０を使用せず、保持具４０と流路部材２０を一体的に形成してもよい。

実施の形態１では、第１流路２１、第２流路２２、第３流路２３、排出口２４、及び濾過フィルタ３０の形状及び大きさの例を説明したが、これに限定されない。また、第１流路２１、第２流路２２、及び第３流路２３は、屈曲して形成されていてもよい。

実施の形態１では、濾過された流体を排出する排出路４４から吸引を行っている例を説明したが、これに限定されない。濾過装置１０においては、排出路４４から吸引を行わなくても、実施の形態１の効果を奏することができる。

実施の形態１では、濾過対象物を含む流体が液体である例について説明したが、これに限定されない。例えば、流体は、気体であってもよい。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明の濾過装置は、流体の漏出を抑制して濾過を行うことができるため、濾過対象物を含む流体を濾過する用途に有用である。

１０、１０Ａ、１０Ｂ 濾過装置
２０、２０ａ 流路部材
２１ 第１流路
２２ 第２流路
２３ 第３流路
２４ 排出口
２５ 第１壁面
３０ 濾過フィルタ
３１ フィルタ部
３２ 枠部
３２ａ 第１曲げ部
３２ｂ 第２曲げ部
３２ｃ 波状部
３２ｄ 外縁
３３ 貫通孔
３４ フィルタ基体部
４０、４０ａ 保持具
４１ 第１枠部材
４２、４２ａ 第２枠部材
４３ 第２壁面
４４ 排出路
５０ 固定具
ＰＳ１ 第１主面
ＰＳ２ 第２主面
Ｓ１ 上流側の継ぎ目
Ｓ２ 下流側の継ぎ目

Claims (6)

1. 内部に流体が流れる流路部材と、
   前記流体に含まれる濾過対象物を濾過する濾過フィルタと、
   前記濾過フィルタを前記流路部材に取り付ける保持具と、
   を備え、
   前記流路部材は、前記流体が流入する第１流路と、前記第１流路と異なる方向に延びる第２流路と、を有するとともに、前記第１流路と前記第２流路とが接続される部分に、前記流体を排出する排出口が設けられ、
   前記第１流路は、前記排出口の開口面に対して交差する方向に設けられ、
   前記濾過フィルタは、前記排出口に取り付けられる、
   濾過装置。
2. 前記第１流路は、前記排出口の開口面に対して鋭角に傾斜している、
   請求項１に記載の濾過装置。
3. 前記流路部材は、前記排出口が設けられる平坦な第１壁面を有し、
   前記保持具は、前記濾過フィルタが取り付けられる平坦な第２壁面を有し、
   前記濾過フィルタは、前記保持具の前記第２壁面を前記流路部材の前記第１壁面に面接触させて、前記流路部材の前記排出口に取り付けられる、
   請求項１又は２に記載の濾過装置。
4. 前記流路部材は、前記第１流路と前記第２流路とが接続される第３流路を有し、
   前記排出口は前記第３流路に設けられており、
   前記第３流路の流路断面積は、前記第１流路の流路断面積よりも小さい、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過装置。
5. 前記流路部材は、前記第３流路の前記排出口に複数の前記濾過フィルタが取り付けられる、
   請求項４に記載の濾過装置。
6. 前記第１流路と前記第２流路は、前記第１流路と前記第２流路とが接続される部分を中心にして対称に形成されている、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の濾過装置。

Images