JP6900615B2 - 支持・ドレネージ材、フィルタ、及び使用方法 - Google Patents

支持・ドレネージ材、フィルタ、及び使用方法 Download PDF

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Description

発明の背景
[0001]複数の濾過用途において、メッシュなどの支持・ドレネージ支持・ドレネージ要素（スクリーン又はネッティングとも呼ばれる）が利用されており、支持・ドレネージ支持・ドレネージ（「Ｓ＆Ｄ」）要素は、多孔質フィルタメディアの上流及び／又は下流に配置される。支持・ドレネージ支持・ドレネージ要素は、フィルタメディアの孔よりはるかに大きい開口を有しており、フィルタメディアへの支持及び／又はフィルタメディアに対する良好な排水を提供する。
[0002]しかし、改善された支持・ドレネージ支持・ドレネージ要素が必要とされている。
[0003]本発明は、従来技術の欠点のうちの少なくともいくつかを改良することを提供する。本発明の上記その他の利点は、以下に述べる説明から明らかになる。
[0004]本発明の一実施形態は、流体流が通ることを可能にする折畳み可能要素を具備し、この要素が、第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第１の区域であって、第１の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第１の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域、並びに第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第２の区域であって、第２の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第２の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域を具備し、折畳み可能要素が折り畳まれたとき、第１の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、及び第２の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合する、支持・ドレネージ支持・ドレネージ材を提供する。
[0005]いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材は、追加の第１の区域及び追加の第２の区域をさらに具備し、追加の第１の区域が第２の区域に折畳み可能に連結され、追加の第２の区域が追加の第１の区域に折畳み可能に連結されており、折畳み可能要素が折り畳まれたとき、追加の第１の区域バルク厚さの一部分が、追加の第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、追加の第２の区域バルク厚さの一部分が、追加の第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合する。
[0006]別の実施形態では、支持及び排水材料システムは、流体流が通ることを可能にする第１の支持・ドレネージ材並びに流体流が通ることを可能にする第２の別個の支持・ドレネージ材を具備し、（ａ）第１の支持・ドレネージ材が、流体流が通ることを可能にする第１の折畳み可能要素を具備し、第１の折畳み可能要素が、第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第１の区域であって、第１の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第１の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域、並びに第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第２の区域であって、第２の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第２の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域を具備し、第１の折畳み可能要素が折り畳まれたとき、第１の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、及び第２の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、（ｂ）第２の支持・ドレネージ材が、流体流が通ることを可能にする第２の折畳み可能要素を具備し、第２の折畳み可能要素が、第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第１の区域であって、第１の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第１の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域、並びに第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第２の区域であって、第２の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第２の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域を具備し、第２の折畳み可能要素が折り畳まれたとき、第１の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、及び第２の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合する。
[0007]本発明の一実施形態によるフィルタ装置が、複数のプリーツ並びに上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタと、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面又はプリーツ付き多孔質フィルタの下流面に接触するように配置された支持・ドレネージ材の一実施形態とを具備する。
[0008]別の実施形態では、複数のプリーツ並びに上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備し、プリーツ付き多孔質フィルタが、第１の支持・ドレネージ材と第２の支持・ドレネージ材との間に配置されている、フィルタシステムが提供される。
[0009]本発明の一実施形態による流体を濾過する方法が、フィルタシステムの一実施形態に流体を通すステップを含み、第１の支持・ドレネージ材、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面、並びに第２の支持・ドレネージ材に流体を通すことを含む。
支持・ドレネージ材が少なくとも１つのメッシュ又は少なくとも１つの不織布を具備し、複数の第１及び第２の区域がヒンジによって連結され、これらの区域が開口部を含むことを示し、また折畳みパターン（フィルタメディアが下にある場合）も示す、本発明の一実施形態による折り畳まれていない支持・ドレネージ材の上面図である。 厚さが減じられた内側ヒンジの側面図である。 図１Ａに示す部分的に折り畳まれた第１及び第２の支持・ドレネージ材を具備し、第１及び第２の支持・ドレネージ材間にプリーツ付きフィルタを有する支持・ドレネージシステムの一実施形態、並びに第１及び第２の支持・ドレネージ材間にプリーツ付きフィルタを具備するフィルタシステムの一実施形態の概略図であり、上面図を示している。 図２Ａの上面斜視図である。 図２Ａに示すＲ−Ｒに沿っての側面断面図を示している。 図２Ｃに示す細部Ｔの拡大図である。 支持・ドレネージ材が完全に折り畳まれ、縁部ストリップが除去されており、したがって支持・ドレネージ材の残りの側縁部がフィルタメディアの端部と同一平面になり、流れを防止するようにともに封止されている、図２Ａ〜図２Ｄに示す支持・ドレネージシステム及びフィルタシステムの概略図である。フィルタシステムは、この図３Ａにフィルタカートリッジの一実施形態として示されているる 図３Ａの等角図である。
[0013]本発明の一実施形態は、流体流が通ることを可能にする折畳み可能要素を具備する支持・ドレネージ材を提供し、この要素は、第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第１の区域であって、第１の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第１の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域、並びに第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第２の区域であって、第２の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第２の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域を具備し、折畳み可能要素が折り畳まれたとき、第１の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、及び第２の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合する。
[0014]いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材は、追加の第１の区域及び追加の第２の区域をさらに具備し、追加の第１の区域が第２の区域に折畳み可能に連結され、追加の第２の区域が追加の第１の区域に折畳み可能に連結されており、折畳み可能要素が折り畳まれたとき、追加の第１の区域バルク厚さの一部分が、追加の第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、追加の第２の区域バルク厚さの一部分が、追加の第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合する。
[0015]支持・ドレネージ材の一実施形態では、少なくとも１つの第１の区域は、２つ以上の第１の区域開口部を有し、各々の第１の区域開口部が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延びるとともに、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約５０％の長さだけ延び、少なくとも１つの第２の区域は、２つ以上の単一の第２の区域開口部を有し、各々の第２の区域開口部が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延びるとともに、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約５０％の長さだけ延びる。１つの区域及び／又は異なる区域内の個々の開口部は、異なる長さ及び／又は幅を有することができる。例証として、少なくとも１つの第１の区域開口部及び／又は少なくとも１つの第２の区域開口部は、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約５０％の長さだけ延びることができ、少なくとも１つの第２の第１の区域開口部及び／又は少なくとも１つの第２の区域の第２の開口部は、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約４６％の長さだけ延びることができる。
[0016]別の実施形態では、支持・ドレネージ材システムは、流体流が通ることを可能にする第１の支持・ドレネージ材並びに流体流が通ることを可能にする第２の別個の支持・ドレネージ材を具備し、（ａ）第１の支持・ドレネージ材が、流体流が通ることを可能にする第１の折畳み可能要素を具備し、第１の折畳み可能要素が、第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第１の区域であって、第１の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第１の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域、並びに第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第２の区域であって、第２の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第２の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域を具備し、第１の折畳み可能要素が折り畳まれたとき、第１の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、及び第２の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、（ｂ）第２の支持・ドレネージ材が、流体流が通ることを可能にする第２の折畳み可能要素を具備し、第２の折畳み可能要素が、第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第１の区域であって、第１の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第１の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域、並びに第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ若しくは不織布を構成する少なくとも１つの第２の区域であって、第２の区域バルクが、第１の端部から第２の端部の一部分へ延びる厚さを有し、少なくとも１つの第２の区域が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延び、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域を具備し、第２の折畳み可能要素が折り畳まれたとき、第１の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、及び第２の区域バルク厚さの一部分が、少なくとも１つの第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合する。
[0017]本発明の一実施形態によるフィルタ装置が、複数のプリーツ並びに上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタと、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面又はプリーツ付き多孔質フィルタの下流面に接触するように配置された支持・ドレネージ材の一実施形態とを具備する。
[0018]別の実施形態では、複数のプリーツ並びに上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタと、支持・ドレネージ材システムの一実施形態とを具備し、プリーツ付き多孔質フィルタが、第１の支持・ドレネージ材と第２の支持・ドレネージ材との間に配置される、フィルタシステムが提供される。
[0019]フィルタシステムの一実施形態では、プリーツ付き多孔質フィルタは、レイドオーバープリーツフィルタを構成する。別法又は追加として、フィルタシステムの一実施形態では、システムは、内側コア及び外側ケージをさらに具備する。
[0020]本発明の一実施形態による流体を濾過する方法が、フィルタシステムの一実施形態に流体を通す段部を含み、第１の支持・ドレネージ材、プリーツ付き多孔質フィルタの上流面、プリーツ付き多孔質フィルタの下流面、並びに第２の支持・ドレネージ材に流体を通すことを含む。
[0021]支持・ドレネージ材は、フィルタメディア（プリーツ付き又はプリーツなし）の層同士の間に配置されたとき、支持及び均一の間隔を提供しながら（対向する表面のメッシュにおけるストランドが互いに重なり合うのではなく互いの間に嵌合する入れ子状態を低減又は防止することを含む）、低減された沿層方向の流れ抵抗を呈し（したがって支持・ドレネージ材内の圧力降下が、フィルタ要素における圧力降下より小さくなる）、以てフィルタ要素の表面における流体の均等の分布及び低減された表面損失を提供することが有利な点である。
[0022]支持・ドレネージ材は、厚さを減じて作製することができ、流れ条件により良好に整合するように設計することができる。プリーツ付きフィルタとともに使用されるとき、支持・ドレネージ材は、フィルタメディア（特に、膜）の損傷を低減させ、より均一の流れ分布（フィルタのプリーツ付き先端を通る流れを含む）を可能にし、安定したプリーツパックを提供することができる。さらに、個々のプリーツ間に２つの層又はシートの支持・ドレネージ材を有する従来のプリーツ付きフィルタとは対照的に、プリーツ付きフィルタとともに使用されるとき、単一層又はシートの支持・ドレネージ材を使用して、廃棄物を低減させ、より多くのフィルタ材を使用することを可能にしながら（いくつかの用途では、全体的により細いプリーツピッチが得られ、所与の体積につきより多くのフィルタ材を得ることを可能にする）、望ましい差圧を維持し、濾過効率を改善することができる。さらに、ヒンジを含む支持・ドレネージ材が、従来のプリーツ加工デバイスに適合する。
[0023]支持・ドレネージ材は、平坦若しくは平面、又は実質上平坦若しくは平面とすることができ、いくつかの実施形態では、支持・ドレネージ材は湾曲しており、又は湾曲させることができる。
[0024]本発明の実施形態は、フラットプリーツフィルタパック、直流螺旋フィルタ、積層型ディスクフィルタ、直交流カセットを含む様々なフィルタ構成とともに使用するのに適しており、「レイドオーバープリーツ」（ＬＯＰ）フィルタ構成（たとえば、米国特許第５，５４３，０４７号に記載）に特に適している。
[0025]本発明の各構成要素について、以下でより詳細に次に説明し、同様の構成要素は同様の参照番号を有する。上流及び下流のＳ＆Ｄ材がそれぞれ同じ構成要素で示されている場合、対応する構成要素は、類似の参照番号とそれに続く「’」によって識別され、たとえば、１００’は１００に対応し、２００’は２００に対応し、１０００’は１０００に対応し、以下同様である。
[0026]図１Ａは、本発明の一実施形態による折り畳まれていない支持・ドレネージ材１０００の上面図を示し、支持・ドレネージ材１０００は、流体流が通るのを可能にする折畳み可能要素５００を具備し、これらの要素は、メッシュ（複数可）又は不織布（複数可）を具備し、少なくとも１つの第１の区域１００及び少なくとも１つの第２の区域２００が、ヒンジ５０によって連結され、これらの区域が開口部１５０、２５０を含むことを示し、また矢印によって表される折畳みパターンも示す。少なくとも１つの第１の区域１００は、第１の端部１２１及び第２の端部１２２、第１の側縁部１１１及び第２の側縁部１１２、第１の主表面１０１及び第２の主表面１０２、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第１の区域バルクＴ１を有するメッシュ又は不織布を具備し、第１の区域バルクは、第１の端部から第２の端部の部分Ｐ１へ延びる厚さ部分を有し（すなわち、バルクの厚さ部分は、第１の端部から開口部が存在しない第２の端部へ延びる）、少なくとも１つの第１の区域は、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延びるとともに、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部１５０をさらに具備し、少なくとも１つの第２の区域２００は、第１の端部２２１及び第２の端部２２２、第１の側縁部２０１及び第２の側縁部２０２、第１の主表面及び第２の主表面、並びに第１の主表面と第２の主表面との間の第２の区域バルクＴ２を有するメッシュ又は不織布を具備し、第２の区域バルクは、第１の端部から第２の端部の部分Ｐ２へ延びる厚さ部分を有し（すなわち、バルクの厚さ部分は、第１の端部から開口部が存在しない第２の端部へ延びる）、少なくとも１つの第２の区域は、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延びるとともに、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２％〜約１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部２５０をさらに具備し、折畳み可能要素が折り畳まれたとき（より詳細に論じ、たとえば図２Ｂ、図２Ｄ、図３Ａ、及び図３Ｂに示す）、第１の区域バルクの厚さ部分の一部分が、少なくとも１つの第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、第２の区域バルクの厚さ部分の一部分が、少なくとも１つの第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合する。
[0027]好ましくは、たとえば図２Ｄに示すＳ＆Ｄ材システムに対して、ヒンジ５０が内側ヒンジとして利用されるとき、このヒンジは、減じられた厚さを有し（図１Ｂにより詳細に示す）、Ｓ＆Ｄ材が折り畳まれたとき、プリーツ付きフィルタメディアの各側に単一層のＳ＆Ｄ材を本質的に提供する。
[0028]図１Ａに示す実施形態は、典型的にはフィルタシステム（プリーツ付き多孔質フィルタの上流及び下流にＳ＆Ｄ材を具備する）を組み立てる際に除去される縁部ストリップ３００を含む。したがって、様々な開口部の第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の長さを参照する場合、その大きさは、第１又は第２の区域のうちストリップを切断／除去すべき縁部ストリップの縁部に接触する部分を参照する。
[0029]図１Ａ、図２Ａ〜図２Ｄ、図３Ａ、及び図３Ｂに示すように、支持・ドレネージ材の実施形態は、複数の第１の区域１００及び第２の区域２００、たとえば複数の追加の第１の区域及び複数の追加の第２の区域（フィルタの長さに沿って連続シートを形成することが好ましい）をさらに具備し、追加の第１の区域が第２の区域に折畳み可能に連結され、追加の第２の区域が追加の第１の区域に折畳み可能に連結されており（以下同様である）、折畳み可能要素が折り畳まれたとき、追加の第１の区域バルク厚さ部分の一部分が、追加の第２の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合し、追加の第２の区域バルク厚さ部分の一部分が、追加の第１の区域の少なくとも１つの開口部に嵌合することが好ましい。
[0030]典型的には、図１Ａ、図２Ａ、及び図２Ｂにも示すように、第１及び／又は第２の区域は、複数の開口部を含み、たとえば少なくとも１つの第１の区域は、２つ以上の第１の区域開口部１５０Ａ、１５０Ｂを有し、各々の第１の区域開口部が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延びるとともに、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２５％〜約５０％の長さだけ延び、少なくとも１つの第２の区域は、２つ以上の単一の第２の区域開口部２５０Ａ、２５０Ｂを有し、各々の第２の区域開口部が、第１の端部と第２の端部との間の距離の少なくとも約７５％の長さだけ延びるとともに、第１の側縁部と第２の側縁部との間の距離の約２５％〜約５０％の長さだけ延びる。
[0031]支持・ドレネージ材の実施形態は、フィルタ装置の一実施形態を提供するために、プリーツ付き多孔質フィルタの下流又は上流に配置することができる。支持・ドレネージ材システムの実施形態は、プリーツ付き多孔質フィルタの上流に配置された第１の支持・ドレネージ材の一実施形態と、プリーツ付き多孔質フィルタの下流に配置された第２の支持・ドレネージ材の一実施形態とを具備し、また支持・ドレネージ材システム及びプリーツ付き多孔質フィルタを具備するフィルタシステムの一実施形態も提供することが好ましい。
[0032]図２Ａ〜図２Ｄは、部分的に折り畳まれた第１（上流）の支持・ドレネージ材１０００及び第２（下流）の支持・ドレネージ材１０００’（１０００を図１に示し、１０００’は同じ構造を有する）を具備し、第１及び第２の支持・ドレネージ材間に多孔質プリーツ付きフィルタ要素１５０１を具備する多孔質プリーツ付きフィルタ１５００を有する、支持・ドレネージシステム２５００の一実施形態、並びに第１の支持・ドレネージ材１０００と第２の支持・ドレネージ材１０００’との間に多孔質プリーツ付きフィルタ１５００を具備するフィルタシステム２０００の一実施形態の様々な概略図を示す。
[0033]図２Ａは上面図を示し、図２Ｂは上面斜視図を示し、図２Ｃは、図２Ａに示すＲ−Ｒに沿っての側面断面図を示し、図２Ｄは、図２Ｃに示す細部Ｔの拡大図を示し、図２Ｄは、折り畳まれてプリーツ付きフィルタのプリーツ根元を支持する内側ヒンジ５０、５０’で減じられた厚さを示す（外側ヒンジは、減じられた厚さ又は減じられていない厚さを有することができる）。支持・ドレネージ材が完全に折り畳まれたとき、１つの区域のバルクの厚さ部分の一部分が、別の区域の開口部に嵌合し、実質的に単一層の支持・ドレネージ材を提供する。エッジフロー抵抗は圧縮された領域を増大させて不十分な圧力降下性能を招く可能性が高いため、メッシュ（複数可）又は不織布（複数可）の圧縮を回避又は最小化することが有利な点である。
[0034]図３Ａ〜図３Ｂは、図２Ａ〜図２Ｄに示す支持・ドレネージシステム及びフィルタシステムの様々な概略図を示し、支持・ドレネージ材は完全に折り畳まれ、縁部ストリップは除去されており、したがって支持・ドレネージ材の残りの側縁部は、フィルタメディアの端部と同一平面になり、流れを防止するようにともに封止されている。
[0035]湾曲した又は湾曲可能な支持・ドレネージ材を有する実施形態が、レイドオーバープリーツ（ＬＯＰ）フィルタ構成（たとえば、米国特許第５，５４３，０４７号に記載）に特に適している。たとえば、図３Ａは、フィルタケージ１６１０、内側コア１６１１、及び多孔質プリーツ付きフィルタ要素１５０１を具備する多孔質ＬＯＰフィルタ１５００を具備するフィルタカートリッジ１６００を具備するフィルタシステム２０００の一実施形態（図３Ｂにも示す）、並びにプリーツ付きフィルタの各プリーツ間に配置された図２Ａ〜図２Ｄに概略的に示す支持・ドレネージ材の実施形態（Ｓ＆Ｄ要素システム２５００の一実施形態を提供する）を示し、したがって各支持・ドレネージ材の２つの表面が、各フィルタプリーツの面に接触し、支持・ドレネージ材の先端が、外側ケージ及び内側コアの内面に接触し、プリーツ先端及びプリーツ根元をケージ及びコアから隔置し、したがってプリーツ先端及びプリーツ根元を保護しながら、流体流が通ることを可能にする。
[0036]支持・ドレネージ材（メッシュ及び布）は、濾過される流体及び温度などの該当する濾過パラメータに適した任意の適した材料から製作することができる。
[0037]支持・ドレネージ材は、たとえば、積層造形（「積層製造」又は「３Ｄ印刷」と呼ばれることもある）を含む当技術分野で周知の様々な方法によって作製することができる。
[0038]ポリマーのメッシュを具備するそれらの実施形態では、ポリマーメッシュは、織物メッシュ及び押出メッシュの形で得られる。いずれのタイプを用いてもよいが、押出メッシュはより平滑であり、したがってフィルタメディアの隣接層の摩耗がそれほど生じないために好ましいことがある。押出メッシュは、第１の組の平行なストランドと、第１の組のストランドを斜めに交差する第２の組の平行なストランドとを有することができる。押出メッシュは、対称又は非対称のいずれかとして分類することができる。対称メッシュでは、第１の組のストランドも第２の組のストランドも、メッシュがメッシュ製造機械から現れる方向であるメッシュのいわゆる「縦方向」に延びない。非対称メッシュでは、これらの組のストランドの一方が、縦方向に平行に延びる。本発明の実施形態によれば、対称メッシュ又は非対称メッシュのいずれかを使用することができる。
[0039]様々なメッシュが、本発明の実施形態による使用に適している。たとえば、適した押出ポリマーメッシュには、商標名デルネット（ＤＥＬＮＥＴ）でＳｃｈｗｅｉｔｅｒ−Ｍａｕｄｕｉｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．（Ａｌｐｈａｒｅｔｔａ、ＧＡ）から入手可能なものが含まれる。
[0040]メッシュは、厚さ及び１インチ当たりのストランドの数によって特徴付けることができる。これらの寸法は、いかなる特定の値にも限定されるものではなく、メッシュの所望の沿層方向の流れ特性及び所望の強度に応じて選択することができる。典型的には、メッシュのメッシュ数は、１インチ当たり少なくとも約５本のストランドである。
[0041]ポリマーの不織布を構成するそれらの実施形態では、不織布は、濾過される流体及び温度などの該当する濾過パラメータに適したポリエステル、ポリプロピレン、又はポリアミド（たとえば、ナイロン）を含む任意のポリマー材料から製作することができる。
[0042]様々な不織布が、本発明の実施形態による使用に適している。たとえば、適した不織布には、商標名リーメイ（ＲＥＥＭＡＹ）（たとえば、ＲＥＥＭＡＹ２０１１及びＲＥＥＭＡＹ２２５０）及びＴＹＰＡＲでＡｖｉｎｔｉｖ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ（Ｏｌｄ Ｈｉｃｋｏｒｙ、ＴＮ）から入手可能なポリエステルスパンボンド不織布が含まれる。
[0043]典型的には、メッシュ又は不織布の厚さは、約０．０００５”〜約０．０２５”（より典型的には、約０．００５”〜約０．０３０”）の範囲内であり、ボイド率は約３０％以上であるが、厚さはその範囲より大きく又は小さくすることもでき、ボイド率はその値より小さくすることもできる。メッシュ又は不織布が折畳み及び／又は波形を有するそれらの実施形態では、メッシュ又は不織布は、メッシュ又は不織布並びにフィルタ及びフィルタ要素の損傷を避けるのに十分なほど柔軟である。
[0044]多孔質フィルタ及び／又は多孔質フィルタ要素（たとえば、多孔質膜及び／又は多孔質の繊維媒体）は、任意の適した孔構造、たとえば孔径（たとえば、泡立ち点、若しくはたとえば米国特許第４，３４０，４７９号に記載のＫＬ、又は毛管凝縮流れ特性によって明らかである）、気孔率、孔直径（たとえば、たとえば米国特許第４，９２５，５７２号に記載の修正ＯＳＵ Ｆ２試験を使用して特徴付けられる）、又は流体が要素を通過するときに１つ又は複数の当該材料の通過を低減若しくは許可する除去率を有することができる。使用される孔構造は、処理すべき流体の組成及び処理済み流体の所望の廃水レベルに依存する。
[0045]フィルタ要素は、任意の所望の臨界濡れ表面張力（ＣＷＳＴ、たとえば米国特許第４，９２５，５７２号に定義されている）を有することができる。ＣＷＳＴは、たとえば当技術分野で知られているように、たとえば米国特許第５，１５２，９０５号、第５，４４３，７４３号、第５，４７２，６２１号、及び第６，０７４，８６９号にさらに開示されているように選択することができる。要素の表面特性は、湿式若しくは乾式酸化、表面へのポリマーの被覆若しくは堆積、又はグラフト反応によって修正することができる（たとえば、ＣＷＳＴに影響を及ぼすように、表面電荷、たとえば正若しくは負の電荷を含むように、及び／又は表面の極性若しくは親水性を変えるように）。
[0046]フィルタは、追加の要素、層、又は構成要素を含むことができ、追加の要素、層、又は構成要素は、異なる構造及び／又は機能、たとえばフィルタメディアの上流における前濾過（プレフィルトレーション）及び／又は緩衝（損傷保護のためのフィルタメディアの上流における緩衝又は損傷保護及び／若しくは媒体支持のためのフィルタメディアの下流における緩衝）を有することができる。
[0047]本発明の実施形態によれば、フィルタ及び／又はフィルタ要素は、平面、プリーツ付き、及び中空円筒形を含む様々な構成を有することができる。
[0048]プリーツ付きフィルタを含む例示的なフィルタ及びフィルタ要素は、米国特許第５，５４３，０４７号及び第５，５５２，０４８号に開示されている。
[0049]複数のフィルタ要素を具備するいくつかの実施形態では、フィルタは典型的に、少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を具備し、入口と出口との間に少なくとも１つの流体流路を画定するハウジング内に配置され、フィルタは、流体流路を横切って配置され、フィルタデバイスを形成する。フィルタデバイスは、滅菌可能であることが好ましい。少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を設けるのに適した形状の任意のハウジングを用いることができる。
[0050]ハウジングは、処理される流体に適合している任意の不浸透性の熱可塑性材料を含む任意の適した剛性の不浸透性材料から製作することができる。たとえば、ハウジングは、ステンレス鋼などの金属又はポリマーから製作することができる。
[0051]本明細書に引用した公開、特許出願、及び特許を含むあらゆる参照文献は、各参照文献が参照により組み込まれており、全体として本明細書に記載されると個別且つ具体的に示された場合と同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
[0052]本発明を説明する文脈（特に以下の特許請求の範囲の文脈）において、「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」という用語並びに類似の指示語の使用は、本明細書に別途指示しない限り、又は文脈に明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を包含すると解釈されたい。「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」という用語と、それに続く１つ又は複数の項目の一覧の使用（たとえば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ Ａ ａｎｄ Ｂ）」）は、本明細書に別途指示しない限り、又は文脈に明らかに矛盾しない限り、列挙された項目から選択された１つの項目（Ａ又はＢ）又は列挙された項目の２つ以上のあらゆる組合せ（Ａ及びＢ）を意味すると解釈されたい。「具備する、具備する、含む、構成する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」「有する（ｈａｖｉｎｇ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語は、別途記載しない限り、オープンエンド（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）の用語であると解釈されたい（すなわち、「〜を含むが、それだけに限定されるものではない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ， ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」を意味する）。本明細書における値の範囲の記述は、本明細書に別途指示しない限り、その範囲内に入るそれぞれ別個の値を個別に参照する簡潔な方法として働くことのみを意図したものであり、それぞれ別個の値は、本明細書に個別に記述された場合と同様に、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載するあらゆる方法は、本明細書に別途指示しない限り、又はそうでない場合、文脈に明らかに矛盾しない限り、任意の適した順序で実行することができる。本明細書に提供されるあらゆる例又は例示的な言語（たとえば、「など（ｓｕｃｈ ａｓ）」）の使用は、別途記載しない限り、本発明にさらに光をあてることのみを意図したものであり、本発明の範囲に限定を加えるものではない。本明細書におけるいずれの言語も、記載されていない要素が本発明の実施に本質的であることを示すと解釈されるべきではない。
[0053]本発明を実施する本発明者らには知られている最良の形態を含めて、本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載されている。それらの好ましい実施形態の変形例は、上記の説明を読めば当業者には明らかになるであろう。本発明者らは、当業者であれば、そのような変形例を適当に用いることを予期し、本発明者らは、本明細書に具体的に記載した以外の方法で本発明が実施されることも意図する。したがって、本発明は、準拠法によって認められる添付の特許請求の範囲に記載の主題のあらゆる修正例及び均等物を含む。さらに、本明細書に別途指示しない限り、又はそうでない場合、文脈に明らかに矛盾しない限り、本発明のあらゆる可能な変形例における前述の要素のあらゆる組合せが、本発明によって包含される。
５０ ヒンジ
５０’ ヒンジ
７５ 折畳み箇所
１００ 第１の区域
１０１ 第１の主表面
１０２ 第２の主表面
１１１ 第１の側縁部
１１２ 第２の側縁部
１２１ 第１の端部
１２２ 第２の端部
２００ 第２の区域
２０１ 第１の主表面
２０２ 第２の主表面
２２１ 第１の端部
２２２ 第２の端部
２５０ 第２の区域開口部
２５０Ａ 第２の区域開口部
２５０Ｂ 第２の区域開口部
３００ 縁部ストリップ
５００ 折畳み可能要素
１０００ 第１（上流）の支持・ドレネージ材
１０００’ 第２（下流）の支持・ドレネージ材
１５００ 多孔質プリーツ付きフィルタ
１５０１ 多孔質プリーツ付きフィルタ要素
１６００ フィルタカートリッジ
１６１０ フィルタケージ
１６１１ 内側コア
２０００ フィルタシステム
２５００ 支持・ドレネージシステム
２５００Ａ 支持・ドレネージ材システム
Ｐ１ 部分
Ｐ２ 部分
Ｔ１ 第１の区域バルク
Ｔ２ 第２の区域バルク

Claims (9)

  1. 流体流が通ることを可能にする折畳み可能要素を具備する支持・ドレネージ材であって、
    前記要素が、
    第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに前記第１の主表面と前記第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ又は不織布を具備する少なくとも１つの第１の区域であって、前記第１の区域バルクが、前記第１の端部から前記第２の端部の一部分へ延びる厚さ部分を有し、前記少なくとも１つの第１の区域が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域と、
    第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに前記第１の主表面と前記第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ又は不織布を具備する少なくとも１つの第２の区域であって、前記第２の区域バルクが、前記第１の端部から前記第２の端部の一部分へ延びる厚さ部分を有し、前記少なくとも１つの第２の区域が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域と
    を具備し、
    前記折畳み可能要素が折り畳まれたとき、前記第１の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記少なくとも１つの第２の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合し、前記第２の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記少なくとも１つの第１の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合する、支持・ドレネージ材。
  2. 追加の第１の区域及び追加の第２の区域をさらに具備し、前記追加の第１の区域が、前記第２の区域に折畳み可能に連結され、前記追加の第２の区域が、前記追加の第１の区域に折畳み可能に連結されており、
    前記折畳み可能要素が折り畳まれたとき、前記追加の第１の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記追加の第２の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合し、前記追加の第２の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記追加の第１の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合する、請求項１に記載の支持・ドレネージ材。
  3. 前記少なくとも１つの第１の区域が、２つ以上の第１の区域開口部を有し、各々の第１の区域開口部が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜５０％の長さだけ延び、
    前記少なくとも１つの第２の区域が、２つ以上の単一の第２の区域開口部を有し、各々の第２の区域開口部が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜５０％の長さだけ延びる、請求項１に記載の支持・ドレネージ材。
  4. 流体流が通ることを可能にする第１の支持・ドレネージ材及び流体流が通ることを可能にする別個の第２の支持・ドレネージ材を具備する支持・ドレネージ材システムであって、
    （ａ）前記第１の支持・ドレネージ材が、流体流が通ることを可能にする第１の折畳み可能要素を具備し、
    前記第１の折畳み可能要素が、
    第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに前記第１の主表面と前記第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ又は不織布を具備する少なくとも１つの第１の区域であって、前記第１の区域バルクが、前記第１の端部から前記第２の端部の一部分へ延びる厚さ部分を有し、前記少なくとも１つの第１の区域が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域と、
    第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに前記第１の主表面と前記第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ又は不織布を具備する少なくとも１つの第２の区域であって、前記第２の区域バルクが、前記第１の端部から前記第２の端部の一部分へ延びる厚さ部分を有し、前記少なくとも１つの第２の区域が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域と
    を具備し、
    前記第１の折畳み可能要素が折り畳まれたとき、前記第１の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記少なくとも１つの第２の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合し、前記第２の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記少なくとも１つの第１の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合し、
    （ｂ）前記第２の支持・ドレネージ材が、流体流が通ることを可能にする第２の折畳み可能要素を具備し、
    前記第２の折畳み可能要素が、
    第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに前記第１の主表面と前記第２の主表面との間の第１の区域バルクを有するメッシュ又は不織布を具備する少なくとも１つの第１の区域であって、前記第１の区域バルクが、前記第１の端部から前記第２の端部の一部分へ延びる厚さ部分を有し、前記少なくとも１つの第１の区域が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第１の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第１の区域と、
    第１の端部及び第２の端部、第１の側縁部及び第２の側縁部、第１の主表面及び第２の主表面、並びに前記第１の主表面と前記第２の主表面との間の第２の区域バルクを有するメッシュ又は不織布を具備する少なくとも１つの第２の区域であって、前記第２の区域バルクが、前記第１の端部から前記第２の端部の一部分へ延びる厚さ部分を有し、前記少なくとも１つの第２の区域が、前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離の少なくとも７５％の長さだけ延びるとともに、前記第１の側縁部と前記第２の側縁部との間の距離の２％〜１００％の長さだけ延びる少なくとも１つの第２の区域開口部をさらに具備する、少なくとも１つの第２の区域と
    を具備し、
    前記第２の折畳み可能要素が折り畳まれたとき、前記第１の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記少なくとも１つの第２の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合し、前記第２の区域バルクの厚さ部分の一部分が、前記少なくとも１つの第１の区域の前記少なくとも１つの開口部に嵌合する、支持・ドレネージ材システム。
  5. 上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、前記上流面が、第１の上流端及び第２の上流端を有し、前記下流面が、第１の下流端及び第２の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、
    前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記上流面又は前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記下流面に接触するように配置された、請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持・ドレネージ材と
    を具備するフィルタ装置。
  6. 上流面及び下流面を有するプリーツ付き多孔質フィルタであって、前記上流面が、第１の上流端及び第２の上流端を有し、前記下流面が、第１の下流端及び第２の下流端を有する、プリーツ付き多孔質フィルタと、
    請求項４に記載の支持・ドレネージ材システムと
    を具備し、
    前記プリーツ付き多孔質フィルタが、第１の支持・ドレネージ材と第２の支持・ドレネージ材との間に配置されている、フィルタシステム。
  7. 前記プリーツ付き多孔質フィルタが、レイドオーバープリーツフィルタを構成する、請求項６に記載のフィルタシステム。
  8. 内側コア及び外側ケージをさらに具備する、請求項６又は７に記載のフィルタシステム。
  9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載のフィルタシステムに流体を通すステップを含み、前記第１の支持・ドレネージ材、前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記上流面、前記プリーツ付き多孔質フィルタの前記下流面、並びに前記第２の支持・ドレネージ材に流体を通すことを含む、流体を濾過する方法。
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