JP7251019B2 - 分岐型フィルタ及び使用方法 - Google Patents

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Description

発明の背景
[0001]濾過性能目標を達成するために、大型及び／若しくは複数の濾過デバイスを使用するか、或いは、不十分な濾過領域の結果生じる圧力降下の増大によってより頻繁に交換しなければならないフィルタデバイスを使用することが必要となることがある。いずれの代替策もコストの増大をもたらす可能性がある。
[0002]したがって、改良されたフィルタが必要とされる。本発明は、従来技術の欠点の少なくとも一部を改善することを実現する。本発明のこれら及び他の利点は、以下に記載する説明から明らかになるであろう。
[0003]本発明の一態様は、径方向配置の複数のフィルタを具備するフィルタ装置（ｆｉｌｔｅｒ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を定期用するものであり、各フィルタは、複数のフィルタアームを備え、
複数のフィルタアームは、
多孔性側壁を有する第１の中空チューブを備える第１のフィルタアームであり、第１の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する第１のチューブ内側流体チャネルとを有する、第１のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する第２の中空チューブを備える第２のフィルタアームであり、第２の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する第２のチューブ内側流体チャネルとを有する、第２のフィルタアームと
を少なくとも備え、
各フィルタは、
多孔性側壁と第１の中空本体内径とを有する第１の中空本体を備える第１のチューブコネクタであり、第１及び第２の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第１の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、第１のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第２の中空本体内径とを有する第２の中空本体を備える第２のチューブコネクタであり、第１の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第２の中空本体内径が、第１の中空本体内径より大きい、第２のチューブコネクタと
をさらに備える。
[0004]フィルタ装置の好ましい態様では、複数のフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、第２の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
[0005]本発明の別の態様は、径方向配置の複数の湾曲したフィルタを具備するフィルタ装置を提供するものであり、各フィルタは、複数の湾曲したフィルタアームを備え、
複数の湾曲したフィルタアームは、
多孔性側壁を有する湾曲した第１の中空チューブを備える湾曲した第１のフィルタアームであり、湾曲した第１の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する湾曲した第１のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第１のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する湾曲した第２の中空チューブを備える湾曲した第２のフィルタアームであり、湾曲した第２の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する湾曲した第２のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第２のフィルタアームと
を少なくとも備え、
それぞれの湾曲したフィルタは、
多孔性側壁と第１の中空本体内径とを有する第１の中空本体を備える湾曲した第１のチューブコネクタであり、湾曲した第１及び第２の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第１の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、湾曲した第１のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第２の中空本体内径とを有する第２の中空本体を備える湾曲した第２のチューブコネクタであり、第１の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第２の中空本体内径が、第１の中空本体内径より大きい、湾曲した第２のチューブコネクタと
をさらに備える。
[0006]フィルタ装置の好ましい態様では、複数の湾曲したフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、湾曲した第２の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、湾曲した中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
[0007]他の態様では、フィルタデバイス、及びフィルタデバイスを使用するクロスフロー濾過の方法が、提供され、フィルタデバイスはそれぞれ、入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定する、フィルタハウジングを備え、このとき、１つ又は複数のフィルタ装置の態様は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。
（図３Ｃの線Ａ－Ａに沿って切り取られた）本発明の態様による、クロスフローをもたらす径方向配置の複数のフィルタを備えるフィルタ装置の図であり、各フィルタは、複数のフィルタアームを備え、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する第１のチューブコネクタであって、中空チューブと連結され流体連通状態にある、第１のチューブコネクタと、第１のチューブコネクタと連結され流体連通状態にある第２のチューブコネクタとをさらに備える。 図１Ａに示すフィルタ装置の詳細Ａに示すような個々のフィルタの拡大図であり、フィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に配置されて示され、中央中空ハブは、中央開口部と、フィルタの第２の中空本体と流体連通状態にあるハブチャネルとを含み、外側ケージは、中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。 図１Ａに示すフィルタ装置の４つのフィルタアームの４セットを備える個々のフィルタを示す正射影図であり、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する第１のチューブコネクタであって、中空チューブと連結され流体連通状態にある、第１のチューブコネクタと、第１のチューブコネクタと連結され流体連通状態にある第２のチューブコネクタとをさらに備える。 図２Ａの右側面図である。 図２Ａの上面図である。 図２Ａの底面図である。 図２Ｃの線Ｂ－Ｂに沿った側部断面図であり、フィルタの中空チューブ、第１のコネクタ、及び第２のコネクタの異なる長さ、並びに中空チューブ、第１のコネクタ、及び第２のコネクタの壁の異なる厚さも示す。 入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定するフィルタハウジングと、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置された、図１Ａに示すような複数のフィルタ装置とを備えるフィルタデバイスの、部分的な切断部を有する上面図である。 図３Ａの線Ｃ－Ｃに沿った側部断面図であり、矢印は、透過流体流路及び非透過流体流路を示す。 図３Ａの部分的に切断された正射影図である。 図３Ａの底部の部分的切断図である。 （図６Ｃの線Ｂ－Ｂに沿って切り取られた）本発明の態様によるクロスフローをもたらす径方向配置の複数の湾曲したフィルタを備えるフィルタ装置の図であり、それぞれの湾曲したフィルタは、複数のフィルタアームを備え、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する湾曲した中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する湾曲した第１のチューブコネクタであって、中空チューブと連結され流体連通状態にある、湾曲した第１のチューブコネクタと、第１の中空チューブコネクタと連結され流体連通状態にある湾曲した第２のチューブコネクタとをさらに備える。 図４Ａに示すフィルタ装置に示すような個々の湾曲したフィルタの拡大図であり、フィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に配置されて示され、中央中空ハブは、中央開口部と、湾曲したフィルタの湾曲した第２の中空本体と流体連通状態にあるハブチャネルとを含み、外側ケージは、湾曲した中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。 図４Ａに示すフィルタ装置の４つのフィルタアームの４つのセットを備える個々の湾曲したフィルタの正射影図であり、各アームは、多孔性側壁と開放端部とを有する湾曲した中空チューブを備え、フィルタは、多孔性側壁を有する湾曲した第１のチューブコネクタであって、湾曲した中空チューブと連結され流体連通状態にある、第１のチューブコネクタと、湾曲した第１のチューブコネクタと連結され流体連通状態にある湾曲した第２のチューブコネクタとをさらに備える。 図５Ａの側部斜視図である。 図５Ｂの線Ｄ－Ｄに沿った右側部断面図であり、フィルタの中空チューブ、第１のコネクタ、及び第２のコネクタの異なる長さ、並びに中空チューブ、第１のコネクタ、及び第２のコネクタの壁の異なる厚さも示す。 図５Ａの底面図である。 図５Ａの上面図である。 図５Ａの左側面図である。 入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定するフィルタハウジングと、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置された、図１Ａに示すような複数のフィルタ装置とを備えるフィルタデバイスの、部分的な切断部を有する上面図である。 図６Ａの線Ｄ－Ｄに沿った側部断面図であり、矢印は、透過流体流路及び非透過流体流路を示している。 図６Ａの部分的に切断された正射影図である。 図６Ａの底部の部分的切断図である。
[0014]本発明の一態様は、径方向配置の複数のフィルタを具備するフィルタ装置を定期用すめるものであり、各フィルタは、複数のフィルタアームを備え、
複数のフィルタアームは、
多孔性側壁を有する第１の中空チューブを備える第１のフィルタアームであり、第１の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する第１のチューブ内側流体チャネルとを有する、第１のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する第２の中空チューブを備える第２のフィルタアームであり、第２の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する第２のチューブ内側流体チャネルとを有する、第２のフィルタアームと
を少なくとも備え、
各フィルタは、
多孔性側壁と第１の中空本体内径とを有する第１の中空本体を備える第１のチューブコネクタであり、第１及び第２の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第１の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、第１のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第２の中空本体内径とを有する第２の中空本体を備える第２のチューブコネクタであり、第１の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第２の中空本体内径が、第１の中空本体内径より大きい、第２のチューブコネクタと
をさらに備える。
[0015]フィルタ装置の好ましい態様では、複数のフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、第２の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
[0016]本発明の別の態様は、径方向配置の複数の湾曲したフィルタを具備するフィルタ装置を定期用するものであり、各フィルタは、複数の湾曲したフィルタアームを備え、
複数の湾曲したフィルタアームは、
多孔性側壁を有する湾曲した第１の中空チューブを備える湾曲した第１のフィルタアームであり、湾曲した第１の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する湾曲した第１のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第１のフィルタアームと、
多孔性側壁を有する湾曲した第２の中空チューブを備える湾曲した第２のフィルタアームであり、湾曲した第２の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する湾曲した第２のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第２のフィルタアームと
を少なくとも備え、
それぞれの湾曲したフィルタは、
多孔性側壁と第１の中空本体内径とを有する第１の中空本体を備える湾曲した第１のチューブコネクタであり、湾曲した第１及び第２の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、第１の中空本体内径が、チューブ内側流体チャネル内径より大きい、湾曲した第１のチューブコネクタと、
多孔性側壁と第２の中空本体内径とを有する第２の中空本体を備える湾曲した第２のチューブコネクタであり、第１の中空本体と連結され流体連通状態にあり、第２の中空本体内径が、第１の中空本体内径より大きい、湾曲した第２のチューブコネクタと
をさらに備える。
[0017]フィルタ装置のフィルタの態様は、任意の数の中空チューブ（まっすぐな中空チューブ、又は湾曲した中空チューブを含む）を含むフィルタアームと、必要ならば、任意の数の第１のチューブコネクタ及び第２のチューブコネクタ（まっすぐな、又は湾曲した第１及び第２のチューブコネクタを含む）とを含むことができる。
[0018]フィルタ装置のフィルタの態様は、複数のフィルタアームの任意の数のセットを有することができ、各セットは、別個の第１のチューブコネクタと連通することができ、複数の別個の第１のチューブコネクタは、共通の第２のチューブコネクタと連通することができる。
[0019]フィルタ装置の好ましい態様では、複数の湾曲したフィルタは、中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置され、中央中空ハブは、中央開口部と、湾曲した第２の中空本体と流体連通状態にある複数のハブチャネルとを含み、外側ケージは、湾曲した中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある複数の非透過流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
[0020]他の態様では、フィルタデバイス、及びフィルタデバイスを使用するクロスフロー濾過の方法が、提供され、フィルタデバイスはそれぞれ、入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定する、フィルタハウジングを備え、このとき、１つ又は複数のフィルタ装置（好ましくは２つ又はそれ以上のフィルタ装置）の態様は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。
[0021]次に、本発明の構成要素のそれぞれを以下でより詳細に説明し、この場合、同じ構成要素は、同じ参照番号を有する。フィルタデバイスの図示する態様は、内圧フィルタ流に合わせて配置される。
[0022]図１Ａは、径方向配置の複数のクロスフローフィルタ４００を備えるフィルタ装置１０００の態様を示し、（図１Ｂ及び２Ａ～２Ｅにより詳細に示すように論じる）各フィルタは、４つのフィルタアームの複数のセットを備え、各フィルタアームは、多孔性壁を有する中空チューブを備え、アームは、各端部において開いており、
各フィルタは、
多孔性壁を有する第１の中空本体を備える第１のチューブコネクタであって、第１のチューブコネクタが、中空チューブと連結され流体連通状態にある、第１のチューブコネクタと、
多孔性壁を有する第２の中空本体を備える第２のチューブコネクタであって、第１の中空本体と連結され流体連通状態にある、第２のチューブコネクタと
をさらに備える。複数のフィルタ（９つのフィルタが示されているが、フィルタ装置は、任意の数のフィルタを有することができる）は、中央中空ハブ７００と外側ケージ７５０との間の中央軸線の周りに径方向に配置され、中央中空ハブ７００は、中央開口部７０２と、第２の中空本体及び中央中空ハブの中央開口部７０２と流体連通状態にある複数のハブチャネル７０１Ａ～７００Ｉとを含み、外側ケージ７５０は、中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある、（中空チューブ１０３用の）７５３及び（中空チューブ１０４用の）７５４として図１Ｂに示す、中空チューブ用の複数の非透過流体流れポートを含み、中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
[0023]図２Ａ～２Ｅに示すように、フィルタ４００は、４つのフィルタアームの４セットを備え（フィルタは、任意の数のフィルタアーム及び／又はフィルタアームのセットを有することができる）、
各セットは、
多孔性側壁と、第１の開放端部１１と、第２の開放端部１２と、内径１４を有する第１の中空チューブ内側流体チャネル１３とを有する第１の中空チューブ１０を備える第１のフィルタアーム１０１と、
多孔性側壁と、第１の開放端部２１と、第２の開放端部２２と、内径２４を有する第２の中空チューブ内側流体チャネル２３とを有する第２の中空チューブ２０を備える第２のフィルタアーム１０２と、
多孔性側壁と、第１の開放端部３１と、第２の開放端部３２と、内径３４を有する第３の中空チューブ内側流体チャネル３３とを有する第３の中空チューブ３０を備える第３のフィルタアーム１０３と、
多孔性側壁と、第１の開放端部４１と、第２の開放端部４２と、内径４４を有する第４の中空チューブ内側流体チャネル４３とを有する第４の中空チューブ４０を備える第４のフィルタアーム１０４と
を備え、
フィルタは、４つのフィルタアームの各セットと連通する、別個の第１のチューブコネクタ６０をさらに備え、第１のチューブコネクタ６０は、多孔性壁を有し、第１の開放端部６１及び第２の開放端部６２と、第１の中空本体内径６４を有する第１の中空本体内側流体チャネル６３とを有する第１の中空本体６５を備え、第１のチューブコネクタは、第１、第２、第３、及び第４の中空チューブ１０、２０、３０、４０の第２の開放端部１２、２２、３２、４２と連結され流体連通状態にあり、第１の中空本体内径６４は、チューブ内側流体チャネル内径１４、２４、３４、及び４４のそれぞれより大きく、フィルタ４００は、４つの第１のチューブコネクタのそれぞれと共有して連通する、第２のチューブコネクタ７０（第２のチューブコネクタは、図２Ｅに示すように全長Ｌ３Ａを有する）をさらに備え、第２のチューブコネクタ７０は、第１の開放端部７１及び第２の開放端部７２と、第２の中空本体内径７４を有する第２の中空本体内側流体チャネル７３とを有する第２の中空本体７５を備え、第２のチューブコネクタ７０の第１の開放端部７１は、第１の中空本体６５の第２の開放端部６２と連結され流体連通状態にあり、第２の中空本体内径７４は、第１の中空本体内径６４より大きく、第１の中空本体内径６４は、チューブ内側流体チャネル内径１４、２４、３４、及び４４のそれぞれより大きい。図２Ｅの図では、４つのフィルタのセットのすべては、同じ長さＬ１Ａを有し、第１のコネクタは長さＬ２Ａを有し、第２のコネクタは長さＬ３Ａを有し、この場合Ｌ１Ａ＞Ｌ２Ａ＞Ｌ３Ａである。
[0024]フィルタアーム、第１のコネクタ及び第２のコネクタの長さ間の関係は、図示するものに限定されず、さまざまな長さをすべて等しくすることができ、又は２つを等しくすることができ、又は例えばＬ１Ａ＜Ｌ２Ａ＞Ｌ３Ａなどとすることができる。追加的又は代替的には、複数のフィルタを含むこれらの態様では、フィルタアーム、第１のコネクタ、及び第２のコネクタの長さ間の関係は、同じフィルタデバイス内で異なるフィルタに対して異なることができる。
[0025]通常、図２Ｅに示すように、中空チューブ、第１のコネクタ、及び第２のコネクタの壁の厚さは異なり、中空チューブの壁（Ｔ１）は、第１のチューブコネクタの壁（Ｔ２）より薄く、第１のチューブコネクタの壁は、第２のチューブコネクタの壁（Ｔ３）より薄い。
[0026]図４Ａは、径方向配置の複数の湾曲したクロスフローフィルタ４００’を備えるフィルタ装置１０００’の態様を示し、（図４Ｂ及び５Ａ～５Ａにより詳細に示すように論じる）それぞれの湾曲したフィルタは、４つの湾曲したフィルタアームの複数のセットを備え（フィルタは任意の数のフィルタアームを有することができる）、それぞれの湾曲したフィルタアームは、多孔性壁を有する湾曲した中空チューブを備え、湾曲したアームは、各端部において開いており、
それぞれの湾曲したフィルタは、
多孔性壁を有する湾曲した第１の中空本体を備える湾曲した第１のチューブコネクタであって、湾曲した中空チューブと連結され流体連通状態にある、湾曲した第１のチューブコネクタと、
多孔性壁を有する湾曲した第２の中空本体を備える湾曲した第２のチューブコネクタであって、湾曲した第１の中空本体と連結され流体連通状態にある、湾曲した第２のチューブコネクタと
をさらに備える。複数のフィルタ（１０個のフィルタが示されているが、フィルタ装置は、任意の数のフィルタを有することができる）は、中央中空ハブ７００’と外側ケージ７５０’との間の中央軸線の周りに径方向に配置され、中央中空ハブ７００’は、中央開口部７０２’と、湾曲した第２の中空本体及び中央中空ハブの中央開口部７０２’と流体連通状態にある複数のハブチャネル７０１Ａ’～７００Ｊ’とを含み、外側ケージ７５０’は、湾曲した中空チューブの第１の端部と流体連通状態にある、（中空チューブ１０３’用の）７５３’及び（中空チューブ１０４’用の）７５４’として図４Ｂに示す、複数の非透過流体流れポートを含み、湾曲した中空チューブの多孔性側壁間の空間は、透過流体流路を提供する。
[0027]いくつかの態様では、湾曲したフィルタは、まっすぐなフィルタと比べて、同じ外径でより多くのフィルタ領域をもたらすことができる。図４Ａに示す態様では、ハブチャネルを含む中央中空ハブ７００’の側部に対する湾曲したフィルタ４００’の全体角度は、約４５°～約９０°の範囲内であるが、さまざまな角度が、本発明での使用に適切である。
[0028]図５Ａ～５Ｆに示すように、湾曲したフィルタ４００’は、４つの湾曲したフィルタアームの４セットを備え（フィルタは、任意の数の湾曲したフィルタアーム及び／又は湾曲したフィルタアームのセットを有することができる）、
各セットは、
多孔性側壁と、第１の開放端部１１’と、第２の開放端部１２’と、内径１４’を有する湾曲した第１の中空チューブ内側流体チャネル１３’とを有する湾曲した第１の中空チューブ１０’を備える湾曲した第１のフィルタアーム１０１’と、
多孔性側壁と、第１の開放端部２１’と、第２の開放端部２２’と、内径２４’を有する湾曲した第２の中空チューブ内側流体チャネル２３’とを有する湾曲した第２の中空チューブ２０’を備える湾曲した第２のフィルタアーム１０２’と、
多孔性側壁と、第１の開放端部３１’と、第２の開放端部３２’と、内径３４’を有する湾曲した第３の中空チューブ内側流体チャネル３３’とを有する湾曲した第３の中空チューブ３０’を備える湾曲した第３のフィルタアーム１０３’と、
多孔性側壁と、第１の開放端部４１’と、第２の開放端部４２’と、内径４４’を有する湾曲した第４の中空チューブ内側流体チャネル４３’とを有する湾曲した第４の中空チューブ４０’を備える湾曲した第４のフィルタアーム１０４’と
を備え、
湾曲したフィルタは、
４つの湾曲したフィルタアームの各セットと連通する、別個の湾曲した第１のチューブコネクタ６０’をさらに備え、第１のチューブコネクタ６０’は、多孔性壁を有し、第１の開放端部６１’及び第２の開放端部６２’と、湾曲した第１の中空本体内径６４’を有する湾曲した第１の中空本体内側流体チャネル６３’とを有する第１の中空本体６５’を備え、湾曲した第１のチューブコネクタは、湾曲した第１、第２、第３、及び第４の中空チューブ１０’、２０’、３０’、４０’の第２の開放端部１２’、２２’、３２’、４２’と連結され流体連通状態にあり、湾曲した第１の中空本体内径６４’は、湾曲したチューブ内側流体チャネル内径１４’、２４’、３４’、及び４４’のそれぞれより大きく、湾曲したフィルタ４００’は、４つの湾曲した第１のチューブコネクタのそれぞれと共有して連通する、第２のチューブコネクタ７０’（湾曲した第２のチューブコネクタは、図５Ｃに示すように全長Ｌ３’を有する）を更に備え、第２のチューブコネクタ７０’は、第１の開放端部７１’及び第２の開放端部７２’と、湾曲した第２の中空本体内径７４’を有する湾曲した第２の中空本体内側流体チャネル７３’とを有する湾曲した第２の中空本体７５’を備え、湾曲した第２のチューブコネクタ７０’の第１の開放端部７１’は、湾曲した第１の中空本体６５’の第２の開放端部６２’と連結され流体連通状態にあり、湾曲した第２の中空本体内径７４’は、湾曲した第１の中空本体内径６４’より大きく、湾曲した第１の中空本体内径６４’は、湾曲したチューブ内側流体チャネル内径１４’、２４’、３４’、及び４４’のそれぞれより大きい。図５Ｃの図では、４つの湾曲したフィルタアームのセットのすべては、同じ長さＬ１’を有し、第１のコネクタは長さＬ２’を有し、第２のコネクタは長さＬ３’を有し、この場合Ｌ１’＞Ｌ２’＞Ｌ３’である。
[0029]例えば、図２Ａ～２Ｅに示す態様に関する論議と同様に、湾曲したフィルタアーム、湾曲した第１のコネクタ、及び湾曲した第２のコネクタの長さ間の関係は、図示するものに限定されず、さまざまな長さをすべて等しくすることができ、又は２つを等しくすることができ、又は例えばＬ１’＜Ｌ２’＞Ｌ３’などとすることができる。追加的又は代替的には、複数のフィルタを含むこれらの態様では、フィルタアーム、第１のコネクタ、及び第２のコネクタの長さ間の関係は、同じフィルタデバイス内で異なるフィルタに対して異なることができる。
[0030]フィルタ装置の１つ又は複数の態様は、通常、ハウジング内に配設され、ハウジングは、入口と、透過流出口と、非透過流出口とを備え、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定し、このとき、１つ又は複数のフィルタ装置の態様は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。
[0031]図３Ａ～３Ｄは、本発明の別の態様によるフィルタデバイス６００を示し、フィルタデバイスはハウジング６０５を備え、ハウジングは、入口６０１と、透過流出口６０２と、非透過流出口６０３とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定し、このとき、図１Ａに示すような本発明の態様による複数のフィルタ装置１０００（４つの配置が示され、集合的にフィルタ装置挿入物１０５０を提供しているが、フィルタデバイスは、任意の数のフィルタ装置を有することができる）は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。フィルタ装置挿入物１０５０は、ハウジング６０５の障壁プレート６１０Ａと６１０Ｂとの間に装着される。図３Ｂにより詳細に示すように、フィルタデバイスの図示する態様は、「内圧」濾過流に合わせて配置される。
[0032]図６Ａ～６Ｄは、本発明の別の態様によるフィルタデバイス６００’を示し、フィルタデバイスはハウジング６０５’を有し、ハウジングは、入口６０１’と、透過流出口６０２’と、非透過流出口６０３’とを有し、入口と透過流出口との間の透過流体流路、及び入口と非透過流出口との間の非透過流体流路を画定し、このとき、図４Ａに示すような本発明の態様による複数のフィルタ装置１０００’（４つの配置が示され、集合的にフィルタ装置挿入物１０５０’を提供しているが、フィルタデバイスは、任意の数のフィルタ装置を有することができる）は、透過流体流路を横切ってハウジング内に配置されている。フィルタ装置挿入物１０５０’は、ハウジング６０５’の障壁プレート６１０’と６１０Ｂ’との間に装着される。図６Ｂにより詳細に示すように、フィルタデバイスの図示する態様は、「内圧」濾過流に合わせて配置される。
[0033]必要ならば、本発明の態様は、閉鎖型及び無菌のシステムに利用することができる。本明細書では、用語「閉鎖型」は、システムの内容物をシステムが使用されている環境に露出することなく、流体の収集及び処理（濾過、及び必要ならば、操作、例えば部分の分離、成分への分離、貯蔵、及び保存などを含む）を可能にするシステムを指す。閉鎖型システムは、初期製作時に作られたものとすることができ、又は無菌ドッキングデバイスを含むサニタリ―接続による衛生器具のシステムの連結から生み出すことができる。
[0034]中空チューブ及び第１のチューブコネクタ（及びいくつかの態様では、第２のチューブコネクタ）の側壁は、任意の適切な細孔構造、例えば（例えばバブルポイントによって、若しくは例えば米国特許第４，３４０，４７９号に説明するようにＫＬによって証明されるか、又は毛管凝縮フローポロメトリ（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ｐｏｒｏｍｅｔｒｙ）によって証明されるような）細孔サイズ、平均流量細孔（ＭＦＰ）サイズ（例えば、Ｐｏｒｖａｉｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ（Ｐｏｒｖａｉｒ ｐｌｃ、Ｎｏｒｆｏｌｋ、英国）などのポロメータ、又は商標ポロラックス（ＰＯＲＯＬＵＸ）（Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ．ｃｏｍ；ベルギー国）下で入手可能なポロメータを使用して特徴付けられる場合）、細孔率、細孔径（例えば米国特許第４，９２５，５７２号に説明されるような変更されたＯＳＵ Ｆ２試験を使用して特徴付けられる場合）、又は除去率媒体などを有することができる。使用される細孔構造は、利用される粒子のサイズ、処理される流体の組成、及び処理される流体の所望の流出レベルによって決まる。第１及び／又は第２のチューブコネクタの壁が多孔性である態様では（例えば、中空チューブ及びチューブコネクタが同じ材料から作られる一部の態様では）、チューブコネクタ壁の細孔構造は、中空チューブの壁の細孔構造を下回る。
[0035]フィルタは、任意の所望の臨界湿潤表面張力（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｗｅｔｔｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎ）（例えば米国特許第４，９２５，５７２号に定義されるようなＣＷＳＴ）を有することができる。ＣＷＳＴは、例えば、米国特許第５，１５２，９０５号、米国特許第５，４４３，７４３号、米国特許第５，４７２，６２１号、及び米国特許第６，０７４，８６９号にさらに開示されるように、従来技術で知られているように選択することができる。通常、フィルタ要素は、少なくとも約１７ｄｙｎｅｓ／ｃｍ（約１７×１０－５Ｎ／ｃｍ）のＣＷＳＴ、例えば、約１７ｄｙｎｅｓ／ｃｍ～約９０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ（約１７×１０－５Ｎ／ｃｍ～約９０×１０－５Ｎ／ｃｍ）の範囲、より典型的には約５０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ～約６０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ（約５０ｘ１０－５Ｎ／ｃｍ～約６０×１０－５Ｎ／ｃｍ）の範囲内のＣＷＳＴを有する。
[0036]フィルタの表面特徴は、湿式若しくは乾式酸化によって、表面にポリマーをコーティング若しくは堆積することによって、又はグラフト反応によって、（例えばＣＷＳＴに影響を与えるように、表面電荷、例えば正又は負の電荷を含むように、及び／又は表面の極性又は親水性を変えるように）変更することができる。
[0037]フィルタ及び／又はフィルタ装置の任意の態様は、異なる構造及び／又は機能、例えば、予備濾過、支持、排出、スペース配置及び緩衝作用のうちの任意の１つ又は複数の少なくとも１つを有することができる追加の要素、層、又は構成要素を含むことができる。フィルタはまた、メッシュ及び／又はスクリーンなどの少なくとも１つの追加の要素を含むことができることも例証されている。
[0038]本発明の態様によると、フィルタ及びフィルタ装置は、平坦、プリーツ付き、及び中空円筒形を含むさまざまな構成を有することができる。
[0039]本発明の態様による、（フィルタアーム及びチューブコネクタを含む）フィルタ及びフィルタ装置並びにハウジングは、モノリシックであることが好ましく、（「付加層製造」又は「３Ｄ印刷」と称されることもある）付加製造によって製造されることが好ましい。これらは、通常、活性可能な結合剤と一緒に結合された金属粉末を繰り返し堆積し（例えば、「ドロップオンパウダ（ｄｒｏｐ ｏｎ ｐｏｗｄｅｒ）」と称されることもある結合剤噴射）、通常はその後粉末を凝集させることによって、例えば焼結することによって形成される。他の適切な方法は、押し出し（例えばペースト押し出し、融解フィラメント製造（ｆｕｓｅｄ ｆｉｌａｍｅｎｔ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）、及び熱溶解積層法（ｆｕｓｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ））及び光重合化（例えば光造形装置（ＳＬＡ）及びデジタル光処理（ＤＬＰ））を含む。
[0040]フィルタ、フィルタアーム及びフィルタ装置、並びにハウジングは、実質的に同時に連続動作で付加製造によって一緒に製造することができる。
[0041]任意の適切な付加製造装置を使用することができ、さまざまな工業用３Ｄプリンタが、適切であり、市販されている。
[0042]本明細書に引用する公報、特許出願、及び特許を含むすべての参照文献は、各参照文献が参照によって組み込まれるように個々に且つ具体的に示され、全体的に本明細書に記載されるかのように同程度に、参照によって本明細書に組み込まれる。
[0043]本明細書を説明する文脈（特に以下の特許請求の範囲の文脈）での用語「１つ（ａ）」及び「１つ（ａｎ）」及び「その」及び「少なくとも１つ」並びに類似の指示対象の使用は、本明細書に別段示さない限り、又は文脈が明確に矛盾しない限り、単数と複数の両方を対象とするように解釈されるものである。１つ又は複数の項目のリストが後に続く、用語「少なくとも１つ」の使用（例えば「Ａ及びＢの少なくとも１つ」）は、本明細書に別段示さない限り、又は文脈が明確に矛盾しない限り、リストされた項目から選択された１つの項目（Ａ又はＢ）、又はリストされた項目の２つ以上の任意の組み合わせ（Ａ及びＢ）を意味するように解釈されるものとする。用語「備える」、「有する」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、別段留意されない限り、非制限（ｏｐｅｎ－ｅｎｄｅｄ）用語（すなわち「それだけに限定されないが、含む」を意味する）として解釈されるものである。本明細書の値の範囲の列挙は、本明細書に別段示さない限り、範囲内に含まれる各別個の値を個々に指す簡略的な方法として働くことを意図するにすぎず、各別個の値は、本明細書に個々に記載されるかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に説明するすべての方法は、本明細書に別段示さない限り、又は別途文脈が明確に矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書に提供するあらゆるすべての例、又は例を表す文言（例えば「など」）の使用は、本発明をより良好に明らかにすることを意図するにすぎず、別段特許請求しない限り、本発明の範囲に限定を課すものではない。本明細書のいかなる文言も、請求懈怠要素（ｎｏｎ－ｃｌａｉｍｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔ）のいずれもが本開示の実施に必須であると示すものとして解釈されるべきではない。
[0044]本発明の好ましい態様が、本発明を実施するために本発明者に知られている最良の形態を含んで、本明細書に説明される。これらの好ましい態様の変形形態は、前述の説明を読み取ることで当業者に明らかになり得る。本発明者は、当業者がそのような変形形態を適宜使用することを期待し、本明細書において具体的に説明するもの以外で本発明を実施することを意図する。したがって、本発明は、適用可能な法律によって認められる、本明細書に付属する特許請求の範囲内に記載する主題のすべての改変形態及び等価物を含む。さらに、本明細書に別段示さない限り、又は別途文脈が明確に矛盾しない限り、本発明のすべての可能な変形形態の上記で説明した要素の任意の組み合わせが、本発明によって包含される。
１０…第１の中空チューブ、１１…第１の開放端部、１２…第２の開放端部、１３…第１の中空チューブ内側流体チャネル、１４…チューブ内側流体チャネル内径、２０…第２の中空チューブ、２１…第１の開放端部、２２…第２の開放端部、２３…第２の中空チューブ内側流体チャネル、２４…チューブ内側流体チャネル内径、３０…第３の中空チューブ、３１…第１の開放端部、３２…第２の開放端部、３３…第３の中空チューブ内側流体チャネル、３４…チューブ内側流体チャネル内径、４０…第４の中空チューブ、４１…第１の開放端部、４２…第２の開放端部、４３…第４の中空チューブ内側流体チャネル、４４…チューブ内側流体チャネル内径、６０…第１のチューブコネクタ、６１…第１の開放端部、６２…第２の開放端部、６３…第１の中空本体内側流体チャネル、６４…第１の中空本体内径、６５…第１の中空本体、７０…第２のチューブコネクタ、７１…第１の開放端部、７２…第２の開放端部、７３…第２の中空本体内側流体チャネル、７４…第２の中空本体内径、７５…第２の中空本体、１０１…第１のフィルタアーム、１０２…第２のフィルタアーム、１０３…第３のフィルタアーム、１０４…第４のフィルタアーム、４００…クロスフローフィルタ、６００…フィルタデバイス、６０１…入口、６０２…透過流出口、６０３…非透過流出口、６０５…ハウジング、６１０…障壁プレート、７００…中央中空ハブ、７０１Ａ～７００Ｉ…ハブチャネル、７０２…中央開口部、７５０…外側ケージ、１０００…フィルタ装置、１０５０…フィルタ装置挿入物

Claims (5)

  1. 中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置された複数のフィルタを具備するフィルタ装置であって、前記中央中空ハブが、中央開口部と、複数のハブチャネルとを含み、前記外側ケージが、複数の非透過流体流れポートを含み、
    前記複数のフィルタのそれぞれは複数のフィルタアームを備え、
    前記複数のフィルタアームは、
    多孔性側壁を有する第１の中空チューブを備える第１のフィルタアームであり、前記第１の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する第１のチューブ内側流体チャネルとを有し、前記第１の開放端部が前記複数の非透過流体流れポートの１つと流体連通状態にあり、前記第１の中空チューブの前記多孔性側壁間の空間が、透過流体流路を提供する、第１のフィルタアームと、
    多孔性側壁を有する第２の中空チューブを備える第２のフィルタアームであり、前記第２の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する第２のチューブ内側流体チャネルとを有する、第２のフィルタアームとを少なくとも備え、
    前記フィルタのそれぞれは、
    多孔性側壁と第１の中空本体内径とを有する第１の中空本体を備える第１のチューブコネクタであり、前記第１及び第２の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、前記第１の中空本体内径が、前記第１及び第２のチューブ内側流体チャネル内径より大きい、第１のチューブコネクタと、
    第２の中空本体内径を有する第２の中空本体を備える第２のチューブコネクタであり、前記第１の中空本体と連結され流体連通状態にあり、前記第２の中空本体内径が、前記第１の中空本体内径より大きく、前記第２の中空本体が、前記複数のハブチャネルの１つと流体連通状態にある、第２のチューブコネクタと
    をさらに備える、フィルタ装置。
  2. 中央中空ハブと外側ケージとの間に径方向に配置された複数の湾曲したフィルタを具備するフィルタ装置であって、前記中央中空ハブが、中央開口部と、複数のハブチャネルとを含み、前記外側ケージが、複数の非透過流体流れポートを含み、
    前記複数の湾曲したフィルタのそれぞれは複数の湾曲したフィルタアームを備え、
    前記複数の湾曲したフィルタアームは、
    多孔性側壁を有する湾曲した第１の中空チューブを備える湾曲した第１のフィルタアームであり、前記湾曲した第１の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する湾曲した第１のチューブ内側流体チャネルとを有し、前記第１の開放端部が前記複数の非透過流体流れポートの１つと流体連通状態にあり、前記湾曲した第１の中空チューブの前記多孔性側壁間の空間が、透過流体流路を提供する、湾曲した第１のフィルタアームと、
    多孔性側壁を有する湾曲した第２の中空チューブを備える湾曲した第２のフィルタアームであり、前記湾曲した第２の中空チューブが、第１の開放端部及び第２の開放端部と、内径を有する湾曲した第２のチューブ内側流体チャネルとを有する、湾曲した第２のフィルタアームと
    を少なくとも備え、
    前記湾曲したフィルタのそれぞれは、
    多孔性側壁と第１の中空本体内径とを有する湾曲した第１の中空本体を備える湾曲した第１のチューブコネクタであり、前記湾曲した第１及び第２の中空チューブと連結され流体連通状態にあり、前記湾曲した第１の中空本体内径が、前記湾曲した第１及び第２のチューブ内側流体チャネル内径より大きい、湾曲した第１のチューブコネクタと、
    第２の中空本体内径を有する湾曲した第２の中空本体を備える湾曲した第２のチューブコネクタであり、前記湾曲した第１の中空本体と連結され流体連通状態にあり、前記第２の中空本体内径が、前記第１の中空本体内径より大きく、前記湾曲した第２の中空本体が、前記複数のハブチャネルの１つと流体連通状態にある、湾曲した第２のチューブコネクタと
    をさらに備える、フィルタ装置。
  3. 入口と、透過流出口と、非透過流出口とを有し、前記入口と前記透過流出口との間の透過流体流路、及び前記入口と前記非透過流出口との間の非透過流体流路を画定する、フィルタハウジングと、前記ハウジングの透過流体流路を横切って前記フィルタハウジング内に配置された、請求項１又は２に記載の、透過流路を有する少なくとも１つのフィルタ装置とを備える、フィルタデバイス。
  4. 前記ハウジングの透過流体流路を横切って前記フィルタハウジング内に配置された、請求項１又は２に記載の、透過流路を有する少なくとも２つのフィルタ装置を含む、請求項３に記載のフィルタデバイス。
  5. 流体を濾過する方法であって、請求項１又は２に記載のフィルタ装置又は請求項３又は４に記載のフィルタデバイスに前記流体を通過させるステップを含む、方法。
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