JPH01194921A - 移動するガス流から粒子物質を除去するためのフイルタおよび方法 - Google Patents

移動するガス流から粒子物質を除去するためのフイルタおよび方法

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JPH01194921A JP63278519A JP27851988A JPH01194921A JP H01194921 A JPH01194921 A JP H01194921A JP 63278519 A JP63278519 A JP 63278519A JP 27851988 A JP27851988 A JP 27851988A JP H01194921 A JPH01194921 A JP H01194921A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野および背景 この発明は、加圧された連続ガス流からミクロン粒子、
サブミクロン粒子および分子粒子を除去することが可能
である、微孔性粒子フィルタに関するものである。この
フィルタは、医療および歯科の分野、食品産業、および
エレクトロニクスの製造における広い範囲の応用を有す
る。
空気ならびに医用および歯科用ガスの重要性は、後天性
免疫不全症候群（エイズ）が深刻な公衆衛生の懸念とし
て明るみに出た結果として、近年より一層重要な考慮す
べき事柄になってきている。
伝播の方法がまだ完全には理解されていないので、エイ
ズまたは他の伝染病で汚染された空気または何か他のガ
スが患者の血流と接触するようになる方法が注意深く検
査されて、感染症が不注意にも伝播されていく可能性を
減じなければならない。
この発明は、ガスからバクテリアおよびウィルスをろ過
することに対し特定の応用を有する。たとえば、医療お
よび歯科の分野では、呼吸療法で使用される医用空気お
よびガス流の集中ろ過および使用箇所でのろ過において
、真空システム流出する排出物からの潜在的に有害な伝
染性粒子のろ過および収集において、および麻酔ガス流
の集中ろ過および使用箇所ろ過においてフィルタが応用
される。
ろ過は、ろ過されずに残った場合に患者の感染の危険を
増し得る、潜在的に有害な微粒子を除去する。この応用
例で開示されるフィルタの完全な性質は、流出する排出
物の不適切な取扱いおよび処分が病気の伝播を引き起こ
し得るという可能性を減じる。
歯科の応用例では、患者の口へと方向づけられた空気の
循環、圧縮および再利用からくる危険が認められ、この
場合、汚染物が血流に入り得る。
歯科環境内からのろ過されていない大気の圧縮が現存す
る何らかの汚染物の濃縮という効果を有するので、先の
問題は悪化する。医用環境または歯科環境内の空気のろ
過もまた、器具の内部作業部品に損傷を及ぼし得て、そ
れらの作業年数を短絡する、潜在的に摩損性の粒子物質
を減じる。
食品産業では、食品および飲物を処理および分配する際
に使用される圧縮空気から固体物および潜在的に感染性
の粒子をろ過することにより、食品と空気間の接触によ
る汚染の可能性を減じている。
エレクトロニクス産業においては、大気からミクロン粒
子およびサブミクロン粒子を除去することにより、これ
らの粒子が半導体および同様の構成要素を汚染するとい
う可能性を減じている。
この応用例で開示されたフィルタにおいて使用される好
ましいフィルタ媒体は、セラニーズ社（ｃｅｌａｎｅｓ
ｅ　　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のケスタ（Ｑｕｅｓｔ
ｅｒ）部局により製造されている、セルガード（商標）
微孔性中空ファイバのような微孔性中空ファイバである
。このファイバに関連する技術情報、製造および取扱い
情報は、１９８５年３月に刊行された、「技術情報、製
造および取扱いｍ−中空ファイバ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
　　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、　　　Ｆａｂｒｉｃａｔ
ｉｏｎ　　　＆　　Ｈａｎｄｌｉｎｇ−−Ｈｏｌｌｏｗ
　　Ｆｉｂｅｒ）Ｊと題されたセラニーズのブリティン
に見い出され得る。このファイバはポリプロピレン書ポ
リオレフィン樹脂から形成される。
この製品はこれまでは、電気科学システム、バッテリ、
電子デバイス、無菌包装、医療装置ならびに多様な産業
的およびバイオ技術的応用ばかりでなく、固定化液の支
持物および薄膜メンブランにおいても使用されてきた。
不整限外ろ過／精密ろ過メンブランと比べると、中空フ
ァイバは、制御されかつ比較的均一な多孔性を提供する
。このファイバは、酸および塩基に対する耐性があり、
ガスおよび蒸気に対し透過性がある。メンブラン表面の
高い面積対堆積比のせいで、中空ファイバの幾何学的配
置が小型サイズを提供する。このファイバは、ファイバ
ルーメンを通る流れの間発生される剪断力のためである
汚損に耐え、自己を支持している。
ファイバ表面は、一連の平行なスロット状細孔からなる
。これらの細孔は、ファイバの一方の表面から他方に通
じる、ねじれた相互接続されたチャネルを形成する。細
孔は、ガスおよび蒸気の流れは許容するが、多くのバク
テリア、コロイドおよび他のサブミクロン粒子ならびに
溶質の通過は阻止する。ファイバの細孔構造は、ファイ
バ壁の一方の側から他方までは比較的均一かつ均質であ
る。このことは、細孔の幅が、それがメンブランの一方
の側から他方へ進むにつれて大きさの等級により増加し
ていく、非対称的メンブランと対照をなしている。
このファイバは蒸気は通すが液体の通過は阻止すること
が知られているので、これまでは、血液から血液蛋白質
、高分子および細胞物質を分離し、かつ血液オキシジャ
ネータ（ｏｘｙｇｅｎａｔ。
ｒｓ）において血液中へ酸素を浸潤するために使用され
てきた。それはまた汚染制御問題および副次的効果の回
復に応用されてきた。知られている限りでは、これまで
このファイバは、空気および医用／歯科用ガスのような
ガスからサブミクロン物質および分子物質をろ過して取
り除くためには使用されてこなかった。
多くのウィルスは、中空ファイバの平均的細孔幅、すな
わち０．０４ないし０．０５ミクロンよりははるかに小
さい寸法を有する。ポリオウィルスはその極度に小さい
寸法のために、フィルタ材料のウィルスをろ過して取り
除く能力の良い試験の手段と考えらられている。驚いた
ことに、この発明で使用される中空ファイバにより極度
に高度な効率までポリオウィルスがろ過して取り除かれ
ることが実験室分析により測定されている。このことは
、ファイバ壁を通るねじれた三次元経路によってのみな
らず、ファイバ壁メンブランの一方の側から他方へと細
孔を通過するときに細孔の側壁に衝撃を与える物質に対
するファイバの親和力によっても引き起こされると考え
られている。
この発明は、フィルタの安全動作および処分を可能にす
る機械的システムと組合わせた、中空ファイバの特性の
有効な使用を行なう。
発明の概要 それゆえ、この発明の目的は、移動するガス流からマイ
クロサイズの粒子および分子サイズの粒子をろ過して取
り除く、微孔性フィルタを提供することである。
この発明の別な目的は、空気および医用／歯科用ガスか
らウィルスおよび他の汚染物をろ過して取り除く、微孔
性フィルタを提供することである。
この発明のまた別な目的は、動作および使用後の処分に
対し安全である、フィルタを提供することである。
この発明のこれらおよび他の目的は、移動するガス流か
らミクロンおよびサブミクロンの分子サイズの粒子物質
を除去するためのフィルタを提供することにより、下で
開示された好ましい実施例において達成される。このフ
ィルタは、ろ過されるべきガスの供給源に接続されるガ
ス注入口と、モジュールからろ過されたガスを排出する
ためのガス排出口とを有する、封入されたフィルタモジ
ュールを含むことが好ましい。フィルタ要素は、ガス排
出口に達するためにガスがフィルタ要素を通過しなけれ
ばならない態様で、ガス注入口の下流でかつガス排出口
の上流にガス流が間に置かれる関係でフィルタモジュー
ルに位置決めされる。
フィルタ要素は、微孔性材料から形成されたメンブラン
壁を備えている。そこでは、メンブラン壁の上流側から
それの下流側までガスを通すことによりろ過が起こる。
好ましくは、フィルタ要素は多数の中空ファイバを含み
、各ファイバが中央に配置されたルーメンを包囲してい
る微孔性材料から形成されたメンブラン壁により規定さ
れている。ろ過は、中空ファイバの上流側からファイバ
のメンブラン壁を通ってそれの下流側へガスを通すこと
により起こる。
この発明の好ましい実施例によれば、ガス流はファイバ
のメンブラン壁を通って下流に向かいルーメンへと入る
。
この発明の別な好ましい実施例によれば、ガス流はメン
ブラン壁を通ってルーメンから下流方向へ向かいファイ
バの外部に至る。
この発明のなお別な実施例によれば、メンブランは平坦
なシートを備えている。
中空ファイバはポリマを含んでおり、さらに、メンブラ
ン壁の細孔は、一方の表面から他方に至る三次元のねじ
れた流路を規定して、細孔の通常の大きさよりも小さい
粒子物質をとらえて、それによりそれをろ過して取り除
く。
好ましくは、このファイバはポリプロピレンを含む。
この発明の別な好ましい実施例によれば、移動するガス
流からミクロンおよびサブミクロンの分子サイズの粒子
物質を除去するためのフィルタが設けられ、それは、ろ
過されるべきガスの供給源ニ接続されるベースガス注入
口と、ろ過されたガスを排出するためのベースガス排出
口とを有しているベースを含んでいる。
封入された置換可能でかつ処分可能なフィルタモジュー
ルが取りばすし可能にベースに受入れられ、かつそのベ
ースにより支持される。フィルタモジュールは、ベース
ガス注入口へのガス流の接続を封止するのに適したモジ
ュールガス注入口と、ベースガス排出口へのガス流の接
続を封止してモジュールおよびベースからろ過されたガ
スを排出するのに適したモジュールガス排出口とを有し
ている。
フィルタ要素は、モジュールガス排出口に達するために
ガスがフィルタ要素を通過しなければならない態様で、
モジュールガス注入口の下流でかつモジュールガス排出
口の上流にガス流が間に置かれる関係でフィルタモジュ
ールに封止的に位置決めされる。フィルタ要素は多数の
中空ファイバを含み、ファイバの各々が中央に配置され
たルーメンを包囲している微孔性材料から形成されたメ
ンブラン壁により規定される。ろ過は、中空ファイバの
上流側からファイバのメンブラン壁を通ってそれの下流
側へとガスを通すことにより起こる。
好ましくは、ベースは圧力解放バルブを含み、フィルタ
モジュールの除去および処分のためにフィルタモジュー
ル内の圧力が大気圧と等しくされることを可能にする。
この発明の好ましい実施例によれば、フィルタモジュー
ルはシリンダ状であり、さらに、モジュールガス排出口
はフィルタモジュールの一方の端部に同心に位置決めさ
れ、かつモジュールガス注入口はフィルタモジュールの
同じ一方端に偏心に位置決めされて、ベースおいて逆の
ガス流の方向にフィルタモジュールを取付けることを防
止する。
好ましくは、多数の中空ファイバは同一の縦方向の軸で
整列された密度の高い束にグループ分けされ、その場合
、ファイバは束の一方端によりフィルタモジュール内に
保持される。
この発明の好ましい実施例によれば、ファイバは、束の
一方端を埋込んで、個別のファイバ間の空間を塞ぎなが
らルーメンを露出してガス流がそこを通ってモジュール
ガス排出口に入るようにするディスク状構造を形成する
ことにより、束の形態で保持される。
好ましくは、フィルタモジュールは、モジュール空気注
入口と協働して、フィルタ要素の上流側のろ過されてい
ないガスがフィルタモジュールの置換中およびその後で
大気中に逃げないようにするためのチェックバルブを含
んでいる。
この発明の別な好ましい実施例によれば、ベースは、フ
ィルタモジュールに対し堅く締められて、フィルタモジ
ュールをベースと封止係合させ、かつフィルタモジュー
ルを除去および置換するために緩めて取り外される、ね
じ切れされた端部キャップを含んでいる。
好ましくは、ファイバの束は、フィルタモジュールにお
いてフィルタモジュールの内壁に対し間隔を隔てられた
関係でその束の一方端から吊り下げられ、ファイバの束
のあらゆるところをかつ吊り下げられていない端部を自
由にガスが流れるようにする。
この発明の方法によれば、この方法のステップは次のス
テップを含む。すなわち、ガス注入口とガス排出口の中
間にフィルタモジュールに封止的に位置決めされるフィ
ルタ要素を設けるステップであって、フィルタ要素が、
メンブラン壁の上流側からその下流側へガスを通すこと
によりろ過が起こる、微孔性材料から形成されるメンブ
ラン壁を含み、さらに、ミクロンおよびサブミクロンの
分子サイズの粒子物質を含むガスをフィルタモジュール
に入れて、圧力の下で一方の側から他方へフィルタを通
過させ、それによりそこから粒子物質をろ過して取り除
くステップである。
好ましくは、フィルタ要素は多数の中空ファイバを含み
、ファイバの各々は中央に配置されたルーメンを包囲し
ている微孔性材料から形成されるメンブラン壁により規
定され、中空ファイバの上流側からファイバのメンブラ
ン壁を通ってそれの下流側へとガスを通すことによりろ
過が起こる。
この発明のいくつかの目的は上に明らかにされた。この
発明の他の目的および利点は、添付の図面と関連として
理解された場合に、この発明の説明が進行するにつれて
明らかとなるであろう。
好ましい実施例の説明 ここで具体的に図面を参照すると、この発明に従ったフ
ィルタが第１図に例示されており、それは全体的に参照
番号１０で示されている。フィルタ１０は、３つの基本
部分、すなわちベース２０、フィルタモジュール４０お
よびフィルタ要素６０からなる。フィルタ要素６０はフ
ィルタモジュール４０内に封入されて、その両方の部分
は、フィルタ要素６０のろ過客量が尽きた後で一緒に処
分可能である。フィルタモジュール４０はベース２０に
位置決めされて、それによりガス供給源と相互接続する
。
より具体的に言うと、ベース２０は、壁、キャビネット
または何か他の表面に適切に装設されるよう意図された
ハウジング２１を含んでいる。頂部ホルダ２２は、下で
より具体的に説明される態様で、フィルタモジュール４
０を受ける。底部ホルダ２３は環状のねじ切りされた開
口２４を規定し、この開口２４はボルト２６により接続
されるツーピースの端部キャップ２５を受ける。頂部ホ
ル２２と底部ホルダ２３の間の空間は、フィルタモジュ
ール４０が嵌合する領域を規定する。フィルタモジュー
ル４０はその領域へ横方向に挿入され、その後に端部キ
ャップ２５が締められる。フィルタモジュール４０の外
部表面における長手の溝４１をハウジング２１の縦方向
に延在する端縁２８に対し組にすることにより、ベース
２０におけるフィルタモジュール４０の適当な回転方向
整列が達成される。
ガス供給およびガス処分導管２９および３０が頂部ホル
ダ２２へとそれの両側で相互接続される。
ベース２０は、たとえばアルミニウム、真ちゅう、ステ
ンレス鋼、またはＦＤＡ　（米国食品薬品局）が承認す
る種々のプラスチックを含む種々の材料から構成され得
る。
フィルタモジュール４０はシリンダ状本体４２を含み、
それの頂部端部は頂部キャップ４３により封止される。
頂部キャップ４３は、フィルタモジュール本体４２と偏
心であるガス注入口４４と、フィルタモジュール本体４
２と同心であるガス排出口４５とを含む。フィルタ要素
６０は底部開口を介してフィルタモジュール４０へと取
付けられ、その後に底部開口は底部キャップ４６により
恒久的に封止閉鎖される。ガス注入口４４およびガス排
出口４５は、それぞれゴム製０リングシール４７および
４９が設けられ、下でより特定的に説明されるように、
頂部ホルダ２２の組になる表面に対し封止を行なう。
ここで第２図・第３図および第４図を参照すると、フィ
ルタ要素６０がさらに詳細に説明されている。使用可能
にするために、ファイバの束は、外側とファイバのルー
メンの間に封止された領域をもたらすように一方の端部
で埋込みが行なわれなければならない。第２図、第３図
および第４図に示されるように、フィルタ要素６０は多
数の個別のファイバ６１からなり、それらは、フィルタ
を通るガス流の速度、特定のサイズなどの考慮に基づい
て、種々の多孔性およびサイズからなり得る。フィルタ
要素６０は４０％の密度にバックされることが典型的で
ある。フィルタ要素は、ファイバを一貫した平行な配列
に配置させ、次にすべてのファイバの一方の端部をポリ
ウレタン樹脂６２のベツドへと埋込ませた束へと形成さ
れる。この工程に関する十分な詳細は、１９８５年３月
刊行された、「技術情報、製造および取扱いｍ−中空フ
ァイバ」と題された、上で言及された出版物の第７頁に
見い出され得る。樹脂が少なくとも部分的に硬化した後
で、樹脂６２の頂部層は薄く切り離され、ファイバとフ
ァイバの間の空間に樹脂６２が充満した状態で、表面に
露出され開いたファイバ６１を残す。これは第２図に最
もうまく示されている。埋込みによりファイバ６１が確
実に所要の束にされるばかりでなく、硬化樹脂も、開い
た実質的にシリンダ状の形状でルーメン６３（ファイバ
の中空の中心コア）を有する個別のファイバを支持する
。樹脂６２はファイバ壁の陥没も防ぐ。もちろん、フィ
ルタ要素の反対端は、ファイバの端部を通るガス流を防
止するように封止される。
第２図に示される拡大図は理想化されたものであるが、
それでもファイバ６１がともに固定されて配列にされる
ことを例示している。第４図における図は、樹脂６２を
通る断面がファイバ６１の不規則な配置を表わしている
が、それでもファイバ同士は封止する関係でともに確実
に付着していることを例示している。
ここで第５図を参照すると、簡略化された断面は、ガス
注入口４４が頂部ホルダ２２でガス注入口３２と組にな
り、かつガス排出口４５が頂部ホルダ２２でガス排出口
３３と組になることを例示している。フィルタ要素６０
は、ガス排出口４５に対し囲むように関係してフィルタ
モジュール４０の頂部４３へ封止的に取付けられる。フ
ィルタ要素６０はフィルタモジュール４０において非対
称的に配置され、ガス注入口４４のための余地を設け、
かつフィルタモジュール４０内でのガス循環および拡散
のための適当な余地を許容する。第８図も見られたい。
圧力反応型チェックバルブ５１がガス注入口４４でフィ
ルタモジュール４０に取付けられる。チェックバルブ５
１は、圧力下にあるガスがバルブを通って流れていると
きのみ開いている。圧力の損失があれば、汚染された空
気を環境中に漏出しないように、フィルタモジュール４
０の内部を封止する。
また第５図と第９図にも示されるように、頂部ホルダ２
２は圧力解放バルブ３５を含む。このバルブ３５は、活
動状態にある場合には、フィルタモジュール４０内の圧
力を解放して、フィルタモジュール４０内部の圧力を外
部環境と等しくする。
遮断バルブ８０および８１は本来この発明の構成分部で
はないが、フィルタモジュール４０が、除去および置換
前に、汚染されてフィルタにかけられた空気から隔離さ
れることを可能にする。
ファイバ６１の物理的特性は上で詳細に説明されてきた
。第６図に対する参照により、ファイバを通るガスの基
本的な流れのパターンが示されている。上で説明された
ように、各ファイバは、その壁の厚さにより細孔がねじ
れた経路を規定するような壁の厚さを有している。経路
のツイストとターンが窮屈な曲がり角、よじれ、および
直径が減じられた領域を与え、それらがファイバの通常
の細孔サイズよりもはるかに小さいサイズの粒子を捕え
る。第６図に示される図では、流れはファイバ６１の外
側から側壁を通り、さらにルーメン６３に入る。この流
れのパターンを確立するための配置は第７図に示されて
おり、そこでは、真空ポンプ８２がフィルタ要素６０を
通してファイバ６１の上流側から下流側まで負の圧力を
作り出す〇上流側では正の圧カボンブも使用され得て、
ガスにフィルタ要素６０を通るように強制する。さらに
、ガス流は逆転され得て、その結果、汚染された空気は
ファイバ６０のルーメン６３へと通され、それにより、
ガスがファイバ６１の外側へと通過すると、ろ過が行な
われる。ファイバ壁の一方の側から他方までの、特有の
均一な細孔サイズは、ろ過がいずれの方向へでも起こる
ことを可能にする。
フィルタモジュール４０が変えられるべき頻度の決定は
、フィルタ１０を介してろ過されるガスを計量するか、
または単に予め定められた時間間隔でフィルタモジュー
ルを置換することで達成され得る。フィルタモジュール
を変えるために、まず、フィルタモジュールの内部と外
部環境との間で圧力が等しくされなければならない。再
び第５図を参照すると、まずバルブ８０が閉鎖されて、
汚染されたガス流を中断する。これによりチェックバル
ブ５１も閉鎖されて、フィルタモジュールを封止し、汚
染された空気が注入口４４を通って逃れ出ることを防ぐ
。フィルタの下流側での継続する負の圧力は、残留する
汚染された空気をフィルタ要素を介して引張る。次に、
バルブ８１が閉鎖されて、フィルタ要素の下流側にかか
る圧力を中断する。それゆえ、負または正いずれかの圧
力がフィルタモジュール４０にとらえられる。圧力解放
バルブ３５が押し下げられて、圧力を等化する。フィル
タモジュール４０にとらえられた正の圧力はフィルタエ
レメントから下流方向に解放される。それゆえ、発散さ
れたガスはフィルタにかけられたガスであって、汚染さ
れたガスではない。
圧力解放バルブ３５は、２ウエイモードまたは３ウエイ
モードで動作する、ハンフリー・プロダクツ争モデル（
Ｈｕｍｐｈｒｅｙ　　Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｓ　　Ｍｏｄｅ
　１）Ｎｏ、１２５　　ｌＮ５−Ｐ２−１０カートリツ
ジバルブであることが好ましい。
第９図に示されるように、バルブの底部に入る圧力が、
底部隔メンブラン３６が置かれた、閉鎖された位置にバ
ルブを保持する。主芯棒３７の頂部にかかる力が底部隔
メンブラン３６を押しのけて、頂部隔メンブラン３８を
その円錐状シートへと降下させ、排気管を封鎖する。ガ
スは、底部隔メンブラン３６の穿孔を通り、シートを通
り過ぎて、さらに頂部ホルダ２２のボート３９と通じる
横断孔あけされたボートを通って外へ流れる。フィルタ
モジュール４０における圧力の解放後に、端部キャップ
２５がねじって外される。これは、フィルタモジュール
４０がハウジング２１内を十分に滑り降りて頂部ホルダ
２２を空きにすることを可能にする。次に、フィルタモ
ジュール４０はそれをつかんでそれを横方向に外側へ引
張ることによりハウジング２１から除去される。第１図
によれば、フィルタモジュール４０の側壁の溝４１がハ
ウジング２１の端縁２８に沿って摺動し、これら２個の
要素間の適当な整列を維持することに注目されたい。こ
れは、ガス注入孔４４およびガス排出口４５が適当に位
置するのに必要である。全フィルタモジュール４０が処
分される。
新たなフィルタ要素４０が、溝４１を端縁２８と整列さ
せ、かつフィルタモジュール４０を横方向にハウジング
２１へ挿入することにより据え付けられる。フィルタモ
ジュール４０が適当に組にされることを確実にした後で
、端部キャップ２５がは締められる。端部キャップ２５
により及ぼされる圧力は頂部ホルダ２２の、それぞれガ
ス注入口３２およびガス排出口３３に対し０リング４７
および４９を押しつける。
ガスの精密ろ過のための方法および装置が上で説明され
ている。この発明の種々の詳細は、その範囲から逸脱す
ることなしに変更され得る。さらに、この発明に従った
好ましい実施例の先の説明は、例示のためにのみ提供さ
れたのであって、限定のために提供されたのではなく、
すなわち、この発明は前掲の特許請求の範囲により規定
される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明に従ったフィルタの分解図である。 第２図は、ファイバの束の頂部表面の小さなセクション
の部分的拡大を伴う、ファイバの束の斜視図である。 第３図は、第２図に示されたファイノくの束の側部正面
図である。 第４図は、第３図に示された丸で囲まれたセクションの
、部分的な拡大された縦断面図である。 第５図は、フィルタを通るガス流の経路を示す、フィル
タの概略図である。 第６図は、ファイバの側壁を通るガスの経路を示す、フ
ァイバの束の一区分の、極度な部分的拡大図である。 第７図は、フィルタモジュールを変える際に有用である
バルブ動作配置と組合わせたフィルタの概略図である。 第８図は、シリンダ状フィルタモジュールに対するファ
イバの束の偏心関係を示す、フィルタの水平断面図であ
る。 第９図は、複数部分が離脱された、フィルタの部分的縦
断面図である。 図において、１０はフィルタ、２０はベース、２１はハ
ウジング、２２は頂部ホルダ、４０はフィルタモジュー
ル、６０はフィルタ要素、６１はファイバ、６２は樹脂
、６３はファイバルーメンである。 特許出願人　エル・アンド・エイチ・チクノロシーズ・
インコーボレーテッド

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）移動するガス流からミクロンおよびサブミクロン
    の分子サイズの粒子物質を除去するためのフィルタであ
    って、 （ａ）ろ過されるべきガスの供給源に接続されるガス注
    入口と、モジュールからろ過されたガスを排出するため
    のガス排出口とを有する封入されたフィルタモジュール
    と、 （ｂ）前記ガス排出口に達するためにガスが前記フィル
    タ要素を通過しなければならないような態様で、前記ガ
    ス注入口の下流でかつ前記ガス排出口の上流にガス流が
    間に置かれる関係で前記フィルタモジュールに位置決め
    されるフィルタ要素とを含み、前記フィルタ要素が微孔
    性材料から形成されるメンブラン壁を含み、前記メンブ
    ラン壁の上流側からそれの下流側へガスを通すことによ
    りろ過が起こる、フィルタ。
  2. （２）前記フィルタ要素が多数の中空ファイバを含み、
    前記中空ファイバの各々が、中心に配置されたルーメン
    を包囲する微孔性材料から形成されるメンブラン壁によ
    り規定され、前記中空ファイバの上流側からファイバの
    前記メンブラン壁を介してその下流側へガスを通すこと
    によりろ過が起こる、請求項１に記載のフィルタ。
  3. （３）前記ガス流が前記ファイバのメンブラン壁を通っ
    て下流方向に進み、前記ルーメンに入る、請求項２に記
    載のフィルタ。
  4. （４）前記ガス流が、前記メンブラン壁を通って前記ル
    ーメンから下流方向に向かい、前記ファイバの外部に至
    る、請求項２に記載のフィルタ。
  5. （５）前記メンブランが平坦なシートを含む、請求項１
    に記載のフィルタ。
  6. （６）前記中空ファイバがポリマを含み、さらに、前記
    メンブラン壁における細孔がそこを介して一方の表面か
    ら他方へ至る三次元のねじれた流路を規定し、細孔の通
    常のサイズより小さい粒子物質をとらえ、それによりそ
    れをろ過して取り除く、請求項１および請求項２に記載
    のフィルタ。
  7. （７）前記ファイバがポリプロピレンを含む、請求項６
    に記載のフィルタ。
  8. （８）移動するガス流からミクロンおよびサブミクロン
    の分子サイズの粒子物質を除去するためのフィルタであ
    って、 （ａ）ろ過されるガスの供給源に接続されるベースガス
    注入口と、ろ過されたガスを排出するためのベースガス
    排出口とを有するベースと、 （ｂ）前記ベースに取り外し可能に受入れられかつそれ
    により支持される、封入された取替え可能かつ処分可能
    フィルタモジュールとを含み、前記フィルタモジュール
    が前記ベースガス注入口へのガス流接続を封止するよう
    にされたモジュールガス注入口と、前記ベースガス排出
    口へのガス流接続を封止してモジュールおよびベースか
    らろ過されたガスを排出するためのモジュールガス排出
    口とを有し、さらに （ｃ）前記モジュールガス排出口に達するためにガスが
    前記フィルタ要素を通過しなければならないような態様
    で、前記モジュールガス注入口の下流でかつ前記モジュ
    ールガス排出口の上流にガス流が間に置かれる関係で前
    記フィルタモジュールに封止的に位置決めされるフィル
    タ要素を含み、前記フィルタ要素が多数の中空ファイバ
    を含み、前記中空ファイバの各々が、中心に配置された
    ルーメンを包囲する微孔性材料から形成されるメンブラ
    ン壁により規定され、前記中空ファイバの上流側から前
    記ファイバのメンブラン壁を介してそれの下流側へとガ
    スを通すことによりろ過が起こる、フィルタ。
  9. （９）前記ベースが圧力解放バルブを含み、前記フィル
    タモジュールの除去および処分のために前記フィルタモ
    ジュール内の圧力が大気圧と等しくなることを可能にす
    る、請求項８に記載のフィルタ。
  10. （１０）前記フィルタモジュールがシリンダ状であり、
    前記モジュールガス排出口が前記フィルタモジュールの
    一方の端部に同心に位置決めされ、かつ前記モジュール
    ガス注入口が前記フィルタモジュールの同一の一方の端
    部に偏心に位置決めされ、前記フィルタモジュールを前
    記ベースに逆のガス流方向で取付けることを防止する、
    請求項８に記載のフィルタ。
  11. （１１）前記多数の中空ファイバが前記縦方向の軸に整
    列されたファイバの密度の高い束にグループ分けされ、
    さらに、前記ファイバが前記束の一方の端部により前記
    フィルタモジュール内に保持される、請求項１０に記載
    のフィルタ。
  12. （１２）前記ファイバの束が、その束の一方の端部を埋
    込んで、個別のファイバ間の空間を封止する一方でルー
    メンを露出させてガス流がそこを通って前記モジュール
    ガス排出口に入るようにするディスク状構造を形成する
    ことにより、束の形態で保持される、請求項１１に記載
    のフィルタ。
  13. （１３）前記中空ファイバがポリプロピレンを含む、請
    求項１１に記載のフィルタ。
  14. （１４）前記フィルタモジュールが、前記モジュール空
    気注入口と協働するチェックバルブを含み、前記フィル
    タモジュールの取替え中およびその後に前記フィルタ要
    素の上流側のろ過されていないガスが大気へと逃れ出る
    ことを防止する、請求項１１または請求項１２に記載の
    フィルタ。
  15. （１５）前記ベースが、前記フィルタモジュールに対し
    締められて前記フィルタモジュールを前記ベースと封止
    係合させ、かつ前記フィルタモジュールを除去および置
    換するために緩められかつ除去される、ねじ切りされた
    端部キャップを含む、請求項１４に記載のフィルタ。
  16. （１６）前記ファイバの束が前記フィルタモジュールに
    おいてフィルタモジュールの内壁に対し間隔を隔てられ
    た関係でその束の一方の端部から吊り下げられ、ファイ
    バの束のあらゆるところでかつ吊り下げられていない端
    部でガスが自由に流れるようにする、請求項１２に記載
    のフィルタ。
  17. （１７）前記メンブランにおける細孔の平均細孔サイズ
    幅が０．０３ないし０．０５ミクロンである、請求項８
    に記載のフィルタ。
  18. （１８）移動するガス流からミクロンおよびサブミクロ
    ンの分子サイズの粒子物質を除去する方法であって、 （ａ）フィルタモジュールにおいてガス注入口とガス排
    出口の中間に封止的に位置決めされるフィルタ要素を与
    えるステップを含み、前記フィルタ要素が微孔性材料か
    ら形成されるメンブラン壁を含み、メンブラン壁の上流
    側からそれの下流側へガスを通すことによりろ過が起こ
    り、さらに （ｂ）ミクロンおよびサブミクロンの分子サイズの粒子
    物質を含むガスを前記フィルタモジュールに入れて、圧
    力の下で一方の側から他方へ前記フィルタを通過させ、
    それによりそこから粒子物質をろ過して取り除くステッ
    プを含む、方法。
  19. （１９）前記フィルタ要素が多数の中空ファイバを含み
    、前記中空ファイバの各々が、中心に配置されたルーメ
    ンを包囲する微孔性材料から形成されるメンブラン壁に
    より規定され、前記中空ファイバの上流側から前記ファ
    イバのメンブラン壁を介してそれの下流側へとガスを通
    すことによりろ過が起こる、請求項１８に記載の方法。
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