JPS5973019A - 包旋状多層フイルタ組立体 - Google Patents

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】 フィルタ要素には流体入口と流体出口とを有するハウジ
ングと、その流体入口から流体出口へ流れる流体の流線
を横切るように７１ウジングの中に配置したフィルタシ
ート材料とが含まれるのが普通であって、流体入口と流
体出口の間を流れる流体はすべてそのフィルタシート材
料を通過しなくてはならないようになっている。

限定された区域においてフィルタシート材料の表面積を
できるだけ大きくするため、フィルタシート材料は多数
の波形に折重ねられるのが普通である。フィルタシート
材料の上流側から進行する流体の流れは各波形折重ね部
の表面のある部分においてフィルタシート材料を直接通
過した後、フィルタ材料の下流側から流体出口へと進行
する。従って、フィルタシート材料を通過する流体の流
れは一回だけとなるのが普通である。若しフィルタシー
ト材料を多数回通過することを必要とするなら、多数層
のフィルタシート材料を準備しなくてはならない。

従ってフィルタ要素には同−又は異なる微小孔寸法を有
する多数層のフィルタシート材料が含まれると共に、通
常はその中の粗目の各層を上流側へ細目の各層を下流側
へ直列に配置するのが一般的なやり方であるので、比較
的大きな粒子が先ず粗目の層によって除去された後、最
も小さい粒子が細目の層によって除去される。

このやり方において比較的大きな粒子が細目の層へ達す
る以前に粗目の層により除去されるから、細目の層の耐
用期間が延長される。

フィルタ要素において多数層から成る複合フィルタシー
ト材料がしばしば使用されるけれども、その数層は各層
によってそれぞれ選別的に除去される特定寸法の粒子夾
雑物を集積するだけの余地を設けるため普通は互に間隔
をもたせなくてはならない。多数層のフィルタ組立体は
例えばそれぞれダビット、ローゼンベルグ氏に付与され
た１９７６年１０月１６日付の米国特許第３，７６５，
５３６号と、１９７６年１０月１６日付の米国特許第５
，７６５，５５７号とに記載されているが、この二つの
特許の各層の一方を使用する単一層フィルタ要素は１９
７２年１０月３１日付でダビット、ローゼンベルグ氏に
付与された米国特許第３，７０１．４５３号に記載され
ている。

しかし、数層の各々に対する利用度を均一にする方法が
ないので、その多数層組立体はその層数に各層の普通の
寿命を掛けた積に等しい係数によって期待されるように
延長される寿命を持っていない。夾雑物除去の機能的重
荷は依然として最も細目の層に負わされている。多数層
組立体の全体的寿命は実際上第一に目詰まりする層、即
ち普通は最も細目の層の寿命より長くはない。それ故に
多数層組立体の寿命は最も細目の層の寿命よシはんの僅
かに長いだけに過ぎない。

各層に対して同一細孔寸法のフィルタ材料を使用するこ
とはそのような多数層組立体における第１層の下流側に
ある各層が第１層の破壊又は他の故陣の場合に第１層に
対する補強物として作用する以上の何の役にも立たない
から、多数層組立体における寿命の延長の立場から有利
なものではない。

この発明は全く異なる取組み方に基く単一のフィルタ層
を利用して、即ち同一フィルタシートを流過する流体を
その途上において１回だけではなく数回にわたってフィ
ルタ組立体を経由するように強制して、夾雑物除去をよ
り効率的にすると共に、寿命の延長を得られるものであ
る。多数層フィルタ組立体の場合のように、しかし数層
の間へ各層に付属する集積区域を設ける必要性なしに、
糸通過効果が達成される。その上、夾雑物の選択的分離
と集積のために最後のフィルタ層の上流にもつと粗目の
拐料を利用しなくてはならないようなことなく糸通過が
達成されるので、最終層の寿命が延長される。数回流過
する複合フィルタシートの上流側における夾雑物集積用
の普通の空所は全く十分である。

流出濾過液をフィルタ組立体へ再循環することなく同一
フィルタ要素を数回通過させるかの技術はこれまで発見
されていなかった。利用可能な現′存フィルタカートリ
ッジ組立体において、そのフィルタカートリッジは流れ
の線を横切って定置されるけ詐と）も、そのフィルタ要
素が平坦又は波形の何れであってもフィルタ要素の表面
は流体の流れの大部分がフィルタの表面に沿って、又は
その表面に対して小角度、普通は４５゜以下の角度で流
過するように定置されるために、フィルタ自体を流過す
るには９０°に及ぶ角度で旋回しなくてはならない。例
えば波形フィルタカートリッジの普通の配置において、
その上流の流れは各波形の表面に沿って流過した後各波
形の層の中へ流入する。

本発明のフィルタ要素構造において、各波形層は複合フ
ィルタシートをそれ自体の上へ二重層として折重ねた後
、次いでその二重層をそれ自体の上へ流体の流線に対し
て少なくとも６０゜から９０°に及ぶ角度をもって横方
向に横切るように配置した多数の波状に折重ねることに
よって形成されるので、流体の流れはその全行程におい
ての一つだけでなく数個のこの包旋体の二重層を横切っ
て進行することができるため、流体出口までの途中にお
いてフィルタ要素を数回通過する。そうすることによっ
て、フィルタ要素自体を通過する回数は包旋状折重ね数
に応じて少なくとも２通過から２０通過の多数に及ぶこ
ともできる。

同一フィルタ要素をこのように多数の回数通ることによ
る驚くべき結果はその細孔寸法のフィルタ要素に対して
普通劣る夾雑物除去可能等級を飛躍的に向上した点であ
る。

例えば４０ミクロンの夾雑物除去規格等級を有する比較
的粗目のフィルタ要素は本発明のフィルタ構造に折重ね
て包施形にした時、１５ミクロン猫度の低い除去等級を
発揮するが、普通２０ミクロン程度の低い除去等級とな
る。これは顕著な成果であって、本発明のフィルタ構造
においては、使用できそうもない程の更に粗目の材料を
使用することができることを意味する。

このことはフィルタがもつと大きな細孔寸法を有するよ
うな更に粗目であるため、夾雑物除去等級に対する流量
を著しく増加することができる０ 更に又それは多数層フィルタ組立体構造と比較してその
最終層としてよりもむしろ中間層の一つとして多分使用
されるようなもつと遥かに粗目のフィルタをその代りに
使用しても同等の成果を収められることを意味する。こ
れはフィルタの除去等級が細目であればあるほどその費
用が高くなるのが普通であるから、経済的によシ多く貢
献することをも意味する。

本発明てよる包旋状フィルタ組立体は夾雑物を漸進的で
はあるが比較的均一に集積するから寿命の延長という付
加的長所を有する。

夾雑物は複合フィルタ要素を通過する流れの最も速い所
、又はフィルタ表面の他の部分よシも流速の速いいずれ
かの所に集積しようとする。

その結果、本発明のフィルタ組立体において夾雑物は複
合フィルタ要素の実際上最後の包旋体層分の終端におい
てまだ濾過されていない流れとぶつかる第１包旋体層に
集積しようとする。

夾雑物がそこへ集積するに従ってこの部分が次第に目詰
まりするため流れが減少するけれども、複合フィルタ要
素に沿った流れは集積した夾雑物のない隣接する次の部
分の表面において増加する。このようにして、夾雑物は
一つの包旋体から次の包旋体へと各包旋体の表面に沿っ
て順次集積されると共に、複合フィルタを最初にぶつか
った包旋体層から最後にぶつかった包旋体層の方へと順
次閉塞する。フィルタ表面の最後にぶつかる部分はその
フィルタ表面全体が閉塞されるまで最初にぶつかった部
分に比べて夾雑物が比較的存在しない脣までいるから、
フィルタ要素が実際上完全に閉塞されるまで夾雑物の漸
進的集積によってフィルタ要素を横切る高い圧力落差を
生ずることにはならないし、更にフィルタ要素が完全に
閉塞される時せでその表面に沿った夾雑物の集積は各包
旋体の斯道的集積作用が順序よく連続して行われるため
最初の包旋体から最後の包旋体に至るまで比較的均一で
ある。

本発明のフィルタ構造において二重層は前後へ互に折重
ねた層に配列されると共に、そのすべてが流れの線を横
方向に横切って延在しているが故に、その形態が普通の
波形フィルタ構造とけ異なっている。本発明の構造を普
通の波形構造からはつ＠υ区別するため、本発明の複合
フィルタ要素を包旋状と呼称すると共に、その各折重ね
自体を包旋体と呼称することとする。

それ故に、この発明によるフィルタ組立体はハウジング
と、該ハウジング内において流体室に何れも開口する流
体入口及び流体出口であつて、該流体入口から流体出口
へ流れる流体がすべて流遇しなくてはならないようにす
るため流体入口から流体出口まで流体が流れる線を横切
って流体室に配置さ九た流体入口及び流体出口と、数層
の多孔性スペーサシート材料の間に挾まれたフィルタシ
ート材料から成る複合フィルタ要素とによって構成され
るが、その複合フィルタ要素は上流側と下流側とを有す
ると共に、上記流体室を複合フィルタ要素の上流側にお
いて流体入口と連通ずる第１部分と、複合フィルタ要素
の下流側において流体出口と連通ずる第２部分とに分離
する。更に複合フィルタ要素は流体室の第１部分及び第
２部分の何れか一方と流体的に連通ずる開放内部空所を
その間に規定する少なくとも二重層を形成するためそれ
自体へ折重ねられるが、複合フィルタ要素の反対側は流
体室の第１部分及び第２部分の他方と流体的に連通する
。二重層の複合フィルタ要素は流体室を横方向に横切る
と共に、流体入口から流体出口へ流れる流体の流線を前
後に横切って延在する多数の包旋体に配置されるので、
流体入口から流体出口へ流れる流体の流路はその途上に
おいて流体室の一部分と二重層のフィルタシート材料の
間の空所との間において複合フィルタ要素の上流側から
下流側へ通過する方向と、次いで二重層のフィルタシー
ト材料の間の空所と流体室の上流部分との間においてフ
ィルタシート材料を通って戻る反対方向との少なくとも
２回は各包旋状層を横切りながら通過することができる
。

複合フィルタ要素はそれ自体へ前後に折重ねられるから
、その組立体自体は２つの流体口付きの流体室を有し且
つ少なくとも２つの部分をもつ箱形ハウジングの利用に
・役立ち、流体室を横切って延在する包旋状の複合フィ
ルタ要素はハウジングによって、両流体日間における流
線を横切って保持され、成るべくならその各包旋体が流
体の圧力差と流体の流れに抗して一様な固定的間隔をも
って支持源れることか望ましい。

そのようなフィルタ組立体は１９７４年６月１１日付の
米国特許第３，８１５，７５４号においてローゼンベル
グ氏により箱の形で提供されているが、そのフィルタ組
立体では包施形又は波形シートの形によるフィルタ要素
がハウジング内の各側面において保持されると共に、そ
れは接着作業中に取扱うことができるからハウジングの
中へこのように組立てることができる。この設計にはハ
ウジングとフィルタ要素の各側面との間における流体密
封を確保するような方法にょシハウジング内の各接近用
開口面を閉塞するだめの手段が含まれているので、ハウ
ジング内のフィルタ要素を経由して漏洩する如何なる可
能性をも防止することができる。この設計はフィルタ組
立体のすべての部品において、随意的にフィルタ要素自
体についても、プラスチックの使用に役立っているのみ
ならず、使い捨て可能なフィルタ組立体の各構成部品を
単一体と同じように小さくまとめることもできる。この
フィルタ組立体は量産により廉価で大量に生産できるの
で、この組立体は一度の使用後使い捨て可能なものとし
て考慮することができる。

ように固定し支持されるべき時には、１９８０年２月５
日付ローゼンベルグ氏の米国特許第４．１８７，１８２
号記載の箱形フィルタ構造を使用することができる。

このフィルタ構造は概ね箱のような形態に組立てられる
第１と第２のハウジング部から成るハウシンクと、包旋
状シートの形をした複合フィルタ要素との組合せによっ
て構成されるが、そのハウジングは間に流体室を規定す
る両端と、互に対向する少なくとも４側面と、少なくと
も２つの流体口とを有すると共に、その両端と２つの互
に対向する側面とに沿った複数の外側壁と、２つの開放
された側面と、各外側壁から間隔をもって上記の互に対
向する２つの側面に沿った少なくとも２つの内側壁とを
備えている。

又、上記のフィルタ要素は両流体口の間の流体の流線を
横切って流体室をも横切って延在すると共に、ハウジン
グの各内側壁端縁と他の部分との間にあるフィルタ要素
の互に対向する側面部分において内側壁の全長にわたり
流体密的に保持される。又各側部キャップはフィルタ要
素の各側面に沿って延在すると共にその各側面へ流体密
的に接合される。各側部キャップ、各内室を横切ってフ
ィルタ要素を定置するのみならず、如伺なる方向への変
位にも抗して各層を支持すると共に、フィルタ要素のす
べての側面をハウジングに対して密封しているので、両
流体日間を流れる流体はフィルタ要素を通過しなくては
ならない。

好ましい実施例において、ノ・ウジングの第１と第２部
分の係接部はフィルタ要素の対置側面の周縁部分と係合
してその部分をしつかシ締着する。若し希望すればその
各係接部はフィルタ要素の細孔を介して流体密に一体化
することができるけれども、これは不必要である。

好ましい実施例において、フ・ｒルタ組立体は立方形の
箱であってその実質的に正方形である。

しかし如列なる形式の箱形でも使用することができる。

ハウジングの第１と第２部分は組立作業中その各側面に
側部キャンプが取付けられるまでその各側面において開
放しているので、ハウジングの各部分の内部へ完全に接
近することができる。その各開放側面を横切って延在す
るフィルタ要素の各側面は現場において形成され得る各
側部キャップによって次いで閉塞された上、各開放面を
横切るハウジングの第１と第２部分へ接合される。フィ
ルタ要素の各側面は熱可塑性被覆材料の熱熔融液を使用
して各側部キャップを現場において成形又は注封するこ
とにより容易に密封することができる。その結果、フィ
ルタ要素のすべての側面がハウジングの各側面へ即ち互
に対向する１組の側面は各側部キャップへ、又他の互に
対向する１組の側面はノ・ウジングの第１と第２部分へ
密封されるので、両流体日間と流れる流体はすべてフィ
ルタ要素を流過しなくてはならないＯ 若し箱形式のノ・ウジングが希望されないなら、複合フ
ィルタ要素の包旋された層は接着剤又はプラスチックの
継ぎ目密封剤を使ってその各側縁を密封することができ
るので、選定数の包旋体から成る基型構造体を形成する
ことができる。

本発明による飢旋状のフィルタ組立体の２つの好ましい
実施例が添伺した各図面に図示されている。

第１〜第３図に示すフィルタ組立体はベル形に形成され
た２つの部分１，２から成るノ・ウジングを肩するが、
その各部分は周縁フランジ３゜４と流体管連結部５，６
とを備えている。各連結部の一方、この場合６は流体入
口とＩ〜で、又この場合他方の５は流体出口としての役
目を果たす。各フランジはその係接面において耐漏洩密
封とするだめ互に接着又は融接される。その周縁におけ
る継ぎ目において例えばナイロンの薄膜又は米国特許第
５，７０１，４５３号記載の形式であって２０〜５０ミ
クロンの細孔寸法を南するポリエステル織布から成る１
枚のフィルタ材料７が密封される。このシート７は「ベ
ラキサ−」と呼ばれる商品のようなプラスチック押出し
成形網から成るスペーサ層８と９の間に挾壕れているが
、この６つの層は複合フィルタ要素１０を構成する。こ
の複合フィルタ要素は一連の６つの包旋体１１　、１２
　、１３　、１４　、１５．１６に折重ねだ二重層に折
曲げられると共に、二重層内において各対面層の間に空
所１７を有する０この空間１７は複合フィルタ架素の片
側においてフィルタ室１８と従って流体管５とも流体的
に連通ずると、同時に旭旋された複合フィルタ要素の反
対側はフィルタ室１９と従って流体管６とも流体的に連
通ずることがお判りと思う。

第２図と第６図に示す通り、この複合フィルタ要素は平
坦な表面を有するが、その各側縁２１と２２は箱形フィ
ルタ構造内において側縁継ぎ目密封とするため密封用ス
トリップ又は接着剤によって耐漏洩密に密封される。上
記の箱形フイルタ構造は１９８０年２月５日付のダグラ
ド、ローゼンベルグ氏に付与された米国特許第４．１８
７，１８２号において解説され且つ特許請求の範囲によ
シ限定されたものとむしろ同様であって、空所１７を介
してフィルタ室１８及び流体出口５と連通ずる内側をも
った包旋状基型構造体を形成するが、その基型構造体の
外側はフィルタ室１９及び流体人口６と連通ずる。

作動に当って流体は入口６からフィルタ室１９へ流入す
る。その一部は複合フィルタ要素に沿って流過するけれ
ども、その一部は包旋体１６において複合フィルタ要素
を横切って空所１７ａへ流入する。これは丁度濾過流で
ある。

この部分は空所１７ａ　Ｋ沿って包旋体１５の空所１７
ｂへ流入するけれども、その一部は複合フィルタ要素を
直接横切ってフィルタ室１９の一部である空所１９ａへ
流入するように戻される。

ここでその濾過流がフィルタ室１９・からのまだ濾過さ
れない流れと合流し、その双方が包旋体１５の複合フィ
ルタ要素を横切って空所１７ｂへ流入する。その濾過流
の一部は再び空所１７ｂから包旋体１４の空所１７ｃへ
流入するけれどもその一部は複合フィルタ要素を横切っ
て空所１９ｂへ流入するように戻される。ここでその流
れがフィルタ室１９からのまだ濾過されない流れと合流
した上、包旋体１４において複合フィルタ要素を横切っ
て空所１７ｃへ流入する。この流路は空所１９Ｃ１包旋
体１６及び空所１７ａと、空所１９ａ、包旋体１２及び
空所１７θと、空所１９ｅ、包旋体１１及び空所１７ｆ
と、最後の空所１９ｆとに対して反覆される。従って流
体の流れは１６回にも達するほど複合フィルタ要素を前
後に横切って通過することができるが、このことは同一
細孔寸法の従来型波形フィルタ要素の場合のように１回
だけのものより実際上非常によい粒子除去等級を提供す
るものであることが判ると思う。

一般的に言えば、フィルタ要素が４０ミクロンの除去規
格等級を有するものと仮定すると、第１〜第６図に示す
構造に折重ねた包旋体の場合に２０ミクロンの微粒子を
濾過した時、そのフィルタ材料の一回通過によって粒子
の５０％が除去されるし、第２回の通過によって残シの
微粒子の５０％が除去される。ｎ回の通過による除去率
は、１−（ｏ、ｓ　）ｎ　　であるから、４回の通過に
対して、１−　（０，５）１１＝０．９３８となる。

従って４回通過に対する効率は５０％から９５．８％に
改善される。そこで血液の１／２が直列の４層を通過し
他の１７２が１層のみを通過するものとしよう。その全
体的効率は、（０，５＋０．９３８）／２、＝ｏ、７２
＝　７２％であって、その効率において５０％近くの改
善となるが、これは圧力落差の増加なしに実現される。

第４〜第６図に示すフィルタ組立体は鋳型された第１と
第２ハウジング部分２０Ａと２０Ｂによシ内部に流体室
２４が規定されるプラスチックのハウジング２０を有す
る。流体管２５はハウジング部分２０Ａの基部にあって
、流体管２６はハウジング部分２０Ｂの基部にあるが、
これら管は同軸であることがおわかυと思９゜各流体管
の一方は流体入口として、又他方は流体出口としての役
目を果たす。複合フィルタ要素３０はその両側が同一で
ある包旋状シートであるから流体は何れの方向からでも
流出入することができるが、成るべくなら入口として流
体管２６から出口として流体管２５へ流過する方が望ま
しい。

ハウジング部分２０Ａはその基部２９から外側へ延出す
る両側面２８と２８′を有するが、ノーウジング部分２
０Ｂは基部６４から外側へ延出する両側面３２と３３を
有する。ノ・ウジング部分２０Ａの各側面２８と２８′
の終端に外側へ延出するフランジ５５が形成されるが、
ハウジング部分２０Ｂの各側面３２と５５の終端にも外
側へ延出する７ランジ３６が形成される。各フランジ６
５は２組の単一リブ３７と３８をホするが、各フランジ
３６は単一リブ３９と二重リブ４０とを有すると共に二
重リブ４０の間にある縦溝４４は各リブ３７の一方とそ
れぞれ嵌合する。複合フィルタ要素３０の両端４２と４
３は各リブ３７と４０によって係合されると共に、保合
位置において保持される。各リプ５８と５９は各７ラン
ジ３５と５６において各ハウジング部分を一部材として
保持するため一緒に接合される。そのような接合は例え
ば超音波溶接により、又は溶剤軟化法により、又は熱融
合法により実現される。

各ハウジング部分２０Ａと２０Ｂの開放側面は各側部キ
ャップ４５と４５′によって閉塞されるが、その一方４
５は第６図に示されている。各側部キャップは第４図に
示す如く各ハウジング部分２０Ａと２０Ｂへその各側面
２２ａ　、　２３ａ　、　２２ｂ、２３ｂに沿って接合
される。複合フィルタ要素３０の４側面のうちの２側面
はこのようにして各側部キャップへ密封されるが、他の
２側面は各ハウジング部分のリプ３７と４０の間へ噛み
込んで保持される。これで複合フィルタ要素の４側面を
すべて流体の流れに対し閉塞すると共に、ノ・ウジング
内の流体室２４の２つの部分の間の流れを複合フィルタ
要素の細孔を経由するもののみに制約する。従って２１
ウジング２０の両流体口２５と２６間の流れはすべて複
合フィルタ要素を通過しなくてはなら゛ない。

複合フィルタ要素は商品名「ベツクザー」のような押出
されたポリプロピレン網の２枚の７−）　３０ｂと３０
ｃの間に挾まれたフィルタ要素３０ａを有する。

フィルタ要素３０ａは如伺なるフィルタシート材料のも
のともすることができる。図示の要素はナイロン、アセ
チルセルローズ又はポリプロピレン隔膜のような微小孔
性プラスチック膜のシートから製作される。ポリエステ
ルの網状織布のようなプラスチック又はワイヤの網、又
は不銹鋼ワイヤの網、又はエポオキシ含浸、紙、又は支
持されたナイロンの薄膜、及び他の形式のシート状フィ
ルタ要素も又使用することができる。

流体室２４の限られた空所において表面積を増大するた
めにこのフィルタ要素は波形にした四角形のシートであ
る。

第４〜第６図に示す箱形フィルタの組立ては次の通りで
ある。第４図を参照すると判る通り、各ハウジング部分
２０Ａと２０Ｂの各側面部２８゜２８’、３２．５３は
それらが互に接合された時各ハウジング部分間の流体密
を確保する特殊な構造を備えている。ハウジング部分２
０Ａの各対向側面２８と２８′のフランジ３５は他のノ
・ウジング部分２０Ｂの各側面５２と３３の７ランジ６
６と互にぴったり接合する。部分２０Ａのフランジ３５
は１対のリプ５７と３８を有すると共に、部分２０Ｂの
フランジ５６は１組の単一リフ３９と１組の二重リプ４
０とを有するが、各ハウジング部分２０Ａと２０Ｂが正
しい位置においてぴったり嵌合することを確保すると共
に、フィルタシート３０をその位置に保持するため部分
２０Ａの各リプ３７がその対向する二重リブ４０の間へ
嵌入される。

各部分２０Ａと２０Ｂがその各リプ３７と４０゜及び６
８と３９が互に係接するように互に嵌合された後、リプ
３８と６９は密封部位４６（第５図と第６図）において
一体重な一部材構造にするためその双方を容易に融着す
ることができる０ 各リプ６８と３９の内側において各リプ３７と４０はフ
ィルタ要素の両端を各リプの間へ噛み込んだまま保持す
る。

組立てにおいて、包旋状の複合フィルタ要素はその両端
４２と４３を／％ウジング部分２０Ｂのフランジ３６と
各リプ４０の上へ乗せたまま部分２０Ｂの中へ滑入され
る。次いでノ１ウジング部分２０Ａは部分２０Ｂの上へ
嵌入された後複合フィルタ要素に対して巧妙に圧下され
ると共てフィルタ要素の両端を各リプ５７と４０の間へ
挾んで締め付けると同時に、各ノＡウジング部分２０Ａ
。

２０Ｂのフランジ３５及び３６と各リプ３７及び４０の
間へ緊密に係合させることによって複合フィルタ要素を
その位置においてしっかりと保持する。各リプ３８と３
９をそれから超音波溶接により一体化することによりそ
の間に流体密関係を樹立すると共に、その両端及び複合
フィルタ要素の第１包旋体層を流体の流れに対して完全
に閉塞する。

次に各側部キャップ４５と４５′を現場において形成し
たものか、又は予め形成したものを各ハウジング２０Ａ
　、　２０Ｂと複合フィルタ要素の各端縁５２．５５と
へ各開口面４８．４９を横切って接合するが、この際複
合フィルタ要素の各側面は各側部キャップへ接合される
ので、複合フィルタ要素の各側縁が流体室２４を横切る
位置に固定される作業が完成する。この作業は例えば接
着剤又は融着剤、又は接着剤又は樹脂、又は注封配合剤
を使って実施することができる。

これでフィルタ組立体が完成したのでいつでも使用する
ことができる。

フィルタ組立体は下記の順序によって作動される。

流体の流れは何れの方向からでも流過することができる
けれども、成るべくなら流体管２６からフィルタ組立体
へ流入して複合フィルタ要素３０の上流である流体室２
４の上流部分２４ａへ進入する方が望ましい。その流れ
は先ず複合フィルタ要素の包旋体層３０ｄとぶつかる。

その流れの一部はその層の複合フィルタ要素を通過して
複合フィルタ要素３０の折重なったシートの間にある内
部空所５５に流入する。空所５５へ流入した流れの一部
は空所５５に沿って複合フィルタ要素の次の包旋体層ま
で流れるけれども、その一部は複合フィルタ要素を通っ
てその包旋体層と次の包旋体層の間にある上流側流体室
２４ａの一部分２４ｃの中へ還流する。流体室２４ａ内
のまだ濾過されない流体の一部とこの濾過液の一部とは
次いでこの包旋体層の複合フィルタ要素を通過してこの
層内の空所５５へ流入するなど、数個の包旋体層のすべ
てを濃過しながら、複合フィルタ要素３０の折重なる部
分が各フランジ３５と６６のレベルにおいて始まる第１
包旋体層にまで達する。

複合フィルタ要素６０の最後の濾過層は各フランジ３５
と３６の間において流体室２４を横切って延在すると共
にフィルタ室２４の上流側部分２４ａをその下流側部分
２４１）から分離する。

複合フィルタ要素の各包旋体内の空所５５は複Δ 合フィルタ要素３０の折重なった最初の部分においてフ
ィルタ室の下流側部分２４’ｂの中へ開放している。下
流側部分２４ｂの中の濾過液は流体口２５を経てフィル
タ組立体から流出する。

流体口２５と２６における流体管接続は希望する任意の
要領で行うことができる。医学的用途に対しては標準型
血液用スパイクとソケットを使用することができる。

フィルタの各ハウジング部分と各側部キャップとは任意
の合成プラスチック材料から製作することかできる０熱
可塑性又は溶剤可溶性プラスチック材料は接合が容易で
あるから好ましい材料であるけれども、接合が終わるま
では熱可塑性、熔融性、又は熱軟化性重合段階にあって
、接合した後樹脂の硬化によりもはや分離不可能な構造
物の製造を完成することができる熱硬化性樹脂を使用す
ることもできる。そのような構造物は各ハウジング部分
と複合フィルタ要素の間及び各側部キャップと複合フィ
ルタ要素の間における流体密を破壊する危険性を伴うこ
となく耐圧容器として使用することができる。高圧蒸気
消毒条件下で軟化しないほど十分に高い軟化点を有する
熱可塑性樹脂は医学的用途に好ましい材料である。使用
可能なプラスチック材料の代表的なものは、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン
、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリメタクリル酸メチル、ポリアリール、及びポリ
オキシメチレンである。ポリテトラフルオロエチレンと
、ポリトリフルオロクロロエチレンも使用することがで
きる。

どのようなフィルタ媒体でも成るべくフイ・ルタシート
の形ならフィルタ要素として使用することができる。医
学的用途としてはフィルタ媒体の細孔寸法が５０ミクロ
ン以下、成るべくならフィルタ組立体を通るバクテリヤ
が阻止される０、３ミクロン以下のものが通常は好まし
い。

バクテリヤが通過できないフィルタシートにはボール氏
等に付与された１９６６年６月１日付の米国特許第３，
２３８，０５６号、１９６６年４月１９日付の米国特許
第３．２４６．７６７号、１９６７年１１月２１日付の
米国特許第３．３５３．６８２号、及び１９７１年３月
３１日付の米国特許第３，５７３，１５８号明細書に記
載された隔膜フィルタ及びフィルタシートが含まれる。

更に有用な金属性フィルタシート材料として次のような
織布又は不織布のワイヤ網が含まれるが、例えば不銹鋼
のスクリーンと、不銹鋼のワイヤマットなどである。金
属のフィルタシートは熔融又はボッティング技法、又は
接着剤を使用することによって容易にプラスチックのハ
ウジング材料へ流体密的に接合することができるＯ フィルタ媒体は同−又は異なる細孔寸法を有する１枚又
は複数枚のフィルタシートから成る。

その１枚又は複数枚のシートは波形に形成されると共に
、各フィルタシートの片面又は両面において該シートを
並置的に支持するため波形にした少なくとも１枚の有孔
性支持兼排液部材を有する。

互に接触して並置された２枚又はそれ以上のフィルタシ
ートはその各シートのどこかに何らかの欠陥がたまたま
あるかも知れないから優れている。２枚のシートを対面
して並置することによって２つの欠陥が互に重ねられる
可能性は極めて小さくなる。

比較的剛性の有孔性支持兼排液部材はフィルタシートよ
りも高いＭｌｌｌｌ性用合うフィルタシートを横切る液
体圧力差に打ち勝つに足る強度とを翁する。

適当な有孔性内外面支持体は金属又はプラスチックから
製作することができると共に、例えば多孔性シート又は
プレート、又はプラスチックのフィラメント又は押出し
品から製作した織られた又は不織の又は押出し−の形と
することができる。好ましい有孔性シートは合成樹脂状
材料の押出し網から製作される。任意の如何なる熱可塑
性合成樹脂状材料でも使用できるが、そのような材料は
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリス
チレン、ポリアミド、アセチルセルローズ、エチルセル
ローズ、アセチルブチルセルローズ、塩化ビニルと酢酸
ビニルとの共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、塩化ビニリデンと塩化ビニルトノ共重合体、ポリ
ビニルブチラール、ポリトリフルオロクロロエチレン、
ポリメタクリル酸メチル。

及び合成ゴムである。

押出しプラスチック網は色々な模様のものを利用するこ
とができる。ある場合にはそのプラスチックは一方向の
押出された網のリンクが該リンクと同一直径を有する他
方向押出された網リンクと共に形成した開口織物模様を
有する。

他の場合には押出された各リンクの幅が一方向において
他の方向より広いだめ網の長手方向又は横方向又は円周
方向に延在する多数のリプを形成する。一般的に好まし
い網において、押出された各リンクは一様な直径を有す
るか、又は若し一方が他方より大なる直径を有するなら
、大なる直径の押出物は波形フィルタ要素の各包旋体又
は各波形が詰まるのを最小限にするため網の円周方向に
延在するように配置する０押出網のうち利用可能なもの
に四角形の孔を開口した斜め模様を有するものや、三角
形の孔を形成する長手方向の押出しにより交差斜め模様
が２等分されたものもある。しかしこれらの何れをも利
用することができる。

「スパンボンデツド」と呼ばれる不織材料は押出し成形
された熱可塑性合成樹脂のフィラメントがまだ軟い間に
不織マットの形に載置することによって準備することが
できる。柔かい繊維は互に接着するが、冷却しだ時一体
重集団のフィラメント状不織構造を形成する。この技法
はガラス繊維、ボリアミツド及び他の熱可塑性繊維に適
用することができる。

網はまた押出し成形中又は成形後にエンボスされる熱可
塑性樹脂の押出し成形シートからも形成されるが、その
シートを次いで引き坤ばすことによってエンボスされた
部位に孔ができるのでシートの形をした網が形成される
。

多孔質のシートも使用することができるが、この場合は
シートに細長い貫通孔をパンチによって穿孔するか、又
は穿孔すべき部位を局部的に加熱することによって形成
することができる。

スパンボンドされた不織材も又不織マットとして２つの
形式の繊維を載置することによって準備することができ
るが、その一方の形式の繊維は他方より低い溶融点を有
し小割合である。

このウェブを一方の繊維の軟化点以上に加熱した時、そ
の繊維は他方の繊維へしっかり接合される。この技法は
商業的にポリエステルの繊維に適用される。

支持兼排液部材はフィルタシートの片面又は両面に取付
けるか、又は各フィルタシート層の間へ挾むことができ
る。そのようにした複合フィルタ要素は次いで所望数の
波形と深さとと持った波形に成形される。従って、各支
持兼排液部材の波形はフィルタシートの波形と合致する
ので、これらの各シートはフィルタシートに対して波形
並置支持関係を樹立する。

この発明による箱形フィルタ組立体はフィルタシートの
周辺形状に順応するだめ、その側面数を任意に選定する
ことができる。フィルタシートは成るべく正方形又は長
方形の方が望ましいけれども、三角形、六角形、五角形
及び八角形を含む直線側面の如何なる多角形の形態にす
ることもできる。従って添付図に示すハウジングの実施
例は正方形又は長方形のフィルタ要素に対する四側面の
箱形であって、これは最も簡単で好ましい形状である。

しかし、五角形、六角形、七角形、八角形及び更に高い
多角形の箱形にもすることができる。

この発明によるフィルタ組立体は広汎な医学的用途を有
するので、例えば血液の濾過、輸血、及び血液が人体に
還流される以前にフィルタを経て循環されなくてはなら
ない体外血液注入手術に使用することができる。このフ
ィルタは例えば吸入治療装置から患者を隔離する呼吸用
フィルタのような患者に対するあらゆる種類の流体及び
ガスの投与配管や、静脈内投与の流体の濾過などのよう
に狭いスペースの中に実質的に拡大したフィルタ面を有
する使い捨て可能な小型フィルタを必要とする如何なる
場合の用途にも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルタ組立体の一実施例を示す
長手方向縦断面図であって、その複合フィルタ要素が包
旋状基型構造の形である場合を示す。 第２図は第１図のフィルタ要素を矢の方向から見た２−
ｚ？ＩＭに沿う端面図であって、その方向は流体入口か
ら流体出口の方を見た場合である０ 第３図は第１図のフィルタ要素を矢の方向から見た３−
６線に沿う端面図であって、その方向は流体出口から流
体入口の方を見た場合である。 第４図は本発明による箱形フィルタを示す分解組立図で
あって、２りの７１ウジング部分とシートの形をしたフ
ィルタ要素と２つの側部キャップとを含む組立て以前の
各構成部品を示す。 第５図は第４図のフィルタ組立体を示す部分的断面を有
する側面図である０ 第６図は第４図のフィルタ組立体を示す部分的断面を有
する他の側面図であって、各側部キャップの一方の方を
見た場合である。 １．２：ノ・ウジングの各部分 ６．４：各部分１，２の接合フランジ ５．６：流体出入口（流体管連結部） ７：フィルタシート材料 ８．９ニスペーサシート（支持兼排液部材）１０：複合
フィルタ要素 １１〜１６；包旋体 １７　（１７ａ　〜１７ｆ　）　：空所１８．１９：流
体室（フィルタ室） ２０：ハウジング（２０Ａと２０Ｂとの組合せ）２４：
流体室（２４ａ　〜２４Ｃを含む）２５．２６：流体口
（流体管連結部） ５０　：複合フィルタ要素 ３０ａ：フィルタ要素 ３ｏｂ　、　３０Ｃニスペーサシート（網状組織）２８
．２８’：ノ・ウジング部分２０Ａの側面３２、！１３
：ハウジング部分２０Ｂの側面３５、　！ｌ　６．：部
分２０Ａ　、　２０Ｂのフランジｂ７．３８．ｓｑ、ａ
ｏＨリブ ４　’２　、４３　：複合フィルり要素３０の両端４５
．４５’：側部キャップ ４６：密封部位（接合線） ４ａ　、ａｑ　：開放側面 ５５：内部空所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ハウジングと、該ハウジング内において流体室に何
   れも開口する流体入口及び流体出口であって、該流体入
   口から流体出口へ流れる流体がすべて通過しなくてなら
   ないようにするだめ上記入口から上記出口まで流体が流
   れる流線を横切って上記流体室に配置された流体入口及
   び流体出口と、数層の有孔性スペーサシート材料の間に
   挾まれたフィルタシート材料から成る複合フィルタ要素
   とを有する包旋状多層フィルタ組立体であって、上記複
   合フィルタ要素は上流側と下流側とを有すると共に、上
   記流体室を上記複合フィルタ要素の上記上流側において
   上記流体入口と連通ずる第１部分と、上記複合フ４ルタ
   要素の上記下流側において上記流体出口と連通する第２
   部分とに分離するが、父上記複合フィルタ要素は上記流
   体室の上記上流部分と上記下流部分の一方と流体的に連
   通ずる開放内部空所を層間に規定する少なくとも二重層
   を形成するためそれ自体へ折重ねられると共に、上記複
   合フィルタ要素の反対側は上記流体室の上記上流部分と
   上記下流部分の他方と流体的に連通ずるが、上記複合フ
   ィルタ要素の二重層は上記流体室を横方向に横切ると共
   に上記流体入口から上記流体出口へ流れる流体の上記流
   線を前後に横切って延在する多数の包旋体に配置される
   ので、上記流体入口から上記流体出口へ流れる流体の流
   路はその途上において上記流体室の一部分とフィルタシ
   ート材料の上記二重層間の空所との間において上記複合
   フィルタ要素の上記上流側から上記下流側へ通過する一
   回と、次いで上記フィルタシート材料の二重層の間の空
   間と妻記流体呈の上記一部分との間において上記フィル
   タシート材料を通って戻る一回との少なくとも２回は上
   記フィルタシート材料を経由して包旋状層を横切りなが
   ら通過することができる包旋状多層フィルタ組立体。 ２　上記ハウジングは上記複合フィルタ要素の両側部と
   係合して該各側部を締着すると共に流体密に集成された
   ２つの互に連係するハウジング部分から成る特許請求の
   範囲第１項記載の包旋状多層フィルタ組立体。 ３　上記ハウジングは直方形の箱である特許請求の範囲
   第１項記載の包旋状多層フィルタ組立体。 ４　上記ハウジングは２個のベル形部分から成り、それ
   ら部分がその間の上記複合フィルタ要素と共に相互に結
   合される特許請求の範囲第１項記載の包旋状多層フィル
   タ組立体。 ５　上記ハウジングは４個面を有するが、その互に対向
   する２つの側面は上記ハウジングによって規定されると
   共に他の対向する２つの側面は上記ハウジングへ取付け
   た２つの側部キャップによって規定され、父上記複合フ
   ィルタ要素は２つの側縁と２つの端縁とを有するシート
   の形であって、その各端縁は上記ハウジングの互に対向
   する上記両側面の各々へ流体密に密封されると共に、上
   記各側縁は上　　−記各側部キャップの各々へ流体密に
   密封される特許請求の範囲第１項記載の包旋状多層フィ
   ルタ組立体。 ６　上記流体入口と上記流体出口は同軸である特許請求
   の範囲第１項記載の包旋状多層フィルタ組立体。 ７　上記フィルタ要素は５０ミクロンよりも小さい細孔
   寸法を有する特許請求の範囲第１項記載の包旋状多層フ
   ィルタ組立体。 ８　上記フィルタ要素は０．５ミクロンよりも小さい細
   孔寸法を有する特許請求の範囲第１項記載の包旋状多層
   フィルタ組立体。 製 ９　上記ハウジングはプラスチック材料のもの△ である特許請求の範囲第１項記載の包旋状多層フィルタ
   組立体。 １０　　上記プラスチック材料は熱可塑性樹脂である特
   許請求の範囲第９項記載の包旋状多層フィルタ組立体。 １１　　上記熱可塑性樹脂はポリプロピレンである特許
   請求の範囲第１０項記載の包旋状多層フィルタ組立体。 １２　　上記ハウジングは何れも該ハウジングの一端と
   一つの流体口とを含むと共に、互に対向する外側壁の一
   部分を規定する２個の互に協同するハウジング部から形
   成されるが、上記各側壁部分は係合用リプ付フランジで
   終端としているので、上記各ハウジング部は上記各係合
   用フランジにおいて互に取付けられるため各側壁が完成
   されて一部材の７１ウジングを形成する特許請求の範囲
   第１項記載の龜旋状多層フィルタ組立体。 １３　　上記各ハウジング部の一方に複数の内側壁が形
   成されるが、上記フィルタ要素は上記各内側壁と上記各
   ハウジング部の他方の一端との間へその両端部分におい
   て保持される特許請求の範囲第１２項記載の包旋状多層
   フィルタ組立体。 １４　　上記フィルタ要素は上記各ノーウジング部の上
   記各フランジの上記各リブの間において上記各ハウジン
   グ部により噛み込まれて保持される特許請求の範囲第１
   ３項記載の包旋状多層フィルタ組立体。 １５　　上記２つの／Ｎウジング部と上記各側部キャッ
   プとは一部材の一体的フィルタ組立体を形成するため樹
   脂を注入する特許請求の範囲第１２項記載の包旋状多層
   フィルタ組立体０