KR20220037992A - 분지형 필터 및 사용 방법 - Google Patents

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제임스 에이. 베어
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폴 코포레이션
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Abstract

복수의 방사상으로 배열된 필터들을 포함하는 필터 배열체로서, 각각의 필터는 복수의 아암들을 포함하고, 각각의 아암은 다공성 측벽을 갖는 중공 튜브(각각의 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 가짐), 및 내경을 갖는 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 필터는: 제1 튜브 커넥터로서, 상기 제1 튜브 커넥터는 다공성 측벽들 및 제1 중공 몸체 내경을 갖는 제1 중공 몸체를 포함하고, 상기 제1 튜브 커넥터는 중공 튜브들에 연결되고 또한 이들과 유체연통하는, 제1 튜브 커넥터; 및 제2 튜브 커넥터로서, 상기 제2 튜브 커넥터는 제2 중공 몸체 내경을 갖는 제2 중공 몸체를 포함하고, 상기 제2 튜브 커넥터는 제1 중공 몸체에 연결되고 또한 이것과 유체연통하는, 제2 튜브 커넥터;를 더 포함하는, 필터 배열체, 및 필터 배열체들을 포함하는 필터 장치, 및 그 사용 방법이 개시된다.

Description

분지형 필터 및 사용 방법{BRANCHED FILTER AND METHOD OF USE}
분지형 필터 및 사용 방법
여과 성능 목표를 달성하기 위해서, 대형 및/또는 다중 여과 장치를 사용하거나, 또는 여과 면적 부족으로 인한 압력 강하 증가로 인해 더 자주 교체해야 하는 필터 장치를 사용해야할 수 있다. 어느 쪽이든 비용이 증가할 수 있다.
따라서, 개선된 필터가 필요하다. 본 발명은 선행 기술의 단점 중 적어도 일 부분을 개선하기 위해 제공된다. 본 발명의 이러한 이점 및 기타 이점은 하기 기술된 바와 같은 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 측면은 방사상 배열(radial arrangement)의 복수의 필터들을 포함하는 필터 배열체(filter arrangement)를 제공하며, 복수의 필터들의 각각은 복수의 필터 아암들(filter arms)을 포함하고, 복수의 필터 아암들은 적어도: 제1 필터 아암으로서, 제1 필터 아암은 다공성 측벽을 갖는 제1 중공 튜브, 및 내경을 갖는 제1 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 제1 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 제1 필터 아암; 및 제2 필터 아암으로서, 제2 필터 아암은, 다공성 측벽을 갖는 제2 중공 튜브, 및 내경을 갖는 제2 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 제2 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 제2 필터 아암;을 포함하고, 복수의 필터들 각각은: 제1 튜브 커넥터로서, 제1 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제1 중공 몸체 내경을 갖는 제1 중공 몸체를 포함하고, 제1 튜브 커넥터는 제1 중공 튜브 및 제2 중공 튜브에 연결되고, 또한 제1 튜브 커넥터는 제1 중공 튜브 및 제2 중공 튜브와 유체연통하며, 제1 중공 몸체 내경은 제1 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경 및 제2 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경보다 더 큰, 제1 튜브 커넥터; 및 제2 튜브 커넥터로서, 제2 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제2 중공 몸체 내경을 갖는 제2 중공 몸체를 포함하고, 제2 튜브 커넥터는 제1 중공 몸체에 연결되고, 또한 제2 튜브 커넥터는 제1 중공 몸체와 유체연통하며, 제2 중공 몸체 내경은 제1 중공 몸체 내경보다 더 큰, 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다.
필터 배열체의 바람직한 측면에 있어서, 복수의 필터들은 중앙 중공 허브(central hollow hub)와 외부 케이지(outer cage) 사이에 방사상으로 배열되고, 중앙 중공 허브는, 중앙 개구부, 및 제2 중공 몸체들과 유체연통하는 복수의 허브 채널들(hub channels)을 포함하고, 외부 케이지는, 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 복수의 잔류물 유체 흐름 포트들(retentate fluid flow ports)을 포함하며, 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들(permeate fluid flow paths)을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 방사상 배열의 복수의 만곡된 필터들(curved filters)을 포함하는 필터 배열체를 제공하며, 복수의 만곡된 필터들 각각은 복수의 만곡된 필터 아암들을 포함하고, 복수의 만곡된 필터 아암들은 적어도: 만곡된 제1 필터 아암으로서, 만곡된 제1 필터 아암은, 다공성 측벽을 갖는 만곡된 제1 중공 튜브, 및 내경을 갖는 만곡된 제1 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 만곡된 제1 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 만곡된 제1 필터 아암; 및 만곡된 제2 필터 아암으로서, 만곡된 제2 필터 아암은, 다공성 측벽을 갖는 만곡된 제2 중공 튜브, 및 내경을 갖는 만곡된 제2 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 만곡된 제2 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 만곡된 제2 필터 아암;을 포함하고, 복수의 만곡된 필터들 각각은: 만곡된 제1 튜브 커넥터로서, 만곡된 제1 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제1 중공 몸체 내경을 갖는 만곡된 제1 중공 몸체를 포함하고, 만곡된 제1 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 튜브 및 만곡된 제2 중공 튜브에 연결되고, 또한 만곡된 제1 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 튜브 및 만곡된 제2 중공 튜브와 유체연통하며, 만곡된 제1 중공 몸체 내경은 만곡된 제1 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경 및 만곡된 제2 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경보다 더 큰, 만곡된 제1 튜브 커넥터; 및 만곡된 제2 튜브 커넥터로서, 만곡된 제2 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제2 중공 몸체 내경을 갖는 만곡된 제2 중공 몸체를 포함하고, 만곡된 제2 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 몸체에 연결되고, 만곡된 제2 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 몸체와 유체연통하며, 만곡된 제2 중공 몸체 내경은 만곡된 제1 중공 몸체 내경보다 더 큰, 만곡된 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다.
필터 배열체의 바람직한 측면에 있어서, 복수의 만곡된 필터들은 중앙 중공 허브와 외부 케이지 사이에 방사상으로 배열되고, 중앙 중공 허브는, 중앙 개구부, 및 만곡된 제2 중공 몸체들과 유체연통하는 복수의 허브 채널들(hub channels)을 포함하고, 외부 케이지는, 만곡된 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 복수의 잔류물 유체 흐름 포트들(retentate fluid flow ports)을 포함하며, 만곡된 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들(permeate fluid flow paths)을 제공한다.
다른 측면들에 있어서, 필터 장치, 및 필터 장치를 사용한 십자류(cross-flow) 여과 방법이 제공되며, 필터 장치들 각각은, 입구, 투과물 출구, 및 잔류물 출구를 갖고, 또한 입구와 투과물 출구 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 입구와 잔류물 출구 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하는 필터 하우징을 포함하며, 이때, 상기 측면들의 하나 이상의 필터 배열체들은 필터 하우징 내에서 투과물 유체 흐름 경로들을 가로질러 배열된다.
도 1a는, 본 발명의 일 측면에 따른, 십자류(cross-flow)를 제공하는 방사상 배열의 복수의 필터들을 포함하는 필터 배열체(도 3c에서 A-A 선을 따라 취해짐)를 도시하며, 각각의 필터는 복수의 필터 아암들을 포함하고, 각각의 필터 아암은 다공성 측벽 및 개방된 단부들을 갖는 중공 튜브를 포함하며; 필터는, 다공성 측벽을 갖는 제1 튜브 커넥터로서, 상기 제1 튜브 커넥터는 중공 튜브들에 연결되고 또한 이들과 유체연통하는, 제1 튜브 커넥터; 및 제1 튜브 커넥터에 연결되고 또한 이것과 유체연통하는 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다. 도 1b는, 도 1a에 도시된 필터 배열체에 있는 세부 항목 A에 도시된 개별 필터(중앙 중공 허브와 외부 케이지 사이에 배열된 것으로 도시됨)의 확대도를 도시하며, 여기서, 중앙 중공 허브는, 중앙 개구부, 및 필터의 제2 중공 몸체와 유체연통하는 허브 채널을 포함하고, 외부 케이지는 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 유체 흐름 포트들을 포함하며; 만곡된 중공 튜브의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들을 제공한다.
도 2a 내지 도 2f는, 도 1a에 도시된 필터 배열체에 있는 4개의 필터 아암들의 세트들을 4개 포함하는 개별 필터를 도시하며, 여기서, 각각의 필터 아암은 다공성 측벽들 및 개방된 단부들을 갖는 중공 튜브를 포함하고; 필터는, 다공성 측벽들을 갖는 제1 튜브 커넥터로서, 상기 제1 튜브 커넥터는 중공 튜브들에 연결되고 또한 이들과 유체연통하는, 제1 튜브 커넥터; 및 제1 튜브 커넥터에 연결되고 또한 이것과 유체연통하는 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다. 도 2a는 수직면도(orthogonal view)를 보여준다; 도 2b는 우측면도를 보여준다; 도 2c는 평면도를 보여준다; 도 2d는 저면도를 보여준다; 도 2e는 도 2c의 B-B선을 따른 측단면도를 보여주고, 또한, 필터의 중공 튜브들, 제1 튜브 커넥터들, 및 제2 튜브 커넥터의 다양한 길이들, 뿐만 아니라, 중공 튜브들, 제1 튜브 커넥터들, 및 제2 튜브 커넥터의 벽들의 다양한 두께들을 보여준다.
도 3a 내지 3d는 필터 하우징을 포함하는 필터 장치를 도시하며, 여기서, 필터 하우징은 입구, 투과물 출구, 및 잔류물 출구를 갖고, 또한 필터 하우징은 입구와 투과물 출구 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 입구와 잔류물 출구 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하고, 도 1a에 도시된 바와 같은 복수의 필터 배열체들이 필터 하우징 내에서 투과물 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된다. 도 3a는 부분 절개가 있는 평면도를 보여준다; 도 3b는 도 3a의 C-C 선을 따른 측단면도를 보여주며, 여기서, 화살표는 투과물 및 잔류물 유체 흐름 경로들을 나타낸다; 도 3c는 수직면 부분 절개도를 보여준다; 도 3d는 하부 부분 절개도를 보여준다.
도 4a는, 본 발명의 일 측면에 따라, 십자류를 제공하는 방사상 배열의 복수의 만곡된 필터들을 포함하는 필터 배열체(도 6c에서 B-B 선을 따라 취해짐)를 도시하며, 여기서, 각각의 만곡된 필터는 복수의 필터 아암들을 포함하고, 각각의 필터 아암은 다공성 측벽 및 개방된 단부들을 갖는 만곡된 중공 튜브를 포함하며; 필터는, 다공성 측벽을 갖는 만곡된 제1 튜브 커넥터로서, 상기 만곡된 제1 튜브 커넥터는 중공 튜브들에 연결되고 또한 이들과 유체연통하는, 만곡된 제1 튜브 커넥터; 및 만곡된 제1 튜브 커넥터에 연결되고 또한 이것과 유체연통하는 만곡된 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다. 도 4b는, 도 4a에 도시된 필터 배열체(중앙 중공 허브와 외부 케이지 사이에 배열된 것으로 도시됨)에 도시된 개별 만곡된 필터의 확대도를 도시하며, 여기서, 중앙 중공 허브는, 중앙 개구부, 및 만곡된 필터의 만곡된 제2 중공 몸체와 유체연통하는 허브 채널을 포함하고, 외부 케이지는, 만곡된 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 유체 흐름 포트들을 포함하며; 만곡된 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들을 제공한다.
도 5a 내지 5f는, 도 4a에 도시된 필터 배열체에 있는 4개의 필터 아암들의 세트들을 4개 포함하는 개별 만곡된 필터를 도시하며, 여기서, 각각의 필터 아암은 다공성 측벽들과 개방된 단부들을 갖는 만곡된 중공 튜브를 포함하며; 필터는, 다공성 측벽들을 갖는 만곡된 제1 튜브 커넥터로서, 상기 만곡된 제1 튜브 커넥터는 만곡된 중공 튜브들에 연결되고 또한 이들과 유체연통하는, 만곡된 제1 튜브 커넥터; 및 만곡된 제1 튜브 커넥터에 연결되고 또한 이것과 유체연통하는 만곡된 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다. 도 5a는 수직면도를 보여준다; 도 5b는 사시 측면도를 보여준다; 도 5c는 도 5b의 D-D 선을 따른 우측 단면도를 보여주고, 또한, 필터의 중공 튜브들, 제1 튜브 커넥터들, 및 제2 튜브 커넥터의 다양한 길이들을 보여준다; 도 5d는 저면도를 보여준다; 도 5e는 평면도를 보여준다; 도 5f는 좌측면도를 보여준다.
도 6a 내지 6d는 필터 하우징을 포함하는 필터 장치를 보여주며, 여기서, 필터 하우징은 입구, 투과물 출구, 및 잔류물 출구를 갖고, 또한 필터 하우징은 입구와 투과물 출구 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 입구와 잔류물 출구 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하며, 또한 필터 장치는, 필터 하우징 내에서 투과물 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된, 도 4a에 도시된 바와 같은 복수의 필터 배열체들을 포함한다. 도 6a는 부분 절개가 있는 평면도를 보여준다; 도 6b는, 투과물 및 잔류물 유체 흐름 경로들을 나타내는 화살표와 함께, 도 6a의 D-D 선을 따른 측단면도를 보여준다; 도 6c는 수직면 부분 절개도를 보여준다; 도 6d는 하부 부분 절개도를 보여준다.
본 발명의 일 측면은 방사상 배열의 복수의 필터들을 포함하는 필터 배열체를 제공하며, 방사상 배열의 복수의 필터들 각각은 복수의 필터 아암들을 포함하고, 복수의 필터 아암들은 적어도: 제1 필터 아암으로서, 제1 필터 아암은, 다공성 측벽을 갖는 제1 중공 튜브, 및 내경을 갖는 제1 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 제1 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 제1 필터 아암; 및 제2 필터 아암으로서, 제2 필터 아암은, 다공성 측벽을 갖는 제2 중공 튜브, 및 내경을 갖는 제2 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 제2 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 제2 필터 아암;을 포함하고, 복수의 필터들 각각은: 제1 튜브 커넥터로서, 제1 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제1 중공 몸체 내경을 갖는 제1 중공 몸체를 포함하고, 제1 튜브 커넥터는 제1 중공 튜브 및 제2 중공 튜브에 연결되고, 또한 제1 튜브 커넥터는 제1 중공 튜브 및 제2 중공 튜브와 유체연통하며, 제1 중공 몸체 내경은 제1 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경 및 제2 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경보다 더 큰, 제1 튜브 커넥터; 및 제2 튜브 커넥터로서, 제2 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제2 중공 몸체 내경을 갖는 제2 중공 몸체를 포함하고, 제2 튜브 커넥터는 제1 중공 몸체에 연결되고, 또한 제2 튜브 커넥터는 제1 중공 몸체와 유체연통하며, 제2 중공 몸체 내경은 제1 중공 몸체 내경보다 더 큰, 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다.
필터 배열체의 바람직한 측면에 있어서, 복수의 필터들은 중앙 중공 허브와 외부 케이지 사이에 방사상으로 배열되고, 중앙 중공 허브는, 중앙 개구부, 및 제2 중공 몸체들과 유체연통하는 복수의 허브 채널들을 포함하고, 외부 케이지는, 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 복수의 잔류물 유체 흐름 포트들을 포함하며, 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 방사상 배열의 복수의 만곡된 필터들을 포함하는 필터 배열체를 제공하며, 복수의 만곡된 필터들 각각은 복수의 만곡된 필터 아암들을 포함하고, 복수의 만곡된 필터 아암들은 적어도: 만곡된 제1 필터 아암으로서, 만곡된 제1 필터 아암은, 다공성 측벽을 갖는 만곡된 제1 중공 튜브, 및 내경을 갖는 만곡된 제1 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 만곡된 제1 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 만곡된 제1 필터 아암; 및 만곡된 제2 필터 아암으로서, 만곡된 제2 필터 아암은, 다공성 측벽을 갖는 만곡된 제2 중공 튜브, 및 내경을 갖는 만곡된 제2 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 만곡된 제2 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 만곡된 제2 필터 아암;을 포함하고, 복수의 만곡된 필터들 각각은: 만곡된 제1 튜브 커넥터로서, 만곡된 제1 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제1 중공 몸체 내경을 갖는 만곡된 제1 중공 몸체를 포함하고, 만곡된 제1 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 튜브 및 만곡된 제2 중공 튜브에 연결되고, 또한 만곡된 제1 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 튜브 및 만곡된 제2 중공 튜브와 유체연통하며, 만곡된 제1 중공 몸체 내경은 만곡된 제1 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경 및 만곡된 제2 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경보다 더 큰, 만곡된 제1 튜브 커넥터; 및 만곡된 제2 튜브 커넥터로서, 만곡된 제2 튜브 커넥터는, 다공성 측벽 및 제2 중공 몸체 내경을 갖는 만곡된 제2 중공 몸체를 포함하고, 만곡된 제2 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 몸체에 연결되고, 만곡된 제2 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 몸체와 유체연통하며, 만곡된 제2 중공 몸체 내경은 만곡된 제1 중공 몸체 내경보다 더 큰, 만곡된 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다.
필터 배열체들에 있어서의 필터들의 측면들은 임의의 수의 중공 튜브들(직선형 중공 튜브들, 또는 만곡된 중공 튜브들을 포함하여), 및, 원하는 경우, 임의의 수의 제1 튜브 커넥터들 및 제2 튜브 커넥터들(직선형, 또는 만곡된, 제1 튜브 커넥터들 및 제2 튜브 커넥터들)을 포함하는 필터 아암들을 포함할 수 있다.
필터 배열체들에 있어서의 필터들의 측면들은 임의의 수의 세트의 복수의 필터 아암들을 가질 수 있고, 각각의 세트는 별도의 제1 튜브 커넥터와 유체연통할 수 있고, 복수의 별도의 제1 튜브 커넥터는 공통의 제2 튜브 커넥터와 유체연통할 수 있다.
필터 배열체의 바람직한 측면에 있어서, 복수의 만곡된 필터들은 중앙 중공 허브와 외부 케이지 사이에 방사상으로 배열되고, 중앙 중공 허브는, 중앙 개구부, 및 만곡된 제2 중공 몸체들과 유체연통하는 복수의 허브 채널들을 포함하고, 외부 케이지는, 만곡된 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 복수의 잔류물 유체 흐름 포트들을 포함하며, 만곡된 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들을 제공한다.
다른 측면들에 있어서, 필터 장치, 및 필터 장치를 사용한 십자류 여과 방법이 제공되며, 필터 장치들 각각은, 입구, 투과물 출구, 및 잔류물 출구를 갖고, 또한 입구와 투과물 출구 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 입구와 잔류물 출구 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하는 필터 하우징을 포함하며, 이때, 하나 이상의 필터 배열체들(바람직하게는 2개 이상의 필터 배열체들)의 측면들은 필터 하우징 내에서 투과물 유체 흐름 경로들을 가로질러 배열된다.
이하에서, 본 발명의 구성요소들 각각을 더욱 상세히 설명할 것이며, 여기서, 동일한 구성요소는 동일한 지시번호를 갖는다. 필터 장치의 예시된 측면들은 인사이드-아웃 필터 흐름(inside-out filter flow)을 위해 배열된다.
도 1a는 방사상 배열의 복수의 십자류 필터들(400)을 포함하는 필터 배열체(1000)의 일 측면을 도시하며, 여기서, 각각의 필터(도 1b 및 2a 내지 2e에서 더 자세히 도시하면서 논의됨)는 4개의 필터 아암들의 복수 세트들을 포함하고, 각각의 필터 아암은 다공성 벽을 갖는 중공 튜브를 포함하고, 필터 아암은 각각의 단부에서 개방되고, 각각의 필터는: 다공성 벽을 갖는 제1 중공 몸체를 포함하는 제1 튜브 커넥터로서, 상기 제1 튜브 커넥터는 중공 튜브들에 연결되고 또한 이들과 유체연통하는, 제1 튜브 커넥터; 및 다공성 벽을 갖는 제2 중공 몸체를 포함하는 제2 튜브 커넥터로서, 상기 제2 튜브 커넥터는 제1 중공 몸체에 연결되고 또한 이것과 유체연통하는, 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다. 복수의 필터들(9개의 필터가 도시됨; 그러나, 필터 배열체는 임의의 개수의 필터들을 가질 수 있음)은, 중앙 중공 허브(700)와 외부 케이지(750) 사이의 중심축 주위에 방사상 배열되고, 중앙 중공 허브(700)는, 중앙 개구부(702), 및 제2 중공 몸체들 및 중앙 중공 허브의 중앙 개구부(702)와 유체연통하는 복수의 허브 채널들(701A 내지 700I)을 포함하고, 외부 케이지(750)는, 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는, 중공 튜브들을 위한 복수의 잔류물 유체 흐름 포트들(753(중공 튜브(103)를 위한) 및 754(중공 튜브(104)를 위한)로서 도 1b에 도시됨)을 포함하며; 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들을 제공한다.
도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같이, 필터(400)는 4개의 필터 아암들의 세트를 4개 포함하고(필터는 임의의 개수의 필터 아암들 및/또는 필터 아암들의 세트들을 가질 수 있음), 각각의 세트는: 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(11) 및 개방된 제2 단부(12)를 갖는 제1 중공 튜브(10), 및 내경(14)을 갖는 제1 중공 튜브 내부 유체 채널(13)을 포함하는 제1 필터 아암(101); 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(21) 및 개방된 제2 단부(22)를 갖는 제2 중공 튜브(20), 및 내경(24)을 갖는 제2 중공 튜브 내부 유체 채널(23)을 포함하는 제2 필터 아암(102); 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(31) 및 개방된 제2 단부(32)를 갖는 제3 중공 튜브(30), 및 내경(34)을 갖는 제3 중공 튜브 내부 유체 채널(33)을 포함하는 제3 필터 아암(103); 및 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(41) 및 개방된 제2 단부(42)를 갖는 제4 중공 튜브(40), 및 내경(44)을 갖는 제4 중공 튜브 내부 유체 채널(43)을 포함하는 제4 필터 아암(104);을 포함하며, 필터(400)는, 4개의 필터 아암들의 세트들 각각과 유체연통하는 별도의 제1 튜브 커넥터(60)를 더 포함하고, 제1 튜브 커넥터(60)는, 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(61) 및 개방된 제2 단부(62)를 갖는 제1 중공 몸체(65), 및 제1 중공 몸체 내경(64)을 갖는 제1 중공 몸체 내부 유체 채널(63)을 포함하고, 제1 튜브 커넥터(60)는 제1, 제2, 제3 및 제4 중공 튜브들(10, 20, 30, 40)의 개방된 제2 단부들(12, 22, 32, 42)에 연결되고 또한 이들과 유체연통하고, 제1 중공 몸체 내경(64)은 튜브 내부 유체 채널 내경들(14, 24, 34, 44) 각각보다 더 크며, 또한 필터(400)는, 4개의 제1 튜브 커넥터들 각각과 공통으로 유체연통하는 제2 튜브 커넥터(70)를 더 포함하고, 제2 튜브 커넥터(70)는, 개방된 제1 단부(71) 및 개방된 제2 단부(72)를 갖는 제2 중공 몸체(75)(제2 튜브 커넥터는 도 2e에 도시된 바와 같이 총 길이 L3A를 가짐), 및 제2 중공 몸체 내경(74)을 갖는 제2 중공 몸체 내부 유체 채널(73)을 포함하고, 제2 튜브 커넥터(70)의 개방된 제1 단부(71)는 제1 중공 몸체들(65)의 개방된 제2 단부들(62)에 연결되고 또한 이들과 유체연통하고, 제2 중공 몸체 내경(74)은 제1 중공 몸체 내경(64)보다 더 크고, 제1 중공 몸체 내경(64)은 튜브 내부 유체 채널 내경들(14, 24, 34, 44) 각각보다 더 크다. 도 2e의 도시된 측면에서, 4개의 필터 아암들의 세트들 모두는 동일한 길이 L1A를 갖고, 제1 튜브 커넥터들은 길이 L2A를 갖고, 제2 튜브 커넥터는 길이 L3A를 가지며, 여기서, L1A > L2A > L3A이다.
필터 아암들, 제1 튜브 커넥터들, 및 제2 튜브 커넥터들의 길이들 사이의 관계는 예시된 것들로 제한되지 않으며, 다양한 길이들 모두가 같을 수 있거나, 또는 2개가 같을 수 있거나, 또는, 예를 들어, L1A < L2A > L3A, 등일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 복수의 필터들을 포함하는 그러한 측면들에서, 필터 아암들, 제1 튜브 커넥터들 및 제2 튜브 커넥터들의 길이들 사이의 관계는, 동일한 필터 장치 내의 상이한 필터들에 대해 상이할 수 있다.
전형적으로, 도 2e에 도시된 바와 같이, 중공 튜브들, 제1 튜브 커넥터들, 및 제2 튜브 커넥터들의 벽들의 두께들은 서로 다르며, 여기서, 중공 튜브들(T1)의 벽들은 제1 튜브 커넥터들(T2)의 벽들보다 얇고, 제1 튜브 커넥터의 벽들은 제2 튜브 커넥터(T3)의 벽들보다 얇다.
도 4a는 방사상 배열의 복수의 만곡된 십자류 필터들(400')을 포함하는 필터 배열체(1000')의 일 측면을 도시하며, 여기서, 각각의 만곡된 필터(도 4b 및 5a 내지 5f에 더 상세히 도시하면서 논의됨)는 4개의 만곡된 필터 아암들의 복수 세트들을 포함하고(필터는 임의의 개수의 필터 아암들을 가질 수 있음), 각각의 만곡된 필터 아암은 다공성 벽을 갖는 만곡된 중공 튜브를 포함하고, 만곡된 필터 아암은 각각의 단부에서 개방되며, 각각의 만곡된 필터는: 만곡된 제1 튜브 커넥터로서, 상기 만곡된 제1 튜브 커넥터는 다공성 벽을 갖는 만곡된 제1 중공 몸체를 포함하고, 상기 만곡된 제1 튜브 커넥터는 만곡된 중공 튜브들에 연결되고 또한 이들과 유체연통하는, 만곡된 제1 튜브 커넥터; 및 만곡된 제2 튜브 커넥터로서, 상기 만곡된 제2 튜브 커넥터는 다공성 벽을 갖는 만곡된 제2 중공 몸체를 포함하고, 상기 만곡된 제2 튜브 커넥터는 만곡된 제1 중공 몸체에 연결되고 또한 이것과 유체연통하는, 만곡된 제2 튜브 커넥터;를 더 포함한다. 복수의 필터들(10개의 필터가 도시됨; 그러나, 필터 배열체는 임의의 개수의 필터들을 가질 수 있음)은 중앙 중공 허브(700')와 외부 케이지(750') 사이의 중심축 주위에 방사상으로 배열되고, 중앙 중공 허브(700')는, 중앙 개구부(702'), 및 만곡된 제2 중공 몸체들 및 중앙 중공 허브의 중앙 개구부(702')와 유체연통하는 복수의 허브 채널들(701A' 내지 700J')을 포함하고, 외부 케이지(750')는, 만곡된 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 복수의 잔류물 유체 흐름 포트들(753'(중공 튜브(103')를 위한) 및 754'(중공 튜브(104')를 위한)로서 도 4b에 도시됨)을 포함하며; 만곡된 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들을 제공한다.
일부 측면들에 있어서, 만곡된 필터들은, 동일한 외경을 갖는 상태에서, 직선형 필터들보다 더 많은 필터 면적을 제공할 수 있다. 도 4a에 도시된 측면에서, 허브 채널들을 포함하는 중앙 중공 허브(700')의 측면에 대한 만곡된 필터(400')의 전체 각도는 약 45° 내지 약 90°의 범위이다; 그러나, 다양한 각도들이 본 발명에서의 사용에 적합하다.
도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이, 만곡된 필터(400')는 4개의 만곡된 필터 아암들의 4개의 세트들을 포함하며(필터는 임의의 개수의 만곡된 필터 아암들, 및/또는, 만곡된 필터 아암들의 세트들을 가질 수 있음), 여기서, 각각의 세트는, 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(11') 및 개방된 제2 단부(12')를 갖는 만곡된 제1 중공 튜브(10'), 및 내경(14')을 갖는 만곡된 제1 중공 튜브 내부 유체 채널(13')을 포함하는 만곡된 제1 필터 아암(101'); 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(21') 및 개방된 제2 단부(22')를 갖는 만곡된 제2 중공 튜브(20'), 및 내경(24')을 갖는 만곡된 제2 중공 튜브 내부 유체 채널(23')을 포함하는 만곡된 제2 필터 아암(102'); 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(31') 및 개방된 제2 단부(32')를 갖는 만곡된 제3 중공 튜브(30'), 및 내경(34')을 갖는 만곡된 제3 중공 튜브 내부 유체 채널(33')을 포함하는 만곡된 제3 필터 아암(103'); 및 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(41') 및 개방된 제2 단부(42')를 갖는 만곡된 제4 중공 튜브(40'), 및 내경(44')을 갖는 만곡된 제4 중공 튜브 내부 유체 채널(43')을 포함하는 만곡된 제4 필터 아암(104');을 포함하고, 만곡된 필터(400')는 4개의 만곡된 필터 아암들의 각 세트와 연통하는 별도의 만곡된 제1 튜브 커넥터(60')를 더 포함하고, 만곡된 제1 튜브 커넥터(60')는, 다공성 측벽, 개방된 제1 단부(61') 및 개방된 제2 단부(62')를 갖는 만곡된 제1 중공 몸체(65'), 및 만곡된 제1 중공 몸체 내경(64')을 갖는 만곡된 제1 중공 몸체 내부 유체 채널(63')을 포함하고, 만곡된 제1 튜브 커넥터(60')는 만곡된 제1, 제2, 제3 및 제4 중공 튜브들(10', 20', 30', 40')의 개방된 제2 단부들(12', 22', 32', 42')에 연결되고 또한 이들과 유체연통하고, 만곡된 제1 중공 몸체 내경(64')은 만곡된 튜브 내부 유체 채널 내경들(14', 24', 34', 44') 각각보다 더 크며, 만곡된 필터(400')는 4개의 만곡된 제1 튜브 커넥터들 각각과 공통으로 유체연통하는 만곡된 제2 튜브 커넥터(70')를 더 포함하고, 만곡된 제2 튜브 커넥터(70')는, 개방된 제1 단부(71') 및 개방된 제2 단부(72')를 갖는 만곡된 제2 중공 몸체(75')(만곡된 제2 튜브 커넥터(70')는, 도 5c에 도시된 바와 같이, 전체 길이 L3'를 가짐), 및 만곡된 제2 중공 몸체 내경(74')을 갖는 만곡된 제2 중공 몸체 내부 유체 채널(73')을 포함하고, 만곡된 제2 튜브 커넥터(70')의 개방된 제1 단부(71')는 만곡된 제1 중공 몸체들(65')의 개방된 제2 단부들(62')에 연결되고 또한 이들과 유체연통하며, 만곡된 제2 중공 몸체 내경(74')은 만곡된 제1 중공 몸체 내경(64')보다 더 크고, 만곡된 제1 중공 몸체 내경(64')은 만곡된 튜브 내부 유체 채널 내경들(14', 24', 34' 및 44') 각각 보다 더 크다. 도 5c의 도시에서, 4개의 만곡된 필터 아암들의 세트들 모두는 동일한 길이 L1'을 갖고, 제1 튜브 커넥터들은 길이 L2'를 갖고, 제2 튜브 커넥터는 길이 L3'를 가지며, 여기서, L1' > L2' > L3'이다.
예를 들어 도 2a 내지 도 2e에 도시된 측면에 관한 논의와 유사하게, 만곡된 필터 아암들, 만곡된 제1 튜브 커넥터들 및 만곡된 제2 튜브 커넥터들의 길이들 사이의 관계는 예시된 것들로 제한되지 않으며, 다양한 길이들이 모두 같을 수 있거나, 또는 두 개가 같을 수 있거나, 또는 예를 들어, L1' < L2' > L3', 등일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 복수의 필터들을 포함하는 그러한 측면들에서, 필터 아암들, 제1 튜브 커넥터들, 및 제2 튜브 커넥터들의 길이들 사이의 관계는, 동일한 필터 장치의 상이한 필터들에 대해 상이할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 측면들의 필터 배열체들은 전형적으로 하우징 내에 배치되며, 여기서, 하우징은, 입구, 투과물 출구, 및 잔류물 출구를 포함하고, 또한 입구와 투과물 출구 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 입구와 잔류물 출구 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하며, 이때, 본 발명의 측면들에 따른 하나 이상의 필터 배열체들은 하우징 내에서 투과물 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 필터 장치(600)를 도시하며, 여기서, 필터 장치(600)는 하우징(605)을 포함하고, 하우징(605)은 입구(601), 투과물 출구(602), 및 잔류물 출구(603)를 갖고, 또한 하우징(605)은, 입구(601)와 투과물 출구(602) 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 입구(601)와 잔류물 출구(603) 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하며, 도 1a에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 필터 배열체들(1000)(4개의 필터 배열체들이 도시되어 있으며, 집합적으로 필터 배열체 인서트(filter arrangement insert)(1050)를 제공함; 그러나, 필터 장치는 임의의 개수의 필터 배열체들을 가질 수 있음)이 하우징 내에서 투과물 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된다. 필터 배열체 인서트(1050)는 장벽 플레이트들(610A, 610B) 사이의 하우징(605) 내에 장착된다. 도 3b에 더 상세히 도시된 바와 같이, 필터 장치의 도시된 측면은 "인사이드-아웃(inside-out)" 여과 흐름을 위해 배열된다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 필터 장치(600')를 도시하며, 여기서, 필터 장치(600')는 하우징(605')을 포함하고, 하우징(605')은 입구(601'), 투과물 출구(602'), 및 잔류물 출구(603')를 갖고, 또한 하우징(605')은 입구(601')와 투과물 출구(602') 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 입구(601')와 잔류물 출구(603') 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하며, 도 4a에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 필터 배열체들(1000')(4개의 필터 배열체들이 도시되어 있으며, 집합적으로 필터 배열체 인서트(1050')를 제공함; 그러나, 필터 장치는 임의의 개수의 필터 배열체들을 가질 수 있음)이 하우징 내에서 투과물 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된다. 필터 배열체 인서트(1050')는 장벽 플레이트들(610', 610B') 사이의 하우징(605') 내에 장착된다. 도 6b에 더 상세히 도시된 바와 같이, 필터 장치의 도시된 측면은 "인사이드-아웃" 여과 흐름을 위해 배열된다.
원하는 경우, 본 발명의 측면들은 폐쇄된 멸균 시스템에서 활용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "폐쇄된(closed)"이라는 용어는, 시스템의 내용물들을 시스템이 사용되고 있는 환경에 노출시키지 않은 채, 유체의 수집 및 처리(여과, 및, 원하는 경우, 조작, 예를 들어, 부분들의 분리, 성분들로의 분리, 저장, 및 보존을 포함)를 가능하게 하는 시스템을 지칭한다. 폐쇄된 시스템은 원래 만들어졌을 수도 있거나, 또는, 멸균 도킹 장치(sterile docking devices)를 포함하는 위생 피팅(sanitary fittings)의 시스템 구성요소들의 연결로부터 발생할 수도 있다.
중공 튜브들 및 제1 튜브 커넥터들(및, 일부 측면들에 있어서, 제2 튜브 커넥터들)의 측벽들은, 예를 들어 다음과 같은, 임의의 적합한 기공 구조를 가질 수 있다: 기공 크기(예를 들어, 버블 포인트(bubble point)에 의해 입증되거나, 또는, 예를 들어 미국 특허 제4,340,479호에 기술된 바와 같은, KL에 의해 입증되거나, 또는 모세관 응축 흐름 기공측정법(porometry)에 의해 입증됨); 평균 흐름 기공(mean flow pore: MFP) 크기(예를 들어, 포로미터(porometer), 예를 들어, Porvair Porometer(Porvair plc, Norfolk, UK), 또는 상표 POROLUX(Porometer.com; 벨기에)로 입수가능한 포로미터를 사용하여 특성분석됨); 기공 등급(pore rating); 기공 직경(예를 들어 미국 특허 제4,925,572호에 기술된 바와 같은, 변형된 OSU F2 시험을 사용하여 특성분석됨); 또는 제거 등급 매질(removal rating media). 사용되는 기공 구조는, 사용될 입자의 크기, 처리될 유체의 조성, 및 처리된 유체의 목적하는 유출 수준에 따라 다르다. 제1 및/또는 제2 튜브 커넥터들의 벽들이 다공성인 측면들에 있어서(예를 들어, 중공 튜브들 및 튜브 커넥터들이 동일한 재료로 만들어지는 일부 측면들에 있어서), 튜브 커넥터 벽들의 기공 구조는, 중공 튜브들의 벽들의 기공 구조보다 크지 않다.
필터는 임의의 원하는 임계 젖음 표면 장력(critical wetting surface tension: CWST; 예를 들어, 미국 특허 4,925,572에서 정의됨)을 가질 수 있다. CWST는, 예를 들어, 미국 특허 제5,152,905호, 제5,443,743호, 제5,472,621호 및 제6,074,869호에 추가적으로 개시된 바와 같이, 당해 기술분야에 공지된 바와 같이 선택될 수 있다. 전형적으로, 필터 요소는 적어도 약 17 dynes/cm(약 17 x 10-5 N/cm)의 CWST, 예를 들어, 약 17 dynes/cm 내지 약 90 dynes/cm(약 17 x 10-5 N/cm 내지 약 90 x 10-5 N/cm), 더욱 전형적으로 약 50 dynes/cm 내지 약 60 dynes/cm(약 50 x 10-5 N/cm 내지 약 60 x 10-5 N/cm) 범위의 CWST를 갖는다.
필터의 표면 특성을 (예를 들어, CWST에 영향을 미치기 위해, 표면 전하, 예를 들어, 양전하 또는 음전하를 포함하기 위해, 및/또는 표면의 극성 또는 친수성을 변화시키기 위해), 습식 또는 건식 산화에 의해, 표면 상에 폴리머를 코팅 또는 침착시키는 것에 의해, 또는 그래프팅 반응에 의해 개질할 수 있다.
필터 및/또는 필터 배열체의 모든 측면들은 추가적인 요소들, 층들 또는 구성요소들을 포함할 수 있으며, 이들은, 예를 들어 다음 중 하나 이상과 같은, 상이한 구조들 및/또는 기능들을 가질 수 있다: 사전여과(prefiltration), 지지(support), 드레인(drainage), 이격(spacing), 및 완충(cushioning). 예시적으로, 필터는 또한, 메쉬 및/또는 스크린과 같은 적어도 하나의 추가 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 측면들에 따르면, 필터 및 필터 배열체는 평판형, 주름형, 및 중공 원통형을 포함하는 다양한 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 측면들에 따른 필터, 및 필터 배열체(필터 아암들 및 튜브 커넥터들을 포함) 및 하우징은 바람직하게는 단일체(monolithic)이고, 바람직하게는 적층 제조(additive manufacturing)(때때로, "적층 제조(additive layer manufacturing)" 또는 "3D 프린팅"으로 지칭됨)를 통해 제조된다. 이들은 전형적으로, 활성화 가능한 바인더와 함께 결합된 금속 분말의 반복적인 침착(repeated depositions)(예를 들어, 바인더 분사, 때때로 "드롭 온 파우더(drop on powder)"로 지칭됨) 및, 전형적으로 이어지는, 예를 들어 소결에 의한, 분말 응집에 의해 형성된다. 다른 적합한 방법은, 압출(예를 들어, 페이스트 압출, 융합된 필라멘트 제조, 및 융합된 침착 모델링(fused deposition modelling)), 및 광 중합(예를 들어, 스테레오리소그래피 장치(stereolithography apparatus: SLA), 및 디지탈 광 처리(digital light processing: DLP))을 포함한다.
필터, 필터 아암, 필터 배열체 및 하우징은, 연속식 작동에서의 적층 제조를 통해, 실질적으로 동시에, 함께 제조될 수 있다.
모든 적합한 적층 제조 장비가 사용될 수 있으며, 다양한 생산용 3D 프린터(production 3D printers)가 적합하며, 이들은 상업적으로 입수가능하다.
본 명세서에 인용된 간행물, 특허출원, 및 특허를 포함하는 모든 참고문헌들은, 각각의 참고문헌이 개별적으로 그리고 명시적으로 인용에 의해 본 명세서에 통합되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로, 또는 그 전체가 본 명세서에 기재된 것과 동일한 정도로, 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
본 명세서에서 달리 명시되지 않거나 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 한, 본 발명을 설명하는 맥락에서(특히 다음 청구항의 맥락에서), 단수 용어 및 "적어도 하나" 및 유사한 지시어의 사용은 단수 및 복수를 둘 다 포함하는 것으로 해석된다. 본 명세서에 달리 명시되지 않거나 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 한, 하나 이상의 항목들의 목록 다음에 용어 "적어도 하나"를 사용하는 것(예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나")은, 나열된 항목(A 또는 B)으로부터 선택된 하나의 항목을 의미하거나, 또는 나열된 항목들 중 둘 이상의 조합(A 및 B)을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는(comprising)", "갖는", "포함하는(including)" 및 "함유하는"은, 달리 언급되지 않는 한, 개방형 용어(즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미함)로 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 값들의 범위들의 기재는, 본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, 그 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 지칭하는 약식 방법의 역할을 하는 것으로 의도되고, 각각의 개별 값은, 마치 본 명세서에 개별적으로 기재된 것처럼, 본 명세서에 통합된다. 본 명세서에 설명된 모든 방법들은, 본 명세서에서 달리 지시되거나 문맥 상 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 모든 예, 또는 예시적 표현(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 더 잘 설명하기 위한 것으로 의도되고, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위에 제한을 부과하지 않는다. 본 명세서의 어떠한 표현도, 임의의 비청구된 요소가 본 발명의 실행에 필수적인 것이라고 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하여 본 발명의 바람직한 구현예가 본 명세서에 기재되었다. 이러한 바람직한 구현예들의 변형은 앞에서 기재된 설명을 읽을 때 통상의 기술자에게 명백할 수 있다. 본 발명자들은 통상의 기술자가 이러한 변형을 적절히 사용할 것을 기대하며, 본 발명자들은 본 발명이 본 명세서에 명시적으로 설명된 것과 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은, 적용 가능한 법률에 의해 허용되는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구범위에 기재된 주제의 모든 변형 및 균등물을 포함한다. 더욱이, 모든 가능한 변형에서, 앞에서 언급된 요소들의 임의의 조합은, 본 명세서에서 달리 지시되거나 문맥에 의해 달리 명백히 모순되지 않는 한, 본 발명에 포함된다.

Claims (6)

  1. 방사상 배열(radial arrangement)의 복수의 필터들을 포함하는 필터 배열체(filter arrangement)로서, 상기 복수의 필터들 각각은 복수의 필터 아암들(filter arms)을 포함하고, 상기 복수의 필터 아암들은 적어도:
    제1 필터 아암으로서, 상기 제1 필터 아암은, 다공성 측벽들을 갖는 제1 중공 튜브, 및 내경을 갖는 제1 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 상기 제1 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 제1 필터 아암; 및
    제2 필터 아암으로서, 상기 제2 필터 아암은, 다공성 측벽들을 갖는 제2 중공 튜브, 및 내경을 갖는 제2 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 상기 제2 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 제2 필터 아암;을 포함하고,
    상기 복수의 필터들 각각은:
    제1 튜브 커넥터로서, 상기 제1 튜브 커넥터는, 다공성 측벽들 및 제1 중공 몸체 내경을 갖는 제1 중공 몸체를 포함하고, 상기 제1 튜브 커넥터는 상기 제1 중공 튜브 및 상기 제2 중공 튜브에 연결되고, 또한 상기 제1 튜브 커넥터는 상기 제1 중공 튜브 및 상기 제2 중공 튜브와 유체연통하며, 상기 제1 중공 몸체 내경은 상기 제1 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경 및 상기 제2 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경보다 더 큰, 제1 튜브 커넥터; 및
    제2 튜브 커넥터로서, 상기 제2 튜브 커넥터는, 제2 중공 몸체 내경을 갖는 제2 중공 몸체를 포함하고, 상기 제2 튜브 커넥터는 상기 제1 중공 몸체에 연결되고, 또한 상기 제2 튜브 커넥터는 상기 제1 중공 몸체와 유체연통하며, 상기 제2 중공 몸체 내경은 상기 제1 중공 몸체 내경보다 더 큰, 제2 튜브 커넥터;를 더 포함하는,
    필터 배열체.
  2. 방사상 배열의 복수의 만곡된 필터들(curved filters)을 포함하는 필터 배열체로서, 상기 복수의 만곡된 필터들 각각은 복수의 만곡된 필터 아암들을 포함하고, 상기 복수의 만곡된 필터 아암들은 적어도:
    만곡된 제1 필터 아암으로서, 상기 만곡된 제1 필터 아암은, 다공성 측벽들을 갖는 만곡된 제1 중공 튜브, 및 내경을 갖는 만곡된 제1 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 상기 만곡된 제1 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 만곡된 제1 필터 아암; 및
    만곡된 제2 필터 아암으로서, 상기 만곡된 제2 필터 아암은, 다공성 측벽들을 갖는 만곡된 제2 중공 튜브, 및 내경을 갖는 만곡된 제2 중공 튜브 내부 유체 채널을 포함하고, 상기 만곡된 제2 중공 튜브는 개방된 제1 단부 및 개방된 제2 단부를 갖는, 만곡된 제2 필터 아암;을 포함하고,
    상기 복수의 만곡된 필터들 각각은:
    만곡된 제1 튜브 커넥터로서, 상기 만곡된 제1 튜브 커넥터는, 다공성 측벽들 및 제1 중공 몸체 내경을 갖는 만곡된 제1 중공 몸체를 포함하고, 상기 만곡된 제1 튜브 커넥터는 상기 만곡된 제1 중공 튜브 및 상기 만곡된 제2 중공 튜브에 연결되고, 또한 상기 만곡된 제1 튜브 커넥터는 상기 만곡된 제1 중공 튜브 및 상기 만곡된 제2 중공 튜브와 유체연통하며, 상기 만곡된 제1 중공 몸체 내경은 상기 만곡된 제1 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경 및 상기 만곡된 제2 중공 튜브 내부 유체 채널의 내경보다 더 큰, 만곡된 제1 튜브 커넥터; 및
    만곡된 제2 튜브 커넥터로서, 상기 만곡된 제2 튜브 커넥터는, 만곡된 제2 중공 몸체 내경을 갖는 만곡된 제2 중공 몸체를 포함하고, 상기 만곡된 제2 튜브 커넥터는 상기 만곡된 제1 중공 몸체에 연결되고, 상기 만곡된 제2 튜브 커넥터는 상기 만곡된 제1 중공 몸체와 유체연통하며, 상기 만곡된 제2 중공 몸체 내경은 상기 만곡된 제1 중공 몸체 내경보다 더 큰, 만곡된 제2 튜브 커넥터;를 더 포함하는,
    필터 배열체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 필터들 또는 상기 복수의 만곡된 필터들은 중앙 중공 허브(central hollow hub)와 외부 케이지(outer cage) 사이에 방사상으로 배열되고, 상기 중앙 중공 허브는, 중앙 개구부, 및 상기 제2 중공 몸체들 또는 상기 만곡된 제2 중공 몸체들과 유체연통하는 복수의 허브 채널들(hub channels)을 포함하고, 상기 외부 케이지는, 상기 중공 튜브들 또는 상기 만곡된 중공 튜브들의 제1 단부들과 유체연통하는 복수의 잔류물 유체 흐름 포트들(retentate fluid flow ports)을 포함하며, 상기 중공 튜브들 또는 상기 만곡된 중공 튜브들의 다공성 측벽들 사이의 간격은 투과물 유체 흐름 경로들(permeate fluid flow paths)을 제공하는, 필터 배열체.
  4. 입구, 투과물 출구, 및 잔류물 출구를 갖고, 또한 상기 입구와 상기 투과물 출구 사이의 투과물 유체 흐름 경로, 및 상기 입구와 상기 잔류물 출구 사이의 잔류물 유체 흐름 경로를 한정하는 필터 하우징; 및 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 필터 배열체로서, 상기 필터 하우징 내에서 상기 투과물 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된 적어도 하나의 필터 배열체;를 포함하는 필터 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 필터 하우징 내에서 상기 투과물 유체 흐름 경로를 가로질러 배열된, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 2개의 필터 배열체들을 포함하는 필터 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 필터 배열체, 또는 제 4 항 또는 제 5 항에 따른 필터 장치를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하는 유체 여과 방법.
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