JPH0194905A - 濾過板、濾過板要素およびそれを具備する濾過器 - 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】 本発明は、−ａに、濾過器要素が、隣接した対の積重ね
られた板の間に配置される形式を有する複数の積重ね濾
過板を具備した直交流れ濾過器に関する。

積重ね版画交流れ濾過器は、水性バイオマス懸濁液の如
く固液懸濁液の脱水、蛋白質の脱塩、及び細胞培養物か
らの分泌代謝産物の除去を含む多様な固液分離作業にお
いて使用される。そのようなシステムにおいて、直交流
れ濾過器を作り上げる積重ね板は、一般に、単一フレー
ム構造に取り付けられ、これによりそれぞれの板は、所
謂ｒ板とフレーム」構造において、整合して保持される
。

長さ方向に沿って間隔をあけて開口を備えかつ積゛重ね
板を通って伸長する単一の液体送り導管は、一般に送り
手段として使用され、送り手段から、流入固体含有液が
、積重ね板アセンブリにおける隣接板の間に規定された
流路に導入される。板及びフレーム濾過器における流路
は、使い捨て濾過紙シートのような濾過器要素を含み、
固体含有液が接触しそして固体の除去された液が通過す
る。

長さ方向に沿って間隔をあけて配置された開口を特徴と
する単一の液体回収導管は、積重ね板アセンブリのそれ
ぞれの流路と液体流れ連結において積重ね板を通って伸
長し、かつ濾過器システムの固体の除去された液を運搬
する。

濾過が行なわれるとき、濾過された固体は、濾過シート
の「液体送り側面」、即ち活性濾過表面において濾過器
の流路に蓄積する。それから濾過器は、定期的に逆洗さ
れ、又は代替的に、所定レベルの固体が濾過シート要素
の濾過器１面の流路に８積した後、完全に遮断され、そ
の後システムは液体を排水され、そして濾過シートは必
要に応じて交換される。

現在販売されている積重ね濾過器システムの１つの形式
において、ミリボール株式会社（ベツドフォード、〆サ
チューセッ・ソ州）からＰｒｏｓｔａｋ直交流れ濾過器
が市販されており、この場合隣接濾過板が流路を規定す
る。流入固体含有液は、中央位置から横に伸長する送り
配水導管に板の一方の側面において送られ、送り配水導
管は、固体含有液の流出のために導管の長さに沿って間
隔をあけて配置された開口を備える。隣接板の反対側面
において、流路は、固体の除去された液を収集し、かつ
収集導管と連絡する中央出口からそれを排出するために
、長さ方向に沿って開口を有する液体収集導管を同様に
構成する。

上記の形式の直交流れ濾過器において遭遇する主要な問
題は、例えば、体積液体流量率又は液体表面速度によっ
て反映された如く、液体流れ分布が流路の横方向におい
て非常に不均一であることである。固体含有液のそのよ
うな不均一分布は、流入液体が中央位置で送り配水導管
に導入されるという事実の結果である。中央入口ポート
から送り配水導管の末端への横方向の圧力降下により、
積重ね板の入口側から出口側への液体の局所縦流れ（直
交流れ）は、中央液体入口ポートから次第に遠くなる横
方向の距離において、液体が配水導管の外側末端に横に
流されるときの圧力降下に釣り合う、その結果、入口側
から出口側への流路の中央部分における液体の選択的な
局部流れ（ａｈａｎｎｅｌｉｎｇ）が存在し、そして濾
過器の周囲領域の付随した余り使用できない部分が存在
する。中央部分において固体が濾過器の逆洗又は排水を
必要とする点にまで蓄積されたとき、濾過器の周囲領域
はまだ送り液体から固体を分離するために利用可能な能
力を有する。

前述の形式の直交流れ濾過器における送り液体のそのよ
うな横方向の不均一分布は、多分、積重ね濾過板の側面
に沿った多数の導入点において、送り液体を濾過流路に
導入する管寄せ多岐管（ｈｅａｄｅｒ　ｍａｎｉｆｏｌ
ｄｓ）と、積重ね板の反対側面に配置された対応する出
口管寄せ多岐管を用意することによって克服される。し
かし、不運にも、そのような用意は、多岐管から濾過器
に通過する複数の送り液体分岐管路を正に密封すること
が必要であるために、濾過器システムの複雑性と共にシ
ステム全体の圧力降下を相当に増大させる。

市販されている別の形式の積重ね版画交流れ濾過器は、
横に伸長する液体配水導管を使用し、固体含有液を隣接
積重ね板の間の流路に導入するために間隔をあけて配置
された開口を有するが、固体含有液をそのような導管に
流すための中央入口ポートの代わりに、液体は、導管の
横末端に結合された送り管路から導管に軸方向に送られ
る。そ　。

のような形式の濾過器は、Ｐｅ１ｌｉｃｏｎの商標の下
でミリボール株式会社（ベツドフォード、マサチューセ
ッツ州）から入手可能である。この送り配置は、配水導
管の送り端部から横方向への距離が増大するにつれて、
液体圧力の次第の減少を招き、これは、代わって、流路
において液体の直交流れの量が次第に横断方向に減少す
る結果を招く。

積重ね板濾過器の前述の液体流量不均一分布を克服する
努力において、濾過板は別個の流路を規定するバッフル
要素により構成され、濾過器の流路において濾過器要素
の総ての領域範囲にわたった流入固体含有液のより一様
な分布を達成する意図を有する。

東洋曹達工業（東京、日本）から市販されている濾過板
は、流入固体含有液が、板の一方の側面の中央入口ポー
トにおいて流路に導入される構造を特徴とする。壁が、
液体入口の前部に配置され、流路の床から上方に、かつ
流路の末端の方に横に伸長し、流入ストリームを２つの
外側に向いたスドリームに分割する。そのようなストリ
ーム分割壁から下流に、縦に伸長する分割仕切りがあり
、ストリーム分割壁と分割仕切りは、−緒に、平面図に
おいて見たとき、「Ｔ」構造を形成する。ストリーム分
割壁から縦に間隔をあけられ、かつ平行に、分割仕切り
の両側面に、一連のバッフル仕切りがある。バッフルは
、分割仕切りの両側において流路を部分的に横断して伸
長し、その結果仕切りのそれぞれの側面において、分裂
ストリームの各々に対して蛇行する流れ経路が形成され
る。

単一液体出口ポートは、入口ポートから積重ね板の反対
側面にお、いて提供され、これによりそれぞれの蛇行す
る流れは、最終的に結合され、そして濾過器の流路から
放出される。

上記の二重蛇行の流れ経路配置は、濾過紙要素の領域範
囲にわたって、液体流れの多少良好な分布を提供するが
、バッフルの末端における流れ経路における鋭い曲がり
は流れストリームにおいて縁及び入口効果を生成し、こ
れは実質的に空所と迂回を生成する。そのような変則流
れ現象の結果として、バッフル化蛇行流れ配置の濾過効
率はかなり削減される。

従って、単一液体送りポートからの液体の実質的に−様
な横方向への配水と、そのような形式の板が直交流れ濾
過器を形成するために積重ねられるとき、形成される流
路の総ての横範囲にわたって高度に−様な液体直交流れ
とを特徴とする濾過板を提供することは、技術において
実質的な進歩である。

このため、構造と操作が簡単かつ有効な形式の濾過板を
提供することが、本発明の目的である。

そのような形式の積重ね濾過板を具備する直交流れ濾過
器を提供することが、発明の別の目的である。

本発明の他の目的と利点は、続く開示からさらに十分に
明らかになるであろう。

広いス地において、本発明は、直交流れ濾過器を形成す
る濾過シート要素と共に使用するのに適する濾過仮に関
する。濾過器において、そのような−過板の対は、濾過
シート要素と係合され、流路を形成し、この場合固体含
有液は、固体の除去された液を生成するために濾過のた
めの濾過シート要素と接触される。

本発明の濾過板は、実質的に平坦底面を備えた全体とし
て平面かつ矩形の形状を有する。板の頂面は、全体とし
て矩形の流路を取り囲むように境界づける上方に伸長す
る壁を備える。

液体入口ポートは、流路の第１側面の中間部分において
配置され、液体出口ポートは、第１側面の反対側の流路
の第２側面の中間部分に配置される。

液体入口ポートは、流路の第１側面を横断して伸長する
液体送りトラフと液体流れ連絡にて結合され、そして液
体出口ポートは、流路の第２側面を横断して伸長する液
体収集トラフと液体流れ連絡にて結合される。

複数の間隔をあけた仕切りが、液体送りトラフと液体収
集トラフの間の流路の床から上方に伸長し、そのような
仕切りは、流路を制限する該壁よりも高さが低く、かつ
液体送りトラフと液体収集トラフの間に縦に伸長する一
連の副流路を規定するために互いに実質的に平行である
。

この板における液体送りトラフは、液体入口ポートと連
絡した中間部分から縁末端までその深さ、を次第に減少
する。液体収集トラフは、液体出口ポートと連絡した中
間部分から縁末端まで、同様に次第にその深さを減少す
る。

前述の形式の板は、積重ね対において使用され、濾過が
非常に有効な方法において行われる閉鎖流路を形成する
。特に、広く上記で記載された形式の第１の板は、第１
の板に対し反転関係において配置された構造的に同一の
第２の板と対にされ、第１及び第２の板のそれぞれの境
界を制限する壁が、互いに隣接密封に接触する。

そのような積重ね配置において、流路の寸法に近い全体
として矩形の小孔支持板が隣接板の間に介在され、小孔
支持板と対の濾過板の間に濾過シ゛−ト要素を有する。

そのような積重ね濾過板アセンブリの動作において、液
体入口ポートにより導入された液体は、液体送りトラフ
に入り、そして送りトラフの中間部分から外側末端まで
横に配水される。液体入口ポートの近接からトラフの末
端へのそれぞれの板の間の収集トラフの次第に減少する
断面は、流路の総ての横断範囲にわたって極めて−様な
縦に指向された液体直交流れを提供するために、副流路
に縦に指向された液体流れを提供し、その結果シート濾
過器要素は高度に有効に使用される。その結果として、
積重ね板アセンブリの固体濾過容量は、実質的に増大さ
れ、そしてアセンブリは、前節において実例により記載
された先行技術の直交流れ板とフレーム濾過器に比較し
て、濾過器の再生に先行して相当に拡張された動作が可
能となる。

別の見地において、本発明は、積重ね板濾過器アセンブ
リにおいて、上記の形式の濾過器に関して有益に使用さ
れる濾過器要素に関する。濾過器要素は、間隔をあけて
配置されがっ実質的に平行な整列リプの配列を備えた境
界フレームを含む支持板を具備し、リプは、該フレーム
の対向端部の間に伸長しかつ連結され、その結果リプと
フレームは、一連の対応する実質的に平行な濾過板流路
を形成する。開口が、濾過液流路からフレーム開口によ
るｒ過液流出のために、濾過液流路と液体流れ連結にあ
るフレームにおいて提供される。

第１濾過シートは、フレームの第１面に対して縁に沿っ
て連続的に固定され、そして第２濾過シートが、フレー
ムの第２面に対して縁に沿って対応して連続的に固定さ
れる。

第１及び第２濾過シートは、フレームと共に、リプによ
って分離された濾過液流路を含む閉鎖内部容積を規定す
る。

このようにして、第１及び第２濾過シートを通って濾過
器要素の閉鎖液体容積に入る濾過液は、濾過液流路中を
流れることができ、そして濾過液流路と液体流れ連絡に
あるフレーム開口を通って濾過器要素から放出される。

本発明の他の見地と特徴は、続く開示と特許請求の範囲
からさらに十分に明らかになるであろう。

本発明の濾過板は、積重ね板濾過器アセンブリを形成す
るために、複数の対において使用されるように適合され
、この場合隣接した対の板は、互いに関して反転して方
向付けられ、その結果単一構造の構成が、積重ねアセン
ブリにおける総ての板に対し使用される。

使用された濾過板とその間にはさみこまれた小孔支持板
は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポ
リイミド等のようなプラスチック、セラミックス、ステ
ンレス鋼のような金属、ポリテトラフルオロエチレンの
ような重合過フッ化炭化水素を含む適切な材料の構造か
ら形成される。

好ましくは、板とはさみこまれた小孔支持板は、高温度
での使用に適合した材料から形成され、その結果濾過器
の内部表面は、再生と再使用のために、蒸気殺菌及び／
又は化学的に消毒される。

第１図は、本発明による例示の濾過板を平面図において
示す、第２図は、ラインＡ−Ａに沿って取られた第１図
の板の断面正面図であり、そして第３図は、ラインＢ−
Ｂに沿って取られた第１図の板の断面正面図である。

これらの図面を参照すると、板部材１０は、全体として
平面であり、そして形状において矩形であり、第１図に
示された特定の輿施態様において全体として正方形の形
状を有する。板は、実質的に平坦な底面１２（第２図と
第３図を参照）と、板の周囲部分において実質的に平坦
な頂面１４とを有する。頂面１４は、境界壁内で全体と
して矩形の流路１８を取り囲むように境界づける上方に
伸長する壁１６を有する。

液体入口ポート２０は、流路の第１側面２２の中間部分
において備えられる。液体出口ポート２４は、第１側面
とは反対側の流路の第２側面２６の中間部分において対
応して備えられる。

液体入口ポート２０は、流路の第１側面を横断して伸長
する液体送りトラフ２８と液体流れ連絡にて結合される
。対応して、液体出口ポート２４は、流路の第２側面を
横断して伸長する液体収集トラフ３０と液体流れ連絡に
て結合される。

複数の間隔をあけて配置された仕切り３２ａ、３２ｂ　
、３２ｃ　、３２ｄと３２ｅは、液体送りトラフ２８と
液体収集トラフ３ｏの間に流路の床３４から上方に伸長
する。仕切り３２ａ−３２ｅは、流路を制限する壁１６
よりも高さが低く、そして互いに実質的に平行であり、
液体送りトラフと液体収集トラフの間に縦に伸長する一
連の副流路を規定する。

液体送りトラフ２８は、液体入口ポートと連絡にある中
間部分から縁末端３６および３６ａへと次第にその深さ
を減少する。

同様に、液体収集トラフ３０は、液体出口ポートと連絡
にある中間部分から縁末端３８と４０へと次第にその深
さを減少する。この文脈において使用されるとき、用語
「深さ」は、トラフの底部から流路１８の床３４の平面
まで測定された、送り又は収集トラフの最大垂直寸法を
意味する。

選択的に、板は、第１図に示された如く、境界主要壁１
６よりも高さの低い内部−界壁４２を特徴とし、第４〜
５図に示されかつ以後十分に記載される小孔支持板の保
有のために、支持構造を備える。

外側境界壁１６に、図示された如く、統合された円筒形
フランジ４４．４６．４８と５０を形成することができ
、それらの各々は、第６図を参照して以後に記載される
如く、間隔付き棒にて板を位置付けるために、板の周縁
部において円形開口の境界を設ける。

板の第１及び第２側面の中間部分において、隣接した対
の積重ね板によって規定された流路に、液体を導入しか
つ液体を除去するために使用される液体送り及び液体回
収導管を収容するために、それぞれの長円開口５１と５
２が備えられる。そのような送り及び放出液体導管は、
第６図を参照して十分に示され、かつ記載される。それ
ぞれの液体送り及び放出導管には、間隔をあけた穿孔が
適切に形成され、上記の板のそれぞれの液体入口及び出
口ポートにより、流路から液体の出入りを許容する。液
体送り及び放出導管に関する流路と隣接して配置された
板の正の密封を保証するために、板の液体入口及び出口
ポートは、板の底面１２において、第１図に示された如
く、ガスゲット要素５６と５８を適切に備える。

本発明の例示の実施態様のための板寸法特性の実施例と
して、水性バイオマス懸濁液の濾過に適する濾過板は、
第１図に示された如く、一般に正方形であり、約６イン
チ（約１５．２ｃｍ）の大きさの側面と、中間部分にお
いて各々２ミリメートル深さの送り及び収集トラフ２８
と３０を有し、それぞれの末端（送りトラフ２８の周囲
部分３６と３６ａ、及び収集トラフ３０の周囲部分３８
と４０）において１．５ミリメートルの深さに連続的に
減少する。仕切り壁３２ａ−ｅによって規定された副流
路の各々の横寸法（幅）は、約２センチメートルである
。

板構造の詳細は、液体入口ポート２０と液体出口ポート
２４の構造的特徴に関して、第１図に示される。総ての
構造的要素と特徴は、第１図の同一システム要素に関し
て、第２図と第３図において相応して番号付けされる。

前述の如く、濾過板は、境界主要壁１６と、主要壁の高
さよりも低い内部境界壁４２とを備える。

それぞれの壁の間に、境界壁（第２図と第３図参照）が
形成され、境界壁中に適切な開口５と６が。

第１図と第３Ｕｆ！Ｉに示された如く、連絡する。それ
ぞれの開口は、積重ね板アセンブリからの固体の除去さ
れた濾過液又は他の浸透液を運搬又は排水するために、
−過液（浸透液）流路として有益に使用される。　　　
　゛ 開口５と６はまた、ガス流れ用開口として有益に使用さ
れ、再生のために標準操作の停止時、積重ね板濾過器を
排水するために役立つ、こうして、濾過器の運転を停止
するとき、適切な供給源（示されていない）からのガス
が開口５及び／又は６に導入され、流路１８を十分な範
囲に加圧し、それは、システムによる通常の液体流れの
終了時に蓄積されたバイオマス懸濁液を排水することが
できる。

同様に、それぞれの開口は、システムの蒸気殺菌のため
の蒸気の導入と排出のために使用され、通常の濾過操作
の起動又は再起動に先行して、流路１８を通じて化学的
殺菌剤を流す。

さらに、小孔支持板の縁は、第７図に示され、以後さら
に十分に記載される如く、境界壁４２と１６の間の流路
に配置！されるために、開口５と６をそれぞれの二次流
体入口と放出通路として使用することが、また可能であ
り、入口ポート２０から流路１８に導入されかつ流路か
ら出口ポート２４に放出される液体の物質移動接触のた
めに、小孔支持板を通して二次流体を流す、そのような
目的のために、第１図に示された如く、対称的な対向領
域において、境界壁４２と１６の間で流路を対称的にｒ
阻止」することが都合が良く、この場合流路阻止セグメ
ント８は開口５を含む側面に沿って流路に配置され、そ
して流路阻止セグメント９は開口６に最も近い流路にお
いて同様に配置される。そのような配置により、開口５
に入る流体は、図面に示された如く、流路において下方
に向けられ、そして示された如く、流路阻止要素９に出
会うまで、流路の下方部分を横切る。続いて、そのよう
に導入された流体が、示された如く、小孔支持板の縁か
ら流路の反対部分に流出されるとき、それは、出口開口
６に流れる。

開口５と６は、第１図の破線にて示された如く、板の平
坦底面１２において、それぞれ、適切なガスケット手段
３と５を準備することにより、隣接する板の間において
適切に密封される。

第４図と第５図は、積重ね板濾過器アセンブリの例示の
小孔支持要素のそれぞれの頂面図と端面図を示す、板の
対応する特徴は、これら２つの図面において同一参照番
号により示される。

小孔支持板８０は、単に、全体として矩形の支持要素で
あり、第１面８２において板要素の仕切り３２ａ−３２
ｅと境界壁４２上に支持により載せられ、その間に第１
濾過シート、例えば、濾過紙シートを有する。

小孔支持板８０は、同様に、第２面８４において支持板
の第１面８２が載せられた濾過板と対となっている仕切
りおよび相補的な濾過仮の内側境界壁土に支持により載
せられる。小孔支持板の第２面は、同様に、その表面と
隣接板部材の仕切りの間にシート要素を有する。

小孔支持板は、複数の縦に伸長する内部液体流路８６と
、複数の横に伸長する内部液体流路８８とを形成され、
この場合縦及び横の流路は、支持板要素の内部を通った
液体流れのために拡張した相互連結網を確立するために
互いに交差する。濾過紙又は他の濾過シート部材のシー
トが取り付けられる頂部及び底部小孔支持表面８４と８
２と内部液体流れ網を同時に結合すると、表面開口９０
の配列になる。こうして、ヂ通紙のシートが、例えば、
小孔支持板の頂面８４に提供されるとき、固液懸濁液の
液体（浸透液）成分は、ｒ通紙と開口９０を通って、流
路８６と８８を具備する内部液体流れ網に流れ、縁領域
に小孔支持板を通って流れ、この場合固体の除去された
濾過液は、支持板から境界壁１６と４２の間の流路に流
出し、そして開口５と６により除去される。

第７図は、本発明による積重ね板濾過器アセンブリの断
面の正面図であり、構成部品の配置を示し、そして第１
〜５図に対応して番号付けされる。

第７図における如く、同一の相補的上方及び下方板は互
いにかみ合わされる。正密封を適切に保証するために、
ガスゲット（図示されていない）が、それぞれの対向境
界壁１６の隣接する頂面８２の間に（例えば、対向する
溝において）介在される。

下方濾過シート１００は、小孔支持板の下方表面８２と
下方濾過板の仕切り保持表面との間に配置される。同様
に、上方濾過シート１０２は、小孔支持板の頂面８４と
、上方濾過板の仕切り保持表面との間に介在される。

この配置により、濾過シート１０２と上方濾過板の間に
一連の副流路１１０．１１２．１１４．１１６．１１８
と１２０が形成され、−力対応して、一連の副流路１２
２．１２４．１２６．１２８．１３０と１３２が、濾過
シート１０ｏと下方濾過板の間に形成され、副流路は、
示された如く、それぞれの仕切り壁３２ａ−３２ｅによ
って縦に境界付けされる。

小孔支持板は、マット状形式の構造的要素として示され
たが、支持板の機能は、単に、濾過シートを両側面にお
いて正に保持し、そして固体の除去された液の内部流れ
を濾過仮に関連したｒ過液（浸透液）収集手段に収容す
ることである。

従って、示された特定の小孔支持構造の代わりに、支持
板に対して、従来の針金スクリーン要素、焼結金属板、
又は濾過シートに対して必要な支持機能を提供しかつ液
体浸透液収集及び放出手段の方に流れを収容する他の構
造を使用することができる０例えば、小孔支持板は、例
えば、アルミナ、酸化ジルコニウム等の焼結セラミック
材料を含み、相互連結された空隙の内部網を有し、平均
空隙通路直径は、約１ミクロンの次元である。そのよう
な支持板は、約５０乃至約９０％容積程度、例えば、約
８０％空隙の全体空隙空間を有する。さらに、そのよう
な焼結セラミック板は、同一液体をそのような領域にお
いて不浸透性にするために、表面の選択された部分にお
いてガラスで覆われるか、又は他の方法で処理される。

こうして、焼結セラミック板は、選択的にガラスで覆わ
れ、第２液体、例えば、蛋白室、アミノ酸の脱塩のため
の透析液体、及び／又はそのような焼結板において支持
された濾過板と接触された他の生物学的物質を内部に流
れさせる。

第６図は、本発明による積重ね板濾過器の分解斜視図で
あり、示された如く、それぞれのコーナ一部分において
垂直に上方に伸長する棒２０２．２０４．２０６と２０
８を有する、基部において配置される取り付は板２００
を具備する。基部において、積重ねの最下方要素として
、第１〜３図に示された形式のｒ過板２１０が取り付け
られる。

それぞれの棒２０２．２０６と２０８は、それぞれの円
筒形フランジ２１２．２１６と２１８によって取り囲ま
れた板にある開口を通って伸長する（この図面では見え
ないが、類似のフランジ付き開口が、棒２０４のために
提供される）、濾過器のための液体送り導管２２１は、
基部板２００における開口と板部材の液体入口開口２５
１とを通って伸長し、その結果濾過板２１０が定められ
た位置にあるとき、液体送り開口２５３は、液体入口開
口２５１と濾過板の液体入口ポート２２０に整合する。

　同様な方法により、液体回収導管２２３は、基部板２
００における対応する開口と液体出口開口２５２を通っ
て伸長し、これにより導管２２３における液体放出開口
２５７は、底部濾過板２１０が適正に配置されるとき、
液体出口ポート２２４とに整合させられる。

底部濾過板の仕切り壁２３２の上方保持表面において、
濾過シート３００が載せられる。濾過シートは、紙濾過
シートであり、セルロース繊維の不織布、あるいは他の
交換可能又は使い捨て可能な濾過媒体を含み、シート形
式において一般に提供され、そして本発明の濾過器にお
いて必要とされた形式に容易に切断又は他の方法で形状
付けされる。本発明により構成された形式の一通話シス
テムにおける特に都合の良い濾過シートは、容易に商業
的に入手可能なポリスルホン濾過シートである。

濾過シート３００に、第４〜５図を参照して例示により
示されかつ記載された形式の小孔支持板３０２が重なる
。小孔支持板３０２には、濾過シート３００に形状と構
造において同一の濾過シート３０６が重なる。

上方濾過シート３０６には、本発明による濾過板３１０
が重なり、下方板２１０に同一構造であるが、下方板に
関して位置的に反転され、第６図の積重ね濾過板アセン
ブリが構成要素に関して完全にかみ合わされるとき、第
７図に示された如く、構成される液体流れのために内部
副流路を形成する。

示された如く、上方濾過板３１０は、板において主要流
路を取り囲む境界流路（境界壁４２と１６の間に配置さ
れた流路を示す第２図と第３図を参照）と連絡する開口
３６４と３６０を構成される。この構成における開口３
６４は、適切な栓によって閉鎖され、一方間口３６０は
、流れ連絡において流体導入通路３６２を有し、第２液
体、例えば、透析物溶液、を境界流路に送る（液体送り
の方向は、矢印Ｐによって指示される）、境界流路から
、液体は、総開口３８６を通って小孔支持板に入り、そ
して下方濾過板の反対側面に流れ、そして開口３６８と
３６９を通って放出のために下方板の境界流路に流入し
、そして矢印Ｑによつて指示された方向において流体放
出通路３６９を通ってシステムから流出する。下方濾過
板の境界流路開口３６６はこの配置において適切な栓に
よって閉鎖される。

積重ね濾過板アセンブリは、座金３１２，３１４．３１
６と３１８、及びそれぞれの止めナツト３２０．３２２
．３２４と３２６の如く、適切な機械的ファスナーによ
って棒２０２．２０４．２０６と２０８において保持さ
れる。そのような目的のために、棒２０２．２０４．２
０６と２０８は、ねじ付き外側表面を適切に構成される
。

前述から、゛積重ね板のそれぞれのセクションは、連続
的に互いに流体流れ連絡に多様に連結され、その構成セ
クションは、濃縮（脱水）、洗浄、透析、脱塩等の如く
、流入又は送り物質において多数の単位操作を行うため
に使用される積重ね濾過「列」を形成することは明らか
である。

例えば、連続結合セクションの積重ね濾過列は、１９８
６年１１月２６日提出の米国同時係属特許出願第０６／
９３６，４８６号において開示がっ請求された形式の細
胞培養システムにおいて使用され、その開示は、細胞又
は人造ミクロビード基質において人間の免疫欠損ウィル
ス（ＨＩＶ）の生体外生産のような応用において、ここ
に参照により編入される。そのようなＨＩＶ生産への応
用において、第１積重ね板セクションは、ＨＩＶを濃縮
するために使用され、第２セクシヨンは、媒体をシステ
ムに追加するために使用され、そして第３セクシヨンは
、媒体をシステムから回収するために使用され、総て、
免疫抑制性感染の危険がそうでなければ存在するであろ
うウィルスを回収することはない、こうして、閉鎖シス
テムのウィルス培養配置が提供され、ＨＩＶの生産のた
めだけでなく、病原性バクテリア、ウィルス、及び酵母
種の培養又は他の処理のために非常に都合が良い。

第８図は、単一濾過器要素のための支持板の平面図であ
る。支持板４００は、それぞれの側面部分４１０．４１
１．４１２と４１３によって形成された境界フレーム４
０２を含む、境界フレームは、フレームの対向端部（そ
れぞれ、側面４１２と４１３）の間に伸長し、かつ連結
された、間隔付きの実質的に平行に整列したリブ４１４
．４１５．４１６．４１７と４１８の配列と協同する。

こうしてリブとフレームは、示された如く、一連の対応
する実質的に平行な濾過液流路４２０．４２２．４２４
．４２６．４２８と４３０を協同して形成する。開口４
０７は、フレーム開口による濾過液流路からの濾過液の
流出のために、濾過液流路との液体流れ連絡においてフ
レームに提供される。

第９図は、第８図に示された支持板を具備する濾過器要
素の端面図である。第１０図は、単一濾過器要素の分解
斜視図であり、その端面図が、第９図に示される。

第９図と第１０図に示された如く、単一濾過器要素は、
フレーム４０２の第１面に縁に沿って連続的に固定され
た第１濾過シート４０６を特徴とする。同様に、第２濾
過シート４００は、フレームの第２面に縁に沿って連続
的に固定される。こうして組み立てられたとき、第１及
び第２濾過シートは、フレームと共に、リブによって分
離された濾過液流路を具備する閉鎖内部容積を規定する
。

従って、第１及び第２濾過シートを通って、即ち、濾過
シートを通った液体の浸透により、閉鎖液体容積に入る
濾過液は、濾過液流路中を流れ、そして濾過液流路と液
体連絡にあるフレーム開口４０７を通って濾過器要素か
ら放出される。

上記の単一濾過器要素は、適切に構成され、そして例え
ば、約６箇月程度の、短期間濾過作用のために使用され
、その後、濾過器要素は、捨てられ、そして対応する新
しい要素と交換される。

単一濾過器要素は、例えば、ポリスルホン、ポリビニリ
デンフッ化物、ポリプロピレン、ニトロセルロース、ポ
リエチレン等の如く、適切な材料から形成され、所望の
最終使用濾過応用において使用される。第１及び第２濾
過シートは、超音波溶接、熱密封、溶剤溶接、粘着結合
と共に機械的付加を含む適切な連結又は付着方法により
、フレームのそれぞれの第１及び第２面に縁に沿って連
続的に固定される。

前述の説明から、介在された支持要素と濾過シートを備
えた任意の数の対の濾過板が、直交流れ濾過器を形成す
るなめに組み立てられることが認識される。特定の濾過
器システムにおける積重ね濾過板の数は、空間要求及び
制約、システムにおける許容可能な圧力降下、濾過され
る液体の固体濃度及び容積流量率、及び使用された特定
濾過シートのｒ過動率によって大部分決定される。

第１〜３図に関連して前述された濾過板に対する寸法を
有する例示の商業上の実施態様において、隣接した対の
′板の間に規定された流路を通った毎秒１．５メートル
の範囲における水性バイオマス懸濁液の表面速度は、流
路における水性バイオマス懸濁液の毎分約１リツトルの
容積送り率において、容易に収容され、液体流れの量大
な不均一分布はない。

本発明の直交流れ濾過器における隣接濾過板の間の流路
の仕切り副流路構造により、流入液体は、液体送りトラ
フによって配水され、その結果実質的に等量の液体が、
隣接板の間の横に間隔をあけて配置された副流路の各々
に流される。中間部分から末端への液体送り流路の減少
する深さの結果として、収集トラフの圧力は、Ｐ遇され
る液体の容積送り率が、副流路の各々において実質的に
等しい程度まで均等化される。

流路の反対端部における液体収集トラフの類似構造は、
固体含有液が濾過シート媒体と接触の後、固体の除去さ
れた液の対応する一様な収集を提供する。

本発明の濾過板を具備する濾過器アセンブリは、動作に
おいて非常に液圧的に一様であり、先行技術の積重ね板
−過器において見られる、迂回、局部流れ、及び［空所
」形成の如く、流れ異常に向かう存在物又は機能的傾向
はない、従って、本発明の積重ね板濾過器アセンブリは
、技術において実質的な進歩を達成し、濾過シート媒体
の完全な領域範囲を固液分離のために有効に使用可能に
する。最終的には、本発明による濾過器アセンブリは、
再生又は排水前、及び濾過要素の交換が必要とされる前
に、先行技術濾過器のオンスドリーム動作期間特性に関
して延長された動作期間を可能とする。　本発明を特定
の例示の実施態様を参照して記載したが、本発明の広い
範囲内において他の変形、修正、及び実施態様が可能で
あり、そしてそのような変形、修正、及び実施態様の総
ては、特許請求の範囲における如く、本発明の精神と範
囲内にあると見なされることは明らかである。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１、全体に平面かつ矩形の濾過板であって、実質的に平
坦な底面と、 全体に矩形の流路を境界により制限する上方に伸長する
壁を有する頂面と、 該流路の第１側面の中間部分における液体入口ポートと
、 該第１側面と反対側の該流路の第２側面の中間部分にお
ける液体出口ポートとを備え、該液体入口ポートは、該
流路の該第１側面を横断して伸長する液体送りトラフと
液体流れ連絡において結合され、 該液体出口ポートは、該流路の該第２側面を横断して伸
長する液体収集トラフと液体流れ連絡において結合され
、 複数の間隔をあけた仕切りは、該液体送りトラフと液体
収集トラフの間に該流路の床から上方に伸長し、該仕切
りは、該流路を制限する該壁よりも高さが低くかつ互い
に実質的に平行であり、該液体送りトラフと該液体収集
トラフの間に縦に伸長する一連の副流路を規定し、 該液体送りトラフは、該液体入口ポートと連絡した中間
部分からその縁末端まで次第にその深さを減少し、 そして該液体収集トラフは、該液体出口ポートと連絡し
た中間部分からその縁末端まで次第にその深さを減少す
る濾過板。

２、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポ
リビニリデンフッ化物、ポリテトラフルオロエチレン、
セラミック、ポリイミド、ガラス、及び金属から成る群
から選択された構造の材料から形成された上記１に記載
の濾過板。

３．該流路が、第１の境界制限壁の内側にあり、かつ高
さが第１の境界制限壁の高さより低い上方に伸長する第
２壁によって境界を制限され、それぞれの壁の間に流路
を形成する上記１に記載の濾過板。

４、該流路が、鎖板の使用において濾過液を収集するよ
うに配置され、濾過液を除去するために流路に開口を有
する上記３に記載の濾過板。

５、上記１による濾過板を具備する積重ね板濾過器。

６、使い捨て可能なシート濾過器要素と共に使用する積
重ね板濾過器であって； （、）全体に平面かつ矩形の第１の濾過板と、ここで、
該第１の濾過板は、実質的に平坦な底面と、全体に矩形
の流路を境界により制限する上方に伸長する壁を有する
頂面と、該流路の第１側面の中間部分における液体入口
ポートと、該第１側面と反対側の該流路の第２側面の中
間部分における液体出口ポートとを備え、 該液体入口ポートは、該流路の該第１側面を横断して伸
長する液体送りトラフと液体流れ連絡において結合され
、該液体出口ポートは、該流路の該第２側面を横断して
伸長する液体収電トラフと液体流れ連絡において結合さ
れ、複数の間隔をあけた仕切りは、該液体送りトラフと
液体収集トラフの間に該流路の床から上方に伸長し、該
仕切りは、該流路を制限する該壁よりも高さが低くかつ
互いに実質的に平行であり、該液体送りトラフと該液体
収集トラフの間に縦に伸長する一連の副流路を規定し、
該液体送りトラフは、該液体入口ポートと連絡した中間
部分からその縁末端まで次第にその深さを減少し、そし
て該液体収電トラフは、該液体出口ポートと連絡した中
間部分からその縁末端まで次第にその深さを減少する、 （ｂ）該第１の濾過板の該仕切り上に第１の面おいて支
持されて載せられた全体に矩形の小孔支持板と、 （ｃ）該第１の濾過板部材と構造的に同一の第２の濾過
板と、 ここで、該第２の濾過板は該第１板部材に対して反転関
係にて配置され、その結果、該第１及び第２の濾過板の
該境界を制限する壁が互いに隣接接触し、該小孔支持板
は該第１及び第２の濾過板の間にありかつそれぞれの仕
切りによって支持される、 （ｄ）小孔支持板と第１及び第２の濾過板の各々の支持
仕切りとの間に介在された、小孔支持板の両側面上の濾
過シートと、 を具備する積重ね板濾過器。

７、間隔をあけて配置されかつ実質的に平行な整列リブ
の配列を備えた境界フレームと、該フレームにおける開
口とを含む支持板と、 ここで、整列リブは該フレームの対向端部の間に伸長し
かつ該フレームに連結され、その結果、該リブとフレー
ムは一連の対応する実質的に平行な濾過液流路を形成し
、該開口は該濾過液流路から該フレーム開口を通して濾
過液を流出させるために該濾過流路と液体流れ連結にあ
る、 該フレームの第１面に対してその縁に沿って連続的に固
定された第１濾過シートと、 該フレームの第２面に対してその縁に沿って連続的に固
定された第２濾過シートと、 該リブによって分離された該濾過液流路からなるｒ１４
Ｍ内部容積を規定するフレームと共に第１及び第２の濾
過シートとを具備し、 これにより、該第１及び第２の濾過シートを通って該閉
鎖液体容積に入る濾過液は、該濾過液流路中を流れ、そ
して該濾過液流路と液体流れ連結にある該フレーム開口
を通って該濾過器要素から放出されることを特徴とする
濾過器要素。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による濾過板の頂面図。 第２図は、ラインＡ−Ａに沿って取られた、第１図の濾
過板の断面正面図。 第３図は、ラインＢ−Ｈに沿って取られた、第１図にお
いて示された濾過板の断面正面図。 第４図は、積重ね板ｒ過器アセンブリを形成するために
、第１〜３図に示された形式の対の濾過板に関した使用
のために適する小孔支持板の頂面図。 第５図は、第４図に示された小孔支持板の端面図。 第６図は、構造の詳細を示す、本発明による積重ね板濾
過器アセンブリの分解斜視図。 第７図は、構成部品の配置を示す、本発明による積重ね
板濾過器アセンブリの断面の正面図。 第８図は、本発明による単一濾過要素アセンブリのため
の支持板の平面図。 第９図は、第８図に示された支持板を具備する単一濾過
要素アセンブリの端面図。 第１０図は、構成部品の配置を示す、第９図に示された
濾過器の単一濾過要素アセンブリの分解斜視図。 ５．６・・・・開口、 １０・・・・濾過板部材、 １２・・・・底面、 １４・・・・頂面、 １６・・・・壁、 １８・・・・流路、 ２０・・・・液体入口ポート、 ２２・・・・第１側面、 ２４１・・液体出口ポート、 ２６・・・・第２側面、 ２８・・・・液体送りトップ、 ３０・・・・液体収集トップ、 ３２＆、３２ｂ、３２ｅ、３２ｄ、３２ｅ　　”仕切り
４２・・・・内部境界壁、 ５１．５２・・・・開口、 ８０．３０２・・・・小孔支持板、 １００．１０２，３００，３０６・・・・濾過シート、 ２１０．３１０・・・・濾過板、 ４００・・・・支持板、 ４０２・・・・境界７レーム。 １−一會

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、全体に平面かつ矩形の濾過板であつて、実質的に平
   坦な底面と、 全体に矩形の流路を境界により制限する上方に伸長する
   壁を有する頂面と、 該流路の第１側面の中間部分における液体入口ポートと
   、 該第１側面と反対側の該流路の第２側面の中間部分にお
   ける液体出口ポートとを備え、 該液体入口ポートは、該流路の該第１側面を横断して伸
   長する液体送りトラフと液体流れ連絡において結合され
   、 該液体出口ポートは、該流路の該第２側面を横断して伸
   長する液体収集トラフと液体流れ連絡において結合され
   、 複数の間隔をあけた仕切りは、該液体送りトラフと液体
   収集トラフの間に該流路の床から上方に伸長し、該仕切
   りは、該流路を制限する該壁よりも高さが低くかつ互い
   に実質的に平行であり、該液体送りトラフと該液体収集
   トラフの間に縦に伸長する一連の副流路を規定し、 該液体送りトラフは、該液体入口ポートと連絡した中間
   部分からその縁末端まで次第にその深さを減少し、 そして該液体収集トラフは、該液体出口ポートと連絡し
   た中間部分からその縁末端まで次第にその深さを減少す
   る濾過板。 ２、使い捨て可能なシート濾過器要素と共に使用する積
   重ね板濾過器であって； （ａ）全体に平面かつ矩形の第１の濾過板と、ここで、
   該第１の濾過板は、実質的に平坦な底面と、全体に矩形
   の流路を境界により制限する上方に伸長する壁を有する
   頂面と、該流路の第１側面の中間部分における液体入口
   ポートと、該第１側面と反対側の該流路の第２側面の中
   間部分における液体出口ポートとを備え、 該液体入口ポートは、該流路の該第１側面を横断して伸
   長する液体送りトラフと液体流れ連絡において結合され
   、該液体出口ポートは、該流路の該第２側面を横断して
   伸長する液体収集トラフと液体流れ連絡において結合さ
   れ、複数の間隔をあけた仕切りは、該液体送りトラフと
   液体収集トラフの間に該流路の床から上方に伸長し、該
   仕切りは、該流路を制限する該壁よりも高さが低くかつ
   互いに実質的に平行であり、該液体送りトラフと該液体
   収集トラフの間に縦に伸長する一連の副流路を規定し、
   該液体送りトラフは、該液体入口ポートと連絡した中間
   部分からその縁末端まで次第にその深さを減少し、そし
   て該液体収集トラフは、該液体出口ポートと連絡した中
   間部分からその縁末端まで次第にその深さを減少する、 （ｂ）該第１の濾過板の該仕切り上に第１の面おいて支
   持されて載せられた全体に矩形の小孔支持板と、 （ｃ）該第１の濾過板部材と構造的に同一の第２の濾過
   板と、 ここで、該第２の濾過板は該第１板部材に対して反転関
   係にて配置され、その結果、該第１及び第２の濾過板の
   該境界を制限する壁が互いに隣接接触し、該小孔支持板
   は該第１及び第２の濾過板の間にありかつそれぞれの仕
   切りによって支持される、 （ｄ）小孔支持板と第１及び第２の濾過板の各々の支持
   仕切りとの間に介在された、小孔支持板の両側面上の濾
   過シートと、 を具備する積重ね板濾過器。 ３、間隔をあけて配置されかつ実質的に平行な整列リブ
   の配列を備えた境界フレームと、該フレームにおける開
   口とを含む支持板と、 ここで、整列リブは該フレームの対向端部 の間に伸長しかつ該フレームに連結され、その結果、該
   リブとフレームは一連の対応する実質的に平行な濾過液
   流路を形成し、該開口は該濾過液流路から該フレーム開
   口を通して濾過液を流出させるために該濾過流路と液体
   流れ連結にある、 該フレームの第１面に対してその縁に沿って連続的に固
   定された第１濾過シートと、 該フレームの第２面に対してその縁に沿つて連続的に固
   定された第２濾過シートと、 該リブによって分離された該濾過液流路からなる閉鎖内
   部容積を規定するフレームと共に第１及び第２の濾過シ
   ートとを具備し、 これにより、該第１及び第２の濾過シートを通って該閉
   鎖液体容積に入る濾過液は、該濾過液流路中を流れ、そ
   して該濾過液流路と液体流れ連結にある該フレーム開口
   を通って該濾過板要素から放出されることを特徴とする
   濾過板要素。