(57)【要約】【課題】  機構を通じて細菌育成を防止するために連続的流体流動を維持しながら、多数の遠隔部署に無菌流体を能率的に搬送すること。【解決手段】流体配送機構に於いて、流体を第１圧力下で第１ループを通過させそしてタンクに返還を促す第１ポンプを含んでいる第１パイプ構造ループに供給する貯蔵タンクを含んでおり、そしてまたタンクから供給され、そして第２ポンプの第２圧力下流にて流体をして支部内を通過させるよう促す第２ポンプを有する少なくとも１個のパイプ構造支部を含んでいる。  支部マニフォールドはそれぞれの支部を終止させ、そして返還マニフォールドが第１パイプ構造ループに設置されているので、機構は能率良く機能する。これらの２つのマニフォールド間には、所望の部署で選択的に流体が搬送され、単純バルブ開口である流通部部品により中断される１つ又はそれ以上の供給ホースが接続されている。１つ又はそれ以上の流通部が開かれる時に、返還マニフォールドにその流通部を繋ぐホース内での従来の流体流は、第１パイプ構造ループとパイプ構造支部内の２つのポンプが作動する圧力のために反転される。この種の作動は実質的に１００パーセントの不等率を可能とならしめる、すなわち流体利用に於いて実質的な減少なしに機構内の出来るだけ多く又は出来るだけ少ない流通部が同時に開かれることが可能な条件である。
2005517519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一パイプ構造ループに送る流体の貯蔵庫から成り、前記第一パイプ構造ループには流体を第一圧力で前記第一ループに送り且つ前記貯蔵庫へと戻す第一ポンプを含んでおり、更に、前記貯蔵庫または第一パイプ構造ループから供給される少なくとも一つのパイプ構造支部を有し、前記パイプ構造支部には第二圧力で流体を該パイプ構造支部に通して下流へと送る第二ポンプを含んでいることから成る流体搬送機構において、前記パイプ構造支部の各末端は、少なくとも一つの流体入口及び一つ又は複数の流体出口を持つ支部マニフォールドとなっており、前記一つ又は複数の流体出口には流体をこの流体搬送機構の外に引き出す一つ又は複数の流通部に供給する一つ又は複数のホースを接続してあり、前記支部マニフォールドにはそれぞれ、前記第一パイプ構造ループと流体連通する返還マニフォールドを設けてあり、前記第一パイプ構造ループと前期流通部とを別のホースで連結して、前記流通部閉止時には流体が前記ホースを通し次いで前記返還マニフォールドを通して最終的に前期貯蔵庫へと戻るようになっており、更に前記第一及び第二圧力いずれも大気圧より高く、従って、この流体搬送機構を一ヶ所または複数箇所で大気圧に連通すると一つ又は複数の開放流通部に前期支部マニフォールドと返還マニフォールドの双方から流体が供給されるために、流体の流れる方向が一つのホース又は複数のホース内で反転することを特徴とする流体搬送機構。
【請求項２】
支部マニフォールドが.貯蔵庫から供給されることを特徴とする請求項１に記載の流体搬送機構。
【請求項３】
該支部及び返還マニフォールドは少なくとも一つの流体入口及び１つ又はそれ以上の流体出口を有し、該支部及び返還マニフォールドは、該第１及び第２ポンプの下流に配置されており、該マニフォールド間の流体連通は、それぞれのマニフォールド上の流体出口に接続可能な少なくとも１つのホースにより達成され、そして前記マニフォールドは、１つ又はそれ以上の流通部を含んでいることにより、前記貯蔵庫からの流体が、パイプ構造支部、支部マニフォールド、ホース、返還マニフォールド及び第１パイプ構造ループを通じて流れ、最終的に該貯蔵庫に返還することができ、且つ、前記流体流通部が所望の箇所にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体搬送機構。
【請求項４】
該返還マニフォールドは、流体入口と第１次流体出口を有しており、第１パイプ構造ループ及び多数の第２次出口の内部で該マニフォールドの接続を可能とし、これらの多数の第２次出口と流通部を有するホースが接続されて支部マニフォールドとの流体連通を可能とすることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項５】
支部マニフォールドは流体入口と、流通部を有するホースが接続されている唯一の第２次出口を備えていることにより、該支部マニフォールドに流入する流体が１つ又はそれ以上のホースの中に流入するできることを特徴とする上記の請求項１から３のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項６】
返還マニフォールド内部の流体圧力は支部マニフォールド内の流体圧力よりも大きいことを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項７】
支部及び返還マニフォールドの圧力は大気圧以上であり、したがって、流通部の開口が気圧に対して流体を開くようになり、該流通部と該返還マニフォールド間でホース内で流体流方向が反転し、そして双方のマニフォールドが流体を該開口流通部の方向に渡すことを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項８】
複数のホース接続が支部マニフォールドと返還マニフォールド間で行われ、それぞれの接続が第１ホースからなり、その一端は支部マニフォールドの１つの流体出口に接続されていて、その他端は流通部に接続されており、第２ホースは流通部に接続された一端を有し、そして返還マニフォールドの流体出口に接続された他端を有していることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項９】
支部と返還マニフォールド間のそれぞれのホース接続は単一の流通部からのみなることを特徴とする上記の請求項８に記載の流体搬送機構。
【請求項１０】
それぞれの接続は第１及び第２ホースからなり、その末端はそれぞれ支部及び返還マニフォールドに接続されて、該ホースの他端は第１及び第２第１次流通部に接続されており、そして接続は、さらに該第１及び第２第１次流通部と第２第２次流通部の間の媒介ホースにより相互接続されている１つ又はそれ以上の第２次流通部からなることを特徴とする上記の請求項８に記載の流体搬送機構。
【請求項１１】
それぞれのホースは柔軟な重合体又はPTFEのごときプラスチック材で出来ていることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項１２】
ホース直径は５−２５mmの範囲であることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項１３】
少なくとも第１及び第２ポンプの１つは、それぞれの返還又は支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御されており、最も好ましくは第１パイプ構造ループを通じて流体を通過させるポンプは、機構の瞬時流体要求（度）、すなわちある一度に開口されている流通部の数に応じて力学的に制御されることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項１４】
第２ポンプのみが、それぞれの返還及び支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御されることを特徴とする上記の請求項１３に記載の流体搬送機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体搬送機構に関する、更に詳しくは、衛生流体搬送機構に関するものであり、操作中の流動が最小限度の停滞となり、そして細菌成長が完全に除去出来ない場合でも、最小限度のものとなることを確保する注意深い計画と分析が必要とされる構造を有する衛生流体搬送機構に関するものである。以下に記載の衛生流体搬送機構の形態は、一般的な研究開発施設、研究所、シリコンウエハー製造工場、醸造所、薬品製造施設、そして無菌水又は他の流体
の複数源が、水又は他の流体を貯蔵する貯蔵タンクから離れた多数の異なる場所を含む広範囲な工場施設に典型的に設置されている。
【０００２】
次の記載は、いわゆる注射用の水（WFI）、純水（PW）及びそれに類似のものを搬送する衛生流体搬送機構にほとんど限定的に関連するものであるが、発明は遙かに広範囲の適用を有するものであり、貯蔵庫から離れた所定の部署に搬送パイプ構造を通じて搬送するために適用可能であることが即座に理解出来るものである。
【０００３】
同様に以後に使用される「無菌の」なる用語及び同類表現は文字通りの意味に解釈されるべきではなく、独自の処方に対して安全又は適切となるような、所望の段階まで減少させた細菌、ばい菌又は他の汚染含有物を有する流体を含むものであることを読者は理解可能である。
【背景技術】
【０００４】
無菌流体搬送用の本機構は、最も単純な形態では、基本的に前無菌化(pre-sterilized)流体の充分な量が断続的に又は継続的に供給される貯蔵庫から基本的に構成される。スチール製パイプ構造の機構は構内を通じて、例えば、WFIが必要とされる臨床研究所に於いて、該パイプ構造は従来では大部分が部屋の天井に隠されており、天井を通じてパイプ構造が通過しており、作業者がWFIの源を定期的に必要とする位置又はその近くで作業中の多数の作業者が便利で利用しやすい位置のいずれかの位置で天井から降下している。パイプ構造は構内を通じて巡らされており、過剰な流体を戻すために最終的には貯蔵庫に戻るようになっている。  
【０００５】
無菌流体搬送機構を設計するに当たり、考慮すべき多数の重要事項があるが、最も重要であることは、機構が全体として前記パイプ構造の中であれ又は貯蔵庫の中であれ流体の局部的沈滞を防止すること、そして細菌が取り込まれたりして増殖を可能にする裂け目又はそれに類似の部分がないことである。
【０００６】
したがってパイプは、第１にタングステン不活性ガス(TIG)自溶溶接として知られる非常に高度な技術を使って相互溶接され、これはパイプの近接断面間の突き合わせ接合部が、パイプ内での通路内部に不要の汚染物を導入なく互いに確保されて、接合が内部で出来るだけ円滑になるように保証するものである。更に機構全体を通じて接合されている種々のパイプの内部面は、出来るだけ円滑でなければならず、そしてパイプのいかなる湾曲も流体流動中の渦巻き流の形成を排除しなければならない点に於いて、重要である。渦巻き流は効果的に静止状態にある流体の局部化された量に上昇をもたらして、これらの量の温度は、細菌が最も容易に成長する水準まで急速に降下して、その結果機構全体としての無菌性は損なわれる。  
【０００７】
第２に、機構の作動温度は調節し、保持していかなる細菌（例えば、一般に水中に存在するグラム陰性シュードモナス属の様な中温性細菌）は増殖防止されるか又は完全に排除されることを確保するように調節、維持される。WFI機構の共通温度は８０℃であり、時間経過による流体温度の段階的減少を防止するには、通常加熱器が機構に接続されている。  
【０００８】
PWや他の衛生流体機構は周囲温度で操作可能であるので、操作温度上細菌増殖がはるかに起こりやすいこれらの種々機構の構造のためいっそうの注意と配慮がなされねばならない。  
【０００９】
第３に、薄層状の流特徴に反対の乱動（流）（turbulent）は前記再度パイプ構造の全部分で発生して細菌増殖の危険を最小限に、例えば薄層状と乱動液流の双方に於いては、固体表面に近接する流体の速度はゼロでないか又は最小限のものとなり、一方表面から離れている流体の速度は遙かにより大きなものとなることが知られている。これによりパイプを通る容積測定上の流れの大部分は、パイプの中央部を通じて達成される一方で、比較的小さな割合の流れのみが該パイプの内部表面に近接して動く流れに起因している。このゆっくり動いている又は停滞している流れは冷却しやすく、そしてパイプの内部表面に近接して改善される細菌増殖の条件となるだけではなく、流体が非常にゆっくり動いているか又は全く動いていないとの事実自体が、細菌がパイプ表面に生育に適した場所を見いだす可能性をさらに増大させることになる。  
【００１０】
無菌流体搬送機構内の乱動液流は望ましい。何故なら前記パイプの内部表面に近接する流体の速度輪郭は同等の薄膜流のそれよりも、かなりより強烈に増加して、細菌増殖と生育の危険性がこうして軽減されるからである。内部表面上にバイオフイルムを形成することはそのような流体速度により阻止される。
【００１１】
しかしながら、前記パイプ内部の前記乱動流の存在は、他の条件もあるが、前記パイプの直径及びそれを通過する前記流体流の速度に依存することは流体力学に於いて周知のことである。一般的に直径の大きなパイプ内部の前記乱動流の発展には、直径の小さいパイプ内に前記乱動流を確立するために必要とされるよりもかなりより大きな流体速度が必要とされる。  
【００１２】
第４に、WFIを含んでいる貯蔵庫が所定の時間、例えば、２時間ごとを越えて
再充填されることを確保することが必要とされる。さらに機構は連続的に運転されるので、貯蔵庫は連続的に空になり流体のいかなる停滞をも防ぐため、同時に再充填される。そして時間は、通常の操作条件下で同時再充填なしに前記貯蔵庫を完全に空にするのにかかる時間の長さの表示に過ぎない。  
【００１３】
本件発明に関する機構は何１０個もの出口、いわゆる流通部（offtakes）を有しており、通常は研究所又はビルデング全体として連続的に接続されており、単一の流体搬送機構により供給される必要がある。そのような機構に通常使用されるパイプの直径は１〜２・１／２インチ（２５から６４mm）程度であり、そしてそのようなパイプ内部の乱動流を確保するには流れの速度が典型的には1〜3m / 秒の間にある。
【００１４】
そのような流れの速度を発展させるには、実質的なそしてこのように高度なポンプ装置が必要とされ、そしてまた多数の異なる流通部が同時に使用されることが考慮される時には、ポンプの力学的制御、及び／又は他のいくつかの圧力調整手段が必要とされる。従来の流体搬送機構は、同時開口の多数の流通部を通じて流体を搬送する能力を有する必要がある。しかしながら流通部のいずれも、例えば、一晩中使用中でない時にも満足に作動するものでなければならなかった。上記のように多数の流通部が連続して接続されている直列型機構の固有の短所は、数個以上の流通部の同時開口が、流れ特性及び各所の使用者流通部での正しい流れと圧力での引水能力の双方に有害な効果をもたらすことである。流通部の合計数のパーセントとして表現される、一つの機構に於ける同時に開口可能な流通部の数は多様である。
【００１５】
この多様性に応じた利点と効果を有する種々のパイプ構造ループ及びサブーループ形状が提案されて来た。
【００１６】
従来技術形状の異なる前記流体搬送機構を示している図１，２，３及び４を参照すると、これらの機構のそれぞれは、貯蔵庫２、それと連通しているパイプ構造４で、最も単純な場合には開口バルブにより体系化されている流通部６に供給し、過剰な流体を８の所で貯蔵庫に返還するようになっていることを示している。
【００１７】
図に示されているこれらの機構のそれぞれは少なくとも１つのポンプ１０からなり、図２の場合には第２ポンプ１２により、機構の周りのパイプ構造を通じておのおのが流れ方向１４に流体を通過させる。  
【００１８】
図１からパイプ構造は流通部の間の１６の所で傾斜していることが見られ、これは洗浄目的のための機構から流体の排水を可能にするその種の機構の共通した特徴である。加熱器１８及び圧力制御バルブ２０もまた個々の流通部６と直列に設置されており、この単純な直列機構は、単純な直列電気回路と類似の機能を果たし、ポンプは電位差源に相当し、流通部６は抵抗分散力に相当し、そして流量（flow rate）は電流に相当することが分かる。事実並列回路を効率的に示している図２，３及び４の場合には、その類似点は拡張される可能性がある。
【００１９】
この類似点の重要性は、流通部がさらに独自のループに追加されるので、流通部が開口時に流通部のそれぞれを通じて機構が搬送できる流体流は、そのループ内の流通部の数にしたがって減少する。このことは電球が数多く接続されればされるほど電気回路で直列に接続された電球の明るさが減少することと同じことである。  
【００２０】
複数ループ装置が示されている図２の場合には、第２ポンプ１２が流体を機構の第２ループを通過させて、そのループに於いて種々の流通部に供給するよう該ループを通じて充分な流れを効率的に提供する。図３の場合には、副ループ又は正確な並列装置が示されており、図４の場合にはより複雑な主ループ/副ループ装置が示されていて、主ループ３０から４つの別々の副ループ２２，２４，２６，２８に供給されている。副ループのそれぞれは前記主ループとの接続直後に膜型バルブ３２が設置されており、そしてさらに前記主ループの最も離れた末端のそれぞれの副ループ上に及びポンプ１０の直後に主ループを
貯蔵庫２に接続している返還ループ３６の上にConstaflowTM 流量調整バルブ３４が設置されている。この装置の作動の不必要な記載や分析がないものの、薄膜型バルブ、流量調節バルブ及び返還ループは全て、全体として機構の効率的な不等率を増加させ、そして機構の正確な流体力学上のバランスを確保する目的のために、設置されているものである。
【００２１】
最大の変化で作動するそれらの限定された能力以外の上述の機構の基本的短所は、第１に構造上の認識済み永久的特質に関連している。例えば機構の周りに充分な量の流体を搬送するには、材料と製造の双方の費用を増加させる大直径のものでなければならない。そのような機構の製造に現在使用されているステンレス鋼パイプ断面は６ｍの長さであり、かなりの溶接を必要としそのような溶接又は代わりの接合工程を通じて誘導される割れ目のために、機構の周りでの細菌発生の危険性を増大することになる。
【００２２】
既に設置済みの機構に於いて追加の流通部が必要とされる場合には、機構を変更することは非常に困難及び/又は高価なものとなるが、多分最も重要となるのは変更により引き起こされる機構の崩壊が深刻なものとなり得ることである。例えば追加の流通部の挿入は機構の完璧な排水装置を必要とし、必要とされる追加のパイプ構造と流通部を挿入するために機構を開けることになり、それに伴う再消毒と再充填が必要とされる。さらに追加の流通部は大型ポンプと追加の流量及び圧力調節部材が必要とされることが予想される。流体搬送機構の設置平均費用はメートル当たり約２００ポンドであり、したがってこれらの機構は設備建設費用がかなり増加するものとなることが分かる。溶接工程はまた厳密で高価な検査と、HM医薬監査官及びそれに類似の検査官による規正追跡可能要件の一部としての資格手続きが必要とされる。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本件発明の目的は、効率的な変換が９０パーセント以上、好ましくは１００パーセントであるが、先行技術機構の建設、設置、検査及びその後の証明費用よりもかなり安価である流体搬送機構を提供することである。  
【００２４】
本件発明のさらなる目的は、流体が流れることによるパイプ構造の内面に於ける割れ目と不良部分が最小限で設置可能な機構を提供することであり、加えて少なくとも、ポンプ室に流通部を接続しているパイプ構造に於いて、実質的に割れ目なしの機構を設置する可能性を提供することである。本件発明のさらなる目的は、パイプ機構の各部分間の接合点が出来るだけ少ない機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本件発明によれば、流体搬送機構に於いて、第１圧力をかけて流体を第１ループを通過させ、最終的には貯蔵庫に返還する第１ポンプを含んでいる第１パイプ構造を供給する流体貯蔵庫からなり；該機構は、該貯蔵庫又は該第１パイプ構造ループから供給される少なくとも一つのパイプ構造支部を含んでおり；該パイプ構造支部は、前記第２ポンプの第２圧力下流で流体をして該パイプ構造支部を通過させる該第２ポンプを含んでいることからなる流体搬送機構であり；それぞれの前記パイプ構造支部は、少なくとも１つの流体入口及び１つ又はそれ以上の流体出口を有する支部マニフォールドで終止しており；後者には機構から流体が引き出されるところの１つ又はそれ以上の前記流通部に供給する１つ又はそれ以上のホースが接続されていて；そしてそれぞれの前記支部マニフォールドのために、該第１パイプ構造ループと流体連通している相当する返還マニフォールドが存在しており、該第１パイプ構造ループにさらなるホースにより該流通部が接続されていて、該ホースを通じて該支部マニフォールドから流体が流れるように、そして前記流通部が閉鎖された時にはそこから該返還マニフォールドを通じて最終的にタンクに返還されるように接続されており、該第１及び第２圧力が双方とも気圧以上であるので、１つ又はそれ以上の流通部の開口、そして１つ又はそれ以上の部署で気圧に対しての該機構の開口が、前記返還マニフォールドに該１つ又はそれ以上の開口流通部を接続している１つ又はそれ以上のホース内部で流体流方向の反転引き起こし、該１つ又はそれ以上の流通部にはこのようにして前記支部マニフォールド及び前記返還マニフォールドの双方から流体が供給されることを特徴とする流体搬送機構が提供される。
【００２６】
最も好ましくは前記支部マニフォールドは貯蔵庫から供給される。
【００２７】
理想的には該支部及び前記返還マニフォールドは少なくとも一つの流体入口及び１つ又はそれ以上の流体出口を有し、該支部及び前記返還マニフォールドは、該第１及び前記第２ポン1プの下流に配置されており、それぞれのマニフォールド上の流体出口に接続可能な少なくとも１つのホースにより達成されるマニフォールド間で流体連通しており、そして１つ又はそれ以上の流通部を含んでいて、前記パイプ構造支部、前記支部マニフォールド、前記ホース、前記返還マニフォールド、及び前記第１パイプ構造ループを通じて貯蔵庫から流体が流れ
最終的には該貯蔵庫に返還し、そして前記流体流通部が所望の部署にあることを可能ならしめる。  
【００２８】
好ましくは該返還マニフォールドは流体入口と第１流体出口を有して第１パイプ構造ループ及び多数の第２出口の内部で該マニフォールドの接続を可能とし、これらの多数の第２出口と前記流通部を有するホースが接続されて支部マニフォールドとの流体連通を可能とする。  
【００２９】
さらに好ましくは前記支部マニフォールドは前記流体入口と前記流通部を有するホースが接続されている１つの第２出口を備えているので、該支部マニフォールドに流れる流体が１つ又はそれ以上のホースの中に流入するようにし向けられる。  
【００３０】
好ましくは前記返還マニフォールドの内部の流体圧力は前記支部マニフォールド内の流体圧力よりも大きく、そして最も好ましくはこれらの双方の圧力は周辺気圧より高く、流通部の開口が気圧内で流体を開き、該流通部と該返還マニフォールド間でホースの長さ（方向）の流体流方向が反転し、そして双方のマニフォールドが流体を該開口流通部に向かわせるようになる。  
【００３１】
最も好ましい場合には複数のホース接続が前記支部マニフォールドと前記返還マニフォールド間で行われ、それぞれの接続が第１ホースからなり、その一端は前記支部マニフォールドの１つの流体出口に接続されていて、その他端は前記流通部に接続され、そして第２ホースは前記流通部に接続された一端を有し、そして前記返還マニフォールドの流体出口に接続された他端を有している。最も好ましくは、前記支部と前記返還マニフォールド間のそれぞれのホース接続は単一の前記流通部からなるが、代わりにそれぞれの接続は前記第１及び前記第２ホースからなることも可能であり、その末端はそれぞれ前記支部及び前記返還マニフォールドに接続されて、そしてホースの他端は第１及び第２第１次流通部に接続されており、そして接続はさらに該第１及び前記第２第１次流通部と第２の第２次流通部の間の媒介ホースにより相互接続されている１つ又はそれ以上の第２次流通部からなっている。  
【００３２】
さらに好ましくはそれぞれのホースは柔軟な重合体又はPTFEのごときプラスチック材で出来ている。  
【００３３】
好ましくはホース直径は約５から２５mmの範囲である。  
【００３４】
最も好ましくは、少なくとも前記第１及び前記第２ポンプの１つが、それぞれの前記返還又は前記支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御されており、そして最も好ましくは前記第１パイプ構造ループを通じて流体を押出すポンプが機構の瞬時流体要求（度）、すなわちある瞬間に開口する流通部の数にしたがって力学的に制御される。  
【００３５】
最も好ましくは第２ポンプのみが、それぞれの返還及び支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御される。  
【００３６】
上記記載の機構は、マニフォールドの間のどんな特定のホース接続部分上に設置されたいかなる流通部の開口はホース部内の流体の流れの方向に於いて、前記返還マニフォールドから該流通部に反転を起こす驚くべき利点を有している。そのような流れ方向反転は、前記返還マニフォールド内で発展した流体圧力は前記支部マニフォールド内で発展した圧力よりも大きいために、なされ、このように流体は、前記流通部を該マニフォールドに繋ぐホースの双方の部位に沿って（いったん開口されると効率的に気圧点となる）前記流通部を通過させられることになる。
【発明の効果】
【００３７】
機構は特に下記のものを含む既に記載の新規な装置から得られる多数の付随利点を有する；
１．安い設備費用及び/それに伴う有効性
２．広大な溶接の必要性とその工程から来る付随弊害の除去
３．非専門請負人による設置の容易性（ホースと流通部は例えば電線設置人が設置可能である）。
４．個々の流通部の容易な再配置/分離。
５．将来の前洗浄済み（pre-cleaned）流通部がスペアーマニフォールド第２次流体出口に容易に追加可能であり、既存使用機構への中断も無く稼働状態にすることが可能。
６．流通部ホースは個別に殺菌可能。
７．ホースは（無菌）空気又はガスをそれに吹き込んで排水処理して、経路型大規模排水のための余分な費用が回避可能、そして
８．ホース殺菌が多数の方法で可能、例えば化学再循環、蒸気胃殺菌、高温殺菌空気（１６０℃）、オゾンなどによる殺菌。
【００３８】
多分最も重要である利点は、もしポンプが効率的に力学的に制御されるのであれば、さらに多くの流通部がどんどん同時に開口されるので、機構の不等率はほぼ１００パーセントに留まるということである。目立った流量減少なしに、同時に開口出来る流通部の数の唯一の限度は、流体がポンプにより通過させられる（そして該ポンプにより大量の流体がマニフォールドに搬送される）ところのパイプとマニフォールドの直径である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
発明の独自の実施態様は添付図に実施例として記載されている。  
先ず図５を参照すると、流体搬送機構５０は、パイプ構造ループ５４及びパイプ構造支部５６に分かれる貯蔵庫供給パイプ構造５２からなる。パイプ構造ループ５４は５８のところで貯蔵庫５２に最終的に返還して、機構の周りで流体ポンプにより該貯蔵庫に再充填する。  
【００４０】
ループ５４及び支部５６のそれぞれにはポンプ６０，６２がそれぞれ設置されており、返還マニフォールド６４及び支部マニフォールド６６の上流に配置されていて、該マニフォールドのそれぞれは少なくとも第１次入口６４Ａ，６６Ａを持ち、又ホース６４Ｃ，６６Ｃに接続可能な第２次流体出口６４Ｂ，６６Ｂ‘を有している。それぞれのホース６４Ｃ，６６Ｃは、閉鎖時に流体がホース６６Ｃからホース６４Ｃへの通過を可能とする開口可能なバルブから本質的になる流通部に接続されている。  
【００４１】
好ましい実施態様に於いては、ポンプ６０，６２はマニフォールド６４，６６内部の流体圧力変化に反応して、７０，７２で略式表示されるマニフォールド圧力センサーにポンプモーターを結合することで力学的に制御される。このように流体の流れと圧力は、流体を搬送するために１つ又はそれ以上の流通部が開口される時に必要とされる程度に自動的に維持されることが可能となる。この形式は最も正確な制御を提供すると記載されているが、特定の機構の操作限界が設定されると、単一のポンプが力学的に制御されることが必要となる可能性がある。  
【００４２】
返還マニフォールドの下流に操作時に所望の温度が維持されることを確保するために衛生化ユニット及び/又は熱交換機７３，７４を任意で設置しても良い。その後で流体は機構の周りをポンプ圧で送られて貯蔵庫５２に返還される。
【００４３】
実施例機構操作条件は、パイプ構造支部内で１００リットル/分の最低流量、
１６０リットル/分の最高流率、支部マニフォールド内での６バールの圧力、及びパイプ構造ループ内での４５リットル/分の最低流量、２２５リットル/分の最高流量及び２バールの返還マニフォールド圧力を含むものである。
【００４４】
図５もまた、点線７６上に略図的に規定された設備室に、機構で使用される機器の大部分が配置されている可能な機構レイアウトの略図を示していて、流通部と連通するホース６４Ｃ，６６Ｃ  の長さの一部、及びそれぞれのループ及び支部マニフォールドは、点線７６及びさらになる点線７８の間の空いている屋根又は壁に配置されていて、流通部６８はホースを隠すために屋根又は壁に確保されている側板の末端に任意的に接続されている。  
【００４５】
そのような側板８０，８２及び流通部８４，８６の例は、図６及び７に示されている。
【００４６】
図８，９は返還マニフォールド６４及び支部マニフォールド６６の可能な実施態様を示している。これらのマニフォールドは異なるものである。何故なら流体は返還マニフォールド６４を通じて第１次入口６４Ａから第１次出口６４Ａ’に８８のところで表示されている方向に流れることが必要とされるからである。さらに特定の機構で望まれる流通部の番号に相当する番号の種々の第２次流体出口６４Ｂが設置され、そして「出口」なる用語がこれらの付属品との関連で使用されるが、該出口に接続されているホースにより供給される独自の流通部が開口された時に流体はそれから流出することが分かる。流通部が閉鎖される時の別の状況に於いては、流体は出口を通じてマニフォールドに流れ込み、そして８８のところで表示のように１端から他端にマニフォールドを通じる流体流と合流する。力動的ポンプ制御用の圧力制御出口ＰＣ及びスペアー器具入口９０もまた設置される。  
【００４７】
支部マニフォールド６６の場合には、ホース６６Ｃが接続されている多数の第２次出口６６Ｂと共に第１次入口６６Ａが設けられ、圧力制御出口ＰＣはマニフォールド６６の一端に配置されていて、一方他端は９２のところで閉鎖しており、該端部を通じていかなる流体のもれをも防止する。支部マニフォールドの場合にはホース６６Ｃにより供給される流通部の開閉に関係なく、出口６６Ｂを通じて流体が連続的に流れる。  
【００４８】
図１０及び１１を参照すると、流通部に流体を供給するためにホース６６Ｃ，６４Ｃが接続されている結合器９４，９６を有する流通部が略図で示されている。流通部が閉鎖された時、ホース６６Ｃからホース６４Ｃに流体が流れることを可能にし、流通部が開口された時、ホース６４Ｃ内で流体反転を可能とする部屋９８が設置され、これはこれで、必要であれば作動機１０２を有する標準的な薄膜バルブ又は類似物１００に接続されている。
【００４９】
部屋の略断面図は図１１に示されていて、この図からして、その内部に備えてある孔板１０４により該部品内の流体の流れが達成されることが分かる。
【００５０】
流通部へのバルブを使用者が徐々に開く状況に於いては、機構内の種々の部品のデザインによっては、ホース６４Ｃ内の流体流速度が逆に単に減少して反転させられるようになることが予測可能であり、そして独自状況に於いては、所定の量だけ流通部を開口すると、ホース６４Ｃ内部での流体速度はゼロに減少し、該流通部がホース６６Ｃを通じて流通部への流体流により、全体的に供給されることが起こることもある。そのような操作条件は一時的にのみ予想され、全体としては機構内部の流体の衛生に実質的に影響を及ぼすのに有効な程の時間の長さの間継続するものではないであろう。これらの独自の操作特性は、希にのみ発生するものであることも言及されねばならない、そして最も望ましい機構操作はホース６４Ｃを通じての流体流方向の反転を含んでいることである。  
【００５１】
最後に図１２を参照すると、発明に従って機能する流体搬送機能の別の形態が示されている。この形態では、貯蔵庫２００は２０２のところで純水又は無菌水が供給され、貯蔵庫２００は第１パイプ構造ループ２０４内に接続されている。第１パイプ構造ループ内にはループ２０４の周りで流体流を起こす低圧高容量ポンプ２０６が配置されている。ポンプと貯蔵庫を取り囲む図の箱２０８は敷地内ポンプ及び/機器室の典型であり、点線２１０、２１２，２１４内の残りの箱は、無菌流体搬送が必要とされる異なった建物、又はこれとは別の、同建物内の異なるけれども遠隔部署地帯の典型である。  
【００５２】
したがって第１パイプ構造ループは適当な位置でそれぞれの地帯に接近する通路の周りに建設されている。それぞれの地帯の地域には支部２１８が主ループから取られており、そして必要とされるか又はいかなる時にもその地帯で使用される種々の流通部２２４に於ける瞬時の流体使用要求にしたがって２２２のところで力学的に制御されるポンプ２２０に供給する。ポンプ２２０は、さらなるホース２２８により、返還マニフォールド２３０に順番に接続されているホース２２８により該流通部２２４に接続されている支部マニフォールド２２６に加圧流体を搬送する。返還脚２３２，２３４は返還マニフォールドと第１ループ２０４の間に設置されており、一方では独自の地帯で流通部が開口されない場合には該返還脚からの流体を第１ループに再結合可能ならしめて、そして他方に於いては独自の地帯で１つ又はそれ以上の流通部が開口された場合には、返還マニフォールドに向かって、そしてそれを通じて流体が流れることを可能ならしめるものである。第２ポンプは、返還脚２３２，２３４の１つに於いて、第１ループ２０４から流体流が該返還マニフォールド内に流れること、そして他方の脚に沿って第１ループに戻ることを確保するように要求されていることが分かるが、同様に機構はポンプが必要とされないように設計されることを予測している。
【００５３】
図に示されている形態は同室中において貯蔵庫、第１ポンプ、第１パイプ構造ループ、パイプ構造支部、及び支部及び返還マニフォールドの全てを必要としないことを示している。  
【００５４】
したがってまとめとして、流体搬送機構は無菌液体が効率的に多数の遠隔部署に搬送され、しかしながら一方では殺菌生育を防止するために、機構を通じて継続的流体流を維持するように記載されている。機構は、第１圧力で該第１ループを通じて流体を通過させそして貯蔵庫に返還される第１ポンプを含む第１パイプ構造ループに供給する貯蔵庫を含んでおり、また貯蔵庫から供給され、そして第２ポンプの第２加圧下流で支部を通じて流体を通過させる第２ポンプを有している少なくとも１つのパイプ構造支部をも含んでいる。機構は、支部マニフォールドはそれぞれの支部を終止させ、そして第１パイプ構造ループ内部に返還マニフォールドが設置されている点に於いて効率的に機能するものである。  
【００５５】
これらの２つのマニフォールド間には１つ又はそれ以上の供給ホースが接続されており、このホースは所望の部署に流体が選択的に搬送される単純なバルブ開口である流通部部品により中断されているものである。１つ又はそれ以上の流通部が開口された時には、その流通部を返還マニフォールドに連結するホース内部の従来の流体流は、第１パイプ構造ループ内部の２つのポンプとパイプ構造支部が作動して、圧力により反転される。この種の作動は実質的に１００パーセントの不等率、すなわち流体の有効性の実質的な減少なしに、機構内の出来るだけ多くの又は出来るだけ少ない流通部が、同時に開かれることが可能である。  
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図２】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図３】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図４】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図５】本件発明の流体搬送機構の略図である。
【図６】可能な流通部側板集合体の詳細図である。
【図７】可能な流通部側板集合体の詳細図である。
【図８】可能なループ及び支部マニフォールド集合体の斜視図である。
【図９】可能なループ及び支部マニフォールド集合体の斜視図である。
【図１０】可能な流通部集合体の略図。
【図１１】可能な流通部集合体の略図。
【図１２】本件発明による機構の別の形態を示す図。
【符号の説明】
【００５７】
５０：  流体搬送機構は、  
５２：  貯蔵庫供給パイプ構造  
５４：  パイプ構造ループ  
５６：  パイプ構造支部  
６０：  ポンプ
６２：  ポンプ
６４：  返還マニフォールド
６６：  支部マニフォールド
６４Ｃ：  ホース
６６Ｃ：  ホース  
７０：  マニフォールド圧力センサー
７２：  マニフォールド圧力センサー
【図１】
2005517519.tif 000003
【図２】
2005517519.tif 000004
【図３】
2005517519.tif 000005
【図４】
2005517519.tif 000006
【図５】
2005517519.tif 000007
【図６】
2005517519.tif 000008
【図７】
2005517519.tif 000009
【図８】
2005517519.tif 000010
【図９】
2005517519.tif 000011
【図１０】
2005517519.tif 000012
【図１１】
2005517519.tif 000013
【図１２】
2005517519.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月11日(2003.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一パイプ構造ループ（５４）に送る流体の貯蔵庫（５２）から成り、前記第一パイプ構造ループには流体を第一圧力で前記第一ループに送り且つ前記貯蔵庫へと戻す第一ポンプ（５４）を含んでおり、更に、前記貯蔵庫または第一パイプ構造ループから供給される少なくとも一つのパイプ構造支部（５６）を有し、前記パイプ構造支部には第二圧力で流体を該パイプ構造支部に通して下流へと送る第二ポンプ（６２）を含んでおり、前記パイプ構造支部の各末端は、少なくとも一つの流体入口及び一つ又は複数の流体出口を持つ支部マニフォールド（４６）となっており、前記一つ又は複数の流体出口には流体をこの流体搬送機構の外に引き出す一つ又は複数の流通部に供給する一つ又は複数のホースを接続してあり、前記支部マニフォールドにはそれぞれ、前記第一パイプ構造ループと流体連通する返還マニフォールド（６４）を設けてあり、前記第一パイプ構造ループと前期流通部とを別のホースで連結して、流体が前記ホースを通し次いで前記返還マニフォールドを通して流れるようになっている流体搬送機構（５０）において、前記返還マニフォールドを流れた流体は前記流通部を閉止すると前期貯蔵庫に戻り、この流体搬送機構を一ヶ所または複数箇所で大気圧に連通すると一つ又は複数の開放流通部に前期支部マニフォールドと返還マニフォールドの双方から流体が供給されるために、流体の流れる方向が一つのホース又は複数のホース内で反転することを特徴とする流体搬送機構。
【請求項２】
支部マニフォールドが.貯蔵庫から供給されることを特徴とする請求項１に記載の流体搬送機構。
【請求項３】
該支部及び返還マニフォールドは少なくとも一つの流体入口及び１つ又はそれ以上の流体出口を有し、該支部及び返還マニフォールドは、該第１及び第２ポンプの下流に配置されており、該マニフォールド間の流体連通は、それぞれのマニフォールド上の流体出口に接続可能な少なくとも１つのホースにより達成され、そして前記マニフォールドは、１つ又はそれ以上の流通部を含んでいることにより、前記貯蔵庫からの流体が、パイプ構造支部、支部マニフォールド、ホース、返還マニフォールド及び第１パイプ構造ループを通じて流れ、最終的に該貯蔵庫に返還することができ、且つ、前記流体流通部が所望の箇所にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体搬送機構。
【請求項４】
該返還マニフォールドは、流体入口と第１次流体出口を有しており、第１パイプ構造ループ及び多数の第２次出口の内部で該マニフォールドの接続を可能とし、これらの多数の第２次出口と流通部を有するホースが接続されて支部マニフォールドとの流体連通を可能とすることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項５】
支部マニフォールドは流体入口と、流通部を有するホースが接続されている唯一の第２次出口を備えていることにより、該支部マニフォールドに流入する流体が１つ又はそれ以上のホースの中に流入することができることを特徴とする上記の請求項１から３のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項６】
返還マニフォールド内部の流体圧力は支部マニフォールド内の流体圧力よりも大きいことを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項７】
支部及び返還マニフォールドの圧力は大気圧以上であり、したがって、流通部の開口が気圧に対して流体を開くようになり、該流通部と該返還マニフォールド間でホース内で流体流方向が反転し、そして双方のマニフォールドが流体を該開口流通部の方向に渡すことを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項８】
複数のホース接続が支部マニフォールドと返還マニフォールド間で行われ、それぞれの接続が第１ホースからなり、その一端は支部マニフォールドの１つの流体出口に接続されていて、その他端は流通部に接続されており、第２ホースは流通部に接続された一端を有し、そして返還マニフォールドの流体出口に接続された他端を有していることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項９】
支部と返還マニフォールド間のそれぞれのホース接続は単一の流通部からのみなることを特徴とする上記の請求項８に記載の流体搬送機構。
【請求項１０】
それぞれの接続は第１及び第２ホースからなり、その末端はそれぞれ支部及び返還マニフォールドに接続されて、該ホースの他端は第１及び第２第１次流通部に接続されており、そして接続は、さらに該第１及び第２第１次流通部と第２第２次流通部の間の媒介ホースにより相互接続されている１つ又はそれ以上の第２次流通部からなることを特徴とする上記の請求項８に記載の流体搬送機構。
【請求項１１】
それぞれのホースは柔軟な重合体又はPTFEのごときプラスチック材で出来ていることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項１２】
ホース直径は５−２５mmの範囲であることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項１３】
少なくとも第１及び第２ポンプの１つは、それぞれの返還又は支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御されており、最も好ましくは第１パイプ構造ループを通じて流体を通過させるポンプは、機構の瞬時流体要求（度）、すなわちある一度に開口されている流通部の数に応じて力学的に制御されることを特徴とする上記の請求項のいずれかに記載の流体搬送機構。
【請求項１４】
第２ポンプのみが、それぞれの返還及び支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御されることを特徴とする上記の請求項１３に記載の流体搬送機構。
【請求項１５】
貯蔵庫（５２）と第一パイプ構造ループ（５４）内に直列配置した流体洗浄部品を含み、前記第一パイプ構造ループには流体を該第一パイプ構造ループに通して第一圧力で送り、前記貯蔵庫へと還流させるポンプ（６０）を含み、前記第一パイプ構造ループには支部マニフォールド（６６）と返還マニフォールド（６４）とを含むことから成る選択的に開閉自在な複数の流通部に無菌流体を送るための流体搬送機構において、前記支部及び返還マニフォールドには、前記流通部ごとに、各マニフォールドから前記流通部に至るパイプ接続を含み、複数の前記流通部がそれぞれ前記支部及び返還マニフォールドに並列接続されていることを特徴とする流体搬送機構。
【請求項１６】
１個の流通部の開口が各パイプを経て支部及び返還マニフォールドからその流通部に流体を供給させて、パイプ構造内で流体が他の流通部に対して影響を及ぼさないようにすることを特徴とする請求項１５に記載の流体搬送機構。  
【請求項１７】
該流通部の又は一連の流通部の開口が、返還マニフォールドに該１つ又はそれ以上の開口流通部を接続している１つ又はそれ以上のパイプ内部で流体流の方向を反転させることを特徴とする請求項１６に記載の流体搬送機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体搬送機構に関する、更に詳しくは、衛生流体搬送機構に関するものであり、操作中の流動が最小限度の停滞となり、そして細菌成長が完全に除去出来ない場合でも、最小限度のものとなることを確保する注意深い計画と分析が必要とされる構造を有する衛生流体搬送機構に関するものである。以下に記載の衛生流体搬送機構の形態は、一般的な研究開発施設、研究所、シリコンウエハー製造工場、醸造所、薬品製造施設、そして無菌水又は他の流体
の複数源が、水又は他の流体を貯蔵する貯蔵タンクから離れた多数の異なる場所を含む広範囲な工場施設に典型的に設置されている。
【０００２】
次の記載は、いわゆる注射用の水（WFI）、純水（PW）及びそれに類似のものを搬送する衛生流体搬送機構にほとんど限定的に関連するものであるが、発明は遙かに広範囲の適用を有するものであり、貯蔵庫から離れた所定の部署に搬送パイプ構造を通じて搬送するために適用可能であることが即座に理解出来るものである。
【０００３】
同様に以後に使用される「無菌の」なる用語及び同類表現は文字通りの意味に解釈されるべきではなく、独自の処方に対して安全又は適切となるような、所望の段階まで減少させた細菌、ばい菌又は他の汚染含有物を有する流体を含むものであることを読者は理解可能である。
【背景技術】
【０００４】
無菌流体搬送用の本機構は、最も単純な形態では、基本的に前無菌化(pre-sterilized)流体の充分な量が断続的に又は継続的に供給される貯蔵庫から基本的に構成される。スチール製パイプ構造の機構は構内を通じて、例えば、WFIが必要とされる臨床研究所に於いて、該パイプ構造は従来では大部分が部屋の天井に隠されており、天井を通じてパイプ構造が通過しており、作業者がWFIの源を定期的に必要とする位置又はその近くで作業中の多数の作業者が便利で利用しやすい位置のいずれかの位置で天井から降下している。パイプ構造は構内を通じて巡らされており、過剰な流体を戻すために最終的には貯蔵庫に戻るようになっている。  
【０００５】
無菌流体搬送機構を設計するに当たり、考慮すべき多数の重要事項があるが、最も重要であることは、機構が全体として前記パイプ構造の中であれ又は貯蔵庫の中であれ流体の局部的沈滞を防止すること、そして細菌が取り込まれたりして増殖を可能にする裂け目又はそれに類似の部分がないことである。
【０００６】
したがってパイプは、第１にタングステン不活性ガス(TIG)自溶溶接として知られる非常に高度な技術を使って相互溶接され、これはパイプの近接断面間の突き合わせ接合部が、パイプ内での通路内部に不要の汚染物を導入なく互いに確保されて、接合が内部で出来るだけ円滑になるように保証するものである。更に機構全体を通じて接合されている種々のパイプの内部面は、出来るだけ円滑でなければならず、そしてパイプのいかなる湾曲も流体流動中の渦巻き流の形成を排除しなければならない点に於いて、重要である。渦巻き流は効果的に静止状態にある流体の局部化された量に上昇をもたらして、これらの量の温度は、細菌が最も容易に成長する水準まで急速に降下して、その結果機構全体としての無菌性は損なわれる。  
【０００７】
第２に、機構の作動温度は調節し、保持していかなる細菌（例えば、一般に水中に存在するグラム陰性シュードモナス属の様な中温性細菌）は増殖防止されるか又は完全に排除されることを確保するように調節、維持される。WFI機構の共通温度は８０℃であり、時間経過による流体温度の段階的減少を防止するには、通常加熱器が機構に接続されている。  
【０００８】
PWや他の衛生流体機構は周囲温度で操作可能であるので、操作温度上細菌増殖がはるかに起こりやすいこれらの種々機構の構造のためいっそうの注意と配慮がなされねばならない。  
【０００９】
第３に、薄層状の流特徴に反対の乱動（流）（turbulent）は前記再度パイプ構造の全部分で発生して細菌増殖の危険を最小限に、例えば薄層状と乱動液流の双方に於いては、固体表面に近接する流体の速度はゼロでないか又は最小限のものとなり、一方表面から離れている流体の速度は遙かにより大きなものとなることが知られている。これによりパイプを通る容積測定上の流れの大部分は、パイプの中央部を通じて達成される一方で、比較的小さな割合の流れのみが該パイプの内部表面に近接して動く流れに起因している。このゆっくり動いている又は停滞している流れは冷却しやすく、そしてパイプの内部表面に近接して改善される細菌増殖の条件となるだけではなく、流体が非常にゆっくり動いているか又は全く動いていないとの事実自体が、細菌がパイプ表面に生育に適した場所を見いだす可能性をさらに増大させることになる。  
【００１０】
無菌流体搬送機構内の乱動液流は望ましい。何故なら前記パイプの内部表面に近接する流体の速度輪郭は同等の薄膜流のそれよりも、かなりより強烈に増加して、細菌増殖と生育の危険性がこうして軽減されるからである。内部表面上にバイオフイルムを形成することはそのような流体速度により阻止される。
【００１１】
しかしながら、前記パイプ内部の前記乱動流の存在は、他の条件もあるが、前記パイプの直径及びそれを通過する前記流体流の速度に依存することは流体力学に於いて周知のことである。一般的に直径の大きなパイプ内部の前記乱動流の発展には、直径の小さいパイプ内に前記乱動流を確立するために必要とされるよりもかなりより大きな流体速度が必要とされる。  
【００１２】
第４に、WFIを含んでいる貯蔵庫が所定の時間、例えば、２時間ごとを越えて
再充填されることを確保することが必要とされる。さらに機構は連続的に運転されるので、貯蔵庫は連続的に空になり流体のいかなる停滞をも防ぐため、同時に再充填される。そして時間は、通常の操作条件下で同時再充填なしに前記貯蔵庫を完全に空にするのにかかる時間の長さの表示に過ぎない。  
【００１３】
本件発明に関する機構は何１０個もの出口、いわゆる流通部（offtakes）を有しており、通常は研究所又はビルデング全体として連続的に接続されており、単一の流体搬送機構により供給される必要がある。そのような機構に通常使用されるパイプの直径は１〜２・１／２インチ（２５から６４mm）程度であり、そしてそのようなパイプ内部の乱動流を確保するには流れの速度が典型的には1〜3m / 秒の間にある。
【００１４】
そのような流れの速度を発展させるには、実質的なそしてこのように高度なポンプ装置が必要とされ、そしてまた多数の異なる流通部が同時に使用されることが考慮される時には、ポンプの力学的制御、及び／又は他のいくつかの圧力調整手段が必要とされる。従来の流体搬送機構は、同時開口の多数の流通部を通じて流体を搬送する能力を有する必要がある。しかしながら流通部のいずれも、例えば、一晩中使用中でない時にも満足に作動するものでなければならなかった。上記のように多数の流通部が連続して接続されている直列型機構の固有の短所は、数個以上の流通部の同時開口が、流れ特性及び各所の使用者流通部での正しい流れと圧力での引水能力の双方に有害な効果をもたらすことである。流通部の合計数のパーセントとして表現される、一つの機構に於ける同時に開口可能な流通部の数は多様である。
【００１５】
この多様性に応じた利点と効果を有する種々のパイプ構造ループ及びサブーループ形状が提案されて来た。
【００１６】
従来技術形状の異なる前記流体搬送機構を示している図１，２，３及び４を参照すると、これらの機構のそれぞれは、貯蔵庫２、それと連通しているパイプ構造４で、最も単純な場合には開口バルブにより体系化されている流通部６に供給し、過剰な流体を８の所で貯蔵庫に返還するようになっていることを示している。
【００１７】
図に示されているこれらの機構のそれぞれは少なくとも１つのポンプ１０からなり、図２の場合には第２ポンプ１２により、機構の周りのパイプ構造を通じておのおのが流れ方向１４に流体を通過させる。  
【００１８】
図１からパイプ構造は流通部の間の１６の所で傾斜していることが見られ、これは洗浄目的のための機構から流体の排水を可能にするその種の機構の共通した特徴である。加熱器１８及び圧力制御バルブ２０もまた個々の流通部６と直列に設置されており、この単純な直列機構は、単純な直列電気回路と類似の機能を果たし、ポンプは電位差源に相当し、流通部６は抵抗分散力に相当し、そして流量（flow rate）は電流に相当することが分かる。事実並列回路を効率的に示している図２，３及び４の場合には、その類似点は拡張される可能性がある。
【００１９】
この類似点の重要性は、流通部がさらに独自のループに追加されるので、流通部が開口時に流通部のそれぞれを通じて機構が搬送できる流体流は、そのループ内の流通部の数にしたがって減少する。このことは電球が数多く接続されればされるほど電気回路で直列に接続された電球の明るさが減少することと同じことである。  
【００２０】
複数ループ装置が示されている図２の場合には、第２ポンプ１２が流体を機構の第２ループを通過させて、そのループに於いて種々の流通部に供給するよう該ループを通じて充分な流れを効率的に提供する。図３の場合には、副ループ又は正確な並列装置が示されており、図４の場合にはより複雑な主ループ/副ループ装置が示されていて、主ループ３０から４つの別々の副ループ２２，２４，２６，２８に供給されている。副ループのそれぞれは前記主ループとの接続直後に膜型バルブ３２が設置されており、そしてさらに前記主ープの最も離れた末端のそれぞれの副ループ上に及びポンプ１０の直後に主ループを
貯蔵庫２に接続している返還ループ３６の上にConstaflowTM 流量調整バルブ３４が設置されている。この装置の作動の不必要な記載や分析がないものの、薄膜型バルブ、流量調節バルブ及び返還ループは全て、全体として機構の効率的な不等率を増加させ、そして機構の正確な流体力学上のバランスを確保する目的のために、設置されているものである。
【００２１】
最大の変化で作動するそれらの限定された能力以外の上述の機構の基本的短所は、第１に構造上の認識済み永久的特質に関連している。例えば機構の周りに充分な量の流体を搬送するには、材料と製造の双方の費用を増加させる大直径のものでなければならない。そのような機構の製造に現在使用されているステンレス鋼パイプ断面は６ｍの長さであり、かなりの溶接を必要としそのような溶接又は代わりの接合工程を通じて誘導される割れ目のために、機構の周りでの細菌発生の危険性を増大することになる。
【００２２】
既に設置済みの機構に於いて追加の流通部が必要とされる場合には、機構を変更することは非常に困難及び/又は高価なものとなるが、多分最も重要となるのは変更により引き起こされる機構の崩壊が深刻なものとなり得ることである。例えば追加の流通部の挿入は機構の完璧な排水装置を必要とし、必要とされる追加のパイプ構造と流通部を挿入するために機構を開けることになり、それに伴う再消毒と再充填が必要とされる。さらに追加の流通部は大型ポンプと追加の流量及び圧力調節部材が必要とされることが予想される。流体搬送機構の設置平均費用はメートル当たり約２００ポンドであり、したがってこれらの機構は設備建設費用がかなり増加するものとなることが分かる。溶接工程はまた厳密で高価な検査と、HM医薬監査官及びそれに類似の検査官による規正追跡可能要件の一部としての資格手続きが必要とされる。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本件発明の目的は、効率的な変換が９０パーセント以上、好ましくは１００パーセントであるが、先行技術機構の建設、設置、検査及びその後の証明費用よりもかなり安価である流体搬送機構を提供することである。  
【００２４】
本件発明のさらなる目的は、流体が流れることによるパイプ構造の内面に於ける割れ目と不良部分が最小限で設置可能な機構を提供することであり、加えて少なくとも、ポンプ室に流通部を接続しているパイプ構造に於いて、実質的に割れ目なしの機構を設置する可能性を提供することである。本件発明のさらなる目的は、パイプ機構の各部分間の接合点が出来るだけ少ない機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
第１側面に於ける発明によれば、該第１ループを通じて流体を第１圧力で通過させそして該貯蔵庫に返還させる第１ポンプを含んでいる第１パイプ構造ループに供給する流体貯蔵庫からなり；該機構は、該貯蔵庫又は第１パイプ構造ループから供給される少なくとも１つのパイプ構造支部を含んでおり、パイプ構造支部は、該第２ポンプの第２圧力下流にて該パイプ構造支部を通じて流体を通過させる第２ポンプを含んでおり；それぞれのパイプ構造支部は、少なくとも１つの流体入口と１つ又はそれ以上の出口を有する支部マニフォールド内部で終止しており、後者には機構から流体が引き出される１つ又はそれ以上の流通部に供給する１つ又はそれ以上のホースが接続されており；それぞれの支部マニフォールドは、該流通部がさらなるホースにより接続されている該第１パイプ構造ループと流体連通している相当する返還マニフォールドを提供しているので、該ホースを通じてそしてそこから該返還マニフォールドを通じて流体が該支部マニフォールドから流れることが出来るようになっており；流通部が閉鎖された時には返還マニフォールドを通じて流れた流体は貯蔵庫に返還され、そして１つ又はそれ以上の流通部の開口、そしてこのようにして１つ又はそれ以上の部署で気圧に対して該機構を開口することが、該１つ又はそれ以上の開口流通部を返還マニフォールドに接続する１つ又はそれ以上のホース内部で流体流の方向を反転させ、該１つ又はそれ以上の開口流通部は支部マニフォールドと返還マニフォールドの双方から流体が供給される構造になっている。
【００２６】
最も好ましくは前記支部マニフォールドは貯蔵庫から供給される。
【００２７】
理想的には該支部及び前記返還マニフォールドは少なくとも一つの流体入口及び１つ又はそれ以上の流体出口を有し、該支部及び前記返還マニフォールドは、該第１及び前記第２ポン1プの下流に配置されており、それぞれのマニフォールド上の流体出口に接続可能な少なくとも１つのホースにより達成されるマニフォールド間で流体連通しており、そして１つ又はそれ以上の流通部を含んでいて、前記パイプ構造支部、前記支部マニフォールド、前記ホース、前記返還マニフォールド、及び前記第１パイプ構造ループを通じて貯蔵庫から流体が流れ
最終的には該貯蔵庫に返還し、そして前記流体流通部が所望の部署にあることを可能ならしめる。  
【００２８】
好ましくは該返還マニフォールドは流体入口と第１流体出口を有して第１パイプ構造ループ及び多数の第２出口の内部で該マニフォールドの接続を可能とし、これらの多数の第２出口と前記流通部を有するホースが接続されて支部マニフォールドとの流体連通を可能とする。  
【００２９】
さらに好ましくは前記支部マニフォールドは前記流体入口と前記流通部を有するホースが接続されている１つの第２出口を備えているので、該支部マニフォールドに流れる流体が１つ又はそれ以上のホースの中に流入するようにし向けられる。  
【００３０】
好ましくは前記返還マニフォールドの内部の流体圧力は前記支部マニフォールド内の流体圧力よりも大きく、そして最も好ましくはこれらの双方の圧力は周辺気圧より高く、流通部の開口が気圧内で流体を開き、該流通部と該返還マニフォールド間でホースの長さ（方向）の流体流方向が反転し、そして双方のマニフォールドが流体を該開口流通部に向かわせるようになる。  
【００３１】
最も好ましい場合には複数のホース接続が前記支部マニフォールドと前記返還マニフォールド間で行われ、それぞれの接続が第１ホースからなり、その一端は前記支部マニフォールドの１つの流体出口に接続されていて、その他端は前記流通部に接続され、そして第２ホースは前記流通部に接続された一端を有し、そして前記返還マニフォールドの流体出口に接続された他端を有している。最も好ましくは、前記支部と前記返還マニフォールド間のそれぞれのホース接続は単一の前記流通部からなるが、代わりにそれぞれの接続は前記第１及び前記第２ホースからなることも可能であり、その末端はそれぞれ前記支部及び前記返還マニフォールドに接続されて、そしてホースの他端は第１及び第２第１次流通部に接続されており、そして接続はさらに該第１及び前記第２第１次流通部と第２の第２次流通部の間の媒介ホースにより相互接続されている１つ又はそれ以上の第２次流通部からなっている。  
【００３２】
さらに好ましくはそれぞれのホースは柔軟な重合体又はPTFEのごときプラスチック材で出来ている。  
【００３３】
好ましくはホース直径は約５から２５mmの範囲である。  
【００３４】
最も好ましくは、少なくとも前記第１及び前記第２ポンプの１つが、それぞれの前記返還又は前記支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御されており、そして最も好ましくは前記第１パイプ構造ループを通じて流体を押出すポンプが機構の瞬時流体要求（度）、すなわちある瞬間に開口する流通部の数にしたがって力学的に制御される。
【００３５】
最も好ましくは第２ポンプのみが、それぞれの返還及び支部マニフォールド内の流体圧力にしたがって力学的に制御される。  
【００３６】
上記記載の機構は、マニフォールドの間のどんな特定のホース接続部分上に設置されたいかなる流通部の開口はホース部内の流体の流れの方向に於いて、前記返還マニフォールドから該流通部に反転を起こす驚くべき利点を有している。そのような流れ方向反転は、前記返還マニフォールド内で発展した流体圧力は前記支部マニフォールド内で発展した圧力よりも大きいために、なされ、このように流体は、前記流通部を該マニフォールドに繋ぐホースの双方の部位に沿って（いったん開口されると効率的に気圧点となる）前記流通部を通過させられることになる。
【発明の効果】
【００３７】
機構は特に下記のものを含む既に記載の新規な装置から得られる多数の付随利点を有する；
１．安い設備費用及び/それに伴う有効性
２．広大な溶接の必要性とその工程から来る付随弊害の除去
３．非専門請負人による設置の容易性（ホースと流通部は例えば電線設置人が設置可能である）。
４．個々の流通部の容易な再配置/分離。
５．将来の前洗浄済み（pre-cleaned）流通部がスペアーマニフォールド第２次流体出口に容易に追加可能であり、既存使用機構への中断も無く稼働状態にすることが可能。
６．流通部ホースは個別に殺菌可能。
７．ホースは（無菌）空気又はガスをそれに吹き込んで排水処理して、経路型大規模排水のための余分な費用が回避可能、そして
８．ホース殺菌が多数の方法で可能、例えば化学再循環、蒸気胃殺菌、高温殺菌空気（１６０℃）、オゾンなどによる殺菌。
【００３８】
多分最も重要である利点は、もしポンプが効率的に力学的に制御されるのであれば、さらに多くの流通部がどんどん同時に開口されるので、機構の不等率はほぼ１００パーセントに留まるということである。目立った流量減少なしに、同時に開口出来る流通部の数の唯一の限度は、流体がポンプにより通過させられる（そして該ポンプにより大量の流体がマニフォールドに搬送される）ところのパイプとマニフォールドの直径である。  
【００３９】
さらなる側面に於ける発明によれば、多数の流通部に無菌液体を搬送するための流体搬送機構が設けられ；それぞれの流通部は開口と閉鎖状態の間を選択的に移動可能であり；該機構は、貯蔵庫と第１パイプ構造ループ内部に並んで設けられた流体洗浄部品を含んでおり；該パイプ構造ループは、第１圧力で該パイプ構造ループを通じて液体を通過させそして貯蔵庫に流体を返還させるポンプを含んでおり；該パイプ構造ループは、支部マニフォールド及び返還マニフォールドを含んでいるもので；該支部及び返還マニフォールドは、それぞれの流通部のために、各マニフォールドから該流通部に導くパイプ接続を含んでいるので複数の流通部のそれぞれが支部及び返還マニフォールドに並列に接続されるような構造になっている。
【００４０】
１つの実施態様に於いて、１個の流通部の開口が各パイプを経て支部及び返還マニフォールドからその流通部に流体を供給させ、そしてパイプ構造内で流体が他の流通部に対して影響を及ぼさないようにする構造になっている。典型的には、該流通部又は一連の流通部の開口が、返還マニフォールドに該１つ又はそれ以上の開口流通部を接続している１つ又はそれ以上のパイプ内部で流体流の方向を反転させることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
発明の独自の実施態様は添付図に実施例として記載されている。  
先ず図５を参照すると、流体搬送機構５０は、パイプ構造ループ５４及びパイプ構造支部５６に分かれる貯蔵庫供給パイプ構造５２からなる。パイプ構造ループ５４は５８のところで貯蔵庫５２に最終的に返還して、機構の周りで流体ポンプにより該貯蔵庫に再充填する。  
【００４２】
ループ５４及び支部５６のそれぞれにはポンプ６０，６２がそれぞれ設置されており、返還マニフォールド６４及び支部マニフォールド６６の上流に配置されていて、該マニフォールドのそれぞれは少なくとも第１次入口６４Ａ，６６Ａを持ち、又ホース６４Ｃ，６６Ｃに接続可能な第２次流体出口６４Ｂ，６６Ｂ‘を有している。それぞれのホース６４Ｃ，６６Ｃは、閉鎖時に流体がホース６６Ｃからホース６４Ｃへの通過を可能とする開口可能なバルブから本質的になる流通部に接続されている。  
【００４３】
好ましい実施態様に於いては、ポンプ６０，６２はマニフォールド６４，６６内部の流体圧力変化に反応して、７０，７２で略式表示されるマニフォールド圧力センサーにポンプモーターを結合することで力学的に制御される。このように流体の流れと圧力は、流体を搬送するために１つ又はそれ以上の流通部が開口される時に必要とされる程度に自動的に維持されることが可能となる。この形式は最も正確な制御を提供すると記載されているが、特定の機構の操作限界が設定されると、単一のポンプが力学的に制御されることが必要となる可能性がある。  
【００４４】
返還マニフォールドの下流に操作時に所望の温度が維持されることを確保するために衛生化ユニット及び/又は熱交換機７３，７４を任意で設置しても良い。その後で流体は機構の周りをポンプ圧で送られて貯蔵庫５２に返還される。
【００４５】
実施例機構操作条件は、パイプ構造支部内で１００リットル/分の最低流量、
１６０リットル/分の最高流率、支部マニフォールド内での６バールの圧力、及びパイプ構造ループ内での４５リットル/分の最低流量、２２５リットル/分の最高流量及び２バールの返還マニフォールド圧力を含むものである。
【００４６】
図５もまた、点線７６上に略図的に規定された設備室に、機構で使用される機器の大部分が配置されている可能な機構レイアウトの略図を示していて、流通部と連通するホース６４Ｃ，６６Ｃ  の長さの一部、及びそれぞれのループ及び支部マニフォールドは、点線７６及びさらになる点線７８の間の空いている屋根又は壁に配置されていて、流通部６８はホースを隠すために屋根又は壁に確保されている側板の末端に任意的に接続されている。  
【００４７】
そのような側板８０，８２及び流通部８４，８６の例は、図６及び７に示されている。
【００４８】
図８，９は返還マニフォールド６４及び支部マニフォールド６６の可能な実施態様を示している。これらのマニフォールドは異なるものである。何故なら流体は返還マニフォールド６４を通じて第１次入口６４Ａから第１次出口６４Ａ’に８８のところで表示されている方向に流れることが必要とされるからである。さらに特定の機構で望まれる流通部の番号に相当する番号の種々の第２次流体出口６４Ｂが設置され、そして「出口」なる用語がこれらの付属品との関連で使用されるが、該出口に接続されているホースにより供給される独自の流通部が開口された時に流体はそれから流出することが分かる。流通部が閉鎖される時の別の状況に於いては、流体は出口を通じてマニフォールドに流れ込み、そして８８のところで表示のように１端から他端にマニフォールドを通じる流体流と合流する。力動的ポンプ制御用の圧力制御出口ＰＣ及びスペアー器具入口９０もまた設置される。  
【００４９】
支部マニフォールド６６の場合には、ホース６６Ｃが接続されている多数の第２次出口６６Ｂと共に第１次入口６６Ａが設けられ、圧力制御出口ＰＣはマニフォールド６６の一端に配置されていて、一方他端は９２のところで閉鎖しており、該端部を通じていかなる流体のもれをも防止する。支部マニフォールドの場合にはホース６６Ｃにより供給される流通部の開閉に関係なく、出口６６Ｂを通じて流体が連続的に流れる。  
【００５０】
図１０及び１１を参照すると、流通部に流体を供給するためにホース６６Ｃ，６４Ｃが接続されている結合器９４，９６を有する流通部が略図で示されている。流通部が閉鎖された時、ホース６６Ｃからホース６４Ｃに流体が流れることを可能にし、流通部が開口された時、ホース６４Ｃ内で流体反転を可能とする部屋９８が設置され、これはこれで、必要であれば作動機１０２を有する標準的な薄膜バルブ又は類似物１００に接続されている。
【００５１】
部屋の略断面図は図１１に示されていて、この図からして、その内部に備えてある孔板１０４により該部品内の流体の流れが達成されることが分かる。
【００５２】
流通部へのバルブを使用者が徐々に開く状況に於いては、機構内の種々の部品のデザインによっては、ホース６４Ｃ内の流体流速度が逆に単に減少して反転させられるようになることが予測可能であり、そして独自状況に於いては、所定の量だけ流通部を開口すると、ホース６４Ｃ内部での流体速度はゼロに減少し、該流通部がホース６６Ｃを通じて流通部への流体流により、全体的に供給されることが起こることもある。そのような操作条件は一時的にのみ予想され、全体としては機構内部の流体の衛生に実質的に影響を及ぼすのに有効な程の時間の長さの間継続するものではないであろう。これらの独自の操作特性は、希にのみ発生するものであることも言及されねばならない、そして最も望ましい機構操作はホース６４Ｃを通じての流体流方向の反転を含んでいることである。  
【００５３】
最後に図１２を参照すると、発明に従って機能する流体搬送機能の別の形態が示されている。この形態では、貯蔵庫２００は２０２のところで純水又は無菌水が供給され、貯蔵庫２００は第１パイプ構造ループ２０４内に接続されている。第１パイプ構造ループ内にはループ２０４の周りで流体流を起こす低圧高容量ポンプ２０６が配置されている。ポンプと貯蔵庫を取り囲む図の箱２０８は敷地内ポンプ及び/機器室の典型であり、点線２１０、２１２，２１４内の残りの箱は、無菌流体搬送が必要とされる異なった建物、又はこれとは別の、同建物内の異なるけれども遠隔部署地帯の典型である。  
【００５４】
したがって第１パイプ構造ループは適当な位置でそれぞれの地帯に接近する通路の周りに建設されている。それぞれの地帯の地域には支部２１８が主ループから取られており、そして必要とされるか又はいかなる時にもその地帯で使用される種々の流通部２２４に於ける瞬時の流体使用要求にしたがって２２２のところで力学的に制御されるポンプ２２０に供給する。ポンプ２２０は、さらなるホース２２８により、返還マニフォールド２３０に順番に接続されているホース２２８により該流通部２２４に接続されている支部マニフォールド２２６に加圧流体を搬送する。返還脚２３２，２３４は返還マニフォールドと第１ループ２０４の間に設置されており、一方では独自の地帯で流通部が開口されない場合には該返還脚からの流体を第１ループに再結合可能ならしめて、そして他方に於いては独自の地帯で１つ又はそれ以上の流通部が開口された場合には、返還マニフォールドに向かって、そしてそれを通じて流体が流れることを可能ならしめるものである。第２ポンプは、返還脚２３２，２３４の１つに於いて、第１ループ２０４から流体流が該返還マニフォールド内に流れること、そして他方の脚に沿って第１ループに戻ることを確保するように要求されていることが分かるが、同様に機構はポンプが必要とされないように設計されることを予測している。
【００５５】
図に示されている形態は同室中において貯蔵庫、第１ポンプ、第１パイプ構造ループ、パイプ構造支部、及び支部及び返還マニフォールドの全てを必要としないことを示している。  
【００５６】
したがってまとめとして、流体搬送機構は無菌液体が効率的に多数の遠隔部署に搬送され、しかしながら一方では殺菌生育を防止するために、機構を通じて継続的流体流を維持するように記載されている。機構は、第１圧力で該第１ループを通じて流体を通過させそして貯蔵庫に返還される第１ポンプを含む第１パイプ構造ループに供給する貯蔵庫を含んでおり、また貯蔵庫から供給され、そして第２ポンプの第２加圧下流で支部を通じて流体を通過させる第２ポンプを有している少なくとも１つのパイプ構造支部をも含んでいる。機構は、支部マニフォールドはそれぞれの支部を終止させ、そして第１パイプ構造ループ内部に返還マニフォールドが設置されている点に於いて効率的に機能するものである。
【００５７】
これらの２つのマニフォールド間には１つ又はそれ以上の供給ホースが接続されており、このホースは所望の部署に流体が選択的に搬送される単純なバルブ開口である流通部部品により中断されているものである。１つ又はそれ以上の流通部が開口された時には、その流通部を返還マニフォールドに連結するホース内部の従来の流体流は、第１パイプ構造ループ内部の２つのポンプとパイプ構造支部が作動して、圧力により反転される。この種の作動は実質的に１００パーセントの不等率、すなわち流体の有効性の実質的な減少なしに、機構内の出来るだけ多くの又は出来るだけ少ない流通部が、同時に開かれることが可能である。  
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図２】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図３】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図４】先行技術形態の流体搬送機構の略図である。
【図５】本件発明の流体搬送機構の略図である。
【図６】可能な流通部側板集合体の詳細図である。
【図７】可能な流通部側板集合体の詳細図である。
【図８】可能なループ及び支部マニフォールド集合体の斜視図である。
【図９】可能なループ及び支部マニフォールド集合体の斜視図である。
【図１０】可能な流通部集合体の略図。
【図１１】可能な流通部集合体の略図。
【図１２】本件発明による機構の別の形態を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
５０：  流体搬送機構は、  
５２：  貯蔵庫供給パイプ構造  
５４：  パイプ構造ループ  
５６：  パイプ構造支部  
６０：  ポンプ
６２：  ポンプ
６４：  返還マニフォールド
６６：  支部マニフォールド
６４Ｃ：  ホース
６６Ｃ：  ホース
７０：  マニフォールド圧力センサー
７２：  マニフォールド圧力センサー
【国際調査報告】
2005517519.tif 000015
2005517519.tif 000016
2005517519.tif 000017