(57)【要約】  フィルタホルダーを作業表面上に支持するための基部と、基部に取り付けられる傾斜機構と、傾斜軸において傾斜機構に取り付けられたホルダーアームと、を備える、フィルタホルダーが開示される。ホルダーアームは、基端部と遠位端部とを含み、傾斜軸を中心にしてサービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能である。
2013509294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタホルダーを作業表面上に支持するための基部と、
前記基部に取り付けられる傾斜機構と、
傾斜軸において前記傾斜機構に取り付けられたホルダーアームであって、基端部と遠位端部とを含み、傾斜軸を中心にしてサービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能であるホルダーアームと、を備える、フィルタホルダー。
【請求項２】
前記ホルダーアームが、
前記基端部に近接する圧縮プレートと、
前記圧縮プレートに対向する保持プレートと、を備える、請求項１に記載のフィルタホルダー。
【請求項３】
前記圧縮プレートが、フィルタ圧縮調整部によって連続的に調整可能である、請求項２に記載のフィルタホルダー。
【請求項４】
前記フィルタ圧縮調整部がトルクリミッタを備える、請求項３に記載のフィルタホルダー。
【請求項５】
前記トルクリミットが、約１２Ｎ・ｍ未満である、請求項４に記載のフィルタホルダー。
【請求項６】
前記傾斜軸が、前記作業表面から第１の距離に位置決めされ、前記ホルダーアームの前記基端部が、前記傾斜軸から第２の距離に位置決めされ、前記第２の距離が前記第１の距離より短い、請求項１に記載のフィルタホルダー。
【請求項７】
前記ホルダーアームが、前方支持棒と後方支持棒とを備え、前記保持プレートが、前記前方支持棒及び前記後方支持棒に摺動自在に連結される、請求項２に記載のフィルタホルダー。
【請求項８】
前記圧縮プレートが、前記前方支持棒及び前記後方支持棒に摺動自在に連結される、請求項６に記載のフィルタホルダー。
【請求項９】
前記前方支持棒及び前記後方支持棒が、それぞれ複数のプレート位置決め溝を含む、請求項７に記載のフィルタホルダー。
【請求項１０】
前記ホルダーアームが前記人間工学的装荷位置にある場合、前記前方支持棒が前記傾斜軸の下方に位置付けられており、前記後方支持棒が前記傾斜軸の位置又はその上方に位置付けられている、請求項７に記載のフィルタホルダー。
【請求項１１】
前記サービス位置にある場合、前記ホルダーアームが前記作業表面に対して直角に配向されており、前記人間工学的装荷位置にある場合、前記ホルダーアームが前記作業表面に対して平行に配向されている、請求項１に記載のフィルタホルダー。
【請求項１２】
前記傾斜軸が、前記作業表面から第１の距離に位置決めされ、前記第１の距離が、約２８インチ（７１．１ｃｍ）〜約４０インチ（１０１．６ｃｍ）の範囲である、請求項１に記載のフィルタホルダー。
【請求項１３】
前記ホルダーアームが前記人間工学的装荷位置にある場合、前記ホルダーアームの前記重心が、前記傾斜軸と垂直に整列されておらず、前記ホルダーアームが前記サービス位置にある場合、前記ホルダーアームの前記重心が、前記傾斜軸とほぼ垂直に整列されている、請求項１に記載のフィルタホルダー。
【請求項１４】
前記フィルタホルダーが可搬式である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のフィルタホルダー。
【請求項１５】
前記基部が１つ以上のキャスターを備える、請求項１４に記載のフィルタ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のフィルタホルダーと、前記ホルダーアームの上に装荷されるフィルタカプセル積層体と、を含む、濾過システム。
【請求項１７】
前記ホルダーアームが前記人間工学的装荷位置にある場合、前記フィルタカプセル積層体が装荷された前記ホルダーアームの前記重心が、前記傾斜軸と垂直に整列されておらず、前記ホルダーアームが前記サービス位置にある場合、前記フィルタカプセル積層体が装荷された前記ホルダーアームの前記重心が、前記傾斜軸とほぼ垂直に整列されている、請求項１６に記載の濾過システム。
【請求項１８】
ホルダーアームを人間工学的装荷位置まで傾ける工程と、
フィルタカプセル積層体を前記ホルダーアームの上に装荷する工程と、
前記ホルダーアームを傾斜軸を中心にしてサービス位置まで傾ける工程と、を含む、フィルタホルダーの操作方法。
【請求項１９】
前記サービス位置にある場合、前記ホルダーアームが垂直配向状態であり、前記人間工学的装荷位置にある場合、前記ホルダーアームが水平配向状態である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フィルタカプセル積層体を前記ホルダーアームの上に装荷する工程が、圧縮プレートと保持プレートとの間の前記フィルタカプセル積層体を圧縮することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
摺動を防止するために前記保持プレートを係止することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記圧縮プレートと前記保持プレートとの間の前記フィルタカプセル積層体の前記圧縮を調整することを更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記フィルタカプセル積層体の前記圧縮が、トルクリミッタを備えるフィルタ圧縮調整部によって調整され、前記トルクリミットが約１２Ｎ・ｍ未満である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記サービス位置から前記ホルダーアームを傾けて前記人間工学的装荷位置に戻す工程と、
前記フィルタカプセル積層体を前記ホルダーアームから取り外す工程と、を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記フィルタカプセル積層体を前記ホルダーアームから取り外す工程が、前方支持棒を越えてフィルタカプセルを回転させる工程を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前方支持棒を越えて前記フィルタカプセルを回転させる工程が、
前記フィルタカプセル上の支点ラグを前記前方支持棒に対して係合させる工程と、
前記支点ラグを中心に前記フィルタカプセルを回転させて、前記フィルタカプセルを前記前方支持棒を越えて転がす工程と、を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ホルダーアームが前記人間工学的装荷位置にある場合、前記フィルタカプセル積層体が装荷された前記ホルダーアームの前記重心が、前記傾斜軸と垂直に整列されておらず、前記ホルダーアームが前記サービス位置にある場合、前記フィルタカプセル積層体が装荷された前記ホルダーアームの前記重心が、前記傾斜軸とほぼ垂直に整列されている、請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
前記フィルタホルダーを、製造設備の中のある部屋から、製造設備の中の別の部屋まで運ぶ工程を更に含む、請求項１８〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記フィルタホルダーを運ぶ工程が、前記フィルタホルダーを１つ以上のキャスターの上に載せて作業表面上を動かす工程を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記フィルタホルダーを作業表面上に支持するための基部と、
前記基部に取り付けられた１つ以上のキャスターと、
サービス位置において前記基部に取り付けられたホルダーアームと、を備える、フィルタホルダー。
【請求項３１】
圧縮プレートを更に備える、請求項３０に記載のフィルタホルダー。
【請求項３２】
前記基部が保持プレートを備える、請求項３０又は３１に記載のフィルタホルダー。
【請求項３３】
前方支持棒と、
後方支持棒と、を更に備え、
前記圧縮プレートが、前記前方支持棒及び前記後方支持棒に摺動自在に連結される、請求項３２に記載のフィルタホルダー。
【請求項３４】
前記圧縮プレートが、フィルタ圧縮調整部によって連続的に調整可能である、請求項３３に記載のフィルタホルダー。
【請求項３５】
前記フィルタ圧縮調整部がトルクリミッタを備える、請求項３４に記載のフィルタホルダー。
【請求項３６】
前記前方支持棒及び前記後方支持棒がそれぞれ、１つ以上のプレート位置決め溝を含む、請求項３２に記載のフィルタホルダー。
【請求項３７】
１つ以上の架台棒を更に備える、請求項３６に記載のフィルタホルダー。
【請求項３８】
請求項３０〜３７のいずれか一項に記載のフィルタホルダーと、前記ホルダーアームの上に装荷されたフィルタカプセル積層体と、を備える濾過システム。
【請求項３９】
請求項３３〜３７のいずれか一項に記載のフィルタホルダーと、前記ホルダーアームの上に装荷されたフィルタカプセル積層体と、を備え、前記フィルタカプセル積層体が、１つ以上のフィルタカプセルを含み、各フィルタカプセルが、１つ以上の整列羽根を備える濾過システムであって、各整列羽根が、前記前方支持棒又は前記後方支持棒の一方に対して嵌合される、濾過システム。
【請求項４０】
前記フィルタカプセル積層体が、前記圧縮プレートと前記保持プレートとの間で圧縮される、請求項３９に記載の濾過システム。
【請求項４１】
前記フィルタカプセル積層体が連結板を備えていない、請求項４０に記載のフィルタホルダー。
【請求項４２】
前記フィルタカプセル積層体の中の各フィルタカプセルが流体相互連結具を備え、各フィルタカプセル上の前記流体相互連結具が、隣接するフィルタカプセルと流体接続して直接的に封止される、請求項４０に記載のフィルタホルダー。
【請求項４３】
前記流体相互連結具がフェイスシールを備える、請求項４２に記載のフィルタホルダー。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
積み重ねられた円盤型のレンチキュラーフィルタは、商業的用途のための流体の処理に使用されている。そのようなフィルタを使用する典型的な濾過システムでは、フィルタは、周囲の環境から密封可能であるサニタリーハウジング内で、稼働のために組み立てられる。サニタリーハウジングは、典型的には、流体入口及び出口のための構造を有する略円筒形の圧力容器である。
【０００２】
通常の作動下では、濾過される加圧流体は流体入口を通ってサニタリーハウジングに入り、円盤型レンチキュラーフィルタを包囲する領域を満たす。次いで、流体はフィルタ要素を通って濾過され、その後濾過された流体は積み重ねられた内部コアに入る。積み重ね内部コアは、流体出口に流体的に接続され、この流体出口は、濾過された流体（濾液）を下流の配管に送ることができる。
【０００３】
このようなシステムは、嵩高で上部が重く、組み立てるのに時間がかかる場合が多い。場合によっては、使用と使用との間に積層体の重い部品を取り外すために、オーバーヘッドリフトを使用する必要がある。典型的には、こうしたシステムは、システムを倒す危険性なしに組み立て及び分解を達成することができるように、床にボルト留め、ないしは別の方法で固定される。更に、そのようなシステムは一般に、使用と使用との間に洗浄及び滅菌する必要がある数個の重い高価な金属部品を含む。サニタリーハウジングは、あらゆる他の使い捨てでない濡れた部品と一緒に、１回の使用毎に注意深く洗浄する必要がある。サニタリーハウジング又は他の濡れた部品が適切に洗浄されないと、次のバッチの流体が二次感染する可能性がある。滅菌工程は、プロセスをかなり遅延させ得る。多くの場合、そのような部品を滅菌するためにかなりの量の殺菌剤を使用する必要がある。そのような殺菌剤の消費及び廃棄は、環境に望ましくない影響を与え得る。更に、そのようなシステムは、多くの場合、適切な圧縮のために熟練した訓練された操作者を必要とする。
【０００４】
更に、そのようなシステムは、典型的には、製造施設の所与の部屋の恒久設備として、床又は滑材に取り付けられる（しばしばボルト留めされる）。こうした部屋のそれぞれは、典型的には、例えば、拡大された製造プロセスで使用され得る関連する配管を備えたいくつかの大きな関連製造設備を収容している。製造施設が複数のこうした部屋を有するという点で、別々の永久的濾過装備品を各部屋に提供する必要がある。
【０００５】
より軽量で、組み立てが容易な濾過システムが継続して必要とされている。単一ユニットを複数の部屋で使用することができるように、可搬式である濾過システムもまた必要とされている。廃棄される際に、より安価で、より環境に優しい材料を使用した濾過システムもまた必要とされている。操作と操作との間にバッチ間で汚染が生じるのを排除する必要性もまた存在する。また使用と使用との間に、より短い洗浄時間及び休止時間を必要とする濾過システムもまた必要とされている。また、満足する結果の達成において、操作者の技能に依存する度合いが低い濾過システムもまた必要とされている。稼働中に使用する床面積が少ない濾過システムもまた必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、一般に、使い捨てフィルタカプセルを備えた濾過システムに関する。本開示は更に、かかる使い捨てフィルタカプセルを保持し、動作させるためのフィルタホルダーに関する。かかるシステムは、別個のサニタリーハウジングの必要性を排除し、ひいてはバッチ間の汚染を排除することができる。単一濾過システムが製造設備内の複数の部屋に貢献することができるように、かかるシステムは可搬式とされ得る。そのようなシステムは、使用と使用との間に滅菌する必要性を低減又は排除し得る。そのようなシステムは、フィルタホルダーからのフィルタカプセルのより容易な装荷及び取り外しを可能にすることができる。そのようなシステムは、更に、フィルタカプセルのより容易な装荷を可能にすると同時に、フィルタホルダーが操作状態である間、より小さな設置面積を提供することも可能にすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態において、本開示は、フィルタホルダーを作業表面上に支持するための基部と、基部に取り付けられる傾斜機構と、傾斜軸において傾斜機構に取り付けられたホルダーアームと、を備えるフィルタホルダーを提供する。典型的には、ホルダーアームは、基端部と遠位端部とを備える。いくつかの実施形態において、ホルダーアームは、傾斜軸を中心にしてサービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能である。
【０００８】
いくつかの実施形態において、ホルダーアームは、基端部に近接する圧縮プレートと、圧縮プレートに対向する保持プレートと、を備える。このような実施形態において、圧縮プレートは、フィルタ圧縮調整部によって連続的に調整可能であり得る。いくつかの実施形態において、フィルタ圧縮調整部はトルクリミッタを備える。使用する場合、トルクリミッタは、約１２Ｎ・ｍ未満のトルクリミットを有し得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、傾斜軸は、作業表面から第１の距離に位置決めされ、ホルダーアームの基端部は、傾斜軸から第２の距離に位置決めされ、第２の距離は第１の距離より短い。
【００１０】
ホルダーアームは、前方支持棒と後方支持棒とを備えてもよく、保持プレートは、前方支持棒及び後方支持棒に摺動自在に連結される。いくつかの実施形態において、圧縮プレートは、前方支持棒及び後方支持棒に摺動自在に連結される。いくつかの実施形態において、前方支持棒及び後方支持棒は、それぞれ複数のプレート位置決め溝を含む。いくつかの実施形態において、ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある場合、前方支持棒は傾斜軸の下方に位置付けられており、後方支持棒は傾斜軸の位置又はその上方に位置付けられている。
【００１１】
一実施形態において、サービス位置にある場合、ホルダーアームは作業表面に対して直角に配向されており、人間工学的装荷位置にある場合、ホルダーアームは作業表面に対して平行に配向されている。
【００１２】
典型的には、傾斜軸は、作業表面から第１の距離に位置決めされ、第１の距離は、約２８インチ（７１．１ｃｍ）〜約４０インチ（１０１．６ｃｍ）の範囲内である。
【００１３】
一実施形態において、ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある場合、ホルダーアームの重心は、傾斜軸と垂直に整列されておらず、ホルダーアームがサービス位置にある場合、ホルダーアームの重心は、傾斜軸とほぼ垂直に整列されている。
【００１４】
いくつかの実施形態において、フィルタホルダーは可搬式である。一実施形態において、基部は１つ以上のキャスターを備える。
【００１５】
本開示はまた、前述のようなフィルタホルダーと、ホルダーアームの上に装荷されるフィルタカプセル積層体と、を含む、濾過システムを提供する。いくつかのそのような実施形態において、ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある場合、フィルタカプセル積層体が装荷されたホルダーアームの重心は、傾斜軸と垂直方向に整列されておらず、ホルダーアームがサービス位置にある場合、フィルタカプセル積層体が装荷されたホルダーアームの重心は、傾斜軸とほぼ垂直に整列されている。
【００１６】
本開示は更に、ホルダーアームを人間工学的装荷位置まで傾ける工程と、フィルタカプセル積層体をホルダーアームの上に装荷する工程と、ホルダーアームを傾斜軸を中心にしてサービス位置まで傾ける工程と、を含む、フィルタホルダーの操作方法を提供する。いくつかの実施形態において、サービス位置にある場合、ホルダーアームは垂直配向状態であり、人間工学的装荷位置にある場合、ホルダーアームは水平配向状態である。
【００１７】
一実施形態において、フィルタカプセル積層体をホルダーアームの上に装荷する工程は、圧縮プレートと保持プレートとの間のフィルタカプセル積層体を圧縮することを含む。このような実施形態では、前記方法は、摺動を防止するために保持プレートを係止する工程を更に含んでもよい。一実施形態において、前記方法は、圧縮プレートと保持プレートとの間のフィルタカプセル積層体の圧縮を調整する工程を更に含む。場合によっては、フィルタカプセル積層体の圧縮は、トルクリミッタを備えるフィルタ圧縮調整部によって調整され、トルクリミットは約１２Ｎ・ｍ未満である。
【００１８】
一実施形態において、前記方法は、サービス位置からホルダーアームを傾けて人間工学的装荷位置に戻す工程と、フィルタカプセル積層体をホルダーアームから取り外す工程と、を更に含む。いくつかの実施形態において、フィルタカプセル積層体をホルダーアームから取り外す工程は、前方支持棒を越えてフィルタカプセを回転させることを含む。いくつかのそのような実施形態において、前方支持棒を越えてフィルタカプセを回転させる工程は、フィルタカプセル上の支点ラグを前方支持棒に対して係合させることと、支点ラグを中心にフィルタカプセルを回転させて、フィルタカプセルを前方支持棒を越えて転がすことと、を含む。
【００１９】
前記方法の一実施形態において、ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある場合、フィルタカプセル積層体が装荷されたホルダーアームの重心は、傾斜軸と垂直方向に整列されておらず、ホルダーアームがサービス位置にある場合、フィルタカプセル積層体が装荷されたホルダーアームの重心は、傾斜軸とほぼ垂直に整列されている。
【００２０】
一実施形態において、前記方法は、フィルタホルダーを、製造設備の中のある部屋から、製造設備の中の別の部屋まで運ぶ工程を更に含む。いくつかの実施形態において、フィルタホルダーを運ぶ工程は、フィルタホルダーを１つ以上のキャスターの上に載せて作業表面上を動かすことを含む。
【００２１】
本開示は更に、フィルタホルダーを作業表面上に支持するための基部と、基部に取り付けられた１つ以上のキャスターと、サービス位置において基部に取り付けられたホルダーアームと、を備える、フィルタホルダーを提供する。一実施形態において、フィルタホルダーは、圧縮プレートを更に備える。いくつかの実施形態において、基部は保持プレートを備える。
【００２２】
一実施形態において、フィルタホルダーは、前方支持棒と後方支持棒とを更に備える。いくつかのそのような実施形態において、圧縮プレートは、前方支持棒及び後方支持棒に摺動自在に連結される。一実施形態において、圧縮プレートは、フィルタ圧縮調整部によって連続的に調整可能である。いくつかの実施形態において、フィルタ圧縮調整部はトルクリミッタを備える。
【００２３】
いくつかの実施形態において、前方支持棒及び後方支持棒はそれぞれ、１つ以上のプレート位置決め溝を含む。更に、いくつかの実施形態において、フィルタホルダーは、１つ以上の架台棒を備えてもよい。
【００２４】
本開示はまた、本開示の他の部分に記載されるようなフィルタホルダーと、ホルダーアームの上に装荷されたフィルタカプセル積層体と、を備える濾過システムを提供する。いくつかの実施形態において、フィルタカプセル積層体は、１つ以上のフィルタカプセルを含み、各フィルタカプセルは、１つ以上の整列羽根を備え、各整列羽根は、前方支持棒又は後方支持棒の一方に対して嵌合される。
【００２５】
一実施形態において、フィルタカプセル積層体は、圧縮プレートと保持プレートとの間で圧縮される。
【００２６】
いくつかの実施形態において、フィルタカプセル積層体は連結板を備えていない。一実施形態において、フィルタカプセル積層体の中の各フィルタカプセルは流体相互連結具を備え、各フィルタカプセル上の流体相互連結具は、隣接するフィルタカプセルと流体接続して直接的に封止される。いくつかの実施形態において、流体相互連結具はフェイスシールを備える。
【００２７】
本発明のこれら及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかになるであろう。しかし、決して、上記要約は、請求された主題に関する限定として解釈されるべきでなく、主題は、手続処理の間補正することができる添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本明細書全体にわたって、類似の参照数字が類似の要素を指す添付図面が参照される。
【図１】ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある状態の本開示によるフィルタホルダーの正面図。
【図２】ホルダーアームが人間工学的装荷位置にあり、操作者がフィルタホルダーの手前側に立っている状態の、本開示によるフィルタホルダーの側面図。
【図３】ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある状態の本開示によるフィルタホルダーの斜視図。ホルダーアームは、１つ以上のフィルタカプセルを備えている。
【図４】ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある状態の本開示によるフィルタホルダーの正面図。ホルダーアームは、フィルタカプセル積層体の中の１つ以上のフィルタカプセルを備える。
【図５】ホルダーアームが、人間工学的装荷位置とサービス位置との間の中間位置にある状態の、本開示によるフィルタホルダーの正面図。
【図６】ホルダーアームがサービス位置にある状態の、本開示によるフィルタホルダーの正面図。
【図７】本開示によるフィルタカプセルの斜視図。
【図８】本開示によるフィルタカプセルの斜視図。
【図９】本開示によるフィルタカプセル積層体の上面図。
【図１０】本開示によるフィルタカプセル積層体の斜視図。
【図１１】ホルダーアームがサービス位置にある状態の本開示によるフィルタホルダーの正面図。ホルダーアームは、フィルタカプセル積層体の中の１つ以上のフィルタカプセルを備える。
【図１２】本開示によるフィルタカプセル積層体の図９の１２−１２で切断した断面図。
【図１３】ホルダーアームがサービス位置にある状態の本開示によるフィルタホルダーの正面図。
【図１４】水平位置にあるアームを有する単純機械の正面図。
【図１５】水平と垂直との間の中間位置にあるアームを有する単純機械の正面図。
【図１６】垂直位置にあるアームを有する単純機械の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本開示による代表的なフィルタホルダー１００を示す。図のように、フィルタホルダー１００は、フィルタホルダー１００を作業表面Ｗ上に支持する基部１０４を備える。図の実施形態では、フィルタホルダー１００は、傾斜軸１１２を含む傾斜機構１１０を備える。ホルダーアーム１２０は、ホルダーアーム１２０がサービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能であるように、傾斜軸１１２の位置で傾斜機構１１０に取り付けられる。図１に示されるように、ホルダーアーム１２０は人間工学的装荷位置にある。例えば、図６は、サービス位置にあるホルダーアーム１２０を示す。図５は、人間工学的装荷位置とサービス位置との間の中間位置にあるホルダーアーム１２０を示す。
【００３０】
本明細書で使用される場合、「サービス位置」とは、濾過システムとしてのフィルタホルダー１００の実際の動作に対応するホルダーアーム１２０の位置を意味する。サービス位置にあるとき、ホルダーアーム１２０は、一般に垂直配向状態である。しかしながら、サービス位置は、垂直配向からの角度変位（例えば、水平から約７５度〜約１０５度、又はより典型的には、水平から約８５度〜約９５度の範囲）を含む。いくつかの実施形態において、ホルダーアーム１２０は、サービス位置にあるとき、作業表面Ｗに対して直角に配向される。
【００３１】
本明細書で使用される場合、「人間工学的装荷位置」とは、ホルダーアーム１２０上へのフィルタカプセル２００の装荷又はそこからの取り外しに対応するホルダーアーム１２０の位置を意味する。人間工学的装荷位置にあるとき、ホルダーアーム１２０は、ほぼ水平に配向されている。しかしながら、人間工学的装荷位置は、水平からの角度変位（例えば、水平から約−１５度〜約＋１５度、又はより典型的には、水平から約−５度〜約＋５度の範囲）を含む。人間工学的装荷位置は、サービス位置と異なる。更に、人間工学的装荷位置は、ホルダーアーム１２０がサービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能な実施形態にのみ適用できる。一実施形態において、ホルダーアーム１２０は、人間工学的装荷位置にある場合、作業表面Ｗに対して平行に配向されている。
【００３２】
本開示によるフィルタホルダー１００は、（ｉ）サービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能である、又は（ｉｉ）サービス位置に固定される（傾斜不可能、例えば、図１１及び図１３参照）、のいずれかであるホルダーアーム１２０を備える。いずれの構造も、既知のフィルタホルダーに優る利点を提示する。
【００３３】
例えば、サービス位置にあるホルダーアーム１２０を有するフィルタホルダー１００の操作により、濾過操作の前にフィルタカプセル積層体２５０が流体で充満されているときに、フィルタカプセル積層体２５０から余剰ガスをより簡単に及びより効果的に放出させることができる。余剰ガスは、フィルタカプセル積層体２５０の最上部に配置された既存の流体接続ポートを通って上方に流出することができるので、放出はより容易である。フィルタカプセル２００は、１回の使用後に廃棄することができ、それによって、工程所要時間が節約される、又は殺菌剤の費用が削減される。更に、フィルタカプセル２００は、カプセルの間に嵩高な連結板を使用する必要なく、フィルタカプセル積層体２５０の中で互いに直接連結され得る。そのため、連結板を清浄する又は取り扱う必要なく廃棄され得るフィルタカプセル２００を直接的に接続させた状態で、フィルタカプセル積層体２５０全体をより容易に組み立てることができる。更に、サービス位置は、典型的には、実質的に垂直配向であるので、フィルタホルダー１００が占める床面積は、水平配向で固定されているユニットよりもはるかに少なくてもよい。換言すれば、フィルタホルダー１００は、サービス位置にあるときに、実質的に低減された設置面積を有し得る。
【００３４】
しかしながら、ホルダーアーム１２０がサービス位置にある間にフィルタカプセル２００を装荷する及び取り外すのは、依然として面倒であり得る。使用済みフィルタカプセル２００は、これらカプセルをはるかに重くし得る残留流体を含有している場合が多いので、この問題は取り外し工程の間に増幅し得る。
【００３５】
例えば、使い捨てフィルタカプセル２００を垂直積層体の中に装荷する及びそこから取り外さなければならい場合、操作者は、積層体の中の最も下にあるフィルタカプセル２００を取り扱うためにかがむ必要があり得、また積層体の中の最も上にあるフィルタカプセル２００を取り扱うために、はしご又は踏み台を登る必要があり得る。更に、積層体の中の最も上にあるフィルタカプセル２００をうまく処理するために、操作者は、装荷する又は取り外すために頭上高くに手を伸ばした後、横方向への動きでフィルタカプセル２００を移動させてフィルタカプセル２００を積層体から離す必要があり得る。こうした動きは、操作者、特に重量物を取り扱うことができない操作者に対して、過度の負担がかかる可能性がある。更に、図１１及び図１３に示されるように、このような固定式垂直ユニット上のフィルタ圧縮調整部１３４は、ホルダーアーム１２０の遠位端部１２４に位置決めされる場合がある。この位置は、操作者の手の届く範囲を越えている場合がある。したがって、操作者は、フィルタ圧縮調整部１３４を調整するために、はしご又は踏み台を登る必要があり得る。
【００３６】
上記懸念事項に加え、垂直積層体からフィルタカプセル２００を取り外すことによって、図８に示されているように、積み重ねられたフィルタカプセル２００のそれぞれの底部にあるポートを通って残留流体が漏れる結果となり得る。
【００３７】
使い捨てフィルタハウジングを、固定された水平ラックの上に装荷及び取り外すことが可能な固定式水平設計もまた可能である。しかしながら、そのような設計は、垂直に動作するシステムと比べて、比較的大量の床面積を必要とする傾向がある。より大きな床面積の要件を緩和する１つの方法は、使い捨てフィルタハウジングの複数の水平の列を上下に保持するように設計を構成することである。しかしながら、そうすることにより、これらの列の少なくともいくつかは、操作者が簡単に装荷及び取り外しやすいためには高過ぎる又は低過ぎるのいずれかで位置決めされる結果となる。そのため、操作者は、依然として、最も低い列を装荷する及び取り外すためにかがむ必要があり得、また最も高い列に関しては、はしご又は踏み台を登る必要があり得る。
【００３８】
更に、固定式水平設計はまた、流体でシステムを満たしながら、余剰ガスをパージ又は放出するのがより困難であり得る。重力が流体をフィルタハウジングの底部にプールさせるので、あらゆる余剰ガスは、水平に配向されたフィルタハウジングの最上部に集まることになる。このことは、ハウジングの中心に設けられる典型的な流体入口及び出口に加えて、独立した放出配管を、フィルタハウジングの「上部」に沿って設ける必要があることを意味する。こうしたより複雑な配管は、例えば、より多くの配管接続が形成されて、密封が損なわれる可能性がある位置が多くなることを意味する。
【００３９】
したがって、ホルダーアーム１２０がサービス位置にある状態のフィルタホルダー１００の操作は、固定された水平位置における操作にとって好都合であり得る。
【００４０】
その一方で、サービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能であるホルダーアーム１２０を備えるフィルタホルダー１００は、更なる利益に加えて、サービス位置に固定されたものに関して上述された利益の全てを享受する。例えば、図２に示されるように、フィルタカプセルは全て、かがむ又は登る必要がない人間工学的高さで操作者に提示されるので、はるかに容易にフィルタカプセル２００をホルダーアーム１２０に装荷すること及びそこから取り外すことができる。ホルダーアームの傾斜は、操作者の利便性のために人間工学的に設置された傾斜機構１１０によって、容易に達成される。更に、操作者は、フィルタカプセル積層体２５０をホルダーアーム１２０上の所定の位置に係止又は係止解除する、使用済みフィルタカプセル２００を処分する、フィルタカプセル積層体２５０の圧縮を調整する、配管接続を形成又は中断する、などといった日常的な工程の全てを、快適な人間工学的高さで行うことができる。
【００４１】
基部１０４は、作業表面Ｗの上方のフィルタホルダー１００の重量を保持するように適合された、任意の形態の構造体を備えてもよい。作業表面Ｗは、フィルタホルダー１００の一部を形成しないが、フィルタホルダー１００の特徴に関する適切な文脈を提供するために、単に記載されていることを理解すべきである。図１〜図６及び図１１に示されるように、基部１０４は、フィルタホルダー１００が作業表面Ｗのあちこちに移動できるようにするキャスター１０６を備える。基部１０４は、フィルタホルダー１００を作業表面Ｗ上の所定の位置に係止して転がるのを防ぐための、係止可能な床ジャッキ１０７を更に備えてもよい。基部１０４が作業表面Ｗに取り付けられ得ることも想定している。
【００４２】
しかしながら、基部にキャスター１０６を提供することにより、フィルタホルダー１００を可搬式とし、したがって、製造設備の中の複数の部屋で用いられる可能性を有させることが可能になる。１つの可搬式フィルタホルダー１００が、複数の固定式濾過システムの役割を満たすことができるので、こうした可動性は、費用上及び効率上の相当な効果をもたらすことができる。更に、ある部屋でサニタリーハウジング及び他の部品を洗浄及び消毒した後に、濾過のためにその部屋を再度使用するのではなく、可搬式フィルタホルダー１００は、簡単に押して運び入れ、装荷して、すぐに操作することができる。例えば、それぞれが大規模な製造固定具を備える複数の部屋は、本開示による可搬式フィルタホルダー１００とインタフェースするための適切な配管接続を備えるだけでもよい。
【００４３】
図１の図中では不可視であるが、基部１０４は通過側部１０５（例えば、図３参照）を備えてもよく、この通過側部１０５は、ホルダーアーム１２０の基端部１２２がサービス位置において作業表面Ｗに可能な限り近づいて揺れ動き、静止するのを可能にする。こうした構造により、フィルタホルダー１００の有利な荷重条件及び操作条件が可能になる。
【００４４】
例えば、第２の距離Ｂを大きくするほど、より多くのフィルタカプセル２００（図１に示されず）を傾斜軸１１２と基端部１２２との間に設置することができる。しかしながら、同時に、ホルダーアーム１２０が人間工学的装荷位置にある間にフィルタカプセル２００をより容易に装荷及び取り外しできるようにするために、傾斜軸１１２は、作業表面Ｗの上方の十分な高さに位置付けられるのが好ましい。第２の距離Ｂは、事実上、ホルダーアーム１２０の基端部１２２の旋回の半径であるので、第２の距離Ｂが第１の距離Ａよりも大きい場合には、ホルダーアーム１２０がサービス位置に向かって傾いているときに、基端部１２２が作業表面Ｗと抵触することは明白である。したがって、第１の距離Ａを作業表面Ｗ上方の十分な高さに固定した後、基端部１２２と作業表面Ｗが抵触するのを防止しながら、第２の距離Ｂを第１の距離Ａと可能な限り近くなるように選択するのが望ましい。第２の距離Ｂを最大にするため、基部１０４の通過側部１０５は、ホルダーアーム１２０が基部と接触せずに旋回するのを可能にする。こうして、通過側部１０５は、（１）作業表面Ｗの上方における傾斜軸１１２の人間工学的配置、及び（２）ホルダーアーム１２０がフィルタカプセル２００を保持する能力の増加を、同時に可能にするのを助けることができる。
【００４５】
傾斜機構１１０は、使用するとき、典型的には、図１に示されるように基部１０４の上に装着されて、ホルダーアーム１２０を傾斜軸１１２に関して傾斜させる働きをする。ホルダーアーム１２０は、フィルタカプセル２００が装荷されると（特に濾過媒体が流体で飽和されると）非常に重くなり得るので、傾斜機構１１０は、傾斜軸１１２の周りに十分なトルクを発生させることができなければならない。このことは、ホルダーアームが人間工学的装荷位置にあるときに、ホルダーアーム１２０の重心が傾斜軸１１２からオフセットされる場合に、特に当てはまる。装荷が傾斜軸１１２に関して不均衡な状態では、ホルダーアーム１２０をサービス位置まで上方に傾けるために克服しなければならない、非常に大きな力のモーメントが存在し得る。
【００４６】
本開示の実施形態では、（ｉ）傾斜軸１１２の配置、及び（ｉｉ）基端部１２２と遠位端部１２４との間のホルダーアーム１２０の長さが最適化され得る（例えば、ホルダーアーム１２０の［第２の距離Ｂ］を最大にし、更に、実用的なできるだけ多くの数のフィルタカプセル２００をホルダーアーム１２０に装荷できるようにする）。そのため、ホルダーアーム１２０にフィルタカプセル２００が装荷されると、ホルダーアーム１２０の重心は、傾斜軸１１２から実質的にオフセットされる結果となり得る。
【００４７】
例えば、ホルダーアーム１２０の基端部１２２と遠位端部１２４との間のスペースをフィルタカプセル２００で効果的に埋めることが所望され得る。図１に見られるように（この場合もやはり、フィルタカプセル２００なしで示されている）、こうした荷重は、重心を傾斜軸の左側にオフセットさせることになる。慣用的設計は、回転する荷重の重心を回転軸のできるだけ近くに固定する傾向にあるので、この重心をオフセットさせた構造の望ましさは、直観的ではない。しかしながら、こうした従来の荷重均衡手法からの脱却により、フィルタホルダー１００のより容易な装荷及び取り外しと同時に、濾過容量を最大にし、動作している間の総システム設置面積を最小限にするという二重効果が可能となる。
【００４８】
例えば、図５を参照すると、代表的なフィルタホルダー１００が示されており、ホルダーアーム１２０は、サービス位置と人間工学的装荷位置との間の中間位置まで傾けられている。フィルタホルダーの下にある特徴がよりはっきりとわかるようにするために、ホルダーアーム１２０は、ここではフィルタカプセル積層体２５０を有さずに示されている。図からわかるように、第２の距離Ｂは、基端部１２２が作業表面Ｗに向かって旋回するときの、ホルダーアーム１２０の旋回半径と一致する。図示されるように、基部１０４は通過側部１０５（例えば、図３参照）を含み、図６に示されるように、基端部１２２はそこを通ってサービス位置の方向に通過する。図５の旋回半径の軌道をたどることでわかるように、ホルダーアーム１２０の基端部１２２は、作業表面Ｗを無事通過することになる。
【００４９】
ホルダーアーム１２０の傾斜軸１１２と遠位端部１２４との間の距離は、典型的には、図５及び図６に明確に示されているように、第２の距離Ｂよりも大きいが、必須ではない。これは、基端部１２２は、傾きながら旋回する際に作業表面Ｗを無事通過する必要があるが、遠位端部１２４はあまり制約されないという理由による。したがって、遠位端部１２４がサービス位置まで旋回するときに頭上天井が遠位端部１２４と抵触しない限り、ホルダーアーム１２０の全長（基端部１２２と遠位端部１２４との間の距離）を増加させて、フィルタホルダーの中に同時に装荷され得るフィルタカプセル２００の数を増加させることが望ましい場合がある。言うまでもなく、ホルダーアーム１２０の全長と第２の距離Ｂとの間の格差が大きいほど、またホルダーアーム１２０に装荷されるフィルタカプセル２００の数が多いほど、ホルダーアーム１２０によって支持される荷重が傾斜軸１１２に関して著しく不均衡になり得る可能性が高くなる。
【００５０】
しかしながら、その荷重が傾斜軸１１２に関して不均衡であるホルダーアーム１２０がサービス位置まで傾けられた後、フィルタカプセル２００を装荷したホルダーアーム１２０の重心は、傾斜軸１１２とほぼ垂直に整列されて静止することが理解されよう。本明細書で使用される場合、「ほぼ垂直に整列され」とは、整列に近い状態を含む。例えば、ホルダーアーム１２０がサービス位置にある状態で重心を通って引かれた垂直線は、傾斜軸１１２と厳密に交差しなくてもよく、傾斜軸１１２のいずれかの側に、最大で約６インチ（１５．２ｃｍ）、例えば、約１インチ（２．５ｃｍ）、２インチ（５．１ｃｍ）、３インチ（７．６ｃｍ）、４インチ（１０．２ｃｍ）、及び更に５インチ（１２．７ｃｍ）だけオフセットされてもよい。重心と傾斜軸１１２とがそのように実質的に垂直整列すると、重力により引き起こされるモーメント又はトルクは傾斜軸１１２の周りに実質的に存在しなくなる、あるいは重力により引き起こされるモーメント又はトルクは最小となる。
【００５１】
前の段落で記載された状態は、傾斜の様々な段階にあるアームを有する簡略化された機構を示す図１４〜図１６を参照することにより、よりよく理解され得る。図示されるように、アームは、軸（アームはこの軸を中心にして傾く）からオフセットされた重心（「ＣＧ」）を有する。図１４に示されるようにアームが水平に位置付けられると、重力により引き起こされるモーメントは最大となる。図１６に示されるようにアームが垂直に位置付けられると、重力により引き起こされるモーメントは最小となる。図１４〜図１６に示される「ＣＧ」の位置は、必ずしも本発明によるホルダーアーム１２０の実際の位置を表してはおらず、むしろ、ホルダーアーム１２０がサービス位置まで傾けられるときに、傾斜軸１１２の周りの重力により引き起こされるトルクの低下の一般的原理を明示するために図に配置されていることを理解すべきである。実際のホルダーアーム１２０の「ＣＧ」の位置は、ホルダーアーム１２０の構造、ホルダーアーム１２０に装荷されるフィルタカプセル２００の数又は寸法、及びフィルタカプセル２００内の残留流体の存在により異なることもまた理解すべきである。
【００５２】
一実施形態において、傾斜機構１１０はギアボックス１１１を備える。典型的には、傾斜軸１１２にある傾斜シャフト１１３は、ホルダーアーム１２０をサービス位置及び人間工学的装荷位置に傾けるように作動する手動クランク１１４に、ギアボックス１１１を介して連結される。傾斜機構１１０が、モータを備える又は油圧操作され得ることも想定している。しかしながら、特に、フィルタホルダー１００が湿潤状態で使用される可能性がある場合、又は作動流体がフィルタホルダー１００の上に滴下する可能性がある場合には、傾斜機構１１０で電力が必要となるのを避けるのが好ましいことがある。
【００５３】
本開示によるホルダーアーム１２０は、傾斜軸１１２の位置で傾斜機構１１０に取り付けられてもよい、又は垂直配向で基部１０４に固定されてもよい。本開示を通して議論される理由から、角度可変構造は、固定された垂直構造に優る様々な利点を有し得る。それでもなお、本開示による固定された垂直構造は、既知のフィルタホルダーに優る改善である。
【００５４】
図１に示されるように、ホルダーアーム１２０は、基端部１２２と、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８によって連結される遠位端部１２４と、を備える。いくつかの実施形態において、図１に示されるように、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８に対して平行に配置される、少なくとも１つの架台棒１２７及び任意に荷重支持棒１２５を更に使用してもよい。一実施形態において、ホルダーアーム１２０は、ホルダーブラケット１１５によって傾斜機構に連結される。
【００５５】
「前方」及び「後方」などの用語は、ある特徴部と別の特徴部の相対位置を明確にするためだけに本明細書において用いられ、そのような特徴部の位置をフィルタホルダー１００の任意の特定位置に制限する、又はフィルタホルダー１００を任意の特定配向に制限することを意図していない。例えば、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８は、図１１及び図１３において明らかにされているように、フィルタホルダー１００の対向側に位置決めされてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの架台棒１２７がフィルタカプセル２００に関する支持及び整列を提供して、フィルタカプセル積層体２５１の第１の軸２５１がホルダーアーム軸１２１と整列した状態を保つようにしてもよく、またこれと同時に、ホルダーアーム１２０が人間工学的装荷位置にある間にフィルタカプセル２００が前方支持棒１２６と後方支持棒１２８との間のスペースに落ちるのを防止するようにしてもよい。しかしながら、特にホルダーアーム１２０がサービス位置に固定されたままである別の実施形態では、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８を使用してフィルタカプセル２００を整列させるのが有利であり得る。例えば、各フィルタカプセル２００は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８の１つ以上を摺動自在に係合させるための１つ以上の整列羽根２０３を有して構成されてもよい。２つの対向する整列羽根２０３を備える代表的なフィルタカプセル２００が、図８及び図１１に示されている。整列羽根２０３は、例えば、前方支持棒１２６及び／又は後方支持棒１２８の直径に対応する半円形ボアを備えてもよく、前方支持棒１２６及び／又は後方支持棒１２８は、その中に嵌合し得る。このように、図１１に明瞭に示されるように、整列羽根２０３を有するフィルタカプセル２００をホルダーアーム１２０の上に配置することにより（その場合、対向する整列羽根２０３は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８に対して嵌合される）、フィルタカプセル積層体２５１の第１の軸２５１がホルダーアーム軸１２１と整列状態に維持されるのを確実にすることができる。このような実施形態では、例えば、ホルダーアーム１２０に改善された剛性を提供するために、１つ以上の架台棒１２７が使用されてもよい。
【００５７】
前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８はそれぞれ、それらのそれぞれの長さに沿って配置される複数のプレート位置決め溝１２９を含んでもよい。一実施形態では、プレート位置決め溝１２９は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８の長さに沿って、ホルダーアーム１２０に装荷され得るフィルタカプセル積層体２５０の異なる構造の高さに対応する間隔で離間する。プレート位置決め溝１２９は、例えば、図１、図３〜６、図１１、及び図１３で明瞭に見ることができる。
【００５８】
いくつかの実施形態において、ホルダーアーム１２０は、圧縮プレート１３０と、圧縮プレート１３０に対向して配置される保持プレート１４０と、を備える。圧縮プレート１３０又は保持プレート１４０の１つ以上は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８の長さに沿って移動可能であってもよい。例えば、保持プレート１４０はホルダーアーム１２０の上に固定されてもよく、圧縮プレート１３０は移動可能である。同様に、圧縮プレート１３０はホルダーアーム１２０の上に固定されてもよく、保持プレート１４０は移動可能である。別の実施形態では、保持プレート１４０及び圧縮プレート１３０の両方が移動可能である。このような実施形態では、保持プレート１４０は、典型的には、プレート位置決め溝１２９の位置に対応する位置へと逐次的に移動可能であり、圧縮プレート１３０は、保持プレート１４０が所定の位置に移動された時点でフィルタカプセル積層体に圧縮力を提供するために、より小さな範囲にわたって連続的に調整可能である。図１に示される実施形態は、ホルダーアーム１２０の基端部１２２に近接する圧縮プレート１３０を示すが、図１１及び図１３に示されるように、保持プレート１４０が基端部１２４に近接するように圧縮プレート１３０及び保持プレート１４０を入れ替えることも想定される。いくつかの実施形態において、保持プレート１４０及び圧縮プレート１３０の１つ以上は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８に摺動自在に連結される。前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８に対する保持プレート１４０又は圧縮プレート１３０の摺動自在な連結は、例えば、１つ以上のリニア軸受によって達成されてもよい。
【００５９】
例えば、図１に示されるように、保持プレート１４０は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８に沿って共に移動可能である係止棒１４２を更に備えてもよい。係止棒１４２は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８の一方又は両方のプレート位置決め溝１２９の中に係止し、それによって、保持プレート１４０をホルダーアーム１２０上の予め設定された位置に確実に係止させることができる。一実施形態では、係止棒１４２は、係止位置及び係止解除位置まで回転可能である。係止位置において、係止棒１４２は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８の両方のプレート位置決め溝１２９の中に同時に係合されてもよい。独立した係止棒１４２を設けることなく、保持プレート１４０又は圧縮プレート１３０が１つ以上のプレート位置決め溝１２９の中に係止され得ることも想定している。
【００６０】
図１は、圧縮プレート１３０に連結されたフィルタ圧縮調整部１３４を更に示している。ここではホルダーアーム１２０の基端部１２２の位置に示されているが、フィルタ圧縮調整部はまた、遠位端部１２４に位置決めされてもよい。フィルタ圧縮調整部１３４は、フィルタカプセル積層体２５０に圧縮力を加えるために、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８に沿って圧縮プレート１３０を調整する。例えば、フィルタカプセル積層体２５０の中のフィルタに対する流体は高圧で提供される可能性があり、またフィルタカプセル積層体２５４の両末端部に対する保持プレート１４０及び圧縮プレート１３０の圧縮接触は、フィルタカプセル２００の変形、分離、又は破裂を防止するのを助けることができるので、そのような圧縮の適用は必須であり得る。フィルタ圧縮調整部１３４は、例えば、一点において圧縮プレート１３０に固定され、ホルダーアームに堅く添着される部材に別の点においてねじ込み可能に連結される、回転可能なアクメねじ又はボールねじを含んでもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態において、フィルタ圧縮調整部１３４は、フィルタカプセル積層体２５０に加えられ得る圧縮力を制限するためのプロキシ（proxy）として機能するトルクリミッタ１３８を備える。トルクリミッタ１３８は、例えば、摩擦ベースの又は磁気のスリップクラッチであってもよい。トルクリミッタ１３８を提供することは、例えば、フィルタカプセル２００が、本願と同一の譲受人が所有する米国特許出願第６１／１１１，１５６号（Ｃａｓｈｉｎら）、発明の名称「Ｆｌｕｉｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ」（以下「Ｃａｓｈｉｎ」）；及び米国特許出願第６１／１１１，１８５号（Ｍａｒｋｓら）、発明の名称「Ｆｉｌｔｅｒ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｓｅａｌ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」（以下「Ｍａｒｋｓ」）に記載のような流体相互連結具２０８及び流体シールを有する場合に有利であり得、当該特許出願は参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる。Ｃａｓｈｉｎの９頁の２０行目から１０頁の５行目まで記載されているように（参照番号及び図面番号を省略して以下に再現される）、そのようなフィルタカプセルを設けることにより、フィルタホルダー１００を安全に操作するために必要な圧縮力をはるかに小さくすることができる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、シール部材は、垂直シール面上に位置決めされ．．．垂直シール面を使用する場合、シール部材は、流体相互連結具の連結中に、反対側のシール面に沿って第１の軸に対して平行な方向に摺動する。その結果、濾過システムの作動中の対向する密封面に関連した密封部材の僅かな軸線方向の移動はいずれも、シールの破壊を生じない。したがって、流体相互連結具の強力な軸線方向の圧縮は必要としない。対照的に、面シール構成が使用される場合、即ち、密封部材上の第１の軸線に直交する表面に対して密封が形成される場合、任意の軸線方向の移動を回避するよう注意する必要がある。そのような面シール構成では、そのような任意の軸線方向の移動が、シールを破壊又は破断して流体を迂回させる傾向がある。そのような面シール構成では、流体相互連結具の強力な軸線方向の圧縮が必要であり得る。本開示の範囲内で面シールが使用され得ることが想定されるが、より寛容な連結部をもたらし得ることから、垂直密封面上に位置する密封部材が好ましい。
【００６３】
こうして、トルクリミッタ１３８は、フィルタ圧縮調整部１３４によって加えられるトルクを、例えば、約１６Ｎ・ｍ（１４２ｌｂ・ｉｎ）、１５Ｎ・ｍ（１３３ｌｂ・ｉｎ）、１４Ｎ・ｍ（１２４ｌｂ・ｉｎ）、１３Ｎ・ｍ（１１５ｌｂ・ｉｎ）、１２Ｎ・ｍ（１０６ｌｂ・ｉｎ）、１１Ｎ・ｍ（９７ｌｂ・ｉｎ）、１０Ｎ・ｍ（８９ｌｂ・ｉｎ）、９Ｎ・ｍ（８０ｌｂ・ｉｎ）、８Ｎ・ｍ（７１ｌｂ・ｉｎ）、７Ｎ・ｍ（６２ｌｂ・ｉｎ）、６Ｎ・ｍ（５３ｌｂ・ｉｎ）、又は更に約５Ｎ・ｍ（４４ｌｂ・ｉｎ）に制限するように設定され得る。フェイスシールを使用するフィルタカプセル２００を使用する場合には、より高いトルクリミット（又は制限なし）が想定される。
【００６４】
使用するフィルタカプセル２００の種類に関わらず、フィルタ圧縮調整部１３４にトルクリミッタ１３８を提供することにより、時間を節約し、フィルタホルダー１００が動作するように設定するのに必要な技能を低減することで、操作者に対して更なる利益を提供することができる。例えば、フィルタカプセル積層体２５０を逐次的に締め付けて（恐らくゲージ又はロードセル構成を介して）圧縮力をモニタしなければならないのではなく、操作者は、トルクリミッタ１３８が作動するまでフィルタ圧縮調整部１３４を単に調整するだけでよく、フィルタカプセル積層体２５０にもはや更なる圧縮力を加えることはできない。この設定は非常に単純であるので、操作者は、適切な圧縮又はゲージの読み取り出力を決定するために訓練を受ける必要はない。
【００６５】
図２を参照すると、本開示によるフィルタホルダー１００の前に立っている操作者が描かれている。図のフィルタホルダー１００は、サービス位置及び人間工学的装荷位置まで傾斜可能なホルダーアーム１２０を備えている。図のように、フィルタアーム１２０は、人間工学的装荷位置まで傾けられている。図からわかるように、ホルダーアーム１２０は、操作者がフィルタカプセル２００を装荷及び取り外すことができる快適な高さに位置付けられている。より詳細には、図の実施形態では、作業表面Ｗから傾斜軸１１２までの第１の距離Ａは、操作者の腰の高さにおおよそ対応している。典型的には、第１の距離Ａは、約２８インチ（７１．１ｃｍ）〜約４０インチ（１０１．６ｃｍ）の範囲内である（例えば、この範囲内で１インチ（２．５ｃｍ）毎に刻まれる）。人間工学的装荷位置にある間、ホルダーアーム１２０をこのような快適な位置に位置決めすることにより、操作者が、例えば、かがむことなく、又は頭上高くに手を伸ばす必要なく、人間工学的に有効なやり方でフィルタカプセル２００を装荷すること及び取り外すことができる。
【００６６】
図２からわかるように、前方支持棒１２６は、傾斜軸１１２よりやや下方、そして更にホルダーアーム軸１２１の下方に位置付けられている。例えば、前方支持棒は、約１インチ（２．５ｃｍ）〜約６インチ（１５．２ｃｍ）の範囲内でホルダーアーム軸１２１の下方に位置付けられてもよい（この範囲内で１インチ（２．５ｃｍ）毎に刻まれる）。前方支持棒１２６をこのように低く位置付けることにより、ホルダーアーム軸１２１と整列されることになるフィルタカプセル２００を、あまり持ちあげずにホルダーアーム１２０に装荷する又はそこから取り外すことが可能となる。即ち、ホルダーアーム軸１２１に対して前方支持棒１２６が低いほど、前方支持棒１２６を横切って各フィルタカプセル２００を持ちあげなければならない距離が短くなる。
【００６７】
更に、フィルタカプセル２００が支点ラグ２３０を備える実施形態では、支点ラグ２３０がより低い前方支持棒１２６と接触するまで、フィルタカプセル２００を操作者に向けて回転させることができる。例えば、図３及び図９を参照のこと。引き続き回転すると、支点ラグ２３０と前方支持棒１２６との間の接触により、フィルタカプセル２００は前方支持棒１２６を中心に旋回して、操作者により大きな応力中心距離、ひいては、フィルタカプセル２００をホルダーアーム１２０に据え付ける及びそこから取り外す際の機械的利益を提供する。ホルダーアーム１２０はおおよそ腰の位置に位置付けられるので、使用済みフィルタカプセル２００は、ホルダーアーム１２０から外れて廃棄容器（図示せず）の中に直接好都合に転がり落ちることができる。
【００６８】
ホルダーアーム１２０が人間工学的装荷位置にある間に使用済みフィルタカプセル２００を取り外すことの更なる利点は、使用済みフィルタカプセル２００の中の残留流体の封入性である。操作中、フィルタカプセル２００の内部は、流体で満たされて飽和される。各フィルタカプセル２００に取り込まれる流体の量を最小限にし（即ち、より低い保持量、例えば、Ｃａｓｈｉｎの１３頁２２行目〜１４頁２行目を参照のこと）、更に、使用後に余剰流体を除去する努力がなされているが、典型的には、若干の残留流体が操作後に残留する。そのため、フィルタホルダー１００から各フィルタカプセル２００を除去する際、フィルタカプセルの露出した流体ポートから残留流体が漏れる可能性があるという危険性が存在する。図７と図８の比較からわかるように、図７に示されるようにフィルタカプセル２００が横向き（on its side）の間に（即ち、ホルダーアームが人間工学的装荷位置にある間に）フィルタカプセル２００を取り外すことは、残留流体がフィルタカプセル２００内に収容されているという理由から有利である。これに対し、図８に示されるようにフィルタカプセル２００が垂直位置にあるときに取り外されると、露出した流体ポートがフィルタカプセル２００の底部に向いているので、残留流体が漏れる可能性がある。
【００６９】
更に図２からわかるように、傾斜機構１１０上の手動クランク１１４もまた、保持プレート１４０、係止棒１４２、圧縮プレート１３０（不可視）、及びフィルタ圧縮調整部１３４（不可視）と同様に、操作者にとって好都合な高さにおかれている。したがって、図の実施形態では、ホルダーアーム１２０が人間工学的装荷位置にある場合、操作者が日常的にアクセスする必要がある全ての特徴部は、好都合な人間工学的高さに位置付けられている。
【００７０】
図４は、人間工学的装荷位置にあるフィルタホルダー１００を示しており、図中、ホルダーアーム１２０には、２つのマニフォルド部材２８０の間に挟まれた２つのフィルタカプセル２００を含むフィルタカプセル積層体２５０が装荷されている。図のように、マニフォルド部材は、任意に、供給流体入口２１０又は濾液出口２１４の１つ以上を備えてもよい。図からわかるように、フィルタカプセル積層体２５０は、圧縮プレート１３０と保持プレート１４０との間に圧縮されている。代表的なフィルタカプセル積層体２５０は、例えば、図４、図１０、及び図１１〜図１２の中に見ることができる。前述の通り、前方支持棒１２６がホルダーアーム軸１２１の下方に位置付けられてフィルタカプセル２００のより容易な装荷及び取り外しを促進していることは、図２及び図４に示される実施形態からも明らかに理解するとができる。
【００７１】
図４に示されるように、保持プレート１４０は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８に沿って配置されてフィルタカプセル積層体２５０と接触しており、係止棒１４２は、保持プレート１４０をホルダーアーム１２０上の所定の位置に係止するように、前方支持棒１２６のプレート位置決め溝１２９の中に係合して示されている。
【００７２】
図１０は、本開示によるフィルタカプセル積層体２５０の一実施形態を示す。図１０に示されるフィルタカプセル積層体２５０は、流体相互連結具２０８で互いに連結された３つのフィルタカプセル２００を備える。図１０は、Ｃａｓｈｉｎに記載されているピストンシールを有利に使用可能な流体相互連結具２０８を描いているが、隣接するフィルタカプセル２００は、簡単なフェイスシール、又はピストンシールとフェイスシールとの組み合わせを用いて互いに流体接続されてもよい。フェイスシールを使用する実施形態では、フィルタカプセル積層体２５０の圧縮は、フィルタカプセル２００の間のフェイスシール部材を係合してこれを圧縮し、それによってフィルタカプセル２００のそれぞれを隣接するフィルタカプセル２００に対して流体封止するように作用する。
【００７３】
各フィルタカプセル２００は、内部に配置された１つ以上のフィルタ要素２０２を含む。いくつかの実施形態において、各フィルタカプセル２００は、異なる種類のフィルタ要素２０２を含む。例えば各フィルタカプセル２００は、例えば、深層濾過、規模縮小、抗菌処理、抗ウイルス処理、風味向上、又はその他のうちの１つのためのフィルタ要素２０２を含んでもよい。そのようなフィルタ要素２０２は、単独で又は他のフィルタ要素２０２と組み合わせて使用してもよい。このように、フィルタカプセル積層体２５０をカスタマイズして、特定用途向けの濾過を施すことができる。
【００７４】
いくつかの用途において、（ｉ）フィルタカプセル積層体２５０の単一の末端部上に位置する供給流体入口２１０及び濾液出口２１４の両方、又は（ｉｉ）一方の末端部上の供給流体入口２１０及び反対側の末端部上の濾液出口２１４、のいずれかを有するフィルタカプセル積層体２５０を提供することが望ましい場合がある。単一の末端部上に供給流体入口２１０及び濾液出口２１４が位置することにより、関連した配管がフィルタカプセル積層体２５０の長さにより分離されることなく、単一領域内に位置することができる。その結果、より小型のアセンブリがもたらされ得る。いくつかの実施形態において、フィルタカプセル積層体２５０は、図１２に示すように、１つ以上のマニフォルド部材２８０を備えてもよい。図１２に示すように、「Ｄ」は、汚れた又は未濾過の流体の供給流体入口２１０内への流れを示し、「Ｃ」は濾液出口２１４からの清浄な又は濾過された流体の流れを示す。マニフォルド部材２８０の目的は、使用される場合、フィルタカプセル積層体２５０の末端部において流体の流れを案内することである。マニフォルド部材２８０は濾液の行き止まりとして機能して、濾液が方向を反転させ、濾液出口２１４に向かって移動して戻り、フィルタカプセル積層体２５０を退出することを可能にする。マニフォルド部材２８０は流体入口２１０及び濾液出口２１４の両方を、フィルタカプセル積層体２５０の単一の末端部に提供することもできる。マニフォルド部材２８０は、より単純に、供給流体入口２１０のみ、又は濾液出口２１４のみを提供してもよい。これらの実施形態の組み合わせも想定される。例えば、前述の流れ構造を利用して、直列又は並列濾過を達成してもよい。即ち、例えば、あるフィルタカプセル２００は、隣接するフィルタカプセル２００と直列又は並列のいずれかとなる。そのような流れ構造はまた、特定のフィルタカプセル２００は並列に動作し、その他は直列に動作するように単一フィルタカプセル積層体２５０に組み込まれてもよい。マニフォルド部材２８０は、例えばポリカーボネート又はポリプロピレンから構成されてもよい。
【００７５】
図のように、図１２は、汚れた流体「Ｄ」がフィルタカプセル積層体の上部から流入し、清浄な流体「Ｃ」が底部から流出するように構成されたフィルタカプセル積層体２５０を示している。しかしながら、このような流入及び流出流れは、複数の方法で構成され得る。例えば、一実施形態において、供給流体入口２１０及び濾液出口２１４の両方は、フィルタカプセル積層体２５０の底部に配置された単一マニフォルド部材２８０内に存在し、余剰ガスの放出のみが、フィルタカプセル積層体２５０の上部に配置されたマニフォルド部材２８０を通って生じる。
【００７６】
図１１に示されるように、フィルタカプセル積層体２５０は、動作中、典型的にはフィルタホルダー１００のホルダーアーム１２０内に配置される。例えば、フィルタカプセル積層体２５０の最も外側に位置するフィルタカプセル２００の端壁を保持するために、圧縮プレート１３０と対向する保持プレート１４０とを備えるホルダーアーム１２０が必要である。そのような最も外側に位置する端壁は、隣接するフィルタカプセル２００に接して支持されないため、圧縮プレート１３０又は保持プレート１４０との接触は、内部流体圧力下での壁の屈曲を防止するのを助けることができる。フィルタホルダー１００は、フィルタカプセル積層体２５０の第１の軸２５１（典型的にはホルダーアーム軸１２１と整列される）の方向に沿って、圧縮プレート１３０及び保持プレート１４０に力を印加することができる。
【００７７】
典型的には、圧縮プレート１３０及び保持プレート１４０は、フィルタカプセル積層体２５０の一端又は他端において、フィルタカプセル２００に支えられる。典型的には、フィルタカプセル積層体２５０の中の各フィルタカプセル２００は、支持点（bearing point）において隣接するフィルタカプセル２００と接触して、その上に力を印加すべき既知の剛性データを提供する。いくつかの実施形態において、フィルタホルダー１００は、供給流体入口２１０及び濾液出口２１４のための装置を更に提供してもよい。いくつかの実施形態において、フィルタホルダー１００の一部は、例えば、ステンレス鋼で構成されてもよい。
【００７８】
使用方法において、本開示によるフィルタホルダー１００には、典型的には、任意に１つ以上のマニフォルド部材２８０を含む１つ以上のフィルタカプセル２００が装荷されて、ホルダーアーム１２０の上にフィルタカプセル積層体２５０を形成する。フィルタカプセル積層体２５０は、保持プレート１４０と圧縮プレート１３０との間で圧縮される。次に、フィルタホルダーは、サービス位置において濾過システムとして操作される。
【００７９】
いくつかの実施形態において、フィルタカプセル２００をホルダーアーム１２０の上に装荷することは、前方支持棒１２６又は後方支持棒１２８の一方に対してフィルタカプセルの整列羽根２０３を嵌合させて、フィルタカプセル積層体２５０の第１の軸２５１をホルダーアーム軸１２１と整列させることを含む。
【００８０】
フィルタホルダー１００が傾斜軸１１２において傾斜機構に取り付けられたホルダーアーム１２０を備える実施形態において、ホルダーアーム１２０は、典型的には、人間工学的装荷位置まで傾けられ、任意に１つ以上のマニフォルド部材２８０を含む１つ以上のフィルタカプセル２００が装荷されて、ホルダーアーム１２０の上にフィルタカプセル積層体２５０を形成する。次に、ホルダーアーム１２０はサービス位置まで傾けられ、そこでフィルタホルダーを濾過システムとして操作することができる。
【００８１】
典型的には、フィルタホルダーを濾過システムとして操作する工程は、フィルタカプセル積層体２５０を流体で満たすこと、フィルタカプセル積層体２５０から余剰ガスをパージすること、フィルタカプセル２００を通して流体を濾過すること、及びフィルタカプセル積層体２５０から残留流体を排出することのうちの１つ以上を含む。
【００８２】
いくつかの実施形態において、フィルタアーム１２０は、傾斜軸１１２軸の位置の傾斜シャフト１１３にギアボックス１１１を介して連結された手動クランク１１４を操作者が回転させることによって、傾けられてもよい。
【００８３】
フィルタホルダー１００の操作方法は、フィルタカプセル積層体２５０が保持プレート１４０と圧縮プレート１３０との間で圧縮される工程を更に含む。いくつかの実施形態において、保持プレートは、摺動するのを防止するために定位置に係止される。一実施形態において、係止は、前方支持棒１２６及び後方支持棒１２８の１つ以上のプレート位置決め溝１２９と係合する係止棒１４２によって達成される。
【００８４】
一実施形態において、上記方法は、保持プレート１４０と圧縮プレート１３０との間のフィルタカプセル積層体２５０の圧縮を調整する工程を含む。いくつかの実施形態において、これは、操作者がフィルタ圧縮調整部１３４を調整することによって行われる。一実施形態において、操作者は、トルクリミッタ１３８が作動して更なる圧縮を制限するまでフィルタカプセル積層体２５０の圧縮を増大させることによって、フィルタ圧縮調整部１３４を調整する。前述の通り、フィルタカプセル積層体２５０で使用するフィルタカプセル２００の種類及び数量に応じて、トルクリミッタ１３８のトルクリミットは、Ｃａｓｈｉｎによるフィルタカプセルが使用される場合の有利なより低いトルクリミットなどといった、任意の適切なトルクに設定され得る。
【００８５】
一実施形態において、当該方法は、ホルダーアーム１２０をサービス位置から傾けて人間工学的装荷位置に戻す工程を更に含む。典型的には、ホルダーアーム１２０をサービス位置から人間工学的装荷位置まで傾けることは、ホルダーアーム１２０をサービス位置まで傾けるための上述の工程を逆に行うことによって実施される。
【００８６】
当該方法は、フィルタカプセル積層体２５０をホルダーアーム１２０から取り外す工程を更に含んでもよい。Ｃａｓｈｉｎによるフィルタカプセル２００を使用する場合、各フィルタカプセル２００は、隣接するフィルタカプセル２００を保持しながら、取り外されるべきフィルタカプセル２００を操作者に向けて回転させることによって、隣接するフィルタカプセル２００から係合離脱される。この工程を行う際、操作者は横に移動する必要がほとんどない。むしろ、操作者は、フィルタカプセル２００を操作者の身体に向けて回転させて、ホルダーアームからフィルタカプセル２００を静かに持ち上げるだけでよい。
【００８７】
いくつかの実施形態において、フィルタカプセル積層体２５０をホルダーアーム１２０から取り外す工程は、前方支持棒１２６を越えてフィルタカプセル２００を回転させることを含む。フィルタカプセルに支点ラグ２３０が更に設けられている場合、前方支持棒１２６を越えてフィルタカプセル２００を回転させる工程は、支点ラグ２３０を前方支持棒１２６に対して係合させて、支点ラグ２３０を中心としてフィルタカプセル２００を回転させ、フィルタカプセル２００を前方支持棒１２６を越えて転がすことを含んでもよい。
【００８８】
フィルタカプセル２００がハンドル２０４を更に備える場合、ハンドルは操作者によって把持されて、フィルタカプセルを操作者に向けて回転させ、更に、あるフィルタカプセル２００を別のものから係合離脱する際に、これが回転するのを防止するために隣接するフィルタカプセル２００を保持するのを支援することができる。ハンドル２０４は、例えば、図９及び図１０に明瞭に示されている。同様に、当該方法は、フィルタカプセル２００のハンドル２０４を把持して、フィルタカプセル２００をホルダーアーム１２０の上に又はそこから持ち上げる工程を含んでもよい。
【００８９】
一実施形態において、当該方法は、ホルダーアーム１２０を、ホルダーアーム１２０の重心が傾斜軸１１２から垂直にずれている位置から、ホルダーアーム１２０の重心が傾斜軸１１２とほぼ垂直に整列されている位置へと傾ける工程を含む。
【００９０】
この発明の種々の修正及び変更が発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことは、当業者にはわかるであろう。本発明は、本明細書において説明した例示の実施形態に制限されないことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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