(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長軸を有する孔質体と、
前記孔質体を長手方向に貫通すると共に、接線濾過ができるように並設されている複数の貫通チャンネルと、
前記貫通チャンネル同士を隔てる孔質の隔壁と、
前記貫通チャンネルを囲むと共に外周を有する孔質の外壁と、
前記長軸をそれぞれ中心とする第一及び第二リングと、を備え、
前記貫通チャンネルの全てが濾過面積をなし、
前記孔質体は、前記外壁内の全てのチャンネルから前記隔壁内へ延びると共に前記外壁を通って前記外周まで延びる流体抽出系を更に含んでおり、
前記第一リングは前記第二リングよりも小さく、前記第一及び第二リングは前記外周と同一の形状を有し、
前記貫通チャンネルは第一複数チャンネルと第二複数チャンネルとを含み、前記第一複数チャンネルのそれぞれのチャンネルは前記第一リング上に重心を有し、前記第二複数チャンネルのそれぞれのチャンネルは前記第二リング上に重心を有し、
前記第一複数チャンネルは第一チャンネルを有すると共に前記第二複数チャンネルは第二チャンネルを有し、前記第一チャンネルは前記第二チャンネルと壁を共有し、
前記第一チャンネルと前記第二チャンネルとは、下記の式に従って混在することを特徴とする多チャンネル要素。
Ｄ＜ｒ ｏｕｔ１ ＋ ｒ ｉｎ２
（ここで、Ｄは、前記第一リングと前記第二リングとの間の距離、
ｒ ｏｕｔ１は、前記第一リングの径方向に沿って測定される、前記第一リングから前記第一チャンネルの最も外側の壁までの最大距離、
ｒ ｉｎ２は、前記第二リングの径方向に沿って測定される、前記第二リングから前記第二チャンネルの最も内側の壁までの最大距離である。）
【請求項２】
中心チャンネルを更に備えることを特徴とする請求項１記載の多チャンネル要素。
【請求項３】
前記第一チャンネルと前記第二チャンネルとの間に設けられた前記隔壁の各々が、前記第一及び第二リングの中心並びに前記隔壁の中間を通る直線に非直角であることを特徴とする請求項１又は２記載の多チャンネル要素。
【請求項４】
前記外周と前記第一及び第二リングとは、円形をなしていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の多チャンネル要素。
【請求項５】
前記外周と前記第一及び第二リングとは、多角形であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の多チャンネル要素。
【請求項６】
長軸を有する孔質体と、
前記孔質体を長手方向に貫通すると共に、接線濾過ができるように並設されている複数の貫通チャンネルと、
前記貫通チャンネル同士を隔てる孔質の隔壁と、
前記貫通チャンネルを囲むと共に外周を有する孔質の外壁と、
前記長軸を中心とする中央チャンネルと、
前記長軸を中心とするリングと、を備え、
前記貫通チャンネルの全てが濾過面積をなし、
前記孔質体は、前記外壁内の全てのチャンネルから前記隔壁内へ延びると共に前記外壁を通って前記外周まで延びる流体抽出系を更に含んでおり、
前記リングは前記外周と同一の形状を有し、
前記貫通チャンネルは複数チャンネルを含み、前記複数チャンネルのそれぞれのチャンネルは前記リング上に重心を有し、
前記複数チャンネルは第一チャンネルを有し、前記第一チャンネルは前記中央チャンネルと壁を共有し、
前記第一チャンネルと前記中央チャンネルとは、下記の式に従って混在することを特徴とする多チャンネル要素。
Ｄ＜ｒ ｏｕｔ１ ＋ ｒ ｉｎ２
（ここで、Ｄは、前記中央チャンネルの中心と前記リングとの間の距離、
ｒ ｏｕｔ１は、前記リングの径方向に沿って測定される、前記中央チャンネルの中心から前記中央チャンネルの最も外側の壁までの最大距離、
ｒ ｉｎ２は、前記リングの径方向に沿って測定される、前記リングから前記第一チャンネルの最も内側の壁までの最大距離である。）
【請求項７】
前記外周と前記リングとは、円形をなしていることを特徴とする請求項６記載の多チャンネル要素。
【請求項８】
前記外周と前記リングとは、多角形であることを特徴とする請求項６記載の多チャンネル要素。
【請求項９】
少なくとも一つの濾過層を更に備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項記載の多チャンネル要素。
【請求項１０】
前記流体抽出手段は、前記隔壁に沿ってほぼ径方向に拡がることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項記載の多チャンネル要素。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、膜（生物）反応器、気体拡散器、液体または気体／液体または気体接触器、触媒反応または燃料室用として、例えばマイクロ濾過、ウルトラ濾過、ナノ濾過、完全揮発、逆浸透等のために、液体または気体等の流体の濾過、分離または接触を意図して、有機、無機、孔質材料により形成される多チャンネル要素に関する。本発明は更にそのような多チャンネル要素を製造する方法に関する。
【０００２】
かかる多チャンネル要素は主軸に対して細長い形状を有する要素として形成され、かつ主軸に沿って配向された孔またはチャンネル（通路）により穿孔されていてよい。多チャンネル要素の主部は主軸に対して垂直の部として形成されてよい。一般的に、この部は主軸に沿って一定であり、かつ多チャンネル要素の三次元形状はそのように対称的押出成形品である。この対称性は主部と主軸に対する押出容積の形成を可能にし、主軸は多チャンネル要素の形状の方向ベクトルまたは母線である。この押出成形の対称性によって、多チャンネル要素の幾何学形状はその主部の形状まで縮小できる。主部の外周は円形、多角形、または他の形状（例えば、多葉形状）であってよい。主部の内側は複数の孔Ｎを有し、Ｎは多チャンネル要素のチャンネル数に対応する。多チャンネル要素は、Ｎ＞１のときに、多チャンネルである。Ｎ＝１の場合は単一チャンネル要素に対応し、これは概ね管状であり、従って、本発明の範囲から逸脱する。
【０００３】
多チャンネル濾過要素の種々のタイプが既に知られている。
【０００４】
同心リングの構造体が存在し、この最も単純な幾何学形状は円筒状のチャンネルを穿孔した外円筒状幾何学形状である（図１参照）。この場合、主部はディスク形状であり、従って、その外周は円形であり、主部にはＮ個の丸い孔が穿孔されている。丸い孔は１つまたはそれ以上の同心円上に均一に配置されている。複数の同心連続リングを有するこの幾何学形状は従来技術の典型例である。全ての場合に、チャンネルの連続リングはリング材により分離されている（図１の参照番号３を参照）。連続リング材は主部に同軸の材料による連続スペースとして形成される。これらのリング材はリングに沿ったチャンネルの配置に適合する。主部の軸と同心の円に沿って配置された複数のチャンネルを有する２つの連続リング間で、リング材は主部上に中心を有する連続リングの形態をとる。
【０００５】
主部の中心と同軸であるこのリング材は、流体の流れの方向に対して垂直に配向され、そのために濾過流体の抽出に最適でない欠点を有する。ごリング材は、また、そのチャンネルを分配するのに無駄なスペースである点で有利でない。従って、多チャンネル要素の主部上に分布されるチャンネル総数はリング材がもたらす拘束により制限される。全チャンネルの面積の加算により表される多チャンネル要素の濾過面積はこの拘束により減少する。
【０００６】
ＥＰ−Ａ−０６８６４２４の明細書はチャンネルが単一円上にある無機質多チャンネル流体濾過要素を開示している。ＥＰ−Ａ−７０４２３６の明細書は複数チャンネルを有する単一リングを具えた円形または六角形の濾過膜用のモノリシック孔質支持体を開示する。この２つの明細書は複数チャンネルを有する複数リング、または中央チャンネルに組み合わせた複数チャンネルを有する単一リングで構成される多チャンネル要素を開示していない。それらの幾何学形状の欠点は複数チャンネルを有する単一リングを使用する制約によって濾過面積が限定されることである。
【０００７】
ＥＰ−Ａ−０７７８０７３の明細書は複数チャンネルを有する１つまたは２つの同心リングと中心チャンネルで構成される流体媒体を濾過する無機質要素を開示する。これらの要素は円形外形を有する。これらの要素は、一方で複数チャンネルを有する２つのリング、他方で中央チャンネルとその周りのリング間で連続同軸環状体を構成する。この幾何学形態は上記複数チャンネルを有する同心リングで構成される幾何学形態と同様の欠点および限界を有する。
【０００８】
四辺形チャンネルの通常舗装材に基礎をおく幾何学形態がある。濾過支持体用としてのこの幾何学形態の利点は要素の主部を最適舗装することである。全チャンネルは同一形状および同一寸法を有する。この幾何学形態は多チャンネル要素により改良された表面積を条件とする点で最適である。この幾何学形態の問題は、そのコンパクト性、および要素の外面に向かう複数チャンネル間の長い通路にある。
【０００９】
ＥＰ−Ａ−０８９９００３の明細書は濾過流体を抽出する複数チャンネル間の連通を可能にすることにより、かつ所定チャンネルの端を閉塞することによりかかる通路を最適にすることを提案する。ハニカム構造によるかかる改良の工業的実施はしばしば複雑かつ工業的規模の実施が困難であることを証明している。
【００１０】
ＷＯ−Ａ−００／２９０９８の明細書は、支持体の軸に沿って共通領域を有するやや半径方向に配向された壁により相互から分離した複数の類似部を有する第一セットのチャンネルを支持体の中央部に有し、かつ第一セットのチャンネルのまわりに周辺配置された少なくとも１つの第二セットのチャンネルを含むモノシリック多孔質支持体を開示する。しかし、この明細書に開示の構造は解決すべき従来技術が遭遇する問題を解決しない。
【００１１】
本発明の目的および課題は上述の従来技術の欠点を解消することにある。
【００１２】
この目的から本発明の第一特徴によれば、複数チャンネルを有する第二リングに混在もしくは共存する（intermingled)複数チャンネルを有する少なくとも第一リングを含む多チャンネル要素が提供される。
【００１３】
一実施形態によれば、前記第一および第二リングのチャンネル間に設けられた隔壁の各々は前記第一および第二リングの中心ならびに前記隔壁の中央を通る直線に垂直でない。前記第一および第二リングの中心ならびに第一および第二リングのチャンネル間に設けられた隔壁の各々の中央を通る直線は１０°から６０の範囲、好ましくは０から４５°の範囲の角度を形成する。
【００１４】
他の実施形態によれば、前記第一と第二リング間の交配度（degree of crossover）は少なくとも０．４に等しい。
【００１５】
他の実施形態によれば、前記第一リングおよび第二リングは円形または六角形である。
【００１６】
他の実施形態によれば、前記第一および第二リングのチャンネルは各々次の一般形状から選択された形状を有する。即ち、
−ダイアモンド形、
−扁平ダイアモンド形
−三角形、好ましくは実質的二等辺三角形または直角三角形、
−不等辺四辺形、好ましくは実質的直角不等辺四辺形、
−１／２オレンジ形セグメント。
【００１７】
他の実施形態によれば、前記第二リングのチャンネルの数は好ましくは前記第一リングのチャンネルの数に等しい。変形態として、前記第二リングのチャンネルの数は前記第一リングのチャンネルの数の二倍である。
【００１８】
他の実施形態によれば、前記第一リングのチャンネルはすべて同一形状である。好ましくは、前記第二リングのチャンネルは前記第一リングのチャンネルと異なる形状を有する。前記第二リングのチャンネルはすべて同一形状を有することが有利である。
【００１９】
他の実施形態によれば、前記第二リングは複数の対の隣接チャンネルで構成され、この対の隣接チャンネルの各々は前記第一および第二リングの中心を通る直線に対して第一チャンネルと対称の第一チャンネルおよび第二チャンネルを含む。好適には、前記対のチャンネルの各々は前記第一リングの２つの連続チャンネル間に配置されている。チャンネルを形成するリングの数は２つであり、かつ前記第一リングのチャンネルは概ね扁平ダイアモンド形状を有しかつ前記第二リングのチャンネルは概ね１／２のオレンジ形セグメント形態を有する。変形態として、複数チャンネルを形成する第三リングが前記第一リングに混在し、かつ前記第三リングは前記第一リングと同数のチャンネルを有し、かつ前記第一および第三リングのチャンネルの形状は概ねダイアモンド形または扁平ダイアモンド形であり、かつ前記第二リングのチャンネルの形状は概ね三角形、好ましくは実質的直角または二等辺三角形、または不等辺四辺形、好ましくは実質的直角不等辺四辺形である。
【００２０】
他の実施形態によれば、前記リングのチャンネルの形状は結合隅部（fillets）を有する。更に、前記第一および第二リングのチャンネルまたは対の隣接チャンネルはそれぞれのリングに沿って規則的間隔で配置されていることが有利である。
【００２１】
前記多チャンネル要素は円形または正多角形であることが好ましい中央チャンネルを更に含む。
【００２２】
更に、前記リングのチャンネル間に設けられた前記隔壁は実質的同一厚みを有することが好ましい。変形態として、前記リングのチャンネル間に設けられた隔壁は前記多チャンネル要素の内部へ向かう端から始まって前記多チャンネル要素の外部へ向かう端へいくにつれて徐々に拡がっていてよい。
【００２３】
第二特徴によれば、本発明は中央チャンネルに混在する複数チャンネルを有するリングを含む多チャンネル要素を提供する。前記複数チャンネルを有するリングは好適には３つまたは４つのチャンネルを含む。前記中央チャンネルは概ね三角形であることが有利である。前記リングは有利にはオレンジ形セグメントの形状の３つのチャンネルを構成する。前記多チャンネル要素の外形は好ましくは円形である。
【００２４】
第三の特徴によれば、前記多チャンネル要素を押出成形により形成する、本発明による多チャンネル要素を製造する方法を提供する。
【００２５】
本発明による多チャンネル要素は細長い形状の要素であり、形状は主軸に沿って配向され、かつ前記主軸に沿って配向されたＮ個のチャンネルを含む。本明細書において、主軸は長軸を指し、かつ前記主軸に垂直の部は断面と呼ぶ。前記多チャンネル要素の構造および断面の寸法は好ましくは前記多チャンネル要素の全長にわたって同一である。
【００２６】
本明細書は多チャンネル要素の断面を考慮して説明されている。
【００２７】
前記チャンネルは複数のチャンネルを有する少なくとも１つのリングを形成するように前記多チャンネル要素の内側に配置される。複数チャンネルを有するリングは閉鎖カーブ上の一セットのチャンネルを言い、チャンネル担体カーブと呼ぶ。チャンネルは重心がこのカーブ上にある場合に所定閉鎖カーブ上にある。一般的に、チャンネルは好適には円上にあり、かかる場合にリングは円形リングと呼ばれる。変形態として、チャンネルは多角形、好適には正多角形の辺に沿ってまたは頂点上にある。このようなリングは多角形リングと呼ばれる。有利には、六角形であり、この場合にはリングは六角形リングと呼ばれる。更に、２つのチャンネルは、１つの壁または共通の同一壁を有する場合には隣り合うまたは隣接すると言う。この共通壁は２つのチャンネルを分離する隔壁を構成する。
【００２８】
第一特徴によれば、本発明は複数のチャンネルを有する第二リングと混在する複数のチャンネルを有する少なくとも第一リングを含む要素を提供する。この場合、第二リングは、第二リングを担持するカーブが第一リングを担持するカーブを囲繞する意味で第一リングを囲繞する。好適には、２つのリングは同一形状を有し、これは有利には円形または正多角形、特に六角形から選択される。更に、２つのリングは好適には要素の長軸上中心にある。２つの混在するリングのチャンネルが存在する円、六角形等の担持カーブは、好適には多チャンネル要素の長軸に対する相似性によって相互から誘導されることが有利である。同様に、多チャンネル要素の外形は混在するリングと同一形状であるか、または少なくとも多チャンネル要素の外周に近いリングと同一形状であることが有利である。
【００２９】
２つのリングが混在すると言う概念はチャンネルの混合半径（mingling radius）の概念により定義されてよい。
【００３０】
円形リングの所定チャンネルについて、混合半径はリングのチャンネルを担持する円、即ちチャンネル担体円、とそのチャンネルの壁との間で担体円の半径に沿って測定した最大距離である。
【００３１】
多角形リングの所定チャンネルについて、混合半径はこのチャンネルが存在するチャンネル担体多角形の辺とこのチャンネルの壁間でその辺に垂直に測定した最大距離である。チャンネルの重心が多角形の２つの辺により形成される頂点に設けられた場合、混合半径はそれらの辺の各々に対して定義されてよい。
【００３２】
上記定義から、そして各チャンネルについて、混合内半径および外半径が定義されてよい。混合内半径はリングの中心に向かう側のチャンネルの壁の部について測定した混合半径である。混合外半径はリングの外側に向かう側のチャンネルの壁の部について測定した混合半径である。
【００３３】
混合半径はチャンネルの外側に出発点を有する。これは、凹形チャンネルの場合に、重心はチャンネルの外側にあってよいからである。この場合、リング担体カーブはチャンネルの外側を少なくとも部分的に通り、かつ混合半径の測定は従ってチャンネルの外側にその出発点を有する。他方、その測定の他の点はチャンネルの壁の表面にある。
【００３４】
２つの隣接チャンネルについて一方が第一リングに属しかつ他方が第二リングに属する場合、第一リング、および第一リングを囲繞する第二リングが混在する。
【００３５】
Ｄ＜ｒ  ｏｕｔ１  ＋  ｒ  ｉｎ２            ［関係１］
この場合、
Ｄ＝第一リングと第二リングとの間の距離、両リングは両リングのチャンネルの領域内でとる。
【００３６】
ｒ ｏｕｔ１＝第一リングのチャンネルの混合外半径 ｒ ｉｎ２＝第二リングのチャンネルの混合内半径 ２つの円形同心リングの場合、Ｄ＝Ｒ２−Ｒ１ この場合、 Ｒ１＝第一リングの担体円の半径Ｒ２＝第二リングの担体円の半径 ２つの相似形の多角形リングの場合に関係１を確証するために、一事例においてその隣接チャンネルは第一リングの担体多角形の一辺（辺Ａ１と呼ぶ）にあり、かつ他の事例では第二リングの担体多角形の対応する辺（辺Ａ２と呼ぶ）にある。この場合、距離Ｄは、２つの辺に垂直に測定して辺Ａ１と辺Ａ２間の距離に等しい。正六角形または他の正多角形形態における担体カーブの特定例において、距離Ｄは２つの六角形の辺心の長さの差に対応する。チャンネルが担体多角形の頂点上にある場合、所定チャンネルについての関係１は、チャンネルが存在する頂点を形成する２つの辺の各々に対して連続的に確証される。２つの多角形の２つの辺が平行である場合、即ち、多角形が相似形でない場合、距離Ｄは辺Ａ１と辺Ａ２間の最短距離に等しい。
【００３７】
従来技術による丸いチャンネルを有する円形かつ同心リングを有する多チャンネル要素は、本発明による混在リングの定義から外れる。これは、かかる場合には、２つの連続リングの担体円間の半径の差が第一リングおよび第二リングにより担持された２つの隣接チャンネルの混合半径の合計よりも大きい、即ち、小さくないことにより、混合半径は隣接チャンネルに最も近い側から測定される。この差は、複数チャンネルを有する２つのリングを分離するリング材の厚みに起因する。丸い複数のチャンネルを有する２つの同心の円形リング１および２を有する従来技術による代表的要素の断面を示す図１の例において、距離Ｄは２つのリングの２つの担体円４および５間の半径Ｒ２−Ｒ１の差であり、この場合に２．８ｍｍに等しく、隣接チャンネルの混合半径ｒ  ｏｕｔ１  ＋ｒ  ｉｎ２の合計よりも大きく、この場合に１＋１＝２ｍｍに等しい。差はリング材３の厚みＥから生じ、この場合に０．８ｍｍに等しい。
【００３８】
複数チャンネルを有する２つのリングの隣接チャンネルの全てについて関係１が確証されることが有利である。
【００３９】
更に、２つのリングの交配度Ｔをその担体カーブに対して定義することが可能である。交配度は次式で表される。
【００４０】
Ｔ＝（ｒ  ｏｕｔ１  ＋  ｒ  ｉｎ２）／Ｄ  −１  ［関係２］
ここで、ｒ  ｏｕｔ１，  ｒ  ｉｎ２およびＤは関係１の場合と同一意味をもつ。
【００４１】
第一リングと第二リングとの間の交配度Ｔは有利には少なくとも０．３が有利であり、好適には０．４、更に好ましくは少なくとも０．５である。
【００４２】
好適実施形態によれば、第一リングおよび第二リングのチャンネル間に設けられる隔壁の各々は第一および第二リングの中心、およびその隔壁の中央を通る直線に対して垂直でない。「チャンネル間の隔壁」の表現は、１つまたは同一リングに属するまたは一例として第一リングに属する、他の例として第二リングに属する２つの隣接チャンネルを分離する壁を意味する。従って、１つの隔壁は２つの隣接するチャンネルによって各側に結合されている。本発明において、好適にはそれらの隔壁は略平面である。この場合、各隔壁は２つの隣接するチャンネル間で対応するチャンネルの外形の定義において関係するそれぞれの直線側により各側に結合されている。当然ながら、２つの直線側は相互に略対面する。従って、隔壁は上述の直線側の対応する両端を結合する仮想セグメントによって長手方向で結合される。チャンネルの外形が隅部によって（介して）形成される好適事例において、直線の端は、隅部それ自体を除く、その隅部の出発点に対応すると考えられる。隔壁の中央は隔壁の中線上で、かつ隔壁が結合される上述の仮想セグメントから前記中線に沿って測定して同一距離にある点と規定される。
【００４３】
本発明の内容の範囲内において、２つの隣接するチャンネル間に設けられる隔壁は、その隔壁の中線が直線に垂直でない場合に、第一および第二リングの中心、およびその隔壁の中央を通る直線に垂直でないと考えられている。隔壁の中線が直線でなく、例えば湾曲している場合、全体的配向が隔壁の中線に代わると考えられる。
【００４４】
本発明の他の有利実施形態によれば、長手チャンネルの断面形状は略一定した厚みを有する分離隔壁をチャンネル間に得るように形成される。実際に、１つの特定有利形態において、チャンネル間の分離隔壁は多チャンネル要素の内側端から最小厚みをもって始まり、多チャンネル要素の外周に向かう外側端で最大厚みになるように徐々に拡がる。この構成はＥＰ−Ａ−０６０９２７５に記載されたように透過物の外側へ向けての抽出を容易にする。隔壁の最小厚みまたは最大厚みはその隔壁を形成する側の１つの端を通る隔壁の中線に垂直に測定した距離により決定され、その隔壁を形成する他の側を垂直にカットする。この他の側がカットされない場合にはこの他の側の端を通る中線に垂直と考えられる。チャンネルが隅部によって形成される場合、隔壁の一側の端は、上述したようにその隅部それ自体を除く、その隅部の開始点に対応すると考えられている。
【００４５】
本発明において、前記チャンネルの形状はチャンネルの混在を最適にするように形成される。この混在は多チャンネル要素の断面にわたるチャンネルのより良い分布を可能する。１つのリングの複数のチャンネルは好適には全て同一（対称を含む）であるが、有利には全リングに対して少なくとも２つの異なるチャンネル形状を有する。所定リングの全チャンネルが同一形状の場合には、それらのチャンネルはリングの担体カーブ上にそのカーブに対して同一傾斜（勾配）を持って配置されることが好ましい。変形態として、１つのリング上に対のチャンネルを組み合わせることが有利であり、各対は所定形状の第一チャンネル、およびそのリングの中心を通る直線に対して第一チャンネルと対称の形状の隣接チャンネルを含む。好適には、複数のチャンネルまたは上記変形態の対のチャンネルはそのリングの担体カーブ上に均一に分布する。
【００４６】
当然ながら、前記多チャンネル要素は、本発明の特徴を有する２つの連続リングを越える数のリングを含んでよい。同様に、同一多チャンネル要素において本発明によるチャンネルを有するリングと従来技術により形成されたチャンネルを有する他のリングを有するものであってよい。
【００４７】
第二特徴によれば、本発明は中央チャンネルに混在した複数チャンネルを有するリングを含む多チャンネル要素を提供する。複数チャンネルを有するリングが円形の場合には、そのリングのチャンネル担体間の半径は中央チャンネルの最大半径とそのリングのチャンネルの混合内半径との合計よりも小さいことを条件に中央チャンネルとの混在が考えられる。混合内半径の定義は上述した通りである。そのリングの全チャンネルがこの関係を満たすことが好ましい。
【００４８】
本発明による多チャンネル要素の混在構造は種々のチャンネルの面積の合計に対応する大きな濾過面積を有すると言う第一利点を提供する。これは、多数のチャンネルが同心リングのチャンネルを形成する幾何学形態と比較して多チャンネル要素の断面にわたって分布されることによる。これは、また、このような幾何学形態において、リング材がチャンネルの分配に使用されないスペースを画定する環を形成し、それによりチャンネル数を減少させることによる。複数チャンネルを有するリングの混在により、一定した水圧直径のための多数のチャンネルは濾過のための面積の拡大を可能にし、このことは濾過要素の場合に最も重要な基準となる。
【００４９】
前記幾何学形態の第二の利点は多チャンネル要素を通過する濾過液のより良い透過に対応する。リングの中心およびその隔壁の中央を通る直径に対して垂直にならないように配向された内チャンネル隔壁を有するチャンネルのリングの混在は、完全に分岐されかつ多チャンネル要素の断面の中心から外側へ向けて概ね半径方向に配置された流体抽出系を隔壁が形成することを意味する。従って、本発明による多チャンネル要素は、リング材が中心に対して環を形成しかつ本発明と反対に、濾過流体の放射状の流れ方向に対して垂直に配置されているので流体の抽出に最適でない、チャンネルの同心リングを有する系の欠点を有しない。
【００５０】
前記幾何学形態の第三の利点は、多チャンネル要素の内側と外側間の圧力差のより良い分配に対応する。
【００５１】
本発明の第四の利点は、このタイプの幾何学形態のより良い機械的挙動に由来する。これは、チャンネルを有する混在リングを構成する幾何学形態が多チャンネル要素全体に機械的ストレスをより良く分布できる真に混在した組織構造を創出する材料分布を可能にすることによる。
【００５２】
一般的に、本発明による多チャンネル要素は濾過面積およびその機械的かつ流体力学的特性の観点から最適である。
【００５３】
本発明の他の特徴および利点は次の本発明の実施形態に関する説明から明らかにされる。以下に添付図面を参照して非制限例を説明する。
【００５４】
図２は本発明の第一形態に対応する多チャンネル要素１００の断面を示す。
【００５５】
多チャンネル要素１００は中央チャンネルに混在する複数のチャンネルを形成する一リングを有するタイプから成る。
【００５６】
多チャンネル要素１００は長軸を有する円形管の形態の外壁１０２を含む。外壁１０２は好適には全周辺にわたって略均一厚を有する。
【００５７】
３つの長手平面隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３は、多チャンネル要素１００を４つの長手チャンネルに分割するために、外壁１０２により形成された円形管の内側に設けられている。断面において、３つの隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３は直角三角形を形成し、その中心は長軸１０１と一致し、かつその頂点は外壁１０２に結合する。隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３は各々が他の隔壁の厚みと同一の一定の厚みを有する。好適には、２つの連続隔壁間で各結合部に隅部（fillet)が設けられる。同様に、この三角形の各頂点は頂点によって形成される角度の二等分線に対して対称の２つの隅部によって外壁１０２に結合されるのが有利である。
【００５８】
第一長手チャンネル１０４は３つの隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３により画定された等辺三角形の内側で空間により形成され、かつ従って中心チャンネルを構成する。３つの他の長手チャンネル１０５−１，１０５−２および１０５−３がそれぞれ隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３の各々と外壁間に形成されている。チャンネル１０５−１，１０５−２および１０５−３はすべて、長軸１０１上に中心を有する等辺三角形の隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３の形状から、オレンジ形のセグメントからなる同一断面形状を有する。幾何学形状から、チャンネル１０５−１，１０５−２および１０５−３の各々は、それぞれの中心に、長軸１０１上に中心を有する円１０７上に重心１０６−１，１０６−２および１０６−３を有し、かつこれらの３つのチャンネルはこの円１０７に対して等しく傾斜している。
【００５９】
寸法の一例として、多チャンネル要素１００は１０ｍｍの外径を有しかつ外壁１０２の厚みは０．８ｍｍである。隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３の厚みは０．５ｍｍである。隅部により丸められる三角形チャンネル１０４の頂点を通る仮想円の半径は２．５ｍｍである。結合隅部はチャンネル１０４の場合には０．５ｍｍの半径を有しかつチャンネル１０５−１，１０５−２および１０５−３の場合には０．７ｍｍの半径を有する。円１０７の半径は３ｍｍである。この結果、平均水圧（水力学的）直径がチャンネルのすべてにわたって３．１ｍｍと平均化しかつ２５０ｍｍの長さを有する多チャンネル要素１００の場合の濾過面積は０．０１４ｍ２となる。
【００６０】
図３は本発明の第二形態に対応する多チャンネル要素２００の断面を示す。
【００６１】
多チャンネル要素２００は本発明の第一実施形態の多チャンネル要素１００と同一構造であるが、６つの付加的隔壁２０１−１，２０１−２，２０１０３−２０７−１，２０７−２および２０７−３が追加されている点で相違する。隔壁２０１−１および２０７−１は平面かつ長手方向に延在する。隔壁２０７−１は隔壁１０３−１に垂直でありかつ長軸１０１から隔壁１０３−１まで延びている。隔壁２０１−１は同様に隔壁１０３−１に垂直であるが、隔壁２０７−１の延長線で隔壁１０３−１から外壁１０２まで延びている。結果として、多チャンネル要素１００の隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３は各々２つのチャンネル分離隔壁に分割されている。
【００６２】
好適には、隔壁２０１−１および２０７−１は２つのい半径方向に対称の隅部によって隔壁１０３−１にそれぞれ結合されている。同様に、隔壁２０１−１は好適には２つの半径方向に対称の隅部によって外壁１０２に結合されている。隔壁２０１−２および２０１−３は長軸１０１に対して２π／３の角度を通る連続的回転によって隔壁２０１−１から得られる。同様に、隔壁２０７−２および２０７−３は長軸１０１に対して２π／３の角度を通る連続的回転によって隔壁２０７−１から得られる。３つの隔壁２０７−１，２０７−２および２０７−３は、好適にはそれぞれ隅部によって、長軸１０１に沿って対で結合される。
【００６３】
結果として、本発明の第二形態による三角形断面のチャンネルは扁平ダイアモンドの断面形状を各々が有する３つの長手チャンネル１０４ａ，１０４ｂおよび１０４ｃに細分割されている。「扁平ダイアモンド」の用語は共通ベースによって共に結合された高さの異なる２つの二等辺三角形の外形を意味し、かつ二等辺三角形の頂点が共通ベースのいずれか側にあると理解されるべきである。更に、本発明の第一形態においてオレンジセグメントの断面形状を有する３つのチャンネル１０５−１，１０５−２および１０５−３は各々相互に対して半径方向に対称の断面を有する２つのチャンネルに細分割されている。図３において、チャンネル１０５−１の分割の結果として２つのチャンネルのみが、１０５−１ａおよび１０５−１ｂの参照番号を付されている。従って、長手チャンネルの数は９つまで増加される。
【００６４】
採用された幾何学から、３つチャンネル１０４ａ，１０４ｂおよび１０４ｃは長軸１０１上の中心の第一円２０２上に配置され、かつ他の６つのチャンネルは長軸１０１の中心で第二円２０３上に配置されて第一円２０２を囲繞する。第一円２０２上のチャンネルは全てこの円に同様に傾斜している。同様に、第二円上の対の対称チャンネルは全てその円に同様に傾斜している。３つのチャンネル１０４ａ，１０４ｂおよび１０４ｃは第一円形リングを形成し、かつ他の６つのチャンネルは第二円形リングを形成する。
【００６５】
前記２つの円形リングは、関係１が明らかに満たされるので混在する。図示されたように、Ｄ，Ｒｏｕｔ１およびＲｉｎ２は隣接チャンネル１０４ｂ，１０５−１ｂについて示されている。
【００６６】
更に、２つの隔壁２０１−１および２０７−１は各々明らかにゼロ角度を形成し、２つの隔壁の中央および２つのリングのチャンネルの中央および中心を通る直線を伴う。同様なことが隔壁２０１−２，２０１０３−２０７−２および２０７−３に適用される。
【００６７】
隔壁１０３−１を隔壁２０１−１および２０７−１により分割する結果としての２つの内チャンネル分離隔壁は、明らかに、その中間および２つのリングのチャンネルの中心を通る直線に対して垂直でない。図示例として、チャンネル１０４ｂとチャンネル１０５−１ｂ間の分離隔壁２０６の中線２０４が示されている。この分離線２０６の両端は点で示されている。隔壁２０６の中間およびリングのチャンネルの中心を通る直線、即ち、隔壁２０６の中間を通るリングの半径は、２０５の参照番号が付けられている。同様なことが、隔壁１０３−２および１０３−３を隔壁２０１−２および２０７−２および２０１−３および２０７−３によりそれぞれ分割して得られる他の内チャンネル分離隔壁の場合に明らかに適用する。
【００６８】
寸法例として、多チャンネル要素２００は２５ｍｍの外径を有しかつ外壁１０２の厚みは２ｍｍである。長軸１０１の中心で隅部により丸くされたチャンネル１０４ａ，１０４ｂおよび１０４ｃの頂点を通る円の半径は７．８ｍｍである。結合隅部は１ｍｍの半径を有する。隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３の厚みは、対応する隔壁２０１−１，２０１−２および２０１−３から始まって０．８ｍｍから徐々に増加して多チャンネル要素３００の外側へ向かって両端で１ｍｍで終端する。隔壁２０７−１，２０７−２および２０７−３の厚みは、隔壁２０１−１，２０１−２および２０１−３の厚みが３つの隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３から始まって外壁１０２まで変化すると同様に、長軸１０１から対応する隔壁１０３−１，２０３−２および１０３−３へ向かって変化する。この例において、円２０２の半径は３．９ｍｍであり、かつ円２０３の半径は８．３ｍｍである。この結果、１２００ｍｍ長の多チャンネル要素２００の場合に、チャンネル全てにわたって平均化された平均水圧直径は５．６ｍｍであり、濾過面積は０．２３ｍ２である。更に、この寸法例によるＤに対するｒｏｕｔ１およびｒｉｎ２の寸法比は、交配度Ｔで約０．５３であり、かつ隔壁１０３−１，１０３−２および１０３−３を分割することにより得られる内チャンネル分離隔壁とその中間を通る半径との間の角度は約５１°である。
【００６９】
図４は本発明の第三実施形態に対応する多チャンネル要素３００の断面を示す。
【００７０】
多チャンネル要素３００の外形は長軸３０１を有する丸い直線管の形態である。多チャンネル要素３００の内空間は三連の長手チャンネルに細分割されている。断面において、三連の長手チャンネルの各々の長手チャンネルはそれぞれ円３０２，３０３および３０４上に配置され、３つの円形リングを形成している。３つの円３０２，３０３および３０４は好適には同心でありかつ長軸３０１上に中心を有する。円３０２の半径は円３０３の半径よりも小さく、かつ円３０３の半径は円３０４の半径よりも小さい。
【００７１】
内円３０２上の長手チャンネルは６つであり、そのうち２つのみが図４において３０２−１および３０２−２の符号が付けられている。断面において、長手チャンネル３０２−１はダイアモンド形であり、その２つの軸の１つは長軸３０１を切る。ダイアモンド形態のコーナーは好適にはそれぞれ隅部を有する。内円３０２上の他の５つの長手チャンネルはチャンネル３０２−１と同一断面を有しかつ長軸３０１に対してπ／３の角度を通る連続回転によりチャンネル３０２−１から誘導される。
【００７２】
中間円３０３上の長手チャンネルは同様に６つあり、そのうちの２つだけが図４において３０３−１および３０３−２の符号が付されている。断面において、長手チャンネル３０３−１は扁平ダイアモンド形ある。扁平ダイアモンド形については図３に関して定義した。この変形ダイアモンド形状の軸は、扁平ダイアモンド形を形成する三角形の共通ベースに垂直であり、長軸３０１を切る。扁平ダイアモンド形のコーナーは好適にはそれぞれ隅部を有する。中間円３０３上の他の５つの長手チャンネルはチャンネル３０３−１と同様断面を有しかつ長軸３０１に対してπ／３の角度をとおる連続回転によりチャンネル３０３−１から誘導（derive）される。
【００７３】
図４に見られるように、中間円３０３上のチャンネルの各々は内円３０２上の２つの連続チャンネル間に侵入して重列配置されている。例えば、観察できるようにチャンネル３０３−１は部分的にチャンネル３０２−１と３０２−２との間にある。円３０２のチャンネルは有利には円３０３のチャンネルに対してπ／３の角度でオフセットしている。
【００７４】
外円３０４上の長手チャンネルは１２個あり、そのうちの４個のみが図４において３０４−１ａ，３０４−１ｂ，３０４−２ａおよび３０４−２ｂの符号が付けられている。断面において、長手チャンネル３０４−１ａは全体が直角三角形である。ただし、直角の基本角度は図示例において事実上７８°である。これは多チャンネル要素の外曲線による。この三角形の第一辺は多チャンネル要素３００の外形の半径に対して略平行であるが僅かにオフセットし、かつ長軸３０１から最も遠い端はその三角形の略直角を形成し、外形の半径と反対方向に第二辺を有する。実際には、第一辺は、多チャンネル要素３００の外側に向かって内側から徐々に拡がるウエッジ（Ｖ）形隔壁を形成するように、長軸３０１に向かって略配向することが好ましい。更に、三角形の第二辺は、均一厚の外壁を得るために直線ではなく、円形でありかつ多チャンネル要素３００の外形線に同心であることが有利である。この三角形のコーナーはそれぞれ隅部を有することが好ましい。長手チャンネル３０４−１ｂはチャンネル３０４−１ａに隣接しかつ多チャンネル要素３００の外形線の半径に対してチャンネル３０４−１ａと対称的であり、チャンネル３０４−１ａにより形成される三角形の第一辺は該半径に平行であるが僅かにオフセットしている。外円３０４上の他の５つの対の長手チャンネルは対のチャンネル３０４−１ａおよび３０４−１ｂの断面と同一断面形状を有しかつ長軸３０１に対してπ／３の角度を通る連続回転によってチャンネル３０４−１ａおよび３０４−１ｂから誘導される。図４に見られるように、外円３０４上の各対の連続チャンネルは中間円３０３上の２つの連続チャンネル間に重列配置される。例えば、チャンネル３０４−１ａおよび３０４−１ｂはチャンネル３０３−１および３０３−２間に一部がある。円３０４の対のチャンネルは円３０３のチャンネルに対してπ／６の角度だけオフセットしていることが有利である。
【００７５】
図４から理解されるように、内円３０２のチャンネルを有するリングおよび中間円３０３のチャンネルを有するリングが混在する。同様に、中間円３０３のチャンネルのリングと外円３０４のチャンネルのリングは同様に混在し、関係１が両ケースにおいて満たされている。
【００７６】
寸法例を挙げると、多チャンネル要素３００は２５ｍｍの外径を有し、かつ円３０４上のチャンネルにおける外壁の厚みは２ｍｍである。種々の長手チャンネル間の隔壁の厚みは内側に向かう端で０．８ｍｍから徐々に増大して多チャンネル要素３００の外側へ向かう反対端で１ｍｍになる。円３０２の半径は３．８ｍｍであり、円３０３の半径は６．７ｍｍであり、かつ円３０４の半径は９．１ｍｍである。円３０２の各チャンネルについて、そのダイアモンド形状は長軸３０１を切る軸に沿って５ｍｍの長さを有しかつその長軸に垂直の軸に沿って３ｍｍの幅を有する。円３０３の各チャンネルについて、扁平ダイアモンド形状は３．４ｍｍの共通ベースを有し、長軸３０１に向かって尖端を有する二等辺三角形は１．５ｍｍの高さを有し、かつ他の二等辺三角形は２．７ｍｍの高さを有する。円３０４の各チャンネルについて、多チャンネル要素３００の半径に平行の直角三角形の辺は２．５５ｍｍの長さを有し、かつこの辺に垂直の辺は２．８５ｍｍの長さを有する。これらの寸法はチャンネルの各形状ごとに１つの隅部から他の隅部までの寸法であり、各隅部は０．５ｍｍの半径を有する。この結果として、チャンネル全体について平均化された平均水圧直径は３ｍｍであり、かつ１．２ｍの長さの多チャンネル要素３００について濾過面積は０．３５ｍ２である。更に、寸法に関するこの例示による寸法比は円３０２および３０３のリングの場合に約０．５、そしてリング３０３および３０４の場合に約０．８３の交配度Ｔを得る。円３０２と３０３の内チャンネル分離隔壁間、および円３０３と３０４の内チャンネル分離隔壁間の、それらの中間を通る半径に対する角度は、それぞれ約４０°および３７°である。
【００７７】
図５は本発明の第四実施形態に対応する多チャンネル要素４００の断面を示す。
【００７８】
多チャンネル要素４００は図４に示された多チャンネル要素３００に類似の構造に基礎をおく。多チャンネル要素３００についての詳細な説明は多チャンネル要素４００に適用でき、次の詳細および変更が相違する。多チャンネル要素４００は、多チャンネル要素３００の場合と同様に円３０２、３０３および３０４上に三連の長手チャンネルを有する。多チャンネル要素４００は更に円３０２、３０３および３０４と同心の円形断面の中央長手チャンネル４０１を含む。断面において、円３０２，３０３および３０４上のチャンネルの形状、その数量、および円３０２，３０３および３０４のそれぞれの半径は、中央チャンネル４０１の存在から、多チャンネル要素３００の構造から適応される。従って、円３０２上のチャンネルは１０個であり、かつ中央チャンネル４０１の設置を可能にするために多チャンネル要素の外側に相対的に接近して設けられ、かつ扁平ダイアモンドの断面形状を有する。結果として、円３０２上のチャンネルは長軸３０１に対して好ましくはπ／５の角度を通る回転により相互から誘導される。同様に、円３０３のチャンネル数は１０個であり、これらは長軸３０１に対してπ／５の角度を通る回転により有利に相互から誘導される。結果として、円３０４上のチャンネルの数は２０個に増え、これらは多チャンネル要素３００の場合と同様に半径方向に対称の１０対のチャンネルに分配される。ここで繰り返すと、対のチャンネルは有利には長軸３０１に対してπ／５の角度の回転により相互から誘導される。外円３０４上のチャンネルの形状は変形されている。実際に、直角三角形の全体形状は第二側をバッキング（backing)することにより引き延ばされており、第二側は略直角を形成し、かつ多チャンネル要素４００の外形に対面し、矩形がその三角形に共通の第二側を有する。結果としてそれらのチャンネルは全体的形状が略直角の不等辺四辺形を有し、その尖端は長軸３０１に向かって大きくなっている。ただし、この四辺形の２つの略直角は、この多チャンネル要素の外部の曲率、および相互に原則として平行である四辺形の２つのベースにより図示例において事実上単に７８°であるが、隣接チャンネルと共に一定した厚みを有する隔壁を形成するために長軸３０１に向かって、各々が拡がっていることが好ましい。周辺に近いチャンネルの側は、均一厚の外壁を得るために直線ではなく、同様に円形かつ多チャンネル要素４００の外形に同心である。この四辺形のコーナーは同様にそれぞれ隅部を有することが好ましい。形状および寸法の変更は種々のチャンネルの水圧直径に調和することを目的とする。円３０３のチャンネルは円３０２のチャンネルに対してπ／１０の角度までオフセットしているのが好ましい。
【００７９】
同様に、円３０４の対のチャンネルは円３０３のチャンネルに対してπ／１０までオフセットする。
【００８０】
図５から理解されるように、内円３０２のチャンネルのリング、および中間円３０３のチャンネルのリングは中間円３０３のチャンネルのリングおよび外円３０４のチャンネルのリングと同様に混在し、関係１が両ケースで満たされる。
【００８１】
寸法例を挙げると、多チャンネル要素４００は２５ｍｍの外形を有し、かつ円３０４上のチャンネルにおける外壁の厚みが１ｍｍである。異なる長手チャンネル間の隔壁の厚みは０．６ｍｍである。円３０２の半径は４．４ｍｍであり、円３０３の半径は７．５ｍｍであり、かつ円３０４の半径は１０．３ｍｍである。中央チャンネル４０１は３ｍｍの直径を有する。円３０２の各チャンネルについて、扁平ダイアモンド形は２．５５ｍｍの共通ベースを有し、長軸３０１に尖端が向かう二等辺三角形は２．７ｍｍの高さを有し、かつ他の二等辺三角形は１．４ｍｍの高さを有する。円３０３の各チャンネルについて、扁平ダイアモンド形は３．４ｍｍの共通ベースを有し、長軸３０１に尖端が向かう二等辺三角形は１．３ｍｍの高さを有し、かつ他の二等辺三角形は２ｍｍの高さを有する。円３０４の各チャンネルについて、三角形および矩形に共通の辺は２．６ｍｍの高さを有し、直角三角形の高さは１．６ｍｍであり、かつ矩形の幅は１．３ｍｍでる。これらの寸法は各チャンネル形状に付いて一方の隅部から他方の隅部に関するものであり、各隅部は０．６ｍｍの半径を有する。この結果として、１．２ｍの長さを有する多チャンネル要素４００について、チャンネルの全てについて平均化された平均的水圧直径は２．７ｍｍであり、濾過面積は０．５ｍ２となる。更に、この寸法例による寸法比は、円３０２および３０３のリングについて約０．１５、かつリング３０３および３０４について約０．２の交配度Ｔを得る。円３０２と３０３の内チャンネル分離隔壁間、および円３０３と３０４の内チャンネル分離隔壁間のそれらの中間を通る半径に対する角度はそれぞれ約４９°および４４°である。
【００８２】
図６は本発明の第五実施形態に対応する多チャンネル要素５００の断面を示す。
【００８３】
多チャンネル要素５００は図４に示された多チャンネル要素３００の構造に基礎を置く。多チャンネル要素３００に関する詳細説明は次の詳細および変更を除き多チャンネル要素５００に適用する。多チャンネル要素５００は、多チャンネル要素３００の場合のごとく丸い直線管でなく、六角形直線管の形態をとる。多チャンネル要素５００の断面外形は、従って、六角形であり、その中心は明白なように六角形管の長軸５０１上にある。好適には、多チャンネル要素５００の外形線により形成される六角形の頂点は丸い。内構造、即ち、多チャンネル要素３００の形状および長手チャンネルの配置は多チャンネル要素５００の外形に適応する。円３０２および３０３上の長手チャンネルの全体形状および配置は変更されていない。他方、円３０４およびこの円上の長手チャンネルは変更されている。断面において、多チャンネル要素３００の円３０４上の長手チャンネルに対応する長手チャンネルは六角形５０２上にある。この六角形５０２は、チャンネル要素５００の外形により形成される六角形に適用される長軸５０１上に中心を有し、1未満の比をもつ相似形（homothety）により得られる。六角形５０２上の長手チャンネルの全体形状は二等辺三角形である。第一長手チャンネル５０３−１ａに関し、その三角形の第一辺は六角形５０２の中心および頂点を通る直線に略平行かつ僅かにオフセットしている。多チャンネル要素５００の周辺に最も近い三角形の辺はこの周辺に平行である。多チャンネル要素５００の隣接周辺に平行でない三角形の２つの辺は同一長さを有する。この三角形の頂点は好適にはそれぞれ隅部が設けられている。チャンネル５０３−１ａに隣接する第二長手チャンネル５０３−１ｂは六角形５０２の中心およびその１つのコーナーを通る直線に対してチャンネル５０３−１ａと対称であり、チャンネル５０３−１ａにより形成される三角形の第一辺はこの直線に平行でありかつ僅かにオフセットしている。六角形５０２上の他の５対の長手チャンネルはチャンネル３０４−１ａおよび３０４−１ｂと同一断面を有しかつ長軸５０１に対してπ／３の角度を通る連続回転によりチャンネル３０４−１ａおよび３０４−１ｂから誘導される。図６から理解されるように、六角形５０２上の各対の連続チャンネルは多チャンネル要素３００の場合と同様に中間円３０３上の２つの連続チャンネル間に重列配置されている。担体（carrier)円３０３のチャンネルは同様に担体六角形５０４上にあると考えられてよい。これはチャンネル数が６個であり、それらはπ／３の角度を通る回転により相互から得られることによる。六角形５０２および５０４に対する外リングと中間リング間の交配度Ｔおよび円３０２および３０３に対する内リングと中間リング間の交配度Ｔ’はこのようにして画定される。図６から理解されるように、内円３０２のチャンネルのリングおよび中間円３０３のチャンネルのリングの場合と同様に、中間六角形５０４および外六角形５０２のチャンネルのリングは混在し、関係１が両ケースにおいて満たされる。図６に例示の寸法比により、１．４の交配度Ｔおよび０．５の交配度Ｔ’が得られる。
【００８４】
図７は本発明の第六実施形態に対応する多チャンネル要素６００の断面を示す。
【００８５】
多チャンネル要素６００の外形は丸い直線管の形態である。従って、多チャンネル要素６００の断面外形は円を描き、その中心は、自明なように、そのようにして形成された丸い管の長軸６０１上にある。多チャンネル要素６００の内空間は二連の長手チャンネルに細分割されている。断面において、二連の長手チャンネルの各々はそれぞれの円６０２および６０３上にある。２つの円６０２および６０３は好適には同心である。更に、２つの円は長軸６０１上に中心を有するのが有利である。円６０２の半径は円６０３のそれより小さい。
【００８６】
内円６０２上の長手チャンネルは４個であり６０２−１，６０２−２，６０２−３および６０２−４の符号が付されている。断面において、長手チャンネル６０２−１は多チャンネル要素６００の外形線の半径に対して対称の三日月形を有する。三日月形の尖端は好適にはそれぞれ隅部を有する。他の３つの長手チャンネル６０２−２，６０２−３および６０２−４はチャンネル６０２−１と同一断面を有しかつ長軸６０１に対してπ／２の角度を通る連続回転によりチャンネル６０２−１から誘導される。
【００８７】
外円６０３上の長手チャンネルは４個あり、それぞれ６０３−１，６０３−２，６０３−３および６０３−４の符号が付されている。断面において、長手チャンネル６０３−１の全体形状は円形または楕円形である。選択された形状が楕円形の場合、楕円形の短軸は、好適には、多チャンネル要素６００の外形線の半径と同心であり、チャンネル６０２−１はそれに対して対称的である。更に、チャンネル６０２−１により形成される三日月の凹部はチャンネル６０３−１により形成される円または楕円形を受ける（cradle)か、または換言すればチャンネル６０３−１は部分的にチャンネル６０２−１の断面の三日月の凹部内にある。他の３つの長手チャンネル６０３−２，６０３−３および６０３−４はチャンネル６０３−１と同一断面を有しかつ長軸６０１に対してπ／２の角度にわたる連続回転によりチャンネル６０３−１から誘導される。図７から理解されるように、内円６０２のチャンネルのリングおよび外円６０３のチャンネルのリングは混在し、関係１が自明のように満たされる。
【００８８】
図２から７に関して説明した本発明の異なる実施形態において、内チャンネル分離隔壁は好適には一定厚を有するが、更に有利には、各図に関して例示寸法として説明したように、内側に向かう端から多チャンネル要素の外周に向かう端に徐々に広くなる。
【００８９】
更に、種々のチャンネルの形状および寸法は、水圧半径が等しくなるように±２０％の範囲内、好ましく±１０％の範囲内で選択される。そうするためには、内リングのチャンネルについて全体形状がダイアモンド形または扁平ダイアモンド形を有し、かつ最も外のリングのチャンネルについて全体形状が三角形または矩形を有する三角形、可能であれば対称対に結合したものが有利である。
【００９０】
本発明による多チャンネル要素は好適には全長にわたって同一断面を有し、それにより、例えばセラミックペーストを使用して、ダイからの押し出し成形による製造を可能にする。
【００９１】
多チャンネル要素は、例えば反応ガスの射出、または気液の分散の形成、液液分散（エマルジョン）の形成等に使用できる。
【００９２】
多チャンネル要素はまた、特に酸素反応を起こす為にバクテリア（特に不動バクテリア）に関して使用される。
【００９３】
多チャンネル要素は、更に、ゼオライトまたは触媒として使用される。
【００９４】
本発明による多チャンネル要素は１つまたはそれ以上の濾過層を設置する支持体（マクロ孔質）の形態で製造できる。従って、そのように形成された膜は接線濾過に特に適する。
【００９５】
このように、本発明の客体は、少なくとも１つの濾過層と組み合わせた本発明による多チャンネル要素を含む濾過膜である。
【００９６】
本発明による多チャンネル要素は好適には接線濾過に使用され、チャンネルが貫通チャンネルであることを含む。この多チャンネル要素は前面濾過に使用でき、この場合に各チャンネルの一端は閉鎖される。
【００９７】
本発明の客体は、また、本発明による少なくとも１つの多チャンネル要素または本発明による少なくとも１つの膜を含む反応かつ／または濾過モジュールであり（この多チャンネル要素は変更されてもされなくてもよい）、あるいは少なくとも１つの膜である。
【００９８】
多チャンネル要素は従来材料により形成される。例えば、焼結セラミック、焼結金属、孔質カーボン、複合材、または有機鉱物または有機成分により形成される。構成材料は孔質または、好ましくは稠密孔質であってよい。好適には、本発明の多チャンネル要素は孔質セラミックにより形成されてよい。
【００９９】
一形態によれば、押し出し製法は次のごとき従来工程を含む。
【０１００】
（ｉ）  無機質部またはフィラー、好ましくはバインダ、および溶剤、選択的に解凝剤かつ／または押し出し剤を含む無機質ペーストを調製する工程。
【０１０１】
（ｉｉ）  押し出しにより前記ペーストを形成する工程。
【０１０２】
（ｉｉｉ）  焼結によりその形成物を強固にする工程。
【０１０３】
前記ペーストの無機質部は鉱物配合物の粒子を含み、焼結後に孔質ネットワークを形成する（全体を均質にする）この無機質、好適には金属の、配合物は非酸化合成物または金属酸化物である。非酸化誘導剤である場合には、シリコンまたはアルミニウム誘導剤、好ましく炭化珪素、シリコンニトリドまたはアルミニウムニトリドが選択される。金属合成物が酸化物である場合には、ＩＶＡ群（チタン群）またはＶＡ群（バナジウム群）のアルミニウム、シリコン、または金属の酸化物、好適にはアルミナ、ジルコニウム酸化物またはチタニウム酸化物から選択される。これらの酸化物は単独または混合で使用できる。ペースト状無機質合成物の成分は５０から９０重量％の範囲である。
【０１０４】
有機質バインダはペーストに押し出し成形に必要な流動特性、および押し出し成形後に製品の良好な凝集力を得るために必要な機械特性を与える。有機バインダは好適には、必ずしも必要でないが、水溶性ポリマーである。このポリマーは、例えば、２重量％溶液について、２０°Ｃにおける測定で４から１０Ｐａ／ｓの範囲の粘性を有する。このポリマーはセルロースおよびその誘導体（ＨＥＣ，ＣＭＣ，ＨＰＣ，ＨＰＭＣ等）から選択でき、またポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、微結晶セルロース等であってよい。このペーストは、例えば、２から１０重量％の範囲の有機バインダを包含する。
【０１０５】
溶剤の機能は無機質部およびバインダを分散させることにある。水溶性ポリマーが使用される場合、水は溶剤として選択される。ポリマーが水溶性でない場合には、エタノール等のアルコールが溶剤として選択される。溶剤の濃度は例えば、８から４０重量％の範囲である。
【０１０６】
溶剤に溶解する解凝剤は金属配合物の粒子の分散を改善する。例えば、ポリアクリル酸、有機燐酸、またはアルキルスルホン酸が選択される。解凝剤の含有量は約０．５から１重量％である。
【０１０７】
特定ケースにおいて、ポリエチレングリコール等の押し出し剤が添加される。押し出し剤は約０．５から１重量％である。
【０１０８】
上記形成は、従来、押し出し成形により行なわれる。ネジまたはピストンを使用して、ペーストがその幾何学に適合するように複合ダイから押し出される。膜プレフォームがダイ出口に集められ、開放空気で乾燥され、水または溶剤を除去し、かつ１３００から１７００°Ｃの温度で、例えば約２時間焼結される。この焼結は、金属酸化物ベースのペーストの場合には、通常、大気または不活性大気（例えば、アルゴン大気）中、または金属配合物が酸化物でない場合には不活性大気（例えば、アルゴンまたはヘリウム大気）中で行なわれる。
【０１０９】
押出機は従来製品であり、ダイ、ダイの中心に設置されたチャンネルを形成するピンを支持するリングを含む。
【０１１０】
押出機により押し出されるプレフォームは乾燥かつ／または回転ドラムで焼結され、これには例えば、ＣｅｒａｖｅｒによるＦＲ−Ａ−２２２０３１３に記載の方法が使用できる。
【０１１１】
このようにして、図面および上記説明から明らかなように、本発明の主題は、特に、チャンネル（１０４）かつ／またはリング（２０２，３０２，３０３，５０４，２０３，３０３，３０４，５０２，１０７）が少なくとも対で混在し、換言すれば、複数のチャンネルまたは複数のリングが混在することを特徴とする多チャンネル要素である。
【０１１２】
当然ながら、本発明は上記例および図示かつ上記説明した実施形態に限定されることなく、当業者の能力範囲で多くの変形形態が感知可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術による複数の円形チャンネルを有する２つの円形かつ同心のリングを有する多チャンネル要素の断面図である。
【図２】  本発明の第一形態に対応する多チャンネル要素１００の断面を示す。
【図３】  本発明の第二形態に対応する多チャンネル要素２００の断面を示す。
【図４】  本発明の第三形態に対応する多チャンネル要素３００の断面を示す。
【図５】  本発明の第四形態に対応する多チャンネル要素４００の断面を示す。
【図６】  本発明の第五形態に対応する多チャンネル要素５００の断面を示す。
【図７】  本発明の第六形態に対応する多チャンネル要素６００の断面を示す。
【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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