(57)【要約】端部キャップデバイスを伴う膜アセンブリおよび関連する方法が提供される。濾過アセンブリが、少なくとも１つの膜アセンブリを含み、膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含む。端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に縦方向軸に沿って延在する。端部キャップデバイスは、第１の端部と第２の端部との間に中間外形を含み、第２の端部は、第１の端部よりも小さい内径を有する。
2018507100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過アセンブリであって、
筐体内に配置されるように構成される少なくとも１つのセラミック膜アセンブリであって、前記少なくとも１つのセラミック膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含む、少なくとも１つのセラミック膜アセンブリと、
第１の膜端部から第２の膜端部に延在する、膜と、
前記膜の第１の膜端部に配置される、端部キャップデバイスと、
を備え、前記端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、端部キャップは、前記第１の端部において端部ポートを有し、
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中間外形を含み、前記内面は、前記中間外形においてドーム形状を有し、
前記端部キャップデバイスの前記第１の端部は、前記第２の端部よりも小さい内径を有する、
濾過アセンブリ。
【請求項２】
前記中間外形はさらに、前記端部キャップデバイスの第２の端部へドーム形状に遷移する内曲した湾曲部を含む、請求項１に記載の濾過アセンブリ。
【請求項３】
前記中間外形は、円錐形形状を有する、請求項１に記載の濾過アセンブリ。
【請求項４】
前記中間外形は、第１の円錐形端部から第２の円錐形端部に延在し、前記円錐形形状は、第１の円錐形端部から第２の円錐形端部２５５に延在する高さＡを有し、前記第１の円錐形端部において内径Ｃであり、前記第２の円錐形端部２５５において内径Ｂであり、前記端部キャップデバイスは、
【数１】
2018507100.tif 000009
としてサイズ決めされ、式中、ｘ≧１である、請求項３に記載の濾過アセンブリ。
【請求項５】
前記濾過アセンブリは、前記膜の各端部に配置される、２つの端部キャップデバイスを含む、請求項１−４のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項６】
前記端部キャップデバイスの内面に沿って配置される内側フィンをさらに備え、前記内側フィンは、その間にチャネルを有する、請求項１−５のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項７】
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材をさらに備える、請求項１−６のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項８】
濾過アセンブリであって、
筐体と、
前記筐体内に配置される少なくとも１つのセラミック膜アセンブリであって、前記少なくとも１つのセラミック膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含む、少なくとも１つのセラミック膜アセンブリと、
第１の膜端部から第２の膜端部に延在する、膜と、
前記膜の第１の膜端部に配置される、第１の端部キャップデバイスと、前記膜の第２の端部に配置される、第２の端部キャップデバイスと、
を備え、各端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、各端部キャップは、前記第２の端部において端部ポートを有し、
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に内曲部分を含み、
前記端部キャップデバイスの前記第１の端部は、前記第２の端部よりも小さい内径を有する、
濾過アセンブリ。
【請求項９】
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材をさらに備える、請求項８に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１０】
Ｌは、前記端部キャップデバイスの全長であり、Ｄは、前記端部キャップデバイスの第１の端部の内径であり、Ｄに対するＬの比率は、１．５〜５．１の範囲内である、請求項８−９のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１１】
前記内曲部分は、前記第１の端部を前記第２の端部に接続する、請求項８−１０のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１２】
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部に近接する第１の半径と、前記第２の端部に近接する第２の半径とを含み、前記第１の半径は、前記第２の半径と等しくない、請求項８−１１のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１３】
前記濾過アセンブリは、前記膜の各端部に配置される、２つの端部キャップデバイスを含む、請求項８−１２のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１４】
前記端部キャップデバイスの内面上に１つまたはそれを上回るフィンをさらに備える、請求項８−１３のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１５】
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材と、前記端部キャップデバイスの内面上の１つまたはそれを上回るフィンとをさらに備え、前記肋材は、前記フィンからオフセットされる、請求項８に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１６】
フィンの合計数は、前記肋材の合計数の半分から２倍である、請求項１５に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１７】
前記端部キャップデバイスと前記膜との間で第２の端部において前記端部キャップデバイスの内側に形成される水密シールをさらに備え、第２の水密シールが、前記端部キャップデバイスの第１の端部１５２の外面に形成され、前記濾過アセンブリ内の汚水から浄水を分離するように構成される、請求項８−１６のいずれかに記載の濾過アセンブリ。
【請求項１８】
濾過アセンブリを作製するための方法であって、前記方法は、
少なくとも１つの端部キャップデバイスを膜アセンブリの端部上に配置するステップであって、前記端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、端部キャップは、前記第２の端部において端部ポートを有し、前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に内曲部分を含む、ステップと、
前記端部キャップデバイスを前記膜アセンブリにシールするステップと、
前記膜アセンブリをポッティングするステップと、
を含む、方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの端部キャップデバイスを配置するステップは、第１の端部キャップを第１の膜アセンブリ端部に配置するステップと、第２の端部キャップを第２の膜アセンブリ端部に配置するステップとを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権主張）
本願は、２０１５年１月６日に出願された米国仮出願第６２／１００，４０７号に対する優先権を主張するものである。この仮出願の全体の内容は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本実施形態は、端部キャップデバイスを伴う膜アセンブリおよび関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
濾過モジュールアセンブリを製造するプロセスでは、アセンブリは、アセンブリ内の個々の構成要素および現場におけるその性能に影響を及ぼし得る、広い範囲の温度を被り得る。加えて、濾過アセンブリは、また、組立中に影響を受け得る、重要なシール要件を有する。またさらに、いったん膜アセンブリがポッティングされると、膜は、試験中に不具合がある場合、廃棄されなければならない。加えて、膜のサイジングは、広く変動し得る。必要とされるものは、濾過アセンブリの製造の改良された方法である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
濾過アセンブリは、筐体内に配置されるように構成される、セラミック膜アセンブリを含み、膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含む。端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に延在し、端部キャップデバイスの内面は、中間外形においてドーム形状を有し、端部キャップデバイスの第２の端部は、第１の端部よりも小さい内径を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
以下に提示される発明を実施するための形態では、付随の図面を参照する。
【０００６】
【図１Ａ】図１Ａは、１つまたはそれを上回る実施形態による、濾過アセンブリの側面および断面図を例証する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、１つまたはそれを上回る実施形態による、濾過アセンブリの断面図を例証する。
【図２Ａ】図２Ａは、１つまたはそれを上回る実施形態による、膜アセンブリの側面図を例証する。
【図２Ｂ】図２Ｂは、１つまたはそれを上回る実施形態による、膜アセンブリの端面図を例証する。
【図２Ｃ】図２Ｃは、１つまたはそれを上回る実施形態による、膜アセンブリの断面図を例証する。
【図２Ｄ】図２Ｄは、１つまたはそれを上回る実施形態による、膜アセンブリの断面図を例証する。
【図３Ａ】図３Ａは、１つまたはそれを上回る実施形態による、膜アセンブリの側面図を例証する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、１つまたはそれを上回る実施形態による、膜アセンブリの端面図を例証する。
【図３Ｃ】図３Ｃは、１つまたはそれを上回る実施形態による、膜アセンブリの断面図を例証する。
【図４Ａ】図４Ａは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの第１の断面図を例証する。
【図４Ｂ】図４Ｂは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの上面図を例証する。
【図４Ｃ】図４Ｃは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの側面図を例証する。
【図４Ｄ】図４Ｄは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの第２の断面図を例証する。
【図４Ｅ】図４Ｅは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの底面図を例証する。
【図５Ａ】図５Ａは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの断面図を例証する。
【図５Ｂ】図５Ｂは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの上面図を例証する。
【図５Ｃ】図５Ｃは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの側面図を例証する。
【図５Ｄ】図５Ｄは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの底面図を例証する。
【図５Ｅ】図５Ｅは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの底面図を例証する。
【図６Ａ】図６Ａは、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスおよび固定デバイスの底面図を例証する。
【図６Ｂ】図６Ｂは、１つまたはそれを上回る実施形態による、図６Ａの６Ｂ−６Ｂに沿って観察される端部キャップデバイスおよび固定デバイスの断面図を例証する。
【図７】図７は、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの断面図を例証する。
【図８】図８は、１つまたはそれを上回る実施形態による、端部キャップデバイスの断面図を例証する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本実施形態は、列挙される図を参照して以下に詳述される。
【０００８】
以下の詳細な説明では、説明の一部を形成し、実施形態が実践され得る具体的実施形態の例証として示される、付随の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実践することを可能にするために十分詳細に説明されるが、他の実施形態も、他の方法で実践され得ることを理解されたい。以下の詳細な説明は、限定的意味において解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付される請求項およびそれらの均等物によって定義される。
【０００９】
本実施形態は、図１および２に示されるような濾過アセンブリ１０２に関する。濾過アセンブリ１０２は、筐体１０４と、筐体１０４内の膜アセンブリ１００とを含む。濾過アセンブリ１０２は、水処理場における廃棄物または水等の流体を処理するために使用されることができる。濾過アセンブリ１０２は、槽内に装填され、膜バイオリアクタのために使用される、廃流のために使用される、または他の用途において使用されることができる。
【００１０】
１つまたはそれを上回る実施形態では、濾過アセンブリ１０２は、少なくとも１つの膜アセンブリ１００を含み、膜アセンブリ１００は、少なくとも１つの膜１２０と、少なくとも１つの端部キャップデバイス１５０とを含む（図２Ａ−２Ｄ、３Ａ−３Ｃ参照）。１つまたはそれを上回る実施形態では、膜１２０は、セラミック膜である。膜１２０は、第１の膜端部１２２から第２の膜端部１２４に延在する。膜１２０は、その中に２つまたはそれを上回る膜チャネルを含む。
【００１１】
膜アセンブリ１００はさらに、例えば、第１の膜端部１２２に配置される、少なくとも１つの端部キャップデバイス１５０を含む。１つまたはそれを上回る実施形態では、膜アセンブリ１００は、それぞれ、第１の膜端部１２２および第２の膜端部１２４に配置される、第１の端部キャップデバイス１５３および第２の端部キャップデバイス１５５を含む、２つの端部キャップデバイスを含む。図４Ａ−４Ｅ、５Ａ−５Ｄを参照すると、端部キャップデバイス１５０は、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部１５２から第２の端部１５６に縦方向軸に沿って延在する。第１の端部１５２には、膜アセンブリ１２０のための入口または出口ポート１４８としての役割を果たす縮径部がある。第２の端部１５６は、膜と結合するようにサイズ決めされる。１つまたはそれを上回る実施形態では、膜１２０および端部キャップデバイス１５０は、膜チャネルの端部への水密シールを形成する。１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイスと膜１２０との間の第２の端部１５６における端部キャップデバイスの内側に形成される、水密シールが存在する。１つまたはそれを上回る実施形態では、水密シールが、端部キャップデバイスの第１の端部１５２の外面に形成される。これらのシールの組み合わせは、濾過アセンブリ内の汚水から浄水を分離する。
【００１２】
１つまたはそれを上回る実施形態では、第１の端部１５２は、第２の端部１５６よりも小さい外径を有する。例えば、１つまたはそれを上回る実施形態では、第１の端部１５２は、約３インチの内径である第１の直径１４４を有し、第２の端部は、約８インチの内径である第２の直径１４６を有する。１つまたはそれを上回る実施形態では、第１の端部１５２は、３〜３．５インチの直径を有し、第２の端部は、約８インチの直径を有する。端部キャップデバイス１５０はさらに、図２Ａおよび３Ａの１５１として示される、全長Ｌによって画定される。端部キャップデバイスは、図４Ａに示されるように、第２の直径１４６における内径Ｄによって部分的に画定される。１つまたはそれを上回る実施形態では、Ｄに対するＬの比率の一般的範囲は、以下の通りである。
【化１】
2018507100.tif 000003
【００１３】
１つまたはそれを上回る実施形態では、Ｒは、図２Ｃの１４４として示される、インチにおける供給または濃縮ノズルの内側半径であり、Ｒは、端部キャップデバイスの最小出口の半径である。１つまたはそれを上回る実施形態では、ｒは、筐体内の膜の陥凹の量であり、ｒは、インチにおける陥凹であり、ｒは、端部キャップデバイスの出口から膜の面にかけて測定される。Ｑは、ＧＰＭにおける膜を通した供給液の流量である。筐体に対する膜の陥凹を判定するために、試験データが、展開された。試験データによると、最小陥凹は、以下のように判定されることができる。
【表１−１】
2018507100.tif 000004
【表１−２】
2018507100.tif 000005
【００１４】
１つまたはそれを上回る実施形態では、任意の流量および入口半径に対する最小陥凹距離は、以下の方程式の使用を通して計算されることができる。
【化２】
2018507100.tif 000006
【００１５】
１つまたはそれを上回る実施形態では、任意の流量および入口半径に対する最小陥凹距離は、以下の方程式の使用を通して計算されることができる。
【化３】
2018507100.tif 000007
【００１６】
端部キャップデバイス１５０はさらに、内面１５７および外面１５９、ならびに第１の端部１５２と第２の端部１５６との間の中間外形１６０によって画定される。１つまたはそれを上回る実施形態では、内面１５７の中間外形１６０は、内曲したもしくは湾曲した３つもしくはそれを上回る側面のピラミッド形である、または漏斗形状を有する。１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス１５０は、図８に示されるように、第１の端部１５２から第２の端部１５６に延在する釣鐘形状を有する。１つまたはそれを上回る実施形態では、中間外形１６０の内面１５７は、ドーム形状を有し、したがって、形状は、半球形である、または膜１２０に向かって凹状表面を有する。さらなる選択肢では、中間外形はさらに、端部キャップデバイス１５０の第２の端部１５６へドーム形状に遷移する内曲した湾曲部を含む。１つまたはそれを上回る選択肢では、端部キャップデバイス１５０は、第１の端部と第２の端部との間に内曲部分１８０を含み、内曲部分１８０は、退出ポートにおける第１の端部１５２へ凹状ドーム間を遷移する。１つまたはそれを上回る実施形態では、内曲部分は、第１の端部１５２を第２の端部１５６に接続する。１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス１５０は、第１の端部１５２に近接する第１の半径１９０と、第２の端部１４６に近接する第２の半径１９２とを含み、第１の半径は、第２の半径と等しくない。
【００１７】
１つまたはそれを上回る実施形態では、外側中間外形は、内側中間外形とは異なる。例えば、壁厚さは、中間外形に沿って変動する。１つまたはそれを上回る実施形態では、第１の端部と第２の端部との間の直径が変化するにつれて、端部ポートのサイズは、相対的比率において変化するであろう。例えば、端部キャップデバイスの公称８インチ直径が８インチであり、端部ポートが３．５インチである場合、４インチ直径になると、キャップの断面積は、出口ポート断面積に相対的に比例したままであろう。これは、流体流動特性および流体の適切な送達を補助するであろう。
【００１８】
図７を参照すると、１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス２５０は、第１の端部２５２から第２の端部２５６に延在する。第１の端部２５２には、縮径部部分２５８がある。中間部分２５１は、円錐形形状であり、第１の円錐形端部２５４から第２の円錐形端部２５５に延在する。円錐形形状は、第１の円錐形端部２５４から第２の円錐形端部２５５に延在する、高さＡを有する。図７に示されるように、第１の円錐形端部２５４は、内径Ｃであり、第２の円錐形端部２５５は、内径Ｂである。
【００１９】
１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス２５０は、以下のようにサイズ決めされる。
【００２０】
【化４】
2018507100.tif 000008
であり、式中、ｘ≧１である。
【００２１】
端部キャップデバイス１５０は、濾過デバイス内のユニバーサルシールを可能にし、膜アセンブリが１つの筐体から別のものに容易に移動されることを可能にする、シール部分２１０を含む。１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス１５０は、その中にシール要素を伴う少なくとも１つの溝２１２を含む。１つまたはそれを上回る実施形態では、シール要素は、エラストマまたはＯリングを含む。これは、シールが除去または置換されることを可能にする。１つまたはそれを上回る実施形態では、シール部分は、端部キャップデバイス１５０の内側部分上に配置され、膜１２０は、端部キャップデバイス１５０内に配置される。１つまたはそれを上回る実施形態では、シール部分２１０は、端部キャップデバイス１５０の外側部分上に配置される。
【００２２】
１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス１５０はさらに、外面１５９に沿った、例えば、中間外形１６０に沿った外側部分上に配置される、１つまたはそれを上回る肋材１７０を含む。１つまたはそれを上回る肋材１７０は、膜アセンブリ全体を通した流体の力に対して端部キャップデバイス１５０の構造を安定させるために使用されることができる。１つまたはそれを上回る実施形態では、図４Ｃに示されるように、フィンが、端部キャップデバイス１５０の縮径部から第２の端部１５６に延在する。１つまたはそれを上回る実施形態では、図５Ｃに示されるように、肋材１７０は、端部キャップデバイス１５０の縮径部１７１から、完全にではないが第２の端部１５６に延在する。例えば、肋材は、縮径部１７１と第２の端部１５６との間において終端する。肋材は、壁厚さを追加することなく強度を追加し、さらに流体流動を補助することができる。
【００２３】
１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス１５０はさらに、随意に、端部キャップデバイスの内面に沿って配置される１つまたはそれを上回る内側フィン１６４を含み、内側フィンは、その間に流動チャネル１６６を有する。１つまたはそれを上回る実施形態では、フィン１６４は、高さ１６５によって画定される。１つまたはそれを上回る実施形態では、肋材１７０の肋材は、フィン１６４からオフセットされ、したがって、それらは、端部キャップデバイス１５０上で整合しない。１つまたはそれを上回る実施形態では、フィン１６４の合計数は、肋材１７０の合計数の半分から２倍である。フィンは、壁厚さを追加することなく強度を追加し、さらに流体流動を補助することができる。
【００２４】
１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイスは、モノリシック多孔セラミックモジュールの外側周囲に添着およびシールされることができる。別の実施形態では、端部キャップデバイスは、膜セグメントをともにポッティングし、供給および濃縮のための収集チャンバを作成するために、１つまたはそれを上回る数の離散部品において成形されることができる。
【００２５】
図６Ａ、６Ｂを参照すると、１つまたはそれを上回る実施形態では、端部キャップデバイス１５０は、組立中の膜の配置を補助するために、その中に固定デバイス１６８を含む。１つまたはそれを上回る実施形態では、固定具および／または端部キャップデバイスは、圧力筐体内の濾過液のより容易な流動を提供するために、固定具の縁において濾過液間隙を含むことができる。使用される圧力筐体は、単一要素に対してサイズ決めされてもよい、または、代替的には複数の要素がより大きい圧力筐体内に位置してもよい。端部キャップデバイスは、供給および濾過水の分離を簡略化することによって、そのようなより大きい筐体を促進する。
【００２６】
濾過アセンブリを形成するための方法がさらに、本明細書に開示される。本方法は、モジュールアセンブリを形成するために、モジュール上に端部キャップデバイスを配置するステップを含む。ポッティング材料が、挿入される。概して、端部キャップデバイスは、セラミック膜区分の両端上に組み立てられる。端部キャップデバイスは、上記に説明される種々の端部キャップデバイスを含む。１つまたはそれを上回る実施形態では、これらは、ポッティング機械中に装填され、固定された端部および固定具が、ポッティング材料内に包装される。部品は、ポッティング材料内に設定されることを可能にされ、いったん設定されると、端部キャップは、ポッティングされた膜区分に適用される。採用され得る多数の継合する方法は、限定ではないが、接着、スピンボンディング、ポッティング、溶接、ガスケットとの摩擦嵌合等のうちの１つまたはそれを上回るものを含む。
【００２７】
膜アセンブリは、透過物から供給／濃縮物をシールする方法を提供する。本アセンブリは、要素組立の容易さを促進し、要素部品をともに固定し、温度膨張を制御することに役立ち、標準筐体におけるドロップイン要素の使用を促進するであろう。端部キャップデバイスは、ポッティング中に板を定位置に保持し、ポッティング中にポッティング材料を含有し、事前決定された熱可塑性および充填材料が使用されるとき、収縮および膨張を制御することに役立つ。加えて、端部キャップデバイスは、シールを保持する場所を提供し、シール面を提供する。またさらに、端部キャップデバイスは、円錐形シールに対応する。端部キャップデバイスのために使用される材料は、限定ではないが、単独または組み合わせにおける、ＰＶＣ、ＣＰＶＣ、セラミック、ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、Ｈａｓｔ合金、チタン、充填剤入り熱可塑性プラスチック、熱可塑性プラスチック、複合材料、アルミニウム、またはコーティングされた金属を含む、種々の材料から選定されることができる。
【００２８】
端部キャップアセンブリは、セラミック膜を整合させ、これが効率的に組み立てられ、シールされることを可能にする、固定具と併用されることができる。これは、膨張および収縮を制御する利益を提供し、これが動作する筐体の壁への膜要素の外部シールを促進する。流れを分離するために使用されるシールは、標準筐体における内径公差の問題を克服する。端部キャップアセンブリおよび固定具は、種々の方法を使用してともに継合されることができる。例えば、本方法は、限定ではないが、弾性シールとのスナップ嵌合、溶剤結合、接着剤、熱結合もしくは溶接、または超音波溶接を含む。
【００２９】
本実施形態が、そのある実施形態を特に参照して詳細に説明されたが、変形例および修正が、本実施形態の範囲内でもたらされ得ることが、特に、当業者に理解されるであろう。本説明の異なる部分に議論される、または異なる図面において言及される実施形態もしくはその一部が、本発明の付加的実施形態を形成するように組み合わせられ得ることに留意されたい。本発明の範囲は、したがって、添付される請求項を、そのような請求項が享有する均等物の全範囲とともに参照して決定されるべきである。
【図１Ａ】
2018507100.tif 000010
【図１Ｂ】
2018507100.tif 000011
【図２Ａ】
2018507100.tif 000012
【図２Ｂ】
2018507100.tif 000013
【図２Ｃ】
2018507100.tif 000014
【図２Ｄ】
2018507100.tif 000015
【図３Ａ】
2018507100.tif 000016
【図３Ｂ】
2018507100.tif 000017
【図３Ｃ】
2018507100.tif 000018
【図３Ｄ】
2018507100.tif 000019
【図４Ａ】
2018507100.tif 000020
【図４Ｂ】
2018507100.tif 000021
【図４Ｃ】
2018507100.tif 000022
【図４Ｄ】
2018507100.tif 000023
【図４Ｅ】
2018507100.tif 000024
【図５Ａ】
2018507100.tif 000025
【図５Ｂ】
2018507100.tif 000026
【図５Ｃ】
2018507100.tif 000027
【図５Ｄ】
2018507100.tif 000028
【図５Ｅ】
2018507100.tif 000029
【図６Ａ】
2018507100.tif 000030
【図６Ｂ】
2018507100.tif 000031
【図７】
2018507100.tif 000032
【図８】
2018507100.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月15日(2017.9.15)
【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】
濾過アセンブリであって、
筐体内に配置されるように構成される少なくとも１つのセラミック膜アセンブリであって、前記少なくとも１つのセラミック膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含み、
前記膜は、第１の膜端部から第２の膜端部に延在し、
前記端部キャップデバイスは、前記膜の前記第１の膜端部に配置され、
前記端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部において端部ポートを有し、
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中間外形を含み、前記内面は、前記中間外形においてドーム形状を有し、
前記端部キャップデバイスの前記第１の端部は、前記第２の端部よりも小さい内径を有する、
少なくとも１つのセラミック膜アセンブリと、
前記端部キャップデバイスと前記膜との間で前記第２の端部において前記端部キャップデバイスの内側に形成される水密シールであって、第２の水密シールが、前記端部キャップデバイスの前記第１の端部の外面に形成され、前記第２の水密シールは、前記濾過アセンブリ内の汚水から浄水を分離するように構成される、水密シールと
を備える、濾過アセンブリ。
【請求項２】
前記内面は、前記中間外形においてドーム形状を有し、前記中間外形はさらに、前記ドーム形状から前記端部キャップデバイスの前記第２の端部へ遷移する内曲した湾曲部を含む、請求項１に記載の濾過アセンブリ。
【請求項３】
前記中間外形は、円錐形形状を有する、請求項１に記載の濾過アセンブリ。
【請求項４】
前記濾過アセンブリは、前記膜の各端部に配置される、２つの端部キャップデバイスを含む、請求項１−３のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項５】
前記端部キャップデバイスの内面に沿って配置される内側フィンをさらに備え、前記内側フィンは、その間にチャネルを有する、請求項１−４のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項６】
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材をさらに備える、請求項１−５のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項７】
濾過アセンブリであって、
筐体と、
前記筐体内に配置される少なくとも１つのセラミック膜アセンブリであって、前記少なくとも１つのセラミック膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含み、
前記膜は、第１の膜端部から第２の膜端部に延在し、
前記少なくとも１つの端部キャップデバイスは、第１の端部キャップデバイスと、第２の端部キャップデバイスとを含み、
前記第１の端部キャップデバイスは、前記膜の第１の膜端部に配置され、前記第２の端部キャップデバイスは、前記膜の第２の端部に配置され、
前記第１の端部キャップデバイスの各々は、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、各端部キャップデバイスは、前記第２の端部において端部ポートを有し、
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に内曲部分を含み、
前記端部キャップデバイスの前記第１の端部は、前記第２の端部よりも小さい内径を有する、
少なくとも１つのセラミック膜アセンブリと、
前記端部キャップデバイスと前記膜との間で前記第２の端部において前記端部キャップデバイスの内側に形成される水密シールであって、第２の水密シールが、前記端部キャップデバイスの前記第１の端部の外面に形成され、前記第２の水密シールは、前記濾過アセンブリ内の汚水から浄水を分離するように構成される、水密シールと、
前記筐体に結合される少なくとも１つの外側端部キャップと
を備える、濾過アセンブリ。
【請求項８】
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材をさらに備える、請求項７に記載の濾過アセンブリ。
【請求項９】
Ｌは、前記端部キャップデバイスの全長であり、Ｄは、前記端部キャップデバイスの第１の端部の内径であり、Ｄに対するＬの比率は、１．５〜５．１の範囲内である、請求項７−８のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１０】
前記内曲部分は、前記第１の端部を前記第２の端部に接続する、請求項７−９のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１１】
前記端部キャップデバイスの内面上に１つまたはそれを上回るフィンをさらに備える、請求項７−１０のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１２】
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材と、前記端部キャップデバイスの内面上の１つまたはそれを上回るフィンとをさらに備え、前記肋材は、前記フィンからオフセットされる、請求項７に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１３】
フィンの合計数は、前記肋材の合計数の半分から２倍である、請求項１２に記載の濾過アセンブリ。
【請求項１４】
前記端部キャップデバイスと前記膜との間で前記第２の端部において前記端部キャップデバイスの内側に形成される水密シールをさらに備え、第２の水密シールが、前記端部キャップデバイスの第１の端部の外面に形成され、前記濾過アセンブリ内の汚水から浄水を分離するように構成される、請求項７−１３のいずれかに記載の濾過アセンブリ。
【請求項１５】
濾過アセンブリを作製するための方法であって、前記方法は、
少なくとも１つの端部キャップデバイスを膜アセンブリの端部上に配置することであって、前記端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、前記端部キャップデバイスは、前記第２の端部において端部ポートを有し、前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に内曲部分を含む、ことと、
前記端部キャップデバイスを前記膜アセンブリにシールすることと、
前記膜アセンブリをポッティングすることと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの端部キャップデバイスを配置することは、前記第１の端部キャップデバイスを第１の膜アセンブリ端部に配置することと、前記第２の端部キャップデバイスを第２の膜アセンブリ端部に配置することとを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
Ｌは、前記端部キャップデバイスの全長であり、Ｄは、前記端部キャップデバイスの第１の端部の内径であり、Ｄに対するＬの比率は、１．５〜５．１の範囲内である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記内曲部分は、前記第１の端部を前記第２の端部に接続する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
Ｌは、前記端部キャップデバイスの全長であり、Ｄは、前記端部キャップデバイスの第１の端部の内径であり、Ｄに対するＬの比率は、１．５〜５．１の範囲内である、請求項１に記載の濾過アセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
濾過アセンブリは、筐体内に配置されるように構成される、セラミック膜アセンブリを含み、膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含む。端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に延在し、端部キャップデバイスの内面は、中間外形においてドーム形状を有し、端部キャップデバイスの第２の端部は、第１の端部よりも小さい内径を有する。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
濾過アセンブリであって、
筐体内に配置されるように構成される少なくとも１つのセラミック膜アセンブリであって、前記少なくとも１つのセラミック膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含む、少なくとも１つのセラミック膜アセンブリと、
第１の膜端部から第２の膜端部に延在する、膜と、
前記膜の第１の膜端部に配置される、端部キャップデバイスと、
を備え、前記端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、端部キャップは、前記第１の端部において端部ポートを有し、
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に中間外形を含み、前記内面は、前記中間外形においてドーム形状を有し、
前記端部キャップデバイスの前記第１の端部は、前記第２の端部よりも小さい内径を有する、
濾過アセンブリ。
（項目２）
前記中間外形はさらに、前記端部キャップデバイスの第２の端部へドーム形状に遷移する内曲した湾曲部を含む、項目１に記載の濾過アセンブリ。
（項目３）
前記中間外形は、円錐形形状を有する、項目１に記載の濾過アセンブリ。
（項目４）
前記中間外形は、第１の円錐形端部から第２の円錐形端部に延在し、前記円錐形形状は、第１の円錐形端部から第２の円錐形端部２５５に延在する高さＡを有し、前記第１の円錐形端部において内径Ｃであり、前記第２の円錐形端部２５５において内径Ｂであり、前記端部キャップデバイスは、
（数１）
2018507100.tif 000034
としてサイズ決めされ、式中、ｘ≧１である、項目３に記載の濾過アセンブリ。
（項目５）
前記濾過アセンブリは、前記膜の各端部に配置される、２つの端部キャップデバイスを含む、項目１−４のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目６）
前記端部キャップデバイスの内面に沿って配置される内側フィンをさらに備え、前記内側フィンは、その間にチャネルを有する、項目１−５のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目７）
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材をさらに備える、項目１−６のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目８）
濾過アセンブリであって、
筐体と、
前記筐体内に配置される少なくとも１つのセラミック膜アセンブリであって、前記少なくとも１つのセラミック膜アセンブリは、膜と、少なくとも１つの端部キャップデバイスとを含む、少なくとも１つのセラミック膜アセンブリと、
第１の膜端部から第２の膜端部に延在する、膜と、
前記膜の第１の膜端部に配置される、第１の端部キャップデバイスと、前記膜の第２の端部に配置される、第２の端部キャップデバイスと、
を備え、各端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、各端部キャップは、前記第２の端部において端部ポートを有し、
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に内曲部分を含み、
前記端部キャップデバイスの前記第１の端部は、前記第２の端部よりも小さい内径を有する、
濾過アセンブリ。
（項目９）
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材をさらに備える、項目８に記載の濾過アセンブリ。
（項目１０）
Ｌは、前記端部キャップデバイスの全長であり、Ｄは、前記端部キャップデバイスの第１の端部の内径であり、Ｄに対するＬの比率は、１．５〜５．１の範囲内である、項目８−９のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目１１）
前記内曲部分は、前記第１の端部を前記第２の端部に接続する、項目８−１０のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目１２）
前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部に近接する第１の半径と、前記第２の端部に近接する第２の半径とを含み、前記第１の半径は、前記第２の半径と等しくない、項目８−１１のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目１３）
前記濾過アセンブリは、前記膜の各端部に配置される、２つの端部キャップデバイスを含む、項目８−１２のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目１４）
前記端部キャップデバイスの内面上に１つまたはそれを上回るフィンをさらに備える、項目８−１３のうちのいずれか１項に記載の濾過アセンブリ。
（項目１５）
前記端部キャップデバイスの外面に沿って配置される肋材と、前記端部キャップデバイスの内面上の１つまたはそれを上回るフィンとをさらに備え、前記肋材は、前記フィンからオフセットされる、項目８に記載の濾過アセンブリ。
（項目１６）
フィンの合計数は、前記肋材の合計数の半分から２倍である、項目１５に記載の濾過アセンブリ。
（項目１７）
前記端部キャップデバイスと前記膜との間で第２の端部において前記端部キャップデバイスの内側に形成される水密シールをさらに備え、第２の水密シールが、前記端部キャップデバイスの第１の端部１５２の外面に形成され、前記濾過アセンブリ内の汚水から浄水を分離するように構成される、項目８−１６のいずれかに記載の濾過アセンブリ。
（項目１８）
濾過アセンブリを作製するための方法であって、前記方法は、
少なくとも１つの端部キャップデバイスを膜アセンブリの端部上に配置するステップであって、前記端部キャップデバイスは、縦方向軸によって部分的に画定され、第１の端部から第２の端部に前記縦方向軸に沿って延在し、前記端部キャップデバイスは、内面および外面によって部分的に画定され、端部キャップは、前記第２の端部において端部ポートを有し、前記端部キャップデバイスは、前記第１の端部と前記第２の端部との間に内曲部分を含む、ステップと、
前記端部キャップデバイスを前記膜アセンブリにシールするステップと、
前記膜アセンブリをポッティングするステップと、
を含む、方法。
（項目１９）
前記少なくとも１つの端部キャップデバイスを配置するステップは、第１の端部キャップを第１の膜アセンブリ端部に配置するステップと、第２の端部キャップを第２の膜アセンブリ端部に配置するステップとを含む、項目１８に記載の方法。
【国際調査報告】
2018507100.tif 000035
2018507100.tif 000036
2018507100.tif 000037