(57)【要約】【課題】管板を製造する方法、および管板装置を提供すること。【解決手段】複数の別々の薄い管板セグメントを形成し、各穴が管板濾過管を収容するためのものである複数の穴を各薄板に所定のパターンで形成し、複数の管板セグメントのすべてを、各薄板の穴パターンが複数の管板セグメントのすべての他の薄板の穴パターンと整列するように整列させ、さらに単一の管板を形成するために管板セグメントのすべてを一体に固定することにより管板を製造する方法。各穴が管板濾過管を収容するためのものである複数の穴が各薄板に所定のパターンで設けられる、複数の別々の薄い管板セグメントであって、各薄板の穴パターンが整列するようにすべてが整列している管板セグメントと、管板セグメントのすべてを一体に固定するための締結具とを含む、管板装置。媒体層が隣接する薄板セグメント間に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる、複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、
前記複数の別々の平面管板セグメントと平行して設けられる活性平面層と、
前記平面管板セグメントのすべてと前記活性平面層を一体に固定するための締結具であって、すべての前記平面管板セグメントおよび前記活性平面層が中実の管板構造を形成するように密接な接触状態で維持されるように配置される締結具と、から構成される管板装置であって、
前記活性平面層がＵＶ光発散層を備え、前記ＵＶ光発散層が、いかなる生体も崩壊または全滅させるように前記管板装置を通る任意の流体流に前記ＵＶ光発散層から発散するＵＶ光を供与する、管板装置。
【請求項２】
前記平面管板セグメントのすべてが、各セグメントの前記穴のパターンがすべての他のセグメントの前記穴のパターンと整列するように整列している、請求項１に記載の管板装置。
【請求項３】
各平面管板セグメントが金属材料で構成される、請求項１に記載の管板装置。
【請求項４】
前記ＵＶ光発散層が、互いに隣接する平面管板セグメント間に設けられる、請求項３に記載の管板装置。
【請求項５】
各穴がパンチ装置、レーザカッタ、プラズマカッタ、およびエッチング装置の１つにより形成される、請求項１に記載の管板装置。
【請求項６】
各締結具がリベット、ボルトおよびねじの１つから構成される、請求項１に記載の管板装置。
【請求項７】
前記平面管板セグメント上に設けられるカバーを含む、請求項１に記載の管板装置。
【請求項８】
管板と前記管板により支持される複数の細長い管状要素とを含み、前記管板が複数の別々の平面管板セグメントから構成され、複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、各穴が前記複数の細長い管状要素の１つを収容するためのものであり、前記平面管板セグメントのすべてが、各セグメントの前記穴のパターンがすべての他のセグメントの前記穴のパターンと整列するように整列しており、前記細長い管状要素の各々が、フランジ付き上端と、隣接する管状シャフトとを有し、前記フランジ付き上端が前記管状シャフトの直径よりも大きい直径を有する、管板装置。
【請求項９】
前記細長い管状要素の前記管状シャフト周りに構成および配置される固定片であって、前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端の下方に離間して配置される固定片を含み、前記固定片が、前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端と前記固定片との間に設けられる前記平面管板セグメントに対して圧縮力を提供するように前記管状シャフトと係合するものである、請求項８に記載の管板装置。
【請求項１０】
前記固定片がねじ込みナットから構成される、請求項９に記載の管板装置。
【請求項１１】
前記ねじ込みナットが、最も下側の平面管板セグメントに当接する、請求項１０に記載の管板装置。
【請求項１２】
前記固定片がプッシュナットから構成される、請求項９に記載の管板装置。
【請求項１３】
前記フランジ付き上端が、互いに隣接する平面管板セグメント間に設けられ、前記固定片が、最も下側の平面管板セグメントの下に設けられる、請求項９に記載の管板装置。
【請求項１４】
前記フランジ付き上端が、最も上側の平面管板セグメントの上に設けられ、前記固定片が、最も下側の平面管板セグメントの下に設けられる、請求項９に記載の管板装置。
【請求項１５】
前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端が、互いに隣接して設けられる平面管板セグメント間に設けられる、請求項８に記載の管板装置。
【請求項１６】
前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端が、前記隣接して設けられる平面管板セグメントの１つに凹設される、請求項８に記載の管板装置。
【請求項１７】
前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端が、前記隣接して設けられる平面管板セグメントの１つの上側面に直接載置され位置決めされる、請求項８に記載の管板装置。
【請求項１８】
第１の細長い管状要素の前記フランジ付き上端が、互いに隣接して設けられる平面管板セグメントの第１の対間に設けられ、第２の細長い管状要素の前記フランジ付き上端が、前記互いに隣接して設けられる平面管板セグメントの第１の対とは異なる、互いに隣接して設けられる平面管板セグメントの第２の対間に設けられる、請求項８に記載の管板装置。
【請求項１９】
複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、前記複数の別々の平面管板セグメントと平行して設けられる不活性平面層と、前記平面管板セグメントのすべてと前記不活性平面層を一体に固定するための締結具であって、すべての前記平面管板セグメントおよび前記不活性平面層が密接な接触状態で維持されるように配置される締結具とから構成され、前記不活性平面層が、時間と共に放出される医療および化学物質の１つが含浸される層として形成される管板装置。
【請求項２０】
前記医療または化学物質が温度に基づいて時間と共に放出される、請求項１９に記載の管板装置。
【請求項２１】
前記管板装置が熱交換器として機能する、請求項１９に記載の管板装置。
【請求項２２】
前記管板装置が血液加温装置の形態である、請求項１９に記載の管板装置。
【請求項２３】
前記医療または化学物質が流体流に基づいて時間と共に放出される、請求項１９に記載の管板装置。
【請求項２４】
複数の別々の薄い管板セグメントであって、複数の穴が各管板セグメントに所定のパターンで設けられ、各穴が細長い管状要素を収容するためのものであり、各管板セグメントの前記穴のパターンが前記複数の別々の薄い管板セグメントのすべての他の管板セグメントの前記穴のパターンと整列するように、前記管板セグメントのすべてが整列している、複数の別々の薄い管板セグメントと、
前記管板セグメントのすべてを一体に固定するための締結具と、を含む管板装置。
【請求項２５】
互いに隣接する管板セグメント間に介在される少なくとも１つの媒体板をさらに含み、前記媒体板が前記管板セグメントの材料とは異なる材料で形成される、請求項２４に記載の管板装置。
【請求項２６】
前記媒体板が濾過層およびナノ管状構造の１つから構成される、請求項２５に記載の管板装置。
【請求項２７】
前記媒体層が流量制御、衝撃吸収、磁気特性、投薬、化学的処理もしくは医療、またはイオン交換用の層の１つで形成される、請求項２５に記載の管板装置。
【請求項２８】
前記管板装置が濾過装置、衛生装置、逆浸透装置、蒸留装置、凝縮器、蒸発器、燃料電池、輸血装置および血液加温装置の１つの部分を形成する、請求項２４に記載の管板装置。
【請求項２９】
各穴がパンチ装置、レーザカッタ、プラズマカッタ、およびエッチング装置の１つにより形成される、請求項２４に記載の管板装置。
【請求項３０】
前記層の固定は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシ樹脂でのように恒久的に構成されること、ボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成されること、および管板装置の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に浮動させられることの少なくとも１つにより行われる、請求項２４に記載の管板装置。
【請求項３１】
前記細長い管状要素の各々がフランジ付き上端と、隣接する管状シャフトとを有し、前記フランジ付き上端が前記管状シャフトの直径よりも大きい直径を有する、請求項２４に記載の管板装置。
【請求項３２】
前記細長い管状要素の前記管状シャフト周りに構成および配置される固定片であって、前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端の下方に離間して配置される固定片を含み、前記固定片が、前記細長い管状要素の前記フランジ付き上端と前記固定片との間に設けられる前記管板セグメントに対して圧縮力を提供するように前記管状シャフトと係合するものである、請求項３１に記載の管板装置。
【請求項３３】
前記固定片がねじ込みナットおよびプッシュナットの少なくとも１つを備える、請求項３２に記載の管板装置。
【請求項３４】
前記媒体層は、ＵＶ光発散層を備える活性層の形態であり、前記ＵＶ光発散層が、いかなる生体も崩壊または全滅させるように前記管板装置を通る任意の流体流に前記ＵＶ光発散層から発散するＵＶ光を供与する、請求項２５に記載の管板装置。
【請求項３５】
前記媒体層が、不活性平面層の形態であり、前記不活性平面層は、すべての平面管板セグメントおよび前記不活性平面層が密接な接触状態で維持されるように配置され、前記不活性平面層が、時間と共に放出される医療および化学物質の１つが含浸される層として形成される、請求項２５に記載の管板装置。
【請求項３６】
前記媒体層が、流れを制御するための１つまたは複数の貫通穴を有する、請求項２５に記載の管板装置。
【請求項３７】
前記媒体板が、圧力および温度の１つを感知するための不活性層、および磁界でなど、外部から励起される活性層の少なくとも１つを備える、請求項２４に記載の管板装置。
【請求項３８】
複数の別々の薄い管板セグメントを形成し、各穴が管板濾過管を収容するためのものである複数の穴を各管板セグメントに所定のパターンで形成し、前記複数の管板セグメントのすべてを、各管板セグメントの前記穴のパターンが前記複数の管板セグメントのすべての他の管板セグメントの前記穴のパターンと整列するように整列させ、さらに単一の管板を形成するように前記管板セグメントのすべてを一体に固定することにより管板を製造する方法。
【請求項３９】
複数の別々の薄い平面管板セグメントを備える管板装置であって、各平面管板セグメントが前記管板装置の完全な幅にわたって延びており、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられており、各管板セグメントの前記穴のパターンが前記複数の管板セグメントのすべての他の管板セグメントの前記穴のパターンと整列するように、前記平面管板セグメントのすべてが整列しており、
前記管板装置は、さらに、互いに隣接する平面管板セグメント間に介在される少なくとも１つの媒体板であって、濾過層とナノ管状構造の１つから構成される媒体板と、前記平面管板セグメントと前記媒体板を一体に互いに密接な接触状態で固定するための締結具と、を備える管板装置。
【請求項４０】
複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、
前記複数の別々の平面管板セグメントと平行して設けられる活性平面層と、
前記平面管板セグメントのすべてと前記活性平面層を一体に固定するための締結具であって、すべての前記平面管板セグメントおよび前記活性平面層が中実の管板構造を形成するように密接な接触状態で維持されるように配置される締結具と、から構成される管板装置であって、
前記活性平面層がＵＶ光発散層を備え、前記ＵＶ光発散層が、いかなる生体も崩壊または全滅させるように前記管板装置を通る任意の流体流に前記ＵＶ光発散層から発散するＵＶ光を供与する、管板装置。
【請求項４１】
管板と前記管板により支持される複数の細長い管状要素を含み、前記管板が複数の別々の平面管板セグメントから構成され、複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、各穴が前記複数の細長い管状要素の１つを収容するためのものであり、前記管板セグメントのすべてが、各管板セグメントの前記穴のパターンがすべての他の管板セグメントの前記穴のパターンと整列するように整列しており、前記細長い管状要素の各々が、フランジ付き上端と、隣接する管状シャフトとを有し、前記フランジ付き上端が前記管状シャフトの直径よりも大きい直径を有する、管板装置。
【請求項４２】
複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の別々の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、前記複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる不活性平面層と、前記平面管板セグメントのすべてと前記不活性平面層を一体に固定するための締結具であって、すべての前記平面管板セグメントおよび前記不活性平面層が密接な接触状態で維持されるように配置される締結具とから構成され、前記不活性平面層が、時間と共に放出される医療および化学物質の１つが含浸される層として形成される管板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連事例
本出願は、２０１４年１０月１４日に出願された本出願人が所有する同時係属中の米国仮特許出願第６２／０６３，６８１号に対する米国特許法第１１９条（ｅ）の下での優先権を主張し、かつ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年１１月７日に出願された米国特許出願第１４／５３５，５９６号の一部継続出願（ＣＩＰ）である。２０１４年１１月７日に出願された同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，６５５号、および本出願と同一日に出願されかつ代理人整理番号０３４１４−１により現在特定される、同時係属中のその一部継続（ＣＩＰ）出願にも参照がなされる。上記特定される出願のすべては参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は一般に、濾過や熱交換などの用途に一般に使用される管板に関する。より詳細には、本発明は、管板の機能を増強しかつ管板がより少ない費用で製造され得るようにする管板の構成の改良に関する。さらにより詳細には本発明は、濾過構成に特に使用される管板のために活性媒体層を利用することにより、より高度な工程管理を提供するための改良された管板装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
濾過や熱交換の分野では、分離した領域を生成するために一般に使用される装置があり、一般に管板と呼ばれる。管板はハウジングまたはタンク内で支持されることが意図されており、主として通常濾過または熱交換用の濾過管の形状である複数のフィルタエレメントを支持するために使用される。例として、濾過または熱交換さえも影響され得る境界領域を本質的に形成する管板により濾過管が支持される様々なフィルタ構成を記述する米国特許第３，７１５，０３３号、第４，６０９，４６２号および第５，１２８，０３８号を参照されたい。管板は管の支持を提供し、しかも管板のどちらの側でも媒体への隔壁として機能し、したがって変換が行われ得るように不連続性を効果的に維持する。
【０００４】
実際の動作時には、管板の両側での差圧が通常の動作差圧、すなわちそれら自身の実質的な圧力を超過する時がある。差圧を克服して構造的剛性を維持するために、管板は典型的には、相当の厚さで生産され、管を受け入れるように高い公差で機械加工される。管板の特定の一開示が‘４６２特許に管板３２として示される。
【０００５】
この管板厚は構造的剛性の問題を解決し、その上同時に、隔壁、および管の間の間隔を維持する手段の目的にかなう。これにはコストがかかる。典型的には穴あけまたは水ジェット切断による機械加工工程は、必要とされる十分に剛性の高公差障壁を生産するのには遅く、コストのかかる工程である。
【０００６】
典型的な管板装置では、管板はステンレス鋼などの金属材料で形成されてよく、１．２７ｃｍ（１／２インチ）程度の厚さを有し得る。ステンレス鋼の薄板は様々な直径、たとえば直径３０．４８ｃｍ（１フィート）未満から最大で直径１５２．４ｃｍ（５フィート）よりも大きい直径に製作され、次いで管要素の挿入を容易にするために、穴［１から２５００以上の穴］が従前のドリルビットまたは水ジェットカッタで開けられる。この工程は煩雑であり、非常に時間もかかり、たとえば直径１５２．４ｃｍ（５フィート）の薄板１枚を生産するのに２０時間以上も要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，７１５，０３３号
【特許文献２】米国特許第４，６０９，４６２号
【特許文献３】米国特許第５，１２８，０３８号
【特許文献４】米国特許第３，７７９，３８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
使用されている管板の大多数は、それらが熱交換器やフィルタでの、逆浸透や蒸留のための、もしくは凝縮器や蒸発器としての使用のためであろうと燃料電池用途のためであろうと、このようにして製作される。本発明の目的は、一体の厚板に穴あけする代わりに、管板が構造的剛性を提供するためにやがて一体に締結される複数のセグメントで形成されるマルチセグメント管板を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、当節の管板と同様に高コストで時間がかかる製造ステップを排除する、改良された管板を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、一体に組み立てられると実質的に低減される製造コストだけで当節の管板の構造統合性を提供するより薄い薄板の積層組立体を含む、改良された管板構造を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、より薄い薄板の積層組立体を含み、より薄い薄板が自動プレスで穿孔される、レーザもしくはプラズマカッタで焼かれる、または積層造形技術、すなわち単なる一例として３Ｄ印刷を用いて印刷されることにより形成されることによるなど、その中に穴を作成するためにより容易に加工される、改良された管板構造を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、媒体層と本明細書で呼ばれる介在層を含み、管板が管板と多機能処理装置の両方として機能する、改良された管板装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、複数の薄板セグメントに加えて、濾過、流量制御、衝撃吸収、磁気特性、投薬、化学的処理もしくは医療、またはイオン交換を含むがそれらに限定されない多数の追加機能のいずれか１つを提供するための媒体層と本明細書で呼ばれる固有の中間層を提供する、改良された管板装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を達成するために、改良された管板構造、および当節の管板装置に関連付けられる上述された問題を解決しつつ、そのような管板を製造する関連方法が提供される。本発明は、管板の高公差、管間隔、および構造的剛性を維持する問題を解決する。これは、組立工程で互いに対してかつ管に対して厳密に整列される薄板の複数のより薄い層から管板を製造し、次いで管板の最終的な構造的統合性と隔壁特性を達成するためにこの組立体を一体に固定することにより、本発明に従って達成される。
【００１５】
本発明に関して、この配置の同じ最終用途の管板は、自動プレスで穿孔され、レーザもしくはプラズマカッタで焼かれ、または積層造形技術［すなわち単なる一例として３Ｄ印刷］を用いて印刷され、組み立てられ、固定されれば、主として個々の薄板の実質的に低減される厚さのために、製造するのに要する時間はわずかであろう。本発明に従う追加特徴は、管板の成層化が、その全体が管板と多機能濾過装置または膜の両方として機能する非均質装置を作成する材料の介在配置を可能にすることである。薄板を接触させて固定することは、隔壁効果と構造的統合性を、および所望の管間隔をも維持する目的にかなう。すべての層または薄板を管板として機能する単一体として一体に固定するために、１つまたは複数の締結具が使用される。「締結具」により、個々の層または薄板が一体に固定される多数の装置または技法のいずれか１つに言及がなされ得る。
【００１６】
本発明の一態様によれば、複数の別々の薄い管板セグメントを形成し、各穴が管板濾過管を収容するためのものである複数の穴を各薄板に所定のパターンで形成し、複数の管板セグメントのすべてを、各薄板の穴パターンが複数の管板セグメントのすべての他の薄板の穴パターンと整列するように整列させ、さらに単一の管板を形成するために管板セグメントのすべてを一体に固定することにより管板を製造する方法が提供される。
【００１７】
本発明のさらに他の態様では、穴の形成は、穴を同時に穿設することによって、穴を自動プレスで穿設することにより、レーザで焼くことにより、プラズマカッタによって、３Ｄ印刷などの積層造形技術を用いて印刷またはエッチングすることによっており、隣接する薄板セグメント間に媒体層を挿入することを含み、隣接する薄板セグメント間に複数の媒体層を挿入することを含み、媒体層は濾過層から構成され、さらに層の固定は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシでのように恒久的に構成されること、またはボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成されること、または媒体の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に単に浮動されることの少なくとも１つによっている。
【００１８】
本発明の別の実施形態では、複数の別々の薄い管板セグメントを含み、各穴が管板濾過管を収容するためのものである複数の穴が各薄板に所定のパターンで設けられ、管板セグメントのすべてが、各薄板の穴パターンが複数の管板セグメントのすべての他の薄板の穴パターンと整列するように整列し、締結具が管板セグメントのすべてを一体に固定するためである管板装置が提供される。
【００１９】
本発明のさらなる態様では、隣接する薄板セグメント間に介在される少なくとも１つの媒体薄板を含み、隣接する薄板セグメント間にそれぞれ設けられる２つ以上の媒体薄板を含み、媒体層は隣接する薄板セグメント間に挟持される濾過層を備え、各薄板セグメントは管板セグメントの直径よりも１桁小さい厚さを有して平面形状であり、パンチ装置、レーザカッタ、プラズマカッタ、およびエッチング装置の１つを含む、各穴を形成するための手段を含み、層の固定は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシでのように恒久的に構成されること、またはボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成されること、または媒体の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に単に浮動されることの少なくとも１つによっており、各濾過管を管板内に保持するための各濾過管の一端のフランジを含み、フランジは隣接する薄板セグメント間に設けられ、薄板セグメントのすべてを覆って設けられるカバーを含み、さらに媒体層は濾過、流量制御、衝撃吸収、磁気特性、投薬、化学的もしくは内科的治療、またはイオン交換用の層の１つで形成される。
【００２０】
本発明の別の形態では、複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる活性平面層と、平面管板セグメントのすべてと活性平面層を一体に固定するための締結具であって、すべての平面管板セグメントおよび上記活性平面層が中実の管板構造を形成するように密接な接触に維持されるように配置される締結具とから構成される管板装置が提供される。活性層は、いかなる生体も崩壊または全滅させるように管板装置を通じる任意の流体流にＵＶ光発散層から発散するＵＶ光を供与するＵＶ光発散層を備える。
【００２１】
本発明のさらに別の形態では、管板と管板により支持される複数の細長い管状要素を含み、上記管板が複数の別々の平面管板セグメントから構成され、各穴が複数の細長い管状要素の１つを収容するためのものである複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられ、管板セグメントのすべてが、各セグメントの穴パターンがすべての他のセグメントの穴パターンと整列するように整列する管板装置が提供される。この形態では、細長い管状要素はフランジ付き上端と隣接する管状シャフトとを有し、フランジ付き上端が管状シャフトの直径よりも大きい直径を有する。固定片が使用され、細長い管状要素の管状シャフト回りに構成および配置され、かつ細長い管状要素のフランジ付き上端下方に離間されてよい。固定片は、細長い管状要素のフランジ付き上端と固定片との間に設けられる管板セグメントに対して圧縮力を提供するために管状シャフトと係合するものである。
【００２２】
本発明のなおさらなる形態では、複数の穴が各平面管板セグメントに所定のパターンで設けられる複数の平面管板セグメントであって、各穴が細長い管状要素を収容するためのものである、平面管板セグメントと、複数の別々の管板セグメントと平行して設けられる不動態平面層と、平面管板セグメントのすべてと不動態平面層を一体に固定するための締結具であって、すべての平面管板セグメントおよび上記不動態平面層が密接な接触に維持されるように配置される締結具とから構成される管板装置が提供される。不動態層は、時間と共に放出される医療および化学物質の１つが含浸される層として形成される。他の態様では、医療または化学物質は温度に基づいて時間と共に放出され、管板装置は熱交換器として機能し、管板装置は血液加温装置の形態であり、医療または化学物質は流体流に基づいて時間と共に放出される。
【００２３】
図面は例示のみの目的で提供されており、開示の範囲を定めるものとは意図されないことが理解されるべきである。本発明を描く図面では、すべての寸法は一定の縮尺である。
本明細書に記載される実施形態の上記および他の目的および利点は、添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の斜視図である。
【図１Ａ】図１の管板の線１Ａ−１Ａに沿う横断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の斜視図である。
【図２Ａ】図２の管板の線２Ａ−２Ａに沿う横断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の斜視図である。
【図３Ａ】図３の管板の線３Ａ−３Ａに沿う横断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の斜視図である。
【図４Ａ】図４の管板の線４Ａ−４Ａに沿う横断面図である。
【図５】濾過タンクに適用される管板を示す概要図である。
【図６】媒体層が白金アマルガム内のナノ管状構造の形態の不動態層である、図３Ａに描かれるような横断面図である。
【図７】管板の代替実施形態の横断面図である。
【図８】濾過管に関連付けられる固定片を含む本発明の別の実施形態を示す部分横断面図である。
【図９】一濾過管での固定ナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。
【図１０】一濾過管でのプッシュナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。
【図１０Ａ】濾過管に設けられるプッシュナットを例示する部分斜視図である。
【図１１】固定片を利用する本発明の別の実施形態の部分横断面図である。
【図１２】各濾過管と関連付けられる固定片およびセンサの使用を示す部分横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
前述されたように、本発明によれば、組立工程で互いに対してかつ管に対して整列される薄板材料の複数のより薄い層から管板が構成され、次いで管板の最終的な構造的統合性と隔壁特性を達成するためにこの組立体を一体に固定する。図面では、本発明のいくつかの異なる形態が図１〜４のように記載される。図５は、本発明の原理の濾過構造への適用の例示であるが、本発明の原理は熱交換用などの他のシステムおよび装置に適用され得ることが企図される。図６は、ナノ管状構造の形態の一代替実施形態を示す。本明細書中に示される管板装置の様々な実施形態に関連して、参照によりその全体がここに本明細書に組み込まれ、本発明の原理の熱交換器への適用を例示する、同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，６５５号（代理人整理番号０３４１４）にも参照がなされる。
【００２６】
本発明の一態様によれば、図１に層または薄板１〜６として示されるような複数の別々の薄い管板セグメントを形成することにより管板を製造する方法が提供される。次のステップは、各薄板に複数の穴を本明細書の図面に１１で例示されるような所定のパターンで形成することである。各穴１１は管板管８を収容するためである。次のステップは、複数の管板セグメント１〜６のすべてを、各薄板の穴パターンが複数の管板セグメントのすべての他の薄板の穴パターンと整列するように整列させ、さらに図１の実施形態での締結具１２の使用によるような単一の管板を形成するために管板セグメントのすべてを一体に固定することである。おそらく、固定される単一構造を提供するために、いくつかの締結具が管板を通じて利用されるであろう。すべての締結具または他の固定手段は、すべての薄板または層を一体に保持するように定められる。
【００２７】
加えて、本発明の一変形形態は、管板層の積層だけではなく、実際にはセグメント型管板層間での他の濾過または変換媒体の積層および保持を可能にする。この追加の媒体薄板は本明細書の図面に例示される。たとえば、薄板間で次第に細かくなる濾材は、薄板を再生するための逆洗を容易にするであろう。或いは、反応性物質が、この物質との接触がその部分を通過する媒体を変更するように積層体に成層されてよい。本発明が先行技術に勝って促進する別の可能性は、導電材料対絶縁材料、ならびに金属および非金属の電子的、磁気的、プラズマ、無限の組み合わせの埋め込みに関し、それらの差が、セグメント型管板のそれである、より大きい組立体のサブコンポーネントとして現れる。
【００２８】
図面で層１０により本明細書で識別され、介在層とも呼ばれる「媒体」層は多数の形態を取ることができることが注目される。この層は本明細書でこの特定の用途で「不活性（passive;換言すれば不動態）層」または「活性（active）」層のいずれかであると言及される。いずれの場合もこの層は、従来の管板装置では不可能な固有の特性を提供するために組立体（管板）全体と協働して作用する以外に、本質的に組立体全体のサブコンポーネントである中間層を表す。「不動態」層は、その層のための異なる材料の選択により、システムを通る流体流に異なる効果を提供できるものと見なされてよい一方で同時に、任意の能動的な刺激または応答を提供するとは見なされない。他方「活性」層は、外部刺激が層に加えられるか応答が層から誘発されるかのいずれかのものと見なされてよい。「不動態」層の例は、媒体層が濾過、流量制御、衝撃吸収、磁気特性、投薬、化学的処理もしくは医療、またはイオン交換を提供する場合である。「活性」層の例は、媒体層が圧力または温度などの管板内のパラメータを感知するために使用される場合（応答）または媒体層が、磁界を層に印加することによるなど、外部から励起される場合（刺激）である。他の例は本明細書に記載される。
【００２９】
濾過および熱交換用途には、ステンレス鋼などの金属材料の管板を構成することが一般的である。しかしながら、本発明によれば、管板またはその特定の層は、ガラス強化プラスチック材料などの絶縁または非金属材料でも形成され得る。また、様々な層のための導電および非導電交互の材料が提供され得、その例は後に記載される。
【００３０】
濾過目的で、媒体層（図面で参照番号１０）は織、マットまたは他構造の濾紙または網材料の単一または複数の組み合わせの形態をとり得る。或いは、媒体層は、装置の上部構造としての管板として機能し続けながらも、白金が単なる一例としてＨ２ＯのＨ２への変換を抑制する触媒として作用する結合ナノ管状またはアマルガム構造の形態をとり得る（図６参照）。この層は、より速くより少ないエネルギーで起こる反応を可能にするために、拡大された表面積と必要な触媒、この場合白金の両方を提供する、酸化還元反応での触媒作用の場として作用する。反応では触媒は再生するので、一般的に少量が必要とされるのみである。
【００３１】
再度、この今や不連続の管板装置で、介在層が電気接点に取り付けられて、介在層自体が通過する標的分子を計数する装置である状況を想定できよう。別の想定される励磁介在層は、装置の幅にわたり任意の数の差異、たとえば、単一の熱交換器が複数の管板を活用する場合の差圧を感知する。管板の１つまたは複数の層内のさらに別の想定される介在層は、管板を横切って温度差を測定し、新種の高度にインタラクティブな管板を可能にする改善された開または閉ループ構成を形成するように計算流体力学ソフトウェアを強化するためにリアルタイムでフィードバックできよう。
【００３２】
図１および１Ａは、マルチセグメント型管板の特定の形態を示し、ここでｎ＝２が薄板の最小数でありその上限はなく、さらに最小管数はｎ＝１でありその上限はない。本特定実施形態では、マルチセグメント型管板は、管８（自身、時に濾過要素であり、他の時にはそうではない）が据え付けられるように配置される薄板１から６として識別される６枚の薄板で示される。各管８は、たとえば米国特許第３，７１５，０３３号に示されるような、濾過が管の側壁を通して起こり、管８の一端から出る種類のものであってよい。図５は、濾過装置への本発明の原理の適用の一例として含まれる。本明細書の図５に提供される例では、各管の底が閉ざされ、管からの唯一の出口はその上端にあり、上側流出室３６に繋がる。
【００３３】
加えて、図１および１Ａでは、最上薄板１の直下に設けられる単一の媒体薄板または層１０が示される。この特定の構成では、層１０はその他の薄板１〜６よりも厚く示され、濾過材料で形成される。本特定実施形態では、第２の薄板２の外面に設けられるフランジ面９が設けられる。第１の薄板１はこの場合、管状要素８および媒体の追加層１０を含むすべての他の薄板に対する押さえ具として作用し、媒体層は、プロセス媒体が装置の未処理側から処理側に通過する際に（例として図５参照）それに対する濾過障壁または変換媒体として作用してよく、さらに媒体が管板の一次から二次側に移行する際のそれへの所望の作用に応じてこの場所に据え付けられてもられなくてもよい。組み立てられた形態の管板積層体は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシなど（締結具１２参照）でのように恒久的に構成され、またはボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成され、または媒体の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に単に浮動されてよく、その上同時に、単に隔壁、および管板の一次および二次側間の境界位置として作用する旧来の管板の目的にかなう。
【００３４】
図１および１Ａはまた、管板セグメント全体を通じて広がると見なされる無数の穴を１１に示す。各管８の保持が図１Ａで薄板２の位置に示されるが、濾過管８は本明細書に開示される他の実施形態に記述されるような管板内の他の位置に固定されてよいことが理解される。また、好ましくは組立体の上部を密閉するカバー１３が示される。すべての締結具１２は、図示されるように、カバー１３を通して固定される。媒体層または層１０は、各々が何らかの種類の濾材として、または本明細書に述べられるような他の種類として機能するようにするため、貫通穴を有するようには定められない。それゆえ、たとえば図１Ａでは、層１０は連続する。また、各フランジがセグメントの１つの凹部として図示されるが、図１のような実施形態では、層１０の材料が通常偏向可能であるため、フランジはセグメント２の表面の上部に直接載って位置決めされ得る。同じことが図３および３Ａに示される実施形態にも当てはまる。本実施形態では、本明細書に記載される他の実施形態同様に、締結具は、層間の隙間なく中実の管板構造を維持するように、すべての別々の層が隣接する層と密接に接触して保持されるように配置される。この密接な接触は、使用される任意の媒体層との接触にも当てはまる。
【００３５】
図２および２Ａは、マルチセグメント型管板の第２の形態を示し、ここでｎ＝２が薄板の最小数でありその上限はなく、さらに最小管数はｎ＝１でありその上限はない。本特定実施形態では、マルチセグメント型管板は、管８（自身、時に濾過要素であり、他の時にはそうではない）が据え付けられるように配置される薄板１から６として識別される６枚の薄板で示される。加えて、最上薄板１の直下に設けられる単一の媒体薄板または層１０が示される。層１０は好ましくは構成が均一である。本特定実施形態では、第５の薄板５の外面に設けられるフランジ面９が設けられる。第１の薄板１はこの場合、管状要素８および媒体の追加層１０を含むすべての他の薄板に対する押さえ具として作用し、媒体層は、プロセス媒体が未処理側から処理側に通過する際にそれに対する濾過障壁または変換媒体として作用してよく、さらに媒体が管板の一次から二次側に移行する際のそれへの所望の作用に応じてこの場所に据え付けられてもられなくてもよい。組み立てられた形態の管板積層体は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシなど（締結具１２参照）でのように恒久的に構成され、またはボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成され、または媒体の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に単に浮動されてよく、その上同時に、単に隔壁、および管板の一次および二次側間の境界位置として作用する旧来の管板の目的にかなう。
【００３６】
図３および３Ａは、マルチセグメント型管板の第３の形態を示し、ここでｎ＝２が薄板の最小数でありその上限はなく、さらに最小管数はｎ＝１でありその上限はない。本特定実施形態では、マルチセグメント型管板は、管８（自身、時に濾過要素であり、他の時にはそうではない）が据え付けられるように配置される薄板１および２として識別される２枚のみの主要な薄板で示される。加えて、最上薄板１の直下に設けられる単一の媒体薄板または層１０が示される。本特定実施形態では、本質的に２枚の薄板１および２の間に設けられるフランジ面９が設けられる。第１の薄板１はこの場合、管状要素８および媒体の追加層１０を含むすべての他の薄板に対する押さえ具として作用し、媒体層は、プロセス媒体が未処理側から処理側に通過する際にそれに対する濾過障壁または変換媒体として作用してよく、さらに媒体が管板の一次から二次側に移行する際のそれへの所望の作用に応じてこの場所に据え付けられてもられなくてもよい。組み立てられた形態の管板積層体は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシなど（締結具１２参照）でのように恒久的に構成され、またはボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成され、または媒体の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に単に浮動されてよく、その上同時に、単に隔壁、および管板の一次および二次側間の境界位置として作用する旧来の管板の目的にかなう。
【００３７】
図４および４Ａは、マルチセグメント型管板の第４の形態を示し、ここでｎ＝２が薄板の最小数でありその上限はなく、さらに最小管数はｎ＝１でありその上限はない。本特定実施形態では、マルチセグメント型管板は、管８（自身、時に濾過要素であり、他の時にはそうではない）が据え付けられるように配置される薄板１から５として識別される６枚の薄板で示される。加えて、隣接する薄板間に設けられる複数の媒体薄板１０、１４、１６および１８が示される。本実施形態では、フランジ面は主要な薄板１から５のいずれに設けられてもよく、好ましくは薄板１の下である。管フランジ９の異なる場所を示す例については図４Ａを参照されたい。再度、第１の薄板１はこの場合、管状要素８および媒体薄板の追加層を含むすべての他の薄板に対する押さえ具として作用してよい。これらの媒体薄板は、プロセス媒体が未処理側から処理側に通過する際にそれに対する濾過障壁または変換媒体として作用してよく、さらに媒体が管板の一次から二次側に移行する際のそれへの所望の作用に応じてこの場所に据え付けられてもまたは据え付けられなくてもよい。複数の媒体薄板は、一次および二次側間で管板に沿って次第に細かくなる濾材を提供してよい。組み立てられた形態の管板積層体は、リベット、溶接、はんだ、ろう、エポキシなど（締結具１２参照）でのように恒久的に構成され、またはボルト、ねじ、取り外し可能なリベットなどの取り外し可能な締結具で構成され、または媒体の装填を容易にするためにいくつかの基準点間に単に浮動されてよく、同時に、単に隔壁、および管板の一次および二次側間の境界位置として作用する旧来の管板の目的にかなう。
【００３８】
ここで図５を参照すると、本発明が本発明の改良された管板の組み込みにより改良するように指向される一般的な種類の典型的な管板フィルタ装置が示される。フィルタ装置は全体が参照番号２０で示され、かつ濾過タンク２２を含み、これは典型的には全体的に垂直円筒構成である。濾過タンク２２は、閉鎖上側ヘッド部分と開放端下側部分を有してよい上側部２４、およびタンクの上側部と向き合って整列する開放端上側部分と楕円形状下側部分を有してよい下側部２８で構成される。それぞれの上側および下側部２４および２８はそれぞれ、その開放端に隣接して外側に延びる環状フランジ（図示せず）が設けられてよい。そのようなフランジは典型的には、締結手段１２（図４参照）の受け入れのために内部に形成される整列される開口が設けられる。
【００３９】
図５はまた、全体が３２で示され、かつその外縁がフランジ間の所定の位置にその間の略水平面を通って受け入れられて保持されるように濾過タンク２２内に位置決めされる実質的に水平の板または管板を例示する。貫通して延びる開口３４（穴１１に類似）が形成される管板３２は、濾過タンク２２を上側流出室３６と下側流入室３８に分割する。図５に示される管板３２は、本明細書の図１〜４で前述された管板のいずれか１つと同じであると見なされてよい。
【００４０】
図５では、複数のフィルタエレメントまたは濾過管８が管板３２から支持されて下方の流入室３８へ延びる。これらのフィルタエレメントは典型的にはステンレスメッシュまたは巻き線型であり、その例は米国特許第３，７７９，３８６号に開示される。フィルタエレメント８の下端は好ましくは、いくつかの適切な手段により閉ざされる。本明細書に例示される実施形態では、限られた数の管のみが示されるが、典型的な設置では、数百までの管が管板からまたは離間されるそれぞれの管板間に支持される。また、管板は水平に、垂直にまたは他の向きに支持されてよい。
【００４１】
流出導管４８が、処理済み液体をそこから抜き出すための流出室３６の内部と流体連通する濾過タンク２２の上側部２４から外側に延びる。流入導管５０が、流入室３８と流体連通する部２８の下側部分から外側に延びる。ドレン継手（図示せず）が、そこを通して濾過タンク１２が排水されてよい下側部２８の最下端から延びてよい。本発明の別の実施形態では、流出および流入ポートが、米国特許第５，１２８，０３８号に示されるような構造でのようにタンク構造の同じ側にあってよい。
【００４２】
以下に続くフィルタ装置２０の動作の簡単な説明は、そのような動作の一般的な性質を記載する目的であり、そのような動作の詳細な開示であるものとは意図されない。動作に際して、フィルタエレメント８の外側表面は典型的には、微粉化イオン交換樹脂粒子などの粒子のプレコート層でプレコートされ、これはそのような粒子のスラリーを流入室３８内へ投入してその中に通すことにより、粒子がフィルタエレメントの外側表面上に付着してプレコート層を形成するものである。使用周期中に、未処理液体が流入導管５０を通って流入室３８に導かれる。流入する未処理液体の圧力がそれ自身をプレコート層、フィルタエレメント８、および流出室３６を通って押し進め流出導管４８に至る。未処理液体がプレコート層を通過する時、イオン交換反応が起こり、液体から溶解不純物を除去する。加えて、不溶解不純物は、微粉化樹脂粒子のプレコート層とフィルタエレメント８を通過する液体によって未処理液体から除去される。不溶解不純物からなる濾過ケーキは、サービス周期が続くにつれてプレコート層内および上に堆積する。当技術分野で周知のように、プレコート層は、イオン交換樹脂、活性炭などの反応性材料および非反応性材料の様々な組み合わせを含んでよい。
【００４３】
最終的には、プレコート層は消耗されるであろうから、完全に除去され、廃棄されなくてはならない。そのような時にサービス周期が停止され、フィルタエレメント８を清掃することが必要であり、これはフィルタエレメント８が再度プレコートされてサービスに戻される前に、逆洗周期の間、濾過ケーキおよびプレコート層をそこから除去することである。逆洗周期の間、濾過タンク２２内の液体は下方に排水され、その上方の空所は濾過タンク１２内への加圧ガスの付加によって加圧される。ドレン導管が次いで開かれ、濾過タンク内の逆洗液が内部の加圧ガスの助けで急速に排出されて、濾過タンクから濾過ケーキとプレコート層を引き離して除去する。
【００４４】
ここで図６を参照すると、図３Ａに示されたものと本質的に同様の実施形態であり、層１０’は白金アマルガム内のナノ管状構造の形態の媒体層であり、その内部では、流体が管板構造を通過しながらこの層を通過すると、イオン交換が起こる。管板構造内のイオン交換のこのステップを処理する利点は、管板構造による流体の所定のセグメント化が存在することであり、ｎ＝１の上限なしの最小開口であり、したがって流体流の１／ｎが、ナノ管状構造の介在配置に起因するこの流体に露出される表面積の１／ｎにより処理される。この層は、より速くより少ないエネルギーで起こる反応を可能にするために、拡大された表面積と必要な触媒、この場合白金の両方を提供する、酸化還元反応での触媒作用の場として作用する。反応では触媒は再生するので、一般的に小量が必要とされるのみである。
【００４５】
さらなる一実施形態はすべての層が金属層と見なされる場合である。たとえば、かつ図２および２Ａに示される実施形態を参照し、層１〜６が銅板で形成され得、これらの薄板間の介在層１０が同じく銅の織網または焼結粒子からなり、いくらかの濾過を行うまたはオリフィスもしくは衝撃吸収障壁として作用する。本実施形態では、薄板のすべては銅合金であってよい。
【００４６】
企図されるさらなる実施形態は媒体層を、この層により課される特定の制限によって管板を通して流量レベルを制御できるものとして提供する。本明細書の図７を参照されたい。たとえば、媒体層１０は中実な構成であってよいが、流量を制御するために、その表面を貫通する１つまたは複数の制限オリフィス１９が設けられてもよい。オリフィスの数だけでなく、各オリフィス１９の大きさ（直径）が管板を通る流量を決定する。そのような媒体層はそれゆえ、流れおよび／または圧力などの何らかの入力条件が与えられると出力流を調節するように、管板自体内の絞り機構として機能する。１つまたは複数のオリフィス１９を有する媒体層は、非オリフィス位置を介する濾過のためにも機能できる。それゆえ、任意の一媒体層が複数の機能を有するものと見なされてよい。図７ではオリフィス１９が穴１１と整列されて示されるが、しかしながら他の実施形態では、オリフィスはそのように整列されないことがある。層１０がいくらか多孔性であれば、オリフィスは層１０内の多くの異なる位置に設けられ得る。
【００４７】
媒体層に関する別の実施形態は磁気特性を提供する能力に関する。すなわち概念は、図２および２Ａで（または本明細書に示される他の実施形態で）のような層１０を永久磁石から構成すること、またはそれを磁気特性で満たされ得るであろう材料から形成することである。磁気回路を層１０に結合させれば層に磁気効果を提供できるであろう。これは、外部励起を使用しようがまたは永久磁石配置を使用しようが、磁気微粒子が管板を通って流れる際にそれらをフィルタリングする能力を作成する。外部励起に関して、磁気特性などの特性を媒体層に付与するために外部刺激装置が使用される本明細書の図６に示される実施形態における同時係属中の米国特許出願第１４／５３５，６５５号（代理人整理番号０３４１４）に参照がなされてよい。それゆえ一実施形態では、媒体層１０は永久磁性材料で構成され得る。
【００４８】
この場合、図２および２Ａの実施形態において、層１および２は磁性層１０の強度を拡大しないように非磁性材料で構成され得る。或いは、層１および／または２は、強磁性（たとえば鉄）、フェリ磁性（たとえば磁鉄鉱）、または反強磁性（たとえば鉄マンガン、酸化ニッケル）性質を有するものなど、磁化率を示す材料、および反強磁性の場合には、有機分子（たとえば５−デヒドロ−ｍ−キシレン）で構成されてよい。
【００４９】
さらに別の実施形態は投薬層としての不動態層を設けることを企図する。たとえば、図２および２Ａを参照すると、層１０は、時間と共にまたは温度が上昇すると放出する薬剤または化学剤が含浸された介在薄板であってよい。この概念は、輸血機械などの装置で、または低体温症の患者が治療されており、たとえば、患者の血液温度が十分に上昇するとすぐに容易に薬物を放出できるコンパクトな装置が好まれる場合に、具現化されてよい。これはそれゆえ、雪崩犠牲者を救出する際の山腹でのトリアージの最中などに血液を暖められる携帯多目的救出装置の形態である。その上、薬剤や化学剤の適用と連携して、中間層は、流れ調節するために上述のオリフィス板を用いて構成され得る。それゆえ、今や管板自体内に配置され、流れや温度などの何らかの入力条件が与えられると出力（薬剤または化学剤）を調節するであろう装置を提供する処理層が提供される。再度、これは媒体層の複数の機能の一例である。
【００５０】
本発明を実施するためのさらに別の実施形態では、ＵＶ光送出区域として機能する活性層が設けられる。この点に関して、本明細書の図７に例示されるような管板のさらなる形態を参照されたい。この形態では層４または他の層が、選択的にＵＶスペクトルで送信する天然もしくは人工水晶または強化ガラス製品であってよい。ＵＶ線量は、ｎ＝１の上限なしの、いくつかの数の層３および５間の区域への、言い換えると、層４への光ファイバ管８を介してこの介在位置に送出される。流れが管板を通過すると、それは層３および５の間隔を通過する。通過する流れは層４から発散するＵＶ光を供与されるであろうし、おそらく衛生装置の一部であってよい本実施形態の例ではいかなる生体もそのＤＮＡが崩壊されまたは全滅されるであろう。図７では光ファイバ要素または管８ａ、８ｂが設けられる。層３は管８ａ、８ｂの箇所のみ層４へ反射する。管の位置では他の層で整列される穴は任意選択である。
【００５１】
本発明の代替実施形態がここで図８〜１２に例示される。図８は、濾過管に関連付けられる固定片を含む本発明の別の実施形態を示す部分横断面図である。図９は、一濾過管での固定ナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。図１０は、一濾過管でのプッシュナットを利用する構成を示す拡大横断面図である。図１０Ａは、濾過管に設けられるプッシュナットを例示する部分斜視図である。図１１は、固定片を利用する本発明の別の実施形態の部分横断面図である。図１２は、各濾過管と関連付けられる固定片とセンサの使用を示す部分横断面図である。図８〜１２に記載される実施形態は管板装置のさらなる改良を表す。これは主として、管状要素または濾過管の回りに設けられるように構成および配置され、細長い管状要素のフランジ付き端と協同して、フランジ付き上端と固定片との間に設けられる管板セグメントに対して圧縮力を提供するように機能する固定片の使用を含む。この構成は、図８の部分横断面図に例示されるなどの管板装置で使用されてよい。本特定実施形態では管板装置は媒体層１０を含んで示されるが、本発明の原理は媒体層が設けられない管板装置にも使用されてよい。
【００５２】
図８の部分横断面図はフランジ付き端を９で例示する。これは、細長い中空管状要素８の端回りにかしめられるグロメットで構成されてよい。本発明の他の実施形態では、このフランジ付き部材９は細長い管状要素８に沿う他の位置回りでかしめられてもよい。図８はまた、要素８と螺合されるナット７５の形態の固定片も例示する。この点に関して、おねじ７９を有する細長い管状シャフト８と係合されるナットを７５で例示する図９のいくらかより詳細な部分横断面図を参照されたい。固定片の異なる実施形態を示す図１０の部分横断面図にもここで参照がなされてよい。これはプッシュナット７６の形態で例示される。プッシュナット７６のさらなる詳細を示す図１０Ａの部分斜視図をも参照されたい。プッシュナット７６はそれが濾過管のシャフトへ押し当てられ得るように機能するが、しかしそれが一度押し込まれると所定位置にロックされ、かつ濾過管８から簡単には外れないように構成される。図１０では、濾過管８は滑らかな外側面を有するように示される。しかしながら、本発明の別の実施形態では、それはプッシュナット７６の濾過管８との位置決めおよび係合の補助となる小さい円形陥凹リングが設けられてよい。
【００５３】
ここで、グロメットまたはフランジ付き端が９で例示されナット７５の形態の固定片が層６下に設けられる複数の管状要素８を示すさらなる部分横断面図である図１１を参照する。フランジ付き端９は複数の管板セグメントの最上層１上に設けられる。ナット７５は複数の別々の平面管板セグメントの最下層６下に設けられる。ナット７５を締結することにより、ナット７５とフランジ９との間に圧縮力が発生し、その間の管板セグメントの圧縮を提供する。カバーに追加の締結具１２が設けられても、管板セグメントは直径が比較的に大きくてよく、また本明細書に記載されるような固定片を設けることにより、管板セグメントには濾過管の事実上あらゆる場所に追加の圧縮および追加の張力が発生する。図１１では固定片は管８の各々に例示されるけれども、固定片を細長い濾過管８の所定のもののみに設けることも可能である。固定片の使用は、一連の固定片を管板装置全体に分散させて、各々が例示されるように濾過管と関連付けられて提供するように構成され得、その結果いくつかの場所で追加の圧縮が印加される。また、フランジ付き端９はそれが係合される管板セグメントの上側面と堅固に係合するように設けられる。これは、フランジ付き端の直径よりも小さく、フランジ付き端の環状の係合面を、管板セグメント面、通常は上側面、に対して直接残すセグメントの穴の存在によって実現される。
【００５４】
プッシュナットを利用する図１０に例示される実施形態の一特定利点は、それが構造全体をより不正防止または耐不正にすることである。また前述の通り、フランジ付き端および固定片のこの組み合わせは、薄板セグメントへの管の固定に別レベルの張力を導入する。
【００５５】
ここで、層６０、６２および６４を含む簡易管板装置に適用されるフランジ付き端および固定片の原理を示す図１２の部分横断面図を参照する。本実施形態では濾過管８の各々上に、フランジ付き端が９で、固定片が７５で設けられる。本特定実施形態では、固定ナット７５の各々と層７４との間にＯリング７８も設けられてよい。このＯリング７８は各濾過管と管板装置との間に追加の密閉を提供できる。加えて、図１２はまた、センサ７７を例示する。複数のセンサが層６０に設けられてよいが、図１２には１つのセンサ７７のみが示される。これは温度もしくは圧力センサ、または流量制御用など事実上任意の他の種類のセンサであってよい。加えて、図１１に点線の輪郭で例示されるように、センサ７７は管板装置の異なる層に設けられてもよい。図１２では、センサ７７は媒体層６０に例示される。図１１では、点線の輪郭で示される２つのセンサ７７はそれぞれの平面管板セグメント１および６にある。センサを管板装置内の異なる場所に配置することで、管板装置にわたる異なる圧力または温度などの異なるパラメータが感知され得る。
【００５６】
限られた数の本発明の実施形態を説明してきたが、多数の他の実施形態およびその変形例は、添付の特許請求の範囲により定められるような本発明の範囲内に入るものと企図されることは当業者にはもはや明らかであるはずである。
【符号の説明】
【００５７】
１  層
２  層
３  層
４  層
５  層
６  層
８  管
８ａ  管
８ｂ  管
９  フランジ付き端
１０  媒体層
１０’  媒体層
１１  穴
１２  締結具
１３  カバー
１４  媒体層
１６  媒体層
１８  媒体層
１９  オリフィス
２０  フィルタ装置
２２  濾過タンク
２４  上側部
２８  下側部
３２  管板
３４  開口
３６  上側流出室
３８  下側流入室
４８  流出導管
５０  流入導管
６０  層
６２  層
６４  層
７５  ナット
７６  プッシュナット
７７  センサ
７８  Ｏリング
７９  おねじ
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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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１０Ａ】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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