(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２，５５）と、
前記ハウジング（２，５５）に収容された中空繊維の束のチューブ状又は毛管状の通路によって形成された第１流路と、
前記中空繊維の束の端部が注入されたモールドコンパウンド（７，５０）と、
前記中空繊維の束を囲む前記ハウジング（２，５５）によって形成され、前記モールドコンパウンド（７，５０）により前記第１流路に対して密封された第２流路と、
前記中空繊維の束を取り囲む環状空隙（２１，５４）と、を備え、
前記第２流路は、前記環状空隙（２１，５４）を介して、供給ライン又は排出ラインと連通し、
前記モールドコンパウンド（７，５０）に直接隣接し、前記環状空隙（２１，５４）と前記第２流路とを接続する、前記環状空隙（２１，５４）の円周方向に分布した複数の通路（５，５６）を有し、
前記ハウジング（２，５５）を縦方向に配置したとき、上部側に配置される前記環状空隙（２１，５４）に気泡が集まる死角がないように、前記排出ラインが当該環状空隙（２１，５４）の上端で当該環状空隙（２１，５４）に連通している、
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記通路（５６）の各々を互いに実質的に等量の液体がそれぞれ出入りすることができるように、前記環状空隙（５４）の半径方向に開口した前記供給ライン又は排出ラインに連通する開口（５３）から前記通路（５６）までの当該環状空隙（５４）の円周方向に沿った距離が増加するに従って、前記通路（５６）の面積が増大するように寸法決めされることを特徴とする、請求項１記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの流路を有するフィルタ装置であって、好ましくは透過空間である第１の流路が、端部がモールドコンパウンドに注入された中空繊維の束のチューブ状又は毛管状の通路によって形成され、好ましくは濾過空間である第２の流路が、中空繊維の束を囲むハウジングによって形成され、第１の流路が、モールドコンパウンド上に配置されたキャップによって密封され、密封装置が、モールドコンパウンドの周囲領域に延び、モールドコンパウンドが、ハウジングに支えられているフィルタ装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
独国公開特許公報第２６４６３５８号は、中空繊維の束が中央導管をリング状に囲み、リング状の中空繊維の束が、中央導管に対して且つ中央導管を同心状に囲むハウジングのケーシングに対してモールドコンパウンドによって密封されている、フィルタ装置を開示している。
別の公知のフィルタ装置も、中空繊維の束を囲んだチューブ状ハウジングを備えており、中空繊維の束の端部が、モールドコンパウンドによってチューブ状ハウジングの端部に接合されている。このフィルタ装置では、ハウジングには、各々の場合に、モールドコンパウンドに隣接して半径方向連結片が設けられており、これらの半径方向連結片が、第２の流路との入口と出口を形成している。モールドコンパウンドによって囲まれた中空繊維の束の毛細管は、端面のところで切断され、モールドコンパウンドに開放している。第１の流路の入口と出口を形成する連結片を備えたキャップが、チューブ状ケーシングの端部に密封状態で置かれている。
【０００３】
これらの公知のフィルタ装置は、たとえば毛管透析器として使用されており、毛管路によって形成される流路が血液チャンバを形成し、中空繊維の束を囲むハウジングが、透析液が中空繊維のまわりを流れる透析液チャンバを形成する。
公知のフィルタ装置に関する課題は、ＰＵ（ポリウレタン繊維）で通常作られ、ディスク状に硬化して２つの流路間にシールを形成するモールドコンパウンドが、硬化時に収縮し、したがって、モールドコンパウンドによって形成されるディスク状のシールに応力が発生し、クラックが生じたり、モールドコンパウンドを囲むハウジングのケーシングからのモールドコンパウンドの剥離さえ生ずることである。その結果、２つの流路は、もはや互いに完全には密封されておらず、シールを形成するモールドコンパウンドのハウジングに対する付着が、もはや確実には確保されない。
【０００４】
欧州特許ＥＰ０３０５６８７Ｂ１に開示されている、冒頭に記載したような型式のフィルタ装置では、ディスク状のモールドコンパウンドは、モールドコンパウンドが付着しない介在リングによって囲まれているので、応力を受けずに収縮することができる。このような応力を受けない収縮により、ディスク状のモールドコンパウンドでのクラックの発生が阻止され、モールドコンパウンドの周縁とそれらを囲むハウジングとの間の直接シールを行うことができる。それにもかかわらず、２つの流路間でのシールを維持するため、第１の流路が、モールドコンパウンドに配置されたキャップによって、特にモールドコンパウンドの縁部領域に延びキャップが密着されるシーリング装置によって密封される。
この公知のフィルタ装置では、中空繊維の束を囲むハウジングによって形成される第２の空隙との連結によって課題が生ずる。公知のフィルタ装置では、この連結は、チューブ状のハウジングの直径が、端部領域のところでスリーブ状に多少広げられ、この広げられた領域に、半径方向連結片が設けられている。これらの連結片は、ハウジングによって形成された第２の空隙に開放しており、ハウジングの広げられた部分が、第１の空隙から密封されている。何故ならば、キャップの縁部によって外側に対してシールが形成され、円周方向密封リングによって第１の空隙に対してシールが形成されるように、キャップが広げられた部分に密封状態で接合されているからである。ハウジングによって形成される第２の空隙のところでの連結片のこの種の構造は、比較的コスト高を招く。さらに、すすぎが不完全な死角が連結片の上方又は下方に発生し、その箇所に気泡が集まることがある。これは、消毒や殺菌、並びに一般的な処理の際に、不都合な作用を引き起こす。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、冒頭に記載された型式のフィルタ装置であって、硬化したモールドコンパウンドによって２つの流路が互いに密封されることを確保し、かつ、簡単な構造の第２の流路用の連結片を備え、すすぎが不完全な死角が回避される、フィルタ装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、冒頭に記載した型式のフィルタ装置において、請求項１乃至４に記載した特徴によって特徴付けられる装置によって達成される。本発明によるフィルタ装置では、２つの流路を有し、第１の流路が、端部がモールドコンパウンド（７，５０）に注入された中空繊維の束のチューブ状又は毛管状の通路によって形成され、第２の流路が、中空繊維の束を囲むハウジング（２）によって形成され、ハウジングは中空繊維の束に接し、且つモールドコンパウンド（７，５０）により中空繊維の束のチューブの入口及び出口に対して密封され、前記第１及び第２の流路の各々への液体の供給、及び前記第１及び第２の流路の各々からの液体の排出のために、少なくとも二つの連結片（１２，１６，５３）を有し、前記第２流路の少なくとも一つの連結片（１６，５３）が、ハウジング（２，１５）と中空繊維の束の一端の領域との間に形成された環状空隙（２１，５４）内に開放され、弾性及び／又は可塑性材料からなり、且つ、モールドコンパウンドと接するハウジングの縁（４）を有し、モールドコンパウンド（７，５０）に直接隣接し、或いは、モールドコンパウンドの領域内で軸線方向に延びて、環状空隙（２１，５４）と第２流路とを接続する通路（５）を有する、フィルタ装置（１）であって、ハウジング（２）は、モールドコンパウンド（７，５０）と液密の接着結合を作らない材料から成ることを特徴とする。
また、本フィルタ装置において好ましくは、使用位置で、環状空隙（２１，５４）が頂部に配置され、この向きで、環状空隙（２１，５４）及び第２流路に気泡が集まる死角がないように、第２流路の連結片（１６，５３）が環状空間の上端で環状空隙（２１，５４）内に開放されている。
また、本フィルタ装置において好ましくは、環状空隙（２１，５４）は、モールドコンパウンドのところで第１流路を第２流路に対して密封するシール（５１）まで延びることを特徴とする。
また、本フィルタ装置において好ましくは、通路（５）の横断面は、実質的に同量の液体が横断面を通って出入りすることができるように、半径方向連結片（５３）から始まり、横断面が増大するように寸法決めされることを特徴とする。
【０００７】
モールドコンパウンドに部分的に重複している第２のキャップの内縁部は有利には、モールドコンパウンドを超えて内側まで延びており、第２のキャップの円周方向壁とモールドコンパウンド又はモールドコンパウンドによって囲まれる中空繊維の束との間に、流路が形成される。
好ましい特定の実施の形態によれば、中空繊維の束が引かれているパイプ断面形状のハウジングには、そのケーシングの端部のところに、自由に延びた軸線方向ノッチ又は窪みによって形成された歯状又はスカラップ状の突出部が設けられ、突出部の外側領域が、モールドコンパウンドに境界付けられており、ノッチ又は窪みの自由な内側領域が流路を形成している。パイプ断面形状又は好ましくは円形横断面のハウジングが、ＰＣのような弾性性状を有する材料で形成されているので、可撓性の舌部で作られた輪形の縁部にノッチ又は窪みが形成され、前記縁部が、モールドコンパウンドによって少なくとも部分的に囲まれている。モールドコンパウンドが硬化してディスク状になるとき、モールドコンパウンドは、応力を実質的に受けずに収縮することができる。何故ならば、可撓性の舌部が、収縮に対して大きな抵抗をしないからである。本発明のこの改良によれば、モールドコンパウンドによって形成されたディスクは、チューブ状ハウジングの端部に堅固に接合されており、互いに部分的に重複している２つのキャップによって２つのチャンバを適当なシーリング手段で互いに確実に分離することができる。
【０００８】
欧州特許ＥＰ０３０５６８７Ｂ１に開示されたフィルタ装置は、チューブ状ハウジングを有しており、ノッチ又は窪みによって形成された輪形の縁部が、広げられた端部分に形成され、硬化したモールドコンパウンドによって部分的に囲まれてディスクを形成している。しかしながら、矩形突出部で形成されたこれらの輪形の縁部は、複雑な設計のハウジングを必要としている。何故ならば、これらの縁部が、連結片を備えたハウジングの広げられた端部分によって囲まれているからである。
ハウジングは有利には、半径方向フランジを備えた突出部の内端部の領域に設けられ、第２のキャップの縁部が、半径方向フランジに密封状態で支持又は固定されている。
【０００９】
有利には、突出部の円周方向における相互の距離が、突出部の幅よりも大きい。
或る実施の形態によれば、実質的に等量の流体が横断面に入り横断面から出ることができるように、モールドコンパウンドのないノッチ又は窪みの領域の横断面積が、半径方向連結片から始まり、増大するように寸法決めされている。この実施の形態は、中空繊維の束を取り囲み、半径方向連結片を介して液体が供給される環状空隙において、連結片の口部から開始して円周方向に、圧力降下が発生する状況を考慮している。この圧力降下に合わせて入口ポートの横断面積を調整すると、実質的に等量の流体が円周方向に分布した開口に入ることが保証される。
【００１０】
冒頭に記載した型式のフィルタ装置に関する課題は、フィルタ装置の有効性を増大させるために、第２の空隙において、中空繊維の束の繊維表面が、導入された流体によって出来るだけ完全かつ均一に流されることである。したがって、本発明の或る特定の好ましい実施の形態によれば、脚部がハウジングの内壁に接合されボアを備えた受皿形のリングが、ハウジングに挿入され、内壁には、リングによって形成された環状空隙に開放するボアが設けられている。導入された流体が十分に広がるように、環状空隙が受皿形のリングによって形成されている。流体が環状空隙に１つのボア又は１つの半径方向連結片からのみ供給された場合に、ボアの横断面が導入された流体に生ずる圧力降下に適合することができるように、ボアは、周囲に均一に分布されている。
【００１１】
流体が環状空隙内に一方向に導入された場合に実質的に均一な流体圧を維持するため、環状空隙の内壁の周囲に適当な可変隙間をもって、同一の流れ横断面を有するボアと開口が配置されている。
有利には、リングは、Ｕ形の横断面を有し、２つの半径方向脚部にボアが設けられている。
公知のフィルタ装置では、環状溝によって形成される環状空隙は、モールドコンパウンドによって形成される端ディスクに対して軸線方向隙間を有している。このため、垂直方向に起立したフィルタ装置では、たとえば、モールドコンパウンドによって形成された上部ディスクのところに気泡が集まることがある。さらに、気泡は、下部環状溝の半径方向連結片の口部と溝の底部との間にも集まることがある。このように空気や気泡が集まった結果、たとえばフィルタの殺菌や滅菌の際、空気充填領域が、滅菌手段又は殺菌手段と接触しなかったり、不十分に接触したりする。
【００１２】
中空繊維の束の完全な脱気を達成するため、環状空隙又は環状空隙を第２の空隙に連結する流路が、モールドコンパンウドに直接接合され、或いはモールドコンパウンドの領域内に軸線方向に延びている。
本発明のこの改良は、連結片と排出する環状空隙との間の死角を阻止するので、死角に空気が集まることはなく、モールドコンパウンド間の流体による中空繊維の束の完全な循環が確保される。
有利には、本発明によって提供される作用がフィルタの任意の位置で得られるように、フィルタの両側は、同じように形作られている。
本発明によるフィルタの実施の形態は又、第２の空隙の排出側で好ましい作用を有している。何故ならば、環状空隙に実質的に均一に分布している第２の空隙から流体が回収されるからである。
【００１３】
本発明の別の利点は、モールドコンパウンドと緊密な接着層を形成しないプロピレンのような材料でハウジングを形成することができることである。したがって、本発明によるフィルタ装置を低コストのプラスチック材料で製造することができ、経済的効率を増大させる。
本発明の別の改良点は、２つの流路を有する請求項９の特徴部分によるフィルタ装置であって、好ましくは透過空間である第１の流路が、端部がモールドコンパウンドに注入された中空繊維の束のチューブ状又は毛管状の通路によって形成され、好ましくは濾過空間である第２の流路が、中空繊維の束を囲むハウジングによって形成されるフィルタ装置に関する。濾過空間は、モールドコンパウンドによって中空繊維の束のチューブの入口と出口から密封されている。さらに、２つの流路の各々への流体の供給および２つの流路の各々からの流体の除去のための少なくとも２つの連結片が設けられ、第２の流路の少なくとも１つの連結片が、ハウジングと中空繊維の束の一端の領域との間に形成された環状空隙内に開放している。気泡が集まる環状空隙に死角がないことを確保するため、本発明は、少なくとも１つの環状空隙を頂部に配置し、環状空隙は、供給ラインと排出ラインまでそれぞれ延びている。好ましくは、透析液を、上部環状空隙に供給したり上部環状空隙から除去したりすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
フィルタ装置１は、ＰＣのようなプラスチックのパイプ断面形状のハウジング２で形成されており、ハウジングの縁部が、半径方向の環状フランジ３に合体している。ハウジング、フランジ３の内縁領域、又は円筒形パイプ部分とフランジとの間の遷移領域には、円筒形のリングが接合されており、円筒形のリングには、自由に延びた矩形のノッチを形成する窪み５が設けられており、これらのノッチ５の間には、実質的に矩形であり軸線方向に延びたスカラップ状又は歯状の突出部４が形成されている。これらの突出部４は、上部、外部、端部領域のところに、半径方向外方に向いた突出部６を有している。
中空繊維の束が、パイプ断面形状のハウジング２内に導入されている。この中空繊維の束は、硬化後にディスク形となる、例えばＰＵで作られたモールドコンパウンドに埋め込まれている。硬化の際、モールドコンパウンドが、ハウジング軸線８に対して直角をなす回転軸線を中心として遠心作用を加えられるので、図１から明らかなように、平面から見たディスク７は、円筒形の受皿形状の内側９を有している。硬化は、端面と周囲側に沿って回転し、これらを構成するキャップ内で行われる。円筒形の受皿形状の内側９が移動できる許容範囲は、破線９′、９′′によって示されている。
【００１５】
モールドコンパウンドの硬化後、ディスク７を端面１０のところで切断し、モールドコンパウンドに埋め込まれた中空繊維の束の小さな毛細管を開放する。
次いで、中央連結片１２を有する第１のキャップ１１を、ディスク７の端面１０に置き、Ｏ−リング１３によって、キャップを縁部領域のところで、中空繊維のないディスク７の縁部領域から密封する。
第１のキャップ１１は、縁部領域が流体密状態で環状フランジ３の外縁部に接合された円筒壁１５を有する第２のキャップ１４によって囲まれている。第２のキャップ１４は、連結片を形成する中央の円筒形延長部１６を有し、円筒形延長部１６は、第１のキャップ１１の二重壁の連結片１２を同心状に囲んでいる。第２のキャップ１４には、その内側に、第１のキャップ１１との所要の隙間を確保して流路を構成する放射形状のウェブ１７が設けられている。円筒形延長部１６には又、その内側に、連結片１２の外部ケーシングで支持され流路を構成する半径方向ウェブ１９が設けられている。
【００１６】
星形状に配列され、補強材として使用される半径方向ウェブ２０が、第１のキャップ１１の下側に設けられている。
第２のキャップ１４は、その円筒形縁部１５のところで、半径方向に隙間をもって、スカラップ状又は歯状の延長部４を囲み、かくして環状空隙２１を形成しており、環状空隙２１を介して連結片１６を経て導入された流体が、ポート５の内側領域を通って、中空の繊維の束を囲む流路に入る。
図２〜図４に示されるように、スカラップ状又は歯状の突出部４と、それらの間に形成された隙間は、異なる長さを有し、周囲のところで異なる角度を形成している。ノーズ形状の半径方向の突出部６も又、長さと幅を変えてもよい。
図５は、公知の透析器のハウジングの長さ方向の断面を示している。この公知の透析器では、中空繊維の束２５の端部は、硬化してディスク２６を形成しハウジング２９の外縁部２７、２８に強固に結合するモールドコンパウンドによって囲まれている。ハウジングには、ディスク２６から一定距離のところに、半径方向連結部３０、３１が設けられており、半径方向連結部は、自由に延び縁部がディスク前で軸線方向に隙間をもって終わっている内側リング形壁部分３４、３５によって形成された溝形の環状空隙３２、３３内に開放している。たとえば、垂直方向に起立したハウジングが提供されている場合には、透析液のような流体が、下部半径方向連結片３１を介して、中空繊維の束２５を収容する空間に導入され、流体は、主として連結片３１に近接した領域において、環状溝３３に接している壁３５の縁を越流しようとするので、非対称の流れ（すなわち、透析液の流れ）がハウジング２９に発生する。
【００１７】
図１〜図４を参照して説明されている本発明のフィルタ装置は、この非対称の流れを阻止する。何故ならば、流体すなわち透析液が環状空隙２１内に広がり、次いで入口ポート５の内側自由領域を介して、円周方向に実質的に均一に分布して中空繊維の束を囲む空間に入るからである。図示されている典型的な実施の形態では、環状空間２１は、キャップ１５の円筒壁によって外側が境界付けられており、流体が環状空間２１内で等しい圧力で広がるように、キャップには、軸線方向に同心に配列された取入ニップルが設けられている。実質的に等しい流体圧力が環状空間２１の周囲に発生するので、入口ノッチ５の自由領域によって形成される入口ポートも、等しい横断面を有している。
図６に示される典型的な実施の形態では、流体すなわち透析液は、パイプ断面形状のハウジング３６の半径方向ボア４１を介して、外方に向いた脚部が流体密状態でハウジングのケーシングに接合されているＵ形リング３８によって形成された環状空隙３７に入る。Ｕ形リング３８の脚部には、円周方向に均一に分布したボア３９が設けられており、環状空隙３７に導入された流体は、ボア３９を介して、中空繊維の束を収容するチャンバに入る。
【００１８】
パイプ断面形状のハウジングには、環状空隙の下側の領域に、半径方向外方に向いた円周方向フランジ４０が設けられており、図１〜図４を参照して説明された装置の場合と対応するように、円周方向フランジ４０にキャップの縁部が置かれているので、キャップの円筒形の円周方向壁とハウジング６の上部分との間に環状空隙が形成され、流体を、この環状空隙を介してハウジングの周囲に分布した半径方向ボア３５に等しい圧力で案内することができる。
図７は、フィルタ装置（この場合には、透析器）の側面図を示している。この透析器では、透析器のノズルに連結するのに使用される連結部又は連結片は、一方の側に配置され、互いに平行な中心線を有しているので、連結部又は連結片を直接又は適当な装置を介して透析器のノズルに密着させることができる。
【００１９】
図７および図８に示される装置では、連結部と連結片にそれぞれ設けられた上部および下部キャップは、射出成形法において別々に製造された部分によって形成されており、上部キャップと下部キャップは、適当な溶接接合部又は接着剤接合部によって、ベル形に開放したハウジングの縁部に突き合わせ接合されている。
図８から明らかなように、血液チャンバと中空繊維の束を囲む透析器チャンバ（図示せず）は、モールドコンパウンド５０によって分離されている。モールドコンパウンドは、その上縁領域のところに円周方向溝を有しており、透析器チャンバから血液チャンバを密封するため、円周方向溝にＯ−リング５１が挿入されている。図８に明瞭に示されるように、連結片５２に通じている開口５３がＯ−リング５１の下側に直接接合され、透析液の供給と除去に使用される環状空隙５４がＯ−リング５１まで延びているので、気泡が集まる死角はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフィルタ装置の一方の側における長さ方向断面図である。
【図２】モールドコンパウンドによって形成されたディスクの一方の端面における平面図である。
【図３】モールドコンパウンドによって形成されたディスクの一方の端面における平面図である。
【図４】モールドコンパウンドによって形成されたディスクの一方の端面における平面図である。
【図５】公知のフィルタ装置のハウジングの長さ方向断面図である。
【図６】閉鎖環状空隙を備えた本発明によるフィルタ装置のハウジングの上部領域の断面図である。
【図７】フィルタ装置の側面図である。
【図８】図７のフィルタ装置の断面図である。
【符号の説明】
１  フィルタ装置
２  ハウジング
３  フランジ
４  突出部
５  窪み
６  突出部
７  ディスク
１１  第１のキャップ
１４  第２のキャップ
２０  半径方向ウェブ
【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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