中空ファイバ接続部
【課題】フィールドフロー分画のための装置のために、中空ファイバと接続要素との間および／または中空ファイバとハウジングとの間の半径方向の封止接続のための中空ファイバ接続部を提供する。
【解決手段】中空ファイバ５０はハウジングのハウジング接続４１の中に配置されている。接続要素３０および／またはハウジングに対する中空ファイバ５０の封止、また周囲環境に対する中空ファイバ５０の封止は、環状要素２０および接続要素３０が接続部品１０を介してハウジングおよび／または中空ファイバ５０に結合され、中空ファイバ接続部が、環状要素２０の接続要素３０に対する軸方向の移動によって生み出される中空ファイバ５０と接続要素３０との間のセクションを介した封止を達成することによってもたらされる。
【解決手段】中空ファイバ５０はハウジングのハウジング接続４１の中に配置されている。接続要素３０および／またはハウジングに対する中空ファイバ５０の封止、また周囲環境に対する中空ファイバ５０の封止は、環状要素２０および接続要素３０が接続部品１０を介してハウジングおよび／または中空ファイバ５０に結合され、中空ファイバ接続部が、環状要素２０の接続要素３０に対する軸方向の移動によって生み出される中空ファイバ５０と接続要素３０との間のセクションを介した封止を達成することによってもたらされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドフローフラクショネーションのために設けられる中空ファイバの端部用の中空ファイバ接続部に関し、この接続部は、中空ファイバの端部を収容するための貫通開口部を備える接続要素を含む。
【背景技術】
【０００２】
中空ファイバが使用されるフィールドフローフラクショネーション用の装置において、中空ファイバは分離チャネルの機能を果たし、物質混合物である試料および溶剤は、通常、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）の標準的な接続部を介して中空ファイバに導かれ、および／または中空ファイバから排出される。中空ファイバは、ハウジングおよび／またはカートリッジが半径方向に一定の距離をおいて中空ファイバを取り囲むように管状のハウジングおよび／またはカートリッジの中に配置され、それによって中空ファイバの外側とハウジングおよび／またはカートリッジの内側との間に一定の体積が形成される。
【０００３】
ここで、いわゆるクロスフローが生じ、これは例えば中空ファイバの内部に発生した圧力に基づき、中空ファイバからハウジングへ排出される濾過された流体の形態で発生する。このクロスフローを形成する流体は汚染されてはならず、したがって、周囲環境、とりわけ中空ファイバの外側のジャケット領域に対する中空ファイバの漏れ止めシールが要求される。
【０００４】
中空ファイバの封止における問題の１つは、接続部の封止能力と中空ファイバにかかる圧力との間に妥協点を見出すことである。というのも、中空ファイバは比較的薄い壁の厚みを示し、ゆえに非常に脆いからである。中空ファイバのハウジングに対する接続部での封止はいずれも、中空ファイバとハウジングとの間での漏れを確実に防止するために充分でなければならず、しかし他方では、中空ファイバの内側のジャケット領域が、破損または場合によっては裂断するおそれのあるような過剰な断面の圧縮を受けないように、衝撃圧力が強すぎてはならない。
【０００５】
この妥協点を可能な限り最善の方法で実現するために、例えば毛管接続が備えられてもよい。しかしながら、これは、中空ファイバ、とりわけその始端および終端のセクションに高い点状の圧力を加える。また、これによって引き起こされるファイバの内径の圧縮は、流入および流出の際の試料の渦流を引き起こす。さらにこれは、とりわけ中空ファイバの壁付近の所望の始点での、流れに関連した試料の配置による、入口側での正確なフォーカシングを悪化させる。不都合なことに、出口側ですでに分離されたフラクションはこの種の圧縮でもう一度渦流が生じ、バンド幅および非対称のピークの増加が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、確実な封止接続を保証できる中空ファイバ用の接続部を提供することである。また別の目的は、脆い中空ファイバを、適度な断面縮小を伴って、したがって適度なファイバの圧力の下で固定され得る接続部を提供することである。さらに別の目的は、この接続部によって中空ファイバの再現可能な固定および封止を保証することである。最後の目的としては、中空ファイバの過度な断面圧縮が広範囲に除かれた接続部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、中空ファイバの端部を収容するための貫通開口部を含む接続要素を有する、フィールドフローフラクショネーションに適した中空ファイバの端部用の中空ファイバの接続部において達成され得る。本発明によれば、この接続要素に取り付けられ得る環状要素を設けることが提案されており、この環状要素および接続要素は、接続要素への環状要素の取付けが、中空ファイバの端部の、貫通開口部を制限する接続要素のセクションへの封止接続のために、接続要素内の貫通開口部の断面の縮小を生じさせるように設計されている。
【０００８】
本発明によれば、ファイバは半径方向の圧力、とりわけクランプ圧および／またはクランプ力の形態を介して封止され得る。しかしこの場合、ファイバの断面は過度に変更されてはならない。すでに示した通り、ここでの問題とは、検査される流体試料がクロスフローに入らず、かつハウジングおよび／またはカートリッジが外部へ向かって漏れを生じないように脆い中空ファイバを封止することを含む。ゆえに最適な妥協点は、最大限の締め付け効果および封止効果と最小限の断面減少との間で見出されなければならない。中空ファイバの形態が薄くまたは多孔になるほど、接続部を設計すること、またあまり多くの補助手段または特殊工具なしで適切に取り付けを行うことがさらに困難になる。これに関連して、ここで述べられている種類の中空ファイバは浸透性、すなわち液体および気体を透過させるという事実に基づき、このような中空ファイバがより狭義に毛管または管材料と混同されてはならないことを注記しておく。
【０００９】
本発明による接続部において、圧力は、リングおよび／または環状要素、とりわけ円錐状の圧力リング型の要素を介して接続要素に加えられ、この接続要素は、半径方向の封止が生じるセクションに目的の形状で配列され得る。ここで環状要素および接続要素は、接続部品により一緒に、ハウジング部および／または管状のハウジング部の端部に対して押圧され得る。
【００１０】
それゆえ本発明を用いることにより中空ファイバは、例えばクランプ圧の形態で外側からファイバに加えられる力が、あらかじめ適切な値に定められ得るように、確実に封止され得る。これはとりわけ、キャリア材料をポリマーとするようなプラスチックで作製される中空ファイバに有利であり、この中空ファイバは注意深く取り扱わなければならず、またキャリア材料は一定の多孔性を示してもよい。また、中空ファイバは、少なくともその外側に限外濾過膜を取り付けられるプラスチックキャリアから形成されてもよい。この多孔を通して中空ファイバを、ファイバの縦軸に対して垂直な半径方向において１つの流体または流体中の特定成分に対して浸透性にするどうか、およびどの程度浸透性にするかが調節され得る。本発明の別の利点は、あらゆる種類の接着剤、パテ、またはその他の接着補助物質が省かれることにある。というのも、接着剤およびパテまたはその中に含まれる補助物質は、測定時に溶離剤によって遊離される必要があり、その際に検出器を損傷するおそれがあるからである。
【００１１】
組み立て状態において、環状要素は実質的に、ファイバの縦軸に沿って押され、回転され、または接続要素の上に配置され得る。組み立て状態においてこのセクションは、実質的に、その周全体にわたって中空ファイバの端部の外側に接触させることができる。つまり、特にこのセクションが回転対称の貫通開口部に関する場合、中空ファイバの外側の円周全てを覆って接触させることができる。さらに、環状要素は、セクションの位置に対して実質的に中央である位置で、ファイバの縦軸に対して配置されてもよい。すなわち、環状要素が例えばこのセクションよりも幅広の場合、環状要素は組み立て状態において、このセクションと、ほぼ同じ範囲でファイバの縦軸に沿う両方向に重なる。
【００１２】
例示的な一実施形態によれば、中空ファイバ接続部は、環状要素の組み立て状態で接続要素に加えられる圧力が、実質的に、中空ファイバの端部に向かう方向においてファイバの縦軸に対して半径方向に合わせられるように形成される。このように、封止接続によって、環状要素の組み立て状態において中空ファイバに加えられる力は、実質的に半径方向に合わせられ得る。実質的に半径方向に、とは、環状要素が主として半径方向の力により封止接続を確実にすることを意味する。環状要素は円錐型の圧力リングとして形成されてもよく、または例えばステンレス鋼から作製される切削リングとして形成されてもよい。圧力リングはこの場合実質的に、取り付けられる表面の変形を引き起こすように作用し、切削リングは付加的に、表面に部分的に貫入するように作用し得る。
【００１３】
例示的な一実施形態によれば、接続要素は、第１セクション、とりわけ組み立て状態において接続部に面する側のセクションを含み、このセクションは半径方向の圧力領域と呼ぶことができ、半径方向の圧力を中空ファイバに伝達するために形成されている。さらに接続要素は、第２セクション、とりわけ位置決めセクションとも呼ぶことができる、組み立て状態でハウジングに面する第２セクションを含んでいてもよい。このように、接続要素は、ファイバを封止することと、とりわけ空間的に互いに離間してハウジング中の接続要素の位置決めを行うことという、少なくとも２つの機能を果たし、これはセンタリングの精度およびファイバの封止に関して有利である。これによって、例えば半径方向の力および軸力が、互いに独立して接続要素に広範囲に作用し得る。本発明によれば、軸力はここでは、封止接続が保証されるべきである第１セクション上には流れず、実質的には第２セクションを介して伝達される。
【００１４】
接続部側とは、環状要素または接続部品または接続要素において、組み立て状態において構造物、すなわちフラクショネーション装置の方に向いていない側が指されていることを意味する。ハウジング側とはその反対を意味し、すなわち組み立て状態においてハウジングおよび／またはカートリッジまたはフラクショネーション装置の方に向いている環状要素、接続部品、または接続要素の側に関する。
【００１５】
例示的な一実施形態によれば、接続要素は少なくとも第１セクションにおいて、とりわけ半径方向の力に対して圧縮性の材料によって形成される。加えて、この材料は封止される中空ファイバの材料よりも圧縮性が低くなければならないが、しかしながら、封止するクランプ機能が、中空ファイバの材料自体がある程度耐圧性である場合でも果たされ得るように、柔らかすぎてはならない。ゆえに、第１セクションの材料は、中空ファイバが主として材料から独立して直径の減少がどの程度行われるべきであるかを決定できるように、柔らかすぎてはならない。
【００１６】
さらに、好ましくはこの材料は、ファイバの縦軸方向における軸力に対して主として圧縮不能および／または変形不能であるべきである。これによって、環状要素に大きな回転力が作用しても、中空ファイバがファイバの縦軸において折り曲げ（crimp）られずおよび／または加圧されないことが保証され得る。接続要素は少なくとも部分的に、とりわけ第１セクションにおいてプラスチックを含み得る。
【００１７】
接続要素はゆえに半径方向の圧力によって変形され得る材料から構成することができ、さらに、第１セクションへの実質的に半径方向の力による半径方向の変形が、実質的に第１セクションのみで生じ、主として第２セクションの位置および向きに関しては無効であるように構成することができる。この効果は、付加的または代替的に、例えば第１セクションおよび第２セクションを互いに特定の幾何学的配置にすることによっても達成することができ、この場合セクションはそれぞれ特定の壁の厚さを有していてもよく、第１セクションはとりわけ、第２セクションよりも厚い壁の厚さを有する。また、環状要素および／または接続要素の間の幾何学的関係によって、中空ファイバが貫通開口部の領域またはセクションにおいてどの程度圧縮されるべきかを決定することができる。
【００１８】
例示的な一実施形態によれば、接続要素は第１セクションにおいて、以下でさらに詳しく説明する中間セクションを含み、これは環状要素の組み立ての間、第１セクションが半径方向に変形され得るように、曲げ負荷にさらされ得るが、その一方で中間セクションの弾力性および／または柔軟性により、この変形は第２セクションへ伝達されない。ゆえに、第２セクションは第１セクションの変形とは関係なく、実質的に安定性したままである。
【００１９】
例示的な一実施形態によれば、貫通開口部を制限するセクションは、第１セクションにおける半径方向の変形が、基本的に第２セクションの位置および向きに主として影響しないように、基本的には完全に第１セクション内に位置づけられる。これによって、接続要素内のファイバの封止および／またはセンタリングする機能および管状のハウジング部で接続要素を位置決めする機能は、たとえ接続要素が１つの接続部品および／またはアダプタのみによって取り付けられる場合、例えばカートリッジによって固定される場合であっても、互いに対して確実に分離され得る。このセクションはさらに、このセクションが中に突出しないような中間セクションが設けられるように、第２セクションから空間的に分離して配置され得る。
【００２０】
例示的な一実施形態によれば、貫通開口部を制限するセクションは、封止機能および位置決め機能の明確な空間分離が実施され得るように、接続部に面する第１セクションの半分に配置されている。ここで接続部側とは、環状要素に作用する接続部品に面する取り付け位置を意味する。
【００２１】
本発明によれば、環状要素は取り付け位置において、接続要素によって半径方向への張力により圧力を加えられることができ、この引張力は、環状要素が、接続要素の第１セクション上の中空ファイバに対して半径方向への反力を及ぼすことを引き起こす。
【００２２】
接続要素は、環状要素が作製された材料よりも弾性および／または柔らかい材料から構成されてもよい。この材料の性質への依存性は、主に半径方向の安定性に関係する。というのも、接続要素へ押圧されることによって環状要素に発生した張力は、貫通開口部の半径方向の変形を生じさせるからである。
【００２３】
例示的な一実施形態によれば、環状要素は、少なくとも一部のセクションを覆う内面を含み、この内面は、内側錐状部が拡大するように円錐状に拡大し、組み立て方向および／または取り付け位置において接続要素の方を向く。換言すれば、環状要素はプレス面を備える円錐形のプレスリングとして構成されてもよい。このように形成された円錐体の内面は外側に向かって広がり、環状要素の対称軸および／または中央軸に対して半径方向に外側へ傾いており、環状要素が接続要素と接触させられる環状要素側に設けられている。これにより、圧力はこの部分、すなわちクランプセクションおよび／または封止セクションに集中して生じられ得る。環状要素が接続要素に対して歪曲することを防ぐために、その内面における環状要素とその外面における接続要素の両方が、例えば実質的に軸方向に延伸する溝または起伏を示してもよい。
【００２４】
管状のハウジング部を形成するために接続部品を接続する間に、環状要素によって接続要素に及ぼされる力は、軸方向および半径方向の構成要素を含み、半径方向の構成要素は軸方向の構成要素よりも大きい。その結果、接続要素の縦軸に対して直角なレベルに関して少ない角度だけ、とりわけ約５〜３０度の範囲で傾斜した力のベクトルが展開し、内側錐状部の角度に対する半径方向の構成要素の値は、環状要素の縦軸に関して定義されている。力のベクトルの半径方向の構成要素はゆえに、内側錐状部のより小さな角度だけ、軸方向の構成要素に関して大きくされてもよい。
【００２５】
環状要素および／またはリングは、軸方向および半径方向の構成要素を含む力のベクトルが、環状要素および／またはリングの内側およびプレス面として働く円錐体の内面に対して実質的に直角に構成されるように設計され得る。この場合、力のベクトルの方向はゆえに、実質的に円錐体の内面の傾斜によって決定され、他方、取り付け状態において縦軸またはファイバに対して平行に配置されるプレス面の部分は、力の方向において測定可能なほどの影響は示さない。
【００２６】
これにより、接着剤および潤滑剤なしの封止接続が作成され、これは傾斜した平面の原理に従って作用できる。すなわち、環状要素の円錐角は、半径方向および／または接続要素を介してファイバに及ぼされる圧力が、接触面および／またはプレス面を介して均一に加えられるような形状で構成され得る。これにより、ファイバの内部の脆い表面内への測定可能なほどの点状の断面圧縮または切込は、効果的に回避され得る。
【００２７】
例示的な一実施形態によれば、円錐体の内面は、環状要素の縦軸に対して、４５度よりも小さな角度で、とりわけ５〜３０度の範囲の角度で傾斜している。この縦軸は、環状要素の中心を通って延伸する中央縦軸とも称され得る。この中央縦軸は、とりわけ環状要素が回転対称のリングとして構成されている場合に、環状要素の対称軸を表してもよい。リング要素は他のあらゆる形状を示していてもよく、原則的には、とりわけ円形形状から逸脱した形状を示していてもよい。
【００２８】
接続要素は、原則的には環状要素の内側錘状部の角度に相当する、接続要素の縦軸に対する角度で配置される外側の斜端を含んでいてもよい。この外側の斜端は、リング要素が接続要素と接触させられ、接続要素の接触面に接触させられる側に設けられなければならない。これにより、接続要素および環状要素は、とりわけ何の工具または締め付け装置を用いなくても簡単な方法で互いに結合することができ、これは組み立てを容易にする。接続要素上の環状要素の位置はゆえに、環状要素の、接続要素に対する位置ずれの間のキャンティングが広範囲に除かれ得るように、主として正確な方法で定められ得る。環状要素はゆえに、接続部品などが管状のハウジング部にねじ込まれる前および環状要素が接続部品を介して接続要素に押込および押圧される前に、単純な方法で接続要素に結合され得る。
【００２９】
環状要素は、ファイバの縦軸方向において、第１セクションにおける接続要素の第１のジャケット面および／または対圧面の幅よりも長い軸長を示してもよく、ここで第１のジャケット面は、環状要素が接続要素に作用し、および／または接続要素に接触する面および／または複数の面のコネクタに相当する。これにより、接続部品が組み立ての様式に関係なく接続要素と接触しないことが保証され得る。また要求される半径方向の力が実際に及ぼされることが保証され得るので、環状要素が接続要素の第１のジャケット面上で誤った位置に位置決めされずに、実際に接続要素の当接面まで押込まれることが保証され得る。さらに、半径方向の力が軸長全体にわたって伝達されること、および第１のジャケット面がもはや拡大しないことが保証され得る。これは、環状要素がより短い、すなわち接続要素の第１のジャケット面よりも幅が狭い場合に生じるおそれがあり、これにより中空ファイバ上のこの部分に加わる圧力は減少される。しかしながら、例えばとりわけ緩やかな方法で中空ファイバをクランプするために貫通開口部でのセクションに対する緩やかな伝達によって、中空ファイバに加えられる圧力が外部に向かう縁の領域で弱くなるように、環状要素を第１のジャケット面よりも幅狭に形成することが有利な場合もある。
【００３０】
例示的な一実施形態によれば、貫通開口部を制限するセクションにおいて接続要素は、第１のシール面を定義するバーまたは同様に形成された突出部を有し、これは環状要素の組み立て状態において、中空ファイバが封止状態で接続要素の外側のジャケット面に接触するように構成される。このようなバーまたは同様に形成された突出部を用いて、封止はとりわけ目標の、かつ効果的な方法で実施され得る。また、セクションにおけるバーによるセンタリングおよび／または封止の機能は、少なくとも部分的に互いに分離され、例えば主として封止機能を果たす第１のシール面と、主としてセンタリングおよび締め付け機能を果たす、中空ファイバと接触する部分の残部とにより分離され得る。しかしながら原理的には、中空ファイバは接続要素において、単に第１のシール面のみでもセンタリングされ得る。
【００３１】
このバーはさらに、第１のシール面を、その円形が理想的な円筒形状から好ましくは２／１００ミリメートル未満だけ逸脱するような、実質的に円筒形状を含むように画定し得る。同一の許容限度は、適切であれば中空ファイバと接触する、第２のシール面にも与えられてもよい。
【００３２】
バーは軸方向で、第１セクションにおいて実質的に中心に配置され得る。環状要素は接続要素と一緒に、この箇所で所定の、適切であれば最大の圧力が引き起こされるように設計されてもよい。このような文脈において実質的に中心に、とは、バーが第１セクションの全長に対して約半分の長さでファイバの縦軸に沿って配置されることを意味する。またこのバーは、これが位置決めおよび制限および／または圧縮機能の分離を改善するために有利である場合には、第１セクションの半分よりもわずかに左側に、つまり組み立て方向と反対に位置づけられてもよい。このバーの中心位置で、最大の圧力はセクションに対して、取り付け状態の環状要素によって引き起こすことができ、この最大圧力の位置は、コネクタの第１のジャケット面の幅によって、また環状要素の内側錐状部の幅および角度によって定義され得る。最大圧力の箇所はこの場合バーの位置と一致し得るので、例えば環状要素の内側で円錐の内面を構成する場合には、円錐の内面から押圧面への移行部で発生した圧力は、特定の角度によってバーに合わせられる。例えば押圧面の半分が円錐形に構成されている場合、配置は好ましくは取り付け状態で、セクションが接続側で第１セクションの半分に配置されている場合に、結果として生じる圧力のベクトルもセクション上の設けられた位置に作用するようになされ得る。本発明によれば、内側錐状部の位置は、好適な力の作用点を決定するために、環状要素の幅、接続要素の第１のジャケット面の長さならびにこのセクションの位置に応じて設計されてもよい。
【００３３】
バーに加えて、接続部品の方向、すなわち接続部側に第２のシール面、とりわけ１つの第２の回転対称のシール面のみが設けられてもよく、これはバーに対して同心的に配設され、バーの幅よりも広いかまたは等しい軸方向の長さを含んでいてもよく、またバーよりも大きい内径を示す。この第２のシール面は、例えば中空ファイバのセンタリングおよび締め付け機能も引き受けてもよい。
【００３４】
ウェブの内径は、例えば５〜２０パーセントの範囲で第２のシール面の内径より小さくてもよく、その結果、バーは第２のシール面から約５〜２０パーセントだけ突出する。
【００３５】
例示的な一実施形態によれば、バーに隣接する第２のシール面の軸方向の長さは、バーの幅の２倍にほぼ相当する。これにより、接続部側でバーの領域におけるファイバの圧縮部分から中空ファイバの端部へ向かって、緩やかなおよび／または適度な移行部を作られ得る。
【００３６】
中空ファイバは上述のように、その材料だけでなくその多孔性に応じても圧力に耐えることができ、その結果、中空ファイバの封止するための簡単に取り扱える装置にとっては、中空ファイバに加えられる圧力が過度でないことが多大な意義を有する。これは様々な中空ファイバの種類にも当てはまる。またこれは、製造者に対して、封止される中空ファイバの種類によってはわずかな変更しか必要としない、可能であれば広く使用できる接続部を提供するという問題を提示する。本発明による接続部の場合、大抵の場合、接続要素の材料および／または環状要素の内側で円錐形の内面が存在する場合のこの円錐形の内面の角度が中空ファイバの性質に調整されるだけで充分であり、これは変形体および／または様々な接続部の数を低減し、選択を容易にすることができる。環状要素およびいずれにせよ１つの接続部品が、この場合潜在的にコストに関して最適化された標準的な実施形態で用いられ得る。
【００３７】
例示的な一実施形態によれば、半径方向外側を向く接続要素の外側に環状要素のための接触部として働く段部が配置される。例えば半径方向に突出する突出部の形態で構成される段部は、第２セクションに形成されている。それによって、コネクタの第１のジャケット面は、環状要素が組み立て状態でおよび／または接続部品がハウジングに接続されている場合に接触する段部によって制限される。段部および／または接触部は、とりわけ環状要素によって与えられる軸力を受けるように働き、これは環状要素が接続要素上に極端に押し込まれることを阻止する。
【００３８】
段部は、接続要素を耐トルク性にハウジングなどの中で位置決めする役割を果たしてもよい。つまり段部は、組み立て位置において接続要素に作用するトルクが管状のハウジング部の中に伝達されるように構成されてもよく、その結果、中空ファイバは変形されない。つまり、この段部を介してハウジング内の接続要素の耐トルク性の位置決めが保証され得る。例示的な一実施形態によれば、段部は接続要素の、半径方向へ最大の外部寸法をもつ部分を表す。この段部は、環状要素の内側錐状部のいずれかの直径よりも大きな外径を含んでいてもよい。これによって、環状要素がいずれの場合でも、すなわち円錐形の内面の角度に関係なく、段部に接触し得ることが保証され得る。
【００３９】
本発明によれば、とりわけ本発明による環状要素および本発明による接続要素の封入下に、フィールドフローフラクショネーション用の装置と結合するために付加的に接続部品を設けることがさらに提案される。接続要素は中空ファイバを収容および取り囲む管状のハウジング部に結合されてもよく、また環状要素および接続要素を共に押し込むことによって封止を保証する。このために、接続部品は例えば貫通孔の形状で貫通部を含んでもよく、また取り付け位置において環状要素ならびに接続要素を内側のチャンバの中に収容および／または閉じ込めてもよい。接続部品は、実質的に軸力をハウジングと環状要素との間で発生させおよび／または伝達するために設けられている。
【００４０】
接続要素は取り付け状態でハウジング側に、コネクタの内側のジャケット面の直径よりもわずかに大きな外径を有する管状の端部を含んでもよく、その結果、接続要素はハウジング側で第２セクションの端部に管状の、薄壁のセンタリング接続部を形成する。管状の端部および／またはセンタリング装置の種類により、接続要素の２つの機能、とりわけハウジング内のセンタリングの機能および耐トルク性の機能が互いに分離され得る。これによって、接続要素は例えば流体力学の態様に関しても管状のハウジング部との良好な接続を作り出す。センタリング接続部は、この場合取り付け状態でハウジングの体積に突き出てもよい。
【００４１】
中空ファイバに作用する力は、上述のように、環状要素によって引き起こされる接続要素の第１セクションの変形のために生じてもよく、環状要素は取り付け状態において接続部品と接続要素との間に配置されており、この接続部品が単独で環状要素を介して接続要素に、およびそれによって中空ファイバに作用する。環状要素は、取り付け位置において接続部品によって実質的にファイバの縦軸の軸方向で押圧され得る。すなわち、半径方向の力の伝達は、接続部品と環状要素との間に生じる必要がない。
【００４２】
本発明によれば、さらに中空ファイバの一端と接続要素との間に引き起こされる、半径方向に作用する力を介して接続要素に対して軸方向に動かされている環状要素を手段として、接続部品を用いて貫通開口部を制限するセクションを介した封止接続、および軸方向に作用する力を利用して接続要素の前面を介して生み出されている接続要素と管状のハウジング部との間の封止接続によって、中空ファイバの一端と接続要素との間でも、接続要素と中空ファイバを収容するハウジングとの間でもフィールドフローフラクショネーションのために封止接続が作り出され得るように、中空ファイバ接続部を構成することが提案される。
【００４３】
これによって単に接続部品の取付けによって、２つの封止接続が確立され得る。すなわち、中空ファイバを封止され得るだけではなく、中空ファイバとハウジングとの間の（生じ得る）体積も封止され得る。貫通開口部を制限するセクションにおける封止に加えて、接続要素とハウジングとの間の管状の端部および／または接続要素の前面を介した封止接続も確立され得る。このために、中空ファイバは雄ねじを含んでいてもよいハウジングに隣接して配置され得る。中空ファイバは、例えば約１．３ｍｍの直径を示してもよく、またプラスチックキャリアから作製されてもよい。プラスチックキャリアは、内側および外側に取り付けられる限外濾過膜を含んでもよい。ハウジングは、例えば高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）の標準的なコネクタを含んでもよい。ハウジング接続部は、雄ねじを備えるソケットおよび／または被覆管として構成されてもよい。
【００４４】
例示的な一実施形態によれば、接続部品は、とりわけ雌ねじを備える管状のハウジング部とのねじ接続のための端子ナットとして構成されてもよい。端子ナットは管状のハウジング部の上もしくは管状のハウジング部の中にねじ込まれてもよく、接続要素に対するリングの軸方向の移動の間、環状要素が端子ナットの回転動作に付随するべきか否かに応じて、端子ナットと環状要素との間または環状要素と接続要素との間に相対運動が生じる。
【００４５】
例示的な一実施形態によれば、環状要素、接続要素および接続部品の各表面は、取付け時に環状要素の後面と接続部品の接触面との間で生じる摩擦力が、環状要素の押圧面と接続要素の第１のジャケット面との間で生じる摩擦力よりも小さくなるように構成される。これにより、接続部品の環状要素に対する相対運動によって摩擦力が伝達される場合でさえ、環状要素が接続要素に対して変形されないことが保証され得る。これにより、接続要素に対する環状要素の傾きが効果的に回避され得る。環状要素の表面は、そこに接続部品が作用する場合には環状要素の後面と理解され、ゆえに取り付け状態で装置および／またはハウジングと反対方向を指し示す環状要素の側と理解される。
【００４６】
上述のように接続部品は、ハウジングおよび／またはカートリッジに接続されている時に、少なくとも中空ファイバの縦軸に対してほぼ平行に合わせられる環状要素上の方向へ加えるように構成されてもよい。このほぼ平行な向きは、接続部品が環状要素と接触する前に、接続部品が一定の距離にわたってまずハウジング接続部でねじにねじ込まれなければならないことによって保証され得る。これによって、環状要素が接続要素と共に傾くことが阻止され得る。
【００４７】
本発明によれば、さらにフラクショネーション装置は、本発明による少なくとも１つの中空ファイバ接続部を設けられ、このフラクショネーション装置は中空ファイバを収容し、この中空ファイバはその一端または両端で中空ファイバ接続部を介して封止状態で保持および／または支持され得る。
【００４８】
以下の図面に関する記載は、例示的な実施形態に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による中空ファイバ接続部の構成部品の分解斜視図である。
【図２】図１の中空ファイバ接続部の構成部品の断面斜視図である。
【図３】組み立て状態における図１の中空ファイバ接続部の構成部品の断面図である。
【図４】接続要素およびハウジング接続部が図１の接続要素およびハウジング接続部に関して変形された、図１の詳細を示す中空ファイバ接続部の構成部品の斜視図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による環状要素および接続要素の分解断面図である。
【図６】組み立て状態における図３の環状要素および接続要素の断面図である。
【図７】２つの中空ファイバのカートリッジへの接続の斜視側面図であって、好ましい実施形態による一方の中空ファイバ接続部が組み立て状態で示され、他方の中空ファイバ接続部が分解図で示される斜視側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１および図２では、環状要素２０および接続要素３０を備える中空ファイバ接続部１が識別でき、さらに、中空ファイバ５０を管状のハウジング部４０の内部に締め付け、封止状態で位置決めするために、管状のハウジング部４０の一端と結合され得る接続部品１０が示される。管状のハウジング部４０は、その中に位置決めされる中空ファイバ５０を封止状態で支持するために、とりわけ外管のようなカートリッジを形成する。接続部品１０は貫通孔を備えた一種の鞘として形成され、内部の段部にラジアル面１２を含み、中空ファイバ接続部１の組み立て時に環状要素２０の隣接する面に接触する。さらに図３は、接続部品１０が雌ねじ１１を含んでいてもよいことを示し、その結果、外管による管状のハウジング部４０のハウジング接続部４１の雄ねじ４２にねじ止めされ得る。この場合、環状要素２０はファイバの縦軸Ａに沿う方向で接続要素３０へと押し進められる。組み込まれた位置において、接続部品１０はその際図示されるように、相当な部分のハウジング接続部４１、接続要素３０および環状要素２０を覆う。これによって接続部品１０が実質的にファイバの縦軸Ａと同軸に整列され、軸方向に環状要素２０に作用することが保証され得る。この環状要素２０に対する作用方向は図５において軸方向の矢印Ｂにより示されており、半径方向に向けられた矢印Ｃは、どの方向で接続要素３０の第１のジャケット面（外装面）３３ａに作用する力が加えられるかを示す。
【００５１】
図１に示した態様に対する変形例である図４では、管状のハウジング部４０の円筒状のハウジング接続部４１は、その端面に、互いに正反対に対向する２つの凹部４３ａ、４３ｂを備えて構成され、環状の接続要素３０は、その周面で半径方向外側へ突出し、互いに正反対に対向する２つの凸部４４ａ、４４ｂを備えて示される。凸部４４ａ、４４ｂは、ハウジング接続部４１の端面で凹部４３ａ、４３ｂと係合するラッチカムを形成し、この凹部は凸部４４ａ、４４ｂと相補的な形状を示す。ハウジング接続部４１での凹部４３ａ、４３ｂおよび接続要素３０の外側での凸部４４ａ、４４ｂは、それゆえ一緒に、接続要素３０をハウジング接続部４１に耐トルク接続のための固定手段を形成する。これにより、ハウジング接続部４１上へ接続部品１０をねじ込む際、環状要素２０を介した接続要素３０への回転運動の伝達が阻止される。ハウジング接続部４１での凹部４３ａ、４３ｂおよび接続要素３０での凸部４４ａ、４４ｂの構成は、とりわけ射出成形製造方法を用いて簡単な方法で可能となり、また筒状のハウジング部４０、中空ファイバ接続部１０に必要な部品の製造コスト、および使い捨て品としての装置全体および／またはカートリッジの製造コストの理由からも推奨される。すなわち、中空ファイバ５０への接続要素３０を介しての回転運動の伝達によって、不利な場合においては、中空ファイバ５０がトルクを受けるおそれがあり、それによって中空ファイバ５０上の繊細な膜被覆の損傷はもはや除外され得ない。
【００５２】
図５はさらに、環状要素２０でのプレス面２５および内側錐状部２２を示し、接続要素３０ではセクション３５によって画定され、中空ファイバ（図３参照）が封止状態で保持され得る貫通開口部３５０が識別できる。接続要素３０はさらに、環状要素２０が組み込まれた位置で接触および／または図６に示されるように接触させられ得る接触面３１を備える段部３２を含む。環状要素２０は、段部３２に当接し、組み込まれた位置において接続部品１０（図３参照）が設けられる側で接続要素３０を覆う。中空ファイバ５０は、貫通開口部３５０中で締め付けられ、および／またはクランプ状態で保持され、その場合にはバー３５１によって多少、具体的には相当な量まで圧縮される。
【００５３】
以下に、図１〜図６をより詳しく参照して、中空ファイバ接続部１の機能および効果を記載する。
【００５４】
まず述べておかなければならないことは、接続部品１０を介する環状要素２０および接続要素３０の軸方向のクランプは、管状のハウジング部４０を介して起こり、接続部品１０によって加えられ、かつ実質的にファイバの縦軸Ａに沿って向いた軸方向の力の流れは、環状要素２０および接続要素３０を介して管状のハウジング部４０の雄ねじ４２に伝達され、その結果、接触面１２と雄ねじ４２との間に閉じた力線が現れるということである：環状要素２０および接続要素３０は圧力を受け、接続部品１０は実質的に、とりわけハウジング接続４１に重なる領域で引張応力を受ける。このようにして、軸力は接続部品１０および環状要素２０を介して接続要素３０に加えることができ、軸方向で環状要素２０および接続要素３０の上に達する力の流れが接続部品１０の接触面１２とハウジング接続４１における雄ねじ４２との間に付与される。このようにして、環状要素２０および接続要素３０の適切な安定した設計において、強い軸力を伝達でき、図５または６に示すように、実質的に管状の端部３７を介しておよび／または接続要素３０の前面３４を介して、とりわけ接続要素３０とハウジング接続部４１との間のインタフェースでも確実な封止接続を作り出すことができる。ここで、軸力は、前面３４を介して最も直接的に伝達することができる。しかしながら、管状の端部３７のジャケット面（外装面）および前面３４および／または表面を備える管状のハウジング部４０における各接触領域でも実行することができ、これにより封止効果が達成され得るので、その結果、中空ファイバ５０と管状のハウジング部４０との間の体積６０が、周囲環境から封止され得る。この体積６０は、図３および図５に示されるように、とりわけ内側のジャケット面３６を介して、部分的に接続要素３０によっても形成される。また、管状の端部３７のジャケット面および／または管状のハウジング部４０での各接触面は、わずかに錐状に構成されてもよく、その結果、圧入は加えられる軸力によっても実現することができる。
【００５５】
中空ファイバ５０を封止する機能を説明するために、まず、本発明による中空ファイバ接続部１が、強い軸トルクの可能性にもかかわらず、中空ファイバ５０の穏やかかつ細かく調節可能な締め付けおよび封止を保証できることを述べておく。この場合、図示される接続要素３０の好ましい実施形態において、中空ファイバ５０の半径方向の封止および締め付け機能は、管状のハウジング部に対する接続要素３０の軸方向の封止機能とは分けられ得ることが示される。このために、図示した例示的な実施形態において、第１セクション３０ａは第２セクション３０ｂから空間的に分離して設けられており、これらセクションの間の移行部として、第１セクション３０ａによって取り囲まれた中間セクション３０ｃを設けられてもよい。第１セクション３０ａにおいて最初に半径方向の圧力が作り出されて中空ファイバ５０に伝達され、その際に中空ファイバ５０は、おそらくは図６に示されるように、所定の程度まで半径方向に圧縮されている。
【００５６】
中空ファイバは、とりわけバー３５１における第１のシール面３５１ａ、また第２のシール面３５ａを介して、貫通開口部３５０の中のセクション３５における外側のジャケット面（外装面）５１に固定および封止される。半径方向の圧力は環状要素２０によって引き起こされ、圧縮されるセクション３３ｂに沿って第１のジャケット面３３ａから出発してセクション３５へ、とりわけバー３５１へも導かれる。組み立て時に、環状要素２０は、まず内側錐状部２２を介して接続要素３０と結合され、まず接続要素３０で外側斜角面３３に接触され得る。環状要素２０を組み立て位置に持ち込むために、環状要素２０が段部３２に突き当たる、つまり接触面３１での環状要素２０が前面２４に接触するまで、軸力が接続部品１０を介して環状要素２０の後面２４ａに加えられる。組み立て状態では、環状要素２０の構造および段部３２の位置によって圧縮されるセクション３３ｂが生じ、これにより半径方向の力がセクション３５に合わせて加えられ得る。図６において、圧縮されるセクション３３ｂは接続要素３０で認識でき、これにより内側錐状部２２の部分および平行に延伸するプレス面２５の部分を備える環状要素２０が、接続要素３０の第１のジャケット面３３ａに作用する。
【００５７】
以下、時系列順に図５および図６についてより詳細な説明を行う。圧縮時に作用する力はそれぞれ矢印によって示される。とりわけ、環状要素２０で示される軸方向の矢印Ｂは、接続部品（図２参照）によって生み出され得る力を示し、接続要素３０で半径方向に向かう矢印Ｃは、環状要素２０によって接続要素３０に作用する力を示す。
【００５８】
図５は、環状要素２０および接続要素３０を備える中空ファイバ接続部１の好ましい実施形態を示し、環状要素２０では力は実質的にファイバの縦軸Ａの方向に作用し、接続要素３０では環状要素２０を介して加えられる力はわずかにファイバの縦軸Ａの方向へも作用するが、主として半径方向に、つまりファイバの縦軸Ａに対してほぼ直角に作用する。環状要素２０では、接触面３１を介してコネクタ３０と接触するように設けられる前面２４が識別できる。このインタフェースを介して、高い軸力が接続部品１０からハウジング接続部４１（図３参照）へ伝達され、その結果、接続要素３０とハウジングとの間での封止接続も保証することができる。軸力は、後面２４ａを介して、とりわけ接続部品の接触面を介して環状要素２０の中へ伝達される。環状要素２０はさらに、内側錐状部２２に移行するおよび／またはこれを含むプレス面２５を含む。内側錐状部２２は外側に向かって半径方向に傾斜しており、すなわち内側錐状部２２はファイバの縦軸Ａに対して、コネクタ３０の方向に約５°〜３５°または４０°までの範囲の鋭角を有する。図示されるように、内側錐状部２２は、リング２０の幅の約半分にわたって延び、残りの半分はファイバの縦軸Ａおよび／または環状要素２０の対称軸に関して実質的に平行な面によって形成され、この面はプレス面２５の一部を形成する。このプレス面２５は斜角面２３を介して後面２４ａへ移行する。この斜角面２３は、例えば、接続部品と環状要素２０との間に潜在的な相対運動がある場合に高い摩擦力が現れないように、接続部品とのインタフェースにバリのない縁部を提供する役目を果たしてもよい。
【００５９】
接続要素３０は、上述のように、それぞれ独立した機能を備える２つのセクションを含み、すなわち一方は第１セクションまたはプレスセクション３０ａであって、他方は第２セクション３０ｂである。このセクション３０ａ、３０ｂはここで視覚的に言えば、接触面３１により分離でき、プレス面３０ａは環状要素２０によって加えられた力を、セクション３５を介してファイバ（図示せず）へ伝達するために設けられている。プレスセクション３０ａにおいて貫通開口部３５０を制限するセクション３５は、円周方向の壁状に配設されており、図示されるように実質的に段部３２側に面さない、プレスセクション３０ａの半分の位置で、セクション３５は、第１のシール面３５１ａが実質的にファイバの封止および締め付け機能を果たすことができるバー３５１を有する。
【００６０】
さらに、第２のシール面３５ａは、貫通開口部３５０を制限するセクション３５で構成されており、図示されるようにバー３５１に対してより大きな内径を有している。これによってバー３５１は、適切であれば、より大きな力または少なくとも第２のシール面３５ａよりも高い力を中空ファイバ５０に加え得る。但し、第２のシール面３５ａは、例えば付加的にセンタリングの機能を保証し得る。環状要素２０に面するプレスセクション３０ａの側に、外側斜角面３３が設けられ、これは接続要素３０へのリング２０の組み立てが容易に可能となるように、ファイバの縦軸Ａに対してリングの内側錐状部２２と同じ角度を有していてもよい。とりわけ、環状要素２０は外側斜角面３３により接続要素に差し込まれることができ、この場合いずれかの接続部品を介して接続要素３０上へ完全に押込まれ、および／または押圧される前に、何の留め具も用いずに容易に位置決めされ得る。外側斜角面３３は、接続部品の配置が管状のハウジング部に対して、接続部品が環状要素２０と接触する前に、一定の距離だけハウジング接続部でねじにねじ込まれることによって保証される場合にとりわけ有利である。これによって、外側斜角面３３により、環状要素２０が押込まれる前にもはや容易には接近できない場合であっても、環状要素２０のあらゆる傾斜が防がれ得る。
【００６１】
接続要素３０はさらに、段部３２で第２のジャケット面（外装面）３８を含み、これによりコネクタ３０の半径方向の耐トルク性がいずれかのハウジングの中でも保証され得る。この耐トルク性は、例えばハウジング内への圧入に関して第２のジャケット面３８の、とりわけ、粗い表面により起こり得るが、とりわけ段部３２が円筒形で構成されず、歯付きまたは他の構造による第２のジャケット面３８の場合には、形状嵌合接続が可能である。第２のジャケット面３８は、接続要素３０の前面３４を介して管状の端部３７へ移行し、これにより接続要素３０は管状のハウジング部および／または装置中でセンタリングされ得る。内側のジャケット面３６は管状端部３７の外径よりもわずかに小さな内径を示すことから、内側のジャケット面３６は管状端部３７と共に、接続要素３０の別の箇所の壁の厚みに比べてむしろ薄い壁厚の接続部品を形成する。
【００６２】
内側のジャケット面３６は、すでに図示されるようにプレスセクション３０ａの中に配設される内側の斜角面移行部３９を介してバー３５１へ移行する。この内側の斜角面移行部３９はデザインに関連するものだが、その角度もしくはその長さが、プレスセクション３０ａに加えられる半径方向の力が第２セクション３０ｂに伝達されるか否か、および／または、どのような強さで伝達されるかに影響を及ぼすよう、機能を割り当てられてもよい。図示されるように、内側の斜角面移行部３９は比較的急であり、すなわちファイバの縦軸Ａに対して４５°よりも大きく、またこの斜角面移行部は、段部３２および／または接触面３１から一定の最小限の距離を示す、プレスセクション３０ａ中の位置で終了し、その結果、ここで壁の厚みおよび位置および構造条件によって第２セクション３０ｂからプレスセクション３０ａの分離を行うことができる。内側の斜角面移行部３９と段部３２との間のセクションは、この場合、小さな曲げ剛性しか示さないが、高い圧力抵抗を示す中間セクション３０ｃとして示される。中間セクション３０ｃが設けられる場合、第１セクション３０ａは側面で中間セクション３０ｃに続くセクション、つまりこれを含まないセクションと考えられてもよい。というのも、中間セクション３０ｃは主として曲げ力を伝達する目的で設けられるのであって、半径方向の圧力を伝達するために設けられているのではないからである。
【００６３】
さらに図５で認識できるように、中間セクション３０ｃはすでに内側のジャケット面３６のセクションと接触しており、最も薄い壁の厚みを有するセクションおよび／または第１セクション３０ａの部分を表す。このような構造条件の実施形態において、接続要素３０の第１のジャケット面３３ａに加えられる圧力は、第１セクション３０ａにおけるあらゆる変形が第２セクション３０ｂの第２のジャケット面３８に大きく伝達されることなく、とりわけ効果的にセクション３５へ伝達され得る。その場合、これは接続要素３０に選択される材料からも概ね独立している。
【００６４】
図６は組み立て状態における図５の構成要素を示す。中空ファイバ接続部１は、ここでは中空ファイバ５０と接続して示されており、環状要素２０から接続要素３０に加えられる力が中空ファイバ５０にどのように影響するかが認識できる。中空ファイバ５０はその外側のジャケット面５１と共に、貫通開口部３５０の内部でコネクタ３０のプレス領域および／またはセクションに保持される。環状要素２０での内側錐状部２２の傾きおよび／または角度位置に基づき、内側錐状部２２の長さおよび／またはリング２０の幅と関連して、とりわけ接続要素３０上のリング２０の位置に応じて、効果的な力の作用点は、バーの位置と合わせられ得る。これは、力の影響の方向においてそれぞれ矢印によって示される。しかしながら、中空ファイバ５０の断面は、外側のジャケット面５１および内側のジャケット面５２の両方で、バー３５１だけではなく第２のシール面によっても影響を受け、この場合は圧縮されている。中空ファイバ５０の断面の縮小は、この場合バー３５１の位置、つまり力のベクトルが向いた位置で最も重要である。半径方向の力は、貫通開口部３５０の全範囲にわたって伝達され得る。組み立て状態において環状要素２０は、その前面２４が段部３２の接触面３１に接触する。この場合、環状要素２０は対向する側で接続要素３０に重なる。これにより、力はプレスセクション３０ａの広い範囲にわたり接続要素３０に均一に加えることができ、また同時に、力の流れは内側錐状部２２の角度に応じてバーに集中され得る。
【００６５】
接続要素３０のシール面３５ａ、３５１ａの内径の断面圧縮のために、バー３５１は、所定の、適切であれば最大の圧力の箇所に配置される。このバー３５１は、３０バールまでの圧力に対して上述の力の影響によってファイバ５０を封止し得る。同時に、接続要素３０の内部のファイバ５０の位置ずれは、軸方向において防止され得る。外部から均一に加えられる力によって、ファイバ５０はハウジング４０および／またはカートリッジの他の全ての部分に対して同軸に支持される。ファイバ５０の正確な同心度は、重要度が高い。というのも、弱い分離力しか与えられないときには、回転対称性が不充分にしか与えられていないか、またはまったく与えられないことが公知であるからである。つまりこの場合、供給管に対するファイバ５０のオフセットが与えられる危険性があり、その結果、それによって発生する乱流が入口での試料の集束／緩和を悪化させ、またさらにすでに分離されたフラクションが出口で混合される。
【００６６】
図７は、管状のハウジング４０および２つの接続部品１０と接続した中空ファイバ接続部１を示し、一方の接続部品１０はすでに取り付けた状態で示し、他方の接続部品１０は環状要素２０および接続要素３０と共に展開図で示す。図示されるハウジング４０は、例えばフラクション装置の一部を表してもよい。図２および図３に関して、中空ファイバ５０がハウジング４０よりも相当に小さな直径を示し、その結果、カラー状の接続部７０を介して排出される横流が流れる体積６０および／または半径方向の体積がその間に生じることを識別できる。様々な用途に適合させるために、カートリッジ４０の長さは簡単な方法で調整され得る。
【００６７】
環状要素２０、接続要素３０および中空ファイバは、接続部品１０の完全な締め付けの後、これらが容易に互いに分離され得ないように互いに接続される。それにもかかわらずこれが必要になる場合、環状要素２０が接続要素３０よりも大きな半径方向の延伸部を示すことが有利であり、その結果、環状要素２０は前面２４に係合する適当な工具を用いて、接続要素３０から引き抜かれ得る。完成したカートリッジ４０は、２つの同様の接続部をハウジング接続部の入口側および／または出口側に含んでいてもよい。両方の接続部が閉鎖されており、それゆえ中空ファイバが各接続要素３０の中に押し込まれる場合、少なくとも破壊を伴わない場合には、中空ファイバは通常それ以上分解され得ない。
【００６８】
中空ファイバ５０を管状のハウジング部４０に接続するための、本発明による接続部は、様々なファイバの直径に対して好適であることが実証されている。孔径を調節する場合には、狭い許容限度を維持することが有利であって、これは２／１００ミリメートルほどのわずかな範囲における偏差が封止効果を低減し得るからである。適用に際してファイバ５０とハウジング４０との間の横流に対する空間が体積６０の部分に応じて非常に大きい場合、体積６０の充填は、例えば約０．５ｍｍの直径を示す微細なガラスまたはプラスチック球を用いて行ってもよい。カートリッジ４０での横流のコネクタ７０は標準的なコネクタとして構成されてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１ 中空ファイバ接続部
１０ 接続部品
１１ 接続部品−雌ねじ
１２ 接触面
２０ 環状要素
２２ 内側錐状部
２３ 内側斜角面
２４ 環状要素の前面
２４ａ 環状要素の後面
２５ プレス面
３０ 接続要素
３０ａ 第１セクション
３０ｂ 第２セクション
３０ｃ 中間セクション
３１ 接触面
３２ 段部
３３ 外側斜角面
３３ａ コネクタの第１のジャケット面
３３ｂ 圧縮されるセクション
３４ 接続要素の前面
３５ セクション
３５０ 貫通開口部
３５ａ 第２のシール面
３５１ バー
３５１ａ 第１のシール面
３６ コネクタの内側のジャケット面
３７ 管状の端部
３８ コネクタの第２のジャケット面
３９ 内側の斜角面移行部
４０ 管状のハウジング部
４１ ハウジング接続部
４２ 雄ねじ
４３ａ、４３ｂ 凹部
４４ａ、４４ｂ 凸部
５０ ファイバ
５１ 中空ファイバの外側のジャケット面
５２ 中空ファイバの内側のジャケット面
６０ 体積
７０ カラー状の接続部
Ａ ファイバの縦軸
Ｂ 軸方向の矢印
Ｃ 半径方向に向いた矢印
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドフローフラクショネーションのために設けられる中空ファイバの端部用の中空ファイバ接続部に関し、この接続部は、中空ファイバの端部を収容するための貫通開口部を備える接続要素を含む。
【背景技術】
【０００２】
中空ファイバが使用されるフィールドフローフラクショネーション用の装置において、中空ファイバは分離チャネルの機能を果たし、物質混合物である試料および溶剤は、通常、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）の標準的な接続部を介して中空ファイバに導かれ、および／または中空ファイバから排出される。中空ファイバは、ハウジングおよび／またはカートリッジが半径方向に一定の距離をおいて中空ファイバを取り囲むように管状のハウジングおよび／またはカートリッジの中に配置され、それによって中空ファイバの外側とハウジングおよび／またはカートリッジの内側との間に一定の体積が形成される。
【０００３】
ここで、いわゆるクロスフローが生じ、これは例えば中空ファイバの内部に発生した圧力に基づき、中空ファイバからハウジングへ排出される濾過された流体の形態で発生する。このクロスフローを形成する流体は汚染されてはならず、したがって、周囲環境、とりわけ中空ファイバの外側のジャケット領域に対する中空ファイバの漏れ止めシールが要求される。
【０００４】
中空ファイバの封止における問題の１つは、接続部の封止能力と中空ファイバにかかる圧力との間に妥協点を見出すことである。というのも、中空ファイバは比較的薄い壁の厚みを示し、ゆえに非常に脆いからである。中空ファイバのハウジングに対する接続部での封止はいずれも、中空ファイバとハウジングとの間での漏れを確実に防止するために充分でなければならず、しかし他方では、中空ファイバの内側のジャケット領域が、破損または場合によっては裂断するおそれのあるような過剰な断面の圧縮を受けないように、衝撃圧力が強すぎてはならない。
【０００５】
この妥協点を可能な限り最善の方法で実現するために、例えば毛管接続が備えられてもよい。しかしながら、これは、中空ファイバ、とりわけその始端および終端のセクションに高い点状の圧力を加える。また、これによって引き起こされるファイバの内径の圧縮は、流入および流出の際の試料の渦流を引き起こす。さらにこれは、とりわけ中空ファイバの壁付近の所望の始点での、流れに関連した試料の配置による、入口側での正確なフォーカシングを悪化させる。不都合なことに、出口側ですでに分離されたフラクションはこの種の圧縮でもう一度渦流が生じ、バンド幅および非対称のピークの増加が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、確実な封止接続を保証できる中空ファイバ用の接続部を提供することである。また別の目的は、脆い中空ファイバを、適度な断面縮小を伴って、したがって適度なファイバの圧力の下で固定され得る接続部を提供することである。さらに別の目的は、この接続部によって中空ファイバの再現可能な固定および封止を保証することである。最後の目的としては、中空ファイバの過度な断面圧縮が広範囲に除かれた接続部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、中空ファイバの端部を収容するための貫通開口部を含む接続要素を有する、フィールドフローフラクショネーションに適した中空ファイバの端部用の中空ファイバの接続部において達成され得る。本発明によれば、この接続要素に取り付けられ得る環状要素を設けることが提案されており、この環状要素および接続要素は、接続要素への環状要素の取付けが、中空ファイバの端部の、貫通開口部を制限する接続要素のセクションへの封止接続のために、接続要素内の貫通開口部の断面の縮小を生じさせるように設計されている。
【０００８】
本発明によれば、ファイバは半径方向の圧力、とりわけクランプ圧および／またはクランプ力の形態を介して封止され得る。しかしこの場合、ファイバの断面は過度に変更されてはならない。すでに示した通り、ここでの問題とは、検査される流体試料がクロスフローに入らず、かつハウジングおよび／またはカートリッジが外部へ向かって漏れを生じないように脆い中空ファイバを封止することを含む。ゆえに最適な妥協点は、最大限の締め付け効果および封止効果と最小限の断面減少との間で見出されなければならない。中空ファイバの形態が薄くまたは多孔になるほど、接続部を設計すること、またあまり多くの補助手段または特殊工具なしで適切に取り付けを行うことがさらに困難になる。これに関連して、ここで述べられている種類の中空ファイバは浸透性、すなわち液体および気体を透過させるという事実に基づき、このような中空ファイバがより狭義に毛管または管材料と混同されてはならないことを注記しておく。
【０００９】
本発明による接続部において、圧力は、リングおよび／または環状要素、とりわけ円錐状の圧力リング型の要素を介して接続要素に加えられ、この接続要素は、半径方向の封止が生じるセクションに目的の形状で配列され得る。ここで環状要素および接続要素は、接続部品により一緒に、ハウジング部および／または管状のハウジング部の端部に対して押圧され得る。
【００１０】
それゆえ本発明を用いることにより中空ファイバは、例えばクランプ圧の形態で外側からファイバに加えられる力が、あらかじめ適切な値に定められ得るように、確実に封止され得る。これはとりわけ、キャリア材料をポリマーとするようなプラスチックで作製される中空ファイバに有利であり、この中空ファイバは注意深く取り扱わなければならず、またキャリア材料は一定の多孔性を示してもよい。また、中空ファイバは、少なくともその外側に限外濾過膜を取り付けられるプラスチックキャリアから形成されてもよい。この多孔を通して中空ファイバを、ファイバの縦軸に対して垂直な半径方向において１つの流体または流体中の特定成分に対して浸透性にするどうか、およびどの程度浸透性にするかが調節され得る。本発明の別の利点は、あらゆる種類の接着剤、パテ、またはその他の接着補助物質が省かれることにある。というのも、接着剤およびパテまたはその中に含まれる補助物質は、測定時に溶離剤によって遊離される必要があり、その際に検出器を損傷するおそれがあるからである。
【００１１】
組み立て状態において、環状要素は実質的に、ファイバの縦軸に沿って押され、回転され、または接続要素の上に配置され得る。組み立て状態においてこのセクションは、実質的に、その周全体にわたって中空ファイバの端部の外側に接触させることができる。つまり、特にこのセクションが回転対称の貫通開口部に関する場合、中空ファイバの外側の円周全てを覆って接触させることができる。さらに、環状要素は、セクションの位置に対して実質的に中央である位置で、ファイバの縦軸に対して配置されてもよい。すなわち、環状要素が例えばこのセクションよりも幅広の場合、環状要素は組み立て状態において、このセクションと、ほぼ同じ範囲でファイバの縦軸に沿う両方向に重なる。
【００１２】
例示的な一実施形態によれば、中空ファイバ接続部は、環状要素の組み立て状態で接続要素に加えられる圧力が、実質的に、中空ファイバの端部に向かう方向においてファイバの縦軸に対して半径方向に合わせられるように形成される。このように、封止接続によって、環状要素の組み立て状態において中空ファイバに加えられる力は、実質的に半径方向に合わせられ得る。実質的に半径方向に、とは、環状要素が主として半径方向の力により封止接続を確実にすることを意味する。環状要素は円錐型の圧力リングとして形成されてもよく、または例えばステンレス鋼から作製される切削リングとして形成されてもよい。圧力リングはこの場合実質的に、取り付けられる表面の変形を引き起こすように作用し、切削リングは付加的に、表面に部分的に貫入するように作用し得る。
【００１３】
例示的な一実施形態によれば、接続要素は、第１セクション、とりわけ組み立て状態において接続部に面する側のセクションを含み、このセクションは半径方向の圧力領域と呼ぶことができ、半径方向の圧力を中空ファイバに伝達するために形成されている。さらに接続要素は、第２セクション、とりわけ位置決めセクションとも呼ぶことができる、組み立て状態でハウジングに面する第２セクションを含んでいてもよい。このように、接続要素は、ファイバを封止することと、とりわけ空間的に互いに離間してハウジング中の接続要素の位置決めを行うことという、少なくとも２つの機能を果たし、これはセンタリングの精度およびファイバの封止に関して有利である。これによって、例えば半径方向の力および軸力が、互いに独立して接続要素に広範囲に作用し得る。本発明によれば、軸力はここでは、封止接続が保証されるべきである第１セクション上には流れず、実質的には第２セクションを介して伝達される。
【００１４】
接続部側とは、環状要素または接続部品または接続要素において、組み立て状態において構造物、すなわちフラクショネーション装置の方に向いていない側が指されていることを意味する。ハウジング側とはその反対を意味し、すなわち組み立て状態においてハウジングおよび／またはカートリッジまたはフラクショネーション装置の方に向いている環状要素、接続部品、または接続要素の側に関する。
【００１５】
例示的な一実施形態によれば、接続要素は少なくとも第１セクションにおいて、とりわけ半径方向の力に対して圧縮性の材料によって形成される。加えて、この材料は封止される中空ファイバの材料よりも圧縮性が低くなければならないが、しかしながら、封止するクランプ機能が、中空ファイバの材料自体がある程度耐圧性である場合でも果たされ得るように、柔らかすぎてはならない。ゆえに、第１セクションの材料は、中空ファイバが主として材料から独立して直径の減少がどの程度行われるべきであるかを決定できるように、柔らかすぎてはならない。
【００１６】
さらに、好ましくはこの材料は、ファイバの縦軸方向における軸力に対して主として圧縮不能および／または変形不能であるべきである。これによって、環状要素に大きな回転力が作用しても、中空ファイバがファイバの縦軸において折り曲げ（crimp）られずおよび／または加圧されないことが保証され得る。接続要素は少なくとも部分的に、とりわけ第１セクションにおいてプラスチックを含み得る。
【００１７】
接続要素はゆえに半径方向の圧力によって変形され得る材料から構成することができ、さらに、第１セクションへの実質的に半径方向の力による半径方向の変形が、実質的に第１セクションのみで生じ、主として第２セクションの位置および向きに関しては無効であるように構成することができる。この効果は、付加的または代替的に、例えば第１セクションおよび第２セクションを互いに特定の幾何学的配置にすることによっても達成することができ、この場合セクションはそれぞれ特定の壁の厚さを有していてもよく、第１セクションはとりわけ、第２セクションよりも厚い壁の厚さを有する。また、環状要素および／または接続要素の間の幾何学的関係によって、中空ファイバが貫通開口部の領域またはセクションにおいてどの程度圧縮されるべきかを決定することができる。
【００１８】
例示的な一実施形態によれば、接続要素は第１セクションにおいて、以下でさらに詳しく説明する中間セクションを含み、これは環状要素の組み立ての間、第１セクションが半径方向に変形され得るように、曲げ負荷にさらされ得るが、その一方で中間セクションの弾力性および／または柔軟性により、この変形は第２セクションへ伝達されない。ゆえに、第２セクションは第１セクションの変形とは関係なく、実質的に安定性したままである。
【００１９】
例示的な一実施形態によれば、貫通開口部を制限するセクションは、第１セクションにおける半径方向の変形が、基本的に第２セクションの位置および向きに主として影響しないように、基本的には完全に第１セクション内に位置づけられる。これによって、接続要素内のファイバの封止および／またはセンタリングする機能および管状のハウジング部で接続要素を位置決めする機能は、たとえ接続要素が１つの接続部品および／またはアダプタのみによって取り付けられる場合、例えばカートリッジによって固定される場合であっても、互いに対して確実に分離され得る。このセクションはさらに、このセクションが中に突出しないような中間セクションが設けられるように、第２セクションから空間的に分離して配置され得る。
【００２０】
例示的な一実施形態によれば、貫通開口部を制限するセクションは、封止機能および位置決め機能の明確な空間分離が実施され得るように、接続部に面する第１セクションの半分に配置されている。ここで接続部側とは、環状要素に作用する接続部品に面する取り付け位置を意味する。
【００２１】
本発明によれば、環状要素は取り付け位置において、接続要素によって半径方向への張力により圧力を加えられることができ、この引張力は、環状要素が、接続要素の第１セクション上の中空ファイバに対して半径方向への反力を及ぼすことを引き起こす。
【００２２】
接続要素は、環状要素が作製された材料よりも弾性および／または柔らかい材料から構成されてもよい。この材料の性質への依存性は、主に半径方向の安定性に関係する。というのも、接続要素へ押圧されることによって環状要素に発生した張力は、貫通開口部の半径方向の変形を生じさせるからである。
【００２３】
例示的な一実施形態によれば、環状要素は、少なくとも一部のセクションを覆う内面を含み、この内面は、内側錐状部が拡大するように円錐状に拡大し、組み立て方向および／または取り付け位置において接続要素の方を向く。換言すれば、環状要素はプレス面を備える円錐形のプレスリングとして構成されてもよい。このように形成された円錐体の内面は外側に向かって広がり、環状要素の対称軸および／または中央軸に対して半径方向に外側へ傾いており、環状要素が接続要素と接触させられる環状要素側に設けられている。これにより、圧力はこの部分、すなわちクランプセクションおよび／または封止セクションに集中して生じられ得る。環状要素が接続要素に対して歪曲することを防ぐために、その内面における環状要素とその外面における接続要素の両方が、例えば実質的に軸方向に延伸する溝または起伏を示してもよい。
【００２４】
管状のハウジング部を形成するために接続部品を接続する間に、環状要素によって接続要素に及ぼされる力は、軸方向および半径方向の構成要素を含み、半径方向の構成要素は軸方向の構成要素よりも大きい。その結果、接続要素の縦軸に対して直角なレベルに関して少ない角度だけ、とりわけ約５〜３０度の範囲で傾斜した力のベクトルが展開し、内側錐状部の角度に対する半径方向の構成要素の値は、環状要素の縦軸に関して定義されている。力のベクトルの半径方向の構成要素はゆえに、内側錐状部のより小さな角度だけ、軸方向の構成要素に関して大きくされてもよい。
【００２５】
環状要素および／またはリングは、軸方向および半径方向の構成要素を含む力のベクトルが、環状要素および／またはリングの内側およびプレス面として働く円錐体の内面に対して実質的に直角に構成されるように設計され得る。この場合、力のベクトルの方向はゆえに、実質的に円錐体の内面の傾斜によって決定され、他方、取り付け状態において縦軸またはファイバに対して平行に配置されるプレス面の部分は、力の方向において測定可能なほどの影響は示さない。
【００２６】
これにより、接着剤および潤滑剤なしの封止接続が作成され、これは傾斜した平面の原理に従って作用できる。すなわち、環状要素の円錐角は、半径方向および／または接続要素を介してファイバに及ぼされる圧力が、接触面および／またはプレス面を介して均一に加えられるような形状で構成され得る。これにより、ファイバの内部の脆い表面内への測定可能なほどの点状の断面圧縮または切込は、効果的に回避され得る。
【００２７】
例示的な一実施形態によれば、円錐体の内面は、環状要素の縦軸に対して、４５度よりも小さな角度で、とりわけ５〜３０度の範囲の角度で傾斜している。この縦軸は、環状要素の中心を通って延伸する中央縦軸とも称され得る。この中央縦軸は、とりわけ環状要素が回転対称のリングとして構成されている場合に、環状要素の対称軸を表してもよい。リング要素は他のあらゆる形状を示していてもよく、原則的には、とりわけ円形形状から逸脱した形状を示していてもよい。
【００２８】
接続要素は、原則的には環状要素の内側錘状部の角度に相当する、接続要素の縦軸に対する角度で配置される外側の斜端を含んでいてもよい。この外側の斜端は、リング要素が接続要素と接触させられ、接続要素の接触面に接触させられる側に設けられなければならない。これにより、接続要素および環状要素は、とりわけ何の工具または締め付け装置を用いなくても簡単な方法で互いに結合することができ、これは組み立てを容易にする。接続要素上の環状要素の位置はゆえに、環状要素の、接続要素に対する位置ずれの間のキャンティングが広範囲に除かれ得るように、主として正確な方法で定められ得る。環状要素はゆえに、接続部品などが管状のハウジング部にねじ込まれる前および環状要素が接続部品を介して接続要素に押込および押圧される前に、単純な方法で接続要素に結合され得る。
【００２９】
環状要素は、ファイバの縦軸方向において、第１セクションにおける接続要素の第１のジャケット面および／または対圧面の幅よりも長い軸長を示してもよく、ここで第１のジャケット面は、環状要素が接続要素に作用し、および／または接続要素に接触する面および／または複数の面のコネクタに相当する。これにより、接続部品が組み立ての様式に関係なく接続要素と接触しないことが保証され得る。また要求される半径方向の力が実際に及ぼされることが保証され得るので、環状要素が接続要素の第１のジャケット面上で誤った位置に位置決めされずに、実際に接続要素の当接面まで押込まれることが保証され得る。さらに、半径方向の力が軸長全体にわたって伝達されること、および第１のジャケット面がもはや拡大しないことが保証され得る。これは、環状要素がより短い、すなわち接続要素の第１のジャケット面よりも幅が狭い場合に生じるおそれがあり、これにより中空ファイバ上のこの部分に加わる圧力は減少される。しかしながら、例えばとりわけ緩やかな方法で中空ファイバをクランプするために貫通開口部でのセクションに対する緩やかな伝達によって、中空ファイバに加えられる圧力が外部に向かう縁の領域で弱くなるように、環状要素を第１のジャケット面よりも幅狭に形成することが有利な場合もある。
【００３０】
例示的な一実施形態によれば、貫通開口部を制限するセクションにおいて接続要素は、第１のシール面を定義するバーまたは同様に形成された突出部を有し、これは環状要素の組み立て状態において、中空ファイバが封止状態で接続要素の外側のジャケット面に接触するように構成される。このようなバーまたは同様に形成された突出部を用いて、封止はとりわけ目標の、かつ効果的な方法で実施され得る。また、セクションにおけるバーによるセンタリングおよび／または封止の機能は、少なくとも部分的に互いに分離され、例えば主として封止機能を果たす第１のシール面と、主としてセンタリングおよび締め付け機能を果たす、中空ファイバと接触する部分の残部とにより分離され得る。しかしながら原理的には、中空ファイバは接続要素において、単に第１のシール面のみでもセンタリングされ得る。
【００３１】
このバーはさらに、第１のシール面を、その円形が理想的な円筒形状から好ましくは２／１００ミリメートル未満だけ逸脱するような、実質的に円筒形状を含むように画定し得る。同一の許容限度は、適切であれば中空ファイバと接触する、第２のシール面にも与えられてもよい。
【００３２】
バーは軸方向で、第１セクションにおいて実質的に中心に配置され得る。環状要素は接続要素と一緒に、この箇所で所定の、適切であれば最大の圧力が引き起こされるように設計されてもよい。このような文脈において実質的に中心に、とは、バーが第１セクションの全長に対して約半分の長さでファイバの縦軸に沿って配置されることを意味する。またこのバーは、これが位置決めおよび制限および／または圧縮機能の分離を改善するために有利である場合には、第１セクションの半分よりもわずかに左側に、つまり組み立て方向と反対に位置づけられてもよい。このバーの中心位置で、最大の圧力はセクションに対して、取り付け状態の環状要素によって引き起こすことができ、この最大圧力の位置は、コネクタの第１のジャケット面の幅によって、また環状要素の内側錐状部の幅および角度によって定義され得る。最大圧力の箇所はこの場合バーの位置と一致し得るので、例えば環状要素の内側で円錐の内面を構成する場合には、円錐の内面から押圧面への移行部で発生した圧力は、特定の角度によってバーに合わせられる。例えば押圧面の半分が円錐形に構成されている場合、配置は好ましくは取り付け状態で、セクションが接続側で第１セクションの半分に配置されている場合に、結果として生じる圧力のベクトルもセクション上の設けられた位置に作用するようになされ得る。本発明によれば、内側錐状部の位置は、好適な力の作用点を決定するために、環状要素の幅、接続要素の第１のジャケット面の長さならびにこのセクションの位置に応じて設計されてもよい。
【００３３】
バーに加えて、接続部品の方向、すなわち接続部側に第２のシール面、とりわけ１つの第２の回転対称のシール面のみが設けられてもよく、これはバーに対して同心的に配設され、バーの幅よりも広いかまたは等しい軸方向の長さを含んでいてもよく、またバーよりも大きい内径を示す。この第２のシール面は、例えば中空ファイバのセンタリングおよび締め付け機能も引き受けてもよい。
【００３４】
ウェブの内径は、例えば５〜２０パーセントの範囲で第２のシール面の内径より小さくてもよく、その結果、バーは第２のシール面から約５〜２０パーセントだけ突出する。
【００３５】
例示的な一実施形態によれば、バーに隣接する第２のシール面の軸方向の長さは、バーの幅の２倍にほぼ相当する。これにより、接続部側でバーの領域におけるファイバの圧縮部分から中空ファイバの端部へ向かって、緩やかなおよび／または適度な移行部を作られ得る。
【００３６】
中空ファイバは上述のように、その材料だけでなくその多孔性に応じても圧力に耐えることができ、その結果、中空ファイバの封止するための簡単に取り扱える装置にとっては、中空ファイバに加えられる圧力が過度でないことが多大な意義を有する。これは様々な中空ファイバの種類にも当てはまる。またこれは、製造者に対して、封止される中空ファイバの種類によってはわずかな変更しか必要としない、可能であれば広く使用できる接続部を提供するという問題を提示する。本発明による接続部の場合、大抵の場合、接続要素の材料および／または環状要素の内側で円錐形の内面が存在する場合のこの円錐形の内面の角度が中空ファイバの性質に調整されるだけで充分であり、これは変形体および／または様々な接続部の数を低減し、選択を容易にすることができる。環状要素およびいずれにせよ１つの接続部品が、この場合潜在的にコストに関して最適化された標準的な実施形態で用いられ得る。
【００３７】
例示的な一実施形態によれば、半径方向外側を向く接続要素の外側に環状要素のための接触部として働く段部が配置される。例えば半径方向に突出する突出部の形態で構成される段部は、第２セクションに形成されている。それによって、コネクタの第１のジャケット面は、環状要素が組み立て状態でおよび／または接続部品がハウジングに接続されている場合に接触する段部によって制限される。段部および／または接触部は、とりわけ環状要素によって与えられる軸力を受けるように働き、これは環状要素が接続要素上に極端に押し込まれることを阻止する。
【００３８】
段部は、接続要素を耐トルク性にハウジングなどの中で位置決めする役割を果たしてもよい。つまり段部は、組み立て位置において接続要素に作用するトルクが管状のハウジング部の中に伝達されるように構成されてもよく、その結果、中空ファイバは変形されない。つまり、この段部を介してハウジング内の接続要素の耐トルク性の位置決めが保証され得る。例示的な一実施形態によれば、段部は接続要素の、半径方向へ最大の外部寸法をもつ部分を表す。この段部は、環状要素の内側錐状部のいずれかの直径よりも大きな外径を含んでいてもよい。これによって、環状要素がいずれの場合でも、すなわち円錐形の内面の角度に関係なく、段部に接触し得ることが保証され得る。
【００３９】
本発明によれば、とりわけ本発明による環状要素および本発明による接続要素の封入下に、フィールドフローフラクショネーション用の装置と結合するために付加的に接続部品を設けることがさらに提案される。接続要素は中空ファイバを収容および取り囲む管状のハウジング部に結合されてもよく、また環状要素および接続要素を共に押し込むことによって封止を保証する。このために、接続部品は例えば貫通孔の形状で貫通部を含んでもよく、また取り付け位置において環状要素ならびに接続要素を内側のチャンバの中に収容および／または閉じ込めてもよい。接続部品は、実質的に軸力をハウジングと環状要素との間で発生させおよび／または伝達するために設けられている。
【００４０】
接続要素は取り付け状態でハウジング側に、コネクタの内側のジャケット面の直径よりもわずかに大きな外径を有する管状の端部を含んでもよく、その結果、接続要素はハウジング側で第２セクションの端部に管状の、薄壁のセンタリング接続部を形成する。管状の端部および／またはセンタリング装置の種類により、接続要素の２つの機能、とりわけハウジング内のセンタリングの機能および耐トルク性の機能が互いに分離され得る。これによって、接続要素は例えば流体力学の態様に関しても管状のハウジング部との良好な接続を作り出す。センタリング接続部は、この場合取り付け状態でハウジングの体積に突き出てもよい。
【００４１】
中空ファイバに作用する力は、上述のように、環状要素によって引き起こされる接続要素の第１セクションの変形のために生じてもよく、環状要素は取り付け状態において接続部品と接続要素との間に配置されており、この接続部品が単独で環状要素を介して接続要素に、およびそれによって中空ファイバに作用する。環状要素は、取り付け位置において接続部品によって実質的にファイバの縦軸の軸方向で押圧され得る。すなわち、半径方向の力の伝達は、接続部品と環状要素との間に生じる必要がない。
【００４２】
本発明によれば、さらに中空ファイバの一端と接続要素との間に引き起こされる、半径方向に作用する力を介して接続要素に対して軸方向に動かされている環状要素を手段として、接続部品を用いて貫通開口部を制限するセクションを介した封止接続、および軸方向に作用する力を利用して接続要素の前面を介して生み出されている接続要素と管状のハウジング部との間の封止接続によって、中空ファイバの一端と接続要素との間でも、接続要素と中空ファイバを収容するハウジングとの間でもフィールドフローフラクショネーションのために封止接続が作り出され得るように、中空ファイバ接続部を構成することが提案される。
【００４３】
これによって単に接続部品の取付けによって、２つの封止接続が確立され得る。すなわち、中空ファイバを封止され得るだけではなく、中空ファイバとハウジングとの間の（生じ得る）体積も封止され得る。貫通開口部を制限するセクションにおける封止に加えて、接続要素とハウジングとの間の管状の端部および／または接続要素の前面を介した封止接続も確立され得る。このために、中空ファイバは雄ねじを含んでいてもよいハウジングに隣接して配置され得る。中空ファイバは、例えば約１．３ｍｍの直径を示してもよく、またプラスチックキャリアから作製されてもよい。プラスチックキャリアは、内側および外側に取り付けられる限外濾過膜を含んでもよい。ハウジングは、例えば高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）の標準的なコネクタを含んでもよい。ハウジング接続部は、雄ねじを備えるソケットおよび／または被覆管として構成されてもよい。
【００４４】
例示的な一実施形態によれば、接続部品は、とりわけ雌ねじを備える管状のハウジング部とのねじ接続のための端子ナットとして構成されてもよい。端子ナットは管状のハウジング部の上もしくは管状のハウジング部の中にねじ込まれてもよく、接続要素に対するリングの軸方向の移動の間、環状要素が端子ナットの回転動作に付随するべきか否かに応じて、端子ナットと環状要素との間または環状要素と接続要素との間に相対運動が生じる。
【００４５】
例示的な一実施形態によれば、環状要素、接続要素および接続部品の各表面は、取付け時に環状要素の後面と接続部品の接触面との間で生じる摩擦力が、環状要素の押圧面と接続要素の第１のジャケット面との間で生じる摩擦力よりも小さくなるように構成される。これにより、接続部品の環状要素に対する相対運動によって摩擦力が伝達される場合でさえ、環状要素が接続要素に対して変形されないことが保証され得る。これにより、接続要素に対する環状要素の傾きが効果的に回避され得る。環状要素の表面は、そこに接続部品が作用する場合には環状要素の後面と理解され、ゆえに取り付け状態で装置および／またはハウジングと反対方向を指し示す環状要素の側と理解される。
【００４６】
上述のように接続部品は、ハウジングおよび／またはカートリッジに接続されている時に、少なくとも中空ファイバの縦軸に対してほぼ平行に合わせられる環状要素上の方向へ加えるように構成されてもよい。このほぼ平行な向きは、接続部品が環状要素と接触する前に、接続部品が一定の距離にわたってまずハウジング接続部でねじにねじ込まれなければならないことによって保証され得る。これによって、環状要素が接続要素と共に傾くことが阻止され得る。
【００４７】
本発明によれば、さらにフラクショネーション装置は、本発明による少なくとも１つの中空ファイバ接続部を設けられ、このフラクショネーション装置は中空ファイバを収容し、この中空ファイバはその一端または両端で中空ファイバ接続部を介して封止状態で保持および／または支持され得る。
【００４８】
以下の図面に関する記載は、例示的な実施形態に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による中空ファイバ接続部の構成部品の分解斜視図である。
【図２】図１の中空ファイバ接続部の構成部品の断面斜視図である。
【図３】組み立て状態における図１の中空ファイバ接続部の構成部品の断面図である。
【図４】接続要素およびハウジング接続部が図１の接続要素およびハウジング接続部に関して変形された、図１の詳細を示す中空ファイバ接続部の構成部品の斜視図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による環状要素および接続要素の分解断面図である。
【図６】組み立て状態における図３の環状要素および接続要素の断面図である。
【図７】２つの中空ファイバのカートリッジへの接続の斜視側面図であって、好ましい実施形態による一方の中空ファイバ接続部が組み立て状態で示され、他方の中空ファイバ接続部が分解図で示される斜視側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１および図２では、環状要素２０および接続要素３０を備える中空ファイバ接続部１が識別でき、さらに、中空ファイバ５０を管状のハウジング部４０の内部に締め付け、封止状態で位置決めするために、管状のハウジング部４０の一端と結合され得る接続部品１０が示される。管状のハウジング部４０は、その中に位置決めされる中空ファイバ５０を封止状態で支持するために、とりわけ外管のようなカートリッジを形成する。接続部品１０は貫通孔を備えた一種の鞘として形成され、内部の段部にラジアル面１２を含み、中空ファイバ接続部１の組み立て時に環状要素２０の隣接する面に接触する。さらに図３は、接続部品１０が雌ねじ１１を含んでいてもよいことを示し、その結果、外管による管状のハウジング部４０のハウジング接続部４１の雄ねじ４２にねじ止めされ得る。この場合、環状要素２０はファイバの縦軸Ａに沿う方向で接続要素３０へと押し進められる。組み込まれた位置において、接続部品１０はその際図示されるように、相当な部分のハウジング接続部４１、接続要素３０および環状要素２０を覆う。これによって接続部品１０が実質的にファイバの縦軸Ａと同軸に整列され、軸方向に環状要素２０に作用することが保証され得る。この環状要素２０に対する作用方向は図５において軸方向の矢印Ｂにより示されており、半径方向に向けられた矢印Ｃは、どの方向で接続要素３０の第１のジャケット面（外装面）３３ａに作用する力が加えられるかを示す。
【００５１】
図１に示した態様に対する変形例である図４では、管状のハウジング部４０の円筒状のハウジング接続部４１は、その端面に、互いに正反対に対向する２つの凹部４３ａ、４３ｂを備えて構成され、環状の接続要素３０は、その周面で半径方向外側へ突出し、互いに正反対に対向する２つの凸部４４ａ、４４ｂを備えて示される。凸部４４ａ、４４ｂは、ハウジング接続部４１の端面で凹部４３ａ、４３ｂと係合するラッチカムを形成し、この凹部は凸部４４ａ、４４ｂと相補的な形状を示す。ハウジング接続部４１での凹部４３ａ、４３ｂおよび接続要素３０の外側での凸部４４ａ、４４ｂは、それゆえ一緒に、接続要素３０をハウジング接続部４１に耐トルク接続のための固定手段を形成する。これにより、ハウジング接続部４１上へ接続部品１０をねじ込む際、環状要素２０を介した接続要素３０への回転運動の伝達が阻止される。ハウジング接続部４１での凹部４３ａ、４３ｂおよび接続要素３０での凸部４４ａ、４４ｂの構成は、とりわけ射出成形製造方法を用いて簡単な方法で可能となり、また筒状のハウジング部４０、中空ファイバ接続部１０に必要な部品の製造コスト、および使い捨て品としての装置全体および／またはカートリッジの製造コストの理由からも推奨される。すなわち、中空ファイバ５０への接続要素３０を介しての回転運動の伝達によって、不利な場合においては、中空ファイバ５０がトルクを受けるおそれがあり、それによって中空ファイバ５０上の繊細な膜被覆の損傷はもはや除外され得ない。
【００５２】
図５はさらに、環状要素２０でのプレス面２５および内側錐状部２２を示し、接続要素３０ではセクション３５によって画定され、中空ファイバ（図３参照）が封止状態で保持され得る貫通開口部３５０が識別できる。接続要素３０はさらに、環状要素２０が組み込まれた位置で接触および／または図６に示されるように接触させられ得る接触面３１を備える段部３２を含む。環状要素２０は、段部３２に当接し、組み込まれた位置において接続部品１０（図３参照）が設けられる側で接続要素３０を覆う。中空ファイバ５０は、貫通開口部３５０中で締め付けられ、および／またはクランプ状態で保持され、その場合にはバー３５１によって多少、具体的には相当な量まで圧縮される。
【００５３】
以下に、図１〜図６をより詳しく参照して、中空ファイバ接続部１の機能および効果を記載する。
【００５４】
まず述べておかなければならないことは、接続部品１０を介する環状要素２０および接続要素３０の軸方向のクランプは、管状のハウジング部４０を介して起こり、接続部品１０によって加えられ、かつ実質的にファイバの縦軸Ａに沿って向いた軸方向の力の流れは、環状要素２０および接続要素３０を介して管状のハウジング部４０の雄ねじ４２に伝達され、その結果、接触面１２と雄ねじ４２との間に閉じた力線が現れるということである：環状要素２０および接続要素３０は圧力を受け、接続部品１０は実質的に、とりわけハウジング接続４１に重なる領域で引張応力を受ける。このようにして、軸力は接続部品１０および環状要素２０を介して接続要素３０に加えることができ、軸方向で環状要素２０および接続要素３０の上に達する力の流れが接続部品１０の接触面１２とハウジング接続４１における雄ねじ４２との間に付与される。このようにして、環状要素２０および接続要素３０の適切な安定した設計において、強い軸力を伝達でき、図５または６に示すように、実質的に管状の端部３７を介しておよび／または接続要素３０の前面３４を介して、とりわけ接続要素３０とハウジング接続部４１との間のインタフェースでも確実な封止接続を作り出すことができる。ここで、軸力は、前面３４を介して最も直接的に伝達することができる。しかしながら、管状の端部３７のジャケット面（外装面）および前面３４および／または表面を備える管状のハウジング部４０における各接触領域でも実行することができ、これにより封止効果が達成され得るので、その結果、中空ファイバ５０と管状のハウジング部４０との間の体積６０が、周囲環境から封止され得る。この体積６０は、図３および図５に示されるように、とりわけ内側のジャケット面３６を介して、部分的に接続要素３０によっても形成される。また、管状の端部３７のジャケット面および／または管状のハウジング部４０での各接触面は、わずかに錐状に構成されてもよく、その結果、圧入は加えられる軸力によっても実現することができる。
【００５５】
中空ファイバ５０を封止する機能を説明するために、まず、本発明による中空ファイバ接続部１が、強い軸トルクの可能性にもかかわらず、中空ファイバ５０の穏やかかつ細かく調節可能な締め付けおよび封止を保証できることを述べておく。この場合、図示される接続要素３０の好ましい実施形態において、中空ファイバ５０の半径方向の封止および締め付け機能は、管状のハウジング部に対する接続要素３０の軸方向の封止機能とは分けられ得ることが示される。このために、図示した例示的な実施形態において、第１セクション３０ａは第２セクション３０ｂから空間的に分離して設けられており、これらセクションの間の移行部として、第１セクション３０ａによって取り囲まれた中間セクション３０ｃを設けられてもよい。第１セクション３０ａにおいて最初に半径方向の圧力が作り出されて中空ファイバ５０に伝達され、その際に中空ファイバ５０は、おそらくは図６に示されるように、所定の程度まで半径方向に圧縮されている。
【００５６】
中空ファイバは、とりわけバー３５１における第１のシール面３５１ａ、また第２のシール面３５ａを介して、貫通開口部３５０の中のセクション３５における外側のジャケット面（外装面）５１に固定および封止される。半径方向の圧力は環状要素２０によって引き起こされ、圧縮されるセクション３３ｂに沿って第１のジャケット面３３ａから出発してセクション３５へ、とりわけバー３５１へも導かれる。組み立て時に、環状要素２０は、まず内側錐状部２２を介して接続要素３０と結合され、まず接続要素３０で外側斜角面３３に接触され得る。環状要素２０を組み立て位置に持ち込むために、環状要素２０が段部３２に突き当たる、つまり接触面３１での環状要素２０が前面２４に接触するまで、軸力が接続部品１０を介して環状要素２０の後面２４ａに加えられる。組み立て状態では、環状要素２０の構造および段部３２の位置によって圧縮されるセクション３３ｂが生じ、これにより半径方向の力がセクション３５に合わせて加えられ得る。図６において、圧縮されるセクション３３ｂは接続要素３０で認識でき、これにより内側錐状部２２の部分および平行に延伸するプレス面２５の部分を備える環状要素２０が、接続要素３０の第１のジャケット面３３ａに作用する。
【００５７】
以下、時系列順に図５および図６についてより詳細な説明を行う。圧縮時に作用する力はそれぞれ矢印によって示される。とりわけ、環状要素２０で示される軸方向の矢印Ｂは、接続部品（図２参照）によって生み出され得る力を示し、接続要素３０で半径方向に向かう矢印Ｃは、環状要素２０によって接続要素３０に作用する力を示す。
【００５８】
図５は、環状要素２０および接続要素３０を備える中空ファイバ接続部１の好ましい実施形態を示し、環状要素２０では力は実質的にファイバの縦軸Ａの方向に作用し、接続要素３０では環状要素２０を介して加えられる力はわずかにファイバの縦軸Ａの方向へも作用するが、主として半径方向に、つまりファイバの縦軸Ａに対してほぼ直角に作用する。環状要素２０では、接触面３１を介してコネクタ３０と接触するように設けられる前面２４が識別できる。このインタフェースを介して、高い軸力が接続部品１０からハウジング接続部４１（図３参照）へ伝達され、その結果、接続要素３０とハウジングとの間での封止接続も保証することができる。軸力は、後面２４ａを介して、とりわけ接続部品の接触面を介して環状要素２０の中へ伝達される。環状要素２０はさらに、内側錐状部２２に移行するおよび／またはこれを含むプレス面２５を含む。内側錐状部２２は外側に向かって半径方向に傾斜しており、すなわち内側錐状部２２はファイバの縦軸Ａに対して、コネクタ３０の方向に約５°〜３５°または４０°までの範囲の鋭角を有する。図示されるように、内側錐状部２２は、リング２０の幅の約半分にわたって延び、残りの半分はファイバの縦軸Ａおよび／または環状要素２０の対称軸に関して実質的に平行な面によって形成され、この面はプレス面２５の一部を形成する。このプレス面２５は斜角面２３を介して後面２４ａへ移行する。この斜角面２３は、例えば、接続部品と環状要素２０との間に潜在的な相対運動がある場合に高い摩擦力が現れないように、接続部品とのインタフェースにバリのない縁部を提供する役目を果たしてもよい。
【００５９】
接続要素３０は、上述のように、それぞれ独立した機能を備える２つのセクションを含み、すなわち一方は第１セクションまたはプレスセクション３０ａであって、他方は第２セクション３０ｂである。このセクション３０ａ、３０ｂはここで視覚的に言えば、接触面３１により分離でき、プレス面３０ａは環状要素２０によって加えられた力を、セクション３５を介してファイバ（図示せず）へ伝達するために設けられている。プレスセクション３０ａにおいて貫通開口部３５０を制限するセクション３５は、円周方向の壁状に配設されており、図示されるように実質的に段部３２側に面さない、プレスセクション３０ａの半分の位置で、セクション３５は、第１のシール面３５１ａが実質的にファイバの封止および締め付け機能を果たすことができるバー３５１を有する。
【００６０】
さらに、第２のシール面３５ａは、貫通開口部３５０を制限するセクション３５で構成されており、図示されるようにバー３５１に対してより大きな内径を有している。これによってバー３５１は、適切であれば、より大きな力または少なくとも第２のシール面３５ａよりも高い力を中空ファイバ５０に加え得る。但し、第２のシール面３５ａは、例えば付加的にセンタリングの機能を保証し得る。環状要素２０に面するプレスセクション３０ａの側に、外側斜角面３３が設けられ、これは接続要素３０へのリング２０の組み立てが容易に可能となるように、ファイバの縦軸Ａに対してリングの内側錐状部２２と同じ角度を有していてもよい。とりわけ、環状要素２０は外側斜角面３３により接続要素に差し込まれることができ、この場合いずれかの接続部品を介して接続要素３０上へ完全に押込まれ、および／または押圧される前に、何の留め具も用いずに容易に位置決めされ得る。外側斜角面３３は、接続部品の配置が管状のハウジング部に対して、接続部品が環状要素２０と接触する前に、一定の距離だけハウジング接続部でねじにねじ込まれることによって保証される場合にとりわけ有利である。これによって、外側斜角面３３により、環状要素２０が押込まれる前にもはや容易には接近できない場合であっても、環状要素２０のあらゆる傾斜が防がれ得る。
【００６１】
接続要素３０はさらに、段部３２で第２のジャケット面（外装面）３８を含み、これによりコネクタ３０の半径方向の耐トルク性がいずれかのハウジングの中でも保証され得る。この耐トルク性は、例えばハウジング内への圧入に関して第２のジャケット面３８の、とりわけ、粗い表面により起こり得るが、とりわけ段部３２が円筒形で構成されず、歯付きまたは他の構造による第２のジャケット面３８の場合には、形状嵌合接続が可能である。第２のジャケット面３８は、接続要素３０の前面３４を介して管状の端部３７へ移行し、これにより接続要素３０は管状のハウジング部および／または装置中でセンタリングされ得る。内側のジャケット面３６は管状端部３７の外径よりもわずかに小さな内径を示すことから、内側のジャケット面３６は管状端部３７と共に、接続要素３０の別の箇所の壁の厚みに比べてむしろ薄い壁厚の接続部品を形成する。
【００６２】
内側のジャケット面３６は、すでに図示されるようにプレスセクション３０ａの中に配設される内側の斜角面移行部３９を介してバー３５１へ移行する。この内側の斜角面移行部３９はデザインに関連するものだが、その角度もしくはその長さが、プレスセクション３０ａに加えられる半径方向の力が第２セクション３０ｂに伝達されるか否か、および／または、どのような強さで伝達されるかに影響を及ぼすよう、機能を割り当てられてもよい。図示されるように、内側の斜角面移行部３９は比較的急であり、すなわちファイバの縦軸Ａに対して４５°よりも大きく、またこの斜角面移行部は、段部３２および／または接触面３１から一定の最小限の距離を示す、プレスセクション３０ａ中の位置で終了し、その結果、ここで壁の厚みおよび位置および構造条件によって第２セクション３０ｂからプレスセクション３０ａの分離を行うことができる。内側の斜角面移行部３９と段部３２との間のセクションは、この場合、小さな曲げ剛性しか示さないが、高い圧力抵抗を示す中間セクション３０ｃとして示される。中間セクション３０ｃが設けられる場合、第１セクション３０ａは側面で中間セクション３０ｃに続くセクション、つまりこれを含まないセクションと考えられてもよい。というのも、中間セクション３０ｃは主として曲げ力を伝達する目的で設けられるのであって、半径方向の圧力を伝達するために設けられているのではないからである。
【００６３】
さらに図５で認識できるように、中間セクション３０ｃはすでに内側のジャケット面３６のセクションと接触しており、最も薄い壁の厚みを有するセクションおよび／または第１セクション３０ａの部分を表す。このような構造条件の実施形態において、接続要素３０の第１のジャケット面３３ａに加えられる圧力は、第１セクション３０ａにおけるあらゆる変形が第２セクション３０ｂの第２のジャケット面３８に大きく伝達されることなく、とりわけ効果的にセクション３５へ伝達され得る。その場合、これは接続要素３０に選択される材料からも概ね独立している。
【００６４】
図６は組み立て状態における図５の構成要素を示す。中空ファイバ接続部１は、ここでは中空ファイバ５０と接続して示されており、環状要素２０から接続要素３０に加えられる力が中空ファイバ５０にどのように影響するかが認識できる。中空ファイバ５０はその外側のジャケット面５１と共に、貫通開口部３５０の内部でコネクタ３０のプレス領域および／またはセクションに保持される。環状要素２０での内側錐状部２２の傾きおよび／または角度位置に基づき、内側錐状部２２の長さおよび／またはリング２０の幅と関連して、とりわけ接続要素３０上のリング２０の位置に応じて、効果的な力の作用点は、バーの位置と合わせられ得る。これは、力の影響の方向においてそれぞれ矢印によって示される。しかしながら、中空ファイバ５０の断面は、外側のジャケット面５１および内側のジャケット面５２の両方で、バー３５１だけではなく第２のシール面によっても影響を受け、この場合は圧縮されている。中空ファイバ５０の断面の縮小は、この場合バー３５１の位置、つまり力のベクトルが向いた位置で最も重要である。半径方向の力は、貫通開口部３５０の全範囲にわたって伝達され得る。組み立て状態において環状要素２０は、その前面２４が段部３２の接触面３１に接触する。この場合、環状要素２０は対向する側で接続要素３０に重なる。これにより、力はプレスセクション３０ａの広い範囲にわたり接続要素３０に均一に加えることができ、また同時に、力の流れは内側錐状部２２の角度に応じてバーに集中され得る。
【００６５】
接続要素３０のシール面３５ａ、３５１ａの内径の断面圧縮のために、バー３５１は、所定の、適切であれば最大の圧力の箇所に配置される。このバー３５１は、３０バールまでの圧力に対して上述の力の影響によってファイバ５０を封止し得る。同時に、接続要素３０の内部のファイバ５０の位置ずれは、軸方向において防止され得る。外部から均一に加えられる力によって、ファイバ５０はハウジング４０および／またはカートリッジの他の全ての部分に対して同軸に支持される。ファイバ５０の正確な同心度は、重要度が高い。というのも、弱い分離力しか与えられないときには、回転対称性が不充分にしか与えられていないか、またはまったく与えられないことが公知であるからである。つまりこの場合、供給管に対するファイバ５０のオフセットが与えられる危険性があり、その結果、それによって発生する乱流が入口での試料の集束／緩和を悪化させ、またさらにすでに分離されたフラクションが出口で混合される。
【００６６】
図７は、管状のハウジング４０および２つの接続部品１０と接続した中空ファイバ接続部１を示し、一方の接続部品１０はすでに取り付けた状態で示し、他方の接続部品１０は環状要素２０および接続要素３０と共に展開図で示す。図示されるハウジング４０は、例えばフラクション装置の一部を表してもよい。図２および図３に関して、中空ファイバ５０がハウジング４０よりも相当に小さな直径を示し、その結果、カラー状の接続部７０を介して排出される横流が流れる体積６０および／または半径方向の体積がその間に生じることを識別できる。様々な用途に適合させるために、カートリッジ４０の長さは簡単な方法で調整され得る。
【００６７】
環状要素２０、接続要素３０および中空ファイバは、接続部品１０の完全な締め付けの後、これらが容易に互いに分離され得ないように互いに接続される。それにもかかわらずこれが必要になる場合、環状要素２０が接続要素３０よりも大きな半径方向の延伸部を示すことが有利であり、その結果、環状要素２０は前面２４に係合する適当な工具を用いて、接続要素３０から引き抜かれ得る。完成したカートリッジ４０は、２つの同様の接続部をハウジング接続部の入口側および／または出口側に含んでいてもよい。両方の接続部が閉鎖されており、それゆえ中空ファイバが各接続要素３０の中に押し込まれる場合、少なくとも破壊を伴わない場合には、中空ファイバは通常それ以上分解され得ない。
【００６８】
中空ファイバ５０を管状のハウジング部４０に接続するための、本発明による接続部は、様々なファイバの直径に対して好適であることが実証されている。孔径を調節する場合には、狭い許容限度を維持することが有利であって、これは２／１００ミリメートルほどのわずかな範囲における偏差が封止効果を低減し得るからである。適用に際してファイバ５０とハウジング４０との間の横流に対する空間が体積６０の部分に応じて非常に大きい場合、体積６０の充填は、例えば約０．５ｍｍの直径を示す微細なガラスまたはプラスチック球を用いて行ってもよい。カートリッジ４０での横流のコネクタ７０は標準的なコネクタとして構成されてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１ 中空ファイバ接続部
１０ 接続部品
１１ 接続部品−雌ねじ
１２ 接触面
２０ 環状要素
２２ 内側錐状部
２３ 内側斜角面
２４ 環状要素の前面
２４ａ 環状要素の後面
２５ プレス面
３０ 接続要素
３０ａ 第１セクション
３０ｂ 第２セクション
３０ｃ 中間セクション
３１ 接触面
３２ 段部
３３ 外側斜角面
３３ａ コネクタの第１のジャケット面
３３ｂ 圧縮されるセクション
３４ 接続要素の前面
３５ セクション
３５０ 貫通開口部
３５ａ 第２のシール面
３５１ バー
３５１ａ 第１のシール面
３６ コネクタの内側のジャケット面
３７ 管状の端部
３８ コネクタの第２のジャケット面
３９ 内側の斜角面移行部
４０ 管状のハウジング部
４１ ハウジング接続部
４２ 雄ねじ
４３ａ、４３ｂ 凹部
４４ａ、４４ｂ 凸部
５０ ファイバ
５１ 中空ファイバの外側のジャケット面
５２ 中空ファイバの内側のジャケット面
６０ 体積
７０ カラー状の接続部
Ａ ファイバの縦軸
Ｂ 軸方向の矢印
Ｃ 半径方向に向いた矢印
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空ファイバ（５０）の一端を収容するための貫通開口部（３５０）を含む接続要素（３０）を備える、フィールドフローフラクショネーションに好適な中空ファイバ（５０）の端部用の中空ファイバ接続部（１）であって、
環状要素（２０）が接続要素（３０）に取り付けられ得ることを特徴とし、
前記接続要素（３０）での前記環状要素（２０）の取り付けが前記貫通開口部（３５０）を制限する前記接続要素（３０）のセクション（３５）により、前記中空ファイバ（５０）の端部との封止接続のために、前記接続要素（３０）における前記貫通開口部（３５０）の断面の縮小を生じさせるように構成されている中空ファイバ接続部（１）。
【請求項２】
前記環状要素（２０）が取り付け状態で、実質的に前記ファイバの縦軸（Ａ）で前記接続要素（３０）上に押し付けられて配置されることを特徴とする請求項１記載の中空ファイバ接続部。
【請求項３】
前記環状要素（２０）の取り付け状態において前記接続要素に作用する力が、実質的に前記ファイバの縦軸（Ａ）に対して半径方向に前記中空ファイバ（５０）の端部の方向に向けられていることを特徴とする請求項１または２記載の中空ファイバ接続部。
【請求項４】
前記接続要素（３０）が、半径方向の圧力を前記中空ファイバ（５０）に伝達するように構成されている第１セクション（３０ａ）を含んでなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項５】
前記接続要素（３０）が、少なくとも前記第１セクション（３０ａ）において圧縮可能な材料で作製されていることを特徴とする請求項４記載の中空ファイバ接続部。
【請求項６】
前記第１セクション（３０ａ）が、前記ファイバの縦軸（Ａ）の方向で軸力に対して主として圧縮不能な材料から形成されていることを特徴とする請求項４または５記載の中空ファイバ接続部。
【請求項７】
前記貫通開口部（３５０）を制限するセクション（３５）が実質的に完全に前記第１セクション（３０ａ）に含まれていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項８】
内側錐状部（２２）が形成されるように、前記環状要素（２０）が、少なくとも１つのセクション内で錐状に拡大されて形成される内面を含んでなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項９】
前記内側錐状部（２２）の内面が、前記環状要素の縦軸に対して４５度よりも小さな角度で傾斜していることを特徴とする請求項８記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１０】
環状要素（２０）が、前記第１セクション（３０ａ）における前記接続要素（３０）の第１のジャケット面（３３ａ）の軸長よりも大きい軸長を前記ファイバの縦軸方向において有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１１】
前記接続要素（３０）が、前記貫通開口部（３５０）を制限するセクション（３５）で内側に突出するバー（３５１）を含んでなり、該バー（３５１）が、前記環状要素（２０）の取り付け状態において、中空ファイバ（５０）の外側のジャケット面（５１）で前記接続要素（３０）に封止接触するように構成された第１のシール面（３５１ａ）を画定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１２】
前記第１のシール面（３５１ａ）が実質的に円筒形状を示し、その円形が好ましくは完全な円筒形状から２／１００ミリメートル未満で逸脱することを特徴とする請求項１１記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１３】
前記バー（３５１）が、軸方向に見て、実質的に前記第１セクション（３０ａ）において中心に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１４】
前記接続要素（３０）の外側に前記環状要素（２０）のための段部として機能する段部（３２）が配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１５】
接続部品（１０）が、前記環状要素（２０）および前記接続要素（３０）の封入下に前記中空ファイバ（５０）を取り囲む管状のハウジング部（４０）との結合のために設けられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１６】
前記中空ファイバ接続部（１）が、半径方向に作用する力を介して前記環状要素（２０）を前記接続要素（３０）に対して軸方向に移動させ、前記接続部品（１０）を介して前記貫通開口部（３５０）を制限するセクション（３５）を通して前記中空ファイバ（５０）の一端と前記接続要素（３０）との間で封止接続を作り出すことによって、また前記接続要素（３０）の前面（３４）を介して前記接続要素（３０）と前記管状のハウジング部（４０）との間に作り出されている封止接続によって、前記中空ファイバ（５０）の一端と前記接続要素（３０）との間および前記接続要素（３０）と前記中空ファイバを収容する前記管状のハウジング部（４０）との間での封止接続を引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項１５記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１７】
前記接続部品（１０）が、前記管状のハウジング部（４０）とのねじ接続のために端子ナットとして構成されていることを特徴とする請求項１６記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１】
中空ファイバ（５０）の一端を収容するための貫通開口部（３５０）を含む接続要素（３０）を備える、フィールドフローフラクショネーションに好適な中空ファイバ（５０）の端部用の中空ファイバ接続部（１）であって、
環状要素（２０）が接続要素（３０）に取り付けられ得ることを特徴とし、
前記接続要素（３０）での前記環状要素（２０）の取り付けが前記貫通開口部（３５０）を制限する前記接続要素（３０）のセクション（３５）により、前記中空ファイバ（５０）の端部との封止接続のために、前記接続要素（３０）における前記貫通開口部（３５０）の断面の縮小を生じさせるように構成されている中空ファイバ接続部（１）。
【請求項２】
前記環状要素（２０）が取り付け状態で、実質的に前記ファイバの縦軸（Ａ）で前記接続要素（３０）上に押し付けられて配置されることを特徴とする請求項１記載の中空ファイバ接続部。
【請求項３】
前記環状要素（２０）の取り付け状態において前記接続要素に作用する力が、実質的に前記ファイバの縦軸（Ａ）に対して半径方向に前記中空ファイバ（５０）の端部の方向に向けられていることを特徴とする請求項１または２記載の中空ファイバ接続部。
【請求項４】
前記接続要素（３０）が、半径方向の圧力を前記中空ファイバ（５０）に伝達するように構成されている第１セクション（３０ａ）を含んでなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項５】
前記接続要素（３０）が、少なくとも前記第１セクション（３０ａ）において圧縮可能な材料で作製されていることを特徴とする請求項４記載の中空ファイバ接続部。
【請求項６】
前記第１セクション（３０ａ）が、前記ファイバの縦軸（Ａ）の方向で軸力に対して主として圧縮不能な材料から形成されていることを特徴とする請求項４または５記載の中空ファイバ接続部。
【請求項７】
前記貫通開口部（３５０）を制限するセクション（３５）が実質的に完全に前記第１セクション（３０ａ）に含まれていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項８】
内側錐状部（２２）が形成されるように、前記環状要素（２０）が、少なくとも１つのセクション内で錐状に拡大されて形成される内面を含んでなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項９】
前記内側錐状部（２２）の内面が、前記環状要素の縦軸に対して４５度よりも小さな角度で傾斜していることを特徴とする請求項８記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１０】
環状要素（２０）が、前記第１セクション（３０ａ）における前記接続要素（３０）の第１のジャケット面（３３ａ）の軸長よりも大きい軸長を前記ファイバの縦軸方向において有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１１】
前記接続要素（３０）が、前記貫通開口部（３５０）を制限するセクション（３５）で内側に突出するバー（３５１）を含んでなり、該バー（３５１）が、前記環状要素（２０）の取り付け状態において、中空ファイバ（５０）の外側のジャケット面（５１）で前記接続要素（３０）に封止接触するように構成された第１のシール面（３５１ａ）を画定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１２】
前記第１のシール面（３５１ａ）が実質的に円筒形状を示し、その円形が好ましくは完全な円筒形状から２／１００ミリメートル未満で逸脱することを特徴とする請求項１１記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１３】
前記バー（３５１）が、軸方向に見て、実質的に前記第１セクション（３０ａ）において中心に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１４】
前記接続要素（３０）の外側に前記環状要素（２０）のための段部として機能する段部（３２）が配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１５】
接続部品（１０）が、前記環状要素（２０）および前記接続要素（３０）の封入下に前記中空ファイバ（５０）を取り囲む管状のハウジング部（４０）との結合のために設けられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１６】
前記中空ファイバ接続部（１）が、半径方向に作用する力を介して前記環状要素（２０）を前記接続要素（３０）に対して軸方向に移動させ、前記接続部品（１０）を介して前記貫通開口部（３５０）を制限するセクション（３５）を通して前記中空ファイバ（５０）の一端と前記接続要素（３０）との間で封止接続を作り出すことによって、また前記接続要素（３０）の前面（３４）を介して前記接続要素（３０）と前記管状のハウジング部（４０）との間に作り出されている封止接続によって、前記中空ファイバ（５０）の一端と前記接続要素（３０）との間および前記接続要素（３０）と前記中空ファイバを収容する前記管状のハウジング部（４０）との間での封止接続を引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項１５記載の中空ファイバ接続部。
【請求項１７】
前記接続部品（１０）が、前記管状のハウジング部（４０）とのねじ接続のために端子ナットとして構成されていることを特徴とする請求項１６記載の中空ファイバ接続部。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１１０８９１（Ｐ２０１２−１１０８９１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２４７５２０（Ｐ２０１１−２４７５２０）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（５１０００３２８７）ワイアット テクノロジー ヨーロッパ ゲーエムベーハー (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７５２０（Ｐ２０１１−２４７５２０）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（５１０００３２８７）ワイアット テクノロジー ヨーロッパ ゲーエムベーハー (5)
【Ｆターム（参考）】
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