JP2001113108A - 同方向に変形するディスクフイルターカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セルの変形が一定の方向にしか生じないように
して、セル同士が密着したり、極端に離れたりする問題
を解決したディスクフイルターカートリッジを提供す
る。 【解決手段】ディスク状濾過材の外周部をリングでシー
ルしたフイルターセルを多段に積層したディスクフイル
ターカートリッジにおいて、リングの重量を、パーティ
ングライン（前記濾過材の張り合わせ部）を中心とし、
上下で異なるようにして、フイルターの使用時における
前記各フイルタセルの変形を、同方向にコントロールし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、フイルタセルの
変形をコントロールしたフイルターカートリッジに係
り、詳記すれば、セルが変形しても各セル間を所定の間
隙に保って、フイルター寿命を延ばし、通水量を略一定
とし、流量抵抗を少なくしたディスクフイルターカート
リッジ及び該カートリッジに使用するフイルターセルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】濾紙や焼成濾過材からなるフィルタセル
を多段に積層したディスクカートリッジフイルターは、
食品工業、化学工業、バイオテクノロジー等の技術分野
で広く使用されている。

【０００３】上記ディスクカートリッジフイルターを使
用する技術分野では、古くからフイルタープレスを用い
た濾過装置が一般的に使用されていたが、フイルタープ
レスでは濾過前後の作業性が悪いだけでなく、装置がコ
スト高になる問題があった。

【０００４】そのため、フイルターセルを多段に積層し
たディスクカートリッジフイルターが、多く採用される
ようになった。

【０００５】上記フイルターセルは、濾紙や焼成濾過材
からなる２枚のデイスク間に、液体が流れる空間を保持
するスペーサーをサンドイッチし、その外周部をインジ
ェクション成形によるリングでシールしていた。

【０００６】上記フイルターで液体を濾過する場合、デ
イスク（濾紙）が液体で濡れると、紙の強度が弱くなる
ため、インジェクション成形リングの成形時の熱ひずみ
による収縮によって、ディスク状セルの変形が生じる。

【０００７】この場合多段に積層した各セルが変形する
ので、セル同士が密着し、セル間の濾過材がデッドスペ
ースとなり、濾過面積の減少によるフイルター寿命の低
下や流量性の低下等の問題をもたらす。

【０００８】また、食品工業で使用される場合は、熱水
の通水によるフイルターの熱殺菌が行われるのが一般的
であるが、熱水によりセルが変形し、セル同士が密着す
る部分は、デッドスペースとなるため、熱水が均一に流
れない部分が生じるので、この熱殺菌に問題が生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のディスク状のセ
ルを多段に積層したカートリッジフイルターは、上記の
ようなセルの変形が上下のいずれの方向にも生じるの
で、セル同士が密着したり、極端に離れたりする問題が
生じる。

【００１０】この発明のうち請求項１に記載の発明は、
セルの変形が一定の方向にしか生じないようにして、セ
ル同士が密着したり、極端に離れたりする問題を解決し
たディスクフイルターカートリッジを提供することを目
的とする。

【００１１】また、請求項７に記載の発明は、上記ディ
スクフイルターカートリッジに使用するフイルターセル
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
うち請求項１に記載の発明は、ディスク状濾過材の外周
部をリングでシールしたフイルターセルを多段に積層し
たディスクフイルターカートリッジにおいて、リングの
重量を、パーティングライン（前記濾過材の張り合わせ
部）を中心とし、上下で異なるようにして、フイルター
の使用時における前記各フイルタセルの変形を、同方向
にコントロールしたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項７に記載の発明は、ディスク
状濾過材の外周部をリングでシールしたフイルターセル
の該リングの重量を、パーティングライン（前記濾過材
の張り合わせ部）を中心とし、上下で異なるようにし
て、フイルターの使用時におけるフイルタセルの変形
を、所定の方向にコントロールしたことを特徴とする。

【００１４】リングの重量をパーティングラインの上下
で異なるようにするには、上下の樹脂の割合を異なるよ
うにするか、或いは上下の樹脂のいずれかに、おもりを
付着させればよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を説明す
る。

【００１６】本発明に使用するディスクフィルターとし
ては、図１に示すように濾紙若しくは焼成濾過材からな
る上下の濾紙１，２間に流体が流れる回路を確保するス
ペーサー３をサンドイッチし、そのディスク外周部を高
分子樹脂でリング４にインジェクション成形したフィル
ターを使用するのが好ましい。また、焼成濾過材として
は、珪藻土とパルプとを含む濾紙を使用するのが特に好
ましい。

【００１７】本発明に使用する濾過材１，２の厚みはそ
れぞれ１〜５ｍｍであるのが好ましい。薄すぎると濾過
材の強度が保てなくなり、また、厚すぎると外周部のイ
ンジェクション成形において、形状を保つことが出来な
くなるからである。

【００１８】ディスクの大きさは、外形が１００〜６０
０ｍｍ、内径が２０〜１００ｍｍが好ましい。

【００１９】図２は、本発明の実施例を示すものであ
り、外周部のインジェクション成形によるリング４′の
形状を、パーティングライン６を中心とし、上下で非対
称構造とした例を示す。

【００２０】外周部のインジェクション成形は、１枚の
スペーサー３を図２の様に上部濾紙１と下部濾紙２とで
挟み、その外周部を成形してリング４′を形成したセル
５を使用するのが好ましい。

【００２１】非対称は、上下で樹脂の重量が異なれば良
いので、上下及び左右のいずれが非対称であっても良
い。

【００２２】パーティングライン６を中心として上下の
樹脂の割合（重量比）は、１．０：１．１〜３倍程度と
するのが好ましい。

【００２３】上記の様に、セル５成形部の中心の上下を
非対称構造とすることによって、樹脂が多く入る側が凸
に変形し、樹脂が少ない側が凹に変形する。従って各セ
ル５を同様の非対称構造とすれば、全てのセルは同一方
向に変形するので、セル同士が密着したり、離れすぎた
りする現象を防止することが出来る。

【００２４】図２に示す実施例においては、樹脂量が少
ない側即ち凹状に変化する側のリングに凸部７が形成さ
れている。このように凸部７を形成することによってこ
の凸部７がストッパーとなるので、各セルが変形しても
セル間の間隔を一定に保つことが出来る。

【００２５】凸部７の高さは、５ｍｍ〜２００ｍｍ程度
とするのがよい。尚凸部７を形成したセルは、凸部を含
めて凸部側の樹脂の重量が小さくなるようにする。

【００２６】本発明のディスクカートリッジフイルター
は、フイルターセル５を縦に多段に積層したものを一つ
のカートリッジとして成形するのが好ましい。

【００２７】本発明によれば、セルの変形は、図４及び
図５に示すようになるが、図５に示すように各セルが凹
側に変形するようにフィルターハウジングへセットする
のが好ましい。

【００２８】凹側に変形するようにすれば、各セル間に
溜まるエアーが容易に抜け易くなるので、流量性及びフ
ィルター寿命等が更に向上する。

【００２９】次に、実施例を挙げて本発明を更に説明す
る

【実施例１】珪藻土とセルロースからなる厚み約４ｍｍ
のディスクフィルター用濾紙１，２でスペーサー３を挟
み、直径３００ｍｍの円盤セル状にインジェクション成
形し、図２に示すフィルタセル５を形成した。このセル
を１６セル縦方向に連結一体化して、１セットのディス
クフィルターカートリッジとした。

【００３０】尚比較のため、インジェクション成形のリ
ング４の形状を図１の様に対称構造としたディスクフィ
ルターカートリッジを用意した。

【００３１】次にフィルターカートリッジをフィルター
ハウジングにセットした後、８０℃の温水を約３０分間
通水し、その後、冷却の為、２０℃の常温水を１０分間
通水した。

【００３２】フィルターハウジングから水を抜き、フィ
ルターカートリッジの各セル間の変形度合いを観察し
た。

【００３３】外周部のインジェクション成形部が対称構
造の図１のセルを使用したカートリッジフィルターは、
図３の様にセル５間の変形が不均一となり、セル同士が
密着しているところと極端に離れた所が出来た。

【００３４】外周部のインジェクション成形部が非対称
構造である図２のセルを使用した本発明のカートリッジ
フィルターは、図４及び図５の様にセル５間の変形が均
一となり、図３の様にセル５同士が密着することは全く
生じなかった。このことにより、セル５を構成する外周
部のリング形状を非対称とすることによって、変形する
方向のコントロールが可能であることが証明された。

【００３５】実施例２ 上記の熱変形したフィルターカートリッジについて、フ
ィルターの寿命試験を実施した。

【００３６】寿命試験は、対称構造（図３）と非対称構
造（図４及び図５）のフィルターカートリッジについ
て、下記の加速試験条件にて、初期流量性とフィルター
寿命とを測定することにより行った。

【００３７】本発明の非対称構造のフィルターについて
は、図５の凸形の変形と図６の凹形の変形の両方につい
ての性能差を確認した。

【００３８】試験条件 流体 ：水＋ＣＭＣ（粘度：５ｃｐ） 流量 ：０．４トン／ｈｒ／ｍ^２ 試験ダスト：ＪＩＳ１１種 試験終了圧力：差圧として１００ｋＰａ

【００３９】

【表１】 上記の様に変形をコントロールした本発明の非対称構造
のフィルターは、従来の対称構造のフィルターと比べ
て、フィルター寿命を２倍以上に延ばすことが出来た。
このことにより、各セル５間の間隔を一定に保つこと
が、フィルター寿命に大きく影響していることが証明さ
れた。

【００４０】また、セルの変形を凹形にすることによっ
て、セル間に溜まっているエアーの抜けが良くなるた
め、初期流量性及びフイルター寿命のが更に大きく改善
することが立証された。

【００４１】本発明によれば、リングの重量がパーティ
ングラインを中心とし、上下で異なるようにしているの
で、各フィルタセルは一定の方向に変形するから、変形
によりセル同士がくっついたり、離れすぎたりする現象
を回避することが出来る。

【００４２】また、リングの樹脂重量が少ない側に凸部
を形成すれば、この凸部がストッパーになるので、フィ
ルタセルが異なる屈曲度合いで変形しても、各セル間を
一定の間隔に保つことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のべた如く、本発明のうち請求項１
に記載の発明によれば、ディスクフィルターカートリッ
ジのフィルタセルの変形による密着を防止することがで
きるという従来解決できなかった課題を解決することが
できる。その結果、フィルター寿命を延ばすことが出来
るほか、各セルへの通水量が一定となり、流量抵抗を少
なくすることができると共に温水が各セル間に均一に流
れるため、フィルターの滅菌も均一にできるという絶大
な効果を奏する。

【００４４】また、請求項７に記載の発明によれば、フ
イルターセルを所定の方向に変形させることが出来るの
で、これを使用することによって請求項１に記載のディ
スクフィルターカートリッジを形成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のフィルタセルを示す一部断面図である。

【図２】本発明のフィルタセルを示す一部断面図であ
る。

【図３】従来のディスクフィルタの変形した状態を示す
側面図である。

【図４】本発明のディスクフィルタの変形した状態を示
す側面図である。

【図５】本発明の他のディスクフィルタが変形した状態
を示す側面図である。尚、図３〜図５において、積層し
たフイルタセルの枚数は、実際は１６枚である。

【符号の説明】

１………上部濾紙 ２………下部濾紙 ３………スペーサー ４………リング ４′………上下で非対称のリング ５………フィルタセル ６………パーティングライン ７………凸部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク状濾過材の外周部をリングでシー
   ルしたフイルターセルを多段に積層したディスクフイル
   ターカートリッジにおいて、前記リングの重量を、パー
   ティングライン（前記濾過材の張り合わせ部）を中心と
   し、上下で異なるようにして、フイルターの使用時にお
   ける前記各フイルタセルの変形を、同方向にコントロー
   ルしたことを特徴とするディスクフイルターカートリッ
   ジ。
2. 【請求項２】使用時に前記各セル間を所定の間隙に保つ
   ように、前記変形をコントロールする請求項１に記載の
   フイルターカートリッジ。
3. 【請求項３】前記外周部をシールするリングを、樹脂に
   よるインジェクション成形によって形成してなる請求項
   １又は２に記載のフイルターカートリッジ。
4. 【請求項４】前記ディスクが凹状に変化する側の前記リ
   ングに凸部を設け、前記セルが変形した場合に、前記凸
   部がストッパーになって各セル間を所定の間隙に保つよ
   うに形成してなる請求項１又は３に記載のフイルターカ
   ートリッジ。
5. 【請求項５】前記変形を、各セルが凹状に変形するよう
   に前記リングの上下の重量をコントロールしてなる請求
   項１〜４のいずれか１項に記載のフイルターカートリッ
   ジ。
6. 【請求項６】前記濾過材が、濾紙または焼成濾過材であ
   る請求項１〜５のいずれか１項に記載のフイルターカー
   トリッジ。
7. 【請求項7】ディスク状濾過材の外周部をリングでシー
   ルしたフイルターセルの該リングの重量を、パーティン
   グライン（前記濾過材の張り合わせ部）を中心とし、上
   下で異なるようにして、フイルターの使用時におけるフ
   イルタセルの変形を、所定の方向にコントロールしたこ
   とを特徴とするフイルターセル。