JP2005152755A - 液体濾過フィルター - Google Patents

Abstract

【課題】従来型のコイル状エレメントに比較して、濾過性能に優れ、極めて耐久性に富み、且つ、経済的に優れた液体濾過フィルターを提供する。
【解決手段】多数の合成樹脂製の輪状片２を互いに重ね合わせて筒状体２ａとなし、該筒状体の中心部又は外周部に支持部材３を設けて前記の輪状片を固定した部材において、前記の輪状片の隣接面に突起部２１を備え、該突起部が隣接する輪状片の間に介在して、隣接する輪状片相互間に僅かな間隙が形成され、該間隙部Ｇに濾過助剤又は／及び被濾過物質を保持するように構成されてなる。前記の輪状片２に変えて、外周縁部に輪状片の肉厚部よりも薄い鍔部２５を設けた鍔付き輪状片を適宜間隔をおいて割り込ませてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、濾過助剤等を用いて液体中に存在する不純物を濾過するフィルターであって、例えば、上下水、工業用水、液体食品などを濾過するのに使用する液体濾過フィルターに関する。

従来、金属製のコイルバネ型の液体濾過フィルターエレメントは公知である。本願出願人は、下記特許文献１に示す特許において、円弧状外面に突起部を有するコイル状に巻回されたエレメントであって、この突起部が隣接輪との間に介在することによって隣接輪相互間に間隙が形成され、この間隙部に濾過助剤が付着してなる液体濾過フィルターエレメントに関する発明を開示した。前記発明に係る液体濾過フィルターエレメントは、従来型フィルターエレメントの中空管に設けられたラセン状ガイド溝が不要となり、液体流入間隙の精度を高めて濾過性能を長期に維持する点において優れていることは広く世に認められているところである。しかし、金属性のフィルターエレメントは、酸や塩分の多い腐食性液体等を長期間濾過することにより腐食しやすく、また、コイル状エレメントの一部が腐食乃至損傷した際に、コイル状エレメント全体を交換しなければならないという問題があった。
特許第３１２４９０１号公報

本発明は、前記の問題点を解消するために、耐蝕性を備えた素材を用いるとともに、従来型のコイル状エレメントに代えて、輪状片を互いに重ね合わせて筒状体となすことによって、輪状片の一部が損傷した場合でもその損傷を受けた一部の輪状片のみを交換するだけでよく、しかも前記の腐食性液体等を長期間濾過しても腐食することはなく、従来型のコイル状エレメントに比較して極めて耐久性に富み、且つ経済的に優れた液体濾過フィルターを提供することを主たる目的とするものである。

即ち、前記の課題を解決するために、本発明は、多数の合成樹脂製の輪状片を互いに重ね合わせて筒状体となし、該筒状体の中心部又は外周部に支持部材を設けて前記の輪状片を固定した部材において、前記の輪状片の隣接面に突起部を備え、該突起部が隣接する輪状片の間に介在して、隣接する輪状片相互間に僅かな間隙が形成され、該間隙部に濾過助剤又は／及び被濾過物質を保持するように構成されてなることを特徴とする液体濾過フィルターとする（請求項１）。

また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の輪状片は、縦断面が楕円状、流線形状、紡錘形状、円形状又は多角形状の何れかからなることを特徴とする前記の液体濾過フィルターとすることが好ましい（請求項２）。

また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の輪状片は、その内側に前記支持部材を係止させるための係止部を備えると共に、該係止部の左右両側乃至左右何れか一方の側に輪状片の肉厚部よりも薄い肉厚の識別部を設け、前記輪状片を重ね合わせたときに該識別部によって前記輪状片の突起部のある面が同一方向に向いていることを確認できるように構成されてなる前記の液体濾過フィルターとすることが好ましい（請求項３）。

また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の輪状片の外周縁部に輪状片の肉厚部よりも薄い肉厚の鍔部を設け、該複数枚の鍔付き輪状片を、多数の鍔の無い輪状片を連続して重ね合わせたその中間に、互いに間隔をおいて割り込ませて筒状に構成したことを特徴とする前記の液体濾過フィルターとすることが好ましい（請求項４）。

本発明の液体濾過フィルターは、前記のように多数の合成樹脂製の輪状片を互いに重ね合わせて筒状に構成することによって、前述の通り、仮に使用中に輪状片の一部が損傷した場合でもその損傷を受けた一部の輪状片のみを交換すればよく、従来型のコイル状エレメント全体を交換するよりも経済的である。また、製造時において、従来型のコイル状エレメントの一部に欠点があった場合、当該欠点のあるコイル状エレメント全体が不良品となり経済的なロスが大きいのに比較して、輪状片一個に欠点があっても、係る一個当たりの対価は低廉であり、製造時のコストに占める不良率を低減し経済的メリットは大きい。しかも、濾過する液体が酸や塩分の多い腐食性液体であっても腐食することなく耐久性の向上が図られる。

また、従来型コイル状エレメントと同様に、液体流入間隙の精度が高く、濾過性能が長期に維持される点において優れており、輪状片を何回着脱しても液体流入間隙は変化しない。また、液体を逆流入して洗浄する際に洗浄が容易且つ確実にできるので、雑菌が繁殖し難く清潔に維持できる。また、鍔付き輪状片を使用したものは、濾液の流通が停止したときに、濾過助剤等がフィルターの下方に落下することを防止できるので、濾液の流通を再開したときに早期に正常な濾過状態に移行でき、効率的である。更に、輪状片の断面を楕円状、流線形状、円形状又は多角形状など種々変えることによって、個々の濾過に適応する濾過能力の向上が図られる利点がある。

本発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態と略称する）について、図面に基づいて以下に説明する。図１（ａ）は、本発明に係る液体濾過フィルターを例示する平面図であって、同（ｂ）は、その正面視部分断面図である。図２（ａ）は、前記液体濾過フィルターを構成する合成樹脂製の輪状片を示す縦断面図であり、同（ｂ）は、その平面図である。図３は、図２（ｂ）の各切断線における拡大断面図である。以下にこの実施の形態に係る液体濾過フィルターについて詳細に説明する。

図１において、１はこの実施の形態に係る液体濾過フィルターであって、多数の合成樹脂製の輪状片２を互いに重ね合わせて筒状体２ａとなし、該筒状体２ａの中心部に、横断面がＹ字状からなる支持部材３を挿通し、該支持部材３の一端を固定用ナット４，４によって締め付けて輪状片２を固定してなる。前記筒状体２ａの何れか一方の端部には、筒状体２ａの中空部と連通する濾液排出口５があり、他端は密閉されている。前記液体濾過フィルター１の使用方法としては、例えば、前記液体濾過フィルター１を開放型の水槽に浸漬し、濾液を前記の濾液排出口５から吸引するか、又は、前記液体濾過フィルター１を密閉型の容器に封じ込めて、この容器の一方をポンプ又は水道の蛇口に取付け、筒状体２ａの外側から水圧で濾液を筒状体２ａの内部に押し出して、濾液排出口５から排出するように構成することもできる。

図２に示す輪状片２は、断面が流線形で扁平なリング状をなし、その何れか一方の面には、突起部２１が複数箇所にほぼ等間隔に設けてある。輪状片２の内側に位置し、前記突起部２１の両側に前記支持部材３を係止させるための係止部２２を設け、この係止部２２の何れか一方の側に接して、輪状片２の肉厚部の最大値よりも薄い肉厚の識別部２３が設けてある。係止部２２の中央にはＹ字状支持部材３の稜線部を嵌合する凹部が形成されている。支持部材３が係止部２２に嵌合された状態で、何れの輪状片２に設けられている識別部２３も支持部材３の稜線部に対して同一の側に位置していれば、全ての輪状片２の突起部２１のある面が同一の向き（上向き）になっていることが確認できる。同一側に位置しているか否かは、目視により、又は光センサーや治具などによって容易に確認できる。また、前記の識別部２３は、係止部２２に対して左右両側に、例えば大きさや形状の異なる識別部を設けてもよい。更に、識別部２３は、前記の識別機能以外に、液体を逆流させてフィルターを洗浄する際に、筒状体２ａ内の流動する液体を受けて間隙部２５から外部に弾き出す案内板の役目を果たし、これによって間隙部２５に詰まった物質を液体と共に効率よく取り除くことによって洗浄効果をより向上させることができるのである。

図３は、図２の輪状片２の縦断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ線拡大断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線部分拡大断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線拡大断面図である。図３（ｃ）に示すとおり、輪状片２の肉厚部の縦断面は、外側より内側にかけて薄くなる流線形の先端部を丸く切断した形状（以下「流線形状」と略称する）をなしており、突起部２１は、図３（ａ）及び（ｂ）に示す通り、前記の肉厚部２４の最大肉厚よりもやや厚く、且つ、上面が平面状に形成されているので、輪状片２を重ね合わせたときに各輪状片２は、ほぼ水平状に保持されることとなる。

そして、この肉厚部２４の最大肉厚と突起部２１の肉厚との間に生じた微小なギャップが濾液通路としての間隙部Ｇを構成する。間隙部Ｇの大きさは、濾過される液体乃至濾過助剤等に応じて、突起部２１の高さを適宜変えて約５〜３００μｍ位の範囲において設定されることが好ましい。図８に示すように、濾過される液体は、筒状体２ａの外側から入り、輪状片２同士の僅かな間隙部Ｇで濾過され、濾液は支持部材３と筒状体２ａの間を通って濾液排出口５から流出するようになっている。

濾液が抜ける筒状体２ａの内側に向かう間隙は、内側に向かうほど徐々に広くなる緩やかなテーパー状に開口しているので、濾液は渦流が抑制され、層流となって抜けるため、濾液の流速は減速することなく、濾過能力が向上するのである。一方、濾過されようとする液体が入り込む側の間隙部Ｇは、輪状片２の肉厚部２４を構成する曲面に沿って開口しているので、濾過助剤等は、厚肉部側の間隙部Ｇの手前周辺に保持され間隙部の間に挟まれにくく、液体を逆流させてフィルターを洗浄する際に、濾過助剤等が容易に離脱しやすくなる。また、輪状片２の縦断面の形状は、前記流線形状以外に楕円状、紡錘形状、円形状又は多角形状のものでもよく、濾過する液体の種類や濾過助剤等によって適宜使い分けることが好ましい。

前記の輪状片２を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン乃至ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチロール、ポリアクリロニトリル、その他のアクリル系樹脂、フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂、或いは、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケイ素樹脂等の熱硬化性樹脂の何れか又はこれらの合成樹脂のブレンド乃至共重合体等であって、耐熱性、耐水性、耐油性等を有するものが好ましい。また、必要に応じて前記合成樹脂に着色剤、充填剤、抗酸化剤、熱安定剤、抗菌剤、各種加工助剤等の添加剤を混合してもよい。輪状片２の製造方法は特に限定されるものではないが、射出成型法、熱プレス法、トランスファー成型法などによって成形することが可能である。

上記濾過助剤として用いられる材料としては、ケイ藻土及び添加物として、パルプ、活性炭、花崗岩、セラミック、各種樹脂、ガラス、金属、金属酸化物類等の微粒物や粉状物が濾過する液体乃至濾過する目的に応じて用いられる。また、濾過しようとする液体に混入している物質で、濾過して取り除かれる物質である、所謂被濾過物質を前記濾過助剤とともに、或いは単独で濾過助剤として使用することもできる。液体を前記の濾過助剤乃至被濾過物質の間を通過させることによって濾過作用を向上させるとともに、脱臭作用や脱色作用、イオン化した重金属類の吸着作用などを兼ねることもできる。

次に、図４〜図６は、前記の輪状片２の周縁部に輪状片の肉厚部の最大肉厚よりも薄い肉厚の鍔部２５を設けた鍔付き輪状片２’を示す。図４は、前記の鍔付き輪状片２’を多数の鍔の無い輪状片２を連続して重ね合わせたその中間に、互いに間隔をおいて割り込ませて構成してなる筒状体２ａを示す。前記鍔部２５は、濾液の流通が停止したときに、濾過助剤や被濾過物質を受け止めて、濾過助剤等がフィルターの下方に落下することを防止し、もって濾液の流通を再開したときに濾過助剤等が前記鍔部２５から濾液の流れに乗って間隙部Ｇ近傍に集められるので、早期に正常な濾過状態に移行できるのである。

＜実施例１＞
懸濁重合（suspention polymerization）による平均重合度Ｐ７００〜Ｐ８００のポリ塩化ビニルを素材とする輪状片２を射出成形によって作成した。 輪状片２は、前記実施の形態及び図１〜図４に記載したものとほぼ同様であって、外径が約２５ｍｍ、肉厚部の最大厚みが約１ｍｍ、肉厚部２４の最大肉厚と突起部２１の肉厚との差を約０．０４５ｍｍとした。次に、この輪状片２を突起部２１が形成されている面を上向きにして、断面がＹ字状の支持部材３に挿通した後、該支持部材３の両端を固定用ナット４，４によって締め付けて輪状片２を固定し、筒状体２ａからなる液体濾過フィルターを得た。前記支持部材３は、懸濁重合による平均重合度Ｐ１０００〜Ｐ２３００のポリ塩化ビニルを押出成形によって形成したものを用いた。

＜実施例２＞
前記の実施例１において、輪状片２の外周縁部に輪状片の肉厚部よりも薄い肉厚（約０．４〜０．５ｍｍ）の鍔部を設けた以外は、前記実施例１と同様の鍔付き輪状片２’を得た。この鍔付き輪状片２’を鍔の無い複数枚の輪状片２の中間に適宜の間隔をおいて割り込ませた以外は実施例１と同様の筒状体２ａからなる液体濾過フィルターを得た。

図８は、液体濾過フィルターの実験装置を示す説明図である。フィルターを開放型の水槽７に浸漬し、濾過された濾液を前記の濾液排出口５からモーターＭに連結されたポンプＰで吸引して再び前記水槽に戻して循環するように構成した。濾過助剤にはケイ藻土を主体としたものを用いた。実施例１及び実施例２によって得られた液体濾過フィルターと、比較例として従来の金属製コイル状エレメントからなるフィルターを、前記の濾過装置にそれぞれ交換可能に取り付けて濾過試験を行った。その結果、実施例１のフィルターは、比較例のものと比較して、濾過時間並びに濾過後の濾液の純度の何れにおいても遜色なく優れており、実施例２のフィルターは、装置を一旦停止後に再開した場合に定常状態に戻るまでの時間が早く、その分、濾過時間が短縮できることが確認できた。本実施例にかかるフィルターが酸や塩分の多い濾液によって腐食され難い点についても、長時間の濾過試験によって確認されている。

本発明の液体濾過フィルターは、前記のように構成することによって、濾過の性能と耐腐食性に優れ、製造コストとメンテナンスの点においても経済的に優れており、工業用のみでなく一般家庭においても利用価値が極めて高い。

（ａ）は、実施例１に係る液体濾過フィルターを例示する平面図であり、（ｂ）は、その正面視、部分断面図である。 （ａ）は、輪状片を例示する断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ線拡大断面図であり、（ｂ）は、同Ｂ−Ｂ線部分拡大断面図であり、（ｃ）は、 同Ｃ−Ｃ線拡大断面図である。 （ａ）は、実施例２に係る液体濾過フィルターを例示する平面図であり、（ｂ）は、その正面視、部分断面図である。 （ａ）は、鍔付き輪状片を例示する断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、図５（ｂ）のＡ−Ａ線拡大断面図であり、（ｂ）は、同Ｂ−Ｂ線部分拡大断面図であり、（ｃ）は、 同Ｃ−Ｃ線拡大断面図である。 （ｂ）は、支持部材の正面図であり、（ａ）は、図（ｂ）のＸ−Ｘ線横断面図であり、（ｃ）は、固定用ナットを例示する正面図である。 フィルターの実験装置を示す説明図である。

符号の説明

１：液体濾過フィルター、２：輪状片、２’：鍔付き輪状片、２ａ：筒状体、
２１：突起部、２２：係止部、２３：識別部、２４：肉厚部、２５：鍔部、
３：支持部材、４：固定用ナット、５：濾液排出口、６：フィルター実験装置、７：水槽、Ｐ：ポンプ、Ｍ：モーター、Ｇ：間隙部

Claims (4)

1. 多数の合成樹脂製の輪状片を互いに重ね合わせて筒状体となし、該筒状体の中心部又は外周部に支持部材を設けて前記の輪状片を固定した部材において、前記の輪状片の隣接面に突起部を備え、該突起部が隣接する輪状片の間に介在して、隣接する輪状片相互間に僅かな間隙が形成され、該間隙部に濾過助剤又は／及び被濾過物質を保持するように構成されてなることを特徴とする液体濾過フィルター。
2. 前記の輪状片は、縦断面が楕円状、流線形状、紡錘形状、円形状又は多角形状の何れかからなることを特徴とする請求項１記載の液体濾過フィルター。
3. 前記の輪状片は、その内側に前記支持部材を係止させるための係止部を備えると共に、該係止部の左右両側乃至左右何れか一方の側に輪状片の肉厚部よりも薄い肉厚の識別部を設け、前記輪状片を重ね合わせたときに該識別部によって前記輪状片の突起部のある面が同一方向に向いていることを確認できるように構成されてなる請求項１記載の液体濾過フィルター。
4. 前記の輪状片の外周縁部に輪状片の肉厚部よりも薄い肉厚の鍔部を設け、該複数枚の鍔付き輪状片を、多数の鍔の無い輪状片を連続して重ね合わせたその中間に、互いに間隔をおいて割り込ませて筒状に構成したことを特徴とする請求項１記載の液体濾過フィルター。
   

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