JP2006506219A - フィルタモジュール - Google Patents

Abstract

本発明はフィルタモジュール１に関する。このフィルタモジュール１は、第１の開口端と第２の開口端とを備えたハウジング２と、ハウジング２内に配置され膜４を収容するための膜ホルダ３とを備えている。膜４は、実質的に第１の開口端と第２の開口端との間を伸び、膜ホルダ３はハウジング２の内壁部に配置されている。本発明は、さらに、フィルタモジュールを組み立てる方法に関する。この方法は、ヒンジ結合可能に長手方向に互いに接続された複数の長手の基本エレメント８を備えた組立装置７を準備するステップと、膜ホルダ３を準備するステップと、膜ホルダ３に膜４を充填するステップと、膜が充填された膜ホルダ３を基本エレメント８に滑動可能に配置するステップと、配置された膜ホルダ３をまとめて折りたたむステップと、膜が充填された膜ホルダ３を基部エレメント８からフィルタハウジング２内に滑動させるステップとを含んでいる。

Description

本発明はフィルタモジュール（filter module）に関するものである。このようなフィルタモジュールは、パイプ内に膜（membrane）を配置するのに用いられ、これにより例えば飲料水を濾過することができる。フィルタモジュールは、その壁部が多孔性（porous）である中空の毛細管膜を収容している。濾過すべき液体は、膜内に流入し、多孔性の壁部を通って排出される。ここで、汚染物質はこの壁部内に残留する。

このようなフィルタモジュールの製作においては、膜はハウジング内に配置される。ここで、膜を固定するために、モジュールの端部には合成樹脂が配置される。この後、端部表面は切除され、これにより、膜の固定は維持され、膜を通しての流れが可能となる。

配置時に、膜はホルダによって所定の位置に保持される。このホルダは、膜から半径方向に流れている水がフィルタモジュールから去ることができるように膜を配置することを確実にする。

膜を配置することができる別のホルダも知られている。これらのホルダは、通常は膜が充填され、さらにフィルタモジュールのハウジング内に押し込まれ、この後合成樹脂が配置される。

これらのホルダの充填と、ハウジング内へのホルダの配置とを自動化することが１つの課題である。ホルダ内に膜を閉じ込め、これに続いてホルダをハウジングに対して位置決めするのに必要な作業や、この後にホルダをハウジング内に押し込む作業は、自動化することが困難である。

それゆえ、本発明の目的は、膜を容易に充填することができ、これらの充填作業を容易に自動化することができるフィルタモジュールを提供することである。

この目的は、本発明に係るフィルタモジュールによって達成される。このフィルタモジュールは、第１の開口端と第２の開口端とを備えたハウジングと、ハウジング内に配置された、膜（membrane）を収容するための膜ホルダ（membrane holder）とを備えている。膜は、実質的に第１の開口端と第２の開口端との間を伸びている。膜ホルダは、ハウジングの内壁部に配置されている。

膜ホルダが内壁部に配置されているので、各膜ホルダは、個別に膜を充填する（fill）ことができ、ハウジング内に個別に配置することができる。これは、フィルタモジュールのハウジング全体に膜を充填するための作業を単純化する。

本発明の１つの実施態様に係るフィルタモジュールにおいては、膜ホルダが複数の長手の側部（elongate sides）を備えていて、該膜ホルダが上記長手の側部（longitudinal sides）を介して互いに接続されている。

本発明の好ましい実施態様に係るフィルタモジュールにおいては、膜ホルダの少なくとも２つの長手の側部が、該膜ホルダを曲げて開く（bend open）ために、互いに離間させる（disconnect）ことができるようになっている。これは、このような膜ホルダの自動的な充填を単純化する。そして、膜ホルダは、曲げて開くことができる。この後、膜を膜ホルダ内に配置することができ、膜をホルダ内に長手方向に押し込む必要はない。

本発明のもう１つの好ましい実施態様においては、少なくとも１つの長手の側部が、長手方向に伸びる通路（channel）を備えている。このような通路は、フィルタモジュールのバイパス（bypass）として用いることができる。複数のフィルタモジュールが連続的にパイプ内に配置される場合、洗浄のための液体の一部がさらに後側に存在するフィルタモジュールを通り抜けることを可能にする点で有利である。このようなフィルタモジュールを備えたフィルタ装置（filter installation）の流れ抵抗は、これにより低減される。膜は、フィルタモジュール中の流れ方向を反転させることにより、定期的に洗浄される。この状態においては、バイパスは、勢いよく流れる残渣（residue）を伴った水を迅速に排出するのに役立つ。

さらにもう１つの実施態様においては、長手の側部には、少なくとも部分的に穴があけられている。膜から半径方向に（radially）流出する液体は、これにより、より容易に流出することができる。

さらなる実施態様においては、長手の側部に、膜ホルダ間に予め設定された距離を確実に保つためのスペーサが設けられている。フィルタモジュールの流れ抵抗は、これによっても低減される。

さらにもう１つの好ましい実施態様においては、膜ホルダが、結合手段（coupling means）によって、ハウジングの内壁部に配置されている。

結合手段が長手方向に伸びる少なくとも１つのリブを備える一方、膜ホルダが長手方向に伸びる少なくとも１つの溝部を備えているのが好ましい。これにより、膜ホルダをハウジング内に長手方向に押し込むことができる。

結合手段が長手方向に伸びる少なくとも２つのリブを備える一方、少なくとも１つの膜ホルダのいずれか１つの側部に、長手方向に伸びる溝部が設けられ、溝部間の距離がリブ間の距離と実質的に同一であってもよい。

本発明は、さらに、本発明に係るフィルタモジュールを組み立てる方法を含んでいる。この方法は、ヒンジ結合可能に（hingedly）長手方向に互いに接続された複数の長手の基本エレメント（basic element）を備えた組立装置（assembling device）を準備する（provide）ステップと、膜ホルダを準備するステップと、膜ホルダに膜を充填するステップと、膜が充填された膜ホルダを基本エレメントに滑動可能に配置するステップと、配置された膜ホルダをまとめて折りたたむ（fold）ステップと、膜が充填された膜ホルダを基部エレメントからフィルタハウジング内に滑動させるステップとを含んでいる。

このような方法でもって、膜ホルダを、容易に充填することができ、組立装置に配置することができる。この後、全ての膜ホルダが、好ましく単一の作業で、ハウジング内に押し込まれる。

以下、添付の図面を参照しつつ、さらに本発明の諸々の特徴を説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るフィルタモジュール１を示している。このフィルタモジュール１はハウジング２を有している。ハウジング２内には膜ホルダ３が配置され、この膜ホルダ３内には多数の膜４が配置されている。各ホルダ３は溝部５を有し、この溝部５でもって膜ホルダ３が、ハウジングの内側の係合リブ６上に配置されている。

図２は、これでもってフィルタホルダ３に膜４を充填することができる組立装置７（assembling device）を示している。この実施の形態においては、組立装置７は、互いにヒンジ結合された４つのパーツ８（parts）を有し、各パーツにおいてはその上に１つのホルダ３を配置することができる。各ホルダ３は、３つの側部をもつ第１パーツ９を有し、これらの側部は外向きに曲げられて（bent outward）膜４をパーツ９内に配置することを可能にしている。ホルダ３の第１パーツ９は、長手方向に伸びる中空のキャップ１０で閉じられる。この中空のキャップ１０はまた、後でさらに説明するとおり、バイパス通路を形成する。第１パーツ９は、溝部１１を備えた各側部に設けられ、この溝部でもってホルダ３を組立装置７上に滑動可能に（slidably）保持することができる。

図３において、組立装置７は、閉じられた状態（position）で示されている。そして、組立装置７は、ホルダ３の溝部５がリブ６と直線状に並ぶようにハウジング２の前に配置される。この後、膜が充填されたホルダ３は、本体部としてハウジング２内に押し込まれる。

図４Ａ及び図４Ｂは、図１〜図３に係る実施の形態を示している。

膜ホルダ３は、第１パーツ９とその上に配置されたキャップ１０とで構成されている。キャップ１０は中空であり、これによりフィルタモジュール内にバイパスが設けられる。第１パーツ９には、膜３からその半径方向（放射状）に出た液体流れが、ホルダ３から容易に流出できるように、開口部２３が設けられている。

図５Ａ及び図５Ｂは、第２の実施の形態に係る膜ホルダ２１を示している。ここでは、フィルタモジュール１に対応する各構成要素には、同一の参照番号が付されている。膜ホルダ２１の外側にはスペーサ２５が配置されている。その結果、異なる膜ホルダ２１間に、ある一定の距離を保つことが確実化され、濾過された液体の排出が大きく妨げられることはない。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係るフィルタモジュール３０を示している。このフィルタモジュール３０は、前記の各実施の形態と大部分は共通である。しかしながら、フィルタモジュール３０は、リブ３２が設けられた膜ホルダ３１を有している。これらのリブ３２は、ハウジング３３の溝部内で案内（guide）される。膜ホルダ３１には、中空のキャップ３４が設けられている。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の第４の実施の形態に係るフィルタモジュール３５を示している。このフィルタモジュール３５は、ホルダ３６が中空でないキャップ３７を有する点で、フィルタモジュール３０と区別される。

図８Ａは、フィルタモジュール１の断面を示している。このフィルタモジュール１はハウジング２を有し、このハウジング２内には膜ホルダ３と膜４とが配置されている。ハウジング２の両端部は、合成樹脂の栓４０（plug）によって封止されている。膜４は、これらの栓４０を通って伸び、その結果、洗浄のための液体Ｖを供給することができる。液体Ｖは、膜４から半径方向に流れ、ホルダ３に入る。この後、液体Ｖは穴部２３（perforation）を通って中央の排水通路４１に流入することができる。

図８Ｂはフィルタモジュール２０を示している。これは、両方の栓を通って伸びるバイパス通路２２が設けられている点で、図８Ａに示す実施の形態と区別される。洗浄のための液体Ｖは、この通路を経由して、さらに後側に配置されたフィルタモジュールに直接流れることができ、このため流れ抵抗が増加することはない。

図９Ａ〜図９Ｃは、本発明に係るフィルタモジュールのための３つの異なる実施の形態に係るハウジング５０、５１、５２を示している。これらのハウジング５０、５１、５２は中空の壁部を有している。これらの空洞部５３、５４、５５（cavity）は、それぞれ、バイパス通路として用いることができる。

ハウジング５２の空洞部５５は、内部にこのようなフィルタモジュールが配置された圧力容器（pressure vessel）と協働して、このようなバイパス通路を形成している。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明のさらなる実施の形態に係るフィルタモジュールのための膜ホルダ６０、６１を示している。膜ホルダ６０は、バイパスとして機能することができる通路６３が設けられた第１パーツ６２を備えている。パーツ６２の上にはキャップ６４が配置され、その結果、膜６５をキャップ６４とパーツ６２との間に保持することができる。パーツ６２及びキャップ６４の側部には穴があけられている（perforated）。さらに、キャップ６４の上には溝部６６が設けられている。この溝部６６でもって、膜ホルダをパイプの内側に固定することができる。

図１０Ｂは、変形例に係る膜ホルダ６１を示している。この膜ホルダ６１は、その大部分は膜ホルダ６０と共通である。その違いは、パーツ６７内にはもはやバイパス通路が設けられていない点である。

図１１は、本発明に係るさらにもう１つの膜ホルダ７０を示している。この膜ホルダ７０は、その大部分は図１０Ａに示す膜ホルダ６０と共通である。それゆえ、対応するパーツには同一の参照番号が付されている。膜ホルダ７０においては、パーツ６２及びカバー６４は、直線状のヒンジ７１（linear hinge）を介してヒンジ結合により互いに接続されている。このヒンジは、機械的なヒンジ、弾性的な（elastic）ヒンジ又はフィルムヒンジ（film hinge）であってもよい。

図１２は、パイプ８０内に配置されたフィルタモジュールを示している。このフィルタモジュールは、図５Ｂに示す膜ホルダ２１と同一の膜ホルダで構成されている。パイプ８０の内側にはリブは設けられていない。しかし、パイプ８０の内部の寸法は、挿入された状態において、膜ホルダ２１がパイプ８０の内壁にぴったりフィットし（fit snugly）、かつ互いに近接してフィットするように設定されている。

図１２に示す実施の形態は、図２及び図３に示すように、組立装置でもって非常に容易に組み立てることができる。膜ホルダ２１の溝部５は、組立装置７の上の個々の膜ホルダ２１を保持するのに用いられる。この組立装置７によれば、それらをパイプ８０内に直接押し込む（push）ことができ、ここで異なる膜ホルダ２１は、互いにぴったりフィットし、かつパイプ８０の内壁部８１にぴったりフィットする。

本発明の実施の形態に係るフィルタモジュールの斜視図である。 本発明に係るフィルタモジュールを組み立てるための装置の斜視図である。 閉じられた位置における、図２に示す組立装置を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 図１〜図３に示す実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 図１〜図３に示す実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の実施の形態に係るフィルタモジュールの長手方向の断面を示す図である。 本発明の実施の形態に係るフィルタモジュールの長手方向の断面を示す図である。 本発明の実施の形態に係るフィルタモジュールのためのチューブを示す図である。 本発明の実施の形態に係るフィルタモジュールのためのチューブを示す図である。 本発明の実施の形態に係るフィルタモジュールのためのチューブを示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 本発明の第６の実施の形態に係るフィルタモジュールを示す図である。 その中にフィルタモジュールが配置されたパイプを示す図である。

符号の説明

１ フィルタモジュール、２ ハウジング、３ 膜ホルダ、４ 膜、５ 溝、６ リブ、７ 組立装置、８ パーツ、９ パーツ、１０ 中空キャップ。

Claims (11)

1. 第１の開口端と第２の開口端とを備えたハウジングと、
   上記ハウジング内に配置された、膜を収容するための膜ホルダとを備えていて、
   上記膜が実質的に上記第１の開口端と上記第２の開口端との間を伸び、上記膜ホルダが上記ハウジングの内壁部に配置されているフィルタモジュール。
2. 上記膜ホルダが複数の長手の側部を備えていて、該膜ホルダが上記長手の側部を介して互いに接続されている、請求項１に記載のフィルタモジュール。
3. 上記膜ホルダの少なくとも２つの長手の側部が、該膜ホルダを曲げて開くために、互いに離間させることができるようになっている、請求項２に記載のフィルタモジュール。
4. 少なくとも１つの長手の側部が、長手方向に伸びる通路を備えている、請求項２又は３に記載のフィルタモジュール。
5. 上記長手の側部に、少なくとも部分的に穴があけられている、請求項２〜４のいずれか１つに記載のフィルタモジュール。
6. 上記長手の側部に、上記膜ホルダ間に、予め設定された距離を確実に保つためのスペーサが設けられている、請求項２〜５のいずれか１つに記載のフィルタモジュール。
7. 上記膜ホルダが、結合手段によって、上記ハウジングの内壁部に配置されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載のフィルタモジュール。
8. 上記結合手段が長手方向に伸びる少なくとも１つのリブを備える一方、上記膜ホルダが長手方向に伸びる少なくとも１つの溝部を備えている、請求項７に記載のフィルタモジュール。
9. 上記結合手段が長手方向に伸びる少なくとも２つのリブを備える一方、少なくとも１つの膜ホルダのいずれか１つの側部に、長手方向に伸びる溝部が設けられ、溝部間の距離がリブ間の距離と実質的に同一である、請求項７に記載のフィルタモジュール。
10. 第１の開口端と第２の開口端とを備えたハウジングと、
    上記ハウジング内に配置された、膜を収容するための膜ホルダとを備えていて、
    上記膜が、実質的に上記第１の開口端と上記第２の開口端との間を伸び、上記膜ホルダが、互いに対向して存在するとともに、内壁部に対向して存在しているフィルタモジュール。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載されたフィルタモジュールを組み立てる方法であって、
    ヒンジ結合可能に長手方向に互いに接続された複数の長手の基本エレメントを備えた組立装置を準備するステップと、
    膜ホルダを準備するステップと、
    膜ホルダに膜を充填するステップと、
    膜が充填された膜ホルダを、基本エレメントに滑動可能に配置するステップと、
    配置された膜ホルダをまとめて折りたたむステップと、
    膜が充填された膜ホルダを、基本エレメントからフィルタハウジング内に滑動させるステップとを含む方法。

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