JP2008119579A - ろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目開きのサイズを安定化させて高精度なろ過機能を発揮することができ、フィルタ部に目詰まりが生じても分解，洗浄して再使用できるろ過装置を提供する。
【解決手段】ろ過装置１のフィルタ部１０は、複数枚重なり合って積層構造をなし複数の凸部が配置されるろ過板材１６と、押圧手段１７とを有している。押圧手段は、複数枚のろ過板材を軸線ＣＬ方向の両側から押圧して、ろ過板材全体を分解可能に一体化している。各凸部の位置で、ろ過板材同士が押圧手段で圧接されて、柱状部１８が形成される。となり合う柱状部の間には、微細な目開きが、分散して複数形成されている。目開きを流体が通過することにより、粒子が除去される。
【選択図】図６

Description

本発明は、水など流体に含まれている粒子（たとえば、浮遊固形物）をフィルタ部でろ過して除去するためのろ過装置に関する。

特許文献１（特開２００３−１０１７号公報）には、圧縮された可撓性緯糸フィルタで構成されたフィルタ層で水をろ過することにより、透過面積を高めて処理容量を増大させるろ過装置が記載されている。
特開２００３−１０１７号公報

近年、ろ過装置に要求されるろ過精度は益々高度になってきている。たとえば、ろ過装置で液体から除去すべき粒子の粒径が数μｍとなるようなろ過精度が要求されることがある。
ところが、特許文献１に記載のろ過装置では、上述の要求に応えることができるような微細な目開きを有するフィルタを構成することは、構造上困難である。また、他の従来のろ過装置では、フィルタの目開きを微細にすればするほど、開口率が極端に小さくなってしまって実用的でなくなるという課題があった。

従来は、フィルタに目詰まりが生じると、付着物を掻き取るかまたは逆洗により洗浄してろ過機能を回復させるようにしている。
しかしながら、このような方法では、ろ過機能を十分に回復させることは困難であった。また、ろ過機能を回復できない目詰まりが生じたフィルタは廃棄せざるを得ないので、資源の無駄が生じ、環境にも負荷がかかっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、流体が通過して粒子を除去するための多数の微細な目開きのサイズを安定化させて高精度なろ過機能を発揮することができ、また、目詰まりが生じても簡単に分解，洗浄してろ過機能を回復させて再使用することができる高剛性で小型化可能なろ過装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明にかかるろ過装置は、流体をろ過するフィルタ部がケーシングの内部に取付けられたろ過装置である。前記フィルタ部は、同一のまたは互いに異なる形状を有し軸線方向に対して直交する方向を向いて複数枚重なり合って積層構造をなすとともに複数の凸部が配置されるろ過板材と、重なり合ったこの複数枚のろ過板材を前記軸線方向の両側から押圧して、前記複数枚のろ過板材全体を分解可能に一体化する押圧手段とを備えている。そして、前記各凸部の位置で、前記ろ過板材同士が前記押圧手段により圧接されて柱状部を形成するとともに、となり合う前記柱状部の間には微細な目開きが分散して複数形成され、この目開きを前記流体が通過することにより、この流体中の粒子を除去するようにしている。
一つの好ましい実施態様として、前記ろ過板材は同一形状を有するとともに、その表面には前記複数の凸部が一体的にまたは別体で設けられており、一の前記ろ過板材の前記凸部が他の前記ろ過板材の裏面に当接することにより、前記ろ過板材同士が重なり合って前記柱状部を形成している。
他の好ましい実施態様として、一の前記ろ過板材は、その外周縁から複数の外方突出片が外方に放射状に突出している円環状の内輪材で、他の前記ろ過板材は、その内周縁から複数の内方突出片が中心に向けて突出している円環状の外輪材である。そして、互いに異なる形状の前記内輪材と前記外輪材とを交互に重ね合わせることにより、前記外方突出片と前記内方突出片の一方または両方が、前記凸部の機能を発揮して前記柱状部を形成するとともに前記目開きを形成している。
好ましくは、前記内輪材と前記外輪材のうち、前記凸部の機能を発揮する一方の部材の厚みを、他方の部材の厚みより薄くしている。上下の前記他方の部材の間に前記一方の部材を挟んで、前記目開きを形成している。前記凸部によって形成された前記目開きの隙間寸法の方が、前記フィルタ部内のスペースの隙間寸法より小さくなっている。サイズの小さい前記目開きが前記流体の上流になり、サイズの大きい前記スペースが下流になるように、前記流体を流すようにしている。
たとえば、前記軸線方向から見たときの前記フィルタ部の断面形状は、円環状，多角形環状，直線帯状またはわん曲帯状である。

本発明のろ過装置は、上述のように構成したので、流体が通過して粒子を除去するための多数の微細な目開きのサイズを安定化させて、高精度なろ過機能を発揮することができる。
また、フィルタ部に目詰まりが生じても、フィルタ部を簡単に分解，洗浄することができる。したがって、ろ過機能を回復させてフィルタ部を再使用することができ、さらに、フィルタ部を高剛性で小型化することができる。

下記の実施例にかかるろ過装置のフィルタ部は、複数枚のろ過板材と、押圧手段を備えている。ろ過板材は、同一のまたは互いに異なる形状を有している。ろ過板材は、軸線方向に対して直交する方向を向いて、複数枚（たとえば、２００〜１,０００枚）重なり合って積層構造をなす。ろ過板材には複数の凸部が配置されている。
押圧手段は、重なり合ったこの複数枚のろ過板材を軸線方向の両側から押圧して、これら複数枚のろ過板材全体を分解可能に一体化している。
そして、各凸部の位置で、ろ過板材同士が圧接されて柱状部を形成している。となり合う柱状部の間には、微細な目開きが、分散して複数形成されている。この目開きを流体が通過することにより、流体中の粒子を除去している。これにより、目開きのサイズを安定化させて高精度なろ過機能を発揮し、フィルタ部を簡単に分解，洗浄してろ過機能を回復させるという目的を実現している。

軸線方向から見たときのフィルタ部の断面形状は、円環状の場合が多いが、多角形環状，直線帯状，わん曲帯状，その他各種形状であってもよい。
ろ過装置でろ過される流体としては、水，油など液体の他、空気，ガスなど気体であってもよい。液体としては、たとえば、飲料水，トマトジュースなどの食品，塗料，薬品，油類などがある。気体としては、たとえば半導体製造装置のクリーンルームに供給される空気などがある。
なお、本発明のろ過装置をサイクロンの中心部に配置して、空気，ガスなど気体をろ過することもできる．

以下、本発明にかかる実施例を、図１ないし図１７を参照して説明する。
図１ないし図１７は本発明を説明するための図である。図１は、本発明のろ過装置を有するろ過システムの概略構成図である。図２ないし図８は本発明の第１実施例を示す図で、図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれフィルタ部の平面図、正面図である。
図３は、フィルタ部の一部を示す斜視図、図４はフィルタ部の分解斜視図、図５はろ過装置の分解断面斜視図、図６は、フィルタ部を組立てた状態を示すろ過装置の断面斜視図である。
図７（Ａ）は図６のVII線矢視断面図、図７（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ図７（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図，Ｃ−Ｃ線断面図である。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、第１実施例における変形例を示す図で、それぞれ図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）相当図である。

図９は、本発明の第２実施例にかかるフィルタ部の分解斜視図で、図４相当図である。図１０は、フィルタ部を組立てた状態を示すろ過装置の断面斜視図である。図１１（Ａ）は図１０のXI線矢視断面図、図１１（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ図１１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図，Ｃ−Ｃ線断面図である。
図１２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明の他の変形例にかかるろ過装置の概略平面図，フィルタ部の概略平面図である。図１３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明のさらに他の変形例にかかるろ過装置の概略平面図，フィルタ部の概略平面図である。図１４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明のさらに他の変形例にかかるろ過装置の概略平面図，フィルタ部の概略平面図である。

図１に示すように、本発明のろ過装置１（または、ろ過装置１ａ〜１ｄ）は、ろ過システム２に設けられている。ろ過システム２では、流体としての水をろ過して、水（原水３）に含まれている粒子（たとえば、浮遊固形物）を除去する。
未だろ過していない原水３は、原水タンク４に貯留されている。原水タンク４中の原水３は、原水ポンプ５によりろ過装置１，１ａ〜１ｄに供給されてろ過される。ろ過装置１，１ａ〜１ｄで、原水３中の粒子が除去されて清浄なろ過水６が得られる。ろ過水６はろ過水タンク７に貯留される。
ろ過装置１，１ａ〜１ｄでは、水をろ過するフィルタ部１０（または、フィルタ部１０ａ〜１０ｄ）が、ケーシング１１（または、ケーシング１１ａ〜１１ｄ）の内部に取付けられている。

ろ過装置１，１ａ〜１ｄを使用するにしたがって、次第にフィルタ部１０，１０ａ〜１０ｄが目詰まり状態になる。目詰まりが軽い場合には、ろ過水タンク７の出口に設けられた逆洗ポンプ１２を駆動する。
そして、ろ過水タンク７に貯留されているろ過水６を、逆洗ポンプ１２でろ過装置１，１ａ〜１ｄに供給し、フィルタ部１０，１０ａ〜１０ｄを逆洗する。逆洗によって発生した廃水１３は、廃水タンク１４に貯留される。
ろ過装置１，１ａ〜１ｄでろ過中は、原水ポンプ５の出口の弁Ｖ1と、ろ過装置１，１ａ〜１ｄからろ過水タンク７にろ過水６を流すための配管中の弁Ｖ2は、開になっている。逆洗ポンプ１２の出口の弁Ｖ3と、ろ過装置から廃水タンク１４に流すための配管中の弁Ｖ4は、閉にする。原水ポンプ５はオンとし、逆洗ポンプ１２はオフにする。
逆洗作業中は、弁Ｖ1，Ｖ2は閉にし、弁Ｖ3，Ｖ4は開にし、原水ポンプ５はオフとし、逆洗ポンプ１２はオンにする。

図２ないし図８に示すように、第１実施例にかかるフィルタ部１０は、複数枚のろ過板材１６と、押圧手段１７とを備えている。複数枚のろ過板材１６は、同一の形状を有している。ろ過板材１６は、軸線ＣＬ方向に対して直交する方向を向いて、複数枚重なり合って積層構造をなしている。厚みｔのろ過板材１６には、複数の凸部１５が配置されている。
押圧手段１７は、重なり合った複数枚のろ過板材１６を軸線ＣＬ方向の両側から押圧して、これら複数枚のろ過板材１６の全体を分解可能に一体化している。
そして、フィルタ部１０は、各凸部１５の位置でろ過板材１６同士が押圧手段１７により圧接されて、柱状部１８を形成する。となり合う柱状部１８の間には、微細な目開き１９が、分散して複数形成されている。目開き１９を水（原水３）が通過することにより、原水３中の粒子２０が除去される。

このように、フィルタ部１０は、複数の柱状部１８を有している。したがって、水（原水３とろ過水６）が通過して粒子２０を除去するための多数の微細な目開き１９のサイズ（たとえば、隙間寸法ｄと幅寸法ｅ）が安定化する。その結果、フィルタ部１０は、高精度なろ過機能を発揮することができる。
フィルタ部１０に目詰まりが生じたときは、まず、フィルタ部１０の逆洗を行なう。逆洗を行なってもろ過機能が回復しないときは、フィルタ部１０を分解，洗浄する。
こうして、フィルタ部１０のろ過機能を簡単に回復させて再使用することができる。また、押圧手段１７で複数枚のろ過板材１６の全体を一体化しているので、フィルタ部１０を高剛性で小型化することができる。

軸線ＣＬ方向から見たときのフィルタ部１０の断面形状は円環状である。したがって、積層構造をなしている各ろ過板材１６も円環状である。
ろ過板材１６の素材は、ステンレスなどの金属、または、所定以上の硬さを有する合成樹脂などである。これらの材質のろ過板材１６であれば、複数枚のろ過板材１６を重ね合わせて押圧手段１７で押圧したとき、弾性変形や塑性変形をほとんどしないので好ましい。
こうして、ろ過板材１６がほとんど変形しないので、多数の微細な目開き１９のサイズを所定値に維持して、フィルタ部１０が、高精度なろ過機能を発揮することができる。また、フィルタ部１０の剛性を高く維持できる。
したがって、ろ過のときに流体圧がろ過板材１６にかかっても、ろ過板材１６が撓んだり変形することはほとんどない。よって、ろ過のときに目開き１９の形状が変化する恐れはほとんどなく、高精度なろ過機能が安定して発揮される。

ろ過板材１６には、複数（ここでは、三つ）の孔２５が、中心位置から等距離で且つ周方向に均等の位置に穿設されている。孔２５は、複数枚のろ過板材１６を重ね合わせたとき、半径方向および周方向に関して正確に重なり合うように位置決めするための孔である。
ろ過板材１６の表面には、複数の凸部１５が一体的に（または、図８に示すように別体で接合されて）形成されている。複数の凸部１５は、ろ過板材１６の中心に対して放射状に且つ円周方向に関して均等に配置されている。
ろ過板材１６の表面における凸部１５の高さは、所定寸法に形成されている。この凸部１５の高さ寸法により、目開き１９の隙間寸法ｄが決定される。また、となり合う凸部１５間のピッチＰと、凸部１５の幅寸法ｆとにより、目開き１９の幅寸法ｅが決定される。
このように、ろ過板材１６に形成される凸部１５の数，形状，位置，高さ寸法，ピッチＰ，幅寸法ｆなどは、それぞれ任意の値に設定される。ろ過板材１６に凸部１５を形成することにより、所望の隙間寸法ｄ，幅寸法ｅの目開き１９が形成される。

一のろ過板材１６の凸部１５が、他のろ過板材１６の裏面２１に当接することにより、ろ過板材１６同士が重なり合って、柱状部１８が形成されている。
凸部１５の形成方法に関しては、凸部１５を形成すべき位置以外のところをエッチングで腐食させ、その結果として、凸部１５を一体的に形成する方法がある。図２ないし図７に示す第１実施例では、凸部１５がろ過板材１６の表面に一体的に形成されている場合を示している。
また、別部品（たとえば、ワッシャ，スペーサ）を溶射，接着剤などで固着させることにより、凸部１５を形成する場合であってもよい。図８に示す変形例では、凸部１５が別部品で構成され、厚みｔのろ過板材１６の表面にこの別部品を接合して、凸部１５を一体化した場合を示している。
フィルタ部１０を構成する全部のろ過板材１６は同一形状である。したがって、ろ過板材１６の製造や、多数枚のろ過板材１６を重ね合わせて積層構造にする組み立て作業が容易になる。

ケーシング１１は、円筒状部２６の下部に取付けられた底板部２７と、円筒状部２６の上部に取付けられたフランジ部２８と、フランジ部２８に取付けられて開口部を閉じる蓋板２９とを有している。
底板部２７には、廃水１３を流すための配管３０が接続されている。円筒状部２６には供給口３２が形成されている。供給口３２は、原水ポンプ５が接続された配管３１に接続されている。
ケーシング１１の内部は、フィルタ部１０により仕切られている。フィルタ部１０の外周側が原水３の供給側である。フィルタ部１０でろ過されたろ過水６は、フィルタ部１０の内方に流れるようになっている。

押圧手段１７は、フィルタ部１０の底部に配置されている底板部２７と、フィルタ部１０の上部に配置されている円形の押さえ板３３と、底板部２７に取付けられて中心位置で軸線ＣＬ方向に延びて固定された支持ボルト３４と、支持ボルト３４にねじ込まれるナット３５とを有している。
互いに重なり合って積層構造をなす複数枚のろ過板材１６は、一方側の端面が底板部２７に支持され、他方側の端面が押さえ板３３により支持されている。押さえ板３３には、中心位置から等距離で且つ周方向に均等に複数（ここでは、３個）の孔３７が穿設されている。
支持ボルト３４にナット３５をねじ込んで締め付けることにより、複数枚のろ過板材１６は、軸線ＣＬ方向の両側から挟まれて全体が一体化する。ナット３５を緩めて押さえ板３３を取り外せば、複数枚のろ過板材１６をバラバラに分解することができる。

複数（ここでは、３本）の位置決め用棒材３６が、底板部２７に取付けられている。棒材３６は、軸線ＣＬと平行な方向を向いている。また、棒材３６は、中心位置から等距離で且つ周方向に均等に配置されている。
棒材３６に、ろ過板材１６の孔２５と、押さえ板３３の孔３７とを係合させる。これにより、複数枚のろ過板材１６の各中心位置を一致させるとともに、周方向の位置も一致させることができる。その結果、複数枚のろ過板材１６の凸部１５が直線状に配置されて、軸線ＣＬと平行に複数の柱状部１８が形成される。

フィルタ部１０は、複数枚のろ過板材１６が積層構造をなす円筒部３８と、円筒部３８を軸線ＣＬの下方で支持する底板部２７と、円筒部３８を軸線ＣＬの上方から下方に押圧する押さえ板３３とにより構成されている。フィルタ部１０は、密封構造になっている。押さえ板３３には、ろ過水６をろ過水タンク７に流すための配管３９と、逆洗ポンプ１２の吐出側に接続された配管４０とが、取付けられている。
原水タンク４内の原水３は、原水ポンプ５と配管３１を流れて、供給口３２からケーシング１１内に流れ込む。こうして、フィルタ部１０の外側に供給された原水３は、フィルタ部１０でろ過されることによりろ過水６となって、フィルタ部１０の内方に流れる。その後、ろ過水６は、配管３９を通ってろ過水タンク７に貯留される。
フィルタ部１０では、原水３は、円筒部３８の外方から、ろ過板材１６の間の多数の目開き１９を矢印Ｇに示すように通過する。これにより、原水３に含まれていた粒子２０が除去され、清浄なろ過水６となって円筒部３８の内方に流れる。

次に、第２実施例にかかるろ過装置１ａについて説明する。
なお、第１実施例と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図１，図９ないし図１１に示ように、ろ過装置１ａにおいて、流体としての水（原水５）をろ過するフィルタ部１０ａが、ケーシング１１ａの内部に取付けられている。
フィルタ部１０ａは、ろ過板材としての内輪材１６ａ1および外輪材１６ａ2と、押圧手段１７とを備えている。内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2は、互いに異なる形状を有している。
内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2は、軸線ＣＬ方向に対して直交する方向を向いて、交互に複数枚重なり合って積層構造をなしている。内輪材（ろ過板材）１６ａ1には、複数の凸部１５ａが配置されている。
押圧手段１７は、重なり合った複数枚のろ過板材（内輪材１６ａ1，外輪材１６ａ2) を、軸線ＣＬ方向の両側から押圧して、これら複数枚のろ過板材の全体を分解可能に一体化している。
そして、フィルタ部１０ａにおいて、各凸部１５ａの位置でろ過板材（内輪材１６ａ1，外輪材１６ａ2）同士が、押圧手段１７により圧接されて柱状部１８ａを形成している。
また、となり合う柱状部１８ａの間には、微細な目開き１９ａが、分散して複数形成されている。目開き１９ａを流体（原水３）が通過することにより、この流体（原水３）中の粒子２０が除去される。

このように、フィルタ部１０ａは、複数の柱状部１８ａを有している。したがって、原水３が通過して粒子２０を除去するための多数の微細な目開き１９ａのサイズが安定化する。その結果、フィルタ部１０ａは、高精度なろ過機能を発揮することができる。
フィルタ部１０ａに目詰まりが生じたときは、まず初めに逆洗を行う。逆洗を行なってもろ過機能が回復しないときは、フィルタ部１０ａを、簡単に分解，洗浄してろ過機能を回復させて再使用することができる。
押圧手段１７で複数枚のろ過板材（内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2)の全体を一体化しているので、フィルタ部１０ａを高剛性で小型化することができる。

フィルタ部１０ａでは、二種類のろ過板材により円筒部３８が構成されている。一のろ過板材は、その外周縁から複数の外方突出片４５が外方に放射状に突出している円環状の内輪材１６ａ1である。他のろ過板材は、円環状をなす厚みｔの外輪材１６ａ2である。この外輪材１６ａ2の内周縁から、複数の内方突出片４６が中心に向けて突出している。
互いに異なる形状の内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2は、交互に重なり合っている。これにより、外方突出片４５と内方突出片４６の一方または両方（本実施例では、外方突出片４５）が、凸部１５ａの機能を発揮して、柱状部１８ａを形成するとともに目開き１９ａを形成する。
このようにすれば、ろ過板材は、内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2の二種類になる。しかし、内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2を、それぞれプレス加工などにより簡単に且つ多数枚製造することができる。また、ろ過板材の表面に凸部を高精度な加工で形成する必要性がなくなる。

内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2を交互に重ね合わせている。したがって、上下の外輪材１６ａ2の間に、内輪材１６ａ1の外方突出片４５が挟まれた状態になって、外方突出片４５が凸部１５ａの機能を発揮する。となり合う凸部１５ａの間が目開き１９ａになる。目開き１９ａのサイズは、たとえば隙間寸法ｄ，幅寸法ｅである。
外輪材１６ａ2の内方突出片４６は、上下の内輪材１６ａ1に挟まれた状態になる。となり合う内方突出片４６の間がスペース４７になって、スペース４７が目開き１９ａと連通している。このスペース４７の隙間寸法ｔは、目開き１９ａの隙間寸法ｄより大きくなっている。
したがって、フィルタ部１０ａの円筒部３８において、原水３が外周面４８から目開き１９ａを通過する際に粒子２０が除去される（矢印Ｇ1）。その後、ろ過水６は、矢印Ｇ2に示すように、スペース４７を通って円筒部３８の内周面４９から流れ出る。

フィルタ部１０ａでは、内輪材１６ａ1と外輪材１６ａ2のうち、凸部１５ａの機能を発揮する一方の部材（ここでは、内輪材１６ａ1）の厚み（ここでは、厚みｄ）を、他方の部材（ここでは、外輪材１６ａ2）の厚み（ここでは、厚みｔ）より薄くしている。
また、厚みｔの上下の外輪材１６ａ2の間に、厚みｄの内輪材１６ａ1を挟んで、外周面４８に隙間寸法ｄの目開き１９ａを形成している。これにより、凸部１５ａによって形成された目開き１９ａの隙間寸法ｄの方が、フィルタ部１０ａ内のスペース４７の隙間寸法ｔより小さくなる。
そして、サイズの小さい目開き１９ａが流体（水）の上流になり、サイズの大きいスペース４７が下流になるように、原水３を流している。したがって、原水３中のろ過されるべき粒子２０は、フィルタ部１０ａの目開き１９ａのところ（すなわち、フィルタ部１０ａの外周面４８）で捕集されて、スペース４７内には浸入しない。
その結果、粒子２０がフィルタ部１０ａ内のスペース４７に次第に蓄積される恐れはない。また、外周面４８に付着した粒子２０を掻き取ったり、フィルタ部１０ａを容易に逆洗することができる。

なお、第２実施例の変形例として、外輪材１６ａ2の内方突出片４６が、凸部の機能を発揮して、柱状部を形成するとともにフィルタ部の内周面４９に目開きを形成してもよい。
この変形例の場合には、凸部の機能を発揮する外輪材１６ａ2の厚みを、内輪材１６ａ1の厚みより薄くする必要がある。上下の内輪材１６ａ1の間に、外輪材１６ａ2を挟んで、内周面４９に目開きを形成する。これにより、凸部によって形成された目開きの隙間寸法の方が、フィルタ部内のスペースの隙間寸法より小さくなる。
そして、サイズの小さい目開きが流体（水）の上流になり、サイズの大きいスペースが下流になるように、原水３を流す。したがって、原水３中のろ過されるべき粒子２０は、フィルタ部の内周面の目開きのところで捕集されて、スペース内には浸入しない。その結果、粒子２０がフィルタ部内のスペースに次第に蓄積される恐れはない。また、内周面４９に付着した粒子２０を掻き取ったり、フィルタ部を容易に逆洗することができる。

なお、軸線ＣＬ方向から見たときのフィルタ部の断面形状は、多角形環状，直線帯状またはわん曲帯状であってもよい。
たとえば、図１２に示すろ過装置１ｂでは、フィルタ部１０ｂの断面形状が、多角形環状のうち三角形環状の場合を示している。ろ過装置１ｂでは、流体（水）をろ過するフィルタ部１０ｂが、ケーシング１１ｂの内部に取付けられている。
フィルタ部１０ｂは、複数枚の三角形のろ過板材１６ｂと、押圧手段１７ｂとを備えている。ろ過板材１６ｂは、同一の（または、互いに異なる）形状を有している。ろ過板材１６ｂは、軸線ＣＬ方向に対して直交する方向を向いて、複数枚重なり合って積層構造をなしている。ろ過板材１６ｂには、複数の凸部１５が配置されている。
押圧手段１７ｂは、重なり合った複数枚のろ過板材１６ｂを軸線ＣＬ方向の両側から押圧して、これらろ過板材１６ｂの全体を分解可能に一体化している。
そして、各凸部１５の位置で、ろ過板材１６ｂ同士が押圧手段１７ｂにより圧接されて、柱状部１８ｂを形成している。また、となり合う柱状部１８ｂの間には、微細な目開き１９ｂが、分散して複数形成されている。目開き１９ｂを流体が通過することにより、この流体中の粒子が除去される。

図１３に示すろ過装置１ｃのフィルタ部１０ｃは、軸線ＣＬ方向から見たときの断面形状が直線帯状である。図１４に示すろ過装置１ｄのフィルタ部１０ｄは、軸線ＣＬ方向から見たときの断面形状がわん曲帯状である。
ろ過装置１ｃ，１ｄにおいて、流体（たとえば、水）をろ過するフィルタ部１０ｃ，１０ｄが、ケーシング１１ｃ，１１ｄの内部にそれぞれ取付けられている。

図１３に示すフィルタ部１０ｃは、複数枚のろ過板材１６ｃと、押圧手段１７ｃとを備えている。ろ過板材１６ｃは、同一の（または、互いに異なる）形状を有している。ろ過板材１６ｃは、軸線ＣＬ方向に対して直交する方向を向いて、複数枚重なり合って積層構造をなしている。ろ過板材１６ｃには、複数の凸部１５が配置されている。
押圧手段１７ｃは、重なり合った複数枚のろ過板材１６ｃを軸線ＣＬ方向の両側から押圧して、これら複数枚のろ過板材１６ｃの全体を分解可能に一体化している。
そして、凸部１５の位置で、ろ過板材１６ｃ同士が押圧手段１７ｃにより圧接されて柱状部１８ｃを形成している。また、となり合う柱状部１８ｃの間には、微細な目開き１９ｃが、分散して複数形成されている。目開き１９ｃを流体（たとえば、水）が通過することにより、この流体中の粒子が除去される。

図１４に示すフィルタ部１０ｄは、軸線ＣＬ方向から見たときの断面形状がわん曲帯状である。フィルタ部１０ｄは、複数枚のろ過板材１６ｄと、押圧手段１７ｄとを備えている。複数枚のろ過板材１６ｄは同一の形状を有している。ろ過板材１６ｄは、軸線ＣＬ方向に対して直交する方向を向いて、複数枚重なり合って積層構造をなしている。ろ過板材１６ｄには、複数の凸部１５が配置されている。
押圧手段１７ｄは、重なり合った複数枚のろ過板材１６ｄを軸線ＣＬ方向の両側から押圧して、これら複数枚のろ過板材１６ｄの全体を分解可能に一体化している。
そして、各凸部１５の位置で、ろ過板材１６ｄ同士が押圧手段１７ｄにより圧接されて柱状部１８ｄを形成している。また、となり合う柱状部１８ｄの間には、微細な目開き１９ｄが、分散して複数形成されている。目開き１９ｄを流体が通過することにより、この流体中の粒子が除去される。
上述の構成を有するろ過装置１ｂ，１ｃ，１ｄにおいても、前記二つの実施例と同じ作用効果を奏する。

図１５は、ろ過板材の厚み，開口率などの実験データを示す図である。
図１５（Ａ）は、円環状の板材を、複数枚重ね合わせるとともに板材の間にワッシャ（スペーサ）を挟んで目開きを形成した従来品のフィルタ部を示している。図１５（Ｂ），（Ｃ）は、第１実施例にかかるフィルタ部１０を使用した場合を示している。
図１５から分かるように、本発明のフィルタ部１０を採用すれば、目開き１９の隙間寸法ｄを微小な寸法にすることができる。ろ過板材１６の厚みｔを従来と比べて薄くできるので、フィルタ部１０の開口率を大きくすることができる。
従来品（図１５（Ａ））は、目開きの隙間寸法ｄを１００μｍ以下にするのは困難であった。これに対して、本発明品（図１５（Ｂ），（Ｃ））は、目開きの隙間寸法ｄを、７５，５０，２５，２０，１５μｍのように極めて微細にすることができる。また、開口率を大幅に向上させることができる。

図１６は、ろ過板材の厚み，目開きの隙間寸法，開口率に関する他の実験データを示す図である。
図１６中の従来品は、図１５（Ａ）に示す従来品と同様である。すなわち、従来品は、円環状の板材を複数枚重ね合わせるとともに、板材の間にワッシャ（スペーサ）を挟むことにより、目開きを形成したフィルタ部である。
これに対して、本発明品に関しては、第１実施例で示す一種類のフィルタ部１０について実験し、第２実施例で示す四種類のフィルタ部１０ａについて実験を行なった。
なお、第２実施例のデータにおいて、ろ過板材厚みｔは、外輪材１６ａ2の厚みのことである。目開きの隙間寸法ｄは、内輪材１６ａ1の外方突出片４５（すなわち、凸部１５ａ）により形成される目開き１９ａの隙間寸法ｄのことである。
図１６から分かるように、本発明品では、目開きの隙間寸法ｄを小さくすることができる。また、ろ過板材の厚みｔを薄くすることができるので、開口率が大きくなってろ過効率が向上する。

図１７は、第１実施例のろ過装置１で実験を行なったときの粒度分布を示すグラフである。横軸と縦軸は、それぞれ粒子の粒径と粒度分布を示している。
図１７に示すように、ろ過前の原水（曲線Ｌ1）には、１〜４００μｍの粒度分布の粒子が含まれていた。これに対して、ろ過装置１でろ過した後のろ過水（曲線Ｌ2）に含まれる粒子の粒度分布は、１〜４８μｍである。したがって、ろ過装置１では４９〜４００μｍの範囲の大きさの粒子は除去されたことになり、高精度なろ過機能が発揮されていることが分かる。

上述の各実施例，変形例で説明したように、本発明のフィルタ部によれば、各凸部の位置で、ろ過板材同士が押圧手段により圧接されて柱状部を形成する。複数の柱状部がフィルタ部を支えているので、フィルタ部全体の剛性が高くなる。その結果、柱状部の間に形成される目開きは、所定の形状を維持してそのサイズが安定化し、高精度なろ過機能が発揮される。
同一のまたは互いに異なる形状の複数枚のろ過板材を積層構造にしており、棒材３６で位置決めできる。したがって、フィルタ部の分解，組立て後の再現性に優れている。
フィルタ部は積層構造なので、その形状を任意に設計することができる。ろ過板材の枚数を増減することにより、ろ過面積を自在に調整することができ、設計上好都合である。フィルタ部の一部が損傷した場合には、損傷を受けたろ過板材のみを交換し、残りのろ過板材はそのまま再使用することができる。
フィルタ部全体はバラバラに分解できる。したがって、目開きのところに付着している異物を完全に除去して、ろ過機能を初期の状態に回復させることができる。
フィルタ部の剛性が高く、目開きの隙間寸法ｄ，幅寸法ｅが小さいので、ろ過板材の撓みや変形が発生することは殆どない。また、目開きが所定のサイズを維持することができ、高精度なろ過機能を発揮することができる。

本発明のフィルタ部では、複数枚のろ過板材を押圧手段で圧接することにより、結果的に目開きを形成している。したがって、流体の流れや粒子の衝突などにより目開きの部分に力が掛かっても、目開きのサイズは安定している。
従来は、フィルタが目詰まりを起こすと廃棄していた。これに対して、本発明では、フィルタ部に目詰まりが生じても、簡単に逆洗，分解，洗浄して再使用することができる。したがって、資源を有効利用して環境に負荷を掛けることが少ない。
フィルタ部で除去された粒子が、たとえば金，銀など価値ある物質である場合がある。このような場合には、フィルタ部を分解，洗浄すれば、この有用な物質をほぼ全量回収することができる。
フィルタ部を組立てるとき、ろ過板材が若干変形していても、複数枚のろ過板材を重ね合わせた状態で、押圧手段でこれらろ過板材を両側から押圧すればよい。こうすれば、ろ過板材の変形は自動的に矯正されて、好ましい積層状態になる。

目開きの隙間寸法ｄ，幅寸法ｅおよび開口率に関するユーザーの要求に対して、ろ過板材の材質，形状，厚みなどを任意に選定することができる。
ろ過板材は、弾性変形や塑性変形の少ない材質の板材であればよく、材料の制約が少ない。ろ過板材を、金属（たとえば、ステンレス，チタン）またはセラミックにすれば、耐熱性，耐腐食性に優れたフィルタ部にすることができる。
従来の布製のフィルタなどでは、ろ過時にフィルタ自体から粒子が発生してろ過水を汚染する恐れがある。これに対して、本発明のろ過板材を金属またはセラミックで形成すれば、フィルタ部自体からの粒子の発生はほとんどないので、清浄なろ過水が得られる。

以上、本発明の実施例（変形例を含む。以下同じ）を説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形，付加などが可能である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

本発明は、液体，気体など流体に含まれている微細な粒子を除去するためのろ過装置に適用可能である。

本発明のろ過装置を有するろ過システムの概略構成図である。 図２ないし図８は本発明の第１実施例を示す図である。図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれフィルタ部の平面図，正面図である。 フィルタ部の一部を示す斜視図である。 フィルタ部の分解斜視図である。 ろ過装置の分解断面斜視図である。 フィルタ部を組立てた状態を示すろ過装置の断面斜視図である。 図７（Ａ）は図６のVII線矢視断面図、図７（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ図７（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図，Ｃ−Ｃ線断面図である。 図８は変形例を示している。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）相当図である。 本発明の第２実施例にかかるフィルタ部の分解斜視図で、図４相当図である。 フィルタ部を組立てた状態を示すろ過装置の断面斜視図である。 図１１（Ａ）は図１０のXI線矢視断面図、図１１（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ図１１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図，Ｃ−Ｃ線断面図である。 図１２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明の他の変形例にかかるろ過装置の概略平面図，フィルタ部の概略平面図である。 図１３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明のさらに他の変形例にかかるろ過装置の概略平面図，フィルタ部の概略平面図である。 図１４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明のさらに他の変形例にかかるろ過装置の概略平面図，フィルタ部の概略平面図である。 ろ過板材の厚みと開口率などの実験データを示す図である。 ろ過板材の厚み，目開きの隙間寸法，開口率に関する他の実験データを示す図である。 粒度分布を示すグラフである。

符号の説明

１，１ａ〜１ｄ ろ過装置
３ 原水（流体）
６ ろ過水（流体）
１０，１０ａ〜１０ｄ フィルタ部
１１，１１ａ〜１１ｄ ケーシング
１５，１５ａ 凸部
１６，１６ｂ〜１６ｄ ろ過板材
１６ａ1 内輪材（ろ過板材）
１６ａ2 外輪材（ろ過板材）
１７，１７ｂ〜１７ｄ 押圧手段
１８，１８ａ〜１８ｄ 柱状部
１９，１９ａ〜１９ｄ 目開き
２０ 粒子
４５ 内方突出片
４６ 外方突出片
４７ スペース
ＣＬ 軸線
ｄ 隙間寸法

Claims (5)

1. 流体をろ過するフィルタ部がケーシングの内部に取付けられたろ過装置であって、
   前記フィルタ部は、
   同一のまたは互いに異なる形状を有し軸線方向に対して直交する方向を向いて複数枚重なり合って積層構造をなすとともに複数の凸部が配置されるろ過板材と、
   重なり合ったこの複数枚のろ過板材を前記軸線方向の両側から押圧して、前記複数枚のろ過板材全体を分解可能に一体化する押圧手段とを備え、
   前記各凸部の位置で前記ろ過板材同士が前記押圧手段により圧接されて柱状部を形成するとともに、となり合う前記柱状部の間には微細な目開きが分散して複数形成され、
   この目開きを前記流体が通過することにより、この流体中の粒子を除去するようにしたことを特徴とするろ過装置。
2. 前記ろ過板材は同一形状を有するとともに、その表面には前記複数の凸部が一体的にまたは別体で設けられており、
   一の前記ろ過板材の前記凸部が他の前記ろ過板材の裏面に当接することにより、前記ろ過板材同士が重なり合って前記柱状部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
3. 一の前記ろ過板材は、その外周縁から複数の外方突出片が外方に放射状に突出している円環状の内輪材で、
   他の前記ろ過板材は、その内周縁から複数の内方突出片が中心に向けて突出している円環状の外輪材であり、
   互いに異なる形状の前記内輪材と前記外輪材とを交互に重ね合わせることにより、前記外方突出片と前記内方突出片の一方または両方が、前記凸部の機能を発揮して前記柱状部を形成するとともに前記目開きを形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
4. 前記内輪材と前記外輪材のうち、前記凸部の機能を発揮する一方の部材の厚みを、他方の部材の厚みより薄くし、
   上下の前記他方の部材の間に前記一方の部材を挟んで前記目開きを形成し、
   前記凸部によって形成された前記目開きの隙間寸法の方が、前記フィルタ部内のスペースの隙間寸法より小さくなっており、
   サイズの小さい前記目開きが前記流体の上流になり、サイズの大きい前記スペースが下流になるように、前記流体を流すようにしたことを特徴とする請求項３に記載のろ過装置。
5. 前記軸線方向から見たときの前記フィルタ部の断面形状は、円環状，多角形環状，直線帯状またはわん曲帯状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載のろ過装置。

Images