JP3088843U - 一体型フィルター要素とフィルターカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 薬液に触れないで交換可能なフィルター要素
とそれを用いるフィルターカートリッジを提供するこ
と。 【解決手段】 円筒状フィルター材３、該フィルター材
の内面を支持し且つ多数の開口を有する樹脂製の内側円
筒５、該フィルター材の外面を支持し且つ多数の開口を
有する樹脂製の外側円筒７、前記円筒状フィルター材と
前記内側円筒と外側円筒の下端部に気密融着された樹脂
製円盤状キャップ部１１、および前記外側円筒よりも大
きい直径のフランジ部を有し且つ前記円筒状フィルター
材と前記内側円筒と外側円筒の上端部に気密融着された
樹脂製ヘッド部３１よりなり、前記ヘッド部３１は前記
フランジ部の外周部に設けられ且つ外側ハウジングの封
着手段と協働する封着手段と、前記内側円筒に連通する
二次側液体出口通路３９とを有することを特徴とする継
ぎ手一体型フィルター要素。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は液体をろ過するために好適なフィルターカートリッジに関する。より 詳しくは、本考案は半導体ウエハや液晶装置製造用のガラス基板などの電子部品 製造用の基板に用いるアミン系などの有機剥離液や、液晶装置製造用のガラス基 板に用いられる顔料分散フォトレジスト、化学的機械的研磨装置に用いられるス ラリー、一般産業で用いられる液体など、或いは多量の発泡性又は気化性物質を 含む薬液のろ過、純水の製造等を行うためのフィルターカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のフィルターカートリッジでは、各種の出入口を具備したマニホルド（集 管部）を備えた気密ハウジング内に、ろ過作用を有するフィルターカートリッジ を収容している。例えば図６に示すように、シート状フィルター膜をネット状支 持体と共に一定幅で多数回プリーツ状にひだ折りし、それらをエンドレスに形成 し突き合わせ縁部を接合して円筒状にしたプリーツ型円筒状フィルター材３（又 はシート状フィルター膜をネット状支持体と共に多数回渦巻状に巻いて得た巻き 型円筒状フィルター材）の内外周面を多数の開口２７を有する樹脂製の内側円筒 ５と多数の開口２５を有する外側円筒７とにより支持し、円筒状フィルター材３ の上下端部を樹脂性キャップ９、１１で融着等により封着したフィルター要素１ を用いている。このフィルター要素は別個の気密ハウジング本体１７とハウジン グヘッド１５とよりなるハウジングに着脱自在に収納されるか（交換可能型）又 は一体に結合され（ディスポーザブル型）、所望のろ過に使用される。

【０００３】 ハウジングは一次側ガスベント３５と二次側液体（ろ液）出口通路３９とを備 えたハウジングヘッド１５とハウジング本体１７とから構成され、ハウジング本 体１７の内部にフィルター要素１を上から挿入して位置決め支持部材５１に保持 させた後にハウジングヘッド１５を被せ、フィルターカートリッジが交換型の場 合にはハウジング本体１７とハウジングヘッド１５の合わせ面１９をＯリング２ ０を介して封じ、ねじ付きのロックリング２２により気密的に結合するか、或い はディスポーザブル型の場合にはハウジング本体１７とハウジングヘッド１５の 合わせ面を溶着する。 フィルター要素１の上キャップ９には上方に突出する環状壁４１が設けられ、 それがハウジングヘッド１５の円筒状支持壁４５に嵌合し、Ｏリング４３により 気密的に保持されている。ハウジングヘッド１５の一次側通路の上端には供給液 体中に溶存する気化性物質が気化したときにできる気泡がフィルター材３のろ過 面積を減少するのを防止するために一次側ガスベント通路３５が設けられる。 ハウジング本体１７の下端部には一次側液体（被処理液）入口２１が形成され 、供給される一次側液体は順に入口２１、フィルター要素１の外周面とハウジン グ１３の内壁との間に形成された環状の一次側通路２３に流れて分配され、外側 円筒７の開口２５を通り、円筒状フィルター材３でろ過され、二次側液体（ろ液 ）は内側円筒５の開口２７を経て中心の二次側通路２９に入り、上端の二次側出 口３９から流出するようになっている。原料液中の固形物はフィルター材３の表 面に保持される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように、カートリッジタイプのろ過装置にはディスポーザブル型と交換 型があるが、ディスポーザブル型は使用限界に達すると管路から外してそっくり 廃棄されるので不経済である。一方、交換型ではカートリッジはフィルター要素 の全体をフィルター要素の一次及び二次側通路に対する必要な液体通路を備えた ハウジング本体の内部にそっくり収納し、ハウジングヘッドで蓋をして気密封着 する構造となっており、使用限界に達するとハウジングヘッドを取り外し、内部 のフィルター要素を手で取り外し、新規なフィルター要素と交換する。ハウジン グは再利用できるので廃棄部分が少なくなり経済的ではあるが、薬液等の処理液 に触れる必要があるので安全性と汚染の問題が生じる。 従って、本考案の目的は薬液に触れないでフィルター要素の交換を可能にし、 同時に構造が単純で、使用後に廃棄される部分がディスポーザブル型カートリッ ジよりも少なく交換型フィルター要素に近い省資源型の一体型フィルター要素を 提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、従来のフィルターカートリッジにおいてフィルター要素に使用され てきた端部キャップ（図６では上キャップ９）と継ぎ手部（図６の例でハウジン グヘッド１５）を１つの成形体とすることにより、上記の課題を解決することが 出来た。

【０００６】 より具体的には、本考案は （ａ）円筒状フィルター材、該フィルター材の内面を支持し且つ多数の開口を 有する樹脂製の内側円筒、該フィルター材の外面を支持し且つ多数の開口を有す る樹脂製の外側円筒、前記円筒状フィルター材と前記内側円筒と外側円筒の下端 部に気密融着された樹脂製円盤状キャップ部、および前記外側円筒よりも大きい 直径のフランジ部を有し且つ前記円筒状フィルター材と前記内側円筒と外側円筒 の上端部に気密融着された樹脂製ヘッド部よりなり、前ヘッド部は前記フランジ 部の外周部に設けられ且つ外側ハウジングの封着手段と協働する封着部と、前記 内側円筒に連通する二次側液体出口通路とを有することを特徴とする一体型フィ ルター要素を提供することにより、上記の課題を解決した。 このフィルター要素はハウジング本体とは独立して製造して製品化しても良い し、或いは （ｂ）前記外側円筒よりも大きい直径を有し且つ頂部が開放した円筒体、その 下端部に設けられた一次側液体入口、及び前記封着部と協働する前記封着手段よ りなるハウジング本体と組み合わせてフィルターカートリッジとして製品化され る。

【０００７】 フィルター要素単独の製品の場合には、同一のハウジング本体に対してフィル ター要素が交換使用される。ハウジング本体は通常の樹脂成形体から成形しても 良いが、好ましくはステンレス鋼のような薬液に対して耐食性及び耐久性のある 素材から製作すれば耐用期間が延長でき、長期運転コストをさらに低減すること が可能である。

【０００８】 前記フランジ部はさらに前記外側円筒と前記封着部の間で前記フランジ部を貫 通する一次側ガスベント通路を有することができる。 また、前記二次側液体出口通路の上端及び／又前記一次側ガスベント通路の上 端には管継ぎ手が設けられて管路に接続できるようになっている。 前記封着部と前記封着手段とはロック手段を使用して着脱可能である。

【０００９】

【作用】

本考案のフィルター要素は液体出口やガスベントを備えた管継ぎ手を有する大 径の樹脂製ヘッド部を一体に備えたフィルター要素であるため、ヘッド部が従来 のハウジングヘッドと従来の上キャップを兼用しているので、従来のフィルター カートリッジに比して製造工程数が減少する。 また、本考案のフィルター要素はヘッド部を一体に備えているので、ハウジン グ本体からフィルター要素を交換するに際してヘッド部のみを手で操作すること ができ、薬液に触れることなく交換作業が安全且つ容易に実施できる。 フィルター要素のヘッド部はハウジング本体に直接封着できるので従来のハウ ジングのように別個のハウジングヘッドは必要がない。 本考案ではハウジングが何度も使用できるのでディスポーザブル型カートリッ ジに比して廃棄量が減少する。

【００１０】

【考案の実施の形態】

本考案を好ましい実施例に関連して詳しく説明する。 本考案のフィルターカートリッジはフィルター要素とそれを収納するハウジン グ本体とからなる。フィルター要素はろ過本体部とそれに一体に形成された樹脂 製ヘッド部からなり、これらの構成部材は被処理液体に応じて耐酸化性、耐アル カリ性、耐薬品性、耐溶剤性等の適当な熱可塑性樹脂や金属から形成できる。

【００１１】 フィルター要素のヘッド部の周縁部とハウジング本体上端の周縁部はねじ、シ ーリングロック等の継ぎ手で結合可能に構成され、継ぎ手を外すことによりヘッ ド部をハウジング本体から分離し、ヘッド部を手で操作してフィルター要素を交 換することができる。

【００１２】 フィルター要素のろ過本体部は円筒状フィルター材と、フィルター材の内面を 支持し多数の開口を有する樹脂製の内側円筒と、フィルター材の外面を支持し多 数の開口を有する樹脂製の外側円筒と、円筒状フィルター材と内側円筒と外側円 筒の下端部に気密融着している樹脂製キャップ部とを具備している。円筒状フィ ルター材と内側円筒と外側円筒の上端部はヘッド部に直接気密融着されている。 ヘッド部の代わりにキャップ部を用いたフィルター要素の素材及び製造法は特開 平５−１１１６２２号、及び特開平５−６４７２８号（特許第３３４４７３０号 ）に記載されている。本考案のフィルター要素はヘッド部を除いてこれらの文献 に記載と同じ材質及び構造を有しそこに記載された方法で製作できる。

【００１３】 フィルター膜は従来技術に関して述べたように巻き型やプリーツ型に構成して 円筒状フィルター材としたものが使用できるが、好ましくは後者である。フィル ター膜の材料としては、非熱可塑性である四フッ化エチレン樹脂、熱可塑性であ るポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリアミド、ポリカーボネー ト、ポリエーテルスルホン、フッ化ビニリデン樹脂、及びポリエーテルケトン等 が使用できるが、被処理液に応じて選択する。

【００１４】 フィルター要素のネット状支持体、内側円筒、外側円筒、底部の円盤状キャッ プ及び頂部のヘッド部、並びにハウジング本体の材料はポリプロピレン、ポリエ チレン、ポリスルホン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン 、ポリエーテルケトン、熱可塑性フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂が使用できるが 、被処理液に応じて選択する。

【００１５】 本考案に従いフィルター要素は、内側円筒、フィルター材及び外側円筒よりな るろ過本体部の上端に一体に気密融着されたヘッド部を含む。フィルター要素の その他の構造は図６に示したものと同様である。従って以下の実施例の説明では 対応する部材及び部分は図６に使用した符号と同じ符号を使用する。このヘッド 部は外側円筒よりも大きい直径のフランジ部を有し、内側円筒内部の二次側通路 に連通する中央通路を有しその上端はヘッド部から突出して外部の管路への継ぎ 手部となっている。またフランジ部の外周部にはハウジング本体の封着手段と協 働する封着部が形成される。好ましくは、ヘッド部はハウジング本体にフィルタ ー要素が挿入された時にフィルター要素とハウジング本体内壁との間にできる一 次側通路に連通する一次側ガスベント通路を有する。このガスベント口はヘッド 部の上端部から突出して継ぎ手部となっており、そこに接続される管路に挿入さ れるガストラップにより気泡ガスを分離できる。フィルター要素の上端には従来 例のようなＯリング等のシール手段は存在せず、直接ヘッド部が形成されている 。

【００１６】

【実施例】

図１は本考案の実施例によるフィルターカートリッジの断面図である。図２は 本考案の実施例によるフィルター要素の正面図であり、図３は同右側面図、図４ は同平面図、及び図５は同底面図である。 フィルター要素１のろ過本体部２は、好ましくはプリーツ型の円筒状フィルタ ー材３と、フィルター材の内面を支持し多数の開口２７を有する樹脂製の内側円 筒５と、フィルター材の外面を支持し多数の開口２５を有する樹脂製の外側円筒 ７と、円筒状フィルター材３と内側円筒と外側円筒の下端部を封着する樹脂製円 盤状キャップ１１とから構成されている。

【００１７】 フィルター要素１のヘッド部３１は予め樹脂成形されており、円筒状フィルタ ー材３と内側円筒５と外側円筒７の上端との加熱融着によりろ過本体部２に一体 に結合されている。 ヘッド部３１は外側円筒７よりも大きい直径のフランジ部４４を有し、底面が ほぼ平らであり、フランジ部４４の外周部にハウジング本体１３の封着手段と協 働する封着部を有する。図示の例ではフランジ部４４の外周部底面に形成された 環状溝２４（図５）であり、そこにＯリング２０を保持する。これは一例にすぎ ずその他任意の封着手段を使用しうることは明らかである。ヘッド部３１はさら に内側円筒内部の二次側通路２９に連通する二次側液体出口通路を有し、通路を 形成する管の端部には他の管路と接続するための継ぎ手４０が形成されている。 この継ぎ手もＯリング或いはねじ等任意の手段が使用できる。フランジ部４４は さらに外側円筒７と封着部の間で前記フランジ部を貫通する一次側ガスベント通 路３５を有する。ガスベント通路３５を形成する管は上に突出してねじ４２とし て例示した継ぎ手を有する。継ぎ手は他の任意のものを使用して良い。

【００１８】 ハウジング本体１３はほぼ円筒状に形成された樹脂又は耐腐食性の金属（ステ ンレス鋼）等から製作され、繰り返し使用される。ハウジング本体１３は下端部 に上記の継ぎ手部と同様な継ぎ手部２８を備えた一次側液体（被処理液）入口２ １を備えている。ハウジング本体１３の周壁上端は、ヘッド部３１のフランジ部 ４４の周部に対面する幅広のリム２６を有し、リム２６にはヘッド部の封着手段 と協働する封着手段が形成されている。この例では封着手段はＯリングを保持す るための円環状の溝である。

【００１９】 組立において、新規なフィルター要素１のヘッド部３１を手で持ち、ろ過本体 部２をハウジング本体１３の内部に挿入し、溝２４等に挿入したＯリング２０を 介してヘッド部３１の外周縁とハウジング本体１３のリム２６をリングロック２ ２によりクランプして両者を気密結合する。一方、使用済みのフィルター要素１ の交換には上記と逆の作業を行いフィルター要素をハウジング本体から取り外す 。

【００２０】

【発明の効果】

このようにフィルター要素の交換に際してヘッド部を手で持って操作すること で複雑な組み立て作業を要しないで簡単に交換が可能であり、その間、薬液が付 着しているハウジング本体内部やフィルター要素のろ過本体部に触れる必要がな い。従来のフィルターカートリッジにおいては、フィルター要素の交換にフィル ター要素のハウジング本体内への挿入と下部支持部材との整列、フィルター要素 の封着手段とハウジングヘッドの封着手段の整列、及びハウジングヘッドとハウ ジング本体との気密結合の各作業が必要であったが、本考案では単にフィルター 要素のろ過本体部はヘッド部に吊されているので単にヘッド部をハウジング本体 に結合するだけでよい。 本考案のフィルター要素は液体出口やガスベントを備えた管継ぎ手を有する大 径の樹脂製ヘッド部を一体に備えたフィルター要素であるため、ヘッド部が従来 の上キャップを兼用しているので、従来のフィルターカートリッジに比して製造 工程数が減少する。 また、本考案のフィルター要素はヘッド部を一体に備えているので、ハウジン グ本体からフィルター要素の交換に際してヘッド部のみを手で操作することがで き、薬液に触れることなく交換作業が安全且つ容易に実施できる。 フィルター要素のヘッド部はハウジング本体に直接封着できるので従来のハウ ジングのハウジングヘッドは必要がない。 本考案ではハウジング本体が何度も使用できるのでディスポーザブル型カート リッジに比して廃棄量が減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルター要素を備えたフィルターカ
ートリッジの縦断面図である。

【図２】本発明のフィルター要素の正面図である。

【図３】本発明のフィルター要素の右側面図である。

【図４】本考案のフィルター要素の平面図である。

【図５】本考案のフィルター要素の底面図である。

【図６】従来のフィルターカートリッジの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ フィルター要素 ３ フィルター材 ５ 内側円筒 ７ 外側円筒 ９ 上側キャップ １１ 下側キャップ １３ ハウジング本体 １５ ハウジングヘッド １７ ハウジング本体 １９ 合わせ面 ２０ Ｏリング ２１ 一次側液体入口 ２２ リングロック ２３ 一次側通路 ２４ 溝（封着手段） ２５ 外側円筒の開口 ２７ 内側円筒の開口 ２８ 継ぎ手部 ２９ 二次側通路 ３１ ヘッド部 ３５ 一次側ガスベント通路 ３９ 二次側液体出口通路 ４１ 環状壁 ４２ ねじ ４３ Ｏリング ４４ フランジ部 ５１ 位置決め支持部材

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状フィルター材、該フィルター材の
   内面を支持し且つ多数の開口を有する樹脂製の内側円
   筒、該フィルター材の外面を支持し且つ多数の開口を有
   する樹脂製の外側円筒、前記円筒状フィルター材と前記
   内側円筒と外側円筒の下端部に気密融着された樹脂製円
   盤状キャップ部、および前記外側円筒よりも大きい直径
   のフランジ部を有し且つ前記円筒状フィルター材と前記
   内側円筒と外側円筒の上端部に気密融着された樹脂製ヘ
   ッド部よりなり、前ヘッド部は前記フランジ部の外周部
   に設けられ且つハウジング本体の封着手段と協働する封
   着部と、前記内側円筒に連通する二次側液体出口通路と
   を有することを特徴とする一体型フィルター要素。
2. 【請求項２】 前記フランジ部はさらに前記外側円筒と
   前記封着部の間で前記フランジ部を貫通する一次側ガス
   ベント通路を有する請求項１のフィルター要素。
3. 【請求項３】 前記二次側液体出口通路の上端には管継
   ぎ手が設けられている請求項１または２のフィルター要
   素。
4. 【請求項４】 前記一次側ガスベント通路の上端には管
   継ぎ手が設けられている請求項２または３のフィルター
   要素。
5. 【請求項５】 （ａ）円筒状フィルター材、該フィルタ
   ー材の内面を支持し且つ多数の開口を有する樹脂製の内
   側円筒、該フィルター材の外面を支持し且つ多数の開口
   を有する樹脂製の外側円筒、前記円筒状フィルター材と
   前記内側円筒と外側円筒の下端部に気密融着された樹脂
   製円盤状キャップ部、および前記外側円筒よりも大きい
   直径のフランジ部を有し且つ前記円筒状フィルター材と
   前記内側円筒と外側円筒の上端部に気密融着された樹脂
   製ヘッド部よりなり、前ヘッド部は前記フランジ部の外
   周部に設けられ且つハウジング本体の封着手段と協働す
   る封着部と、前記内側円筒に連通する二次側液体出口通
   路とを有することを特徴とする一体型フィルター要素
   と、（ｂ）前記外側円筒よりも大きい直径を有し且つ頂
   部が開放した気密円筒体、前記円筒体の下端部に設けら
   れた一次側液体入口、及び前記封着部と協働する前記封
   着手段よりなるハウジングと、よりなるフィルターカー
   トリッジ。
6. 【請求項６】 前記フランジ部はさらに前記外側円筒と
   前記封着部の間で前記フランジ部を貫通する一次側ガス
   ベント通路を有する請求項５のフィルターカートリッ
   ジ。
7. 【請求項７】 前記二次側液体出口通路の上端には管継
   ぎ手が設けられている請求項５または６のフィルターカ
   ートリッジ。
8. 【請求項８】 前記一次側ガスベント通路の上端には管
   継ぎ手が設けられている請求項６または７のフィルター
   カートリッジ。
9. 【請求項９】 前記封着部と前記封着手段とは着脱可能
   である請求項６ないし８のいずれかのフィルターカート
   リッジ。