JP4439634B2 - 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
同方向に変形するディスクフイルターカートリッジ Download PDFInfo
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Description
【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】
ディスク状濾紙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、ディスク状濾紙からなる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6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、ディスク状濾紙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(前記濾紙の張り合わせ部)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、同方向に変形するようにしたことを特徴とする。
【0013】
また、請求項6に記載の発明は、ディスク状濾紙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(前記濾紙の張り合わせ部)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、同方向に変形するように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、濾紙としては、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紙1,2の厚みはそれぞれ1〜5mmであるのが好ましい。薄すぎると濾紙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100〜600mm、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、図4に示すように、樹脂が多く入る側が表面凸(上方に向けて凸)に変形し、樹脂が少ない側が表面凹(上方に向けて凸)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表面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下方に向けて凹形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】
下方に向けて凹形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4の凸形の変形と図5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/m2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、セルの変形を下方に向けて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6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………フィルターセル
6………パーティングライン
7………凸部
Claims (6)
- ディスク状濾紙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(前記濾紙の張り合わせ部)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、同方向に変形するように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。
- 使用時に前記各セル間を所定の間隙に保つように、前記同方向に変形するようにした請求項1に記載のフイルターカートリッジ。
- 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。
- 前記ディスクのパーティングラインより下方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。
- 前記変形を、各セルが下方に向けて凹状に変形するように前記リングの上下の重量を異なるようにする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフイルターカートリッジ。
- ディスク状濾紙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(前記濾紙の張り合わせ部)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、同方向に変形するようにしたことを特徴とするフイルターセル。
Priority Applications (1)
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JP29888499A JP4439634B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | 同方向に変形するディスクフイルターカートリッジ |
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-
1999
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