JP4980920B2 - フレームのないプレート状のフィルタ体 - Google Patents

Description

本発明は、フレームのないプレート状のフィルタ体、特に液状媒体を濾過するための、フレームのないプレート状のフィルタ体であって、少なくとも１つのダイヤフラム材料の層から成る外側に位置するフィルタ層が設けられている形式のものに関する。

液体からの粒子分離のために使用される公知のフィルタ系は、浄化すべき液体内に浸漬される回転するフィルタ円板、濾過毛管又はフィルタプレートを用いて作業を行う。通常は、複数のフィルタ体が１つの濾過モジュールにまとめられる。すべての系においては共通に、液体の濾過のために薄い濾過ダイヤフラムが使用され、このような濾過ダイヤフラムは、濾液側に濾液を排出するための下部構造を有している。濾過のために必要な差圧は、濾液の吸い出しによって生ぜしめられる。この圧力に耐えるために、従ってフィルタ体及びフィルタダイヤフラムは十分な安定性を有する必要がある。

機械的な安定性はさらに、フィルタ体の均一な濾過性能のための条件である。これによって、濾過ダイヤフラムにわたる均一な差圧分布が保証され、かつ僅かな圧力損失で濾液の効果的な排出が保証される。フィルタ体の構造寸法の増大に連れて、フィルタ体の曲げ強さに対する要求も高まる。

別の公知の濾過モジュールでは、複数のフィルタプレートが互いに間隔をおいてかつ互いに平行に方向付けられて、ハウジング内に又は保持プレートに配置されている。このような冒頭に述べた形式の濾過モジュールは、ＥＰ０６０２５６０Ｂ１に記載されている。フィルタプレートは、内部に位置している曲げ強さのある合成樹脂製の保持プレートによって安定化される。外側に位置するフィルタダイヤフラムと保持プレートとの間には、さらにスペーサが配置されており、これによって濾液を排出するための中空室を得ることができる。

濾過モジュールに挿入可能で曲げ強さのあるフィルタプレートの別の構成は、ＤＥ１９９１０９７４Ａ１に記載されている。この公知の構成ではフィルタダイヤフラムは、閉鎖されたフレームに載置されている。フレームは、前記合成樹脂製の保持プレートのように、安定化のために働き、さらに、フレームによって取り囲まれた自由空間を介して、スペーサなしでも、濾液の排出ができるようになっている。

曲げ強さのあるフレーム又はプレートを下部構造として使用すると、高い材料費がかかり、フィルタプレートの重量も大きくなる。さらに、安定化に役立つプレートの表面に、濾液を排出するための切欠きが一体成形されている場合には、製造のために通常高価なプラスチック射出成形法が使用されることに基づいて、製造コストも高騰してしまう。しかもこのようなプレートは、小さな構造寸法でしか製造することができない。

ＥＰ０５９１１１７Ａ１では、重いプレート又はフレームの代わりに、いわゆる「スペーサ」を下部構造として使用することが提案されている。このスペーサは、前記フィルタプレートでは、互いに十字形に重なって位置する複数のひもから成っていて、これらのひもは格子構造体を形成しているので、これによって一方ではフィルタダイヤフラムに引張り強さを与え、かつ他方では格子構造体の中空室を介して濾液が排出されるようになっている。しかしながらこの公知の構成におけるフィルタプレートの曲げ強さは制限されている。

ＤＥ２０２０７３５９Ｕ１に基づいて公知の自立式のフィルタプレートでは、スペーサとして、ポリマ又は金属製の糸、フィラメント又はワイヤから成る織布が使用される。曲げ強さを高めるために、フィルタダイヤフラム／スペーサ／フィルタダイヤフラムから成る複合体はさらに折り畳まれる。スペーサにおけるフィルタダイヤフラムの全面な支持もしくは接触は、一方ではフィルタプレートの安定化のために役立つが、しかしながら他方では、濾過に付きものの堆積物をフィルタダイヤフラムからクリーニングするのに不都合である。クリーニングの際には、浸漬された濾過装置の下からガスがもたらされ、プロペラ又はポンプを用いて高い流速がダイヤフラム表面の領域において生ぜしめられる。しかしながらフィルタダイヤフラムからの堆積物の効果的なクリーニングのためには、フィルタダイヤフラムが液体流のなかで少なくともある程度動かすことができなくてはならない。

ゆえに本発明の課題は、上に述べた欠点を排除すべく、冒頭に述べた形式のフィルタ体を改良して、特に、大きな曲げ強さを有していて、効果的な濾液排出を可能にし、さらに大判のプレートとして、僅かな材料消費と重量で簡単に製造することができるフィルタ体を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、請求項１記載のように、すなわち、外側に位置するフィルタ層の間に少なくとも１つの層が配置されており、該層が少なくとも片側に、有利には両側に、表面にわたって分配されていて互いに間隔をおいて位置している複数の隆起部を有しており、該隆起部の端面が、別の層、有利には液体透過性の層のための接触面を形成しているようにした。

このような構成は、単純な構造を有していて、安価に製造することができ、しかも均一な差圧分布によって均一な濾過性能を可能にする。

本発明によるフィルタ体の別の構成は、請求項２以下に記載されている。

例えば本発明の有利な構成では、別の液体透過性の層が、有利には等間隔をおいて全面にわたって分配配置された複数の貫通開口を有しており、これらの貫通開口は少なくともほぼ真円形であり、０.１ｍｍ〜５ｍｍの間の直径を有しかつ／又は２ｍｍ〜５０ｍｍの中心間隔を有している。

隆起部は真円形、楕円形又は多角形の横断面を有することができる。

前記層及び別の液体透過性の層は、プラスチック、有利にはポリプロピレンから成っている。

本発明の別の構成では、層の少なくとも１つの表面が、隆起部と凹部とから成る規則的な構造を有しており、隆起部が有利には真円形、楕円形又は多角形の横断面を有している。

突子状の隆起部が有利には外側において平らに面取りされていると、平らな接触面が形成され、有利である。このような接触面は、別の層及び／又はフィルタ層を支持するのに適している。大判のフィルタ体又は、曲げ強さに対して高い要求が課せられている他のフィルタ体では、別の層及び／又はフィルタ層は接触面の領域において適宜な結合手段によって又はプレス又は溶接によって、前記層と点状に結合されることができる。接触面は、等しい突子状の隆起部を備えた２つ以上の層から成る複合体をも可能にする。層及び別の層は有利にはプラスチック、特にポリプロピレンから成っている。

本発明の別の構成では、開口を備えた層に液体透過性のガーゼが、濾液排出を助成するために載置されている。ガーゼには、少なくとも１つのダイヤフラム材料の層から成るフィルタ層が続く。

引張り強さのある少なくとも１つの液体透過性のガーゼが、フィルタダイヤフラムと層との間における別の層を形成しているような構成も有利である。このような構成では、開口を備えた層は省かれる。

プレート状のフィルタ体の縁部領域をシールするために、別の有利な構成では、外側に位置するフィルタ層が少なくとも１つの別の層及び／又は前記層と、縁部領域においてプレス、接着、溶接又は充填によって結合されている。このように構成されていると、縁部領域を完全に又は少なくとも部分的に液体に対してシールすることができる。また別の有利な構成では、液体に対してシールされた縁部領域に、濾液を排出するための少なくとも１つの開口が設けられている。

フィルタ層のダイヤフラム材料は有利には、ポリフェノール、ポリエーテルサルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、アセチルセルロース、ポリオレフィン又はフルオロポリマから成っている。

本発明の別の有利な構成では、同じ構成を有する、互いに相前後して配置されかつ互いに間隔をおいて位置するプレー状の複数のフィルタ体が、１つの濾過モジュールを形成しており、個々のフィルタ体が状態位置安定化のために、互いに注型によって結合されかつ／又はホルダ内に挿入される。濾液の排出は有利には１つの共通の濾液集合系を介して行われ、この濾液集合系にはそれぞれ個々のフィルタ体が、縁部領域における単数又は複数の開口を介して接続されている。プレートの注型（Verguss）時には、濾過集合系にフィルタ体を個別接続することは不要である。プレート状のフィルタ体はまず初めに１つのプレートスタックにまとめられ、濾液集合系を備えたプレートホルダに挿入され、次いで合成樹脂で注型される。

次に図面を参照しながら本発明によるフィルタ体の実施例を説明する。

図１〜図５は、フレームのないプレート状のフィルタ体の異なった層構造を示す図であり、
図６及び図７は、フレームのないプレート状の複数のフィルタ体を備えた濾過モジュールを示す図である。

図１には、本発明によるフィルタ体１０の一部が示されており、濾過体とも呼ぶことができるこのフィルタ体１０は層構造をもっていて、真ん中に配置されたプラスチック製のシートである層１２から成っており、この層１２は、両側に突子状の隆起部１５を有しており、層１２の両側にはそれぞれ別のプラスチック製の層１３，１４が配置されており、両方の層１３，１４には、層１２内に濾液を導くための開口１６が設けられている。層１３，１４には、液体透過性のガーゼ２０の層が続いており、このガーゼ２０の層は、ダイヤフラム材料１９の層から成るフィルタ層１７によって覆われる。縁部領域１８においてプレート状のフィルタ体はプレス、溶接又は接着されるので、当該箇所においては液体に対してシール作用を有している。

図２には本発明によるフィルタ体の別の実施形態が示されており、このフィルタ体は、流量が僅かな場合における使用のために適している。このフィルタ体の構造は、図１に示されたフィルタ体にほぼ相当しているが、この図２の実施形態では、濾液排出を助成するための液体透過性のガーゼ２０の層は省かれている。

図３に示された層構造は、別の簡単な実施形態を示している。フィルタ体の曲げ強さに対する要求が相応に低い小さな構造寸法の場合に、その際に使用されるフィルタ体は、単に２つの層２２，２３から成っており、両層のうちの１つの層は片側に突子状の隆起部１５を有していて、排出層（Drainageschicht）を形成しており、隆起部の領域において本発明による層と堅固に結合されている他方の層は、開口１６を有している。この他方の層もしくは開口１６の上には、図１に示された構成に相応して、同様に液体透過性のガーゼ２０が敷設されており、このガーゼ２０の上には、ダイヤフラム材料１９の層から成るフィルタ層が続いている。

図４に示された層構造は、例えば特に大きな構造形式におけるような、曲げ強さに対して特に高い要求が課せられるフィルタ体のために適している。そのために隆起部付きシートから成る４つの排出層２５が互いに上下に重ねられて配置されており、かつ隆起部を介して互いに堅固に結合されている。その上には、開口１６を備えた別の層２２が続いていて、最後に、ダイヤフラム材料１９の層から成るフィルタ層が設けられている。

図５には、図１に示されているのと同様な、プレート状のフィルタ体の構造が示されている。しかしながらこの実施例では、開口１６を備えた２つの層１３，１４の代わりに、引張り強さのある液体透過性のガーゼ２６が使用される。このガーゼ２６は、フィルタ体に十分な安定性を与えるので、図１におけるような液体透過性のガーゼ２０の別の層を省くことができる。ガーゼ２６は直接、フィルタ層１７によって覆われる。

上に述べたすべての実施形態は、例えば図６に示されているような濾過モジュール３０にまとめることができる。同じ構造形式及び同じ寸法の複数のフィルタ体３１が、互いに間隔をおいて相前後して配置され、かつ互いに平行に方向付けられるので、フィルタ層１７は、浄化すべき液体によって均一に環流されることができる。さらに、平行に方向付けられていることによって、フィルタダイヤフラムをクリーニングすることを目的として、ガスをフィルタ体の下において液体内にもたらすことにより、フィルタダイヤフラムの効果的なクリーニングが保証される。フィルタ体の位置安定化のために、フィルタ体は側部において保持プレート３４によって取り囲まれており、これらの保持プレート３４には、濾液集合系３３の管路がフィルタ平面に対して垂直に案内される。濾液集合管路へのフィルタ体の排出層の接続は、プレート状の部材の縁部領域における開口３２を介して行われ、プレート状の部材はその他の箇所においては液体に対してシール作用をもって形成されている。

図７には、本発明によるフィルタ体３１の層構造が、濾過モジュール３０の別の構成部材との関連において例示されている。

フレームのないプレート状のフィルタ体の層構造を示す図である。 別の実施例によるフレームのないプレート状のフィルタ体の層構造を示す図である。 別の実施例によるフレームのないプレート状のフィルタ体の層構造を示す図である。 別の実施例によるフレームのないプレート状のフィルタ体の層構造を示す図である。 別の実施例によるフレームのないプレート状のフィルタ体の層構造を示す図である。 フレームのないプレート状の複数のフィルタ体を備えた濾過モジュールを示す斜視図である。 図６に示された濾過モジュールの一部を破断して示す斜視図である。

Claims (14)

1. 液状媒体を濾過するための、フレームのないプレート状のフィルタ体（１０）であって、外側に位置するフィルタ層（１７）が設けられていて、該フィルタ層（１７）が少なくとも１つのダイヤフラム材料（１９）の層を備えている形式のものにおいて、
   外側に位置するフィルタ層（１７）の間に少なくとも１つの層（１２，２５）が配置されており、該層（１２，２５）が両側に、表面にわたって分配されていて互いに間隔をおいて位置している複数の隆起部（１５）を有しており、該隆起部（１５）の端面が、別の液体透過性の層（１３，１４，２２）のための接触面を形成していることを特徴とする、フレームのないプレート状のフィルタ体。
2. 別の液体透過性の層が、等間隔をおいて全面にわたって分配配置された複数の貫通開口（１６）を有している、請求項１記載のフィルタ体。
3. 貫通開口（１６）が真円形であり、０.１ｍｍ〜５ｍｍの間の直径を有しているか又は２ｍｍ〜５０ｍｍの中心間隔を有している、請求項２記載のフィルタ体。
4. 隆起部（１５）が真円形、楕円形又は多角形の横断面を有している、請求項３記載のフィルタ体。
5. 層（１２，２５）及び別の液体透過性の層（１３，１４，２２）が、プラスチックから成っている、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィルタ体。
6. 層（１２，２５）の両側の表面が、隆起部と凹部とから成る規則的な構造を有しており、隆起部（１５）が真円形、楕円形又は多角形の横断面を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のフィルタ体。
7. 隆起部（１５）が、排出層に対して平行でありかつ別の層及び／又はフィルタ層の設置のために適している接触面を形成している、請求項６記載のフィルタ体。
8. フィルタ層（１７）の濾液側に、液体透過性のガーゼ（２０，２６）の少なくとも１つの層が配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のフィルタ体。
9. フィルタ層（１７）が少なくとも１つの別の層（１２，１３，１４，２０，２２，２３，２５，２６）と、縁部領域（１８）においてプレス、接着、溶接又は充填によって結合されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のフィルタ体。
10. 縁部領域（１８）がプレス、接着、溶接又は充填による結合部を介して完全に又は部分的に液体に対してシールされている、請求項９記載のフィルタ体。
11. 液体に対してシールされた縁部領域（１８）に、濾液を排出するための少なくとも１つの開口（３２）が設けられている、請求項１０記載のフィルタ体。
12. フィルタ層（１７）のダイヤフラム材料（１９）が、ポリフェノール、ポリエーテルサルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、アセチルセルロース、ポリオレフィン又はフルオロポリマから成っている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のフィルタ体。
13. 互いに相前後して配置されかつ互いに間隔をおいて位置するフレームのないプレート状の複数のフィルタ体（３１）が、１つの濾過モジュール（３０）を形成しており、個々のフィルタ体が互いに注型によって結合されかつ／又はホルダ（３４）内に挿入可能である、請求項１から１２までのいずれか１項記載のフィルタ体。
14. 濾液の排出が１つの共通の濾液集合系（３３）を介して行われる、請求項１から１３までのいずれか１項記載のフィルタ体。

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