JP5272440B2 - ダミーフィルター、フィルター装置、及び濾過方法 - Google Patents

Description

本発明はダミーフィルター、フィルターハウジング、フィルター装置、及び濾過方法に関し、更に詳しくは、フィルターハウジングへの取り付けや取り外しが容易なダミーフィルター、濾過性能を維持しつつ、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができるフィルターハウジング、フィルターの消耗を抑えることが可能であり、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができるフィルター装置、及び効率的なフィルター装置を使用した経済的な濾過方法に関する。

一般に工業用水や水道水の粗濾過フィルター、純水や超純水中に僅かに混在している微粒子の濾過フィルター、及び薬液中の微粒子の濾過フィルター等は、フィルターハウジングに装着して使用される（例えば、特許文献１参照）。フィルターハウジングに装着されるフィルターの数は特に制限されるものではないが、複数のフィルターを装着可能であると、一度に多量の被濾過液を濾過することができるために好ましい。

フィルター装置を用いて濾過を行う場合には、濾過能の異なるフィルターを適宣選択してフィルターハウジングに装着させる。しかしながら、複数のフィルターを装着可能なフィルターハウジングを使用する場合、条件によっては、複数のフィルターを全部装着させる必要はなく、フィルターと同形状からなる濾過能を有さないダミーフィルターを装着させることで、フィルターの消耗を抑えることができる。

このような、フィルターを装着させて使用するフィルターハウジングは、通常、仕切り板と押さえ板を用い、２点でフィルターを固定する構造を有している。

特開２００５−１６９２１７号公報

フィルターハウジングに装着させるダミーフィルターは、その重さや形状から、フィルターハウジングへの取り付けや取り外しを行う際に、フィルターを落として使用不可能にするといった人為的な損害を被る場合があった。

また、一般的なフィルターハウジングは１つの筒状内に複数のフィルターをセットするものであり、ハウジング内に残留する被濾過液の量が多いという問題があった。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、フィルターハウジングへの取り付けや取り外しが容易なダミーフィルターを提供することにある。

また、その課題とするところは、一般的なフィルターハウジングにおける濾過性能を維持しつつ、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができるフィルターハウジングを提供することにある。

更に、その課題とするところは、余分なフィルターを使用しないことで、フィルターの消耗を抑えることが可能であり、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができるフィルター装置を提供することにある。

また、その課題とするところは、フィルターの消耗を抑えることが可能であり、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができるフィルター装置を使用した、経済的な濾過方法を提供することにある。

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、液不透過性の側面を有するダミーフィルターの所定の位置に溝部を形成することによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

更に、所定の構成を有するフィルターハウジングに、本発明のダミーフィルターとフィルターの両方を挿入及び担持させることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

また、本発明のフィルター装置を使用して濾過することによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、以下に示すダミーフィルター、フィルターハウジング、フィルター装置、及び濾過方法が提供される。

［１］略柱状を呈するとともに、液不透過性の側面を有し、その長手方向の一方の端部近傍に、その長手方向に所定幅を有する環状の溝部が形成されており、前記溝部の、その長手方向の中央部側の端縁に、前記側面よりも外側に突出する盤状の鍔部を有するダミーフィルター。

［２］前記［１］に記載のダミーフィルターと、導入口及び排出口を有する外装体と、前記外装体の内部に配設されるケーシングと、を備え、前記ケーシングは、所定間隔を隔離した状態で対向配置された、複数の孔部を有する二枚の板状部材と、貫通孔を有する複数の管状部材と、を備えたものであり、複数の前記管状部材は、一の前記板状部材の前記孔部と、他の前記板状部材の前記孔部の間を、前記貫通孔でそれぞれ連結するように配置されるとともに、前記孔部及び前記貫通孔からなる複数の連通孔が形成されており、複数の前記連通孔の内部に、略柱状のフィルターを挿入して担持可能なフィルターハウジングと、前記ダミーフィルターとその外形状が略同一のフィルターと、を備え、複数の前記連通孔の内部に、前記ダミーフィルターと前記フィルターのいずれかが、それぞれ挿入及び担持され、前記ダミーフィルターが挿入及び担持された連通孔は、前記ダミーフィルターにより封止されるとともに、前記フィルターが挿入及び担持された連通孔は、被濾過液を濾過可能な濾過孔を構成するフィルター装置。

［３］前記［２］に記載のフィルター装置を使用し、前記フィルター装置の前記導入口から被濾過液を導入し、導入した前記被濾過液を、前記濾過孔で濾過して濾液を得、得られた前記濾液を、前記排出口から排出することを含む濾過方法。

本発明のダミーフィルターは、フィルターハウジングへの取り付けや取り外しが容易であり、更には被濾過液が封止された連通孔に入ることを抑制することができるという効果を奏するものである。

更に、本発明のフィルター装置は、余分なフィルターを使用しないことで、フィルターの消耗を抑えることが可能であり、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができるという効果を奏するものである。

また、本発明の濾過方法は、フィルターの消耗を抑えることが可能であり、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができるフィルター装置を使用するので経済的であるという効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

１．ダミーフィルター
本発明のダミーフィルターの一実施形態について図を用いて説明する。図１は、ダミーフィルターの一実施形態を示す断面図であり、図２は、本発明のダミーフィルターの一実施形態を示す断面図である。図１において、ダミーフィルター１０は、液不透過性の側面１、飾り部３、及び担持部４を有し、その長手方向の一方の端部６近傍に、その長手方向に所定幅Ｗを有する環状の溝部２が形成されている。また、図２において、ダミーフィルター１１は、更に、溝部２の、その長手方向の中央部側の端縁７に、側面１よりも外側に突出する盤状の鍔部８を有している。

液不透過性の側面１は、例えば、金属や繊維質からなる略柱状のダミーフィルター前駆体の側面を液不透過性物質でコーティングしたり、液不透過性物質で略柱状のダミーフィルター前駆体を構成したりすることで形成することができる。このように、少なくともその側面１が液不透過性物質で構成されることで、本発明のダミーフィルターを後述するフィルターハウジングの連通孔に挿入及び担持させた場合に、連通孔を封止することができる。なお、液不透過性物質として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等がある。なお、略柱状として、具体的には、円柱状や角柱状等が挙げられる。

本明細書において、一方の端部６とは、担持部４が形成されていない側の端部をいう。なお、担持部４には、Ｏリング５が配設されている。Ｏリング５が配設されることで、ダミーフィルター１０及び１１は、後述するフィルターハウジングの連通孔に挿入及び担持させた際に、フィルターハウジングとの密着性が向上し、封止されている連通孔から被濾過液が排出口側に漏れてくることを抑制することができる。

また、飾り部３の形状は特に限定されるものではなく、例えば、円柱状や角柱状等がある。なお、飾り部３は形成されていなくても良い。

本発明のダミーフィルターの形状は略柱状であれば特に限定されるものではなく、使用するフィルターハウジングに応じて適宣選択することができる。ダミーフィルターが、例えば、円柱状のダミーフィルターである場合、一方の端部から他方の端部までの長さは５５〜５７ｃｍであることが好ましく、フィルターハウジングのサイズに見合った長さであることが特に好ましい。なお、ここでいう「フィルターハウジングのサイズに見合った長さ」とは、連通孔にダミーフィルターを挿入及び担持させた場合に、溝部が連通孔に挿入されない長さをいう。

ダミーフィルターがこの様な長さである場合、一方の端部の近傍とは、通常、一方の端部から１５〜２５ｃｍの範囲をいい、好ましくは１８〜２２ｃｍの範囲をいう。また、所定幅とは、通常、５〜８ｃｍの範囲をいい、好ましくは６〜７ｃｍの範囲をいう。このような幅の溝部が形成されることで、本発明のダミーフィルターは、フィルターハウジングへの取り付けや取り外しの際に、落として使用不可能にするというような人為的な損害を被ることを抑止することができる。

フィルターハウジングとして、後述するフィルターハウジングを用いた場合には、ダミーフィルター１１を挿入及び担持させることが好ましい。これは、鍔部８が連通孔を封止して、被濾過液が封止された連通孔に入ることを抑制することができるからである。なお、鍔部８の大きさは、後述するフィルターハウジングの連通孔を封止可能な大きさであれば良い。

本発明のダミーフィルターは、例えば、略柱状の液不透過性物質からなる部材や、略柱状のＳＵＳ等からなる金属部材の側面に液不透過性物質をコーティングした部材を、その長手方向の一方の端部近傍に、その長手方向に所定幅を有する溝部を切削加工等により形成することで製造することができる。

切削加工する方法は特に限定されるものではなく、例えば、旋盤で削る方法等がある。また、金属部材の側面をコーティングする方法は特に限定されるものではなく、通常、金属等をコーティングする方法であって良い。

２．フィルターハウジング
フィルターハウジングの一実施形態について図を用いて説明する。図３は、フィルターハウジングの一実施形態を模式的に示す断面図である。図３において、フィルターハウジング２０は、導入口２１及び排出口２２を有する外装体２３と、外装体２３の内部に配設されるケーシング２４と、を備えている。また、ケーシング２４は、所定間隔Ｔを隔離した状態で対向配置された、複数の孔部３１及び３２を有する二枚の板状部材２５及び２６と、貫通孔３３を有する複数の管状部材２７と、を備えている。更に、複数の管状部材２７は、一の板状部材２５の孔部３１と、他の板状部材２６の孔部３２の間を、貫通孔３３でそれぞれ連結するように配置されるとともに、孔部３１及び３２並びに貫通孔３３からなる複数の連通孔３４が形成されており、複数の連通孔３４の内部に、略柱状のフィルターを挿入して担持可能なものである。このように連通孔３４を形成することにより、ハウジング内の容積を低減することができるため、フィルター装置として使用する場合に、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができる。

フィルターハウジング２０は、連通孔３４の内部に、略柱状のフィルターを挿入して担持可能なものである。それゆえ、フィルターハウジング２０を用いてフィルター装置を構成することができる。

ケーシング２４に備わる一の板状部材２５、他の板状部材２６、及び管状部材２７を構成する物質は特に限定されるものではなく、例えば、ＳＵＳ等の金属がある。また、一の板状部材２５の厚みＴ１及び他の板状部材２６の厚みＴ２は、特に制限はないが、他の板状部材２６の厚みＴ２に関しては、ダミーフィルター１０又は１１の担持部４の長手方向の長さ程度であることが好ましい。更に、管状部材の長手方向の長さは、二枚の板状部材を対向配置した所定間隔Ｔであり、より具体的には、「１．ダミーフィルター」で記載したダミーフィルターを例にあげると、図１に記載したダミーフィルター１０の場合、担持部４から端縁７までの長さ程度であることが好ましく、図２に記載したダミーフィルター１１の場合、担持部４から鍔部８までの長さであることが更に好ましい。

ケーシング２４の表面は全面にわたって、液不溶性物質でコーティングされていることが好ましい。これは、被濾過液をフィルターハウジング２０の導入口２１から導入しても、ケーシング２４から不純物が溶出される場合がなく、高純度の濾液を得ることができるためである。なお、液不溶性物質としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等がある。

連通孔３４の大きさは、略柱状のフィルターを挿入し、フィルターと連通孔３４の間に被濾過液が侵入することが可能な大きさであれば特に限定されるものではないが、より具体的には、「１．ダミーフィルター」で記載したダミーフィルターを例に挙げると、ダミーフィルター１１を挿入した際に、鍔部８により連通孔３４が封止可能な大きさであることが好ましい。

導入口２１及び排出口２２の大きさは特に限定されるものではなく、通常のフィルターハウジングに形成される導入口及び排出口の大きさで良い。なお、導入口２１及び排出口２２にノズルを取り付けることも好ましい。

フィルターハウジングは、例えば、ＳＵＳ等からなり、複数の孔部が形成された二枚の板状部材を対向配置し、一の板状部材の孔部と他の板状部材の孔部との間を、貫通孔でそれぞれ連結するように、ＳＵＳ等からなる貫通孔を有する管状部材をその間に溶接して作製したケーシングを、導入口及び排出口を有する外装体に備えることで製造することができる。なお、ケーシングの表面は全面にわたって、液不溶性物質でコーティングすることが好ましい。

板状部材に孔部を形成する方法は特に制限されるものではなく、例えば、掘削形成することができる。また、ケーシングの表面をコーティングする方法は特に限定されるものではなく、通常、金属等をコーティングする方法であって良い。

３．フィルター装置
本発明のフィルター装置について図を用いて説明する。図４は、本発明のフィルター装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。図４において、フィルター装置３０は、ダミーフィルター１０及び１１、並びにダミーフィルター１０とその外形状が同一のフィルター１２を、ケーシング２４に形成された複数の連通孔の内部に挿入及び担持している。また、ダミーフィルター１０及び１１が挿入及び担持された連通孔３５及び３７は、ダミーフィルター１０及び１１により封止されるとともに、フィルター１２が挿入及び担持された連通孔３６は、被濾過液を濾過可能な濾過孔を構成している。

本発明のフィルター装置に備わるダミーフィルターは、「１．ダミーフィルター」で記載されたダミーフィルターである。このため、フィルターハウジングへの取り付けや取り外しが容易である。また、本発明のフィルター装置は、必要最小限の数のフィルターだけをフィルターハウジングに装着して使用できるため、フィルターの消耗を抑えることができる。

また、本発明のフィルター装置に備わるフィルターは、「１．ダミーフィルター」で記載したダミーフィルターと外形状が概ね同一のものであれば良く、例えば、商品名「ペンフロン」（日本ポール社製）等がある。本発明のフィルター装置はフィルターを備えるため、濾過を行うことができる。なお、ここでいう「外形状が概ね同一」とは、連通孔を封止しない外形状をいい、より具体的には、盤状の鍔部を有さない外形状や盤状の鍔部が連通孔を封止しない大きさの外形状等をいう。

更に、本発明のフィルター装置に備わるフィルターハウジングは、「２．フィルターハウジング」で記載されたフィルターハウジングである。このため、ハウジング内の容積は低減されており、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減し、収率が向上するという効果がある。

ダミーフィルター１１を挿入及び担持した連通孔３７は、ダミーフィルター１１の鍔部８により、連通孔そのものが封止されるために、ダミーフィルター１１と連通孔３７の間に被濾過液が極めて侵入し難い。そのため、ダミーフィルター１０を挿入及び担持した連通孔３５に比べて、ダミーフィルター１０と連通孔３５の間に溜まる被濾過液の量が少ないため好ましい。

４．濾過方法
本発明の濾過方法は、「３．フィルター装置」に記載したフィルター装置を使用し、フィルター装置の導入口から被濾過液を導入し、導入した被濾過液を、濾過孔で濾過して濾液を得、得られた濾液を、排出口から排出することを含む方法である。

ここで、本発明の濾過方法について、被濾過液がフィルター装置に導入してから排出されるまでを図を用いて説明する。図５は、本発明のフィルター装置を用いた濾過方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。図５において矢印は液体の流れを示す。フィルター装置３０の導入口２１から導入された被濾過液は、フィルター１２が挿入及び担持された連通孔３６とフィルター１２の間に進入し、フィルター１２により濾過されて濾液となって濾過孔から生じ、生じた濾液が排出口２２から排出される。なお、ダミーフィルター１０が挿入及び担持された連通孔３５とダミーフィルター１０の間に進入した被濾過液は、ダミーフィルター１０を透過することはなく、そのまま被濾過液として連通孔３５とダミーフィルター１０の間に溜まる。

フィルター装置３０は、ダミーフィルター１０及び１１を備えるため、本濾過方法においては、必要最小限の数だけフィルター１２を使用すれば良く、フィルターの消耗を抑え、フィルターを長く使用することができる。そのため、経済的であるといえる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
直径９ｃｍ、長さ５６．５ｃｍの円柱状のポリテトラフルオロエチレンからなる部材に、一方の端部から２ｃｍ離れた位置に幅６．５ｃｍ、直径４．２ｃｍの環状の溝部を旋盤で形成した。溝部の中央部側の端縁から２ｃｍ分はなれた位置から他方の端部まで、その間を直径が７ｃｍとなるように旋盤で削ることでダミーフィルターを製造することができる。なお、ダミーフィルターの一方の端部には、長さ４ｃｍ、直径４．２ｃｍの円柱状の飾り部を形成し、他方の端部には、フィルターハウジングに担持可能な、Ｏリングを配設する担持部を形成した。このダミーフィルターは、溝部が形成されているため、落としたりすることがなく、フィルターハウジングへの取り付けや取り外しが容易である。

（実施例２）
ＳＵＳ３１６からなる、厚さが１０ｃｍの二枚の金属部材に、厚さ方向に連通する径が一方には８．５ｃｍ、他方には４．５ｃｍの孔部を１２個形成した。孔部を形成した金属部材の表面にポリテトラフルオロエチレンをコーティングすることで板状部材を作製した。作製した板状部材を二枚用意し、一方の板状部材の孔部と他方の板状部材の孔部との間を、貫通孔でそれぞれ連結するように、ＳＵＳ等からなる貫通孔を有する管状部材を二枚の板状部材の間に溶接してケーシングを作製した。作製したケーシングを導入口及び排出口を有する外装体に備えることでフィルターハウジングを製造することができる。このフィルターハウジングは、ハウジング内の容積が低減されており、ハウジング内に残留する被濾過液の量を低減することができ、収率の向上が期待できる。

（実施例３）
実施例２のフィルターハウジングの担持部材に形成した連通孔に、フィルター（商品名「ペンフロン」、日本ポール社製）及び実施例１のダミーフィルターを挿入及び担持させることによりフィルター装置を製造することができる。このフィルター装置は、必要最小限の数だけフィルターを使用するため、フィルターの消耗を抑えることができる。また、このフィルター装置を使用する濾過方法は、必要最小限の数だけフィルターを使用するため、フィルターの消耗を抑えることができ、経済的である。

本発明は、濾過する際に用いられるフィルター装置に装着させるフィルターを効率的に使用できるため、コスト削減につながるものである。

ダミーフィルターの一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明のダミーフィルターの他の実施形態を模式的に示す断面図である。 フィルターハウジングの一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明のフィルター装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明のフィルター装置を用いた濾過方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１：液不透過性の側面、２：溝部、３：飾り部、４：担持部、５：Ｏリング、６：一方の端部、７：端縁、８：鍔部、１０，１１：ダミーフィルター、１２：フィルター、２０：フィルターハウジング、２１：導入口、２２：排出口、２３：外装体、２４：ケーシング、２５：一の板状部材、２６：他の板状部材、２７：管状部材、３０：フィルター装置、３１，３２：孔部、３３：貫通孔、３４〜３７：連通孔、Ｗ：所定幅、Ｔ１：一の板状部材の厚み、Ｔ２：他の板状部材の厚み、Ｔ：所定間隔

Claims (3)

1. 略柱状を呈するとともに、液不透過性の側面を有し、
   その長手方向の一方の端部近傍に、その長手方向に所定幅を有する環状の溝部が形成されており、
   前記溝部の、その長手方向の中央部側の端縁に、前記側面よりも外側に突出する盤状の鍔部を有するダミーフィルター。
2. 請求項１に記載のダミーフィルターと、導入口及び排出口を有する外装体と、前記外装体の内部に配設されるケーシングと、を備え、前記ケーシングは、所定間隔を隔離した状態で対向配置された、複数の孔部を有する二枚の板状部材と、貫通孔を有する複数の管状部材と、を備えたものであり、複数の前記管状部材は、一の前記板状部材の前記孔部と、他の前記板状部材の前記孔部の間を、前記貫通孔でそれぞれ連結するように配置されるとともに、前記孔部及び前記貫通孔からなる複数の連通孔が形成されており、複数の前記連通孔の内部に、略柱状のフィルターを挿入して担持可能なフィルターハウジングと、前記ダミーフィルターとその外形状が略同一のフィルターと、を備え、
   複数の前記連通孔の内部に、前記ダミーフィルターと前記フィルターのいずれかが、それぞれ挿入及び担持され、
   前記ダミーフィルターが挿入及び担持された連通孔は、前記ダミーフィルターにより封止されるとともに、
   前記フィルターが挿入及び担持された連通孔は、被濾過液を濾過可能な濾過孔を構成するフィルター装置。
3. 請求項２に記載のフィルター装置を使用し、
   前記フィルター装置の前記導入口から被濾過液を導入し、導入した前記被濾過液を、前記濾過孔で濾過して濾液を得、得られた前記濾液を、前記排出口から排出することを含む濾過方法。

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