JP6154239B2 - フィルターユニット - Google Patents

Description

本発明は、液体を濾過するフィルターを外筒に収容したフィルターユニットに関するものである。

フィルターは、水、燃料、塗料、オイル等の液体を濾過する際に用いられる。フィルターは、プリーツ折りされたり、巻かれたりしているシート状の不織布等の端部が固定されているものである。このようなフィルターは、筒形状をなしている。このフィルターの外周面から内空に向って、又はその逆に被濾過液を流して濾過し、濾過済液を得る。

フィルターを樹脂製や金属製の容器であるカプセルに収容し、このカプセルごと交換可能なフィルターユニットが知られている。このフィルターユニットは、カプセル内のフィルターに触れることなく交換作業をすることができる。使用済のフィルターユニットは、分解されることなく、そのまま廃棄される。

特許文献１に、ハウジングに収容されたフィルターの内空と、ハウジングの底部と、フィルターの側面とに液体の流路を設け、この順で被濾過液を流すフィルターユニットが開示されている。

図１２に示す従来のフィルターユニット７０は、多孔のカバー７２に覆われ、かつ内空にコア７５が挿入されているフィルター７３がカプセル７１内に収納されているものである。カプセル７１とカバー７２との間の空間は、被濾過液流路７４である。液体は矢印方向に流れフィルター７３を通過して濾過される。

特許文献１に開示されているフィルターユニットや、従来のフィルターユニット７０は、比較的容積の大きい流路を有している。そのため、廃棄されるフィルターユニットの流路や従来のフィルターユニット７０の流路に液体が残存しており、そのまま廃棄されていた。

フィルターユニットの流路や、フィルターユニットの流路に残存した液体の中でも、貴金属を含んでいるもの、及びコストの高い精製を経ているもののように高価な液体や、少量しか用意できない液体は、フィルターユニットとともに廃棄されず、回収されることがある。特に高粘度の液体の場合、フィルターユニットを振盪したり、被濾過液の流入口や濾過済液の流出口から掻き出したりしても、流路に残存する液体を取り出して回収することは困難である。

流路に残存する液体を回収するのに、流入口から圧縮ガスを送り込んで流出口から被濾過液を押し出す方法がある。しかし、高圧力の圧縮ガスがフィルターを変形させてしまい、取り除かれるべき不要な粒子が回収した濾過済液に混入してしまうことがあった。また、フィルターが高いバブルポイントを有する精密濾過膜で形成されている場合、フィルター７３を通過する圧縮ガスの圧力がカプセル７１やコア７５の耐圧限界を超えてしまう。このような場合、この方法を用いることができなかった。

さらに、フィルター交換の都度、流路に残存した液体が廃棄されるので、フィルターの交換頻度の高い液体の場合、交換頻度の低い場合に比較して、廃棄される液体の量が多くなっていた。

フィルターユニットは、廃棄されるフィルターユニットの流路に残存する液量の少ないものが望まれていた。

国際公開第２００９／６９４０２号

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、廃棄されるフィルターユニット内に残存する液量を少なくすることができるフィルターユニットを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載されたフィルターユニットは、液体を濾過する筒状のフィルターと、前記フィルターに取り囲まれており、内空を有していないコアと、前記フィルターの外周側面を取り囲んでいる外筒と、前記フィルターの一端に接合している環状の第１エンドキャップ及びその他端に接合している第２エンドキャップとを有するフィルターユニットであって、前記外筒の内空でフィルターの外周側面を取り巻いている外流路溝と、前記外流路溝に繋がっていることにより、前記液体を流入出させる外筒口と、前記コアの外周側面で窪み、前記第１エンドキャップの環内空を経て、前記液体を流入出させる内周口に繋がっている内流路溝とを有することを特徴とする。

請求項２に記載されたフィルターユニットは、請求項１に記載のフィルターユニットであって、前記外流路溝及び／又は前記内流路溝が、螺旋状、直線状、井桁格子状、斜方格子状及び／又は屈曲状をなして延び、前記外流路溝が前記外筒口に及び前記内流路溝が前記内周口に夫々繋がっていることを特徴とする。

請求項３に記載されたフィルターユニットは、請求項１又は２に記載のフィルターユニットであって、前記外流路溝が、前記外筒の内壁面で窪んでいるものであることを特徴とする。

請求項４に記載されたフィルターユニットは、請求項１又は２に記載のフィルターユニットであって、筒状の流路部材の側壁を前記外流路溝が貫通しており、前記流路部材が前記外筒に挿入されていることを特徴とする。

請求項５に記載されたフィルターユニットは、請求項１又は２に記載のフィルターユニットであって、分割された内筒の内壁面で前記外流路溝が窪んでおり、前記内筒が前記外筒に挿入されていることを特徴とする。

請求項６に記載されたフィルターユニットは、請求項１から５のいずれかに記載のフィルターユニットであって、前記外筒口が、前記外筒の側壁を貫通し、前記外流路溝に繋がっていることを特徴とする。

請求項７に記載されたフィルターユニットは、請求項１から６のいずれかに記載のフィルターユニットであって、前記第２エンドキャップとの間で分配流路を形成しつつ、前記外筒の一端に接合している外筒キャップを、前記外筒口が貫通しており、前記分配流路が、前記外筒口と前記外流路溝とを繋いでいることを特徴とする。

請求項８に記載されたフィルターユニットは、請求項１から７のいずれかに記載のフィルターユニットであって、前記外筒口及び／又は前記内周口が、複数設けられていることを特徴とする。

請求項９に記載されたフィルターユニットは、請求項１から８のいずれかに記載のフィルターユニットであって、前記外流路溝及び／又は前記内流路溝が、複数設けられていることを特徴とする。

請求項１０に記載されたフィルターユニットは、請求項１から９のいずれかに記載のフィルターユニットであって、前記外筒、前記第１エンドキャップ及び／又は前記第２エンドキャップを貫通し、前記外流路溝及び／又は前記内流路溝に繋がっているエアベントを、少なくとも１つ有することを特徴とする。

本発明のフィルターユニットは、小さい容積の外流路溝及び内流路溝を有している。そのため廃棄されるフィルターユニット内に残存する液量を少なくすることができる。また、部品点数を少なくすることで、材料コストや組立コストを低減したフィルターユニットを得ることができる。さらに、フィルターユニットの外形を小型にできるので、浄水器のような機器に容易に組み込むことができる。

このフィルターユニットは、外流路溝及び／又は内流路溝が螺旋状、直線状、井桁格子状、斜方格子状及び／又は屈曲状をなしていると、フィルターに万遍なく被濾過液を浸入させることができる。それによって、被濾過液と濾過済液との圧力差を低減させるとともに、フィルターが早期に目詰まってしまうことを防止している。このことは、１つのフィルターユニットが濾過できる被濾過液量を増加させる。

このフィルターユニットは、外周口及び内周口、並びにエアベントを複数有していると、圧縮ガスによって、各流路溝に残存する液体を容易にかつ確実に回収することができる。

本発明を適用するフィルターユニットの一形態を示す断面図である。 本発明を適用するフィルターユニットの一形態を示す分解斜視図である。 本発明を適用するフィルターユニットの別な形態を示す断面図である。 本発明を適用するフィルターユニットの別な形態を示す一部切欠き分解斜視図及び断面図である。 本発明を適用するフィルターユニットに用いられる内流路溝の別な形態を示す斜視図である。 本発明を適用するフィルターユニットに用いられる外流路溝の別な形態を示す斜視図である。 本発明を適用するフィルターユニットに用いられる外筒及び内筒の別な形態を示す斜視図である。 本発明を適用するフィルターユニットに用いられる外流路溝の別な形態を示す斜視図である。 本発明を適用するフィルターユニットに用いられる外筒の別な形態を示す斜視図及び切欠き斜視図である。 本発明を適用するフィルターユニットの別な形態を示す断面図である。 本発明を適用するフィルターユニットの別な形態を示す断面図である。 本発明のフィルターユニットを適用外であって、従来のフィルターユニットを示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明のフィルターユニット１０の一形態の断面図を図１に示す。フィルターユニット１０は、筒状のフィルター４０と、そのフィルター４０に取り囲まれているコア５０と、フィルター４０の外周側面を取り囲んでいる外筒２０と、フィルター４０の上端に接合されている第１エンドキャップ３３と、フィルター４０の下端に接合されている第２エンドキャップ３４とを有している。

外筒２０は、略円筒形状をなし、その内壁面で窪んだ溝である外流路溝２１を有している。外流路溝２１は、外筒２０の内壁面に沿った螺旋状をなしている。外流路溝２１は、濾過される前の液体である被濾過液が流れるものである。外筒２０の内壁面で出っ張った外筒凸部２２は、フィルター４０の外周側面に当接している。被濾過液が流入する外筒口２３は、外筒２０の壁面を貫通していることによって、外流路溝２１と外筒２０の外部とを連通させている。外筒口２３は、流入コネクタ２４に流入配管６２が接続され、液体を外流路溝２１に流入させるものである。外流路溝２１は、螺旋状であることによって、フィルター４０の外周側面を、等間隔に取り巻いている。被濾過液は、フィルター４０の外周側面に沿って流れ、濾過作用を有しない各エンドキャップ３３，３４の周囲に流れない。

フィルター４０の外周側面に、外筒凸部２２が当接している。フィルターユニット１０を流れる液体の流れを止めた直後や、液体を律動的に流したときに逆流する液体の圧力によってフィルター４０が膨らまないように、外筒凸部２２は、フィルター４０を支持している。それによって外筒凸部２２は、外流路溝２１が塞がれたり、フィルター４０を形成している不織布の破断・変形等に起因して除粒子性能のような濾過性能が劣化したりすることを、防止している。このように、従来のフィルターユニット７０におけるカプセル７１とカバー７２（図１２参照）とが夫々有している機能を、外筒２０は、単独で有している。そのため、フィルターユニット１０は、被濾過液流路７４が不要であるので、フィルター４０の表面積である濾過面積を減じることなく、従来のフィルターユニット７０に比較してその外形を小型にすることができる。

コア５０は、略円柱形状をなし、その外周側面で窪んだ内流路溝５１を有している。内流路溝５１は、コア５０の外周側面に沿った螺旋状をなしている。内流路溝５１は、フィルター４０を通過して濾過された液体である濾過済液が流れるものである。コア５０の外周側面で出っ張ったコア凸部５２は、フィルター４０の内周面に当接している。それによりコア凸部５２は、外流路溝２１を流れる液体の圧力でフィルター４０が内周方向に潰れないように、フィルター４０を支持している。その結果、フィルター４０を形成している不織布の破断・変形等に起因する濾過性能の劣化や、フィルター４０による内流路溝５１の閉塞が防止されている。

コア５０の上端の突起５３は、円錐形をなしている。突起５３は、第１エンドキャップ３３の環内空部３３ａに位置している。環内空部３３ａとコア５０の上端との間の空間は、内流路溝５１と、フィルターユニット１０の上方に開けられた内周口３１とを繋ぐ流路である。突起５３は、環内空部３３ａの容積を小さくしていることによって、環内空部３３ａに残存する液体の量を減じている。

このように外筒２０及びコア５０は、液体を流す機能を有している各流路溝２１，５１と、フィルター４０の外周側面及び内周側面を支持する機能を有している各凸部２２，５２とを有していることによって、これらの異なる２つの機能を両立させている。

各流路溝２１，５１は、フィルター４０の外内周側面に等間隔に接していることによって流路の容積を減じ、フィルターユニット１０に残存する液体の量を、従来のフィルターユニット７０に比較して少なくしている。さらに各流路溝２１，５１は、フィルター４０の外内周側面に等間隔に接しているので、フィルター４０に万遍なく被濾過液を浸入させることができる。それによって、被濾過液の圧力が急激に上昇することを防止している。

またフィルター４０は、コア５０が内空を有していないので、外流路溝２１を流れる被濾過液の圧力を受けても容易に潰れることがなく、耐圧性に優れている。

外流路溝２１及び内流路溝５１は、その断面が略半円形状をなし、壁面が滑らかで角を有していないものである。それによって、液体がそれら流路を流れる際に生じる抵抗を減じ、液体の流れをスムーズにしている。

フィルターユニット１０は、液体の粘度が１０００〜１００００ｃＰの高粘度である場合、好適に用いられる。液体が高粘度であると、低粘度である場合に比較して流動速度が遅い。フィルターユニット１０は、流路溝の容積が小さいので、液体の流動速度が遅くても短時間で流路溝を満たし、フィルター４０を十分に濡らすことができる。

第１エンドキャップ３３は、環形状をなしている。第１エンドキャップ３３は、フィルター４０の上端面に接合されていることにより、フィルター４０と一体化している。それによって、外流路溝２１と、内流路溝５１とが隔離され、被濾過液と濾過済液とが混ざり合うことが防止されている。さらに、第１エンドキャップ３３が外筒２０の上端面にも接合されていることにより、液体はフィルターユニット１０の外部へ漏れない。

第２エンドキャップ３４は、円板形状をなし、フィルター４０及びコア５０の夫々の下端面に接合され、フィルター４０と一体化している。それによって、外流路溝２１と内流路溝５１とが隔離され、被濾過液と濾過済液とが混ざり合うことが防止されている。さらに、第２エンドキャップ３４が外筒２０の下端面にも接合されていることにより、液体はフィルターユニット１０の外部へ漏れない。

フィルターユニット１０は、製造途中を示す分解斜視図である図２を参照しながら説明すると、次のようにして製造される。先ず、外筒２０、第１エンドキャップ３３、第２エンドキャップ３４及びコア５０を射出成形によって成型する。このとき、外流路溝２１が螺旋状をなしているため、外筒２０の内壁面で外流路溝２１を形取る雄型金型を、外筒２０及び／又は雄型金型を回転させることによって抜く。シート状の不織布である濾材をプリーツ折りし、円筒状に成形してから端部同士を貼り合わせてフィルター４０を成形する。このフィルター４０を外筒２０に挿入してから、フィルター４０の内周にコア５０を挿し込む。これの上端面と、下端面とに夫々第１エンドキャップ３３及び第２エンドキャップ３４を接合し、フィルターユニット１０が完成する。フィルターユニット１０は、包装袋に封入されて搬送に供される。

各部材の接合及び濾材の貼り合わせは、接合部をヒーター等で加熱することで溶融させて接合する熱溶着によって行うことができる。熱溶着の他にもレーザー照射、赤外線照射又は超音波振動で、接合部を加熱溶融させることによって接合してもよいし、接着剤によって接着して接合してもよい。この場合の接着剤として、エチレン−酢酸ビニル、ポリプロピレン、又はポリアミドのような樹脂を熱溶融させて塗布するホットメルト接着剤が好適に用いられる。また、各部材同士は嵌合や螺合によって接合されていてもよい。それによれば、簡易にフィルターユニット１０を製造することができる。

各部材を、射出成形の他、ブロー成形や切削加工によって成形してもよい。

なお、外筒２０と第１エンドキャップ３３とを一体として成型してもよい。また、第２エンドキャップ３４とコア５０とを一体として成型してもよい。それらによれば、フィルターユニット１０を構成する部材の数が少なくなるため、組立てに要するコストを減じることができる。また、流入コネクタ２４及び流出コネクタ３２を別体として成型してから外筒２０及び第１エンドキャップ３３に夫々接合してもよい。それにより、外筒２０を成型する金型を簡素な形状にすることができる。

フィルター４０は、プリーツフィルターの他、不織布等が巻かれたロールフィルター、糸等が巻かれた糸巻フィルターであってもよい。フィルターの種類は、被濾過液の種類・粘度・温度、取り除く粒子や不純物の種類・性状等に応じて、適宜選択される。

フィルターユニット１０は、次のようにセットされた後に使用される。外筒２０の外周をクランプ（不図示）で挟み、第１エンドキャップ３３側が上面となる向きに、フィルターユニット１０を固定する。流出コネクタ３２を上方へ向けることによって、フィルターユニット１０内に溜まっていた空気が、液体とともに排出され易くなる。流入コネクタ２４に流入配管６２が接続され、流出コネクタ３２に流出配管６１が接続される。

被濾過液である液体は、ポンプ（不図示）や圧縮ガスにより加圧されて流入配管６２を流れる。液体は、外筒口２３から外流路溝２１へ流れると、圧力によって、フィルター４０の外周側面からそれの内部に浸入し、内流路溝５１へ向かって移動する。被濾過液は、フィルター４０を通過することによって濾過され、濾過済液となる。濾過済液は、内流路溝５１を流れて、環内空部３３ａを経て内周口３１より排出される。使用済のフィルターユニット１０は、流入配管６２及び流出配管６１が外され、クランプから外された後、廃棄される。

フィルターユニット１０は、図３に示すように被濾過液を、内周口３１に流入させて、フィルター４０の内周面から浸入させ、その外周面へ向かって流し、外筒口２３から濾過済液を排出させてもよい（同図の矢印方向）。この場合、第１エンドキャップ３３に設けられた流入コネクタ２４に流入配管６２を接続し、外筒２０に設けられた流出コネクタ３２に流出配管６１を接続する。内流路溝５１は、外流路溝２１よりも容積が小さいので、速やかに被濾過液で満たされる。その結果、フィルター４０の内周面を、より短時間でかつ万遍なく濡らすことができる。

外筒２０の内壁面で窪んだ外流路溝２１は、フィルター４０の外周側面を1周以上取り巻いていることが好ましい。図４（ａ）に、螺旋状の外流路溝２１が、２本平行に設けられているフィルターユニット１０の一部切欠き分解斜視図を示す。外筒２０の下端周縁は、外流路溝２１が外筒２０の下端まで延びていることによって、対称の位置で窪んでいる。

フィルターユニット１０が２本の外流路溝２１を有している場合、すべての外流路溝２１は、外筒口２３に繋がっている必要がある。そのため、環形状で外筒口２３が下面で突き出している外筒キャップ３５が、外筒２０の下端面に接合されている。外筒口２３は、外筒キャップ３５の上面で窪んだ分配流路３５ａに繋がっている。２本の分配流路３５ａは、夫々外筒キャップ３５の半径方向に伸び、その先端が外筒２０の下端周縁の窪みに重なることによって、外流路溝２１の夫々に繋がっている。それによって液体は、２本の外流路溝２１の夫々に分かれて流れる。１本の外流路溝の行程と、２本の外流路溝の行程の合計とが等しい場合、後者の外流路溝１本当たりの行程は、前者の行程よりも短い。そのため液体は、速やかに外流路溝２１を満たして、フィルター４０に浸入することができる。特に高粘度であるため流動性が低い液体であっても、このフィルターユニット１０によれば、速やかに濾過することができる。さらに、液体がフィルター４０に万遍なく浸入するので、フィルター４０は、局所的な目詰まりを生じない。その結果、フィルターが目詰まりして使用不能と判断されるまでの時間、所謂フィルター寿命を長くすることができる。

図４（ｂ）にフィルターユニット１０を組立てた後の断面図を示す。フィルター４０及びコア５０の夫々の下端面に第２エンドキャップ３４が接合されている。第２エンドキャップ３４は、分配流路３５ａと、フィルター４０の下端面とを仕切るものである。それにより第２エンドキャップ３４は、外流路溝２１と内流路溝５１とを確実に隔離して、被濾過液と濾過済液とが混ざらないようにしている。この第２エンドキャップ３４の中心部で、円錐形状の突起３４ａが突き出している。突起３４ａは、外筒口２３と分配流路３５ａとを繋ぐ流路の容積を小さくすることによって、そこに残存する液体の量を減じている。

なお内流路溝５１の本数は、外流路溝２１の本数に関わらず、１本であっても、複数本であってもよい。

図５にフィルターユニット１０に用いられるコア５０の別な実施形態を示す。図５（ａ）に示すコア５０は、コア５０の中心軸方向に沿って窪んだ複数の内流路溝５１を有するものである。この内流路溝５１は、直線状であることと、すべて環内空部３３ａに繋がっていることとによって、濾過された液体をスムーズに流すことができるものである。同図（ｂ）に示すコア５０は、コア５０の中心軸からずれて斜めに窪んだ斜歯歯車状の内流路溝５１を有するものである。プリーツ折りされたフィルター４０の内周の山折り部が内流路溝５１に嵌まり込むことを防止している。同図（ｃ）に示すコア５０は、コア５０の円周方向に沿って複数箇所が窪んだ溝が、コア５０の中心軸から若干ずれて斜めに窪んだ溝で連結されている内流路溝５１を有するものである。この円周方向に沿った溝を連結している溝は、夫々対称の位置で交互に設けられている。プリーツ折りされたフィルター４０の内周の山折り部に垂直で当接するコア凸部５２によって、確りとフィルター４０を支持することができる。同図（ｄ）に示すコア５０は、格子状をなす内流路溝５１を有するものである。縦横に廻る内流路溝５１は、被濾過液をスムーズに環内空部３３ａに導くことができる。なお突起５３の形状は、円錐形に限られず、多角錐形、円柱形、又は多角柱形であってもよい。またコア５０は、突起５３を有していなくてもよい。

図６にフィルターユニット１０に用いられる外流路溝２１の別な実施形態を示す。同図（ａ）に示す外筒２０は、その内周面で外流路溝２１及び外筒凸部２２を有していない。流路部材２５は、略円筒形状であって、その側壁で螺旋状の外流路溝２１が貫通しているものである。流路部材２５は、外筒２０に挿入されて、外筒２０の内壁面に熱溶着や接着剤等により固定される。フィルター４０は、流路部材２５の内周に挿入される。それによりフィルター４０の外周側面は、外流路溝２１に取り巻かれる。

図６（ｂ）に示す内筒２６は、半円筒形状に２分割されており、それらの内壁面同士を対向させて組み合わされることによって、全体として円筒形状をなすものである。内筒２６の内壁面で外流路溝２１が窪んでいる。外流路溝２１は、２つの内筒２６が組み合わされることによって、１本の螺旋状に繋がるように設けられている。組み合わされた内筒２６の外径は、外筒２０の内径よりもわずかに小さい。内筒２６は、組み合わされた状態で外筒２０に挿入されて、外筒２０の内壁面に熱溶着や接着剤等により固定される。フィルター４０は、内筒２６の内周に挿入される。それにより外流路溝２１は、フィルター４０の外周側面を取り巻いている。なお内筒２６は、２分割に限られず、３分割以上であってもよい。

フィルターユニット１０が、図６に示す流路部材２５又は内筒２６を有していると、外筒２０の成型時、雄型金型を抜く際、外筒２０及び／又は雄型金型を回転させる必要がないのでフィルターユニット１０を速やかに製造することができる。また、外流路溝２１を形成するのに、金型の構造を簡素にできるので、フィルターユニット１０を安価に製造することができる。さらに、流路部材２５又は内筒２６に固定することによって、フィルターユニット１０内を流れる液体の圧力に十分耐え得る強度を、フィルターユニット１０に付与することができる。

流路部材２５又は内筒２６と、外筒２０との固定は、熱溶着や接着剤による他、図７に示すように、これらの嵌め合わせによってなされていてもよい。同図に示す内筒２６は、樹脂で成形されていることにより、わずかの可撓性を有している。外筒２０の内壁面の上端で嵌合部２０ａ、下端で係止部２０ｂが夫々窪んでいる。外筒２０は、嵌合部２０ａ及び係止部２０ｂを、対称の位置に夫々２つずつ有している。内筒２６の外壁面の上端で当接部２６ａ、下端で爪２６ｂが夫々出っ張っている。爪２６ｂは、外筒２０の下端から上端に向って漸次高くなる傾斜を有している。２つが組み合わされた内筒２６は、それの可撓性によってわずかに撓みつつ、外筒２０に挿入される。このとき内筒２６は、爪２６ｂの傾斜によって、外筒２０の上端開口周縁に引っ掛ることなく、スムーズに挿入される。内筒２６が外筒２０にすべて挿入されると、爪２６ｂが係止部２０ｂの側壁に引っ掛ると同時に、当接部２６ａと嵌合部２０ａとの側壁同士が当接する。これらによって、内筒２６は、外筒２０に嵌まって、外筒２０に固定される。内筒２６がこのような嵌め合わせによって外筒２０に固定されていると、溶着工程や接着工程が不要であるので、製造工程を簡素なものとすることができる。なお、同図に内筒２６を示したが、流路部材２５もこれと同様に固定することができる。

図８に内筒２６の内壁面で窪んだ外流路溝２１の別な実施形態を示す。同図は、半円筒形状である内筒２６の一方のみを示し、これに組み合わされる同形状の他方を省略している。螺旋状の外流路溝２１は、同図（ａ）に示すように斜歯歯車状であってもよい。外流路溝２１の形状は、螺旋状の他に同図（ｂ）に示す直線状、同図（ｃ）に示す井桁格子状、（ｄ）に示す斜方格子状、（ｅ）に示す屈曲状を挙げることができる。

外流路溝２１は、図８（ａ）〜（ｅ）に示した夫々の全部又は一部が組み合わされた形状であってもよい。外流路溝２１の形状は、流す液体の種類や粘度、含有する粒子の性状や粒径、フィルター４０の材質や目の粗さのような種々の要素から適宜設定される。また外流路溝２１の形状と、内流路溝５１の形状とは、互いに同一であっても異なっていてもよい。

図９に外筒２０の別な実施形態を示す。同図（ａ）は外筒２０の斜視図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の外筒２０を反対側から見た切欠き斜視図である。同図に示す流入コネクタ２４は、外筒２０の側壁の接線方向に延びている。外筒口２３は、外流路溝２１の接線方向に沿って延び、接点で外流路溝２１に繋がっている。接線方向に延びた外筒口２３は、外流路溝２１の接線に対して垂直方向に延びた外筒口に比較して、液体を外流路溝２１へスムーズに流入させることができる。このようにフィルターユニット１０は、液体が外流路溝２１に流入する箇所における動圧を抑制することによって、被濾過液と濾過済液との圧力差である濾過差圧の上昇を抑えている。さらに外筒口２３近傍のフィルター４０が局所的に目詰まってしまうことを防止している。

図１０にフィルターユニット１０の別な実施形態を示す。矢印は液体の流れを示している。このフィルターユニット１０は、複数の外筒口２３及び内周口３１が設けられているものである。外筒２０の側壁を貫通している２つの外筒口２３が、外筒２０の上下端近傍で、点対称に設けられている。さらに、第２エンドキャップ３４は、第１エンドキャップ３３と同一形状をなしていることによって、液体が流出する内周口３１を有している。コア５０は、突起５３の側面で突き出した薄い板状で複数の支持脚５３ａが環内空部３３ａの内壁面に当接していることによって、フィルター４０の内空内に支持されている。支持脚５３ａの厚さ方向は、内流路溝５１及びフィルター４０の内周面上端から環内空部３３ａへ向かう液体の流れ方向に対して略垂直に向いている。そのため液体は、流れが妨げられず、環内空部３３ａをスムーズに流れる。

外筒口２３と内周口３１とが夫々複数設けられていると、液体は、外筒口２３の近くに位置する内周口３１に向って流れる。そのため外筒口２３と内周口３１とが夫々１つずつ設けられている場合に比較して、液体の流れる行程は、短くなる。その結果、フィルターユニット１０は、濾過の処理速度を向上させることができる。また、各流路溝２１，５１を流れる液体に生じる抵抗が減じられるので、フィルターユニット１０は、濾過差圧を小さくすることができる。これらの効果は、特に高粘度の液体を流す場合に、顕著に発現する。図１０に示すように、複数の外筒口２３同士が離れた位置に設けられていると、液体は、夫々の方向からフィルター４０へ浸入する。そのためフィルター４０は、偏りなく液体で濡らされるので、一層目詰まりを引き起こし難くなる。それにより、フィルターユニット１０は、外筒口２３及び内周口３１が夫々一つである場合に比較して、フィルター寿命を長くすることができる。

図１０に示すフィルターユニット１０は、一方の外周口２３及び内周口３１から圧縮ガスが送り込まれることにより、各流路溝２１，５１に残存している液体を押し流して、他方の外周口２３及び内周口３１から排出できるものである。それによって、フィルターユニット１０は、フィルター４０が精密濾過膜のような高いバブルポイントを有していても、低圧力の圧縮ガスで、容易に、かつ確実に残存する液体を押し出して回収することができる。また、被濾過液と濾過済液とを別々に回収することができるので、濾過済液中に不要な粒子が混入しない。なお、圧縮ガスとして窒素ガス、希ガス及び空気のように、液体に対して不活性なガスを用いることができる。

図１０に示す支持脚５３ａは、液体の流れを妨げない向きで形成されていればよい。具体的に、支持脚５３ａの厚さ方向が、上記略垂直な角度から内流路溝５１の仰角に平行な角度の範囲内であることが好ましい。なお支持脚５３ａは、環内空部３３ａの壁面で突き出してコア５０を支持するものであってもよい。

支持脚５３ａは、コア５０の末端面がコア５０の中心軸方向に延びた筒形状をなしているものであってもよい。筒形状の支持脚５３ａは、各エンドキャップ３３，３４に当接し、又は接合される。それによって、コア５０は、フィルター４０の内空内に支持される。この場合、液体の流れを妨げないように、筒状の支持脚５３ａの側壁を、穴、切欠き又はスリットが貫通している。

また図１０に示すフィルターユニット１０は、支持脚５３ａを有していなくてもよい。この場合、コア５０は、フィルター４０と略等しい長さに形成されている。コア５０の末端面の少なくとも一部が各エンドキャップ３３，３４に当接することによって、コア５０はフィルター４０の内空内に支持される。

図１１にフィルターユニット１０の別な実施形態を示す。フィルターユニット１０は、外筒２０の側壁を貫通した外エアベント２７と、第１エンドキャップ３３を貫通した内エアベント３６とを有するものである。外エアベント２７は、外流路溝２１に繋がって、これとフィルターユニット１０の外部とを連通させている。内エアベント３６は、内流路溝５１に繋がって、これとフィルターユニット１０の外部とを連通させている。各エアベント２７，３６にベントプラグ２８が螺合されている。各エアベント２７，３６は、夫々外流路溝２１及び内流路溝５１内に溜まった空気を排出するものである。使用前の各流路溝２１，５１は、空気で満たされている。液体が流れ始めると、この空気の殆どは、液体に押されて液体とともに内周口３１から排出されるが、各流路溝２１，５１内にわずかに留まった空気は、フィルター４０が液体で濡れることを阻害する。この空気は、濾過に使用されるフィルターの表面積である濾過面積を減少させ、フィルター寿命の短縮、濾過差圧の増大、及び液体中への気泡の混入のような不利益を招く。また液体中に気泡が混入すると、空気との接触によって、液体が酸化やゲル化のような性状の変化を生じることがある。ベントプラグ２８を緩めて、溜まった空気を各エアベント２７，３６から排出することにより、これらの不利益を生じさせない。なお、各エアベント２７，３６を夫々複数設けてもよい。

図１１に示すフィルターユニット１０は、図１０に示したものと同様に、各エアベント２７，３６又は外周口２３及び内周口３１から圧縮ガスを送り込むことによって各流路溝２１，５１に残存している液体を、回収することができる。

フィルターユニット１０によって濾過できる液体は、例えば水・飲料のような水系液体、食用油・灯油・ガソリン・潤滑油・有機溶剤・樹脂バインダー・熱硬化性樹脂・レジストのような有機系液体、スラリー、リンス液、レジスト、金属ペースト、ガラスペーストが挙げられる。

外筒２０、ベントプラグ２８、各エンドキャップ３３，３４、外筒キャップ３５、及びコア５０の材料は、被濾過液への耐性や用途に応じて選択される。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン樹脂；ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体のようなフッ素樹脂；ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル；ポリメタクリル酸メチルのようなアクリル樹脂；ポリサルフォン；ポリエーテルサルフォン；ポリフェニルエーテルサルフォン；ポリフェニレンサルファイド；ポリアセタール；ポリビニルアルコール；ポリスチレン；ポリカーボネート；ポリアミドが挙げられる。

フィルター４０の濾材として好適に用いられる不織布は、スパンボンド、メルトブローン、サーマルボンド、又はスパンレースによって形成される。濾材は、不織布の他、織布、成形されたネット、撚糸・不撚糸のような糸、多孔膜・活性炭・珪藻土・ゼオライト・セラミックのような多孔体、パーライトのような発泡体、粒状活性炭・イオン交換樹脂のような粒状体、金属、焼結体を用いることができる。不織布、織布、多孔膜、ネット、撚糸、及び不撚糸の材料は、上記の材料と同様のものを挙げることができるが、その他に、ガラス、ステンレスが挙げられる。

本発明のフィルターユニットは、液体を濾過するために用いられる。

１０はフィルターユニット、２０は外筒、２０ａは嵌合部、２０ｂは係止部、２１は外流路溝、２２は外筒凸部、２３は外筒口、２４は流入コネクタ、２５は流路部材、２６は内筒、２６ａは当接部、２６ｂは爪、２７は外エアベント、２８はベントプラグ、３１は内周口、３２は流出コネクタ、３３は第１エンドキャップ、３３ａは環内空部、３４は第２エンドキャップ、３４ａは突起、３５は外筒キャップ、３５ａは分配流路、３６は内エアベント、４０はフィルター、５０はコア、５１は内流路溝、５２はコア凸部、５３は突起、５３ａは支持脚、６１は流出配管、６２は流入配管、７０は従来のフィルターユニット、７１はカプセル、７２はカバー、７３はフィルター、７４は被濾過液流路、７５はコア、７６は濾過済液流路である。

Claims (10)

1. 液体を濾過する筒状のフィルターと、
   前記フィルターに取り囲まれており、内空を有していないコアと、
   前記フィルターの外周側面を取り囲んでいる外筒と、
   前記フィルターの一端に接合している環状の第１エンドキャップ及びその他端に接合している第２エンドキャップとを有するフィルターユニットであって、
   前記外筒の内空でフィルターの外周側面を取り巻いている外流路溝と、
   前記外流路溝に繋がっていることにより、前記液体を流入出させる外筒口と、
   前記コアの外周側面で窪み、前記第１エンドキャップの環内空を経て、前記液体を流入出させる内周口に繋がっている内流路溝とを有することを特徴とするフィルターユニット。
2. 前記外流路溝及び／又は前記内流路溝が、螺旋状、直線状、井桁格子状、斜方格子状及び／又は屈曲状をなして延び、前記外流路溝が前記外筒口に及び前記内流路溝が前記内周口に夫々繋がっていることを特徴とする請求項１に記載のフィルターユニット。
3. 前記外流路溝が、前記外筒の内壁面で窪んでいるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルターユニット。
4. 筒状の流路部材の側壁を前記外流路溝が貫通しており、前記流路部材が前記外筒に挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルターユニット。
5. 分割された内筒の内壁面で前記外流路溝が窪んでおり、前記内筒が前記外筒に挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルターユニット。
6. 前記外筒口が、前記外筒の側壁を貫通し、前記外流路溝に繋がっていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフィルターユニット。
7. 前記第２エンドキャップとの間で分配流路を形成しつつ、前記外筒の一端に接合している外筒キャップを、前記外筒口が貫通しており、前記分配流路が、前記外筒口と前記外流路溝とを繋いでいることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のフィルターユニット。
8. 前記外筒口及び／又は前記内周口が、複数設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のフィルターユニット。
9. 前記外流路溝及び／又は前記内流路溝が、複数設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のフィルターユニット。
10. 前記外筒、前記第１エンドキャップ及び／又は前記第２エンドキャップを貫通し、前記外流路溝及び／又は前記内流路溝に繋がっているエアベントを、少なくとも１つ有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のフィルターユニット。

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