JPH0415286Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は、濾過素子に関するものである。詳し
く述べると、濾過体として多孔質セラミツク製の
筒状濾過体を有してなる濾過素子において、清浄
濾過器の使用される濾過装置のモジユール変更に
容易に対処し得、かつその濾過装置の保守整備を
容易とする濾過素子に関するものである。

（先行技術） 清浄濾過器は、稀薄なスラリー中の目的固体粒
子を捕集するものとして、水あるいは飲料水濾
過、製薬工業における製品濾過、燃料および潤滑
油濾過、電気メツキ液濾過、溶剤回収等幅広い分
野で使用されている。

この濾過器の濾過特性は、用いられる濾過素子
の濾過材の材質および組成、さらには濾過素子の
形状によつて左右されるところが大きい。例えば
濾過材としてもつとも一般的な織布、濾紙、フエ
ルト、不織布、紙パルプおよびこれらに無機材料
の微粉をコーテイングした繊維状の物質の場合、
安価であるが、濾過圧あるいは機械的損耗に耐え
うる強度を有しておらず、加えてその大半のもの
は酸・アルカリへの耐薬品性を有しておらず、耐
熱性も十分でない。このため一般的には目詰りに
より短期間の使用で使い捨てされており不経済で
ある。

また、高分子膜は、均一な径の細孔を有するも
のを容易に作ることが可能なため、濾過材として
有用であるが、前述の繊維状物質と同じく耐薬品
性、耐熱性が十分でない欠点を有する。最近では
これらの欠点を克服したテトラフルオロエチレン
樹脂等の弗素樹脂を用いた濾過材が開発されてい
るものの、水に対するぬれ性が低いため通水抵抗
が大きく、また高価である欠点がある。

また最近は、焼結金属も濾過材として使用され
ている。しかし焼結金属は、結晶粒子が球形状と
なるため、細孔間での被濾過物の固体粒子の架橋
現象が望めず、細孔直径を小さく保たなければな
らない。このため通水抵抗が大きくまた目詰まり
が激しいものとなる。

さらに、多孔性の陶磁器は、例えば珪藻土質の
焼結体等も用いられているが、これらの陶磁器
は、天然原料を主原料として、それら種々の添加
剤が適宜加えられているが、焼結の基本は、多孔
質原料粉体の自己焼結である。従つて、細孔径の
制御が困難であり、またその強度も、骨材粒子自
体が多孔性であるがゆえ、また主原料の珪藻土が
天然物であるのでSiO₂含有量と残りのアルカリ
金属系酸化物およびアルカリ土類金属系酸化物の
組成変動による焼結後の影響ゆえ、さらに自己焼
結方式による焼結多孔体はお互いの接触によるぬ
れ性の増大に限界があるゆえに十分なものではな
い。

さらに、濾過素子として濾過面積を広くともた
めに、濾葉もしくは筒状濾過体を多数本有する濾
過素子とすることが考えられるが、この様なもの
は繊維状物質、高分子膜などの場合、支持手段が
必要であり、また陶磁器の場合は、強度的に十分
でないためにコンパクト化は不可能であつた。

本考案者は、先にこのような濾過器の欠点を解
消するものとして、１種または２種以上の人工原
料の均一かつ微細な多面体粒子形状を有する骨材
を、無機結合剤と有機可塑剤を加えて混練し、押
出し成形の後焼結してなる孔径制御多孔質セラミ
ツク製の筒状濾過体の１ないし多数本が、その一
端部において液密に閉塞され、その他端部におい
て濾過体内の濾液排出口を合流させ結束環で液密
に支持されたことによりなるカートリツジ式濾過
エレメントを有する濾過器を考案した（実願昭58
−159388号（実開昭60−67115号））。この濾過器
に使用されるカートリツジ式濾過エレメントは、
耐久性、耐熱性および耐薬品性が良好で通水抵抗
が低くかつ目的固体粒子を完全に捕集することが
できる極めて優れた濾過素子である。

ところで、種々の濾過プラントにおいて用いら
れる濾過装置の規模は、各種各様なものである。
従つて、このような濾過装置に応じて用いられる
濾過素子も変更を余儀なくされ、これは濾過素子
として上記のごとき構成のカートリツジ式濾過エ
レメントを使用する場合にも例外ではなく、濾過
装置の規模に応じて濾過素子を設計変更する、あ
るいはある規格の濾過素子を濾過装置の規模に応
じて複数個並列に使用することでモジユール変更
に対応することなどを行う必要性が生じる。しか
しながら、濾過素子を濾過装置の規模に応じて設
計変更することは経済的に不利であり、またある
規格の濾過素子を複数個並列に使用することも、
上記のごときカートリツジ式濾過エレメントは、
複数個並列に使用する場合の配慮はなされてない
ので、濾過装置の容積を必要以上に大きくしてし
まい不利である。

また、大規模な濾過装置において用いられる濾
過素子は濾過体である濾葉もしくは筒状濾過体の
本数が、数多いものとなるが、このために該濾過
素子に付着したケークを除去しようと逆洗浄を行
う際に該濾過素子の中心部付近のろ葉もしくは筒
状濾過体の洗浄が行いにくく不十分となる虞れが
大きかつた。

（考案が解決しようとする問題点） 従つて、本考案は上記のごとき従来品の有する
問題点を解決しようとするものである。

すなわち、本考案は、改良された濾過素子を提
供することを目的とする。本考案はまた濾過体と
して多孔質セラミツク製の筒状濾過体を有してな
る濾過素子において、使用される濾過装置のモジ
ユール変更に容易に対処し得、かつその濾過装置
の保守整備を容易とする濾過素子を提供すること
を目的とする。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） 上記目的は、１ないし複数本の多孔質セラミツ
ク製の筒状濾過体と、該筒状濾過体の両端開口部
位において、該筒状濾過体を液密に支持する所定
形状の支持端板とからなり、該支持端板の側面の
少なくとも一部には嵌合用の凹凸が設けられてい
ることを特徴とする濾過素子により達成される。

（実施例） 以下本考案を実施例に基づき詳細に説明する。

第１図および第２図に示されるように本考案の
濾過素子１は、１ないし複数本、好ましくは２〜
20本の多孔質セラミツク製の筒状濾過体２と該筒
状濾過体２を液密に支持する所定形状の支持端板
３，４からなる。しかして支持板端３，４の側面
の少なくとも一部には嵌合用の凹凸５が設けられ
ている。

本考案の濾過素子１を構成する多孔質セラミツ
ク製の筒状濾過体２としては、所望の除去効率、
通水抵抗、耐薬品製、耐熱性および機械的強度等
の性能を示すものであればいずれであつてもよい
が、例えば、実願昭58−159338号（実開昭60−
67115号）に示されるような１種または２種以上
の人口原料の均一かつ微細な多面体粒子形状を有
する骨材を、無機結合剤と有機可塑剤を加えて混
練し、押し出し成形の後焼結してなる孔径制御多
孔質セラミツクス製の筒状濾過体が、優れた除去
効率を有し、通水抵抗が低く、また耐薬品製、耐
熱性も十分であり、しかも薄肉の筒状体としても
優れた機械的強度を示すものどあるために望まし
い。

該孔径制御多孔質セラミツク製筒状濾過体にお
いて骨材となる合成原料としては、アルミナ、ム
ライト、炭化珪素、シリカ等が用いられる。これ
らはいずれも機械粉砕の後水ひ分級などの選別に
よつて均一な径の微粉体だけが選択される。均一
な径とするのは、これにより焼結後空孔径分布を
狭いものとするためである。また骨材として多面
体粒子形状が望まれるのは、焼結後、良好なくび
れ空洞を形成し、目的粒子による架橋現象が生じ
るようにである。

また、無機結合剤としては、粘土質およびまた
ソーダ石灰ガラスガレツト等が用いられ、焼結促
進剤として炭酸塩類およびまたはホウ酸類等が適
宜加えられる。粒径は、できるだけ小さなものが
好ましい。

有機可塑剤としては、アラビアゴム、澱粉の
り、ワツクス、カルボキシメチルセルロース、あ
るいはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニソデン、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルアセタール等の
ポリビニル樹脂、アクリル酸エステル重合体等の
アクレル酸樹脂などの熱可塑性合成樹脂が用いら
れるが、少量でも十分な可塑性を与える熱可塑性
樹脂、特にポリビニルアルコールが好まれる。さ
らに、有機可塑剤として感光性樹脂、放射線感光
性樹脂等をその一部ないしは全部に用いると、所
定形状に成形した後、適当な光あるいは放射線を
照射してやれば、比較的短時間で固化し所望形状
を保持できるため成形後の乾燥工程における変形
の虞れも小さい。なお有機可塑剤は骨材に可塑性
を与える以外に、焼結後の空孔率の向上に役立
つ。

さらに、成形法としては、押し出し成形法が好
まれる。これは押し出し成形法によると同一断面
形状の筒状体が任意の長さで得られるためであ
る。成形品は室温〜約80℃で乾燥後焼成される。
焼成温度は骨材の種類、粒径等に応じて約900〜
約1300℃の範囲で適宜に選択される。

なお、本実施例においては筒状濾過体２の横断
形状は円形のものとしたが濾液排出路を形成しう
る筒状のものであればその断面形状に特に限定は
なく、例えば多角形、菊花形等でもよい。

また、このような筒状濾過体２をその両端部で
液密に支持する支持端板３，４は合成樹脂、無機
ガラスあるいはセラミツクスなど特にその材質に
は限定されないが、好ましくは耐薬品性、耐熱
性、機械的強度等の諸性能に優れ、また線熱膨脹
率が濾過体を構成する多孔質セラミツクに近い値
であるものが望ましい。さらに該支持端板３，４
の側面に設けられる嵌合用凹凸部５にある程度弾
性をもたせることおよび筒状濾過体２との液密な
接合が、超音波植込み、例えば約20〜40KHzの超
音波振動を加えながら筒状濾過体２を支持端板
３，４へ設けられた挿入孔へ挿入することで、容
易になされ得る合成樹脂が望ましい。このような
点から高密度ポリプロピレン、ポリ（メタ）アク
トロニトリル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル
等のアクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン等の弗素系樹脂等が特に
好ましいものとされる。

この支持端板３，４は所定形状を有するもので
ある。ここで所定形状とは、該濾過素子１を濾過
装置に組入れる際あるいは濾過素子１同士を並列
に連設する際に好都合であるような形状であり、
例えば多角形板状および一部曲線部を有する多角
形板状、好ましくは三ないし四角形板状、さらに
好ましくは、直角三角形板状、等辺三角形板状、
平行四辺形板状、最も好ましくは、直角三角形板
状および方形板状のものである。

また該支持端板３，４の側面には嵌合用の凹凸
５が設けられているが、これは必ずしも第１図お
よび第２図に示されるように側面全周にわたつて
設けられる必要はなく、用途によつては、部分的
に設けられることも可能である。また、上部支持
端板３には特に嵌合用凹凸５を設ける必要はな
い。また本実施例においては嵌合用凹凸５は、筒
状濾過体２の軸方向と直行方向に配されたスライ
ド式嵌合溝および嵌合突起であるが、濾過素子と
濾過装置が、あるいは濾過素子１自体が、該支持
端板３，４、特に支持端板３において液密な接合
をなし得るものであれば、その嵌合用凹凸５の形
状も特に限定されず、ピン状のものフランジ状の
もの等種々の態様が考えられる。

さらに本実施例においては上部支持端板３は、
筒状濾過体２の上端開口部を液密に密封してな
り、一方、下部支持端板４は、筒状濾過体の下端
開口部を貫通してなる構成のものであるが、濾過
素子１を軸方向にも複数本連結して使用しようと
する場合には、上部支持端板３においても筒状濾
過体２の開口部を嵌通させた構成のものも考えら
れる。この場合当然に軸方向に連結される支持端
板相互には、それぞれの濾過素子１の有する筒状
濾過体２の濾液排出路を連通させるために、連通
口を形成する接合部が設けられている。

以上のような構成を有する本発明の濾過素子
は、例えば第３図に示すようにして使用される。
すなわち、濾過器６内には、所望の濾過面積を得
るために必要とされる複数個の濾過素子１が組込
まれている。しかして該濾過素子１相互は、その
支持端板３，４の側面に設けられた嵌合用凹凸５
を嵌合させることで液密に接続されて一体的なも
のとなり、さらに濾過器６の内部側面７に接面す
る濾過素子１の支持端板３，４の側面の嵌合用凹
凸５と、該嵌合用凹凸５と嵌合し得る濾過器６の
内部側面７に設けられた嵌合部８を液密に嵌合さ
せて、濾過器６内部において、濾液排出系９と被
濾過液注入空間１０とを完全に隔てる。なお、こ
れらの嵌合部位において液密な嵌合を達するため
必要に応じて天然ゴム、あるいはスチレンブタジ
エンゴム（SBR）、ニトリルゴム（NBR）、ウレ
タンゴム等の合成ゴム、シリコーンゴムなどの材
質のパツキン等を該嵌合部位に用いることもでき
る。

このように組み立てられた濾過器の６の被濾過
液注入空間１０に、被濾過液注入口１１より被濾
過液を注入する。被濾過液中に含まれる目的固体
粒子は、濾過素子１の筒状濾過体２の外表面部で
完全に捕捉され、目的固体粒子を除去された被濾
過液のみが濾液として被濾過液注入空間１０より
筒状濾過体２を介して筒状濾過体内部空間１２へ
と移動する。濾過液は筒状濾過体内部空間１２よ
り連通する濾液排出系９を通り濾液排出口１３よ
り取り出されることで濾過が行なわれる。

また筒状濾過体２に付着したケークの除去は、
筒状濾過体２の内部空間１２側より洗浄水を被濾
過液注入空間１０へと所定の圧力で流し逆洗浄を
することで除去することも、また第３図に示すよ
うに被濾過液注入空間１０における濾過器６の内
部側面７あるいは該注入空間１０の底面部位１４
に取り付けた変換器１５を外部の高周波発生器１
６で励起し、該注入空間１０内に充填した清浄媒
体中に高周波をつくり筒状濾過体２の表面部位に
付着したケークを除去することも可能である。こ
のようにして除去されたケークは、清浄水ないし
は清浄媒体と共にドレン排出口１７より濾過器６
外部へ取り出される。また部分的にケーク等の除
去され得ない部位が生じても濾過器６に組入れら
れた複数の濾過素子１は容易に取り出し各単位ご
とに分解できるために、これらの部位に付着した
ケーク等も除去することが可能である。

考案の効果 以上述べたように本考案は、１ないし複数本の
多孔質セラミツク製の筒状濾過体と、該筒状濾過
体の両端開口部位において該筒状濾過体を液密に
支持する所定形状の支持端板とからなり、該支持
端板の側面の少なくとも一部には嵌合用の凹凸が
設けられていることを特徴とする濾過素子である
から、該濾過素子を用いることで濾過特性に優れ
た濾過装置を提供でき、しかも濾過装置のモジユ
ール変更に容易に対処し得かつ該濾過装置の保守
整備を容易となす経済性にも優れた濾過素子であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の濾過素子の一実施例の底面
斜視図、第２図は胴実施例の縦断面図であり、ま
た第３図は、本考案の濾過素子を用いた濾過器の
概略縦断面図である。 １……濾過素子、２……筒状濾過体、３，４…
…支持端板、５……嵌合用凹凸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １ないし複数本の多孔質セラミツクス製の筒状
   濾過体と、該筒状濾過体の両端開口部位におい
   て、該筒状濾過体を液密に支持する所定形状の支
   持端板とからなり、該支持端板の側面の少なくと
   も一部には嵌合用の凹凸が設けられていることを
   特徴とする濾過素子。