JPH0798128B2 - 回転濾過器用の円盤状濾過素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転濾過器用の円盤状濾過素子に関し、詳細に
は、軽量かつ簡易な構成の円盤状濾過素子に関するもの
である。

〔従来の技術〕

菌体などを含む懸濁液を、精密濾過膜や限外濾過膜を用
いて加圧濾過する回転濾過器用の円盤状濾過素子におい
て、その濾過面を形成する濾過膜を保持すると共に、そ
の両側面ないしは内部に濾過液を集水する流路を備える
濾枠体としては、例えば、濾枠体を、両側面に多数の集
水溝を設けた円盤状のものとし、濾過膜の外側端を濾枠
体の外周寄りに設けた溝に圧入された針金等の留め金で
固定し、内周側端を接着等の方法にて濾枠体に固定する
もの（特開昭47−23949号）。濾枠体を、外周環と内周
環とにより構成された環状部に補強板を設け、かつ該補
強板の両側に集水路を構成する金網等の下網を設けたも
のとし、濾過膜の内・外側端を内周環および外周環と補
強板とを鋲等でかしめることで、内・外周環と下網間に
挟持・固定するもの（特開昭48−87473号）。外周環と
内周環とにより構成された環状部に多孔質部材からなる
保持円盤を設け、該保持円盤の両側面上に濾過膜を沿わ
せ、さらに、これらの両側に金網等の補強多孔板を設け
て、該補強多孔板と内・外周環とを接合させることで、
濾過膜の内・外端を挟持・固定すると共に、これらを一
体化させたもの（特開昭51−17074号）等が知られてい
る。

なお、上記の後者の従来技術（特開昭51−17074号）の
保持円盤は、金属粒子を焼結等により結合させたもの、
ないしは合成樹脂粒子を適宜のバインダーにて結合させ
た多孔質材からなるものとされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

近来、電子機器・バイオニクス・医療・食品分野等にお
いては、高純度濾過が可能な回転濾過器が多用されつつ
ある一方、その濾過効率および濾過容量をより高めたも
のが要請されている。

これら要請に対応するためには、その内部に配設される
濾過素子の総濾過表面積を増加させること、すなわち、
各濾過素子をより薄い構成のものとして、より多く配設
すること、および、各濾過素子の外径を大きくすること
が必要となる。

そして、円盤状濾過素子の薄肉化および大径化を図るに
は、その濾過面を形成する濾過膜を保持する濾枠体を、
加圧原水の圧力による面圧および回転の遠心力に耐えて
濾過膜を保持し、その両側面から回転中心部に至る濾過
液の流路を確保し、かつ濾過膜の端部を確実に固定し得
てなお、簡易かつ軽量なる構成とすることが前提条件と
なる。

しかし、前述第１の従来技術（特開昭47−23949号）に
おいては、比較的に軽量化が容易な構成であるものの、
濾枠体の両側面に設ける集水溝の成形に、多くの工数を
要し、しかも大径化および薄肉化するに従い、その傾向
が助長される欠点がある。また、前述第２の従来技術
（特開昭48−87473号）においては、濾枠体の両側面に
流路を容易に形成し得るものの、大径化するに従い、流
路を構成する下網および濾過膜の内・外側端、特には外
側端を挟持・固定する手段が重量を要するものとなり、
その軽量化が困難となる欠点がある。そして、前述第３
の従来技術（特開昭51−17074号）においては、流路を
構成する保持円盤は、軽量とし得るものの、上記第２の
従来技術と同様に、大径化するに従い、濾過膜を挟持す
る補強多孔板および該補強多孔板と内・外周環との接合
手段が重量を要するものとなり、その軽量化が困難とな
る欠点がある。

因みに、従来の円盤状濾過素子においては、面圧および
遠心力等に対応する構造上の強度を得るために、濾枠体
の主要部に金属部材を用いることが通念とされている。

本発明は上記問題点に鑑み、濾過膜を保持する濾枠体
を、薄肉化および大径化が容易な、簡易かつ軽量なる構
成とし得る回転濾過器用の円盤状濾過素子の提供を目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は以下の構成として
いる。すなわち、第１請求項の発明に係る回転濾過器用
の円盤状濾過素子は、内径穴を有し、両側面部より内径
穴に連通する流通路を有する円盤状の濾枠体と、該濾枠
体の両側面および外周面を覆って設けられた濾過膜と、
濾枠体の内径端部に設けられ、半径方向に内外を連通す
る複数の集水孔を有する内環とを備えた回転濾過器用の
円盤状濾過素子において、前記濾枠体が、硬質合成樹脂
の微細粒子を焼結にて結合させた多孔質板からなり、そ
の外周面に環状凹部を設けたものとされ、前記内環が、
その外周上に、濾枠体の内径側端部および該濾枠体内径
端部の両側面上の濾過膜を挟持する一対のリブを設けた
ものである。

また、第２請求項の発明に係る回転濾過器用の円盤状濾
過素子は、上記の濾過枠が、複数の扇形状葉体を一体に
結合させてなるものである。

〔作用〕

回転濾過器に用いられる濾過素子は、その濾過面を形成
する濾過膜を加圧原水の圧力に耐えて保持する一方、自
己の回転による遠心力に耐える構造強度を有し、かつ、
その内部に濾過液を集水する流通路を有することが必須
要件であり、また、これらの役割は、主として濾枠が担
う。

第１請求項記載の発明においては、当該円盤状の濾枠体
が、硬質合成樹脂の微細粒子を焼結にて結合させた多孔
質板からなるものとされているので、該濾枠体を、加圧
原水の圧力に耐えて濾過膜を保持すると共に、自己の回
転による遠心力に耐える構造強度を有するものとし得、
また、単一の構成で、内外に連なり濾過液を流通させる
微細空隙を有し、かつ軽量なるものとし得る。

そして、濾枠体の内径端部に設けられ、半径方向に内外
を連通する複数の集水孔を有する内環が、その外周上
に、濾枠体の内径側端部および該濾枠体内径端部の両側
面上の濾過膜を挟持する一対のリブを設けたものとされ
てあるので、濾過膜の内径端部を濾枠体と内環のリブの
間で挟持・固定し得、かつ濾過膜および濾枠体内の空隙
を経た濾過水を内環の集水孔より中心側に回収し得る。

また、濾枠体の外周面に環状凹部が設けてあるので、該
濾枠体の外周面を覆って設けられた濾過膜を、その上に
締結部材を設けることで、外周に突出させることなく固
定し得る。

第２請求項記載の発明においては、上記の濾過枠が、複
数の扇形状葉体を一体に結合させてなるものとされてあ
るので、当該円盤状濾過素子、すなわち濾枠体が大型の
ものとされても、その構成単位部材である扇形状葉体を
比較的に制作が容易である小さなものとし得る。

〔実施例〕

本発明の実施例の回転濾過器用の回転濾過素子を、図面
を参照して、以下に説明する。

第１実施例 第１図は本実施例の回転濾過素子を示す一部を欠いた平
面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

第１図および第２図において、（１）は濾枠体であっ
て、該濾枠体（１）は、硬質合成樹脂の微細粒子を焼結
にて結合させて、その内部に開放性の微細空隙を形成さ
せた多孔質板からなる中心口を有する円盤状のもので、
その外周面に断面がＶ字状の環状凹部（４）を設けたも
のである。

（２）は濾過膜であって、該濾過膜（２）は、濾枠体
（１）の両側面および外周面を覆って設けられ、その外
周端部をナイロン糸からなる締付具（７）にて、濾枠体
（１）の環状凹部（４）内面に固定されてある。

（３）は内環であって、該内環（３）は、濾枠体（１）
の中心口部に設けられ、その幅方向中央部の半径方向に
内外を連通する集水孔（５）を円周方向等ピッチに複数
個設け、かつ、その外周両側端部に外径方向に張出した
リブ（3a）（3b）を設けた金属部材からなるリング状の
ものである。

また、該内環（３）のリブ（3a）（3b）は、内側面間距
離を濾枠体（１）の中心口側端部およびその上を覆う濾
過膜（２）の厚さと略同寸法とされ、それぞれの内側面
にはゴム製のＯリング（６）が設けられ、また、一方の
リブ（3b）は取付けネジ（3c）を介して本体に結合され
るものとされてある。

そして、濾枠体（１）およびその両側面上の濾過膜
（２）は、内径側端部を内環（３）のリブ（3a）（3b）
にて挟持されるが、濾過膜（２）はリブ（3a）（3b）の
内側面に設けられたＯリング（６）にて濾枠体（１）に
全周にわたり均等的に押し付けられる。

従って、当該濾過素子においては、濾過膜（２）を経由
した濾過液は濾枠体（１）内の微細空隙を経て内環
（３）の集水孔（５）に集水される。

そして、当該濾過素子は、第１図および第２図に示すよ
うに、内部に集水孔を有する支持部材（11）を介して、
中心部に原液の貫流路（12）を形成させて、かつ中空回
転軸（10）の中空部と集水孔（５）とを連通させて、中
空回転軸（10）の外周上に取付けられる。

なお、本実施例の濾枠体（１）は、粒径を0.5mmとする
ポリプロピレン粒子を焼結にて結合させて、その見掛け
比重を0.4とした板状のものを、中心口を有する円盤状
に加工したものである。

上記構成の本実施例の円盤状濾過素子は、軽量で、しか
も薄肉化が容易な簡易なもので、また、濾過膜を容易か
つ確実に固定することができる。

なお、本実施例においては、濾枠体（１）に粒径を0.5m
mとするポリプロピリン粒子を焼結した多孔質体を用い
たが、これは粒径が小さ過ぎると、流路とする微細空隙
が閉塞され易くなり、反面、粒径が大き過ぎると、粒子
間の結合力が低くなるので、粒子の粒径は0.5mm〜1.0mm
の範囲とされることが望ましい。

第２実施例 本実施例の円盤状濾過素子について、その正断面図であ
る第３図を参照して説明する。

なお、本実施例は、その内環を回転軸の一部を構成する
ものとした点以外、前述の第１実施例のものと基本的に
同一のものであり、ここでは、その差異点のみ概略説明
する。

第３図において、（１）は濾枠体、（２）は濾過膜、
（７）は締付具であって、これらは第１実施例と同一の
ものである。

（20）は内環であって、該内環（20）は、濾枠体（１）
の中心口部に設けられ、その幅方向中央部の半径方向に
内外を連通する集水孔（23）を円周方向等ピッチに複数
個設け、かつ、その外周両側端部に外径方向に張出した
リブ（21）（22）を設けた金属部材からなる中心穴を有
するボス状のものである。

また、該内環（20）のリブ（21）（22）の内側面間距離
は濾枠体（１）とその上を覆う濾過膜（２）の厚さと略
同寸法とされ、それぞれの内側面にはゴム製のＯリング
（24）が設けられ、また、一方のリブ（22）は内径に設
けたネジにて本体に結合されてある。

そして、当該円盤状濾過素子は、隣接させて配された内
環（20）の側面同士を連ねて接続することで、該内環
（20）を回転軸とする濾過素子群を構成するものとされ
てある。

上記構成の本実施例の円盤状濾過素子は、その組立およ
び分解が容易なものである。

第３実施例 本実施例の円盤状濾過素子について、第４図乃至第７図
を参照して説明する。

なお、本実施例は、濾枠体が複数の扇形葉体からなる点
以外は、前述の第１実施例ないしは第２実施例と同一の
ものであり、ここでは、濾枠体についてのみ概略説明す
る。

第４図は扇形葉体を示す平面図、第５図は第４図のＡ−
Ａ断面図、第６図は第４図のＢ−Ｂ断面図であり、ま
た、第７図は第４図乃至第６図に示す濾枠体を一体に結
合してなる濾枠体を示す平面図である。

第４図乃至第６図において、（31）は扇形葉体であっ
て、該扇形葉体（31）は、前述の第１実施例と同様に硬
質合成樹脂の微細粒子を焼結して内部に開放性の微細空
隙を形成させた多孔質板からなり、その周方向の両側端
面がなす内角θを90度とした同寸法・形状の扇形板状の
もので、その周方向の両側端面の一方には凸部（32）
を、他方には該凸部（32）と対応する形状の溝（33）
を、それぞれ全長にわたり設け、また、その外径側端面
の円周方向には、断面形状がＶ字状の外周溝（34）を設
けたものとされてある。

そして、上記扇形葉体（31）４個を組合せ、それぞれの
周方向側端面の凸部（32）と溝（33）とを嵌合させると
共に、互いの側端面を接着材を介して接合させ、第７図
に示すように、一体の円盤状の濾枠体（30）とした。

上記構成の濾枠体によれば、当該円盤状濾過素子が大径
なるものとされても、その構成単位である扇形葉体（3
1）を、比較的に制作の容易な、小さなものとすること
ができる。

なお、本実施例においては、濾枠体（30）は、内角を90
度とするを同一形状の４個の扇形葉体（31）を結合・一
体化させたものとしたが、これは必要に応じて、その組
合せ数を変え、また異なる内角を有するものを組合わせ
ることもできる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る回転濾過器用の円盤状濾過
素子は、簡易かつ軽量な構成のものとし得て、その薄肉
化・軽量化・大径化に容易に対応でき、回転濾過器の濾
過効率の向上および濾過処理容量の増大に大きく寄与し
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の回転濾過素子を示す一部
を欠いた平面図、 第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、 第３図は本発明の第２実施例の回転濾過素子を示す正断
面図、 第４図は本発明の第３実施例に係る扇形葉体を示す平面
図、 第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、 第６図は第４図のＢ−Ｂ断面図、 第７図は本発明の第３実施例の濾枠体を示す平面図であ
る。 （１）…濾枠体、（２）…濾過膜、（３）…内環、
（４）…環状凹部、（５）…集水孔。（30）…濾枠体、
（31）…扇形葉体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内径穴を有し、両側面部より内径穴に連通
   する流通路を有する円盤状の濾枠体と、該濾枠体の両側
   面および外周面を覆って設けられた濾過膜と、濾枠体の
   内径端部に設けられ、半径方向に内外を連通する複数の
   集水孔を有する内環とを備えた回転濾過器用の円盤状濾
   過素子において、前記濾枠体が、硬質合成樹脂の微細粒
   子を焼結にて結合させた多孔質板からなり、その外周面
   に環状凹部を設けたものとされ、前記内環が、その外周
   上に、濾枠体の内径側端部および該濾枠体内径端部の両
   側面上の濾過膜を挟持する一対のリブを設けたものとさ
   れたことを特徴とする回転濾過器用の円盤状濾過素子。
2. 【請求項２】濾過枠が、複数の扇形状葉体を一体に結合
   させてなることを特徴とする第１請求項記載の回転濾過
   器用の円盤状濾過素子。