JPH08266822A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾過面積を比較的大きく確保し得、容易な濾
過膜の取り付けを採用し得、濾過装置製作工程を簡略化
し得、その結果として欠陥製品の発生率が低くなし得る
信頼性を高める。 【構成】 多孔外周面を有し該多孔外周面を貫通する液
の流れを許容する内部空間が嵌合構造を有する開口部１
ａに連なる支持体１を製作し、その外周面に多孔質濾過
膜２や不織布濾過膜を取り付け、固液混合流と濾液を隔
てるハウジング８内の仕切板６にこれら多数の支持体１
を嵌合して濾過装置１２とする。フィルターエレメント
１１をハウジング８内に多数本設置することにより濾過
装置容積当たりの濾過面積が大きく確保し得、装置製造
に際して考慮すべき多数の要因の選定に当たっては本装
置では適切な条件下に、一挙に多数の選定試験を可能と
する効果をも有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多孔質濾過膜や不織布
濾過膜を装着する濾過装置に関し、特に、ハウジング容
積当たり比較的大きな濾過膜面積を確保し信頼度の高い
製品を製作するための濾過膜支持体と、これを取り付け
る仕切板を有する多孔質濾過膜や不織布濾過膜を装着す
る濾過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】濾過装置のハウジング内に多孔質濾過膜
や不織布濾過膜を装着して濾過装置を製作することはこ
れまでも広く行われてきており、その上さらに一定容積
のハウジングの中で濾過面積を大きく確保するために種
々の発明考案がなされている。多孔質膜においては、例
えば特公昭６２−４３７２３号公報にハウジング内に濾
過膜を表裏に取り付けた円盤状支持体を積層、装着した
形状の濾過装置が提示されたほか、特公昭５７−２６８
０４号や特公平５−４１２８４号には、多孔質濾過膜や
不織布濾過膜をプリーツ状に折り畳みハウジング内に装
着して濾過装置とすることが開示されている。このよう
に、単にハウジングの中に一本の筒状のフィルタエレメ
ントを装着する濾過装置に比較して、容積当たりの濾過
面積を大きくすることが行われてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハウジ
ング内に多孔質膜を取り付けた円盤状の支持体を積層す
ることは、多段階の製作工程を必要とする上、作業が複
雑で部品点数も多くなる欠点を有している。一方、多孔
質濾過膜や不織布濾過膜をプリーツ状に折り畳みハウジ
ング内に装着する場合も、その両端部や側面を一部でも
液密に結合し損ねた場合には部分補修がなし難く、若干
製造効率が低い欠点を有していた。

【０００４】このような事情を背景に濾過面積を比較的
大きく確保し得、容易な濾過膜の取り付けを採用し得、
濾過装置製作工程を簡略化し得、その結果として欠陥製
品の発生率が低くなし得る信頼性の高い濾過装置製作を
課題とした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を踏まえて種
々検討したところ、多孔外周面を有し該多孔外周面を貫
通する液の流れを許容する内部空間が嵌合構造を有する
開口部に連なる支持体を製作すると共にその外周面に多
孔質濾過膜や不織布濾過膜等を取り付けてフィルターエ
レメントを構成し、固液混合流と濾液を隔てるハウジン
グ内の仕切板にこれら多数のフィルターエレメントを嵌
合して濾過装置とすることを見いだし本発明を完成する
に至った。

【０００６】すなわち、本発明に係る濾過装置は、多孔
性の外周面を有し該多孔性外周面を貫通する液の流れを
許容する内部空間とこの内部空間に連なる開口部を有す
ると共に該開口部の周辺が嵌合構造を成す支持体と多孔
性外周面に巻き付けられる濾過膜とで構成されるフィル
ターエレメントと、液の流入口と流出口とを両端に有す
るハウジングと、該ハウジング内を２分する仕切部材と
から成り、フィルターエレメントを仕切部材に複数本取
り付け、仕切部材が仕切るハウジング内の空間の一方に
開口部を露出させ、他方の空間に多孔性外周面及び濾過
膜を位置させるようにしている。

【０００７】以下に更に発明の詳細を記載する。濾過膜
としての多孔質濾過膜や不織布濾過膜は強度が弱いとか
互いに触れ合うとその面が有効な濾過面とならないとい
う理由などのため、固液混合流や液の流れに対する大き
な抵抗にはならない構造を有する支持体に巻き付けるな
どして、支持体との接触部分を必要最小限ないし全面的
に取り付ける方法が工夫され採用されてきている。

【０００８】そのために、支持体には濾過膜支持面とし
ての外周面が必要で、かつ固液混合流や濾液が流れ得る
ようにたくさんの孔が開けられ、これらの孔は支持体の
一端の開口部へと導かれる構造が採択されている。支持
体の他端部は濾過膜が取り付けられるように多孔構造を
有することが好ましいが、支持体自身が細い場合は濾過
膜を取り付けることなく単に閉塞した構造でも構わな
い。

【０００９】流路について詳述すると、通常濾過前の固
液混合流が濾過面に接触し濾過され、次いで多孔外周面
を有する支持体側に濾液が流れるように仕様が決定され
るので、以下にはこの仕様を前提に記載するが、必ずし
も絶対的なものではない。すなわち、固液混合流が支持
体を流通してから、濾過面で濾過される構造であっても
構わない。

【００１０】支持体とハウジングの形状関係について詳
述する。仮に円筒型のハウジングを想定しその内部に接
する１本の円筒状の濾過膜を取り付けた支持体を収納し
た濾過装置と、このハウジングに内接する２本の円筒状
の濾過膜を取り付けた支持体とからなる濾過装置とを比
較する場合は、長さが同一な限り同じ濾過面積を有する
ことになる。しかし、前者においては内接しているため
固液混合流の流路がなく、これを確保することを考える
と支持体とハウジングの間には一定の隙間が必要とな
り、後者の２本の内接している円筒状の濾過膜を取り付
けた支持体を適用した場合の方が、流路確保はもとより
濾過面積を大きく取れることは自明である。このため、
ハウジング内に濾過膜を取り付けた支持体を内接する形
で多数本設置するほどその傾向は益々顕著になり、濾過
面積を大きく確保し得ることとは明らかである。内接し
ないまでも、前記したように濾過装置の一定容積内に多
数本の濾過膜を取り付けた支持体を装着することは、大
きな濾過面積を確保するために好適である。

【００１１】ここに、ハウジングの形状は円筒状の形に
限定されるものではなく、同様に支持体の形状も円筒に
限るものではなく、それぞれ三角、四角状の筒でも、さ
らには六角状の筒、そのうえさらには楕円状の筒でも良
い。すなわち、流路を確保し得ればそれぞれ種々の形態
の組み合わせが採用し得、要すれば多数本の濾過膜を取
り付けた支持体がハウジング内で１本のフィルターユニ
ットよりも大きな濾過面積が確保し得れば形状は自由に
選択し得、支持体同士必ずしも接する必要もなく、適切
な固液混合流の流路を確保したあらゆる組み合わせが採
用し得、濾過面積が比較的大きく確保し得るならば特に
限定されるものではない。

【００１２】また、支持体の外周面に設けられる多孔は
濾液の流動抵抗を生じないように多くの孔が存在するこ
とは当然ながら、膜の強度不足を補強し得る限り、濾過
膜の微細孔である濾液通路をいたずらに閉塞しないよう
に支持体の開孔割合を大きく取ることが好まれる。

【００１３】多孔の形状としては、従来技術からも推察
されるように格子により構成されるのが一般的である
が、特に限定した構造でなくとも前記機能が確保されれ
ば種々の形状が採用し得る。

【００１４】このような支持体の外周面への濾過膜の取
り付けは、各々の材質に応じ溶着、接着、融着その他の
既存の方法が適用し得る。材質としては、支持体及び濾
過膜さらにはハウジングをも含めて各種のポリ（ハロ）
オレフィン、脂肪族、芳香族のポリアミド、ポリカーボ
ネート、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、セル
ロースの各種誘導体など既存の材質のものを目的に応じ
て選択し組み合わせればよい。

【００１５】更に詳述するなら、前記多孔が格子で構成
されているときは、支持体に存する軸方向に延伸する１
格子上で直線的に濾過膜側面部を取り付ける方法が適用
し得、容易となる。当然ながら、濾過膜の両端部も支持
体の多孔のない外周面に取り付けることは欠かせない。
勿論ながら、支持体の多孔構造に応じた取り付け法を採
用しても構わない。特公昭６２−４３７２３号に開示さ
れた溶着技術を採用する場合などは濾過膜微細孔と接す
る支持体外周面はすべて取り付けられ、取り付け強度は
特に強くなる特徴を有することとなる。

【００１６】前記支持体の一端の開口部はこれを取り巻
く位置関係にある嵌合部を有するが、この嵌合部は、固
液混合流と濾液を隔てるハウジング内の仕切板に加工さ
れ前記嵌合部に相補形状的な構造を持つ多数の被嵌合部
に嵌合し接続され、固液混合流と濾液を完全に隔てるよ
う組み立てられる。この嵌合部及び被嵌合部の構造をさ
らに詳述すると、例えば一方が雄ネジ他方が雌ネジで構
成され締め付けられ、好ましくはＯリングを嵌合部と被
嵌合部が共用する平面部に設置し、締め付けにより一層
液密とされる構成が挙げられる。したがって、支持体の
一端の開口部の形状は、四角形や六角形に適合する治具
で十分な回転モーメントを与えて締め付け得る特徴をも
たせることも可能となる。簡単には単に嵌合した後、溶
着、接着、融着などの従来法で液密に結合してもよい。
このような仕切板への支持体の取り付けにあたって嵌合
部と被嵌合部の位置関係は、仕切板を挟んで濾過膜が取
り付けられた支持体側とその反対側とに分けて表現する
に、共に支持体側で取り付けることも考えられるが、濾
過膜に薬品や接着剤や加熱源の影響を与えることなく実
施し得るなど濾過膜に損傷を与えないことを考えると、
嵌合は濾過膜のない側即ち上述の反対側でなされるのが
好ましい。即ち、嵌合前に別途支持体に取り付けられた
濾過膜が欠点なく取り付けられた状態を確認した後、そ
の状態を保持したまま仕切板へ取り付けし得る長所を有
する。換言すると、プリーツ状に折り畳まれた濾過膜を
装着する際にしばしば見られる濾過膜面を損傷し液密状
態を保持し得なくなるようなケースは、上記嵌合工程で
は完全に避けられる。

【００１７】

【作用】本発明になる支持体に濾過膜を取り付け、該支
持体を仕切部材に取り付け、該仕切部材をハウジングに
内蔵して、ハウジングを組み立てれば、濾過装置が構成
される。

【００１８】そして、ハウジングの入口から供給された
固液の混合流がハウジング内の複数個の濾過膜を通過す
る際に固体が濾別され得られた濾液が、多数本の支持体
の開口部を経由し、ついにはハウジングの出口より流出
して所期の目的が果たされる作用を有する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００２０】図１ないし図３は、多孔質濾過膜２を取り
付けた支持体１と仕切部材としての仕切板６及びこれら
を収納するハウジング８からなる濾過装置１２の組立を
示したものである。

【００２１】本例の支持体１は、内部空間を有するほぼ
円筒形状のポリプロピレン製で、一端部には開口部１ａ
が形成されており、他端部は密閉されている。該支持体
１の外周面には透孔が格子状に多数形成されて成る多孔
部（多孔性の外周面）１ｂが形成されている。そして、
支持体１の開口部１ａの周囲には、嵌合部１ｃが形成さ
れている。また、該多孔部１ｂの外周面には多孔質濾過
膜２が巻き付けられている。該多孔質濾過膜２もポリプ
ロピレン製であるため、支持体１の多孔部１ｂを区画す
る格子３上に両端部が多孔のない支持体上下部に融着さ
れ取り付けられている。そして、支持体１と多孔質濾過
膜２，２とによってフィルターユニット１１が構成され
ている。

【００２２】一方、仕切板６には底部にフランジを内側
に突出させる段付きの嵌合孔６ａが形成されており、該
嵌合孔６ａには、前記嵌合部１ｃが嵌合自在とされてい
る。支持体の一端の開口部４を取り巻く嵌合部５が、こ
れを取り付けられる仕切板６の被嵌合部７が相補形状的
に存在している。また、該仕切板６は、固液混合流と濾
液を仕切るべくハウジング８内に配置され、ハウジング
８内を２室に区分している。例えば、図２に示すよう
に、仕切板６はハウジング８の内周面に形成された段差
部分に係合され、ハウジング８を密閉する蓋１７とスペ
ーサ１５によって固定されている。勿論、仕切板６の固
定構造はこれに限定されるものではない。更に、仕切板
６とフィルターユニット１１との固定は、嵌合孔６ａに
フィルターユニット１１を通過させて端部の嵌合部１ｃ
を係合させるようにして行われる。嵌合孔６ａの底部の
フランジとフィルターユニット１１の嵌合部１ｃとの間
にはＯリング等のシール手段１８を介在させることが好
ましい。

【００２３】ハウジング８は、ほぼ円筒形状で両端部が
密閉されており、一方の端面に流入口９が、他方の端面
に流出口１０が形成されている。

【００２４】なお、前記嵌合部１ｃ及び嵌合孔６ａの嵌
合部と、仕切板６及びハウジング８の取付部とは、液密
に組み立てられている。

【００２５】以上により構成された本実施例の濾過装置
によると、以下に説明するように濾過が行われる。

【００２６】流入口９から供給される固液混合流は、ハ
ウジング８内で複数本のフィルターユニット１１，１
１，１１間の隙間１３を流路として、各フィルターユニ
ット１１，１１，１１の周りに流れ込む。そして、多孔
質濾過膜２と接触して、濾液のみが多孔質濾過膜２を通
過して支持体１の内部に侵入し、仕切板６に嵌合した開
口部１ａを経由して、ハウジング８の流出口１０へと流
れ出ていく。他方、固体は多孔質濾過膜２の表面に残留
する。

【００２７】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例では、支持体１の嵌合部１ｃを仕
切板６の嵌合孔６ａに嵌合した構造としているが、これ
らの部材の間が液密とされていれば、他の構造であって
も構わない。例えば、図４に示すように、支持体１４の
嵌合部１４ａに雄ネジ部１４ｂを形成し、仕切板１６の
係合孔１６ａに雌ネジ部１６ｂを形成して、これら雄ネ
ジ部１４ｂと雌ネジ部１６ｂとを螺合する構造としても
構わない。この構造によれば、支持体１４と仕切板１６
との取付を確実に行うことができ、液密も十分に確保さ
れる。

【００２８】

【発明の効果】上述したように本願発明による濾過装置
によれば、支持体に濾過膜を取り付けたフィルタエレメ
ントをハウジング内に多数本設置することにより、濾過
装置容積当たりの濾過面積が大きく確保し得る。また、
濾過膜を取り付けたフィルタエレメントを仕切板に装着
する前に１個１個濾過性能試験や外観検査を行い欠陥の
あるフィルタエレメントを除外できるので、信頼度の高
い濾過装置製品の供給が可能となる。さらに、この種の
多数本の濾過膜付き支持体を装着した濾過装置の使い方
として、事前に即ち大量生産前に濾過膜や支持体の材質
選択、あるいは濾過膜の製法選択などが実際に対象とす
る固液混合流で実状に即した条件で、一挙に、支持体の
本数分の選択要因を検討し得る効果をも有する。即ち、
耐薬品性を検討するに当たり種々の材質の多孔質膜ある
いは不織布膜を同一または異種の材質の支持体に取り付
け、実際に対象とする固液混合流を用い、温度、圧力、
処理時間などの各種使用条件下、事前に適用試験を一挙
になし得、以降の大量生産に適切に対応し得ることとな
る。即ち、適用試験前後の外観、性状、性能を比較検討
し、支持体と濾過膜の組み合わせ１個１個の特徴を把握
し得ることに由来するからである。また、単に材質選択
だけでなく濾過膜の支持体への取付方法を比較選択する
ことにも適用できることも、当然ながら本願発明の効果
の一つである。さらには、濾過膜の選択にあたって多孔
質濾過膜が良いか不織布濾過膜が適しているかの製法選
択にも適用できるが、これに留まるものではない。例え
ば多孔質膜にあって公称の孔径が同一でもその製造方法
によって微細孔の構造が異なることは良く知られた事実
であり、そのため濾過性能を維持する時間は公称孔径か
らのみ推測できる訳ではなく、実液の性状特にその中に
含まれている粒子の形状に大きく左右され孔の製造方法
選択も重要であるが、本装置はこれら孔製造方法選択に
も適用できる。即ち、公称孔径や開孔率を考慮した上、
更により好ましい微細孔構造選択を決定する濾過膜製法
をも多孔質膜選定の要因として取り上げ、適用前の試験
をなすことが可能となる。換言するなら、これらの多数
の要因の選定にあたっては本装置では適切な条件下に、
一挙に多数の膜製法の選定を可能とする効果をも有す
る。同じことは不織布に就いても言え、原材料のフィラ
メントやウェップの径や長さの選択、接着剤の選定、融
着条件の選定最適化などに就いても同じ選定法が適用し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による濾過装置の組立図である。

【図２】濾過装置を示す概略の断面図で、（Ａ）は縦断
面図、（Ｂ）は横断面図である。

【図３】支持体と多孔質濾過膜を示す分解斜視図であ
る。

【図４】他の支持体の構造を示す一部省略の分解斜視図
である。

【符号の説明】

１ 支持体 １ａ 開口部 １ｂ 多孔部（多孔性の外周面） ２ 多孔質濾過膜 ６ 仕切板（仕切部材） ８ ハウジング ９ 流入口（流通孔） １０ 流出口（流通孔） １１ フィルターユニット １２ 濾過装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔性の外周面を有し該多孔性外周面を
   貫通する液の流れを許容する内部空間とこの内部空間に
   連なる開口部を有すると共に該開口部の周辺が嵌合構造
   を成す支持体と前記多孔性外周面に巻き付けられる濾過
   膜とで構成されるフィルターエレメントと、液の流入口
   と流出口とを両端に有するハウジングと、該ハウジング
   内を２分する仕切部材とから成り、前記フィルターエレ
   メントを前記仕切部材に複数本取り付け、前記仕切部材
   が仕切るハウジング内の空間の一方に前記開口部を露出
   させ、他方の空間に前記多孔性外周面及び前記濾過膜を
   位置させることを特徴とする濾過装置。