JPH1015311A - フィルター用ハブリングおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリマー通路の開口率が大きく圧力損失の小
さい、滞留の極めて生じにくい、かつ安価に製作でき、
大きな締め上げ力にも耐えうるフィルター用ハブリング
を提供する。 【解決手段】 円板状フィルターの内周および外周の少
なくとも一方に設けられるハブリングであって、（ａ）
間隔をもって対向配置された、環状に延びる一対の平板
部材からなる押え板と、（ｂ）該一対の押え板間に介在
されて該一対の押え板に一体的に接合され、径方向およ
び軸方向に直線状に延びるとともに周方向に複数配置さ
れた立片と、からなることを特徴とするフィルター用ハ
ブリング、およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルター用ハブ
リングおよびその製造方法に関し、とくに複数枚積層し
て使用されるポリマー用フィルターに用いて最適なフィ
ルター用ハブリングおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ポリマー濾過用フィルターと
して、円板状のフィルターが知られており、いわゆるリ
ーフディスク形フィルターと呼ばれるものや、リテーナ
の上下に円板状フィルター部材を積層して一つのフィル
ターエレメントを組立てる３層タイプのもの等が知られ
ている。このようなフィルターは、濾過の容量（濾過す
べき溶融ポリマーの流量）に応じた枚数だけ、積層され
て使用されることが多い。積層して使用するためには、
濾過の前後のポリマーを互いにシールする必要があるこ
とから、各フィルターの内周側に、場合によっては外周
側に、ハブリングが設けられる。このハブリングには、
上述の如く、濾過前後のポリマーを互いにシールし濾過
されたポリマーの通路を確保するとともに、積層される
各フィルターを所定の位置関係（例えば所定間隔）に保
つ役目を担っている。

【０００３】従来の代表的なフィルター用ハブリングの
構造として、例えば図１０に示すようなものが知られて
いる。図１０は、リーフディスク形フィルター１０１の
内周側の一部を示しており、リテーナ１０２の両側に多
孔板１０３（例えばパンチングメタル）を介して濾材１
０４が設けられている。フィルター１０１の内周にはハ
ブリング１０５が設けられており、ハブリング１０５に
は、周方向に沿って多数の小孔１０６が穿設されてい
る。フィルター１０１の両面側から濾材１０４に流入
し、濾材１０４によって濾過された溶融ポリマー１０７
は、矢印で示すようにリテーナ１０２部からハブリング
１０５の小孔１０６を通して中央部に集められ、次の工
程へと送られる。

【０００４】フィルター１０１が複数枚積層される場合
には、円筒状支柱１０８に所定枚数のフィルター１０１
が嵌め込まれて積層され、ハブリング１０５部分を基準
に各フィルター１０１の濾材１０４間の間隔が決められ
る。積層された各フィルター１０１のハブリング１０５
は、上方から、濾過前後のポリマーをシールするに足る
圧力、例えば総締上力にて５〜１０トン程度の大きな圧
力で締め上げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来構造
においては、以下のような問題が残されている。まず、
ハブリング１０５には、濾過後のポリマー通過用に多数
の小孔１０６が設けられているが、開口率が高々２０％
程度であり、この小さな開口率がこの部位で大きな圧力
損失を生じる原因となっている。開口率を大きくするた
めに、孔径を大きくすることが考えられるが、前述の如
き大きな締め上げ力を考慮すれば、孔径の大きさには自
づと限界が生じる。

【０００６】また、小孔穿設構造では、ポリマー流入側
からみれば、小孔１０６の周囲部分がポリマーの流れに
対して大きなデッドスペースを形成するおそれがある。
デッドスペースは、ポリマーに滞留を生じさせるが、滞
留はポリマーの劣化、さらにはその劣化ポリマーの流出
につながるので、極力防止されなければならない。

【０００７】さらに、小孔１０６は、ハブリング１０５
にラジアル方向に穿設されなければならないので、加工
が比較的難しく加工に時間を要し、ハブリング１０５の
製作費用は比較的高いものになっている。

【０００８】本発明の課題は、上記のような問題点に着
目し、ポリマー通路の開口率を大きくとることができ圧
力損失の極めて低い、かつ滞留が極めて生じにくい、し
かも容易にかつ安価に製作でき、大きな締め上げ力にも
耐えることのできる、フィルター用ハブリングおよびそ
の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のフィルター用ハブリングは、円板状フィル
ターの内周および外周の少なくとも一方に設けられるハ
ブリングであって、（ａ）間隔をもって対向配置され
た、環状に延びる一対の平板部材からなる押え板と、
（ｂ）該一対の押え板間に介在されて該一対の押え板に
一体的に接合され、径方向および軸方向に直線状に延び
るとともに周方向に複数配置された立片と、からなるこ
とを特徴とするものからなる。

【００１０】上記立片は、ハブリングの周方向に等間隔
に配置されていることが好ましい。また、立片のハブリ
ング径方向における、外径側あるいは内径側の少なくと
も一方の端面に、丸みＲが付与されていることが好まし
い。前述の図１０に示したように濾過対象流体がハブリ
ングの外径側から内径側に向けて流れる場合には、ハブ
リングの入口側となる、立片の外径側端面に丸みＲを付
与すればよく、流体がハブリングの内径側から外径側に
向けて流れる場合には、立片の内径側端面に丸みＲを付
与すればよい。もちろん、両側に丸みＲを付与してもよ
い。

【００１１】ハブリングの材質はとくに限定しないが、
立片が締め上げ荷重等に対して大きな耐力を発揮できる
ように、また、押え板が容易に変形しないように、高強
度材料、たとえばステンレス鋼からなることが好まし
い。

【００１２】本発明に係るフィルター用ハブリングの製
造方法は、円板状部または環状板部からなる支持部と、
該支持部から径方向に放射状かつ直線状に延びるととも
に軸方向に直線状に延びる複数の立片形成部とを有する
立片形成部材の、前記立片形成部の上下両面にそれぞ
れ、環状に延びる平板部材を互いに対向配置して接合
し、しかる後に前記支持部を一対の平板部材に接合され
た前記立片形成部から切り離すことを特徴とする方法か
らなる。

【００１３】上記立片形成部と一対の平板部材との接合
は、たとえばろう付けによって行われる。

【００１４】このようなフィルター用ハブリングにおい
ては、一対の押え板間に、放射状に配置され、該一対の
押え板に対し実質的に垂直方向に延びる複数の立片が介
在することになり、互いに隣接する立片の間の空間が、
径方向に延びる、濾過されたポリマーの通路に形成され
る。この一対の押え板間の上記立片が介在する部位にお
いては、立片以外の部分は、全てポリマーの通路として
機能する。したがって、従来の小孔を設けるデッドスペ
ースの大きな構造に比べ、ポリマー通路の開口率が大幅
に増大され、圧力損失が大幅に低減される。

【００１５】この立片は、ハブリングの軸方向に直線状
に延びており、一対の押え板に対し実質的に垂直方向に
延びているから、一対の押え板に加わる圧縮荷重に対し
てつっかい棒（板）の機能を果たし、それらが座屈を起
こさない限り、たとえば単なるワイヤー状のものを波状
に形成した部材等に比べ、極めて大きな耐圧縮強度を発
揮できる。一対の押え板間寸法は、通常それ程大きくな
く、高々５ｍｍ程度であるから、上記立片には座屈は生
じない。したがって、一対の押え板間に大きな圧縮荷重
が加わっても、つまり、複数のフィルターの積層構成に
より積層された各ハブリングに大きな締め上げ力が加わ
っても、変形することがなく、上記開口率の大きなポリ
マー通路が問題なく所定形状に維持される。

【００１６】このように、開口率を大きくとれることに
より、ハブリング全体としての圧力損失が極めて小さく
抑えられ、しかも、ハブリング内のポリマー流路におい
て、ポリマーの滞留のおそれがある部位が無くなり、濾
過されたポリマーの全量が円滑にハブリングを通過でき
るようになる。

【００１７】さらに、本発明に係るハブリングは、支持
部と立片形成部を有する立片形成部材を準備し、その両
面側にそれぞれ押え板形成用の環状平板部材を接合し、
接合後に支持部を切り離すだけで構成できるので、従来
のような小孔加工なしで極めて容易に製造できる。

【００１８】上記立片形成部は、単なる板状部材として
形成されるものであるから、打ち抜き、プレス成形、あ
るいは機械加工等により、容易に準備される。また、ハ
ブリング全体としては、一対の押え板とその間の立片と
が一体的に接合された一体物として形成されるので、取
扱い性に極めて優れたハブリングが製作される。

【００１９】このように、ハブリングを構成する各部材
のみならず、ハブリング全体としても極めて簡単に製作
でき、短時間で大量生産が可能になるとともに、製造費
用も従来のものに比べ大幅に低減される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のフィルター用ハ
ブリングおよびその製造方法の望ましい実施の形態を、
図面を参照して説明する。図１および図２は、本発明の
一実施態様に係るフィルター用ハブリングを示してい
る。図１において、１はリーフディスク形のフィルター
全体を示しており、図は、そのハブリング２周囲部を示
している。フィルター１は、その厚み方向中央部に配設
されたリテーナ３と、リテーナ３の両面側に配設された
多孔板４と、各多孔板４の外側にそれぞれ配設された濾
材５と、フィルター１の内周に配設されたハブリング２
と、からなっている。フィルター１が所定枚数積層され
る場合には、各フィルター１間に所定のポリマー流路を
確保するために、本実施例では、各ハブリング２間に所
定厚みのリング状部材からなるスペーサ６が介装されて
いる。濾過すべき溶融ポリマー７は、矢印で示すよう
に、濾材５で濾過された後、多孔板４、リテーナ３部を
通過し、ハブリング２を通過した後中央の支柱８内に集
められ、次の工程へと送られる。なお、本実施例ではス
ペーサ６をハブリング２とは別部材としたが、ハブリン
グ２に一体化したものに構成してもよい。また、本発明
に係るハブリングの構造は、フィルターの外周にハブリ
ングが配置されるものにも適用できる。

【００２１】ハブリング２は、所定の間隔をもって対向
配置された、上下一対の、環状に延びる平板部材からな
る押え板９ａ、９ｂと、両押え板９ａ、９ｂ間に介在さ
れて一対の押え板９ａ、９ｂに一体的に接合された複数
の立片１０から構成されている。各立片１０は、ハブリ
ングの径方向に放射状にかつ直線状に延びるとともに、
一対の押え板９ａ、９ｂ間においてハブリングの軸方向
にも直線状に延びている。そして、本実施態様では、図
２に示すように、複数の立片１０がハブリングの周方向
に等間隔にて全周にわたって配置されている。また、本
実施態様では、一対の押え板９ａ、９ｂおよび立片１０
ともにステンレス鋼から構成されており、両者はろう付
け、たとえばＮｉろう付けによって接合されている。

【００２２】図１および図２に示したハブリングにおい
ては、図３に示すように、各立片１０のハブリング外径
側の端面に丸みＲが付与されていることが好ましい。Ｒ
加工は、端面の角部のみに施してもよく、端面全面に丸
みをもたせるようにしてもよい。また、単なる面取り加
工も可能である。このＲを施した端面側は、図３に示す
ように、ポリマー等の流体の流れ１１に対し、ハブリン
グの入口側となるので、丸みＲにより、圧力損失がより
低減されるとともに、デッドスペースもより小さくな
る。

【００２３】ハブリングをフィルターエレメントの外周
側に設ける場合等、流体の流れ方向がハブリング内径側
から外径側に向かう場合には、図４に示すように、各立
片１０ａの内径側端面に丸みＲを付与すればよい。

【００２４】上記のようなフィルター用ハブリングは、
以下に説明するように製造できる。図１および図２に示
したハブリングを例にとって説明するに、まず、図５に
示すような立片形成部材２１を作成する。立片形成部材
２１は、円板状部からなる支持部２２と、該支持部２２
から径方向に放射状かつ直線状に延びるとともに、軸方
向に直線状に延びる（つまり真直に立ち上がる）立片形
成部２３とを有している。この立片形成部材２１は、所
定厚みを有する平板をプレスで打ち抜いたり、機械加工
あるいは放電加工等により容易に作成できる。なお、支
持部２２は、環状に形成してもよい。

【００２５】準備された立片形成部材２１の立片形成部
２３の上下両面にそれぞれ、押え板となる環状に延びる
平板部材２４を図６に示すように配置し、配置した平板
部材２４を、たとえばろう付けにより立片形成部材２１
に接合する。

【００２６】接合により一体化された立片形成部材２１
と一対の平板部材２４から、支持部２２を切断により切
り離す。この切断は、たとえば図５に示す切断線２５に
沿って行う。切断線２５は、本実施態様では、環状平板
部材２４の内径と実質的に同一径の円形軌跡とされてい
る。

【００２７】このようにして、図１および図２に示した
フィルター用ハブリング２が製造される。

【００２８】上記立片形成部材は、たとえば図７に示す
ように、支持部３１に対し、立片形成部３２を、より幅
の狭い接続部３３を介して接続した立片形成部材３０と
してもよいし、図８に示すように、支持部４１に対し、
立片形成部４２の根元側に切欠き４３を設けた立片形成
部材４０としてもよい。このような立片形成部材３０、
４０では、切断線２５に沿った切断がより円滑かつ容易
に行われ得る。

【００２９】また、図７、図８に示すように、立片形成
部３２、４２のとくに先端側、つまり完成されるハブリ
ングの流体入口側となる側の端面に丸みＲを付与してお
くことが好ましい。反対側にも、切断後に残るようなＲ
を付与しておくことも可能である。

【００３０】また、流体が内径側から外径側に向かって
流れるタイプのハブリングの製造では、たとえば図９に
示すように、環状の支持部５１と、該支持部５１の内径
側に径方向に放射状に延びる立片形成部５２とを有する
立片形成部材５３とし、その支持部５１の上下両面に環
状平板部材５４を接合して、平板部材５４の外周に沿っ
て切断して支持部５１を切り離せばよい。立片形成部の
内径側先端部には丸みＲを付与しておくことが好まし
い。

【００３１】上記のように作製されるフィルター用ハブ
リングの作用、効果を、図１、図２に示したハブリング
について説明する。

【００３２】濾材５によって濾過され、リテーナ３部か
らハブリング２へと流入する溶融ポリマー７は、両押え
板９ａ、９ｂ間に形成されるポリマー通路１２（流体通
路）を通って支柱８内へと集められる。両押え板９ａ、
９ｂ間においては、立片１０以外の空間部は、全てポリ
マー通路１５として形成されることになるので、従来の
小孔穿設構造等に比べ、極めて大きな開口率が得られ
る。この開口率は、立片１０の板厚と配設ピッチ、立片
１０の内端部における径から計算上容易に求められる。
設計に当たっては、押え板９ａ、９ｂに加わる圧縮荷
重、つまり複数枚のフィルター１が積層、組み立てられ
た場合にハブリング２部分に加わる締め上げ力に対し、
ハブリング２が十分な耐変形強度を有するように設計さ
れなければならないが、総締上力１０トン程度以上の大
きな圧力に対しても十分に高い耐変形強度をもたせつ
つ、極めて高い開口率に設定することができる。

【００３３】このような大きな開口率により、ポリマー
通過の際の圧力損失が大幅に低減される。通常フィルタ
ー装置においては、濾材部の目詰まりに伴う濾圧（濾材
の入口圧）上昇によってフィルターの寿命を判定し、濾
圧が一定の上限値に達するとフィルターが交換される
が、上記の如く開口率が増大されハブリング部分での圧
力損失が大幅に低減されると、初期濾圧が著しく低くな
り、その分上記一定の上限値に達するまでのフィルター
使用可能時間が長くなり（つまりポリマーの累積通過流
量が大きくなり）、フィルターの寿命が大幅に延長され
る。

【００３４】また、立片１０は、押え板９ａ、９ｂに対
し実質的に垂直に延び、押え板９ａ、９ｂ間に加わる圧
縮荷重を最も効率よく受けることになるので、極めて大
きな耐圧縮強度を発揮する。したがって、まず構造的
に、総締上力１０トン程度以上に対しても容易に十分な
耐圧縮強度をもつように設計可能となる。

【００３５】また、前述の如く開口率を極めて大きくと
れるので、ハブリング２のポリマー通路１５全体にわた
ってポリマーの滞留のおそれのある部位が全く無くな
る。つまりポリマー全量が、円滑にハブリング２のポリ
マー通路１５を通過できる。滞留が生じないため、劣化
ポリマーの発生はなく、劣化ポリマー流出によるフィッ
シュアイ等の製品品質上の欠陥の発生が防止されるとと
もに、劣化ポリマー流出による後続の工程での生産上の
トラブルの発生も防止される。

【００３６】また、ハブリングの立片のポリマー（流
体）入口側端面に、丸みＲを付与しておけば、ポリマー
の流れが一層円滑な流れになり、滞留のおそれを完全に
除去できる。

【００３７】さらに、本発明に係るハブリング２は、従
来構造のものに比べ、製造方法的にも大幅に簡素化、容
易化される。すなわち、本発明に係るハブリング２は、
各押え板９ａ、９ｂと立片形成部材とをそれぞれ別部材
として加工でき、押え板９ａ、９ｂは極めて簡単に大量
生産できることは勿論のこと、立片形成部材も簡単に作
製でき、両者を接合して所定部分を切断するだけで済む
から、従来のラジアル方向に多数の小孔を設ける場合に
比べ加工が極めて容易である。したがって、ハブリング
２は、簡単な加工工程にて、簡単にかつ短時間で大量に
製造でき、安価に製造できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフィルタ
ー用ハブリングおよびその製造方法によるときは、一対
の押え板間流体通路を形成するようにしたので、流体通
路の開口率を大幅に増大でき、ハブリングによる圧力損
失を極めて低く抑えることができる。

【００３９】また簡素な構造でありながら、ハブリング
に所望の高い圧縮強度を容易にもたせることができる。

【００４０】また、ポリマー滞留のおそれのないハブリ
ング内流路形状を実現でき、滞留による劣化ポリマー等
の発生を防止して、製品品質の向上をはかることができ
る。

【００４１】さらに、本発明に係るハブリングは、極め
て容易に製造でき、かつ、大量生産可能であり、安価に
製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係るハブリングを用いた
フィルターの部分透視斜視図である。

【図２】図１のハブリングの平面図である。

【図３】図２の変形例に係るハブリングの部分横断面図
である。

【図４】図２の別の変形例に係るハブリングの部分横断
面図である。

【図５】図２のハブリングの製造方法を示す立片形成部
材の平面図である。

【図６】図５の立片形成部材に環状平板部材を接合した
様子を示す平面図である。

【図７】図５の変形例に係る立片形成部材の部分平面図
である。

【図８】図５の別の変形例に係る立片形成部材の部分平
面図である。

【図９】図１とは別のハブリングを製造する様子を示す
立片形成部材の部分平面図である。

【図１０】従来のフィルターの部分斜視図である。

【符号の説明】

１ フィルター ２ ハブリング ３ リテーナ ４ 多孔板 ５ 濾材 ６ スペーサ ７ 溶融ポリマー ８ 支柱 ９ａ、９ｂ 押え板 １０、１０ａ 立片 １１ 流体の流れ １２ ポリマー通路（流体通路） ２１、３０、４０、５３ 立片形成部材 ２２、３１、４１、５１ 支持部 ２３、３２、４２、５２ 立片形成部 ２４、５４ 環状平板部材 ２５ 切断線 ３３ 接続部 ４３ 切欠き Ｒ 丸み

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状フィルターの内周および外周の少
   なくとも一方に設けられるハブリングであって、（ａ）
   間隔をもって対向配置された、環状に延びる一対の平板
   部材からなる押え板と、（ｂ）該一対の押え板間に介在
   されて該一対の押え板に一体的に接合され、径方向およ
   び軸方向に直線状に延びるとともに周方向に複数配置さ
   れた立片と、からなることを特徴とするフィルター用ハ
   ブリング。
2. 【請求項２】 前記立片が周方向に等間隔に配置されて
   いる、請求項１のフィルター用ハブリング。
3. 【請求項３】 前記立片の、ハブリング径方向における
   外径側端面に、丸みＲが付与されている、請求項１また
   は２のフィルター用ハブリング。
4. 【請求項４】 前記立片の、ハブリング径方向における
   内径側端面に、丸みＲが付与されている、請求項１また
   は２のフィルター用ハブリング。
5. 【請求項５】 ステンレス鋼からなる、請求項１ないし
   ４のいずれかに記載のフィルター用ハブリング。
6. 【請求項６】 円板状部または環状板部からなる支持部
   と、該支持部から径方向に放射状かつ直線状に延びると
   ともに軸方向に直線状に延びる複数の立片形成部とを有
   する立片形成部材の、前記立片形成部の上下両面にそれ
   ぞれ、環状に延びる平板部材を互いに対向配置して接合
   し、しかる後に前記支持部を一対の平板部材に接合され
   た前記立片形成部から切り離すことを特徴とする、フィ
   ルター用ハブリングの製造方法。
7. 【請求項７】 前記立片形成部と一対の平板部材をろう
   付けにより接合する、請求項６のフィルター用ハブリン
   グの製造方法。