JPH1043510A - ストレーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストレーナの下流で液体滞留域が生じないよ
うにストレーナを出た液体の流れ方向を制御できるよう
にしたストレーナを提供する。 【解決手段】 本ストレーナ５０は、従来のストレーナ
の構成に加えて、パイプ状出口管２２の下部に９０°エ
ルボ状の曲がり管５２をその出口方向が支持床板１４に
平行になるように設けてある。曲がり管５２は、内径及
び材質共に出口管２２と同じであり、曲がり管５２の開
口端５４の中心と支持床板１４との距離ｄは、任意であ
るが、液体滞留域を最小にするためには、短い方が好ま
しい。また、別の例のストレーナ６０は、出口管２２の
下端開口を端壁６２で閉止し、その直ぐ上に開口６４が
出口管２２の管壁を貫通して設けてある。開口６４の面
積は、出口管２２の断面積とほぼ同じである。端壁５２
と支持床板との距離は、任意であるが、液体滞留域を最
小にするためには、短い方が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストレーナに関
し、更に詳細には、液体の流路を上流と下流とに仕切る
板状体に設けられた貫通孔に装着され、板状体の上流側
から下流側に液体を通過させると共に充填材を通過させ
ないようにするストレーナであって、板状体の下流域で
液体が滞留しないように改良した、特にイオン交換樹脂
塔に最適なストレーナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ろ過塔やイオン交換樹脂塔においては、
ろ過材やイオン交換樹脂等の充填材を支持するものとし
て支持床板が用いられており、この支持床板には、種々
の形式のストレーナが使用されているが、イオン交換樹
脂塔のイオン交換樹脂層支持床板には、従来、大別して
二つの形式のストレーナが使用されている。一つの形式
のストレーナは、液体出口として出口パイプを備えてい
るストレーナであって、例えば、実開昭５９−１２３５
１１号公報に記載されているようなストレーナである。
もう一方の形式のストレーナは、出口パイプに代えて、
ストレーナを装着した支持床板の貫通孔自体が液体出口
になっているストレーナであって、例えば、実公平５−
９０４３号公報に記載されているようなストレーナであ
る。

【０００３】ここで、図４及び図５を参照して、従来の
ストレーナを簡単に説明する。実開昭５９−１２３５１
１号公報に記載のストレーナの一例１０は、図４に示す
ように、ストレーナ本体部１２と、イオン交換樹脂層を
支持する支持床板１４の貫通孔１６に装着されるブッシ
ング１８とから構成されている。ストレーナ本体部１２
とブッシング１８とは、脱着自在にネジ結合（１９参
照）され、これによりストレーナ１０は、支持床板１４
に装着される。ストレーナ本体部１２は、液体入口とし
て多数のスリット２０を本体壁に上下方向に延在させて
備え、本体壁に連結されたパイプ状出口管２２の下端に
液体出口として開口２４を備えている。

【０００４】また、実公平５−９０４３号公報に記載の
ストレーナの一例３０は、図５に示すように、ストレー
ナ本体部３２と、ストレーナ本体部３２を支持床板３４
に掛止するボルト体３６とから構成されている。ストレ
ーナ本体部３２は、液体入口として多数のスリット３８
を本体壁に周方向に延在させて備え、支持床板３４の貫
通孔４０が液体出口として機能している。ボルト体３６
は、Ｔ字状のボルト頭部４２で貫通孔４０の大部分を開
放するようにして支持床板３４に係合し、ストレーナ本
体部３２と支持床板３４とを締め付けるようにして、ス
トレーナ本体部３２の上でナット４４とネジ結合してい
る。これにより、ストレーナ３０は、パッキング４６を
介してストレーナ本体部３２本体壁の下部周壁４８と支
持床板３４とを当接させて支持床板３４上に装着されて
いる。

【０００５】以下に、図６を参照し、従来のストレーナ
を使用したイオン交換樹脂塔を説明する。イオン交換樹
脂塔８０は、原水を半導体装置製造用仕様の純水に処理
するイオン交換樹脂塔であって、図６に示すように、支
持床板８２により支持されたイオン交換樹脂層８４を塔
内に有する。支持床板８２には、多数の貫通孔８６が一
様なピッチで設けてあり、各貫通孔８６には、上述した
構造のストレーナ８８が装着されている。原水は、イオ
ン交換樹脂層８４の上部の原水分散管９０から分散、流
入して、イオン交換樹脂層８４を流下し、イオン交換樹
脂とのイオン交換反応により処理される。処理された水
は、支持床板８２に設けられたストレーナ８８を通っ
て、その下の処理水室９２に入り、次いで送水口９４か
ら外部に流出する。

【０００６】ところで、上述のイオン交換樹脂塔８０に
原水を通水して長時間にわたり純水化処理を行ううち
に、イオン交換樹脂層８４のイオン交換樹脂は、貫流点
に達する。そこで、通常、この時点でイオン交換樹脂の
イオン交換活性を再生させる操作を行っている。再生操
作では、イオン交換樹脂の種類に応じて塩酸、硫酸等の
酸、又は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカ
リからなる再生液をイオン交換樹脂層８４に通液してイ
オン交換樹脂を再生し、更に純水あるいは原水を洗浄水
として使用し、イオン交換樹脂層８４を流下させて層内
に残存の酸類又はアルカリ類を洗浄、排出している。洗
浄が終了した時点で、イオン交換樹脂塔８０から流出す
る水は、たとえば製品の純水として、所定の場所に送水
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のイオン
交換樹脂塔８０では、純水または原水による洗浄を長い
時間続けても、なかなか送水口から出る水の水質が所定
値に達せず、洗浄操作に長時間要するという問題があっ
た。例えば、半導体装置製造用の純水を製造する場合を
例にすると、純水に必要とされる比抵抗は１８．３ＭΩ
・cmであるが、送水口から出る洗浄水の比抵抗が、なか
なかその値に達せず、そのため長時間の洗浄が必要であ
った。更には、原水の処理中に製品の純水の水質が微妙
に変動するということもあった。長時間の洗浄を必要と
するために、イオン交換樹脂塔の純水製造効率が低くな
り、また、純水の採水工程において純水が微妙に水質変
動する結果、純水を使用する半導体装置製造工程で支障
が生じることもあった。

【０００８】そこで、本発明者は、イオン交換樹脂塔の
モデルを作成して実験し、洗浄効果の低い原因を究明し
た結果、次のことを見い出した。モデルは、イオン交換
樹脂塔８０の支持床板８２、イオン交換樹脂層８４、ス
トレーナ８８、処理水室９２及び送水口９４等とそれぞ
れ水力学的に相似のモデルであって、図７（ａ）に示す
ように、支持床板Ａ、ストレーナＢ、イオン交換樹脂層
Ｃ、処理水室Ｄ、送水管Ｅを有する。モデル実験を行っ
たところ、洗浄水は、支持床板Ａに設けたストレーナＢ
を通過して処理水室Ｄに入り、次いで送水口Ｅから外部
に流出する際、図７（ａ）に示すように、ストレーナＢ
からほぼ下方に向かう直線的な流線を描いて処理水室Ｄ
を経由して送水口Ｅに向かっている。その結果、処理水
室Ｄの支持床板Ａの下側、例えばストレーナＢとストレ
ーナＢとの間、特に処理水室Ｄの胴壁と支持床板Ａとの
接合部近傍に、水の滞留域Ｆが生じている。

【０００９】この現象を実際のイオン交換樹脂塔８０の
洗浄操作に当てはめて考えると、洗浄水が、ストレーナ
８８を通過し、処理水室９２を経由して送水口９４から
流出する際、洗浄水は、ストレーナ８８からほぼ直線的
に送水口９４に向かい、支持床板８２の下側、例えばス
トレーナ８８とストレーナ８８との間、特に処理水室９
２の胴壁と支持床板８２との接合部近傍に、洗浄水が出
入りしない液体滞留域が形成されているものと考えられ
る。そのため、形成された液体滞留域内の再生液或いは
再生によって脱着された不純物イオンは、洗浄水に置換
されることなく、自然拡散により洗浄水の流れに徐々に
入るような形態でのみ除去される。従って、再生液或い
は不純物イオンの拡散に時間を要し、いつまで経っても
洗浄水中に再生液又は不純物イオンが僅かに存在するた
めに、洗浄水の比抵抗が高くならないと考えられる。ま
た、洗浄水の比抵抗が一旦は所定値に達したとしても、
その後洗浄を停止し、純水の送水に切り換えて純水を送
水し始めた時に、液体滞留域から再生液又は不純物イオ
ンが純水に拡散するために、純水の水質が微妙に変動す
るものと考えられる。

【００１０】そして、液体滞留域の形成は、従来のスト
レーナ８８の出口が、図４及び図５に示すように、単に
下方に向けた開口で構成されていることにあることを突
き止めた。そこで、ストレーナを通過した液体の流れを
板状体に直交する軸に交差する方向に導くガイド、又は
ストレーナを通過した液体の流れを板状体に直交する軸
周りに旋回させるように導くガイドを液体出口に設けた
ストレーナＧを試作した。そして、そのストレーナＧを
使用して、上述と同じモデル実験を行ったところ、図７
（ｂ）に示すように、液体滞留域の発生を防止できるこ
とを確認し、本発明を完成するに到った。

【００１１】この種の問題は、イオン交換樹脂塔の洗浄
においてのみ生じるものではなく、液体滞留域による洗
浄効果の遅延と同様の問題は、従来のストレーナを支持
床板に使用している場合には、その下流域に必ず生じる
問題である。

【００１２】そこで、本発明の目的は、ストレーナの下
流で液体滞留域が生じないようにストレーナを出た液体
の流れ方向を制御できるようにしたストレーナを提供す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、上記知見に基づいて、本発明に係るストレーナは、
液体の流路を上流と下流とに仕切る板状体に設けられた
貫通孔に装着され、板状体の上流側及び下流側にそれぞ
れ液体入口及び液体出口を備えて、板状体の上流側から
下流側に液体を通過させると共に充填材を通過させない
ようにするストレーナにおいて、ストレーナを通過した
液体の流れを板状体に直交する軸に交差する方向に導く
ガイド、又はストレーナを通過した液体の流れを板状体
に直交する軸周りに旋回するように導くガイドが、スト
レーナの液体出口に設けられていることを特徴としてい
る。

【００１４】ガイドの形状は、特に制約はなく、ストレ
ーナを通過した液体の流れを板状体に直交する軸に交差
する方向に導く場合には、例えば、交差する方向に曲が
ったエルボ状の曲がり管をストレーナの出口に取り付け
るようにする。また、ストレーナを通過した液体の流れ
を板状体に直交する軸周りに旋回させるように導く場合
には、ストレーナの出口に旋回させる案内羽根を設け
る。案内羽根の形状、個数は、実験により定めるが、例
えば遠心ポンプのインペラ又は船のスクリュウに似た形
状のものを使用できる。ガイドの材質は、液体により腐
食しない限り特に制約はなく、好適にはストレーナ本体
と同じ材質である。

【００１５】本発明の好適な実施態様は、ストレーナ
が、相互に脱着自在な、ストレーナ本体部と、ストレー
ナ本体部を板状体に掛止する本体掛止部とから構成さ
れ、ストレーナ本体部は、液体入口及び液体出口を連通
させる内側中空状の殻体で構成され、液体入口として、
液体を通過させる共に充填材を通過させない寸法の細孔
を殻体の壁に備え、ガイドとして、案内曲がり管を液体
出口に接続して、若しくは案内羽根を液体出口端に隣接
して、又は液体出口内に位置して、それぞれ備えてい
る。

【００１６】本発明に係るストレーナは、イオン交換樹
脂塔に使用するストレーナとして最適である。イオン交
換樹脂塔が、本発明に係るストレーナを少なくとも周辺
部に備えた板状体によりイオン交換樹脂層を支持するこ
とにより、再生後の洗浄時間を短縮し、また処理水の水
質変動を防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施例１ 本実施例は、本発明に係るストレーナの実施例の一つで
あって、イオン交換樹脂塔の支持床板の貫通孔に装着す
るストレーナとして最適である。本実施例のストレーナ
５０は、図４に示した従来のストレーナの構成に加え
て、図１（ａ）に示すように、パイプ状出口管２２の下
部に９０°エルボ状の曲がり管５２をその出口方向が支
持床板１４にほぼ平行になるように設けてある。曲がり
管５２は、内径及び材質共に出口管２２と同じであり、
曲がり管５２の開口端５４の中心と支持床板１４との距
離ｄは、任意であるが、液体滞留域を最小限にするため
には、短い方が好ましい。また、曲がり管５２の水平長
さｌも、任意であるが、好適には、曲がり管５２の直径
と同じか、その１．５倍程度である。本実施例では、曲
がり管５２は、９０°エルボ状に形成されているが、曲
がり管の形状は、任意であって、例えば曲がり管の曲が
り角度は、６０°でも４５°でも良い。また、先端に開
口を有する曲がり管の突き出し部分が、本実施例のよう
に直線状である必要はなく、例えば、流れが出口管２２
周りに旋回するように、出口管２２に直交する面内で曲
がっていても良い。

【００１８】実施例１の改変例 本改変例のストレーナ６０は、図１（ａ）に示す実施例
１の改変例であって、曲がり管５２を出口管２２の下部
に接続する代わりに、出口管２２の下端開口が端壁６２
で閉止され、その直ぐ上に開口６４が出口管２２の管壁
を貫通して設けてある。本改変例では、端壁６２と開口
６４が、協働して、ストレーナ本体部１２を出る液体の
流れ方向を従来の支持床板１４に直交する方向から支持
床板１４に平行な方向に変える。開口６４の面積は、出
口管２２の断面積とほぼ同じである。端壁６２と支持床
板１４との距離ｄは、任意であるが、液体滞留域を最小
限にするためには、短い方が好ましい。

【００１９】実施例２ 本実施例は、本発明に係るストレーナの別の実施例であ
って、実施例１と同様に、イオン交換樹脂塔の支持床板
の貫通孔に装着するストレーナとして最適である。本実
施例のストレーナ７０は、図５に示した従来のストレー
ナの構成に加えて、図２（ａ）に示すように、Ｔ字状の
ボルト頭部４２に４枚の案内羽根７２を備えたガイド７
４が設けてある。案内羽根７２は、貫通孔４０から出た
液体が案内羽根７２に案内されて旋回流れになるように
遠心ポンプのインペラ状の形状を備えている。ガイド７
４の材質は、ボルト体３６と同じであり、ボルト体３６
と一体的に成形されている。なお、本実施例では、案内
羽根７２は、連結部７６を介してボルト頭部４２に接合
されているが、連結部７６を省いて直接ボルト頭部４２
に接合するようにしても良い。

【００２０】実施例１のストレーナ５０、実施例１の改
変例のストレーナ６０及び実施例２のストレーナ７０を
図６に示す実際のイオン交換樹脂塔８０の支持床板８２
の貫通孔８６に取り付けて、洗浄実験を行ったところ、
従来のストレーナを取り付けた場合に比べて、遙に短い
時間で洗浄操作を終了することができた。また、洗浄操
作の終了後に行った純水の製造でも、純水の水質が変動
するようなことはなかった。本実施例のストレーナ５
０、６０及び７０は、支持床板８２が、図３（ａ）に示
すように、下向流のイオン交換樹脂塔８０の支持床板と
して設けられている場合にも、また図３（ｂ）に示すよ
うに、下向流及び上向流の双方向のイオン交換樹脂塔８
０の支持床板として設けられている場合にも、例外なく
適用できる。また、本実施例では、イオン交換樹脂塔を
例にして本発明に係るストレーナを説明したが、イオン
交換樹脂塔に限らず、液体の流路を上流と下流とに仕切
る板状体に設けられた貫通孔に装着する場合には、例外
なく適用できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の構成によれば、ストレーナを通
過した液体の流れを板状体に直交する軸に交差する方向
に導くガイド、又はストレーナを通過した液体の流れを
板状体に直交する軸周りに旋回するように導くガイドを
ストレーナの液体出口に設けることにより、ストレーナ
を出た液体流れの方向を制御して、ストレーナの下流域
に液体滞留域が発生しないようにしている。イオン交換
樹脂塔のイオン交換樹脂層を支持する支持床板に本発明
に係るストレーナを装着することにより、イオン交換樹
脂再生後の洗浄効果を向上させ、かつ製品の純水の品質
の変動を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明に
係るストレーナの実施例１及びその改変例の部分断面側
面図である。

【図２】図２（ａ）は本発明に係るストレーナの実施例
２の部分断面側面図、及び図２（ｂ）は図２（ａ）の矢
視Ｉ−Ｉでのガイドの平面図である。

【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本実施例
のストレーナを装着した支持床板の位置について説明す
る図である。

【図４】従来のストレーナの一例を説明する部分断面側
面図である。

【図５】従来のストレーナの別の例を説明する部分断面
側面図である。

【図６】イオン交換樹脂塔の構成を説明する模式図であ
る。

【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ストレー
ナのモデル実験を説明する模式図である。

【符号の説明】

１０ 従来のストレーナの一例 １２ ストレーナ本体部 １４ 支持床板 １６ 貫通孔 １８ ブッシング ２０ スリット ２２ 出口管 ２４ 開口 ３０ 従来のストレーナの別の例 ３２ ストレーナ本体部 ３４ 支持床板 ３６ ボルト体 ３８ スリット ４０ 貫通孔 ４２ ボルト頭部 ４４ ナット ４６ パッキング ４８ 下部周壁 ５０ 本発明に係るストレーナの実施例１ ５２ 曲がり管 ５４ 開口端 ６０ 実施例１のストレーナの改変例 ６２ 端壁 ６４ 開口 ７０ 本発明に係るストレーナの実施例２ ７２ 案内羽根 ７４ ガイド ７６ 連結部 ８０ イオン交換樹脂塔 ８２ 支持床板 ８４ イオン交換樹脂層 ８６ 貫通孔 ８８ ストレーナ ９０ 原水分散管 ９２ 処理水室 ９４ 送水口

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/42

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体の流路を上流と下流とに仕切る板状
   体に設けられた貫通孔に装着され、板状体の上流側及び
   下流側にそれぞれ液体入口及び液体出口を備えて、板状
   体の上流側から下流側に液体を通過させると共に充填材
   を通過させないようにするストレーナにおいて、 ストレーナを通過した液体の流れを板状体に直交する軸
   に交差する方向に導くガイド、又はストレーナを通過し
   た液体の流れを板状体に直交する軸周りに旋回するよう
   に導くガイドが、ストレーナの液体出口に設けられてい
   ることを特徴とするストレーナ。
2. 【請求項２】 ストレーナが、相互に脱着自在な、スト
   レーナ本体部と、ストレーナ本体部を板状体に掛止する
   本体掛止部とから構成され、 ストレーナ本体部は、液体入口及び液体出口を連通させ
   る内側中空状の殻体で構成され、液体入口として、液体
   を通過させる共に充填材を通過させない寸法の細孔を殻
   体の壁に備え、ガイドとして、案内曲がり管を液体出口
   に接続して、若しくは案内羽根を液体出口端に隣接し
   て、又は液体出口内に位置して、それぞれ備えているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のストレーナ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のストレーナを少
   なくとも周辺部に備えた板状体により、イオン交換樹脂
   を充填してなるイオン交換樹脂層を支持していることを
   特徴とするイオン交換樹脂塔。