JPH1199312A - 金属製フィルターユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高性能なろ過性能を有する金属製のフィルタ
ーユニット及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 フィルターとフランジの間にフィルター
と同等以下の融点を有する金属粉末及びバインダーを混
合したスラリー層を形成した後、金属粉末を焼結するこ
とによってフィルターとフランジを接合する。焼結雰囲
気としては、真空あるいは非酸化性雰囲気が望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高性能なろ過性能
を有する金属製のフィルターユニット及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種気体や液体中の異物や不
純物などをろ過するために、各種フィルターが使用され
ている。一般に化学繊維やガラス繊維あるいはセラミッ
クス繊維などがフィルター素材として使用されている
が、高温や高圧の液体や気体あるいは腐食性の液体や気
体を処理する分野では耐熱性や強度更に耐食性にも優れ
た金属製のフィルターが採用されるようになってきた。
特に耐食性や価格の観点からステンレス鋼が選定され、
金網や不織布などが使用されている。また、耐食性が更
に重要視される分野ではハステロイなどのニッケル合金
も選定されている。

【０００３】これらの金属製フィルターは、一般のフィ
ルターと同様に多くの場合フランジに接合してフィルタ
ーユニットとして使用され、従来フィルターとフランジ
の接合は金属の接合方法として通常採用される溶接で行
われていた。

【０００４】しかしながら、最近では、より微細な異物
などをろ過する必要性などフィルターの高性能化に対応
するためろ過粒度が微少化し、溶接による接合が困難に
なってきた。このため、溶接に替わる接合技術としてろ
う付によってフィルターとフランジを接合する技術の開
発が進められている。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、ろう付
方法ではろう付熱処理時に溶融したろう材が毛細管現象
によりフィルター隙間に侵入するために、フィルターと
しての役目が著しく損なわれるという難点があった。し
かも、毛細管現象では隙間が小さいほど液体が侵入し易
くなるため、ろ過粒度が微少化するのにともなって、ろ
う付方法を適用することがますます困難になってきた。

【０００６】本発明は、このような従来の金属製フィル
ターユニット及びその製造方法の難点を解消するために
成されたものであり、フィルターとフランジが強固に接
合した金属製フィルターユニット及びその製造方法を提
供することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の金属製フィルタ
ーユニット及びその製造方法は、金属製フィルターをフ
ランジに取り付けたフィルターユニットにおいて、フィ
ルターとフランジの間に金属結合層を設けたことを特徴
としている。また、金属結合層は、フィルターと同等以
下の融点を有する金属粉末を焼結したことを特徴として
いる。

【０００８】更に、金属粉末及びバインダーを混合して
得られるスラリーからなる層を真空中あるいは非酸化性
雰囲気中で焼結することにより金属結合層を形成したこ
とを特徴としている。

【０００９】フィルターとフランジをろう付方法で接合
すると、溶融したろう材が毛細管現象によりフィルター
隙間に侵入して目詰まりを起こしてフィルター機能が著
しく損なわれるが、フィルターとフランジの間に金属粉
末を設けてこれを焼結した場合には、金属粉末の焼結作
用によってフィルターとフランジが接合し、かつフィル
ターの目詰まりを抑制することが可能となる。

【００１０】金属結合層を構成する金属粉末の融点がフ
ィルター素材の融点より高い場合には、金属粉末の焼結
処理時にフィルターが焼結したり、溶融してフィルター
機能が損なわれる可能性があるが、金属粉末の融点がフ
ィルターと同等以下の場合には、フィルター機能を損な
わずにフィルターとフランジを焼結によって接合するこ
とが可能となる。

【００１１】金属結合層は、フィルターと同等以下の融
点を有する金属の粉末だけで構成される必要はなく、フ
ィルターと同等以下の融点を有する金属の粉末を含むも
のであれば良い。この場合、フィルターと同等以下の融
点を有する金属粉末の焼結処理条件によって熱処理を行
い、金属結合層を形成すれば良い。更に、金属粉末を焼
結する際に液相が生じても良い。金属粉末としては、耐
食性や耐熱性に優れる素材が望ましい。

【００１２】フィルターと接する側のフランジ表面に金
属粉末及びバインダーを混合したスラリー層を形成した
後、フィルターを該スラリー層中に装入し、乾燥した後
焼結することによってフランジとフィルターを接合する
ことができる。

【００１３】焼結雰囲気としては、酸化による劣化を防
ぎ信頼性の高い結合部を得るために真空あるいは非酸化
性雰囲気が望ましい。

【００１４】本発明において、フランジ表面にスラリー
層を形成する際に液体状のスラリーがフランジ表面から
流れ落ちないようにフランジ表面に凸部を設けることも
可能である。また、フィルターをプリーツ状に成形し
て、ろ過面積を大きくすることも可能である。

【００１５】本発明においては、フィルターと接する側
のフランジ表面を予めブラスト処理しておくことによっ
てフィルターとフランジの接合強度を向上させることが
可能である。また、フィルターの強度補強のために、フ
ィルターを目の粗い金網の間に挟んで使用することも可
能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。

【００１７】実施例１ 公称５μｍのろ過粒度を有する厚さ０．５ｍｍの金属繊
維不織布を０．５ｍｍピッチで編んだ目の粗いステンレ
ス鋼金網の間に挟み、高さ８０ｍｍ、外径６５ｍｍのリ
ング状に加工した。一方、ＳＵＳ３０４の金属粉末とＪ
ＩＳ Ｈ８３０３のニッケル自溶合金 ＭＳＦＮｉ３の
金属粉末を１対１の割合で混合し、更に樹脂バインダー
を加えてスラリーを作成し、外径７２ｍｍ、内径５３ｍ
ｍ、厚さ１．５ｍｍのステンレス製フランジの片側表面
に厚さ１ｍｍのスラリー層を形成した。図１に示すよう
に、このスラリー層の中にリング状フィルターを装入
し、乾燥させた後、真空炉で１０２０℃で３分間の焼結
処理を行った。焼結処理後、接合部を詳細に観察した結
果、フィルターとフランジは良好に接合しており、フィ
ルターへの金属結合層の侵入は認められなかった。

【００１８】実施例２ 公称５μｍのろ過粒度を有する厚さ１．５ｍｍの焼結金
網から径１００ｍｍの円盤を採取した。一方、ＳＵＳ３
０４の金属粉末とＪＩＳ Ｈ８３０３のニッケル自溶合
金 ＭＳＦＮｉ３の金属粉末を２対１の割合で混合し、
更に樹脂バインダーを加えてスラリーを作成し、外径１
０２ｍｍ、内径９０ｍｍ、厚さ２ｍｍのリング状のステ
ンレス製フランジ表面に厚さ１ｍｍのスラリー層を形成
した。図２に示すように、このスラリー層の上に円盤状
フィルターを設置し、乾燥させた後、真空炉で１０５０
℃で３分間の焼結処理を行った。焼結処理後、接合部を
詳細に観察した結果、フィルターとフランジは良好に接
合しており、フィルターへの金属結合層の侵入は認めら
れなかった。

【００１９】比較例１ 実施例１と同様に準備したリング状フィルターとフラン
ジを、図３に示すように組み立て、ＡＷＳ（米国溶接協
会）規格のＢＮｉ−９のろう材を塗布して、真空炉で１
０８０℃で３分間の熱処理を行った。熱処理後、ろう付
部を詳細に観察した結果、フィルターへのろう材の侵入
はフィルター高さの８０ｍｍに達しており、フィルター
空隙がろう材で埋まっていた。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、高温や高圧の液体や気
体あるいは腐食性の液体や気体を処理する分野に特に適
する、高性能なろ過性能を有する金属製フィルターユニ
ットが容易に製造でき、工業上非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により得られる金属製フィルターユニッ
トのフィルターとフランジの接合部近傍の断面模式図で
ある。

【図２】本発明により得られる平形金属製フィルターユ
ニットのフィルターとフランジの接合部近傍の断面模式
図である。

【図３】従来の金属製フィルターユニットのフィルター
とフランジのろう付部近傍の断面模式図である。

【符号の説明】

１……フィルター ２……金属結合層 ３……フランジ ４……目の粗いステンレス鋼金網 ５……ろう材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製フィルターをフランジに取り付けた
   フィルターユニットにおいて、フィルターとフランジの
   間に金属結合層を設けたことを特徴とする金属製フィル
   ターユニット。
2. 【請求項２】金属結合層は、金属製フィルターと同等以
   下の融点を有する金属粉末を焼結してなることを特徴と
   する特許請求の範囲請求項１記載の金属製フィルターユ
   ニット。
3. 【請求項３】金属粉末及びバインダーを混合して得られ
   るスラリーからなる層を真空中あるいは非酸化性雰囲気
   中で焼結することにより金属結合層を形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲請求項１あるいは２記載の金属
   製フィルターユニットの製造方法。