JPS5933403B2 - 濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微小孔のある薄膜により入口から隔てられた
出口をもつハウジングを有する型の液体濾過装置に関し
、特に、薄膜上の空気又は他の気体の蓄積が薄膜を通し
ての流体の流れを妨げないことを保証するように作られ
たこの型の装置に関する。

種々の種類の液体を濾過するために、フィルタハウジン
グの壁に対してシールされ且つ平らな格子又はそれと類
似の支持体により背後から支持された平らで水平で微小
孔のある親水性薄膜を内設するフィルタハウジングを通
して、液体が上方に通される。

親水性薄膜が濡れているとき（即ち、孔が濾過されてい
る液体で満されているとき、空気又は他の気体は、増加
圧力下の場合を除き、薄膜を濾過することができない。

それ故、濾過されている液体中に空気又は他の気体があ
るならば、それは、薄膜の入口表面に蓄積して液体が薄
膜を通過するのを阻止し又は妨げる。

更に、一旦薄膜がぬれると、濾過を開始する前に薄膜の
下のハウジングの側に空気があるならば（フィルタが頻
繁な間隔で周期的に使用される場合のように）、ぬれた
薄膜を通して空気を追い出すのに十分な且つ薄膜を破壊
する恐れのある高圧下でなければ、空気は逃げることが
出来ない。

薄膜の一部を疎水性にするように形成し又は処理して、
この疎水性部分を通して空気又は他の気体が排出し得る
ようにすることは周知である。

例えば、親水性の中心部分と疎水性の周辺部分、又はそ
の逆、をもつ薄膜を使用することが知られている。

然し、疎水性の単数又は複数の部分の配置のいかんに拘
わらず、親水性薄膜部分の上に空気又は他の気体が蓄積
しうるという可能性が残る。

この可能性は、疎水性部分の総面積を増大させることに
より少なくすることができる。

然しなから、これは、最適液体濾過効率をうるように、
薄膜表面積の最大量を親水性とするのが理想的であると
いう点で、不利益である。

それ故、最適濾過効率を与え、然も薄膜の入口表面上に
空気又は他の気体が蓄積しないことを保証しうる、上述
の一般的な型の濾過装置の必要がある。

上述のように、上に述べた型の濾過装置内で用いられる
薄膜は平担である。

その理由は、微小孔薄膜が平らなシートとして作られ、
このシートから個々の範膜が切取られるためである。

然しなから、本発明の概念において、現在市販されてい
る微小孔薄膜は、平らであるがそれにも拘わらず特にぬ
れているとき十分な固有の変形性を有すること、及び破
壊の恐れなしに複合した彎曲した輪郭に変形しうろこと
、が認識された。

本発明の濾過装置においては、固有の変形性を有する薄
膜は、最初には即ち濾過のためこの装置を最初に使用す
る前には、平担であり、その背後に、薄膜から離間され
た凹面の複合曲率の多孔性薄膜支持表面を有する。

然しなから、フィルタが液体を濾過するための最初に使
用されるとき、濾過されている液体が薄膜を濡らし且つ
薄膜の入口表面に対して圧力を及ぼし、それによって彎
曲した薄膜支持表面に対抗して薄膜を変形させ、それに
よって薄膜は支持表面の複合した曲率をとる。

好ましい実施態様において、薄膜は疎水性の中央部分を
有し、濾過装置が使用中であるとき、薄膜の入口表面に
到達する空気又は他の気体は、上方に彎曲した表面に沿
って上方に移動し、その彎曲表面の所で、疎水性部分を
通して出る。

それ故、薄膜の入口表面上に空気又は他の気体が蓄積し
ない保証があり、然も、薄膜の僅かな部分のみが疎水性
であるにすぎない。

それ故、本発明の濾過装置は、流体入口開口部を持つ入
口室と流体出口開口部を内設した壁をもつ出口室とを有
するハウジングと、これらの室を隔て且つハウジングに
対してシールされた変形可１ 能の微小孔薄膜と、前記
上部室内でその壁から離間された凹面複合曲率の多孔性
薄膜支持表面と、を包含し、薄膜は、最初は平担で且つ
前記薄膜支持表面から離間されているが、装置が使用さ
れるとき前記薄膜支持表面と接触してそれと同一の複９
合曲率をもつようになる。

好ましい実施態様において、薄膜支持表面は、出口室で
複数の円周方向に離間され且つ半径方向内側に延びるリ
ブにより形成され、薄膜に隣接するリブの表面が弓形状
をなし、これら彎曲したり； ブ表面の組合せが、凹状
複合曲率の多孔性薄膜支持表面を画成する。

“多孔性表面”という用語は、開口部の形状又は形成方
法の如何を問わず、そこを通過する開口部をもつ表面を
意味する。

第１図〜第３図において、濾過装置は、ハウジング２と
微小孔薄膜４とを包含する。

ハウジングは、好ましくは透明な熱可塑性樹脂製の上部
成型品６と、好ましくは透明の熱可塑性樹脂製の下部成
型品８の形に作られ、これらは半径方向外側に延びるフ
ランジ１０と１２を夫々有し、これらフランジは、その
間に薄膜４の丸い周辺と係合してシールされている。

それ故、ハウジング内でその周辺の周りにシールされた
薄膜は、ハウジングを下方入口室１４と上方出口室１６
とに分割する。

入口室は、濾過されるべき液体の入口用の液体入口開口
部１８を有し、出口室は、濾液用の液体出口開口部２０
をもつ壁１９を有する。

上方に凹状の複合彎曲多孔性薄膜支持表面が、出口室内
部でその壁１９から離間されており、この好ましい実施
態様においては、複数の円周方向に離間され且つ半径方
向内側に延びるリブ２２により形成され、その底面２４
は、これらの離間された彎曲表面が薄膜のための多孔性
支持表面を画成するように、弓形凹面形状をなしている
。

支持表面は凹面複合曲率をもつけれども、その周辺２５
は、薄膜の周辺と実質的に共通の平面内にあることに留
意されるべきである。

図示の好ましい実施態様において、リブの弓形表面２４
の組合せにより画成された薄膜支持表面の複合曲率は、
球状をしているけれども、所望により他の複合曲率を用
いることができる。

また、この好ましい実施態様において、−゛リブ２２は
、上部成形品６と一体的に成型されているが、これは製
造コストを低減させるために望ましい。

薄膜４は、その中心に丸い疎水性部分２６を有し、この
好ましい実施態様の薄膜の残余の部分は親水性である。

この複合薄膜は、疎水性部分を親水性部分へ接着するこ
とにより作ることができる。

然しなから、技術分野において周知のように、大部分は
親水性であるが疎水性部分をもつ薄膜を作る最も簡単な
方法は、親水性の薄膜を使用するが、次にシリコン油等
の材料で疎水性となるように所望の部分を塗布すること
であり、このシリコン油等の材料がその部分を撥水性又
は疎水性とする。

それ故、薄膜４を作る最も簡単な方法は、親水性薄膜か
ら出発して、次にその中心部分２６をシリコン油等の材
料で被覆してそれを疎水性部することである。

この目的のために有用なシリコン油は、織物及びその類
似物用の撥水性被覆剤と“してミシガン州ミドランドの
ダウケミカルカンパニにより現在製造販売されているも
のである。

薄膜４はぬれているときは特に、変形可能であり、この
変形性は、薄膜を破壊なしに薄膜支持表面の複合曲率ま
で変形させ得るのに十分である。

。現在市販されている微小孔親水性薄膜は、このよう
な変形性を有し、その一例は、商標名ＴｕｆｆｒｙｎＨ
Ｔの名でミシガン州アンアーバのゲルマンサイエンシズ
インコーポレーテツドにより市販されているものである
。

この特定の薄膜は、ポリスルフ 、オンから作られ且つ
約０．２ミクロンからの孔寸法を有するけれども、所望
により他の材料及び／又は孔寸法の薄膜を使用し得るこ
とが理解されるであろう。

第１図に示すように、製造されて使用前の濾過 Ｊ装置
内において、薄膜は、平担で且つ薄膜支持表面（その周
辺を除き）から離間されている。

然しなから、第４図に示すように、濾過装置が液体を濾
過するため使用状態に置かれたときは、下方室の中へ且
つ薄膜に対抗して流入する供給流体の圧 ・力により生
じた下方室と下方室の間の差圧が、薄膜を上方に変形さ
せて薄膜支持表面お接触させ、それと同時に薄膜は、支
持表面の上方・＼凹む曲率をとる。

それ故、結合された供給流体導管３０から下方室の中へ
入る空気又は他の気体と濾過の最初に下方室の中にあっ
た空気は、上方・＼又は上方の成分をもつ方向に移動し
て、遂には薄膜の疎水性部分２６に達し、そこで出口室
の中・＼出て、次に出口導管３２を通して濾液と共に出
る。

濾過を生じさせるのに必要な差圧は、勿論、濾過装置の
出口で真空を引くか又は入口へ送られる供給液体・＼圧
力を加えることにより生じさせることができる。

・ 一度薄膜が支持表面の複合曲率まで変形されると、
前述のように、その薄膜は、装置が成る期間の間使用し
ていないときたとえ薄膜が支持表面との接触から引込め
られたとしても、この彎曲した形状のままに留り、使用
が再開されると直ちに押圧されて支持表面と接触する。

薄膜をぬらしてそれに圧力を加え、薄膜を支持表面と接
触させることにより、最終製造工程として、薄膜をその
複合彎曲形状に変形させることは、本発明の範囲内にあ
る。

然しなから、これは、追加の費用を要し、単に、濾過装
置がその購入者により濾過のために使用される最初のと
きに本来的に達成される操作の重複にすぎない。

第５図に示す実施態様は、次の点を除き第１図〜第４図
の実施態様と同じである。

第５図の実施態様において、薄膜支持体は、好ましい実
施態様のリブの形の代りに、上方に凹状の格子部材の形
をしており、その外周は、格子開口部がなく且つ薄膜３
４の外周と重なり、薄膜３４の外周は、下方ハウジング
部と上方ハウジング部の夫々のフランジ４０と４２の間
に接着され且つシールされている。

第２に、第５図の実施態様の薄膜３４は、十字の形の疎
水性部分３８を有し、十字の中心は薄膜の中心にあり、
薄膜の残余部分は、四分円の形をしていて且つ親水性で
ある。

凹形格子部材は、複合の彎曲した格子支持表面として使
用しうる多数の二者択一的構造の１つを例示しているに
すぎず、第５図の実施態様の薄膜構造は、任意の種々の
輪郭を薄膜の疎水性の部分に対して用いうろことを示し
ている。

実際に、好ましい実施態様においては、薄膜は疎水性部
分を含み、少くとも疎水性の部分の若干が薄膜の中心に
位置決めされるのが理想的であるけれども、本発明の最
も広い範囲におけるその実施は、親水性部分と疎水性部
分の両者をもつ薄膜の使用を必要としない。

成る濾過においては、例えば、濾過されている液体中の
空気又は他の気体の量が非常に少ないので、薄膜を通し
てそれを排出させる必要はなく、その代り要求されるこ
とは、空気又は他の気体の蓄積が薄膜を通して液体が連
続的に通過するのを余り大きくは妨げないこと、を保証
することだけである。

本発明にあっては、空気又は他の気体が、薄膜の中心部
分に蓄積するようにされ、それによって薄膜の大部分に
は気体がなく、それ放液体がそこを通過することを可能
とする。

本発明の枢要な特徴は、その最も広い範囲において、支
持された薄膜を濾過装置に設け、この薄膜は、球形又は
他の複合曲率に彎曲され、然も最初は平坦でありそれ故
安価に製造された平坦な薄膜シートの在庫から切り取る
ことができるという理由で低コストで製造することがで
きる。

それ故、好ましい実施態様を参照して本発明を説明した
けれども、特許請求の範囲内で種々の変更さ修正をなし
うろことが理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施態様の側面断面図であ
る。 第２図は、第１図の２−２線上でとられた断面図である
。 第３図は、第１図の３−３線上でとられた断面図と微小
孔薄膜の底面図を示す。 第４図は、第１図に類似の図であるが、濾過装置は使用
中であって、薄膜がその彎曲した形状をとっている。 第５図は、本発明の他の実施態様を示す一部破断の斜視
図である。 ２・・・・・・ハウジング、４・・・・・・薄膜、１４
・・・・・・下方入口室、１６・・・・・・上方出口室
、１８・・・・・・入口開口部、１９・・・・・・壁、
２０・・・・・・出口開口部、２２・・・・・・リブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体入口開口部をもつ入口室と流体出口開口部をも
   つ壁をもつ出口室とを有するハウジングと、前記入口室
   及び出口室を隔て且つ前記ハウジングヘシールされた変
   形可能の濾過薄膜と、を包含し、前記出口室は、出口室
   の壁から離間された凹面複合曲率の多孔性薄膜支持表面
   を含み、前記薄膜は、最初は平らで且つ前記支持表面か
   ら離間されているように前記ハウジングによって保持さ
   れ、流体が前記入口室から前記出口部′＼薄膜を通して
   流れるとき、通常の濾過圧力の下で前記支持表面の複合
   曲率と接触してこれに順応するのに充分なだけ変形自在
   である、を特徴とする濾過装置。 ２ 前記薄膜は、その大部分が親水性であるが、疎水性
   部分を有し、疎水性部分の少くとも若干が、ヌ 薄膜の
   中心に隣接していること、を特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の濾過装置。 ３ 前記薄膜支持表面は、複数の円周方向に離間され且
   つ半径方向内側に延びるリブにより形成され、リブは前
   記ハウジングと一体的で且つ弓形底部表面を有し、弓形
   底部表面の組合せが、凹面複合曲率の多孔性支持表面を
   画成すること、を特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の濾過装置。