JPH0118183Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、濾過器に関するものである。詳しく
述べるとカートリツジ式清浄濾過器に関するもの
である。

清浄濾過器は稀薄なスラリー中の目的固体粒子
を捕集するものとして、水あるいは飲料水濾過、
製薬工業における製品濾過、燃料および潤滑油濾
過、電気メツキ液濾過、溶剤回収等幅広い分野で
使用されている。

この濾過器の濾過特性は、その濾過材の材質及
び組成によつて左右されるところが大きい。例え
ば濾過材としてもつとも一般的な織布、濾紙、フ
エルト、不織布、紙パルプおよびこれらに無機材
料の微粉をコーテイングした繊維状の物質の場
合、安価であるが、濾過圧あるいは機械的損耗に
耐えうる強度を有しておらず、加えてその大半の
ものは酸、アルカリの耐薬品性を有しておらず、
耐熱性も充分でない。このため、一般的には目詰
りにより短期間の使用で使い捨てされており不経
済である。

また、プラスチツクの膜は、均一な径の細孔を
有するのを容易に作ることが可能なため濾過材と
して有用であるが、前述の繊維状物質と同じく耐
薬品性、耐熱性が十分でない欠点を有する。最近
ではこれらの欠点を克服するためにテトラフルオ
ロエチレン樹脂（商品名テフロン）等の弗素樹脂
を用いた濾過材が開発されているものの、水に対
するぬれ性が低いため通水抵抗が大きく、また高
価である欠点がある。

また最近は焼結金属も濾過材として使用されて
いる。しかし焼結金属は結晶粒子が球形状となる
ため、細孔間での被濾過物の固体粒子の架橋現象
が望めず、細孔直径を小さく保たなければならな
い。このため通水抵抗が大きくまた目詰りが激し
いフイルタとなる。

更に、多孔性の陶磁器、例えば珪藻土質の焼結
体等が用いられているが、これらの陶磁器は天然
原料を主原料として、それに種々の添加剤が適宜
加えられているが、焼結の基本は多孔性原料粉体
の自己焼結である。従つて細孔径の制御が困難で
ありまたその強度も、骨材粒子自体が多孔性であ
るがゆえ、また主原料の珪藻土が天然物であるの
でSiO₂含有量と残りのアルカリ金属系酸化物及
びアルカリ土類金属系酸化物の組成変動による焼
結後の影響ゆえ、さらに自己焼結方式による焼結
多孔体はお互いの接触によるぬれ性の増大に限界
があるゆえに十分なものではない。

このような点から耐久性、耐熱性および耐薬品
性が良好で通水抵抗が低くかつ目的固体粒子を完
全に捕集し得る濾過材の開発が望まれている。

第二に濾過器として濾過面積を広くとるため
に、ろ葉（もしくは円筒状濾過体）の多数本を持
つ濾過エレメントとすることが考えられるが、斯
様なものは、繊維状物質、プラスチツク膜などの
場合、支持手段が必要であり、また陶磁器の場合
は、強度的に十分でないためコンパクト化は不可
能であつた。

本考案は以上のような濾過器の欠点を解消し、
耐久性、耐熱性および耐薬品性が良好で通水抵抗
が低くかつ目的固体粒子を完全に捕集することが
でき、濾過体の逆洗浄および交換が容易な濾過器
を提供することを目的とする。

この目的は１種または２種以上の人工原料の均
一かつ微細な多面体粒子形状を有する骨材を、無
機結合剤と有機可塑剤を加えて混練し、押出し成
形の後焼結してなる孔径制御多孔質セラミツクス
製の筒状濾過体の１ないし多数本が、その一端部
において液密に閉塞され、その他端部において濾
過体内の濾液排出路を合流させ、結束環で液密に
支持されたことよりなるカートリツジ式濾過エレ
メントと、該濾過エレメントを囲繞するケース
と、該濾過エレメントの濾液排出路に連通する濾
過排出路を持ちかつ該ケースと該濾過エレメント
との空間に連通する被濾過液注入路を持ち該ケー
ス上端部を密封するカバーとからなる濾過器によ
り達成される。

以下、本考案を図面を参照しつつ詳しく述べ
る。

第１図は、本考案の一実施例の中央半裁断面図
である。本実施例の濾過器は、数本の円筒状濾過
体２がその一端部において端板６で液密に閉塞さ
れ、他端部において濾過体２内の濾液排出路を合
流させ濾液排出路１２を形成し、結束環５で液密
に支持されたことよりなるカートリツジ式濾過エ
レメントと、該濾過エレメントを囲繞するケース
１と、該濾過エレメントの濾液排出路１２に連通
する濾液排出路１３を持ちかつケース１と該濾過
エレメントとの空間に連通する被濾過液注入路１
４を持ち該ケース上端を密封するカバー１１とか
らなるものである。

円筒状濾過体２は、１種または２種以上の人工
原料の均一かつ微細な多面体粒子形状を有する骨
材を、無機結合剤および有機可塑剤を加えて混練
し、押し出し成形の後、焼結してなる孔径制御多
孔質セラミツクス製である。本実施例では濾過体
形状を円筒状としたが、濾液排出路を形成しうる
筒状のものであればその形状か任意である。

骨材となる合成原料としては、アルミナ、ムラ
イト、炭化珪素、シリカ等が用いられる。これら
はいずれも機械粉砕の後水ひ分級などの選別によ
つて均一な径の微粉体だけが選択される。均一な
径とするのは、これにより焼結後空孔径分布を狭
いものとするためである。また骨材として多面体
粒子形状が望まれるのは、焼結後、良好なくびれ
空洞を形成し、目的粒子による架橋現象が生じる
ようにである。

無機結合剤としては、粘土質およびまたはソー
ダ石炭ガラスカレツト等が用いられ焼結促進剤と
して炭素塩類およびまたはホウ酸類等が適宜加え
られる。粒径は、できるだけ小さいものが好まし
い。

有機可塑剤としては、アラビアゴム、澱粉の
り、ワツクス、カルボキシメチルセルロース、あ
るいはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルアセタール等の
ビニル樹脂、アクリル酸エステル重合体等のアク
リル酸樹脂などの熱可塑性合成樹脂が用いられる
が、少量でも十分な可塑性を与える熱可塑性合成
樹脂、特にポリビニルアルコールが好まれる。有
機可塑剤は骨材に可塑性を与える以外に、焼結後
の空孔率の向上に役立つ。

成形法としては、押し出し成形法が好まれる。
これは、押し出し成形法によると同一断面形状の
筒状体が任意の長さで得られるためである。成形
品は室温〜約80℃で乾燥後焼成される。

焼成温度は、骨材の種類、粒径等に応じて約
900〜約1300℃の範囲で適宜に選択される。本実
施例の焼成は無機結合剤を用いて焼成するため自
己焼結と比べて焼結の制御は容易であり、均質な
空孔径をもつ多孔質セラミツクスを得ることがで
きる。

加えて斯様にして焼結される孔径制御多孔質セ
ラミツクは、可塑剤としては、無機物の粘土質の
ものを使用せず、低灰成分である有機質のものを
使い、無機質物は結合剤としての必要最小限量に
おさえたので、焼結後骨材以外の無機物が必要以
外の部分に残留して悪影響を及ぼすこともない。

端板６は、濾過体２の一端開口部を閉塞すると
同時に濾過体２を結束するものであるが、むろん
一端部を閉塞するものであれば十分で、プレート
状のものには限定されない。結束環５は、一端面
に濾過体２と嵌合する穴を有する。濾過体２の他
端部を該穴に嵌合し、この部分を接着することに
より、濾過体２の筒内部に連通する濾液排出路が
形成される。この結束管５は濾過体２が２本以上
ある場合は濾過体相互間隔を保持するスペーサー
としての役目もはたす。結束環５はまた、カバー
１１との接合部に天然ゴム、あるいはSBR、
NBR、ウレタンゴム等の合成ゴムなどの材質の
パツキンを有し、カバーとの密着性を高める。

濾過体２と端板６あるいは結束環５との接着
は、耐熱性、耐薬品性、耐圧性が良好でシーリン
グ効果も良好な接着手段により行なわれる。

該カートリツジ式濾過エレメントは、濾過体２
が２本以上ある場合には、濾過相互間隔保持のた
めサポートリング１０等を任意に有する。

ケース１はＯリング３を介してカバー１１に接
合される。なおケース１を透明な材質で作成すれ
ば、濾過状態や濾過ケーク発生等の観察が容易と
なる。またケース１は下端部付近にドレン排出用
ピーコツク７等を備えることが望ましい。

本考案の濾過器は、水あるいは飲料水の濾過、
製薬工業における薬品の濾過、燃料あるいは潤滑
油濾過、電気メツキ液の濾過、溶剤回収、ガスあ
るいは空気の濾過等幅広い分野で用いられる。加
えて、本考案の濾過器は、その濾過体の空孔径は
骨材粒径によつて制御できるので、骨材粒径をよ
り微細なものとした濾過体を用いることにより菌
体等微細物除去の用途にも用いることができる。

しかしながら、本考案は、上述したような実施
例に限定されるわけではない。また本考案には以
下のような応用例も考えられる。

まず本考案の濾過器はケースが、被濾過液のタ
ンクとなるので、この空間に活性炭、イオン交換
樹脂等の吸着剤あるいは多孔質ガラス、多孔質セ
ラミツク等の有孔性物を充填し濾過効果を高める
ことができる。

次に本考案の濾過器は、カートリツジ式濾過エ
レメントを複数本連結されて使用することもでき
る。この場合は当然にカートリツジ式濾過エレメ
ントの端板には、他のカートリツジ式濾過エレメ
ントの濾液排出路に連通させるために連通孔を設
ける。

また本考案の濾過器は、カートリツジ式濾過エ
レメントに種々のコーテイングをほどこすことに
よつて、濾過器の性能に種々の付加効果を与える
ことができる。

例えば濾過器を菌体濾過の用途に用いる場合、
銅、銀イオンなどの殺菌効果のある金属イオンを
筒状濾過体およびまたはサポートリングに吸着さ
せることによつて殺菌効果を付加できる。銅、銀
イオンなどの吸着方法は、銅、銀の硫酸塩、硝酸
塩をそのまま吸着させる方法、錫化合物を吸着さ
せたのち、銅、銀の硫酸塩、硝酸塩に浸漬し、置
換反応により銅、銀イオンを吸着させる方法、銀
鏡反応を用いる方法などの公知の方法によつて吸
着させる。

あるいは、濾過器をガスおよび空気濾過の用途
に用いる場合、シリコン樹脂などの撥水性のもの
を筒状濾過体にコーテイングさせることによつ
て、気体中の水分除去効果を付加できる。例え
ば、シリコン樹脂の場合、そのコーテイング方法
は、シランモノマーを用いる方法、シリコンオイ
ルを用いる方法、シリコンワニスを用いる方法な
どのいずれの方法を用いてもよく、筒状濾過体表
面に吹付け、ハケ塗り、あるいは浸漬等により塗
布し、必要に応じて熱処理をほどこしコーテイン
グを行なう。

この他、発酵化学の分野に用いる場合には、発
酵酵母などを筒状濾過体に植え付けて、濾液を発
酵させることも可能である。

しかしながら、斯様な種々のコーテイングは当
然のことながら、濾過体の空孔をつぶして、濾過
性能を失なわさせるものであつてはならない。

以上の如く構成される本考案の濾過器は、以下
のような優れた特性を有する。

第一に本考案の濾過器はその濾過体部分により
数々の特性を有する。すなわち該濾過体は、均一
な多面体粒子形状を有する骨材が無機結合剤によ
り焼結された濾過体であり均質でかつ良好なくび
れを有する空洞を持つので、目的固体粒子を完全
に捕集することができる。また該濾過体は、人工
原料を骨材とし、無機結合剤により焼結する濾過
体であり骨材強度、焼結強度が共に良好なので、
物理的強度が良好である。このため該濾過体の肉
厚を薄くすることが可能で、通水抵抗の低減およ
びコンパクト化へつながる。さらに該濾過体は耐
熱性および耐薬品が良好である人工原料を骨材と
し、しかも耐アルカリ性の劣る無機結合剤を必要
最小限量におさえたものであるから、耐熱性、耐
薬品性も良好である。加えて、該濾過体は、有機
可塑性を用いることで空孔率を向上させているの
で、肉厚薄いことと合せて、通水抵抗が低い。

第二に、本考案の濾過体は斯様な特性をもつ筒
状濾過体の１ないし多数本がその上端部において
液密に閉塞され、その下端部において結束管で該
濾過体の筒内部に連通する濾液排出路を形成する
ように液密に支持されたことよりなるカートリツ
ジ式濾過エレメントを持つから、濾過能力が高
く、しかも濾過エレメント自体をそのまま交換も
しくは逆洗浄可能であるので、交換および逆洗浄
の際の煩雑さが解消される。

第三に本考案の濾過体は、ケース部分を被濾過
液のタンクとして使用できるので、特別にこのよ
うな装置を備える必要もない。

第四に本考案の濾過体は、筒状濾過体の外部か
ら内部へと被濾過液を通過させることにより濾過
を行なうので、引張応力の弱い該濾過体の性能を
おぎなえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の中央半裁断面図で
あり、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図であり、第
３図は本考案の一実施例のカートリツジ式濾過エ
レメント部の外観図である。 １……ケース、２……筒状濾過体、５……結束
環、１２……濾過エレメントの濾液排出路、１３
……カバーの濾液排出路、１４……被濾過液注入
路、１５……カバー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １種または２種以上の人工原料の均一かつ微細
   な多面体粒子形状を有する骨材を、無機結合剤と
   有機可塑剤を加えて混練し、押出し成形の後焼結
   してなる孔径制御多孔質セラミツク製の筒状濾過
   体の１ないし多数本が、その一端部において液密
   に閉塞され、その他端部において濾過体内の濾液
   排出路を合流させ結束環で液密に支持されたこと
   よりなるカートリツジ式濾過エレメントと、該濾
   過エレメントを囲繞するケースと、該濾過エレメ
   ントの濾液排出路に連通する濾液排出路を持ちか
   つ該ケースと該濾過エレメントとの空間に連通す
   る被濾過液注入路を持ち該ケース上端部を密封す
   るカバーとからなる濾過器。