JPH01281117A - プリコートフィルタ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｌ五工旦五ユ圀１ 本発明はプリコートフィルタ素子に関する。プリコート
フィルタユニットは化学処理産業、産業排水のＪＡ理、
及び原子力発電システムにおけるボイラ給水処理に使用
される。特に、これらフィルタは、処理後に、流体生成
物が非常に純粋でなければならない場合、脱イオンの特
定の基準あるいは化学的構成物に執着しなければならな
い場合に使用される。プリコートフィルタは例えば、原
子力発電プラントの凝縮段隋に使用される。

プリコートフィルタ素子は、流体生成物が非常に純粋で
なければならない場合、脱イオンの特定の基準あるいは
化学的構成物に執着しなければならない場合に、浮遊粒
子及び化学的及びイオン的汚染物質の両方を含む流体の
処理に使用される。

プリコートフィルタのそのような応用は化学ｌＡＴ！産
業、産業廃液の処理、及び原子力発電システムにおける
ボイラ給水の処理に見られる。蒸気発生システムから生
ずる蒸気を使用する産業工程は腐食生成物により汚染さ
れた凝縮液を生産する場合がある。凝縮液あるいは原子
力蒸気発電システムのボイラ給水に発生する汚染物質は
前記システムにおける熱伝達装置の腐食及びスケールの
原因となり、熱交換表面を損傷し、その熱伝達効率を減
少させる。次にこれは管の過熱の原因となり、管を故障
させ、更に装置の損傷、及び場合によっては環境を放射
能で汚染させる。原子力蒸気発電システムにおける腐食
を防ぐために、水処理は、原水供給の調節、工程蒸気あ
るいはタービンからの凝縮液の返送及びボイラ水の処理
を含まなければならない。

厳格な品質管理を必要とする水処理、及びその中でのプ
リコートフィルタの使用が常識となっている事例は、原
子力発電プラントの凝縮段階である。原子力発電プラン
トの２つの基本タイプは、沸騰水リアクタ及び加圧水リ
アクタである。前記タイプは発電する場合にタービンを
駆動するため、蒸気を発生させるために別の工程を使用
し、異る水質化学を必要とするが、両方とも凝縮液ポリ
ツシｗ　（ｃｏｎｄｅｎａｔｅ　ｐｏｌｉｓｈｅｒｓ）
　　と称される類似の水純化システムを使用する。沸騰
水型反応器において、浮遊物質が給水システムを通過し
リアクタに流入すると、それらは機能低下の原因となり
、放射能を帯びることもある。放射能を帯びた粒子が生
ずると、それらは費用のかかる処理問題を発生させ、人
間が放射能物質に被曝する危険を生ずる。加圧水リアク
タ内に汚染粒子が存在すると、熱交換管に応力亀裂の生
ずる原因となる。

供給される原水には最初から多くの様々な溶質及び浮遊
物質が含まれているのが通常である。殆どの場合、これ
ら物質は珪素、鉄、銅、カルシウム、マグネシウム及び
ナトリウム化合物を含んでいる。前記金属構成物は通常
は重炭酸塩、炭酸塩、硫酸塩、及び塩基内に存在する。

これら物質の多くは溶液内でイオン化しており、このこ
とは廃液の処理に利益に使用される可能性がある。

前記水は様々な有害汚染物質を幅広く含む可能性がある
ので、それらを除去するために前記水の処理においては
複数の技術を使用するのが普通である。通常は、前記水
は最初に濾過され機械的に大きな浮遊粒子の汚染物質を
除去し、次にイオン交換により金属を除去する。金属除
去の工程は、通常は凝縮液ポリッシングとして知られて
おり、イオン汚染物質のない、理論的に最大の化学的純
度にまで到達可能である。凝縮液ポリッシングは、イオ
ンによりもたらされる電荷のせいで発生する液相と固相
との間の可逆イオン交換を含む。

固相は通常は、固体が流体に接触する時に流体に存在す
るイオンのために、新しいイオンに置換するイオン群に
より飽和となる、イオン交換樹脂を構成する。凝縮液ポ
リッシング工程においては、イオン交換は２つの方法で
汚染された水を処理するために使用され得る。つまり、
水内のイオン汚染物質が比較的無害の脱イオン生成物に
より置換されること、及び水内のイオン汚染物質が、そ
の分子構造内の中心イオンを無害あるいは害の少ないイ
オンに置き換えられ、次にそのイオンが流体内にある他
のイオンに置換され、比較的無害の生成物に変換される
こと、である。第２の場合においては、例えば、置換イ
オンが残りのイオン汚染物質と反応して水を生成する。

ボイラ給水あるいは水蒸気凝縮液を脱イオン化する方法
においては、例えば、水素イオンで飽和した樹脂を含む
１つのタンクを提供してこれを金属陽イオンに交換し、
連続するもう１つのタンク内で水の中の陰イオンに交換
する。各樹脂は、その脱イオン能力が消耗するまで、汚
染物質のイオン交換を継続する。−旦樹脂が消耗すると
、カートリッジタイプの凝縮液ポリッシングシステムの
場合はその樹脂を交換するか、あるいは深床式の脱塩シ
ステムの場合はそのイオン交換能力を回復するまで再生
するかのどちらかである。原子力発電プラントの凝結段
階に使用される凝縮液ポリッシングシステムにおいては
、例えば、水調節工程の濾過と脱イオンとを同時に実行
するために、プリコートフィルタ素子を備えたフィルタ
ユニットを使用するのが普通である。このタイプのユニ
ットのフィルタ素子は、隔壁と呼ばれる多孔性の支持構
造を有し、これはプリコートと呼ばれる媒体により被覆
され、これが濾過とイオン交換段階の両方を実行する。

カートリッジ管タイプの凝縮液ポリッシングシステムに
おいては、プリコートは使い捨てであるが、プリコート
が粒子汚染物質により閉塞すると（圧力低下により判明
する）、あるいはそのイオン交換能力が消耗すると（廃
液の化学物質により判明する）、逆流洗浄操作により廃
棄され、プリコートは隔壁から剥され、システムから洗
い流される。次に新しい樹脂プリコートが隔壁に取り付
けられる。

当該応用例に使用される通常の脱イオンフィルタユニッ
ト１００は、第１図に図式的に示されている。フィルタ
ユニット１００は、取り入れ口１０２　と取り出し口１
０３とを有する圧力容器１０１を備えたハウジングを有
している。管シート１０４はその周辺で前記容器１０１
の内側壁に固定され、前記容器を低部の低圧室、つまり
ブリナム１０５、及び上部の高圧室１０６とに分割して
いる。前記取り出し口１０３は前記容器の外部とブリナ
ム１０５とを連絡している。上部質１０６は管シート１
０４と前記取り入れ口１０２を経て容器の外部と連絡し
ている。

複数のフィルタ素子１０９は前記上部室１０６内に配置
されている。それぞれのフィルタ素子１０９は、管シー
トにある穴を通る孤立した管１１１を含む。各フィルタ
素子１０９は管シート１０４　と、孤立した管ｌｉｔの
基部にある座１１０とによりにより支持されている。各
人はガスケット（図示されていない）により限界を画さ
れ、管シート１０４と孤立した管１１１　との間の封止
を提供している。各フィルタ素子１０９は中空のコア（
図示されていない）と、樹脂プリコートを支持する多孔
性の隔壁１１２とを備えている。上部室１０６内の圧力
がブリカム１０５内の圧力よりも高い場合、多孔性の隔
壁は水を前記コア内へ流入させる。孤立した管１１１は
、コアから下方へ垂直に伸長しているが、素子１０９か
らブリナム１０５へ濾過液が排出する通路として作用す
る。

第１図のフィルタユニット１００は、圧力容器１０１の
上部室１０６内及び管シート１０４の上部で、取り入れ
口の開口部にかぶさって、当該プリコートフィルタユニ
ットに通常備えられた穴のあいたバフル板１１３を内蔵
している。かくて、水が取り入れ口１０２を経て上部室
へ入ると、その流れはバフル板１１３に遭遇し、それを
通過して上部室１０６へ入る。前記バフル板は特に前記
取り入れ口の付近の前記室の低部の中心部にある渦流を
、そして前記室全体の渦流を減少させるようになってい
る。

通常プリコートフィルタに使用されている３つの基本的
隔壁は、多孔性のコアを巻く繊維、粗いメツシュ、及び
多孔性の金属カートリッジである０通常は、これら隔壁
は円筒形であるが、あるものは他の形状をしている。繊
維を巻いた多孔性コアの隔壁は通常は、繊維で包まれた
ステンレスの中空のコアからなる。ナイロンあるいはポ
リプロピレンのような重合繊維が使用されるのが普通で
ある。これらの繊維は通常は直径１．８　ｍｍ（１７１
６インチ）であり、隔壁の深さがおよそ１．２　ｍｍ（
１／２インチ）になるように前記中空のコアを包んでい
る。−旦汚染された水がプリコートを通って流れると、
巻いた繊維の隣接する糸と糸との間の空間ではなく、繊
維にある微小な開口部を通る傾向がある。粗いメツシュ
の隔壁は、ポリプロピレンメツシュとワイヤメツシュで
作られた隔壁を含む。多孔性の金属カートリッジは通常
は微小金属粒子を焼結したか、又は接着した濾過媒体か
らなる。粗いメツシュの隔壁と多孔性金属カートリッジ
とは繊維により巻かれている。

これらのフィルタ用のプリコートは通常は、脱イオンさ
れた水の基盤内に浮遊するイオン交換樹脂粒子のスラリ
からなる。この懸濁液は、それを応用する目的に応じて
、所定の割合の陽イオンと陰イオンとにより構成される
。

第１図のフィルタユニットの工程は２つの段階に分けら
れる。通常は、各フィルタ隔壁１１２は、隔壁１１２の
上流表面上にプリコートを蓄積させるために、取り入れ
口１０２を経て、バフル板１１３を通り、フィルタ素子
１０９を経てプリコート樹脂スラリの流れを導入するこ
とによりプリコートされる。前記樹脂粒子の寸法の分布
、流量、及び凝集剤の割合は、特定のプリコートを達成
するように最適化させる。次にプリコート層は、連続的
に循環する脱イオンされた水をその工程の流量で簡単に
コートされた隔壁を経て流すことにより、各素子１０９
の隔壁１１２の表面に圧縮される。高品質のプリコート
は隔壁の全長にわたり均等な厚さを示し、プリコートあ
るいは処理サイクル中に腐食を生ぜず、半径方向にも軸
方向にも亀裂がなく、フィルタユニットハウジング内で
すべての隔壁上で均等な厚さになっている。

水処理の段階の間においては、汚染された水が取り入れ
口１０２を経て容器１０１内に流れこみ、多孔性のバフ
ル板１１３を経て上部室１０６へ入る。水は各隔壁１１
２の表面上の樹脂プリコートに接触し、半径方向内側へ
流れ、最初にプリコートを経て次に隔ｇｌ１２を通過す
る。水が樹脂プリコートを経て流れるにつれて、特別に
構成されたイオン交換樹脂の粒子が、上述の工程により
水に含まれた金属及びその他のイオン汚染物質を除去あ
るいは変質させる。イオン交換プリコートは又、濾過媒
体としても作用し、通常は隔壁１１２のそれよりも＠細
な小穴構造を有している。理想的には、粒子汚染物質が
プリコートに捕捉され、隔壁１１２内への侵入を防ぐこ
とである。処理された濾液は次に隔壁１１２を通過し、
フィルタ素子１０９のコアへ入り、孤立した管１１１を
通って漬れ、ブリナム！０５へ入り、取り出し口１０３
を経て容器１０１を出る。

脱イオン処理の間に粒子汚染物質をプリコートが捕捉す
るにつれて、所定の流量を維持することを必要とするフ
ィルタユニット１１０にかかる圧力差が増加し、濾過処
理の効果がなくなる水準まで到達し、更にイオン交換を
継続していると、このことが水の中の化学物質の変化に
より判明する。

その時点で処理工程は中断され、フィルタユニット１０
０が逆流洗浄処理の対象となり、ユニット内で水が反対
方向に噴射される。消耗したプリコートは各隔壁１１２
から剥され、逆流によりシステムから排出される。次に
新しいサイクルが新しいプリコート処理により開始され
る。

マ来の技術　び　明が￥決しようとする間　声この種の
公知の脱イオンプリコートフィルタシステムはいくつか
の欠点を有している。通常は、従来技術のプリコートフ
ィルタユニットにおいては、フィルタ隔壁１１２の均等
なプリコートが達成されない。バフル板１１３があるに
もかかわらず、容器１０１の底部の流れには渦があるの
が通常である。この渦流は隔壁の低部全体のプリコート
の腐食を生ずる。流量を多くすると、渦流は素子１０９
の全長にわたりプリコートの厚さにむらを生ずる原因と
なる。凝集剤は通常はプリコートスラリに添加され、厚
いが、緩く固まったプリコートの透Ａ層を隔壁全体に形
成するのを増進する。底部に取り入れ口のある形式の容
器においては、フィルタ隔壁の頂部において良好なプリ
コート層を得るために、プリコート段階において高い流
入速度を採用している。流入速度は底部から素子の頂部
に向かうにつれて減少する。速度が最高となっている素
子の底部においては、フロック寸法は非常に小ざくなる
傾向にある。素子の中間セクションにおいては、速度は
遅くなりフロック寸法は最適となる。素子の頂部では、
流速が遅くなるため、フロックは大きくなりがちであり
、大きな寸法のフロックは均等でないプリコートを生ず
る。

従来技術による多くのフィルタユニットは、プリコート
が消耗する前に最大許容圧力差が生じて、逆流洗浄が必
要となるため、効率が悪い。圧力差の限界内では、円筒
形の隔壁の水の流れる領域は制約があるため、高い流量
を維持している間における、円筒形の隔壁のプリコート
内に捕捉可能な汚染物質の量は比較的少ない。樹脂プリ
コートは、粒子により閉塞しても、その脱イオン特性は
消耗しておらず、プリコートフィルタはそれが脱イオン
できるよりも少ない流量を′Ｉｉ過するために使用され
ている。かくて、圧力差が頻繁に生じて、そのたびに逆
流洗浄を必要とし、使用可能なプリコートが廃棄され、
処理を必要とする放射能廃棄物の量が増加する。

問題点を解決するための手段 本発明は、加圧流体を保持し、流体の取り入れ口を含む
フィルタ素子室を備え、前記フィルタ素子が濾液が流入
する排出空間を有する隔壁を備え、基部キャップが前記
隔壁の下部に配置され、孤立した管が前記隔壁の前記排
出空間に連結され、前記管が前記室を通って濾液を前記
隔壁から流出させ、整流器が前記基部キャップの周囲に
配置され、流体が前記取り入れ口と前記隔壁との間の流
路を通過させるようになされたプリコートタイプのフィ
ルタユニット用のフィルタ素子を提供する。

本発明は更に、加圧流体を保持し、流体の取り入れ口を
含むフィルタ素子室を備え、前記フィルタ素子が濾液が
流入する排出空間を有する隔壁を備え、整流器が、前記
隔壁を取り巻きかつ前記隔壁と同軸である壁を有し、前
記壁が流体を流す開口部を有し、開口部の領域と壁の領
域との間の割合が前記素子の軸の長さに沿って変化し、
流体の流れを所定の方式で前記隔壁に分配するようにな
されたプリコートタイプのフィルタユニット用のフィル
タ素子を提供する。整流器あるいは流体分配器あるいは
その両方を含むプリコートフィルタ素子は、従来のフィ
ルタ素子よりもずっと長い寿命と高い効率を提供する。

前記整流器は前記フィルタ隔壁の底部における渦を減少
させる。前記分配器は、前記隔壁の表面のフィルタ素子
に沿って軸方向に流体の成分を大幅に拡散し、前記フィ
ルタ素子の全長にわたり流体密度が均質になることを増
進する。前記整流器と前記分配器とは、以下にその詳細
が記述されるが、独立にあるいは組み合わせて使用可能
である。

改良されたフィルタ素子が、プリコートフィルタユニッ
トハウジングの底部取り入れ室内の孤立した管により支
持されているところでは、前記整流器はフィルタ素子隔
壁の底部の周囲に配置可能である。前記整流器は渦流を
減少させ、かくてプリコート段階及び処理段階の両方で
プリコートの腐食を減少あるいは排除し、プリコートの
厚さが不均等、従ってプリコートの消耗及び閉塞の不同
性のために必要とされる逆流洗浄の回数を減少させ、プ
リコートを行う時間を減少させる。整流器は更に、樹脂
プリコートスラリ内の過大なフロックを減少させて、プ
リコートの不均質を減少させる。

流体分配器は前記隔壁の全長にわたり均等な流量を提供
する。流体の分配を制御することにより、フィルタ素子
の低部のプリコートの腐食を減少させ、プリコート処理
の間、フィルタ素子の隔壁の全長にわたり、均質なプリ
コートを維持し、プリコートの均等な消耗を保証してプ
リコートの寿命を延長させる。

本発明のこれらの視点に従えば、プリコートフィルタ素
子は、改良された効率と改良された濾過品質とを提供す
ることが開示されている。

亙−施一コ 第２図は、プリコートフィルタユニットの１つの素子が
ハウジング２内に封入された状態の、本発明を実施した
標準的プリコートフィルタ素子を示している。標準的実
施例のプリコートフィルタ素子は多孔性金属コア２０と
同軸に取り付けられた隔壁１０からなる。コア２０は、
その内部に排出空間を形成する、多孔性の円筒形壁２４
を備えている。

コア２０は基部キャップ３０に取り付けられている。

孤立した管４０は基部キャップから垂直に下方に伸長し
、前記排出空間と流体連絡している。はぼ円環形の整流
器５０は、基部キャップ３０と孤立した管４０とを取り
巻いている。流体分配器ｆＩＯは隔壁１０を取り巻いて
いる。

多孔性の円筒形金属コア２０は適当な素材から製造可能
であり、例えばステンレス鋼がある。コア２０は２つの
キャップ、上端キャップ３５と基部キャップ３０とを有
している。上端キャップ３５は前記コアの上端に配置さ
れ、基部キャップ３０は前記コアの低部端に配置されて
いる。これらキャップは溶接あるいは例えば樹脂接着の
ようなその他の適当な接着技術により円筒形のコア壁２
４に固定接着される。事例にある好ましい実施例におい
ては、隔壁１０は長手方向にプリーツのある形状である
が、例えば円筒形のようなその他の便宜な形状とするこ
とが可能である０周辺のバンド８０は前記隔壁の垂直長
さに沿って間隔を置いてプリーツの周囲を包んでおり、
曲げ応力に対してプリーツを支持している。これらバン
ドは適当な素材で良く、例えばステンレス鋼がある。前
記バンドは例えば押し合わせのような適当な方法により
ブリーッチップに取り付けられる。隔壁素材の例は、ナ
イロンあるいはポリプロピレンのような織布状の重合繊
維、Ｐａ１ｌ　ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＰＭＭのよう
な微細メツシュの多孔性金属薄膜、焼結織布のワイヤメ
ツシュであるＳｕｐｒａｍｅｓｈ、　Ｒｉｇｉｍｅｓｈ
　、及び繊維金属などがある。ＰＭＭ　、　Ｓｕｐｒａ
ｍｅｓｈ、　ＲｉｇｉｍｅｓｈはＰａ１ｌ　Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎの登録商標である。

改良されたプリコートフィルタ素子の好ましい実施例は
、取り入れ口１０２の付近でフィルタ室に向かう流れの
渦を減少させる整流器５０を備えてなる。整流器は、プ
リコート処理サイクルにおける樹脂スラリの流入と、濾
過及び処理工程における汚染流体の流入との両方の場合
に、プリコートの腐食を防ぐことにより、プリコートの
均質性を保持する。整流器は又、流入する樹脂スラリの
大きな凝集を防ぐのに役立つ。

第３図は整流器５０の２つの実施例を示している。第３
ａ図にあるように、整流器５０は数個のランダムに重ね
られた織布メツシュスクリーンの層５２からなっている
。第２図の好ましい実施例においては、フィルタ素子は
ほぼ環状の形状であり、従って、これらメツシュ層は円
盤状である。上述のように、描かれた環状の形状は本発
明を限定するものではないため、ワイヤメツシュ層は特
定のフィルタユニットに適当な形状を援用可能である。

通常の応用例においては、例えば前記円盤は直径０．８
１ｍｍ（０，３２インチ）のワイヤで製造される。ここ
では垂直に６層が重ねられ、その厚さは合計１．０　ｃ
ｍ（０，４インチ）である。例示の整流器においては、
円盤状の層５２はフィルタの孤立した管４０の周囲を取
り巻き、孤立した管１１１と流体分配器６０との間の環
状の空間を満たしている。代替例としては、ワイヤメツ
シュ整流器５０が、上述の実施例において使用されてい
るような、２つの織布ワイヤメツシュスクリーンの層の
間に挟まれたニットメツシュスクリーンの束を備えてい
る。そのような整流器５０の実施例は第３ｂ図に示され
ている。通常の応用例においては、ニットメツシュは１
インチあたり４本のワイヤを有して構成され、前記ワイ
ヤは直径０．２５ｆｆ１ｍ　（０，０１インチ）であ第
３ａ図のワイヤメツシュの重なりは、空間の割合が高い
ワイヤスクリーンからなることが好ましい。重なったワ
イヤの糸の不規則性により、かつ前記型なり内の前記糸
の間に生ずる空間の不規則性により、らせん状の流路が
前記メツシュ内に生じ、渦流を緩やかにする効果がそこ
を通る流体に生ずる。流体に生ずる渦は減少し、整流器
の存在により明白に均質となり、隔壁１０に既に形成さ
れたプリコートを侵食することが少なくなる。樹脂スラ
リからなる隔壁の最初のプリコートの間、整流器５０は
又、スラリ流の中の大きな凝集を粉砕し、その結果更に
均質なプリコートが形成されるのに役立つ。

第２図にある好ましい実施例の隔壁１０はプリーツのあ
る形状であるが、本発明の整流器は、例えば円筒形の隔
壁のようなその他の形状の隔壁により、利益に使用可能
でもあることは当業者には容易に理解される。同様に、
前記整流器は、例えばドリルあるいはパンチによりあけ
られた通路を有する金属板あるいは束ねられた管からな
る、その他の素材により製造されることも可能である。

例示の実施例においては、整流器のワイヤバック５０は
、渦巻く流入流体の通路内の隔壁１０の下方に所定の間
隔で配置され、前記流入流体により生じている渦流によ
り最も敏感に腐食されるプリコートの最も下の部分を保
護している。本発明の好ましい実施例のフィルタ素子は
、上述の実施例の２つの整流器のどちらかが、流体分配
器の基部において、前記隔壁の底部の下方２．５〜１０
ｃ＋ａ　（ｆ〜４インチ）に配置された場合に最も良く
作動する。たとえ整流器及び分配器が前記隔壁の直下に
萱かれた場合でも、前記整流器は比較的低い流速で十分
作動する。しかしながら、流速が増加するにつれて、隔
壁の底部に近いプリコートの腐食が生ずる可能性がある
。整流器がフィルタ隔壁の下方２．５　ｃｍ（１インチ
）に配置された場合、流体条件及びプリコートの構成要
素に関係なく、プリコートの腐食はほぼ発見されない。

実験によれば、隔壁の底部と整流器との間の間隔がｔｏ
ｃｍ（４インチ）の場合、流体条件及びプリコートの構
成要素に関係なく、はぼ十分であることが確認されてい
る。

この間隔は、実際のハウジングの配置が許す限り、１５
ｃｍ（６インチ）以上にすることにより、更に腐食から
十分保護することができる。あるいは同時に起こる圧力
低下が新しく設計されたハウジングに受容可能な場合に
も同様である。第２図に示された実施例においては、整
流器５０はほぼ環状であり、フィルタ基部３０を取り巻
き、半径方向外側に伸長して流体分配器６０の内側表面
に接触している。整流器が、分配器が使用されていない
第１図にあるような環数の素子フィルタハウジングに使
用可能であることは、当業者には明白である。

流体分配器６０は第２図にあるプリコートフィルタ素子
の好ましい実施例の隔壁１０を取り巻き、流入する流体
を所定の方式により前記隔壁の全長にわたり分配する。

流体分配器は、はぼ隔壁を封入する壁を備えてなる。前
記壁は、前記隔壁の長さ全体にわたる一定比率の寸法で
変化する開口部を有する。前記開口部が流体の隔壁への
流入を許す一方で、前記壁は前記室から前記隔壁への流
体の流入をほぼ遮断する。前記隔壁の長さ全体における
その部分の流体分配は、前記隔壁の全長にわたり、前記
分配器の壁の全表面に対する開口部のその部分の割合を
変化させることにより決定される。

第２図にあるように、好ましい実施例の流体分配器６０
は、隔壁１０のほぼ全長にわたり伸長するらせん状のバ
フルを備えてなる。例示された実施例においては、例え
ばらせん状のバフル拡散器６０はらせん状に巻かれた金
属バンドからなり、隔壁１０の周囲に配置された４つの
スペーサロッド９０により所定の位置に保持されている
。更に、例えば前記分配器の表面は円筒形ではなく、楕
円形あるいは六角形でも良い。例示された実施例のらせ
ん状のバンドは隔壁１０を取り巻く円筒形の表面を形成
し、前記素子の全長に沿って円筒形の表面の開口部表面
領域の割り合いを変化させるように可変ピッチにより巻
かれている。

前述のように、第２図に示されているように、らせ７ん
バフル拡散器６０の円筒形の内側表面は整流器５０の外
側表面に密接している。これら表面は例えば溶接のよう
な適当な手段により接着されている。らせんバフル拡散
器６０の金属バンドは前記バンドの幅と同じピッチで巻
くことが可能であり、それにより前記素子の低部におい
て、隣接するバンドの巻きが相互に接触し、これにより
閉鎖した障壁を形成して、隔壁に半径方向に流体が流入
するのを妨げる。例えば、通常の応用では、隔壁１０の
最初の１５ｃｍ（６インチ）はらせん状バフル拡散器６
０で完全に閉鎖して開口部をなしにすることができる。

ブリコート工程の間に、これにより整流器５０を通過す
る流体を流入させて隔壁の基部をプリコートすることが
可能である。整流器５０を迂回する流体の部分はこの低
部を超えて隔壁１０の全長にわたり分配される。

所定のバンド巻きの任意の点から次の巻きの対応する点
までの長手方向の距離により形成されるらせんピッチは
、このようにして軸に沿って距離を変化させる。例えば
、１．３　ｃｍ（０，５インチ）バンドが使用され、最
初の１５ｃ＋ｅ（６インチ）が１．３　ｃｍ（０，５イ
ンチ）ピッチによるバンド巻きにより完全に封鎖され、
次の０．７５から１．５　ｍ　（３０〜６０インチ）が
、ＩＪ　ｃｍ（０，５インチ）から３．８　ｃｍ（１，
５インチ）ピッチまで次第に増加することにより開口部
が形成され、素子の残りの部分が３．８　ｃｍ（１，５
インチ）ピッチで巻かれる。前記隔壁の低部に沿った閉
鎖部分の長さは、例えばおよそ１０ｃｍ（４インチ）か
ら２０ｃｍ（８インチ）の範囲であり、上部の開口部δ
４の寸法を決定する要素となる。前記らせんバンドの幅
の実用的範囲は、例えば６Ｊ５ｍＩＩｌ（０，２５イン
チ）と２．５４ｃ＋＋１（１，０インチ）の間である。

更に、前記らせんピッチがこれを超えて変化することも
可能である。しかしながら、このことが本発明を限定す
ることはなく、前記バンドのらせんピッチは様々な基準
に基と変更可能である。例えば、前記ピッチは直線的に
、あるいは所定の方式により表面領域全体に対する割合
を変化させる一定の多項式に従い変化させることも可能
である。第４図は、当該らせんバンドの流体分配器の全
長に沿って、円筒形表面領域に対して相対的な開口部領
域の量を増加させる事例の図式的表現を示している。

実験によれば、本発明の実施例のプリコートフィルタ素
子は、重大な圧力低下を生ずることはなく、逆流洗浄に
より十分な清掃効果を示している。同様に実験によれば
、非常に均質な樹脂プリコートが隔壁の全長にわたり得
られ、処理段階の間の腐食が劇的に減少しあるいは排除
される。

らせんバフル分配器以外の形状でも、同様に使用可能で
ある。例えば、分配器の壁は、リングにより、隔壁及び
コアと同軸に形成し、その間に間隔を置いて長手方向に
所定の流体領域を提供し、あるいは多孔性のシリンダを
備えることが可能である。

第５図は、本発明のその他の整流器５ｏを構成する実施
例である。この実施例においては、第３図のそれに類似
のワイヤニットメツシュフィルタが、隔壁１０の底部周
辺にらせん状に巻かれ、隔壁１０の下方にある孤立した
管４０まで下がっている。

例示された実施例においては、孤立した管４ｏ上に巻か
れたワイヤの厚さは、隔壁１０の上に巻かれたものと外
径が同じになるように巻いである。例えば、隔壁１０上
のらせん巻きの厚さは、６．３　ｍｍ（０，２５インチ
）から７．６ｍｍ（０，３インチ）であり、隔壁１０に
沿って上方へ２０ｃｍ（８インチ）あるいはそれ以上に
伸長し、あるいは孤立した管４ｏに沿って更に下方へ５
ｃｎ＋（２インチ）あるいはそれ以上に伸長可能である
。ワイヤメツシュ外皮の厚さは、例えば８．３１１１ｍ
（０，２５インチ）から７．６１１ｕｅ（ＯＪインチ）
まで、ハウジングの外径と、複数の素子ハウジング内の
フィルタ素子の隔壁と隔壁との間の間隔に従い変更可能
である。本実施例の整流器５ｏのニットワイヤメツシュ
外皮は、適当な素材で製造可能であり、例えば、金属、
ポリプロピレン、ナイロン、あるいはその他の重合体が
ある。織布ワイヤ、射出プラスチックメツシュ、あるい
は打ち抜き金属あるいは十分高い空間割合を有するプラ
スチック、及び十分小さな穴寸法のプラスチックも又使
用可能である。ワイヤの直径、ユニット全長あたりのワ
イヤの数、及び外皮の空間の割合は適当な組み合わせに
より変更可能である。

らせんメツシュ外皮の３次元の形状、高い空間容積、及
び表面の粗さは、プリコート処理工程の間に、隔壁１０
の底部において、厚い、均質の樹脂プリコートを提供す
る助けとなり、隔壁１０の全長にわたりほぼ均質なプリ
コートを提供する助けとなる。

整流器５０のこの実施例においては、第２図の整流器−
流体分配器の組み合わせの実施例に比較して、非常に費
用効果が高い。このらせん状に包んだ設計は、ハウジン
グの外径あるいはその他の設計上の制約が第３図の実施
例にある整流器を採用することを許さない場合に推奨さ
れ、経済的理由により、第２図の組み合わせの整流器−
流体分配器の組み合わせの採用を許さない場合に推奨さ
れる。ＰＡＬＬのＰＭＭ　２５０に関する実験によれば
、この実施例により、流量がｔｒｎ’につき、２．７　
リットル７秒（１平方フイートにつき、４ガロン／秒）
にまで処理条件が増加した場合に、部分的プリコート腐
食がワイヤメツシュの場合は発生するが、十分なプリコ
ートが残存して、隔壁の底部が、濾過−説イオン工程の
間に処理される汚染物質にさらされるのを防いでいる。

セルロース繊維の外側層が樹脂プリコートの頂部に応用
されると、部分的には処理工程の流量で重大とは言えな
い外側層の腐食が生ずるが、前記外側層の厚さはほぼ隔
壁の全長にわたり均等である。らせん状に包まれたニッ
トメツシュを使用して、ＰＡＬＬＰｒｏｆｉｌｅ　４０
０につき実行された実験によれば、良好な均質なプリコ
ートが形成され、処理される流量において隔壁の低部に
は重大とは言えない腐食が生ずるのみである。このよう
にして、満足すべき腐食制御が本発明の整流器の実施例
により得られ、このらせん状に包まれた整流器は、第２
図及び第３図の実施例の整流器がそうであるように、樹
脂ブリコート工程の間に重大な脱凝集【粒子の拡散）が
生じない。

本発明の実施例であるプリコートフィルタ素子が例示さ
れたが、もちろん、本発明はこれに限定されるわけでは
ない。修正は当業者には、特に先進技術に照らせば、明
白である。そのため、本発明の本質的特徴を含み、ある
いは本発明の精神及び範囲を含む修正はすべて本発明の
請求項により考察されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術によるプリコートフィルタユニットの
、半分は断面ズを示す図式図、第２図は本発明のプリコ
ートフィルタ素子の好ましい実施例の破断見取図、第３
図は本発明の整流器の２つの代替的実施例の詳細な断面
図、第４図は本発明の流体分配器の表面全体の開口領域
の可能な分配を示す図式図、第５図は１つのフィルタ素
子内の本発明の整流器を備えた実施例の見取図。 １・・・プリコートフィルタ素子、２・・・ハウジング
、１０・・・隔壁、２０・・・多孔性金属コア、２４・
・・多孔性円筒形壁、３０・・・基部キャップ、３５・
・・上端キャップ、４０・・・孤立した管、５０・・・
整流器、６０・・・流体分配器、らせんバフル拡散器、
６４・・・上部開口部、８０・・・周辺バンド、５２・
・・円盤形層、９０・・・スペーサロッド、１００・・
・脱イオンフィルタユニット、１０１・・・圧力容器、
１０２・・・取り入れ口、１０３・・・取り出し口、１
０４・・・管シート、１０５・・・低圧室（ブリナム）
、１０６・・・高圧室、１０９・・・フィルタ素子、１
１０座、１１１・・・孤立した管、１１２・・・多孔性
隔壁、１１３・・・バフル板。 “−て外・１名） 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、３ａ ＦＩＧ、５ 手続補正書 平成　元年　３月】７日 特許庁長官　　　吉　１）文　毅　殿 甲成　１年特許願第　１７４２６号 ２、発明の名称 プリコートフィルタ素子 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　　ポール・コーポレーション ４、代理人 住　所　　東京都千代田区人手町二丁目２番１号新大手
町ビル　２０６区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加圧流体を保持し、流体の取り入れ口を含むフィル
   タ素子室を備えた、プリコートタイプのフィルタユニッ
   ト用のフィルタ素子において、濾液が流入する排出空間
   を有する隔壁（１０）を備え、 基部キャップ（３０）が前記隔壁（１０）の下方にあり
   、 孤立した管（４０）が前記隔壁（１０）の前記排出空間
   に連結され、前記管が前記フィルタ素子室を通って濾液
   を前記隔壁（１０）から流出させ、 整流器（５０）が前記基部キャップ（３０）の周囲に配
   置され、流体が前記取り入れ口と前記隔壁（１０）との
   間の流路を通過するようになされたプリコートタイプの
   フィルタユニット用のフィルタ素子。 ２、前記整流器（４０）がメッシュを含む請求項１に記
   載のフィルタ素子。 ３、前記メッシュが織布ワイヤメッシュスクリーンの層
   からなる請求項２に記載のフィルタ素子。 ４、前記メッシュが、織布ワイヤメッシュスクリーンの
   第１及び第２層の間に挟まれたニットメッシュスクリー
   ンを備えてなる請求項２に記載のフィルタ素子。 ５、前記メッシュがワイヤニットメッシュの外皮を含む
   請求項２に記載のフィルタ素子。６、前記メッシュが高
   分子材料からなる請求項２から５までのいずれかの項に
   記載のフィルタ素子。 ７、前記孤立した管（４０）が前記基部キャップ（３０
   ）を経て前記隔壁（１０）の前記排出空間に連結され、
   前記整流器（５０）が前記基部キャップ（３０）から前
   記孤立した管（４０）の少なくとも一部分まで軸方向に
   伸長している請求項１から６までのいずれかの項に記載
   のフィルタ素子。 ８、整流器（５０）の頂部が前記隔壁（１０）の底部か
   ら下方に少なくとも２．５ｃｍ（１インチ）の間隔を置
   いて配置されている請求項１から７までのいずれかの項
   に記載のフィルタ素子。 ９、整流器（５０）の頂部が隔壁（１０）の底部から下
   方に、２．５ｃｍから１０ｃｍ（１から４インチ）の範
   囲で間隔を置いて配置されている請求項８に記載のフィ
   ルタ素子。１０、前記整流器（５０）が隔壁（１０）の
   少なくとも一部分に沿って基部キャップ（３０）から軸
   方向に伸長している請求項１から７までのいずれかの項
   に記載のフィルタ素子。 １１、前記整流器（５０）が円筒形であり、均等な直径
   である請求項１から１０までのいずれかの項に記載のフ
   ィルタ素子。 １２、前記孤立した管（４０）が前記基部キャップ（３
   ０）を経て前記隔壁（１０）の前記排出空間に連結され
   ている請求項１から６までのいずれかの項に記載のフィ
   ルタ素子。１３、更に前記隔壁（１０）内に同軸に配置
   され、上端と、低部端と、濾液を前記排出空間へ流入さ
   せる多孔性の壁（２４）とを有し、前記基部キャップ（
   ３０）が前記コア（２０）の低部端に配置され、前記孤
   立した管（４０）が前記基部キャップ（３０）を経て前
   記隔壁（１０）の前記排出空間へ連結されている請求項
   １から６までのいずれかの項に記載のフィルタ素子。 １４、加圧流体を保持し、流体の取り入れ口を含むフィ
   ルタ素子室を有するプリコートタイプフィルタユニット
   において、 隔壁（１０）が濾液が流入する排出空間を有し、流体分
   配器（６０）が前記隔壁（１０）とほぼ同軸でこれを取
   り巻く壁を有し、前記壁が流体を通過させる開口部を有
   し、開口部の領域と壁の領域との間の割合が前記素子の
   軸の長さに沿って変化し、流体の流れを所定の方式で前
   記隔壁に分配するようになされたプリコートタイプのフ
   ィルタユニット用のフィルタ素子。 １５、前記分配器の壁がほぼ円筒形であり、らせんバン
   ドが前記素子の前記軸に沿って軸方向にらせん状に伸長
   しており、前記らせんバンドが前記素子の軸に沿ってそ
   のピッチが変化するようなピッチを有して、前記円筒形
   の壁の全表面に対し開口空間の割合を形成するようにな
   された請求項１４に記載のフィルタ素子。 １６、中心コア（２０）が前記隔壁（１０）内に同軸に
   配置され、上端と低部端と、濾液を前記排出空間に、次
   にコア（２０）の端に流入させる多孔性の壁（２４）と
   を有し、 基部キャップ（３０）が前記隔壁の下方にある前記コア
   （２０）の低部端に配置され、 孤立した管（４０）が基部キャップ（３０）から下方へ
   伸長し、前記室の低部端を通過して、濾液を前記中央排
   出空間から排出するようになされた請求項１４あるいは
   １５に記載のフィルタ素子。 １７、前記整流器（５０）が、流体分配器の壁の内側表
   面内に形成されたほぼ環状空間を横切っている請求項１
   ６に記載のフィルタ素子。