JPH09503701A - 自己保持形折曲らせん巻装フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コアレスフィルタ装置１０を構成する濾過体１２は、濾過材料を環状に巻装したものをらせん状に巻回することにより、形状が安定するように形成され、中央に貫通孔２０を形成し、端面キャップ１４ａによって閉鎖される。巻装体は、薄層濾過体等の濾過材料層を、２枚の支持層の間に挟持して形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 自己保持形折曲らせん巻装フィルタ装置 発明の分野 この発明はフィルタ装置に関し、特に自己保持形でコアレスの単一方向流通形 フィルタ装置に関する。 発明の背景 濾過に関する種々の方法は、気体状または液状の流体流から種々の汚染物質を 除去するために広く使用される。或る濾過方法では、流体が濾過体を一回または 反復して通過するので、濾過処理能力は、濾過体の表面積によって制限される結 果、一般に大容量のフィルタは、濾過体の広面積体を必要とする。フィルタ装置 全体の大きさを低減させるために、種々の構造が開発されている。いかなる構造 を選択するかは、濾過体自身の他に、濾過に必要な工程、例えば濾過すべき容積 、圧力降下、汚染物質の性質その他によって左右される。 特殊な形態のフィルタ構造の中には、流体流が軸線方向または半径方向に通過 するようにするために、濾過体がらせん状に形成されたものがある。その他に、 折曲ひだ状の濾過体が使用されたフィルタもある。その具体的な形態の１つでは 、ひだ状濾過体が、比較的平坦な媒体を円筒状に形成し、それを長尺方向にひだ 形成したものがある。他の実例では、折曲体が円筒の軸を中心としてらせん状に 巻装され、このらせん巻装形は場合によっては半らせん巻装フィルタと称せられ る。米国特許第３，０４２，５７１および２，１３２，５４８号明細書に は、折曲加工されてらせん状に巻装された種々の形態が開示されている。 特に重要なクラスのフィルタの１つでは、多孔質の薄層フィルタエレメント（ 濾過体）が使用され、これらの薄層は、通常高分子材料より成り、その多孔度は 、精密に制御された空孔を有するもので、その空孔の大小度は、粗大径から微細 径を経て超微細径にわたっている。かかる薄層は、かなり薄くて脆弱なので、通 常多孔性薄層に支持部材が付加されている。米国特許第４，５００，４２６号明 細書には、多孔性薄層より成る種々の形態のフィルタが開示され、特にその第１ ３ないし１８図には、折曲加工されたらせん巻装形フィルタエレメントが開示さ れている。この巻装形薄層は、１個のスペーサの周りに折畳まれた上で、中心コ アの周りに巻装されている。この中心コアは、フィルタエレメントを支持し安定 させるために必要であり、かなり強度の低い薄層の損傷を防止するものである。 種々の理由から、このような中心コアを除去することが必要とされる。この中心 コアがあるために、フィルタの有効作動面積が或る程度限定され、またコアの使 用はフィルタエレメントの材料費のみならず、製造に必要な時間および労力を増 大させる欠点がある。但し従来の薄層形フィルタでは、中心の支持コアがないと 、十分な構造強度を与えることが不可能である。本願発明によるフィルタは、自 己保持形であり、コアなしの構造を備え、製造が容易で、材料の使用および作動 において、高度に有効である。 この発明の種々の利点を、以下の図面に基づいて詳細に説明 する。 発明の概要 開示の内容はコアレスのフィルタ装置であり、このフィルタは外周面を有する ほぼ円筒状のフィルタエレメントを備え、このエレメントは、第１の支持材料よ り成る第１の長尺帯条が、その両端部が接合されて第１の支持巻装体を形成し、 第２の支持材料より成る第２の長尺帯条が、その両端部が接合されて第２の支持 巻装体が形成され、さらに、両端が相互に接合されて、フィルタ材料より成る長 尺帯条のフィルタ巻装体から成る。前記フィルタ帯条は、第１および第２の支持 巻装体と共心かつ挟持されている。次いで、この巻装体は、半径方向に放射状に 折り畳まれて、複数個の内向き折曲部と外向き折曲部とが交互に挟在された星形 の外形に成形された後、それ自体がらせん状に巻付けられる。その結果、前記内 向き折曲部はフィルタエレメントの中心軸方向に指向し、その各頂点は、中央貫 通孔を規定する第１と第２の開放両端部を有する中空腔を形成するような接触関 係に配設される。各折曲部の中心軸に対する巻装状態は、外部折曲部の各頂点が フィルタエレメントの円筒形状の外周面の接線方向に指向されるように形成され る。フィルタは、フィルタエレメントを収納するハウジングを有し、第１または 第２の開放端の一方または両方が、端面封止体または端面キャップで密閉され、 この端面キャップには、中央貫通孔に流通する流体導管を備える。ハウジングの 第１の導管は中央貫通孔に連通し、第２の導管はフィルタエレメントの外周部に 連通しているが、他の実施例では、流体導管が共に中央貫通孔に連 通される。使用に際しては、一方の導管に導入された流体は、支持材料とフィル タエレメントとを通過したのち、他方の導管から排出される。 フィルタエレメントは、親水性または疎水性の薄層のいずれも使用できるが、 好ましくは等方性の親水性薄層が好適である。その空孔の径は微細径でも粗大径 でもよいが、好ましくは１０ミクロン内外である。フィルタ材料は単一層または 多層構造薄層である。支持材料は粗大径多孔質で、織布でも不織布または押出し 成形の多孔質体でもよい。フィルタ材料の面積は１，０００平方ｃｍを越えない 程度であり、約２５０平方ｃｍが最適である。 この発明はフィルタエレメントの製造方法を含み、支持部材の２層の間に重畳 されたフィルタ材料より成る円筒状巻装体は、折曲げおよびらせん状に巻装され ることによって形成された後、ハウジングへ内装される。特に中心軸と外周面と を有するコアなしのフィルタエレメントは、下記の過程で製造される。 （１）支持材料より成る第１と第２の長尺帯条の製作； （２）前記第１と第２の支持帯条の間にフィルタ心材帯条を挟持させる； （３）前記重畳帯条の両端を接合して円筒状に巻装する； （４）巻装体を放射方向に変形して、内向き折曲部と外向き折曲部とが交互に位 置するよう成形し、この際内向折曲部が中心軸方向に向いた頂点を有する様にし 、外向き折曲部の各々は中心から外周方向へ向くようにし、内向き折曲部と外き 向折曲部 とが、交互に位置するようする； （５）巻装体の中心軸の周りに外向き折曲部を巻付けて円筒状のフィルタエレメ ントを形成するに際し、フィルタエレメントが外周面と第１と第２の開放端部を 有するようにし、内向き折曲部の各々が相互に接触することによって、中央貫通 孔を画定する１つの円筒中空部が形成され、かつ外向き折曲部の各頂点は、フィ ルタエレメント自体の外周面上に位置するようにする； （６）フィルタエレメントの第１と第２の開放端部の一方または両方を、封止体 または端面キャップに接合し、この端面キャップは、中央貫通孔に連通する流体 流導管を備える。 この発明の他の方法は、前記フィルタエレメントを１個のハウジングに内装す る方法であり、このフィルタハウジングに設けた流体導管がハウジングのほぼ両 端に設けられたことにより、何れも中央貫通孔に連通するように形成される。あ るいは、一方の導管が中央貫通孔に連通し、他方の導管はフィルタエレメント自 体の外周部に直接に連通するように構成することもできる。 図面の簡単な説明 第１図は、この発明によるフィルタ装置の実施例の分解斜視図； 第２図は、２個の支持帯条および挟着された濾過材料の分解斜視図； 第３図は、一部破断により支持材料および支持帯条を巻装する工程を示す斜視 図； 第４図は、巻装体を折曲げ加工する工程を示す上面図； 第５図は、折曲げ加工後にらせん状に巻回する工程を示す上面図； 第６図は、押出し加工によるスペーサ部材の斜視図； 第７図は、多層濾過体の断面図； 第８図は、開放形ハウジングと端面キャップとを示す斜視図； 第９図は、折曲げ加工部の各頂点部が緊締された状態を示す一部判断斜視図； 第１０図は、開放形ハウジングと端面キャップとを示す分解斜視図； 第１１図は、ハウジングの側壁を一部破断して内部の開放ハウジング形濾過体 を示す側面図である。 実施例 第１図によれば、本願に構成されるフィルタ１０の実施例の分解斜視図が示さ れている。該フィルタは以下詳細に述べてあるようにほぼ円筒状フィルタエレメ ント（濾過体）１２と端面キャップ１４ａと一端が開放され、他端が閉鎖された 円筒部材１４ｂから成るハウジングとを含む。端面キャップ１４ａは貫通する第 １導管１６を含み円筒部材１４ｂは内部に通ずる第２導管１８を含む。 フィルタ１０を組立てる際には、フィルタエレメント１２を渦巻状に巻き込む ことによって一定の形状となり中央貫通孔２０が形成されるように整形され、こ れが円筒部材１４ｂに固く渦巻状に装着され端面キャップ１４により密封される 。密封 は接着剤、熱接着その他の方法により、端面キャップ１４ａをハウジング本体１ ４ｂに、望ましくは縁端面１４ｃを本体の端面に固定する。端面キャップ１４ａ がフィルタエレメント１２に封着されることにより、導管１６がフィルタエレメ ント１２の中央貫通孔２０に直接連通するようにする。強固に密封させるために は、フィルタエレメント１２に接する端面キャップ１４ａの内端面１４ｃが流体 密封性材料によって封着され、導管１６を通り中央貫通孔２０に入る如何なる流 体でもエレメント１２から外部へ通過できるように強制することが好適である。 他方の導管１８は円筒部材１４ｂの内部と流体通行可能に連通され、フィルタエ レメントの外端面２２とも流体通行する。導管１６または１８の一方に導入され た流体はフィルタエレメント１２を通過し他方の導管１８または１６を通って排 出される。 本発明のフィルタエレメントは、十分な強靭性と形状安定性とを備えた自己保 持形であるために、従来技術では標準とされるような芯部材の使用を必要としな い点で新規である。フィルタエレメントは基本的に２ヶの支持層間に挟持された 濾過心材２４を含む層状構成より形成された折曲した巻回部材からなる。 第２ないし５図は本発明のフィルタエレメントの形成の種々の過程を述べてあ る。第２図は第１支持材料層２６と第２支持材料層２８とに挟持された濾過心材 ２４を示す。同図では層２４−２８は本発明の性質上層は概して累置接触の関係 にあるとして間隔ある分解関係で示されている。支持材料層２６と ２８は断面図では開口しており、本発明の文脈上流体は拌出する固形物のあるな しを含む流体またはガズ体に限るとして、多孔であり十分流体を通過させる。支 持材料はフィルタを通る如何なる流体にも劣化してはならない。該材料は十分な る機械的強度を備え、フィルタエレメントの安定構成を与えなければならない。 支持材料は無圧縮かフィルタ作動の圧力範囲をわずかに越える圧縮率でなけれ ばならない。材料の変化は前記標準に適合しなければならない。一般に支持材料 は織布または不織の繊維が望ましい。有機ポリマーは剛性で不活性であって開口 断面を有する種々構成に造成されるので特に望ましい支持材料をなしている。ポ リプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、フッ素系高分子は本発明 遂行に特別に有利な材料である。或る場合には、多孔紙を支持材料として使用し てもよい。他の望ましい支持材料は高分子材料から型成形または押出し成形した スクリーンかメッシュからなり第６図に複数の開口部を有する高分子シート３２ から成る支持体３０を表す。 支持材料層２６と２８の間に配設され支持される濾過心材２４は、布，濾紙等 のかなり薄く可撓性の媒体が好適である。但し、本発明の構成は多孔膜フィルタ に関し特に有利である。これら材料は薄くかなりもろいが本発明の二重支持構成 によって濾過材２４に対する高度の形状安定性が確保される。特に望ましい膜グ ループの一つは親水性膜からなる。このような膜はポリエーテルスルホン、ポリ スルホン、ポリテトラフルオルエチレンの如きフッ素系高分子、ポリプロピレン 、アセチルセ ルロース等の種々の高分子から造成される。多孔膜は、生成物に一定の多孔性を 付与するように溶液から沈澱層を形成させる技術によってこれら材料から得られ る。この種の膜の空孔度は微小孔から巨大孔の範囲に及ぶ。本発明は１０ミクロ ン迄の多孔性を有する材料からフィルタを作るという特別の利用方法を見出して いる。本発明のフィルタの多孔度範囲は、大小種々の多孔度のある種々の膜でも 使用に限定はないが、典型的な多孔度の範囲は約０．１−１０ミクロンである。 第２図は濾過心材２４を単一層として示しているが、実施例によっては濾過心 材は多層構成とすることができる。第７図では三つの濾過薄層３４、３６、３８ から成る濾過心材２４が示されているか、三層以下でも三層以上でも同様に用い られる。多層濾過材の全層は多孔フィルタ媒体からなる。ある実施例では各層毎 に順次減少して行く孔サイズになる一連の累積層を有することが望ましい。第７ 図にある構成では最上薄層３８は広い孔径の材料、層３６は狭い孔径の材料、層 ３４は極小孔径の材料とすることができる。かくして大孔径の層は前置フィルタ となって最終の多孔層の大物体による目詰りを制限する。ある例では全ての層の 多孔度は同一であってもよい。他の例では多層構成の層のうち、幾つかの層は多 孔膜材料であり、他の層には支持層、分離層、または保護層を含む場合もある。 第７図によれば層３８と３４は膜材料から成り層３６はスペーサーか支持層から なる。明らかに反対の構成が本発明の範囲内で考えられる。本開示の記述により 、濾過材は多様な構成形態を含むことが可能である。 第２図によれば、支持材料層２６と２８と濾過材料層２４は概して長尺の帯条 材料であり、ほぼ同一の大きさに形成されている。続いて層は第３図４０に示さ れている如く環状の巻装体を形成する。第３図の巻装体４０は第１支持材料巻装 体と第２支持材料巻装体と濾過材巻装体とから成り、これらがほぼ累置して同軸 に配設されている。巻装体４０は、支持帯条の端と濾過材帯条の端とを、別々に 、または単一の工程で相互に結合して形成する。経済的に生産するために、三つ を積み重ねて帯状に形成し、全ての端部を継ぎ目４２に沿って一度に接合するの が最も望ましい。帯条の各端部の接合は、接着剤を使うか縫合、ステープル止等 によって接合すればよい。種々の層が熱可塑性層ならば熱溶接法で結合すれば有 利である。他の例では溶剤粘着法も適用できる。 第４図で示される次の処理段階において、巻装体４０は放射状に半径方向に折 畳まれることにより、ひだ付き構造に形成される。図示されるようにこの巻装体 は、例えばひだ部４４、４６および４８のような複数の内向きひだ部を含む。内 向きひだ部は巻装体４０の中心軸５０に向けられる。ひだ付き巻装体は更に例え ば内向きひだ部と交互に介在する連続外向きひだ部を含む。認められるように、 交代内向きひだ部および外向きひだ部は共通の側壁を共有する。従って、この開 示の関係において、外向きひだ部が巻装体の中心軸から遠くに向かう頂点あるい は頂で出会う一対の側壁を持つひだ部であり、内向きひだ部が中心軸に向かう頂 点あるいは頂で出会う一対の側壁で定められるということは理解されるべきであ る。 ひだ付け処理は全く簡単に機械治具で有利に行うことが出来る。例えば治具は 、内向きおよび外向きひだ部の望ましい数に対し数で対応する一連の可動ピンを 持つように形成される。これらのピンは、二つのグループ、つまり第１のものは 巻装体の外部を取り囲み、第２のグループは巻装体の内部を取り囲むもので、巻 装体の周囲に配設される。ひだ部を形成するために、ピンの外側グループは中心 軸５０に向けて内側に動き、そのようにして内向きひだ部を形成する。巻装体内 部にあるピンのグループは、中心軸に向けて置換出来るが、それは望ましくは内 向き運動に対する抵抗を与えるようにばね装填される。ピンの第１グループが内 方向に動くと、第２グループもまたある程度内方向に動くがその程度はピンの第 １グループよりも少なく、そのようにしてピンが外向きひだ部を形成する。明ら かに他の機械装置が同じように実行することは可能である。 巻装体がひだ付けの前に形成することをこの発明が必要としないことは評価さ れるべきである。ある場合には一列の材料をひだ付けし、続いてそれを環状に組 立てて一般に第４図のそれに類似する構造に形成することは好都合である。この ような実施例もまた、この開示および発明の範囲内である。 次の処理段階において第５図で示すように、ひだ付き巻装体４０はらせん状に 巻かれる。巻工程はひだ部を中心軸５０の周りに包むことで行われる。包装工程 は、例えば第１図の照合番号１２で図示される通り円筒状フィルタエレメントを 提供するように、また第９図でより大きな硬さでもっときつく包装されて構造強 さに対する心が不要になるように巻装体を圧縮する。 包装工程は、内向きひだ部を、その頂点あるいは頂、例えば４４ａ、４６ａ、お よび４８ａが中心軸５０の周りに突合せ関係に配設され、フィルタエレメントの 中央腔２０を定めるカラムを形成するような配置をもたらす。最終構造において 、外向きひだ部は一般に円筒状フィルタエレメントの表面に接する例えば５２ａ 、５４ａ、５６ａ、５８ａなどの頂点に配設される。 フィルタエレメントの中央腔２０に導入される液体が巻装体４０の各層を通じ て一般に垂直方向に通過することは、第５図の引用から理解されるであろう。同 様に、フィルタ媒体の外部から導入された液は、中央腔２０への逆方向で通過す る。かくしてこの発明の構造が単一通路フィルタを提供し、そこでは流れるフィ ルタ媒体に一般に垂直であるということが評価されるであろう。この発明の構造 は、比較的小さい量で包装された大きい範囲のフィルタ材料を提供する。もっと も重要なことは、ひだ付き構造が大変強く、それは各ひだ断面が圧縮およびねじ りのひずみの両方に対する著しい機械的カラムになるためである。加えて、全体 のひだを締付けた構成が著しいひずみに悩むことのないように終端濾過と関連す る典型的な機械圧力に耐えられる強い剛性構造になるように、各ひだ部が隣接す るひだ部ときっちりと接している。 中心コアを欠除することにより、コアを付加する段階およびコアの液注入口へ の付加を実施する必要がないためにフィルタの製造を非常に簡略化する。更に無 心構造は液の流れに対する障害を少なくし、従ってフィルタを横切る圧力低下が より小さ くなる。この発明のフィルタ構造は、1，０００平方ｃｍ以下の活性フィルタ媒 体を持つフィルタが使用されるならその条件がそれを通じて液流に利用出来るフ ィルタ媒体の表面域として定められることがもっとも望ましいけれども、フィル タ構造は各種の形状で製造することが出来る。一つの特に望ましいフィルタは、 約２５０平方ｃｍの活性域を含み、またこのフィルタがねじれのない状態で４０ ｐｓｉの圧力に容易に耐えられることがわかった。 ある程度までは、フィルタエレメントの強度は、その条件が円筒エレメントの 直径に対する高さの比率を意味するものと理解されるので、フィルタエレメント のアスペクト比に依存することになるであろう。非常に高いアスペクト比、すな わち非常に高くて径の狭い円筒を持つフィルタエレメントは、円筒の軸の垂直方 向あるいは径方向の両方で負荷抵抗は少なくなる。従って、この種のフィルタは 耐久性はそう大きくはなく、フィルタを横切る大きな圧力低下に耐えることが出 来なかった。非常に低いアスペクト比を持つフィルタエレメント、すなわち非常 に短く幅広いフィルタエレメントは両方向に対し非常に高い強度を示すが、それ を製造することが難しく、また相対的に多量の材料を消費する。フィルタ媒体は ０．２５から５までの範囲のアスペクト比を持つものが一般的には望ましい。も っとも相対的に大きな域のフィルタ、つまり５００平方ｃｍ以上の活性媒体域を 持つフィルタにとっては、十分な強度を保持しながらより大きなアスペクト比が 使用されることは理解されねばならない。 第１図および第１１図はフィルタ媒体が完全にハウジングに格納されるフィル タの特殊な実施例を図示するが、他の形状のものもこの発明の範囲内にあること は理解されねばならない。例えば、第８、９および１０図は、開放ハウジング構 造を含むフィルタ６０を図示している。第８図のフィルタ６０は、前記の通りフ ィルタエレメント１２を含む。接着剤のような適切な手段によりフィルタエレメ ント１２の一端に添付されるのは、第１図のそれに一般に類似する端面キャップ １４ａの円端部１４ｃである。端面キャップ１４ａはエレメント１２の中央腔（ 図示されていない）と連通するよう配設された導管１６を含む。ハウジングの残 材は、円筒状フィルタエレメント１２の他の末端を密閉するために対応する内向 き面に配設されたトップキャップ６２を含む。第９図実施例において、ハウジン グの残部はエレメント１２の外部周辺を明示するように破断して図示されている 。この実施例において、ハウジングの破断部は第２の導管を含む。このフィルタ は全フィルタが濾過される液に浸漬される用途においてとりわけ有利である。例 えば第８および９図のフィルタ６０は、フィルタを雰囲気に配設し導管１６を通 じて精製空気を引き出すことにより特殊な用途で濾過された空気を提供するため に使用することが出来る。同様にこのフィルタは、液体に浸漬され、導管１６か ら引出される液体を濾過することが出来る。 第９図で示されるように、組立てられた開放形ハウジングフィルタは、端面キ ャップ１４ａ、６２による変位の動径成分に対ししっかりシールされたらせん状 に巻かれた円筒状構造を 持つ。一つの端面キャップ１４ａは、中央腔２０と連通する液導管１６を含む。 外部周辺は、端面キャップ１４ａの導管１６を通じて引き続いて出口腔のための 中央腔にフィルタ１２を通じて径方向に液流させるための入口導管として役立つ ように、意図的にハウジング側壁を欠いている。それはまた入口導管として使用 される導管１６を経て逆の径方向液流のための出口導管としても役立つ。 第１０図で示されるように、組立てられた開放ハウジングフィルタ１２のフィ ルタエレメントもまたしっかり包装されらせん状に巻かれた円筒状構造を持ち、 それは端面キャップ１４ａ、１４ａによる定位の動径成分に対ししっかりとシー ルされている。端面キャップ１４ａ、１４ａは中央腔２０と連通する流体導管１ ６、１６を含むが、アセンブリーで一つの導管の開放端口は液のもれない端面キ ャップ６２ａによりふさがれている。外部周辺２２は、ふさがれていない導管を 通じる出口通路のための中央腔２０にフィルタ１２を通して径方向液流が流れる 入口導管として役立つ。周辺はまた入口導管として使用される導管１６を経る逆 の径方向液流のための出口導管として役立つ。機能的に同等の一つの構造は、ふ さがれた端面にある端面キャップ１４ａが無孔端面キャップ６２であり、導管端 面キャップ６２ａが省略されているものである。機能上の成果は同一である。 第１１図の実施例では、フィルタ１０は、端面キャップ１４ａと、円筒部材１ ４ｂと、ハウジングと端面キャップで導管１６、１８が形成される。フィルタエ レメント１２と端面 キャップ６２、１４は、ハウジング内で同心に配設され、中央貫通孔２０が第２ の導管１８と開放流通され、端面キャップ１４は強固に密封されるか、またはそ の位置でハウジング端面キャップ１４ａの内周面と漏洩ない状態に保たれる。端 面キャップ６２は穿孔されて、フィルタエレメント１２との間に強固な密封状態 が保たれる。図示の通り、フィルタエレメント１２は、ハウジング内に完全に封 入されているので、端面キャップ６２及びそのパラメーター表面２２は、主要ハ ウジング１４ｂの内面から一定の間隔に保たれ、よって流体が自由にハウジング の開放空間内へ流入できる。かくして作動上は、流体が導管１６または１８に導 入されると、流体は減速されてフィルターエレメント１２を通過して中央貫通孔 ２０に流入した後、ハウジングから他方の前記の他方の導管１８または１６から 排出される。好ましくは、ガス抜き１４ｄを設けて気相の流体を排出させる。 明らかに、この発明の範囲内において他の構成も可能であり、前記図面および 説明に限定されることなく、全ての変形も別記の請求の範囲に属すること勿論で ある。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９５年６月１２日 【補正内容】 請求の範囲 （１）円筒状の濾過体を備えたコアレスフィルタ装置で、 ａ）両端部が相互に接合されて第１の支持巻装体を形成する第１の支持材料 より成る第１の長尺帯条と； ｂ）両端部が相互に接合されて第２の支持巻装体を形成する第２の支持材料 より成る第２の長尺帯条とを備え、前記は、ほぼ共軸位置に配設され； ｃ）両端部が相互に接合されて濾過材料巻装体を形成する濾過材料より成る 長尺帯条を備え； ｄ）前記濾過材料が折曲加工されて螺旋巻装された円筒状外形を備えると共 に、複数個の内向きおよび外向き折曲部が交互に形成され、内向き折曲部の各々 は、濾過体外形の中心軸方向に指向されると共に、相互に接触して第１と第２の 開放端を有する１個の中央貫通孔を形成し、前記外向き折曲部の各々は、濾過体 の中心軸を基準として巻装されることにより、折曲部の各頂点が濾過体円筒の外 周面の接線方向に向いて配置され； ｅ）中央貫通孔の開放端の一方は、中央貫通孔に流通する流休導管を有する 端面キャップによって閉鎖され；また中央貫通孔には支持用コア部材が一切存在せず、濾過体が十分な強度を備えるために、コア部材を必要としない ことを特徴 とするコアレスフィルタ装置。 （２）中央貫通孔の第１と第２の開放端の他方が、流体密封性端面キャップで閉 鎖されたことを特徴とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （３）第１と第２の流体導管と、さらに濾過体を収納するフィルタハウジングを 備え、前記第１の流体導管は、中央貫通孔に連通すると共に、第２の流体導管は 、濾過体の外周面と連通されることにより、前記導管の何れか一方に導入された 流体は、第１の支持材料および濾過材料を通過し、さらに第２の支持材料を通過 したのち、前記第１と第２の導管の他方の導管を経由して排出されることを特徴 とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （４）フィルタ材料が、デプスフィルタ材料、薄層フィルタ材料、多層形フィル タ材料の内の何れか、または前記各フィルタ材料の組合せから成ることを特徴と する請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （５）薄層フィルタ材料の場合に、それが親水性、疎水性あるいはそれらの薄層 フィルタ材料の組合せから成ることを特徴とする請求の範囲第４項記載のフィル タ装置。 （６）薄層フィルタ材料の場合に、それが０．１ないし１０ミクロンの空孔径を 有することを特徴とする請求の範囲第４項記載のフィルタ装置。 （７）多層形フィルタ材料の場合に、それが複数個の重畳形成層構造より成るこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （８）支持材料が、織布材料、不織布材料、紙、不織メッシュ、またはそれらの 組合せから成ることを特徴とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （９）フィルタ装置が閉鎖ハウジング構造を備え、主体ハウジ ングが、濾過体を完全に収納し、第１と第２の流体導管を規定することを特徴と する請求の範囲第３項記載のフィルタ装置。 （１０）下記各工程より成り、コアレスフィルタ装置を製造する方法。 ａ）第１および第２の支持材料より成る長尺帯条を形成する工程と； ｂ）前記第１および第２の支持材料より成る帯条の間に、フィルタ材料を挟持さ せる工程と； ｃ）前記長尺帯条の両端部を接合する工程と： ｄ）内向き折曲部と外向き折曲部とを交互に形成する工程と； ｅ）前記外向き折曲部を中心軸を基準として巻き込む工程、これによって内向き 折曲部は、その各々が相互に接触して、第１と第２の開放端を有する中央貫通孔 が形成されるように筒状空腔を形成し、他方、外向き折曲部の方は、その頂点の 各々が濾過体の円筒外形の外周面に沿って当接し； ｆ）濾過体の第１と第２の開放端を、中央貫通孔に連通された端面キャップで閉 鎖する工程。 （１１）濾過体をフィルタハウジング内に設置する工程を含み、前記ハウジング は、中央貫通孔に連通する第１の流体導管と、濾過体の外周面と連通される第２ の流体導管とを備えることを特徴とする請求の範囲第９項記載のコアレスフィル タ装置を製造する方法。 （１２）フィルタ材料を挟持させる工程が、微細孔薄層を介在挟持させる工程を 含むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 （１３）微細孔薄層を挟持させる工程が、親水性薄層、疎水性薄層あるいはそれ らの組合せ薄層を介在挟持させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１１ 項記載の方法。 （１４）微細孔薄層を挟持させる工程が、０．１ないし１０ミクロンの空孔径を 有する微細孔薄層を介在挟持させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１ １項記載の方法。 （１５）微細孔薄層を挟持させる工程が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン 、弗素系高分子、ポリプロピレン、酢酸セルロース、またはそれらの組合せ、ま たは混合物の何れかより成る薄層を挟持させる工程を含むことを特徴とする請求 の範囲第１１項記載の方法。 （１６）フィルタ材料を挟持させる工程が、複数個の重畳形成層構造より成るフ ィルタ材料を挟持させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の方 法。 （１７）第１および第２の支持材料より成る長尺帯条を形成する工程が、織布材 料、不織布材料、紙、不織メッシュ、またはそれらの組合せを形成する工程を含 むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 （１８）下記各々より成るコアレスフィルタ装置： Ｉ．ａ）両端部が相互に接合されて第１の支持巻装体を形成する第１の支持材料 より成る第１の長尺帯条と； ｂ）両端部が相互に接合されて第２の支持巻装体を形成する第２の支持材料 より成る第２の長尺帯条とを備え、前記は、ほぼ共軸位置に配設され； ｃ）両端部が相互に接合されて濾過材料巻装体を形成する 濾過材料より成る長尺帯条を備え； 前記濾過材料が折曲加工されて螺旋巻装された円筒状外形を備えると共 に、複数個の内向きおよび外向き折曲部が交互に形成され、内向き折曲部の各々 は、濾過体外形の中心軸方向に指向されると共に、相互に接触して第１と第２の 開放端を有する１個の中央貫通孔を形成し、前記外向き折曲部の各々は、濾過体 の中心軸を基準として巻装されることにより、折曲部の各頂点が濾過体円筒の外 周面の接線方向に向いて配置され；さらに、中央貫通孔の位置に支持用のコア部材を有することなく、濾過体は、コ ア部材を必要としないだけの強度を備える。 ＩＩ． フィルタハウジングは、前記濾過体、並びに第１と第２の流体導管を収 納し、前記第１の流体導管は、中央貫通孔に連通すると共に、第２の流体導管は 、濾過体の外周面と連通されることにより、前記導管の何れか一方に導入された 流体は、第１の支持材料および濾過材料を通過し、さらに第２の支持材料を通過 したのち、前記第１と第２の導管の他方の導管を経由して排出される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）円筒状の濾過体を備えたコアレスフィルタ装置で、 ａ）両端部が相互に接合されて第１の支持巻装体を形成する第１の支持材料より 成る第１の長尺帯条と； ｂ）両端部が相互に接合されて第２の支持巻装体を形成する第２の支持材料より 成る第２の長尺帯条とを備え、前記は、ほぼ共軸位置に配設され； ｃ）両端部が相互に接合されて濾過材料巻装体を形成する濾過材料より成る長尺 帯条を備え； ｄ）前記濾過材料が折曲加工されて螺旋巻装された円筒状外形を備えると共に、 複数個の内向きおよび外向き折曲部が交互に形成され、内向き折曲部の各々は、 濾過体外形の中心軸方向に指向されると共に、相互に接触して第１と第２の開放 端を有する１個の中央貫通孔を形成し、前記外向き折曲部の各々は、濾過体の中 心軸を基準として巻装されることにより、折曲部の各頂点が濾過体円筒の外周面 の接線方向に向いて配置され； ｅ）中央貫通孔の開放端の一方は、中央貫通孔に流通する流体導管を有する端面 キャップによって閉鎖され；また中央貫通孔には支持用コア部材が一切存在しな いことを特徴とするコアレスフィルタ装置。 （２）中央貫通孔の第１と第２の開放端の他方が、流体密封性端面キャップで閉 鎖されたことを特徴とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （３）第１と第２の流体導管と、さらに濾過体を収納するフィルタハウジングを 備え、前記第１の流体導管は、中央貫通孔に 連通すると共に、第２の流体導管は、濾過体の外周面と連通されることにより、 前記導管の何れか一方に導入された流体は、第１の支持材料および濾過材料を通 過し、さらに第２の支持材料を通過したのち、前記第１と第２の導管の他方の導 管を経由して排出されることを特徴とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置 。 （４）フィルタ材料が、デプスフィルタ材料、薄層フィルタ材料、多層形フィル タ材料の内の何れか、または前記各フィルタ材料の組合せから成ることを特徴と する請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （５）薄層フィルタ材料の場合に、それが親水性、疎水性あるいはそれらの薄層 フィルタ材料の組合せから成ることを特徴とする請求の範囲第４項記載のフィル タ装置。 （６）薄層フィルタ材料の場合に、それが０．１ないし１０ミクロンの空孔径を 有することを特徴とする請求の範囲第４項記載のフィルタ装置。 （７）多層形フィルタ材料の場合に、それが複数個の重畳形成層構造より成るこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （８）支持材料が、織布材料、不織布材料、紙、不織メッシュ、またはそれらの 組合せから成ることを特徴とする請求の範囲第１項記載のフィルタ装置。 （９）フィルタ装置が閉鎖ハウジング構造を備え、主体ハウジングが、濾過体を 完全に収納し、第１と第２の流体導管を規定することを特徴とする請求の範囲第 ３項記載のフィルタ装置。 （１０）下記各工程より成り、コアレスフィルタ装置を製造する方法。 ａ）第１および第２の支持材料より成る長尺帯条を形成する工程と； ｂ）前記第１および第２の支持材料より成る帯条の間に、フィルタ材料を挟持さ せる工程と； ｃ）前記長尺帯条の両端部を接合する工程と： ｄ）内向き折曲部と外向き折曲部とを交互に形成する工程と； ｅ）前記外向き折曲部を中心軸を基準として巻き込む工程、これによって内向き 折曲部は、その各々が相互に接触して、第１と第２の開放端を有する中央貫通孔 が形成されるように筒状空腔を形成し、他方、外向き折曲部の方は、その頂点の 各々が濾過体の円筒外形の外周面に沿って当接し； ｆ）濾過体の第１と第２の開放端を、中央貫通孔に連通された端面キャップで閉 鎖する工程。 （１１）濾過体をフィルタハウジング内に設置する工程を含み、前記ハウジング は、中央貫通孔に連通する第１の流体導管と、濾過体の外周面と連通される第２ の流体導管とを備えることを特徴とする請求の範囲第９項記載のコアレスフィル タ装置を製造する方法。 （１２）フィルタ材料を挟持させる工程が、微細孔薄層を介在挟持させる工程を 含むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 （１３）微細孔薄層を挟持させる工程が、親水性薄層、疎水性 薄層あるいはそれらの組合せ薄層を介在挟持させる工程を含むことを特徴とする 請求の範囲第１１項記載の方法。 （１４）微細孔薄層を挟持させる工程が、０．１ないし１０ミクロンの空孔径を 有する微細孔薄層を介在挟持させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１ １項記載の方法。 （１５）微細孔薄層を挟持させる工程が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン 、弗素系高分子、ポリプロピレン、酢酸セルロース、またはそれらの組合せ、ま たは混合物の何れかより成る薄層を挟持させる工程を含むことを特徴とする請求 の範囲第１１項記載の方法。 （１６）フィルタ材料を挟持させる工程が、複数個の重畳形成層構造より成るフ ィルタ材料を挟持させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の方 法。 （１７）第１および第２の支持材料より成る長尺帯条を形成する工程が、織布材 料、不織布材料、紙、不織メッシュ、またはそれらの組合せを形成する工程を含 むことを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 （１８）下記各々より成るコアレスフィルタ装置： Ｉ．ａ）両端部が相互に接合されて第１の支持巻装体を形成する第１の支持材料 より成る第１の長尺帯条と； ｂ）両端部が相互に接合されて第２の支持巻装体を形成する第２の支持材料 より成る第２の長尺帯条とを備え、前記は、ほぼ共軸位置に配設され； ｃ）両端部が相互に接合されて濾過材料巻装体を形成する濾過材料より成る 長尺帯条を備え； 前記濾過材料が折曲加工されて螺旋巻装された円筒状外形を備えると共に、複 数個の内向きおよび外向き折曲部が交互に形成され、内向き折曲部の各々は、濾 過体外形の中心軸方向に指向されると共に、相互に接触して第１と第２の開放端 を有する１個の中央貫通孔を形成し、前記外向き折曲部の各々は、濾過体の中心 軸を基準として巻装されることにより、折曲部の各頂点が濾過体円筒の外周面の 接線方向に向いて配置され； ＩＩ．フィルタハウジングは、前記濾過体、並びに第１と第２の流体導管を収納 し、前記第１の流体導管は、中央貫通孔に連通すると共に、第２の流体導管は、 濾過体の外周面と連通されることにより、前記導管の何れか一方に導入された流 体は、第１の支持材料および濾過材料を通過し、さらに第２の支持材料を通過し たのち、前記第１と第２の導管の他方の導管を経由して排出される。