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Patent Searching and Data


Title:
FILTER ELEMENT, FILTER MODULE, AND FILTERING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/151101
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are a filter module wherein clogging of a filter in filtration of various fluids is minimized to reduce the frequency of replacement of the filter and to facilitate replacement of the filter, and a filtering device capable of effective filtering operation. A filter element has a circular tubular filter provided with holes which have a diameter of 100 μm or smaller, fixed at opposite ends thereof, and having a radius of r, and the filter element also has a circular tubular strainer provided on the outer periphery of the circular tubular filter so as to cover the circular tubular filter, mounted without being fixed, provided with holes having a diameter of 300 μm or greater, and having a radius of R.

Inventors:
INOUE KEIDO (JP)
TAKAMI YUKO (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/060707
Publication Date:
December 17, 2009
Filing Date:
June 11, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KURARAY CO (JP)
INOUE KEIDO (JP)
TAKAMI YUKO (JP)
International Classes:
B01D29/11; B01D29/50; B01D29/60; B01D29/62; B01D29/66
Foreign References:
JPH09170188A1997-06-30
JPH01164795U1989-11-17
JPH10113513A1998-05-06
JP2000246021A2000-09-12
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Claims:
 孔径100μm以下の孔を有する両端が固定された半径rの円筒状フィルターおよび前記円筒状フィルターの外周部に前記円筒状フィルターの周囲を覆い、固定されることのないように配した孔径300μm以上で半径Rの円筒状ストレーナーを有するフィルターエレメント。
 円筒状フィルターが2本以上配置されてなるフィルターエレメントであって、円筒状フィルターの中心間の距離が2Rより大きく、2×(2R-r)より小さく等間隔に配列されてなる請求項1に記載のフィルターエレメント。
 フィルターエレメントの円筒状フィルターを固定するエレメントプレート8と円筒状ストレーナーの両端との隙間が円筒状ストレーナーの孔径以下である請求項1または2に記載のフィルターエレメント。
 請求項1~3のいずれか1項に記載のフィルターエレメントを挿入して構成されるハウジングを有するフィルターモジュールにおいて、円筒状フィルターの長軸方向が水平面に対し20°~70°の範囲で傾けて設置されてなるフィルターモジュール。
 請求項4に記載のフィルターモジュールおよび、対象流体をろ過するときに、ろ過流量または対象流体の流れ方向を変化させる手段を有するろ過装置。
Description:
フィルターエレメント、フィル ーモジュールおよびろ過装置

 本発明は、様々な流体のろ過においてフ ルターの目詰まりを緩和し、フィルターの 換頻度を低減するのみならず、交換作業を 易にするフィルターモジュールおよび効果 なろ過運転を可能とするろ過装置に関する

 流体のろ過処理において従来は図1のよう に目の粗いストレーナー1で予めろ過処理を い、更に目の細かいフィルター2で再度ろ過 理をおこなっていた。これは目の細かいフ ルターで直接流体をろ過すると、必要以上 大きい異物までもがフィルター面にて捕捉 るため、フィルターが早期に目詰まりして まうためである。

 ストレーナーの態様として、ろ過膜の外 部分にろ過膜を被覆するように靴下形状ま はスカート形状のろ布を設置することが公 である(例えば、特許文献1 参照)。上記し ろ布は少なくともろ過膜のエレメントの上 に固定され、少なくともろ過膜の外周側面 被覆し、大きい異物のろ過膜表面への侵入 防止することができ、ろ過膜が逆洗される きに、ろ布自体も洗浄することが可能であ 。

特開2007-038172号公報

 従来の技術ではストレーナー1とフィルタ ー2が独立したハウジング3,4にそれぞれ収納 れ、これらを接続するための配管が必要で り多大な設置スペースが要求されていた。

 更に目詰まりが起こった場合ストレーナ 1、フィルター2それぞれの交換や清掃が要 されその作業には多大な労力が必要とされ いた。

 また、特許文献1に記載のろ布は、原水の 流量が多いろ過処理に用いる場合、ろ布がろ 過膜に張り付いて一体化してしまうためか、 ろ過膜の目詰まりが発生する時間およびろ過 膜およびろ布の逆洗の程度については目立っ た改善が見られず、さらなる性能の向上が望 まれていた。

 そこで本発明は簡単な構造でこれらの問 点を解決する新しいフィルターエレメント よびエレメントモジュール、さらにこれを いたろ過装置を提供することを課題とする

 上記課題は以下の本発明により解決され 。すなわち本発明は、孔径100μm以下の孔を する両端が固定された半径rの円筒状フィル ター5および前記円筒状フィルター5の外周部 前記円筒状フィルター5の周囲を覆い、固定 されることのないように配した孔径300μm以上 で半径Rの円筒状ストレーナー6を有するフィ ターエレメント7に関する。

 また、好適な本発明は、円筒状フィルタ が2本以上配置されてなるフィルターエレメ ント7であって、円筒状フィルター5の中心間 距離が2Rより大きく、2×(2R-r)より小さく等 隔に配列されてなる上記フィルターエレメ ト7に関する。

 また、好適な本発明は、フィルターエレ ント7の円筒状フィルター5を固定するエレ ントプレート8と円筒状ストレーナー6の両端 との隙間が円筒状ストレーナー6の孔径以下 ある上記フィルターエレメントに関する。

 また本発明は、上記フィルターエレメン 7を挿入して構成されるハウジング14を有す フィルターモジュールにおいて、円筒状フ ルター5の長軸方向が水平面に対し20°~70°の 範囲で傾けて設置されてなるフィルターモジ ュールに関する。

 さらに本発明は、上記フィルターモジュ ルおよび、対象流体をろ過するときに、ろ 流量または対象流体の流れ方向を変化させ 手段を有するろ過装置に関する。

 本発明によれば、簡単な構造で設置スペ スが小さく、流体のろ過が長期間行うこと 可能であり、ストレーナーやフィルターの 換作業の容易なフィルターモジュールおよ ろ過装置を提供することができる。

 以下、本発明の実際の形態について図面 用いて説明する。

 図2は本発明に係るフィルターエレメント の一例を示す概略斜視図および水平方向の断 面図である。

 本発明の円筒状フィルターは、孔径100μm 下の孔を有し、半径rの円筒状であれば、適 当なものを適宜選択することができる。材質 は各種合成樹脂、例えばポリエチレン、ポリ プロピレン等のポリオレフィン類、ポリエス テル、ポリアミド、セルロース類等、金属等 が例示されるが、軽量性、剛性とのバランス を考慮するとポリオレフィン類が好適である 。なお、本発明において孔径とは公称孔径の ことを指す。

 本発明の円筒状ストレーナーは、孔径300 m以上の孔を有し、半径Rの円筒状であれば、 適当なものを適宜選択することができる。材 質は各種合成樹脂、例えばポリエチレン、ポ リプロピレン等のポリオレフィン類、ポリエ ステル、ポリアミド、セルロース類等、金属 等が例示されるが、原水の流量の多い場合で も円筒状の形状を保持することが可能な剛性 を有し、かつストレーナー自身が移動するた めに必要な軽量性を有する必要があることを 考慮すると、合成樹脂、特にポリオレフィン 類が好適である。また、円筒状ストレーナー は円筒状フィルターの外周部に円筒状フィル ターの周囲を覆うように設置され、さらに固 定されることのないように配置する必要から Rとrとの間にはR>rの関係がある。

 図2において円筒状フィルター5は上下の レメントプレート8に固定されているが円筒 ストレーナー6は円筒状フィルターの外周部 に固定されることなく装着されている。フィ ルターエレメント7の円筒状フィルター5を固 するエレメントプレート8と円筒状ストレー ナー6の両端との隙間は、円筒状ストレーナ 6の孔径以下であることが好適である。上記 構成を有する円筒状ストレーナー6は、図2 断面図に示す通り、回転のみならずエレメ ト中心から半径が2R-rの円内を自由に運動す ことができる。このような本発明に用いら る円筒状ストレーナーは円筒状フィルター より動きを拘束されるものの円筒状ストレ ナーと円筒状フィルターは接するとしても 筒状ストレーナーの表面積の極一部で接す のみであり、円筒状ストレーナーと円筒状 ィルターがお互いに固着することを防いで る。このような円筒状ストレーナーおよび 筒状フィルターからなるフィルターエレメ トの構成を採ることによって、円筒状スト ーナーはろ過対象流体の流れによって、半 が2R-rの円内を移動することができる。この ように円筒状ストレーナーが移動することに よって、円筒状ストレーナーと円筒状フィル ターの間および円筒状ストレーナーとそのさ らに外周に存在するハウジングの壁面と衝突 し、円筒状ストレーナーに付着した大きい異 物を剥離することが可能となる。その結果、 本発明のフィルターエレメントは、ストレー ナーの目詰まりを緩和しフィルターの交換頻 度を低減するのみならず、交換作業を容易に するという優れた効果を奏する。

 図3は本発明に係るフィルターエレメント 7において、円筒状フィルター5を2本以上すな わち複数本を配列したフィルターエレメント の一例を示す概略斜視図および水平方向の断 面図である。

 図3においてフィルターエレメントを3本 列した場合の一例を示しているが更に多く フィルターエレメントを配列した場合もこ に準ずる。

 隣り合う円筒状フィルターの中心間の距 をLとするとLは2R<L<2×(2R-r)に設定するこ とが望ましい。この間隔を保持することで固 定されたフィルターの周囲をストレーナーが 自由に運動することが可能となり、前述した 効果に加えて、隣り合うストレーナー同士が 衝突することでストレーナー表面に付着した 異物を剥離させる効果も生まれる。

 図4は本発明に係るフィルターモジュール の一例を示す概略斜視図である。

 図4においてハウジング14には開閉するた の耐圧ハッチ9と流体入口10、流体出口11、 ア抜き12、ドレン13の4つのノズルが設けられ ている。

 またハウジング14はサポート15によって床 面に傾斜をもって据え付けられることも可能 であり、好適には円筒状フィルターの長軸方 向が水平面に対し20°~70°の範囲で傾けて設置 されることが好ましい。このような構成にす ることによって、高さに制約のある場所での 設置も実現でき、フィルターエレメントの交 換作業も容易となる。

 本発明の効果を最大限に得るためには円 状ストレーナーを適宜運動させることが重 であり、これはろ過の対象流体の流速や方 を変化させる手段を用いることによって可 となる。

 前述した手段としては、ろ過装置のポン 電源を定期的にON・OFFするだけでもよいが インバーターを用いることにより定期的に 象流体の流速を変化させてもよい。さらに 流洗浄を行うことによって、より効果的に 筒状ストレーナーや円筒状フィルターの交 寿命を延長させることができる。

 図5は本発明に係るろ過装置の一例を示す フローチャート図である。

 図5はフィルターモジュールを2本並列に 置した装置のフローチャートの一例である ポンプ16とフィルターモジュール18,19および 動開閉弁20~27を図のように配置する。

 表1は図5に係るろ過装置の運転工程の一 を示す工程表である。

 表中の黒丸はポンプがONの状態、または 動開閉弁が開状態を表し、無印はポンプがOF Fの状態または自動開閉弁が閉状態であるこ を表している。

 逆流洗浄させるときは、ポンプを停止さ ることなく、片方のフィルターモジュール1 8でろ過をおこないそのろ過された流体をも 片方のフィルターモジュール19のろ過側へ導 入することによりろ過面での逆流が生じ表面 に付着した異物を効果的に剥離、排出するこ とができる。

 図6は本発明に係るろ過装置のもう一つの 一例を示すフローチャート図である。図6は ィルターモジュールに圧縮空気または窒素 スを導入し、ろ過側からの逆洗をおこなう 合の装置のフローチャートの一例である。 ンプ16とフィルターモジュール17および自動 閉弁28~33を図のように配置する。

 表2は図6に係るろ過装置の運転工程の一 を示す工程表である。表中の黒丸はポンプ ONの状態、または自動開閉弁が開状態を表し 、無印はポンプがOFFの状態または自動開閉弁 が閉状態であることを表している。

 圧縮空気または窒素ガスによる逆流洗浄 ポンプ16を停止させフィルターモジュール17 のろ過側に圧縮空気または窒素ガスを送り込 みフィルターろ過表面に付着した異物を効果 的に剥離、排出するとともにストレーナーが 振動などの運動をすることによりストレーナ ー表面の異物も効率よく剥離、排出すること ができる。

 本発明は様々な流体のろ過処理において 用であるが例えば中空糸膜やRO膜などの精 ろ過の前処理として使用すれば、設置スペ スを省略することが可能な上、本発明品の 流側での処理における負担が軽減できる。

 また例えばプールや浴槽の循環ろ過にお て使用すれば集毛器と砂ろ過器の代替とし 機械室等における占有スペースを大きく削 することができる。

 また例えば船舶のバラスト水のろ過装置 して使用すれば、設置スペースが小さくバ スト水中の微生物を前もって除去できるた バラストタンク内での殺菌、制菌をおこな 場合の薬剤や不活性ガスの充填量を軽減す ことができる。

従来の一般的な流体のろ過処理方法の 例を示した概念図である。 本発明に係るフィルターエレメントの 例を示す概略斜視図および水平方向の断面 である。 本発明に係るフィルターエレメントに いて複数本を配列したフィルターエレメン の一例を示す概略斜視図および水平方向の 面図である。 本発明に係るフィルターモジュールの 例を示す概略斜視図である。 本発明に係るろ過装置の一例を示すフ ーチャート図である。 本発明に係るろ過装置の一例を示すフ ーチャート図である。

1:ストレーナー
2:フィルター
3:ストレーナーハウジング
4:フィルターハウジング
5:円筒状フィルター
6:円筒状ストレーナー
7:フィルターエレメント
8:エレメントプレート
9:耐圧ハッチ
10:流体入口ノズル
11:流体出口ノズル
12:エア抜きノズル
13:ドレンノズル
14:ハウジング
15:サポート
16:ポンプ
17:フィルターモジュール
18:フィルターモジュール1
19:フィルターモジュール2
20:自動開閉弁V1
21:自動開閉弁V2
22:自動開閉弁V3
23:自動開閉弁V4
24:自動開閉弁V5
25:自動開閉弁V6
26:自動開閉弁V7
27:自動開閉弁V8
28:自動開閉弁V9
29:自動開閉弁V10
30:自動開閉弁V11
31:自動開閉弁V12
32:自動開閉弁V13
33:自動開閉弁V14




 
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