(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過用シートを同一折幅でプリーツ状に折り畳み且つこの濾過用シートの左右両端部をそれぞれの内面で溶着した筒状のプリーツ型濾過体と、このプリーツ型濾過体の内外面を被覆して保護する内部保護体及び外部保護体と、これら三者の上下両端にそれぞれ溶着されて一体化した上下一対のエンドプレートとを備え、上記左右両端部の溶着部を含むプリーツ部は、その径方向外端が他のプリーツ部の折山から軸芯側へ所定寸法だけ退避して形成され、上記溶着部の径方向外側に２〜５ｍｍ幅の未溶着部分を設けたことを特徴とするプリーツ型フィルタ。
【請求項２】
上記所定寸法を３ｍｍ以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載のプリーツ型フィルタ。
【請求項３】
濾過用シートを同一折幅でプリーツ状に折り畳み且つこの濾過用シートの左右両端部をそれぞれの内面で溶着した筒状のプリーツ型濾過体と、このプリーツ型濾過体の内外面を被覆して保護する内部保護体及び外部保護体と、これら三者の上下両端にそれぞれ溶着されて一体化した上下一対のエンドプレートとを備え、上記左右両端部の溶着部を含むプリーツ部の径方向外端に所定幅の未溶着部分を残したことを特徴とするプリーツ型フィルタ。
【請求項４】
上記所定幅を２〜５ｍｍに設定したことを特徴とする請求項３に記載のプリーツ型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリーツ型フィルタに関し、更に詳しくは、全構成部品をプラスチック化し、しかも機械的強度に優れたプリーツ型フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から例えば食品工業、化学工業などの工場では排水などを処理する濾過装置が設置されている。この液体の濾過装置は、各種の排水などの排液中から有機成分、無機成分などを除去して排出し、あるいはその濾過後の処理液を再使用する場合などに用いられている。また、発電所などでは発電に利用したタービン用の蒸気を復水器により冷却して復水を得、その復水を濾過装置により処理し酸化鉄などを除去した後、その処理水を再使用するようにしている。
【０００３】
そこで最近では、この種の濾過装置としてプリーツ型フィルタが使用されている。このプリーツ型フィルタは、濾過用シートをプリーツ状に折り畳んで全体として筒状に形成されたプリーツ型濾過体と、このプリーツ型濾過体を内面から支持してその形状を保持するパンチングメタルなどの金属製の集水用コアと、プリーツ型濾過体の外面を保護するプロテクタと、これら両端に接着固定されてこれらの部材と一体化したエンドプレートとを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリーツ型フィルタは濾過性能が低下するとプリーツ型フィルタエレメントそのものを更新しなくてはならず、しかも、プリーツ型フィルタは濾過面を分担するプリーツ型濾過体等の可燃物と、強度面を分担するコア、プロテクタ及びエンドプレート等の不燃物とからなっているため、廃棄処分する場合には可燃物と不燃物とに仕分けを行い、不燃物と可燃物とを個別に廃棄処理しなくてはならない。
【０００５】
そこで、本出願人は構成部品を仕分けることなく簡単に廃棄処分できるプリーツ型フィルタについて鋭意研究した結果、全構成部品をプラスチック化した焼却処理可能なプリーツ型フィルタを開発するに至った。 その後、このプリーツ型フィルタの濾過性能や機械的強度等の種々の性能について詳細に検討した結果、通水時に無機化合物等の懸濁物質がプリーツ型濾過体に捕捉されて内外の差圧が漸増すると、製品によっては懸濁物質が処理水側へ漏洩し、更に場合によってはプリーツ型フィルタが破損する虞のあることが判った。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、全ての構成部品をプラスチック化しても機械的強度を確保することができ、しかも高品質な処理水を安定的に得ることができるプリーツ型フィルタを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、懸濁物質が処理水側に漏洩することがある原因について詳細に検討した結果、図７に示すように濾過用シートの左右両端部を溶着してプリーツ型濾過体１を作製するとその溶着部１Ａが溶着時の加熱により固化して縮み、その後プラスチック製のエンドプレート２をプリーツ型濾過体１の上下両端に溶着した時に溶融樹脂が縮んだ部分の外端まで十分に行き渡らず、エンドプレート２から浮き上がって十分に溶着できないことがあることが判った。また、溶着部１Ａの下端はエンドプレート２の溶融樹脂で加熱されて二度の加熱を受け、その部分１Ｂが強度的に弱くなる上に、濾過時に矢印方向（図７参照）の差圧により溶着部１Ａの下端とエンドプレート２の交差点１Ｃに引っ張り応力が集中し、この部分１Ｃの機械的強度が劣化することと相俟ってプリーツ型フィルタが破損し易くなっていることが判った。
【０００８】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、請求項１に記載のプリーツ型フィルタは、濾過用シートを同一折幅でプリーツ状に折り畳み且つこの濾過用シートの左右両端部をそれぞれの内面で溶着した筒状のプリーツ型濾過体と、このプリーツ型濾過体の内外面を被覆して保護する内部保護体及び外部保護体と、これら三者の上下両端にそれぞれ溶着されて一体化した上下一対のエンドプレートとを備え、上記左右両端部の溶着部を含むプリーツ部は、その径方向外端が他のプリーツ部の折山から軸芯側へ所定寸法だけ退避して形成され、上記溶着部の径方向外側に２〜５ｍｍ幅の未溶着部分を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載のプリーツ型フィルタは、請求項１に記載の発明において、上記所定寸法を３ｍｍ以上に設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載のプリーツ型フィルタは、濾過用シートを同一折幅でプリーツ状に折り畳み且つこの濾過用シートの左右両端部をそれぞれの内面で溶着した筒状のプリーツ型濾過体と、このプリーツ型濾過体の内外面を被覆して保護する内部保護体及び外部保護体と、これら三者の上下両端にそれぞれ溶着されて一体化した上下一対のエンドプレートとを備え、上記左右両端部の溶着部を含むプリーツ部の径方向外端に所定幅の未溶着部分を残したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載のプリーツ型フィルタは、請求項３に記載の発明において、上記所定幅を２〜５ｍｍに設定したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明のプリーツ型フィルタの一実施形態を示す図で、プリーツ型濾過体の上半分を分解して示す斜視図、図２は図１に示すプリーツ型フィルタの長手方向の右半分の断面図、図３は図１に示すプリーツ型フィルタの要部を説明するための横方向の断面図、図４は図１に示すプリーツ型フィルタの要部を説明するための斜視図、図５は図１に示すプリーツ型フィルタの要部を取り出して示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその側面図、図６は図１に示すプリーツ型フィルタの性能試験装置のフロー図である。
【００１４】
本実施形態のプリーツ型フィルタ１０は、図１〜図３に示すように、濾過用シート１１を同一折幅でプリーツ状に折り畳み且つこの濾過用シート１１の左右両端部をそれぞれの内面で溶着して溶着部（以下、「サイドシール部」と称す。）１２Ａが形成された筒状のプリーツ型濾過体１２と、このプリーツ型濾過体１２の内側全面を被覆して保護する内部保護体（インナープロテクタ）１３と、プリーツ型濾過体１２の外側全面を被覆して保護する外部保護体（プロテクタネット）１４と、これら三者の上下両端にそれぞれ溶着されて一体化した上下一対のエンドプレート１５、１６とを備え、例えば外側から内側へ復水等の原水を通水し、原水中の懸濁物質を濾過するようにしてある。
【００１５】
上記プリーツ型フィルタ１０の構成部材は全て焼却自在な合成樹脂によって形成されている。合成樹脂としては種々のものを採用することができ、特に制限されるものではないが、ポリプロピレンが好ましい。ポリプロピレンは焼却処分してもダイオキシン等の有害物質を発生せず、大気汚染等の環境汚染を生じさせることなく安全である。このプリーツ型フィルタ１０は外径が５０〜２００ｍｍで、内径が２５〜１００ｍｍ、長さが２５０〜１０００ｍｍ程度の円筒状のものが好ましい。
【００１６】
上記濾過用シート１１は、図１に示すように、種類の異なる不織布を３枚重ねた積層構造になっている。外側の第１層不織布１１Ａは酸化鉄微粒子等の懸濁物質を実質的に濾過できない目の粗い不織布で、例えばメルトボーン（「マイクロスパンボンド」あるいは「スパンボンド」と称される。）が好ましく用いられる。第１層不織布１１Ａを構成する繊維は、繊維径が２０〜８０μｍ、目付量が５０〜１５ｇ／ｍ２、目開きが６０〜２５０μｍのものが好ましく用いられる。繊維径と目付量の大きさはプリーツのピッチの大きさにも影響されるが、膜面有効利用率（透過水通水面積／総膜面積）を８０％以上、好ましくは１００％とするためにはこれら両者の値を上記範囲にすることが好ましい。中間の第２層不織布１１Ｂは懸濁物質を濾過する濾過膜で、例えば火力発電所の復水系に用いられる場合には８０％、より好ましくは８５％以上の除鉄率を達成する上で平均孔径が１０μｍ以下のものが好ましく、このような濾過膜としては例えば従来のプリーツ型カートリッジで使用されているものを用いることができる。内側の第３層不織布１１Ｃは、濾過用シート１１の通水路を確保し、その構造強度を補強するためのもので、ネット状のものや第１層不織布１１Ａと同一のものを用いることができる。
【００１７】
上記プリーツ型濾過体１２の内側の折り返し端（谷折り部）のピッチの平均値（平均折り畳みピッチ）は１．２〜２．５ｍｍが好ましく、２．２〜２．５ｍｍがより好ましい。１．２ｍｍ未満では濾過用シートの製造が難しくなり、２．５ｍｍを超えると濾過面積が小さく、寿命が短く実用的でなくなる。この平均折り畳みピッチを実現するためには、自然状態の濾過用シート１１の厚みは平均折り畳みピッチの１／２以下、例えば６００〜１２５０μｍが好ましく、７００〜１２５０μｍがより好ましい。個々の不織布について観れば、第１層不織布１１Ａの厚みは２００〜４００μｍが好ましく、第２層不織布１１Ｂの厚みは２００〜６００μｍが好ましく、第３層不織布１１Ｃの厚みは２００〜４００μｍが好ましい。
【００１８】
上記インナープロテクタ１３及びプロテクタネット１４はプリーツ型濾過体１２の機械的強度を保証し、しかもプリーツ型フィルタ１０を搬送、着脱する際の取り扱い上の利便性を高めている。上下のエンドプレート１５、１６はそれぞれリング状に形成され、プリーツ型濾過体１２、その内外面のインナープロテクタ１３及びプロテクタネット１４それぞれの上下両端に溶着され、上下の溶着部（以下、「エンドシール部」と称す。）１５Ａ、１６Ａで内外の水密を保持している。各エンドプレート１５、１６の表面は平坦に形成され、上下のエンドプレート１５、１６間にガスケット等のシール部材を介装すれば、シール部材により上下のエンドプレート１５、１６間の水密を保持するようにしてある。
【００１９】
而して、図３、図４に示すように上記サイドシール部１２Ａを含むプリーツ部１２Ｂは、その外端が他のプリーツ部１２Ｃの折山より軸芯側へ退避して形成され、その折幅が他のプリーツ部１２Ｃの折幅より狭くなっている。サイドシール部１２Ａを含むプリーツ部１２Ｂを他のプリーツ部１２Ｃより軸芯側へ退避させることにより両隣のプリーツ部１２Ｃ、１２Ｃ間の隙間を広く採ることができる。そのため、プリーツ型濾過体１２の上下両端にエンドプレート１５、１６を溶着する際に、エンドプレート１５、１６の溶融樹脂がプリーツ部１２Ｂ外側の広い隙間に流入し易く、その部分の溶融樹脂が盛り上がってサイドシール部１２Ａの上下両端を溶融樹脂で確実に捕捉し、図７で示すようなサイドシール部１２Ａ上下両端の浮き上がり部分だったところが盛り上がった溶着樹脂により十分に溶着され、エンドシール部１５Ａ、１６Ａのシール構造をより確実なものにすることができ、使用時の差圧による引っ張り応力が集中することにより起こる破損を抑制することができる。また、退避寸法は３ｍｍ以上に設定することが好ましい。３ｍｍ未満では溶着樹脂が十分に上記隙間に流入せず、エンドシール部１２Ａの十分なシール強度が望めないため、好ましくない。
【００２０】
また、図３〜図５に示すように上記サイドシール部１２Ａの径方向外側には未溶着部分（以下、「耳」と称す。）１２Ｄが残されている。この耳幅は２〜５ｍｍに設定することが好ましい。このように耳１２Ｄを設けることで、図５の（ａ）、（ｂ）に示すようにサイドシール部１２Ａの縮み具合を抑制することができる上に、耳１２Ｄの上下寸法を他のプリーツ部１２Ｃの上下寸法と略等しい長さに保持することができ、より確実にサイドシール部１２Ａを含むプリーツ部１２Ｂの上下両端をエンドプレート１５、１６の溶融樹脂で捕捉し、この部分のシールを完全なものにすることができる。耳１２Ｄが２ｍｍ未満ではサイドシール部１２Ａを溶着形成する際に耳１２Ｄの長さが十分でないためエンドシール部１５Ａ、１６Ａでのサイドシール部１２Ａの縮み具合の抑制が十分でなく、５ｍｍを超えるとエンドプレート１５、１６の溶融樹脂がサイドシール部１２Ａの縮んだ部分まで溶け込みにくくなり、エンドシール部１５Ａ、１６Ａのシール構造に不具合を生じる虞がある。更に、耳１２Ｄの効用として耳１２Ｄとエンドプレート１５、１６の境界部分の外端に濾過処理中に差圧による引っ張り応力が集中しても、耳１２Ｄのサイド側は溶融樹脂による加熱を受けてないため、濾過膜材質としての柔軟性を保っているので、加熱を受けて固化し割れ易くなっているサイドシール部１２Ａよりも更に差圧による変形に耐え得る構造を保つことができる。また、更に、耳１２Ｄのエンドプレート側両端はエンドプレート１５、１６との溶着時の一度切りの加熱しか受けていないため、二度の加熱を受けたサイドシール部１２Ａのエンドプレート側の両端よりも機械的強度が強く、より確実にシール構造を保つことができるという効果を奏する。
【００２１】
〔実施例〕
次に、全長が５００ｍｍ、外形が１５０ｍｍ、折幅が２９ｍｍで、サイドシール部１２Ａの退避寸法及び耳１２Ｄの幅寸法が下記表１に示す種々の寸法を有するプリーツ型フィルタを複数本ずつ作製し、それぞれのプリーツ型フィルタ群について図６に示す試験装置を用いて下記通水条件で通水試験を行い、各プリーツ型フィルタの破損の有無を確認した。尚、図６において、１０はプリーツ型フィルタ、２０はプリーツ型フィルタ１０が設置され、被処理水を処理するカラム、３０は原水タンク、Ｐはポンプ、ＦＩは流量計である。
【００２２】
通水条件としては、通水速度ＬＶ＝０．２５ｍ/ｈとし、差圧を発生させるため珪藻土：硫酸バンド：苛性ソーダ＝１：５．５：２の割合で調整したものを適量ずつ順次原水タンク３０へ投入し、その後循環通水を行い、通水差圧が２Ｋｇ／ｃｍ２以上となるまで通水を行った。その後十分な時間（１時間以上）を採った後、プリーツ型フィルタの外観を目視観察して変形のないことを確認した、次いで、懸濁液を通水し、濾過水が清澄であるか否かを確認した。濾過水に濁りがある場合にはエンドシール部付近あるいはサイドシール部付近が破損しているか否かを確認した。この時の破損割合を下記表１に示した。尚、Ｎｏ.１は比較例、Ｎｏ.２〜９は本実施例に相当する。
【００２３】
上記表１に示す結果によれば、比較例としてサイドシール部１２Ａを含むプリーツ部１２Ｂの外端を他のプリーツ部１２Ｃの折山と揃え、しかも耳を設けないＮｏ.１の場合にはプリーツ型フィルタの破損割合が４７％になり、略半数のプリーツ型フィルタが破損することが判った。これに対して、本実施例であるＮｏ.２〜９についてはいずれも比較例より破損の割合が低く良好な結果になった。更に、サイドシール部１２Ａを含むプリーツ部１２Ｂの外端の他のプリーツ部１２Ｃの折山からの退避寸法を３〜９ｍｍに設定し、更に、耳１２Ｄの幅を２〜５ｍｍに設定したＮｏ.４、５の場合にはプリーツ型フィルタが全く破損せず、安定した濾過を行えることが判った。
【００２４】
【表１】
0003692802.tif 000002
【００２５】
以上説明したように本実施形態によれば、プリーツ型フィルタの構成部品を全てプラスチック化しても、プリーツ型濾過体１２のサイドシール部１２Ａを含むプリーツ部１２Ｂの外端を他のプリーツ部１２Ｃの折山より３ｍｍ以上退避させ、しかもサイドシール部１２Ａの外側に所定幅（好ましくは２〜５ｍｍ幅）の耳１２Ｄを設けた図３〜図５に示すプリーツ型フィルタの場合には、十分な機械的強度を確保することができ、通水時の差圧によって破損せず、高品質な処理水を得ることができ、高純度の純水を製造する復水系の前置濾過装置において好適に使用することができる。また、サイドシール部１２Ａを含むプリーツ部１２Ｂの外端を他のプリーツ部１２Ｃの折山から退避させるか、あるいは退避させなくてもサイドシール部１２Ａの外側に耳１２Ｄを設けることによってある程度の機械的強度を確保することができ、高品質な処理水を得ることができる。
【００２６】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではない。要は、プリーツ型濾過体のサイドシール部を含むプリーツ部を他のプリーツ部の折山から軸芯側へ退避させたり、あるいはサイドシール部の外側に所定幅の耳（未溶着部分）を設けたものであれば本発明に包含される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、全ての構成部品をプラスチック化してもプリーツ型濾過体と上下一対のエンドプレートそれぞれとを確実に溶着して機械的強度を確保することができ、しかも高品質な処理水を安定的に得ることができるプリーツ型フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリーツ型フィルタの一実施形態を示す図で、プリーツ型濾過体の上半分を分解して示す斜視図である。
【図２】図１に示すプリーツ型フィルタの長手方向の右半分の断面図である。
【図３】図１に示すプリーツ型フィルタの要部を説明するための横方向の断面図である。
【図４】図１に示すプリーツ型フィルタの要部を説明するための斜視図である。
【図５】図１に示すプリーツ型フィルタの要部を取り出して示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】図１に示すプリーツ型フィルタの性能試験装置のフロー図である。
【図７】全構成部品をプラスチック化したプリーツ型フィルタの機械的強度の弱い部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１０ プリーツ型フィルタ
１１ 濾過用シート
１２ プリーツ型濾過体
１２Ａ サイドシール部（溶着部）
１２Ｂ サイドシール部を含むプリーツ部
１２Ｃ 他のプリーツ部
１２Ｄ 耳（未溶着部分）
１３ インナープロテクタ（内部保護体）
１４ プロテクタネット（外部保護体）
１５、１６ エンドプレート
【図１】
0003692802.tif 000003
【図２】
0003692802.tif 000004
【図３】
0003692802.tif 000005
【図４】
0003692802.tif 000006
【図５】
0003692802.tif 000007
【図６】
0003692802.tif 000008
【図７】
0003692802.tif 000009