(57)【要約】  本発明の主題である流体の濾過のためのフィルタプレート（１００）は、第１のフィルタ膜（１１０）および第２のフィルタ膜（１２０）を含む。フィルタ膜はほぼ平坦であり、かつほぼ平行である。フィルタ膜は金属繊維を含む。フィルタプレートは、フィルタ膜の間に介在する補強手段（１３０，１３１）を含む。第１のおよび第２のフィルタ膜は補強手段に取付けられる。補強手段はフィルタ膜の間に少なくとも２本の流路（１３２）を形成し、フィルタプレートの端縁に向けて流体を誘導する。
2009527349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の濾過のためのフィルタプレートであって、前記プレートは端縁を有し、前記プレートは第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜を備え、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜はほぼ平坦であり、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜はほぼ平行であり、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜は金属繊維を含み、前記フィルタプレートは、前記フィルタ膜の間に介在する補強手段を備え、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜は前記補強手段に取付けられ、前記補強手段は前記フィルタ膜の間に少なくとも２本の流路を形成して、前記流体を前記端縁に向けて誘導する、フィルタプレート。
【請求項２】
前記補強手段はポリマー材料から得られる、請求項１に記載のフィルタプレート。
【請求項３】
前記補強手段は金属材料から得られる、請求項１に記載のフィルタプレート。
【請求項４】
前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜は、金属ワイヤ格子または拡張金属シートのうち少なくとも一方をさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項５】
前記流路の各々は前記端縁に沿って２つの外側端部を有し、前記フィルタプレートはプレート包囲手段を備え、前記プレート包囲手段は、前記流路の前記外側端部とは異なる前記端縁の少なくとも一部に沿って前記端縁に取付けられ、前記プレート包囲手段は前記第１のフィルタ膜と前記第２のフィルタ膜との間に設けられ、前記端縁の前記少なくとも一部に沿って前記フィルタプレートを封止する、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項６】
前記フィルタプレートは、前記補強手段から離れる方を向く２つの外側面を有し、前記フィルタプレートは、前記端縁の少なくとも一部に沿って前記フィルタプレートの前記外側面の少なくとも一方に取付けられたガスケットをさらに備え、２枚のフィルタプレートが相互に積層されると２枚のフィルタプレートの間で前記流体を誘導するための少なくとも１本の流路を形成する、請求項５に記載のフィルタプレート。
【請求項７】
前記補強手段は波形プレートである、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項８】
前記補強手段は２つの外側面を有するプレートであり、前記面の各々において、前記プレートは前記面から突出する複数のリブを有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項９】
前記補強手段は複数のロッドからなる、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項１０】
前記フィルタプレートは、ほぼ円形の外側端縁を有するほぼ円形状である、請求項１から９のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項１１】
第１のフィルタ膜または第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方は少なくとも第１の金属繊維層を含み、少なくとも第１の金属繊維層の金属繊維は等価直径Ｄ１を有し、第１のフィルタ膜または第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方の平均流孔径は、等価直径Ｄ１の２倍未満である、請求項１から１０のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項１２】
第１のフィルタ膜または第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方は、少なくとも第２の金属繊維フィルタ層を含む、請求項１１に記載のフィルタプレート。
【請求項１３】
第２の金属繊維層は、第１の金属繊維層の金属繊維の等価直径Ｄ１よりも大きい等価直径Ｄ２を有する金属繊維を含む、請求項１２に記載のフィルタプレート。
【請求項１４】
第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜が同じである、請求項１から１３のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明はフィルタプレートに関し、特にフィルタシステムにおいて使用されるフィルタプレートおよびフィルタスタック、ならびにそのようなフィルタプレートを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
フィルタプレートを用いるフィルタシステムが当該分野で周知である。例として、フィルタプレスが国際公開第ＷＯ２００５／０２８０７０号に記載されている。フィルタ膜の両側にチャンバを形成するための手段によって複数の膜が相互に積層され、濾過される流体を収容し、または濾液を排出する。膜とチャンバを形成するための手段との積層は、濾過される流体に濾液が漏れることおよび／または混合することを避けるために、非常に正確にかつ注意して行なわれる。加圧フィルタの取外しは、流体から保持された粒子でフィルタが目詰まりした際に加圧フィルタを洗浄するために頻繁に行なわれる。組立および取外しは長時間を要し、手間がかかり、加圧フィルタの大幅な中断時間を引起す。
【０００３】
流体を濾過するための他のシステム、たとえば葉状ディスクから濾液を排出するための管上に同心円状に載置された葉状ディスクの使用も知られている。目詰まりしたフィルタは、通常は逆フラッシング、逆パルシング、または逆洗によって洗浄される。このような洗浄動作中、フィルタ膜の流入側に蓄積したケークを分離させて砕き、かつそれをフィルタから除去するために、流体が逆方向に供給される。
【０００４】
一般にフィルタプレートは、国際公開第ＷＯ２００４／００４８６８号の図６ａおよび図６ｂに示されるものである。２枚のフィルタ膜がほぼ平行に載置され、フィルタプレートを提供する。各膜には補強構造が設けられる。２枚の膜の間には、たとえば洗浄中に２枚の膜の間の距離を維持するために、金属ワイヤ格子または拡張金属シートが配置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなプレートにはいくつか欠点がある。振動、衝撃、または流体圧力の変化によって、メッシュまたは拡張プレートがずれ、それによってプレートの内部、すなわち膜に損傷を与えることがある。メッシュはフィルタプレートに対して圧力低下も生じさせる。これによって所与の濾過圧力を用いて得られる濾液の歩留まりが低下し、かつ逆洗、逆フラッシング、または逆パルシングが、不可能ではないにせよ困難となる。
【０００６】
フィルタプレートは、その外周において少なくとも部分的に封止手段によって包囲される。この封止手段は、２枚のほぼ平行なフィルタ膜の間に設けられる。濾過中により高圧に耐えるために、スペーサ手段は膜の内側に接触する。しかし、フィルタプレスに限定はしないが、例としていくつかのフィルタシステムでは、いくつかのプレートを積層してフィルタプレートのスタックを形成する際、プレートの封止は非常に小さい許容誤差に制約される。これは漏れを避けるために必要である。メッシュまたは拡張プレートは、フィルタ膜の内側に接触して十分な支持を行い、これらの小さい許容誤差も満たすが、しばしば問題になる、または不可能ともなる。メッシュまたは拡張プレートによって満たされる許容誤差が大きくなるほど、メッシュまたは拡張プレートが膜に接触しない場合の支持が不十分になる、またはメッシュもしくは拡張プレートから離れる方向に膜が外方に隆起して
しまう。支持ｇ手段、すなわち金属ワイヤメッシュまたは拡張金属シートが存在する場合、膜は、膜の両側に１枚ずつある２枚のメッシュまたは拡張プレートの間で圧迫され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明の目的は、フィルタプレス、逆洗フィルタシステム、逆パルシングフィルタシステム、または逆フラッシングフィルタシステムなどのフィルタシステムにおいて使用される代替的なフィルタプレートおよびこれを作製する方法を提供することである。本発明の一部の実施形態の利点は、現在知られているフィルタプレートよりもスペアパーツが少ないフィルタプレートを提供することである。本発明の一部の実施形態の利点は、圧力変動、衝撃、および／または振動に対して、等しくまたはより耐性を有するフィルタプレートを提供することでもある。本発明の一部の実施形態の利点は、濾過中の圧力変動、衝撃、および／または振動によって、またはフィルタシステムの不正確な組立によって引起される欠陥に対してフィルタ膜が屈しにくいフィルタプレートを提供することでもある。本発明の一部の実施形態の利点は、自立型フィルタプレートを提供することである。
【０００８】
本発明の一部の実施形態の利点は、本発明の主題である複数の隣接するフィルタプレートを含むフィルタスタックを得るのにフィルタプレートを使用する場合、種々のプレートおよびプレートの膜をより容易に、より再現性があり、かつより確実に封止するのに必要な許容誤差を満たすフィルタプレートを提供することである。本発明の一部の実施形態の利点は、濾過される液体と濾液とを容易に分離することができるフィルタプレートを提供することでもある。本発明の一部の実施形態の利点は、フィルタプレートに対する圧力低下が小さいフィルタプレートを提供することである。本発明の一部の実施形態の利点は、フィルタプレートを通過する液体の流量が非常に均一なフィルタプレートを提供することでもある。本発明の一部の実施形態の利点は、１枚のフィルタプレートのみの単一の使用が可能なフィルタプレートを提供することでもある。
【０００９】
本発明の一部の実施形態の利点は、逆流、逆フラッシングまたは逆パルシングによってフィルタ膜を洗浄することが可能でありつつ、所与の濾過圧力を用いて濾過したときに得られる濾液の歩留まりが向上したフィルタシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の一部の実施形態の利点は、逆流、逆フラッシングまたは逆パルシングに対して十分耐性を有するフィルタシステムを提供することである。本発明の一部の実施形態の利点は、逆流、逆フラッシングまたは逆パルシングに耐えるためにフィルタ膜をさらに支持する必要がないフィルタシステムを提供することでもある。本発明の一部の実施形態の利点は、より組立てやすいフィルタスタックを提供することである。本発明の一部の実施形態の利点は、現在知られているフィルタプレートよりもスペアパーツが少ないフィルタスタックを提供することである。本発明の一部の実施形態の利点は、逆流、逆フラッシングまたは逆パルシングによってより効率的に洗浄することができるフィルタシステムを提供することである。
【００１１】
本発明の一部の実施形態のさらなる利点は、フィルタプレートのパーツの正確かつ厳密な許容誤差を満たすことがより容易なポリマー補強手段を有することである。特にフィルタ膜を補強する目的でポリマーロッドまたはプレートなどのポリマーパーツを使用した場合、フィルタ膜に固定されたときに、たとえば同様の金属パーツと比較してこれらのポリマーパーツは変形が少ない、または変形がないことがわかった。さらなる利点は、パーツを低温で取付けて固定することができることであり、フィルタ膜が損傷する危険性が低下する。損傷は、フィルタ膜を局所的に加熱しすぎると生じ得る。さらなる利点は、フィルタシステムにおける金属要素、たとえばフィルタ膜のガルバニック腐食などの腐食の危険
性がより低い、より軽量なフィルタシステムを提供することである。
【００１２】
本発明に係るフィルタプレートは、上記の目的を達成する。
本発明の第１の局面によれば、流体の濾過のためのフィルタプレートは端縁を有し、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜を備え、フィルタ膜はほぼ平坦である。第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜はほぼ平行である。第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜は金属繊維を含む。フィルタプレートは、フィルタ膜の間に介在する補強手段を備え、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜はこの補強手段に取付けられている。補強手段はフィルタ膜の間に少なくとも２本の流路を形成して、流体を端縁に向けて誘導する。
【００１３】
本発明の実施形態によれば、補強手段はポリマー材料から得られる。本発明の他の実施形態によれば、補強手段は金属材料から得られる。
【００１４】
本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜は、セラミックファイバなどのセラミック材料を含み得る。本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜の繊維は、金属繊維とセラミックファイバとの混合物であり得る。本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜のすべての繊維は、金属繊維であり得る。本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜は繊維で構成され得る。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜は、金属ワイヤ格子または拡張金属シートの少なくとも一方をさらに含み得る。本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜は、金属粉末、セラミック粉末、および金属粉末とセラミック粉末との混合物からなるグループから選択される粉末などの粉末を含み得る。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜は金属繊維で構成され得る、または第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜は、金属繊維と、金属ワイヤ格子もしくは拡張金属シートのうち少なくとも一方とで構成され得る。
【００１７】
本発明の実施形態によれば、流路の各々は端縁に沿って２つの外側端部を有する。フィルタプレートは、流路の外側端部とは異なる端縁の少なくとも一部に沿って端縁に取付けられたプレート包囲手段を備える。プレート包囲手段は第１のフィルタ膜と第２のフィルタ膜との間に設けられ、端縁の少なくとも一部に沿ってフィルタプレートを封止する。本発明の実施形態によれば、封止手段は、各流路の２つの外側端部のうち一方を封止する。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、フィルタプレートは、補強手段から離れる方を向く２つの外側面を有する。フィルタプレートは、端縁の少なくとも一部に沿ってフィルタプレートの外側面の少なくとも一方に取付けられたガスケットをさらに備え、２枚のフィルタプレートが相互に積層されると２枚のフィルタプレートの間で流体を誘導するための少なくとも１本の流路を形成する。ガスケットは、フィルタプレートの外側面の両方に設け得る。一部の実施形態によれば、ガスケットはプレート包囲手段と一体の部品を構成し得る。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、スペーサは波形プレートであり得る。本発明の他の実施形態によれば、スペーサは２つの外側面を有するプレートであり得、これらの面の各々において、プレートはこの面から突出する複数のリブを有し得る。
【００２０】
本発明のさらに他の実施形態によれば、手段は複数のロッドからなり得る。ロッドの横断面はほぼ長方形であり得る。ロッドは、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜のう
ち一方のみに取付け得る。少なくとも１本のロッドが第１のフィルタ膜に取付けられ、少なくとも１本のロッドが第２のフィルタ膜に取付けられる。代替的に、ロッドの各々を第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜の両方に取付けてもよい。
【００２１】
本発明の実施形態によれば、フィルタプレートはほぼ長方形状であり得る。フィルタプレートは、第１の側面と、第１の側面にほぼ垂直な第２の側面とを有し得る。ロッドは相互に、かつ第１の側面および第２の側面のうち一方に対して、ほぼ平行であり得る。
【００２２】
本発明の実施形態によれば、フィルタプレートは、ほぼ円形の外側端縁を有するほぼ円形状である。フィルタプレートは、フィルタプレートのほぼ円形形状と同心であるほぼ円形の空き領域を有し得る。ロッドの各々は外側端縁の円形形状の中心から延在し、それによって端縁に沿って各流路に２つの外側端部を与え得る。第１の外側端部は内側端縁に設けられ、第２の外側端部は外側端縁に設けられる。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜または第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方は少なくとも第１の金属繊維層を含み得、少なくとも第１の金属繊維層の金属繊維は等価直径Ｄ１を有し、第１のフィルタ膜または第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方の平均流孔径は、等価直径Ｄ１の２倍未満である。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜または第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方は、少なくとも第２の金属繊維フィルタ層を含み得る。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、第２の金属繊維層は、第１の金属繊維層の金属繊維の等価直径Ｄ１よりも大きい等価直径Ｄ２を有する金属繊維を含み得る。
【００２６】
本発明の実施形態によれば、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜が同じであり得る。
【００２７】
本発明の第２の局面によれば、パックが本発明の第１の局面に係る少なくとも２枚のフィルタプレートを含むフィルタスタックが提供される。少なくとも２枚のフィルタプレートは相互に積層されており、２枚のフィルタプレートを相互に積層したときに２枚のフィルタプレートの間で流体を誘導するための少なくとも１本の流路を形成するための手段が設けられる。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、２枚のフィルタプレートを相互に積層したときに２枚のフィルタプレートの間で流体を誘導するための少なくとも１本の流路を形成するための手段は、フィルタプレートの端縁の少なくとも一部に沿ってフィルタプレートの外側面の少なくとも一方に取付けられたガスケット中に存在し得る。
【００２９】
本発明の第３の局面によれば、本発明の第１の局面に係る少なくとも２枚のフィルタプレートを含むフィルタシステムが提供される。本発明の実施形態によれば、フィルタシステムは、本発明の第２の局面に係る少なくとも１つのフィルタスタックを含み得る。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、フィルタシステムは加圧フィルタシステムであり得る。本発明の実施形態によれば、フィルタシステムは、逆フラッシングフィルタシステム、逆洗フィルタシステム、または逆パルシングフィルタシステムであり得る。
【００３１】
発明の特定の局面および好ましい局面を、添付の独立請求項および従属請求項に記載する。従属請求項の特徴は、必要に応じて独立請求項の特徴および他の従属請求項の特徴と組合せることができ、請求項に明白に記載しているだけではない。
【００３２】
この分野における装置は絶え間なく改良され、変化し、かつ進化してきたが、本概念は、先行実施からの逸脱を含めて実質的に新しい新規な改良を表わすものと考えられ、より効率が高く、安定し、かつ信頼性が高いこの種の装置が提供されることになる。
【００３３】
本発明の上記および他の特徴、機能、および利点は、発明の原則を例示する添付の図面と併せて読まれると、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。この説明は例示のためにすぎず、発明の範囲を制限するものではない。以下で引用する参照符号は添付の図面に言及する。
【００３４】
異なる図面において、同じ参照符号は同じまたは類似の要素を示す。
定義
以下の用語は、発明の理解を助けるためだけに示される。これらの定義は、当業者によって理解されるよりも狭い範囲を有すると解釈されるべきではない。
【００３５】
「流体」という用語は、いずれかの気体または液体と理解される。しかし本発明に係るフィルタプレート、フィルタスタック、およびフィルタシステムは、液体、たとえばビール、ワイン、フルーツジュースなどの飲物またはオリーブオイルなどの油といった食用液体の濾過に使用されることが好ましい。本発明に係るフィルタプレート、フィルタスタック、およびフィルタシステムは、非食用流体、たとえば切削油などの機械油もしくはエマルジョン、冷却液、触媒要素を回収し得る液体もしくは気体、バイオエタノールもしくはバイオディーゼル、または製薬、生化学的、もしくは生物医学的用途の流体といった非食用流体に使用し得る。
【００３６】
「金属繊維」という用語は、いずれかの金属合金から得られる繊維と理解されるが、ＡＩＳＩ３１６またはＡＩＳＩ３１６合金などのステンレス鋼合金、たとえばＡＩＳＩ３１６Ｌから得られることが好ましい。金属繊維は、米国特許第ＵＳ３３７９０００号に記載の束取出し処理などの種々の適切な製造処理、欧州特許第ＥＰ３１９９５９号から公知のようなコイルシェービング処理、または米国特許第ＵＳ５０２７８８６号に記載のようなメルト抽出によって得られる金属繊維であり得る。発明に関しては、金属繊維は等価直径によって特徴付けられ、１μｍから１２０μｍ、たとえば１μｍから６０μｍの範囲であることが好ましい。繊維は無限長の繊維（フィラメントとも称する）であり得る、または平均長が１ｍｍから９０ｍｍの範囲のステープルファイバとして得ることができる。金属繊維は、短金属繊維であり得る。金属繊維は、国際公開第ＷＯ０２／０５７０３５号に記載の方法を用いて、または米国特許第ＵＳ４６６４９７１号に記載のような金属繊維粒子を生じさせる方法を用いて切断し得る。重量の２０％までのステープル金属繊維を含む短金属繊維とステープル金属繊維との組合せを使用してもよい。
【００３７】
繊維の「等価直径」という用語は、上記繊維の径方向横断面の平均表面積に等しい表面積を有する仮想円の直径である。
【００３８】
「フィルタ膜」という用語は、流された粒子を流体、好ましくは液体から分離させることができるいずれかの膜と理解される。本発明に使用されるフィルタ膜は、表面濾過および深層濾過に適し得る。フィルタ膜の厚さは好ましくは０．０２５ｍｍから２ｍｍまでの範囲であり、気孔率Ｐは４０％から９５％の範囲であり得る。金属繊維は、セラミックファイバと、および／またはセラミック粉末、および／またはセラミックウィスカー、および／または金属粉末と混合し得る。粒子は溶媒成分を有し、溶媒担体として機能し得る。
【００３９】
粒径は、使用される繊維の等価直径の５分の１未満であることが好ましい。セラミックファイバまたは粉末は、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2もしくはＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコ
ニウム）から作製され得る。
【００４０】
フィルタ膜は、特に濾過膜が金属繊維を含むかまたは金属繊維中に存在する場合、焼成されたフィルタ膜であることが好ましい。金属繊維フィルタ膜は、国際公開第ＷＯ２００５／０９９８６３号、国際公開第ＷＯ２００５／０９９８６４号および国際公開第ＷＯ２００５／０９９９４０号に記載の方法によって得ることができる。
【００４１】
金属繊維フィルタ膜は、焼成されていても焼成されていなくても、少なくとも第１の金属繊維層を含み得る。この層の金属繊維は等価直径Ｄ１を有する。この第１の金属繊維層は、金属繊維フィルタ膜に第１の外側面を与える。金属繊維フィルタ膜の平均流孔径は、等価直径Ｄ１の２倍未満であり得る。
【００４２】
平均流孔径は、ＡＳＴＭ  Ｆ−３１６−８０に従って平均流孔径の測定を行なう「コールターポロメータＩＩ(Coulter Porometer II)」テスト装置または同等物を用いて測定することができる。
【００４３】
第１の金属繊維層の金属繊維は、すべて別個の繊維長を有する。金属繊維を製造する方法によってこれらの繊維長にいくらかの分布が生じ得るため、金属繊維フィルタ膜の第１の金属繊維層の金属繊維は、平均繊維長Ｌ１を用いて特徴付けることができる。
【００４４】
この長さは、適切な統計的標準に従って、第１の金属繊維層に存在する多数の繊維を測定することによって決定される。第１の金属繊維層の金属繊維の平均繊維長は、１０ｍｍ未満、たとえば６ｍｍ未満、好ましくは１ｍｍ未満、たとえば０．８ｍｍ未満、または０．６ｍｍ未満、たとえば０．２ｍｍ未満であり得る。
【００４５】
金属繊維フィルタ膜の第１の金属繊維層の金属繊維は、焼成されていても焼成されていなくても、直径に対する平均繊維長の比率（Ｌ１／Ｄ１）が好ましくは１１０未満、より好ましくは１０５未満またはさらに１００未満であるが、通常は３０より大きい。ここに引用によって援用する国際公開第ＷＯ０２／０５７０３５号に記載の処理によって金属繊維が得られる場合、等価直径が６μｍまでの範囲である金属繊維について、約３０対７０のＬ１／Ｄ１が好ましい。
【００４６】
金属繊維フィルタ膜の第１層の金属繊維の等価直径Ｄ１は、好ましくは１００μｍ未満、たとえば６５μｍ未満、より好ましくは３６μｍ、たとえば３５μｍ、２２μｍ、もしくは１７μｍ未満である。金属繊維の等価直径は、１５μｍ未満、たとえば１４μｍ、１２μｍもしくは１１μｍであり得、さらに一層好ましくは９μｍ未満、たとえば８μｍ未満である。最も好ましくは、金属繊維の等価直径Ｄ１は、７μｍ未満または６μｍ未満、たとえば１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、３μｍ、３．５μｍもしくは４μｍ未満というように５μｍ未満である。
【００４７】
特に焼成されている場合、金属繊維フィルタ膜の平均流孔径は等価直径Ｄ１の１．５倍未満であることが好ましい。より好ましくは、金属繊維フィルタ膜の平均流孔径は、金属繊維フィルタ膜の第１の金属繊維層の金属繊維の等価直径Ｄ１と等しいかまたはそれより小さく、１μｍだけ増加する。これは特に等価直径Ｄ１が６μｍ以下の金属繊維を使用する場合であり、より詳細には、等価直径Ｄ１が５μｍ未満の場合である。束が引出されたまたはコイルシェービングした金属繊維を用いることが最も好ましい。これらは、国際公開第ＷＯ０２／０５７０３５号に記載の処理によって繊維長を低減させたものである。
【００４８】
特に焼成された金属繊維フィルタ膜を使用する場合、金属繊維フィルタ膜の第１の金属繊維層の厚さは広い範囲で変動し得るが、比較的薄い第１の金属繊維層、たとえば厚さ０
．２ｍｍ以下、またはさらに０．１ｍｍ以下の層を得ることができる。一層驚くべきことに、厚さ０．２ｍｍ未満または０．１ｍｍ未満のこのような第１の金属繊維層を有する焼成された金属繊維フィルタ膜について、１００００Ｐａより大きい沸点圧力が得られることがわかった。厚さ０．２ｍｍ未満または０．１ｍｍ未満の第１の金属繊維層を有するこのような焼成された金属繊維フィルタ膜を液体フィルタとして使用した場合、高い濾過効率を得ることができることも認められた。
【００４９】
沸点圧力は、ＩＳＯ４００３試験方法または同等物に従って測定することができる。
金属繊維フィルタ膜の第１の金属繊維層の重量は、好ましくは５００ｇ／ｍ2未満であり、より好ましくは、４００ｇ／ｍ2未満またはさらに３００ｇ／ｍ2未満、たとえば４０ｇ／ｍ2未満もしくはさらに３０ｇ／ｍ2未満というように１００ｇ／ｍ2未満である。
【００５０】
金属繊維フィルタ膜、特に焼成された金属繊維フィルタ膜の気孔率は広い範囲で変動し得るが、金属繊維フィルタ膜の気孔率は、４０％から９９％の範囲、たとえば５５％から８０％の範囲というように８０％以下であり、より好ましくは７０％以下、たとえば５５％から７０％の範囲であることがわかった。
【００５１】
焼成された金属繊維フィルタ膜などの金属繊維フィルタ膜は第１の金属繊維層で構成され得る。代替的に、金属繊維フィルタ膜は、金属繊維フィルタ膜に第１の外側面をもたらしている第１の金属繊維層に隣接して、付加的な多孔金属構造を含み得ると理解される。この多孔金属構造は、金属メッシュ、たとえば金属溶接もしくは網状格子、または拡張金属シートであり得る。多孔金属構造は、１つ以上の付加的な金属繊維層も含み得る。多孔金属構造は、１つ以上の付加的な金属繊維層および金属メッシュ、たとえば金属溶接もしくは網状格子、または拡張金属シートも含み得る。
【００５２】
種々の付加的な金属繊維層は同一の金属繊維を含まず、表面単位または体積当たりの金属繊維成分も同一ではない。種々の付加的な金属繊維層は、金属繊維、金属繊維成分、厚さ、重量、および他の特性において相互に異なり得る。
【００５３】
第２の、および／またはさらなる金属繊維層の金属繊維の等価直径Ｄ２は、第１の金属繊維層の金属繊維の等価直径Ｄ１より大きいことが好ましい。
【００５４】
第２の金属繊維層の金属繊維の平均繊維長Ｌ２は、第１の金属繊維層の金属繊維の平均繊維長Ｌ１より大きいことが好ましい。
【００５５】
焼成された金属繊維フィルタ膜の場合、焼成された金属繊維フィルタ膜の第１の金属繊維層および付加的な層は、１つの焼成作業で、または各層もしくは一部の層が個々に焼成された後で相互に焼成され得ると理解される。多孔金属構造、ならびにその要素および／または層の気孔率は、第１の金属繊維層の気孔率より大きいことが好ましい。
【００５６】
第１の金属繊維層が金属繊維構造の第１の外側面をもたらすので、この外側面はほぼ平坦な表面を有利に有する。ほぼ平坦とは、統計的に関連する長さに対して測定されたＲａ値が、金属繊維フィルタ膜の第１の外側層上に存在する金属繊維の等価直径Ｄ１の３倍未満であることを意味する。より好ましくは、金属繊維フィルタ膜の第１の外側面のＲａ値は、等価直径Ｄ１未満、たとえば等価直径Ｄ１の０．５倍未満である。Ｒａ値は、測定された外形を通る中心線からの表面高さの、測定された長さに対する数学的な平均偏差として定義される。中心線は、外形のうち等しい領域が当該線の上と下とに位置するように定義される。
【００５７】
フィルタ膜は、フィルタ膜を補強するために金属ワイヤまたは金属拡張プレートをさら
に含み得る。金属ワイヤは、金属ワイヤメッシュまたは格子として存在し得る。代替的にまたは付加的に、フィルタ膜は、金属粉末シート、有孔合成シートなどの有孔シート、または拡張合成シートを含み得る。
【００５８】
フィルタ膜の「気孔率Ｐ」という用語は１００-Ｄと理解される。ここでＤはフィルタ膜の密度である。所与の材料からなるフィルタ膜の密度Ｄは、全体積が完全に上記の材料から得られる場合、同じ体積の理論的な重量に対するフィルタ膜の体積当たりの重量の比率を百分率で表わしたものである。
【００５９】
以下の「ポリマー材料」という用語は、いずれかの種類の適切なポリマーであって、好ましくは少なくとも８０℃の耐熱性を有し、弾性係数が２０〜１００Ｎ／ｍｍ2の範囲であると理解される。適切なポリマーは、たとえば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、およびポリオキシメチレン（ＰＯＭ）である。ダイカストで鋳造することができるポリマーを使用することがもっとも好ましい。
【００６０】
例示的な実施形態の説明
特定の実施形態について、一部の図面を参照して本発明を説明するが、発明はそれに限定されず、請求項によってのみ限定される。説明する図面は概略的なものに過ぎず、限定するものではない。図において、一部の要素の寸法を例示のために誇張し、縮尺通りに描いていない場合がある。寸法および相対的な寸法は、発明の実際の具体化には対応しない。
【００６１】
さらに、説明および請求項における第１、第２、第３などの用語は、同様の要素同士を区別するのに用いられ、必ずしも連続的なまたは時間的な順序について記載するために用いられているとは限らない。このように用いられる用語は適切な状況の下で置き換え可能であり、ここに記載する発明の実施形態は、ここに記載または例示した以外の順序で動作することもできると理解される。
【００６２】
さらに、説明および請求項における上部、底部、上、下などの用語は説明のために用いられており、必ずしも相対的な位置を説明するために用いられているとは限らない。このように用いられる用語は適切な状況の下で置き換え可能であり、ここに記載する発明の実施形態は、ここに記載または例示した以外の向きで動作することができると理解される。
【００６３】
請求項で用いられる「備える」という用語は、その後に列挙する手段に限定されると解釈すべきではなく、他の要素またはステップを排除するものではない。したがって、定義される特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を、言及されるように特定していると解釈されるが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップもしくは構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。したがって、「手段ＡおよびＢを備える装置」という表現の範囲は、構成要素ＡおよびＢのみからなる装置に限定されるべきではない。これは、本発明に関して、装置のうち唯一重要な構成要素がＡおよびＢであることを意味する。
【００６４】
同様に、請求項で用いられる「連結」という用語は、直接的な接続のみに限定されると解釈されるべきではない。したがって、「装置Ｂに連結された装置Ａ」という表現の範囲は、装置Ａの出力が装置Ｂの入力に直接接続されている装置またはシステムに限定されるべきではない。これは、Ａの出力とＢの入力との間に、他の装置または手段を含む経路が存在し得ることを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
発明のいくつかの実施形態の詳細な説明によって以下に発明を説明する。発明の真の精神または技術的な教示から逸脱することなく当業者の知識に従って発明の他の実施形態を構成することができることは明らかであり、発明は添付の請求項の用語によってのみ限定される。
【００６６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタプレート１００を概略的に示す。フィルタプレート１００は、第１のフィルタ膜１１０および第２のフィルタ膜１２０を含む。両方のフィルタ膜は互いにほぼ平行であり、かつほぼ平坦である。当該膜は、金属繊維、たとえば束を引出したＡＩＳＩ３１６Ｌ金属繊維を含み得る。各膜は３つの層を含み、短金属繊維の第１の層は、国際公開第ＷＯ２００５／０９９８６３号、国際公開第ＷＯ２００５／０９９８６４号、および国際公開第ＷＯ２００５／０９９９４０号に記載の方法を用いて得られ、等価直径が１．５μｍであり、かつ等価直径範囲に対する平均長が４０から１００である。この第１の層の厚さは約０．１ｍｍであり、気孔率は約５０％である。この第１の層に、直径０．１ｍｍのＡＩＳＩ３１６Ｌワイヤからなる金属ワイヤメッシュである第２の層が設けられる。メッシュの厚さは約０．２１ｍｍであり、表面重量は４９３ｇ／ｍ2である。この第２の層に、直径が０．２５ｍｍのＡＩＳＩ３１６Ｌワイヤからなる金属ワイヤメッシュである第３の層が設けられる。メッシュの厚さは約０．５ｍｍであり、表面重量は１２２０ｇ／ｍ2である。
【００６７】
２枚のフィルタ膜１１０および１２０の間に、補強手段１３０を介在させる。補強手段は、複数のロッド１３１を含む。各ロッドは、第１の膜１１０または第２の膜１２０のうち少なくとも一方に機械的に連結される。好ましくは、図１に示すように、ロッドは第１の膜１１０および第２の膜１２０の両方に機械的に連結される。ロッドは、少なくとも２本の流路１３２を形成して、プレート１００の端縁１０２に向けて流体を誘導するように設けられる。補強手段１３０は、２枚のフィルタ膜を相互に離隔する。
【００６８】
本実施形態に係るロッド１３１は、ポリオキシメチレン材料からなるほぼ長方形のロッドであり、長辺または高さが４ｍｍ、短辺または幅が１ｍｍである。
【００６９】
ロッドは、突合せ溶接によってフィルタ膜の一方または両方に連結される。ロッドは、ワイヤメッシュであるフィルタ膜の第３の層によって与えられる表面に対して、中心同士の距離が６ｍｍのところで短辺によって連結される。その結果、高さ約５．５ｍｍのフィルタプレートが得られる。代替例として、ロッドはフィルタ膜の短金属繊維の層によって与えられる表面に連結し得る。どちらの場合も、短金属繊維層によって与えられる側面は、液体の流入側として使用されることが好ましい。
【００７０】
ロッド、もしくはより一般的には補強手段をフィルタ膜に連結するための代替的な方法は、接着、超音波溶接およびレーザ溶接などの他の溶接方法、押出、またはロッドが金属ロッドである場合はティグ溶接、マイクロプラズマ溶接、高温はんだ付けなどのはんだ付け、もしくは焼結である。
【００７１】
他の代替的な補強手段、たとえば厚さ０．１〜０．６ｍｍの範囲のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる波形プレートを設けてもよいと理解される。プレートは、プレート表面に垂直な面において不等辺四辺形状の外形を有する。不等辺四辺形状の形状の高さは約２ｍｍ〜４ｍｍであり、２本の平行な辺を有し、２本のうち短辺の幅は約１ｍｍである。２本のほぼ平行な辺のうち他方の長辺の幅は約７ｍｍである。
【００７２】
別の代替例は、厚さ約３ｍｍであり、両側においてこの側面から突出する複数のスタッドを有するポリマープレートである。プレートは、たとえば高密度ポリエチレンから得ら
れ、厚さ約１ｍｍである。スタッドの高さは約２ｍｍである。
【００７３】
代替例として、補強手段は厚さ１ｍｍまでの、穿孔の周りに突起部が設けられた金属プレートである。例として、Andritz AG社製のConiperf（登録商標）を使用してもよい。
【００７４】
この実施形態に係るフィルタプレート１００には、プレート包囲手段１４０が設けられる。流路１３２の各々は、端縁１０２に沿って２つの外側端部１３５および１３６を有する。フィルタプレートは、流路の外側端部とは別の端縁の少なくとも一部に沿って端縁１０２に機械的に取付けられるプレート包囲手段１４０を含む。プレート包囲手段は、第１のフィルタ膜１１０と第２のフィルタ膜１２０との間に設けられ、その端縁の少なくとも一部に沿ってフィルタプレート１００を封止する。封止手段１４０は、流路の外側端部１３５および１３６とは別の端縁に沿って第１の膜１１０と第２の膜１２０との間の間隙１４１をいわば包囲する。図１に示す実施形態では、プレート包囲手段１４０は、流路の外側端部１３５および１３６のいずれも包囲していない。代替的な実施形態では、各流路の２つの外側端部の一方が封止手段によって包囲されてもよい。各流路の外側端部の少なくとも一方は、流体を流路から外に誘導することができるように開かれた状態である。
【００７５】
プレート包囲手段１４０は、たとえば接着、加圧成形、樹脂の鋳造などの鋳造、突合せ溶接、もしくは超音波溶接およびレーザ溶接などのいずれかの他の溶接方法、突出し、流体密封折曲げ、またはロッドが金属ロッドの場合はティグ溶接、マイクロプラズマ溶接、高温はんだ付けなどのはんだ付け、または焼結によって、プレートの端縁の少なくとも一部にポリマーもしくは金属材料を連結させることによって得られる。ゴムプレート包囲手段を用いてもよい。
【００７６】
プレート包囲手段は、ゴム、またはいずれかの種類の適切なポリマー、たとえば少なくとも８０℃の耐熱性を有し、弾性係数が２０〜１００Ｎ／ｍｍ2であるポリマー材料から得られる。典型的な適切なポリマーは、たとえば高密度ポリエチレン（ＨＴＰＥ）などのポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、およびポリオキシメチレン（ＰＯＭ）である。ダイカストで鋳造することができるポリマーを使用することがもっとも好ましい。
【００７７】
プレート１００はいくつか利点を有する。フィルタプレートは、補強手段の存在によって、場合によってはプレート包囲手段によって補助されることによって自立している。
【００７８】
補強手段１３０によって設けられる流路１３２は、フィルタプレート１００の端縁１０２に向けて流体をスムーズに誘導する。流路の内側においてフィルタ膜を離隔および／または補強するための他の手段（たとえば金属ワイヤメッシュなど）を必要としないため、この流路において圧力低下は生じない。例として、補強手段から離れる方を向いているフィルタ膜１１０および１２０の外側面１０４が、流体が濾過される膜の流入面として用いられるように、かつフィルタ膜の間に形成された流路によって濾液が誘導されるようにフィルタプレートが使用されると、保持された物質が流入側１０４においてフィルタケークを生じさせる。本発明によれば流路が開いているため、膜を介してケークに作用するために逆流する逆流、逆フラッシュ、逆パルシングに用いられる流体を妨げる物質がない。このような洗浄動作中の圧力パルスまたは流体の流れがより効率よく使用される。
【００７９】
プレート包囲手段１４０がプレート１００の端縁１０２に取付けられているため、かつ流路１３２を形成する補強手段１３０がフィルタ膜１１０および１２０に機械的に連結されているため、プレートを一体型部品として取り扱い、たとえばこのようなプレートのいくつかを積層してフィルタスタックを形成することができる。この利点は、補強手段が複
数のロッドであり、各ロッドが第１の膜または第２の膜のうち一方のみに機械的に連結されている場合にも得られる。
【００８０】
本発明の主題であるフィルタプレートの使用によって、フィルタスタックを設ける動作が簡略化され、起こり得る誤りが減少する。この誤りは、離隔手段、封止手段、および補強手段によって補強され得るフィルタ膜が別個の部品として設けられる場合に生じ得る。
【００８１】
別個の部品の使用によって、各膜の両側に離間手段を設けることが必要になる。さらに、別個の部品である離隔手段、封止手段、およびフィルタ膜が積層されるとき、すべての手段が許容誤差の最小値を満たさなくてはならない。これは封止手段の許容誤差である。これは、離隔手段が膜の両側において膜に接触した状態で膜の端縁においてプレートが封止されるスタックを設けるためである。このような小さい許容誤差を離隔手段によって満たすことは困難であり、離隔手段が膜に作用する不支持領域を有する膜を生じさせることが多い。なぜなら、離隔手段の寸法が最大許容寸法を超えているためである。
【００８２】
フィルタプレート１００は、図３に示すフィルタスタック３００を得るのに容易に用いることができる。図２に示すように、補強構造から離れる方を向いているフィルタ膜１１０および１２０の外側面１０４には、２枚のフィルタプレートを相互に積層したときに２枚のフィルタプレート１００の間で流体を誘導するための少なくとも１本の流路を形成するための手段が設けられる。ガスケット２１０は、フィルタスタック３００を設けるためにプレートを組立てる際に、異なる隣接フィルタプレートの膜を離間し、２枚の隣接フィルタプレート間に流路を形成するものであり、別個の部品として設け得る。
【００８３】
ガスケットは、いずれかの適切な材料、たとえばポリマー材料、好ましくは圧縮可能な封止材料から得ることができる。例として、複合シリコン、たとえばワッケル社製のElastosil（登録商標）Ｍ４６０１Ａ／Ｂ、もしくはElastosil（登録商標）Ｍ４６００Ａ／Ｂ、もしくはElastosil（登録商標）Ｍ４６４２Ａ／Ｂ、またはゴムを使用し得る。
【００８４】
図４ｃにおいてさらに説明するように、ガスケットは、補強手段から離れる方を向いているフィルタ膜の表面においてフィルタ膜に取付け得る。ガスケットは２本の協働する硬い枠を含み得る。第１の枠は第１のフィルタプレートの第１の側に設けられ、他方の枠は第１のフィルタプレートの第２の側に設けられる。第１のフィルタプレートの第１の枠は、第１のフィルタプレートに面する第２の隣接プレートの第２の枠と協働する。第１の枠は硬い枠、たとえばＰＯＭまたはＨＤＰＥの硬い枠であり、シール材が設けられている長さに沿って窪みを有する。他方の枠には、その長さに沿って突起部が設けられ、突起部は窪みに嵌合する。いくつかのフィルタプレートを積層しながら２本の枠が相互に押付けられるとシール材が窪み内で圧縮され、それによって２本の枠を流体密封する。
【００８５】
フィルタプレートの一例を図４ａにおいてより詳細に示す。相互に積層された２枚のフィルタプレート４００および４０１を示す。フィルタプレート４００は２枚のフィルタ膜４１０および４２０を含み、両方とも本発明の主題である補強手段に連結され、流路４６０を設ける。フィルタプレート４００の端縁４４１において、２枚のフィルタ膜４１０および４２０の間にプレート包囲手段４４０が設けられ、４４４として示す間隙を包囲する。フィルタプレート４４０の第１の外側面４４２において、２枚のフィルタプレート４００および４１０の間にガスケット４５０が設けられる。このガスケットによって、２枚の隣接するフィルタプレート４００および４０１の間に流路４７０が形成される。
【００８６】
ガスケット４５０は、フィルタプレートの外側面４４２に取付け得る、または別個の部品として設け得る。
【００８７】
図４ｂに代替例を示す。同じ参照符号は同じ対象を示し、同じ技術効果を有する。補強手段は波形のポリマープレートである。両方の外側面１０４にガスケット４５０が設けられる。２枚のフィルタプレート４００および４０１が積層されると、一方が第１のフィルタプレート４０１のガスケットであり、他方が第２の隣接するプレート４０１のガスケットである２本のガスケット４５０が、少なくとも１本の流路４７０を形成するための手段をともに構成し、２枚のプレートの間で流体を誘導する。図４ｂの実施形態は、一体部品を構成するガスケットおよびプレート包囲手段を示す。代替的に、ガスケットおよびプレート包囲手段は２つの別個の部品であってもよいと理解される。ガスケットは、フィルタ膜に取付け得る。
【００８８】
別の代替例を図４ｃおよび図４ｄに示す。同じ参照符号は、図４ａおよび図４ｂに示したのと同じ対象を示し、同じ技術効果を有する。明確にするために、膜とリブとが連結たとえば溶接される線を基準として、リブ４３０を図４ｃおよび図４ｄに示す。
【００８９】
２枚の隣接するフィルタプレート４００および４１０の間にガスケット４５０が設けられる。ガスケットによって、２枚の隣接するフィルタプレート４００および４０１の間に流路４７０が形成される。ガスケットは、それぞれ各隣接フィルタプレートの１本の枠である協働する２本の硬い枠によって得られる。
【００９０】
図４ｄに示すように、フィルタプレート４００の第１の外側面４４２において、ガスケットの一部は、２つの上向き壁４００２を有するポリマーの硬い枠を含み、ガスケット４５０に沿って窪み４００１を形成する。壁４００２は、４００３で示すように枠２２０の内側端縁に沿って続く。
【００９１】
図４ｃに示すように、フィルタプレート４００の反対側４４３において、ガスケットはほぼ平坦な上側面４００４を有するポリマーの硬い枠を含み、上側面４００４上においてガスケット４５０に沿って突起リブ４００５が設けられる。リブ４００５は、４００６で示すように枠２２０の内側端縁に沿って続く。窪み４００１およびリブ４００５は、２枚の隣接フィルタプレートがそれらの枠２２０とともに相互に重ねられたときにリブ４００５が隣接する枠の窪み４００１に入り込むように配置される。封止材料、たとえばワッケル社製のElastosil（登録商標）Ｍ４６０１Ａ／Ｂ、またはElastosil（登録商標）Ｍ４６００Ａ／Ｂ、またはElastosil（登録商標）Ｍ４６４２Ａ／Ｂが窪み４００１において、かつ外側枠に沿って設けられる（たとえばＯ型封止リング）。シール材は、窪みにおいて、かつ枠２２０の外側円形部分に沿って２本の隣接する枠の間で圧縮される。２本の隣接する枠の間の流体密封はこのようにして得られる。
【００９２】
図２、図４ｃおよび図４ｄにさらに示すように、ほぼ長方形の、より詳細にはほぼ正方形のフィルタプレートが円形枠２２０内に設けられる。この枠は、図３に示すフィルタスタック３００の構成に使用される。プレートの寸法は１９５ｍｍ四方であり、全体の厚さは約５．５ｍｍである。円形枠の外径は約３２０ｍｍであり、枠はポリマー材料、たとえばポリエチレン（ＰＥ）、好ましくは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、またはポリオキシメチレン（ＰＯＭ）からなる。円形枠は、ガスケットの硬い枠とともに設ける、たとえば鋳造することができ、単一の要素を構成する。
【００９３】
枠とフィルタプレートの辺との間の空き領域２３０、２３１、２３２、および２３３は、流体をフィルタプレートに供給するための、または流体をフィルタプレートから離れるように誘導するための流路を形成する。フィルタプレートの流路１３２は、空き領域２３１および２３３に延在する。２枚の隣接プレート間の流路は、フィルタスタック３００が組立てられると、空き領域２３０および２３２に連通する。ロッドを長方形の辺の１つにほぼ平行に位置合わせすると、長方形の端縁において開いた端部を有する流路が、ロッド
が位置合わせされている側面に対して垂直に得られる。
【００９４】
いくつかのフィルタプレートと、枠に取付けられた付加的なガスケットとが積層され、クランプ装置３１０、たとえば各々がフィルタプレートのスタックの一方側に設けられた２枚の金属プレート３１２によって締付けられ、溶接またはボルト３１３によって金属プレートに連結された４本のねじ切りされたロッド３１１によってスタックに圧力が加えられる。他のクランプ装置も適し得ると理解される。
【００９５】
濾過システムの種類に依存して適切な連結手段３１４が設けられ、空き領域２３０、２３１、２３２、および２３３を流体供給または吐出口のいずれかに連結する。連結手段の適切な連結によって、フィルタスタックは直交流またはデッドエンドスタックとして作動し得る。
【００９６】
ガスケットは、本願の主題であるフィルタプレートとともに、フィルタプレートとガスケットとを交互にすることによって、フィルタスタックの容易な組立を可能にする。スタックの外側端部に締付け力を加えることによって、２枚の隣接フィルタプレート間に設けられた空間をガスケットが封止する。このように得られたフィルタプレート間の空洞空間は、フィルタプレートのフィルタ膜に供給される、またはそこから除去される流体のための誘導流路をもたらす。
【００９７】
フィルタプレートが補強手段およびプレート封止手段によって自立しているため、プレートとプレート間の流路とを封止するためのフィルタスタックの許容誤差を容易に満たすことができ、さらなる注意を必要としない。
【００９８】
隣接フィルタプレート間の流路は開かれていてもよく、プレートが自立しているためさらなる支持手段を必要としない。隣接プレート間のこのような開かれた流路を設け得るため、膜に流入するまたは膜から流出する流体についても、逆洗、逆パルシングもしくは逆流によって膜を洗浄するのに用いられる流体についても、さらなる圧力低下は生じない。補強手段から離れる方を向いているフィルタ膜表面が流入側として用いられる場合、洗浄中にフィルタケークが別個のケーク部分に砕かれると、フィルタケークを容易に排出することができる。２枚の隣接フィルタプレート間の空洞空間からケーク部分が流出するのを妨げるような障害物が存在しないためである。より効率的な洗浄がもたらされる。
【００９９】
フィルタスタックにおいて圧力低下があまり生じないため、所与のフィルタ圧力を用いたフィルタスタックの歩留まりは、現在知られているフィルタスタックと比較して向上する。
【０１００】
本発明の代替的な実施形態を図５ａに示す。円形のフィルタプレート５００は、２枚のフィルタ膜５１０および５２０を含む。フィルタプレート５００はドーナツ状であり、プレート５００の外側端縁５０３とほぼ同心の内側円形空き領域５０１を有する。端縁５０２は、内側空き領域５０１に沿って外側端縁５０３および内側端縁５０５を有する。補強手段５３０は複数のロッド５３１を有し、ロッドは、上記円形形状の中心５０４からプレート５００の円形形状の外側面における外側端縁５０３に延在する。これらのロッドは、プレートの内側空き領域５０１から外側端縁５０３に向かって径方向に延在する流路５３２を形成する。流路５３２の第１の外側端部５４１は、フィルタプレートの内側端縁５０５に設けられる。各流路５３２の第２の外側端部５４２は外側端縁５０３に設けられる。内側端縁５０５はプレート包囲手段５４０によって包囲され、内側端縁５０３に沿って２枚のフィルタ膜間の間隙を包囲し、流路の他方の外側端部５４２を開いた状態に保ちつつ、流路の外側端部５４１を包囲する。外側端縁５０３に沿ってガスケット５５０が設けられ、別個の隣接フィルタプレートの膜を離間し、２枚の隣接フィルタプレート間において
流路を形成する。内側端縁に沿っていくつかのスタッド５５２が設けられ、内側空き領域に沿って隣接プレート間の距離を維持する。
【０１０１】
いくつかのプレート５００およびガスケットを積層して、本発明の主題である代替的なフィルタスタックを得ることができる。
【０１０２】
代替的に、図５ｂに示すように、外側端縁５０３はプレート包囲手段５８０によって包囲され、外側端縁５０３に沿って２枚のフィルタ膜間の間隙を包囲し、流路の他方の外側端部５４１を開いた状態に保ちつつ、流路の外側端部５４２を包囲する。内側端縁５０５に沿ってガスケット５９０が設けられ、別個の隣接フィルタプレートの膜を離間し、２枚の隣接フィルタプレート間に流路を形成する。内側端縁に沿っていくつかのスタッド５５２が設けられ、内側空き領域に沿って隣接プレート間の距離を維持し得る。いくつかのプレート５００およびガスケットを積層して、本発明の主題である代替的なフィルタスタックを得ることができる。
【０１０３】
図５ａおよび図５ｂに示したフィルタ膜、ロッド、プレート包囲手段およびガスケットを得るのに使用される材料は、図１および図２に示したフィルタプレートおよびフィルタスタックを得るのに使用される材料と同様である。
【０１０４】
本発明に係る装置について、好ましい実施形態、特定の構造および構成、ならびに材料をここに記載したが、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、形態および詳細においてさまざまな変更または修正を行ない得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の主題であるフィルタプレートの概略図である。
【図２】本発明の主題であるフィルタプレートの概略図である。
【図３】本発明の主題であるフィルタスタックの概略図である。
【図４ａ】本発明の主題であるフィルタプレートの実施形態の詳細の概略図である。
【図４ｂ】本発明の主題であるフィルタプレートの実施形態の詳細の概略図である。
【図４ｃ】本発明の主題であるフィルタプレートの実施形態の詳細の概略図である。
【図４ｄ】本発明の主題であるフィルタプレートの実施形態の詳細の概略図である。
【図５ａ】本発明の主題であるフィルタプレートの代替的な実施形態の概略図である。
【図５ｂ】本発明の主題であるフィルタプレートの代替的な実施形態の概略図である。
【図１】
2009527349.tif 000003
【図２】
2009527349.tif 000004
【図３】
2009527349.tif 000005
【図４ａ】
2009527349.tif 000006
【図４ｂ】
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【図４ｃ】
2009527349.tif 000008
【図４ｄ】
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【図５ａ】
2009527349.tif 000010
【図５ｂ】
2009527349.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の濾過のためのフィルタプレートであって、前記プレートは端縁を有し、前記プレートは第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜を備え、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜はほぼ平坦であり、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜はほぼ平行であり、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜は金属繊維を含み、前記フィルタプレートは、前記フィルタ膜の間に介在する補強手段を備え、前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜は前記補強手段に取付けられ、前記補強手段は前記フィルタ膜の間に少なくとも２本の流路を形成して、前記流体を前記端縁に向けて誘導する、フィルタプレート。
【請求項２】
前記第１のフィルタ膜および前記第２のフィルタ膜は、金属ワイヤ格子または拡張金属シートのうち少なくとも一方をさらに含む、請求項１に記載のフィルタプレート。
【請求項３】
前記流路の各々は前記端縁に沿って２つの外側端部を有し、前記フィルタプレートはプレート包囲手段を備え、前記プレート包囲手段は、前記流路の前記外側端部とは異なる前記端縁の少なくとも一部に沿って前記端縁に取付けられ、前記プレート包囲手段は前記第１のフィルタ膜と前記第２のフィルタ膜との間に設けられ、前記端縁の前記少なくとも一部に沿って前記フィルタプレートを封止する、請求項１または２に記載のフィルタプレート。
【請求項４】
前記補強手段は波形プレートである、請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項５】
前記補強手段は２つの外側面を有するプレートであり、前記面の各々において、前記プレートは前記面から突出する複数のリブを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【請求項６】
前記補強手段は複数のロッドからなる、請求項１から３のいずれか１項に記載のフィル
タプレート。
【請求項７】
第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方は少なくとも第１の金属繊維層を含み、その金属繊維は等価直径Ｄ１を有し、第１のフィルタ膜および第２のフィルタ膜のうち少なくとも一方の平均流孔径は、等価直径Ｄ１の２倍未満である、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタプレート。
【国際調査報告】
2009527349.tif 000012
2009527349.tif 000013
2009527349.tif 000014