(57)【要約】      （修正有）【課題】イオン物質の除去率を向上させ易く、また、コンパクト化にも有利であるフィルターカートリッジ、およびフィルタリングシステムを提供する。【解決手段】筒状で、且つ周壁に流体が通過する貫通孔Ｈが形成されたコア部２と、吸着官能基を有し、且つコア部２に巻回されて複数層を形成すると共に、流体が透過可能なメディア３と、を備えているフィルターカートリッジ１である。このフィルターカートリッジ１では、１次側領域に存在する被処理液は、メディア３に接触し、且つ透過する際にイオン物質が除去される。メディア３はコア部２に巻回されて複数層を形成するが、層の厚さや層数を増やすことでイオン物質の除去率を向上できる。また、例えば、ハウジングの容積に合わせてメディア３の層数を選択することも可能であり、コンパクト化にも有利である。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筒状で、且つ周壁に流体が通過する貫通孔が形成されたコア部と、
吸着官能基を有し、且つ前記コア部に巻回されて複数層を形成すると共に、前記流体が透過可能なメディアと、を備えたフィルターカートリッジ。
【請求項２】
前記メディアは、吸着官能基が付与されたオレフィン系の不織布である請求項１記載のフィルターカートリッジ。
【請求項３】
前記メディアは、吸着官能基を有するメンブレンである請求項１記載のフィルターカートリッジ。
【請求項４】
前記複数層の厚さは４ｍｍ以上で、且つ２００ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項記載のフィルターカートリッジ。
【請求項５】
前記複数層の厚さは６ｍｍ以上で、且つ５０ｍｍ以下である請求項４記載のフィルターカートリッジ。
【請求項６】
前記複数層の層数は２０以上で、且つ１０００以下である請求項１〜５のいずれか一項記載のフィルターカートリッジ。
【請求項７】
前記吸着官能基としては、イオン交換基であるスルホン酸基、ホスホン酸基、カルボン酸基、フェノール基、アルコール基、アミン基、アンモニウム基、及びキレート材の少なくとも一種を含む請求項１〜６のいずれか一項記載のフィルターカートリッジ。
【請求項８】
前記コア部の両端を塞ぐ一対の蓋部を備え、
前記蓋部のうち、少なくとも一方には流体が通過する流路が形成されている請求項１〜７のいずれか一項記載のフィルターカートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項記載の前記フィルターカートリッジと、前記フィルターカートリッジを収容するハウジングとを備え、
前記ハウジング内において、前記メディアの周囲は被処理流体が通過する１次側であり、前記コア部の内部は前記メディアを通過した処理流体が通過する２次側である、フィルタリングシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、フィルターカートリッジに関する。また、本考案の他の一側面は、フィルターカートリッジを収容するハウジングを備えたフィルタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂の混合物を、結合材ポリマーを用いて結合した多孔質構造を有する多孔質イオン交換体が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２５２５７９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
イオン物質の除去率を向上させ易く、また、コンパクト化にも有利であるフィルターカートリッジ、およびフィルタリングシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案に係るフィルターカートリッジは、筒状で、且つ周壁に流体が通過する貫通孔が形成されたコア部と、吸着官能基を有し、且つコア部に巻回されて複数層を形成すると共に、流体が透過可能なメディアと、を備えている。
【０００６】
このフィルターカートリッジは、メディアの外側およびコア部の内側のうち、いずれか一方を被処理液が存在する１次側、他方を処理液が存在する２次側となるように、ハウジング内に設置され、使用される。被処理液は、メディアに接触し、且つ透過する際にイオン物質が除去される。メディアはコア部に巻回されて複数層を形成するが、層の厚さや層数を増やすことでイオン物質の除去率を向上できる。また、ハウジングの容積に合わせてメディアの層数を選択することも可能であり、コンパクト化にも有利である。つまり、このフィルターカートリッジによれば、イオン物質の除去率を向上させ易く、また、コンパクト化にも有利である。
【０００７】
メディアは、吸着官能基が付与されたオレフィン系の不織布であるフィルターカートリッジとすることができる。
【０００８】
メディアは、吸着官能基を有するメンブレンであるフィルターカートリッジとすることができる。
【０００９】
メディアの複数層の厚さは、４ｍｍ以上とすることができる。また、メディアの複数層の厚さは、２００ｍｍ以下とすることができる。また、メディアの複数層の厚さは、６ｍｍ以上とすることができる。また、メディアの複数層の厚さは、５０ｍｍ以下とすることができる。
【００１０】
メディアの複数層の層数は２０以上とすることができる。また、メディアの複数層の層数は１０００以下とすることができる。
【００１１】
上記の吸着官能基としては、イオン交換基であるスルホン酸基、ホスホン酸基、カルボン酸基、フェノール基、アルコール基、アミン基、アンモニウム基、及びキレート材の少なくとも一種を含むフィルターカートリッジとすることができる。
【００１２】
コア部の両端を塞ぐ一対の蓋部を備え、蓋部のうち、少なくとも一方には流体が通過する流路が形成されたフィルターカートリッジとすることができる。
【００１３】
本考案の一側面に係るフィルタリングシステムは、上記のフィルターカートリッジと、フィルターカートリッジを収容するハウジングとを備え、ハウジング内において、メディアの周囲は被処理流体が通過する１次側であり、コア部の内部はメディアを通過した処理流体が通過する２次側である。
【考案の効果】
【００１４】
本考案によれば、イオン物質の除去率を向上させ易く、また、コンパクト化にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、一実施形態に係るフィルターカートリッジの斜視図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、コア部を示し、（ａ）図はコア部の正面図であり、（ｂ）図は（ａ）図のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【図４】図４は、フィルターカートリッジを収容したハウジングを備えたフィルタリングシステムの概略を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本考案の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１、及び図２に示されるように、一実施形態に係るフィルターカートリッジ１は、筒状のコア部２と、コア部２に巻回されたメディア３と、を備えている。
【００１８】
コア部２は、メディア３が巻回される周壁２１を備え、周壁２１には流体が通過する複数の貫通孔Ｈが形成されている。貫通孔Ｈは、複数の総面積が大きくなるほど圧損を小さくできて好ましい。一方で、貫通孔Ｈの面積が大きくなり過ぎると、コア部２の強度が落ちてしまうので、貫通孔Ｈの形状、面積または配置は、メディア３を巻く際の圧力、及び流体の通過に伴う外圧を受けた際の形状安定性を考慮して適宜に決定できる。
【００１９】
図３を参照してコア部２の一例について、より詳細に説明する。コア部２の周壁２１は、長手方向に沿って等間隔で並ぶ複数の輪部２ａと、複数の輪部２ａに一体形成され、輪部２ａの内側で長手方向に延在する複数の柱部２ｂと、を備えている。輪部２ａと柱部２ｂとの間に形成される隙間は貫通孔Ｈである。この例では、コア部２はポリエチレン製（樹脂製）のモールド成形品であり、コア部２の形状はモールド成形し易い形状であれば更に良い。
【００２０】
メディア３は、コア部２に巻回できる程度の可撓性を有するシート状であり、更に、吸着官能基を有し、且つ液体が透過可能である。吸着官能基としては、イオン交換基であるスルホン酸基、ホスホン酸基、カルボン酸基、フェノール基、アルコール基、アミン基、アンモニウム基、及びキレート材の少なくとも一種を含む態様とすることができる。
【００２１】
メディア３は、一例として、吸着官能基を含む樹脂製のメンブレンとすることができる。例えば、超高分子量ポリエチレン（UHMW-PE）を用いたイオン交換樹脂によって製造されたメンブレンとしたり、Nafion117（「Nafion」は登録商標）を用いたナフィオン膜をメンブレンとして使用したりすることができる。ナフィオン膜の場合、基本的に膜厚は１８３μｍ程度であり、基本的な重量は３６０ｇ／ｍ２である。また、メディア３の他の例として、吸着官能基が付与されたオレフィン系の不織布とすることもできる。
【００２２】
メディア３の厚さは、例えば、１０μｍ以上にすることができ、更に１００μｍ以上とすることができる。また、メディア３の厚さは、例えば、３０００μｍ以下にすることができ、更に３００μｍ以下とすることができる。コア部２にメディア３を巻回して形成される複数層の層数は２以上とすることができ、更に２０以上とすることができる。また、複数層の層数は１０００以下とすることができ、５００以下とすることができ、更に１００以下とすることができる。また、複数層の厚さＴは４ｍｍ以上で、且つ２００ｍｍ以下とすることができる。また、複数層の厚さＴは６ｍｍ以上で、且つ５０ｍｍ以下とすることができる。
【００２３】
図１に示されるように、フィルターカートリッジ１は、コア部２の両端を塞ぐ一対の蓋部を備えており、一対の蓋部のうち、少なくとも一方には流体が通過する流路Ｒが形成されている。
【００２４】
より具体的に説明すると、本実施形態では、コア部２の一方の端を塞ぐエンドキャップ４と、コア部２の他方の端を塞ぎつつ流路Ｒが形成されたコネクター５と、を備えている。エンドキャップ４とコネクター５とは、コア部２の両端を塞ぐ蓋部の一例であり、ハウジング６（図４参照）に収容された際に、エンドキャップは上方に位置する蓋部であり、コネクター５は下方に位置する蓋部である。なお、両方の蓋部を、流路Ｒを有するコネクター５にしても良いし、上方の蓋部をコネクター５にし、下方の蓋部をエンドキャップ４にしてもよい。
【００２５】
エンドキャップ４とコネクター５とは、例えば、ポリエチレン製（樹脂製）である。エンドキャップ４は円板状であり、コア部２の周壁２１の上端に当接して溶着され、コア部２の上端開口を完全に遮蔽する。コネクター５は、内側に流路Ｒが形成されたパイプ状の胴部５ａと、胴部５ａの上端に設けられたフランジ部５ｂとを備えている。フランジ部５ｂは、コア部２の周壁２１の下端に当接して溶着される。胴部５ａの外周には、Ｏリング（封止材）７が装着される二重の溝５１が形成されており、二つのＯリング７は、ハウジング６の外壁６１に密着して液密に保持する（図４参照）。なお、エンドキャップ４やコネクター５は、コア部２に一体成形されても良いし、また、コア部２に接着されて一体になっても良い。
【００２６】
次に、図４を参照してフィルタリングシステム１０について説明する。フィルタリングシステム１０は、上述のフィルターカートリッジ１が収容されるハウジング６と、フィルターカートリッジ１のコネクター５に接続される２次側ライン１１と、ハウジング６の下部に接続される１次側ライン１２とを備えている。
【００２７】
１次側ライン１２は各種配管やバルブ等によって形成され、１次側ライン１２の上流端部は被処理液タンク１３に接続され、被処理液タンク１３には被処理液（被処理流体）Ｌａが貯留されている。また、１次側ライン１２の下流端部はハウジング６に接続されており、１次側ライン１２は、メディア３の周囲であるフィルターカートリッジ１の外側の領域（１次側領域）Ａａに連通可能である。また、１次側ライン１２には、被処理液Ｌａを被処理液タンク１３からハウジング６内に向けて所定圧で圧送するための圧送部（例えば、ポンプ）１２ａが設けられている。
【００２８】
２次側ライン１１は各種配管やバルブ等によって形成され、２次側ライン１１の上流端部は、フィルターカートリッジ１のコネクター５に接続されている。つまり、２次側ライン１１の配管は、フィルターカートリッジ１のコア部２の内部の領域（２次側領域）Ａｂ（図２参照）に連通可能である。また、２次側ライン１１の下流端部は処理液（処理流体）Ｌｂが貯留された処理液タンク１４に接続されている。
【００２９】
圧送部１２ａを駆動すると、被処理液タンク１３内の被処理液Ｌａは１次側ライン１２を通過し、ハウジング６内でメディア３の周囲である１次側領域Ａａに供給される。その結果、メディア３には被処理液Ｌａによって外圧が付与され、被処理液Ｌａはメディア３を通過し、コア部２内の２次側領域Ａｂに至る。被処理液Ｌａは、メディア３を通過する過程でメディア３に接触し、その結果、メディア３の吸着官能基により、被処理液Ｌａ中のイオン物質（例えば、金属イオン）が除去される。イオン物質が除去された処理液Ｌｂは２次側ライン１１を通過し、処理液タンク１４に貯留される。
【００３０】
上記のフィルターカートリッジ１及びフィルタリングシステム１０では、被処理液Ｌａは、ハウジング６内の１次側領域Ａａでメディア３に接触し、且つメディア３を透過する際にイオン物質が除去される。メディア３はコア部２に巻回されて複数層を形成するが、層の厚さや層数を増やすことでイオン物質の除去率を向上できる。また、ハウジング６の容積に合わせてメディア３の層数を選択することも可能であり、コンパクト化にも有利である。つまり、このフィルターカートリッジ１によれば、イオン物質の除去率を向上させ易く、また、コンパクト化にも有利である。
【００３１】
なお、上記の実施形態では、被処理液Ｌａがメディア３に接する面積を大きくして圧損を低減するため、フィルターカートリッジ１の外側の領域を被処理液Ｌａが存在する１次側領域Ａａとし、コア部２内を処理液Ｌｂが存在する２次側領域Ａｂとした。しかしながら、ハウジング６等の形状やフィルタリングシステム１０を設置する場所の制約、その他の要請等により、コア部２内を被処理液Ｌａが存在する１次側領域Ａａとし、フィルターカートリッジ１の外側の領域を処理液Ｌｂが存在する２次側領域Ａｂとすることも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１…フィルターカートリッジ、２…コア部、３…メディア、４…エンドキャップ（蓋部）、５…コネクター（蓋部）、６…ハウジング、１０…フィルタリングシステム、Ｌａ…被処理液（被処理流体）、Ｌｂ…処理液（処理流体）、Ｈ…貫通孔、Ｔ…複数層の厚さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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