(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口を有する筒状の多孔性コアの外周に濾過材が巻回され、前記開口に嵌挿するエンドキャップを備えたカートリッジフィルタにおいて、
前記多孔性コアは可撓性材料からなり、該多孔性コアが両端に渡るスリット部を有すると共に、前記エンドキャップは前記多孔性コアの開口に嵌挿するための挿入部と多孔性コアの前記開口を形成する両端で嵌挿深さを規制するためのフランジ部とを備え、前記多孔性コアに嵌挿された前記エンドキャップを取り外すことで、前記スリット部の幅が減少し、前記多孔性コアと巻回された濾過材との間に間隙を生じることを特徴とするカートリッジフィルタ。
【請求項２】
前記エンドキャップの挿入部が前記多孔性コアと接触する外周面にバイアスが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジフィルタ。
【請求項３】
前記エンドキャップが前記多孔性コアに嵌挿された状態で、前記スリット部に嵌合し、かつ前記フランジ部から延出する突片部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカートリッジフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を濾過し、清浄化するためのカートリッジフィルタに関し、特にカートリッジフィルタを構成するエンドキャップやコアと使用済濾過材とを分別回収することが可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体の濾過装置として、濾材が交換可能な装置構成は多数知られており、特に、円筒状の多孔性コアの周囲に、例えば不織布や織布からなるシート状の布帛、種々の合成樹脂からなるメンブレン、或いは紐状若しくは帯状の濾過材を巻回したカートリッジフィルタが広く用いられている。周知の通り、カートリッジフィルタの濾過対象となる流体は様々であって、粉じん等の気体用途、或いは、純水を製造する用途や濾材に機能性成分を付着させた液体用途など広範にわたって実用に供されている。
【０００３】
本出願人にあっても、様々なカートリッジフィルタを提案しているが、例えば特開２０１４−１７３８６８号公報（以下、特許文献１）では、放射性物質に汚染された気体や液体などの流体中から放射性物質を除去する技術を開示している。この開示技術では、円盤状多孔体を介して、シート状多孔体を巻回構成した円柱状部材を円筒状部材内に複数並設し、当該シート状多孔体は、例えばゼオライト、活性炭、紺青（プルシアンブルー）などの放射性物質吸着成分を備えるものである。この特許文献１に開示される好適態様として、当該特許文献１の［００４３］〜［００４７］に［図１］を参照し、放射性物質吸着成分を担持したシート状多孔体を非通液性の棒状部材に巻回して円柱状部材とするとの例示が記載されている。この棒状部材は必須の構成成分ではないが、シート状多孔体を巻回する際、その巻回中心に形成される隙間の解消を図り得るとの開示がある。このように調製された箇々の円柱状部材は筒状部材の内部に複数収納構成され、巻回で形成された２つの主面のうちの１面が流体の流入路となり、他の主面が流出路となった後、円盤状多孔体を通過し、他の円柱状部材の主面に至ることで順次に流体の清浄化を行う。この際、円柱状部材が流体を攪拌、均一化し、円柱状部材間でショートパスの発生防止を図り得る（当該特許文献１の［００１３］参照）。
【０００４】
上述した特許文献１では、種々の放射性物質吸着成分により高精度の除染を行うことが可能である。また、報道等でも伝えられるとおり、放射性物質を吸着した後の濾材は最終処理までの間、中間貯蔵施設で管理保管する必要がある。従って、昨今の情勢に鑑みれば、除染により発生した放射性廃棄物の減量若しくは減容（以下、単にリサイクルと称する場合もある）は、社会的要請である。このため、本出願に係る発明者は、このような放射性廃棄物となり得る使用済のカートリッジフィルタについて、リサイクル技術を再検討した。
【０００５】
このようなリサイクル技術として、特開２００１−１０４７１６号公報（以下、特許文献２）では、ドライクリーニング機に使用される溶剤の濾過、若しくは内燃機関の潤滑油の浄化を用途例とした提案が開示されている。尚、説明の理解を容易とするため、当該特許文献２に言う「フィルターエレメント」のように略円筒形状を有する流体濾過を目的とした装置を「カートリッジフィルタ」として包括的に記載し、係る「カートリッジフィルタ」を装着使用する装置を「濾過装置」と称する。この特許文献２の［図１］〜［図３］には、同［００５７］に記載されるように、合成樹脂、ステンレス、アルミ等の金属製でジグザグ状に折曲形成された支持体と、この支持体の両端を支持するリング円板状の一対のエンドキャップと、当該支持体の表面に沿って配され、かつ支持体と同様に折曲形成された不織布からなる濾過材と、この濾過材の表面を覆う不織布製のネットが開示されている。また、このネットの両端には面状ファスナーが着脱自在に装着（同［００７０］、［図２］並びに［図１１］参照）する形態が開示され、係る基本構成を採用することにより、支持体及びエンドキャップは、複数回の使用、即ち、リサイクルが可能であると記載されている。
【０００６】
さらに、この特許文献２の［００９９］〜［０１０４］では、同［図２３］〜［図２６］を参照して、流体内に混入した異物の大きさがミクロン単位の微細なものである場合、エンドキャップと濾過材との隙間から流体が漏れない、密封性を向上させた他の実施形態を開示している。当該形態では、前述した一対のエンドキャップ間に渡る円筒状の軸心を設け、当該軸心には多数の穴が孔設される。この軸心は、一対のエンドキャップの内の一方の内面に固着される。この固着された軸心の端部とは異なる端部側には、ねじ部が螺刻され、他方のエンドキャップの通流口に軸心を挿入することで、ねじ部を突出させ、ナットによりエンドキャップ間でろ過材等の巻回端部を密封せしめるとの提案が開示されている。このような密封性の向上により、特許文献２の［図２３］に開示された漏れの改善を図ることができ、円筒形状のカートリッジフィルタの外周面側から軸心の内面側への流体の通過による大量の異物捕捉が可能であって、前述したリサイクル化にも寄与するとの提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１７３８６８号公報（［特許請求の範囲］、［０００２］、［００１３］、［００４２］〜［００４７］及び［図１］など）
【０００８】
【特許文献２】特開２００１−１０４７１６号公報（［特許請求の範囲］、［００５７］及び［図１］〜［図３］、［００９９］〜［０１０４］及び［図２３］〜［図２６］など）、並びに［０１６７］及び［０１７１］など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来技術では、広範にカートリッジフィルタが使用され、リサイクル化を希求する用途は多岐にわたることが理解できる。係る背景の中、本出願に係る発明者は、濾過材を巻回する構成成分に関して、より効率的な濾過とリサイクル化とを図る上での濾過材廃棄の簡便性を検討した。つまり、特許文献２に言う支持体に濾過材が巻回される構成に着目すれば、巻回された濾過材の厚さ、或いは巻回によって濾過材が占める容積自体が、所謂、デプスフィルタとして濾過、若しくは吸着に寄与する。従って、同公報例示のごとく、ジグザグ状に折曲形成されたプリーツ形状の濾過材では支持体からの取り外しが容易である反面、濾過材が占める容積を大きく採ってカートリッジフィルタの容積を効率的に濾過機能に寄与せしめることが難しいという課題が有った。さらに、プリーツ形状に折曲構成された濾過材の場合、支持体から取り外した後、濾過材の減容には、加圧圧縮などの補助的手段を必要とし、効率的なリサイクル化が困難であるという課題が残る。他方、支持体となる構成成分の外周に巻回された濾過材を効率的に使用するには、支持体の周囲に複数回にわたって濾過材を巻回し、巻回による直径増を大きく採る方が有利である。しかしながら、濾過材が巻回された構成成分から濾過材のみを取り外す場合、高密度で巻回された濾過材が巻き締まりを生じ、巻回に使用した構成成分のみを回収し、使用済の濾過材を減容廃棄することが難しいという問題点がある。
【００１０】
本発明は上述した従来の問題点を解決すべくなされたものであり、支持体となる構成成分に巻回された濾過材を回収するに当たり、実質的に使用済濾過材の減容を図ることができ、しかも濾過材の取り外しが容易な、リサイクル性に優れたカートリッジフィルタを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的の達成を図るため、本発明のカートリッジフィルタの構成によれば、両端に開口を有する筒状の多孔性コアの外周に濾過材が巻回され、前記開口に嵌挿するエンドキャップを備えたカートリッジフィルタにおいて、上述の多孔性コアは可撓性材料からなり、この多孔性コアがその両端に渡るスリット部を有すると共に、前述したエンドキャップは前記多孔性コアの開口に嵌挿するための挿入部と前述した多孔性コアの開口を形成する両端で嵌挿深さを規制するためのフランジ部とを備え、前述した多孔性コアに嵌挿された前記エンドキャップを取り外すことで、上述したスリット部の幅が減少し、上述の多孔性コアと巻回された濾過材との間に間隙を生じることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の好適態様によれば、上述したエンドキャップの挿入部が前述の多孔性コアと接触する外周面にバイアスが設けられるのが好適である。
【００１３】
さらに、本発明の他の好適態様によれば、上述したエンドキャップは前述の多孔性コアに嵌挿された状態で、前述したスリット部に嵌合し、かつ前述のフランジ部から延出する突片部を備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の態様を適用することにより、支持体となる構成成分に巻回された濾過材を回収するに際して、実質的に使用済濾過材の容積増を来すことなく、リサイクル性に優れたカートリッジフィルタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好適形態を説明するため、濾過材が巻回されていないカートリッジフィルタを一部透視的に示す斜視図である。
【図２】図１と同様に、エンドキャップを取り外した状態のカートリッジフィルタを一部透視的に示す斜視図である。
【図３】本発明の好適形態による作用効果を説明するため、エンドキャップの嵌挿時におけるカートリッジフィルタの断面を模式的に示す説明図である。
【図４】図３と同様に、エンドキャップを取り外した状態でのカートリッジフィルタの模式的断面により示す説明図である。
【図５】本発明の好適形態によるエンドキャップを斜視的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好適形態につき説明する。尚、以下の説明では、特定の形状、配置関係などを例示して説明するが、本発明はこれら図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で任意好適に設計することができる。また、説明の理解を容易とするため、本明細書では、巻回された濾過材の有無に関わらず、包括的にカートリッジフィルタと称する。
【００１７】
図１は、好適形態例のカートリッジフィルタのうち、両端のエンドキャップが多孔性コアの開口に嵌挿された状態で、一部透視的に示す斜視図であり、各構成成分間の境界部分を識別するため、要部にハッチングを付している。また、同図においては、一部構成成分が有する材質の厚さ等を省略する。
本発明のカートリッジフィルタ１１の構成では、筒状の多孔性コア１３が両端に開口を有し、この開口にエンドキャップ１５ａ及び１５ｂが着脱可能な状態で嵌挿されている。この多孔性コア１３は、後段で詳述するとおり、弾性的に撓む可撓性材料からなり、被濾過流体が筒の内部と外部との間で流通し、当該コアに巻回された不図示の濾過材によって濾過作用を発揮し得るメッシュ形状を有する。また、多孔性コア１３の外周面には、両端の開口にわたるスリット部１７が図示ｄの幅で形成されている。このような可撓性材料としては、例えばナイロン、ポリオレフィン、ポリエステル等の合成樹脂、これら合成樹脂にガラス繊維などを配合した繊維強化プラスチック、或いは、ステンレスなどの防錆性のある金属材料など、使用する流体への耐性がある素材から適宜選択することができる。
【００１８】
さらに、エンドキャップ１５ａ及び１５ｂには、多孔性コアの開口に嵌挿するため、多孔性コア１３の内径と実質的に同寸の外径を有する挿入部１９ａ及び１９ｂが、各々、設けられると共に、多孔性コア１３の外径と、同寸の外径を有するフランジ部２１ａ並びに２１ｂが備えられる。各々のエンドキャップの構成のうち、挿入部１９ａ並びに挿入部１９ｂの嵌挿方向における外周面の先端には、多孔性コア１３の内周面と接触しながら開口に嵌挿される際の位置決めを容易とする目的でバイアスが設けられるが、当該バイアスを含むエンドキャップの細部については後段で別図を参照して詳述するため、図１における図示を省略している。加えて、前述のフランジ部２１ａ及び２１ｂから一体的に延出形成され、かつ、嵌挿先端にアールを採った曲線形状で構成される突片部２３ａ並びに２３ｂが備えられている。尚、この図１では図示を省略するが、当該カートリッジフィルタの多孔性コア１３の外周面には、不織布等のシート状素材、或いは紐や帯状の素材を直接に巻回し、濾過材として使用される。
【００１９】
次いで、図１のカートリッジフィルタからエンドキャップを取り外した状態を、一部透視して斜視的に示す図２により説明する。本発明の構成では、図１に示すカートリッジフィルタに濾過材を巻回し、流体濾過に使用後、エンドキャップを取り外すことで図２に示すように、スリット部１７の幅がｄ’にまで減少する。換言すれば、多孔性コア１３が可撓性材料から構成されるため、可逆的に多孔性コア１３の開口面積が減少、或いは当該コア１３の見かけ上の内径が小さくなってスリット部１７の幅が縮小し、当該多孔性コア１３が変形する。当該構成成分単体としては、スリット部１７の本来の幅ｄ’が、エンドキャップ１５ａ及び１５ｂを嵌挿することによって、少なくとも挿入部１９ａ並びに挿入部１９ｂが多孔性コア１３の内周面を拡開し、また、図１の好適形態例では前述した突出部２３ａ並びに突出部２３ｂがスリット部１７に嵌入することで幅ｄに維持される。
【００２０】
次に、本発明の好適形態例による作用効果を図３により説明する。図３は、図１に示すカートリッジフィルタに濾過材２５を巻回した状態で、エンドキャップ１５ａを構成する突片部２３ａが嵌挿された周面部分で切り取った断面を示す模式図である。既に説明したように、本発明に係るカートリッジフィルタは、多孔性コアにエンドキャップ１５ａを嵌挿した状態で流体濾過を行うための濾過材２５を巻回する軸芯となる。従って、図１及び図３に図示したように、スリット部１７に突片部２３ａが嵌入した状態で当該突片部２３ａと多孔性コア１３とに接して濾過材が巻き付けられる。また、当該エンドキャップ１５ａには、前述した多孔性コア１３のスリット部１７に嵌合するため、フランジ部２１ａから延出形成された突片部２３ａが備えられている（双方の構成部分の界面を破線で示す）。
前述のとおり、本発明のカートリッジフィルタでは、巻回された濾過材２５がデプスフィルタとして機能する。従って、所謂、「アウトイン」の流体濾過方式を採る場合、流体は濾過装置内に導かれた後、濾過材２５の外周面からカートリッジフィルタ内に透過して濾過され、多孔性コア１３を経由して、前述した筒状の多孔性コアの開口に連続する中空部分に至る。この後、濾過された流体は、例えばエンドキャップに設けられた不図示の出入口からカートリッジフィルタ外に排出される。
【００２１】
続いて、図３のカートリッジフィルタからエンドキャップを取り外した状態を図４に示して説明する。係る濾過が進み、カートリッジフィルタの交換に際しては、カートリッジフィルタの使用時にスリット部１７の幅ｄであった状態から、嵌挿されたエンドキャップを抜き取ることによって、多孔性コア１３が破線で図示した様に弾性的に変形し、前述とは逆に幅ｄ’にまでスリット部１７の幅が減少（ｄ＞ｄ’）する。このような可逆的な変形により、濾過材の巻回時には密着していた濾過材内周面と多孔性コアを含むカートリッジフィルタの構成成分との間に間隙Ｓが生成され、使用済の濾過材２５のみを容易に回収することができる。この間、濾過材２５は容積変化を伴わずに高密度な状態のまま回収され、実質的な減容を達成し得る。
【００２２】
次に、図１等に示したエンドキャップ１５ａの構成について図５を参照して説明する。この図５は、エンドキャップ１５ａの例示構成として、挿入部１９ａの先端外周面側を面取りして、バイアス２７が配設されている。このバイアス２７は多孔性コア１３の内側面に挿入部１９ａの先端を沿わせて嵌挿、進入させる際、バイアス２７の部分で挿入部１９ａの外径を小さくし、多孔性コア１３の内径を拡開させる上での作業性向上を図ることができる。
【００２３】
これらエンドキャップは、単一の素材、構成成分ごとに異なる素材の何れであっても良いが、スリット部を拡開する機能を有することから、流体に対する耐性があり、多孔性コアと同様な素材、即ちナイロン、ポリオレフィン、ポリエステル、塩化ビニル等の合成樹脂、これら合成樹脂にガラス繊維などを配合した繊維強化プラスチック、或いは、ステンレスなどの金属材料のような剛性を有する素材から選択することができる。このように、前述した多孔性コアと同様に、濾過される流体への耐性を考慮した素材でエンドキャップを構成することにより、多孔性コア並びにエンドキャップの再使用を図り、しかも、使用済濾過材の減容を効率的に実施することが可能となる。さらに、図１に示すとおり、当該好適形態例では、エンドキャップ１５ａのフランジ部２１ａ側の端面に、多孔性コア１３の開口に連通する流体の流路２９が開孔される。この流路２９は、前述した「アウトイン」の濾過形態を採る場合、浄化された流体の排出口として機能する。この排出口となる流路２９は、図１に明示したエンドキャップ１５ｂとの双方に配設されていても良い。加えて、このような流路に関わるエンドキャップ側の構成成分の形状などは、濾過装置への装着形態に応じて、任意好適に設計することができる。
【００２４】
また、この図５に例示した突片部２３ａの配設形状は、挿入部１９ａよりも短い延出寸法とし、しかも、突片部先端に丸みを帯びた形状としている。これは、多孔性コアに嵌挿する際、上述したエンドキャップの構成成分のうちの挿入部の外径及び面取り、若しくは、突片部の先端形状の何れかによって、多孔性コアのスリット部の幅を拡開させる際の作業性向上を図るための好適態様である。当該例の場合、挿入部１９ａの嵌挿方向における配設寸法より突片部２３ａの配設寸法を短く採るため、突片部２３ａの先端形状は補助的に機能する。しかしながら、図示を省略するが、突片部先端が挿入部の配設寸法より長い場合には、当該突片部の先端形状が丸みを帯びているため、スリット部の幅の拡開に主たる機能を担い、逆に、挿入部１９ａ（特にバイアス２７）は補助的な拡開機能を担うこととなる。
【００２５】
さらに、上述した突片部２３ａの機能として、図１を参照して説明したとおり、多孔性コアの外径と嵌挿時における突片部の外径とを実質的に同一とすることで、カートリッジフィルタ１１の濾過材を巻回すべき面を連続した面とすることが可能である。これは、濾過材２５の巻回位置にスリット部１７が露出する場合、流体のショートカット（漏れ）に繋がるおそれがあるため、上述した連続面としておくのが好ましい（図１並びに図３参照）。加えて、濾過材の巻回位置を規制するため、図１に示すフランジ部のうち、突出部の延在位置を除く領域の外径を多孔性コアの外径よりも大きく採ることによって、多孔性コアの外周面が確実に多重に巻回された濾過材で覆われるため、好ましい形態を実現することができる。このように、本発明は、これら例示にのみ限定されるものではなく、この発明の目的の範囲内で、任意好適な設計の変更及び変形を行い得ること明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係るカートリッジフィルタは、放射性物質を始めとする種々の流体濾過に適用することができ、使用後の濾過材の実質的な減容と、これを除く各構成成分の再利用が高い作業性を以て実現できる。
【符号の説明】
【００２７】
１１：カートリッジフィルタ、
１３：多孔性コア、
１５ａ，１５ｂ：エンドキャップ、
１７：スリット部、
１９ａ，１９ｂ：挿入部、
２１ａ，２１ｂ：フランジ部、
２３ａ，２３ｂ：突片部、
２５：（巻回された）濾過材、
２７：バイアス、
２９：流路、
ｄ：スリット部の幅（エンドキャップ嵌挿時）、
ｄ’：スリット部の幅（エンドキャップ取り外し時）、
Ｓ：間隙。
【図１】
0006401014.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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