(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状濾紙の外周部をリングでシールしたフイルターセルを多段に積層したディスクフイルターカートリッジにおいて、前記リングの重量を、パーティングライン（前記濾紙の張り合わせ部）を中心とし、上下で異なるようにして、フイルターの使用時における前記各フイルタセルの変形を、同方向に変形するようにしたことを特徴とするディスクフイルターカートリッジ。
【請求項２】
使用時に前記各セル間を所定の間隙に保つように、前記同方向に変形するようにした請求項１に記載のフイルターカートリッジ。
【請求項３】
前記外周部をシールするリングを、樹脂によるインジェクション成形によって形成してなる請求項１又は２に記載のフイルターカートリッジ。
【請求項４】
前記ディスクのパーティングラインより下方の前記リングに凸部を設け、前記セルが変形した場合に、前記凸部がストッパーになって各セル間を所定の間隙に保つように形成してなる請求項１又は３に記載のフイルターカートリッジ。
【請求項５】
前記変形を、各セルが下方に向けて凹状に変形するように前記リングの上下の重量を異なるようにする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフイルターカートリッジ。
【請求項６】
ディスク状濾紙の外周部をリングでシールしたフイルターセルの該リングの重量を、パーティングライン（前記濾紙の張り合わせ部）を中心とし、上下で異なるようにして、フイルターの使用時におけるフイルタセルの変形を、同方向に変形するようにしたことを特徴とするフイルターセル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、フイルタセルの変形をコントロールしたフイルターカートリッジに係り、詳記すれば、セルが変形しても各セル間を所定の間隙に保って、フイルター寿命を延ばし、通水量を略一定とし、流量抵抗を少なくしたディスクフイルターカートリッジ及び該カートリッジに使用するフイルターセルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク状濾紙からなるフィルタセルを多段に積層したディスクカートリッジフイルターは、食品工業、化学工業、バイオテクノロジー等の技術分野で広く使用されている。
【０００３】
上記ディスクカートリッジフイルターを使用する技術分野では、古くからフイルタープレスを用いた濾過装置が一般的に使用されていたが、フイルタープレスでは濾過前後の作業性が悪いだけでなく、装置がコスト高になる問題があった。
【０００４】
そのため、フイルターセルを多段に積層したディスクカートリッジフイルターが、多く採用されるようになった。
【０００５】
上記フイルターセルは、ディスク状濾紙からなる２枚のデイスク間に、液体が流れる空間を保持するスペーサーをサンドイッチし、その外周部をインジェクション成形によるリングでシールしていた。
【０００６】
上記フイルターで液体を濾過する場合、デイスク（濾紙）が液体で濡れると、紙の強度が弱くなるため、インジェクション成形リングの成形時の熱ひずみによる収縮によって、ディスク状セルの変形が生じる。
【０００７】
この場合多段に積層した各セルが変形するので、セル同士が密着し、セル間の濾過材がデッドスペースとなり、濾過面積の減少によるフイルター寿命の低下や流量性の低下等の問題をもたらす。
【０００８】
また、食品工業で使用される場合は、熱水の通水によるフイルターの熱殺菌が行われるのが一般的であるが、熱水によりセルが変形し、セル同士が密着する部分は、デッドスペースとなるため、熱水が均一に流れない部分が生じるので、この熱殺菌に問題が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディスク状のセルを多段に積層したカートリッジフイルターは、上記のようなセルの変形が上下のいずれの方向にも生じるので、セル同士が密着したり、極端に離れたりする問題が生じる。
【００１０】
この発明のうち請求項１に記載の発明は、セルの変形が一定の方向にしか生じないようにして、セル同士が密着したり、極端に離れたりする問題を解決したディスクフイルターカートリッジを提供することを目的とする。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、上記ディスクフイルターカートリッジに使用するフイルターセルを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的に沿う本発明のうち請求項１に記載の発明は、ディスク状濾紙の外周部をリングでシールしたフイルターセルを多段に積層したディスクフイルターカートリッジにおいて、前記リングの重量を、パーティングライン（前記濾紙の張り合わせ部）を中心とし、上下で異なるようにして、フイルターの使用時における前記各フイルタセルの変形を、同方向に変形するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、ディスク状濾紙の外周部をリングでシールしたフイルターセルの該リングの重量を、パーティングライン（前記濾紙の張り合わせ部）を中心とし、上下で異なるようにして、フイルターの使用時におけるフイルタセルの変形を、同方向に変形するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
リングの重量をパーティングラインの上下で異なるようにするには、上下の樹脂の割合を異なるようにするか、或いは上下の樹脂のいずれかに、おもりを付着させればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
本発明に使用するディスクフィルターとしては、図１に示すように上下の濾紙１，２間に流体が流れる回路を確保するスペーサー３をサンドイッチし、そのディスク外周部を高分子樹脂でリング４にインジェクション成形したフィルターを使用するのが好ましい。また、濾紙としては、珪藻土とパルプとを含む濾紙を使用するのが特に好ましい。
【００１７】
本発明に使用する濾紙１，２の厚みはそれぞれ１〜５ｍｍであるのが好ましい。薄すぎると濾紙の強度が保てなくなり、また、厚すぎると外周部のインジェクション成形において、形状を保つことが出来なくなるからである。
【００１８】
ディスクの大きさは、外形が１００〜６００ｍｍ、内径が２０〜１００ｍｍが好ましい。
【００１９】
図２は、本発明の実施例を示すものであり、外周部のインジェクション成形によるリング４′の形状を、パーティングライン６を中心とし、上下で非対称構造とした例を示す。
【００２０】
外周部のインジェクション成形は、１枚のスペーサー３を図２の様に上部濾紙１と下部濾紙２とで挟み、その外周部を成形してリング４′を形成したセル５を使用するのが好ましい。
【００２１】
非対称は、上下で樹脂の重量が異なれば良いので、上下及び左右のいずれが非対称であっても良い。
【００２２】
パーティングライン６を中心として上下の樹脂の割合（重量比）は、１．０：１．１〜３倍程度とするのが好ましい。
【００２３】
上記の様に、セル５成形部の中心の上下を非対称構造とすることによって、図４に示すように、樹脂が多く入る側が表面凸(上方に向けて凸)に変形し、樹脂が少ない側が表面凹(上方に向けて凸)に変形する。従って各セル５を同様の非対称構造とすれば、全てのセルは同一方向に変形するので、セル同士が密着したり、離れすぎたりする現象を防止することが出来る。
【００２４】
図２に示す実施例においては、樹脂量が少ない側即ち表面凹状に変化する側のリングに凸部７が形成されている。このように凸部７を形成することによってこの凸部７がストッパーとなるので、各セルが変形してもセル間の間隔を一定に保つことが出来る。
【００２５】
凸部７の高さは、５ｍｍ〜２００ｍｍ程度とするのがよい。尚凸部７を形成したセルは、凸部を含めて凸部側の樹脂の重量が小さくなるようにする。
【００２６】
本発明のディスクカートリッジフイルターは、フイルターセル５を縦に多段に積層したものを一つのカートリッジとして成形するのが好ましい。
【００２７】
本発明によれば、セルの変形は、図４及び図５に示すようになるが、図５に示すように各セルが下方に向けて凹形に変形するようにフィルターハウジングへセットするのが好ましい。
【００２８】
下方に向けて凹形に変形するようにすれば、各セル間に溜まるエアーが容易に抜け易くなるので、流量性及びフィルター寿命等が更に向上する。
【００２９】
次に、実施例を挙げて本発明を更に説明する。
【実施例１】
珪藻土とセルロースからなる厚み約４ｍｍのディスクフィルター用濾紙１，２でスペーサー３を挟み、直径３００ｍｍの円盤セル状にインジェクション成形し、図２に示すフィルタセル５を形成した。このセルを１６セル縦方向に連結一体化して、１セットのディスクフィルターカートリッジとした。
【００３０】
尚比較のため、インジェクション成形のリング４の形状を図１の様に対称構造としたディスクフィルターカートリッジを用意した。
【００３１】
次にフィルターカートリッジをフィルターハウジングにセットした後、８０℃の温水を約３０分間通水し、その後、冷却の為、２０℃の常温水を１０分間通水した。
【００３２】
フィルターハウジングから水を抜き、フィルターカートリッジの各セル間の変形度合いを観察した。
【００３３】
外周部のインジェクション成形部が対称構造の図１のセルを使用したカートリッジフィルターは、図３の様にセル５間の変形が不均一となり、セル同士が密着しているところと極端に離れた所が出来た。
【００３４】
外周部のインジェクション成形部が非対称構造である図２のセルを使用した本発明のカートリッジフィルターは、図４及び図５の様にセル５間の変形が均一となり、図３の様にセル５同士が密着することは全く生じなかった。このことにより、セル５を構成する外周部のリング形状を非対称とすることによって、変形する方向のコントロールが可能であることが証明された。
【００３５】
実施例２
上記の熱変形したフィルターカートリッジについて、フィルターの寿命試験を実施した。
【００３６】
寿命試験は、対称構造（図３）と非対称構造（図４及び図５）のフィルターカートリッジについて、下記の加速試験条件にて、初期流量性とフィルター寿命とを測定することにより行った。
【００３７】
本発明の非対称構造のフィルターについては、図４の凸形の変形と図５の凹形の変形の両方についての性能差を確認した。
【００３８】
試験条件流体 ：水＋ＣＭＣ（粘度：５ｃｐ）
流量 ：０．４トン／ｈｒ／ｍ２試験ダスト：ＪＩＳ１１種試験終了圧力：差圧として１００ｋＰａ
【００３９】
【表１】
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上記の様に変形をコントロールした本発明の非対称構造のフィルターは、従来の対称構造のフィルターと比べて、フィルター寿命を２倍以上に延ばすことが出来た。このことにより、各セル５間の間隔を一定に保つことが、フィルター寿命に大きく影響していることが証明された。
【００４０】
また、セルの変形を下方に向けて凹形にすることによって、セル間に溜まっているエアーの抜けが良くなるため、初期流量性及びフイルター寿命が更に大きく改善することが立証された。
【００４１】
本発明によれば、リングの重量がパーティングラインを中心とし、上下で異なるようにしているので、各フィルタセルは一定の方向に変形するから、変形によりセル同士がくっついたり、離れすぎたりする現象を回避することが出来る。
【００４２】
また、リングの樹脂重量が少ない側に凸部を形成すれば、この凸部がストッパーになるので、フィルタセルが異なる屈曲度合いで変形しても、各セル間を一定の間隔に保つことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のべた如く、本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、ディスクフィルターカートリッジのフィルタセルの変形による密着を防止することができ
るという従来解決できなかった課題を解決することができる。その結果、フィルター寿命を延ばすことが出来るほか、各セルへの通水量が一定となり、流量抵抗を少なくすることができると共に温水が各セル間に均一に流れるため、フィルターの滅菌も均一にできるという絶大な効果を奏する。
【００４４】
また、請求項６に記載の発明によれば、フイルターセルを所定の方向に
変形させることが出来るので、これを使用することによって請求項１に記載のディスクフィルターカートリッジを形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフィルタセルを示す一部断面図である。
【図２】本発明のフィルタセルを示す一部断面図である。
【図３】従来のディスクフィルタの変形した状態を示す側面図である。
【図４】本発明のディスクフィルタの変形した状態を示す側面図である。
【図５】本発明の他のディスクフィルタが変形した状態を示す側面図である。尚、図３〜図５において、積層したフイルタセルの枚数は、実際は１６枚である。
【符号の説明】
１………上部濾紙
２………下部濾紙
３………スペーサー
４………リング
４′………上下で非対称のリング
５………フィルターセル
６………パーティングライン
７………凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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