(57)【要約】【課題】金属等からなる強度の高いフィルタ素材に対しても、微細なフィルタ孔を形成することができ、微細な不純物を除去可能な膜フィルタを製造することのできる膜フィルタの製造方法を提供する。【解決手段】容器１内には、温水ノズル２からの温水噴流と、冷水ノズル３からの冷水噴流が合流する温度ゆらぎ場１２が形成される。この温度ゆらぎ場１２に、例えば、ステンレス、インコネル等の金属を主成分とする膜フィルタ素材８をサポート９により設置し、膜フィルタ素材８に高サイクル熱疲労に起因する金属面に生ずる複数の微小な貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。そして、これらの貫通クラックをフィルタ孔とした膜フィルタを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度とされた第１温度流体と、前記第１の温度より低い第２の温度とされた第２温度流体とを合流させることによって形成される温度ゆらぎ場に、膜フィルタ素材を設置し、当該膜フィルタ素材に高サイクル熱疲労に起因して生ずる複数の貫通クラックを発生させることによってフィルタ孔を形成することを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の膜フィルタの製造方法であって、
金属を主成分とする前記膜フィルタ素材を使用し、前記フィルタ孔を形成した後、前記膜フィルタ素材に熱処理を施して金属強度を回復させることを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記膜フィルタ素材を、前記温度ゆらぎ場の中で回転させることを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記膜フィルタ素材に応力を印加した状態で前記温度ゆらぎ場に設置することを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記膜フィルタ素材を前記温度ゆらぎ場に設置する前に、前記膜フィルタ素材の表面に、貫通クラックの発生を促進させるための初期欠陥を予め形成しておくことを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記温度ゆらぎ場に設置した前記膜フィルタ素材に、超音波を作用させることを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記温度ゆらぎ場に設置した前記膜フィルタ素材に、レーザ光を照射することを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記温度ゆらぎ場に設置した前記膜フィルタ素材に、駆動機構によって時間的に変化する応力を機械的に印加することを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記第１温度流体及び前記第２温度流体が水からなることを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜８いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記第１温度流体及び前記第２温度流体が液体金属からなることを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項１１】
請求項〜８いずれか１項記載の膜フィルタの製造方法であって、
前記第１温度流体及び前記第２温度流体がガスからなることを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【請求項１２】
原子炉容器の炉心からバイパスラインを経由した第１の温度の冷却材と、原子炉容器の炉心から熱交換器ラインを経由した前記第１の温度より低い第２の温度の冷却材とが合流することによって形成される温度ゆらぎ場に、膜フィルタ素材を設置し、当該膜フィルタ素材に高サイクル熱疲労に起因して生ずる複数の貫通クラックを発生させることによってフィルタ孔を形成することを特徴とする膜フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉冷却水浄化処理、洗濯廃液処理、火力貯炭場雨水処理、浄水場浄化処理、あるいは汚れの激しい河川水やリサイクル水の製造分野で用いる除濁性、除菌性に優れた膜フィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉冷却水浄化処理、洗濯廃液処理、火力貯炭場雨水処理、浄水場浄化処理、あるいは汚れの激しい河川水やリサイクル水の製造分野では、膜フィルタの製造方法として金属板に小さな穴（フィルタ孔）を機械加工により形成する製造方法、焼結金属を加工する製造方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。また、膜フィルタとして中空糸膜を使用する方法（例えば、特許文献２，３参照）、セラミック膜を使用する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図３８〜４０を参照して膜フィルタの従来例について説明する。図３８、図３９に示すように、従来の膜フィルタ１０１は、金属板に機械加工によって小さなフィルタ孔１０２を多数形成して構成されており、浄化処理液を、フィルタ孔１０２を通過させて不純物等の除去を行うようになっている。また、図４０に示すように、焼結金属粒子１０４を固めて加工した焼結金属１０３によって膜フィルタを構成し、粒子間の隙間に浄化処理液を流して不純物等の除去を行うようになっている。また、上記の他、有機膜を利用した中空糸膜、セラミック膜が用いられていた。
【特許文献１】特許第３８７１５６７号公報
【特許文献２】特許第３２７３６６５号公報
【特許文献３】特許第２５１１０３８号公報
【非特許文献１】入江弘光：原子力発電所に於ける膜利用，金属（臨時増刊号）（１９９１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
膜フィルタは、原子炉冷却水浄化処理、洗濯廃液処理、火力貯炭場雨水処理、浄水場浄化処理、あるいは汚れの激しい河川水やリサイクル水の製造分野で使われるため、大腸菌等の非常に小さな細菌、粒子、不純物をトラップ（捕捉）する必要があり、かなり細かい（例えば、０．１μｍ〜数μｍ程度）フィルタ効果が要求される。また、汚れの激しい河川水等を膜フィルタに流す場合等では、膜フィルタの流出孔が小さく圧損が大きくなるため、強度の高い膜フィルタとする必要がある。このため、強度の高いフィルタ素材に微細なフィルタ孔を形成することのできる膜フィルタの製造方法の開発が望まれていた。
【０００５】
さらに、膜フィルタを長期に使用するため、膜フィルタに詰まった小さな細菌、粒子、不純物を逆洗により除去し、再び膜フィルタとして使用することが考えられている。この場合、小さな細菌、粒子、不純物を逆洗する際、振動等を与えて大きな力を加える場合が想定され、さらに、温度ゆらぎ等の温水（熱水）を利用して細菌、不純物等の粘性が高く付着性の強い付着物を除去することも想定される。このため、このような洗浄に耐え得る強度を有する膜フィルタの開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、金属等からなる強度の高いフィルタ素材に対しても、微細なフィルタ孔を形成することができ、微細な不純物を除去可能な膜フィルタを製造することのできる膜フィルタの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１の温度とされた第１温度流体と、前記第１の温度より低い第２の温度とされた第２温度流体とを合流させることによって形成される温度ゆらぎ場に、膜フィルタ素材を設置し、当該膜フィルタ素材に高サイクル熱疲労に起因して生ずる複数の貫通クラックを発生させることによってフィルタ孔を形成する膜フィルタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属等からなる強度の高いフィルタ素材に対しても、微細なフィルタ孔を形成することができ、微細な不純物を除去可能な膜フィルタを製造することのできる膜フィルタの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明にかかる高サイクル熱疲労を利用した膜フィルタの製造方法の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる膜フィルタの製造方法の構成を模式的に示すものである。この膜フィルタ製造法は、温度ゆらぎ場による高サイクル熱疲労を利用したものである。図１において、容器１内には、水が収容され水の液面１１が形成されている。容器の底部には、ヒータ６、温水ポンプ４を経て所定の温度（第１の温度）に加熱された温水噴流を供給する温水ノズル２と、クーラ７、冷水ポンプ５を経て所定の温度（第１の温度より低い第２の温度）に冷却された冷水噴流を供給する冷水ノズル３とが設けられている。また、容器１の上部開口は上蓋１０によって覆われている。
【００１１】
容器１内には、温水ノズル２からの温水噴流と、冷水ノズル３からの冷水噴流が合流する温度ゆらぎ場１２が形成される。この温度ゆらぎ場１２に、例えば、ステンレス、インコネル等の金属を主成分とする膜フィルタ素材８をサポート９により設置し、膜フィルタ素材８に高サイクル熱疲労に起因する金属面に生ずる複数の微小な貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。そして、これらの貫通クラックをフィルタ孔とした膜フィルタを製造する。
【００１２】
図２〜図４は、この製造方法により得られた膜フィルタの構成を模式的に示すものである。図２は金属の板状の膜フィルタ１３を示すもので、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面構成を示すものである。また、図３は、金属のパイプ状（円筒状）の膜フィルタ１５を示すもので、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は断面構成を示すものである。これらの図に示すように、膜フィルタ１３，１５には、高サイクル熱疲労により複数のクラック（ヘアークラック）１４が形成されている。これらのクラック１４は、図４に示すように膜フィルタ１３の膜フィルタ素材を貫通して微小な貫通クラックとなりフィルタ孔となる。
【００１３】
図５は、縦軸を温度（℃）、横軸を時間（秒）として温度ゆらぎ場１２の温度ゆらぎ波形例１０５を示すものである。同図に示すように温度ゆらぎ場１２における温度差は、例えば４０〜８０℃程度である。図６は、縦軸を応力振幅（σa）、横軸を破断までの繰返し数（Ｎf）として、熱疲労曲線１０６を示すものである。本実施形態では、温度ゆらぎ場１２によって、高サイクル熱疲労を生じさせる。そして高サイクル熱疲労に起因して金属面に生ずる複数の微小な貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。
【００１４】
上記のように、金属を主成分とする膜フィルタ素材８を使用した場合、高サイクル熱疲労により材料強度が低下する可能性がある。このため、本実施形態には、上記の高サイクル熱疲労により微小な貫通クラックを形成する工程の後、膜フィルタ素材８に焼きなまし等の熱処理を行い金属強度を回復させる製造方法が含まれる。この点は、以降に説明する実施形態においても同様である。
【００１５】
なお、上記の実施形態では、金属を主成分とする膜フィルタ素材８を用いた場合について説明したが、プラスチック等の樹脂類からなる膜フィルタ素材８を用い、温度ゆらぎ場１２の高サイクル熱疲労を利用して複数の微小な貫通クラック（ヘアークラック）を発生させ膜フィルタ孔として利用することもできる。
【００１６】
（第２実施形態）
次に、図７を参照して第２実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、対応する部位には同一の符号を付して重複した説明は省略する。図７に示すように、この第２実施形態は、容器１に複数の温水ノズル２と、複数の冷水ノズル７とを設けこれらによって温度ゆらぎ場１２を形成し、容器１内に複数のサポート９によって複数の膜フィルタ素材８を配設して、同時にこれら膜フィルタ素材８に上記した微小な貫通クラック（ヘアークラック）を発生させるものである。
【００１７】
（第３実施形態）
次に、図８を参照して第３実施形態について説明する。図８に示すように、この第３実施形態は、容器１に、内管１６と外管１７とからなる同心状の２重管１８と、出口配管１９とを設け、例えば、内管１６から温水噴流を供給し、外管１７から冷水噴流を供給して温度ゆらぎ場１２を形成するようにし、円筒状の膜フィルタ素材８等に上記した微小な貫通クラック（ヘアークラック）を発生させるものである。
【００１８】
（第４実施形態）
次に、図９〜１１を参照して第４実施形態について説明する。図９に示すように、この第４実施形態は、容器１内に水平方向に向けて温水噴流を供給する複数の温水ノズル２と、容器１内に水平方向に向けて冷水噴流を供給する複数の冷水ノズル３とによって両噴流の合流する温度ゆらぎ場１２を形成するものである。温水ノズル２は、容器１の対向する側壁部に高さ方向位置が異なるように設けられており、冷水ノズル３も、同様に容器１の対向する側壁部に高さ方向位置が異なるように設けられている。また、図９において、２０は温水分岐管、２１は冷水分岐管であり、これらの温水分岐管２０、冷水分岐管２１、によって、１つの配管を通って送られてきた温水、冷水を複数の温水ノズル２、冷水ノズル３に分岐して供給するようになっている。
【００１９】
図１０，１１は、上記の第４実施形態の製造方法により得られた膜フィルタの構成を模式的に示すものである。図１０は金属の板状の膜フィルタ１３を示すもので、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面構成を示すものである。これらの図に示すように、膜フィルタ１３には、高サイクル熱疲労により複数のクラック（ヘアークラック）１４が形成されている。これらのクラック１４は、図１１に示すように、膜フィルタ１３の膜フィルタ素材の両面から進展し交点で貫通するようにして微小な貫通クラックとなりフィルタ孔となる。
【００２０】
（第５実施形態）
次に、図１２を参照して第５実施形態について説明する。図１２に示すように、この第５実施形態は、前述した第４実施形態に、温冷水切替バルブ２２、冷温水切替バルブ２３及び温冷水切替コントローラ２１ａを設け、温冷水切替コントローラ２１ａによって、温冷水切替バルブ２２、冷温水切替バルブ２３を切り替え、温水の供給部位と冷水の供給部位を周期的に切り替えて、温度ゆらぎ場１２の状態を周期的に大きく変化させるようにしたものである。
【００２１】
（第６実施形態）
次に、図１３を参照して第６実施形態について説明する。図１３に示すように、この第６実施形態は、前述した第４実施形態に、回転モータ２４を設け、サポート９を回転させてこのサポート９に支持された温度ゆらぎ場１２中の膜フィルタ素材８を回転させるようにしたものである。このように、第６実施形態では、回転モータ２４により膜フィルタ素材８を回転させ、過大な高サイクル熱疲労を温度ゆらぎに加え周期的に与える。これによって、貫通クラック（ヘアークラック）の生成を促進させることができる。
【００２２】
（第７実施形態）
次に、図１４を参照して第７実施形態について説明する。図１４に示すように、この第７実施形態は、前述した第１実施形態に加えて、ガスバブル発生器２５を設け、温度ゆらぎ場１２にガスバブル発生器２５からガスバブル２６を供給するようにしたものである。このように、温度ゆらぎ場１２にガスバブル２６を供給することによって、過大な高サイクル熱疲労を温度ゆらぎに加え与える。これによって、貫通クラック（ヘアークラック）の生成を促進させることができる。
【００２３】
（第８実施形態）
次に、図１５を参照して第８実施形態について説明する。図１５に示すように、この第８実施形態は、衝突合流管２７を用いたものである。衝突合流管２７の一方の温水配管２８に温水を供給し、他方の冷水配管２９に冷水を供給する。そして温冷水の衝突後の合流管２７に生ずる温度ゆらぎ場１２に、膜フィルタ素材８をサポート９により設置し、高サイクル熱疲労に起因する複数の微小な貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。なお、図１５において、３０は上部サポートである。
【００２４】
なお、図１５では、衝突合流管２７を用いた場合について説明したが、図１６（ａ）に示す衝突合流管２７の他に、図１６（ｂ）に示す合流管２７ｂ、図１６（ｃ）に示す異径合流管２７ｃも使用することができる。なお、これらの図１６において、Ｄ１，Ｄ２は配管径、Ｕ１，Ｕ２は流体の流速、Ｔ１，Ｔ２は流体の温度を示している。これらのパラメータを適宜変更することによって、温度ゆらぎ場１２の状態を調節することができる。
【００２５】
（第９実施形態）
次に、図１７を参照して第９実施形態について説明する。図１７に示すように、この第９実施形態は、前述した第８実施形態に加えて、回転モータ２４を設け、サポート９を回転させてこのサポート９に支持された温度ゆらぎ場１２中の膜フィルタ素材８を回転させるようにしたものである。このように、第９実施形態では、回転モータ２４により膜フィルタ素材８を回転させ、過大な高サイクル熱疲労を温度ゆらぎに加え周期的に与える。これによって、貫通クラック（ヘアークラック）の生成を促進させることができる。
【００２６】
（第１０実施形態）
次に、図１８を参照して第１０実施形態について説明する。図１８（ｂ）に示すように、この第１０実施形態は、円筒状の膜フィルタ素材８に応力（張力）を加える厚肉内管３１を使用したものである。すなわち、この厚肉内管３１に焼きばめ等によって膜フィルタ素材８を設け、その内部応力の高い状態とし、この状態で図１８（ａ）に示すように、衝突合流管２７によって形成される温度ゆらぎ場１２に配置する。これによって、膜フィルタ素材８に応力腐食割れが生じ易い状態とし、高サイクル熱疲労との相乗効果によって、貫通クラック（ヘアークラック）を効率良く発生させる。
【００２７】
（第１１実施形態）
次に、図１９を参照して第１１実施形態について説明する。図１９（ｂ）に示すように、この第１１実施形態では、膜フィルタ素材８に鋭利な刃物等により予め複数の初期欠陥３２を与えておく。そして、初期欠陥３２が形成された膜フィルタ素材８を、図１８（ａ）に示すように、衝突合流管２７内によって形成される温度ゆらぎ場１２に配置する。これによって、膜フィルタ素材８に高サイクル熱疲労による貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進させることができる。
【００２８】
（第１２実施形態）
次に、図２０を参照して第１２実施形態について説明する。図２０に示すように、この第１２実施形態では、低温流体に冷海洋深層水を用い、高温流体に温海水を用い両者の温度ゆらぎ場１２による高サイクル熱疲労を利用する。すなわち、衝突合流管２７の一方に温海水配管３３を接続し、ヒータ（図示せず）、温海水ポンプ（図示せず）を経た温海水を供給し、衝突合流管２７の他方に、冷海洋深層水配管３４を接続し、クーラ（図示せず）、冷海洋深層水ポンプ（図示せず）を経た冷海洋深層水を供給する。この温冷海水の衝突後の衝突合流管２７に生ずる温度ゆらぎ場１２に、膜フィルタ素材８を配置する。このように、温度ゆらぎ場の作動流体にナトリウムイオン価の高い低温安定の海洋深層水（海水）を使用することにより高サイクル熱疲労に起因する貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進することができる。
【００２９】
（第１３実施形態）
次に、図２１を参照して第１３実施形態について説明する。図２１に示すように、この第１３実施形態では、高・低温流体に酸性液を用い、両者の温度ゆらぎ場による高サイクル熱疲労を利用する。すなわち、衝突合流管２７の一方に、温酸性液配管３５を接続し、ヒータ（図示せず）、温酸性液ポンプ（図示せず）を経た温酸性液を供給し、衝突合流管２７の他方に、冷酸性液配管３６を接続し、クーラ（図示せず）、冷酸性液ポンプ（図示せず）を経た冷酸性液を供給して、温冷酸性液の衝突後の衝突合流管２７に生ずる温度ゆらぎ場１２に、膜フィルタ素材８を設置する。このように、温度ゆらぎ場１２の作動流体に温冷酸性液を使用することにより、高サイクル熱疲労による貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進させることができる。
【００３０】
（第１４実施形態）
次に、図２２を参照して第１４実施形態について説明する。図２２に示すように、この第１４実施形態では、膜フィルタ素材として、高線膨張材の金属を主成分とする高線膨張材膜フィルタ素材３７を用いたものである。このように、高線膨張材膜フィルタ素材３７を用いることによって、高サイクル熱疲労による貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進させることができる。
【００３１】
（第１５実施形態）
次に、図２３を参照して第１５実施形態について説明する。図２３に示すように、この第１５実施形態は、温度ゆらぎ場１２の膜フィルタ素材３７に超音波を印加するものである。すなわち、図２３において、３８は超音波発生器、３９は超音波コントローラ、４０はこれらを接続するケーブルであり、温度ゆらぎ場１２の膜フィルタ素材８に、超音波発生器３８から超音波コントローラ３９でコントロールされた超音波を印加する。これにより、温度ゆらぎ場１２に超音波の外乱を加えることにより、高サイクル熱疲労による貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進することができる。
【００３２】
（第１６実施形態）
次に、図２４，２５を参照して第１６実施形態について説明する。図２４に示すように、この第１６実施形態では、温度ゆらぎ場１２の膜フィルタ素材８に、レーザ光源４１からレーザファイバ４３、レーザレンズ４２を経てパルス状（あるいは連続）レーザを照射する。これにより、温度ゆらぎ場１２にレーザの外乱を加えて高サイクル熱疲労による貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進することができる。
【００３３】
この場合、図２５に示すように、回転モータ２４を設け、膜フィルタ素材８を回転させるようにしても良い。これによって、レーザを膜フィルタ素材８に均一に照射することができる。
【００３４】
（第１７実施形態）
次に、図２６，２７を参照して第１７実施形態について説明する。この第１７実施形態は、管温度ゆらぎ場１２の膜フィルタ素材８に周期的な応力を加えるものである。すなわち、図２６では、膜フィルタ素材８に接続されたサポート９と下部サポート４６にモータ４４とカム４５（クランクでもよい）から繰り返し引張り圧縮応力を印加する。このように、繰り返し引張り圧縮応力を印加し外乱を加えることにより、高サイクル熱疲労に起因する貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進することができる。
【００３５】
図２６の場合、水平方向の回転軸の周りに回転するカム４５によって、上下方向に引張り圧縮応力を印加するものであるが、図２７に示すように、垂直方向の回転軸の周りに回転するカム４７（クランクでもよい）によって、水平方向に引張り圧縮応力を印加してもよい。
【００３６】
（第１８実施形態）
次に、図２８，２９を参照して第１８実施形態について説明する。この第１８実施形態は、温冷水の衝突合流管２７の出口配管５０から容器１内に温度ゆらぎ場１２を形成するものである。図２８に示す場合は、衝突合流管２７を容器１内に収め、一方の温水配管２８に、ヒータ（図示せず）、温水ポンプ（図示せず）を含む温水供給源４８からの温水を供給し、他方の冷水配管２９に、クーラ（図示せず）、冷水ポンプ（図示せず）を含む冷水供給源４９からの冷水を供給する。図２９に示す場合は、衝突合流管２７を容器１外に配置し、合流出口配管５０を容器１の底部に接続して容器１内に出口配管５０から温冷水の衝突による温度ゆらぎ場１２を形成する。
【００３７】
（第１９実施形態）
次に、図３０，３１を参照して第１９実施形態について説明する。この第１９実施形態は、容器１内に温冷水配管２８，２９より噴流を膜フィルタ素材８に流し、温度ゆらぎ場１２を形成するものである。図３０に示すように、容器１の側壁部に温水配管２８を接続するとともに、この温水配管２８に対向する位置の容器１側壁部に冷水配管２９を接続する。また、出口配管１９を容器１の底部付近に設ける。そして、温水供給源４８からの温水を温水配管２８から供給するとともに、冷水供給源４９からの冷水を冷水配管２９から供給し、容器１内に設けられた膜フィルタ素材８に上部から温水噴流と冷水噴流を連続的に流す。これにより、温水噴流と冷水噴流の衝突後に生ずる温度ゆらぎ場１２により、膜フィルタ素材８に、高サイクル熱疲労に起因する貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。この場合、図３１に示すように、膜フィルタ素材８を、回転モータ２４によって回転させながら、温冷水噴流を供給してもよい。このように、膜フィルタ素材８を回転させることにより、繰り返し外乱を加えることにより高サイクル熱疲労に起因する貫通クラック（ヘアークラック）の発生を促進することができる。
【００３８】
（第２０実施形態）
次に、図３２を参照して第２０実施形態について説明する。この第２０実施形態は、容器１内の膜フィルタ素材８に高低温蒸気噴射を行い、温度ゆらぎ場１２を形成するものである。図３２に示すように、容器１の側壁部に高温蒸気配管５３、高温蒸気噴射オリフィス５５を設けるとともに、この高温蒸気噴射オリフィス５５に対向する位置の容器１側壁部に低温蒸気配管５４、低温蒸気噴射オリフィス５６を設ける。そして、ヒータ（図示せず）、高温蒸気ポンプ（図示せず）を含む高温蒸気供給源５１からの高温蒸気を、高温蒸気噴射オリフィス５５から供給し、クーラ（図示せず）、低温蒸気ポンプ（図示せず）を含む低温蒸気源５２からの低温蒸気を低温蒸気噴射オリフィス５６から供給することにより連続的に高低温蒸気噴流を膜フィルタ素材８に吹き付け、高低温蒸気噴流衝突後に生ずる温度ゆらぎ場１２による高サイクル熱疲労により貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。
【００３９】
（第２１実施形態）
次に、図３３を参照して第２１実施形態について説明する。この第２１実施形態は、容器１内の膜フィルタ素材８に高温水及び冷水を噴射し、温度ゆらぎ場１２を形成するものである。図３３に示すように、容器１内に、高温水噴射オリフィス５７と、低温水噴射オリフィス５８とを対向するように設け、温水供給源４８からの温水を高温水噴射オリフィス５７から膜フィルタ素材８に向けて供給するとともに、冷水供給源４９からの冷水を低温水噴射オリフィス５８から膜フィルタ素材８に向けて供給する。この時、回転モータ２４により、膜フィルタ素材８を回転させつつ高低温水噴流を供給する。このように、連続的に高低温水噴流を膜フィルタ素材８に吹き付け、高温水と冷水の衝突後に生ずる温度ゆらぎ場１２による高サイクル熱疲労により貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。
【００４０】
（第２２実施形態）
次に、図３４を参照して第２２実施形態について説明する。この第２２実施形態は、液体金属を作動流体とするものであり、ナトリウムの場合を例にして説明する。図３４に示すように、ナトリウムの液面１１を有する容器１内に、ヒータ６、高温ナトリウムポンプ６１を経た高温ナトリウム５９を高温ナトリウムノズル６４から供給するとともに、クーラ７、低温ナトリウムポンプ６２を経た低温ナトリウム６０を低温ナトリウムノズル６５から供給し、両噴流の合流する温度ゆらぎ場１２に膜フィルタ素材８を設置し、高サイクル熱疲労による貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。なお、図３４において、６３は容器１内のナトリウムの液面１１を覆うカバーガスである。ナトリウムは約９０℃で液体となり５００℃程度でも流動的には変化はなく、温度差が大きくとれる特長があるため高サイクル熱疲労の効果を高めることができる。本実施形態では、液体金属としてナトリウムを用いた場合について説明したが、他の液体金属、例えば、鉛、ビスマス、カリウム等及び合金液体金属を作動流体としてもよい。
【００４１】
（第２３実施形態）
次に、図３５を参照して第２３実施形態について説明する。この第２３実施形態は、窒素、アルゴン、空気等の不活性ガスを作動流体としたものである。図３５において、容器１内に、ヒータ６、高温ガスブロア７４を経た高温ガス７２を、高温ガスノズル７６から供給するとともに、クーラ７、低温ガスブロア７５を経た低温ガス７３を、低温ガスノズル７７から供給し、両噴流の合流する温度ゆらぎ場１２に、膜フィルタ素材８を設置し高サイクル熱疲労により貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。
【００４２】
（第２４実施形態）
次に、図３６を参照して第２４実施形態について説明する。この第２４実施形態は、容器１内の膜フィルタ素材８を回転モータ２４によって回転させつつ、膜フィルタ素材８の側方から高温ガスオリフィス８０により、高温ガス供給部７８から高温化ガス配管８２を経た高温ガスを供給するとともに、低温ガスオリフィス８１により、低温ガス供給部７９から低温ガス配管８３を経た高温ガスを供給する。そして、両噴流の合流する温度ゆらぎ場１２により、膜フィルタ素材８に高サイクル熱疲労により貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。
【００４３】
（第２５実施形態）
次に、図３７を参照して第２５実施形態について説明する。この第２５実施形態は、原子炉のミキシングティ（合流管）の冷却材を高低温作動流体としたものである。図３７において、原子炉容器８５内の炉心８４によって加熱されバイパス配管を経由し、ミキシングティ８９に流入した高温冷却材８７と、熱交換器９１を経由し、ミキシングティ８９に流入した低温冷却材８８のミキシングティ８９の出口合流管の合流する温度ゆらぎ場１２を利用する。すなわち、このミキシングティ８９の出口合流管内に、図１５に示したように、膜フィルタ素材８を配置し、高サイクル熱疲労により貫通クラック（ヘアークラック）を発生させる。なお、図３７において、９２は原子炉容器８５内の冷却材、８６はこの冷却材９２の液面を示している。
【００４４】
以上の各実施形態で説明したようにして、フィルタ孔となる貫通クラック（ヘアークラック）を形成した膜フィルタ素材８は、必要に応じてメッシュ状等とされた補強材により、補強する構成としても良い。
【００４５】
以上説明した本発明にかかる膜フィルタの製造方法では、プラスチック等の樹脂、焼結合金、金属加工により製作された金属膜フィルタに比べ、大腸菌等の非常に小さな細菌、粒子、不純物をトラップ（捕捉）することができ、かなり細かい（例えば、０．１μｍ〜数μｍ程度）フィルタ効果のある膜フィルタを製造することができる。また、汚れの激しい河川水等を膜フィルタに流す時、膜フィルタの流出孔が小さく圧損が大きくなるためプラスチック等の樹脂、焼結合金では強度が不足する場合があるが、本発明方法では、金属製の膜フィルタを構成することができ、強度を確保することが可能となる。さらに、金属製の膜フィルタの場合、膜フィルタを長期に使用するため膜フィルタに詰まった小さな細菌、粒子、不純物を逆洗により除去し、再び膜フィルタとして使用する際に、振動等を与えて大きな力を加えても、強度的に耐えられる。さらに、温度ゆらぎ等の温水（熱水）を利用して、細菌、不純物等の粘性が高く付着性の強い付着物を、温度ゆらぎ熱で除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態にかかる板状膜フィルタの構造を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態にかかるパイプ状膜フィルタの構造を模式的に示す図。
【図４】第１実施形態にかかる膜フィルタのクラック構成を模式的に示す図。
【図５】第１実施形態にかかる温度ゆらぎ波形例を示す図。
【図６】熱疲労曲線例を示す図。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図８】本発明の第３実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図９】本発明の第４実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図１０】第４実施形態にかかる板状膜フィルタの構造を模式的に示す図。
【図１１】第４実施形態にかかる膜フィルタのクラック構成を模式的に示す図。
【図１２】本発明の第５実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図１３】本発明の第６実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図１４】本発明の第７実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図１５】本発明の第８実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図１６】第８実施形態にかかる膜フィルタの製造方法に使用する合流管の例を示す図。
【図１７】本発明の第９実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図１８】本発明の第１０実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図１９】本発明の第１１実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２０】本発明の第１２実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２１】本発明の第１３実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２２】本発明の第１４実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２３】本発明の第１５実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２４】本発明の第１６実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２５】第１６実施形態の変形例を模式的に示す図。
【図２６】本発明の第１７実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２７】第１７実施形態の変形例を模式的に示す図。
【図２８】本発明の第１８実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図２９】第１８実施形態の変形例を模式的に示す図。
【図３０】本発明の第１９実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図３１】第１９実施形態の変形例を模式的に示す図。
【図３２】本発明の第２０実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図３３】本発明の第２１実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図３４】本発明の第２２実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図３５】本発明の第２３実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図３６】本発明の第２４実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図３７】本発明の第２５実施形態にかかる膜フィルタの製造方法を模式的に示す図。
【図３８】従来の機械加工製造による（金属）膜フィルタの平面構成を示す図。
【図３９】図３８の膜フィルタの断面構成を示す図。
【図４０】従来の焼結金属製造による（金属）膜フィルタの断面構成を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１…容器、２…温水ノズル、３…冷水ノズル、４…温水ポンプ、５…冷水ポンプ、６…ヒータ、７…クーラ、８…膜フィルタ素材、９…サポート、１０…上蓋、１１…液面、１２…温度ゆらぎ場、１３…板状の膜フィルタ、１４…クラック、１５…パイプ状の膜フィルタ、１６…内管、１７…外管、１８…２重管、１９…出口配管、２０…温水分岐管、２１…冷水分岐管、２２…温冷水切替バルブ、２３…冷温水切替バルブ、２４…回転モータ、２５…ガスバブル発生器、２６…ガスバブル、２７…衝突合流管、２７ｂ…合流管、２７ｃ…異径合流管、２８…温水配管、２９…冷水配管、３０…上部サポート、３１…厚肉内管、３２…初期欠陥、３３…温海水配管、３４…冷海洋深層水配管、３５…温酸性液配管、３６…冷酸性液配管、３７…高線膨張材膜フィルタ素材、３８…超音波発生器、３９…超音波コントローラ、４０…ケーブル、４１…レーザ光源、４２…レーザレンズ、４３…レーザファイバ、４４…モータ、４５…カム（クランク）、４６…下部サポート、４７…カム（クランク）、４８…温水供給源、４９…冷水供給源、５０…合流出口配管、５１…高温蒸気供給源、５２…低温蒸気供給源、５３…高温蒸気配管、５４…低温蒸気配管、５５…高温蒸気噴射オリフィス、５６…低温蒸気噴射オリフィス、５７…高温水噴射オリフィス、５８…低温水噴射オリフィス、５９…高温ナトリウム、６０…低温ナトリウム、６１…高温ナトリウムポンプ、６２…低温ナトリウムポンプ、６３…カバーガス、６４…高温ナトリウムノズル、６５…低温ナトリウムノズル、７２…高温ガス、７３…低温ガス、７４…高温ガスブロア、７５…低温ガスブロア、７６…高温ガスノズル、７７…低温ガスノズル、７８…高温ガス供給源、７９…低温ガス供給源、８０…高温ガスオリフィス、８１…低温ガスオリフィス、８２…高温ガス配管、８３…低温ガス配管、８４…炉心、８５…原子炉容器、８６…冷却材液面、８７…高温冷却材、８８…低温冷却材、８９…ミキシングティ、９０…冷却材ポンプ、９１…熱交換器、９２…冷却材、１０５…温度揺らぎ波形例、１０６…熱疲労曲線。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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