JP2004261649A - 濾過器、及びフィルタモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】設置面積当たりの処理能力が大きい（即ち、省スペースで処理能力が大きい）濾過器、及びこのような濾過器に好適に用いることができるフィルタモジュールを提供する。
【解決手段】少なくとも２基のフィルタエレメント２がケーシング４内に内蔵されてなる濾過器１である。ケーシング４内に内蔵された、少なくとも２基のフィルタエレメント２を、第１のシール材５を挟持した状態で直列的に連結する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質体からなるフィルタエレメントがケーシング内に内蔵されてなる濾過器、及びフィルタモジュールに関し、詳しくは、設置面積当たりの処理能力が大きい（即ち、省スペースで処理能力が大きい）濾過器、及びこのような濾過器に好適に用いることができるフィルタモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、水処理、或いは医薬・食品分野などの広範な分野において、液体中の懸濁物質、細菌、粉塵等を除去するために、多孔質体を濾材とするフィルタエレメントが用いられている。
【０００３】上記フィルタエレメントとしては、濾過目的に応じて種々の形状の多孔質体が用いられるが、例えば図２に示すような、多数の細孔を有する筒状の多孔質体からなり、原液の流路となる複数のセル３を有する基材と（以下、このような形状を「モノリス状」と記す場合がある）、その複数のセル３の内壁に形成された、基材より平均細孔径が小さい多孔質体からなる濾過膜を有するフィルタエレメント２が汎用されている。
【０００４】上記のようなモノリス状のフィルタエレメントは、原液（被処理液体）を複数のセル内に所定の圧力で供給すると、液体がセルの内壁に形成された濾過膜及び基材を構成する多孔質体を透過して基材の外周面から流出する際に、懸濁物質等は濾過膜において捕集される。従って、フィルタエレメントを、その基材外周面側とセル開口端面側とが、シール材により液密的に隔離された状態で、ケーシング内に内蔵する構造とすることによって、浄化液を回収することができる。また、濾過膜の平均細孔径（０．０１〜１．０μｍ程度）を基材（１〜数１００μｍ程度）より小さく構成しているため、濾過性能が確保される一方で、液体が基材を構成する多孔質体を透過する際の流動抵抗を低下させることができ、流体透過量（即ち処理能力）を向上させることが可能となる。
【０００５】上記のようなモノリス状のフィルタエレメントは、単独で用いられることもあるが、浄水場等のように大量の原液（原水）を処理することが要請される場合には、多数のフィルタエレメントを連結することによって、濾過面積を増加させ、処理能力を向上させることが行われている。
【０００６】多数のフィルタエレメントが連結されてなる濾過器としては、例えば、多数のフィルタエレメントの両端部が各々、上部プレート、下部プレートに挿通された状態で支持され、多数のフィルタエレメントを並列的に配置した状態でケーシング内に内蔵してなる濾過器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１８００４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような構造の濾過器は、連結させるフィルタエレメントの数を増やして、濾過面積を増加させ、処理能力を向上させようとすると、フィルタエレメントの数に比例して濾過器の設置面積を大きくせざるを得ず、濾過器の設置面積当たりに換算した処理能力は低いものであった。
【０００９】本発明は、上述の問題に鑑みなされたもので、設置面積当たりの処理能力が大きい（即ち、省スペースで処理能力が大きい）濾過器、及びこのような濾過器に好適に用いることができるフィルタモジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意研究した結果、ケーシング内に内蔵される、少なくとも２基のフィルタエレメントをシール材を挟持した状態で直列的に連結する構造とすることによって、上記課題を解決可能であることに想到し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の濾過器、及びフィルタモジュールを提供するものである。
【００１１】［１］ 多数の細孔を有する筒状の多孔質体からなり、原液の流路となる複数のセルを有する基材と、前記複数のセルの内壁に形成された、前記基材より平均細孔径が小さい多孔質体からなる濾過膜とを有するフィルタエレメントを少なくとも２基有し、前記少なくとも２基のフィルタエレメントがケーシング内に内蔵されてなる濾過器であって、前記ケーシング内に内蔵された、前記少なくとも２基のフィルタエレメントが第１のシール材を挟持した状態で直列的に連結されてなる構造を有し、前記第１のシール材は、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記ケーシングの内周面との間に形成される所定の空間から前記複数のセルを液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの前記複数のセル同士の連通を妨げないものであることを特徴とする濾過器。
【００１２】［２］ 前記フィルタエレメントを構成する前記基材及び前記濾過膜が、セラミックからなるものである上記［１］に記載の濾過器。
【００１３】［３］ 前記第１のシール材が、シールキャップである上記［１］又は［２］に記載の濾過器。
【００１４】［４］ 前記少なくとも２基のフィルタエレメントがその間に支持プレートを介在させた状態で直列的に連結され、前記少なくとも２基のフィルタエレメントと前記支持プレートとの間に前記第１のシール材が挟持されてなる構造を有し、前記支持プレートは、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの前記複数のセル同士を連通する第１の開口部と、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記ケーシングの内周面との間に形成される所定の空間同士を連通する第２の開口部とを有するものである上記［１］〜［３］のいずれかに記載の濾過器。
【００１５】［５］ 前記ケーシングが、その端部にフランジを有する中空筒状ケース少なくとも２体から構成されるものであり、前記少なくとも２体の中空筒状ケースがそのフランジ間に前記支持プレートを介在させた状態で直列的に連結され、前記フランジと前記支持プレートとの間に第２のシール材が挟持されてなる構造を有し、前記第２のシール材は、前記中空筒状ケースの外部空間から前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間を液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間同士の連通を妨げないものである上記［４］に記載の濾過器。
【００１６】［６］ 多数の細孔を有する筒状の多孔質体からなり、原液の流路となる複数のセルを有する基材と、前記複数のセルの内壁に形成された、前記基材より平均細孔径が小さい多孔質体からなる濾過膜とを有するフィルタエレメントが、その両端部にフランジを有する中空筒状ケース内に内蔵されてなるフィルタモジュールであって、前記フィルタエレメントがその両端面を各々支持プレートで支持された状態で前記中空筒状ケース内に内蔵され、前記フィルタエレメントと前記支持プレートとの間に第１のシール材が挟持されてなる構造を有し、前記支持プレートは、前記フィルタエレメントの前記複数のセルに連通する第１の開口部と、前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間に連通する第２の開口部とを有するものであり、前記第１のシール材は、前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間から前記複数のセルを液密的に隔離するものであり、かつ、前記フィルタエレメントの前記複数のセルと前記第１の開口部との連通を妨げないものであることを特徴とするフィルタモジュール。
【００１７】［７］ 前記フィルタエレメントを構成する前記基材及び前記濾過膜が、セラミックからなるものである上記［６］に記載のフィルタモジュール。
【００１８】［８］ 前記第１のシール材が、シールキャップである上記［６］又は［７］に記載のフィルタモジュール。
【００１９】［９］ 前記中空筒状ケースの両フランジと前記支持プレートとの間に第２のシール材が挟持されてなる構造を有するとともに、前記第２のシール材は、前記中空筒状ケースの外部空間から前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間を液密的に隔離するものであり、かつ、前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間と前記支持プレートの第２の開口部との連通を妨げないものである上記［６］〜［８］のいずれかに記載のフィルタモジュール。
【００２０】［１０］ 前記支持プレート及び前記中空筒状ケースのフランジが、これらを相互に結合するためのボルトを螺着し得るボルト穴を有するとともに、前記支持プレートのボルト穴に、前記ボルトの頭部を内蔵させ得る凹部が形成されてなる上記［９］に記載のフィルタモジュール。
【００２１】［１１］ 上記［６］〜［１０］のいずれかに記載のフィルタモジュールを少なくとも２基有し、前記少なくとも２基のフィルタモジュールが直列的に連結されてなる濾過器であって、前記少なくとも２基のフィルタモジュールが、第３のシール材及び第４のシール材を挟持した状態で直列的に連結されてなる構造を有し、前記第３のシール材は、前記少なくとも２基のフィルタモジュールを構成する前記支持プレートの前記第２の開口部から前記第１の開口部を液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタモジュールの前記第１の開口部同士の連通を妨げないものであり、前記第４のシール材は、前記フィルタモジュールの外部空間から前記少なくとも２基のフィルタモジュールを構成する前記支持プレートの前記第２の開口部を液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタモジュールの前記第２の開口部同士の連通を妨げないものであることを特徴とする濾過器。
【００２２】［１２］ 前記直列的に連結された少なくとも２基のフィルタモジュールのうち、前記濾過器の最上部に連結されたフィルタモジュールのみに浄化液回収口を設けてなる上記［１１］に記載の濾過器。
【００２３】
【発明の実施の形態】（１）第１の発明
本発明の濾過器（第１の発明）は、ケーシング内に内蔵される、少なくとも２基のフィルタエレメントをシール材を挟持した状態で直列的に連結する構造としたものである。このような構造の濾過器は、上下方向の空間を有効に利用して設置することができるので、従来のような、多数のフィルタエレメントを並列的に配置した状態でケーシング内に内蔵してなる濾過器（特許文献１参照）と比較して、設置面積当たりの処理能力を大きくすることができる。即ち、省スペースで処理能力が大きい濾過器である。
【００２４】以下、本発明の濾過器（第１の発明）を、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発明の濾過器の一の実施の形態を模式的に示す側面断面図である。
【００２５】図１に示すように、本発明の濾過器１は、フィルタエレメント２を少なくとも２基有し、その少なくとも２基のフィルタエレメント２がケーシング４内に内蔵されてなる濾過器１である。なお、本明細書において「ケーシング」というときは、その濾過器に用いられる全てのフィルタエレメントを内蔵する容器全体を意味するものとする。ケーシングの材質については特に制限はないが、不透水性で耐食性が高い材質（例えば、ステンレス等）を好適に用いることができる。
【００２６】フィルタエレメント２は、図２に示すように、多数の細孔を有する筒状の多孔質体からなり、原液の流路となる複数のセル３を有する基材と、複数のセル３の内壁に形成された、基材より平均細孔径が小さい多孔質体からなる濾過膜とを有するものである。濾過膜を構成する多孔質体の平均細孔径、及び基材を構成する多孔質体の平均細孔径の具体的な値は、要求される濾過性能（捕集すべき物質の粒径）や流体透過量（即ち処理能力）に応じて適宜設計されるが、水処理の分野においては、濾過膜を構成する多孔質体の平均細孔径は０．０１〜１．０μｍ程度、基材を構成する多孔質体の平均細孔径は１〜数１００μｍ程度に構成されることが多い。なお、基材と濾過膜との間にこれらの中間の平均細孔径を有する多孔質体からなる中間膜が形成される場合もある。
【００２７】フィルタエレメントの形状は、原液の流路となる複数のセル（貫通孔）を有する筒状体、いわゆるモノリス状である限りにおいて、特に限定されるものではない。全体的な形状としては、例えば、図２に示すような円筒状の他、四角柱状、三角柱状等の形状を挙げることができる。また、フィルタエレメントのセル形状（セルの形成方向に対して垂直な断面におけるセル形状）としては、例えば、図２に示すような円形セルの他、四角形セル、六角形セル、三角形セル等の形状を挙げることができる。
【００２８】フィルタエレメントを構成する基材及び濾過膜（場合により、中間膜）は、例えば、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の有機高分子からなるものであってもよいが、セラミックからなるものであることが好ましい。有機高分子と比較して、物理的強度、耐久性に優れるため信頼性が高く、耐食性が高いため酸アルカリ等による洗浄を行っても劣化が少なく、更には、濾過能力を決定する平均細孔径の精密な制御が可能であることによる。セラミックの種類は特に限定されないが、例えば、コージェライト、ムライト、アルミナ、アルミニウムチタネート、リチウムアルミニウムシリケート、炭化珪素、窒化珪素等が好適に用いられる。
【００２９】なお、フィルタエレメントの端面のうち、セル開口部以外の部分については、液不透過性の材料（例えば、ガラス等）からなる被膜を形成しておくことが好ましい（例えば、特開昭６１−８１０６号公報、特開２００１−３００２７３号公報参照）。フィルタエレメントの端面には濾過膜が形成されておらず、比較的、平均細孔径の大きい基材が露出しているため、その部分から原液が基材内部に浸透してしまい、既に濾過膜を透過した浄化液に混入する場合がある。上記のような被膜を形成しておくことにより、原液が浄化液に混入する事態を回避することができ、浄化液が汚染されるのを防止し得る。
【００３０】図１に示すように、本発明の濾過器１は、ケーシング４内に内蔵された、少なくとも２基のフィルタエレメント２が第１のシール材５を挟持した状態で直列的に連結されてなる構造を有するものである。なお、本明細書において、「直列的に連結」というときは、少なくとも２基のフィルタエレメントがそのセル形成方向（筒状体の軸方向）に向かって連結されている状態を意味するものとする。また、「少なくとも２基」であるから、３基以上のフィルタエレメントが直列的に連結されていてもよい。
【００３１】第１のシール材５は、▲１▼少なくとも２基のフィルタエレメント２の外周面２ａとケーシング４の内周面４ａとの間に形成される所定の空間６から（フィルタエレメント２の）複数のセルを液密的に隔離するものであること、及び、▲２▼少なくとも２基のフィルタエレメント２の複数のセル同士の連通を妨げないものであること、という２つの機能を有することが必要である。
【００３２】上記２つの機能を有する限りにおいて、第１のシール材の形状、構造、材質等は特に限定されるものではなく、例えば、ゴム等の弾性材からなるＯ−リングやリング状の平パッキン等であってもよい。Ｏ−リングやリング状の平パッキンを、フィルタエレメントの端面における外縁部に沿って、複数のセルの開口部の全てを取り囲むように配置することにより、上記２つの機能を担保することができる。
【００３３】但し、本発明の濾過器においては、第１のシール材は、シールキャップであることが好ましい（図１に示す濾過器１においても、第１のシール材５として、シールキャップ７を使用している）。本明細書において「シールキャップ」というときは、フィルタエレメントのような筒状体の端部に被着させて用いられるキャップ状のシール材を意味する（例えば、特開平１０−１８４９１９号公報参照）。このようなキャップ状のシール材は、Ｏ−リングやリング状の平パッキンと比較して、フィルタエレメントに簡便かつ確実に固定可能であることに加え、高い液密性を確保できる点において好ましい。
【００３４】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、シールキャップの一の実施の形態を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）が上面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すシールキャップ７は、ゴム等の弾性材から構成された、断面Ｌ字状を呈する環状部材であり、垂直方向に延出する胴部７ｂと、水平方向に延出する頂部７ａとからなり、中央開口部７ｃを有している。
【００３５】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、シールキャップの使用状態を模式的に示す説明図であり、図４（ａ）が上面図、図４（ｂ）が図４（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、シールキャップ７は、胴部７ｂがフィルタエレメント２の外周面２ａに、頂部７ａがフィルタエレメント２の端面に、各々密着するように、フィルタエレメント２の端部に被着させて用いられる。中央開口部７ｃは、フィルタエレメント２の複数のセル３が全て露出するように形成されており、直列的に連結されるフィルタエレメント２の複数のセル同士の連通を妨げることがない。
【００３６】少なくとも２基のフィルタエレメントが第１のシール材を挟持した状態で直列的に連結されてなる構造としては、少なくとも２基のフィルタエレメントが第１のシール材のみを挟持した状態で直列的に連結されてなる構造も考えられるが、図１に示すように、少なくとも２基のフィルタエレメント２がその間に支持プレート８を介在させた状態で直列的に連結され、少なくとも２基のフィルタエレメント２と支持プレート８との間に第１のシール材５が挟持されてなる構造を有するものであることが好ましい。
【００３７】支持プレート８は、少なくとも２基のフィルタエレメント２の複数のセル同士を連通する第１の開口部８ａと、少なくとも２基のフィルタエレメント２の外周面２ａとケーシング４の内周面４ａとの間に形成される所定の空間６同士を連通する第２の開口部８ｂとを有するものである。支持プレート８の形状は特に限定されないが、例えば図５に示すように、円形のプレートの中央に円形の第１開口部８ａ、その外縁に略Ｕ字状の第２開口部８ｂを形成してなるもの等を好適に用いることができる。支持プレートの材質についても特に制限はないが、不透水性で耐食性が高い材質（例えば、ステンレス等）を好適に用いることができる。
【００３８】上記のように支持プレートを用いる構造では、図１に示すように、ケーシング４が、その端部にフランジ９ｂを有する中空筒状ケース９、少なくとも２体から構成されるものであり、少なくとも２体の中空筒状ケース９がそのフランジ９ｂ間に支持プレート８を介在させた状態で直列的に連結され、フランジ９ｂと支持プレート８との間に第２のシール材１０が挟持されてなる構造を有するものであることが好ましい。
【００３９】第２のシール材１０は、▲１▼中空筒状ケース９の外部空間１１から少なくとも２基のフィルタエレメント２の外周面２ａと中空筒状ケース９の内周面９ａとの間に形成される所定の空間１２を液密的に隔離するものであること、及び、▲２▼少なくとも２基のフィルタエレメント２の外周面２ａと中空筒状ケース９の内周面９ａとの間に形成される所定の空間１２同士の連通を妨げないものであること、という２つの機能を有することが必要である。
【００４０】上記２つの機能を有する限りにおいて、第２のシール材の形状、構造、材質等は特に限定されるものではなく、例えば、ゴム等の弾性材からなるＯ−リングやリング状の平パッキン等を用いることができる。Ｏ−リングやリング状の平パッキンを、支持プレート（又は中空筒状ケースのフランジ）の外縁部に沿って、支持プレートの第２開口部を取り囲むように配置することにより、上記２つの機能を担保することができる。
【００４１】中空筒状ケースのフランジ、及び／又は支持プレートには、第２のシール材を配置・固定するための凹溝を設けてもよい。こうすることにより、第２のシール材を容易に配置することができ、より確実に固定することが可能となる。なお、中空筒状ケースのフランジと支持プレートとの固定方法は特に限定されないが、中空筒状ケースのフランジ、及び支持プレートの第２のシール材配置部分より外周側に各々ボルト穴を設け、ボルトとナットにより固定する方法等が挙げられる。
【００４２】本発明の濾過器は、ケーシング内に内蔵される、少なくとも２基のフィルタエレメントをシール材を挟持した状態で直列的に連結する構造とすることを除いては、従来公知の濾過器と同様に構成することができ、その全体的な構造については特に制限はないが、例えば、図１に示す濾過器１のように構成することができる。
【００４３】濾過器１において、２基のフィルタエレメント２は、シールキャップ７，１７によって、フィルタエレメント２の外周面２ａと中空筒状ケース９の内周面９ａとの間に形成される所定の空間１２から、フィルタエレメント２の複数のセルが液密的に隔離された状態で直列的に連結されており、中空筒状ケース９（ひいては、ケーシング４）内に内蔵されている。そして、連結された２体の中空筒状ケース９（即ち、ケーシング４）の上端には上部キャップ１３が、下端には底部キャップ１４が、それぞれＯ−リング１５，１６を挟持した状態で装着されている。また、上部キャップ１３には頂部開口部１３ａが、底部キャップ１４には原液供給口１４ａが形成されている。更に、中空筒状ケース９（上段）には浄化液回収口９ｃが形成されている。
【００４４】濾過器１においては、原液（被処理液体）を、底部キャップ１４の原液供給口１４ａからフィルタエレメント２（下段）の複数のセル内に所定の圧力で供給すると、その原液は、支持プレート８の第１の開口部８ａを通過して、フィルタエレメント２（上段）の複数のセルの内部にも流入する。この際、原液は、フィルタエレメント２の複数のセルの内壁に形成された濾過膜において濾過され、フィルタエレメント２の外周面２ａから、フィルタエレメント２の外周面２ａと中空筒状ケース９の内周面９ａとの間に形成される所定の空間１２に浄化液として流出する。
【００４５】濾過された浄化液は、フィルタエレメント２（下段）の外周面２ａと中空筒状ケース９（下段）の内周面９ａとの間に形成される所定の空間１２内に溜まっていき、支持プレート８の第２の開口部８ｂを通過して、フィルタエレメント２（上段）の外周面２ａと中空筒状ケース９（上段）の内周面９ａとの間に形成される所定の空間１２に流入し、最終的には中空筒状ケース９（上段）の浄化液回収口９ｃから回収される。
【００４６】通常、濾過器１は、上部キャップ１３の頂部開口部１３ａを何らかの蓋部材によって閉塞することにより、デッドエンド型の濾過器として用いられるが、頂部開口部１３ａと底部キャップ１４の原液供給口１４ａを配管等で連結させ、原液が濾過器内を循環するように構成することにより、クロスフロー型の濾過器として用いてもよい。
【００４７】（２）第２の発明
本発明のフィルタモジュールは、フィルタエレメントがその両端面を各々支持プレートで支持された状態で中空筒状ケース内に内蔵され、フィルタエレメントと支持プレートとの間に第１のシール材が挟持されてなる構造としたものである。このフィルタモジュールは、フィルタエレメントをモジュール化することによって、フィルタエレメント相互間の連結を容易に行うことを可能としたものである。このフィルタモジュールを用いると、第１の発明の濾過器と同様に、複数のフィルタエレメントが直列的に連結された構造を有する濾過器を極めて簡便に構成することができる。即ち、省スペースで処理能力が大きい濾過器を、より簡便かつ容易に構成することが可能となる。
【００４８】以下、本発明のフィルタモジュール（第２の発明）を、図面を参照しつつ具体的に説明する。図６は、本発明のフィルタモジュールの一の実施の形態を模式的に示す側面断面図である。
【００４９】図６に示すように、本発明のフィルタモジュール３１は、フィルタエレメント３２が、その両端部にフランジ３９ｂを有する中空筒状ケース３９内に内蔵されてなるフィルタモジュールであり、具体的には、フィルタエレメント３２がその両端面を各々支持プレート３８で支持された状態で中空筒状ケース３９内に内蔵され、フィルタエレメント３２と支持プレート３８との間に第１のシール材３５が挟持されてなる構造を有するものである。
【００５０】フィルタエレメント３２の構成としては、上記第１の発明の項で説明したものと同様の構成をそのまま利用することができる。フィルタエレメント３２の端面のうち、セル開口部以外の部分について、液不透過性の材料（例えば、ガラス等）からなる被膜を形成しておくことが好ましい点についても同様である。
【００５１】支持プレート３８については、フィルタエレメント３２の複数のセルに連通する第１の開口部３８ａと、フィルタエレメント３２の外周面３２ａと中空筒状ケース３９の内周面３９ａとの間に形成される所定の空間４２に連通する第２の開口部３８ｂとを有するものである。支持プレート３８の構成としては、上記第１の発明の項で説明した「支持プレート８」と同様の構成をそのまま利用することができる（図５参照）。
【００５２】第１のシール材３５については、▲１▼フィルタエレメント３２の外周面３２ａと中空筒状ケース３９の内周面と３９ａの間に形成される所定の空間４２から（フィルタエレメント３２の）複数のセルを液密的に隔離するものであること、及び、▲２▼フィルタエレメント３２の複数のセルと（支持プレート３８の）第１の開口部３８ａとの連通を妨げないものであること、という２つの機能を有することが必要である。
【００５３】第１のシール材３５の構成としては、上記第１の発明の項で説明した「第１のシール材５」と同様の構成をそのまま利用することができる。第１のシール材３５が、シールキャップであることが好ましい点についても同様である（図３（ａ）及び図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。なお、図６に示すフィルタモジュール３１においても、第１のシール材３５として、シールキャップ３７を使用している。
【００５４】本発明のフィルタモジュールは、図６に示すように、中空筒状ケース３９の両フランジ３９ｂと支持プレート３８との間に第２のシール材４０が挟持されてなる構造を有するものであることが好ましい。
【００５５】第２のシール材４０は、▲１▼中空筒状ケース３９の外部空間４１からフィルタエレメント３２の外周面３２ａと中空筒状ケース３９の内周面３９ａとの間に形成される所定の空間４２を液密的に隔離するものであること、及び、▲２▼フィルタエレメント３２の外周面３２ａと中空筒状ケース３９の内周面３９ａとの間に形成される所定の空間４２と、支持プレート３８の第２の開口部３８ｂとの連通を妨げないものであること、という２つの機能を有することが必要である。第２のシール材４０の構成としては、上記第１の発明の項で説明した「第２のシール材１０」と同様の構成をそのまま利用することができる。
【００５６】また、上記第１の発明の濾過器と同様に、本発明のフィルタモジュールにおいても、中空筒状ケースのフランジ、及び／又は支持プレートには、第２のシール材を配置・固定するための凹溝を設けてもよい（図６に示すフィルタモジュール３１においても、中空筒状ケース３９のフランジ３９ｂ、及び支持プレート３８に第２のシール材４０を配置・固定するための凹溝を設けている）。
【００５７】なお、中空筒状ケースのフランジと支持プレートとの固定方法については特に制限はないが、図６に示すように、中空筒状ケース３９のフランジ３９ｂ、及び支持プレート３８の第２のシール材４０配置部分より外周側に各々ボルト穴３９ｄ，３８ｃを設け、ボルトとナットにより固定する方法等が挙げられる。
【００５８】より具体的に説明すると、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、支持プレート３８及び中空筒状ケース３９のフランジ３９ｂが、これらを相互に結合するためのボルト４８を螺着し得るボルト穴３８ｃ，３９ｄを有する構造とすればよく、特に、支持プレート３８のボルト穴３８ｃに、ボルト４８の頭部を内蔵させ得る凹部３８ｄが形成されてなるものであることが好ましい。
【００５９】上記のような構造は、図７（ｂ）に示すように、中空筒状ケース３９のフランジ３９ｂと支持プレート３８とを、ボルト４８とナット４９により固定することができることに加え、ボルト４８の頭部が支持プレート３８の表面から突出することがない。従って、複数のフィルタモジュールを直列的に連結して濾過器を構成する際に、ボルトの頭部が邪魔になることがなく、各フィルタモジュールの支持プレート同士を確実に当接させた状態で、複数のフィルタモジュールを直列的に連結させることが可能となる。
【００６０】（３）第３の発明
本発明の濾過器（第３の発明）は、上記フィルタモジュール（第２の発明）を少なくとも２基有し、その少なくとも２基のフィルタモジュールが直列的に連結されてなる濾過器である。このような構造の濾過器も、第１の発明の濾過器と同様に、上下方向の空間を有効に利用して設置することができるので、設置面積当たりの処理能力を大きくすることができ、省スペースで処理能力が大きい濾過器である。更に、フィルタエレメントがモジュール化されているので、フィルタエレメント相互間の連結を容易に行うことが可能であり、上記のような省スペースで処理能力が大きい濾過器を、より簡便かつ容易に構成することが可能となる。
【００６１】以下、本発明の濾過器（第３の発明）を、図面を参照しつつ具体的に説明する。図８は、本発明の濾過器（第３の発明）の一の実施の形態を模式的に示す側面断面図であり、２基のフィルタモジュールの連結部分の拡大図である。なお、図８に示すフィルタモジュール３２は、図６に示すフィルタモジュール３２と同一の構造を有するものである。
【００６２】図８に示すように、本発明の濾過器６１は、上記第２の発明にかかるフィルタモジュール３１を少なくとも２基有し、その少なくとも２基のフィルタモジュール３１が直列的に連結されてなる濾過器であり、少なくとも２基のフィルタモジュール３１が、第３のシール材５０及び第４のシール材５１を挟持した状態で直列的に連結されてなる構造を有するものである。
【００６３】第３のシール材５０については、▲１▼少なくとも２基のフィルタモジュール３１を構成する支持プレート３８の第２の開口部３８ｂから（支持プレート３８の）第１の開口部３８ａを液密的に隔離するものであること、及び、▲２▼少なくとも２基のフィルタモジュール３１の（支持プレート３８の）第１の開口部３８ａ同士の連通を妨げないものであること、という２つの機能を有することが必要である。
【００６４】上記２つの機能を有する限りにおいて、第３のシール材の形状、構造、材質等は特に限定されるものではなく、例えば、ゴム等の弾性材からなるＯ−リングやリング状の平パッキン等を用いることができる。この場合において、各フィルタモジュールを構成する支持プレートには、第３のシール材を配置・固定するための凹溝を設けてもよい（図８に示すフィルタモジュール３１においても、フィルタモジュール３１を構成する支持プレート３８に第３のシール材５０を配置・固定するための凹溝を設けている）。
【００６５】第４のシール材５１については、▲１▼少なくとも２基のフィルタモジュール３１の外部空間４１から、少なくとも２基のフィルタモジュール３１を構成する支持プレート３８の第２の開口部３８ｂを液密的に隔離するものであること、及び、▲２▼少なくとも２基のフィルタモジュール３１の（支持プレート３８の）第２の開口部３８ｂ同士の連通を妨げないものであること、という２つの機能を有することが必要である。
【００６６】上記２つの機能を有する限りにおいて、第４のシール材の形状、構造、材質等は特に限定されるものではなく、例えば、ゴム等の弾性材からなるＯ−リングやリング状の平パッキン等を用いることができる。この場合において、各フィルタモジュールを構成する支持プレートには、第４のシール材を配置・固定するための凹溝を設けてもよい（図８に示すフィルタモジュール３１においても、フィルタモジュール３１を構成する支持プレート３８に第４のシール材５１を配置・固定するための凹溝を設けている）。
【００６７】本発明の濾過器（第３の発明）においては、直列的に連結された少なくとも２基のフィルタモジュールの各々に浄化液回収口を設ける構造も考えられるが、濾過器の最上部に連結されたフィルタモジュールのみに浄化液回収口を設けてなるものが好ましい。このような構造は、フィルタモジュールの各々に浄化液回収口を設ける構造と比較して、配管設備を簡素化することができる利点がある。また、このような構造は、例えば、濾過器の最下部に連結されたフィルタモジュールのみに浄化液回収口を設ける構造と比較して、フィルタモジュール（ひいては濾過器）内部のエア抜きが容易になるという利点がある。
【００６８】なお、本発明の濾過器（第３の発明）の全体構造については、特に限定されるものではなく、例えば、図１に示す濾過器１と同様に、連結された少なくとも２基のフィルタモジュールの上端には、頂部開口部が形成された上部キャップを、下端には原液供給口が形成された底部キャップを、それぞれＯ−リングを挟持した状態で装着する構造等が挙げられる（図１参照）。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の濾過器は、ケーシング内に内蔵される、少なくとも２基のフィルタエレメントをシール材を挟持した状態で直列的に連結する構造としたので、設置面積当たりの処理能力を大きくすることができる。即ち、省スペースで処理能力が大きい濾過器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の濾過器の一の実施の形態を模式的に示す側面断面図である。
【図２】フィルタエレメントの一の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図３】シールキャップの一の実施の形態を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）が上面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】シールキャップの使用状態を模式的に示す説明図であり、図４（ａ）が上面図、図４（ｂ）が図４（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】本発明の濾過器に用いる支持プレートの一の実施の形態を模式的に示す上面図である。
【図６】本発明のフィルタモジュールの一の実施の形態を模式的に示す側面断面図である。
【図７】本発明のフィルタモジュールの一の実施の形態を模式的に示す、中空筒状ケースのフランジと支持プレートとの結合部分の拡大図であり、図７（ａ）がボルト非装着時の側面断面図、図７（ｂ）がボルト装着時の側面断面図である。
【図８】本発明の濾過器の一の実施の形態を模式的に示す、２基のフィルタモジュールの連結部分を拡大した側面断面図である。
【符号の説明】
１，６１…濾過器、２，３２…フィルタエレメント（２ａ，３２ａ…外周面）、３…セル、４…ケーシング（４ａ…内周面）、５，３５…第１のシール材、６，１２，４２…所定の空間、７，１７，３７…シールキャップ（７ａ…頂部、７ｂ…胴部、７ｃ…中央開口部）、８，３８…支持プレート（８ａ，３８ａ…第１の開口部、８ｂ…第２の開口部、３８ｃ…ボルト穴、３８ｄ…凹部）、９，３９…中空筒状ケース（９ａ，３９ａ…内周面、９ｂ，３９ｂ…フランジ、９ｃ…浄化液回収口、３９ｄ…ボルト穴）、１０，４０…第２のシール材、１１，４１…外部空間、１３…上部キャップ（１３ａ…頂部開口部）、１４…底部キャップ（１４ａ…原液供給口）、１５，１６…Ｏ−リング、３１…フィルタモジュール、４８…ボルト、４９…ナット、５０…第３のシール材、５１…第４のシール材。

Claims (12)

1. 多数の細孔を有する筒状の多孔質体からなり、原液の流路となる複数のセルを有する基材と、前記複数のセルの内壁に形成された、前記基材より平均細孔径が小さい多孔質体からなる濾過膜とを有するフィルタエレメントを少なくとも２基有し、前記少なくとも２基のフィルタエレメントがケーシング内に内蔵されてなる濾過器であって、
   前記ケーシング内に内蔵された、前記少なくとも２基のフィルタエレメントが第１のシール材を挟持した状態で直列的に連結されてなる構造を有し、
   前記第１のシール材は、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記ケーシングの内周面との間に形成される所定の空間から前記複数のセルを液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの前記複数のセル同士の連通を妨げないものであることを特徴とする濾過器。
2. 前記フィルタエレメントを構成する前記基材及び前記濾過膜が、セラミックからなるものである請求項１に記載の濾過器。
3. 前記第１のシール材が、シールキャップである請求項１又は２に記載の濾過器。
4. 前記少なくとも２基のフィルタエレメントがその間に支持プレートを介在させた状態で直列的に連結され、前記少なくとも２基のフィルタエレメントと前記支持プレートとの間に前記第１のシール材が挟持されてなる構造を有し、
   前記支持プレートは、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの前記複数のセル同士を連通する第１の開口部と、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記ケーシングの内周面との間に形成される所定の空間同士を連通する第２の開口部とを有するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過器。
5. 前記ケーシングが、その端部にフランジを有する中空筒状ケース少なくとも２体から構成されるものであり、
   前記少なくとも２体の中空筒状ケースがそのフランジ間に前記支持プレートを介在させた状態で直列的に連結され、前記フランジと前記支持プレートとの間に第２のシール材が挟持されてなる構造を有し、
   前記第２のシール材は、前記中空筒状ケースの外部空間から前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間を液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間同士の連通を妨げないものである請求項４に記載の濾過器。
6. 多数の細孔を有する筒状の多孔質体からなり、原液の流路となる複数のセルを有する基材と、前記複数のセルの内壁に形成された、前記基材より平均細孔径が小さい多孔質体からなる濾過膜とを有するフィルタエレメントが、その両端部にフランジを有する中空筒状ケース内に内蔵されてなるフィルタモジュールであって、
   前記フィルタエレメントがその両端面を各々支持プレートで支持された状態で前記中空筒状ケース内に内蔵され、前記フィルタエレメントと前記支持プレートとの間に第１のシール材が挟持されてなる構造を有し、
   前記支持プレートは、前記フィルタエレメントの前記複数のセルに連通する第１の開口部と、前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間に連通する第２の開口部とを有するものであり、
   前記第１のシール材は、前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間から前記複数のセルを液密的に隔離するものであり、かつ、前記フィルタエレメントの前記複数のセルと前記第１の開口部との連通を妨げないものであることを特徴とするフィルタモジュール。
7. 前記フィルタエレメントを構成する前記基材及び前記濾過膜が、セラミックからなるものである請求項６に記載のフィルタモジュール。
8. 前記第１のシール材が、シールキャップである請求項６又は７に記載のフィルタモジュール。
9. 前記中空筒状ケースの両フランジと前記支持プレートとの間に第２のシール材が挟持されてなる構造を有するとともに、前記第２のシール材は、前記中空筒状ケースの外部空間から前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間を液密的に隔離するものであり、かつ、前記フィルタエレメントの外周面と前記中空筒状ケースの内周面との間に形成される所定の空間と前記支持プレートの第２の開口部との連通を妨げないものである請求項６〜８のいずれか一項に記載のフィルタモジュール。
10. 前記支持プレート及び前記中空筒状ケースのフランジが、これらを相互に結合するためのボルトを螺着し得るボルト穴を有するとともに、前記支持プレートのボルト穴に、前記ボルトの頭部を内蔵させ得る凹部が形成されてなる請求項９に記載のフィルタモジュール。
11. 請求項６〜１０のいずれか一項に記載のフィルタモジュールを少なくとも２基有し、前記少なくとも２基のフィルタモジュールが直列的に連結されてなる濾過器であって、
    前記少なくとも２基のフィルタモジュールが、第３のシール材及び第４のシール材を挟持した状態で直列的に連結されてなる構造を有し、
    前記第３のシール材は、前記少なくとも２基のフィルタモジュールを構成する前記支持プレートの前記第２の開口部から前記第１の開口部を液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタモジュールの前記第１の開口部同士の連通を妨げないものであり、
    前記第４のシール材は、前記フィルタモジュールの外部空間から前記少なくとも２基のフィルタモジュールを構成する前記支持プレートの前記第２の開口部を液密的に隔離するものであり、かつ、前記少なくとも２基のフィルタモジュールの前記第２の開口部同士の連通を妨げないものであることを特徴とする濾過器。
12. 前記直列的に連結された少なくとも２基のフィルタモジュールのうち、前記濾過器の最上部に連結されたフィルタモジュールのみに浄化液回収口を設けてなる請求項１１に記載の濾過器。

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