JP2009082827A - Anisotropy porous material and filter module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療機器、水処理機器および空調機器などにおける流体のろ過や汚染物質の分離、除去などに用いられる異方性多孔質材料およびそれを用いたフィルタモジュール関する。 The present invention relates to an anisotropic porous material used for filtering fluids and separating and removing contaminants in medical equipment, water treatment equipment, air conditioning equipment, and the like, and a filter module using the same.
流体のろ過などに一般的に使用されているフィルタ類は、汚染物質などのろ過すべき物体（被ろ過物質）の大きさに応じて、その細孔径が選択されている。そして、その細孔径に応じてフィルタ自体さまざまなもので構成されている。すなわち、比較的ろ過すべき物質が大きい発電所等の冷却水などのろ過には金属板に細孔を多数設けたパンチングメタル状のものや金属製のワイヤを織物状のしたものが、また水道水などのろ過などでは繊維状のものやセラミックス製のものが（例えば、特許文献１、２参照）、さらにエンジンの排気のろ過にはセラミックス製のフィルタが使用されている（例えば、特許文献３参照）。加えてイオンなどのろ過には化学繊維製の浸透膜などが使用されている。 Filters generally used for fluid filtration and the like have a pore size selected according to the size of an object to be filtered (substance to be filtered) such as a contaminant. And according to the pore diameter, the filter itself is composed of various things. In other words, for filtration of cooling water or the like of power plants that have a relatively large amount of material to be filtered, a punching metal-like metal plate with a large number of pores or a metal wire woven fabric, Filtration of water or the like is made of fiber or ceramics (see, for example, Patent Documents 1 and 2), and ceramic filters are used for filtering engine exhaust (for example, Patent Document 3). reference). In addition, permeable membranes made of chemical fibers are used for filtering ions and the like.
一方、これらのフィルタの特性は、孔径、孔分布、孔形状、等の構造により決定されるため、多くの用途において、複数の構造を有するフィルタを組合せて使用している。セラミックス製のフィルタにおいては、通常、流体の流入側から流出側に向うに従い孔径が順次大きくなるように構成されており、例えば、水の浄化などに使用されるセラミックス製のフィルタでは、数〜数百ミクロンオーダの孔径の構造のものからサブミクロンオーダーの微細な孔径を有する構造のものを複数重ねた層状の構造になっている。 On the other hand, since the characteristics of these filters are determined by the structure of the hole diameter, hole distribution, hole shape, and the like, filters having a plurality of structures are used in combination in many applications. In a ceramic filter, the hole diameter is usually configured to increase sequentially from the fluid inflow side to the outflow side. For example, in ceramic filters used for water purification, several to several It has a layered structure in which a plurality of pores having a fine pore size on the order of submicron are stacked from one having a pore size on the order of one hundred microns.
ところで、このようなフィルタの基本的な原理は言うまでもなく、流体などに含まれる被ろ過物質の大きさが、フィルタに多数開いた孔の大きさよりも大きければこの孔で捕獲され、この孔よりも小さい被ろ過物質は、通り抜けるという単純なものである。よって、ろ過を完全に行ないたいという場合には、流体中に含まれる最小の被ろ過物質よりも細かい孔を有するフィルタを用いる必要がある。 By the way, it goes without saying the basic principle of such a filter. If the size of the material to be filtered contained in the fluid is larger than the size of many holes opened in the filter, it will be captured by this hole. A small material to be filtered is as simple as passing through. Therefore, when it is desired to perform filtration completely, it is necessary to use a filter having pores finer than the smallest material to be filtered contained in the fluid.
しかしながら、フィルタ自体は、上記したように金属や布などを繊維状にしたもの、もしくはセラミックスなどを焼結したもので形成されているため、その製作上や構造上の観点から、同じ大きさの孔をフィルタ全体に亘って設けることは出来ない。さらに、１つの孔に注目しても、同じ大きさがフィルタの入口側から出口側まで連続しているとは限らないのである。すなわち、フィルタの流体入口側の孔の大きさと流体出口側の孔の大きさが異なる場合や、フィルタ内部の孔の大きさが入口側、出口側の孔の大きさと異なる場合も有り得るため、被ろ過物質は、フィルタの流体入口側、流体出口側、フィルタ内部等、さまざまな箇所で捕獲されることとなる。
被ろ過物質（汚染物質）がフィルタの流体入口側で捕獲された場合には、運転時とは逆に流体を流す、すなわち出口側から入口側に流体を流す所謂「逆洗浄」を行うことによって、除去可能である。 When the material to be filtered (contaminant) is trapped on the fluid inlet side of the filter, the fluid flows opposite to that during operation, that is, by performing so-called “reverse cleaning” in which the fluid flows from the outlet side to the inlet side. Can be removed.
ところが、フィルタの流体出口側やフィルタ内部で捕獲された場合、被ろ過物質は上記のような逆洗浄を行っても除去できないため、運転を続けることによってフィルタ内部に溜まり続けることになり長時間の使用とあいまって、いわゆる「目詰まり」状態となる。その結果、フィルタ自体はろ過が可能なものの、内部の流体流路（通過面積）が減少して被ろ過物質の捕獲量が減少したり、流体の流動抵抗が増すなどの不具合が生じ、最終的にはフィルタの交換が必要となる。 However, when trapped on the fluid outlet side of the filter or inside the filter, the substance to be filtered cannot be removed even if the above-described backwashing is performed. Combined with use, it becomes a so-called “clogged” state. As a result, although the filter itself can be filtered, the internal fluid flow path (passage area) decreases, resulting in problems such as a decrease in the amount of material to be filtered and a decrease in fluid flow resistance. For this, the filter needs to be replaced.
また、上記したように従来のセラミックス製フィルタ、繊維状フィルタ、金属ワイヤの織物状フィルタなどは、その孔の大きさはある程度同じではあるものの全て同一ではなく、一般的には図２の曲線Ｂで示すように、有る大きさを中心としたなだらかな正規分布をしている。よって、例えば公称「Ｘ」μｍのフィルタというのは、この正規分布の中心値が「Ｘ」μｍであるフィルタを言うのであって、「Ｘ」μｍ以上の大きさの被ろ過物質全てを捕獲することが可能であるということではない。そのため、通常フィルタを構成する場合には、異なる孔の大きさを有するフィルタを２重または３重にして、安全を図っている。 In addition, as described above, conventional ceramic filters, fibrous filters, metal wire woven filters, etc. are not all the same although the sizes of the holes are the same to some extent. As shown by, it has a gentle normal distribution centered on a certain size. Therefore, for example, a filter having a nominal “X” μm means a filter whose center value of this normal distribution is “X” μm, and captures all substances to be filtered having a size of “X” μm or more. It is not that it is possible. For this reason, when a normal filter is configured, a filter having different hole sizes is doubled or tripled for safety.
そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、汚染物質などのろ過すべき物質をその表面で捕獲することにより、初期の性能が長期に亘って維持することが可能な異方性多孔質材料の提供を目的とする。さらに本発明の別の目的は、孔の大きさが全て揃っており精度の高いろ過が可能な異方性多孔質材料の提供にある。 Therefore, the present invention has been made to solve these problems, and it is possible to maintain the initial performance over a long period of time by capturing substances to be filtered such as contaminants on the surface. An object of the present invention is to provide an anisotropic porous material. Furthermore, another object of the present invention is to provide an anisotropic porous material that has all the pore sizes and can be filtered with high accuracy.
上記目的を達成するために、本発明の異方性多孔質材料は、予め決められた長さに裁断された複数本の棒状物と、これらの棒状物の互いの外周部が接するように一方向に揃えるとともに、これらの端部が揃うように束ね、前記互いに接した部分を接合して構成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the anisotropic porous material of the present invention is formed so that a plurality of rod-shaped objects cut to a predetermined length are in contact with the outer peripheral portions of these rod-shaped objects. In addition to being aligned in the direction, the ends are bundled so as to be aligned, and the portions in contact with each other are joined to each other.
また、上記目的を達成するために、本発明の異方性多孔質材料は、予め決められた長さに裁断された複数本のパイプ状物と、これらのパイプ状物の互いの外周部が接するように一方向に揃えるとともに、これらの端部が揃うように束ね、前記互いに接した部分を接合して構成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the anisotropic porous material of the present invention comprises a plurality of pipe-shaped objects cut to a predetermined length and the outer peripheral portions of these pipe-shaped objects. In addition to being aligned in one direction so as to be in contact with each other, the end portions are bundled so as to be aligned, and the portions in contact with each other are joined to each other.
さらに、上記目的を達成するために、本発明の異方性多孔質材料は、前記棒状物が、鋼材、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼、チタン、炭素、炭素繊維またはガラス繊維のいずれか１種で構成することを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, in the anisotropic porous material of the present invention, the rod-shaped material is any one of steel, stainless steel, chromium molybdenum steel, titanium, carbon, carbon fiber, or glass fiber. It is characterized by comprising.
また、上記目的を達成するために、本発明の異方性多孔質材料は、前記パイプ状物が、鋼材、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼、チタン、ガラスまたは炭素のいずれか１種で構成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the anisotropic porous material of the present invention is such that the pipe-like material is made of any one of steel, stainless steel, chromium molybdenum steel, titanium, glass, or carbon. It is characterized by.
本発明の異方性多孔質材料によれば、その表面で汚染物質などのろ過すべき物質の捕獲が可能となるので、逆洗浄等の手段を行うことにより、長期に亘り初期の性能を維持することか可能となる。さらに、本発明の異方性多孔質材料では、孔の大きさが均一であるため、精度の高い汚染物質などのろ過すべき物質の捕獲が可能となる According to the anisotropic porous material of the present invention, it is possible to capture substances to be filtered, such as contaminants, on the surface thereof. By performing means such as back washing, the initial performance is maintained over a long period of time. It becomes possible to do. Furthermore, in the anisotropic porous material of the present invention, since the pore size is uniform, it is possible to capture a substance to be filtered such as a highly accurate contaminant.
以下、本発明の異方性多孔質材料の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the anisotropic porous material of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の異方性多孔質材料１０を模式的に表わした図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は軸方向に垂直な面での断面図である。
(First embodiment)
1A and 1B are diagrams schematically showing an anisotropic
図１において、棒状体１は鋼材、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼、チタン、炭素、炭素繊維またはガラス繊維のいずれか１種の材料で構成されている。ここで、炭素繊維やガラス繊維などは、通常、複数本の繊維がまとめられた束が巻きつけられたボビンから供給されるため、ボビンから所定の長さの束を切り取り、束になっている繊維を一本一本の繊維としてばらばらにし、このばらばらにした一本一本の繊維を用いるものとする。 In FIG. 1, the rod-like body 1 is made of any one material of steel, stainless steel, chromium molybdenum steel, titanium, carbon, carbon fiber, or glass fiber. Here, since carbon fiber, glass fiber, and the like are usually supplied from a bobbin around which a bundle of a plurality of fibers is wound, a bundle having a predetermined length is cut from the bobbin to form a bundle. It is assumed that the fibers are separated into individual fibers, and the separated individual fibers are used.
なお、本発明において棒状体というのは、広義の中実円柱形状の部材を指すものとし、例えば、ある長さに裁断された断面が円形の針金やさらに細い金属繊維のようなもの、またある長さに裁断された断面が円形の１本のガラス繊維や１本の炭素繊維のようなものも含むものとし、その円形断面の径の大小は問わないものとする。 In the present invention, a rod-like body refers to a member having a solid columnar shape in a broad sense, for example, a wire having a circular cross section cut to a certain length or a metal fiber having a finer thickness. The cross section cut into length includes one glass fiber or one carbon fiber having a circular cross section, and the diameter of the circular cross section is not limited.
このような棒状体１を予め決められた長さに裁断し、裁断した棒状体１を複数本、図１に示すように一方向に端部を揃えるとともに互いの外周部が接するように層状に並べて数段積み重ねる。互いに接した外周部（以下接合部）３は、予めそれぞれの棒状体１の外周部に塗布されたロウ材などによるロウ付けや拡散接合によって、または層状に並べて数段積み重ねられた状態で加熱および加圧することによる圧接や熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）などで互いに接合する。 Such a rod-like body 1 is cut into a predetermined length, and a plurality of the cut rod-like bodies 1 are arranged in layers so that the end portions are aligned in one direction as shown in FIG. Stack several rows side by side. The outer peripheral portions (hereinafter referred to as joint portions) 3 that are in contact with each other are heated and heated by brazing or diffusion bonding using a brazing material or the like previously applied to the outer peripheral portion of each rod-shaped body 1 or in a state where several layers are stacked in layers. They are bonded to each other by pressure welding or hot isostatic pressing (HIP).
ここで重要なのは、棒状体１を積み重ねる際に、単に外周部が接するように積み重ねるのではなく、下段に並べた棒状体１が形成する凹状部に上段の棒状体１を乗せることで、各棒状体の断面の中心点を結んだときに、それが軸方向から見て正三角形になるように積み重ねることである。 What is important here is that, when the rod-shaped bodies 1 are stacked, the upper rod-shaped bodies 1 are placed on the concave portions formed by the rod-shaped bodies 1 arranged in the lower stage, rather than simply being stacked so that the outer peripheral portions are in contact with each other. When the center points of the body cross-sections are connected, they are stacked so that they become equilateral triangles when viewed from the axial direction.
そして、このような構成とすることにより、積み重ねられた棒状体１同士の間には、接合部３（互いに接した外周部）以外の部分に空間２が生じるが、本実施の形態の異方性多孔質材料では、この空間部２を多孔質材料の多孔部として利用するものである。
And by setting it as such a structure, although the
なお、ここで棒状体１の予め決められた長さとしては、棒状体１の直径をＤ、その軸方向長さをＬとしたときに、Ｌ／Ｄは１０程度が望ましい。あまりＬ／Ｄが大きいと製作上、棒状体１を直線状のまま維持することが難しく、逆に小さいと製作上での取扱いが難しくなるととともに、複数の棒状体１を接合した後の強度が保てなくなる。 Here, as the predetermined length of the rod-shaped body 1, L / D is desirably about 10 when the diameter of the rod-shaped body 1 is D and the axial length thereof is L. If the L / D is too large, it is difficult to keep the rod-like body 1 in a straight line for production, and conversely, if it is small, the handling in the production becomes difficult, and the strength after joining a plurality of rod-like bodies 1 is high. I can't keep it.
本実施の形態では、棒状体１を積み重ねて製作する場合を説明したが、これに限らず、ある径の有する円筒を用意し、その中に順次棒状体１を詰めて円筒内を棒状体１で埋め尽くした後、接合しても良い。 In the present embodiment, the case where the rod-shaped bodies 1 are stacked and manufactured has been described. However, the present invention is not limited to this, and a cylinder having a certain diameter is prepared, and the rod-shaped bodies 1 are sequentially packed therein, and the rod-shaped body 1 is filled in the cylinder. After filling up with, you may join.
ここで、このような空間部２を多孔質材料の多孔部として利用する際の効果を説明する。
Here, the effect at the time of utilizing such a
例えば、金属をある形状に加工する方法の１つとして、予め求める形状に加工された金型（ダイス）に通し、引き抜くことで加工を行なう引抜き加工と言われる手法があるが、この加工は高精度の製品が得られることで知られている。そして、その精度は最大でも平均外径のプラスマイナス１０％以内であると言われている。逆に言えば、このような精度を有する棒状体を用いることにより、最大でもプラスマイナス１０％以内の精度を有するものを構成できるということであり、本実施の形態はまさにそれを利用したものである。 For example, as one method of processing a metal into a certain shape, there is a technique called a drawing process in which a metal is processed by drawing it through a die (die) that has been processed into a desired shape in advance. It is known for the accuracy of products. The accuracy is said to be within plus or minus 10% of the average outer diameter at most. In other words, by using a rod-like body having such an accuracy, it is possible to construct a material having an accuracy within ± 10% at the maximum, and this embodiment is just using it. is there.
すなわち、図１に示す各棒状体１は予め決められた径Ｄで構成されており、それらは全てプラスマイナス１０％以内の精度のものであるから、これらを積み重ねた際に形成される空間部２もプラスマイナス１０％以内の精度のものが出来上がるのである。これを分かり易く示したのが図２の曲線Ａであり、有る孔（空間部２）の大きさを中心としてプラスマイナス１０％以内に分布しており、従来のフィルタの孔の分布とは異なる急峻な分布をしているのが分かる。よって、このような構成の多孔質材料をフィルタとして用いることにより、従来に比較して精度のよいフィルタを構成することが可能となる。 That is, each rod-shaped body 1 shown in FIG. 1 is configured with a predetermined diameter D, and all of them have an accuracy within plus or minus 10%, so that the space formed when these are stacked. 2 is also accurate to within plus or minus 10%. The curve A in FIG. 2 shows this in an easy-to-understand manner, which is distributed within plus or minus 10% centering on the size of the existing hole (space part 2), and is different from the distribution of the holes of the conventional filter. It can be seen that the distribution is steep. Therefore, by using the porous material having such a configuration as a filter, it is possible to configure a filter with higher accuracy than in the past.
さらに、本実施の形態による多孔質材料では、棒状体１がその主たる構成部材であるため、それにより形成される空間部２もその軸方向のいずれの位置においても同じ大きさ（断面積）に保たれているのである。よって、これをフィルタとして用いた場合には、入口部で捕獲された被ろ過物質は、それ以上下流には流れることはなく、一方、入口部で捕獲されなかった被ろ過物質は、そのまま出口部まで流れて行き、フィルタの内部で留まることはない。よって、入口部が被ろ過物質で覆われてしまっても、いわゆる「逆洗浄」を行うことにより、容易に被ろ過物質を取り除くことができ、全く初期の性能を落とすことなく再生が可能となり、繰り返しの使用が可能なフィルタを構成することが出来る。
Furthermore, in the porous material according to the present embodiment, since the rod-like body 1 is the main constituent member, the
（第２の実施の形態）
次に、図３を用いて本発明の第２の実施の形態の異方性多孔質材料２０を説明する。
(Second Embodiment)
Next, the anisotropic
本第２の実施の形態と前記第１の実施の形態との違いは、棒状体１の代わりパイプ状体２１を用いた点にあり、その他の構成は同一である。このパイプ状体２１は、鋼材、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼、チタン、ガラスまたは炭素のいずれか１種で構成されている。ここで、本発明においてパイプ状体というのは、広義の円筒形状の部材を指すものとし、例えば、医療用や実験／研究用の金属針用パイプ、ガラスパイプ、ガラス針用パイプのようなものをも含むものとし、その円筒の内径の大小およびその肉厚の大小は問わないものとする。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that a pipe-
このようなパイプ状体２１を第１の実施の形態と同様に、予め決められた長さに裁断し、裁断したパイプ状体２１を複数本、図３に示すように一方向に端部を揃えるとともに互いの外周部が接するように層状に並べて数段積み重ねる。互いに接した外周部（以下接合部）２３は、予めそれぞれのパイプ状体２１の外周部に塗布されたロウ材などによるロウ付けや拡散接合によって、または層状に並べて数段積み重ねられた状態で加熱および加圧することによる圧接や熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）などで互いに接合する。
Similar to the first embodiment, such a pipe-shaped
第１の実施の形態と同様、積み重ねた際に、各パイプ状体２１の断面の中心点を結んだときに、それが軸方向から見て正三角形になるようにする。
As in the first embodiment, when stacking, when connecting the center points of the cross-sections of the pipe-
そして、このような構成とすることにより、積み重ねられたパイプ状体２１自体が有する孔２４およびパイプ状体２１同士の間の接合部２３（互いに接した外周部）以外の部分に生じた空間部２２を、本実施の形態の異方性多孔質材料の多孔部として利用するものである。
And by setting it as such a structure, the space part which arose in parts other than the
第１の実施の形態と同様、層状に積み重ねて製作する方法に加え、ある径の有する円筒を用意し、その中に順次パイプ状体２１を詰めて円筒内をパイプ状２１で埋め尽くした後、接合しても良い。
As in the first embodiment, in addition to the method of stacking and manufacturing in layers, a cylinder having a certain diameter is prepared, and after the pipe-
なお、第１の実施の形態同様な理由から、ここでパイプ状体２１の予め決められた長さとしては、パイプ状体２１の直径をＤ、その軸方向長さをＬとしたときに、Ｌ／Ｄが１０程度が望ましい。
For the same reason as in the first embodiment, the predetermined length of the pipe-
ここで、このようなパイプ状体２１自体の孔２４および空間部２２を多孔質材料の多孔部として利用する際の効果を説明する。
Here, the effect at the time of utilizing the
一般的に、医療用の金属針用ステンレスパイプなどは精度高く製作されており、平均外径に対してプラスマイナス数％以下、内径についても同様の精度であるといわれている。そして、このような精度を有するパイプを用いることで、本実施の形態の多孔質材料の孔は、その平均孔径に対して最大でもプラスマイナス数％の精度を有するものが製作でき、これをフィルタに用いることにより、第１の実施の形態以上に精度高く被ろ過物を捕獲することが可能になるのである。 In general, stainless steel pipes for medical metal needles and the like are manufactured with high accuracy, and are said to have the same accuracy with respect to the average outer diameter plus or minus several percent or less and the inner diameter. By using a pipe having such an accuracy, the pores of the porous material according to the present embodiment can be manufactured with an accuracy of plus or minus several percent at the maximum relative to the average pore diameter. By using it, it becomes possible to capture the material to be filtered with higher accuracy than in the first embodiment.
また、第１の実施の形態と同様、多孔部はその軸方向に対して同一径を有しているため、途中で被ろ過物質が留まることは無くなる。また、入口部で捕獲された被ろ過物質は、それ以上下流には流れることはなく、一方、入口部で捕獲されなかった被ろ過物質は、そのまま出口部まで流れて行き、フィルタの内部で留まることはない。よって、入口部が被ろ過物質で覆われてしまっても、いわゆる「逆洗浄」を行うことにより、容易に被ろ過物質を取り除くことができ、全く初期の性能を落とすことなく再生が可能となり、繰り返しの使用が可能なフィルタを構成することが出来る。 Moreover, since the porous part has the same diameter with respect to the axial direction as in the first embodiment, the substance to be filtered does not stay on the way. Further, the substance to be filtered captured at the inlet does not flow further downstream, while the substance to be filtered that has not been captured at the inlet flows directly to the outlet and stays inside the filter. There is nothing. Therefore, even if the inlet part is covered with the material to be filtered, the material to be filtered can be easily removed by performing the so-called “back washing”, and it can be regenerated without deteriorating the initial performance at all. A filter that can be used repeatedly can be configured.
（第３の実施の形態）
次に、図４を用いて本発明の第３の実施の形態の異方性多孔質材料３０を説明する。
(Third embodiment)
Next, an anisotropic
本第３の実施の形態では、前記第２の実施の形態で説明したパイプ状体２１用いた異方性多孔質材料２０において、パイプ状体２１の外周部におけるパイプ状体２１同士の接合部２３（互いに接した外周部）以外の部分に生じた空間部２２を、多孔部として用いるのではなく金属や樹脂などの充填材３５で充填したところが異なる。
In the third embodiment, in the anisotropic
充填材３５のうち、充填する金属としては、パイプ状体３１に用いる材料よりも融点の低い金属材料であれば特にその種類は問わないが、一般的な錫や鉛を主成分としたいわゆる通常のはんだ材料や、一般的な金属の接合に使われる銀など主成分としたロウ材などが、取扱いの上で有利である。また、充填材３５のうち、充填する樹脂材料としては熱硬化性樹脂で耐熱性、耐水性、耐薬品性などに優れているフェノール樹脂、エポキシ樹脂やメラミン樹脂などが良い。
Of the
そして、このような構造とすることにより、互いのパイプ状体３１の接合がより強固になるという効果を奏する。また、第２の実施の形態では、パイプ状体２１自体の孔２４と各パイプ状体２１の外周部で形成される空間部２２とはその孔の断面積が異なる。そのため、フィルタとして用いた場合に、狭いほうの孔の断面積でそのフィルタの捕獲性能は決まるため、必ずしも２種類の孔を必要としなかったが、本第３の実施の形態では、パイプ状体３１自体の孔３４のみで構成されるため、より精度の高い捕獲性能を有するフィルタを構成することが出来る。
And by setting it as such a structure, there exists an effect that joining of the mutual pipe-shaped
（第４の実施の形態）
次に、図５を用いて本発明の第４の実施の形態の異方性多孔質材料４０を説明する。
(Fourth embodiment)
Next, the anisotropic
本実施の形態と第２の実施の形態と異なる点は、多孔質材料４０のパイプ状体４１自体の孔４４の内面と各パイプ状体４１の外周部を金属コーティング（メッキ）４６を施したことである。パイプ状体４１の材料やその接合方法等は、第２の実施の形態と同じである。コーティングする金属材料としては、ニッケル、クロムなどが挙げられる。また、コーティングする材料は使用する環境によっては、必ずしも金属材料である必要はなく、樹脂を薄く塗布してもよい。塗布する樹脂としては、第３の実施の形態で充填材３５として挙げたフェノール樹脂、エポキシ樹脂やメラミン樹脂などが良い。
The difference between the present embodiment and the second embodiment is that a metal coating (plating) 46 is applied to the inner surface of the
このような構成の異方性多孔質材料４０においては、耐蝕性が向上することにより化学薬品などに対しても適用が可能となるとともに、通常の汚水等に用いた場合にはその性能を長期間維持することが可能となる。
The anisotropic
（第５の実施の形態）
次に、図６を用いて本発明の第５の実施の形態の異方性多孔質材料５０を説明する。
(Fifth embodiment)
Next, an anisotropic
本実施の形態と第３の実施の形態と異なる点は、多孔質材料５０のパイプ状体５１自体の孔５４の内面に金属コーティング（メッキ）５６を施したことである。パイプ状体５１の材料や充填材５５については、第３の実施の形態と同じである。コーティングする金属材料としては、ニッケル、クロムなどが挙げられる。またコーティングする材料は使用する環境によっては、必ずしも金属材料である必要はなく、樹脂を薄く塗布してもよい。塗布する樹脂としては、第３の実施の形態で充填材３５として挙げたフェノール樹脂、エポキシ樹脂やメラミン樹脂などが良い。
The difference between the present embodiment and the third embodiment is that a metal coating (plating) 56 is applied to the inner surface of the
このような構成の異方性多孔質材料５０においては、耐蝕性が向上することにより化学薬品などに対しても適用が可能となるとともに、通常の汚水等に用いた場合にはその性能を長期間維持することが可能となる。
The anisotropic
（第６の実施の形態）
次に、図７を用いて本発明の第６の実施の形態であるフィルタモジュール６０を説明する。
(Sixth embodiment)
Next, the
図７は、上記第１乃至第５の実施の形態で説明した異方性多孔質材料（１０、２０、３０、４０、５０）をフィルタモジュールに適用した一実施例を示したものある。このフィルタモジュール６０は、ケーシング６４の内部に、孔径の異なる２種類の異方性多孔質材料６２、６３をろ過すべき流体の流れ（Ｆｉｎ、Ｆｏｕｔ）に対して略垂直になるよう設置したものである。ケーシング６４の入口側、出口側には水を導くための入口配管６１ａ、出口配管６１ｂが図示しないフランジを介して接続されている。本実施の形態のフィルタモジュール６４では、孔径の異なる異方性多孔質材料は２種類用いているが、これに限定されず、１種類でもよいし３種類以上設置してもよい。
FIG. 7 shows an example in which the anisotropic porous material (10, 20, 30, 40, 50) described in the first to fifth embodiments is applied to a filter module. This
なお、フィルタモジュールに適用する際には、異方性多孔質材料の外周部（ケーシング６４内面と接する部分）については、補強、交換および設置上の容易さを考慮して、金属等で形成された枠を設けるのが望ましい。 When applied to the filter module, the outer peripheral portion of the anisotropic porous material (the portion in contact with the inner surface of the casing 64) is formed of metal or the like in consideration of the ease of reinforcement, replacement, and installation. It is desirable to provide a frame.
このような構成のフィルタモジュール６４においては、内部の異方性多孔質材料の孔の径がある精度で良く揃っているため、確実はフィルタリング（ろ過）が可能となる。すなわち、捕獲したい被ろ過物質の大きさに応じて、その大きさより小さい径を有する異方性多孔質材料を選択することにより、異方性多孔質材料の孔の径に関してはばらつきがほとんどないため、確実にその被ろ過物質をろ過することが出来る。
In the
さらに、異方性多孔質材料の孔の径はその入口から出口まで同じ径であるため、ろ過された物質は入口で捕獲されるため、孔が詰まった場合には、逆洗浄を行うことにより容易に捕獲物質を排出することができるため、ろ過と逆洗浄を繰り返すことにより、長期間に亘り、フィルタモジュール６０として機能を維持することができる。
Furthermore, since the pore diameter of the anisotropic porous material is the same from the inlet to the outlet, the filtered substance is trapped at the inlet. Since the trapping substance can be easily discharged, the function as the
（その他の実施の形態）
次に、図８を用いて本発明の異方性多孔質材料の別の適用例である熱交換器７０を説明する。
(Other embodiments)
Next, the
図８において、熱交換器７０は、熱伝導性の良い材料で製作された基部７２と、その上に立てられた異方性多孔質材料７１とから構成されている。第１乃至第５の実施の形態で説明したように、異方性多孔質材料７１は多数の棒状体もしくはパイプ状体で構成されているが、これら個々の棒状体もしくはパイプ状体が、基部７２の表面とそれぞれ密着するように異方性多孔質材料７１と基部７２とが接続されている。ここで、基部７２を構成する材料としては銅が望ましい。また、異方性多孔質材料７１を構成する個々の棒状体やパイプ状体と基部７２との接続は、その作業の容易性、材料の入手の容易さを考慮してロウ付けが望ましい。さらに、用いるロウ材は、熱伝導の良い銀ロウが望ましいが、これに限らない。
In FIG. 8, the
ここで、本発明の異方性多孔質材料が熱交換器７０に適する理由を説明する。
Here, the reason why the anisotropic porous material of the present invention is suitable for the
一般の熱交換器では、効果的／効率的に熱を逃がす（または取り入れる）ために、エンジンや配管などの周囲にフィンを設けて、外気（冷却材）との接触面積を増すことでその目的を達成しているものがほとんどである。そこで、本発明の異方性多孔質材料７１の構成を考えると、各実施の形態で説明したように、棒状体もしくはパイプ状体を多数束ねたものである。そして、特にパイプ状体で構成された場合を考えると、用いたパイプ状体の数Ｎとそのパイプ状体のパイプの内面積Ｓｉｎ（Ｓｉｎ＝π（Ｄｉｎ）２＊Ｌ、ここで、Ｄｉｎはパイプ状体のパイプ内径、Ｌはパイプ状体の長さ）を乗じた値だけの表面積（Ｓａｌｌ＝Ｎ＊Ｓｉｎ）を有することが分かる。そして、求められた表面積（Ｓａｌｌ）は、異方性多孔質材料の長さＬに比例するため、単純な異方性多孔質材料７１の軸方向断面積より増加させることは容易である。すなわち、本発明の異方性多孔質材料７１を立てる領域があるならば、この部分をなにもせずに単純に冷却するよりも、本適用例のように異方性多孔質材料７１を立てることにより、フィンなどを設けたことと同じ効果を奏することが可能となるのである。
In general heat exchangers, in order to release (or take in) heat effectively / efficiently, the purpose is to increase the contact area with the outside air (coolant) by providing fins around the engine and piping. Most have achieved. Therefore, considering the configuration of the anisotropic
次に、このように構成された熱交換器７０を実際に適用する場合について説明する。 熱交換器７０の基部７２を熱源である図示しない被冷却部に密着させる一方、異方性多孔質材料７１の頂部附近を冷却材となる空気を流通させる。もしくは、異方性多孔質材料７１の頂部から冷却材となる水を入れても良い。いずれの場合も、熱源の温度よりも低いことが必要であるが、冷却材に関しては、適用される被冷却部の環境に応じて、水、空気に限らず適宜選択すれば良い。
Next, a case where the
このような熱交換器７０を用いることにより、狭い空間においても効率的な冷却が可能となり、集積回路などの電子機器の冷却からモータやエンジンなどに代表される一般の産業機器まで適用できる。また、上記したように異方性多孔質材料７１は金属材料のみならず炭素繊維やセラミックスなど金属よりも耐熱性を有する材料でも構成可能であるため、熱源の温度は選ばない。
By using such a
１……棒状体、２，２２，３２，４２……空間部、３，２３，４３……接合部、１０，２０，３０，４０，５０……異方性多孔質材料、２１，３１，４１，５１……パイプ状体、２４，３４，４４，５４……パイプ孔、３５，５５……充填材、４６，５６……コーティング層、６０……フィルタモジュール、６１ａ……入口配管、６１ｂ……出口配管、６２，６３……異方性多孔質材料、６４……ケーシング、７０……熱交換器、７１……異方性多孔質材料、７２……基部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rod-shaped body, 2, 22, 32, 42 ... Space part, 3, 23, 43 ... Joining
Claims (7)
互いの外周部が接するとともにこれらの端部が揃うように一方向に束ね、
前記互いに接した部分を接合して構成すること
を特徴とする異方性多孔質材料。 A plurality of rods cut to a predetermined length,
Bundling in one direction so that the outer peripheries of each other are in contact and these ends are aligned,
An anisotropic porous material characterized in that the portions in contact with each other are joined.
互いの外周部が接するとともにこれらの端部が揃うように一方向に束ね、
前記互いに接した部分を接合して構成すること
を特徴とする異方性多孔質材料。 A plurality of pipes cut to a predetermined length,
Bundling in one direction so that the outer peripheries of each other are in contact and these ends are aligned,
An anisotropic porous material characterized in that the portions in contact with each other are joined.
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