JP2010142785A - フィルター組立体、及びその為の金属製濾過体 - Google Patents

Abstract

【課題】濾過面積を高め得るフィルター組立体とその為の金属製濾過体を提供する。
【解決手段】金属多孔体で構成され、軸方向に任意の長さを持つ少なくとも２以上の筒状濾過体２をベース部材３に離間配置して、ハウジング容器５に被包され、前記金属濾過体２は、その外形を描く外形線の一部がその全周長（Ｌ０）の５〜４８％の幅寸法（Ｌ１）で平坦化した扁平面６を持つ横断面非円形状の筒体でなり、該扁平面６と他方の筒状濾過体２の扁平面６を所定間隔（Ｓ）で対向して配置したことを特徴とするフィルター組立体１であり、該濾過体は、更にその外周面上に複数の突起を具え、該突起の平均高さ（１／２Ｈ）の点を結ぶ仮想平均線の一部が前記扁平面となるものを含むフィルター組立体であり、金属濾過体は、ステンレス鋼繊維及び／又はステンレス鋼粉末材料による層状焼結多孔体で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば溶融ポリマー、半導体の製造に使用される種々プロセスガス等の液状、ガス状の流体を効率よく濾過処理しうるフィルター組立体、及びそれに用いる金属製濾過体に関する。

従来、ステンレス鋼などの金属繊維、金属粉末材料を所定形状の多孔体に焼結した金属焼結体は、その機械的特性、耐食性、耐熱性等の物理的特性の他、溶接、曲げ加工などの後加工が可能なことから、種々流体に含まれる微細不純物粒子を分離濾過するフィルターとしての用途に多用されている。

またこのようなフィルター製品では、所定の濾過精度や圧力損失、濾過寿命などの濾過特性とともに、設置スペースを抑えながらも、大きな濾過面積を有する高効率化したフィルター部材が求められている。
このような要請に応えるものとして、多孔質金属からなる支持体とその表面上に微細粒子を積層するとともに、該微細粒子による微細層が、１．３倍以上の有効濾過面になるように凹凸形状にした金属製の高効率フィルターを例えば特許文献１が提案し、更に、このような凹凸表面を持つ大小２種類の、外フィルター及び内フィルターを同心状に配置して組立したフィルター装置を特許文献２が各々提案している。
特許文献１ 特開２０００−１８５２０９号公報
特許文献２ 特開２００３−２０５２１３号公報

しかしながらこれら金属フィルターは、いずれも断面形状が円形の筒形品で、その設置面積は少なくともフィルター横断面積以上のスペースが必要であり、単位面積当たりにおいて得られる濾過面積には限りがある。また、その設置スペース内に断面寸法を細径化して多数本の筒形フィルターを併設配置することも考えられるが、このような複合型では各フィルター間には約３０〜４０％程度の比較的大きな隙間が形成され、それに伴って全体形状も太径化し、空間的な効率面で十分なものとは言い難く、更なる改良が望まれている。

また後者特許文献２のように、表面を凹凸形状にすることで濾過面積の増大を図るものでは、その起伏高さを大きくしてその形成間隔を狭く設けることが有効と考えられるが、同引例は、予め表面に凹凸形成の襞を形成した支持体を用い、これを微細粒子を懸濁した液中に浸漬してその裏面側から減圧吸引することで該微細粒子を前記襞面に沿って形成するものである為、襞の谷部が必要以上に幅狭なものでは充分に微細粒子が浸入しなかったり、谷部が橋絡して埋め尽くされるなどの問題があり、単に凹凸形状を大きくするだけでは改善されない。

本発明は、かかる課題を解決し、濾過面積を更に高め得るフィルター組立体、及びそれに用いる金属製濾過体の提供を目的とする。

すなわち本願請求項１に係わる発明は、金属製多孔体で構成され、かつ天板部を閉じた複数個の筒状の金属濾過体の開口端を、ベース部材に、かつ該筒状金属濾過体間に隙間Ｓを隔てて離間配置するとともに、前記金属濾過体をハウジング容器部によって外界と隔離して構成され、前記金属濾過体は、その任意横断面において、該金属濾過体の全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１で、一連の平坦な扁平面となる横断面非円形状の筒状体でなり、かつ該扁平面を他方の金属濾過体の扁平面と対向させ前記隙間Ｓを形成することを特徴とするフィルター組立体である。

又請求項２に係る発明は、金属製多孔体で構成され、かつ天板部を閉じた複数個の筒状の金属濾過体の開口端を、ベース部材に、かつ該筒状金属濾過体間に隙間Ｓを隔てて離間配置するとともに、前記金属濾過体をハウジング容器部によって外界と隔離して構成され、前記金属濾過体の少なくとも１つは、その外周面上に複数の突起を具えるとともに、その任意横断面において、前記突起の平均高さ（１／２Ｈ）の点を結ぶ仮想外周線における全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１で、一連の平坦な扁平面となる横断面非円形状の筒状体でなり、かつ該扁平面を他方の金属濾過体の偏平面と対向させ前記隙間Ｓを形成することを特徴とするフィルター組立体である。

さらに請求項３に係る発明は、前記金属濾過体の前記突起が、該金属濾過体の内周面及び／又は外周面に形成され、かつその軸線方向にのび、各両側の凹部から立ち上がる複数の襞を付けることにより形成したこと、請求項４に係る発明は、前記一方の金属濾過体と他方の金属濾過体とは、一方の金属濾過体の襞が他方の金属濾過体の凹部に非接触状態で嵌り合うように、突部位置をずらして配置されたものであることをそれぞれ特徴とする。

又請求項５に係る発明は、前記金属濾過体は、ステンレス鋼繊維及び／又はステンレス鋼粉末材料による層状焼結多孔体で形成されたものであること、請求項６に係る発明は、前記金属濾過体は、外周面と内周面との間で空孔特性が異なる積層濾材で構成されたものであること、請求項７に係る発明は、前記断面非円形状は、半円形、弓形、扇形、又は三角形、四角形又は六角形を含む多角形状であって、いずれかの面に平坦な偏平面を有する筒状体であること、及び請求項８に係る発明は、前記金属濾過体は、溶融ポリマー又は半導体製造用ガスの濾過に用いられるものであることを特徴とする。

また請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のフィルター組立体に用いる金属製濾過体であって、その任意断面において、該金属濾過体の全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１で一連の平坦な扁平面となる横断面非円形状の筒状体で構成したことを特徴ととしている。

このような構成を具える結果、請求項１に係る発明では、複数個の筒状の金属濾過体を、該金属濾過体の全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１の領域を一連の平坦な扁平面とした横断面非円形状の筒状体とし、かつ、該扁平面と他方の金属濾過体の扁平面とを対向させ隙間Ｓを形成することにより、偏平面以外の曲面状の外周面に加えて、対向する偏平面も有効濾過面として活用することができ、従来の断面円形の単一筒状濾過体に比して、所定容積内での濾過面を拡大できる。また平坦な扁平面を用いるため、生産を容易とし、生産性に優れるとともに、高い精度の製品を容易にうることができる。

また請求項２乃至４の発明では、金属濾過体の外周面に突起を設けて濾過面積を増大しており、濾過効率を向上できる。また請求項５〜８の発明によれば、濾過体は機械的特性、耐食性、耐熱性、加工性など必要に応じた各特性をうることができ、かつその形状の選択によって応用範囲を拡大する。さらに請求項９の発明では、濾過性能に優れるフィルター組立体を生産しうる。

以下、本発明に係わるフィルター組立体の一形態を図面に基づき説明する。

図１（Ａ），１（Ｂ）に示すように、本発明のフィルター組立体１は、金属製多孔体で構成された複数個の筒状の金属濾過体２…を、ベース部材３にかつ該筒状金属濾過体２…の外周面２ｏ間に所定の隙間Ｓを隔てて離間して配置し、ベース部材３に固定されるとともに、これら前記金属濾過体…２をハウジング容器部５で被包し、構成している。図１（Ａ）はその全体を一部断面で示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の扁平面に沿う方向から見た断面図である。

前記金属濾過体２は、金属多孔体を用いた筒状体であり、該金属濾過体２の外周面２ｏに、一連に連ねた平坦な偏平面６を有する横断面非円形状の筒状体であって、隣り合う前記金属濾過体２の偏平面６と向き合わせ任意距離を隔てて配置することにより、前記隙間Ｓを形成している。

この形態において前記金属濾過体２…は、前記扁平面６を具えた外周面２ｏを有する筒状基部２Ａと、その先端を閉じる天板部２Ｂとにより内部に空所７を形成するキャップ状をなすとともに、後端には開口部２Ｃ形成しこの開口部２Ｃを前記ベース部材３に固定している。又本例では、前記偏平面６は、前記先端（天板部２Ｂ側）から後端（開口部２Ｃ側）まで連続した真直面をなし、他方の金属濾過体２の偏平面６、６を対向させたとき前記隙間Ｓを生じうる。

なお偏平面６は、 図１（Ａ）では前記金属濾過体２は筒状体の中心（本例では外周面２ｏにより外延が定まる面積の面積重心をいう）を通る中心線２ｘと直角な横断面において、該金属濾過体２が半円形をなすように切欠きした形状にすることで前記偏平面６を形成している。

偏平面６は、該筒状体の前記任意横断面において、その全周長Ｌ０の５〜４８％の幅寸法Ｌ１で、その全長に亘って形成された平坦部を含み、少なくとも該筒状体のいずれか一面側に形成してなる。なお偏平面６は、前記するように金属濾過体の周面上に設けられ、好ましくは直面（平面）状にして隣接する他方の金属濾過体の扁平面６と平行関係になるよう対向配置されるが、本発明はこのようなものだけでなく、例えば実質的に平坦と認識させるような比較的大きな曲率径で湾曲させたもの、あるいは前記隙間Ｓについても、前記扁平面同士が若干の開き角度を持つように勾配を付けて配置させたものも包含する。
なお前記間隙Ｓは、被処理流体の特性や処理条件に応じて任意距離が設定され、例えば半導体ガスなど気体状のものでは、１ｍｍ程度の比較的狭い間隔に配置しても、その隙間内に十分に浸入させて外周面全体を有効濾過面として活用できるのに対し、被処理流体が溶融ポリマーのような高粘性液体の場合は、それ自体の流動性が非常に低い為、該間隔Ｓが例えば５ｍｍ程度を下回るように狭い間隔にしたものでは、その隙間内への十分な浸入が達成できず、折角の構成を活かすことができない。したがって、このような高粘性流体の場合は、例えば５ｍｍ以上の間隔で配置し、合理的な上限配置間隔は２０ｍｍ程度以下、好ましくは１５ｍｍ以下とする
また該金属濾過体２に適用される断面形状としては、前記のように自在に選定できる。前記のように、偏平面６の中心線と直角断面での該偏平面６の寸法Ｌ１を、その周長Ｌ０の５〜４８％とすることを条件として、金属濾過体２は前記半円形状の他、円弧状の弓形（トンネル形のような形状を含む）や、扇形、三角形、四角形、六角形等任意の形状のものが好適する。例えば前記半円形や弓形にしたものではその２本の濾過体によって、また扇形ではその数本を用いて断面円形に組立られ、同様に図３のように、正三角形状の濾過体の６本を配置したものでは、各対向面が各々濾過面として活用できる六角状の集合組立品となり、単一の六角状濾過体に比して約３倍の濾過面積をもたらすことができる。しかし、各濾過体が必要以上に小さくしたり多数本を併用するようなものでは、ベース部材２に設置する際の作業性が低下する為、設計にあたってはこうした点を考慮することが望まれる。
また本発明では、フィルター組立体に用いる各金属濾過体２は各々同一形状のものだけでなく、例えば断面形状や大きさの異なる数種の濾過体を各々複合配置することもでき、また、これら金属濾過体２は、例えばステンレス鋼、ニッケル、チタン等種々金属乃至合金による金属繊維や金属粉末を用いた多孔質な金属焼結体の他、ハイメッシュ製の金網等、従来公知の種々濾材を用いることができる。
特にステンレス鋼繊維及び／又はステンレス鋼粉末を単独乃至複合し、あるいは複層構造にして焼結したステンレス鋼焼結体は、高強度で耐圧性に優れるとともに、耐食性、耐熱性、非磁性をもたらすとともに、例えば溶接加工や絞り加工、曲げ加工などの後加工も容易なことから、本発明に好適するものの１つである。実施にあたっては、該焼結体が所定の空孔特性を備えるよう、事前に素材の仕様設定や製造工程、処理条件が調節される。

また本発明では、前記金属濾過体２の任意断面における周長L０と扁平面６の幅寸法L１の関係を規定し、該幅寸法L１／周長L０の比が５〜４８%としている。例えば、図１（Ａ）のような半円形の金属濾過体では、該偏平面６の比率は、Ｌ１／［Ｌ１＋（πＬ１／２）］の関係から約３９％となる。、
このように、金属濾過体２，２は、半円状の隣り合う２本の金属濾過体２の対向する偏平面６，６間の隙間Ｓを具えるため、フィルター組立体１は、前記ハウジング部材６の内容積当たりにおける内部の金属濾過体２…の合計濾過面積を増すことができ、全体として効率の良い濾過処理を可能とする。即ち、例えば前記断面半円形の金属濾過体２，２を用いるものでは、隙間Ｓ部分の扁平面６を含めて濾過面となしうるため、その全体の有効濾過面積は、従来の単一の円筒形濾過体を用いるものに比して約６０％余り増大させることができ、同様に３本乃至６本に分割させた扇形のろ金属濾過体２…にすればその効果は該扁平面の数に比例して高まり、所定設置スペース内でより大きな濾過面積をもたらすことができる。

なお、前記幅寸法（Ｌ１）の比率が５％未満のものでは、仮にその複数本を隣接配置するとしてもさほど大きな濾過面積の増大は期待できず、逆に４８％を超える程大きくしたものでは、濾過体２自体が例えば薄板状断面のものになってその取扱いやベース部材に設置する際に困難をもたらすとともに、曲げ強度に劣るものとなる。故に、金属濾過体２の全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１、より好ましくは１０〜４５％、更に好ましくは２５〜４０％とする。

このように、金属濾過体２は、偏平面６，６間の間隙Ｓを持って前記ベース部材２上に離間配置され、隙間Ｓは、被濾過流体の用途、被処理流体の流動特性、設置作業性、粘性、基本流速等に基づき、金属濾過体２の大きさや配置状況、ハウジング部材容積などから全体としての濾過能力を増大する値を、解析し、又シミュレーションに基づき設定する。

フィルター組立体１は、前記し、かつ図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すごとく、前記金属濾過体２は開口部２Ｃでベース部材３に固着され、ベース部材３は、本例では円板状の基体３Ａの先端面側（図１ａの上側）に、前記間隙Ｓを隔てる金属濾過体６，６の形状に合わせて凹設した窪み３ａ、３ａが形成され，かつその金属濾過体６の内部の前記空所７に通じる導孔９，９を設けている。窪み３ａであることによりその周囲に位置合わせ用の段差状の小壁３ｃを形成している。

前記金属濾過体２の前記開口部２Ｃをベース部材３に固着するには、この開口部２Ｃを前記窪み３ａに嵌着し、かつ窪み３ａの底面３ｂ、小壁３ｃに、例えば接着剤、溶接、ロウ付け、嵌合、圧接などリークの生じない種々方法を用いて固定する。このような窪み３ａを設けることで、金属濾過体２の位置合わせを容易にし、リーク発生を防ぐとともに設置作業性を高め得る。

こうして金属濾過体２を配置した前記ベース部材３には、更にその周囲に、ハウジング部材５を取付けする為の取付座３ｄ１、取付座３ｄ２が形成される。その取付け構造については、このような各取付座３ｄ１，３ｄ２を設けて周囲を溶接したものでも、あるいは本出願人が先の特許２８１３２７４号公報で提案したようにインロー嵌合によってリークなく一体化させたものなど、種々形態が採用される。またベース部材３は、前記ハウジング容器部５内にねじ込み方式で固着するように構成することもできる。

このようにベース部材３の一方の取付座３ｄ１には、前記金属濾過体２…を覆い外界と隔離する前記ハウジング容器部５が気密に固定され、他方側の取付座３ｄ２には、各排出用の前記導孔９を覆って処理流体を集めて流出する排出口１０Ａを有するカバー部材１０が、前記ハウジング容器部５と同様に気密に固定される。
その結果、ハウジング容器部５の導入口５Ａから流入する被処理流体は、前記金属濾過体２、２で濾過処理され、流体中の不純物粒子が取り除かれた清浄流体だけが前記ベース部材３に設けた導孔９…を経て、カバー部材１０の排出口１０Ａから次工程に送られる。

このように、前記金属濾過体２はベース部材３に直接取り付け得る他、例えば図２のように、金属濾過体２の開口部２Ｃに予め継手部材１２を固着して、この継手部材１２を介してベース部材３に取付けすることができる。

この継手部材１２は、周囲にフランジを有し前記金属濾過体２の開口部２Ｃを沈めて嵌着しうる凹部１２ａを有する基板１２Ａに、前記導孔９を通り前記ベース部材３を通り抜けた外面にねじ部を有する筒部１２Ｂを固着したもので、該継手部材１２の前記ねじ部をナット締めすることで金属濾過体２を固定するものである。このような継手部材１２によるものでは、例えば金属濾過体２を必要に応じて任意に個別交換することができ、かつフィルター組立体１の組立性を向上する。

なお前記金属濾過体２は、その用途、設置スペース等に応じて例えば長さ１０〜１０００ｍｍで、かつその横断面方向の最大寸法が１０〜３００ｍｍ程度の筒状に成形されたものが用いられ、全長に亙って同形状かつ同寸法とした筒体の他、例えば該フィルター組立体が円錐台状になるように、各濾過体の周面を軸方向に沿って寸法変化させたものを含む。

又金属濾過体２は、例えば微細メッシュに織り上げられた金網製シートにより、その単体乃至複数を積層した膜状濾材や、金属繊維及び／又は金属粉末を所定厚さ、例えば厚さ０．１〜５ｍｍ程度の多孔質構造の板状に焼結成形した金属製板状濾材が用いられる。

さらに必要に応じて、該金属濾過体２の一面側により耐圧性に優れ、かつ高強度の多孔性の支持層を積層配置した積層濾材２Ｄを用い得る他、本願第二発明に絡めて説明する例えば図４に示すように、その外周面を凹凸形成したものを用いることもできる。

このような積層濾材２Ｄは、例えば本出願人が先に提案した国際公開第ＷＯ９３／０６９１２号パンフレットに示すように、例えば金属粉末により比較的粗大な空孔を持つ粉末焼結体等を支持体１２とし、その一面側に実質的な濾過機能を持たせ得る微細粒子を所定厚さ堆積させた微細層１３を前記支持体１２に一体化したものを用いうる。同様に従来からフィルターの分野で補強材として採用されている、例えば粗大メッシュや、パンチングプレートなどを支持部材として用いることもできる。なお、前記金属濾過体２の大きさや濾材の構成は前記記載のものだけに限定されるものではなく、それ以外の種々設定が可能である。
次に本発明のフィルター組立体について、他の発明の実施例を図５，その要部を示す図６により説明する。先の発明に用いた用語、概念は新たな説明を省略している。図５は、前記した発明のように筒形の金属製濾過体２を用いることにおいて共通し、その全周に亙って軸方向に伸びた複数の襞２０Ａなどの突起２０を設けて、単位面積当たりにおける濾過面積の増大を図っている。突起２０はこのように、軸方向に伸びた複数の襞２０Ａなどから構成できる。なお、前記中心線２ｘ方向にのび各両側の凹部１９から立ち上がる複数の襞２０Ａからなる突起２０を形成している。

前記した発明に比して、この形態による前記金属濾過体２の少なくとも１つは、その外周面上に複数の突起２０を具えるとともに、図６に略示するように、その任意横断面における該突起２０の平均高さ（１／２Ｈ）の点を結ぶ仮想外周線で示すこととする。
そして、該仮想外周線が実質的に平坦になる偏平面６ａを具えるとともに、その幅寸法Ｌ１が、該外周線の全周長Ｌ０の５〜４８％となる一連の平坦な仮想扁平面６ａとしている。前記発明との相違する点のみについて以下説明する。

前記仮想平均腺の仮想扁平面６ａは、その平均腺における全周長（Ｌ０）の５〜４８％の幅寸法（Ｌ１）になるように設定して、他方金属濾過体２の仮想扁平面６ａと対向させ、かつ該襞２０Ａ同士が非接触状態で歯合し嵌り合うように襞２０Ａを位置ずらしする（図６に拡大して示す）とともに、その仮想平均腺同士が前記所定間隔Ｓで対向するよう配置されている。即ち他の発明においても仮想外周線の偏平面６Ａ、６Ａ間の寸法を隙間Ｓとしている。

このような突起付の金属濾過体２については、例えば本出願人による特許文献１に見られるように、比較的粗大な空孔を持ち、予め表面に凹凸形状を付与した金属製の支持体１２を、濾過層１３を形成する微細粒子を予め懸濁された液中に入れて、その内周面側から減圧吸引させることで、支持体１２の凹凸形状に沿って所定厚さ（例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度）の微細層を堆積させ、更に焼結一体化させる方法を応用することができる。なおその場合、前記支持体はその凹凸状の仮想線の一部が前記幅寸法で平坦化するように構成したものが用いられる。
また前記微細層１３は、実質的な濾過機能を発揮するよう空孔径や空孔率が設定され、それに見合うように用いる微細粒子の種類、形状、粒子径、乃至吸引成形圧力などの条件が選択される。微細粒子の一例として、例えば粒子径１０μｍ以下のアトマイズド粉末や、繊維径１０μｍ以下でその５０倍以下の長さを持つ金属短繊維が好適し、また前記両者を所定割合で混合した混合粒子を用いることもできる。このような形態のステンレス鋼短繊維については、例えば特許第３５５９５２９号が開示するものが用いられる。

この発明に係わる前記襞２０Ａの形状については、例えば高さＨ０．５〜１０ｍｍ（好ましくは１〜３ｍｍ）で、円周方向のピッチＰが１〜１０ｍｍ（好ましくは２〜８ｍｍ）程度になるように形成したものが良好であるが、これに限定されるものではない。とは言え、前記ピッチＰが必要以上に小さくかつ高さＨを大きくしてきつい襞２０Ａを形成したものでは、前記したように襞凹部内への微細粒子の浸入が困難で、また他の濾過体の襞と非接触状態で嵌め合わせる際にも困難を伴う為、濾過体同士の配置間隔（Ｓ）を大きくすることが求められる。また本発明は、このように襞同士を嵌め合わせるものの他、更に大きな隙間（Ｓ）をもって離間配置させることもできる。

このような襞付濾過体を用いるフィルター組立体についてのその他の構成については、前記第一発明の説明及び以下具体例に沿って任意に設定される。
（具体例１）
繊維径１２μｍのステンレス鋼繊維でなる不織布と、その片面側に補強用の金網（０．２５ｍｍ×１００メッシュ）を積層して、厚さ２ｍｍで空隙率７５％に加圧焼結した焼結シートを作成し、これを用いて半径２０ｍｍ、中心角度１２０°の扇形となる長さ２００ｍｍの扇形筒体とし、更に一方の上端側に該焼結シートから切り出した蓋体を重ね合わせて封止溶接し、その全体形状が扇形の筒状濾過体を得た。

なお前記濾過体の内周面には、予め耐圧用の補強用粗大メッシュリテーナーを内装して、外周面からの濾過圧に耐え得るように構成したもので、その３本が全体として円形になるよう、各扁平面同士を配置間隔５ｍｍで対向させベース板上にセットし、両者の接合面同士はロウ付によってリークなく固着するとともに、導入口と排出口を持つハウジング容器内に取り付けたフィルター組立体を得た。

この構成において、他方濾過体と対向する前記濾過体の扁平面の幅寸法（Ｌ１）は、その全周（Ｌ０）の３３％に相当し、本例ではこの３本が全体として円形になるように配置したことから、各扁平面が各々有効濾過面積として活用でき、従来のような同径寸法で形成した円筒形濾過体に比較して約２．９倍の濾過面積の増大が図れ、また被処理流体に、温度２８０℃の溶融ポリマーを加圧供給しても、前記扁平面同士の隙間内に十分に浸入させることができ、高効率のフィルター組立体が得られた。
（具体例２）
図４に示すように、その全周に亘って軸方向に伸びる凹凸を形成した断面半円形の筒状支持体を用いて、繊維径３μｍで平均アスペクト比（長さ／繊維径×１００）が６のステンレス鋼短繊維を水中に懸濁された懸濁液中に入れ、その内周面側を減圧吸引することで、前記支持体の凹凸面上に厚さ０．１５ｍｍの微細層を具えた積層構造を有し、これを１１００℃の無酸化雰囲気での加熱炉で焼結処理して襞付濾過体を得た。

得られた濾過体は、全体長さが５０ｍｍで、その全周にピッチＰ：３ｍｍ，ピッチ高さＨ：２ｍｍの襞を具えるとともに、その襞の頂点と谷部の高さの１／２Ｈの点を結ぶ仮想平均腺が直径３０ｍｍの半円形状を持つもので、前記襞を設けることで、その有効濾過面積は襞を設けない平滑表面の場合に比して約１．３３倍に高めることができた。
なお該濾過体の厚さは、その内周面側と前記仮想平均腺とで示される仮想厚さが２．５ｍｍで、このような肉厚で凹凸を形成していることから、十分な耐圧強度を有するものであり、また前記したような微細構造の積層濾材であることから、実質的な濾過特性は０．０１以下の高精度を備え、半導体の製造プロセスガスの高純度濾過に好適するものであった。
そこで、この濾過体２本を用いて、図４のようにその仮想平均腺の扁平面同士を約２ｍｍの間隔で接触することなく嵌め合わせてベース部材上に取り付け、ハウジング容器で被包したインライン型のガス用フィルターとして用いた。
この構成によって、該フィルターの全体的な濾過面は、ほぼ同径の襞を持たない円筒形濾過体の約２．１７倍となり、即ち設置スペースの面積比では１／５以下に省スペース化するものであった。濾過処理は特に問題なく良好に行うことができた。

以上説明したように、本発明によれば、その外周面の一面を平坦化した扁平面を持つ断面非円形状の複数の筒状金属濾過体を、その扁平面同士を所定間隔で対向配置して構成したもので、その有効濾過面積を大幅に向上させることができ、しかも、本発明では濾過体は金属製でもあることから、高温状態や高腐食性の被処理流体である、例えば溶融ポリマーや半導体製造のプロセスガスなどに対して有効性が高いものである。また、該濾過体は、従来の濾過体と同様にそれ単独でも用い得る他、前記組立体の交換用部材として有用なものである。

（Ａ）は、本発明に係わるフィルター組立体の一形態を例示する一部を破断した斜視図、（Ｂ）は、図１Ａの中心線に沿う断面図である。 濾過体のベース部材への取付け他の取付手段を示す断面図である。 他の金属濾過体を例示する平面図である。 支持体と微細想からなる積層濾材を突起付金属濾過体の場合で示す断面図である。 他の発明の金属濾過体とその組合せを例示する断面図である。 突起付金属濾過体の嵌まり合い状態を例示する断面図である。

符号の説明

１ フィルター組立体
２ 金属濾過体
２Ａ 筒状基体
２Ｂ 天板部
２Ｃ 開口部
３ ベース部材
５ ハウジング容器部
６ 偏平面
６ａ 仮偏平面
２０ 突起
２０Ａ 襞

Claims (9)

1. 金属製多孔体で構成され、かつ天板部を閉じた複数個の筒状の金属濾過体の開口端を、ベース部材に、かつ該筒状金属濾過体間に隙間Ｓを隔てて離間配置するとともに、前記金属濾過体をハウジング容器部によって外界と隔離して構成され、
   前記金属濾過体は、その任意横断面において、該金属濾過体の全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１で、一連の平坦な扁平面となる横断面非円形状の筒状体でなり、かつ該扁平面を他方の金属濾過体の扁平面と対向させ前記隙間Ｓを形成することを特徴とするフィルター組立体。
2. 金属製多孔体で構成され、かつ天板部を閉じた複数個の筒状の金属濾過体の開口端を、ベース部材に、かつ該筒状金属濾過体間に隙間Ｓを隔てて離間配置するとともに、前記金属濾過体をハウジング容器部によって外界と隔離して構成され、
   前記金属濾過体の少なくとも１つは、その外周面上に複数の突起を具えるとともに、その任意横断面において、前記突起の平均高さ（１／２Ｈ）の点を結ぶ仮想外周線における全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１で、一連の平坦な扁平面となる横断面非円形状の筒状体でなり、かつ該扁平面を他方の金属濾過体の偏平面と対向させ前記隙間Ｓを形成することを特徴とするフィルター組立体。
3. 前記金属濾過体の前記突起は、該金属濾過体の内周面及び／又は外周面に形成され、かつその軸線方向にのび、各両側の凹部から立ち上がる複数の襞を付けることにより形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルター組立体。
4. 前記一方の金属濾過体と他方の金属濾過体とは、一方の金属濾過体の襞が他方の金属濾過体の凹部に非接触状態で嵌り合うように、突部位置をずらして配置されたものである請求項３に記載のフィルター組立体。
5. 前記金属濾過体は、ステンレス鋼繊維及び／又はステンレス鋼粉末材料による層状焼結多孔体で形成されたものである請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター組立体。
6. 前記金属濾過体は、外周面と内周面との間で空孔特性が異なる積層濾材で構成されたものである請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター組立体。
7. 前記断面非円形状は、半円形、弓形、扇形、又は三角形、四角形又は六角形を含む多角形状であって、いずれかの面に平坦な偏平面を有する筒状体であることを特徴とする請求項５又は６に記載のフィルター組立体。
8. 前記金属濾過体は、溶融ポリマー又は半導体製造用ガスの濾過に用いられるものである請求項１〜７のいずれかに記載のフィルター組立体。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のフィルター組立体に用いる金属製濾過体であって、
   その任意断面において、該金属濾過体の全外周長Ｌ０の５〜４８％の寸法Ｌ１で一連の平坦な扁平面となる横断面非円形状の筒状体で構成したことを特徴とする金属濾過体。

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