JPH07501982A - 処理すべき液媒体及び／又は回収されたろ液の流動のための統合網状組織を少なくとも一つ含む無機ろ過ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 処理すべき液媒体及び／又は回収されたろ液の流動のための統合網状組織を少な くとも一つ含む無機ろ過ユニット技術分野 本発明は、一般に膜（ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）と称され、無機材料から構成された 分離エレメント使用する、分子又は粒子分離の技術分野に関する。

より詳しく言えば、本発明は、膜に所定の圧力を及ぼす液媒体に含有された分子 又は粒状種を濃縮、選別又は抽出するのに適合した無機ろ過ユニットに関する。

この発明の目的とするものには、ナノろ過（ｎａｎｏ−ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ） 、限外ろ過、マイクロろ過（ｍｉｃｒｏ−ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）　、ろ過又は 逆浸透の分野において特に有利な用途がある。

従来の技術 従来の技術は、フランス国特許第２０６１９３４号明細書で、積重ねたろ過エレ メントにより構成された無機質のろ過ユニットを提案していた。流通部の、互い に平行な流路の第一の網状組織が、連続する二つのろ過エレメントの相対する面 に配置される。これらの流路の表面には、第一の網状組織の流路内を流通する液 媒体のろ過を確実にする分離層が被覆される。ろ過エレメントは、第一の網状組 織の流路の方向に対して垂直の方向に延びる流通部の流路の第二の網状組織を含 むようにされる。第二の網状組織の流路は、分離層からろ過エレメントを通過し たろ液を回収しようとするものである。

このようにして、ろ過ユニットの四つの側面に通じる二つの網状組織の流路が構 成される。このユニットの側面は、流路の第−及び第二の網状組織にそれぞれ通 じるようにされた、処理すべき液媒体を案内するため及びろ液を回収するための 独立した管を含むように配列されたプレートを受け取るようにされる。このよう なプレートを用いることは、それらがユニットの四つの側面と付加されるプレー トとの間の完全なシールを必要とする限りにおいて、欠点をもたらす。更に、プ レートの組み立て操作は、ユニットを製造する過程で容易に行うことができず、 これはそのようなろ過ユニットの工業的な製造を妨げる。そのようなモジュール の一体性はそれが多孔質材料から製造されることを強いるものであることも考え なくてはならない。このようにして、モジュールの性能はそれに伴う壁の厚さの ために低下する。

当該技術の現状において、フランス国特許出願公開第２２６２５５０号明細書も 、エネルギーを交換しようとし、且つろ過の分野に応用することができるモジュ ールを開示している。そのようなモジュールは、一体の多孔質エレメントから構 成され、その内側には規則正しく交差する流路の平行層の少なくとも二つの独立 した網状組織が配置される。各網状組織の流路は管により一緒に接続される。

熱交換器を構成するために設計されたこのようなモジュールは、ろ過の機能を果 たすのには不適当である。

実際のところ、このモジュールは、一体エレメントの形をした多孔質材料から製 作され、かなりの圧力損失の原因になる壁の厚みのために性能の劣るモジュール が得られることになる。更に、そのようなモジュールは、連続性の物体を形成し 且つ、壁の機械的な強度を増すために相対する二つの離れている壁をつなぐよう に設計された、補強用のブリッジを含むことがある。そのような補強用ブリッジ の利用は、使用された材料の同じ表面についてろ過の能力を低下させる。

発明の概要 本発明の目的は、一方ではそれぞれ処理すべき液媒体とる液のための、互いに関 して漏れのない流通網状組織を少なくとも一つ、好ましくは二つ含むように、そ して他方では用いられる材料の容積に関してろ過の能力を最適にするように設計 された無機ろ過ユニツトを提案することにより、従来技術のいろいろな欠点を克 服することである。

処理すべき液を供給するための管及びろ液を回収するための管の製作を製造ブコ セスに統合して工業的な製造を可能にするように設計された無機ろ過ユニットを 提供することも、本発明の目的である。゛この目的を達成するために、本発明に よるろ過ユニツトは、第一の主面と第二の主面を互いに反対の位置に有する、無 機の剛性多孔質構造体を少なくとも一つ含み、この多孔質構造体には上記の二つ の主面から離して少なくとも一つのキャビティが設けられて、支持部の境界を定 める。

本発明によれば、多孔質構造体は、上記のキャビティに関して漏れのない第一の 流通網状組織を構成するために、支持部を横切るように配置され、上記の二つの 面に通じる、漏れのない壁を持つ流路を少なくとも一つ含む。

このほかのいろいろな特徴は、非限定例として本発明の目的とするものの態様の 形態を示す添付の図面を参照して以下で行う説明から明らかになろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明によるろ過ユニットの第一の態様の斜視図である。

第２図は実質的に第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿って見た断面図である。

第３図及び第４図は第２図と同様の図であり、本発明↓こよるろ過ユニットの他 の態様を示している。

第５図は本発明のろ過ユニットを示す斜視図である。

発明を実施するための最良の様式 図面を参照すれば、第１図と第２図は、固体相を含みある（１ζよ含まない、様 々な性質の、液媒体２に含有された分子又（よ粒子の分離又はろ過を確実にする のに適合した、本発明による無機ろ過ユニツトｌの第一の態様を例示している。

ろ過ユニツトＮｄ、エンドエレメントＥと対向エンドエレメントＥ′の聞書こ挿 入された少なくとも一つの、無機の剛性多孔質構造体へから構成される。

多孔質構造体Ａは、互いに反対側の位置にある第一の主面ａ１と第二の主面ａ、 有する。図示した例においては、各主面ａ、とａｌ４よ、これらの面とエンドエ レメントＥ及びＥ″　との間１こある液媒体２と接触することになる少なくとも 一つの分離層３で被覆される。分離層３の性質は、得られるべき分離又はろ過の 能力の関数として選ｉｆれ、そして、液媒体２からの圧力Ｐが多孔質構造体Ａｔ こ伝えられるように、多孔質構造体Ａとしつかりした結合を形成する。慣用的１ こ（よ、この層３の細孔の直径は多孔質構造体のそれよりも力１なリノｊ＼さく １ことに注目すべきである。例えば、層３に関する多孔質構造体Ａの直径の比は １０．０００程度である。この又はこれらの層３（ま、例え（Ｉ、無機ろ過ユニ ットの製造で慣用的に使用される、少なくとも１種の金属酸化物を含有している 懸濁液から付着させること力くできる。この層は、乾燥後に、それらを固めそし てそれらを一緒に結合し且つ多孔質構造体Ａに結合するのを可能にする焼結操作 にかけられる。

第１図と第２図でもってより正確に見られるように、多孔質構造体Ａは、面ａ、 とａ２から離れたところに作られ、分離層３力１ら多孔質構造体Ａを横切ってき たる液を回収するのに適合したキャビティ４のような手段を含む。キャビティ４ は、面ａ、とａ、に平行と見なされる延長平面に、多孔質構造体Ａの相対する側 にある面ａ１、ａ、の間のけられる。図示した例では、多孔質構造体Ａは２枚の プレートあるいはその種の他のものＡ３、Ａ２により形成されており、キャビテ ィ４はプレートＡ、とＡｔの、重ねて配置された、少なくとも一方の面、好まし くは二つの面に作られる。

好ましい形態の態様によれば、支持部６は、２枚のプレートＡ＋及びＡ、の間の 周囲の接触面を保証するようにされた周縁部６１を構成するようにキャビティ４ を確定するようにされる。このよう１こして、キャビティ４が多孔質構造体Ａ内 に設けられ、ろ液を回収するために、例えば、多孔質構造体の端部のレベルに作 られた図示しな（Ｘ通路を経て外に通じる。２枚のプレー）Ａｌ及びＡ、を対称 的に製造する場合には、周縁部６１は、縁に付着させたガラス又は粘土の層のよ うな結合剤によりこれらのプレートの結合を可能にするように、相互に接触して 使用され、そして熱処理にかけられる。下記にお（鬼でより正確に説明される機 能を果たすために、厳格な性質のｌ又（よ２以上の支持部６ｔが作られることに 注目すべきである。

本発明の特徴によれば、支持部６は、ろ液を回収するためのキャビティ４に関し て漏れのない、液媒体２の流通のための第一の網状組織Ｒ９を構成するため、多 孔質構造体への面ａ、とａｌに通じる少なくとも一つの、一般には一連の流路８ を作るのを保証するために使用される。このように、流路８は多孔質構造体Ａを 貫いて横切るように作られ、その一方、支持部６をそれらが通り抜けるためキャ ビティ４から切り離される。プレートＡ８、Ａ２の多孔性による、処理すべき製 品とる液との混合を避けるために、流路８は、支持部６を一緒に結合するのに用 いたものと同じかあるいは同じでない適当な製品を使って漏れなしにされる。例 として、流路８の漏れをなくすのは、フッ素化された又はそうでない熱可融性ポ リマー、樹脂、エナメル又はガラスで果たすことができる。流路８の壁は非多孔 質エレメントを加えて漏れなしにしてもよい、ということに注目すべきである。

本発明による無機ユニットのもう一つの態様によれば、剛性多孔質構造体Ａは、 その面のうちの少なくとも一つ、例えばａ、で、少なくとも一つの補足的な、無 機の剛性多孔質構造体Ｂと組み合わせられる。第３図においてより正確に見られ るように、多孔質構造体Ｂは、面のうちの一方ｂ１を分離層３で被覆されたプレ ートあるいはその種の他のものＢ＋を含む。このような面ｂ＋は、構造体Ａの面 ａｔと接触させようとするものであって、それと−緒に、流路８に通じるように 作られた少なくとも一つの室ｌＯを画定する。室ＩＯは、構造体の面に平行な延 長面に、プレートＢｌの相対する二つの主面の間の物体を連続性にする少なくと も一つの補強部又は一つの支持部１１を残すように製作される。

補強部１１は、好ましくは、室ｌＯを多孔質構造体内に画定するのを可能にする ように、プレートＢ１の周縁部の少なくとも一部を構成する。本発明の特徴によ れば、キャビティ４は、第一の網状組織Ｒ１に関して漏れがなくあるいは独立し た、第二の流通網状組織Ｒ３を構成するため、補強部１１を横切る少なくとも一 つの導管（ｃｏｎｄｕｉｔ）１２によりプレートＢ１の外側の面ｂ２に通じる。

この例においては、室４に回収されたろ液は多孔質構造体Ｂ、の外面す、に導く ことができる。導管１２の表面又は壁は、互いに独立した二つの流通網状組織を 得るように、流路８の壁を被覆しているものと同じかあるいは同じでない非多孔 質エレメント又はシール用製品で漏れなしにされる。

第４図及び第５図に図示したように、本発明のもう一つの異なる態様によれば、 少なくとも二つの、図示した例では三つの、同一の無機剛性多孔質構造体Ａ、Ｂ 及びＣの積重体を含むろ過ユニットの製造を考えることができる。多孔質構造体 ＡＳＢ及びＣのキャビティ４は、導管１２により一緒に連絡し、一方、多孔質構 造体Ａ、Ｂ及びＣの室ＩＯは流路８により一緒に連絡する。このように、カセッ トの形をしたろ過ユニットの内側に、処理すべき液媒体の流通のため及びろ液の 流通のための二つの漏れのない網状組織Ｒ８及びＲ１がそれぞれ直接作られる。

もちろん、網状組織Ｒ１及びＲ倉の機能は、網状組織Ｒ，及びＲ２が、ろ液及び 処理すべき液媒体の流通をそれぞれ保証するように逆にしてもよい。

エンドエレメントＥ、　Ｅ’　は、有利には、処理されるべき流体が網状組織Ｒ ，に出入りするのを可能にすることと網状組織Ｒ１から来るろ液を集めることが 役目の金属の保持プレート（ｒｅｔｅｎ目ｏｎ　ｐｌａｔｅｓ）を構成すること ができる。本発明の特徴によれば、これらのスラストプレートＥと対向スラスト プレートＥ゛は、処理すべき液媒体が入りそして戻るための管１３とろ液を回収 するための１又は２以上の管１４とが配置された無機の剛性材料から作製される 。二つの網状組織の流体が混合するのを避けるために、無機のスラストプレート Ｅと対向スラストプレートＥ°は多孔性がゼロの無機材料から製作される。同じ 目的のために、管の全ての表面をシール用製品で被覆することを考えることがで きる。スラストプレートＥと対向スラストプレートＥ°　は、適当な材料を用い て支持部６又は補強部１１に固定このように製造された、ブリック（ｂｒｉｃｋ ）と呼ばれる無機ろ過ユニットは、工業プロセスにより製造するのを可能にする 、例えば１０〜１５程度の数の、無機プレートの積重体により形成される。その ようなブリックは、その設計により、流路８及び導管１２のそれぞれ漏れのない 通り抜けを保証する支持部６及び補強部１１を利用して、処理すべき流体の流通 のための網状組織とる液を回収するための網状組織との間の連絡通路を直接続合 する。支持部６と補強部１１は、圧縮下で運転するときに各多孔質構造体の機械 的強度を保証するという追加の機能を果たす。支持部と補強部の断面もそれらの 数も、多孔質構造体の表面が、支持部と補強部以外で破壊変形より少ない量だけ 変形されるように定められる。

多孔質構造体の相対する面で補強部１１と支持部６とを使用することは、多孔質 構造体がキャビティ４にかけられる、詰まりを除く逆圧に耐えるのを可能にする ということを考慮すべきである。この圧力は、移動のそれとは逆に、分離層３の 上に堆積した物質を脱離するのを可能にする。このように、支持部６と補強部１ １は、多孔質構造体の機械的強さの機能と、処理すべき液媒体とる液の網状組織 間での漏れのない通路の機能を果たす。

支持部６と補強部１１は、互いに向き合わせてもよく、あるいは多孔質構造体の 一つの面から他へと食い違わせてもよい。このように、これらの支持部６又は補 強部１１は、力を制限することにより圧力の作用する面を減らし、その結果加え られる曲げを減少させるのを可能にする。従って、支持部と補強部１１の幾何学 形状と配置は、多孔質構造体の材料の曲げ特性と移動圧力及び詰まりを除く圧力 とに依存する。それらは周囲のバンドの形で配置することができ、必要ならば厳 格な支持部又は補強部６１により完全なものにされる。

支持部６と補強部１１の配置は流路８と導管１２のそれを押しつけるものである ということに注目すべきである。従って、例えば、プレートの側部のうちの少な くとも一つに沿って配列されたｎの通路を、少なくとも一つの垂直軸に沿って配 列したｎの通路と組み合わせ、あるいはそうせずに、作るようにすることができ る。図示した例では、導管１２と流路８は多孔質構造体の二つの相対する側部に 沿って作られ、そしてそれらの側部に実質的に平行な方向に配列されている。

産業上の利用可能性 本発明によるろ過ユニットは、膜に所定の圧力を及ぼす液媒体に含有された分子 又は粒状種を濃縮、選別又は抽出するのに適当である。このように、本発明によ るユニットは、ナノろ過（ｎａｎｏ−目１　ｔｒ−ａｔｉｏｎ）、限外ろ過、マ イクロろ過（＋ｎ１ｃｒｏ−ｆ　ｉｌけａｔｌｏｎ）　、ろ過又は逆浸透の分野 において用いることができる。

特表平７−５０１９８２　（５）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ろ液を回収するのを目的とする液媒体（２）のための無機ろ過ユニットであ り、互いに相対する第一の（ａ１）及び第二の（ａ２）主面を与える少なくとも 一つの無機剛性多孔質構造体（Ａ、Ｂ又はＣ）を含み、少なくとも一つのキャビ ティ（４）がこの構造体に上記の二つの面から離れたところに設けられて、支持 部（６）の境界を定めており、このキャビティ又は上記主面が少なくとも一つの 分離層（３）で被覆されているろ過ユニットであって、当該多孔質構造体（Ａ、 Ｂ又はＣ）が、上記キャビティ（４）に関して漏れのない第一の流通網状組織（ Ｒ１）を構成するため、上記二つの面（ａ１、ａ２）に通じ且つ支持部（６）を 横切るように設けられた、漏れのない壁を有する少なくとも一つの流路（８）を 含むことを特徴とする無機ろ過ユニット。
2. ２．前記多孔質構造体（Ａ）がその面のうちの少なくとも一つで、少なくとも一 つの補足の多孔質剛性無機構造体（Ｂ）と組み合わされ、前記多孔質構造体の面 と合わさったその面により、補強部（１１）により画定されて前記第一の網状組 織（Ｒ１）につながれた流通室（１０）が画定されており、当該補足構造体（Ｂ ）は、前記キャビティ（４）に通じ且つ当該補足構造体を貫いて横切り前記第一 の網状組織（Ｒ１）に関して漏れのない第二の流通網状組織（Ｒ２）を構成する 、漏れのない壁を持つ導管（ｃｏｎｄｕｉｔ）（１２）を少なくとも一つ含むこ とを特徴とする、請求の範囲第１項記載のユニット。
3. ３．前記多孔質構造体（Ａ）がその面のうちの少なくとも一つで、少なくとも一 つの同一の補足多孔質構造体（Ｂ、Ｃ）と組み合わされ、前記多孔質構造体の面 と合わさったその面により、補強部（１１）により画定されて前記第一の網状組 織（Ｒ１）につながれた流通室（１０）が画定されており、この補足多孔質構造 体は、一方では当該補足多孔質構造体の二つの面に通じるようにされ、前記第一 の流通網状組織（Ｒ１）につながれた、漏れのない壁を持つ少なくとも一つの流 路（８）を備え、そして他方では当該補足多孔質構造体の二つの相対する面から 離れたところに設けられ、そして前記第一の網状組織（Ｒ１）に関して漏れのな い第二の流通網状組織（Ｒ２）を構成するため前記多孔質構造体のキャビティ（ ４）に漏れのない壁を持つ導管（１２）により通じる少なくとも一つのキャビテ ィ（４）を備えてなることを特徴とする、請求の範囲第１項記載のユニット。
4. ４．流路（８）及び導管（１２）の壁が適当な製品又は加えられた非多孔質エレ メントによって漏れなしにされていることを特徴とする、請求の範囲第１項から 第３項までの一つに記載のユニット。
5. ５．前記補強部（１１）及び支持部（６）のうちの少なくとも一部が前記多孔質 構造体を一緒に接続するための周縁部（６１）の一部分であることを特徴とする 、請求の範囲第１項から第４項までの一つに記載のユニット。
6. ６．前記多孔質構造体のおのおのの側に配置されたスラストエレメント（Ｅ）と 対向スラストエレメント（Ｅ′）を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項か ら第４項までの一つに記載のユニット。
7. ７．前記スラストエレメント（Ｅ）及び対向スラストエレメント（Ｅ′）が、一 方の網状組織につながれた、処理すべき液媒体の入りと戻りのための管（１３） と、他方の網状組織につながれた、ろ液を回収するための少なくとも一つの管（ １４）とを含むようにされていることを特徴とする、請求の範囲第６項記載のユ ニット。
8. ８．前記スラストエレメント（Ｅ）及び対向スラストエレメント（Ｅ′）が、漏 れのない管（１３、１４）を含む無機剛性プレートでおのおの構成されているこ とを特徴とする、請求の範囲第７項記載のユニット。