申请日2015.06.16
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号B01D39/16; B01D33/06; B63B13/00; C02F1/32
摘要
一种褶皱式滤筒具有：褶皱式过滤器，其包含过滤器基材，过滤器基材具有包括重复的峰部和谷部的折叠部并且其轴向是折叠部的脊线方向;以及固定部件，其位于褶皱式过滤器的上底部和下底部。褶皱式滤筒包括位于峰部中的用于折叠部的加强结构，峰部是朝向圆筒形状的外侧突出的部分。该加强结构包括以下两者：树脂加强结构，其具有作为其加强体的树脂，该树脂覆盖折叠部中的基材的表面，或者该树脂浸透在折叠部中的基材中;以及部件加强结构，其具有加强部件，加强部件与过滤器基材分离并且被设置成跟随折叠部。
摘要附图
权利要求书
1.一种褶皱式滤筒，包括：褶皱式过滤器，其包含过滤器基材，所述过滤器基材具有重复地形成峰部和谷部的折叠部并且具有圆筒形状，所述圆筒形状的轴向是所述折叠部的脊线方向;以及固定部件，其设置在所述褶皱式过滤器的上底部和下底部，其中，所述褶皱式过滤器包括位于所述峰部中的用于折叠部的加强结构，所述峰部是朝向所述圆筒形状的外侧突出的突出部，并且所述加强结构包括：树脂加强结构，其包括作为加强体的树脂，所述树脂覆盖所述折叠部中的所述基材的表面，或者所述树脂被允许浸透在所述折叠部中的所述基材中;以及部件加强结构，在所述部件加强结构中，与所述过滤器基材分离地设置的加强部件被布置成沿着所述折叠部延伸。
2.根据权利要求1所述的褶皱式滤筒，其中，所述树脂的肖氏硬度为20A至60A(依据橡胶-弹性体(JIS K6253)，标准测量时间：对于硫化橡胶而言为3秒，对于弹性体而言为15秒)，或者所述树脂的肖氏硬度为5D至30D(塑料(JIS K7215)在一秒内读取指示器的最大值)。
3.根据权利要求1或2所述的褶皱式滤筒，其中，所述树脂是聚氨酯。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的褶皱式滤筒，其中，所述加强部件均为片状体，所述片状体由选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯和聚氯乙烯所组成的组中的任何树脂形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的褶皱式滤筒，其中，所述加强部件仅被所述固定部件固定，并且未设置将彼此相邻的加强部件连接的其它部件。
6.一种褶皱式滤筒，包括：褶皱式过滤器，其包含过滤器基材，所述过滤器基材具有重复地形成峰部和谷部的折叠部并且具有圆筒形状，所述圆筒形状的轴向是所述折叠部的脊线方向;以及固定部件，其设置在所述褶皱式过滤器的上底部和下底部，其中，所述褶皱式过滤器包括位于所述峰部中的用于折叠部的加强结构，所述峰部是朝向所述圆筒形状的外侧突出的突出部，并且
所述加强结构是树脂加强结构，所述树脂加强结构包含作为加强体的树脂，所述树脂覆盖所述折叠部中的所述基材的表面，或者所述树脂被允许浸透在所述折叠部中的所述基材中。
7.根据权利要求6所述的褶皱式滤筒，其中，所述树脂的肖氏硬度为20A至60A(依据橡胶弹性体(JIS K6253)，标准测量时间：对于硫化橡胶而言为3秒，对于弹性体而言为15秒)，或者所述树脂的肖氏硬度为5D至30D(塑料(JIS K7215)在一秒内读取指示器的最大值)。
8.根据权利要求6或7所述的褶皱式滤筒，其中，所述树脂是聚氨酯。
9.一种褶皱式滤筒，包括：褶皱式过滤器，其包含过滤器基材，所述过滤器基材具有重复地形成峰部和谷部的折叠部并且具有圆筒形状，所述圆筒形状的轴向是所述折叠部的脊线方向;以及固定部件，其设置在所述褶皱式过滤器的上底部和下底部，其中，所述褶皱式过滤器包括位于所述峰部中的用于折叠部的加强结构，所述峰部是朝向所述圆筒形状的外侧突出的突出部，所述加强结构是部件加强结构，在所述部件加强结构中，与所述过滤器基材分离地设置的加强部件被布置在所述峰部中的所述折叠部的背侧，从而沿着所述折叠部延伸，并且
所述加强部件仅被所述固定部件固定，并且未设置将彼此相邻的加强部件连接的其它部件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的褶皱式滤筒，还包括树脂加强结构，所述树脂加强结构位于形成作为朝向所述圆筒形状的内侧突出的突出部的谷部的折叠部中，并且所述树脂加强结构包含作为加强体的树脂，所述树脂覆盖所述基材的表面，或者所述树脂被允许浸透在所述基材中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的褶皱式滤筒，其中，所述过滤器基材是聚对苯二甲酸乙二酯无纺布。
12.一种压载水处理设备，其包括根据权利要求1至11中任一项所述的褶皱式滤筒，所述褶皱式滤筒被用于过滤，
所述褶皱式过滤器的圆筒顶面和圆筒底面均以不透水的方式被密封，所述褶皱式过滤器围绕圆筒轴线被可旋转地保持;
未处理水喷嘴将未处理水喷向所述褶皱式过滤器的外周表面;
壳体包括外筒部，所述外筒部设置为围绕所述褶皱式过滤器，并且所述外筒部中包括所述未处理水喷嘴的喷管开口;
已过滤水流动路径将已经穿过所述褶皱式过滤器的已过滤水从所述褶皱式过滤器的所述圆筒的内部引导至所述壳体的外部;以及
排出流动路径将未被所述褶皱式过滤器过滤的排出水排出到所述壳体的外部。
13.一种用于处理压载水的方法，所述方法包括：将根据权利要求12所述的压载水处理设备安装到船体中;使用取自所述船体外部的海水作为未处理水;对所述压载水处理设备所处理的已过滤水进一步施加灭菌处理;以及随后将所得到的水储存在所述船体中作为压载水。
说明书
褶皱式滤筒、使用褶皱式滤筒的压载水处理设备以及压载水处理方法
技术领域
本发明涉及一种主要用于过滤液体的褶皱式过滤器的结构。具体而言，本发明涉及一种在储存于船舶内的压载水的处理系统中使用且用于过滤大量水的褶皱式过滤器以及使用该褶皱式过滤器的设备。
背景技术
各种各样的过滤器被用于从气体或液体中分离并除去作为污染物的固体。通过将过滤器折叠成具有褶皱形状来增大过滤面积的褶皱式过滤器也主要用于涉及气体的应用，例如，用于空气净化系统。专利文献(PTL)1公开了使用圆筒形褶皱式过滤器作为用于从机床的切削液中除去淤渣的过滤装置的实例。关于该装置，描述了以下内容：通过在旋转圆筒形过滤器的同时朝向圆筒形过滤器的外表面喷射液体可以提供具有较好过滤器清洁效果的过滤设备。
近年来，船舶中所承载的压载水的处理已成为一个问题。压载水是当船舶没有货物时承载在船舶中以提供安全航行的海水。已经开发出通过净化压载水来除去、杀死或者杀灭微生物的各种方法。另外，已经开发出利用过滤除去相对较大的微生物的方法。例如，专利文献2描述了使用过滤膜的压载水处理设备，该设备由本发明的申请人提出。专利文献3(其同样涉及由本发明的申请人提交的发明)描述了褶皱式过滤器的谷部的开裂等可能会引起问题，并公开了用于加强褶皱式过滤器的手段。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2008-93783
专利文献2：日本专利No.4835785
专利文献3：日本未审查专利申请公开No.2012-245428
发明内容
技术问题
在海水淡化、诸如压载水等微咸水/海水的利用、或诸如污水、人类生活污水或工业废水等的水处理的情况下，需要用于除去水中的异物、污染物和微生物的初步过滤处理。本申请的发明人一直在研究将褶皱式过滤器应用于这种过滤。在这种情况下，需要在最短的时间内过滤大量的水。然而，在一般情况下，大规模/高流量的操作会造成以下技术问题：因早期阶段的堵塞而容易发生处理量或过滤功能的下降。
专利文献2中公开的设备是这样一种过滤设备：圆筒形过滤器安装在管状壳体中，并且从圆筒形过滤器的外部流动到内部的液体被收集作为滤液。从设置在管状壳体侧表面上的喷嘴将待过滤的液体喷射到过滤器的过滤表面的一部分上。清洁沉积在过滤器表面上的过滤物，以恢复渗透通量，并且从过滤前室排出已被冲洗下来的过滤物。通过这种结构，持续保持稳定的过滤状态。用于稳定保持这种系统的连续过滤的重要因素是通过将未过滤液体喷射在过滤器的过滤表面上而获得清洁效果。为了通过随时间改变过滤器的清洁区域而高效地清洁整个过滤器，在过滤期间通过驱动电动机等来旋转圆筒形过滤器，由此连续且周期性地改变喷嘴所喷射的未过滤液体在过滤器的过滤表面上的施加位置。为了可靠地进行该旋转清洁和稳定地保持高过滤流量，需要将喷嘴所喷射的未过滤液体保持在一定的高流量水平以上。根据发明人进行的研究，发明人发现，由于以这样高的流量喷射未过滤液体，因此圆筒形过滤器随时间劣化并发生破损，并且部分未过滤液体可能与滤液直接混合，而不穿过过滤器。
如专利文献3所描述的那样，本发明的申请人关注谷部中发生的破损。本发明的申请人假设因以下机制而发生破损。具体而言，力沿打开谷部中的折叠部的方向被施加到谷部上，并且拉伸应力集中在过滤器基材处。鉴于此，本发明的申请人一直研究用于加强谷部的装置。然而，可以发现，即使谷部被加强，也可能在长时间运转期间发生破损。
因此，本发明的目的在于提供一种能够防止因使用而造成的劣化和破损且能够被长时间稳定地使用的褶皱式过滤器和褶皱式滤筒、一种使用褶皱式过滤器或褶皱式滤筒且作为过滤设备的压载水处理设备、一种使用该压载水处理设备的压载水处理方法。
解决技术问题的方案
作为对过滤器劣化的深入研究的结果，本发明的发明人确认了以下现象：在与受到高流量的未过滤液体的喷射的过滤器的褶皱的峰部侧对应的折叠部中发生破损，并得出以下构造。
具体而言，褶皱式过滤器包括过滤器基材，所述过滤器基材具有重复地形成峰部和谷部的折叠部并且具有圆筒形状，所述圆筒形状的轴向是折叠部的脊线方向，其中，所述褶皱式过滤器包括位于所述峰部中的用于折叠部的加强结构，所述峰部是朝向所述圆筒形状的外侧突出的突出部。一种褶皱式滤筒，包括：褶皱式过滤器，其包含过滤器基材，所述过滤器基材具有重复地形成峰部和谷部的折叠部并且具有圆筒形状，所述圆筒形状的轴向是所述折叠部的脊线方向;以及固定部件，其设置在所述褶皱式过滤器的上底部和下底部，其中，所述褶皱式过滤器包括位于所述峰部中的用于折叠部的加强结构，所述峰部是朝向所述圆筒形状的外侧突出的突出部，并且所述加强结构包括：树脂加强结构，其包括作为加强体的树脂，所述树脂覆盖所述折叠部中的所述基材的表面，或者所述树脂被允许浸透在所述折叠部中的所述基材中;以及部件加强结构，在所述部件加强结构中，与所述过滤器基材分离地设置的加强部件被布置成沿着所述折叠部延伸。
本发明公开了一种包括过滤用的褶皱式过滤器或褶皱式滤筒的压载水处理设备，所述褶皱式过滤器的圆筒顶面和圆筒底面均以不透水的方式被密封，所述褶皱式过滤器围绕圆筒轴线被可旋转地保持;未处理水喷嘴将未处理水喷向所述褶皱式过滤器的外周表面;壳体包括外筒部，所述外筒部设置为围绕所述褶皱式过滤器，并且所述外筒部中包括所述未处理水喷嘴的喷管开口;已过滤水流动路径将已经穿过所述褶皱式过滤器的已过滤水从所述褶皱式过滤器的所述圆筒的内部引导至所述壳体的外部;以及排出流动路径将未被所述褶皱式过滤器过滤的排出水排出到所述壳体的外部。
本发明还公开了一种用于处理压载水的方法，所述方法包括：将压载水处理设备安装到船体中;使用取自所述船体外部的海水作为未处理水;对所述压载水处理设备所处理的已过滤水进一步施加灭菌处理;以及随后将所得到的水储存在所述船体中作为压载水。
本发明的有益效果
可以提供一种能够防止因使用而造成的破裂从而有助于被长时间稳定使用的褶皱式过滤器和褶皱式滤筒、一种使用该褶皱式过滤器或褶皱式滤筒的压载水处理设备。
