本發(fā)明涉及一種主要用于過濾液體的褶皺式過濾器的結構。具體而言，本發(fā)明涉及一種在儲存于船舶內(nèi)的壓載水的處理系統(tǒng)中使用且用于過濾大量水的褶皺式過濾器以及使用該褶皺式過濾器的設備。

背景技術：

各種各樣的過濾器被用于從氣體或液體中分離并除去作為污染物的固體。通過將過濾器折疊成具有褶皺形狀來增大過濾面積的褶皺式過濾器也主要用于涉及氣體的應用，例如，用于空氣凈化系統(tǒng)。專利文獻(PTL)1公開了使用圓筒形褶皺式過濾器作為用于從機床的切削液中除去淤渣的過濾裝置的實例。關于該裝置，描述了以下內(nèi)容：通過在旋轉圓筒形過濾器的同時朝向圓筒形過濾器的外表面噴射液體可以提供具有較好過濾器清潔效果的過濾設備。

近年來，船舶中所承載的壓載水的處理已成為一個問題。壓載水是當船舶沒有貨物時承載在船舶中以提供安全航行的海水。已經(jīng)開發(fā)出通過凈化壓載水來除去、殺死或者殺滅微生物的各種方法。另外，已經(jīng)開發(fā)出利用過濾除去相對較大的微生物的方法。例如，專利文獻2描述了使用過濾膜的壓載水處理設備，該設備由本發(fā)明的申請人提出。專利文獻3(其同樣涉及由本發(fā)明的申請人提交的發(fā)明)描述了褶皺式過濾器的谷部的開裂等可能會引起問題，并公開了用于加強褶皺式過濾器的手段。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本未審查專利申請公開No.2008-93783

專利文獻2：日本專利No.4835785

專利文獻3：日本未審查專利申請公開No.2012-245428

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

在海水淡化、諸如壓載水等微咸水/海水的利用、或諸如污水、人類生活污水或工業(yè)廢水等的水處理的情況下，需要用于除去水中的異物、污染物和微生物的初步過濾處理。本申請的發(fā)明人一直在研究將褶皺式過濾器應用于這種過濾。在這種情況下，需要在最短的時間內(nèi)過濾大量的水。然而，在一般情況下，大規(guī)模/高流量的操作會造成以下技術問題：因早期階段的堵塞而容易發(fā)生處理量或過濾功能的下降。

專利文獻2中公開的設備是這樣一種過濾設備：圓筒形過濾器安裝在管狀殼體中，并且從圓筒形過濾器的外部流動到內(nèi)部的液體被收集作為濾液。從設置在管狀殼體側表面上的噴嘴將待過濾的液體噴射到過濾器的過濾表面的一部分上。清潔沉積在過濾器表面上的過濾物，以恢復滲透通量，并且從過濾前室排出已被沖洗下來的過濾物。通過這種結構，持續(xù)保持穩(wěn)定的過濾狀態(tài)。用于穩(wěn)定保持這種系統(tǒng)的連續(xù)過濾的重要因素是通過將未過濾液體噴射在過濾器的過濾表面上而獲得清潔效果。為了通過隨時間改變過濾器的清潔區(qū)域而高效地清潔整個過濾器，在過濾期間通過驅動電動機等來旋轉圓筒形過濾器，由此連續(xù)且周期性地改變噴嘴所噴射的未過濾液體在過濾器的過濾表面上的施加位置。為了可靠地進行該旋轉清潔和穩(wěn)定地保持高過濾流量，需要將噴嘴所噴射的未過濾液體保持在一定的高流量水平以上。根據(jù)發(fā)明人進行的研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于以這樣高的流量噴射未過濾液體，因此圓筒形過濾器隨時間劣化并發(fā)生破損，并且部分未過濾液體可能與濾液直接混合，而不穿過過濾器。

如專利文獻3所描述的那樣，本發(fā)明的申請人關注谷部中發(fā)生的破損。本發(fā)明的申請人假設因以下機制而發(fā)生破損。具體而言，力沿打開谷部中的折疊部的方向被施加到谷部上，并且拉伸應力集中在過濾器基材處。鑒于此，本發(fā)明的申請人一直研究用于加強谷部的裝置。然而，可以發(fā)現(xiàn)，即使谷部被加強，也可能在長時間運轉期間發(fā)生破損。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠防止因使用而造成的劣化和破損且能夠被長時間穩(wěn)定地使用的褶皺式過濾器和褶皺式濾筒、一種使用褶皺式過濾器或褶皺式濾筒且作為過濾設備的壓載水處理設備、一種使用該壓載水處理設備的壓載水處理方法。

解決技術問題的方案

作為對過濾器劣化的深入研究的結果，本發(fā)明的發(fā)明人確認了以下現(xiàn)象：在與受到高流量的未過濾液體的噴射的過濾器的褶皺的峰部側對應的折疊部中發(fā)生破損，并得出以下構造。

具體而言，褶皺式過濾器包括過濾器基材，所述過濾器基材具有重復地形成峰部和谷部的折疊部并且具有圓筒形狀，所述圓筒形狀的軸向是折疊部的脊線方向，其中，所述褶皺式過濾器包括位于所述峰部中的用于折疊部的加強結構，所述峰部是朝向所述圓筒形狀的外側突出的突出部。一種褶皺式濾筒，包括：褶皺式過濾器，其包含過濾器基材，所述過濾器基材具有重復地形成峰部和谷部的折疊部并且具有圓筒形狀，所述圓筒形狀的軸向是所述折疊部的脊線方向；以及固定部件，其設置在所述褶皺式過濾器的上底部和下底部，其中，所述褶皺式過濾器包括位于所述峰部中的用于折疊部的加強結構，所述峰部是朝向所述圓筒形狀的外側突出的突出部，并且所述加強結構包括：樹脂加強結構，其包括作為加強體的樹脂，所述樹脂覆蓋所述折疊部中的所述基材的表面，或者所述樹脂被允許浸透在所述折疊部中的所述基材中；以及部件加強結構，在所述部件加強結構中，與所述過濾器基材分離地設置的加強部件被布置成沿著所述折疊部延伸。

本發(fā)明公開了一種包括過濾用的褶皺式過濾器或褶皺式濾筒的壓載水處理設備，所述褶皺式過濾器的圓筒頂面和圓筒底面均以不透水的方式被密封，所述褶皺式過濾器圍繞圓筒軸線被可旋轉地保持；未處理水噴嘴將未處理水噴向所述褶皺式過濾器的外周表面；殼體包括外筒部，所述外筒部設置為圍繞所述褶皺式過濾器，并且所述外筒部中包括所述未處理水噴嘴的噴管開口；已過濾水流動路徑將已經(jīng)穿過所述褶皺式過濾器的已過濾水從所述褶皺式過濾器的所述圓筒的內(nèi)部引導至所述殼體的外部；以及排出流動路徑將未被所述褶皺式過濾器過濾的排出水排出到所述殼體的外部。

本發(fā)明還公開了一種用于處理壓載水的方法，所述方法包括：將壓載水處理設備安裝到船體中；使用取自所述船體外部的海水作為未處理水；對所述壓載水處理設備所處理的已過濾水進一步施加滅菌處理；以及隨后將所得到的水儲存在所述船體中作為壓載水。

本發(fā)明的有益效果

可以提供一種能夠防止因使用而造成的破裂從而有助于被長時間穩(wěn)定使用的褶皺式過濾器和褶皺式濾筒、一種使用該褶皺式過濾器或褶皺式濾筒的壓載水處理設備。

附圖說明

圖1是示出褶皺式過濾器的典型結構實例的示意性透視圖。

圖2是圖1中的褶皺式過濾器的橫截面的局部放大圖。

圖3A是示出從側面觀察到的圖1中的褶皺式過濾器的一部分的視圖，并且是示意性地示出彎曲發(fā)生之前的狀態(tài)的視圖。

圖3B是示出從側面觀察到的圖1中的褶皺式過濾器的一部分的視圖，并且是示意性地示出彎曲(這可能導致破損)的狀態(tài)的視圖。

圖4是示出用樹脂進行了加強的折疊部(作為加強結構的實例)的放大示意圖。

圖5是示出用樹脂進行了加強的折疊部的另一實施例(作為加強結構的實例)的示意圖。

圖6是示出用樹脂進行了加強的折疊部的另一實施例(作為加強結構的實例)的示意圖。

圖7是褶皺式過濾器的折疊部的放大示意圖。

圖8是示出用樹脂進行了加強的折疊部的另一實施例(作為加強結構的實例)的示意圖。

圖9是示出包括加強片材(其為加強結構的實施例)的褶皺式過濾器的結構的實例的示意性透視圖。

圖10是示出圖9中的褶皺式過濾器的一部分的示意性放大俯視圖。

圖11是示出圖9中的褶皺式過濾器的固定結構的示意性側視圖。

圖12是示出網(wǎng)狀片材(其作為加強片材的實例)的結構的透視圖。

圖13是示出以下結構(作為加強結構的組合的實例)的示意性放大剖視圖：樹脂加強結構設置在位于峰部M處的折疊部中，并且用作加強部件的加強片材設置在峰部的背側。

圖14是示出以下結構(作為加強結構的組合的實例)的示意性放大剖視圖：樹脂加強結構設置在位于峰部M處的每個折疊部中，用作加強部件的加強片材設置在每個峰部的背側，并且樹脂加強結構還設置在位于谷部V處的每個折疊部中。

圖15是示出包括加強片材(其為加強結構的實施例)的褶皺式過濾器的結構的另一實例的示意性放大俯視圖。

圖16是示出經(jīng)過壓花加工的過濾器基材的實例的視圖。

圖17是示出褶皺式濾筒的結構的典型實例的示意性透視圖。

圖18是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的壓載水處理設備的實例的視圖，并且是示出包含軸線的豎直截面的結構的示意性剖視圖。

圖19是示出圖18中的水平A-A截面的結構的示意圖。

圖20是示出使用根據(jù)本發(fā)明實施例的壓載水處理設備的壓載水處理系統(tǒng)的整體結構的實例的圖。

圖21是示出通過威伯爾圖表獲得的壽命估計結果的曲線圖。

附圖標記列表

1、11 基材

2 樹脂

3 樹脂片材

10、101 褶皺式過濾器

12、13 固定部件

20、22 加強片材

51 水箱

53 過濾裝置

54 滅菌裝置

52 泵

31、32、33、34、35、36 管道

102 未處理水噴嘴

103 殼體

106 未處理水流動路徑

107 已過濾水流動路徑

108 排出流動路徑

121 噴管開口

131 外筒狀部分

132 蓋件部分

133 底部部分

140 中心管道

141 取水孔

190 電動機

具體實施方式

[本發(fā)明的各實施例的描述]

現(xiàn)在將列出并描述本發(fā)明的各實施例。

本發(fā)明公開的實施例是褶皺式過濾器，褶皺式過濾器包括過濾器基材，過濾器基材具有重復地形成峰部和谷部的折疊部并且具有圓筒形狀，圓筒形狀的軸向是折疊部的脊線方向，其中，褶皺式過濾器包括位于峰部中的用于折疊部的加強結構，峰部是朝向圓筒形狀的外側突出的突出部。換言之，褶皺式過濾器整體具有環(huán)形形狀，同時折疊部的脊線交替平行地形成多個峰部和谷部。褶皺式過濾器可以用于從圓筒形狀的外側到內(nèi)側的過濾或從內(nèi)側到外側的過濾。

在本文中，術語“加強”指的是減少在過濾器基材的折疊部中產(chǎn)生破裂的發(fā)生，也就是說，增加抵抗破裂的強度。術語“加強”不用于指過濾器基材本身的機械強度的增加或作為結構的整個褶皺式過濾器的機械強度的增加。在這個意義上，加強結構與當過濾器基材由非常薄的膜等形成時為了保持過濾器的形狀而使用的骨結構和框架區(qū)別開來。術語“破裂”指的是形成在過濾器基材中的裂紋或細孔，并且指的是這樣的損壞：原始過濾功能受損；以及應當通過過濾被去除的物質穿過過濾器基材。術語“加強結構”一般來說指的是用于進行加強的結構，并且也可以指的是“加強裝置”或“加強部”。術語“加強結構”是表示減少或防止破裂的結構的通用術語，并且指的是添加到過濾器以減少此類破損的產(chǎn)生的結構、過濾器基材加工、它們的組合、包括過濾器基材的加強部。

在褶皺式過濾器中，由于待過濾流體的壓力或壓力的變化，應力或應力變化被施加到折疊部(其為褶皺的被折疊部分)上。具體而言，當待過濾流體為諸如水等液體時，施加到過濾器上的壓力比在諸如空氣等氣體的情況下施加到過濾器上的壓力大。因此，折疊部變形，并且容易發(fā)生破裂。即使在均勻壓力施加到整個褶皺式過濾器的狀態(tài)下使用褶皺式過濾器的情況下，壓力也集中在折疊部處。此外，當壓力變化時，折疊部容易變形，并且破裂的可能性增加。根據(jù)發(fā)明人進行的實驗，可以確認，在形成峰部和谷部的折疊部中容易發(fā)生破裂。還發(fā)現(xiàn)，折疊部的表現(xiàn)是不同的，并且在峰部與谷部之間，破裂發(fā)生的條件也是不同的。

現(xiàn)在將在以下情況的假設下描述峰部和谷部：從圓筒外側供應待過濾液體，并且從圓筒內(nèi)側排出已被過濾器的基材過濾的液體。當待過濾液體(未過濾液體)的流動方向逆轉時，峰部變?yōu)楣炔?，反之亦然。具體而言，接收待過濾液體流一側的表面(與待過濾液體接觸的表面)位于峰部側的折疊部被稱為峰部。與此相反，接收待過濾液體流一側的表面位于谷部側的折疊部被稱為谷部。如果過濾器不具有圓筒形狀，而是具有平板形狀，則對于加強而言，可以根據(jù)過濾方向來解釋該定義。

當待過濾液體進入褶皺內(nèi)側時，褶皺的寬度擴展。作為這種運動的結果，在褶皺中產(chǎn)生待過濾液體的流動，并且褶皺中的過濾器被充分地清洗。此時，因為待過濾液體的壓力，力沿折疊部打開的方向施加到谷部。此外，由于折疊部的彎曲角度隨壓力的變化而改變(即，褶皺開閉)，因此谷部破裂的可能性因拉伸應力和重復彎曲而增加。

另一方面，因為待過濾液體的應力，應力沿使折疊部閉合的方向施加到峰部。因此，與谷部不同，沿折疊部打開的方向的應力不太可能施加到峰部。因此，可以認為，不太可能發(fā)生因相同機制而造成的破裂。在峰部中，當待過濾液體的應力集中在一個峰部或多個連續(xù)布置的峰部中的峰部之間的間隙處時，力沿使峰部變得分離的方向施加。對于褶皺式過濾器整體，折疊部的上端和下端是固定的。因此，當峰部移動成彼此分離時，張力施加在峰部的脊線上，并且容易發(fā)生變形，其中，峰部的脊線在中央附近急劇地彎曲。容易在這種彎曲部中發(fā)生破裂。

為了防止這種破裂，通過提供加強結構，可以減少過濾不良的發(fā)生，提高褶皺式過濾器的強度從而延長壽命，并且還能夠實現(xiàn)過濾裝置的長期運轉。對于過濾裝置而言，可以減少包括更換過濾器所需的組件和工作在內(nèi)的操作成本。此外，可以提高過濾裝置的過濾量和過濾速度。

加強結構的實施例是樹脂加強結構，該樹脂加強結構包含作為加強體的樹脂，樹脂覆蓋折疊部中的基材的表面，或者樹脂被允許浸透在折疊部中的基材中?？梢酝ㄟ^將樹脂材料(其不太可能破裂)與過濾器基材組合來減少破裂的可能性。當諸如無紡布等纖維基材用作過濾器基材時，這種結構特別有效。具體而言，允許樹脂浸透在過濾器基材中的結構能夠實現(xiàn)更顯著的效果。

諸如聚對苯二甲酸乙二酯無紡布等無紡布特別優(yōu)選地用作過濾器基材。從微觀上看，由無紡布等形成的過濾器基材具有以下結構：纖維多重交織在一起。過濾器基材的破裂形式是作為基材的折疊部的反復變形的結果由施加到基材上的局部力造成的一些纖維的斷裂。在容易發(fā)生破裂的這種折疊部中，通過用樹脂覆蓋基材表面，或者特別是通過允許樹脂浸透在基材中，可以加強纖維之間的連接并且減少破裂。

優(yōu)選地通過用樹脂浸漬基材來進行樹脂的浸透。這種方法的優(yōu)選之處在于：可以通過相對簡單的手段用樹脂對基材的內(nèi)部進行強固地加強。基材和樹脂的一體化(形成加強體)提高了強度，或者破裂的減少有效地提高了壽命?？梢圆捎弥T如樹脂的涂覆和浸沒在樹脂中(其中，樹脂在被允許浸透在基材中之后固化)等各種手段作為滲透用的手段。聚氨酯特別優(yōu)選地用作浸漬樹脂。最簡單的浸漬方法是包括以下步驟的方法：沿著折疊部涂覆樹脂；以及在允許所涂覆的樹脂滲透到過濾器基材中的狀態(tài)下，固化樹脂。為了獲得高防破裂效果，優(yōu)選地允許樹脂從涂覆樹脂的基材表面浸透到相反側的表面。優(yōu)選地用輥或刷子涂覆樹脂，以便至少包含折疊部的端部。優(yōu)選地涂覆成覆蓋整個折疊部。術語“整個折疊部”指的是在與褶皺的折疊部垂直的橫截面中曲率的兩個拐點之間的折疊部，每個拐點位于以下位置：在該位置處，原始直線部通向彎曲部。

可以通過將樹脂部件涂覆于基材的表面來形成樹脂加強結構。這種方法的優(yōu)選之處在于：可以特別增加覆蓋表面的樹脂的厚度，以實現(xiàn)強固的加強?？梢允褂谜澈蟿┗蚴褂脴渲旧淼恼掣叫詠磉M行該涂覆。在這種結構的實施例中，當通過熱熔接來應用作為加強體的樹脂片材時，基材可以浸漬有一部分熔接樹脂。

將描述本發(fā)明所包括的另一實施例。一種褶皺式過濾器包括過濾器基材，該過濾器基材具有重復地形成峰部和谷部的折疊部并且具有圓筒形狀，圓筒形狀的軸向是折疊部的脊線方向，其中，褶皺式過濾器包括用于峰部的加強結構，峰部是朝向圓筒形狀的外側突出的突出部，并且加強結構是部件加強結構，在該部件加強結構中，與過濾器基材分離地設置的加強部件被布置在峰部中的折疊部的背側，從而沿著折疊部延伸。

此外，褶皺式過濾器中的加強結構優(yōu)選地包括以下兩者：樹脂加強結構，其包含作為加強體的樹脂，該樹脂覆蓋折疊部中的基材的表面，或者該樹脂被允許浸透在折疊部中的基材中；以及部件加強結構，在該部件加強結構中，與過濾器基材分離地設置的加強部件被布置成沿著折疊部延伸。由于部件加強結構和樹脂加強結構中的每一者均比較有效，因此通過設置這兩種加強結構可以更有效地實現(xiàn)加強。

加強部件是這樣的部件：其隨著折疊部的變形而變形，例如，加強部件設置成對形成峰部的折疊部進行加強，從而在折疊部的凹部側附近沿著折疊部延伸。例如，可以使用諸如圓柱部件或棱柱部件等棒狀構件或片狀部件。在片狀部件的情況下，該片狀部件被布置成使得其端面沿著過濾器基材的折疊部延伸(該端面可以始終與折疊部接觸，但不必一定與折疊部接觸)。對于加強部件而言，不優(yōu)選的是，以折疊部不變形的方式加強折疊部。加強部件優(yōu)選地變形從而跟隨折疊部的變形。優(yōu)選地，加強部件是支撐基材以防止局部變形(也就是說，彎曲)并且有助于從變形恢復的部件。片狀部件(在下文中，可以稱為“加強片材”)適于加強折疊部，因為這種片狀部件具有各向異性，其中，片狀部件容易沿片材彎曲的方向(也就是說，沿與片材的表面垂直的方向)變形，但不沿片材的表面的方向變形。

作為各加強片材，優(yōu)選地使用具有大量從正面穿透到背面的孔的平板狀基材，即，多孔片材。具體而言，網(wǎng)狀片材的使用是簡單和容易的。加強片材是具有足以防止過濾器彎曲變形的強度的部件。另外，需要考慮的是，加強片材不過度妨礙過濾器的褶皺因未處理水的壓力而造成的擴展。此外，優(yōu)選的是，考慮過濾液體的平穩(wěn)流動，并減少整個過濾器的重量。

加強片材的材料不受特別限制，只要能夠實現(xiàn)上述優(yōu)點即可。通常，加強片材優(yōu)選地由選自由聚丙烯、聚乙烯(具體而言，在恢復力方面，為中密度至低密度聚乙烯)、諸如尼龍等聚酰胺樹脂、諸如聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯樹脂、聚氯乙烯組成的組中的任意樹脂形成。從例如制造期間的處理容易性、降低重量和成本等方面考慮，優(yōu)選地使用具有所需強度的樹脂部件。從具有適合的強度和適合的恢復力的角度來看，聚丙烯是特別優(yōu)選的。一些金屬材料和諸如玻璃-陶瓷等非金屬材料在強度方面具有比樹脂的性能優(yōu)異的性能。然而，在本實施例中，還需要應對變形的恢復力。因此，在金屬的情況下，優(yōu)選地使用彈簧材料或進行淬火處理。但是，綜合考慮用于形成網(wǎng)狀結構的加工和海水的腐蝕性，上述樹脂材料更合適。

關于尺寸，考慮例如在下述壓載水處理設備上的應用，從過濾液體的滲透和片材的強度之間的平衡的角度來看，優(yōu)選地使用尺寸為約0.5mm至8mm(在網(wǎng)格的情況下，間距為1mm至10mm)的孔。更優(yōu)選地，孔的尺寸為3mm至5mm(在網(wǎng)格的情況下，間距為3mm至5mm)。在考慮褶皺間距(相鄰谷部之間的間隔)和所需強度的情況下選擇片材的厚度。所使用的片材的厚度優(yōu)選地為0.3mm至2mm，并且更優(yōu)選為0.5mm至1.5mm。

加強片材不限于彼此獨立的片材。作為選擇，具有折疊部的加強片材可以設置為沿著過濾器基材的圓筒形狀的內(nèi)表面延伸。

此外，過濾器基材可以經(jīng)過壓花加工。壓花加工是通常用作在過濾器基材上形成大量連續(xù)凹凸部的加工的加工方法。使用具有這種表面的過濾器基材能夠抑制所得過濾器的彎曲。這種結構的優(yōu)選之處在于：通過壓花形成的間隙用作流動路徑，該流動路徑不會妨礙未處理水流入到折疊褶皺的內(nèi)部和已被過濾的已處理水的排出。

除了峰部中的加強結構之外，褶皺式過濾器還特別優(yōu)選地包括位于形成谷部的折疊部中的樹脂加強結構，該樹脂加強結構包含作為加強體的樹脂，樹脂覆蓋基材的表面，或者樹脂被允許浸透在折疊部中的基材中。這樣做的原因如下所述。當待過濾液體在谷部中流動時，力沿折疊部打開的方向施加在谷部上。由于拉伸應力集中在過濾器基材處，因此容易發(fā)生諸如開裂等破損。此外，當待過濾液體在峰部中的褶皺之間流動且一個褶皺的寬度由此增大成擴展到原始寬度數(shù)倍的寬度時，與已擴展褶皺的兩側相鄰的褶皺的谷部被從原始位置壓向左邊和右邊。結果，與發(fā)生在峰部中的現(xiàn)象一樣，也可能在谷部中發(fā)生脊線急劇彎曲的變形。

本發(fā)明的又一實施例是褶皺式濾筒，該褶皺式濾筒包括：上述褶皺式過濾器中的任一者；以及固定部件，其設置在褶皺式過濾器的上底部和下底部。為了使用過濾用的筒狀褶皺式過濾器，上底部和下底部需要被密封，使得不會在圓筒的內(nèi)部與外部之間發(fā)生液體泄漏。這種密封結構可以形成為過濾裝置的一部分。密封結構優(yōu)選地預先構成為包括褶皺式過濾器以及與褶皺式過濾器成一體的固定部件的褶皺式濾筒。褶皺式濾筒在制造和運輸期間的處理比較容易。褶皺式濾筒在安裝在設備中期間也容易處理。

當從褶皺式濾筒的圓筒形狀的外側觀察時，上端和下端被固定部件固定的加強部件優(yōu)選地設置在峰部的背側。作為用于減少峰部中的折疊部的破損的手段，每個加強部件的上端和下端被固定部件固定的部件加強結構比較有效。加強部件的典型實例是由樹脂形成的加強片材。加強部件不限于此?？梢杂闷渌考蚱渌訌娛侄翁娲訌姴考?。作為選擇，可以組合使用多其它加強手段。作為用于加強峰部的其它手段，優(yōu)選地組合使用上述樹脂加強結構?？梢灶A計，能夠獲得協(xié)同的加強效果。加強部件的上端和下端優(yōu)選地由固定部件單獨固定。也就是說，優(yōu)選地，未設置將彼此相鄰的加強部件連接的其它部件。彼此相鄰的加強部件除了其上端和下端之外可以自由移動和變形。因此，加強部件容易跟隨褶皺的變形來提高加強效果。

本發(fā)明公開了一種使用褶皺式過濾器或褶皺式濾筒進行過濾的壓載水處理設備。具體而言，壓載水處理設備包括過濾用的上述筒狀褶皺式過濾器，褶皺式過濾器的圓筒頂面和圓筒底面均以不透水的方式被密封，褶皺式過濾器圍繞圓筒軸線被可旋轉地保持；未處理水噴嘴將未處理水噴向褶皺式過濾器的外周表面；殼體包括外筒部，外筒部設置為圍繞褶皺式過濾器，并且外筒部中包括未處理水噴嘴的噴管開口；已過濾水流動路徑將已經(jīng)穿過褶皺式過濾器的已過濾水從褶皺式過濾器的圓筒的內(nèi)部引導至殼體的外部；以及排出流動路徑將未被褶皺式過濾器過濾的排出水排出到殼體的外部。

在具有上述結構的設備中，從圓筒形褶皺式過濾器的圓筒外部的噴管開口將未處理水噴向褶皺式過濾器的外表面，因此未處理水的壓力集中在褶皺的一部分上。結果，沿褶皺打開的方向施加壓力，并且在谷部和峰部的每一者中更可能發(fā)生過濾器的破損。鑒于此，通過采用上述加強結構，能夠期待諸如抑制過濾不良的發(fā)生、因延長了褶狀過濾器的壽命而能夠實現(xiàn)設備的長期運轉、降低操作成本等優(yōu)點。

在這種情況下，褶皺式過濾器的頂部和底部可以被蓋部件固定和密封?？梢砸择薨櫴竭^濾器和固定部件彼此成一體的褶皺式濾筒的形式使用褶皺式過濾器。固定部件還可以用作蓋件。

一種使用褶皺式過濾器或褶皺式濾筒進行過濾的方法可以是用于處理壓載水的方法，該方法包括：將壓載水處理設備安裝到船體中；使用取自船體外部的海水作為未處理水；對壓載水處理設備所處理的已過濾水進一步施加滅菌處理；以及隨后將所得到的水儲存在船體中作為壓載水。

與現(xiàn)有技術相比，通過使用該設備或使用該方法，能夠減少過濾器的破損，并且過濾器可以長時間穩(wěn)定地使用，而不造成過濾不良。結果，可以減少維護的人工成本和要更換的材料的成本，并且還可以有助于壓載水的生產(chǎn)。

[本發(fā)明的各實施例的細節(jié)]

現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的褶皺式過濾器、褶皺式濾筒和壓載水處理設備的結構。本發(fā)明的范圍不限于這些實施例，而是由下述權利要求限定。意圖在于，本發(fā)明的范圍包括權利要求的等同內(nèi)容和權利要求范圍內(nèi)的所有變型。

(褶皺式過濾器的結構)

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的褶皺式過濾器的典型結構的示意性透視圖。通過沿著平行的折疊部折疊平面帶狀基材1以具有交替的峰部和谷部來形成褶皺形狀，并且進一步進行連接以具有圓筒形狀，從而得到褶皺式過濾器10。下面將圓筒形褶皺式過濾器描述為特別有效的褶皺式過濾器的典型實例。然而，就防止破裂的效果而言，本文所公開的加強結構不僅適用于筒狀褶皺式過濾器，而且還適用于平板狀過濾器。

將基于以下假設進行描述：在圖1中，從圓筒形褶皺式過濾器10的圓筒外側供應待過濾液體，并且從圓筒內(nèi)側排出已被過濾器的基材1過濾的液體。即使在過濾器具有平板形狀等情況下，也可以根據(jù)與過濾的使用形式對應的待過濾液體的流動方向(施加壓力的方向)來解讀以下描述。朝向施加待過濾液體的壓力的一側突出的折疊部被定位為峰部。在圖1中，作為朝向圓筒形狀外側突出的折疊部的部分M是峰部，并且作為朝向圓筒形狀內(nèi)側突出的折疊部的部分V是谷部。

多孔樹脂片材用作過濾器的基材?？梢允褂玫幕牡膶嵗ǘ嗫讟嬙煳?，例如，由聚酯、尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏二氟乙烯(PVdF)等材料形成的拉伸多孔體、相分離多孔體、無紡布。為了以高流量進行處理，特別適合使用由諸如聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯形成的無紡布。

在圖1中，用于防止破裂的加強結構可以設置在作為折疊部的谷部或峰部中或者谷部和峰部的每一者中。將對谷部和峰部進行描述。圖2是圖1中的褶皺式過濾器的橫截面的局部放大圖，該橫截面與褶皺式過濾器的圓筒軸線的方向垂直。參考字符V表示谷部，而參考字符M表示峰部。將參照圖2描述施加到過濾器基材1上的力。在圖2中，平行布置的箭頭示出從M側供應待過濾流體的狀態(tài)。壓力P沿褶皺打開的方向施加在過濾器基材1上。此外，所施加的壓力P隨著未處理液體的流量和壓力的變化而變化，并且振動和重復彎曲作用在過濾器基材1上。在受到待過濾液體的壓力的褶皺式過濾器中，壓力P沿折疊部打開的方向被施加在谷部上，并且拉伸應力集中在谷部的基材1處。當壓力變化時，彎曲被重復地施加到折疊部上。因此，可以認為，特別是，因基材的沿著折疊部的脊線的開裂而容易在谷部中形成孔。因此，在谷部中，優(yōu)選的是，采取措施以防止破裂，使得折疊部不太可能開裂。

圖3A和圖3B均是示出了從圓筒的側面觀察到的圖1中的褶皺式過濾器的一部分的視圖。將參考圖3A和圖3B描述因上述壓力P而在褶皺式過濾器中產(chǎn)生的破損的實例。圖3A示意地示出了彎曲發(fā)生之前的狀態(tài)。圖3B示意地示出了彎曲(其可能導致破損)發(fā)生時的狀態(tài)。參考字符M表示峰部，而參考字符V表示谷部。過濾器的上端和下端被固定，以固定形狀并實現(xiàn)密封(未在圖中示出固定部件)。因此，當如圖2所示那樣沿峰部中的折疊部打開的方向重復施加壓力時，過濾器中央附近的部分D可能沿圖3B所示的方向彎曲。當重復發(fā)生該彎曲時，在過濾器基材1的部分D中產(chǎn)生諸如龜裂或撕裂等破裂，并且過濾功能可能受損。具體而言，當待過濾液體為諸如水等液體時，過濾器受到的壓力比在諸如空氣等氣體的情況下受到的壓力大，因此，過濾器容易在折疊部中發(fā)生破損。因此，在峰部中，優(yōu)選的是，采取措施以防止破裂，使得折疊部的脊線不太可能彎曲。

此外，在圖3B所示的狀態(tài)下，部分D與部分D之間的距離可能擴展到原始寬度數(shù)倍以上的長度，使得甚至褶皺的內(nèi)部部分也可能被擴展。設置在擴展褶皺的左側和右側的褶皺(在圖中，設置在位于擴展部分D外側的谷部中的褶皺)被壓向左側和右側。結果，也可能在谷部中產(chǎn)生與圖3B的部分D類似的彎曲。因此，還可以在谷部中觀察到由與圖中部分E的公知破損不同的機制導致的破損，該公知破損由折疊部的開閉導致。因此，同樣在谷部中，優(yōu)選的是，采取措施以防止破裂，使得折疊部的脊線不太可能彎曲，并且因彎曲而造成的破裂不太可能發(fā)生。

(樹脂加強結構)

在作為多孔樹脂片材的過濾器基材的折疊部的防破裂結構的實施例中，折疊部附近的部分可以用樹脂來加強。用于向過濾器基材施加樹脂(作為加強結構)的手段的實例包括對基材表面涂覆樹脂、用樹脂浸漬基材表面、應用樹脂片材。也可以使用任何其他方法，只要該方法是用于使樹脂與基材表面成一體的手段或用樹脂浸漬基材的手段即可。最簡單的方法是包括沿著一個折疊基材的脊線涂覆樹脂的方法?？梢杂弥T如刷子、輥或噴霧器等公知裝置來進行涂覆。在將樹脂涂覆到基材表面之后，使樹脂固化。過濾器基材優(yōu)選用樹脂進行浸漬，因為基材可以被更強固地加強。同樣在將樹脂涂覆到基材表面上的情況下，優(yōu)選地在基材浸漬有至少一部分樹脂的狀態(tài)下進行固化，并且更優(yōu)選地允許樹脂浸透到涂覆的背面?zhèn)壬喜⒐袒?/p>

圖4至圖6均為褶皺式過濾器的折疊部的放大示意圖，這些視圖示出樹脂加強結構。將基于折疊部是峰部M的假設進行描述。然而，樹脂加強結構也可以同樣適用于谷部V。圖4示出了以下狀態(tài)：在峰部M中，過濾器基材1的折疊部的內(nèi)表面(凹面?zhèn)?浸漬有加強用的樹脂2。過濾器基材1由多孔質樹脂形成。樹脂2在構成過濾器基材1的多孔質樹脂的孔部中附著在基材表面上?？撞靠梢酝ㄟ^浸漬來進行填充，并且所得到的浸漬部分可以變?yōu)闊o孔。

圖5和圖6示出了浸漬的其它實施例。在圖5中，折疊部中的過濾器基材1的外表面浸漬有樹脂2。在圖6中，允許樹脂2浸透穿過基材1的兩個表面。圖6示出了以下狀態(tài)：具有一定厚度的浸漬樹脂2附著成進一步覆蓋基材1的表面。在這種方式下，加強結構不限于基材1的內(nèi)側浸漬有樹脂2的結構，而是樹脂附著到基材1的表面上也是有效的。最優(yōu)選的實施例是這樣的實施例：允許樹脂從基材的一個表面完全浸透到另一表面。

將參考圖7描述應用了樹脂加強結構的區(qū)域。圖7是褶皺式過濾器的折疊部的放大示意圖。從宏觀上看，折疊部形成銳角。然而，在放大圖中，折疊部形成具有一定曲率的彎曲部。峰部或谷部中的折疊部的加強目標區(qū)域是這樣的區(qū)域：至少用作折疊部的彎曲部被添加到過濾器基材。在剖視圖中，基材具有這樣的形狀：作為與平板對應的直線部的部分L通向作為折疊部的彎曲部的部分R，并且進一步通向作為直線部的部分L。作為與折疊部對應的彎曲部的部分R是應用加強結構的區(qū)域。

在折疊部的橫截面中，優(yōu)選地，樹脂加強結構設置在整個部分R上，并且樹脂加強部的端部(邊界)位于部分L中，部分L是基材的直線部。應力容易集中在加強部和非加強部之間的邊界處。因此，這樣的邊界最好位于不太可能變形的直線部中，因為不容易發(fā)生破裂。

樹脂加強結構至少沿折疊部的縱向(脊線延伸的方向)設置在中央部中。術語“中央部”指的是當褶皺的上端和下端固定時位于褶皺的豎直方向上的長度的中央附近的部分，并且優(yōu)選地為具有折疊部長度的至少1/4的長度的部分。優(yōu)選地，折疊部在其縱向上整體被加強。這是因為加強部分與非加強部之間的邊界具有不連續(xù)的硬度，并且因此應力容易變得集中在邊界處，這可能容易在長期使用過程中導致破裂。

可以使用的浸漬樹脂的實例包括諸如硅酮、環(huán)氧樹脂和聚氨酯等熱固性樹脂；諸如聚氯乙烯(PVC)、聚酯、尼龍、聚乙烯、聚丙烯、ETFE和PVDF等熱塑性樹脂；通過用溶劑稀釋PVdF或硅酮而制備的溶液；以及含有其它合成橡膠或天然橡膠的彈性體。需要容易浸透到過濾器的材料中的樹脂。具體而言，當褶皺形成并且隨后通過涂覆進行加強時，聚氯乙烯和聚氨酯是優(yōu)選的，并且聚氨酯是特別優(yōu)選使用的，因為，例如容易進行涂覆。

在浸漬期間，浸漬樹脂需要具有流動性，以進入多孔體。另一方面，在浸漬之后，需要使樹脂與過濾器成一體，以便不容易與過濾器分離。在熱固性樹脂的情況下，可以在浸漬之后通過加熱來固化樹脂。在雙組分可固化樹脂的情況下，在剛完成混合之后，用混合樹脂浸漬過濾器，并且然后可以固化該混合樹脂。在被用溶劑稀釋以降低粘度的樹脂的情況下，在浸漬之后，優(yōu)選地在過了一會之后進行固化，以給予溶劑時間干燥。

還更優(yōu)選地，浸漬樹脂是具有低硬度的樹脂。浸漬樹脂在以下狀態(tài)下進行固化：允許樹脂浸透，以便填充過濾器基材的多孔體內(nèi)部或纖維之間的間隙。在軟質樹脂的情況下，隨著過濾器基材的變形，樹脂也可以以一定程度彈力柔性變形，并因此可以抑制基材的破裂。具體而言，當過濾器基材由諸如無紡布等纖維形成時，浸漬樹脂覆蓋纖維并將纖維彼此粘合，以減少纖維的運動。結果，可以認為，能夠防止因反復變形而造成的纖維的破裂。就計示硬度而言，樹脂的硬度優(yōu)選地為肖氏硬度20A至60A(依據(jù)橡膠-彈性體(JIS K6253)，標準測量時間：對于硫化橡膠而言為3秒，對于彈性體而言為15秒)或者肖氏硬度5D至30D(塑料(JIS K7215)在一秒內(nèi)讀取指示器的最大值)。樹脂需要具有以下特性：該樹脂不會過度妨礙過濾器的形狀的變形(褶皺的擴展)，并且減少過濾器基材的破損。如果該硬度小于20A(或5D)，則樹脂的強度不足，并且樹脂可能隨著過濾器的變形而破損。因此，例如，不能防止無紡布的纖維的散開。如果硬度超過60A(或30D)，則柔性變形性變差，從過度妨礙褶皺式過濾器的變形的角度來看，這并非是優(yōu)選的。

具體而言，從例如與無紡布粘合的粘合強度、涂覆的方便性、抑制破裂的效果、成本等綜合觀點來看，優(yōu)選地使用軟質聚氨酯。關于軟質聚氨酯與硬質聚氨酯之間的差異的知識，例如，與包括由Sanyu Rec株式會社制造的SA-7073A和SA-7068B的兩個組分的硬質聚氨酯相比，包括由Sanyu Rec株式會社制造的SA-7073A和SA-7502B的兩個組分的軟質聚氨酯是柔軟的并且具有良好的防破裂效果。

圖8示出了樹脂加強結構的又一實例，其中，樹脂片材3附接到基材1的表面上。利用不包括浸漬的上述手段，也可以通過接收待過濾液體的壓力，并通過將樹脂片材粘合到基材1上以分擔基材1所受到的力，來實現(xiàn)加強。樹脂片材附接到基材1的突出表面?zhèn)壬系慕Y構或樹脂片材附接到基材1的兩個表面上的結構也能夠實現(xiàn)相同的效果，盡管在圖中沒有示出這些結構。

(樹脂加強結構的制造方法)

作為除涂覆樹脂以外的樹脂加強結構的制造方法，將描述使用樹脂片材的方法。以片材的形式制備將附接到過濾器基材上的樹脂或允許浸透到過濾器基材中的樹脂。根據(jù)將被樹脂加強的部分的尺寸確定片材的尺寸。首先，將片狀樹脂放置在過濾器基材的一個表面上。該樹脂是熔點比過濾器基材的熔點低的熱塑性樹脂。例如，作為多孔樹脂片材，可以適當?shù)厥褂煤腥埸c為約260℃的聚對苯二甲酸乙二酯(作為主要成分)的聚酯無紡布。作為浸漬型熱塑性樹脂，可以適當?shù)厥褂镁奂谆煜?6-尼龍、或熔點為約230℃的聚碳酸酯、熔點通常為約120℃的聚乙烯、或熔點通常為約160℃的聚丙烯。通過利用諸如熱封機等加熱加壓裝置加熱樹脂片材和過濾器基材來熔化樹脂片材的一部分或全部。在此步驟中，構成過濾器基材的多孔體的內(nèi)部浸漬有樹脂的一部分或全部。在加熱之后或在加熱時使過濾器基材彎曲。在這種彎曲中，通過在使具有所需半徑的金屬夾具與過濾器基材接觸的同時彎曲過濾器基材，可以使折疊部的曲率比較均勻。

上述方法是褶皺式過濾器的制造方法，該方法包括周期性地彎曲平面狀基材，以連續(xù)且重復地形成峰部和谷部。褶皺式過濾器的制造方法包括如下步驟：將樹脂片材放置在形成折疊部的基材的至少一個表面上；通過加熱樹脂片材和基材的具有樹脂片材的一部分來使基材浸漬有樹脂片材的至少一部分的浸漬步驟；以及在折疊部被彎曲的狀態(tài)下進行冷卻和固定的冷卻步驟。

上面描述了基材浸漬有加強用樹脂的情況。作為選擇，可以通過包括用粘合劑粘合樹脂片材的方法或包括經(jīng)由熱熔接粘合樹脂片材的方法來形成除了通過浸漬而得到的結構以外的樹脂加強結構。即使在浸漬的情況下，基材的預定部分也可以通過另一方法浸漬樹脂而無需使用樹脂片材，然后可以彎曲該部分。作為選擇，也可以使用以下方法：基材被彎曲，然后浸漬樹脂。此外，在彎曲時使用夾具來確定曲率不是必需的，而是可以通過常用折疊操作來彎曲基材。即使在不使用特定夾具的情況下折疊過濾器基材，也可以根據(jù)過濾器基材的材料和厚度以彎曲方式以一定以上半徑彎曲折疊部。涂覆樹脂的方法可以是公知的涂覆方法。涂覆的實例不僅包括用輥涂覆和用刷子或毛筆涂覆，而且還包括將樹脂直接澆注到基材的表面上的方法。

(部件加強結構)

將參考附圖描述沿著折疊部布置與過濾器基材分離地設置的加強部件的部件加強結構的實施例。圖9是示出了作為部件加強結構的典型實例的褶皺式過濾器10的結構的示意性透視圖。彼此獨立的加強片材20設置在圓筒形狀內(nèi)側的各凹部中，凹部布置在峰部M的背側，以便沿峰部中的折疊部延伸。圖10是示出圖9的一部分的示意性放大圖，以使該狀態(tài)能夠被容易地理解。短語“具有位于折疊部的凹部側附近的加強部件”意指加強片材20設置在從谷部側觀察到的凹部中，該凹部被布置在峰部的背側，也就是說，加強片材20在圖中設置在谷部V與相鄰谷部V之間的凹部側。如圖10所示，板狀加強片材20優(yōu)選地設置在位于相鄰谷部V中央附近的位置并且朝向峰部M的背側。圖11是從圓筒內(nèi)側觀察到的圖10的一部分的示意性側視圖，并且是示出形狀的固定狀態(tài)的視圖。通過設置在圓筒上部的固定部件12和設置在圓筒下部的固定部件13將加強片材20與過濾器基材11固定在一起。固定部件是布置在圓筒上方和下方的圓盤狀部件或環(huán)狀部件，同時固定過濾基材11和加強片材20的布置形狀，這能夠保持固定部分的水密性。過濾器基材11和加強片材20的上端和下端的固定方法的實例是使用作為粘合劑的樹脂進行固定的方法。

在這種結構中，當力沿折疊部彎曲的方向被施加到過濾器基材11的折疊部時，加強片材20支撐過濾器基材11，使得折疊部不太可能彎曲。加強片材20是具有足夠強度以防止通過彎曲進行變形的部件。此外，優(yōu)選地，加強片材20不會過度妨礙相應褶皺的因待過濾液體的壓力而造成的擴展。具體而言，當加強片材20防止過濾器基材如圖3B的部分D所示那樣彎曲時，加強片材20優(yōu)選地彎曲成平緩的曲線。加強片材20優(yōu)選地具有恢復力，當加強片材20不受到壓力時，該恢復力使加強片材20返回到原始形狀。

圖12示出了網(wǎng)狀加強片材20，加強片材20是用作加強片材的部件的典型實例。圖12示出由樹脂形成的網(wǎng)狀片材的實例。使用這種具有凹凸部的網(wǎng)狀片材能夠防止加強片材與過濾器基材之間的密切接觸，并提供了防止已過濾液體的流動被干擾的效果?？梢允褂玫亩嗫灼牡膶嵗€包括通過在片材中形成大量孔而獲得的穿孔材料以及具有三維網(wǎng)狀結構的連續(xù)孔的片材。

圖13示出了以下結構(作為加強結構的組合的實例)：樹脂加強結構設置在位于峰部M中的折疊部中，并且用作加強部件的加強片材設置在峰部的背側。加強片材20設置為沿著浸漬有樹脂2的部分延伸。為了便于理解，在該圖中，加強片材20不與過濾器基材11接觸。然而，在實際結構中，加強片材20的一部分或全部可以與過濾器基材11接觸。通過以這種方式提供組合的兩個加強結構，可以互補地實現(xiàn)這兩個加強結構的功能，并且可以進一步提高防破裂效果。

圖14是示出以下結構(作為加強結構的組合的另一實例)的示意性剖視圖：樹脂加強結構設置在位于峰部M中的每個折疊部中，用作加強部件的加強片材設置在每個峰部的背側，并且樹脂加強結構還設置在位于谷部V中的每個折疊部中。圖14僅示出連續(xù)成具有圓筒形狀的褶皺的截面的一部分。除了樹脂加強結構設置在谷部V中之外，該結構與圖13所示的結構相同。通過以這種方式組合加強結構，可以互補地實現(xiàn)兩個加強結構的功能，可以進一步提高防破裂效果，并且能夠在峰部M和谷部V這兩者中獲得防破裂效果。

圖15示出了又一實施例。圖15示出了這樣的加強片材22：該加強片材22設置成沿著谷部側的內(nèi)表面的一個表面延伸。在這種方式下，加強片材不限于布置在谷部中央的加強片材和均等地布置成沿著谷部側的過濾器表面延伸的加強片材。通過如圖15所示那樣將加強片材設置為覆蓋過濾器基材11的谷部，也可以得到加強谷部的效果。

在加強片材布置成沿著過濾器基材延伸的結構中，優(yōu)選地，過濾器基材還經(jīng)過壓花加工。圖16是示出經(jīng)過壓花加工的過濾器基材11的實例的視圖。在過濾器基材11上重復且連續(xù)地形成大量圓形凹部和凸部。壓花的形狀不受限制，只要連續(xù)地形成凹部、凸部或凹部和凸部這兩者即可。壓花能夠抑制過濾器的表面與過濾器的相鄰表面或加強片材的表面之間的密切接觸。因為合適的間隙被可靠地形成在過濾器表面上，所以過濾器能夠防止已過濾液體的流動被干擾。

(褶皺式濾筒)

圖17是示出褶皺式濾筒的結構的典型實例的示意性透視圖。固定部件12設置在褶皺式過濾器10的圓筒的上底部，而固定部件13設置在圓筒的下底部。為了使用過濾用的筒狀褶皺式過濾器，上底部和下底部需要被密封，使得不會在圓筒的內(nèi)部與外部之間發(fā)生液體泄漏。為此，褶皺式過濾器10與固定部件12和固定部件13中的每一者之間用粘合劑進行密封。最簡單的方法是包括以下步驟的方法：將粘合劑涂覆到板狀固定部件的平板表面上；以及在如下狀態(tài)下固化粘合劑：褶皺式過濾器的過濾器基材的端面被按壓到固定部件的具有粘合劑的平坦表面上。制造方法不受限制，并且也可以采用其它方法。例如，可以在固定部件上形成沿著過濾器基材的端面的凹槽。作為選擇，可以在固定部件上形成要被填充粘合劑的凹槽。作為選擇，可以采用這樣的方法：將粘合劑涂覆在過濾器基材側，并且過濾器基材與固定部件相結合。該粘合劑不特別限制，并且可以從以下粘合劑選擇：該粘合劑將過濾器基材與要使用的固定部件彼此粘合在一起，并能夠承受過濾運轉。圖17示出了盤狀固定部件。作為選擇，固定部件可以具有其它結構。例如，可以使用環(huán)狀固定部件。

當褶皺式過濾器包括部件加強結構時，在加強結構中使用的加強部件被固定到固定部件上。與褶皺式過濾器的固定一樣，加強部件優(yōu)選地使用粘合劑進行固定。當使用相同的粘合劑同時粘合和固定過濾器基材和加強部件時，可以簡化組裝步驟。

(過濾裝置)

作為使用上述褶皺式過濾器的過濾裝置的優(yōu)選應用實例，將參考附圖描述壓載水處理設備的結構。圖18和圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理船舶壓載水的設備的實例的視圖。圖18是示出了包含軸線的豎直截面的結構的示意圖。圖19是示出了圖18中的水平A-A截面的結構的示意圖。筒狀褶皺式過濾器(或包括固定部件的褶皺式濾筒)101圍繞作為旋轉中心的軸線布置，并安裝為能夠圍繞布置在中央的中心管道140旋轉(管道不旋轉)。褶皺式過濾器101的上表面和下表面以防水方式被密封。可旋轉的附接結構也需要具有防水結構。然而，附接結構不受特別限制，并可以使用公知的結構。殼體103設置為覆蓋整個過濾器。殼體103包括外筒狀部分131、蓋件部分132和底部部分133。在底部部分133上設置有排出流動路徑108。設置有未處理水流動路徑106和未處理水噴嘴102，以將作為未處理水的海水引入到殼體103中。未處理水噴嘴102設置為從未處理水流動路徑106延伸成具有位于殼體103的外筒狀部分131內(nèi)的噴管開口121，并且未處理水噴嘴102構造為使未處理水朝向褶皺式過濾器101的外周表面流動。為了使褶皺式過濾器旋轉，在褶皺式過濾器101的中心軸線上設置有電動機190。電動機190被驅動控制單元(未示出)提供的電力驅動。

在該實施例中，從未處理水噴嘴102中噴射的未處理水施加于褶皺式過濾器101的褶皺的外周表面上，并且利用未處理水的壓力得到清潔褶皺式過濾器101的效果。未被過濾的未處理水和沉積在殼體中的懸浮物從位于殼體的底部部分133上的排出流動路徑108順次排出。以下這點也是該設備的特征：在以上述方式連續(xù)不斷地排出懸浮物和殘留的未處理水的同時進行過濾。該特征的有利之處在于：可靠地實現(xiàn)壓載水所需的50-100噸/小時的大處理量以及較大系統(tǒng)中的4,000噸/小時的大處理量。在處理大量水的這種大型過濾裝置中，褶皺式過濾器的尺寸較大，因此特別重要的是防止褶皺式過濾器的破裂。盡管在附圖中的排出流動路徑108中未示出閥門和其它組件，但可以設置維護和流量控制所需的裝置。被褶皺式過濾器101過濾的已過濾水經(jīng)由設置在過濾器內(nèi)部的中心管道140中的取水孔141被引導至已過濾水流動路徑107，并被排出至殼體103的外部。

以100噸/小時的速率進行處理的裝置的實例包括如下褶皺式過濾器：該褶皺式過濾器的外徑為700mm、軸向長度為320mm、有效面積的高度為200mm、褶皺深度為70mm以及褶皺數(shù)量為420。以250噸/小時的速率進行處理的裝置的另一實例包括如下褶皺式過濾器：該褶皺式過濾器的外徑為810mm、軸向長度為399mm、有效面積的高度為377mm、褶皺深度為70mm以及褶皺數(shù)量為517。未處理水噴嘴102的噴管開口121優(yōu)選地具有矩形開口。大量的水從未處理水噴嘴噴射到褶皺式過濾器表面上，從而沿褶皺式過濾器的峰部被推動并變得分離的方向施加力。峰部變得分離，并且液體從褶皺之間的間隙流入和流出。結果，在過濾器基材的表面上產(chǎn)生流動，并且獲得清潔過濾器的效果。當峰部以這種方式分離并且峰部中的折疊部彎曲時，容易發(fā)生折疊部的破裂。應力在谷部處的集中也容易形成孔，例如谷部中的折疊部的開裂。通過使用折疊部被如上所述那樣加強的褶皺式過濾器，可以有效地減少這樣的破裂，并且該裝置可以長時間穩(wěn)定地運轉。具體而言，為了防止峰部彎曲，具有加強片材的部件加強結構比較有效。通過組合部件加強結構與樹脂加強結構，能夠獲得更強的防破裂結構。每個谷部也優(yōu)選地包括樹脂加強結構。為了抑制破裂并有效地獲得清潔效果，樹脂的硬度優(yōu)選地為肖氏硬度20A-60A或5D-30D。當過濾器基材由無紡布形成時，特別優(yōu)選地使用聚氨酯樹脂。

圖20是示意性地示出了用于處理船舶壓載水的系統(tǒng)的總體結構的框圖，其中，上述壓載水處理設備用作過濾裝置。在圖20中，未處理水是從海洋中得到的海水，利用泵52經(jīng)由管道31供給，并經(jīng)由管道32供應至過濾裝置53(其為過濾設備)。在過濾裝置53中過濾的已過濾水穿過管道33，并供給至諸如紫外線照射裝置、電解裝置或化學處理裝置等滅菌裝置54(不是必需的)。沒有在過濾裝置53中過濾的排出水經(jīng)由管道35被導向至裝置的外部。已經(jīng)經(jīng)過滅菌處理的海水經(jīng)由管道34和36被供給至水箱51。在本實例中，使用上述褶皺式過濾器的壓載水處理設備用作過濾裝置53。

(實驗例1)

為了確認由樹脂加強結構獲得的效果，進行樹脂的浸漬，并進行經(jīng)過彎曲的部分的強度的比較。所使用的材料如下。

多孔過濾器：聚對苯二甲酸乙二酯無紡布(商品名稱：Toray Industries,Inc.制造的AXTARTM G2260-1S BK0)

浸漬樹脂：聚丙烯無紡布(商品名稱：Idemitsu Unitech Co.,Ltd.制造的STRATECH RW2100)

熱封機：ISHIZAKI ELECTRIC MFG.CO.,LTD.制造的臺式封口機NL-301J

將浸漬樹脂放置在用作基材的多孔過濾器的折疊部上，并且在熱封機的密封計時器被設定為4(加熱時間：約一秒鐘)的同時進行熱密封。在以下狀態(tài)下進行冷卻：浸漬樹脂被完全熱熔融，并且多孔過濾器浸漬有樹脂。緊接著，在相同加熱條件下進一步進行加熱，將直徑為3mm的不銹鋼棒插入到折疊部中，并且沿著不銹鋼棒的形狀彎曲折疊部。具有曲率半徑為1.5mm的折疊部的所得到的多孔過濾器用作實例的過濾器。相同類型的多孔過濾器以180度的角度彎曲，而沒有進一步處理。所得到的多孔過濾器用作比較例的過濾器。

各個多孔過濾器的折疊部被打開，并且多孔過濾器被裁成啞鈴形狀，使得折疊部位于啞鈴的中心附近的位置并在與拉伸方向垂直的方向上。此外，不具有折疊部的過濾器基材被裁成具有相同的形狀。因此，制備了比較用的樣本。使用這些啞鈴狀物作為樣本，在卡盤間隔為3cm、拉伸速度為100mm/分鐘的條件下測定抗斷強度。根據(jù)結果，在比較例中，所有樣本在折疊部中破損，并且抗斷強度為33MPa。不具有折疊部的基材的測定結果為40MPa。這些結果表明彎曲降低了強度。與此相反，在實例中，在浸漬有樹脂的折疊部中沒有出現(xiàn)破損，并且所有樣本在其他平坦部分中破損。其抗斷強度為41MPa。具體而言，可以確認，折疊部具有高于41MPa的強度。

(實驗例2)

進行用于確認通過涂覆聚氨酯樹脂而得到的防破裂效果的實驗。以180度的角度折疊過濾器基材，并且用輥將聚氨酯樹脂涂覆到過濾器基材的峰部上。所得到的過濾器基材用作實例的樣本。所涂覆的樹脂浸透到基材的背側并固化。將同樣折疊但沒有涂覆樹脂的過濾器基材制備作為比較例的樣本。所使用的過濾器和樹脂如下。應該注意的是，制造商、產(chǎn)品名稱等不限于此?？梢栽谀軌驅崿F(xiàn)本實施例的優(yōu)點的范圍內(nèi)使用相同類型的替代品。

多孔過濾器：聚對苯二甲酸乙二酯無紡布(商品名稱：Toray Industries,Inc.制造的AXTARTM G2260-1S BK0)

所涂覆的浸漬樹脂：軟質聚氨酯樹脂(商品名稱：由Sanyu Rec Co.,Ltd制造且混合比例為23:100的主劑SA-7073A和硬化劑SA-7502B)

通過與實驗例1中使用的方法相同的方法測定抗斷強度。關于樹脂的浸漬，觀察到實例與比較例之間在強度方面沒有顯著差異。接下來，將折疊部彎曲(開閉)50,000次，然后用相同的方法測定抗斷強度。對未經(jīng)過彎曲的樣本與彎曲后的樣本之間在強度下降率方面進行比較。在實例中，多孔過濾器浸漬有聚氨酯樹脂，強度因彎曲而降低了約10％。另一方面，在比較例中，多孔過濾器未浸漬有樹脂，強度降低了約40％。根據(jù)樣本的觀察，在浸漬有樹脂的樣本中，該樣本浸漬有樹脂，從而將基材的纖維彼此連接。因此，可以確認，能夠防止纖維的散開和斷裂。

(實驗例3)

為了確認通過涂覆樹脂而獲得的效果，使用包括圓筒形褶皺式過濾器的壓載水處理設備檢查防破裂結構的有效性。通過將樹脂涂覆在褶皺式過濾器的所有峰部上而得到的樹脂加強結構用作防破裂結構。所使用的過濾器基材和樹脂與實驗例2中的過濾器基材和樹脂相同。用輥僅在峰部上進行涂覆。為了進行比較，使用未涂覆樹脂的褶皺式過濾器。此外，同樣確認樣本中的效果，該樣本在實驗例1中使用，并且在該樣本中峰部和谷部浸漬有聚丙烯。

所使用的壓載水處理設備具有圖18和圖19所示的結構。關于褶皺式過濾器，使用濾筒形式的單體褶皺式過濾器，并且三個濾筒彼此連接，以便在軸向方向上進行堆疊。最下段的底部和最上段的蓋部用平板狀的固定部件密封。位于濾筒之間的部分用環(huán)狀固定部件固定。三段褶皺式過濾器的圓筒的內(nèi)部彼此連通，以形成空間。這種結構可以提供三倍的有效面積。單體褶皺式過濾器的外徑為700mm、軸向長度為320mm、有效面積的高度為280mm、褶皺深度為70mm以及褶皺數(shù)量為420。噴管開口是矩形開口，該矩形開口具有沿褶皺的長度方向的長邊和沿褶皺之間的間隔的方向的短邊。取自佐賀縣伊萬里市的標準海水(鹽濃度：2％至4％，濁度：1至1000NTU(濁度單位))用作作為未處理水的海水。

隨著運轉時間的增加，在褶皺的突出部中發(fā)生破損，并且破損點逐漸增加。基于發(fā)生這種破損的時間和破損的數(shù)量，通過威伯爾圖表進行壽命估計。圖21是通過威伯爾圖表估計過濾器的壽命的曲線圖。威伯爾圖表通常用于質量保證、壽命估計等。在該實驗中，繪制隨運轉時間變長而增加的破損次數(shù)，從而用一定斜率估計壽命，其中，縱軸表示破損概率(＝破損褶皺的數(shù)量/褶皺的總數(shù))，而橫軸表示時間。在本文中，術語“破損”用作具有與“破裂”相同的含義。根據(jù)發(fā)明人所進行的前述實驗，約1.4％的破損概率是壓載水處理的限值。具體而言，可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生包含在海水中的浮游生物的顯著泄漏。參考圖21，在未被加強的過濾器中，在破損變?yōu)?.4％的時間為50小時。另一方面，在通過用聚氨酯浸漬而被加強的過濾器中，時間為約180小時。在通過用聚丙烯浸漬而被加強的過濾器中，時間為約140小時。這些結果表明，通過加強，壽命被顯著延長。在使用其它樹脂材料的情況下，同樣能夠得到樹脂加強結構的效果，但效果程度可能不同。應當注意的是，在本文中，壽命的絕對值不具有特定含義，僅被用于同一實驗中的效果的比較。也就是說，褶皺式過濾器的破損壽命隨褶皺式過濾器的形狀(例如，折疊部的尺寸和數(shù)量)、過濾操作用的條件(例如，流量)變化而變化。

(實驗例4)

進行用于確認聚氨酯樹脂涂覆與否以及峰部加強的效果的實驗。所使用的褶皺式過濾器是單體褶皺式過濾器，該單體褶皺式過濾器的外徑為350mm、軸向長度為200mm、褶皺深度為70mm以及褶皺數(shù)量為210。其它結構和條件與實驗例3中的結構和條件相同。如表1中的樣本1到樣本7所示那樣，軟質聚氨酯樹脂和硬質聚氨酯樹脂被涂覆到峰部或谷部上。用輥在褶皺式過濾器的固定部件之間的整個高度上進行涂覆。所使用的聚氨酯樹脂(PU)如下所述。在本文中，在防破裂的效果中，用于聚氨酯的術語“軟質”指的是就硬度而言為肖氏硬度20A-60A(依據(jù)橡膠-彈性體(JIS K6253)，標準測量時間：對于硫化橡膠而言為3秒，對于彈性體而言為15秒)。作為所有褶皺的峰部的加強，形成了具有加強片材的部件加強結構。所使用的加強片材如下所述。如圖9至圖13所示，加強片材沿著峰部布置在峰部的背側。每個加強片材的長度為約200mm，這與褶皺式過濾器的軸向上的長度基本相同。與過濾器基材一樣，加強片材的上端和下端由固定部件固定。加強片材均具有60mm的寬度(在與軸線垂直的方向上)。應該注意的是，各材料的制造商、產(chǎn)品名稱等不限于此?？梢栽谀軌驅崿F(xiàn)本實施例的優(yōu)點的范圍內(nèi)使用相同類型的替代品。

加強片材：聚丙烯網(wǎng)狀片材(商品名稱：Takiron Co.,Ltd.制造的TRICAL NET SN-598)，網(wǎng)格間距：4.8mm×4.8mm，厚度：1.5mm(經(jīng)線1.5mm，緯線1.2mm)

軟質聚氨酯樹脂：由Sanyu Rec Co.,Ltd制造且混合比例為23:100的主劑SA-7073A和硬化劑SA-7502B硬度：23A(在23℃)

硬質聚氨酯樹脂：由Sanyu Rec Co.,Ltd制造且混合比例為1:2的主劑SA-7073A和硬化劑SA-7068B硬度：90A(在23℃)

[表1]

褶皺式濾筒的210個折疊部被分成多個組，每組包括30個折疊部。這些組具有樣本4-1至樣本4-7的結構。通過使用該濾筒同時進行過濾操作，可以確認因結構差異而造成的效果。在加速試驗條件(流量高于通常條件下的流量)下進行50小時的過濾運轉。在過濾運轉之后，檢查峰部的破損數(shù)量。在樣本4-7(其在峰部和谷部中不具有樹脂加強結構)中，30個折疊部中的25個折疊部觀察到破損。與此相反，在樣本4-1至樣本4-6(其峰部用樹脂進行了加強)中，可以確認樹脂浸漬的效果。另外，樣本4-1至樣本4-3(具有低硬度的軟質PU用作樹脂)中的破損數(shù)量小于樣本4-4至樣本4-6(使用硬質PU)中的破損數(shù)量。這些結果表明，在樣本4-1至樣本4-3中獲得了高防破裂效果。此外，樣本4-1和4-2與樣本4-3的比較以及樣本4-4和4-5與樣本4-6的比較表明，通過將樹脂組合地涂覆到谷部，還提高了峰部中的防破損效果。

(實驗例5)

進行用于確認通過涂覆聚氨酯樹脂而得到的防破裂效果的另一實驗。所使用的褶皺式過濾器是單體褶皺式過濾器，該單體褶皺式過濾器的外徑為810mm、軸向長度為380mm、褶皺深度為70mm以及褶皺數(shù)量為517。其它結構和條件與實驗例3中的結構和條件相同。將與實驗例4中使用的軟質聚氨酯樹脂相同的聚氨酯樹脂涂覆到所有峰部上。在褶皺式過濾器的固定部件之間的整個高度上進行涂覆。作為所有褶皺的峰部的加強，形成了具有加強片材的部件加強結構。除了長度變?yōu)榧s380mm從而調(diào)節(jié)至褶皺式過濾器的長度之外，所使用的加強片材與實驗例4中的加強片材相同。

如下所述，進行谷部的三種加強，并且制備樣本5-1至樣本5-3。比較樣本的破損壽命。在樣本5-1至樣本5-3中，僅谷部的樹脂加強結構不同。峰部的軟質聚氨酯(PU)涂覆和具有加強片材的加強結構相同。在樣本5-1中，每個谷部的高度方向上的僅中央的1/3通過浸漬軟質PU而被加強。在樣本5-2中，谷部在其整個高度上浸漬有軟質PU。在樣本5-3中，谷部未浸漬有樹脂。所使用的樹脂與涂覆到峰部上的樹脂相同。

表2示出了結果。樣本5-1和5-2與樣本5-3的比較表明，通過在谷部中進一步設置樹脂加強結構，可以顯著改善破裂壽命(小時)。除了峰部的加強結構之外，通過采用谷部的加強，可以更有效地防止破損。因為谷部中央附近容易發(fā)生谷部的破裂，因此通過經(jīng)由浸漬加強中央附近的部分(實驗中的中央的1/3)能夠得到顯著的效果(樣本5-1)。然而，在這種情況下，未涂覆部分變得相對較弱，并且發(fā)生破裂。因此，如樣本5-2中那樣，通過在谷部的整個高度上涂覆軟質聚氨酯，可以特別有效地防止谷部的破裂。

[表2]

(實驗例6)

為了確認加強片材所獲得的效果，利用與實驗例5中使用的裝置相同的裝置進行過濾。所使用的過濾器基材和加強片材與實驗例5中的過濾器基材和加強片材相同。加強片材被切成條帶。作為獨立加強片材的條帶通過圖9至圖13所示的方法附接到過濾器的峰部的背側。當不使用加強片材時，在50小時的過濾運轉之后，在過濾器的峰部中發(fā)生破損。與此相反，在相同條件下進行過濾的情況下，當設置有加強片材時，直到155小時之后才發(fā)生破損。另外，在諸如聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯和聚氯乙烯等其它樹脂用作加強片材的情況下，能夠得到類似的加強效果，但破損壽命可能在一定程度上有所不同。

工業(yè)實用性

根據(jù)本發(fā)明的褶皺式過濾器，不會發(fā)生因堵塞而造成的性能下降，并且褶皺式過濾器具有良好的耐久性。因此，在海水淡化、諸如壓載水等微咸水/海水的利用或諸如污水、人類生活污水、工業(yè)廢水等水的處理的情況下，本發(fā)明的褶皺式過濾器適于在用于除去水中的異物、污染物和微生物的初步過濾處理中使用。此外，褶皺式過濾器適用于高懸浮物/高SS(懸浮固體)含量的水處理和濃縮處理，因此也可以在收集有價值的可回收材料的領域中使用，例如，在食品領域中使用。