JP2003513774A - 液体を濾過する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、液体を濾過する方法及び装置に関する。濾過は、濾過室(５)内の１つ又は幾つかのフィルタエレメント(６,１７)を用いて実施され、作業は、濾過段階とそれに続く空気フラッシング段階とを交互に行うことに基づいている。本発明によると、フラッシング段階から濾過段階に移行する際に、濾過室(５)が、液体で充填され、もって、液体は、濾過室内のフラッシング空気を、濾過室の上端部(９)から別体の空気容器(７)内へ押し入れ、これにより、空気は、空気容器内でより高い圧力まで圧縮される。濾過段階の間、空気は、空気容器(７)内に留まり、そして、濾過段階の後、空気容器内へ圧縮された空気は、その圧力で、液体を濾過室(５)から押し出すことを許容される。更に、空気容器(７)と濾過室(５)との間に、接続部が、配設され得、もって、空気容器内へ圧縮された空気は、フィルタエレメント(６)をバックフラッシングすることに参加する。本発明は、特に、ディーゼルエンジンにおける燃料又は潤滑剤を濾過する自動フィルタに応用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、濾過室内に存在する少なくとも１つのフィルタエレメントを用いて
、液体を濾過する方法に関し、この方法においては、各濾過期間の後、濾過室は
、液体を排出して空にされ、そして、フィルタエレメントは、濾過室を介して導
かれるフラッシング空気で清浄にされる。更に、本発明は、その方法を応用すべ
く意図されている濾過装置に関する。

【０００２】 交互の濾過期間及びフラッシング期間を備えている連続自動フィルタは、例え
ば、燃料又は潤滑剤を濾過すべく、ディーゼルエンジンで使用される。濾過は、
エンジンを摩耗させる、主として固体の不純物を除去すべく、利用される。

【０００３】 米国特許第４,２５６,５８３号は、濾過装置を開示しており、この濾過装置に
おいては、濾過は、回転する弁によって制御される２つの並列の濾過チャンバに
おいて、交互に行われる。濾過チャンバは、濾過期間と濾過期間との間のバック
フラッシングで清浄にされる。

【０００４】 特許出願ＦＩ９８２１１３号であって、特許法第２条第２項によれば本願と関
連のあるものは、共通の弁機構で制御される３つの濾過ユニットを備えている濾
過装置を開示しており、それらの濾過ユニットのうちの２つの濾過ユニットは、
実際の濾過プロセスにおいて交互に作動すべく意図されており、そして、第３の
濾過ユニットは、予備ユニットを形成しており、最初に言及した２つのユニット
がサービスを受けているときに、濾過されるべき流れは、その予備ユニット内へ
導かれる。弁機構は、円形の断面を備えているスピンドルを具備し得、このスピ
ンドルの動作は、軸方向運動と軸の周りの回転運動とに基づいている。

【０００５】 濾過段階後、フラッシング段階が濾過室において採用される際には、濾過室は
、液体で満たされており、フラッシングに用いられる圧縮空気が、その液体を、
別体の不良品チャンネル内へ押し進める。フラッシング空気の流れは、濾過室を
空にすることに加えて、濾過室内のフィルタエレメントをバックフラッシングで
清浄にする。フラッシング段階後、濾過室は、液体で、上記特許出願ＦＩ９８２
１１３号によれば濾過されるべき液体で、再び充填され、その液体は、濾過期間
を開始すべく、濾過された流れ用の入口組立体から導かれる。次いで、濾過室内
のフラッシング空気が、濾過室の上端部から始まる空気抜き内へ排出される。空
気は、濾過室から、可能な限り完全に除去されなければならない。何故ならば、
例えば、ディーゼルエンジンにおいては、気泡は、濾過された燃料オイル又は潤
滑オイルと混合することが許されるべきではないからである。幾つかの解決法が
、知られており、それらの解決法においては、濾過室が液体で充填されていると
きに空気用の出口ルートを塞ぐべく、フロートが、濾過室の上端部に配設されて
いる。この後、濾過された流れ用の出口組立体を開けることが、可能になり、も
って、入口組立体から、フィルタエレメントのケーシングを通り、出口組立体内
へと流れる流れとして、濾過が、行われ得る。

【０００６】 本発明の目的は、解決法を提供することであり、この解決法により、濾過室及
びそれと関連しているチャンネルによって形成されている構造が、シンプルにさ
れ得、液体を排出して濾過室を空にすることが、フラッシング段階の開始時にお
いて強められ得、且つ濾過段階の間に空気と濾過されるべき液体とが混合すると
いう危険が、完全に排除され得る。フラッシング段階後に、濾過室が液体で充填
され、もって、液体がフラッシング空気を濾過室の上端部から別体の空気容器内
へ押し入れ、これにより、空気がより高い圧力まで圧縮される、ということと、
次の濾過段階の終了後に、液体が空気容器内へ圧縮された空気の圧力で濾過室か
ら押し出される、ということとが、本発明の方法の特徴である。

【０００７】 このため、フラッシング段階後にも濾過室内に留まっている空気が濾過プロセ
スから除去される必要はなく、そして、そのための対応出口チャンネルが必要と
されず、それどころか、その空気はプロセスの後の段階で利用されるべく蓄えら
れ得る、ということが、本発明によって達成される。空気容器が濾過室から分離
されているので、濾過室内に導かれる液体は、空気容器の一部を充填することも
可能にされ得、もって、空気は、濾過室内には残っておらず、また、空気容器内
の空気は、濾過室から効果的に隔離されている。このため、濾過段階の間に空気
と液体とが濾過室内で混合するという危険は、存在しない。濾過段階の後、空気
容器内へ圧縮された空気は、効果的に、液体を排出して濾過室を空にし、もって
、実際のフラッシング空気の流れを実質的に空の濾過室内に導くことが、可能に
なる。

【０００８】 単に不良品チャンネルを開くことにより、濾過段階の終了時に液体を排出して
濾過室を実質的に空にすることは、濾過室内で実行されるサービス処理を考慮す
ると、有利でもある。濾過室においては、濾過されるべき液体は、例えば、１０
０〜１５０℃の温度の燃料オイルであり得、この燃料オイルは、安全の理由で、
濾過室の蓋を開ける前に、濾過室から除去される。既知の解決法においては、濾
過室の蓋が開けられ得る前に、バックフラッシングが、濾過室内で実行されなけ
ればならない。

【０００９】 本発明の特に有利な実施形態によれば、空気容器から濾過室内への圧縮空気の
排出は、１つ又は２つ以上のフィルタエレメントをバックフラッシングするのに
空気が参加するようにして、起こる。空気のフラッシング作用は、フィルタエレ
メントの上端部に最も強く向けられ、この上端部において、排出する液体が、最
初に無くなる。空気圧が下がるので、フィルタエレメントの下の方の部分に対す
るフラッシング作用は、より弱いままである。しかしながら、濾過室の下の方の
部分を介して導かれる実際のフラッシング空気の流れが、同時に開始させられる
ならば、エレメントの両端部への効率的なバックフラッシングが、同時に達成さ
れる。

【００１０】 上記方法を応用するために使用されるべく意図されている本発明の濾過装置は
、濾過室内に配置される少なくとも１つのフィルタエレメントを具備しており、
その濾過室は、濾過されるべき液体の流れ用の入口組立体と、濾過された流れ用
の出口組立体と、濾過期間と濾過期間との間にフィルタエレメントを空気フラッ
シングで清浄にするための空気チャンネルとを設けられている。本発明によると
、濾過室の上端部が、接続チャンネルを介して空気容器に接続されており、濾過
室が液体で充填される際に、濾過室内の空気が、空気チャンネル内で圧縮される
べくなされている、ということが、濾過装置における本質をなしている。

【００１１】 空気容器から、接続チャンネルを介し、濾過室内の各フィルタエレメントの出
口側(即ち、濾過された液体の流れが、そこから出口組立体へ排出されるところ
の側)までの接続部が、有利に存在しており、もって、空気容器からの加圧下の
空気が、フィルタエレメントをバックフラッシングするのに利用可能である。

【００１２】 濾過装置のデザイン及び空間利用の観点から、空気容器を、フィルタエレメン
トの上端部よりも部分的に又は完全に下方に配設することと、接続チャンネルを
、濾過室の上端部を空気容器の下端部と接続させるべく配設することとは、適切
であろう。円筒状のフィルタエレメント(所謂蝋燭)が濾過室内で通常使用される
ので、濾過室の中心は、未使用空間として容易に残され、この未使用空間は、そ
れを本発明にとって必要な空気容器に変えることにより、特に有利に利用され得
る。そして、蝋燭形のフィルタエレメントは、空気容器の周りのリングとして配
置され得、又は、サンドイッチ濾材若しくは襞付濾材からなる単一のフィルタエ
レメントを、それが濾過室内の空気容器を取り囲むように配設することが、可能
である。

【００１３】 次に、本発明が、添付図面を参照しつつ、例の助けを借りて、より詳細に説明
される。

【００１４】 例えば、ディーゼルエンジンにおける燃料装置又は潤滑装置用の自動フィルタ
として使用され得る、図１の濾過装置は、この図に従って、ベース１と、２つの
並列の濾過ユニット２とを具備しており、この装置の動作は、主として、それら
の濾過ユニットの交互使用に基づいている。濾過ユニット２は、スピンドル３で
制御され、もって、一方のユニットにおいて濾過が行われている間、他方のユニ
ットは、圧縮空気でのバックフラッシングによって清浄にされており、その後、
機能が、ユニット間でスイッチされる。装置は、また、第３の濾過ユニットを備
えており、この第３の濾過ユニットは、図中、スピンドル３の後に見出される。
第３の濾過ユニットは、同じスピンドルで制御され、そして、それは、図に示さ
れているユニット２の保守の間、予備ユニットとして作動する。これらの部分に
ついて、装置の構造及び動作は、特許出願ＦＩ９８２１１３号又は国際出願ＰＣ
Ｔ/ＦＩ９９/００７９８号に対応しており、これらの出願は、この引用により、
本明細書の一部として取り入れられている。

【００１５】 図１において、２つの濾過ユニット２のうちの最も左の濾過ユニットは、濾過
段階にあり、この濾過段階においては、ユニットを通って濾過されるべき流れの
移動が、矢印で指示されている。スピンドル３は、ユニット２において濾過され
るべき流れを、共通の入口チャンネル(図示せず)から、入口組立体４を通して、
濾過室５内へ案内し、この濾過室５は、図２によると、８つの、円筒状の、蝋燭
形のフィルタエレメント６を備えており、これらのフィルタエレメント６は、空
気容器７の周りに、濾過室の中心から離れたリングとして配置されている。軸方
向の接続チャンネル８が、濾過室５の上端部９と空気容器７の下端部とを接続し
ている。濾過の間、濾過室５は、濾過されるべき液体で完全に充填される。液体
は、また、前記接続チャンネル８と空気容器７の下端部とを充填する。空気容器
における液体レベル１１より上方は、空気が、濾過の間に装置内に広がっている
圧力まで、通常はほぼ４〜７バールまで、圧縮されている。濾過されるべき液体
は、濾過室５内において、金属ネット又はプラスチックネットのような濾材で製
造されている、フィルタエレメント６のジャケットを通して、エレメント内へ浸
透させられ、そして、エレメントの開口下端部を通して、スピンドル３の出口組
立体１２内へ、清浄にされて排出され、そして、流れは、その出口組立体１２か
ら、濾過ユニット２に共通な出口チャンネル(図示せず)内へ向けられる。

【００１６】 図１における最も左の濾過エレメント２においては、フラッシング空気用の入
口チャンネル１３は、濾過段階の間、弁１４によって閉じられている。その図に
おける最も右の濾過ユニット２は、フラッシング段階の状態で示されており、こ
のフラッシング段階においては、弁１４が、開いており、且つ、空気チャンネル
１３を通してベース１から導かれている圧縮空気が、フィルタエレメント６をバ
ックフラッシングし、その後、それは、ユニット２に共通の不良品スピンドルに
よって案内されている不良品チャンネル(図示せず)内へ排出される。この段階に
おいて、濾過室５は、その中央における空気容器７と共に、液体を欠いている。

【００１７】 濾過ユニット２においてフラッシング段階から濾過段階に移行する場合、濾過
室５は、先ず、別体の充填チャンネル１５からゆっくりと導かれる液体で充填さ
れる。この段階において、フラッシング用の入口チャンネル１３及び前記不良品
チャンネルへの接続部の両方が、閉じられる。濾過室５を充填している液体は、
濾過された清浄な液体であって、流れ用の出口組立体１２から導かれたものから
なっている。濾過を開始する際には、濾過室５と接続チャンネル８を通してそれ
に接続されている空気チャンネル７とは、空気で満たされている。充填の間、液
体は、空気を、空気容器７へ押しやり、この結果、空気圧が、上昇する。充填が
継続している間に、濾過室５は、液体で完全に充填され、そして、液体は、接続
チャンネル８を介して空気容器７内へ更に押され、この結果、液体は、その容器
の下端部を充填する。このように、充填の開始時に濾過ユニット内に存在する空
気は、空気容器７内へ圧縮され、この空気容器７内において、それは、濾過室５
から隔離されていると共に、次の濾過段階の間、その空気容器７内に留まってい
る。濾過段階は、スピンドル３を回転することによって開始され、この結果、そ
の入口組立体４及び出口組立体１２は、濾過ユニット２のそれぞれの組立体に接
続されると共に、濾過されるべき流れは、濾過室５及びフィルタエレメント６を
通ってその中に移動することが許容される。

【００１８】 スピンドル３が回転し、もって、流れ用の入口チャンネル及び出口チャンネル
内への流れ組立体４,１２が閉じられると、濾過ユニット２における濾過段階が
、終了する。フラッシングのために、濾過室５から不良品チャンネル内への接続
部が、開けられ、もって、空気容器７内で圧縮された空気は、その圧力を、濾過
室から液体を押し出すのに利用することができる。図１において、接続チャンネ
ル８は、濾過室５内の空気容器７を、フィルタエレメントの外側に接続しており
、もって、空気容器７内で圧縮された空気は、濾過室５を空にする。フィルタエ
レメント６のバックフラッシングは、フラッシング空気チャンネル１３から導か
れた圧縮空気で実施される。

【００１９】 図３の実施形態は、空気容器７に通じている接続チャンネル８が、濾過室５の
上端部を介して、室内のフィルタエレメント６の内側に接続されている、という
点において、図１に示されているものと異なっている。このため、各蝋燭形フィ
ルタエレメント６の上端部は、流れ開口１６を設けられている。この構成により
、フラッシング作用が主としてフィルタエレメント６の上端部に向けられるので
、フラッシングが始まる際に、空気容器７から加圧下で排出する空気が、エレメ
ントのバックフラッシングに参加する。フラッシング空気の流れがチャンネル１
３を介して同時に開始させられ、流れの作用がフィルタエレメント６の下端部に
最も効率的に向けられるならば、これらの流れは、ジョイント作用を達成し、こ
のジョイント作用において、エレメントは、それらの全長に亘って効率的にフラ
ッシングされる。

【００２０】 図４及び図５は、本発明の実施形態を示しており、この実施形態においては、
容器７内へ圧縮された空気が、図３と同様に、フィルタエレメントをバックフラ
ッシングすべく使用され得る。図１及び図３における実施形態とは異なり、この
実施形態においては、濾過室５は、単一の円筒状襞付フィルタエレメント１７で
あって、濾過室の中心から離隔させられている円筒状の空気容器７を取り囲んで
いるものを具備している。接続チャンネル８は、濾過室の上端部９において、フ
ィルタエレメント１７の内部に接続されており、もって、空気容器７から排出す
る空気は、液体及びフラッシング空気用の流出ルートを形成している不良品チャ
ンネル内へとそれが移動する際に、フィルタエレメントのジャケットを浸透しな
ければならない。

【００２１】 本発明の種々の実施形態は上に示されている例に限定されず、それらは請求項
の範囲内で変化し得る、ということは、当業者にとっては自明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の濾過装置を垂直断面で示している図である。

【図２】 濾過装置内の濾過ユニットを図１のＩＩ−ＩＩ水平断面として示している図で
ある。

【図３】 本発明の第２実施形態に係る濾過ユニットの上端部の垂直断面図である。

【図４】 本発明の第３実施形態に係る濾過ユニットの上端部の垂直断面図である。

【図５】 図４の濾過ユニットをＶ−Ｖ水平断面で示している図である。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過室(５)内の少なくとも１つのフィルタエレメント(６,１
   ７)で液体を濾過する方法であって、この方法においては、濾過段階の後毎に、
   濾過室は液体を排出され且つ濾過室を介して導かれるフラッシング空気でエレメ
   ントが清浄にされる、ものにおいて、 フラッシング段階の後、濾過室(５)が、液体で充填され、もって、液体は、フ
   ラッシング空気を濾過室の上端部(９)から別体の空気容器(７)内へ押し入れると
   共に、空気は、より高い圧力まで圧縮され、且つ 次の濾過段階の後、液体が、空気容器内へ圧縮された空気の圧力を利用して、
   濾過室から押し出される、 ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 濾過室(５)の液体での充填を開始する際に、フラッシング空
   気用の出口チャンネルが、閉じられ、もって、濾過室を充填している空気が、液
   体により、ひたすら圧縮されることを特徴とする請求項１の方法。
3. 【請求項３】 圧縮された空気が、空気容器(７)から濾過室(５)内へ排出さ
   れ、もって、それが、１つ又は幾つかのフィルタエレメント(６,１７)をバック
   フラッシングすることに参加することを特徴とする請求項１又は請求項２の方法
   。
4. 【請求項４】 フラッシング空気が、空気容器(７)内を支配している、濾過
   装置の作業圧力まで圧縮されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
   一項の方法。
5. 【請求項５】 液体が、空気を、濾過室(５)の上端部(９)から接続チャンネ
   ル(８)を介して空気容器(７)内へ押し入れ、この空気容器(７)は、濾過室の上端
   部よりも低い位置に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項
   １〜請求項４のいずれか一項の方法。
6. 【請求項６】 液体が、接続チャンネル(８)を介して、空気容器(７)の下端
   部を充填し、もって、空気容器内の液体レベル(１１)は、濾過室(５)の上端部(
   ９)よりも常に低いことを特徴とする請求項５の方法。
7. 【請求項７】 濾過されるべき液体が、ディーゼルエンジン用の燃料オイル
   であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項の方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項７のいずれか一項の方法を応用する濾過装
   置であって、濾過室(５)内に配置されている少なくとも１つのフィルタエレメン
   ト(６,１７)を具備していると共に、濾過されるべき液体の流れ用の入口組立体(
   ４)と、濾過された液体の流れ用の出口組立体(１２)と、濾過段階と濾過段階と
   の間にフィルタエレメントを空気フラッシングで清浄にするための空気チャンネ
   ル(１３)とを設けられているものにおいて、 フィルタエレメント(５)の上端部(９)が、接続チャンネル(８)を介して、空気
   容器(７)に接続されており、濾過室が液体で充填されつつある際に、濾過室内の
   空気が、その空気容器(７)内へ圧縮されるべくなされている、 ことを特徴とする濾過装置。
9. 【請求項９】 空気容器(７)から濾過室(５)内の各フィルタエレメント(６,
   １７)の出口側までの接続部(８,９,１６)が、存在しており、もって、空気容器
   内へ圧縮された空気が、フィルタエレメントをバックフラッシングするのに利用
   可能であることを特徴とする請求項８の濾過装置。
10. 【請求項１０】 空気容器(７)が、濾過室(５)の上端部(９)よりも下方に少
    なくとも部分的に配設されており、且つ、接続チャンネル(８)が、濾過室の上端
    部を空気容器の下端部(１０)に接続していることを特徴とする請求項８又は請求
    項９の濾過装置。
11. 【請求項１１】 空気容器(７)が、濾過室(５)の中心から離隔させられてお
    り、且つ、濾過装置が、空気容器の周りのリングとして配設されている円筒状の
    フィルタエレメント(６)を具備していることを特徴とする請求項８〜請求項１０
    のいずれか一項の濾過装置。
12. 【請求項１２】 空気容器(７)が、濾過室(５)の中心から離隔させられてお
    り、且つ、濾過装置が、濾過室内の空気容器を取り囲んでいる円筒状のフィルタ
    エレメント(１７)を具備していることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいず
    れか一項の濾過装置。
13. 【請求項１３】 接続チャンネル(８)が、空気容器(７)内に、その垂直軸上
    に、空気容器の下端部(１０)の直ぐ近くで終端した状態で、配置されていること
    を特徴とする請求項１１又は請求項１２の濾過装置。