JP2004097867A

JP2004097867A - 超音波式自動洗浄ストレーナー

Info

Publication number: JP2004097867A
Application number: JP2002259700A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yamazaki; 山崎　義明
Original assignee: CENTRAL FILTER Manufacturing CO LD
Current assignee: CENTRAL FILTER Manufacturing CO LD
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】超音波振動子をフィルターエレメント内に設置し、超音波をエレメント内の流体に照射し、その振動による物理的剥離力でエレメント内壁に付着するスラッジ等を剥離し、洗浄除去する超音波式自動洗浄ストレーナーを提供すること。
【解決手段】ストレーナー本体１１に設けたフィルターエレメント１２内に超音波振動子１８を設置し、超音波発振器１９に接続する前記超音波振動子１８からの超音波を前記フィルターエレメント１２内の流体に照射し、前記フィルターエレメント１２内に導入された流体中に超音波を伝播し、流体粒子に振動変位を起こさせ、その振動による物理的剥離力で前記フィルターエレメント１２内壁に付着するスラッジ、その他の異物等を剥離し、洗浄除去することを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波式自動洗浄ストレーナーに関し、更に詳細には超音波による流体粒子の振動変位による物理的剥離力を利用してフィルターエレメント（濾材）表面に蓄積した異物を剥離し、洗浄除去する超音波式自動洗浄ストレーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ストレーナー（濾過器）は、各種分野に広く利用されており、例えば、原子力発電所等において、冷却用に海水を利用するが、この海水をそのまま使用すれば、ごみ、砂、貝殻等の混入物が、配管内に詰るため、ストレーナーを用いてこの混入物を濾過して除去している。
【０００３】
又、化学プラント等において、どろどろの液体からなる原液を使って各種の製品（ＰＥＴ等）とするが、この原液に不純物が混入していると不良品となるため、ストレーナーを使用して不純物を濾過して除去している。
【０００４】
このストレーナーは、配管（ライン）の途中にバケット状（篭状）のフィルターエレメント（濾材）を設け、流体が通過する際にフィルターエレメント表面のスクリーンにより流体中の異物を取り除く濾過器であり、フィルターエレメント表面のスクリーンに溜まったゴミ、スラッジ等の異物は、前後の圧力差（ゴミが詰ると流れが阻害され入口側より出口側の圧力が低下する。）が大きくなると中のバケットを取り出して洗浄し、再使用している。
【０００５】
又、図３に示される自動洗浄式ストレーナー１は、バケットの取り出しを無くし、ラインを効率良く運用するためにフィルターエレメント（濾材）２表面のスクリーン３を自動で洗浄する機能を付与したものである。
すなわち、この自動洗浄式ストレーナー１は、流体導入口４から各種の流体を導入し、導入された流体は、矢印のようにフィルターエレメント２内に導入される際に濾過され、そして濾過後の流体は流体排出口５から排出される。
【０００６】
次にスクリーン３の洗浄は次のようになされる。流体内に混入しているスラッジ、その他の異物は、フィルターエレメント２に導入される際に、該フィルターエレメント２表面のスクリーン３で除去されるが、次第にスクリーン３表面にスラッジ等の異物が蓄積される。
【０００７】
この蓄積された異物は、流体の流れを止めることなく、自動的に洗浄し又は掻き落とされる。すなわち、掻き取り作業中、フィルターエレメント２は、その回転軸７をモータによって一定方向に回転され、スクレーパー（へら状の板）６により異物は自動的に掻き取られる。
【０００８】
従来の自動洗浄式ストレーナーは、前述のスクレーパーによるスクリーンの掻き取り方式の他に次のような洗浄手段が採用されている。先ず、ブラシによるスクリーンの掻き取り方式、濾材の逆側より流体を吹き付ける逆洗浄方式及びスクリーンに吸い込み口を当て流体の圧力差を利用してスクリーンの異物を吸い取って除去する方式、又はこれらの方式の組み合わせ等で構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の自動洗浄式ストレーナーのうち、スクレーパー又はブラシによるスクリーンの掻き取り方式については、スクリーンに食い込んだスラッジ等の異物の排除ができない課題が存した。
又、フィルターエレメントの逆側より流体を吹き付ける逆洗浄方式は、吹き付けの圧力、方向等により洗浄が均一にできないこと、及び流れを止める必要があること等の課題が存した。
又、スクリーンに吸い込み口を当て流体の圧力差を利用してスクリーンの異物を吸い取って除去する方式についても、吸い込みの圧力の強弱により全体を均一に洗浄することに難があった。
【００１０】
更に、前記それぞれの方式とも全て洗浄される篭状の濾材を回転させるか、又は、掻き取り・洗浄を行なうスクレーバー、ブラシ、洗浄ノズル、吸い込み口の何れかを回転させる必要があり、回転部からの流体の漏れ、回転体の磨耗による劣化等が顕著であった。そのため、回転機構については、定期的なメンテナンスが必要で内部を開放して点検することが必要であった。
【００１１】
更に又、従来の濾過方法として、スクレーバーによる掻き取り等は、フィルターエレメント表面のスクリーンを擦るため、スクリーンは、金属製ウェッジワイヤーか、パンチングした金属板から形成されており、布を含めた他の材質のスクリーンを利用できるフィルターエレメントの開発が望まれていた。
また、従来のスクリーンは、金属製ウェッジワイヤーをはじめとする金属製のスクリーンであるため、加工精度の問題で十数ミクロンのスラッジ等の濾過が限界であり、数ミクロンのスラッジ等の濾過が可能なスクリーンを有する自動洗浄式ストレーナーの開発が望まれていた。
【００１２】
本発明の目的は、かかる従来の課題を解決するためになされたもので、超音波振動子をフィルターエレメント内に設置し、超音波をフィルターエレメント内の流体に照射し、流体粒子に振動変位を起こさせ、その振動による物理的剥離力でフィルターエレメント内壁に付着するスラッジ、その他の異物等を剥離し、洗浄除去することのできる超音波式自動洗浄ストレーナーを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の目的達成のために次のような構成とされている。すなわち、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、ストレーナー本体に設けたフィルターエレメント内に超音波振動子を設置し、超音波発振器に接続する前記超音波振動子からの超音波を前記フィルターエレメント内の流体に照射し、前記フィルターエレメント内に導入された流体中に超音波を伝播し、流体粒子に振動変位を起こさせ、その振動による物理的剥離力で前記フィルターエレメント内壁に付着するスラッジ、その他の異物等を剥離し、洗浄除去することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、前記フィルターエレメント内に流体を導入して濾過作業継続中に前記超音波発振器を起動して超音波振動子から超音波を照射し、フィルターエレメントを洗浄することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、前記ストレーナー本体に流体導入口と流体排出口を設け、前記流体導入口と前記流体排出口に差圧スイッチを接続し、前記フィルターエレメント表面にスラッジその他の異物が付着して設定値以上の圧力差が生じたときに超音波発振器を起動して超音波振動子から超音波を照射すると同時にフィルターエレメントの底部に設けたスラッジ排出口を開口することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、前記超音波振動子を前記フィルターエレメント内の偏心位置に設置したことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、前記流体を前記ストレーナー本体の流体導入口から前記フィルターエレメントの円周方向に沿って導入したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、前記流体を前記フィルターエレメント内に導入した後、フィルターエレメント外に排出する際に濾過することを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、前記フィルターエレメントの表面濾材としてのスクリーンを金属製素材、プラスチックその他の合成樹脂製素材又は各種の布製素材から形成したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、上記のように構成されていることより、フィルターエレメント内に設置された超音波振動子からの超音波をフィルターエレメント内の流体に照射し、流体粒子に振動変位を起こさせ、その振動による物理的剥離力でフィルターエレメント内壁に付着するスラッジ、その他の異物等を剥離し、洗浄除去することができ、超音波振動子から発する超音波の振動効果により、フィルターエレメント表面を常に清浄に維持することが可能となる。
【００２１】
又、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーは、超音波による物理的剥離力を利用するものであるため、流体の濾過作業中、すなわち流れを止めることなく洗浄作業を行なうことができ、しかも、スクリーンに食い込んだスラッジ等の異物であっても排除することができ、スクリーン全体を均一に洗浄することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーを図に示される実施の形態について更に詳細に説明する。図１及び図２には本発明の一実施の形態に係る超音波式自動洗浄ストレーナー１０が示されている。この実施の形態の超音波式自動洗浄ストレーナー１０は、円筒状のストレーナー本体１１を備え、このストレーナー本体１１の上部には流体導入口１４が設けられ、下部には流体排出口１５が設けられている。
図２に示される実施の形態において、流体排出口１５がフィルターエレメント１２の円周方向に設けられているが、これに限定されることはなく、従来のようにフィルターエレメント１２の中心部方向に設けてもよい。
【００２３】
前記ストレーナー本体１１の内部には、篭状のフィルターエレメント１２が設置されており、このフィルターエレメント１２の内壁には、表面濾材としてのスクリーン１３が設けられている。このスクリーン１３は、金属製素材、プラスチックその他の合成樹脂製素材はもとより、各種の布製素材により形成することができる。このように本発明のスクリーン１３は、各種の布製素材より形成可能であるため、数ミクロンのスラッジ等の濾過が可能となる。
【００２４】
濾過する流体の種類（硫酸、塩酸等）により、金属製のスクリーン１３が使用できない場合があり、そのような場合に本発明は、布製のスクリーン１３が使用でき、利用範囲が広くなる。布製のスクリーン１３は、篭状体であるフィルターエレメント１２の内側に布を張り付けて形成される。この布製のスクリーン１３が利用できることで、濾過の精度は約１ミクロンまで高められる（従来は約２５ミクロンまで）。
【００２５】
又、使用する流体によっては、金属製ウェッジワイヤー、パンチングした金属板等からなる金属製スクリーン又は布製スクリーンが使用できない場合がある。そのような場合、金網を複数層積層（例えば５層）したスクリーンを使用するが、各層内の汚れ、ゴミ等は従来技術では除去できないが、本発明では超音波利用のため容易に除去することができる。
更に本発明では、スクリーンの材質を使用分野、使用流体等に応じて、金属製スクリーン、金網からなるスクリーン、プラスチック等の合成樹脂製スクリーン、布製スクリーンと適宜選択可能である。
【００２６】
前記ストレーナー本体１１に設けられたフィルターエレメント１２内の偏心位置には、超音波振動子１８が設置されている。この超音波振動子１８は、超音波発振器１９に接続され、超音波をフィルターエレメント１２内の流体に適宜照射可能とされている。
前記超音波振動子１８をフィルターエレメント１２内の偏心位置に設けたことにより、超音波振動子１８から照射される強力超音波は、フィルターエレメント１２内の流体中に伝播され、流体粒子に振動変位を起こさせて、この振動の作用でフィルターエレメント１２の表面スクリーン１３に付着し、蓄積されたスラッジ、その他の異物等を剥離し、洗浄除去することができる。
【００２７】
なお、超音波振動子１８をフィルターエレメント１２内の偏心位置ではなく、フィルターエレメント１２内の中心位置に設けた場合には、そこから照射された超音波によって発生する流体粒子の振動変位は、フィルターエレメント１２の内壁面及びその外側のストレーナー本体１１の内壁面に衝突して反射し、これらの反射された振動波は等距離にあるため、互いに干渉し合って相殺され、消去されてしまう。このため、スラッジ、その他の異物を効果的に剥離し、洗浄除去することができない。従って、超音波振動子１８は、フィルターエレメント１２内の偏心位置に設けることが望まれる。
【００２８】
前記流体導入口１４は、図２に示されるようにフィルターエレメント１２の円周方向に設けられており、濾過を必要とする流体は、矢印２０に示されるように、前記フィルターエレメント１２の円周方向に沿って導入されるため、流体の流れが一定方向に制御され、流体導入時に発生する乱流による水泡、気泡等は防止され、流体は泡立たない状態でフィルターエレメント１２内に導入され、そして外部に排出される際にスクリーン１３で濾過される。
【００２９】
このようにフィルターエレメント１２内の流体は、乱流による水泡、気泡等が発生していない泡立たない状態であるため、流体中に超音波の伝播が良好になされ、超音波が無駄なく流体の粒子に衝突し、超音波のエネルギーによって、流体粒子が振動変位して移動し、その振動波がフィルターエレメント１２の内壁面、すなわちスクリーン１３に衝突して、そこに付着し、蓄積しているスラッジ等を効果的に剥離し、洗浄除去することができる。
【００３０】
前記ストレーナー本体１１に設けられた前記流体導入口１４と前記流体排出口１５には、差圧スイッチ２１の検出部２２、２３がそれぞれ設けられ、前記フィルターエレメント１２表面のスクリーン１３にスラッジその他の異物が付着・蓄積して、設定値以上の圧力差が生じたときには、差圧スイッチ２１が作動し、それに接続された超音波発振器１９を起動して超音波振動子１８から超音波を照射し、フィルターエレメント１２表面のスクリーン１３を洗浄する。
【００３１】
そして、フィルターエレメント１２の底部に設けたスラッジ排出口１６を電動弁１７を介して開口し、剥離し洗浄したスラッジ等の異物をストレーナー本体１１の外に排出する。
フィルターエレメント１２表面のスクリーン１３の洗浄が完了すると、差圧スイッチ２１の検出部２２、２３は設定値以下の圧力差となり、超音波発振器１９を停止させると同時にスラッジ排出口１６を閉じる。
【００３２】
次に、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーの作動を以下に説明する。
濾過を必要とする各種の流体は、ストレーナー本体１１に設けられた流体導入口１４より、泡立たないようにフィルターエレメント１２の円周方向に沿ってフィルターエレメント１２内に導入される。そして、フィルターエレメント１２表面のスクリーン１３を通過して外部に排出される際に、スラッジその他の異物はスクリーン１３で濾過される。
【００３３】
この濾過作業を継続するとスクリーン１３には、スラッジ等の異物が次第に付着し、蓄積され、差圧スイッチ２１に設定値以上の圧力差が生じたときには、超音波発振器１９を起動して超音波振動子１８から超音波が照射され、フィルターエレメント１２表面のスクリーン１３が洗浄される。
そして、フィルターエレメント１２の底部に設けたスラッジ排出口１６を電動弁１７を介して開口し、剥離し洗浄したスラッジ等の異物をストレーナー本体１１の外に排出する。
【００３４】
フィルターエレメント１２表面のスクリーン１３の洗浄が完了すると、差圧スイッチ２１の検出部２２、２３は設定値以下の圧力差となり、超音波発振器１９を停止させると同時にスラッジ排出口１６を閉じて、スクリーン１３の洗浄が完了する。このスクリーン１３の洗浄中においても流体の濾過作業は休みなく継続されている。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーによれば、超音波振動子をフィルターエレメント内に設置し、強力超音波をフィルターエレメント内の流体に照射し、流体粒子に振動変位を起こさせ、その振動による物理的剥離力でフィルターエレメント内壁に付着するスラッジ、その他の異物等を剥離し、洗浄除去することができる。すなわち、超音波振動子から発する超音波の振動効果により、濾材であるフィルターエレメント表面を常に清浄に維持することが可能となる。
【００３６】
又、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーによれば、超音波による物理的剥離力を利用するものであるため、流体の濾過作業中、すなわち流体の流れを止めることなく洗浄作業を行なうことができ、しかも、スクリーンに食い込んだスラッジ等の異物であっても容易に排除することができ、スクリーン全体を均一に洗浄することができる。
又、洗浄されるフィルターエレメントを従来のように回転させる必要がなく、回転部からの流体の漏れ、回転体の磨耗による劣化等はなく、回転機構についての定期的なメンテナンスも必要がない。
【００３７】
又、本発明の超音波式自動洗浄ストレーナーによれば、超音波による物理的剥離力を利用するものであるため、スクリーンは、金属製ウェッジワイヤー、パンチングした金属板以外に各種の布を素材としたスクリーンが利用でき、従来のように、十数ミクロンのスラッジ等の濾過はもとより、数ミクロンのスラッジ等の濾過が可能となる。
また、濾過する流体の種類（硫酸、塩酸等）により、金属製のスクリーンが使用できない場合があり、そのような場合に本発明は、布製のスクリーンが使用でき、利用範囲が広くなる。
【００３８】
更に、使用する流体によっては、金属製ウェッジワイヤー、パンチングした金属板等の金属製スクリーン又は布製スクリーン等が使用できない場合がある。そのような場合には、金網を複数層積層（例えば５層）したスクリーンを使用するが、各層内の汚れ、ゴミ等は従来技術では除去できないが、本発明では容易に除去できる。
更に又、本発明では、スクリーンの材質を使用分野、使用流体等に応じて、金属製スクリーン、金網からなるスクリーン、プラスチック等の合成樹脂製スクリーン、布製スクリーンと適宜選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波式自動洗浄ストレーナーを示す縦断面図である。
【図２】図１に示される本発明の一実施の形態に係る超音波式自動洗浄ストレーナーの横断面図である。
【図３】従来の自動洗浄ストレーナーを示す平面図である。
【符号の説明】
１０　超音波式自動洗浄ストレーナー
１１　ストレーナー本体
１２　フィルターエレメント
１３　スクリーン
１４　流体導入口
１５　流体排出口
１６　スラッジ排出口
１７　電動弁
１８　超音波振動子
１９　超音波発振器
２０　矢印
２１　差圧スイッチ
２２、２３　検出器

Claims

ストレーナー本体に設けたフィルターエレメント内に超音波振動子を設置し、超音波発振器に接続する前記超音波振動子からの超音波を前記フィルターエレメント内の流体に照射し、前記フィルターエレメント内に導入された流体中に超音波を伝播し、流体粒子に振動変位を起こさせ、その振動による物理的剥離力で前記フィルターエレメント内壁に付着するスラッジ、その他の異物等を剥離し、洗浄除去することを特徴とする超音波式自動洗浄ストレーナー。
前記フィルターエレメント内に流体を導入して濾過作業継続中に前記超音波発振器を起動して超音波振動子から超音波を照射し、フィルターエレメントを洗浄することを特徴とする請求項１に記載の超音波式自動洗浄ストレーナー。
前記ストレーナー本体に流体導入口と流体排出口を設け、前記流体導入口と前記流体排出口に差圧スイッチを接続し、前記フィルターエレメント表面にスラッジその他の異物が付着して設定値以上の圧力差が生じたときに超音波発振器を起動して超音波振動子から超音波を照射すると同時にフィルターエレメントの底部に設けたスラッジ排出口を開口することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波式自動洗浄ストレーナー。
前記超音波振動子を前記フィルターエレメント内の偏心位置に設置したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の超音波式自動洗浄ストレーナー。
前記流体を前記ストレーナー本体の流体導入口から前記フィルターエレメントの円周方向に沿って導入したことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の超音波式自動洗浄ストレーナー。
前記流体を前記フィルターエレメント内に導入した後、フィルターエレメント外に排出する際に濾過することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の超音波式自動洗浄ストレーナー。
前記フィルターエレメントの表面濾材としてのスクリーンを金属製素材、プラスチックその他の合成樹脂製素材又は各種の布製素材から形成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波式自動洗浄ストレーナー。