JP2004188337A

JP2004188337A - Filter

Info

Publication number: JP2004188337A
Application number: JP2002360389A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Hashimoto; 康彦橋本; Masaru Tanaka; 勝田中; Ryusaburo Ono; 隆三郎大野; Noboru Watabe; 登渡部; Kunihisa Koide; 邦久小出
Original assignee: NIPPON FILTER KK
Current assignee: NIPPON FILTER KK
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP4138470B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter which can be compact and efficiently and economically filter raw water by improving the pump function and the filtration function. <P>SOLUTION: The filter 1 comprises a filter unit 2, an intermediate unit 6, and a pump unit 4. The intermediate unit 6 comprises a raw water supply path 64 for supplying raw water to the inside of the intermediate unit 6, a pump chamber 46 to which the raw water is supplied from the raw water supply path 64, and an impeller 52 installed in the pump chamber 46 and turning on the axis in the vertical direction, raw water elevating means 42, 68, 74, 80 by elevating the raw water sent from the pump chamber 46 by pressure by the rotation of the impeller 52 and making the raw water flowing into the filter unit 2, and a filtrate discharge path 86 for discharging the filtrate from the filter unit 2 to the outside of the intermediate unit 6. The pump unit 4 comprises rotating means 26, 36 for rotating the impeller 52. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はろ過機に係り、特に、電子部品や集積回路等をめっき処理するめっき液等の原水をろ過するろ過機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子部品や集積回路等をめっき処理するめっき液等の原水をろ過するろ過機については、原水がポンプで一旦ろ材に供給された後、この原水がろ材を通過することによってろ過処理が行われる形態が知られている。
このような従来のろ過機を図７により具体的に説明する。図７に示すように、従来のろ過機１００は、渦巻ポンプ１０２を備えたポンプユニット１０４と、フィルターユニット１０６と、ポンプユニット１０４とフィルターユニット１０６との間に設けられた中間ユニット１０７と、を有する。
ポンプユニット１０４においては、渦巻ポンプ１０２が、この駆動軸１０８が水平方向に延びるように基台１１０に配置されている。また、渦巻ポンプ１０２の渦室（図示せず）の周方向延長上には、垂直方向上方に向けられた吐出口１１２が設けられている。
一方、フィルターユニット１０６は、ポンプユニット１０４から中間ユニット１０７を介してフィルターユニット１０６に圧送された原水をろ過するろ材１１６を備えたろ過室１１８と、を有する。
さらに、中間ユニット１０７は、例えば、ポンプユニット１０４の渦巻ポンプ１０２の吐出口１１２と連通する配管又はホース等の連結手段１２０が設けられている。
このように構成された従来のろ過機１００では、ポンプユニット１０４が作動すると、原水がポンプユニット１０４から連結手段１２０を経てまず中間ユニット１０７に圧送され、つぎにフィルターユニット１０６のろ過室１２０に送られ、ろ材１１６によってろ過されるようになっている。
本願発明は、このような公知・公用の技術をもとに開発されたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のろ過機１００においては、上述したように、ポンプユニット１０４及びフィルターユニット１０６が別の構造体であり、この両者を機能させるためには、両者間に上述したような連結手段１２０等のさらなる別の手段を設けなければならない。このため、ろ過機１００の全体に要するスペースも大きくなり、装置の小型化が図れないという問題がある。
また、従来のろ過機１００においては、ろ過機１００の全体に要するスペースが大きい分、ろ過機１００の作動中にろ過機１００内を流動する原水量も増えるため、例えば原水が高価なめっき液や化学薬品等では、原水使用量が増加し不経済である。
さらに、従来のろ過機１００においては、原水が配管又はホース等の連結手段１２０から中間ユニット１０７を経てフィルターユニット１０６に流入する流入口１２２が１箇所となる。このため、フィルターユニット１０６内のろ材１１６のろ過面全体に原水が均一に供給されず、この流入口１２２付近に原水を整流するバッフル板等を設けることによってろ過室１１８内の原水の分散効果を高めたとしても均一なろ過作用が得られないという問題がある。
また、一般に、ポンプの吸上運転では、通常、ポンプ運転前にポンプ室内に予め原水を供給する呼水操作が行われる。従来のろ過機１００のポンプユニット１０４においては、渦巻ポンプ１０２が、この駆動軸１０８が水平方向に延びるように基台１１０に配置され、渦室（図示せず）の周方向延長上には垂直方向上方に向けられた吐出口１１２が設けられているため、ポンプ運転前の呼水操作時にポンプ室内の空気が完全に脱気されずに残存してしまう。このことによって、従来のろ過機１００では、ポンプ運転直後もポンプ室内に残存した空気の除去に時間を要し、ろ過室１１８内にも微細気泡が発生する。このため、従来のろ過機１００では、ポンプ効率やろ過効率を向上させるには限界があり、ポンプユニット１０４の渦巻ポンプ１０２の配置等にも多くの問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、ろ過機を小型化させると共に、ろ過機のポンプ機能及びろ過機能を向上させて、原水を効率よく経済的にろ過することができるろ過機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、原水をろ過するろ過部と、原水をろ過部に圧送し、このろ過部でろ過したろ液をろ過部外部へ送出する圧送部と、この圧送部を作動させる作動部と、を有するろ過機であって、圧送部は、この圧送部の内部へ原水を供給する原水供給路と、この原水供給路から原水が供給される圧送室と、この圧送室内に設けられ、垂直方向軸線まわりに回転するインペラーと、このインペラーの回転によって圧送室から圧送された原水を上昇させてこのろ過部へ流入させる原水上昇手段と、このろ過部からろ液を圧送部の外部へ送出するろ液送出路と、を有し、作動部は、インペラーを回転させる回転駆動手段を有することを特徴としている。
【０００６】
また、本発明において、好ましくは、原水上昇手段は、ろ過部の複数の軸対称位置において原水を流入させる。
さらに、本発明において、好ましくは、回転駆動手段は、インペラーに回転力を磁気的に伝達する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図６を参照して本発明のろ過機の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるろ過機を示す全体概略断面図である。なお、以下に示す図１ないし図６中の実線矢印は、本発明の一実施形態によるろ過機内を流れる液体の流れ方向を示し、図２中の点線矢印は、本発明の一実施形態によるろ過機の呼水操作における脱気処理時の気体の流れ方向を示している。
この図１に示すように、本発明の一実施形態によるろ過機１は、フィルターユニット２と、ポンプユニット４と、これらフィルターユニット２とポンプユニット４との間に設けられ、合成樹脂等で作られた中間ユニット６（詳細は後述する）と、を備えている。
フィルターユニット２は、中間ユニット６上に固定配置されたシリンダー８と、このシリンダー８に取り付けられた蓋１０と、を有する。これらのフィルターユニット２の各構成部品は、合成樹脂等で作られている。
また、これら中間ユニット６、シリンダー８及び蓋１０は、中間ユニット６側から供給される原水を収容するろ過室１２を形成し、このろ過室１２には、原水をろ過する円筒状のろ材１４と、ろ材１４を案内するカートリッジガイド１６と、ろ材１４及びカートリッジガイド１６を固定するカートリッジナット１８とが設けられている。
【０００８】
ポンプユニット４は、このポンプユニット４の基台を含む下カバー２０と、この下カバー２０上に取り付けられた上カバー２２と、を有し、これらの上下カバー２０，２２が、チャンバー２４を形成するようになっている。これらの上下カバー２０，２２は、合成樹脂等で作られている。
また、チャンバー２４内には、駆動モータ２６が、このモータ２６の駆動軸２６ａ，２６ｂが上下垂直方向に延びるように固定配置されている。駆動モータ２６の下駆動軸２６ａは、合成樹脂等で作られた冷却ファン２８を備えている。この冷却ファン２８がチャンバー２４内で回転することによって、下カバー２０の底面に設けられた複数の冷却風流入口３０からチャンバー２４内に風が流入し、上カバー２２の上部に設けられた冷却風流出口３２から抜けるようになっている。このことによって、駆動モータ２６の作動等によってチャンバー２４内で発生した熱が冷却されるようになっている。
一方、駆動モータ２６の上駆動軸２６ｂは、その先端が、上カバー２２の上部に形成され且つ上方に開口した円筒状の凹部３４の下面付近まで延びている。また、この上駆動軸２６ｂの先端部分には、駆動回転体３６が固定して取付けられ、この駆動回転体３６は、アルミニウム等の材料からなる円筒体の中にマグネット３８を備えた構造となっている。この駆動回転体３６は、駆動モータ２６が作動すると上駆動軸２６ｂと共に回転するようになっている。
【０００９】
つぎに、図２は、図１に示した本発明の一実施形態によるろ過機１の中間ユニット６部分の部分拡大断面図である。この図２に示すように、上カバー凹部３４のフランジ部分４０には、合成樹脂等で作られたケーシング４２（詳細は後述する）がＯリング４４を介して固定して取り付けられ、このケーシング４２と上カバー凹部３４によってポンプ室４６が形成されている。
【００１０】
つぎに、図３及び図４は、本発明の一実施形態によるろ過機１の中間ユニット６の上面図及び底面図である。また、図５は、図２に示す本発明の一実施形態によるろ過機１の中間ユニット６部分を斜め上から見た分解斜視図である。さらに、図６は、ケーシング４２の底面斜視図である。
これら図３ないし図６により、本発明の一実施形態によるろ過機１の中間ユニット６及びポンプ室４６の内部構造等を詳細に説明する。ここで、図４ないし図６中の矢印Ａは、本発明の一実施形態によるろ過機１の中間ユニット６とケーシング４２を取り付けたときの両者の対応した位置を示している。
【００１１】
ポンプ室４６内には、ポンプ室４６の中心軸線４８と同一の中心軸線を有する固定軸５０が配置されている。この固定軸５０には、合成樹脂等で作られたインペラー５２がスラストリング５４及び軸受５６を介して固定軸５０まわりに回転可能に取り付けられている。これら固定軸５０、スラストリング５４及び軸受５６の材料については、耐食性、耐摩耗性に優れたセラミック素材等が好ましい。特に、軸受５６の材料については、セラミック素材よりも安価な、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂にカーボンファイバーを添加した材料を使用してもよい。
また、インペラー５２は、駆動回転体３６のマグネット３８の磁気に引き寄せられるマグネット５８を内部に備え、ポンプ室４６の底面を介して駆動回転体３６に磁気的に結合し、駆動回転体３６が回転すると共に固定軸５０回りに回転するようになっている。
上述したように、インペラー５２の構造は、回転力が駆動回転体３６によって磁気的に伝達される構造となっているがこの構造に限定されず、例えば、駆動モータ２６の駆動軸２６ｂをポンプ室４６内まで延長させて、このポンプ室４６内の駆動軸２６ｂにインペラー５２を直接固定し、ポンプ室４６及び駆動軸２６ｂの軸封部にメカニカルシール等を備えた構造にしてもよい。
【００１２】
インペラー５２の上面６０には、少なくとも４つ以上の複数の羽根６２が設けられ、これら複数の各羽根６２の外端部分６４には、インペラー上面６０に対してテーパ角度αが、好ましくは、約１３０°〜約１４０°、最も好ましくは、約１３５°となるようにテーパが付けられていてもよい。
インペラー５２はポンプ室４６内に収容され、このインペラー５２の上方には、上カバー凹部３４のフランジ部分４０に取り付けられたＯリング４４を介してケーシング４２が取り付けられている。このケーシング４２及び上カバー凹部３４のフランジ部分４０には、中間ユニット６がＯリング４４を介して固定して取り付けられている。
なお、本実施形態によるろ過機１のインペラー５２については、インペラーの一例として図５に示したタイプのオープンインペラーをろ過機１に適用した場合について説明したが、このオープンインペラーに限定されず、ろ過機１の要求される圧送能力に応じて、例えば、クローズドインペラー等の他のタイプのインペラーを適用してもよい。
【００１３】
さらに、ケーシング４２の構造について詳細に説明する。ケーシング４２は少なくとも３つ以上の複数のポンプ室流入口６６を備え、このポンプ室流入口６６では、ろ過機１の外部に設置された、原水を収容する原水槽（図示せず）から原水供給配管（図示せず）等を経て中間ユニット６の原水供給路６４に供給された原水がポンプ室４６内に流入するようになっている。
ケーシング４２の底面には、ケーシング４２の円周方向に沿って垂直方向上方に傾斜した渦室６８が形成されている。この渦室６８は、ポンプ室４６内の原水がインペラー５２が回転することによって渦室６８内に流入する渦室流入口７０と、この渦室流入口７０から流入して渦室６８内を流れた原水が渦室６８の外部へ流出する渦室流出口７２と、を備えている。
また、渦室６８の外径は、ポンプ室４６の直径にほぼ等しくなっており、渦室６８内に沿った渦室流入口７０から渦室流出口７２までの距離は、ほぼ渦室６８の外径の一円弧に相当するようになっている。
【００１４】
つぎに、中間ユニット６の構造について詳細に説明する。中間ユニット６は、原水供給路６４を備え、この原水供給路６４は、ケーシング４２に設けられたポンプ室流入口６６に接続されている。ポンプユニット４が作動すると、原水がこの原水供給路６４を通り、ポンプ室流入口６６からポンプ室４６内に供給されるようになっている。
また、中間ユニット６は、整流室７４を備えている。原水供給路６４からポンプ室流入口６６を通ってポンプ室４６内に供給された原水は、ポンプ室４６のインペラー５２の回転によって、ケーシング４２の底面に設けられた渦室６８の中を渦室流入口７０から渦室流出口７２に向かって流れ、整流室７４に送られるようになっている。
【００１５】
中間ユニット６の上面には、フィルターユニット２のシリンダー８を固定支持するための外側突起７６と、ろ材１４を固定支持するための内側突起７８と、が設けられ、中間ユニット６の上面におけるこれら外側突起７６と内側突起７８との間、すなわち、整流室７４の上面には、少なくとも４つ以上の複数のろ過室流入口８０が中間ユニット６の中心軸線４８に対して軸対称に設けられている。
ポンプ室４６内の原水は、ケーシング４２の渦室６８から整流室７４を経て整流されるようになっている。そして、整流室７４の整流された原水は、整流室７４の上面に設けられた複数のろ過室流入口８０からろ過室１２内に流入し、ろ過室１２に設けられたろ材１４の外周面に均一に送られるようになっている。このろ材１４に均一に送られた原水は、ろ材１４を通過してろ過されるようになっている。
【００１６】
さらに、中間ユニット６は、ろ液送出路８６を原水供給路６４に並列して配置し、このろ液送出路８６は、中間ユニット６の上面の内側突起７８とカートリッジガイド支持部８４との間に設けられたろ液送出口８２に接続されている。ろ過室１２内で原水をろ過したろ液は、ろ液送出口８２からろ液送出路８６を流れてろ過機１の外部へ送出されるようになっている。
また、中間ユニット６上面の外側突起７６と内側突起７８との間にある原水供給路６４の上面には、呼水孔８８が設けられている。この呼水孔８８は、原水供給路６４とろ過室１２をバイパスし、原水供給路６４及ポンプ室４６の中に残存する空気をこの呼水孔８８からろ過室１２を通じて、ろ過機１の外部に排出するようになっている。
ここで、呼水孔８８の直径については、好ましくは、約１．０ｍｍ〜約１０．０ｍｍ、最も好ましくは、約４．０ｍｍであり、原水供給路６４及ポンプ室４６の中に残存する空気を効率よく脱気することができる程度の大きさが好ましい。さらに、この呼水孔８８には、原水供給路６４とろ過室１２をバイパスすることによるポンプ効率低下を防止するため、ポンプユニット４が停止時には開放され、ポンプユニット４が作動時には閉鎖される弁体（図示せず）が設けられる構造が好ましい。
【００１７】
つぎに、上述した本発明の一実施形態によるろ過機１の動作を説明する。
まず、ろ過機１の作動の前段階として呼水操作が行われる。具体的には、ろ過機１が原水槽（図示せず）の上方に設置される吸い上げ運転時では、はじめに蓋１０が取り外され、原水がろ過室１２の上方からろ過室１２内に供給される。ろ過室１２内に供給された原水は、ろ過室流入口８０から整流室７４、渦室流出口７２、渦室流入口７０を経てポンプ室４６内へ流入する。
ポンプ室４６内へ流入した原水は、ポンプ室４６内で満たされた後、ポンプ流入口６６から原水供給路６４へ流入する。この時、ポンプ室４６内の気体は、渦室流入口７０から渦室流出口７２、整流室７４、ろ過室流入口８０を経てろ過室１２へ脱気される。
【００１８】
つぎに、原水供給路６４と原水供給配管（図示せず）内の気体は、ろ過室１２内へバイパスされる呼水孔８８から脱気されることにより、ポンプ流入口６６から原水供給路６４へ流入した原水は原水供給配管（図示せず）内へ流入する。ここで、呼水孔８８については、原水供給路６４及び原水供給配管（図示せず）内の気体が十分に脱気されてポンプの正常な運転が行えるようにポンプユニット４が作動されるまで開口したままの状態にするのがよい。
このようにして、ポンプ室４６内、原水供給路６４及び原水供給配管（図示せず）内の気体が脱気され、これらの部分に原水が満たされ、最終的にはろ過機１の内部のすべての部分に原水が満たされて、ろ過機１の内部全体の脱気処理が行われる。
【００１９】
このような呼水操作が完了すると、ポンプユニット４が作動される。具体的には、ポンプユニット４のチャンバー２４内の駆動モータ２６が作動し、駆動モータ２６の上下駆動軸２６ａ，２６ｂにそれぞれ取り付けられた冷却ファン２８及び駆動回転体３６が回転する。
駆動回転体３６が回転すると、インペラー５２のマグネット５８が駆動回転体３６のマグネット３８の磁気に引き寄せられて、ポンプ室４６内のインペラー５２が駆動回転体３６の回転に従動して回転する。このインペラー５２の回転によって、原水供給路６４からポンプ室流入口６６を経てポンプ室４６内にさらなる原水が供給される。これと同時に、ポンプ室４６内に収容されている原水は、ケーシング４２の渦室流入口６６から渦室６８内に流入し、渦室６８内を流れつつ渦室流出口７２に向かって上昇する。この渦室６８内を流れつつ上昇する原水は、渦室流出口７２を出て整流室７４へ流れ、整流された原水となる。
整流室７４内の整流された原水は、整流室７４の上面に設けられた複数のろ過室流入口８０からろ過室１２内に分散して均一に流入し、ろ過室１２に設けられたろ材１４の外周面に均一に送られ、ろ材１４を通過してろ過される。
ろ過室１２内で原水をろ過したろ液は、ろ液送出口８２からろ液送出路８６を流れてろ過機１の外部へ送出される。
【００２０】
上述したように、従来のろ過機１００は、ポンプユニット１０４の渦巻ポンプ１０２が、その駆動軸１０８が水平方向に延びるように配置され、ポンプユニット１０４とフィルターユニット１０６との間を管等の連結手段１２０が連通した構造である。
これに対し、本発明の一実施形態によるろ過機１によれば、ポンプユニット４の駆動モータ２６が、その駆動軸２６ａ，２６ｂが垂直方向延びるように中間ユニット６の下部に縦置きに配置されている。このため、原水及びろ液が流れるろ過機１の内部スペースを小さくして、ろ過機１の内部全体を流れる液量を減少させることにより、使用する原水量を低減させると共に、全体に要するスペースを減少させることができ、例えば従来のろ過機１と比較して設置面積を約７０％減少させることができる。
また、本発明の一実施形態によるろ過機１によれば、中間ユニット６の原水供給路６４に呼水孔８８を設けたことにより、呼水操作時にポンプ室４６内等に残存する空気量を低減させ、ろ過室１２への微細気泡の発生量を低減させると共に、ポンプユニット４の正常運転までに要する時間を短縮させることができる。
さらに、本発明の一実施形態によるろ過機１によれば、整流室７４の上面に複数のろ過室流入口８０を軸対称に配置させたことにより、ろ過室１２内におけるろ過作用の均一性を向上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のろ過機によれば、ろ過機を小型化させると共に、ろ過機のポンプ機能及びろ過機能を向上させて、原水を効率よく経済的にろ過することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるろ過機の一部破断した概略図である。
【図２】図１に示す本発明の一実施形態によるろ過機の中間ユニット部分の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるろ過機の中間ユニットの上面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるろ過機の中間ユニットの底面図である。
【図５】図２に示す本発明の一実施形態によるろ過機の中間ユニット部分を斜め上から見た分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるろ過機のケーシングの底面斜視図である。
【図７】従来のろ過機の一部破断した概略図である。
【符号の説明】
１ろ過機
２フィルターユニット
４ポンプユニット
６中間ユニット
８シリンダー
１０蓋
１２ろ過室
１４ろ材
１６カートリッジガイド
１８カートリッジナット
２０下カバー
２２上カバー
２４チャンバー
２６駆動モータ
２６ａ駆動モータ下駆動軸
２６ｂ駆動モータ上駆動軸
２８冷却ファン
３０冷却風流入口
３２冷却風流出口
３４上カバー凹部
３６駆動回転体
３８，５８マグネット
４０フランジ
４２ケーシング
４４Ｏリング
４６ポンプ室
４８中間ユニット６、ポンプ室４６又は固定軸５０の中心軸線
５０固定軸
５２インペラー
５４スラストリング
５６軸受
６０インペラー上面
６２羽根
６４原水供給路
６６ポンプ室流入口
６８渦室
７０渦室流入口
７２渦室流出口
７４整流室
７６外側突起
７８内側突起
８０ろ過室流入口
８２ろ液送出口
８４カートリッジガイド支持部
８６ろ液送出路
８８呼水孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a filter, and more particularly, to a filter for filtering raw water such as a plating solution for plating an electronic component or an integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, regarding a filter for filtering raw water such as a plating solution for plating an electronic component or an integrated circuit, etc., the raw water is once supplied to a filter medium by a pump, and then the raw water passes through the filter medium. The manner in which it is performed is known.
Such a conventional filter is described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 7, a conventional filter 100 includes a pump unit 104 having a centrifugal pump 102, a filter unit 106, and an intermediate unit 107 provided between the pump unit 104 and the filter unit 106. Have.
In the pump unit 104, the volute pump 102 is disposed on a base 110 such that the drive shaft 108 extends in the horizontal direction. Further, a discharge port 112 that is directed vertically upward is provided on a circumferential extension of a vortex chamber (not shown) of the vortex pump 102.
On the other hand, the filter unit 106 has a filtration chamber 118 provided with a filter medium 116 for filtering raw water pumped from the pump unit 104 to the filter unit 106 via the intermediate unit 107.
Further, the intermediate unit 107 is provided with a connection means 120 such as a pipe or a hose that communicates with the discharge port 112 of the volute pump 102 of the pump unit 104, for example.
In the conventional filter 100 configured as described above, when the pump unit 104 operates, the raw water is first pressure-fed from the pump unit 104 to the intermediate unit 107 via the connecting means 120 and then to the filtration chamber 120 of the filter unit 106. And is filtered by a filter medium 116.
The present invention has been developed on the basis of such known and publicly-used technologies.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional filter 100, as described above, the pump unit 104 and the filter unit 106 are separate structures. Another means must be provided. For this reason, there is a problem that the space required for the entire filter 100 becomes large and the size of the apparatus cannot be reduced.
Further, in the conventional filter 100, since the space required for the entire filter 100 is large, the amount of raw water flowing in the filter 100 during the operation of the filter 100 increases, so that for example, the raw water is expensive plating solution or For chemicals, etc., the amount of raw water used increases, which is uneconomical.
Further, in the conventional filter 100, the inlet 122 through which the raw water flows from the connecting means 120 such as a pipe or a hose into the filter unit 106 via the intermediate unit 107 is provided at one location. For this reason, the raw water is not uniformly supplied to the entire filtering surface of the filter medium 116 in the filter unit 106, and a baffle plate or the like for rectifying the raw water is provided in the vicinity of the inlet 122 to reduce the effect of dispersing the raw water in the filtration chamber 118. There is a problem that a uniform filtering action cannot be obtained even if the height is increased.
In addition, in general, in the suction operation of the pump, a priming operation for supplying raw water into the pump chamber in advance is usually performed before the pump operation. In the pump unit 104 of the conventional filter 100, the centrifugal pump 102 is disposed on the base 110 such that the drive shaft 108 extends in the horizontal direction, and is vertically disposed on the circumferential extension of the vortex chamber (not shown). Since the discharge port 112 directed upward in the direction is provided, the air in the pump chamber remains without being completely degassed during the priming operation before the pump operation. As a result, in the conventional filter 100, it takes time to remove air remaining in the pump chamber immediately after the operation of the pump, and fine bubbles are also generated in the filter chamber 118. Therefore, in the conventional filter 100, there is a limit in improving the pump efficiency and the filtration efficiency, and there are many problems in the arrangement of the volute pump 102 of the pump unit 104, and the like.
[0004]
Then, this invention is made in order to solve the problem of the above-mentioned prior art, reduces the size of the filter, improves the pump function and the filter function of the filter, and efficiently and economically converts the raw water. It is an object of the present invention to provide a filter capable of performing filtration.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a filtration unit for filtering raw water, a pressure feeding unit for pumping raw water to the filtration unit, and sending a filtrate filtered by the filtration unit to the outside of the filtration unit. An actuating section for operating the section, wherein the pumping section comprises: a raw water supply path for supplying raw water to the inside of the pumping section; a pumping chamber to which raw water is supplied from the raw water supply path; An impeller that is provided in the pumping chamber and rotates about a vertical axis, a raw water raising means that raises raw water pumped from the pumping chamber by the rotation of the impeller and flows the raw water into the filtration unit, and a filtrate from the filtration unit. And a filtrate delivery path for delivering to the outside of the pumping section, and the operating section has a rotation driving means for rotating the impeller.
[0006]
Further, in the present invention, preferably, the raw water raising means causes the raw water to flow at a plurality of axially symmetric positions of the filtration unit.
Further, in the present invention, preferably, the rotation driving means magnetically transmits the rotation force to the impeller.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the filter of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an overall schematic sectional view showing a filter according to an embodiment of the present invention. 1 to 6 indicate the flow direction of the liquid flowing through the filter according to the embodiment of the present invention, and the dotted arrows in FIG. 2 indicate the filtration direction according to the embodiment of the present invention. The direction of gas flow at the time of deaeration processing in the priming operation of the machine is shown.
As shown in FIG. 1, a filter 1 according to one embodiment of the present invention is provided with a filter unit 2, a pump unit 4, and a filter unit 2 and a pump unit 4, which are made of synthetic resin or the like. Intermediate unit 6 (details will be described later).
The filter unit 2 has a cylinder 8 fixedly arranged on the intermediate unit 6 and a lid 10 attached to the cylinder 8. Each component of the filter unit 2 is made of a synthetic resin or the like.
The intermediate unit 6, the cylinder 8 and the lid 10 form a filtration chamber 12 for storing raw water supplied from the intermediate unit 6 side. The filtration chamber 12 has a cylindrical filter medium 14 for filtering raw water. And a cartridge guide 16 for guiding the filter medium 14 and a cartridge nut 18 for fixing the filter medium 14 and the cartridge guide 16.
[0008]
The pump unit 4 includes a lower cover 20 including a base of the pump unit 4 and an upper cover 22 mounted on the lower cover 20. The upper and lower covers 20, 22 form a chamber 24. It is supposed to. These upper and lower covers 20, 22 are made of synthetic resin or the like.
In the chamber 24, a drive motor 26 is fixedly arranged such that drive shafts 26a and 26b of the motor 26 extend vertically and vertically. The lower drive shaft 26a of the drive motor 26 includes a cooling fan 28 made of synthetic resin or the like. When the cooling fan 28 rotates in the chamber 24, air flows into the chamber 24 from a plurality of cooling air inlets 30 provided on the bottom surface of the lower cover 20, and the cooling air flow provided on the upper part of the upper cover 22. An exit 32 is provided. Thus, the heat generated in the chamber 24 by the operation of the drive motor 26 or the like is cooled.
On the other hand, the top end of the upper drive shaft 26b of the drive motor 26 is formed near the lower surface of the cylindrical recess 34 formed at the upper part of the upper cover 22 and opened upward. A drive rotating body 36 is fixedly attached to the tip of the upper drive shaft 26b, and has a structure in which a magnet 38 is provided in a cylindrical body made of a material such as aluminum. ing. The drive rotating body 36 rotates together with the upper drive shaft 26b when the drive motor 26 operates.
[0009]
Next, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the intermediate unit 6 of the filter 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. As shown in FIG. 2, a casing 42 (to be described in detail later) made of a synthetic resin or the like is fixedly attached to a flange portion 40 of the upper cover concave portion 34 via an O-ring 44. And the upper cover recess 34 form a pump chamber 46.
[0010]
3 and 4 are a top view and a bottom view of the intermediate unit 6 of the filter 1 according to one embodiment of the present invention. FIG. 5 is an exploded perspective view of the intermediate unit 6 of the filter 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 as viewed obliquely from above. FIG. 6 is a bottom perspective view of the casing 42.
3 to 6, the internal structure of the intermediate unit 6 and the pump chamber 46 of the filter 1 according to one embodiment of the present invention will be described in detail. Here, an arrow A in FIGS. 4 to 6 indicates a corresponding position between the intermediate unit 6 and the casing 42 of the filter 1 according to the embodiment of the present invention when the casing 42 is attached.
[0011]
A fixed shaft 50 having the same central axis as the central axis 48 of the pump chamber 46 is arranged in the pump chamber 46. An impeller 52 made of a synthetic resin or the like is rotatably mounted on the fixed shaft 50 around the fixed shaft 50 via a thrust ring 54 and a bearing 56. As the material of the fixed shaft 50, the thrust ring 54 and the bearing 56, a ceramic material or the like having excellent corrosion resistance and wear resistance is preferable. In particular, as the material of the bearing 56, a material obtained by adding carbon fiber to a fluororesin such as tetrafluoroethylene, which is less expensive than a ceramic material, may be used.
The impeller 52 has a magnet 58 inside which is attracted to the magnet 38 of the driving rotator 36 and is magnetically coupled to the driving rotator 36 through the bottom surface of the pump chamber 46, and the driving rotator 36 rotates. And rotate around the fixed shaft 50.
As described above, the structure of the impeller 52 is a structure in which the rotational force is magnetically transmitted by the driving rotator 36, but is not limited to this structure. For example, the driving shaft 26b of the driving motor 26 is connected to the pump chamber. The impeller 52 may be directly fixed to the drive shaft 26 b in the pump chamber 46 by extending the inside of the pump chamber 46, and a mechanical seal or the like may be provided in a shaft sealing portion of the pump chamber 46 and the drive shaft 26 b.
[0012]
At least four or more blades 62 are provided on the upper surface 60 of the impeller 52, and an outer end portion 64 of each of the plurality of blades 62 has a taper angle α with respect to the impeller upper surface 60, preferably about It may be tapered from 130 ° to about 140 °, most preferably about 135 °.
The impeller 52 is accommodated in the pump chamber 46, and the casing 42 is attached above the impeller 52 via an O-ring 44 attached to the flange portion 40 of the upper cover recess 34. The intermediate unit 6 is fixedly attached to the casing 42 and the flange portion 40 of the upper cover recess 34 via an O-ring 44.
The impeller 52 of the filter 1 according to the present embodiment has been described as an example in which an open impeller of the type shown in FIG. 5 is applied to the filter 1 as an example of an impeller. Depending on the required pumping capacity of the machine 1, for example, other types of impellers such as a closed impeller may be applied.
[0013]
Further, the structure of the casing 42 will be described in detail. The casing 42 has at least three or more pump chamber inlets 66. At the pump chamber inlet 66, raw water is supplied from a raw water tank (not shown) which is provided outside the filter 1 and stores raw water. Raw water supplied to the raw water supply path 64 of the intermediate unit 6 via a pipe (not shown) or the like flows into the pump chamber 46.
On the bottom surface of the casing 42, a vortex chamber 68 that is inclined upward in the vertical direction along the circumferential direction of the casing 42 is formed. The vortex chamber 68 has a vortex chamber inlet 70 into which the raw water in the pump chamber 46 flows into the vortex chamber 68 due to the rotation of the impeller 52, and flows through the vortex chamber 68 through the vortex chamber inlet 70. And a vortex chamber outlet 72 through which the raw water flows out of the vortex chamber 68.
The outer diameter of the vortex chamber 68 is substantially equal to the diameter of the pump chamber 46, and the distance from the vortex chamber inlet 70 to the vortex chamber outlet 72 along the inside of the vortex chamber 68 is substantially equal to that of the vortex chamber 68. It corresponds to one circular arc of the outer diameter.
[0014]
Next, the structure of the intermediate unit 6 will be described in detail. The intermediate unit 6 includes a raw water supply path 64, and the raw water supply path 64 is connected to a pump room inlet 66 provided in the casing 42. When the pump unit 4 is operated, the raw water passes through the raw water supply path 64 and is supplied into the pump chamber 46 from the pump room inlet 66.
Further, the intermediate unit 6 includes a rectification chamber 74. The raw water supplied into the pump chamber 46 from the raw water supply passage 64 through the pump chamber inlet 66 passes through the vortex chamber 68 provided on the bottom surface of the casing 42 by the rotation of the impeller 52 of the pump chamber 46. The water flows from the inlet 70 toward the vortex chamber outlet 72 and is sent to the rectifying chamber 74.
[0015]
An outer protrusion 76 for fixing and supporting the cylinder 8 of the filter unit 2 and an inner protrusion 78 for fixing and supporting the filter medium 14 are provided on the upper surface of the intermediate unit 6. Between the projection 76 and the inner projection 78, that is, on the upper surface of the rectification chamber 74, at least four or more plural filtration chamber inflow ports 80 are provided axially symmetrically with respect to the central axis 48 of the intermediate unit 6. .
The raw water in the pump chamber 46 is rectified from the vortex chamber 68 of the casing 42 via the rectification chamber 74. The rectified raw water in the rectification chamber 74 flows into the filtration chamber 12 from the plurality of filtration chamber inlets 80 provided on the upper surface of the rectification chamber 74, and flows on the outer peripheral surface of the filter medium 14 provided in the filtration chamber 12. It is sent evenly. The raw water uniformly sent to the filter medium 14 passes through the filter medium 14 and is filtered.
[0016]
Further, in the intermediate unit 6, the filtrate delivery path 86 is disposed in parallel with the raw water supply path 64, and the filtrate delivery path 86 is provided between the inner projection 78 on the upper surface of the intermediate unit 6 and the cartridge guide support 84. Is connected to a filtrate sending port 82 provided at The filtrate obtained by filtering the raw water in the filtration chamber 12 flows through the filtrate delivery path 86 from the filtrate delivery port 82 and is delivered to the outside of the filter 1.
A priming hole 88 is provided on the upper surface of the raw water supply passage 64 between the outer projection 76 and the inner projection 78 on the upper surface of the intermediate unit 6. The priming hole 88 bypasses the raw water supply passage 64 and the filtration chamber 12, and removes air remaining in the raw water supply passage 64 and the pump chamber 46 from the priming hole 88 through the filtration chamber 12 to the outside of the filter 1. It is designed to be discharged.
Here, the diameter of the priming hole 88 is preferably about 1.0 mm to about 10.0 mm, most preferably about 4.0 mm, and the air remaining in the raw water supply path 64 and the pump chamber 46 is Is preferably large enough to allow efficient degassing. Further, the priming hole 88 is opened when the pump unit 4 is stopped and closed when the pump unit 4 is operated, in order to prevent a decrease in pump efficiency due to bypassing the raw water supply passage 64 and the filtration chamber 12. A structure provided with a body (not shown) is preferred.
[0017]
Next, the operation of the filter 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
First, a priming operation is performed as a stage before the operation of the filter 1. Specifically, during the suction operation in which the filter 1 is installed above a raw water tank (not shown), the lid 10 is first removed, and the raw water is supplied into the filtration chamber 12 from above the filtration chamber 12. . The raw water supplied into the filtration chamber 12 flows into the pump chamber 46 from the filtration chamber inlet 80 through the rectification chamber 74, the vortex chamber outlet 72, and the vortex chamber inlet 70.
The raw water flowing into the pump chamber 46 is filled in the pump chamber 46, and then flows into the raw water supply path 64 from the pump inlet 66. At this time, the gas in the pump chamber 46 is degassed from the vortex chamber inlet 70 to the filtration chamber 12 via the vortex chamber outlet 72, the rectification chamber 74, and the filtration chamber inlet 80.
[0018]
Next, the gas in the raw water supply passage 64 and the raw water supply pipe (not shown) is degassed from a priming hole 88 bypassed into the filtration chamber 12, so that the raw water supply passage 64 passes through the pump inlet 66. The raw water flowing into the raw water flows into a raw water supply pipe (not shown). Here, regarding the priming hole 88, until the gas in the raw water supply path 64 and the raw water supply pipe (not shown) is sufficiently degassed and the pump unit 4 is operated so that the pump can operate normally. It is better to leave it open.
In this way, the gas in the pump chamber 46, the raw water supply path 64, and the raw water supply pipe (not shown) are degassed, and these parts are filled with raw water, and finally the inside of the filter 1 All parts are filled with raw water, and the entire inside of the filter 1 is deaerated.
[0019]
When such a priming operation is completed, the pump unit 4 is operated. Specifically, the drive motor 26 in the chamber 24 of the pump unit 4 operates, and the cooling fan 28 and the drive rotor 36 attached to the upper and lower drive shafts 26a and 26b of the drive motor 26 rotate.
When the driving rotator 36 rotates, the magnet 58 of the impeller 52 is attracted to the magnetism of the magnet 38 of the driving rotator 36, and the impeller 52 in the pump chamber 46 rotates following the rotation of the driving rotator 36. By the rotation of the impeller 52, further raw water is supplied from the raw water supply path 64 into the pump chamber 46 via the pump chamber inlet 66. At the same time, the raw water contained in the pump chamber 46 flows into the vortex chamber 68 from the vortex chamber inlet 66 of the casing 42 and rises toward the vortex chamber outlet 72 while flowing in the vortex chamber 68. . The raw water that rises while flowing inside the vortex chamber 68 flows out of the vortex chamber outlet 72 and flows to the rectification chamber 74, where it is rectified raw water.
The rectified raw water in the rectification chamber 74 is dispersed and uniformly flows into the filtration chamber 12 from a plurality of filtration chamber inlets 80 provided on the upper surface of the rectification chamber 74, and the filter medium 14 provided in the filtration chamber 12. Is uniformly fed to the outer peripheral surface of the filter, and is filtered through the filter medium 14.
The filtrate obtained by filtering the raw water in the filtration chamber 12 flows from the filtrate outlet 82 through the filtrate delivery path 86 and is delivered to the outside of the filter 1.
[0020]
As described above, in the conventional filter 100, the centrifugal pump 102 of the pump unit 104 is disposed so that the drive shaft 108 extends in the horizontal direction, and a pipe or the like is connected between the pump unit 104 and the filter unit 106. It is a structure in which the means 120 communicates.
On the other hand, in the filter 1 according to the embodiment of the present invention, the drive motor 26 of the pump unit 4 is disposed vertically below the intermediate unit 6 such that the drive shafts 26a and 26b extend in the vertical direction. ing. For this reason, by reducing the internal space of the filter 1 through which the raw water and the filtrate flow, and by reducing the amount of liquid flowing through the entire inside of the filter 1, the amount of raw water used is reduced, and the space required for the whole is reduced. For example, the installation area can be reduced by about 70% as compared with the conventional filter 1.
Further, according to the filter 1 according to the embodiment of the present invention, since the priming hole 88 is provided in the raw water supply passage 64 of the intermediate unit 6, the amount of air remaining in the pump chamber 46 or the like at the time of priming operation is reduced. It is possible to reduce the amount of fine bubbles generated in the filtration chamber 12 and reduce the time required for the pump unit 4 to operate normally.
Further, according to the filter 1 according to the embodiment of the present invention, by arranging the plurality of filtration chamber inlets 80 on the upper surface of the rectification chamber 74 in an axisymmetric manner, the uniformity of the filtration action in the filtration chamber 12 is improved. Can be improved.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the filter of the present invention, the size of the filter can be reduced, and the pump function and the filtration function of the filter can be improved, so that raw water can be efficiently and economically filtered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway schematic view of a filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of an intermediate unit of the filter according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a top view of an intermediate unit of the filter according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a bottom view of an intermediate unit of the filter according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of the intermediate unit of the filter according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 as viewed obliquely from above.
FIG. 6 is a bottom perspective view of a casing of the filter according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partially cutaway schematic view of a conventional filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filtration machine 2 Filter unit 4 Pump unit 6 Intermediate unit 8 Cylinder 10 Cover 12 Filtration chamber 14 Filter medium 16 Cartridge guide 18 Cartridge nut 20 Lower cover 22 Upper cover 24 Chamber 26 Drive motor 26a Drive motor lower drive shaft 26b Drive motor upper drive shaft 28 Cooling fan 30 Cooling air inlet 32 Cooling air outlet 34 Upper cover recess 36 Drive rotor 38, 58 Magnet 40 Flange 42 Casing 44 O-ring 46 Pump room 48 Intermediate unit 6, Pump room 46 or center axis 50 of fixed shaft 50 Fixed Shaft 52 Impeller 54 Thrust ring 56 Bearing 60 Impeller upper surface 62 Blade 64 Raw water supply path 66 Pump chamber inlet 68 Vortex chamber 70 Vortex chamber inlet 72 Vortex chamber outlet 74 Rectifying chamber 76 Outer protrusion 78 Inner protrusion 80 Filtration chamber inlet 82 Filtrate delivery port 84 Cartridge guide support 86 Filtrate delivery path 88 Priming hole

Claims

A filtration unit that filters the raw water, a filtration unit that pumps the raw water to the filtration unit, and sends out the filtrate filtered by the filtration unit to the outside of the filtration unit; and an operation unit that activates the filtration unit. Machine,
The pumping section includes a raw water supply path that supplies raw water to the inside of the pumping section, a pumping chamber to which raw water is supplied from the raw water supply path, and an impeller that is provided in the pumping chamber and rotates around a vertical axis. A raw water raising means for raising the raw water pumped from the pumping chamber by the rotation of the impeller and flowing the raw water into the filtration section, and a filtrate delivery path for delivering the filtrate from the filtration section to the outside of the pumping section, Has,
The said operation part has the rotation drive means which rotates the said impeller, The filtration machine characterized by the above-mentioned.

2. The filter according to claim 1, wherein the raw water raising unit causes the raw water to flow at a plurality of axially symmetric positions of the filtration unit. 3.

The filter according to claim 1, wherein the rotation driving unit magnetically transmits a rotational force to the impeller.