JP2005238002A - 異物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置及びメンテナンスが簡単で、しかも効率的な異物除去が実現できる新規な異物除去装置を提供する。
【解決手段】流体配管システム１の途中に配設される異物除去装置２であって、
前記配管システム１における横向き配管部分１ａ、１ｂに介装される本体ケース３と、該本体ケース３内に設置された流れ調整ブロック体４と、上記本体ケース３内における流れ調整ブロック体４の上部空所であって、上下流側の配管に連通し且つ断面積がこれら配管より大とされた流体直流路５と、本体ケース３の内壁と流れ調整ブロック体４の側面及び底面との間の間隙部分であって、上記流体直流路５と連通する流体還流路６とよりなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種産業機械用冷却装置、各種化学品（薬剤その他）の処理プラント、浴室やプールの湯水の浄化システム、その他の流体配管システムにおいて、配管中を流れる流体中の異物を除去するための装置に関する。

上記のような装置やシステムにおいては、工作機械装置のクーラントに混入する切削屑、配管パイプの切粉、各構成部分の成型時に生じるバリ、その他各種不回避の細かな固形異物が残存し、これら異物が配管中を流体と共に流れると、装置やシステムに異常を来たしたり、製品品質の低下の原因となったりすることになる為、配管途中に各種濾過装置を設け、これら異物を除去するようにしている。また、公衆の大型浴室やプール等においては、利用者によって持ち込まれる様々な固形異物によって、湯水が汚染される為に、湯水を常時循環しながら含まれる固形異物を除去する浄化システムが付設されている。特許文献１及び特許文献２は、流体の配管途中に配設されて、流体中の異物を除去する為の装置の例を開示するものである。
特開２００３−２２５５１５号公報 特開２００３−３１１１０７号公報

しかしながら、前記特許文献に開示されたような濾過装置や浄化システム等における異物除去装置は、総体的に装置が大掛かりとなり、また、フィルタを用いる場合は、目詰まりによる流量の変化を生じさせない為に、定期的に逆洗を実施する必要があり、更に、フィルタを用いない場合、効率的な異物除去の為には、流体の流量或いは流速の調整を適性に行う必要があり、メンテナンス上の熟練した技量が求められる、等々の問題点があった。

本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、装置及びメンテナンスが簡単で、しかも効率的な異物除去が実現できる新規な異物除去装置を提供することを目的としている。

請求項１の発明に係る異物除去装置は、流体配管システムの途中に配設される異物除去装置であって、前記配管システムにおける横向き配管部分に介装される本体ケースと、該本体ケース内に設置された流れ調整ブロック体と、上記本体ケース内における流れ調整ブロック体の上部空所であって、上下流側の配管に連通し且つ断面積がこれら配管より大とされた流体直流路と、本体ケースの内壁と流れ調整ブロック体の側面及び底面との間の間隙部分であって、上記流体直流路と連通する流体還流路とよりなることを特徴とする。

前記流れ調整ブロック体は、請求項２の発明のように、本体ケース内に固定状態で設置されていてもよく、或いは、請求項３の発明のように、本体ケース内に非固定状態で設置され、流体の流れによって浮動可能とされているものとしてもよい。後者の場合、請求項４の発明のように、前記流れ調整ブロック体が、比重が前記流体よりやや大きい材料で構成されていること、即ち、流体が水の場合は、比重が約１．２の材料で構成されることが望ましい。また、請求項５の発明に係る異物除去装置は、前記本体ケースの底部に異物排出口が設けられ、この異物排出口には開閉弁が取付けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、上記流体直流路の断面積が上流側配管より大とされているから、細かな固形物（異物）を含む流体が、上流側の配管から上記流体直流路に流入する際、この流体直流路では流体の流速が急速に低下し、上記固形物は自重により沈降しようとする。そして、調整ブロック体の側面及び底面との間の間隙部分が上記流体直流路と連通する流体還流路とされているから、この沈降しようとする固形物は流体の１部と共に、この流体還流路に流入し、流体還流路では、調整ブロック体の作用によって流体直流路より流れる流体の速度が小さくなるから、固形物はその底部に堆積する。流体還流路を還流する流体は、上記流体直流路に戻り、該流体直流路を流れる流体と合流し下流側配管に流入して目的箇所に給送される。

従って、沈降する固形物は狭い流体還流路の底部に堆積されるから、これが再度配管に戻ることがなく、仮に一部舞い上げられるようにして流体直流路に至ったとしても、その合流箇所で生起される渦流の作用を受けて再度沈降し、上記流体還流路の底部に堆積され、これが繰り返されて固液の分離が確実になされる。しかも、構造が簡単であるから、流体の配管途中に簡易に取付けることができ、また、フィルタの場合のように目詰まりを解消する為の逆洗処理も不要とされ、更には流体の流量や流速の精密な調整も不要とされ、メンテナンス性にも優れる。

そして、請求項３の発明のように、流れ調整ブロック体を、本体ケース内に非固定状態で設置し、流体の流れによって浮動可能とすれば、流れ調整ブロック体の浮動に伴う流体の波動作用により、本体ケース内での渦流が更に生起され、固形物の沈降分離が一層促進される。そして、請求項４の発明のように、前記流れ調整ブロック体を、比重が流体の比重よりやや大きい材料で構成すれば、流体の流れによる上記浮動が的確になされる。

更に、請求項５の発明のように、前記本体ケースの底部に異物排出口を設け、この異物排出口に開閉弁を取付けるようにすれば、随時この開閉弁を開けることにより、本体ケースの底部に堆積した異物を簡易に排出させることができ、流体中への異物の再混流が防止され、流体中の異物除去が的確且つ継続的になされることになる。

以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の異物除去装置の１例を示す縦断面図、図２は図１におけるＸ−Ｘ線横断面図、図３は別実施例の図２と同様図、図４は図３におけるＹ−Ｙ線断面図、図５は図３におけるＺ−Ｚ線断面図である。

図１及び図２は、横向き配管１の途中に本発明の異物除去装置２を配設した例を示すものであり、該異物除去装置２は、方形箱型の本体ケース３と、該本体ケース３内に固定状態若しくは非固定状態（図例は、非固定状態）で設置された直方体形状の流れ調整ブロック体４とよりなる。本体ケース３の前後側壁部には流体の入口部３ａ及び出口部３ｂが形成され、これら入口部３ａ及び出口部３ｂは、夫々配管１の上流側配管１ａ及び下流側配管１ｂにフランジ結合されている。流れ調整ブロック体４は、本体ケース３内の下半部に落とし込まれるように設置されている。そして、この流れ調整ブロック体４の上部であって、本体ケース３の内壁との間で区画される空所は、上記入口部３ａ及び出口部３ｂを介し上流側配管１ａ及び下流側配管１ｂに連通する流体の直流路５とされている。

また、本体ケース３の内壁と流れ調整ブロック体４の側面及び底面との間隙部分（垂直部分６ａ、底部水平部分６ｂ）は流体の還流路６とされ、この流体還流路６は流れ調整ブロック体４の上部で、上記流体直流路５と連通している。４ａ及び４ｂは、本体ケース３の内壁との間に上記間隙を確保する為のスペーサ機能を奏する脚部及び突起である。流体直流路５はその断面積が上記上流側配管１ａ及び下流側配管１ｂの断面積より大とされ、上流側配管１ａからこの流体直流路５に流入した流体は、その流速が急速に低下することになる。

従って、流体中に含まれる細かな固形異物ｍは、流体と共に流体直流路５に流入した時には、急激な流速の低下により、流れ調整ブロック体４上に自重で沈降するようになる。流れ調整ブロック体４上に沈降した固形異物ｍは、流体の流れ作用を受けて流れ調整ブロック体４上を四方に広がり移動し、前記流体還流路６の垂直部分６ａに流れ込み、底部水平部分６ｂに沈降堆積する。斯くして、前記出口部３ｂからは、逐次清浄化された流体が下流側配管１ｂに排出されてゆく。

一方、上記流体還流路６内では流体の流れが緩慢であるから、底部水平部分６ｂに沈降堆積した固形異物ｍは、舞い上がることなく静置される。特に、底部水平部分６ｂでは、流れ調整ブロック体４の消波作用により、流体直流路５を流れる流体の波動が伝播されにくく、沈降した固形異物ｍが静置され易くなる。そして、図例では、本体ケース３の底面３ｃは細かな凹凸粗面とされ、底部水平部分６ｂでの固形異物ｍの動きを抑制し、この凹凸粗面に固形異物ｍを捕捉して静置をより確実なものとするようになされており、望ましく採用される。

本体ケース３の底部には異物排出口３ｄが形成され、この異物排出口３ｄには開閉弁７が取り付けられている。従って、上記底部水平部分６ｂに固形異物ｍが溜まると、この開閉弁７を開けることにより、固形異物ｍを随時排出させることができる。また、上記流体直流路５における出口部３ｂの開口縁部下辺には、流れ調整ブロック体４上に沈降した固形異物ｍを出口部３ｂに流入させないための整流板５ａが取付けられている。特に、出口部３ｂの近傍では、流体直流路５を流れる流体の流速が再度増すことになるので、固形異物ｍが出口部３ｂに吸い込まれるように流入され易くなるが、このような整流板５ａを設けることにより、それを未然に防止し、還流路６への固形異物ｍの沈降がより確実になされる。この整流板５ａは、流体の種類或いは混入する固形異物の性状によっては設けなくてもよいこともある。

流れ調整ブロック体４は、本体ケース３内に固定状態で設置されていても上記機能を奏するが、本実施例では、流れ調整ブロック体４を非固定状態で設置し、よりその機能が顕著に発現されるものとしている。即ち、流れ調整ブロック体４の比重を流体の比重よりやや大とし、例えば、流体が水の場合、流れ調整ブロック体４を、比重が約１．２の材料、望ましくはアクリル樹脂で構成すれば、上流側配管１ａから流体直流路５に流入し、下流側配管１ｂから排出されてゆく流体の流れ作用によって、流れ調整ブロック体４は図１の白抜き矢示のように上下に浮動する。この浮動によって、流体還流路６における垂直部分６ａの入口部分で流体の渦流が生起され、垂直部分６ａへの固形異物ｍの流れ込みが促進される。垂直部分６ａに流れ込んだ固形異物ｍは、更に、垂直部分６ａ内での流体の波動作用を受けて沈降がより促進されるのである。

図例の流れ調整ブロック体４は、直方体形状とされているが、その四隅の垂直稜線部は、面取り加工４ｃが施されている（図２参照）。流れ調整ブロック体４上で沈降した固形異物ｍが四方に広がる際、４隅に集中し易いが、このように面取り加工４ｃが施されていると、固形異物ｍは、流体還流路６の垂直部分６ａに流れ込み易く、流れ調整ブロック体４の上面に溜まることなく、流体還流路６内への沈降が速やかになされる。

図３〜図５は別実施例を示すものであり、流れ調整ブロック体４が本体ケース３内に固定状態若しくは非固定状態（図例は固定状態）で設置されている。そして、この流れ調整ブロック体４の流体流れ方向の側端面に複数の縦溝が凹設され、この縦溝と本体ケース３の内壁とにより囲まれる空隙部分が、流体還流路６を構成する前後の垂直部分６ｃ、６ｅとされている。この前後の垂直部分６ｃ、６ｅは下端において、脚部４ａによって本体ケース３の底部との間に形成された底部水平部分６ｄに連通し、垂直部分６ｃ、６ｅと底部水平部分６ｄとにより流体還流路６が構成される。流れ調整ブロック体４の幅方向端面は本体ケース３の内壁と密接しており、この部分では流体還流路６を構成する間隙は存在しない。

その他の構成は上記と同様であるから、共通部分には同一の符号を付してある。従って、流体直流路５及び流体還流路６を流れる流体中に含まれる固形異物ｍは、上記同様に流体還流路６の底部水平部分６ｄに堆積し、出口部３ｄからは清浄化された流体が排出されてゆく。

図例では、入口部３ａ側の垂直部分６ｅの上端開口部は、可撓性の逆止フイルム５ｂで封止されている。この場合、出口部３ｂ側の垂直部分６ｃに流入して還流する流体が、この入口部３ａ側の垂直部分６ｅの上端開口部に至ると、その推力により図５の１点鎖線のように逆止フイルム５ｂを上方に撓ませ、流体直流路５内に合流するが、流体直流路５からは、逆止フイルム５ｂにより阻止され、この垂直部分６ｅに流体は流入しないようになされている。このように、流体還流路６での流体の流れ方向が略一定に維持されるから、上記底部水平部分６ｄでの固形異物ｍの堆積がより円滑になされる。この逆止フイルム５ｂは、実施例１の異物除去装置に適用させ得ることは言うまでもない。

尚、上記各実施例では、本体ケース３を方形箱型とし、流れ調整ブロック体４を直方体としたが、これに限定されず他の形状、例えば、前者が円筒形、後者が半円柱状の形状も採用可能であり、これらは他の部位の形状と共に設計的事項として適宜変更し得るものであることは言うまでもない。また、流体還流路６における底部水平部分６ｂは、異物排出口３ｄに向かって緩やかに傾斜するコーン形状とすることも可能である。

上記のような構成の異物除去装置は、切削、研磨、加工装置（工作機械）等の切削水（油）のろ過、クーリングタワーやボイラーの循環水（クーラー用、冷却用）のろ過、ウォータージェットの切断用水のろ過、各種洗浄機における洗浄液（溶剤、水）のろ過（固形分除去）、プールや大型浴槽の浄化循環システム、生活用水の浄化、家庭用上水の浄化、循環式貯水槽の浄化、エンジンの冷却水の浄化、流体中の比重の大きな異物の分離、気体中のダストの分離、等に好ましく採用されるものである。

本発明の異物除去装置の１例を示す縦断面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線横断面図である。 別実施例の図２と同様図である。 図３におけるＹ−Ｙ線断面図である。 図３におけるＺ−Ｚ線断面図である。

符号の説明

１ 配管（流体配管システム）
２ 異物除去装置
３ 本体ケース
３ｄ 異物排出口
４ 流れ調整ブロック体
５ 流体直流路
６ 流体還流路
７ 開閉弁

Claims (5)

1. 流体配管システムの途中に配設される異物除去装置であって、
   前記配管システムにおける横向き配管部分に介装される本体ケースと、該本体ケース内に設置された流れ調整ブロック体と、上記本体ケース内における流れ調整ブロック体の上部空所であって、上下流側の配管に連通し且つ断面積がこれら配管より大とされた流体直流路と、本体ケースの内壁と流れ調整ブロック体の側面及び底面との間の間隙部分であって、上記流体直流路と連通する流体還流路とよりなることを特徴とする異物除去装置。
2. 請求項１に記載の異物除去装置において、
   前記流れ調整ブロック体が、本体ケース内に固定状態で設置されていることを特徴とする異物除去装置。
3. 請求項１に記載の異物除去装置において、
   前記流れ調整ブロック体が、本体ケース内に非固定状態で設置され、流体の流れによって浮動可能とされていることを特徴とする異物除去装置。
4. 請求項３に記載の異物除去装置において、
   前記流れ調整ブロック体が、比重が前記流体よりやや大きい材料で構成されていることを特徴とする異物除去装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の異物除去装置において、
   前記本体ケースの底部に異物排出口が設けられ、この異物排出口には開閉弁が取付けられていることを特徴とする異物除去装置。

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