JP2005238231A - モジュール式濾過用組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】組立体に含まれる選択された数の濾過モジュールによって組立体の能力を決めることが可能な流体濾過用モジュール式濾過用組立体を提供する。
【解決手段】各モジュールを逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列に互いに接続された２つの同一のハウジング部材Ａにより構成する。この２つのハウジング部材Ａによって形成される凹部１３内に配置された濾過材ユニット６への流体の流入流出を可能とする。モジュール１５相互の組立てにより濾過用組立体を形成する時に、ハウジング流入口及びハウジング流出口が組立体流入口及び組立体流出口として機能するモジュール方式とし、組立体能力に柔軟性を与える。
【選択図】図４

Description

本発明は、流体一般の濾過に関し、特に、複数の同一濾過モジュールを含み、これによって製造工程が簡素化され、互いに接続によって選択された規模及び能力を有する経済的な濾過用組立体を形成するように適合した、新規な濾過用組立体に関する。

カセット式濾過材ユニットを受け入れるように適合した濾過用組立体を設けることは知られている。しかし、そのような組立体は、概ね一体型で、使い勝手が悪く、重くかつ製造コストが嵩むとされる。そのような組立体はまた、その既定設計をモジュール方式としていないため、可変流体の流出に対する柔軟性に欠ける。そのような組立体の能力は、基本モデルの設計に左右され、最初の流出要件によって定められ、一旦決まれば変わることがない。したがって、製造者側には、各使用者もしくは用途に固有の要求に合わせて流体処理能力をあつらえることができる製品がなく、使用者側では、例えば、内容物の濾過を要する構造の規模に、あるいは濾過を要する流体量に、あるいは空気中、水中等への毒素排出に見出される変数に定常的変化があったときに、使用者の変化する要求に適合可能な柔軟性のある製品が入手できない。

とりわけ、流体の濾過に関しては、幾つかの問題が考慮されなければならない。さらに特に、多くのタイプの濾過材については、各濾過材ユニットが、その処理容量に達する以前に、一定量の流体しか処理できない。したがって、大量の流体を処理するためには、さらに多くの濾過材ユニットの供給が必要とされる。しかし、濾過材ユニットを図１に示すように直列配置した場合には、濾過材ユニットＦを加える毎に流体抵抗が増し、そのために、より大型のファンもしくは圧縮機によって流体を濾過材ユニットの列に圧送せざるを得なくなる。他方、濾過材ユニットＦを図２に示すように並列配置した場合には、流体抵抗は抑えられようが、濾過材組立体全体の規模が拡大し、ときには非実用的な大きさとなることもある。したがって、多くの場合において、直列型濾過材構成も並列型濾過材構成も目前の任務に対して非実用的とされる。

したがって、個別の使用者の要求に適するように、組立時に１つの基本設計を容易に変更可能とし、次いで能力要求仕様の変化に従って使用者によって変更可能とするような、モジュール方式による新規な濾過用組立体が必要とされている。

また、製造工程が簡素化され、コスト減を可能とする構造設計の改良が必要とされている。
また、新しくかつ改良された濾過材構成が得られる新規な濾過材組立体が必要とされている。

したがって、本発明の目的は、選択された流出量を与えられるような組立てに適合し、かつ使用の際には、流出要件の変化に対応して能力に変更できるように適合した新規な濾過用組立体を提供することにある。

本発明の別の目的は、単純、低コストの、大量生産に適合し、かつ１つまたは複数の同一の濾過用モジュールを含み、各モジュールが処理されるべき流体のために、流入収集室及び流出収集室を有する濾過用組立体であって、当該濾過用組立体が選択された数の同一の濾過モジュールを含み、各濾過モジュールが当該濾過モジュール内に置かれ、かつその中で解放可能に保持された濾過材ユニットを含む濾過用組立体を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、低コスト、小規模、軽量の、保守及びセットアップの軽減されたモジュール式濾過用組立体であって、その流出量が選択された数の同一の濾過モジュールによって定められ、各モジュールが、逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列に構成された、２つの同一の、相互接続されたＬ字形のハウジング部材を含み、前記ハウジング部材間に１つまたは複数の可動カセット式濾過材ユニットが置かれるモジュール式濾過用組立体を提供することにある。一方のモジュール式のハウジング部材が処理されるべき流体の流入を濾過材ユニットに導き、他方のモジュール式のハウジング部材が処理された流体の流出を濾過材ユニットから導く。各ハウジング部材は、２つの開口部を含み、各開口部が各濾過モジュールの流入及び流出する流体の流動に適合している。

以上及び他の目的に鑑み、本発明の特徴は、最小規模及び重量、かつセットアップ及び保守が軽減された、低コスト、大量生産型の濾過用組立体の提供である。
さらに本発明の特徴は、選択された数の同一の濾過モジュールを含み、各モジュールが、逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列で相互に接続可能な、２つの同一のハウジング部材を含み、各ハウジング部材が濾過中の流体のための２つの開口部を有する、そのような濾過用組立体を提供することである。

本発明のさらに別の特徴によれば、少なくとも１つの濾過モジュールを備える流体濾過用組立体であって、濾過モジュールは、濾過材ユニットを受け入れるように適合した凹部（リセス）を形成するように、逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列で相互に接続可能な第１及び第２の同一のハウジング部材により構成され、各ハウジング部材には、相互に整合する一対の開口部を有する収集室が設けられ、かつ壁部が収集室から外向きに延在して、２つの同一ハウジング部材が相互に接続する時に、前述濾過材の凹部の一方の壁を画定し、一方の壁が前記濾過材ユニットから離間して濾過材用流入室または濾過材用流出室を形成し（流体濾過モジュール内の流体の流動方向による）、かつ２つの開口部がそれぞれ流体入口に利用できるように適合し、壁によって当該壁間及び濾過材ユニットを通る流体の流動が可能とされ、かつ２つの開口部が、流体濾過モジュール内の流体の流動方向により、それぞれさらに流体出口に利用できるように適合する流体濾過用組立体が提供される。

本発明のさらにまた別の特徴によれば、少なくとも１つの濾過モジュールにより構成される流体濾過用組立体であって、前記モジュールが、第１壁と連通する第１収集室を備え、前記第１壁が前記第１収集室から延在する第１のハウジング部材であって、第１収集室の各対向する壁に相互に整合する第１流体入口及び第１流体出口を有する第１のハウジング部材と、第２壁と連通する第２収集室を備え、前記第２壁が前記第２収集室から延在する第２のハウジング部材であって、第２収集室の各対向する壁に相互に整合する第２流体入口及び第２流体出口を有する第２のハウジング部材とにより構成され、第１及び第２収集室並びに第１及び第２壁によって、濾過材ユニットを受け入れかつ保持する凹部を画定し、流体入口の１つを流体の流動を受け入れる開口部とし、かつ流体出口の１つを濾過された流体を排出する開口部としており、受け入れられた流体は、流体入口を通って、一方の収集室に流入し、一方の壁を伝って濾過材を通り、他方の壁を伝って、他方の収集室を通って流れ、さらに流体出口を介してモジュール外側に流出する、流体濾過用組立体が提供される。

本発明の以上及び他の特徴は、構造及び複合部品に関する様々な新規の詳細を含めて、添付図面参照にてさらに詳細に以下に説明し、かつ特許請求の範囲にて指摘してある。いうまでもなく、本発明を実施した個々の組立体は、説明として示すにすぎず、本発明を制限するものではない。本発明の原理と特徴は、種々かつ無数の実施形態に利用可能とされようが、それらは本発明の範囲から免れない。

以下、添付の図面を参照して本発明の例示的な実施形態を示し、それから本発明の新規な特徴及び利点が明らかとなる。
図３、図３Ａ、図４、図４Ａ、図５及び図５Ａに関し、これらの図から分かるようにハウジング部材Ａは、壁部２及び収集室３を含む。壁部２には、その平坦面から突き出る封止部材１（図３）が設けられ、同封止部材によって、濾過材用流入室２０、または空気流の方向次第により、濾過材用流出室２０（図４Ａ及び図５Ａ）の形成が容易とされる。収集室３には、第１開口部４及びこれに整合する第２開口部８が設けられる。収集室３にはまた、壁部２に隣り合う第３開口部２２が設けられ、これによって流体が収集室３及び濾過材用流入室２０及び流体流出室２０間を流動可能とされる。

図４、図４Ａ、図５及び図５Ａに示すように、一対の同一のハウジング部材Ａが、逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列で互いに接続されるように適合し、これによって凹部１３を有する濾過モジュール１５を形成し、凹部１３が少なくとも１つの濾過材ユニット６を受け入れるような構成で寸法が形成される。濾過材ユニット６が凹部１３内に配置されるときに、壁部２及び封止部材１により、隣接する濾過材ユニット６と共に、濾過材用流入室２０、または空気流の方向次第によって濾過材用流出室２０が形成される。各モジュール１５には、ハウジング部材Ａ同士及び濾過材ユニット６を凹部１３内に強固に保持するために、１つまたは複数のストラップ（帯部材）２４及び締結具７を設けることができる。各ハウジング部材Ａにはさらに板バネ５等のバネを施すことによって、濾過材ユニットをモジュールから取り外す必要のある時等の、ストラップ２４及び締結具７を解放する時に種々の構成部品を展開させることができる。

注目すべきは、各濾過モジュール１５は、２つの同一のハウジング部材Ａを逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列に構成して形成されることである。完全な濾過モジュール１５を形成するためには、即ち、実際に濾過モジュール１５の大型組立体１４（図６及び６Ａ）を形成するためには、このように、ハウジング部材Ａのただ１つの構成を製作するだけでよい。その結果、製造及び在庫保管問題が大いに簡素化され、コストが劇的に削減される。

各ハウジング部材Ａには、その第１開口部４に整合して配置される第２開口部８が設けられる。図４Ａ、図５Ａ及び図６Ａに示すように、第１開口部４は流入口１０または流出口１１とすることができ、かつ図６Ａに示すように、隣り合うハウジング部材の第２開口部８に係合可能とされる。複合濾過モジュール１５を構成する組立体１４（図６及び図６Ａ）において、露出しかつ使用されない第２開口部８を覆い板９で覆うことができ、これによって、１つの流入口１０と１つの流出口１１とを含む複数の濾過モジュール１５により構成され、モジュール間に複数の実質的に平行な経路を備える組立体一式が得られる。

かくして、かつ図６Ａに見られるように、複数の濾過モジュール１５により構成される組立体に関しては、露出した第２開口部８を板９により閉鎖したことにより、末端の濾過モジュール１５の流入口１０に入る空気が一連の収集室３内を通過し、複数の濾過材６に平行な態様で圧送され、次いで一連の下流の収集室３により収集されて、１つの流出口１１から排出されることが重要である。したがって、このような組立体１４は、一見複数の濾過材ユニットを直列配置した（かつ空間節減という長所を加味した）ものと思われようが、実際には並列配置された複数の濾過材として稼働する。これは、重要な設計上の長所とされる。

図７及び図８から分かるように、モジュール１５の組立体１４は、受け台１２に、濾過材ユニット６と一緒に、または濾過材ユニット６無しで配置することができる。
稼働の際は、２つの同一のＬ字形ハウジング部材Ａが互いに接続されて、凹部１３を有する濾過モジュール１５が形成され、凹部は１つまたは複数の濾過材ユニット６を受け入れるように適合し、濾過材ユニット同士は、締結具７付きのストラップ２４等の各種締付け装置によって共に保持することができる。バネ５により、締結具７の解放（取外）時に諸要素が分離される。図４及び図４Ａに示すように、逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列のハウジング部材Ａの各対によって濾過モジュール１５が構成され、ハウジング部材Ａは１つが他と相互に結合されて濾過モジュール１５を形成し、その流入口１０で処理されるべき流体を受け入れ、その流出口１１により濾過材ユニット６で処理後の処理された流体が排出される。図６Ａに示すように、第１開口部４及び第２開口部８の相互嵌合により、複数のモジュール１５を互いに接続して、複合モジュール組立体１４一式を形成することが可能とされる。組立体１５の１つのモジュール１５のみ使用する場合には、両ハウジング部材Ａの第２開口部８を板９等により閉鎖し、複合モジュール１５を組立体１４で使用する場合には、２つの露出した第２開口部８のみを板９で閉鎖し、残る他の第２開口部８を使用して各モジュール１５に流体を流通させる。

図７に、５つのモジュール１５を含み、その各モジュールが２つの同一の、図３に示したタイプのハウジング部材Ａを含む濾過用組立体１４の実施形態を示す。モジュール１５の数は、それぞれの濾過の仕事に従って選択される。受け台１２はモジュールを受け入れるように設計される。

図８に、受け台１２に搭載され、使用に備えた３つのモジュール１５を含む組立体１４を示す。組立体のモジュール数は、使用者の濾過要求仕様に従って選択することができる。所望の場合には、受け台１２に覆い材Ｃ（図８にその一部のみ示す）を支持するための支持構造Ｓを設け、これによって組立体１４を環境（雨、雪、その他）から遮蔽することができる。骨組Ｓ及び覆い材Ｃを使用することにより、濾過材ユニットの保守、濾過材交換及び組立体の再構成のための自由なアクセスを所望する時に、迅速かつ容易に取外し可能な、安価で組み立て易い遮蔽物が得られる。

組立体１４は、屋上１６（図９）、もしくは他の選択された箇所に設置し、適切な濾過材ユニット６を設けることができる。図９に示す組立体において、空気は、屋上１６の下の建築物（図示せず）の内部から引き込まれ流入口１０を介して組立体に流入し、３つのモジュール１５を同時に通過し、次いで大気中への通気口となる流出口１１に到達する。あるいは、空気流を逆向きとすれば、即ち、部材１１を介して組立体に流入し、濾過用組立体を通過し、次いで要素１０を介して建築物に導かれる。モジュール１５のそれぞれにおいて、受け入れられた流体は、一方の壁を伝って一方の収集室に流れ、濾過材ユニットを通過し、他方の壁を伝って他方の収集室を通って、流体を排出する流体出口開口部を介してモジュールの外側に流出する。

濾過能力要件が時を経て変わった場合には、使用者は濾過用組立体にモジュールを追加するか、またはモジュールを取り外すだけでよい。
かくして、流体、気体もしくは液体を濾過する濾過モジュールを含む濾過用組立体であって、同組立体は、小規模、軽量で、保守及びセットアップが軽減され、容易に組み合わせて複合濾過材組立体とすることが可能な濾過モジュールの低コスト、大量生産を可能とし、各濾過材モジュールが逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列にて、相互に接続可能な複数で同一のＬ字形のハウジング部材にて構成され、各モジュールによって流体の各モジュールへの流入及び流出と流体の組立体への取入れ及び排出が保証される濾過用組立体が提供される。

いうまでもなく、本発明は、ここに開示及び／または図面に示した特定の構成に何ら制限されず、特許請求の範囲内のいかなる変更もしくは均等物をも包含するものである。

直列構成の複数の濾過材要素を示す模式図である。 並列構成の複数の濾過材要素を示す模式図である。 ハウジング部材の斜視図である。 図３のハウジング部材の平面図である。 逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列に互いに接続された図３及び図３Ａの、２つの同一の相互交換可能なハウジング部材を含む濾過モジュール及び同モジュール内に配置された濾過材ユニットの斜視図である。 図４のモジュール及び濾過材ユニットの平面図である。 逆向きで頭部と尾部が向き合うような構成で互いに接続された図３及び図３Ａの２つの同一の相互に交換可能なハウジング部材を含む濾過モジュール及び同モジュール内に配置された濾過材ユニットの別の斜視図である。 図５のモジュール及び濾過材ユニットの平面図である。 図４及び図４Ａに示す複数の同一モジュール及び濾過材ユニットの組立体の斜視図である。 図６の組立体の平面図である。 受け台に配置され、組立体流入口及び組立体流出口を有する別の組立体の斜視図である。 受け台上での使用のため被覆されたモジュールの組立体の斜視図である。 屋上に設置し、気体状流体濾過用の濾過材ユニットを設けた図８の組立体の斜視図である。

符号の説明

２ 壁
３ 収集室
４ 第１開口部
５ 板バネ
６ 濾過材ユニット
８ 第２開口部
１３ 凹部
１５ 濾過モジュール
２０ 流体流入／流出室
Ａ ハウジング部材
Ｃ 覆い部
Ｓ 骨組

Claims (16)

1. 少なくとも１つの濾過モジュールを備える流体濾過用組立体において、当該モジュールは、
   濾過材ユニットを受け入れる凹部を形成するように、互いに接続可能な第１及び第２のハウジング部材であって、当該ハウジング部材のそれぞれには、相互に整合する第１及び第２開口部を有する収集室が設けられる、ハウジング部材と、
   前記収集室から外側に延在する壁部であって、前記ハウジング部材が互いに接続される際に前記凹部の一方の壁を画定し、当該一方の壁が前記濾過材ユニットから離間する、壁部とにより構成され、
   前記第１及び第２開口部は、それぞれ流体入口に利用できるように適合され、前記壁によって当該壁の間及び前記濾過材ユニット間を通る流体の流動が可能とされ、かつ前記第１及び第２開口部は、それぞれ流体出口に利用できるように適合され、これによって、より製造し易く、低コストかつ小型の組立体を提供する、流体濾過用組立体。
2. 前記濾過モジュールの前記ハウジング部材が実質的に同一構成とされ、かつ逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列で互いに接続されることにより、前記濾過材ユニットを受け入れる前記凹部が形成される、請求項１に記載の組立体。
3. 前記ハウジング部材のそれぞれがＬ字形構成を有する、請求項２に記載の組立体。
4. 前記ハウジング部材のそれぞれにバネ機構が設けられ、隣接する要素から前記ハウジング部材の分離を補助する、請求項３に記載の組立体。
5. 前記ハウジング部材にバネが取り付けられ、前記バネの間に前記濾過材ユニットが挿入される、請求項３に記載の組立体。
6. 前記ハウジング部材が組立てられてモジュールが形成されると、前記ハウジング部材の一方によって、処理されるべき流入する流体が前記濾過材ユニットに導かれる間に、前記ハウジング部材の他方によって、処理された流体が前記モジュールの外側に導かれる、請求項３に記載の組立体。
7. 前記ハウジング部材のそれぞれは、流入する流体を集める開口部と、流出する流体を導く別の開口部とを含み、これによって処理されるべき流体の流入と、処理された流体の流出とが可能とされ、前記組立体の能力が当該組立体に配置された前記モジュールの数によって決まる、請求項３に記載の組立体。
8. 処理された流体の流出量が、前記組立体の前記濾過モジュールの数の選択によって可変とされる、請求項１に記載の組立体。
9. 少なくとも１つの濾過モジュールにより構成される流体濾過用組立体であって、前記モジュールが、
   第１壁と連通する第１収集室を備え、前記第１壁が前記第１収集室から延在する、第１のハウジング部材であって、前記第１収集室の各対向する壁に相互に整合する第１流体入口及び第１流体出口を有する、第１のハウジング部材と、
   第２壁と連通する第２収集室を備え、前記第２壁が前記第２収集室から延在する、第２のハウジング部材であって、前記第２収集室の各対向する壁に相互に整合する第２流体入口及び第２流体出口を有する、第２のハウジング部材とにより構成され、
   前記第１及び第２収集室並びに前記第１及び第２壁により、濾過材ユニットを受け入れかつ保持する凹部を画定し、
   前記流体入口の１つを流体の流動を受け入れるために開口し、かつ前記流体出口のもう１つを濾過された流体を排出するために開口し、
   受け入れられた流体が、前記壁の一方を伝って前記収集室の一方を介して流れ、前記壁の他方を伝って前記濾過材ユニットを通って流れ、さらに前記収集室の他方をへて排出流体を受け入れる流体出口を介して前記モジュール外に流出し、これによって、より製造し易く、低コスト及び小型の前記組立体を得る、流体濾過用組立体。
10. 前記第１及び第２のハウジング部材を実質的に相互の複製とし、かつ逆向きで頭部と尾部が向き合うような配列で互いに接続可能として前記凹部を形成し、前記ハウジング部材は、前記第２壁の自由端に隣接する前記第１のハウジング部材の前記第１収集室と相互に接続可能であり、かつ前記第１壁の自由端に隣接する前記第２のハウジング部材の前記第２収集室と相互に接続可能である、請求項９に記載の組立体。
11. 前記第１及び第２のハウジング部材をＬ字形構成とする、請求項１０に記載の組立体。
12. 前記モジュールが前記濾過材ユニットをさらに備える、請求項１０に記載の組立体。
13. 前記濾過モジュールの１つとほぼ同一構造とされかつこれに接続可能とされる追加的な濾過モジュールをさらに備える、請求項１０に記載の組立体。
14. 前記濾過モジュールの１つとほぼ同一構造とされ、これに及び相互に接続可能とされる選択された数の追加的な濾過モジュールをさらに備える、請求項１０に記載の組立体。
15. 前記流体入口及び出口を相互に相補的に係合可能として、連続的な流路の部分を形成する、請求項１４に記載の組立体。
16. 少なくとも１つの前記濾過モジュール上に置かれる骨組と、当該骨組上に置かれる覆い材とをさらに含み、これによって少なくとも１つの前記濾過モジュールを諸要素から遮蔽する、請求項９に記載の組立体。

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