JP2006204988A - Filter housing - Google Patents
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Description
本発明は、フィルタハウジング、とくに濾過流体(液体)からの脱泡・濾過を促進させたフィルタハウジングに関する。 The present invention relates to a filter housing, and more particularly to a filter housing that facilitates defoaming and filtration from a filtered fluid (liquid).
従来のフィルタハウジングは、図4に示すように、立設したフィルタハウジングH′のシェル22内に円筒状またはプリーツ状に成形された濾過体として機能するフィルタカートリッジ21をロッド23を介してカートリッジシール部26上に載置して収納し、シェル22の上下端にナット28とボス31をロッド23に螺着して、その上下端部をカバー25とヘッド24で封止してシェル22内に濾過空間を形成する。ここで、シェル22の上下端にシェルガスケット27a,27bを介して液密にカバー25とヘッド24とを封止する。さらに、シェル22の下端に固着したヘッド24には、液入口ポート24aと液出口ポート24bとが形成され、また、ヘッド24の底部には、ニップル30を経てドレンバルブ29が取付けられドレン系へ連通している。他方、カバー25、フィルタカートリッジ21の二次側のみに、ベントバルブ32が取付けられている。
As shown in FIG. 4, in the conventional filter housing, a
このように構成された従来のフィルタハウジングH′では、濾過すべき流体は、図4に示す、シェル22の下端に固着されたヘッド24の液入口ポート24aから、矢印で示すように、導入され、シェル22の内壁とフィルタカートリッジ21の外周との間に形成された空間を上昇する間に、フィルタカートリッジ21のフィルタエレメントをその半径方向に通過して濾過される。濾過された流体は、フィルタカートリッジ21の円周とロッド23との間に形成された空間に流入し、該空間を矢印で示すように流下して液出口ポート24bから所定の個所に排出されるようになっている。
In the conventional filter housing H ′ constructed as described above, the fluid to be filtered is introduced from the liquid inlet port 24a of the
ここで、フィルタカートリッジ21の上端とカバー25との間に貯まった空気等の気体(気泡)は、カバー25に設けたベントバルブ32からフィルタハウジングH′外に排気され、また、必要に応じてシェル22の下端に設けたヘッド24のドレンバルブ29を用いてフィルタハウジングH′外に液体を排水されるようになっている。
Here, gas (bubbles) such as air accumulated between the upper end of the
また、液体(例えば、塗布液)中の気泡を低減する濾過装置も提案されていた(特許文献1)。 Moreover, the filtration apparatus which reduces the bubble in liquid (for example, coating liquid) was also proposed (patent document 1).
しかしながら、このような従来のフィルタハウジングH′では、濾過する液体または気体中からの異物除去が主目的であったため、フィルタハウジングH′内で発生した気体の排出口(ベント)25aは、フィルタ一次側(フィルタカートリッジ21の外側)のみに設置されていた。このため、このようなフィルタハウジングH′を液体から気泡を除去するために使用した場合、フィルタカートリッジ21の内側(気泡除去の場合の一次側に相当)に貯まった気体は、その排出口が設けられていないため、フィルタカートリッジ21の二次側に流出し、すでに濾過した液体に混入する問題点があった。また、フィルタカートリッジ21を載置するカートリッジシール部26が液出口ポート24b側に近接して設けられていたため気泡の上昇が阻害されていた。
本発明が解決しようとする問題点は、液体(例えば、塗布液)の濾過に用いるフィルタハウジングにおいて、液体中からの脱泡効率の低下と、すでに液体中から除去した気泡の濾過済液体への混入である。 The problem to be solved by the present invention is that in a filter housing used for filtering a liquid (for example, coating liquid), the efficiency of defoaming from the liquid is reduced, and bubbles already removed from the liquid are filtered into the filtered liquid. It is mixing.
本発明は、筒状のフィルタカートリッジと、該筒状フィルタカートリッジを立設して収納するスリーブ状のシェルと、該シェルの一端部に液密に固着しあるいは前記シェルと一体化したカバーと、前記シェルの他端部に液密に固着した液入口ポートと液出口ポートを有するヘッドと、からなり濾過液体が前記筒状フィルタカートリッジの内腔を上昇して濾過・脱泡されるフィルタハウジングにおいて、前記カバーの前記筒状フィルタカートリッジの一次側及び二次側に対面した位置にそれぞれベント部を設け及び前記ヘッドに形成した液出口ポートから垂直方向に十分離れた位置に立設したスリーブ状のポストの外周にカートリッジシール部を嵌着したことを特徴とするフィルタハウジングに関する。 The present invention includes a tubular filter cartridge, a sleeve-like shell for standing and housing the tubular filter cartridge, a cover that is liquid-tightly fixed to one end of the shell or integrated with the shell, In a filter housing comprising a liquid inlet port and a head having a liquid outlet port that are liquid-tightly fixed to the other end of the shell, and wherein the filtered liquid rises in the lumen of the cylindrical filter cartridge and is filtered and degassed. A sleeve-like sleeve provided with a vent portion at a position facing the primary side and the secondary side of the cylindrical filter cartridge of the cover, and erected at a position sufficiently away from the liquid outlet port formed in the head in the vertical direction. The present invention relates to a filter housing in which a cartridge seal portion is fitted on the outer periphery of a post.
本発明のフィルタハウジングは、濾過液体からの脱泡効率の向上と、液体中から除去した気泡の濾過済液体への混入を飛躍的に防止できる。 The filter housing of the present invention can dramatically improve the defoaming efficiency from the filtered liquid and drastically prevent the bubbles removed from the liquid from being mixed into the filtered liquid.
フィルタハウジングの構成
添付した図1に示すように、本発明のフィルタハウジングHは立設したスリーブ状のシェル2内に立設して収納された濾過体として機能する筒状の一本あるいは複数本のフィルタカートリッジ1からなる。このフィルタカートリッジ1は、シェル2の下端にシェルガスケット7aを介して液密に固着されたヘッド4に取り付けられたボス13にその下端を螺着したロッド3にカートリッジシール部6を介して取付けられている。具体的には、フィルタカートリッジ1は、気泡がその内側(一次側)から外側(二次側)へ抜ける構造になっている。また、ヘッド4の中央部に立設されたスリーブ状の十分な長さをもつポスト10の外周であって液出口ポート4bから十分離れた部位(例えば、約50mm以上、液体の性状によっては、それ以下でもよい)に嵌入されたカートリッジシール部6が嵌着され、その上にフィルタカートリッジ1が載置され、ロッド3の外周とスリーブ状のポスト10の内周との間には、濾過する液体の流路S1が形成されている。
Configuration of Filter Housing As shown in FIG. 1 attached, the filter housing H of the present invention is a cylindrical one or a plurality of cylinders that function as a filter body that is erected and accommodated in a erected sleeve-
ここで、スリーブ状のポスト10は、フィルタカートリッジ1内に流入した液体がショートカットされて液出口ポート4bへ流出しないようにするため、十分長く構成して液体がフィルタカートリッジ1の上端部まで均等に流れるようにしてある。
Here, the sleeve-
また、シェル2の上端部には、シェルガスケット7bを介してカバー5が液密に固着され(シェル2と一体化してもよい)、フィルタカートリッジ1の上端部であってフィルタカートリッジ1の内側に対応する位置(シェル2の中心部)に凹状のベント部が設けられ、ベントバルブ11aがカバー5に螺入されたナット8とニップル9を介して接続されている。
Further, a
さらに、フィルタカートリッジ1の上端部であって、その外側に対応するカバー5には、円環状の溝5aが形成され、この溝5aの底部がカバー5の頂面に螺入されたニップル12を介してベントバルブ11bに連通している。
Further, an
したがって、本発明のフィルタハウジングHでは、2個のベントバルブ11a(フィルタカートリッジ1の内側の気泡),11b(フィルタカートリッジの1の外側の気泡)から液体から脱泡された気泡がフィルタハウジングH外に排気されるようになっている。
Therefore, in the filter housing H of the present invention, the bubbles degassed from the liquid from the two
ここでは、フィルタカートリッジ1の円周部とロッド3の外周部との間に濾過する液体の流路S2が、また、フィルタカートリッジ1の外周部とシェル2の内壁との間には濾過した液体の流路S3が形成されている。さらに、カートリッジシール部6に載置されたフィルタカートリッジ1の下端面と液出口ポート4bの流出孔4cとの間に、十分な空間2aが形成されるようになっている。
Here, the liquid flow path S 2 to be filtered between the circumferential portion of the
さらに、シェル2の下端部には、シェルガスケット7aを介してヘッド4が液密に固着されあるいは一体化されて形成されていて、このヘッド4には、液入口ポート4aと液出口ポート4bとが同一レベルで水平にあるいは段差をもって形成されている。さらに、液出口ポート4bの入口部に連通するように、ヘッド4に螺入されたニップル15を介してドレンバルブ14が設けられ、必要に応じてドレンバルブ14を開いてシェル2内の液体をシェル2の外に排出できるようにしてある。
Further, a head 4 is fixed to the lower end of the
また、本発明のフィルタハウジングHは、シェル2、ヘッド4、ロッド3、あるいはカバー5が分解できるように構成されているので、それらを分解して洗浄することが容易である。
Further, since the filter housing H of the present invention is configured so that the
このようにして構成された本発明のフィルタハウジングHを、例えば感光ドラムへ塗布する感光液の濾過、あるいは感光紙へのコーティング液の濾過に用いる場合には、図2に示すように、ライン状あるいは循環状に配置する。すなわち、図2に示すように、上流側から調合タンクT1、本発明のフィルタハウジングH、微粒子除去用フィルタF(使用しない場合もある)及びタンクT2の順に配置し、調合タンクT1で原料を調合して感光液を製造し、本発明のフィルタハウジングHで感光液を濾過・脱泡し、さらに微粒子除去用フィルタFで濾過した後、濾過済液体(感光液)をタンクT2内に貯留する。ここで、フィルタハウジングHから濾過済液体を調合タンクT1に還流してもよい。 When the thus configured filter housing H of the present invention is used for, for example, filtration of a photosensitive solution applied to a photosensitive drum or filtration of a coating solution to photosensitive paper, as shown in FIG. Alternatively, they are arranged in a circulating manner. That is, as shown in FIG. 2, formulated from the upstream side tank T 1, the filter housing H of the present invention, arranged in the order of particulate removal filter F (may not be used) and tank T 2, in mixing tank T 1 The raw material is mixed to produce a photosensitive solution, the photosensitive solution is filtered and defoamed with the filter housing H of the present invention, and further filtered with a filter F for removing fine particles, and then the filtered liquid (photosensitive solution) is stored in the tank T 2 Store in. Here, it may be returned from the filter housing H for Filtered liquid blending tank T 1.
フィルタハウジングの使用(操作)方法
このような構成を具備する本発明のフィルタハウジングを使用するには、まずフィルタハウジングHを、例えば、濾過液体としての感光液の脱泡に使用する場合、例えば図2に示す管路に配設し、図1に示すフィルタハウジングHの下端部に設けた液入口ポート4aから、濾過液体を矢印で示すように、導入する。導入された濾過液体は、液入口ポート4aに連通するよう立設されたロッド3とポスト10との間に形成された空間S1内をフィルタカートリッジ1の内側から外側に流れるように上昇し、ポスト10に嵌入されたフィルタカートリッジ1とロッド3との間に形成された空間(濾過空間)S2内に流入する。ここで、濾過液体は、この空間S2内を上昇する間に、フィルタカートリッジ1内に、矢印で示すように、それらの半径方向から流入し、濾材を通過する間に濾過液体の濾過・脱泡が行われ二次側に流出する。
Method of Using (Operating) Filter Housing To use the filter housing of the present invention having such a configuration, first, when the filter housing H is used, for example, for defoaming a photosensitive solution as a filtrate, for example, FIG. 2, the filtered liquid is introduced from the
とくに、液体からの気泡除去の場合、一般的な異物除去とは異なり、フィルタカートリッジ1の一次側と二次側が逆となる。すなわち、フィルタカートリッジ1の内側が一次側となり、液はフィルタカートリッジ1の下部より進入し上昇するとともに、濾材の一次側より二次側へ流れ、フィルタカートリッジ1の外側(二次側)を下降しヘッド4の液出口4bへと向かう。
In particular, in the case of removing bubbles from the liquid, the primary side and the secondary side of the
次いで、濾過・脱泡された液体(例えば、感光液)は、フィルタカートリッジ1の外周部とシェル2との間に形成された空間S3内を流下し、空間2aを経て液出口ポート4bからフィルタハウジングH外へ排出される(図2に示す感光液の濾過・脱泡ラインでは、微粒子除去用フィルタFへ送られる)。
Next, the filtered and defoamed liquid (for example, a photosensitive solution) flows down in the space S 3 formed between the outer peripheral portion of the
他方、濾過液体から脱泡された気体は、フィルタカートリッジ1の上端部に対応する位置に設けられたカバー5内の環状あるいは他形状の空間5aとカバー5の中心部に設けられたベント空間8aに貯まり、ベントバルブ11a,11bをそれぞれ開放することにより、フィルタハウジングH外に排気される。
On the other hand, the gas degassed from the filtered liquid is an annular or other
とくに、本発明のフィルタハウジングHでは、フィルタカートリッジ1を載置するカートリッジシール部6が、液出口ポート4bの流出孔4cから十分離れた位置に、それらの間に空間2aを形成するように構成されている。フィルタカートリッジ1の二次側より(空間S3と空間2a)浮上しようとする気泡は、液体の流れに運ばれフィルタハウジングHの液出口4b側へ移動しようとする場合がある。このとき、気泡の浮上する速度よりもフィルタカートリッジ1の外側(二次側)での液の流速が高い場合、気泡はフィルタカートリッジ1の下方に向って流れる液体とともに液出口4bより排出されてしまう。
In particular, in the filter housing H of the present invention, the
ここで、液体の流量を一定とした場合、フィルタカートリッジ1の外側での液体の流速は、ハウジングのシェル2の内径断面積よりフィルタカートリッジ1の外径断面積を差し引いた流路としての断面積により決定される。
Here, when the liquid flow rate is constant, the flow rate of the liquid outside the
ここで、例えば、シェル2の内径を85mm、フィルタカートリッジ1の外径を66mmとした場合、当該断面積は、
((85/2)2×3.14)−((66/2)2×3.14)=2250(mm2)
となる。
Here, for example, when the inner diameter of the
((85/2) 2 × 3.14) − ((66/2) 2 × 3.14) = 2250 (mm 2 )
It becomes.
これに対し、カートリッジシール部6を液出口4bより十分離した場合(例えば、50mm以上)、フィルタカートリッジ1の下端よりさらに下部の断面積は、シェル2の内径を85mm、ポスト10の外径を27mmとした場合、
((85/2)2×3.14)−((27/2)2×3.14)=5100(mm2)
となり、前者の約2.3倍の断面積となる。そして、液体の流速は流路の断面積に比例するため、フィルタカートリッジ1の下部では外側部の44%程度となり、気泡の浮上が容易になるとともに、図1に示す空間2a中の気泡が合体して空間S2中で浮上する時間を稼ぐことができるようになる。
On the other hand, when the
((85/2) 2 × 3.14) − ((27/2) 2 × 3.14) = 5100 (mm 2 )
Thus, the cross-sectional area is about 2.3 times that of the former. Since the flow rate of the liquid is proportional to the cross-sectional area of the flow path, the lower part of the
また、一般的なフィルタカートリッジは、入り口側(「一次側」)の目開きを粗く、出口側(「二次側」)の目開きを細かいものにし、液体中のある粒子径分布を持った粒子群(除去対象粒子)を大径粒子から小径粒子まで段階的に捕捉することを意図している。 In addition, a general filter cartridge has a coarse opening on the inlet side (“primary side”) and a fine opening on the outlet side (“secondary side”), and has a certain particle size distribution in the liquid. It intends to capture a group of particles (particles to be removed) in stages from large particles to small particles.
図3に示すように、液体からの気泡除去は、フィルタカートリッジの表面での気泡の捕捉および表面で捕捉されなかった微細な気泡を、フィルタカートリッジを構成する繊維(濾材)に衝突・付着させ、その表面張力による合体・成長により大きな気泡塊とし、浮上・分離するという二つの機構により行われる。そしてフィルタカートリッジの一次側の目開きが二次側より小さい場合、フィルタカートリッジの表面での濾材への液体の衝突・付着による気泡の除去率が向上するとともに、濾材内部では、一次側から二次側に向って大きくなる目開きに沿って気泡の合体・成長が効果的に行われ、気泡の除去率が向上する。 As shown in FIG. 3, bubbles are removed from the liquid by capturing bubbles on the surface of the filter cartridge and causing fine bubbles not captured on the surface to collide and adhere to the fibers (filter medium) constituting the filter cartridge. It is carried out by two mechanisms: coalesced and grown by the surface tension to form a large bubble mass and then float and separate. When the opening on the primary side of the filter cartridge is smaller than the secondary side, the removal rate of bubbles due to collision and adhesion of the liquid to the filter medium on the surface of the filter cartridge is improved, and the secondary side from the primary side inside the filter medium. Bubbles are effectively combined and grown along the openings that increase toward the side, and the bubble removal rate is improved.
とくに、本発明のフィルタハウジングは、例えば感光液、コーティング液等の粘性の高い液体もしくは粘性が低いが界面活性剤等が入っている液体を平滑な面に塗布・コーティングした際に発生する微細な気泡で感光紙等の表面の均一性が損なわれるのを嫌う技術分野に有用である。 In particular, the filter housing of the present invention is a fine material generated when a liquid having a high viscosity such as a photosensitive liquid or a coating liquid or a liquid having a low viscosity but containing a surfactant is applied and coated on a smooth surface. It is useful in the technical field that dislikes the uniformity of the surface of photosensitive paper or the like due to air bubbles.
H フィルタハウジング
1 フィルタカートリッジ(濾材)
2 シェル
3 ロッド
4 ヘッド
4a 液入口ポート
4b 液出口ポート
5 カバー
6 カートリッジシール部
7a,7b シェルガスケット
8 ナット
9 ニップル
10 ポスト
11a,11b ベントバルブ
12 ニップル
13 ボス
14 ドレンバルブ
15 ニップル
2
Claims (6)
The filter housing according to claim 1, wherein the highly viscous liquid is a photosensitive solution or a coating solution, and fine bubbles generated during coating and coating are removed in advance.
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