JP2007289831A - 自吸式濾過装置 - Google Patents

Abstract

【目的】フィルター交換作業が容易且つ安全であり、ポンプ内の空気抜き及び呼び水が不要な自吸式濾過装置を提供する。
【構成】吸込口、サクション室、羽根車、自吸室、吐出口の順で流路上流から下流に備え、サクション室及び羽根車より上方位置に吸込口及び吐出口を配設してあり、該吸込口及び吐出口より上方位置に自吸室を配設してある、逆支弁の無いバルブレス構成の自吸式ポンプであるポンプ部と、
前記自吸室と前記吐出口との間の流路上で且つ前記自吸室より上方位置に配設した濾過塔と、
該濾過塔内で且つ前記ポンプ部の停止時に該ポンプ部内の残存液体より上方位置に配設したフィルターと、
を有する構成であることを特徴とする自吸式濾過装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は自吸式濾過装置に関し、詳しくは自吸式ポンプを備えた濾過装置に関する。

化学分野及びその他の分野において、種々様々な種類の液体から不純物を取り除くための手段として濾過装置が一般的に用いられている。中でも、タンク等に貯留する液体を吸込み、フィルターにより濾過した後、後工程に送液したり、或いは前記タンクに戻して循環させるためのポンプを備えた濾過装置としては、押込み型フート弁付きポンプを備えた形式のものが知られている（特許文献１及び２等参照）。

一方、バルブレス構成の自吸式ポンプとしては、自吸式ケミカルポンプが知られている（特許文献３等参照）

特開２００５−２３８０７１号公報 特開２００４−１８８３３７号公報 特許第２６６５１４０号公報

特許文献１及び２の形式の濾過装置では、フィルター交換の際には予めドレインでの液抜きが必須となっている。

しかし、ドレインから液抜きした液体の回収は、バケツ等を用いて手作業で行わなければならず、煩雑であるだけでなく、液体の種類によっては危険であるという欠点を有している。

また、液抜きを行うまで液中に浸漬していたフィルターは、液抜きを行ってもフィルターの表面や目中に残っている液滞留分の液垂れが生じてしまうため、取り出す際に作業者や機器周囲を汚してしまうだけでなく、液垂れするフィルターの取出作業は困難であり、交換作業が煩雑且つ面倒であり、更に、液体の種類によっては危険であるという欠点を有している。

更にまた、フィルター交換後の運転再開時には、ポンプ内の空気抜き及び呼び水が必要であるため、手間がかかるだけでなく、運転中断時間が長引いてしまうという欠点を有している。

そこで本発明の課題は、フィルター交換作業が容易且つ安全であり、ポンプ内の空気抜き及び呼び水が不要な自吸式濾過装置を提供することを課題とする。

上記本発明の課題は下記構成によって達成される。

１．吸込口、サクション室、羽根車、自吸室、吐出口の順で流路上流から下流に備え、サクション室及び羽根車より上方位置に吸込口及び吐出口を配設してあり、該吸込口及び吐出口より上方位置に自吸室を配設してある、逆支弁の無いバルブレス構成の自吸式ポンプであるポンプ部と、
前記自吸室と前記吐出口との間の流路上で且つ前記自吸室より上方位置に配設した濾過塔と、
該濾過塔内で且つ前記ポンプ部の停止時に該ポンプ部内の残存液体より上方位置に配設したフィルターと、
を有する構成であることを特徴とする自吸式濾過装置。

２．前記濾過塔が、前記自吸室の上部に設けられた構成であることを特徴とする上記１に記載の自吸式濾過装置。

３． 前記サクション室と自吸室の容量が同量ないし略同量であることを特徴とする上記１又は２に記載の自吸式濾過装置。

４．前記ポンプ部と前記濾過塔が一体型の構成であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

５．前記ポンプ部と前記濾過塔が、ポンプ部の上部に濾過塔を接続した別体型の構成であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

６．前記フィルターが、着脱交換可能なカートリッジ式であることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

７．前記ポンプ部の駆動部が、マグネットカップリング式駆動部であることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

８．前記自吸室の内部に、空気と液体とを分離する目皿が設けられた構成であることを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

９．前記濾過塔より下方位置に、濾過塔内の残存液体の確認及び／又は排出が可能な安全確認バルブが設けられた構成であることを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

請求項１に示す発明によれば、吸込口、サクション室、羽根車、自吸室、吐出口の順で流路上流から下流に備え、サクション室及び羽根車より上方位置に吸込口及び吐出口を配設してあり、該吸込口及び吐出口より上方位置に自吸室を配設してある、逆支弁の無いバルブレス構成の自吸式ポンプであるポンプ部と、前記自吸室と前記吐出口との間の流路上で且つ前記自吸室より上方位置に配設した濾過塔と、該濾過塔内で且つ前記ポンプ部の停止時に該ポンプ部内の残存液体より上方位置に配設したフィルターと、を有する構成により、運転停止時には、濾過塔内の液体は排出及び逆流によって空になると共に、フィルターの目中や表面に滞留ないし付着していた液体も流出することになるので、ドレインからの液抜き等を行うことなく、該濾過塔内のフィルターが液垂れすることなく取り出して交換することができる。従って、作業者や機器周囲を汚すことなく、極めて容易にフィルター交換作業を行うことができる。特に、液体が危険性を有する薬液の場合、危険に晒されることなく安全にフィルター交換作業を行うことができる。

また、運転停止時には、濾過塔内の液体は空になるが、吸込口及び吐出口より下方位置に配設されたサクション室及び羽根車の部分に液体が残存しているため、ポンプ部を再始動させるだけで、空気抜き及び呼び水を行うことなく直ちに運転を再開することができる。

請求項２に示す発明によれば、濾過塔が、前記自吸室の上部に設けられた構成により、該自吸室と濾過塔とを連通状態に且つ吐出口と自吸室との間の経路上に容易に配設することができる。

請求項３に示す発明によれば、サクション室と自吸室の容量が同量ないし略同量であることにより、運転停止時及び運転再開時に移動する液体の容量と一致ないしは略一致させることができる。特に運転再開時に、羽根車の回転によりサクション室の液全量は自吸室に移動するから、その量だけサクション室の液面が上昇し、そのあと２倍の液量で自吸室等を循環するから、吸引量が多く早く自吸動作が終了する。

請求項４に示す発明によれば、ポンプ部と濾過塔が一体型の構成により、別体構成に比して、より小型化・簡略構成化が可能となる。

請求項５に示す発明によれば、ポンプ部と濾過塔が、ポンプ部の上部に濾過塔を接続した別体型の構成により、既存・既設の自吸式ポンプを流用し、濾過装置とすることが可能となる。

請求項６に示す発明によれば、フィルターが、着脱交換可能なカートリッジ式であることにより、フィルター交換時にカートリッジ式のフィルターを入れ換えるだけで交換可能となる。

請求項７に示す発明によれば、ポンプ部の駆動部が、マグネットカップリング式駆動部であることにより、ポンプ部での液密性を確保することができる。

請求項８に示す発明によれば、前記自吸室の内部に、空気と液体とを分離する目皿が設けられた構成により、自吸時に、空気を含む液体から空気を分離することで、液体から分離した空気は上方に移動し、空気を分離した液体は下方に移動させることができる。従って、空気を含む液体が入り込んだ際の遠心力低下による羽根車の性能低下を抑制することができる。

請求項９に示す発明によれば、前記濾過塔より下方位置に、濾過塔内の残存液体の確認及び／又は排出が可能な安全確認バルブが設けられた構成により、該安全確認バルブを開放することでフィルター交換時に濾過塔内の残存液体の確認を行うことができる。濾過塔内に残存液体が溜まっていた場合は、開放した安全確認バルブから排出することができる。

以下、本発明の詳細について添付図面に基き説明する。

図１は本発明に係る自吸式濾過装置の第１実施例を示す概略正面図、図２は図１の吸込流路を示すＩＩ−ＩＩ線概略断面図、図３は図１の吐出流路を示すＩＩＩ−ＩＩＩ線概略断面図、図４は本発明に係る自吸式濾過装置の第２実施例を示す概略部分断面図である。尚、図２及び図３は、細部の構成を明瞭化するため、要部以外の断面線を省略している。

図１〜図３に示すように、本発明の第１実施例の自吸式濾過装置１は、ポンプ部２と濾過塔３を主構成とし、ポンプ部２のポンプ動作によって、タンク等（図示せず）に貯溜する被濾過液である液体を導管１１を介して吸込口２１から吸い込み、吸い込んだ液体を濾過塔３に送り込んで濾過した後、吐出口２２より導管１２を介して次工程へ送液したり、或いは元のタンク等に戻して循環させる構成を有している。図１〜図３に示す第１実施例では、ポンプ部２と濾過塔３が一体型の構成となっている。

ポンプ部２は、逆支弁の無いバルブレス構成の自吸式ポンプであり、吸込口２１、サクション室２３、羽根車２４、自吸室２５、吐出口２２の順で流路上流から下流に向けて配設されると共に、サクション室２３及び羽根車２４より上方位置に吸込口２１及び吐出口２２を配設し、該吸込口２１及び吐出口２２より上方位置に自吸室２５を配設した構成であり、駆動部４を駆動源とする。

また、図１〜図３において、１３は始動時の呼び水を行うための呼び水コック、１４は圧力計、１５は始動時・運転中・再開時にポンプ部２内に流入した空気を排気するエア抜き部、１６は濾過塔３より下方位置に配設され、フィルター３１の交換時の濾過塔３内の残存液体の確認を行うための安全確認バルブ、２０は自吸室２５内に配設されて空気と液体とを分離する目皿、２６は自吸循環孔、２７はケーシング吐出口、２８は永久磁石である内輪マグネット、２９はドレイン、４１はモータ、４２は駆動軸、４３は該駆動軸４２を介してモータ４１によって回転される永久磁石である外輪マグネット、である。

ポンプ部２としては、運転再開時の呼び水及び空気抜きが不要である逆支弁の無いバルブレス構成の公知公用の自吸式ポンプ型式のものを採用することができ、かかる型式のものとしては、例えば、本出願人提案技術である特許第２６６５１４０号記載の「自吸式ケミカルポンプ」を挙げることができる。運転再開時の自吸動作を早めるために、前記サクション室２３と自吸室２５の容量は同量ないし略同量であることが好ましい。

駆動部４としては、モータ４１が駆動軸４２を介して外輪マグネット４３を回転させ、該外輪マグネット４３が内輪マグネット２８を磁力による液密非接触状態で回転させて該内輪マグネットに接続する羽根車２４を回転させてポンプ動作を行う構成のマグネットカップリング式駆動部であることが好ましい。

濾過塔３は、前記自吸室２５と吐出口２２との間の流路上で且つ前記自吸室２５より上方位置に配設（本実施例では自吸室２５の上部に一体的に接続）しており、該濾過塔３内には、前記ポンプ部２の運転停止時に該ポンプ部２内の残存液体より上方位置にフィルター３１が配設されている。

フィルター３１の配設構成としては、自吸室２５と吐出口２１との間の流路上で且つ前記自吸室２５より上方位置で液体の濾過が可能な構成であればよく、１枚ないし複数枚の板状のフィルターを流路に配設してもよいが、好ましくは本実施例に示すように濾過塔３内に筒状のものを立設状態で配設する構成である。

フィルター３１を筒状体とすることで、ポンプ部２の自吸室２５を通って濾過塔３へ送液された液体は、該フィルター３１の外側から筒状体の内側へ透過する際に濾過されて不純物を除去することができる。フィルター３１の内側に透過送液されることで濾過された液体は、吐出口２２から後工程に送液したり、或いは前記タンクに戻して循環される。尚、フィルター３１に対する液体の透過方向は、本実施例の外側から内側方向に透過する構成に限らず、自吸室２５・濾過塔３・吐出口２２に到る流路構成によっては内側から外側方向に透過する構成としてもよい。

フィルター３１の濾過材としては、この種の濾過装置に用いられる公知公用の濾過材を用いることができ、濾過する液体及び除去する不純物の種類・大きさ等によって適宜選択されたものを用いることができる。

またフィルター３１を着脱交換可能なカートリッジ式とすれば、交換作業はカートリッジ式のフィルターを入れ換えるだけの極めて簡単な作業となるので好ましい。

次に、フィルター３１の交換作業について説明する。

フィルター３１の交換時期が来たり、或いは異なるメッシュのフィルター３１に入れ換える等のようにフィルター３１の交換が必要になった場合、先ず、ポンプ部２の運転を停止する。

ポンプ部２の運転停止により、自吸式濾過装置１内の液体は、吐出口２２、フィルター３１、自吸室２５、ケーシング吐出口２７、サクション室２３、吸込口２３を逆流し排出される。

この逆流・排出によって、自吸式濾過装置１内の液体の内、吸込口２１及び吐出口２２より上方位置の液体、即ち、濾過塔３内及び自吸室２５内の液体は空になると共に、フィルター３１の目中や表面に滞留ないし付着していた液体も流出することになるので、該濾過塔３内のフィルター３１は液垂れすることなく取り出して交換することができる。従って、作業者や機器周囲を汚すことなく、極めて容易且つ安全にフィルター交換作業を行うことができる。

尚、フィルター３１の交換の際、濾過塔３内及び自吸室２５内に液体が残存していないことを安全確認バルブ１６を開放して確認することが好ましい。濾過塔３内に残存液体が溜まっていた場合は、開放した安全確認バルブ１６から排出する。

また、逆流の際のサイフォンカットにより、自吸式濾過装置１内の液体の内、吸込口２１及び吐出口２２より下方位置の液体、即ち、サクション室２３や羽根車２４等の他の流路内の液体は残存することになるので、ポンプ部２を再始動させるだけで、空気抜き及び呼び水を行うことなく直ちに運転を再開することができる。特に、自吸室２５の内部に、空気と液体とを分離する目皿２０を設ければ、自吸時に、空気を含む液体から空気を分離することで、液体から分離した空気は上方に移動しエア抜き部１５から脱気させ、空気を分離した液体は下方に移動させることができ、空気を含む液体が入り込んだ際の遠心力低下による羽根車２４の性能低下を抑制することができるので好ましい。

次に、図４に基づき本発明に係る自吸式濾過装置の第２実施例について説明する。

図４に示す第２実施例の自吸式濾過装置１’は、ポンプ部２’と濾過塔３’が、ポンプ部２’の上部に濾過塔３’を接続した別体型の構成を有するものである。

第２実施例では、ポンプ部２’が単体構成の逆支弁の内バルブレス構成の自吸式ポンプであり、該単体構成のポンプ部２’の上部に第１実施例の濾過塔３と基本的な濾過構成は同じであるが単体構成である濾過塔３’を接続して配設している。

ポンプ部２’としては、前記第１実施例と同様に、運転再開時の呼び水及び空気抜きが不要である逆支弁の無いバルブレス構成の公知公用の自吸式ポンプ型式のものを採用することができ、本出願人提案技術である特許第２６６５１４０号記載の「自吸式ケミカルポンプ」やその他の既存・既設の自吸式ポンプを用いることができる。

また、ポンプ部２’は、前記第１実施例の駆動部４と同様の構成の駆動部やこの種の自吸式ポンプの駆動部として公知公用の駆動部を有する構成であることが好ましい。

濾過塔３’は、前述したように第１実施例の濾過塔３と同様に内部にフィルター３１’が配設されている。該フィルター３１’の配設位置は、濾過塔３’がポンプ部２’の上部に接続されているため、前記ポンプ部２’の運転停止時に該ポンプ部２’内の残存液体より上方位置となる。

尚、本第２実施例では、フィルター３１’に対する液体の透過方向は、第１実施例の外側から内側方向に透過する構成とは異なり、フィルター３１’の内側から外側方向に透過する構成となっている。

ポンプ部２’と濾過塔３’との接続は、ポンプ部２’の吐出口２２’に濾過塔３’の入口部３２を接続することで行われ、濾過塔３’の出口部３３が前記第１実施例の吐出口２２に相当する。従って、前記第１実施例において吐出口２２に接続される導管１２は、本第２実施例では出口部３３に接続されることになる。

尚、図４に示す第２実施例において、ポンプ部２’のその他の構成や、フィルター３１’の形状や濾過材の種類等のその他の各構成等、前述の図１〜図３に示す第１実施例と同符号の構成については同様の構成を有するものとして説明を省略する。

第２実施例に示す自吸式濾過装置１’によれば、前述の第１実施例に示す自吸式濾過装置１と同様に、濾過塔３’内のフィルター３１’を液垂れすることなく取り出して交換することができるので、作業者や機器周囲を汚すことなく、極めて容易且つ安全にフィルター交換作業を行うことができると共に、運転再開は、ポンプ部２’を再始動させるだけで、空気抜き及び呼び水を行うことなく可能である。

本発明に係る自吸式濾過装置の第１実施例を示す概略正面図 図１の吸込流路を示すＩＩ−ＩＩ線概略断面図 図１の吐出流路を示すＩＩＩ−ＩＩＩ線概略断面図 本発明に係る自吸式濾過装置の第２実施例を示す概略部分断面図

符号の説明

１ 自吸式濾過装置（一体型）
１’ 自吸式濾過装置（別体型）
１１ 導管
１２ 導管
１３ 呼び水コック
１４ 圧力計
１５ エア抜き部
１６ 安全確認バルブ
２ ポンプ部
２’ ポンプ部
２０ 目皿
２１ 吸込口
２２ 吐出口
２２’ 吐出口
２３ サクション室
２４ 羽根車
２５ 自吸室
２６ 自吸循環孔
２７ ケーシング吐出口
２８ 内輪マグネット
２９ ドレイン
３ 濾過塔
３’ 濾過塔
３１ フィルター
３１’ フィルター
３２ 入口部
３３ 出口部
４ 駆動部
４１ モータ
４２ 駆動軸
４３ 外輪マグネット

Claims (9)

1. 吸込口、サクション室、羽根車、自吸室、吐出口の順で流路上流から下流に備え、サクション室及び羽根車より上方位置に吸込口及び吐出口を配設してあり、該吸込口及び吐出口より上方位置に自吸室を配設してある、逆支弁の無いバルブレス構成の自吸式ポンプであるポンプ部と、
   前記自吸室と前記吐出口との間の流路上で且つ前記自吸室より上方位置に配設した濾過塔と、
   該濾過塔内で且つ前記ポンプ部の停止時に該ポンプ部内の残存液体より上方位置に配設したフィルターと、
   を有する構成であることを特徴とする自吸式濾過装置。
2. 前記濾過塔が、前記自吸室の上部に設けられた構成であることを特徴とする請求項１に記載の自吸式濾過装置。
3. 前記サクション室と自吸室の容量が同量ないし略同量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自吸式濾過装置。
4. 前記ポンプ部と前記濾過塔が一体型の構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
5. 前記ポンプ部と前記濾過塔が、ポンプ部の上部に濾過塔を接続した別体型の構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
6. 前記フィルターが、着脱交換可能なカートリッジ式であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
7. 前記ポンプ部の駆動部が、マグネットカップリング式駆動部であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
8. 前記自吸室の内部に、空気と液体とを分離する目皿が設けられた構成であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
9. 前記濾過塔より下方位置に、濾過塔内の残存液体の確認及び／又は排出が可能な安全確認バルブが設けられた構成であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

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