JP2009101283A - 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であり、しかも横型ポンプ構成を採用した場合に比して設置スペース及び設置方向の制約が少ない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、
該ポンプ部の下部に接続され、前記ポンプ部の駆動源となる駆動部と、
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、及び、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、を備えた濾過装置部と、
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。

そこで本発明者は上記した従来の課題を解決するために、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、自吸室と吐出口との間の流路上で且つ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、を有する構成の自吸式濾過装置（特許文献４）を先に提案した。

特開２００５−２３８０７１号公報 特開２００４−１８８３３７号公報 特許第２６６５１４０号公報 特願２００６−１１９１２１号

そして本発明者は、この先提案技術を基に更に研究を続けたところ、当該先提案技術では、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である等の従来技術の課題は解決されたが、ポンプ部の駆動部が横に接続された横型ポンプ構成を採用した場合、設置面積を横方向に広く取る必要があり、設置スペースによっては設置が困難乃至は不可能であったり、或いは設置方向に制約が生じる場合もあることが判った。

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であり、しかも横型ポンプ構成を採用した場合に比して設置スペース及び設置方向の制約が少ない自吸式濾過装置を提供することにある。

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、
該ポンプ部の下部に接続され、前記ポンプ部の駆動源となる駆動部と、
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、及び、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、を備えた濾過装置部と、
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．前記濾過装置部が、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．前記濾過装置部、前記ポンプ部及び前記駆動部は、上方から下方に濾過装置部・ポンプ部・駆動部の順で直線状に配設された構成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１〜３のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

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

６．前記ポンプ部と前記濾過装置部が、ポンプ部の上部に濾過装置部の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１〜４のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

７．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１〜６のいずれかに記載の自吸式濾過装置。

８．前記ポンプ部の駆動方式が、マグネットカップリング方式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。

請求項１に示す発明によれば、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。

しかも、駆動部がポンプ部の下部に接続された縦型ポンプ構成により、先提案技術で横型ポンプ構成を採用した場合に比して設置スペースが少なく済むだけでなく、設置方向による設置スペースの変化が殆ど無いので設置方向による制約が生じることが少ない。

請求項２に示す発明によれば、濾過装置部の濾過塔が、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、一番重量の軽い濾過装置部が一番上方に、その次に軽いポンプ部、そして一番重い駆動部が一番下に配設されているので設置時の安定感があるだけでなく、上方から下方に直線状に配設されていることにより、駆動部のモータの駆動軸とポンプ部の羽根車の回転軸を上下方向に一致させることができるので稼動時のブレが少なく安定した状態での作動が得られ易い。

請求項４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５に示す発明によれば、ポンプ部と濾過装置部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６に示す発明によれば、ポンプ部と濾過装置部が、ポンプ部の上部に濾過装置部の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７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８に示す発明によれば、ポンプ部の駆動方式が、マグネットカップリング方式であることにより、ポンプ部での液密性を極めて容易に確保することができる。

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実施例を示す概略断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線概略拡大断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ線より下方部分の構成における図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線概略拡大断面図、図４はフィルターに対する液体の透過方向を示す図１のＩＶ−ＩＶ線概略拡大端面図、図５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１、図２、図３及び図５は、細部の構成を明瞭化するために断面線を一部省略している。

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１Ａは、ポンプ部２と駆動部３と濾過装置部４とを主構成とし、駆動部３によって駆動するポンプ部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装置部４の濾過塔４１に送り込んでフィルター４２により濾過した後、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及び図２に示す第１実施例では、濾過装置部４の濾過塔４１とポンプ部２と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、マグネット２４Ａを有する羽根車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３を駆動源とする。

また、図１において、１３は始動時・運転中・再開時に濾過塔４１内に流入した空気を排気するエア抜き部、２６は羽根車２４の作動（即ち、回転）によってサクション室２３内から羽根車２４に吸い込まれる液体の導入口であるケーシング吸込口、２７は羽根車２４の作動（即ち、回転）によって自吸室２５に向かって送り出される液体の導出口である渦室吐出口、２８は渦室吐出口２７から導出した液体が自吸室２５へ送液される際の流路である自吸室通路部である。図１中に図示されない自吸循環孔については符号２９として図２及び図３に示す。

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３は、前記ポンプ部２の下部に接続された所謂縦型ポンプ構成であると共に該ポンプ部２の駆動源となる。図１において、３１は駆動部３のモータ、３２はモータ３１によって回転する駆動軸、３３はマグネット３３Ａを有するマグネットカップリング、３４はポンプ部２との隔壁板である。

駆動部３による前記ポンプ部２の駆動は、この種の自吸式ポンプの駆動方式として公知公用の手段を採ることができ、中でも、駆動部３のモータ３１が駆動軸３２を介してマグネット３３Ａを有するマグネットカップリング３３を回転させ、マグネット２４Ａを有する羽根車２４を隔壁板３４を介して液密非接触状態で磁力で同期回転させることでポンプ動作を行うマグネットカップリング方式であることが好ましい。

濾過装置部４は、濾過塔４１と該濾過塔４１内に配設されたフィルター４２とを有して構成されており、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４１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４２が配設されている。

フィルター４２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４１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４２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４１内へ送液された液体は、該フィルター４２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４２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４２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（図４参照）に限らず、自吸室２５・濾過塔４１・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４２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４２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４２の交換作業について説明する。
フィルター４２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４２に入れ換える等のようにフィルター４２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、自吸室濾過装置１Ａ内の液体は、吐出口２２、フィルター４２、自吸室２５、自吸室通路部２８、渦室吐出口２７、サクション室２３、吸込口２１を逆流し排出される。

この逆流・排出によって、自吸室濾過装置１Ａ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４１内及び自吸室２５内の液体は空になると共に、フィルター４２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４１内のフィルター４２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４２の交換の際、濾過塔４１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（図示せず）の開放等の確認手段により確認することが好ましい。濾過塔４１内に残存液体が溜まっていた場合は、安全確認バルブの開放等により排出する。

また、逆流の際のサイフォンカットにより、自吸室濾過装置１Ａ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。

ここで、ポンプ運転時の自吸作用について説明する。
先ず、羽根車２４を回転させると、サクション室２３内及びケーシング吸込口２６を通って羽根車２４部分に溜まっている液体が前記羽根車２４の回転による遠心力により該羽根車２４の外周方向に押出されて渦室吐出口２７から吐出し、自吸室通路部２８を通って自吸室２５へと移動する。このとき、自吸室２５内にこれまで溜まっていた液体は自吸循環孔２９を通って羽根車２４部分に流入して前記したサクション室２３からの液体と共に羽根車２４の回転による遠心力によって渦室吐出口２７から吐出し、自吸室通路部２８を通って自吸室２５へ移動する。この液体の移動によって、羽根車２４の回転軸２４Ｂ部分は高負圧となり、サクション室２３等内に残存していた空気は前記したサクション室２３からの液体及び自吸循環孔２９からの液体と混合して渦室吐出口２７から排出され、自吸室通路部２８を通り自吸室２５を介して濾過塔４１内へ移動し、吐出口２２から排出される。自吸室２５内の液体が自吸循環孔２９を通ってサクション室２３との間を循環することで該サクション室２３内に溜まっていた空気が自吸室２５を介して濾過塔４１を通って吐出口２２から完全に排出することで自吸が完了する。

上記構成を有するポンプ部２、濾過塔装置部４及び駆動部３は、上方から下方に濾過装置部４・ポンプ部２・駆動部３の順で直線状に配設された構成であることが好ましい。かかる構成によれば、一番重量の軽い濾過装置部４が一番上方に、その次に軽いポンプ部２、そして一番重い駆動部３が一番下に配設されることで設置時の安定感があるだけでなく、上方から下方に直線状に配設されていることにより、駆動部３のモータ３１の駆動軸３２とポンプ部２の羽根車２４の回転軸を上下方向に一致させることができるので稼動時のブレが少なく安定した状態での作動が得られ易い。

次に、図５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５に示す第２実施例の自吸式濾過装置１Ｂは、ポンプ部２と濾過装置部４が、ポンプ部２の上部に濾過装置部４の濾過塔４１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４１（及びフィルター４２）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４１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であって、且つ駆動部３がポンプ部２の下部に接続された縦型ポンプ構成のものを採用することができる。

また、ポンプ部２は、前記第１実施例の駆動部３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。

濾過装置部４は、前述したように第１実施例の濾過装置部４の濾過塔４１と同様に内部にフィルター４２が配設されている。該フィルター４２の配設位置は、濾過塔４１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４２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４２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に対する濾過塔４１の接続は、ポンプ部２の吐出口２２に濾過塔４１への入口部４３を接続することで行われる。接続は導管１４等の他の接続具を介して行ってもよいし、導管１４等の他の部材を介することなく直接接続してもよい。

本第２実施例では、濾過塔４１の出口部４４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４４に接続されることになる。

尚、図５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４２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１Ｂによれば、前述の第１実施例に示す自吸式濾過装置１Ａと同様に、濾過塔４１内のフィルター４２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。しかも、駆動部３がポンプ部２の下部に接続された縦型ポンプ構成なので、横型ポンプ構成に比して設置スペースが少なく済むだけでなく、設置方向による設置スペースの変化が殆ど無いので設置方向による制約が生じることが少ない。

本発明に係る自吸式濾過装置の実施例を示す概略断面図 図１のＩＩ−ＩＩ線概略拡大断面図 図１のＩＩ−ＩＩ線より下方部分の構成における図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線概略拡大断面図 フィルターに対する液体の透過方向を示す図１のＩＶ−ＩＶ線概略拡大端面図 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

１Ａ 自吸式濾過装置（一体型）
１Ｂ 自吸式濾過装置（別体型）
１１ 導管
１２ 導管
１３ エア抜き部
１４ 導管
２ ポンプ部
２１ 吸込口
２２ 吐出口
２３ サクション室
２４ 羽根車
２４Ａ マグネット
２４Ｂ 回転軸
２５ 自吸室
２６ ケーシング吸込口
２７ 渦室吐出口
２８ 自吸室通路部
２９ 自吸循環孔
３ 駆動部
３１ モータ
３２ 駆動軸
３３ マグネットカップリング
３３Ａ マグネット
３４ 隔壁板
４ 濾過装置部
４１ 濾過塔
４２ フィルター
４３ 入口部
４４ 出口部

Claims (8)

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、
   該ポンプ部の下部に接続され、前記ポンプ部の駆動源となる駆動部と、
   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、及び、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、を備えた濾過装置部と、
   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. 前記濾過装置部が、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. 前記濾過装置部、前記ポンプ部及び前記駆動部は、上方から下方に濾過装置部・ポンプ部・駆動部の順で直線状に配設された構成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１〜３のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
5. 前記濾過装置部の濾過塔と前記ポンプ部とが一体型の構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
6. 前記ポンプ部と前記濾過装置部が、ポンプ部の上部に濾過装置部の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１〜４のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
7. 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１〜６のいずれかに記載の自吸式濾過装置。
8. 前記ポンプ部の駆動方式が、マグネットカップリング方式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。

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