JP2010253473A - 樹脂溶融体用フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広いフィルタ面積の確保が損なうことなしに、容易な保守と清掃が可能なフィルタ装置を提供する。
【解決手段】このフィルタ装置１００は、ハウジング１内に設けられたフィルタプランジャ収容孔４内を摺動可能なフィルタプランジャ１０を備え、フィルタプランジャが有するフィルタエレメント２５の内部はフィルタプランジャ内に形成された少なくとも１つの溶融体流通路１１，１２と連通し、フィルタプランジャは、正面側のヘッドカバー１６によって密閉される少なくとも１つの収容空間１４を有し、フィルタエレメント２５は中央分配部２０の収容空間内に挿入され、中央分配部２０によって１つのフィルタカートリッジ３０としてグループ化されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジング内に設けられた流入路と流出路との間でフィルタプランジャ収容孔内を摺動可能に配置された少なくとも１つのフィルタプランジャを備え、前記フィルタプランジャは交換式の三次元フィルタエレメントを有しており、前記フィルタエレメントの内部は前記フィルタプランジャ内に形成された少なくとも１つの溶融体流通路と連通しており、前記溶融体流通路は製品状態において、前記ハウジング内に設けられた前記流入路または前記流出路と連通状態となっている、プラスチックなどの樹脂溶融体用フィルタ装置に関する。

この種のフィルタ装置はドイツ特許公開第４４２０１１９号公報明細書から公知である。このフィルタ装置はすぐれた性能を有するものであるとみなされているが、ただし、この場合、ハウジングとフィルタプランジャとは溶融体流通路の流出入口に対して特別に相互対向するように整合づけられているため、場合によっては、長手軸に対して横向きの流れを受けるフィルタ面を有するような公知のフィルタプランジャをハウジングに挿入することは不可能である。特に、長手軸に対して横向きの流れを受けるフィルタ面を有するこの種のフィルタプランジャを備えたフィルタ装置は、上記特許文献から公知のキャンドルフィルタを有するフィルタプランジャの利用に適合させることは不可能である。
さらに、上記公知のフィルタ装置の保守ならびに清掃には非常に時間がかかることも分かっている。

ドイツ特許公開第４４２０１１９号公報明細書

そこで、本発明の目的は、冒頭に述べたタイプのフィルタ装置を改良して、より容易に保守ならびに清掃が行えるような構成とするとともにに、広いフィルタ面積の確保が損なわれないようにすることである。

上記課題を解決するため、本発明によるフィルタ装置では、ハウジング内に設けられた流入路と流出路との間でフィルタプランジャ収容孔内を摺動可能に配置された少なくとも１つのフィルタプランジャを備え、前記フィルタプランジャは交換式の三次元フィルタエレメントを有しており、前記フィルタエレメントの内部は前記フィルタプランジャ内に形成された少なくとも１つの溶融体流通路と連通しており、前記フィルタプランジャは、正面側のヘッドカバーによって密閉される少なくとも１つの収容空間を有し、中央分配部によって前記複数のフィルタエレメントは、前記収容空間内に挿入される１つのフィルタカートリッジとしてグループ化される構成となっている。なお、前記溶融体流通路は製品状態において、前記ハウジング内に設けられた前記流入路または前記流出路と連通状態となっている。

本発明による構造の特徴は、中実フィルタプランジャ（フィルタを装着する棒状体）の一部を筒体として形成し、その筒内に形成された収容空間にフィルタカートリッジを装備する点にある。

その際、フィルタカートリッジはそれ自体として公知の多数のキャンドルフィルタから形成されるとよい。これらのキャンドルフィルタは１つの共通の中央分配部に取付けられており、この中央分配部から供給を受けると共に再びこの中央分配部を経て溶融体を送出する。

フィルタエレメントは好ましくは外側から内側に向かってろ過される。それゆえ、内側面と外側面との間の過大な差圧によるフィルタエレメントの網目拡張は回避される。ただし、逆方向のろ過流れに適応するようにフィルタエレメントを設計するかあるいはフィルタエレメントに作用する力を低減させられる場合には、逆方向のろ過流れも可能である。

多数のフィルタエレメント、特に多数のキャンドルフィルタまたは多数の直列密接配置されたフィルタ円盤の使用によって、フラットな面状フィルタを備えたフィルタプランジャに比較して、何倍も広いフィルタ面積が実現する。

加えてさらに、好適な点は、フィルタプランジャの横断方向貫流が可能なことである。したがって、既存のほとんどのフィルタ装置においてフィルタプランジャ収容孔に配置された、径方向に対向して設けられた溶融体流出入用の孔は、本発明によって形成されたフィルタプランジャと連通するようにつなぐことができる。それゆえ、既存のフィルタ装置にも、ハウジングおよびフィルタプランジャ収容孔に変更を施すことなしに、本発明によって形成されたフィルタプランジャを装着することが可能である。

フィルタエレメントは中央分配部の両端面側に配置されるのが好適である。この構成により、中央に円盤状の中央分配部を有したダブルパッケージのフィルタエレメントが得られる。中央分配部が中央に配置されることにより、実効フィルタ面積は倍増される。また同時に、フィルタプランジャ内部の収容空間は、清掃後に互いに別々に排流可能な２つのフィルタチャンバに区分される。

好ましい実施形態において、溶融体は中央分配部の内部に配置された溶融体流通路を経て収容空間内に導かれ、次いで、外側からキャンドルフィルタの外周面を透過して流れ込む。複数の流出孔を経てそれぞれのフィルタエレメントの内部から流れ出す溶融体は中央分配部内に設けられたコレクタ流路として機能する溶融体流通路に集められ、そこからフィルタプランジャの外部に流出する。

フィルタ装置は構造的変更を施すことなく、別な形態に貫流されるようにすることも可能である。その場合、溶融体は別な溶融体流通路を経て、キャンドルフィルタの内側面ないしその他の三次元フィルタエレメントが接続取り付けされる多数の流出口に分配される。こうして、溶融体はフィルタエレメントの外周面を透過（ろ過）してフィルタプランジャの収容空間内に達する。そこからから溶融体はさらに別の流出口を経て中央分配部内に設けられた溶融体流通路に流入し、そこからフィルタプランジャに設けられた流出口に向かって流れる。

本発明の第１の実施形態において、フィルタエレメントはキャンドルフィルタによって形成されており、これらのキャンドルフィルタはフィルタプランジャの長手軸と平行に延び、それらの開口面は中央分配部の端面側に設けられ複数の孔に取り付けられている。

本発明の第２および第３の実施形態において、中央分配部内に設けられた溶融体流通路は収容空間内に突き出した、複数の排出口を有する少なくとも１つの分配用管体部まで延び、この分配用管体部にそれぞれ少なくとも１つのフィルタエレメントが接続されている。この分配用管体部は先ず、中央分配部とは反対側の末端側に至るまでの収容空間内全体にわたる溶融体の流れを可能にしようとするものであり、そのため、流れは分配用管体部に沿って配列された一連のフィルタエレメントに均等に配分される。フィルタエレメントとしては、短い、放射状に配向されたキャンドルフィルタが使用されるかまたは特に少なくとも半径方向流出孔が配置された分配用管体部領域を外囲する中空円盤状のフィルタが使用される。

フィルタプランジャは後部領域に、溶融体を通す流れ路の封止が可能なように、平滑な外周面を有している。これにより、フィルタプランジャのうちそれぞれ一方を動作停止させて保守する一方で、それぞれ他方のフィルタプランジャによって溶融体のろ過が続行されるようにすることができる。この後部領域は中実材料によって形成されているかまたは管体によって形成されていてよい。

好ましくは、中央分配部は収容空間内の略中央に配置され、収容空間を互いに封止された２つのチャンバに区分する。これにより、同時に２個のフィルタカートリッジを使用し、フィルタ面積を倍増することが可能である。

中央分配部からヘッドカバーにまで達するロッドまたは管状の管体部を用いることにより、収容空間からフィルタカートリッジを取り出すことが容易になる。加えてさらに、ロッドまたは管体部を介してヘッドカバーから中央分配部に圧力が及ぼされて、中央分配部の周縁を封止座に密接させることができる。

後方チャンバが設けられている場合には、そこにも、溶融体が末端で自由に流出可能な管体が設けられていてよい。

第１の実施形態のフィルタ装置の斜視図である。 上記第１の実施形態によるフィルタプランジャの斜視図である。 フィルタプランジャ用のフィルタカートリッジの斜視図である。 フィルタプランジャの断面図である。 第２の実施形態のフィルタ装置の斜視図である。 第２の実施形態におけるフィルタプランジャの斜視図である。 第２の実施形態におけるフィルタプランジャ用のフィルタカートリッジの斜視図である。 第３の実施形態のフィルタ装置の斜視図である。 第３の実施形態におけるフィルタプランジャの斜視図である。 排気ポジションおよび作動ポジションにあるフィルタ装置を上方から見た部分断面図である。 排気ポジションおよび作動ポジションにあるフィルタ装置を上方から見た部分断面図である。 排気ポジションおよび作動ポジションにあるフィルタ装置を上方から見た部分断面図である。

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

図１は２個のフィルタプランジャ収容孔４が設けられたハウジング１を有するフィルタ装置１００を示している。フィルタプランジャ収容孔４は流入路５を介して流入口３と、流出路６を介して流出口２と連通している。

フィルタプランジャ１０はその内部の収容空間１４にフィルタカートリッジ３０を内蔵している。収容空間１４は、正面側に配置されたヘッドカバー１６によって外部に対して密閉されている。フィルタプランジャ１０はその後部領域に、溶融体を通す流入路５と流出路６の封止が可能なように、平滑な外周面を有している。

内蔵されたフィルタカートリッジ３０を手前正面側に向かって引き出すには、フィルタプランジャ１０からヘッドカバー１６を取り外せば十分である。これにより、清掃のために、ハウジング１の正面側から、空になったフィルタプランジャ内部の収容空間１４内に保守点検のためのアクセスが可能なる。横断方向貫流される面状のフィルタプレートを有する従来のフィルタプランジャは、そもそもフィルタ箇所にアクセスするためには、フィルタプランジャを大きく引き出して保守点検しなければならない。これに対して、本発明によって形成されたフィルタプランジャの場合には、わずか若干センチメートルだけ手前に引き出されるかまたは引き出し方向にねじを緩めていくだけでよい。しかも、こうした運動は流路５、６の封止のために必要であるにすぎず、保守のためにフィルタプランジャ１０を大きく引き出す必要はまったくない。それゆえ、清掃のためにフィルタプランジャを十分大きく引き出すことができるように、公知のフィルタ装置の場合に空けておかれなければならないと思われる、フィルタ装置１００の側方回りのスペースも節約されることになる。

図２は、収容空間１４に内蔵されたフィルタカートリッジ３０が可視となるように、ハウジング１から取り外されたフィルタプランジャ１０の半断面を示している。
交換式のフィルタカートリッジ３０は、実質的に中央分配部２０とそれに取り付けられたフィルタエレメント２５とからなっている。
図２において、左側には、中央分配部２０に設けられた流入口１２が認められる。この流入口は第１の溶融体流通路２２を経て流入口２３と連通しているために、溶融体の流れにとって中央分配部２０を貫いて収容空間１４内に達する直接の通路が存在している。

図３は、フィルタプランジャ１０から取り出されたフィルタカートリッジ３０を示しており、このフィルタカートリッジは、ここに図示した第１の実施形態において、中央の円盤状の中央分配部２０とその端面側から該エレメント内に螺入された複数のキャンドルフィルタ２５とからなっている。これらのキャンドルフィルタ２５は、この実施形態において、中央分配部２０の両側に配置されて延びている。したがって、中央分配部２０はフィルタプランジャ１０内の収容空間１４も２つの別々のチャンバに区分している。

中央分配部の接触鍔２９は収容空間１４の内周に密接し、こうして、収容空間を中央分配部２０の前方のチャンバと後方のチャンバとに区分して封止することを可能にする。この接触鍔はさらに、フィルタカートリッジ３０の軸方向ポジションも決定する。

チャンバ相互の封止は、溶融体がフィルタプランジャ１０の外周に設けられた流出口１１（図４参照）に侵入することを防止するために必要である。さもなければ、この箇所で、ろ過済み材料と未ろ過材料との混合が生じてしまう。

隆起部２８は収容空間１４内に形成された対応窪み部に係合するために、フィルタカートリッジ３０はねじれ防止されて固定されると共に、フィルタプランジャ１０に設けられた流出入孔１１、１２（図４も参照）が中央分配部２０内に設けられた溶融体流通路の流出入口と合致することが保証される。

中央分配部２０から発して収容空間内部に延びる分配用管体部２７は収容空間全長にわたる溶融体の均等な流れを実現する。そのために、半径方向流出口２７．１が設けられている。

ヘッドカバー１６に対向する分配用管体部２７は収容空間１４からのフィルタカートリッジ３０の取出しを容易にする。さらに、ヘッドカバー１６からロッド２７を介して中央分配部２０に圧力が及ぼされて、該エレメントはその周縁２９が封止座に密接させられる。

分配用管体部２７の前面部には、ヘッドカバー１６を螺脱した後、直接に達することができる。分配用管体部２７は、傾きを回避するため、分配用管体部を囲繞する円弧上に配置された一連のキャンドルフィルタ２５が形成するグループの中心に配置されている。流出口２３は、図示実施例において、中央分配部２０の中心に配置されており、該流出口に分配用管体部２７が接続している。

図３において、キャンドルフィルタ２５用の流出口として符号２４で表された箇所の１つが露出されて示されている。

図４は、フィルタプランジャ１０ならびに中央分配部２０の断面を示している。ハウジング１内の流路３を通って供給される溶融体は、フィルタプランジャ１０に設けられた第１の流出口１２を通って第１の溶融体流通路２２に達し、同所から流出口２３を経て収容空間１４内に達する。溶融体はキャンドルフィルタ２５の、例えば金属格子メッシュからなる多孔フィルタ材料を透過して、中央分配部２０に設けられた流出口２４の前に配置されたキャンドルフィルタ２５内に侵入する。溶融体は次いで、流出口２４から、断面で見てブレスレット状の、複数の孔２４から流れ込むそれぞれの部分溶融体流れを再び一つにまとめるコレクタとして機能する第２の溶融体流通路２１内に流れ込む。この溶融体は同所から、第２の流出口１１を通ってフィルタプランジャ１０を離れ、ハウジング１内の流路６に達し、最終的に流出口２を経て次のプロセスに至る。

図５〜７および８〜９はそれぞれさらに別途実施形態のフィルタ装置１００’ないし１００’’を示している。ただし、これらのフィルタ装置は内部のフィルタカートリッジ構成の点で上述したフィルタ装置１００と相違しているだけである。

図５、６および７には、フィルタカートリッジ２３０を内蔵したフィルタプランジャ２１０が示されており、この場合、該フィルタカートリッジは、中央に配置された分配用管体部２２７と該分配用管体部に放射状に取り付けられたキャンドルフィルタ２２５とを有する円盤状の中央分配部２２０からなっている。

中央分配部２２０内には、流入口２１２と溶融体流通路２２２とを経て、流出口２２３に至る流れ路が形成されている。溶融体はこの流出口を経て、中央分配部２２０によって区分されて収容空間２１４内に形成されたそれぞれのチャンバ内に流れ込み、同所からキャンドルフィルタ２２５のフィルタ材料を透過し、さらに管体２２７を経て、中央分配部２２０内に還流し、そこからさらに中央分配部内部に設けられた溶融体流通路を通って流出させられる。

この場合、キャンドルフィルタ２２５は、フィルタプランジャの直径は同等であるが、図１〜４に示した第１の実施例のフィルタカートリッジ３０の、中央分配部２０から発して長手方向に延びるキャンドルフィルタ２５よりも遥かに小さい。

この第２の実施形態において、キャンドルフィルタ２２５は、流れ方向に応じて溶融体コレクタまたは溶融体ディバイダとして機能する中央分配用管体部２２７の外周に放射方向を向いて設けられており、また、この中央分配用管体部によってさらに、ヘッドカバー２２７を取り外した後にフィルタプランジャ１０からフィルタカートリッジ２３０を取り出すことが容易になる。

図６は、フィルタカートリッジ２３０を内蔵したフィルタプランジャ２１０を示している。放射方向に延びる多数のキャンドルフィルタ２２５を管体２２７の外周に複数列をなして縦列配置することにより、大きなフィルタ面積が得られる。このフィルタ面積は、こうした配置のキャンドルフィルタ２２５が中央分配部２２０の両側にそれぞれ設けられることによって倍増される。

図７から見て取れるように、溶融体流通路２２２は中央分配部２２０の内部を円周の一部に沿って弧状に延びて、それぞれ流出口２２３に至る複数の内部溶融体流通路に連続している。

第３の実施形態のフィルタ装置１００’’は図８および図９に示されている。フィルタプランジャ収容孔４が設けられたハウジング１は、この場合にも、不変であって、前述した実施形態と同様である。
相違しているのは、フィルタプランジャ３１０ないしそれに内蔵された、図９に斜視図で示したフィルタカートリッジ３３０である。

中央分配部３２０では、流入口３２２を経て流入する溶融体が、流出口３２３を経て収容空間３１４に流れ込む複数の部分流に分配される。フィルタエレメント３２５を備えた中央管体３２７の周囲に複数の流出孔３２３を配置することにより、中央管体の全周にわたって均等な流れが達成される。管体３２７はヘッドカバー３１６に達するまで延びている。

この場合、フィルタエレメント３２５は複数のリング状のフィルタ円盤３２５ａ、…からなっている。少なくとも終端側のフィルタ円盤３２５ａ…はその内側端縁が管体３２７に密着して取り付けられているために、収容空間３１４内を流れる溶融体は、フィルタ円盤を形成するフィルタ材料を透過して、管体３２７に設けられた孔３２７ａを通って再び中央分配部３２０内に還流するように強制される。

図１０〜１２を参照して、清掃終了後のフィルタプランジャ１０内のチャンバの排気および排液を説明する。

図１０は作動ポジションを示している。フィルタプランジャ１０は全面的にハウジング内部に位置している。この場合、例えば、所定のポジションに達するために、ヘッドカバー１６はハウジング前面に密接していてよい。

フィルタプランジャ１０の前方領域には、したがって、ヘッドカバー１６に対向して、収容空間１４内の前方チャンバと連通した排気孔３２が設けられている。フィルタプランジャ１０内の収容空間１４の前方チャンバ部分を排気および排液するため、フィルタプランジャは図１２に示した第１の排気ポジションに向かって可動され、つまり、排気孔３２がハウジングの端縁８より前に出て露出するまでハウジングから引き出される。こうして、空気と溶融体はこの孔を経て外部に流出することができる。

フィルタプランジャ１０内の収容空間１４の後方チャンバ部分を排気および排液するため、排気孔３１ａから発して外周面上を軸方向に向かって排気孔３２の近傍にまで延びる排気溝３１が設けられている。排気溝３１の屈曲された端部が排気孔３２に接近していることにより、フィルタプランジャを図１０に示したポジションまたは図１２に示したポジションから軸方向にわずかにずらすだけで、排気溝３１がハウジング１内に設けられた排気孔７と連通する、図１１に示した第２の排気ポジションにもたらすことができる。

排気孔３２ないし排気孔３１．１、排気溝３１ならびに排気孔７を経て、収容空間１４からごくわずかな体積流れによる溶融体の排出が可能である。同所から溶融体が連続的に外部に流出すると直ぐに排気および排液は終結され、フィルタプランジャ１０は再び図１０に示した作動ポジションに可動することができる。

１：ハウジング
２：（ハウジングからの）流出口
３：（ハウジングへの）流入口
５：（ハウジング内の）流入路
６：（ハウジング内の）流出路
４：フィルタプランジャ収容孔
１０；２１０；３１０：フィルタプランジャ
１１：（プランジャからの）流出口（溶融体流通路）
１２；３１２：（プランジャへの）流入口（溶融体流通路）
１６；２１６；３１６：ヘッドカバー
１４；２１４；３１４：収容空間
２０；２２０；３２０：中央分配部
３０；２３０；３３０：フィルタカートリッジ
２０；２２０；３２０：中央分配部
２１：（環状）溶融体流通路
２３：（収容空間への）流入口
２４：（収容空間からの）流出口
２５；２２５；３２５：フィルタエレメント（キャンドルフィルタ）
３２７ａ：流出孔
２２７；３２７：分配用管体部（ロッドまたは管体）
１００；１００；１００’’：フィルタ装置

Claims (14)

1. ハウジング内に設けられた流入路と流出路との間でフィルタプランジャ収容孔内を摺動可能に配置された少なくとも１つのフィルタプランジャを備え、前記フィルタプランジャは交換式の三次元フィルタエレメントを有しており、前記フィルタエレメントの内部は前記フィルタプランジャ内に形成された少なくとも１つの溶融体流通路と連通している樹脂溶融体用フィルタ装置であって、
   前記フィルタプランジャは、正面側のヘッドカバーによって密閉される少なくとも１つの収容空間を有し、中央分配部によって前記複数のフィルタエレメントは、前記収容空間内に挿入される１つのフィルタカートリッジとしてグループ化されることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記フィルタプランジャに設けられた流入口は前記中央分配部内に設けられた溶融体流通路ならびに流出口を経て前記収容空間内に通じており、前記中央分配部内に設けられた溶融体流通路は前記フィルタプランジャに設けられた流出口を経て前記中央分配部に設けられた複数の流出口につながっており、当該流出口の前側にはそれぞれ１つのフィルタエレメントが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記フィルタエレメントがキャンドルフィルタによって形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 前記キャンドルフィルタは前記フィルタプランジャの長手軸と平行に延び、前記キャンドルフィルタの開口面は前記中央分配部の端面に設けられた流出口に接続取り付けされていることを特徴とする請求項３に記載のフィルタ装置。
5. 前記フィルタプランジャに設けられた溶融体流通路は前記中央分配部内に設けられた少なくとも１つの溶融体流通路ならびに少なくとも１つの流出口を経て前記収容空間に通じており、前記中央分配部内に設けられた溶融体流通路は、前記フィルタプランジャに設けられた少なくとも１つの排出口から前記収容空間内に突き出した、複数の流出孔を有する少なくとも１つの分配用管体部までつながっており、前記分配用管体部にそれぞれ少なくとも１つのフィルタエレメントが接続されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
6. 前記フィルタエレメントが、それぞれ前記分配用管体部に設けられた流出口に接続取り付けされたキャンドルフィルタによって形成されていることを特徴とする請求項５に記載のフィルタ装置。
7. 前記分配用管体部は前記中央分配部の中心に配置され、前記キャンドルフィルタは放射状に配向されていることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ装置。
8. 前記フィルタエレメントは直列配置されているとともに前記分配用管体部によって貫通される中空円盤状のフィルタとして形成され、前記分配用管体部の少なくとも前記流出孔を含む領域は前記フィルタエレメントによって外囲されていることを特徴とする請求項５に記載のフィルタ装置。
9. 前記中央分配部の両端面側にそれぞれ少なくとも１つのフィルタカートリッジが配置され、前記中央分配部は前記収容空間を２つのチャンバに区分していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
10. 前記フィルタプランジャに設けられた流入口は溶融体流通路を経て前記中央分配部の端面側に設けられた少なくとも１つの流出口と連通していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
11. 前記中央分配部から少なくとも１つのロッドまたは管状の管体部が前記ヘッドカバーに達するまで延びていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
12. 前記管体部は前記フィルタカートリッジの中心軸に対して同心配置され、流出口は前記中央分配部端面に前記中心軸周りに所定弧ピッチで配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のフィルタ装置。
13. 前記中央分配部の外周面および前記収容空間を作り出しているプランジャ内周面に互いに相補係合する隆起部と窪み部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
14. 前記中央分配部の外周面と前記収容空間を作り出しているプランジャ内周面との間に周方向の接触鍔が形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルタ装置。

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