JP2010521303A5 - - Google Patents

Description

フィルタ装置

本発明は、液体より不純物を除去するフィルタ装置に関する。本発明はさらに、そのようなフィルタ装置を製造するためのモジュラーシステムに関する。さらに、本発明は、そのようなフィルタ装置やモジュラーシステムに用いられるフィルタエレメントに関する。

この種のフィルタ装置は、従来、ハウジング内部を取り囲むフィルタハウジングを備える。フィルタハウジング内には、少なくとも一つの円筒状のフィルタ本体が設けられている。ハウジング内部において、フィルタ本体は、清浄空間と未処理空間を仕切っている。この種のフィルタ装置は、工業施設で、例えば、冷却潤滑剤を浄化するのに好んで利用されている。

この種のフィルタ装置を様々な濾過レベルに適用するため、一般的に、フィルタハウジングやフィルタ本体は、そのニーズに合わせて設計されてきた。フィルタ本体は、多くの流量を得るために大きく設計される。それに伴い、フィルタハウジングも大きく設計されてしまう。

この問題を解決するため、本発明においては、そのようなフィルタ装置を様々な濾過レベルに適用するのに、効果的、かつ特に製造コストのかからない方法を示す。

上記課題は、独立請求項の主題により解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

本発明は、少なくともフィルタ装置のフィルタ本体をモジュール式に構成するという一般概念に基づく。ここでは、同一の構成部材として形成され、かつ互いに軸方向に接続可能な複数のフィルタエレメントが、モジュールとして示される。フィルタ本体をモジュール式に形成することにより、各フィルタエレメントの軸方向の長さによって予め定められたグリッドにおいて、フィルタ本体の軸方向の長さを極めて簡単に変更できる。このようにすれば、様々な数のフィルタエレメントを用いることによって、様々な軸方向の長さのフィルタ本体を実現できる。フィルタエレメントが同一の構成部材として形成されているため、多様なフィルタ本体を製造するためのが大幅に削減できる。

また、本発明のフィルタ装置は、洗浄媒体を逆流させることによってフィルタ本体を洗浄する供給装置を備えている。供給装置は、供給用部材を備える。供給用部材は、フィルタハウジングの清浄空間側に配置され、フィルタ本体の清浄空間に向かい合ったフィルタ表面に洗浄媒体を供給する。各フィルタエレメントに供給装置が一つずつ設けられるように、供給装置もモジュール式に形成されるのが好ましい。この供給装置は、同一の構成部材として形成され、互いに軸方向に接続可能で、それぞれが結合するフィルタエレメントの清浄空間側に向かい合ったフィルタ表面だけに洗浄媒体を供給する。従って、フィルタ装置のモジュール設計は、供給装置の分野でも実現でき、同様に同一の構成部材で構成することにより、長さの異なるフィルタ装置を製造するための費用を抑えることができる。

他の有利な実施形態によると、対応するモジュール設計は、洗浄媒体とともに逆流洗浄された堆積物を排出する排出装置にも実現できる。

本発明の他の重要な特徴および効果は、独立請求項、図面、および図面に基づく図の説明に示される。

上記および以下に説明される特徴は、ここに示された組合せに限らず、本発明の範囲を越えることなく、他の組合せ、又は単独で用いられることは自明である。

図１は、フィルタ装置の縦断面図である。

本発明の好ましい実施形態は図面に示されており、以下において詳細に説明される。

唯一の図１は、フィルタ装置の縦断面図である。

図１によれば、フィルタ装置１は、ハウジング内部３を取り囲む、耐圧性のフィルタハウジング２を備える。フィルタハウジング２は、筒状であるのが好ましく、円筒状であるのが特に好ましい。この設計により、比較的薄い壁厚で所望の耐圧性が得られる。フィルタハウジング２の一方の端部は、円錐形の底部４により閉鎖されている。もう一方の端部において、フィルタハウジング２は、フランジ５を備えている。フランジ５には、フィルタハウジング２を密封するカバー６が取り付けられている。

フィルタハウジング２は、例えば底部４の未処理空間側に流入口７を備えている。ここで選択した切断面には現れないが、流入口７は、未濾過の液体をフィルタハウジング２に供給する。さらに、フィルタハウジング２は、清浄空間側に戻り配管８を備えている。戻り配管８によって、浄化済みの液体がフィルタハウジング２から排出される。

フィルタ装置１は、フィルタハウジング２に配置された少なくとも一つのフィルタ本体９を備える。フィルタ本体９は、筒状、好ましくは円筒状に形成される。

長手方向中心軸３１を含むフィルタ本体９と、長手方向中心軸３３を含むハウジング２は、便宜上、軸方向に平行に配置されている。また、両者は、僅かに偏心して配置されるのが好ましい。ハウジング内部３において、フィルタ本体９は、流入口７に連通する未処理空間１０を、戻り配管８に連通する清浄空間１１から仕切っている。開示例では、清浄空間１１がフィルタ本体９の内部まで延びており、未処理空間１０がフィルタ本体９を外側から取り囲んでいる。従って、濾過時のフィルタ本体９では、外側から内側へ放射状に流体が流れる。浄化時にフィルタ本体９で流体を逆方向に流し、清浄空間を外側に配置して、未処理空間を内側に配置してもよいことは自明である。

開示例において、フィルタ本体９は、それぞれが筒状もしくは円筒状に形成された二つのフィルタエレメント１２を備える。さらに、フィルタエレメント１２は、同一の構成部材として形成されている。また、フィルタエレメント１２は、互いに軸方向に接続される。他の実施形態において、フィルタ装置１がフィルタ本体９を構成するためにフィルタエレメント１２を三つ以上備えていてもよいことは自明である。同様に、フィルタ装置１の他の設計方法として、フィルタ本体９がこの種のフィルタエレメント１２を一つだけ備えることも考えられる。

フィルタ本体９では、軸方向端部のそれぞれに端部部材（すなわち、底部４に対向する底部側端部部材１３と、カバー６に対向するカバー側端部部材１４）が設けられる。端部部材１３,１４は、それぞれ異なるフィルタエレメント１２に接続される。

従って、開示例において、フィルタ本体９は、フィルタエレメント１２、端部部材１３,１４、およびそれらに必要な接続手段のみを備える。さらに、このように構成されたフィルタ本体９は、形状が安定しており、自己支持される。

各フィルタエレメント１２は、筒状または円筒状に形成され、フィルタ装置１の動作時に所望の濾過効果を発揮する外側部１５を備える。例えば、フィルタ本体９又はそれぞれのフィルタエレメント１２は、メタルエッジフィルタ（Metal Edge Filter）で構成されていてもよい。本実施形態において、外側部１５は、内側に放射状に配置された耐圧性で円筒状の支持構造１６を備え、その支持構造は、円筒状のフィルタ構造１７を外側に放射状に支持する。また、各フィルタエレメント１２は、各軸方向端部にそれぞれ環状部材（すなわち、底部４に対向する底部側環状部材１８と、カバー６に対向するカバー側環状部材１９）を備える。環状部材１８,１９は、相補的なフランジとして形成されている。そのため、底部側環状部材１８を介して、一つのフィルタエレメント１２がもう一つのフィルタエレメント１２のカバー側環状部材１９に接続可能となる。さらには、フィルタエレメント１２の環状部材１８,１９は、フィルタ本体９の端部部材１３,１４を補完的するように形成される。つまり、底部側環状部材１８と底部側端部部材１３が、互いに相補的なフランジを形成する。同様に、カバー側環状部材１９とカバー側端部部材１４が、互いに相補的なフランジを形成する。これに伴い、底部側端部部材１３が、底部側に位置するフィルタエレメント１２の底部側環状部材１８に接続可能となり、カバー側端部部材１４が、カバー側に位置するフィルタエレメント１２のカバー側環状部材１９に接続可能となる。

開示される実施例は、再生可能な、もしくは、逆流洗浄可能なフィルタ本体９に関する。本発明のフィルタ装置１には、作動中にフィルタ本体９を再生するための逆流洗浄装置２０が設けられている。逆流洗浄装置２０は、供給装置２１を備えている。供給装置２１は、フィルタ本体９の逆流洗浄に適した洗浄媒体を提供するように構成される。洗浄媒体としては、例えば、圧縮空気などの洗浄ガスや、清浄空間から取り出された精製液などの洗浄液が適当である。供給装置２１は、フィルタハウジング２の清浄空間側に配置される供給用部材２２を備える。従って、供給用部材２２は、本発明例において、フィルタ本体９の内部に位置する。供給用部材２２は、フィルタ本体９の清浄空間側に対向する面（ここではフィルタ内面２３）に洗浄媒体を供給するのに適した形に形成される。そのために、供給用部材２２は、底部側接続部２４及び／又はカバー側接続部２５によって供給配管２６に接続され、その供給配管２６によってそれぞれの洗浄媒体が供給用部材２２に供給可能となる。底部側接続部２４は、底部プレート４９に接続され、複数のテンションボルト５０により、中間床部３２に接続される。

供給用部材２２は、好ましくは、各フィルタエレメント１２に対応して分割された供給エレメント２７を備える。従って、本発明例においては、二つの供給エレメント２７が設けられる。供給エレメント２７は、それぞれ同一の構成部材として形成され、互いに軸方向に接続可能である。また、各供給エレメント２７は、それぞれが結合するフィルタエレメント１２のフィルタ内面２３に洗浄媒体を供給するように構成される。従って、カバー側供給エレメント２７は、カバー側フィルタエレメント１２のフィルタ内面２３だけに洗浄媒体を供給し、底部側供給エレメント２７は、底部側フィルタエレメント１２のフィルタ内面２３だけに洗浄媒体を供給する。

フィルタ内面２３に洗浄媒体を供給するため、各供給エレメント２７は、給水路部材２８と、それに連通するように接続されたノズル部材２９とを備える。このとき、各ノズル部材２９は、フィルタ内面２３のうちその周方向における比較的小さな領域だけに洗浄媒体を供給できるように構成される。同時に、各ノズル部材２９は、それに結合するフィルタ内面２３の軸方向の全高に亘って延びている。この設計により、洗浄媒体による逆流洗浄を、フィルタ内面２３の比較的小さな区域に集中させることができる。

フィルタ装置１は、さらに駆動部３０を備えている。駆動部３０は、ノズル部材２９とそれに結合するフィルタ内面２３との、フィルタ内面２３の周方向への相対な移動を可能にする。そのために、フィルタ本体９は、フィルタハウジング２において、長手方向中心軸３１を中心に回転可能に配置されているのが好ましい。例えば、端部部材１３,１４が、対応する回転軸受となり得る。そのために、例えば、底部側端部部材１３は、底部側接続部２４に回転可能に取り付けられ、カバー側端部部材１４はハウジング２の中間床部３２に回転可能に取り付けられる。

フィルタ本体９を回転駆動するため、駆動部３０は、カバー側端部部材１４と共に回転する駆動シャフト３４及び駆動フランジ３５を介して動作する。このとき、駆動シャフト３４は、中空となるよう形成されており、供給装置２１の構成要素となっている。

本発明におけるフィルタ装置１の逆流洗浄装置２０は、さらに排出装置３６を備えている。排出装置３６によって、逆流洗浄時にフィルタ本体９から分別または除去された堆積物を排出することができる。そのために、排出装置３６は、排出用部材３７を備えている。排出用部材３７は、フィルタハウジング２の未処理側（つまり、ここではフィルタ本体９の外側）に配置される。排出用部材３７は、フィルタ本体９の未処理側に対向する面（ここではフィルタ外面３８）から洗浄媒体とともに逆流してきた堆積物を排出可能にする。濾過時には、不純物が、未処理側（つまり、フィルタ本体９の外側のフィルタ外面３８）に集まって堆積物となる。このような堆積物は、流通抵抗を激増させるため、逆流洗浄によって除去される。逆流洗浄時において、洗浄媒体は、フィルタ装置を逆向きに（ここでは、フィルタ本体９の内側から外側へ向かって）流れ、これにより堆積物が望み通りに取り除かれる。排出用部材３７は、逆流洗浄時に使用される洗浄媒体を、取り除かれた堆積物と共に吸引して排出できる。排出用部材３７は、例えば、ハウジング２から外部へつながる対応排水路３９に接続される。そのため、排出用部材３７は、各フィルタエレメント１２に対応した排出エレメント４０を備える。従って、本発明例では、排出用部材３７が排出エレメント４０を二つ備える。排出エレメント４０は、同一の構成部材として形成され、互いに軸方向に接続される。また、各排出エレメント４０は、それに結合するフィルタエレメント１２から逆流洗浄によって取り除かれた堆積物を、それぞれのフィルタ外面３８から排出するように構成される。

各排出エレメント４０は、例えば、排水路部材４１と、それに連通するように接続された流入口部材４２とによって構成される。各流入口部材４２は、フィルタ外面３８における周方向の一部を区画した領域において、逆流洗浄で取り除かれた堆積物を、各フィルタエレメント１２におけるフィルタ外面３８の軸方向の全高に亘って集められるように構成される。このとき、各流入口部材４２は、フィルタ本体９又は各フィルタエレメント１２において、対応する供給エレメント２７の各ノズル部材２９に対して適切な位置に設けられる。従って、ノズル部材２９と流入口部材４２との間には、放射状の逆流洗浄領域が形成され、その逆流洗浄領域によってフィルタ本体９又はフィルタエレメント１２が接続方向に導かれる。

排出エレメント４０の軸方向の各端部には、それぞれ相補的に形成された接続フランジ４３,４４が設けられる。このようにして、二つ以上の排出エレメント４０が、簡単に互いに軸方向に接続される。さらに、接続フランジ４３,４４は、接続部４５又は固定部４６を補完するように形成され、これにより、フィルタハウジング２において排出用部材３６が接続および固定可能となる。

これに対応して、供給エレメント２７の軸方向端部には、接続フランジ４７,４８が設けられる。接続フランジ４７,４８は、相補的に形成されており、二つ以上の供給エレメント２７を互いに軸方向に接続可能にする。さらに、接続フランジ４７,４８は、底部側接続部２４又はカバー側接続部２５を補完するように形成される。これにより、供給装置２１の残りの部分では、供給用部材２２の一体化が実現可能となる。

この種のモジュラーシステムは、フィルタエレメント１２と、異なるフィルタハウジング２とを備えた多種類のフィルタ装置１を製造する際に便利である。さらに、このモジュラーシステムは、供給エレメント２７と排出エレメント４０の一方または両方を備えていてもよい。このようにして、フィルタ装置１についてのモジュラーシステムが実現される。特に、互いに軸方向の長さが異なる多様なフィルタ本体９が形成される。このとき、軸方向に長さが異なる多種類のフィルタ本体９は、一つのフィルタエレメント１２のみ、又は二つ以上のフィルタエレメント１２を用いることによって実現できる。それと共に、逆流洗浄装置２０を取り付けてもよい。例えば、供給用部材２２は、一つ又は二つ以上の供給エレメント２７によって構成される。同様に、排出用部材３７もまた、一つ又は二つ以上の排出エレメント４０で組み立てられていてもよい。モジュラーシステムでは、フィルタエレメント１２の軸方向長さによって定義されたグリッドに従って、互いに軸方向長さの異なる複数種類のフィルタハウジング２が用いられる。

フィルタ本体９や供給用部材２２及び／又は排出用部材３７に関する提案したモジュラーシステムによって、濾過容量の異なるフィルタ装置１が、比較的低価格で提供できる。

Claims (4)

1. 液体から不純物を除去するフィルタ装置であって、
   ハウジング内部（３）を取り囲むフィルタハウジング（２）と、
   前記フィルタハウジング（２）に収容され、ハウジング内部（３）において未処理空間（１０）を清浄空間（１１）から区画する少なくとも一つの円筒状のフィルタ本体（９）とを備え、
   前記フィルタ本体（９）は、同一の構成部材として形成されて互いに軸方向に接続される少なくとも二つの筒状のフィルタエレメント（１２）を備え、
   各フィルタエレメント（１２）は、濾過効果を発揮する一つの外側部（１５）と、外側部（１５）の軸方向の一方の端部に配置された第１の環状部材（１８）と、外側部（１５）の軸方向の他方の端部に配置された第２の環状部材（１９）とを備え、
   隣り合うフィルタエレメント（１２）の一方に設けられた第１の管状部材（１８）と他方に設けられた第２の管状部材（１９）とが接続可能となっており、
   フィルタ本体（９）は、軸方向の各端部に端部部材（１３,１４）を備え、前記端部部材は、それぞれが異なるフィルタエレメント（１２）に接続され、
   洗浄媒体を逆流させることによってフィルタ本体（９）を洗浄する供給装置（２１）が設けられ、
   前記供給装置（２１）は、フィルタ本体（９）の清浄空間側（１１）に臨むフィルタ表面（２３）に前記洗浄媒体を供給するためにフィルタハウジング（２）の清浄空間側に配置される供給用部材（２２）を備え、
   前記供給用部材（２２）は、各フィルタ本体（９）に対応して一つずつ設けられた供給エレメント（２７）を備え、前記供給エレメント（２７）は、同一の構成部材として形成され、互いに軸方向に接続され、それぞれが結合するフィルタエレメント（１２）の清浄空間（１１）に臨む前記フィルタ表面（２３）に前記洗浄媒体を供給するフィルタ装置。
2. 各供給エレメント（２７）は、給水路部材（２８）と、それに連通するように接続されたノズル部材（２９）とを備え、前記ノズル部材（２９）は、前記フィルタ表面（２３）の周方向の一部の領域において、各フィルタ表面（２３）の軸方向の全高に亘って洗浄媒体を供給するように構成されている
   請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 洗浄媒体を用いて逆流洗浄された堆積物のための排出装置（３６）が設けられ、
   前記排出装置（３６）は、排出用部材（３７）を備え、前記排出用部材（３７）は、前記フィルタハウジング（２）の未処理側に配置され、洗浄媒体を用いて逆流洗浄された堆積物をフィルタ本体（９）の未処理側に臨むフィルタ表面（３８）から排出しており、
   前記排出用部材（３７）は、各フィルタエレメント（１２）に対して一つずつ設けられた排出エレメント（４０）を備え、前記排出エレメントは、同一の構成部品として形成され、互いに軸方向に接続され、且つそれが結合するフィルタエレメント（１２）の前記未処理側（１０）に臨む前記フィルタ表面（３８）から、逆流洗浄された堆積物を排出する
   請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
4. 各排出エレメント（４０）は、排水路部材（４１）と、それに連通するように接続された流入口部材（４２）とを備え、前記流入口部材（４２）は、各フィルタ表面（３８）の周方向の一部の領域において、逆流洗浄された堆積物を前記フィルタ表面（３８）の軸方向の全高に亘って集められるように構成されている
   請求項３に記載のフィルタ装置。