JP2011136261A - フィルタ装置 - Google Patents

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Abstract

【目的】 本発明は、主要な防錆樹脂タンクの取付、移動などが簡単にでき、その装置の稼働率を著しく向上させること。
【構成】 襞を有する筒状フィルタ1と、この上下に環状樹脂板2,2が接着剤3にて接着された濾過ユニットAと、上蓋5及び下蓋6と、内筒4と外筒7と、上下の環状樹脂板2,2と上蓋4又は下蓋7との間に介在される発泡円板8とからなること。環状樹脂板2に形成された開口孔21a径よりも内筒4径が大きく形成されると共に、内筒4径は筒状フィルタ1内径よりも小さく形成され、発泡円板8の外径は環状樹脂板2の開口孔21a径よりも大きく形成されてなり、上下の発泡円板8,8間には連結シャフト9が介在されつつ上蓋5と下蓋6の外面側からのネジ10にて固着されつつ、内筒4は上下の環状樹脂板8,8間に挟持され、内筒4及び外筒7は鋼製の多孔板からなること。
【選択図】 図1

Description

本発明は、比較的高圧に耐えると共に、濾過ユニットの変形量を抑制して高効率な濾過作業ができ、分解作業ができ、環境保護にもできるフィルタ装置に関する。
従来より、フィルタ装置としては,その内部のフィルタが、通常,濾紙,繊維,織布又は不織布から構成されている。例えば,放電加工機の加工液浄化するフィルタにおいては、使用する時間につれてスラッジがフィルタに捉えられるに従って,供給側での圧力が高くなり、スラッジで詰まり且つ耐圧力に達する前に、フィルタ効率は極端に落ちるために、その圧力を検知してフィルタ装置を交換している現状である。
該フィルタ装置では、特に、省スペース内で、フィルタ効率を上げるために、可能な限りの濾過面積を確保するため,フィルタを,連続する襞状に形成した筒状フィルタとして浄化装置のケース内に収納している。また、放電加工機の加工液浄化のフィルタ装置には,大別すると,スラッジを含み加圧して供給される加工液を,筒状のフィルタの内外のどちら側で濾過するかにより,内圧式フィルタ装置と外圧式フィルタ装置とに区別される。
内圧式フィルタ装置としては、内部にスラッジを集めるので,濾過が進めば進むほど濾過能力が低下する。濾過能力を一定以上にするには,フィルタ全体を大型化せざるを得ず,フィルタを大型化すると,スラッジが蓄積したときに装置全体が重くなり,フィルタの交換の作業性が悪化する。供給される加工液はフィルタに対し外側に向かって圧力を及ぼすので,フィルタを耐圧性のあるものに製作する必要もある。フィルタの内側に付着されたスラッジはフィルタから除去し難いので,フィルタの清掃が困難であり,そのためフィルタは使い捨てされるのが一般である。
内圧式フィルタ装置において、加圧すると、フィルタの中央箇所が膨出して筒状フィルタの上下端と、上蓋、下蓋との接着剤箇所が剥がれたり、割れ状態が発生しており、十分な加圧力を掛けることができない欠点があった。また、市販されているフィルタ装置としては、供給される加工液はフィルタに対し外側に向かって圧力を及ぼすため、耐圧性の優れたものを製作している。つまり、筒状フィルタの上下端と、上蓋、下蓋とが接着剤にて水密的に固着され、筒状フィルタの上下端と上蓋、下蓋とが一体化している。このように、耐圧性には優れているものの、使用後において、筒状フィルタの上下端と上蓋、下蓋とを分解することができないものであった。
また、フィルタそれ自体は消耗品として考えられていたことに加え,使用後に内部に詰まったスラッジは、フィルタ内から除去することが困難でもあった。このため、フィルタが目詰まりを起こす寿命となる年度が来れば使い捨てとして処分され,再使用することは考慮されていなかった点もある。このような点から、使い捨てにせざるを得なかった。その場合、フィルタは紙、不織布などであっても、上蓋、下蓋等は金属プレートであるため、全体を廃棄することは、環境保護の点からも重大な問題があった。
その使い捨てに対して、分解できる装置として特許文献1が開発されている。つまり、内側筒状フィルタの内側及び外側筒状フィルタの上下端の上蓋、下蓋は分離することができ、分解可能である。このため、環境対策も良好であるが、この特許文献1は比較的低圧力(例えは、1kg/cm〜約2kg/cm程度)であっても、第一端部プレート又は第二端部プレートがその加圧力にて変形などして使用に供することができないという重大な欠点があった。さらに、フィルタ装置における加熱硬化させた硬化性板体は、筒状フィルタの下端を前記合成樹脂製接着剤内に挿入して成形しているが、このような場合には、運送時又は作業時においての振動又は圧力などの要因にて、前記硬化性板体が割れて破損することがあった。
特に、従来の破損に至る過程について図6に基づき説明する。所定時間使用後においては、水圧によって濾過ユニットの筒状フィルタaが太鼓状になり〔図6(A)参照〕、濾紙の目詰まりに伴い、変形量が大きくなり、外筒bへの密着割合が増えていく。この状態が更に進み、外筒全周に密着する状態になると、上下面を中心部に引っ張る力が発生する。この引っ張る力は、濾紙が太鼓状になることによって、筒状フィルタaの上下間が縮まり、該筒状フィルタaが上下面を引っ張っている力の作用である〔図6(B)参照〕。さらに、筒状フィルタaが一通り目詰まりし、外周方向への圧力の逃げ場が無くなると、上下方向に働く力も大きくなってくる。それに伴い、弱いと思われる中心部の上下部が膨らみ始める〔図6(C)参照〕。さらに、スラッジ供給を続け内部圧力が上昇してくると、上下面の変形量も大きくなり、最終的に筒状フィルタaの内周部付近の上下部が破断され、濾過ユニットの破損する〔図6(D)参照〕。
特開平10−76112号
そこで、使用圧力にも充分に耐えうるものとしつつ、分解再利用ができるフィルタ装置であって、該フィルタ装置の破損防止を提供することにあり、本発明が解決しようとする課題(技術的課題又は目的等)は、比較的高圧に耐えると共に、濾過ユニットの変形量を抑制して高効率な濾過作業ができ、分解作業ができ、環境保護にもできるフィルタ装置の開発を実現することである。
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、襞を有する筒状フィルタと該筒状フィルタの上下に環状樹脂板が接着剤にて接着された濾過ユニットと、該濾過ユニットの上下が保護される上蓋及び下蓋と、前記濾過ユニット内に装填される内筒と、前記濾過ユニットの外周が保護される外筒と、上下の前記環状樹脂板と前記上蓋又は下蓋との間に介在される発泡円板とからなり、前記環状樹脂板に形成された開口孔径よりも前記内筒径が大きく形成されると共に、該内筒径は前記筒状フィルタ内径よりも小さく形成され、前記発泡円板の外径は前記環状樹脂板の開口孔径よりも大きく形成されてなり、上下の前記発泡円板間には連結シャフトが介在されつつ前記上蓋と前記下蓋の外面側からのネジにて固着されると共に、前記内筒は上下の前記環状樹脂板間に挟持され、前記内筒及び外筒は鋼製の多孔板からなることを特徴とするフィルタ装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項2の発明を、請求項1において、前記内筒の高さは、上下の前記環状樹脂板間の間隔より僅かに小さく形成されてなることを特徴とするフィルタ装置としたことにより、前記課題を解決した。
請求項3の発明を、襞を有する筒状フィルタと該筒状フィルタの上下に環状の硬化性板体が設けられた濾過ユニットと、該濾過ユニットの上下が保護される上蓋及び下蓋と、前記濾過ユニット内に装填される内筒と、前記濾過ユニットの外周が保護される外筒と、上下の前記硬化性板体と前記上蓋又は下蓋との間に介在される発泡円板とからなり、前記硬化性板体に形成された開口孔径よりも前記内筒径が大きく形成されると共に、該内筒径は前記筒状フィルタよりも小さく形成され、前記発泡円板の外径は前記硬化性板体の開口孔径よりも大きく形成されてなり、上下の前記発泡円板間には連結シャフトが介在されつつ前記上蓋と前記下蓋の外面側からのネジにて固着されると共に、前記内筒は上下の前記硬化性板体間に挟持され、前記内筒及び外筒は鋼製の多孔板からなることを特徴とするフィルタ装置としたことにより、前記課題を解決した。
請求項4の発明を、請求項1において、前記内筒の高さは、上下の前記硬化性板体間の間隔より僅かに小さく形成されてなることを特徴とするフィルタ装置としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項5の発明を、請求項1,2,3又は4において、前記連結シャフトが、少なくとも3本以上が前記内筒内に設けられてなることを特徴とするフィルタ装置としたことにより、前記課題を解決したものである。
請求項1の発明においては、比較的高圧に耐えると共に、濾過ユニットの変形量を抑制して高効率な濾過作業ができ、分解作業ができ、環境保護にもできる利点がある。特に、本発明では、上下の環状樹脂板の中心側を内筒にて保持しているため、これ以上変形しないようにでき、ひいては、破損防止ができる。つまり、前記内筒の存在によって、濾過ユニットの筒状フィルタの破損、損傷防止ができる利点がある。
同時に、前記発泡円板は、上下の環状樹脂板と上蓋又は下蓋との間に介在されているため、その前記環状樹脂板は上下側に引っ張る力が作用しないことで、そのパッキンとしての役割をなす発泡円板には一切の隙間などは生じないようにでき、このため、比較的高い圧力が作用しても、シール効果は保持され、全て濾過ユニットを通り濾過効率を高めることができる効果を奏する。
請求項2の発明では、内筒の高さは、上下の前記環状樹脂板間の間隔より僅かに小さくしたことで、フィルタ装置として、ネジの締め付けが簡単にでき、その他は、請求項1と同様の効果を奏する。請求項3の発明は、請求項1の環状樹脂板が環状の硬化性板体に変わった構成であり、その環状樹脂板が不要となり、部材的には、少し安価になるが、製造工程に時間がかかることになり、効果としては、請求項1の効果と同等である。請求項4の発明では、請求項2の発明と同一の効果を発揮しうる。請求項5の発明では、圧力が大きく作用しても、フィルタ装置の中央箇所は十分な強度に耐えうるものにできる。
(A)は本発明の第1実施形態の仮組した状態の断面図、(B)は(A)の組立完了した断面図、(C)は(B)の(ア)部拡大図である。 (A)は本発明の第1実施形態の仮組した状態の一部切除した斜視図、(B)は(A)の仮組した状態の拡大断面図である。 本発明の第1実施形態の略全ての部材の分解斜視図である。 (A)及び(B)は本発明の第1実施形態の仮組した途中段階の断面図である。 (A)は本発明の第2実施形態の製造工程の最初の状態図、(B)は筒状フィルタを治具の接着剤に付け、これを硬化させて硬化性板体としている状態図。 (A)は第1実施形態の注水タイプの本発明を、別に設置された注水管設備に取付途中の状態図、(B)は(A)の後に取付が完了し、その作用も示した状態図である。 (A)は3つのフィルタを設けた本発明の要部の横断面図、(B)は(A)に示す部材を備えた第1実施形態のカプラタイプの断面図である。 (A)は従来技術であって、フィルタ装置に加圧された状態図、(B)はさらに加圧状態となった状態図、(C)は破損直前の状態図、(D)は破損状態となった断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。第1実施形態と第2実施形態とがある。まずは、第1実施形態は図1乃至図4に示されている。本発明のフィルタ装置は、該フィルタ装置は、内圧式に対応するタイプであり、主に、濾過ユニットAと、内筒4及び外筒7と、上蓋5及び下蓋6と、発泡円板8及び連結シャフト9などにて構成されている。前記濾過ユニットAは、筒状フィルタ1と環状樹脂板2とが接着剤3にて固着されている。
前記筒状フィルタ1は、紙,繊維,織布又は不織布などで構成され、断面円形で筒状をなした形状が基本型である。濾過効率を上げるように平面的に見て多数の折返し片が連続襞状をなして環状形成されている。前記環状樹脂板2は、合成樹脂製で、環状円板部21と外周立上り縁22とが射出成形にて一体形成されている。該外周立上り縁22の高さは、前記上蓋5及び下蓋6の高さに対応して形成されている。板厚は、約2〜3mm程度である。
前記環状樹脂板2における環状円板部21の開口孔21aは、直径D1を有している。また、前記筒状フィルタ1の仮想内径D3として形成されている。前記筒状フィルタ1の筒としての長手方向の上端1a及び下端1bは、前記環状樹脂板2に接着剤3を介して接続されている。このようにして前記筒状フィルタ1及び環状樹脂板2は、濾過ユニットAとして構成されている。
前記内筒4は、金属製の多孔板から構成され、図2に示すように、その多孔板が丸められた状態で、直径D2となっており、これが、つまむと該直径D2が小さくなり、離すと今度は金属材のスプリングバック現象によって、その直径D2に復帰するようになっている。該直径D2は、前記筒状フィルタ1の仮想内径D3よりは僅かに小さく形成されている。
また、前記外筒7も、前記内筒4と同材質からなり、前記濾過ユニットAの外周を包み、特に、前記筒状フィルタ1の外形を保護するように構成される。前記内筒4及び外筒7も、多数の孔を形成したパンチング部4a,7aと、複数のタガ状の補強帯部4b,7bとから構成されている。前記内筒4の高さは、上下の前記環状樹脂板2,2間の間隔より僅かに小さく形成されてなる。
前記上蓋5は、鉄又は鋼製の金属製をなし、圧力に対して十分な強度を有する円板部51と外周立上り縁52とがプレス加工にて一体形成されている。該外周立上り縁52の高さは種々選択されている。前記円板部51の中央には前記外周立上り縁52と同一高さの吸入口53が形成されている。該吸入口53もプレス加工にて一体形成されている。前記下蓋6は、前記吸入口53が無い状態で、前記上蓋5と同形状、同材質をなしている。
前記発泡円板8は、肉厚の円板状をなし、発泡合成樹脂から製造され、圧力を加えられると縮むようになり、パッキンとしての水密性保持の役割をなす。該発泡円板8は、上下の前記環状樹脂板2と前記上蓋5又は下蓋6との間に介在される。さらに前記発泡円板8の外径D4は前記環状樹脂板2の開口孔21aの内径D1よりも大きく形成されている。
上下の前記発泡円板8,8間には連結シャフト9が複数介在され、前記上蓋5と前記下蓋6の外面側からのネジ10にて前記連結シャフト9の端に形成されたネジ穴9aにネジ10が螺合されて固着される。実施形態では、4本設けられているが、少なくとも3本以上が好ましい。前記連結シャフト9へのネジ10の螺合によって前記内筒4は上下の前記環状樹脂板2,2間に挟持されつつ、前記発泡円板8は、前記環状樹脂板2と前記上蓋5又は下蓋6との間に挟持される。
図1(A)及び図2(B)においては、本発明の仮組の状態である。そして、ネジ10を締めた際、パッキンとしての前記発泡円板8の潰れと、前記筒状フィルタ1の変形が双方発生する。図1(B)では、該筒状フィルタ1の垂直方向の変形は極端であるが、実際には、1mm以内の変形量のことが多い。このとき、内筒4の存在にて、該内筒4の高さ以下には縮まらないようになり、前記環状樹脂板2の変形を抑制することができる。内筒4が上下で、これ以上縮まらないようにした以降でも、さらに、前記ネジ10を締めていくと、パッキンとしての前記発泡円板8が潰れるのみにでき、より良好な水密効果を得ることができる。
次に、その製造法について説明すると、図4に基づき説明する。まず、前記筒状フィルタ1の上端及び下端に、環状樹脂板2,2を接着剤3にて接着固定して濾過ユニットAを製造する。そして、前記内筒4をつまんで、その直径D2が小さくする。つまり、この直径D2よりも小径の開口孔21aの直径D1よりも、さらにつまんで、内部に入れたら、離すと今度は金属材のスプリングバック現象によって、その直径D2に復帰させてセットする。
そして、今度は、下蓋6上に、発泡円板8を載せつつ、前記連結シャフト9の下端をネジ10を止めた状態としておき、これに対して、内筒4及び外筒7を取り付けた濾過ユニットAを上から挿入するように載せる。今度は、濾過ユニットA上に前記発泡円板8を載置し、この上に上蓋5を被せて、その後に、上側のネジ10を前記連結シャフト9へのネジ穴9aに螺合する。この螺合する手前状態が、図1(B)であり、螺合を続けて締め込むことで、図2(B)及び(C)のように製造できる。
本発明の第2実施形態について説明する。この場合には、第1実施形態と異なる点は、環状樹脂板2が存在しない構成である。つまり、第2実施形態では、該環状樹脂板2を設けることなく、本発明では、接着剤3による硬化性板体3´にて、前記環状樹脂板2と同等の役割を成すようにしたものである。その製造法につき説明する。この場合には、製作用の受皿としての皿状治具101が必要となる。その点を詳述すると、図6(A)に示すように、皿状治具101の中に、硬化性板体3´としての接着剤3を充填する。このとき、剥離剤を介在しておくことが好ましい。そして、前記筒状フィルタ1の上端又は下端をその液状の接着剤3内に挿入する。次いで、ヒータなどの加熱装置上で、加熱にて前記接着剤3を硬化させて前記硬化性板体3´を成形する〔図6(B)参照〕。その後は、該硬化性板体3´が、前記環状樹脂板2としての役割をなすものであり、製造工程でも、第1実施形態と同一であり、その説明を省略する。
前記硬化性板体3´は、エポキシ系硬化性接着剤,塩化ビニル系接着剤又はウレタン系硬化性接着剤などで構成されている。常温では、ゲル状又はゼリー状の流動性を有した接着剤であり、加熱(約100度程度)することにより、硬化して強固な板材となる。また、常温では、ゲル状又はゼリー状の流動性を有した接着剤であって、常温を超える適宜の温度で硬化して強固な板体を構成する材質であれば、前述の材質に限定されない。本発明では、好ましくは、ウレタン系硬化性接着剤が使用される。
その作用について説明する。本発明のフィルタ装置を設置して、所定時間使用後においては、水圧によって濾過ユニットの筒状フィルタ1が太鼓状になろうとし、且つ筒状フィルタ1の上下面を中心部に引っ張る力が発生しても、本発明では、上下の環状樹脂板2の中心側を内筒4にて保持しているため、これ以上変形しないようにでき、ひいては破損防止ができる。この効果は、
開口孔21aの内径D1<内筒4の直径D2<筒状フィルタ1の仮想内径D3からである。簡単に説明すると、前記内筒4の存在によって、前記濾過ユニットAの筒状フィルタ1の変形量の抑制し、該筒状フィルタ1の座屈の抑制,濾過性能の効率化を図ることができる。
同時に、前記発泡円板8は、上下の前記環状樹脂板2と前記上蓋5又は下蓋6との間に介在されているため、その前記環状樹脂板2,2は上下側に引っ張る力が作用しないことで、今度は、そのパッキンとしての役割をなす発泡円板8には隙間などは生じないため、比較的高い圧力が作用しても、シール効果は保持され、該発泡円板8箇所から外部に漏れることはなく、全て濾過ユニットAを通り濾過効率を高めることができる。また、内筒4の存在により、内筒4の内部では乱流でも、内筒4から外に出るときは多孔を通るため、整流された状態で前記筒状フィルタ1に到達することになり、偏ったスラッジの詰まり方等の防止にもできる。
前述の説明での第1実施形態は、カプラタイプであり、前記上蓋5又は下蓋6の構成が僅かに相違している。前記上蓋5には、小径の吸入口を有するカプラ5aが設けられ、その上蓋5の円板部51の下面の中央には比較的短い長さの短パイプ5bが設けられている。また、前記下蓋6の構成としては、中央に孔が全く存在しないものとして形成されている。また、本発明では、第1実施形態及び第2実施形態も、濾過ユニットAは廃棄することも多いが、内筒4,外筒7,上蓋5,下蓋6,発泡円板8及び連結シャフト9,ネジ10は全て再生利用でき、極めて省エネであると同時に、従来のように全て廃棄するようなこともなく、環境にも良好なものにできる。
また、図7に示すように、第2実施形態の注水タイプであり、前記上蓋5又は下蓋6の構成は同一である。さらに、この第2実施形態では、前記上蓋5又は下蓋6において、開口部が形成されている点を除いて、他の構成は、第1実施形態と同等である。製造後の本発明を、管周縁に多孔が形成されている注水管42に被せるようにして〔図7(A)参照〕、上下のパッキン43,43を介してナット44にて水密接合する〔図7(B)参照〕。この注水管タイプでも、発明としての作用は、カプラタイプと同一である。
さらに、図8に示した第3実施形態であり、その図8(A)は、筒状フィルタ1の外周で且つ前記外筒7の内側には、外側筒フィルタ11が、前記筒状フィルタ1の内周には所定間隔を有して、襞状の内側筒状フィルタ12がそれぞれ設けられている。該内側筒状フィルタ12及び外側筒フィルタ11は,前記筒状フィルタ1の材質と同様に構成されている。他の構成は、第1実施形態と同様にカプラタイプとして構成されていたり〔図8(B)参照〕、さらに、図示しないが、第2施形態と同様に注水タイプにすることもある。また、第1実施形態においては、筒状フィルタ1のみに構成したが、これに外側筒フィルタ11を設けることは多い状況である。
1…筒状フィルタ、2…環状樹脂板、21a…開口孔、3…接着剤、3´…硬化性板体、
A…濾過ユニット、4…内筒、5…上蓋、6…下蓋、7…外筒、8…発泡円板、
9…連結シャフト、9a…ネジ穴、10…ネジ。

Claims (5)

  1. 襞を有する筒状フィルタと該筒状フィルタの上下に環状樹脂板が接着剤にて接着された濾過ユニットと、該濾過ユニットの上下が保護される上蓋及び下蓋と、前記濾過ユニット内に装填される内筒と、前記濾過ユニットの外周が保護される外筒と、上下の前記環状樹脂板と前記上蓋又は下蓋との間に介在される発泡円板とからなり、前記環状樹脂板に形成された開口孔径よりも前記内筒径が大きく形成されると共に、該内筒径は前記筒状フィルタ内径よりも小さく形成され、前記発泡円板の外径は前記環状樹脂板の開口孔径よりも大きく形成されてなり、上下の前記発泡円板間には連結シャフトが介在されつつ前記上蓋と前記下蓋の外面側からのネジにて固着されると共に、前記内筒は上下の前記環状樹脂板間に挟持され、前記内筒及び外筒は鋼製の多孔板からなることを特徴とするフィルタ装置。
  2. 請求項1において、前記内筒の高さは、上下の前記環状樹脂板間の間隔より僅かに小さく形成されてなることを特徴とするフィルタ装置。
  3. 襞を有する筒状フィルタと該筒状フィルタの上下に環状の硬化性板体が設けられた濾過ユニットと、該濾過ユニットの上下が保護される上蓋及び下蓋と、前記濾過ユニット内に装填される内筒と、前記濾過ユニットの外周が保護される外筒と、上下の前記硬化性板体と前記上蓋又は下蓋との間に介在される発泡円板とからなり、前記硬化性板体に形成された開口孔径よりも前記内筒径が大きく形成されると共に、該内筒径は前記筒状フィルタよりも小さく形成され、前記発泡円板の外径は前記硬化性板体の開口孔径よりも大きく形成されてなり、上下の前記発泡円板間には連結シャフトが介在されつつ前記上蓋と前記下蓋の外面側からのネジにて固着されると共に、前記内筒は上下の前記硬化性板体間に挟持され、前記内筒及び外筒は鋼製の多孔板からなることを特徴とするフィルタ装置。
  4. 請求項1において、前記内筒の高さは、上下の前記硬化性板体間の間隔より僅かに小さく形成されてなることを特徴とするフィルタ装置。
  5. 請求項1,2,3又は4において、前記連結シャフトが、少なくとも3本以上が前記内筒内に設けられてなることを特徴とするフィルタ装置。
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