JP2015085256A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造でコンパクトに設計され、かつ、安価に製造できる濾過装置を提供する。
【解決手段】入口１０に供給される液体をフィルターエレメント５に流通させて固形物を取り除いて吐出口へ流す濾過装置であって、液体の流路を切換えるための３個の切換バルブ１を同一軸心Ｌ上に配設し、かつ、３個のバルブ１を機械的連動手段８によって連動連結して同時操作可能とし、液体をフィルターエレメント５に一方向に流通させて固形物を取り除いて吐出口へ流す濾過状態と、入口１０からの液体をフィルターエレメント５に逆方向に流通させて固形物を洗い流して排出口から排出する逆洗状態とに、３個のバルブ１を機械的連動手段８によって同時に操作して切換自在としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、濾過装置に関する。

従来、水や油等の液体を、フィルターエレメントに流通させて固形物を取り除く濾過装置が使用されている。
従来の濾過装置は、装置稼働中に、フィルターエレメントに固形物が堆積して目詰まりが発生すると、液体の流れが遮られて抵抗が増大するため、装置を停止してフィルターエレメントを交換する必要があった。よって、フィルターエレメントを交換する手間がかかる。また、濾過装置を停止させることなく長時間にわたって連続使用する場合には、大型のフィルターエレメントを要し、大掛かりな設備が必要となり、コストが嵩むという欠点があった。

そこで、液体をフィルターエレメントに逆向きに流して固形物を洗い流す「逆洗」という操作を定期的に行って、フィルターエレメントの目詰まりを防止する濾過装置が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１記載の濾過装置は、フィルターエレメントの交換が不要となり、装置稼働中であっても、逆洗を行うことによりフィルターエレメントに詰まった固形物を洗い流して清掃できる。

特開２００７−３８２０５号公報

しかし、上記の従来の濾過装置は、逆洗用の洗浄水又はエアを必要とし、濾過時に液体が流れる配管の他に、逆洗専用の配管を追加する必要があった。また、逆洗用の洗浄水又はエアのためのポンプやタンク等の設備も必要とし、装置全体が大掛かりになるという欠点があった。
また、逆洗による目詰まり除去率を向上させるために、特殊なフィルターエレメントが使用されており、コストを増大させる他の要因となっていた。

そこで、本発明は、簡素な構造でコンパクトに設計され、かつ、安価に製造できる濾過装置を提供することを目的とする。

本発明に係る濾過装置は、入口に供給される液体をフィルターエレメントに流通させて固形物を取り除いて吐出口へ流す濾過装置であって、上記液体の流路を切換えるための３個の切換バルブを同一軸心上に配設し、かつ、３個の該バルブを機械的連動手段によって連動連結して同時操作可能とし、上記液体を上記フィルターエレメントに一方向に流通させて上記固形物を取り除いて上記吐出口へ流す濾過状態と、上記入口からの上記液体を上記フィルターエレメントに逆方向に流通させて上記固形物を洗い流して排出口から排出する逆洗状態とに、３個の上記バルブを上記機械的連動手段によって同時に操作して切換自在としたものである。

また、３個の上記バルブと、上記フィルターエレメントと、該バルブと該フィルターエレメントを接続する配管は、略立方体形状のケーシングに内設され、３個の上記バルブを操作するための上記機械的連動手段が、上記ケーシングから突出状として手動レバーを具備しているものである。
また、３個の上記バルブは、上記入口からの上記液体を濾過用配管又は逆洗共用配管の２方向に切換供給自在の三方型第１バルブと、吐出口を開閉切換自在の第２バルブと、排出口を開閉切換自在の第３バルブから成り、上記濾過状態に於て、上記第１バルブによって上記入口から上記濾過用配管に上記液体を供給すると共に、上記第２バルブを開とし、かつ、上記第３バルブを閉とし、上記液体を上記フィルターエレメントに一方向に流通させて上記固形物を取り除いて、上記逆洗共用配管を介して上記液体を上記吐出口に流すように構成し、上記逆洗状態に於て、上記第１バルブによって上記入口から上記逆洗共用配管に上記液体を供給すると共に、上記第２バルブを閉とし、かつ、上記第３バルブを開とし、上記液体を上記逆洗共用配管から上記フィルターエレメントに逆方向に流通させて上記固形物を洗い流して、上記排出口から排出するように構成したものである。

本発明の濾過装置によれば、構造がシンプルで簡素であり、コンパクトに設計でき、かつ、安価に製造できる。電源不要で設置が容易である。３個のバルブをワンアクションで同時に切換操作でき、迅速かつ容易に逆洗を行うことができる。そして、本発明の濾過装置は、コンパクトであるため、液圧回路（配管）に容易に組込みできる。

本発明の実施の一形態を示した断面平面図である。 本発明の実施の一形態を示した断面正面図である。 本発明の実施の一形態を示した断面側面図である。 本発明の実施の一形態を示した断面側面図である。 フィルターエレメントの一例を示した拡大断面側面図である。 濾過状態を示した簡略説明図である。 逆洗状態を示した簡略説明図である。 フィルターエレメントの他の例を示した拡大断面側面図である。 図８のＡ−Ａ断面図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１〜図４に示すように、濾過装置は、産業一般に用いられる冷却水又は洗浄水等の水、あるいは、潤滑油やその他の油等の液体に混入した不純物や塵埃等の固形物を濾過して取り除く装置として用いられる。本発明の濾過装置は、入口１０に供給される液体をフィルターエレメント５に流通させて固形物を取り除き、吐出口１２へ流す装置であって、液体の流路を切換えるための３個の切換バルブ１，２，３を同一軸心Ｌ上に配設し、かつ、３個のバルブ１，２，３を機械的連動手段８によって連動連結して同時操作可能とし、液体をフィルターエレメント５に一方向に流通させて固形物を取り除いて吐出口１２へ流す濾過状態と、入口１０からの液体をフィルターエレメント５に逆方向に流通させて固形物を洗い流して排出口１３から排出する逆洗状態とに、３個のバルブ１，２，３を機械的連動手段８によって同時に操作して切換自在として構成されている。

３個のバルブ１，２，３は、入口１０からの液体を濾過用配管１４又は逆洗共用配管１５の２方向に切換供給自在の三方型第１バルブ１と、吐出口１２を開閉切換自在の第２バルブ２と、排出口１３を開閉切換自在の第３バルブ３から成る。
バルブ１，２，３としては、例えば、ボールバルブが用いられ、バルブボディに内装されたボール弁を回転させることで、第１バルブ１は流路を切換え、また、第２バルブ２と第３バルブ３は流路を遮断・開放するように構成されている。図２〜図４に示すように、バルブ１，２，３は、鉛直状軸心Ｌに沿って上下方向に並設されている。そして、図６と図７に於て、三日月形状の弁体Ｖは、上記ボール弁の弁体が、流路を遮断した「閉」状態を示す。
機械的連動手段８は、バルブ１，２，３に連結される連結部材１８と、連結部材１８の上端部に付設される手動レバー４とを、備えている。連結部材１８は、複数の枝部１６，１６，１６を有し、この枝部１６，１６，１６を各バルブ１，２，３のボール弁のシャフト３０に連結している。

図５に示すように、フィルターエレメント５は、円筒状に形成され、（Ｔ字型）管継手７に内設されている。フィルターエレメント５としては、例えば、多孔質の金属フィルタが用いられる。図５では、フィルターエレメント５は、管継手７の３つの流路が合流する濾過室１７の内壁に隙間無く装着されている。管継手７には、長手方向に連通する濾過室１７を含む主幹流路２１と、ラジアル外方に突出状のバイパス流路１９が形成され、濾過状態下で濾過室１７からバイパス流路１９に向け（図６参照）、あるいは、逆洗状態下でバイパス流路１９から濾過室１７に向けて（図７参照）、フィルターエレメント５の外周壁部５ａを通して液体が流れる。フィルターエレメント５は、濾過状態下で液体が濾過室１７からバイパス流路１９に向けて外周壁部５ａを通る際、外周壁部５ａの内周面にて固形物を捕集して、バイパス流路１９に流通する液体から固形物を取り除いている。
なお、図８と図９に示すように、フィルターエレメント５は、外周壁部５ａと管継手７の内壁との間に隙間を空けて、外周壁部５ａの全周にわたって液体を通すように構成されているのが好ましい。フィルターエレメント５は、図中２点鎖線で示すように、外周壁部５ａの全周から液体を放出し、固形物の目詰まりを防止している。

図１〜図４に示すように、３個のバルブ１，２，３と、フィルターエレメント５（を内有する管継手７）と、バルブ１，２，３とフィルターエレメント５を接続する配管１４，１５は、略立方体形状のケーシング２０に内設され、ユニット化されている。また、３個のバルブ１，２，３を操作するための機械的連動手段８が、ケーシング２０から突出状として手動レバー４を有している。
ケーシング２０は、幅寸法Ｗと奥行寸法Ｄと高さ寸法Ｈが、１７５ｍｍ〜２２５ｍｍの範囲内に設定されている。なお、本発明に於て、ケーシング２０は幅寸法Ｗと奥行寸法Ｄと高さ寸法Ｈが同一の大きさに設定されるのが望ましいが、略立方体形状としては、幅寸法Ｗと奥行寸法Ｄと高さ寸法Ｈの内、最も寸法差の大きい２つの比率が、１.０倍〜１.３倍の範囲に設定されたものを包含する。

濾過用配管１４は、合成樹脂から成る可撓管２２と２つのＬ字型管継手２３，２３を具備し、第１バルブ１の一方の出口と管継手７の主幹流路２１の一端に接続されている。
逆洗共用配管１５は、ケーシング２０の中央位置に配設される管部材２５を有している。管部材２５は、上端と下端に開口部を有し、上下中間位置に中間開口部を有している。管部材２５の上端開口部と第１バルブ１の他方の出口とを接続すると共に、中間開口部に第２バルブ２を接続し、かつ、下端開口部を管継手７のバイパス流路１９に接続している。管継手７の主幹流路２１の他端には、第３バルブ３が接続され、第３バルブ３の開閉によって、管継手７から排出口１３への液体の流通を遮断・開放に切換えている。

上述した本発明の濾過装置の使用方法（作用）について説明する。
図６に示すように、濾過状態に於て、第１バルブ１によって入口１０から濾過用配管１４に液体Ｆを供給すると共に、第２バルブ２を開とし、かつ、第３バルブ３を閉とする。液体Ｆをフィルターエレメント５に（ラジアル内側から外側に向けて）一方向に流通させて固形物Ｚを取り除いて、逆洗共用配管１５を介して液体Ｆを吐出口１２に流す。
この際、フィルターエレメント５は、内周面で固形物Ｚを捕集して、液体Ｆに含まれる固形物Ｚを取り除く。第１バルブ１の逆洗共用配管１５側の流路が閉鎖され、また、第３バルブ３が閉鎖されている為、液体Ｆは、逆洗共用配管１５を（下から上に）流れて、吐出口１２から外部に供給される。

次に、機械的連動手段８によって３個のバルブ１，２，３を操作して、図６の濾過状態から図７の逆洗状態に、切換える。
図７に示すように、逆洗状態に於て、第１バルブ１によって入口１０から逆洗共用配管１５に液体Ｆを供給すると共に、第２バルブ２を閉とし、かつ、第３バルブ３を開とする。液体Ｆを逆洗共用配管１５からフィルターエレメント５に（ラジアル外側から内側に向けて）逆方向に流通させて固形物Ｚを洗い流して、排出口１３から排出する。
この際、第１バルブ１の濾過用配管１４側の流路が閉鎖され、また、第２バルブ２が閉鎖されている為、液体Ｆは、逆洗共用配管１５を（上から下に）流れて、フィルターエレメント５の内周面に捕集された固形物Ｚを（外側から内側に）押し流す。液体Ｆによって押し流された固形物Ｚは、排出口１３から外部に排出される。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、フィルターエレメント５は、各種の形状と構造のものに変更自由である。

以上のように、本発明に係る濾過装置は、入口１０に供給される液体Ｆをフィルターエレメント５に流通させて固形物Ｚを取り除いて吐出口１２へ流す濾過装置であって、液体Ｆの流路を切換えるための３個の切換バルブ１，２，３を同一軸心Ｌ上に配設し、かつ、３個のバルブ１，２，３を機械的連動手段８によって連動連結して同時操作可能とし、液体Ｆをフィルターエレメント５に一方向に流通させて固形物Ｚを取り除いて吐出口１２へ流す濾過状態と、入口１０からの液体Ｆをフィルターエレメント５に逆方向に流通させて固形物Ｚを洗い流して排出口１３から排出する逆洗状態とに、３個のバルブ１，２，３を機械的連動手段８によって同時に操作して切換自在としたので、構造がシンプルで簡素であり、コンパクトに設計でき、かつ、安価に製造できる。電源不要で設置が容易である。３個のバルブ１，２，３をワンアクションで同時に切換操作でき、迅速かつ容易に逆洗を行うことができる。

また、３個のバルブ１，２，３と、フィルターエレメント５と、バルブ１，２，３とフィルターエレメント５を接続する配管１４，１５は、略立方体形状のケーシング２０に内設され、３個のバルブ１，２，３を操作するための機械的連動手段８が、ケーシング２０から突出状として手動レバー４を具備しているので、装置全体がユニット化されて、容易に設置できる。手動レバー４を操作して３個のバルブ１，２，３を同時に切換えることができ、濾過状態と逆洗状態とを、ワンアクションで容易に切換えできる。

また、３個のバルブ１，２，３は、入口１０からの液体Ｆを濾過用配管１４又は逆洗共用配管１５の２方向に切換供給自在の三方型第１バルブ１と、吐出口１２を開閉切換自在の第２バルブ２と、排出口１３を開閉切換自在の第３バルブ３から成り、濾過状態に於て、第１バルブ１によって入口１０から濾過用配管１４に液体Ｆを供給すると共に、第２バルブ２を開とし、かつ、第３バルブ３を閉とし、液体Ｆをフィルターエレメント５に一方向に流通させて固形物Ｚを取り除いて、逆洗共用配管１５を介して液体Ｆを吐出口１２に流すように構成し、逆洗状態に於て、第１バルブ１によって入口１０から逆洗共用配管１５に液体Ｆを供給すると共に、第２バルブ２を閉とし、かつ、第３バルブ３を開とし、液体Ｆを逆洗共用配管１５からフィルターエレメント５に逆方向に流通させて固形物Ｚを洗い流して、排出口１３から排出するように構成したので、逆洗状態下では、逆洗共用配管１５に、濾過状態とは逆向きに液体Ｆを流して、フィルターエレメント５の固形物Ｚを洗い流すことができ、逆洗専用の洗浄水を必要とせず、配管やポンプを追加することなく、装置全体の構造をシンプルかつ簡素に設計でき、コストを低く抑えることができる。

１ 第１バルブ
２ 第２バルブ
３ 第３バルブ
４ 手動レバー
５ フィルターエレメント
８ 機械的連動手段
１０ 入口
１２ 吐出口
１３ 排出口
１４ 濾過用配管
１５ 逆洗共用配管
２０ ケーシング
Ｆ 液体
Ｌ 軸心
Ｚ 固形物

Claims (3)

1. 入口（１０）に供給される液体（Ｆ）をフィルターエレメント（５）に流通させて固形物（Ｚ）を取り除いて吐出口（１２）へ流す濾過装置であって、
   上記液体（Ｆ）の流路を切換えるための３個の切換バルブ（１）（２）（３）を同一軸心（Ｌ）上に配設し、かつ、３個の該バルブ（１）（２）（３）を機械的連動手段（８）によって連動連結して同時操作可能とし、
   上記液体（Ｆ）を上記フィルターエレメント（５）に一方向に流通させて上記固形物（Ｚ）を取り除いて上記吐出口（１２）へ流す濾過状態と、上記入口（１０）からの上記液体（Ｆ）を上記フィルターエレメント（５）に逆方向に流通させて上記固形物（Ｚ）を洗い流して排出口（１３）から排出する逆洗状態とに、３個の上記バルブ（１）（２）（３）を上記機械的連動手段（８）によって同時に操作して切換自在としたことを特徴とする濾過装置。
2. ３個の上記バルブ（１）（２）（３）と、上記フィルターエレメント（５）と、該バルブ（１）（２）（３）と該フィルターエレメント（５）を接続する配管（１４）（１５）は、略立方体形状のケーシング（２０）に内設され、３個の上記バルブ（１）（２）（３）を操作するための上記機械的連動手段（８）が、上記ケーシング（２０）から突出状として手動レバー（４）を具備している請求項１記載の濾過装置。
3. ３個の上記バルブ（１）（２）（３）は、上記入口（１０）からの上記液体（Ｆ）を濾過用配管（１４）又は逆洗共用配管（１５）の２方向に切換供給自在の三方型第１バルブ（１）と、吐出口（１２）を開閉切換自在の第２バルブ（２）と、排出口（１３）を開閉切換自在の第３バルブ（３）から成り、
   上記濾過状態に於て、上記第１バルブ（１）によって上記入口（１０）から上記濾過用配管（１４）に上記液体（Ｆ）を供給すると共に、上記第２バルブ（２）を開とし、かつ、上記第３バルブ（３）を閉とし、上記液体（Ｆ）を上記フィルターエレメント（５）に一方向に流通させて上記固形物（Ｚ）を取り除いて、上記逆洗共用配管（１５）を介して上記液体（Ｆ）を上記吐出口（１２）に流すように構成し、
   上記逆洗状態に於て、上記第１バルブ（１）によって上記入口（１０）から上記逆洗共用配管（１５）に上記液体（Ｆ）を供給すると共に、上記第２バルブ（２）を閉とし、かつ、上記第３バルブ（３）を開とし、上記液体（Ｆ）を上記逆洗共用配管（１５）から上記フィルターエレメント（５）に逆方向に流通させて上記固形物（Ｚ）を洗い流して、上記排出口（１３）から排出するように構成した請求項１又は２記載の濾過装置。

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