JP3698999B2 - ラインフィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス・空気或は液体の濾過用或はガス・空気等の除湿用のラインフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
配管ラインの途中に設ける濾過用・除湿用のラインフィルタは、通常、中空糸膜等のフィルタ素材を内蔵したケースの両端部にねじ部を形成し、このねじ部に、金属製等の継手部材を螺着し、この継手部材に配管を接続するには、ねじ接続で配管の途中に接合するラインフィルタが知られている。その他、フィルタ素材を内蔵した金属製ハウジングの両端に継手部を有するキャップを溶接して固着することによりフィルタを構成し、この継手部を配管に接続するには、ねじ接続で配管の途中に接合するフィルタも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来のフィルタには各種の課題点があるため、これらの課題点を改善したフィルタの開発が望まれていた。
即ち、これらのフィルタは、配管にねじ込みにより接合するので、ねじ込み具合によって、配管長が変化してしまうばかりでなく、配管作業には、モンキ、レンチ等の工具が必要である。また、ケースの両端部に、キャップや継手部材をねじ込みによって固着しているので、ねじ込みによる締付トルクがかかるため、ケース自体の強度を上げる必要があり、製品におけるコストアップの要因となる。
更には、キャップや継手部材を配管にねじ込み接合する際に、緩まないように、この部位に接着剤等を用いて固着する必要があり、そのための着脱が極めて不便である。
これらの課題点は、上記のように、製品の組立てや製品化が面倒であって、コストアップの要因になるばかりでなく、重量が嵩み、しかも、配管にフィルタを着脱する作業が面倒であり、これに伴って、製品のディスポーザブル化を良好にしたフィルタの開発が要請されていた。
【０００４】
本発明は、従来の課題点に鑑みて開発したものであり、その目的とするところは、濾過用・除湿用のフィルタとして小型・軽量であって、コンパクトに製造でき、しかも、配管に対してフィルタの取付や交換が簡単であって、ディスポーザブルフィルタとして好適であると共に、高精度の濾過機能や除湿機能を発揮することができるフィルタを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、筒状のケース本体内に収納した中空糸膜束の両端をポッティング部で固定し、このケース本体の両端部に継手機構を有するキャップを取り付けると共に、このキャップのうち乾燥空気を流出するポッティング部側のキャップの内周面とケース本体外周面との間にパージ通路を形成し、このパージ通路から乾燥空気を取り入れてケース本体内の中空糸膜束の外方に付着している水分をパージ空気によって乾燥させながらパージ孔を通って流出させるようにしたラインフィルタである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、乾燥空気を流出するポッティング部側から取り入れた乾燥空気を、パージ通路を介してケース本体内に取り入れる部位に、オリフィス孔を設けたシート材を設けた。
【０００７】
請求項３に係る発明は、湿潤空気を供給するポッティング部側のケース本体にパージ孔を形成し、このパージ孔を通ってキャップに形成した流出口よりパージするようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明における濾過用のラインフィルタと除湿用ラインフィルタの好ましい実施形態を図面に従って詳述する。
【０００９】
図１〜図６は、本発明における濾過用ラインフィルタの一例を示したものである。
図１及び図２において、１は透明又は半透明の樹脂製の筒状形態を有するケース本体であり、このケース本体１の内部には、中空糸膜や、フィルタシート或はその他のフィルタエレメント２を設けており、本例においては、一端にポッティング部３を有する中空糸膜を設けている。
【００１０】
この中空糸膜は、例えば、０．０１μｍ濾過精度を有し、ポリプロピレン等で形成しており、本例では、ケース１内に中空糸膜束を略Ｕ字形状に収納し、ケース本体１の一端よりポリウレタン等の樹脂材を注入してケース１本体内にポッティング部３を固着し、この場合、ポッティング部３の端面を、やや突出形成しておいてケース素材をポッティング部とともに切削して切削面を開口するようにして製造する。
【００１１】
また、図５及び図６に示すように、ケース本体１の両端近傍外周に突条部４を形成し、この突条部４は、ケース本体１の中央に向って傾斜面４ａを有し、この傾斜面４ａに続けて係合面４ｂを設けた形状を呈している。更に、この突条部４の先方位置に環状段部５を設けている。
更に、ケース本体１の両端縁には、環状の装着段部６が形成され、この装着段部６には、Ｏリング等のシール部材７，８が設けられており、このシール部材７によって、後述するキャップ９との端面シールと周面シールにより２重にシール機能を発揮するようにしている。
なお、ケース本体１の外周面には、流体の流れ方向を示す矢印を施した矢印刻設部１ａを設けている。
【００１２】
また、図中９，９は、ケース本体１の両端部に固定する樹脂製の一対のキャップであり、このキャップ９の一端開口部に形成した筒状部９ａの内周面には、係止溝１０を形成している。この係止溝１０は、前記したケース本体１の突条部４に係止される溝であって、この係止溝１０は、前記の傾斜面４ａに嵌合されるテ−パ面１０ａと係合面４ｂに係合される係止面１０ｂを形成している。
更に、キャップ９の内側には、ケース本体１の外端面が当接し、ケース本体１のシール部材７，８と端面シールする環状段部面１１が形成されている。
【００１３】
また、図３及び図４に示すように、キャップ９，９の内周には、樹脂製チューブ１２の挿入端部を係合するためのストッパ１３を一体に形成している。このストッパ１３の外端面は、環状段部面１１より内方に位置し、ストッパ１３の内端面にチューブ１２が係合するように形成し、ストッパ１３の内周部に円弧状部１３ａを形成している。
【００１４】
また、図２において、一対のキャップ９，９の内部には、継手機構１４が設けられており、この継手機構１４は、押圧リング１５と、ガイド筒１６、ロックリング１７、パッキンリング１８より構成されるもので、チューブ１２を簡単にかつ確実に着脱できる継手機構で、いわゆるワンタッチによる継手である。
【００１５】
更に、キャップ９の外端側外周面に形成された縮径部９ｂには、流路方向に沿って２条のリブ１９，１９を形成している。このリブ１９は、キャップ９の樹脂成形時の注入部として用いたり、またキャップ９の補強の作用を果たし、或は、キャップ９を内形加工をする際に、このリブ１９を治具で固定（チャッキング）する部位としても用いる。
【００１６】
次に、上記実施形態の作用を説明する。
まず、図５に示すように、ケース本体１にキャップ９を接続するには、ケース本体１の両端縁に形成した装着段部６にＯリング７，８を装着して、ケース本体１の両端部にそれぞれキャップ９を嵌合させると、突条部４がやや弾性を有しているから、キャップ９の開口部内に嵌合されながら、キャップ９の筒状部９ａの内周面に形成した係止溝１０にスナップ嵌合され、かつ確実に係止される。この状態において、係止溝１０のテーパ面１０ａと傾斜面４ａとが係合され、かつ係合面４ｂが係止面１０ｂに係止されるので、弾性状の突条部４が旧位に復帰した状態で、確実に係止され、ケース本体１の両端にキャップ９が係止固定される。
【００１７】
このとき、Ｏリング７，８は、ケース本体１の環状段部面１１と端面シールされると共に、キャップ９の内周面と周面シールするので、このＯリング７，８によって２重にシールされて確実に流路が密封形成される。これにより、簡単なスナップ嵌合で流入及び流出流路を形成し、フィルタを小型化することができる。
この状態において、特に、図２に示すように、所定のスペースを有した流路ａが形成され、圧力損失の少ない所定の流量が得られる。
更に、濾過用フィルタにチューブ１２を接続するには、図１及び図２に示すように、チューブ１２をキャップ９に設けた継手機構１４に挿入すると、チューブ１２の先端部がストッパ１３の内周面に当接し、チューブ１２の先端部がストッパ１３に係合されている状態を挿入したチューブ１２の当接感覚で確認することができる。
このとき、チューブ１２は、パッキンリング１８により周面シールされると共に、ロックリング１７がチューブ１２の外周面に喰い込むことによりチューブ１２は確実に接続され、これに流体圧の圧力が加わると、チューブ１２がやや膨張してロックリング１７の喰い込み量が増加する。
【００１８】
一方、チューブ１２を取り外すには、押圧リング１５を外方より押圧すると、ロックリング１７が押圧されてチューブ１２の喰い付き力を解除すると共に、流体を閉止して流体圧が低くなると、チューブ１２の喰い込みがなくなり、そのまま、チューブ１２を継手機構１４より容易に取り外すことができる。
【００１９】
また、図１及び図２の矢印が示すように、例えば、空気や窒素等のガスである流体をチューブ１２より、ラインフィルタに供給すると、ケース本体１内の中空糸膜２により濾過されてポッティング部３の開口部よりクリーンな流体が供給され、ケース本体１の他方側よりチューブ１２に供給される。
【００２０】
このとき、チューブ１２の端面とポッティング部の開口部との間に所定のスペースを有しているため、中空糸膜２に濾過されたクリーンな流体が全て確実に他方側のチューブ１２に供給される。
従って、本例におけるラインフィルタは、精密計測機器、分析機器、半導体製造、印刷、塗装機器及び一般工具、歯科、医科、食品機械などに用いられるガス・空気等の流体に適用される濾過フィルタとして広く適用される。
【００２１】
また、図７〜図１０は、本発明における除湿用のラインフィルタの実施形態を示したものである。
上記の実施形態と同一部分は、同一符号で示し、その説明を省略する。
図７及び図８において、透明又は半透明樹脂製のケ−ス本体２０の内部に中空糸膜で構成したフィルタエレメント２１を設け、この中空糸膜２１の両端にポッティング部２２，２３を設けている。
この中空糸膜２１は、ケース本体２０内に、ポリプロピレン等の中空糸膜で形成したもので、両端には、ポリウレタン等のポッティング部２２，２３が設けられている。本例において、中空糸膜内蔵型のケース本体２０を製造するには、ケース本体２０の両端部を延出させたケース内に直線状に中空糸膜束を収納し、次いで、ケース内の両端側よりポッティング剤を注入し、冷却固定した後に、長さ方向のケース本体２０の両端の適宜位置を切断すると、両端面が開口されたポッティング部２２，２３が設けられ、ケース本体２０内に中空糸膜２１を直接内蔵させたフィルタを製造することができる。
【００２２】
また、図８において、２４は、ケース本体２０の一方側の外周面に装着したＯリング、２５，２６は、ケース本体２０の他方側に装着したＯリングであり、２７は、パージ通路、２８は、適宜に選択できるオリフィス孔を設けたシート材であり、このシート材２８は、パージ通路２７の途中に設ける。２９は、パージ通路２７より中空糸膜２１の外周面に付着している湿気をパージして乾燥させるためのパージ孔であり、２９ａはパージされた空気を流出するためにケース本体２０の他方側に設けられた流出口である。
また、ケース本体２０の外周面には、図９及び図１０において、上記の例と同様に、突条部４を樹脂製の一対のキャップ３０，３０の内周面に形成した係止溝１０に係止させてケース本体２０の両端面にキャップ３０を取付ける。この場合の作用効果は上記の例と同一である。
【００２３】
本例において、チューブ１２の挿入端部は、キャップ３０の内周面に形成されたストッパ３１に係止され、また一方側のキャップ３０には、パージされた空気を流出するための流出口２９ａを設け、ケース本体２０に形成したパージ孔２９より流出口２９ａを通って流出する。この流出口２９ａには、本例と同様の継手機構を取付けることによって、流出チューブを着脱させることができる。
なお、他方側のキャップには、パージガスを検知するためのインジケータ（図示しない）を取付けるようにしても良い。
【００２４】
次に、この実施形態の作用を説明する。
ケース本体２０の両端にキャップ３０，３０を嵌合すると、ケース本体２０の突条部４とキャップ３０の係止溝１０とが係止されて、確実に係止固定することができると共に、キャップ３０，３０の内周面とケース本体２０の外周面とでパージ通路２７が形成されるので、ケース本体２０にパージ流路２７を形成するのに比べ、フィルタを小型化することができる。
図８の状態において、同図の矢印に示すように、湿潤空気を供給すると、ポッティング部２２の開口より供給され、この中空糸膜２１より、水分を含んだ湿潤空気が外方に濾過され、乾燥空気が他方のポッティング部２３より流出される。
一方、乾燥空気は、パージ通路２７よりシート材２８を通ってケース本体２０内の中空糸膜２１の外方に付着している水分をパージ空気によって乾燥させながら、パージ孔２９を通って他方例のキャップ３０に形成した流出口３１よりパージされ、長期に亘って中空糸膜が除湿作用を果たすことができる。
【００２５】
本例における除湿用ラインフィルタは、上記の例に示した濾過用ラインフィルタと同様の分野において広く適用することができる。
【００２６】
図１１は、ラインフィルタの更に他の例を示したものであり、フィルタエレメントを内蔵したケース本体３２の両端に、エルボ形状のキャップ３３，３３を固着したものであり、その他の構成並びに作用効果は、上記の各例と同様である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明によると、濾過用や除湿用のラインフィルタとして、コンパクトで、軽量なフィルタを提供することができ、しかもラインチューブの途中に極めて簡単に着脱でき、また、従来品に比較して著しくコストを低減化することができるため、高精度なラインフィルタをディスポーザブル品として提供することができ、実用的価値の高いラインフィルタを得ることができる等の優れた効果を奏する。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における濾過用ラインフィルタの一例を示す正面図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１におけるケース本体キャップを嵌着する前の状態を示す一部切欠き拡大断面図である。
【図６】図５の嵌着状態を示す一部切欠き拡大断面図である。
【図７】本発明における除湿用ラインフィルタの一例を示す正面図である。
【図８】図７の縦断面図である。
【図９】図７におけるケース本体とキャップを嵌着する前の状態を示す一部切欠き拡大断面図である。
【図１０】図９の嵌着状態を示す一部切欠き拡大断面図である。
【図１１】本発明における濾過用或は除湿用ラインフィルタの他例を示す正面図である。
【符号の説明】
１、２０ ケース本体
２、２１ フィルタエレメント（中空糸膜）
３、２２、２３ ポッティング部
４ 突条部
９、３０ キャップ
１０ 係止溝
１２ チューブ
１３ ストッパ
１４ 継手機構

Claims (3)

1. 筒状のケース本体内に収納した中空糸膜束の両端をポッティング部で固定し、このケース本体の両端部に継手機構を有するキャップを取り付けると共に、このキャップのうち乾燥空気を流出するポッティング部側のキャップの内周面とケース本体外周面との間にパージ通路を形成し、このパージ通路から乾燥空気を取り入れてケース本体内の中空糸膜束の外方に付着している水分をパージ空気によって乾燥させながらパージ孔を通って流出させるようにしたことを特徴とするラインフィルタ。
2. 乾燥空気を流出するポッティング部側から取り入れた乾燥空気を、パージ通路を介してケース本体内に取り入れる部位に、オリフィス孔を設けたシート材を設けた請求項１に記載のラインフィルタ。
3. 湿潤空気を供給するポッティング部側のケース本体にパージ孔を形成し、このパージ孔を通ってキャップに形成した流出口よりパージするようにした請求項１又は２に記載のラインフィルタ。

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