JP3829253B2 - 流体フィルタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体フィルタに関し、更に詳細には、内部に画成した収容部に連通する導入口および排出口を開設したケース体と、適度の弾力性を有する多孔質体を材質とし、前記収容部に着脱自在に収容される濾材とからなり、前記導入口から収容部へ導入した流体を前記濾材に通過させて該流体に混在している微細な異物を捕集し、清浄化された流体を前記排出口から排出するようにした流体フィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、空気清浄器、自動車用エンジン、流体圧シリンダ等、空気やガス等の気体またはオイル等の液体を活用する種々の装置では(以下、気体および液体を総称して「流体」という)、図10に示すように、この流体内に混在している微細な異物(塵埃、ゴミ等)を捕集して該流体を清浄化するための流体フィルタ10を、当該装置12における流体導入部14に装着する場合が多い。この流体フィルタ10は、種々形態・タイプのものが実施に供されているが、例えば図11および図12に示すように、内部に画成した収容部26に連通する導入口22および排出口24を開設したフィルタケース(ケース体)20と、適度の弾力性を有する多孔質体を材質とし、前記収容部26に着脱自在に収容される濾材30とからなり、前記導入口22から収容部26へ導入した流体を前記濾材30に通過させて該流体に混在している微細な異物Sを捕集し、清浄化された流体を前記排出口24から排出するようになっている。ここで前記濾材30としては、例えば連泡構造を有するウレタンフォーム、または不織布や繊維集合体等、多数の孔(空隙)を有する所謂「多孔質体」が好適に実施可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図11および図12に示した従来の流体フィルタ10では、前記収容部26に収容される前記濾材30の外形形状を該収容部26の空間形状に合致させるようにし、この濾材30を収容部26内へ収容した際には、該濾材30の周囲に隙間(空間)が殆ど画成されないようになっている。このため、前記導入口22を介して収容部26内へ導入された前記流体は、その全部が前記排出口24から排出されるまで常には濾材30の内部を流通移動するから、該流体に混在している異物Sの殆ど全ては該濾材30の内部に捕集されることになる。このため、流体に多くの異物Sが混在している場合には、比較的に短期間で濾材30の目詰まりが発生してしまい、当該濾材30の交換サイクルまたはクリーニングサイクルが短くなるから、濾材30の交換作業またはクリーニング作業を頻繁に行なう必要が生ずると共にランニングコストが嵩んでしまう課題等があった。
【0004】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適にに解決するべく提案されたもので、濾材の交換サイクルまたはクリーニングサイクルが長くなるようにして、ランニングコストの低減等を図り得るようにした流体フィルタを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため本発明は、内部に画成した収容部に連通する導入口および排出口を開設したケース体と、適度の弾力性を有する多孔質体を材質とし、前記収容部に着脱自在に収容される濾材とからなり、前記導入口から収容部へ導入した流体を前記濾材に通過させて該流体に混在している微細な異物を捕集し、清浄化された流体を前記排出口から排出するようにした流体フィルタにおいて、
前記ケース体の内壁面に所要数設けられ、前記収容部へ向け突出して前記濾材を支持する凸状の支持部と、
前記収容部および前記濾材の間において、前記支持部に隣接して画成される空間部とからなり、
前記収容部へ導入された流体の一部または全部を、前記支持部に衝突させることで前記空間部内に一時的に滞留させ、この際に該流体に混在している前記異物を前記空間部内に沈積させ得るよう構成したことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る流体フィルタにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【0007】
【第1実施例】
図1は、第1実施例に係る流体フィルタを概略的に示す縦断側面図、図2は、流体フィルタを実施状態で示す縦断側面図、図3は、流体フィルタの分解斜視図である。第1実施例に係る流体フィルタ40は、内部に画成した収容部26に連通する導入口22および排出口24を開設したフィルタケース(ケース体)20と、適度の弾力性を有する多孔質体を材質とし、前記収容部26に着脱自在に収容される濾材30とから構成されている。なお本実施例では、多孔質体として連泡構造を有するウレタンフォームを例示するが、本願での多孔質体とは該ウレタンフォーム以外に、樹脂(ゴムおよびプラスチック等)の連泡体、不織布、繊維集合体(プラスチック、無機物、金属等から形成されるもの)等も含まれる。
【0008】
前記フィルタケース20は、トレー状の第1半体42およびトレー状の第2半体44とから構成され、これら第1半体42および第2半体44を対向的に組付けることで矩形箱体状を呈し、前記濾材30用の収容部26を内部に画成するようになっている。そして第1半体42の一側部位には、前記収容部26内へ流体が流入するのを許容する横長の導入口22が開設されており、また第2半体44の一側部位には、前記収容部26内の流体がケース外部へ流出するのを許容する横長の排出口24が開設されている。このような第1半体42と第2半体44とを組付けた際には、図1において、フィルタケース20における下面右端部位に前記導入口22が開口し、該フィルタケース20における上面左端部位に前記排出口24が開口するようになっており、導入口22からフィルタケース20内へ導入された流体は、収容部26内の一端から他端まで流通移動した後に排出口24から該フィルタケース20外へ排出される。
【0009】
そして前記第1半体42の内壁面には、前記収容部26へ向け突出して該収容部26へ収容した前記濾材30を支持し得る凸状の支持部46が、所要数設けられている。ここで前記支持部46は、前記フィルタケース20に設けたリブ状突片48であって、前記導入口22から排出口24に亘って適宜間隔毎に複数個(実施例では3個)が並設されている。しかも各リブ状突片48では、導入口22に隣接したリブ状突片48の突出量が最小とされ、排出口24に隣接したリブ状突片48の突出量が最大とされており、導入口22側から排出口24側に向けて突出量が徐々に大きくなるよう設定されている。
【0010】
また前記夫々のリブ状突片48は、後述するように、濾材30の外形形状を前記フィルタケース20の内部形状に合致する矩形直方体とした場合、収容部26に収容した該濾材30を適宜に圧縮した状態で支持し得る突出量に形成されている。従って、夫々のリブ状突片48が収容部26に収容された濾材30を圧縮することで、流体に混在している前記異物Sの捕集率を高めた圧縮部位32を該濾材30に任意に作り出し得るようになっている。すなわち、前記各リブ状突片48の突出量に対応して前記濾材30における圧縮部位32の圧縮度合が変更され、具体的には該リブ状突片48の突出量を大きくする程に、濾材30の圧縮変形量が大きくなって圧縮部位32の密度が高くなる。
【0011】
また第1半体42に、前述したリブ状突片48(支持部46)を所要間隔に形成したことにより、前記収容部26および濾材30の間において該リブ状突片48に隣接した部位には、複数(実施例では4個)の空間部49が画成されるようになっている。これにより、導入口22を介して収容部26へ導入された流体の一部が、該収容部26内を流通移動する過程で前記リブ状突片48に衝突すると、前記夫々の空間部49へ流入して該空間部49内で一時的に滞留するようになる。
【0012】
前記濾材30は、例えば連泡構造を有する多孔質体であるウレタンフォームを材質とし、前記フィルタケース20に画成した矩形状の収容部26に合致する矩形直方体に成形されており(図3)、この形状に発泡成形したものや、大きい板状に発泡成形された原反からこの形状に切出したものである。このような濾材30は、発泡成形に際して形成された多数の連続気泡孔(空隙)を内部に有して弾力性および柔軟性に富んでおり、常態においては全体的に同一密度とされて全ての連続気泡孔(空隙)が略同一サイズとなっている。そして、濾材30を外方から押圧すると、この押圧された部位が簡易に圧縮変形して当該圧縮部位の密度が非圧縮部位の密度より高くなり、圧縮部位の連続気泡孔(空隙)が押し潰されて縮小化されているのでより小さい異物Sの捕集が可能となる。なお濾材30は、清浄対象とされる流体(気体または液体)に応じて決定されるものであり、ここでは詳細な説明は省略する。
【0013】
このようなフィルタケース20および濾材30から構成される第1実施例の流体フィルタ40は、図4に示すように、該濾材30を挟んで前記第1半体42および第2半体44を組付けることで、両半体42,44からなるフィルタケース20に内部画成された収容部26に濾材30が収容される。ここで、第1半体42と第2半体44とを組付けるに際し、該第1半体42に形成した前記各リブ状突片48が、収容部26へ収容された前記濾材30の外面に押付けられた状態で該濾材30を支持するようになるから、該濾材30には適宜に圧縮されて異物Sの捕集率を高めた圧縮部位32が作り出される(図1)。しかも、前記リブ状突片48の突出量を前述したように設定してあることにより、濾材30の圧縮度合(圧縮変形量)は導入口22から排出口24に向けて徐々に大きくなっており、排出口24側に近づく程により小さいサイズの異物Sを捕集可能となっている。
【0014】
従って、図2に示すように、前記導入口22からフィルタケース20へ導入した流体に種々サイズ(寸法)の異物Sが混在している場合でも、濾材30における導入口22に臨んだ部位では大きいサイズの異物Sが捕集されると共に、排出口24側に近づくにつれてより小さいサイズの異物Sが順次捕集されるようになる。すなわち、流体に混在する前記異物Sに寸法差があったとしても、サイズに応じて捕集される部位が異なるから、異物Sを濾材30の全体に亘り平均的に捕集することができ、捕集効率を好適に向上させることができる。また、濾材30の一部分に異物Sが集中して捕集されないから、該濾材30を通過する流体のスムーズな流動が維持されて圧力損失を最小限に抑えることもできる。
【0015】
このように第1実施例の流体フィルタ40は、全体的に同一密度に発泡成形されたウレタンフォームからなる単一(1種類)の濾材30に、フィルタケース20内に突設した前記各リブ状突片48を押付けて圧縮することで、前記異物Sの捕集率を高めた圧縮部位32を意図的に作り出すことができ、単一の濾材30の使用により密度の異なる(捕集率の異なる)複数の濾材を使用した場合と同等乃至それ以上の捕集性能を得ることができる。これにより、低コストで異物Sの捕集効率を好適に向上させることができる。
【0016】
一方、第1実施例の流体フィルタ40では、フィルタケース20の内壁面に前記リブ状突片48を突設すると共に、収容部26と濾材30との間に該リブ状突片48に隣接して空間部49が画成されているから、収容部26を流通移動する流体の一部が、前記リブ状突片48に衝突して空間部49内へ流入するようになる。しかも空間部49へ流入した流体は、図2に示すように該空間部49内で淀んだ状態となり、該空間部49内で一時的に滞留するようになる。従って、空間部49内へ流入した流体に前記異物Sが混在していた場合には、該異物Sのうちの一部が該空間部49の底面に沈積するようになる。
【0017】
このように第1実施例の流体フィルタ40では、フィルタケース20内へ導入された流体に混在している異物Sの一部を空間部49内に沈積させ得るから、その分だけ濾材30で捕集される異物Sの量が減少することとなる。すなわち、図11および図12に示した従来の流体フィルタ10と比較すると、濾材30の目詰まりが発生するまでに要する時間(期間)がより長くなるから、当該濾材30の交換サイクルまたはクリーニングサイクルが長くなり、煩雑な濾材30の交換作業またはクリーニング作業を減らし得ると共にランニングコストの低減を図ることもできる。
【0018】
【第2実施例】
図5は、第2実施例に係る流体フィルタを概略的に示す縦断側面図、図6は、流体フィルタを実施状態で示す縦断側面図、図7は、流体フィルタを分解して示す断面図である。第2実施例に係る流体フィルタ50は、基本的構成は前記第1実施例の流体フィルタ40と同一であるが、フィルタケース20の第1半体42に設けた支持部46の形態を変更したものである。
【0019】
すなわち第2実施例の流体フィルタ50では、前記収容部26に収容した前記濾材30を支持するための支持部46を、フィルタケース20の外壁面を凹凸状に形成して得られた凸壁部分52としたもので、導入口22から排出口24に亘って適宜間隔毎に複数個(実施例では3個)が並設されている。そして各凸壁部分52は、導入口22に隣接した凸壁部分52の突出量が最小とされ、排出口24に隣接した凸壁部分52の突出量が最大とされており、導入口22側から排出口24側に向けて突出量が徐々に大きくなるよう設定されている。これら凸壁部分52は、前記濾材30の外形形状を前記フィルタケース20の内部形状に合致する矩形直方体とした場合、前記第1実施例の流体フィルタ40と同様に、収容部26に収容した該濾材30を適宜に圧縮した状態で支持するようになり、流体に混在している前記異物Sの捕集率を高めた圧縮部位32を該濾材30に任意に作り出し得るようになっている。
【0020】
また、第1半体42に前述した凸壁部分52(支持部46)を所要間隔に形成したことにより、前記収容部26および濾材30の間において該凸壁部分52に隣接した部位に、複数(実施例では4個)の空間部54が画成されるようになっている。これにより、導入口22を介して収容部26へ導入された流体の一部が、該収容部26内を流通移動する過程で前記凸壁部分52に衝突すると、前記夫々の空間部54へ流入して該空間部54内で一時的に滞留するようになる。
【0021】
このようなフィルタケース20および濾材30から構成される第2実施例の流体フィルタ50は、図7に示すように、該濾材30を挟んで前記第1半体42および第2半体44を組付けることで、両半体42,44からなるフィルタケース20に内部画成された収容部26に濾材30が収容される。ここで、第1半体42と第2半体44とを組付けるに際し、該第1半体42に形成した前記各凸壁部分52が、収容部26へ収容された前記濾材30の外面に押付けられた状態で該濾材30を支持するようになるから、該濾材30には適宜に圧縮されて異物Sの捕集率を高めた圧縮部位32が作り出される(図5)。しかも、前記凸壁部分52の突出量を前述したように設定してあることにより、濾材30の圧縮度合(圧縮変形量)は導入口22から排出口24に向けて徐々に大きくなっており、排出口24側に近づく程により小さいサイズの異物Sを捕集可能となっている。
【0022】
従って第2実施例の流体フィルタ50では、図6に示すように、前記導入口22からフィルタケース20へ導入した流体に種々サイズ(寸法)の異物Sが混在している場合でも、濾材30における導入口22に臨んだ部位では大きいサイズの異物Sが捕集されると共に、排出口24側に近づくにつれてより小さいサイズの異物Sが順次捕集されるようになる。すなわち、流体に混在する前記異物Sに寸法差があったとしても、サイズに応じて捕集される部位が異なるから、異物Sを濾材30の全体に亘り平均的に捕集することができ、捕集効率を好適に向上させることができる。また、濾材30の一部分に異物Sが集中して捕集されないから、該濾材30を通過する流体のスムーズな流動が維持されて圧力損失を最小限に抑えることもできる。
【0023】
一方、第2実施例の流体フィルタ50では、フィルタケース20の内壁面に前記凸壁部分52を突設すると共に、収容部26と濾材30との間に該凸壁部分52に隣接して空間部54が画成されているから、収容部26を流通移動する流体の一部が、前記凸壁部分52に衝突して空間部54内へ流入するようになる。しかも空間部54へ流入した流体は、図6に示すように該空間部54内で淀んだ状態となり、該空間部54内で一時的に滞留するようになる。従って、空間部54内へ流入した流体に前記異物Sが混在していた場合には、該異物Sのうちの一部が該空間部54の底面に沈積するようになる。
【0024】
このように第2実施例の流体フィルタ50では、フィルタケース20内へ導入された流体に混在している異物Sの一部を空間部54内に沈積させ得るから、その分だけ濾材30で捕集される異物Sの量が減少することとなる。すなわち、図11および図12に示した従来の流体フィルタ10と比較すると、濾材30の目詰まりが発生するまでに要する時間(期間)がより長くなるから、当該濾材30の交換サイクルまたはクリーニングサイクルが長くなり、煩雑な濾材30の交換作業またはクリーニング作業を減らし得ると共にランニングコストの低減を図ることもできる。
【0025】
前記第1実施例および第2実施例に示した流体フィルタ40,50では、フィルタケース20の内壁面に設けた所要数の凸状の支持部46(リブ状突片48、凸壁部分52)および空間部49,54に関し、収容部26における片側だけに設けた態様を例示した。しかしながら、例えば図8に示した流体フィルタ56のように、支持部46および空間部49,54を、収容部26における両側(上下、左右等)に設けた態様としてもよい。このように、収容部26における両側に支持部46を設けた場合では、例えば該支持部46の押圧により作り出された圧縮部位32の密度が、厚み方向(図8の上下方向)で略均一にすることが可能となる。
【0026】
また、収容部26の両側に支持部46を並設して濾材30を両方向から支持する形態では、図9に示すように、該収容部26における一方の側に設けた支持部46および空間部49と、他方の側に設けた支持部46および空間部49とが、交互に位置するように配置してもよい。各支持部46をこのように配設すれば、当該濾材30が両方向から互い違いに支持されると共に、収容部26により形成される流体の流通経路が所謂「ラビリンス構造」を呈するから、夫々の空間部49内に流体の一部が好適に滞留するようになって、該流体に混在している異物Sを該空間部49へ好適に沈積させ得る。
【0027】
また、前記各流体フィルタ40,50,56では、各支持部46(リブ状突片48、凸壁部分52)の突出量や突出方向、配設位置、配設数、配設間隔等の設定条件を適宜変更することで、収容部26と濾材30との間に画成した空間部49,54内へ流体を積極的かつ効率的に流入させて一時的に滞留させ、該流体に混在している異物Sを該空間部49,54内へ好適に沈積させることが可能となる。但し、支持部46の設定条件は、フィルタケース20に内部画成した収容部26の形状、サイズ等により変更されるものである。
【0028】
また、第1実施例および第2実施例では、前記支持部46の押付けによって矩形直方体に予備成形した前記濾材30に圧縮部位32を作り出す場合を例示したが、該濾材30に圧縮部位32を作り出す必要がない場合は、該濾材30を矩形直方体として予備成形せずに、例えば第1実施例では、図1に示した圧縮状態における外形形状に成形すればよい。濾材30を圧縮せずに支持部46で支持する場合でも、収容部26と濾材30との間に保持部46に隣接した空間部49,54が画成され、流体の一部が該空間部49,54内へ流入すると共に一時的に滞留するようになるから、該流体に混在している異物Sを該空間部49,54の底面へ好適に沈積させ得る。従って、当該濾材30の交換サイクルまたはクリーニングサイクルが長くなるから、ランニングコストの低減を図り得る。
【0029】
なお前記各実施例では、収容部26に導入された流体の一部が前記空間部49,54内へ流入して一時的に滞留する態様を例示したが、流体の全部が空間部49,54へ流入して一時的に滞留するような態様としてもよい。
【0030】
また、本願の濾材30を構成する多孔質体とは、前述した如く、前記各実施例に例示した連泡構造を有するウレタンフォームに限定されるものではなく、これ以外に、樹脂(ゴムおよびプラスチック等)の連泡体、不織布、繊維集合体(プラスチック、無機物、金属等から形成されるもの)等も好適に実施可能である。
【0031】
更に、本願の流体フィルタは、前記第1実施例および第2実施例に示した矩形状のものに限定されるものではなく、様々な形状・サイズに形成し得ることは勿論である。
【0032】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る流体フィルタによれば、ケース体内へ導入された流体に混在している異物の一部を、該ケース体内に画成した空間部内に沈積させ得るから、その分だけ濾材で捕集される異物の量が減少することとなる。従って、濾材の目詰まりが発生するまでに要する時間(期間)がより長くなるから、当該濾材の交換サイクルまたはクリーニングサイクルが長くなり、煩雑な濾材の交換作業またはクリーニング作業を減らし得る利点があると共に、ランニングコストの低減を図り得る等の有益な効果を奏する。
また、ケース体の内壁面に突設した支持部により、濾材に異物の捕集率を高めた圧縮部位を作り出すことができるので、単一の濾材を使用しても種々サイズの異物を捕集し得る利点等もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る流体フィルタを概略的に示す縦断側面図である。
【図2】図1に示した流体フィルタを実施状態で示す縦断側面図であって、収容部へ導入された流体の一部がリブ状突片に衝突して空間部内で一時的に滞留することで、該流体に混在している異物の一部が該空間部に沈積される状態を示している。
【図3】流体フィルタの分解斜視図である。
【図4】第1半体および第2半体を組付けてフィルタケースを組立てることで、フィルタケースに画成される収容部に濾材を収容する状態を示す断面図である。
【図5】本発明の第2実施例に係る流体フィルタを概略的に示す縦断側面図である。
【図6】図5に示した流体フィルタを実施状態で示す縦断側面図であって、収容部へ導入された流体の一部がリブ状突片に衝突して空間部内で一時的に滞留することで、該流体に混在している異物の一部が該空間部に沈積される状態を示している。
【図7】第1半体および第2半体を組付けてフィルタケースを組立てることで、フィルタケースに画成される収容部に濾材を収容する状態を示す断面図である。
【図8】別形態の流体フィルタを概略的に示す縦断側面図である。
【図9】更に別形態の流体フィルタを概略的に示す縦断側面図である。
【図10】流体フィルタを装着した装置の概略図である。
【図11】第1半体および第2半体を組付けてフィルタケースを組立てることで、フィルタケースに画成される収容部に濾材を収容する状態を示す断面図である。
【図12】フィルタケースに濾材を収容して構成される従来実施の流体フィルタを示す縦断側面図である。
【符号の説明】
20 ケース体
22 導入口
24 排出口
26 収容部
30 濾材
32 圧縮部位
46 支持部
48 リブ状突片(支持部)
49 空間部
52 凸壁部分(支持部)
54 空間部
S 異物
Claims (7)
- 内部に画成した収容部(26)に連通する導入口(22)および排出口(24)を開設したケース体(20)と、適度の弾力性を有する多孔質体を材質とし、前記収容部(26)に着脱自在に収容される濾材(30)とからなり、前記導入口(22)から収容部(26)へ導入した流体を前記濾材(30)に通過させて該流体に混在している微細な異物(S)を捕集し、清浄化された流体を前記排出口(24)から排出するようにした流体フィルタにおいて、
前記ケース体(20)の内壁面に所要数設けられ、前記収容部(26)へ向け突出して前記濾材(30)を支持する凸状の支持部(46)と、
前記収容部(26)および前記濾材(30)の間において、前記支持部(46)に隣接して画成される空間部(49/54)とからなり、
前記収容部(26)へ導入された流体の一部または全部を、前記支持部(46)に衝突させることで前記空間部(49/54)内に一時的に滞留させ、この際に該流体に混在している前記異物(S)を前記空間部(49/54)内に沈積させ得るよう構成した
ことを特徴とする流体フィルタ。 - 前記支持部(46)および空間部(49/54)は、前記収容部(26)における片側に設けられている請求項1記載の流体フィルタ。
- 前記支持部(46)および空間部(49/54)は、前記収容部(26)における両側に設けられている請求項1記載の流体フィルタ。
- 前記支持部(46)は、前記ケース体(20)内に設けたリブ状突片(48)である請求項1〜3の何れかに記載の流体フィルタ。
- 前記支持部(46)は、前記ケース体(20)の外壁面を構成する凸壁部分(52)である請求項1〜3の何れかに記載の流体フィルタ。
- 前記支持部(46)は、前記収容部(26)に収容した前記濾材(30)を圧縮した状態で支持し得る突出量に形成され、該濾材(30)に前記異物(S)の捕集率を高めた圧縮部位(32)を任意に作り出し得るようになっている請求項1〜5の何れかに記載の流体フィルタ。
- 前記濾材(30)は、連泡構造を有するウレタンフォーム、樹脂の連泡体、不織布または繊維集合体等から形成される請求項1〜6の何れかに記載の流体フィルタ。
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