JP3975977B2 - エレメント製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタとしてのエレメントを製造するためのエレメント製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、オイルフィルタやエアフィルタ等のエレメントの製造方法として、パルプ、ポリエステル等の繊維を水に分散させてなる繊維溶液に吸引治具を浸漬し、吸引治具に負圧を発生させることにより吸引治具表面に繊維を堆積させて製造する方法が知られている。この製造方法を具現化した製造装置として、例えば図5に示すものがある。
【0003】
このエレメント製造装置1は、水が製造装置1内を循環するようにクローズド化したシステム構成を有しており、繊維溶液の濃度を調整する濃度調整部10と、吸引治具23表面に濃度調整された繊維溶液13中の繊維を堆積させてエレメントを成形する成形部20と、吸引治具23を介して吸引された回収水25をタンク31に貯留する回収部30と、回収部30から濃度調整部10へ返却する回収水25をフィルタにより濾過する濾過部40とを備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回収水25は吸引治具23を通過した繊維を含んでいる。従って、濾過部40のフィルタ表面に繊維が堆積するため、濃度調整部10への回収水25の安定供給及びタンク31のオーバーフロー防止のために、濾過部40のフィルタを頻繁に清掃する必要がある。
【0005】
本発明は上記問題点に鑑み、フィルタの清掃頻度を減少できるか或いは清掃不要とできるエレメント製造装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、請求項1に記載のエレメント製造装置は、繊維を水に分散させてなる溶液の濃度を調整する濃度調整部と、濃度調整された溶液を成形槽に受け、吸引治具を介して吸引することにより、吸引治具表面に繊維を堆積させてフィルタとしてのエレメントを成形する成形部と、吸引治具を介して吸引された回収水をタンク内に貯留し、回収水を濃度調整部に供給する回収部とを備え、水が各部を循環するようにクローズド化されたシステム構成を有している。そして、回収部はタンク内に貯留される回収水の少なくとも一部をフィルタを介して吸引濾過する濾過部を備え、当該濾過部は吸引濾過によりフィルタ表面に堆積する回収水中の繊維の少なくとも一部を自動的に除去する除去手段を有することを特徴とする。
【0007】
このように、本発明のエレメント製造装置において、濾過部はフィルタ表面に堆積する繊維の少なくとも一部を自動的に除去する除去手段を有している。従って、フィルタの清掃頻度を減少させることができるか或いはフィルタの清掃を不要とすることができる。
【0008】
また、回収部に除去手段を有する濾過部を設けているので、回収部と濃度調整部との間に別途濾過部を設ける場合よりも製造装置の構成を簡素化することができる。
【0009】
請求項2に記載のように、濾過部は、除去手段として吸引治具を介して吸引された回収水及び/又はフィルタを介して吸引濾過された回収水である濾過水を噴流するノズルを有することが好ましい。
【0010】
このように、装置内を循環する水である回収水及び/又は濾過水を利用し、ノズルから噴流させることで、フィルタ表面に堆積する繊維の少なくとも一部を自動的に除去することができる。
【0011】
この際、濾過部は回収部に設けられているので、フィルタ表面に堆積する繊維に向けて噴流された回収水及び/又は濾過水を、そのまま回収部のタンク内に回収することができる。
【0012】
また、濾過部は、請求項3に記載のように別の除去手段としてフィルタ表面に堆積する繊維を除去するスクレパーを有しても良い。その際、スクレパーが、請求項4に記載のようにフィルタ表面に堆積する繊維を掻き取る場合には、掻き取った繊維を濃度調整部にて再利用することもできる。
【0013】
また、請求項5に記載のように、回収部から濃度調整部に供給される回収水として、濾過水を用いても良い。
【0014】
エレメント生産条件を固定した場合、回収部における回収水の濃度はほぼ一定となる。この場合、タンク内の回収水の濃度を試作時或いは生産初期に測定するか、若しくはエレメント成形に用いられる繊維量を測定することにより、回収水を濾過しなくとも繊維を含む回収水をそのまま濃度調整部に供給することができる。
【0015】
しかしながら、回収部には濾過部が設けられているので、回収水として濾過水を濃度調整部に供給することもできる。この場合、濾過水は繊維を含んでいないので、回収水を供給する場合よりも濃度調整される溶液の濃度が安定する。
【0016】
また、請求項6に記載のように、吸引治具はエレメント成形後にエレメントを取り外した状態で濾過水により洗浄され、洗浄後の濾過水は回収部のタンクに回収されることが好ましい。
【0017】
成形槽外において成形されたエレメントを吸引治具から取り外した際に、吸引治具表面に繊維が残っていると、次の成形時にエレメントの形状不良が発生する恐れがある。この不具合を防止するために、従来であれば繊維を含まない水を洗浄水として別途準備し、エレメントを1個成形する毎に成形槽外にて吸引治具を洗浄する必要があった。しかしながら、本発明のエレメント製造装置においては、洗浄水を別途準備しなくとも製造装置内を循環する水である濾過水を用いて吸引治具を洗浄することができるので、経済的である。また、洗浄後の繊維を含んだ濾過水を回収部のタンクに回収することができるので、環境面を考慮した構成となっている。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。尚、本発明のエレメント製造装置は、流体に含まれる不純物を除去するフィルタとしてのエレメントを製造するための装置であり、装置を構成する各部位を水が循環するようにクローズド化されたシステム構成を有するものである。本発明の製造装置により製造されたエレメントは、例えばオイルフィルタやエアフィルタとして用いられる。
(第1の実施の形態)
本発明のエレメント製造装置の一実施例について、図1を用いて説明する。図1は、本発明のエレメント製造装置の概略構成を示すブロック図である。
【0019】
図1に示すように、エレメント製造装置1は、繊維溶液の濃度を調整する濃度調整部10と、吸引治具を用いてエレメントを成形する成形部20と、吸引治具を介して吸引された回収水を貯留する回収部30と、貯留された回収水を濾過する濾過部40とを備えており、水が各部10〜40を循環するようにクローズド化されたシステム構成を有している。
【0020】
濃度調整部10は、濃度調整槽11と調整部攪拌機12を有しており、当該濃度調整槽11内において、繊維(パルプ繊維、アクリル等の化学繊維)を所定の比率をもって水と混合し、均一攪拌して所定濃度を有するスラリー状の繊維溶液13を製造する。そして、濃度調整された繊維溶液13は、圧送ポンプ14により濃度調整部10から成形部20に圧送される。
【0021】
成形部20は、成形槽21と成形部攪拌機22を有しており、成形槽21に注入された繊維溶液13は、成形部攪拌機22により攪拌される。また成形槽21内の繊維溶液13には、エレメントを成形するための吸引治具23が浸漬配置されている。
【0022】
吸引治具23は、成形されるエレメントの形状に応じた外観形状を有しており、その表面に図示されない多数の吸引孔を有している。そして、吸引孔が連通する吸引治具の内部空間は、接続配管を介して吸引ポンプ24と接続している。従って、吸引ポンプ24を作動させることで吸引治具23に負圧を発生させ、吸引治具23に引き寄せられる繊維溶液13中の繊維を吸引治具23表面に堆積させて、エレメントを形成する。また、繊維溶液13中の水は吸引孔を通して吸引治具23の内部空間に吸引され、回収水25として接続配管を介して回収部30に圧送される。尚、吸引孔の孔径は繊維溶液13中の大部分の繊維の長さよりも小さく設けられているので、繊維溶液13に含まれる繊維の殆どは吸引治具23表面に堆積するが、繊維長の短いもの等繊維の一部が回収水25として水に含まれている。
【0023】
吸引治具23表面に成形されたエレメントは、吸引治具23とともに成形槽21から取り出され、脱水・乾燥処理を経た後、バインダ樹脂の含浸による硬化処理が実施される。
【0024】
回収部30は、回収水25を貯留するタンク31と、貯留された回収水25を攪拌する回収部攪拌機32を有している。そして、タンク31内において均一に攪拌された回収水25は、回収ポンプ33によりタンク31から吸引され、濃度調整部10に供給される。従って、本実施の形態においては、水は製造装置1内を循環しているので、生産開始時に投入後は濃度調整部10において殆ど水を投入しなくても良い。また、吸引治具23を通過した繊維も再度濃度調整部10に戻されて再利用されることとなるので、環境面でも優れている。
【0025】
尚、エレメント製造条件を一定とした場合、吸引治具23を通過してくる繊維量はほぼ一定である。従って、タンク31における回収水25の濃度を予め試作時或いは生産初期に測定するか、若しくはエレメント成形に用いられた繊維量(エレメント製造装置1から消失する繊維量)を測定すれば、濃度調整部10にて投入する繊維溶液13の原料としての繊維量を求めることができ、繊維を含むタンク31内の回収水25をそのまま濃度調整部10に供給し、濃度調整を行うことができる。
【0026】
しかしながら、上述したように吸引治具23の吸引孔を通過した繊維は、吸引治具23表面に堆積する繊維よりも繊維長が短いものが多い。タンク31内の回収水25を一度に大量に濃度調整槽11に注入すると、一時的に繊維長が短い繊維を多く含む繊維溶液13が製造されることとなるので、成形部20にて成形されるエレメントの密度に影響を及ぼす恐れがある。すなわち、濾過性能にばらつきが生じる恐れがある。従って、繊維を含む回収水25を濃度調整部10に供給し濃度調整を行う場合には、成形部20にて成形されるエレメントの密度に影響がないように、回収水25を連続的に少量ずつ(例えば濃度調整部10にて新たに投入される繊維に対して、注入される回収水25中の繊維が5重量%程度)濃度調整槽11に注入することが好ましい。
【0027】
次に、本実施の形態の特徴である濾過部40について説明する。濾過部40は、回収部30に設けられ、その少なくとも一部がタンク31内の回収水25に浸漬し、当該浸漬部位の一部に回収水25を濾過するためのフィルタ41を有する。本実施の形態において、濾過部40は図1に示すように、水面上にのみ開口する箱形状の基部42を有しており、その一側面にフィルタ41を有している。また、基部42内にフィルタ41を介して回収水25を吸引濾過するための濾過ポンプ43を配設している。従って、濾過ポンプ43が作動していない状態で、基部41内には回収水25中の水(繊維を含まず)のみが浸入した状態となっている。そして、その状態で濾過ポンプ43を作動させることにより、タンク31内の回収水25の一部がフィルタ41に吸い寄せられ、濾過される。
【0028】
このときフィルタ41表面には、図1に示すように回収水25中の繊維44が堆積することとなる。しかしながら、本実施の形態において、濾過部40はフィルタ41表面に堆積する繊維44を除去する除去手段として、図2に示すようにフィルタ41上部に水を噴流する噴流ノズル45を有している。その際、噴流ノズル45から噴流する水としては、成形部20から回収部30へ圧送される回収水25及び濾過部40にて濾過された回収水25である濾過水46を用いることができる。尚、図2は、図1における濾過部40の拡大斜視図であり、便宜上、フィルタ41表面に堆積する繊維44を省略している。
【0029】
従って、本実施の形態におけるエレメント製造装置1は、噴流ノズル45によりフィルタ41を自己浄化する濾過部40を有するので、フィルタ41の清掃頻度を低減できるか或いは清掃不要とすることができる。すなわち、長期的に安定してエレメントを成形することができる。
【0030】
また、回収部30のタンク31内に濾過部40を設けることで、濾過部40を回収部30と濃度調整部10の間に設けるスペースが不要となるとともに、フィルタ41表面を洗浄した回収水25及び濾過水46をそのままタンク31内に回収することができるので、製造装置1を簡素化することができる。
【0031】
尚、噴流ノズル45から噴流される回収水25及び濾過水46は、フィルタ41表面に繊維44が堆積しないように噴流する必要はない。少なくともフィルタ41が繊維44により閉塞しない状態を維持できる程度に噴流されれば良い。
【0032】
また、本実施の形態においては、図1に示すように、回収水25及び濾過水46を噴流ノズル45から噴流させる例を示した。しかしながら、回収水25及び濾過水46のいずれか一方のみを用いても良い。
【0033】
また、本実施の形態においては、回収部30に設けた濾過部40により、タンク31内の回収水25を濾過し、繊維を含まない濾過水46を得ることができる。成形されたエレメントを成形槽21外において吸引治具23から取り外した際に、吸引治具23表面に繊維が残っていると、次の成形時にエレメントの形状不良が発生する恐れがある。この不具合を防止するために、従来であれば繊維を含まない水を洗浄水として別途準備し、エレメントを1個成形する毎に成形槽21外にて吸引治具23を洗浄する必要があった。しかしながら、本発明のエレメント製造装置1においては、洗浄水を別途準備しなくとも製造装置1内を循環する水である濾過水46を用いて吸引治具23を洗浄することができるので、経済的である。また、洗浄後の繊維を含んだ濾過水46を回収部30のタンク31に回収することができるので、環境面でも優れている。
【0034】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態を、図3に基づいて説明する。図3は本実施の形態におけるエレメント製造装置1の概略構成を示すブロック図である。
【0035】
第2の実施の形態におけるエレメント製造装置1は、第1の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【0036】
第2の実施の形態において、第1の実施の形態と異なる点は、回収部30から濃度調整部10に供給する回収水25として濾過水46を用いる点である。
【0037】
図3に示すように、濾過部40は回収部30のタンク31内に配設されている。そして、濾過ポンプ43を作動させることにより、タンク31内の回収水25を吸引濾過する。
【0038】
ここで、本実施の形態においては、タンク31内の回収水25を濃度調整部10に供給するのではなく、濾過部40にて吸引濾過された回収水25である濾過水46を回収部30から濃度調整部10に供給する。従って、濃度調整部10に戻される水が繊維を含まない濾過水46であるため、濃度調整部10にて濃度調整される繊維溶液13の濃度及び成形されるエレメントの品質が安定する。
【0039】
尚、フィルタ41表面に堆積する繊維44は、成形部20から圧送される回収水25を用いて、第1の実施の形態同様噴流除去される。それ以外にも、濃度調整部10に供給される濾過水46を分岐して用いても良い。また、分岐された濾過水46により、吸引治具23を洗浄することもできる。
【0040】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【0041】
本実施の形態において、濾過部40のフィルタ41表面に堆積する繊維44を除去する除去手段として噴流ノズル45を用いる例を示した。しかしながら、除去手段は上記例に限定されるものではない。それ以外にも、例えば図4に示すように、除去手段として、濾過部40はフィルタ41表面に堆積する繊維44を自動的に掻き取るスクレパー47を有しても良い。フィルタ41表面に沿ってタンク31下面側からスクレパー47が上昇することにより、繊維44を除去することができる。このとき、スクレパー47の端部をフィルタ41表面に接触させて繊維44を完全に掻き取っても良いし、所定量離間させて一部の繊維44のみを掻き取っても良い。尚、掻き取られた繊維44は、濃度調整部10において繊維溶液13の原料として投入される繊維に少量ずつ混ぜて再利用しても良い。また、スクレパー47を移動させて、繊維44をフィルタ41表面から掻き落としても良い。
【0042】
また、第2の実施形態において、濾過部40において濾過された濾過水46を回収水25として回収部30から濃度調整部10に供給する例を示した。この場合、回収部30のタンク31内における回収水25の濃度が徐々に増加することとなる。しかしながら、除去手段として、濾過部40に上述のスクレパー47を設置し、フィルタ41表面に堆積する繊維44を掻き取ることにより、繊維44を再利用することができるとともに、タンク31内の回収水25の濃度増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態におけるエレメント製造装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】 図1における濾過部の拡大斜視図である。
【図3】 第2実施形態におけるエレメント製造装置の概略構成を示すブロック図である。
【図4】 本実施の形態の変形例を示す図である。
【図5】 従来のエレメント製造装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1・・・エレメント製造装置
10・・・濃度調整部
20・・・成形部
23・・・吸引治具
25・・・回収水
30・・・回収部
40・・・濾過部
41・・・フィルタ
44・・・繊維(フィルタ41に堆積)
45・・・噴流ノズル
46・・・濾過水
Claims (6)
- 繊維を水に分散させてなる溶液の濃度を調整する濃度調整部と、前記濃度調整された溶液を成形槽に受け、吸引治具を介して吸引することにより、前記吸引治具表面に前記繊維を堆積させてフィルタとしてのエレメントを成形する成形部と、
前記吸引治具を介して吸引された回収水をタンク内に貯留し、前記回収水を前記濃度調整部に供給する回収部とを備え、水が前記各部を循環するように構成されたエレメント製造装置であって、
前記回収部は、前記タンク内に貯留される回収水の少なくとも一部をフィルタを介して吸引濾過する濾過部を備え、当該濾過部は、吸引濾過により前記フィルタ表面に堆積する前記回収水中の繊維の少なくとも一部を自動的に除去する除去手段を有することを特徴とするエレメント製造装置。 - 前記濾過部は、前記除去手段として前記吸引治具を介して吸引された回収水及び/又は前記フィルタを介して吸引濾過された回収水である濾過水を噴流するノズルを有することを特徴とする請求項1に記載のエレメント製造装置。
- 前記濾過部は、前記除去手段として前記フィルタ表面に堆積する繊維を除去するスクレパーを有することを特徴とする請求項1に記載のエレメント製造装置。
- 前記スクレパーは、前記フィルタ表面に堆積する繊維を掻き取り、掻き取られた当該繊維は、前記濃度調整部に供給されることを特徴とする請求項3に記載のエレメント製造装置。
- 前記回収部から前記濃度調整部に供給される回収水は、前記濾過水であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載のエレメント製造装置。
- 前記吸引治具は、前記エレメント成形後に前記エレメントを取り外した状態で前記濾過水により洗浄され、洗浄後の前記濾過水は前記回収部のタンクに回収されることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載のエレメント製造装置。
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