JP4320105B2 - プリコート濾過に用いるフィルターエレメント - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は濾過助剤を用い、液体中に存在している不純物を濾過するプリコート濾過に用いるフィルターエレメントに関するものである。その用途は、一般生活用水や飲料液体の濾過のほか、一般のカートリッジフィルターでは不向きな、例えば高温水や高温油、また薬液等の液体濾過に利用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コイルバネ型のフィルターエレメントとしては、次のようなものが知られている。
１）コイルを形成する素材線の外周に数本の溝を形成し、この素材線をコイル状に巻回して外周に濾過助剤をプリコートしたものがある。このフィルターエレメントは、素材線に溝を成形するための二次加工を施さなければならず、また溝の成形には高度な技術を要し、コイル状に巻回する際にも素材線を捩りながら巻回しなければならないため、特殊な装置（機械）が必要で製作費が高価になり、素材線の捩じれ凸部が素材線同士の接点になるためコイルの形状が不安定となるので、コイル内側に中空管の芯金を入れてコイル形状を安定させる必要があった。また、素材線の溝に不純物が付着しやすいため、逆洗の際に溝に付着している不純物除去の逆洗効果が悪かった。
２）コイルを形成する素材線の外側の一部に一定間隔で突起を設け、この素材線をコイル状に巻回して外周に濾過助剤をプリコートしたものがある。このフィルターエレメントは、素材線をコイル状に巻回する際に、微細な突起が常に一定方向に置かれていなければならないため、素材線の断面は円形ではなく二面を平行にした小判形断面の素材線となり、平行な二面をガイドにして突起を一定方向に保ちながらコイル状に巻回しなければならない。そのため素材線の外側に一定間隔で突起を設けたり、素材線断面の二面を平行にする二次加工を施さなければならなかった。
３）コイルを形成するための中空管の芯金に素材線を、素材線同士の間に微細間隔を保ちながらコイル状に巻回して外周に濾過助剤をプリコートし、素材線同士の間の微小間隔を濾液流入路としたものがある。このフィルターエレメントは、等間隔に微細間隔を保ちながら素材線を芯金に巻回しなければならないため、高精度の特殊な装置（機械）が必要で製作費が高価になり、素材線間に微細間隔を保った精度の高いものであるため洗浄の際に傷がつきやすく、ブラシ洗浄ができないので非接触洗浄などの高価な洗浄装置が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コイル素材線に溝を形成したものや一定間隔で突起を設けたものは、素材線に精密な二次加工を施さなければならいため、素材線の成形に多量の素材が要求されるので多品種少量生産には不向きであった。
【０００４】
従来のいずれのフィルターエレメントにおいても接触部が点と線であり、また中空管の芯金にコイル状に巻回していること等、コイルの太さと長さに限界があって大きさを任意に選択することができず、芯金を用いた場合の装着方法はねじ込みであるため着脱が容易でなく、また市販のカートリッジフィルターハウジングに装着することができない問題があった。
【０００５】
本発明は上述した問題を解決し、素材線同士の間の微細間隔を容易に保つことができ、市販のカートリッジフィルターハウジングに対し互換性を有して用途に応じた選択を可能とし、大口径のフィルターエレメントを継ぎ合わせて濾過面積を増大することも可能であり、多品種少量生産も可能にした、安価なプリコート濾過に用いる液体濾過フィルターエレメントを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、線材を巻回して形成したコイル、該コイルの中心にコイルよりも小さな径の薄板環状のプレートを配し、該プレートはコイルに向う放射状の薄板突出部を有し、コイルの隣接する線材間に該薄板突出部を挟持して、コイルの隣接線材間に間隙を設けたことを特徴とするプリコート濾過に用いるフィルターエレメントである。薄板のプレートの突出部の介在により、コイルの隣接線材間に一定寸法の間隙が保たれ、かつ、コイルの径を任意に選択することが可能であり、コイルを安定した状態に保持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施形態の一例を示す縦断面図、図２は図１の正面図であって、コイル１の螺旋を形成している線材の間にはプレート２が介在しており、コイル１の上端部と下端部の外周には、コイル１の外周に密接するキャップ状の押え金具３が嵌められて、フィルターエレメント４を構成している。
【００１０】
図５はコイル１の一例を示す正面図であって、市販の弾性線材等をコイル状に巻いたもので、線材の材質は適宜選択することが可能である。
【００１１】
図６はプレート２の一例を示す平面図、図７は図６の正面図であって、プレート２は円形の中心孔５が穿設された環状部６を備えている。環状部６の外径は、上述したコイル１の内径よりも小さな寸法になっていて、環状部６から四方へ向けて放射状に延びる突出部７が形成されており、図７に示すように全体が板厚８の薄板で作られている。
【００１２】
図８に示すように、コイル１の螺旋を形成している線材のそれぞれの隣接線材の間にプレート２を介在させ、図４に示すようにプレート２の環状部６の中心がコイル１の中心とほぼ一致するようにすると、プレート２の突出部７がそれぞれコイル１の隣接線材間に挿入された状態になる。この状態で図９に示すようにコイル１を上下から圧縮すると、コイル１の螺旋を形成している線材相互間の間隙９は、図７に示したプレート２の板厚８と等しくなる。コイル１の各線材は平らな複数の突出部７と密接状態になるため、コイル１は安定した巻き重ね状態を保持できるようになる。そして図４に示す突出部７相互間の間隔１０が、濾過液体の通過路間隙幅になる。
【００１３】
コイル１の外径が大きい場合には、図４に示す突出部７相互間の間隔１０が大きくなって線材の間隙９（図９参照）が不安定となるので、この場合に介在させるプレート２は、図１２に示すように中心孔５及び環状部６の径が大きく、突出部７の数が多いものを使用する。
【００１４】
図１０は押え棒１１の一例を示す平面図であり、押え棒１１は図１、図２、図４に示すようにコイル１を内径側から押え、コイル１が側方へ撓まないようにしてコイル１の巻線線材の安定化を図るものである。図３の平面図に示すように押え金具３には、押え棒１１の端部を嵌め込んで固定するための貫通孔１２が穿設されている。また押え金具３の中心部には、図１、図３に示すように雌ねじ孔１３が設けてあって、図１１に示すような外周に雄ねじ１４が刻設されている接続管１５を螺合することができるようになっている。
【００１５】
図８に示すようにコイル１の隣接線材の間にプレート２を介在させ、図１、図２に示すようにコイル１の上端部と下端部に押え金具３を嵌め、コイル１を上下から圧縮してコイル１の線材とプレート２の突出部７とを密接させ、押え金具３の貫通孔１２（図３参照）に押え棒１１の端部を嵌め込んで固定すると、図１、図２に示すフィルターエレメント４が組み立てられる。
【００１６】
図１３は、上述したフィルターエレメント４の使用状態の一例を示す縦断面図、図１４は図１３の平面図であって、フィルターハウジングのフィルター装着部１６に下方から取付ボルト１７を捩じ込み、フィルターエレメント４の上端にパッキン１８を載置して取付ボルト１７の下方から差し込み、フィルターエレメント４の上端に載置してあるパッキン１８をフィルター装着部１６の下縁に当接する。そしてフィルターエレメント４の下端にパッキン１９を当て、押さえ板２０の中心孔２１を取付ボルト１７の下端に嵌めてパッキン１９を下から押さえ板２０で押さえた状態とし、取付ボルト１７の下端にナット２２を螺合して締め付ける。
【００１７】
このようにして、フィルターエレメント４をフィルターハウジングのフィルター装着部１６に取り付けた後、コイル１の外表面に濾過助剤２３を付着する作業を行う。その方法としては、フィルター装着部１６の上方にある図示しないフィルターハウジング内に予め濾過助剤を所要量入れておいて、プリコート用液体をポンプ等で送り込んで付着したり、フィルターハウジングの外部にプリコート槽を儲、このプリコート槽に濾過助剤とプリコート用液体を入れ、撹拌してプリコート液を作り、このプリコート液をポンプ等で循環させる方法などがある。なお、濾過助剤としては、ケイソウ土及びケイソウを主剤として濾過しようとする液体や濾過の目的に合わせた添加物として、パルプ粉末、活性炭粉末、麦飯石粉末等が用いられる。
【００１８】
濾過しようとする液体を図１３の矢印で示すようにフィルターエレメント４を通過させると、液体は濾過助剤２３の層を通り、コイル１の線材の間隙９（図９参照）からフィルターエレメント４の内側に入り、コイル１と取付ボルト１７との間を通り、コイル１上端部の押え金具３の開口部からフィルター装着部１６の孔を通って、図示しないフィルターハウジングへ流出する。
【００１９】
コイル１は内径側から押え棒１１で押えられて側方へ撓まないようになっているため、従来のような中空管の芯金を使用する必要がなく、逆洗効果も優れている。
【００２０】
図１５は本発明の実施形態の他の例を示す縦断面図、図１６は図１５に示す実施形態の使用状態の縦断面図であって、２個のフィルターエレメント４を繋いで濾過面積を拡大して容量を増加させたものであり、図１、図１３と同一部分には同一符号を付してある。図１５においては、２個のフィルターエレメント４の押え金具３，３の中心部の雌ねじ孔１３に図１１に示す接続管１５を螺合し、押え金具３，３の合せ面にはパッキン２４を介装して不純物の進入を防止する。そして図１６に示すように長い取付ボルト１７を用いてフィルターハウジングのフィルター装着部１６に取り付ければよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、次のような効果がある。
１）コイルの線材に溝や突起を設けるなどの二次成形を施す必要がないのでコイル素材が特に限定されず選択が容易であり、コイルの線材の外径寸法を任意に選択でき、製造が容易で安価に製作することができる。
２）多品種少量生産が可能であり、繋ぎ合せることにより濾過面積を拡大して容量を増加させることが容易であり、市販のフィルターハウジングに装着可能で、カートリッジフィルターとの互換性がある。
３）コイルを安定させるための中空管芯金を必要としないため、逆洗性にすぐれ、濾過時間が増加し、中空管芯金を有しないため装着が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】コイルの一例を示す正面図である。
【図６】プレートの一例を示す平面図である。
【図７】図６の正面図である。
【図８】コイルの間にプレートを介在させた状態を示す正面図である。
【図９】図８の縦断面図である。
【図１０】押え棒の一例を示す平面図である。
【図１１】接続管の一例を示す縦断面図である。
【図１２】プレートの他の例を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施形態の使用状態の一例を示す縦断面図である。
【図１４】図１３の平面図である。
【図１５】本発明の実施形態の他の例を示す縦断面図である。
【図１６】図１５に示す実施形態の使用状態の縦断面図である。
【符号の説明】
１ コイル
２ プレート
３
４ フィルターエレメント
５ 中心孔
６ 環状部
７ 突出部
８ 板厚
９ 間隙
１０ 間隙
１１ 押え棒
１２ 貫通孔
１３ 雌ねじ孔
１４ 雄ねじ
１５ 接続管
１６ フィルター装着部
１７ 取付ボルト
１８ パッキン
１９ パッキン
２０ 押さえ板
２１ 中心孔
２２ ナット
２３ 濾過助剤
２４ パッキン
【発明の属する技術分野】
本発明は濾過助剤を用い、液体中に存在している不純物を濾過するプリコート濾過に用いるフィルターエレメントに関するものである。その用途は、一般生活用水や飲料液体の濾過のほか、一般のカートリッジフィルターでは不向きな、例えば高温水や高温油、また薬液等の液体濾過に利用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コイルバネ型のフィルターエレメントとしては、次のようなものが知られている。
１）コイルを形成する素材線の外周に数本の溝を形成し、この素材線をコイル状に巻回して外周に濾過助剤をプリコートしたものがある。このフィルターエレメントは、素材線に溝を成形するための二次加工を施さなければならず、また溝の成形には高度な技術を要し、コイル状に巻回する際にも素材線を捩りながら巻回しなければならないため、特殊な装置（機械）が必要で製作費が高価になり、素材線の捩じれ凸部が素材線同士の接点になるためコイルの形状が不安定となるので、コイル内側に中空管の芯金を入れてコイル形状を安定させる必要があった。また、素材線の溝に不純物が付着しやすいため、逆洗の際に溝に付着している不純物除去の逆洗効果が悪かった。
２）コイルを形成する素材線の外側の一部に一定間隔で突起を設け、この素材線をコイル状に巻回して外周に濾過助剤をプリコートしたものがある。このフィルターエレメントは、素材線をコイル状に巻回する際に、微細な突起が常に一定方向に置かれていなければならないため、素材線の断面は円形ではなく二面を平行にした小判形断面の素材線となり、平行な二面をガイドにして突起を一定方向に保ちながらコイル状に巻回しなければならない。そのため素材線の外側に一定間隔で突起を設けたり、素材線断面の二面を平行にする二次加工を施さなければならなかった。
３）コイルを形成するための中空管の芯金に素材線を、素材線同士の間に微細間隔を保ちながらコイル状に巻回して外周に濾過助剤をプリコートし、素材線同士の間の微小間隔を濾液流入路としたものがある。このフィルターエレメントは、等間隔に微細間隔を保ちながら素材線を芯金に巻回しなければならないため、高精度の特殊な装置（機械）が必要で製作費が高価になり、素材線間に微細間隔を保った精度の高いものであるため洗浄の際に傷がつきやすく、ブラシ洗浄ができないので非接触洗浄などの高価な洗浄装置が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コイル素材線に溝を形成したものや一定間隔で突起を設けたものは、素材線に精密な二次加工を施さなければならいため、素材線の成形に多量の素材が要求されるので多品種少量生産には不向きであった。
【０００４】
従来のいずれのフィルターエレメントにおいても接触部が点と線であり、また中空管の芯金にコイル状に巻回していること等、コイルの太さと長さに限界があって大きさを任意に選択することができず、芯金を用いた場合の装着方法はねじ込みであるため着脱が容易でなく、また市販のカートリッジフィルターハウジングに装着することができない問題があった。
【０００５】
本発明は上述した問題を解決し、素材線同士の間の微細間隔を容易に保つことができ、市販のカートリッジフィルターハウジングに対し互換性を有して用途に応じた選択を可能とし、大口径のフィルターエレメントを継ぎ合わせて濾過面積を増大することも可能であり、多品種少量生産も可能にした、安価なプリコート濾過に用いる液体濾過フィルターエレメントを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、線材を巻回して形成したコイル、該コイルの中心にコイルよりも小さな径の薄板環状のプレートを配し、該プレートはコイルに向う放射状の薄板突出部を有し、コイルの隣接する線材間に該薄板突出部を挟持して、コイルの隣接線材間に間隙を設けたことを特徴とするプリコート濾過に用いるフィルターエレメントである。薄板のプレートの突出部の介在により、コイルの隣接線材間に一定寸法の間隙が保たれ、かつ、コイルの径を任意に選択することが可能であり、コイルを安定した状態に保持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施形態の一例を示す縦断面図、図２は図１の正面図であって、コイル１の螺旋を形成している線材の間にはプレート２が介在しており、コイル１の上端部と下端部の外周には、コイル１の外周に密接するキャップ状の押え金具３が嵌められて、フィルターエレメント４を構成している。
【００１０】
図５はコイル１の一例を示す正面図であって、市販の弾性線材等をコイル状に巻いたもので、線材の材質は適宜選択することが可能である。
【００１１】
図６はプレート２の一例を示す平面図、図７は図６の正面図であって、プレート２は円形の中心孔５が穿設された環状部６を備えている。環状部６の外径は、上述したコイル１の内径よりも小さな寸法になっていて、環状部６から四方へ向けて放射状に延びる突出部７が形成されており、図７に示すように全体が板厚８の薄板で作られている。
【００１２】
図８に示すように、コイル１の螺旋を形成している線材のそれぞれの隣接線材の間にプレート２を介在させ、図４に示すようにプレート２の環状部６の中心がコイル１の中心とほぼ一致するようにすると、プレート２の突出部７がそれぞれコイル１の隣接線材間に挿入された状態になる。この状態で図９に示すようにコイル１を上下から圧縮すると、コイル１の螺旋を形成している線材相互間の間隙９は、図７に示したプレート２の板厚８と等しくなる。コイル１の各線材は平らな複数の突出部７と密接状態になるため、コイル１は安定した巻き重ね状態を保持できるようになる。そして図４に示す突出部７相互間の間隔１０が、濾過液体の通過路間隙幅になる。
【００１３】
コイル１の外径が大きい場合には、図４に示す突出部７相互間の間隔１０が大きくなって線材の間隙９（図９参照）が不安定となるので、この場合に介在させるプレート２は、図１２に示すように中心孔５及び環状部６の径が大きく、突出部７の数が多いものを使用する。
【００１４】
図１０は押え棒１１の一例を示す平面図であり、押え棒１１は図１、図２、図４に示すようにコイル１を内径側から押え、コイル１が側方へ撓まないようにしてコイル１の巻線線材の安定化を図るものである。図３の平面図に示すように押え金具３には、押え棒１１の端部を嵌め込んで固定するための貫通孔１２が穿設されている。また押え金具３の中心部には、図１、図３に示すように雌ねじ孔１３が設けてあって、図１１に示すような外周に雄ねじ１４が刻設されている接続管１５を螺合することができるようになっている。
【００１５】
図８に示すようにコイル１の隣接線材の間にプレート２を介在させ、図１、図２に示すようにコイル１の上端部と下端部に押え金具３を嵌め、コイル１を上下から圧縮してコイル１の線材とプレート２の突出部７とを密接させ、押え金具３の貫通孔１２（図３参照）に押え棒１１の端部を嵌め込んで固定すると、図１、図２に示すフィルターエレメント４が組み立てられる。
【００１６】
図１３は、上述したフィルターエレメント４の使用状態の一例を示す縦断面図、図１４は図１３の平面図であって、フィルターハウジングのフィルター装着部１６に下方から取付ボルト１７を捩じ込み、フィルターエレメント４の上端にパッキン１８を載置して取付ボルト１７の下方から差し込み、フィルターエレメント４の上端に載置してあるパッキン１８をフィルター装着部１６の下縁に当接する。そしてフィルターエレメント４の下端にパッキン１９を当て、押さえ板２０の中心孔２１を取付ボルト１７の下端に嵌めてパッキン１９を下から押さえ板２０で押さえた状態とし、取付ボルト１７の下端にナット２２を螺合して締め付ける。
【００１７】
このようにして、フィルターエレメント４をフィルターハウジングのフィルター装着部１６に取り付けた後、コイル１の外表面に濾過助剤２３を付着する作業を行う。その方法としては、フィルター装着部１６の上方にある図示しないフィルターハウジング内に予め濾過助剤を所要量入れておいて、プリコート用液体をポンプ等で送り込んで付着したり、フィルターハウジングの外部にプリコート槽を儲、このプリコート槽に濾過助剤とプリコート用液体を入れ、撹拌してプリコート液を作り、このプリコート液をポンプ等で循環させる方法などがある。なお、濾過助剤としては、ケイソウ土及びケイソウを主剤として濾過しようとする液体や濾過の目的に合わせた添加物として、パルプ粉末、活性炭粉末、麦飯石粉末等が用いられる。
【００１８】
濾過しようとする液体を図１３の矢印で示すようにフィルターエレメント４を通過させると、液体は濾過助剤２３の層を通り、コイル１の線材の間隙９（図９参照）からフィルターエレメント４の内側に入り、コイル１と取付ボルト１７との間を通り、コイル１上端部の押え金具３の開口部からフィルター装着部１６の孔を通って、図示しないフィルターハウジングへ流出する。
【００１９】
コイル１は内径側から押え棒１１で押えられて側方へ撓まないようになっているため、従来のような中空管の芯金を使用する必要がなく、逆洗効果も優れている。
【００２０】
図１５は本発明の実施形態の他の例を示す縦断面図、図１６は図１５に示す実施形態の使用状態の縦断面図であって、２個のフィルターエレメント４を繋いで濾過面積を拡大して容量を増加させたものであり、図１、図１３と同一部分には同一符号を付してある。図１５においては、２個のフィルターエレメント４の押え金具３，３の中心部の雌ねじ孔１３に図１１に示す接続管１５を螺合し、押え金具３，３の合せ面にはパッキン２４を介装して不純物の進入を防止する。そして図１６に示すように長い取付ボルト１７を用いてフィルターハウジングのフィルター装着部１６に取り付ければよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、次のような効果がある。
１）コイルの線材に溝や突起を設けるなどの二次成形を施す必要がないのでコイル素材が特に限定されず選択が容易であり、コイルの線材の外径寸法を任意に選択でき、製造が容易で安価に製作することができる。
２）多品種少量生産が可能であり、繋ぎ合せることにより濾過面積を拡大して容量を増加させることが容易であり、市販のフィルターハウジングに装着可能で、カートリッジフィルターとの互換性がある。
３）コイルを安定させるための中空管芯金を必要としないため、逆洗性にすぐれ、濾過時間が増加し、中空管芯金を有しないため装着が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】コイルの一例を示す正面図である。
【図６】プレートの一例を示す平面図である。
【図７】図６の正面図である。
【図８】コイルの間にプレートを介在させた状態を示す正面図である。
【図９】図８の縦断面図である。
【図１０】押え棒の一例を示す平面図である。
【図１１】接続管の一例を示す縦断面図である。
【図１２】プレートの他の例を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施形態の使用状態の一例を示す縦断面図である。
【図１４】図１３の平面図である。
【図１５】本発明の実施形態の他の例を示す縦断面図である。
【図１６】図１５に示す実施形態の使用状態の縦断面図である。
【符号の説明】
１ コイル
２ プレート
３
４ フィルターエレメント
５ 中心孔
６ 環状部
７ 突出部
８ 板厚
９ 間隙
１０ 間隙
１１ 押え棒
１２ 貫通孔
１３ 雌ねじ孔
１４ 雄ねじ
１５ 接続管
１６ フィルター装着部
１７ 取付ボルト
１８ パッキン
１９ パッキン
２０ 押さえ板
２１ 中心孔
２２ ナット
２３ 濾過助剤
２４ パッキン
Claims (1)
- 線材を巻回して形成したコイル、該コイルの中心にコイルよりも小さな径の薄板環状のプレートを配し、該プレートはコイルに向う放射状の薄板突出部を有し、コイルの隣接する線材間に該薄板突出部を挟持して、コイルの隣接線材間に間隙を設けたことを特徴とするプリコート濾過に用いるフィルターエレメント。
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