JP4761870B2 - フィルタカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、種々の液体を濾過するためのフィルタ装置に用いられるフィルタカートリッジに関する。

従来より、機械装置またはプラントなどにおいて、各種の潤滑油装置やチラーユニットが用いられる。これらの装置には鉱物油または合成油などの液体が用いられる。これらの液体は、通常、電気的な絶縁性が高いので、装置内を循環することにより流動帯電により静電気が発生する。

そのような液体の静電気を除去するとともに液体中の異物を除去するために、種々のフィルタ装置が用いられている。本出願人においても、静電気除去フィルタ装置を先に提案した（特許文献１）。

それによると、図６に示すように、フィルタ装置１６Ｂは、フィルタケース３１、フィルタカートリッジ３２、ドレン排出口３３、および支持棒３４などを有する。フィルタケース３１は、カバー３１１、ケース３１２、およびナット３１３などからなる。

フィルタカートリッジ３２は、エンドキャップ３２４の中央の穴に支持棒３４が挿通されるようにして、ケース３１２の中に入れられる。下端のエンドキャップ３２４には、押さえ板３３４が嵌まり込む。上端のエンドキャップ３２４には、バネ部材３１４が嵌まり込み、これによってフィルタカートリッジ３２の大体のセンタリングが行われる。ケース３１２の上からカバー３１１を被せ、ナット３１３によって締め付ける。これによって、フィルタカートリッジ３２は、カバー３１１の当接部３１１ａと押さえ板３３４との間で、圧縮バネ３３３による付勢力によって位置決めされて装着される。

静電気除去フィルタ装置１６Ｂのカバー３１１の流入路ＩＮから入った液体ＬＱは、ケース３１２内に入り、フィルタエレメント３２２の円筒状の表面から裏面へ通過し、その上端のエンドキャップ３２４の穴から出て、流出路ＯＵＴから排出される。その際に、フィルタエレメント３２２によって微細な異物が濾過される。これとともに、液体ＬＱの静電気が、フィルタエレメント３２２を通過する際に除電される。
特開２００２−３０５０９５号公報

ところで、近年においては、半導体製造工程において、精密部品または電子部品の洗浄のために、フッ素系溶剤や熱媒体液がしばしば用いられる。従来のフィルタカートリッジは、このような液体を濾過し、液体中に含まれる各種イオンや水分などを除去するために用いられるが、フィルタカートリッジの組み立てに用いられた接着剤などがイオンとして液体中に溶出することがある。不要なイオンが液体中に溶出した場合にはフィルタ装置の効果を半減することとなり、また液体によって洗浄される部品の不良発生の一因ともなり得る。

上に述べた特許文献１のフィルタカートリッジにおいても、そのような用途に十分に適合できるように対策を図る必要性がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、濾過される液体中に不要なイオンが溶出することを低減したフィルタカートリッジを提供することを目的とする。

本発明に係るフィルタカートリッジは、フィルタ装置のケース内に装着されて液体を濾過するためのフィルタカートリッジであって、円筒状であって周面に液体が通過するための多数の孔が設けられたアウターチューブと、円筒状であって周面に液体が通過するための多数の孔が設けられ前記アウターチューブと同心状に配置されたインナーチューブと、前記アウターチューブおよび前記インナーチューブの両端部にそれぞれ配置されて前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間に形成された濾過空間の端面を閉塞するエンドキャップと、前記濾過空間内に充填された濾材と、円板状であって中央に孔が設けられ前記エンドキャップの外側の表面に着脱可能に配置されるガスケットと、を有し、前記エンドキャップは、円環状部と、前記円環状部の外周縁から軸方向に延びて前記アウターチューブの外周面が嵌合する円筒状の外筒部と、前記円環状部の内周縁から軸方向に延びて前記インナーチューブの内周面が嵌合する円筒状の内筒部と、が一体に形成されており、且つ、前記内筒部から軸方向外方に延びて前記ガスケットの孔の内周縁部に係合して前記ガスケットを保持するためのブラケット部を有してなる。

好ましくは、前記濾材は粒状であり、前記アウターチューブの内周面および前記インナーチューブの外周面には、前記濾材を前記濾過空間内に保持するための金属メッシュからなるスクリーンがそれぞれ溶着によって張り付けられている。

また、前記ブラケット部は、前記内筒部の内周面に嵌まり込んで前記内筒部に溶着された基部と、前記基部の一方の端縁から軸方向に突出し且つその先端部分で半径方向外方に曲がった爪状部とを有する。

また、前記アウターチューブ、前記インナーチューブ、前記エンドキャップ、前記ブラケット部、および前記スクリーンは、いずれもステンレス鋼によって製作されている。

また、前記アウターチューブと前記エンドキャップの外筒部とはリベットによって互いに固定されている。

本発明に係るフィルタ装置は、上に述べたフィルタカートリッジが装着されて構成される。

本発明によると、濾過される液体中に不要なイオンが溶出することが低減される。また、ガスケットの着脱や交換が容易であり、フィルタカートリッジのフィルタ装置への装着も容易である。

図１は本発明に係る実施形態のフィルタカートリッジ４の一部断面正面図、図２は図１のフィルタカートリッジ４の端部を拡大して示す断面図、図３は図２のフィルタカートリッジ４の左側面図、図４はブラケット部６５を展開して示す図である。

図１において、フィルタカートリッジ４は、アウターチューブ４１、アウタースクリーン４２、インナーチューブ４３、インナースクリーン４４、エンドキャップ４５，４６、濾材４７、およびガスケット４８，４９などからなる。

アウターチューブ４１は、円筒状であって、その周面に液体が通過するための多数の円形の孔５１，５１…が設けられている。アウターチューブ４１は、例えば、プレス加工などにより孔５１があけられたステンレス鋼板を円筒状に丸め、端部を折り返して重ね合わせることによりまたは溶接などにより接合して製作される。なお、両端のエンドキャップ４５，４６に嵌入する部分には孔５１が設けられていない。寸法の例をあげると、直径数十〜百ｍｍ程度、長さ２００〜３００ｍｍ程度、板厚１０分の数ｍｍ〜１ｍｍ程度、孔５１の直径数ｍｍ程度である。

アウタースクリーン４２は、ステンレスの金属メッシュからなり、アウターチューブ４１の内周面に溶着によって張り付けられている。アウタースクリーン４２は、濾材４７を濾過空間ＲＫ内に保持するためのものであり、濾材４７が外部に流出しないように全ての孔５１を覆うように設けられる。

インナーチューブ４３は、円筒状であって、その周面に液体が通過するための、孔５１と同様な多数の孔５２，５２…が設けられている。インナーチューブ４３は、アウターチューブ４１と同様な工程で製作され、アウターチューブ４１の内側に同心状に配置される。寸法の例をあげると、直径数十ｍｍ程度、長さ、板厚、および孔５２の直径は、アウターチューブ４１の場合とほぼ同じである。

インナースクリーン４４は、アウタースクリーン４２と同様に濾材４７を濾過空間ＲＫ内に保持するためのものであり、ステンレスの金属メッシュからなり、インナーチューブ４３の外周面に溶着によって張り付けられている。

エンドキャップ４５，４６は、アウターチューブ４１およびインナーチューブ４３の両端部にそれぞれ配置され、アウターチューブ４１とインナーチューブ４３との間に形成された濾過空間ＲＫの端面をそれぞれ閉塞する。エンドキャップ４５，４６には、ガスケット４８，４９を保持するためのブラケット部６５が一体的に溶着されている。なお、２つのエンドキャップ４５，４６は、互いに同じ構造であるので、以下においてはその一方についての構造を説明する。

濾材４７は、本実施形態においては粒状の吸着材であり、液体中の濾過すべき成分を吸着するものである。寸法の例をあげると、直径１〜２ｍｍ程度である。なお、使用する液体、使用目的などに応じて、種々の公知の濾材から選択し、また必要に応じて製作して用いることができる。

ガスケット４８，４９は、いずれも円板状であって、中央に孔５３が設けられ、エンドキャップ４５，４６の外側の表面に着脱可能に配置される。ガスケット４８，４９は、それぞれ、ブラケット部６５に設けられた４つの爪状部６７が、孔５３の内周縁部に係合して保持されている。ガスケット４８，４９には、ＰＴＦＥ、テフロン（登録商標）系、シリコンゴム、ＮＢＲなどのシール性を発揮できる材料が用いられる。なお、２つのガスケット４８，４９は互いに同じ形状寸法である。

図２および図３によく示されるように、エンドキャップ４５は、円環状部６１、円環状部６１の外周縁から軸方向に延びてアウターチューブ４１の外周面が嵌合する円筒状の外筒部６２、および、円環状部６１の内周縁から軸方向に延びてインナーチューブ４３の内周面が嵌合する円筒状の内筒部６３からなり、これらが一体に形成されている。エンドキャップ４５は、例えば、板厚十分の数ｍｍ〜１ｍｍ程度のステンレス鋼板をプレスによる絞り加工を施して一体に形成される。外筒部６２とアウターチューブ４１との嵌合、および内筒部６３とインナーチューブ４３との嵌合は、互いの挿入および離脱が可能であり、且つ、無用な隙間やガタツキがない程度である。寸法の例をあげると、外筒部６２の長さ数ｍｍ〜十数ｍｍ程度、内筒部６３の長さ数ｍｍ〜十数ｍｍ程度である。

上に述べたブラケット部６５は、エンドキャップ４５の内筒部６３から軸方向外方に延びた４つの爪状部６７が、ガスケット４８の孔５３の内周縁部に係合する。

図４に示すように、完成前のブラケット部６５ａは、ステンレス鋼板をプレスにより打ち抜くことにより形成され、帯状の基部６６ａ、および、基部６６ａから等間隔で突出しそれぞれの先端部分でほぼ直角に曲がった４つの爪状部６７ａを有する。基部６６ａを円筒状に曲げて、内筒部６３の内周面に嵌まり込むようにし且つ密着させた状態で溶着する。４つの爪状部６７ａは、基部６６ａを円筒状に曲げることによって、周方向にほぼ９０度ごとの角度位置において軸方向外方に突出し、その先端部分で半径方向外方に曲がった４つの爪状部６７となる。寸法の例をあげると、板厚十分の数ｍｍ〜１ｍｍ程度、爪状部６７の円環状部６１の表面からの突出長さ数ｍｍ〜１０ｍｍ程度、爪状部６７の半径方向外方に曲がった部分６８の長さ１〜３ｍｍ程度である。

なお、ガスケット４８の寸法の例をあげると、外形が円環状部６１の外形と同じかそれよりも小さい寸法、内径（孔５３の径）が内筒部６３の内径とほぼ同じ寸法、厚さが数ｍｍ〜十数ｍｍ程度である。

図２によく示されるように、爪状部６７は、半径方向外方に曲がった部分６８が、ガスケット４８の孔５３の内周面の厚さ方向（軸方向）のほぼ中央部において食い込んだ状態である。これによって、ガスケット４８は、フィルタ装置のケース内に装着する際に外れない程度に十分に保持される。なお、ガスケット４８をこのように保持された状態とするには、ガスケット４８の弾力性を利用して孔５３を手で拡げて爪状部６７に装着する。

両方のエンドキャップ４５，４６の外筒部６２と、アウターチューブ４１の両端部とには、それぞれ周方向の９０度ごとの角度位置において、互いに貫通する孔が設けられ、その孔にリベット５４，５４…が打ち込まれ、これによって互いに固定されている。

次に、フィルタカートリッジ４の組み立て方法について説明する。

まず、エンドキャップ４５にブラケット部６５をステンレス溶接によって固定したものを製作する。アウターチューブ４１にアウタースクリーン４２を、インナーチューブ４３にインナースクリーン４４を、それぞれステンレス溶接によって固定する。一方のエンドキャップ４５に、アウターチューブ４１およびインナーチューブ４３を嵌合させ、その間の濾過空間ＲＫに濾材４７を充填した後で、他方のエンドキャップ４５を嵌め込む。

そして、外筒部６２とアウターチューブ４１とにリベット５４を打ち込んで固定する。ガスケット４８をブラケット部６５の爪状部６７に嵌め込んで装着する。

これによってフィルタカートリッジ４が完成する。そして、フィルタカートリッジ４をフィルタ装置に装着する。フィルタ装置の全体の構造は、図６に示すフィルタ装置１６Ｂと同様でもよい。なお、フィルタカートリッジ４の組み立てとフィルタカートリッジ４のフィルタ装置への装着との間に時間差がある場合、つまり例えばフィルタカートリッジ４を組み立てた状態で在庫しまたは運搬する場合などには、フィルタカートリッジ４の組み立ての際にはガスケット４８を取り付けることなく、フィルタカートリッジ４を実際にフィルタ装置に装着する際にガスケット４８を取り付けるようにしてもよい。

本実施形態のフィルタカートリッジ４を、例えば図６に示すフィルタ装置１６Ｂに装着すると、一方のガスケット４８の表面にフィルタ装置のカバー３１１の当接部３１１ａの先端が押し付けられてシールされ（図２参照）、他方のガスケット４９の表面には押さえ板３３４が押し付けられてシールされる。なお、押さえ板３３４と支持棒３４との間は、押さえ板３３４の底部に装着したＯリングなどによってシールされる。なお、フィルタカートリッジ４は、カバー３１１の当接部３１１ａと押さえ板３３４との間で、圧縮バネ３３３による付勢力によって位置決めされた状態となる。

本実施形態のフィルタカートリッジ４は、接着剤を用いることなく組み立てられているので、接着剤の成分が濾過液体中に溶出することがなく、それによる不要なイオンが発生することがない。フィルタカートリッジ４は、ガスケット４８を除いて全体が同一の金属材料からなっており、且つそれがステンレス鋼であるので、金属イオンの発生は最小限に抑えられるとともに、耐食性、耐熱性が向上する。また、導電性に優れ、静電気の除去にも効果的である。

また、構造が簡単で組み立てが容易である。リベット５４を外すことによって容易に分解することも可能であるので、吸着で古くなった濾材４７を交換することにより他の部材を再利用することができる。

また、ガスケット４８の取り付け取り外しが容易であり、フィルタカートリッジ４のフィルタ装置への装着を簡単に行うことができ、ガスケット４８の交換も容易である。

図５は他の例のブラケット部６５Ｂを示す図である。

図５に示すように、ブラケット部６５Ｂの爪状部６７Ｂの形状を、その先端の半径方向外方に曲がった部分６８Ｂを少し長くしておくとともに、ガスケット４８Ｂの孔５３Ｂに段部５５を設けておき、外方に曲がった部分６８Ｂによって段部５５を押さえ込むように構成してもよい。

また、図示は省略したが、ガスケット４８の孔５３に段部を設けることなく、爪状部６７Ｂを軸方向にもう少し延ばし、ガスケット４８の表面を外方に曲がった部分６８Ｂによって押さえ込むようにしてもよい。

上述の実施形態において、４つの爪状部６７を設けたが、２つ、３つ、または５つ以上でもよい。それぞれの爪状部の形状を異ならせてもよい。爪状部が連続した円環状でもよい。

上述の実施形態において、エンドキャップ４５とアウターチューブ４１とをリベット５４で固定したが、これに代えてネジで固定してもよい。また分解することがないのであれば溶接を行ってもよい。

その他、エンドキャップ４５、ガスケット４８、またはフィルタカートリッジ４の全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、種々の液体を濾過するためのフィルタ装置として利用可能である。

本発明に係る実施形態のフィルタカートリッジの一部断面正面図である。 図１のフィルタカートリッジの端部を拡大して示す断面図である。 図２のフィルタカートリッジの左側面図である。 ブラケット部を展開して示す図である。 他の例のブラケット部を示す図である。 従来のフィルタ装置の構造を示す図である。

符号の説明

４ フィルタカートリッジ
４１ アウターチューブ
４２ アウタースクリーン（スクリーン）
４３ インナーチューブ
４４ インナースクリーン（スクリーン）
４５，４６ エンドキャップ
４７ 濾材
４８，４９ ガスケット
５１，５２ 孔
５３ 孔
６１ 円環状部
６２ 外筒部
６３ 内筒部
６５ ブラケット部
６６ 基部
６７ 爪状部
ＲＫ 濾過空間

Claims (6)

1. フィルタ装置のケース内に装着されて液体を濾過するためのフィルタカートリッジであって、
   円筒状であって周面に液体が通過するための多数の孔が設けられたアウターチューブと、
   円筒状であって周面に液体が通過するための多数の孔が設けられ前記アウターチューブと同心状に配置されたインナーチューブと、
   前記アウターチューブおよび前記インナーチューブの両端部にそれぞれ配置されて前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間に形成された濾過空間の端面を閉塞するエンドキャップと、
   前記濾過空間内に充填された濾材と、
   円板状であって中央に孔が設けられ前記エンドキャップの外側の表面に着脱可能に配置されるガスケットと、を有し、
   前記エンドキャップは、
   円環状部と、前記円環状部の外周縁から軸方向に延びて前記アウターチューブの外周面が嵌合する円筒状の外筒部と、前記円環状部の内周縁から軸方向に延びて前記インナーチューブの内周面が嵌合する円筒状の内筒部と、が一体に形成されており、且つ、前記内筒部から軸方向外方に延びて前記ガスケットの孔の内周縁部に係合して前記ガスケットを保持するためのブラケット部を有してなる、
   ことを特徴とするフィルタカートリッジ。
2. 前記濾材は粒状であり、
   前記アウターチューブの内周面および前記インナーチューブの外周面には、前記濾材を前記濾過空間内に保持するための金属メッシュからなるスクリーンがそれぞれ溶着によって張り付けられている、
   請求項１記載のフィルタカートリッジ。
3. 前記ブラケット部は、
   前記内筒部の内周面に嵌まり込んで前記内筒部に溶着された基部と、
   前記基部の一方の端縁から軸方向に突出し且つその先端部分で半径方向外方に曲がった爪状部と、を有する、
   請求項１または２記載のフィルタカートリッジ。
4. 前記アウターチューブ、前記インナーチューブ、前記エンドキャップ、前記ブラケット部、および前記スクリーンは、いずれもステンレス鋼によって製作されている、
   請求項１ないし３のいずれかに記載のフィルタカートリッジ。
5. 前記アウターチューブと前記エンドキャップの外筒部とはリベットによって互いに固定されている、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のフィルタカートリッジ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のフィルタカートリッジが、ケース内に装着されてなる、
   ことを特徴とするフィルタ装置。