JP5270722B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、一方向に強制的に通水される水流路に設けて該水流路を流動する水内の異物を取り除くフィルタ装置に関する。

給湯器や食器洗浄機が備える通水管には電磁弁等の弁装置が設けられ、弁装置の上流側にはフィルタが設けられる。フィルタは、通過する水から固体粒子等の異物を取り除き、弁装置に異物が侵入して弁装置が作動不良となることを防止している。

フィルタは、目の細かい多孔状或いは網状であり、異物の捕捉性能に反して水が通過し難い。即ち、弁装置が開弁し、流水圧をもって強制的に通水される場合には、水は容易にフィルターを通過する。しかし、弁装置が閉弁して水流が停止した場合には、フィルタの表面に対する水の表面張力により、フィルタの通水方向下流側の管内に水が封止されることがある。このときには、フィルタの通水方向上流側の管内の水を排出しても、フィルタの通水方向下流側の管内からは水が抜けず、管内に残留した水の凍結や腐敗といった不都合が生じるおそれがある。

そこで、従来、毛細管現象が発生するように溝状又は孔状に形成された排水路をフィルタの一部に繋げて設け、フィルタの通水方向下流側の管内に残留する水を排水路の毛細管現象を利用してフィルタの通水方向上流側（水抜き方向）に向って案内するようにしたものが知られている（下記特許文献１参照）。

特開２００６−３３６９１４号公報

しかし、上記従来のフィルタに採用された排水路は、毛細管現象を利用して水を導くために、排水路を構成する溝状又は孔状は比較的狭くする必要がある。このため、排水路により排水される水の流量が少なく、水抜きに長い時間を要するために排水効率が悪い。また、排水路に異物が侵入すると詰まりが生じるおそれがある。これを防止するために排水路を構成する溝状又は孔状を広くすると、フィルタとしての異物の捕捉機能が低下する。

上記の点に鑑み、本発明は、異物を取り除く機能を低下させることなく水抜きを円滑且つ確実に行うことができるフィルタ装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、一方向に強制的に通水される水流路に設けるフィルタ装置において、通過する水から異物を取り除く機能を有するフィルタ部材と、該フィルタ部材を水流方向に沿って移動自在に収容するフィルタ室とを備え、前記フィルタ部材は、通水時の流水圧により前記フィルタ室の通水方向下流側に移動し、通水時と逆方向に排水する水抜き時に前記フィルタ室の通水方向上流側に移動するように設けられており、前記フィルタ室は、該フィルタ室の通水方向下流側に移動する前記フィルタ部材を該フィルタ室の通水方向下流端で停止させる下流側ストッパと、該フィルタ室の通水方向上流側に移動する前記フィルタ部材を該フィルタ室の通水方向上流端で停止させる上流側ストッパとを備え、前記下流側ストッパにより前記フィルタ部材が停止しているとき、該フィルタ部材が前記フィルタ室の通水方向下流端を覆って該フィルタ部材を全水流が通過し、前記フィルタ部材が前記上流側ストッパにより停止されたとき、該フィルタ部材の通水方向下流側に残留する残留水を通過させる水抜き通路が、前記フィルタ室の通水方向上流端に形成されることを特徴とする。

本発明のフィルタ装置は、通水時にはフィルタ部材がフィルタ室の通水方向下流端まで移動し、水抜き時にはフィルタ部材がフィルタ室の通水方向上流端まで移動する。そして、フィルタ部材がフィルタ室の上流側ストッパにより停止されたとき、水抜き通路が形成される。

これにより、通水時には、下流側ストッパにより停止したフィルタ部材がフィルタ室の通水方向下流端を覆うので、フィルタ部材を全水流が通過し、その通過する水から確実に異物を取り除くことができる。

一方、水抜き時には、フィルタ部材がフィルタ室の通水方向下流端から離れてフィルタ室の通水方向上流端に移動するので、フィルタ部材による通水方向下流側への水の封止状態が解除されると共に、前記水抜き通路から円滑に排水することができる。

従って、本発明のフィルタ装置によれば、異物を取り除く機能を低下させることなく水抜きを円滑且つ確実に行うことができる。

なお、フィルタ部材を、通水時の流水圧によりフィルタ室の通水方向下流側に移動し、水抜き時にフィルタ室の通水方向上流側に移動するように設けるためには、例えば、フィルタ部材を、フィルタ室の通水方向上流側に向って付勢するバネ等の付勢手段を設けることが挙げられる。この場合には、フィルタ部材の通水時の流水圧による通水方向下流側への移動を阻害しないように付勢手段の付勢力を設定する必要がある。また、バネ等の付勢手段を設けるために部品点数が増加する。

そこで、前記フィルタ室は、通水方向上流側が下方を向き、通水方向下流側が上方を向く姿勢に設けられ、前記フィルタ部材は、前記フィルタ室内で上下方向に移動自在とされて、通水時の流水圧により上昇し、水抜き時に自重により下降することが好ましい。こうすることにより、フィルタ室を上下方向に向けた姿勢に設けるだけで、フィルタ部材を、水抜き時には前記フィルタ室の上流側に移動するように設けることができる。従って、フィルタ部材をフィルタ室の上流側に移動させるためのバネ等の付勢手段を不要として、部品点数を少なくすることができるので、製造効率が良くコストの増加を抑えたフィルタ装置を得ることができる。

また、本発明において、前記水抜き通路は、前記フィルタ室の内側壁に形成することができる。この場合には、例えば、前記フィルタ室の内壁面に水抜き通路として溝等を形成することで、構造簡単に水抜き通路を設けることができる。

また、本発明において、前記水抜き通路は、前記フィルタ部材の一部に形成することもできる。そして、前記下流側ストッパに、前記フィルタ室の通水方向下流端で前記フィルタ部材を停止させたときに該フィルタ部材の水抜き通路を閉塞する閉塞部を設ける。この場合には、例えば、前記フィルタ部材に、水抜き通路として切欠き或いは孔を形成し、前記上流側ストッパがフィルタ部材を停止させたときに、水抜き通路としての切欠き或いは孔を上流側ストッパが閉塞しない位置に設けることで、構造簡単に水抜き通路を設けることができる。一方、下流側ストッパに前記閉塞部を設けることにより、下流側ストッパがフィルタ部材を停止させたときにフィルタ部材の一部に形成した水抜き通路が閉塞され、フィルタ部材によって水から確実に異物を取り除くことができる。

なお、前記水抜き通路は、前記フィルタ室の内側壁と前記フィルタ部材との両方に設けておくこともできる。これによれば、水抜き通路における水の流量を大とすることができるので、水抜きを一層迅速に且つ確実に行うことができる。

第１の実施形態のフィルタ装置を断面視した説明図。 第１の実施形態におけるフィルタ部材の平面図。 第１の実施形態における下流側ストッパを示す説明図。 第１の実施形態における上流側ストッパを示す説明図。 第１の実施形態のフィルタ装置の作動説明図。 フィルタ装置が設けられる水回路の一部を模式的に示す説明図。 第１の実施形態のフィルタ装置における変形例を示す説明図。 第２の実施形態のフィルタ装置を断面視した説明図。 第２の実施形態におけるフィルタ部材の平面図。 第２の実施形態における下流側ストッパを示す説明図。 第２の実施形態における上流側ストッパを示す説明図。 第２の実施形態のフィルタ装置の作動説明図。

本発明の第１の実施形態について説明する。図１に示すように、第１の実施形態のフィルタ装置１は、フィルタ部材２と、これを収容するフィルタ室３とを備えている。

図２に示すように、フィルタ部材２は、円盤状に形成されたフィルタ機能部４とその周縁を囲う枠部５とを備えている。フィルタ機能部４は、メッシュ状或いは多孔状に形成されて、通過する水から異物を取り除く機能を有しており、枠部５と共に合成樹脂により形成されている。フィルタ部材２は、フィルタ機能部４と枠部５とが一体に形成されていてもよく、フィルタ機能部４と枠部５とを別体とし、枠部５の内側にフィルタ機能部４を組み付けることによって形成されていてもよい。

図１に示すように、フィルタ室３は、通水管６（水流路）において、下方から上方に向って強制的に通水される位置に設けられている。これにより、フィルタ室３は、通水方向下流側が上向きとされ、通水方向上流側が下向きとされた姿勢に設けられている。なお、図１においては通水時の水流の方向を矢印により示している。

フィルタ室３の内部には、前記フィルタ部材２が上下方向に移動自在に収容されている。前記フィルタ部材２は、通水管６への通水時に流水圧によりフィルタ室３の通水方向下流側に向って上昇し、通水管６への通水が停止されて水流が停止すると、フィルタ部材２の自重でフィルタ室３の通水方向上流側に向って下降する。

フィルタ機能部４及び枠部５を形成する合成樹脂材料としては、温度変化に影響され難く耐衝撃性の高いものが好ましく、例えば、ポリフェニレンエーテルを主成分とした熱可塑性樹脂を挙げることができる。また、材料の選択等により、フィルタ部材２を、比重が１より僅かに大きく（例えば１．０５〜１．１程度に）なるように形成することが好ましい。これによれば、通水停止時に即座に水中のフィルタ部材２を自重で下降させることができ、しかも、比重が僅かに大きいだけなので、通水時の流水圧によるフィルタ部材２の上昇が阻害されない。なお、流水圧による上昇時の上昇速度を向上させる場合には、フィルタ部材２を、比重が１以下となるように形成してもよい。

フィルタ室３には、上昇したフィルタ部材２を停止させる下流側ストッパ７が設けられている。下流側ストッパ７は、フィルタ室３の通水方向下流側の受け部８に嵌合された環状部材であり、図３に示すように、この環状部材の下面全周がフィルタ部材２の枠部５の上面全周に当接してフィルタ部材２を停止させる。

また、フィルタ室３には、下降したフィルタ部材２を停止させる上流側ストッパ９が設けられている。上流側ストッパ９は、フィルタ室３の通水方向上流端に形成された内方に突出する複数の突起であり、図４に示すように、この突起の上面がフィルタ部材２の枠部５の下面の一部に当接してフィルタ部材２を停止させる。更に、図１に示すように、フィルタ室３の内側壁には、上方に延びる縦溝１０が形成されている。

下流側ストッパ７は、図５（ａ）に示すように、フィルタ部材２の枠部５の上面全周に当接することにより、通水時の通水管６における全水流をフィルタ部材２のフィルタ機能部４を通過させる。このとき、フィルタ機能部４によって水から異物が取り除かれる。

上流側ストッパ９は、図５（ｂ）に示すように、フィルタ部材２の枠部５の一部に当接する。このとき、フィルタ部材２の枠部５の外側には、フィルタ室３の縦溝１０が位置する。そして、縦溝１０は、フィルタ部材２の上流側と下流側とで連通し、フィルタ機能部４を介すことなく水を通過させる。フィルタ部材２が上流側ストッパ９により停止された状態のとき、縦溝１０は水抜き通路として機能する。

以上の構成のフィルタ装置１は、例えば、図６に一部を模式的に示すように、給湯器等の水回路に好適に設けることができる。通水管６の始端は水道に接続され、通水管６の途中位置には水量センサ１１、電磁弁１２、及び逆止弁１３等の弁装置類が設けられる。フィルタ装置１は、これらの弁装置類の上流側に設けられる。これにより、水道水に混じって通水管６に侵入した固体粒子等の異物が弁装置類に侵入することを防止している。

即ち、通水管６に水道水が供給されると、フィルタ装置１においては、先ず、フィルタ室３の下側（通水方向上流側）からの流水圧によりフィルタ部材２が押し上げられて移動する。そして、図５（ａ）に示すように、フィルタ室３の上端（通水方向下流端）に上昇したフィルタ部材２は、下流側ストッパ７に当接して停止され、フィルタ室３の上端を覆う。これにより、フィルタ装置１の通水時の全水流がフィルタ部材２のフィルタ機能部４を通過し、フィルタ機能部４によって異物が除去される。

また、冬期のように外気が低温になると、通水管６の凍結を防止するため、フィルタ装置１の上流側に設けられた水抜き栓１４（図６参照）を開栓して通水管６の水抜きが行われる。

第１の実施形態におけるフィルタ部材２は、前述した通り比重が１より僅かに大きい場合、通水管６への通水停止時に即座に自重により下降する。下降したフィルタ部材２は、フィルタ室３の下端（通水方向上流端）で上流側ストッパ９に当接して停止する。この状態で、水抜き栓１４が開栓されると、フィルタ部材２の下方（通水方向上流側）の通水管６内の水が逆流して排出される。

更に、図５（ｂ）に示すように、上流側ストッパ９により停止されているフィルタ部材２の外側には、水抜き通路として前記縦溝１０が形成される。これによって、フィルタ部材２の上方（通水方向下流側）の通水管６内の水は、縦溝１０を介してフィルタ部材２の下方（通水方向上流側）に抜ける。このように、本実施形態のフィルタ装置１によれば、フィルタ部材２の上方（通水方向下流側）に残留してフィルタ機能部４に接する水が、その表面張力によりフィルタ機能部４を逆流方向に通過できなくても、縦溝１０によって円滑に下方に流動案内されるので、水抜きを確実に行うことができる。

第１の実施形態においては、その基本構成を有する変形例として、図７に示すように、フィルタ室３にバネ等の付勢部材１５を設けておくこともできる。付勢部材１５は、その付勢力が、通水時の流水圧よりも弱く設定されており、フィルタ部材２を下流側ストッパ７から離反させる方向に付勢するように設けられる。これによれば、通水時以外はフィルタ部材２が上流側ストッパ９に当接した状態となって水抜き通路である縦溝１０が開放されるので、フィルタ部材２の下流側からの水抜きを迅速に行うことができる。しかも、通水停止時にフィルタ部材２を下流側ストッパ７から強制的に離反させることができるので、フィルタ室３の通水方向上流端と下流端とが水平に対向するような横向き姿勢でフィルタ装置１を設けても、フィルタ部材２の下流側からの水抜きを支障なく行うことができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図８に示すように、第２の実施形態のフィルタ装置２０は、フィルタ部材２１と、これを収容するフィルタ室２２とを備えている。

図９に示すように、フィルタ部材２１は、円盤状に形成されたフィルタ機能部２３とその周縁の枠部２４とを備えている。枠部２４には複数の切欠き部２５が形成されており、後述するように、この切欠き部２５が本発明の水抜き通路として機能する。

フィルタ機能部２３は、第１の実施形態と同様である。また、フィルタ機能部２３及び枠部２４を形成する材料も第１の実施形態と同じ合成樹脂材料を採用することができる。

図８に示すように、フィルタ室２２は、下方から上方に向って強制的に通水される通水管２６（水流路）に設けられている。これにより、フィルタ室２２は、通水方向下流側が上向きとされ、通水方向上流側が下向きとされた姿勢に設けられている。

フィルタ室２２の内部には、前記フィルタ部材２１が上下方向に移動自在に収容されている。前記フィルタ部材２１は、通水管２６への通水時に流水圧によりフィルタ室２２の通水方向下流側に向って上昇し、通水管２６への通水が停止されて水流が停止すると、フィルタ部材２１の自重でフィルタ室２２の通水方向上流側に向って下降する。

フィルタ室２２には、フィルタ室２２内を上昇したフィルタ部材２１を停止させる下流側ストッパ２７が設けられている。下流側ストッパ２７は、フィルタ室２２の通水方向下流側の受け部２８に嵌合された環状部材であり、図１０に示すように、この環状部材の下面がフィルタ部材２１の枠部２４の上面に当接してフィルタ部材２１を停止させると同時に切欠き部２５を閉塞する。よって、本実施形態においては、切欠き部２５に対応する位置の下流側ストッパ２７の下面が、本発明における閉塞部に相当する。

また、図８に示すように、フィルタ室２２には、フィルタ室２２内を下降したフィルタ部材２１を停止させる上流側ストッパ２９が設けられている。上流側ストッパ２９は、図１１に示すように、フィルタ室２２の通水方向上流端に形成された内方に突出する複数の突起であり、この突起の上面がフィルタ部材２１の枠部２４の下面に当接してフィルタ部材２１を停止させる。なお、フィルタ室２２内においてフィルタ部材２１はその周方向への回転が規制されていないが、フィルタ部材２１がその周方向に回転して上流側ストッパ２９の何れかの突起がフィルタ部材２１の切欠き部２５と対向しても、他の突起がフィルタ部材２１の枠部２４に当接してフィルタ部材２１を確実に停止させることができる。また、図１１に示すように、フィルタ部材２１の切欠き部２５の周方向の長さ寸法よりも上流側ストッパ２９の突起が小さく形成されているので、上流側ストッパ２９の何れかの突起がフィルタ部材２１の切欠き部２５と対向しても、その突起は切欠き部２５を閉塞することはない。

図１２（ａ）に示すように、下流側ストッパ２７は、フィルタ部材２１の枠部２４の上面全周に当接し、フィルタ部材２１の切欠き部２５を閉塞する。これにより、通水時の通水管２６における全水流はフィルタ部材２１のフィルタ機能部２３を通過して、フィルタ機能部２３により異物が取り除かれる。

図１２（ｂ）に示すように、上流側ストッパ２９は、フィルタ部材２１の枠部２４の一部に当接する。このとき、フィルタ部材２１の切欠き部２５がフィルタ室２２の内壁面との間に間隙を形成する。そして、この間隙がフィルタ部材２１の上流側と下流側とで連通し、フィルタ機能部２３を介すことなく水を通過させる。

以上の構成のフィルタ装置２０は、第１の実施形態と同様に、図６に模式的に示す給湯器等の通水管２６に好適に設けることができる。第２の実施形態によるフィルタ装置２０の作動を説明すれば、通水管２６に水道水が供給されると、先ず、フィルタ室２２の下側（通水方向上流側）からの流水圧によりフィルタ部材２１が押し上げられて移動する。そして、図１２（ａ）に示すように、フィルタ室２２の上端（通水方向下流端）に上昇したフィルタ部材２１は、下流側ストッパ２７に当接して停止され、下流側ストッパ２７に切欠き部２５が閉塞されて、フィルタ室２２の上端を覆う。これにより、フィルタ装置２０の下流に向う全水流がフィルタ部材２１のフィルタ機能部２３を通過し、フィルタ機能部２３によって異物が除去される。

また、冬期等に通水管２６の凍結を防止する場合には図示しない水抜き栓を開栓して通水管２６の水抜きが行われる。先ず、通水管２６への通水が停止されると、フィルタ部材２１は自重により下降する。下降したフィルタ部材２１は、フィルタ室２２の下端（通水方向上流端）で上流側ストッパ２９に当接して停止する。次いで、この状態で、水抜き栓が開栓されると、フィルタ部材２１の下方（通水方向上流側）の通水管２６内の水が逆流して排出される。一方、図１２（ｂ）に示すように、上流側ストッパ２９により停止されているフィルタ部材２１には、切欠き部２５が水抜き通路として形成されている。これにより、フィルタ部材２１の上方（通水方向下流側）の通水管２６内の水は、切欠き部２５を介してフィルタ部材２１の下方（通水方向上流側）に抜け、水抜きを確実に行うことができる。

なお、図示しないが、第２の実施形態においても、第１の実施形態の変形例と同様にしてフィルタ室２２にバネ等の付勢部材を設けておくことができる。これにより、フィルタ室２２の通水方向上流端と通水方向下流端とが水平に対向するような横向き姿勢でフィルタ装置２０を設けても、フィルタ部材２１の通水方向下流側からの水抜きを支障なく行うことができる。

また、第２の実施形態においては、図示しないが、第１の実施形態で説明した縦溝１０（図１）をフィルタ室２２に設けて、フィルタ室２２の縦溝１０とフィルタ部材２１の切欠き部２５とで本発明の水抜き通路を構成してもよい。これによれば、水抜きの際に水抜き通路における水の通過流量を比較的大として効率良く水抜きすることができる。

１，２０…フィルタ装置、２，２１…フィルタ部材、３，２２…フィルタ室、６，２６…通水管（水流路）、７，２７…下流側ストッパ、９，２９…上流側ストッパ、１０…縦溝（水抜き通路）、２５…切欠き部（水抜き通路）。

Claims (4)

1. 一方向に強制的に通水される水流路に設けるフィルタ装置において、
   通過する水から異物を取り除く機能を有するフィルタ部材と、該フィルタ部材を水流方向に沿って移動自在に収容するフィルタ室とを備え、
   前記フィルタ部材は、通水時の流水圧により前記フィルタ室の通水方向下流側に移動し、通水時と逆方向に排水する水抜き時に前記フィルタ室の通水方向上流側に移動するように設けられており、
   前記フィルタ室は、該フィルタ室の通水方向下流側に移動する前記フィルタ部材を該フィルタ室の通水方向下流端で停止させる下流側ストッパと、該フィルタ室の通水方向上流側に移動する前記フィルタ部材を該フィルタ室の通水方向上流端で停止させる上流側ストッパとを備え、
   前記下流側ストッパにより前記フィルタ部材が停止しているとき、該フィルタ部材が前記フィルタ室の通水方向下流端を覆って該フィルタ部材を全水流が通過し、
   前記フィルタ部材が前記上流側ストッパにより停止されたとき、該フィルタ部材の通水方向下流側に残留する残留水を通過させる水抜き通路が、前記フィルタ室の通水方向上流端に形成されることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記フィルタ室は、通水方向上流側が下方を向き、通水方向下流側が上方を向く姿勢に設けられ、
   前記フィルタ部材は、前記フィルタ室内で上下方向に移動自在とされて、通水時の流水圧により上昇し、水抜き時に自重により下降することを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
3. 前記水抜き通路は、前記フィルタ室の内側壁に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルタ装置。
4. 前記水抜き通路は、前記フィルタ部材の一部に形成されており、
   前記下流側ストッパは、前記フィルタ室の通水方向下流端で前記フィルタ部材を停止させると同時に該フィルタ部材の水抜き通路を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載のフィルタ装置。