JP5658726B2

JP5658726B2 - フィルタ装置

Info

Publication number: JP5658726B2
Application number: JP2012240534A
Authority: JP
Inventors: 尚方毛利; 丈二毛利
Original assignee: 大幸機器株式会社
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: JP2014087771A

Description

本発明はフィルタ装置に関し、特に、濾過部材と合成樹脂からなる複数のネット部材とを組み合わせたフィルタ装置に関する。

従来のフィルタ装置として、特許文献１（実用新案登録第３１７０７８９号）に記載されたフィルタ装置が提案されている。
このフィルタ装置を図６に示すと共、図に基づいて説明する。
図に示すように、この特許文献１で提案されたフィルタ（エレメント）装置５０は、略矩形形状の濾材を蛇腹状に折り曲げして略円筒形状とした濾過部材５１Ａと、前記濾過部材５１Ａの軸方向一端側を支持し、中心に開口部５１Ｂ１を有する第１支持部材５１Ｂと、前記濾過部材５１Ａの軸方向他端側を閉塞して支持する第２支持部材５１Ｃとからなる略円筒形状の濾過部５１を備えている。

また、フィルタ装置５０は、前記濾過部５１の軸方向一端側の前記開口部５１Ｂ１に挿入された略円筒形状の多孔部材からなるアダプタ部５２を有している。このアダプタ部５２は、前記濾過部５１に対して、着脱自在に取付けられている。
尚、前記アダプタ部５２の上端部にはフランジ部５２ａが形成され、アダプタ部５２が濾過部材５１Ａ内に装着された際、フランジ部５２ａの下面が第１支持部材５１Ｂに当接するように形成されている。
更に、前記濾過部材５１Ａの外周面側に、ネット部材５３が取り付けられている。このネット部材５３は、前記濾過部５１の軸方向の縦糸と前記濾過部５１の周方向の横糸とを成型したポリプロピレン成型品から構成されている。

このようなフィルタ（エレメント）装置５０にあっては、濾過部材５１Ａの外周に取り付けられたネット部材５３により強度を確保することができ、また濾過部５１とアダプタ部５２とを着脱自在に構成することにより、濾過部５１のみを廃棄して、アダプタ部５２を再利用することができる。

実用新案登録第３１７０７８９号公報

ところで、前記特許文献１のフィルタ（エレメント）装置５０では、図６において矢印Ｆ１で示すように、流体がフィルタエレメント５０の外周面から流入し、濾過部材５１Ａを通過して、アダプタ部５２から排出される。そのため、濾過部材５１Ａが目詰まりを起こすと、濾過部材５１Ａに対する流体圧力は、濾過部材５１Ａとアダプタ部５２が受けることになる。
ここで、前記アダプタ部５２を金属製とすることにより、仮に流体の圧力によって濾過部材５１Ａが潰れても、アダプタ部５２は潰れないため、フィルタ（エレメント）装置５０の全体の形状を維持することができる。

一方、図６の矢印Ｆ２で示すように、流体がフィルタエレメント内周面（アダプタ部５２側）から流入し、濾過部材５１Ａを通過して、ネット部材５３の外周面から排出される場合に、濾過部材５１Ａが目詰まりを起こすと、濾過部材５１Ａに対する流体圧力は、濾過部材５１Ａとネット部材５３が受けることになる。
しかしながら、このネット部材５３によっては、濾過部材５１Ａの径方向への膨張を規制することができず、濾過部材５１Ａが外側（径方向）に膨張し、破裂、破損等する虞があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ネット部材によって濾過部材を保持することによって、濾過部材の膨張を規制し、破損を防止すること目的になされたものであり、特に、合成樹脂からなる複数のネット部材を組み合わせることによって、濾過部材の膨張を規制し、かつ破損を防止するフィルタ装置を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するためになされた本発明にかかるフィルタ装置は、略矩形形状の濾材を蛇腹状に折曲げして略円筒形状とした濾過部材を備え、前記濾過部材の中心部分から流体を導入し、前記濾過部材の外周面から前記流体を導出するフィルタ装置において、
前記蛇腹状の濾過部材の外周面側の前記折曲げ部に接して配置された、合成樹脂からなる、前記濾過部材の変形を阻止するための第１のネット部材と、前記第１のネット部材に接して、前記第１のネット部材よりも外側に配置された合成樹脂からなる、前記濾過部材の破損を回避するための第２のネット部材と、を少なくとも備え、前記第１のネット部材の伸び率が第２のネット部材の伸び率よりも小さく、かつ前記第２のネット部材の引張強度が第１のネット部材の引張強度よりも大きいことを特徴としている。

このように、前記第１のネット部材３は、濾過部材の変形（膨張）を阻止する観点から、伸び率のより小さな合成樹脂が選択され、また第２のネット部材４はフィルタ装置（濾過部材）の破損を回避する観点から、引張強度のより大きな合成樹脂が選択される。即ち、第１のネット部材３と第２のネット部材４とは、異なる観点から最適なものが選択されるため、濾過部材の変形（膨張）を阻止することができると共に、フィルタ装置（濾過部材）の破損を回避することができる。

ここで、前記第１のネット部材の充実率が第２のネット部材の充実率よりも大きく形成され、第１のネット部材と第２のネット部材とが一体的に変形することが望ましい。
このように構成され、第１のネット部材と第２のネット部材の両者が一体的に変形するために、流体圧が第１のネット部材と第２のネット部材に分散され、第１のネット部材、第２のネット部材に作用する流体圧が軽減される。
そのため、第１のネット部材、第２のネット部材の破裂、破損が抑制される。しかも、第２のネット部材は、第１のネット部材より引張強度のより大きな合成樹脂が形成されているため、フィルタ装置（濾過部材）が破損する等の最悪の事態を回避することができる。

また、前記第２のネット部材の外周面の所定箇所に、合成樹脂、綿、不織布のいずれからなる帯状体が巻回され、少なくとも帯状体が巻回されている箇所において、帯状体、第１のネット部材、第２のネット部材が一体的に変形することが望ましい。
このように帯状体が巻回されている箇所において、帯状体、第１のネット部材、第２のネット部材が一体的に変形するために、流体圧は、第１のネット部材、第２のネット部材、帯状体に分散され、第１のネット部材、第２のネット部材に作用する流体圧がより軽減される。
そのため、第１のネット部材、第２のネット部材の破裂、破損が抑制される。しかも、第２のネット部材は、第１のネット部材より引張強度のより大きな合成樹脂が選択されているため、フィルタ装置（濾過部材）が破損する等の最悪の事態を回避することができる。

また、上記帯状体の伸び率が、第１のネット部材及び第２のネット部材の伸び率よりも小さいことが望ましい。また、前記フィルタ装置は、ケーシング内に収容されていることが望ましい。
更に、前記フィルタ装置は、円筒形状とした濾過部材の内周面側に、円筒形状の多孔部材からなるアダプタ部が着脱自在に取り付けられることが望ましい。

本発明によれば、合成樹脂からなる複数のネット部材を組み合わせることによって、濾過部材に目詰まりが発生した際、濾過部材の膨張を抑制し、かつ破損を防止するフィルタ装置を得ることができる。

図１（ａ）の右側は平面図であり、左側は（ｂ）に示すＩ−Ｉ断面図、図１（ｂ）の右側は側面図であり、左側は断面図である。図２は、第１のネット部材、第２のネット部材の基本的構成を示す図であり、（ａ）はネット部材にコーティングが施工されていない状態を示し、（ｂ）はネット部材にコーティングが施工された状態を示す図である。図３はネット部材の充実率を説明するための概略図である。図４は、ネット部材が流体圧を受けた状態を示す概念図であって、（ａ）はネット部材の変形後の状態を示す図、（ｂ）はネット部材の変形後の状態を示す図である。図５（ａ）は第１のネット部材、第２のネット部材が一体的に変形しない状態を示す概念図であり、（ｂ）は、第１のネット部材、第２のネット部材が帯状体７によって押えられている状態を示す概念図である。図６は、従来のフィルタ（エレメント）装置を示す一部断面図である。

本発明にかかるフィルタ装置の一実施形態について図１乃至図５に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明にかかるフィルタ装置１は、略矩形形状の濾材を蛇腹状に折り曲げして略円筒形状とした濾過部材２と、前記濾過部材２の軸方向上端側を支持し、中心に開口部５ａを有する第１支持部材５と、前記濾過部材２の軸方向下端側を閉塞して支持する第２支持部材６とを備えている。

また、前記蛇腹状の濾過部材２の外周面側の前記折曲げ部２ａに接して、合成樹脂からなる第１のネット部材３が配置され、更に、第１のネット部材３に接して、前記第１のネット部材３よりも外側に、合成樹脂からなる第２のネット部材４が配置されている。
即ち、フィルタ装置１の中心部側から蛇腹状の濾過部材２、第１のネット部材３、第２のネット部材４の順で配置されている。

更に、第２のネット部材４の外周面の軸方向の複数か所（図１では５か所）に、合成樹脂、綿、不織布等のいずれからなる帯状体７が取付けられている。特に、腐食性、機械的強度から合成樹脂の帯状体７が好ましい。
この帯状体７は、濾過部材２の外側（径方向）の膨張を規制（抑制）するものであるため、第２のネット部材４の外周面のより多くの個所を、帯状体７で巻回するのが好ましいが、あまり多くの箇所を帯状体７で巻回するのは、濾過部材２を通過する流体の抵抗となり、好ましくない。
一般的には、前記帯状体７をフィルタ装置１の軸方向に、５０ｍｍ〜１５０ｍｍ間隔で取付けるのが好ましい。

また、前記帯状体７は、その幅が５ｍｍ〜２０ｍｍ程度のものが用いられる。幅が広い帯状体７の場合、濾過部材２を通過する流体の抵抗となり、好ましくない。一方、幅が狭い帯状体７の場合、機械的強度が小さくなり、好ましくない。
また、この帯状体７は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂であって、伸び率の小さな材料で形成されるのが好ましい。特に、この帯状体７は、濾過部材２の外側（径方向）の膨張を規制（抑制）するため、第１のネット部材３、第２のネット部材４の伸び率よりも小さな材料で形成されるのが好ましい。

また、第１のネット部材３、第２のネット部材４の上端部は、濾過部材２の上端部と第１支持部材５との間に挟まれ、エポキシ樹脂の接着材Ｂにより固定される。
同様に、第１のネット部材３、第２のネット部材４の下端部は、濾過部材２の下端部と第２支持部材６との間に挟まれ、エポキシ樹脂の接着材Ｂにより固定される。
尚、図１において矢印Ｆで示すように、流体は濾過部材２の内周面から流入し、濾過部材２を通過して外周面から排出される。そのため、流体の圧力は、主に濾過部材２、第１のネット部材３、第２のネット部材４に作用するため、従来のようなアダプタ部は設けられていない。

次に、第１のネット部材３、第２のネット部材４について、図２、図３に基づいて詳述する。
第１のネット部材３、第２のネット部材４は、図２（ａ）に示すように、前記濾過部材２の軸方向に縦糸３ａ（４ａ）、前記濾過部材２の周方向に横糸３ｂ（４ｂ）を配した、合成繊維のネット部材であり、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂によって構成されている。

これら樹脂を基布として、図２（ｂ）に示すように、前記縦糸３ａ（４ａ）、前記横糸３ｂ（４ｂ）に、例えば、ポリ塩化ビニール、ポリウレタン系樹脂等の合成樹脂Ｃをコーティングしても良い。
このように、基布の材質の違い、コーティングの有無、あるいは縦糸、横糸の糸の径の違いから、伸び率、引張強度の違うものが得られる。

ここで、前記第１のネット部材３は、第２のネット部材４の伸び率よりも小さな伸び率を有するものが選択される。尚、この伸び率とは、所定の荷重を加えた際の所定長さに対する伸びの割合を意味する（伸び／所定長さ×１００）。
ここで、伸び率としては縦糸方向、横糸方向の伸び率があり、第１のネット部材３の縦糸方向の伸び率は、第２のネット部材４の縦糸方向の伸び率よりもの小さく、また第１のネット部材３の横糸方向の伸び率は、第２のネット部材４の縦糸方向の伸び率よりもの小さくものが選択されるのが好ましい。

前記第１のネット部材３の縦糸方向、横糸方向の伸び率が、第２のネット部材４の縦糸方向、横糸方向の伸び率よりも小さいために、濾過部材２に接して配置された第１のネット部材３によって、濾過部材２の膨張を抑制することができる。即ち、この第１のネット部材３によって、濾過部材２の変形を抑制する。

また、第２のネット部材４は、第１のネット部材３よりも引張強度が大きい合成樹脂材料によって形成されている。この引張強度も、前記したように基布の材質の違い、コーティングの有無、あるいは縦糸、横糸の直径の違いから、違うものが得られる。
このように、最外周に配置された第２のネット部材４が、より引張強度が大きい合成樹脂材料によって形成されるため、フィルタ装置（濾過部材）が破裂、破損するという最悪な状態を回避することができる。

上記したように、前記第１のネット部材３は濾過部の変形（膨張）を阻止する観点から、伸び率のより小さな合成樹脂が選択され、また第２のネット部材４はフィルタ装置（濾過部材）の破損を回避する観点から、引張強度のより大きな合成樹脂が選択される。
即ち、第１のネット部材３と第２のネット部材４とは、異なる観点から最適なものが選択されるため、濾過部の変形（膨張）を阻止することができると共に、フィルタ装置（濾過部材）の破損を回避することができる。

更に、前記第１のネット部材３の充実率が、第２のネット部材４の充実率よりも大きく形成されている。この充実率とは、図３に示すように、網の実面積（図３の斜線部）／網の外郭面積であり、具体的には、網の外郭の一片をＬ，縦糸と横糸が同一径Ｄとすると、充実率は、Ｄ（２Ｌ−Ｄ）／Ｌ^２で表わされる。

この充実率が大きい程、網目が小さく、ネット部材は流体から大きな圧力を受けることを表わしている。
即ち、第１のネット部材３は、第２のネット部材４と比べて、流体から大きな圧力を受けるように、より小さな網目で形成されている。
このように、第１のネット部材３が、第２のネット部材４と比べて、流体から大きな圧力を受けるために、第１のネット部材３の伸び率が第２のネット部材４の伸び率よりも小さくても、図４（ａ）に示すように、第１のネット部材３と第２のネット部材４が接して配置された状態（変形前の状態）から、図４（ｂ）に示すように、第１のネット部材３と第２のネット部材４は同一の伸びを呈し、両者は一体的に変形する。

このように、両者が一体的に変形するために、第１のネット部材３に作用する流体圧Ｆは、接触している第２のネット部材４側にも分散され、第１のネット部材３に作用する流体圧が軽減される。即ち、第１のネット部材３に作用する流体圧（反力Ｐ３）と、第２のネット部材４に作用する流体圧（反力Ｐ４）との和が流体圧Ｆとなる。

一方、図５（ａ）に示すように、両者が一体的に変形せず、第１のネット部材３と第２のネット部材４とが接しない場合には、第１のネット部材３に作用する流体圧は、第２のネット部材４側に分散されない。即ち、第１のネット部材３に流体圧Ｆが作用するため、破裂、破損し易く、両者が一体的に変形する場合に比べて、好ましくない。尚、第２のネット部材４にも、流体圧Ｆが作用する。しかしながら、第２のネット部材４は、より引張強度のより大きな合成樹脂が選択されているため、フィルタ装置（濾過部材）が破損する等の最悪の事態を回避することができる。

また、図５（ｂ）に示すように帯状体７が設けられている場合には、帯状体７の巻回部分においては、第１のネット部材３と第２のネット部材４と帯状体７とが一体的に変形するために、第１のネット部材３に作用する流体圧Ｆは、接触している第２のネット部材４、帯状体７側にも分散され、第１のネット部材３に作用する流体圧が軽減される。

ところで、帯状体７が巻回部分されていない部分においては、第１のネット部材３に作用する流体圧は第２のネット部材４側に分散されないが、図５（ａ）の場合に比べて、第１のネット部材３が帯状体７によって押えられているため、第１のネット部材３、第２のネット部材４の破裂、破損が防止される。

ここで、帯状体７は、第１のネット部材３及び第２のネット部材４の外周面を巻回し、保持するために、第１のネット部材３及び第２のネット部材４の伸び率よりも、小さな伸び率を有するものを選択するのが好ましい。
前記第１のネット部材３及び第２のネット部材４の伸び率よりも、大きな伸び率を有する帯状体７を用いた場合には、帯状体７の巻回部分において、第１のネット部材３と第２のネット部材４とが一体的に変形しないため、好ましくない。

尚、上記実施形態あっては、フィルタ装置を構成する部材が、不織布、合成樹脂、綿で構成されているため、使用後のフィルタ装置を圧縮、あるいは切断等することにより、廃棄容積を減少させることができる。また、金属部材を含まないことから分別廃棄の必要がなく、焼却廃棄することもできる。
また、上記フィルタ装置はそのままで使用しても良いが、従来用いていた金属からなる円筒状のケーシング等の内部に収納し、使用しても良い。また、金属からなる円筒形状の多孔部材のアダプタを用いても良い。
このように、ケーシング、アダプタを用いた場合においても、使用後、濾過部材の変形（膨張）が阻止されるため、ケーシング、アダプタから濾過部材を円滑に取り出すことができる。

１フィルタ装置
２濾過部材
２ａ折曲げ部
３第１のネット部材
４第２のネット部材
５第１支持部材
６第２支持部材
７帯状体

Claims

略矩形形状の濾材を蛇腹状に折曲げして略円筒形状とした濾過部材を備え、前記濾過部材の中心部分から流体を導入し、前記濾過部材の外周面から前記流体を導出するフィルタ装置において、
前記蛇腹状の濾過部材の外周面側の前記折曲げ部に接して配置された、合成樹脂からなる、前記濾過部材の変形を阻止するための第１のネット部材と、
前記第１のネット部材に接して、前記第１のネット部材よりも外側に配置された合成樹脂からなる、前記濾過部材の破損を回避するための第２のネット部材と、を少なくとも備え、
前記第１のネット部材の伸び率が第２のネット部材の伸び率よりも小さく、かつ前記第２のネット部材の引張強度が第１のネット部材の引張強度よりも大きいことを特徴とするフィルタ装置。
前記第１のネット部材の充実率が第２のネット部材の充実率よりも大きく形成され、第１のネット部材と第２のネット部材とが一体的に変形することを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
前記第２のネット部材の外周面の所定箇所に、合成樹脂、綿、不織布のいずれからなる帯状体が巻回され、少なくとも帯状体が巻回されている箇所において、帯状体、第１のネット部材、第２のネット部材が一体的に変形することを特徴とする請求項１または請求項２記載のフィルタ装置。
前記帯状体の伸び率が、第１のネット部材及び第２のネット部材の伸び率よりも小さいことを特徴とする請求項３記載のフィルタ装置。
ケーシング内に収容されていること特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフィルタ装置。
円筒形状とした濾過部材の内周面側に、円筒形状の多孔部材からなるアダプタ部が着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のフィルタ装置。