JP5709677B2

JP5709677B2 - 巻き線型ろ材、巻き線型ろ材の製造方法、巻き線型ろ過エレメントおよび巻き線型ろ過エレメントの製造方法

Info

Publication number: JP5709677B2
Application number: JP2011155888A
Authority: JP
Inventors: 賢治島田
Original assignee: Totoku Electric Co Ltd
Current assignee: Totoku Electric Co Ltd
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: JP2013017984A

Description

本発明は、巻き線型ろ材、巻き線型ろ材の製造方法、巻き線型ろ過エレメントおよび巻き線型ろ過エレメントの製造方法に関し、さらに詳しくは、波打ち異形パイプの端縁部をテーパ状に拡径する場合でも巻き線型ろ過エレメント製造時の歩留まりを向上することが出来る巻き線型ろ材、巻き線型ろ材の製造方法、巻き線型ろ過エレメントおよび巻き線型ろ過エレメントの製造方法に関する。

従来、貫通孔を有する波打ち異形パイプと、波打ち異形パイプの端部では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて波打ち異形パイプの外周に巻き付けた線材とを備えた巻き線型ろ材およびその巻き線型ろ材の端縁部にリング部材を嵌合後拡径してから溶接した巻き線型ろ過エレメントが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特公昭６３−３６９６号公報

上記従来の巻き線型ろ材では、波打ち異形パイプの端縁部を円筒状に拡径している。このため、波打ち異形パイプの端縁部において谷部が線材との接触に必要な高さまで広範囲に持ち上げられるため、谷部で浮いていた部分の線材と波打ち異形パイプとが広範囲で接触するようになり、線材から波打ち異形パイプへの熱伝達効率が高く、巻き線型ろ過エレメント製造時に線材に加わる溶接熱により線材が溶断したり痩せたりして線材間に隙間が生じる欠陥をあまり生じなかった。
しかし、波打ち異形パイプの端縁部を円筒状に拡径するのは、設備負担が大きいという問題点がある。この問題点は、波打ち異形パイプの肉厚が厚くなるほど顕著になる。
これに対して、波打ち異形パイプの端縁部をテーパ状に拡径するようにすれば、上記設備負担の問題点を解消できる。
ところが、波打ち異形パイプの端縁部をテーパ状に拡径すると、波打ち異形パイプの先端部分の谷部だけしか線材との接触に必要なさまで持ち上げられなくなり、谷部で浮いていた部分の線材と波打ち異形パイプとが必要な面積で接触できなくなり、線材から波打ち異形パイプへの熱伝達効率が低下し、巻き線型ろ過エレメント製造時に線材に加わる溶接熱により線材が溶断したり痩せたりして線材間に隙間が生じる欠陥が増え、巻き線型ろ過エレメント製造時の歩留まりが低くなる問題点が生じた。
そこで、本発明の目的は、波打ち異形パイプの端縁部をテーパ状に拡径する場合でも巻き線型ろ過エレメント製造時の歩留まりを向上することが出来る巻き線型ろ材、巻き線型ろ材の製造方法、巻き線型ろ過エレメントおよび巻き線型ろ過エレメントの製造方法を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）と、前記波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に巻き付けた線材（２）とを備えた巻き線型ろ材（１０）であって、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において前記線材（２）が前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられていることを特徴とする巻き線型ろ材（１０）を提供する。
上記第１の観点による巻き線型ろ材（１０）では、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において線材（２）が波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられているため、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）をテーパ状に拡径した場合に、持ち上がった波打ち異形パイプ（１）の外周面に線材（２）が広い面積で接触する。従って、線材（２）から波打ち異形パイプ（１）への熱伝達効率が向上する。また、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において線材（２）が波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられている状態では線材（２）に引張応力が加わっているが、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）をテーパ状に拡径した状態では線材（２）が押し上げられて圧縮応力が加わる状態に変わる。これらの理由により、巻き線型ろ過エレメント製造時に線材（２）に加わる溶接熱により線材が溶断したり痩せたりして線材間に隙間が開く欠陥が生じることが抑制され、巻き線型ろ過エレメント製造時の歩留まりを向上することが出来る。

第２の観点では、本発明は、貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に線材（２）を巻き付ける工程と、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において前記線材（２）を前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げる工程とを有する巻き線型ろ材（１０）の製造方法を提供する。
上記第２の観点による巻き線型ろ材（１０）の製造方法では、前記第１の観点による巻き線型ろ材（１０）を好適に製造できる。

第３の観点では、本発明は、貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）と、前記波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に巻き付けた線材（２）と、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）のテーパ状に拡径された端縁部（１ｆ）に被せて溶接されたリング部材（３）とを備えた巻き線型ろ過エレメント（１００）であって、前記端縁部（１ｆ）において前記線材（２）が前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられていることを特徴とする巻き線型ろ過エレメント（１００）を提供する。
上記第３の観点による巻き線型ろ過エレメント（１００）では、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において線材（２）が波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられているため、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）をテーパ状に拡径した場合に、持ち上がった波打ち異形パイプ（１）の外周面に線材（２）が広い面積で接触する。従って、線材（２）から波打ち異形パイプ（１）への熱伝達効率が向上する。また、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において線材（２）が波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられている状態では線材（２）に引張応力が加わっているが、波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）をテーパ状に拡径した状態では線材（２）が押し上げられて圧縮応力が加わる状態に変わる。これらの理由により、巻き線型ろ過エレメント製造時に線材（２）に加わる溶接熱により線材（２）が溶断したり痩せたりして線材（２）間に隙間が開く欠陥が生じることが抑制され、巻き線型ろ過エレメント製造時の歩留まりを向上することが出来る。

第４の観点では、本発明は、貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に線材（２）を巻き付ける工程と、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において前記線材（２）を前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げる工程と、前記端縁部（１ｆ）にリング部材（３）を被せる工程と、前記端縁部（１ｆ）をテーパ状に拡径する工程と、前記端縁部（１ｆ）において波打ち異形パイプ（１）と前記線材（２）と前記リング部材（３）とを溶接する工程とを有する巻き線型ろ過エレメント（１００）の製造方法を提供する。
上記第４の観点による巻き線型ろ過エレメント（１００）の製造方法では、前記第３の観点による巻き線型ろ過エレメント（１００）を好適に製造できる。

本発明の巻き線型ろ材、巻き線型ろ材の製造方法、巻き線型ろ過エレメントおよび巻き線型ろ過エレメントの製造方法によれば、波打ち異形パイプの端縁部をテーパ状に拡径する場合でも巻き線型ろ過エレメント製造時の歩留まりを向上することが出来る。

実施例１に係る巻き線型ろ材の製造方法および巻き線型ろ過エレメントの製造方法を示すフロー図である。線材を巻き付けた波打ち異形パイプの正面図および断面図である。実施例１に係る巻き線型ろ材の正面図および断面図である。波打ち異形パイプの谷部に線材を押しつける工程を示す断面図である。端縁部にリング部材を被せた巻き線型ろ材の正面図および断面図である。端縁部をテーパ状に拡径した巻き線型ろ材の正面図および断面図である。溶接工程を示す断面図である。実施例１に係る巻き線型ろ過エレメントの断面図である。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

−実施例１−
図１は、実施例１に係る巻き線型ろ材の製造方法および巻き線型ろ過エレメントの製造方法を示すフロー図である。

ステップＲ１では、図２に示すように、貫通孔１ｃを有する波打ち異形パイプ１の端部１ｄにおいては密に、中間部１ｅにおいては一定隙間を開けて、線材２を、波打ち異形パイプ１に巻き付ける。線材２は、波打ち異形パイプ１の山部１ａには接触しているが、谷部１ｂでは浮いており、接触していない。
波打ち異形パイプ１は、ステンレス・パイプであり、肉厚約０．８ｍｍ、山部１ａの外径約３０ｍｍ、谷部１ｂの外径約２９ｍｍ、山部１ａと谷部１ｂの角度差は１５°、長さ約７０ｃｍである。
線材２は、ステンレス線であり、外径約０．６ｍｍ、密に巻いてある端部１ｄの長さは約１ｃｍ、中間部１ｅにおける線材２間の隙間は約５０μｍである。

ステップＲ２では、図３に示すように、波打ち異形パイプ１の端縁部１ｆにおいて、谷部１ｂで浮いている線材２を押し下げて、波打ち異形パイプ１の谷部１ｂに押し付け、巻き線型ろ材１０を得る。線材２を波打ち異形パイプ１の谷部１ｂに押し付けている部分の長さは、例えば２ｍｍ〜６ｍｍである。また、谷部１ｂに浮いている状態の線材２の位置から波打ち異形パイプ１の谷部１ｂに押し付けられている線材２の位置まで線材２の位置がスロープ状に滑らかに変化している。このスロープ状の部分の長さは、例えば３ｍｍ〜６ｍｍである。このように線材２の位置をスロープ状に滑らかに変化させるのは、線材２の間に隙間を生じさせないためである。すなわち、線材２の位置に段差があると、隙間を生じやすくなるからである。

ステップＲ２での線材２の押し下げは、例えば図４に示すようなペンチ式の工具Ｔで線材２と波打ち異形パイプ１の端縁部１ｆとを挟み込むことで行える。
この工具Ｔの刃先は、平坦部と傾斜部になっている。平坦部は、長さが例えば２ｍｍ〜６ｍｍであり、この平坦部で線材２を波打ち異形パイプ１の谷部１ｂに押し付ける。傾斜部は、長さが例えば３ｍｍ〜６ｍｍであり、この傾斜部で、谷部１ｂに浮いている状態の線材２の位置から波打ち異形パイプ１の谷部１ｂに押し付けられている線材２の位置まで線材２の位置をスロープ状に滑らかに押し下げる。
なお、空圧プレス等に装着した金型を用いて全周の谷部１ｂで同時に線材２の押し下げを行ってもよい。

ステップＲ３では、図５に示すように、波打ち異形パイプの端部１ｄに、コネクタ部材（または封止部材）を溶接するためのリング部材３を被せる。

ステップＲ４では、図６に示すように、波打ち異形パイプの端縁部１ｆをテーパ状に拡径して、端縁部１ｆを線材２に接触させると共に、リング部材３の内周面に近接させる。
端縁部１ｆをテーパ状に拡径するには、例えば先端角度２０度のテーパポンチを油圧プレスにより圧入する。または、内張りコレット式エキスパンダを使用してもよい。

ステップＲ５では、図７に示すように、コネクタ部材（または封止部材）４をリング部材３に突き合わせ、リング部材３をリング部材冷却材Ｃで冷却しつつ、例えばアーク炎Ｆを発生するＴＩＧ溶接電極Ｗにより例えば溶接電流５０Ａで、例えば溶接速度１００ｍｍ／分で１回転させて、全周にわたり波打ち異形パイプの端縁部１ｆと線材２とリング部材３とコネクタ部（または封止部材）４とを溶接する。
以上により、図８に示す如き、巻き線型ろ過エレメント１００が得られる。

実施例１に係る巻き線型ろ材１０、巻き線型ろ材の製造方法、巻き線型ろ過エレメント１００および巻き線型ろ過エレメントの製造方法によれば次の効果が得られる。
（１）波打ち異形パイプ１の端縁部１ｆを円筒状に拡径するのではなく、テーパ状に拡径するようにしたので、設備負担を軽減できる。
（２）波打ち異形パイプ１の端縁部１ｆにおいて線材２が波打ち異形パイプ１の谷部１ｂに押し下げられているため、波打ち異形パイプ１の端縁部１ｆをテーパ状に拡径したときに持ち上がった波打ち異形パイプ１の外周面に線材２が広い面積で接触する。従って、線材２から波打ち異形パイプ１への熱伝達効率が向上する。また、波打ち異形パイプ１の端縁部１ｆにおいて線材２が波打ち異形パイプ１の谷部１ｂに押し下げられている状態では線材２に引張応力が加わっているが、波打ち異形パイプ１の端縁部１ｆをテーパ状に拡径した状態では線材２が押し上げられて圧縮応力が加わる状態に変わる。これらの理由により、巻き線型ろ過エレメント製造時に線材２に加わる溶接熱により線材２が溶断したり痩せたりして線材２間に隙間が開く欠陥が生じることが抑制され、巻き線型ろ過エレメント製造時の歩留まりを向上することが出来る。

本発明の巻き線型ろ材、巻き線型ろ材の製造方法、巻き線型ろ過エレメントおよび巻き線型ろ過エレメントの製造方法は、珪藻土などの助剤を使わないで活性炭などの分離・除去を行う直接ろ過の分野において利用することが出来る。

１波打ち異形パイプ
１ａ山部
１ｂ谷部
１ｃ貫通孔
１ｄ端部
１ｅ中間部
１ｆ端縁部
２線材
３リング部材
４コネクタ部材
１００巻線型ろ材

Claims

パイプの径方向の断面が波打ち異形であり且つ貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）と、前記波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に巻き付けた線材（２）とを備えた巻き線型ろ材（１０）であって、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において前記線材（２）が前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられていることを特徴とする巻き線型ろ材（１０）。
パイプの径方向の断面が波打ち異形であり且つ貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に線材（２）を巻き付ける工程と、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において前記線材（２）を前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げる工程とを有する巻き線型ろ材（１０）の製造方法。
パイプの径方向の断面が波打ち異形であり且つ貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）と、前記波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に巻き付けた線材（２）と、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）のテーパ状に拡径された端縁部（１ｆ）に被せて溶接されたリング部材（３）とを備えた巻き線型ろ過エレメント（１００）であって、前記端縁部（１ｆ）において前記線材（２）が前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げられていることを特徴とする巻き線型ろ過エレメント（１００）。
パイプの径方向の断面が波打ち異形であり且つ貫通孔（１ｃ）を有する波打ち異形パイプ（１）の端部（１ｄ）では密に且つ中間部では所定の隙間を開けて前記波打ち異形パイプ（１）の外周に線材（２）を巻き付ける工程と、前記線材（２）を巻き付けた波打ち異形パイプ（１）の端縁部（１ｆ）において前記線材（２）を前記波打ち異形パイプ（１）の谷部（１ｂ）に押し下げる工程と、前記端縁部（１ｆ）にリング部材（３）を被せる工程と、前記端縁部（１ｆ）をテーパ状に拡径する工程と、前記端縁部（１ｆ）において波打ち異形パイプ（１）と前記線材（２）と前記リング部材（３）とを溶接する工程とを有する巻き線型ろ過エレメント（１００）の製造方法。