JP6128852B2 - 少なくとも１つのフィルタキャビティを有したフィルタ装置のためのフィルタ支持部材 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ装置のためのフィルタ支持部材であって、少なくとも１つのフィルタキャビティが設けられており、該フィルタキャビティ内には少なくとも１つのフィルタユニットが配置されていて、該フィルタユニットは複数の切欠を備えた１つの支持管と複数の板状フィルタエレメントとを有しており、該板状フィルタエレメントはそれぞれ、前記支持管上に支承される少なくとも１つの中央のハブと、該ハブを取り囲む半透過性の濾材とを有しており、濾材は３次元的な構造となるように張設されていて、ハブ内では少なくとも１つの流れ通路が、周囲に濾材を張設される容積体から支持管まで延びており、該支持管が、フィルタ支持部材の流出通路に開口している形式のものに関する。

このようなフィルタ支持部材は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００７００６８１１号明細書に記載されている。互いに積層された複数の板状フィルタエレメントにより、フィルタユニットを収容するためのフィルタキャビティを拡大する必要なしに、フィルタ面積は著しく拡大される。

公知のフィルタ支持部材では、支持管が中間プレート内にねじ込まれ、同時に支持管は、互いに積層された板状フィルタエレメントを中間プレートに押し付けるために働いている。中間プレートはフィルタキャビティの基部に設けられた切欠内に挿入されている。これによりいくつかの欠点が生じる。即ち、
・肉厚の中間プレートは、互いに重ねられた３〜４の板状フィルタエレメントに相当する構成高さをフィルタ支持部材内で占める。従って、板状フィルタエレメントの数は、フィルタキャビティの容積に応じて存在し得るものよりも少なくなる。
・中間プレートにねじ込まれた支持管は、フィルタキャビティの中心の外側から、直交方向で行われない溶融物流入の際には曲げ負荷を受ける。これにより支持管に変形が生じるならば、このような変形により、板状フィルタエレメントの交換のために必要なねじ外しが困難になり、阻害される。
・いずれにせよ、支持管の組み付け困難なねじ結合は、フィルタ装置において交換可能なフィルタ支持部材がもたらす時間的な利点を損なう。
・中間プレートと収容部の底部とは、シール性を保証するために高度の面平行性を有していなければならない。
・中間プレートが、フィルタピンに設けられた円筒状の凹部内で傾いていたり、ギャップに入り込んだ残留プラスチックによりブロックされたりする場合、フィルタユニットの取り外しが困難になる。

そこで本発明の課題は、冒頭で述べた形式のフィルタ支持部材を改良して、フィルタ支持部材におけるフィルタユニットの交換が容易に行えるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、支持管が、板状フィルタエレメントの下側、即ちフィルタ装置の流出開口側で突出する支承区分を有しており、該支承区分は、フィルタキャビティから流出通路へと差込可能であり、流出通路は、その長さの少なくとも一部は円錐孔として形成されていて、該円錐孔はフィルタキャビティの方向で開かれており、支持管の前記支承区分は少なくとも１つの円錐区分を有していて、該円錐区分は、少なくとも１つの前記円錐孔内に係合するようにした。

フィルタユニットの支持管がフィルタ支持体の流出通路に支承されていることにより、溶融物がフィルタユニットに中央から、又は直角に導入されない場合に、溶融物流からのてこ作用を受けとめることができる。

フィルタユニットの、複数の板状フィルタエレメントのセットから下方に突出する支承区分を流出通路に押し込めば良いだけなので、組み付けは極めて簡単である。

この場合、支持管の下方部分に設けられた少なくとも１つの円錐区分が、少なくとも部分的に円錐孔として形成された流出通路内に押し込まれる。これにより支持管は軸方向で固定され、同時に、円錐区分の全周において、フィルタ支持部材に対するシールが形成される。溶融物の圧力がフィルタユニットに作用すると、フィルタユニットは、支持管の円錐区分で、流出通路の円錐状領域に押し付けられ、この場合、予め予負荷をかける必要はない。

支持管における円錐区分の配置は種々様々な形式で行うことができる。即ち、
・支持管の支承区分が、円筒状の端部と、これに続く円錐状区分とを有している。
・支持管の支承区分が、円筒状の端部と、これに続く円錐状区分と、さらにこれに続く別の円筒状区分とを有している。
・支持管の支承区分が、完全に円錐状区分として形成されている。

重要であるのは、シールと軸方向の固定を行う１つの円錐状区分を設けるということだけである。

本発明により行われる差し込み組み付けにより、支持管がねじり負荷を受けないという利点も得られる。先行技術によれば、フィルタユニット全体がフィルタ支持部材にねじ込まれており、支持管がねじ締めトルクを伝達しなければならないが、本発明によるフィルタ支持部材では、支持管にこのように強い負荷は生じない。支持管の変形とこれにより生じる挿入されたフィルタユニットの不密性は回避される。

本発明によるフィルタ支持部材では、後方から支持管のここに露出している端部区分を押すことにより、フィルタユニット全体をフィルタ支持部材の出口側から押し出すことができるので取り外しが極めて簡単である。

フィルタユニットが一度堅固に装着された場合には、フィルタ支持部材の出口側から、打ち込み工具を使用することもできる。この打ち込み工具は、支持管の端面に作用する、又は、支持管の中央孔内に差し込まれ、内部から先細りする区分に向かって作用する。

さらに、本発明によるフィルタ支持部材では、先行技術では支持プレートのために必要であった構成スペースを節約することできるので、板状フィルタエレメントをさらにフィルタユニットに組み込むことができ、有効フィルタ面積を拡大することができる。

さらに有利な構成は、フィルタユニットにおける板状フィルタエレメントのセットに関するものである。

有利には、板状フィルタエレメントのハブの端面の少なくとも１つにそれぞれ、少なくとも１つのリング状のシール面が形成されていて、該シール面は軸方向で、ハブのその他の部分に側方で取り付けられた濾材を越えて突出している。この場合、互いに隣接し並べられた板状フィルタエレメントのリング状のシール面は互いに相前後して位置している。シール面は例えば研磨することができ、互いに隣接して位置するシール面の高度な面平行性が得られる。

板状フィルタエレメントの間の間隔を拡大するために、リング状のシール面の間に金属製のシールリングを挿入することができ、これは例えば金属繊維フリースから成っていても良い。

有利には、板状フィルタエレメントのハブは、支持管の、フィルタキャビティ内に突入する端部に取り付け可能な固定エレメントによって互いに押し付けられる。

これにより、互いに隣接するシール面の間の隙間に溶融物が進入しないことが保証される。

フィルタユニットの流れを最良にするために、フィルタキャビティ内で最上方に、即ちフィルタ装置の流出開口とは反対の側に位置する、フィルタユニットの板状フィルタエレメントの手前に、バッフルプレートを配置することができる。このバッフルプレートにより、板状フィルタエレメントの周りに延びる環状ギャップへと均一に溶融物が案内され、フィルタキャビティ内では均一な圧力分布が生じる。

バッフルプレートを、固定エレメントによって、互いに積層された板状フィルタエレメント上に押し付けることができる。これにより、バッフルプレートは、板状フィルタエレメントを有する積層体における最上方のエレメントを形成する。

有利には、フィルタ支持部材が円形のフィルタ支持ピンとして形成されていて、流体を濾過するための、有利には、ポリマ溶融物の濾過のためのフィルタ装置の部分である。ケーシングには、少なくとも１つのフィルタ支持孔が設けられており、この孔内には、フィルタ支持ピンが摺動可能に支承されている。

フィルタ支持部材は長方形のプレートであっても良い。

流れ方向で見て互いに隣接して又は互いに向かい合って配置されている複数のフィルタキャビティを設けることができる。互いに向かい合って配置されている場合、２つのフィルタキャビティは鏡像対称的にフィルタ支持部材において互いに向かい合って存在している。濾過したい媒体の流出は、両フィルタ支持キャビティの間の真ん中から上方又は下方に向かって行われる。

固定エレメントは特に、支持管に設けられたねじ山付き孔にねじ込み可能であるねじ山付き部分を有している。ねじ山付き孔を押しのけコーンの内側に設けることができる。押しのけコーンは支持管の内側の領域に配置されていて、とがった端部は出口側に向いている。押しのけコーンは、支持管の端部領域に、死水区域が形成されるのを防止し、これにより、溶融物又はその他の濾過すべき材料がこの領域に堆積し、ここで腐食することを防止する。

支持管の構成は円形であって良い。この場合、ハブの内周に設けられた流れ通路の開口から、支持管の外周面における切欠への流れ経路が形成されなければならない。この流れ経路は、外周面に形成されたウエブ、又は外周面に設けられた溝により得られる。

有利には、支持管が多角形の横断面を有している。この場合、ハブに設けられる孔は円筒形が望ましい。逆に、ハブにおける切欠を多角形に形成して、管の周面を円筒状にすることもできる。支持管外側輪郭とハブ内側輪郭の形状が一致しないことにより、これらの間に、軸方向で延びる複数の流れ通路が生じ、これにより支持管の内部への媒体の導出が容易になる。

次に本発明を図面につき詳しく説明する。

第１の構成によるフィルタ支持部材の断面図である。 図１ａのフィルタ支持部材のフィルタユニットの斜視図である。 第２の構成によるフィルタ支持部材の断面図である。 図１ａの一部分の拡大図である。

図１ａにはフィルタ支持ピン１００の断面図が示されている。このフィルタ支持ピン１００はフィルタキャビティ１０１を有している。

フィルタキャビティ１０１と、フィルタ支持ピン１００の外周面に設けられた流出開口１０３との間には、流出通路１０２が延びている。この流出通路１０２は、フィルタキャビティ１０１の側から見て、まずは短い円筒状の輪郭を有しており、次に円錐状区分、最後に又、円筒状区分を有し、その後は流出開口１０３へと漏斗状に拡開している。

流出通路１０２のこのように記載した内側輪郭は、フィルタユニット１０の支持管１５の、ここでは支承区分と記載される端部における外側輪郭に相応している。

即ち前記支承区分は、２つの円筒状区分１５．１，１５．３と、これらの区分の間に位置する１つの円錐状区分１５．２とを有している。

中空の支持管１５は、一方の端部で、内側で円錐状の孔１６を成すように拡開している。孔１６の円錐角度は有利には、流出開口１０３の円錐角度にも相応しており、ここでは段差のない移行部が形成されている。

フィルタキャビティ１０１にはフィルタユニット１０の大部分が配置されている。複数のリング状の板状フィルタエレメント１１はそれぞれ中央のハブ１１．５で支持管１５に嵌められている。複数のフィルタエレメント１１から成るセットは、支持管１５の段部１５．７で軸方向で固定される。フィルタエレメント１１のセットの他方の側にはバッフルプレート１７が配置されていて、このバッフルプレート１７は、最も上方に積層された板状フィルタエレメント１１をカバーしている。固定エレメント１８は支持管１５にねじ込まれていて、これによりバッフルプレート１７を板状フィルタエレメント１１の金属ハブ１１．５に対して押し付けており、ひいては積層体全体を前記段部１５．７に対して押し付けている。

支持管１５はその周面に多数の切欠１５．４を有している。これらの切欠１５．４により、各板状フィルタエレメント１１の内部から支持管１５の中央の孔への溶融物の溢流が可能となる。

支持管１５に設けられた押しのけコーン１５．５により、濾過される媒体の端部領域における流れ特性が改善される。

図１ｂには、フィルタ支持部材１００から取り外されたフィルタユニット１０が、支持管１５の支承区分から見た斜視図で示されている。この図面には、前記の円筒状区分１５．１，１５．３と、これらの区分の間に位置する円錐状区分１５．２とが明確に示されている。

円錐状区分１５．２には孔１５．６が示されている。この円錐状区分１５．２には、直径上反対側に別の孔が設けられている。これらの孔１５．６は組み付け補助部として働く。この孔１５．６には、固定エレメント１８を締め始める又は緩める際に生じるトルクに抗して作用することができるように、適当なキー工具を装着することができる。固定エレメント１８は支持管１５の他方の端部で板状フィルタエレメント１１を押圧する。これによりフィルタユニット１０をプライヤによって支承段部で保持したり、バイスで緊締したりする必要はない。このようなことは円錐状シール面を損傷する恐れがある。

図１ｂによっては、フィルタユニット１０における板状フィルタエレメント１１の公知の構成も明瞭である。スペーサ１１．２は、薄い半透過性の濾材１１．１への均一な流入を可能にするために働く。濾材１１．１は例えば金属繊維から成る製織品又はフリースである。この濾材１１．１は中空の基体上に張設される。

濾過したい媒体、特にプラスチック溶融物は、各板状フィルタエレメント１１の濾材を通って基体へと到り、ハブ１１．５における流れ通路１１．４を通って流出し、切欠１５．４を通って支持管１５の内部へと流れる。

図３には、図１ａにおいて一点鎖線で取り囲んだ部分の拡大図が示されている。これは、最初の４つの板状フィルタエレメント１１が支持管１５の段部１５．７に押し付けられている領域である。

この拡大図では、板状フィルタエレメント１１の構成が明らかである。リング状のハブ１１．５は、内側の１つの段部よりも小さい軸方向の延在を有した外側の２つの段部を有している。これらの外側の段部は、濾材１１．１及び／又はスペーサ１１．２が軸方向で、ハブ１１．５におけるシール面１１．８を越えて突出し、段部高さ及びスペーサの厚さによって規定される個々のフィルタエレメント１１の間の均一な間隔が得られるように設けられている。

図２には、フィルタユニット１０´を有したフィルタ支持部材１００´の別の構成が示されている。フィルタ支持部材１００の上述した構成と異なる点は、流出通路１０２´が一貫して円錐孔として形成されており、相応して支持管１５´の支承区分には、一貫した１つの円錐区分１５．１´しか形成されていないことである。

支持管１５´は内部で、出口側の端部に２つの円錐区部１６．１´，１６．３´と、これらの区分の間に位置する円筒状区分１６．２´を有している。板状フィルタエレメント１１を有したフィルタユニット１０´のその他の領域は、上述した第１実施例と同様に構成されている。

Claims (19)

1. フィルタ装置のためのフィルタ支持部材（ １００；１００’）であって、
   少なくとも１つのフィルタキャビティ（１０１）が設けられており、該フィルタキャビティ内には少なくとも１つのフィルタユニット（ １０；１０’）が配置されていて、該フィルタユニットは複数の切欠（１５．４）を備えた１つの支持管（１５；１５’）と複数の板状フィルタエレメント（１１）とを有しており、
   該板状フィルタエレメント（１１）はそれぞれ、前記支持管（ １５；１５’）上に支承される少なくとも１つの中央のハブ（ １１．５）と、該ハブ（ １１．５）を取り囲む半透過性の濾材（ １１．１）とを有しており、
   ハブ（１１．５）内では少なくとも１つの流れ通路（１１．４）が、周囲に濾材（ １１．１）を張設される基体から支持管（ １５；１５’）まで延びており、
   該支持管（ １５；１５’）が、フィルタ支持部材（ １００；１００’）の流出通路（ １０２；１０２’）に開口している形式のものにおいて、
   支持管（１５；１５’）が、板状フィルタエレメントの下側で突出する支承区分（１５．１，１５．２，１５．３）を有しており、該支承区分は、フィルタキャビティ（１０１）から流出通路（１０２）へと差込可能であり、流出通路（１０２；１０２’）は、その長さの少なくとも一部は円錐孔として形成されていて、該円錐孔はフィルタキャビティ（１０１）の方向で開かれており、支持管（１５；１５’）の前記支承区分は少なくとも１つの円錐区分（ １５．２；１５．１’）を有していて、前記支持管（１５；１５’）が前記流出通路（１０２；１０２’）に軸方向で固定されるように、前記円錐区分は少なくとも１つの前記円錐孔内に押し込まれることを特徴とする、フィルタ装置のためのフィルタ支持部材。
2. 板状フィルタエレメント（１１）のハブ（１１．５）の端面にそれぞれ、少なくとも１つのリング状のシール面（１１．８）が形成されていて、該シール面は軸方向で、ハブ（１１．５）のその他の部分に側方で取り付けられた濾材（１１．１）を越えて突出していて、板状フィルタエレメント（１１）が互いに隣接して並べられた状態で、リング状のシール面（１１．８）が互いに密接している、請求項１記載のフィルタ支持部材。
3. リング状のシール面（１１．８）の間に金属製のシールリングが挿入されている、請求項２記載のフィルタ支持部材。
4. リング状のシール面（１１．８）の間に、金属繊維フリースから成るシールリングが挿入されている、請求項２記載のフィルタ支持部材。
5. 板状フィルタエレメント（１１）のハブ（１１．５）が、支持管（１５；１５’）に取り付け可能な固定エレメント（１８）によって互いに押し付けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
6. フィルタキャビティ（１０１）内で最上方に位置する、フィルタユニット（１０；１０’；１０）の板状フィルタエレメント（１１）の手前に、パッフルプレート（１７）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
7. パッフルプレート（１７）が固定エレメント（１８）によって、互いに積層された板状フィルタエレメント（１１）上に押し付けられている、請求項５を引用する請求項６記載のフィルタ支持部材。
8. 固定エレメント（１８）がねじ山付き段部を有しており、該ねじ山付き段部は、支持管（１５；１５’）に設けられたねじ山付き孔にねじ込み可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
9. 支持管（１５；１５’）に押しのけコーン（１５．５）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
10. 前記ねじ山付き孔が前記押しのけコーン（１５．５）に配置されている、請求項８を引用する請求項９記載のフィルタ支持部材。
11. 支持管が円形の横断面を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
12. 支持管が多角形の横断面を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
13. 複数のフィルタキャビティが設けられており、これらのフィルタキャビティが流れ方向で見て互いに隣接して配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
14. 複数のフィルタキャビティが設けられており、これらのフィルタキャビティはフィルタ支持部材内に互いに向かい合って鏡像対称的に配置されている請求項１から１３までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
15. フィルタ支持部材（１００；１００’）が、円形の外周面を有するフィルタ支持ピンとして形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
16. フィルタ支持部材が長方形のプレートである、請求項１から１４までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
17. 前記支承区分は、前記円錐区分（ １５．２；１５．１’）に対して追加的に、該円錐区分から連続して形成された円筒状区分（１５．１）を有し、
    前記流出通路（１０２；１０２’）は、前記円錐孔に対して追加的に、該円錐孔から連続して形成された、前記支承区分の円筒状区分（１５．１）の外側輪郭に相応する内側輪郭を有する円筒状区分を有する、請求項１から１６までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
18. 前記支承区分の円錐区分は、一貫した１つの円錐区分（１５．１’）として形成され、 前記流出通路の円錐孔は、前記円錐区分（１５．１’）の外側輪郭に相応する内側輪郭を有する、一貫した円錐孔として形成されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のフィルタ支持部材。
19. 流体を濾過するためのフィルタ装置であって、
    少なくとも１つのケーシングを有しており、該ケーシングが、フィルタ支持体孔と、該フィルタ支持体孔内で摺動可能に支承された、請求項１から１８までのいずれか１項記載の少なくとも１つのフィルタ支持部材と、を有していることを特徴とする、フィルタ装置。

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