JP6505834B2 - 濾過装置 - Google Patents
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Description
この発明は、フィルターハウジングと、フィルターハウジング内に収容配置される交換可能なフィルターカートリッジとを備え、液体をフィルターカートリッジのフィルター部に通過させて濾過する濾過装置に関するものであり、特には、濾過装置の配置スペース上の所定の制約下でも、フィルターカートリッジの交換を可能とし、またフィルターハウジング内でフィルターカートリッジを安定して保持させることのできる技術を提案するものである。
この種の濾過装置は一般に、液体が流入もしくは流出する流入口及び流出口を設けたヘッド並びに、ヘッドに取外し可能に連結される底付き筒状のボウルを有するフィルターハウジングと、フィルターハウジング内に収容配置されるフィルターカートリッジとで構成されるものであり、たとえば、半導体、電子部品等の製造時に使用される純水、薬液等の濾過を行うための濾過プロセスで用いられる。
かかる濾過プロセスでは、濾過装置を一定期間にわたって使用すると、フィルターカートリッジの特にフィルター部に、濾過する汚水に含まれる汚染物質が付着すること等に起因して、汚染物質の捕集性能が低下することから、濾過装置の一定の使用期間が経過した際には、当該濾過プロセスで求められる高純度の液体等を得るために、フィルターカートリッジを新しいものと交換する必要がある。
ところで、濾過装置のフィルターカートリッジが、フィルターハウジングのヘッド側に吊り下げられて、取外し可能に固定される構造である場合は、フィルターカートリッジを交換するに当り、はじめに、上記の濾過プロセスを行う場所に設置されたヘッドから、フィルターハウジングのボウルを取り外す。その後、ヘッドに吊り下げ固定されたフィルターカートリッジを取り外す。
この場合、ボウルをヘッドから取り外す際に、ボウルの内側に存在するフィルターカートリッジが全て露出するまで、ボウルをハウジング軸線方向に沿って、ヘッドから離隔させて下方に向けて移動させることを要する。そのため、このような濾過装置では、濾過装置の配置スペースで、ボウルのハウジング軸線方向の長さに加えて、ボウルの下方側に、フィルターカートリッジのハウジング軸線方向の長さ分のスペースが確保されていなければ、フィルターカートリッジの交換作業は困難となる。
この場合、ボウルをヘッドから取り外す際に、ボウルの内側に存在するフィルターカートリッジが全て露出するまで、ボウルをハウジング軸線方向に沿って、ヘッドから離隔させて下方に向けて移動させることを要する。そのため、このような濾過装置では、濾過装置の配置スペースで、ボウルのハウジング軸線方向の長さに加えて、ボウルの下方側に、フィルターカートリッジのハウジング軸線方向の長さ分のスペースが確保されていなければ、フィルターカートリッジの交換作業は困難となる。
このことに関し、特許文献１には、「物質移動またはエネルギー移動モジュールを設置するのに必要なスペースを低減させる」こと等を目的として、「中を通って物質移動を可能にする、または第１流体から第２流体にエネルギー移動をもたらすための細長い媒体であって、第１端および第２端をもつ細長い媒体と、前記第１端に密封された第１密封プレートと、前記第２端に密封された、流体パッセージを備える流体通路をもつ第２密封プレートと、前記媒体の開いた内部に流体連通をもたらすために前記第１密封プレートに密封された流体通路とを含み、前記第１密封プレートが前記媒体の外部面を越えて延びる少なくとも２つのフランジをもつ、物質移動またはエネルギー移動カートリッジ」が開示されている。
またこれに類似する技術として、特許文献２及び３等に記載されたものがある。
またこれに類似する技術として、特許文献２及び３等に記載されたものがある。
しかるに、特許文献１に記載された「物質移動またはエネルギー移動カートリッジ」では、フィルターカートリッジが、フィルターハウジング内で、特にハウジング軸線周りの回転方向には確実に固定されていないことから、濾過の実施に際し、フィルターカートリッジの、この回転方向の意図しない変位が生じて、フィルターカートリッジが揺れ動き、その結果として、安定した濾過を行い得ないという問題があった。
また、特許文献２及び３には、「カラー」が可撓性を有する材料からなることにより、ボウルとともにフィルターカートリッジを取り外す際に、フィルターカートリッジに作用し得る回転方向の力で、フィルターカートリッジとボウルとが外れることがある。この場合、ボウルを取り外したときに、フィルターカートリッジが依然としてヘッド側に連結されて残るので、この装置は、先に述べたようなスペースの確保が必要になるとともに、フィルターカートリッジの回転方向の変位に対し、その動きを十分に規制できないものであった。
この発明は、上述したような問題を解決することを課題とするものであり、その目的とするところは、フィルターカートリッジの交換作業に要するスペースを小さくすることができ、しかも、フィルターハウジング内でフィルターカートリッジを安定して固定することのできる濾過装置を提供することにある。
この発明の濾過装置は、ヘッド及び、該ヘッドに取外し可能に連結される底付き筒状のボウルを有するフィルターハウジングと、フィルターハウジングの内部に収容配置されて、フィルター部を有するフィルターカートリッジとを備え、前記ヘッドの流入口から流入する液体を、フィルターカートリッジのフィルター部に通過させて、前記ヘッドの流出口から流出させることにより、該液体を濾過するものであって、フィルターハウジングのヘッド及びボウルのうちのボウル側に、フィルターカートリッジのハウジング軸線方向の変位を規制する軸線方向ストッパー、及び、フィルターカートリッジのハウジング軸線周りの回転方向の変位を規制する回転方向ストッパーを設け、それらの軸線方向ストッパー及び回転方向ストッパーにより、フィルターカートリッジが、フィルターハウジング内で前記ボウルに、取外し可能に固定されており、フィルターハウジングが、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれに係合するストッパー部材をさらに有し、前記回転方向ストッパーを、前記ストッパー部材及び前記ボウルのいずれか一方に設けた凸部と、前記ストッパー部材及び前記ボウルの他方に設けられて、前記凸部を、前記回転方向の両側から挟む凹部とで構成してなるものである。
この発明の濾過装置では、フィルターカートリッジが、前記ボウル側に向けて突出する一箇所以上の外向きフランジ部をさらに有し、前記軸線方向ストッパーとして、前記ボウルに、前記外向きフランジ部をハウジング軸線方向の両側から挟むフランジ係合部を設けることが好ましい。
この場合においては、フィルターカートリッジが、前記ボウル側に向けて突出する一箇所以上の外向きフランジ部をさらに有し、前記ボウルに縦壁面を設けるとともに、前記ストッパー部材に、前記ボウルの前記縦壁面と対をなす縦壁面を設け、それらの少なくとも一対の縦壁面の間に、前記外向きフランジ部が前記回転方向の両側から挟まれてなることが好ましい。
あるいは、前記ストッパー部材及び前記フィルターカートリッジの相互を、それらのいずれか一方に設けたピンの、他方に設けたピン穴への挿入により係合可能とすることが好ましい。
あるいは、前記ストッパー部材及び前記フィルターカートリッジの相互を、それらのいずれか一方に設けたピンの、他方に設けたピン穴への挿入により係合可能とすることが好ましい。
またここでは、フィルターカートリッジが、前記ボウル側に向けて突出する一箇所以上の外向きフランジ部をさらに有し、前記ピン穴をフィルターカートリッジの前記外向きフランジ部に設け、前記凹部をボウルに設け、フィルターハウジング内において前記ヘッド側でフィルターカートリッジ上に配置される前記ストッパー部材を環状とし、前記凸部を、環状の前記ストッパー部材に半径方向外側へ突出させて設けるとともに、前記ピンを、前記ストッパー部材の前記凸部に、前記外向きフランジ部側へ延在させて設けることが好適である。
上記のピンは前記ピン穴に、圧入により挿入されて係合することが好ましい。
具体的には、上記のピンは、該ピンの先端部分に他の部分に比して拡径させた頭部を有することが好適である。
また上記の凸部は前記凹部に、圧入により挿入されて摩擦係合することが好ましい。
具体的には、上記のピンは、該ピンの先端部分に他の部分に比して拡径させた頭部を有することが好適である。
また上記の凸部は前記凹部に、圧入により挿入されて摩擦係合することが好ましい。
なお上記のストッパー部材は、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれに対し、少なくとも二箇所で係合可能とすることが好ましい。
また上記のストッパー部材は、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれへの係合部分を、該ストッパー部材と一体に形成することが好ましい。
また上記のストッパー部材は、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれへの係合部分を、該ストッパー部材と一体に形成することが好ましい。
この発明の濾過装置は、フィルターハウジングのヘッドとボウルとの当接位置に、該当接位置を外側から取り囲んで、ヘッド及びボウルの相互を連結する連結リングをさらに備え、前記連結リングを取り外すことにより、前記ヘッドから、前記ボウルをフィルターカートリッジとともに取外し可能とすることが好ましい。
この発明の濾過装置によれば、フィルターハウジングに、軸線方向ストッパー及び回転方向ストッパーを設けたことにより、フィルターハウジング内で、フィルターカートリッジを、それらの方向へのぐらつきなしに安定して固定することができる。
またこの発明の濾過装置では、軸線方向ストッパー及び回転方向ストッパーにより、フィルターカートリッジを、ボウルに取外し可能に固定したことにより、ボウルを、その内部に固定されたフィルターカートリッジとともに、ヘッドから取り外すことができて、フィルターカートリッジの交換作業に要するスペースを小さくすることができる。
またこの発明の濾過装置では、軸線方向ストッパー及び回転方向ストッパーにより、フィルターカートリッジを、ボウルに取外し可能に固定したことにより、ボウルを、その内部に固定されたフィルターカートリッジとともに、ヘッドから取り外すことができて、フィルターカートリッジの交換作業に要するスペースを小さくすることができる。
以下に添付図面に示すところに基き、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１及び２に例示する濾過装置１は、蓋付きの容器状をなすフィルターハウジング１０と、フィルターハウジング１０内に収容配置された筒状のフィルターカートリッジ２０とを備える。
図１及び２に例示する濾過装置１は、蓋付きの容器状をなすフィルターハウジング１０と、フィルターハウジング１０内に収容配置された筒状のフィルターカートリッジ２０とを備える。
ここで、図示の実施形態では、フィルターハウジング１０は、図２に、ハウジング軸線ＡＤを含む縦断面図で示すように、円筒状その他の筒状部１１ａのハウジング軸線方向の一端側（図２では右側）を底部１１ｂで密閉してなるボウル１１、及び、ボウル１１のハウジング軸線方向の他端側（図２では左側）の開口部１１ｃに、連結リング１２等により取外し可能に液密に連結されるヘッド１３を含んで構成されている。
このヘッド１３は、たとえば、ハウジング軸線ＡＤを隔てて互いに反対側に向けて延びる円筒状の流入口１４及び流出口１５を有するものであり、これらの流入口１４及び流出口１５は、フィルターハウジング１０内への液体の流入及び、フィルターハウジング１０からの液体の流出を可能にする。
なおここでいうハウジング軸線方向とは、筒状のボウル１１の横断面の中心位置を通るハウジング軸線ＡＤの延びる方向を意味する。
このヘッド１３は、たとえば、ハウジング軸線ＡＤを隔てて互いに反対側に向けて延びる円筒状の流入口１４及び流出口１５を有するものであり、これらの流入口１４及び流出口１５は、フィルターハウジング１０内への液体の流入及び、フィルターハウジング１０からの液体の流出を可能にする。
なおここでいうハウジング軸線方向とは、筒状のボウル１１の横断面の中心位置を通るハウジング軸線ＡＤの延びる方向を意味する。
またここで、フィルターカートリッジ２０は、図示の実施形態では、実質的に円筒状の本体部２０ａと、ハウジング軸線方向で、ボウル１１の底部１１ｂと同じ側である本体部２０ａの一端側に設けた底部２０ｂとを有し、ハウジング軸線方向で本体部２０ａの他端側に開口部２０ｃを設けたものである。なおここでは、フィルターカートリッジ２０の大部分は、フィルターハウジング１０の内部でボウル１１側に位置させている。
そして、このフィルターカートリッジ２０は、本体部２０ａ内に、フィルター部配置スペース２１が設けられており、このフィルター部配置スペース２１に、フィルターハウジング１０内に流入した液体を通過させる、図示しないフィルター部が配置される。なお、本体部２０ａを構成する筒状部分には、液体が通過可能な多数の開口が設けられている。
そして、このフィルターカートリッジ２０は、本体部２０ａ内に、フィルター部配置スペース２１が設けられており、このフィルター部配置スペース２１に、フィルターハウジング１０内に流入した液体を通過させる、図示しないフィルター部が配置される。なお、本体部２０ａを構成する筒状部分には、液体が通過可能な多数の開口が設けられている。
このような濾過装置１は、たとえば、半導体やマイクロエレクトロニクス等の製造時において使用される超純水や薬液等の液体用の濾過に供されるものである。
かかる液体を、濾過装置１を用いて濾過するには、たとえば、ヘッド１３の流入口１４からヘッド１３内に流入した所定の液体を、ボウル１１側に流動させる。そして、該液体は、フィルターカートリッジ２０の外周側から内周側に向けて本体部２０ａを通過し、その内側のフィルター部配置スペース２１のフィルター部で、液体中の汚染物質が除去される。しかる後、該液体は、フィルターカートリッジ２０内からヘッド１３の内部を経て、流出口１５によりフィルターハウジング１０から流出する。但し、濾過装置１を用いたこの濾過方法は、その一例を述べたものであり、この発明は、このような濾過方法に限定されるものではない。
かかる液体を、濾過装置１を用いて濾過するには、たとえば、ヘッド１３の流入口１４からヘッド１３内に流入した所定の液体を、ボウル１１側に流動させる。そして、該液体は、フィルターカートリッジ２０の外周側から内周側に向けて本体部２０ａを通過し、その内側のフィルター部配置スペース２１のフィルター部で、液体中の汚染物質が除去される。しかる後、該液体は、フィルターカートリッジ２０内からヘッド１３の内部を経て、流出口１５によりフィルターハウジング１０から流出する。但し、濾過装置１を用いたこの濾過方法は、その一例を述べたものであり、この発明は、このような濾過方法に限定されるものではない。
上述したようにして濾過装置１が繰り返し使用されると、フィルターカートリッジ２０の特にフィルター部に、上記の液体に含まれ得る汚染物質等の除去対象物質が付着してそこに蓄積すること等に起因して、濾過装置１による濾過性能が低下する。それ故に、常に所定の高い要求を満たす濾液を得るためには、濾過装置１を一定の期間ないし回数で使用した後に、フィルターカートリッジ２０を交換することが必要となる。
ここにおいて、フィルターカートリッジを交換するに当り、仮に、フィルターカートリッジが、フィルターハウジング内でヘッド側に取り付けられる構造である場合は、まずフィルターハウジングのボウルとヘッドとの連結を解除し、ボウルの内側に延びるフィルターカートリッジが完全に露出するまで、ボウルを、ハウジング軸線方向に沿ってヘッドから離隔する向きに、フィルターカートリッジのハウジング軸線方向の長さ以上の距離で移動させて、ボウルを取り外す。この構造では、フィルターハウジングのボウルの底部側に、ボウルを上記のように大きく移動させることができるだけのスペースがなければ、フィルターカートリッジの交換に先立つボウルの取外しを行うことができないという、濾過装置の配置スペース上の制約に依存する問題がある。
これに対処するため、この発明では、図２に示すように、フィルターカートリッジ２０を、フィルターハウジング１０内でボウル１１に取外し可能に固定する。
より詳細には、この実施形態では、フィルターハウジング１０が、図３に各構成部材の分解斜視図で示すように、フィルターカートリッジ２０及びボウル１１のそれぞれに係合するストッパー部材１６をさらに有するものとし、そして、図４にそれらの構成部材を組み立てた状態で示すように、このストッパー部材１６により、フィルターカートリッジ２０をボウル１１に固定する。それにより、フィルターカートリッジ２０はボウル１１とともに、ヘッド１３から取り外すことができて、濾過装置１の配置スペースに十分に余裕がない場合であっても、フィルターカートリッジ２０を容易に交換することが可能になる。
より詳細には、この実施形態では、フィルターハウジング１０が、図３に各構成部材の分解斜視図で示すように、フィルターカートリッジ２０及びボウル１１のそれぞれに係合するストッパー部材１６をさらに有するものとし、そして、図４にそれらの構成部材を組み立てた状態で示すように、このストッパー部材１６により、フィルターカートリッジ２０をボウル１１に固定する。それにより、フィルターカートリッジ２０はボウル１１とともに、ヘッド１３から取り外すことができて、濾過装置１の配置スペースに十分に余裕がない場合であっても、フィルターカートリッジ２０を容易に交換することが可能になる。
またこの発明では、フィルターハウジング１０内でフィルターカートリッジ２０を安定して保持させるため、フィルターハウジング１０に、フィルターカートリッジ２０のハウジング軸線方向の変位を規制する軸線方向ストッパーと、フィルターカートリッジ２０のハウジング軸線ＡＤの周りの回転方向の変位を規制する回転方向ストッパーとを設ける。それにより、かかるフィルターカートリッジ２０はフィルターハウジング１０内に収容された状態では、ハウジング軸線方向及び、ハウジング軸線ＡＤの周りの回転方向の両方向の変位が規制されて、意図しない揺動が防止される結果、さらなる効果として、液体の濾過を安定して行うことができる。
具体的には、この実施形態では、フィルターカートリッジ２０が、他端側に設けた開口部２０ｃの周囲の側縁に、該側縁から外周側に向けて延びる一箇所以上、図では四箇所の平板状等の外向きフランジ部２２を有するものとし、そして、上記の軸線方向ストッパーは、ボウル１１の他端側の開口部１１ｃの側縁に設けたフランジ係合部１７で構成することができる。なおここで、外向きフランジ部２２は、図示の実施形態のように、フィルターカートリッジ２０と一体に形成することができる。
ここでは、フランジ係合部１７は、たとえば、図５に部分拡大図で示すように、ボウル１１の開口部１１ｃにハウジング軸線方向と平行に、かつボウル１１の周方向の一部に沿って立設した四箇所の直立壁部１１ｄのうちの二箇所に、前記外向きフランジ部２２を、ハウジング軸線方向の両側から挟む、貫通するスリット状または貫通しない窪み状のものとして設けている。このフランジ係合部１７は、少なくとも、ハウジング軸線方向でヘッド１３側と底部１１ｂ側のそれぞれに位置し、外向きフランジ部２２の両面のそれぞれに接触する当接面１７ａ、１７ｂを有するものであれば、外向きフランジ部２２をハウジング軸線方向の両側から挟んで軸線方向ストッパーとして機能することができる。但し、ハウジング軸線方向については、外向きフランジ部２２が、フランジ係合部１７内に完全に挟み込まれていなくても変位を規制可能である。そのため、フランジ係合部１７に係合した外向きフランジ部２２と当接面１７ａ、１７ｂとの間に、若干のスペースがあってもかまわない。
なお図示の実施形態では、直立壁部１１ｄをボウル１１と一体に形成し、かかる直立壁部１１ｄに設けたフランジ係合部１７に、外向きフランジ部２２を、他の部材の介在なしに直接的に係合させている。
また、上記の回転方向ストッパーとして、この実施形態では、図３に示すように、たとえば円環状等の環状をなすストッパー部材１６の外面に、ストッパー部材１６の半径方向外側に突出する一箇所以上の凸部１６ａを設けるとともに、ボウル１１の直立壁部１１ｄに、図４に組み立てた状態で示すように、内側に入り込んだ前記凸部１６ａを回転方向（ハウジング軸線周りの周方向）の両側から挟む、たとえばスリット状の凹部１８を設けている。凸部１６ａと凹部１８との係合により、ストッパー部材１６の、フィルターハウジング１０に対する回転変位が規制されるので、後述するようにストッパー部材１６に係合するフィルターカートリッジ２０の回転方向の変位もまた規制されることになる。
ここで、図示の実施形態では直立壁部１１ｄの頂面側の一部を切り欠いて設けた凹部１８は、凸部１６ａの幅よりもやや狭幅とすることにより、凸部１６ａが圧入によって挿入されて、凸部１６ａと摩擦係合するものとすることがより好ましい。それにより、ストッパー部材１６がボウル１１により強固に係合して、フィルターハウジング１０に対するストッパー部材１６及びフィルターカートリッジ２０の回転方向の変位をさらに確実に防止できるからである。
あるいは、図示は省略するが、凹部を、直立壁部を貫通させずに直立壁部の内面に設けた窪み状のものとし、ストッパー部材の中心軸線に直交する直線上に位置する二個の凸部を、対応する二個の上記の凹部の内面間に圧入することで、当該二個の凸部を、ボウルの半径方向で二個の凹部の間に突っ張らせて摩擦係合させることもできる。この場合、二個の凹部間に摩擦係合される二個の凸部を有するストッパー部材により、内部のフィルターカートリッジが保持されるので、後述のピン及びピン穴は不要となる。このように摩擦係合させる場合、三個以上の凸部及び凹部を設けることも可能である。
あるいは、図示は省略するが、凹部を、直立壁部を貫通させずに直立壁部の内面に設けた窪み状のものとし、ストッパー部材の中心軸線に直交する直線上に位置する二個の凸部を、対応する二個の上記の凹部の内面間に圧入することで、当該二個の凸部を、ボウルの半径方向で二個の凹部の間に突っ張らせて摩擦係合させることもできる。この場合、二個の凹部間に摩擦係合される二個の凸部を有するストッパー部材により、内部のフィルターカートリッジが保持されるので、後述のピン及びピン穴は不要となる。このように摩擦係合させる場合、三個以上の凸部及び凹部を設けることも可能である。
但し、凹部１８は、図５に示すように、少なくとも、凸部１６ａに回転方向の両側のそれぞれから接触して、凸部１６ａを回転方向の両側から挟むそれぞれの当接面１８ａ、１８ｂを有するものであればよい。
なおここでは、凹部１８を、四箇所の直立壁部１１ｄのうち、フランジ係合部１７を設けない二箇所の直立壁部１１ｄに設けている。
なおここでは、凹部１８を、四箇所の直立壁部１１ｄのうち、フランジ係合部１７を設けない二箇所の直立壁部１１ｄに設けている。
また、図３に示すように、ストッパー部材１６には、フィルターカートリッジ２０側に延びる一個以上の略円柱状のピン１６ｂを設けることができ、この一方で、フィルターカートリッジ２０には、たとえば外向きフランジ部２２に、上記のピン１６ｂが係合する略丸穴状のピン穴２２ａを、ピン１６ｂに対応する位置及び個数で設けることができる。
なおここでは、ストッパー部材１６に二個のピン１６ｂを設け、フィルターカートリッジ２０の四箇所の外向きフランジ部２２のそれぞれに合計四個のピン穴２２ａを設けている。この場合、フィルターカートリッジ２０が、ストッパー部材１６に対してハウジング軸線周りに９０°回転した位置でも、それらを係合させることが可能になる。
なおここでは、ストッパー部材１６に二個のピン１６ｂを設け、フィルターカートリッジ２０の四箇所の外向きフランジ部２２のそれぞれに合計四個のピン穴２２ａを設けている。この場合、フィルターカートリッジ２０が、ストッパー部材１６に対してハウジング軸線周りに９０°回転した位置でも、それらを係合させることが可能になる。
ピン１６ｂ及びピン穴２２ａは、ストッパー部材１６をフィルターカートリッジ２０上に配置した際に互いに係合可能であればよく、それらの配設位置は特に問わない。そのため、図示は省略するが、外向きフランジ部２２のピン穴位置を外周側にずらせば、ピンをストッパー部材の凸部に設けることも可能である。
ピン１６ｂ及びピン穴２２ａを設けて、これらをストッパー部材１６とフィルターカートリッジ２０との係合に用いる場合、ストッパー部材１６とフィルターカートリッジ２０を強固に係合させるため、ピン１６ｂがピン穴２２ａ内に圧入されて挿入される構造とすることが好ましい。このことは、たとえば、ピン１６ｂが、ピン１６ｂの先端部分に他の部分よりも拡径させた球形等の頭部を有するものとし、この頭部の最大径をピン穴２２ａの内径よりも若干大きくすること等により実現することができる。
このようなストッパー部材１６の構造は、フィルターカートリッジ２０の回転方向ストッパーとして機能する他、ストッパー部材１６とボウル１１との係合をもたらすべくも機能する。かかる係合部分としての凸部１６ａは、図示の実施形態のようにストッパー部材１６と一体に形成することが、部材点数の低減、組立ての容易性等の観点から好適である。
なお図示は省略するが、ボウル側に凸部を設けるとともに、ストッパー部材側に凹部を設けたものとすることも可能である。
なお図示は省略するが、ボウル側に凸部を設けるとともに、ストッパー部材側に凹部を設けたものとすることも可能である。
上述したようなピン１６ｂ及びピン穴２２ａや、凸部１６ａ及び凹部１８のような、ストッパー部材１６とフィルターカートリッジ２０及びボウル１１との係合箇所はそれぞれ、二箇所以上設けることが好ましい。これにより、ストッパー部材１６とフィルターカートリッジ２０及びボウル１１のそれぞれとの係合を強固なものとすることができる。図示の実施形態では、二個のピン１６ｂと二個のピン穴２２ａとを係合させるとともに、二個の凸部１６ａと二個の凹部１８とを係合させている。
以上に述べたボウル１１、ストッパー部材１６及びフィルターカートリッジ２０を組み立てると、図４及び６に示すカートリッジ収容ボウル３０を構成することができる。
このカートリッジ収容ボウル３０では、図４及び図６（ａ）に示すところから解かるように、ストッパー部材１６に設けた凸部１６ａが、ボウル１１の直立壁部１１ｄに設けた凹部１８内に挟み込まれており、しかも、図６（ｂ）に示すところから解かるように、ストッパー部材１６に設けたピン１６ｂが、フィルターカートリッジ２０の外向きフランジ部２２に設けたピン穴２２ａ内に挿入されている。それにより、ストッパー部材１６とボウル１１とが係合するとともに、フィルターカートリッジ２０の、フィルターハウジング１０に対するハウジング軸線周りの回転方向の変位が規制される。
このカートリッジ収容ボウル３０では、図４及び図６（ａ）に示すところから解かるように、ストッパー部材１６に設けた凸部１６ａが、ボウル１１の直立壁部１１ｄに設けた凹部１８内に挟み込まれており、しかも、図６（ｂ）に示すところから解かるように、ストッパー部材１６に設けたピン１６ｂが、フィルターカートリッジ２０の外向きフランジ部２２に設けたピン穴２２ａ内に挿入されている。それにより、ストッパー部材１６とボウル１１とが係合するとともに、フィルターカートリッジ２０の、フィルターハウジング１０に対するハウジング軸線周りの回転方向の変位が規制される。
またここでは、フィルターカートリッジ２０の外向きフランジ部２２が、ボウル１１のフランジ係合部１７に挟み込まれている。それにより、フィルターハウジング１０のハウジング軸線方向の変位が規制される。
それらの結果として、フィルターカートリッジ２０を、フィルターハウジング１０内で、ボウル１１側に固定し、かつ安定して保持することができる。
それらの結果として、フィルターカートリッジ２０を、フィルターハウジング１０内で、ボウル１１側に固定し、かつ安定して保持することができる。
図４及び６に示すカートリッジ収容ボウル３０を組み立てるには、はじめに、図７（ａ）に示すように、フィルターカートリッジ２０を、ボウル１１の内側に、それらの軸線がハウジング軸線ＡＤに一致する向きで挿入して配置する。ここでは、フィルターカートリッジ２０の外向きフランジ部２２を一旦、ボウル１１の直立壁部１１ｄの内面側の、ハウジング軸線方向外側を向く支持面１１ｅ上に載置する。なお、フランジ係合部１７を形成した直立壁部１１ｄでは、この支持面１１ｅが、ハウジングの周方向に沿って、フランジ係合部１７の一方の当接面１７ｂに連続している。
次いで、図７（ｂ）に矢印で示すように、フィルターカートリッジ２０を、ハウジング軸線ＡＤの周りに回転変位させることにより、フランジ係合部１７を設けた直立壁部１１ｄの支持面１１ｅ上に位置する外向きフランジ部２２を、フランジ係合部１７の当接面１７ａ、１７ｂの間にスライドさせて入り込ませる。この操作により、フィルターカートリッジ２０の外向きフランジ部２２が、ボウル１１のフランジ係合部１７に、ハウジング軸線方向の両側から挟まれる。
しかる後は、図７（ｃ）に示すように、ストッパー部材１６を、ボウル１１内のフィルターカートリッジ２０上に配置して、ストッパー部材１６を、フィルターカートリッジ２０及びボウル１１のそれぞれに係合させて取り付ける。このとき、図７（ｃ）に示すように、ストッパー部材１６の外側に突出する平板状の凸部１６ａを、ボウル１１の直立壁部１１ｄに設けたスリット状の凹部１８内に挿入するとともに、図７（ｃ）からは明らかではないが、先述したように、ストッパー部材１６に設けたピン１６ｂを、フィルターカートリッジ２０の外向きフランジ部２２のピン穴２２ａに挿入する。
これにより、フィルターカートリッジ２０のハウジング軸線方向及びハウジング軸線周りの回転方向の両方向の変位を制限しつつ、フィルターカートリッジ２０をボウル１１に固定してその内部に収容配置することができ、カートリッジ収容ボウル３０を組み立てることができる。
これにより、フィルターカートリッジ２０のハウジング軸線方向及びハウジング軸線周りの回転方向の両方向の変位を制限しつつ、フィルターカートリッジ２０をボウル１１に固定してその内部に収容配置することができ、カートリッジ収容ボウル３０を組み立てることができる。
なおその後に、上記のカートリッジ収容ボウル３０を、ヘッド１３に取り付けるには、図２に示すように、ヘッド１３のＯリング１３ａで、ボウル１１の直立壁部１１ｄの外周側を囲繞させて、ヘッド１３がボウル１１の開口部１１ｃに被さるように、カートリッジ収容ボウル３０をヘッド１３の内側に挿入する。
この際に、ヘッド１３のＯリング１３ａの周縁がその全周にわたって、ボウル１１の外周面に設けた環状フランジ１１ｆに当接するとともに、フィルターカートリッジ２０の開口部２０ｃの周囲の、ボウル１１から露出する小径円筒状のＯリング２３が、ヘッド１３の内側に形成した大径円筒状の連結筒部１３ｂ内に挿入される。なお、フィルターカートリッジ２０のＯリング２３が、その外径よりも内径が僅かに小さい連結筒部１３ｂに挿入されることで、フィルターハウジング１０内でのフィルターカートリッジ２０の最終的な芯出しが行われて、フィルターカートリッジ２０のがたつきがさらに抑制される。
この際に、ヘッド１３のＯリング１３ａの周縁がその全周にわたって、ボウル１１の外周面に設けた環状フランジ１１ｆに当接するとともに、フィルターカートリッジ２０の開口部２０ｃの周囲の、ボウル１１から露出する小径円筒状のＯリング２３が、ヘッド１３の内側に形成した大径円筒状の連結筒部１３ｂ内に挿入される。なお、フィルターカートリッジ２０のＯリング２３が、その外径よりも内径が僅かに小さい連結筒部１３ｂに挿入されることで、フィルターハウジング１０内でのフィルターカートリッジ２０の最終的な芯出しが行われて、フィルターカートリッジ２０のがたつきがさらに抑制される。
この状態で、内周面にねじ溝もしくはねじ山を設けた連結リング１２を、ボウル１１の外周側に底部１１ｂ側から通し、そして、連結リング１２の一端側の内側フランジ部１２ａを、ボウル１１の環状フランジ１１ｆに当接させつつ、該環状フランジ１１ｆを取り囲んで連結リング１２を配置するとともに、連結リング１２のねじ溝もしくはねじ山を、ヘッド１３のＯリング１３ａの外周側に設けた対応するねじ山もしくはねじ溝に螺合させる。それにより、連結リング１２の内側フランジ部１２ａと、連結リング１２に螺合したヘッド１３のＯリング１３ａとの間に、ボウル１１の環状フランジ１１ｆが挟み込まれて、ヘッド１３及びカートリッジ収容ボウル３０の相互を連結することができる。
このような連結リング１２を用いることにより、ボウル１１をフィルターカートリッジ２０とともに、ヘッド１３から取り外すことが、より一層容易になるので有利である。
このような連結リング１２を用いることにより、ボウル１１をフィルターカートリッジ２０とともに、ヘッド１３から取り外すことが、より一層容易になるので有利である。
なおここでは、ヘッド１３のＯリング１３ａやボウル１１のＯリング２３を設けたことにより、液漏れを防止すべき位置での液密性を確保することができる。
また、ストッパー部材１６には、ヘッド１３の内部に流入した液体の、ボウル１１側の内部への通流を可能にする貫通孔１６ｃを、一個又は、環状のストッパー部材１６の周方向に沿って所要の間隔で複数個設けることができる。そしてまたここでは、貫通孔１６ｃの配設によるストッパー部材１６の強度低下を防止するため、ストッパー部材１６の複数個の貫通孔の相互間のそれぞれに、その外周側の円環状の部分に向けて延びる側面視が三角形状の補強リブを設けている。
また、ストッパー部材１６には、ヘッド１３の内部に流入した液体の、ボウル１１側の内部への通流を可能にする貫通孔１６ｃを、一個又は、環状のストッパー部材１６の周方向に沿って所要の間隔で複数個設けることができる。そしてまたここでは、貫通孔１６ｃの配設によるストッパー部材１６の強度低下を防止するため、ストッパー部材１６の複数個の貫通孔の相互間のそれぞれに、その外周側の円環状の部分に向けて延びる側面視が三角形状の補強リブを設けている。
ボウル１１の底部１１ｂには、濾過装置１からの廃液時に液体を装置外へ排出するためのドレイン１１ｇを設けることができ、また、ドレイン１１ｇからの液体の排出の際に、濾過装置１の内外の気体の通流を可能にする通気口１３ｃ、１３ｄを、流入口１４側及び流出口１５側のそれぞれに設けることができる。なお、濾過装置１の通常の使用時には、これらのドレイン１１ｇ及び通気口１３ｃ、１３ｄは、図示しないキャップが取り付けられて密閉される。
ところで、濾過装置１の各構成部材のうち、ヘッド１３、ボウル１１、ストッパー部材１６、フィルターカートリッジ２０の本体部２０ａの材質は、濾過する液体に対して耐性があればよく、プラスチック製（好ましくは超高分子ポリエチレンを含むポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＰＶＤＦおよびその他のふっ素樹脂、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン）を用いることができる。ヘッド１３やボウル１１については、上記材料以外にもガラス、あるいはステンレス鋼、アルミニウム、銅、ニッケル、クロム、チタニウム、またはこれらの合金または混合物などの金属などをその用途に応じて最適なものを選ぶことが出来る。
また、フィルターカートリッジ２０のフィルター部の材質は、紙、セルロース系材料、ガラス繊維および織物、ステンレス鋼・ニッケル・クロムなどの金属およびその合金および混合物、セラミック、プラスチック、好ましくは、以下のものを含む熱可塑性材料などの濾過で通常使用するどのような材料で形成してもよい。すなわち、超高分子ポリエチレンなどのポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ・ＰＴＦＥ・ＰＦＡおよびその他のふっ素樹脂、ＰＶＣ、ナイロン、ポリアミド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリカーボネート、ＰＥＴ等である。
また、フィルターカートリッジ２０のフィルター部の材質は、紙、セルロース系材料、ガラス繊維および織物、ステンレス鋼・ニッケル・クロムなどの金属およびその合金および混合物、セラミック、プラスチック、好ましくは、以下のものを含む熱可塑性材料などの濾過で通常使用するどのような材料で形成してもよい。すなわち、超高分子ポリエチレンなどのポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ・ＰＴＦＥ・ＰＦＡおよびその他のふっ素樹脂、ＰＶＣ、ナイロン、ポリアミド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリカーボネート、ＰＥＴ等である。
図８に、他の実施形態の濾過装置が有するボウルを斜視図で示す。
図８に示す実施形態は、主として、ボウル１１１の直立壁部１１１ｄの形状を、先に述べた実施形態とは異なるものとすることによって、回転方向ストッパーの構造を変更したことを除いて、実質的に先述の実施形態と同様に構成したものである。
図８に示す実施形態は、主として、ボウル１１１の直立壁部１１１ｄの形状を、先に述べた実施形態とは異なるものとすることによって、回転方向ストッパーの構造を変更したことを除いて、実質的に先述の実施形態と同様に構成したものである。
すなわち、この実施形態では、図８に示すように、ボウル１１１の直立壁部１１１ｄのうち、フランジ係合部１７０を設けた直立壁部１１１ｄに凹部１８０を設ける。この凹部１８０は、該フランジ係合部１７０からボウル１１１の周方向にやや距離をおいて、支持面１１１ｅ上に位置させている。
このようなボウル１１１内に、フィルターカートリッジを配置するとともに、ストッパー部材１６０を取り付けると、図９に示すように、ストッパー部材１６０の凸部１６０ａが、ボウル１１１の凹部１８０内に入り込んだ際に、フランジ係合部１７０の最も奥まった位置の縦壁面１７０ｃと、ストッパー部材１６０の凸部１６０ａの側面としての縦壁面との間に、フィルターカートリッジの外向きフランジ部が挟まれて、フィルターカートリッジの回転方向の変位が規制されることになる。
つまり、ストッパー部材１６０の凸部１６０ａは、凹部１８０への挿入によってボウル１１１と係合すると同時に、凹部１８０内に入り込んだ際に、その側面の縦壁面が、フランジ係合部１７０の対をなす縦壁面１７０ｃと協働して、フィルターカートリッジの外向きフランジ部を、回転方向に変位しないように固定するべく機能する。
なおこの実施形態では、フィルターカートリッジの回転方向に、フィルターカートリッジの外向きフランジ部が外れない程度であれば、縦壁面と外向きフランジとの間に隙間があってもよい。
つまり、ストッパー部材１６０の凸部１６０ａは、凹部１８０への挿入によってボウル１１１と係合すると同時に、凹部１８０内に入り込んだ際に、その側面の縦壁面が、フランジ係合部１７０の対をなす縦壁面１７０ｃと協働して、フィルターカートリッジの外向きフランジ部を、回転方向に変位しないように固定するべく機能する。
なおこの実施形態では、フィルターカートリッジの回転方向に、フィルターカートリッジの外向きフランジ部が外れない程度であれば、縦壁面と外向きフランジとの間に隙間があってもよい。
図８及び９に示す実施形態では、凸部１６０ａの縦壁面とフランジ係合部１７０の縦壁面１７０ｃとが、フィルターカートリッジのハウジング軸線周りの回転方向の変位を規制する回転方向ストッパーとして機能することから、ストッパー部材１６０及びフィルターカートリッジに、先述したような、図３に示すピン１６ｂ及びピン穴２２ａを設けることは必須の構成ではない。
１ 濾過装置
１０ フィルターハウジング
１１、１１１ ボウル
１１ａ、１１１ａ 筒状部
１１ｂ、１１１ｂ 底部
１１ｃ、１１１ｃ 開口部
１１ｄ、１１１ｄ 直立壁部
１１ｅ、１１１ｅ 支持面
１１ｆ、１１１ｆ 環状フランジ
１１ｇ ドレイン
１２ 連結リング
１２ａ 内側フランジ部
１３ ヘッド
１３ａ Ｏリング
１３ｂ 連結筒部
１３ｃ、１３ｄ 通気口
１４ 流入口
１５ 流出口
１６、１６０ ストッパー部材
１６ａ、１６０ａ 凸部（回転方向ストッパー）
１６ｂ ピン
１６ｃ 貫通孔
１７、１７０ フランジ係合部（軸線方向ストッパー）
１７ａ、１７ｂ 当接面
１７０ｃ 縦壁面（回転方向ストッパー）
１８、１８０ 凹部（回転方向ストッパー）
１８ａ、１８ｂ 当接面
２０ フィルターカートリッジ
２０ａ 本体部
２０ｂ 底部
２０ｃ 開口部
２１ フィルター部配置スペース
２２ 外向きフランジ部
２３ Ｏリング
３０ カートリッジ収容ボウル
ＡＤ ハウジング軸線
１０ フィルターハウジング
１１、１１１ ボウル
１１ａ、１１１ａ 筒状部
１１ｂ、１１１ｂ 底部
１１ｃ、１１１ｃ 開口部
１１ｄ、１１１ｄ 直立壁部
１１ｅ、１１１ｅ 支持面
１１ｆ、１１１ｆ 環状フランジ
１１ｇ ドレイン
１２ 連結リング
１２ａ 内側フランジ部
１３ ヘッド
１３ａ Ｏリング
１３ｂ 連結筒部
１３ｃ、１３ｄ 通気口
１４ 流入口
１５ 流出口
１６、１６０ ストッパー部材
１６ａ、１６０ａ 凸部（回転方向ストッパー）
１６ｂ ピン
１６ｃ 貫通孔
１７、１７０ フランジ係合部（軸線方向ストッパー）
１７ａ、１７ｂ 当接面
１７０ｃ 縦壁面（回転方向ストッパー）
１８、１８０ 凹部（回転方向ストッパー）
１８ａ、１８ｂ 当接面
２０ フィルターカートリッジ
２０ａ 本体部
２０ｂ 底部
２０ｃ 開口部
２１ フィルター部配置スペース
２２ 外向きフランジ部
２３ Ｏリング
３０ カートリッジ収容ボウル
ＡＤ ハウジング軸線
Claims (11)
- ヘッド及び、該ヘッドに取外し可能に連結される底付き筒状のボウルを有するフィルターハウジングと、フィルターハウジングの内部に収容配置されて、フィルター部を有するフィルターカートリッジとを備え、前記ヘッドの流入口から流入する液体を、フィルターカートリッジのフィルター部に通過させて、前記ヘッドの流出口から流出させることにより、該液体を濾過する濾過装置であって、
フィルターハウジングのヘッド及びボウルのうちのボウル側に、フィルターカートリッジのハウジング軸線方向の変位を規制する軸線方向ストッパー、及び、フィルターカートリッジのハウジング軸線周りの回転方向の変位を規制する回転方向ストッパーを設け、それらの軸線方向ストッパー及び回転方向ストッパーにより、フィルターカートリッジが、フィルターハウジング内で前記ボウルに、取外し可能に固定されており、
フィルターハウジングが、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれに係合するストッパー部材をさらに有し、前記回転方向ストッパーを、前記ストッパー部材及び前記ボウルのいずれか一方に設けた凸部と、前記ストッパー部材及び前記ボウルの他方に設けられて、前記凸部を、前記回転方向の両側から挟む凹部とで構成してなる濾過装置。 - フィルターカートリッジが、前記ボウル側に向けて突出する一箇所以上の外向きフランジ部をさらに有し、前記軸線方向ストッパーとして、前記ボウルに、前記外向きフランジ部をハウジング軸線方向の両側から挟むフランジ係合部を設けてなる請求項１に記載の濾過装置。
- フィルターカートリッジが、前記ボウル側に向けて突出する一箇所以上の外向きフランジ部をさらに有し、
前記ボウルに縦壁面を設けるとともに、前記ストッパー部材に、前記ボウルの前記縦壁面と対をなす縦壁面を設け、それらの少なくとも一対の縦壁面の間に、前記外向きフランジ部が前記回転方向の両側から挟まれてなる請求項１又は２に記載の濾過装置。 - 前記ストッパー部材及び前記フィルターカートリッジの相互を、それらのいずれか一方に設けたピンの、他方に設けたピン穴への挿入により係合可能としてなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過装置。
- フィルターカートリッジが、前記ボウル側に向けて突出する一箇所以上の外向きフランジ部をさらに有し、前記ピン穴をフィルターカートリッジの前記外向きフランジ部に設け、前記凹部をボウルに設け、
フィルターハウジング内において前記ヘッド側でフィルターカートリッジ上に配置される前記ストッパー部材を環状とし、前記凸部を、環状の前記ストッパー部材に半径方向外側へ突出させて設けるとともに、前記ピンを、前記ストッパー部材の前記凸部に、前記外向きフランジ部側へ延在させて設けてなる請求項４に記載の濾過装置。 - 前記ピンが前記ピン穴に、圧入により挿入されて係合してなる請求項４又は５に記載の濾過装置。
- 前記ピンが、該ピンの先端部分に他の部分に比して拡径させた頭部を有してなる請求項６に記載の濾過装置。
- 前記凸部が前記凹部に、圧入により挿入されて摩擦係合してなる請求項１〜７のいずれか一項に記載の濾過装置。
- 前記ストッパー部材を、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれに対し、少なくとも二箇所で係合可能としてなる請求項１〜８のいずれか一項に記載の濾過装置。
- 前記ストッパー部材の、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれへの係合部分を、該ストッパー部材と一体に形成してなる請求項１〜９のいずれか一項に記載の濾過装置。
- フィルターハウジングのヘッドとボウルとの当接位置に、該当接位置を外側から取り囲んで、ヘッド及びボウルの相互を連結する連結リングをさらに備え、
前記連結リングを取り外すことにより、前記ヘッドから、前記ボウルをフィルターカートリッジとともに取外し可能としてなる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の濾過装置。
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