JP6861086B2 - フィルター - Google Patents

Description

本発明は、ガスを供給するガス供給通路内に設置されて、ガスに含まれる異物を除去するフィルターに関する。

燃焼装置などにガスを供給するガス供給通路にはフィルターを備えたものがあり、フィルターを通過するガス中の塵埃などの異物を除去することが可能となっている。こうしたフィルターでは、ガスを通しつつ所定の大きさ以上の異物を通さないメッシュ部と、メッシュ部の周囲を保持する外周壁とを一体に設けることで、メッシュ部が変形しないように強度を確保する構造が提案されており（例えば、特許文献１）、外周壁をガス供給通路の内周に嵌め込むようになっている。

特開平２−１０２９８２号公報

しかし、上述のようにフィルターの外周壁をガス供給通路の内周に嵌め込む構成では、外周壁の径方向の厚みによって、ガス供給通路の断面のうちガスが通過可能な面積（ガス通過面積）が減少するという問題があった。特に、ガス供給通路の径に制約があり、小径にすることが求められる場合には、フィルターの設置によってガス通過面積が絞られてしまう。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、外周壁を有するフィルターをガス供給通路内に設置しても、ガス通過面積の減少を抑制することが可能な技術の提供を目的とする。

上述した課題を解決するために本発明のフィルターは次の構成を採用した。すなわち、
ガスを供給するガス供給通路内に設置されて、前記ガスに含まれる異物を除去するフィルターにおいて、
前記フィルターの設置部における前記ガス供給通路の通路方向に前記ガスを通しつつ所定の大きさ以上の前記異物を通さないメッシュ部と、
前記メッシュ部の周囲を保持する外周壁と
を備え、
前記外周壁には、前記ガス供給通路の内周面と該外周壁との間に前記ガスの流路を確保した状態で該内周面に接する複数の当接部が、径方向の外側に突出して設けられている
ことを特徴とする。

このような本発明のフィルターでは、複数の当接部でガス供給通路の内周面に接することで、外周壁とガス供給通路の内周面との間に隙間を確保し、この隙間をガスの流路として利用するようになっており、外周壁をガス供給通路の内周面に密接させる場合と比較すると、外周壁の径方向の厚みが同様であれば、外周壁の径が小さい方がガス供給通路の内側における外周壁の占有面積が小さくなるので、外周壁を有するフィルターの設置によるガス通過面積の減少を抑制することができる。

こうした本発明のフィルターでは、格子状に仕切られた網目をメッシュ部に備えることとして、外周壁とガス供給通路の内周面との間隔を、メッシュ部における網目の目開き寸法以下としてもよい。

このように単に外周壁とガス供給通路の内周面との間に隙間を設けるだけでなく、環状の隙間を複数の当接部で仕切ると共に、隙間の幅（間隔）を網目の目開き寸法以下に設定することにより、その隙間に、流路としてガスを通過させるのに加えて、メッシュ部と同様に、異物の通過を妨げる機能を持たせることができる。

また、こうした本発明のフィルターでは、ガス供給通路内に設置される前の状態で、複数の当接部の各々の先端を通る仮想円の直径をガス供給通路の内径よりも大きくすることとして、複数の当接部をガス供給通路内に圧入するようにしてもよい。

このようにすれば、フィルターおよびガス供給通路の何れにも支持構造を別途設ける必要がなく、簡便にフィルターを固定することが可能となる。

上述した本発明のフィルターでは、複数の当接部の各々を、他の当接部との関係で外周壁の中心軸に対して対称の位置を避けて設けることとしてもよい。

このようにすれば、圧入の力が中心軸に対して両側からメッシュ部を挟むようにかかることはなく、当接部を介して片側からメッシュ部にかかる圧入の力を、中心軸に対して反対側に受け流す（分散させる）ことが可能なので、圧入によるメッシュ部の破損を抑制することができる。

また、前述した本発明のフィルターでは、複数の当接部のうち外周壁の中心軸に対して対称の位置にある一対の当接部を、その一対の当接部を結ぶ直線の方向が、メッシュ部に配された格子状の仕切材の方向とは異なるように設けることとしてもよい。

このようにすれば、外周壁の中心軸に対して対称の位置にある一対の当接部を介して圧入の力がメッシュ部を挟むようにかかっても、直接的に仕切材を両端から押し縮めることはなく、仕切材の形状が僅かに歪むことで圧入の力を吸収することが可能なので、仕切材に圧縮による亀裂が入るといった破損の発生を抑制することができる。

本実施例のフィルター４０が設置されるガス供給通路１を分解した状態を示した斜視図である。 本実施例のフィルター４０を連結筒部２３に設置した状態を示した説明図である。 本実施例のフィルター４０を連結筒部２３に設置する前の状態を示した説明図である。 第１変形例のフィルター４０を連結筒部２３に設置する前の状態を示した説明図である。 第２変形例のフィルター４０を連結筒部２３に設置した状態を示した説明図である。 第３変形性のフィルター４０を示した説明図である。 フィルター４０が設置されるガス供給通路１の別例を示した説明図である。

図１は、本実施例のフィルター４０が設置されるガス供給通路１を分解した状態を示した斜視図である。このガス供給通路１は、例えば、図示しない燃焼装置に搭載のガスバルブに接合されて、燃料ガスを供給するのに用いられる。例示したガス供給通路１は、ガスを導くパイプ１０や、パイプ１０とガスバルブとをつなぎ合せる継手２０を備えている。パイプ１０は、一端が閉塞されていると共に、円管形状の周面に貫通して挿通孔１１が設けられている。尚、図１のパイプ１０は、閉塞された一端側が部分的に示されている。

継手２０は、ガスバルブと接続される接続口２１を有すると共に、パイプ１０の周面に当接可能に湾曲した当接面２２が形成されている。この当接面２２から突出して円筒形状の連結筒部２３が設けられており、連結筒部２３は接続口２１と連通している。そして、連結筒部２３をパイプ１０の挿通孔１１に挿通した状態で、パイプ１０と継手２０とが連結されて、図示しない固定具で固定される。

また、継手２０の当接面２２には、Ｏリング３０が嵌め込まれる凹部２４が連結筒部２３を囲んで環状に設けられており、パイプ１０と継手２０とは、間にＯリング３０を介在させることでシールされる。このようなパイプ１０と継手２０との連結の仕方は、パイプ１０を曲げて端部で連結するのに空間的な余裕がない場合に適している。こうしてパイプ１０と継手２０とが連結されたガス供給通路１では、パイプ１０に導かれたガスが連結筒部２３を介して継手２０に流入し、接続口２１からガスバルブへとガスが供給される。

そして、このガス供給通路１では、パイプ１０を通るガスに含まれる塵埃などの異物を除去するためのフィルター４０が連結筒部２３に設置される。詳しくは別図を用いて後述するが、本実施例のフィルター４０は、ガスを通しつつ所定の大きさ以上の異物を通さないメッシュ部４１と、そのメッシュ部４１が変形しないようにメッシュ部４１の周囲を保持する円筒形状の外周壁４２とを備えている。フィルター４０で所定の大きさ以上の異物を除去することで、異物に起因するガスバルブの開閉不良などの発生を抑制することができる。

このようなガス供給通路１では、パイプ１０の周面に開口する挿通孔１１の径をパイプ１０の内径よりも小径にする必要があり、その挿通孔１１に挿通する連結筒部２３の径は挿通孔１１の径よりも小さくなるので、連結筒部２３の内側のガスが通過可能な断面積（以下、ガス通過面積）も絞られる。そして、こうした連結筒部２３の内周にフィルター４０の外周壁４２を嵌め込んだとすると、実質的に連結筒部２３の内径が小さくなってガス通過面積がますます減少してしまう。そこで、外周壁４２による影響を軽減するために、以下のような構成のフィルター４０を採用している。

図２は、本実施例のフィルター４０を連結筒部２３に設置した状態を示した説明図である。図では、円筒形状の連結筒部２３の中心軸に垂直な平面で連結筒部２３およびフィルター４０を切断した断面を表している。図示されるようにフィルター４０は、格子状の仕切材４１ａで仕切られた網目Ｍを有するメッシュ部４１を備えており、このメッシュ部４１はガスを通すと共に、網目Ｍの目開き寸法（仕切材４１ａの間隔）よりも大きい異物を除去することが可能となっている。また、本実施例のフィルター４０は樹脂材料を用いて、メッシュ部４１の周囲を保持する円筒形状の外周壁４２が一体に設けられており、メッシュ部４１がガス圧などで変形しないように強度を確保している。

さらに、本実施例のフィルター４０は、外周壁４２の外径が連結筒部２３の内径よりも小さく設定されていると共に、外周壁４２から径方向の外側に突出した状態で複数（図示した例では６つ）の突条４３が、外周壁４２の母線方向（図中の前後方向）に延ばして設けられている。そして、フィルター４０を連結筒部２３の内側に設置した状態では、外周壁４２が連結筒部２３の内周面に密接するのではなく、複数の突条４３が連結筒部２３の内周面に接することから、外周壁４２と連結筒部２３の内周面との間に隙間Ｇが確保されて、この隙間Ｇをガスが通過可能となっている。尚、本実施例の突条４３は、本発明の「当接部」に相当している。

このように本実施例のフィルター４０では、外周壁４２と連結筒部２３の内周面との間に隙間Ｇを設けて、ガスの流路として利用するようになっており、外周壁４２を連結筒部２３の内周面に密接させる場合と比較すると、外周壁４２の径方向の厚みが同様であれば、外周壁４２の径が小さい方が連結筒部２３の内側における外周壁４２の占有面積が小さくなるので、外周壁４２を有するフィルター４０の設置によるガス通過面積の減少を抑制することができる。

また、本実施例のフィルター４０では、単に外周壁４２と連結筒部２３の内周面との間に隙間Ｇを設けるだけでなく、この隙間Ｇの幅（径方向の間隔）がメッシュ部４１の網目Ｍの目開き寸法以下となるように突条４３の突出量が設定されている。しかも、外周壁４２の周方向に等間隔に設けられた複数の突条４３によって円環状の隙間Ｇが複数（図示した例では６つ）に仕切られていることから、隙間Ｇには、流路としてガスを通過させるのに加えて、メッシュ部４１と同様に、異物の通過を妨げる機能を持たせることができる。

また、図３に示されるように本実施例のフィルター４０を連結筒部２３に設置する前の状態では、複数（６つ）の突条４３の各々の先端を通る仮想円の直径が、連結筒部２３の内径よりも大きくなっており、フィルター４０の設置に際して複数の突条４３が連結筒部２３の内側に圧入される。このとき、各突条４３の先端には、図中に太線の矢印で示されるように、圧入の力が外周壁４２の中心軸に向けてかかる。

本実施例のフィルター４０では、６つ（偶数個）の突条４３が外周壁４２の周方向に等間隔に設けられており、各突条４３は、他の突条４３の何れかと外周壁４２の中心軸に対して対称の位置にある。そして、図中に一点鎖線で示されるように対称の位置にある一対の突条４３を結ぶ直線の方向が、メッシュ部４１における格子状の仕切材４１ａの方向（図示した例では上下方向および左右方向）と何れも重ならないように、６つの突条４３が配置されている。これにより、対称の位置にある一対の突条４３を介して圧入の力がメッシュ部４１を挟むようにかかっても、直接的に仕切材４１ａを両端から押し縮めることはなく、網目Ｍの形状が僅かに歪むことで圧入の力を吸収することが可能なので、仕切材４１ａに亀裂が入るといった破損の発生を抑制することができる。

上述した本実施例のフィルター４０には、次のような変形例も存在する。以下では、上述の実施例とは異なる点を中心に変形例について説明する。尚、変形例の説明では、上述の実施例と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

図４は、第１変形例のフィルター４０を連結筒部２３に設置する前の状態を示した説明図である。図では、フィルター４０を外周壁４２の軸方向から見た状態を表している。第１変形例のフィルター４０においても、前述した実施例と同様に、複数の突条４３の各々の先端を通る仮想円の直径が連結筒部２３の内径よりも大きくなっており、フィルター４０の設置に際して複数の突条４３が連結筒部２３の内側に圧入されることにより、各突条４３の先端には、圧入の力が外周壁４２の中心軸に向けてかかる。

ただし、第１変形例の突条４３の数は、上述の実施例よりも１つ少なく、５つ（奇数個）の突条４３が外周壁４２の周方向に等間隔に設けられていることから、各突条４３は、他の突条４３との関係で外周壁４２の中心軸に対して対称の位置を避けて配置されている。このため、圧入の力が中心軸に対して両側からメッシュ部４１を挟むようにかかることはなく、突条４３を介して片側からメッシュ部４１にかかる圧入の力を、中心軸に対して反対側に受け流す（分散させる）ことが可能なので、仕切材４１ａに圧縮による亀裂が入るなどの破損の発生を抑制することができる。

また、突条４３の数を少なくすることで、突条４３の大きさが同等であれば、連結筒部２３の内側に占める突条４３の総面積を小さくすることができるので、フィルター４０の設置によるガス通過面積の減少を抑制することが可能となる。

図５は、第２変形例のフィルター４０を連結筒部２３に設置した状態を示した説明図である。図では、円筒形状の連結筒部２３の中心軸に垂直な平面で連結筒部２３およびフィルター４０を切断した断面を表している。前述した実施例および第１変形例のフィルター４０では、外周壁４２の断面形状が円形になっていた。これに対して、第２変形例のフィルター４０では、外周壁４２の断面形状が五角形であり、外観形状が五角柱になっている。そして、第２変形例の外周壁４２には、突条４３が設けられておらず、フィルター４０を連結筒部２３に設置すると、突条４３の代わりに、五角柱の稜線部分が連結筒部２３の内周面に接するようになっている。尚、第２変形例の外周壁４２における五角柱の稜線部分は、本発明の「当接部」に相当している。

このような第２変形例のフィルター４０では、外周壁４２の五角柱の各側面と連結筒部２３の内周面との間に隙間Ｇが確保されて、前述した実施例と同様に、隙間Ｇをガスの流路として利用することが可能であり、外周壁４２を連結筒部２３の内周面に密接させる場合と比較すると、外周壁４２の厚みが同様であれば、外周壁４２を連結筒部２３の中心軸に寄せた方が連結筒部２３の内側における外周壁４２の占有面積が小さくなるので、外周壁４２を有するフィルター４０の設置によるガス通過面積の減少を抑制することができる。

また、第２変形例のフィルター４０では、外周壁４２の五角柱の各側面と連結筒部２３の内周面との間の隙間Ｇの最大幅を、メッシュ部４１の網目Ｍの目開き寸法以下に設定することにより、前述した実施例と同様に、隙間Ｇにガス中の異物の通過を妨げる機能を持たせることができる。

尚、第２変形例のフィルター４０では、外周壁４２を五角柱としたが、連結筒部２３の内周面との間にガスの流路となる隙間Ｇを確保することが可能であれば、外周壁４２の外観形状は、五角柱以外の四角柱や六角柱などの多角柱であってもよい。

図６は、第３変形性のフィルター４０を示した説明図である。まず、図６（ａ）には、第３変形例のフィルター４０の外観形状が斜視図で示されている。前述した実施例のフィルター４０では、突条４３が外周壁４２の母線方向に延ばして外周壁４２の一端から他端に亘って連続して設けられていた（図１参照）。これに対して、第３変形例のフィルター４０では、突条４３に代えて、外周壁４２から径方向の外側に突出した状態で複数（図示した例では６つ）の突起４４が設けられている。また、これら６つの突起４４は、外周壁４２の軸方向の位置を異ならせて２種類に分けられており、外周壁４２の図中の上端側に位置する上突起４４ａと、外周壁４２の図中の下端側に位置する下突起４４ｂとが、それぞれ３つずつ設けられている。そして、フィルター４０を連結筒部２３に設置すると、これら上突起４４ａおよび下突起４４ｂが連結筒部２３の内周面に接する。

図６（ｂ）には、第３変形例のフィルター４０を連結筒部２３に設置した状態が示されており、図では、円筒形状の連結筒部２３の中心軸に垂直な平面によってフィルター４０の上突起４４ａの位置で連結筒部２３およびフィルター４０を切断した断面を表している。図示されるように、上突起４４ａおよび下突起４４ｂは、外周壁４２の周方向に交互に配置されると共に、等間隔に設けられている。尚、第３変形例の外周壁４２における突起４４は、本発明の「当接部」に相当している。

このように第３変形例のフィルター４０では、６つの突起４４を、外周壁４２の軸方向の位置が異なる上突起４４ａと下突起４４ｂとに分けて３つずつ設けることで、上突起４４ａおよび下突起４４ｂのそれぞれの位置において、突起４４の数を少なくして（連結筒部２３の内側に占める突起４４の面積を小さくして）、ガス通過面積を確保することが可能となる。また、こうしてガス通過面積を確保しながらも、上突起４４ａおよび下突起４４ｂを外周壁４２の周方向に交互に配置して連結筒部２３の内周面と接する箇所を周方向に分散させることで、連結筒部２３に設置したフィルター４０の安定性を高めることができる。

尚、第３変形例のフィルター４０における突起４４の数は、６つに限られず、例えば、８つの突起４４を、４つの上突起４４ａと４つの下突起４４ｂとに分けて設けてもよい。

以上、本実施例および変形例のフィルター４０について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

例えば、前述した実施例では、フィルター４０を連結筒部２３の内側に圧入して設置するようになっていたが、フィルター４０の設置方法は、圧入に限られない。例えば、連結筒部２３の内周面から径方向の内側に突出させた段差を設けておくこととして、この段差に突条４３の一端が係合することで、フィルター４０が支えられるようにしてもよい。ただし、前述した実施例のようにフィルター４０を圧入することとすれば、段差といった支持構造を新たに追加しなくても、簡便にフィルター４０を固定することが可能となる。加えて、連結筒部２３の内側の段差によってガス通過面積が絞られることもない。

また、前述した実施例では、メッシュ部４１に格子状の仕切材４１ａを配していたが、メッシュ部４１は、これに限られず、例えば、平板に多数の丸孔をあけたものであってもよい。この場合、外周壁４２と連結筒部２３の内周面との間の隙間Ｇの幅を、丸孔の直径以下にすることによって、隙間Ｇにガス中の異物の通過を妨げる機能を持たせることができる。

また、前述した実施例では、パイプ１０の挿通孔１１に継手２０の連結筒部２３を挿通した状態で、パイプ１０と継手２０とを連結するタイプのガス供給通路１（連結筒部２３）にフィルター４０を設置する例を示したが、フィルター４０が設置されるガス供給通路１は、これに限られない。例えば、図７に示されるように、ガスの流れの上流側に位置する上流側パイプ５０の一端のフランジ５０ａと、下流側に位置する下流側パイプ５１の一端のフランジ５１ａとを、間にパッキン（図示省略）などを介在させた状態で接合し、図示しない固定具で固定するタイプのガス供給通路１にフィルター４０を設置してもよく、本発明を好適に適用することができる。尚、フィルター４０は、上流側パイプ５０に設置してもよいし、下流側パイプ５１に設置してもよい。

１…ガス供給通路、 １０…パイプ、 １１…挿通孔、
２０…継手、 ２１…接続口、 ２２…当接面、
２３…連結筒部、 ２４…凹部、 ３０…Ｏリング、
４０…フィルター、 ４１…メッシュ部、 ４１ａ…仕切材、
４２…外周壁、 ４３…突条、 ４４…突起、
５０…上流側パイプ、 ５１…下流側パイプ。

Claims (5)

1. ガスを供給するガス供給通路内に設置されて、前記ガスに含まれる異物を除去するフィルターにおいて、
   前記フィルターの設置部における前記ガス供給通路の通路方向に前記ガスを通しつつ所定の大きさ以上の前記異物を通さないメッシュ部と、
   前記メッシュ部の周囲を保持する外周壁と
   を備え、
   前記外周壁には、前記ガス供給通路の内周面と該外周壁との間に前記ガスの流路を確保した状態で該内周面に接する複数の当接部が、径方向の外側に突出して設けられている
   ことを特徴とするフィルター。
2. 請求項１に記載のフィルターにおいて、
   前記メッシュ部は、格子状に仕切られた網目を有し、
   前記外周壁と前記ガス供給通路の内周面との間隔は、前記メッシュ部における前記網目の目開き寸法以下になっている
   ことを特徴とするフィルター。
3. 請求項１または請求項２に記載のフィルターにおいて、
   前記ガス供給通路内に設置される前の状態で、前記複数の当接部の各々の先端を通る仮想円の直径が前記ガス供給通路の内径よりも大きくなっており、
   前記複数の当接部が前記ガス供給通路内に圧入される
   ことを特徴とするフィルター。
4. 請求項３に記載のフィルターにおいて、
   前記複数の当接部の各々は、他の当接部との関係で前記外周壁の中心軸に対して対称の位置を避けて設けられている
   ことを特徴とするフィルター。
5. 請求項３に記載のフィルターにおいて、
   前記複数の当接部のうち前記外周壁の中心軸に対して対称の位置にある一対の当接部は、当該一対の当接部を結ぶ直線の方向を、前記メッシュ部に配された格子状の仕切材の方向とは異ならせて設けられている
   ことを特徴とするフィルター。

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