JP7160714B2

JP7160714B2 - 低圧損液体ろ過カプセルフィルタ

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Publication number: JP7160714B2
Application number: JP2019023971A
Authority: JP
Inventors: 一彦山崎; 愛斗鈴木
Original assignee: FTECH CO., LTD.
Current assignee: FTECH CO., LTD.
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: JP2020116559A

Description

本発明は、液体ろ過用カプセルフィルタの改良に関し、特に、カプセルフィルタの交換時の液漏れを防止し、ろ過対象液を通液した際の圧力損失を低下させた液体ろ過用カプセルフィルタに関する。

ろ過材をプリーツ加工した後、円筒形に形成したフィルタカートリッジや、円筒形に形成した活性炭フィルタカートリッジ等をハウジングに内挿し、ハウジングの一端に処理対象液の導入口やろ過後の処理済液の排出口を設け、更に、該導入口および該排出口に弁体が設けられたカプセルカートリッジが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。

特許文献１には、カプセルカートリッジの原水供給管および浄水排出管に載置されたボールバルブを、ハウジング側の押上具により押し上げることで、原水および浄水が流通する機構が記載されている。

又、特許文献２には、カプセルとカートリッジおよび浄水排出管が同軸に配置され、浄活水排出管にはボールバルブが、原水供給管には弾性体を利用して原水口を閉止する板状蓋が取り付けられ、このボールバルブ及び板状蓋により、カプセルカートリッジの交換時の水漏れを防止する構造が記載されている。

特開１９９７－２３４４６１号公報特開２００２－３３６８４８号公報特開２００５－２４６３２６号公報

特許文献１の図２には、カプセル内で浄水排出管に連通するカートリッジの貫通孔、押さえ板の孔およびボールバルブの内挿された浄水排出管が同軸に配置されており、カプセルやカートリッジが円筒形である場合、必然的に原水供給管の上部には浄水排出管側と比較して空間が大きくとられてしまい、内挿するカートリッジと比較してカプセルが大径となってしまうという問題がある。

又、特許文献１の図３には、カプセル、カートリッジおよび浄水排出管が同軸に配置されており、カプセル内の空間部は特許文献１の図２と比較して均一であるが、原水供給管および浄水排出管は共に小径となり、配管抵抗が大きくなってカプセルカートリッジ全体として圧力損失が増大してしまうという問題がある。更に、浄水排出管および原水供給管にそれぞれボールバルブが取り付けられていることから、各管内にボールの落下を防止するための凸状体が設けられ、この構造も圧力損失が増大する原因となる。

特許文献２に記載されたカプセルカートリッジでは、カプセルとカートリッジおよび浄活水排出管が同軸に配置されているため、浄活水排出管および原水供給管の管径が小さくなり、通水時の圧力損失を小さくすることができない。

又、原水の閉止に用いられる板状体は、Ｌ字型のバネ板等の弾性体により原水口の周辺部と当接させられているが、原水に固形異物等が含まれる場合、この固形異物が該周辺部に付着すると、板状蓋がこの固形異物を挟み込み、板状蓋による原水口の閉止を十分に行う事ができず、カプセル交換時に水漏れが生じてしまうという問題がある。

更に、特許文献２に記載の板状蓋は、流体の流通抵抗により押し上げられることで原水口を開放する構造であるが、この構造では流体の処理流量によって原水口の開放度が異なるため、流通抵抗が不安定になり板状蓋に負荷がかかり、破損する問題がある。

そこで本発明は、上記に記載した問題を解消するため、カプセルフィルタの操作時に確実な封止を行う弁構造体を備えたカプセルフィルタを提供し、更に、カプセルフィルタの圧力損失を低減させる最適なカプセルフィルタの構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、一実施形態において、本発明は、一端が閉止され、他端が開放された円筒形のカプセルボトムと、前記カプセルボトム内に配置された円筒形のフィルタカートリッジと、前記他端には、処理対象液を導入し、カプセルボトムの内部に連通する一次側接続管およびフィルタカートリッジを通過した処理済液が流出し、フィルタカートリッジの内周部に連通する二次側接続管が設けられたカプセルヘッドが接続されたカプセルフィルタにおいて、前記一次側接続管および前記二次側接続管のフィルタカートリッジ側の開口部には、それぞれ弁構造体が設けられ、前記弁構造体は、平面状の弁体と、前記弁体と一体に設けられた接合対象部と、前記弁体から延在する円形の側壁部と、前記側壁部の一端に前記弁体と平行な面に貫通孔が設けられたキャップ体と、を有し、前記開口部には、前記側壁部が前記一次側接続管および前記二次側接続管の内周壁に沿って嵌め合わされ、前記カプセルヘッドの前記フィルタカートリッジ側の壁面に、前記接合対象部が接合される、カプセルフィルタを提供する。

カプセルヘッドに設けられた一次側接続管および二次側接続管の開口部を開閉する弁構造体が、開口部の周縁部を封止する弁体だけでなく、一次側接続管および二次側接続管の内周壁に沿って伸びる側壁部を持つキャップ体を有し、このキャップ体が前記開口部に嵌め合わされることから、前記内周壁と前記側壁部との間にも封止効果が生じる。これにより、弁体と前記開口部の周縁部との間でのみ封止される場合と比較して、封止部の面積を増加させ、効果的に封止を行う事ができ、カプセルフィルタの交換時に水漏れが生じる可能性を低減することができる。

本発明にかかるカプセルフィルタは、一次側接続管および二次側接続管がそれぞれ接続される一次側接続筒部および二次側接続筒部を有するカバー部材に接続して使用され、このカバー部材の前記一次側接続筒部および前記二次側接続筒部の内部には、先端に拡径部を有し、前記拡径部の下側にくびれ部が設けられた弁開閉部材がそれぞれ取り付けられ、前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部に取り付ける操作により、前記弁開閉部材の前記拡径部が前記貫通孔を押し広げて前記くびれ部まで前記キャップ体の内部に挿入され、前記くびれ部の下端が前記貫通孔の周縁部を押し上げて前記開口部を開放し、および、前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部から取り外す操作により、前記キャップ体の内部に挿入されている前記拡径部が前記貫通孔の周縁部を押し下げ、前記弁構造体を、前記開口部を閉鎖する位置まで移動させた後、前記拡径部が前記貫通孔を押し広げて前記弁構造体から取り外される構成とすることが好ましい。

弁開閉部材の拡径部をキャップ体の内部に挿入することにより弁開閉部材と弁構造体を締結することで、弁構造体による前記開口部の開閉を確実に行う事ができる。

本発明のカプセルフィルタは、貫通孔から前記側壁部に向かって延在する１以上のスリットを有することが好ましく、又は、貫通孔から側壁部に向かって延在し、貫通孔の直径寸法の５０％以下の幅寸法を有する１以上の開放孔を有することが好ましい。

スリットの本数や長さ、又は開放孔の本数や長さ、幅を調節することで、弁開閉部材と弁構造体の締結強度を調節することができる。これにより、締結力が強すぎる場合の弁構造体の破損や、締結力が弱すぎる場合の弁構造体による前記開口部の不十分な閉止などを回避することができる。

本発明のカプセルフィルタに用いられる弁構造体は、熱可塑性樹脂により構成することができる。弁構造体が取り付けられるカプセルヘッドが熱可塑性樹脂により構成される場合、弁構造体とカプセルヘッドを熱溶着することが可能な場合があり、この場合、取り付けに要する接着剤やビスなどの取り付け部品を省略してカプセルフィルタの部品点数を削減することができる。

本発明のカプセルフィルタに用いられるカプセルヘッドと接合対象部の接合は、熱溶着により行う事ができる。カプセルヘッドと接合対象部の接合に要する接着剤やビスなどの取り付け部品を省略してカプセルフィルタの部品点数を削減することができる。

本発明にかかるカプセルフィルタに用いられるカプセルヘッドと接合対象部の接合は、接合対象部に取付穴を穿孔し、且つ、カプセルヘッドに取付ピンを設け、この取付ピンを取付穴に挿入することにより、弁構造体をカプセルヘッドに固定する構造とすることができる。カプセルフィルタの製造工程において、カプセルヘッドに弁構造体を取り付ける際の位置決めが容易となり、カプセルフィルタの生産性を向上させることができる。

本発明のカプセルフィルタに用いられる弁構造体は、弁開閉部材が当接することにより、弁体及びキャップ部が接合対象部を支点として所定角度回転することにより前記開口部を開放する構造としてもよい。弁構造体に蝶番などの開閉具を用いることなく、接合対象部の弾性を利用することで、弁構造体に要する部品点数を削減することができる。

本発明にかかるカプセルフィルタは、カプセルボトムとフィルタカートリッジが同軸に配置され、一次側接続管および二次側接続管は、カプセルヘッドにおいて、前記軸を中心として半径方向対象に配置され、カプセルヘッドには、二次側接続口とフィルタカートリッジの内周部を接続する屈折管が設けられ、一次側接続管および前記二次側接続管の内径寸法は、前記カプセルヘッドの平面部の直径寸法の２５％以上、４５％以下であることが好ましい。

屈折管を用いることにより、一次側接続管と二次側接続管を、カプセルボトムとフィルタカートリッジに共通する軸線に対して半径方向対象に配置することができ、これにより、一次側接続管と二次側接続管の内径寸法を、特許文献１の図３に記載された配置と比較して拡大することができる。この一次側接続管と二次側接続管の内径寸法は、カプセルヘッドの平面部の直径寸法の２５％以上、４５％以下とすることが好ましい。２５％未満である場合、一次側接続管と二次側接続管の内径寸法を拡大することによる圧力損失の低減効果を十分に得ることができない。又、４５％を超える内径寸法では、カプセルヘッドに一次側接続管と二次側接続管を配置することができない。

本発明のカプセルフィルタに用いられる屈折管の、二次側接続管に対応する前記開口部に接続される開口は、二次側接続管の内径寸法以上の内径寸法を有することが好ましい。又、屈折管の、フィルタカートリッジが取り付けられるフィルタ受け座には、フィルタカートリッジの内径寸法以上の内径を有する受け部開口が設けられることが好ましい。この構成により、処理対象流体が屈折管を通過する際に生じる圧力損失を低減することができる。

本発明のカプセルフィルタに用いられるフィルタカートリッジ、カプセルヘッドおよび屈折管は、熱可塑性樹脂により構成されることが好ましい。この場合の各部に用いられる熱可塑性樹脂が互いに熱溶着な可能なものである場合、各部の接続にかかる部品を省略してカプセルフィルタの製作に要する部品点数を削減することができる。

本発明のカプセルフィルタに用いられる屈折管は、カプセルヘッドおよびフィルタカートリッジと、熱溶着により一体化されることが好ましい。各部の接続にかかる部品を省略してカプセルフィルタの製作に要する部品点数を削減することができる。

本発明のカプセルフィルタに用いられるフィルタカートリッジは、フィルタ受け座にシール部材を介して挿嵌することにより、前記屈折管に取り付けることができる。処理対象液に応じて選択されるカプセルフィルタの材質が、屈折管との熱溶着による一体化に適さない等の場合には、屈折管とフィルタカートリッジの封止を確実に行うため、屈折管に設けられたフィルタ受け座とフィルタカートリッジの間にシール部材を用いて接続するものである。

本発明のカプセルフィルタに用いられ、一次側接続管の前記開口部に取り付けられた弁構造体の開放度は、一次側接続管の上部空間に延在する屈折管の下面に弁体が当接することにより制限されることが好ましい。又、二次側接続管の前記開口部に取り付けられた弁構造体の開放度は、屈折管の開口の上部に設けられた傾斜部に、弁体が当接することにより制限されることが好ましい。

弁構造体は弁開閉部材により押し上げられて前記開口部を開放するが、弁構造体のキャップ部に設けられた貫通孔と、弁開閉部材の拡径部の位置が、製作誤差等の原因により一致しない場合に、弁構造体の開放度が過剰に大きくなって処理対象液の流通抵抗が不安定になったり、弁構造体の接続対象部が破損したりすることを防止するための構造である。

本発明にかかるカプセルフィルタにおいて、一次側接続管および二次側接続管の外周部および／又は内周部にはそれぞれＯリングの嵌め合い用の溝部を設けることなくＯリングを配置し、一次側接続筒部および二次側接続筒部の端部にそれぞれＯリング当接部を設け、一次側接続管および二次側接続管を一次側接続筒部および二次側接続筒部にそれぞれ挿入する際、ＯリングがＯリング当接部に当接することにより、一次側接続管部と一次側接続筒部および二次側接続管部と二次側接続筒部をシールする構造とすることが好ましい。

一次側接続管および二次側接続管の外周部にＯリングを位置決めするための溝部を設けると、この溝部の深さ分だけ両接続管の厚みが増し、両接続管の内径寸法が減少して処理対象液の流通により生じる圧力損失が増大することとなる。これを防止するため、カプセルヘッドの一次側接続管および二次側接続管が突出する面と、カバー部材に設けられた一次側接続筒部および二次側接続筒部の端面との間でＯリングを挟み込む構成とし、前記溝部を設けることなくＯリングの固定およびＯリングによる一次側接続管と一次側接続筒部および二次側接続管と二次側接続筒部の封止を行う構造とした。

他の実施態様において、本発明は、一端が閉止され、他端が開放された円筒形のカプセルボトムと、前記カプセルボトム内に配置された円筒形のフィルタカートリッジと、前記他端には、処理対象液を導入し、カプセルボトムの内部に連通する一次側接続管およびフィルタカートリッジを通過した処理済液が流出し、フィルタカートリッジの内周部に連通する二次側接続管が設けられたカプセルヘッドが接続されたカプセルフィルタであって、前記一次側接続管および前記二次側接続管のフィルタカートリッジ側の開口部には、それぞれ弁構造体が設けられ、前記弁構造体は、平面状の弁体と、前記弁体と一体に設けられた接合対象部と、弁体から延在する円形の側壁部と、前記側壁部の一端に前記弁体と平行な面を有するキャップ体を有し、キャップ体には、先端に固定端を有し、且つ、前記固定端の前記弁体側に縮径部を有する弁開閉ピンが弁体の反対側に延在し、前記開口部には、前記側壁部が前記一次側接続管および前記二次側接続管の内周壁に沿って嵌め合わされ、前記カプセルヘッドの前記フィルタカートリッジ側の壁面に、前記接合対象部が接合されたカプセルフィルタが、前記一次側接続管および前記二次側接続管がそれぞれ接続される一次側接続筒部および二次側接続筒部を有するカバー部材に接続され、前記カバー部材の前記一次側接続筒部および前記二次側接続筒部の内部には、支持脚を介して、前記固定端が貫通する貫通孔を有する円盤を有し、前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部に取り付ける操作により、前記弁開閉部材の前記固定端が前記貫通孔を押し広げて前記縮径部まで前記円盤を貫通し、前記縮径部の上端が前記貫通孔の周縁部を押し上げて前記開口部を開放し、および、前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部から取り外す操作により、前記円盤を貫通している固定端が前記貫通孔の周縁部を押し下げ、前記弁構造体を、前記開口部を閉鎖する位置まで移動させた後、前記固定端が前記貫通孔を押し広げて前記円盤から取り外されることを特徴とする、カプセルフィルタシステムを提供する。

カプセルフィルタをカバー部材に取り付ける操作により、円盤を貫通した取付ピンが、接合対象部を支点として弁構造体を持ち上げて開口部を開放し、又、カプセルフィルタをカバー部材から取り外す操作により、取付ピンがカバー部材に引かれて弁構造体を開口部を閉鎖することができる。

本発明のカプセルフィルタは、上記の弁構造体を用いることによりカプセルフィルタの操作時に確実な封止を行う事ができるとともに、上記構成とすることにより、先行技術と比較してカプセルフィルタを処理対象液が流通する際に生じる圧力損失を低減することができる。

本発明の第一実施形態にかかるカプセルフィルタの分解図である。本発明の第一実施形態にかかるカプセルフィルタの組立断面図である。本発明の第一実施形態にかかるカプセルヘッドの断面図である。本発明の第一実施形態にかかる弁構造体の（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。本発明の第一実施形態にかかる弁構造体に設けられる（ａ）スリット、（ｂ）開放孔をあらわす図である。本発明の第一実施形態にかかるカプセルフィルタが接続されるカバー部材の（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。本発明の第一実施形態にかかるカプセルフィルタのカバー部材への取付状態をあらわす図である。本発明の第一実施形態にかかるカプセルフィルタの接合対象部を取付ピンを用いて係止した状態をあらわす（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。本発明の第一実施形態にかかる屈折管とフィルタカートリッジの接続状態をあらわす図である本発明の第二実施形態にかかるカプセルフィルタシステムの、（ａ）カプセルフィルタとカバー部材の取り付け前の状態、（ｂ）取り付け後の状態をあらわす断面図である。実施品と従来品の圧力損失をあらわす図である。

図１～図９を参照しながら、本発明の第一実施形態を説明する。

本発明のカプセルフィルタ１は、一端が閉止され、他端が開放され、内部にフィルタカートリッジ２が挿入されるカプセルボトム３と、カプセルボトム３の開放端に、熱溶着や溶接、フランジによる締結など、公知の接続手段により液漏れを防止する封止により接続されるカプセルヘッド４を有する。

カートリッジフィルタ２は、中空の円筒体であって、その外観や構成は、例えば特許文献３に記載されたフィルタカートリッジのようなものがある。フィルタカートリッジに用いられるろ過材としては、不織布をプリーツ加工した後、円筒形に形成したものや、活性炭の成型品などを用いることができる。

カプセルボトム３は、一端が蓋部品の溶着や胴部との一体成型により閉止された円筒体であって、その内部にはフィルタカートリッジ２が挿入されている。尚、閉止端にはカプセルフィルタ１に通液する際に使用されるベントバルブや、カプセルフィルタ１を保持するための取手、又は取手にエアベントの機能を付与した取手兼エアベントバルブなどを取り付けてもよい。

カプセルヘッド４は、カプセルボトム３の開放端に接続されてこの開放端を閉止する。カプセルヘッド４は、一次側接続管５および二次側接続管６を有し、一次側接続管５および二次側接続管６は、カプセルヘッド４がカプセルボトム３の開放端に接続された後に形成される内部空間７と外部８を連通する（図２参照）。

ここで、一次側接続管５および二次側接続管６は、カプセルヘッド４から外部８に向けて突出しているが、カプセルヘッド４の内部空間７側（フィルタカートリッジ２側）の開口部９、１０の周縁は、略平面である（図３参照）。

カプセルヘッド４の内部空間７側の開口部９、１０には、それぞれ弁構造体１１、１２が取り付けられている。弁構造体１１、１２は図４に示すように、平面上の弁体１３と、弁体に一体に設けられた接合対象部１４と、弁体から延在する円形の側壁部１５と、弁体と平行な面に貫通孔１６が設けられたキャップ体１７を有している。

弁構造体１１、１２は、キャップ体１７の側壁部１５が一次側接続管５および二次側接続管６の内周壁１８、１９に封止部を構成するように嵌め合わされている。又、この嵌め合わせがなされると、弁体１３と開口部９、１０の周縁部も封止部を構成する。

弁構造体１１、１２は、接合対象部１４がカプセルヘッド４の内部空間７側の壁面に接合されることにより、カプセルフィルタ１に固定される。この接合の方法は、カプセルヘッド４および接合対象部１４の材質により選択され、例えば熱溶着や接着剤を用いた接着、ビス等による固定などの方法を採用することができる。

本発明にかかるカプセルフィルタ１は、一次側接続管５が接続される一次側接続筒部２１および二次側接続管６が接続される二次側接続筒部２２を有するカバー部材２０に取り付けられて使用される。図６にあらわすように、一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２の内部には、先端に固定端２４を有し、固定端２４の下側に縮径部２５を有する弁開閉部材２３が支持材２６を介して取り付けられている。

カプセルフィルタ１をカバー部材２０に取り付ける場合、まず、一次側接続管５および二次側接続管６が一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２の内部にそれぞれ挿入される。さらに、カプセルフィルタ１とカバー部材２０を接近させると、固定端２４が貫通孔１６に接触し、そのまま進めると固定端２４が貫通孔１６を押し広げて縮径部２５の位置まで進み、弁開閉部材２３の先端がキャップ体１７の内部に挿入される。この状態で更に進めると、縮径部の下端が貫通孔１６の周縁部を押し上げ、弁構造体１１、１２が接合対象部１４の接合点を支点として開口部９、１０から外れて、開口部９、１０が開放状態となる。

また、上記の状態からカプセルフィルタ１とカバー部材２０を取り外す場合、一次側接続管５および二次側接続管６を一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２のから引き抜く方向に移動させると、まず、キャップ体１７内部の固定端２４が貫通孔１６の周縁部を押し上げ、弁構造体１１、１２を、開口部９、１０が閉止する位置まで移動させる。この場合、キャップ体１７の側壁部１５は、一次側接続管５および二次側接続管６の内壁に沿って一次側接続管５および二次側接続管６の内部に侵入するが、弁体１３は開口部９、１０の周縁部に当接するため、弁構造体１１、１２は開口部９、１０を封止する位置で固定される。更に引き抜くと、固定端２４が貫通孔１６を押し広げてキャップ体１７の内部から抜け出て弁構造体１１、１２から取り外される。

上記構成のように、カプセルフィルタ１をカバー部材２０に取り付ける操作により、弁構造体１１、１２が開口部９、１０から取り外されて開口部９、１０を開放することができる。又、カプセルフィルタ１をカバー部材２０から取り外す操作により、同時に弁構造体１１、１２が開口部９、１０を閉止することができる。さらに、前記開放、閉止は、弁開閉部材２３の先端の固定端２４がキャップ体１７の内部に侵入することで、弁構造体１１、１２と弁開閉部材２３が締結された状態で行われる。そのため、開口部９、１０の開放度（図７の角度α）は一定に保たれ、特許文献２の様に、処理対象液の流量によって異なることはない。

キャップ体１７は、図５（ａ）にあらわすような、貫通孔１６から側壁部１５に向かって延在する一以上のスリット２７を有してもよいし、図５（ｂ）にあらわすような、貫通孔１６から側壁部１５にむかって延在する開放孔２８を有してもよい。スリットの本数や長さ、又は開放孔の本数や長さ、幅を調節することで、弁開閉部材と弁構造体の締結強度を調節することができる。これにより、締結力が強すぎる場合の弁構造体の破損や、締結力が弱すぎる場合の弁構造体による前記開口部の不十分な閉止などを回避することができる。

尚、前記調節を開放孔２８により行う場合、開放孔２８の幅寸法（図５（ｂ）の寸法β）は、貫通孔１６の直径寸法の５０％以下とすることが好ましい。５０％を超えた場合、貫通孔１６から固定端２４を引き抜く際の抵抗力が小さく、弁構造体１１、１２が開口部９、１０を十分に閉止しない状態で固定端２４が外れるおそれがあるからである。

又、弁開閉部材２３が弁構造体１１、１２を押し上げる際、弁開閉部材２３の動きは直線運動であるが、弁構造体は接合対象部１４付近に形成される支点を中心とした円運動であるため、固定端２４がキャップ体１７内部に挿入された後の、キャップ体１７の平面部の角度と弁開閉部材２３の軸心との角度の関係が変化して弁開閉部材２３が傾斜し、弁構造体１１、１２や弁開閉部材が破損する恐れがある。スリット２７や開放孔２８を有することで、弁構造体１１、１２の開閉動作において前記平面部と弁開閉材２３の軸心の角度が変化しても、縮径部２５や固定端２４がスリット２７や開放孔２８を押し広げて弁開閉部材２３の傾斜を防止することができる。

本発明にかかるカプセルフィルタ１の材質は、処理対象液に対する耐薬品性や、使用時に加えられる圧力、温度などにより選択されるが、一実施形態において、弁構造体１１、１２やカプセルヘッド４は、熱可塑性樹脂により構成することができる。この熱可塑性樹脂が熱溶着可能なものである場合、カプセルヘッド４と接合対象部１４を熱溶着することで、カプセルフィルタ１をカバー部材２０に取り付ける際には、この熱溶着の端部を支点として弁構造体１１、１２が開口部９、１０から取り外され、処理対象液や処理済液の流路を開放することができる（図７参照）。

弁構造体１１、１２のカプセルヘッド４への取り付けは、図８に示すように、カプセルヘッド４に取付ピン２９を設け、且つ、接合対象部１４に取付穴３０を設けて、取付ピン２９を取付穴３０に挿入することによって行ってもよい。これにより、カプセルフィルタ１の製造工程において、カプセルヘッド４に弁構造体１１、１２を取り付ける際の位置決めが容易となり、生産性を向上させることができる。尚、取付ピン２９を取付穴３０に挿入した後は、取付穴３０の周囲で熱溶着や接着による固定を追加してもよいし、取付ピン２９の長さを適当なものとして後述の屈折管３２に当接させることで、弁構造体１１、１２が抜け落ちない構成としてもよい。

ここで、カプセルフィルタ１は通常、使用される際の設置スペースを最小化するため、カプセルボトム３内に、フィルタカートリッジ２を、カプセルボトム３と同軸に設置する。この状態で、カプセルボトム３の内部空間７に一次側接続管５の開口部９が開口するフィルタカートリッジ２は、その筒状の内周部３１が二次側接続管６の開口部１０に接続されている。しかし、開口部９、１０の配置が特許文献１の図３や、特許文献２の図２のようなものである場合、二次側接続管６がフィルタカートリッジ２およびカプセルボトム３と同軸であり、カプセルヘッド４の残余の部分に一次側接続管５およびその開口部９が配置される。そのため、二次側接続管６を中心として一次側接続管５と半径方向対象の部位には開口部９、１０のいずれもが設けられておらず、開口部９、１０は小径となって、処理対象液や処理済液の流通抵抗が大きくなって圧力損失が増大する。

本発明では、開口部１０とフィルタカートリッジ３の内周部３１を接続するために屈折管３２を用いることで、上記課題を解決する。すなわち、図２、図７にあらわすように、一次側接続管５と二次側接続管６を、それぞれカプセルボトム３とフィルタカートリッジ２に共通する軸を中心として半径方向対象に配置する。これにより、一次側接続管５およびそのカプセルヘッド４における開口部９、二次側接続管６およびそのカプセルヘッド４における開口部１０を、カプセルヘッド４の平面部４０において大径とすることができ、処理対象液や処理済液の流通により生じる圧力損失を低減することができる。

この場合の、一次側接続管５およびその開口部９、二次側接続管６およびその開口部１０の内径寸法は、カプセルヘッド４の平面部４０の直径寸法の２５％以上、４５％以下とすることが好ましい。２５％未満である場合、一次側接続管５と二次側接続管６の内径寸法を拡大することによる圧力損失の低減効果を十分に得ることができない。又、４５％を超える内径寸法では、カプセルヘッド４に一次側接続管５と二次側接続管６を配置することができない。

屈折管３２の開口部１０側の開口３３や、フィルタカートリッジ２側の開口３４の内径寸法を、それぞれ開口部１０や内周部３１の内径寸法と同じもしくはそれ以上とすることで、屈折管３２の屈折管路３５により生じる圧力損失の発生を従来品と比較して低減することができる。

屈折管３２とカプセルヘッド４、フィルタカートリッジ２をそれぞれ熱可塑性樹脂により構成し、熱溶着により一体化することもできる。各部の接続にかかる部品を省略して部品点数を削減することができる。

又、屈折管３２とフィルタカートリッジ２の接続は、図９に示すように、屈折管３２の開口３４に設けたフィルタ受け座３６に、シール部材３７を介して挿嵌することにより行ってもよい。処理対象液に応じて選択されるカプセルフィルタ２の材質が、屈折管３２との熱溶着による一体化に適さない等の場合には、屈折管３２とフィルタカートリッジ２の封止を確実に行うため、屈折管に設けられたフィルタ受け座３６とフィルタカートリッジ２の間にシール部材３７を用いて接続するものである。

弁構造体１１、１２の開放度（図７の角度α）は、屈折管３２の下面３８や、開口３３の上部であって屈折管３２の内壁面に設けられた傾斜部３９に、弁体１３が当接することにより制限される構成としてもよい。弁構造体１１、１２は弁開閉部材２３により押し上げられて前記開口部９、１０を開放するが、弁構造体１１、１２のキャップ部１７に設けられた貫通孔１６と、弁開閉部材２３の固定端２４の位置が、製作誤差等の原因により一致しない場合に、弁構造体１１、１２の開放度が過剰に大きくなって処理対象液の流通抵抗が不安定になったり、弁構造体１１、１２の接続対象部１４が破損したりすることを防止するための構造である。

一次側接続管５や二次側接続管６は、外周部や内周部にＯリングの嵌め合い用の溝部を設けることなく、Ｏリング４１を取り付け、一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２の端部にＯリング当接部４２を設けることで、一次側接続管５および二次側接続管６を一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２に挿入した際、Ｏリング４１がＯリング当接部４２に当接して処理対象液および処理済液の流路を封止する構造としてもよい。一次側接続管５や二次側接続管６の内径寸法を可能な限り大径とするためである。

次に、図１０（ａ）（ｂ）用いて、本発明の第二実施形態におけるカプセルフィルタシステムを説明する。第二実施形態において、フィルタカートリッジ２やカプセルボトム３、屈折管３２の構成および弁構造体１１のカプセルヘッド４への接合にかかる態様は第一実施形態と共通するため説明を省略する。

第二実施形態では、弁構造体１１、１２のキャップ体１７に貫通孔１６は無く、キャップ体１７には弁開閉ピン４３が取り付けられている。又、弁開閉ピン４３の先端に設けられた固定端２４および縮径部２５が挿入される貫通孔４５が設けられた円盤４４が、支持脚４６を介して一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２の内部に取り付けられている。

この様な構成のカプセルフィルタシステムにおいて、カプセルフィルタ１をカバー部材２０に取り付ける場合、まず、一次側接続管５および二次側接続管６が一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２の内部にそれぞれ挿入される。さらに、カプセルフィルタ１とカバー部材２０を接近させると、固定端２４が貫通孔４５に接触し、そのまま進めると固定端２４が貫通孔４５を押し広げて縮径部２５の位置まで進み、弁開閉ピン４３の先端が円盤４４を貫通する。この状態で更に進めると、縮径部２４の上端が貫通孔４５の周縁部を押すことにより、弁構造体１１、１２が接合対象部１４の接合点を支点として開口部９、１０から外れて、開口部９、１０が開放状態となる。

又、上記の状態からカプセルフィルタ１とカバー部材２０を取り外す場合、一次側接続管５および二次側接続管６を一次側接続筒部２１および二次側接続筒部２２のから引き抜く方向に移動させると、まず、固定端２４が貫通孔４５の周縁部を押し下げ、弁構造体１１、１２が、開口部９、１０を閉止する位置まで移動される。この場合、キャップ体１７の側壁部１５は、一次側接続管５および二次側接続管６の内壁に沿って一次側接続管５および二次側接続管６の内部に侵入するが、弁体１３は開口部９、１０の周縁部に当接するため、弁構造体１１、１２は開口部９、１０を封止する位置で固定される。更に引き抜くと、固定端２４が貫通孔４５を押し広げて円盤４４から抜き取られて取り外し作業が完了する。

上記構成のように、カプセルフィルタ１をカバー部材２０に取り付ける操作により、弁構造体１１、１２が開口部９、１０から取り外されて開口部９、１０を開放することができる。又、カプセルフィルタ１をカバー部材２０から取り外す操作により、同時に弁構造体１１、１２が開口部９、１０を閉止することができる。さらに、前記開放、閉止は、弁開閉ピン４３の先端の固定端２４が円盤４４を貫通することで、弁構造体１１、１２と弁開閉ピン４３が締結された状態で行われる。そのため、開口部９、１０の開放度（図１０の角度α）は一定に保たれ、特許文献２の様に、処理対象液の流量によって異なることはない。

実施品（本発明品）と従来品「（株）ロキテクノ製，Ｅｚ－ｃｈａｎｇｅフィルターカートリッジ」ともにカプセル内部に配置された円筒形のフィルタカートリッジをカプセル内部から取り除き、カプセル内部を空の状態にし、水をカプセル内部に流し、カプセル内部を満水にした。満水後から１分間、一次側接続管（従来品では原水供給管）及び二次側接続管（従来品では浄活排出管）からの水漏れ量を測定した。

表１に実施品及び従来品の水漏れ量を記載した。従来品は水漏れがあるが、実施品には漏れがないことが分かる。

実施品（本発明品）と従来品「同上」ともにカプセル内部に配置された円筒形のフィルタカートリッジをカプセル内部から取り除き、カプセル内部を空の状態にし、２０ｃＰのグリセリン溶液をカプセル内部と連通する一次側接続管（従来品では原水供給管）から導入し、二次側接続管（従来品では浄活排出管）へ流し、通水時の圧力損失を測定した。測定結果を図１１に示す。

図１１より、実施品は従来品より圧力損失が低下していることが分かる。

１カプセルフィルタ
２フィルタカートリッジ
３カプセルボトム
４カプセルヘッド
５一次側接続管
６二次側接続管
７内部空間
８外部
９開口部
１０開口部
１１弁構造体
１２弁構造体
１３弁体
１４接合対象部
１５側壁部
１６貫通孔
１７キャップ体
１８内周壁
１９内周壁
２０カバー部材
２１一次側接続筒部
２２二次側接続筒部
２３弁開閉部材
２４固定端
２５縮径部
２６支持材
２７スリット
２８開放孔
２９取付ピン
３０取付穴
３１内周部
３２屈折管
３３開口
３４開口
３５屈折管路
３６フィルタ受け座
３７シール部材
３８下面
３９傾斜部
４０平面部
４１Ｏリング
４２Ｏリング当接部
４３弁開閉ピン
４４円盤
４５貫通孔
４６支持脚

Claims

一端が閉止され、他端が開放された円筒形のカプセルボトムと、
前記カプセルボトム内に配置された円筒形のフィルタカートリッジと、
前記他端には、処理対象液を導入し、カプセルボトムの内部に連通する一次側接続管およびフィルタカートリッジを通過した処理済液が流出し、フィルタカートリッジの内周部に連通する二次側接続管が設けられたカプセルヘッドが接続されたカプセルフィルタにおいて、
前記一次側接続管および前記二次側接続管のフィルタカートリッジ側の開口部には、それぞれ弁構造体が設けられ、
前記弁構造体は、平面状の弁体と、
前記弁体と一体に設けられた接合対象部と、
前記弁体から延在する円形の側壁部と、前記側壁部の一端に前記弁体と平行な面に貫通孔が設けられたキャップ体と、を有し、
前記開口部には、前記側壁部が前記一次側接続管および前記二次側接続管の内周壁に沿って嵌め合わされ、
前記カプセルヘッドの前記フィルタカートリッジ側の壁面に、前記接合対象部が接合される、
カプセルフィルタ。
前記カプセルフィルタは、前記一次側接続管および前記二次側接続管がそれぞれ接続される一次側接続筒部および二次側接続筒部を有するカバー部材に接続され、
前記カバー部材の前記一次側接続筒部および前記二次側接続筒部の内部には、先端に拡径部を有し、前記拡径部の下側にくびれ部が設けられた弁開閉部材がそれぞれ取り付けられ、
前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部に取り付ける操作により、前記弁開閉部材の前記拡径部が前記貫通孔を押し広げて前記くびれ部まで前記キャップ体の内部に挿入され、前記くびれ部の下端が前記貫通孔の周縁部を押し上げて前記開口部を開放し、
および、前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部から取り外す操作により、前記キャップ体の内部に挿入されている前記拡径部が前記貫通孔の周縁部を押し下げ、前記弁構造体を、前記開口部を閉鎖する位置まで移動させた後、前記拡径部が前記貫通孔を押し広げて前記弁構造体から取り外されることを特徴とする、請求項１に記載のカプセルフィルタ。
前記貫通孔から前記側壁部に向かって延在する１以上のスリットを有する、請求項２に記載のカプセルフィルタ。
前記貫通孔から側壁部に向かって延在し、貫通孔の直径寸法の５０％以下の幅寸法を有する１以上の開放孔を有する、請求項２に記載のカプセルフィルタ。
前記弁構造体および前記カプセルヘッドは熱可塑性樹脂により構成され、前記カプセルヘッドと前記接合対象部の接合は、熱溶着により行われる、請求項１乃至請求項４に記載のカプセルフィルタ。
前記接合対象部に取付穴を穿孔し、
前記カプセルヘッド部に取付ピンを設け、
前記取付ピンを前記取付穴に挿入することにより、前記弁構造体をカプセルヘッドに固定する、請求項１乃至請求項５に記載のカプセルフィルタ。
前記カプセルボトムと前記フィルタカートリッジが同軸に配置され、
前記一次側接続管および前記二次側接続管は、前記カプセルヘッドにおいて、前記軸を中心として半径方向対象に配置され、
前記カプセルヘッドには、前記二次側接続管と前記フィルタカートリッジの内周部を接続する屈折管を設け、
前記一次側接続管および前記二次側接続管の内径寸法は、前記カプセルヘッドの平面部の直径寸法の２５％以上、４５％以下である、請求項１乃至請求項６に記載のカプセルフィルタ。
前記フィルタカートリッジ、前記カプセルヘッドおよび前記屈折管は、熱可塑性樹脂により構成され、前記屈折管は、前記カプセルヘッドおよび前記フィルタカートリッジと、熱溶着により一体化される、請求項７に記載のカプセルフィルタ。
前記二次側接続管の前記開口部に取り付けられた前記弁構造体の開放度は、前記屈折管の開口の上部に設けられた傾斜部に、前記弁体が当接することにより制限される、請求項７又は請求項８に記載のカプセルフィルタ。
一端が閉止され、他端が開放された円筒形のカプセルボトムと、
前記カプセルボトム内に配置された円筒形のフィルタカートリッジと、
前記他端には、処理対象液を導入し、カプセルボトムの内部に連通する一次側接続管およびフィルタカートリッジを通過した処理済液が流出し、フィルタカートリッジの内周部に連通する二次側接続管が設けられたカプセルヘッドが接続されたカプセルフィルタであって、
前記一次側接続管および前記二次側接続管のフィルタカートリッジ側の開口部には、それぞれ弁構造体が設けられ、
前記弁構造体は、平面状の弁体と、
前記弁体と一体に設けられた接合対象部と、
弁体から延在する円形の側壁部と、前記側壁部の一端に前記弁体と平行な面を有するキャップ体を有し、
キャップ体には、先端に固定端を有し、且つ、前記固定端の前記弁体側に縮径部を有する弁開閉ピンが弁体の反対側に延在し、
前記開口部には、前記側壁部が前記一次側接続管および前記二次側接続管の内周壁に沿って嵌め合わされ、
前記カプセルヘッドの前記フィルタカートリッジ側の壁面に、前記接合対象部が接合されたカプセルフィルタが、
前記一次側接続管および前記二次側接続管がそれぞれ接続される一次側接続筒部および二次側接続筒部を有するカバー部材に接続され、
前記カバー部材の前記一次側接続筒部および前記二次側接続筒部の内部には、支持脚を介して、前記固定端が貫通する貫通孔を有する円盤を有し、
前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部に取り付ける操作により、前記弁開閉ピンの前記固定端が前記貫通孔を押し広げて前記縮径部まで前記円盤を貫通し、前記縮径部の上端が前記貫通孔の周縁部を押して前記開口部を開放し、
および、前記一次側接続管と前記二次側接続管をそれぞれ一次側接続筒部および二次側接続筒部から取り外す操作により、前記円盤を貫通している固定端が前記貫通孔の周縁部を押し下げ、前記弁構造体を、前記開口部を閉鎖する位置まで移動させた後、前記固定端が前記貫通孔を押し広げて前記円盤から取り外されることを特徴とする、
カプセルフィルタシステム。