JPWO2016174777A1 - 濾過装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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、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、PCV、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。
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。
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
[0007]
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。
[0008]
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。
[0009]
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。
課題を解決するための手段
[0010]
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を、フィルターハウジング内で前記ボウルに、取外し可能に固定してなるものである。
ここで、フィルターハウジングは、フィルターカートリッジ及び前記ボウルのそれぞれに係合するストッパー部材をさらに有することが好ましい。
[0011]
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。
[0012]
またこの発明の濾過装置では、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することが好ましい。
[0013]
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、前記ボウル及び前記ストッパー部材のそれぞれに、前記外向きフランジ部を前記回転方向の両側から挟む少なくとも一対の縦壁面を設けることが好ましい。
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。
[0014]
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。
[0015]
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
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。
[0047]
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。
[0048]
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。
[0049]
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。
[0050]
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。
[0051]
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。
[0052]
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
Claims (12)
- 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を、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請求項1又は2に記載の濾過装置。
- 前記ボウル及び前記ストッパー部材のそれぞれに、前記外向きフランジ部を前記回転方向の両側から挟む少なくとも一対の縦壁面を設けてなる請求項3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3に記載の濾過装置。
- 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5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5又は6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7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3〜8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3〜9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3〜10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1〜11のいずれか一項に記載の濾過装置。
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