KR20200088211A

KR20200088211A - 여과 장치

Info

Publication number: KR20200088211A
Application number: KR1020197010135A
Authority: KR
Inventors: 쯔요시 나가시마; 류우지 후쿠다
Original assignee: 미라이얼 가부시키가이샤
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2020-07-22
Also published as: TW201924763A; WO2019106804A1; CN110099729A; JPWO2019106804A1; TWI775966B; KR102502600B1; JP6982577B2; CN110099729B

Abstract

이 발명의 여과 장치는, 헤드(13) 및, 상기 헤드(13)에 착탈 가능한 볼(11)을 가지는 필터 하우징(10)과, 필터 하우징(10)의 내부에 수용 배치되어 필터부를 가지는 필터 카트리지(20)를 갖추고, 상기 헤드(13)의 유입구(14)로부터 유입하는 액체를 필터 카트리지(20)의 필터부에 통과시켜서 상기 헤드(13)의 유출구(15)로부터 유출시킴으로써 상기 액체를 여과하는 여과 장치(1)이며, 필터 하우징(10)의 볼(11)이 통 모양의 측부(11a), 상기 측부(11a)의 일단측에 위치하여 헤드(13)가 부착되는 개구부(11b) 및, 상기 측부(11a)의 타단측을 밀폐하는 바닥부(11c)를 포함해서 구성되는 동시에, 상기 측부(11a)가 상기 개구부(11b)측으로부터 상기 바닥부(11c)측을 향해서 끝이 가늘어지는 테이퍼 모양 부분(16)을 가지고, 상기 테이퍼 모양 부분(16)의 축선 방향 도중에 상기 개구부(11b)측을 향해서 테이퍼 모양 부분(16)의 외면보다 외주측으로 및/또는 테이퍼 모양 부분(16)의 내면보다 내주측으로 전체 둘레에 걸쳐서 밀어내어 횡단면적을 증대시키는 접합용 표면(18)이 형성되는 것이다.

Description

여과 장치

이 발명은 필터 하우징과, 필터 하우징 내에 수용 배치되는 교환 가능한 필터 카트리지를 갖추고, 액체를 필터 카트리지의 필터부에 통과시켜서 여과하는 여과 장치에 관한 것으로, 특히, 필터 하우징을 다양한 치수의 필터 카트리지에 대응시킬 수 있는 기술을 제안하는 것이다.

이 종류의 여과 장치는 일반적으로, 액체가 유입 또는 유출하는 유입구 및 유출구를 형성한 헤드 및 헤드에 탈부착 가능하도록 연결되는 바닥 접촉 통 모양의 볼을 가지는 필터 하우징과, 필터 하우징 내에서 헤드에 부착되어 수용 배치되는 필터 카트리지로 구성되는 것으로서, 예를 들면, 반도체, 전자 부품, 그 외 각종 제조 시에 사용되는 순수, 약액 등 여과를 하기 위한 여과 과정에서 이용된다.

또한, 여기서 여과 장치를 일정 기간에 걸쳐서 사용하면, 필터 카트리지의 필터부에, 여과하는 오수에 함유되는 오염물질이 부착하는 등에 기인하여 오염물질의 포집 성능이 저하되는 점에서, 필터 카트리지는 소정의 사용 기간의 경과 후에 새로운 것과 교환하는 것이 일반적이다.

이러한 여과 장치에 관한 기술로서는 종래, 특허문헌 1∼3에 기재된 것 등이 있다.

특허문헌 1: 일본 특허공보 제4664596호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개2016-2522호 특허문헌 3: 국제 공개 제2016/174777호

그런데, 필터 카트리지는 그 하우징 축선 방향의 길이가 다른 다양한 크기가 존재하는바, 만일, 필터 하우징의 안쪽 공간에 대해서 하우징 축선 방향의 길이가 충분히 짧은 필터 카트리지를 상기 필터 하우징의 안쪽에 배치해서 사용하는 경우, 상기 여과 과정에서 여과 장치를 배치하는 공간상 제약 등의 관점에서, 필터 하우징의 제조 후에 그 볼의 하우징 축선 방향의 길이를 짧게 하는 경우가 있다. 이러한 볼 길이의 사후적인 단축은 볼의 하우징 축선 방향의 소정의 길이의 중간 세그먼트를 절단해서 제거함과 함께, 절단 후의 볼의 바닥부측 세그먼트와, 헤드가 부착되어 있는 개구부측 세그먼트를 이들 절단 단면에서 서로 접합해서 실시할 수 있다.

그런데, 예를 들어 사출 성형의 형태를 만들어내는 성질 등의 이유에서, 볼이 개구부측으로부터 바닥부측을 향하여 끝이 가늘어지는 테이퍼 모양 부분을 가지는 필터 하우징에서는, 상술한 것처럼 절단한 후의 볼의 바닥부측 세그먼트 및 개구부측 세그먼트의 각 절단 단면이 테이퍼 형상의 중간 세그먼트의 결락으로 인하여, 반경 방향으로 서로 어긋나게 된다. 이 경우, 볼의 바닥부측 세그먼트 및 개구부측 세그먼트의 단면끼리의 접합에 필요한 면적을 충분히 확보하지 못하고, 이들을 강고하게 접합할 수 없게 되는 문제가 있었다.

이 발명은 종래 기술이 가지는 이러한 문제를 해결하는 것을 과제로 하는 것으로써, 그 목적은 여러 가지 치수의 필터 카트리지에 대응시켜서 필터 하우징의 볼 길이를 유효하게 변경할 수 있는 여과 장치를 제공함에 있다.

이 발명의 여과 장치는 헤드 및 상기 헤드에 착탈 가능한 볼을 가지는 필터 하우징과, 필터 하우징의 내부에 수용 배치되어 필터부를 가지는 필터 카트리지를 갖추고, 상기 헤드의 유입구로부터 유입하는 액체를 필터 카트리지의 필터부에 통과시켜서 상기 헤드의 유출구로부터 유출시킴에 따라서 상기 액체를 여과하는 것으로, 필터 하우징의 볼이 통 모양의 측부, 상기 측부의 일단측에 위치하여 헤드가 부착되는 개구부, 및 상기 측부의 타단측을 밀폐하는 바닥부를 포함하여 구성되는 동시에, 상기 측부가 상기 개구부측으로부터 상기 바닥부측을 향하여 끝이 가늘어지는 테이퍼 모양 부분을 가지며, 상기 테이퍼 모양 부분의 축선 방향 도중에 상기 개구부측을 향하여 테이퍼 모양 부분의 외면보다 외주측으로 및/또는 테이퍼 모양 부분의 내면보다 내주측으로 전체 둘레에 걸쳐서 밀어내어 횡단면적을 증대시키는 접합용 표면이 형성되는 것이다.

여기서 바람직하게는, 볼이 상기 테이퍼 모양 부분의 축선 방향 도중에 상기 테이퍼 모양 부분의 외면보다 외주측에 환상으로 돌출하는 외측 플랜지를 가지고, 상기 외측 플랜지의 상기 개구부측을 향하는 표면을 테이퍼 모양 부분의 외면보다 외주측으로 밀어내는 상기 접합용 표면으로 한다.

이 경우, 상기 외측 플랜지의 가장 외주측으로 돌출하는 바깥쪽 단부 테두리의 직경을 상기 테이퍼 모양 부분의 최대 외경보다 작게 하는 것이 바람직하다.

또 바람직하게는, 볼이 상기 테이퍼 모양 부분의 축선 방향 도중에, 상기 테이퍼 모양 부분의 내면에 전체 둘레에 걸쳐서 돌출하는 모서리부를 구비한 안쪽 단차를 가지고, 상기 안쪽 단차의 상기 개구부측을 향하는 표면을 테이퍼 모양 부분의 내면으로부터 내주측으로 밀어내는 상기 접합용 표면으로 한다.

이 발명의 여과 장치에서는 상기 볼이 상기 볼의 축선 방향으로 상기 접합용 표면의 위치에서 서로 구획된 개구부측 세그먼트와, 상기 접합용 표면을 포함하는 바닥부측 세그먼트를 가지고, 개구부측 세그먼트 및 바닥부측 세그먼트가 서로 상기 접합용 표면에서 용착 또는 용접에 의해 접합되어 있는 경우가 있다.

이 여과 장치에서는 개구부측 세그먼트의 상기 바닥부측 세그먼트측 단면 전체가 바닥부측 세그먼트의 상기 접합용 표면을 포함하는 단면에 고착되어 있는 것이 바람직하다.

또, 이 발명의 여과 장치에서는, 상기 볼이 일체로 형성되어 있는 경우가 있다.

이 발명의 여과 장치에 의하면, 필터 하우징이 가지는 볼의 측부의 테이퍼 모양 부분에 그 축선 방향 도중에 횡단면적을 증대시키는 상기 접합용 표면이 형성됨에 따라, 볼 길이를 짧게 하기 위해서 볼의 테이퍼 모양 부분의 접합용 표면에서 개구부측 중간 세그먼트를 절단 제거하면, 중간 세그먼트 제거 후의 볼의 잔부인 바닥부측 세그먼트 및 개구부측 세그먼트의 각 절단 단면은 테이퍼 형상에 기인해서 내외주 쪽으로 어긋나게 되지만, 바닥부측 세그먼트 측에 위치하는 접합용 표면과 개구부측 세그먼트의 단면에서 충분한 면적이 강고하게 접합될 수 있다. 이에 따라서, 이 여과 장치에서는 필터 하우징의 볼 길이를 유효하게 변경할 수 있고, 여러 가지 치수의 필터 카트리지에 대응시킬 수 있다.

도 1은 이 발명의 일 실시형태의 여과 장치를 나타내는 하우징 축선 방향을 따르는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 여과 장치의 필터 하우징이 가지는 볼을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 볼의 종단면도이다.
도 4는 도 2의 볼에서 중간 세그먼트를 절단 제거하고, 바닥부측 세그먼트와 개구부측 세그먼트를 접합한 것을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 도 4의 볼의 요부를 확대해서 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 참고예의 볼을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 도 6의 볼에서 중간 세그먼트를 절단 제거하고, 바닥부측 세그먼트와 개구부측 세그먼트를 접합한 것을 나타내는 종단면도이다.
도 8은 도 7의 볼의 요부를 확대해서 나타내는 부분 단면도이다.
도 9는 도 2의 볼에서 중간 세그먼트를 절단 제거하고, 바닥부측 세그먼트와 개구부측 세그먼트를 접합한 것을 나타내는 종단면도이다.
도 10은 도 4의 볼을 가지는 다른 실시형태의 여과 장치를 나타내는 종단면도이다.
도 11은 도 9의 볼을 가지는 또 다른 실시형태의 여과 장치를 나타내는 종단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 이 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1에 종단면도로 예시하는 여과 장치(1)는 덮개가 있는 용기 모양을 이루는 필터 하우징(10)과 필터 하우징(10) 내에 수용 배치된 통 모양의 필터 카트리지(20)를 구비하여 이루어진다.

여기서, 도시한 실시형태에서는, 필터 하우징(10)은 원통 그 외의 통 모양의 측부(11a) 하우징 축선 방향의 일단측(도 1에서는 좌측)이 개구부(11b)에서 개방되는 동시에, 측부(11a)의 하우징 축선 방향의 타단측(도 1에서는 우측)이 바닥부(11c)로 밀폐된 볼(11), 및 볼(11)의 하우징 축선 방향의 일단측 개구부(11b)에 연결 링(12) 등에 의해 탈부착 가능하도록 액밀 구조로 연결되는 헤드(13)를 포함해서 구성되어 있다.

이 중, 헤드(13)는 예를 들면, 도시한 단면에서 하우징 축선(AD)을 멀리하여 서로 반대측을 향해서 늘어나는 원통 모양 등의 유입구(14) 및 유출구(15)를 가지는 것으로, 이들 유입구(14) 및 유출구(15)는 각각 필터 하우징(10) 내로의 액체 유입 및 필터 하우징(10)으로부터의 액체 유출을 가능하게 한다.

또한, 여기서 말하는 하우징 축선 방향이란, 바닥 접촉 통 모양의 볼(11)의 횡단면 중심 위치를 지나는 하우징 축선(AD)이 늘어나는 방향을 의미한다.

또한, 여기서 필터 카트리지(20)는 도시한 실시형태에서는 실질적으로 원통 모양의 본체부(20a)와, 하우징 축선 방향에서 본체부(20a)의 일단측에 형성한 개구부(20b)와, 볼(11)의 바닥부(11c)와 같은 쪽인 본체부(20a)의 타단측에 형성한 바닥부(20c)를 가지는 것이다. 또한, 여기에서는 필터 카트리지(20)는 그 대부분이 필터 하우징(10)의 내부에서 볼(11) 내에 위치하고, 볼(11)의 개구부(11b)로부터 헤드(13) 측으로 돌출하는 개구부(20b)측 단부로 헤드(13)에 연결된다.

그리고 이 필터 카트리지(20)는, 본체부(20a) 내에 필터 배치 공간(21)이 마련되어 있고, 이 필터 배치 공간(21)에 필터 하우징(10) 내로 유입한 액체를 통과시키는, 도시하지 않은 필터부가 배치된다. 또한, 본체부(20a)를 구성하는 통 모양 부분에는 액체가 통과할 수 있는 다수의 통로가 형성되어 있다.

이러한 여과 장치(1)는 예를 들면, 반도체나 마이크로 일렉트로닉스 등의 제조시에 사용되는 초순수나 약액 등의 액체용 여과에 제공되는 것이다.

이러한 액체를 여과 장치(1)를 이용해서 여과하려면, 예를 들어, 이 액체를 헤드(13)의 유입구(14)로부터 헤드(13) 내에 유입시켜서, 필터 카트리지(20)의 개구부(20b)측 단부로부터 볼(11) 내의 필터 카트리지(20) 안쪽으로 유동시킨다. 그리고 이 액체는 그 안쪽의 필터 배치 공간(21)의 필터부에서 액체 중의 오염물질이 제거되면서, 필터 카트리지(20)의 안쪽으로부터 바깥쪽을 향해서 본체부(20a)를 통과한다. 그 후, 액체는 볼(11) 및 헤드(13)의 내부를 순서대로 거쳐서, 유출구(15)에 의해 필터 하우징(10)으로부터 유출한다. 단, 여과 장치(1)를 이용한 이 여과 방법은 그 일례를 말한 것으로써, 이 발명은 이러한 여과 방법에 한정되는 것은 아니다.

그런데, 필터 하우징(10)의 볼(11)은 도 2에 사시도로 나타내듯이, 통 모양의 측부(11a)와, 측부(11a)의 하우징 축선 방향의 일단측에 위치하는 개구부(11b)와, 측부(11a)의 하우징 축선 방향의 타단측에 위치하는 바닥부(11c)를 가지게 되도록, 예를 들면 수지제인 경우에는 사출 성형에 의해서 형성되는 경우가 있다.

이 경우, 이러한 바닥 접촉 통 모양 볼(11)은 사출 성형 금형 내에서 경화시킨 후의 상기 금형으로부터 형태를 만들어내는 것을 고려하여, 도 3에 나타내는 바로부터 알 수 있듯이, 측부(11a)의 대부분을 개구부(11b)측으로부터 바닥부(11c)측을 향해서, 예를 들면 종단면에서 직선 모양으로 내외 지름이 점점 줄어들어서 끝이 가늘어지는 테이퍼 모양 부분(16)으로 한다. 이 실시형태에서는 연결 링(12)에 의한 헤드(13)와의 부착에 이용하는 부착 플랜지(17)로부터 바닥부(11c)측 내외 표면이 곡면이 되는 부분에 이르기까지의 사이를 테이퍼 모양 부분(16)으로 하고 있다. 이 테이퍼 모양 부분(16)의 하우징 축선(AD)에 대한 테이퍼 각도는 테이퍼 모양 부분(16)의 외면에서 측정하여, 예를 들면 0.5˚∼3˚로 할 수 있다. 하우징 축선 방향에서, 부착 플랜지(17)의 바닥부(11c)측을 향하는 표면으로부터 개구부(11b)까지의 부분은 테이퍼 모양은 아니고, 상기 테이퍼 모양 부분(16)에 포함되지 않는다.

단, 도시는 생략 하지만, 테이퍼 모양 부분은 종단면에서 곡선 모양 또는 그 외의 선 모양으로 끝이 가늘어지는 것도 포함되어, 어떠한 형상이어도 적어도 외경이 바닥부(11c)측을 향해서 점점 줄어드는 것이면 좋다.

여기서, 이 실시형태에서는, 상술한 것과 같은 테이퍼 모양 부분(16)의 하우징 축선 방향 도중에 테이퍼 모양 부분(16)의 외면보다 외주측으로 및/또는 테이퍼 모양 부분(16)의 내면보다 내주측으로 전체 둘레에 걸쳐서 밀어내고, 개구부(11b)측을 향하는 접합용 표면(18)을 형성한다. 이 접합용 표면(18)을 형성함으로써, 하우징 축선 방향으로 직교하고 상기 접합용 표면(18)을 포함하는 평면을 따라서 절단한 횡단면에서 본 경우, 접합용 표면(18)의 형성 위치에서 테이퍼 모양 부분(16)의 횡단면적이 증대한다.

테이퍼 모양 부분(16) 도중에 접합용 표면(18)을 형성하는 이점을 이 실시형태를 예로 들어 자세하게 설명하면 다음과 같다.

앞서 말한 필터 카트리지(20)는 그 용도나 성능, 그 밖의 조건에 따라서, 하우징 축선 방향 길이가 짧은 것도 있다. 이러한 짧은 필터 카트리지(20)를 사용하는 경우, 이에 비해서 하우징 축선 방향의 길이가 너무 긴 볼(11)에서는, 필터 하우징(10) 내부는 특히 볼(11)의 바닥부(11c)측에 필터 카트리지(20)가 존재하지 않는 여분의 공간이 생기는 한편, 필터 하우징(10)의 외부는 여과 장치(1)의 설치 개소에 따라서는 긴 볼(11)을 배치할 정도로 충분한 공간이 없는 경우가 있다. 이러한 상황에서는, 볼(11)을 제조한 후, 사후적으로 볼(11)의 하우징 축선 방향 길이를 짧게 할 필요가 생기는 경우가 있다.

이에 대해서는, 예를 들면, 도 3에 파선으로 나타내는 2개소의 절단 위치(CL1, CL2)에서 절단하여, 볼(11)의 하우징 축선 방향의 중간 세그먼트(Sm)(즉, 하우징 축선 방향에서 테이퍼 모양 부분(16)의 중간 영역에 각각 위치하여 서로 이격하는 절단 위치(CL1, CL2)의 2개 파선의 사이에 끼워지는 부분)를 제거하고, 도 4에 나타내듯이, 나머지 바닥부측 세그먼트(Sb)와 개구부측 세그먼트(Sa)를 그것들 절단 단면끼리 접합함으로써 대처하는 것이 가능하다.

여기서, 이 실시형태에서는 볼(11)의 테이퍼 모양 부분(16)의 하우징 축선 방향 도중에, 횡단면적을 증대시키는 접합용 표면(18)이 형성됨으로써, 2개소의 절단 위치(CL1, CL2) 중에서 바닥부(11c)측 절단 위치(CL2)를 그 접합용 표면(18)의 형성 위치와 일치시켜서, 도 5에 요부(CA)를 확대하여 나타내듯이, 개구부측 세그먼트(Sa)의 절단 단면을, 바닥부측 세그먼트(Sb)의 접합용 표면(18)을 포함하는 면적이 큰 절단 단면에 접합시킬 수 있다. 그에 따라서, 개구부측 세그먼트(Sa)와 바닥부측 세그먼트(Sb)의 절단 단면끼리 접합 면적을 확보할 수 있고, 그것들 절단 단면을 강고하게 접합할 수 있게 된다.

한편, 도 6에 나타내는 참고예의 여과 장치의 필터 하우징의 볼(81)에서는, 마찬가지로 절단 위치(CL1, CL2)에서 절단하고 중간 세그먼트(Sm)를 제거하면, 테이퍼 모양 부분(86)의 테이퍼 형상이기 때문에, 도 7, 8에 나타내는 바로부터 알 수 있듯이, 바닥부측 세그먼트(Sb)의 절단 단면이 개구부측 세그먼트(Sa)의 절단 단면보다 내주측으로 어긋나서 위치하게 된다. 그리고 바닥부측 세그먼트(Sb)와 개구부측 세그먼트(Sa)의 절단 단면을 서로 접합하려고 하면, 상술한 접합용 표면(18)이 존재하지 않기 때문에, 이 도면에 나타내듯이, 절단 단면끼리 접합 면적이 작아지고 강고한 접합을 실현하지 못하며, 또한 심하게는 절단 단면끼리 접합 가능한 부분이 없어져서 접합할 수 없다는 문제가 있다.

개구부측 세그먼트(Sa)와 바닥부측 세그먼트(Sb)와의 절단 단면끼리의 접합은, 수지 재료로 이루어지는 경우는 용착 또는, 금속재료로 이루어지는 경우는 용접에 의해 실시할 수 있다. 접착제의 사용 등에 의한 그 밖의 접합 방법도 채용 가능하기는 하지만, 재료 비용, 작업성 등의 관점에서 용착 또는 용접이 유리하다. 단, 염화비닐 등 수지의 재질, 그 외의 조건에 따라서는 접착이 유리한 경우도 있다.

상술한 것과 같은 절단 단면끼리의 강고한 접합을 실현하기 위해서, 접합용 표면(18)은 측부(11a)의 테이퍼 모양 부분(16)의 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있는 것을 필요로 한다. 그에 따라서, 바닥부측 세그먼트(Sb)와 개구부측 세그먼트(Sa)의 절단 단면을 서로 전체 둘레에 걸쳐서 충분히 큰 면적으로 접합할 수 있기 때문이다. 또한, 접합용 표면(18)은 둘레 방향으로 반경 방향 길이가 변화하는 것이어도 좋지만, 전체 둘레에 걸쳐서 일정한 반경 방향 길이를 가지는 거의 진원의 둥근 고리 모양인 것이 일반적이고, 그러한 반경 방향 길이를 둘레 방향으로 일정하게 한 접합용 표면(18) 쪽이 볼(11)을 제조하기도 쉽다.

절단 단면끼리의 접합 개소에서는 둘레 방향 및 반경 방향의 양방향에서 볼 때, 개구부측 세그먼트(Sa)의 바닥부측 세그먼트(Sb)측 단면 전체가 바닥부측 세그먼트(Sb)의 접합용 표면(18)을 포함하는 단면에 고착하고 있는 것이 바람직하다.

또, 접합용 표면(18)은 도시한 예에서는, 하우징 축선 방향으로 직교하는 평면에 대해서 거의 평행하게 형성되어 있는바, 접합용 표면(18)의 바깥쪽 단부 테두리를 개구부(11b)측 혹은 바닥부(11c)측의 어느 한 쪽으로 기울여서, 하우징 축선 방향으로 직교하는 평면에 대해서, 0˚∼60˚로 경사지도록 할 수 있다. 접합용 표면(18)의 경사 각도가 너무 크면, 개구부측 세그먼트(Sa)의 절단 단면을 바닥부측 세그먼트(Sb) 기울기의 접합용 표면(18)에 접합하게 되어, 절단 단면끼리의 접합 강도가 약간 저하할 우려가 있다.

그리고 또, 접합용 표면(18)의 하우징 축선 방향의 형성 위치는, 바닥부(11c)의 최외단(Eb)으로부터 개구부(11b)측으로 10mm 이상 떨어진 위치와, 개구부(11b)의 단면으로부터 바닥부(11c)측으로 20mm 이상 떨어진 위치 사이로 하는 것이 바람직하다. 접합용 표면(18)이 개구부(11b) 단면에 너무 가까우면, 용착 혹은 용접 시에 개구부측 세그먼트(Sa)를 파지(把持)하기 위한 노출 심부(척킹)가 없어져서 용착 내지 용접이 곤란하게 된다. 한편, 접합용 표면(18)이 바닥부(11c)의 최외단(Eb)에 너무 가까우면, 용접·용착시의 열에 의한 바닥부(11c)의 변형이 우려된다. 이러한 접합용 표면(18)의 하우징 축선 방향 형성 위치는 접합용 표면(18)과 테이퍼 모양 부분(16)의 외면과의 접점을 기준으로 한다.

또한, 도시는 생략하지만, 하우징 축선 방향이 다른 위치에 복수의 접합용 표면(18)을 형성할 수도 있다.

접합용 표면(18)은 도 3에 나타내듯이, 테이퍼 모양 부분(16)의 외면보다 외주측으로만 밀어내는 것 외에, 도 4, 5에 나타내듯이, 테이퍼 모양 부분(16)의 외면보다 외주측으로 밀어내는 동시에, 테이퍼 모양 부분(16)의 내면보다 내주측으로 밀어내는 것이어도 좋다. 도 4, 5에 나타내는 볼(31)은, 접합용 표면(18)이 테이퍼 모양 부분(16)의 외면보다 외주측으로 밀어내는 표면 부분뿐만 아니라, 테이퍼 모양 부분(16)의 내면보다 내주측으로 밀어내는 표면 부분도 가진다.

또 극단적인 예이기는 하지만, 도 3에 나타내는 2개소의 절단 위치(CL1, CL2) 중에서 개구부(11b)측 절단 위치(CL1)를 테이퍼 모양 부분(16)의 가장 개구부(11b)측 위치(즉, 부착 플랜지(17)의 바닥부(11c)측 표면의 위치)로서, 도 9에 나타내듯이, 하우징 축선 방향의 길이를 더욱 짧게 한 볼(41)이어도 좋다. 이 경우, 접합용 표면(18)은 테이퍼 모양 부분(16)의 내면보다 내주측으로만 밀어내게 된다.

즉, 이 발명은, 도 4에 나타내는 볼(31)을 가지는 도 10의 여과 장치(1)나, 도 9에 나타내는 볼(41)을 가지는 도 11의 여과 장치(1)도 포함하는 것이다. 또한, 도 10 및 11의 여과 장치(1)는 상술한 볼(31, 41) 외에, 필터 카트리지(20)의 하우징 축선 방향의 길이가 다른 것을 제외하고, 도 1에 나타내는 것과 실질적으로 동일한 구성을 가진다.

도 4, 9에 나타내는 볼(31, 41)은 개구부측 세그먼트(Sa)와, 접합용 표면(18)을 포함하는 바닥부측 세그먼트(Sb)가 용착 혹은 용접 등에 의해 서로 접합되어 있고, 볼(31, 41)의 하우징 축선 방향으로 접합용 표면(18)의 위치에서, 개구부측 세그먼트(Sa)와 바닥부측 세그먼트(Sb)로 서로 나누어져 있다. 이에 대해서, 도 3에 나타내는 볼(11)은 일체로 형성되고 있다.

도 3에 나타내는 볼(11)은 테이퍼 모양 부분(16)의 하우징 축선 방향 도중에, 그 테이퍼 모양 부분(16)의 외면보다 외주측에 환상으로 돌출하는 외측 플랜지(18a)를 가지는 것으로, 이 외측 플랜지(18a)의 개구부(11b) 측을 향하는 표면을 테이퍼 모양 부분의 외면보다 외주측으로 밀어내는 접합용 표면(18)으로 하고 있다.

이러한 외측 플랜지(18a)를 갖는 볼(11)에서는 외측 플랜지(18a)의 가장 외주측으로 돌출하는 바깥쪽 단부 테두리의 직경(Df)을 테이퍼 모양 부분(16)의 최대 외경(Dt)보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 볼(11)에 헤드(13)를 부착함에 있어서, 연결 링(12)을 볼(11)의 바닥부(11c)측을 통해서 개구부(11b)측 부착 플랜지(17)까지 이동시킬 때, 외측 플랜지(18a)가 연결 링(12)의 상기 이동을 방해하지 않고, 연결 링(12)의 배설(配設)이 쉬워진다. 단, 외측 플랜지(18a)의 바깥쪽 단부 테두리의 직경(Df)이 너무 작으면, 그에 따라서 외측 플랜지(18a)에 존재하는 접합용 표면(18)도 작아져서, 절단 단면의 강고한 접합을 실현할 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 테이퍼 모양 부분(16)의 최대 외경(Dt)은 테이퍼 모양 부분(16)의 가장 개구부(11b)측의, 부착 플랜지(17)를 고려하지 않는 경우의 외경이 일정하게 되는 부분과의 경계 위치(즉, 테이퍼 모양 부분(16)과 부착 플랜지(17)의 기초부와의 경계 위치)에서 측정한다.

또한, 외측 플랜지(18a)는 볼(11)의 테이퍼 모양 부분(16)과 별개의 부재로 하고, 제조 후 볼(11)의 테이퍼 모양 부분(16)에 용착 혹은 용접 등에 의해서 사후적으로 고착하여 부착시키는 것도 가능하다. 이 경우, 외측 플랜지(18a)의 사후적 부착은 볼(11)을 접합용 표면(18)의 형성 위치에서 절단하기 전, 혹은 절단한 후의 어느 시기에 해도 된다.

단, 볼(11) 제조 후의 외측 플랜지(18a) 부착은 공정수를 증대시키는 점에서, 외측 플랜지(18a)는 볼(11)의 테이퍼 모양 부분(16)과 일체로 형성하는 것이 바람직하다. 볼(11)을 사출 성형에 의해 제조하는 경우는 그때 외측 플랜지(18a)도 일체로 성형하는 것이 바람직하다.

한편, 도 9에 나타내는 볼(41)은 테이퍼 모양 부분(16)의 하우징 축선 방향 도중에, 상기 테이퍼 모양 부분(16)의 내면에 전체 둘레에 걸쳐서 돌출하는 모서리부(18b)를 구비한 안쪽 단차(18c)를 가지고, 안쪽 단차(18c)의 개구부(11b)측을 향하는 표면을 테이퍼 모양 부분(16)의 내면으로부터 내주측으로 밀어내는 접합용 표면(18)으로 하고 있다. 안쪽 단차(18c)의 치수 형상은 절단 단면끼리 강고한 접합을 실현할 수 있고, 또한, 볼(41) 안쪽으로의 필터 카트리지(20) 배치 및 볼(41) 내에서의 액체의 원활한 통류(通流)를 저해하지 않도록 적당히 설정할 수 있다.

도 4에 나타내는 볼(31)은 하우징 축선 방향의 같은 위치에 상술한 외측 플랜지(18a) 및 안쪽 단차(18c) 모두를 가지는 것으로, 그에 따라서, 이 볼(31)에서는 접합용 표면(18)이 테이퍼 모양 부분(16)의 외면으로부터 외주측 및 내면으로부터 내주측의 양측으로 밀어내고 있다.

이상에서 설명한 실시형태의 여과 장치(1)를 조립하기 위해서는, 필터 카트리지(20)의 개구부(20b)측 단부를 헤드(13) 안쪽의 소정의 위치에 나사 등으로 고정하고, 그 다음 상기 필터 카트리지(20)를 볼(11, 31 또는 41) 내에 삽입함과 함께, 볼(11, 31 또는 41)의 개구부(11b)를 헤드(13)로 덮은 후, 볼(11, 31 또는 41)의 바닥부(11c)측으로부터 개구부(11b)를 향해서 연결 링(12)을 통과하고, 연결 링(12)의 내향 플랜지와 헤드(13) 사이에 볼(11, 31 또는 41)의 부착 플랜지(17)을 사이에 끼운 상태에서, 연결 링(12)의 내면 및 헤드(13)의 외면 각각에 설치한 나사를 결합시켜서 조인다. 이들 연결 개소에는 필요에 따라서, 액 누출 방지를 위한 O링, 그 밖의 실링 부재를 마련할 수 있다.

또한, 볼(11, 31, 41)의 바닥부(11c)에는 여과 장치(1)로부터의 폐액 시에 액체를 장치 밖으로 배출하기 위한 드레인(11d)을 마련할 수 있고, 또 드레인(11d)으로부터 액체를 배출할 때에 여과 장치(1) 내외의 기체의 통류를 가능하게 하는 통기구(13a)를 헤드(13)의 꼭대기 부분에 설치할 수 있다. 또한, 여과 장치(1)를 통상 사용할 때는, 이들 드레인(11d) 및 통기구(13a)는 도시하지 않은 캡이 부착되어 밀폐된다.

여과 장치(1)의 각 구성 부재 중에서, 헤드(13), 볼(11, 31, 41), 연결 링(12), 필터 카트리지(20) 본체부(20a)의 재질은 여과하는 액체에 대해서 내성이 있는 것이면 좋고, 예를 들면, 플라스틱(바람직하게는 초고분자 폴리에틸렌을 함유하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PTFE·PFA·PVDF 및 그 외의 불소 수지, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리염화비닐, PEEK 등의 방향족 폴리에테르케톤, PAI 등의 폴리아미드, 폴리페닐렌술피드, 액정 폴리머, 시클로 올레핀 폴리머(COP) 등)을 이용할 수 있다. 헤드(13)나 볼(11, 31, 41)에 대해서는, 상기 재료 외에, 유리, 혹은 스테인리스강, 알루미늄, 구리, 니켈, 크롬, 티타늄, 또는 이들의 합금 또는 혼합물 등의 금속 등을 그 용도에 따라서 최적인 것을 선택할 수 있다.

또, 필터 카트리지(20)의 필터부 재질은 종이, 셀룰로오스계 재료, 유리 섬유 및 직물, 스테인리스강·니켈·크롬 등의 금속 및 그 합금 및 혼합물, 세라믹, 플라스틱으로 할 수 있다. 그 중에서도, 플라스틱제의 경우, 바람직하게는 초고분자 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PVDF·PTFE·PFA 및 그 외의 불소 수지, PCV, 나일론, 폴리아미드, 폴리술폰, 폴리이미드, 폴리카보네이트, PET 등의 열가소성 재료로 할 수 있지만, 일반적인 여과로 사용될 수 있는 여러 가지 재료를 이용할 수 있다.

1　여과 장치
10　필터 하우징
11, 31, 41 볼
11a　측부
11b　개구부
11c　바닥부
11d　드레인
12　연결 링
13　헤드
13a　통기구
14　유입구
15　유출구
16　테이퍼 모양 부분
17　부착 플랜지
18　접합용 표면
18a　외측 플랜지
18b　모서리부
18c　안쪽 단차
20　필터 카트리지
20a　본체부
20b　개구부
20c　바닥부
21　필터 배치 공간
CL1, CL2　절단 위치
Sm　중간 세그먼트
Sa　개구부측 세그먼트
Sb　바닥부측 세그먼트
Df　외측 플랜지의 바깥쪽 단부 테두리의 직경
Dt　테이퍼 모양 부분의 최대 외경
Eb　바닥부(11c)의 최외단
AD　하우징 축선
CA　요부

Claims

헤드 및 상기 헤드에 착탈 가능한 볼을 가지는 필터 하우징과, 필터 하우징의 내부에 수용 배치되어 필터부를 가지는 필터 카트리지를 갖추고, 상기 헤드의 유입구로부터 유입하는 액체를 필터 카트리지의 필터부에 통과시켜서 상기 헤드의 유출구로부터 유출시킴으로써 상기 액체를 여과하는 여과 장치이고, 필터 하우징의 볼이 통 모양의 측부, 상기 측부의 일단측에 위치하여 헤드가 부착되는 개구부, 및 상기 측부의 타단측을 밀폐하는 바닥부를 포함하여 구성되는 동시에, 상기 측부가 상기 개구부측으로부터 상기 바닥부측을 향해서 끝이 가늘어지는 테이퍼 모양 부분을 가지며,
상기 테이퍼 모양 부분의 축선 방향 도중에 상기 개구부측을 향하여 테이퍼 모양 부분의 외면보다 외주측으로 및/또는 테이퍼 모양 부분의 내면보다 내주측으로 전체 둘레에 걸쳐서 밀어내고, 횡단면적을 증대시키는 접합용 표면이 형성되는 여과 장치.
제1항에 있어서,
볼이 상기 테이퍼 모양 부분의 축선 방향 도중에 상기 테이퍼 모양 부분의 외면보다 외주측에 환상으로 돌출하는 외측 플랜지를 가지고, 상기 외측 플랜지의 상기 개구부측을 향하는 표면을 테이퍼 모양 부분의 외면보다 외주측으로 밀어내는 상기 접합용 표면으로 이루어지는 여과 장치.
제2항에 있어서,
상기 외측 플랜지의 가장 외주측으로 돌출하는 바깥쪽 단부 테두리의 직경을 상기 테이퍼 모양 부분의 최대 외경보다 작게 하여 이루어지는 여과 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
볼이 상기 테이퍼 모양 부분의 축선 방향 도중에 상기 테이퍼 모양 부분의 내면에 전체 둘레에 걸쳐서 돌출하는 모서리부를 구비한 안쪽 단차를 갖고, 상기 안쪽 단차의 상기 개구부측을 향하는 표면을 테이퍼 모양 부분의 내면으로부터 내주측으로 밀어내는 상기 접합용 표면으로 이루어지는 여과 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼이 상기 볼의 축선 방향으로 상기 접합용 표면의 위치에서 서로 구획된 개구부측 세그먼트와, 상기 접합용 표면을 포함하는 바닥부측 세그먼트를 가지고, 개구부측 세그먼트 및 바닥부측 세그먼트가 서로 상기 접합용 표면에서 용착 또는 용접에 의해 접합되어 이루어지는 여과 장치.
제5항에 있어서,
개구부측 세그먼트의 상기 바닥부측 세그먼트측 단면 전체가 바닥부측 세그먼트의 상기 접합용 표면을 포함하는 단면에 고착되어 이루어지는 여과 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 볼이 일체로 형성되어 이루어지는 여과 장치.