TWI691358B

TWI691358B - 過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置

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Publication number: TWI691358B
Application number: TW108107062A
Authority: TW
Inventors: 江口敏記; 志茂仁祥; 林秀樹; 外本和幸; 田中茂
Original assignee: 日商長瀨過濾器股份有限公司; 國立大學法人熊本大學
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2020-04-21
Also published as: TW202033260A

Abstract

提供一種洗淨性能超越超音波洗淨之新的過濾器洗淨方法。本發明之過濾器洗淨方法之特徵在於：包含有：衝撃波產生步驟，產生衝撃波；及洗淨步驟，藉由前述衝撃波碰撞到過濾器，去除附著在前述過濾器的附著物，且前述過濾器洗淨方法滿足下述式(1)： y≧31.86x ^-1 ^. ⁵⁹¹(1) x：前述過濾器之過濾精度[μm] y：藉由前述衝撃波賦與前述過濾器的壓力[MPa]。

Description

過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置

發明領域本發明是有關於一種過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置。

發明背景以往，超音波洗淨一直用於過濾器的洗淨(參照專利文獻1)。先行技術文獻專利文獻

[專利文獻1]日本特開第2004-358286號公報

發明概要發明欲解決之課題然而，超音波洗淨中，有時候會有無法以物理方式去除附著在過濾器的附著物的情況。

因此，本發明之目的在於提供一種洗淨性能超越超音波洗淨之新的過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置。解決課題之手段

為達成前述目的，本發明之過濾器洗淨方法之特徵在於：包含有：衝撃波產生步驟，產生衝撃波；及洗淨步驟，藉由前述衝撃波碰撞到過濾器，去除附著在前述過濾器的附著物，且前述過濾器洗淨方法滿足下述式(1)： y≧31.86x ^-1 ^. ⁵⁹¹(1) x：前述過濾器之過濾精度[μm] y：藉由前述衝撃波賦與前述過濾器的壓力[MPa]。

本發明之用以去除附著物之過濾器洗淨裝置的特徵在於：使用於前述本發明之過濾器洗淨方法，且前述過濾器洗淨裝置包含有：衝撃波產生部，產生衝撃波；及過濾器收納部，鄰接於前述衝撃波產生部，或將前述衝撃波產生部容置於內部，且收納前述過濾器，前述過濾器洗淨裝置滿足下述式(1): y≧31.86x ^-1 ^. ⁵⁹¹(1) x：前述過濾器的過濾精度[μm] y：藉由前述衝撃波賦與前述過濾器的壓力[MPa]。發明效果

根據本發明之過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置，可得到超越超音波洗淨的洗淨性能。

較佳實施例之詳細說明本發明中，所謂「衝撃波」，是例如以超過音速的速度傳導的壓力變化的波。本發明中，對於前述衝撃波之產生手段及產生方法沒有特別限制，例如，前述產生手段亦可為一對電極，藉由使用前述電極之脈衝放電等的放電產生前述衝撃波，前述產生手段亦可為火藥等的炸藥，藉由其爆發而產生前述衝撃波。

在本發明之過濾器洗淨方法中，前述洗淨步驟中，前述衝撃波亦可在水中傳播。又，本發明之過濾器洗淨裝置中，亦可於前述過濾器收納部內填充水，前述衝撃波在前述過濾器收納部內的水中傳播。

本發明之過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置中，前述y亦可為140MPa以下。

接著，就本發明之過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置加以舉例說明。本發明之過濾器洗淨方法可使用例如圖4所示之過濾器洗淨裝置來實施。如圖4所示，該過濾器洗淨裝置包含衝撃波產生部10與過濾器收納部12。

本例之過濾器洗淨裝置是將衝撃波產生部10容置於過濾器收納部12的內部。衝撃波產生部10是藉由對佈有鋁導線的電極端子充電時之放電而產生衝撃波。此種情況時，放電可為一次，亦可為連續的複數次。再者，亦可使用鋁以外之各種金屬的單體或合金製之導線來取代前述鋁導線。衝撃波產生部10是例如在過濾器收納部12的內部中，藉由支撐構件(省略圖示)配置在預定位置。

在圖4顯示了於過濾器收納部12的內部容置有衝撃波產生部10的過濾器洗淨裝置。但，本發明不限定於此例。本發明中，若衝撃波產生部10是例如藉由後述的炸藥或打撃手段產生衝撃波的話，則衝撃波產生部10亦可鄰接設置於過濾器收納部12。

圖4例示了佈有鋁導線的電極端子作為前述衝撃波的產生手段，但本發明不限定於此。如前述，本發明中，前述衝撃波之產生手段及產生方法沒有特別限制，例如，前述產生手段亦可為利用電雷管等引爆的火藥等炸藥，藉由前述炸藥的爆發而產生前述衝撃波。又，例如，前述產生手段亦可為鎚構件等的打撃手段，使用前述打撃手段對過濾器收納部12施加機械性的衝撃力，藉此產生前述衝撃波。在該等情況下，爆發或打撃可為一次，亦可為連續的複數次。進而，例如，亦可利用雷射產生前述衝撃波。

過濾器收納部12收納過濾器20。過濾器20是藉由例如載置台30等的支撐構件而收納於過濾器收納部12的預定位置。圖4中，過濾器20的數目為六個，但此為例示，本發明並不限定於此。本發明中，收納於過濾器收納部12之過濾器20的數目可為一個，亦可為六個以外的任意複數個。

過濾器收納部12的形成材料沒有特別限定，可舉例如樹脂、鋁、銅、銅合金、鐵、鐵合金、鎳、鎢、鎢合金等的金屬等等。

在過濾器收納部12內亦可填充有傳播前述衝撃波的傳輸介質。前述傳輸介質可使用例如水等的液體、橡膠等的彈性體、膠狀物體等的固體、大氣等的氣體、或者該等的混合物等。在該等當中，從前述衝撃波之傳輸性的觀點來看，宜為液體或固體，進而，從價錢便宜且容易入手方面來看，水為佳。如前述，若衝撃波產生部10鄰接設置於過濾器收納部12，亦可在衝撃波產生部10內，填充有同樣的傳輸介質。

使用了圖4所示之過濾器洗淨裝置的本發明之過濾器洗淨方法是例如下述來實施。首先，藉由衝撃波產生部10產生衝撃波。前述衝撃波在過濾器收納部12內的前述傳輸介質(例如水)傳播，而與過濾器20碰撞。藉由前述衝撃波對過濾器20的碰撞，附著於過濾器20的附著物粉碎，擴散於前述傳輸介質，藉此而去除。此時，藉由滿足下述式(1)，如後述之實施例所證實的，可得到超越超音波洗淨的洗淨性能。前述傳輸介質亦可藉由前述附著物之擴散所形成的髒汙情況而適宜更換。 y≧31.86x ^-1 ^. ⁵⁹¹(1) x：前述過濾器的過濾精度[μm] y：藉由前述衝撃波施加到前述過濾器的壓力[MPa]

[實施例] 接著，就本發明之實施例與比較例合併說明。再者，本發明不因下述之實施例及比較例而有所限定及限制。

〔自衝撃波產生部起算的距離與衝撃壓的關係〕首先，在本發明之過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置進行的洗淨性能評價之前，求出與衝撃波產生部的距離與衝撃壓的關係。

如圖1所示，在過濾器收納部(裝滿水的水槽)12內，一面改變衝撃波產生部10與壓力探針11的間隔(d[mm])，一面利用連接於壓力探針11的示波器13來測定壓力。水槽12的大小沒有特別限制，在本例中，使用了650mm×650mm×650mm之立方體狀的水槽12。又，在水槽12裝水的量也沒有特別限制，本例中，是設定為約0.25m ³(深度約600mm)。進而，衝撃波產生部10之構成也沒有特別限制，本例中，是使用產生裝置14，藉由將電壓40kV、電容12.5μF、電力10kJ的充電時的放電，在佈有線徑0.8mm、線長50mm之鋁導線的電極端子，產生了前述衝撃波。

在圖2之圖表，顯示所求出之與衝撃波產生部10相距之距離d[mm]與衝撃壓的關係。從圖2所示之結果來看，可知與衝撃波產生部10相離d[mm]之處，產生以下述式(2)所求出之衝撃壓y[MPa]。 y＝235.55e ^-0 ^. ^011d(2)

〔測試樣本的製作〕其次，就根據本發明之過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置之洗淨性能評價的事前準備，製作出測試樣本。本例中，測試樣本是使用了使「JIS試驗用粉體1(11種　關東壤土)」、「ISO　12103-A2　AC粉塵　Fine(A2)」及「ISO　12103-A4　AC粉塵　Coarse(A4)」的3種砂附著在將過濾精度(98%捕捉尺寸)為3μm、5μm、10μm、20μm、40μm及60μm之6種過濾器分別穿鑿成直徑50mm之物。

具體而言，如圖3所示，在以過濾器托座21保持過濾器20，且以塗有潤滑油的2個襯墊22及23予以夾住，且於以螺絲24鎖緊的上部配置有容器25，前述容器25在關閉聚乙烯旋塞27的狀態下填充有前述3種砂在水中懸濁的溶液。接著，打開聚乙烯旋塞27，將前述溶液吸引到連接於吸引器(省略圖示)的減壓吸引瓶26，藉此製作出附著有前述3種砂的過濾器20。在圖3所示之用以製作過濾器20的裝置，亦可使用例如アドバンテック東洋(ADVANTEC TOYO) (股份有限公司)製的「SF-60PS」。將製作好的過濾器20以100℃進行乾燥1小時左右後，測定重量，扣除使前述3種砂附著前之重量，藉此算出附著於過濾器20之前述3種砂的重量。如此，準備了前述3種砂附著了90~150mg左右的測試樣本。

〔洗淨性能評價〕接著，如圖4所示，在過濾器收納部(裝水的水槽)12內，一面改變衝撃波產生部10與載置有過濾精度不同的6種測試樣本20之載置台30的間隔(d[mm])，一面對洗淨性能作出評價。圖4中，水槽12的大小、在水槽12內裝水的水量、及衝撃波產生部10的構成與圖1者同樣。再者，本例中，雖然是同時實施6個測試樣本的洗淨性能評價，但洗淨性能評價可就測試樣本一個一個地個別進行，亦可就6個以外之任意複數個測試樣本同時進行。洗淨性能是根據下述式(3)所求的洗淨率進行評價。洗淨率[%]＝｛1-(A-F)／(B-F)｝×100　　　(3) A：洗淨處理後之測試樣本的重量 B：洗淨處理前之測試樣本的重量 F：3種砂附著前之過濾器的重量

圖5之圖表顯示，在使用過濾精度3μm之過濾器製作的測試樣本中，衝撃波產生部10和測試樣本20之距離d[mm]、與洗淨率[%]的關係。再者，圖5中，比較例1-1之一點鏈線是顯示眼鏡槽式超音波洗淨中，過濾精度3μm之測試樣本的洗淨率(43%)，比較例1-2之二點鏈線是顯示喇叭式超音波洗淨中，過濾精度3μm之測試樣本的洗淨率(5.9%)。如圖5所示，在過濾精度3μm中，距離d在340mm以內，洗淨率超越眼鏡槽式及喇叭式之超音波洗淨。

圖6之圖表顯示，在使用過濾精度5μm之過濾器製作的測試樣本中，衝撃波產生部10和測試樣本20之距離d[mm]、與洗淨率[%]的關係。再者，圖6中，比較例2-1之一點鏈線顯示，眼鏡槽式超音波洗淨時之過濾精度5μm之測試樣本的洗淨率(19%)，比較例2-2之二點鏈線顯示，喇叭式超音波洗淨時之過濾精度5μm之測試樣本的洗淨率(2.0%)。如圖6所示，在過濾精度5μm中，距離d在424mm以內，洗淨率超越眼鏡槽式及喇叭式之超音波洗淨。

圖7之圖表顯示，在使用過濾精度10μm之過濾器製作的測試樣本中，衝撃波產生部10和測試樣本20之距離d[mm]、與洗淨率[%]的關係。再者，圖7中，比較例3-1之一點鏈線顯示，眼鏡槽式超音波洗淨時之過濾精度10μm之測試樣本的洗淨率(41%)，比較例3-2之二點鏈線顯示，喇叭式超音波洗淨時之過濾精度10μm之測試樣本的洗淨率(0.96%)。如圖7所示，在過濾精度10μm中，距離d在522mm以內，洗淨率超越了眼鏡槽式及喇叭式之超音波洗淨。

圖8之圖表顯示，在使用過濾精度20μm之過濾器製作的測試樣本中，衝撃波產生部10和測試樣本20之距離d[mm]、與洗淨率[%]的關係。再者，圖8中，比較例4-1之一點鏈線顯示，眼鏡槽式超音波洗淨時之過濾精度20μm之測試樣本的洗淨率(42%)，比較例4-2之二點鏈線顯示，喇叭式超音波洗淨時之過濾精度20μm之測試樣本的洗淨率(23%)。如圖8所示，在過濾精度20μm中，距離d在620mm以內，洗淨率超越了眼鏡槽式及喇叭式之超音波洗淨。

圖9之圖表顯示，在使用過濾精度40μm之過濾器製作的測試樣本中，衝撃波產生部10和測試樣本20之距離d[mm]、與洗淨率[%]的關係。再者，圖9中，比較例5-1之一點鏈線顯示，眼鏡槽式超音波洗淨時之過濾精度40μm之測試樣本的洗淨率(50%)，比較例5-2之二點鏈線顯示，喇叭式超音波洗淨時之過濾精度40μm之測試樣本的洗淨率(33%)。如圖9所示，過濾精度40μm中，距離d在721mm以內，洗淨率超越了眼鏡槽式及喇叭式之超音波洗淨。

圖10之圖表顯示，在使用過濾精度60μm之過濾器製作之測試樣本中，衝撃波產生部10和測試樣本20之距離d[mm]、與洗淨率[%]的關係。再者，圖10中，比較例6-1之一點鏈線顯示，眼鏡槽式超音波洗淨時之洗淨率(79%)，比較例6-2之二點鏈線顯示，喇叭式超音波洗淨時之過濾精度60μm之測試樣本的洗淨率(66%)。如圖10所示，過濾精度60μm中，距離d在420mm以內，洗淨率超越了眼鏡槽式及喇叭式之超音波洗淨。

根據以上，各過濾精度中，將洗淨性能超越超音波洗淨的最長距離d[mm]、與將其以前述式(2)換算成衝撃壓y[MPa]的結果匯整，如下述表1。

[表1]

圖11之圖表顯示，前述表1中之過濾精度[μm]、與衝撃壓y[MPa]的關係。從圖11所示的結果來看，確認了下述情況：只要滿足下述式(1)，可得到超越超音波洗淨的洗淨性能，可去除附著於過濾器的附著物。 y≧31.86x ^-1 ^. ⁵⁹¹(1) x：前述過濾器的過濾精度[μm] y：藉由前述衝撃波賦與前述過濾器的壓力[MPa]

〔損害驗證〕接著，就前述洗淨性能評價後的測試樣本20，進行損害驗證。具體而言，就洗淨性能評價後的測試樣本20，測定空氣流動阻力(一定流量的空氣流向測試樣本20時之過濾器差壓)及初期起泡點(IBP，測試樣本20的最大孔徑)，根據洗淨性能評價前之測試樣本中從該等數值的變動，評價了損害。

圖12之圖表顯示，衝撃波產生部10和測試樣本20之距離d[mm]、與在洗淨性能評價前後之空氣流動阻力之變動[%]的關係。又，圖13之圖表顯示，衝撃波產生部10和測試樣本20的距離d[mm]、與在洗淨性能評價前後之初期起泡點之變動[%]的關係。

圖14及圖15顯示，使用前述式(2)，將圖12及圖13之圖表中的距離d[mm]，換算成衝撃壓y[MPa]的圖表。從圖14及圖15可知，衝撃壓y若為140MPa以下，在洗淨性能評價前後之空氣流動阻力及初期起泡點之數值的變動，任一者都不會超越±5%左右，衝撃波進行之洗淨對過濾器所致的損害較小，更佳。產業上之可利用性

如以上，本發明之過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置是洗淨性能超越超音波洗淨者。本發明之過濾器洗淨方法及過濾器洗淨裝置的用途沒有特別限定，可廣泛地利用於各種過濾器的洗淨。

以上，參照實施形態及實施例說明本發明，但本發明並不受上述實施形態及實施例限定。對於本發明之構成或詳情，可在本發明之範圍內進行該技術領域中具有通常知識者可理解的各種變更。

本出願是主張以2017年11月6日提申之日本申請案特願2017-214219為基礎的優先權，並將其揭示的全部收錄於此。

10:衝撃波產生部 10d:衝撃波產生部 11:壓力探針 12:過濾器收納部(水槽) 13:示波器 14:產生裝置 20:過濾器/測試樣本 21:過濾器托座 22,23:襯墊 24:螺絲 25:容器 26:減壓吸引瓶 27:聚乙烯旋塞 30:載置台 d:距離

圖1是說明本發明之實施例中，與衝撃波產生部相距之距離與衝撃壓的關係之求取方法的示意圖。圖2顯示本發明之實施例中，與衝撃波產生部相距之距離與衝撃壓的關係的圖表。圖3是用以說明本發明之實施例中之測試樣本之製作方法的示意圖。圖4是用以說明本發明之實施例中之洗淨性能評價方法的示意圖。圖5是顯示本發明之實施例中使用過濾精度3μm之過濾器製作之測試樣本之洗淨性能評價結果的圖表。圖6是顯示本發明之實施例中使用過濾精度5μm之過濾器製作之測試樣本之洗淨性能評價結果的圖表。圖7是顯示本發明之實施例中使用過濾精度10μm之過濾器製作之測試樣本之洗淨性能評價結果的圖表。圖8是顯示本發明之實施例中使用過濾精度20μm之過濾器製作之測試樣本之洗淨性能評價結果的圖表。圖9是顯示本發明之實施例中使用過濾精度40μm之過濾器製作之測試樣本之洗淨性能評價結果的圖表。圖10是顯示本發明之實施例中使用過濾精度60μm之過濾器製作之測試樣本之洗淨性能評價結果的圖表。圖11是顯示本發明之實施例中，過濾精度與衝撃壓之關係的圖表。圖12是顯示本發明之實施例中之損害驗證結果的圖表。圖13是顯示本發明之實施例中之損害驗證結果的圖表。圖14是顯示本發明之實施例中之損害驗證結果的圖表。圖15是顯示本發明之實施例中之損害驗證結果的圖表。

(無)

Claims

一種過濾器洗淨方法，其特徵在於：包含有：衝撃波產生步驟，產生衝撃波；及洗淨步驟，藉由前述衝撃波碰撞到過濾器，去除附著在前述過濾器的附著物，且前述過濾器洗淨方法滿足下述式(1)： y≧31.86x ^-1 ^. ⁵⁹¹(1) x：前述過濾器之過濾精度[μm] y：藉由前述衝撃波賦與前述過濾器的壓力[MPa]。
如請求項1之過濾器洗淨方法，其中前述洗淨步驟中，前述衝撃波在液體中傳播。
如請求項1或2之過濾器洗淨方法，其中前述y為140MPa以下。
一種去除附著物用的過濾器洗淨裝置，其特徵在於：使用於如請求項1至3中任一項之過濾器洗淨方法，且前述過濾器洗淨裝置包含有：衝撃波產生部，產生衝撃波；及過濾器收納部，鄰接於前述衝撃波產生部，或將前述衝撃波產生部容置於內部，且收納前述過濾器，前述過濾器洗淨裝置滿足下述式(1)： y≧31.86x ^-1 ^. ⁵⁹¹(1) x：前述過濾器的過濾精度[μm] y：藉由前述衝撃波賦與前述過濾器的壓力[MPa]。
如請求項4之過濾器洗淨裝置，其中液體填充於前述過濾器收納部內，前述衝撃波在前述過濾器收納部內之液體中傳播。
如請求項4或5之過濾器洗淨裝置，其中前述y為140MPa以下。