(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融物状流体を濾過するためのフィルタ装置において、このフィルタ装置は、少なくとも一つのフィルタディスク（１０）を具備しており、
前記フィルタディスク（１０）は、第１と第２のフィルタディスク半部分（１２、１４）を有すると共に、そこに取入開口（２２）を有しており、前記第１と第２のフィルタディスク半部分（１２、１４）は、それらの各々の一方の縁部に沿って互いに接続されており、
前記フィルタ装置は、
前記各フィルタディスク半部分（１２、１４）の外側に設けられた布帛フィルタ材料（１８）と、
前記フィルタディスク半部分（１２、１４）の内側終端部に設けられていて且つ前記濾過された流体のための出口開口（４４）と、
前記フィルタディスク半部分をお互いに対してある距離で離れて保持して、その間に中空空間（１６）を形成する、支持手段（４６）と、
を具備しており、
前記中空空間（１６）は基本的に開いた流路を形成しており、
前記支持手段（４６）は、基本的に同一な外形寸法を有する別個のカム形状の支持部材（３２）を具備しており、
前記カム形状の支持部材（３２）は、複数のグループ（３４、３６、３８、４０、４２）をなして配列され且つお互いから離れて配置されており、前記出口開口（４４）から半径方向外側に伸張しており、前記フィルタディスク半部分（１２、１４）の少なくとも一方に固定されるように結合されており、更に前記中空空間（１６）を通過して前記フィルタディスク半部分（１２、１４）の他方に接触しており、
前記カム形状の支持部材（３２）は、前記フィルタディスク半部分（１２、１４）の一方においてオフセットした中実のボックス断面形状に形成されて、前記取入開口（２２）を塞がないように解放しており、
前記カム形状の支持部材（３２）は、同一の寸法を有すると共に、お互いに対面する前記フィルタディスク半部分（１２、１４）の側面に具備されており、
前記フィルタディスク半部分（１２、１４）の一方の前記カム形状の支持部材（３２）は、前記フィルタディスク半部分の間の長手方向の分離ラインに沿って、前記フィルタディスク半部分のもう一方の前記カム形状の支持部材（３２）に対して隣接する
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記カム形状の支持部材（３２）の個々のグループ（３４、３６、３８、４０、４２）が、前記出口開口（４４）を中心とする同心円に沿って、前記出口開口（４４）からの半径方向距離が異なる位置においてグループをなしていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
フィルタディスク（１０）の二つのフィルタディスク半部分（１２、１４）が、互いに面する側において同一寸法のカム形状の支持部材（３２）を有し、前記二つのフィルタディスク半部分（１２、１４）が、前記二つのフィルタディスク半部分（１２、１４）の間の長手分離線（４８）に沿って互いに隣接し、更に／あるいは、前記二つのフィルタディスク半部分（１２、１４）は、関連する他方のフィルタディスク半部分（１４、１２）と接触するときにフィルタディスク半部分（１２、１４）のカム形状の支持部材（３２）の間の自由空間において係合することを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
カム形状の支持部材（３２）を備えたフィルタディスク（１０）の二つのフィルタディスク半部分（１２、１４）が互いに一致する形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記カム形状の支持部材（３２）が、プロジェクション溶接方法によって形成された溶接ポイント（６２）により、関連するフィルタディスク半部分（１２、１４）に結合されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
二つのフィルタディスク半部分（１２、１４）が互いに平行に延びているように配置され、同一寸法のディスク状中空空間（１６）を画定していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記フィルタディスク半部分（１２、１４）の関連する取入開口（２２）が円形の切り抜きにより形成され、前記取入開口（２２）が、グループ（２４、２６、２８、３０）に応じて異なる頻度で配列されると共に、前記出口開口（４４）を中心とする同心円に沿って延びるように配列されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
前記フィルタディスク半部分（１２、１４）及び前記カム形状の支持部材（３２）が高級鋼により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
カム形状の間隔形成用部材（７０）が、特には外縁領域においてフィルタディスク（１０）の頂部（６６）及び下部（６８）に配置され、前記カム形状の間隔形成用部材（７０）の位置では、フィルタディスク半部分（１２、１４）が縁部溶接ジョイント（５２）により互いに結合されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にポリマ溶融物などの溶融流体を濾過するフィルタ装置であって、一方の縁部に沿って相互に接続されると共に外面に位置合わせされた布帛フィルタ材料を備えた２個のフィルタディスク半部分から形成された少なくとも一個のフィルタディスクを有し、各ディスク半部分は、支持機構により相互から一定距離だけ間隔を隔てて支持されると共に、本質的に開口した流路を有する中空空間を両ディスク半部分間に画定し且つ上記溶融流体に対する出口開口を内部に画定する、フィルタ装置に関する。
米国特許第4,902,420号からは複層構造を備えたフィルタ機構が知られており、該機構によれば、相互に対向する織物もしくは布織物フィルタ材料の間には支持機構としての排出用プレートが挿入されると共に、該プレートは外側から内側に向けて延伸する長手スロットを備え、織物もしくは布織物フィルタ材料間の小体積の中空空間を画定している。本願における例えばポリマ溶融物などの濾過対象媒体は、この公知の解決策によると、大きな流動抵抗を受けることから、対応してフィルタ能力が低下する。而して、構造が複雑であると共に部品が多数であることから、製造コストも高くなる。更に、多くの長手スロット内への分割により生ずるフィルタディスク内での流体流の分割は所謂る記憶効果を引き起こすが、もし例えば結果的に気泡を形成したりポリマ溶融物から斯かる現象が生ずると、上記記憶効果は不都合な細片もしくは層を形成してしまう。
また、DE-AS 1,096,331号からは、中空空間内の通流を許容する本質的に開口した通路を両者間に画定すべく相互に接続された２個のフィルタディスク半部分から成る少なくとも一個のフィルタディスクを有するフィルタ装置が知られるが、これは外面に位置合わせされた織物もしくは布織物フィルタ材料を備えると共に、フィルタディスク半部分は取入開口を備えた金属ディスクから成り又はスポーク状細帯から構成されている。この公知の解決策の場合は支持機構として渦巻状の複数のリブもしくはフィンもしくは細帯が使用されると共に、それらは中空空間全体に亙り内径方向に延伸して相互から所定距離となるべく外縁部に向けて円錐曲線状に傾斜している。この公知の解決策は、織物もしくは布織物フィルタ材料を備えた各フィルタディスク半部分に対して不十分な支持のみを許容することから、該公知解決策は制限された様式でのみ使用可能であると共に、特に高圧が存在するときは破壊の虞れ無くしては使用され得ない。更に該公知解決策で使用されるリブもしくはフィンは好適には通流に対して開かれた中空空間を個々のチャンバに分割することから、此処でも流動抵抗が増大し、故に、該公知解決策は溶融流体の濾過に対して十分でない。
この技術水準から出発し、本発明の目的は上記に記述されたフィルタ機構を改良することであり、故に、低コストで製造され得ると共に特にポリマ溶融物などの溶融流体の濾過を行う用途を考慮すれば作動中に高いフィルタ能力を発揮することにより高圧下での用途に設計され得るフィルタ装置が開示される。斯かる目的は、請求項１に開示された特徴を有するフィルタ装置により達成される。
請求項１の特徴部分に依れば、支持機構は本質的に同一の外部寸法を有する個別のカム形状の支持部材を有し、
複数のグループに配置されると共に相互から離間されたカム形状の支持部材は、出口開口から外方に延伸して２個のフィルタディスク半部分の少なくとも一方と緊密に接続され且つ各フィルタディスク半部分が他方のフィルタディスク半部分と接触するように中空空間を通っており、且つ、中空空間は本質的に開口した流路として利用可能であり、これにより、上述の排出用プレートはコストを節約すべく排除され得る。結果として、ポリマ溶融物などの濾過されるべき溶融流体の流量が増大し、同様に濾過能力も高められる。
２個のフィルタディスク半部分の間に延伸すると共に該ディスクアセンブリを支持するグループとして配置された複数のカム形状の支持部材を有する結果として、フィルタディスク半部分及びそれらの布帛フィルタ材料（織物もしくは布織物フィルタ材料）に対する圧迫応力に対する高い抵抗性が達成されることから、フィルタ装置で使用される全体的に極めて圧力安定的なフィルタディスクが実現される。同時に、カム形状の支持部材のオフセット配置は溶融物流を混合することから、記憶効果を無効化する。
本発明に係るフィルタ装置の一好適実施形態に依れば、カム形状の支持部材の個々のグループは、出口開口から種々の径方向距離において出口開口を中心とした同心円に沿って配列される。斯かる配置はフィルタディスク半部分に対する高度の支持を許容することが示されたことから、斯かる配置は、流動抵抗の僅かな増大のみを引き起こすという意味において、フィルタディスク半部分同士の間の通流に対する中空空間の開口の寸法に関する悪影響は僅かのみである。同様にこの様にして、フィルタディスクを製造する好適手段が達成され、故に、全体的なフィルタ装置が達成され得る。
本発明の別の好適実施形態において、フィルタディスクの２個のフィルタディスク半部分はそれらの近傍対向側に同一寸法のカム形状の支持部材を備え、それらは相互に当接する箇所にてフィルタディスク半部分の長手分割線に沿って係合し且つ／又は他方の対応フィルタディスク半部分との接触により各対応対向フィルタディスク半部分のカム形状の支持部材間の自由空間内に係合する。上述の如き配置構成に依れば、経費を抑制すべくフィルタディスクは同一のフィルタディスク半部分で構成され得る。
プロジェクション溶接方法により形成された溶接点により上記カム形状の支持部材が対応するフィルタディスク半部分に対して緊密に接続される限りにおいて、製造の経費は更に減少され得る。
本発明に係るフィルタ装置の別の好適実施形態に依れば、上記２個のフィルタディスク半部分は相互に平行に延在して同一寸法のディスク形状中空空間を画定する。この様にすれば、フィルタディスクを通る溶融物流による流動抵抗に関しては、壁部剪断もしくはスラスト応力を増大すること無く溶融流体の好適な通流が達成されることが示されている。
本発明に係るフィルタ装置の格別な一好適実施形態に依れば、カム形状の支持部材は細帯状の中実ボックス断面形状を形成し、これは、フィルタディスク半部分内の取入開口を開口するようにフィルタディスク半部分上に取付けられ得る。中実ボックス断面形状を使用する結果として、フィルタディスクの２個のフィルタディスク半部分の外側の織物もしくは布織物フィルタ材料は、堅固に支持されると共にカム形状の支持部材のボックス断面形状内へと吸引されないが、斯かる吸引は例えば、カム形状の支持部材が深絞り方法によりフィルタディスク半部分から成形されたとすれば生ずるものである。ボックス断面形状は細帯状に具現されることから、それらはフィルタディスク半部分の開口の間の中間空間として有益に使用され得るものであり、それらはこれらの取入開口を通る開放通流に悪影響を与える能力は無い。上記配置構成は特に流れの名残りの発生を回避し得る、と言うのも、取入開口は直接的にカム形状の支持部材の回りで側部離間無くグループ化されて自由なものとされるからである。
本発明に係るフィルタ装置の別の特に好適な実施形態に依れば、取入開口は円形切欠により上記フィルタディスク半部分に形成され、種々の大きさのグループで、出口開口の回りの同心円に沿って延在する。開口の列の形態である取入開口によるグループ化を然るべく選択することにより、フィルタディスク内における流量比は溶融流体を改善し得ることから濾過能力は増大され得る。好適にはフィルタディスク半部分及び支持カムは最高級鋼から形成されることから、これらは腐蝕する傾向は無く、故に、溶融流体を汚染し得ない。フィルタディスクの頂部及び下部、特にフィルタディスク半部分同士が外郭溶接結合により相互接続される外周側縁領域においてカム形状の間隔形成用部材が配置される限りにおいて、公知のフィルタ装置にてはアセンブリの内側にてフィルタディスク同士を相互から幾分か離間して保持するという従来の所謂るスペーサが省略されて、コストが消減される。斯かる離間は今や、フィルタディスク上に直接的に配置されたカム形状の間隔形成用部材により実現される。
以下、本発明のフィルタ装置の一実施形態について説明する。
図１は、フィルタディスクの長手断面図である。
図２は、取入開口を備えた金属ディスクから形成されたフィルタディスク半部分の平面図である。
図３及び図４は、“X”及び“Y”により図１中で示された部分の拡大図である。
図１においてフィルタディスク10は長手断面で示されている。フィルタディスク10は２個のフィルタディスク半部分12、14から形成されるが、フィルタディスク半部分12、14は相互に接続され得ると共に、本質的に開口した流路を有する円筒状中空空間16を両者間に画定し、且つ、外面に位置合わせされた所定メッシュもしくは孔寸法の織物もしくは布織物フィルタ材料18を各々備えている。
特に図２に示された如く、フィルタディスク半部分12、14は各々、取入開口を備えると共に好適には最高級鋼から同一構成に形成された金属ディスク20から形成される。一方、金属ディスク20は複数の取入開口22を有し、該取入開口を介して特にポリマ溶融物などの溶融流体が流れ得る。特に円形開口形状である取入開口22は、個々の径方向グループ24、26、28及び30を形成すべく寄せ集められて図３に示された如く異なる断面幅を有する開口を用いることにより金属ディスク20を構成し得る。その場合に取入開口22の個々のグループ24、26、28、30は異なる配置頻度で取入開口22を組み込むと共に、フィルタディスク10の垂直長手中心線の回りの同心円に沿って向けられる。故に最内側グループ24は、前後に整列された５重の同心円の夫々に64個の取入開口22を有している。同様にして、次のグループ26は88個の取入開口22を有し、グループ38は120個の取入開口22を有し、最後にグループ30は160個の取入開口22を有している。
更に詳細には、図２に示された如く取入開口を備える金属ディスク20の内側においてはカム形状の支持部材32を形成する突起リブもしくはフィンもしくはウェブ状の細帯が外方に向けて整列された同心円に沿って延在し、グループ34、36、38、40、42として形成されることにより、図２の整列に見られる如く最内側グループ34のカム形状の支持部材32は12個のカム形状の支持部材32を有し、次のグループ36は10個のカム形状の支持部材32を有し、次のグループ38は16個のカム形状の支持部材32を有し、且つ、次のグループ40及び最後のグループ42は各々は20個の及び24個の各々カム形状の支持部材32を有している。更に詳細には、取入開口を備えた金属ディスク20形状のフィルタディスク半部分12、14は、内部に円形出口チャンバ44を画定する。故に、上記した各カム形状の支持部材は、フィルタディスク半部分12、14を相互から一定の距離で圧力安定的に保持する支持機構46の一部である。一方、出口チャンバ44は円形出口開口を呈し、これを介して当該装置からは濾過された溶融流体が排出される。
フィルタディスク10の２個のフィルタディスク半部分12、14は、相互に面する側にて同一高さで同一寸法のカム形状の支持部材32を備えている。故にカム形状の支持部材32は、それほど詳細には示されていない実施形態において、図１の分割ライン48に沿って、又は、図１及び図２に示された如く夫々のプレート半部分上に配置可能であることから、フィルタディスク半部分12、14の重ね合わせに続いて開口中空空間内にカム形状の支持部材32は延伸する一方、該中空空間は積層形状においてのみ他方のフィルタディスク半部分14もしくは12により制限される。図示されない別の実施形態に依ればカム形状の支持部材32の分布は、他方のフィルタディスク半部分14もしくは12のカム形状の支持部材32の間に形成される所定パターンの中間空間に従って交互係合する如く、フィルタディスク半部分12、14に対して適切に配置され得る。但し特に低コストの製造方法は、図２の２個のフィルタディスク半部分12、14に対して示された如くカム形状の支持部材機構32が配置されたときである。フィルタディスク半部分12、14は相互に同一であることから、フィルタディスク10の長手中心線48の回りで旋回されると共に図１のディスクアセンブリを得るべく相互に重ね合わされることのみが必要である。この点においては、上記フィルタディスク10は‘ディスク’もしくは‘フィルタディスク’という技術用語で言及されるべきことを銘記されたい。
図１及び図３に更に示された如く、取入開口を組み込んだ金属ディスク20は支持リング50を介して外方に開口するが、該支持リング50は金属ディスク20の長手中心線からオフセットされると共にフィルタディスク10の長手中心線48上で終端する。特に図３の拡大図に示された如く、フィルタディスク10の近傍対向支持リング50同士は相互に重ね合わされると共に周縁溶接結合52により外周縁回りで相互に緊密に接続される。同様に、織物もしくは布織物フィルタ材料18は環状溶接結合54により外周縁にて緊密に接続され、金属ディスク20の外周縁は取入開口を有している。可能な流体流は図３及び図４に矢印で示されている。特にポリマ溶融物形態の濾過対象溶融媒体もしくは流体は、織物もしくは布織物フィルタ材料18を介して外側から内側へ高圧（100 bar以上）で到来すると共に、上述の如く画定された開放中空空間16内に、金属ディスク20の取入開口22を介して導かれる。カム形状の支持部材32に到達する前は中空空間16内に流動抵抗は存在しないことから、全体的流動抵抗は相当に減少されると共に、これに対応して上記フィルタ装置を貫通する媒体の流速が高められ、故に濾過能力も高められる。
図１に“Y”と示されると共に図４に示された拡大部分は、出口開口44に対するフィルタディスク10の可能な流れ方向を示している。各フィルタディスク10の内側における対応出口チャンバすなわち対応出口開口44は各フィルタディスク半部分12、14上の内部支持リング56により制限される。相互に対向して近傍配置された各フィルタディスク10の内部支持リング56は、特に所定形式の流れガスケット形状の離間ディスクもしくはワッシャ58により相互に所定距離で保持される。そのときに織物もしくは布織物フィルタ材料18は協働内部支持リング56に対し、内側溶接結合60により緊密に接続される。特に支持リング56の外側突出部は、支持されるべき織物もしくは布織物フィルタ材料１８の内縁に対する接触面を形成する。
個々のカム形状の支持部材32は、プロジェクション溶接方法で形成された溶接ポイント62により対応フィルタディスク半部分12および／または14に緊密に接続される。次にプロジェクション溶接方法により形成された他の溶接ポイント64により、出口開口44に面する該出口開口44の近傍の金属ディスク20の内部は既述の内部支持リング56により緊密に溶接される。各フィルタディスク10の頂部66及び底部68上においては、フィルタディスク10上で相互に離間された外周縁の回りに均等な径方向間隔でカム形状の間隔形成用部材70が配置されることにより、これらの要素もプロジェクション溶接点72により堅固に取付けられると共に個々のフィルタディスク10に対するスペーサの役割を担う。図１にも示された斯かるカム形状の間隔形成用部材70は上記フィルタディスクの上面に亙り分布され得るものであり、又は、特に中央領域に配置され得るものである。
次に、上下に積層配置された複数のフィルタディスク10は、全く不図示のハウジング内に配置された完全なフィルタ装置を提供する。適切なフィルタディスク10により、内部抵抗を克服する上では相当に低い圧力のみが必要とされ、また、簡素化構造により製造コストも相当に削減される。また、個々のカム形状の支持部材32がそれらの開口端にて円形シール部で終端していることを考慮すると、濾過されるべき溶融流体に対する流動挙動は改良される。更に、当カム形状の支持部材32が６個の円形取入開口22の各グループにより制限されることを考慮すると、取入開口22は閉塞されず且つ媒体の入力の為に完全に利用され得る。
【図１】
0003683592.tif 000002
【図２】
0003683592.tif 000003
【図３】
0003683592.tif 000004
【図４】
0003683592.tif 000005