(57)【要約】【課題】ゲル状の不要物がフィルターを通過することを防止する濾過装置を提供する。【解決手段】流体８が通過する第１流路９に不要物１２を通過させないフィルター１１が設置され、フィルター１１の上流側に位置する上流面１１ｂが流体８の進行方向に対して斜めに形成され、上流面１１ｂの下流側には不要物１２が滞留する滞留部５ａを備える。滞留部５ａは、フィルター１１を通過する流体８の進行方向と交差する方向に凹状に形成され、滞留部５ａにおける流体８の速度はフィルター１１を通過する流体８の速度より低い速度となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過する流路に不要物を通過させないフィルターが設置され、前記フィルターの上流側に位置する上流面が前記流体の進行方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
請求項１に記載の濾過装置であって、
前記上流面の下流側には前記不要物が滞留する滞留部を備えることを特徴とする濾過装置。
【請求項３】
請求項２に記載の濾過装置であって、
前記滞留部は、前記フィルターを通過する前記流体の進行方向と交差する方向に凹状に形成され、前記滞留部における前記流体の速度は前記フィルターを通過する前記流体の速度より低い速度であることを特徴とする濾過装置。
【請求項４】
請求項３に記載の濾過装置であって、
前記滞留部には排出口と前記排出口を開閉する弁とを備えることを特徴とする濾過装置。
【請求項５】
請求項３に記載の濾過装置であって、
前記滞留部は重力加速度方向に凹んで形成されていることを特徴とする濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過装置にかかわり、特にゲル状の不要物を分離する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルターを用いて流体中に含まれる不要物を分離して除去する方法が広く用いられている。フィルターを用いて不要物を除去する方法が特許文献１に開示されている。それによると、管と管とを接続する継ぎ手の部分にフィルターが設置されている。このフィルターは金属板に貫通穴が形成され、流体と直交するように配置されている。このフィルターにより増粘したインクや固化したインクを除去していた。
【０００３】
他にも、フィルターに付着する不要物を除去する方法が特許文献２に開示されている。それによると、インクが流動する管が水平方向に配置され、フィルターが管と直交するように配置されている。そして、インクを流動させるとフィルターに不要物が付着する。そこでインクの流動を時々停止し、不要物がフィルターに押し付けられないようにする。この状態にて不要物に重力を作用させることにより不要物を異物溜まりに移動させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８３８００号公報
【特許文献２】特開２００９−６７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フィルターを用いて濾過するとき、フィルターには不要物が付着する。そして、不要物がゲル状のとき不要物に流体の圧力が作用して不要物が変形する。変形した不要物の一部はフィルターを通過することがある。そこで、ゲル状の不要物がフィルターを通過することを防止できる濾過装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかる濾過装置であって、流体が通過する流路に不要物を通過させないフィルターが設置され、前記フィルターの上流側に位置する上流面が前記流体の進行方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この濾過装置によれば、フィルターが設置されているので流体内に内在する不要物は上流面に止まる。不要物がゲル状のとき不要物に流体の圧力が作用して変形する。変形した不要物の一部はフィルターを通過することがある。本適用例では上流面が流体の進行方向に対して斜めに形成されている。これにより上流面にとまった不要物は流体の圧力を受けて上流面の下流側に移動する。従って、不要物が上流面に留まったまま変形してフィルターを通過することを防止することができる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例にかかる濾過装置において、前記上流面の下流側には前記不要物が滞留する滞留部を備えることを特徴とする。
【００１０】
この濾過装置によれば、不要物が上流面から滞留部に移動して滞留する。従って、不要物が上流面から除去される為、不要物がフィルターを通過することを防止することができる。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例にかかる濾過装置において、前記滞留部は、前記フィルターを通過する前記流体の進行方向と交差する方向に凹状に形成され、前記滞留部における前記流体の速度は前記フィルターを通過する前記流体の速度より低い速度であることを特徴とする。
【００１２】
この濾過装置によれば、滞留部は凹状に形成されている。そして、流体の速度が低い速度となっているので不要物は流体によって滞留部から移動され難くなる。その結果、不要物が滞留部からフィルターの上流面に移動し難くすることができる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例にかかる濾過装置において、前記滞留部には排出口と前記排出口を開閉する弁とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この濾過装置によれば、弁を開くことにより排出口から不要物を排出することができる。従って、不要物が滞留部から溢れてフィルターの上流面に戻らないようにすることができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例にかかる濾過装置において、前記滞留部は重力加速度方向に凹んで形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この濾過装置によれば、滞留部は重力加速度方向に凹んでいる。従って、不要物に重力を作用させて滞留部内に移動した不要物が滞留部から出難くすることができる。その結果、不要物が滞留部から溢れてフィルターの上流面に戻らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図、（ｂ）は、濾過装置の模式平断面図。
【図２】濾過装置の動作を説明するための模式図。
【図３】第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図、（ｂ）は、濾過装置の模式平断面図。
【図４】第３の実施形態にかかわり、（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図、（ｂ）は、濾過装置の模式平断面図。
【図５】第４の実施形態にかかわり、（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図、（ｂ）は、濾過装置の模式平断面図。
【図６】第５の実施形態にかかわり、（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図、（ｂ）は、濾過装置の模式平断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１９】
（第１の実施形態）
本実施形態では、本発明の特徴的な濾過装置と濾過装置の作用について、図１及び図２に従って説明する。図１（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の濾過装置のＡ−Ａ’線に沿う模式平断面図である。図１に示すように、濾過装置１は略四角柱状の外装部２を備え、外装部２内は仕切板３により濾過部４と側室５とに分離されている。
【００２０】
濾過装置１は上流側配管６と下流側配管７との間に配置されている。上流側配管６は濾過部４と接続され、上流側配管６内を流れる流体８は濾過部４に流入する。下流側配管７も濾過部４と接続され、濾過部４を通過する流体８は下流側配管７に流出する。従って、上流側配管６内を流れる流体８は濾過部４を通って下流側配管７を流れる。つまり、上流側配管６、濾過部４、下流側配管７の内部が１つの流路となっており、この流路を第１流路９とする。
【００２１】
流体８は重力加速度方向１０に進行する。重力加速度方向１０をＺ方向とし、水平方向において側室５が設置してある方向をＸ方向とする。そして、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。
【００２２】
濾過部４には流体８の進行方向に対して斜めにフィルター１１が設置されている。フィルター１１は多数の貫通穴１１ａが形成された板またはシートとなっている。濾過部４に流入する流体８は貫通穴１１ａを通過した後で濾過部４から流出する。濾過部４に流入する流体８に固形の不要物１２が含まれているときには、この不要物１２は貫通穴１１ａを通過できないようになっている。従って、フィルター１１の上流側の面を上流面１１ｂとするとき、不要物１２は上流面１１ｂに止まる。
【００２３】
流体８の成分や不要物１２の種類は特に限定されない。流体８は流動可能な液状体であればよく、各種の材料が溶解または分散している液状体に適用することができる。本実施形態では例えば、分散媒に顔料が分散した液状体を流動させたものを流体８としている。不要物１２には固形物以外にもゲル状の物がある。不要物１２には前工程にて混入した物や、流体８を構成する成分が凝集または変質して形成された物、液体が増粘した物等がある。
【００２４】
フィルター１１の材料は流体８に腐食され難く流体８の圧力に耐えられる材料であれば良く特に限定されない。金属材料、樹脂材料、シリコン等の無機質の材料やこれらの材料に表面処理した材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、ステンレス板を採用している。上流面１１ｂは不要物１２が移動し易いように凹凸を少なくする処理を施すのが好ましい。例えば、バフ研磨等の処理を行なって、表面粗さを小さくすると良い。他にも上流面１１ｂは不要物１２が移動し易い膜を形成しても良い。例えば、上流面１１ｂにフッ素系の膜を形成しても良い。フィルター１１の厚みも特に限定されず、流体８の圧力によって破れない強度を有し、不要物１２を濾過可能な厚みであれば良い。
【００２５】
貫通穴１１ａの穴径は特に限定されず濾過する不要物１２の大きさに合わせて設定してよい。本実施形態では例えば、貫通穴１１ａには１辺が２０マイクロメートルの略四角形の穴を採用した。貫通穴１１ａの形成方法も特に限定されないが、フォトリソグラフィ法、レーザー光を照射する方法、ダイとパンチとを用いて穴を開ける方法、ドリルで穴を開ける方法等各種方法を用いることができる。
【００２６】
仕切板３においてフィルター１１と接する場所にはＹ方向の全幅に渡って第１窓部３ａが形成され、第１窓部３ａを介して濾過部４と側室５とが連通している。そして、上流面１１ｂは側室５と接続されている。上流面１１ｂにあたる流体８の一部は上流面１１ｂに沿って流動し、第１窓部３ａを通過する。濾過部４から側室５に流れる流体８により第２流路１３が形成される。仕切板３の上流側配管６側には第２窓部３ｂが形成されている。第１窓部３ａから側室５に流入した流体８は第２窓部３ｂを通って濾過部４に流出する。つまり、第２流路１３は第１窓部３ａ、側室５、第２窓部３ｂを通過する。第２流路１３を流体８が通過する流体抵抗は第１流路９を流体８が通過する流体抵抗より大きな抵抗となるように第２窓部３ｂの大きさが設定されている。従って、第２流路１３における流体８の速度は第１流路９における流体８の速度より低い速度となっている。
【００２７】
側室５内の一部はフィルター１１を通過する流体８の進行方向と交差する方向に凹んでいる滞留部５ａとなっている。さらに、滞留部５ａは上流面１１ｂに対して重力加速度方向１０にも凹んで形成されている。側室５に流入した不要物１２に重力が作用することにより不要物１２は滞留部５ａ内の重力加速度方向１０へ移動する。そして、滞留部５ａに不要物１２が滞留する。滞留部５ａの重力加速度方向１０には排出口１４が設置され、排出口１４には弁１５が設置されている。滞留部５ａに不要物１２が蓄積しているとき、弁１５を開くことにより蓄積した不要物１２を排出口１４から排出可能となっている。
【００２８】
次に、濾過装置の作用について図２を用いて説明する。図２は濾過装置の動作を説明するための模式図である。図２（ａ）に示すように、上流側配管６から濾過部４に流体８が流入する。これにより、流体８に含まれる不要物１２も濾過部４に流入する。図２（ｂ）に示すように、濾過部４にはフィルター１１が設置されている。流体８はフィルター１１を通過して下流側配管７に流出する。貫通穴１１ａは不要物１２が通過できない大きさに形成されているので、不要物１２は上流面１１ｂに止まる。
【００２９】
図２（ｃ）に示すように、第１流路９を流動する流体８の一部は上流面１１ｂに沿って第１窓部３ａへ流動する。上流面１１ｂ上に位置する不要物１２は流体８に押されて第１窓部３ａへ移動し、側室５の内部へ流入する。不要物１２がゲル状の場合にも不要物１２は変形しながら側室５の内部へ流される。側室５内の第２流路１３では流体８の速度が低く、不要物１２に重力が作用するので、不要物１２は重力加速度方向１０に移動する。その結果、図２（ｄ）に示すように、滞留部５ａに不要物１２が堆積する。
【００３０】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、濾過部４にはフィルター１１が設置されているので流体８内に内在する不要物１２は上流面１１ｂに止まる。不要物１２がゲル状のとき不要物１２に流体８の圧力が作用して変形する。変形した不要物１２の一部はフィルター１１を通過し易くなる。上流面１１ｂは流体の進行方向に対して斜めに形成されている。これにより上流面１１ｂに止まった不要物は流体８の圧力を受けて上流面１１ｂの側室５側に移動する。従って、不要物１２が変形しても上流面１１ｂに沿って移動する為、不要物１２がフィルター１１を通過することを防止できる。
【００３１】
（２）本実施形態によれば、滞留部５ａに不要物１２が滞留する。従って、不要物１２が多く蓄積するときにも不要物１２がフィルター１１の上流面１１ｂに戻らないようにすることができる。
【００３２】
（３）本実施形態によれば、滞留部５ａはフィルター１１を通過する流体８の進行方向と交差する方向に凹状に形成されている。そして、滞留部５ａでは流体８の速度が低い速度となるように調整されているので不要物１２を滞留部５ａから移動し難くすることができる。
【００３３】
（４）本実施形態によれば、弁１５を開くことにより排出口１４から不要物１２を排出することができる。従って、不要物１２が滞留部５ａから溢れてフィルター１１の上流面１１ｂに戻らないようにすることができる。
【００３４】
（５）本実施形態によれば、滞留部５ａは重力加速度方向１０に凹んでいる。従って、不要物１２に重力を作用させて滞留部５ａ内に移動した不要物１２が滞留部５ａから出にくくすることができる。その結果、不要物１２が滞留部５ａから溢れてフィルター１１の上流面１１ｂに戻らないようにすることができる。
【００３５】
（６）本実施形態によれば、不要物１２がフィルター１１の上流面１１ｂから移動するので、フィルター１１の貫通穴１１ａを目詰まりし難くすることができる。その結果、フィルター１１を交換する頻度を下げることができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、濾過装置の一実施形態について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の濾過装置のＢ−Ｂ’線に沿う模式平断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、フィルター１１の面積を広くした点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００３７】
すなわち、本実施形態では、図３に示すように、濾過装置１８は外装部１９を備え、外装部１９内は仕切板３により濾過部２０と側室５とに分離されている。濾過部２０には流体８の進行方向に対して斜めにフィルター２１が設置されている。濾過部２０は流体８の進行方向に直交する面の断面積が第１の実施形態の濾過部４より広く設定されている。フィルター２１の面積も第１の実施形態のフィルター１１より広く設定されている。そして、上流側配管６及び下流側配管７の断面積に対するフィルター２１の面積の比率が第１の実施形態より大きくなっている。
【００３８】
フィルター２１には多数の貫通穴２１ａが形成されている。仕切板３においてフィルター２１と接する場所にはＹ方向の全幅に渡って第１窓部３ａが形成され、第１窓部３ａを介して濾過部２０と側室５とが連通している。そして、フィルター２１の上流側の面である上流面２１ｂは側室５と接続されている。
【００３９】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、フィルター２１の面積が広く設定されているので、濾過装置１８を通過する流体８の流量を大きくすることができる。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、濾過装置の一実施形態について図４を用いて説明する。図４（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の濾過装置のＣ−Ｃ’線に沿う模式平断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、側室５を備えていない点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００４１】
濾過装置２４は上流側配管６と下流側配管７との間に配置されている。濾過装置２４は外装部２５を備え、外装部２５の内部には濾過部２６が形成され、上流側配管６内を流れる流体８は濾過部２６を通って下流側配管７を流れる。
【００４２】
濾過部２６には流体８の進行方向に対して斜めにフィルター２７が設置されている。フィルター２７には多数の貫通穴２７ａが形成されている。濾過部２６に流入する流体８は貫通穴２７ａを通過した後濾過部２６から流出する。濾過部２６に流入する流体８に不要物１２が含まれているときには、不要物１２は貫通穴２７ａを通過できないようになっている。従って、フィルター２７の上流側の面を上流面２７ｂとするとき、不要物１２は上流面２７ｂに止まる。
【００４３】
フィルター２７には貫通穴２７ａがマトリクス状に配置された有穴領域２７ｃと貫通穴２７ａが形成されていない無穴領域２７ｄとを有している。有穴領域２７ｃは無穴領域２７ｄより上流側に近い場所に配置されている。有穴領域２７ｃと無穴領域２７ｄとの面積比率は特に限定されないが、本実施例では、例えば、２：１の比率となっている。上流面２７ｂにおいて無穴領域２７ｄの場所を滞留部２８とする。
【００４４】
流体８に不要物１２が含まれているとき、不要物１２はフィルター２７を通過できずに上流面２７ｂに止まる。上流面２７ｂ上の不要物１２は流体８に押される。フィルター２７は流体８の進行方向に対して斜めに形成されているので、上流面２７ｂ上の不要物１２は上流面２７ｂに沿って滞留部２８に移動する。これにより、滞留部２８には不要物１２が蓄積される。
【００４５】
滞留部２８では流体８が無穴領域２７ｄを通過できないので、流体８は失速して上流側に流動する。従って、滞留部２８に堆積した不要物１２は移動し難くなっている。
【００４６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、側室５が設置されていないので、簡便な構造にすることができる。流体８中に含まれる不要物１２が少ないときには簡便な構造の濾過装置２４にて不要物１２がゲル状のときにも濾過することができる。
【００４７】
（第４の実施形態）
次に、濾過装置の一実施形態について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の濾過装置のＤ−Ｄ’線に沿う模式平断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、流体８が重力加速度方向１０と反対の方向に流動する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００４８】
すなわち、本実施形態では、図５に示すように、濾過装置３１は外装部３２を備え、外装部３２内は仕切板３により濾過部３３と側室３４とに分離されている。濾過部３３には流体８の進行方向に対して斜めにフィルター１１が設置されている。
【００４９】
フィルター１１には多数の貫通穴１１ａが形成されている。仕切板３においてフィルター１１と接する場所にはＹ方向の全幅に渡って第１窓部３ａが形成され、第１窓部３ａを介して濾過部３３と側室３４とが連通している。そして、フィルター１１の上流側の面である上流面１１ｂは側室３４と接続されている。
【００５０】
側室３４内の一部はフィルター１１を通過する流体８の進行方向と交差する方向に凹んでいる滞留部３４ａとなっている。さらに、滞留部３４ａは重力加速度方向１０にも凹んで形成されている。側室３４内の第２流路１３では流体８の速度が低く、側室３４に流入した不要物１２には重力が作用するので不要物１２は滞留部３４ａの重力加速度方向１０へ移動する。そして、滞留部３４ａに不要物１２が滞留する。滞留部３４ａの重力加速度方向１０には排出口１４が設置され、排出口１４には弁１５が設置されている。滞留部３４ａに不要物１２が蓄積しているとき、弁１５を開くことにより蓄積した不要物１２を排出口１４から排出可能となっている。
【００５１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、流体８が重力加速度方向１０と逆の方向に進行するときにも、ゲル状の不要物１２を流体８から分離することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
次に、濾過装置の一実施形態について図６を用いて説明する。図６（ａ）は、濾過装置の構造を示す模式側断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の濾過装置のＥ−Ｅ’線に沿う模式平断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、流体８が重力加速度方向１０と交差する方向に流動する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００５３】
すなわち、本実施形態では、図６に示すように、濾過装置３７は外装部３８を備え、外装部３８内は仕切板３により濾過部３９と側室４０とに分離されている。濾過部３９には流体８の進行方向に対して斜めにフィルター１１が設置されている。
【００５４】
フィルター１１には多数の貫通穴１１ａが形成されている。仕切板３においてフィルター１１と接する場所にはＹ方向の全幅に渡って第１窓部３ａが形成され、第１窓部３ａを介して濾過部３９と側室４０とが連通している。そして、フィルター１１の上流側の面である上流面１１ｂは側室４０と接続されている。
【００５５】
側室４０内の一部はフィルター１１を通過する流体８の進行方向と交差する方向に凹んでいる滞留部４０ａとなっている。そして、滞留部４０ａが凹んでいる方向は重力加速度方向１０となっている。側室４０では流体８の速度が低く、側室４０に流入した不要物１２には重力が作用するので不要物１２は滞留部４０ａの重力加速度方向１０へ移動する。そして、凹んでいる滞留部４０ａに不要物１２が滞留する。濾過部３９の重力加速度方向１０には排出口１４が設置され、排出口１４には弁１５が設置されている。滞留部４０ａに不要物１２が蓄積しているとき、弁１５を開くことにより蓄積した不要物１２を排出口１４から排出可能となっている。
【００５６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、流体８が重力加速度方向１０と交差する方向に進行するときにも、ゲル状の不要物１２を流体８から分離することができる。
【００５７】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態ではフィルター１１に多数の貫通穴１１ａが形成された板またはシートを用いた。フィルター１１の材質はこれに限らず、金属粒を焼結して形成したフィルター、繊維等から構成されるマット状のフィルター、多数の穴が形成された板またはシートを重ねたフィルター等を用いても良い。この場合にもフィルターを流体８の進行方向に対して斜めに配置することにより、ゲル状の不要物１２がフィルターを通過しないようにすることができる。尚、この内容は前記第２の実施形態〜前記第５の実施形態にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１８，２４，３１，３７…濾過装置、５ａ，２８，３４ａ，４０ａ…滞留部、８…流体、９…流路としての第１流路、１１，２１，２７…フィルター、１１ｂ，２７ｂ…上流面、１２…不要物、１４…排出口、１５…弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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