(57)【要約】  【課題】  【解決手段】自浄フィルタシステムが開示されており、このシステムは、既存のフィルタ本体中に挿入するように構成された入口フィッティングを有する。この入口フィッティングに摺動可能に係合する複数の出口を有するスプレィチューブが、既存のフィルタのリングディスクに配置され、リングディスクの一端近傍の圧縮部材が、リングディスクに圧縮力を与える。液体がリングディスク上の入口フィッティングからスプレィチューブに入ると、リングディスクの圧縮が解けて、リングディスクを分離させ、同時に複数の出口を介して液圧がリングディスクにかかって、フィルタ部品を洗浄する。システムに含まれる部品を用いて、手動フィルタを自浄フィルタシステムに変換することができる。【選択図】図４
2007522925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、入口と出口を有する前記ハウジング中のリングディスクフィルタエレメントのスタックであって、液体を前記入口から前記フィルタエレメントのスタックを通って前記出口の外側へ流すリングディスクフィルタシステムを具える装置において、当該装置の改良が：
ａ．前記リングディスクエレメントのスタックの内側に複数のスパイン脚を有する装置と；
ｂ．通常のろ過動作中に前記入口から前記フィルタエレメントを通る液体を方向付けてろ過動作を作る液体ディバータと；
ｃ．前記スパイン脚の内部に位置し、その中に液体開口を有するスプレィチューブであって；
ｄ．液体を前記フィルタエレメントを通って外側に向けるフィルタエレメントのスタックの内側に配置され、前記ハウジング内の不純物を洗い流す前記スプレィチューブと；
ｅ．前記装置から不純物を含む液体を排出する出口と；
を具えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置が、前記フィルタエレメントを正常に保持して前記液体中の不純物をろ過する圧縮プレートを具え、当該圧縮プレートが、前記スプレィチューブ内で前記液体の上向きのフロー方向において、前記フィルタエレメント上の圧力を和らげるように移動可能であり、これによって、前記フィルタエレメント間のスペースを広げて洗浄動作を容易にすることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、前記ハウジング内に入口フィッティングを具え、前記スプレィチューブが前記入口フィッティングに移動可能に接続されており、前記スプレィチューブが前記フィルタエレメントに対して上下に移動できることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、前記スプレィチューブが前記入口フィッティングとシーリングによって係合していることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置が、前記装置の入口及び出口を通ってろ過およびバックフラッシュするべき液体のフロー方向を制御する制御システムを具えることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、前記スプレィチューブの前記開口が前記チューブの壁に対して実質的に接線方向に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、前記スプレィチューブの前記開口が上向きに角度をなしていることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記上向きの角度が１度乃至３度であることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置が、前記リングディスクエレメントの上に、前記リングディスクエレメントを互いに圧縮するコンプレッサを有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサが前記ハウジング内部にあることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサが前記ハウジングの外にあり、前記コンプレッサから前記ハウジングにロッド部材が延在することを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の装置において、圧縮プレートが前記リングディスクエレメントと前記コンプレッサの間にあることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサがばね部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の装置において、前記コンプレッサが液圧部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサがばね部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、前記ばね部材が、前記圧縮プレート上のポスト部材と係合するボタン部材とともに配置されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタに関するものであり、特に、自浄フィルタシステムに関する。自浄フィルタシステムは、フィルタを手動で開いて洗浄する必要なく、リングディスク媒体を効果的に洗浄する。
【背景技術】
【０００２】
リングディスクフィルタエレメントは、もともと、軍用機用作動液のフィルタとして発達したものであり、徐々に、農業用水や工業用アプリケーションに広く使用されるようになった。リングディスクは、液体から粒子をろ過する能力において高効率である。リングディスクは、両側に、特定のミクロンサイズの溝が対角線上に切られている。一連のリングディスクが重ねられて、スパインの上で圧縮されている。重ねたときに、各ディスクの上の溝が、その下の溝から逆に延びており、一連の溝と固形物用トラップを有する浄化システムを作っている。
【０００３】
リングディスクフィルタを用いる農業用灌漑システムは、通常スケールが大きく、高フローで、高体積のフィルタを必要とする。大規模な農業用灌漑システムに用いるフィルタが、流量２５ガロン／分以上であることは普通である。リングディスクのバックフラッシュを提供する能力を有する大規模リングディスクフィルタは、複雑な機構を有する傾向にある。例えば、フロー方向を制御するための複雑なフラッパタイプのバルブが米国特許第４，６５５，９１０号及び第４，６５５，９１１号に記載されている。その他の複雑なバックフラッシュリングディスクフィルタは、じょうご型のゴム製スリーブを用いてフロー方向を制御するようにしている。例えば、米国特許第６，３９８，０３７号を参照されたい。ばね式安全弁システムは、もう一つの複雑なアプローチであり、米国特許第６，４１９，８２６号に示されている。
【０００４】
リングディスクフィルタシステムの効率のため、このシステムは、植物ナーサリィ、温室、廃液処理システムなどのより小さなアプリケーションに広く使用されている。このシステムは、現在も、食物と飲料、パルプと紙、鉱業、テキスタイル、化学品、薬剤、電子、精製、発電、および水産養殖などの分野で使用されている。スケールの小さいアプリケーションでは、リングディスクフィルタは、通常、手動のバックフラッシュでないフィルタである。バックフラッシュは、フィルタとリングディスクに必要な解体の頻度を低減し、フィルタシステムの動作を改善し、労働コストを下げる。
【０００５】
自浄フィルタシステムの大半が、通常、流量が２５ガロン／分以上のアプリケーションに限定されるので、フローがより低い水システムは、手動フィルタ、あるいは部分的自浄フィルタに頼らざるを得ない。
【０００６】
手動フィルタは、バックフラッシング機構は有していないが、部分的セルフフラッシングフィルタは、液体のフロー方向を反転するバルブを用いて、リングディスク媒体の外に粒子状物質を洗い流すようにしている。部分的セルフフラッシングフィルタは、手動フィルタの改良であるが、リングディスクフィルタ媒体の構造のため、粒子状物質の除去が効果的でない傾向にある。粒子が、リングディスクの表面内の溝にとどまり、溝の中を単に逆方向にフラッシュバックされる水が、ディスクの溝において、粒子を除去するのに必要な十分な速度で注がれない。さらに、リングディスクは、互いに詰まっている傾向にあり、普通の液体フローでは液体フローをリングディスク内の溝の方向に向ける、あるいはリングディスクの溝表面周辺に向けるのに十分にリングディスクを分離しない。
【０００７】
リングディスクフィルタの製造会社は、小さい自浄フィルタを製造することに費用効果があることを発見しなかった。この結果、低ボリューム、低流量の、自浄フィルタが求められている。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、自浄フィルタシステムに関する。手動フィルタシステムは、入口と出口を有するフィルタボディと、フィルタカバーと、リングディスクフィルタエレメントを具える。この改良は、フィルタボディ中に挿入するように構成された入口フィッティングを具える。複数の開口を有するスプレィチューブは、この入口フィッティングに摺動可能に係合する。スプレィチューブは、フィルタカバー内に保持されているリングディスクの内部に配置されている。リングディスクの一端に近傍の圧縮部材は、リングディスクに圧縮力をかける。リングディスクを洗浄するためにスプレィチューブを介してフィルタ本体内へ液体が流れる際に、液体はスプレィチューブを通って、圧縮部材に対向して流れる。圧縮部材に対して働く圧力は、リングディスク上の圧縮を低減して、リングディスクを分離する。洗浄プロセスの間に、反転した液体フローがスプレィチューブ内の開口からリングディスクに向けて流れ出る。
【０００９】
スプレィチューブ内の出口は、スプレィチューブの壁に対して斜めに角度をなす。この出口を介して斜めの角度で力がかかっている液体は、リングディスクに対しても斜めの角度で圧力をかける。このことは、リングディスクをスピンさせ、リングディスク上の溝上の粒子を動かす助けとなる。出口も上向きの角度をなし、リングディスクに上向に力をかける。リングディスクに上向きに力をかけることによって、スタックの下側部分のリングディスクでさえも、効果的に分離される。
【００１０】
圧縮は、いくつもの方法でリングディスクに提供することができる。一の好ましい実施例では、リングディスク上方の圧縮プレートへ圧縮を与えるように圧縮ロッドに係合するフィルタカバーの外側に外付コンプレッサを配置する。外付コンプレッサには、スプリングコンプレッサか、油圧コンプレッサのいずれかを使用することができる。もう一つの好ましい実施例では、圧縮プレートに圧力をかけるスプリングがフィルタカバーの内部に配置されている。別の代替の実施例では、内部スプリングと外付コンプレッサを用いて、圧縮プレートとリングディスクを圧縮している。
【００１１】
本発明は、既存の手動フィルタをセルフフラッシングフィルタに変換して、結果として変換された手動フィルタを、低ボリューム、低流量のアプリケーションに、経済的に使用することができる。従来技術と異なり、本発明は複雑な内部機構を必要としない。
【００１２】
本発明のスプレィチューブは、リングディスク間のスペース中に高速の液体を導いて、リングディスク内の溝から粒子や残留物質を除去する。自浄キットを設置した後、結果としてできたフィルタが手動フィルタより一層効果的に動作して、定期的なクリーニングが不要となり、従って操作のために必要な労働コストがより少なくなる。
【００１３】
自浄フィルタシステムを清掃するために、オペレータは単に、スプレィチューブを通るようにフローを方向付けて、出口から出てゆくフローを制限し、フローを入口に向けるようにするだけである。フローの制御は、手動バルブまたは電気バルブの従来の方法で行うことができる。この手順は、電気バルブまたはその他のフロー制御デバイスとインターフェースを取っているコンピュータ制御システムを使用して自動化することができる。
【００１４】
リングディスクに必要なクリーニング頻度は、リングディスクの上および周辺にできた粒子および固形物の量によって決まるため、自浄フィルタシステムは、入口フローと出口フロー間の圧力差を測定することによって更に自動化することができる。所定量のコンタミネーションに対応する所定の圧力差で、出口が閉じてスプレィチューブへフローが開放され、フィルタが洗浄される。所定の圧力差で、フィルタの洗浄をオペレータに警告するアラームをトリガすることができ、あるいはコンピュータが人手を介在することなく、自動的にフィルタを洗浄するようにバルブを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
従来技術の手動フィルタ：
図１は、文字Ａで参照される従来技術の手動リングディスクフィルタアッセンブリの外観を示す図である。図２は、図１の手動リングディスクフィルタアッセンブリＡの断面を示す図である。手動リングディスクフィルタアッセンブリは、入口１６と出口１８を有する本体１０を具える。ハウジング１２が、ねじ式固定リング１４で本体１０に取り付けられている。カバー１２の上には、ポート２０がある。ポート２０は、一般的には、図１及び２に示すように、モールドされており、ドリルされたものでなく、タップを切ったものでもない。入口圧力測定ポート２２と、出口圧力測定ポート２４が設けられており、圧力測定を行って、リングディスクフィルタ３２にかかる圧力効果を決定する。入口圧力測定ポート２２と出口圧力測定ポート２４を、二次的に用いて入口１６と出口１８のそれぞれから液体を排出することができる。リングディスク３２のスタックは、スパイン３４の上端に配置され、フローディバータ４１の上端に置かれている。スパイン３４は、リングディスク３２のスタック上に配置されている圧縮プレート３０から延在するいくつかのスパイン脚３４ａを具える。従来のフィルタＡ中のスパイン脚３４ａは、クロスメンバ３５を有しており、組み立ての前後にスパイン脚３４ａとリングディスク３２を構造的に支持している。内部スプリング２７は、圧縮プレート３０を下側に押圧して、リングディスク３２を互いに圧縮している。このスプリングは、長さに沿って直径が均一であり、突出したリング２７ａと共に圧縮プレート３０上の位置に保持されている。
【００１６】
知られているように、図１１ａおよび１１ｂのリングディスクの詳細は、ディスク表面に外側に広がる溝３２ａとリッジ３２ｄを有するリングディスク３２を示している。溝３２ａとリッジ３２ｄの拡大図が図５ａと７ａに示されている。リングディスク３２の底面３２ｆが、別のリングディスク３２の上側面３２ｅの上に位置している場合、溝３２ａとリッジ３２ｄは反対方向に延び、これによって、溝３２ａとリッジ３２ｄの交差を作っている。溝３２ａとリッジ３２ｄの交差３２ｇは、図５ａに点線で最もよく示されているが、固体粒子をトラップして、粒子はディスク３２の間を通過しないが液体は通過させるようにしている。リングディスク３２は、ろ過する液体に依存して、通常、ポリプロピレンか、あるいはその他のポリマ材料でできている。
【００１７】
従来技術のデバイスＡが通常の動作をする間に、洗浄する入口フロー１６の液体が、入口１６を通ってフィルタ本体に入る。フローディバータは、この液体をリングディスク３２上および周辺へ送る。ついで、液体は、リングディスク３２の間に送られる。液体中に含まれている粒子は、リングディスク３２の溝３２ａとリッジ３２ｇ間の交差部分３２ｇにおいてトラップされる。リングディスク３２間を通過してろ過された液体は、リングディスク３２の開放フィルタフラッシュスペース３２ｂへ降りてゆき、出口１８から出てゆく。時間が経つと、粒子が溝３２ａの中に滞まり、粒子とその他の固形物質が、リングディスク３２の外側に集まる。粒子の発達は、ろ過効率を落とし、そのうちに、フィルタの中へあるいはフィルタから外への液体フローを完全に塞いでしまう。
【００１８】
手動フィルタを清掃するためには、フィルタリングカバー１２を取り外して、リングディスク３２を取り外し、水またはその他のクリーニング液をスプレィしなくてはならない。代替的に、従来のバックフラッシュは、フロー方向を、リングディスク３２内の溝３２ａから粒子を取り除く方向に反転させることによって実行される。バックフラッシュ動作は、まず、入口１６を開放して、バックフラッシュ液体フロー１８ｂを出口１８に向けて、フラッシュ液体をリングディスク３２のボア３２ｂから出して、バックフラッシュ液体フロー１６ｂを入口１６から出すようにして行う。リングディスク３２のボア３２ｂから出てゆく液体は、フィルタ入口１６の外へ液体とともに固体粒子を運ぶことを意図している。しかしながら、例えあるとしても、液体フローの方向を反転させることで単純に手動フィルタをきれいにしようとすることが効果的であることは、まれである。リングディスク３２は、互いに圧縮されており、リングディスクの溝３２ａと、溝３２ａおよびリッジ３２ｄの交差部分３２ｇでトラップされる粒子は、通常は容易に除去されない。この結果、手動フィルタは、通常、規則的に又は定期的に、手動で分解する間にバックフラッシュを実行するとともに、分解して手できれいにしなければならない。
【００１９】
自浄フィルタ装置：
本発明の実施例の改良されたエレメントを具える手動フィルタＡの分解図を図３に示す。改良したエレメントは、全フィルタアッセンブリＢに含めることもできるし、既存の手動フィルタＡを自浄フィルタアッセンブリＢへ変換するキットとして提供することもできる。全自浄フィルタアッセンブリは、一般的に文字Ｂで参照される。自浄キットをインストールした手動フィルタＡの断面図が図４及び図５に示されている。まず、入口フイッティング４０を挿入するための開口２５が本体１０に十分に大きく形成されている。本体１０に形成した開口２５に入口フイッティング４０を挿入する前に、エポキシなどのシーラント、あるいはその他の防水シーリング剤を入口フィッティング４０の外側と本体１０の開口２５の内側に設けておく。シーラントは、一般的に、４０ａに示すように、組み立てを行う間に開口２５の外に押し出される。ポリマ材料間の熱ボンディング、あるいは、その他のボンディング技術などの代替のシーリング技術を用いることもできる。
【００２０】
スパイン脚３４ａと圧縮プレート３０を有するスパイン３４がスプレィチューブ３６上に組み立てられている。スパイン脚３４ａは、通常、スプレイチューブ３６にエポキシまたはその他の防水性接着材料で取り付けられている。スパイン脚３４は、圧縮プレート３０から対向する端部にテーパの付いた挿入テーパ３４ｂを有し、スパイン３４の上にリングディスク３２の組み立てを容易にしている。図に示す実施例では、図３に最もよく見られるように、スパイン脚を貫通させて、圧縮プレート３０に取り付けられている。代替のスパイン３４構造も企図されている。スパイン脚３４ａは、スプレィチューブ３６に取り付けられているが、スプレィチューブ３６から取り外し可能であっても良い。スプレィチューブ３６は、上端において３０ａで示す位置において、圧縮プレート３０の底に密封されている。
【００２１】
リングディスク３２が、スパイン脚３４ａの上に配置され、次いで、スプレィチューブ３６が入口フィッティング４０のボア４０ｂ内に挿入される。入口フィッティング４０のボア４０ｂは、溝４０ｃを有しており、その中にＯリングシール３７を配置して、スプレィチューブ３６と入口フィッティング４０間に動的なシーリング面を提供する。Ｏリングシール３７は、代替のシール部材で置き換えることもできる。Ｏリングシール３７によって、スプレィチューブ３６を入口フィッティング４０に対して上下に移動させる一方で、スプレィチューブ３６の外側表面と入口フィッティング４０のボア４０ｂの間に液状シールを保持することができる。
【００２２】
いくつかの小さいナッブ４１ａがフローディバータの内側に位置する。スパイン脚３４ａがこのナッブ４１ａに接触して、スプレィチューブ３６が回転しないようにしている。
【００２３】
スプレィチューブ３６の下端を入口フィッティング４０に挿入した後に、リングディスク３２をフローディバータ４１の上に配置する。スパイン３４の上側端部上で、リングディスク３２のスタックの一番上にあるリングディスク３２の上側表面が、圧縮プレート３０の下側表面に接触する。スプレィチューブ３６と、スパイン３４と、リングディスク３２がフィルタボディ１０内に設置された後、フィルタカバー１２をフィルタボディ１０の上に載せて、固定リング１４で固定する。
【００２４】
図３、４、５、６ａおよび７において、スプリング式コンプレッサ本体５０ａは、ポート２０においてねじ式連結でフィルタカバーの上端に連結されて示されている。図１及び２に示す従来技術のデバイスにおける既存のフィルタカバー１２の上のポート２０は、ねじ部材を受けるように予め構成されていない場合は、ねじでドリルまたはタップを切ることができる。圧縮スプリング５２（図３）は、コンプレッサ本体５０ａ内に保持されている。コンプレッサばね５２の圧縮強度によって制限される圧縮ロッド５８が、ばね式コンプレッサ５０の底から延在している。図４に示すように、コンプレッサ本体５０ａがポート２０内にねじ込まれると、圧縮ロッド５８が延びて、圧縮プレート３０の上に接触する。圧縮ロッド５８の上側への移動は、圧縮ばね５２によって制限され、結果として、圧縮プレート３０が圧縮される。カバー１２のカラー２６は、圧縮プレート３０に係合されており、圧縮プレート３０の上側への移動を制限する。圧縮プレート３０は、リングディスク３２のスタック上を圧縮し、個々のリングディスク３２を互いに密接した状態に維持する。コンプレッサばね５２によって提供されるこの圧縮抵抗を変化させて、リングディスク３２の圧縮を上げることができる。図５に示すように、フィルタカバー１２上と圧縮プレート３０上の内側との間に内部ばね５４を挿入することによって、下側への圧縮を追加することもできる。ばね５２と５４の強度に依存して、外付コンプレッサ５０なしで内部ばね５４を単独で使用することもできる（図６ｃ参照）。外付コンプレッサ本体を排除した構造は、フィルタアッセンブリ用のスペースが制限されているような場合に有利である。
【００２５】
内部ばね５４が単独で使用されている場合、ばね５４の下端のボタン５５がポスト５３に係合する。このボタンは、中央にホールが設けられている。ポスト５３は、圧縮プレート３０に固定されており、ばね５４が圧縮プレート３０の中央に確実に正しく位置するようにしている。
【００２６】
所望の圧縮量は、自浄フィルタシステムＢに対する要求によって異なる。一般的に、より高い流量とより高い圧力を用いるシステムでは、リングディスク３２のスタックをより高く圧縮させる必要がある。
【００２７】
図６ｂは、ばね式コンプレッサ５０と同様に機能するが、ばねからの圧縮の代わりに液圧を用いている液圧式コンプレッサ５６を示す。液圧式コンプレッサ５６は、液圧コンプレッサピストン５７を収納するコンプレッサ本体５６ａを具える。液圧コンプレッサピストン５７は、圧縮ロッド５８に係合して、圧縮プレート３０と、リングディスク３２のスタックを圧縮する。
【００２８】
図４および５は、圧縮モードにある自浄フィルタアッセンブリＢを示す。フィルタアッセンブリは、一般的に通常のフィルタ動作を行う間は、圧縮モードにある。通常のフィルタ動作中に、入口フロー１６ａが入口１６を通ってフィルタ本体１０に入る（図４及び図５）。このフローは、フローディバータ４１によってリングディスク３２の外側へ向けられる。従って、液体は、リングディスク３２上の溝３２ａ間のスペースまたはギャップを通って（図５ａ及び７ａ）、スプレィチューブ３６とリングディスク３２の内側の間のスペースに流れなくてはならない。スプレィチューブとリングディスクの間のこの環状ろ過フラッシュスペースは、図１１ａおよび１１ｂに符号３２ｃとして記載されている。リングディスク３２は、溝３２ａ中のディスク間を通過する液体から粒子をトラップする（図５ａ及び７ａ）。一般的に、溝３２ａの深さによって、リングディスク３２間を通過することができる粒子のサイズが決まる。溝３２ａが狭いほど、より小さい粒子をトラップし、溝３２ａがより深いあるいはより広いほど、より小さい粒子は通過させて、より大きい粒子のみをトラップする。リングディスク３２を通過した液体は、ろ過された出口フロー１８ａとして、出口１８を介してフィルタカバー１２とフィルタ本体１０から出てゆく。通常の動作中は、自浄フィルタアッセンブリＢが圧縮モードにあるときに、従来の手動または電気バルブ、またはその他のフロー制御デバイス（図示せず）を用いて、フローが入口フィッティング４０へ、あるいはスプレィチューブ３６へ入らないようにする。
【００２９】
図７には、自浄モードにある自浄フィルタアッセンブリＢが示されている。バルブまたはその他のフロー制御デバイスを用いて、フローが出口１８から出て行かないようにする。ついで、フラッシングフロー１５が、スプレィチューブ３６に入ることができる。フラッシングフロー１５は、スプレィチューブ３６へ上がってゆき、フローを強制的に開口３８の外に出す。上向きのフラッシングフロー１５も、圧力を圧縮プレート３０の底面へ向ける。圧縮プレート上の上向きの圧力は、圧縮ロッドを上側に、ばね式コンプレッサ５０または液圧式コンプレッサ５６内へ押し上げる。圧縮プレートは、カラー２６の底端部と同じところまで上がることができる。圧縮プレートが上側に押されるので、リングディスク３２の圧縮が取り去られて、リングディスクを上側に移動させる。この上側への移動によって、図７ａに示すようにリングディスク３２間にスペースまたはギャップを提供し、リングディスク３２の表面の溝３２ａから粒子及びデブリスが洗浄される。
【００３０】
好ましくは、スプレィチューブ３６の長さに沿って３列の複数の開口３８が配置されている（図３）。好ましい実施例においては、この開口３８の列がスプレィチューブ３６の周囲に均一に配置されているが、追加の列を、均一に配置して、あるいはジグザグパターンに配置して加えることも意図されている。
【００３１】
開口３８は、図８−９に詳細に示されており、これらの開口は、典型的には、スプレィチューブ３６の壁に対して接線方向に角度を成していることを示している。開口３８が、スプレィチューブ３６の壁に対して角度を成しているので、開口３８から強制的に出てくる水は、リングディスク３２に斜めにあたり、これによって、リングディスク３２を回転させる。リングディスク３２の回転動作は、ディスク３２の溝３２ａにある粒子を砕く（図５ａおよび７ａ）。このリングディスク３２の回転動作と移動によって、乱流が生じ、この乱流がさらに、リングディスク３２の溝３２ａ上にトラップされているデブリスおよび粒子を攪拌する助けになる。リングディスク３２の表面の周りのこの乱流と液体の攪拌は、トラップされている粒子と固体物を効果的に洗い流してフリーにする。開口３８は、図１０に示すように上側に角度をなしていても良い。開口の上向きの角度３８ａは、好ましくは、水平線上１−３度であるが、より小さいまたは大きい角度の傾斜を用いることもできる。液体が開口３８から強制的に出てゆくときに、開口の上向きの角度３８ａは、相応の上向きの角度で液体フローをディスク３２に向ける。結果としてディスク３２上にあたる上向きの力が、ディスクをスパイン３４の上側に押圧する。この押圧が、個々のディスク３２間にスペース又はギャップを作る助けとなる（図７ａ）。更に、液体フローからのリングディスク３２上の上向きの力が、下側ディスク３２が互いに近くにとどまろうとする傾向にある問題を解決する。すべてのディスク３２間のギャップによって、開口３８を通過する圧力のかかった液体が、ディスク３２の溝３２ａにある粒子を効率よく洗浄することができる。
【００３２】
自浄フィルタの中へあるいは自浄フィルタの外へ液体フローを制御するのに、手動バルブ、電気バルブ、あるいはその他のフロー制御デバイスを用いることができる。電気バルブ（図示せず）は、コンピュータシステムで制御することができ、更に、コンピュータシステムと電気バルブとともに差圧検出システム（図示せず）を用いて自動化することができる。粒子またはその他の固形物がリングディスクの溝３２ａに、またはリングディスク３２の外側にできる場合、入口１６と出口１８間の圧力差が、アラームが始動されうる、あるいはコンピュータシステムが自動的に出口１８を遮断することができる所定のレベルに達し、スプレィチューブ３６にフラッシングフロー１５を開放して、フィルタを洗浄する。コンピュータシステムを差圧検出デバイスと共に使用する場合、フローを制御する電気バルブを具える自浄フィルタ全体が人手を介在することなく動作できる。
【００３３】
本発明についての上述の開示および記載は、例示的な説明のためのものであり、フィルタキット部品のサイズおよび形状、自浄フィルタシステムおよび構成、異なる材料の様々な変形、および図に示す実施例の詳細における変形を、本発明の精神から離れることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、従来技術のリングディスクフィルタアッセンブリの外観を示す図である。
【図２】図２は、従来技術のリングディスクフィルタアッセンブリの断面図である。
【図３】図３は、スプリング式コンプレッサを具える自浄フィルタシステムの一実施例のアッセンブリ図を示す図である。
【図４】図４は、スプリング式コンプレッサを具える自浄フィルタシステムの一実施例の断面図である。
【図５】図５は、入口および出口のフロー路を示し、内部スプリング付のスプリング式コンプレッサを具える自浄フィルタシステムの一実施例の断面図である。図５ａは、通常の圧縮フィルタリングモードにあるリングディスクフィルタエレメントの一部の等尺図である。
【図６】図６ａは、スプリング式コンプレッサを有する自浄フィルタシステムの一実施例の外観図である。  図６ｂは、油圧式コンプレッサを具える自浄フィルタシステムの一実施例の部分図である。  図６ｃは、内部スプリングを有する自浄フィルタシステムの一実施例の部分図である。
【図７】図７は、図４の自浄フィルタキットであり、スプレィチューブ、圧縮プレート、およびリングディスク上の反転フロー効果を示す。  図７ａは、通常の圧縮フィルタリングモードにあるリングディスクフィルタエレメントの一部の等尺図である。
【図８】図８は、図３の線９−９に沿った断面図であり、接線方向の開口を示す。
【図９】図９は、図８の断面で示す部分の側面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す部分の側面図であり、開口の上向きの角度を示す。
【図１１】図１１ａは、リングディスクの平面図であり、図７の線１１ａ−１１ａに沿ったスプレィチューブとスパイン脚の断面図を含む。  図１１ｂは、リングディスクの底面図であり、図７の線１１ｂ−１１ｂに沿ったスプレィチューブとスパイン脚の断面図を含む。
【符号の説明】
【００３５】
以下のリストは、明細書と添付の図面に用いられている部品の番号とその説明である。
Ａ        手動リングディスクフィルタアッセンブリ
Ｂ        自浄リングディスクフィルタアッセンブリ
１０      本体
１２      カバー
１４      固定リング
１５      フラッシングフロー
１６      入口
１６ａ    入口フロー
１６ｂ    バックフラッシュフローアウト
１８      出口
１８ａ    出口フロー
１８ｂ    バックフラッシュフローイン
２０      ポート（フィルタカバー）
２２      圧力測定ポート（入口）
２４      圧力測定ポート（出口）
２５      入口フィッティング用開口
２６      制限カラー
２７      ばね
２７ａ    突出リング
３０      圧縮プレート
３０ａ    スプレィチューブシール
３２      リングディスク
３２ａ    リングディスク溝
３２ｂ    手動フィルタの開放ろ過フラッシュスペース
３２ｃ    自浄フィルタのスプレィチューブとリングディスク間の環状ろ過フラッシュスペース
３２ｄ    リングディスクリッジ
３２ｅ    リングディスクの上面
３２ｆ    リングディスクの底面
３２ｇ    交差リッジ
３４      スパイン
３４ａ    スパイン脚
３４ｂ    スパイン挿入テーパ
３５      クロスメンバ
３６      スプレィチューブ
３７      Ｏリングシール
３８      開口
３８ａ    開口上向角度
４０      入口フィッティング
４０ａ    入口フィッティングの本体に対するシール
４０ｂ    入口フィッティングのボア
４０ｃ    Ｏリング溝
４１      フローディバータ
４２      バックフラッシュ水入口フィッティング
４４ａ    上向きフロー方向
４４ｂ    接線方向のフロー方向
４６      シーリングリング
５０      ばね式コンプレッサ
５０ａ    ばね式コンプレッサ本体
５２      コンプレッサばね
５３      ポスト
５４      内部ばね
５５      ボタン
５６      液圧式コンプレッサ
５６ａ    液圧式コンプレッサ本体
５７      液圧式コンプレッサピストン
５８      圧縮ロッド
【図１】
2007522925.tif 000003
【図２】
2007522925.tif 000004
【図３】
2007522925.tif 000005
【図４】
2007522925.tif 000006
【図５】
2007522925.tif 000007
【図５ａ】
2007522925.tif 000008
【図６ａ】
2007522925.tif 000009
【図６ｂ】
2007522925.tif 000010
【図６ｃ】
2007522925.tif 000011
【図７】
2007522925.tif 000012
【図７ａ】
2007522925.tif 000013
【図８】
2007522925.tif 000014
【図９】
2007522925.tif 000015
【図１０】
2007522925.tif 000016
【図１１ａ】
2007522925.tif 000017
【図１１ｂ】
2007522925.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月24日(2006.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、入口と出口を有する前記ハウジング中のリングディスクフィルタエレメントのスタックであって、液体を前記入口から前記フィルタエレメントのスタックを通って前記出口の外側へ流すリングディスクフィルタシステムを具える装置において、当該装置の改良が：
ａ．前記リングディスクエレメントのスタックの内側に複数のスパイン脚を有する装置と；
ｂ．通常のろ過動作中に前記入口から前記リングディスクフィルタエレメントを通る液体を方向付けてろ過動作を作る液体ディバータと；
ｃ．前記スパイン脚の内部に位置し、その中に複数の液体開口を有するスプレィチューブであって；
ｄ．液体を前記リングディスクエレメントを通って外側に向けるリングディスクフィルタエレメントのスタックの内側に配置され、前記ハウジング内へ不純物を流す前記スプレィチューブと；
ｅ．前記装置から不純物を含む液体を排出する出口と；
を具えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置が、前記フィルタエレメントを正常に保持して前記液体中の不純物をろ過する圧縮プレートを具え、当該圧縮プレートが、前記スプレィチューブ内で上向きに流れる液圧に応じて、前記フィルタエレ面と上の圧力を和らげる様に移動可能であり、これによって、前記フィルタエレメント間のスペースを広げて洗浄動作を容易にすることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置が、前記ハウジング内に入口フィッティングを具え、前記スプレィチューブが実質的に前記ハウジング内部および内側にあり、前記入口フィッティングに移動可能に接続されており、前記スプレィチューブが前記ハウジングの外側のいずれかの部品から独立して前記フィルタエレメントに対して上下に移動できることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、前記スプレィチューブが前記入口フィッティングとシーリングによって係合していることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置が、前記装置の入口及び出口を通ってろ過およびバックフラッシュするべき液体のフロー方向を制御する制御システムを具えることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、前記スプレィチューブの前記複数の開口が前記チューブの壁に対して実質的に接線方向に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、前記スプレイチューブの前記複数の開口が上向きに角度をなしており、これによって、前記開口を通って流れる液体が、液体の力を上側に、同時にリングディスクエレメントの多数層にかかるように方向付けることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記上向きの角度が１度乃至３度であることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置が、前記リングディスクエレメントの上に、前記リングディスクエレメントを互いに圧縮するコンプレッサを有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサが前記ハウジング内部にあることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサが前記ハウジングの外にあり、前記コンプレッサから前記ハウジングにロッド部材が延在していることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の装置において、圧縮プレートが前記リングディスクエレメントと前記コンプレッサの間にあることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサがばね部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の装置において、前記コンプレッサが液圧部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサがばね部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、前記ばね部材が、前記圧縮プレート上のポスト部材と係合するボタン部材とともに配置されていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
リングディスクエレメントの内部に複数のスパイン脚を有し、前記入口から前記リングディスクエレメントを通る液体を方向付ける液体ディバータを有する既存の手動リングディスクフィルタシステムを自浄リングディスクフィルタシステムに変換する方法において：
ａ．スプレィチューブを前記スパイン脚内部に配置するステップであって、前記スプレィチューブがその中を通る複数の液体開口を有するステップと；
ｂ．前記スプレィチューブを前記リングディスクエレメントのスタックの内側に配置して、前記リングディスクエレメントの外側を通る液体を方向付けて、不純物を前記ハウジング内に洗い流すステップと；
ｃ．前記装置から不純物を含む液体を排出する出口を設けるステップと；
を具えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法が、通常のろ過動作中に前記液体中の不純物をろ過するために前記フィルタエレメントを互いに保持する圧縮プレートを加えるステップを具え；前記圧縮プレートが前記スプレィチューブ内を上側に流れる液圧に応じて、前記フィルタエレメントにかかる圧力を和らげるように移動可能であり、これによって、前記フィルタエレメント間のスペースをあけて洗浄動作を容易にすることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法において、前記ハウジング内の入口フィッティングを加えるステップを具え、前記スプレィチューブが前記ハウジングの実質的に内部に、また内側に、前記入口フィッティングに移動可能に接続されており、前記スプレィチューブが、前記ハウジングの外側のいずれかの部品と独立して、前記フィルタエレメントに対して上下に移動可能であることを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
従来技術のデバイスＡが通常の動作をする間に、洗浄する入口フロー１６の液体が、入口１６を通ってフィルタ本体１０に入る。フローディバータ４１は、この液体をリングディスク３２上および周辺へ送る。ついで、液体は、リングディスク３２の間に送られる。液体中に含まれている粒子は、リングディスク３２の溝３２ａとリッジ３２ｇ間の交差部分３２ｇにおいてトラップされる。リングディスク３２間を通過してろ過された液体は、リングディスク３２の開放フィルタフラッシュスペース３２ｂへ降りてゆき、出口１８から出てゆく。時間が経つと、粒子が溝３２ａの中に滞まり、粒子とその他の固形物質が、リングディスク３２の外側に集まる。粒子の発達は、ろ過効率を落とし、そのうちに、フィルタの中へあるいはフィルタから外への液体フローを完全に塞いでしまう。
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月20日(2006.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、入口と出口を有する前記ハウジング中のリングディスクフィルタエレメントのスタックであって、液体を前記入口から前記フィルタエレメントのスタックを通って前記出口の外側へ流すリングディスクフィルタシステムと、前記リングディスクエレメントの前記スタックの内側に複数のスパイン脚と、前記通常のろ過動作中に液体を前記入口から前記リングディスクフィルタエレメントを通って方向付けて、ろ過動作を作る液体ディバータと、を具える装置において、当該装置の改良が：
ａ．前記スパイン脚の内側に位置し、その長さに沿って軸方向を向いており、その中に複数の液体開口を有するスプレィチューブと；
ｂ．液体を前記リングディスクフィルタエレメントを通って外側に向けるリングディスクフィルタエレメントのスタックの内側に配置され、前記ハウジング内へ不純物を流す前記スプレィチューブと；
ｃ．前記装置から不純物を含む液体を排出する出口と；
ｄ．前記液体中の不純物をろ過するために前記フィルタエレメントを互いに正常に保持するべく前記スプレィチューブ上に組み立てた圧縮プレートであって；前記圧縮プレートと前記スプレィチューブが前記フィルタエレメントへの圧力を和らげるために前記スプレィチューブ内を上側に流れる液圧に応じて互いに移動可能であり、これによって、前記フィルタエレメント間のスペースをあけて前記ろ過動作を容易にする圧縮プレート；
を具えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記スプレィチューブの少なくとも一方の端部が前記入口フィッティングとシーリングによって係合していることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置が、前記装置の入口及び出口を通ってろ過およびバックフラッシュするべき液体のフロー方向を制御する制御システムを具えることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、前記スプレィチューブの前記複数の開口が前記チューブの壁に対して実質的に接線方向に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、前記スプレィチューブの前記複数の開口が上向きに角度をなしており、これによって、前記開口を通って流れる液体が、液体の力を上側に、同時にリングディスクエレメントの多数層にかかるように方向付けることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記上向きの角度が１度乃至３度であることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置が、前記圧縮プレートの上に、前記リングディスクエレメントを互いに圧縮するコンプレッサを有することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記コンプレッサが前記ハウジング内部にあることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項７に記載の装置において、前記コンプレッサが前記ハウジングの外にあり、前記コンプレッサから前記ハウジングにロッド部材が延在していることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の装置において、前記コンプレッサがばね部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置において、前記コンプレッサが液圧部材を具えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の装置において、前記ばね部材が、前記圧縮プレート上のポスト部材と係合するボタン部材とともに配置されていることを特徴とする装置。
【請求項１３】
ハウジングと、前記ハウジング内のリングディスクフィルタエレメントのスタックであって、液体用の入口と出口を有し、前記入口から前記フィルタエレメントのスタックを通って、前記出口の外へ液体を流すようにしたスタックと、前記リングディスクエレメントのスタックの内部の複数のスパイン脚と、通常のろ過動作中に前記入口から前記リングディスクフィルタエレメントを通る液体を方向付けてろ過動作を作る液体ディバータを有する、既存の手動リングディスクフィルタシステムを自浄リングディスクフィルタシステムに変換する方法において：
ａ．スプレィチューブを前記スパイン脚内部に配置するステップであって、前記スプレィチューブが長さ方向に沿って軸上で向かい合ってその中を通る複数の液体開口を有するステップと；
ｂ．前記スプレィチューブを前記リングディスクフィルタエレメントのスタックの内側に配置して、前記リングディスクフィルタエレメントの外側を通る液体を方向付けて、不純物を前記ハウジング内に流すステップと；
ｃ．前記装置から不純物を含む液体を排出する出口を設けるステップと；
ｄ．前記スプレィチューブ上に圧縮プレートを組み立てて、前記液体中の不純物をろ過するべく前記フィルタエレメントを互いに正常に保持するステップであって；前記圧縮プレートと前記スプレィチューブが前記フィルタエレメントへの圧力を和らげるために前記スプレィチューブ内を上側に流れる液圧に応じて互いに移動可能であり、これによって、前記フィルタエレメント間のスペースをあけて前記ろ過動作を容易にするステップと；
を具えることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2007522925.tif 000019
2007522925.tif 000020