(57)【要約】【目的】目詰まりを起こしにくい新規な構造のフィルター装置を提供する。【構成】壁面を通過する空隙１６を有する略円錐筒状のフィルター本体１１と、フィルター本体の小径側端部に設けられる流入口１２と、フィルター本体の大径側端部に設けられる流出口１３と、フィルター本体の円錐軸を回転軸としてフィルター本体を回転する回転駆動手段と、フィルター本体の内部を径方向に仕切ることによりフィルター本体の内部に小径側から流入した被処理物質に対して回転力を与えるための仕切り板１５とを有するフィルター装置１０。被処理物質中の空隙１６より小さな物質を遠心力により該空隙を通過させてフィルター本体の外側に排出するとともに、被処理物質中の該空隙より大きな物質を内壁方向の分力によりフィルター本体の内壁に沿って移動させて流出口から排出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面を通過する空隙を有する略円錐筒状のフィルター本体と、フィルター本体の小径側端部に設けられる流入口と、フィルター本体の大径側端部に設けられる流出口と、フィルター本体の円錐軸を回転軸としてフィルター本体を回転する回転駆動手段と、フィルター本体の内部を径方向に仕切ることによりフィルター本体の内部に小径側から流入した被処理物質に対して回転力を与えるための仕切り板とを有し、被処理物質中の前記空隙より小さな物質を遠心力により該空隙を通過させてフィルター本体の外側に排出するとともに、被処理物質中の前記空隙より大きな物質を内壁方向の分力によりフィルター本体の内壁に沿って移動させて流出口から排出することを特徴とするフィルター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルター装置に関し、より詳しくは、目詰まりを起こしにくい構造の円錐回転フィルター装置に関する。本発明のフィルター装置は、被処理物質中のフィルター空隙より小さな物質を該フィルター空隙を通過させてフィルター装置外に排出するとともに、フィルター空隙より大きな物質はフィルター装置の内部を通過させてフィルター装置の排出口から排出することにより少なくとも２種類の大きさの異なる物質に分離する作用を果たすものであり、固固分離装置・固液分離装置・気液分離装置・脱水装置・乾燥装置など、粘着・吸着を伴わない物質分離技術のすべてに適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来のフィルターは、非孔質材１に所定径の空隙２を形成した構造（図７）、または多孔質ろ材３を用いた構造（図８）であり、その一面を流入側、他面を流出側として矢印方向に被処理物質を流動させ、空隙２または多孔質ろ材３に内在する空隙より大きな物質４をろ過体に捕捉してろ過を行っている。ろ過孔より小さな物質５はフィルターを通過して流出側に排出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来のフィルター構造によると、被処理物質中のろ過孔より大きな物質４はフィルターを通過することができないので、ろ過処理を続けていくと徐々に供給面上に堆積し、目詰まりを起こしやすいという問題を抱えている。したがって、実際のろ過処理では、一定の時間経過ごとにろ過処理を中断してフィルターを洗浄したり、供給面上に堆積した大きな物質４を除去するための手段を別に設ける必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記従来技術の問題点を解消するために鋭意工夫の末に創案されたものであって、請求項１にかかるフィルター装置は、壁面を通過する空隙を有する略円錐筒状のフィルター本体と、フィルター本体の小径側端部に設けられる流入口と、フィルター本体の大径側端部に設けられる流出口と、フィルター本体の円錐軸を回転軸としてフィルター本体を回転する回転駆動手段と、フィルター本体の内部を径方向に仕切ることによりフィルター本体の内部に小径側から流入した被処理物質に対して回転力を与えるための仕切り板とを有し、被処理物質中の前記空隙より小さな物質を遠心力により該空隙を通過させてフィルター本体の外側に排出するとともに、被処理物質中の前記空隙より大きな物質を内壁方向の分力によりフィルター本体の内壁に沿って移動させて流出口から排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のフィルター構造によれば、回転駆動手段および仕切り板によって与えられる回転力を受けたフィルター本体の内部の被処理物質には、径方向に遠心力が働くとともに、遠心力の分力として、円錐筒状フィルター本体の傾斜した内壁に沿って移動しようとする内壁方向分力が働く。このため、被処理物質が遠心力によってフィルター本体の傾斜内壁面に密接するまで移動した後、そのうちのフィルター本体壁面空隙より小さい物質はそのまま遠心力によって該空隙を通過してフィルター本体の外面側に排出され、該空隙より大きい物質は前記内壁方向分力によりフィルター本体の傾斜内面に沿って大径側に移動し、流出口から排出される。つまり、回転させるだけで分離前後の物質に移動方向や移動速度を与えることができるため、フィルター部を通過する際に、該空隙より大きい物質がフィルター本体壁面の空隙を塞いでその場所に止まることがなく、スムーズにフィルター本体の大径側流出口に向けて移動するので、目詰まりを起こすことがない。したがって、短時間でろ過処理を中断する必要がなく長時間の連続処理が可能であり、且つ、目詰まり防止のための特別な手段を付設する必要もない。
【０００６】
フィルター空隙より大きい物質はフィルター装置内を軸方向に移動して流出口から排出させ、フィルター空隙より小さい物質はフィルター装置の壁面を遠心方向に通過して装置外に排出させることができるので、フィルタリング後の物質回収が容易である。
【０００７】
仕切り板のついた円錐筒状フィルター本体を回転させることによって被処理物質に働く遠心力およびその分力としての内壁方向の力を利用してフィルタリングを行うので、非処理物に対して圧力その他の二次的な力を与える必要がなく、圧力などによる物質変化をもたらすことがない。また、多孔質材料や微細な空隙であっても  処理物自体に回転力や、それに伴う遠心力等による運動エネルギーを持っているので、スムーズに内壁を通過することができ、空隙幅に内外差があっても圧力損失とは無縁なため効率良くフィルタリングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明の一実施形態によるフィルター装置１０を示す概略断面図であり、図２はその流入口におけるＡ−Ａ断面図、図３はその流出口におけるＢ−Ｂ断面図、図４はこのフィルター装置のフィルター部分におけるＣ−Ｃ断面図、図５はＤ部拡大図である。
【０００９】
符号１１はフィルター本体であり、被処理物質の流入口１２を小径側、流出口１３を大径側とする略円錐筒状に形成されている。フィルター本体１１は、多孔質の物質で形成されるか、あるいは非孔質の物質で形成したものにその壁面を貫通する所定径の空隙を形成したものであって、いずれにしても略円錐筒状壁面を通過するフィルター空隙１６（図５）を有している。非孔質物質でフィルター本体１１を形成して空隙１６を形成する場合は、フィルター本体１１の円錐壁面に対して直角ではなく、円錐軸１４に対して直角な放射状空隙１６（図５参照）として形成することが好ましい。
【００１０】
フィルター本体１１は、モータなどの回転駆動源（図示せず）に接続されて、その円錐軸１４を回転中心軸として所定方向（図１〜図４に示す矢印方向Ｅ）に所定速度で高速回転する。フィルター本体１１の流入口１２および流出口１３は円筒状に形成されており、軸受け（図示せず）によってハウジング（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００１１】
フィルター本体１１の内部は仕切り板１５によって径方向に仕切られている。図示実施形態では中心軸１４で直角に交差する２枚の仕切り板１５，１５により９０度の角度範囲を持つ４つの区画に仕切られているが、仕切り板１５の枚数、仕切られた区画の角度範囲および仕切り板内面積は任意である。
【００１２】
以上のように構成されたフィルター装置の動作について説明すると、フィルター本体１１がモータなどの回転駆動源によりＥ方向に高速回転されている状態において、このフィルター装置１０によってろ過しようとする被処理物質を流入口２に投入する。後述するように、フィルター本体１１の内部には高速回転につれて被処理物質を流出口に向けて送り込むような軸方向分力が働くため、流入口１２は負圧雰囲気となって自動的に被処理物質が内部に入り込むことになり、被処理物質を流入口１２に強制的に送り込む手段を必要としない。
【００１３】
流入口１２からフィルター本体１１の内部に送り込まれた被処理物質は、仕切り板１５によって強制的に回転せしめられるので、周速ないし遠心力ａ−ｂ（図５）が生ずることになるが、円錐筒状に形成されたフィルター本体１１の内壁面が回転軸に対して一定の傾斜角度を持っているため、周速ないし遠心力ａ−ｂの分力として内壁方向の力ａ−ｃが生じる。この内壁方向分力ａ−ｃは、フィルター本体１１の内壁面の傾斜角度に依存し、傾斜角度が大きくなるにつれて内壁方向分力ａ−ｃも大きくなる。
【００１４】
したがって、フィルター本体１１の回転を受けて被処理物質が遠心力ａ−ｂによってフィルター本体１１の傾斜内壁面に密接するまで移動した後、そのうちのフィルター本体壁面空隙より小さい物質１８はそのまま遠心力によって空隙１６を通過してフィルター本体１１の外面側に排出され、空隙１６より大きい物質１７は内壁方向分力ａ−ｃによりフィルター本体１１の傾斜内面に沿って大径側に移動し、流出口１３から排出される。このため、空隙１６より大きい物質１７がフィルター本体１１の空隙１６を塞いでその場所に止まることがなく、スムーズにフィルター本体１１の大径側流出口１３に向けて移動するので、目詰まりを起こすことがない。
【００１５】
上記作用を略解するのが図６および図７であり、非孔質材１１ａに所定径の空隙１６ａを形成した構造（図６）であっても、また空隙１６ｂを内在する多孔質ろ材１１ｂを用いた構造（図７）であっても、空隙１６ａ，１６ｂより小さな物質１８を回転に伴う遠心力によって空隙を通過させて装置外に排出するとともに、空隙より大きな物質１７を内壁方向分力によって内壁面に沿って流出口に向けて移動させて排出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明のフィルター装置は、被処理物質中のフィルター空隙より小さな物質を該フィルター空隙を通過させてフィルター装置外に排出するとともに、フィルター空隙より大きな物質はフィルター装置の内部を通過させてフィルター装置の排出口から排出することにより少なくとも２種類の大きさの異なる物質に分離する作用を果たすものであり、一般にフィルター装置としての広い適用範囲を持つほか、固固分離装置・固液分離装置・気液分離装置・脱水装置・乾燥装置など、粘着・吸着を伴わない物質分離技術のすべてに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態によるフィルター装置を示す軸方向の断面図である。
【図２】このフィルター装置の流入口におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】このフィルター装置の流出口におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】このフィルター装置のフィルター本体部分におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】このフィルター装置のＤ部拡大図である。
【図６】このフィルター装置のフィルター本体を、空隙を有する非孔質材料で形成した場合のフィルタリング作用を説明する図である。
【図７】このフィルター装置のフィルター本体を多孔質材料で形成した場合のフィルタリング作用を説明する図である。
【図８】空隙を有する非孔質材料で形成した従来構成のフィルター装置のフィルタリング作用を説明する図である。
【図９】多孔質材料で形成した従来構成のフィルター装置のフィルタリング作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  フィルター装置
１１  円錐筒状のフィルター本体
１２  流入口
１３  流出口
１４  円錐軸（回転軸）
１５  仕切り板
１６  空隙
１７  被処理物質中の空隙より大きな物質
１８  被処理物質中の空隙より小さな物質
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年2月20日(2004.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来のフィルターは、非孔質材１に所定径の空隙２を形成した構造（図８）、または多孔質ろ材３を用いた構造（図９）であり、その一面を流入側、他面を流出側として矢印方向に被処理物質を流動させ、空隙２または多孔質ろ材３に内在する空隙より大きな物質４をろ過体に捕捉してろ過を行っている。ろ過孔より小さな物質５はフィルターを通過して流出側に排出される。