(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）円柱状のヘッド本体の中心軸に沿って形成され、ヘッド本体の下面に向かって開口する円柱孔よりなる供給流路１０；供給流路１０と直交する方向にヘッド本体を貫通する円柱孔と、この円柱孔の両端開口周縁にそれぞれ立設された管体よりなる第一流路８；供給流路１０の上面に垂設された角柱体の対向面を連通し、第一流路８と同軸上に形成される円柱孔よりなる第二流路９；第二流路９と連通され、ヘッド本体の中心軸に沿って角柱体の下面に開口する連通孔と、この連通孔の開口周縁に立設された環状壁１１よりなる回収流路１２；第一流路８の軸方向に沿って内周壁に形成された溝部１９；および第一流路８の管路の両端部にそれぞれ形成された第一締付フランジ１５を備えるフィルタヘッド３と、
（Ｂ）フィルタヘッド３の下面開口部に装着されるフィルタハウジング２と、
（Ｃ）フィルタハウジング２内に収容され、外周面が供給流路１０と連通されるとともに、内周面が回収流路１２と連通される中空円筒状のフィルタカートリッジ２３と、
（Ｄ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流入路３２；および管体と対向する側の端部に形成された第二締付フランジ３４を備え、流入路３２および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第二締付フランジ３４を第一締付フランジ１５と結合することにより、フィルタヘッド３に対する流体入口を構成する入口継手６と、
（Ｅ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流出路３７；および管体と対向する側の端部に形成された第三締付フランジ４０を備え、流出路３７および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第三締付フランジ４０を第一締付フランジ１５と結合することにより、フィルタヘッド３に対する流体出口を構成する出口継手７と、
（Ｆ）流体入口側において、第一流路８内の溝部１９に沿って配置される押付板４４によって固定され、第二流路９の開口を封鎖する円盤状のキャップ４３と、
（Ｇ）流体出口側において、第一流路８内から流出路３７の円柱孔部分に延在して配置されており、第二流路９の開口周縁部および流出路３７の縮径部で挟持されることにより、第二流路９を流出路３７の管体と接続する円筒状の第一接続部材４５とを備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
（Ａ）円柱状のヘッド本体の中心軸に沿って形成され、ヘッド本体の下面に向かって開口する円柱孔よりなる供給流路１０；供給流路１０と直交する方向にヘッド本体を貫通する円柱孔と、この円柱孔の両端開口周縁にそれぞれ立設された管体よりなる第一流路８；供給流路１０の上面に垂設された角柱体の対向面を連通し、第一流路８と同軸上に形成される円柱孔よりなる第二流路９；第二流路９と連通され、ヘッド本体の中心軸に沿って角柱体の下面に開口する連通孔と、この連通孔の開口周縁に立設された環状壁１１よりなる回収流路１２；第一流路８の軸方向に沿って内周壁に形成された溝部１９；および第一流路８の管体の両端部にそれぞれ形成された第一締付フランジ１５を備え、各々の第一流路８を同軸上に隣接配置した２つ以上のフィルタヘッド３と、
（Ｂ）各フィルタヘッド３の下面開口部に装着されるフィルタハウジング２と、
（Ｃ）各フィルタハウジング２内に収容され、外周面が供給流路１０と連通されるとともに、内周面が回収流路１２と連通される中空円筒状のフィルタカートリッジ２３と、
（Ｄ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流入路３２；および管体と対向する側の端部に形成された第二締付フランジ３４を備え、流入路３２および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第二締付フランジ３４を先頭位置の第一締付フランジ１５と結合することにより、一群のフィルタヘッド３に対する流体入口を構成する入口継手６と、
（Ｅ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流出路３７；および管体と対向する側の端部に形成された第三締付フランジ４０を備え、流出路３７および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第三締付フランジ４０を後尾位置の第一締付フランジ１５と結合することにより、一群のフィルタヘッド３に対する流体出口を構成する出口継手７と、
（Ｆ）流体入口側において、第一流路８内の溝部１９に沿って配置される押付板４４によって固定され、第二流路９の開口を封鎖する円盤状のキャップ４３と、
（Ｇ）流体出口側において、第一流路８内から流出路３７の円柱孔部分に延在して配置されており、第二流路９の開口周縁部および流出路３７の縮径部で挟持されることにより、第二流路９を流出路３７の管体と接続する円筒状の第一接続部材４５と、
（Ｈ）相互に隣接するフィルタヘッド３において、先頭側フィルタヘッド３の第一流路８内から後尾側フィルタヘッド３の第一流量８内に延在して配置されており、対向する第二流路９の開口周縁部の間で挟持されることにより、第二流路９どうしを接続する円筒状の第二接続部材４９とを備え、
（Ｉ）さらに、相互に隣接するフィルタヘッド３の対向する第一締付フランジ１５どうしを結合したことを特徴とするフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィルタヘッドの複数を連結して処理能力を増減することのできるフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理システムをはじめとする流体処理システムにおいて、流体中から微粒子，塵，化学物質などの不純物や不要物を取り除くために、フィルタカートリッジをフィルタハウジング内に収容したフィルタユニットが使用されている。このフィルタカートリッジは、所定量の流体を処理して能力がなくなると、新たなフィルタカートリッジと交換される。また、フィルタハウジングは、一般に、容器や筒体などの収容体を備え、この収容体の開口部に流体の導入路および導出路が設けられたフィルタヘッドを装着する構成である。そして、単一，もしくは複数のフィルタカートリッジを収容可能になっている。
【０００３】
フィルタユニットは、適用されるシステムによって、要求される処理能力がさまざまであり、この処理能力の増減に柔軟に対応することが求められる。たとえば、複数のフィルタカートリッジを収容可能な大型フィルタハウジングを備えたフィルタユニットは、比較的大きな処理能力が求められるシステムに適している。しかしながら、比較的小さな処理能力で十分なシステムでは、余剰の能力や設置スペースが無駄となる。このため、大型フィルタハウジングを備えたフィルタユニットは、汎用性に乏しいと言える。
【０００４】
また、単独のフィルタカートリッジを収容可能なフィルタハウジングを備えたフィルタユニットは、小型であって、比較的小さな処理能力で十分なシステムに適している。反面、比較的大きな処理能力が求められる場合には、フィルタユニットの複数を直列接続，もしくは並列接続することにより、処理能力を増加させたフィルタ装置を構成して対応する。しかしながら、フィルタユニットの複数を直列接続する構成は、流体が通過する際の圧力損失が増大するため、あまり採用されない。一方、フィルタユニットの複数を並列接続する構成では、圧力損失の増大を抑制できるメリットを有しているが、それぞれのフィルタユニットを主配管に対して分岐管および集合管を介して接続する必要が生じるため、配管部品の数が増加するとともに、組立の所要時間が多くなってしまう。このため、従来、フィルタユニットの複数を使用する構成に対して、任意の処理容量を設定でき，かつ組立が簡単なフィルタ装置が提案されている。
【０００５】
たとえば、特許文献１および２には、フィルタユニットの複数を連結可能とすることにより、所望の処理能力を自在に与えることのできるフィルタ装置が記載されている。特許文献１および２は、同じ技術思想を有しており、とくにフィルタハウジングに装着されているフィルタヘッドの流路構成に特徴を有している。このフィルタヘッドには、フィルタカートリッジの供給部と連通する第一流路と、フィルタカートリッジの回収部と連通する第二流路とがそれぞれフィルタヘッドを貫通して設けられている。そして、所定個数のフィルタヘッドを隣接させて配置し、第一流路どうしを接続するとともに、第二流路どうしを接続すると、各フィルタカートリッジに対して並列流路が形成される。すなわち、第一流路は分岐管として作用し、第二流路は集合管として作用するようになっている。ここにおいて、特許文献１では、隣接するフィルタヘッドを溶接することにより、各流路の接続を行う構成である。一方、特許文献２では、各流路を中空円筒状の連結具を用いて接続する構成である。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１１１６０５号公報
【特許文献２】特許第２９５３６１２号公報
【０００７】
ところで、特許文献１および２に記載されたフィルタユニットは、フィルタヘッドに設けられた第一流路および第二流路がそれぞれ個別に独立配置されており、流体入口および流体出口の軸心位置を近接させる配置に限界がある。このため、単独のフィルタユニット，もしくはこの複数が連結されたフィルタ装置を管路と接続する場合、いずれにおいても接続に困難をともなうことがある。たとえば、既設の配管中に新たにフィルタユニットやフィルタ装置を設ける場合、流体入口および流体出口の軸心位置が近接していないと、管路を切断して直接繋ぎ込むことができず、改めて配管を行うか、別途に継手部材を用意する必要が生じていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、単独のフィルタユニット，もしくはこのフィルタユニットの複数が連結されたフィルタ装置において、配管への接続や組込の簡単化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、（Ａ）円柱状のヘッド本体の中心軸に沿って形成され、ヘッド本体の下面に向かって開口する円柱孔よりなる供給流路１０；供給流路１０と直交する方向にヘッド本体を貫通する円柱孔と、この円柱孔の両端開口周縁にそれぞれ立設された管体よりなる第一流路８；供給流路１０の上面に垂設された角柱体の対向面を連通し、第一流路８と同軸上に形成される円柱孔よりなる第二流路９；第二流路９と連通され、ヘッド本体の中心軸に沿って角柱体の下面に開口する連通孔と、この連通孔の開口周縁に立設された環状壁１１よりなる回収流路１２；第一流路８の軸方向に沿って内周壁に形成された溝部１９；および第一流路８の管路の両端部にそれぞれ形成された第一締付フランジ１５を備えるフィルタヘッド３と、（Ｂ）フィルタヘッド３の下面開口部に装着されるフィルタハウジング２と、（Ｃ）フィルタハウジング２内に収容され、外周面が供給流路１０と連通されるとともに、内周面が回収流路１２と連通される中空円筒状のフィルタカートリッジ２３と、（Ｄ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流入路３２；および管体と対向する側の端部に形成された第二締付フランジ３４を備え、流入路３２および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第二締付フランジ３４を第一締付フランジ１５と結合することにより、フィルタヘッド３に対する流体入口を構成する入口継手６と、（Ｅ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流出路３７；および管体と対向する側の端部に形成された第三締付フランジ４０を備え、流出路３７および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第三締付フランジ４０を第一締付フランジ１５と結合することにより、フィルタヘッド３に対する流体出口を構成する出口継手７と、（Ｆ）流体入口側において、第一流路８内の溝部１９に沿って配置される押付板４４によって固定され、第二流路９の開口を封鎖する円盤状のキャップ４３と、（Ｇ）流体出口側において、第一流路８内から流出路３７の円柱孔部分に延在して配置されており、第二流路９の開口周縁部および流出路３７の縮径部で挟持されることにより、第二流路９を流出路３７の管体と接続する円筒状の第一接続部材４５とを備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、前記フィルタヘッドにおいて、前記第一流路および前記第二流路は、いわゆる二重管構造になっている。また、前記第一流路は、前記供給流路と連通することにより、被処理流体をフィルタハウジング内へ導入するための経路として作用する。一方、前記第二流路は、前記回収流路と連通することにより、処理流体をフィルタカートリッジ内から導出するための経路として作用する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、（Ａ）円柱状のヘッド本体の中心軸に沿って形成され、ヘッド本体の下面に向かって開口する円柱孔よりなる供給流路１０；供給流路１０と直交する方向にヘッド本体を貫通する円柱孔と、この円柱孔の両端開口周縁にそれぞれ立設された管体よりなる第一流路８；供給流路１０の上面に垂設された角柱体の対向面を連通し、第一流路８と同軸上に形成される円柱孔よりなる第二流路９；第二流路９と連通され、ヘッド本体の中心軸に沿って角柱体の下面に開口する連通孔と、この連通孔の開口周縁に立設された環状壁１１よりなる回収流路１２；第一流路８の軸方向に沿って内周壁に形成された溝部１９；および第一流路８の管体の両端部にそれぞれ形成された第一締付フランジ１５を備え、各々の第一流路８を同軸上に隣接配置した２つ以上のフィルタヘッド３と、（Ｂ）各フィルタヘッド３の下面開口部に装着されるフィルタハウジング２と、（Ｃ）各フィルタハウジング２内に収容され、外周面が供給流路１０と連通されるとともに、内周面が回収流路１２と連通される中空円筒状のフィルタカートリッジ２３と、（Ｄ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流入路３２；および管体と対向する側の端部に形成された第二締付フランジ３４を備え、流入路３２および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第二締付フランジ３４を先頭位置の第一締付フランジ１５と結合することにより、一群のフィルタヘッド３に対する流体入口を構成する入口継手６と、（Ｅ）円柱状の継手本体の中心軸に沿って貫通する円柱孔と、この円柱孔の一方の開口周縁に縮径部を介して立設された管体よりなる流出路３７；および管体と対向する側の端部に形成された第三締付フランジ４０を備え、流出路３７および第一流路８を同軸上に配置した状態で、第三締付フランジ４０を後尾位置の第一締付フランジ１５と結合することにより、一群のフィルタヘッド３に対する流体出口を構成する出口継手７と、（Ｆ）流体入口側において、第一流路８内の溝部１９に沿って配置される押付板４４によって固定され、第二流路９の開口を封鎖する円盤状のキャップ４３と、（Ｇ）流体出口側において、第一流路８内から流出路３７の円柱孔部分に延在して配置されており、第二流路９の開口周縁部および流出路３７の縮径部で挟持されることにより、第二流路９を流出路３７の管体と接続する円筒状の第一接続部材４５と、（Ｈ）相互に隣接するフィルタヘッド３において、先頭側フィルタヘッド３の第一流路８内から後尾側フィルタヘッド３の第一流量８内に延在して配置されており、対向する第二流路９の開口周縁部の間で挟持されることにより、第二流路９どうしを接続する円筒状の第二接続部材４９とを備え、（Ｉ）さらに、相互に隣接するフィルタヘッド３の対向する第一締付フランジ１５どうしを結合したことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、複数の前記フィルタカートリッジに対して並列流路が形成された一体型の装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、フィルタユニット用のフィルタヘッドにおいて、流体の導入経路および導出経路を二重管構造としているため、流体入口および流体出口の軸心位置を同軸に配置させた形態が可能であるとともに、フィルタヘッド自体を小型化できる。このため、単独のフィルタユニット，もしくはこのフィルタユニットの複数が連結されたフィルタ装置のいずれの状態においても、配管への接続や組込を簡単に行うことができる。また、フィルタ装置の設置スペースも削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この実施の形態に係るフィルタユニットは、内部にフィルタカートリッジが収容可能なフィルタハウジングと、このフィルタハウジングの開口部に装着されるフィルタヘッドとを主に備えている。
【００１５】
前記フィルタカートリッジは、たとえば糸状，繊維状，微粒状の濾材，吸着材，イオン交換体などを中空円筒形状に形成したものが利用され、また粒状，平膜状，中空糸膜状の濾材，吸着材，イオン交換体などを中空円筒形状に形成した流体透過性の容器内に収容したものが利用される。液体や気体など流体中の不純物や不要物を除去する場合、流体との接触面積を確保する目的から、通常、前記フィルタカートリッジの外側から中空部へ流体を通過させる。すなわち、前記フィルタカートリッジは、外側の空間が被処理流体の供給部になるとともに、中空部の空間が処理流体の回収部になるように使用される。
【００１６】
前記フィルタハウジングは、前記フィルタカートリッジが収容される部材であって、たとえば一端が閉鎖された筒状ケースや容器などが使用される。
【００１７】
前記フィルタヘッドは、前記フィルタハウジングの開口部に装着されて、このフィルタハウジングを封鎖するとともに、前記フィルタカートリッジに対して被処理流体の導入および処理流体の導出を行うための部材である。また、前記フィルタヘッドには、軸方向に第一流路が設けられているとともに、この第一流路の内側に第二流路が形成されている。ここにおいて、前記第二流路の軸心位置は、前記第一流路の軸心位置と同軸に配置されており、いわゆる二重管構造になっている。
【００１８】
また、前記フィルタヘッドには、前記第一流路と直交する方向に外部へ向けて開口する供給流路が設けられているとともに、この供給流路の内側に回収流路が形成されている。前記供給流路が開口する部分は、前記フィルタハウジングの開口部に装着される。そして、前記第一流路は、前記供給流路と連通されているとともに、前記第二流路は、前記回収流路と連通されている。
【００１９】
前記フィルタヘッドを前記フィルタハウジングに装着した状態では、前記フィルタカートリッジの一端面は、開口部周縁が前記供給流路と前記回収流路を区画する壁の端面に当接される。一方、前記フィルタカートリッジの他端面は、開口部が閉鎖状態となる。したがって、この状態では、前記第一流路は、前記供給流路を介して前記フィルタカートリッジの供給部と連通している。また、前記第二流路は、前記回収流路を介して前記フィルタカートリッジの回収部と連通している。
【００２０】
さて、前記フィルタユニットを単体のフィルタ装置として使用する場合、前記第一流路の両端部には、それぞれ入口継手および出口継手が装着される。前記入口継手および前記出口継手には、それぞれ流入路および流出路が形成されており、前記フィルタヘッドに装着される側と対向する側において、外部の配管と接続される。ここにおいて、前記流入路および前記流出路の軸心位置は、前記第一流路の軸心位置と同軸になるように配置される。
【００２１】
また、前記第二流路の入口側端部は、キャップにより封鎖される。このキャップは、たとえば合成ゴムなどの弾性材料で形成され、前記入口継手を装着したときに、前記第二流路の入口側端部と当接するように構成されている。
【００２２】
一方、前記第二流路の出口側端部は、前記流出路と接続される。たとえば、合成ゴムなどの弾性材料で形成した円筒形状の接続部材を使用し、この接続部材の両端部をそれぞれ前記第二流路の出口側端部と前記流出路の入口側端部に当接させて、連続する経路を形成するように構成する。
【００２３】
ここで、前記フィルタユニットの作用について説明する。まず、不純物や不要物を含む被処理流体を前記流入路から供給する。前記第一流路へ流入した被処理流体は、前記供給流路を経由して、前記フィルタカートリッジの供給部へ導入される。ここにおいて、前記第二流路は、入口側端部が前記キャップにより封鎖され、出口側端部が前記流出路と接続されているため、被処理流体の前記第二流路内への流入が遮断される。引き続き被処理流体は、前記フィルタカートリッジの供給部から回収部へ向かって流れ、被処理流体中の不純物などは、前記フィルタカートリッジを通過する過程で除去される。そして、不純物などの除去された処理流体は、前記フィルタカートリッジの回収部で集合したのち、前記回収流路，前記第二流路および前記流出路をこの順で流れて前記フィルタユニットの外部へ供給される。
【００２４】
つぎに、前記フィルタユニットの複数を連結して、処理能力を増加させたフィルタ装置について説明する。
【００２５】
このフィルタ装置は、前記フィルタユニットの所定個数が直列に連結され、前記フィルタユニットにおける前記フィルタヘッドが隣接して配置されている。そして、前記第一流路どうしが接続されているとともに、前記第二流路どうしが接続されている。
【００２６】
前記第一流路どうしの接続は、たとえば第一の第一流路の出口側端部と第二の第一流路の入口側端部とが当接するように各フィルタヘッドを配置する。すなわち、前段に配置されたフィルタヘッドの第一流路の出口側端部と次段に配置されたフィルタヘッドの第一流路の入口側端部とが当接するように、つぎつぎに各フィルタヘッドを配置する。
【００２７】
一方、前記第二流路どうしの接続は、たとえば合成ゴムなどの弾性材料で形成された円筒形状の接続部材を使用し、第一の第二流路の出口側端部とこの接続部材の入口側端部とが当接するとともに、この接続部材の出口側端部と第二の第二流路の入口側端部とが当接するように各フィルタヘッドを配置する。すなわち、前段に配置されたフィルタヘッドの第二流路の出口側端部と次段に配置されたフィルタヘッドの第二流路の入口側端部とが前記接続部材を介して連続する経路を形成するように、つぎつぎに各フィルタヘッドを配置する。
【００２８】
そして、前記フィルタヘッドどうしを，たとえば接着，溶接などの接合手段によって連結するか、あるいはボルトおよびナットなどの結合手段によって連結すると、前記第一流路どうしおよび前記第二流路どうしの接続が達成される。ここにおいて、前記フィルタヘッドどうしの連結をボルトおよびナットを使用して行うと、前記フィルタ装置を設置した後においても、前記フィルタユニットの増減や交換を容易に行うことができる。
【００２９】
さて、前記フィルタ装置において、接続状態の前記第一流路の両端部には、それぞれ前記入口継手および前記出口継手が装着される。この状態において、前記流入路および前記流出路の軸心位置は、前記第一流路の軸心位置と同軸になるように配置される。
【００３０】
また、前記第二流路の入口側端部は、キャップにより封鎖される。このキャップは、たとえば合成ゴムなどの弾性材料で形成され、前記入口継手を装着したときに、前記第二流路の入口側端部と当接するように構成されている。
【００３１】
一方、前記第二流路の出口側端部は、前記流出路と接続される。たとえば、合成ゴムなどの弾性材料で形成した円筒形状の接続部材を使用し、この接続部材の両端部をそれぞれ前記第二流路の出口側端部と前記流出路の入口側端部に当接させて、連続する経路を形成するように構成する。
【００３２】
このように構成された前記フィルタ装置の外見は、前記各フィルタユニットの直列接続になっているが、その内部流路は、個々の前記フィルタカートリッジに対して並列流路が形成されている。
【００３３】
ここで、前記フィルタ装置の作用について説明する。まず、不純物や不要物を含む被処理流体を前記流入路から供給する。前記第一流路へ流入した被処理流体は、前記各フィルタユニットにおいて、それぞれの前記供給流路を経由して、それぞれの前記フィルタカートリッジの供給部へ分配される。ここにおいて、前記第二流路は、入口側端部が前記キャップにより封鎖され、出口側端部が前記流出路と接続されているため、被処理流体の前記第二流路内への流入が遮断される。引き続いて被処理流体は、それぞれの前記フィルタカートリッジにおいて、供給部から回収部へ向かって流れ、被処理流体中の不純物などは、前記フィルタカートリッジを通過する過程で除去される。そして、不純物などの除去された処理流体は、前記フィルタカートリッジのそれぞれにおいて回収部で集合したのち、前記回収流路を経由して前記第二流路へ流出する。この処理流体は、前記第二流路を流れながら合流し、前記流出路を介して前記フィルタ装置の外部へ供給される。
【００３４】
以上説明したように、フィルタユニット用のフィルタヘッドにおいて、流体の導入経路および導出経路を二重管構造としているため、流体入口および流体出口の軸心位置を同軸に配置させた形態が可能である。したがって、この発明によれば、単独のフィルタユニット，もしくはこのフィルタユニットの複数が連結されたフィルタ装置のいずれの状態においても、配管への接続や組込を簡単に行うことができる。また、フィルタヘッド自体も小型になるため、フィルタ装置の設置スペースを削減できる。
【実施例１】
【００３５】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。まず、この発明の第一実施例は、単独のフィルタカートリッジを使用して、水中の微粒子，塵，有機物質，残留塩素などを除去するフィルタユニットをフィルタ装置に適用した例である。
【００３６】
図１は、フィルタユニット１の組立状態の外観を示している。このフィルタユニット１は、フィルタハウジング２とフィルタヘッド３とを主に備えている。前記フィルタハウジング２は、内部にフィルタカートリッジ（図示省略）を収容する収容筒４と、この収容筒４の一端側に装着された蓋部材５とを備えている。そして、前記フィルタヘッド３は、前記収容筒４の他端側に装着されている。また、前記フィルタヘッド３には、被処理水が流れる管路（図示省略）と接続され、前記フィルタユニット１内へ被処理水を導入するための入口継手６と、処理水を流す管路（図示省略）と接続され、前記フィルタユニット１内から処理水を導出するための出口継手７とがそれぞれ装着されている。
【００３７】
ここで、図２〜４を参照して、前記フィルタヘッド３の構成について説明する。図２は、前記フィルタヘッド３について、図１の正面方向から見た縦断面図である。図３は、図２のIII−III線断面図であり、図４は、図２のIV−IV断面図である。
【００３８】
前記フィルタヘッド３には、軸方向に貫通する円筒状の第一流路８が設けられており、この第一流路８の内側に第二流路９が形成されている。ここにおいて、この第二流路９の軸心位置は、前記第一流路８の軸心位置と同軸となるように形成されている。すなわち、前記第二流路９の軸心位置は、前記第一流路８の軸心位置と同軸に配置されている。また、前記フィルタヘッド３には、前記第一流路８と直交する方向に外部へ向けて開口する供給流路１０が設けられており、この供給流路１０の内側に環状壁１１で区画された回収流路１２が形成されている。前記第一流路８は、前記供給流路１０と連通しており、また前記第二流路９は、前記回収流路１２と連通している。前記供給流路１０が開口する部分には、前記収容筒４の接続端部を当接する第一段差部１３が設けられている。さらに、前記第二流路９の前記収容筒４との接続側と反対側の内壁には、前記回収流路１２の軸心上にネジ穴１４が設けられており、このネジ穴１４の内周面には雌ネジ（図示省略）が形成されている。
【００３９】
前記フィルタヘッド３において、前記第一流路８が開口する両端部には、それぞれ対称に第一締付フランジ１５，１５が形成されている。この各第一締付フランジ１５には、複数の第一ボルト穴１６，１６，…が設けられており、前記フィルタヘッド３に隣接して前記入口継手６，前記出口継手７または別体の前記フィルタヘッド３を配置した場合に、隣接する部材どうしをボルトおよびナットを使用して結合できるようになっている。
【００４０】
また、前記第一流路８の入口側端部には、環状の第一凹部１７が設けられており、また出口側端部には、環状の第一凸部１８が設けられている。ここにおいて、前記第一凹部１７の内径は、前記第一凸部１８の外径とほぼ同じがやや大きめに設定されており、第一のフィルタヘッドの前記第一凸部１８を第二のフィルタヘッドの前記第一凹部１７へ嵌合できるようになっている。また、前記第一流路８の入口側内壁には、軸方向に沿って溝部１９が設けられている。
【００４１】
つぎに、図５および図６を参照して、前記フィルタユニット１の組立状態における内部構成を詳細に説明する。図５は、図１の正面方向から見た縦断面図であり、図６は、図５のVI−VI線断面図である。
【００４２】
前記収容筒４は、両端部にフランジ２０が形成された円筒であり、端部の一方にカップ形状の前記蓋部材５を装着すると、前記フィルタハウジング２が形成される。具体的には、前記蓋部材５の開口部には、前記第一段差部１３と同一形状の第二段差部２１が設けられており、この第二段差部２１にＯリング２２を配置した状態で前記フランジ２０が嵌合されている。一方、前記フィルタヘッド３に対しては、前記第一段差部１３にＯリング２２を配置した状態で前記フランジ２０が嵌合されている。
【００４３】
前記フィルタハウジング２内には、前記フィルタヘッド３側から、フィルタカートリッジ２３，フィルタ受け２４およびスプリング２５がこの順で配置されている。前記フィルタカートリッジ２３は、濾材や吸着材を使用して中空円筒形状に形成したものであって、濾過処理の目的に応じて、たとえば糸巻きフィルタ（ワインドフィルタ），メンブレンフィルタ，活性炭フィルタ，イオン交換フィルタ，セラミックフィルタなどが適用される。前記フィルタ受け２４は、前記フィルタカートリッジ２３の開口部口径よりも大きな外径に設定され，かつ中心部が穿孔された円盤状の部材である。
【００４４】
組立状態においては、前記フィルタハウジング２と前記フィルタヘッド３は、タイロッド２６で結合されている。このタイロッド２６は、先端に雄ネジ（図示省略）が形成されたシャフト２７と、このシャフト２７の末端に接続されたハンドル２８とから構成されている。前記蓋部材５の頭頂部（図５の下端部）には、貫通孔２９が設けられており、この貫通孔２９から前記タイロッド２６を前記スプリング２５の中空部（符号省略），前記フィルタ受け２４の孔（符号省略）および前記フィルタカートリッジ２３の中空部（符号省略）を貫通するように挿入し、前記雄ネジ部を前記ネジ穴１４に接続することにより、前記フィルタハウジング２と前記フィルタヘッド３とが結合される。ここにおいて、前記タイロッド２６と前記貫通孔２９の隙間は、Ｏリングなどのシール部材（図示省略）を介在させて液密に保持されている。
【００４５】
前記フィルタハウジング２に前記フィルタヘッド３を結合した状態では、前記フィルタカートリッジ２３一端側の開口部は、その周縁部が前記供給流路１０と前記回収流路１２を区画している前記環状壁１１の端部へ前記スプリング２５によって押し付けられている。一方、前記フィルタカートリッジ２３の他端側の開口部は、前記フィルタ受け２４が前記スプリング２５によって押し付けられて閉鎖されている。すなわち、この状態では、前記供給流路１０は、前記フィルタカートリッジ２３の外側の空間部３０（以下、「供給部３０」と云う。）へ連通しており、前記回収流路１２は、前記フィルタカートリッジ２３の内側の空間部３１（以下、「回収部３１」と云う。）へ連通している。
【００４６】
ところで、前記フィルタヘッド３の入口側には前記入口継手６が装着されているとともに、前記フィルタヘッド３の出口側には前記出口継手７が装着されている。前記入口継手６には、軸方向に貫通する円筒状の流入路３２が形成されており、この流入路３２と直交する方向に外部へ向けて開口する第一圧力計接続口３３が設けられている。この第一圧力計接続口３３には、通常、被処理水の供給圧力を計測するための圧力計や圧力センサなどが接続されるが、これらを接続しない場合は、プラグ（図示省略）で封鎖される。
【００４７】
前記入口継手６の出口側には、第二締付フランジ３４が形成されており、この第二締付フランジ３４には、複数の第二ボルト穴３５，３５，…が設けられている。また、前記流入路３２の出口側端部には、環状の第二凸部３６が設けられている。この第二凸部３６の内径は、前記第一凹部１７の内径とほぼ同じがやや小さめに設定されており、この第二凸部３６が隣接する前記フィルタヘッド３の前記第一凹部１７へ嵌合されている。ここにおいて、嵌合された前記第二凸部３６と前記第一凹部１７の間には、Ｏリング（図示省略）を配置する。そして、前記フィルタヘッド３と前記入口継手６とは、対応する位置の前記各第一ボルト穴１６および前記各第二ボルト穴３５に対して、ボルト（図示省略）とナット（図示省略）を使用して結合される。
【００４８】
一方、前記出口継手７には、軸方向に貫通する円筒状の流出路３７が形成されており、この流出路３７と直交する方向に外部へ向けて開口する第二圧力計接続口３８が設けられている。この第二圧力計接続口３８は、通常、処理水の供給圧力を計測するための圧力計や圧力センサなどが接続されるが、これらを接続しない場合は、プラグ（図示省略）で封鎖される。また、前記流出路３７内には、環状の第三段差部３９が設けられている。
【００４９】
前記出口継手７の入口側には、第三締付フランジ４０が形成されており、この第三締付フランジ４０には、複数の第三ボルト穴４１，４１，…が設けられている。また、前記流出路３７の入口側端部には、環状の第二凹部４２が設けられている。この第二凹部４２の内径は、前記第一凸部１８の外径とほぼ同じがやや大きめに設定されており、隣接する前記フィルタヘッド３の前記第一凸部１８がこの第二凹部４２へ嵌合されている。ここにおいて、嵌合された前記第一凸部１８と前記第二凹部４２の間には、Ｏリング（図示省略）を配置する。そして、前記フィルタヘッド３と前記出口継手７とは、対応する位置の前記各第一ボルト穴１６および前記各第三ボルト穴４１に対して、ボルト（図示省略）とナット（図示省略）を使用して結合される。
【００５０】
ところで、前記第二流路９の入口側端部は、キャップ４３により封鎖されている。このキャップ４３は、合成ゴムで形成された円盤状の部材であり、このキャップ４３の周縁部がキャップ押付板４４によって前記第二流路９の入口側端部に押し付けられている。前記キャップ押付板４４は、前記溝部１９に沿って垂直に配置され、前記キャップ４３と当接される側と反対側の端面を前記第二凸部３６の端面に当接させることにより固定している。
【００５１】
一方、前記第二流路９の出口側端部は、第一接続部材４５により前記流出路３７と接続されている。この第一接続部材４５は、合成ゴムで形成された円筒形状の部材であり、この第一接続部材４５の両端部がそれぞれ前記第二流路９の出口側端部と前記第三段差部３９に当接されている。ここにおいて、前記第一接続部材４５は、前記第二流路９の出口側端部と前記第三段差部３９で挟持することによって固定している。したがって、前記キャップ４３および前記第一接続部材４５が組み込まれた状態では、前記流入路３２は、前記第二流路９と連通することなく、前記第一流路８と連通している。また、前記流出路３７は、前記第一流路８と連通することなく、前記第二流路９と連通している。
【００５２】
さて、ここで前記フィルタユニット１の作用について説明する。まず、微粒子，塵，残留塩素などの不純物や不要物を含む被処理水を前記流入路３２から供給する。前記第一流路８へ流入した被処理水は、前記供給流路１０を経由して、前記供給部３０へ導入される。ここにおいて、前記第二流路９の入口側端部が前記キャップ４３により封鎖され、出口側端部が前記流出路３７と接続されているため、被処理水の前記第二流路９内への流入が遮断される。被処理水は、前記供給部３０から前記回収部３１へ向かって流れ、被処理水中の不純物などは、前記フィルタカートリッジ２３の濾材や吸着材を通過する過程で除去される。そして、不純物などの除去された処理水は、前記回収部３１で集合したのち、前記回収流路１２，前記第二流路９，前記第一接続部材４５の中空部（符号省略）および前記流出路３７をこの順で流れて前記フィルタユニット１の外部へ供給される。
【実施例２】
【００５３】
つぎに、この発明の第二実施例について、図７〜図９に基づいて説明する。この第二実施例は、複数のフィルタユニットを使用して、水中の微粒子，塵，有機物質，残留塩素などを除去する能力を高めたフィルタ装置に適用した例である。図７〜図９において、前記実施例１と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
図７は、フィルタ装置４６の組立状態の外観を示している。このフィルタ装置４６は、３基のフィルタユニット１から構成され、それぞれのフィルタヘッド３が隣接して直列に配置されている。前記フィルタユニット１の構成については、前記実施例１で説明したとおりである。また、第一段目および第三段目の各フィルタヘッド３には、それぞれ入口継手６および出口継手７が装着されている。そして、前記入口継手６には、第一圧力計４７が接続されているとともに、前記出口継手７には、第二圧力計４８が接続されている。
【００５５】
図８および図９は、前記フィルタ装置４６の組立状態における内部構成を示す図である。図８は、図７の正面方向から見た縦断面図であり、図９は、図８のIX−IX線断面図である。
【００５６】
まず、前段に配置されたフィルタヘッド３の第一凸部１８と次段に配置されたフィルタヘッド３の第一凹部１７とが嵌合するように、つぎつぎに各フィルタヘッド３を配置する。ここにおいて、前記第一凹部１７と前記第一凸部１８の間は、Ｏリング（図示省略）配置して液密に保持する。この結果、前段および後段の第一流路８どうしが接続され、この第一流路８が連続する経路が形成される。
【００５７】
また、前段および後段の各第二流路９は、合成ゴムで形成された円筒形状の第二接続部材４９を使用して接続されている。具体的には、前段の第二流路９の出口側端部が前記第二接続部材４９の入口側端部と当接し，かつ後段の第二流路９の入口側端部が前記第二接続部材４９の出口側端部と当接するように、つぎつぎに各フィルタヘッド３を配置する。この結果、前段および後段の第二流路９どうしが接続され、この第二流路９が連続する経路が形成される。
【００５８】
この状態では、前段の出口側の第一締付フランジ１５と、次段の入口側の第一締付フランジ１５とが密着される。そして、前段および次段の各フィルタヘッド３は、それぞれの第一ボルト穴１６，１６，…の位置を対応させた状態でボルト（図示省略）とナット（図示省略）を使用して結合される。
【００５９】
前記入口継手６の装着側において、前記第二流路９の入口側端部は、前記キャップ４３により封鎖されている。このキャップ４３は、その周縁部が前記キャップ押付板４４によって前記第二流路９の入口側端部に押し付けられている。前記キャップ押付板４４は、前記溝部１９に沿って垂直に配置され、前記キャップ４３と当接される側と反対側の端面を前記第二凸部３６の端面に当接させることにより固定している。
【００６０】
一方、前記出口継手７の装着側において、前記第二流路９の出口側端部は、前記第一接続部材４５により前記流出路３７と接続されている。具体的には、前記第一接続部材４５の両端部は、それぞれ前記第二流路９の出口側端部と前記第三段差部３９に当接されている。ここにおいて、前記第一接続部材４５は、前記第三流路９の出口側端部と前記第三段差部３９で挟持することによって固定している。したがって、前記キャップ４３および前記第一接続部材４５が組み込まれた状態では、前記流入路３２は、前記第二流路９と連通することなく、前記第一流路８と連通している。また、前記流出路３７は、前記第一流路８と連通することなく、前記第二流路９と連通している。したがって、前記フィルタ装置４６は、複数の前記フィルタユニット１が直列状に接続されているが、内部流路は個々の前記フィルタカートリッジ２３に対して並列流路が形成されている。
【００６１】
さて、ここで前記フィルタ装置４６の作用について説明する。まず、微粒子，塵，残留塩素などの不純物や不要物を含む被処理水を前記流入路３２から供給する。前記第一流路８へ流入した被処理水は、それぞれの前記フィルタユニット１において、前記供給流路１０を経由して、前記供給部３０へ分配される。ここにおいて、第一段目の前記第二流路９の入口側端部が前記キャップ４３により封鎖され、第三段目の前記第二流路９の出口側端部が前記流出路３７と接続されているため、被処理水の前記第二流路９内への流入が遮断される。被処理水は、それぞれの前記フィルタカートリッジ１において、前記供給部３０から回収部３１へ向かって流れ、被処理水中の不純物などは、前記フィルタカートリッジ２３の濾材や吸着材を通過する過程で除去される。そして、不純物などの除去された処理水は、前記回収部３１で集合したのち、前記回収流路１２を経由して前記第二流路９へ流出する。この処理水は、前記各第二流路９，前記第一接続部材４５の中空部（符号省略）および前記各第二接続部材４９の中空部（符号省略）で形成された経路内で合流し、前記流出路３７を介して前記フィルタ装置４６の外部へ供給される。
【実施例３】
【００６２】
前記実施例２では、前記フィルタ装置４６を３基の前記フィルタユニット１で構成しているが、このフィルタユニット１の数量は、濾過処理で要求される処理能力に応じて任意に設定することができる。すなわち、前記フィルタ装置４６は、適用されるシステムで必要とされる処理能力や前記フィルタカートリッジ２３の交換頻度などを考慮して、２基以上の前記フィルタユニット１を連結して構成することができる。
【実施例４】
【００６３】
前記実施例１および２では、被処理水を前記フィルタカートリッジ２３に対して、前記供給部３０から前記回収部３１へ流すようにしているが、この被処理水の供給方向が逆になるように設定してもよい。すなわち、前記流出路３７から被処理水を供給し、前記流入路３２から処理水を採取すると、前記回収部３１から前記供給部３０へ向かって濾過処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】フィルタユニットの組立状態の外観図
【図２】継手の縦断面
【図３】図２のIII−III線断面図
【図４】図２のIV−IV線断面図
【図５】フィルタユニットの組立状態の縦断面図
【図６】図５のVI−VI線断面図
【図７】フィルタ装置の組立状態の外観図
【図８】フィルタ装置の組立状態の縦断面図
【図９】図８のIX−IX線断面図
【符号の説明】
【００６５】
１  フィルタユニット
２  フィルタハウジング
３  フィルタヘッド
６  入口継手
７  出口継手
８  第一流路
９  第二流路
１０  供給流路
１１  環状壁
１２  回収流路
１５  第一締付フランジ
１９  溝部
２３  フィルタカートリッジ
３２  流入路
３７  流出路
３４  第二締付フランジ
４０  第三締付フランジ
４３  キャップ
４４  押付板
４５  第一接続部材
４６  フィルタ装置
４９  第二接続部材
【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】
0004411656.tif 000007
【図７】
0004411656.tif 000008
【図８】
0004411656.tif 000009
【図９】
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