(57)【要約】【課題】濾過精度を調節可能な濾過精度可変型フィルタを提供する。【解決手段】円筒状をなす剛性を有するケーシング１の内周に、可撓壁としてゴム等からなる円筒状の内筒８が設けられており、この内筒８内に円柱状をなす収縮変形可能な濾材９が装填されている。内筒８は、端部８ａ，８ｂのみがケーシング１に固定され、周面はケーシング１に接合されておらず、両者の境界が加圧チャンバ１０となっている。加圧チャンバ１０内に作動流体を導入しない状態では、濾材９は円筒形に拡張しており、低い濾過精度となる。加圧チャンバ１０内に切換弁１４を介してポンプ１３から作動流体を導入すると、濾材９が内筒８とともに糸巻き形に収縮変形し、その密度が高くなるので、濾過精度が高くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口および流体出口を有するケーシングと、
このケーシング内に設けられた復元性を有する収縮変形可能な濾材と、
この濾材の流体流れ方向に沿った側面の少なくとも一部を構成する可撓性を有する可撓壁と、
この可撓壁を上記流体流れ方向と交差する方向に押圧して上記濾材を収縮変形させる加圧手段と、
を備えてなる濾過精度可変型フィルタ。
【請求項２】
上記可撓壁が上記濾材の外周を囲む筒状をなし、上記加圧手段がこの筒状の可撓壁を少なくとも２方向から内側へ加圧することを特徴とする請求項１に記載の濾過精度可変型フィルタ。
【請求項３】
上記加圧手段として、上記ケーシングの内壁面と上記の筒状をなす可撓壁との間に加圧チャンバが形成されており、この加圧チャンバ内に流体を供給することを特徴とする請求項２に記載の濾過精度可変型フィルタ。
【請求項４】
上記濾材が円筒状に構成されているとともに、上記可撓壁が該濾材の中心孔内に位置する有底円筒形をなし、上記加圧手段として、この可撓壁内側に画成された加圧チャンバ内に流体を供給してバルーン状に膨らませることを特徴とする請求項１に記載の濾過精度可変型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体（主に液体）の濾過のために種々の産業用途等に用いられるフィルタ、特に濾過精度の調節が可能な濾過精度可変型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場等において種々の流体の濾過のために用いられる産業用のフィルタは、例えば特許文献１や特許文献２に見られるように、一般に円筒状の体積濾過型フィルタとして構成され、その外周側から内周側へ、あるいは内周側から外周側へ流体を通流させる構成となっている。その濾材としては、繊維やパルプを所定形状に成形したもの、糸状の材料を巻回した糸巻き型のもの、ウレタン等の樹脂発泡体、など、フィルタの用途に応じて種々の形式のものが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８９９４号公報
【特許文献２】実開昭５８−１３７４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の濾材の濾過精度は、フィルタの用途とりわけ除去すべき粒子ないし異物の大きさに応じて適切に選定されることになるが、いずれにせよ各々の濾過精度は固定的に定まっており、その調節はできない。従って、例えばある工程において濾過精度の変更が必要となったような場合に、現場での濾過精度の調節ができないことは勿論のこと、一般に工程毎に必要な濾過精度が種々異なるので、濾過精度の異なる多数のフィルタを用意する必要がある。
【０００５】
また、流体を逆方向に流すことでフィルタの目詰まりを解消するいわゆる逆洗の手法が知られているが、逆洗時にも同じ濾過精度であると、効率的な逆洗は行えない。
【０００６】
そこで、この発明は、濾過精度の調節が容易に可能な新規な濾過精度可変型フィルタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る濾過精度可変型フィルタは、流体入口および流体出口を有するケーシングと、このケーシング内に設けられた復元性を有する収縮変形可能な濾材と、この濾材の流体流れ方向に沿った側面の少なくとも一部を構成する可撓性を有する可撓壁と、この可撓壁を上記流体流れ方向と交差する方向に押圧して上記濾材を収縮変形させる加圧手段と、を備えて構成されている。
【０００８】
一つの具体的な態様では、上記可撓壁が上記濾材の外周を囲む筒状をなし、上記加圧手段がこの筒状の可撓壁を少なくとも２方向から内側へ加圧する。
【０００９】
この場合、加圧手段としては、筒状の可撓壁を内側へ加圧する機械的な加圧機構あるいは流体を介した加圧機構などを用いることができる。例えば、上記ケーシングの内壁面と上記の筒状をなす可撓壁との間に加圧チャンバが形成されており、この加圧チャンバ内に流体を供給することで、可撓壁ひいては濾材を圧縮することができる。
【００１０】
また、他の一つの態様では、上記濾材が円筒状に構成されており、上記可撓壁が該濾材の中心孔内に位置する有底円筒形をなす。そして、加圧手段として、この可撓壁内側に画成された加圧チャンバ内に流体を供給することで、該可撓壁がバルーン状に膨らみ、円筒状の濾材が内周側から外周側へ向かって加圧される。
【００１１】
上記のように可撓性を有する可撓壁を介して流体流れ方向と交差する方向に濾材を加圧して収縮変形させると、濾材の密度が高くなり、より小さな粒子ないし異物がより高い割合で捕捉されることとなり、いわゆる濾過精度が高くなる。また、一旦濾過精度を高めた後も、加圧を解除すれば、収縮していた濾材は復元し、濾過精度は低くなる。加圧による濾材の収縮変形の程度によって濾過精度は連続的に変化し得る。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、フィルタの濾過精度を容易に調節することができ、工場等の現場での濾過精度の要求の変更に容易に対応できるとともに、基本的に同一の構成でもって濾過精度が種々異なるフィルタを提供することが可能となる。
【００１３】
また逆洗を行うような態様で使用する場合に、濾過を行う際の濾過精度よりも逆洗時の濾過精度を低くして効率よく逆洗を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る濾過精度可変型フィルタの第１実施例を示す断面図。
【図２】この第１実施例の濾過精度を高めた状態を示す断面図。
【図３】濾過精度可変型フィルタの第２実施例を示す断面図。
【図４】この第２実施例の横断面図。
【図５】この第２実施例の濾過精度を高めた状態を示す断面図。
【図６】同じく濾過精度を高めた状態での横断面図。
【図７】濾過精度可変型フィルタの第３実施例を示す断面図。
【図８】この第３実施例の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明に係る濾過精度可変型フィルタの第１実施例を示している。このフィルタは、種々の工場等において種々の液体の濾過に用いられるものであって、ケーシング１は、円筒状の外筒２と、その両端にそれぞれ固定された端板３，４と、から構成されている。これらのケーシング１を構成する各部は、硬質合成樹脂、例えばポリプロピレン、ポリアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂からそれぞれ成形されており、図下側の端板３の中心部には流体入口５が、図上側の端板４の中心部には流体出口６が、それぞれ形成されている。なお、これらの流体入口５および流体出口６は、外筒２の内径に対応して拡がっていく円錐形の空間部分に連通している。
【００１７】
上記ケーシング１の内周には、可撓壁として同じく円筒状をなす内筒８が設けられており、この内筒８内に円柱状をなす濾材９が装填されている。上記内筒８は、可撓性ないし弾性を有する材料、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等のゴム材料からなり、軸方向の各々の端部８ａ，８ｂが、ケーシング１の外筒２と端板３，４との間に挟持固定されている。また内筒８の外周面は、外筒２の内周面に接した状態となるが、両者は接合されておらず、両者の境界が加圧チャンバ１０となっている。
【００１８】
上記濾材９は、加圧することで収縮変形し、かつ加圧を解除すれば復元する復元性を有するものであれば、どのような材質ないし形式の濾材であってもよい。代表的なものとしては、適宜な繊維を集積して円柱形に成形したもの、あるいは発泡ウレタン等の発泡樹脂材料が用いられ得る。なお、実際の復元時には後述するように流体圧が復元方向に作用するので、自然に１００パーセント復元し得るだけの復元性は必ずしも必要ではない。この円柱状の濾材９の外周面は、上記内筒８の内周面に、接着剤あるいは溶着等の手段によって接合されており、両者の境界面に沿った流体の流れ（短絡）が防止されている。
【００１９】
上記外筒２には、上記加圧チャンバ１０に連通する１つあるいは複数の連通口１１が半径方向に貫通形成されている。この連通口１１の位置は特に限定されるものではないが、例えば外筒２の軸方向長さの中間部に配置されている。そして、この連通口１１には、作動流体通路１２が接続されており、切換弁１４を介してポンプ１３に連通している。上記切換弁１４は、上記連通口１１と上記ポンプ１３との間を開閉するとともに、上記連通口１１をドレン通路１５に連通可能な構成となっている。つまり、連通口１１をポンプ１３側もしくはドレン通路１５側にそれぞれ連通させる２つの位置と、連通口１１を閉状態に保つ中立位置と、を備えている。上記ポンプ１３によって送り込まれる作動流体としては、気体であってもよいが、一般的には非圧縮性の液体が好ましく、水、オイル等、適宜な液体が用いられる。なお、外筒２に連通口１１を複数個設け、一部を作動流体導入口とし、残部を作動流体排出口として構成してもよい。
【００２０】
上記のような構成においては、加圧チャンバ１０内に作動流体を導入していない状態では、図１に示すように、濾材９がケーシング１内で最大限に拡張しており、矢印Ｌのように流体入口５から流体出口６へ向かって流れる液体に対する濾過精度は、最も低い状態となる。
【００２１】
これに対し、図２は、ポンプ１３によって切換弁１４を介して加圧チャンバ１０内に作動流体を加圧供給した状態を示しており、加圧チャンバ１０内に導入された作動流体によって濾材９が内筒８とともに全周で半径方向内側へ加圧される。これにより、両端部８ａ，８ｂが固定された内筒８およびその内側の濾材９は、軸方向の中間部が細くなったいわゆる糸巻き形に収縮変形する。つまり、矢印Ｌで示す液体の流れ方向と概ね直交する方向に沿って濾材９が押圧されて収縮変形し、その断面の縮小に伴って密度が高くなるので、濾過精度が高くなる。このような濾過精度の変化は、濾材９の縮小の程度に応じたものとなるので、加圧チャンバ１０内に導入する作動流体の量によって濾過精度を連続的に調節することが可能である。
【００２２】
また、上記のように糸巻き形に変形することで、流体入口５に近い部分での局部的な濾過精度はあまり変化せず、軸方向の中間部における局部的な濾過精度が高くなるので、濾過精度に勾配が生じる。このように流体流れ方向に沿って濾過精度が徐々に高くなる濾過精度の勾配は、目詰まりを抑制してフィルタ（濾材９）の長寿化を図る上で有利である。なお、このような作用の上では、軸方向における濾過精度が最も高くなる位置（つまり断面が最も小となる位置）がなるべく下流側であることが有利であるので、図２に示す糸巻き形の変形が上下非対称に生じるようにして、軸方向の中央よりも下流側の位置で断面が最も小となるように構成してもよい。これは、例えば内筒８の肉厚を予め不均一に設定して、加圧チャンバ１０の圧力上昇に対し非対称の変形が生じるようにする、などによって実現可能である。
【００２３】
また、図２のように収縮変形した状態から加圧チャンバ１０内の作動流体を切換弁１４を介して排出すれば、再び図１の状態に濾材９が復元し、濾過精度が低くなる。このとき、濾材９は、それ自身の復元力でもって復元しようとするほか、流体入口５から液体が導入されることで内部の圧力が上昇するため、内筒８が半径方向外側へ付勢されて、確実かつ速やかに復元する。
【００２４】
このように上記実施例では、加圧チャンバ１０内への作動流体の導入の調節によってフィルタとしての濾過精度を可変設定することができ、例えば、ある工程において濾過精度の変更が必要になったような場合に、フィルタを脱着することなく容易に濾過精度を調節することが可能となる。また、濾過精度の異なる多種のフィルタを準備する必要もなくなる。
【００２５】
また、逆洗を行うような態様で使用する場合には、通常の濾過時に濾材９を図２のようにある程度収縮変形させた状態でもって所定の濾過精度として用い、かつ逆洗時に図１のように濾材９を拡張させることで相対的に濾過精度を下げることができ、効率よく逆洗を行うことが可能となる。
【００２６】
なお、上記実施例では、フィルタの使用中にポンプ１３や切換弁１４が接続された状態のままであるものとして説明したが、この発明はこれに限らず、図２のように加圧チャンバ１０内に適宜な量の作動流体を充填して濾過精度を所望の値に調節した後に、外筒２の連通口１１をプラグ等によって封止し、作動流体通路１２から取り外した状態でフィルタを使用するように構成することもできる。
【００２７】
次に図３〜図６は、この発明の第２実施例を示している。この第２実施例は、上記第１実施例と類似した基本構成を有し、その内筒８および濾材９を液圧ではなく機械的に押圧するものである。
【００２８】
すなわち、このフィルタは、円筒状の外筒２および端板３，４からなるケーシング１と、このケーシング１に両端部８ａ，８ｂが固定されたゴム材料等からなる円筒状の内筒８と、この内筒８内に装填された収縮変形可能な濾材９と、を有しているが、上記外筒２は、互いに対向する２箇所が開口し、ここに一対の加圧部材２１，２２が配置されている。これらの加圧部材２１，２２は、例えばケーシング１と同様の硬質合成樹脂成形品からなり、図４に示すようにそれぞれ矩形をなし、かつ内筒８を両側から挟むように互いに対向して配置されている。そして、これらの加圧部材２１，２２は、図示せぬ適宜なアクチュエータに連係しており、内筒８の半径方向に沿って互いに対称に前後進し、図５，６に示すように、必要に応じて内筒８中央部を２方向から加圧することができるようになっている。
【００２９】
この第２実施例の場合、加圧時に、加圧方向に沿った断面で見ると図５のような糸巻き形となり、かつ中央部の横断面形状としては図６のような偏平形状となるが、やはり流れ方向の中央部で断面が縮小することで密度が高くなり、濾過精度が高くなる。なお、前述した濾過精度の勾配を考慮して、加圧部材２１，２２を設ける位置を軸方向の中央部ではなく流体出口６寄りに片寄った位置としてもよい。
【００３０】
また図示例では、内筒８およびその中の濾材９が円筒形ないし円柱形をなしているが、上記加圧部材２１，２２に対応して、内筒８およびその中の濾材９を断面矩形の角筒形ないし角柱形としてもよい。
【００３１】
次に、図７および図８は、この発明の第３実施例を示している。この第３実施例においては、外筒３２と端板３３，３４とからなる円筒状のケーシング３１内に、円筒状をなす濾材３９が装填されている。この濾材３９の形状に対応して、図下側の端板３３には、周方向に並んで配列された複数個の流体入口３５が設けられているが、図上側の端板３４は、中心に単一の流体出口３６を有している。従って、各流体入口３５から流入した液体は、矢印Ｌで示すように、濾材３９内を軸方向に流れ、かつドーム形状をなす端板３４内部で合流して中心の流体出口３６へと流れる。なお、ケーシング３１や濾材３９の材質としては、前述した第１実施例と同様であり、濾材３９の外周面は外筒３２の内周面に接着剤や溶着等の手段によって接合されている。
【００３２】
この実施例では、可撓壁となる円筒形の内筒３８が上記の円筒状の濾材３９の中心孔に嵌合しており、この内筒３８の外周面と上記濾材３９の内周面とが、やはり接着剤や溶着等の手段によって互いに接合されている。上記内筒３８は、前述した実施例と同様に、可撓性ないし弾性を有する材料、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等のゴム材料から構成されているが、下流側の端部３８ａが丸いドーム形に封止されたいわゆる有底円筒形をなし、かつ上流側の端部３８ｂは端板３３の中心の円柱形の突起部３３ａに固定されている。これにより、内筒３８内部の空間が加圧チャンバ４０を構成している。
【００３３】
上記突起部３３ａには、軸方向に沿った連通口４１が貫通形成されており、内筒３８内部の加圧チャンバ４０に連通している。この連通口４１には、図示していないが、前述した第１実施例と同様に、作動流体を加圧して導入するためのポンプ１３が切換弁１４を介して接続される。
【００３４】
このような第３実施例においては、加圧チャンバ４０内に作動流体を導入していない状態では、円筒状に形成された濾材３９が図７のように初期の形状を保っている。従って、比較的低い濾過精度となる。そして、内筒３８内部の加圧チャンバ４０にポンプ１３によって作動流体を導入すると、内筒３８が図８に示すようにバルーン状に膨らみ、濾材３９を内側から半径方向外側へ押圧する。これにより、濾材３９の断面が縮小し、第１，第２実施例と同様に濾過精度が高くなる。
【００３５】
なお、この第３実施例においても、作動流体を導入して適宜な濾過精度に調節した後に連通口４１をプラグ等で封止して、フィルタ単独で用いることが可能である。
【００３６】
以上、この発明のいくつかの実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されることなく、種々の変更が可能である。上記各実施例では、濾過される流体として液体を対象としているが、気体の濾過についても、本発明の適用は可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１，３１…ケーシング
２，３２…外筒
８，３８…内筒
９，３９…濾材
１０，４０…加圧チャンバ
１１，４１…連通口
【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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