(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタハウジング（１０）と、フィルタ入口（１２）及びフィルタ出口（１４）と、前記フィルタ入口（１２）から前記フィルタ出口（１４）までの濾過空間（１８）を２つの部分空間（２０、２２）に分割するフィルタ要素（１６）とを備え、前記部分空間の一方（２０）の断面が前記フィルタ入口（１２）から前記フィルタ出口（１４）へ錘状に先細りになり、前記部分空間の他方（２２）の断面が前記フィルタ入口（１２）から前記フィルタ出口へ錘状に広くなっており、前記２つの部分空間形状が常に反対方向に錘状になっていくフィルタ装置において、前記部分空間の一方（２０）の断面が細くなるのが、前記部分空間の他方（２２）の断面が広くなるのと同程度だけ進み、前記部分空間の一方（２０）が円筒状壁によって外部側の外側境界を定められ、前記部分空間の他方（２２）が別な円筒状壁によって前記フィルタ装置の中央部側の内側境界を定められており、前記フィルタ要素（１６）が前記フィルタ出口（１４）から前記フィルタ入口（１２）へ向かって錘状に細くなっていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記部分空間の一方（２０）の前記境界円筒状壁が前記フィルタハウジング（１０）の形態であり、前記部分空間の他方（２２）の前記境界円筒状壁が前記フィルタ装置の内部において前記フィルタ装置に沿って中心部に延びる棒形状フィルタ要素（４４）の形態である、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記フィルタ要素（１６）が支持管（２６）を有し、濾材（２４）が交換可能となるように前記支持管（２６）に留められている、請求項１又は請求項２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記フィルタハウジング（１０）の形状は、少なくとも前記フィルタ要素（１６）が挿入される領域において、円筒状になっている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記フィルタ入口（１２）及び前記フィルタ出口（１４）は濾過空間（１８）の方向に自由に開いた断面を有しており、濾過される流体の流量が均一となることを保証するようになっている、請求項１から請求項４の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
濾過される流体が高い粘性を有し、詳細には、液化ポリマ材料又はポリマ溶液である、請求項５に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記フィルタハウジング（１０）、前記フィルタ入口（１２）及び前記フィルタ出口（１４）、支持管（２６）及び濾材（２４）を有した前記フィルタ要素（１６）が特殊鋼材料から構成されている、請求項１から請求項６の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に規定されている特徴を有したフィルタハウジングを備えるフィルタ装置に関する。
【０００２】
この種（米国特許第４，９６４，９８４号、同第４，１６９，７９５号、同第４，０５２，３１５号、同第４，０４３，９１８号及び英国特許第２０７５３６４号）のフィルタ装置は、市場において様々な実施形態で容易に入手することができる。流体から不純物を濾過する機能を任せられているフィルタ要素の構造自体は、製造者によって決定される。より高品質のフィルタ要素は多層網目構造を有しており、この多層網目構造は、これがより高い圧力又は圧力ピークに耐えられるようにするために、少なくとも１つの支持構造上に載せることができる。
【０００３】
原則的には、デッドスペースの発生を回避させると共に、濾過処理の際に、フィルタ空間内で均一な流れの挙動に至らせることが所望されており、所望される挙動のために設定される要件は、流体の粘性が増加すると、特に液化されたポリマ材料又はポリマ溶液が濾過される場合に増加する。
米国特許第３，８１７，３７７号明細書は、一般的なフィルタ装置、特に、高温プラスチックポリマ材料から不純物を分離するためのフィルタ装置を開示している。図４及び図５に示されている従来のフィルタ装置の１つの実施形態では、円錐状フィルタ要素が円錐状濾過空間を２つの部分空間に分割しており、２つの部分空間の形状が常に反対方向に錘状に延びているが広がる範囲が異なる、すなわち、１つの基準点に関して異なる断面を有している。フィルタ要素の直径は、多かれ少なかれ常にフィルタ出口からフィルタ入口の方向に測定され、結果として得られるフィルタ要素の円錐形状はフィルタ出口の長手方向に関するものである。ハウジング要素として部分空間に沿って位置する境界壁は、フィルタ要素の境界壁と比較して円錐状の向きを有し、この目的で適用される従来の解決策は構造的に複雑となる。１つの比較点に関する断面パターンが異なるので、特に高粘性流体の場合に、エネルギの観点から好ましくない流れの制御が得られる。
【０００４】
この技術水準を踏まえた上で、本発明の目的は、エネルギ消費の観点から好ましい濾過作業をさらに可能とさせるために、従来のフィルタ装置を改良することにある。上述した問題は、全体として請求項１に記載の特徴を有したフィルタ装置によって解決される。
【０００５】
請求項１の記述部分で述べられているように、部分空間の一方の断面積が細くなるのが部分空間の他方の断面積が広くなるのと同程度だけ行われること、部分空間の一方が円筒状壁によって外部側の外側境界を定められ、部分空間の他方が別な円筒状壁によってフィルタ装置の中央部側の内側境界を定められていること、フィルタ要素がフィルタ出口からフィルタ入口へ向かう方向に錘状に細くなっていることの結果として、２つの部分空間の断面積が等しく変化するので、液化ポリマ材料又はポリマ溶液の形態のもののような特に高い粘性の流体の均一な流速と共に、最適な滞留時間が達成される。他の成果として、濾過作業の際に、フィルタハウジング内のデッドスペースの発生が防止され、濾過される質量体の一様な分布が得られることがある。このことは、許容可能なエネルギ費用での濾過作業及び費用削減に帰着する。さらに、濾過される流体は、狭い断面部から広い断面部へ向けて広がり、逆に広い断面部から対応する狭い断面積を有した部分空間へ広がる。
【０００６】
部分空間の他方の断面がフィルタ入口からフィルタ出口へ広がり、部分空間の一方の断面が部分空間の他方が広がるのと常に同じ程度だけ先細りになるように設けられ、部分空間が互いに逆向きの錘状形態となるようになっていることが好ましい。結果として、濾過される流体は、狭い断面から広い断面の方向に広がる、若しくは、逆に、広い部分空間から断面が対応して減少する部分空間へ広がっていく。
【０００７】
錘状部分空間を得るために、フィルタ要素自体が錘状形態とされ、フィルタ出口からフィルタ入口の方向に先細りになるように形成される。したがって、流れ方向すなわち濾過方向に見たとき、フィルタ出口へ向かって断面が先細りになっている部分空間がフィルタ要素の上流に設けられ、他方、逆に、断面が広がっていく部分空間がフィルタ要素を越えて下流側に設けられる。フィルタ要素が支持管を有し、濾材が交換可能となるように支持管に取り付けられているように形成することが好ましい。最初に挙げた手段は、フィルタ要素が高い圧力を受けたときに機能を果たすことができることを保証するのに対し、他方の手段すなわち特徴の明確な限定は、フィルタ要素材料が劣化したときに、フィルタ要素及び支持管の完全な交換を必要とさせることなく、フィルタ要素材料を新しい材料と交換できることを確実にさせる。フィルタハウジングは、少なくともフィルタ要素が挿入される領域において、円筒状形態であることが好ましい。
【０００８】
特に好ましい実施形態の本発明に係るフィルタ装置では、フィルタ入口及びフィルタ出口が濾過空間の方向に向かって開いた断面を有し、これらの位置において、濾過される流体の均一な分布がさらに保証されるようになっている。フィルタハウジング、フィルタ入口及びフィルタ出口、支持管及び濾材を有したフィルタ要素が特殊鋼材料から構成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係るフィルタ装置は、図面に示されている実施形態を参照して以下で詳細に説明されている。
図面は、あらましで描かれており、正確な縮尺で描かれたものではない。
【００１０】
フィルタ装置は、全体として実質的に円筒形状であり、フィルタハウジング１０と、フィルタ入口１２及びフィルタ出口１４とを有している。フィルタ要素１６は、その全体がフィルタハウジング１０の内側に取り付けられている。このフィルタ要素は、濾過空間１８を第１の部分空間２０と第２の部分空間２２とに分割している。最初に挙げた第１の部分空間２０は、特に図１において示されているように、任意の断面においてフィルタ入口１２からフィルタ出口１４へ先細りのテーパ状になっている。一方、他方の第２の部分空間２２は、その断面がフィルタ入口１２からフィルタ出口１４へ広くなっている。一方の部分空間２０の断面が狭くなるのは、他方の部分空間２２の断面が広くなるのと常に同程度だけ進行する。よって、言及した２つの部分空間２０、２２は、円錐状形態となるように併設されている。さらに、部分空間２０、２２はフィルタ装置の内側に閉リング形状の室構造を形成している。
【００１１】
フィルタ要素１６は、それ自体の形状が円錐状でフィルタ出口１４からフィルタ入口１２へ円錐状に先細りになっており、部分空間２０、２２に円錐形状を付与するために使用されている。
【００１２】
フィルタ要素１６は、網目状の濾材２４を有しており、この濾材２４の内周は、流体通路を備えた支持管２６に接して支えられている。濾材２４は、支持管２６の外周を取り囲み、支持管２６周りにフィルタ網として取り付けられている。一方、フィルタハウジング１０の形状は、フィルタ要素１６が挿入される領域において、円筒状になっている。図１及び下側領域に関する図３に見られるように、フィルタ入口１２及びフィルタ出口１４は、濾過空間１８に対して開放した断面を有しており、この断面は、濾過される流体、特に液化したポリマ材料又はポリマ容器のような高粘性形態の流体の移動速度の均一な分布が保証されるように自由になっている。最後に挙げた場合、フィルタハウジング１０、フィルタ入口１２及びフィルタ出口１４、並びに、支持管２６を備えたフィルタ要素１６、濾材２４は、特殊鋼材から作製される。
【００１３】
図２の図例に示されているように、フィルタ要素１６は支持管２６なしで構成されることもでき、特殊鋼製の網形態の濾材がエンドキャップ２８と３０との間に自ら支持するように挿入されている。図面へ向ける視線で見たとき、上側エンドキャップ２８の領域では、中空円筒状濾材２４の自由端が、内方へ曲げられ、上側エンドキャップ２８上に取付点３２を形成している。したがって、エンドキャップ２８、３０は、濾材２４にしっかりと接続されており、汚れの程度で濾材の処理が必要となったら、濾材２４と共に、存在する場合には支持管２６から引き離され、分離して処理され得る。次に、対応するエンドキャップ２８を備えた新しい未使用濾材２４が、支持管２６に被せ付けられる又はそれと共にフィルタ装置にコンポーネントとして挿入される。
【００１４】
図１も示しているように、フィルタ要素１６は、上側受容要素３４と下側受容要素３６との間の所定の位置に固定されている。上側受容要素３４は、その自由端部に、錐状ガイドコーンを有しており、このガイドコーンは、フィルタハウジング１０の上側カバー要素３８共に、流体流路４０を画定する。流体流路４０は、流通用リング状流路を形成し、図示されているような断面形態で構成され、第１の部分空間２０に流入する高粘性の均一な流れが生じるようにさせている。この目的で、流体流路４０は、自由端である前端では細くなっており、その前端を経て、流体入口１２と同じ形態で延びている進入点とは反対側において、第１の部分空間２０への放出を行う。流体の供給方向が図１において矢印によって示されており、同様に、フィルタ出口１４における排出方向も矢印で示されている。
【００１５】
したがって、矢印の方向にフィルタ装置を通って流れる流体は、フィルタ入口１２側では汚れを伴っており、流体流路４０を通って錘状の第１の部分空間２０へ流入し、デッドスペースが発生しないようにこの部分空間を満たす。第１の部分空間２０における滞留時間が均一な場合には、汚れた流体は、濾材２４を絶えず均一に通過し、そこで適切に濾過され清浄化される。次に、清浄化された流体は、支持管２６の任意の通過点を経て、第２の部分空間２２内に進入し、第２の部分空間２２及びフィルタ出口１４の他の流体流路４２を経てフィルタ装置から出るが、このとき既に清浄化されている。正反対の方向に延びるように設けられている２つの部分空間２０、２２が二重に錘状になっていることについては、均一な流速によって特徴付けられ、フィルタ要素の最適な滞留時間分布が保証されるようになっている。
【００１６】
受容要素３４は、フィルタ装置の内部において、同様に好ましくは特殊鋼材から作製された棒形状のフィルタ要素４４上に載置されている。フィルタ要素４４は、さらに、受容要素３４によってフィルタ装置内で案内され、このフィルタ要素４４内の所定の位置に固定されてもよい。フィルタハウジング１０は、円筒状中央ハウジング部分４６を有しており、この中央ハウジング部分４６は、縁端部の溶接継手によって上側カバー要素３８及び下側カバー要素５０にしっかりと接続されている。下側カバー要素５０は、ねじ接続部５２によって、フィルタハウジング１０上の所定の位置に下側受容要素３６を保持し、それによって、濾過空間１８の内側にフィルタ要素１６を全体として動かないように固定する。上側カバー要素３８は、図１の方向に見たときに、上方に直径が細くなって、回転ナット５４のための接続点を形成し、接続点により液化ポリマ材料の供給のための送給接続部品５６が接続され得る。フィルタ装置の反対側の端部には、対応する回転ナット５８が設けられており、この回転ナット５８によって、清浄化された液化ポリマ材料の形態の濾過済み流体の排出のためのドレン部品６０がフィルタ装置に接続されている。対応するねじ部（不図示）は適切な締め付けを容易にさせる。
【００１７】
フィルタ装置の円周に沿って放射状に取り付けられている複数の締付ネジからなるねじ接続部５２を緩めることにより、下側受容要素３６を取り外すこと及び支持管２６共に又は支持管２６を伴わずに濾材２４を除去することを可能とさせている。よって、フィルタ要素の交換は、迅速に行われ得る。フィルタ要素１６、ひいては濾材２４、並びに、上記のような状態にされた２つの部分空間は、例えば、フィルタ装置の水平方向及び／又は横断方向に対して１°から５°程度の大きさだけ傾いた形態で、ほんの僅か錘状形状を呈している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一部を側面図として、一部を長手方向断面で、フィルタ装置全体を示している。
【図２】  一部を側面図として、一部を長手方向断面で、図１に示されているフィルタ要素を示している。
【図３】  一部を側面図として、一部を長手方向断面で、図１に示されているフィルタ装置の下側接続領域の拡大図を示している。
【図１】
0003947005.tif 000002
【図２】
0003947005.tif 000003
【図３】
0003947005.tif 000004