(57)【要約】【課題】流路内に設置されて流体内の異物を捕捉する異物捕捉フィルタに関し、流路抵抗を増幅させることなく、また、強度を低下させることなく、異物捕捉性能を向上させること。【解決手段】流路の内周に沿って設置される外枠(11)と、外枠(11)内に張設される多数の線材(12a)(12b)からなるろ材(12)とでフィルタ部材(1a)(1b)が構成され、各ろ材(12)が所定の離反距離を介して対向するようにフィルタ部材(1a)(1b)を重ねてフィルタ積層体(1)を構成し、前記離反距離は、線材(12a)(12b)間に形成される開口(13)の最大寸法より小さく設定する。隣接するフィルタ部材(1a)(1b)は、一方のフィルタ部材(1a)のろ材(12)の開口(13)が他方のフィルタ部材(1b)のろ材(1)の線材(12a)(12b)で区画されるように、周方向に所定角度ずれた状態で積層されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過する流路の内周に沿って設置される外枠と前記外枠内に張設される多数の線材からなるろ材とを有するフィルタ部材が、複数、重ね合わせられたフィルタ積層体を備える異物捕捉フィルタであって、
隣接するフィルタ部材のろ材は、所定の離反距離を介して対向すると共に、前記離反距離は、一つのフィルタ部材のろ材の線材間に形成される開口の最大寸法より小さく設定されており、
前記隣接するフィルタ部材は、一方のフィルタ部材のろ材の開口が他方のフィルタ部材のろ材の線材で区画されるように、周方向に所定角度ずれた状態で積層されている異物捕捉フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の異物捕捉フィルタにおいて、各フィルタ部材の外枠は、隣接するフィルタ部材を周方向に所定角度ずれた状態で積層させるための位置決め手段を有する異物捕捉フィルタ。
【請求項３】
請求項２に記載の異物捕捉フィルタにおいて、前記位置決め手段は、流路方向における前記外枠の上流側の面及び下流側の面の一方の面に設けられた凸部と、他方の面に設けられ且つ前記凸部が嵌合可能な凹部とから構成されている異物捕捉フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物捕捉フィルタ、特に、流体が流れる流路内に設置させて、流体中の異物を補捉するための異物捕捉フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスや水等、気体や液体が流体として流れる配管内には、前記流体中に含まれているゴミや砂、錆等の固形成分を異物として除去するために、流路に対して直交するように線状あるいは網状のろ材が張設されたフィルタ部材を有する異物捕捉フィルタが設置される。
【０００３】
異物捕捉性能を向上させるには、ろ材を構成している線材を密に張設し、ろ材の開口を小さくすることが考えられるが、そのためには、線材の細線化が必要となり、ろ材の強度が低下してしまい、異物流入時にろ材が変形しやすくなるといった不都合がある。
線材を細線化せずに捕捉性能を高めたものとして、例えば、特許文献１に開示されているものがある。このものは、複数の金網フィルタを、相互に周方向に所定角度ずらした状態で貼り合わせたもので、流路方向において一つの金網フィルタの開口中に他の金網フィルタの金属線材を位置させることにより、一つの金網フィルタの開口が他の金網フィルタの金属線材で区画され、より小さな開口を有する金網フィルタの積層体が構成されている。この金網フィルタの積層体によれば、各金網フィルタの金属線材を細線化することなく、実質的に細かい開口を形成させているから、ろ材の強度を低下させることなく、異物の捕捉性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３８０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記複数のフィルタ部材を貼り合わせたフィルタ積層体では、隣接する金網フィルタを流路方向に隙間なく重ねてプレス圧により焼結させているため、開口の流路長さが細長くなり、その分、それを通過する流体の通過抵抗が大きくなって圧力損失が大きくなるといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガスや水等の流体が通過する流路に設置して前記流体に含まれる異物を捕捉し除去するための異物捕捉フィルタに関するもので、通過抵抗を増幅させることなく、また、ろ材の強度を低下させることなく、異物捕捉性能を向上させることができる異物捕捉フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために講じた本発明は、
流体が通過する流路の内周に沿って設置される外枠と前記外枠内に張設される多数の線材からなるろ材とを有するフィルタ部材が、複数、重ね合わせられたフィルタ積層体を備える異物捕捉フィルタであって、
隣接するフィルタ部材のろ材は、所定の離反距離を介して対向すると共に、前記離反距離は、一つのフィルタ部材のろ材の線材間に形成される開口の最大寸法より小さく設定されており、
前記隣接するフィルタ部材は、一方のフィルタ部材のろ材の開口が他方のフィルタ部材のろ材の線材で区画されるように、周方向に所定角度ずれた状態で積層されている異物捕捉フィルタである。
【０００８】
上記手段は次のように作用する。
フィルタ部材は、ガスや水等の流体が流れる流路内に設置可能な大きさ形状の外枠内に、多数の線材を張設させてろ材が形成されているものであり、ろ材には、平行にまたは交叉して張設された線材によって多数の開口が形成されている。フィルタ部材のろ材が所定の離反距離を介して隣接するように、複数のフィルタ部材を積層させるが、このとき、一つのフィルタ部材を、隣接する他のフィルタ部材に対して、周方向に時計回り又は反時計回りに所定角度ずらして積層させる。これにより、フィルタ部材を積層させてなるフィルタ積層体を流路方向から見れば、一つのフィルタ部材のろ材の開口内に、他のフィルタ部材のろ材の線材が横切る態様となり、一つのフィルタ部材のろ材の開口が他のフィルタ部材のろ材の線材で区画されて、一つのフィルタ部材のろ材の開口よりも小さな開口が形成される態様となる。これにより、フィルタ積層体では、一つのフィルタ部材のろ材で捕捉できる異物よりも小さな異物を捕捉できる。
【０００９】
また、複数のフィルタ部材を積層させてフィルタ積層体を構成することにより、一つのフィルタ部材のろ材を構成する線材を細線化することなく、実質的に、一つのフィルタ部材の開口よりも小さい開口を形成することができるから、一つのフィルタ部材で、前記小さい開口を形成する場合よりも、高い強度を有するろ材として使用することができる。
【００１０】
さらに、隣接するフィルタ部材のろ材が所定の離反距離を介して対向するように複数のフィルタ部材を積層させているから、フィルタ積層体としての実質的な開口が一つのフィルタ部材の開口より小さくても、一つ一つのフィルタ部材の開口を通過するときの流体の通過抵抗の増幅を防止できる。
【００１１】
そして、隣接するフィルタ部材のろ材相互間の離反距離は、一つのフィルタ部材のろ材の開口の最大寸法よりも小さく設定されているから、異物が一つ目のフィルタ部材のろ材を通過しても、前記異物はろ材間を流れて二つ目のフィルタ部材のろ材を通過するのが防止され、前記異物を確実に捕捉できる。
【００１２】
上記異物捕捉フィルタにおいて、好ましくは、各フィルタ部材の外枠は、隣接するフィルタ部材を周方向に所定角度ずれた状態で積層させるための位置決め手段を有する。このものでは、位置決め手段に従って、フィルタ部材を積層させれば、一つのフィルタ部材に対して他のフィルタ部材を適切な角度だけ周方向にずらすことができると共にその状態を維持させることができる。
【００１３】
上記異物捕捉フィルタにおいて、好ましくは、前記位置決め手段は、流路方向における前記外枠の上流側の面及び下流側の面の一方の面に設けられた凸部と、他方の面に設けられ且つ前記凸部が嵌合可能な凹部とから構成される。例えば、外枠の上流側の面に凸部が設けられ、下流側の面の、前記凸部の形成位置よりも周方向で所定角度ずれた位置に、凹部を形成しておく。こうすることにより、一つのフィルタ部材の凹部に、他のフィルタ部材の凸部を嵌合させれば、二つのフィルタ部材は前記所定角度ずれた状態で積層させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、複数のフィルタ部材を、各々のろ材を構成している線材が流路方向に重ならないように、相互に周方向に所定角度ずらして積層させることにより、異物捕捉フィルタとしてのフィルタ積層体を構成している。これによると、小さな開口を有するろ材が備えられた一つのフィルタ部材と実質的に同等の異物捕捉効果を得ることができる。また、この場合、開口を小さくするために、一つのフィルタ部材のろ材を構成する線材を細線化させる必要がないから、ろ材自体の強度が損なわれることがない。よって、異物の捕捉による変形や破損を防止することができる。
【００１５】
また、フィルタ積層体の隣接するフィルタ部材のろ材は相互に所定の離反距離を介して対向するように設定されているから、流体は、各フィルタ部材の一つ一つのろ材の開口を順に通過することとなる。よって、流体の通過抵抗の増幅は少なく、圧力損失が大きくなるのを防止できる。
【００１６】
さらに、隣接するフィルタ部材のろ材相互間の離反距離は、一つのフィルタ部材のろ材の開口の最大寸法よりも小さく設定されており、しかも流路方向から見ると一つ目のフィルタ部材の開口には２つ目のフィルタ部材のろ材の線材が位置しているから、一つ目のフィルタ部材のろ材の開口を通過した異物がろ材間を移動して二つ目のフィルタ部材のろ材の開口を通過するのが防止され、確実に異物を捕捉できる。
なお、フィルタ積層体は、ガス配管や水道管等の所定箇所に設置するだけであるから、着脱が容易であり、フィルタ部材を分離して、各々の清掃又は交換が可能である。
【００１７】
また、ろ材を張設する外枠に、隣接するフィルタ部材のろ材を周方向で所定角度ずらせて積層させるための位置決め手段を設けておけば、位置決め手段に応じてフィルタ部材を積層させるだけで、異物捕捉効果を向上させたフィルタ積層体を容易に構成することができる。
【００１８】
また、位置決め手段として、外枠の表裏面に、相互に嵌合可能な凹部と凸部をそれぞれ形成しておけば、フィルタ積層体をより一層容易に構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１番目の実施の形態の異物捕捉フィルタを配管に装着した状態を示す説明図である。
【図２】本発明の第１番目の実施の形態に係る異物捕捉フィルタの分解正面図である。
【図３】本発明の第１番目の実施の形態に係る異物捕捉フィルタを重ねた状態における図２のＸ−Ｘ概略断面図である。
【図４】本発明の第２番目の実施の形態に係る異物捕捉フィルタの分解正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１番目の実施の形態の異物捕捉フィルタを配管(3)に装着した状態を示しており、図２は、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)各々の正面図である。
【００２１】
本発明の異物捕捉フィルタは、水が流れる水路に設置される水路用フィルタに実施するもので、環状の外枠(11)内に多数の線材からなるろ材(12)を張設させて第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)を構成し、これらを２枚重ね合わせてフィルタ積層体(1)としたものが採用されている。
【００２２】
第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)はそれぞれ、図１及び図２に示すように、均等な間隔で平行に配設された多数の金属線材からなる縦線(12a)とこれに直交する横線(12b)とから格子状に編み込まれた網状のろ材(12)の周囲に、配管(3)の段部(30)に密嵌可能な大きさの外径を有する樹脂製の外枠(11)を一体成型してなるもので、これを２枚重ねてフィルタ積層体(1)とする。
【００２３】
このフィルタ積層体(1)を、水路を構成する配管(3)の入口側端部(31)の近傍に設けられている段部(30)に、ろ材(12)が流路に対して直角に位置するように出し入れ自在に設置する。
【００２４】
水は、図１の矢印に示すように、入口側端部(31)からフィルタ積層体(1)の２枚のろ材(12)を通過して、図面の上方へ向かって流れるように設定されており、フィルタ積層体(1)は水流で押されることにより、段部(30)に引っ掛かり、下流側へ抜け止め状態に固定されている。
【００２５】
ろ材(12)には、縦線(12a)と横線(12b)とで囲まれる正方形状の開口(13)が多数形成されており、開口(13)の最大寸法よりも大きな異物を捕捉することが可能となっている。
なお、ろ材(12)を構成している網状体としては、例えば、縦線(12a)及び横線(12b)の線径が共に０．１６ｍｍで、開口(13)の一辺長さが０．２６ｍｍの６０メッシュのものが採用可能であり、この場合の単位面積当たりの開口部の割合（空間率）は３８．７％である。
【００２６】
外枠(11)の上面の所定位置には凸部(21)が突設しており、下面の所定位置には、凸部(21)が嵌入可能な大きさ形状の凹部(22)が形成されている。なお、外枠(11)の中心から凸部(21)までの距離と、凹部(22)までの距離とは等しく設定されている。
また、正方形状の開口(13)が形成されているこの実施の形態のものでは、凸部(21)と凹部(22)とは、周方向にフィルタ部材(1a)(1b)をずらして積層したときに、ろ材(12)(12)が重なる９０度及び１８０度を除いた所定角度離れた位置に形成されており、図２のものでは、凸部(21)と凹部(22)とは時計回りに１３５度、周方向に離れて位置させている。
【００２７】
図３に示すように、一方の第１フィルタ部材(1a)の下方に第２フィルタ部材(1b)を位置させ、第１フィルタ部材(1a)の凹部(22)に、第２フィルタ部材(1b)の凸部(21)を嵌入させる。凸部(21)と凹部(22)とは、上記したように、周方向に１３５度離れて位置していることから、第１フィルタ部材(1a)に対して第２フィルタ部材(1b)を同軸で周方向に１３５度回転させれば、第２フィルタ部材(1b)の凸部(21)を第１フィルタ部材(1a)の凹部(22)に嵌入させることができる。
【００２８】
これにより、第１フィルタ部材(1a)のろ材(12)を構成する縦線(12a)及び横線(12b)の向きに対する、第２フィルタ部材(1b)のろ材(12)を構成する縦線(12a)及び横線(12b)の向きがそれぞれ、４５度ずれることとなり、図２の中央の積層部分(10)のように、第１フィルタ部材(1a)のろ材(12)の開口(13)内に、第２フィルタ部材(1b)のろ材(12)を構成している縦線(12a)又は横線(12b)が横切る態様となる。
すなわち、流路方向から見ると、第１フィルタ部材(1a)のろ材(12)の開口(13)が、第２フィルタ部材(1b)のろ材(12)を構成している縦線(12a)又は横線(12b)によって区画されることとなり、積層部分(10)の開口(13)の大きさは、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)各々のろ材(12)の開口(13)の約半分の大きさとなる。
具体的には、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)のろ材(12)のメッシュサイズとして、６０メッシュのものを採用した場合、積層部分(10)は実質的に１２０メッシュと同じ捕捉性能を有するものとなる。
【００２９】
例えば、同種のフィルタ部材で、一枚のろ材(12)を１２０メッシュで構成する場合、縦線(12a)及び横線(12b)の線径は０．０８ｍｍとなり、これは、６０メッシュの線径の半分の細さの線材を使用する必要がある。それゆえ、１２０メッシュのろ材(12)は、６０メッシュのろ材(12)に比べて強度が弱く変形し易い。
しかしながら、この実施の形態のものでは、６０メッシュのろ材(12)を２枚、同軸で周方向に所定角度ずらせて積層させた構成であるため、その開口(13)は、実質的に１２０メッシュのそれと同一の大きさとなるが、ろ材(12)を構成する縦線(12a)及び横線(12b)の線径は、１２０メッシュのそれらよりも大きなものを使用でき、各ろ材(12)の強度の低下を防止できる。すなわち、６０メッシュのろ材(12)の強度を維持したまま、１２０メッシュの捕捉性能を得ることが可能となる。
【００３０】
また、フィルタ積層体(1)における第１フィルタ部材(1a)のろ材(12)と、第２フィルタ部材(1b)のろ材(12)との距離(t)（図３参照）は、開口(13)の最大寸法である対角線長さ(s)（図２参照）よりも小さくなるように、各部の寸法が設定される。
なお、図３では、説明のため、フィルタ部材(1a)(1b)の縦線(12a)及び横線(12b)が簡略化されて示されている。
これにより、上流側に位置する第２フィルタ部材(1b)の開口(13)を異物が通過しても、第１フィルタ部材(1a)の開口(13)と第２フィルタ部材(1b)の開口(13)との間を前記異物が移動して、下流側の第１フィルタ部材(1a)の開口(13)を通過するのを防止でき、第１フィルタ部材(1a)の縦線(12a)又は横線(12b)により確実に異物を捕捉できる。
【００３１】
また、水は、所定の離反距離を介して積層させた２枚の第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)のろ材(12)(12)の開口(13)(13)を、それぞれ順に通過することとなるから、各フィルタ部材(1a)(1b)を通過するときの通過抵抗は一つの６０メッシュのフィルタ部材を通過するときのそれと略同一となる。その結果、フィルタ積層体(1)全体を通過する水の通過抵抗の増幅が抑えられ、圧力損失が大きくなるのを防止できる。
【００３２】
このように、第１番目の実施の形態のフィルタ積層体(1)では、６０メッシュの強度と通過抵抗を維持したまま、１２０メッシュと同じ捕捉性能を得ることができるから、異物捕捉性能の向上と、ろ材(12)の強度の確保と、さらには、通過抵抗の増幅の抑制とを同時に実現させることができる。
また、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)の凸部(21)と凹部(22)をそれぞれ嵌合させるだけでフィルタ積層体(1)が形成できるから、構造が簡単であり、配管(3)への装着も容易である。
【００３３】
そして、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)のろ材(12)(12)に捕捉されたゴミや砂や錆等の異物が溜まり、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)の清掃又は交換が必要となった場合、配管(3)の入口側端部(31)からフィルタ積層体(1)を取り出すと共に、第１フィルタ部材(1a)の凹部(22)への第２フィルタ部材(1b)の凸部(21)の嵌入を解除して、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)を分離すれば、第１、第２フィルタ部材(1a)(1b)各々を清掃又は交換することができる。
【００３４】
図４に示すものは、第２番目の実施の形態の異物捕捉フィルタの分解正面図であり、上記した第１番目の実施の形態で採用したものと同様な環状の外枠(11)内に、ろ材(14)として、縦線(12a)のみを張設させて第３、第４フィルタ部材(2a)(2b)を構成したものである。
このものでは、縦線(12a)間が開口(23)として機能すると共に、外枠(11)の上面に形成される凸部(21)と下面に形成される凹部(22)とは、周方向に９０度の間隔を介して形成されているものとする。
【００３５】
第３フィルタ部材(2a)の下面の凹部(22)に、第４フィルタ部材(2b)の上面の凸部(21)を嵌合させるには、第３フィルタ部材(2a)に対して第４フィルタ部材(2b)を同軸で周方向に９０度回転させる。これにより、流路方向から見ると、第３フィルタ部材(2a)の縦線(12a)と、第４フィルタ部材(2b)の縦線(12a)が直交する態様となり、ろ材(14)の積層部分(20)には、格子状のメッシュが形成されることとなる。
なお、第３、第４フィルタ部材(2a)(2b)を積層させたときのろ材(14)(14)間は、各フィルタ部材(2a)(2b)の縦線(12a)間の距離よりも小さくなるように設定される。
【００３６】
このものでは、第３フィルタ部材(2a)の縦線(12a)間をすり抜けた異物は、第４フィルタ部材(2b)の縦線(12a)で捕獲されることとなり、確実な異物除去効果が得られると同時に、線状の第３フィルタ部材(2a)(2b)の開口(23)(23)は、格子状のものに比べて水の通過抵抗が小さく、水の円滑な流通を確保できる。
【００３７】
また、凸部(21)及び凹部(22)を、周方向に４５度ずれた位置に設ける構成としておけば、第３、第４フィルタ部材(2a)(2b)と同じ構造の第５フィルタ部材（図示せず）を、第３、第４フィルタ部材(2a)(2b)の積層体に対して、４５度ずらした状態で、積層させることができる。このように、第３〜第５フィルタ部材の三層構造とすることにより、積層部分(20)のメッシュサイズはより小さくなり、一層確実に異物を捕捉することができる。
【００３８】
また、上記各実施の形態のものでは、同じメッシュサイズのろ材を有するフィルタ部材を採用したが、異なるメッシュサイズのものを積層させる構成としても良い。この場合、上流側のフィルタ部材のろ材のメッシュサイズを下流側のフィルタ部材のろ材のメッシュサイズより大きく設定しておけば、上流側のろ材で比較的大きな異物を捕捉し、下流側のろ材でそれより細かい異物を捕捉することとなり、フィルタ詰まりの寿命を延ばすことができる。この場合、ろ材相互間の距離はメッシュサイズの小さいほうの開口の最大寸法よりも小さく設定しておくことが望ましい。
【００３９】
なお、３つ以上のフィルタ部材を使用する場合、流路方向で隣接するフィルタ部材のろ材の線材が重なり合わないように配置されていれば、隣接するフィルタ部材のろ材以外とろ材と重なるように、各フィルタ部材が配置されてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
(1) ・・・・・・・・・・フィルタ積層体
(1a)(1b)・・・・・・・・フィルタ部材
(11)・・・・・・・・・・外枠
(12)・・・・・・・・・・ろ材
(12a) ・・・・・・・・・縦線（線材）
(12b) ・・・・・・・・・横線（線材）
(13)・・・・・・・・・・開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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