JP5153379B2 - フィルター洗浄装置 - Google Patents

Description

この発明は、洗浄液が貯留される洗浄槽と、この洗浄槽に設けられた超音波発生手段とを備え、超音波発生手段から超音波が照射された洗浄液によりフィルターが洗浄されるフィルター洗浄装置に関する。

従来、洗浄液が貯留される洗浄槽と、この洗浄槽に取り付けられ、前記洗浄槽の内部の気圧を低減させる減圧手段と、前記洗浄槽に取り付けられ、被洗浄物に向かって洗浄液を噴射する洗浄液噴射手段と、前記洗浄槽に取り付けられ、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に超音波を照射する超音波発生手段とを備えた洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１）。
この洗浄装置は、前記洗浄液噴射手段から前記被洗浄物に前記洗浄液を噴射した後、貯留された前記洗浄液の中に前記被洗浄物を入れ、さらに、前記減圧手段により前記洗浄槽の内部の気圧を低減させて前記被洗浄物の周囲の気泡を除去した後、前記超音波発生手段により前記洗浄液に前記超音波を照射して、前記被洗浄物の周囲の異物を除去する。

特開２０００−２２９２７１号公報

しかしながら、このものの場合、被洗浄物として３次元の立体構造を有したフィルターを用いると、洗浄液が貯留された洗浄槽にフィルターを入れて、減圧手段により洗浄槽の内部の気圧を低減させても、フィルターの内部の気泡が外部に向かって移動しないので、フィルターの内部の気泡を除去することが困難であった。
そのため、フィルターの内部に残留した気泡は、洗浄液を介して超音波がフィルター５の内部に侵入することを妨害するので、超音波によるフィルターの内部の洗浄が妨害され、フィルターの内部に異物が残ってしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、超音波によりフィルターを洗浄する際に、フィルターの内部の気泡を減少させることで、フィルターの内部の異物を除去することができるフィルター洗浄装置を提供するものである。

この発明に係るフィルター洗浄装置は、洗浄液が貯留される貯留部を有した洗浄槽と、前記洗浄槽に設けられ、前記洗浄槽の内部の気圧を低減させる減圧手段と、前記洗浄槽に設けられ、洗浄される前記洗浄槽内のフィルターに向かって前記洗浄液を噴射する洗浄液噴射手段と、前記洗浄槽に設けられ、前記洗浄液に超音波を照射する超音波発生手段とを備えたフィルター洗浄装置において、前記洗浄液噴射手段は、複数種類の直径の液流または液滴の前記洗浄液を噴射する。

この発明に係るフィルター洗浄装置によれば、複数種類の直径の液流または液滴の洗浄液がフィルターに噴射されるので、超音波によりフィルターを洗浄する際に、フィルターの内部の気泡を減少させて、フィルターの内部の異物を除去することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係るフィルター洗浄装置を示す断面図である。
この実施の形態に係るフィルター洗浄装置は、上部に開閉可能な上蓋１ａが取り付けられた、内部に洗浄液２が貯留可能な貯留部１ｂを有した洗浄槽１を備えている。
また、この実施の形態に係るフィルター洗浄装置は、洗浄槽１の下面に取り付けられた、貯留部１ｂに貯留された洗浄液２に超音波を照射する超音波発生手段３と、洗浄槽１に取り付けられた、洗浄槽１の内部の気圧を低減させる減圧手段４と、洗浄槽１に取り付けられた、貯留部１ｂに貯留された洗浄液２をくみ上げて、洗浄される洗浄槽１内のフィルター５に洗浄液２を噴射する洗浄液噴射手段６と、洗浄槽１の上蓋１ａに取り付けられた、重力方向に伸縮することで、洗浄されるフィルター５を重力方向に移動させる移動手段７とを備えている。

超音波発生手段３は、周波数が１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの超音波を洗浄液２に照射可能であり、洗浄液２にこの超音波を照射すると、洗浄液２の内部に微細な真空の気泡が発生し、この気泡が破裂するときに、キャビテーション効果によって衝撃波が発生する。

減圧手段４は、洗浄槽１の内部と連通した排気管８と、この排気管８に取り付けられた排気ポンプ９とを有している。
排気ポンプ９が駆動すると、洗浄槽１の内部の気圧が低減されて、洗浄槽１の洗浄液２の内部に入り込んだ気泡が洗浄液２の外部へ飛び出す。

洗浄液噴射手段６は、洗浄槽１の内部の上側にそれぞれが対向して配置された一対の噴射板１０と、この噴射板１０と貯留部１ｂとの間に取り付けられた、貯留部１ｂに貯留された洗浄液２を噴射板１０に循環させる循環配管１１と、この循環配管１１に取り付けられた、循環配管１１を通って貯留部１ｂから噴射板１０に洗浄液２をくみ上げる循環ポンプ１２とを有している。
循環ポンプ１２が駆動すると、貯留部１ｂの洗浄液２が吸い上げられ、噴射板１０から洗浄液２が噴射される。

移動手段７は、洗浄槽１の上蓋１ａに取り付けられており、洗浄させるフィルター５を固定する、上下方向に移動可能な固定棒１３を有している。
移動手段７が駆動して、固定棒１３が下方に移動すると、フィルター５は、貯留部１ｂに移動して洗浄液２に浸漬される洗浄位置にあり、固定棒１３が上方に移動すると、フィルター５は、貯留部１ｂの上方に引上げられて、洗浄液噴射手段６により洗浄液２が噴射される噴射位置にある。

噴射板１０には、フィルター５の繊維１４の直径より大きい直径の液流の洗浄液２を噴射する第１のノズルである液流ノズル１５と、フィルター５の繊維１４の直径または隣接した繊維１４の間隔より小さい直径の微小液滴の洗浄液２を噴射する第２のノズルである微小液滴ノズル１６とが取り付けられている。
なお、液流ノズル１５からはフィルター５の繊維１４の直径より大きい直径の液滴の洗浄液２が噴射されてもよく、また、微小液滴ノズル１６からはフィルター５の繊維１４の直径または隣接した繊維１４の間隔より小さい直径の液流の洗浄液２が噴射されてもよい。
液流ノズル１５および微小液滴ノズル１６は、外部からの制御手段（図示せず）により、洗浄液２を噴射するタイミングが制御される。

次に、この実施の形態に係るフィルター洗浄装置の動作について説明する。
図２は図１の噴射された洗浄液２がフィルター５に浸透する様子を示す説明図である。
まず、固定棒１３にフィルター５を取り付け、上蓋１ａを開けて洗浄槽１の内部にフィルター５を配置する。このとき、フィルター５は、貯留部１ｂの上方である洗浄位置に配置されている。
次に、排気ポンプ９を駆動させて、洗浄槽１の内部の気圧を１００Ｐａ以下、好ましくは、０．１〜１０Ｐａに低減させる。
さらに、循環ポンプ１２を駆動させると、貯留部１ｂの洗浄液２が吸い上げられ、噴射板１０の液流ノズル１５および微小液滴ノズル１６からフィルター５に向かって洗浄液２が噴射される。
このとき、フィルター５を構成する濾材の繊維１４の直径よりも大きい直径の液流１７がフィルター５に当たると、繊維１４と洗浄液２との間の界面張力によって、洗浄液２のフィルター５の内部への浸透が抑制され、濾材の表面に洗浄液２による液溜まり１８が形成される。
この液溜まり１８に、繊維１４の直径または隣接した繊維１４の間隔よりも小さい直径の微小液滴１９が当たると、液溜まり１８にはフィルター５の内部へ押し込まれる圧力が発生する。
繊維１４と微小液滴１９との間には、界面張力が働きにくいので、液流１７よりも低い圧力であっても、液溜まり１８を濾材の内部に押し込むことができる。
なお、液流１７と微小液滴１９とを連続的に交互に当てることで、フィルター５の内部の残留気泡や真空の巣の発生をより効果的に抑制することができる。
次に、移動手段７を駆動させて、フィルター５を貯留部１ｂに移動させる。これにより、フィルター５は、洗浄液２に浸漬される洗浄位置に配置される。
さらに、超音波発生手段３を駆動させて、貯留部１ｂの洗浄液２に超音波を照射する。
超音波が照射された洗浄液２には、衝撃波が発生し、この衝撃波がフィルター５に付着した異物に応力を与え、フィルター５から異物が剥ぎ取られる。

以上説明したように、この実施の形態に係るフィルター洗浄装置によれば、直径の異なる洗浄液２である液流１７および微小液滴１９をフィルター５に噴射するので、フィルター５の内部に洗浄液２が浸漬する。
その結果、超音波が照射される洗浄液２にフィルター５を入れて洗浄する際に、フィルター５の内部の気泡を減少させることができるので、超音波がフィルター５の内部にまで届き、フィルター５の内部の異物を除去することができる。
また、微小液滴１９により、液溜まり１８にはフィルター５の内部へ押し込まれる圧力が発生するので、噴射される洗浄液２の圧力を上げることなく、洗浄液２をフィルター５の内部に浸透させることができ、噴射される洗浄液２の圧力を上げることにより生じるフィルター５の損傷を低減させることができる。

また、噴射される液流１７の直径はフィルター５の繊維１４の直径よりも大きく、噴射される微小液滴１９の直径はフィルター５の繊維１４の直径よりも小さいので、効果的に、フィルター５の内部に洗浄液２を浸漬させることができる。

なお、この実施の形態では、噴射板１０から洗浄液２が横方向に噴射されるフィルター洗浄装置について説明したが、勿論このものに限らず、例えば、噴射板１０から洗浄液２が重力方向に噴射されるフィルター洗浄装置であってもよい。

実施の形態２．
図３（ａ）はこの実施の形態に係るフィルター洗浄装置の要部を示す側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のフィルター洗浄装置の要部を示す平面図である。
この実施の形態に係るフィルター洗浄装置は、洗浄液噴射手段６が、洗浄槽１の内部に水平方向に延びた一対のレール２０と、このレール２０に沿って移動可能な固定板２１と、この固定板２１に取り付けられた、駆動することで固定板２１を移動させる固定板移動手段２２とを有している。
固定板２１には、複数の液流ノズル１５が格子状に配置された噴射板１０ａと、複数の微小液滴ノズル１６が格子状に配置された噴射板１０ｂとが取り付けられている。
固定板移動手段２２は、固定板２１に取り付けられた、水平方向に伸縮可能な固定腕２３を有しており、固定板移動手段２２が駆動すると、固定腕２３が水平方向に伸縮し、固定板２１がレール２０に沿って移動して、液流ノズル１５および微小液滴ノズル１６は水平方向に移動する。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

この実施の形態に係るフィルター洗浄装置によれば、液流ノズル１５および微小液滴ノズル１６は水平方向に移動可能であるので、面積の異なる形状のフィルター５に対して、洗浄液２を全面に噴射することができる。
また、液流ノズル１５および微小液滴ノズル１６の数を減らすことができるので、洗浄液２を噴射するための循環ポンプ１２の必要な圧力を下げることができる。

実施の形態３．
図４はこの実施の形態に係るフィルター洗浄装置を示す断面図である。
この実施の形態に係るフィルター洗浄装置は、洗浄槽１の内部であって噴射位置にあるフィルター５の下方に配置可能に取り付けられ、噴射板１０から噴射されてフィルター５から異物とともに流下する洗浄液２を回収する洗浄液回収槽２４と、この洗浄液回収槽２４に取り付けられた、洗浄液回収槽２４に回収された洗浄液２を貯留部１ｂへ導く回収配管２５と、この回収配管２５に取り付けられた、回収配管２５を通過する洗浄液２をろ過するろ過フィルター２６と、回収配管２５に取り付けられた、回収配管２５を通って、洗浄液回収槽２４に回収された洗浄液２を貯留部１ｂへ移動させるろ過ポンプ２７とをさらに備えている。

洗浄槽１の側壁には、洗浄液回収槽２４を固定する伸縮可能な固定腕２８を有した回収槽移動手段２９が配置されており、固定腕２８を水平方向に伸縮させることで、洗浄液回収槽２４をフィルター５の下に入れたり、フィルター５の下から外したりする。

洗浄液噴射手段６の循環配管１１には、貯留部１ｂから噴射板１０に向かって循環配管１１を通過する洗浄液２をろ過するろ過フィルター３０が取り付けられている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、この実施の形態に係るフィルター洗浄装置の動作について説明する。
減圧された洗浄槽１の内部で、洗浄液噴射手段６からフィルター５に洗浄液２を噴射すると、フィルター５の内部に浸透しなかった洗浄液２は、フィルター５に付着していた異物とともにフィルター５から流下して、洗浄液回収槽２４に回収される。
次に、ろ過ポンプ２７が駆動すると、洗浄液回収槽２４に回収された洗浄液２が回収配管２５を通過して、ろ過フィルター２６に到達する。
洗浄液２は、ろ過フィルター２６を通過することで異物が除去されて、貯留部１ｂに送られる。
フィルター５への洗浄液２の噴射が終了すると、回収槽移動手段２９が駆動して固定腕２８を収縮させ、洗浄液回収槽２４を水平方向に移動させてフィルター５の下から外す。
次に、移動手段７が駆動して、フィルター５を貯留部１ｂに移動させ、超音波発生手段３を駆動させて、貯留部１ｂに貯留された洗浄液２に超音波を照射し、フィルター５の超音波洗浄を行う。

この実施の形態に係るフィルター洗浄装置によれば、噴射板１０から噴射されてフィルター５の内部に浸透しなかった洗浄液２は、フィルター５から異物とともに流下して洗浄液回収槽２４に回収され、ろ過フィルター２６によりろ過されて、貯留部１ｂに貯留されるので、洗浄液２を長期間使用することができる。
また、ろ過フィルター２６により洗浄液２がろ過されて異物が除去されるので、洗浄液２を循環利用することによるフィルター５への異物の再付着を抑制することができる。
また、ろ過フィルター３０により貯留部１ｂから噴射板１０へ送られる洗浄液２がろ過されて異物が除去されるので、噴射板１０から噴射される洗浄液２によるフィルター５への再付着を効果的に抑制することができる。

実施の形態４．
図５はこの実施の形態に係るフィルター洗浄装置を示す断面図である。
この実施の形態に係るフィルター洗浄装置は、洗浄槽１の内部に形成された、洗浄液２が貯留される貯留部１ｂとフィルター５から流下した洗浄液２が回収される回収部３１とに区画する仕切り板３２と、回収部３１に取り付けられた、回収部３１に回収された洗浄液２が貯留部１ｂに移動する回収配管３３と、この回収配管３３に取り付けられた、回収配管３３を通過する洗浄液２をろ過するろ過フィルター３４と、回収配管３３に取り付けられた、回収配管３３を通って、回収部３１に回収された洗浄液２を貯留部１ｂへ移動させるろ過ポンプ３５とをさらに備えている。

移動手段７は、洗浄槽１の上蓋１ａの端部に取り付けられており、移動手段７の固定棒１３は、洗浄槽１の内部を重力方向から傾いた方向に沿って伸縮可能となっている。
固定棒１３が収縮すると、固定棒１３に固定されたフィルター５は洗浄液噴射手段６により洗浄液２が噴射される噴射位置にあり、固定棒１３が伸長すると、フィルター５は貯留部１ｂに移動して洗浄液２に浸漬される洗浄位置にある。
洗浄液噴射手段６の噴射板１０は、洗浄槽１の内部であって回収部３１の上方に配置されており、噴射板１０から噴射されてフィルター５の内部に浸透しなかった洗浄液２は、フィルター５に付着していた異物とともに流下して、回収部３１に回収される。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、この実施の形態に係るフィルター洗浄装置の動作について説明する。
まず、固定棒１３を介してフィルター５を移動手段７に取り付け、上蓋１ａを開けて洗浄槽１の内部にフィルター５を配置する。このとき、フィルター５は、洗浄槽１の内部であって回収部３１の上方である洗浄位置となっている。
次に、排気ポンプ９を駆動させて、洗浄槽１の内部の気圧を１００Ｐａ以下に低下させ、循環ポンプ１２を駆動させて、貯留部１ｂの洗浄液２が吸い上げられ、噴射板１０の液流ノズル１５および微小液滴ノズル１６からフィルター５に向かって洗浄液２が噴射される。
このとき、フィルター５に向かって噴射されて、フィルター５の内部に浸透しなかった洗浄液２は、フィルター５に付着していた異物とともに流下して、回収部３１に回収される。
次に、洗浄液２への噴射を停止し、移動手段７を駆動させて固定棒１３を伸長させ、フィルター５を貯留部１ｂに移動させて洗浄液２に浸漬される洗浄位置に配置する。
さらに、超音波発生手段３を駆動させて、洗浄液２に超音波を照射し、フィルター５を洗浄する。
このとき、ろ過ポンプ３５を駆動させると、回収部３１の内部に回収された洗浄液２は、回収配管３３を通って、貯留部１ｂに送られるとともに、ろ過フィルター３４を通過して異物が除去される。

この実施の形態に係るフィルター洗浄装置によれば、フィルター５に向かって噴射されてフィルター５の内部に浸透しなかった洗浄液２は、フィルター５から流下して回収部３１に回収され、ろ過フィルター３４によりろ過されて、貯留部１ｂに貯留されるので、洗浄液２を長期間使用することができる。
また、移動手段７の駆動によりフィルター５を噴射位置に移動させることで、フィルター５に向かって噴射されてフィルター５の内部に浸透しなかった洗浄液２が異物とともに貯留部１ｂに流下することを防止することができるので、洗浄時間を短縮することができる。

なお、この実施の形態では、噴射板１０がフィルター５の上面側にのみ配置されているが、勿論このものに限らず、フィルター５の両面側に配置してもよい。

また、上記各実施の形態では、液流ノズル１５および微小液滴ノズル１６を用いて、液流１７および微小液滴１９を噴射する洗浄液噴射手段６について説明したが、勿論このものに限らず、例えば、孔径を調節可能なノズルを用いて、複数種類の直径の液流または液滴の洗浄液２を噴射する洗浄液噴射手段６であってもよい。

この発明の実施の形態１に係るフィルター洗浄装置を示す断面図である。 図１の噴射された洗浄液がフィルターに浸透する様子を示す説明図である。 図３（ａ）は実施の形態２に係るフィルター洗浄装置の要部を示す側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のフィルター洗浄装置の要部を示す平面図である。 この発明の実施の形態３に係るフィルター洗浄装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態４に係るフィルター洗浄装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 洗浄槽、１ａ 上蓋、１ｂ 貯留部、２ 洗浄液、３ 超音波発生手段、４ 減圧手段、５ フィルター、６ 洗浄液噴射手段、７ 移動手段、８ 排気管、９ 排気ポンプ、１０、１０ａ、１０ｂ 噴射板、１１ 循環配管、１２ 循環ポンプ、１３ 固定棒、１４ 繊維、１５ 液流ノズル、１６ 微小液滴ノズル、１７ 液流、１８ 液溜まり、１９ 微小液滴、２０ レール、２１ 固定板、２２ 固定板移動手段、２３ 固定腕、２４ 洗浄液回収槽、２５ 回収配管、２６ ろ過フィルター、２７ ろ過ポンプ、２８ 固定腕、２９ 回収槽移動装置、３０ ろ過フィルター、３１ 回収部、３２ 仕切り板、３３ 回収配管、３４ ろ過フィルター、３５ ろ過ポンプ。

Claims (2)

1. 洗浄液が貯留される貯留部を有した洗浄槽と、
   前記洗浄槽に設けられ、前記洗浄槽の内部の気圧を低減させる減圧手段と、
   前記洗浄槽に設けられ、洗浄される前記洗浄槽内のフィルターに向かって前記洗浄液を噴射する洗浄液噴射手段と、
   前記洗浄槽に設けられ、前記洗浄液に超音波を照射する超音波発生手段とを備えたフィルター洗浄装置であって、
   前記洗浄液噴射手段は、複数種類の直径の液流または液滴の前記洗浄液を噴射し、
   前記洗浄槽に設けられ、前記フィルターから流下した前記洗浄液が回収される回収部と前記貯留部とを区画する仕切り板と、
   前記洗浄槽に設けられ、垂直方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に伸縮することで、前記フィルターを前記回収部の上方または前記貯留部の内部に移動させる移動手段と、
   前記回収部と前記貯留部との間に接続され、前記回収部に回収された前記洗浄液を前記貯留部へ導く回収配管と、
   前記回収配管に設けられ、前記回収部から前記貯留部へ移動する前記洗浄液をろ過するろ過フィルターと、
   前記回収配管に設けられ、前記回収配管を通って、前記回収部に回収された前記洗浄液を前記貯留部へ移動させるポンプとをさらに備えたことを特徴とするフィルター洗浄装置。
2. 前記洗浄槽の内部に設けられ、前記フィルターから流下した前記洗浄液が回収される洗浄液回収槽と、
   端部が前記洗浄液回収槽に接続され、前記洗浄液回収槽に回収された前記洗浄液を前記貯留部へ導く回収配管と、
   前記回収配管に設けられ、前記洗浄液回収槽から前記貯留部へ移動する前記洗浄液をろ過するろ過フィルターと、
   前記回収配管に設けられ、前記回収配管を通って、前記洗浄液回収槽に回収された前記洗浄液を前記貯留部へ移動させるポンプとをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルター洗浄装置。

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