JP6151645B2 - 濾過装置 - Google Patents

Description

本発明は、多数のフィルタエレメントを含む濾過装置において、これらのフィルタエレメントは本体が長手方向軸線を形成し、前記フィルタエレメントは、その長手方向軸線が互いに平行に延びかつ少なくとも幾つかのフィルタエレメントの本体が、本体長さの少なくとも一部の中で円筒から逸脱する形状を有するような形で、ハウジング内で互いに隣接して配置されている濾過装置に関する。本発明はさらにこのような濾過装置内で使用するために提供されるフィルタエレメントに関する。

この種の濾過装置は多くの場合、液体媒質などを処理するため、処理液、圧力液体例えば作動油、冷却潤滑油を濾過する目的で、技術的施設内で使用される。このような濾過装置を使用する施設では多くの場合、濾過装置を組込むか又は取付けるために提供できる使用可能な空間が制限されている。しかしながら、対応する大量の流量を濾過できるためには、濾過装置により提供される濾過表面が充分に大きくなくてはならない。この要件に関して、以上で規定された種類の公知の濾過装置が、例えば特許文献１中に記載されている。前記装置は、円筒形状の横断面から逸脱し、代ってルーローの三角形の形を有する本体を有するフィルタエレメントを提供している。円筒状又はブロック形状のフィルタエレメントを有する装置に比べて、ルーローの三角形の形状は、所与の設備空間内部により大きい濾過面積を収容できるようにする。

独国特許出願公開第１０２００４０２６８６２Ａ１号

この先行技術に基づいて、本発明の目的は、設備空間と達成可能な濾過面積との間の比率をさらに改善できる濾過装置を提供することにある。

本発明によると、この目的は、本願の請求項１に記載のあらゆる特徴づけ特徴を有する濾過装置を用いて達成される。

本願の請求項１の特徴づけ部分で規定されている通り、この目的は、本発明によると、円筒形状の横断面から逸脱する横断面を有するフィルタエレメント（３）が、一方の端部からもう一方の端部まで少なくとも部分的に変化するサイズの横断面を有すること、そして前記フィルタエレメントは、互いに隣接して配置されているフィルタエレメント内でより大きい横断面を有するこのような部域がより小さい横断面を有するこのような部域と対合されるような形でハウジング内部で配向されていることによって達成される。それに応じて、互いに隣り合って配置され互いに対合されているフィルタエレメントを格納しこうして単一の群を形成するフィルタエレメント群の中で、細い方の部域は、隣接して配置されたパートナーエレメントの太い方の部域を渡るように配置され、こうして群内部の自由空間つまり未使用の「デッドスペース」を全て最小限に抑えることができ、このことはすなわち、最適な大きさの濾過面積で、相応して高い集合密度を達成できることを意味する。

特に有利には、テーパー付きキャンドルフィルタの形をしたフィルタエレメントが使用され、これらは、互いに隣接して、かつそのテーパーがそれぞれ反対の方向に配向されている状態で配置される。この場合、隣接して配置されたフィルタエレメント群の形に配置されたフィルタエレメントは、フィルタハウジングの内部に漏斗タイプの流体空間を形成する。凸形外部幾何形状と凹形構造の明白な組合せも同様に可能である。こうして、例えば、各々の場合において１つの凸形の層−ケーキ様リングが、（好ましくは半径方向間隔を維持しながら）もう一方のフィルタエレメントの２つの隣接配置された凸形の層−ケーキ様リングの間の凹形陥凹内に係合するようにすることで、層−ケーキ様のフィルタエレメントを互いに組合せることが可能である。このような段階的リング配置とは別に、連続的に変化する構造もまた構想でき、これは、ホース様構成を有する隣接するフィルタエレメントの凹形陥凹内に一定の間隔を残しながら係合する凸状に突出する中央バレル部分を有するバレル様のフィルタエレメントを提供し、こうして回転双曲面が形成されることになる。個別のフィルタエレメント間の上述の間隔は、フィルタハウジング内部の流体のあらゆる賢明な経路設定にとって必要なものであり、このようにして構成されたフィルタエレメントは全て、好ましくは回転対称のものとして構成される。

しかしながら、特に有利な実施形態においては、好ましくはテーパー付きキャンドルフィルタであるフィルタエレメントは、平面ベースプレートとそれに対して平行な平面内に配置されるカバープレートとの間のフィルタハウジング内部に配置される。その結果、ベースプレート上のマウントを用いてフィルタエレメントを収容するポット形状のフィルタハウジングが得られる。さらに、上部カバープレートとの関係においてフィルタエレメントの端部の間には軸線方向間隔が存在する。

特に有利には、ベースプレートは、連結プレートとして構成され、端部でベースプレート上に保持されているフィルタエレメントの内側濾過用キャビティと流体通路を流体連通状態にするために使用可能である流体開口部が具備されている。

管状支持構造及び内側濾過用キャビティをとり囲む濾過材を有するキャンドルフィルタを用いると、特に有利なことに、フィルタエレメントがその機能的位置にある場合に、ベースプレートに割当てられている管状支持構造が流体通路を構成しベースプレートの流体開口部と係合するようにする配置を提供することが可能である。

連結プレートとして役立つベースプレート上では、内側濾過用キャビティがカバープレートに割当てられているフィルタキャンドル上の管状支持構造の端部に位置設定された閉鎖部品を提供することが可能であり、前記閉鎖部品は前記濾過用キャビティを流体密封状態に封止する。

その細い端部でベースプレートに向かって誘導されているキャンドルフィルタの連結に関しては、有利には、関係する流体開口部内に係合しベースプレート上に軸線方向にしっかりと固定されている連結管によって、管状支持構造が延長されるような形で、配置を構成することができる。

外部管状支持構造を含むキャンドルフィルタが提供される場合、前記支持構造は、その太い方の端部上に半径方向に突出する環状縁部を形成することができる。その太い端部がベースプレートに向かって配向されているキャンドルフィルタについては、この縁部は、ベースプレート上の接触部域であり得る。

細い方の端部上では、内部支持構造は、外部支持構造の細い端部上の中空筒状カラーを通過する筒状部分を形成することができ、ここで、カラーは筒状部分の上で軸線方向にしっかりと固定されている。この固定手段を係合解除した後、キャンドルフィルタの外部支持構造を引抜いて、例えば濾過材を交換することができる。

特に有利には、カラーは、半径方向平面内に配置されている肩部を構成する段を含むことができ、それぞれ隣接するキャンドルフィルタの外部支持構造の環状縁部はそれを横断して把持する。外部支持構造の環状縁部は、こうして、群の内部でキャンドルフィルタを軸線方向にしっかり固定するためのストッパ要素を構成する。

カバープレート上にキャンドルフィルタを支持するため、それぞれ外部支持構造のカラー上及び内部支持構造の閉鎖された太い方の端部上にスペーサを具備することが可能であり、好ましくはこれらのスペーサはそれらに対しモノブロックで形成される。

本発明の別の主題は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の濾過装置に関連して使用するために提供され、請求項１３に記載の特徴を有するフィルタエレメントにある。

ただし、例えば慣習的な筒状の設計において同じフィルタハウジング内部に同一の横断面を有するフィルタエレメントと組合わされる可変的横断面を有するフィルタエレメント群も、本発明の範囲内に入る。

本発明について以下で、図面に表現されている実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。

フィルタハウジングのベースプレートの一部分と、その上に配置された本発明に係る濾過装置の一実施形態のフィルタエレメントの部分群との横断斜視図の、図式的に簡略化された機能図である。 実施形態のベースプレートの部分断面上のテーパー付きキャンドルフィルタの一部分群のみの図式的に簡略化された縦断面図である。 濾過装置の実施形態において使用するためのキャンドルフィルタの外部支持構造のみの斜視図である。 図３由来の外部支持構造の細い方の端部のみの、図３に比べ拡大して描いた横断斜視図である。 ベースプレートと境を接する図２由来の部分のみの、図２と比べ拡大して描いた断面図である。 図示されていないカバープレートと境を接する図２由来の部分的部域のみの相応して拡大して描いた断面図である。 カバープレートと境を接する図１に示された群に由来するキャンドルフィルタ群の部分的部域のみの、図１に比べ大幅に拡大して描いた横断斜視図である。

図１は、テーパー付きキャンドルフィルタとして形成された複数のフィルタエレメントを収容する（さらに詳細に示されていない）フィルタハウジングの一部でありここで説明される本発明に係る濾過装置の実施形態の一部であるベースプレート１の部分的断面を描いているにすぎない（図１では、全てのキャンドルフィルタが参照番号によって識別されているわけではない）。図１に示されているように、キャンドルフィルタ３は、密集化された状態でまとめられ、ここで、提供された時のそれらの順序は、以下の通りである。すなわち、１つの所与の横列内で、キャンドルフィルタ３は、その細い方の端部がベースプレート１に向いている状態で配向され、それぞれの所与の隣接する横列において、キャンドルフィルタ３は、その太い方の端部がベースプレート１に向いた状態で配向されている。その上、キャンドルフィルタ３の順次的横列は、それぞれに、連続的な横列内に含まれているキャンドルフィルタ３がそれぞれの先行横列が残す間隙の内部に配置されるような配置にしたがって、互いにずらされている。

図１には、全キャンドルフィルタ数の部分群のみが描かれている。中空筒を構成する側壁及び、ベースプレート１と反対側の平行な平面内に配置されたカバープレートも同様に省略されている。濾過プロセス中、キャンドルフィルタ３をとり囲むフィルタハウジングの内部空間は未処理側５１（図５及び６）を構成し、浄化すべき未処理流体は、流体入口を介してそれに供給可能である。ベースプレート１は、連結プレートとして構成され、各キャンドルフィルタ３用に１つの流体開口部５を含む（図１では、全てのキャンドルフィルタが参照番号によって識別されているわけではない）。キャンドルフィルタ３は、それぞれキャンドルフィルタ３の太い方の端部又は細い方の端部に配置されている流体通路７及び９（図２及び５を参照のこと）がベースプレート１の開口部５と流体連通状態にあるような形で、カバープレートとベースプレート１の間で保持又は挟持されている。これらの流体通路７、９は、浄化された流体がベースプレート１の開口部５を介してフィルタハウジングから流出するような形で、濾過プロセス中清浄側を構成するキャンドルフィルタ３のそれぞれの内部フィルタキャビティ１１からの出口を構成する。

図２、３及び６では、キャンドルフィルタ３の各々が同一のテーパーを特色としていることを、明らかに認識することができる。しかしながら、フィルタキャビティ１１の端部は、キャンドルフィルタ３がその細い方の端部あるいはその太い方の端部のいずれによって開口部５と流体連通状態で配置されているかに応じて、異なる形で構成される。より厳密には、通路７及び９に起因して底端部で開放されかつベースプレート１の開口部５により連結されているフィルタキャビティ１１は、図面中に上端部として描かれている端部において閉鎖されている。テーパー付きキャンドルフィルタに関しては、当該技術分野において、管状内部支持構造１３が内部フィルタキャビティ１１を形成することが公知である。図６を見れば最も明確にわかるように、その細い方の端部で閉鎖されているキャンドルフィルタ３上で、支持構造１３の端部に対しモノブロックで形成されている筒状部分１５が、フィルタキャビティ１１の閉鎖具を構成している。しかしながら、太い方の閉鎖された端部では、閉鎖された壁部分を有するものとして構成されているネジ込み式閉鎖プラグ１７を伴う内部支持構造１３の端部部分１９が、内部フィルタキャビティ１１の閉鎖部品を構成している。

内部支持構造１３の外部に配置されたフィルタマット２１を、例えば、支持構造１３のまわりに設置された不織ポリエステルなどの不織濾過材料として提供することができる。代替的には、メルトブローンプロセスを用いて支持構造１３に対し直接、繊維塗工を施すことができる。それぞれの濾過材２１のタイプ及び仕様は、濾過装置の使用目的及び動作条件に左右されることが、了解される。

ベースプレート１に向かって配向させられている端部において、内部支持構造１３は、閉鎖された端部部分１９と共に、ベースプレート１の対応する開口部５内に係合するための連結部品２３を形成する。その細い方の端部がベースプレートに向いている状態で配向されているキャンドルフィルタ３は、閉鎖部品として役立つ筒状部分１５の代りに、内部支持構造１３とモノブロックで形成され関係する開口部５を通過する連結管２５を含む。管２５ひいてはキャンドルフィルタ３は、開口部５の内部の軸線方向にしっかりと固定されている。この実施例においては、この目的でバヨネットキャッチ２７が具備されている。代替的には、ネジ込み連結を固定するためのクリップを提供することも同様に可能である。

この実施例において、キャンドルフィルタ３は、図３で別個に示されている濾過材２１の外側をとり囲む外部管状支持構造を含んでいる。外側支持構造２９は、好ましくはプラスチック材料のモノブロックとしてプレス成形された、内部支持構造１３と同様の格子様構造であり、それは、格子構造が提供する開口部を通して流体の貫流を収容できる。太い方の端部では、支持構造２９は、設置された状態でベースプレート１に当接する半径方向に突出する環状縁部３１を形成する。支持構造２９の反対側の閉鎖された端部とモノブロックで形成されているのは、フィルタハウジングからフィルタエレメントを手作業で抽出するための除去用リング３５を示す除去用部分３３である。外側支持構造２９は、図４のみに示されているバヨネット取付け手段３７によって筒状部分１５に連結されている。バヨネット３７を解除した後、外部支持構造２９を引抜いて除去することができる。キャンドルフィルタ３のそれぞれの閉鎖端部の除去用部分３３に対応して、太い方の閉鎖端部上に配置されている除去部分用３９には、細い方の端部上の除去用リング３５に対応する除去用リング４１が具備されている。

外部支持構造２９上の環状縁部３１は、キャンドルフィルタ３の群の相互軸線方向集約を提供するため、隣接するキャンドルフィルタの外部支持構造２９の細い方の端部と、一種の歯部を形成する。より厳密には、図６で詳細に示されているように、外部支持構造２９は、一種の中空筒を形成するカラーをその端部に含んでおり、内部支持構造１３の筒状部分１５は、その中を通過する。前記カラー４３は、図５及び６に詳細に実証されているように、半径方向平面内に配置されている肩部部域４７を形成しかつそれぞれの隣接するキャンドルフィルタ３の外部支持構造２９の太い方の端部の環状縁部３１上に到達する円周方向段４５を構成する。

ベースプレート１によりキャンドルフィルタ群３がこの要領で共に集約して保持されている状態で、未処理側５１は、図５に示されているように内部支持構造１３のカラー４３上に形成される封止用縁部５３を用いてフィルタキャビティ１１の内部にある清浄側から封止される。さらに、清浄側１１から未処理側５１の方向に流体流を逆転させることにより、キャンドルフィルタ３を逆洗するという選択肢も存在する。

以上では、支持構造１３、２９とその間に配置された濾過材２１とを伴う多数の構造部分を含むものとして、テーパー付きキャンドルフィルタを説明してきたが、互いに逆向きテーパーを有する対応する群の中に配置されると考えられるテーパー付きでスロット入りのスクリーン管要素としてキャンドルフィルタを想定することが可能である。

Claims (10)

1. 多数のフィルタエレメント（３）を含む濾過装置であって、これらのフィルタエレメントは本体が長手方向軸線を形成し、前記フィルタエレメント（３）は、その長手方向軸線が互いに平行に延びかつ少なくとも幾つかのフィルタエレメント（３）の本体が本体長さの少なくとも一部の中で円筒から逸脱する形状を有するような形で、ハウジング内で互いに隣接して配置されている濾過装置であって、円筒形状から逸脱する形状を有するフィルタエレメント（３）が、一方の端部からもう一方の端部まで少なくとも部分的に変化するサイズの横断面を有すること、そして前記フィルタエレメントは、より大きい横断面を有する部域が隣接するフィルタエレメント内のより小さい横断面の部域と対合されるような形でハウジング内部で配向されており、
   前記多数のフィルタエレメントが、互いに反対のテーパーを伴うテーパー付きキャンドルフィルタ（３）として、及び互いとの関係において隣接するものとして配置されており、
   前記テーパー付きキャンドルフィルタ（３）は、密集化された状態でまとめられ、提供された時の前記テーパー付きキャンドルフィルタ（３）の順序は、１つの所与の横列内で、前記テーパー付きキャンドルフィルタ（３）は、その細い方の端部が、前記ハウジングの一部であるベースプレート（１）に向いている状態で配向され、それぞれの隣接する所与の横列において、前記テーパー付きキャンドルフィルタ（３）は、その太い方の端部が前記ベースプレート（１）に向いた状態で配向されているような順序である、濾過装置において、
   連続的な複数の横列の前記テーパー付きキャンドルフィルタ（３）は、それぞれに、連続的な複数の横列内に含まれている前記テーパー付きキャンドルフィルタ（３）がそれぞれの先行横列の前記テーパー付きキャンドルフィルタ（３）が残す間隙に配置されるような配置にしたがって、互いにずらされていることを特徴とする濾過装置。
2. 前記ベースプレート（１）は平面ベースプレートであり、
   前記フィルタエレメントが、前記平面ベースプレートとそれに平行な平面内に配置されたカバープレートとの間のフィルタハウジング内部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
3. ベースプレート（１）が連結プレートとして構成され、ベースプレート（１）上に保持されているフィルタエレメント（３）の端部においてその内部フィルタキャビティまで導く流体通路（７、９）と流体連通させることのできる流体開口部（５）を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過装置。
4. キャンドルフィルタ（３）には、管状の内部支持構造（１３）及び内部フィルタキャビティを取り囲む濾過材（２１）が具備されていること、及びベースプレート（１）に割当てられている管状の内部支持構造（１３）の端部が流体通路（７、９）を構成し、ベースプレート（１）の流体開口部（５）内に係合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過装置。
5. 前記ベースプレート（１）は平面ベースプレートであり、
   前記フィルタエレメントが、前記平面ベースプレートとそれに平行な平面内に配置されたカバープレートとの間のフィルタハウジング内部に配置されており、
   キャンドルフィルタ（３）には、管状の内部支持構造（１３）及び内部フィルタキャビティを取り囲む濾過材（２１）が具備されていること、及びベースプレート（１）に割当てられている管状の内部支持構造（１３）の端部が流体通路（７、９）を構成し、ベースプレート（１）の流体開口部（５）内に係合し、
   カバープレートに割当てられたキャンドルフィルタ（３）の端部において、濾過装置の内部フィルタキャビティ（１１）が、管状の内部支持構造（１３）の端部（１９）に配置されている閉鎖部品（１５、１７）によって閉鎖されることを特徴とする請求項１又は３に記載の濾過装置。
6. 前記ベースプレート（１）は平面ベースプレートであり、
   前記フィルタエレメントが、前記平面ベースプレートとそれに平行な平面内に配置されたカバープレートとの間のフィルタハウジング内部に配置されており、
   キャンドルフィルタ（３）には、管状の内部支持構造（１３）及び内部フィルタキャビティを取り囲む濾過材（２１）が具備されていること、及びベースプレート（１）に割当てられている管状の内部支持構造（１３）の端部が流体通路（７、９）を構成し、ベースプレート（１）の流体開口部（５）内に係合し、
   その細い端部がベースプレート（１）に割当てられているキャンドルフィルタ（３）上で、管状の内部支持構造（１３）が、対応する流体開口部（５）内に係合しベースプレート（１）に対し軸線方向に取付けられている連結管（２５）によって延長されていることを特徴とする請求項１、３及び５のいずれか一項に記載の濾過装置。
7. キャンドルフィルタ（３）が、その外側に、太い端部上で半径方向に突出する環状縁部（３１）を形成する外部管状支持構造（２９）を含むことを特徴とする請求項４に記載の濾過装置。
8. 前記外部管状支持構造（２９）が細い端部を有し、管状の内部支持構造（１３）が、外部管状支持構造（２９）の細い端部上に、それぞれに隣接するキャンドルフィルタ（３）の外部管状支持構造（２９）の環状縁部（３１）上を把持する半径方向平面内に配置された肩部（４７）を形成する段（４５）を含んでいる中空筒状カラー（４３）を通って到達し筒状部分（１５）に対し取外し可能な形で軸線方向にしっかりと固定されているその細い方の端部において筒状部分（１５）を形成していることを特徴とする請求項７に記載の濾過装置。
9. フィルタハウジングからフィルタエレメントを除去するための、軸線方向に突出する除去部分（３３、３５）が、フィルタハウジングからそれぞれのフィルタエレメントを除去するように意図された外部支持構造（２９）の中空筒状カラー（４３）とモノブロックで形成されていることを特徴とする請求項８に記載の濾過装置。
10. フィルタハウジングからフィルタエレメントを除去するための、軸線方向に突出する除去部分（３９、４１）が、フィルタハウジングからそれぞれのフィルタエレメントを除去するように意図された管状の内部支持構造（１３）の閉鎖された太い方の端部上に配置されていることを特徴とする請求項４又は７に記載の濾過装置。

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