JP2006122772A - 濾材、フィルタエレメント及びフィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 濾材に油膜や水膜が形成されるのを防止する。
【解決手段】 濾材１２の金属製の基材２１の表面にフッ素樹脂膜２２を形成する。これにより、フッ素樹脂膜２２の撥水性、撥油性によって、濾過対象である水系液体４１に混入した油４２や、濾過対象である油系液体に混入した水が、濾材１２の表面に広がって張り付くことが防止され、これにより、濾材１２に油膜や水膜が形成されるのが防止される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、濾材、フィルタエレメント及びフィルタ装置に関する。

従来、複数の孔を有し流体中に含まれるゴミを捕捉し流体を濾過する濾材がある。このような濾材は、使用しているうちに目詰まりが発生し使用不能となる。濾材が紙製等である場合には、使い捨てされる。このような使い捨ては、環境に悪影響を与えるので、近年、環境保護の観点から、例えばメッシュ状に形成された金属製の濾材が使用され始めている。このような濾材は、洗浄することにより再使用することができ、環境に与える悪影響を軽減することができる。

このような金属製の濾材は、例えば加工装置で使用されるクーラント液、洗浄液などの水系液体や、加工油、作動油等の油系液体の濾過に用いられる。これらの液体には、加工装置の構成上の要因や加工工程上の要因により他の液体が混入することがある。また、結露により水が混入することがある。このような場合には、水系液体、油系液体がそれぞれ単独で濾過される場合では発生しない以下の問題が発生する。

図６は従来の濾材１０３による水系液体１０１に油１０２が混入した場合の濾過の様子を模式的に示し、（ａ）は油膜が発生していない状態を示す模式図、（ｂ）は油膜１０４が発生した状態を示す模式図である。図６（ａ）に示すように水系液体１０１中に油１０２が混入した状態で濾過を行うと、図６（ｂ）に示すように濾材１０３の表面に油膜１０４が形成されることがある。このように濾材１０３の表面に油膜１０４が形成されると、その油膜１０４によって濾材１０３の孔１０３ａが塞がれて目詰まりを起こしてしまい、濾材１０３の使用可能時間が油膜１０４なしの場合に比べて短くなってしまうという問題が発生する。

また、油膜１０４は、粘着性を有するので、油膜１０４に水系液体１０１中の塵や埃や金属片などのゴミ１０５が付着してしまい、さらに濾材１０３の目詰まりを加速させてしまう。さらに、油膜１０４は、濾材１０３への密着性が良いため、洗浄しても落ちにくいという問題がある。

同様に、油系液体中に水が混入した場合には、濾材１０３の表面に水膜が形成されることがある。この水膜によって濾材１０３が目詰まりを起こしてしまい、濾材１０３の使用可能時間が短くなってしまうという問題が発生する。

本発明の目的は、濾材に油膜や水膜が形成されるのを防止することである。

本発明の目的は、濾材の使用可能時間が短くなるのを防止することである。

請求項１記載の発明の濾材は、複数の孔を有する金属製の基材と、この基材の表面に形成されたフッ素樹脂膜と、を備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の濾材において、前記フッ素樹脂膜を構成するフッ素樹脂は、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ（４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフロロプロピルビニルエーテル）又はＥＴＦＥ（４フッ化エチレン共重合体）であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、濾材を有しフィルタ装置の保持部に着脱自在に保持されるフィルタエレメントにおいて、前記濾材が請求項１又は２記載の濾材であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、濾材によって濾過を行うフィルタ装置において、前記濾材が請求項１又は２記載の濾材であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、濾材を有したフィルタエレメントを着脱自在に保持する保持部を有し前記濾材によって濾過を行うフィルタ装置において、前記フィルタエレメントが請求項３記載のフィルタエレメントであることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のフィルタ装置において、液体の濾過を行うことを特徴とする。

本発明によれば、濾材に油膜や水膜が形成されるのを防止することができる。

本発明によれば、濾材の使用可能時間が短くなるのを防止することができる。

本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施の形態のフィルタ装置１を概略的に示す縦断正面図である。図１に示すように、フィルタ装置１は、内部にフィルタエレメント２を着脱自在に収納保持する上面開口の保持部である収納ケース３と、この収納ケース３の上面を開閉する蓋４とを備えている。蓋４は、図示しないネジにより収納ケース３に着脱自在に取り付けられている。これらの収納ケース３と蓋４との間にはパッキン（図示せず）が挟まれている。ここで、図２に、蓋４が外されフィルタエレメント２が取り出された状態のフィルタ装置１を示す。なお、図２では蓋４は省略されている。

収納ケース３の側壁５には、流体を収納ケース３の内部に送り込むための流入管６が設けられている。収納ケース３の底壁７には、収納ケース３の内部から流体を流出させるための流出管８が設けられている。

フィルタエレメント２を説明する。図３はフィルタエレメント２を示す水平断面図である。

図２及び図３に示すように、フィルタエレメント２は、本体ケーシング１１、この本体ケーシング１１に保持された円筒状の濾材１２、取っ手１３などから構成されている。

本体ケーシング１１は、濾材１２において軸方向に形成された中心孔１４に嵌合される金属製の円筒状の芯部材１５、濾材１２の軸方向の両端面部に固着される上下一対のキャップ１６，１７などから構成されている。

芯部材１５の側面部には、流体を通過させるための多数の孔１５ａが形成されている。これらの孔１５ａは、後述する濾材１２の孔２５よりも大きく形成されている。

キャップ１６，１７は、円盤状に形成されている。下側のキャップ１７の略中央部には、芯部材１５の一端に連通する流出口１８が設けられている。これらのキャップ１６，１７は、濾材１２の外側から濾材１２に流入した流体が濾材１２を通過して芯部材１５の内部に向かうように、濾材１２の両端面の気密を保持する機能を有している。

取っ手１３は、上側のキャップ１６の上面において、キャップ１６に沿う位置とキャップ１６に対して直立する位置との間で回動自在に取り付けられている。図２に取っ手１３が直立した状態を仮想線で示す。

濾材１２について説明する。図４は濾材１２の一部を拡大して示す平面図である。

図３及び図４に示すように、濾材１２は、前述したように円筒状に形成されるとともに、外周にプリーツ形状が形成されている。濾材１２は、図４に示すように金属製の基材２１を有し、この基材２１の表面には、フッ素樹脂膜（例えば、テフロン（登録商標）膜）２２が形成されている。なお、図ではフッ素樹脂膜２２を誇張して示している。このような濾材１２は、シート状の基材を、山折り部２３と谷折り部２４とが交互に位置するように蛇腹状に折り曲げ形成し、その両端を溶接して円筒状に形成し、その基材２１の表面にフッ素樹脂膜２２を形成したものである。基材２１は、メッシュ状に形成され複数の孔２５（図５参照）を有する、いわゆる金属メッシュである。この基材２１の材質は、金属であれば良く、例えば、ステンレス、ニッケル、チタンなどを例示することができる。

フッ素樹脂膜２２を構成するフッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ（４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフロロプロピルビニルエーテル）、ＥＴＦＥ（４フッ化エチレン共重合体）を例示することができる。これらの中でも、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフロロプロピルビニルエーテル）は、ピンホールの少ない膜を形成することができるので好適である。

濾材１２の別例を説明する。濾材１２の基材としては、前述した金属メッシュに限るものではなく、例えば、金属製の繊維が不規則に絡み合って焼結結合されて形成され、複数の孔を有する不織布、いわゆるランダムファイバーであってもよい。この場合にも、この基材の表面にフッ素樹脂膜を形成する。

このようなフィルタエレメント２に対する収納ケース３での保持構造を説明する。図１及び図２に示すように、収納ケース３の内部の底には、フィルタエレメント２の流出口１８が着脱自在に嵌合するリング状の嵌合部３１が設けられている。この嵌合部３１の内側には、流出管８が位置しており、フィルタエレメント２の流出口１８を嵌合部３１に嵌めることによりフィルタエレメント２の流出口１８が流出管８に連通する。

そして、嵌合部３１に流出口１８が嵌合し位置決めされたフィルタエレメント２は、蓋４が閉められることにより、蓋４の裏面に設けられたゴム製の押さえ部材３２により収納ケース３の内部側へ押圧され、これにより、収納ケース３と底壁７とに挟持され収納ケース３に固定される。この固定は、蓋４が開けられることにより解除され、これにより、フィルタエレメント２を収納ケース３から取り出すことが可能となる。

このような構成において、流入管６から収納ケース３の内部に流入した濾過対象の流体は、フィルタエレメント２の濾材１２、芯部材１５を通過して、芯部材１５の内部に至り、キャップ１７の流出口１８、流出管８を経由してフィルタ装置１の外部へ流出する。このとき、流体中に含まれている塵や埃や金属片などのゴミが流体とともに移動する過程で濾材１２により捕捉されて流体中から除去される。

図５は濾材１２による水系液体４１に油４２が混入した場合の濾過の様子を模式的に示す模式図である。濾材１２の基材２１の表面に形成されたフッ素樹脂膜２２は、撥油性を有する。よって、図５に示すように、濾過対象が例えばクーラント液や洗浄液などの水系液体４１である場合、この水系液体４１に油４２が混入していても、フッ素樹脂膜２２の撥油性によって、フッ素樹脂膜２２上で広がって張り付くことが防止される。よって、濾材１２の表面に油膜が形成されるのが防止される。このとき、基材２１の孔２５よりも大きい油４２の粒子は、他の塵や埃や金属片などのゴミ４３と同様に濾材１２に捕捉されることがあるが、上述したように膜にはならない。

また、フッ素樹脂膜２２は、撥水性を有する。よって、濾過対象が例えば加工液や作動油などの油系液体である場合、この油系液体に水が混入していても、フッ素樹脂膜２２の撥水性によって、フッ素樹脂膜２２上で広がって張り付くことが防止される。よって、濾材１２の表面に水膜が形成されるのが防止される。このとき、基材２１の孔２５よりも大きい水の粒子は、他の塵や埃や金属片などのゴミ４３と同様に濾材１２に捕捉されることがあるが、上述したように膜にはならない。

このように濾材１２に油膜や水膜が形成されるのが防止されているので、それらによる濾材１２の目詰まりがないので、濾材１２の使用可能時間が短くなるのが防止される。

また、本実施の形態の濾材１２は、金属製の基材２１の表面にフッ素樹脂膜２２を形成した構成であるので、洗浄液や空気や窒素ガスなどの洗浄流体を用いて洗浄することができ、洗浄後、再使用することができる。洗浄方法の一例としては、フィルタエレメント２における濾過時の流体の流れ方向と反対の方向から洗浄流体を噴射する逆洗浄方法が挙げられる。具体的には、フィルタエレメント２の流出口１８から洗浄流体を芯部材１５の内側に噴射する。これにより、洗浄流体が芯部材１５の内側から外側へ流れ、濾材１２を通過して排出される。このとき、濾材１２に捕捉されたゴミや油４２の粒子や水の粒子が、洗浄流体とともに濾材１２の外側に向かって移動し、濾材１２から除去される。

このとき、フッ素樹脂膜２２は、非粘着性を有することから、フッ素樹脂膜２２が無い場合に比べて、濾材１２で捕捉したゴミや油４２の粒子や水の粒子が濾材１２から剥がれ易いので、洗浄が容易となる。

このような逆洗浄方法で濾材１２の洗浄を行う逆洗浄装置が従来からある。この逆洗浄装置では、従来の金属製濾材に貼り付いた油膜を容易に剥離させるのは難しいため、洗浄流体の噴射圧力を上げる、間欠的に噴射タイミングを変えるなどの方策をとらなければならない。しかし、本実施の形態の濾材１２では、油膜が形成されないので、洗浄流体の噴射圧力を上げる、間欠的に噴射タイミングを変えるなどの方策をとることなく、従来の逆洗浄装置を用いて洗浄を行うことができる。

なお、洗浄方法は、逆洗浄方法以外にも超音波洗浄やエアブロー洗浄など種々の洗浄方法を適用することができる。

なお、本実施の形態では、濾材１２として円筒状に形成されたものを例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、濾材１２は、平面状のものであっても良い、また、濾材１２は、プリーツ形状を有していてもよいし、有していなくてもよい。

なお、このような濾材１２の濾過対象は液体に限られるものではなく、空気などの気体であってもよい。

本発明の一実施の形態のフィルタ装置を概略的に示す縦断正面図である。 フィルタエレメントが取り出された状態のフィルタ装置を示す縦断正面図である。 フィルタエレメントを示す水平断面図である。 濾材の一部を拡大して示す平面図である。 濾材による水系液体に油が混入した場合の濾過の様子を模式的に示す模式図である。 従来の濾材による水系液体に油が混入した場合の濾過の様子を模式的に示し（ａ）は油膜が発生していない状態を示す模式図、（ｂ）は油膜が発生した状態を示す模式図である。

符号の説明

１ フィルタ装置
２ フィルタエレメント
３ 保持部
１２ 濾材
２１ 基材
２２ フッ素樹脂膜
２５ 孔

Claims (6)

1. 複数の孔を有する金属製の基材と、
   この基材の表面に形成されたフッ素樹脂膜と、
   を備えていることを特徴とする濾材。
2. 前記フッ素樹脂膜を構成するフッ素樹脂は、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ（４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフロロプロピルビニルエーテル）又はＥＴＦＥ（４フッ化エチレン共重合体）であることを特徴とする請求項１記載の濾材。
3. 濾材を有しフィルタ装置の保持部に着脱自在に保持されるフィルタエレメントにおいて、
   前記濾材が請求項１又は２記載の濾材であることを特徴とするフィルタエレメント。
4. 濾材によって濾過を行うフィルタ装置において、
   前記濾材が請求項１又は２記載の濾材であることを特徴とするフィルタ装置。
5. 濾材を有したフィルタエレメントを着脱自在に保持する保持部を有し前記濾材によって濾過を行うフィルタ装置において、
   前記フィルタエレメントが請求項３記載のフィルタエレメントであることを特徴とするフィルタ装置。
6. 液体の濾過を行うことを特徴とする請求項４又は５記載のフィルタ装置。
   

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