JP2008161781A - Filter unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスや液体等の流体中の粒子を除去するためのフィルタユニットに関する。 The present invention relates to a filter unit for removing particles in a fluid such as gas or liquid.
一般に、大気中の二酸化硫黄、窒素酸化物、オゾン及びオキシダントのガス分析装置では、ガス中の粉塵を除去するためのフィルタユニットが備え付けられている。従来、フィルタユニットは大きくて重く、配管に負担がかかるため、ガス分析装置の筐体等に固定する必要があった。しかし、フィルタユニットを筐体等に固定すると、ガス分析装置が大きくなり、しかも重くなりがちであったため、フィルタユニットの小型化・軽量化が要求されていた。
小型化を実現したフィルタユニットとしては、例えば、特許文献1に、座ぐり穴が形成された金属材料製の胴部と、胴部の座ぐり穴に配置されたスクリーンとを有するものが開示されている。
また、特許文献2には、市販のソケットに挿入可能な弾性材製の筒体の孔の中に金属メッシュが取り付けられたフィルタが開示されている。
As a filter unit that realizes downsizing, for example,
しかし、特許文献1に記載のフィルタユニットは、胴部が金属材料製であるため、軽量化が不充分である上、構造が複雑なため、作製する際の加工も複雑になるという問題があった。
ところで、大気中のガスの分析においては、ガス中の成分の吸着防止およびガス中の成分との反応防止を目的として、フィルタ等の接ガス部に四フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂を使用することになっている。具体的には、JIS B 7952(大気中の二酸化硫黄自動計測器)、JIS B 7953(大気中の窒素酸化物自動計測器)、JIS B 7957(大気中のオゾン及びオキシダントの自動計測器)にて定められている。しかし、特許文献2に記載の筒体は弾性材である必要があるため、弾性を有さないフッ素樹脂を適用することは困難であった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、容易に小型化および軽量化でき、流体に接する全ての部分をフッ素樹脂製とする等、部材の材質に制限がある場合であっても容易に作製できるフィルタユニットを提供することを目的とする。
However, the filter unit described in
By the way, in the analysis of gas in the atmosphere, a fluororesin such as a tetrafluoroethylene resin is used for a gas contact part such as a filter for the purpose of preventing adsorption of components in the gas and preventing reaction with components in the gas. It is supposed to be. Specifically, to JIS B 7952 (automatic sulfur dioxide measuring instrument in the atmosphere), JIS B 7953 (automatic measuring instrument of nitrogen oxide in the atmosphere), JIS B 7957 (automatic measuring instrument of ozone and oxidant in the atmosphere) It is determined. However, since the cylinder described in
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be easily reduced in size and weight, and even when there are restrictions on the material of the member, such as making all parts in contact with fluid made of fluororesin. It aims at providing the filter unit which can be produced easily.
本発明は、以下の構成を包含する。
[1] 一定口径の貫通孔を有する収容体と、
収容体の貫通孔の略中央に挿入されたフィルタ本体と、
収容体の貫通孔の両端から挿入され、前記フィルタ本体を挟んで支持する2つの管状の支持部材とを具備することを特徴とするフィルタユニット。
[2] 第1の穴と第1の穴より口径が大きい第2の穴とからなる貫通孔を有し、第2の穴の底面の一部に第1の穴が連通している収容体と、
収容体の第2の穴の底面に隣接しているフィルタ本体と、
収容体の第2の穴に挿入され、前記フィルタ本体を第2の穴の底面に押さえ付けて支持する管状の支持部材とを具備することを特徴とするフィルタユニット。
[3] 収容体の端部に取り付けられた配管固定用部材を具備し、
前記配管固定用部材は、配管を挿入するための配管挿入穴を有し、該配管挿入穴が収容体の貫通孔に連通していることを特徴とする[1]または[2]に記載のフィルタユニット。
[4] 配管固定用部材は弾性高分子材料からなり、前記配管挿入穴と連通し、収容体の一端が挿入される収容体挿入穴を有し、
配管固定用部材の前記収容体挿入穴に、収容体の端部が挿入され、収容体の貫通孔と配管固定用部材の配管挿入穴とが連通している[3]に記載のフィルタユニット。
The present invention includes the following configurations.
[1] A container having a through-hole having a constant diameter;
A filter body inserted substantially in the center of the through hole of the container;
A filter unit comprising two tubular support members which are inserted from both ends of the through hole of the container and are supported with the filter body interposed therebetween.
[2] A container having a through hole including a first hole and a second hole having a larger diameter than the first hole, and the first hole communicates with a part of a bottom surface of the second hole. When,
A filter body adjacent to the bottom surface of the second hole of the container;
A filter unit comprising: a tubular support member which is inserted into a second hole of the container and supports the filter main body against the bottom surface of the second hole.
[3] A pipe fixing member attached to the end of the container is provided.
The pipe fixing member has a pipe insertion hole for inserting a pipe, and the pipe insertion hole communicates with a through hole of the container. [1] or [2] Filter unit.
[4] The pipe fixing member is made of an elastic polymer material, communicates with the pipe insertion hole, and has a container insertion hole into which one end of the container is inserted,
The filter unit according to [3], wherein an end of the container is inserted into the container insertion hole of the pipe fixing member, and the through hole of the container and the pipe insertion hole of the pipe fixing member communicate with each other.
本発明のフィルタユニットは、容易に小型化および軽量化でき、流体に接する全ての部分をフッ素樹脂製とする等、部材の材質に制限がある場合であっても容易に作製できる。 The filter unit of the present invention can be easily reduced in size and weight, and can be easily manufactured even when the material of the member is limited, for example, all parts in contact with the fluid are made of fluororesin.
(第1の実施形態)
本発明のフィルタユニットの第1の実施形態について説明する。図1に、本実施形態のフィルタユニットを示す。このフィルタユニット1は、収容体10と、フィルタ本体20と、2つの支持部材30,30と、2つの配管固定用部材40,40とを具備するものである。
(First embodiment)
A first embodiment of the filter unit of the present invention will be described. FIG. 1 shows a filter unit of the present embodiment. The
[収容体]
本実施形態における収容体10は、外周面に凹凸のない円筒体であって、一端10aから他端10bにかけて形成された一定口径の貫通孔11を有している(図2参照)。
収容体10の材質としては特に制限されず、例えば、金属、ガラス、樹脂などを使用することができる。金属、ガラス、樹脂のうちでは、加工によって容易に目的の形状にできることから、樹脂が好ましい。
金属としては、例えば、SUS301、SUS304、SUS316等のステンレス鋼などが挙げられる。
樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK(登録商標))、フッ素樹脂などが挙げられる。樹脂の中でも、ガスや液体等の流体中の成分の吸着防止および流体中の成分との反応防止の点から、フッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂を用いれば、流体中の成分の吸着を防止でき、また、流体中の成分との反応を防止できる。さらには、フッ素樹脂は耐食性に優れるから、腐食性成分を含む流体の分析にも適用できる。
フッ素樹脂としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、四フッ化エチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)などが挙げられる。
[Container]
The
The material of the
Examples of the metal include stainless steel such as SUS301, SUS304, and SUS316.
Examples of the resin include polyethylene, polypropylene, polyetheretherketone (PEEK (registered trademark)), and a fluororesin. Among the resins, fluororesins are preferred from the viewpoint of preventing adsorption of components in fluids such as gas and liquid and preventing reaction with components in fluids. If a fluororesin is used, the adsorption | suction of the component in a fluid can be prevented and reaction with the component in a fluid can be prevented. Furthermore, since the fluororesin is excellent in corrosion resistance, it can be applied to analysis of a fluid containing a corrosive component.
Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene-fluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA).
収容体10は一つの管状部材から形成されていてもよいし、複数の管状部材が重ねられて形成されていてもよい。
The
[フィルタ本体]
本実施形態におけるフィルタ本体20は、収容体10の貫通孔11の略中央に挿入されている。
本実施形態におけるフィルタ本体20は、円盤状の膜であり、その直径は貫通孔11の口径と同じか僅かに小さくなっている。
フィルタ本体20の材質としては、収容体10と同様に、金属、ガラス、樹脂などが挙げられる。これらの中でも、収容体10と同様の理由から、樹脂が好ましく、特にフッ素樹脂がより好ましい。フッ素樹脂としては、収容体10と同様のものが挙げられる。
[Filter body]
The filter
The
Examples of the material of the
[支持部材]
支持部材30,30は、管状の部材であって、収容体10の貫通孔11の両端から収容体10に密着しながら挿入されている。
支持部材30の外径は、収容体10の貫通孔11の口径と同じか僅かに小さくなっている。支持部材30の孔31は、配管を挿入するための配管挿入穴になっており、孔31の口径は、挿入される配管の外径と同じか僅かに大きくなっている。
収容体10の貫通孔11に挿入された2つの支持部材30,30は、フィルタ本体20を挟んで、フィルタ本体20を支持している。
支持部材30の厚みT1は厚いことが好ましい。厚みT1が厚ければ、フィルタ本体20を確実に支持できる。
[Support member]
The
The outer diameter of the
The two
The thickness T 1 of the
支持部材30の材質としては特に制限されないが、収容体10と配管との密着性が高くなることから、樹脂が好ましく使用される。樹脂の中でも、流体中の成分の吸着防止および流体中の成分との反応防止の点から、フッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂としては、収容体10と同様のものが挙げられる。
支持部材30は一つの管状部材から形成されていてもよいし、複数の管状部材が重ねられて形成されていてもよい。
Although it does not restrict | limit especially as a material of the supporting
The
[配管固定用部材]
本実施形態における配管固定用部材40は、円筒状の部材であって、収容体10の一端10aまたは他端10bが挿入される収容体挿入穴41と、収容体挿入穴41に連通し、配管を挿入するための配管挿入穴42とを有する(図3参照)。
収容体挿入穴41の口径は、収容体10の外径と同じか僅かに小さくなっている。
配管挿入穴42の口径は、支持部材30の孔31の口径と同じか僅かに小さくなっている。
[Piping fixing members]
The
The diameter of the
The diameter of the
配管固定用部材40の収容体挿入穴41には、収容体10の一端10aまたは他端10bが挿入されている。その状態にて、配管固定用部材40の配管挿入穴42と収容体10の貫通孔11とが連通している(図1参照)。
One
配管固定用部材40は弾性高分子材料製であることが好ましい。配管固定用部材40が弾性高分子材料製であれば、容易に変形するため、僅かな力で配管固定用部材40の収容体挿入穴41に収容体10の一端10aまたは他端10bを挿入して取り付けることができる。
また、配管固定用部材40が弾性高分子材料製であり、かつ、配管挿入穴42の口径を収容体10の貫通孔11の口径より僅かに小さくした場合には、配管挿入穴42および収容体10の貫通孔11に挿入する配管に配管固定用部材40を確実に密着させることができる。したがって、配管を強固に固定することができる。
The
When the
弾性高分子材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴムなどのポリオレフィン系エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、半透明であり、収容体10の挿入状態を視認できることから、シリコーンゴムが好ましい。
Examples of the elastic polymer material include polyolefin-based elastomers such as silicone rubber, fluorine rubber, and ethylene-propylene copolymer rubber. Among these, since it is translucent and the insertion state of the
[使用方法]
上述したフィルタユニット1は、図4に示すように、支持部材30,30の各々の孔31に配管Aを挿入して接続することにより、流体の流路に取り付けられ、使用される。このようにフィルタユニットを使用することにより、配管Aを流れる流体をフィルタ本体20によりろ過して粉塵等を除去できる。
配管Aの材質としては、収容体10と同様に、金属、ガラス、樹脂などが挙げられる。これらの中でも、収容体10と同様の理由から、樹脂が好ましく、特にフッ素樹脂がより好ましい。フッ素樹脂としては、収容体10と同様のものが挙げられる。
[how to use]
As shown in FIG. 4, the
As the material of the pipe A, like the
以上説明した第1の実施形態のフィルタユニット1を構成する収容体10、フィルタ本体20および支持部材30は、単純な形状であるから、容易に小型化して軽量化できる。また、収容体10、フィルタ本体20および支持部材30は弾性材である必要はなく、フッ素樹脂製とすることもできる。したがって、これらの部品から構成されたフィルタユニット1は、容易に小型化および軽量化でき、流体に接する全ての部分をフッ素樹脂製とすることもできるものである。
Since the
(第2の実施形態)
本発明のフィルタユニットの第2の実施形態について説明する。図5に、本実施形態のフィルタユニットを示す。このフィルタユニット2は、収容体50と、フィルタ本体60と、支持部材70と、2つの配管固定用部材80a,80bとを具備するものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the filter unit of the present invention will be described. FIG. 5 shows the filter unit of the present embodiment. The
[収容体]
本実施形態における収容体50は、外周面に凹凸のない円筒体であって、配管を挿入するための孔である第1の穴51aと、第1の穴51aより口径が大きい第2の穴51bとからなる貫通孔51を有している(図6参照)。貫通孔51の第2の穴51bの底面51cの一部には第1の穴51aが連通している。
収容体50においては、第1の穴51aの口径と第2の穴51bの口径との差が大きく、第1の穴51aと第2の穴51bとの段差T2が大きいことが好ましい。第1の穴51aと第2の穴51bとの段差T2が大きければ、フィルタ本体60をより確実に支持できる。
[Container]
The
In
収容体50の材質としては、第1の実施形態と同様に、金属、ガラス、樹脂などが挙げられる。これらの中でも、樹脂が好ましく、特にフッ素樹脂がより好ましい。フッ素樹脂としては、第1の実施形態における収容体10と同様のものが挙げられる。
Examples of the material of the
[フィルタ本体]
本実施形態におけるフィルタ本体60は、収容体50の第2の穴51bの底面51cに隣接して挿入されている。
本実施形態におけるフィルタ本体60は、円盤状の膜であり、その直径は第2の穴51bの口径と同じか僅かに小さくなっている。フィルタ本体60の材質としては、第1の実施形態と同様に、金属、ガラス、樹脂などが挙げられる。これらの中でも、第1の実施形態と同様の理由から、樹脂が好ましく、特にフッ素樹脂がより好ましい。フッ素樹脂としては、第1の実施形態における収容体10と同様のものが挙げられる。
[Filter body]
The filter
The
[支持部材]
支持部材70は、管状の部材であって、収容体50の第2の穴51bに密着しながら収容体50に挿入されている。
支持部材70の外径は、収容体50の第2の穴51bの口径と同じか僅かに小さくなっている。支持部材70の孔71は、配管が挿入される配管挿入穴になっている。したがって、孔71の口径は、挿入される配管の外径と同じか僅かに大きくなっている。
支持部材70は、フィルタ本体60を第2の穴51bの底面51cに押さえ付けて支持している。
支持部材70の厚みT3も、第1の実施形態と同様に、厚いことが好ましい。
また、支持部材70の厚みT3は、第1の穴51aと第2の穴51bとの段差T2より大きくても小さくても構わないが、段差T2と同等または段差T2より小さいことが好ましい。支持部材70の厚みT3が段差T2より大きい場合には、収容体50の第2の穴51bの口径を第1の穴51aより大きくした意味がないからである。
[Support member]
The
The outer diameter of the
The
The thickness T 3 of the
The thickness T 3 of the
支持部材70の材質は、第1の実施形態と同様に、フッ素樹脂が好ましい。
支持部材70は一つの管状部材から形成されていてもよいし、複数の管状部材が重ねられて形成されていてもよい。
The material of the
The
[配管固定用部材]
本実施形態における配管固定用部材80aは、円筒状の部材であって、収容体50の、第1の穴51aの開口部51d側の一端50aが挿入される収容体挿入穴81aと、収容体挿入穴81aに連通する配管挿入穴82aとを有する(図3参照)。
収容体挿入穴81aの口径は、収容体50の外径と同じか僅かに小さくなっている。
配管挿入穴82aの口径は、第1の穴51aの口径と同じか僅かに小さくなっている。
配管固定用部材80aの収容体挿入穴81aには、収容体50の、第1の穴51aの開口部51d側の一端50aが挿入されている。その状態にて、収容体50の第1の穴51aと配管固定用部材80aの配管挿入穴82aとが連通している(図5参照)。
[Piping fixing members]
The
The diameter of the
The diameter of the
One
また、配管固定用部材80bは、円筒状の部材であって、収容体50の第2の穴51bの開口部51e側の一端50bが挿入される収容体挿入穴81bと、収容体挿入穴81bに連通する配管挿入穴82bとを有する(図5,7参照)。
収容体挿入穴81bの口径は、収容体50の外径と同じか僅かに小さくなっている。
配管挿入穴82bの口径は、支持部材70の孔71の口径と同じか僅かに小さくなっている。
配管固定用部材80bの収容体挿入穴81bには、収容体50の第2の穴51bの開口部51e側の一端50bが挿入されている。その状態にて、配管固定用部材80bの配管挿入穴82bと支持部材70の孔71とが連通している(図5参照)。
The
The diameter of the
The diameter of the
One
本実施形態の配管固定用部材80a,80bは、第1の実施形態と同様に、弾性高分子材料製であることが好ましい。
The
[使用方法]
上述したフィルタユニット2は、図8に示すように、収容体50の第1の穴51aに配管Aを挿入し、支持部材70の孔71に配管Bを挿入して接続することにより、流体の流路に取り付けられ、使用される。このようにフィルタユニットを使用することにより、配管A,Bを流れる流体をフィルタ本体60によりろ過して粉塵等を除去できる。
配管A,Bの材質としては、第1の実施形態と同様に、金属、ガラス、樹脂などが挙げられる。これらの中でも、樹脂が好ましく、特にフッ素樹脂がより好ましい。フッ素樹脂としては、第1の実施形態における収容体10と同様のものが挙げられる。
収容体50の第1の穴51aと第2の穴51bとの段差T2と支持部材70の厚みT3とが同じである場合には、配管Aの直径と配管Bの直径とが同じとなる。
[how to use]
As shown in FIG. 8, the
Examples of the material of the pipes A and B include metal, glass, resin, and the like, as in the first embodiment. Among these, a resin is preferable, and a fluororesin is particularly preferable. As a fluororesin, the thing similar to the
When the
以上説明した第2の実施形態のフィルタユニット2を構成する収容体50、フィルタ本体60および支持部材70も、単純な形状であり、また、弾性材である必要はないから、フッ素樹脂製とすることができる。したがって、フィルタユニット2は、第1の実施形態と同様に、容易に小型化および軽量化でき、流体に接する全ての部分をフッ素樹脂製とすることもできるものである。
The
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した第1および第2の実施形態では、弾性高分子材料からなり、収容体の端部が挿入される収容体挿入穴と該収容体挿入穴に連通する配管挿入穴とを有する配管固定用部材を具備していたが、市販の配管固定用部材を具備してもよい。また、フィルタユニットの一端から試料流体を採り込む場合には、フィルタユニットの一端への配管の取り付けを省略できるから、一方の配管固定用部材を具備していなくてもよい。
また、第1および第2の実施形態では、収容体が外周面に凹凸のない円筒体であったが、収容体の外周面の一部または全部が雄ネジ状になっていてもよい。収容体の外周面が雄ネジ状になっている場合には、該雄ネジに対応する雌ネジを有する配管固定用部材を収容体に螺着することができる。また、収容体は、外形が多角柱状(例えば、三角形状、四角形状等。)であってもよい。
また、第1および第2の実施形態では、フィルタ本体が膜であったが、例えば、ブロック、繊維(例えば、ガラスウール等)であってもよい。
また、第1および第2の実施形態では、支持部材と配管とが別個の部材であったが、配管が支持部材を兼ねていても構わない。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in the first and second embodiments described above, a pipe made of an elastic polymer material and having a container insertion hole into which an end of the container is inserted and a pipe insertion hole communicating with the container insertion hole. Although the fixing member was provided, a commercially available pipe fixing member may be provided. In addition, when sample fluid is taken from one end of the filter unit, it is not necessary to have one pipe fixing member because it is possible to omit the attachment of the pipe to one end of the filter unit.
In the first and second embodiments, the container is a cylindrical body having no irregularities on the outer peripheral surface, but part or all of the outer peripheral surface of the container may be in the form of a male screw. When the outer peripheral surface of the container has a male screw shape, a pipe fixing member having a female screw corresponding to the male screw can be screwed to the container. Further, the container may have a polygonal column shape (for example, a triangular shape, a quadrangular shape, etc.).
In the first and second embodiments, the filter main body is a film, but may be, for example, a block or a fiber (for example, glass wool).
In the first and second embodiments, the support member and the pipe are separate members, but the pipe may also serve as the support member.
さらに、収容体、フィルタ本体、支持部材の材質は全て同一材質である必要はなく、異なる材質の部材を組み合わせてもよい。
また、収容体および支持部材を、例えば、いずれもポリエーテルエーテルケトン製にして、あるいは、ポリエーテルエーテルケトン製とステンレス鋼製との組み合わせにして、圧入によりフィルタユニットを作製した場合には、流体の圧力を高くすることができる。
Furthermore, the materials of the container, the filter main body, and the support member do not have to be the same, and members of different materials may be combined.
In addition, when the filter unit is made by press-fitting the container and the support member, for example, both made of polyether ether ketone or a combination of polyether ether ketone and stainless steel, The pressure can be increased.
1,2 フィルタユニット
10,50 収容体
51,11 貫通孔
51a 第1の穴
51b 第2の穴
51c 底面
51d,51e 開口部
12,貫通孔の端部の周辺部
20,60 フィルタ本体
30,70 支持部材
31,71 孔
40,80a,80b 配管固定用部材
41,81a,81b 収容体挿入穴
42,82a,82b 配管挿入穴
DESCRIPTION OF
Claims (4)
収容体の貫通孔の略中央に挿入されたフィルタ本体と、
収容体の貫通孔の両端から挿入され、前記フィルタ本体を挟んで支持する2つの管状の支持部材とを具備することを特徴とするフィルタユニット。 A container having a through-hole of a constant diameter;
A filter body inserted substantially in the center of the through hole of the container;
A filter unit comprising two tubular support members which are inserted from both ends of the through hole of the container and are supported with the filter body interposed therebetween.
収容体の第2の穴の底面に隣接しているフィルタ本体と、
収容体の第2の穴に挿入され、前記フィルタ本体を第2の穴の底面に押さえ付けて支持する管状の支持部材とを具備することを特徴とするフィルタユニット。 A container having a through hole including a first hole and a second hole having a diameter larger than that of the first hole, wherein the first hole communicates with a part of a bottom surface of the second hole;
A filter body adjacent to the bottom surface of the second hole of the container;
A filter unit comprising: a tubular support member which is inserted into a second hole of the container and supports the filter main body against the bottom surface of the second hole.
前記配管固定用部材は、配管を挿入するための配管挿入穴を有し、該配管挿入穴が収容体の貫通孔に連通していることを特徴とする請求項1または2に記載のフィルタユニット。 Comprising a pipe fixing member attached to the end of the container;
The filter unit according to claim 1 or 2, wherein the pipe fixing member has a pipe insertion hole for inserting a pipe, and the pipe insertion hole communicates with a through hole of the container. .
配管固定用部材の前記収容体挿入穴に、収容体の端部が挿入され、収容体の貫通孔と配管固定用部材の配管挿入穴とが連通している請求項3に記載のフィルタユニット。 The pipe fixing member is made of an elastic polymer material, communicates with the pipe insertion hole, and has a container insertion hole into which an end of the container is inserted,
The filter unit according to claim 3, wherein an end of the container is inserted into the container insertion hole of the pipe fixing member, and the through hole of the container and the pipe insertion hole of the pipe fixing member communicate with each other.
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