JP4202598B2 - 清浄化用ノズルを有するフィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、第１区画および第２区画と、上記２個の区画を分離すべく実質的に水平に延在する仕切プレートであって、濾過されるべき媒体が上記第１区画から上記第２区画へと通過する複数のフィルタ機構を担持する仕切プレートと、加圧された清浄化用流体の供給源に連通されると共に上記仕切プレートおよび／またはフィルタ機構に向けられた清浄化用流体の流れを生成し得る複数のノズルと、を有するチャンバを備えたタイプの、粒子含有媒体を濾過するフィルタであって、上記ノズルはハウジングを備え、該ハウジングは、上記清浄化用流体のための取入開口および吐出開口であって、これらの開口の間には壁部により画成された通路を形成する取入開口および吐出開口と、バルブヘッドおよびバルブロッドを有するバルブ本体であって、上記バルブロッドは上記通路の内部において第１端部位置と第２端部位置との間を移動することにより上記仕切プレートおよび／またはフィルタ機構に向けられた清浄化用流体の流れを制御し、上記吐出開口は上記第１位置において上記バルブヘッドと協働して上記清浄化用流体の流出を防止し得る弁座を形成する、バルブ本体と、上記第１端部位置に向けられた方向において上記バルブ本体に対する付勢力を生成する手段と、を有している、粒子含有媒体を濾過するフィルタ、に関する。
【０００２】
フィルタ機構の清浄化を行い得る斯かる清浄化用ノズルを有するフィルタはユーザの間で大きく関心を寄せられている、と言うのも、たとえば所定位置に垂直に吊下された袋状フィルタにより形成され得るフィルタ機構が清浄化用ノズルからの清浄化媒体の放出時に定常的に清浄化され得るからであり、すなわち、フィルタ機構をそれ自体のフィルタチャンバから取り外す必要が無いからである。
【０００３】
斯かるフィルタの従来の用法に依れば、垂直に吊下された一個以上の袋状フィルタは仕切プレートに固定されると共に、チャンバの第１区画は下側の塵埃蓄積領域を形成する一方で第２区画は上側の清浄空気領域を形成する。典型的には空気とされ得る粒子含有媒体は上記チャンバの上記第１区画内に通過せしめられると共に上記各袋状フィルタの濾過用壁部を通り、更に上記仕切プレートの孔を介して上記第２区画内に通過せしめられるとき、濾過が生ずる。上記仕切プレートに取付けられると共に上記各袋状フィルタに向けた清浄化用流体の流れを生成し得る上記清浄化用ノズルには、供給ラインを介して圧力下の清浄化用流体が供給される。その一例は欧州特許出願第７１９５７７号に記述されており、ノズルは、バルブヘッド及びバルブロッドを有する可動バルブ本体から成っている。上記ロッドは、弁座に対する上記バルブヘッドの係合保持を企図するスプリングにより閉成すべく保持される。上記ノズルは、直接的に上記バルブヘッドの上側面に対する清浄化用流体の圧力が、逆方向における上記スプリングの力を超えたときに開成し、これにより上記清浄化用流体は、流れが上記バルブヘッドの上記上側面により偏向された後に、上記バルブロッドの長手軸心に直交する方向に流出するのが許容される。この構造の故に、上記清浄化用流体の圧力における変動は、上記バルブヘッドの位置の比較的に僅かな変化のみを引き起こす。清浄化プロセスの間において上記清浄化用流体は、上記仕切プレートの下側面に沿い実質的に水平にかつ隣接した袋状フィルタに向けて放出され得ると共に、これに続いて清浄化用流体は重力により上記袋状フィルタを降下する。故に、大量の粒子が溜まることの多い袋状フィルタの洗流（ｆｌｕｓｈｉｎｇ）は適切に行われないことから、清浄化は最適効率を有さない。
【０００４】
上記の欧州特許出願から公知となるノズルの原理は、本願の図１に更に十分に示されている。実際問題として、図１において参照番号１００により示されたバルブヘッド上に清浄化用流体内の小寸粒子が溜まり得る如く、使用時にバルブヘッドと弁座との間には極めて小さな間隙のみが形成されることから不都合であることが分かった。斯かる小寸粒子に依れば清浄化用流体の流れが停止したときにノズルが緊密に閉成され得ないという影響があり、故に清浄化用ノズルは、清浄化を行う定期間隔毎にフィルタから取り外されねばならない。一定の状況においてこの漏出は、濾過されるべき粒子含有媒体がフィルタの通常動作においてノズル内に流入して溜まる可能性があることを意味し、斯かる状況は特に、たとえば衛生システムもしくは食品分野などにおいてフィルタの如何なる箇所にも細菌繁殖の温床が存在すべきでないことをフィルタ使用規格が要求する場合に回避されねばならない。
【０００５】
本発明は、ノズルの閉成状態において弁座に対するバルブヘッドの完全な緊密係合が従来よりも大きな度合いで達成されると共に、所望であればフィルタ機構の更に効率的な清浄化も行い得るフィルタを提供することにより、上記の不都合を排除ことを企図する。これは本発明に依れば達成される、と言うのも、上記バルブ本体は液圧ピストンとして作用するピストン機構も備え、該ピストン機構は上記取入開口と上記吐出開口との間に配置されると共に清浄化用流体が上記取入開口から上記通路を介して流れる間に該清浄化用流体に圧力損失を生成し得ることにより、上記バルブ本体は上記第２端部位置へと向けられた方向に移動されることにより上記吐出開口を介した上記清浄化用流体の流出を許容するからである。
【０００６】
上記に依れば、上記スプリング力に抗する方向に作用する上記清浄化用流体の圧力は上記バルブ本体を開成すべく使用される。これにより上記ノズルは、本発明により使用される清浄化用流体の圧力の変動に対して更に敏感となり、袋状フィルタの一部を清浄化すべき種々の清浄化位置におけるバルブ本体の設定が可能とされる。更に、必要とされた如くノズルの極めて大きな開口を生成し得ることから、清浄化用流体の再循環の結果としても生ずる清浄化用流体内に従来的に見られるサイズの粒子は、上記弁座とバルブヘッドとの間の間隙を介して流出し得る。
【０００７】
好適実施例において上記ピストン機構は請求項３に記載された如く構成されることから、上記清浄化用流体は複数の小寸チャネルを貫通せしめられ、比較的に大きな圧力低下が生ずる。上述の如くこの圧力低下は上記ピストンロッドに対する力を生成するが、この力は、上記スプリング力に抗する方向に上記ピストンロッドを移動することによりノズルの開成を引き起こそうとする。上記ピストン機構は格別の構造的利点を以て請求項４に述べられた如く構成され得ると共に上記チャネルは請求項５に述べられた如く好適に構成され得ることから、上記清浄化用流体には、好都合な放出パターンを生成すべく活用され得る螺旋運動が与えられる。上記螺旋状チャネルと組合せて、請求項６に述べられた如き絞りを上記通路に配備したとき、上記清浄化用流体の特に良好な分配が達成される。
【０００８】
上記フィルタのノズルは特に好適には請求項９乃至１１に述べられた如く構成され得ることから、第１端部位置および第２端部位置の間の種々の位置において上記バルブ本体は、上記清浄化用流体に対する所定流出パターンを生成し得る。これによれば特に、上記仕切プレートもしくは袋状フィルタの除去清掃を選択的に実施することが可能である。これは好適には、上記吐出開口に臨む上記バルブヘッドの表面が好適には極めて小さな円錐角度Ｖ１を備えた円錐的傾斜部分を有することで生じ、これにより、上記バルブ本体の所定位置にて上記清浄化用流体は上方へと跳ね返されて上記仕切プレートに衝当する。
【０００９】
以下において本発明は、図面中に示された実施例を参照して更に十分に記述される。
【００１０】
図１は欧州特許出願第７１９５７７から公知となるノズルにおけるバルブヘッド２００を示しており、該バルブヘッド２００は上側および下側チャンバ区画の間の仕切プレート３００に受容されている。従来の袋状フィルタは参照番号５００で示されると共に、参照番号４００は該袋状フィルタの上側縁部を示している。上記バルブヘッド２００は、環状通路２２０により画成される円筒状通路１０８内で制御されるバルブロッド２５０に接続される。矢印１１０は、通路１０８から流出して袋状フィルタ５００の上側縁部４００に衝当する清浄化用流体の好適な水平流を示している。参照番号１００は、上記清浄化用流体内に含まれると共に、上記通路１０８に臨む上記バルブヘッド２００の表面と、バルブヘッド２００に対する弁座を形成する仕切プレート３００の領域３２０との間に堆積された粒子を示している。示された如く粒子１００は、上記バルブヘッドが閉成位置において弁座領域３２０に緊密に係合し得ないことにより、寸法Ａを有する小寸の介在間隙が形成されることを意味する。
【００１１】
本発明に係るフィルタの清浄化用ノズル１は図２において、弁座３２に臨むバルブヘッド２０の表面９が弁座３２から一定距離に存在する位置で示されている。上記ノズル１は、仕切プレート３０により相互に分離された２つの区画を有するフィルタ内に取り入れられる。該ノズル１は、好適には液体であると共に圧力下でノズル１に対して供給され得る清浄化用流体の（不図示の）供給源と連通される。図示された如く更に詳細には、上記ノズル１は清浄化用流体に対する上側取入開口および下側吐出開口を有するノズルハウジングから成り、これらの開口は該開口同士の間において、ノズルハウジングの壁部２２により画成される円筒状通路８を形成する。而して通路８内には、バルブロッド２５およびピストン機構４０に連結された上記バルブヘッド２０から成るバルブ本体が取付けられる。該バルブ本体は、ピストン機構４０が通路８の壁部２２と緊密係合し乍ら２個の端部位置の間で矢印Ｐに沿い、組立ユニットとして往復動し得る。（不図示の）スプリングは、上記バルブ本体を上向き方向に付勢し、すなわち、上記バルブヘッド２０の上側表面を弁座３２に係合すべく付勢する。
【００１２】
上記ピストン機構４０は複数の貫通チャネルを備えるが、上記清浄化用流体は上記取入開口から上記吐出開口に流れる間に上記チャネルを貫通し得る。上記通路８はまた絞り部分１８も備えるが、該絞り部分１８は、所望であればピストン機構４０に対する停止部を形成し得るものであり、好適には、上記吐出開口から清浄化用流体が放出される前に該清浄化用流体に対して回転運動を与える役割を果たす。
【００１３】
図３（ａ）は、一定の比較的に低い圧力にて上記清浄化用流体が通路８とピストン機構４０のチャネル４４とを介して通過するという上記バルブ本体の位置を示している。上記バルブヘッド２０は環状の円錐部分４および環状の円筒状壁部７により画成されると共に、上記弁座は相補的な円錐部分および円筒状壁部６から成る。上記ピストン機構４０における各チャネル４４は該ピストン機構４０の表面における螺旋状凹所の形状とされると共に、比較的に小さな断面積寸法を有すべく形成されることにより、清浄化用流体が流れる間の圧力損失を生成する。この圧力損失は反動力として認識され得るが、該反動力は上記スプリングの圧縮と上記ピストン機構４０の下方移動とをもたらすことにより、バルブヘッド２０は弁座３２から離脱せしめられると共に、バルブヘッド２０の上側面により偏向された清浄化用流体は図示された配向を有すべく、すなわち図示された角度ｖにより定義された基本方向を有すべく生成された周縁間隙を介して流出せしめられる。この流れの方向は、図３（ａ）の拡大縮尺で示されたバルブヘッドおよび弁座の実施例により提供され、この場合に円錐形状とされた弁座３２は円筒面６に融合している。上記バルブ本体のこの位置において清浄化用流体の噴流は下向き方向における比較的に大きな速度成分を以て袋状フィルタに衝当してからフィルタの側部を降下する。
【００１４】
図３（ｂ）は、清浄化用流体の圧力が図３（ａ）で使用された圧力よりも僅かに高いことによりバルブヘッド２０と弁座３２との間の間隙が僅かに大きくされる位置にあるピストン機構４０を示している。図中において参照番号３および２は第１区画および第２区画を夫々示すと共に、参照番号４０は袋状フィルタの上端を表している。参照番号４２は、上端４０の第１面もしくは上側面および第２面もしくは下側面を示している。上記バルブ本体の図示位置において、上記角度ｖは僅かに大きいことから袋状フィルタの上端４０が除去清掃されるのを許容する。
【００１５】
図４（ａ）においてバルブヘッド２０は図３（ｂ）に対して更に降下された位置で示されており、今や清浄化用流体の流れは円筒状壁部６に衝当すること無く、上記バルブヘッドの上側面９と仕切プレート３０の下側面との間の間隙を自由に通過し得る。上記バルブヘッドのこの位置において、清浄化用流体はこの端面図において円錐形状を有する上側面９により跳ね返されもしくは偏向されてから仕切プレート３０の下側面に衝当することから、フィルタのこの部分における堆積粒子もまた除去清掃されることが理解される。図４（ｂ）はノズル自体の清浄化が提供される第２端部位置に在るノズルを示している、と言うのも、この位置においては清浄化用流体内に含まれた全ての粒子は自由に噴出されることにより、図１に関して言及した粒子による目詰まりを回避するからである。
【００１６】
図５は閉成位置にあるフィルタのノズルを示しており、上記バルブヘッドを閉成位置に保持する役割を果たすピストン機構４０の上方のフィルタ５０も示されている。理解される如く上記ノズルは好適には、バルブヘッド２０の下側面すなわち上記チャンバの“汚染”区画３に向けられた面が閉成位置において仕切プレート３０の下側面と同一平面内に延在する如き形状とされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 欧州特許出願第７１９５７７号におけるノズルの拡大図である。
【図２】 フィルタチャンバの上側区画と下側区画との間の仕切プレート内に取り入れられた本発明に係る清浄化用ノズルを示す図である。
【図３】 （ａ）は第１端部位置の近傍の位置における図２の清浄化用ノズルを示す図であり、（ｂ）は上記第１端部位置から更に僅かに離間した位置における図２の上記清浄化用ノズルを示す図である。
【図４】 （ａ）は第２端部位置の近傍の位置における図２の清浄化用ノズルを示す図であり、（ｂ）は上記第２端部位置における図２の上記清浄化用ノズルを示す図である。
【図５】 第１端部位置に在る図２の清浄化用ノズルを、バルブ本体を上記第１端部位置に保持すべきスプリングと共に示す図である。

Claims (13)

1. 第１区画（３）および第２区画（２）と、
   上記２個の区画（２、３）を分離すべく実質的に水平に延在する仕切プレート（３０）であって、濾過されるべき媒体が上記第１区画（３）から上記第２区画（２）へと通過する複数のフィルタ機構（４０）を担持する仕切プレート（３０）と、
   加圧された清浄化用流体の供給源に連通されると共に上記仕切プレート（３０）および／またはフィルタ機構（４０）に向けられた清浄化用流体の流れを生成し得る複数のノズル（１）と、
   を有するチャンバを備えたタイプの、粒子含有媒体を濾過するフィルタであって、
   上記ノズル（１）はハウジングを備え、該ハウジングは、
   上記清浄化用流体のための取入開口および吐出開口であって、これらの開口の間には壁部（２２）により画成された通路（８）を形成する取入開口および吐出開口と、
   バルブヘッド（２０）およびバルブロッド（２５）を有するバルブ本体であって、上記バルブロッド（２５）は上記通路（８）の内部において第１端部位置と第２端部位置との間を移動することにより上記仕切プレート（３０）および／またはフィルタ機構（４０）に向けられた清浄化用流体の流れを制御し、上記吐出開口は上記第１端部位置において上記バルブヘッド（２０）と協働して上記清浄化用流体の流出を防止し得る弁座（３２）を形成する、バルブ本体と、
   上記第１端部位置に向けられた方向において上記バルブ本体に対する付勢力を生成する手段（５０）と、を有している、
   粒子含有媒体を濾過するフィルタにおいて、
   上記バルブ本体は液圧ピストンとして作用するピストン機構（４０）も備え、該ピストン機構（４０）は上記取入開口と上記吐出開口との間に配置されると共に清浄化用流体が上記取入開口から上記通路（８）を介して流れる間に該清浄化用流体に圧力損失を生成し得ることにより、上記バルブ本体（２０、２５、４０）は上記第２端部位置へと向けられた方向に移動され、これにより上記吐出開口を介した上記清浄化用流体の流出を許容することを特徴とする、粒子含有媒体を濾過するフィルタ。
2. 上記ハウジングは上記仕切プレート（３０）の一体的部分として形成されることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。
3. 上記ピストン機構（４０）は、上記取入開口に臨むべく配置された第１表面（４２）と、上記吐出開口に臨むべく配置された第２表面（４３）と、液密関係で上記通路（８）の上記壁部（２２）と係合され得る円筒状面とを備えた円筒体として構成され、且つ、
   上記ピストン機構（４０）は、上記第１表面（４２）から上記第２表面（４３）へと延在する清浄化用流体用の複数のチャネル（４４）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフィルタ。
4. 上記チャネル（４４）は上記円筒状表面の凹所として形成されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフィルタ。
5. 上記チャネル（４４）は上記円筒状表面における螺旋状凹所として形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルタ。
6. 上記通路（８）は上記ピストン機構（４０）と上記吐出開口との間の領域において絞り部分（１８）を備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフィルタ。
7. 上記バルブ本体（２０、２５、４０）に対する付勢力を生成する上記手段は弾性体、好適にはスプリング（５０）により形成されることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフィルタ。
8. 上記弁座（３２）は、上記バルブ本体の上記第１端部位置において上記第１区画（３）に臨む上記バルブヘッドの表面が上記仕切プレート（３０）の対応表面と実質的に同一平面内に在る如く適合されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のフィルタ。
9. 上記弁座および、上記吐出開口に臨む上記バルブヘッド（２０）の上記表面は、上記清浄化用流体に対する種々の流出パターンが上記バルブ本体（２０、２５、４０）の移動により提供され得る如き幾何学的配列を有することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフィルタ。
10. 上記第２端部位置において上記バルブ本体（２０、２５、４０）は、上記清浄化用流体が上記吐出開口に臨む上記バルブヘッド（２０）の上記表面に対する跳ね返りにより上記仕切プレート（３０）に向けられた方向で放出されるという流出パターンを生成することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフィルタ。
11. 上記吐出開口に臨む上記バルブヘッド（２０）の上記表面（９）は、好適には非常に小さくて上記所望の流出パターンに適合された円錐角度Ｖ１を備えた円錐的傾斜部分（９）を有することを特徴とする、請求項９又は１０に記載のフィルタ。
12. 上記弁座および、上記吐出開口に臨む上記バルブヘッド（２０）の上記表面は、協働する円錐的傾斜周縁部分（４、３２）を有することにより上記第１端部位置において上記清浄化用流体の確実な遮断を提供することを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のフィルタ。
13. 上記フィルタ機構（４０）は、吊下された袋状フィルタ、フィルタカートリッジ又はエンベロープフィルタにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のフィルタ。

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