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技術 フィルタユニット

出願人 東亜ディーケーケー株式会社
発明者 加賀健一郎
出願日 2006年12月27日 (12年10ヶ月経過) 出願番号 2006-352439
公開日 2008年7月17日 (11年4ヶ月経過) 公開番号 2008-161781
状態 特許登録済
技術分野 濾過体静止型の加圧または吸引濾過機 サンプリング、試料調製
主要キーワード 一定口径 雄ネジ状 弾性高分子材料 自動計測器 座ぐり穴 腐食性成分 金属材料製 反応防止
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年7月17日)のものです。
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図面 (9)

課題

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。

解決手段

本発明のフィルタユニット1は、一定口径貫通孔11を有する収容体10と、収容体10の貫通孔11の略中央に挿入されたフィルタ本体20と、収容体10の貫通孔11の両端から挿入され、フィルタ本体20を挟んで支持する2つの管状の支持部材30,30とを具備する。また、本発明のフィルタユニットは、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。

概要

背景

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ガス分析装置では、ガス中粉塵を除去するためのフィルタユニット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、市販のソケット挿入可能な弾性材製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。
特開平6−312109号公報
特開平8−290019号公報

概要

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。本発明のフィルタユニット1は、一定口径貫通孔11を有する収容体10と、収容体10の貫通孔11の略中央に挿入されたフィルタ本体20と、収容体10の貫通孔11の両端から挿入され、フィルタ本体20を挟んで支持する2つの管状の支持部材30,30とを具備する。また、本発明のフィルタユニットは、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。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

一定口径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

請求項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。

請求項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請求項1または2に記載のフィルタユニット。

請求項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、収容体の端部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請求項3に記載のフィルタユニット。

技術分野

0001

本発明は、ガス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。

背景技術

0002

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ガス分析装置では、ガス中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、市販のソケット挿入可能な弾性材製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。
特開平6−312109号公報
特開平8−290019号公報

発明が解決しようとする課題

0003

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。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、以下の構成を包含する。
[1]一定口径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。

発明の効果

0005

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。

発明を実施するための最良の形態

0006

(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。

0007

[収容体]
本実施形態における収容体10は、外周面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。

0008

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。

0009

[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。

0010

[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。

0011

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。

0012

[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。

0013

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)。

0014

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。

0015

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の挿入状態視認できることから、シリコーンゴムが好ましい。

0016

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。

0017

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。

0018

(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。

0019

[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。

0020

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。

0021

[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。

0022

[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。

0023

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。

0024

[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)。

0025

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)。

0026

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。

0027

[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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

図面の簡単な説明

0031

本発明に係る第1の実施形態のフィルタユニットを示す断面図である。
第1の実施形態のフィルタユニットを構成する収容体を示す断面図である。
第1の実施形態のフィルタユニットを構成する配管固定用部材を示す断面図である。
第1の実施形態のフィルタユニットの使用方法を示す断面図である。
本発明に係る第2の実施形態のフィルタユニットを示す断面図である。
第2の実施形態のフィルタユニットを構成する収容体を示す断面図である。
第2の実施形態のフィルタユニットを構成する配管固定用部材を示す断面図である。
第2の実施形態のフィルタユニットの使用方法を示す断面図である。

符号の説明

0032

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
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

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