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発明の名称 ろ過装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−156153
公開日 平成10年(1998)6月16日
出願番号 特願平8−335014
出願日 平成8年(1996)11月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 覚
発明者 川村 益彦 / 吉田 一徳
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 液体内に含まれる微細なスラッジを分離膜からなるフィルタを用いて分離するようにしたろ過装置において、液体の流動経路の途中に、無数の微細孔を有する分離膜からなるフィルタを設けるようにするとともに、上記液体の流動経路における上記フィルタの上流側に、当該フィルタと非接触の状態に、超音波振動の振動数(周波数)よりも低い値の周波数にて振動するものであって、その振幅の値が0.05μm以上の値を有するように振動する振動子を設けるようにしたことを特徴とするろ過装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン用潤滑油等の液体をろ過するための装置(ろ過装置)に関するものであり、特に、当該潤滑油中に含まれることとなった高分子化合物質等からなる微細スラッジの分離・除去を図るようにしたろ過装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の、液体の中に含まれる微細スラッジを分離するろ過装置としては、液体の流動経路中に無数の微細孔を有する分離膜(フィルタ)を設けるようにした構成からなるものがある。ところで、このような微細孔を有するフィルタにおいては、その分離精度を上げようとすればする程、当該フィルタ表面部における目詰まり現象が生じやすくなる。これに対処するために、従来のものにおいては、目詰まりのしたフィルタ自体を取替えるか、あるいは、フィルタのところに付着した不純物(スラッジ)を、その周りに適当な振動等を加えることによってフィルタ面から剥離させ、このフィルタ面から剥離し、脱落したスラッジを、別途定期的に、本流動経路から除去するようにしている。このフィルタ面等への振動の与え方(加振方法)については、例えば、上記フィルタ自体に振動を与える(加振する)ようにしたものとして、特開平4−271816号公報記載のようなものが挙げられる。また、上記フィルタの周りに存在しているスラッジそのものに超音波振動を照射し、これによって上記スラッジ自体を破砕し、フィルタ面から乖離させるようにしたものとして、例えば特開平2−59028号公報記載のようなものが挙げられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来のもの、例えば特開平4−271816号公報記載のものは、フィルタ自体を強制加振するものであるため、フィルタ自身が、ある程度の強度・剛性を有するものでなければならない。従って、高分子化合物質等からなる微細スラッジのろ過を目的としたフィルタ等には適用が難しい。また、特開平2−59028号公報記載のもののような超音波を照射する方式のものは、この超音波がスラッジ以外の、例えばフィルタ自体、あるいは、その周りに存在する部材等に照射されると、これら部材を破損させるという問題点がある。また、超音波振動の照射によって、スラッジを含む液体の組織そのものが破壊されてしまうおそれがある。このような問題点を解決するために、フィルタの周りに堆積しているスラッジそのものを加振するようにするとともに、液体の組織そのものには悪影響の作用することのないようにした、加振機構付きのろ過装置を提供しようとするのが、本発明の目的(課題)である。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、液体内に含まれる微細なスラッジを分離膜からなるフィルタを用いて分離するようにしたろ過装置に関して、液体の流動経路の途中に、無数の微細孔を有する分離膜からなるフィルタを設けるようにするとともに、上記液体の流動経路における上記フィルタの上流側に、当該フィルタと非接触の状態に、超音波振動の振動数(周波数)よりも低い値の周波数にて振動するものであって、その振幅の値が0.05μm以上の値を有するように振動する振動子を設けるようにした構成を採ることとした。
【0005】このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては次のような作用を呈することとなる。すなわち、上記フィルタの分離膜面近傍に設けられた振動子を所定の加振力をもって振動させることによって、フィルタの表面部における目詰まり現象を解消させ、本ろ過装置のろ過機能を適正な状態に維持することができるようになる。すなわち、本発明において対象となる液体はエンジンの潤滑用オイル(潤滑油)であって、それに含まれることとなるスラッジは、未燃焼ガスの混入等によって形成される高分子化合物質からなるものである。そして、その形態は、例えば図2に示す如く、上記高分子化合物質が、網目状につながった状態のものからなるものである。このような網目状の形態からなるものが、フィルタの表面部(上流側)に堆積するとともに、これらが圧縮されて緻密な状態となる(圧密化される)。このような緻密な状態となったものが、フィルタの分離膜表面上に付着することによって本ろ過装置のろ過機能が低下することとなる。しかしながら、本発明のものにおいては、上記フィルタの分離膜表面上の、その近傍部に、所定の振動数にて振動する振動子が設けられるようになっているので、この振動子の作用によって、上記フィルタ表面部等に堆積することとなったスラッジの緻密化(圧密化)が防止されることとなる。
【0006】具体的には、フィルタの表面部周りに設置された振動子が振動を開始すると、当該振動子の周りに堆積することとなったスラッジは、上記振動子の振動によって揺すられる(加振される)こととなる。その結果、圧密化されたスラッジの、上記網目状部分が解きほぐされて、膨潤化した状態となる。このように解きほぐされて間隔の大きくなった網目部を通って、上記液体(潤滑油成分)はフィルタの分離膜のところへと流動し、更に当該分離膜を透過して所定の成分のみがろ過作用を受けることとなる。
【0007】また、上記振動子の作動(振動)によって、上記スラッジを形成する網目の部分が揺すられ、その結果、当該網目のところに滞留している潤滑油は、順繰りに、隣りの網目のところへと送り出されることとなる。そして、最終的には、当該スラッジの外へと排出されることとなる。すなわち、本振動子は、上記スラッジ内に存在している潤滑油成分をスラッジの外へと排出させるポンプの役目を果たすようになっている。このように、振動子を所定のサイクルにて振動(作動)させることによって、スラッジ及びその周りに存在する潤滑油成分をフィルタの分離膜表面部へと送り出す(流動させる)ことができるようになる。これによって、適正なろ過作用が行なわれることとなる(図2参照)。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図1及び図2を基に説明する。本発明の実施の形態に関するものの、その構成は、図1に示す如く、液体の流動経路5の途中に設けられるものであって、無数の微細孔を有する分離膜からなるフィルタ2と、上記液体の流動経路5における上記フィルタ2の上流側に、当該フィルタ2と非接触の状態に、超音波振動の振動数(周波数)よりも低い値の周波数にて振動するものであって網目状のスラッジ9を適度に解きほぐすように振動をする振動子1と、からなることを基本とするものである。このような構成からなるフィルタ2及び振動子1が、ハウジング6内に設置されることによって本ろ過装置が形成されるようになっているものである。そして、このようなろ過装置が潤滑油の流動経路5の途中に設けられるようになっているものである。
【0009】このような構成からなるものにおいて、上記フィルタ2は、既存のものであって、内燃機関の潤滑油(エンジンオイル)ろ過用として用いられるものである。このようなフィルタ2が、図1に示す如く、潤滑油8の流動経路5の途中に設けられるようになっているものである。そして、このようなフィルタ2の周りに設けられる振動子1は、既存の圧電素子等からなるものであり、発振手段3からの発振信号に基づき所定の振動数及び所定の振幅にて振動をするようになっているものである。なお、本実施の形態におけるこれら振動数及び振幅としては、振動数は、潤滑油成分8への影響等を考慮して、超音波振動の振動数域よりも低いもの、例えば5KHz程度のものが採用されるようになっている。また、振幅としては、上記網目状スラッジ9の、その網目99の大きさが、図2に示す如く、約0.1μm程度の大きさであるので、この網目99のところに滞留している潤滑油8を励起させる必要上、その半分の値である0.05μm以上の値が採られるようになっている。
【0010】このような構成からなる振動子1が、図1に示す如く、上記フィルタ2の周りであって、上記潤滑油流動経路5の上流側に、上記フィルタ2との間に所定の隙間を有した状態で設置されるようになっているものである。そして、この場合の上記フィルタ2との間の間隔としては、少なくとも1mm程度は設けられるようになっているものである。この間隔(隙間)を介して、振動子1周りに存在する潤滑油8が上記フィルタ2の分離膜のところへと流動するようになっているものである。また、このような振動子1は、上記フィルタ2の分離膜表面部周りに堆積しているスラッジ9に振動を与えるものであるところから、上記フィルタ2の分離膜表面部の、少なくとも、その半分以上の面積を占めるようになっているものである。
【0011】このような構成からなる振動子1は、更に、図1に示す如く、ゴム、エラストマ、軟質プラスチック材、あるいは機械的なバネ等からなる弾性部材4を介して、ハウジング6等に取り付けられるようになっているものである。そして、このような各機能部材1、2等の収納されたハウジング6が潤滑油流動経路5の途中に設けられ、これによって、本ろ過装置が形成されるようになっているものである。
【0012】次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作用等について説明する。すなわち、上記フィルタ2の分離膜表面部近傍に設けられた上記振動子1を、約5KHz程度の振動数をもって、更には、その振幅の値が約0.05μm以上の値を有する状態で振動させることによって、本ろ過装置は作動し、上記潤滑油8のろ過が適正に行なわれることとなる。具体的には、本実施の形態において対象となる液体は、エンジンの潤滑に供せられるオイル(潤滑油)であって、それに含まれることとなるスラッジ9は、未燃焼ガスの混入等によって形成される高分子化合物質からなるものである。そして、その形態は、図2に示す如く、上記高分子化合物質が網目状につながった状態のものからなるものである。このような網目状の形態からなるものが、フィルタ2の表面部(上流側)に堆積するとともに、これらが圧縮されて緻密な状態となる(圧密化される)。このような緻密な状態となったものが、フィルタ2の分離膜表面上に付着することによって、本ろ過装置のろ過機能を低下させることとなる。しかしながら、本実施の形態のものにおいては、上記フィルタ2の分離膜表面の、その近傍部には、所定の振動数にて振動する振動子1が設けられるようになっているので、この振動子1の作動によって、上記フィルタ2の表面部等に堆積することとなったスラッジ9の緻密化(圧密化)が阻止されることとなる。
【0013】また、このような振動子1の振動によって、当該振動子1の周りに堆積することとなったスラッジ9は、揺すられる(加振される)こととなる。その結果、圧密化されたスラッジ9の、その網目99の部分が解きほぐされて、膨潤化した状態となる。従って、図2に示す如く、上記振動子1の作動(振動)によって、上記スラッジ9の網目99のところに滞留している潤滑油8の各分子は、順繰りに、隣りの網目99のところへと送り出されることとなる。そして、最終的には、当該スラッジ9の外へと排出されることとなる。すなわち、振動子1は、上記スラッジ9内に存在している潤滑油8の成分を、スラッジ9の外へと排出させるポンプの役目を果たすこととなる。このように、本振動子1を所定のサイクルにて振動(作動)させることによってスラッジ9及びその周りに存在する潤滑油成分8をフィルタ2の分離膜表面部へと送り出す(流動させる)ことができるようになる。これによって、適正なろ過作用が行なわれることとなる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、液体内に含まれる微細なスラッジを分離膜からなるフィルタを用いて分離するようにしたろ過装置に関して、液体の流動経路の途中に、無数の微細孔を有する分離膜からなるフィルタを設けるようにするとともに、上記液体の流動経路における上記フィルタの上流側に、当該フィルタと非接触の状態に、超音波振動の振動数(周波数)よりも低い値の周波数にて振動するものであって、その振幅の値が0.05μm以上の値を有するように振動する振動子を設けるようにした構成を採ることとしたので、当該振動子の振動によって、上記フィルタの分離膜表面部に堆積することとなったスラッジは、その全体が揺られ、微視的にみて網目状の形態からなる本スラッジの、その網目の部分が解きほぐされるようになった。その結果、フィルタ分離膜表面部に堆積することとなったスラッジが緻密な状態となるのを防ぐことができるようになり、結果的に、フィルタ分離膜表面部の目詰まり状態を回避することができるようになった。また、スラッジの網目部を上記振動子にて加振することによって、当該網目部のところに滞留することとなった潤滑油成分を押し出すことができるようになり、スラッジ内及び当該スラッジの周りに存在する潤滑油成分を、フィルタ分離膜の表面部へと送り出すことができるようになった。その結果、本振動子を作動させることによって、スラッジの存在の如何にかかわらず、常時、フィルタのろ過機能を発揮させることができるようになった。




 

 


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