特許 6163155 ディスクフィルタおよびこれに用いられるフィルタディスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6163155

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】ディスクフィルタおよびこれに用いられるフィルタディスク

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/46 20060101AFI20170703BHJP

【ＦＩ】

   B01D29/46 C

   B01D29/46 A

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-519839(P2014-519839)

(86)(22)【出願日】2013年6月4日

(86)【国際出願番号】JP2013003508

(87)【国際公開番号】WO2013183285

(87)【国際公開日】20131212

【審査請求日】2016年5月9日

(31)【優先権主張番号】特願2012-127024(P2012-127024)

(32)【優先日】2012年6月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000208765

【氏名又は名称】株式会社エンプラス

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 真育

【審査官】 目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１５２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０４７５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８１２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−２１８２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３６４８８４３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１７３５８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ２９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体の入口および出口を有するフィルタケースと、
前記フィルタケース内に配置された長尺なセンタシャフトと、
前記フィルタケース内に着脱可能に収容された所定の厚みを有する円環板状の複数のフィルタディスクと
を備えるディスクフィルタであって、
前記複数のフィルタディスクは、前記フィルタディスクの孔に前記センタシャフトが挿通されて互いに積み重ねられ、
前記フィルタディスクのそれぞれは、
前記フィルタディスクの表面および裏面の少なくとも一方に、前記フィルタディスクの外周と内周とを結ぶ、前記液体の流路を構成するための複数の溝を、前記フィルタディスクの周方向に所定の間隔で有し、
前記溝のそれぞれは、
前記外周から前記内周に向けて曲率が漸増する曲線の形状に形成され、
前記外周における前記溝の前記周方向の開口幅は、前記内周における前記溝の前記周方向の開口幅よりも大きく、
前記溝の向きは、前記フィルタディスクの内周縁で、前記フィルタディスクの径方向に平行である、
ディスクフィルタ。

【請求項2】

前記曲線は、クロソイド曲線である、
請求項１に記載のディスクフィルタ。

【請求項3】

前記曲線は、インボリュート曲線である、
請求項１に記載のディスクフィルタ。

【請求項4】

前記曲線は、サイクロイド曲線である、
請求項１に記載のディスクフィルタ。

【請求項5】

前記フィルタディスクのそれぞれは、前記表面および前記裏面の双方に前記複数の前記溝を有し、
平面視における前記表面の前記溝のそれぞれの形状は、平面視における前記裏面の前記溝のそれぞれの形状と異なる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のディスクフィルタ。

【請求項6】

前記表面の溝および前記裏面の溝は、前記周方向における同一方向に向けて前記外周から前記内周に向かうように形成されている、請求項５に記載のディスクフィルタ。

【請求項7】

前記入口は、そこから前記フィルタケース内に流入した液体が前記フィルタケース内においてサイクロン流を発生させるように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のディスクフィルタ。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載のディスクフィルタに用いられる、所定の厚みを有する円環板状のフィルタディスクであって、
前記フィルタディスクの表面および裏面の少なくとも一方に、前記フィルタディスクの外周と内周とを結ぶ、前記液体の流路を構成するための複数の溝を、前記フィルタディスクの周方向に所定の間隔で有し、
前記溝のそれぞれは、
前記外周から前記内周に向けて曲率が漸増する曲線の形状に形成され、
前記外周における前記溝の前記周方向の開口幅は、前記内周における前記溝の前記周方向の開口幅よりも大きく、
前記溝の向きは、前記フィルタディスクの内周縁で、前記フィルタディスクの径方向に平行である、
フィルタディスク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスクフィルタおよび当該ディスクフィルタに用いられるフィルタディスクに係り、特に、液体の濾過に好適なディスクフィルタおよび当該ディスクフィルタに用いられるフィルタディスクに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、灌漑用等の各種の用途に用いられる水を濾過する手段として、いわゆるディスクフィルタが採用されている。

【0003】

前記ディスクフィルタは、円環板状の複数のフィルタディスクを、センタシャフトの外周に嵌合して上下に積み重ねてフィルタケース内に収容することによって構成されている。

【0004】

各フィルタディスクの表面および裏面には、径方向の外端（外周）から内端（内周）に亘る溝が形成されている。前記溝は、第一のフィルタディスクと第二のフィルタディスクを積み重ねたときに、例えば第一のフィルタディスクの表面の溝と第二のフィルタディスクの裏面とによって水の流路（導水路）を構成する。

【0005】

また、前記フィルタケースは、水源から供給された水を流入させる入口と、濾過後の水を供給先（下流側）に向けて流出させる出口とを有する。

【0006】

前記ディスクフィルタにおいては、入口からフィルタケース内に流入した水が、各フィルタディスクの溝によって構成される流路内に流入する際に、各フィルタディスクの周面または流路内において水中の異物が捕捉され、前記水が濾過される。

【0007】

前記ディスクフィルタは、例えば、特許文献１に示されている。

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載のディスクフィルタの溝の形状は、直線形状である。このため、フィルタディスクの外周側の開口率が、フィルタディスクの内周側の開口率に比べて小さい。なお、開口率とは、溝が存在しないと仮定した場合におけるフィルタディスクの外周面または内周面の総面積に対する、前記外周面または前記内周面における溝の全開口部の総面積の比率である。

【0009】

このため、水源側からディスクフィルタに供給された水を、フィルタディスクの外周側から、溝によって形成された流路内に流入させる場合（すなわち、フィルタディスクの外周面を異物の捕捉面として機能させる場合）には、前記流路への前記水の流入が困難であった。

【0010】

したがって、特許文献１に記載のディスクフィルタは、水源側に高圧ポンプを用いて水圧を高めなければ濾過を適切に行うことができないといった欠点を有している。

【0011】

フィルタディスクの外周側の開口率を高める方法としては、例えば、フィルタディスクの内周側から外周側に向けて溝の幅を広げる方法や、前記内周側から外周側に向けて溝の深さを深くする方法がある。

【0012】

しかし、前者の方法では、前記溝の幅は、前記内周側から前記外周側に向けて漸増する。このため、前者の方法では、大きい異物が前記流路内に流入し易くなってしまい、濾過能力が低下してしまうといった不具合がある。

【0013】

また、後者の方法では、フィルタディスクの表面に形成された溝と裏面に形成された溝とがフィルタディスクの厚み方向において重なる位置に形成されたときに、フィルタディスクに孔があいてしまう虞があるといった不具合がある。

【0014】

一方、特許文献２には、金属製板材の板面に、曲線形状の溝を有する金属製濾過器が記載されている。このような濾過器の構成によれば、前記の二方法の不具合を生じさせずに外周側の開口率を高めることは可能である。

【0015】

しかしながら、特許文献２に記載の曲線形状の溝は、直線形状の溝に比べて、圧力損失（換言すれば、溝によって形成された流路の配管抵抗）を抑えることが困難となる。

【0016】

とりわけ、特許文献２の図１０に示す溝８ｃおよび図１１に示す溝８ｅのように、溝の曲率変化が急峻である場合や、特許文献２の図１２のように、溝が徒に長い場合には、圧力損失が大きくなることは避けられない。

【0017】

したがって、特許文献２に記載の濾過器においても、濾過を適切に行うためには、発生する圧力損失を考慮すると、直線形状の溝を有する前記ディスクフィルタと同様に、高圧ポンプを要する。このように、前記の溝によって開口率を高めても、圧力損失を下げる効果が得られない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【特許文献1】特開平３−４７５０５号公報

【特許文献2】特開２００４−１８１２７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

本発明の目的は、低い圧力損失と高い開口率とを有し、低圧の液体も適切かつ効率的に濾過することができるディスクフィルタおよびこれに用いるフィルタディスクを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0020】

前述した目的を達成するため、本発明は、以下のディスクフィルタを提供する。

【0021】

［１］液体の入口および出口を有するフィルタケースと、前記フィルタケース内に配置された長尺なセンタシャフトと、前記フィルタケース内に着脱可能に収容された所定の厚みを有する円環板状の複数のフィルタディスクとを備えるディスクフィルタであって、前記複数のフィルタディスクは、前記フィルタディスクの孔に前記センタシャフトが挿通されて互いに積み重ねられ、前記フィルタディスクのそれぞれは、前記フィルタディスクの表面および裏面の少なくとも一方に、前記フィルタディスクの外周と内周とを結ぶ、前記液体の流路を構成するための複数の溝を、前記フィルタディスクの周方向に所定の間隔で有し、前記溝のそれぞれは、前記外周から前記内周に向けて曲率が漸増する曲線の形状に形成され、前記外周における前記溝の前記周方向の開口幅は、前記内周における前記溝の前記周方向の開口幅よりも大きい、ディスクフィルタ。

【0022】

［２］前記曲線は、クロソイド曲線である、［１］に記載のディスクフィルタ。

【0023】

［３］前記曲線は、インボリュート曲線である、［１］に記載のディスクフィルタ。

【0024】

［４］前記曲線は、サイクロイド曲線である、［１］に記載のディスクフィルタ。

【0025】

［５］前記フィルタディスクのそれぞれは、前記表面および前記裏面の双方に前記複数の前記溝を有し、平面視における前記表面の前記溝のそれぞれの形状は、平面視における前記裏面の前記溝のそれぞれの形状と異なる、［１］〜［４］のいずれか１項に記載のディスクフィルタ。

【0026】

［６］前記表面の溝および前記裏面の溝は、前記周方向における同一方向に向けて前記外周から前記内周に向かうように形成されている、［５］に記載のディスクフィルタ。

【0027】

［７］［１］〜［６］のいずれか１項に記載のディスクフィルタに用いられる、所定の厚みを有する円環板状のフィルタディスクであって、前記フィルタディスクの表面および裏面の少なくとも一方に、前記フィルタディスクの外周と内周とを結ぶ、前記液体の流路を構成するための複数の溝を、前記フィルタディスクの周方向に所定の間隔で有し、前記溝のそれぞれは、前記外周から前記内周に向けて曲率が漸増する曲線の形状に形成され、前記外周における前記溝の前記周方向の開口幅は、前記内周における前記溝の前記周方向の開口幅よりも大きい、フィルタディスク。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、前記流路の圧力損失が低く、前記流路の開口率が高いことから、低圧の液体も適切かつ効率的に濾過することができる。

【0029】

すなわち、［１］に係る発明によれば、前記溝の形状の曲率は、前記フィルタディスクの外周から内周に向けて漸増し、前記外周における前記溝の開口幅は、前記内周における前記溝の開口幅よりも大きい。よって、フィルタディスクの外周側の開口率を高めることができるとともに、溝によって形成される流路の急峻な方向転換に起因する圧力損失の増加を抑制することができる。

【0030】

［２］に係る発明によれば、前記外周側から前記内周側に向かう方向における前記流路の方向転換を緩やかにするのに好適な緩和曲線が選択される。よって、前記圧力損失を有効に抑制することができる。

【0031】

［３］に係る発明によれば、前記外周側から前記内周側に向かう方向における前記流路の急峻な方向転換を抑えて前記圧力損失を緩和することができるとともに、前記流路における内周側での流体の流速が減少する。よって前記溝内で異物を捕捉する能力を高めることができる。

【0032】

［４］に係る発明によれば、クロソイド曲線と同様の緩和曲線が選択される。よって、前記圧力損失を有効に抑制することができるとともに、前記流路内における流体の流速を高く維持してバイオフィルムの増殖を抑制することができる。

【0033】

［５］に係る発明によれば、センタシャフト上に積み重ねられた隣接するフィルタディスク同士の間で、平面視において互いに交差する前記溝によって網状の流路が構成される。よって、前記溝内で異物を捕捉する能力を高めることができる。

【0034】

［６］に係る発明によれば、積み重ねられた隣接するフィルタディスクの溝同士の間で構成される、平面視において交差の位置関係にある流路の曲がる向きが揃えられる。このため、流路の交差箇所において、液体が一方のフィルタディスクの溝によって形成される流路内から他方のフィルタディスクの溝によって形成される流路内に流れる場合であっても、液体の急激な方向転換を抑制して圧力損失の増大を緩和することができる。

【0035】

［７］に係る発明によれば、圧力損失を抑制しつつ開口率を高めることができるディスクフィルタを、簡易な構成によって実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の一実施形態に係るディスクフィルタの断面を概略的に示す図である。

【図2】図１のディスクフィルタにおけるフィルタカートリッジの断面を概略的に示す図である。

【図3】図１中のフィルタカートリッジを図２のＡ−Ａ線で切断した断面を示す図である。

【図4】図１中のフィルタカートリッジの平面図である。

【図5】図１中のディスクフィルタにおけるフィルタディスクの概略的な平面図である。

【図6】図５のフィルタディスクの概略的な下面図である。

【図7】図５のフィルタディスクの一部を拡大して概略的に示す図である。

【図8】図５のフィルタディスクの一部を拡大して概略的に示す斜視図である。

【図9】図１のディスクフィルタにおける液体の流路を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明に係るディスクフィルタおよびこれに用いるフィルタディスクの実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。

【0038】

図１は、本実施形態におけるディスクフィルタ１を概略的に示す縦断面図である。また、図２は、図１のディスクフィルタ１におけるフィルタカートリッジ２を概略的に示す断面図である。さらに、図３は、図２のフィルタカートリッジ２のＡ−Ａ断面図である。さらにまた、図４は、図２のフィルタカートリッジ２の平面図である。また、図５は、図１のディスクフィルタ１におけるフィルタカートリッジ２に搭載された本実施形態におけるフィルタディスク２１を示す平面図である。さらに、図６は、図５のフィルタディスク２１の下面図である。

【0039】

図１に示すように、ディスクフィルタ１は、大別して、中空のフィルタケース３と、フィルタケース３内に着脱（収容／取り出し）可能に収容されたフィルタカートリッジ２と、フィルタカートリッジ２を、付勢力を以てフィルタケース３内に保持する圧縮ばね４とによって構成されている。

【0040】

〔フィルタケースの具体的構成〕
図１に示すように、フィルタケース３は、上側ケース３１と下側ケース３２とによって構成されている。上側ケース３１および下側ケース３２は、ポリプロピレン等の樹脂材料によって構成されてもよい。

【0041】

まず、上側ケース３１について詳述する。図１に示すように、上側ケース３１は、円筒形状の外周壁部３１１と、外周壁部３１１の上端部に連接された天壁部３１２とを有している。天壁部３１２の形状は、半球殻形状である。

【0042】

図１に示すように、天壁部３１２上には、図１における左右２カ所の開口部３１２ａ、３１２ｂが穿設されている。開口部３１２ａ、３１２ｂには、上側ケース３１の外側に向けて、筒状部３１３、３１４が延設されている。筒状部３１３、３１４は、一対をなしている。

【0043】

筒状部３１３、３１４のうち、図１における左側の筒状部３１３は、液体の供給源側から供給された液体をディスクフィルタ１の流路内に流入させるための入口３１３である。入口３１３の外周面は、液体の供給源側である上流側の配管を螺合させるためのねじ溝を有していてもよい。なお、前記液体の例には、ポンプによって水源から汲み上げられた水、および、水と液肥との混合液が含まれる。

【0044】

一方、図１における右側の筒状部３１４は、入口３１３から流入した液体をディスクフィルタ１による濾過後にディスクフィルタ１の流路外に流出させるための出口３１４である。出口３１４は、図１に示すように、開口部３１２ｂから、上側ケース３１の内側にも延びている。出口３１４の始端部３１４ａは、上側ケース３１の内側の筒状部３１４の部分のうち、下方に向けて垂直に折り曲げられている部分の先端部であり、上側ケース３１の内部の中央の位置に位置している。始端部３１４ａは、フィルタカートリッジ２を上方から押さえて保持する保持部としても機能するように構成されている。出口３１４における末端部側（上側ケース３１の外側の端部）の外周面は、濾過後の液体の供給先側である下流側の配管を螺合させるためのねじ溝を有していてもよい。

【0045】

また、図１に示すように、外周壁部３１１の下端部の外周面は、下側ケース３２を螺合させるための雄ねじ部３１１ａを有する。

【0046】

次に、下側ケース３２について詳述する。図１に示すように、下側ケース３２は、円筒形状の外周壁部３２１と、外周壁部３２１の下端部に連接された丸皿状の底壁部３２２とを有している。なお、外周壁部３２１の内径は、上側ケース３１の外周壁部３１１の内径と同径であってもよい。

【0047】

また、図１に示すように、底壁部３２２の上面の中央位置には、圧縮ばね４を下方から支持するためのばね受け座３２３が配置されている。

【0048】

さらに、図１に示すように、外周壁部３２１の上端部の内周面は、上側ケース３１を外周壁部３２１に螺合させるための雌ねじ部３２１ａを有する。ただし、上側ケース３１に外周壁部３２１を接合する構成は、前述のねじ部の構成に限定されない。たとえば、上側ケース３１の下端部が雌ねじ部を有し、下側ケース３２の上端部が雄ねじ部を有してもよい。

【0049】

〔フィルタカートリッジの具体的構成〕
図１〜図４に示すように、フィルタカートリッジ２は、所定の厚みを有する円環板状の複数枚の、濾材としてのフィルタディスク２１と、フィルタディスク２１が着脱可能に嵌合されたセンタシャフト２２と、センタシャフト２２に嵌合されたフィルタディスク２１を上方（上側ケース３１側）から押さえる押さえフランジ２３と、押さえフランジ２３およびフィルタディスク２１がセンタシャフト２２から抜けることを防止するための抜け止め２４とによって構成されている。

【0050】

より具体的には、図１および図２に示すように、フィルタディスク２１は、上下方向に長尺のセンタシャフト２２の長手方向に積み重ねられ、センタシャフト２２の外周に配置されている。センタシャフト２２の長手方向は、フィルタディスク２１の厚み方向に相当する。フィルタディスク２１は、ポリプロピレン等の樹脂材料によって形成されていてもよく、また、複数のフィルタディスク２１は、互いに同寸に形成されていてもよい。

【0051】

また、図１および図２に示すように、センタシャフト２２の下端部には、上方に向けて凹む凹部２２１が形成されている。凹部２２１には、ばね受け座３２３に支持された圧縮ばね４が嵌入されている。

【0052】

さらに、図１および図２に示すように、センタシャフト２２の下端部には、センタシャフト２２の径方向の外方に向けて延出する円環状のフランジ部２２２が配置されている。フランジ部２２２は、各フィルタディスク２１を下方から支持している。

【0053】

図１、図２および図４に示すように、センタシャフト２２の上端側の所定範囲の部位（「上端側の部位」とも言う）２２ａの横断面の形状は、十字形状である。上端側の部位２２ａの径方向（短手方向）の外端縁は、センタシャフト２２の他の部位（以下、本体部と称する）２２ｂの短手方向の外端縁よりも、前記短手方向の内側に位置する。

【0054】

また、図３に示すように、センタシャフト２２の本体部２２ｂの横断面の形状も十字形状である。本体部２２ｂの十字形状は、上端側の部位２２ａの十字形状の下に重なる位置にある。本体部２２ｂの十字形状は、上端側の部位２２ａの十字形状よりも太幅に形成されていてもよい。たとえば、本体部２２ｂは、上端側の部位２２ａよりも、厚くてもよいし、センタシャフト２２の中心軸からより突出していてもよい。本体部２２ｂの外径（前記中心軸からの突出長さ）は、フィルタディスク２１の着脱が行い易いように、フィルタディスク２１の内径よりも僅かに小さい。

【0055】

前述の十字形状のセンタシャフト２２は、フィルタディスク２１と出口３１４との間における液体の流路（出口３１４に連通される空間）を構成している。

【0056】

さらに、図１および図２に示すように、押さえフランジ２３は、円環状の小フランジ部２３１と、小フランジ部２３１の外周縁で小フランジ部２３１と接合する円筒部２３３と、円筒部２３３の外周面から外方に延出する円環状の大フランジ部２３２とから構成されている。小フランジ部２３１は、円筒部２３３の下端の内周縁に接合している。大フランジ部２３２は、小フランジ部２３１よりも上方に配置されている。小フランジ部２３１、大フランジ部２３２および円筒部２３３は、いずれも、同一の軸を中心軸として配置されている。ただし、小フランジ部２３１と大フランジ部２３２の上下方向の位置関係は、逆転していてもよい。小フランジ部２３１の内径は、センタシャフト２２の上端側の部位２２ａの外径よりも僅かに大きい。小フランジ部２３１の外径は、センタシャフト２２の本体部２２ｂの外径と同じである。また、大フランジ部２３２の内径は、小フランジ部２３１の外径と同じである。大フランジ部２３２の外径は、フィルタディスク２１の外径とほぼ同じである。さらに、円筒部２３３の外径は、小フランジ部２３１の外径と同じであり、出口３１４の始端部３１４ａの内径よりも僅かに小さい。

【0057】

押さえフランジ２３は、図１に示すように、センタシャフト２２の上端側の部位２２ａに外挿されるとともに、出口３１４の始端部３１４ａに内挿される。さらに、押さえフランジ２３は、フィルタディスク２１を介して伝えられる、圧縮ばね４による下方からの付勢力によって、フィルタディスク２１を押圧し、保持する。すなわち、大フランジ部２３２は、前記付勢力によって始端部３１４ａに圧接され、前記付勢力に抗する反作用の力は、大フランジ部２３２をフィルタディスク２１に押圧する。

【0058】

さらにまた、図１および図２に示すように、センタシャフト２２の上端側の部位２２ａには、抜け止め２４用の溝２２ａＡが形成されている。抜け止め２４は、溝２２ａＡに係止している。なお、抜け止め２４は、特許文献１に記載されたものと同様であってよい。

【0059】

フィルタカートリッジ２をフィルタケース３内に収容するには、以下のようにすればよい。まず、下側ケース３２のばね受け座３２３上に圧縮ばね４を配置する。次いで、フィルタカートリッジ２を、センタシャフト２２の凹部２２１に圧縮ばね４を嵌入して下側ケース３２内に入れる。その後、上側ケース３１を下側ケース３２に螺合させる。当該螺合の過程で、出口３１４の始端部３１４ａが大フランジ部２３２に当接しながら上側ケース３１を下側ケース３２に螺合する。その結果、大フランジ部２３２によるフィルタディスク２１の押圧により、圧縮ばね４がばね受け座３２３に次第に押し込まれる。そして、上側ケース３１と下側ケース３２との螺合によるフィルタカートリッジ２の収容が完了すると、厚み方向において互いに隣接する（積み重なった）フィルタディスク２１同士は、圧縮ばね４の付勢力によって互いに圧接される。そして、出口３１４の始端部３１４ａは、大フランジ部２３２に密接する。その結果、入口３１３から流入した液体が後述するフィルタディスク２１の溝２１１で構成される流路を経なければ出口３１４に流入しないように、入口３１３と出口３１４との間が仕切られる。

【0060】

〔フィルタディスクについて〕
フィルタカートリッジ２に搭載される各フィルタディスク２１は、図５〜図８に示すように、表面２１ａおよび裏面２１ｂのそれぞれに、外周側から内周側に向かう液体の流路を構成するための複数の溝２１１を有している。

【0061】

溝２１１は、表面２１ａまたは裏面２１ｂの外周縁から内周縁に亘って形成されており、表面２１ａまたは裏面２１ｂの周方向に等間隔で放射状に配置されている。

【0062】

図７および図８に示すように、溝２１１は、所定の曲線に沿った形状に形成されている。前記所定の曲線の形状は、外端側から内端側に向かうにしたがって曲率が漸増する形状である。よって、溝２１１は、フィルタディスク２１の径方向に対して、斜めに交わる方向から平行の向きに漸次近づく形状に形成されている。溝２１１の幅ｗおよび深さｄは、それぞれ一定である。溝２１１の幅ｗは、前記曲線に直交する向きにおける溝２１１の両側縁間の距離であり、溝２１１の深さｄは、フィルタディスク２１の表面２１ａまたは裏面２１ｂから溝２１１の底までの距離である。なお、溝２１１の向きは、フィルタディスク２１の内周縁で、前記径方向に平行であってもよい。

【0063】

溝２１１における外周側の開口部２１１ａは、図７および図８に示すように、フィルタディスク２１の円筒形状の外周面２１ｃが切り欠かれることによって当該外周面に構成されている。溝２１１における内周側の開口部２１１ｂは、フィルタディスク２１の円筒形状の内周面２１ｄが切り欠かれることによって当該内周面に構成されている。

【0064】

よって、図７および図８に示すように、外周側の開口部２１１ａの、フィルタディスク２１の周方向に沿った開口幅Ｗｏｕｔ（Ｖ字状の開口部２１１ａの最大幅）は、内周側の開口部２１１ｂの上記周方向に沿った開口幅Ｗｉｎ（Ｖ字状の開口部２１１ｂの最大幅）よりも大きい。

【0065】

前述のように、フィルタディスク２１同士が圧縮ばね４の付勢力によって圧接された状態において、あるフィルタディスク２１の溝２１１は、フィルタディスク２１の厚み方向に隣接する他のフィルタディスク２１の表面２１ａまたは裏面２１ｂによって覆われる。こうして、表面２１ａまたは裏面２１ｂと溝２１１の間に、外周側から内周側に向かう液体の流路が構成される。

【0066】

また、図７に示すように、表面２１ａの溝２１１におけるフィルタディスク２１の外周側から内周側に向けての前記曲率の変化は、裏面２１ｂの溝２１１の当該曲率の変化とは異なっている。このように、平面視における表面２１ａの溝２１１の形状は、平面視における裏面２１ｂの溝２１１の形状とは異なっている。よって、積み重ねられた隣接する二枚のフィルタディスク２１の間には、一方のフィルタディスク２１の裏面２１ｂの溝２１１（例えば、図７中、破線で示される部分）と他方のフィルタディスク２１の表面２１ａの溝２１１（例えば、図７中、実線で示される部分）とを交差させた網状（換言すれば、格子状）の流路が構成される。

【0067】

なお、溝２１１を沿わせるべき所定の曲線は、クロソイド曲線、インボリュート曲線およびサイクロイド曲線からなる群から選ばれうる。

【0068】

また、図７に示すように、表面２１ａおよび裏面２１ｂの溝２１１は、ともに、フィルタディスク２１の外周側から内周側に向かうにしたがって、フィルタディスク２１の周方向における同一方向（図７における反時計回り方向）に向かうような形状に形成されていてもよい。すなわち、フィルタディスク２１の径方向の直線に対して溝２１１の軸線がなす角度が漸次減少する方向を溝２１１の方向としたとき、表面２１ａの溝２１１の方向は、フィルタディスク２１１の周方向において、裏面２１ｂの溝２１１の向きと同じ向き（すなわち、時計回りまたは反時計回り）であってもよい。このように、表面２１ａの溝２１１および裏面２１ｂの溝２１１は、フィルタディスク２１の周方向における同一方向に向けて、フィルタディスク２１の外周から内周に向かうように形成されている。

【0069】

さらに、表面２１ａおよび裏面２１ｂの溝２１１は、前記所定の曲線のうち、互いに同一の曲線の異なる部位に沿った形状であってもよい。または、表面２１ａおよび裏面２１ｂの溝２１１は、前記所定の曲線のうち、互いに異なる曲線（寸法が異なる同種の曲線または異種の曲線）に沿った形状であってもよい。

【0070】

さらにまた、図７および図８においては、溝２１１は、Ｖ溝であるが、必要に応じてＶ溝以外の形状の溝であってもよい。

【0071】

〔本実施形態の作用・効果〕
本実施形態においては、図９における矢印に示すように、入口３１３からディスクフィルタ１に流入した液体が、互いに隣接する複数のフィルタディスク２１の外周面２１ｃで濾過される。液体中の異物は、外周面２１ｃで捕捉される。液体は、外周面２１ｃに開口する、溝２１１によって形成される流路内に流入する。

【0072】

ここで、図７および図８に示したように、溝２１１の外端における開口幅Ｗｏｕｔが大きい。このため、供給源（ポンプ）側から供給された液体の液圧が低い場合であっても、液体を前記流路内に容易に流入させることができる。

【0073】

次いで、前記流路に流入した液体は、フィルタディスク２１の内周面２１ｄ側に向かって流路内を進行する。前記流路内においては、隣接するフィルタディスク２１の間で溝２１１によって網状の流路が構成されている。このため、外周面２１ｃにおいて捕捉しきれなかった異物が効率よく補足される。

【0074】

前記流路は、液流の方向を急峻に転換させない、滑らかに変化する曲率で曲がっている。このため、前記流路内における圧力損失の増加を抑制することができる。

【0075】

例えば、溝２１１がクロソイド曲線に沿っていれば、クロソイド曲線が前記流路の方向転換を緩やかにするのに好適であるので、圧力損失を有効に抑制することができる。あるいは、溝２１１がインボリュート曲線に沿っていれば、前記流路の急峻な方向転換を抑えて圧力損失を緩和することができる。さらに、前記流路における内周側での流速が減少するので、溝２１１内における異物の捕捉能力を高めることができる。もしくは、溝２１１がサイクロイド曲線に沿っていれば、クロソイド曲線と同様に、圧力損失を有効に抑制することができる。さらに、溝２１１がサイクロイド曲線に沿っていれば、前記流路内における流速が高く維持されるので、バイオフィルムの増殖を抑制することができる。

【0076】

次いで、前記流路中の液体は、フィルタディスク２１の内周面２１ｄの開口部２１１ｂを介して前記流路から流出する。

【0077】

そして、前記流路から流出した濾過後の液体は、フィルタディスク２１とセンタシャフト２２の本体部２２ｂとの間に形成された流路、および、押さえフランジ２３とセンタシャフト２２の上端側の部位２２ａとの間に形成された流路、を順次経た後に、出口３１４からディスクフィルタ１の外部に流出する。

【0078】

なお、本発明に係るディスクフィルタおよびフィルタディスクは、前述した実施の形態に限定されず、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更されてもよい。

【0079】

例えば、溝２１１を、フィルタディスク２１の表面２１ａおよび裏面２１ｂのいずれか一方にのみ形成してもよい。

【0080】

または、フィルタケース３における入口３１３の位置および向きを調整して、入口３１３から流入した液体がフィルタケース３内においてサイクロン流を発生させるように構成してもよい。当該構成によれば、液体を溝２１１によって形成される前記流路（始端側）に、前記流路の軸方向に対してほぼ平行の向きで流入させることが可能となる。よって、濾過を迅速に行うことができる。

【0081】

さらに、本発明は、カートリッジ方式のディスクフィルタに限らない。たとえば、本発明は、ケースに備え付けのセンタシャフトにフィルタディスク２１を嵌合するディスクフィルタにも有効に適用することができる。

【0082】

本出願は、２０１２年６月４日出願の特願２０１２−１２７０２４号に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明によれば、圧力損失の抑制と濾過能力の向上との両方を実現可能なディスクフィルタが提供される。当該ディスクフィルタは、灌漑用液体の濾過のような、低圧の液体の濾過にも好適に用いられる。よって、本発明は、灌漑などの、低圧の液体の移送を要する事業の普及および発展に寄与することが期待される。

【符号の説明】

【0084】

１ ディスクフィルタ
３ フィルタケース
２１ フィルタディスク
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面
２１１ 溝
３１３ 入口
３１４ 出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】