JPH0796108A - 円筒形セラミック瀘材の端末シール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック製の円筒形瀘材の寸法精度を上げ
ることなく、また、関連部品の機械的精度を上げること
なく常に正常なシール性を確保する。 【構成】 外径が５〜２０ｍｍ、平均細孔径が３μｍ以
下の直管の円筒形セラミック瀘材の端末を締付け可能
に、瀘材を嵌合しかつ傾斜状の受圧部を有する瀘材取付
部材と、該瀘材シール本体に螺進退可能に設けられたね
じリングとこのねじリングに嵌着されて前記受圧部と対
設する傾斜状の押圧面を有する押圧リングと、前記受圧
部と前記押圧面との間に介装されるＯリングとより構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、濾過装置等に取付け
られるセラミック瀘材の端末シール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のセラミック製の円筒形状
の瀘材７を使用する濾過装置１としては例えば図６に示
すものがある。なお、図６は装置１の一部を示すもの
で、例えば円筒形状の濾過室２と左右の供給室３，４と
を区画する隔壁５，６が設けられて、この隔壁５，６間
には複数本のセラミック製の円筒状瀘材７が横架されて
いる。この左右の隔壁５，６はほぼ同じ構成に形成され
るもので、２枚の板部材８，９の合せ板状に形成される
もので、この両板部材８，９にはセラミック製の円筒形
瀘材７を取付ける部位に整合する嵌通孔８ａ，９ａが貫
設されるとともに、同嵌通孔の８ａ，９ａの合わせ面側
には凹部８ｂ，９ｂが凹設され、この凹部８ｂ，９ｂ間
にゴム製Ｏリング１０を嵌め込み、このＯリング１０の
弾性を利用して瀘材７の両端を嵌合して隔壁５，６と瀘
材７との間をシールして、左右の供給室３，４よりセラ
ミック製の各円筒状瀘材７の内径へ濾過液が供給されて
外周側へ濾過されて濾過室２の出口（図示せず）より濾
過液が排出されるように設けられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
にこのセラミック製瀘材７は他の材質の瀘材に較べ特に
耐熱性、耐薬品性に特徴を持つが、引張り応力や曲げ応
力、振動等に弱い。また、焼成時の収縮が大きいセラミ
ック素材の特徴として、セラミック瀘材を寸法精度よく
製作することは多くの困難を伴う。そのため、この瀘材
を濾過装置１に構成する際には特別な配慮を必要とす
る。セラミック瀘材７の強度的弱点は瀘材７の形状を円
筒形にすることにより実用に耐える程度まで補うことが
できるが、そこにおいてもなお困難な問題は瀘材７のシ
ールの方式と瀘材７を組込んだ濾過装置１全体の構造の
問題である。従来の円筒形セラミック瀘材７のシールは
上記したような構成がとられる。シール材は多くの場合
Ｏリング１０が用いられる。Ｏリングは製作コスト、寸
法精度、シール性などに他のシール方式より優れた多く
の特徴を持つが、シールに関連する部分の寸法精度（Ｊ
ＩＳ Ｂ ２４０６−１９７７）が要求される。円筒形
セラミック瀘材７は成型後焼成するという製造的原因に
より、プラスチックや金属製品のように低コストで寸法
精度良く製造することは困難である。

【０００４】また、上記従来のシール構成は濾過装置１
の製作が容易であり、多くの瀘材７を一体として固定す
るには便利である。しかし、全瀘材７のシール面が全く
漏れることなく完全にシールされるためには、シールに
関連する部分（瀘材の外形、真円度、面積度、管長、管
の直線性、瀘材取付け用フランジの寸法および面積度、
瀘材取付ける隔壁５，６と濾過本体との取付け精度等）
が全体として充分な精度を持つ必要があり、この製作は
非常に高度の技術を必要とする。また、Ｏリング１０の
変形によるシール性の低下に対する増し締め対策の問題
はとくに大切である。

【０００５】そこで、本発明はセラミック製の円筒形瀘
材の寸法精度を上げることなく、また、関連部品の機械
的精度を上げることなく常に正常なシール性を保つこと
ができるようなセラミック製の円筒形瀘材の端末シール
構造を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記技術課題
を解決するため、外径が５〜２０ｍｍ、平均細孔径が３
μｍ以下の直管の円筒形セラミック瀘材の端末を締付け
可能に、瀘材を嵌合しかつ傾斜状の受圧部を有する瀘材
シール本体と、該瀘材シール本体に螺進退可能に設けら
れたねじリングとこのねじリングに嵌着されて前記受圧
部と対設する傾斜状の押圧面を有する押圧リングと、前
記受圧部と前記押圧面との間に介装されるＯリングとよ
り構成した円筒型セラミック瀘材端末シール構造に存す
る。

【０００７】

【作用】上記構成としたことにより、ねじリングを螺進
するとＯリングを弾性変形してシール圧が高められると
ともに、受圧部および押圧面を所定の傾斜角に形成した
ので、押圧面の前進で相互の間隔が狭められて瀘材に対
するシール圧が高められて、シール保持することができ
る。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の第１実施例を図１および図２
にしたがって説明すると、この図１に示すものは、セラ
ミック製の円筒形瀘材７の一端を封止シールする構成を
示すもので、このセラミック製の円筒形状瀘材７は例え
ば外径が５〜２０ｍｍ，平均細孔径３μｍ以下の直管に
形成され、同瀘材７の端部の封止シール構造は封止用キ
ャップ体１１とねじリング１５と押圧リング２０とＯリ
ング２５とより構成されている。

【０００９】この封止用キャップ体１１（瀘材シール本
体ともいう）は袋ナツト状に形成されるもので、その底
部側には円筒状瀘材７の端部を嵌合封止する嵌合凹部１
２が形成され、この嵌合凹部１２より開拡状に所定の角
度α１は，例えば４５〜９０度、好ましくは４５〜６５
度で傾斜状の受圧面１３ａを有する受圧部１３が形成さ
れ、この傾斜状の受圧部１３の端部より所定の径で内径
にねじを螺設したねじ部１４が一体に形成されている。

【００１０】また、ねじリング１５は円筒形瀘材７と嵌
合する内径部１６を有し外径部１８には封止用キャップ
体１１のねじ部１４と螺合するねじ部１７が形成され、
このねじリング１５の螺入端部側にはリング１５の外径
部１８より段差して押圧凸部１９が形成されている。

【００１１】また、押圧リング２０はねじリング１５の
押圧凸部１９に嵌合されるもので、押圧凸部１９に外嵌
するリング基部２１と、このリング基部２１の端部には
押圧凸部１９の押圧面１９ａに当接する当接面２３とね
じリング１５の螺進方向に対し後退角状に中心に向かっ
て所定の角度で押圧面２４とからなる断面略三角形状の
押圧部２２が一体に形成されている。また、この押圧面
２４はキヤップ体１１の受圧部１３と対設されるもの
で、瀘材７の中心に対する角度α２は、例えば４５〜９
０度、好ましくは６０〜８０度に形成されている。ま
た、Ｏリング２５は所定の断面直径（太さ）を有し、円
筒形瀘材７に若干弾性的に外嵌する内径を有している。

【００１２】上記のように構成された各部材において、
先ず、円筒形瀘材７の端部よりねじリング１５の押圧凸
部１９に押圧リング２０のリング基部２１を嵌めた状態
にして挿通する。そして同瀘材７の端部にＯリング２５
を外嵌し、さらに、同端部に封止用キャップ体１１を被
せて嵌合凹部１２に瀘材７の端部を嵌込みＯリング２５
がキャップ体１１の傾斜状の受圧部１３の内側の受圧面
１３ａに近接あるいは当接した状態とする。

【００１３】この状態でねじリング１５のねじ部１７を
キャップ体１１のねじ部１４に螺合して螺進して行くと
図２に示すようにＯリング２５に対し受圧面１３ａはＡ
位置、瀘材７はＢ位置、押圧面２４はＣ位置に当接さ
れ、さらに、ねじリング１５を螺進するとＯリング２５
は弾性変形されてＡ位置、Ｂ位置でのシール圧が高めら
れるとともに、受圧面１３ａおよび押圧面２４を所定の
傾斜角に形成したので、押圧面２４の前進で相互の間隔
が狭められてＢ位置でのシール圧が高められて、キャッ
プ体１１の瀘材７の端部の封止を保持することができ
る。

【００１４】したがって、この瀘材７の端部を上記のよ
うにキャップ体１１により封止した状態で、例えば濾過
室内に複数本垂設して同濾過室２内に濾過液を送り込む
と瀘材７の外周より内径側へ濾過されて液は瀘材７内よ
り排出室へ送り出される。この場合濾過液が瀘材７とね
じリング１５の隙間より侵入しようとするが、Ｏリング
２５はＡ位置およびＢ位置で弾性的にシールされている
のでケーク等の侵入が阻止される。

【００１５】このように、ねじリング１５を螺進すると
Ｏリング２５は弾性変形されてＡ位置、Ｂ位置でのシー
ル圧が高められるとともに、受圧面１３ａおよび押圧面
２４を所定の傾斜角に形成したので、押圧面２４の前進
で相互の間隔が狭められてＢ位置でのシール圧が高めら
れて、キャップ体１１の瀘材７の端部の封止を保持する
ことができ、また、Ｂ位置での瀘材７に対する締付け力
はねじリング１５の螺進退調整により行うことができる
とともに、同ねじリング１５に嵌着した押圧リング２０
は一体に瀘材７の軸心に沿って直線状に進退されるのと
相俟って瀘材７を破損等することなく信頼性の高いシー
ル性を確保することができる。

【００１６】次に、図３は本発明の第２実施例を図３を
示すもので、この第２実施例は例えば濾過室２９と排出
室３０とを区画する隔壁３１に複数本の瀘材７を取付け
る構成を示すもので、この隔壁３１（瀘材シール本体と
もいう）の取付位置には瀘材７の端部を挿通可能な挿通
孔３２が貫設されるとともに、同挿通孔３２はその一部
より図示のように濾過室２９側に開拡状に所定の角度，
例えば４５〜９０度、好ましくは４５〜６５度で傾斜状
の受圧部３３が形成され、この傾斜状の受圧部３３の端
部より所定の径でねじを螺設したねじ孔部３４が一体に
形成されている。このように形成された各取付孔の挿通
孔３２には第１実施例と同様のＯリング２５，押圧リン
グ２０，ねじリング１５が取付けられ瀘材７はシール固
定されている。したがって、この第２実施例においても
第１実施例と同等の作用効果を奏するものである。

【００１７】図４は本発明の第３実施例を示すもので、
この第３実施例は瀘材７を付き合わせ状に接続するもの
で、この接続部材４０（瀘材シール本体ともいう）の中
心には瀘材７を挿通する挿通孔４１が貫設されるととも
に、この挿通孔４１の中央部より図示上下対称に上記第
２実施例の隔壁３１に設けた取付孔と同様に挿通孔４１
はその対称位置より開拡状に所定の角度，例えば４５〜
９０度、好ましくは４５〜６５度で傾斜状の受圧部４２
が形成され、この傾斜状の受圧部４２の端部より所定の
径でねじを螺設したねじ孔部４３が一体に形成されてい
る。このように形成された各取付孔の挿通孔４１には第
１実施例と同様のＯリング２５，押圧リング２０，ねじ
リング１５が取付けられて瀘材７はシール固定されてい
る。したがって、この第３実施例においても第１実施例
と同等の作用効果を奏するものである。

【００１８】また、図５は本発明の第４実施例を示すも
ので、この第４実施例は例えば第２実施例において隔壁
３１に取付けられた瀘材７の濾過室２側の２本の瀘材７
の端部を略Ｕ字形状の接続部材５０（瀘材シール本体と
もいう）により接続する構成としたもので、同接続部材
５０の中心には瀘材７を挿通可能な孔５１が嵌通形成さ
れ、この孔５１の左右の開口部側には対称に上記第３実
施例の取付孔と同様に孔５１はその対称位置より開拡状
に所定の角度，例えば４５〜９０度、好ましくは４５〜
６５度で傾斜状の受圧部５２が形成され、この傾斜状の
受圧部５２の端部より所定の径でねじを螺設したねじ孔
部５３が一体に形成されている。このように形成された
各取付孔の孔５１には第１実施例と同様のＯリング２
５，押圧リング２０，ねじリング１５が取付けられて瀘
材７はシール固定されている。したがって、この第４実
施例においても第１実施例と同等の作用効果を奏するも
のである。

【００１９】上記のように構成されたシール構造におい
て、濾過装置により濾過を行い、粒子の漏洩および瀘材
の破損について試験をした。瀘材（アルミナ製、長さ１
０００mm、平均細孔径１．２μｍ、最大細孔径２．４μ
ｍ、外径および内径はそれぞれ１０．５，９．３mmと
８．８，７．８mmのもの２種類）、Ｏリング（材質：ふ
っそゴム、太さ４．０mm、内径９．０mm）、ねじリング
および押圧リングの内径は瀘材外径の＋０．１mm、図２
で示す角度α１は７０゜、α２は６０゜である。瀘材の
組立て温度２０℃、濾過温度１１０℃、濾過圧力０．１
ＭＰａ、ＪＩＳＺ８９０１規定の１１種粒子０．３％懸
濁グリセリンスラリー。上記条件で１時間濾過した後装
置全体を常温に戻し、シール部分は外すことなく瀘材表
面のケークのみを水洗で取除き、再度組立て濾過を行う
ことを２０回繰返した。この２０回の濾液にはＪＩＳＺ
８９０１規定の１１種粒子は全く含まれていなかった。
また、瀘材の損傷は認められなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したものであ
るから、ねじリングを螺進すると受圧部と押圧リングと
の間でＯリングは弾性変形されて受圧部と瀘材との当接
部位でのシール圧が高められるとともに、受圧部の受圧
面および押圧リングの押圧面を所定の傾斜角に形成した
ので、押圧リングの前進で相互の間隔が狭められてＯリ
ングと瀘材とのシール圧が高められて、瀘材シール本体
と瀘材とのシール性を確保することができ、また、瀘材
に対するＯリングによる締付け力はねじリングの螺進退
調整により行うことができるとともに、同ねじリングに
嵌着した押圧リングは一体に瀘材の軸心に沿って直線状
に進退されるのと相俟って瀘材を破損等することなく信
頼性の高いシール性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、封止用キャ
ップ体による瀘材端部をシールするシール部分の断面図
である

【図２】シール部分の作用説明図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すもので、隔壁に複数
本の瀘材端部をシールするシール部分の断面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示すもので、接続部材に
より２本の瀘材端部を突き合わせ状にシールするシール
部分の断面図である。

【図５】本発明の第４実施例を示すもので、略Ｕ字形状
の接続部材により２本の瀘材端部を接続シールするシー
ル部分の断面図である。

【図６】従来の瀘材の取付を示す一部断面図である。

【符号の説明】

７ セラミック製円筒形瀘材 １１ 封止用キャップ体（瀘材シール本体） １３，３３，４２，５２ 受圧部 １５ ねじリング ２０ 押圧リング ２４ 押圧面 ２５ Ｏリング ３１ 隔壁（瀘材シール本体） ４０，５０ 接続部材（瀘材シール本体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 正人 愛知県西春日井郡西枇杷島町南二ツ杁２番 地 (72)発明者 石川 敬一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字猪洞１番 地の１ (72)発明者 幸村 喜三郎 愛知県海部郡弥富町大字鯏浦字西前新田86 −12

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外径が５〜２０ｍｍ、平均細孔径が３μ
   ｍ以下の直管の円筒形セラミック瀘材の端末を締付け可
   能に、瀘材を嵌合しかつ傾斜状の受圧部を有する瀘材取
   付部材と、該瀘材シール本体に螺進退可能に設けられた
   ねじリングとこのねじリングに嵌着されて前記受圧部と
   対設する傾斜状の押圧面を有する押圧リングと、前記受
   圧部と前記押圧面との間に介装されるＯリングとより構
   成した円筒型セラミック瀘材端末シール構造。