[0001] 本发明涉及一种过滤装置，特别是涉及一种可形成可控速螺旋流场的过滤装置。

[0002] 在工业上常用滤材来过滤液体以得到所要的滤液，其中滤材具有不同的孔隙度可过滤较大尺寸颗粒。

[0003] 传统的过滤方式是让液体通过滤材，利用滤材内外层滤芯不同的孔隙度来把大尺寸颗粒抓住，让所要的小尺寸颗粒或干净的滤液通过，来达到过滤的效果。由于进料流动的方向与滤液流动的方向大致上皆为滤材的径向，因此部分大尺寸颗粒虽然会在滤材外层被抓住，但另一部分也会由于进料压力而往滤材内层流动，很容易因为滤材内层小孔隙被堵塞所产生的压差而被推往滤材的内部流动，而与干净的滤液或含所要小尺寸颗粒的滤液一起流出，造成滤材生命周期降低或过滤效率不佳。

[0004] 因此，有需要提供一种过滤装置，能提升过滤效率并延长滤材的生命周期。

[0050] 以下仔细讨论本发明的实施例。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论、揭示的实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。另外，关于本文中所使用之「第一」、「第二」等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

[0051] 请参照图1与图2，图1示出了本发明实施例的过滤装置1的过滤单元11及液体流动方向的俯视示意图，图2示出了图1所示的过滤装置1的过滤单元11的剖面示意图，其中也显示液体流动方向及输送单元12。在本实施例中，过滤装置1包含过滤单元11及输送单元12。

[0052] 请参照图1及图2所示，过滤单元11配置以过滤待滤液体，且待滤液体以过滤单元11的第一切线方向D1进入过滤单元11。在本实施例中，过滤单元11以两层滤芯为例，过滤单元11包含外层滤芯111以及位于外层滤芯111之内的内层滤芯112，两者呈同心圆设置且相互连结。此外，一般而言，外层滤芯111的孔隙度大于内层滤芯112的孔隙度，借此外层滤芯
111可过滤较大尺寸颗粒，而内层滤芯112可过滤较小尺寸颗粒。过滤单元11所产生的滤液(已过滤液体)可具有较小颗粒或几乎无颗粒，这可取决于所需应用。过滤单元11更具有中空部113位于内层滤芯112之内，滤液可从中空部113的顶端或底端流出，在此是以滤液从中空部113的底端流出为例作说明。

[0053] 在此不限制待滤液体如何进入过滤单元11，其可例如借由外壳的导引、软管的导引、或加压马达的加压输送等等。在本实施例中，待滤液体是以第一切线方向D1进入过滤单元11。以下说明第一切线方向D1的定义。待滤液体经由过滤单元11的第一位置P1进入过滤单元11，而第一切线方向D1与过滤单元11的第一位置P1相关。换言之，在选定第一位置P1后，即决定第一切线方向D1为第一位置P1的切线方向。在此，根据业界实务，第一位置P1并非单指一个点，而是指一个范围，范围例如定义为其宽度或长度小于等于过滤单元11的半径的1/2。

[0054] 另外，由于上述第一位置P1的定义、或者是制造误差、或其他原因，本实施例的第一切线方向D1并非专指正切方向，而是实质上在垂直的三轴方向上(X轴、Y轴、与Z轴)可具有一些裕度。这里的正切方向例如是第一位置P1的中心点到过滤单元的中心的连线的垂直方向。例如，在本发明一实施例中，第一切线方向D1实质上包含在对应第一切线方向的正切方向上以角度范围内偏转的方向，此角度范围可为±20度(如图3A所示)；在本发明另一实施例中，此角度范围可为±15度(如图3B所示)；在本发明另一实施例中，此角度范围可为±5度(如图3C所示)。第一切线方向D1在上述范围内，皆可某种程度上达到本发明的优点。

[0055] 另外，如图2所示，待滤液体是从过滤单元11的顶部以第一切线方向D1进入，但本发明并未限制于此，待滤液体可由不同高度进入过滤单元11。甚者，在一些应用上，例如是大尺寸过滤单元或三层以上滤芯的应用上，待滤液体可还以第三切线方向进入过滤单元11，即有多个进料口，且进料口可位于不同高度。第三切线方向可同上述第一切线方向D1的定义，在此不再赘述。

[0056] 请参照图1及图2所示，过滤装置1的输送单元12自过滤单元11的外围抽取待送液体以输出输送液体，且输送液体以过滤单元11的第二切线方向D2进入过滤单元11。输送单元12例如包含泵与加压马达等等，可自过滤单元11的外围抽取待送液体并输出输送液体，而外围例如包含由过滤单元11与容置过滤单元11的外壳13(请先参照图7所示)之间的空间。在本实施例中，第二切线方向D2可同上述第一切线方向D1的定义，待滤液体经由过滤单元11的第二位置P2进入过滤单元11，而第二切线方向D2与过滤单元11的第二位置P2相关，其他的部分可参照前面说明，故在此不再赘述。

[0057] 另外，如图2所示，输送液体是从过滤单元11的顶部以第二切线方向D2进入，但本发明并未限制于此，输送液体可由不同高度进入过滤单元11。甚者，在一些应用上，例如是大尺寸过滤单元或三层以上滤芯的应用上，输送液体可还以第四切线方向进入过滤单元11，即有多个回送口。第四切线方向可同上述第一切线方向D1的定义，在此不再赘述。

[0058] 此外，如图1所示，在本实施例中，过滤单元11的第一位置P1与第二位置P2呈对角配置。当然，本发明未限制于此，第一位置P1与第二位置P2可有另外配置，例如是第一位置P1与第二位置P2的相位角相差45度。

[0059] 本实施例的输送单元12可视需要或应用而控制输送液体的流速，例如是依据待送液体的流速、压力或颗粒参数而控制输送液体的流速。以下以一些实施例进行举例说明。

[0060] 如图4A所示，输送单元12包含流速侦测器121、控制组件122a及泵123，且控制组件122a电性连接流速侦测器121及泵123。流速侦测器121配置以侦测待送液体的流速，控制组件122a依据所侦测的流速来控制泵123输出输送液体的流速。

[0061] 如图4B所示，输送单元12包含压力侦测器124、控制组件122b及泵123，且控制组件122b电性连接压力侦测器124及泵123。压力侦测器124配置以侦测待送液体的压力，控制组件122b依据所侦测的压力来控制泵123输出输送液体的流速。

[0062] 如图4C所示，输送单元12包含颗粒参数侦测器125、控制组件122c及泵123，且控制组件122c电性连接颗粒参数侦测器125及泵123。颗粒参数侦测器125配置以侦测待送液体的颗粒参数，例如是大于1微米的颗粒的数量、比例、或其他与颗粒有关的参数。控制组件122c依据所侦测的颗粒参数来控制泵浦123输出输送液体的流速。

[0063] 另外，在一些应用上，输送单元12可配置以使输送液体的流速与待滤液体进入过滤单元的流速相互配合。例如，在一模式中，当待滤液体进入过滤单元的流速过慢时，输送单元12可提高输送液体的流速；在另一模式中，当待滤液体进入过滤单元的流速增加时，输送单元12可对应提高输送液体的流速。此外，在一些应用上，输送单元12可提供一种清洗模式。例如，在侦测到待滤液体或待送液体的流速过慢时，代表过滤单元11有堵塞情形，输送单元12可提高输送液体的流速并持续一段时间，以形成高速螺旋流场来清洗过滤单元11而消除逆压情况。除了上述情况之外，高速螺旋流场可应用于其他需要的情况中。另外，在一模式中，当待送液体的流速下降时，可同时提升待滤液体进入过滤单元11的流速与输送液体的流速。

[0064] 图5示出了本发明实施例的过滤装置1的透视示意图，图6示出了本发明实施例的过滤装置1的俯视示意图，图7示出了本发明实施例的过滤装置1的剖面示意图。如图7所示，过滤装置1包含过滤单元11、输送单元12及外壳13。过滤单元11及输送单元12已详述如上，在此不再赘述。

[0065] 如图6所示，外壳13具有壳体部131、一个或多个输入部132、一个或多个回送部133及输出部134。如图7所示，壳体部131为中空，过滤单元11容置于壳体部131内。

[0066] 请同时参照图6与图7，输入部132设置于壳体部131上，并可与壳体部131一体成型制成。待滤液体经由输入部132而以第一切线方向D1进入过滤单元11。输入部132至少在靠近过滤单元11或壳体部131的部分是沿第一切线方向D1延伸，以使待滤液体以第一切线方向D1进入过滤单元11。

[0067] 请继续参照图6与图7，回送部133设置于壳体部131上，并可与壳体部131一体成型制成。输送液体经由回送部133而以第二切线方向D2进入过滤单元11。回送部133至少在靠近过滤单元11或壳体部131的部分是沿第二切线方向D2延伸，以使待滤液体以第二切线方向D2进入过滤单元11。图5与图7虽示出了3个回送部133，但实务上不必要同时使用3个，而是视需求应用。此外，图5与图7虽示出了3个回送部133呈一行配置，但其可有另外的位置配置，例如交错配置。

[0068] 如图5及图7所示，输出部134设置于壳体部131的顶侧上。在此，输出部134以壳体部131的开口为例。

[0069] 在本实施例中，如图7所示，输送单元12与壳体13的一部分连结，在此是以输送单元12位于过滤单元11下方并与壳体部131连结为例。如此使得输送单元12可直接从过滤单元11的外部，也就是从壳体13与过滤单元11之间的空间抽取待送液体，并且从输送单元12的出口126排出输送液体。固定件F与出口126处连通，并用以固定连接于回送部133的输送管(图未显示)，以使输送液体经由输送管及回送部133进入过滤单元11。

[0070] 上述实施例仅为举例说明，而非用以限制本发明。在其他实施例中，外壳13可具有多种变化形态，例如外壳13并无凸出的输入部132及回送部133，而这些结构仅是由壳体部131的开口加上输送管构成。或者，在另一实施例中，输送单元12设置于外壳13外，并借由输送管连接外壳13与输送单元12，这也可缩小外壳13的尺寸。

[0071] 综合上述，本发明提出一种过滤装置，其使待滤液体以过滤单元的第一切线方向进入过滤单元，并使输送单元所输出的输送液体以过滤单元的第二切线方向进入过滤单元，因而形成螺旋流场，其中此螺旋流场可由输送单元控制而达到高速螺旋流场。因此，本发明可大幅降低大尺寸颗粒堵塞内层滤芯的机率，进而提升过滤效果并延长过滤单元的生命周期。

[0072] 此外，输送液体的流速不受过滤单元的孔隙度的影响，而是由输送单元来控制，因而能提供高速有效的螺旋流场，进而能扩大应用范围并提升产品竞争力，例如本发明的过滤装置可应用于大尺寸的过滤单元、多层滤芯的过滤单元、或是可由高速螺旋流场来进行特定的运转模式等等。

[0073] 以上概述了多个实施例的特征，因此本技术领域的技术人员可以更了解本发明的技术内容。本技术领域的技术人员应了解到，其可轻易地把本发明当作基础来设计或修改其他的工艺与结构，借此实现和在此所介绍的这些实施例相同的目标及/或达到相同的优点。本技术领域的技术人员也应明白，这些等效的建构并未脱离本发明的精神与范围，并且他们可以在不脱离本发明的精神与范围的前提下做各种的改变、替换与变动。