【発明の詳細な説明】
流体の瀘過における又はそれに係る改良
この発明は、流体からの浮遊粒状物の瀘過における又はそれに係る改良に関す
る。
ＥＰＯ特許出願公開明細書第２４４９３８号には、流体が出口に至る前に一次
瀘過段を通り、次に二次瀘過段を通る多段式流体瀘過装置が記載されている。一
次瀘過段のために一対の並列瀘過室を、二次瀘過段のために一対の並列瀘過室を
、またもう一つの別の瀘過室を有し、他の瀘過室の一方が清掃されている時に待
機室を運転に移すようにした瀘過装置が記載されている。瀘過室は皆同一となっ
ている。したがって、もし一室のフィルタスクリーンの面積をＡとすると、本装
置の総計フィルタスクリーン面積は５Ａとなり、他方一次瀘過段のフィルタスク
リーン面積は２Ａで、二次瀘過段のフィルタスクリーン面積も２Ａである。フィ
ルタスクリーン割合（我々は、正規の運転で、総計フィルタスクリーン面積を一
次瀘過段で使用されているフィルタスクリーン面積によって除算して定義してい
る）は２．５である。
ＥＰＯ特許出願公開明細書第６０２１００号には、一対の同じ瀘過室が設けら
た多段式瀘過装置が記載されている。正規の使用状態では、流体が一方の瀘過室
を通ってそこで一次瀘過が行われ、次いで他方の瀘過室を通ってそこで二次瀘過
が行われ、次に出口に至るように弁が配置されている。かくして、フィルタスク
リーン割合は２．０となっている。清掃のために、瀘過室の一方が役を退いて取
り出され、流体の全ては他方の瀘過室を通ることになる。
そのような従来技術の装置では、正規の運転とは、流体が一次と二次の瀘過を
受けるものを言う。
本発明の第１局面によると、少なくとも３つの瀘過室を有した瀘過装置を使用
して流体から粒状物を瀘過する方法であって、流体は、並列に配置された各瀘過
室（以下『作用室』）を貫流する流体流に分割され、また上記装置は、流体流が
次には通らない瀘過室（以下『待機室』）を有しており、そこで各室では、瀘過
媒体は、フィルタスクリーンと、その上に蓄積された上記粒状物のケーキとから
構成されており、また上記作用室の一つを清掃するために、それは運転から外さ
れ、且つほぼ同時に待機室は運転に移されるようになっている流体から粒状物を
瀘過する方法が提供されている。
瀘過室又は流体流のいずれかに当て填めてここで使用されている要語の『並列
』とは、その数学的感覚で使用されているのでは無く、流体が流体流に分割され
ると言った感覚で使用されているものである。瀘過室は、たとえこれがしばしば
最も都合の良い装備構成となっても、これら流体流が幾何学的に並列になるよう
に並んで配置される必要はない。
本発明の好適な方法は、次の手順を取る：
−正規の瀘過運転では、流入導管に沿って流れる流体は分割され、平行流体流
として作用室を貫流し、それから流出導管内に流入する。流体流は、それによっ
て一次瀘過を受ける。二次瀘過は無い。
−清掃のために作用室が運転から外されると、フィルタスクリーン上に既に効
率的と判明しているケーキを有した待機室が運転に移される。流体は分割され、
平行な流体流として残りの作用室と待機室とを貫流し、その後で出口導管に流入
する。また、二次瀘過は無い。
−清掃された作用室を運転に戻すために、流体流はそれに一次瀘過段として通
されるが、しかしこの流体流は装置から流出が許される前に、それは二次瀘過段
を経なければならない。運転に戻されている作用室から流出する全流体流は、一
つ以上の他の室に通される。ある実施例では、運転に戻されている作用室から流
出する全流体流は、一つの他の室、好ましくは上記待機室に通される。他の好適
な実施例では、運転に戻されている作用室から流出する全流体流は、流入導管の
上流側領域に戻され、そこで、それは、瀘過されるために新たに入れられた流体
と混合される。後者の実施例は、好ましいことにはインペラー手段を採用してい
る。
好ましいことには、本方法は、平行な流体流を瀘過室の各上流側に供給する共
通の流入導管と、それら瀘過室の下流側から通じた共通の流出導管と、それら瀘
過室の下流側から通じ、また上流側へ通じた共通の再循環導管と、それら室の上
流側に再循環導管を通して流体を駆動するインペラー手段と、流体流を各室から
流出導管に又は再循環導管に導くことができるように、各室の下流側に設けられ
た弁手段とから構成された装置を採用している。
好ましくは、再循環導管を貫流する流体は、一つ以上の室に直接供給されるよ
りはむしろ流入導管に供給される。
好ましくは、瀘過室の下流側には、流出導管とまた再循環導管と選択的に連通
する各出口技管が設けられており、選択は上記弁手段の制御を受ける。
一般的な表現では、もしＮが少なくとも３としてＮ個の室があれば、いずれか
の時点で、１個の室は一般に待機室となり、Ｎ−１個の室は一般に作用室となる
。Ｎは、例えば３〜７とできる。好ましくは、Ｎは少なくとも４である。しかし
、多数の瀘過室を有した瀘過装置では、いずれかの時点で一つより多い待機室が
存在することになる。適したものとして、上記作用室は互いに同一なものとなっ
ている。上記一つ以上の待機室は、例えばそれらの横断面面積及び／若しくはフ
ィルタスクリーンとの関連で作用室とは異なることができる。
待機室は専用の待機室とすることができ、その場合、それは作用室とは異なる
か（しかし、必ずしも異なる必要はないが）、又はそれは特定時のみ指定された
待機室とされ、他の時点では作用室として指定され、もう一つ別の室は待機室と
して肩代わりする。そのような実施例では、全ての瀘過室は、適していることに
は同一となっている。
本発明の全ての局面に関連して、フィルタスクリーンは硬質であり、また瀘過
を受ける流体と粒状物に対して不活性な素材から造られている。フィルタスクリ
ーンは、ある環境ではプラスチック又はセラミック材から造られるが、好ましく
は金属製である。フィルタスクリーンは、織製メッシュ又は多孔板とすることが
できよう。フィルタスクリーンの好適な素材は、ステンレススチールである。
除去される粒状物を含んだ流体は、液体でもよく、しかし気体が好ましい。好
ましくは、窒素ガスが主要担体となっている廃棄気流である。例えば、粒状物が
空気中に浮遊している廃棄気流であったり、又はそれは燃焼ガス流とできる。各
々の場合、窒素ガスか主要担体となっている。
そこでの瀘過室とフィルタスクリーンは、使用に際して、適したことには静止
状態になっている。
本発明の全ての局面に関連して、清掃は、瀘過室を運転から外すことによって
、
またそれを通る流体流を中断することによって実施される。フィルタスクリーン
上のケーキの清掃は、ある場合には、機械式手段によって、例えば機械式振い機
によって、又は機械式擦りおろし装置によって実施される。ある実施例では、ケ
ーキは高圧水ジェットによって除去される（これは、清掃に先立つケーキの含水
量の増大に関連して上述され局面と当惑されることはない）。しかし、大部分の
実施例では、部分的なケーキの除去を達成するために、フィルタスクリーンの清
掃に好適な方法は、圧縮された流体を、好ましくは圧縮空気を使用することであ
る。これは、正規の使用では下流となっている側からフィルタスクリーンに供給
される。
かくして、本方法は、流体の逆流を行う（即ち、正規には下流側となっている
所から上流側に）ことを含むことができ、またその逆流に一つ以上の流体圧パル
スを重ねることができる。
逆流は、例えばバイパス導管の配管とそこでの流れを制御する弁手段とによっ
て容易に提供され、そこで本装置によって既に瀘過された流体は、流出導管から
受け取られて清掃される室の下流側に、適したものとして再循環導管を介して供
給される。
ここで、『清掃』とケーキの『除去』に対する表現は、剥き出しのスクリーン
までの完全な除去でなければならないと言うことを意味していない。実際には、
このことは望ましいことではない。大部分の場合、瀘過室が運転に戻される際に
瀘過が合理的なレベルで行われるようにするために、部分的なケーキの除去が好
ましい。そのような場合の目標は、制御された量のケーキだけを除去することで
ある。
本装置は、本方法において間欠的に、又は連続的に、又は時折ケーキの含水量
を増大させる手段を有することができる。ケーキの含水量を増大することは、幾
つかの利点を有する。先ず、それは、初期の段階でケーキの蓄積を助長できる。
２番目に、それはケーキの瀘過効率を高めることができ、３番目に、それはケー
キの除去を容易にすることができる。
本発明の更に別の局面は、本質的にここで定義され、説明されているように瀘
過装置に関係している。
本発明を、次の添付図面を参照にして例によって更に説明する。
図１から図３は、全て３つの瀘過室を有した瀘過装置の第１実施例に関係して
おり、それら図は本装置を通る異なった流れ構成を示しており；
図４から図６は、流体の逆流が清掃を助長するための手段を有した第２実施例
に関係しており；
図７から図１０は、第３実施例に関係している。
図１から図３に示されている装置は、列状に並置された４つの瀘過室Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄから構成されている。各室内部には、管状フィルタスクリーン部分から造
られたフィルタスクリーン（図示されていない）としてステンレススチールの織
製メッシュが存在している。各フィルタスクリーンは、その上に蓄積された粒状
物のケーキを有するようになっている。流入導管１００は、各室の上流側、即ち
フィルタスクリーンの上流側に各々通じている４つの入口枝管１０２を有してい
る。各室の下流側、即ちフィルタスクリーンの下流側には、対応した出口枝管１
０４が存在している。各出口枝管１０４の下流側には、分岐部が存在しており、
それによって流体は、ここで説明されている特定の装置の関連で一般に燃焼ガス
となっているが、流出導管１０６又は再循環導管１０８のいずれかに流れる。フ
ラップ弁１１０は各分岐部に設けられており、流体が各室から流出導管１０６に
流れるのか、又は再循環導管１０８に流れるのかを決める。再循環導管１０８は
、戻り導管１１２によって流入導管１００の上流端に連結されている。再循環導
管１０８と戻り導管１１２との間にはファン１１４が配置されている。
さて、本装置の運転を図１から図３を参照にして説明する。
図１において、室Ａ、Ｂ、Ｃは、本装置を貫流する流体を瀘過する運転状態で
示されている。各弁１１０は、流体が室Ａ、Ｂ、Ｃの出口枝管１０４を通って流
出導管１０６に流入するように設定されている。室Ｄの弁１１０は、もう一つ別
の位置に配置されており、またファンは運転していない。このことは、何ら室Ｄ
を通る流体流は存在していないことを意味している。したがって、Ｄは、待機室
として選定されているが、この実施例では室Λ、Ｂ、Ｃ、Ｄは同一であり、各室
は、異なった時点で待機室としての働きをする。室Ａ、Ｂ、Ｃは一次瀘過を行う
。二次瀘過は存在してない。
図２には、室Ａが清掃のために瀘過運転からは外されている。このことは、室
Ａのための弁１１０を図１に示されているものに対してもう一つ別の位置に動か
すことによって簡単に達成される。本装置の瀘過能力を維持するために、室Ｄは
瀘過運転に移されるが、このことは、室Ｄのための各弁１１０を図１のものに対
してそのもう一つ別の位置に移動することによって達成される。ファン１１４は
、未だ運転していない。流体流は、その際、室Ｄを貫流し、流出導管１０６に流
入する。室Ｄは、既に、運転に移る前の段階から実証済みの効率のケーキをその
上に有していた。室Ｂ、Ｃ、Ｄは、一次瀘過を行う。二次瀘過は存在していない
。
一旦室Ａが清掃されてしまうと、そのフィルタスクリーンは、室Ｂが清掃を必
要とする時のために準備が必要になる。その際、それを単に運転に戻し、室Ｂを
運転から外すことは受け入れられない。室Ａ内部のフィルタスクリーンは、蓄積
物の良好なケーキを有していないであろう。室Ａの瀘過効率は、不適切であろう
し、また瀘過装置の全体の瀘過効率も低減されることになろう。したがって、室
Ａを準備するために、本装置は、部分的な再循環モードで運転される。弁１１０
の位置を図２に示されている位置から変えずにファン１１４は運転される。室Ｂ
、Ｃ、Ｄは、瀘過運転状態となっている。しかし、流体流は瀘過室Ａを貫流し、
この流体はその際本装置から排出されるよりはむしろその際に再循環される。か
くして、瀘過される流体は、流入導管１００を貫流して、分割され、室Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの各々を貫流する。室Ｂ、Ｃ、Ｄを貫流する平行流体流は、各弁１１０に
よって流出導管１０６に向きが変えられる。室Ａを貫流する流体流は、再循環導
管１０８に向きが変えられ、次いでファン１１４と戻り導管１１２を介して流入
導管１００に戻される。それは、その際、流入導管１００の上流端でより多くの
瀘過される流体と混合する。かくして、室Ａで一次瀘過を受けた流体流は、そし
てただこの流体流のみが二次瀘過を受けなければならない。このように、効率的
なケーキが、一次瀘過段によって早く且つ効率的に室Ａのフィルタスクリーン上
に蓄積されるが、しかし、それによって瀘過された流体は、それが本装置を離れ
得る前に室Ｂ、Ｃ又はＤで更に別の瀘過段を経なければならない。
一旦室Ａに良好なケーキができると、ファンが切り換えられて止まる。ファン
は、時間周期によって、又はケーキ状態を判定する差動圧スイッチによって、又
は好ましくは（摩擦電気の、又は光学式の）放出物監視システムを使用して制御
されよう。
室Ａは、それから、室Ｂが清掃されるようになるまで放置される。もし望むな
らば、短い更に別の再循環段が室Ａを使用して実施され、そのケーキが依然良好
な状態になっているのを室Ｂを運転から外す直前に点検する。室Ｂを運転から外
して室Ａを運転に移すために、室Ａ、Ｂの出口側の弁１１０は、ファンを未だ止
めた状態で、図３に示された位置からそれらの各もう一つ別の位置に切り換えら
れる。室Ａは、そこで室Ｃ、Ｄと同様に、流入導管と流出導管との間で一次瀘過
を行う。清掃の後で、室Ｂは、その上に良好なケーキを形成して準備ができるま
で再循環モードで運転される。ファンは、次いで停止に切り換えられ、室Ｂは、
室Ｃが清掃を必要とするまで運転から外されたままとなり；次いで室Ｃが運転か
ら外され、室Ｂが運転に移されたり；等々する。
図４から図６に示されている実施例は、図１から図３に示されているものと同
様であるが、更に清掃を補助するために、本装置によって既に瀘過された流体を
いずれかの室の上流側に供給するように、ファン領域に若干の追加配管作業と２
つの追加フラップ弁とによって準備を行っている。再循環導管と流入導管との間
において（図１から図３に示すように）ファンが配置された単一の流路を設ける
代わりに、ファン１１４が配置された付加的なバイパス導管１１２が設けられて
いる。このバイパス導管は、下方端を再循環導管１０８と流入導管１００の間で
戻り導管１１２に接続しており、また上方端を戻り導管１１２と流出導管１０６
の間で戻り導管１１２と同軸状に配置された別の導管１２２に接続している。フ
ラップ弁１２４が、バイパス導管の上端部と下端部とに配置されている。
図４では、ファンは停止しており、またバイパス導管の上端の弁１２４は、流
出導管１０６から流入導管１００へ流体が流れることができない位置になってい
る。
図５には、清掃室Ａ用に構成された装置が示されており、この清掃は流体の逆
流によって助長されるようになっている。弁１２４は、流体が図１から図３に関
連して上述された方向とは反対の方向にファンによって流出導管からバイパス導
管１２０を介して再循環導管１０８に引き込まれるように設定されている。室Ａ
の頂端部の弁１１０は、流体流が正規とは反対の方向にその室を通って駆動され
るように設定されている。
図６では、弁１２４は両方共、図５に示されている位置からもう一つ別の位置
になっており、またファンは運転したままとなっている。さて、室Ａは、第１実
施例の図３を参照にして説明されたものと同じように、そのフィルタケーキを蓄
積するようにその再循環モードでただ運転されているだけであるが、流体はバイ
パス導管１２０を通り、次いで戻り導管１１２を通って流れている。
弁１１０、１２４の位置を適切に選定することによって、室Ｂ、Ｃ、Ｄは逆流
体流を同様に受けることができる。
図７から図１０に示されている第３実施例は、ファンを有しておらず、また図
１から図６を参照して説明してきた実施例とは違って、他の室とは異なったもの
とできる専用の待機室Ｄを有している。図１から図６の実施例とは異なるもう一
つ別の相違点は、各室の入口側に弁が、即ち作用室Ａ、Ｂ、Ｃの場合には蝶形弁
１４０が、また待機室Ｄの場合にはフラップ弁１４２が設けられている点である
。第３の相違点は、待機室Ｄからの出口枝管の近くにおいて再循環導管１０８の
端部から作用室Ｃに通じ、その下方位置に接続した戻り導管１４４が設けられて
いる点である。作用室Ｃに隣接した導管１４４の端部には、蝶形弁１４６が設け
られている。
図７には、本装置の正規の運転が示されている。蝶形弁１４０は全て開放して
いて、平行な流体流が作用室Ａ、Ｂ、Ｃを通って流入導管１００から流出導管１
０６に流れるようにしており、室Ａ、Ｂ、Ｃの下流側におけるフラップ弁１１０
は、このために構成されている。弁１４２の位置は、流体が待機室Ｄに入るのを
防いでいる。
図８では、待機室Ｄは運転に移されており、また作用室Ａは清掃のために運転
から外されており、これは、室Ａ、Ｄの下流側と上流側の全ての４つの弁を図７
に示された位置からそれらのもう一つ別の位置に切り換えることによって達成さ
れる。待機室Ｄにおけるフィルタは、既に運転の前の段階から良好なケーキをそ
の上に有している。待機室Ｄを貫流する流体流は、その下流側弁１１０の位置に
よって直接出口経路１０６に流入する。パルス清掃を行って、ダストがある遅れ
た期間中に沈着できるようにした後、作用室Ａは準備して運転に戻される必要が
あり、またこのことは図９に示されているように弁を設定することで達成され、
結果的に流体流は、一次瀘過段における室Ａを貫流することになり、弁は作用室
Ａで瀘過された流体流が次に待機室Ｄに供給されて、そこでそれが二次瀘過段を
経るように設定されている。かくして、室Ｄは、待機瀘過室であったり、また清
掃後に作用室Ａ、Ｂ、Ｃのいずれかが運転に戻るために準備される必要がある時
の二次瀘過段として使用するための瀘過室となると言う２つの機能を充足してい
る。一旦室Ａがその上に良好なケーキを有すると、弁は、室Ｄが運転から外され
るように再度切り換えられ、また瀘過は、室Ａ、Ｂ、Ｃだけの一次瀘過によって
行われる。即ち、運転は図７に示されているようにもう一度行われる。このよう
な運転は、室Ｂに対して、その後で室Ｃに対して後で繰り返される。
図７から図９を参照して上述した全ての運転中には、戻り導管１４４の下流側
端部における蝶形弁１４６は閉じられていた。しかし、時間が経つに従って待機
室Ｄは、清掃される必要が生じるものであり、また清掃後にそれは、作用室Ａ、
Ｂ、Ｃの一つが清掃されている間に流体流を再度瀘過しなければならない後での
運転のために準備される必要が生じる。このようなために準備を整えて良好なケ
ーキを有したそのフィルタスクリーンを用意するために、弁は図１０に示されて
いるように設定される。かくして、作用室Ａ、Ｂは以前と同様に瀘過を行い、作
用室Ｃは一次瀘過段のための流体流を受け入れず、待機室Ｄは受け入れるが、し
かしそれから流出して集まる流体流は、再循環導管１０８と戻り導管１４４を介
して作用室Ｃを貫流し、そこではそれは流出導管１０６へ流れる前に二次瀘過段
を経ることになる。
本発明の全ての実施例では、全体で４つの室が存在しているが、一次瀘過が３
つの室を介して（時々ケーキの蓄積中に二次瀘過と共に；さもなければ二次瀘過
を伴わずに）実施されている。かくして、上記で定義されたフィルタスクリーン
割合は、１．３３となっている。これは、各フィルタスクリーン割合が２．５と
２．０となっていた上記前者の提案よりも非常にスペース効率に優れている。尚
、これにも拘らず、たとえ二次瀘過が正規の瀘過運転の一部分として実施されて
いないとは言え、本発明の実施は非常に効果的な清掃を行うことが分かる。
ケーキ蓄積に関連してここで説明してきた我々の改善策は、即ち最初に比較的
低い流速を使用し、次にこれを（例えば弁をゆっくりと切り換えることで）高め
たり、及び／若しくはケーキの蓄積率を高めるために水を使用することで、ケー
キ蓄積の早い段階における低い瀘過効率と言う以前に判明していた問題を多少と
も解消できる。しかし、上記方法によって、我々は、フィルタスクリーンからの
ケーキの制御下での部分的な除去を達成できると確信している。それは、完全に
除去される必要はない。今までは、ケーキは、通常瀘過室の下流側から高圧の例
えば空気等の流体の単一パルスを加えることで、それらのほぼ全体で除去されて
いた。多くの状況において、低圧の幾つかの流体の、好ましくは空気のパルスは
オプションで逆流体流に加えられて部分的な除去を達成する上で役立ち、またこ
のことは、多くの設備で際立った制御を受けた状態で達成され得ることを我々は
知見した。例えば、もしケーキが最適なものよりも厚ければ、逆流体流に加えら
れる制御された圧力パルスの清掃支配期間を、そのケーキの約３／４を除去して
１／４を残留ベース層として残しておくように確定することができる。似たよう
な効果は、室からの流出に間欠的な抵抗を与えることで達成される。ここで説明
してきたように、清掃運転において水を使用することは、制御された部分的なケ
ーキの除去を補助することになる。このことは、瀘過室が少なくとも瀘過効率の
合理的なレベルで運転ラインに戻されるので、意味深長である。ケーキの蓄積は
次いで急速度で起こるが、このことは、ベース層が既に存在しているので、上述
のように水の供給によって、及び／若しくは瀘過室を通る流速を徐々に高めるこ
とによって助長される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in or related to the filtration of suspended particulate matter from a fluid. EPO Patent Publication No. 244938 describes a multi-stage fluid filtration device in which the fluid passes through a primary filtration stage before reaching an outlet and then through a secondary filtration stage. It has a pair of parallel filtration chambers for the primary filtration stage, a pair of parallel filtration chambers for the secondary filtration stage, and another filtration chamber with another filtration chamber. A filtration device is described that moves the waiting room into operation when one is being cleaned. The filtration chambers are all identical. Thus, if the area of a filter screen in one chamber is A, the total filter screen area of the apparatus is 5A, while the filter screen area of the primary filtration stage is 2A and the filter screen area of the secondary filtration stage is also 2A. It is. The filter screen fraction (we define the total filter screen area in normal operation divided by the filter screen area used in the primary filtration stage) is 2.5. EP-A-602100 describes a multi-stage filtration device provided with a pair of identical filtration chambers. In normal use, the fluid passes through one filtration chamber where it undergoes primary filtration, then passes through the other filtration chamber where it undergoes secondary filtration, and is then valved to reach the outlet. Is arranged. Thus, the filter screen ratio is 2.0. For cleaning, one of the filtration chambers is discharged and all of the fluid will pass through the other filtration chamber. In such prior art devices, normal operation means that the fluid undergoes primary and secondary filtration. According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of filtering particulates from a fluid using a filtration device having at least three filtration chambers, the fluid comprising a plurality of filtration chambers arranged in parallel. (Hereinafter referred to as the "working chamber"), and the device has a filtration chamber (hereinafter the "standby chamber") through which the fluid stream does not pass next, where each chamber has: The filtration medium consists of a filter screen and the cake of granules accumulated thereon, and it is taken out of operation and waits at about the same time to clean one of the working chambers. A method is provided for filtering particulates from a fluid whose chamber is to be put into operation. The term "parallel" as used herein with reference to either a filtration chamber or a fluid stream is not used in that mathematical sense, but rather when the fluid is divided into a fluid stream. It is used in the sense of saying. The filtration chambers need not be arranged side-by-side so that these fluid streams are geometrically parallel, even if this is often the most convenient equipment configuration. The preferred method of the invention takes the following steps: In normal filtration operation, the fluid flowing along the inlet conduit is split off, flows through the working chamber as a parallel fluid flow and then flows into the outlet conduit. . The fluid stream thereby undergoes primary filtration. There is no secondary filtration. When the working room is taken out of operation for cleaning, the waiting room with cakes which have already proved to be efficient on the filter screen is put into operation. The fluid is split and flows through the remaining working chamber and the standby chamber as a parallel fluid stream, and then flows into the outlet conduit. Also, there is no secondary filtration. To return the cleaned working chamber to operation, the fluid stream is passed through it as a primary filtration stage, but this fluid stream must pass through a secondary filtration stage before it is allowed to flow out of the device. Must. The total fluid flow exiting the working chamber being returned to operation is passed to one or more other chambers. In one embodiment, the total fluid flow exiting the working chamber that is being returned to operation is passed to one other chamber, preferably the waiting chamber. In another preferred embodiment, the total fluid flow exiting the working chamber that is being returned to operation is returned to the upstream region of the inlet conduit, where it is refilled to be filtered. Mixed with. The latter embodiment preferably employs impeller means. Preferably, the method comprises a common inflow conduit for supplying a parallel fluid flow to each upstream of the filtration chamber, a common outflow conduit from downstream of the filtration chamber, and the filtration chamber. Common recirculation conduits leading from and upstream of the chambers, impeller means for driving fluid through the recirculation conduits upstream of the chambers, and fluid flow from each chamber to the outlet conduits or recirculation conduits And a valve means provided on the downstream side of each chamber. Preferably, the fluid flowing through the recirculation conduit is supplied to the inflow conduit rather than directly to one or more chambers. Preferably, downstream of the filtration chamber, there is an outlet conduit selectively communicating with the outlet conduit and also with the recirculation conduit, the selection being controlled by said valve means. In general terms, if N is at least 3 and there are N rooms, at some point one room will generally be a standby room and N-1 rooms will generally be working rooms. N can be, for example, 3 to 7. Preferably, N is at least 4. However, in a filtration device having multiple filtration chambers, there will be more than one waiting chamber at any one time. Suitably, the working chambers are identical to one another. The one or more waiting chambers can be different from the working chamber, for example in relation to their cross-sectional area and / or the filter screen. The waiting room can be a dedicated waiting room, in which case it is different (but not necessarily different) from the working room, or it is a designated waiting room only at certain times and at other times Is designated as the working room, and another room takes over as the waiting room. In such an embodiment, all filtration chambers are suitably identical. In connection with all aspects of the invention, the filter screen is rigid and made of a material that is inert to the fluid and particulates to be filtered. The filter screen is in some circumstances made of plastic or ceramic material, but is preferably made of metal. The filter screen could be a woven mesh or a perforated plate. A preferred material for the filter screen is stainless steel. The fluid containing particulates to be removed may be a liquid, but is preferably a gas. Preferably, it is a waste gas stream in which nitrogen gas is the main carrier. For example, the particulate matter may be a waste air stream suspended in the air, or it may be a combustion gas stream. In each case, nitrogen gas is the primary carrier. The filtration chamber and filter screen there are suitably stationary in use. In connection with all aspects of the invention, cleaning is performed by removing the filtration chamber from operation and by interrupting fluid flow therethrough. Cleaning of the cake on the filter screen is in some cases carried out by mechanical means, for example by a mechanical shaker or by a mechanical grater. In one embodiment, the cake is removed by a high-pressure water jet (this is not to be confused with the aspects described above in connection with increasing the moisture content of the cake prior to cleaning). However, in most embodiments, the preferred method for cleaning the filter screen is to use compressed fluid, preferably compressed air, to achieve partial cake removal. This is fed to the filter screen from the side that is downstream in normal use. Thus, the method may include performing a backflow of the fluid (ie, upstream from where it is normally downstream) and superimposing one or more hydraulic pressure pulses on the backflow. Can be. Backflow is easily provided, for example, by piping of a bypass conduit and valve means for controlling the flow therein, where the fluid already filtered by the device is downstream of the chamber which is received from the outlet conduit and cleaned. And, if appropriate, supplied via a recirculation conduit. Here, the expressions "cleaning" and "removal" of the cake do not mean that the removal must be complete up to the bare screen. In practice, this is not desirable. In most cases, partial cake removal is preferred so that the filtration is performed at a reasonable level when the filtration chamber is returned to operation. The goal in such a case is to remove only a controlled amount of cake. The apparatus may have means for increasing the water content of the cake intermittently or continuously or occasionally in the process. Increasing the water content of the cake has several advantages. First, it can promote cake accumulation at an early stage. Second, it can increase the filtration efficiency of the cake, and third, it can facilitate cake removal. Yet another aspect of the present invention pertains to a filtration device essentially as defined and described herein. The present invention is further described by way of example with reference to the following accompanying drawings. 1 to 3 all relate to a first embodiment of a filtration device having three filtration chambers, which show different flow configurations through the device; FIGS. 6 relates to a second embodiment with means for backflow of the fluid to facilitate cleaning; FIGS. 7 to 10 relate to a third embodiment. The apparatus shown in FIGS. 1 to 3 comprises four filtration chambers A, B, C and D arranged in a row. Inside each chamber there is a woven stainless steel mesh as a filter screen (not shown) made from a tubular filter screen section. Each filter screen is adapted to have a cake of particulates accumulated thereon. The inlet conduit 100 has four inlet branches 102 each communicating upstream of each chamber, i.e., upstream of the filter screen. Downstream of each chamber, ie downstream of the filter screen, there is a corresponding outlet branch 104. Downstream of each outlet branch 104, there is a branch, whereby the fluid is generally a combustion gas in the context of the particular device described herein, but may be an outlet conduit 106 or It flows to one of the circulation conduits 108. A flap valve 110 is provided at each branch to determine whether fluid flows from each chamber to the outlet conduit 106 or to the recirculation conduit 108. Recirculation conduit 108 is connected to the upstream end of inflow conduit 100 by return conduit 112. A fan 114 is located between the recirculation conduit 108 and the return conduit 112. Now, the operation of the present apparatus will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, chambers A, B, and C are shown operating to filter fluid flowing through the apparatus. Each valve 110 is configured to allow fluid to flow into the outlet conduit 106 through the outlet branch 104 of the chambers A, B, C. The valve 110 in chamber D is located at another location and the fan is not running. This means that there is no fluid flow through chamber D 1. Therefore, although D is selected as a waiting room, in this embodiment, rooms Λ, B, C, and D are the same, and each room functions as a waiting room at different times. The chambers A, B and C perform primary filtration. No secondary filtration is present. In FIG. 2, chamber A has been removed from the filtration run for cleaning. This is easily achieved by moving valve 110 for chamber A to another position relative to that shown in FIG. To maintain the filtration capability of the apparatus, chamber D is moved to a filtration operation, which means that each valve 110 for chamber D is in its other position relative to that of FIG. Achieved by moving to. The fan 114 has not been operated yet. The fluid flow then flows through chamber D and flows into outlet conduit 106. Chamber D already had a cake of proven efficiency on it before moving on to operation. The chambers B, C and D perform primary filtration. No secondary filtration is present. Once chamber A has been cleaned, its filter screen needs to be prepared in case chamber B needs cleaning. At that time, simply returning it to operation and removing room B from operation is not acceptable. The filter screen inside chamber A will not have a good cake of accumulation. The filtration efficiency of chamber A will be inadequate and the overall filtration efficiency of the filtration device will be reduced. Thus, to prepare chamber A, the apparatus is operated in a partial recirculation mode. The fan 114 is operated without changing the position of the valve 110 from the position shown in FIG. The chambers B, C and D are in a filtration operation state. However, the fluid stream flows through filtration chamber A, which is then recirculated rather than being discharged from the apparatus. Thus, the fluid to be filtered flows through the inlet conduit 100, is split, and flows through each of the chambers A, B, C, D. The parallel fluid flow through chambers B, C, D is redirected by each valve 110 to outlet conduit 106. The fluid flow through chamber A is redirected to recirculation conduit 108 and then returned to inlet conduit 100 via fan 114 and return conduit 112. It then mixes with more fluid to be filtered at the upstream end of the inlet conduit 100. Thus, the fluid stream that has undergone primary filtration in chamber A, and only this fluid stream must undergo secondary filtration. Thus, an efficient cake is quickly and efficiently accumulated on the filter screen of chamber A by the primary filtration stage, but the fluid filtered thereby may leave the apparatus. Prior to chamber B, C or D, a further filtration stage has to be carried out. Once a good cake is made in room A, the fan is switched off and stopped. The fan may be controlled by a time period or by a differential pressure switch to determine cake status, or preferably using a (triboelectric or optical) emission monitoring system. Room A is then left until room B is to be cleaned. If desired, a short further recirculation stage is performed using chamber A to check that the cake is still in good condition immediately before removing chamber B from operation. In order to remove room B from operation and transfer room A to operation, the valves 110 on the outlet side of rooms A and B, with the fan still stopped, each one of them from the position shown in FIG. Switch to another position. Chamber A, like chambers C and D, then performs primary filtration between the inlet and outlet conduits. After cleaning, chamber B is operated in recirculation mode until it is ready to form a good cake thereon. The fan is then switched off, and room B remains out of service until room C needs cleaning; then room C is taken out of operation, room B is put into operation, and so on. . The embodiment shown in FIGS. 4 to 6 is similar to that shown in FIGS. 1 to 3, but in order to further aid cleaning, any fluid which has already been filtered by the device will be used. Preparations are made with some additional plumbing work in the fan area and two additional flap valves to supply upstream of the chamber. Instead of providing a single flow path with a fan located between the recirculation conduit and the inlet conduit (as shown in FIGS. 1-3), an additional bypass conduit 112 with a fan 114 located is provided. Have been. The bypass conduit has a lower end connected to the return conduit 112 between the recirculation conduit 108 and the inlet conduit 100 and an upper end disposed coaxially between the return conduit 112 and the outlet conduit 106 with the return conduit 112. Connected to another conduit 122. Flap valves 124 are located at the upper and lower ends of the bypass conduit. In FIG. 4, the fan is off and the valve 124 at the top of the bypass conduit is in a position where fluid cannot flow from the outlet conduit 106 to the inlet conduit 100. FIG. 5 shows a device configured for cleaning room A, the cleaning of which is facilitated by the backflow of fluid. Valve 124 is configured to draw fluid from the outlet conduit through bypass conduit 120 to recirculation conduit 108 by a fan in a direction opposite to that described above in connection with FIGS. The valve 110 at the top end of chamber A is set so that fluid flow is driven through that chamber in the opposite direction than normal. In FIG. 6, both valves 124 are in another position from the position shown in FIG. 5, and the fan is still running. Now, chamber A is only operated in its recirculation mode to accumulate its filter cake, as described with reference to FIG. 3 of the first embodiment, but with fluid Flows through the bypass conduit 120 and then through the return conduit 112. By properly selecting the positions of the valves 110, 124, the chambers B, C, D can similarly receive backflow. The third embodiment shown in FIGS. 7 to 10 has no fan and differs from the other embodiments described with reference to FIGS. It has a dedicated waiting room D that can be used. Another difference from the embodiment of FIGS. 1 to 6 is that there is a valve on the inlet side of each chamber, ie a butterfly valve 140 in the case of the working chambers A, B, C, and a standby chamber. In the case of D, a flap valve 142 is provided. A third difference is that a return conduit 144 is provided from the end of the recirculation conduit 108 to the working chamber C near the outlet branch from the standby chamber D and connected to a lower position thereof. At the end of the conduit 144 adjacent to the working chamber C, a butterfly valve 146 is provided. FIG. 7 shows the normal operation of the device. The butterfly valves 140 are all open to allow parallel fluid flow from the inflow conduit 100 to the outflow conduit 106 through the working chambers A, B, and C, and downstream of the chambers A, B, and C. Is configured for this purpose. The position of valve 142 prevents fluid from entering standby chamber D. In FIG. 8, the waiting room D has been put into operation and the working chamber A has been taken out of operation for cleaning, which means that all four valves downstream and upstream of the rooms A, D From the position shown in FIG. 7 to their other positions. The filter in the waiting room D already has a good cake on it from the stage before the operation. The fluid flowing through the waiting chamber D flows directly into the outlet path 106 depending on the position of the downstream valve 110. After a pulse cleaning to allow the dust to settle during certain delayed periods, the working chamber A needs to be prepared and returned to operation, which is indicated by a valve as shown in FIG. The result is that the fluid flow will flow through the chamber A in the primary filtration stage, and the valve will be filtered by the working chamber A and the fluid flow will then be supplied to the standby chamber D. Where it is set to go through a secondary filtration stage. Thus, chamber D is a standby filtration chamber, or for use as a secondary filtration stage when any of the working chambers A, B, C needs to be prepared to return to operation after cleaning. It fulfills the two functions of being a filtration chamber. Once chamber A has a good cake thereon, the valve is switched again so that chamber D is taken out of operation, and filtration is performed by primary filtration of chambers A, B, and C only. . That is, the operation is performed once again as shown in FIG. Such an operation is repeated later for the room B and then for the room C. During all of the operations described above with reference to FIGS. 7-9, the butterfly valve 146 at the downstream end of the return conduit 144 was closed. However, over time, the waiting chamber D will need to be cleaned, and after cleaning it must re-filter the fluid flow while one of the working chambers A, B, C is being cleaned. Must be prepared for later operation. To prepare for that and prepare the filter screen with a good cake, the valves are set as shown in FIG. Thus, the working chambers A, B perform filtration as before, the working chamber C does not receive the fluid flow for the primary filtration stage, the standby chamber D receives, but the fluid flow leaving and collecting from it. Flows through the working chamber C via a recirculation conduit 108 and a return conduit 144, where it will undergo a second filtration stage before flowing to the outlet conduit 106. In all embodiments of the present invention, there are a total of four chambers, but the primary filtration is through three chambers (sometimes with secondary filtration during cake accumulation; otherwise secondary filtration). (Without passing). Thus, the filter screen ratio defined above is 1.33. This is much more space efficient than the former proposal, where each filter screen ratio was 2.5 and 2.0. Nevertheless, it can be seen that the practice of the present invention provides a very effective cleaning, even though secondary filtration is not performed as part of the regular filtration operation. Our remedies described herein in connection with cake accumulation include using a relatively low flow rate first, then increasing it (eg, by slowly switching a valve), and / or The use of water to increase the rate of accumulation can alleviate some of the previously identified problems of low filtration efficiency in the early stages of cake accumulation. However, with the above method, we believe that controlled partial removal of cake from the filter screen can be achieved. It does not need to be completely removed. Heretofore, cakes have been removed almost entirely by applying a single pulse of fluid, such as air, at high pressure, typically from the downstream side of the filtration chamber. In many situations, pulses of some fluid, preferably air, at low pressure are optionally added to the backflow to help achieve partial removal, which is prominent in many installations. We have found that this can be achieved in a controlled manner. For example, if the cake is thicker than optimal, the cleaning dominance period of the controlled pressure pulse applied to the backflow may be reduced by removing about 3/4 of the cake and leaving 1/4 as the residual base layer. You can decide to keep it. A similar effect is achieved by providing intermittent resistance to outflow from the chamber. As described herein, the use of water in the cleaning operation will assist in controlled partial cake removal. This is significant because the filtration chamber is returned to the operating line at least at a reasonable level of filtration efficiency. Cake accumulation then occurs at a rapid rate, which is facilitated by the supply of water as described above and / or by gradually increasing the flow rate through the filtration chamber, since the base layer is already present. Is done.
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(72)発明者 ニードラー，クルト・ウィリー
アメリカ合衆国28210ノースカロライナ州
シャーロット、マウンテンブルック・ロ
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(72) Inventor Needler, Kurt Willie
United States 28210 North Carolina
Charlotte, Mountain Brook Lo
No. 3021