JP2008517753A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

フィルタ装置（Ｆ）の逆流を行うための逆流装置（Ｂ）を備えるフィルタ装置。このフィルタ装置（Ｆ）は、少なくとも１つのハウジング（３）と、素材用室（３４）を濾過液用室（３５）から分離している少なくとも１つの第１のフィルタ・エレメント（１）とを有する。このフィルタ装置（Ｆ）は、第１の濾過液用出口（６）を有し、濾過液用室（３５）と連絡している。逆流装置（Ｂ）は、第１の膨張容器（１７）を備える。また、フィルタ装置は、第２の室内で濾過液を加圧するための加圧手段（１１，１２，１３，２３）を備える。フィルタ装置（Ｆ）は、また、前記第１の濾過液用出口（６）とは異なっていて、この濾過液用出口（６）から離れている第２の濾過液用出口（７）を備える。第１の濾過液用出口（６）は、第１の逆流用ノズル（２９）により濾過液用室（３５）および膨張容器（１７）と連絡している。

Description

本発明は、フィルタ装置に接続している逆流装置（バックフラッシュ装置）を備えるフィルタ装置に関し、前記逆流装置は、前記フィルタ装置の逆流を行うために配設され、
前記フィルタ装置は、流体内の懸濁液内または溶液内の粒子を含む素材を濾過するために配設され、前記フィルタ装置は、少なくとも１つのハウジングおよび前記ハウジング内に位置する少なくとも１つの第１のフィルタ・エレメントを有し、前記第１のフィルタ・エレメントは、少なくとも１つの第１の濾過液用室から素材用室を分離し、両方の室は、前記ハウジング内に位置し、前記フィルタ装置は、前記素材用室と連絡している素材用入口および濾過液を排出するために配設された少なくとも１つの第１の濾過液用出口をさらに有し、前記第１の濾過液用出口は、前記第１の濾過液用室と連絡し、
前記逆流装置は、隔壁を含む少なくとも１つの第１の膨張容器を備え、前記隔壁は、前記膨張容器を第１の室および第２の室に分割するために配設され、前記第１の室は、圧縮可能な媒体を採集するために配設され、前記第２の室は前記濾過液を採集するために配設され、
前記フィルタ装置は、第２の室内に位置している時に濾過液を加圧するための加圧手段を備える。

一般的に、逆流装置を備えるフィルタ装置は、フィルタ装置を洗浄し、フィルタの濾過運転中にフィルタ・エレメントの表面上に蓄積する粒子を除去するために配設される。粒子の蓄積は、一般に、フィルタ装置を通過する素材の流量の方向により起こる。逆流運転は、一般に、粒子上に対して反対方向の力を加え、流量の方向を逆にすることであり、そのためこれらの粒子はフィルタ・エレメントの表面から除去される。逆流運転は、一般に、濾過液により行われる。

フィルタ装置を洗浄するための逆流装置を含むいくつかのタイプのフィルタ装置は周知のものである。これらシステムの重要な機能は、膨張容器内で濾過液を加圧することである。

現在使用されているフィルタ装置を洗浄するための逆流装置を含むある通常のタイプのフィルタ装置は、圧縮空気または他の気体で加圧される濾過液を含むバッファ容器を備える。

他の周知の普通のタイプの逆流装置は、逆方向に濾過液を汲み出すフィルタ・エレメントの後に位置するポンプを備える。

加圧またはポンピングを使用するこのような逆流装置は、その内部で連続的プロセスを行うことができない不連続装置である。これらの装置は、さらに複雑なものであり、面倒な保守を必要とする。

例えば、米国特許出願第２００３／００４２１８４号には、請求項１の前文に記載しているように、フィルタ装置を洗浄するための逆流装置を含むフィルタ装置が記載されている。さらに、このシステムのフィルタ装置は、三方コネクタに接続している濾過液用出口を備える。三方コネクタの第１の端部は、フィルタ装置に接続し、このコネクタの第２の端部は、弁を備える接続部により膨張容器の第２の室に接続し、このコネクタの第３の端部は、同様に弁を備える濾過液採集用ノズルに接続している。採集用ノズルは、濾過液用出口をポンプに接続するためにコネクタと弁との間に横管を備える。このポンプは、膨張容器の第２の室に接続している。濾過液採集用ノズルとポンプとの間の接続部も弁を備える。

それ故、フィルタ装置の濾過運転中、濾過液は濾過液用出口およびその採集のための採集用ノズルを通ってフィルタ装置から排出される。接続部の弁は両方とも閉じているが、採集用ノズルの弁は開いている。逆流に使用するある量の濾過液を蓄積するために、濾過液を膨張容器内に送らなければならない場合には、ポンプと横管の間の接続部の弁は開いていて、他の２つの弁は閉じている。これにより、ポンプは膨張容器を充満するために濾過液を汲み出すことができ、膨張容器内に位置する濾過液をポンプにより加圧することができる。

フィルタ装置の逆流を行わなければならない場合には、逆流装置の第２の室内に含まれている濾過液はフィルタ装置に戻り、前記濾過液はポンプにより蓄積された圧力のために膨張容器から排出される。この逆流運転のために濾過液用出口と膨張容器との間の弁が開き、他の２つの弁が閉じる。

都合の悪いことに、米国特許出願第２００３／００４２１８４号に記載されているフィルタ装置を洗浄するための逆流装置を含むフィルタ装置は不連続システムである。すなわち、逆流運転の間は濾過運転を停止しなければならない。実際には、逆流運転を行う場合、廃液用出口とフィルタ装置とを連絡状態に維持するために、フィルタの表面上に沈殿した粒子は濾過液により除去され、洗い流される。それ故、フィルタ装置を停止しなければならない。何故なら、そうしないと、素材用入口から入るすべての素材が濾過されずに廃液用出口を通して直接排出されてしまうからである。一般に、濾過する素材は、粒子が懸濁している流体または粒子自身である対象となる物質を含んでいる。両方の場合とも、素材を直接排出すると歩留まりが低減し、コスト高になる。それ故、フィルタ装置の生産性が低減し、歩留まりが低減する。

ＤＥ１９８ １０ ５１８は他の例を開示している。ＤＥ１９８ １０ ５１８には、フィルタ装置を洗浄するための逆流装置を含むフィルタ装置の２つの実施形態が主として記載されている。第１の実施形態の場合には、フィルタ装置は素材用入口および濾過液用出口を含む。濾過液用出口は三方コネクタに接続している。三方コネクタの第１の端部は濾過液用出口に接続し、第２の端部は開閉弁を備える接続部により濾過液用タンクに接続し、第３の端部は膨張容器の第２の室に接続している。素材用入口は、素材がポンプを通して素材タンクからフィルタ装置に入ることができるか、または素材が膨張容器の第１の室内に入ることができるか、または廃液がフィルタ装置からでて廃液用タンクに入ることができる多方弁に接続している。

ＤＥ−１９８１０５１８のフィルタ装置が濾過運転をしている場合には、濾過液は濾過液用出口を通してフィルタ装置から排出される。濾過液用タンクと濾過液用出口間の弁が開いていると、濾過液はタンク内に採集される。弁が閉じていると、濾過液は膨張容器の第２の室に送られる。第２の室が濾過液で満たされ、フィルタ装置の逆流を行わなければならない場合には、濾過液用出口と濾過液用タンクとの間の弁が閉じて、濾過液が濾過液用出口を通してフィルタ装置内に強制的に送り込まれる。同時に、ポンプが素材を排出し、多方弁は素材が第１の室に入ることができる位置に位置する。この素材は隔壁に圧力を加え、濾過液を押し出し、強制的にフィルタ装置に送り込む。それ故、フィルタ上に沈殿した粒子は、廃液用出口を通してフィルタ装置を離れて廃液用タンクに入るように、濾過液により除去され洗い流される。

この実施形態の場合には、素材は、多方弁があるために廃液用出口を通して直接排出されず、そのため素材の損失は低減するが、このような多方弁は高価であり、脆く磨耗が大きい。さらに、この逆流装置においては、膨張容器の第２の室内に含まれている濾過液上に加わる圧力は、逆流濾過液の高圧高速突発波を作るほどに十分高いものではないので、粒子はフィルタの表面から効率的に除去されない。さらに、システムの動作は不連続的に行われるので、フィルタ装置の停止により、また廃液用タンク内の閉塞粒子を含むある量の濾過液の排出により濾過運転の歩留まりが低減する。実際には、フィルタ装置が逆流運転をしている場合には、濾過運転は停止する。何故なら、ポンプは膨張容器に素材を送るが、フィルタ装置および多方弁は、廃液用タンクへの廃液および膨張容器内の素材を送らないからである。

ＤＥ１９８ １０ ５１８の第２の実施形態は、２つの膨張容器を含む。両方の膨張容器の第１の室は、第１の実施形態とは異なり、圧縮可能な媒体を収容するために配設される。両方の膨張容器は直列に配置され、第２の膨張容器は、「流量キャリア」として機能しているように見える。運転は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同じ問題および欠点を有する。

米国特許出願第２００３／００１９８００号に、フィルタ装置を洗浄するための逆流装置を備えるもう１つのフィルタ装置が記載されている。この米国特許出願には、また、請求項１の前文が記載しているようなフィルタ装置も記載されている。このシステムの場合には、濾過液用出口は、直列に配置されている他のフィルタに接続し、これらの間に膨張容器が位置する。弁は逆流装置の直後に位置する。すなわち、濾過液はフィルタを出て、もう１つのフィルタに入り、このフィルタを出て、膨張容器に入り、この膨張容器を出て、開いている場合には弁を通過し、もう１つのフィルタに入り、このもう１つのフィルタ等を出て、例えば濾過液用タンクに入る。この弁が閉じている場合には、膨張容器の第１の室内に位置する圧縮可能な媒体を圧縮することにより、膨張容器内の濾過液の圧力が増大する。フィルタの逆流を行った場合には、通常の流体の流れを中断するためにいくつかの弁が使用され、そのため膨張容器は、沈殿した粒子を除去するためにフィルタを通る流れを逆にする。

都合の悪いことに、フィルタの逆流中は濾過運転も停止しなければならないので、フィルタの歩留まりが低減する。

実際には、濾過運転中および逆流運転中は流量の方向が完全に逆になり、濾過運転を停止しないと、相互に力を加える２つの反対方向の流量のために高い過度の圧力が生じ、そのためフィルタ装置が洗浄されない結果になる。

例えば、米国特許第５２３４６０５号、ＤＥ−２８３１６０７号に、他のフィルタ装置が開示されているが、これらのシステムは、濾過運転中に逆流を行うことができる連続的システムではない。

ＦＲ−２７１６３８５号に連続的システムが開示されている。この特許には複数の別々のフィルタ装置を備えるシステムが記載されている。１つのフィルタ装置を逆流中は、他のフィルタ装置は濾過運転をしていて、それぞれ順次これらのフィルタ装置の逆流が行われる。それ故、システムが連続的システムであると考えることはできない。何故なら、複数のフィルタ装置のうちのあるフィルタ装置が逆流運転中には、同時に濾過運転を行うことができないからである。むしろこのシステムは、他のフィルタ装置の逆流中少なくとも１つのフィルタ装置が濾過運転をするようにいくつかのシステムを並置したシステムである。

それ故、本発明の１つの目的は、もっと容易に実行し、使用することができるように、洗浄を行わなければならない場合に中断しないで使用することができ、面倒な保守を必要としない装置を供給することにより、これらの欠点のうちの少なくともいくつかを改善することである。

この目的のために、本発明は、前記フィルタ装置が、前記濾過液を排出するために配設された第２の濾過液用出口をさらに備え、前記第２の濾過液用出口が前記第１の濾過液用出口とは異なるものであり、前記第１の濾過液用出口から離れて位置していて、その場合、前記第１の濾過液用出口が、第１の逆流用ノズルにより、前記濾過液用室および膨張容器の第２の室と連絡していることを特徴とし、また前記加圧手段が、前記第１の濾過液用室内で濾過液の流量の流量変動を起こさせるために配設されることを特徴とする請求項１の前文記載のフィルタ装置を提供する。

これにより、フィルタ装置は、逆流中その濾過運転を連続的に行うことができる。実際には、濾過液用室内で濾過液の流量の変動を引き起こし、それ故、濾過液の流量を停止しない加圧手段の効果、および第２の濾過液用出口の存在の効果との間の協力により、濾過液がフィルタ装置の逆流中でもフィルタ装置から流出することができるので、ＦＲ２ ７１６ ３８５のような他のフィルタ装置を使用しなくても、濾過と逆流とを同時に行うことができる。

より詳細に説明すると、加圧手段はすべてのステップ中に２つの結合効果を有する。濾過ステップ中、膨張容器を満たしている場合の第１の効果は、フィルタ装置のタイプにより濾過液用室内の濾過液の流量が流量の増減の変動を起こしている場合、濾過液用室内の濾過液の圧力が増大し、濾過液が膨張容器の第２の室を満たすというものである。もう１つの効果は、濾過液用室内の濾過液の流量が停止しないので、濾過液がフィルタ装置から連続的に排出され、フィルタ装置はその濾過運転を連続的に行うというものである。

逆流・ステップ中、濾過液の流量は、前のステップ中の変動により、それぞれ流量の増減であるもう１つの変動を受ける。例えば、フィルタ装置の出口のところの素材の流量は急激に増大することができるので、素材用室内にドローダウンが発生し、濾過液用室内に含まれている濾過液を、フィルタ・エレメントの濾過液側からフィルタ装置の素材側に強制的に送る。それ故、膨張容器の第２の室内に含まれている濾過液は、濾過液用室および素材用室内の圧力を再度均衡させるために、急激な圧力降下を相殺する。濾過液用室の圧力を均衡させることにより、第２の室内に含まれている濾過液はフィルタ装置の逆流を行い、沈殿粒子がフィルタの表面から除去される。絞り弁または他の工場設備またはポンプにより一部が閉塞しているもう１つの濾過液用出口を使用しているので、また濾過液の流量が停止しないので、濾過液がフィルタ装置から連続的に排出され、濾過運転が連続的に行われる。

さらに、この膨張容器の第２の室が満たされた場合に、膨張容器の第２の室内の濾過液が加圧されるので、その中に含まれている濾過液は十分に動作して、非常に効率的な逆流効果が得られ、逆流濾過液の高圧高速バーストが行われる。

これは、加圧手段が、濾過液の流量、または素材の流量、または両方に作用するからであり、膨張容器の第１の室が圧縮可能な媒体を含み、圧縮不能な液体を含んでいないからである。

都合のよいことに、膨張容器を満たすための前記第２の濾過液用出口のところの前記濾過液の流量を低減するために、加圧手段が前記第２の濾過液用出口に作用するように配設される。

類似の方法で、前記濾過液の流量の変動を誘起する素材の流量の変動を誘起するために、加圧手段が素材用入口のところにで作用するように配設される。

好ましい実施形態の場合には、加圧手段は、フィルタ装置の出口のところに作用するように配設されている。前記出口は、前記濾過液の流量の変動を誘起する素材の流量の変動を誘起するための廃液用出口または濃縮液用出口である。

例えば、濾過液の流量に作用する加圧手段は、濾過液用出口のところに位置するポンプであってもよい。ポンプは、濾過液用出口を部分的に閉塞し、濾過液用室内を過度の圧力にし、膨張容器の第２の室を濾過液で強制的に満たすことにより、濾過液用出口のところの流量を低減することができる。

逆流が必要な場合には、廃液用出口または濃縮液用出口のところに位置するポンプは、出口のところで流量を急激に増大させ、素材用室内の圧力を急に低減し、ドローダウンを均衡し、それ故、フィルタ装置の逆流を行うために、濾過液用室内すなわち膨張容器内に含まれている濾過液を強制的に供給することができる。ポンプが停止しないので、濾過液の流量はゼロにはならず、濾過運転が依然として維持される。

また、加圧手段は、すでに説明したように、濾過液用出口の一部を閉塞し、膨張容器の第２の室を満たすことにより濾過液用出口のところで作用する絞り弁であってもよいし、素材用入口のところに位置するポンプであってもよい。逆流運転が必要な場合には、ポンプの流量が低減され、それにより、濾過液用室内すなわち膨張容器内に含まれている濾過液により平衡する素材用室内にドローダウンが発生する。それ故、フィルタ装置の逆流が行われる。

また、加圧手段は、廃液用出口または濃縮液用出口のところに位置する絞り弁であってもよい。絞り弁は、出口オリフィスのサイズを小さくすることもできるし、大きくすることもできる。それ故、出口オリフィスのサイズを小さくすると、素材用室内の圧力は大きくなり、濾過液用室内が過度に大きな圧力になり、それにより膨張容器の第２の室が満たされる。出口オリフィスをもとのサイズに戻すか、もっと大きくすると、廃液用出口または濃縮液用出口のところで急激なドローダウンが発生し、素材用室内の圧力が低下し、次に膨張容器の第２の室内に含まれている濾過液により平衡している濾過液用室内の圧力が低下し、フィルタ装置の逆流が行われる。

また、加圧手段は、素材用入口のところに位置するポンプであってもよい。それ故、素材の流量が増大すると、素材用室内の圧力が増大し、濾過液用室内の濾過液の流量が増大する。何故なら、出口の流量は同じであるからである。それ故、これにより膨張容器の第２の室が満たされる。素材用入口のもとの流量に戻ると、素材用室内の圧力が急激に低下し、次に膨張容器の第２の室内に含まれている濾過液により平衡している濾過液用室内の圧力も低下し、フィルタ装置の逆流が行われる。

すでに説明したように、加圧手段はどのようにでも組み合わせることができる。例えば、ポンプを素材用入口のところに配設することもできるし、絞り弁を濾過液用出口のところで配設することもできる。ポンプおよび絞り弁両方は加圧手段として使用される。または絞り弁またはポンプ両方は、廃液用出口または濃縮液用出口のところおよび第２の濾過液用出口のところに配設することができ、または場合によっては、第２の濾過液用出口の一部が下流工場の設備により閉塞されている場合には、素材用入口のところに位置するポンプで十分な場合がある。

要するに、素材用入口のところの流量がＦ１であり、第２の素材用出口のところの流量がＦ２であり、廃液用出口または濃縮液用出口のところの流量がＦ３である場合には、好適にはこれら流量の間の関係は下記のようなものであることが好ましい。
膨張容器を満たす場合には、Ｆ２＜Ｆ１またはＦ３＜Ｆ１
フィルタ装置の逆流を行う場合には、Ｆ１＜Ｆ３およびＦ２＜Ｆ１

非常に好ましい実施形態の場合には、フィルタ装置が濾過運転中である場合には濾過液の方向を考慮して、第１の濾過液用出口は第２の濾過液用出口の上流に配設される。

この実施形態の場合には、逆流中、濾過運転および逆流運転両方は、同じ方向の流量を有し、相互に力を加える２つの対向流量ではないので、そのため本発明によるシステムのフィルタ装置の洗浄効果は増大する。

本発明の一実施形態によれば、フィルタ装置は、濃縮液用出口を有する十字流フィルタ装置である。十字流フィルタ装置は、当業者であれば周知のように、必ず濃縮液用出口を含む。ある場合には、濃縮液は濃縮液用出口のところで直接採集され、ある場合には、濃縮液は濃縮効果を高めるためにフィルタ装置内を再循環する。

フィルタ装置のフィルタは、全量濾過フィルタ装置であってもよい。通常、このような全量濾過フィルタは、濾過液用出口は有しているが、濃縮液用出口は有していない。いくつかの全量濾過フィルタは、目詰まりを起こした粒子を除去するための廃液用出口を備えているが、他の全量濾過フィルタの場合には、目詰まりを起こした粒子を除去するためにフィルタを分解しなければならない。本発明は、両方のタイプの全量濾過フィルタ装置に使用するためのものである。すなわち、フィルタ装置の逆流・ステップ中に、ある場合は、粒子は濾過運転中に除去することができ、他の場合には、粒子は素材用室内に留まるが、その場合でも濾過運転を停止しなくてもよい。

好適には、前記フィルタ装置は、弁を備える廃液用出口を備え、前記廃液用出口は、フィルタ装置の逆流中または後に、素材用室内に残っている前記所定の孔径より大きいサイズを有する粒子を除去するために配設される。

それ故、目詰まりを起こした粒子を、素材用室に残留させないで濾過中に除去することができる。

好ましい実施形態の場合には、本発明によるフィルタ装置は、
フィルタ装置内の前記第１のフィルタ・エレメント内に同心に配設され、素材用室を、前記第２の濾過液用出口と接続している第２の濾過液用室から分離している第２のフィルタ・エレメントと、
隔壁を含む第２の膨張容器であって、前記隔壁は、前記第２の膨張容器を第１の室と第２の室に分割するために配設され、前記第１の室は圧縮可能な媒体を採集するために配設され、前記第２の室は前記濾過液を採集するために配設され、前記第２の膨張容器の前記第２の室は、第２の逆流用ノズルにより、前記第２の濾過液用出口に接続するために配設された第２の膨張容器と、
第１の濾過液用出口に接続し、第１の連絡用ノズルおよび第２の連絡用ノズルによりそれぞれ第１および第２の逆流用ノズルの両方と連絡している第１の濾過液採集用ノズルであって、第１および第２の両方の連絡用ノズルは弁を備える第１の濾過液採集用ノズルとを備える。

この好ましい実施形態の場合には、両方のそれ自身濾過液用出口を有する２つのフィルタ・エレメントを使用している。各濾過液用出口は、弁を備える連絡用ノズルによりそれ自身の膨張容器に接続し、両方の濾過液用出口も１つの濾過液採集用ノズルに接続している。それ故、フィルタ装置は、洗浄ステップが必要な場合に、フィルタ装置内で連続的濾過プロセスを行うことができる連続的装置である。実際には、例えば、素材用入口のところに位置するポンプのような加圧手段に作用している場合には、フィルタの室内の流量を増大することができ、それ故、膨張容器を濾過液で満たすことができる。

装置を作動させ、濾過運転を開始させた場合には、連絡用ノズルの両方の弁は開いていて、濾過液は膨張容器を満たすことができる。膨張容器内の濾過液のレベルが十分高くなると、開いている弁を閉じなければならない。次に、濾過運転は正常に続行され、濾過液は第１の濾過液採集用ノズルのところで採集される。

フィルタ装置が目詰まりを起こした場合、または堆積物が認められた場合、第１または第２の連絡用ノズルの弁が開き、第１または第２のフィルタ・エレメントの表面が洗浄され、第２または第１の連絡用ノズルの弁がそれぞれ閉じている間は、フィルタ装置は連続的に運転することができる。

膨張容器は２つの逆流用ノズルおよび２つの連絡用ノズルにより、２つの濾過液用出口へ、すなわちフィルタ装置の２つの濾過液用室へ接続しているので、フィルタを洗浄しなければならない場合には、他の残りのフィルタを使用しながら洗浄を行うことができる。

他の好ましい実施形態場合には、本発明によるフィルタ装置は、
フィルタ装置内の前記第１のフィルタ・エレメント内に同心に配設され、素材用室を前記第２の濾過液用出口と接続している第２の濾過液用室から分離している第２のフィルタ・エレメントと、
隔壁を含む第２の膨張容器であって、前記隔壁は、前記第２の膨張容器を第１の室と第２の室に分割するために配設され、前記第１の室は圧縮可能な媒体を採集するために配設され、前記第２の室は前記濾過液を採集するために配設され、前記第２の膨張容器の前記第２の室は、第２の逆流用ノズルにより膨張容器の第２の室に接続している第２の逆流用ノズルにより、前記第２の濾過液用出口に接続するために配設された第２の膨張容器と、
第１の濾過液用出口に接続し、第１の逆流用ノズルと連絡している第１の濾過液採集用ノズルと、
第２の逆流用ノズルおよび第２の濾過液用出口と接続している第２の濾過液採集用ノズルとを備える。

この他の好ましい実施形態の場合には、２つの別々の膨張容器および２つの別々の採集ノズルを使用している。それ故、各フィルタ・エレメントは、それ自身の膨張容器およびそれ自身の濾過液採集用ノズルを有する。両方ともその濾過液用出口に接続している。

前記と同じ利点が得られる。すなわち、逆流運転を行っている場合でも、連続的濾過運転を行うことができる。しかし、弁を使用する必要はない。何故なら装置のどの部材も分割されていないからである。例えば、両方のフィルタ・エレメントの遮断が同時に行われず、そのため第１および第２の出口のところの濾過液の品質が同じではない場合のようなある用途の場合には、このことは有利である場合がある。さらに、弁を必要としないので、装置の磨耗が少なくなり、それにより装置の耐用年数が延び、このような脆い部材の交換を行わなくてもすむ。

特に好ましい他の変形例の場合には、本発明によるフィルタ装置は、
フィルタ装置内の前記第１のフィルタ・エレメント内に同心に配設され、素材用室を前記第２の濾過液用出口と接続している第２の濾過液用室から分離している第２のフィルタ・エレメントと、
第１の濾過液用出口に接続し、第１の連絡用ノズルにより第１の逆流用ノズルと連絡している第１の濾過液採集用ノズルと、
第１の逆流用ノズルにより、前記第２の濾過液用出口および第１の膨張容器の第２の室に接続している第２の連絡用ノズルであって、第１および第２の連絡用ノズルは両方とも弁を備える第２の連絡用ノズルと、
前記第２の濾過液用出口および前記第２の連絡用ノズルに接続している第２の濾過液採集用ノズルとを備える。

この他の変形例の場合にも、前記と同じ利点が得られる。すなわち、逆流運転を行っている場合でも、連続的濾過運転を行うことができる。しかし、１つの膨張容器しか使用していないので、装置のコストが低減し、本発明装置を配設する場合、ユーザの介入を必要とする場合がある多数のノズルを使用しなくてもすむ。それ故、特に容易に使用することができ、低コストの装置が得られる。

都合のよいことに、第２の連絡用ノズルは、第２の逆流用ノズルにより前記膨張容器の前記第２の室に接続している。

好適には、第１の濾過液採集用ノズルも、特に第１の絞り弁である加圧手段を備えることが好ましい。

第１のフィルタ・エレメントが逆流運転中、第１の濾過液採集用ノズルを狭くするかまたは閉じることができれば有利な場合がある。より詳細に説明すると、他の工場が濾過液採集用ノズルの下流に位置し、この濾過液採集用ノズルに接続している場合には、下流の工場を停止しないためには、濾過液の流量を停止しないことが有利な場合がある。

さらに好適には、第２の濾過液採集用ノズルも、特に第２の絞り弁である加圧手段を備えることが好ましく、最も好適には、両方の濾過液採集用ノズルがこのような加圧手段を備えることが好ましい。

このことは、第２の濾過液採集用ノズルまたは両方の濾過液採集用ノズルのところで、前記と同じ利点を得るのに有利な場合がある。

もちろん、絞り弁の代わりに、加圧手段としてこれら濾過液採集用ノズルのところでポンプを使用することもできる。

都合のよいことに、第１および第２の濾過液採集用ノズルの加圧手段は別々に制御される。類似の方法で、第１および第２の連絡用ノズルの弁は、別々に制御される。

都合のよいことに、濃縮液用出口は、素材用入口に接続し、フィルタ装置の濃縮効果を増大する。

都合のよいことに、濃縮液用出口は、特に絞り弁であることが好ましい弁を備える。

濃縮液用出口のところの絞り弁は、例えば、目詰まりを起こした粒子の量が非常に多い場合のような、濃縮液の流量も変えなければならない場合に、問題になる場合がある。それ故、素材用室内の絞り弁を開くことによる流量の増大が、この目詰まりを起こした粒子に加わる力を増大することにより目詰まりを起こした粒子の除去を助けまたこのような除去に貢献する場合がある（素材用室３４内の流速がより速くなる）。他の場合で、フィルタが目詰まりを起こしていないで、膨張容器を濾過液で満たさなければならない場合には、流量を低減すると（絞り弁を閉じると）、濾過液に加わる圧力が増大し、素材の濾過を強制し、そのため濾過液用室の圧力を増大することにより、膨張容器の充填が促進される。他の状況の場合には、絞り弁を閉じることができる。それ故、１回だけお金をかけることにより、全量濾過フィルタ装置として十字流フィルタ装置を使用することができる。

好ましい実施形態の場合には、素材用入口は、第１の端部、第２の端部および第３の端部を有する三方接続手段を備える。第１の端部はフィルタ装置に接続し、第２の端部は素材タンクに接続している。

濃縮液がフィルタ装置に戻った場合、このような三方接続手段が非常に有利な場合がある。実際には、素材はフィルタ装置に入る前に濃縮液と混合する。

一実施形態の場合には、ポンプは、三方接続手段を備え、他の実施形態の場合には、ポンプは三方接続手段の第１の端部に接続している。

変形例の場合には、第３の端部は、濃縮液誘導出口に接続している。この出口により、例えば、あまりに粘度が高くなった場合、または十分に濃縮した場合、濃縮液を収集することができる。

本発明装置の他の実施形態については、添付の特許請求の範囲のところで説明する。

図面を参照しながら本発明を制限するものではない特定の実施形態についての下記の説明を読めば、本発明の他の特徴および利点をよりよく理解することができるだろう。

図面中、同じ参照符号は、本発明フィルタ装置の同じまたは類似の要素を示す。

すでに説明したように、図１ａは、本発明フィルタ装置のある実施例の断面図であり、図１ｂは、図１ａの実施例の変形例の断面図である。

本発明によるフィルタ装置は、好適には、縦フィルタ・エレメント１であることが好ましい第１のフィルタ・エレメント１およびハウジング３を備えるフィルタ装置Ｆを備える。第１のフィルタ・エレメント１は、ハウジング３内に位置する。また、フィルタ装置は、素材用入口４および濃縮液または廃液用の出口５も備える。

さらに、フィルタ装置は、ポンプ１３を備える加圧手段を備える。

図１ａのフィルタ装置のフィルタ装置は、全量濾過フィルタまたは十字流フィルタである。フィルタ装置が全量濾過フィルタである場合には、出口５は、廃液用出口５であり、フィルタ装置が十字流フィルタ装置である場合には、出口５は濃縮液用出口５である。濃縮液用出口５の場合には、この濃縮液用出口５は、ポンプ１３に接続している。

フィルタ・エレメント１は、素材用室３４を濾過液用室３５から分離する。両方の室３４、３５はハウジング３内に位置する。素材用入口４は、前記素材用室３４と連絡し、濾過液用室３５は、第１の濾過液用出口６および第２の濾過液用出口７と連絡している。また、第１の濾過液用出口は、逆流装置Ｂ、特に膨張容器１７に接続している。

逆流装置Ｂの膨張容器１７は、ハウジング１８および前記膨張容器１７を第１の室２０および第２の室２１に分割するために配設された隔壁１９を備える。さらに、膨張容器は、第１の逆流用ノズル２９により第１の濾過液用出口６に接続している濾過液ポート１４を備える。

本発明によるフィルタ装置のフィルタ装置Ｆは、流体内の懸濁液内または溶液内の粒子を含む素材を濾過するために配設される。第１のフィルタ・エレメント１は、所定の孔径を有し、素材を濾過するために配設される。それ故、フィルタ・エレメント１が濾過運転をしている場合には、所定の孔径より大きいサイズの粒子は素材用室３４内で捕捉され、所定の孔径より小さいサイズの粒子は、フィルタ・エレメント１を通過する。それ故、濾過後、または限界濾過後、フィルタ・エレメント１の遮断により、粒子をほとんど含んでいない素材である濾過液、および粒子を多く含んでいる素材の両方が得られる。濾過液は第１の濾過液用出口６または第２の濾過液用出口７を通してフィルタ装置Ｆから排出される。粒子をかなり含む素材は、出口５を通してフィルタ装置から排出される。

膨張容器１７の第１の室２０は、例えば、空気または他の気体のような圧縮可能な媒体を採集するために配設され、第２の室２１は濾過液を採集するために配設される。

装置が濾過運転を行っている場合には、ポンプ１３は、素材用入口４を通して素材をフィルタ装置Ｆに強制的に送りこむ。フィルタ・エレメント１の所定の孔径より小さいサイズの粒子は、このエレメント１を通過して濾過液用室３５に送られ、一方、所定の孔径より大きいサイズの粒子は、素材用室３４内で捕捉される。

濾過液は、逆流装置Ｂの膨張容器１７の第２の室２１、またはフィルタ装置Ｆの第２の濾過液用出口７に到着することができる。

フィルタ・エレメント１の表面が粒子により目詰まりを起こした場合には、粒子の堆積物を除去するために、逆流装置Ｂによりフィルタ装置Ｆの逆流を行わなければならない。

フィルタ装置Ｆ内の圧力または流量を測定することにより、フィルタ装置Ｆの目詰まりを自動的に監視することができる。それ故、圧力または流量の測定値がこのような逆流運転が必要であると表示した場合には、または圧力または流量のしきい値に達成した場合には、逆流運転を自動的に開始する手段（図示せず）を配設することができる。

図１ａの実施例の場合には、濾過液用室３５はフィルタ・エレメント１の内部の室である。

また、濾過液が膨張容器１７の第２の室２１内に存在している時に、濾過液を加圧するために加圧手段としての働きをするポンプ１３が配設されている。それ故、ポンプ１３により素材の流量が増大した場合には、濾過液用室３５内の濾過液の流量が増大する。何故なら、第２の濾過液７のところの出口の流量は同じであるからである。これにより膨張容器１７の第２の室２１が充填される。素材用入口４の最初の流量に戻るか、または素材用入口４の流量がかなり減少すると、素材用室内および濾過液用室３５内の圧力が急激に低下する。この圧力の急激な低下は、濾過液用室に戻り、次にフィルタ・エレメントを通過し、素材用室に達し、圧力の低減を相殺する膨張容器１７の第２の室２１内に含まれている濾過液により平衡を取り戻す。それ故、素材の流量が決してゼロにならないので、停止することなくフィルタ装置Ｆの逆流が行われる。実際には、濾過液は膨張容器１７の第２の室２１から出て、濾過液用室３５に入り、フィルタ・エレメントを通過する。これにより、濾過液の高圧高速バーストを行うことで、フィルタ・エレメント１の外表面で目詰まりを起こしている粒子が排除される。それ故、出口５を通る素材の流れにより粒子が除去され、一方、フィルタ装置内では濾過運転が続行する。それ故、本発明装置は、フィルタ装置が逆流運転している際にも、連続的に濾過運転を行うことができるので特に有利である。

図１および以降のすべての図面に示すように、フィルタ装置が濾過運転を行っている際の濾過液の方向を考えて、第１の濾過液用出口６がフィルタ装置の一方の端部に位置し、上流の第２の濾過液用出口７がフィルタ装置の他方の端部に位置しているので、連続的濾過運転を行うことができ、同じ方向に２つの流量を有することにより逆流効果を増大することができる。

もちろん、（第１の濾過液用出口を第２の濾過液用出口の上流に位置させるという）前記の配置を維持しながら、両方の濾過液用出口を相互に接近させることもできるが、好適には、フィルタ装置内のデッドゾーンを小さくするために、濾過液用出口をそれぞれフィルタ装置の端部に近いところに配設することが好ましい。

それ故、逆流運転は、濾過運転中の濾過液の方向から見て対向流量を発生しない。それ故、両方の運転を同時に行うことができる。

実際には、逆流中、濾過運転および逆流運転は、両方とも同じ流量の方向を有し、２つの対向する流量は相互に力を加えないので、本発明装置のフィルタ装置の洗浄効果が増大する。

図１ｂは他の実施例を示す。この実施例の場合には、濾過液用室３５はフィルタ・エレメント１の周囲に位置し、素材用室３４はフィルタ・エレメント１の内部の室である。濾過運転または逆流運転中のフィルタ装置の運転は前記と同じである。

図２は、本発明による好ましい実施例を示すが、これは図１ａの実施例と同じものであるが、第２の濾過液用出口７のところに絞り弁１２を備える。

この実施例の場合には、ポンプ１３および／または絞り弁１２は、フィルタ装置Ｆ内の流量を変化させ、連続的濾過運転を行うための加圧手段として機能することができる。

実際には、ポンプ１３は、素材用入口４のところの流量を一定に維持することができ、絞り弁１２は、圧力を増大するための手段として機能することができる。それ故、絞り弁１２は、第２の濾過液用出口７のところの流量を低減することができる。例えば、第２の濾過液用出口７のところの流量が低減した場合には、濾過液用室３５内の圧力が増大し、膨張容器１７の第２の室２１が満たされる。逆流運転を行う必要がある場合には、ポンプ１３は、素材の流量を低減することができ、素材用室内の圧力が低減する。それ故、濾過液用室および膨張容器内に含まれている濾過液は、圧力のこの低減を相殺する。それ故、濾過液用出口７のところの濾過液の流量が決してゼロにならないので、停止することなくフィルタ装置の逆流が行われる。

図３は、フィルタ装置を、それぞれ廃液用出口５または弁２３を備える濃縮液用出口５を有する全量濾過フィルタ装置または十字流フィルタ装置として使用することができる図２の装置の特定の実施例である。

ある場合には、全量濾過フィルタ装置を使用しなければならない場合、廃液用出口５のところの弁２３が閉じられる。それ故、廃液は素材用室内に留まり、廃液を除去しなければならない場合には、例えば、廃液用タンク内に収集するためにユーザが弁２３を開く。

濾過運転および逆流運転は、フィルタ装置内に素材が残留する点を除けば、図２で説明したものと同じである。

十字流フィルタを使用しなければならない場合には、濃縮液用出口のところの弁２３が開き、濃縮液が連続的に収集される。この実施例の場合には、濾過運転および逆流運転は（フィルタ装置Ｆの逆流が行われた場合、目詰まりを起こしている粒子を除去するのが濃縮液であり、弁２３が加圧手段として機能することができる点を除けば）、図２のところにすでに説明したものと同じである。実際には、フィルタ装置の逆流を行わければならない場合には、濃縮液用出口のところの弁２３により、または素材用入口４のところのポンプ１３により、素材用室内にドローダウンを発生することができる。

ある場合には、ポンプ１３は、素材用室内でこのドローダウンを発生するために流量を低減し、他の場合には、絞り弁２３が素材用室内でこのドローダウンを発生するために出口のところの流量を増大する。それ故、濾過液用出口の一部が塞がると、膨張容器および濾過液用室内に含まれている濾過液は、フィルタ・エレメントを通過することにより、すなわちフィルタ・エレメントの逆流を行うことにより、素材用室内の圧力のドローダウンを平衡させる。

図４に示すように、濃縮液用出口５も、フィルタ・エレメントの濃縮効果を増大するために、三方接続手段２６により素材用入口４に接続することができる。

三方接続手段２６は、第１の端部、第２の端部および第３の端部を備える。第１の端部はフィルタ装置Ｆに接続している。ポンプ１３は、三方接続手段２６を備えることもできるし、三方接続手段２６の第１の端部に接続させることもできる。第２の端部は、素材の供給源に接続するために配設され、第３の端部は、濃縮液用出口に接続するようにすることができる。

図４に示すように、濃縮液抽出用出口は弁２３を備える。この出口により、例えば、粘度があまりに高くなった場合、または十分に濃縮された場合、濃縮液を収集することができる。例えば、濃縮液が逆流運転中に大量の目詰まりを起こした粒子を除去した場合には、大量の粒子を含むこの濃縮液をフィルタ回路に再度入り込まないように排出すると有利な場合がある。

図５は、その絞り弁１２を備える第２の濾過液用出口７のもう１つの配置を示す。

図６および図７は、膨張容器（図６）を充填している際の濾過運転中、および濾過を続行している際の逆流運転の際の本発明によるフィルタ装置である。

図６を見れば分かるように、素材は、例えば、素材タンクからポンプ１３により汲み上げられる。素材は、素材用入口４を通してフィルタ装置Ｆ内に入る。フィルタ・エレメント１の所定の孔径より小さいサイズの粒子は、このエレメント１を通過して濾過液用室３５に送られ、濾過液になり、一方、所定の孔径より大きいサイズの粒子は、素材用室３４内に留まる。

濾過液は、第１の濾過液用出口６または第２の濾過液用出口７を通ってフィルタ装置から排出する。第２の濾過液用出口７を通ってフィルタ装置Ｆから排出する場合に、濾過液は収集され、絞り弁１２が開く。膨張容器１７を濾過液により満たさなければならない場合には、第２の濾過液用出口７を通る流量を低減するために弁１２がある程度閉ざされ、濾過液用室３５内の圧力が増大する。それ故、濾過液用室３５内に含まれている濾過液は膨張容器１７の第２の室２１を満たすことができ、さらに第１の室２０内に含まれている空気を圧縮する（図１５ａおよび図１５ｂ参照）。

粒子をかなり含んでいる素材は、素材用室３４内を循環するので濃縮液と呼ばれる。何故なら、この構成は十字流フィルタ装置であるからである。濃縮液は、フィルタ装置Ｆから出て、三方接続手段２６の第３の端部に接続しているノズルによりポンプに戻る。それ故、ポンプは強制的に新しい素材をフィルタ装置Ｆに送り込み、濃縮液により濃縮効果を増大する。

フィルタ・エレメント１が粒子で目詰まりを起こした場合には、フィルタ装置の逆流を行わなければならない。それ故、例えば、「減圧手段」として機能するポンプ１３により濾過液用室内の圧力を低減しなければならない。

素材用室３４内の圧力、および次に濾過液用室３５内の圧力が低減した場合には、第１の室２０内に含まれている圧縮された気体により押されている膨張容器１７の第２の室２１内に含まれている濾過液は、フィルタ・エレメントを通して濾過液側から素材側に流れることにより、素材用室３４内の急激な圧力降下を相殺する。濾過液用出口７の濾過液の流量が決してゼロにならないので、停止しないでもフィルタ装置Ｆの逆流が行われる。フィルタ・エレメント１の表面のところで目詰まりを起こしている粒子は、フィルタ・エレメント１の壁部を通る膨張容器１７からの濾過液により除去される。目詰まりを起こしている粒子は、素材用室３４内に位置する濃縮液により除去され、濃縮液用出口を通してフィルタ装置から排出される。もちろん、膨張容器１７の第２の室２１の充填中、濾過液用室内の圧力も、素材の流量を増大し、この後者を強制的に濾過することによりポンプ１３により増大することができる。これにより濾過液用室内の圧力が過度に増大し、それにより膨張容器１７の充填が促進される。

図８は、非常に柔軟な特に有利な実施例である。実際には、廃液用出口５または濃縮液用出口５および素材用入口間のノズルは、廃液ドローダウン出口または弁２３を備える濃縮液ドローダウン出口を備える。この弁が開いていると、フィルタ装置は全量濾過フィルタ装置であり、弁２３を備える出口は廃液用出口である。

弁２３が閉じていると、フィルタは、必要な場合に濃縮液を採集するための濃縮液用出口を有する十字流装置である。さらに、弁２３は、すでに説明したように加圧手段として機能するための特定の絞り弁である。接続部内の弁２７のような他の追加の弁を素材用入口４および出口５の間に配設することができる。それ故、素材用室内の圧力を増大するために、または素材用室内の圧力を低減するために弁２３または２７を絞ることができる。

図９は、本発明によるフィルタ装置で使用するための特に好適なフィルタ装置である。

このフィルタ装置は、縦方向の第１のフィルタ・エレメント１および第１のフィルタ・エレメント１内にほぼ同心に位置する縦方向の第２のフィルタ・エレメント２を備える。十字流フィルタ装置も、第１のフィルタ・エレメント１を囲んでいるハウジング３、素材用入口４、濃縮液用出口５、および第１のフィルタ・エレメント１に接続している第１の濾過液用出口６を備える。この図に示すように、好適には、素材用入口４および濃縮液用出口５はほぼ整合していることが好ましく、特に前記縦方向の中心軸８と整合していることが好ましい。この好ましい実施例の場合には、第２のフィルタ・エレメント２は、第２の濾過液用出口７と呼ばれるそれ自身の濾過液用出口に接続している。

図１０に示すように、第１の濾過液用出口６および第２の濾過液用出口７は、それぞれ第１の濾過液採集用ノズル９および第２の濾過液採集用ノズル１０により長くなっている。第１の濾過液採集用ノズル９は、第１の絞り弁１１のところで終わっていて、第２の濾過液採集用ノズル１０は第２の絞り弁１２のところで終わっている。

さらに、好ましい実施例の場合には、循環ポンプ１３が濃縮液用出口５と素材用入口４との間に位置する。

濾過する素材は、処理工場または素材タンクから十字流フィルタ装置に汲み上げることができる。

素材用入口は、矢印で示すように、フィルタ・エレメントのフィルタ媒体面に接線方向に供給を受ける。

第２の濾過液用出口７は、第２の濾過液採集用ノズル１０に接続し、第２の濾過液採集用ノズル１０は、第２の絞り弁１２を備える。第１の濾過液用出口６も、第１の濾過液採集用ノズル９に接続し、第１の絞り弁１１を備える。好適には、両方の弁１１、１２は、２つのフィルタ・エレメント１、２が独立して動作することができるように別々に制御されることが好ましい。第２のフィルタ・エレメント２が濾過運転中に、第１のフィルタ・エレメント１を洗浄することができる。

稼働中、素材は、循環ポンプ１３により、素材用入口４を通して２つのフィルタ・エレメント１、２間に位置する素材用室３４内に送られる。フィルタ・エレメント１、２の遮断に従って、流体（液体または気体）は、フィルタ・エレメント１、２を通過する。この流体は、フィルタ・エレメントの口径のサイズより小さいいくつかの粒子を含み、それぞれフィルタ濾過液用室３５または第２の濾過液用室２８に送られる。もっと大きな粒子は、両方のフィルタ・エレメント１、２間の素材用室３４内に留まる。粒子の一部は、フィルタ・エレメントの表面上に堆積し、他の部分は流れにより運び去られる。これが、素材の出口が、濃縮液用出口５と呼ばれる理由である。何故なら、流体が大量の粒子を含んでいるからである。

図１１の場合には、フィルタ装置は、２つの膨張容器１７、１７’および両方の濾過液用出口６、７と連絡している１つの濾過液採集用ノズル９を備える。

第１の濾過液用出口６は、第１の連絡用ノズル１５により第１の膨張容器１７の第２の室２１に接続している。第１の連絡用ノズル１５は、第１の膨張容器１７の第２の室２１のポート１４と連絡している第１の逆流用ノズル２９を第１の濾過液用出口６に接続している。

第２の濾過液用出口７は、第２の連絡用ノズル１６により第２の膨張容器１７’の第２の室２１’に接続している。第２の連絡用ノズル１６は、第２の膨張容器１７’の第２の室２１’のポート１４’と連絡している第２の逆流用ノズル３０を第２の濾過液用出口７に接続している。

両方の連絡用ノズル１５および１６は、その絞り弁１１を備える第１の濾過液採集用ノズル９と連絡している。

両方の逆流用ノズル２９および３０も、第１の弁２４および第２の弁２５を備える。

この好ましい実施例の場合には、両方がそれぞれ自身の濾過液用出口６および７を有する２つのフィルタ・エレメント１、２を使用している。各濾過液用出口６、７は、第１の連絡用ノズル１５および第２の連絡用ノズル１６により、および逆流用ノズル２９および３０により、それぞれ自身の膨張容器１７および１７’に接続している。両方のノズルはそれぞれ弁２４および２５を備える。両方の濾過液用出口６、７も絞り弁１１を備える１つの濾過液採集用ノズル９に接続している。

装置の作動を開始し、濾過運転を開始すると、逆流用ノズル２９、３０の両方の弁２４、２５が開いて、濾過液が両方の膨張容器１７、１７’の第２の室２１、２１’を充填することができる。膨張容器１７、１７’内の濾過液のレベルが十分高くなると、開いている弁２４、２５を閉じなければならない。この場合、濾過運転は通常続行され、濾過液は第１の濾過液採集用ノズル９のところで採集される。

フィルタ装置Ｆが目詰まりを起こすか、フィルタ装置Ｆに堆積物が付着した場合には、第１の逆流用ノズル２９の弁２４または第２の逆流用ノズル３０の弁２５が開いて、第１のフィルタ・エレメント１または第２のフィルタ・エレメント２の表面を洗浄する。一方、第２の逆流用ノズル３０の弁２５または第１の逆流用ノズル２９の弁２４は閉じていて、フィルタ装置は連続的に動作することができる。

膨張容器は、２つの逆流用ノズル２９、３０、および２つの連絡用ノズル１５、１６により、２つの濾過液用出口６、７、それ故フィルタ装置Ｆの２つの濾過液用室２８、３５に接続しているので、フィルタ１または２を洗浄しなければならない場合には、他方のフィルタ（２または１）を使用しながら洗浄することができる。

それ故、フィルタ装置は、洗浄ステップが必要な場合、連続濾過プロセスをフィルタ装置Ｆ内で実行することができる連続装置である。実際には、ポンプ１３または絞り弁１１である加圧手段に作用している場合には、フィルタの室内で流量または圧力を増大することができ、それ故、濾過液で膨張容器を満たすことができる。

図１２は、２つの膨張容器を含み、各膨張容器がそれ自身の濾過液用出口および濾過液採集用ノズルに接続している本発明によるもう１つの実施例の断面図である。

この実施例の場合には、第１の濾過液用出口６は、第１の採集用ノズル９および第１の逆流用ノズル２９に接続している。第１の逆流用ノズル２９は、ポート１４を通して第１の膨張容器１７の第２の室２１に濾過液を供給するために配設される。第１の採集用ノズル９は第１の絞り弁１１を備える。

第２の濾過液用出口７は、第２の採集用ノズル１０および第２の逆流用ノズル３０に接続している。第２の逆流用ノズル３０は、ポート１４’を通して第２の膨張容器１７’の第２の室２１’に第２の濾過液用室からの濾過液を供給するために配設される。第２の採集用ノズル１０は第２の絞り弁１２を備える。

運転は同じであり、図１０のフィルタ装置と同じ利点を有する。

図１３の実施例の場合には、第１の濾過液用出口６は、絞り弁１１を備える第１の濾過液採集用ノズル９に接続している。第１の濾過液採集用ノズル９は、第１の連絡用ノズル１５に接続し、それにより第１の逆流用ノズル２９を第１の濾過液用出口６に接続している。第１の逆流用ノズル２９は、第１のポート１４を通して膨張容器１７の第２の室２１に濾過液を供給する。

第２の濾過液用出口７は、絞り弁１２を備える第２の濾過液採集用ノズル１０に接続している。第２の濾過液採集用ノズル１０は、第２の連絡用ノズル１６に接続し、それにより第１の逆流用ノズル２９を第２の濾過液用出口７に接続している。第１の逆流用ノズル２９は、第１のポート１４を通して膨張容器１７の第２の室２１に濾過液を供給する。

この装置は前記のように機能し、図１１および図１２に示す装置と同じ利点を有する。しかし、１つの膨張容器しか使用していないので、本発明装置のコストはかなり低減する。

図１４の変形例の場合には、第２の濾過液用出口７は、絞り弁１２を備える第２の濾過液採集用ノズル１０に接続している。第２の濾過液採集用ノズル１０は、第２の連絡用ノズル１６に接続し、それにより第２の逆流用ノズル３０を第２の濾過液用出口７に接続している。第２の逆流用ノズル３０は、第２のポート１４’を通して膨張容器１７の第２の室２１に濾過液を供給する。

図１５は、本発明による逆流装置の膨張容器の詳細図である。

図１５ａは、濾過液を含んでいない膨張容器１７であり、図１５ｂは、膨張容器１７の同じ図面であるが、濾過液により満たされている。膨張容器１７は、加熱装置で使用する膨張容器類似の膨張容器１７である。

膨張容器１７は、好適にはステンレス鋼製であることが好ましいハウジング１８と、容器を２つの部分に分割している隔壁１９と、（実際には、隔壁１９外およびハウジング１８内に含まれている）気体を採集するための第１の外部室２０と、（隔壁１９の内部に位置する）液体を採集するための第２の内部室２１とを備える。好適には、隔壁１９は、交換可能でブチルゴムでできているものであることが好ましい。膨張容器ハウジング１８を製造するために使用する材料としては、任意の材料を使用することができるが、好適には、ステンレス鋼であることが好ましい。何故なら、この材料でできていないすべての構成要素は、濾過液または空気内に含まれていることがある塩または他の物質により破損する恐れがあるからである。

また、隔壁１９は、当業者であれば周知の任意の材料から作ることができるが、弾性、耐性および中性であるためにブチルゴムを使用することが好ましい。好適には、膨張容器ハウジング１８または隔壁１９用の材料は、膨張容器１７に含まれている液体または気体に相互作用を起こさないものを選択するのが好ましい。

この特定の実施例の場合には、膨張容器は、濾過液用の入口および出口として１つのポート１４をさらに備える。何故なら、（流入または流出する）濾過液の方向に決めるために弁を使用することができるからである。また、２つのポートを使用することができるようにすべきである、すなわち、入口ポートおよび出口ポートまたは２つのポートを、それぞれ逆流装置の運転に全然影響を与えない入口および出口とすべきである。

ポート１４は、フィルタ装置からの濾過液が、隔壁１９を通して、濾過液を採集するために配設された膨張容器１７の第２の室２１を満たすことができるようにするために配設される。

膨張容器１７の第１の室２０内の圧力が過度に高くなるのを避けるために、余分の気体が出ていくことができるように、他の弁２２が第１の室２０内に配設される。

図１６は、同様に、第２のポート（出口）である第１のポート１４（入口）を有する１つの膨張容器１７を含む、本発明によるフィルタ装置の実施例である。第１の連絡用ノズル１５は、第１の逆流用ノズル２９により膨張容器１７の第１のポート１４、および第１の濾過液用出口６および第１の絞り弁１１の間の前記第１の濾過液採集用ノズル９に接続し、第２の連絡用ノズル１６は、膨張容器１７のポート１４、および第２の濾過液用出口７および第２の絞り弁１２の間の第２の濾過液採集用ノズル１０に接続している。

第１の連絡用ノズル１５は、第１の濾過液採集用ノズル９と膨張容器のポート１４との間に位置する第１の弁２４を備える。第２の連絡用ノズル１６は、第２の濾過液採集用ノズル１０とポート１４との間に位置する第２の弁２５備える。

濾過液用出口６、７の第１の絞り弁１１および第２の絞り弁１２は、直接使用するための他の処理工場に、または貯蔵のために１つまたは２つの濾過液用タンクにノズルにより直接接続することができる。

すでに説明したように、濾過のための素材は、循環ポンプ１３により、処理工場または素材タンクから濾過装置に送られる。

このポンプは、濾過する素材を濾過装置に供給する循環ポンプ１３または他のポンプであってもよいようにすべきである。実際には、循環ポンプ１３は、濾過装置の入口４のところで素材および濃縮液の混合物を供給する前に、素材タンクと濃縮液用出口５との間を接続することができる。

さらに、濃縮液用出口５には、特に絞り弁である弁２３が位置する。絞り弁は、濃縮液の流量を絞ることによりこの流量を調節するために配設される。

図１３を見れば分かるように、またすでに説明したように、稼働中、素材は、循環ポンプ１３により素材用入口４を通して２つのフィルタ・エレメント１、２の間に位置する素材用室３４に送られる。流体（液体または気体）は、フィルタ媒体の口径のサイズよりも小さいいくつかの粒子を含むフィルタ・エレメント１、２のフィルタ媒体を通過して、第１の濾過液用室３５および第２の濾過液用室２８に送られる。もっと大きな粒子は、両方のフィルタ・エレメント１、２の間に位置する素材用室３４内に留まる。粒子の一部はフィルタ媒体の表面上に堆積し、他の一部は流れにより運び去られる。

フィルタ・エレメント１、２を通過した流体は、第１の濾過液用出口６および第２の濾過液用出口７を通して排出され、弁の位置により他の処理工場、濾過液用タンクまたは逆流装置に送られる。逆流装置を使用するフィルタ装置の運転については、後で詳細に説明する。

図１５ｂを見れば分かるように、濾過液は、充填により容積が増大する第１の室２１に送られる。このエリアが濾過液により充填されると、第２の室２０内に含まれている気体が、第１の室２１の容積の増大により圧縮されるので、第２の室２０が加圧される。それ故、第２の室２０も隔壁１９上に圧力を加え、この圧力は、逆流が必要な場合に、両方のフィルタ・エレメント１、２の一方または両方を洗浄するのに役立つ。

図１６は、濾過液による膨張容器の充填および加圧のためのいくつかの方法を示す。濾過液の流れの向きは、いくつかのノズル内の矢印で示す。

圧力を発生するためには、第１の弁２４および第２の弁２５を開き、第１の絞り弁１１および第２の絞り弁１２をほとんど閉じるか、閉じて置かなければならない。それ故、膨張容器１７は、濾過液の流れにより加圧される。類似の方法で、濃縮液用出口４の絞り弁２３を絞ることにより、濾過液の流れの圧力が増大し、それ故、濾過装置内に圧力が発生する。このような効果はポンプ１３の流量を調整することによっても得ることができ、加圧手段（濃縮液用出口の第１の絞り弁１１、第２の絞り弁１２、弁２３、ポンプ１３）の調整のすべてを組み合わせることができる。

圧力はフィルタ・エレメント１、２を通過して濾過装置の濾過液側に達し、それ故、この圧力を膨張容器１７を濾過液で満たすことにより、膨張容器１７を加圧するために使用することができる。

膨張容器１７は、第１のフィルタ・エレメント１、第２のフィルタ・エレメント２または両方からの濾過液によってだけ充填することができることを理解されたい。

絞り弁（１１、１２）を濾過液採集用ノズルの濾過液用出口のところに位置するものと見なしてきたが、これらの絞り弁は、ポンプ１３または絞り弁２３により濾過液の加圧−圧力解放を行うことができる共通の開放／閉鎖弁であってもよい。

下記の表（表１）は、濾過液で膨張容器を満たすための弁のいくつかの可能な構成を示すが、図１６の矢印は、これらの運転中の濾過液の流れの方向を示す。

例えば、濃縮液用出口の絞り弁２３がほとんど閉鎖していて、膨張容器１７がその最大圧力に達すると、第１の弁２４および／または第２の弁２５は閉鎖し、絞り効果により弁２３が再度開き、濃縮液が通過することができるようになり、そのため十字流効果がモジュール内に復活する。

図１７は、第２のフィルタ・エレメント２が依然として運転している場合の粒子の堆積を除去するための第１のフィルタ・エレメント１の逆流を示す。

下記の説明においては、膨張容器１７がその最大圧力に達していて、濾過装置が膨張容器の充填と第１のフィルタ・エレメント１の洗浄の間に運転していたと考えられたい。

下記の表（表２）は、第２のフィルタ・エレメント２が運転中に、第１のフィルタ・エレメント１の逆流を行った場合の弁の位置を示す。図１７の矢印は、この運転中の濾過液の方向を示す。

図１８は、第１のフィルタ・エレメント１が依然として運転中の粒子の堆積を除去するための第２のフィルタ・エレメント２の逆流を示す。

下記の表（表３）は、第１のフィルタ・エレメント１が運転中の、第２のフィルタ・エレメント２の逆流中の弁の位置を示す。図１８の矢印は、この運転中の濾過液の方向を示す。

図１９は、第１のフィルタ・エレメント１および第２のフィルタ・エレメント２の逆流を示す。濃縮液の流れの中に除去した堆積物を導入するために素材が引き続き循環する。

下記の表（表４）は、濃縮液の流れ内に除去した粒子を導入するために、２つのフィルタ・エレメント間の空間内の流体の循環が維持されている場合の、第１のフィルタ・エレメント１および第２のフィルタ・エレメント２の逆流中の弁の位置を示す。図１９の矢印は、この運転中の濾過液の方向を示す。

すべての表において、「閉鎖またはほとんど閉鎖」という用語を使用した。この用語は、濾過液採集用ノズルのところの絞り弁を、濾過運転の動作を停止しないで閉鎖することができることを意味する。また、これらの絞り弁は、対応する濾過液用室内で圧力を発生するためだけにほとんど閉鎖することができる。すでに説明したように、これらの絞り弁も、共通の開放／閉鎖弁であってもよい。

説明のために本発明の好ましい実施例について記述してきたが、当業者であれば添付の特許請求の範囲に記載する本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、種々に修正、追加または置換することができることを理解することができるだろう。

本発明装置のある実施例の断面図である。 図１ａの実施例の変形例の断面図である。 絞り弁が、加圧手段として第２の濾過液のところに位置する図１ａの実施例の断面図である。 弁が廃液用出口のところに位置する図２の実施例の断面図である。 濃縮液用出口が素材用入口に接続し、ドローダウン弁を備えている図２の実施例の断面図である。 図１ａの実施例の変形例の断面図である。 濾過運転中の濃縮液用出口が素材用入口に接続している図５の実施例の断面図である。 逆流運転中の濃縮液用出口が素材用入口に接続している図５の実施例の断面図である。 濃縮液用出口が素材用入口に接続し、全量濾過フィルタ装置または十字流フィルタ装置を含む装置を使用するためにドローダウン弁を使用している図５の実施例の断面図である。 本発明装置で使用される特定のフィルタ装置の断面図である。 濃縮液用出口が、素材用入口に接続しているポンプに接続している図９の特定のフィルタ装置の断面図である。 ２つの同心フィルタ・エレメント、２つの膨張容器、および１つの濾過液採集用ノズルを有する特定の好ましい実施例の断面図である。 ２つの同心フィルタ・エレメント、２つの膨張容器を有する本発明による変形実施例の断面図である。各膨張容器は、それ自身の濾過液用出口および濾過液採集用ノズルに接続している。 ２つの同心フィルタ・エレメント、両方の濾過液用出口に接続している１つの膨張容器を有する本発明によるもう１つの実施例の断面図である。各濾過液用出口は別の濾過液採集用ノズルに接続している。 １つの膨張容器のために２つの逆流用ノズルを使用している図１３の変形実施例の断面図である。 濾過液を含んでいない逆流装置の膨張容器の断面図である。 濾過液で満たされている逆流装置の膨張容器の断面図である。 濾過液による膨張容器の充填および加圧を示す図１３のフィルタ装置の断面図である。 第２のフィルタ・エレメントが運転中に粒子の堆積を除去するための第１のフィルタ・エレメントの逆流を示す図１３のフィルタ装置の断面図である。 第１のフィルタ・エレメントが運転中に粒子の堆積を除去するための第２のフィルタ・エレメントの逆流を示す図１３のフィルタ装置の断面図である。 粒子の堆積を除去するための第１および第２のフィルタ・エレメントの逆流を示す図１３のフィルタ装置の断面図である。除去した堆積物を濃縮液の流れ内に導入するために素材の循環が引き続き行われる。

符号の説明

１．第１のフィルタ・エレメント
２．第２のフィルタ・エレメント
３．フィルタ・エレメントのハウジング
４．素材用入口
５．フィルタ装置の廃液または濃縮液用の出口
６．第１の濾過液用出口
７．第２の濾過液用出口
８．フィルタ装置の縦方向の軸
９．第１の濾過液採集用ノズル
１０．第２の濾過液採集用ノズル
１１．第１の絞り弁
１２．第２の絞り弁
１３．ポンプ
１４．膨張容器の第１のポート
１４’．膨張容器の第２のポート
１５．第１の連絡用ノズル
１６．第２の連絡用ノズル
１７．第１の膨張容器
１７’．第２の膨張容器
１８．第１の膨張容器のハウジング
１８’．第２の膨張容器のハウジング
１９．第１の膨張容器の隔壁
１９’．第２の膨張容器の隔壁
２０．第１の膨張容器の第１の室
２０’．第２の膨張容器の第１の室
２１．第１の膨張容器の第２の室
２１’．第２の膨張容器の第２の室
２２．膨張容器の第１の室の弁
２３．濃縮液または濾過液用出口の弁
２４．第１の連絡用ノズルの第１の弁
２５．第２の連絡用ノズルの第２の弁
２６．三方接続手段
２７．追加の弁
２８．第２の濾過液用室
２９．第１の逆流用ノズル
３０．第２の逆流用ノズル
３４．素材用室
３５．第１の濾過液用室
Ｂ．逆流装置
Ｆ．フィルタ装置

Claims (24)

1. フィルタ装置（Ｆ）に接続している逆流装置（Ｂ）を有するフィルタ装置であって、
   前記逆流装置（Ｂ）が前記フィルタ装置（Ｆ）の逆流を行うために配設され、
   前記フィルタ装置（Ｆ）が、流体内の懸濁液内または溶液内の粒子を含む素材を濾過するために配設され、
   前記フィルタ装置（Ｆ）が、少なくとも１つのハウジング（３）および前記ハウジング（３）内に位置する少なくとも１つの第１のフィルタ・エレメント（１）を有し、
   前記第１のフィルタ・エレメント（１）が、少なくとも１つの第１の濾過液用室（３５）から素材用室（３４）を分離し、両方の室（３４，３５）が、前記ハウジング（３）内に位置し、
   前記フィルタ装置（Ｆ）が、前記素材用室（３４）と連絡している素材用入口（４）および濾過液を排出するために配設された少なくとも１つの第１の濾過液用出口（６）をさらに有し、
   前記第１の濾過液用出口（６）が、前記第１の濾過液用室（３５）と連絡し、
   前記逆流装置（Ｂ）が、隔壁（１９）を含む少なくとも１つの第１の膨張容器（１７）を含み、
   前記隔壁（１９）が、前記膨張容器（１７）を第１の室（２０）および第２の室（２１）に分割するために配設され、
   前記第１の室（２０）が圧縮可能な媒体を採集するために配設され、
   前記第２の室（２１）が前記濾過液を採集するために配設され、
   前記フィルタ装置が、前記第２の室内で前記濾過液を加圧するための加圧手段（１１，１２，１３，２３）を含む前記フィルタ装置において、
   前記フィルタ装置が、前記濾過液を排出するために配設された第２の濾過液用出口（７）をさらに含み、
   前記第２の濾過液用出口（７）が前記第１の濾過液用出口（６）とは異なるものであり、前記第１の濾過液用出口（６）から間隔を置いて位置し、
   前記第１の濾過液用出口（６）が、第１の逆流用ノズル（２９）により、前記膨張容器（１７）の前記第１の濾過液用室（３５）および前記第２の室（２１）と連絡しており、
   前記加圧手段（１１，１２，１３，２３）が、前記第１の濾過液用室（３５）内で前記濾過液の流量の流量変動を誘起するために配設されていることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記加圧手段（１２）が、前記膨張容器を充填する目的で、前記第２の濾過液用出口における前記濾過液の流量を低減化するために、前記第２の濾過液用出口（７）で作動するように配設されている請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記加圧手段（１３）が、前記濾過液の流量の変動を誘起する素材の流量の変動を誘起するために、前記素材用入口で作動するように配設される請求項１または請求項２に記載されたフィルタ装置。
4. 前記加圧手段（２３）が前記フィルタ装置の出口（５）で作動するように配設され、前記出口が、前記濾過液の流量の変動を誘起する素材の流量の変動を誘起するための廃液用出口または濃縮液用出口である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
5. 前記加圧手段（１１，１２，１３，２３）がポンプを含む請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
6. 前記加圧手段（１１，１２，１３，２３）が絞り弁を含む請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
7. 前記フィルタ装置（Ｆ）が、濾過運転をしている場合の濾過液の方向を考えて、前記第１の濾過液用出口（６）が前記第２の濾過液用出口（７）の上流に配設されている請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
8. 前記フィルタ装置（Ｆ）が、濃縮液用出口（５）を有する十字流フィルタ装置である請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
9. 前記フィルタ装置（Ｆ）が全量濾過フィルタ装置である請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
10. 前記フィルタ装置（Ｆ）が、弁（２３）を備える廃液用出口（５）を備え、前記廃液用出口（５）が、前記フィルタ装置（Ｆ）の逆流の際または後で、前記素材用室（３４）内に残留している前記所定の孔径より大きいサイズを有する前記粒子を除去するために配設される請求項９に記載されたフィルタ装置。
11. 前記フィルタ装置（Ｆ）内の前記第１のフィルタ・エレメント内に同心に配設され、素材用室（３４）を、前記第２の濾過液用出口（７）と接続している第２の濾過液用室（２８）から分離している第２のフィルタ・エレメント（２）と、
    隔壁（１９’）を含む第２の膨張容器（１７’）であって、前記隔壁（１９’）が、前記第２の膨張容器（１７’）を第１の室（２０’）と第２の室（２１’）に分割するために配設され、前記第１の室（２０’）が圧縮可能な媒体を採集するために配設され、前記第２の室（２１’）が前記濾過液を採集するために配設され、前記第２の膨張容器（１７’）の前記第２の室（２１’）が、第２の逆流用ノズル（３０）により、前記第２の濾過液用出口（７）に接続するために配設された第２の膨張容器（１７’）と、
    前記第１の濾過液用出口（６）に接続し、第１の連絡用ノズル（１５）および第２の連絡用ノズル（１６）により、それぞれ第１の逆流用ノズル（２９）および第２の逆流用ノズル（３０）と連絡している第１の濾過液採集用ノズル（９）であって、第１および第２の両方の逆流用ノズル（２９，３０）が弁（２４，２５）を含む第１の濾過液採集用ノズル（９）とをさらに含む請求項８に記載されたフィルタ装置。
12. 前記フィルタ装置（Ｆ）内の前記第１のフィルタ・エレメント（１）内に同心に配設され、前記素材用室（３４）を、前記第２の濾過液用出口（７）と接続している第２の濾過液用室（２８）から分離している第２のフィルタ・エレメント（２）と、
    隔壁（１９’）を含む第２の膨張容器（１７’）であって、前記隔壁（１９’）が、前記第２の膨張容器（１７’）を第１の室（２０’）と第２の室（２１’）に分割するために配設され、前記第１の室（２０’）が圧縮可能な媒体を採集するために配設され、前記第２の室（２１’）が前記濾過液を採集するために配設され、前記第２の膨張容器（１７’）の前記第２の室（２１’）が第２の逆流用ノズル（３０）により前記第２の濾過液用出口（７）に接続するために配設された第２の膨張容器（１７’）と、
    前記第１の濾過液用出口（６）に接続し、前記第１の逆流用ノズル（２９）と連絡している第１の濾過液採集用ノズル（９）と、
    前記第２の逆流用ノズル（３０）および前記第２の濾過液用出口（７）と接続している第２の濾過液採集用ノズル（１０）とをさらに備える請求項８に記載されたフィルタ装置。
13. 前記フィルタ装置（Ｆ）内の前記第１のフィルタ・エレメント（１）内に同心に配設され、前記素材用室（３４）を、前記第２の濾過液用出口（７）と接続している第２の濾過液用室（２８）から分離している第２のフィルタ・エレメント（２）と、
    前記第１の濾過液用出口（６）に接続し、第１の連絡用ノズル（１５）により前記第１の逆流用ノズル（２９）と連絡している第１の濾過液採集用ノズル（９）と、
    前記第１の逆流用ノズル（２９）により、前記第１の膨張容器（１７）の前記第２の濾過液用出口（７）および前記第２の室（２１）と接続している第２の連絡用ノズル（１６）であって、第１および第２の両方の連絡用ノズル（１５，１６）が弁（２４，２５）を備える第２の連絡用ノズル（１６）と、
    前記第２の濾過液用出口（７）および前記第２の連絡用ノズル（１６）と接続している第２の濾過液採集用ノズル（１０）とをさらに含む請求項８に記載されたフィルタ装置。
14. 前記第２の連絡用ノズル（１６）が、第２の逆流用ノズル（３０）により前記膨張容器（１７）の前記第２の室（２１）に接続している請求項１３に記載された逆流装置。
15. 前記第１の濾過液採集用ノズル（９）が、特に第１の絞り弁（１１）である前記加圧手段（１１）を備える請求項１０から請求項１４に記載されたフィルタ装置。
16. 前記第２の濾過液採集用ノズル（１０）が、特に第２の絞り弁（１２）である前記加圧手段（１２）を備える請求項１１から請求項１５までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
17. 前記第１および前記第２の濾過液採集用ノズル（９，１０）の前記加圧手段（１１，１２）が別々に制御される請求項１５に従属する請求項１６に記載された逆流装置。
18. 請求項１１または請求項１３に記載されたフィルタ装置の場合に、前記第１および前記第２の連絡用ノズル（１５，１６）の前記弁（２４，２５）が別々に制御される請求項１１、請求項１３または請求項１４から請求項１７までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
19. 前記濃縮液用出口（５）が、前記素材用入口（４）に接続している請求項８または請求項１１から請求項１８までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
20. 前記濃縮液用出口（５）が、特に絞り弁（２３）である弁（２３）を含む請求項８または請求項１１から請求項１９までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
21. 前記素材用入口（４）が、第１の端部、第２の端部および第３の端部を有する三方接続手段（２６）を備え、前記第１の端部が前記フィルタ装置（Ｆ）に接続し、前記第２の端部が素材タンクに接続している、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。
22. 前記ポンプ（１３）が前記三方接続手段（２６）を備える請求項２１に記載されたフィルタ装置。
23. 請求項５に記載されたフィルタ装置の場合に、前記ポンプ（１３）が、前記三方接続手段（２６）の前記第１の端部に接続している請求項２１に記載されたフィルタ装置。
24. 請求項２１に記載されたフィルタ装置の場合に、前記第３の端部が引き出し出口である請求項２１から請求項２３までのいずれか１項に記載されたフィルタ装置。

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