JP2015517906A - 懸濁液を濾過する方法および陥凹板 - Google Patents
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Abstract
本発明は、濾過装置において懸濁液を濾過する次のような方法に関する。濾過装置は、固定ヘッド部と可動端末部との間に、少なくとも第1の陥凹部(4)を有する第1の陥凹板(1)および/または第2の陥凹部を有する第2の陥凹板(1)のパックを有し、第1の陥凹部(4)および/または第2の陥凹部が第1の陥凹板(1)と第2の陥凹板(1)との間に濾過室を形成し、濾過装置は、第1の陥凹板(1)と第2の陥凹板(1)との間にあって懸濁液から固形分をフィルターケーキとして濾過する2つの濾布を有し、第1の陥凹板(1)は第1の排出口(10)へ向かう第1のダクト(9)を有し、第2の陥凹板(1)は第2の排出口へ向かう第2のダクトを有する。本方法は一連の工程として、濾過室の濾布間へ懸濁液を管送し、懸濁液を濾布を通るように導いてフィルターケーキを濾布間に定着させ、懸濁液の液体部分を濾過室から第1のダクト(9)および第2のダクトに通して、第1の陥凹板(1)の第1の排出口(10)および第2の陥凹板(1)の第2の排出口を介して濾液として排出し、乾燥用ガスをヘッド部から濾過室へ第1のダクト(9)を通って管送し、同ガスを第2のダクトを介して排出することを含む。本発明はさらに、このような陥凹板(1)にも関する。公知の方法、陥凹板(1)および濾過装置の濾過能力を大きくするためには、本発明によれば、乾燥用ガスを第2のダクトから環境へ排出することが提示される。さらに本発明によれば、第1のダクト(9)を環境へ開放する弁(14)を陥凹板(1)内で入れ子にすることを提示している。【選択図】図1c
Description
本発明は、概して濾過に関するものであり、特に濾過装置において懸濁液を濾過する方法および陥凹板に関するものである。
加圧濾過装置などにおいては、濾過室が2つの隣接する陥凹板の間に陥凹板のうちの少なくとも一方の陥凹部によって形成される。濾液は濾過室から各排出口を介して2つの別個の濾液回収ダクトへ排出され、濾過装置のヘッド部へ戻る。乾燥用ガスは、ヘッド部から排出口およびこれらの濾液回収ダクトのうちのひとつを介して濾過室へ管送され、他のダクトおよび濾液回収ダクトを介して排出されてヘッド部へ戻る。
乾燥用ガスは、濾過室へ管送される場合に圧力を受け、濾過室の濾材上に生じるフィルターケーキを介して残液を押し出す。このケーキを浸透した後、乾燥用ガスの圧力は環境気圧まで低下し、したがって、乾燥用ガスは膨張する。膨張した乾燥ガスを濾過室から管送してヘッド部へ戻すには、関連する濾液回収ダクトを、加圧された乾燥用ガスをヘッド部から濾過室へ管送するダクトよりもかなり大きな管にするか、または膨張した乾燥用ガスをかなりの高速で流す必要がある。前者の場合、関連する管断面は濾過室には利用できないので、濾過装置の濾過能力が減少する。後者の場合、ガスの流れの速度が増し、これは陥凹板の腐食や損耗の原因になる。
従来技術による陥凹板は濾液タップを有し、各濾過サイクル中に試験目的で濾液ダクトを環境へ手動で開放する。タップからはみ出た濾液の不透明性を比較することによって、関連する濾布の目視による性能検査は、簡易ではあるが質的に認識しやすくなる。さらに、従来技術による一部の濾過装置においては、濾液はそれぞれの陥凹板の基盤体を介して直接濾過室から環境へ常に排出される。しかし、このような濾過装置はフィルターケーキの乾燥を行わない。
したがって、本発明は、既知の方法、陥凹板および濾過装置の濾過能力を向上させることを目的とする。
本発明は、濾過装置において懸濁液を濾過する次のような方法を提示するものである。濾過装置は、固定ヘッド部と可動端末部間に、少なくとも第1の陥凹部を有する第1の陥凹板および/または第2の陥凹部を有する第2の陥凹板のパックを有し、第1の陥凹部および/または第2の陥凹部が第1の陥凹板と第2の陥凹板間に濾過室を形成し、さらに濾過装置は、第1の陥凹板と第2の陥凹板間にあって懸濁液から固形分をフィルターケーキとして濾過し2つの濾布を有し、第1の陥凹板が第1の排出口へ向かう第1のダクトを有し、第2の陥凹板が第2の排出口へ向かう第2のダクトを有する。本方法は一連の工程として、懸濁液を濾過室の濾布間へ管送し、懸濁液を濾布を通るよう導いて、濾布間にフィルターケーキを定着させ、懸濁液の液体部分を濾過室から第1のダクトおよび第2のダクトに通して、第1の陥凹板の第1の排出口および第2の陥凹板の第2の排出口を介して濾液として排出し、乾燥用ガスをヘッド部から第1のダクトを通って濾過室へ管送し、同ガスを第2のダクトを介して排出することを含み、乾燥用ガスを第2のダクトから直接環境へ排出する。本発明の方法では、膨張した乾燥ガス用の回収ダクトが必要なくなる。このような方法を行う濾過装置においては、従来技術において膨張した乾燥ガス用に設けられていた管断面を他の目的に利用可能であり、特に、濾過室を拡大し、ひいては濾過能力を拡大するために利用可能である。
望ましくは、本発明による方法において、濾液を第1および第2のダクトから直接環境へ排出し、乾燥用ガスを濾過室に管送する前に環境への第1のダクトを閉鎖する。本発明によるこのような方法はさらに、濾液回収用ダクトが必要なくなる。このような方法を実行する濾過装置においては、従来技術において濾液を回収するのに設けられていた管断面を他の目的に利用可能であり、特に濾過室を拡大し、ひいては濾過能力を拡大するのに利用可能である。しかし、このような濾過装置は乾燥用ガスを第1のダクトへ管送する手段を備える必要がある。
または、濾液を管送してヘッド部へ戻す濾過装置で、特に、濾液を汚染から防ぐ必要がある場合に、本発明による方法を実行してもよい。本発明によるこのような方法を実行するために、陥凹板には、膨張する乾燥用ガスについて第2のダクトを環境に対して開放する弁を備える。これに関連した濾過装置において、濾液回収用ダクトの管断面は濾過室から突出する濾液に対して十分なものであればよい。
さらに望ましくは、本発明による方法において、乾燥用ガスに先立って、圧搾室の可動膜と第1の陥凹板との間に圧搾流体を充填することによってフィルターケーキから残液を機械的に押し出す。このような可動膜をフィルターケーキの圧搾に利用することは、従来技術において公知である。
本発明による有利な方法において、乾燥用ガスに先立って、洗浄液をヘッド部から濾過室へ第1のダクトを通って管送し、第2のダクトを介してこれを排出する。フィルターケーキを洗浄するのに洗浄液を利用することは従来技術において公知である。洗浄液は、関連する濾過装置において乾燥用ガスのために設けられている同じ手段を用いて、第1のダクトへ管送し、第2のダクトを介して排出することができる。
本発明はさらに、濾過装置の固定ヘッドと可動端末部間に複数の陥凹板の試料を詰めて1つのパックにするよう設計した次のような陥凹板を提示する。すなわち本陥凹板は第1の陥凹部を有し、および/または隣接する陥凹板が第2の陥凹部を有し、第1の陥凹部および/または第2の陥凹部は陥凹板と隣接する陥凹板間に濾過室を形成し、濾過装置は、陥凹板と隣接する陥凹板間にあって懸濁液から固形分をフィルターケーキとして濾過する2つの濾布を有し、陥凹板は、濾過室から懸濁液の液体部分を濾液として排出するダクトと、このダクトを環境へ開放する弁とを有し、第2のダクトを環境へ開放する弁は陥凹板内で入れ子になっている。本発明による陥凹板は、本発明による上述の方法を実行できるものであり、同様に上述の利点を特徴とするものである。本発明による陥凹板はプラスチック、例えばポリプロピレン(PP)、または金属、例えばアルミニウムもしくは鋼鉄で作られている。
望ましくは、本発明による陥凹板は上記弁の制御コンジットを有する。この弁は加圧流体、特に空気、水または油圧オイルにより作動させることができる。または、上記弁を電気的に作動させてもよい。
さらに望ましくは、このような陥凹板は制御コンジットへ接続した貫通孔を有し、濾過装置において陥凹板の試料の各貫通孔はヘッド部に対する制御管を形成する。この弁を作動するのに外部のダクトは不要である。
本発明による陥凹板の有利な一実施形態において、弁は空気作動式膜、望ましくはピンチ弁である。空気作動式膜、特にピンチ弁は非常に簡易で、したがって、低価格タイプの弁を提供する。この弁はカートリッジ内に設けることができ、故障の場合、容易に交換することができる。
望ましくは、本発明による陥凹板は濾過室の周囲を密封する可動膜を有し、上記膜および陥凹板が圧搾室を覆い、陥凹板は圧搾流体を圧搾室へ充填する注入ダクトを有し、フィルターケーキから残留流体を機械的に押し出す。フィルターケーキを圧搾するためにこのような可動膜を利用することは従来技術においては公知のことである。
本発明によるこのような陥凹板は、濾過室の反対の面に第2の可動膜を備えてもよく、可動膜は第2の濾過室の周囲を密封し、第2の膜および第2の陥凹板は第2の圧搾室を覆い、陥凹板は圧搾流体を第2の圧搾室へ注入する第2の注入ダクトを有する。このような対称的陥凹板(「膜板」と称される)は、濾過装置において陥凹板のパック内に膜を持たない他の対称的陥凹板(「チャンバプレート」と称される)と交互に使用されることが、従来技術において公知である。
さらに、本発明によれば、濾過装置には、上述の特徴を有する少なくとも1つの陥凹板を備えること、特に、上述のようにそれぞれ2つの可動膜を有する陥凹板と他の陥凹板とが交互に配されたパック(「混合パック」と称される)を備えることを提示している。
または、本発明による陥凹板は2つの隣接する濾過室を有し、その一面だけに膜を備えていてもよい。このような各陥凹板(「コンビ板」と称される)は、濾過装置において陥凹板のパック(「コンビパック」と称される)内で順番に使用されることが、従来技術においては公知である。
本発明による濾過装置において、パックの陥凹板は上下に積み重ねられるか、または並べて吊り下げられる。この濾過装置は液圧力、積み重ねられた陥凹板の重量、および/または機械的手段によって固定される。
本発明による濾過装置において、濾過室は、2つの隣接する陥凹部により、または陥凹板の陥凹部が無い面に隣接する1つの陥凹部により形成してもよい。さらに、このパックは、同じ配向の一連の同じ陥凹板を含んでもよいし、配向の違う一連の同じ陥凹板を含んでもよいし、または一連の交互に配した陥凹板を含んでもよい。したがって、陥凹板は2つの陥凹部もしくは1つの陥凹部を備えてもよく、または、まったく陥凹部を備えなくでもよい。
次に、図面に示す好ましい実施形態を参照して、本発明による方法と、関連する陥凹板および濾過装置をより詳細に説明する。
図1a/図1bに示す本発明による第1の陥凹板1は、第1の濾過装置の固定ヘッド部と可動端末部間に、第1の陥凹板1の複数の試料だけを詰めてパック(いわゆる「コンビパック」)にするよう設計され、第1の陥凹板1は第1の陥凹板1の隣接する試料間に2つの濾布を有し、懸濁液の中から固形分をフィルターケーキとして濾過する。第1の濾過装置と、そのヘッド部および端末部と、第1の陥凹板の試料のパックと、濾布は図示しない。
陥凹板1は、PP製の基盤体2を有し、基盤体2の第1の面3に第1の陥凹部4をおよび第2の面5に第2の陥凹部6を有し、パック内で第1の陥凹板1の隣接する試料の第1の陥凹部4および第2の陥凹部6が濾過室を形成している。第1の陥凹板1の第1の陥凹部4および第2の陥凹部6は別として、濾過室は図示しない。
第1の陥凹板1は貫通孔7を有し、パック内で第1の陥凹板1の試料の貫通孔7が懸濁液をヘッド部から濾過室へ管送する懸濁液管を各濾布間に形成している。第1の陥凹板1の貫通孔7は別として、懸濁液管は図示しない。
第1の陥凹板1は第1の陥凹部4の周囲を密閉した可動膜8を有し、膜8および第1の陥凹板1が圧搾室を覆い、陥凹板1は、圧搾流体を圧搾室へ充填して残留流体をフィルターケーキから機械的に押し出す注入ダクトを有する。圧搾室および圧搾流体用のダクトは図示しない。
第1の陥凹板1はさらに、懸濁液の液体部分を第1の陥凹部4から濾液として排出する第1のダクト9および環境への第1の排出口10と、濾液を第2の陥凹部6から排出する第2のダクト11および環境への第2の排出口12を有している。第1のダクト9は貫通孔13に接続し、第1の陥凹板1の隣接する各試料の各貫通孔13が、乾燥用ガスおよび洗浄液を第1のダクト9へ管送する供給管を形成している。陥凹板1の貫通孔13は別として、供給管は図示しない。
第1の陥凹板1はさらに、図1cに詳細に示す弁14を有している。この弁14は空気圧駆動式膜、すなわち、第1のダクト9を環境へ開放するピンチ弁である。第1の陥凹板1はさらに、弁14用の制御コンジット15と、制御コンジット15へ接続した貫通孔16を有し、第1の濾過装置において、第1の陥凹板1の隣接する各試料の各貫通孔16がヘッド部への制御管を形成している。第1の陥凹板1の貫通孔16は別として、制御管は図示しない。
図2a/図2bに示す本発明による第2の陥凹板17は、図1a/図1bに示す第1の陥凹板1と基本的に類似している。第2の陥凹板17の基本的に同じ構成要件には第1の陥凹板1に従い符号を付す。
第1の陥凹板1とは異なり、第2の陥凹板17は第2の陥凹部19の周囲を密封した第2の可動膜18を有し、第2の膜18および第2の陥凹板17が第2の圧搾室を覆い、第2の陥凹板17は圧搾流体を第2の圧搾室へ注入する第2の注入ダクトを有している。ここでも同様に、圧搾室と圧搾流体の注入ダクトは図示しない。
さらに、第1の陥凹板1とは異なり、第2の陥凹板17においては第1の陥凹部4および第2の陥凹部19はともに、濾液を排出する共通の第1のダクト20と第1の排出口へ接続されている。第2の陥凹板17は濾液を排出する第2のダクトを有していない。
図3a/図3bに示す第3の陥凹板22もまた図1a/図1bに示す第1の陥凹板1と基本的に類似している。第3の陥凹板22の基本的に同じ構成要件には第1の陥凹板1に従い符号を付す。
第1の陥凹板1とは異なり、第3の陥凹板22は可動膜を有していない。さらに、第1の陥凹板1とは異なり、第3の陥凹板22は濾液を排出する第1のダクトを有していない。第3の陥凹板22において、第1の陥凹部23および第2の陥凹部6はともに、濾液を排出する共通の第2のダクト24と第2の排出口25へ接続されている。本発明による第2の濾過装置において、第2の陥凹板17の試料と第3の陥凹板22の試料はパック内に交互に配されている(いわゆる「混合パック」)。
本発明による第3の濾過装置のパックは、第2の陥凹板17と第4の陥凹板を交互の並べた配列を含み、第4の陥凹部は第3の陥凹板22と同様であるが、いずれの陥凹部にも膜を有している(いわゆる「フルメンブレンパック」)。本発明による第4の濾過装置のパックは、本発明による第5の陥凹板と第3の陥凹板を交互に並べた配列を含み、第5の陥凹板は第2の陥凹板17と同様であるが、膜を有していない(いわゆる「フルチャンバーパック」)。第3および第4の濾過装置と、第4および第5の陥凹板は図示しない。
本発明による方法において第1ないし第4の濾過装置を作動するには、まず、懸濁液を懸濁液管を介して濾過室へ管送して、それぞれの濾布間へ案内する。懸濁液の固形分は濾布間に定着し、懸濁液の液体部分は濾布に浸透して、第1のダクト9、20を介して、また第2のダクト11、24を介して濾液として濾過室から外へ排出される。その後、濾過装置を懸濁液供給源から遮断し制御管に加圧空気を供給することによって弁14を閉鎖する。
次いで、第1ないし第3の濾過装置の運転中、圧搾室に注入ダクトを介して圧搾流体、すなわち水を満たす。膜8、18を圧搾流体によって濾過室へ押し込み、フィルターケーキから残留懸濁液を搾り出す。圧搾室を圧搾流体源から遮断し、開放して圧搾流体を排出する。
次いで、濾過室に洗浄液、すなわち水を供給管および第1のダクト9、20を介して供給する。洗浄液は濾布におよびその間のフィルターケーキに浸透して、第2のダクト11、24を介して排出される。工程変化状態においては濾過装置を洗浄液から遮断する。
そして、第1ないし第3の濾過装置を稼働中に圧搾室に圧搾流体を注入し、残留洗浄液をフィルターケーキから搾り出す。圧搾室を圧搾流体源から遮断し、開放して圧搾流体を排出する。
このとき、濾過室に第1のダクト9、20を介して処理空気を供給する。この乾燥用ガスは濾布におよびその間のフィルターケーキに浸透して、第2のダクト11、24を介してから排出される。工程変化状態においては、濾過装置を乾燥用ガスから遮断する。
最後に、次の濾過サイクルに備えて、端末板を外し、濾過装置とパックを開いてフィルターケーキを取り除き、濾布、膜8、18、陥凹板1、17、22、特に濾過室を洗浄して回復する。
1 陥凹板
2 基盤体
3 面
4 陥凹部
5 面
6 陥凹部
7 貫通孔
8 膜
9 ダクト
10 排出口
11 ダクト
12 排出口
13 貫通孔
14 弁
15 制御コンジット
16 貫通孔
17 陥凹板
18 膜
19 陥凹部
20 ダクト
21 排出口
22 陥凹板
23 陥凹部
24 ダクト
25 排出口
2 基盤体
3 面
4 陥凹部
5 面
6 陥凹部
7 貫通孔
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10 排出口
11 ダクト
12 排出口
13 貫通孔
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15 制御コンジット
16 貫通孔
17 陥凹板
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25 排出口
Claims (13)
- 濾過装置において懸濁液を濾過する方法であって、該濾過装置は、固定ヘッド部と可動端末部との間に少なくとも第1の陥凹部(4、19)を有する第1の陥凹板(1、17)および/または第2の陥凹部(6、23)を有する第2の陥凹板(1、22)のパックを有し、前記第1の陥凹部(4、19)および/または前記第2の陥凹部(6、23)は前記第1の陥凹板(1、17)と前記第2の陥凹板(1、22)との間に濾過室を形成し、さらに前記濾過装置は、前記第1の陥凹板(1、17)と前記第2の陥凹板(1、22)との間に2つの濾布を有して前記懸濁液から固形分をフィルターケーキとして濾過し、前記第1の陥凹板(1、17)は第1の排出口(10、12)へ向かう第1のダクト(9、20)を有し、前記第2の陥凹板(1、22)は第2の排出口(12、25)へ向かう第2のダクト(11、24)を有し、該方法は一連の工程として、
a.前記懸濁液を前記濾過室の濾布間へ管送する工程と、
b.該懸濁液を前記濾布を通るよう導いて、前記濾布間にフィルターケーキを定着させる工程と、
c.前記懸濁液の液体部分を前記濾過室から前記第1のダクト(9、20)および前記第2のダクト(11、24)に通して、前記第1の陥凹板(1、17)の前記第1の排出口(10、21)および前記第2の陥凹板(1、22)の第2の排出口(12、25)を介して濾液として排出する工程と、
d.乾燥用ガスを前記ヘッド部から前記濾過室へ前記第1のダクト(9、20)を通って管送し、前記第2のダクト(11、24)を介して排出する工程とを含み、
前記乾燥用ガスを前記第2のダクト(11、24)から直接環境へ排出することを特徴とする方法。 - 前記請求項に記載の方法において、該方法はさらに、前記濾液を前記第1のダクト(9、20)および前記第2のダクト(11、24)を介して直接環境へ排出することと、前記乾燥用ガスを前記濾過室へ管送する前に、環境への前記第1のダクト(9、20)を閉鎖する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
- 前記請求項のいずれかに記載の方法において、該方法はさらに、前記乾燥用ガスに先立って、圧搾流体を圧搾室の可動膜(8、18)と前記第1の陥凹板(1、17)間に充填することによってフィルターケーキから残液を機械的に押し出す工程を含むことを特徴とする方法。
- 前記請求項のいずれかに記載の方法において、該方法はさらに、前記乾燥用ガスに先立って、洗浄液を前記ヘッド部から前記濾過室へ前記第1のダクト(9、20)を通って管送して、前記第2のダクト(11、24)を介して排出する工程を含むことを特徴とする方法。
- 濾過装置の固定ヘッド部と可動端末部との間に陥凹板(1、17)の複数の試料を詰めて1つのパックにするよう設計した陥凹板(1、17)であって、該陥凹板(1、17)は第1の陥凹部(4、19)を有し、および/または前記濾過装置において隣接する陥凹板(1、22)が第2の陥凹部(6、23)を有し、前記第1の陥凹部(4、19)および/または前記第2の陥凹部(6、23)は前記陥凹板(15)と前記隣接する陥凹板(1、22)との間に濾過室を形成し、前記濾過装置は、前記陥凹板(1、17)と前記隣接する陥凹板(1、22)との間にあって懸濁液から固形分をフィルターケーキとして濾過する2つの濾布を有し、前記陥凹板(1、17)は、前記濾過室から懸濁液の液体部分を濾液として排出するダクトと、該ダクトを環境へ開放する弁(14)とを有し、該弁(14)が該陥凹板(1、17)内で入れ子になっていることを特徴とする陥凹板。
- 前記請求項に記載の陥凹板(1、17)において、該陥凹板はさらに、前記弁(14)用の制御コンジット(15)を含むことを特徴とする陥凹板。
- 前記請求項に記載の陥凹板(1、17)において、該陥凹板はさらに、前記制御コンジット(15)へ接続した貫通孔(16)を含み、前記濾過装置において該陥凹板(1、17)の試料の前記貫通孔(16)が前記ヘッド部に対する制御管を形成していることを特徴とする陥凹板。
- 請求項5ないし7のいずれかに記載の陥凹板(1、17)において、さらに、前記弁(14)は空気圧作動式膜であることを特徴とする陥凹板。
- 前記請求項に記載の陥凹板(1、17)において、さらに、前記弁(14)はピンチ弁(14)であることを特徴とする陥凹板。
- 請求項5ないし9のいずれかに記載の陥凹板(1、17)において、該陥凹板はさらに、前記濾過室の周囲を密封した可動膜(8、18)を含み、該膜(8、18)および陥凹板(1、17)が圧搾室を覆い、該陥凹板(1、17)は、圧搾流体を前記圧搾室へ充填して前記フィルターケーキから残留流体を機械的に押し出す注入ダクトを有することを特徴とする陥凹板。
- 前記請求項に記載の陥凹板(17)において、該陥凹板はさらに、前記濾過室の反対の面(3)に第2の可動膜(18)を含み、該可動膜(18)は第2の濾過室の周囲を密封し、前記第2の膜(18)および該陥凹板(17)が第2の圧搾室を覆い、該陥凹板(17)は圧搾流体を前記第2の圧搾室へ注入する第2の注入ダクトを有していることを特徴とする陥凹板。
- 固定ヘッド部と可動端末部との間に少なくとも第1の陥凹板(1、17)および第2の陥凹板(1、22)のパックを有し、前記第1の陥凹板(1、17)は第1の陥凹部(4、19)を有し、および/または前記第2の陥凹板(1、22)は第2の陥凹部(6、23)を有し、前記第1の陥凹部(4、19)および/または前記第2の陥凹部(6、23)は前記第1の陥凹板(1、17)と前記第2の陥凹板(1、22)との間に濾過室を形成し、さらに前記第1の陥凹板(1、17)と前記第2の陥凹板(1、22)との間にあって懸濁液から固形分をフィルターケーキとして濾過する2つの濾布を有し、前記第1の陥凹板(1、17)は第1の排出口(10、21)へ向かう第1のダクト(9、20)を有し、前記第2の陥凹板(1、22)は第2の排出口(12、25)へ向かう第2のダクト(11、24)を有する濾過装置において、該濾過装置は、少なくとも、請求項5ないし12のいずれかに記載の第1の陥凹板(1、17)を含むことを特徴とする濾過装置。
- 前記請求項に記載の濾過装置において、該濾過装置は、請求項11に記載の陥凹板(17)を複数、および他の陥凹板(22)を複数、前記パック内に交互に配していることを特徴とする濾過装置。
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