JP2016509538A - 連続濾過用濾過装置 - Google Patents

Abstract

本発明は濾過の分野に関し、特に連続濾過用濾過装置に関する。この濾過装置はリバーサとＮ個のフィルタとを含み、このリバーサの側壁の下端に濾過対象物質入口が形成され、リバーサの側壁の上端にＮ個の物質出口が形成され、ロータがリバーサ内に配置され中央軸の周りを回転するように配置され、Ｎ個の開口部がロータの側壁上であってリバーサの物質出口に対応する位置に設けられ、ロータの１つの開口部がリバーサの底部に形成された濾過残渣排出口と連通し、ロータのＮ−１個の開口部が逐次的に直径が増大する一連の制限孔であり、かつリバーサの側壁の下端で濾過対象物質入口と連通し、フィルタコアがＮ個のフィルタの各々の内部に装着され、Ｎ−１個のフィルタが濾過対象物質入口と連通し、他のフィルタが濾過残渣排出口と連通していることを特徴とする。本発明は使用するフィルタコア及びバルブの数を減らし、コストを削減し、各フィルタのフローを効果的に制御する。【選択図】図１

Description

本発明は濾過の分野に関し、特に連続濾過用濾過装置に関する。

逆洗操作によって再生利用されることを要する完全自動濾過システムは、連続的で安定な排出フローを確保するために、一組の濾過装置が２つのフィルタを含む構成を一般に採用する。一方のフィルタが稼働中であるとき、他方は逆洗操作によって再生処理される。従って、濾過システム全体では排出フローの連続性及び安定性を確保することができる。通常の運転では、実際にはただ１つのフィルタが濾過作業を行う。第２フィルタは、使用中に物質を連続的に排出するという要求を満たすだけのために配置されている。従って、互いに対応する非常に多くのバルブ及びメーターが存在する。いずれかのバルブ及びメーターが正常に機能しなければ、この濾過システムは機能不全に陥ることになる。

上記の技術的課題に鑑み、本発明は、作業効率を確保しつつ、使用するバルブコア及びバルブの数を減らし、コストを削減し、各フィルタのフローを効果的に制御することを目的とする連続濾過用濾過装置を設計し開発する。

本発明は以下の技術的解決策を提供する。

連続濾過用濾過装置は、円筒形の容器であるリバーサと、Ｎ個のフィルタとを含み、
リバーサの側壁の下端に濾過対象物質入口が形成され、リバーサの側壁の上端にＮ個の物質出口が形成され、ロータがリバーサ内に配置され中央軸の周りを回転できるように配置され、Ｎ個の開口部がロータの側壁上であってリバーサの物質出口に対応する位置に設けられ、ロータの開口部がシール部材を介してリバーサの物質出口に接続されて、密閉されたチャネルが形成され、ロータの１つの開口部がリバーサの底部に形成された濾過残渣排出口と連通し、ロータのＮ−１個の開口部が逐次的に直径が増大する一連の制限孔であり、かつリバーサの側壁の下端で濾過対象物質入口と連通し、
Ｎ個のフィルタには、各々、中にフィルタコアが装着されており、Ｎ−１個のフィルタがリバーサの物質出口及びロータの制限孔を介して濾過対象物質入口と連通し、残りの１つのフィルタが上記リバーサの物質出口及び上記密閉されたチャネルを介して濾過残渣排出口と連通している。

当該連続濾過用濾過装置では、ロータが所定の時間間隔で１回回転すると、リバーサに接続されたフィルタが直径が大きい隣の制限孔の位置へと逐次的に切り替わり、対応する制限孔と連通することが好ましい。濾過の際、逆洗操作を行うために常に１つのフィルタが濾過残渣排出口と連通するように配置され、残りのＮ−１個のフィルタは制限孔の設置によって物質の同じ流れを維持する。

当該連続濾過用濾過装置では、ロータの１つの開口部が、リバーサの底部に設けられた濾過残渣排出口とリバーサの内部に配設された濾過残渣排出パイプを介して連通し、この濾過残渣排出パイプはロータと一体的に配設されていることが好ましい。

当該連続濾過用濾過装置では、リバーサの濾過残渣排出口と連通するロータの１つの開口部の直径がリバーサの物質出口の直径と同じであることが好ましい。

当該連続濾過用濾過装置では、実施機構に接続されている減速クラッチがリバーサの中央軸の上端に接続されており、この減速クラッチが、実施機構の９０°往復運動を変換することで、中央軸の周りを回転するロータが毎回１つの制限孔の位置分だけ回転するように配設されていることが好ましい。

当該連続濾過用濾過装置では、フィルタコアが逆洗可能な再生材料、例えば金属粉末焼結フィルタコア又は金属メッシュから作製されていることが好ましい。

本発明に係る連続濾過用濾過装置では、複数のフィルタがリバーサを介して濾過対象物質入口及び濾過残渣排出口と連通し、各フィルタの稼働時間の長さに応じたリバーサの物質出口の位置において、異なる直径を持つ一連の制限孔がロータ上に設けられて、各フィルタの同じ物質フローが確保される。リバーサ内にあるロータを均等な時間間隔で回転させることによってフィルタを物質出口及び濾過残渣排出口に接続するように切り替えることで自動逆洗が行われる。本発明では、複数のフィルタが同時に稼働する。ロータの動きにより、各フィルタは、逆洗のために濾過残渣排出口と連通される可能性がある。本発明は、同じ操作効率を確保しつつ、使用するバルブコア及びバルブの数を減らし、製造コストを削減する。

本発明に係る連続濾過用濾過装置のワークフローの概略図である。 本発明に係る連続濾過用濾過装置の概略断面図である。 本発明に係る連続濾過用濾過装置のロータの概略図である。

当業者が明細書の開示を参照して本発明を実施することができるように、添付の図面を参照して本発明をさらに詳細に記載する。

本発明は、円筒形の容器であるリバーサ１と、Ｎ個のフィルタとを含み、
リバーサの側壁の下端に濾過対象物質入口２が形成され、リバーサの側壁の上端にＮ個の物質出口３が形成され、ロータ６がリバーサ内に配置され中央軸８の周りを回転するように配置され、Ｎ個の開口部がロータの側壁上であってリバーサの物質出口に対応する位置に設けられ、ロータの開口部がシール部材１０を介してリバーサの物質出口に接続されて、密閉されたチャネルが形成され、ロータの１つの開口部がリバーサの底部に形成された濾過残渣排出口５と連通し、ロータのＮ−１個の開口部が逐次的に直径が増大する一連の制限孔７であり、かつリバーサの側壁の下端で濾過対象物質入口と連通し、
Ｎ個のフィルタには、各々、中にフィルタコアが装着されており、Ｎ−１個のフィルタがリバーサの物質出口及びロータの制限孔を介して濾過対象物質入口と連通し、残りの１つのフィルタが上記リバーサの物質出口及び上記密閉されたチャネルを介して濾過残渣排出口と連通する連続濾過用濾過装置を提供する。

上記連続濾過用濾過装置では、ロータが所定の時間間隔で１回回転すると、リバーサに接続されたフィルタは直径が大きい隣の制限孔の位置へと逐次的に切り替わり、対応する制限孔と連通する。濾過の際、逆洗操作を行うために常に１つのフィルタが濾過残渣排出口と連通するように配置され、残りのＮ−１個のフィルタは制限孔の設置によって物質の同じ流れを維持する。

当該連続濾過用濾過装置では、ロータの１つの開口部は、リバーサの内部に配設された濾過残渣排出パイプ４を介してリバーサの底部に設けられた濾過残渣排出口と連通し、この濾過残渣排出パイプはロータと一体的に配設されている。

当該連続濾過用濾過装置では、リバーサの濾過残渣排出口と連通するロータの１つの開口部の直径は、リバーサの物質出口の直径と同じである。

当該連続濾過用濾過装置では、実施機構に接続されている減速クラッチ９がリバーサの中央軸の上端に接続されており、この減速クラッチは、実施機構の９０°往復運動を変換することで、中央軸の周りを回転するロータが毎回１つの制限孔の位置分だけ回転するように配設されている。

当該連続濾過用濾過装置では、フィルタコアは逆洗可能な再生材料、例えば金属粉末焼結フィルタコア又は金属メッシュから作製されている。

本発明に係る連続濾過用濾過装置では、１０個の金属粉末焼結フィルタコアが各フィルタで使用され、全部で１０個のフィルタがあり、リバーサは円形の上面及び下面を有する円筒体として設けられ、１０個の開口部がリバーサのロータの側壁上に設けられ、そのうち９個の開口部は逐次的に直径が増大する一連の制限孔であり、残りの１つの開口部はリバーサの物質出口の直径と同じ直径を有し、９個のフィルタはそれぞれ対応する制限孔を介してそれぞれ濾過対象物質入口と連通し、残りの１つのフィルタは濾過残渣排出パイプを介して濾過残渣排出口と連通する。濾過対象物質入口にある流入フロー調節バルブが開かれた後、物質の流量は、低速度から高速度まで制御される。固体粒子層がフィルタコア表面上に形成され、次いで濾過が正常なフロー（流れ）で実施されるまでは、圧力差のため、上記物質は、物質出口と連通する９個のフィルタに向かってリバーサを通って流れる。濾過時間は２００分間と設計され、フィルタは２０分毎に１回切り替わる、つまり、実施機構は９０°回転し、減速クラッチがリバーサのロータを制御して３６°だけ回転させ、フィルタは直径が大きい隣の制限孔の位置へと逐次的に切り替わり、対応する制限孔と連通する。このとき、最長時間稼働して濾過を行うフィルタは逆洗されることになり、濾過残渣は濾過残渣排出口を通して直接排出され、各フィルタが１回逆洗を受けた時点で濾過手順は終了する。濾過の際、常に１つのフィルタが濾過残渣排出口と連通し、濾過の連続性が確保される。その間、リバーサは、複数のフィルタが１つの濾過対象物質入口と連通しているだけでよく、物質がリバーサに入り、次いでその複数のフィルタに送られるように配置され、これにより濾過対象物質入口で使用されるバルブの数が減り、製造コストが削減される。

図１は、本発明に係る連続濾過用濾過装置のワークフローの概略図を示す。濾過対象物質を含む流体の供給入口フロー２０が流入フロー調節バルブ２２によって制御される。この物質はリバーサ２４に導入される。この濾過装置は８個のフィルタを含む。各フィルタはリバーサ２４に接続されている。７個のフィルタは濾過対象物質入口と連通し、１つのフィルタは濾過残渣排出パイプを介してリバーサ２４の底部にある濾過残渣排出口と連通する。図１では、この濾過残渣排出パイプは、リバーサ２４内に太線で示されている。リバーサ２４の濾過残渣排出口は濾過残渣排出用出口２６に接続されている。濾過残渣排出用出口２６へのフローは逆洗オフバルブ２８を介して制御することができる。フィルタが逆洗される場合、逆洗オフバルブ２８が閉じられ、代用流体入口３０を介して流体が導入される。この流体は濾過残渣排出口を通ってリバーサ２４に入ることになり、流体は、この流体によって逆洗されることになるフィルタまで濾過残渣排出パイプを通って流されることになる。フィルタを逆洗した使用済みの流体は、逆洗オフバルブ２８を開けることにより、濾過残渣排出用出口２６を過ぎて排出されることになる。さらに、図１は、リバーサ２４がリバーサ２４の頂部で実施機構３２に接続されていることを示す。実施機構３２は、濾過残渣排出パイプとフィルタとの接続を制御することにより、逆洗されるフィルタを切り替える。濾過された物質は濾過流体出口３４を通って放出されることになる。濾過された物質を含む流体のフローの圧力は排出フロー調節バルブ３６によって制御される。さらに、排出フロー調節バルブ３６が閉じられた場合には、放出バルブ３８を通して濾過流体を放出することができる。

上記フィルタ及び濾過装置は、固液濾過用途の全範囲のあらゆる種類の液体及び作業液を濾過するために使用することができる。応用分野の１つは化学プロセス、とりわけメタノール−オレフィンプロセス、カプロラクタム及び過酸化水素の製造、並びにＴＤＩ／ＴＤＡプロセス（ＰＥＴ製造における上流生成物）における触媒回収である。当該濾過装置は、飲料産業における製品清澄化、又は廃水若しくは他の液体（例えば非常に粘稠なスラリーオイル）からの連続的粒子分離のためにも使用できる。

本発明の実施形態を上記のようにすでに開示したが、本発明の実施形態は上記記載及び実施形態に記載された応用例に限定されず、本発明の実施形態は、本発明が適用できる種々の分野に完全に適合させることができる。当業者は容易に追加的な補正を実施することができるので、本発明は、特許請求の範囲及び保護の均等範囲によって定められる全体的技術思想から逸脱しない限りは、本明細書に示され描かれる具体的な詳細な記述及び説明文に限定されるわけではない。

Claims (6)

1. 連続濾過用濾過装置であって、円筒形の容器であるリバーサと、Ｎ個のフィルタとを含み、
   上記リバーサの側壁の下端に濾過対象物質入口が形成され、上記リバーサの側壁の上端にＮ個の物質出口が形成され、ロータが上記リバーサ内に配置され中央軸の周りを回転できるように配置され、Ｎ個の開口部が上記ロータの側壁上であってリバーサの物質出口に対応する位置に設けられ、上記ロータの開口部がシール部材を介してリバーサの物質出口に接続されて、密閉されたチャネルが形成され、ロータの１つの開口部がリバーサの底部に形成された濾過残渣排出口と連通し、ロータのＮ−１個の開口部が逐次的に直径が増大する一連の制限孔であり、かつリバーサの側壁の下端で濾過対象物質入口と連通し、
   Ｎ個のフィルタには、各々、中にフィルタコアが装着されており、Ｎ−１個のフィルタが上記リバーサの物質出口及び上記ロータの制限孔を介して濾過対象物質入口と連通し、その他のフィルタが上記リバーサの物質出口及び上記密閉されたチャネルを介して濾過残渣排出口と連通していることを特徴とする連続濾過用濾過装置。
2. 上記ロータが所定の時間間隔で１回回転すると、上記リバーサに接続されたフィルタが直径が大きい隣の制限孔の位置へと逐次的に切り替わり、対応する制限孔と連通し、かつ濾過の際、逆洗操作を行うために、常に１つのフィルタが濾過残渣排出口と連通するように配置され、残りのＮ−１個のフィルタが上記制限孔の設置によって物質の同じ流れを維持することを特徴とする請求項１に記載の連続濾過用濾過装置。
3. 上記ロータの１つの開口部が上記リバーサの内部に配設された濾過残渣排出パイプを介してリバーサの底部に設けられた濾過残渣排出口と連通し、この濾過残渣排出パイプがロータと一体的に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の連続濾過用濾過装置。
4. 上記リバーサの濾過残渣排出口と連通するロータの１つの開口部の直径がリバーサの物質出口の直径と同じであることを特徴とする請求項３に記載の連続濾過用濾過装置。
5. 実施機構に接続されている減速クラッチが上記リバーサの中央軸の上端に接続されており、この減速クラッチが、上記実施機構の９０°往復運動を変換することで、中央軸の周りを回転する上記ロータが毎回１つの制限孔の位置分だけ回転するように配設されていることを特徴とする請求項４に記載の連続濾過用濾過装置。
6. 上記フィルタコアが逆洗可能な再生材料、例えば金属粉末焼結フィルタコア又は金属メッシュから作製されていることを特徴とする請求項５に記載の連続濾過用濾過装置。

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