JP2020516454A - 流体を処理する装置 - Google Patents

Abstract

流体を処理する装置、特にフィルタ装置であって、少なくとも１つの第１（１２）と第２のパイプ形状の部材（１４）を有し、それらが共になって部材複合体（１０）を形成し、１つの部材（１４）が２つの部材（１２、１４）の間に流れ空間（３３）を形成しながら他の部材（１２）内に次のように、すなわち第１の部材（１２）が部材複合体（１０）内で処理すべき流体の流入側（２９）の方向に、そして第２の部材（１４）が処理された流体の流出側（３１）の方向に配置されるようにして、収容されており、かつ２つの部材（１２、１４）は流体処理の間、相前後する順序において流入側（２９）から流出側（３１）へ貫流される、ものは、共通の視線方向（Ｐ）に関して、流入側（２９）へ向いた第１の部材（１２）が少なくとも部分的に一様又は一様でない輪郭を有し、かつ流出側（３１）へ向いた第２の部材（１４）が少なくとも部分的に一様でない又は一様な輪郭を有することを、特徴としている。【選択図】図２

Description

本発明は、流体を処理する装置、特にフィルタ装置に関するものであって、装置は少なくとも第１と第２のパイプ形状の部材を有し、それらが共に部材複合体を形成し、一方の部材は２つの部材の間に流れ空間を形成しながら他の部材の中に次のように、すなわち第１の部材が処理すべき流体の流入方向に、そして第２の部材が処理すべき流体の流出方向において部材複合体内に配置されるように、収容されており、かつ２つの部材は、流体処理の間互いに前後する順序において流入側の方向から流出側へ貫流される。

流体を処理するこの種の装置は、たとえば、流体用のフィルタ装置を開示する、特許文献１（独国特許出願公開第１０２０１０００３９６１号明細書）から知られている。この既知の装置は、フィルタハウジングを有しており、その中に少なくとも１つ、好ましくは２つのフィルタパトローネの形式の、長手軸を定めるフィルタ部材が収容可能であって、そのフィルタパトローネが少なくとも１つの端部に、フィルタ材料の該当する終端縁用のフレームを形成する終端キャップを有しており、その終端キャップは、フィルタ部材をその機能位置に位置固定するために、フィルタハウジングの底部分と協働する部材収容部に固定することができる。部材収容部は、フィルタ部材のフィルタ中空室から流出する浄化された流体のために流体路を形成し、かつ流体路を阻止する弁配置を有している。さらにフィルタ部材の、フィルタ収容部に固定すべき終端キャップに、制御装置が設けられており、その制御装置は機能位置において、弁配置を阻止解除する。

特許文献２（独国特許出願公告第１０３５２７０３号明細書）は、フィルタハウジングとフィルタハウジング内に収容可能かつ交換可能なフィルタ挿入片とを有するフィルタ装置を開示しており、そのフィルタ挿入片がフィルタ材料を有し、フィルタ挿入片はセグメントに分割されて、それらの間にそれぞれ流体室を画成し、その流体室から濾過すべき流体が、フィルタ材料を有するセグメントを逆方向に貫流する。フィルタハウジングのカバー部分は、多数の流体通過部分を有しており、それらを通して濾過すべき流体がカバー部分内の切り欠きを介して装置内へ流入し、その場合二流体室はその長手方向に、ハウジングの底部分からそのカバー部分へ円錐状に拡幅し、かつ底側の終端部分の複数のウェブ形状の延長部が互いに流体通過部を画成する。

それぞれ使用目的に応じて、たとえば飲料水又はプロセス水を処理する場合には、既知のフィルタ装置はその限界に突き当たる。流体を処理する際の効率の向上の他に、固体、液体あるいは固体と液体の組み合わせを分離するような、必要に応じて最適化された処理ステップを実施することが望まれる。

独国特許出願公開第１０２０１０００３９６１号明細書 独国特許出願公告第１０３５２７０３号明細書

本発明の課題は、流体を処理する装置の性能及び使用可能性を拡張することであって、特に必要に応じて最適化された処理ステップを実施可能にしようとしている。

この課題は、その全体において特許請求項１の特徴を有する流体を処理する装置によって、かつその全体において特許請求項１５の特徴を有する流体処理装置によって、解決される。本発明の好ましい形態が、下位請求項の対象である。

本発明に係る、流体を処理する装置は、共通の視線方向に関して流入側へ向いた第１の部材が少なくとも部分的に均一又は不均一な輪郭を有し、かつ流出側を向いた第２の部材が少なくとも部分的に不均一又は均一な輪郭を有することを、特徴としている。均一な輪郭、不均一な輪郭あるいは均一な輪郭と不均一な輪郭の組合せを有する２つの部材を等しい片又はカウンター片として形成することによって、流体を処理する装置の高度に固有化され、要請に応じて個別化された形態が得られ、それぞれの輪郭の選択を介して、それぞれの部材によって実施可能な１つ又は複数の処理ステップ及び、所定の貫流挙動のような、所望の特性及び貫流可能な部材を有する装置の能力が定められる。２つのカスケード状に配置された部材の間に形成された流れ空間を通して、そこに流入する流体が大面積かつきわめて均一に第２の部材の流入面へ案内される。このようにして流体による装置の良好な貫流及び装置によって実施される処理ステップの高い効率が保証されている。

共通の視線方向は、外側から、あるいはまた内側から、部材複合体を見るように定めることができる。外側から内側への濾過方向の場合には、分離は「固体−液体」で行われる。内側から外側への濾過方向の場合には、「液−液」あるいは「液−ガス」の合体が行われる。外側から内側への濾過方向もしくは共通の視線方向の場合には、流入側を向いた第１の部材の輪郭は均一であって、流出側を向いた第２の部材の輪郭は不均一である。したがって内側から外側への濾過方向もしくは共通の視線方向の場合には、流入側へ向いた第１の部材（以前は第２の部材）の輪郭は不均一であって、流出側を向いた第２の部材（以前は第１の部材）の輪郭は、均一である。部材複合体のそれぞれの視線方向又は貫流方向に関係なく、いずれにせよ常に１つの部材は均一な輪郭を有することができ、他の部材は不均一な輪郭を有することができる。

本発明に係る装置の好ましい実施形態は、共通の視線方向においてあらかじめ定められたセクター内で、輪郭が等しい場合に一方の部材の部材幾何学配置は、常に均一な形態で繰り返され、他の部材の部材幾何学配置の不均一な輪郭は非恒常的に延びることを、特徴としている。均一な形態において常に繰り返される部材幾何学配置は、好ましくは、１層又は多層の材料の、特にフィルタ材料の、しかるべき折りたたみによって形成されている。好ましくは、均一な輪郭は、等しい高さの同種の部材折り目、特にフィルタ折り目によって、そして不均一な輪郭は、少なくとも異なる折り目高さを有する部材折り目、特にフィルタ折り目によって定められている。

本発明の主旨において、あらかじめ定めることのできるセクターというのは、パイプ形状の、典型的に互いに対して同軸に配置された、部材のあらかじめ定めることのできる角度セクションである。径方向外側に位置する第１又は第２の部材は、より大きい周を有しており、したがってあらかじめ定めることのできるセクター内でより大きい弓形セクションを有する。それぞれ内側から外側への、あるいは外側から内側への、装置の貫流方向に応じて、輪郭及びそれによって定められる流入面と流出面が、必要に合わせて形成される。たとえば部材折り目によって形成される輪郭は、好ましくは、部材複合体の軸方向の方向づけに対して平行の、垂直に延びる方向に方向づけされており、したがって流入通路又は流出通路を定める。しかしまた、流入通路又は流出通路を、垂直方向とは異なる方向づけで、かつ代替的又は付加的にそれぞれの部材における弓形の推移で形成することも、考えられる。

本発明に係る装置の好ましい実施形態において、セクターの内部に恒常的に形成されている部材幾何学配置は、濾過する、かつ／又は合体させる材料からなる中空円筒又は巻き円筒の部分によって、あるいはフィルタ材料及び／又は合体材料のいくつかの部材折り目によって形成されており、その部材折り目は等しいサイクル数と等しい振幅を有する波形の推移を有している。濾過する、かつ／又は合体させる材料からなる部材の要請に応じた個別的な形態及び付属の付与形態によって、流体を処理するための装置の可能な限り最良の特性が調節される。

砂、錆び、摩耗片、パラフィン、アスファルトなどのような、粒子形状の固体を分離する場合には、２つの部材は濾過する材料から形成される。エアロゾル、オイルミスト、凝縮物などを分離する場合には、２つの材料は合体させる材料から形成される。固体と液体の分離が組み合わされる場合には、１つの部材は濾過する材料から、他の部材は合体させる材料から形成される。好ましくは、流入側に対応づけられた第１の部材は粒子濾過のために、そして流出側に対応づけられた第２の部材は合体濾過のために形成されている。それぞれ使用目的に応じて、フィルタ媒体は表面濾過のため、あるいは深部濾過のために適切に選択することができる。純粋な固体分離の場合には、典型的に、最初に貫流される第１の部材は、その後に貫流される第２の部材よりも大きいフィルタ細度を有している。

本発明に係る装置の他の好ましい実施形態において、セクターの内部に非恒常的に形成された部材幾何学配置は、他の、あるいは同一のフィルタ材料及び／又は合体材料のいくつかの部材折り目によって形成され、その部材折り目は等しいサイクル数と異なる振幅を有する波形の推移を有している。それぞれ本発明に係る装置の貫流挙動とフィルタ特性もしくは合体特性に応じて、あらかじめ定めることのできるセクター内で２つの部材の部材折り目の数、サイクル数及び配置が選択されている。典型的に、２つの部材の部材折り目は互いに対して次のように、すなわちそれぞれのセクター内で一方の部材の少なくとも１つの部材折り目が他方の部材の他の部材折り目と、パイプ形状の部材の対称軸に対して整合するように、配置されている。フィルタ折り目によって形成される２つの部材の配置によって、装置を貫流する際のカスケード効果によって汚れが移動する場合でも、それぞれの濾過課題に合わせた濾過出力及びさらに高い駆動安全性が保証されている。

本発明の他の好ましい実施形態において、あらかじめ定めることのできるセクターは、相前後する順序において、そのそれぞれの恒常的及び非恒常的に延びる部材幾何学配置によって、一方及び他方の部材のためにそれぞれ中空円筒を形成する。本発明に係る装置の均一な形態によって、装置の均一なプロセス出力、特に均一なフィルタ出力及び／又は合体出力がその外表面全体にわたって達成される。

本発明に係る装置の他の好ましい実施形態において、少なくともセクターの内部において、非恒常的に延びる部材折り目は、相前後する順序において、通路ガイドを形成しながら間隔をおいて保持され、次にブロックで保持され、かつ対応づけ可能なセクター内で、恒常的に延びる部材折り目がその方向変換のあらかじめ定められた箇所において径方向の変位をもって少なくとも部分的に通路ガイドを覆う。それぞれの部材における部材折り目の配置と形態によって、そこで必要に合わせて、処理すべき流体のための流入通路と流出通路が形成される。互いに対して、もしくは互いに入れ子に配置された、２つの部材における通路を少なくとも部分的に覆うことによって、それぞれの流入面又は流出面に接触した場合の貫流する流体のほぼ妨げられない貫流及びしかるべき減速又は加速が得られる。

さらに好ましくは、少なくとも１つの隣接するセクター内の恒常的な部材幾何学配置と非恒常的なそれの部材数の比は、１対２から１対４の間にある。典型的にあらかじめ定めることのできるセクター内でより大きい部材数を有する部材は、径方向外側に配置され、かつそれぞれ装置の貫流方向に応じて第１の部材又は第２の部材である。あらかじめ定めることのできる値領域内の部材数の比によって、汚れのための高い貯蔵容積及び第１のフィルタ部材内の粗い濾過と第２のフィルタ内の細かい濾過の間の良好な段階づけをもって、特に良好に程度の差をつけたフィルタ出力が生じる。部材折り目は、流入側もしくは流出側において、それぞれ形態に応じて、それぞれエッジ形状又は波形の移行部を有している。

本発明に係る装置の好ましい実施形態において、それぞれ部材複合体の流入方向に応じて、少なくとも流出側に位置する部材の外周側及び／又は内周側に、好ましくは多孔の支持パイプのような、支持構造が設けられている。それぞれ部材の形態に応じて、径方向外側又は内側に位置するように、それぞれ好ましくは格子状の支持構造が設けられており、それによって駆動におい流体を処理する間部材複合体の安定性が向上する。

本発明に係る装置の他の好ましい実施形態において、部材複合体内の２つの部材の間にドレナージ層のみが、あるいは付加的にドレナージ層が、配置されており、そのドレナージ層は部材の間の中空室の形式で形成することもできる。ドレナージ層は、流れ空間を少なくとも部分的に、好ましくは完全に満たし、かつ第１の部材から第２の部材へ溢流する際に流体の所望の流れ挙動をもたらす。流れ空間は、好ましくは一定の径方向の延びを備えた径方向の環状空間の形状を有している。しかし、たとえば軸方向又は径方向の拡幅あるいは狭窄化によって可変の広がりを有する形態も、考えられる。

本発明の好ましい実施形態において、部材の少なくとも１つは分離フィルタ又は合体フィルタとして形成され、懸濁液のような液状の媒体の相分離、特に油圧オイル又は燃料のような駆動媒体からの水及び／又は空気の分離に用いられ、それぞれ他の部材は、媒体流からの粒子状の汚れの浄化に用いられる。このように形成された装置は、特に、水域の海水又は表面水からプロセス水処理又は飲料水処理を行う装置に使用するのに適している。様々な処理ステップが、液状の媒体の相分離を行う一方の部材及び媒体流を浄化する他方の部材にクラスター状に対応づけられている。特に好ましくは２つの部材は、取り外し可能に部材複合体にまとめられており、かつこの部材複合体において互いに独立して交換可能である。それから生じる利点は、濾過駆動と合体駆動の間、それぞれ汚れ又は負荷に応じて部材を必要に合わせて個々に交換することができ、かつ装置のコストと材料を節約する駆動方法が保証されていることである。

本発明の他の好ましい実施形態において、部材複合体内で一方の、好ましくは外側の、部材がその自由な前側においてそれぞれ部材キャップによって閉鎖されており、その部材キャップが外側の部材の部材材料を収容し、かつ内側の部材を向いた側にウェブ形状のガイドリングを有しており、そのガイドリングに他の、好ましくは内側の、部材の対応づけ可能な終端キャップが支持される。このようにして、協働するキャップを介して２つの部材の取り外し可能な、確実な結合が保証されている。典型的に、終端キャップを有する部材が別々に形成されて、必要に合わせて部材複合体にまとめられる。特に飲料水及びプロセス水処理するための工業用設備の装備としての部材をストックし、販売し、かつ用意するためのモジュラーシステムの形成が考えられる。

本発明に係る装置の好ましい実施形態において、一方の部材と他方の部材の互いに対応づけ可能な隣接するペアの終端キャップは、前側において少なくとも部分的に、特にそれぞれウェブ形状のガイドリングの収容開口部の領域内で、共に終端を形成する。このようにして、好ましくは部材複合体の対称軸に対して垂直に方向づけされた平面内に位置する閉鎖面が、部材複合体のそれぞれに端部に形成される。それが、装置の移送、ストックおよび積み重ね可能性を容易にする。

さらに好ましくは、少なくとも一方の、好ましくは外側の、部材の互いに逆となる終端キャップに、対応して形成されたガイド斜面が設けられており、そのガイド斜面は、それぞれ部材複合体の少なくとも２つの重ねて配置された部材のスタック複合体内で、それぞれ１つの部材複合体の一方の終端キャップが、他の部材複合体の隣接して配置された後続の終端キャップ内へ嵌入することを、可能にする。複数の部材複合体が互いに接して配置されている場合に、これらはその対称軸に沿って相前後して配置されて、終端キャップにおいて互いに添接する。ガイド斜面によって、互いに接するように配置された２つの部材複合体の相互の係合及びそれに伴って位置固定が保証される。典型的にガイド斜面は、それぞれの終端キャップに径方向に延びるように形成されている。

本発明に係る装置の他の好ましい実施形態において、それぞれ部材複合体の２つの部材の、スタック複合体内で互いに接するガイド斜面は、特にＯシールリングの形式の、シール装置によって相互に密閉されている。そのことから、互いに接するように配置された２つの部材複合体の付加的な位置固定の他に、互いに接するように配置された部材複合体の内部でクリーンな流体ガイドという他の利点が提供され、それらの部材複合体が全体において流体を処理する装置を形成し、かつ流体によって貫流可能である。典型的に、部材複合体はフィルタハウジング内に収容されており、そのフィルタハウジングに少なくとも１つの流体入口と少なくとも１つの流体出口が形成されている。

本発明は、さらに、未処理の流体用の供給部と処理済みの流体用の排出部とを備えた、好ましくは立てることのできるハウジングを有する流体処理装置に関するものであって、そのハウジングは少なくとも２つの互いに分離可能なカップ形状のハウジング部分からなり、それらのうちの１つのハウジング部分が、少なくとも１つの部材複合体を収容するための部材収容部を有し、かつ２つの隣接するハウジング部分がクランプ装置によって互いに取り外し可能に固定される。２つのハウジング部分からなるハウジングによって、流体を処理する部材用の収容空間と処理すべき流体用の流れ空間とが定められる。２つのハウジング部分の取り外し可能な固定が、少ない操作と簡単なやり方で部材複合体の部材の交換及び保守作業と修理作業を可能にする。

本発明の他の利点及び特徴が、図及び図面についての以下の説明から明らかにされる。上述し、かつ後述する特徴は、本発明によれば、流体を処理する装置において、あるいは流体処理装置において、それぞれ単独で、あるいは任意の組み合わせにおいて形成することができる。図に示される特徴は、純粋に図式的であって、縮尺どおりではない。

本発明に従って形成された部材複合体を一部破断して示す斜視図である。 図１ａの、径方向外側に配置された第１の部材を取り出して示している。 図１ａの、径方向内側に配置された第２の部材を取り出して示している。 図１ａに示す部材複合体の部分セクションを示す横断面図である。 本発明に基づいて形成された複数の部材複合体からなるスタック複合体を一部分解して示す上面図及び２つの隣接する部材複合体の間の結合領域を、別に示す断面図及び上面図である。 本発明に基づいて形成された部材複合体の全体を、２つの終端キャップの別々の表示と共に示す上面図である。 図４の部材複合体を示す縦断面図である。 図５の部材複合体の終端キャップ領域を拡大して示す部分表示である。 図５の部材複合体の終端キャップ領域を拡大して示す部分表示である。 本発明に係る流体処理装置を使用準備ができた位置で示す断面図である。

図１は、第１の部材１２と第２の部材１４とからなる部材複合体１０を斜視図で示しており、それらの部材はそれぞれ中空円筒形状であり、かつ対称軸Ｒを中心に回転対称に形成されている。組み立てられた部材複合体１０の、図１に示す表示から読み取れるように、２つの部材１２、１４は互いに対して隣接して同軸に配置されておりかつ、円筒形状の中空室を包囲している。図１ｂの表示において、別に示される第１の部材１２は、径方向外側に位置するように配置されている。図１ｃの表示において、別に図示される第２の部材１４は、径方向内側に位置するように配置されている。

各部材１２、１４は、下方の終端キャップ１６ａ、１６ｂ及び上方の終端キャップ１８ａ、１８ｂを有している。終端キャップ１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂは、それぞれ対称軸Ｒを中心に回転対称に形成されている。第１の部材１２に形成されている上方の終端キャップ１６ａは、円錐台と比較可能な、斜めに延びる面を有し、かつ上方の端部にカラー形状の終端部を有している。第２の部材１４に形成された上方の終端キャップ１８ｂは、その上側にフラットな、対称軸Ｒに対して垂直に延びる面を有している。２つの部材１２、１４の寸法は、第２の部材１４が終端キャップ１６ｂ、１８ｂと共に、第１の部材１２の終端キャップ１６ａ、１８ａに設けられた開口部の少なくとも１つを介して第１の部材１２内へ挿入できるように、選択されている。

図１ａの、組み合わされた部材複合体１０の少なくとも部分的に切断された表示から、２つの部材１２、１４の部材材料２０、２２がそれぞれ多数の並べて配置された部材折り目２８、３０ａ、３０ｂ（図２を参照）をプリーツとしてたたんで形成されていることを、読み取ることができる。処理すべき流体が、図示される実施例において外側から内側へ部材複合体１０を貫流する場合にそれぞれの折り目複合体の位置を安定化させるために、図１ｂと１ｃにおいてよく見えるように、各部材１２、１４に径方向外側に位置する支持パイプ２４、２６が配置されている。支持パイプ２４、２６は、それぞれ穴あきのプラスチック材料から形成されており、かつ図示される実施例において、製品名称又はメーカー名称のための記入フィールドを有している。

図１ａの部材複合体１０の部分セクションを示す図２の断面表示は、部材複合体１０内で外側に位置する第１の部材１２は、一様な輪郭を有し、内側に位置する第２の部材１４は一様でない輪郭を有することを、示している。第１の部材１２の第１の部材材料２０は、密な順序で並べて配置された第１の部材折り目２８を有し、それらの部材折り目は径方向に等しい折り目高さを有し、かつ弓形の方向変換部において互いに移行している。第２の部材１４の第２の部材材料２２を形成する第２の部材折り目３０ａ、３０ｂは、第１の部材折り目２８とは異なり、２つの異なる折り目高さ、第２の部材折り目３０ａの小さい折り目高さと第２の部材折り目３０ｂの大きい折り目高さを有している。

セクター３２内の部材複合体１０を見る共通の視線方向が、矢印Ｐで示唆されている。視線方向Ｐに関して、第１の部材１２は、等しいサイクル数と等しい振幅で恒常的に延びる第１の部材折り目２０から形成された、一様な輪郭を有し、第２の部材１４は、等しいサイクル数と異なる振幅で非恒常的に延びる第２の部材折り目２２から形成された、一様でない輪郭を有している。部材複合体１０の所望の特性に従って、第１の部材材料２０として好ましくは、濾過及び／又は合体する材料からなる中空円筒又は巻き円筒が使用される。さらに、特に好ましくは、第２の部材材料２２は、種々のサイクル数の波推移を有する第２の部材折り目３０ａ、３０ｂを有している。

図示される実施例において、折り目高さの間の比率は、より短い部材折り目３０ａの折り目高さがより長い部材折り目３０ｂの折り目高さの約２／３になるように、選択されている。第２の部材折り目３０ａ、３０ｂも、弓形の方向変換部において互いに移行している。第２の短い折り目部材と長い折り目部材３０ａ、３０ｂは、第２の部材材料２２内でそれぞれ交互に相前後して配置されている。ここでは、異なる折り目高さの第２の部材折り目３０ａ、３０ｂの各任意の、好ましくは周期的に繰り返される順序が考えられる。

部材複合体１０が外側から内側へ貫流される場合に、流入側２９が径方向外側に、流出側３１が径方向内側に配置されている。支持パイプ２４、２６は、それぞれ径方向外側に位置し、流入側へ向けられ、それぞれの部材１２、１４に配置されており、かつそこでそれぞれの部材折り目２８、３０ａ、３０ｂの方向変換部に添接している。その代わりに、あるいはそれに加えて、それぞれの部材１２、１４に、図２には示されない他の支持パイプを径方向内側に位置するように、流出側３１へ向けて、配置することができる。流入側２９から流出側３１へ流れる流体から部材複合体１０によって取り除かれた汚れ２７が、図２の表示において少なくとも部分的に第１の支持パイプ２４に添接して示唆されている。第１の部材１２と第２の部材１４の間に、細いリング形状の流れ空間３３が形成されており、その流れ空間は、図示される実施例において他のコンポーネントから自由に保持されている。しかし、ここで第１の部材１２から第２の部材１４へ移行する場合に流体の流れを案内するために、少なくとも部分的にドレナージ層を配置することが、考えられる。

中空円筒形状の部材複合体１０のあらかじめ定められた角度セクションに相当する、セクター３２内の折り目配置は、第１の部材１２が第２の部材１４よりも大きい折り目数を有することを、明らかにしている。セクター３２内には、２．５の第１の部材折り目２８と２つの第２の部材折り目３０ａ、３０ｂが配置されている。第２の部材折り目３０ａ、３０ｂの折り目高さが異なることに基づいて、流入側にも流出側にも、それぞれ通路ガイド３５ａ、３５ｂが形成されている。流入側２９へ向いた通路ガイド３５ａは、しかるべき折り目に基づいて第２の部材材料２２を広げることによって生じる。流出側３１へ向いた通路ガイド３５ｂは、異なる折り目高さの隣接する第２の部材折り目３０ａ、３０ｂの間の方向変換部の位置が異なることによって生じる。図示される実施例において、より長い第２の部材折り目３０ｂは、流出側３１の方向により短い第１の部材折り目３０ａを越えて張り出している。第２の部材材料２２内に等しい折り目高さ又は異なる折り目高さを有する他の部材折り目を配置することが、考えられ、特にこの他の折り目は流入側２９へ向けられて、他の第２の部材折り目３０ａ、３０ｂを越えて張り出し、その限りにおいて通路ガイドを定める。

部材材料２０、２２は、それぞれ１層又は多層で、それぞれ部材複合体１０のための要請プロフィールに応じて合体させる材料又は濾過する材料から形成されている。典型的に、専門用後では「マルチレイヤー」とも称される、幾重にも重なり合った層の、種々の多孔のフィルタ層が適用される。適切な材料選択及び適切な部材幾何学配置によって、汚れ収容容量が最適に調節され、かつ、少なくとも１つの部材複合体１０によって流体を処理する装置の寿命が最大可能に形成されている。穴の大きい材料層によって、大きい汚れ粒子が引き留められ、より小さい粒子の分離は、流れ方向に後続のフィルタ細度を定める材料層内で行われる。それに伴って生じるデプスフィルタ効果によって、差圧が高い場合でも、汚れ側からクリーン側への汚れ粒子又はゲルの移動は行われない。

部材複合体内で１つ又は２つのフィルタ部材が、合体部材として使用され、あるいいは合体特性を有する少なくとも１つの媒体層を有する場合に、そのために好ましくはフリースが使用され、そのフリースは細から粗への指向性の穴勾配又は大きさ勾配を有している。流体の内部に細かく分配された、小さい浮揚傾向を有する気泡は、フリースの細かい穴勾配から始まって大きい穴勾配の方向へ移送されるので、媒体層内部で気泡の合体によって大きい浮揚傾向を有する大きい気泡が形成され、それがその後周囲の方向へ媒体層を出る。言及された細から粗への段階分けによって、媒体層は横断面で見てある種の漏斗形状のＶ構造を得、外側へ向かって拡幅する漏斗は、先行する合体後の大きい気泡を浮揚に基づいて排出するために用いられる。合体特性を有するフィイルタ部材は、最初は流体内に細かく分散して存在する気泡をみるみるうちに大きな単位にまとめることを許すので、気泡体積が増大して、その結果、いまや大きくなった気泡のそれぞれの表面張力がより大きい浮揚を、言うなればより急速な浮遊速度を有し、そのようにして空気が流体からより迅速に排出され、言うなればそうでない場合よりも流体はより迅速かつより良好に脱気することができる。

合体特性を有するそれぞれの媒体層は、好ましくは流体によるすべての貫流方向において、フィルタ部材のそれぞれの流出側に配置されている。このようにして、合体層によって増大された気胞が場合によっては、貫流方向後段に接続された、より細かいフィルタ材料から再び意図されずに「循環する」ことを、阻止することができる。

特に平行な折り目を有する、プリーツをたたんだ部材構造によって、部材範囲が大きい場合にきわめて高い折り目安定性が保証されている。このように形成された部材１２、１４は、高い体積流にも耐える。丈夫で高価値の層構造によって、高い汚れ収容容量の他に、流体が通過する際の小さい圧力損失が保証されている。海水又は地表水から飲料水処理する設備において、部材複合体１０は粗いフィルタ、細かいフィルタにも、精密フィルタにも使用することができる。処理すべき水から、特に沈殿物、動物プランクトン、植物プランクトン及びバクテリア並びに他の粒子と不純物が分離される。この種のプロセスにおいて処理され、特に浄化されて脱塩された水は、たとえば飲料水又はボイラー用水として用いられる。

典型的に多層の部材材料２０、２２の層順序は、ドレナージ層、保護フリース、前フィルタ、メインフィルタ、他の保護フリース及び他のドレナージ層である。フィルタ細度は、特に好ましくは１μｍから９０μｍの値領域内で選択されている。好ましくはフィルタ材料として、ポリエステル又はポリプロピレンのような、プラスチックが選択されている。１つ又は複数の部材複合体１０を搭載した工業用設備の使用領域は、多様であって、全水源、特に塩水、地下水、湖沼又は河川の表面水、ブラックウォーター、海水、工業用水及び清澄設備の排水まで及ぶ。

図３は、対称軸Ｒに沿って次々と配置された３つの部材複合体１０、１０’、１０”のスタック複合体を上面で示している。上に示される部材複合体１０は、分解して示されている。２つの部材１２、１４は、上側にそれぞれカバー３４ａ、３４ｂを有しており、それらは固定部分３６を介して固定されており、その限りにおいてスタック複合体の上方の終端を形成している。中央の部材複合体１０’の下方の終端キャップ１６’と下方の部材複合体１０”の上方の終端キャップ１８”の間の結合領域４２は、全体で示されるスタック複合体の右に、拡大したセクションとして示されている。

結合領域４２を通る断面が明らかにするように、２つの終端キャップ１６’、１８”の各々に、Ｕ字状の横断面を有するガイドリング３８、４０が形成されており、その中にそれぞれの部材材料２０’、２０”の下方又は上方の終端領域が収容されている。さらにそれぞれのガイドリング３８、４０に、図３の表示では示されていない、内側に位置する部材の終端キャップが径方向に添接する。それぞれの終端キャップ１６’、１８”に、さらにそれぞれガイド斜面４４、４６が形成されており、２つのガイド斜面４４、４６は互いに対応して形成されており、かつ部材複合体１０’、１０”を組み合わせた状態において、互いに面一で添接する。この付与形状は、下方の終端キャップ１６’に形成されたガイド斜面４４が、径方向内側に位置するように形成され、かつ上から下へ向かって円錐状の拡幅の推移に従うように、選択されている。上方の終端キャップ１８”に形成された他のガイド斜面４６は、カウンター片状に径方向外側に位置するように形成されて、下から上へ向かって円錐状の先細りの推移に従う。図３の表示において上方のガイド斜面４４には、さらに、リング形状の溝が形成されており、その中にＯリングの形式のシール装置４８が配置されている。このようにして、互いに添接するガイド斜面４４、４６における密閉が達成される。

図４は、外側に配置された第１の部材１２と２つの終端キャップ１６ａ、１８ａを有する部材複合体１０を側面で示している。部材複合体１０を上からと下から別に示す上面図においては、第１の部材１２に対応づけられた終端キャップ１６ａ、１８ａだけでなく、内側に位置する第２の部材（１４、図４においては見られない）に形成された終端キャップ１６ｂ、１８ｂも示されている。下方の終端キャップ１６ａ、１６ｂと上方の終端キャップ１８ａ、１８ｂは、それぞれ互いに対して同軸に配置され、かつ対称軸Ｒに対して回転対称に形成されている。

図５は、部材複合体１０を対称軸Ｒを含む垂直の平面Ａ−Ａに沿って縦断面で示している。終端キャップ１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂの間に配置されて、それらによって端縁側で収容される部材材料２０、２２が、互いに隣接して配置され、かつそれらの間に比較的狭い流れ空間３３を画成している。径方向外側に位置する第１の部材１２は、径方向内側に位置する第２の部材１４に比較して、径方向の延びが小さい。これは、図２において良好に認識可能である。図示される実施例において、部材複合体１０によって包囲される中空室内で、流入側２９は径方向外側に位置し、流出側３１は径方向内側に位置している。なお、部材複合体１０は、逆方向に、内側から外側へ向かって貫流可能であるように、形成することもできる。

図６ａと６ｂの終端キャップ領域の拡大した部分表示が示すように、部材材料２０、２２は上側もしくは下側においてそれぞれ付属の終端キャップ１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂによって収容されており、かつこの配置によって位置固定されている。下方の終端キャップ１６ａのガイド斜面４４ａに設けられたシール装置４８ａを介して、対応するガイド斜面と添接した場合に、上方の終端キャップ１８ａの他のガイド斜面４６ａと比較可能に、しかるべき密閉作用が達成される。他のシール装置４８ｂを介して外側の終端キャップ１６ａ、１８ａと内側の終端キャップ１６ｂ、１８ｂのそれぞれ径方向の互いの添接が、密閉されている。円錐状に形成された終端キャップ１６ａ、１６’、１８ａ、１８”に設けられたガイド斜面４４、４４ａ、４６、４６ａによって、付属の支持パイプ上のそれぞれの部材１２の正確なガイドが得られ、かつ付属のシール装置４８、４８ａの離脱が有効に回避される。さらに、図３に示すスタック複合体をまとめる場合に、部材複合体１０−１０”の固着が阻止され、したがって組立て、保守、修理及び取り外しの各ステップにおける簡単な取扱いが保証されている。

図７は、フィルタカップ形状のハウジング５２を有する流体処理装置５０を断面で示している。ハウジング５２は、同時にカバー部分を含む、上方のハウジング部分５４と、同時に底部分を含む、下方のハウジング部分５６から構成されている。２つのハウジング部分５４、５６は、周に沿って延びるクランプ装置５８を介して互いに取り外し可能に固定されている。ハウジング５２は全体として、対称軸Ｒに対して同軸に配置されたスタンド６０上に立てられている。スタンド６０は、下方の端部に底プレート６２を有しており、その底プレートが流体処理装置５０全体の安定した姿勢を保証する。簡単に取り扱うために、特に修理及び保守作業の際に、上方のハウジング部分５４を下方のハウジング部分５６から容易に取り外すために、上方のハウジング部分５４に２つのハンドグリップ６４ａ、６４ｂが形成されている。２つのハンドグリップ６４ａ、６４ｂは同じように形成されており、かつ上方のハウジング部分５４の外側に対向するように径方向外側に配置されている。

対称軸Ｒに対して回転対称に形成されているハウジング５２の内部において、下方のハウジング部分５６内に部材収容部６６が形成されており、それは、図４と５に示す部材複合体１０の下方の終端キャップ１６ａ、１６ｂに対してカウンター片形状に形成されている。部材収容部６６は、支持体プレート６７上に取り付けられており、かつ部材複合体１０のための支持体を形成し、その支持体はハウジング５２の軸方向の延びに沿ってほぼカバー部分まで延びている。部材複合体１０の、カバー部分へ向いた上側に、図３の表示と比較可能に、カバー３４が配置され、かつその限りにおいて部材複合体１０によって包囲される部材内部空間７２を閉鎖している。

図７の表示の左下において、固定位置の下方のハウジング部分５６に、処理すべき流体用の供給部６８が設けられている。供給部６８を介して流体がハウジング５２のハウジング内部空間７０内へ流入し、さらに部材複合体１０を通して部材複合体１０の部材内部空間７２へ達する。第１の部材１２、流れ空間３及び第２の部材１４を通して部材複合体１０を貫流する場合に、処理に、特に流体の浄化に、必要なプロセスステップが実施される。部材複合体１０によって定められる、浄化側を表す部材内部空間７２から、流体は排出部７４へ達してハウジング５２から出てゆく。

処理され、特に浄化された流体用の排出部７４は、部材収容部６６及び支持体プレート６７内のしかるべき貫通部を介して部材内部空間７２の下に連続している。付加的に、下方のハウジング部分５６の底部分に、手動の流体出口７６が配置されている。図７に示す流体処理装置５０の使用準備ができた表示において、供給部６８と排出部７４は、それぞれ遮断装置７８ａ、７８ｂによって遮断されている。遮断装置７８ａ、７８ｂは、流体処理装置５０を駆動するために、開放されなければならない。流体処理装置５０のコンポーネント、特に上方のハウジング部分５４と下方のハウジング部分５６を有するハウジング５２及びスタンド６０と底プレート６２は、典型的に金属材料から形成されている。支持体プレート６７と部材収容部６６のためにも、形状の安定した材料、特に金属材料が選択される。なお、ハウジング５２内に複数の部材複合体１０、１０’、１０”（図３を参照）を部材収容部６６を有する支持体プレート６７上に並べて、あるいはスタック複合体内で共通の部材収容部６６上に対称軸Ｒに沿って、配置することができる。

Claims (15)

1. 流体を処理する装置、特にフィルタ装置であって、前記流体を処理する装置は、少なくとも１つの第１のパイプ形状の部材（１２）と第２のパイプ形状の部材（１４）を有し、前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）が一緒になって部材複合体（１０、１０’、１０”）を形成し、前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）の間に流れ空間（３３）を形成し、かつ、前記第１のパイプ形状の部材（１２）が部材複合体（１０−１０”）内で処理すべき流体の流入側（２９）の方向に配置され、かつ、前記第２のパイプ形状の部材（１４）が処理された流体の流出側（３１）の方向に配置されるように、前記第２のパイプ形状の部材（１４）が前記第１のパイプ形状の部材（１２）内に収容されており、前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）は、流体処理の間、相前後する順序において前記流入側（２９）から前記流出側（３１）へ貫流される、流体を処理する装置、特にフィルタ装置において、
   共通の視線方向（Ｐ）に関して、前記流入側（２９）へ向いた前記第１のパイプ形状の部材（１２）が少なくとも部分的に一様又は一様でない輪郭を有し、かつ前記流出側（３１）へ向いた前記第２のパイプ形状の部材（１４）が少なくとも部分的に一様でない又は一様な輪郭を有していることを特徴とする、流体を処理する装置。
2. 前記共通の視線方向（Ｐ）において、あらかじめ定めることのできるセクター（３２）内で、輪郭が一様である場合には、前記第１のパイプ形状の部材（１２）の部材幾何学配置が一様な形態で恒常的に繰り返され、前記第２のパイプ形状の部材（１４）の部材幾何学配置の一様でない輪郭は、非恒常的に延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記セクター（３２）の内部で恒常的に形成されている部材幾何学配置が、濾過し、かつ／又は合体させる材料からなる中空円筒又は巻き円筒の部分によって、あるいは濾過材料及び／又は合体材料のいくつかの部材折り目（２８）によって、形成されており、前記部材折り目が、等しいサイクル数と等しい振幅を有する波形推移を有している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記セクター（３２）の内部で非恒常的に形成された部材幾何学配置が、他の、あるいは同じフィルタ材料及び／又は合体材料のいくつかの部材折り目（３０ａ、３０ｂ）によって形成されており、前記部材折り目が等しいサイクル数と異なる振幅を有する波形推移を有している、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. あらかじめ定めることのできる前記セクター（３２）のそれぞれ恒常的に延びる部材幾何学配置と非恒常的に延びる幾何学配置が相前後する順序で、前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）のためにそれぞれ中空円筒を形成する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 少なくともセクター（３２）の内部において、非恒常的に延びる部材折り目（３０ａ、３０ｂ）が相前後する順序において通路ガイド（３５ａ、３５ｂ）を形成しながら距離をおいて保持され、次にブロックとして保持され、かつ、
   対応づけ可能なセクター（３２）内で、恒常的に延びる部材折り目（２８）がその方向変換のあらかじめ定めることのできる箇所において、径方向に変位して少なくとも部分的に通路ガイド（３５ａ）を覆っている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 少なくとも１つ隣接するセクター（３２）内の非恒常的な部材幾何学配置と恒常的なそれの部材数の比が、１対２〜１対４の間にある、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. それぞれ部材複合体（１０−１０”）の流入方向に応じて、少なくとも前記流出側（３１）に位置する前記第２のパイプ形状の部材（１４）が、外周側及び／又は内周側に、好ましくは多孔の支持パイプ（２４、２６）のような支持構造を有している、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 部材複合体（１０−１０”）内の前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）の間にドレナージ層のみが、あるいは付加的にドレナージ層が、配置されており、前記ドレナージ層が前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）の間の中空室の形式でも形成することができる、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）の内の少なくとも一方が分離フィルタ又は合体フィルタとして形成されて、懸濁液のような、液状の媒体の相分離するため、特に油圧オイル又は燃料のような駆動媒体から水及び／又は空気を分離するために用いられ、かつ、
    前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）の内の他方が、媒体流から粒子状の汚れ（２７）を分離するために用いられる、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記部材複合体（１０−１０”）内で一方の、好ましくは外側の、部材（１２）がその自由な前側において、それぞれ部材キャップ（１６ａ、１６’、１８ａ、１８'）によって閉鎖されており、前記部材キャップが外側の部材（１２）の部材材料（２０、２０’、２０”）を収容し、かつ前記部材キャップがその内側の部材（１４）を向いた側にウェブ形状のガイドリング（３８、４０）を有しており、前記ガイドリングに他の、好ましくは内側の、部材（１４）の対応づけ可能な終端キャップ（１６ｂ、１８ｂ）が支持される、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記第１のパイプ形状の部材（１２）と前記第２のパイプ形状の部材（１４）の互いに対応づけ可能な隣接するペアの終端キャップ（１６ａ、１６ｂ、１６’、１８ａ、１８ｂ、１８”）が、前側において少なくとも部分的に、特にそれぞれのウェブ形状のガイドリング（３８、４０）の収容開口部の領域内で、共に終端を形成している、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 少なくとも一方の、好ましくは外側の、部材（１２）の互いに逆となる終端キャップ（１６ａ、１６ｂ、１６’、１８ａ、１８ｂ、１８”）に、対応して形成されたガイド斜面（４４、４６）が設けられており、前記ガイド斜面が、それぞれ部材複合体（１０−１０”）の少なくとも２つの互いに重なり合って配置された部材（１２、１４）のスタック複合体内で、１つの部材複合体（１０”）の終端キャップ（１６'）が、他の部材複合体（１０”）の隣接して配置された、後続の終端キャップ（１８”）内へ嵌入することを許す、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. それぞれ部材複合体（１０−１０”）の２つのパイプ形状の部材（１２、１４）の、スタック複合体内で互いに接するガイド斜面（４４、４６）が、特にＯシールリングの形式の、シール装置（４８、４８ａ）によって相互に密閉されている、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 未処理もしくは処理済みの流体用の供給部（６８）と排出部（７４）を備えた、好ましくは立てることのできるハウジング（５２）を有する流体処理装置であって、前記ハウジングが少なくとも２つの互いに分離可能なカップ形状のハウジング部分（５４、５６）からなり、そのうちの１つのハウジング部分（５６）が、少なくとも１つの部材複合体（１０−１０”）を収容するための、部材収容部（６６）を有し、かつ、
    ２つの隣接するハウジング部分（５４、５６）が、クランプ装置（５８）によって互いに取り外し可能に固定される、ことを特徴とする流体処理装置。

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