JP5103481B2 - 液体管路用のフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、
−筒状のフィルタケースと、
−前記フィルタケースに同軸で回転可能に配置されたフィルタバスケットと、
−前記フィルタバスケットに補足された物質を排除するための固定の洗浄ノズルとから成り、
−前記洗浄ノズルは、前記フィルタバスケットの部分を順次覆い、かつ
−前記物質を排除するための手段と結合している
液体管路用のフィルタに関する。

この種のフィルタは特許文献１により周知である。これらは、例えば、発電所の熱交換器用の冷却水を洗浄するために主に使用され、かつそこで冷却給水管に組込まれる。

周知のフィルタは、フィルタケースの自由端を介して延在するスクリーン面を備えたフィルタバスケットを有し、いわゆるバックフラッシュ原理に従って作動する。スクリーン面上にある放射状の分離脚がフィルタバスケットの一部としてフィルタ室を形成する。フィルタバスケットは、放射状のスポークによって保持されたハブに回転可能に取付けられている同心のシャフトに固定されている。フィルタバスケットはフィルタケースの外側に配置されたモータによる回転によって駆動されるが、その駆動ピニオンはフィルタバスケットの外歯と嵌合している。洗浄ノズルは流体の流入側（上流側）で直接フィルタ室の開放側面に固定して配置され、かつフィルタケースの壁を通じて吸引管と接続されている。この吸引管を介して吸圧が洗浄ノズルに生じ、そこから洗浄ノズルが直接覆うフィルタ室へ作用すると、フィルタバスケット上のこのフィルタ室に補足された汚染物等の物質がフィルタ室内から引き出され、洗浄ノズルから吸引管を通じて除去される。吸引管は周期的またはフィルタ室の汚染度に応じて動作する。回転駆動によってフィルタバスケットは回転され、その結果、各フィルタ室が順次洗浄ノズルの吸引作用に曝されて洗浄される。

同様のフィルタが、特許文献２により周知である。フィルタケースに同軸および回転可能にフィルタバスケットが配置されている。フィルタバスケットは、スクリーン面とともにフィルタ室に区分された部分を備えている。このフィルタは熱交換器の冷却水出口に配置される。したがって、熱交換器の管を通過した（管内清掃用の）洗浄体はフィルタ室に回収され、そこからバックフラッシュ原理の適用によって取り除かれる。ここでもフィルタバスケットの回転駆動は、外側に位置する電気モータによって駆動されるギアのピニオンと嵌合しているフィルタバスケットの外歯によって行われる。このフィルタバスケットには流入側（上流側）および流出側（下流側）にそれぞれ１つのノズルが配置されている。両方のノズルはいっしょに作用する。流出側のノズルには圧力下に外側から冷却水が導入されるが、これはそれぞれノズルによって覆われたフィルタ室のスクリーン面を横切り、フィルタ室から冷却水が洗浄体を補足し、洗浄体は流入側のノズルおよびそこに接続する排出導管を介して取り出される。

バックフラッシュシステムによるこの種の別のフィルタが、特許文献３により周知である。このフィルタは、冷却水の洗浄および冷却水流からの洗浄体の回収のために使用される。このために、筒状のフィルタケースと同軸に配され且つ回転可能に駆動されるスクリーン面を備えたフィルタバスケットが取付けられている。回転駆動はまた、フィルタケースの外部に配置されたモータによって駆動されるフィルタケースの隆起部に回転可能に取付けられた駆動ピニオンと嵌合しているフィルタバスケットの外歯から成る。この刊行物の実施例において、熱交換器の冷却水出口に配置されたフィルタケースは、フィルタバスケットの流出側に圧力水導管を有し、かつ流入側にはフィルタバスケットの上部に洗浄水用の排出導管を有する。流入側では、フィルタバスケットのスクリーン面の上にフィルタ室が放射状の分離脚によって形成されている。フィルタバスケットの流出側には圧力水導管に圧力ノズルが接続されており、これには流入側でフィルタ室を介してセグメント状のプレートが対向しており、圧力ノズルとプレートとの間にあるフィルタ室に流れの自由な空間を形成する。圧力水導管を開くことによって圧力水は圧力ノズル上に位置するスクリーン面の部分およびここに配置されたフィルタ室を貫通して流れ、フィルタ室に回収された洗浄体を取り込み、これとともに排出導管を介して再び取り出される。

記載されたバックフラッシュ原理が、熱交換器の冷却水入口前に配置されたフィルタにおいて冷却水の汚染粒子等を洗浄するために適用される。または熱交換器の冷却水出口における洗浄体を回収および取出すために使用される。いずれの場合でもまったく同じく、フィルタバスケットの回転駆動用の力の伝動はつねにフィルタバスケットの外側周囲に取付けられたフィルタケース内部の歯付リムを介して行われる。歯付リムにはフィルタケースの外側に位置するモータによって駆動されるピニオンが係合する。このために、構造に応じて、フィルタケースを貫通するモータの駆動シャフトまたはフィルタケースに配置されたギアを密閉する必要がある。フィルタバスケット用のこの駆動システムの製造および保守には高い費用を要する。

この駆動システムの別の不利点が操作の安全性の不足である。回転運動と関連して冷却水流によるスクリーン面およびフィルタバスケットに対して作用する軸方向および径方向の負荷により、フィルタバスケットの回転軸受および回転駆動の許容誤差はきわめて不十分にしか制御されない。したがって、フィルタバスケットの回転駆動および回転軸受はきわめて干渉を受けやすい。さらに、周知のフィルタのモータはフィルタケースの外部に取付け場所と保護を必要とする。この種のシステムの操作制御および保守と修復のための費用は、それに応じて高くなる。

このフィルタ構造の代替物が特許文献４に示されているが、この場合、フィルタ室を備えた据付のフィルタバスケットの下の流入側に回動可能に取付けられた吸引シューが洗浄ノズルとして回転する。吸引シューの回転駆動用のモータは選択によりフィルタケースの内または外に配置される。

仏国特許第２６０９６４４号明細書 仏国特許第２７１６５３０号明細書 欧州特許出願公開第０８９７０９６Ｂ１号明細書 欧州特許出願公開第０２６８７５２Ｂ１号明細書 国際公開２００５／０５１８０９号パンフレット（「屈曲端を備えたモータ付きドラムローラー（Ａ ＭＯＴＯＲＩＺＥＤ ＤＲＵＭ ＲＯＬＬＥＲ ＷＩＴＨ ＦＬＸＥＤ ＥＮＤＳ）」という名称）

したがって、本発明の課題は、フィルタの構造を単純化し、フィルタバスケットの駆動構成材および回転軸受の操作の安全性を確実に制御し、フィルタの製造費用および保守費用を削減することにある。

この課題は、冒頭に挙げた種類のフィルタに基づき、
−液体を通さない（密閉型の）ドラムモータが同軸でフィルタケースに配置され、
−そのドラムにフィルタバスケットが固定されている
ことによって解決される。

本発明によるフィルタは、上述されているように、従来のフィルタシステムにおけるフィルタバスケットの干渉を受けやすい回転駆動およびその不確実な回転軸受を解消するものである。これらの代わりに、両方の機能、すなわちフィルタバスケットの回転軸受および回転駆動は、中心に配置された新しい構成材によって引受けられる。というのは、本発明によれば、フィルタバスケットの回転駆動源として液体を通さないドラムモータが同軸でフィルタケース内に配置されており、モータのドラムの外周にフィルタバスケットを有するからである。

フィルタバスケット用の回転駆動システムの単純化によって、フィルタの実質的に高い操作の安全性が生じる。付随する効果として、大幅に削減された保守費用がある。

フィルタバスケットに捕捉されたフィルタからの物質を排除するためのバックフラッシュ原理は、本発明によるフィルタの単純な構造方式においても、このために固定して配置された洗浄ノズルによって維持される。というのは、固定した洗浄ノズルは、フィルタケースを通じて外部から導入され且つ洗浄ノズルに接続された排出導管の単純な構造方式を可能にするからである。

好ましくは、順次洗浄ノズルにより覆われるフィルタバスケットの部分は、フィルタ表面、適切にはスクリーン面上の脚によって形成されているフィルタ室、もしくはフィルタ室におけるスクリーン片から成る。好ましくは洗浄ノズルはフィルタ室を覆い、洗浄圧力ができるだけ集中して各フィルタ室に作用することになる。

バックフラッシュに際しては、フィルタバスケットは、フィルタ室に回収された物質の吸取りまたは他の方法での洗浄のために、継続的、周期的、またはフィルタ室の汚染度に依存して回転されるが、洗浄ノズルはフィルタ室からの物質の吸取りもしくは洗浄を引受ける。

ドラムモータによって担持されるフィルタバスケットは、ドラムモータのドラムに固定された複数のフィルタ構成要素からなる。或いはフィルタカートリッジなど数個のフィルタ構成要素からも成り得、収集された物質を排除するために適切に連続して洗浄される。

以下にさらに述べるように、ドラムモータは、フィルタバスケットから離隔して流入側および流出側に放射状の切羽を備えたそれぞれ１つのハブによって、フィルタケースの内部でモータ端の簡単な固定を可能にする。フィルタを通った水流により、ドラムモータに障害が生じることはない。というのは、ドラムモータの流体抵抗はドラムの直径が小さいため低いからである。ドラムモータのドラムにはフィルタバスケットが、筒状部材によってドラム上に簡単な方法で固定される。例えばこの筒状部材は、ドラムに溶接され、または軸方向固定手段を介してドラムに組みつけられる。この筒状部材からは切羽がフィルタバスケットの筒状側壁に向かって延びており、フィルタ室を形成するための分離脚として配されている。こうして切羽は、固定と分離脚２つの機能を満たす。

洗浄ノズルの安定した組込みは、洗浄ノズルから吸引弁までをつなぐ短い管の使用を可能にする。この吸引弁は、フィルタに捕捉された汚染粒子などの物質を除去するため、フィルタケースの外部に取り付けてある。

本発明による方法で使用されるフィルタ用のドラムモータは、その基本的な構造に関して、従来ベルトコンベアシステム用のロールの駆動に使用されたものでよい。フィルタバスケットの回転駆動の要件に適合するために適しているドラムモータが、例えば、特許文献５により周知である。その点で、本発明は、完全に新しいモータ構造の開発を必要とせず、周知のドラムモータが使用され得るが、ただし、これらのドラムモータは基本的に液体管路に使うフィルタにおけるフィルタバスケットの支持体および回転駆動体としての使用目的に適応しなければならない。

好ましくは、ドラムモータの端は、言及したように、放射状の切羽によってフィルタケースと確実に接続されている止め具に固定されている。ドラムモータの両端を受入れるために、例えば、単純なハブ止め具もしくは筒状部材が適している。放射状の切羽の１つがドラムモータ用のケーブル導入口を受入れることができる。

本発明によれば、ドラムモータは密閉されて液体に耐性で、かつ好ましくは、媒体に対しても耐性がある。適切には、液体を通さないパッキングがドラムモータの端部に配置されている。さらに、ドラムモータの回転方向は、とりわけ障害がフィルタバスケットの全回転を阻止する場合には、つねに可逆でなければならない。

本発明による目的に対する別の適応例では、スラスト軸受がドラムと回転軸受に隣接するモータ固定端の少なくとも１つとの間に配されている。

フィルタの操作において、冷却水流から木の枝等の残骸がフィルタバスケットと洗浄ノズルとの間に陥る場合もあり得、フィルタバスケットの回転運動が阻止される可能性も排除できない。このために、本発明による改良によれば、フィルタバスケットの回転が一方の回転方向で障害によって阻止される場合、ドラムモータおよびフィルタバスケットの回転運動を逆転するドラムモータの制御が備えられている。それにより達成されるフィルタバスケットの回転運動の可逆性によって、フィルタバスケットはその回転運動を逆方向で続行し、その結果、障害にもかかわらずフィルタ室の吸引が洗浄ノズルによって続行される。

基本的にバックフラッシュ原理が沈殿物を排除するために適用されない場合、好ましくは、別の種類の固定された洗浄構成要素が使用され、フィルタバスケットのスクリーン面から沈殿物を除去しうる。その点で、本発明は、回収された物質の除去に際してのバックフラッシュ原理の適用に制限されず、基本的に流体安定に実施されるドラムモータを筒状のフィルタケースに同軸に配置し、かつモータのドラムにフィルタケースの自由断面を覆うフィルタ面、例えば、スクリーン面を固定する新しい原理にその本質がある。

本発明によるフィルタは、根本的に汚染粒子などの物質を冷却水などの液体から洗浄するために規定されている。このために、例えば、本発明のフィルタは熱交換器の冷却水供給導管に配置されうる。しかし、これは構造的適合に応じて難なく、熱交換器の管を洗浄する洗浄体の回収および除去のためにも使用され、かつこのために本発明のフィルタは熱交換器の冷却水流の出口に配置され得る。

このために、フィルタバスケットには流出側（下流側）にもフィルタケースを通じて導入される圧力水導管と結合されたノズルが配置されうるが、流入側（上流側）には第２のノズルがフィルタバスケットに対向しており、これはフィルタケースを通じて外側に連通する出口と結合する。フィルタ室は、第２のノズルの代わりに出口が備えられている限り、連続してこの出口と直接結合されうる。

フィルタケースの壁の一部が省略されている、フィルタを示す透視側面図である。 フィルタを示す透視正面図である。 図１および図２のフィルタのドラムモータの縦断面を示す図である。

以下、実施例に基づき図面を参照して本発明を詳細に説明する。

図１および図２に示されたフィルタは、フィルタの導管、例えば、熱交換器用の冷却水導管への取付けのために両端にフランジ２ａ、２ｂを備えたフィルタケース１を有する。フィルタを貫流する液体、特に冷却水の流れ方向は矢印Ａで示されている。

フィルタの構成部品の材料は特に配慮しない限り、これは流体用フィルタもしくは電気モータ（特にドラムモータ）の開発および設計において経験を有する当業者が選択する材料で良い。

回転可能なドラム４を備えたドラムモータ３が、互いに離隔して配置された止め具５ａ、５ｂによって、図示されているように、同軸の状態でフィルタケース１に配置されている。止め具５ａ、５ｂは、それぞれ、ドラムモータ３の端部７ａ、７ｂ（図３を参照）を抗ねじれ性に受入れる筒状部材６ａ、６ｂから成る。各々の筒状部材６ａ、６ｂから放射状の切羽８が出ており、これらはフィルタケース１の内側に着脱可能に固定されている。

ドラムモータ３のドラム４の外被にはフィルタバスケット９が筒状部材１０によってねじれることなく、かつ軸方向の移動に対して確実に、好ましくは、着脱可能に固定されている。

フィルタ面、例えば、フィルタバスケット９の数部分から成るスクリーン面１１の上には、放射状の分離脚１２がフィルタバスケット９の環状の外壁１３から筒状部材１０まで、フィルタバスケット９の安定した構造の形成のために延在している。分離脚１２間には液体流からの物質を収集するためにセグメント状のフィルタ室１４がある。図２が示すように、各々のフィルタ室１４のフィルタ面は本実施例では隣接する分離脚１２間のスクリーン面１１としてのアーチ形のふるいシートから成る。

フィルタバスケット９の流入側には洗浄ノズル１６がフィルタ室１４の開放側に隣接して固定配置されている。洗浄ノズル１６は、フィルタケース１を横切りかつそこで固定された、排出導管を形成する湾曲した管部材１７の端に着脱可能に固定されている。洗浄ノズル１６もしくはその開口は、バックフラッシュ原理によるフィルタシステムの原理において周知であるように、フィルタ室１４の開放面を覆う。フィルタケース１の内壁には金属またはプラスチック製の環状の誘導体１８が確実に取付けられており、これは環状の外壁１３の流入側の縁に当接し、液体流がフィルタバスケット９を貫通し、汚染粒子がフィルタケース１の外壁１３と内壁との間の隙間を通過しないように作用する。別のパッキングも可能である。

本実施例におけるドラムモータ３は、その基本的な構造は例えば、特許文献５により周知である。電気モータ２１のピ二オン２０とドラム４の内歯２２、およびドラムモータ３の端部７ａ、７ｂ間の減速ギア１９などのドラムモータ３の構成材は、フィルタバスケット９の回転駆動源としてのドラムモータ３の使用のために設計されている。ステータ２３のコイルはケーブル導入口２６に接続されている。ロータ２４が、ピニオン２０を備えたロータシャフト２５を有する。ピニオン２０には、ドラム４をその内歯２２を介して回転可能に駆動させる減速ギア１９が接続されている。ドラム４の端部７ａおよび７ｂは、回転軸受２７ａ、２７ｂ、および液体を通さないパッキング２８ａ、２８ｂを有する。流出側の端７ｂには流圧を受入れるためにスラスト軸受２９が備えられている。ドラムモータ３の流体に触れるすべての構成部品は、例えば、１．４４６２または１．４４３９など海水に強い特殊鋼から成る。

フィルタ室１４が汚染粒子などの物質の沈殿によってフィルタの所定の汚染限界に達すると、バックフラッシュ処理が始まる。このために管状部材１７が開放され、その結果、洗浄ノズル１６を介して、洗浄ノズル１６に対向しかつこれによって圧力フリーに閉鎖されるフィルタ室１４に吸圧が加えられる。同時に、フィルタ室１４からの沈殿物を排除するためにドラムモータ３が作動されるが、これは洗浄ノズル１６が最も近いフィルタ室１４上に位置するまで、フィルタバスケット９を回転させる。このフィルタ室１４からの沈殿物もまたバックフラッシュによって排除される。このようにしてフィルタ室１４は連続して洗浄される。フィルタバスケット９の回転駆動体としてのドラムモータ３の制御は、周知の基準に従って決定されるそれぞれ所望の運転モードに依存する。

１ フィルタケース
２ａ フランジ
２ｂ フランジ
３ ドラムモータ
４ ドラム
５ａ 止め具
５ｂ 止め具
６ａ 筒状部材
６ｂ 筒状部材
７ａ 端部
７ｂ 端部
８ 切羽
９ フィルタバスケット
１０ 筒状部材
１１ スクリーン面
１２ 分離脚
１３ 外壁
１４ フィルタ室
１６ 洗浄ノズル
１７ 管状部材
１８ 誘導体
１９ 減速ギア
２０ ピニオン
２１ 電気モータ
２２ 内歯
２３ ステータ
２４ ロータ
２５ ロータシャフト
２６ ケーブル導入口
２７ａ 回転軸受
２７ｂ 回転軸受
２８ａ パッキング
２８ｂ パッキング
２９ スラスト軸受

Claims (11)

1. −筒状のフィルタケース（１）と、
   −前記フィルタケース（１）に同軸および回転可能に配置されたフィルタバスケット（９）と、
   −前記フィルタバスケット（９）に捕捉された物質を排除するための固定の洗浄ノズル（１６）とから成り、
   −前記洗浄ノズルは、前記フィルタバスケット（９）の一部を順次覆い、かつ
   −前記物質を排除するための手段と結合している
   液体管路用のフィルタにおいて、
   −液体を通さないドラムモータ（３）が前記フィルタケース（１）に対して同軸に配置されており、
   −そのドラム（４）に前記フィルタバスケット（９）が固定されている
   ことを特徴とするフィルタ。
2. 前記フィルタバスケット（９）および洗浄ノズル（１６）からなるシステムを適宜構成して、前記フィルタにより該物質としてとりわけ汚染物または洗浄体を捕捉し且つ排除するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
3. 前記フィルタバスケット（９）が、放射状の切羽によって、前記ドラム（４）に固定されており、前記切羽は、前記フィルタバスケット（９）の環状の外壁（１３）と、前記ドラム（４）の外被上に固定されている筒状部材（１０）との間に延在することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
4. 前記ドラムモータ（３）の端部（７ａ、７ｂ）が、止め具（５ａ、５ｂ）に固定されており、この止め具は、放射状の切羽（８）によって前記フィルタケース（１）と確実に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の一項または複数項に記載のフィルタ。
5. 前記フィルタバスケットが、前記ドラムモータ（３）の前記ドラム（４）に固定されている複数個のフィルタ構成要素から成るか、またはフィルタカートリッジなど数個のフィルタ構成要素から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタ。
6. 前記フィルタバスケット（９）のスクリーン面上に前記フィルタバスケット（９）の環状の外壁（１３）から分離脚（１２）が放射状に内側へ延在し、スクリーン面（１１）とともにフィルタ室（１４）が形成され、かつ前記洗浄ノズル（１６）により前記フィルタ室（１４）から収集された物質を除去するために管状部材（１７）として形成された排出導管を介して、前記洗浄ノズル（１６）に対向するフィルタ室（１４）に対する吸引効果を及ぼすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタ。
7. 前記洗浄ノズル（１６）が、前記洗浄ノズル（１６）に対向するフィルタ室（１４）の開口を覆うように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
8. 前記フィルタバスケット（９）を前記ドラム（４）に固定する放射状の切羽が、分離脚（１２）として前記フィルタ室（１４）の形成のために配されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載のフィルタ。
9. 前記ドラムモータ（３）が、その端部（７ａ、７ｂ）に液体を通さないパッキング（２８ａ、２８ｂ）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタ。
10. 前記ドラムモータ（３）が、前記ドラム（４）と前記固定用の端部（７ａ、７ｂ）の少なくとも１つとの間にスラスト軸受（２９）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルタ。
11. 前記フィルタバスケット（９）の回転が一方の回転方向で障害によってブロックされる場合に、前記ドラムモータ（３）および前記フィルタバスケット（９）の回転方向を逆にするよう前記ドラムモータ（３）を制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルタ。

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