JPH051286Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は回転濾過装置に関し、詳細には簡単な
構成にて濾過素子の目詰まりを抑制し得て、効率
良く長時間継続濾過が可能な回転濾過装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

精密濾過膜や限外濾過膜等を使用し、菌体など
を含む懸濁液を加圧または真空濾過する濾過方法
においては、濾過の進行に伴い被濾過液に含まれ
る粒子やゼラチン質などが濾過素子の表面に捕捉
され、該濾過面に付着層が形成され、また、この
微粒子や高粘度物質で構成される付着層は濾過圧
縮性が大きいので、濾過の進行と共に急激に濾過
面を目詰まりさせて濾過素子の濾過抵抗を増大さ
せる。

この濾過面における付着層の形成を抑制し、濾
過効率の低下を防ぎ連続的に濾過する装置として
代表的なものに回転濾過装置、すなわち、内部に
中空小室を備えた複数個の回転濾過素子を回転軸
上に直列的に間〓を隔てて設け、これらを一体的
に回転させ、該濾過素子表面に捕捉される粒子等
に遠心力を与えて排除し、また被濾過液と濾過素
子との相対速度差により被濾過液に乱流や渦流を
発生させることで付着層の形成を抑制し、その濾
過抵抗の増大を防止する濾過装置がある。

そして、これら回転濾過装置においては、単に
複数の濾過素子を間〓を隔てて回転軸に取付けて
これらを一体的に回転させるだけでは、被濾過液
が濾過素子と同一方向に随伴流動するいわゆる共
回り現象が生じて、濾過面における付着層の形成
を抑制するという所期の目的を達成し得なくなる
ので、この随伴流動の発生を防止するための構成
について種々の工夫が加えられ、また数多くの提
案がなされている。

これら従来の回転濾過装置としては、例えば、
回転軸上に取付けた複数個の回転濾過素子の間に
固定濾過素子を配したもの（特開昭47−23949号
公報）とか、外周に濾過槽壁と接触回転する逆送
羽根を備え、かつ回転軸近傍に流通部を設けた環
状回転濾過素子と、外周部に流通間〓を有する回
転濾過素子とを交互に回転軸上に取付け、かつ、
これら回転濾過素子の間に掻取刃を回転自在に配
したもの（特開昭48−87473号公報）とか、回転
軸上に取付けた複数個の回転濾過素子の間、およ
び該回転濾過素子の内部に設けた中空部に、濾過
素子の回転方向にほぼ直交する方向に延びた１個
または複数個の流動制御体を配したもの（特開昭
50−69657号公報）等が知られており、これらは、
被濾過液をポンプ等により外部より圧送循環さ
せ、その強制的な被濾過液の流れを濾過素子表面
に導いたり、濾過素子間の間〓に配置した固定濾
過素子や掻取刃や流動制御体等にて随伴流の発生
を防ぐと共に乱流や渦流を発生させたりして、濾
過素子表面と被濾過液とに相対速度差を生じさ
せ、濾過面における付着層の形成を抑制するもの
である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、これら従来の回転濾過装置は、回転濾
過素子と、固定濾過素子や掻取刃や流動制御体等
とを交互に、しかもでるだけ少ない間〓で配設す
る必要があり、その構造が非常に複雑かつ精密な
ものとなるため、その組立や分解に煩雑な手順を
要し、また、流動制御体を用いる例では回転軸近
傍における濾過素子と被濾過液との速度差が小さ
くなるため、該回転軸近傍における付着層の形成
を充分に抑制できず、そしてまた、被濾過液をポ
ンプ等によい循環流動させて強制的な流れを形成
させるために被濾過液の循環流量を多く要し、し
かもその流路構成が複雑なため流動抵抗も大き
く、比較的に大きな容量・出力のポンプ等を要す
るという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は従来装置における上記の問題点の解決
を目的としたもので、その要旨は、被濾過液を連
続的に送入するよう構成された容器内に、駆動手
段にて回転され、濾過液の取出し手段と連通する
中心孔を有する回転軸を設けると共に、該回転軸
上に内部に中空小室を有する複数個の盤状濾過素
子を液体流通自由な間〓を隔てて同芯状に取付
け、かつ該濾過素子の小室と回転軸の中心孔とを
液体流通可能に連通させてなる回転濾過装置にお
いて、前記各濾過素子の回転軸との取付け部近傍
に被濾過液を軸方向に貫流させる開口部を設け、
かつ、前記各濾過素子を方形盤状とすると共に、
その外周四辺の回転方向に対する角度位相を隣接
する濾過素子と相違えて回転軸に取付けたもので
ある。

〔作用〕

濾過素子が回転するとき、濾過素子の両側表面
および外周面に接する被濾過液は、その粘性に応
じて濾過素子の回転力を受けてその回転方向に随
伴して流れると共に、該回転による遠心力を受け
濾過素子の外周方向すなわち回転半径方向にも流
れようとする。

本考案においては、この随伴流を有効に利用す
るもので、回転軸上に複数個の濾過素子を液体流
通自由な小間〓を隔てて同芯状に取付け、前記各
濾過素子の回転軸との取付け部近傍に被濾過液を
軸方向に貫流させる開口部を設け、かつ各濾過素
子が方形盤状としてあるので、これら複数個の濾
過素子を一体的に回転させるとき、各濾過素子間
の被濾過液は、濾過素子の回転に随伴して回転
し、この回転による遠心力によつて外周方向に流
され、一方、濾過素子の外周側の被濾過液は、各
濾過素子の四隅が形成する突出部の外端面にて強
制的に回転流動させられ、前記各濾過素子間の被
濾過液の回転および該回転による外周方向に向か
う流れの形成を促進させる。

そして、外周方向に流された被濾過液は、容器
の壁面に沿つて流動して両側壁面部から濾過素子
の回転中心方向に向かつて流れ、各濾過素子の取
付け部近傍にに設けた貫流開口部を経由して各濾
過素子間の間〓に還流供給されるため、それぞれ
の濾過素子間の被濾過液は、濾過素子の回転に随
伴流動してその回転方向に流れながら、濾過素子
の回転中心部側の貫流開口部を経由する還流、す
なわち回転半径方向の流れとの複合流となつて濾
過素子の外周方向に流される。

このため、濾過素子の回転時においては、回転
する濾過素子表面と被濾過液の流れとの間に相対
速度差が濾過面全体に生じ、当該濾過素子表面に
おける付着層の形成が抑制される。

また、各濾過素子は、その外周四辺の回転方向
に対する角度位相を隣接する濾過素子と相違えて
回転軸に取付けてあるので、各濾過素子間の外周
方向に向う流れの流速分布を均等化し、かつ、外
周部においては乱流を形成して容器内壁に濾過残
渣が付着・堆積することを妨げる。

なお、本考案においては、各濾過素子が方形盤
状とされているので、各濾過素子に用いられる濾
布や濾過膜を比較的に無駄なく利用し得る。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面を参照して、以下に説明
する。

第１図は本考案の実施例の回転濾過装置の要部
を示す正断面図で、第２図はこの装置の回転濾過
素子を示し一部を切欠いた側面図である。

第１図および第２図において、１は容器であつ
て、該容器１は図外の被濾過溶液の供給手段と連
通する入口管１０と、図外の濃縮濾過溶液の回
収・循環手段と連通する出口管１１とを備えた圧
力容器である。

２は中空回転軸であつて、該中空回転軸２は、
軸封装置６を介して回転自在かつ水密に容器１内
に挿入配置され、容器１外の端部において伝動お
よび軸受装置７に保持されると共に、伝動および
軸受装置７と連結された電動機８にて駆動・回転
されるもので、その容器１外の軸端部に図外の濾
過液回収手段と連通する濾過液出口管９を備えた
ものである。

３は濾過素子であつて、該濾過素子３は内部に
中空小室を備えた正方形の盤状とされ、回転中心
寄りに貫流開口部５を設けたもので、その中空小
室と中空回転軸２の中心孔とを液体流通可能に連
通して円周方向に等角度で３個配された濾液パイ
プ４を介して中空軸２に接続され、かつ、それぞ
れ外周辺から中心軸への垂線を隣接する濾過素子
３と互いに45度ずらし、中空回転軸２に対し直交
して軸方向に等間〓を隔てて直列的に複数個配設
されてあり、それぞれ中空回転軸２と一体的に回
転可能とされたものである。

上記構成の本実施例の回転濾過装置によれば、
入口管１０より容器１内に加圧供給された被濾過
液は、濾過素子３内部の小室側に濾過され、そし
て該小室側に濾過された濾液は濾液パイプ４およ
び中空回転軸２の中心孔を経て濾過液出口管９よ
り取出される。一方、容器１内で濾過により濃縮
された液は適時排出管１１より排出される。

そして、容器１内における被濾過液は、第１図
中の矢印で示すように、回転する濾過素子３に随
伴して回転方向に流され、その回転による遠心力
を受けて該濾過素子３の外周方向に送られ、そし
て、容器１の壁面に沿つて流動して両側壁面部よ
り濾過素子３の回転中心部に向かつて流されて、
各濾過素子３の回転中心寄りに設けた貫流開口部
５を経由して各濾過素子３の回転中心寄りから各
濾過素子３間の間〓に還流供給され、前記回転方
向の随伴流との複合流となつて各濾過素子３の外
周方向に流れ、かつ前記のように還流する循環流
となつて、回転する各濾過素子３表面とに相対速
度差を与えられ、各濾過素子３表面における付着
層の形成を抑制する。

一方、回転する正方形の濾過素子３外周の各辺
は一種のインペラーとして作用するので、濾過素
子３の外周部の被濾過液は強制的に回転流動させ
られ、前記各濾過素子３間の随伴回転流動および
外周方向への流れを助長すると共に、外周部にお
いて乱流を形成して、容器１内壁、特には底部内
壁に濾過残渣が付着・堆積することを妨げる。

さらに、各濾過素子３は互いに45度ずらして取
付けられあり、外周部の被濾過液は均等的な回転
力を受ける。

なお、本実施例においては、横型の回転濾過装
置について例示したが、これを縦型としても同等
の効果が得られる。

また、濾過素子は正方形の盤状としたが、これ
は回転バランスを損なわないよう取付けられる限
り長方形とされても良い。これは、通常、濾過素
子に用いられる濾布や濾過膜は方形のシートで供
給されるので、濾過素子を円形とするに比較し
て、濾布や濾過膜の利用歩留りを少なくとも24％
高くし得るという本考案特有の効果は方形であれ
ば同等に得られるからである。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案に係る回転濾過装置は、
濾過素子の回転に伴う被濾過液の随伴流を有効に
利用することで、濾過面全体にわたつて被濾過液
の循環流を発生させることができ、これにより濾
過素子の濾過面における付着層の形成を抑制し得
て高い濾過効率にて長時間継続して濾過を行うこ
とが可能なり、しかも、濾過素子間に掻取刃や流
動制御体等を配することを不要とする分だけ同容
量の容器内により多くの濾過素子を配設し得て濾
過効率を高め得、かつその組立および分解が容易
となり、そして濾過液の流動抵抗も大幅に低め得
て被濾過液を圧送するポンプの容量・出力も比較
的に小さくし得る等の効果を簡易な構成にて得る
ことを可能とする効果に加え、各濾過素子を方形
盤状としたことで、被濾過液の循環流を促進・強
化し得ると共に、容器内壁における濾過残渣の付
着・沈澱堆積を抑制し得、かつまた、濾過素子に
用いられる濾布や濾過膜の利用歩留の向上を可能
とするものであつて、簡単な構成にて経済的に長
時間継続して濾過を行うことを可能とするその実
用効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の回転濾過装置の要部
を示す正断面図、第２図は第１図の回転濾過素子
を示す一部を切欠いた側面図。 １……容器、２……中空回転軸、３……濾過素
子、４……濾液パイプ、５……貫流開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被濾過液を連続的に送入するよう構成された容
   器内に、駆動手段にて回転され、濾過液の取出し
   手段と連通する中心孔を有する回転軸を設けると
   共に、該回転軸上に内部に中空小室を有する複数
   個の盤状濾過素子を液体流通自由な間〓を隔てて
   同芯状に取付け、かつ該濾過素子の小室と回転軸
   の中心孔とを液体流通可能に連通させてなる回転
   濾過装置において、前記各濾過素子の回転軸との
   取付け部近傍に被濾過液を軸方向に貫通させる開
   口部を設け、かつ、前記各濾過素子を方形盤状と
   すると共に、その外周四辺の回転方向に対する角
   度位相を隣接する濾過素子と相違えて回転軸に取
   付けたことを特徴とする回転濾過装置。