JPH11509771A - 流体フィルタシステムの逆洗装置及び同方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 濾過装置（１０）が、フィルタ室（１２）と、このフィルタ室（１２）内部の中空フィルタスクリーン（１８）と、このフィルタ室（１８）の外側の室（１２）へ濾過すべき流体を入れるための入口手段（１１）と、フィルタスクリーン（１８）の内部にあって逆洗浄流体をフィルタスクリーン（１８）の内面に噴射する逆洗浄組立体（４９）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 流体フィルタシステムの逆洗装置及び同方法技術分野 本発明はフィルタ組立体に関し、特にスクリーンすなわち濾過用網等をその内 部から逆洗することができるスプレイマニホルド組立体を備えた改善された流体 フィルタ組立体に関するものである。背景技術 逆洗装置がフィルタ装置におけるフィルタ要素の入口側近くに設けられている フィルタ装置は従来周知である。例えば、Kaminsky他に付与された米国特許第４ ０８５０５１号は流体から固形粒子を分離するための自浄式フィルタを開示して おり、この場合、フィルタ要素を洗浄するための装置がフィルタ要素に接触して 中心軸の周囲で回転してフィルタ要素が逆洗され、堆積された粒子が除去される ようになっている。しかしながら、フィルタ要素の入口側に粒子物質が堆積して いるために洗浄作用のためにはフィルタ装置の入口室と出口室との間に圧力差を 必要とする。 この必要な圧力差は、更に出口室においてかなりの量の濾過済み流体があるこ とを必要とする。逆方向へフィルタを通過して粒子物質をフィルタの入口側から 洗浄装置内へ搬送する流動媒体を提供するためにはフィルタの出口側に濾過済み の流体が存在しなければならない。しかしながら、Kaminsky他の装置においては このような濾過済みの流体が出口側に常に存在するとは限らない。濾過する流体 が広い粒径範囲分布の粒子を有していると、逆洗機能を容易にするために十分な 量の濾過済み流体が出口室に溜まる前にフィルタ要素が詰まってしまうことは必 定である。 Carrに付与された米国特許第３６３５３４８号は逆洗装置をストレーナー内の フィルタ要素の入口側に当接して設けた自動自浄式濾過器を開示している。この フィルタ要素は円錐台の形状のものであり、そして逆洗装置の接触面の形状はフ ィルタ要素の入口側に適合するようになっている。この洗浄装置はフィルタ要素 の中心軸に沿って引っ込むことができ、フィルタ要素内部での逆洗装置の連続的 な半径方向運動を容易にしている。洗浄装置の連続的動作ゆえにこの濾過装置は 連続的逆洗を行うことができない。その結果、この濾過装置の効率は低い。 洗浄機能は出口室が濾過済みの流体で満たされているか否かに、即ち、濾過済 みの流体がフィルタ要素の出口側近くに存在するか否かに左右されるかと言う点 で、CarrのストレーナーもまたKaminsky他のフィルタ装置において見られる問題 を抱えている。従って、Carrのストレーナーは超微粒子を含む広い粒径範囲分布 を有する流動媒体を濾過することができない。何故なら、出口室が洗浄機能を促 進するための濾過済み流体で満たされる前にフィルタ要素が詰まってしまうから である。 Kinneyに付与された米国特許第３６４０３９５号は各濾過ステージのフィルタ 要素の入口側にゆるやかに接触した逆洗装置を有する複数の自動自浄式ストレー ナーを開示している。これらの逆洗装置の各々は外気に通じた中空軸と導通して いる。しかしながら、洗浄機能が働く前に、濾過済みの流体が各濾過ステージの 出口室に存在しなければならないことは明らかである。この故に、このストレー ナーは超微粒子を含む大量の粒子物質を含む流動媒体を濾過することはできない 。何故なら、各ステージのフィルタ要素は出口室が洗浄機能を促進するための濾 過済み流体で満たされる前に詰まってしまうからである。 Kinneyに付与された米国特許第３６６９２６９号は、回転する筒状ストレーナ ー要素とこのストレーナー要素の入口側と接触し固定された逆洗室とを開示して いる。しかしながら、この装置においては、ストレーナー要素内部の出口室が、 洗浄機能が出てくる前に濾過済みの流体で満たされていなければならないことは 明らかである。状況によっては、この装置においては常にそうなるとは限らない 。 ハウジング内に装架されて頂部と底部が閉鎖された複数の筒状フィルタ手段を 組み込んだフィルタ組立体の実例は米国特許第２９５４８７３号、３１６９１０ ９号、３２２８５２８号及び３３４６２１５号のものを含む。米国特許第４７８ １８２５号は逆洗流体をフィルタに対して連続的に露呈するために逆洗流体によ り回転させられる回転式逆洗セレクタを使用して上記の方法を改善しようとする ものである。このようなタイプのフィルタ組立体においては、フィルタはハウジ ングを下方入口部と上方出口部とに分割する隔壁から装架されて、流体がフィル タの内側から、穴加工が施された該隔壁を通って上方出口部へ流れるようにして いる。固体は筒状フィルタの外側に残る。結局はフィルタ手段の外側に大量の固 体が堆積するためフィルタを逆洗する必要がある。これらのシステムにおけるこ の媒体は砂又は砂利又は同様の物質の層である。この様なシステムにおける逆洗 は逆洗流体をフィルタを通して逆方向へ流すこととなる。上記のシステムはフィ ルタ組立体を同時に逆洗するものを含む。 フィルタデザインの最近の傾向は逆洗可能な筒状スクリーンフィルタシステム を組み込んだシステムを含むようになってきた。このようなシステムにおいては 流体はフィルタモードのときには筒状スクリーンの中心から半径方向外方に流れ る。これらのシステムの逆洗浄は、筒状スクリーンの内側で回転し且つ筒状スク リーンの全長に渡るマニホルドにおける吸込ポートにより為される。これらの吸 込ポートはタイマ又は圧力差制御によって大気圧に対してドレン弁を開く、スク リーンの内側に負圧を生ずる作用を介して作動される。この負圧は流体をスクリ ーンの、きれいな側から流してフィルタケーキを崩壊させて該ケーキを、流体の 流れで運ばれる更に小さな粒子に分解する作用を生ずる。 上記の先行技術システムは通常、効果があるのはおよそ４０ミクロン程度、場 合によってはおよそ２５ミクロン程度のオーダの濾過度(degrees of filtration )に対してであるが、これらの組立体についての共通の問題は効果的な逆洗浄を 行うためにかなりの水量を必要とすることである。例えば、３インチＮ．Ｂ．筒 状スクリーンフィルタにおいては逆洗浄水量はおよそ１００リットルとなり、こ れはかなりの水量である。その理由は、逆洗浄中にも濾過側の流れが続くので、 スクリーンを通過して作用する最終的圧力が本発明の場合よりも遥かに小さくな るという事実により、このシステム中の洗浄水の流れの実際の力が減少するから である。発明の開示 本発明は逆洗浄水の量を最小限とすると共に個々の用途に応じて濾過機能、逆 洗浄機能並びに濃縮機能を修正し統合する自由度を有する装置及び方法を提供す る。 本発明は濾過中の流体の流れがスクリーンの外側から略半径方向内方へ作用し 、逆洗浄の流れが筒状フィルタスクリーンの内側から略半径方向外側へ向けられ る濾過及びフィルタ逆洗浄装置及び同方法を提供する。 本発明の一実施形態においては、この改善された濾過及び逆洗装置及びその方 法には、筒状フィルタスクリーンの内側に配置されて逆洗流体をフィルタスクリ ーンに対し半径方向外方に噴出して該スクリーンから堆積ケーキを効果的に除去 して完全な逆洗を行う流体密閉式回転スプレイマニホルド組立体が用いられる。 電気的タイマ制御、ソレノイド弁、種々の可変速モータ並びにポンプを用いるこ とで、フィルタ技術及び工学技術の熟練者により、最も効果的な制御シーケンス を実行することができる。この故に、本発明による濾過及び改善された逆洗を、 特定の個々の濾過用途に適するように調整並びに修正して、当該用途に最も効率 のよいシステムを得ることができる。例えば、多様化したフィルタ用途の領域は 、水の冷却、製薬工程の溶液、ボイラ供給水、塩水、精錬工程、ドライクリーニ ン グにおける溶媒の濾過、並びにその他むだ水又は廃水の再利用といった商工業上 の種々の用途を含む。 本発明は更にスクリーン逆洗浄用の高度に改善された効果的なシステムを得る ためにフィルタハウジングと、これに関連した、フィルタを通る水流とを構造化 する改善された方法を提供する。これは、濾過中の水の流れを、濾過済み水の室 の出口と共に下方に向け、フィルタ室をスクリーンの下方に設けることで達成さ れる。また沈降室をスクリーンの下方に設ける設計と、通常の濾過モード（即ち 、ドレン弁を開く必要がない）における、スクリーンに対する制御されたシーケ ンスによる逆洗浄スプレイと組み合わせることにより、スクリーン上で収集され た沈殿物は、濾過モード中にスクリーン上、該スクリーンーの周囲及び該スクリ ーンを通過する水の全体的な流れと組み合わされる逆洗浄スプレイの作用により 収集室へ移動させられる。いわゆる「沈降水洗浄」の、プログラム化されたサイ クルにより、濃縮された沈殿物或いはスラッジは収集室に集められる。これは収 集室のドレン弁を開くと共に収集室の洗浄入力弁を開くことにより最小限の水損 で圧力下で収集室から除去することができる。要するに、この設計は、フィルタ をラインから取り外すことなく、或いはドレン弁を開くことなく、スクリーンを 何回も洗浄することができるようにする。 更に本発明は、フィルタ室と、前記フィルタ室の内部に位置する中空のフィル タスクリーン組立体と、未濾過の流体を前記フィルタ室内中の、前記フィルタス クリーン組立体の外側へ入れるための手段と、前記未濾過の流体の流れに前記フ ィルタスクリーンの外側から略半径方向内方へ作用させる手段と、前記フィルタ スクリーン組立体の軸心に配置された逆洗浄マニホルド組立体とを備えたことと 、該逆洗浄マニホルド組立体が前記フィルタスクリーン組立体の内面に向けて半 径方向外方へ逆洗浄流体を噴射する複数のスプレイ出口を備えたこととを特徴と する濾過及びフィルタスクリーン逆洗装置を提供する。 この濾過及び逆洗装置は、前記フィルタスクリーンの内側に位置し軸封シール を有し軸心回りに回転可能なスプレイマニホルド組立体が組み込まれていること が好ましい。堆積したケーキを前記スクリーンから効果的に除去して完全な逆洗 を行うために、このマニホルド組立体は十分な量と力とを以て洗浄流体をフィル タスクリーンに向けて半径方向外方へ噴射する。 このスクリーン組立体は略筒状の形のものであって前方マニホルド組立体が該 筒状の形と軸心をほぼ共有し、少なくとも一方向へ連続的又は断続的に該軸心回 りに回転することができるのが好ましい。前記スプレイ出口は前記マニホルド組 立体の軸の少なくとも一部に沿って位置する一連の噴射口で構成されているのが 好ましい。この噴射口は略螺旋状に、又はその他適当に設計された配列にするこ とができる。 この装置は可変速モータ駆動装置を有するフィルタ供給ポンプと、流体の流量 を測定する手段とを更に備え、前記モータ駆動装置が前記流量測定手段に応答し て前記ドレン閉鎖モードにおける一回以上の洗浄サイクル中に前記フィルタ内へ の、又は同フィルタでの該流量と圧力とを減少させる。 この装置には逆洗浄に関して前記スプレイ出口における圧力を変化させるよう 構成された可変速駆動装置が組み込まれており、該駆動装置は種々のパラメータ に応答して前記コントローラにより制御される。 本発明は更に、フィルタ室と、該フィルタ室の内部に位置してフィルタ面以外 が密封された筒状フィルタスクリーン組立体と、未濾過の流体を前記フィルタ室 中の、前記フィルタスクリーン組立体の外側へ入れるための手段と、前記未濾過 の流体の流れに前記フィルタスクリーンの外側からほぼ半径方向内方下方へ作用 させる手段と、前記フィルタスクリーン組立体の内部に配置された逆洗浄マニホ ルド組立体とを備えたことと、該逆洗浄マニホルド組立体が逆洗浄流体を前記フ ィルタスクリーン組立体の内面に向けて半径方向外方へ又は外方及び下方へ噴射 する複数のスプレイ出口とを備えたことと、また更にコントローラと、可変速ポ ンプと、前記フィルタ室の下端にドレンを有する収集室とを備えたこととを特徴 とする濾過及びフィルタスクリーン逆洗装置を提供する。 この装置は、ドレン開きモードとドレン閉鎖モードとが存在するように操作可 能なドレンを備えたことと、前記収集室が前記フィルタ室の下端又はその近辺に 置かれていることと、前記フィルタを通って水が下方へ流れるようにする、又は 下方へ流れることを許す手段と、前記スプレイ出口に洗浄サイクルの状態すなわ ちオン状態又はオフ状態で動作させる手段と、前記ドレン閉鎖モード中に一回以 上の洗浄サイクルを実行するための手段とを更に備えたこととにより、前記下方 への流れと前記スプレイ出口とが前記フィルタケーキを前記スクリーンから除去 して該フィルタケーキを前記収集室で貯溜し濃くすることができることを特徴と することが好ましい。 本発明はまた、フィルタを逆洗浄する方法を提供し、これはプリセットされた 圧力差閾値をコントロール手段が確認するようにプログラムするステップと、こ の閾値が得られると逆洗浄モードを開始するステップと、逆洗浄モード中には圧 力を自動的に減少させるステップと、該コントローラ手段の制御の下で洗浄ドレ ンを開くステップとを有する。 本発明によれば、研究、設計、本書で説明した新規な方法及び装置の使用によ り、前記の筒状スクリーンフィルタ（３インチＮ．Ｂ．）について、逆洗浄に必 要な水量は僅か３ないし４リットルのオーダである。後記する沈降水洗浄の更な る利点は、２５回又はこれ以上の洗浄サイクルまでは断続的加圧洗浄をせずとも 実行できることである。従って、全体的利点としては、洗浄の目的で使用される 水は９０％以上減少する。換言すると、洗浄の目的で必要とされる水は１０％以 下、或いは１％以下である。 本発明のフィルタ組立体は逆洗浄が開始される前にスクリーンにまたがって比 較的高い圧力差で働くことができる。従って、逆洗浄の前にはスクリーンには従 来のフィルタ組立体におけるよりも多量のケーキが保持されるので利点はことさ ら強調できる。水の節約についての総合的な利点は用途により異なるが、従来技 術と比較して２倍の圧力差でケーキが約５０％増と概算してこれに逆洗浄の水量 節約を加味すると、本システムの場合従来のものと比較して最終的には逆洗浄の 水の消費量は１％以下となる。水資源の過度の使用についての金銭面の考察もさ ることながら、最近の水の保全に対する関心の高まりのなかで、本発明の新規な 濾過及び逆洗装置はフィルタ処理に関する商工業上の用途に係わる者にとって貴 重な便宜である。 本発明の好ましい態様では、ドレン洗浄が開始されてスプレイマニホルドがス クリーンの周面上の相対的に小さな面積に、集中した加圧スプレイを加える時に はフィルタを通過する水流は休止状態にある。スプレイマニホルドが回転すると スプレイはスクリーン全体を射程範囲とする。従って、ドレン開き逆洗浄中は逆 洗浄水の流れに対する抵抗はない。これの主な利点は、スクリーンに対する逆洗 浄水の流れに更に大きな圧力を集中することができて、より固く詰まったケーキ （スクリーンにまたがる比較的高い圧力差による）を極めて少量の水で除去する ことができることである。図面の簡単な説明 図１は本発明の一実施形態に係り、制御部とそのいろいろな特徴部分及び構成 要素を含む手動操作式フィルタシステムの斜視図である。 図２は逆洗浄マニホルドとフィルタスクリーンの分解図である。 図３は沈降室を使用してのフィルタ設計の実施形態の、一部を破断して示した 正面図である。発明を実施するための最良の形態 図１参照にて、これは手動操作式フィルタシステム１０の斜視図であり、濾過 されるべき水はポート１１を通ってフィルタヘッド組立体１４の入口室１２に入 り、フィルタボウル１６に入って外側の内壁を通って集中収集室１７に降下する 。濾液は出口１５を通って吸い出される。制御弁２１は逆洗浄モード中は開かれ て粒子濃縮物を排水ポートパイプ３７へ解放する。制御弁２１は本発明の半自動 的形態においては手動操作弁であり、本発明の全自動的形態においては電動弁、 油圧制御弁、或いは空気圧制御弁である。 スクリーン組立体１８は最も細かい目のスクリーンを備え、これには比較的目 の粗い構造的支持スクリーンが近接して重ねられ、水流に対して丈夫なバリアを 提供し、外側の、目の細かいスクリーンが水流を最初に受ける面である。図２に 示すように、細かい目のスクリーン３９、中度目のスクリーン３８及び粗目スク リーン３７が設けられている。これらは支持リング２６及び２７並びにこのスク リーンの筒形状の補強材として作用する板２４により定位置に保持されている。 用途によっては二重のスクリーンを使用することもできる。細かいスクリーンの 外側にプレ・フィルタ層すなわち予備的濾過層を設けてケーキ堆積と逆洗流との ための層面とすることもできる。 水がスクリーンを通って流れるに従って、順次オープンとなる丸みをおびた表 面がこの水を受ける。このことは、例えば、細かい目のスクリーンが４５％オー プンである領域とすると、中度目のスクリーンが、粗目スクリーンの６０％と共 に、５０ないし５５％であるような、容易に逆洗可能な迷路を保証する。別の選 択肢として、比較的粗い層のスクリーン材を細かい目のスクリーンの外側に置い て、この両スクリーンを同時に逆洗浄できる一体的な２ステージフィルタとする こともできる。このような容易に逆洗可能な迷路を維持するデザインをもってし て再濾過層は約５５ないし６０％オープンな領域となる。 濾液がスクリーン１８を通って流れそして固体がスクリーン１８上に堆積する と、スクリーン１８にまたがって圧力が下降する。フィルタヘッドの入口での圧 力は入口圧力ポートを介してゲージ４０で測定され、表示される。フィルタヘッ ドの出口での圧力は、付属品を伴う出口圧力ポート４２を介してゲージ４１で測 定され、表示される。圧力スイッチ４３は出口での前記圧力を監視して、プリセ ット可能で可変の圧力によって動作してコントローラ４４に信号を送る。このコ ントローラは半自動的システムにおいては必要に応じて警報を発生し、必要に応 じて供給ポンプをオフとする。 本発明によりここで使用されるフィルタの運転上のパラメータは、ケーキがス クリーンから吸引される従来のスタイルの逆洗可能なフィルタのそれよりも好ま しい。例えば、これまでのところ、２５ミクロンまでのスクリーンは効果的に逆 洗浄するためには最小限度３５０ｋｐａのライン圧力を必要とした。本発明では 逆洗浄の流れはフィルタを通る流れに関係なく動作した。従って、１００ｋｐａ のライン圧力が適当な圧力である。逆洗浄ポンプは標準の態様において使用する サイズのものであるが、その使い易さ（facility）は特定の装置で要求されるよ うな１００ｋｐａまでの高圧逆洗浄を利用しようとするデザインに固有のもので ある。低容量の逆洗浄ラインの圧力を増大することは供給ラインの圧力を増大す るよりも遥かに経済的である。 制御用入口弁を回すことにより、或いは供給ポンプ４５をスイッチ・オフする ことにより供給用入口での流れを遮断すると、このフィルタシステムは休止モー ドとなる。これは半自動装置においては逆洗浄モードの動作待ちの状態であり、 そして、次の手順が実行される。 １．ドレン弁２１を開いて濃縮粒子流体を排出パイプ３７に解放する。 ２．逆洗浄水供給用制御弁４６を開いて、加圧された濾過済みの水をフィルタ の出口側から供給する。 ３．回転シール組立体５７上の逆洗浄用回転ハンドル４７を、その装置に応じ 、一回又はこれ以上回転させる。このことがスプレイ逆洗浄マニホルドを回転す る こととなり、集中させられた圧力でスクリーンの全面を洗浄し、そしてその回転 でスクリーン全体を完全に洗浄する。 ４．逆洗浄が終わると、ドレン弁２１を閉める。弁及び、又はポンプは濾過動 作のためにリセットされる。供給ポンプ４５が設けられているシステムには逆洗 浄ポンプ４８も設けられている。本管の圧力システムについては、弁を利用して 逆洗浄水供給のために本管の圧力を使用することができ、フィルタカートリッジ を使用して逆洗浄水流を濾過することができる。全自動の態様においては、コン トローラが電動弁、油圧制御弁、或いは空気圧動弁をドレン弁２１として制御す る。逆洗浄回転ハンドル４７は、時間と回転数とが制御できるモータと動力供給 源とに置換することができる。 特定の用途に必要な場合には、当該要件に適するようにモータと駆動装置とは 高速又は低速回転のものに、或いは可変速又は多段階速度のものに変更すること ができる。ドレン弁２１が開であっても閉であっても、加圧された逆洗浄水の短 時間噴出(short burst)又はパルスを応用することが濾過及び逆洗浄動作におい てプログラム化できる。これの目的は、スクリーン上のケーキの能力を利用して 小粒子を塊に凝結させ、該塊が大きな粒子として多少とも作用してユニットとし て収集室１７に沈殿するようにすることである。 濾過操作の修正及び変更の、この能力はこの製品のユーザにとっても新規且つ 実用的である。濾過すべき微粒子が、フィルタスクリーン上でケーキを生成させ る方法によって大幅に変化するからである。又このケーキ自体の特性も大きく変 えることができる。 逆洗浄モードの時には逆洗浄水供給マニホルド４９はスクリーンの全面を洗浄 するために回転してケーキをスクリーンから半径方向外方に濾過室１６の壁の方 へ吹き飛ばす。スプレイ５０とその回転はスクリーンを最高の圧力で最大にカバ ーするように設計されている。このことはスクリーンに近接して装着された細い ジェットスプレイを使用して為される。これらジェットは小さな矩形領域を適用 範囲としてスクリーンの表面に集中圧力を加え、該領域は逆洗浄アームが回転す るにつれてスクリーン全体をカバーすることとなる。静止状態の逆洗浄アームの 単一スプレイの適用範囲は５１で示されている。 この逆洗浄アームは底部軸受５２内で回転し、この軸受け５２はＯリング５３ と固定キャップ５４とを有する。この軸受け５２はフィルタスクリーンベース２ ４に装着されている。フィルタスクリーンはその全面の上部がシールされている 。ガスケット５５が、水がスクリーンの頂部で迂回して流れようとするのをシー ルする。スクリーン或いはハウジングの支持体５６の圧力がこの頂部ガスケット に付与されて圧力シールを形成するように、このスクリーンは適当な大きさのも のにされている。 図３の実施形態において、濾過される水は入口ポート１１に入る。この水はフ ィルタ本体に流れ込むとフィルタ室の外側へ流れるように方向付けられる。フィ ルタスクリーン１６は半浸透性のバリアであるからフィルタ室に入る水はすべて 、ドレンが開いている時を除いて、このスクリーンを通って出てゆかねばならな い。濾過中の流れの概略の方向は、スクリーンの左側で該スクリーンを貫通して 斜め方向を指す矢印で示されている。スイッチ６５により測定されてプリセット された圧力差が得られると、沈降洗浄（settlement flush）のプロセスが開始さ れる。この場合、濾過済み水がフィルタの出口からポンプ６１により汲み出され て逆洗浄水供給パイプ５７及びライン６２を介して、モータ６４により回転させ られる逆洗浄スプレイマニホルド４９に送り込まれる。ライン６３は逆洗浄水を 収集室６０に導入する。スプレイの流れの方向の中心線は図では水平に示されて いるが、これらスプレイヘッドはスプレイの方向が僅かに（１０ないし２０度） 下がるように装着できる。濾過された水がスクリーンを通ってこれから離れる方 向へ噴射されるにつれて、濾過されていない水の流れが沈殿物をスクリーンの外 側で下方 へゆっくりと移動させて収集室６０に沈殿させる。これはスクリーンの右側で示 されている。沈降洗浄の期間は流量と濾過されている固体の性質とに適するよう にコントローラで変化させることができる。沈降洗浄が終わると、スクリーンは きれいになり、固体はスクリーンから離れて前記の流れの組合せにより収集室へ 移動させられる。沈降洗浄のサイクルは、収集室を洗浄すべき度合いまで固体が 沈殿するまで続けることができる。収集室の洗浄が開始される前の沈降洗浄の回 数は用途に応じてコントローラにより制御される。収集室の洗浄は濾過済みの水 を収集室へ入口ポートを介して同時に注入し、フィルタに圧力をかけたままでド レンポート５９を開いて為される。ドレンポートを開いている時間は、洗浄水の 量を制限するようにではなく、沈殿室６０を空とするに必要な洗浄水量について の調節でコントローラにより可変である。 収集室の沈殿物を実質的に均一な分布又は濃度に維持するためには収集室に、 スプレイを有するマニホルドを設けることが好ましい。これらのスプレイの作用 はこの領域における局部堆積或いはケーキの形成を防止する。この作用の結果と して沈殿物の確実な流れも向上する。 必要な場合には、スクリーンを極めてきれいにし、また収集室を完全に洗浄す るために完全ドレン洗浄を周期的に開始することができるが、通常の濾過・濃縮 作用の下で沈殿物は効果的に除去される。このフィルタは下記の新規な特徴を有 するが故に、従来技術に勝る改善と考えられる。 １．逆洗浄スプレイはスクリーンの内側から方向付けられている。 ２．スクリーンの外側のスプレイ洗浄は水の損失又はフィルタ操作の中断なく して行われる。 ３．此の装置には、加圧される沈殿物収集室が組み込まれている。 ４．逆洗浄を含むこのシステムは更に１個以上の速度可変駆動装置を用いて操 作することができる。 実用的デザインとフィルタ効果の理由とがすべて組み合わせられてその利点が 、水を濾過し且つ沈殿物を濃縮スラッジとして濾過プロセスの間に、或いはこれ と同時に除去することができる単一の装置に集約されている。このことは従来技 術のフィルタシステムにおいては達成されていない。 本発明はフィルタ組立体に適用することができ、特にステンレス製スクリーン 、或いはナイロン又はその他本技術分野の熟練者に知られた材料で形成されたメ ッシュスクリーン（meshed screens）を有する改善された流体フィルタ組立体に 適用することができる。本発明は被汚染水、汚水処理プラント、井戸水、ダム、 灌漑システム、産業廃油、ドリルオイル(drill oil)等の濾過並びに空気調和装 置及びその他の濾過装置に適用することができる。実際に、入口側から出口側へ 行くにつれて穴の増加するような、孔隙率が変化するフィルタを含めて当該装置 において如何なる適当なスクリーンをも使用することができる。 本発明を例示する目的で特定の実施形態及び詳細を提示したが、本発明の精神 と範囲から外れることなく種々の変更及び修正をすることができることは本技術 分野の熟練者には明白である。産業上の利用可能性 本発明は高レベルの濾過作用を行うことができ、多くの商工業上の用途におい て要求されるフィルタ及び逆洗システムを提供するものであり、このようなレベ ルの濾過作用は少なくとも１５ないし２５ミクロンの範囲、或いは特定用途に必 要な場合にはこれよりも低い（１ないし１５ミクロン）の範囲である。更に本発 明のフィルタシステムは先行技術の濾過及び逆洗システムと比較して逆洗浄に関 してかなり少量の水で操作することができる。 本発明はまた、本製品の各ユーザが濾過操作を修正及び変更できるフィルタ及 び逆洗システムを提供する。これができることは非常に実用的である。何故なら 、濾過の必要がある微粒子は、フィルタケーキの特性においてのみならず、ケー キ がフィルタスクリーン上で展開する様相においても多様に異なるからである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１２月９日 【補正内容】 請求の範囲（補正） １． （ｉ） フィルタ室と、 （ii） 該フィルタ室の内部に位置する中空のフィルタスクリーン組立体と、 （iii） 前記フィルタ室に接続していて、未濾過の流体を前記フィルタ室内へ 、すなわち前記フィルタスクリーン組立体の外側へ導入するための入口と、 （iv） 濾液を前記フィルタスクリーン組立体の内部から排出するための出口 と、 （ｖ） 前記フィルタスクリーン組立体の下方にあって、前記フィルタスクリ ーン組立体により濾過された固体を収集するための固体収集室と、 （vi） 該固体収集室から固体を周期的に排出するための、通常は閉鎖されて いるドレン出口と、 （vii） 前記フィルタスクリーン組立体の内部に配置された逆洗浄マニホルド 組立体と、 （viii）該逆洗浄マニホルド組立体に逆洗浄流体を周期的に供給して、前記ス クリーン組立体の逆洗を、前記ドレン出口を閉鎖した状態で行うための手段と、 を備えたことを特徴とする濾過及びフィルタスクリーン逆洗装置。 ２． 前記逆洗浄マニホルド組立体が前記フィルタスクリーン組立体の内側に 位置し軸封シールを有し軸心回りに回転可能なスプレイマニホルド組立体であり 、堆積したケーキを前記スクリーン組立体から効果的に除去するために該マニホ ルド組立体が十分な量と力とを以て洗浄流体を半径方向外方へ前記フィルタスク リーン組立体に向けて噴射するよう構成されていることを特徴とする請求項１に 記載の装置。 ３． 前記スクリーン組立体が略筒状の形のものであり、前記マニホルド組立 体が該筒状の形と軸心をほぼ共有し、少なくとも一方向へ連続的又は断続的に該 軸心回りに回転することができることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ４． 前記スプレイ出口が前記マニホルド組立体の中空軸の少なくとも一部に 沿って位置する一連の噴射口で構成されていることを特徴とする請求項１に記載 の装置。 ５． 前記噴射口が略螺旋状に配置されていることを特徴とする請求項４に記 載の装置。 ６． 前記の通常は閉鎖されているドレン出口がドレン閉鎖モードとドレン開 きモードとで働くよう構成され、前記固体収集室が前記フィルタ室の下端又はそ の近辺に位置し、そして前記入口が前記フィルタ室の上端に、又はその近辺に位 置し、前記逆洗浄流体を前記逆洗浄マニホルド組立体に周期的に供給するための 手段が前記スプレイ出口をオン・モード又はオフ・モードで働かせ、前記オン・ モードの期間が洗浄サイクルを決定し、前記入口流体の下方への流れと前記スプ レイ出口からの流れとが、堆積した固体を前記フィルタスクリーン組立体から除 去してこの堆積固体を前記収集室に向わせることと、前記ドレン閉鎖モード中に 一回以上の洗浄サイクルを実行する手段を更に備えたこととを特徴とする請求項 １に記載の装置。 ７． 可変速モータ駆動装置を有する未濾過流体供給ポンプと、流体の流量を 測定する手段とを更に備えた濾過及びフィルタスクリーン逆洗装置であって、前 記モータ駆動装置が前記流量測定手段に応答し、前記ドレン閉鎖モードにおける 一回以上の洗浄サイクル中に前記フィルタ内への、又は同フィルタ内での該流量 と圧力とを減少させることを特徴とする請求項６に記載の装置。 ８． 前記スプレイ出口からの流体の圧力を変化させるよう構成された可変速 駆動装置を有する逆洗浄流体供給ポンプを備え、該駆動装置が、予め定められた パラメータに応答することを特徴とする請求項６に記載の装置。 ９． 圧力差閾値がプリセットされたプロセスコントローラであって、前記圧 力差閾値が得られると逆洗浄モードを開始するよう構成されたプロセスコントロ ーラと、前記逆洗浄モード中には前記の通常は閉鎖されているドレン出口を開く 手段と、前記逆洗浄モード中には前記フィルタ室への前記未濾過の流体の流量を 制御する手段とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の装置。 １０． （ｉ） 中空のフィルタスクリーンアセンブリを内蔵するフィルタ室内へ未濾 過の流体を導入するステップと、 （ii） 濾過済の流体を前記フィルタスクリーン組立体から除去するステップ と、 （iii） 通常は閉鎖されているドレン出口を有し、前記フィルタスクリーン組 立体の下方にある収集室の中に固体を収集するステップと、 （iv） 前記フィルタスクリーン組立体を、該組立体に向って該組立体の内部 から供給される流体で周期的に洗浄することによって、前記固体収集室のドレン 出口を閉鎖した状態で前記中空のフィルタスクリーンの外側に堆積した固体を除 去するステップと、 （ｖ） 前記固体収集室を周期的に逆洗浄して該室から、堆積した固体を除去 するステップと、 を有することを特徴とする、フィルタの運転方法。 １２． 圧力差閾値がプリセットされた前記コントローラ手段が、該閾値が得 られると逆洗浄モードを開始し、可変速駆動ポンプが、逆洗浄モード中には圧力 を自動的に減少させるように構成されており、ドレンを開いた状態での洗浄が前 記コントローラ手段により操作されることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １３． プリセットされた圧力差閾値をコントローラ手段が確認するようにプ ログラムするステップと、前記閾値が得られると逆洗浄モードを開始するステッ プと、逆洗浄モード中には圧力を自動的に減少させるステップと、洗浄ドレンを 前記コントローラ手段の制御の下で開くステップとを有することを特徴とするフ ィルタ逆洗浄方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年６月１６日 【補正内容】 請求の範囲（補正） １１． 前記フィルタ室に対して接線方向に設けられたことにより流体導入後 に該流体を遠心運動させることによって、より大きな粒子を前記収集室の方向へ 下方に移動させる入口フランジを備えたことと、前記噴射口が略螺旋状に配置さ れたこととを特徴とする請求項９に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 29/10 ５３０Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． フィルタ室と、該フィルタ室の内部に位置する中空のフィルタスクリー ン組立体と、未濾過の流体を前記フィルタ中の、前記フィルタスクリーン組立体 の外側へ入れるための手段と、前記未濾過の流体の流れに前記フィルタスクリー ンの外側からほぼ半径方向内方へ作用させる手段と、前記フィルタスクリーン組 立体の内部に配置された逆洗浄マニホルド組立体とを備えたことと、該逆洗浄マ ニホルド組立体が前記フィルタスクリーン組立体の内面に向けて半径方向外方へ 逆洗浄流体を噴射する複数のスプレイ出口を備えたこととを特徴とする、濾過及 びフィルタスクリーン逆洗装置。 ２． 前記フィルタスクリーンの内側に位置し軸封シールを有して軸心回りに 回転可能なスプレイマニホルド組立体が組み込まれており、堆積したケーキを前 記スクリーンから除去し完全に逆洗を終了するために該マニホルド組立体が十分 な量と力とを以て洗浄流体を半径方向外方へ前記フィルタスクリーンに向けて噴 射するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタスクリー ン濾過及び逆洗装置。 ３． 前記スクリーン組立体が略筒状の形のものであり、前記マニホルド組立 体が該筒状の形と軸心をほぼ共有し、少なくとも一方向へ連続的又は断続的に該 軸心回りに回転することができることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ４． 前記スプレイ出口が、前記マニホルド組立体の軸の少なくとも一部に沿 って位置する一連の噴射口で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の 装置。 ５． 前記噴射口が略螺旋状に配置されていることを特徴とする請求項４に記 載の装置。 ６． 前記フィルタ室の下端又はその近辺に位置した収集室と、操作可能なド レンとを、前記装置がドレン開きモードとドレン閉鎖モードとを有するように備 えたことと、 前記フィルタを通って水が下方へ流れるようにする、又は下方へ流れることを 許す手段と、前記スプレイ出口に洗浄サイクルの状態すなわちオン状態、又はオ フ状態で動作させる手段と、前記ドレン閉鎖モード中に一回以上の洗浄サイクル を実行するための手段とを更に備えたこととにより、 前記下方への流れと前記スプレイ出口とが前記フィルタケーキを前記フィルタ スクリーンから除去して前記フィルタケーキを前記収集室にて貯溜し濃くするこ とができることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ７． 可変速モータ駆動装置を有するフィルタ供給ポンプと、流体の流量を測 定する手段とを更に備え、前記モータ駆動装置が前記流量測定手段に応答し、前 記ドレン閉鎖モードにおける一回以上の洗浄サイクル中に前記フィルタ内への、 又は同フィルターでの該流量と圧力とを減少させることを特徴とする請求項６に 記載の装置。 ８． 逆洗浄に関して前記スプレイ出口における圧力を変化させるよう構成さ れた可変速駆動装置が組み込まれ、該駆動装置が種々のパラメータに応答して前 記コントローラにより制御されることを特徴とする請求項６に記載の装置。 ９． フィルタ室と、該フィルタ室の内部に位置してフィルタ面以外が密封さ れた筒状フィルタスクリーン組立体と、未濾過の流体を前記フィルタ室中の、前 記フィルタスクリーン組立体の外側へ入れるための手段と、前記未濾過の流体の 流れに前記フィルタスクリーンの外側からほぼ半径方向内方下方へ作用させる手 段と、前記フィルタスクリーン組立体の内部に配置された逆洗浄マニホルド組立 体とを備えたことと、該逆洗浄マニホルド組立体が逆洗浄流体を前記フィルタス クリーン組立体の内面に向けて半径方向外方へ又は外方及び下方へ噴射する複数 のスプレイ出口とを備えたことと、また更にコントローラと、可変速ポンプと、 前記フィルタ室の下端にドレンを有する収集室とを備えたこととを特徴とする濾 過及びフィルタスクリーン逆洗装置。 １０． 前記フィルタスクリーンの内側に位置し軸封シールを有して軸心回り に回転可能なスプレイマニホルド組立体が組み込まれており、堆積したケーキを 前記スクリーンから除去し完全に逆洗を終了するために該マニホルド組立体が十 分な量と力とを以て洗浄流体を半径方向外方へ前記フィルタスクリーンに向けて 噴射するよう構成されていることを特徴とする請求項９に記載のフィルタスクリ ーン濾過及び逆洗装置。 １１． 前記マニホルド組立体が前記筒状フィルタスクリーン組立体と実質的 に軸心を共有して少なくとも一方向へ連続的又は断続的に軸心回りに回転するこ とができることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １２． 更に前記装置がドレン開きモードとドレン閉鎖モードとを有するよう に操作可能なドレンを備えたことと、前記収集室が前記フィルタ室の下端又はそ の近辺に置かれていることと、前記フィルタを通って水が下方へ流れるようにす る、又は下方へ流れることを許す手段と、前記スプレイ出口に洗浄サイクルの状 態すなわちオン状態、又はオフ状態で動作させる手段と、前記ドレン閉鎖モード 中に一回以上の洗浄サイクルを実行するための手段とを更に備えたこととにより 、 前記下方への流れと前記スプレイ出口とが前記フィルタケーキを前記フィルタ スクリーンから除去して前記フィルタケーキを前記収集室にて貯溜し濃くするこ とができることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １３． 前記スプレイ出口が前記マニホルド組立体の軸の少なくとも一部に沿 って配置された複数の噴射口で構成され、該出口が逆洗浄流体を略下向きに噴射 して前記フィルタケーキの略下方への移動を促進することを特徴とする請求項９ に記載のフィルタ装置。 １４． 前記フィルタ室に対して接線方向に設けられたことにより流体導入後 に該流体を遠心運動させることによって大きな粒子を前記収集室の方向へ下方に 移動させる入口フランジを備えたことと、前記噴射口が略螺旋状に配置されたこ ととを特徴とする請求項１３に記載の装置。 １５． 圧力差閾値がプリセットされた前記コントロール手段が、前記閾値が 得られると逆洗浄モードを開始し、可変速駆動ポンプが逆洗浄モード中には圧力 を自動的に減少させるように構成されており、ドレンを開いた状態での洗浄が前 記コントローラ手段により操作されることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １６． 逆洗浄に関して前記スプレイ出口における圧力を変化させるよう構成 された可変速駆動装置が組み込まれ、該駆動装置が種々のパラメータに応答して 前記コントローラ手段により制御されることを特徴とする請求項１５に記載の装 置。 １７． プリセットされた圧力差閾値をコントローラ手段が確認するようにプ ログラムするステップと、前記閾値が得られると逆洗浄モードを開始するステッ プと、逆洗浄モード中には圧力を自動的に減少させるステップと、洗浄ドレンを 該コントローラ手段の制御の下で開くステップとを有するフィルタ逆洗浄方法。