JPS59132912A - 耐圧網目濾過板を用いる逆重力濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐圧網目沢過板を用いる逆重力沢過装置に関す
る。

流体の濾過は一般に重力を濾過圧とする自然濾過によっ
て行なわれるのが常であり、また重力にその他の圧力が
附加される場合でも被濾過流体を重力の方向に沿ってｆ
遇するのが一般である。しかしながら、かような重力方
向濾過においてはＰ滓は被濾過流体からｐ孔の上面に分
離され、重力により下方向に圧せられてｆ孔の上部に堆
積圧着し、被濾過流体のＰ孔への流下流入を阻むので目
詰りが極めて早期に到来する。この目詰りを回復するに
は濾過を中断して特別の目詰り回γ策を講ぜねばならな
いから、連続濾過は不能となり、濾過能率は著しく害さ
れる。

しかしながら、実質的に水平に配設された金属製網目を
ｆ孔とし、被濾過流体を重力の方向とは逆に下方から上
方に向けて通過させて濾過するものとすると事情は一変
する。ｒ滓はシボ過により被濾過流体から網目ｆ孔の下
面において分離される。

この分離されたｐ滓は、濾過圧による上方向への圧力を
受けることは勿論であるが、そ′Ｉ７．と同時に重力に
よるこれに抗する下方向への圧力をも受ける。

従って、重力方向濾過の場合にｆ滓をその下方のｆ孔に
圧着せしめる働きをした重力は、ここではＰ滓を沢孔か
ら引離し、その下方に湛えられた被濾過流体中に沈降拡
散せしめる働きをする。この働きは濾過が停止され上向
きの濾過圧がなくなった場合特に顕著となる。以上のよ
うな次第で、金属製網目をｆ孔とする逆型カｆ過の場合
には、重力が目詰りの進行を緩和する働きをするため目
詰りの到来は延期され、後述の簡易効果的な逆洗が可能
なことと相俟って相当長期に亘る連続濾過が可能となり
、濾過能率を著しく向上せしめ得る。

網目逆電力濾過の以上のような長所は、逆電力濾過なる
ｒ過法に負うものであることは勿論であるが、同時にｆ
孔としての優れた特徴を持つ金属製網目ｐ孔の使用に負
うこと多大なものがある。

以下金属製網目ｆ孔の、ｆ孔としての優れた特徴２よび
この特徴が逆型力沢過に如何に寄与するかにつき詳述す
る。

金頃製網目とは、その網を織成している縦横２本ずつ計
４本の線材によって劃され、線材の開きを一辺の長さと
し、線材の径を奥行きの深さとする四辺形筒状の空間で
ある。この網目空間の断面は第１Ａ図〜第１Ｃ図に示す
網目Ｐ孔模型のＡ。

Ｂ　、Ｃ、Ｄによって囲まれた区域（箭後最狭断面部と
呼称する）で最小面積（爾後最狭断面積と呼称する）と
なり、これを境にしてその前後は急速に末広がり状に広
がる。

濾過のため被濾過流体がこの網目空間に圧入される七、
流体中に混在している最狭断面積より大型の固形物は何
れも最狭断面部で流入を阻止され、その前面空間に分離
残置され所謂ｅ滓となる。最狭断面部を通過し得た小型
固形物は、爾後網目空間の断面積が広がるのみで最狭断
面積より狭くなることがないから、空間内の何処にも停
滞滞留することなくすべて網目空間の外に浴出する。従
って最狭断面部以降のＭ目空間中には停滞滞留する固形
物は皆無である。以上のような構造上の特徴から、Ｐ孔
としての金属製網目ｆ孔は以下のような優れた長所を発
揮する。

（１）所要濾過圧が低くて済む。

濾過のため被濾過流体がＰ孔を通過する際の圧力損失、
従ってまた所要濾過圧は他の条件が同一である限りｆ孔
の奥行きの長さに比例し、沢孔の断面積に反比例する。

金属製網目沢孔の奥行きの長さは、砂Ｆ’Ｈにおける砂
層中のＰ孔、素焼・焼結金属・スポンジグラスチックス
等製のｆ床中の諸ｆ孔のような、その径の数百倍という
奥行きの著しく長いｆ孔に比べると比較にならぬ短かさ
で、たかだか目の開きの１倍前後に過ぎず、所要濾過圧
も亦比較にガらぬ低圧力で済む。従って、−素焼・焼結
金属・スポンジグラスチックス等の高精度濾過用沢孔に
おいて、長い沢孔と微小孔径という所要濾過圧高化要因
の二つが重なり、所要濾過圧が甚しい高圧となる場合で
も、金属網目沢孔においては奥行きが短いという低所要
濾過圧要因が有利に働き、同−ｒ過精度であるにも拘ら
ず左までの高濾過圧を要しない。

前述の通り、逆電力濾過に２いては、上向きの濾過圧に
抗して下向きの重力が目詰りの進行を緩和する。従って
、濾過圧が小なるほど重力の目詰り緩和作用により効果
的となる。この意味で、所要濾過圧を比較的低位に押さ
え得る金属製網目ｆ孔は逆電力濾過用を孔として極めて
適切なものであり、特に大なる濾過圧を必要とする高精
度濾過の場合の逆型カー濾過におりでは不可欠なｆ孔と
いうことができる。

（２）目詰りの回復が容易である。

砂濾過における砂層中の沢孔、素焼・焼結金属・スポン
ジプラスチックス製Ｐ床中の諸Ｐ孔のように、その径に
比べて奥行きの極めて長い沢孔においては、目詰りはそ
の長いＰ孔中の随所に発生する。奥行きの深部に発生し
た目詰りがＰ床の表面や裏面からの洗浄やブラシ掛けな
どで回復できる道理がない。才た逆洗も長いＰ孔を通過
する間に勢いを殺がれ実効は乏しい。

要するにこれ等のＰ孔においては簡易有効な目詰り回復
策は存在しない。これに反し金属製網目ｐ孔においては
目詰りはすべて最狭断面部前面にのみ発生し、Ｐ滓はす
べて最狭断面部前面の空間に集中する。最狭断面部前面
の洗浄・ブラシ掛けによりその除去は簡単であり、逆洗
も沢孔の入口部分に止っているＰ滓を、奥行きの極めて
短いＰ孔を通過するのみでなお勢い充分な流体によって
、その外方に押戻すということにほかならず、極めて効
果的であり得る。

以上のような次第で、金属製網目を孔を実質的に水平に
配設した逆電力濾過においては、Ｐ滓はすべて網目Ｐ孔
下面の被濾過流体中に分離され、且つ重力方向２濾過の
場合と違ってその下方にはｒ滓を支えるものは皆無であ
るから、重力は直ちにこれに働き、被濾過流体中に沈降
拡散させ、目詰りを逐次回復せしめる結果となる。

前述の網目逆電力を過における重力の目詰り緩和作用の
実体はこれであり、金属製網目ｆ孔なればとその効果で
ある。捷た逆洗も、上述のような状態にあるｔ滓を、網
目ｐ孔上部に貯留された濾過済み流体を短いｆ孔を通し
て勢い充分に垂直に落下させ、ｆ孔の外に押戻すもので
あり、目詰りを極めて簡易効果的に回復することができ
る。網目Ｐ孔にのみ期待可能な効果的逆洗である。

（３）鍍金・蒸着等により所望の濾過精度が得られる。

金属製網目は金属線材を以て織成したものであるから、
鍍金・蒸着による線材の肉付けによって目の開きを随意
狭め、−桁のミクロン数程度にまで濾過精度を向上する
ことができる。しかもこの調製された新編は、その織成
線材の線径が旧線より大となったのみで、依然として金
属製網であることには変りがないから、前記金属製網の
ＢＭ孔としての長所は充分に保たれている。高精度の場
合の逆電力濾過は、この高精度にじてなお濾過の圧力損
失が僅少であり、目詰りの回復も容易であるという、こ
の被鍍金（蒸着）精密網目Ｐ孔によってのみ始めて可能
である。素焼・焼結金属・スポンジプラスチックス等製
の奥行きの長い高精度Ｐ孔によっては、逆電力濾過の光
分な効果の発揮は到底望まれ得ない。

つぎに耐圧網目濾過板について述べる。

上述のように金属製網目Ｐ孔は、Ｐ孔としこの優れた特
徴を持ち、逆電力濾過の充分な効果の発揮もこの金属製
網目Ｐ孔を俟って始めて可能となるものであるが、しか
しただ単に金属製網目単独のものをそのままＰ孔として
使用したのでは濾過圧に耐えるＰ床としての剛性に乏し
く、その織成線材も繊細脆弱で、高精度の場合の、ある
いは目詰りか進行した場合の高濾過圧に耐え得ず、破断
され復元不能の変形を受けるおそれがある。従って逆型
力濾過用Ｐ孔としての金属製網目には、これに備える充
分な耐圧補強が施されねばならぬが、その補強は金属製
網目単独の長所である濾過の圧力損失僅少、目詰りの回
復容易という特徴を損なうことなく、また網目Ｐ孔単独
の場合に比べてその濾過能率をいささかも低下せしめる
ことのないものでなければならぬ。

耐圧網目濾過板はこの要請にこたえる逆電力ｆ適用の耐
圧金属製網目Ｐ孔でメリ、その構造は第２Ａ図−第２Ｃ
図に示す通りであり、以下同図につぎ耐圧網目濾過板の
構造を説明する。

耐圧網目濾過板の被濾過流体流入側最前部には、所望の
濾過精度に適合する目の開きの金属製網の板であるＰ網
板１が配設される。耐圧網目濾過板の最後部には、加え
られ得る濾過圧、濾過器内圧に耐え得る剛性を有し且つ
被ｐ過流体過に際しての圧力損失を極微に、止め得る、
充分に大きな孔径の多数の被濾過流体流適用貫通孔４が
全面に分布して設けられている剛性板３が配設される。

Ｐ網板１と剛性板３との間には、ｒ網板１の金属製網よ
りも線径および目の開きの太き々金属製網であって、 ａ　前記貫通孔４上に位置して、濾過圧・濾過器内圧に
耐え得る耐圧強度を有すること、ｂ　＠記１網を支持し
て濾過圧・濾過器内圧に耐えさせ得る耐圧補強能を有す
ること、ＣＰ孔を通過した濾過済み流体の余計を、目詰
りせしめることなく且つ極微の圧力損失を以て前記貫通
孔まで流過せしめ得る、光分な広さの断面の１過済み流
体流適用通路を、前記剛性板面との間に形成することが
でざる線径の太さをもつこと、 以上ａ　−ｃの条件を満足させ得る金属製網の板である
補強網板２が配設され、これ等３枚の周辺部は隙間なく
溶接着されて、被濾過流体がＰ網板の網目、補強網板の
網目、補強網板と剛性板面との間の濾過済み流体流適用
通路、貫通孔の順に流過し得るように構成される。

耐圧網目濾過板は以上の構造をとることにより、下記の
とをり逆電力濾過用網目Ｐ孔に要請されている条件のす
べてを満足させることができる。

（１）所要の耐圧強度は使用全屈材料の強度に則した強
度計算に基くことによって充分に保つことができる。

（２）被濾過流体の流過通路中、補強網板の網目以降の
通路の断面積はｆ網板の網目の面積に比べて比較になら
ぬ広さであるから、Ｐ孔を通過し得た固形物で補強網板
の網目以降の通路に停滞滞留するものは存在しない。従
ってＰ滓はすべてＰ網板の最狭断面部前面空間に分離さ
れ、目詰りの発生場所、回復方法とも、Ｐ網板単独の濾
過の場合と些かも異るところがない。

（３）上記２と同様の理由から、被濾過流体が補強網板
の網目以降の流過通路を流過するに際しての圧力損失は
本来の１過の圧力損失に比べて比較にならぬ小ささであ
るから、耐圧網目濾過板による濾過の場合の所要濾過圧
はＰ網板単独の濾過の場合の所要１過圧と殆んど変わら
ない。

（４）補強網板と剛性板面との間に形成される空隙は貫
通孔上に位置していないＰ網□板の網目に対しても貫通
孔への充分な通路を与えるから、Ｐ網板の全網目がｆ孔
として機能し得、Ｐ網板単独の濾過の場合に比べて左し
たる濾過能率の低下を来たさない。

つぎに網目逆電力濾過における濾過対象について述べる
。

上掲の記述から明らかなように、網目逆電力濾過におい
て目詰りの進行を緩和し簡易且効来的な逆洗を可能にす
るものは専ら重力の作用である。

従って重力によるかような効果が望まれ得ないペースト
状のもの、糊状のもの、その他す７テン系１２０シリン
ダ油のような高粘度の流体は逆型力濾過の対象としては
不向きである。すなわち網目逆電力濾過の濾過対象とな
り得る流体は、水その他これに類する低粘度の流体乃至
そのものの品質を損なわぬ範囲の加温で同様の粘度にな
り得る流体に限られる。

つぎに本発明による網目逆電力濾過装置の応用例につい
て説明する。

第３図は金属製網目Ｐ孔として、耐圧網目濾過板を使用
した網目逆重力濾過器の断面図である。

１１は耐圧網目濾過板で、１３は＠０”リング装着用溝
、１４は剛性板、１４ａはその貫通孔、１５は補強網板
、１６はＰ網板である。１２は濾過仮押え相部であり、
２０は濾過器本体で、２１は濾過器蓋とのネジ締め用雄
ネジ部、２２はＭＯ”リング装着用溝、２３は被濾過流
体取入れ孔、２４は濾過済み流体取出し孔、２５は逆洗
用Ｐ滓排出孔、２６は０”リング係合部材である。１７
は濾過器蓋で、１８は空気抜きピーニック取付ネジ部、
１９は濾過器不休とのネジ締め相離ネジ部である。

濾過の開始に当り耐圧網目濾過板１１を濾過器本体２０
に組付けるには、濾過板の０”リング装着用溝１３に０
”リングを装着のうえ、Ｐ網板１６側を下向きにして水
平に１過器本体２０の中に挿入、その上に押え相部１２
を置き、蓋１７を被せてネジ締めする。このネジ締めに
よって、濾過板１１は押え周部１２を介して１過器本体
のＩＩ　Ｑ　ＩＩ　リング係合部材２６内に押し込まれ
押し潰されて、気密に本体内部をその上部の濾過済み流
体貯留部とその下部の被濾過流体滞留部に分離する。な
お蓋１７のネジ締めによって、予め溝２２中に装着され
ている０”リングは蓋１７の内側部によって押し潰され
、濾過器内部の流体を器外に対して完全に密封する。

濾過の開始に当っては、まず逆洗用Ｐ滓排出孔２５およ
び濾過済み流体取出し孔２４を閉じ、蓋上部に取付けら
れている空気抜きピーコックを開き、次いで被濾過流体
取入れ孔２３を開いて被濾過流体を器内に圧入する。圧
入された被濾過流体の流過可能な通路は耐圧網目ｆ過板
の１孔のみで他は一切閉ざされているから、被濾過流体
はすべて重力に抗して上方に向けＰ孔を通過し、濾過済
み流体貯留部を上昇、ピーコックから部内の空気を排出
する。空気の排出がおわるとピーコックを閉じ、濾過済
み流体取出し孔２４を開き、濾過を開始する。

濾過は被濾過流体が沢網版１６を通過する過程で行なわ
れる。Ｐ孔の最狭断面積より大型で最狭断面部を通過し
得ない大型固形物は、最狭断面部より下方の被濾過流体
中にＰ滓として分離残置され、ｆ孔を通過し得たものは
濾過済み流体として取出し孔２４から器外に取出さ几る
。

濾過によって被濾過流体中に分離残置されたＰ滓に下向
きの重力が働き目詰りの進行を緩和することは前述の通
りであるが、これは重力方向濾過の場合に比べて目詰り
の到来を延期できるというに止まり、やがては同様目詰
り的状況を呈するに至る。この目詰り的状況の回復に著
効を示すものが不善独得の簡易な逆洗である。

逆洗に当っては、先ず被濾過流体取入れ孔２３および濾
過済み流体取出し孔２４を閉じ濾過を停止する。ＦＡが
停止されることによりＰ滓は上向きの濾過圧から開放さ
れて専ら下向きの重力の作用下に置かれ、被濾過流体中
への沈降拡散が活発化する。少時の後空気抜きピーコッ
クを開き次いで逆洗用Ｐ滓排出孔２５を手早く一杯に開
く。Ｐ滓混りの被１過流体が排出孔２５から器外に奔出
する。同時に濾過板上部に貯留されている濾過済み流体
が勢いよく垂直にｆ孔の中に流下して来る。

耐圧網目ｒ過板の流体流適用通路断面積は充分に広く且
Ｐ孔の奥行きは極めて短く、被濾過流体の流下の勢いを
殺ぐものでないことは前述の通りである。

かくて１孔の最狭断面部下方の被濾過流体中に在ったＰ
滓は奔出する被濾過流体によって下方に吸引され、他方
急流下する濾過済み流体によって押し落され、１孔空間
を離脱して被濾過流体中に沈下、濾過済み流体ともども
排出孔２５から器外に排出される。すなわち逆洗は極め
て簡単２！ｉ：操作で極めて効果的に行なわれ得る。

Ｐ滓固形物の一部には、ｆ孔の最狭断面部に強く喰い込
んで逆洗による取除きが不能なものがある。これ等は多
数回の逆洗の間に少しずつ蓄積され、遂には逆洗によっ
ては回復不能の目詰りを生じるに至る。この場合には耐
圧網目濾過板を器外に取り出しての目詰り回復が必要で
ある。但し耐圧網目濾過板における目詰りは、素焼・焼
結金属等の奥行きの長いＰ孔の目詰りと異り、目詰りの
場所はＰ孔の最狭断面部のみに限定されるから、その回
復は比較的容易である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は網目１孔模型の平面図、第１Ｂ図は第１Ａ図
のｘ　−ｘ’線断面側面図、第１Ｃ図は第１Ａ図のＹ　
−Ｙ’線断面側面図、第２Ａ図は耐圧網目濾過板の部分
断面平面図、第２Ｂ図は第２Ａ図の断面側面図“、第２
Ｃ図は第２Ｂ図のＣ部拡大図、第３図は本発明による耐
圧網目濾過板を用いる逆型力Ｃ過装置の応用例の断面図
である。 １・・・ｒ網板、２・・・補強網板、３・・・剛性板、
４・・・貫通孔、１１・−・耐圧網目ｒ過板、１２・・
・濾過仮押え周部、１３・・・Ｏ”リング装着用溝、１
４・・・剛性板、１４ａ・・・貫通孔、１５・・・補強
網板、１６・・・ｒ網板、２０・・・濾過器本体、２３
・・・被濾過流体取入れ孔、２４・−・１過済み流体取
出し孔、２５・・・逆洗用Ｐ滓排出孔 代理人　弁理士　藤　不　　　礒 矛（Ａ（２） 才ＩＢ図 ＋ＩＣ図 手続補正書 昭和５８年　２月１５日 特許庁長官　　　　　　殿 １８事件の表示 昭和５８年　特　許　願第６６８０号 ２　発明の名称　耐圧網目濾過板を用いる逆型カ濾過装
置３　補正をする者 ４１件とのしＩｊ係　特許１ｆｌｌ願人４、代　理　人
　〒１０３　電話０３−２７４−３４６６９、添付書類
の目録　同時に出願審査請求書を提出してあります。 補正の同各 り　特許請求の範囲の記載全別紙のとお９訂正すを「作
用はより効果的ｊと訂正する。 ６）同第９頁第１４行の「１孔としこの」を「Ｐ濾過流
体流過」と訂正する。 特許請求の範囲 「所望の’ＩＰ　Ｊ　８度に適合する目の開きを有する
金属製網からなるＰ網板を被ｐ過流体流入側最前部に配
設し、加えられる濾過圧、沢過器内圧に耐え得る剛性を
有し被ｆ過流体流過に際しでの圧力損失を極微に止める
のに十分な大きさの孔径分有する多数の貫通孔が設けら
れた剛性板を最後部に配設し、前記ｒ網板の金属製網よ
り線径、目の開きの大きな金属製網であって、 ａ　前記貫通孔上にあって濾過圧、１過器内圧に耐え得
る強度を有すること、 ｂ　前記Ｐ網板全支持して濾過圧、濾過器内圧に耐えさ
せ得る耐圧補強能を有すること、Ｃ前記ｆ５網板全通過
した濾過済み流体を目詰りせしめることなく且つ極微の
圧力損失を以て前記Ｘ通孔まで流過せしめるのに十分な
広さの断面の通路を前記剛性板面との間に形成し得る線
径を有すること、 以上ａ〜Ｃの条件を満足させ倚る金属製網からなる補強
網板を前記ｆ網板および剛性板の間に配役て装着し、被
ｆ過流体全重力の方向とは逆に下方から上方に向けて通
過させてσｊ過するようになっていることを特徴とする
耐圧網目を過板音用いる逆電力ｆ過装置。」 手続補正書 昭和５９年１月５日 特許庁長官　　　　　　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願第６６８０号 ２　発明の名称　　耐圧網目ｆ過板を用いる逆型力ｒ過
装置３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代　理　人　　〒１０３　　電話０５−２７４−５
４６６住　所　　　東京都中央区日本橋２丁目１６＠９
号６、　補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 １）明細書第８頁第１４行の「ができる。」のつぎに「
同その場合、１過済み流体の一部を１過器の外部に貯留
し、これをポンプ等により加圧し逆洗用として併せ流下
させると、より短詩１ｉ＝ｊでの甘つよ１１ｖ光孕な逆
洗効果が収められ、これを自動化することにより自動逆
洗連＠１過も町Ｈトとなる。」をＴｉ９人する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所望の濾過精度に適合する目の開きを有する金属製網か
   らなるｒ網板を被濾過流体流入側最前部に配設し、加え
   られる濾過圧、沢過器内圧に耐え得る剛性を有し被濾過
   流体流過に際しての圧力損失を極微に止めるのに十分な
   大きさの孔径を有する多数の貫通孔が設けられた剛性板
   を最後部に配設し、前記Ｐ網板の金属製網より線径、目
   の開きの大きな金属製網であって、 ａ　前記貫通孔上にあって濾過圧、濾過器内圧に耐え得
   る強度を有すること、 ｂ　前記ｆ網板を支持して沢過圧、濾過器内圧に耐えさ
   せ得る耐圧補強能を有すること、Ｃ前記ｆ網板を通過し
   た沢過済み流体を目詰りせしめることなく且つ極微の圧
   力損失を以て前記貫通孔まで流過せしめるのに十分な広
   さの断面の通路を前記剛性板面との間に形成し得る線径
   を有すること、 以上ａ　−ｃの条件を満足させ得る金属製網からなる補
   強網板を前記Ｐ網板および剛性板の間に配設した耐圧網
   目濾過板を有し、前記耐圧網目濾過板が実質的に水平に
   且つ前記ｆ網板を下にして配設され、被濾過流体を重力
   の方向とは逆に下方から上方に向けて通過させて濾過す
   るようになっていることを特徴とする耐圧網目濾過板を
   用いる逆電力濾過装置。