JPS592530B2 - 逆洗式濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、濾過装置、一層詳しくは、濾過要素の大部分
が稼動中に残余の濾過要素をそのままの位置で清掃する
逆洗式濾過装置に関する。

流れを止めることなく濾過器の一部（または全部）を清
掃しようとする試みがこれまで数多くなされてきた。

米国特許第２１７３０６０号のような従来技術が、濾過
要素の捕えた粒子を吹き返すことによって濾過要素を逆
洗する装置を教示しているが、これは流れの要件を満た
していない。

流れに置いたまま濾過要素を清掃する別の試みが米国特
許第３８３３１２１号に教示しであるが、これによると
、２つの濾過器が１つのハウジング内に設置してあって
どちらか一方の清浄な濾過器が常に稼動している。

稼動中の濾過器が汚れたら、流れを中断することなく清
浄な濾過器に流れを切換える。

この切換えの後、汚れた濾過器をユニットの稼動してい
た側から取出して清掃し、再装填する。

この装置は非常な満足をもって作動するが、濾過器をユ
ニットから取出してそれを外部作業で別個に清掃しなけ
ればならないのである。

このように、従来技術は、いずれも、稼動中に逆洗によ
って濾過器の１部を完全に清掃する満足すべき方法ある
いは装置を得ていない。

本発明は、複数個の並列作動する濾過要素と、要素を取
出すことなく（稼動中）同時に２つ以上の要素を清掃す
ることのできる内部装置とを包含する新規な濾過装置を
提供する。

要素に捕えられた汚染粒子は、閉じた流体系に吹き返さ
れ、被濾過流体または濾過液を汚染することなく装置か
ら完全に放出される。

したがって、本発明の目的は、濾過要素のすべてを周期
的に逆洗し、逆洗すなわち吹き返した汚染物をそれが流
入流体あるいは流出流体（濾過液）を汚染しないように
処分する濾過装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、いくつかの濾過器を同時に清掃す
ることに備えることにある。

本発明のまた別の目的は、清掃されるべき濾過要素を横
切って圧力降下を生じさせることに備えるにある。

本発明の別の目的は、逆洗回路に圧力降下損失を少なく
するように設けた一連の充満室を提供することにある。

２００乃至５０００ポアズの高粘度流体、たとえば、重
合体、特にアクリル、ポリエステルおよびエチレンを高
温で濾過する場合、普通の濾過要素であれば、取出して
清掃しなければならない。

このような濾過ユニットとしては、米国特許第３８３３
１２１号に教示されている装置とか、周知のプレート・
フレーム式フィルタとか、その他多くのものがある。

アクリル類を濾過するのに用いられている濾過器を清掃
する場合、その過程中に発生する蒸気は非常に有毒であ
ることがわかっている。

新しい０８ＨＡ規定では、個々に特別の安全予防策（た
とえば、防毒マスクとか保護衣）を講じなければならず
、濾過器を取出して特別の通気設備の整った部屋で清掃
するだけでもよいと要求している。

これらの要求は、現存する濾過装置およびその使用をよ
り複雑かつ費用のかかるものにする。

このようなわけで、本発明のまた別の目的は、余計な安
全装置なしに有毒物質を濾過することができ、０８ＨＡ
規定に従って清掃もでき再使用もできる濾過装置を提供
することにある。

さらに、本発明の技術的重要性および目的によれば、濾
過装置の稼動中に濾過要素を清掃することが可能になる
ばかりでなく、孔すなわち通路間に充満室を設けて望ま
しくない圧力降下を除くことによって逆洗機能を高める
ということがわかった。

上記およびその他の目的、特徴は、以下の詳細な説明お
よび添付図面からより容易に理解されよう。

第１図に示す、本発明の好ましい実施例において、逆洗
式濾過装置１０は、入口バイブ１５、出口バイブ１６の
あるハウジング１２を有する。

ノ＼ウジング内には、管状のフィルタコア中央ポスト５
０が装着してあり、密封キャップ１７によって固着しで
ある。

キャップ１７は、入口通路１５ａのところで入口１５に
直結しである。

複数個の濾過要素２０がポスト５０の外面に接して積重
ねである。

各濾過要素は、第２図に示すようにひだ付きの濾材２６
を有し、その内側２３には入口２２が、外側２５には出
口２４が設けである。

シール２１が、濾過要素２０とポスト５０の間を接続し
ている。

ポスト５０は、内部５３と外部５１を連通させる複数個
の長手方向に隔たった孔５２を有する。

これらの孔５２は、したがって、濾過要素２０の外側２
５に隣接した充満空間２７とポスト内部５３とを接続す
る。

２つの隔たったピストン３０が、ポスト内部５３に摺動
自在に装着してあり、中空の連結棒３４によって所定距
離隔てられている。

この連結棒３４は、中空の内芯３６を有し、中空軸３７
に連結しである。

各ピストン３０は、長手方向のバイパス路４０と半径方
向の芯接続孔３８とを有し、芯孔３９、内芯３６および
充満室３３の間の流路を構成する。

外側のピストン３１では、芯孔３９と内芯３６の端とが
ポスト５０の内室５４に関してシールされている。

中空軸３７は、組立体６０に連結してあり、この組立体
は、軸３７に連結したねじ６２によって、ポスト５０内
を所定の要領で軸３７およびピストン３０を移動させる
。

流体キャップ兼シール装置７０が、濾過装置１０の端を
密封すると共に、そこを貫いて軸３７が摺動するように
している。

出口６５が、組立体６０の内部６３に接続してあってピ
ストンから出口６５までの流路を与えている。

ねじ６２は、原動機６１に連結した継手装置６４によっ
て回転する。

原動機６１および充満空間２Ｔ内には、濾過要素２０の
逆洗を自動的にくシ返させる制御フィードバック・ユニ
ット６８が接続しである。

この制御フィードバック・ユニット６８は、場合によっ
ては省略できる。

使用した場合、このユニット６８は、濾過要素を横切る
圧力降下を検出し、所定のレベルに達すると、逆洗サイ
クルを開始させる。

作動に際して、汚染粒子含有流体は、圧力の下に入口バ
イブ１５に入り、内室５４に満ちる。

入口バイブ１５よりも圧力の低い充満空間２７に向って
、濾過要素２０の濾材２６を通過した流体は、そこに汚
染粒子を残す。

このようにして、きれいになった流体は、充満空間２Ｔ
から出口バイブ１６を通って出て行く。

各濾過要素２０の濾材２６に汚染粒子が積もるにつれて
、入口バイブ１５と充満空間２１０間の圧力差が高まり
、同時に流量が減少し始める。

所定の圧力差がフィードバック・ユニット６８で検出さ
れると、原動機６１がピストン３０を濾過要素２８，２
９に向って動かす。

密封作用のピストンリング４２が、要素２８．２９を通
って汚染流体の流れるのを妨げるが、通路４０を通して
は他の濾過要素２０に汚染流体を流れさせ続ける。

逆洗出口６５のところに、任意の適当な装置、たとえば
ポンプ６６によって圧力差を生じさせる。

ピストンの半径方向の孔３８、内芯３６、軸３７の内部
、軸の孔４３および組立体内室６３がすべて密封構造と
して接続しであるので、出口６５の低圧が、濾過要素２
８゜２９の濾材２６を通して逆方向にきれいな流体、す
なわち濾液を逆流させることになる。

この逆流、すなわち逆洗流によって、濾材２６に捕えら
れていた汚染粒子を吹き返すことになる。

逆洗流は、濾過要素出口２４、ポスト５０の孔５２を通
ってピストンの充満室３３に入シ、そこから孔３８を通
って内芯３６に流れ、軸３１およびその孔４３を経て出
６５に至る。

濾過要素２８．２９をきれいにする時間は、（１）濾過
要素の汚れ具合、（２）流体の種類、（３）汚染程度、
（４）装置内の圧力降下の量および（５）所望の清掃程
度に依存する。

逆洗作用時間は、制御フィードバック・ユニット６８を
所望の時間に予じめ設定することによって調節できる。

あるいは、圧力降下感知器（図示せず）を用い、逆洗サ
イクル中に濾材を横切っての圧力降下が所定値に達した
ときに表示するようにしてもよい。

ユニット６８が周期動作するような信号を発生してもよ
い。

濾過要素２８．２９がきれいになったとき、所定時間だ
け、制御フィードバック・ユニット６８によって原動機
６１をは勢し、ピストン３０を隣接の濾過要素２０に動
かし、逆洗を行う。

このように、徐々にくり返していって、すべての濾過要
素から汚染粒子を取除いてきれいにしている間、濾過装
置１０全体としては濾過作業を続けることができる。

アクリルのような有毒物質を濾過している場合でも、高
価な安全装置を加えることなく０８ＨＡ規定を充分に満
たすことができる。

第１図に示し、これまで説明してきた濾過装置１０から
明らかなように、ピストン３１が入口１５のすぐそばに
キャップ１７、ポスト５０によって構成されたアンダカ
ット部内の底位置にあるとき、ピストン３０，３１は孔
５２の間に位置し、このとき、充満室３３、ピストン孔
３８、芯孔３９、内芯３６、軸孔４３、内室６３および
出口６５を含む全逆洗流路は沢過流路から絶縁される。

このように逆洗流路が絶縁されると、一方の出口６５に
清掃用溶剤を流し込んで内室６３を通して循環させ、他
方の出口６５から排出させることができる。

この際、ｐ過すイクルを中断する必要はない。

濾材２６を特定のシステムの圧力降下に耐えうる任意の
多孔性材料が作れることがわかった。

重合体を濾過する場合、約１ミクロン乃至約５０ミクロ
ンの直径の金属繊維を焼結した金属繊維製デプス濾材を
用いると好ましいことがわかった。

この種の材料は、登録商標ＤＹＮＡＬＬＯＹの下にプラ
ンスウイツク社の流体力学部で市販している。

濾過要素２０の逆洗中の望ましくない圧力降下を防ぐた
めに、逆洗孔道路間に充満室を設けると好ましいことが
わかった。

したがって、濾過要素人口２２とポスト５０の外面５１
の間に充満室５６が設けである。

さらに、ピストン孔３８と芯孔５２とがずれている。

すなわちくい違っていると好ましいことがわかった。

芯３９は、孔３８によって、ピストン３０を囲む充満空
間３３に連通ずる。

充満空間３３の幅が孔５２よりも大きいので、長手方向
列の孔５２間のピストンの摺動をそれほど精密にする必
要はない。

ピストンの運動を時計産業の精密さとする必要がないの
で、濾過装置１０を安価に作ることができる。

焼結した金属繊維の濾材を用いることは、アクリル、ポ
リエステル、エチレンを含む重合体を高温で濾過するの
に非常に望ましいことがわかったが、これに限定しない
。

事実、本装置は、約２００ポアズ乃至約５０００ポアズ
の粘度を有する流体を濾過するのに用いうる。

これ以下の粘度、約１乃至２００ポアズの流体も濾過し
うる。

ＤＹＮＡＬＬＯＹ（登録商標）で作った濾過要素２０を
２６個用いた例において、１５０乃至１７０下の温度で
２００乃至２５０ポアズの粘度のアクリル材を２５０
ｐｓｉｇで入口１５に導入した。

最大許容圧力降下は、１００ ｐｓｉであったが、ユニ
ットは２００ｐｓｉｇの出口圧力で作動した。

このようにして、濾過要素２０を横切って５０ｐｓｉの
圧力降下があり、充満空間２７が２００ｐｓｉｇ流体圧
力を示した。

充満空間２７がこのような高圧のため、ポンプ６６は用
いず、組立体６５が大気圧に保たれた。

このようにして、濾過要素２０の逆洗のために２００ｐ
ｓｉｇの圧力降下が存在した。

これは。濾過要素を非常に短い時間で清掃するには充分
以上であり、清掃サイクルは基準においてのみ生じた。

この例から当業者には明らかなように、充満空間２７内
の圧力降下はポンプ６６を用いるか用いないかを決定す
る。

あるいは、ピストン′３０間の距離を変えて１度に１つ
だけ濾過要素を清掃し、逆洗に用いる清掃用流体を少量
にしてもよい。

本発明の特定の実施例について説明してきだが、本発明
の精神、範囲を逸脱することなく多くの修正、変更を行
なえることは了解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による濾過装置の縦断面図、第２図は
、第１図の２−２線に沿った横断面図、第３図は、本発
明の実施例の１部を示す斜視図、第４図は、第２図の４
−４線に沿った断面図である。 １０・・・・・・濾過装置、１２・・・・・・ハウジン
グ、１５・・・・・・入口バイブ、１６・・・・・・出
口バイブ、１７・・・・・・密封キャップ、２０・・・
・・・濾過要素、３０・・・・・・ピストン、３７・・
・・・・軸、５０・・・・・・ポスト、６１・・・・・
・原動機、６２・・・・・・ねじ、６４・・・・・・継
手装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汚染物含有流体から汚染物を除くことのできる濾過
   装置であって、 ａ）入口および出口を有するハウジングと、ｂ）このハ
   ウジング内に装着してあって内部が前記入口に接続して
   おり、内部と外部をつなぐ多数の長手方向列となって半
   径方向に隔たった孔を有するポストと、 Ｃ）各々濾材をはさんで入口と出口を有し、この入口を
   ポストの孔と整合させてポスト上に装着してあり、濾材
   がそこを通る流体から汚染物を除くように作用する複数
   個の濾過要素と、ｄ）中空の連結棒に固着してありかつ
   前記ポストの内部に摺動自在に装着してあり、各々長手
   方向のバイパス路と、前記濾過要素の入口から連結棒の
   芯部までの流路を与えるように配置された半径方向に隔
   たった孔とを有する少なくとも２つのピストンと、 ｅ）ハウジング内で前記濾過要素を囲んでいてきれいな
   流体を前記出口に送る流体充満空間と、ｆ）前記ピスト
   ンを隔たった濾過要素に隣接して位置させる装置と前記
   連結棒内の圧力を前記充満空間の圧力よりも小さくして
   きれいになった流体で前記隔たった濾過要素を逆洗させ
   る装置と、 ｇ）前記ハウジングに固着してあって前記位置決め装置
   を部分的に囲んでいる逆洗組立体であって、原動機６１
   、フィードバック・ユニット６８、人口−出口６５を持
   つハウジング６０、ピストン３０に連結した軸３７に連
   動連結したピストンねじ６２および室６３と室５４なら
   びに軸３７にある室孔に接続する弁孔４３を包含する逆
   洗組立体と、 ｈ）前記位置決め装置と組合っていてきれいになった流
   体を汚染することなく前記連結棒を通して前記逆洗組立
   体内に汚染した逆洗用流体を取出す装置と、 ｉ）孔５２を孔３８およびピストン３０−３１から遮断
   するようにピストン３０または３１゜３２を位置決めし
   、次に清掃用溶剤を１つの出口−入口６５に導入し、他
   方の出口６５から清掃用溶剤を取出すことによって濾過
   作業を中断させることなく前記逆洗組立体に溶剤を導入
   することのできる装置と、 を包含する濾過装置。 ２ ピストンがポストの孔と整合する環状充満空間を有
   する特許請求の範囲第１項の濾過装置。 ３ 濾材が焼結した金属繊維である特許請求の範囲第１
   項の濾過装置。 ４ 金属繊維が１乃至５０ミクロンの直径を有する特許
   請求の範囲第３項の濾過装置。 ５ 濾過されつつある流体がほぼ２００−２５０ポアズ
   の粘度を有するアクリル重合体であり、前記充満空間内
   の圧力が約１４ｋｇ／ｍ″ゲージ（２００ｐｓｉｇ）で
   ある特許請求の範囲第１項の濾過装置。