JPS625643B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタンクフイルタ用大表面積を有する回
転円板フイルタ要素であつて、バブと、該ハブに
取付けた円形底板と、該円形底板上方に締付けら
れたフイルタメツシユとそして該底板とフイルタ
メツシユの間に配した支持メツシユを有するもの
に係る。

大表面積を有する回転円板フイルタ要素は、米
国特許第4201670号又は対応ドイツ特許公開公報
第2705046号に記載のごとき圧縮負荷タンクフイ
ルタにおけるフイルタ手段である。個々の回転円
板フイルタ要素は中心軸に配され、密封されるよ
うに堅牢に一体に締付けられる。すべての回転円
板フイルタ要素は一体となつてフイルタユニツト
を形成する。回転円板フイルタ要素の目的は末濾
過物質から不純物を除去して清浄な濾液をひき出
すにある。回転円板フイルタ要素の距離はタンク
の高さにより決定される。

蓄積した濾過の残留物は回転円板フイルタ要素
の上方のフイルタメツシユの上にたまつてフイル
タケーキを形成する。全濾過時間が増大するにつ
れてフイルタケーキは成長し厚くなる。形成され
るフイルタケーキの全高は、上下に重ねて置かれ
た２個の回転円板フイルタ要素間の距離により決
定される。円板フイルタ要素からフイルタケーキ
を除去するためフイルタユニツトは回転させられ
る。フイルタケーキは回転円板フイルタ要素から
遠心力により除去される。

フイルタケーキは顕著な重量を有する。各回転
円板フイルタ要素の上方表面に休止する。従来
は、フイルタケーキの重量により個々の回転円板
フイルタ要素が捩れ、彎曲し又は伏せるのを防ぐ
ために回転円板フイルタ要素は下にあるフイルタ
要素の上に支持足で支持された。これらの支持足
は各回転円板フイルタ要素の全円周にわたつて一
様に配された。

しかしながら、この支持方法には次のような不
利がある。即ち、濾過すべき物質がフイルタメツ
シユに加えられかつフイルタユニツトが同時にゆ
つくり回転されるときは、これらの足は各支持足
の領域において乱流を生ぜしめ、よつてこの乱流
の領域において流失（洗い流し）が生じ又は該フ
イルタメツシユ上に１次フラツデイングによるフ
イルタメツシユ上の保護層は形成されない。実際
の濾過が始まると、濾過不充分な濾液又は濾過さ
れない物質がこれらの点で濾液に入りこみ汚染す
る。一定の有効な自由フイルタ表面従つて一様な
時間当り出力と全容量は濾過の開始から全作業の
間にわたつて、フイルタケーキの一様な蓄積によ
つてのみ保証される。流失が生じた即ち洗い流さ
れてきれいになつた場所は保護層がないために急
速に目詰りを生じ、有効濾過面積が減少する。

支持足のさらに不利な点は、円板フイルタ要素
がきれいになつたときに生ずる。該支持足が、遠
心力によつてフイルタケーキが投げ出されるのを
妨害しかつフイルタケーキの破片が自由にすべり
出るのを防止する。多かれ少なかれ大破片は支持
足により保持される。この結果回転しているフイ
ルタユニツトに不均衡が生じその結果少なからざ
る損害を機械及び構造物に与える。もつと高度に
粘度の高いフイルタケーキでは、支持足が外方へ
彎曲したり完全に折れたりすることも起こり得
る。長期間の回転にも不拘、フイルタ要素が100
％清浄にされずにフイルタケーキの残留物が依然
として足の領域に存在することもまれではない。

本発明の目的は、大表面積を備えた回転円板フ
イルタ要素であつて、単純な方法で高度の安定性
と同時に濾過するべき物質の改善された吐出と、
崩壊のない満足すべき清浄とを保証するフイルタ
要素並びにかような回転円板フイルタ要素の効果
的運転方法を提供するにある。

この目的は本発明によれば底板を補強すること
により達成された。

この補強は有利に波形により形成され、波形は
フイルタタンクの中心軸に対し略々放射状に及び
同軸に走る。

本発明に係るこの特徴は、従来の回転円板フイ
ルタ要素に対して、崩壊をもたらす支持足がない
という決定的な利点を有する。この足により生ず
る流失は防止されかつ清浄にする際の問題は生じ
ない。

さらに有利な実施例においては、底板は、中央
のリングのハブの領域が縁のように深く絞られ、
かつ同軸の波形が少なくとも底板の外周の端の領
域に配され、而して放射状波形がハブの該深絞り
縁から底板の外周上にある同軸波形へと伸びてい
る。放射状波形は一様に、15゜から60゜、好まし
くは30゜の同じ角間隔で、底板の全表面にわたつ
て配される。この放射状波形はハブの方向へ下方
へ走るが、実際の底板は完全に水平方向に走る。

このようにして、濾過作業終了後空にして高速
回転で運転して清浄を行う際の従来技術における
問題は解決された。

一実施例においては、上下に重ねて配された大
表面積をもつた２個の回転円板フイルタ要素の間
のフイルタケーキを収容すべき自由空間即ち充填
空間は、上下に重ねて配された大表面積をもつた
２個の回転円板フイルタ要素の間にスペーサリン
グを配することにより所望に調整し得る。

これは充填空間を適宜変更し、フイルタの全容
量をフイルタ物質に適合するという目的を達成す
る。この結果濾過物質又は濾過の形式に基づく適
用を行うことにより、機械の使用に一層大きい柔
軟性を与える。このようにして濾過コストは減少
し、全利益は増加する。この可能性は先行技術に
よる装置においては得られなかつた。何故なら
ば、充填空間は支持足の高さによつて厳重に決め
られて居り、それ故に一定であり、充填空間を変
更するにはフイルタメツシユに対する全締付けユ
ニツトの交換が必要であつたからである。これは
全くコスト高の原因であつた。

冒頭に記載した形の回転円板フイルタ要素につ
いて、本発明に係る方法はフラツシユバツク（逆
流水洗）の間底板の外周端領域における同軸波形
は自由流チヤンネルを形成し、このチヤンネルは
略々放射状の波形と縁のような凹部に連結される
ことを特徴とする。

ハブを取り囲んでこの底板にある縁の様な凹部
は、ハブに一様に配した吐出孔を通つて濾液をド
レンするための濾液収集チヤンネルを形成する。
放射状凹部は濾液をドレンする薄層状吐出系を形
成する。

このドレン系は、回転円板フイルタ要素内の濾
液の一様なドレンを保証する。このために、濾過
は回転円板フイルタ要素の全表面即ち既に蓄積し
たフイルタケーキの全表面にわたつて生ずるの
で、フイルタケーキはまた全表面にわたつて一様
に蓄積する。かようにこのドレン流によつてフイ
ルタケーキの一様な蓄積をつくる目的は達成され
る。

一方、この吐出及び配達系は同様にフイルタメ
ツシユと底板の間の濾過補助剤の蓄積除去の問題
を解決する。１次フラツデイングが導入されたと
きフイルタメツシユを押し通された濾過補助剤
は、全濾過期間中底板上に休止し、遠心清浄の間
に底板の外周上の同軸波形の中へとはねとばされ
る。そこで補助剤は放射状波形を通つて流入する
フラツシユバツク流により持上げられ分解され、
よつて濾過の方向にながれている水洗水によつて
つかまえられてすつかり水洗され、即ち自由に流
れるようになる。

本発明に係る装置は、底板とフイルタメツシユ
の間の濾過補助剤の蓄積を防止するという問題を
解決する方法には是非必要である。先行技術に係
る装置においては、かゝる蓄積は殆んどいつもフ
イルタ要素の端の領域におけるフイルタメツシユ
締付け装置の領域にふくらみを形成した。この分
野におけるエキスパートによる大へんな努力にも
不拘、この問題を解決する方法の発見に成功した
者な一人もいなかつた。この問題はこゝに記載し
た方法によつて解決されたのである。

有利な開発及び進歩的実施例を特許請求の範囲
の実施態様項及び図示の実施例に示す。

図において、回転円板フイルタ要素１を組立て
たタンクフイルタは周知の構造であるので、詳細
には記載しない。

回転円板フイルタ要素１はハブ２、底板３、支
持メツシユ４及びフイルタメツシユ５より成る。
中心軸１７のまわりに上下に重ね合せた複数個の
回転円板フイルタ要素はフイルタユニツトを形成
する。このフイルタユニツトは図示せざる装置に
締付けられて密封される。

円板状底板３はハブ２に取付けられる。底板の
上に支持メツシユ４が休止し、その上方にフイル
タメツシユ５が締付けられる。支持メツシユ４と
フイルタメツシユ５は中心孔を有し、これはハブ
２の孔の直径に等しくかつまたこの領域に配され
る。

ハブ２には底板３の深絞り縁１２が下方突起１
８に溶接される。下方突起１８はハブ２の外周を
超えて突出する。支持メツシユ４はハブ２の上方
突起１９の上に休止する。上方突起１９は下方突
起１８より引込んでいる。この結果、自由な環状
空間ができ、これはハブ２と深絞り縁１２の間に
収集チヤンネル１３を形成する。ハブ２の水平孔
２０はハブ２を通つて一様に設けられ、収集チヤ
ンネル１３を濾液ドレンチヤンネル９に連通す
る。

ドレンチヤンネル９は、ハブ２の孔の直径を中
心軸１７の外径より大きくして形成される。中心
軸１７にハブ２を心合せするために、３個の等し
い寸度のデイスタンスピース６がハブ２の内孔に
溶接される。中心軸１７のスプライン８は、各デ
イスタンスピース６に切削加工してつくつた案内
溝７と係合する。

底板３は深絞り縁１２の端まで水平方向に伸び
る。12個の放射状波形１０がこの底板に30゜毎に
深絞りによりつくられる。同軸の波形１１が外方
端の近くに位置する。この同軸の波形１１は該１
２個の被射状の波形１０により収集チヤンネル１
３に連通される。該放射状の波形１０は同軸波形
１１から収集チヤンネル１３へと下方へ走る。

底板はその外周上に、同軸の波形１１の外側同
一レベルで同軸波形１１の前方に、更に約10mm伸
びる。次にそれは上方に支持メツシユ４の高さだ
け傾斜し、それからさらに彎曲した後それは再び
水平に走る。このように、支持メツシユ４のため
の支持表面２５は延長２４より中に形成される。

第１図で判るように、充填空間１６は回転円板
フイルタ要素の底板３の下側面と、下方の回転円
板フイルタ要素のフイルタメツシユ５との間の空
間により形成される。

各回転円板フイルタ要素間の密封はハブ２の上
につくられる。それぞれの場合、柔軟な材料より
成る適当断面のシールリング１５を入れる溝がそ
の下側面にある。

回転円板フイルタ要素の端部の密封のため、略
略Ｕ形状のシールリングがフイルタメツシユに押
しかぶされ、これは底板３の端の周りに曲げられ
る。同様に略々Ｕ−形状の締付けリング２２が底
板の外周の周りのシールリング２１を押しつけ、
もつて流体密とする。

本発明に係る装置の作用は次のとおりである。

最初の即ち一次フラツデイングが、濾過を開始
する前にフイルタメツシユ５に加えられる。この
一次フラツデイングは硅藻土、パーライト、活性
炭素その他の粒状体の濾過補助剤より成る。この
一次フラツデイングによつて、濾過残留物がフイ
ルタメツシユ５に埋まつてそれを詰まらせること
を防ぐための保護層がフイルタメツシユ５にでき
る。

濾過補助剤はキヤリヤ流体、例えば水に加えら
れ、タンクフイルタを通つてポンプにより「循
環」させられる。キヤリヤ流体と濾過補助剤より
成るこの懸濁液は充填空間１６に入る。キヤリヤ
流体がフイルタメツシユ５と支持メツシユ４を通
つて走り、そして底板３とその上にある波形１０
及び１１の上を流れて収集チヤンネル１３へ至
り、そこからハブ２の中の孔２０を通つて濾液ド
レンチヤンネル内に流れこむ間に、濾過補助剤は
フイルタメツシユ５の上に一様な層をなして定着
する。先行技術において必要であつた支持足は
こゝでは放射状波形１０による底板の補強のため
省かれ、またそのため１次フラツデイングによる
保護層の表面領域内に乱流は発生しない。この乱
流はかつて先行技術においては１次フラツデイン
グによる保護層の流失となり、該保護層の不均一
な厚さとなつた。

波形による底板３の上方表面に形成された溝
は、一様なドレンに対応して流体が、フイルタメ
ツシユ上の各点において、フイルタメツシユ５を
一様に通過することを意味する。その結果、一様
な沈殿作用が、円板フイルタ要素上のフイルタメ
ツシユの上方表面に生ずる。

本発明によれば、一様なフイルタケーキの蓄積
が、充填空間１６がなくなるまで全濾過期間にわ
たつて最適濾過表面を維持する。当然、全濾過サ
イクルにわたつて濾過補助剤の一様な投与が先決
である。未だ濾過しない物質がフイルタケーキを
解かす物質を既に充分に含んでいる場合は、フイ
ルタ補助剤の追加は不必要であることだけは述べ
ておくべきである。

濾過作業が終了したあと、フイルタケーキ、即
ち残留物は回転している円板フイルタ要素の遠心
力によつてはね飛ばされる。先行技術において崩
壊を生じた構成部品は、本発明に係る装置にはな
い。固形物はフイルタメツシユ５から非常に短時
間で除去される。次の工程はフラツシユバツクで
ある。依然として付着している如何なる粒子も離
れて洗い流される。フラツシユバツクは濾過と反
対方向に行う。水と遠心力の交互の洗浄方法は、
底板と細かいメツシユの間の水と硅藻土の混合物
を押す。硅藻土の粒子は次の回転の間に要素の外
方壁に投げつけられる。

周知のごとく、一方では、フイルタ補助剤の粒
度分布は大いに変動し、他方では、フイルタメツ
シユ５の隙間はフイルタ補助剤の粒子の大多数よ
り大きいので、濾過補助剤粒子の多少の分量は、
濾過効果を生ずる「橋形成」ができるまでフイル
タメツシユ５を通過する。比較的高い比重の結果
として、これらの粒子は支持メツシユ４及び、底
板３の上方表面の上に定着する。濾液の流速は、
余りにも遅いのでそれが流れている間にこれらの
蓄積物を外方壁まで運ぶことはない。その結果濾
過の終りにおいて、これらの粒子はそのもとの位
置を変えない。

円板フイルタ要素がフイルタケーキを除去する
ために回転されるときは、底板３とフイルタメツ
シユ５の間に横たわるこれらの粒子は回転円板フ
イルタ要素の外方密封端へ投げつけられ、この要
素が停止したとき、同軸波形１１の中に落下す
る。そこで半径方向波形１０を通つて流入してい
るフラツシユバツク流体により持上げられて自由
に流れる。次いで濾過の数倍の流速で行われる、
濾過方向の水洗においては、離れた濾過補助剤粒
子は捉えられて回転円板フイルタ要素の内部から
運び去られる。放射状波形１０の傾斜がこの効果
を助ける。

本発明に係る波形１０及び１１を備えない回転
円板フイルタ要素においては、タンクから最初に
除去されなければならないこれらの「蓄積」は、
機械的援助、例えば「スチームジエツト」による
吹き出しなしには、回転円板フイルタ要素から除
去することはできなかつた。先行技術に係る装置
においては、これらの粒子は底板３とフイルタメ
ツシユ５の間の外方密封端縁に一様に固着し、く
さび状にかたまりかつフイルタメツシユ５が全端
縁領域において大いにふくれ上るようになつた。

かように拡げられた締付けフイルタメツシユの
結果、メツシユ内の透過チヤンネルの構造上の変
更となるのみならず、それにより有効フイルタ表
面積が顕著に減少した。この現象はまた生物学上
の問題を惹起した。

本回転円板フイルタ要素は、収集チヤンネル１
３へ向う放射状波形１０の傾斜の結果として、完
全に空で運転することができる。これは関連ある
方法及び高価な濾液について特に重要である。

上下に重ねて配した２個の回転円板フイルタ要
素間の邪魔のない高さの可変性のため、充填空間
１６は変更することができ、それ故に異なる残留
物収量に適合できる。この可能性は、先行技術に
係る装置には支持足の高さが調整自在ではないの
で存在しなかつた。異なるフイルタ物質の濾過に
対しては、単にフイルタの変換によつて行なうこ
とができたのであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は上下に重ねて配した２個の回転円板フ
イルタ要素の原理を示す断面図、第２図は回転円
板フイルタ要素の平面図である。 ２はハブ、３は底板、４は支持メツシユ、５は
フイルタメツシユ、６はデイスタンスピース、７
は案内溝、８はスプライン、９は濾液ドレンチヤ
ンネル、１０は放射状波形、１１は同軸波形、１
２は深絞り縁、１３は収集チヤンネル、１５はシ
ールリング、１７は中心軸、１８，１９は突起、
２０は孔、２１はシールリング、２２は締付けリ
ング、２４は延長部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハブと、該ハブに取付けた円形底板と、該底
   板上方に締付けられたフイルタメツシユと、該底
   板とフイルタメツシユの間に配した支持メツシユ
   とを有するタンクフイルタ用大表面積を有する回
   転円板フイルタ要素において、該底板３が補強さ
   れたことを特徴とするタンクフイルタ用大表面積
   を有する回転円板フイルタ要素。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のタンクフイルタ
   用大表面積を有する回転円板フイルタ要素におい
   て、該補強が波形１０，１１により形成されたこ
   とを特徴とするタンクフイルタ用大表面積を有す
   る回転円板フイルタ要素。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のタン
   クフイルタ用大表面積を有する回転円板フイルタ
   要素において、該波形１０が略々放射状に走るこ
   とを特徴とするクランクフイルタ用大表面積を有
   する回転円板フイルタ要素。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１
   項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する回転
   円板フイルタ要素において、該波形１１が該フイ
   ルタタンクの中心軸と略々同軸に伸びることを特
   徴とするタンクフイルタ用大表面積を有する回転
   円板フイルタ要素。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１
   項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する回転
   円板フイルタ要素において、該底板３がハブ２の
   外周より僅か外側の領域１２において、縁の様に
   深絞りされたことを特徴とするタンクフイルタ用
   大表面積を有する回転円板フイルタ要素。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れか１
   項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する回転
   円板フイルタ要素において、少なくとも１個の同
   軸波形１１が底板３の外周の端領域内に配された
   ことを特徴とするタンクフイルタ用大表面積を有
   する回転円板フイルタ要素。 ７ 特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１
   項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する回転
   円板フイルタ要素において、該放射状波形１０が
   ハブ２における深絞り縁１２から底板３の外周状
   にある同軸波形１１まで伸びたことを特徴とする
   タンクフイルタ用大表面積を有する回転円板フイ
   ルタ要素。 ８ 特許請求の範囲第１項乃至第７項の何れか１
   項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する回転
   円板フイルタ要素において、該放射状波形１０が
   底板３の全表面にわたつて一様に配されたことを
   特徴とするタンクフイルタ用大表面積を有する回
   転円板フイルタ要素。 ９ 特許請求の範囲第１項乃至第８項の何れか１
   項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する回転
   円板フイルタ要素において、該放射状波形１０が
   相互に等しい角間隔を有することを特徴とするタ
   ンクフイルタ用大表面積を有する回転円板フイル
   タ要素。 １０ 特許請求の範囲第１項乃至第９項の何れか
   １項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する回
   転円板フイルタ要素において、該放射状波形１０
   の角間隔が15゜から60゜であることを特徴とする
   タンクフイルタ用大表面積を有する回転円板フイ
   ルタ要素。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載のタンクフイ
   ルタ用大表面積を有する回転円板フイルタ要素に
   おいて、該放射状波形の角間隔が30゜であること
   を特徴とするタンクフイルタ用大表面積を有する
   回転円板フイルタ要素。 １２ 特許請求の範囲第１項乃至第１０項の何れ
   か１項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する
   回転円板フイルタ要素において、該ハブ２が一様
   に配した放射状ドレン孔２０を有することを特徴
   とするタンクフイルタ用大表面積を有する回転円
   板フイルタ要素。 １３ 特許請求の範囲第１項乃至第１２項の何れ
   か１項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する
   回転円板フイルタ要素において、該底板３が略々
   水平に整列したことを特徴とするタンクフイルタ
   用大表面積を有する回転円板フイルタ要素。 １４ 特許請求の範囲第１項乃至第１３項の何れ
   か１項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する
   回転円板フイルタ要素において、該底板３はその
   外周部で同軸波形１１の外側かつ前方に該底板３
   と同一レベルにあつて支持メツシユ４を支持する
   担持表面２５を形成することを特徴とするタンク
   フイルタ用大表面積を有する回転円板フイルタ要
   素。 １５ 特許請求の範囲第１項乃至第１４項の何れ
   か１項記載のタンクフイルタ用大表面積を有する
   回転円板フイルタ要素において、延長部２４が該
   担持表面２５の外端で支持メツシユ４の高さだけ
   上方に曲がつたことを特徴とするタンクフイルタ
   用大表面積を有する回転円板フイルタ要素。