JPS6352530B2 - - Google Patents
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- JPS6352530B2 JPS6352530B2 JP59039726A JP3972684A JPS6352530B2 JP S6352530 B2 JPS6352530 B2 JP S6352530B2 JP 59039726 A JP59039726 A JP 59039726A JP 3972684 A JP3972684 A JP 3972684A JP S6352530 B2 JPS6352530 B2 JP S6352530B2
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/12—Devices for taking out of action one or more units of multi- unit filters, e.g. for regeneration
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
- B01D29/31—Self-supporting filtering elements
- B01D29/35—Self-supporting filtering elements arranged for outward flow filtration
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-
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-
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- B01D29/66—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps
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-
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- B01D29/86—Retarding cake deposition on the filter during the filtration period, e.g. using stirrers
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- B01D29/88—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices
- B01D29/92—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for discharging filtrate
- B01D29/925—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for discharging filtrate containing liquid displacement elements or cores
-
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- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/147—Microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/06—Tubular membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D2313/16—Specific vents
-
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- B01D2313/18—Specific valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/02—Elements in series
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体過装置に係る。
本出願人が知つている液体から粒子を過する
ための一装置は次の如き機素を備えている。
ための一装置は次の如き機素を備えている。
(a) フイルタ：前記液体の流入口及び流出口を備
えてフイルタチヤンバを有している。該チヤン
バの壁面の一部は焼結材料製多孔質部材で構成
されており、この部材は該チヤンバの内部スペ
ースに面した内側表面及びこれと背中合せの外
側表面を有している。これら内外両面は互いに
平行している。該多孔質部材はまた膜を有して
おり、この膜の表面の１つが前記内側表面を構
成している。この膜の細孔は前記液体から過
すべき粒子より大きさが小さく、各細孔は隣接
孔と連通している。このフイルタは更に前記の
外側表面を包囲する外側スペースも含んでお
り、該スペースには排出口が設けられている。
えてフイルタチヤンバを有している。該チヤン
バの壁面の一部は焼結材料製多孔質部材で構成
されており、この部材は該チヤンバの内部スペ
ースに面した内側表面及びこれと背中合せの外
側表面を有している。これら内外両面は互いに
平行している。該多孔質部材はまた膜を有して
おり、この膜の表面の１つが前記内側表面を構
成している。この膜の細孔は前記液体から過
すべき粒子より大きさが小さく、各細孔は隣接
孔と連通している。このフイルタは更に前記の
外側表面を包囲する外側スペースも含んでお
り、該スペースには排出口が設けられている。
(b) 前記チヤンバ内にその流入口から液体を第１
定圧下で導入する手段。
定圧下で導入する手段。
(c) 前記チヤンバ内の液体に前記内側表面と平行
な所定速度を与える手段。この液体の一部は前
記多孔質部材の壁面を貫通して前記外側スペー
ス内に流入する。
な所定速度を与える手段。この液体の一部は前
記多孔質部材の壁面を貫通して前記外側スペー
ス内に流入する。
(d) 前記チヤンバ内を循環し終えた液体の別の一
部を採取すべく該チヤンバの流出口と第１タン
クとに接続されたポンプ。
部を採取すべく該チヤンバの流出口と第１タン
クとに接続されたポンプ。
(e) 前記外側スペースの排出口と第２タンクとの
間に直列接続された液体流量測定装置。
間に直列接続された液体流量測定装置。
(f) 測定された流量に関する情報を受容し、この
測定流量とポンプ流量との間の所定比を維持す
べく前記ポンプを制御し得るサーボ制御回路。
測定流量とポンプ流量との間の所定比を維持す
べく前記ポンプを制御し得るサーボ制御回路。
(g) 所定期間の間前記多孔質部材の外側表面に前
記第１定圧と逆方向の第２液体定圧を加えるべ
く前記外側スペースの排出口と前記測定装置と
の間に接続された制御可能な液体逆流ユニツ
ト。
記第１定圧と逆方向の第２液体定圧を加えるべ
く前記外側スペースの排出口と前記測定装置と
の間に接続された制御可能な液体逆流ユニツ
ト。
この公知装置では前記多孔質部材を例えば管
状ミクロ多孔膜を備えたセラミツク管などで構
成し得、液体にこの管の内側表面と平行な所定
速度を与える前記手段が該管内部に回転自在に
装着された円筒状コアを有し得る。前記液体逆
流つまり背圧ユニツトによりこの管の外側表面
に加えられる逆方向圧力は過処理の間に前記
内側表面に付着した粒子を前記の膜から除去す
る逆流洗浄効果を有する。
状ミクロ多孔膜を備えたセラミツク管などで構
成し得、液体にこの管の内側表面と平行な所定
速度を与える前記手段が該管内部に回転自在に
装着された円筒状コアを有し得る。前記液体逆
流つまり背圧ユニツトによりこの管の外側表面
に加えられる逆方向圧力は過処理の間に前記
内側表面に付着した粒子を前記の膜から除去す
る逆流洗浄効果を有する。
しかし乍らこのような装置には欠点がある。
即ち、比的長い間過操作を行つた後では前
記逆流ユニツトを作動させても膜が最早該ユニ
ツトによる逆方向圧力では洗浄され得ないとい
う事態が生じ得る。その場合はフイルタから多
孔質部材を取り外して、例えば高温炉内での熱
分解又は薬剤による洗浄などにより膜を再生さ
せる必要があるが、そのためには過操作を中
断しなければならない。逆流洗浄の回数を任意
に増やせばこの欠点は解消し得る。しかし乍ら
この液体逆流ユニツトが作動する毎に幾らかの
液がフイルタ上流に送り返されるという理由
から、このような方法では過処理により多く
の時間がかかり従つて単位時間当りの液体過
量で表わされる装置の効率が低下する。
記逆流ユニツトを作動させても膜が最早該ユニ
ツトによる逆方向圧力では洗浄され得ないとい
う事態が生じ得る。その場合はフイルタから多
孔質部材を取り外して、例えば高温炉内での熱
分解又は薬剤による洗浄などにより膜を再生さ
せる必要があるが、そのためには過操作を中
断しなければならない。逆流洗浄の回数を任意
に増やせばこの欠点は解消し得る。しかし乍ら
この液体逆流ユニツトが作動する毎に幾らかの
液がフイルタ上流に送り返されるという理由
から、このような方法では過処理により多く
の時間がかかり従つて単位時間当りの液体過
量で表わされる装置の効率が低下する。
本発明はその好ましい具体例によつて前記欠
点を改善せしめる。
点を改善せしめる。
本発明の過装置は前述の装置と同一のタイ
プであるが、前記フイルタを第１フイルタと
し、前記第１定圧を所定圧力P1、前記第２定
圧をP1より大きい所定圧力P2とした場合、本
発明の装置はその特徴として更に次の如き機素
も有している。
プであるが、前記フイルタを第１フイルタと
し、前記第１定圧を所定圧力P1、前記第２定
圧をP1より大きい所定圧力P2とした場合、本
発明の装置はその特徴として更に次の如き機素
も有している。
(h) 前記第１フイルタと同一の第２フイルタ。該
第２フイルタは入口が第１管路を介して第１フ
イルタの前記外側スペースの排出口に接続され
ており、出口が閉鎖されている。また、該第２
フイルタの外側スペースの排出口は前記逆流ユ
ニツトを介して前記流量測定装置に接続されて
いる。
第２フイルタは入口が第１管路を介して第１フ
イルタの前記外側スペースの排出口に接続され
ており、出口が閉鎖されている。また、該第２
フイルタの外側スペースの排出口は前記逆流ユ
ニツトを介して前記流量測定装置に接続されて
いる。
(i) 前記第２フイルタのチヤンバ内の液体にこの
チヤンバの多孔質部材の内側表面と平行な前記
所定速度を与える手段。
チヤンバの多孔質部材の内側表面と平行な前記
所定速度を与える手段。
(j) 前記第１管路内を循環する液体の圧力P3を
測定するマノメータ。
測定するマノメータ。
(k) 前記の液体逆流ユニツトが作動していない間
第２管路内を循環する液体の圧力P4を一定に
維持する手段。この第２管路は該逆流ユニツト
の出口と前記流量測定装置の入口とを接続する
管路である。
第２管路内を循環する液体の圧力P4を一定に
維持する手段。この第２管路は該逆流ユニツト
の出口と前記流量測定装置の入口とを接続する
管路である。
(l) 前記の圧力P1，P2，P3及びP4を表わす信号
を受容する処理回路。１より小さい所定の安全
係数をＫ、前記多孔質部材の膜に依存する所定
係数をＮとした場合、該回路は次の値Ａ即ち Ａ＝P1−2P3＋P4 及び値Ｂ即ち Ｂ＝（Ｋ／2N）（P2−2P1＋P4） を決定し得る。
を受容する処理回路。１より小さい所定の安全
係数をＫ、前記多孔質部材の膜に依存する所定
係数をＮとした場合、該回路は次の値Ａ即ち Ａ＝P1−2P3＋P4 及び値Ｂ即ち Ｂ＝（Ｋ／2N）（P2−2P1＋P4） を決定し得る。
(m) 前記処理回路と前記逆流ユニツトとに接続
された制御回路。この回路は前記処理回路によ
り決定された値Ａ及びＢが互いに同等である場
合に制御信号を送出し得る。この信号は前記逆
流ユニツトを始動させる信号である。
された制御回路。この回路は前記処理回路によ
り決定された値Ａ及びＢが互いに同等である場
合に制御信号を送出し得る。この信号は前記逆
流ユニツトを始動させる信号である。
以下添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて
本発明をより詳細に説明する。
本発明をより詳細に説明する。
第１図には過すべき粒子が懸濁されている液
体２を収容するタンク１が示されている。この液
体の平衡面上方のタンク内スペースは圧縮ガス容
器４の出口に接続された逃がし弁３に連通してい
る。前記タンク１の底部は管路５によつてフイル
タ６の内部スペースに接続されている。このフイ
ルタ６は全体的に長手方向軸を中心とする対称円
形断面を有しており、管状多孔質部材８を同軸的
に包囲する管状ケーシング７を備えている。該ケ
ーシング７の両端は前記管状部材８の支持プレー
トでもある末端プレート９及び１０により夫々閉
鎖されている。これらプレートに形成された２つ
の軸受部にはシヤフト１２が回転自在に挿入され
ており、該シヤフト１２に円筒状同軸コア１１が
載置されている。該コア１１と、管状部材８の内
側表面と、及びプレート９，１０とで構成される
スペースはフイルタチヤンバである。前記管路５
は末端プレート９を貫通して該フイルタチヤンバ
内への液体導入口を構成している。
体２を収容するタンク１が示されている。この液
体の平衡面上方のタンク内スペースは圧縮ガス容
器４の出口に接続された逃がし弁３に連通してい
る。前記タンク１の底部は管路５によつてフイル
タ６の内部スペースに接続されている。このフイ
ルタ６は全体的に長手方向軸を中心とする対称円
形断面を有しており、管状多孔質部材８を同軸的
に包囲する管状ケーシング７を備えている。該ケ
ーシング７の両端は前記管状部材８の支持プレー
トでもある末端プレート９及び１０により夫々閉
鎖されている。これらプレートに形成された２つ
の軸受部にはシヤフト１２が回転自在に挿入され
ており、該シヤフト１２に円筒状同軸コア１１が
載置されている。該コア１１と、管状部材８の内
側表面と、及びプレート９，１０とで構成される
スペースはフイルタチヤンバである。前記管路５
は末端プレート９を貫通して該フイルタチヤンバ
内への液体導入口を構成している。
前記シヤフト１２の一端には滑車１３が具備さ
れており、該滑車は駆動モータ１６のシヤフトに
載置された別の滑車１５にベルト１４を介して接
続されている。
れており、該滑車は駆動モータ１６のシヤフトに
載置された別の滑車１５にベルト１４を介して接
続されている。
前記多孔質管８はセラミツク粉又は金属粉をベ
ースとする堅い焼結材料で形成されている。この
材料の各細孔は隣接細孔と連通している。該多孔
質管８は液体に含まれている過すべき粒子より
遥かに大きいサイズの細孔を有する管状周縁部を
有しており、この周縁部は薄い過膜を構成する
内側の別の管状部の機械的支持手段を構成してい
る。前記過膜の細孔サイズは過すべき粒子よ
り小さい。多孔質管８のこれら内側部分及び外側
部分は勿論同軸であり、且つ相互接続されてい
る。
ースとする堅い焼結材料で形成されている。この
材料の各細孔は隣接細孔と連通している。該多孔
質管８は液体に含まれている過すべき粒子より
遥かに大きいサイズの細孔を有する管状周縁部を
有しており、この周縁部は薄い過膜を構成する
内側の別の管状部の機械的支持手段を構成してい
る。前記過膜の細孔サイズは過すべき粒子よ
り小さい。多孔質管８のこれら内側部分及び外側
部分は勿論同軸であり、且つ相互接続されてい
る。
前記末端プレート１０にはフイルターチヤンバ
の出口を構成する開口が設けられており、この出
口は１７の如き管路により容積形ポンプ１９を介
してタンク１８に接続されている。
の出口を構成する開口が設けられており、この出
口は１７の如き管路により容積形ポンプ１９を介
してタンク１８に接続されている。
フイルタ２０はフイルタ６と全く同一であり、
管路２１を介してフイルタ６のケーシング７の開
口２２に接続された入口をもつフイルタチヤンバ
を有している。該フイルタ２０は多孔質管２３と
ケーシング２４と円筒状コア２５とから成つてお
り、これらの機素はフイルタ６の場合と全く同一
である。フイルタチヤンバも出口が無い点を除け
ば同一である。前記コア２５は駆動モータ２６に
より回転する。
管路２１を介してフイルタ６のケーシング７の開
口２２に接続された入口をもつフイルタチヤンバ
を有している。該フイルタ２０は多孔質管２３と
ケーシング２４と円筒状コア２５とから成つてお
り、これらの機素はフイルタ６の場合と全く同一
である。フイルタチヤンバも出口が無い点を除け
ば同一である。前記コア２５は駆動モータ２６に
より回転する。
フイルタ２０のケーシング２４は互いに直列接
続された制御可能逆流ユニツト３０と流量測定装
置３１とを順次介して管路によりタンク３２に接
続された開口２７を有している。これらユニツト
３０と測定装置３１とを接続する管路２８の壁面
には弁２９が具備されている。
続された制御可能逆流ユニツト３０と流量測定装
置３１とを順次介して管路によりタンク３２に接
続された開口２７を有している。これらユニツト
３０と測定装置３１とを接続する管路２８の壁面
には弁２９が具備されている。
装置３１はサーボ制御回路３３を介してポンプ
１９のモータに電気的に接続されている。
１９のモータに電気的に接続されている。
逆流ユニツト３０は制御回路３５を介して処理
回路３４の出力に電気的に接続されている。
回路３４の出力に電気的に接続されている。
前記処理回路３４は４つの入力３６，３７，３
８及び３９を有しており、入力３６は管路５に接
続されたマノメータ４０に、入力３７は管路２１
に接続されたマノメータ４１に夫々接続されたお
り、入力３８は弁２９の作動圧力に関する信号を
受容し、入力３９はユニツト３０の背に関する信
号を受容する。
８及び３９を有しており、入力３６は管路５に接
続されたマノメータ４０に、入力３７は管路２１
に接続されたマノメータ４１に夫々接続されたお
り、入力３８は弁２９の作動圧力に関する信号を
受容し、入力３９はユニツト３０の背に関する信
号を受容する。
以上第１図に基づき説明してきた装置は次の如
く作動する。
く作動する。
先ず過すべき液体のフイルタ６流入口におけ
る圧力を逃がし弁３の操作により一定値P1に維
持する。この値はマノメータ４０で読み取られ
る。次にモータ１６を始動させてフイルタチヤン
バ内の液体を多孔質管８の内側表面と平行に次い
で前記コアの軸と垂直に流動させる。所望であれ
ばこの液体の回転を促進すべくコア１１に翼（図
示せず）を具備してもよい。
る圧力を逃がし弁３の操作により一定値P1に維
持する。この値はマノメータ４０で読み取られ
る。次にモータ１６を始動させてフイルタチヤン
バ内の液体を多孔質管８の内側表面と平行に次い
で前記コアの軸と垂直に流動させる。所望であれ
ばこの液体の回転を促進すべくコア１１に翼（図
示せず）を具備してもよい。
コアが不動であるか又はコアを全くもたないよ
うなフイルタを形成することもでき、その場合に
は補助ポンプにより過チヤンバ内の液体を多孔
質管８の内側表面に対して接線方向に流動させ、
それによつてフイルタの軸と平行な接線方向流を
発生させる。前記の補助ポンプは入口が管路１７
と並列接続され出口が管路５と並列接続される。
うなフイルタを形成することもでき、その場合に
は補助ポンプにより過チヤンバ内の液体を多孔
質管８の内側表面に対して接線方向に流動させ、
それによつてフイルタの軸と平行な接線方向流を
発生させる。前記の補助ポンプは入口が管路１７
と並列接続され出口が管路５と並列接続される。
多孔質の過部材は勿論管状でなくてもよく、
特に１つ又は複数の平プレートで構成し得る。そ
の場合過すべき液体はこの又はこれらのプレー
トと平行に移動する。
特に１つ又は複数の平プレートで構成し得る。そ
の場合過すべき液体はこの又はこれらのプレー
トと平行に移動する。
フイルタチヤンバ内を流動する液体の一部は管
状部材８の細孔を通つて流出し、この時に粒子が
過膜の内側表面に保持される。液はこの管８
を貫通すると該管８及びケーシング７間のスペー
ス内に流入し、次いで開口２２から管路２１内へ
流出してフイルタ２０の入口方向へ流れる。フイ
ルタ２０のフイルタチヤンバ内の液体もモータ１
６と同一速度で回転する駆動モータ２６によりフ
イルタ６の場合と同一の接線速度で流動させる。
状部材８の細孔を通つて流出し、この時に粒子が
過膜の内側表面に保持される。液はこの管８
を貫通すると該管８及びケーシング７間のスペー
ス内に流入し、次いで開口２２から管路２１内へ
流出してフイルタ２０の入口方向へ流れる。フイ
ルタ２０のフイルタチヤンバ内の液体もモータ１
６と同一速度で回転する駆動モータ２６によりフ
イルタ６の場合と同一の接線速度で流動させる。
フイルタ２０の多孔質管状部材２３を貫通して
該管２３とケーシング２４との間のスペース内に
流入した液体は開口２７から流出して逆流ユニツ
ト３０に到達する。
該管２３とケーシング２４との間のスペース内に
流入した液体は開口２７から流出して逆流ユニツ
ト３０に到達する。
管路２８の壁面に装着された弁２９はこの管路
内の液体の圧力を可調整最大値に制限する機能を
もつ。何故ならフイルタ６及び２０には回転式コ
ア１１及び２０が具備されているため一般に溶解
ガスを含んでいる過すべき液体が気泡を放出す
る危険があるからである。このような気泡は過
膜の細孔内に入り込んでこれらの細孔を閉塞し且
つ逆流洗浄用の背力の効果を減少させ得る。
内の液体の圧力を可調整最大値に制限する機能を
もつ。何故ならフイルタ６及び２０には回転式コ
ア１１及び２０が具備されているため一般に溶解
ガスを含んでいる過すべき液体が気泡を放出す
る危険があるからである。このような気泡は過
膜の細孔内に入り込んでこれらの細孔を閉塞し且
つ逆流洗浄用の背力の効果を減少させ得る。
前記の弁２９は実際にはモータ１６及び２６が
始動すると同時に作動する。該弁は前記の気泡形
成を回避すべくP1より小さい値の圧力P4に調整
される。
始動すると同時に作動する。該弁は前記の気泡形
成を回避すべくP1より小さい値の圧力P4に調整
される。
過すべき液体にガスが殆んど含まれていない
場合は弁２９を省略してよい。その場合は管路２
８に自由大気容器を並列接続する。その結果該管
路２８内の液体の圧力は大気圧で安定する。
場合は弁２９を省略してよい。その場合は管路２
８に自由大気容器を並列接続する。その結果該管
路２８内の液体の圧力は大気圧で安定する。
逆流ユニツト３０は本質的にシリンダからなつ
ており、該シリンダ内には液を正常な流動方向
と逆にフイルタへ向けて送り返すべく、滑動自在
に装着されたピストンと該ピストンのストローク
制御手段とが配置されている。この制御手段はユ
ニツト３０が回路３５から制御信号を受信する毎
に作動する。該ユニツト３０はこのようにして圧
力P1より大きい背圧P2を発生させる。この背圧
はフイルタ２０（該フイルタの膜には目詰まりが
ない。何故ならこの膜を通過するのは粒子の無い
液体のみだからである）を介してフイルタ６方向
へ伝達され、その結果P2／２より大きいか又はこれ と同等の背圧がフイルタ６の多孔質管８の内側表
面に加えられる。この背圧は管８の膜の細孔を閉
塞している固体粒子をこの内側表面から除去する
役割を果たす。該管８の膜が目詰まりしていなけ
れば該管に加えられる背圧はP2／２に等しい。ユニ ツト３０のピストンのストロークによつて生じる
背圧P2は一定値に調整されるが、この値は多孔
質管の機械的耐性を考慮してできるだけ大きな値
にすると有利である。この背圧はユニツト３０が
作動する毎に一定時間、例えば約１／２秒加えられ る。
ており、該シリンダ内には液を正常な流動方向
と逆にフイルタへ向けて送り返すべく、滑動自在
に装着されたピストンと該ピストンのストローク
制御手段とが配置されている。この制御手段はユ
ニツト３０が回路３５から制御信号を受信する毎
に作動する。該ユニツト３０はこのようにして圧
力P1より大きい背圧P2を発生させる。この背圧
はフイルタ２０（該フイルタの膜には目詰まりが
ない。何故ならこの膜を通過するのは粒子の無い
液体のみだからである）を介してフイルタ６方向
へ伝達され、その結果P2／２より大きいか又はこれ と同等の背圧がフイルタ６の多孔質管８の内側表
面に加えられる。この背圧は管８の膜の細孔を閉
塞している固体粒子をこの内側表面から除去する
役割を果たす。該管８の膜が目詰まりしていなけ
れば該管に加えられる背圧はP2／２に等しい。ユニ ツト３０のピストンのストロークによつて生じる
背圧P2は一定値に調整されるが、この値は多孔
質管の機械的耐性を考慮してできるだけ大きな値
にすると有利である。この背圧はユニツト３０が
作動する毎に一定時間、例えば約１／２秒加えられ る。
装置が正常に作動している間はユニツト３０は
作動しない。従つて開口を介してフイルタ２０か
ら流出した液体はユニツト３０によつて押し戻さ
れることなく該ユニツトと測定装置３１とを介し
てタンク３２に送られる。サーボ制御システム３
３は液流量信号を装置３１から受信して容積形
ポンプ１９のポンプ速度を調整し、それによつて
液流量と、管状部材８の膜によりフイルタ６の
チヤンバ内に保持されている液体の流量との間の
所定比を一定に維持する。通常この比は過すべ
き液体の所望の濃度に応じ最初に決定される。
作動しない。従つて開口を介してフイルタ２０か
ら流出した液体はユニツト３０によつて押し戻さ
れることなく該ユニツトと測定装置３１とを介し
てタンク３２に送られる。サーボ制御システム３
３は液流量信号を装置３１から受信して容積形
ポンプ１９のポンプ速度を調整し、それによつて
液流量と、管状部材８の膜によりフイルタ６の
チヤンバ内に保持されている液体の流量との間の
所定比を一定に維持する。通常この比は過すべ
き液体の所望の濃度に応じ最初に決定される。
処理回路３４は下記の情報を表わす信号を受信
する。
する。
―マノメータ４０に読み取られる圧力P1、
―逆流つまり背圧ユニツト３０によつて発生する
逆方向圧力P2、 ―マノメータ４１により読み取られる管路２１内
の液体の圧力P3、 ―及び弁２９による圧力P4。
逆方向圧力P2、 ―マノメータ４１により読み取られる管路２１内
の液体の圧力P3、 ―及び弁２９による圧力P4。
回路３４はこれらの情報に基づいて次の方程式
から式Ａの値を継続的に決定する。
から式Ａの値を継続的に決定する。
Ａ＝（P1−P3）−（P3−P4）
即ちＡ＝P1−2P3＋P4
回路３４は次の方程式に従い式Ｂの値も決定す
る。
る。
Ｂ＝Ｋ／2N〔（P2−P1）−（P1−P4）〕
即ちＢ＝Ｋ／2N（P2−2P1＋P4）
ＢはP1，P2及びP4が一定であれば不変である。
Ｋは安全係数であつてその値は１よりやや小さ
く、例えば最初に0.9又は0.95等の値に決定し得
る。
く、例えば最初に0.9又は0.95等の値に決定し得
る。
Ｎは多孔質管の膜の厚みの中に含まれている粒
子層の数を表わす。周知の如く、この膜は金属又
はセラミツク等の材料の焼結粉末で構成されてい
るため粒子構造を有する。Ｎの値が多孔質管の製
造者によつて直接与えられない場合は、この膜の
断面を拡大して調べることによりその値を決定し
得る。顕微鏡を用いてこのような断面をスライド
写真にとると並置された一連の粒子が観察され
る。このスライドを用いればその上に引いた任意
の線によつて切断された粒子の単位長当りの平均
個数が容易に求められる。膜の厚みは既知である
ため（この厚みも同一のスライドから求め得る）
その厚みの中に配置されている粒子層の数Ｎは容
易に計算される。
子層の数を表わす。周知の如く、この膜は金属又
はセラミツク等の材料の焼結粉末で構成されてい
るため粒子構造を有する。Ｎの値が多孔質管の製
造者によつて直接与えられない場合は、この膜の
断面を拡大して調べることによりその値を決定し
得る。顕微鏡を用いてこのような断面をスライド
写真にとると並置された一連の粒子が観察され
る。このスライドを用いればその上に引いた任意
の線によつて切断された粒子の単位長当りの平均
個数が容易に求められる。膜の厚みは既知である
ため（この厚みも同一のスライドから求め得る）
その厚みの中に配置されている粒子層の数Ｎは容
易に計算される。
過操作開始時には多孔質管８に粒子の付着は
見られない。実際にはＡの値はＢの値より小さ
い。
見られない。実際にはＡの値はＢの値より小さ
い。
過操作が進むにつれて液体中の粒子が管８の
内側表面に付着し、それに伴つて圧力P3が漸減
する。その結果Ａの代数的値は増大するが、Ｂの
値はP1，P2及びP4の調整により一定に維持され
る。
内側表面に付着し、それに伴つて圧力P3が漸減
する。その結果Ａの代数的値は増大するが、Ｂの
値はP1，P2及びP4の調整により一定に維持され
る。
本出願人はＡがＢ／Ｋに等しい場合は膜８の目詰
まりが臨界状態に達していることを発見した。こ
の時逆流ユニツト３０を作動させずに過処理を
続行すると膜の目詰まりがひどくなりすぎて逆流
ユニツトを作動させても粒子を除去することがで
きなくなる。
の時逆流ユニツト３０を作動させずに過処理を
続行すると膜の目詰まりがひどくなりすぎて逆流
ユニツトを作動させても粒子を除去することがで
きなくなる。
Ａ＝Ｂ（即ちＡ＝Ｂ／Ｋとなる少し前）になると回
路３５が逆流ユニツト３０を始動させるべく制御
信号を送出する。その結果前述の如く管８の膜が
洗浄されて目詰まりがなくなり、過操作開始時
とほぼ同一の状態が回復される。
信号を送出する。その結果前述の如く管８の膜が
洗浄されて目詰まりがなくなり、過操作開始時
とほぼ同一の状態が回復される。
このように逆流ユニツト３０はＡ＝Ｂとなる毎
に作動し、その結果膜の不可逆的閉塞状態が回避
される。従つてフイルタ６から多孔質管を取り外
してその膜を例えば高温炉などで再生させるべく
過操作を中断する必要はない。
に作動し、その結果膜の不可逆的閉塞状態が回避
される。従つてフイルタ６から多孔質管を取り外
してその膜を例えば高温炉などで再生させるべく
過操作を中断する必要はない。
逆流ユニツトを始動させる最適時点を決定する
Ａ及びＢの値は主としてフイルタ２０の入口の可
変圧力P3と該フイルタの出口の圧力P4とに依存
する。これはフイルタ２０を第１図の装置内に具
備することの有効性を証明するものである。
Ａ及びＢの値は主としてフイルタ２０の入口の可
変圧力P3と該フイルタの出口の圧力P4とに依存
する。これはフイルタ２０を第１図の装置内に具
備することの有効性を証明するものである。
本発明では所定の液体を過する操作は複数の
連続的サイクルからなり、平均過率はこれらの
サイクルを通してほぼ一定している。この平均
過率は夫々サイクルの始めと終りとに得られる最
大過率と最小過率との間の値である。
連続的サイクルからなり、平均過率はこれらの
サイクルを通してほぼ一定している。この平均
過率は夫々サイクルの始めと終りとに得られる最
大過率と最小過率との間の値である。
また、所定液体過処理の合計所要時間は先行
技術装置を使用する場合より短かい。実際、本発
明の装置を使用すれば逆方向圧力による逆流洗浄
処理の回数は減少する。何故なら本発明ではこの
処理は膜の目詰まり状態が逆方向圧力による洗浄
が可能であるレベル範囲の最大極限値に達した時
にしか実施されないからである。
技術装置を使用する場合より短かい。実際、本発
明の装置を使用すれば逆方向圧力による逆流洗浄
処理の回数は減少する。何故なら本発明ではこの
処理は膜の目詰まり状態が逆方向圧力による洗浄
が可能であるレベル範囲の最大極限値に達した時
にしか実施されないからである。
第１図の装置は第２図に示されている如き過
ユニツトを１つ又は複数制御するのにも使用し得
る。このようなユニツトは第１図の装置より大き
い流量で作動し得る。
ユニツトを１つ又は複数制御するのにも使用し得
る。このようなユニツトは第１図の装置より大き
い流量で作動し得る。
第２図には液体２（第１図）と同一の過すべ
き液体５２を収容するタンク５１が示されてい
る。液体５２の平衡面上方のタンク内スペースは
圧縮ガス容器５４の出力に接続された逃がし弁５
３に連通している。該タンク５１の底部は管路５
５を介してフイルタ５６の内部スペースに接続さ
れている。このフイルタ５６は第１図のフイルタ
６と類似のフイルタであり、特に管８の横断面の
形状及び構成と全く同一の形状及び構成をもつ横
断面を有するフイルタ管５８を備えている。但
し、図面から明らかなように、該フイルタ管５８
の長さは管８より長い。これは過面積が増大す
る点で有利である。フイルタ５６はまたフイルタ
６のコア１１と同一の断面を有するが長さはより
長い軸方向コア５９を有している。このコア５９
はモータ６０によりフイルタ５６の軸を中心に回
転する。
き液体５２を収容するタンク５１が示されてい
る。液体５２の平衡面上方のタンク内スペースは
圧縮ガス容器５４の出力に接続された逃がし弁５
３に連通している。該タンク５１の底部は管路５
５を介してフイルタ５６の内部スペースに接続さ
れている。このフイルタ５６は第１図のフイルタ
６と類似のフイルタであり、特に管８の横断面の
形状及び構成と全く同一の形状及び構成をもつ横
断面を有するフイルタ管５８を備えている。但
し、図面から明らかなように、該フイルタ管５８
の長さは管８より長い。これは過面積が増大す
る点で有利である。フイルタ５６はまたフイルタ
６のコア１１と同一の断面を有するが長さはより
長い軸方向コア５９を有している。このコア５９
はモータ６０によりフイルタ５６の軸を中心に回
転する。
フイルタ５６は外側にケーシング５７を備えて
おり、このケーシングには互いに直列接続された
逆流ユニツト６３と流量測定装置６４とを介して
管路によりタンク６２に接続される開口６１が設
けられている。前記ユニツト６３と測定装置６４
とを接続する管路６５には弁２９と類似の弁６６
が具備されている。
おり、このケーシングには互いに直列接続された
逆流ユニツト６３と流量測定装置６４とを介して
管路によりタンク６２に接続される開口６１が設
けられている。前記ユニツト６３と測定装置６４
とを接続する管路６５には弁２９と類似の弁６６
が具備されている。
フイルタ５０のフイルタチヤンバは管路により
容積形ポンプ６８を介してタンク６７に接続され
た出口を有している。
容積形ポンプ６８を介してタンク６７に接続され
た出口を有している。
測定装置６４で測定された流量の情報は電気接
続によりサーボシステム６９に伝達される。該シ
ステムは出力が前記容積形ポンプ６８を駆動させ
る電動機の入力に接続されている。
続によりサーボシステム６９に伝達される。該シ
ステムは出力が前記容積形ポンプ６８を駆動させ
る電動機の入力に接続されている。
逆流ユニツト６３は制御回路７０の出力に電気
的に接続されている。クロツク７１の出力はメモ
リ７２の入力に接続されており、該メモリの出力
は前記回路７０の入力に接続されている。前記ク
ロツク７１の入力は電気接続７３を介して制御回
路３５（第１図）の出力に接続されている。
的に接続されている。クロツク７１の出力はメモ
リ７２の入力に接続されており、該メモリの出力
は前記回路７０の入力に接続されている。前記ク
ロツク７１の入力は電気接続７３を介して制御回
路３５（第１図）の出力に接続されている。
第１図及び第２図で示される前述の装置は次の
如く作動する。
如く作動する。
先ず装置を始動させる前にフイルタ６のフイル
タチヤンバ内に流入する液体の圧力をP1に調整
し、逆流ユニツト３０を逆方向圧力P2が発生す
るような状態に調整し、且つ弁２９を圧力P4に
調整する。サーボシステム３３は第１図の装置の
測定装置３１で測定される液流量とポンプ１９
の流量との間の比が一定の値Ｃに維持されるよう
調整する。
タチヤンバ内に流入する液体の圧力をP1に調整
し、逆流ユニツト３０を逆方向圧力P2が発生す
るような状態に調整し、且つ弁２９を圧力P4に
調整する。サーボシステム３３は第１図の装置の
測定装置３１で測定される液流量とポンプ１９
の流量との間の比が一定の値Ｃに維持されるよう
調整する。
次いで第２図の過ユニツトを下記の如く調整
する。
する。
モータ６０はフイルタチヤンバ内の液体を同一
速度で流動させるべくモータ１６及び２６と同一
の速度で回転させなければならない。
速度で流動させるべくモータ１６及び２６と同一
の速度で回転させなければならない。
フイルタ５６に流入する液体の圧力は
Q1＝P1＋P4／２
の如き値Q1に調整し、逆流ユニツトは
Q2＝P2＋P4／２
の如き逆圧力つまり背圧Q2が発生するよう調整
する。
する。
弁６６はQ4＝P4の如き圧力に調整しなければ
ならない。
ならない。
また、サーボシステム６９は装置６４で測定さ
れる液の流量とポンプ６８の流量との間の比を
一定の値Ｃに維持すべく調整する必要がある。
れる液の流量とポンプ６８の流量との間の比を
一定の値Ｃに維持すべく調整する必要がある。
第１図及び第２図の過装置は本来ほぼ同一の
周囲温度で運転されるよう相互に接近して配置す
る。
周囲温度で運転されるよう相互に接近して配置す
る。
先ず第１図の装置を前述の方法で始動させる。
該装置の始動と同時にクロツク７１も始動させ
る。クロツク７１の始動はモータ１６及び２６の
スイツチが入るや手動で、又は図示されていない
システムにより自動的に制御し得る。
該装置の始動と同時にクロツク７１も始動させ
る。クロツク７１の始動はモータ１６及び２６の
スイツチが入るや手動で、又は図示されていない
システムにより自動的に制御し得る。
該クロツク７１は逆流ユニツト３０の第１回目
の作動時に回路３５から信号を受容して過操作
開始からの経過時間Δt1を表わす信号を送出す
る。
の作動時に回路３５から信号を受容して過操作
開始からの経過時間Δt1を表わす信号を送出す
る。
同様にしてクロツク７１は逆流ユニツト３０の
２度目以降の作動時に該ユニツト３０の相次ぐ作
動時点相互間の時間Δt2，Δt3…Δtoを表わす信号
を送出する。
２度目以降の作動時に該ユニツト３０の相次ぐ作
動時点相互間の時間Δt2，Δt3…Δtoを表わす信号
を送出する。
これら時間間隔Δt1，Δt2…Δtoの情報はメモリ
７２内に記憶される。
７２内に記憶される。
このメモリがあれば第１図の装置を始動させた
後に第２図の過ユニツトを始動させることがで
きる。即ち該回路７２は第２図の過ユニツトが
作動し始めた瞬間から、メモリ内に記憶されてい
る各時間間隔Δt1，Δt2…Δtoが終了する毎に信号
を送出する手段を備えている。これらの信号は制
御回路７０に伝送され、該回路が逆流ユニツト６
３をユニツト３０と同一の時間だけ作動させる。
後に第２図の過ユニツトを始動させることがで
きる。即ち該回路７２は第２図の過ユニツトが
作動し始めた瞬間から、メモリ内に記憶されてい
る各時間間隔Δt1，Δt2…Δtoが終了する毎に信号
を送出する手段を備えている。これらの信号は制
御回路７０に伝送され、該回路が逆流ユニツト６
３をユニツト３０と同一の時間だけ作動させる。
従つて第１図の装置は実際には特定過処理に
適した時間間隔Δt1，Δt2…Δtoを決定し得るパイ
ロツトユニツトであり、これらの時間的間隔は第
２図に示されている如き１つ又は複数の処理装置
の逆流洗浄操作を制御するのに使用される。
適した時間間隔Δt1，Δt2…Δtoを決定し得るパイ
ロツトユニツトであり、これらの時間的間隔は第
２図に示されている如き１つ又は複数の処理装置
の逆流洗浄操作を制御するのに使用される。
本発明の過装置はミルク、ワイン又はビール
の如き有機液の過に使用し得る他、殺菌して飲
料水を得るべく廃水を過する場合にも使用し得
る。
の如き有機液の過に使用し得る他、殺菌して飲
料水を得るべく廃水を過する場合にも使用し得
る。
第１図は本発明過装置の一具体例を示す簡略
説明図、第２図は第１図の装置と協働して本発明
過装置の別の具体例を構成するフイルタユニツ
トの簡略説明図である。 １，１８，３２，５１，５７，６２，６７…タ
ンク、２，５２…液体、３，５３…逃がし弁、
４，５４…圧縮ガス容器、６，２０，５６…フイ
ルタ、７，２４，５７…ケーシング、８，２３，
５８…管状多孔質部材、１１，２５，５９…円筒
状コア、１３，１５…滑車、１６，２６，６０…
モータ、１９，６８…容積形ポンプ、３０，６３
…液体逆流ユニツト、３１，６４…流量測定装
置、３３，６９…サーボ制御回路、２９，６６…
弁、３４…処理回路、３５，７０…制御回路、４
０，４１…マノメータ、７１…クロツク、７２…
メモリ。
説明図、第２図は第１図の装置と協働して本発明
過装置の別の具体例を構成するフイルタユニツ
トの簡略説明図である。 １，１８，３２，５１，５７，６２，６７…タ
ンク、２，５２…液体、３，５３…逃がし弁、
４，５４…圧縮ガス容器、６，２０，５６…フイ
ルタ、７，２４，５７…ケーシング、８，２３，
５８…管状多孔質部材、１１，２５，５９…円筒
状コア、１３，１５…滑車、１６，２６，６０…
モータ、１９，６８…容積形ポンプ、３０，６３
…液体逆流ユニツト、３１，６４…流量測定装
置、３３，６９…サーボ制御回路、２９，６６…
弁、３４…処理回路、３５，７０…制御回路、４
０，４１…マノメータ、７１…クロツク、７２…
メモリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液体から粒子を過する装置であつて、 ―前記液体の流入口及び流出口をもつフイルタチ
ヤンバと排出口をもつ外側スペースとを有する
第１フイルタ； ―第１定圧P1下で前記流入口から前記チヤンバ
内に液体を導入する手段； ―前記チヤンバ内の液体に該チヤンバ内側表面と
平行に所定速度を与える手段； ―前記チヤンバの流出口と第１タンクとに接続さ
れたポンプ； ―前記外側スペースの排出口と第２タンクとの間
に直列接続された液体流量測定装置； ―前記の測定流量に関する情報を受容し且つ前記
ポンプを制御して測定流量とポンプ流量との間
の比を一定の値に維持せしめ得るサーボ制御回
路；並びに ―前記外側スペースの排出口と前記測定装置との
間に接続された制御可能な液体逆流ユニツト を備えており、前記フイルタチヤンバの壁面の一
部は前記チヤンバの内部スペースに面する内側表
面と反対方向に面する外側表面とをもつ焼結材料
製多孔質部材で構成されており、これら内外両面
は互いに平行しており、該多孔質部材は膜を有し
ていてこの膜の一方の表面が前記内側表面を構成
しており、該膜の細孔は前記の液体から過すべ
き粒子より小さく且つ各細孔は隣接細孔と連通し
ており、前記外側スペースは前記外側表面を包囲
しており、前記チヤンバ内の液体の一部は前記多
孔質部材を貫通して前記外側スペース内に流入
し、前記チヤンバ内を循環し終えた液体の別の一
部は前記ポンプによつて除去され、前記逆流ユニ
ツトは前記多孔質部材の外側表面に前記第１定圧
P1より大きい一定の値をもつ逆方向の液体圧力
P2を所定期間加える機能を有し、 該過装置が更に、 ―第１フイルタと同一のフイルタであつて流入口
が第１管路により第１フイルタ外側スペースの
排出口に接続されており、流出口が閉鎖されて
おり、且つ外側スペース排出口が前記逆流ユニ
ツトを介して前記流量測定装置に接続されてい
る第２フイルタ； ―前記第２フイルタのチヤンバの多孔質部材の内
側表面と平行な前記所定速度を該第２チヤンバ
内に液体の与える手段； ―前記第１管路を流れる液体の圧力P3を測定す
るマノメータ； ―前記逆流ユニツトが作動していない間、該ユニ
ツトの出口と前記測定装置の入口とを連結する
第２管路内を流れる液体の圧力P4を一定の値
に維持する手段； ―前記圧力P1，P2，P3及びP4を表わす信号を受
容し、Ｋを１より小さい所定安全係数、Ｎを前
記多孔質部材の膜に依存する所定係数とした場
合次の値、 Ａ＝P1−2P3＋P4 及び次の値、 Ｂ＝Ｋ／2N（P2−2P1＋P4） を決定し得る処理回路、並びに ―前記処理回路と逆流ユニツトとに接続されてお
り、該処理回路によつて決定されたＡ及びＢの
値が互いに等しい場合に制御信号を送出し、該
信号によつて前記逆流ユニツトを作動せしめ得
る制御回路、をも備えていることを特徴とする
装置。 ２ 前記過装置が更にクロツクとメモリと最低
１つの過ユニツトとをも備えており、 ―前記クロツクが前記制御回路に接続されていて
過操作開始時点と前記逆流ユニツトの第１回
目の作動時点との間の時間的間隔Δt1並びに該
逆流ユニツトの第２回目以降の各作動時点相互
間の時間的間隔Δt2，Δt3…Δtoを測定し、 ―前記メモリが前記クロツクに接続されていて時
間的間隔Δt1，Δt2…Δtoのデータを記憶し得、 ―前記過ユニツトが第１フイルタと類似ではあ
るが第１フイルタの過面積と同等かそれより
大きい過面積を有する第３フイルタ；定圧
Q1下で該第３フイルタのチヤンバ内に過す
べき液体を導入する手段；該第３フイルタのチ
ヤンバ内の液体に第１フイルタのチヤンバ内の
液体と同一の速度を与える手段；第３フイルタ
のチヤンバの流出口と第３タンクとに接続され
ていて該第３フイルタのチヤンバ内を循環し終
えた液体の一部を採取する別のポンプ；第３フ
イルタの外側スペースの排出口と第４タンクと
の間に接続された別の液体流量測定装置；この
別の測定装置で測定された流量を表わす信号を
受容して該測定流量と前記の別のポンプの流量
との間の所定の比を維持すべくこの別のポンプ
を制御し得る別のサーボ制御回路；第３フイル
タの外側スペースの排出口と前記の別の流量測
定装置との間に接続されていて前記の所定時間
の間前記圧力Q1と逆方向の一定した液圧Q2を
第３フイルタの多孔質部材の外側表面に加え得
る制御可能な別の液体逆流ユニツト；この別の
逆流ユニツトが作動していない間、該ユニツト
の出口と前記の別の流量測定装置の入口とを連
結する第３管路内を循環する液体の圧力を値
Q1，Q2との間に次の如き関係 Q1＝P1＋P4／２ Q2＝P2＋P4／２ をもつ一定の値Q4に維持する手段；並びに前
記メモリに接続されていて前記第３フイルタが
始動した時点から前記の時間的間隔Δt1，Δt2
…Δtoに従い前記の別の逆流ユニツトの作動を
制御する別の制御回路を有している特許請求の
範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記多孔質部材がセラミツク管であり、前記
膜が管状であり、該部材が該膜の周囲に同軸的に
配置され且つ該膜に一体的に固定された管状支持
部材を備えており、該支持部材の細孔が前記粒子
の粒径より大きい寸法を有している特許請求の範
囲第１項に記載の装置。 ４ チヤンバ内の液体に前記内側表面と平行な所
定速度を与える前記手段が前記の各フイルタ毎に
更に別のポンプを備えており、該ポンプの入口及
び出口が夫々当該フイルタのチヤンバの流出口及
び流入口に接続されている特許請求の範囲第１項
に記載の装置。 ５ チヤンバ内の液体に前記内側表面と平行に所
定速度を与える前記手段が前記の各フイルタ毎に
円筒状コアを有しており、該コアが所定の回転速
度で回転し得るよう当該フイルタのチヤンバ内に
同軸的に配置されている特許請求の範囲第３項に
記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8303553A FR2541909B1 (fr) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | Dispositif de filtration d'un liquide |
| FR8303553 | 1983-03-04 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166221A JPS59166221A (ja) | 1984-09-19 |
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