JPH01307415A - スラリー噴射濾過装置 - 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】 イ０発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は顔料・塗料用微粒子、ファインセラミックス原
料、電磁材料、食品材料会話加用微粒子、船舶用燃料、
泥水等の様々な種類のスラリーにたいして適用できるス
トレイナーないしは濾過装置に関する。

上記の利用分野の例のいくつかについてさらに詳しく説
明する。磁気テープのベースフィルムは３〜４ミクロン
以下の径の粒子を混入するが、ベースフィルムの厚さが
８ミクロン程度であるので、滑剤粒子に所定の径より大
きいものがあると、欠陥となる。

糸に顔料を混ぜて、直接、色づけを行なうとき、顔料の
粒径が大きすぎると糸にコブができ、織り機にかけられ
なくなることがある。このような場合、糸に混ぜる顔料
の粒径を正確に揃えることが必要とされる。

ファインセラミックスの原料中の粗大粒子および外界か
ら混入した粒子は、焼成後、欠陥の原因となるので、フ
ァインセラミックス原料からこれらの不要粒子を除去す
ることは重要である。

本発明は、以上のような場合に、原料となるスラリーを
濾過して、一定の径以下の粒子のみ含有するようにする
濾過装置に関する。

また、分散機能をとくに利用する例として、燃料油の改
質がある。例えば、船舶用燃料によく用いられるＣ重油
は触媒残渣、高分子物質などのスラッジを含んでおり、
スラッジを除去してからでなけ゛ればジーゼル機関の燃
料として使えない。しかし、スラッジ中の高分子物質は
燃料として使用可能なので、分散させて燃料とすること
が望ましいが、高分子物質などにより濾材の目詰まりが
起こりやすい。本発明は、このような場合に使用する、
分散と濾過を併せておこなう濾過装置に関する。

（従来の技術） 従来、連続的に濾過を行なう装置としては、外側の室と
内側の室が筒状のフィルターで分離され、外側の室に流
入口、内側の室に流出口を備えた濾過装置において、フ
ィルター表面に形成されるケーク層を超音波により破壊
しながら作動する濾過装置がある。

第２図、第３図はこの超音波濾過装置の縦断面図、横断
面図である。第３図に示すように、流入口３０から入っ
たスラリーはフィルター３１によって濾過されて流出口
３２に出てゆく。このときフィルター８１表面にはスラ
リー中の粗粒子などによりケーク層が形成されてくる。

このケーク層にたいして、超音波振動子３８に接続した
ホーン３４から超音波をあてることにより、ケーク層を
形成している二次的に凝集した粗粒子を微粒子に分散し
、ケーク層を除去する。フィルターは回転しているので
、フィルターの全面が超音波によって順次クリーニング
される。この装置が連続した濾過能力を維持するために
は、超音波による分散、濾過能力が捕集される粒子量を
上回っている必要がある。

この場合、分散、濾過能力は超音波の振幅、ホーンの形
状、ホーン先端と濾材との間隙、処理液体の圧力、フィ
ルターの回転数によって決まり、粒子の捕集量は処理液
中の粒子濃度、粒子径、フィルターの濾過精度によって
決まる。

この超音波濾過装置は優秀な性能を持っているが、スラ
リー中の粒子濃度が高くなるとやはり限界がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、硬い微粒子を含むスラリーや高粒子濃度のス
ラリーなどの種々の混合体にたいして連続濾過運転をお
こなうことができる濾過装置を得ることを目的とする。

口０発明の構成 （課題を解決するための手段） 本発明は、スラリー流入口が設けられた室Ａと濾過液流
出口が設けられた室Ｂがフィルターで分離された濾過装
置において、スラリーを高圧で室Ａ内に流入口から噴出
させ、そのスラリー噴流を硬い衝突板にあて、スラリー
中の粗粒子を分散させるとともに、フィルター表面にス
ラリー流を形成し、フィルター表面のケークの形成を防
止させ、かつこのスラリー流をフィルターにあてて、フ
ィルターの目詰まりを解消させながら、平行流濾過を行
い、濾過されないスラリーを室Ａからスラリータンクに
還流させる濾過装置である。

（作用） 本発明の装置の動作を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の濾過システム装置の作動を説明する図
である。ここでは、フィルターとして筒状フィルターを
用いる例で説明する。スラリータンク４中に貯留された
スラリーはミキサー５によりミキシングされる。ミキシ
ングされたスラリーはポンプ６により濾過装置へ圧送さ
れる。このときの圧力は、濾過装置内へ噴出したスラリ
ーが分散作用、クリーニング作用を起こすことが可能な
圧力をかける。

加圧されたスラリーは濾過装置内への流入口の先端に設
けられたノズル２．３から濾過装置内の室７（以下、濾
過室と呼ぶ）のなかへ噴出し、衝突板２８にあたる。

噴出したスラリー流によりフィルターの外側の室７をめ
ぐる流れが生じる。スラリーはフィルター面に平行に流
れながら濾過が行なわれ、濾過された液がフィルターの
内側の室に移行し、流出口９より排出される。濾過され
なかったスラリーは還流流出口８から出て、スラリータ
ンク４に戻される。

このときのフィルター内外の室の差圧により、濾過速度
を調整できる。この差圧はバルブ１０〜１３を調節する
ことにより調整することが可能である。さらに、バルブ
を自動バルブとしてマイコン制御などにより開閉を調節
することも可能である。

また、フィルター１の表面は常にスラリーの流れにさら
されているため、従来の濾過装置のようにフィルター表
面にケーク層は形成されない。このため、長時間の連続
運転が可能である。また、フィルター１が目詰まりした
ときでも、フィルターの内外の室の差圧をゼロにすれば
解消することができる。例えば、バルブ１０を閉じれば
差圧はゼロになる。

ノズルから吹き出すスラリー流は、噴出した時にスラリ
ー中の粒子に速度の急激な変化による剪断力が作用し、
粒子が分散される。また、ノズルから噴出した高速のス
ラリー流はキャビテーション現象を引き起こし、これも
また、スラリー中の粒子の分散を促進する。さらに、硬
い衝突板に高速で衝突したスラリー中の粒子は強い衝撃
力を受け、分散される。このように、ノズルから噴出し
たスラリー流は濾過室７内に流れを作り出すとともに、
スラリー中に含まれる粒子にたいして強力な分散作用を
も行なう。

本発明の濾過装置では、スラリーは濾過室内を回流して
いるが、還流流出口８を濾過室７内を回流するスラリー
の流れに沿った方向に設けることにより、液体サイクロ
ンとしての効果があられれ、スラリー中に含まれる粒子
の中でも粗粒子のリターン回数が多くなる。その結果、
粗粒子が分散作用を受ける機会が増えるのでスラリー全
体の分散効果が一層向上する。

また、図ではノズルが２個配置されているが、必ずしも
この個数に限定するものでな（、装置の大きさ、スラリ
ーの粘度等に応じて適宜の個数として良い。

第４図に示すように、衝突板２８にあたって方向が変え
られたスラリー流をフィルター面にあてると、フィルタ
ーに詰まった粒子を吹き飛ばして除去することができる
。フィルター１が回転する機構になっていれば、目詰ま
りしたフィルター面が次々にノズルから噴出したスラリ
ー流にさらされ、クリーニングされる。ノズルから噴出
したスラリー流をフィルター面にあてる場合は、フィル
ターが回転していた方がフィルター全面をクリーニング
できるとともに、フィルターの寿命も長くなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例の装置を図面に基づいて説明す
る。第５図は本発明の一実施例の装置の外観を示す斜視
図である。この装置ではスラリーの還流流出口は濾過室
の上部に設けられている。

流入スラリーは濾過室の左側部から供給される。

ポンプおよびフィルターの回転数の調整は前面の操作パ
ネル１４で行なう。スラリーにかける圧力はスラリーの
種類によって適宜設定するが、すくなくとも１０ｋｇｆ
／ｃ／以上の圧力が一般的に必要である。

第６図は還流流出口を流れに沿った方向に配置した他の
実施例の装置の斜視図である。

第７図は濾過機構部の横断面図である。ハウジング１５
内に、円筒形のステンレス製（ＳＵＳ３０４）のフィル
ター１６が回転可能に配置されている。ノズル１７の射
出方向に衝突板２８が配置されている。衝突板は超硬合
金、アルミナのような硬い耐摩耗性の材料が用いられる
。

濾過室１８の上部に還流流出口２６、下部にはドレン口
２７が設けられている。ドレン口２７は濾過作動時は閉
じられている。スラリーはフィルター１６を通って濾過
され、流出口２５から外部へ出て行く。濾過されなかっ
たスラリーは還流流出口２６を通ってスラリータンクへ
戻される。

第８図および第９図は還流流出口の向きを流れに沿った
方向に配置した濾過装置の実施例である。

還流流出口の向きをこのような配置にすると、濾過室の
外側を流れるスラリーが還流流出口に流れ込み易くなる
。

第１０図は濾過機構部の縦断面図である。濾過室１８は
ハウジング、蓋部１９などで囲まれ、０リング２０〜２
３により密閉構造になっている。

ベアリング部２４で支えられているフィルタ一部は密閉
状態を保ったまま、回転させることができる機構となっ
ている。フィルター１６を通過した液は流出口２５を通
って出て行く。

以上、筒状フィルターを用いた実施例について述べたが
、本発明は筒状フィルターだけでなく、他の形状のフィ
ルターについても用いることができる。第１１図は円盤
状フィルターを用いた本発明の他の実施例の装置である
。円盤状フィルター４１は傾いて配置されたスラリー流
出口のノズル４２から濾過室４３内に噴出するスラリー
流により、前述の筒状フィルターの場合と同様にクリー
ニング作用を受ける。スラリー流は円盤表面に平行に流
れ、濾過は、筒状フィルターの場合と同様に平行流濾過
が行なわれる。ｉ１！遇された液は円盤内部の空間を通
って流出口４４から排出される。

この図ではスラリー還流流出口は明示されていないが、
筒状フィルターの場合と同様にスラリー流の流れにそう
向きに配置すれば効率が良い。

ハ１発明の効果 本発明の濾過装置はスラリーを平行流濾過方式により濾
過しながら循環させており、その循環過程でスラリー中
の凝集塊を分散させるので、最終的にａａ過されずに残
るスラッジを減少させることができる。また、濾過室内
にスラッジが集積されないので長期にわたり、安定した
連続運転が可能である。

ノズルから噴出されるスラリー流を衝突板にあてること
により、スラリー中の粒子に対し分散作用、およびフィ
ルターのクリーニング作用がおこなわれるので、広い範
囲のスラリーにたいして連続濾過運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の動作を説明するシステム図、第
２図、第３図は従来の超音波濾過装置の説明図、第４図
は本発明の濾過装置におけるスラリー流によるフィルタ
ーの目詰まりの解消の説明図、第５図は本発明の実施例
の装置の外観図、第６図は本発明の他の実施例の装置の
外観図、第７図〜第９図は実施例の装置の濾過機構部の
横断面図、第１０図は濾過機構部の縦断面図、第１１図
は本発明の他の実施例の装置の断面図である。 １．１６．４１・・・フィルター、２．３．１７・・・
ノズル、４・・・スラリータンク、５・・・ミキサー、
６・・・ポンプ、７．１８・・・濾過室、８．２６・・
・還流流出口、９，２５．４３・・・流出口、１０〜１
３・・・バルブ、１４・・・操作パネル、１５・・・ハ
ウジング、１９・・・蓋部、２０〜２３・・・０リング
、２４・・・ベアリング部、２８・・・衝突板。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第１Ｏ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スラリー流入口が設けられた室と濾過液流出口が
   設けられた室がフィルターで分離された濾過装置におい
   て、スラリータンクから送られたスラリーを前記スラリ
   ー流入口から高圧で前記流入口が設けられた室内に噴出
   させ、その流れを衝突板にあてる手段を備えたことを特
   徴とするスラリー噴射濾過装置。
2. （２）前記スラリー流入口が設けられた室から未濾過の
   スラリーを前記スラリータンクに還流させる手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
3. （３）前記スラリー流入口が設けられた室から未濾過の
   スラリーを還流させる手段として、該室の外側部分に流
   れに沿った方向に還流排出口を設けたことを特徴とする
   請求項２記載の濾過装置。