JPH08508441A - 懸濁液をフィルターに供給する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 連続作動フィルターにおいて、懸濁液は粒状濾過材からなるフィルター床の下部に供給され、次にフィルター床を介して上方へと流れる。フィルター能力を最適化するために、懸濁液はフィルター床の中心領域へと案内される。懸濁液はこの領域から少なくとも２つの特定的且つ相対的な量に配分され、これらはそれぞれフィルター床の延長線に対して相互に異なる高さで、個々にリング形状を呈してフィルター床から導かれ、これらリングの形状は異なる半径を有しており、半径方向における濾過材の延長線に適合されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 懸濁液をフィルターに供給する方法及び装置 本発明は、連続作動フィルターの粒状フィルター床を介して懸濁液の均一に分 布した流れを得ることができる方法及び装置に関するものである。これによって 本発明ではフィルター容量を最適にすることが可能となる。 ここで連続作動粒状フィルターとは、濾過材がフィルター床の底部から連続的 に取り除かれ、懸濁液がフィルター床を通って浄化される際に、取り除かれた濾 過材が洗浄され、フィルター床の上面に戻されるように構成された型のフィルタ ーを意味する。このようなフィルターの一例は、スウェーデン特許第７，６０２ ，９９９−０号に開示されている。通常は砂を用いる粒状の濾過材は、円錐また は角錐形の底部を有する円形または多角形の容器に内包されている。処理する懸 濁液または乳濁液はフィルター床底部の流入口を通して供給される。懸濁液また は乳濁液は、多数のパイプを通ってフィルター床に流入し、パイプのオリフィス は屋根または天井構造体の下方に位置している。大型ポンプまたはエアーリフト が好適であるとされる揚水装置のオリフィスは、円錐形底部の最下部に位置して いる。このようなポンプは移送手段として空気を用いている。ポンプのパイプま たは管はフィルター床を通って洗浄装置まで延びており、洗浄された砂は該洗浄 装置からフィルター床の上面にわたって供給される。従ってパイプに流入する懸 濁液は外側の濾過材の流れに対向して流動し、フィルター床を介して、洗浄後の より浄化された濾過材へと序々に流れ、流出口を通り、堰手段を経てフィルター の外 へ出る。フィルター床の下部には、頂点が上方を向いた状態で円錐部が位置して おり、濾過材の所望な流れが得られるようになっている。以下この円錐部をガイ ド円錐部と称する。 公知の技術には、フィルター領域全体に均一な流れが得られるような方法によ って懸濁液をフィルター床に供給する際の問題点に対する種々の解決策が提案さ れている。これらの先行技術から公知の装置は、半径方向に延びた腕部によって 懸濁液が円周に向かって外側に異なる方向に配分することができるようになって いる。他の流入口は外壁の周囲に、さらに中心へと向かって設けられる。これら は、フィルター全体を通して均一に分布された流れを確実に提供することができ るという仮定に基くものであるという点で共通している。このような仮定は具体 的な測定を行うことで事実を立証しない限りは、依然として仮説のままであるこ とになる。このような測定を行う場合に問題となるのは、上述した仮説が広く公 知になっているために、実態を掴む妨げとなり、比較的安易に事実が無視されて いるということである。 本発明は、フィルター床の半径方向及び軸方向の両方に配された複数の測定点 で計測された流動状態に関する大量の測定結果に基いたものである。これらの測 定結果は驚くべきものであった。そして２つの非常に重要な観測結果を得るに至 った。第１に、懸濁液の流れは流入口のすぐ下流でフィルターの外面に向かって 外方に湾曲する傾向が非常に強いことが判明した。これら流入装置は外面に隣接 し、且つ外面の僅かに内方に位置しており、外面に近接した全領域の３０％以内 において、フィルター全体の流れとほとんど等しい量 の流れを製したことになる。流体力学において、これはフィルター床の外面また は外被の周囲で濾過材の粒子の密度が低くなることに起因したものであると言え る。次に、フィルター床上面の平坦部は表面から１／１０程度に位置する領域で の流れに強い影響を与えていたことが判明した。フィルター床の上面は起伏部ま たは波頂を有する波形の形状を呈しており、液体の流れは上面部分の下方へと反 れ、波形の最も近接した谷部へと向って流れた。これらの観測から得られた重要 な結論は、フィルター床が最適に利用されていなかったこと、従ってフィルター の利用の最適化を図ることにより濾過効率を上げることができたということであ る。一つの特徴として、フィルター床を最適な条件下で使用した場合にフィルタ ー床のどの点であっても最大限の濾過効率を発揮することができ、これはすなわ ち、多量の懸濁液がフィルター床を均一に通過するということである。このよう な場合に、浄化する懸濁液の量を減少せずにフィルターを通る全流量を増加する ことができる。代りに濾過材の量を減少し、その結果フィルターの全長、構造体 の高さを低く構成することも可能である。 懸濁液流入口の条件を様々に変え、さらに懸濁液を清浄な溶液に変えて行った フィルター内での多数回の測定では、フィルターは最適な条件下で使用され、そ の結果本発明が完成するに至った。懸濁液の大部分の流れはフィルター床内に導 かれ、この部分でフィルターの領域は一時的に最小となるが、同時にこの部分は 濾過材の落下速度が最大となる領域でもある。このような領域の一つはガイド円 錐部の下縁部に見つけることができ、該縁部は通常、底円錐部にお ける始点の領域に位置している。ガイド円錐部の該縁部の周囲に懸濁液を流入す ることによって、外面の外部領域において懸濁液の流れを均一にすることが可能 であることが判明している。 しかしながら、全懸濁液をガイド円錐部の下縁部周囲に流入することは、フィ ルターの制限領域内での表面荷重が大きくなりすぎ、浮遊粒子が砂の粒子から分 離してしまうために不可能であることも判明した。またフィルターの全領域にわ たる流れ、あるいはフィルターの全領域を上昇する流れを均一にすることも不可 能であった。さらに、懸濁液の一部をフィルター床のできるだけ中央に導く必要 があることが判明した。この中央に配向された懸濁液は、後にフィルター床内に 流れ、ガイド円錐部の下縁部からの供給が十分でない領域を満たす。２つの流入 口領域から懸濁液を分割して供給することにより、フィルターの全領域にわたり 、フィルターの主要部を通して懸濁液の均一な流れを得ることができる。本発明 は、上述した背景を考慮した上で、以下の請求項で詳述する特徴を有している。 フィルター全体を最適に利用することができるように、本発明の好適な一実施 例においては、フィルター床の上面は完全に平坦となっている。 本発明を添付の図面を参照することで詳述し、図面には本発明に基く連続作動 フィルターの下部を略図にて示している。 図は、本発明に従って懸濁液をフィルター床に供給する状態を略図的に示した ものである。フィルター床（１）の下部は、好ましく は円形シェルまたは外被（２）及び底円錐部（３）によって内包されている。エ アーポンプの供給パイプ（４）はフィルター床の中央を通って延びており、濾過 材洗浄装置（図示せず）及び空気をポンプへと搬送するエアー供給パイプ（５） へと延びている。懸濁液供給パイプ（６）はポンプの周囲を同心的に延びており 、ガイド円錐部（７）の上部まで侵入している。ガイド円錐部（７）は開口底部 を有しており、懸濁液の一部が円錐部の下縁部（８）の周囲でフィルター床内に 、さらにガイド円錐部（７）と底円錐部（３）の間の制限領域（９）内に流入す るようになっている。多数の開口部（１０）はガイド円錐部の上部の周囲に円形 通路に沿って配されており、懸濁液がほぼ中央でフィルター床（１）内に流入す ることができるようになっている。図示した例で開口部（１０）は、そのすぐ外 側に位置する円錐型カラー（１１）によって濾過材から遮蔽されている。この例 で懸濁液は、カラー（１１）の下縁部周辺でフィルター床内に流入する。本発明 の他の実施例によると、各開口部は外方に位置するカバーまたは蓋によって濾過 材から遮蔽されている。これらの開口部を円錐部の異なる高さの円形通路周囲に 配することも可能である。懸濁液のバリヤー（１２）がガイド円錐部内の開口部 （１０）の下方に設けられている。これらのバリヤーは、垂直供給流路（６）を 介して懸濁液に与えられる強力な運動エネルギーを減少させると同時に、ガイド 円錐部の底部及び該円錐部上部の開口部のそれぞれに所望の割合で懸濁液の量を 供給することができるように設けられたものである。バリヤー（１２）はガイド 円錐部に取り付けられた水平プレート形状であって、複数の開口部が設けられて いるのが好ましい。この場合、これらの開口部はパイプ（６）からの侵入を防ぐ のではなく、懸濁液が侵入するするのを遅らせることができるよう適宜に配され る。 本発明の他の実施例では、懸濁液のより中央での供給がガイド円錐部に設けら れた開口部を介して行われる必要はなく、開口部をガイド円錐部上部のすぐ上方 に位置する懸濁液供給パイプ（６）に直接設けている。この実施例の場合、パイ プまたはガイド円錐部の上部のいづれかに懸濁液のバリヤーを設ける必要がある 。一方、カバープレートまたはカラーによってこれらの開口部を遮蔽する必要は なくなる。 ガイド円錐部の下縁部周辺及び上部カラーの縁部でフィルター床内への流れを 均一にするために、縁部を水平方向に配向し、この位置で確実に保持する必要が ある。懸濁液のフィルター床への流れを容易に均一化できるように、上述した下 縁部には種々の形状のノッチが適宜に設けられ、図示していないが三角形凹部、 セレーション等の形状が考えられる。 懸濁液の組成に関係なく、６５％以上８０％以下の懸濁液をガイド円錐部の下 縁部（８）の周囲でフィルター床内に供給し、残りの懸濁液をガイド円錐部の上 部に設けられた開口部（１０）を介してほぼ中央に配向するのが好適であること が判明した。さらにガイド縁部の下縁部は、濾過材内においてフィルターの垂直 面またはフィルターの仮想延長線から少なくとも濾過材半径の１／３に相当する 距離の間隔を設けることが好適であり、カラー等の下方で内縁部は、濾過材の内 面から濾過材半径の１／３以下の距離、すなわち図示し た実施例では供給パイプに対する距離を有しているのが好ましい。 上面を平坦にするための装置は、多くの異なる形状を呈していても良い。この ような装置は、高価な回転スクレーパであっても良い。しかしながら、許容範囲 内で僅かに波形を呈しているとしても濾過材の上面を実質的に平坦にする装置は 、複雑な構成にならないように考慮する必要がある。従って洗浄装置の下方に位 置し、円周方向に向かって外側に放射状に広がっている多数のノズルを有する星 形形状を呈した分配円錐部に工夫をこらすことが考えられる。 フィルターを最適に利用することで、あらゆる場合を考慮しても経済的利益が 得られることは明らかである。各フィルターには多量の懸濁液が通過するために 、すでに計画段階で行われたようにフィルター構造体の高さを低くして、高さの 低い建物あるいは既存の建物内に収容することができるようにするか、または規 模の大きい工場の場合、フィルター数を減少することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，Ｂ Ｒ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ハグロ、マニュス スウェーデン、エス―132 42 サルトフ ェー・ブー、シーヴリングスヴェーゲン 20 (72)発明者 オスカーソン、ヨナス スウェーデン、エス―149 50 ニュネス ハムン、エステヴェーゲン ４シー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フィルター床に懸濁液を供給する方法であって、濾過材の所望な流れが確実 に得られるようにフィルター床の下部は、中央に位置し下方に開口したガイド円 錐部を包囲しており、懸濁液はガイド円錐部の内部で上部領域から下方へ供給さ れる方法において、懸濁液は前記ガイド円錐部の内部からその下縁部に沿って導 かれ、この場合、前記下縁部上方の複数の異なるレベルの少なくとも１つのレベ ルにおいて懸濁液を導くことにより、各レベルで異なる所望の流量をもって供給 することにより、懸濁液をフィルター領域にわたって均一に分布できるようにし たことを特徴とする連続作動フィルターにおける粒状濾過材のフィルター床に懸 濁液を供給する方法。 ２．前記レベルの最高レベルにおける懸濁液の流量は、少なくとも全流量の２０ ％であり、最下レベルにおける懸濁液の流量は、全流量の少なくとも６５％を占 めることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．請求項１に記載の方法によりフィルター床に懸濁液を供給する装置であって 、濾過材の所望な流れが確実に得られるように、フィルター床の底部内に開口し た供給パイプを含み、該フィルター床には下方に開口したガイド円錐部が頂点を 上方に向けた状態で中央に位置しており、さらに供給パイプ（６）のオリフィス はガイド円錐部（７）の上部領域内に位置しているような構成の装置において、 フィルター床（１）への流出口は、前記ガイド円錐部の外被面に特定の高さで位 置する多数の開口部（１０）及び／または前記ガイド 円錐部の上方で供給パイプに設けられた開口部と、さらに前記ガイド円錐部の下 縁部（８）に沿って通路とからなることを特徴とする、連続作動フィルターにお ける粒状濾過材のフィルター床内に懸濁液を供給する装置。 ４．前記円錐部（７）の外側に設けられた開口部（１０）は円周方向に延びてい るカラー（１１）によって遮蔽され、カラー（１１）は前記開口部から僅かに間 隔を設けてあり、開口部（１０）の上方で前記円錐部（７）の外面を密閉してい ることを特徴とする請求項３記載の装置。 ５．前記開口部（１０）は、前記円錐部の外被周辺で円形通路に沿って配される ことを特徴とする請求項３記載の装置。 ６．前記供給パイプ（６）におけるオリフィスの中心軸は、前記円錐部（７）の 軸と同心的に配されたことを特徴とする請求項３記載の装置。 ７．懸濁液のバリヤー（１２）が前記開口部の直下に位置しており、懸濁液を所 望の割合で異なる流出口のレベルへと供給するようになっていることを特徴とす る請求項３記載の装置。 ８．前記開口部（１０）は、前記円錐部の異なる高さで種々の円形通路に沿って 配されていることを特徴とする請求項５記載の装置。 ９．前記ガイド円錐部（７）の下縁部（８）は、フィルター床の外部シリンダー 面（２）または該シリンダー面の仮想延長線からシリンダー半径の少なくとも１ ／３に相当する距離の間隔が設けられていることを特徴とする請求項２記載の装 置。 １０．前記開口部（１０）は、フィルター床の内部シリンダー面か らフィルター床における半径方向延長線の１／３以下の距離の間隔が設けられて いることを特徴とする請求項３記載の装置。