JPS6340122B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に多量の流体を浄化でき且つ操作者
の手を殆どわずらわさずに迅速にバツクウオツシ
ユ（逆洗）できるストレーナまたはフイルタに関
する。

例えば金属圧延や金属缶製造時に使用される油
を浄化するような多量の液の浄化を目的とする濾
過作業には紙フイルタ素子を組込んだ大型プレー
トフイルタを使用することが多いが、フイルタ・
ユニツトは比較的高価であり、再使用不能の濾過
紙が使用され、濾過紙の交換にも多大の時間を要
する。

コストを軽減し、濾過紙交換に要する時間を節
減する１つの方法は付着している汚染物を除去す
るためにバツクウオツシユできるフイルタを使用
することである。バツクウオツシユに関連して起
こる問題として、バツクウオツシユにポンプを使
用するとバツクウオツシユのためにポンプが発生
させねばならないヘツド（揚程）が濾過作業に必
要なヘツドよりも何倍も大きくなるおそれがあ
る。フイルタ装置内の液の一部をフイルタ素子を
通して逆流させるように圧搾空気を利用すること
で付着汚染物を分離させることができると判明し
た。この方法により、バツクウオツシユ専用の大
型ポンプを組込む必要がなくなる。ブースの米国
特許第2423172号は圧搾空気によるバツクウオツ
シユを開示している。しかしブース特許はバツク
ウオツシユ水をフイルタを通して逆流させるのに
圧搾空気を使用することを開示しているに過ぎな
い。使用空気量、またはポンプ圧変化やフイルタ
素子間圧力降下変化に起因する空気量変化につい
て全く考慮していない。フイルタをバツクウオツ
シユされる時のポンプ圧及びフイルタ間圧力降下
によつては、フイルタを通して逆流させられるバ
ツクウオツシユ水の量は実質的に制御不能であ
る。バツクウオツシユ水がフイルタから噴き出す
のを防止するためには複式弁システムの動作タイ
ミングを正確に制御しなければならなかつた。２
つの弁の動作シーケンスを正しく制御できなけれ
ば極めて好ましくない結果としてフイルタから液
体が放出され、充分な防護対策を講じない限り、
操作者及び周囲環境を傷つけるおそれがある。

ほかに注目すべき特許として米国特許第
3056499号及び第3280978号がある。

本発明はフイルタ素子（スクリーン手段）を介
在させた第１チエンバ（以下、導入チエンバ又は
下方チエンバという）及び第２チエンバ（以下、
排出チエンバ又は上方チエンバという）を有し、
上流側、例えば導入チエンバに於いて外気中へ急
激に圧搾空気を解放することによりバツクウオツ
シユされ、これにより下流側の圧搾空気が制御量
の液体をフイルタ素子を通して逆流させ、フイル
タの上流面に付着している汚染物濾塊を分離でき
るようにした改良型液体ストレーナまたはフイル
タを提供するものである。

通常の濾過工程に於いては汚染液体をポンプ操
作して導入チエンバへ、さらにフイルタ素子を通
して排出チエンバへ導入し、さらに排出管を介し
てストレーナから放出する。導入及び排出チエン
バはストレーナの作動中圧搾空気を保持するため
のコンパートメント（ガス保持区画）
（compartment）を具備する。フイルタ素子に汚
染物が詰まると、適当に配置された入口弁及び出
口弁を閉じることによつて正常な液体流を止め
る。次いで（導入チエンバ内の）上流空気コンパ
ートメントと連通する高速排出弁（逃がし弁）を
開放して導入チエンバ内の圧搾空気を迅速に排出
する。その結果、排出チエンバ内の圧搾空気がフ
イルタ素子を通して液体を強力に逆流させること
によりフイルタ素子の上流面に付着している汚染
物を分離する。導入チエンバ及び排出チエンバの
空気コンパートメントと、この両者の間にあつて
バツクウオツシユ時にフイルタ素子を通過させら
れる水量は高速排出弁まで液体がほとんど到達で
きないように設定する。このように設定すれば排
出弁から液体が放出されることはないから、従来
必要とされた複式弁システム及びこのシステムに
対する正確なシーケンス制御が必要でなくなる。

通常の濾過作業中は導入チエンバの空気コンパ
ートメントへ絶えず給気し、この空気コンパート
メントからさらに排出チエンバの空気コンパート
メントへ給気させることにより常時バツクウオツ
シユに必要充分な空気が確保されるようにしてポ
ンプ圧に関係なく両空気コンパートメントを常時
空気充填状態に維持する。

従つて一般的には、本発明は出口を含む上方チ
エンバと入口を含む下方チエンバとに分離する隔
壁を具備する容器から成り、流入する汚染液体か
ら粒子状汚染物を除去するバツクウオツシユ可能
なフイルタを提供する。両チエンバ間に流体通路
を限定すると共に入口及び前記流体通路間にスク
リーンを介在させることにより、流入液体が上方
チエンバへ、次いで出口へ進入するまでにスクリ
ーンによつて濾過される。第１圧搾ガス保持コン
パートメントが下方チエンバによつて限定され、
スクリーンの上流側に与圧ガスを保持する。第２
ガス保持コンパートメントが上方チエンバ内に限
定され、以下に述べるようにしてフイルタをバツ
クウオツシユするのに利用される第２の与圧ガス
を保持する。

ポートを介して逃がし弁が第１圧搾ガス・コン
パートメントと連通し、随時ガスを前記コンパー
トメントから逃がす。フイルタの入口及び出口を
閉じた後、逃がし弁を開放すると、第１コンパー
トメントから多くの場合容器を囲む外気中へガス
が急速に逃げて第１コンパートメント内の圧力を
外気圧まで降下させる。その結果、上方チエンバ
の第２コンパートメント内の圧搾ガスが第２コン
パートメント及び第１コンパートメント間の水柱
を急激に逆流させる、即ち、上流にむかつて流体
通路を通つて下方チエンバへ、さらに第１圧搾空
気コンパートメントへ流動させる。この急激な逆
流がスクリーンに付着している濾塊を分離させ、
分離汚染物を周囲の液体中に浮遊させ、次いで放
出する。

液体が逃がし弁から放出されるのを防止するた
め、第１コンパートメント内の液レベルが常時放
出口よりも低くなるように第１及び第２コンパー
トメントと、両コンパートメント間の水柱の大き
さ及び位置を設定する。換言すれば通常の濾過作
業中に於ける下方チエンバ内液体レベル及び放出
口レベル間の容積はバツクウオツシユ中に逆流さ
せ得る液体の最同容積より大きい。このことは例
えば第２圧搾空気コンパートメント内の圧搾空気
総量を制御するなど種々の方法で達成できるが、
フイルタ主要構成成分の大きさ及び位置を正しく
設定することでもつと容易に且つ正確に制御でき
る。

この点について本発明では隔壁を貫通し、隔壁
と間隔を保つ下端で終るほぼ直立の流管によつて
上下チエンバ間の流体通路を限定し、容器の頂部
から上方チエンバ内へほぼ直立の排出管を垂下さ
せ、その自由端を隔壁上方に位置させることによ
り、通常の濾過作業中に液体がフイルタを通過す
ると、この液体が流管の下端及び排出管の下端と
それぞれ一致する液体レベルを形成するようにす
る。従つて下方チエンバの第１コンパートメント
及び上方チエンバの第２コンパートメント内にガ
スがトラツプされる。この場合、流管下端及び排
出管下端間の流体量は液体レベルを放出口まで上
昇させるため（逃がし弁開放時に）第１コンパー
トメントに加えるべき液体量よりも小さくなるよ
うに設定する。このように設定すれば、上方チエ
ンバの第２圧搾空気コンパートメント内の圧搾空
気量に関係なく放出口及び逃がし弁から意図に反
して液体が放出するのを防止することができる。
液体柱全部が下方チエンバの第１圧搾空気コンパ
ートメントへ押入されているから、追加の圧搾空
気は簡単に下方コンパートメントを通過し、逃が
し弁から放出される。即ち本発明は圧搾空気でフ
イルタをバツクウオツシユする際に従来起こり易
かつた不都合な液体放出を積極的に防止する。し
かも、複雑な、比較的高価な且つ正確な操作が困
難な例えば上述のブース特許に開示されているよ
うな複式弁放出システムを必要としない。

また、本発明では容器内液圧に関係なく圧搾空
気コンパートメント全体を圧搾空気充満状態に維
持し、例えば液圧が増大しても圧搾空気の容積が
減少しないようにする。この点に関連して本発明
は連続的に、また例えば手動により随時に第１空
気コンパートメントへ比較的低速で圧搾空気を供
給する手段を設ける。これにより第１コンパート
メント全体が圧搾空気に満たされ、下方チエンバ
内の液体レベルが流管下端のレベルと一致する状
態に維持される。コンパートメントに供給された
過剰空気量は流管に進入し、その壁に沿つて垂直
に上昇し、上方チエンバ内の液体中を通つてその
まま上方の圧搾空気コンパートメントへこれが充
満状態になるまで流入して上方チエンバ内の液体
量を正しく維持すると共に、いかなる操作条件下
でもバツクウオツシユに充分な空気量を提供す
る。

流管を上昇する空気を確実に上方の圧搾空気コ
ンパートメントへ流入させるため、排出管を好ま
しくは同心関係に流管の上方に配置し、しかも流
管の内径よりも小さい直径を具えるように形成す
る。その結果、流管から上昇する気泡は全部では
ないにしても排出管へは流入せずに上方の圧搾空
気コンパートメントへ流入する。上方コンパート
メントからの過剰空気が排出管へ流入してフイル
タから放出される。コンパートメント内の空気の
レベルがコンパートメント内の対応する液体レベ
ルを決定するから、空気レベルを所定の位置に維
持することで液体レベルもこれに対応の所定位置
に維持される。従つて、上方コンパートメント内
の空気量不足またはバツクウオツシユ時に下方コ
ンパートメントが溢れ、その結果逃がし弁から液
体が放出されることに起因するバツクウオツシユ
不足が防止される。

このように両コンパートメントを常時圧搾空気
で完全に満たされた状態に維持できるから、バツ
クウオツシユ前に空気量を調整する必要がない。
即ち、バツクウオツシユが必要になつたら下方チ
エンバへの入口及び上方チエンバからの出口にそ
れぞれ設けた弁を閉じ、両方の圧搾空気コンパー
トメント内の圧力を同時に調整して最適のバツク
奔流（flush）速度を得ることができるから、バ
ツクウオツシユ前に空気量を変化させる段階で濾
塊が尚早に分離することはない。もしこのような
調整を独自に実施して順流または逆流のガス及
び／または液体流量を適正に平衡させねばならな
いとすれば濾塊が損傷し、これが逆流パターンに
悪影響を及ぼし、ひいてはバツクウオツシユ効果
を低下させる結果となる。

本発明のフイルタのバツクウオツシユ性能はス
クリーンを直立流管から直接垂下する、即ち、直
立流管の連続部分を形成する比較的効率のよい、
しかも安価な円筒スクリーンとして構成すること
により一段と高められる。液体を透過させない円
錐状部材がスクリーンの自由下端を限定し、その
テーパ側は流管自由端付近に収斂する。バツクウ
オツシユ中に流管を通つて円筒スクリーン内へ逆
流する液体に濾塊の分離を促進する半径方向成分
が与えられる。また、不透過円錐部材によりスク
リーンの内部断面積が漸次縮小するから、流管自
由端に近い部分も比較的遠い部分も含めてスクリ
ーンのすべての部分にほぼ一様の流量が得られ
る。これはバツクウオツシユ時に於ける濾塊除去
の効率及び一様性を高める結果にもつながる。

本発明の他の構成要件は流入する液体に渦流運
動が与えられるように下方チエンバへの入口を構
成することにある。このため、入口を（好ましく
は直立円筒形の）容器に対してほぼ接線方向に且
つ水平に配置する。渦流運動を与えられるから、
大きく重い汚染物は遠心作用で中心のスクリーン
から容器壁にむかつて移動し、容器壁に沿つて下
方チエンバの底にむかつて沈降する。この汚染物
は例えば底部排水弁から排出することで間歇的に
放出される。

小さい汚染物、例えばミクロン・サイズの汚染
物の除去には例えば珪藻土のような濾過助剤の使
用が好ましい場合が多い。この濾過助剤を、フイ
ルタ・スクリーンを通つて循環する、即ち、閉ル
ープ内を下方チエンバから上方チエンバへ循環す
る清浄な液体内へ導入すると同時にフイルタ・ス
クリーンの上流点に於いて循環液体内へ計量され
た濾過助剤を添加する。液体の循環に伴なつてス
クリーンの上流面に多孔性の濾塊が堆積し、これ
が汚染液体からの微粒子濾過を助ける。

導入ノズルに接線方向に配置することにより、
濾過助剤を使用する場合濾過プロセスを著しく容
易にする。従来の知識及び経験では、特に濾過助
剤を使用する場合、汚染液体を導入チエンバへ導
入する際に接線方向速度成分は避けるべきである
というのが定説化されて来た。ところが予期に反
して濾過助剤の凝結に起因するスクリーン面での
不均一な濾過助剤塊分布及びこれによる濾過効率
の低下は見られず、逆に接線方向導入ノズルを使
用すれば従来の半径方向または軸線方向のバツフ
ル・ノズルを使用する場合よりもすぐれた濾過助
剤塊分布が得られた。従つて、接線方向導入ノズ
ルは渦流導入方式による大型粒の沈降促進と、濾
過助剤を併用してもしなくてもフイルタ・ユニツ
トを使用できる能力とを両立させる。

以下添付図面を参照しながら本発明を詳述す
る。図面に於いて、本発明のフイルタ２は下方の
導入チエンバ４及び上方の排出チエンバ６を限定
する好ましくは円筒状の直立筐体（容器）３から
成る。隔壁２６が両チエンバ４，６を分離し、両
チエンバを連通させるためフイルタ筐体と同心関
係に構成した垂直な円筒形流管３０を含む。流管
とほぼ同じ直径の管状フイルタ素子またはスクリ
ーン８が流管の下端９から垂下し、下方チエンバ
内に配置されている。蓋２８が上方チエンバの上
端を閉じ、前記蓋から垂下し、流管と整列関係に
ある垂直な排出管１２を含む。

作動時に汚染液体が導入ノズル１０から下方チ
エンバへ流入し、スクリーン８を通過してから浄
化液体として上昇しながら流管３０及び上方チエ
ンバを通り、排出管１２からフイルタ外へ放出さ
れる。液体がスクリーンを通過するのに伴なつて
汚染物が阻止され、スクリーンの上流側１１に濾
塊として付着する。濾過の進行と共に前記濾塊が
次第に厚くなり、スクリーン８の上流及び下流面
間の圧力降下を大きくし、これを通過する流量を
低下させる。一定大きさのスクリーン間圧力降下
を感知することにより濾塊が所与の厚さに達した
ことが検知されたら、有効な濾過を継続できるよ
うにフイルタをバツクウオツシユして濾塊を除去
する。

本発明では圧搾ガス、多くの場合圧搾空気によ
つてバツクウオツシユ液をスクリーンを通つて逆
流方向、即ち、上流にむかつて急激に流動させる
ことで最少量のバツクウオツシユ液により迅速に
フイルタをバツクウオツシユする。その結果濾塊
が分離し、下方チエンバ４内の汚染液体中に分散
する。分離した濾塊及び汚染物は後述のように排
出することができる。このようなバツクウオツシ
ユを可能にするため、流管３０を隔壁２６から垂
下させ、その下端９が隔壁から間隔を保つように
する。同様に蓋２８から排出管１２を垂下させ、
その自由下端１３が蓋２８からも隔壁からも間隔
を保つようにする。このように構成すれば、下方
チエンバの上部、即ち、前記下端９の上方に位置
する部分が下方圧搾空気コンパートメント３６を
限定する。同様に、上方チエンバの上部が排出管
１２の自由端の上方に広がる空間中に上方圧搾空
気コンパートメント４３を限定する。

正常作動時にこれらのコンパートメントはそれ
ぞれのチエンバ内の液圧に相当する圧力の空気で
満たされる。どちらのコンパートメントも詳しく
は後述するようにして圧搾空気充満状態に維持さ
れるから、下方及び上方チエンバ内の液体レベル
１５，１７は流管３０及び排出管１２のそれぞれ
の下端９及び１３と一致する。さらに、下方コン
パートメントに空気排出口１９を設け、好ましく
は高速逃がし弁１４を介してフイルタ外部と連通
する空気コンパートメント上端部に配置する。

バツクウオツシユが必要な場合、入口または出
口を流体が通過できないように入口弁１６及び出
口弁１８を閉じることによつてフイルタを通過す
る正常な濾過流動を停止させる。下方コンパート
メント３６内の圧搾空気が逃げるように逃がし弁
１４を開放することにより、下方コンパートメン
ト内の圧力をほぼ瞬間的に外気圧まで降下させ
る。上方空気コンパートメント４３内の過剰圧が
液体柱、即ち、上下レベル１７，１５間の液体を
急激に逆流させてスクリーン８を急激な液流が通
過し、スクリーン上流面に堆積している濾塊を分
離させるようにする。その結果、濾塊が種々の大
きさの粒子に細分され、下方チエンバ４のスクリ
ーン上流側１１に位置する汚染液体中に分散す
る。分離した濾塊は下方チエンバの円錐形下端２
２の底に配置されたドレン弁２４を開放すること
によつて下方チエンバから除去することができ
る。次いで逃がし弁１４及びドレン弁２４を閉じ
ると共に入口及び出口弁１６，１８を開放すれ
ば、正常な濾過作業を再開することができる。

逃がし弁から外部へ液体がこぼれたり、液体が
排出口１９に達する前に下方空気コンパートメン
トから空気が逃げるのを阻止するのに複雑な制御
手段を必要としたり、逃がし弁から逃げるおそれ
のある液体を捕捉する高価なシステムを必要とす
ることなしに、以上に要約したようなバツクウオ
ツシユを可能にするため、下方圧搾空気コンパー
トメント３６に流入できる液体量を制限する。好
ましくはバツクウオツシユ時に液体を充填できる
液体レベル１５と排出口１９のレベルとの間コン
パートメント容積が上方コンパートメント４３内
の空気によつて周回方向に流動させることのでき
る両液体レベル間の液体柱容積よりも大きくなる
ように下方コンパートメント３６の大きさを設定
することにより上記制限を達成する。換言すれ
ば、隔壁２６に排出口１９を設けた図示実施例で
は下方コンパートメント３６の容積が水柱の容積
よりも大きい。

このように構成すれば上方コンパートメント内
の圧搾空気によつて逆流させられるバツクウオツ
シユ液体は下方チエンバ内の液体レベルを排出口
１９の高さ以上に上昇させることができない。そ
の結果、排出口は常に下方コンパートメントの空
気充填部分と連通関係にあるから、逃がし弁から
の液漏れはほとんど不可能である。

この構成には２つの利点がある。第１に、バツ
クウオツシユ時に液体が放出されることはあり得
ないから、逃がし弁を直接外気に対して開口させ
ることができる。第２に、上方空気コンパートメ
ント４３を必要に応じて下方コンパートメントよ
りもやや大きく形成することができる。特に、比
較的高速でバツクウオツシユ液体をスクリーンに
通すことで理想的なバツクウオツシユが達成され
る場合、上方コンパートメントは比較的大きくて
もよく、例えば下方コンパートメント及び／また
は液体柱容積よりもはるかに大きくてもよいか
ら、液体柱がほぼ残らずスクリーンを通過するま
で比較的高い空気圧が液体柱に作用する。上方コ
ンパートメントからの過剰膨脹空気は下方コンパ
ートメントに流入した汚染液体を上昇させ、弁１
４を通つて外気中へ安全に逃げるだけである。

下方コンパートメント３６へ流入できるバツク
ウオツシユ流体量を制御する手段として、例えば
上方チエンバ内の圧搾空気の容積及び圧力を制限
する手段を利用してもよいことはいうまでもな
い。但しこの方法は外気中への夜漏防止策として
は困難且つ不確実な方法である。

バツクウオツシユをさらに容易にすると共にス
クリーン８の上流面に堆積した濾塊全体をむらな
く除去できるようにするため、円筒スクリーン８
内に液体を透過させない円錐形部材３１を配置す
る。円錐形部材３１はスクリーンの液体不透過下
端３２及びその頂点が流管の下端９付近に位置す
る円錐面３３を限定する。円錐形部材３１の設置
には２つの利点がある。第１に、この円錐形部材
は逆流するバツクウオツシユ液体に濾塊の分離を
容易にする半径方向成分を与える。第２に、バツ
クウオツシユ液体が貫流可能なスクリーン内部断
面積を漸進的に縮小することにより、流管３０の
下端９からの距離に関係なくスクリーン全表面積
に亘つて比較的均等な液体流量を確立する。従つ
てスクリーンから濾塊を完全に且つ均等に除去す
ることができ、液体が除去し難い濾塊部分を迂回
するおそれを完全に防止できないまでも著しく軽
減できる。

バツクウオツシユ液体が逃がし弁１４を通つて
下方コンパートメントから放出されないようにす
るためには、濾過作業中下方コンパートメントを
圧搾空気が完全に充満した状態に維持しなければ
ならない。濾過が開始され、汚染液体が導入ノズ
ル１０から下方チエンバ４へ流入すると、液体レ
ベルが流管３０の下端９よりも高く上昇するのに
伴なつて外気圧の空気が下方コンパートメント内
にトラツプされる。しかし、下方チエンバ内の液
体が与圧されるとトラツプされている空気が圧搾
され、その容積が縮小する。その結果、液体レベ
ル１５が流管の下端よりも高く上昇するから、コ
ンパートメントを常時空気が充満した状態に維持
しない限り、バツクウオツシユと同時に液体がコ
ンパートメントから逃げるおそれがある。

このため、圧搾空気供給源７７からの空気を第
１空気弁５２を介して隔壁２６の空気導管５４か
ら下部空気コンパートメント３６へ導入する。例
えば、液体柱の容積が下方空気コンパートメント
３６の容積よりもはるかに小さいなら、逃がし弁
１４からの液体放出を防止するのに必ずしも必要
ではないが、上方空気コンパートメント４３をも
完全に空気が充満した状態に維持することが望ま
しいから、第２空気弁５４及び蓋２８の空気導管
５８を介して上方空気コンパートメントにも圧搾
空気を導入する。

コンパートメントに最初圧搾空気が充満してい
ても、濾塊形成に伴なうスクリーン間圧力降下の
変動、ポンプ圧の変化などが濾過作業中に液体レ
ベル１５，１７を変化させる可能性がある。空気
コンパートメントが空気充満状態に維持されるよ
うにするため、圧搾空気が弁５２を迂回し、ニー
ドル弁６２を通つて10秒間に１気泡程度の低速で
下方空気コンパートメント３６へ流入するように
構成する。このような低速空気供給は適正作動及
びフイルタの圧力平衡に影響せず、下方コンパー
トメントを常時完全に空気が充満した状態に維持
するように作用する。

（バツクウオツシユ時に逃がし弁からの液漏れ
を防止するため）下方コンパートメントに空気を
満たすと、それ以上に供給される空気はスクリー
ン８の頂部から流管３０内へ逃げ、その内壁に沿
つて上方チエンバ４内へ上昇する。上昇気泡が上
方空気コンパートメント４３へ流入して排出管へ
流入しないように排出管１２に流管の直径よりも
はるかに小さい直径を与えることにより、下方コ
ンパートメントから逃げる過剰空気を上方コンパ
ートメントに充填する。上方コンパートメントに
空気が満たされると、以後この上方コンパートメ
ントからの過剰空気が排出管１２を通つて上昇し
てフイルタから放出される。

別の実施態様として、空気弁５６を迂回するた
めに（図示しない）ニードル弁を設けて、供給源
７７からの空気が蓋の空気導管５８から上方コン
パートメントへ直接供給されるように構成するこ
ともできる。

導入ノズル１０から下方チエンバ４へ流入する
液体から比較的大きい汚染物及び／または比較的
重い汚染物を除去し易くするため、ノズルを下方
チエンバ壁に対して好ましくは接線方向に且つ水
平方向に配置する。その結果、流入液体に渦流運
動が与えられ、遠心力の作用下に前記比較的大き
い汚染物及び／または比較的重い汚染物がスクリ
ーン８から半径方向に外方へ飛ばされる。これら
の汚染物粒子はフイルタの円錐形下端２２にむか
つて沈降し、堆積する。これらは特別の作業とし
て、またはバツクウオツシユ後下方チエンバから
分離濾塊粒子を除去する際にバツクウオツシユ作
業の一部として周期的に放出すればよい。このよ
うにすれば、比較的大きい汚染物粒子が濾塊の一
部とならず、従つて濾塊蓄積速度を低下させるだ
けでなく、過度に大きい汚染物によつて濾塊が妨
害されるおそれも解消する。

以下に本発明のフイルタ２の動作態様を説明す
る。要約すれば、例えば金属缶製造工程からの汚
染液体が取液管４５から滞留タンク４４に流入す
る。タンク底付近からポンプ２０が液体を汲み上
げ、従来構成の且つ例えばカリフオルニア州サン
タ・アナのグリスウオルド・コントロールズ社か
ら市販されているような市販の流量制御装置で構
成することも可能な流量制御装置４６を介して導
入ノズル１０へ供給する。制御装置の作用下に導
入ノズルへの汚染液体流量はポンプ圧変動及びス
クリーン８面の濾塊蓄積に伴なうポンプの圧力水
頭変化に関係なく一定に維持される。ポンプ２０
より下流に設けた圧力安全弁４８は汚染液体の一
部をタンク４４へ再循環させることによつて入口
弁１６が閉じられた場合にポンプの過熱を防止す
る。ポンプ圧損失を感知するため低圧センサ５０
を設けるのが好ましく、このような圧力損が発生
すると入口及び出口弁１６，１８を自動的に閉成
するように利用する。

接線方向ノズル１０からフイルタ２の下方チエ
ンバ４へ流入する汚染液体は、該下方チエンバ内
で渦巻くことにより、比較的大きい汚染物及び／
または比較的重い汚染物を沈澱させ、スクリーン
８を通して半径方向に内方へ流動し、スクリーン
とこれに付着している濾塊との共働作用で汚染物
を除去するから、浄化液体は流管３０を通つて上
方チエンバ６内へ上昇し、さらに排出管１２及び
出口弁１８を通つて製造工程へ再循環して再使用
され、最後に汚染液体としてタンクへ戻される。
上述したように上下空気コンパートメント３６，
４３は圧搾空気充満状態に維持される。スクリー
ン８の上流側１１に絶えず蓄積する濾塊が一定の
厚さに達すると、バツクウオツシユ・サイクルを
開始させる。この開始時点は下方及び上方チエン
バ４，６間の差圧を感知する（図示しない）圧力
スイツチで決定されるようにするのが好ましい。

バツクウオツシユ・サイクルの起動、シーケン
ス制御及び停止は下記段階をシーケンス制御する
（図示しない）モータ作業カム機構のような（特
に図示しない）機械的、電気機械的または電子的
制御装置で行うのが好ましい。

先ず差圧スイツチがカム・モータに対する１サ
イクルに亘る給電を行わせ、これによつてカム・
モータは入口及び出口弁１６，１８を閉じる。逃
がし弁１４は短時間開放され、この時間に亘つて
下方コンパートメント３６内の圧搾空気が大気中
へ排出されて下方コンパートメント内の圧力を大
気圧まで降下させる。ここで上方コンパートメン
ト４３内の圧搾空気がレベル１５，１７間の水柱
をスクリーン８を通して急激に下方コンパートメ
ント３６へ押入する。スクリーンを高速度で通過
する液体柱がスクリーンの上流側１１の濾塊を分
離させる。液体柱容積は下方空気コンパートメン
ト３６の容積よりも小さいから、上昇する液体レ
ベルは排出口１９には到達せず、逃がし弁１４か
ら液体が放出されることはない。

ここで逃がし弁を閉じ、ドレン弁２４が開放し
て、下方チエンバ４内の汚染液体をこれに分散し
ている分離濾塊と共に容器８２内へ放出する。下
方チエンバからの排液を容易にするためには、モ
ータ作動カムが空気弁５２，５６のいずれか一方
または双方を開放してフイルタ内に圧力水頭を発
生させるようにすればよい。容器８２内に放出さ
れたバツクウオツシユを別に濾過することにより
液体を回収することができる。次いでドレン弁２
４及び空気弁５２，５６が逐次閉鎖され、入口及
び出口弁１６，１８が開放され、カム・モータが
給電を断たれ、濾過作業が再開されてバツクウオ
ツシユ・サイクルが完結する。

粒子サイズの極めて小さい、多くはミクロン程
度にも及ぶ汚染物を液中から除去しなければなら
ないのが普通である。このような汚染物は従来の
スクリーン・フイルタでは除去できない場合があ
り、スクリーン８を上記珪藻土のような濾過助剤
で被覆することが必要になる。この場合、バツク
ウオツシユが終つてから本来の濾過作業を再開す
るまでにスクリーンを濾過助剤で被覆しなければ
ならない。

スクリーンを濾過助剤で被覆するため、濾過助
剤供給装置６４が計量された濾過助剤をミキサ
ー／インジエクタ６６に供給する。ミキサー／イ
ンジエクタは入口弁１６の下流、入口ノズル１０
の上流で汚染液体ラインと連通する供給ライン６
５を介して汚染液体の供給を受ける。ミキサー内
で濾過助剤と汚染液体とが結合され、逆止弁６８
を介してポンプ２０の上流側へ戻される。弁７０
が供給ライン６５を通つてミキサーに流入する汚
染液体の流量を制御する。

多くの場合、フイルタ２に供給される汚染液体
に対して２段階に分けて濾過助剤が添加される。
第１段階ではバツクウオツシユ・サイクルに続い
て予備被覆サイクルに比較的多量の濾過助剤が流
入液体へ導入されてたちまちスクリーン８の上流
側１１に初期濾過助剤塊を形成する。予備被覆の
間、出口弁１８は閉じたままであり、液体は弁７
４及び戻りライン７２を介してタンク４４の再循
環部７６へ再循環させられて、浄化液体を使用す
べきプロセスに濾過助剤及び汚染液体が流入する
のを防止する。

第２段階では、出口弁１８が開放されると共に
戻り弁７４が閉鎖された後のいわゆるボデイーフ
イード・サイクルに於いて著しい低速で濾過助剤
が供給される。この時点で極めて低速でミキサー
６６を循環する汚染液体に濾過助剤が周期的に添
加される。このようにすれば、濾過助剤が汚染物
と混合し合つて濾塊としてスクリーン８上に堆積
し、汚染物が従来なら濾塊の、従つてフイルタ全
体の尚早な詰まりを惹起しかねない極めて小さい
サイズの汚染物であつても濾塊を多孔状態に維持
する。即ち、ボデイーフイード・サイクルはバツ
クウオツシユから次のバツクウオツシユまでのフ
イルタ使用時間を著しく長くする。

濾塊助剤を使用する場合も実際の濾過作業は濾
過助剤を併用しない場合の上記フイルタ動作とほ
とんど同様である。スクリーン８間に一定の圧力
降下が感知されたら、上記の態様に且つ濾過助剤
なしにフイルタを操作する際に使用されるのと同
じ制御装置でバツクウオツシユ・サイクルが起動
する。但し、バツクウオツシユ・サイクルが完了
してから本来の濾過作業が再開されるまでの間に
入口及び出口チエンバ４，６を液体で満たし、次
いで別の予備被覆サイクルを起動することにより
スクリーン８を濾過助剤で予備被覆する。

予備被覆サイクルの間、出口弁１８は閉じたま
まであり、入口弁１６及び再循環弁７４は開放さ
れている。濾過助剤ミキサー／インジエクタが液
体と濾過助剤の混合物をポンプ２０の入力に供給
すると、該ポンプが濾過助剤ミキサー／インジエ
クタからの混合物とタンク４４からの液体を駆動
し、導入ノズル１０から導入チエンバへ、さらに
スクリーン８及び弁７４を通つて再びタンク７６
へ流動させる。濾塊はスクリーンの上流側１１に
集まつて濾過助剤塊を形成する。濾過助剤塊が所
望の厚さに達したら、供給装置６４は濾過助剤ミ
キサー／インジエクタ６６への濾過助剤供給を停
止するか、または濾過助剤添加速度を低下させ
る。システムは液体中に分散している濾過助剤を
スクリーンに付着堆積させるのに必要な時間に亘
つて液体を再循環し続ける。再循環弁７４が閉
じ、出口弁１８が開いたら上述の態様で本来の濾
過作業が再開可能となる。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明のフイルタを断面図で示す
と共に液体濾過―フイルタ・バツクウオツシユ・
システム全体に於ける前記フイルタの設置態様を
簡略化して示す複合図である。 ２……改良フイルタ、３……容器（直立筐体）、
４……下方の導入チエンバ（第１チエンバ）、６
……上方の排出チエンバ（第２チエンバ）、８…
…スクリーン、１０……導入ノズル、１２……排
出管、１４……逃がし弁、１６……入口弁、１８
……出口弁、２６……隔壁、３０……流管、３６
……下方コンパートメント（ガス保持区画）、４
３……上方コンパートメント（ガス保持区画）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汚染した流入液体から粒子状汚染物を除去す
   る改良フイルタであつて、 第１及び第２チエンバを限定し、両チエンバを
   分離する隔壁手段、第１チエンバと連通する入口
   及び第２チエンバと連通する出口を含む容器と； 第１及び第２チエンバ間に流体通路を限定する
   管手段と； 第１チエンバ内に配置され、該入口と該通路と
   を結ぶ流路中に介在して流入する液体を第２チエ
   ンバに、次いで出口へ進入する前に濾過するスク
   リーン手段と； フイルタ作動中、第１チエンバ内に且つスクリ
   ーン手段の上流側に第１与圧ガスを保持する第１
   ガス保持手段と； フイルタ作動中、第２チエンバ内に第２与圧ガ
   スを保持する第２ガス保持手段と； 第１保持手段と連通して随時第１保持手段から
   ガスを逃がし、開放と同時に第２与圧ガスをして
   第２保持手段とスクリーン手段上流側との間の液
   体柱を急激に逆流させてスクリーン手段を通つて
   第１保持手段内へ流入させることによりスクリー
   ン手段上流側に付着している汚染物を分離させる
   ように作用する逃がし弁手段と； 逃がし弁手段を第１保持手段の一部と連通さ
   せ、前記液体柱が第１保持手段内へ流入した後、
   第１保持手段内の液体レベルが逃がし弁手段と連
   通する第１保持手段の前記部分に到達しないよう
   に第１保持手段を配置し且つ寸法設定すること
   と； 容器内の液体圧に関係なく第１及び第２ガス保
   持手段をほぼガスが充満した状態に維持する手段 とから成ることを特徴とする改良フイルタ。 ２ 前記保持手段が 与圧ガス供給源と； 随時前記ガスを前記容器内へ導入する導入手段 とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の改良フイルタ。 ３ 前記導入手段が 前記供給源と前記第１保持手段とを連通させる
   ガス弁手段と； 前記第１ガス保持手段から前記第２ガス保持手
   段へ過剰ガスを流動させる手段 とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の改良フイルタ。 ４ 前記導入手段が前記供給源と前記第１及び第
   ２ガス保持手段を制御自在に連通させる手段とを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載の改良フイルタ。 ５ 前記入口がほぼ水平に配置され且つ接線方向
   の導入ノズルを含み、該ノズルが第１チエンバへ
   の流入液体に渦流運動を与えることにより比較的
   粒子の大きい汚染物が前記第１チエンバの底部に
   沈降するのを促進するようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の改良フイルタ。 ６ 随時流入液体内へ濾過助剤を導入して前記ス
   クリーン手段上に濾過助剤塊を形成することによ
   り前記フイルタの濾過性能を高めるように作用す
   る手段をも含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第５項に記載の改良フイルタ。 ７ 前記管手段が隔壁から第１チエンバ内へ垂下
   し、隔壁から間隔を保つ下端で終るほぼ直立の流
   管から構成されており、又前記出口は容器から第
   ２チエンバ内へ垂下し、その自由端が隔壁上方に
   位置するほぼ直立の排出管によつて限定されてお
   り、上記流管及び上記排出管もまた、流管下端及
   び排出管自由端と一致する液体レベルを形成する
   ことによつて、且つ第１及び第２ガス量を第１チ
   エンバの該チエンバ内の液体レベルよりも上方に
   位置する第１部分及び第２チエンバの該チエンバ
   内の液体レベルよりも上方に位置する第２部分に
   それぞれトラツプすることによつて第１及び第２
   ガス保持手段を限定していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の改良フイルタ。 ８ 前記ガス保持手段が比較的低速で圧搾ガスを
   連続的に第１部分へ供給する手段と、第１部分か
   らの過剰圧搾ガスを第２部分へ案内する手段から
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記
   載の改良フイルタ。 ９ 前記案内手段が流管によつて限定されること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の改良
   フイルタ。 １０ 流管及び排出管を互いにほぼ同心関係に且
   つほぼ垂直に配置すると共に、流管へ流入し、該
   流管内をその壁に沿つて垂直に上昇する圧搾ガス
   が第２チエンバ内の液体中を通つて第２部分内へ
   上昇するように流管の直径を排出管の直径よりも
   大きくすることによつて前記案内手段をさらに限
   定したことを特徴とする特許請求の範囲第９項に
   記載の改良フイルタ。 １１ スクリーン手段が管状を呈し、流管の下端
   から垂下しており、且つほぼ円錐形の部材が、ス
   クリーン手段の液体を透過させない下端部を限定
   し、流管の軸線と直交方向に測定した断面積が上
   方へ行くに従つて小さくなるように前記スクリー
   ン手段下端から流管下端にむかつて延び、バツク
   ウオツシユ時に第２チエンバから第１チエンバへ
   流入する液体に半径方向流れ成分を与えることに
   よりスクリーン手段からの濾塊分離を容易にする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
   改良フイルタ。 １２ 液体が濾過助剤を含む場合出口を通過する
   液体の少なくとも一部を第１チエンバへ随時再循
   環させることにより濾過助剤がスクリーン手段の
   上流側に完全に付着し易くする手段と； 液体を入口から第１チエンバへポンピングする
   手段と； 入口を通る液体の流量を制御する手段と； 入口を通る液体の流れが止まると前記ポンプ手
   段と連通し、液体の一部をポンプ手段を迂回して
   再循環させることによりポンプ手段の過熱を防止
   する圧力安全弁 をも含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の改良フイルタ。 １３ 汚染液体を保持する第１チエンバと連通す
   る入口及び濾液を保持する第２チエンバと連通す
   る出口を有し、前記第１及び第２チエンバが濾過
   作業中に圧搾ガスを保持する第１及び第２コンパ
   ートメントをそれぞれ含み、濾過作業中に第１及
   び第２チエンバ内の液面により第１及び第２コン
   パートメントの一部がそれぞれ限定され、両チエ
   ンバ間に液体濾過スクリーン手段を設け、前記コ
   ンパートメントを、両コンパートメント間に水柱
   が形成されて、ガスが第２チエンバから第１チエ
   ンバへ流れる前に前記水柱が上流側へ移動するよ
   うに構成して成るフイルタの操作及びバツクウオ
   ツシユ方法であつて、 汚染液体を入口から出口へ流動させることによ
   り汚染物を濾塊としてスクリーン手段に付着させ
   ながら前記汚染液体を前記スクリーン手段で濾過
   することと； 汚染液面の上方に配置したポートから第１コン
   パートメント内の圧搾ガスを概ね瞬間的に放出し
   て第２コンパートメント内の圧搾ガスがスクリー
   ン手段を通して液柱を急激に上流へむかつて押し
   流し、その結果スクリーン手段が濾塊を分離させ
   てこれを第１チエンバ内の汚染液体中に分散させ
   ることでスクリーン手段を周期的にバツクウオツ
   シユして濾塊を除去すること； 両チエンバ内の液圧に関係なく両コンパートメ
   ントをほぼ完全に圧搾空気充満状態に維持するこ
   とと； 液体柱の容積を、汚染液面をポートに達するま
   で上昇させるのに必要な液体容積よりも小さくな
   るように設定することでポートから液体が逃げる
   のを防止すること から成ることを特徴とするフイルタの操作及びバ
   ツクウオツシユ方法。 １４ 第２コンパートメントに液体柱の容積より
   も大きい容積を与える段階を含むことと、バツク
   ウオツシユが第２コンパートメントから第１コン
   パートメントへガスを流動させる段階を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の方
   法。 １５ 第１チエンバが下部及び該下部に設けた放
   出口を含むことと、前記ガス流動段階が第１チエ
   ンバに流入する汚染液体に渦流運動を与えて比較
   的重い汚染物が下部へ沈降集積し易くする段階を
   含むことと、前記方法が前記下部に集積した汚染
   物を第１チエンバから周期的に除去する段階をも
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１３項に
   記載の方法。 １６ スクリーン手段の下流側に配置されて第１
   及び第２チエンバを連通させる管手段を含むこと
   と、スクリーン手段が前記管手段と同心関係にほ
   ぼ管状を呈することと、バツクウオツシユ段階中
   に液体の流れを制御して上流にむかつて流れる液
   体がスクリーン手段をほぼ全域に亘つてほぼ一定
   の速度で貫流できるようにする段階を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の方
   法。 １７ 前記制御段階が上流にむかつて流れる液体
   に、該液体がスクリーン手段に達する前にスクリ
   ーン手段と直交方向の流れ成分を与えることによ
   りバツクウオツシユ時の濾塊分離を促進する段階
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１６項
   に記載の方法。 １８ スクリーン手段を通して液体を下流にむか
   つて循環させる工程を再開する前にスクリーン手
   段の上流側に濾過助剤塊を導入し、スクリーン手
   段の上流点に於いて循環する液体に濾過助剤を添
   加することによりスクリーン手段の上流面に濾過
   助剤塊を堆積させる段階を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 １９ 前記圧搾空気充満状態維持工程が第１コン
   パートメントへほぼ連続的に圧搾ガスを比較的低
   速で供給する段階と第１コンパートメントの圧搾
   ガス過剰分を第２コンパートメントへ流動させる
   段階とから成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１３項に記載の方法。