JP2018020320A - 膜フィルター板用の膜と、２枚のフィルター板の構成 - Google Patents

Abstract

【課題】スラッジが２つのフィルター板の間のフィルター室内に導かれることが可能な、膜に対する損傷及び膜における接合部の汚染が回避される、タイプの膜および構成の提供。【解決手段】１枚の膜３が、膜３と第１のフィルター板１の間に圧縮手段室が形成される様に、第１のフィルター板１に周辺固定手段７によって固定され、第１のフィルター板１が膜フィルター板１であり、第２のフィルター板が、当該第２のフィルター板と膜の圧縮面の間にフィルター室４が形成される様に、第１のフィルター板１を圧迫し、フィルター板１の周縁部において、フィルター板１間にダクトが形成され、前記ダクトが膜の開口９と流体連通することで、液体が外部からダクトを通って膜の開口９を介してフィルター室４へ導入可能となり、又は液体がフィルター室４から膜の開口９及び前記ダクトを通って外部へ導出可能となる構成。【選択図】図１

Description

本発明は、弾性圧縮面および周辺固定手段を備える膜フィルター板用の膜に関する。本発明はさらに、１枚のフィルター板が膜を備える膜フィルター板である少なくとも２枚のフィルター板の構成に関する。

フィルタプレスに、２枚一組で並べて配置される複数のフィルター板からなるフィルター板スタックを形成することが知られている。そのフィルター板同士の間にそれぞれフィルター室が形成される。この目的のために、フィルター板は、中心フィルター面と、その中心フィルター面を枠で囲む厚みのある封止周縁部を有する。フィルタプレス内のフィルター板は互いに遠ざけたり近づけたりでき、それによってフィルター室が開閉されうる。

各フィルター室は典型的には、少なくとも１つの入口と１つの出口を有する。一般にスラッジと呼ばれる、フィルターすべき浮遊物が、上記入口を介してフィルター室内に流れ込む。そして、この浮遊物はフィルター布によってフィルターされ、いわゆるフィルターケーキが作り出されるように、固形物がフィルター室内のフィルター布によって保持される。粒状物質から取り除かれたフィルター液は、上記出口を介してフィルター室から外部へ導かれる。

フィルターケーキ内の残留水分を低減し、フィルター時間を短縮するために、フィルター板がフィルター室を片側から区切る膜を有する、フィルタプレスが知られている。このようなフィルター板は膜フィルター板と呼ばれる。膜フィルター板を備えるフィルタプレスの場合、最初に行われる加圧フィルターの後に、圧縮フィルターが行われる。この圧縮フィルターでは、フィルター室の弾性膜が、フィルターケーキがある空間を収縮させるように、加圧媒体の作用を受ける。このようにしてフィルターケーキは圧縮されることで、フィルターケーキの空隙が減少し、その空隙内の残留水分がさらに低減される。

このようなフィルタプレスが、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されているフィルタプレスの場合、フィルター板と膜フィルター板を交互に有するフィルター板スタックが形成される。フィルター板は両側にそれぞれ１枚のフィルター布を有し、そのフィルター布はそれぞれフィルター板本体の間隙に固定される。膜フィルター板は両側にそれぞれ、本体に固定された１枚の膜を有する。

このフィルター板スタックの場合、フィルター室へのスラッジの流入は、膜を備えないフィルター板にある入口ダクトを介して行われる。この入口ダクトは、フィルター板の端側からフィルター板周縁部を貫いてフィルター板の内部に通じる。そこで、入口ダクトはＴ字形の端ピースで終端し、この端ピースは２つの入口開口によって切り離される。２つの入口開口により、入口ダクトは、フィルター板の両側にある２つのフィルター室に接続する。このフィルター室に、膜フィルター板の膜が、上記入口開口と対向するように配置される。この領域にある膜は平面状になるように構成されるので、十分に高い圧力を与えられたときに、膜が入口開口に入り込むことがない。

スラッジをフィルター室内に導く別の可能性が特許文献２に記載されている。この場合、フィルター室が２つのフィルター板の間に構成され、その２つのフィルター板の間に、充填シューが保持される。その充填シューにダクトが形成され、そのダクトを介してスラッジが外部からフィルター室内に導かれうる。充填シューは、両側に扁円の出口と、そこに傾斜した形で取り付けられるコネクタとを有する。充填シューは、一方のフィルター板の受口に挿入される。この受口は、充填シューのコネクタの形状に適合されるが、それに対して僅かな遊びを有する。膜フィルター板の膜は、充填シューの上方に配置される。その下方で、充填シューはもう一方のフィルター板を圧迫し、そのフィルター板によって支持される。充填シューが取り外される場合、フィルタプレスにおける２つのフィルター板が引き離される。こうしてフィルター室が開いている間、充填シューは、そのフィルターシューが脱落しないようにフィルター室の受口内で傾動する。フィルターシューは手で容易に持ち上げられうる。その後受口から滑り出る。

フィルター板間に配置される別個の入口部品がスラッジをフィルター室内に導くために使用される構成の場合、入口部品と膜の間にある接合部の汚染が発生しうることが現在明らかになっている。さらに、柔らかい膜が、硬い入口部品によって損傷を受ける可能性がある。さらに、入口部品の入口ダクトが詰まる恐れが、その入口ダクトが屈曲部を有する場合特に存在する。最後に、フィルター室からの液体の漏れを回避するために、入口部品を隣接するフィルター板間に密着して受ける必要があるという問題が、特にフィルターケーキおよびフィルター室内の残留スラッジに非常に高い圧力がかかる場合に存在する。最後に、別個の入口部品は取り付けしにくい。

国際公開第０３／０９５０６３号 国際公開第２００４／０６７１４３号

したがって、本発明の目的は、スラッジが２つのフィルター板の間のフィルター室内に導かれることが可能な、膜に対する損傷および膜における接合部の汚染が回避される、冒頭で述べたタイプの膜および構成を提供することである。さらに、フィルター室は外部に対して確実に封止可能であるべきであり、フィルター室へのダクトに対する詰まりが防止されるべきである。

上記の目的は、本発明に従って、請求項１の特徴を備える膜と請求項１０の特徴を備える構成とによって達成される。有利な設計形態および改良点は、従属請求項から得られる。

膜フィルター板に適する本発明に係る膜は、弾性圧縮面および周辺固定手段を有する。さらに上記膜に、フィルター室への流体連通のための開口が構成される。

従来は、フィルター室への流体連通のための開口は膜から切り離して設けられる。例えば、入口開口は、例えば国際公開第０３／０９５０３６号に示されているように、膜フィルター板と対向するフィルター板によって、膜の反対側に設けられる。さらに、フィルター室への流体連通をもたらす別個の充填部品が、２つのフィルター板の間に受けられることが知られている。本発明に係ると、この開口は、膜それ自体によって設けられ、その結果、フィルター板自体には別個の入口部品または別個の入口構造が必要なくなる。この場合、有利なことに、隣接する別個の入口部品による膜に対する損傷が起こりえない。また、汚染されうる接合部が、膜と入口部品の間に生じない。さらに、別個の入口部品を膜に対して封止する必要がないので、より信頼性がある、外部に対するフィルター室の封止が確保されうる。したがって、フィルター室からの漏れの恐れが低減される。

本発明に係る膜の一設計形態によると、上記膜は、その膜によって形成される平面から延びるダクト要素を有し、そのダクト要素に開口が構成される。このダクト要素は特に、圧縮面および／または固定手段と一体になるように構成される。特に、ダクト要素および圧縮面および／または固定手段は、同一の材料からなる。そのため、フィルター室へ流体連通する開口をもたらす膜が、コスト上効果的な形で製造できる。同時に、フィルター室への流体連通を作るために他の追加部品が必要なくなる。最後に、膜とダクト要素の一体構造により、外部に対するフィルター室の封止が確保される。したがって、本発明に係る膜により、フィルター板スタックの場合一体型のスラッジ入口を提供できる。この入口はフィルター板の任意の箇所に形成されうる。

本発明に係る膜の他の設計形態によると、ダクト要素は、膜の周辺領域に配置される。このため、位置が固定された確実なダクト要素の配置が確保される。

上記周辺固定手段は特に環状のビードであり、この環状のビードは、膜フィルター板に固定され、圧縮手段室が形成される側にある。この場合のダクト要素は、膜のもう一方の側、すなわち膜の、フィルター室を弾性圧縮面で区切る側に形成される。したがって、ダクト要素は、特に膜によって形成される平面に対して固定手段と対向するように配置される。この場合、一方の側に周辺固定手段を形成し、もう一方の側にフィルター室への流体連通のための開口を備えるダクト要素を形成する膜の厚みを大きくできる。このため、位置が固定された確実なダクト要素の配置が確保される。

本発明に係る膜の他の設計形態によると、ダクト要素に、上記開口に通じる膜ダクトが形成され、それを介して液体がフィルター室内へ導入可能またはフィルター室から導出可能である。この膜ダクトを介して、特にスラッジがフィルター室へと導かれうる。

本発明はさらに、上記で説明したものなどの膜を備える膜フィルター板を備える。

少なくとも２つのフィルター板からなる本発明に係る構成の場合、上記で説明したものなどの膜が、その膜と第１のフィルター板の間に圧縮手段室が形成されるように、第１のフィルター板に周辺固定手段によって固定される。したがって、第１のフィルター板は膜フィルター板である。第２のフィルター板は、その第２のフィルター板と膜の圧縮面の間にフィルター室が形成されるように、第１のフィルター板を圧迫する。上記のフィルター板の周縁部において、そのフィルター板同士の間にダクトが形成される。このダクトは膜の開口と流体連通することで、液体が外部から上記ダクトを通って膜の開口を介してフィルター室へ導入可能となる。あるいは、液体がフィルター室から膜の開口および上記ダクトを通って外部へ導出可能となる。したがって、フィルター板間に構成される上記ダクトは、膜内部で途切れなく延び、フィルター室に通じる。このようにして、特にスラッジが、フィルター室を区切る他の追加部分を必要とすることなく、フィルター室内に導かれうる。したがって、膜と他の追加部分の間に接合部が生じない点で有利である。さらに、スラッジのための入口開口を提供する他の追加部分による、膜に対する損傷の恐れも存在しない。最後に、スラッジ入口のための別個の部品を２つのフィルター板の間に挿入する必要がないので、上記構成の取り付けが容易になる。

本発明に係る構成の場合、膜は特に、平坦であるように構成される。また、膜にフィルター布は配置されない。これに対して、フィルター布は第２のフィルター板に、フィルター室が一方で膜、もう一方でフィルター布によって区切られるように配置されうる。

本発明に係る構成の他の設計形態によると、上記で説明した膜は、開口が構成されるダクト要素を有する。この場合、上記構成はさらに、膜のダクト要素によって受けられる、例えば入口コネクタなどの接続要素を備えうる。この接続要素は特に、ダクト要素の膜ダクト内で封止されるように配置される。あるいは、接続要素は、フィルター板間に形成されるダクトに受けられる。ただし、接続要素はフィルター室を区切らないので、加圧フィルターによる、接続要素と隣接部品との接合部の汚染の恐れが低減される。

さらに、接続要素は、フィルター板の幅が狭い側部に口部開口を有しうる。スラッジは、この口部開口を介してフィルター室の方向に導かれうる。

次に、本発明について、例示的な一実施形態を用い、図面を参照して説明する。

本発明に係る膜の一例示的実施形態を備える、本発明に係るフィルター板の例示的実施形態の周辺領域の第１の断面図である。 本発明に係る膜の一例示的実施形態を備える、本発明に係る構成の例示的実施形態の周辺領域の断面図である。 本発明に係る膜の一例示的実施形態を備える、本発明に係るフィルター板の例示的実施形態の周辺領域の第２の断面図である。 図１に示されているフィルター板の断面斜視図である。 図１に示されているフィルター板の他の断面斜視図である。 図１に示されているフィルター板の接続要素の斜視図である。 フィルター室の方向から見たときの図１に示されているフィルター板の部分斜視図である。 外部からフィルター板の周辺領域の方を見たときの図１に示されているフィルター板の部分斜視図である。

フィルタプレスの場合、フィルター板スタックが複数のフィルター板から形成される。加圧フィルター用のフィルター板スタックでは、フィルター板１枚と膜フィルター板１枚がフィルター板スタック内で交互に配置されうる。しかしながら、この例示的な実施形態では、同一の膜フィルター板が２枚使用される。この膜フィルター板は環状の比較的厚みのある周縁部を有し、その周縁部のところで、隣接する板が互いに圧迫し合う。膜フィルター板間の中心に、膜フィルター板の膜によって分離されるフィルター室と圧縮手段室が形成される。

以下に、本発明に係るフィルター板およびそのフィルター板の構成の例示的な一実施形態について、図１〜５を参照して説明する。各場合とも、スラッジのフィルター室への入口におけるフィルター板または構成の周辺領域のみを示す。

上記構成の場合、第１のフィルター板１が第２のフィルター板２を圧迫する。膜３が第１のフィルター板１に固定され、その固定は、膜３と第２のフィルター板２の間にフィルター室４が、そして膜３と第１のフィルター板１の間に圧縮手段室５が、周知の形で形成されるようになっている。したがって、第１のフィルター板１は膜フィルター板である。フィルター室４内にあるフィルター布１７が、第１のフィルター板１と第２のフィルター板２の間に周知の形で配置される。

第２のフィルター板２では、フィルター布１７の輪郭が、フィルターがフィルター布１７とその第２のフィルター板２の輪郭からなる流路とで行われるように形成される。それに対して膜３は平坦である。ここではフィルター布は設けられない。

平面状の膜３の全体的な形状は、フィルター板１と２の形状に適合される。この膜は例えば、ほぼ矩形で、丸いコーナを備える。膜３は熱可塑性材料からなる。膜３は、フィルタプレスでの動作中フィルター室４内のフィルターケーキに圧縮圧力を及ぼすために、圧縮媒体による作用を圧縮手段室５から受けるとフィルター室４の方向に押し動かされるように、特に、フィルター室４と圧縮手段室５とに隣接する内側領域に弾性を有する。したがって、フィルター室４を区切るほぼ平面状の弾性圧縮面６が、膜３の内側に形成される。説明した例示的実施形態の膜３は圧縮圧力を及ぼすためだけに働き、すなわち、膜３はフィルターのためのものではなく、フィルター布も有しない。

特に圧縮面６において、膜３は平面Ｅを形成する。膜３の周辺領域では、膜３から平面Ｅと垂直な方向に延びる環状のビード７が、第１のフィルター板１すなわち膜フィルター板に膜３を固定する手段として形成される。膜３がフィルター板１に固定される場合、膜３を固定するためのビード７がフィルター板１の溝に受けられる。この場合、膜３とフィルター板１の間に取り外し可能な接続が作り出される。ただし、膜３が、他の固定手段によってフィルター板１に取り外し不可能な形で固定されてもよい。例えば、膜３は周囲をフィルター板１に溶接されうる。

膜３のもう一方の面で、すなわち圧縮面６の側で、ダクト要素８が、膜３によって形成される平面Ｅから、ビード７とほぼ対向して延びる。このダクト要素８の内部に膜ダクト１０が形成され、膜ダクト１０は、平面Ｅとほぼ平行に外側から内側へ、本発明に係る構成の場合ではフィルター室４にある開口９まで延びる。したがって、開口９と膜ダクト１０によりフィルター室４への流体連通が作り出されることで、特にスラッジがフィルター室４内へと導かれうる。

膜３の全ての部分、すなわち、圧縮面６および圧縮面６を形成する膜３の平面領域と、ビード７およびダクト要素８は、一体になるように構成され、同一の材料からなる。

本発明に係る構成の場合のダクト要素８は、第１のフィルター板１と第２のフィルター板２の間に押し込まれる。ダクト要素８の最も外側の面１１のところで、ダクト要素８は第２のフィルター板２を圧迫する。任意選択でフィルター布１７もさらに、ダクト要素８の最も外側の面１１と第２のフィルター板２の間に押し込まれる。この場合、フィルター室４の液密の区切りが作り出される。

本発明に係る膜３の他の設計形態によると、膜３は、フィルター室４に流体連通するための複数の開口９を有する。この場合特に、膜ダクト１０およびフィルター室４への開口９をそれぞれ備える複数の別々のダクト要素８が構成される。

ダクト要素８の径方向外側に、ダクト１２がフィルター板１の周辺領域とフィルター板２の周辺領域の間に形成され、膜ダクト１０及びフィルター室４と流体連通する。例えば入口コネクタなどの接続要素１３が、このダクト１２に挿入される。接続要素１３は膜ダクト１０内へ延びて、シール１５を介してダクト要素８に対して封止される。外部で、接続要素１３は口部開口１４において終端する。

図６に、接続要素１３が詳細に示されている。接続要素１３は、比較的大きな直径を有する第１の管ピース２１と、比較的小さな直径を有する第２の管ピース２２を備える。第１の管ピース２１は、２つのフィルター板１と２の間に受けられる。第２の管ピース２２は、膜ダクト１０に封止された形で受けられる。第１の管ピース２１の場合、接続要素１３はさらに固定板１８を備える。この板１８を介して、接続要素１３はフィルター板１の端板２０に締付ねじ１９によって固定される（図５参照）。一般に接続要素１３は、フィルター板１および２の、幅が狭い側部の１つまたは複数に配置されうる。

図７および８に、接続要素１３と、口部開口１４と、フィルター室４へのダクト要素８および開口９とを備える入口ユニット１６が斜視図で示されている。フィルター板１および２の周縁部上にフィルター室４に対して複数の入口ユニット１６が設けられる場合、入口ユニット１６ごとに膜３は、膜ダクト１０を備える１つのダクト要素８と、フィルター室４への開口９を有する。

フィルター室４を充填するために、スラッジが、口部開口１４を介し接続要素１３を通って導かれ、接続要素１３から出て、膜３の膜ダクト１０に入る。したがって、接続要素１３の供給ダクト１２は、膜３内部で途切れなく延び、具体的には膜３のダクト要素８における膜ダクト１０を介して途切れなく延びる。次いで開口９で、スラッジはフィルター室４へと入る。スラッジを導くダクト１０と１２の間の封止と、これらのダクト１０および１２と圧縮手段室５との間の封止が、この場合フィルター板１と２の周縁部の内部で行われる。

１ 第１のフィルター板
２ 第２のフィルター板
３ 膜
４ フィルター室
５ 圧縮手段室
６ 膜の圧縮面
７ 膜の固定手段
８ 膜のダクト要素
９ 膜の開口
１０ 膜ダクト
１１ ダクト要素の面
１２ 接続要素のダクト
１３ 接続要素
１４ 口部開口
１５ シール
１６ 入口ユニット
１７ フィルター布
１８ 固定板
１９ 締付ねじ
２０ フィルター板の端板
２１ 第１の管部
２２ 第２の管部

Claims (9)

1. 弾性圧縮面（６）と周辺固定手段（７）とを備える膜フィルター板（１）用の膜（３）であって、フィルター室（４）への流体連通のための開口（９）が前記膜（３）に構成されることで、前記膜（３）が一体型のスラッジ入口を提供し、
   前記膜（３）によって形成される平面（Ｅ）から延びるダクト要素（８）を有し、
   前記開口（９）が前記ダクト要素（８）に構成され、
   前記ダクト要素（８）は、前記圧縮面（６）および／または前記周辺固定手段（７）と一体になるように構成され、
   前記周辺固定手段（７）が前記膜フィルター板（１）の溝に入ることで、前記膜（３）は前記膜フィルター板（１）に固定され、
   前記ダクト要素（８）と前記圧縮面（６）および／または前記固定手段（７）は、同一の材料のみからなる、ことを特徴とする、膜（３）。
2. 前記ダクト要素（８）は、前記膜（３）の周辺領域に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の膜（３）。
3. 前記ダクト要素（８）は、前記平面（Ｅ）に対して垂直な方向において前記固定手段（７）と対向するように配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の膜（３）。
4. 前記開口（９）に通じる膜ダクト（１０）は、前記ダクト要素（８）に形成され、
   前記膜ダクト（１０）を介して液体が前記フィルター室（４）へ導入可能であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の膜（３）。
5. 前記フィルター室（４）へ流体連通するための複数の開口（９）および／または複数のダクト要素（８）を有することを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の膜（３）。
6. 請求項１から５のうちいずれか一項に記載の膜（３）を備える膜フィルター板（１）。
7. 少なくとも２つのフィルター板（１、２）の構成であって、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の１つの膜（３）は、前記膜（３）と前記第１のフィルター板（１）の間に圧縮手段室（５）が形成されるように、前記周辺固定手段（７）によって前記第１のフィルター板（１）に固定され、
   前記第２のフィルター板（２）は、前記膜（３）の前記圧縮面（６）と前記第２のフィルター板（２）の間にフィルター室（４）が形成されるように、前記第１のフィルター板（１）を圧迫し、
   前記フィルター板（１、２）の周縁部において、前記フィルター板（１、２）間にダクト（１２）が形成され、
   前記ダクト（１２）は、前記膜（３）の前記開口（９）と流体連通することで、液体が外部から前記ダクト（１２）を通って前記膜（３）の前記開口（９）を介して前記フィルター室（４）へ導入可能となって、前記膜（３）が一体型のスラッジ入口を提供する、
   構成。
8. 接続要素（１３）は、前記膜（３）の前記ダクト要素（８）によって受けられ、
   前記接続要素（１３）は、前記フィルター室（４）を区切らないことを特徴とする、請求項７に記載の構成。
9. 前記接続要素（１３）は、前記ダクト要素（８）の前記膜ダクト（１０）内で封止されるように配置されることを特徴とする、請求項８に記載の構成。

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