JP2004057983A - 濾過装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液の濾過処理において、複数個の濾過器F1,F2を並列に配列して濾過した。そのうち一方の濾過器F1を非洗浄対象とし、他方の濾過器F2を洗浄対象として、非洗浄対象濾過器F1での濾液を、供給先13と洗浄対象濾過器F2の双方へ送り、洗浄対象濾過器F2に対して液を逆流させて洗浄を行う。洗浄に使用された液は給液ポンプ11の入口側に戻され、供給液の一部として再度濾過処理を経る。給液ポンプ11の入口側の液圧を負圧とし、タイマーを用いて濾過器F1,F2の洗浄対象と非洗浄対象を切り替える。液のロスはなく、フィルタ孔も閉塞せずに、供給先13にも連続して送液することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾過装置に関するものであり、特に、水、海水、薬液等の液を濾過する濾過装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
濾過装置の使用にあたり、フィルタが目詰まりを起こした場合、一般には、濾過装置の分解洗浄やフィルタカートリッジの交換を行って対応している。従来、フィルタの洗浄方法としては、フィルタを介して濾液側である二次側領域を加圧してフィルタの付着物を剥離させる方法や、フィルタの周囲に気泡を発生させて付着物を剥離させる方法、また、フィルタに対して濾液を逆流させることにより付着物を剥離させる方法等がある。
【0003】
これらの洗浄方法のなかでも、濾液の逆流による洗浄は、洗浄能力の観点でほかの洗浄よりも優れており、特に、特開平11−156115号公報では、並列に配列させた複数の濾過装置で逆流洗浄を行い、装置構造をシンプルなものとする方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の洗浄方法においても、逆流洗浄中にはフィルタに濾過対象液を送ることができないので濾過を一時停止しなければならないほか、濾過処理を経て得ることができた濾液を洗浄のために大量に使用したあと廃棄することになるので液ロスが大きい等の問題がある。また、フィルタ孔が完全に閉塞してしまった場合には、長時間にわたり逆流洗浄してもフィルタ孔の復活が完全ではなく、次回の濾過処理での使用が不可能となるという問題もある。
【0005】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、濾過装置のフィルタの目詰まりを抑制して寿命を延ばし、さらに逆流洗浄に用いる液のロスを押さえてフィルタを洗浄しながら、連続的に濾過を実施することができる濾過装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の濾過装置は、液を供給する供給部と前記液が供給される被供給部とを接続する配管の途中に複数個のフィルタを並列に配列した濾過装置であって、前記液が前記供給部の下流に設置された給液ポンプによって送られ、前記フィルタを介して濾過前の一次側領域から濾過後の二次側領域に前記液を流して濾過する濾過装置において、少なくともひとつの前記フィルタを洗浄対象とするとともにほかの少なくともひとつの前記フィルタを非洗浄対象とし、非洗浄対象のフィルタによって濾過された液の一部を洗浄対象のフィルタの二次側領域に送り、一次側領域に逆流させてこのフィルタを洗浄し、この洗浄に使用された前記液を前記供給部に戻すことを特徴として構成されている。
【0007】
前記洗浄対象フィルタと非洗浄対象フィルタとを交互に切り替えて、洗浄中も濾過を継続する。また、洗浄対象フィルタを逆流した濾液を前記給液ポンプの入口側に戻し、給液ポンプの入口側を負圧にすることが好ましい。洗浄対象フィルタと非洗浄対象フィルタとの切り替えは、濾過圧力の変動に基づき行う、または一定時間毎に行うことが好ましい。フィルタはSUS製金網フィルタとすることが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1に示すように、本発明の濾過装置は、液を供給する供給タンク10と、供給タンク10からの送液を担う給液ポンプ11と、内部にフィルタを有する二台の濾過器F1,F2と、送液の経路となる管と、送液経路を設定するためのバルブV1〜V4と、圧力を調整するためのバルブV5と、液の戻り量を調整するためのバルブV6とを備えている。なお、以降、濾過器F1,F2の内部において、濾過する前の液が存在する領域を一次側領域、濾過後の液が存在する領域を二次側領域と称する。
【0009】
濾過する液は、本実施形態では、感熱記録用紙用の塗工液であって、濃度が17重量%以上20重量%以下のものとしているが、本発明には、一般的な感圧記録用紙用の濃度15重量%以上30重量%以下の塗工液や、その他の例えばオーバーコート層用の塗工液等の各種塗工液が好ましく適用される。
【0010】
塗工液の供給タンク10からは、送液ラインP1を介して給液ポンプ11に塗工液が送られる。送液ラインP1には負圧調整用バルブV5が設けられている。負圧調整用バルブV5は、塗工液の流量を絞ることにより送液ラインP1内の液圧を負圧に維持する。
【0011】
ポンプ11から吐き出された塗工液は、送液ラインP2を介して液切り替え部12に送られる。液切替部12は4個のバルブV1〜V4と3個の分岐部T1〜T3とを交互に並べるように、直列に接続して構成されている。液切替部12の4個のバルブV1〜V4を2個ずつに分ける分岐部T2には送液ラインP2が接続されている。なお、説明の都合上、各バルブV1〜V4を左から順に第3バルブV3、第1バルブV1、第2バルブV2、第4バルブV4とする。また、左から順に第1分岐部T1、第2分岐部T2、第3分岐部T3とする。
【0012】
第1分岐部T1の分岐ラインP3には第1濾過器F1の入口が接続され、第3分岐部T3の分岐ラインP4には第2濾過器F2の入口が接続されている。さらに、第1濾過器F1と第2濾過器F2との出口は送液ラインP5で連結され、この送液ラインP5には分岐部T4が設けられる。この分岐部T4の分岐ラインP6は供給先13である例えば塗工ヘッドやタンクに接続されている。
【0013】
また、第3バルブV3の液出口は送液ラインP7、分岐部T5、送液ラインP8を介して、前記ポンプ11と負圧調整バルブV5との間の合流点T6で送液ラインP1に接続される。同様にして、第4バルブV4の液出口は送液ラインP9を介して分岐部T5に接続される。送液ラインP8には、戻り量調整バルブV6が設けられている。この戻り量調整バルブV6は通過する塗工液の液量を絞り、その戻り量を調整する。
【0014】
各バルブV1〜V4は図示しないコントローラによりタイマー制御される。また、バルブV5はコントローラまたは手動により、給液ポンプ11の入口側の液の圧力が負圧で、かつ、一定となるように供給タンク10からの液量を制御する。同様にして、戻り量調整バルブV6はコントローラまたは手動により、給液ポンプ11の入口側の圧力が負圧で、かつ、一定となるように液の戻り量を調整する。これにより、第1及び第2濾過器F1,F2を介して塗工液が濾過されるとともに、各濾過器F1,F2が交互に洗浄される。
【0015】
図2はこのバルブ制御の一例を示すタイミングチャートであり、横軸を時間tとしている。なお、1区間は15秒であり、1サイクルは4区間で構成され、その長さは1分であるが、これらの時間は適宜変更してよい。まず、第1区間t1では、第1バルブV1と第4バルブV4とが開とされ、第2バルブV2と第3バルブV3が閉とされる。この状態では、図1に示すように、第1濾過器F1で塗工液が濾過されて、大部分は供給先13に送られる。また、濾過された塗工液の一部は、第2濾過器F2の出口側から入り、第4バルブV4を介して、給液ポンプ11の入口側に送られる。この濾液の逆流によって、第2濾過器のフイルタの目詰まりなどが解消される。
【0016】
第2区間t2では、第2バルブV2及び第4バルブV4が切り替えられ、第1バルブV1と第2バルブV2とが開とされ、第3バルブV3と第4バルブV4とが閉とされる。この状態では、図3に示すように、給液ポンプ11からの塗工液は第1及び第2濾過器F1,F2に送られて、2個の濾過器F1,F2により塗工液が濾過される。濾過された液はすべて供給先13へ送られる。
【0017】
次の第3区間t3では、第1バルブV1と第3バルブV3が切り替えられ、第2バルブV2と第3バルブV3とが開とされ、第1バルブV1と第4バルブV4とが閉とされる。この状態では、図4に示すように、第2濾過器F2で塗工液が濾過されて、大部分は供給先13に送られる。また、濾過された塗工液の一部は、第1濾過器F1の出口側から入り、第3バルブV3を介して、給液ポンプ11の入口側に送られる。この濾液の逆流によって、第1濾過器F1のフイルタの目詰まりが解消される。
【0018】
第4区間t4では、第1バルブV1及び第3バルブV3が切り替えられ、第1バルブV1と第2バルブV2とが開とされ、第3バルブV3と第4バルブV4とが閉とされる。この状態では、図3に示すように、給液ポンプ11からの塗工液は第1及び第2濾過器F1,F2に送られて、2個の濾過器F1,F2により塗工液が濾過される。
【0019】
以下、この第1〜第4区間を順次繰り返すことで、各濾過器F1,F2が交互に洗浄されて、フィルタの目詰まりが解消される。これにより、フィルタの連続使用時間を長くすることができ、効率よく塗工液を濾過することができる。なお、上記実施形態ではタイマーを用いて、各区間を一定時間で切り替えるようにしたが、この他に、各濾過器F1,F2に濾過圧力を検出するセンサを設けておき、この濾過圧力が一定値を超えたときに上記各区間の切り替えを行なうようにしてもよい。さらには、タイマーによる切り替えと濾過圧力による切り替えを併用してもよい。
【0020】
上記のように、合流点T6は、負圧調整バルブV5の下流部で、かつ、給液ポンプ11の入口側に設けている。これにより、洗浄に使用された液を供給タンク10に戻すよりも、送液ラインを短くすることができるので装置のコンパクト化が可能となる。また、感熱記録用紙用塗工液を10000リットル処理した場合、従来法によると、おおよそ100〜300リットルの液を廃棄し、この分がロスとなる。用いたフィルタの大きさに依存して定まることが多い濾過器の容量とフィルタの交換回数に、このロス量は概ね対応するものであるので、濾過器の容量が大きいほど液のロス量は多くなる。したがって、本発明の濾過装置によると、上記ロス量分のコストを削減することができ、濾過器の容量が大きいほど大きな効果が得られる。また、従来法によると、感熱記録用紙の前記濾過処理でフィルタは5回〜10回詰まってしまい、濾過器の分解洗浄を6回〜11回必要とするが、本発明の濾過装置によると、周期を短く設定することによって、濾過器F1,F2の内部のフィルタは、その孔が閉塞する前に逆流洗浄されるため、洗浄による孔の復活率が非常に高くなり、フィルタ寿命を大幅にのばすことができる。
【0021】
十分な逆流洗浄効果を得るために、本発明の濾過装置においては、負圧調整バルブV5と戻し量調整用バルブV6による給液ポンプ11の入口側の負圧調整により、フィルタの一次側と二次側の差圧を0.03MPa以下に設定するのが好ましい。この方法によると、フィルタの洗浄用としての液の必要十分量を、給液ポンプ11の入口側の負圧設定により確保するので、供給先13に対して連続的に液を供給することができる。
【0022】
さらに、本発明の濾過装置は、濾過器を3台以上設置する場合にも有効である。つまり、濾過対象液量が多い場合や、液成分が同一で配合比が近い場合等にも対応可能となっている。
【0023】
また、第1及び第2濾過器F1,F2の内部のフィルタとしては、SUS製の金網フィルタを使用している。これによって、フィルタ孔を塞いだ異物を逆流洗浄によって効果的に取り除くことができる。樹脂製のプロファイルフィルタや繊維状フィルタでは閉塞物がフィルタ孔の奥に入り込みやすく、逆流洗浄しても十分にこれを取り除くことができない場合が多く不適当である。フィルタの絶対濾過精度としては、フィルタ孔を閉塞するものの種類等に応じて適宜選択することができる。
【0024】
本発明の濾過装置は、水、海水を含むあらゆる液の濾過に用いることができる。特に、水または有機溶媒を用いて低分子化合物や高分子化合物を溶解した液に、有機化合物や無機顔料等を微細分散した液の濾過に適しており、その液は0.5mPa以上1000mPa・s以下の粘度範囲であることが好ましい。また、液中に凝集状の残渣等がある場合には、濾過と逆流洗浄の繰り返しにより、その凝集状物が繰り返し網にぶつかって砕けるので特に有効である。
【0025】
前記分散液の主成分としての高分子化合物には、デンプン類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、カゼイン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、オキシベンゾイルポリエステル、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルホン、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリアリルスルホン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、メラミンホルマリン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、スチレン/ブタジエン共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体、アクリル酸メチル/ブタジエン共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、アクリル酸アミド/アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸アミド/アクリル酸エステル/メタクリル酸3元共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体のアルカリ塩、エチレン/無水マレイン酸共重合体のアルカリ塩またはアンモニウム塩、その他各種ポリオレフィン系樹脂等を例示することができ、これらを単独で、もしくは混合して用いることができる。
【0026】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。感熱記録用紙用の塗工液を下記の配合で調製し、2台の濾過器F1,F2にて濾過を実施した。
分散剤・界面活性剤(2重量%水溶液) 5重量部
ワックス類(25重量%水溶液) 7重量部
有機化合物 22重量部
無機顔料 5重量部
ポリビニルアルコール(9重量%水溶液) 35重量部
水 26重量部
【0027】
第1及び第2濾過器F1,F2は、その容量が20リットルであり、フィルタ孔開きは100μmである。濾過処理量を10m3 とする。濾過器F1,F2の洗浄及び非洗浄の切り替えは、1サイクルを1分として行った。本実施例の結果、濾液の供給先への供給は連続して行われ、フィルタの目詰まりは両濾過器F1,F2とも確認されず、濾過器の分解洗浄を必要としなかった。また、逆流洗浄による液のロスはない。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明の濾過装置により、供給先に対する濾液の供給を停止させることなくフィルタの洗浄を実施することができる。さらに、フィルタ孔の完全閉塞を抑制するので、フィルタの寿命を大幅に延ばし、安定した濾過処理を連続的に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態である濾過工程であり、一送液経路を示す回路図である。
【図2】濾過工程の液切替部におけるバルブの切り替え動作を示すタイミングチャートである。
【図3】同濾過工程であり、ほかの送液経路を示す回路図である。
【図4】同濾過工程であり、ほかの送液経路を示す回路図である。
【符号の説明】
11 給液ポンプ
12 液切替部
13 供給先
F1 第1濾過器
F2 第2濾過器
V1 第1バルブ
V2 第2バルブ
V3 第3バルブ
V4 第4バルブ
V5 戻り量調整バルブ
V6 負圧調整バルブ
Claims (6)
- 液を供給する供給部と前記液が供給される被供給部とを接続する配管の途中に複数個のフィルタを並列に配列した濾過装置であって、前記液が前記供給部の下流に設置された給液ポンプによって送られ、前記フィルタを介して濾過前の一次側領域から濾過後の二次側領域に前記液を流して濾過する濾過装置において、
少なくともひとつの前記フィルタを洗浄対象とするとともにほかの少なくともひとつの前記フィルタを非洗浄対象とし、前記非洗浄対象のフィルタによって濾過された液の一部を前記洗浄対象のフィルタの二次側領域に送り、一次側領域に逆流させてこのフィルタを洗浄し、この洗浄に使用された前記液を前記供給部に戻すことを特徴とする濾過装置。 - 前記洗浄対象フィルタと非洗浄対象フィルタとを交互に切り替えて、洗浄中も濾過を継続することを特徴とする請求項1記載の濾過装置。
- 前記洗浄対象フィルタを逆流した濾液を前記給液ポンプの入口側に戻すことを特徴とする請求項1または2記載の濾過装置。
- 前記給液ポンプの入口側を負圧にすることを特徴とする請求項1ないし3いずれかひとつ記載の濾過装置。
- 前記洗浄対象フィルタと非洗浄対象フィルタとの切り替えを、濾過圧力の変動に基づき行う、または一定時間毎に行うことを特徴とする請求項1ないし4いずれかひとつ記載の濾過装置。
- 前記フィルタがSUS製金網フィルタであることを特徴とする請求項1ないし5いずれかひとつ記載の濾過装置。
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