JP4267031B2 - 回転ディスク・フィルタと回転ディスク・フィルタを構成するためのモジュール - Google Patents

Description

本発明は、回転ディスク・フィルタであって、ドラムと少なくとも１つのディスク状フィルタ部材とを含み、該ドラムが、中心長手軸線を有し、該軸線を中心として回転可能に配置され、濾過される液体を受容するようにされており、該フィルタ部材が、ドラムの外側の該フィルタ部材が、ドラムを横切る方向で外方へ延び、かつフィルタ支持体と該支持体に支持された少なくとも１つのフィルタ部分とを有しており、第１液体ダクトが、ドラムからフィルタ部材をへてフィルタ部分を通って外方へ延び、該フィルタ部分がフィルタ・セグメントで作られており、該フィルタセグメントが取り外し可能にフィルタ部分に固定される形式のものに関する。本発明は、また回転ディスク・フィルタ用のフィルタ支持体を組み立てるためのモジュールに関するものである。

回転ディスク・フィルタは、例えばＳＥ−Ｃ−２２４，１３１により公知である。このフィルタでは、水が中央回転ドラムの一端をへて、ドラム周部の穴を通って半径方向外方へ案内され、ディスク状フィルタのチャンバに到達する。フィルタ・チャンバの各々は、対向するフィルタ部分を有するディスク状フィルタ部材によって画成され、該フィルタ部分は、これらの部分の間に配置された環状フィルタ支持体により支持されている。フィルタ部材は、ドラム長手軸線に沿って平行に取り付けられている。水がフィルタ部分を通過すると、粒子がフィルタ・チャンバ内に拘束される。フィルタ部分を清浄化する場合は、ドラムが回転させられ、回転ディスク・フィルタの上部区域の外側から水がフィルタ部分に射出され、粒子と水とがドラム上部区域へ流入し、ドラムを貫通して延びるトラフ内へ集められる。フィルタ部分は、フィルタ支持体の両側に配置された環状濾布部分を含んでいる。

ＳＥ−Ｂ−４６５，８５７（ＷＯ９１／１２０６７）に開示された類似の種類の回転ディスク・フィルタでは、ディスク状フィルタ部材が、複数の別個のディスク状フィルタ区分を含み、これらのフィルタ区分が一緒になって環状フィルタを構成している。環状フィルタ部材は、複数の別個のユニットに分割され、また濾布も小片に分割されているが、このことは、濾布が局所的に損傷した場合に、全環状ディスクの濾布を交換するのではなく、フィルタ区分の１つの濾布片を交換するだけでよいことを意味している。

以上に説明した２種類の回転ディスク・フィルタでは、濾布が、複数の形式のうちの一つで固定することができる。共通の解決策では、濾布の両側にフィルタ支持体が直接に接着される。この形式は、特に、濾布が何らかの繊維材料又はプラスチック材料から成る場合には、一般的なものである。濾布は、また金属製でもよい。その場合は、しばしばフィルタ支持体に溶接され、必要とあれば、補強リブが濾布の外側に溶接され、その固定が改善される。フィルタ支持体への濾布の別の固定形式では、濾布が「袋」として設計され、この袋がフィルタ支持体に滑りばめされ、フィルタ支持体上に収縮される。
この種の回転ディスク・フィルタの構成には、幾つかの問題がある。濾布は通常使用での寿命に限界があり、規則的な間隔で交換せねばならない。更に、濾布は、敏感で損傷しやすく、早期の交換が必要である。濾布が損傷すると、全濾布部分を交換せねばならない。

このため、取り外し可能に固定されたフィルタ・セグメントを有する回転ディスク・フィルタが開発された。ＷＯ ９９／３０７９７に開示されたその種の回転ディスク・フィルタは、数個のフィルタ・セグメントから成るフィルタ部分を有している。これらのフィルタ・セグメントは、フィルタ支持体に取り外し可能に固定され、フレームとフレームにより拡開された濾布とを含んでいる。フレーム及びフィルタ支持体は金属製である。取り外し可能に固定されたフィルタ・セグメントによりフィルタ部品の交換が容易になる。この回転ディスク・フィルタの機能は満足の行くものだが、例えばより安価に製造することで改善することが望ましい。また、これらの回転ディスク・フィルタは、大流量用に寸法付けされる場合には、より軽量でかさばらないように製造するのが望ましいだろう。加えて、フィルタ・ディスクにとっては、その回転運動による同伴水量を出来るだけ従来より少量にするのが望ましいだろう。その場合には、濾別された粒子除去のために回転ディスク・フィルタのトラフを通過する粒子に同伴する水量も、より少量になり、それによって、回転ディスク・フィルタの能力が高められよう。

本発明の目的は、先行技術の回転ディスク・フィルタと比較して、よりコンパクトで、より高い濾過能力を有し、しかも占拠する空間が等しい回転ディスク・フィルタを得ることである。
本発明の別の目的は、先行技術の回転ディスク・フィルタより軽量な回転ディスク・フィルタを得ることである。
本発明の更に別の目的は、先行技術と比較して、より低コストで製造可能な回転ディスク・フィルタを得ることである。
本発明の特別な目的は、よりコンパクトな回転ディスク・フィルタ用のフィルタ支持体の構成を可能にするモジュールを得ることである。
本発明の更に別の目的は、回転ディスク・フィルタ用のフィルタ支持体のより安価な構成を可能にするモジュールを得ることである。
更にもう一つの本発明の目的は、より軽量の回転ディスク・フィルタを組み立てるためのモジュールを得ることである。

本発明によれば、これらの目的は、冒頭に述べた種類の回転ディスク・フィルタに、請求項１に記載された特徴を与えることによって達成された。従属請求項２−８には複数好適実施形式が定義されている。本発明の目的は、また請求項９に記載されたモジュールにより達成され、従属請求項１０−１６には複数好適実施例が定義されている。
本発明の回転ディスク・フィルタは少なくとも１つの第２液体ダクトを有し、該液体ダクトが隣接フィルタ・セグメント間に延在し、フィルタ・セグメント間に液体を流通させている。このようにして、液体は、フィルタ・セグメント間を移動できるので、回転運動に同伴することはない。その結果、回転ディスク・フィルタの能力が増大する。

本発明の一実施例では、第２液体ダクトが、フィルタ支持体内に中空の空間を含んでいる。フィルタ・セグメント間の液体流通は、このようにきわめて簡単に可能になる。
フィルタ・セグメント間のフィルタ支持体は、好ましくはフレーム構造物を含み、その中空空間が第２液体ダクトを構成している。このようにして、液体流通が容易に得られる一方、同時に、支持体は、材料を大幅に節約して十分に頑丈に製造できる。
本発明の一好適実施例によれば、フィルタ体はモジュールで形成される。合理的な構成が、したがって保証される。
好ましくは、２つのモジュールがフィルタ・セグメントの周囲のフィルタ支持体を形成し、これらの２つのモジュールが、取り囲んでいるフィルタ・セグメントから間隔をおいて相互に結合されている。これによりフィルタ・セグメント間の結合部を避けることができ、緊密な構成がより容易になる。

フィルタ・セグメントは、フィルタ支持体の溝を介してフィルタ支持体に固定できる。該溝は、フィルタ・セグメントの平面内に延在している。フィルタ・セグメントは、したがって、安全にフィルタ支持体に固定できる一方、同時に、容易に挿入と除去が可能である。更に、一定の自己シール効果が達せられる。
本発明の一実施例によれば、フィルタ支持体が、ドラム周面の少なくとも一部を形成している。これによって、材料消費の少ないドラムの製造が可能になる。
フィルタ支持体は、好ましくはプラスチック製であり、したがって比較的低コストで製造できる。更に、フィルタ支持体は耐食性となろう。
フィルタ支持体を組み立てるための本発明によるモジュールは、２個の隣接フィルタ・セグメントを少なくとも部分的に取り囲むための２つの内側支持部及び２つの外側部支持部と、２つの隣接フィルタ・セグメント間に配置するようにされた中間支持部とを含んでいる。このようなモジュールを使用することで、効率的にフィルタ支持体を組み立てることができる。

この中間支持部は、好ましくは、隣接部材間の液体流通を可能にするための少なくとも１つの液体ダクトを含んでいる。その結果、液体は、フィルタ・セグメント間を移動でき、フィルタ支持体が回転ディスク・フィルタの作動中に回転するさいに、同伴されなくなる。このことは、回転ディスク・フィルタの能力が高め得ることを意味する。
前記中間支持部は、好ましくは、フレーム構造部を有し、この構造部の中空空間が、隣接フィルタ・セグメント間の液体流通用液体ダクトを構成している。フレーム構造部は最小限の材料消費で十分な強度を有し、更に、該構造部によりフィルタ・セグメント間を通過する液体用のダクトを簡単に得ることができる。
前記外側支持部と内側支持部との一方の端部は、２つのモジュールを相互結合する手段を有している。これらのモジュールは、したがって容易に相互結合されて１つのフィルタ支持体を形成できる。

内側支持部は、好ましくは、ドラム周面の複数部分を形成するように配置され、それにより、少量の材料を用いてドラムを形成することが可能になる。
外側支持部と内側支持部とは、好ましくは対称的に中間支持部に設けられる。このため、フィルタ支持体を組み立てるのに必要なモジュールは１種類で済む。本発明によるモジュールは、フィルタ・セグメント固定用の溝を含み、該溝がフィルタ・セグメントの平面内に延びている。これによって、フィルタ・セグメントを、セグメントが容易に着脱できるように安全に固定できる。
一好適実施例によれば、本発明のモジュールはプラスチック製である。したがって、比較的安価に製造でき、軽量のフィルタ支持体を組み立てることができる。以下で、添付略示図につき、本発明の現時点で好適な複数実施例をより詳細に説明する。

本発明による回転ディスク・フィルタの基本機能は、図１に示した種類の先行技術による回転ディスク・フィルタと大部分は等しい。本発明の回転ディスク・フィルタの機能は、したがって図１を参照して説明する。回転ディスク・フィルタ１は、ゆっくり回転するドラム２を有し、該ドラムは複数のディスク状フィルタ部材３を支持し、フィルタ部材３の正常な方向は、長手軸線またはドラム２の回転軸線Ｃと平行かつ同心的であり、フィルタ部材３の、軸線方向を向き半径方向に延びる横面は濾布を支持している。濾過を要する液体Ａは、入り口５からドラム２の内部へ案内される。ドラム２の内部から、濾過される液Ａは、ドラム２の周面６の複数開口を経てディスク状フィルタ部材３の内部へ案内される。ここから、濾過される液Ａは、最終的には濾過方向に案内され、濾布４を通過する。

濾過される液中のどの粒子も、濾布４の内側に付着する。回転ディスク・フィルタ１は、濾布４の洗浄用の射出ノズル７を備え、該ノズルは、複数ディスク状フィルタ部材間に延びる多数の射出管８に取り付けられている。射出管８は、洗浄液を射出ノズル７へ案内するようにされ、ドラムの中心軸線Ｃと平行に延在する細長の液体案内管に接続されている。射出ノズルは、軸線方向で外側から濾過方向とは反対方向へ濾布を洗浄し、洗い流された粒子は、ドラム５の上方に配置された排出トラフ１０内に集められる。

図２から分かるように、フィルタ部材３は、本発明の一好適実施例によりフィルタ支持体１１を有し、該フィルタ支持体が、ドラム２を横切る方向で半径方向外方へ延び、複数モジュール１２を形成している。フィルタ支持体１２は複数区画を形成し、これらの区画内にフィルタ・セグメント１３が配置されている。図６に示すように、フィルタ・セグメント１３は、濾布を張るフレーム１４から成っている。

モジュール１２は、図４に示すように、中間支持部１５を有し、この支持部の一端からは、２つの外側支持部１６が外方へ延びている。中間支持部１５の他端からは、２つの内側支持部１７が外方へ延びている。中間支持部１５は、中空空間１９を有するフレーム構造物１８から成っている。内側支持部１７は開口２０を有し、濾過される液体が該開口を介してドラム２の内部から流出できる。内側と外側の支持部１７，１６は、それらの端部に、２つのモジュールを相互結合するためのねじを挿入する穴２１を有している。中間支持部１５の両側には、２つの溝２２が設けられ、これらの溝は、中間支持部１５と平行にフィルタ支持体１１の平面内に延在している。内側支持部１７の各々には、２つの平行な溝２３が設けられ、これらの溝が内側支持部１７と平行に、フィルタ支持体１１の平面内に延在している。

図６には、フィルタ支持体１１内にフィルタ・セグメント１３を固定するためのカバー２４の形式の閉じ部材が示されている。
回転ディスク・フィルタ１を構成するさい、７つのモジュール１２が穴２３にねじを通すことで互いに結合され、それらのモジュールで半円形が形成される。これら２つの半円形がドラム５に取り付けられ、互いにボルト結合され、フィルタ支持体１１を形成する。フィルタ・セグメント１３の事実上中心で行われるモジュール１２の結合によって、２つのフィルタ・セグメント１３間で行われる結合の場合と比較して、緊締度が改善される。

２つの隣接モジュール１２の間にフィルタ支持体１１によって形成される区画の各々には、フィルタ・セグメント１３が、モジュール１２の両側の溝２２，２３内へ挿入される。カバー２４は、２つの隣接モジュール１２の外側支持部１６と、該モジュール１２が一緒に取り囲む２つの平行なフィルタ・セグメント１３との上に滑りばめされる。カバー２４は、モジュール１２の外側支持部１６にねじ止めされる。このように構成された多数のディスク状フィルタ部材３が、ドラム２上に取り付けられ、回転ディスク・フィルタ１が得られる。図示の実施例では、１０個のフィルタ部材３がドラム２に取り付けられている。しかし、ドラム２上には２２個の程度のフィルタ部材が配置でき、より高い能力の回転ディスク・フィルタ１が得られる。

回転ディスク・フィルタ１の作動時に、濾過される液体Ａ、好ましくは汚染した水は、ドラム２の一端の入り口５から供給され、第１液体ダクトを通過する。該第１液体ダクトは、ドラム２の内部からモジュール１２の内側支持部１７の開口２０を通過し、フィルタ部材３の濾布４を通過するように延びている。ドラム２は緩速で回転し、液体Ａは、フィルタ・セグメント１３が回転コースの下方部分にきた時にフィルタ・セグメント１３を通過する。汚染物は、そのさいに濾布４の内側に付着する。フィルタ・セグメント１３が回転コースの上方部分に移動すると、既述の射出装置７，８，９によって洗浄される。洗い流された汚染物は、排出トラフ１０によって除去される。

中間支持部１５のフレーム構造物１８内の中空空間１９は、第２液体ダクトを形成し、該ダクトを介して液体Ａは、フィルタ・セグメント１３間を移動できる。したがって、先行技術の回転ディスク・フィルタと異なり、液体Ａはフィルタ部材３の回転運動に同伴しない。このため、排出トラフ１０から出る汚染物に伴う液体量は低減される。ドラム２の回転速度は、このため高めることができ、このことは、回転ディスク・フィルタ１の能力が増すことを意味する。したがって、回転ディスク・フィルタ１は、先行技術の回転ディスク・フィルタよりもコンパクトに製造できる。また、ドラムの懸架機構および駆動装置に加わる荷重が低減される。

回転ディスク・フィルタ１は工場で組み付けて、使用準備の整った状態で発送できるが、モジュール構造なので、モジュール１２のまま発送して、回転ディスク・フィルタを使用する現場で回転ディスク・フィルタ１に組み立てることもできる。モジュール構造のために、また従来の回転ディスク・フィルタを容易に拡張でき、その能力を高めることができる。１つ以上の新しいフィルタ部材３用のモジュール１２、フィルタ・セグメント１３、カバー２４を納入させ、それらを従来の回転ディスク・フィルタ１に組み付けることもできる。
既述の実施例では、モジュール１２は、ＡＢＳプラスチックの射出成形によって製造される。また、他のプラスチック材料の使用も可能だが、その場合は、プラスチックの種類に応じて適当な製造方法を選択する。プラスチックが好ましいのは、材料が比較的安価で、加工が容易な上に、耐食性だからである。他の材料を選択してもよいが、考慮せねばならない点は、軽量で強度を有し、完成した回転ディスク・フィルタの重量が最小化されることである。

フィルタ・セグメント１３のフレーム１４は、予張力を加えたガラス繊維製であるのが好ましく、該ガラス繊維によりフレーム１４は強度が得られ、軽量で、耐食性が得られる。あるいはまた、フレーム１４は、金属製、好ましくはステンレス鋼製にすることもできる。フィルタ支持体４に対するフィルタ・セグメント１３のシールのため、フレーム１４はゴム・ストリップ、例えばＥＰＤＭゴムにより取り囲まれている。溝２２内へのフィルタ・セグメント１３の着脱を容易にするために、ゴム・ストリップの外側は毛くず張り（ｆｌｏｃｋｅｄ）にされ、これによりフィルタ支持部１１に対する摩擦が低減されている。このシールは、また、ある程度まで、フィルタ・セグメント１３によっても助長される。これは、液体Ａが濾布を通過することで濾布が液体圧力によって外方へ押されて、フレーム１４が溝２２，２３の外側境界壁に押し付けられるからである。
図示の実施例では、フレーム１４に張り拡げられた濾布４は、１０−１００μの濾過穴を有するマイクロフィルタ布である。この濾布は、要求される濾過能力に応じて選択される。

本発明の回転ディスク・フィルタは、ＳＥ−Ｃ−５１５，００１（ＷＯ ００／３７１５９）に記載された種類の浄化装置によって適宜に洗浄できる。
既述の本発明の複数実施例の多くの変更態様が、特許請求の範囲に定義された本発明の枠内で可能であることが理解されよう。
図示の例では、モジュール１２はドラム２に取り付けられ、ドラムの周面６が、ドラム２の内部から液体がフィルタ・セグメント１１へ移動するための開口を有している。軽量のモジュール１２によって、代わりにドラム用の骨組みを作る選択が可能になり、内側支持部１７が骨組みの外側でドラムの周面を形成することが可能になる。
フレーム構造物１８を有する中間支持部１２を作る代わりに、平らなウエブに穴を設けて複数フィルタ・セグメント間の液体流通を可能にすることもできる。

先行技術による回転ディスク・フィルタの原理を略示する斜視図。 点線で示した幾つかの隠れた部分を有する、本発明による回転ディスク・フィルタの端面図。 点線で示した幾つかの隠れた部分を有する、図２の回転ディスク・フィルタの側面図。 フィルタ支持体組み立て用の本発明によるモジュールの斜視図。 本発明の回転ディスク・フィルタ内にフィルタ・セグメントを固定するための閉じ手段の斜視図。 フィルタ・セグメント平面図。

Claims (8)

1. 回転ディスク・フィルタ（１）用のフィルタ支持体（１１）を組み立てるための装置であって、前記フィルタ支持体（１１）が、ドラム（２）の周囲でフィルタ・セグメント（３）を支持するように配置され、該フィルタセグメントが、ドラム（２）外側で、ドラム（２）を横切る方向で外方へ延び、前記フィルタ支持体が、隣接フィルタ・セグメント（１３）間の中間支持部（１５）と、ドラム（２）／フィルタ・セグメント（１３）間の内側支持部（１７）と、ドラム（２）とは反対側のフィルタ・セグメント外側支持部（１６）とを含む形式のものにおいて、
   前記装置が、２つの隣接フィルタ・セグメント（１３）を少なくとも部分的に囲むための２つの内側支持部（１７）及び２つの外側支持部（１６）と、２つの隣接フィルタ・セグメント（１３）間に配置するようにされた中間支持部（１５）とを含む、回転ディスク・フィルタ用のフィルタ支持体を組み立てるための装置。
2. 前記中間支持部が、少なくとも１つの液体ダクト（１９）を含むことで、隣接フィルタ・セグメント（１３）間に流体流通が可能になる、請求項１に記載された装置。
3. 前記中間支持部（１５）の中空空間（１９）が、隣接フィルタ・セグメント（１３）間の液体流通を可能にするように構成されている、請求項１又は請求項２に記載された装置。
4. 前記外側支持部（１６）と前記内側支持部（１７）との一端に、２つの装置（１２）を相互結合する手段（２１）を有する、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された装置。
5. 前記内側支持部（１７）がドラム（２）の周面（６）の複数部分を形成するように配置される、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された装置。
6. 前記外側支持部（１６）と前記内側支持部（１７）とが中間支持部（１５）に対称的に設けられる、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された装置。
7. 前記装置がフィルタ・セグメント（１３）固定用の溝（２２，２３）を含み、該溝がフィルタ・セグメント（１３）の平面内に延びている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された装置。
8. 前記装置がプラスチック製である、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された装置。

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