JP5174912B2 - 粒子で負荷されたプロセスガスを洗浄するためのフィルタ構造 - Google Patents

Description

本発明は、外側フィルタおよび内側フィルタを備える少なくとも１つのフィルタユニットを有する、粒子で汚れたガスを洗浄するためのフィルタ構造に関するものである。

本発明は、物質の混合、乾燥、顆粒化、ペレット化、および／または成膜（コーティング）などによって粒子状の物質が中で処理されるプロセス容器に載るように配置されたフィルタ構造も対象としている。このプロセスの要諦は、塵のように細かい物質粒子がプロセス容器の中で比較的大きい粒子をなすように凝集ないし顆粒化し、あるいは粒子状の出発物質に成膜（コーティング）によって被覆が施されることであってよい。そのためにプロセス容器の底面領域には、通常、特にスリットの形態の通過部を有する空気透過性の底面が設けられている。

円筒状の外側フィルタと、下から上へと円錐状に先細になる内側フィルタとで構成されたフィルタユニットが、ドイツ特許第４０２９９９４Ｃ２号から公知である。物質を処理するプロセス動作のときには、粒子で汚れた空気が、たとえば塵を含む空気が、外側からは外側フィルタを通って、および内側からは内側フィルタを通って、フィルタユニットの外側フィルタと内側フィルタとの間の中間スペースへと運ばれ、さらに開いた弁を介してガス出口へと運ばれる。

外側フィルタの外面および内側フィルタの内面に堆積した塵を吹き払うために、弁が閉じられ、別の弁を介して、清浄ガスのガス入口から内側フィルタと外側フィルタの間の中間スペースへと通じる空気経路が開かれ、それにより、外側フィルタの外面および内側フィルタの内面に付着している粒子を逆流で吹き払うことができる。それにより、塵を含んだ空気のほうを向くフィルタの側における完全な洗浄は可能であるが、洗浄空気領域へ侵入したフィルタ塵の除去は実施することが困難である。フィルタユニットの完全な洗浄のためには、フィルタユニットを取外して分解し、個々のフィルタを個別に洗浄しなくてはならない。このように従来技術では、フィルタカートリッジを取外すことなしに、現場での洗浄すなわち定置洗浄Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｉｎ Ｐｌａｃｅ（ＣＩＰ）をすることは不可能である。

したがって本発明の課題は、冒頭に述べた種類のフィルタ構造であって、フィルタ構造および特にそのフィルタユニットを完全かつ包括的に現場で洗浄することができるものを提供することであり、および、そのような洗浄を実施する方法を提供することにある。

本発明によると上述した課題は、冒頭に述べた種類のフィルタ構造において、外側フィルタと内側フィルタがそれぞれの下側領域に開口部を空けながら互いに相対的に可動であることによって解決される。

洗浄をするために、本発明は上に述べた種類の方法を意図しており、この方法では、基本的に、フィルタユニットの清浄ガス側の領域が、外側フィルタおよび内側フィルタの下側領域に隙間を空けながら吹き込まれる洗浄流体によって洗浄されることが意図される。このことは、特に、清浄ガス側の領域に突入する槍状洗浄部によって行うことができる。

本発明によるフィルタ構造のフィルタユニットの両方の個別フィルタである内側フィルタと外側フィルタが、互いに固定的に結合されているのではなく、その場で相対運動することでそれぞれの下側領域に隙間またはスリットを空けることができることによって、一方では、前述した基本的な方法ステップに基づいて意図される洗浄を、内側フィルタと外側フィルタの間の清浄スペース領域に吹き込まれる液体（ＣＩＰ液）によって実施することが可能であり、この液体は、これによって一緒に運ばれる汚れを隙間を通してフィルタユニットから外に出し、プロセス構造を介してさらに除去することができる。さらに、金属フィルタを備えているフィルタユニットの構成の場合には超音波洗浄を実施することが可能であり、そのために、液体状の結合媒体が内側フィルタと外側フィルタの間に必要であり、フィルタ自体を通って外に出ることができるよりも多量の液体が供給されるように中間スペースへ充填することができ、超音波を生成するための超音波変換器が結合媒体の中でこれに突入しており、最終的には洗浄の完了後に結合液を、フィルタから取り除かれた汚れとともに、隙間を空けることによって同じくこの隙間から排出することができる。そして最後に、隙間が空いているときに、プロセス構造のスリットディスクから流入する乾燥空気によって、フィルタの内側と外側の乾燥を実施することが可能である。

発展例において本発明は、外側フィルタと内側フィルタが環状隙間を空けながら互いに相対的に可動であることを意図しており、特に、内側フィルタは外側フィルタに対して相対的に上昇可能であり、あるいは内側フィルタは外側フィルタに対して相対的に降下可能である。内側フィルタと外側フィルタの間の相対運動を生起するための駆動は、フィルタユニット外部にある駆動装置によって、たとえば操作ロッドを介して行われる。本発明によるフィルタ構造の構成によって創出される洗浄の可能性を全面的に活用するために、本発明は発展例において、特にガスである流体をフィルタユニットの清浄ガス側の領域へ吹き込む装置と、フィルタユニットの清浄スペース側の領域を出口に対して遮蔽する装置と、フィルタユニットの清浄スペース側の領域へ突入する、フィルタユニットの当該領域へ洗浄液を吹き込むための槍状部と、少なくとも１つのフィルタユニットの清浄ガス側と反対を向いている外側スペースに突入する、特にこれを取り囲むフィルタドームに突入する、粒子で負荷されたガスにさらされるフィルタユニットの側を液体により洗浄するための槍状洗浄部とを意図している。

本発明による方法の発展例では、少なくとも１つのフィルタユニットの外側フィルタと内側フィルタの間の下側領域における隙間は、外側フィルタに対する内側フィルタの下降または上昇によって空けられ、これと反対の運動によって閉じられることが意図される。本発明による方法の枠内において、洗浄ステップは、好ましくは事前にフィルタユニットの清浄スペース側からガス出口を閉止したうえで、洗浄ガスがフィルタユニットへフィルタユニットの洗浄動作のときの流動方向とは反対向きにフィルタを通るように吹き込まれ、フィルタユニットの清浄ガススペースと反対を向いているフィルタの領域が槍状洗浄部から吐出される洗浄液によって洗浄され、すでに述べたように、少なくとも１つのフィルタユニットの乾燥が、外側フィルタと内側フィルタの間の隙間を空けながら行われるように意図されていてよい。超音波を用いた洗浄のために、本発明は乾燥の前に、金属フィルタまたはフィルタユニットが、外側フィルタと内側フィルタの間の中間スペースに結合液を入れたうえで、これら両方のフィルタの間の隙間が閉じているときに、中間スペースへ突入する超音波源により洗浄されることを意図している。

本発明のその他の利点や構成要件は特許請求の範囲から明らかであり、および、本発明の実施例が図面を参照しながら具体的に説明される以下の説明から明らかである。

プロセス容器に載っている本発明のフィルタ構造を示す模式的な垂直方向の縦断面図である。 右側がプロセス空気をろ過し、左側がフィルタを洗浄するように切り換えられた、２つのフィルタユニットを備えるフィルタドームの上面を示す縦断面図である。 洗浄液によるフィルタの清浄ガス側の洗浄を図示する、本発明によるフィルタ構造を示した縦断面図である。 金属フィルタの場合に超音波洗浄をするための超音波源を追加的に備えているフィルタ構造である。 フィルタの乾燥プロセスを図解するために本発明によるフィルタ構造を示す図である。 フィルタユニットの内側フィルタと外側フィルタの相対運動の別案の実施形態である。 降下可能な中間底面を備える、フィルタユニットの内側フィルタと外側フィルタの相対運動の別案の実施形態である。

図１では、本発明によるフィルタ構造１は、上から下へ円錐状に終わっているプロセス容器２の上に配置されている。このようなプロセス容器２の中では、たとえば粒子状の物質が、物質の混合、乾燥、顆粒化、ペレット化、および／または成膜（コーティング）によって処理される。たとえば塵のように細かい物質粒子が、プロセス容器の中で比較的大きな粒子をなすように凝集し、それによって顆粒化され、あるいは粒子状の初期物質にコーティングによって皮膜が施される。そのためにプロセス容器２の底面領域には、通常、特にスリットの形態の通過部を有する空気透過性の底面２．１が設けられている。この底面または円筒状の壁部に組み込まれた状態で、被覆媒体の噴霧を可能にするノズルが配置されていてよい。

本発明によるフィルタ構造１は、複数の、通常は３つから６つのフィルタユニット３を、ハウジング状のフィルタドーム１．１の中に有している。このようなフィルタユニット３は、外側フィルタ３．１と内側フィルタ３．２とを有しており、外側フィルタ３．１は、通常、図示している実施例のように円筒状であり、それに対して内側フィルタ３．２は、通常、図示している実施例のように円錐状に構成されており、すなわち下から上に向かって先細になっている。

プロセス動作のとき、すなわち、フィルタユニット３がプロセス容器２およびフィルタドーム１．１の中にある塵で負荷された空気を、ないしはそこにある塵で負荷されたガスを清浄化または脱塵するとき、外側フィルタ３．１と内側フィルタ３．２の下辺が相互に一直線上に並び、閉じた環状領域３．４を介して相互に結合され、このことは従来技術に相当している。内側フィルタ３．２の上辺は、外側フィルタ３．１の上側端部の下方で終わっている。このように二重フィルタとして構成された外側フィルタ３．１と内側フィルタ３．２を備えるフィルタユニット３により、たとえば円筒状の一重フィルタに比べてフィルタ面積が明らかに増大し、ほぼ２倍になる。

清浄空気がフィルタを通って流れる、外側フィルタと内側フィルタ３．１，３．２の間の円環外套状の中間スペース３．５は、内側フィルタ３．２の上方にある清浄空気の出口領域３．６とつながっており、さらにこの出口領域は、開かれるべき閉止フラップ３．７を介して、排気管３．８と流体接続されている。

内側フィルタ３．２は操作ロッド３．３．１を介して駆動部３．３．２と連結されており、この駆動部によって、内側フィルタ３．１を図１に示す実施例では外側フィルタ３．２に対して降下させることができ、あるいは図６および図７の左側の実施例では上昇させることができ、それにより、外側フィルタと内側フィルタ３．１，３．２のそれぞれの下側領域の間では、外側フィルタと内側フィルタ３．１，３．２の間の中間スペース３．５へと向かう環状隙間３．９が空けられる。駆動部は、たとえばピストン・シリンダ構造をもつ油圧式または空気圧式の駆動部であってよく、あるいは電気駆動部であってもよく、また、電動モータ式の駆動部であっても電磁石式の駆動部であってもよい。

さらに、流体供給配管４．１と、出口領域３．６に突入する槍状部４．２とを有する洗浄装置４が設けられており、この槍状部は、図示した実施例では、駆動ロッド３．３．１を円筒状に取り囲むとともに、内側フィルタ３．２の上辺に対して垂直方向の間隔を置きながら、下側端部に出口開口部を有している。それにより、後でまた説明するようにして、フィルタの清浄空気側を洗浄することができる。

プロセスガスの排気スペース３．６には、洗浄液の出口５．２を備える槍状洗浄部５．１が突入している。

最後に、フィルタドーム１．１の下側領域には、液体供給部６．１と、フィルタドーム１．１にほぼ中央で突入する槍状部６．２と、槍状部６．２の端部に配置された出口ノズル６．３とを備えるジェット洗浄器６がある。それにより、後でまた説明するように、フィルタ３．２，３．３の外面の洗浄を行うことができる。

図４の実施形態では、フィルタは金属フィルタであり、すなわち金属繊維を有している。この場合、本発明は追加の洗浄のために、外側フィルタと内側フィルタ３．１，３．２の間で各々のフィルタユニット３の中間スペースに突入する超音波変換器７を意図している。超音波変換器７とフィルタ３．１，３．２との間の結合媒体として、ＣＩＰ液８のような液体が充填される。

図５は、プロセス室が空になったときに、フィルタ３．１，３，２を特にそれが布フィルタあるいは金属フィルタである場合に乾かすために、空気透過性の底面２．１を通してフィルタドーム１．１の内部のスペースに乾燥空気が吹き込まれることを示している。

このように本発明に基づいて構成されたフィルタユニットを洗浄するための方法手順は、次のとおりである：
空気透過性の底面２．１を通じて空気またはガスを吹き込みながら、プロセス容器２の中で粒子状の物質が上に説明した仕方で処理される動作プロセス中には、このガスは、特に図２の右側のフィルタユニット３に見られるように、外側から外側フィルタ３．１および内側から内側フィルタ３．２を通ってフィルタユニット３の内部に入り、その際にフィルタ３．１，３．２によって清浄化される。ガスは出口領域３．６を貫流し、フラップ３．７が開いたときにフィルタ構造１の排気管３．８を介して外に出て、その後、底面２．１を介して再循環させることができる。

フィルタ３．１，３．２を現場で（ＣＩＰ＝Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｉｎ Ｐｌａｃｅ）洗浄しようとする場合、第１の洗浄ステップのために排気通路３．８のフラップ３．７が閉じられ、次いで、図１および図２の左側に図示するように、流体供給配管４．１および槍状部４．２を介して、たとえば空気や不活性ガスのような洗浄流体がフィルタユニット３の内部へ、およびこれに伴って清浄ガス側からフィルタ３．１，３．２を通過するように噴射され、それにより、これらのフィルタのプロセス側に付着している材料が、たとえば顆粒化材料、コーティング材料などが、フィルタから吹き払われる。

このとき、内側フィルタおよび外側フィルタ３．１，３．２は、それぞれの下面にある環状隙間３．９が閉じられた相対位置にある。

次のステップでは、図３の実施形態の場合、内側フィルタ３．２が駆動部３．３．２によって操作ロッド３．３．１により外側フィルタ３．２（図３）に対して上昇し、それによって環状隙間３．９が空けられる。次いで、槍状洗浄部５．１を介して洗浄液が、いわゆるＣＩＰ液が、外側フィルタ３．１の内部空間へ、および外側フィルタと内側フィルタ３．２の間の環状スペースへ吹き込まれ、それにより、場合により外側フィルタ３．１の内面および／または内側フィルタ３．２の半径方向外側に位置する面に付着している材料を、環状隙間３．９を介して洗い落とすことができる。

フィルタ３．１，３．２が金属フィルタである場合、前述したように、さらなる洗浄をするために、外側フィルタと内側フィルタ３．１，３．２の間の中間スペースに突入する超音波変換器を設けることができる。この場合、環状隙間３．９が閉じているときに、液体がさらにフィルタユニットの内部スペースへ吹き込まれ、すなわちフィルタを通って排出できる以上に吹き込まれ、それにより、超音波のための結合媒体としての役目をする液体８が蓄積される。超音波変換器７の作動が行われ、それにより、外側フィルタ３．１の内面および内側フィルタ３．２の内面に付着したコーティング材料などの材料の効率的な洗浄が行われ、これらの材料は液体８の中へと移行する、
そしてこの液体は、図３の実施形態では、駆動部３．３．２により操作ロッド３．１．１を介して内側フィルタ３．２が外側フィルタ３．１に対して相対的に上昇することによって、排出することができる。

次のステップでは、図１に示すように、外側フィルタ３．１の外面および内側フィルタ３．２の内面の洗浄が、ジェット洗浄器６を用いて、その液体供給部６．１から槍状部６．２と出口ノズル６．３とを介して供給される液体（ＣＩＰ液）によって行われる。

最後に、スリット底面２．１を介して供給される乾燥空気または乾燥気体によって、フィルタ構造１の内部全体の乾燥、特にフィルタユニット３の乾燥が行われる（図５）。

図６は、右側の本発明によるフィルタユニットの別案の実施形態を、図１から図５で具体化されてそこで詳細に説明した左側のフィルタユニットと対比させて示している。

図６の右側のフィルタユニット３′は、基本的にはフィルタユニット３と同じ仕方で構成されており、同じ符号が付された同じ部材を有している。ただし、内側フィルタ３．２はスリット間隙３．９を生成するために外側フィルタ３．１に対して上昇するのではなく、降下する。

図７は、フィルタドーム１．１の中でフィルタ３ないし外側フィルタ３．１の上方に降下可能な中間底面が設けられたさらに別の実施形態を、上昇可能ないし降下可能な内側フィルタ３．２の両方の態様とともに示している。

１ フィルタ構造
１．１ フィルタドーム
２ プロセス容器
２．１ 底面
２．２ 円錐部
３，３′ フィルタユニット
３．１ 外側フィルタ
３．２ 内側フィルタ
３．３．１ 操作ロッド、駆動ロッド
３．３．２ 駆動部
３．４ 環状領域
３．５ 中間スペース
３．６ 出口領域、排気スペース
３．７ 閉止フラップ
３．８ 排ガス通路
３．９ 環状隙間
４ 洗浄構造
４．１ 流体供給配管
４．２ 槍状部
５．１ 槍状洗浄部
５．２ 出口
６ ジェット洗浄器、超音波変換器
６．１ 液体供給部
６．２ 槍状部
６．３ 出口ノズル
７ 超音波変換器
８ （ＣＩＰ）液

Claims (9)

1. 外側フィルタおよび内側フィルタ（３．１，３．２）を備える少なくとも１つのフィルタユニット（３）と、該フィルタユニット（３）を取り囲むフィルタドーム（１．１）とを有する、粒子で汚れたガスを洗浄するためのフィルタ構造において、
   前記外側フィルタおよび前記内側フィルタ（３．１，３．２）はそれぞれの下側領域に開口部を空けながら互いに相対的に可動であり、
   前記フィルタ構造はさらに、前記フィルタドーム（１．１）の外側から、該フィルタドーム（１，１）の内側の、前記少なくとも１つのフィルタユニット（３）の下方の空間に突入する槍状洗浄部（６．２）を、前記フィルタユニット（３）の粒子で負荷されるガスにさらされる側を液体により洗浄するために有している、フィルタ構造。
2. 前記外側フィルタおよび前記内側フィルタ（３．１，３．２）は環状隙間（３．９）を空けながら互いに相対的に可動であることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ構造。
3. 前記内側フィルタ（３．２）は前記外側フィルタ（３．１）に対して相対的に上昇可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載のフィルタ構造。
4. 前記内側フィルタ（３．２）は前記外側フィルタ（３．１）に対して相対的に降下可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載のフィルタ構造。
5. 前記外側フィルタおよび前記内側フィルタ（３．１，３．２）の間の相対運動のために駆動部が前記フィルタユニット（３）の外部に設けられていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のフィルタ構造。
6. 前記フィルタユニット（３）の清浄ガス側の領域（３．５，３．６）へガスを吹き込む装置（４，４．１，４．２）を有しており、および、前記フィルタユニット（３）の清浄スペース側の領域（３．５，３．６）を出口（３．８）に対して遮断する装置（３．７）を有していることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のフィルタ構造。
7. 前記フィルタユニット（３）の清浄スペース側の領域（３．５，３．６）を通る液体配管を有していることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載のフィルタ構造。
8. 前記フィルタユニットの清浄スペース側の領域（３．５，３．６）に突入して前記フィ
   ルタユニット（３）の当該領域へ洗浄液を吹き込むための槍状部または噴射ヘッド（５．１，５．２）を有していることを特徴とする、請求項７に記載のフィルタ構造。
9. 前記外側フィルタおよび前記内側フィルタ（３．１，３．２）の間の中間スペースに突入する超音波変換器（７）を前記フィルタ（３．１，３．２）の超音波洗浄のために有していることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載のフィルタ構造。

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