(57)【要約】アキュムレータに入れた逆洗流体の供給を、フィルタ要素を通して逆方向に推進する加圧ブラダを有するアキュムレータを備えたフィルタ・バックフラッシュ・システム。逆洗流体をアキュムレータ内で給送する間、ブラダ内部の不活性ガスを、アキュムレータの内壁に対して圧縮する。約３００〜６００ｐｓｉの圧力に到達したら、濾過済み流体をアキュムレータから解放し、圧縮ガスの全エネルギも解放する。この解放により、逆洗流体が高圧で急速に噴出し、フィルタ要素から目詰まりした汚染物を効果的に除去する。
2005501694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧バックフラッシュ装置で、
自身内にフィルタ部材を含むフィルタ・ハウジング、濾過していない流体を前記フィルタ・ハウジングに導入する入力供給部、濾過済み流体を前記フィルタ・ハウジングから除去する出力供給部、バックフラッシュ流体を前記フィルタ・ハウジングに導入するバックフラッシュ供給部、及び前記バックフラッシュ流体を除去する排液出力部を含む濾過システムと、
前記濾過済み流体の一部、又は適切なバックフラッシュ液を受けるアキュムレータ充填ポンプとを備え、前記アキュムレータ充填ポンプが、前記濾過済み流体の加圧放出を生成し、更に、
アキュムレータを備え、アキュムレータは、濾過済み流体を前記アキュムレータ充填ポンプ放出から受ける入力口、自身を隔離するためブラダを有する圧縮性不活性ガス区間を含み、前記濾過済み流体を約３００〜６００ｐｓｉの圧力まで保存し、したがって濾過済み流体は、アキュムレータから解放されると、バックフラッシュ供給部及び出力供給部を通して前記フィルタ・ハウジングへと推進し、前記フィルタ部材を通して前記排液出力部へと出て、それによってバックフラッシュ作業中に前記フィルタ部材をバックフラッシュし、更に、
前記アキュムレータから出て前記バックフラッシュ供給部を通る前記バックフラッシュ流体の流れを制御するバックフラッシュ供給弁手段と、
前記アキュムレータ充填ポンプに入る前記濾過済み流体の流れを制御するポンプ入力供給弁手段と、
前記アキュムレータ充填ポンプから出る前記加圧放出の流れを制御するポンプ出力供給弁手段と、
前記入力供給部を通って前記フィルタ・ハウジングに入る前記未濾過流体の流れを制御する入力供給弁手段と、
前記排液出力部を通した前記バックフラッシュ流体の除去を制御する排液出力弁手段と、
前記出力供給部を通した前記フィルタ・ハウジングの前記濾過済み出力の流れを制御する出力供給弁手段と、
バックフラッシュ作業の間、前記アキュムレータ、前記アキュムレータ充填ポンプ、前記バックフラッシュ弁手段、前記ポンプ入力供給弁手段、前記ポンプ出力供給弁手段、前記入力供給弁手段、前記排液出力弁手段、及び前記出力供給弁手段の動作を順序づける手段とを備えるバックフラッシュ装置。
【請求項２】
前記バックフラッシュ作業中に、前記順序づけ手段が、前記アキュムレータ充填ポンプの電源を切り、前記ポンプ入力供給弁手段、前記ポンプ出力供給弁手段、前記入力供給弁手段及び前記出力供給弁手段を閉鎖し、前記排液出力弁手段及び前記バックフラッシュ供給弁手段を開放するような構成である、請求項１に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項３】
前記バックフラッシュ作業中に、前記順序づけ手段が、前記アキュムレータ・ポンプの電源を切り、前記ポンプ入力供給弁手段、前記ポンプ出力供給弁手段、前記入力供給弁手段及び前記出力供給弁手段を閉鎖し、前記排液出力弁手段を開放し、次に前記フィルタ・ハウジングの排液時間とほぼ等しい時間の後に、前記バックフラッシュ供給弁手段を開放するような構成である、請求項１に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項４】
前記濾過システムの正常な作業中に、前記順序づけ手段が、前記排液出力弁手段及び前記バックフラッシュ供給弁手段を閉鎖し、前記入力供給弁手段、前記ポンプ出力供給弁手段、前記ポンプ出力供給弁手段及び前記出力供給弁手段を開放し、開放状態に維持するような構成である、請求項１に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項５】
前記順序づけ手段が、更に、前記バックフラッシュ作業を開始する手段を含む、請求項１に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項６】
前記開始手段が設定圧力で起動する、請求項５に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項７】
前記バックフラッシュ作業開始手段が、前記フィルタ部材を通る流体の流れを監視する手段を含む、請求項５に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項８】
前記バックフラッシュ作業開始手段が、前記アキュムレータ内の圧力を監視する手段を含む、請求項１に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項９】
前記アキュムレータの前記ブラダの容積が、前記フィルタ・ハウジングの容積とほぼ等しいか、それより大きい、請求項１に記載のフィルタ・バックフラッシュ装置。
【請求項１０】
濾過システムの加圧バックフラッシュ方法で、
請求項１に記載の装置を設けるステップと、
前記アキュムレータ充填ポンプを停止するステップと、
同時にポンプ出力供給弁手段、ポンプ入力供給弁手段、入力供給弁手段及び出力供給弁手段を、それぞれが閉鎖状態になるよう起動するステップと、
バックフラッシュ供給弁手段及び排液出力弁手段を各弁が開放状態になるよう起動するステップと、
前記アキュムレータ内に保存された前記逆洗流体を解放するステップと、
前記フィルタ部材を通して前記排液出力部へと前記逆洗流体を推進するステップとを含み、その結果、濾過システムがバックフラッシュされる方法。
【請求項１１】
濾過システムの加圧バックフラッシュ方法で、
請求項１に記載の装置を設けるステップと、
前記アキュムレータ充填ポンプを停止するステップと、
入力供給弁手段、出力供給弁手段、ポンプ出力供給弁手段、及びポンプ入力供給弁手段を、それぞれが閉鎖状態になるよう起動するステップと、
前記ブラダに保存された前記逆洗流体を解放するステップと、
前記フィルタ部材を通して前記排液出力部へと前記逆洗流体を推進するステップとを含み、その結果、濾過システムがバックフラッシュされる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する分野）
本発明は濾過システム、特にフィルタ要素から汚染物を除去するフィルタ・バックフラッシュ・システムに関し、逆洗システムは、アキュムレータ内に保存されたバックフラッシュ流体を逆流させ、フィルタ要素を通して高圧、高速で噴出させるため、ブラダ付きアキュムレータを有する。
【０００２】
（従来技術の詳細な説明）
多数の産業用自動車及び商用システムの適切な操作及び保守には、往々にして冷却液、潤滑液、燃料、水又は他の流体を濾過して供給することが必要不可欠である。残念ながら、このような流体の濾過に使用するフィルタ要素は、汚染物及び異物の目詰まり集積を自身から除去するため、定期的に交換又は洗浄しなければならない。
【０００３】
目詰まりしたフィルタ要素の定期的除去及び交換には、通常、交換手順の間に関連するシステムを停止する必要がある。濾過及び関連システムの停止には費用がかかり、生産性がなく、フィルタ要素の交換費用がかかり、政府及び環境による指令の程度が上昇し続けたため、汚れたフィルタ要素及びその内容を適切に処分するために費用がかかるので、多数の一体型フィルタ要素洗浄システムが開発された。
【０００４】
１つのタイプの一体型システムは、概ねバックフラッシュ又は逆洗システムと呼ばれ、個々のフィルタ要素を通る流体の逆流を生成して、そこから汚染物を除去し、バックフラッシュされた流体は、単一フィルタ又は複数のフィルタによって濾過されている。バックフラッシュは、フィルタ要素の使用可能な寿命を延長し、フィルタ要素の交換に必要なシステムの停止時間を短縮し、処分の費用を削減することにより、フィルタ及び関連システムの運転費を削減する。
【０００５】
米国特許第５，３７４，３５１号では、フィルタ・バックフラッシュ・システムが提供される。濾過システムは、システムを通して高圧バックフラッシュ流体を逆方向に推進するため、空気圧駆動式ピストン又は空気圧アキュムレータを有する。これで、この逆方向のバックフラッシュ流は、フィルタ要素から汚染物を除去する。外部空気圧システムが、ピストン又はアキュムレータに補給空気圧を提供し、連続作業を可能にする。ピストンなしのアキュムレータには空気の補給が必要である。というのは、アキュムレータ内で加圧された空気がバックフラッシュ流体内に飛沫同伴され、バックフラッシュ作業の間に失われるからである。ピストン式アキュムレータでは、ピストン室を再加圧し、ピストン区域から漏れた空気を置換し、したがってバックフラッシュ流体に飛沫同伴される。同様に、米国特許第５，８４６，４２０号では、外部空気圧システムがピストン構成に補給空気圧を提供し、これによって加圧されたバックフラッシュ作業が可能になる。このようなシステムは非常に申し分なく働くが、その作業の改善に対する要望が常に存在する。
【０００６】
この点で、バックフラッシュ作業を支持する別個の空気補給システムを必要としないことが望まれる。また、逆洗流体への空気の飛沫同伴の可能性を解消することも望まれる。そうすることによって、逆洗したフィルタは、通常の作業では普通使用されない流体組成に曝露しない。
【０００７】
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、短い継続期間、フィルタ要素を通る高強度のバックフラッシュ流を供給するブラダ・タイプ・アキュムレータを有するフィルタ・バックフラッシュ・システムを提供することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、調整された状態でフィルタ要素を通るバックフラッシュ流を供給するフィルタ・バックフラッシュ・システムを提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、ほぼあらゆるタイプの濾過システムで効果的かつ効率的に汚染物を除去するのに非常に適したフィルタ・バックフラッシュ・システムを提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、空気又は加圧補給システムに関係ない自立型のフィルタ・バックフラッシュ・システムを提供することである。
【００１１】
本発明の更なる目的は、バックフラッシュ作業に濾過した流体を使用するフィルタ・バックフラッシュ・システムを提供することである。
【００１２】
本発明の更なる目的は、特定の用途に専用のバックフラッシュ材料も使用することができるフィルタ・バックフラッシュ・システムを提供することである。
【００１３】
（課題を解決するための手段）
以上の目的を達成するため、着脱式のフィルタ要素を囲むフィルタ・ハウジング、濾過されていない流体をフィルタ・ハウジングに導入する弁制御の供給パイプ、濾過した流体をフィルタ・ハウジングから除去する弁制御の出力供給パイプ、濾過した流体の一部を保存するブラダを囲むバックフラッシュ流体アキュムレータ、出力供給パイプの部分からアキュムレータに濾過済み加圧流体を提供するアキュムレータ充填ポンプ、及びシステムの流体圧を担当するアクチュエータを有するフィルタ・バックフラッシュ・システムが提供される。
【００１４】
バックフラッシュ液を含むアキュムレータのブラダは、バックフラッシュ流体アキュムレータの残りの容積に圧縮性不活性ガスを含む隔膜によって、効果的に隔離され、バックフラッシュ流体アキュムレータの最小ブラダ容積は、ほぼフィルタ・ハウジング容積と等しく、これによってバックフラッシュ流体アキュムレータに含まれる濾過済み流体が、バックフラッシュ作業中にフィルタ・ハウジング内の流体を完全に排出することができる。完全に排出すると、流れを減少させ、フィルタ要素を目詰まりさせていた汚染物及び異物がほぼ全部除去される。
【００１５】
起動信号に応答して、ブラダはバックフラッシュ流体アキュムレータ内部を迅速に減圧することができる。この迅速な減圧が、ブラダの隔膜とアキュムレータ内壁との間で圧縮された不活性ガスの助けを受けて、アキュムレータ内に含まれる濾過済み流体を濾過システムを通して逆方向に推進させる。ブラダの圧縮力が、フィルタ・バックフラッシュ・システム内に一定の高い流体圧力を生成し、これはフィルタ要素を効果的にバックフラッシュする。バックフラッシュ流は、フィルタの要件、濾過システムを通って流れる流体のタイプ、又は他のパラメータに応じて調整することができる。特に、バックフラッシュ流の強度は、ブラダの相対的拡張能力を変更するか、アキュムレータ充填ポンプの出力圧を変化させるバックフラッシュ供給パイプの制限流オリフィスを使用するか、起動信号を調節することによって調整することができる。
【００１６】
フィルタ・バックフラッシュ・システムを通る流体の流れの方向は、適切に配置された複数の空気圧制御弁で制御される。特に、アキュムレータ・ポンプを分離するアキュムレータ・ポンプの入力及び出力供給パイプ、固体／流体の混合物をフィルタ要素の内部に入力する供給パイプ、アキュムレータからの逆洗流体をフィルタ要素に供給する逆洗供給パイプ、濾過済み流体をフィルタ要素から放出する出力供給パイプ、及びフィルタ・ハウジングから流体を除去する排液出力部は、それぞれ弁を含み、これはフィルタ・バックフラッシュ・システムの通常の濾過及びバックフラッシュ作業中に選択的に遮断するか、流体の流れを可能にするよう構成されている。
【００１７】
通常の濾過中、固定／流体の混合物は、入力供給パイプを通してフィルタ要素に入り、これによって固体と流体の混合物をフィルタ要素で分離することができる。濾過済み流体は、フィルタ・ハウジングの頂部付近に配置された出力供給パイプに入る。出力供給パイプ内に含まれた濾過済み流体は、濾過システムに支持されたシステムへと流れる。濾過済み流体の小さい部分は、出力供給パイプから分岐し、更にアキュムレータ充填ポンプによって加圧される。アキュムレータ充填ポンプは、加圧した濾過済み流体を、自身内にブラダを含むバックフラッシュ流体アキュムレータに放出する。
【００１８】
バックフラッシュ作業中、流体の流れる方向は、濾過モードに対して反対になる。最初に、アキュムレータ充填ポンプの入力部、アキュムレータ充填ポンプの出力部、出力供給パイプ、及び供給パイプ制御弁が同時に、又は次々に閉鎖する。アキュムレータ充填ポンプは、弁閉鎖直前又は直後に停止する。その後、排液出力制御弁及びバックフラッシュ供給制御弁が開放し、それによってバックフラッシュ流体は、パージ動作でアキュムレータのブラダからフィルタ・ハウジングへと流れることができる。ブラダがその能力の最後に到達するか、バックフラッシュ供給圧が予め設定した点まで減少すると、排液出力制御弁及びバックフラッシュ供給制御弁が閉鎖する。出力供給パイプ、供給パイプ・アキュムレータ充填ポンプ入力部、及びアキュムレータ充填ポンプ出力制御弁が、次に再び開放する。アキュムレータ充填ポンプが起動すると、システムは通常の濾過作業の状態に復帰する。
【００１９】
したがって、本発明により、その目的及び利点は、本発明に関する以下の詳細な説明を添付図面との関連で読むことにより、容易に明白になる。
【００２０】
（発明の実施の形態）
次に図面を詳細に参照すると、同様の参照番号は幾つかの図を通して同様の要素を指し、図１は、通常の濾過モードにある加圧バックフラッシュ・システムを示すことが分かる。
【００２１】
図１に示すように、加圧バックフラッシュ・システム１０は概ね、自身内にフィルタ要素１４を封入したフィルタ・ハウジング１２、及び自身内にブラダ１７を封入したバックフラッシュ流体アキュムレータ１６を有する。固体／流体混合物の供給物をフィルタ要素１４の内部に導入するため、供給パイプ２０を設ける。空気圧制御弁２２を使用し、空気圧制御盤２４によって提供される信号に従い、供給パイプ２０を通る固体／流体混合物の流れを遮断するか、調整する。空気圧制御弁２２及び上記で列挙した他の空気圧制御弁は、記載の加圧バックフラッシュ・システムに使用するが、当技術分野で知られている他のタイプの自動操作弁を使用してもよい。
【００２２】
フィルタ要素１４で濾過した後、濾過済み流体はフィルタ・ハウジング１２の頂部から流出し、出力供給パイプ２６を通る。濾過済み流体の小さい部分が、ポンプ入力供給パイプ２８に入り、これは濾過済み流体をアキュムレータ充填ポンプ３０に供給する。空気圧制御弁３２、３４を使用し、空気圧制御盤２４によって提供された信号に従い、アキュムレータ充填ポンプ３０への濾過済み流体の流れを遮断するか、調整する。弁３６を使用し、これも空気圧制御盤２４によって提供された信号に従い、外部システムへの濾過済み流体の流れを遮断するか、調整する。
【００２３】
アキュムレータ充填ポンプ３０は、加圧した濾過済み流体をバックフラッシュ流体アキュムレータ１６へと放出する。バックフラッシュ・アキュムレータ１６のブラダ１７は、好ましくは、フィルタ・ハウジング１２に含まれる流体の体積とほぼ等しい体積の圧縮ガスを含むことができる。アキュムレータ１６が加圧した濾過済み流体を収容するので、アキュムレータ・ハウジング１６の内部とブラダ１７の間で、不活性ガスのボリューム１９が圧縮される。隔膜１７は、ゴム引きした材料で作製することが好ましいが、当業者に知られる他の任意の材料で作製してもよく、バックフラッシュ流体をボリューム１９から効果的に隔離する。この隔離は、空気又は不活性ガスのバックフラッシュ・システムへの流入を防止する。
【００２４】
図２は、フィルタ・ハウジング排液モードにある加圧バックフラッシュ・システムを示す。フィルタ・ハウジング排液モードは、バックフラッシュの前に実施できる作業である。フィルタ・ハウジング１２の排液は、バックフラッシュの前には不必要であるが、予め排液することによってバックフラッシュの有効性を向上させることができる。図では、フィルタ・ハウジング１２が、弁２２及び３６の閉鎖によって供給及び放出システムから隔離される。弁２２及び３６を閉鎖する直前又は直後に、弁３４及び４２を閉鎖し、アキュムレータ充填ポンプ３０を停止することができる。次に、空気圧制御排液出力弁４６を開放し、排液出力部５０を通してフィルタ・ハウジング１２に含まれる流体を放出することができる。
【００２５】
図３は、バックフラッシュ・モードにある加圧バックフラッシュ・システムを示す。図では、ブラダ１７には、アキュムレータの濾過済み加圧流体の供給を、バックフラッシュ供給パイプ４０及び出力供給パイプ２６を通してフィルタ・ハウジング１２へ、及びフィルタ要素１４を通して濾過モードに対して反対方向へと推進する準備が整っている。このようにバックフラッシュ流体を推進すると、フィルタ要素１４に引っ掛かった汚染物が外れ、排液出力弁４６及び排液パイプ５０を通して流れることができる。
【００２６】
バックフラッシュ作業を順序づける際に、アキュムレータ充填ポンプ３０を停止する。停止直前又は直後に、弁４２及び排液出力弁４６を開放するが、弁２２、３２、３４、３６は閉鎖した状態で、それによりアキュムレータ１６からバックフラッシュ供給パイプ４０、出力供給パイプ２６を通り、フィルタ要素１４への流体路が生成される。ブラダ１７は、圧縮された不活性ガスのボリューム１９の拡張による自身の解放に補助され、上述した方法で保存してあるバックフラッシュ流体を解放する。拡張状態に到達した後、又は起動信号の後、バックフラッシュ流体アキュムレータ１６のブラダ１７は、再びアキュムレータ充填ポンプ３０を再加圧する準備が整う。この時点で、弁４２及び排液出力弁４６は閉鎖し、弁２２、３２、３４、３６、４２は再び開放される。アキュムレータ充填ポンプ３０が再起動され、再び濾過システムでブラダ１７に補給し、通常の濾過作業に復帰する。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態に関する以上の記述は、例示及び説明のために提示されている。網羅的ではなく、本発明を開示されたそのままの形態に制限するものでもなく、以上の教示に照らして、明らかに多くの改造及び変形が可能である。例えば、本発明は、複数のフィルタ・システムで個々のフィルタ・ユニットをそれぞれ順次バックフラッシュするのに使用してもよい。当業者にとって明白なこのような改造及び変形は、添付請求の範囲によって定義されるような本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
濾過モードにある加圧バックフラッシュ・システムを示す。
【図２】
フィルタ・ハウジング排液モードにある加圧バックフラッシュ・システムを示す。
【図３】
バックフラッシュ・モードにある加圧バックフラッシュ・システムを示す。
【国際公開パンフレット】
2005501694.tif 000003
2005501694.tif 000004
2005501694.tif 000005
2005501694.tif 000006
2005501694.tif 000007
2005501694.tif 000008
2005501694.tif 000009
2005501694.tif 000010
2005501694.tif 000011
2005501694.tif 000012
2005501694.tif 000013
2005501694.tif 000014
2005501694.tif 000015
2005501694.tif 000016
2005501694.tif 000017
2005501694.tif 000018
2005501694.tif 000019
2005501694.tif 000020
2005501694.tif 000021
2005501694.tif 000022
【国際調査報告】
2005501694.tif 000023
2005501694.tif 000024