(57)【要約】本発明は、（ｉ）回転軸を取り囲む回転ラックの形態で設けられ、それぞれのセルが接線方向の傾斜軸（３）を中心に枢動するように配置されている濾過セル（１）と、（ｉｉ）セル（１）から濾液を除去する手段とを含む連続式流体濾過装置に関する。この手段は、各セル底部に設けられた少なくとも１つの流出口（４２）と、中央コレクタと、可撓性導管（３８）を含む接続手段とを含む。本発明によれば、セルが濾過位置にある間、可撓性導管（３８）のいかなる領域も濾液の流れに対して下流に位置する可撓性導管（３８）の別の領域よりも低くない。また、セルが傾斜位置にきても、可撓性導管（３８）は伸長しないように構成されている。
2005501689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過すべき流体が供給される開口部であって、セルが濾過位置にある間、濾液を通過させ、濾過ケークを残留させることができる濾過床（４１）を嵌合した、頂部に向けて開いている開口部と底部（４５）とを有する濾過セル（１）であって、回転軸（２）を取り囲む回転ラック内に配置され、回転軸（２）を中心とする水平円（４）に対して接線方向にある傾斜軸（３）を中心に枢動するようにそれぞれが構成された濾過セル（１）と、
前記回転軸（２）を中心に前記濾過セルを旋回させられるように、前記濾過セルをそれぞれ支持する支持手段（８、９）と、
前記濾過セルを駆動して前記回転軸（２）を中心に旋回させる駆動手段（１６、１９、２０）と、
前記濾過セルが前記回転軸を中心に旋回している間、前記濾過セルを各対応傾斜軸（３）を中心に傾斜移動させる移動手段（２１、２３）と、
前記セル底部に設けられた少なくとも１つの流出口（４２）と、中央コレクタ（３９）と、前記少なくとも１つの流出口（４２）と前記コレクタ（３９）との間で前記濾液を流動させられる接続手段とを含む、前記セル（１）から前記濾液を放出する放出手段と、
を含む連続式流体濾過装置であって、
各セル用の前記接続手段が、可撓性導管（３８）を含み、前記セルが濾過位置にある間、前記可撓性導管（３８）のいかなる領域も、流動する前記濾液の流れに対して下流に位置する前記可撓性導管（３８）の別の領域よりも低くなく、前記セルが前記傾斜する間も、前記可撓性導管（３８）が伸張しないように構成されていることを特徴とする連続式流体濾過装置。
【請求項２】
前記装置の半径方向部分に位置する前記可撓性導管（３８）が、前記セルが前記濾過位置にある間は、流出口（４２）から実質的に垂直な軸（４６）に沿って下向きに延在し、前記傾斜軸（３）より低い位置まで到達した地点で、前記コレクタ（３９）に向けて方向を変えることにより、連続的な下向き勾配を構成し、前記セルが傾斜位置にある間は、流出口（４２）から実質的に水平に延在し、傾斜軸（３）まで到達した地点で、前記コレクタ（３９）に向けて方向を変えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記傾斜軸（３）が、第１の外径（Ｄ１）を有する少なくとも１つの軸受け（５、６）内に支持され、前記可撓性導管（３８）が第１の外径（Ｄ２）を有し、前記傾斜軸（３）と前記可撓性導管（３８）の実質的に垂直な軸（４６）との間の距離（Ｅ）が、０以上Ｄ１＋Ｄ２以下であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記実質的に垂直な軸（４６）が、前記半径方向部分において、前記傾斜軸（３）と前記回転軸（２）との間に位置することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項５】
各セルが、前記傾斜軸（３）を中心に枢動できるように、前記傾斜軸（３）と共軸であるシャフト（７）上に支持されることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
各セルが、前記傾斜軸（３）を中心に枢動できるように、互いに共軸であり、前記傾斜軸（３）とも共軸である２つのシャフト端部（４８、４９）上に支持されることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記濾過セル（１）と共に前記回転軸（２）を中心に移動する各可撓性導管（３８）用支持部（４０、４７）をさらに含むことを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記コレクタが、負圧供給源に接続されており、前記濾過セルが前記濾過位置にくると、前記濾過セル（１）に接続されている前記可撓性導管（３８）が、その濾過床（４１）下でこれと連通し、前記コレクタ（３９）がまた、加圧ガス供給源に接続された分配器であり、前記濾過セルが前記傾斜位置にくると、前記濾過セル（１）に接続されている前記可撓性導管（３８）がこれと連通して、前記濾過ケークを前記濾過床から分離しやすくする、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記移動手段が、
枢軸（２２）を中心に自由に回転できるように各セル上に配置されたローラ（２１）と、
駆動された各濾過セルの前記ローラ（２１）を収容し、これを案内して前記セルを傾斜させるように、前記濾過装置の１箇所に固定された案内レール（２３）と、
を含むことを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
各ローラ（２１）の前記枢軸（２２）が、前記装置の前記回転軸（２）を通り、前記ローラに対応する前記濾過セルの前記傾斜軸（３）に垂直な平面内に位置することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ローラ（２１）が、前記セル（１）の内側端部上に支持されていることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記案内レール（２３）が、平面図にすると、中央部分（３０）と２つの横方向二股部（２８、２９）とを含むＵ字型になるように、前記濾過セルの上方に配置されており、前記ローラ（２１）が前記Ｕ字型の前記中央部分（３０）に到達すると、前記セルの前記濾過面が略垂直となることを特徴とする、請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続式流体濾過装置に関する。この流体濾過装置は、
濾過すべき流体が供給される開口部であって、セルが濾過位置にある間、濾液を通過させ、濾過ケークを残留させることができる濾過床を嵌合した、頂部に向けて開いている開口部と底部とを有する濾過セルであって、回転軸を取り囲む回転ラック内に配置され、回転軸を中心とする水平円に対して接線方向にある傾斜軸を中心に枢動するようにそれぞれが構成された濾過セルと、
各濾過セルを、その回転軸を中心に旋回させられるように支持する支持手段と、
濾過セルを駆動して、その回転軸を中心に旋回させる駆動手段と、
濾過セルが回転軸を中心に旋回している間、濾過セルをその傾斜軸を中心に傾斜移動させる濾過セル移動手段と、
各セルの底部に設けられた少なくとも１つの流出口と、中央コレクタと、その少なくとも１つの流出口とコレクタとの間に濾液を流動させられる接続手段とを含む、濾過セルから濾液を放出する手段と、
を含む。
【背景技術】
【０００２】
リン酸の生成に特に用いられる、回転ラック内にセルを設けた濾過装置はかなり以前からすでに周知である。従来技術の例として、米国特許第３３８９８００号、ベルギー特許第７６８５９１号および同第８４７０８８号、米国特許第４７２１５６６号、国際特許出願第ＷＯ９０／１３３４８号および同第ＷＯ  ９２／２０４２６号が挙げられる。
【０００３】
上記文献には、平面図として見たときの形状が台形である濾過セルが、回転軸を中心に回転ラック内で回転し、放射方向軸を中心に所与時間だけ傾斜することにより、濾過ケークを放出し、セルを洗浄することができる濾過処理が記載されている。
【０００４】
このように水平な放射方向軸を中心に傾斜する場合、セル同士でぶつからずに傾斜させるためには、隣接するセル同士を十分な間隔をあけて配置しなければならない。
【０００５】
このため、濾過面積が狭くなり、装置の容量が少なくなってしまう。
【０００６】
冒頭に記載した種類の濾過装置は、これまですでに提供されているものである（例えば、米国特許第１０２８７８９号参照）。この装置には、セルの傾斜軸と同軸でその軸受けの一部を形成している回転接合部内に濾液を流動させなければならないという欠点がある。こうした接合部の場合、摩擦部分の磨耗が激しく、真空回路内に空気入り口を設ける必要がある。このため、濾液が冷却され、回路内で結晶化してしまう。また、そのセル傾斜機構は、複雑で、セル下方に配置されている。すなわち、セル内に給送される浸食性流体との接触が避けられず、浸食の危険性を伴う場所に位置している。
【０００７】
セルが回転ラック内で接線方向軸を中心に傾斜する濾過装置も周知である（米国特許第２７６８７５３号参照）。この装置の場合、平面図として見ると、コレクタが回転軸に対して濾過セルの外側に配置されており、各セルの流出口が、これを摺動させることにより直接、真空源に通じるコレクタ上に配置されるようになっている。傾斜位置において、固形物質の剥離および濾過床の洗浄を加圧ガス供給源で補助することはなく、止め子による衝撃および傾斜移動停止により、固形物質の取出しを行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述した欠点を回避しつつ、比較的単純でこれまでより安価な装置であって、これまでより大幅に小さな力でセルから濾過ケークを取出し、これを洗浄することが可能であり、放出手段を過剰に磨耗させることなく、濾液の漏れを起こさずにケークを取出すことのできる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
こうした課題を解決するために、本発明によれば、各セル用接続手段が可撓性導管を含み、セルが濾過位置にある間、可撓性導管のいかなる領域も濾液の流れに対して下流に位置するこの導管の別の領域よりも低くなく、セルが傾斜位置にきても、可撓性導管は伸張しないように構成されている冒頭に記載した濾過装置が提供される。
【００１０】
この装置では、セルの横方向縁部間の距離を変えずに、セルを傾斜させることができる。したがって、セル間の空間をできるだけ狭めて、セル同士を近づけることが可能となる。これにより、同じサイズで装置の濾過面積全体を拡大することも、サイズを大幅に削減して容量を同じに保つこともできる。さらに、この構造により、濾過された液体は、速度が落ちることなく可撓性導管内を連続的に流動することになる。可撓性導管は、セルの傾斜時に伸張することがなく、セルの流出口と中央に配置されたコレクタとの間に配置されているため、セルの傾斜中にねじり応力を受けることもない。したがって、接続手段の疲労を最小限に抑えることができる。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、この装置の半径方向部分において、可撓性導管は、セルが濾過位置にくると、実質的に垂直軸に沿って流出口から下向きに延在し、傾斜軸より低い位置に到達した時点でコレクタに向けて方向を変えることにより、連続的な下向き勾配を形成する。セルが傾斜位置にくると、この可撓性導管は、流出口から実質的に水平に延在し、傾斜軸に到達した時点でコレクタに向けて方向を変える。
【００１２】
有利なことに、傾斜軸は、第１の外径Ｄ１を有する少なくとも１つの軸受け内で支持されており、可撓性導管は第２の外径Ｄ２を有し、この可撓性導管の傾斜軸と上述の実質的に垂直な軸との間の距離は、０以上Ｄ１＋Ｄ２以下である。傾斜軸と導管の垂直軸との間の距離をできるだけ縮めることにより、有利なことに、傾斜時に可撓性導管に伸張応力を印加せずにすむ。
【００１３】
本発明の改良型一実施例によれば、この装置は、各可撓性導管に対して、濾過セルの回転と同時に回転軸を中心に回転する支持部を含む。この支持部により、可撓性導管自体の重量およびその中を流動する濾液の重量により、コレクタに向けた下向き勾配を連続させられない位置まで下方に屈曲してしまう可撓性導管の傾向をなくすことができる。
【００１４】
本発明の具体的な一実施例によれば、コレクタは、負圧供給源に接続されており、セルが濾過位置にくると、濾過セルに接続されている可撓性導管が、その濾過床下でこれと連通する。コレクタはまた、加圧ガス供給源に接続された分配器であり、セルが傾斜位置にくると、濾過セルに接続されている可撓性導管がこれと連通して、濾過ケークを濾過床から分離しやすくする。
【００１５】
本発明の別の実施例によれば、上述した移動手段は、枢軸を中心に自由に回転できるように各セル上に配置されたローラと、駆動された各濾過セルのローラを収容し、これを案内してセルを傾斜移動させるように濾過装置上の１箇所に固定された案内レールとを含む。
【００１６】
本発明による装置の他の実施例については、添付した請求の範囲内に定められている。
【００１７】
以上のみならず、本発明の詳細および具体例は、添付の図面を参照しながら、非限定的に説明する以下の記載から明白になるであろう。
【実施例】
【００１８】
添付した複数の図は、さまざまな位置から見た本発明の概略を示す図であり、わかりやすくするために、数多くの構成要素を省略している。
【００１９】
これらの図を通じて、同じまたは同様の構成要素には同じ参照番号を付与している。
【００２０】
図１および図２に示した実施例では、濾過時に上向きとなる開口を備えた容器の形態である複数の濾過セル１が、垂直な回転軸２を中心に回転ラック内に配置されている。このセル１は、水平な濾過床４１を具備しており、この床上に、濾過すべき流体が供給され、この床下に濾液が収集される。
【００２１】
本発明によれば、各セル１は、回転軸２を中心とする水平な仮想円４の接線上に位置する傾斜軸３を中心に、回転することができる。
【００２２】
例示した実施例では、各セル１の底部４５に、２つの軸受け５および６が具備されており、この軸受け内をシャフト７が貫通して、セルがシャフト７を中心に自由に傾斜できるようになっている。このシャフト７は、上述した傾斜軸３と共軸である。
【００２３】
図１および図２に例示したように、このシャフト７は、２つの支持リンク装置８および９により支持されている。各リンク装置は、三角形に配置されたロッド１０〜１３で形成されたものである。ロッド１０および１１は、その一方の端部にて、中心シャフト１５を包囲するリング１４に固定されている。これにより、ロッド１０および１１は、シャフト１５を中心に、これに接触することなく自由に回転できるようになっている。この中心シャフト１５は回転軸２と共軸である。ロッド１０は、もう一方の端部にて、シャフト７に接続され、ロッド１１は、ラックを設けた円形回転式シャシ１６に接続されている。ロッド１３は、シャフト７を円形シャシ１６に接続し、ロッド１２はシャシ１６をロッド１０の中央部分に接続している。このように、各セルは、軽量で非変形型で、牽引力および圧縮力のみ受ける２つの骨組みにより支持されている。
【００２４】
回転軸２と共軸に配置された円形シャシ１６は、それぞれ水平軸１７および垂直軸１８を有する複数セットのローラにより支持されている。シャシは、このローラ上にて、回転軸２を中心とする水平面内を回転することができる。図示した例では、駆動モータ１９が、円形シャシ１６のラックと係合している、歯の付いたピニオン２０を作動させる。モータが動作すると、この装置全体が駆動されて、矢印Ｆの方向に回転する。
【００２５】
各セルにローラ２１が具備されており、図示の例におけるローラ２１は、各セルの装置中央向き側部上に配置されている。ローラ２１は、枢軸２２を中心に自由に回転できるように配置されている。この軸２２を、セルを水平位置においた平面図において、装置の中心回転軸２と対応セルの傾斜軸３との間で半径方向に延在させることが好ましい。
【００２６】
したがって、有利なことに、ローラ２１の枢軸２２は、セルがどのような傾斜移動をしても、装置の回転軸２を通り、ローラに対応するセルの傾斜軸３に垂直な平面内に位置している。
【００２７】
図１の右側部分の装置では、案内レール２３が、駆動された各濾過セルのローラ２２を収容するように配置されている。
【００２８】
図示した例では、案内レール２３は、２つのブラケット２４および２５により濾過セル上で支持されている。ブラケット２４および２５の中央向き端部は、交差部材２６により支持されている。吊り下げクランプ４３をそれぞれ具備した幹部２７が、案内レール２３を濾過セル上に吊り下げた状態で固着保持している。レール２３は、図１の平面図ではＵ字型であり、中央部分３０と２つの二股部２８および２９を含む。
【００２９】
案内レール２３は、図示の例では、レールの全体通路にわたり平行に延在する２つの横方向壁部３１および３２で形成されている。ローラ２１は、この２つの壁部間で、図３の矢印で図示した前方移動方向に移動する。
【００３０】
図１および図２で例示したように、濾過セルのローラ２１が案内レール２３の中央部分に到達すると、セルは実質的に垂直に位置する。
【００３１】
図示の例では、濾過床４１およびセル背面を洗浄するステーションが設けられている。このステーションは、噴霧ノズルを具備し、洗浄液が供給されている２本のランス３３および３４を含んでおり、これらランスが洗浄液を略垂直に位置している濾過セルに噴霧して、噴霧した液が重力で収集容器（図示せず）内に排出できるようにしている。
【００３２】
各濾過セルに、有利なことに、その水平度を調節する手段が具備されている。図示の例では、これら手段は、装置中央向きに位置するセル縁部から下方に延出する突起部３５からなっている。この突起部のリムには、ネジ付きロッド３６を螺装できるネジ穴が設けられている。図示の場合、ネジロッド３６は、螺装することによりその端部で高さを調節できるようになっており、濾過セルを支持している連結装置８および９の２本のロッド１０間に延在する止め子３７に当たっている。
【００３３】
濾過セルへの流体の供給は、セル頂部を通じて普通に行われる。濾液は、各セル底部に位置する出口４２から放出される。この出口は、可撓性導管３８により中央コレクタ／分配器３９に接続されている。
【００３４】
本発明による装置の半径方向断面図である図５で明らかなように、セルが濾過位置にある間の可撓性導管３８は実線で、セルが傾斜位置にある間の可撓性導管３８は点線で図示されている。濾過位置における可撓性導管３８は、流出口から実質的に垂直な軸４６に沿って下向きに延在し、傾斜軸３より低い位置に到達した時点で中央コレクタ３９に向けて方向を変えて、下向き勾配を継続させる。こうすることにより、この導管には、導管自体の重量とその中を通過する濾液の重量とにより下向きに屈曲して、濾液の流動に好ましくない低位置部分が形成される傾向はなくなる。図２に例示した例では、各可撓性導管３８は、セルと共に回転するチャネル４０により部分的に支持されている。図５に例示した例では、可撓性導管３８はその中央部分で支持部４７に支持されている。
【００３５】
可撓性導管の勾配は可変であるが、いずれの場合も０°を上回るものとする。
【００３６】
図５でわかるように、流出口４２と支持部４７との間の可撓性導管の長さＬは、セルが傾斜位置にあって可撓性導管が変形しても、常に一定である。支持部４７とコレクタ３９との間の可撓性導管３８部分は変形せず、したがって長さも同じである。
【００３７】
傾斜位置において、可撓性導管は、流出口４２から傾斜軸３まで実質的に水平に延在し、傾斜軸３からコレクタ３９に向けて方向を変える。
【００３８】
図５および図６に図示したように、軸受け６は外径Ｄ１を有し、可撓性導管は外径Ｄ２を有する。例示した実施例において、傾斜軸３と導管の実質的に垂直な軸４６との間の距離Ｅは、有利なことに、（Ｄ１＋Ｄ２）／２である。したがって、必須ではなく、またＥをこれより大きくすることも可能であるが、この値をできるだけゼロに近づけ、最大でもＤ１＋Ｄ２にすることが好ましい。
【００３９】
例えば、図７および図８に例示した実施例を想定することができる。この場合、セルは、互いに共軸で傾斜軸３とも共軸であるシャフト端部４８および４９を中心に枢動し、軸受け５および６は、一種のクランクシャフトを形成するように、軸方向にオフセットされたシャフト５０により互いに一定距離に維持されている。この場合、軸４６は傾斜軸３と交差しているため、この距離Ｅは０に等しい。
【００４０】
したがって、軸４６は、平面図にすると、傾斜軸３に対してより外側向きに位置していると想像することができる。
【００４１】
例示した装置は以下のように機能する。
【００４２】
モータ１９が円形シャシ１６のラックを駆動して回転させると、各濾過セルが方向Ｆに回転する。
【００４３】
セル同士は、水平に互いに接近して並んでおり、これに濾過すべき流体が供給される。普通の方法で、負圧下にて、周知の手段を用いて、濾過床４１を通して流体が濾過される。
【００４４】
各セルの濾液は、対応する可撓性導管３８を通じて放出され、濾過ケークは濾過床上に形成される。可撓性導管３８が連続する下向き勾配で配置されているため、濾液の放出は容易かつ迅速に行われ、濾液がよどんで結晶化する箇所はない。摩擦および磨耗を受けた部分が、漏れや空気の侵入を起こしやすいということがなくなる。負圧は、濾液３９のコレクタから濾過位置にある各セルの底部まで、損失なく送られる。
【００４５】
図３に図示したように、セルのローラ２９が案内レール２３にぶつかると、レールがローラを上昇させるため、セルが傾斜する。すると、セルの内側端部が傾斜軸３を中心に上方に枢動する。レール２３の二股部２８からおよそ半分きたところで、セルの重心が傾斜軸３を垂直に通過する。これを通過すると、セルの重量がその駆動力と相まって、セルを中央部分３０に到達させる。同様に、レール側部２９を通過している間、セルの重心が再度傾斜軸３を垂直に通過すると同時に、セルの重量によりセルが駆動される。
【００４６】
ローラ２１が案内レール２３の中央部分通路を通過する間、セルおよび濾過床はほぼ垂直に傾く。
【００４７】
このように傾斜している間、可撓性導管３８は、図５に実線で示した位置から、点線で示した位置まで移動する。可撓性導管３８が上方に湾曲するだけであれば、伸張は見られず、その長手方向軸を中心とするねじりも起こらない。したがって、導管の疲労を最小限に抑えることができる。
【００４８】
濾過ケークはまず、傾斜したセルの外側向き壁部４４上に落ちてから、コレクタ（図示せず）内に収容される。その後、セルは、上述した洗浄ステーションを通過して、再度水平位置に戻り、濾過サイクルを再開する。
【００４９】
有利なことに、セルが垂直に傾斜している間、周知の手段を用いて濾過ケークを取出しやすくするため、各セル内部にわずかに背圧を形成することができる。この背圧は、コレクタ３９から可撓性導管３８を介してセル底部に供給することが可能であり、コレクタは、供給後、分配器として機能する。
【００５０】
本発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではなく、添付する請求の範囲内であれば、本発明にさまざまな修正を加えられることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による濾過装置を示す部分切欠平面図である。伸張しない構造となっている。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩを通る断面から見た図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩを通る案内レールを示す拡大平面図である。
【図４】図２の線ＩＶ−ＩＶを通る断面から見た案内レールを示す拡大断面図である。
【図５】図２の左側部分を詳細に示す拡大図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩを通る断面から見た図である。
【図７】図６に示した構造の１変形例を示す図である。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩを通る断面から見た図である。
【国際公開パンフレット】
2005501689.tif 000003
2005501689.tif 000004
2005501689.tif 000005
2005501689.tif 000006
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2005501689.tif 000008
2005501689.tif 000009
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2005501689.tif 000011
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2005501689.tif 000024
【国際調査報告】
2005501689.tif 000025
2005501689.tif 000026
2005501689.tif 000027
2005501689.tif 000028