(57)【要約】    本発明は、特に、水などの液体を濾過する方法およびフィルタ装置に関し、流入口（４）と濾過された液体用の濾過液排出口（７）とを備えたハウジング（１）を有し、液体から粒子を濾過して除去するために、流入口と濾過液排出口との間の液体の流路に配置された濾過手段（３１）を有し、また、塵放出部（９）を有し、濾過により除去された粒子は、塵放出部（９）を経由してハウジングから放出することができ、濾過液排出口（７）は、排出口弁（１２）を割り当てられ、塵放出部（９）は、放出弁（１３）を割り当てられる。本発明によれば、排出口弁（１２）および放出弁（１３）は、排出口弁が、濾過液排出口を少なくとも部分的に遮断し、それによって、清浄脈動を発生させたときにのみ、放出弁（１３）が塵放出部を開くように連結される。
2011520606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体、特に水または飲料水を濾過するためのフィルタ装置を動作させる方法であって、前記フィルタ装置は、未濾過の液体用の流入口（４）と、排出口弁（１２）を用いて開閉することができる、濾過された液体用の濾過液排出口（７）とを設けたハウジング（１）を有し、また、前記ハウジング内で、前記流入口と濾過液排出口との間の前記液体の流路に配置された濾過手段（３１）を有し、また、塵放出部（９）を有し、粒子が、前記濾過手段（３１）によって前記液体から除去され、放出弁（１３）を用いることで、開閉可能な前記塵放出部を経由して前記ハウジングから放出され得る方法において、前記放出弁（１３）および前記排出口弁（１２）が共同して適切に動作して、前記放出弁（１３）が開き、それと同時に前記排出口弁（１２）が少なくとも部分的に閉じることで、前記濾過手段を清浄するために、前記濾過された液体中に圧力脈動を発生させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記放出弁（１３）および前記排出口弁（１２）は、互いに機械的に連結され、共通の駆動装置（１６）によって動作することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放出弁（１３）および排出口弁（１２）の共同切換は、前記流入口（４）が少なくとも部分的に、好ましくは完全に開いた状態で行われることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記共同切換により、前記排出口弁（１２）の遮断部材および前記放出弁（１３）の遮断部材の切換位置が１回変わるか、または、切換中に、前記液体中に複数の圧力脈動がある脈動を発生させるために、２つの遮断部材の切換位置が数回連続して直接変わることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
特に、小気泡としての空気、またはガスが、フィルタキャンドル３０のフィルタキャンドル内部空間（３２）に注入、調整され、前記フィルタキャンドルの円周壁は、前記濾過手段（３１）によって形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記フィルタキャンドル内部空間に、濾過方向とは反対の方向に前記濾過手段を清浄する、時間的に不定の乱流空気／水混合物を発生させるために、前記放出弁（１３）が開いている間、および／または常に、空気、好ましくは圧縮空気、またはガスが、前記濾過液排出口に接続された、フィルタキャンドル（３０）のフィルタキャンドル内部空間（３２）に注入され、前記フィルタキャンドルの円周壁は、前記濾過手段（３１）によって形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
液体、特に水または飲料水を濾過するためのフィルタ装置であって、未濾過の液体用の流入口（４）と濾過された液体用の濾過液排出口（７）とを備えたハウジング（１）を有し、汚れ側で前記液体から粒子を濾過して除去するために、前記ハウジング（１）内で、前記流入口と前記濾過液排出口との間の前記液体の流路に配置された濾過手段（３１）を有し、また塵放出部（９）を有し、前記汚れ側で除去された粒子は、前記塵放出部を経由して前記ハウジングから放出することができ、前記濾過液排出口（７）は、排出口弁（１２）を割り当てられ、前記塵放出部（９）は、放出弁（１３）を割り当てられた、フィルタ装置において、前記排出口弁（１２）および放出弁（１３）は、共通の駆動装置（１６）によって動作することができ、前記排出口弁（１２）が、前記濾過液排出口（７）を少なくとも部分的に遮断したときにのみ、前記放出弁（１３）が前記塵放出部を開くように連結されることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項８】
前記放出弁（１３）および前記排出口弁（１２）は、いずれの場合にも、貫通穴付きの弁ボール（１１、１４）を遮断部材として有し、好ましくは、前記２つの弁ボール（１１、１４）は、中間シャフト（１５）を介して、互いに対して回転しないように連結されることを特徴とする、請求項７に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記濾過手段（３１）は、フィルタキャンドル（３０）の円周壁を形成し、前記フィルタキャンドルのキャンドル内部空間（３２）は、前記濾過液排出口（７）に接続されることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載のフィルタ装置。
【請求項１０】
環状空間（３３）が、前記ハウジング内で、前記フィルタキャンドルの前記円周壁を囲んで形成され、前記流路は、前記流入口（４）の下流で、接線方向から前記環状空間（３３）内に出ることを特徴とする、請求項９に記載のフィルタ装置。
【請求項１１】
前記流入口（４）は、好ましくは上側端部で前記環状空間（３３）に出て、前記塵放出部（９）は、他のもの、好ましくは前記環状空間（３３）の下側端部に接続されることを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載のフィルタ装置。
【請求項１２】
前記塵放出部（９）の前に、濾過により除去された粒子用の収集チャンバ（２０）が置かれることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの光源、特に紫外光源（４０）を特徴とする、請求項７〜１２のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項１４】
前記紫外光源は、前記フィルタキャンドル内部空間に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載のフィルタ装置。
【請求項１５】
前記ハウジング（１）は、取り外し可能なカバー（１７）を用いて上部で閉じられ、前記カバーは、前記フィルタキャンドル内部空間に配置されたすべての前記光源（４０）用の保持装置を形成し、好ましくは、穴のあいた板金ストリップ（２２）が間に配置された複数の光源が設けられることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項１６】
前記フィルタキャンドル（３０）の上側端部および／または下側端部で、空気またはガスを用いて、特に、気泡またはガス泡を用いて、前記フィルタキャンドル内部空間（３２）に作用を及ぼすガス供給装置（６０、６１）を特徴とする、請求項９〜１５のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項１７】
前記空気供給装置またはガス供給装置を開閉するための遮断部材、特に、切換ボール（６５）が、前記放出弁（１３）および前記排出口弁（１２）の前記遮断部材、またはそれらの駆動装置に機械的に連結されることを特徴とする、請求項１６に記載のフィルタ装置。
【請求項１８】
前記フィルタキャンドル（３０）は、メッシュ幅が０．１５ｍｍ（１５０ミクロン）未満、特に、０．０７５ｍｍ（７５ミクロン）未満のスロット付きスクリーンキャンドルからなることを特徴とする、請求項９〜１７のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、特に、水または飲料水を濾過するが、特に、固体粒子で汚染されている恐れのある他の流体も濾過するフィルタ装置を動作させる方法に関し、その方法はフィルタ装置を有し、そのフィルタ装置は、濾過されていない液体用の流入口と、排出口弁によって開閉可能な、濾過された液体用の濾過液排出口とを設けたハウジングを有し、また、ハウジング内で流入口と濾過液排出口との間の液体流路に配置された濾過手段と、塵放出部とを有し、特に、固体粒子などの粒子は、濾過手段によって液体から除去され、その固体粒子は、放出弁を用いることで、開閉可能な塵放出部を経由して、ハウジングから放出することができる。本発明はまた、液体、特に水または飲料水を濾過するフィルタ装置に関し、フィルタ装置は、濾過されていない液体用の流入口と、濾過された液体、すなわち濾過液用の排出口とを備えたハウジングを有し、汚れ側で濾過により液体から粒子を除去するために、ハウジング内で流入口と濾過液排出口との間の液体流路に配置された濾過手段を有し、また、塵放出部を有し、汚れ側で除去された粒子は、塵放出部を経由してハウジングから放出することができる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、独国特許出願公告第１０１ ５１ ８６４号明細書から公知の方法およびフィルタ装置を基本とする。フィルタ装置内の濾過手段は、フィルタを使い続けるとともに次第に目詰まりするので、特に、保守が不要な形でフィルタ装置の有効寿命を延ばすために、連続動作に対して対策を講じなければならないのは基本的なこととして公知である。独国特許出願公告第１０１ ５１ ８６４号明細書は、濾過手段の濾過壁から堆積物を分離するために、濾過方向とは逆の方向に濾過手段を清浄または逆流洗浄する、いくつかの逆流洗浄または清浄方法の様々な組み合わせを提案しており、とりわけ、圧縮空気またはガスの注入、ポンプかまたは濾過液側の振動板ユニットを用いた濾過内容物の循環、超音波発生器または超音波プローブの使用、および沈殿チャンバまたは真空チャンバとして切り離すことができるチャンバの装備を提案している。
【０００３】
フィルタ装置の別のグループは、逆洗フィルタとして公知である装置の形態をとり、逆洗フィルタでは、濾過動作中に、流れが内側から外側に、ほぼピッチ円上に配置された複数のフィルタキャンドルを通り、少なくとも１つの回転可能な逆洗部材がフィルタキャンドルに割り当てられて、個々のフィルタキャンドルの端部を逆洗部材を介して塵放出部に連続的に接続する。塵放出部が開くと、次いで、それぞれのフィルタキャンドルを濾過方向とは反対に、したがって逆流で清浄することができる。逆洗では、フィルタは逆洗部材と共に動作し、フィルタキャンドル中央部よりも、逆洗部材の影響を受けるフィルタ端部近くで高い清浄作用があるので、結果として交差流清浄流を逆流清浄流に重ねることができる、静止したまたは可動の装置要素をフィルタキャンドル中央部に取り付けることも提案された。逆洗フィルタを洗浄部材と共に使用する主な分野は、エンジンまたは機械内の潤滑オイルおよび燃料の浄化であり、基本的に、１つまたは複数の逆洗部材を回転させる駆動装置が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、フィルタ装置を動作させる方法およびフィルタ装置を提供することであり、この方法およびフィルタ装置は、特に、貫流流量が多く、例えば、１０ｍ３／時以上であり、相応して液体の流速が速い水または飲料水の濾過に適し、また、保守関連の費用を低くするのに加えて、有効寿命を長くすることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的およびさらなる目的は、放出弁および排出口弁が共同して適切に動作して、放出弁が開き、それと同時に排出口弁が完全に、または少なくとも部分的に閉じることで、濾過された液体中に圧力脈動を発生させ、この圧力脈動により、濾過手段の表面に付着した粒子を分離することができ、次いで、放出弁によってハウジング内部から放出するという点で、その方法において本発明に従って達成される。放出弁と排出口弁との連結切換動作は、清浄脈動を発生させるのにほんの短時間で済まされるので、本発明による方法は、非常に短い、大抵はほんの数秒、特に、ほんの約２〜約３秒の長さだけ貫流流量を妨害する、または抑制する形で動作して、清浄脈動が、すでに濾過した液体中に、したがって清浄側に発生し、次いで、濾過方向に対して逆の流れで清浄側から汚れ側に濾過手段を通過して、濾過手段に付着した粒子を分離する。
【０００６】
特に好ましい実施形態では、放出弁および排出口弁は、動作可能に互いに機械的に連結されて、ともに共通の駆動装置によって駆動され、その結果として、排出口弁または放出弁の連動した開閉の間の切換間隔を、切換に関連する費用を抑えた上で極端に短くすることもできる。流入口が少なくとも部分的に、好ましくは完全に開いた状態で、放出弁および排出口弁の共同切換が行われるならば、それは、次いで、逆流中に発生した圧力脈動によって濾過手段が清浄されるだけでなく、同時に、液体が濾過手段の表面に沿って塵放出部に直接流出するために、濾過手段の汚れ側に交差流が発生し、前記交差流が粒子の分離に寄与することから有益である。有益な実施形態によれば、共同切換により、排出口弁の遮断部材および放出弁の遮断部材の切換位置が１回変わることができ、この場合に、遮断部材は、特に、貫通穴付きの弁ボールで構成することができる。あるいは、切換中に、濾過液中に複数の圧力脈動がある脈動を清浄側に発生させるために、互いに連結された２つの遮断部材の切換位置を数回連続して直接変えることができる。１つまたは複数の圧力脈動が、より高い清浄作用を達成するかどうかは、特に、遮断部材の切換位置を変えるための切換持続時間と、流入口と濾過液排出口との間で濾過される液体の流速とに依存する。
【０００７】
さらに有益な実施形態によれば、流体は、光源、特に、紫外光源を用いて常に、または間欠的に照射されて、特に、水中に見受けることがあるバクテリアおよび微生物を、紫外光源を用いて液体中および濾過手段の表面で適切に殺すことができる。光源または紫外光源が使用される場合、照射中に、空気、特に、量および／または気泡径の点で調整された小気泡が、円周壁として濾過手段を有し、濾過される液体が外側から流入するフィルタキャンドルのフィルタキャンドル内部空間に注入されるならば、それは特に有益である。小気泡と紫外線との相互作用により、濾過手段に作用する清浄作用を増強させる、例えば、オゾンなどの遊離基を形成することができる。さらに、小さいガス泡または気泡により、紫外線が反射、または偏向および分散するので、作用の持続時間、作用の強度、および液体に対する照射の信頼性が改善される。代替案として、またはそれに加えて、適切には放出弁の開いている間だけであるが、常時でも、空気、好ましくは圧縮空気またはガスをフィルタキャンドルの内部空間に注入し、それによって、フィルタキャンドルの内部空間に、時間的に不定な乱流空気／水混合物を生成することができ、この混合物は、特に、塵放出弁が開いた状態で、濾過方向とは反対の方向に、時間的に不定な逆乱流を発生させ、これは、逆流と交差流との組み合わせに清浄脈動が加わった効果によって、濾過手段に付着した粒子の分離をさらに改善することができる。
【０００８】
本発明によるフィルタ装置では、上記の目的は、排出口弁および放出弁が、共通駆動装置によって駆動することができ、排出口弁が濾過液排出口を少なくとも部分的に遮断する場合だけ、放出弁が塵放出部を開くように連結されることで達成される。排出口弁および放出弁の切換動作を前記のように連動させた結果、濾過液側から汚れ側への逆流洗浄と、汚れ側の交差流とが、基本的に、濾過される液体が最大流速にある状態で重ねられ、その結果として、長い動作期間にわたってでさえ、比較的安い費用で、ほとんど濾過動作を中断することなく、粒子を分離すること、ひいては濾過手段を清浄に維持することが可能になる。放出弁および排出口弁が、いずれの場合にも遮断部材として貫通穴付きの弁ボールを有するならば、それは特に有益であり、その場合に、２つの弁ボールは、中間シャフトを介して互いに対して回転しないように連結できるのが好ましい。弁ボールを備えた切換弁は、きわめて素速く作動し、高い信頼性で密封することができ、切換弁が水の中で使用される場合でさえ、特に、弁ボールが高グレードの鋼からなる場合に、腐蝕問題が全く存在しない。２つの弁ボールを機械的に連結した場合、２つの弁の連動動作を行うのに、単一の駆動装置で十分であり、特に、空気式モータを用いるが、電気モータや他のモータを用いても、素速い切換動作を行うことができ、モータを使用する場合、開閉装置または中央切換盤から自動で全切換動作を制御することができる。
【０００９】
特に好ましい実施形態では、濾過手段はフィルタキャンドルの円周壁を形成し、フィルタキャンドルのキャンドル内部空間は、濾過液排出口に接続される。濾過手段の対応する実施形態は、たとえ構成空間が小さくても、比較的大きい濾過面を有することを可能にし、それと同程度にフィルタの構成空間が小さい場合に、十分に多い貫流流量を有することも可能にする。ハウジング内にフィルタキャンドルの円周壁を囲んで環状空間が形成され、浄化される液体の流路が、流入口の下流でこの環状空間内に接線方向から出てくるならば、それは特に有益である。フィルタキャンドルの長手軸に対して平行に、一様の断面で延びるのが好ましい環状空間に、浄化される液体を接線方向に流入させることにより前もって分離が起こるが、その理由は、接線方向に流入することで、より大きい粒子が環状運動を行い、速度および重力のために、濾過手段において除去されることなく、また濾過手段を目詰まりさせることなく、ハウジングの排出口側端部に輸送または連行されるからである。環状空間に対する接線方向の流入により、一種のサイクロン分離器または事前分離器が構成されて、使用される濾過手段のメッシュ幅よりも顕著に大きい粒子を、極力濾過手段の働きなしに流体から分離する。特に好ましい実施形態では、垂直に立つフィルタキャンドルが使用され、そのフィルタキャンドルにおいて、流入口が上側端部で環状空間に出てくるのが好ましく、一方、塵放出部は別の部分、好ましくは環状空間の下側端部に接続される。排出口弁および放出弁を連動させて切り換える２つの切換動作の間の時間間隔を延ばすために、濾過により除去された粒子用の、または重力により環状空間の底部に運ばれた粒子用の収集チャンバを塵放出部の前に置くことができる。
【００１０】
特に適切な実施形態によれば、放射された光、特に、紫外領域の波長を持った光によって、水中に、または補給された清浄ガス内に、清浄作用に寄与するオゾンなどの遊離基を発生させるために、少なくとも１つの光源、特に、紫外光源がフィルタ装置内に配置される。特に適切な実施形態では、固体粒子、さらには微生物は、フィルタキャンドル内部空間内の流体から濾過によってすでに除去されているので、紫外光源は、フィルタキャンドルの内部空間に配置され、したがって、固体粒子および微生物によって紫外光源が汚染される危険性は全くない。濾過手段の表面および液体に均一に照射するために、複数の光源、例えば、３〜５個の紫外線バーが、フィルタキャンドルの内部空間に配置されるのが好ましい。補足的に手動の保守を行うために、さらに、フィルタキャンドルの内部空間に配置されたすべての光源用の保持装置を形成するカバーを用いて、ハウジングが上部で閉じられているならば、それは有益である。複数の光源の事例では、すべての光源を確実に取り外すことができるようにするために、穴のあいた板金ストリップ、例えば、フィルタキャンドルの中心軸に星の形態で集束する穴のあいた板金ストリップを光源間に配置することは有益であり得る。代替案として、またはそれに追加して、フィルタキャンドルの内部空間に空気またはガス、特に、気泡またはガス泡を作用させるために、フィルタキャンドルの上端および／または下端に、ガス、空気、および／または清浄剤用の供給装置を配置することができる。この供給は、特に、供給されたガス流または空気流を、好ましくは直径可変の小気泡に変換するバブラによって行うことができる。ガス供給が、放出弁および排出口弁の連動切換動作中にだけ行われる場合、空気供給またはガス供給装置を開閉するための遮断部材、特に切換ボールが、放出弁および排出口弁用の遮断部材、またはそれらの駆動装置に機械的に連結されたならば、それは特に有益である。ガス泡または気泡、および適切な場合は濾過手段も、光源から放射された光を反射して、照射強度を改善することができる。このために、濾過手段には、反射コーティングを施すことができる。
【００１１】
基本的には、すべてのタイプの濾過手段を本発明によるフィルタ装置に使用することができる。水の濾過、およびこのために使用されるフィルタ装置の場合、特に適切なフィルタキャンドルは、濾過手段としてスロット付のスクリーンを備えたスロット付きスクリーンキャンドルからなるものであり、濾過手段のメッシュ幅は、例えば、０．１５ｍｍ（１５０ミクロン）未満、好ましくは、０．０７５ｍｍ（７５ミクロン）よりもさらに小さく、特に、０．０５ｍｍ（５０ミクロン）未満である。
【００１２】
本発明による方法およびフィルタ装置のさらなる利点および実施形態が、図面に概略的に示した例示的な実施形態についての以下の説明からわかる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるフィルタ装置の長手方向断面図を示している。
【図２】図１から部分的に切り取った、本発明によるフィルタ装置の上側領域の詳細図を示している。
【図３】図２のIII−IIIに沿った断面図を概略的に示している。
【図４】図１から部分的に切り取った、フィルタ装置の下側端部の水平断面図を概略的に示している。
【図５】部分的に切り取った、本発明によるフィルタ装置の下側端部の詳細図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１において、参照符号５０は、本発明によるフィルタ装置を全体として示しており、このフィルタ装置の主な使用分野は、水、特に飲料水の濾過である。フィルタ装置５０は、ここでは、互いに取り外し可能に連結された複数の部品から形成され、参照符号１で全体として示され、円筒形の比較的長いハウジング壁６を介して連結された下側ハウジングブロック２および上側ハウジングブロック３を備えたハウジングを有する。２つのハウジングブロック２、３は、細長いフィルタ装置５０を形成するように、ハウジング壁６に合わせた、図示していない適切なシール、およびねじもしくは溶接連結器を介して互いに連結されている。上側ハウジングブロック３では、流入口４が形成されて、濾過される液体は、この流入口からフィルタ装置５０に流入する。流入口４は、例えば、フィルタ装置５０が、いくつかの同じフィルタ装置群の中に配置され、フィルタ回路から一時的に切り離されなければならない場合に、流入口弁５を選択的に用いて、部分的にかまたは完全に遮断することができる。弁ブロック８は、下側ハウジングブロック２の下面にねじ留めされ、濾過された液体用の濾過液排出口７と、ここでは濾過液排出口７の右隣にある平行穴内の塵放出部９とを有する。粒子、特に、平均粒子径が、例えば、５０ミクロンを超える固体粒子を濾過して除去するために、ハウジング１のハウジング内部空間５１に円筒形のフィルタキャンドル３０が配置され、このフィルタキャンドルは、示した例示的な実施形態では、スロット付のスクリーンキャンドルからなり、基本的に、フィルタ装置５０の全高にわたって延び、濾過液排出口７の一部を形成する段付き穴内の下側ソケット３１によって、弁ブロック８内に固定され、封止されている。フィルタキャンドル３０の円筒形円周壁は、フィルタキャンドル３０の全長の大部分にわたって濾過手段によって形成され、この濾過手段は、図１に長手方向スロットとしてきわめて簡略化した形態で概略的に示され、全体として参照符号３１を付与されている。流入口４からハウジング内部空間５１に流入した、濾過される液体は、濾過液として濾過液排出口７から出ることができる前に、濾過手段３１を通る流路に沿って流れなければならない。本発明によるフィルタ装置５０には、原則的に任意のタイプの濾過手段、特に、フィルタキャンドルとして設計され、例えば、５０ミクロン未満の適切なメッシュ幅を有する濾過手段を設けることができ、濾過手段の非常に多様な有り得る実施形態は当業者に公知であり、したがって、使用される濾過手段３１のさらに詳細な説明はここには記載しない。
【００１５】
弁ブロック８の濾過液排出口７が排出口弁１２を割り当てられ、弁ブロック８の塵放出部９が放出弁１３を割り当てられているのは、図１からでさえ明瞭に分かり、２つの弁１２、１３はそれぞれ、遮断部材として、排出口弁１２用の弁ボール１４および放出弁１３用の弁ボール１１を有し、それらの弁ボールには、いずれの場合にも貫通穴が設けられ、１つの特定の切換位置にある場合のみ、液体が貫通穴を通って濾過液排出口７または塵放出部９に流入する。濾過液排出口弁１２の弁ボール１４および塵放出弁１３の弁ボール１１は、一方の切換位置で貫流を通し、もう１つの閉じた位置で貫流を遮断するために、適切に封止して収容保持器内に置かれる。図１は、濾過液排出口７の弁ボール１４が開いた位置にあり、塵放出部９の弁ボール１１が閉じた位置にある場合を示している。
【００１６】
本発明の第１の態様によれば、２つの弁ボール１１、１４は、互いに対して回転しないように、中間シャフト１５を介して連結されている。駆動装置１６の出力シャフト１０は、放出弁１３の弁ボール１１に連結され、駆動装置は、弁ブロック８に合わせて横方向にフランジをつけられ、例えば、きわめて素早く動作する空気式駆動装置で構成することができるが、油圧式または電気式駆動装置でも構成することができる。駆動装置の切換動作と、出力シャフト１０の９０°にわたる回転とによって、放出弁１３および濾過液排出口弁１２は、排出口弁１２が閉じたのに伴って、塵放出弁９が開くか、またはその逆となるように、同時に動作することができる。示した例示的な実施形態では、両方の弁ボールは同じ穴径を有するが、弁ボール１１、１４内の貫通穴の径により、塵放出部９が開く前に、最初に濾過液排出口７ができる限り閉じるように設定することができる。
【００１７】
フィルタ装置５０が連続して動作する場合、濾過される水は、例えば、最大１５ｍ３／時の貫流流量でハウジングの内部空間５１を流れ、その水は、同様に説明したように、流入口４から、濾過手段３１によって形成された、フィルタキャンドル３０の円周壁とハウジング壁６の内側との間に形成された環状空間３３に、好ましくは接線方向から流入し、次いで、その水は、濾過液排出口７が開いた状態で濾過手段３１を通り抜けた後、濾過された水として、したがって、濾過水として濾過液排出口から出る。常に濾過動作をしている結果として、フィルタキャンドル３０の外側に粒子が保持され、流れはフィルタキャンドルを通って外側から内側に進む。汚れ側で濾過手段の表面に保持されたほとんどの粒子は、重力のために、また、流れの結果としての液体の流れ方向のために、フィルタ内部空間５１または環状空間３３の底部に次第に沈む。楕円形のクリアランスからなる収集チャンバ２０は、濾過によって除去された粒子をそこに一時的に集めるために、下側ハウジングブロック２の下面に面して死空間として形成され、塵放出部９の前に置かれている。その場合に、濾過手段３１が過度に汚染しているために、フィルタ装置５０の貫流流量が低下していることを、自動的に、または差圧インジケータ５２によって検出すると、好ましくは、流入弁５が引き続き開いた状態で、濾過液排出口７を通る液体貫流の、約２〜約４秒続く短い中断が起こり、その代わりとして、塵放出部９が一時的に開かれるように、弁ボール１１、１４の切換位置が、駆動装置１６を用いて連動する態様で変えられる。フィルタ装置５０内で濾過される水の流速は約２〜約４ｍ／秒であるのが好ましく、したがって比較的高いので、濾過液排出口７が短時間遮断することで、または貫流流量を抑制することで、フィルタキャンドル３０のフィルタキャンドル内部空間（３２、図４）に圧力脈動が発生し、この圧力脈動によって、汚れ側にある濾過手段の表面、すなわち、ここでは外側面に付着したままのこれらの粒子を、濾過方向とは逆方向に分離し、特に、洗い流すことができる。同時に、塵放出部９は、濾過液排出口７の閉じる動作と同時に開かれるので、フィルタキャンドル３０の軸に対して平行な、速い流速の流れが環状空間３３に発生し、この流れは、交差流として、汚れ側の濾過手段３１の表面を清浄し、粒子の分離作用および運び出しに寄与する。塵放出弁１３の上流に前チャンバ２０があるために、閉じた濾過液排出口からフィルタキャンドル３０を通って流入口４に至る圧力脈動または清浄脈動の戻りと、フィルタ軸に対して平行な交差流の生成との間にさらなる遅延が起こることがある。
【００１８】
本発明によるフィルタ装置５０は、特に、水または飲料水を浄化するために設けられるので、飲料水の場合に、バクテリアまたは細菌が、確実に、フィルタ装置によって水に移されないようにすることも必要であり、細菌およびバクテリアの形成問題は、濾過手段３１のメッシュ幅がより小さくなると共にかなり大きくなる可能性があり、示した例示的な実施形態では、フィルタキャンドル３０のフィルタキャンドル内部空間３２に３つの紫外線管４０が配置され、流体および濾過手段３１は、バクテリアおよび細菌を確実に殺すために、紫外線管を用いて適切な波長の光、特に紫外線を全濾過動作中絶えず照射されるが、適切な場合、短期間だけでも、例えば、弁１２、１３の切換中に照射される。フィルタ装置５０内の紫外光源４０の配置が、さらに図２〜４を参照して説明される。
【００１９】
特に、図３の上側ハウジングブロック３の断面図、および図４の下側ハウジングブロック２または弁ブロック８の部分断面図は、フィルタキャンドル３０のフィルタキャンドル内部空間３２で、いずれの場合にも互いに対して１２０°ずれるように配置された３つの光管４０を示している。３つの光管４０すべての上側端部は、上側ハウジングブロック３上に上から取り外し可能に置かれ、同時に、光管４０用の電気接続器を有するカバー１７に固定されている。両端部にねじを設けたロッド１８が、ハウジング壁６またはフィルタ装置５０全体の中心軸Ｍ上に配置され、このロッドは、３つの光管４０の間の中心で、最上部のハウジングカバー１７に螺入され、下側自由部分にナット２８を螺入されていて、このナットは、中間ワッシャ１９を介して、光管４０の下側自由端をカバー１７の方に予圧している。図２〜４から特に明瞭に分かるように、穴のあいた板金などで構成された３つの板金ストリップ２２全体は、個々の板金ストリップ２２が半径方向外側に延び、３つの光管４０をフィルタキャンドル３０内に保護しながら収容するための独立した３つのチャンバを備えた、星形断面の分岐した本体をロッド１８と共に形成するように、ロッド１８に溶接されている。板金ストリップ２２は、濾過手段３１の外側で固定できるので、フィルタキャンドル３０を光管４０およびカバー１７と一緒にフィルタ装置５０から取り外すことができる。あるいは、板金ストリップは濾過手段から離して置かれ、そのため、光管４０用の保持装置を形成するカバー部分１７と共に光管を取り外すことができ、一方、フィルタキャンドル３０は所定の位置のままである。濾過手段３１が光または紫外線を反射するコーティング（図示せず）を施された場合、光管４０の紫外線の作用は特に強くなる。水に紫外線を照射することにより、非常に不安定であるが、同時に、濾過手段３１の表面および液体中の細菌およびバクテリアを分離する、かつ／または殺す遊離基などを形成することができる。
【００２０】
光管４０より下で、濾過液排出口弁１２より上に、スクリーンプレート２１が配置され、このスクリーンプレートは、光管の１つが破損した場合に、フィルタ装置内にその破片を保持する。フィルタキャンドル３０のフィルタキャンドル内部空間３２に光管４０を配置することは、排出口弁１２および放出弁１３の同時切換中に発生する圧力脈動が、粒子を完全に分離しなかった場合に、濾過手段３１を選択的に清浄できるようにする第１の補助手段になる。
【００２１】
光源を用いた清浄作用を改善するために、本発明によるフィルタ装置５０は、示した例示的な実施形態において、上側ハウジングブロック３の領域内、および弁ブロック８の領域内の両方に、空気、ガス、および／または清浄用流体を供給するための上側供給装置６０、および分離した下側供給装置６１を設けられている。上側供給装置６０は、ねじ接続器６３によって上側ハウジングブロック３の上端にねじ留めされ、下側供給装置６１は、弁ボール１４用の収容座部の真上で、ねじ接続器によってハウジングブロック８にねじ留めされている。ガス、特に、空気を２つの供給装置６０、６１からフィルタキャンドル内部空間３２に供給することができる。このために、図２から明瞭に分かるように、取り付けた状態で、ハウジングブロック２内の、上側供給装置６０用のねじ接続器６３と整列する少なくとも１つの横穴２３が、カバー１７内に設けられ、この横穴により、流入ガスは、カバー１７を直接横切って流れて、フィルタキャンドル３０のフィルタキャンドル内部空間３２に至ることができる。カバー部分１７の向きを正確に合わせて取り付けることを必要とする複数の横穴２３の代わりに、適切な場合に、１つの横穴２３のみを介して、フィルタキャンドル内部空間３２の端部領域内に出る周縁環状空間をカバーに形成してもよい。ねじ接続器６３に接続された供給装置には、バブラまたは適切なノズルを設けることができるので、供給される空気または供給されるガスは、通常は浄化される液体で完全に満たされている、フィルタ装置５０の内部空間に、小さな気泡としてのみ進むことができる。気泡またはガス流は、高速で流入口４に流入した流体によって、小さい泡の形態で連行され、これは、濾過液排出口が閉じた結果として、一時的に圧力脈動が確立された場合だけでなく、適切な場合には常時でも、濾過手段に浄化作用を及ぼすことができる乱流空気／水混合物をフィルタキャンドル内部空間３２に生じさせる。さらに、紫外線は、ガスまたは小ガス泡内に、濾過手段３１の表面にいる細菌を効果的に殺す遊離基または他の分裂生成物を生成することができる。さらに、ガス泡は紫外線を反射することができ、それによって、紫外線をより効果的に分散させる。空気またはガスの供給は、上側供給装置６０からだけか、下側供給装置６１からだけか、あるいは同時に両方の供給装置６０、６１から選択的に行うことができ、ガス流は、絶えず、あるいは圧力脈動が確立されるときに一時的にだけ供給することができる。同じ供給装置６０、６１、または円周上にずれて取り付けられたさらなる供給装置を利用して、フィルタ装置の逆洗時に、それ自体公知の圧縮空気サージによって補助的な清浄脈動を確立することもできる。さらに、それ以上の、または示した２つの供給装置６０、６１には、フィルタ装置５０のハウジング内部空間５１全体を、例えば、酢酸などの洗浄液で満たすために、クリーニング液または清浄溶液用の接続器（図示せず）を増設することもできる。これは、フィルタキャンドル３０を取り外す必要なしに、適切なクリーニング液を用いて、フィルタ装置５０全体、特に、フィルタキャンドル３０の濾過手段３１を清浄することを可能にする。このようなことが可能な清浄は、ＣＩＰ清浄（定置洗浄）とよばれる。供給装置は、特に、適切な場合に、空気供給またはガス供給の中断を選択的に調整するためのソレノイド弁を含むことができる。
【００２２】
下側供給装置６１から供給される空気の空気供給は、排出口弁１２の上で、濾過液排出口７の排出口領域にある１つまたは複数のマウスオリフィス６４を介して行われる。さらに、図４に付随的に示すように、対応する空気排出口オリフィス６４は、フィルタキャンドル内部空間３２内で、光管４０の１つ用の各収容チャンバおよび／または濾過手段３１の内側面全体を、ガス流、例えば、上昇する小気泡からなるガス流で均一に覆うことができるように、円周上に分散して配置することができる。
【００２３】
空気供給を放出弁１３の弁ボール１１の切り換え、または排出口弁１２の弁ボール１４の切り換えと組み合わせるための、切り換えに関する費用に配慮した特に単純な実施形態が、図５に示されており、図５では、２つの弁ボール１１、１４が中間シャフト（ここでは図示していない）を介して機械的に連結されるだけでなく、さらに、第３の切換ボール６５も、濾過液排出口用の弁ボール１４に動作可能に連結されていて、実際上２つの弁１２、１３の切換位置が駆動装置によって動かされたときだけに、フィルタキャンドル３０のフィルタキャンドル内部空間３２に空気を供給することができる。前述の例示的な実施形態とは対照的に、ここでは、適切な場合に、単一の圧縮空気接続器６６からのみ圧縮空気が供給される。この圧縮空気は、切換ボール６５の下流で、１つまたは複数の分岐ダクト６７を介して、底部でフィルタキャンドル内部空間３２の中に出るだけでなく、例えば、弁ブロック８を上側ハウジングブロックに接続する配管（図示せず）が設けられている場合に、上部でフィルタキャンドル内部空間３２の中に出ることもできる。あるいは、弁ボール６５の切換動作は、当然、他の２つの弁ボールの切換動作から切り離すこともできて、空気またはガスを任意の所望する時点で供給することができる。
【００２４】
図３は、上側ハウジングブロック３内で流入口４の下流にある、浄化される液体の流路にある環状空間３３の接線方向の流入を特に明瞭に示している。全流入水は、高速で接線方向から環状空間３３に流入するので、特に、より重いまたはより大きい粒子が、最初に濾過手段３１によって除去されることは全くなくて、その代わりとして、これらの粒子は、流速および重力により力ベクトルを獲得し、原則的に、濾過手段３１の外側壁に留まる傾向が全くないままに、力ベクトルにより、フィルタ装置５０の底部まで、したがって、収集空間（２０、図４）まで運動状態を維持される。したがって、濾過手段３１は、例えば、示すように、フィルタキャンドル３０の全長の約２／３〜約４／５にわたってのみ延在することもでき、フィルタキャンドル壁の下側部分は塞がれている。これは、同時に、光管４０を通り過ぎる濾過液の必要流動長を延ばして、十分に長い流路にわたっての光の作用と濾過液内の殺菌とを保証する。
【００２５】
当業者は、前述の説明から、添付の特許請求の範囲の保護の範囲内にある多数の修正を推測することができる。当然のことながら、ガスまたは圧縮空気の作用は全くなしで済ますことができ、かつ／または、圧縮空気の注入は、一方の気泡と他方の水との混合を良好にするのに、適切な場合、流入口よりも下であってもほぼ要望どおりに行うことができる。濾過壁を清浄するための圧力脈動を得るには、一度だけ濾過液排出口を閉じ、同時に、塵放出弁を開くことで十分可能である。しかし、２つの弁ボールは、素早い動作の切換ユニットを用いて、短く数回連続的に切り換えられてもよい、すなわち、２つの弁ボールは、液体中に脈動を起こすために、一方向に連続的に回転される。弁ボールの切換速度、すなわち回転速度を調整することにより、圧力脈動の清浄作用を高めることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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