(57)【要約】フィルタ装置は、ハウジング（１）およびその中に相互に間隔をおいて配置されたフィルタプレート（１０、１１）の積層体を備えている。ハウジング（１）は、ろ過される液体のための入口（７）と、フィルタプレート（１０、１１）の内部と配管接続されたろ液の出口（９）と、フィルタプレート（１０、１１）の切欠きによって形成され積層体を通って延び中空スペースと、を有している。フィルタプレート積層体はハウジング（１）に固定されて配置されており、フィルタプレート積層体の内部には複数のインペラ（１５）を備える遠心ポンプ（１４）が配置されており、この遠心ポンプは、フィルタプレート積層体を強力に貫通する流れと、これに伴うフィルタ残滓の排出とを保証する。
2010528851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１）および該ハウジング（１）内に相互に間隔をおいて配置されたフィルタプレート（１０、１１）の積層体を備えるフィルタ装置であって、ろ過される液体のための入口（７）と、前記フィルタプレート（１０、１１）の内部と配管接続されたろ液の出口（９）と、前記フィルタプレート（１０、１１）の切欠き（１３）によって形成され前記積層体を通って延びる中空スペースと、を備えて構成されるフィルタ装置であって、前記フィルタプレート積層体は、ハウジングに固定されて配置され、前記フィルタプレート積層体の内部に複数のインペラ（１５）を備える遠心ポンプ（１４）が配置されているフィルタ装置。
【請求項２】
前記遠心ポンプ（１４）の前記インペラ（１５）は、前記フィルタプレート積層体の前記フィルタプレート（１０、１１）の間を延びている請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記インペラ（１５）は、前記フィルタプレート（１０、１１）の両側に向かって開放して構成されており、それにより中央の吸込領域と２つの吐出側とを形成するようになっている請求項２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
複数のインペラ（１５）を備える前記遠心ポンプ（１４）は、前記フィルタプレート積層体の前記中空スペースの内部に配置されている請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項５】
隣接する前記フィルタプレート（１０、１１）の間に形成された中間スペースに、または隣接する１群の中間スペースに、１つないし複数の該中間スペースに液体を供給するそれぞれ１つのインペラ（１５）が付属している請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記プレート積層体の内部に配置された前記インペラ（１５）は、環状の、好ましくは円筒状の中間ハウジング（１８）に取り囲まれており、該中間ハウジングは、前記中空スペースに着座しており、前記プレート積層体に好ましくは封止をするように接しており、隣接する前記フィルタプレート（１０、１１）の間の自由空間の領域に破断部（１９）を有しており、該破断部（１９）によって前記インペラ（１５）の吐出側（２１）が付属の中間スペースと流体を導くように接続されている請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記中間ハウジング（１８）は、好ましくはプラスチック射出成形品として構成されて嵌合により互いに結合された複数のハウジング区域から構成されている請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項８】
前記中間ハウジング（１８）の各々の前記ハウジング区域に１つのフィルタプレートが付属しており、該フィルタプレート（１０、１１）に対して半径方向で密閉されている請求項１〜請求項７いずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記プレート積層体の内部に配置された前記インペラ（１５）は、記中間ハウジング（１８）の近傍まで達しており、前記インペラ（１５）は吸込側でも吐出側でも半径方向で前記中間ハウジング（１８）に対して好ましくは等しい直径で密閉されている請求項１〜請求項８いずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１０】
前記プレート積層体の内部に配置された前記インペラ（１５）には、記ハウジング（１）の内部で１つまたは複数のインペラ（２３）が流体工学的に前置されている請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１１】
前記プレート積層体の内部で前記インペラ（１５）に前置された前記インペラ（２３）は、好ましくは相応に構成された前記ハウジング（１）の切欠きの中で、多段式の遠心ポンプ（１６）として構成および配置されている請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１２】
前記ハウジング（１）は、その内面で前記プレート積層体および前置された前記インペラ（２３）の幾何学形状に合わせて適合化されて構成されている請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１３】
前記ハウジング（１）は、２つの端部側のカバー（３、４、５）を備える円筒管（２）で実質的に構成されており、前記カバー（４、５）は排出通路および／または供給通路（７、８、９）を収容するために構成されている請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１４】
前記プレート積層体の内部で前記インペラ（１５）に前置された前記インペラ（２３）は、前記プレート積層体の内部にあるものよりも大きい直径を有している請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１５】
前記インペラ（１５、２３）は、共通のシャフト（１７）に回転不能に配置されており、好ましくは前記中間ハウジング（１８）とともに一体に取扱可能なユニットを形成している請求項１〜請求項１４のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１６】
前記インペラ（１５、２３）を支持する前記シャフト（１７）は、前記プレート積層体の内部に配置された少なくとも１つの軸受（２８）を有しており、該軸受は前記中間ハウジング（１８）に支持されている請求項１〜請求項１５のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１７】
前記インペラ（１５、２３）を支持する前記シャフト（１７）は、駆動の目的のために一方の端部で前記ハウジング（１）から導出されて、好ましくは前記ハウジング（１）に取り付けられた駆動モータ（２６）と駆動接続されている請求項１〜請求項１６のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１８】
前記ハウジング（１）から導出されたシャフト（１７）の端部は、前記ハウジング（１）の外部でこれに回転可能に支承されている請求項１〜請求項１７のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項１９】
前記プレート積層体の内部に配置された前記インペラ（１５ａ）は、流体工学的に並列に接続されており、吸込側で通路を介して相互に流体を導くように接続されており、前記フィルタプレート（１０）も同じく流体工学的に並列に接続されている請求項１〜請求項１８のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項２０】
前記プレート積層体の内部に配置された少なくとも２つまたはそれ以上のインペラ（１５）が並列に、またはグループごとに並列に接続されており、前記フィルタプレート（１０、１１）も相応に並列に接続されている請求項１〜請求項１９のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項２１】
前記プレート積層体は、前記ハウジング（１）によって形成される円筒状のスペースの内部に配置されており、積層体軸と平行に配置された少なくとも１つ、好ましくは３つのろ液排出管（１２）で貫通されており、該ろ液排出管は前記フィルタプレート（１０、１１）の内部と接続されるとともに外部に対して密閉されており、好ましくはそれぞれ両方の端部が前記ハウジング（１）に固定されている請求項１〜請求項２０のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項２２】
前記フィルタプレート（１０、１１）は、互いに間隔をおく２つのセラミックディスク（２９）によって構成されており、これらの間に支持ディスク（３０）が配置されており、前記支持ディスク（３０）は、ろ液を排出するための通路（３４、３５）を備えている請求項１〜請求項２１のいずれか１つに記載のフィルタ装置。
【請求項２３】
前記支持ディスク（３０）は、前記セラミックディスク（２９）をその内側円周から外側円周まで支持しており、同心的なリングとして延び、これと交差する半径方向の通路（３４、３５）を備えており、該通路は当接する前記セラミックディスク（２９）に向かって開放して構成されるとともに、前記ろ液排出管（１２）を収容してこれと配管接続された破断部（３３）へと通じている請求項１〜請求項２２のいずれか１つ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、請求項１の前提部分に記載された構成要件を備えるフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に述べた種類の公知のフィルタ装置は、典型的な場合、実質的に円筒状の閉じたフィルタハウジングの中で、場合により回転をするように配置された中空のフィルタプレートの積層体で構成されている。ろ過される液体はポンプによってハウジングの中へ導入され、フィルタプレートの表面の領域に形成されるフィルタを通ってプレートの内部へ到達し、そこでろ液は中央の通路を介して導出される。この種のフィルタプレートは、例えば独国特許出願公開第１９６２４１７６Ａ１号明細書または欧州特許出願公開第０７２３７９９号明細書から公知であり、これに対応するフィルタ装置は独国特許出願公開第１９６２４１７６Ａ１号明細書ならびに米国特許第５，３２６，５１２号明細書から公知である。
【０００３】
この種のフィルタ装置における問題点は、常に、フィルタプレートの表面で時間の経過とともに形成されるフィルタ残滓流層物の排出にある。このような残滓は、固体の付着物が形成されないようにするために、できる限り継続して排出する必要がある。機械式のスクレーパの使用は設計面で高いコストがかかり、典型的な場合、フィルタ表面の被覆物を一定に保つためにバイオフィルタで適用されているにすぎない。ここで対象としている種類の機械式のフィルタ装置は、多くの場合、逆洗によって洗浄されているが、このことは設備の連続動作を妨げる上に、得られるろ液の利用可能な量を減らしてしまう。
【０００４】
独国特許出願公開第１９６２４１７６Ａ１号明細書によれば、フィルタプレート積層体が回転するときに、ある程度の半径方向のポンプ作用が生成されるように、フィルタプレートの表面を異形断面にすることが既に知られており、このポンプ作用は、特にフィルタ面にある残滓を除去するためにフィルタ表面で流動を生じさせるためのものである。しかし、この公知の構造の欠点は、表面の異形断面に基づいて生じるポンプ作用は比較的小さく、そのために所望する効果が達成されないか、または、ごくわずかな程度にしか達成されないことである。さらに、プレート積層体の高速回転は装置全体の機械的負荷の増大につながり、エネルギー消費の増大を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９６２４１７６Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０７２３７９９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，３２６，５１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上を背景とする本発明の課題は、フィルタの高いフィルタ作用と自浄作用が、できる限り簡素な設計コストで実現されるように、当分野に属するフィルタ装置を構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は本発明によると、請求項１に記載の構成要素によって解決される。本発明の好ましい実施形態は従属請求項、以下の説明、および図面に記載されている。
【０００８】
本発明によるフィルタ装置は、相互に間隔をおいて配置されたフィルタプレートの積層体が中に配置されたハウジングを有しており、典型的には閉じたハウジングを有している。ハウジングは、ろ過される液体のための入口を有するとともに、フィルタプレートの内部と配管接続され、それによってろ液を導出できる出口を有している。フィルタプレートの積層体を貫いて、フィルタプレートの切欠きによって形成される中空スペースが延びている。フィルタプレート積層体はハウジングに固定されて配置されており、このフィルタプレート積層体の内部には複数のインペラを備える遠心ポンプが配置されている。
【０００９】
このような本発明の解決手法によれば、設計的に簡素なフィルタ装置の構造が可能となる。すなわちフィルタプレート積層体が、特に閉じた容器として構成されるハウジングの内部で、定位置に配置されるからである。フィルタプレート積層体の内部に配置された複数のインペラを備える遠心ポンプは、構成に応じて、フィルタプレートの改善された貫通流または環状流をもたらし、それによってフィルタプレートへのフィルタ残滓の堆積を防止し、または少なくとも低減させることができ、もしくは場合によっては、増大したポンプ作用によってこれを除去することができる。さらに本発明の構成によれば、きわめてコンパクトな設計形態が可能となる。ポンプの構成部品がフィルタプレート積層体の内部に配置されているからであり、さらにこれによって、配管等を介しての流動損失がほぼ回避されるので、ポンプの効率も高められる。
【００１０】
すなわち本発明の基本思想は、フィルタプレート積層体をハウジングの内部で定位置に配置し、フィルタプレート積層体を貫通する流れのために遠心ポンプを組み込むことにある。このときフィルタプレート積層体およびその内部にある多段インペラの遠心ポンプは、それ以外の点では通常どおりであるポンプハウジングの一部をフィルタプレート積層体が形成するように構成されているのが好都合である。
【００１１】
本発明によると、インペラは、それぞれ隣接するフィルタプレートの間に配置され、そのようにしてフィルタプレートからのフィルタ残滓の良好な排出をもたらすように、ディスク積層体の内部を延びているのが好ましい。このとき特に中央の中空スペースは、ろ過される液体の供給のために利用される。このような実施形態では、インペラはそれぞれ両側に向かって、すなわち隣接する両方のフィルタプレートに向かって開放して構成されるのが好都合であり、中空スペースの内部に位置する中央の吸込領域を有している。この実施形態では、インペラを非常に簡素な形態でプラスチック射出成形品によって構成することができ、回転時にポンプ作用を生成するだけでなく、機械式の掻き落とし作用または少なくとも渦流もフィルタ表面に近い領域で生成することができる。
【００１２】
別案として、中空スペースの内部に多段インペラの遠心ポンプを組み込むことができ、この遠心ポンプは、インペラの吐出側が実質的に半径方向に向くとともに、インペラの外側円周を起点としてフィルタプレート積層体を貫通する流れをインペラの回転時にフィルタ表面に沿って生じさせるように配置および構成されている。
【００１３】
それぞれ隣接するフィルタプレートの間に形成される自由な中間スペースが、この遠心ポンプのインペラによる作用を受けると特に好ましく、隣接する中間スペースの各々に１つのインペラが付属するようになっているのが好都合であり、それによって積層体全体を強力かつ均等に貫通する流れが生じる。当然のことながら、これを実現するために、高さに関わるインペラの構成によっては、隣接して相並んでいる１群の中間スペースに１つのインペラを付属させることもできる。
【００１４】
本発明の好ましい発展例では、それぞれのインペラはフィルタプレート積層体の内部で直接接するように着座するのではなく、フィルタプレート積層体に形成される中空スペースに着座し、プレート積層体が好ましくは封止をするように接合された、管状の、好ましくは円筒状の中間ハウジングで取り囲まれている。このとき中間ハウジングは、隣接するフィルタプレートの間の自由空間の領域に破断部を有しており、この破断部によって、付属のインペラの吐出側が付属の中間スペースと流体を導通するように接続される。このような中間ハウジングは複数の理由から好ましい。第１に、典型的な場合にはセラミック素材からなり、したがって比較的脆く、機械的な曲げ荷重や衝撃荷重に対して弱いフィルタプレート積層体との封止された接合を、それによって形成することができる。中間ハウジングは、遠心ポンプの回転部分を、すなわちその内部に配置されたインペラを、フィルタプレート積層体に対して遮蔽する。中間ハウジングとインペラを比較的厳しい許容差で製造することができ、このことはポンプの効率を高める。長孔状に構成され、インペラの吐出側と付属の中間スペースとの間にできる限り広い自由空間が形成されるように配置されるのが好ましい中間ハウジングの破断部を介して、中間スペースを的確に貫通する流れを生じさせることができ、それにより、流れがフィルタプレートの端面に当たることによって生じることになる流動損失が回避される。
【００１５】
本発明によると、中間ハウジングは一部分または多部分で構成されていてよく、金属、プラスチック、またはその他の適切な素材でできていてよい。本発明の好ましい発展例では、中間ハウジングは複数のハウジング区域から構成されており、各々のハウジング区域が１つのインペラに付属しているのが好ましい。このようなハウジング区域はプラスチック射出成形品として低コストに製作されていてよく、バヨネット接合部またはその他の適切な接合部を介して、嵌合により相互に結合される。このような構成は、ポンプのいわばモジュール形式の構造を可能にし、それにより、同じ構成部品を用いて様々に異なるサイズの遠心ポンプを具体化することができる。
【００１６】
その場合、中間ハウジングの各々のハウジング区域に１つのフィルタプレートが付属しているのが好都合であり、ハウジング区域の外側とそれぞれのフィルタプレートとの間で半径方向の密閉が行われるが、それがハウジング区域それ自体によってであるか、または別個のシール材によってであるかは問わない。ハウジング区域とフィルタプレートとの間の良好な密閉は、一方ではフィルタプレート積層体の内部でポンプ作用を向上させ、他方では特に、相前後して位置するインペラと、相応に付属するフィルタプレートないしフィルタプレート中間スペースとの直列接続を可能にする。
【００１７】
中間ハウジングがハウジング区域から構成されているか、それとも一部分で構成されているかに関わりなく、プレート積層体の内部に配置されるインペラは中間ハウジングの近傍にまで達するように寸法決めされるのが好ましく、本発明の発展例では、これらのインペラは吸込側でも吐出側でも半径方向で中間スペースに対して密閉されており、それによりできる限り高いポンプ作用を実現するとともに、この領域での流体工学的な短絡を回避する。このときインペラの密閉は、吸込側でも吐出側でも中間ハウジングの等しい直径で行われ、典型的には内径で行われるのが好ましい。
【００１８】
本発明の好ましい発展例では、プレート積層体の内部に配置されるインペラには、ハウジングの内部にある１つまたは複数のインペラが前置されていてよい。このような構造は、フィルタ装置へ供給をするための追加のポンプを場合により省略できるという利点を有している。さらに、ポンプがプレート積層体の直前に位置しており、それによって吐出側でいわばプレート積層体への送出が行われるので、ポンプ作用が特別に良好である。
【００１９】
できる限り高い圧力でプレート積層体の側を流動させるために、プレート積層体の内部でインペラに前置されるインペラは、多段式の遠心ポンプとして構成および配置されていてよい。そのために本装置のハウジングは相応に構成されており、すなわち、同時にポンプハウジングを形成しているのが好ましい。
【００２０】
ハウジングは、前置されたインペラの領域でこれに合わせて適合化されるのが好ましく、すなわち、このインペラのためのいわば円筒状の切欠きを形成しており、それ以外の点では、同じく円筒状に構成されるのが好ましいプレート積層体に合わせて適合化される。したがって、ハウジングは簡素な形状で円筒状に構成されていてよく、したがって低コストに製造可能である。ハウジングは、２つの内側のカバーを備える、場合により段差のある円柱管によって実質的に構成されていてよく、これらのカバーは排出通路または供給通路を収容するために構成されている。このようなハウジング構成では、カバーだけ高いコストをかけて加工すればよく、それに対して円筒状の部分は旋削部品として製作することができ、あるいは押出成形部品として製作することさえできる。
【００２１】
フィルタプレート積層体の内部のインペラと、前置されたインペラとはいずれも共通のシャフトに着座しているのが好都合である。特にその場合、前置されたインペラはプレート積層体の内部に配置されたインペラよりも大きい直径を有していると好ましい。そうすれば、回転速度が同じとき、前置されたインペラのほうが高い周速度を有しており、したがって高いポンプ作用を発揮するからである。
【００２２】
本発明の発展例では、インペラは共通のシャフトに回転不能に着座しているばかりでなく、中間ハウジングとともに一緒に取扱可能なユニットを形成するように構成および配置される。このような構造は、ポンプ全体をプレート積層体から引き出せるのでメンテナンス目的のために特別に好都合なばかりでなく、特に、各構成部品がそれぞれ異なる製造に由来していて現場で初めて組み立てることができる場合に、設計面からも好都合である。
【００２３】
特に高いフィルタプレート積層体の場合には比較的長く構成されていてよいシャフトを確実に支承するために、少なくとも１の軸受がプレート積層体の内部に配置されているのが好都合であり、作動時に定置の中間ハウジングに支持されるのが好ましい。別の軸受はシャフトの駆動側の端部に設けられていてよく、すなわち、好ましくはハウジングの外部に設けられていてよい。その場合、シャフトの一方の端部だけが装置のハウジングから導出されるので、ハウジングに対する１つの密閉部しか必要なくなる。駆動モータは、ハウジングから導出されたシャフト端部に連結されており、ハウジングの外側に取り付けられているのが好都合であり、それにより、モータは液体に対して遮蔽された状態でハウジングの外部に、好ましくはハウジングの上に着座することになるので、シャフト封止が機能しなくなってもモータは乾いたままに保たれる。
【００２４】
プレート積層体の内部に配置されたそれぞれのインペラを、流体工学的に並列に接続すると好ましい場合がある。その場合、ろ過されるべき液体がどのインペラでも実質的に等しい圧力になるように、これらのインペラは吸込側で１つの通路を介して相互に流体を導くように接続されるのがよい。その場合、フィルタプレート積層体全体を通じて均等な洗浄作用が実現されるようにするために、フィルタプレートないしその間に形成される中間スペースも同じく並列に接続されるのがよい。
【００２５】
しかしながら適用ケースによっては、プレート積層体の内部に配置された２つまたはそれ以上のインペラを直列に接続し、もしくはグループごとに直列に接続するのが好ましい場合もある。当然のことながら、その場合にはフィルタプレートないしその間に形成される中間スペースも相応に直列に接続される。このような構造では、これに流体工学的に接続された中間スペースでの圧力降下にほぼ相当する圧力上昇を個々のインペラが生成するように、寸法決めが行われるのが好都合である。このような構造は、フィルタプレートがそれ自体として圧力の負荷をさほど受けず、特に、圧力に起因する変形を受けないという利点を有している。
【００２６】
本発明による構成の１つの主要な利点は、フィルタプレート積層体がハウジングの内部で固定されていることにあり、すなわち、フィルタプレートからのフィルタ残滓の除去が、プレート積層体の内部に配置された遠心ポンプによって行われ、特にそれによって生成される流動によって行われ、従来技術のように積層体の回転によって行われるのではないことにある。プレート積層体を円筒状のスペースの内部で固定し、それと同時に積層体全体を通じて均等なろ液排出を実現するために、フィルタプレート積層体を貫通し、フィルタプレートの内部と配管接続された、積層体軸と平行に配置された好ましくは３つのろ液排出管によって積層体を固定するのが好ましい。このろ液排出管は外部に対して密閉されており、すなわち、各フィルタプレートの間に形成される中間スペースに対して密閉されており、それぞれの両方の端部で端面側のハウジング部分に固着されている。
【００２７】
本発明によるフィルタ装置で用いられるフィルタプレートは、それぞれ隣接する２つのフィルタディスクによって、特にセラミックディスクによって形成されるのが好ましく、これらの間には支持ディスクが配置されており、これらのフィルタディスクは外側円周と内側円周のところで相互に実質的に密封されている。このとき支持ディスクは、フィルタディスクを通り抜けるろ液の排出を面全体にわたって保証するために、多数の通路を備えている。支持ディスクはプラスチック射出成形品として構成されていてよく、一方ではフィルタディスクの面全体にわたる良好なろ液排出がもたらされるが、他方ではフィルタディスクをできる限り広い面積で支持し、そのようにして、圧力に起因するフィルタディスクの曲げ負荷をほぼ回避するように構成されている。
【００２８】
支持ディスクは、その半径方向長さに関して、セラミックディスクと等しい大きさを有しているのが好ましく、それにより、支持ディスクがセラミックディスクをその内側円周から外側円周に至るまで支持することになる。こうした面状の支持で良好なろ液排出を保証するために、支持ディスクの通路をその表面全体にわたって同心的なリングとして両側に配置し、または貫通するように配置するのが好都合であり、同心的なリングとして配置された通路は、ろ液排出管を収容してこれと配管接続された破断部へと通じる、半径方向に延びる通路と交差するのが好ましい。通路自体は、支持ディスクの両方の側に構成されるか、または、支持ディスクの切欠きによって構成されてそれぞれ当接するセラミックディスクに向かって開放しているかのいずれかであり、すなわち通路は、支持ディスクの表面に形成された、当接するセラミックディスクにより通路を形成するように区切られる凹部または切欠きによって構成される。
【００２９】
次に、図面に示された実施例を参照しながら、本発明について詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】駆動モータが組み付けられたフィルタ装置を簡略化した模式的な図で示す縦断面図である。
【図２】図１のフィルタ装置をモータなしで示す斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ切断線に沿った断面図である。
【図４】フィルタ装置の別の実施形態を示す図１の拡大図である。
【図５】フィルタ装置の内部に配置された遠心ポンプユニットを示す斜視図である。
【図６】図５のユニットを示す縦断面図である。
【図７】図６の詳細部ＶＩＩを示す拡大図である。
【図８】図６の詳細部ＶＩＩＩを示す拡大図である。
【図９】セラミックのフィルタディスクを示す斜視図である。
【図１０】支持ディスクを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１から図３を用いて示されたフィルタ装置は、実質的に円筒状のハウジング１を有しており、図示した実施形態では、このハウジング１はカップ状のハウジング部分２と、このハウジング部分２の上方開放部を閉止するカバー部分３と、下方に向かってカップ状のハウジング部分２に後続する底面部分４とで構成されている。カバー部分３は、環状のハウジング部分５によって、上方を覆われている。カバー部分３の上面には、環状のハウジング部分５の内部に間隔をおいて組み込まれた連結ハウジング部分６が、上方に続いている。こうして構成されたハウジング１は、ろ過されるべき液体の入口７を底面部分４に有するとともに、フィルタ残滓を含む残留液の出口８を有する、閉じた容器を形成している。さらに環状のハウジング部分５には、ろ液の出口９が設けられている。
【００３２】
ハウジング部分２、３、４および５は同一の外径を有しており、外方に向かって実質的に円筒形のハウジング１がこれらによって形成されるように、互いに一軸上に並ぶように配置されている。ハウジング部分２は実質的にカップ状であり、カバー部分３（図１の図面）に向かって上方に開放して構成されており、相互に間隔をおいてそれぞれ交互に配置されたフィルタプレート１０および１１からなるフィルタプレート積層体を収容する役目をする。フィルタプレート１０は、ハウジング部分２の円筒状の内部空間の直径よりも小さい直径を有しており、それにより、ハウジング壁に対して間隔をおいている。それに対して、フィルタプレート１１は内部空間と等しい直径を有しており、ハウジング部分２に接するまで、封止をするように延びている。フィルタプレート１０および１１はハウジング部分２の内部で相互に間隔をおきながら、ハウジングの軸を中心としてそれぞれ１２０°だけ相互にオフセットされて配置された３つのろ液排出管１２によってハウジング１の内部で固定、保持されている。中空であり、構造については後でまた詳細に説明するフィルタプレートは、その内部でろ液排出管１２と流体を通すように接続されており、ろ液排出管１２は、ハウジング部分２の底面ならびにカバー部分３で、対応する切欠きに嵌合することによって保持されている。カバー部分３の切欠きは通路を同時に形成しており、これらの通路は、これと対応して一軸上に並ぶ、環状のハウジング部分５にある切欠きに続いており、さらにこれらの切欠きは、半径方向の通路を介して出口９と接続された環状通路に連通している。ろ液排出管１２を介して、フィルタプレート１０および１１は予め設定された相互間隔を保って保持されており、ろ液排出管１２にはそれぞれフィルタプレート１０とフィルタプレート１１の間に相応のスペーサが設けられている。
【００３３】
フィルタプレート１０および１１は中央の円形の切欠き１３を有しており、これらの切欠きは積層体構造で互いに一軸上に並ぶとともに、フィルタプレート積層体を貫通する中空スペースを形成しており、この中空スペースの中に、複数のインペラ１５を備える遠心ポンプ１４が配置されており、その構造は図５から８を参照して具体的に明らかにされる。遠心ポンプ１４は、前置された遠心ポンプ１６および共通のシャフト１７とともに、独立して取扱可能なユニットとして構成されている。インペラ１５を備える遠心ポンプ１４は、円周にわたって環状に配分された多数の長孔状の切欠き１９を有する、円筒状の中間ハウジング１８の内部に配置されている。これらの切欠き１９は、フィルタプレート１０および１１の間に形成される中間スペースとそれぞれ一軸上に並ぶように、かつ、インペラ１５の吸込側２０ないし吐出側２１と交互に一軸上に並ぶように位置している。
【００３４】
インペラ１５は、図７を見ると明らかなように、相応の間隔をおいてシャフト１７に相対回転不能に組み付けられている。このとき各々のインペラ１５は、図８に示すように、吸込側でも吐出側でも等しい円周すなわち外径で、中間ハウジング１８に対して密閉されている。さらにフィルタプレート１０および１１も、同じく中間ハウジング１８に対して内方に向かって密閉されており、環状に配置されたハウジング１８の切欠き１９の列の間にそれぞれ当接しており、それにより多段式の遠心ポンプが構成されるようになっており、ただし、個々のポンプ段（インペラ１５）は多段式ポンプのようにハウジングを介して直接接続されるのではなく、隣接するフィルタプレート１０、１１；１１、１０の間に形成される各フィルタプレート間の中間スペースを介して接続されている。
【００３５】
遠心ポンプ１４において、流体工学的に前段側に配置されているのが遠心ポンプ１６であり、これは図示した実施形態では４段ポンプである。そのポンプハウジング２２は中間ハウジング１８の下方に向けて接続しており、中間ハウジングよりも明らかに大きい直径を有している。それに応じて、ハウジング部分２の底面ならびに底面部分４は相応の切欠きを備えており、この切欠きにポンプハウジング２２が同一平面上で係合し、ないしは、第１のポンプ段のポンプハウジングの部分を形成する（図１参照）。インペラ２３はインペラ１５よりも大きい直径を有しており、ポンプハウジング２２によって、４段ポンプ１６をなすように直列に接続されている。この遠心ポンプ１６の吸込口は通路２４を介して入口７と接続されており、この入口を介して、ろ過される液体が供給される。
【００３６】
ここでは一例として４段ポンプとして構成されている前置された遠心ポンプ１６は、原則として、並列または直列に接続された任意の数のポンプ段を有することができ、基本的に、ろ過される液体を必要な量だけ必要な圧力で、フィルタプレート積層体に供給する役目を果たす。
【００３７】
フィルタプレート積層体の内部に配置されている遠心ポンプ１４は、基本的に、各フィルタプレート１０、１１の間を通って流れる液体を、特にそこに溜まっているフィルタ残滓の除去のために循環させる役目を果たすものであるが、プレート１０、１１の貫通流そのものを改善させる役目も果たすことができる。図１の実施形態では、ろ過される液体は前置された遠心ポンプ１６を介して、図１の遠心ポンプ１４の一番下のインペラ１５の吸込口に中心で到達し、このインペラの吐出側は、一番下のフィルタプレート１０とハウジング部分２の底面との間の自由空間と接続されている。したがって、このインペラから送出される液体は、まず一番下のフィルタプレート１０の下面で実質的に半径方向外側に向かって流れ、そこで１８０°方向転換してから、一番下のフィルタプレート１０の上面およびその上に位置する一番下のフィルタプレート１１の下面で、再び半径方向内側へ、後続するインペラ１５の吸込側２０に向かって流れる。このように、図１を参照して説明した実施形態では、インペラ１５および各フィルタプレート１０、１１の中間スペースを直列に順次貫通して流れていき、最終的に一番上のインペラ１５の吐出側２１が、フィルタ残滓を含んでいる液体を、一番上のフィルタプレート１１およびカバー部分３の下面に沿って半径方向外側へ通路２５へと送出する。この通路はハウジング部分２の壁部に軸平行に配置されるとともに、底面部分４にある出口８へと通じている。
【００３８】
遠心ポンプ１４および１６は共通のシャフト１７を介して駆動され、このシャフト１７はその上側のシャフト端部で連結ハウジング部分６を貫通して、駆動の目的のためにハウジング１から外へ導出されている。図１に示すように、連結ハウジング部分６には上面に電動モータ２６が着座しており、そのシャフトはシャフト１７のシャフト端部と駆動接続されており、この電動モータが遠心ポンプ１４および１６を駆動する。シャフト１７は連結ハウジング部分６の内部で、ただし既にハウジング１の外部で、軸受２７に支承されている。さらにシャフト１７はインペラ１５および２３のほぼ中央部で、中間ハウジング１８に支持される軸受２８によって支承されている。
【００３９】
遠心ポンプ１４、１６と、共通のシャフト１７と、下側の軸受２８と、ハウジング１８および２２とで構成される図５と図６に示したユニットは、底面部分４を取り外した後、フィルタプレート積層体およびハウジング１から下方に向かって引き出すことができる。それに対して、フィルタプレート積層体だけをハウジング１から取り出したいときには、カバー部分３ならびにその上面にある環状のハウジング部分５をハウジング部分２から取り外すことができ、その際に、ろ液排出管１２に取り付けられたフィルタプレート積層体がハウジング２から引き出される。
【００４０】
図４の実施態様では、多段式の遠心ポンプ１４に代えて、隣接するフィルタプレート１０の間の、ないしはフィルタプレート１０とハウジング部分２ないしカバー部分３との間の、各々の中間スペースに１つのインペラ１５ａが付属するようにインペラの個数が設計されていることによって遠心ポンプ１４と相違する、遠心ポンプ１４ａが設けられている。さらにインペラ１５ａは、流体工学的に直列にではなく並列に接続されている。そのためにこれらのインペラは、吸込口を延長する環状通路をシャフト１７の周りに有しており、この環状通路を介してすべてのインペラ１５ａが並行して、遠心ポンプ１６により供給されるろ過される液体の供給を受ける。フィルタプレート１０は全体として内側から外側に向かって並行して環状に広がって流れる。したがって、フィルタプレート１０は全てハウジング部分２に対して間隔をおいて終わっている。
【００４１】
フィルタプレート１０ないし１１の構造は、図９と図１０に具体的に図示されている。各々のフィルタプレート１０ないし１１は、２つの環状のセラミック製のディスク２９と、これらの間に配置された同じく環状の支持ディスク３０とで成り立っている。支持ディスク３０はプラスチック射出成形品として構成されており、閉じた内輪３１と閉じた外輪３２とを有している。内輪３１の内径は、セラミックディスク２９の内径と一致しており、外輪３２の外径は、同じくセラミックディスク２９の外径と一致しているので、支持ディスク３０を組み込んで２つのセラミックのディスク２９を重ね合わせれば、内側円周３１に向かっても外側円周３２に向かっても実質的に密閉され、セラミックディスク２９を通って到達するろ液をろ液排出管１２へ案内する通路系統を内部が有する、フィルタプレート１０または１１が寸法に応じて製造される。
【００４２】
このろ液排出管１２との接続のために、ディスク２９とディスク３０にはいずれも相互に一直線上に並ぶ切欠き３３が設けられている。ろ液排出管１２は、支持ディスクの切欠き３３の領域で開放しているが、それ以外は閉じて構成されるように構成されている。
【００４３】
支持ディスクの切欠き３３には、内輪３１と外輪３２の間で半径方向に延びる切欠き３４が続いており、この切欠きに断続的な環状の切欠き３５が交差しており、さらにこの環状の切欠きは半径方向の切欠き３４に通じている。図１０に図解されているとおり、このようにして切欠き３４および３５によって、細かく分かれた面状の通路網がフィルタプレートの面全体にわたって形成されており、この通路網を介して、一方では効率的なろ液の分岐が行われるとともに、他方では、面全体にわたって均等なセラミックディスク２９に対する支持作用が行われる。このように構成されたフィルタプレート１０ないし１１は、中間ハウジング１８への実質的に密閉された当接のために設けられており、ならびに、フィルタプレート１１に関する限り、ハウジング１のハウジング部分２への密閉された当接のために設けられている。
【００４４】
特に図１と図４を参照して以上に説明した実施例は、基本的に、本発明の原理を説明するためのものである。当然のことながら、遠心ポンプ１６だけでなく遠心ポンプ１４も、要求事項（フィルタプレートの枚数、ろ過される液体の組成、フィルタプレートの寸法など）に応じて、選択的に、並列および／または直列に接続されたポンプ段で構成されていてよい。各図面に示されたハウジング部分２も同じくモジュール形式で構成されていてよく、この場合、各々のインペラに１つのハウジング区域が付属しており、それぞれのハウジング区域は相互に嵌合によって封止をするように結合されているのが好都合である。このような設計では、ハウジング部分２の底面が底面部分４に付属しているのが好都合である。中間ハウジングもモジュール形式で構成されていてよく、この場合、各々のインペラ１４に１つの中間ハウジング部分が付属しているのが好ましい。中間ハウジング部分はプラスチック射出成形品として構成されていてよく、同じく嵌合により相互に結合されていてよい。ハウジング部分相互の密閉は、通常は平坦な当接以上には必要ない。
【符号の説明】
【００４５】
１  ハウジング
２  ハウジング部分
３  カバー部分
４  底面部分
５  環状のハウジング部分
６  連結ハウジング部分
７  入口
８  出口
９  ろ液の出口
１０  小さいフィルタプレート
１１  大きいフィルタプレート
１２  ろ液排出管
１３  切欠き
１４  遠心ポンプ（図１）
１４ａ  遠心ポンプ（図４）
１５  インペラ（図１）
１５ａ  インペラ（図４）
１６  前置された遠心ポンプ
１７  シャフト
１８  中間ハウジング
１９  切欠き
２０  吸込側
２１  吐出側
２２  ポンプハウジング
２３  前置された遠心ポンプ１６のインペラ
２４  入口通路
２５  フィルタ残滓の出口通路
２６  電動モータ
２７  外部の軸受
２８  内部の軸受
２９  セラミックディスク
３０  支持ディスク
３１  内輪
３２  外輪
３３  ２９および３０にある切欠き
３４  半径方向の切欠き
３５  環状の切欠き
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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