(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-31
(54)【発明の名称】フィルタ装置の運転方法およびフィルタ装置
(51)【国際特許分類】
B01D 29/66 20060101AFI20241024BHJP
B01D 29/46 20060101ALI20241024BHJP
B01D 29/50 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
B01D29/38 530A
B01D29/46 Z
B01D29/24 E
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024525249
(86)(22)【出願日】2022-10-20
(85)【翻訳文提出日】2024-06-24
(86)【国際出願番号】 EP2022079202
(87)【国際公開番号】W WO2023072722
(87)【国際公開日】2023-05-04
(31)【優先権主張番号】102021128195.4
(32)【優先日】2021-10-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515267482
【氏名又は名称】マーグ ジャーマニー ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100121728
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 勝守
(74)【代理人】
【識別番号】100165803
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 修平
(74)【代理人】
【識別番号】100179648
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 咲江
(74)【代理人】
【識別番号】100222885
【弁理士】
【氏名又は名称】早川 康
(74)【代理人】
【識別番号】100140338
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100227695
【弁理士】
【氏名又は名称】有川 智章
(74)【代理人】
【識別番号】100170896
【弁理士】
【氏名又は名称】寺薗 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100219313
【弁理士】
【氏名又は名称】米口 麻子
(74)【代理人】
【識別番号】100161610
【弁理士】
【氏名又は名称】藤野 香子
(74)【代理人】
【識別番号】100206586
【弁理士】
【氏名又は名称】市田 哲
(72)【発明者】
【氏名】ポール，ハラルド
【テーマコード（参考）】
4D116
【Ｆターム（参考）】
4D116BB01
4D116BC27
4D116BC52
4D116DD05
4D116EE02
4D116EE11
4D116GG21
4D116GG31
4D116KK04
4D116QB41
4D116QC04A
4D116QC04B
4D116QC23A
4D116QC23B
4D116QC23D
4D116QC29
4D116RR05
4D116RR16
4D116RR30
4D116TT05
4D116TT06
4D116VV16
(57)【要約】
本発明は、濾過対象のポリマーメルトのためのフィルタ装置の運転方法に関し、フィルタ装置は、少なくとも１つの第１大面積フィルタと第２大面積フィルタと、第１弁と第２弁と、第１ドレン弁と第２ドレン弁とを備え、濾過対象のポリマーメルトはフィルタ装置を通って圧力下で送られ、第１および第２流入部は共通流入部と接続されており、第１および第２ドレン部は共通ドレン部と接続されている。本発明によれば、濾過対象のポリマーメルトが第１および第２大面積フィルタの両方に濾過方向に同時に供給され、基本運転では並行濾過が第１および第２大面積フィルタを介して連続的に実行される。逆洗運転では濾過が一方の大面積フィルタのみを介して実行される。逆洗運転は、大面積フィルタが所定の汚染度に到達したとき、つまり逆洗運転を使用して第１大面積フィルタを洗浄する必要があるときに開始される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
濾過対象のポリマーメルトのためのフィルタ装置（１０）の運転方法であって、前記フィルタ装置は、第１フィルタチャンバ（１２，１４）に設けられた少なくとも１つの第１大面積フィルタ（３０，３２）と第２フィルタチャンバ（１２，１４）に設けられた第２大面積フィルタ（３０，３２）と、
濾過対象のポリマーメルトを制御するために、前記第１フィルタチャンバ（１２，１４）への第１流入部（１６，１８）に設けられた第１弁（２２，２４）と前記第２フィルタチャンバ（１２，１４）への第２流入部（１６，１８）に設けられた第２弁（２２，２４）と、
前記第１フィルタチャンバ（１２，１４）からの濾過済みポリマーメルトのための第１ドレン部（３８，４０）に設けられた第１ドレン弁（４４，４６）と前記第２フィルタチャンバ（１２，１４）からの濾過済みポリマーメルトのための第２ドレン部（３８，４０）に設けられた第２ドレン弁（４４，４６）とを備え、
濾過対象のポリマーメルトは、前記フィルタ装置（１０）を通って圧力下で送られ、
前記第１流入部（１６，１８）および前記第２流入部（１６，１８）は、共通流入部（２０）と接続されており、前記第１ドレン部（３８，４０）および前記第２ドレン部（３８，４０）は、共通ドレン部（４２）と接続されており、
濾過対象のポリマーメルトは、前記第１大面積フィルタ（３０，３２）および前記第２大面積フィルタ（３０，３２）の両方に濾過方向に同時に供給され、基本運転モードでは、並行濾過が前記第１および第２大面積フィルタ（３０，３２）を介して連続的に実行され、逆洗運転モードでは、濾過が単に一方の大面積フィルタ（３０，３２）のみを介して実行され、
前記逆洗運転モードは、前記大面積フィルタ（３０，３２）が所定の汚染度に到達したとき、つまり逆洗運転を使用して前記第１大面積フィルタ（３０，３２）を洗浄する必要があるときに開始されることを特徴とする方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法において、前記逆洗運転モードによる前記第１大面積フィルタ（３０，３２）の洗浄の後、前記第２大面積フィルタ（３０，３２）についての前記逆洗運転モードが開始されることを特徴とする方法。
【請求項3】
請求項１または２に記載の方法において、前記逆洗運転モード中に、濾過済みポリマーメルトの流れ方向を反転させ、それをこの一方の大面積フィルタ（３０，３２）に通させることにより、当該一方の大面積フィルタ（３０，３２）から異物が除去されることを特徴とする方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１つに記載の方法において、一方の大面積フィルタ（３０，３２）についての前記逆洗運転モードは、前記大面積フィルタ（３０，３２）用のポリマーメルトに所定の物理的パラメータが存在するときに開始されることを特徴とする方法。
【請求項5】
請求項４に記載の方法において、前記逆洗運転モードで、この一方の大面積フィルタ（３０，３２）へのポリマーメルトの流入が中断され、他方の大面積フィルタ（３０，３２）の濾過済みポリマーメルトの少なくとも一部が前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）の前記ドレン部を介して前記濾過方向に反して供給され、前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）を逆洗によって洗浄するために前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）に通され、そして排出されることを特徴とする方法。
【請求項6】
請求項５に記載の方法において、前記流入部（１６，１８）の領域に配置された前記弁（２２，２４）は、濾過済みポリマーメルトを一方の大面積フィルタ（３０，３２）から排出するために開かれ、前記弁（２２，２４）は、前記他方の大面積フィルタ（３０，３２）によって濾過された後に前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）を通って逆洗されたポリマーメルトを排出するために用いられることを特徴とする方法。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１つに記載の方法において、前記逆洗運転モードで、前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）の前記フィルタチャンバ（１２，１４）の前記容積の少なくとも１倍、好ましくは１．５倍、好ましくは２倍が前記流入部（１６，１８）における前記弁（２６，２８）を介して排出されることを特徴とする方法。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか１つに記載の方法において、前記逆洗運転モードで、この一方の大面積フィルタ（３０，３２）の前記ドレン部（３８，４０）は、逆洗用の関連する前記ドレン弁（４４，４６）を介して、例えば２／３、１／３または１／２だけ部分的に閉じられ、これにより、前記他方の大面積フィルタ（３０，３２）からの濾過済みポリマーメルトの一部のみが洗浄のために前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）に供給されることを特徴とする方法。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１つに記載の方法において、前記逆洗運転モードのために、前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）の前記ドレン弁（４４，４６）を手短に開閉することにより、濾過済みポリマーメルトが、好ましくは数回、間隔をおいて、特に間欠的に、前記一方の大面積フィルタ（３０，３２）を通って流れることを特徴とする方法。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１つに記載の方法において、濾過対象のポリマーメルトとして、特にプラスチック原料、好ましくはケミカルリサイクル用の溶融プラスチックを含む低粘度のポリマーメルトが用いられることを特徴とする方法。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１つに記載の方法において、濾過対象のポリマーメルトの粘度は、７０ｍＰａｓ以上９０ｍＰａｓ以下の範囲内、特に８０ｍＰａｓであることを特徴とする方法。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１つに記載の方法において、最大３μｍの濾過精度を有する前記大面積フィルタ（３０，３２）が用いられることを特徴とする方法。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１つに記載の方法において、４５ｍ２以上２５５ｍ２以下のフィルタ表面を有する前記大面積フィルタ（３０，３２）が用いられることを特徴とする方法。
【請求項14】
請求項１～１３のいずれか１つに記載の方法において、前記大面積フィルタ（３０，３２）は、１ｂａｒ以上１００ｂａｒ以下の差圧に用いられることを特徴とする方法。
【請求項15】
請求項２～１４のいずれか１つに記載の方法において、前記逆洗運転モードのための前記大面積フィルタ（３０，３２）についての所定のパラメータが、前記大面積フィルタ（３０，３２）の上流の濾過対象のポリマーメルトで前記大面積フィルタ（３０，３２）にかかる圧力によって構成され、前記大面積フィルタ（３０，３２）の上流の濾過対象のポリマーメルトと前記大面積フィルタ（３０，３２）の下流の濾過済みポリマーメルトとに生じる差圧によって構成され、および／または前記大面積フィルタ（３０，３２）の運転時間によって構成されることを特徴とする方法。
【請求項16】
請求項１～１５のいずれか１つに記載の方法において、前記基本運転モードでは前記大面積フィルタ（３０，３２）を通る前記濾過方向の層流が存在し、前記逆洗運転モードでは前記大面積フィルタ（３０，３２）を通る前記濾過方向に反する脈流が存在することを特徴とする方法。
【請求項17】
請求項１～１６のいずれか１つに記載の方法において、逆洗対象の前記フィルタチャンバ（１２，１４）のドレン側のポリマーメルトにおける圧力は、逆洗運転モード中に、前記フィルタチャンバ（１２，１４）のドレン側の下流に配置されたメルトポンプによって生じることを特徴とする方法。
【請求項18】
請求項１～１７のいずれか１つに記載の方法において、逆洗対象の前記フィルタチャンバ（１２，１４）のドレン側では、前記逆洗運転モードでポリマーメルトに生じる圧力は、前記逆洗運転モードが開始される直前に前記大面積フィルタ（３０，３２）にかかる差圧と比較して高いことを特徴とする方法。
【請求項19】
請求項１～１８のいずれか１つに記載の方法において、逆洗対象の前記大面積フィルタ（３０，３２）を有する前記フィルタチャンバ（１２，１４）のドレン側のポリマーメルトにおける圧力は、前記逆洗運転モードで、その下流に配置されたスロットル（６２）などの、管および／またはシステム構成要素によって生じることを特徴とする方法。
【請求項20】
請求項１９に記載の方法において、前記大面積フィルタ（３０，３２）の下流に配置された前記スロットル（６２）は、逆洗運転モードで完全に閉じられ、前記第１大面積フィルタ（３０，３２）からの濾過済みポリマーメルト全体が前記第２大面積フィルタ（３０，３２）を逆洗するために用いられことを特徴とする方法。
【請求項21】
請求項１～２０のいずれか１つに記載の方法を実行するためのフィルタ装置（１０）であって、第１大面積フィルタ（３０，３２）が配置された第１フィルタチャンバ（１２，１４）と、
第２大面積フィルタ（３０，３２）が配置された第２フィルタチャンバ（１２，１４）と、
前記第１フィルタチャンバ（１２，１４）への第１流入弁（２２，２４）を有する第１流入部（１６，１８）と、
前記第２フィルタチャンバ（１２，１４）への第２流入弁（２２，２４）を有する第２流入部（１６，１８）と、
前記第１フィルタチャンバ（１２，１４）からの第１ドレン部（３６，３８）と、
前記第２フィルタチャンバ（３６，３８）からの第２ドレン部（３６，３８）と、
前記第１ドレン部（３８，４０）に設けられた第１ドレン弁（４４，４６）と、
前記第２ドレン部（３８，４０）に設けられた第２ドレン弁（４４，４６）とを備え、
前記流入弁（２２，２４）および前記ドレン弁（４４，４６）は、油圧式および／または電動式であるように設計され、
前記基本運転モードおよび前記逆洗運転モードをそれぞれ設定するために前記流入弁（２２，２４）および前記ドレン弁（４４，４６）を制御する制御装置（６０）が設けられていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項22】
請求項２０に記載のフィルタ装置において、ポリマーメルトにおける圧力を測定するための圧力センサ（５６，５８）が、前記フィルタチャンバ（１２，１４）の上流および下流に設けられていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項23】
請求項２０に記載のフィルタ装置において、ポリマーメルトにおける圧力を測定するための圧力センサ（５６，５８）が、前記大面積フィルタ（３０，３２）の上流と前記大面積フィルタ（３０，３２）の下流とで前記フィルタチャンバ（１２，１４）に設けられていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項24】
請求項１０～２２のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、前記フィルタチャンバにおける前記大面積フィルタ（３０，３２）のフィルタ表面は、積層ディスクフィルタまたはフィルタカートリッジ（３０ａ，３２ａ）によって形成されていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項25】
請求項２０～２３のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、すべての前記フィルタチャンバ（１２，１４）、すべての前記大面積フィルタ（３０，３２）、すべての前記流入弁（２２，２４）および／またはすべての前記ドレン弁（４４，４６）が、設計が同一であることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項26】
請求項１９～２４のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、メルトポンプ（６６，６８）が共通ドレン管（４２）または前記左右のドレン管（３８，４０）に配置されていることを特徴とするフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項１のプリアンブルに規定されるようなフィルタ装置の運転方法と、請求項２１に規定されるような、当該方法を実行するためのフィルタ装置とに関する。
【背景技術】
【0002】
特に熱可塑性プラスチックの製造では、ポリマーメルトを濾過することにより異物をそれから除去することが一般的である。大面積フィルタが一般にこの目的に用いられ、大面積フィルタは、複数個（通常３７個～１６９個）のフィルタカートリッジがその中に配置されたフィルタチャンバを備える。フィルタカートリッジが多数あることにより、大きいフィルタ表面が確保される。このプロセスでは、濾過対象の物質がフィルタカートリッジを通って外側から内側に流れる。濾過対象のポリマーメルトは、フィルタカートリッジの側壁部を介して濾過される。側壁部は、通常、３μｍ～２０μｍの濾過精度を有する。
【0003】
この目的のために、いわゆる複式フィルタユニットを用いることが一般的である。これらの複式フィルタユニットは、２つの同一のフィルタ手段を有する。各フィルタ手段は、大面積フィルタがそれぞれ取り付けられた円柱状のフィルタチャンバを有する。フィルタチャンバとその中に取り付けられた大面積フィルタとは、好ましくは縦に揃えられ、濾過対象の物質がこれらを通って下部から上部に流れる。大面積フィルタは、分配器上に配置されたいくつかのフィルタカートリッジを備えるフィルタである。フィルタカートリッジおよび分配器は、フィルタチャンバを流入ゾーンおよび流出ゾーンに分割する。ポリマーメルトは、フィルタチャンバへの流入部を介してフィルタカートリッジに供給される。ポリマーメルトの供給は、フィルタチャンバへの個々の流入部に配置された流入弁を介して制御される。フィルタカートリッジの側壁部は、フィルタ部を構成する。さらに具体的には、フィルタ表面を増大させるように、側壁部を周方向に波形状または他の任意の形状に形成することができる。使用されるフィルタ表面は、例えば４５ｍ２～２５５ｍ２であり、これは、すべてのフィルタカートリッジの側壁部表面の合計である。濾過されたポリマーメルトは、分配器の下流の側壁部を通ってフィルタチャンバのドレンゾーンに出て、そしてフィルタチャンバからのドレン部に出る。ポリマーメルトは、ポンプを介してフィルタ装置に供給される。フィルタカートリッジの代わりに、積層ディスクフィルタを用いることもできる。
【0004】
複式フィルタの装置のフィルタ手段の両方は、常に交互に運転され、これにより、汚染された大面積フィルタを有する一方のフィルタチャンバが汚染された場合、清潔な他方の大面積フィルタを有する他方のフィルタチャンバに切り替えることが可能である。これは、常時連続運転を確保する。
【0005】
一方のフィルタ手段から他方のフィルタ手段に切り替えるために、流入部およびドレン部における弁が適宜切り替えられる。汚染された大面積フィルタを含むフィルタチャンバへの流入部における弁が閉じられ、汚染された大面積フィルタを含むフィルタチャンバからのドレン部におけるドレン弁も閉じられる。同時に、清潔な大面積フィルタを含む他方のフィルタチャンバへの流入弁が開かれ、清潔な大面積フィルタを含むフィルタチャンバからのドレン部におけるドレン弁も開かれる。汚染された大面積フィルタを含むフィルタチャンバにおけるポリマーメルトが、流入部におけるドレン弁を介して排出される。そして、汚染された大面積フィルタを含むフィルタチャンバ全体がフィルタ装置から取り外されるか、フィルタチャンバが開かれて、フィルタカートリッジを有する分配器が取り外され、洗浄のために運び出される。ポリマーの種類に応じて、熱分解プロセス、化学溶液、超音波槽、高圧洗浄機が洗浄のために用いられ、これらは、プラスチックおよび濾過で取り除かれた異物をフィルタカートリッジの側壁部から除去する。
【0006】
しかしながら、従来技術のフィルタ装置の運転方法の欠点は、複式フィルタ装置の使用されていない並列フィルタユニットの故に、総フィルタ表面が常に、複式フィルタ装置の基本運転モードで使用されるものの２倍の大きさであることである。この結果、投資コストが極めて高く、資本が拘束される。また、特にフィルタ手段を洗浄のために専門会社に運ばなければならない場合、洗浄に極めて多大な労力と時間がかかる。また、これまで必要とされてきた洗浄プロセスは、環境の観点から不利である。
【発明の概要】
【0007】
したがって、本発明の目的は、前述の欠点を回避しつつも、フィルタ装置の効率が向上し、それでもなお連続運転が確保されるように、請求項１のプリアンブルに規定された種類のフィルタ装置の運転方法をさらに発展させることである。
【0008】
この目的は、フィルタ装置の運転方法について、請求項１の特徴とそのプリアンブルの特徴との組み合わせによって達成される。
【0009】
従属項は、本発明の有利なさらなる実施形態に関する。
【0010】
本発明は、フィルタチャンバの両方の並行運転が総フィルタ表面を縮小させ、したがって複式フィルタ装置の全体のサイズが半分となり、かなりのコスト利点が得られ、かつ、一方の大面積フィルタの汚染の際には、この一方が、他方の大面積フィルタで既に濾過されたポリマーメルトでの逆洗によって洗浄されつつも、他方の大面積フィルタのみを使用して濾過が継続されるという見識に基づいている。連続運転は、逆洗中も維持される。
【0011】
したがって、本発明は、第１大面積フィルタおよび第２大面積フィルタの両方に濾過方向に同時に供給される濾過対象のポリマーメルトに供する。基本運転モードでは、第１および第２大面積フィルタを介する並行かつ同時の濾過が連続的に行われる。逆洗運転モードでは、濾過対象のポリマーメルトの濾過が一方の大面積フィルタのみを使用して実行される。逆洗運転モードは、大面積フィルタの両方が所定の汚染度に到達したとき、つまり逆洗運転モードを使用して第１大面積フィルタを洗浄する必要があるときに開始される。
【0012】
第１大面積フィルタを洗浄した後、第２大面積フィルタを逆洗によって洗浄することができる。一方の大面積フィルタの逆洗は、常に他方の大面積フィルタの逆洗を要する。
【0013】
好ましくは、逆洗運転モード中に、濾過済みポリマーメルトの流れ方向を反転させ、それを一方の大面積フィルタに通させることにより、この一方の大面積フィルタから異物が除去される。これは、複雑な多段階の洗浄プロセスの必要性を排除するシンプルな方法であり、それによってフィルタ装置の効率が向上する。
【0014】
特に、一方の大面積フィルタについての所定のパラメータが満たされると、この大面積フィルタについて逆洗運転が開始される。これらの所定のパラメータは、この大面積フィルタの汚染度に関連している。
【0015】
一方の大面積フィルタを洗浄した後、好ましくは続いて他方の大面積フィルタを洗浄した後、複式フィルタ装置は、逆洗パラメータが再び満たされて次の逆洗サイクルが引き起こされるまで、大面積フィルタの両方の並行フィルタ運転を伴う基本運転モードに戻る。基本運転モードと逆洗運転モードとを何度も交互に行うことができ、これにより複式フィルタ装置の寿命が長くなる。
【0016】
本発明の特定の実施形態では、逆洗運転モード中に、この一方の大面積フィルタへの流入が中断され、他方の大面積フィルタの濾過済みポリマーメルトの少なくとも一部が、一方の大面積フィルタのドレン部を介して濾過方向に反して供給され、当該一方の大面積フィルタを逆洗によって洗浄するために当該一方の大面積フィルタに通され、そして排出される。したがって、既に濾過されたポリマーメルトが、汚染された大面積フィルタを洗浄するために用いられる。濾過済みポリマーメルトは、そして大面積フィルタから異物を吸収し、排出されて廃棄される。
【0017】
汚染されたポリマーメルトを当該一方の大面積フィルタから排出するために、流入部の領域に配置された弁を開くことができ、他方の大面積フィルタによって濾過された後に当該一方の大面積フィルタを通って逆洗されたポリマーメルトを、当該弁を介して排出することができる。
【0018】
好ましくは、逆洗運転モードでは、当該一方の大面積フィルタのフィルタチャンバの容積の少なくとも１倍、好ましくは１．５倍、好ましくは２倍が、流入部における弁を介して排出される。所定の量の逆洗ポリマーメルトが、大面積フィルタの十分な洗浄を確実にするために用いられる。
【0019】
逆洗運転モードにおいてもポリマーメルトが連続的に送られるのを確実にするために、この一方の大面積フィルタのドレン部は、逆洗用の関連するドレン弁を介して、例えば２／３、１／３または１／２だけ部分的に閉じられ、これにより、他方の大面積フィルタからの濾過済みポリマーメルトの一部のみが洗浄のために一方の大面積フィルタに供給される。
【0020】
一方の大面積フィルタの流入弁またはドレン弁を手短に開閉し、したがって濾過済みポリマーメルトを、好ましくは間隔をおいて数回、特に間欠的に、一方の大面積フィルタを通して流すことにより、逆洗運転モードにおける洗浄効果を向上させることができる。
【0021】
好ましくは、濾過対象のポリマーメルトは、特にプラスチック原料、好ましくはケミカルリサイクルからの溶融プラスチックを含む、例えば１００ｍＰａｓの低粘度のポリマーメルトである。
【0022】
最大３μｍの濾過精度を有する大面積フィルタを用いることができる。これは、特に小さい異物をポリマーメルトから除去する。
【0023】
本発明による方法は、好ましくは、４５ｍ２以上２５５ｍ２以下のフィルタ表面を有する大面積フィルタを用いる。
【0024】
本発明による方法は、特に、１ｂａｒ以上１００ｂａｒ以下の差圧に対応する大面積フィルタを用いる。
【0025】
大面積フィルタの汚染度を判定するために、逆洗運転モードのための大面積フィルタについての所定のパラメータが、大面積フィルタの上流の濾過対象のポリマーメルトにおける圧力によって構成される。付加的または代替的に、所定のパラメータを、大面積フィルタの上流の濾過対象のポリマーメルトと大面積フィルタの下流の濾過済みポリマーメルトとに生じる差圧によって構成することもできる。圧力測定は、大面積フィルタが経時的に段々と詰まり、大面積フィルタの上流の圧力増大および差圧に直接的に影響することから、大面積フィルタの汚染度を判定するのに特に好適な手段である。これは、汚染度を判定し、必要な場合に逆洗運転モードを開始させるのを容易にする。
【0026】
所定のパラメータを大面積フィルタの運転時間によって構成することも可能である。所定の運転時間は、特に濾過対象のポリマーメルトとの経験、すなわち大面積フィルタが汚染されるまでに平均でどれぐらいの時間がかかるかを反映する。
【0027】
本発明による方法では、基本運転モードでは大面積フィルタを通る濾過方向の層流が存在し、逆洗運転モードでは大面積フィルタを通る濾過方向に反する脈流が存在する。
【0028】
好ましくは、逆洗対象のフィルタチャンバのドレン側のポリマーメルトにおける圧力は、逆洗運転モードで、フィルタチャンバのドレン側の下流に配置されたメルトポンプによって生じる。
【0029】
逆洗対象のフィルタチャンバのドレン側には、逆洗運転モードで、逆洗運転モードが開始される直前の大面積フィルタの差圧と比較してポリマーメルトに高い圧力が存在する。
【0030】
逆洗運転モードで、逆洗対象の大面積フィルタを有するフィルタチャンバのドレン側のポリマーメルトにおける圧力を、その下流に配置されたスロットルまたはメルトポンプなどの、配管および／またはシステム構成要素によって生じさせることができる。
【0031】
そして例えば、逆洗運転モードで、大面積フィルタの下流に配置されたスロットルを完全に閉じ、第２大面積フィルタを逆洗するために第１大面積フィルタからの濾過済みポリマーメルト全体を用いることが可能である。
【0032】
特に、フィルタ装置を実行する方法は、第１大面積フィルタが配置された第１フィルタチャンバと、第２大面積フィルタが配置された第２フィルタチャンバと、第１フィルタチャンバへの第１流入弁を含む第１流入部と、第２フィルタチャンバへの第２流入弁を含む第２流入部と、第１フィルタチャンバからの第１ドレン部と、第２フィルタチャンバからの第２ドレン部と、第１ドレン部における第１ドレン弁と、第２ドレン部における第２ドレン弁とを備える。好ましくは、流入弁およびドレン弁は、油圧式および／または電動式であるように設計され、基本運転モードを設定し逆洗運転モードを設定するために流入弁およびドレン弁を制御する制御装置が設けられる。
【0033】
ポリマーメルトにおける圧力を測定するために、フィルタチャンバの上流および下流に圧力センサを設けることができ、これは、個々のフィルタチャンバにおける大面積フィルタの汚染度を判定するために必要となり得る。
【0034】
さらに具体的には、ポリマーメルトにおける圧力を測定するための圧力センサを、メルト管における大面積フィルタの上流および下流に設けることができ、したがって、大面積フィルタにかかる差圧の検出が可能となる。
【0035】
本発明の一実施形態では、フィルタチャンバにおける大面積フィルタのフィルタ表面は、積層ディスクフィルタまたはフィルタカートリッジで構成される。
【0036】
製造およびメンテナンスを簡略化するために、個々のフィルタチャンバ、大面積フィルタ、流入弁および／またはドレン弁は、すべて設計が同一である。
【0037】
例えば、共通ドレン管および／または左右のドレン管にメルトポンプを配置することができ、これを、基本運転モードおよび逆洗運転モードの両方を制御するために用いることができる。
【0038】
本発明のさらなる利点、特徴および可能な適用が、図示された実施形態を参照する以下の説明から明らかになる。
【0039】
本明細書、特許請求の範囲および図面を通して、以下の参照符号のリストに記載されているように、それらの用語および関連する参照符号が用いられる。図面は、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【発明を実施するための形態】
【0041】
図１～図２には、本発明の第１実施形態による、濾過対象のポリマーメルトのためのフィルタ装置１０が示されている。フィルタ装置１０は、左フィルタチャンバ１２と右フィルタチャンバ１４とを備える。フィルタチャンバ１２の下部領域１２ａとフィルタチャンバ１４の下部領域１４ａとは、それぞれ分配器として設計されている。流入管１６，１８は、下部領域１２ａ，１４ａと接続されており、左流入管１６は、左フィルタチャンバ１２の下部領域１２ａで終端しており、右流入管１８は、右フィルタチャンバ１４の下部領域１４ａで終端している。
【0042】
流入管１６，１８の、フィルタチャンバ１２，１４から遠い側部では、これらの管が共通流入管２０と接続されている。共通流入管２０の領域では、左流入管１６が左ストップ弁２２を有し、右流入管１８が右ストップ弁２４を有する。左ストップ弁２２を左フィルタチャンバ１２への濾過対象のポリマーメルトの流れを制御するために用いることができ、右ストップ弁２４を右フィルタチャンバ１４への濾過対象のポリマーメルトの流れを制御するために用いることができる。
【0043】
左ドレン弁２６は、左ストップ弁２２の、基本運転モードにおけるポリマーメルトの流れ方向における下流に接続されており、右ドレン弁２８は、右ストップ弁２４の下流に接続されている。ポリマーメルトを、必要に応じて左右のドレン弁２６，２８を介して個々の流入管１６，１８から排出することができる。
【0044】
左フィルタチャンバ１２には、複数個のフィルタカートリッジ３０ａを有する左大面積フィルタ３０が配置されている。右フィルタチャンバ１４には、複数個のフィルタカートリッジ３２ａを有する右大面積フィルタ３２が配置されている。フィルタカートリッジ３０ａ，３２ａは、互いに平行に縦に揃えられていて、上部領域で、それぞれ左分配器３４または右分配器３６で終端している。各大面積フィルタは、例えば１６９個のフィルタカートリッジを備える。
【0045】
フィルタカートリッジ３０ａは、左分配器３４で終端しており、これにより、フィルタカートリッジ３０ａに外側から内側に通されたポリマーメルトは、左分配器３４で合流し、フィルタチャンバ１２の上部と接続された左ドレン管３８を介して排出される。
【0046】
フィルタカートリッジ３２ａは、右分配器３６で終端しており、これにより、フィルタカートリッジ３２ａに外側から内側に通されたポリマーメルトは、右分配器３６で合流し、フィルタチャンバ１４の上部と接続された右ドレン管４０を介して排出される。
【0047】
左ドレン管３８および右ドレン管４０は、共通ドレン管４２に合流する。
【0048】
共通ドレン管４２の上流には、左ドレン管３８に左ストップ弁４４が取り付けられており、右ドレン管４０に右ストップ弁４６が取り付けられている。左ストップ弁４４および右ストップ弁４６を、それぞれ左ドレン管３８および右ドレン管４０を遮断および開放するために用いることができる。
【0049】
左ベント弁４８は、基本運転モードにおけるポリマーメルトの流れ方向に関して左ストップ弁４４の上流に接続されている。同様に、右ベント弁５０は、基本運転モードにおけるポリマーメルトの流れ方向に関して右ストップ弁４６の上流に接続されている。これらのベント弁をフィルタ装置１０のそれぞれのサイドをベントするために用いることができる。
【0050】
濾過対象のポリマーメルトは、メルトポンプ（詳細に図示しない）によって、またはプロセスによって引き起こされ共通流入管２０にかかるメルト圧力によって、フィルタチャンバ１２，１４における大面積フィルタ３０，３２を通って共通ドレン管４２に送られ、こうしてフィルタ装置１０を通って送られる。大面積フィルタ３０，３２の上流および下流でポリマーメルトに異なる圧力が生じる。この差圧を測定するために、圧力センサ５６が個々の大面積フィルタ３９，３２の上流に設けられていて、圧力センサ５８が個々の大面積フィルタ３０，３２の下流に設けられている。
【0051】
フィルタ装置１０の両サイドは、同じ構成要素を有し、すなわちフィルタチャンバ１２は、フィルタチャンバ１４に対応しており、大面積フィルタ３０は、大面積フィルタ３２に対応しており、他も同様である。
【0052】
大面積フィルタ３０，３２には、最大３μｍの濾過精度が用いられる。好ましくは、一方の大面積フィルタ３０，３２のフィルタ表面は、４５ｍ２以上２５５ｍ２以下の範囲内である。大面積フィルタ３０，３２にかかる差圧は、１ｂａｒ以上１００ｂａｒ以下である。
【0053】
基本運転モードでは、濾過対象のポリマーメルトが、左大面積フィルタ３０および右大面積フィルタ３２の両方に、図１における矢印５２によって示されるように濾過方向に同時に供給される。したがって、並行濾過が左右の大面積フィルタ３０，３２によって連続的に実行される。基本運転モードは、図１に示されている。
【0054】
この場合、左流入管１６における左ストップ弁２２および右流入管１８における右ストップ弁２４、ならびに左ドレン管３８における左ストップ弁４４および右ドレン管４０における右ストップ弁４６は、すべて開いている。共通流入管２０を介して、濾過対象のポリマーメルトは、左流入管１６および右流入管１８内に等しい割合で流れる。
【0055】
左流入管１６から、分配器１２ａに含まれる濾過対象のポリマーメルトは、フィルタチャンバ１２内に広がり、フィルタカートリッジ３０ａのフィルタ壁部を貫通する。フィルタカートリッジ３０ａから濾過されたばかりのポリマーメルトは、分配器３４を介して再混合され、左ドレン管３８を介して、開いた左ストップ弁４４を通って共通ドレン管４２内に流れる。
【0056】
同様に、右流入管１８を通って供給された分配器１４ａ内の濾過対象のポリマーメルトは、フィルタチャンバ１４内に流れ、フィルタカートリッジ３２ａのフィルタ壁部を貫通する。フィルタカートリッジ３２ａから濾過されたばかりのポリマーメルトは、分配器３６を介して再混合され、右ドレン管４０を介して、開いた右ストップ弁４６を通って共通ドレン管４２内に流れる。
【0057】
図２には、逆洗運転モード、すなわち右大面積フィルタ３２の逆洗およびこれによる洗浄が示されている。濾過済みポリマーメルトの流れ方向を反転させ、ポリマーメルトを右大面積フィルタ３２に通させることにより、濾過済みポリマーメルトを用いてフィルタから異物が除去される。逆洗運転モードでは、左大面積フィルタ３０のみを使用して濾過が継続される。左大面積フィルタ３０の逆洗中およびこれによる洗浄中では、ポリマーメルトが右大面積フィルタ３２のみによって濾過される。
【0058】
逆洗運転モードは、２つの大面積フィルタ３０および３２が所定の汚染度に到達するとすぐに、すなわち逆洗運転モードを使用して大面積フィルタ３０，３２を洗浄する必要が生じるとすぐに、開始される。
【0059】
図２に示された例では、所定の汚染度が到達され、右大面積フィルタ３２についての逆洗運転モードが開始される。
【0060】
右サイドでの逆洗運転モードを開始させるために、まず右ストップ弁２４が閉じられ、したがって右流入管１８が塞がれる。次に右ストップ弁４６が閉じられ、右ドレン管４０が塞がれる。続いて、右ドレン弁２８が開かれ、ポリマーメルトが右流入管１８から出ることが可能となる。そして右ストップ弁４６が右大面積フィルタ３２を通る逆洗を引き起こすように再び開かれる。右ストップ弁４６の開閉を所定の時間間隔で行うことができ、その結果、脈動逆洗運転モードが生じる。代替的に、全逆洗プロセスの間、ストップ弁４６を開くこともでき、逆洗されたポリマーメルトは、右大面積フィルタ３２を通って層流で流れる。
【0061】
逆洗が完了すると、右ドレン弁２８が閉じられ、そして右ストップ弁２４が開かれる。こうしてフィルタ装置１０は、基本運転モードに戻る。
【0062】
右大面積フィルタ３２の逆洗運転モードでは、濾過済みポリマーメルトの流れ方向が反転され、濾過済みポリマーメルトが右大面積フィルタ３２を通り、したがって異物が除去される。ポリマーメルトは、もっぱら左大面積フィルタ３０を介して濾過される。濾過済みポリマーメルトは、フィルタカートリッジ３２ａを有する大面積フィルタ３２が完全に洗浄されるまで、矢印５４によって示されるように濾過方向に反して流される。その際に、原則として右フィルタチャンバ１４の容積の１倍以上２倍以下が排出される。
【0063】
右大面積フィルタ３２の逆洗運転モードが完了し、基本運転モードが再開されると、逆洗運転モードが左大面積フィルタ３０について自動的に開始される。
【0064】
左サイドでの逆洗運転モードを開始させるために、まず左ストップ弁２２が閉じられ、したがって左流入管１６が塞がれる。そして左ストップ弁４４が閉じられ、左ドレン管３８が塞がれる。続いて、左ドレン弁２６が開かれ、ポリマーメルトが左流入管１６から出ることが可能となる。そして左ストップ弁４４が再び開かれ、左大面積フィルタ３０を通る逆洗を引き起こす。左ストップ弁４４の開閉を所定の時間間隔で行うことができ、その結果、左大面積フィルタ３０を通る脈動逆洗モードが生じる。代替的に、全逆洗運転の間、ストップ弁４４を開くこともでき、逆洗されたポリマーメルトは、左大面積フィルタ３０を通って層流で流れる。
【0065】
左大面積フィルタ３０の逆洗中、ポリマーメルトは、もっぱら右大面積フィルタ３２を介して濾過される。濾過済みポリマーメルトは、フィルタカートリッジ３０ａを有する大面積フィルタ３０が完全に洗浄されるまで、矢印５４によって示されるように濾過方向に反して流される。その際に、原則として左フィルタチャンバ１２の容積の１倍以上２倍以下が排出される。
【0066】
左大面積フィルタ３０が洗浄されると、逆洗運転モード、したがって大面積フィルタ３０および３２の両方が順次洗浄される逆洗サイクルが終了し、前述のように基本運転モードが再び開始される。
【0067】
逆洗サイクルは、逆洗運転モードについての所定のパラメータが満たされるとすぐに開始される。これらのパラメータを、圧力センサ５６によって測定される、大面積フィルタ３０，３２の上流で濾過対象のポリマーメルトに生じる圧力によって構成することができる。付加的または代替的に、これらのパラメータを、大面積フィルタ３０，３２の上流の濾過対象のポリマーメルトと大面積フィルタの下流の濾過済みポリマーメルトとに生じる差圧によって構成することができ、圧力は、それぞれ圧力センサ５６および５８によって測定される。付加的または代替的に、パラメータをこの大面積フィルタ３０，３２についての試運転および／または最後の逆洗からの運転時間によって構成することもできる。
【0068】
流入管１６，１８におけるストップ弁２２，２４、流入管１６，１８におけるドレン弁２６，２８、ドレン管３８，４０におけるストップ弁４４，４６ならびにドレン管３８，４０におけるベント弁４８，５０は、油圧式および／または電動式であり、制御装置６０によって制御される。この目的のために、制御ユニット６０は、対応するアクチュエータと接続されている。わかりやすくするために、管の接続部分および弁アクチュエータを図示していない。さらに、制御装置６０は、ポリマーメルトにおけるそれぞれの圧力を測定するための圧力センサ５６および５８と接続されている。
【0069】
既に説明したように、逆洗運転モードでのドレン管３８，４０におけるストップ弁４４，４６の一定の設定、例えば１／３だけ閉じられる設定の代わりに、逆洗対象の大面積フィルタ３０，３２のドレン管３８，４０におけるストップ弁４４，４６を短時間だけ連続的に開閉することにより、この大面積フィルタ３０，３２を通る濾過済みポリマーメルトの間欠的な流れを引き起こすことができる。基本運転モードおよび逆洗運転モードの両方は、制御ユニットを介して制御される。
【0070】
図４および図５には、本発明のさらに他の実施形態が示されている。これは、本質的に、図１および図２を参照して説明した実施形態に対応する。したがって、同じ参照符号が同じ部品を指すために用いられている。唯一の相違点は、調整式スロットル６２が共通ドレン管４２に取り付けられていることである。図４は、基本運転モードを示しており、図５は、右サイドでの逆洗運転モードを示している。右サイドでの逆洗運転モードでは、調整式スロットル６２が、スロットル６２の上流の圧力が増大し、したがってポリマーメルトが右大面積フィルタ３２内に逆洗されることを確実にするために用いられる。
【0071】
図６および図７には、本発明のさらに他の実施形態が示されている。これは、本質的に、図１および図２を参照して説明した実施形態に対応する。したがって、同じ参照符号が同じ部品を指すために用いられている。唯一の相違点は、調整式スロットル６４が共通ドレン管４２に取り付けられていることである。図６は、基本運転モードを示しており、図７は、右サイドでの逆洗運転モードを示している。右サイドでの逆洗運転モードでは、調整式スロットル６４が、スロットル６４の上流の圧力が増大し、したがってポリマーメルトが右大面積フィルタ３２内に逆洗されることを確実にするために用いられる。
【0072】
図８および図９には、本発明のさらに他の実施形態が示されている。これは、本質的に、図１および図２を参照して説明した実施形態に対応する。したがって、同じ参照符号が同じ部品を指すために用いられている。唯一の相違点は、左制御メルトポンプ６６が左ドレン管３８に取り付けられており、右制御メルトポンプ６８が右ドレン管４０に取り付けられていることである。図８は、基本運転モードを示しており、図９は、右サイドでの逆洗運転モードを示している。右サイドでの逆洗運転モードでは、制御メルトポンプ６６および６８が、ポリマーメルトが右大面積フィルタ３２内に逆洗されることを確実にするために用いられる。
【0073】
図１０は、本発明のさらに他の実施形態を示している。これは、本質的に、図１および図２を参照して説明した実施形態に対応する。したがって、同じ参照符号が同じ部品を指すために用いられている。この図は、スロットル６２を閉じた状態での逆洗運転モードを示していて、これにより、左大面積フィルタ３０からの洗浄されたポリマー全体の流れが、右大面積フィルタ３２内に流れ、洗浄のためにこれを逆向きに通って流れる。
【0074】
本発明は、既に濾過されたポリマーメルトを用いて大面積フィルタ３０，３２を洗浄するシンプルな方法を提供することを特徴とする。これは、コストを著しく削減し、基本運転モードで大面積フィルタ３０，３２の両方を同時に運転することにより、フィルタ装置１０のサイズを大幅に縮小することができる。
【符号の説明】
【0075】
１０ フィルタ装置
１２ 左フィルタチャンバ
１２ａ 左フィルタチャンバ１２の下部領域
１４ 右フィルタチャンバ
１４ａ 右フィルタチャンバ１４の下部領域
１６ 左流入管
１８ 右流入管
２０ 共通流入管
２２ 左ストップ弁
２４ 右ストップ弁
２６ 左ドレン弁
２８ 右ドレン弁
３０ 左大面積フィルタ
３０ａ 左大面積フィルタ３０のフィルタカートリッジ
３２ 右大面積フィルタ
３２ａ 右大面積フィルタ３２のフィルタカートリッジ
３４ 左分配器
３６ 右分配器
３８ 左ドレン管
４０ 右ドレン管
４２ 共通ドレン管
４４ 左ストップ弁
４６ 右ストップ弁
４８ 左ベント弁
５０ 右ベント弁
５２ 基本運転におけるポリマーメルトの流れ方向を示す矢印
５４ 逆洗運転におけるポリマーメルトの流れ方向を示す矢印
５６ 大面積フィルタ３０，３２の上流の圧力センサ
５８ 大面積フィルタ３０，３２の下流の圧力センサ
６０ 制御装置
６２ 調整式スロットル
６４ 制御メルトポンプ
６６ 左制御メルトポンプ
６８ 右制御メルトポンプ
１２ 左フィルタチャンバ
１２ａ 左フィルタチャンバ１２の下部領域
１４ 右フィルタチャンバ
１４ａ 右フィルタチャンバ１４の下部領域
１６ 左流入管
１８ 右流入管
２０ 共通流入管
２２ 左ストップ弁
２４ 右ストップ弁
２６ 左ドレン弁
２８ 右ドレン弁
３０ 左大面積フィルタ
３０ａ 左大面積フィルタ３０のフィルタカートリッジ
３２ 右大面積フィルタ
３２ａ 右大面積フィルタ３２のフィルタカートリッジ
３４ 左分配器
３６ 右分配器
３８ 左ドレン管
４０ 右ドレン管
４２ 共通ドレン管
４４ 左ストップ弁
４６ 右ストップ弁
４８ 左ベント弁
５０ 右ベント弁
５２ 基本運転におけるポリマーメルトの流れ方向を示す矢印
５４ 逆洗運転におけるポリマーメルトの流れ方向を示す矢印
５６ 大面積フィルタ３０，３２の上流の圧力センサ
５８ 大面積フィルタ３０，３２の下流の圧力センサ
６０ 制御装置
６２ 調整式スロットル
６４ 制御メルトポンプ
６６ 左制御メルトポンプ
６８ 右制御メルトポンプ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0040】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0050】
濾過対象のポリマーメルトは、メルトポンプ（詳細に図示しない）によって、またはプロセスによって引き起こされ共通流入管２０にかかるメルト圧力によって、フィルタチャンバ１２，１４における大面積フィルタ３０，３２を通って共通ドレン管４２に送られ、こうしてフィルタ装置１０を通って送られる。大面積フィルタ３０，３２の上流および下流でポリマーメルトに異なる圧力が生じる。この差圧を測定するために、圧力センサ５６が個々の大面積フィルタ３０，３２の上流に設けられていて、圧力センサ５８が個々の大面積フィルタ３０，３２の下流に設けられている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項21】
請求項１～２０のいずれか１つに記載の方法を実行するためのフィルタ装置（１０）であって、第１大面積フィルタ（３０，３２）が配置された第１フィルタチャンバ（１２，１４）と、
第２大面積フィルタ（３０，３２）が配置された第２フィルタチャンバ（１２，１４）と、
前記第１フィルタチャンバ（１２，１４）への第１流入弁（２２，２４）を有する第１流入部（１６，１８）と、
前記第２フィルタチャンバ（１２，１４）への第２流入弁（２２，２４）を有する第２流入部（１６，１８）と、
前記第１フィルタチャンバ（１２，１４）からの第１ドレン部（３６，３８）と、
前記第２フィルタチャンバ（１２，１４）からの第２ドレン部（３６，３８）と、
前記第１ドレン部（３８，４０）に設けられた第１ドレン弁（４４，４６）と、
前記第２ドレン部（３８，４０）に設けられた第２ドレン弁（４４，４６）とを備え、
前記流入弁（２２，２４）および前記ドレン弁（４４，４６）は、油圧式および／または電動式であるように設計され、
前記基本運転モードおよび前記逆洗運転モードをそれぞれ設定するために前記流入弁（２２，２４）および前記ドレン弁（４４，４６）を制御する制御装置（６０）が設けられていることを特徴とするフィルタ装置。
【国際調査報告】