JP2002001014A

JP2002001014A - 循環濾過装置

Info

Publication number: JP2002001014A
Application number: JP2000179010A
Authority: JP
Inventors: 俊明 ▲たか▼橋; Toshiaki Takahashi
Original assignee: SHIATORU CATALYZER LAB KK; SHIATORU CATALYZER LABORATORY KK
Current assignee: SHIATORU CATALYZER LAB KK; SHIATORU CATALYZER LABORATORY KK
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】装置内の流体を循環させ、浄化処理槽を複数
回通過させることにより、効率的に流体内の濾過対象物
を除去することが可能な循環濾過装置を提供することを
目的とする。【解決手段】内部に発生させた渦の中心に濾過対象物
を集中させる略円筒形の流体回転室２と、前記流体回転
室２に隣接配置された濾過室３と、前記流体回転室２お
よび濾過室３の各々の上部を接続する第１の接続管４
と、各々の下部を接続する第２の接続管５と、装置の外
部に設けられたポンプ等の圧送手段からの流体を第２の
接続管内に設けられたノズル６１から噴射する流入管６
と、前記流体回転室２の上方に設けられた開口５４から
浄化処理後の流体を排出する流出管７と、を備えた循環
濾過装置１ａの前記第２の接続管５に、テーパー部５３
を設け、該テーパー部５３内に発生した負圧によって装
置内の流体を循環させることにより、一度濾過室３を通
過した濾過対象物が再度濾過室３へと送出されるように
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス、各種機械のオイル、産業排水等の汚染された気体、
液体等を流体の回転運動によって発生する渦や濾過によ
って浄化するための循環濾過装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の排気ガス、オイル
に含まれるカーボン、スラッヂや、産業排水に含まれる
赤錆等は、濾紙、金属ネット等を用いた濾過法や鉱物質
を触媒とした吸着法等による濾過や吸着を行う浄化装置
によって除去されている。このような浄化装置は、その
ほとんどが、取り入れた流体を濾過あるいは吸着等の処
理を行う浄化処理槽を一度通過させた後に、直ちに装置
の外部へと排出する方式のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の方式の浄化装置は、浄化処理を一度しか行わないた
め、浄化処理槽内を一度通過した濾過対象物は、除去さ
れないまま外部へと排出されてしまっている。そのた
め、従来の方式の装置によって、より確実に濾過対象物
を除去するためには、装置に使用されている浄化処理フ
ィルターを多層化したり、装置内に複数の浄化処理槽を
設けたりする必要があった。上記問題点に鑑み、本発明
は、装置内の流体を循環させ、浄化処理槽を複数回通過
させることにより、効率的に流体内の濾過対象物を除去
することが可能な循環濾過装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、流体を循環させ、該流体中に含まれる濾
過対象物を濾過するための循環濾過装置であって、内部
の流体を略鉛直方向に延びる中心軸を中心に回転させる
ことにより渦を発生させ、流体中に含まれている濾過対
象物を前記渦の中心へと集中させるための略円筒形の流
体回転室と、前記流体回転室の中心軸付近に集中した前
記濾過対象物を吸引するための第１の接続管と、前記第
１の接続管を介して前記流体回転室と接続され、前記第
１の接続管から排出された流体を濾過するための濾過室
と、前記濾過室から排出された流体を前記流体回転室へ
と送出するための第２の接続管と、加圧流体源に接続さ
れ、該加圧流体源からの流体を先端に設けられたノズル
から前記第２接続管内に噴射する流入管と、前記流体回
転室の周壁部から流体を当該循環濾過装置の外部へと排
出する流出管とを備えており、前記第２の接続管の一部
の口径が、前記濾過室側が拡径となったテーパー部とな
っているとともに、該テーパー部内に前記流入管のノズ
ルが配置され、該ノズルを介して前記濾過室側から前記
流体回転室側に向かって流体を噴射するようになってお
り、前記テーパー部内に発生した負圧によって前記濾過
室から前記第２の接続管へと流体が吸引されるようにな
っていることを特徴とする。以上のような構成によれ
ば、一度装置内に取り込まれた流体が、装置内を複数回
循環し、浄化処理槽をなす濾過室を複数回通過するた
め、濾過対象物をより確実に除去することが可能な循環
濾過装置が実現する。また、前記第１の接続管を前記流
体回転室の上面から下方に向かって延出させることによ
り、前記流体回転室の上方の略中央に集中した濾過対象
物をより効率的に除去することが可能となる。また、前
記第２の接続管が、前記流体回転室の周面に設けられた
開口から前記流体回転室の周面に沿って流体を送出する
ようにすることにより、第２の接続管内の流体の運動エ
ネルギーのみによって流体回転室内の流体に回転力を付
与し、渦を発生させることが可能となる。また、前記第
１の接続管に前記流体回転室から前記濾過室へと流体を
送出するポンプ等の流体送出手段を設けることにより、
装置内の流体を強制的に循環させることが可能となる。
その場合、前記流入管および前記流出管のそれぞれに管
内を流れる流体を遮蔽することが可能な弁を設け、前記
流入管および前記流出管の弁を閉じた際に、前記流体回
転室、前記濾過室、前記第１および第２の接続管によっ
て、閉ループが形成されるようにすることで、当該循環
濾過装置内の流体が前記流体回転室および前記濾過室を
通過する回数を使用者側で設定することが可能となり、
より確実な浄化処理を行うことが可能となる。本発明の
他の目的、作用および効果は、図面を参照して行う以下
の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の循環濾過装置の第
１実施形態について詳述する。図１は、本発明の循環濾
過装置の第１実施形態の全体構成を示す斜視図、図２お
よび図３は、本発明の第１実施形態の循環濾過装置を上
方および側面から見た説明図である。図１に示すよう
に、本発明の循環濾過装置１ａは、概略、略円筒形の流
体回転室２と、前記流体回転室２に隣接配置された濾過
室３と、前記流体回転室２および濾過室３の各々の上部
を接続する第１の接続管４、各々の下部を接続する第２
の接続管５と、装置の外部に設けられたポンプ等の圧送
手段からの流体を第２の接続管内に設けられたノズル６
１から噴射する流入管６と、前記流体回転室２の上方に
設けられた上部開口２２から浄化処理後の流体を排出す
る流出管７とによって構成されている。流体回転室２
は、図１〜図３に示すように、略円筒形に形成されてお
り、その内部には外形と略同一の形状の空洞が設けられ
ている。また、この流体回転室２の上面の略中心には、
前記第１の接続管４と接続する上面開口２１が、側面の
上部には、前記流出管７と接続し、浄化処理後の流体を
排出する上部開口２２が、側面の下部には、前記第２の
接続管５と接続する下部開口２３がそれぞれ設けられて
いる。そして、この流体回転室２には、前記下部開口２
３から接線方向、すなわち略円周方向に流体が送出され
るようになっており、送出される流体の運動エネルギー
によって流体回転室２内の流体に回転力が付与され、渦
が発生するようになっている。この渦により、流体中の
濾過対象物は、この流体回転室２の上方の略中央に集中
するようになっており、集中した濾過対象物は、前記上
面開口２１に接続された第１の接続管４の吸引口４１か
ら吸引されるようになっている。濾過室３は、図１〜図
３に示すように、前記流体回転室２と同様に略円筒形に
形成されており、外形と略同一の形状となっている内部
の空洞には、フィルターとして機能する濾過材（図示せ
ず）が設けられている。また、この濾過室３の上面の略
中央には、前記第１の接続管４と接続する上面開口３１
が、その下面の略中心には、前記第２の接続管５と接続
する下面開口３２がそれぞれ設けられている。なお、こ
の濾過室３の内部に、設置する濾過材として、本発明者
による以前の特許出願：特願平10-266889号および特願
平11-324675号等に記載されている緑泥片岩の一種であ
る宙石（商標：「そらせき」と読む。）を設けることも
可能であり、その場合には、宙石特有のの吸着・分解処
理を濾過室３内で行うことが可能である。

【０００６】ここで、緑泥片岩とは、前述した特願平10
-266889号および特願平11-324675号等にに詳しく説明し
たように、岩質が泥岩質であり、例えば、三波変成岩に
含まれている。三波変成岩は広域変成岩であり、広域変
成岩は、地殻の偏圧下にて変成作用が行われて鉱物組成
の異なる薄層が片状に形成される。また、地殻の偏圧下
にて広域変成岩の片状の薄層には無数に発達した劈開が
生成され、その劈開に沿って再結晶作用が行われる。結
晶の成長方向は、劈開に平行方向であるか、地殻の偏圧
方向である。この劈開および再結晶により、緑泥片岩中
には貫通孔が無数に形成されるため、緑泥片岩は０．７
μｍ〜４０μｍ程度の微粉末にしても貫通孔が維持され
る多孔質形状となる。この貫通孔はフィルタとしての濾
過機能の他に広い表面積で吸着する機能および微生物の
コロニーとしての機能を有している。また、緑泥片岩
は、２価鉄と３価鉄とを約３：１の比率で含んでおり、
炭素を媒介として酸化作用と還元作用を反復することが
できる。２価鉄が酸化されて３価鉄が生成される際に
は、マイナスイオンが発生すると共に周囲の物質（例え
ば酸素を含む水等）から酸素を奪って、周囲の物質を還
元させると考えられる。また、緑泥片岩は、３価鉄が２
価鉄に還元される際に電気エネルギーを発生し、電流が
流れることから磁気（磁力線）を発生させる。この磁力
線は、水の分子のクラスタ規模を大きくするので、油分
と水分との分離度を高めることができる。従って、緑泥
片岩は、水の浄水作用および酸化防止作用を有してお
り、一般的な粒状の岩石にない効果を有している。すな
わち、緑泥片岩は、上記した微生物のコロニーとしての
機能、マイナスイオン、磁気効果等の総合的な効果によ
り、長期的に水の浄化を実施することができる。また、
緑泥片岩を濾過材として使用する際の粒径については、
細かい方が水と緑泥片岩との接触面積が増加するため、
水の浄水および酸化防止効果が優れていることが判明し
ているが、あまり細かいと、水の流体抵抗を増加させて
しまい流量が減るため、逆に浄水および酸化防止効果を
減少させてしまう。このため、例えば、粒径としては、
０．５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下が効果的である。ま
た、緑泥片岩は軟質であるため、一部の細粒や粉末状の
ものは、冷却水の循環経路に流出するが、それらも浄水
および酸化防止効果を有していることから、循環経路中
に付着したスケール等を除去することができる。

【０００７】前記第１の接続管４は、図１および図３に
示すように、前記流体回転室２の上面の略中央に設けら
れた上面開口２１から流体回転室２の内部へと突出する
吸引口４１と、前記濾過室３の上面の略中央に設けられ
た上面開口３１に取り付けられた排出口４２とを有して
おり、前記流体回転室２と、前記濾過室３の上面同士を
接続している。前記吸引口４１は、前記流体回転室２の
軸方向に対する中心軸上に位置するように設けられてお
り、図２および図３に示すように、前記流体回転室２の
上面の略中央に設けられた上面開口２１から略鉛直下方
に向かって突出している。このように、吸引口４１を前
記流体回転室２の上面の略中央から略鉛直下方に向かっ
て突出させることにより、前記流体回転室２中に発生し
た渦の上方の略中央に集中した濾過対象物をこの第１の
接続管４の吸引口４１から効率的に除去できるようにな
っている。前記第２の接続管５は、図１に示すように、
前記濾過室の下面開口３２に接続する吸引口５１と、前
記流体回転室２の下部開口２３に接続する排出口５２と
を有している。また、前記吸引口５１と前記排出口５２
との間には、吸引口５１側が拡径となったテーパー部５
３が設けられており、また、この第２の接続管の側面に
は、前記流入管６を取り付けるための開口５４が設けら
れている。そして、この開口５４から、第２の接続管５
内へと前記流入管６が挿入されている。流入管６は、こ
の循環濾過装置１ａの外部に設けられたポンプ等の加圧
流体源からの流体を噴射するノズル６１をその先端部分
に有しており、図２および図３に示すように、このノズ
ル６１の先端が前記テーパー部５３の内壁との間に所定
間隔をおいて位置するように取り付けられている。そし
て、ノズル６１から噴射された流体が、前記テーパー部
５３の拡径側から小径側に向かって噴出されることによ
って、テーパー部５３内に負圧が発生するようになって
おり、この負圧により、吸引口５１から導入されたテー
パー部５３内の流体は、前記間隔からこの第２の接続管
５の排出口５２側へと誘引され、ノズル６１から噴射さ
れた液体とともにこの第２の接続管５の排出口５２から
前記流体回転室２へと排出される。

【０００８】また、このテーパー部５３内にて発生した
負圧によって、濾過室３内の流体は、第２の接続管５へ
と吸引され、また、この吸引により濾過室３内に発生し
た負圧によって、濾過室３の上面に接続された第１の接
続管４の吸引口４１から前記流体回転室２内の濾過対象
物が吸引されるようになっている。以下、本発明の第１
実施形態の循環濾過装置１ａを使用した際の作用につい
て詳述する。まず、ポンプ等の加圧流体源から圧送され
た流体は、流入管６、第２の接続管５を通過して流体回
転室２へと送出される。このとき、第２の接続管５の排
出口５２から流体回転室２中に放出された流体は、流体
回転室２の側面の接線方向、すなわち側面の円周方向に
沿って螺旋状に流体回転室２内を上昇する。この流体回
転室２内の流体の移動によって流体回転室２内の流体に
は渦が発生し、この渦によって流体中に含まれる濾過対
象物は流体回転室２の上方の略中央に集中するようにな
っている。そして、流体回転室２の上方の略中央に集中
した濾過対象物は、第１の接続管４の吸引口４１から吸
引され、濾過室３へと送出される。一方、この流体回転
室２の上方の側面付近には、濾過対象物の除去後の流体
が流れており、この流体回転室２の上部の側面に設けら
れた上部開口２２から流出管７を通過して装置の外部へ
と排出される。前記第１の接続管４によって濾過室３へ
と送出された濾過対象物を含む流体は、濾過室３内に設
けられた濾過材（図示せず）等による濾過、吸着、又は
分解の後、濾過室３の下面の略中央に設けられた下面開
口３２から第２の接続管５へと排出される。濾過室３の
下面開口３２および吸引口５１を通過し、第２の接続管
５内へ流入した流体は、テーパー部５３内に位置するノ
ズル６１から噴射された流体によって発生したテーパー
部５３内の負圧によって第２の接続管５の吸引口５１側
から排出口５２側へと移動し、再び流体回転室２へと送
出される。そして、濾過室３内で除去しきれなかった濾
過対象物は流体回転室２内で再び第１の接続管４の吸引
口４１から吸引され、その一方で、浄化処理後の流体は
流体回転室２の上部に設けられた上部開口２２を通過
し、流出管７へと排出される。

【０００９】次に、本発明の循環濾過装置の第２実施形
態について詳述する。本発明の第２実施形態の循環濾過
装置１ｂは、図４に示すように、前記第１実施形態と同
一の流体回転室２、濾過室３、第１の接続管４、第２の
接続管５、流入管６、流出管７を備えている。一方、こ
の第２実施形態の循環濾過装置１ｂは、上記第１実施形
態の循環濾過装置１ａと異なり、流入管６および流出管
７のそれぞれの管内を流れる流体を遮蔽することが可能
な弁８、８を有しており、また、第１の接続管４に流体
回転室２から濾過室３への流体を圧送する流体圧送手段
としてのポンプ９が設けられている。そして、前記弁
８、８を閉じた状態で、前記ポンプ９を駆動することに
より、前記流体回転第２の接続管５、前記濾過室３、前
記第１および第２の接続管４、５によって閉ループが形
成されるようになっており、当該循環濾過装置１ｂ内の
流体が前記流体回転室２および濾過室３を通過する回数
を使用者側で設定できるようになり、より確実な浄化処
理を行うことが可能となっている。また、この第２実施
形態の循環濾過装置１ｂの流体回転室２、第１の接続管
４、濾過室３のそれぞれの上部には、図４に示すよう
に、装置内の流体中に含まれる空気を除去するための空
気抜き弁１０、１０、１０が設けられている。この空気
抜き弁１０、１０、１０は、前述した第１の実施形態の
循環濾過装置１aに適用することも可能である。

【００１０】以下、本発明の第２実施形態の循環濾過装
置１ｂを使用した際の作用について詳述する。まず、こ
の第２実施形態の循環濾過装置１ｂの流入管６および流
出管７に設けられた弁８、８が開いた状態の場合には、
装置外部に設けられたポンプ等の加圧流体源から圧送さ
れた流体は、前述した第１実施形態の循環濾過装置１a
と同様に、流入管６、第２の接続管５を通過して流体回
転室２へと送出された後、前記第１の接続管４、前記濾
過室３、前記第２の接続管５の順に当該循環濾過装置１
ｂ内を循環し、流出管７から排出される。一方、この循
環濾過装置１ｂの流入管６および流出管７に設けられた
弁８、８が閉じた状態の場合には、前述したように、流
体回転室２、第１の接続管４、濾過室３、第２の接続管
５とにより、循環濾過装置１ｂ内に閉ループが形成され
るため、第１の接続管４に設けられたポンプ９を駆動
し、この閉ループ内の流体を循環させ、流体が濾過室３
を通過する回数を使用者側で適宜調節することが可能と
なっている。なお、上述した第１実施形態および第２実
施形態の循環濾過装置１aおよび１ｂの流体回転室２内
で濾過対象物が完全に分離されない可能性がある場合に
は、流出管７にフィルター等を設けることによって、よ
り確実に浄化処理を行うことが可能となる。そして、こ
のフィルターにも前記宙石を使用することが好ましい。
最後に、本発明は、上述した実施形態に限定されること
はなく、特許請求の範囲に記載された範囲で、種々の変
更および改良等が可能であることは言うまでもない。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置内の流体を複数回循環させることにより、濾過室を
複数回通過させ、より効率的に濾過対象物を除去するこ
とが可能な循環濾過装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の循環濾過装置の第１実施形態の全体構
成を示す斜視図である。

【図２】本発明の循環濾過装置の第１実施形態を上方か
ら見た説明図である。

【図３】本発明の循環濾過装置の第１実施形態を側面か
ら見た説明図である。

【図４】本発明の循環濾過装置の第２実施形態の全体構
成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ａ循環濾過装置（第１実施形態）、１ｂ循環濾
過装置（第２実施形態）、２流体回転室、２１
上面開口、２２上部開口、２３下部開口、
３濾過室、３１上面開口、３２下面開口、
４第１の接続管、４１吸引口、４２排出
口、５第２の接続管、５１吸引口、５２
排出口、５３テーパー部、５４開口、６
流入管、６１ノズル、７流出管、８弁、
９ポンプ、１０空気抜き弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 29/08 ５２０Ａ５３０Ｄ 29/42 ５１０Ｆターム(参考） 4D019 AA01 AA03 BA07 BB14 BC05 BC08 CB04 4D058 JA60 JB01 JB33 QA01 QA03 QA08 QA09 QA13 SA08 TA02 UA25 4G066 AA66B BA09 BA22 DA02 DA08 DA09 EA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を循環させ、該流体中に含まれる濾
過対象物を濾過するための循環濾過装置であって、内部の流体を略鉛直方向に延びる中心軸を中心に回転さ
せることにより渦を発生させ、流体中に含まれている濾
過対象物を前記渦の中心へと集中させるための略円筒形
の流体回転室と、前記流体回転室の中心軸付近に集中した前記濾過対象物
を吸引するための第１の接続管と、前記第１の接続管を介して前記流体回転室と接続され、
前記第１の接続管から排出された流体を濾過するための
濾過室と、前記濾過室から排出された流体を前記流体回転室へと送
出するための第２の接続管と、加圧流体源に接続され、該加圧流体源からの流体を先端
に設けられたノズルから前記第２接続管内に噴射する流
入管と、前記流体回転室の周壁部から流体を当該循環濾過装置の
外部へと排出する流出管とを備えており、前記第２の接続管の一部の口径が、前記濾過室側が拡径
となったテーパー部となっているとともに、該テーパー
部内に前記流入管のノズルが配置され、該ノズルを介し
て前記濾過室側から前記流体回転室側に向かって流体を
噴射するようになっており、前記テーパー部内に発生し
た負圧によって前記濾過室から前記第２の接続管へと流
体が吸引されるようになっていることを特徴とする循環
濾過装置。
【請求項２】前記第１の接続管の一端の吸引口は、前
記流体回転室の上面から内部へ下方に向かって延出して
いることを特徴とする請求項１に記載の循環濾過装置。
【請求項３】前記第２の接続管は、前記流体回転室の
周面に設けられた開口から前記流体回転室の周面に沿っ
て流体を送出し、該流体は流体回転室内で螺旋状に回転
して上昇することを特徴とする請求項１又は２に記載の
循環濾過装置。
【請求項４】前記第１の接続管に前記流体回転室から
前記濾過室へと流体を圧送する流体圧送手段を設けたこ
とを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の循環濾過
装置。
【請求項５】前記流体圧送手段は、ポンプであること
を特徴とする請求項４に記載の循環濾過装置。
【請求項６】前記流入管および前記流出管のそれぞれ
に管内を流れる流体を遮蔽することが可能な弁が設けら
れており、前記流入管および前記流出管の弁を閉じた際
に、前記流体回転室、前記濾過室、前記第１および第２
の接続管によって、閉ループが形成されるようになって
いることを特徴とする請求項４又は５に記載の循環濾過
装置。
【請求項７】前記濾過室内に、濾材として宙石を収容
したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に
記載の循環濾過装置。