JP4041588B2

JP4041588B2 - 濾過装置

Info

Publication number: JP4041588B2
Application number: JP21222798A
Authority: JP
Inventors: 吉隆山田; 約百丸山
Original assignee: 株式会社旭機械製作所
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: JP2000042312A

Description

【０００１】
【技術分野】
本願発明は、異物を含有する各種の水（原水）の濾過処理を効率良く行うための濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、濾過装置の具体例としては、特公平２−１８８９０号公報に記載の濾過装置がある。この従来の濾過装置は、本願の図４に示すように、原水流入管９０やドレン管９１を有するケーシング９２内に、略円筒状の濾過エレメント９３を設けたものであり、この濾過エレメント９３の底部には処理水排出管９４が接続されている。上記原水流入管９０は、原水を上記ケーシング９２の上部からその内部へ上記ケーシング９２の接線方向に流入させるように設けられている。
【０００３】
このような構成の濾過装置によれば、原水流入管９０からケーシング９２内に流入した原水が濾過エレメント９３を中心として旋回する渦巻流となり、この原水が濾過エレメント９３の外周面に接触しつつ、この濾過エレメント９３の多数の透孔９３ａを透過して原水の濾過処理がなされる。そして、この濾過された処理水は、処理水排出管９４を介して外部に排出される。したがって、原水の濾過処理を連続して行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の濾過装置では、次のような不具合を生じていた。
【０００５】
すなわち、従来では、濾過エレメント９３の上部から下部に進行する原水の渦巻流を生じさせて、この渦巻流を濾過エレメント９３の外周面に接触させているために、この原水の渦巻流に含まれている種々の異物は、そのサイズや比重の大小を問うことなく濾過エレメント９３の外周面に無差別に接触する。このため、濾過エレメント９３に対する異物の接触度合いが多くなる。とくに、従来では、濾過エレメント９３の外周囲において原水の渦巻流を発生させているが、このような原水の渦巻流を発生させると、その渦巻流の中心部に異物が集まり易くなるという特有の現象がみられるために、濾過エレメント９３の外周面への異物の接触度合いは一層多くなる。したがって、従来では、濾過エレメント９３の透孔９３ａに原水中の異物が詰まり易くなっており、濾過装置の濾過処理能率が短時間で低下するという不具合が生じていた。また、目詰まりした濾過エレメント９３の洗浄作業を頻繁に行う必要も生じ、その作業も煩わしいものとなっていた。
【０００６】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、濾過エレメントに目詰まりを容易に生じさせないようにして原水の濾過処理を連続して効率良く行うことができるようにすることをその課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本願発明によって提供される濾過装置は、周面部に多数の透孔を有する筒状の濾過エレメントと、この濾過エレメントを略鉛直状に起立させた姿勢で内部に設けているとともに、上記濾過エレメントの下方に原水流入室を形成しているケーシングと、上記ケーシングの外部から上記原水流入室内にこの原水流入室の周壁部の接線方向に原水を流入させるための原水流入口と、上記原水流入室から上記濾過エレメントの内側に進行した原水が上記複数の透孔を通過して得られた処理水を上記ケーシングの外部へ排出させるための処理水排出口と、を具備しており、上記ケーシング内の上記原水流入室の下方には、この原水流入室内に流入した原水を一部流入させて貯留可能な底部貯水室が設けられているとともに、この底部貯水室には、開閉バルブを備えたドレン抜きパイプが設けられており、かつ、上記原水流入室と上記底部貯水室とは、略中央部に開口孔を有する区画板を介して区画されていることに特徴づけられる。
【００１３】
本願発明の濾過装置では、原水流入口からケーシング内の原水流入室内に原水を流入させて、ケーシング内の各部に適当量の原水を満たすと、この原水は上記原水流入室の周壁部の接線方向に流入することによって渦巻流にできるとともに、この原水流入室内に発生させた原水の渦巻流を上記濾過エレメントの下方から上記濾過エレメントの内側に向けて進行させることができる。そして、上記濾過エレメントの内側に向けて進行した原水が上記濾過エレメントの周面部の透孔を通過して濾過されると、その処理水は処理水排出口を介してケーシングの外部に排出されることとなる。そうして、上記濾過装置を用いれば、原水に含まれている比重の大きな異物については、原水流入室から濾過エレメントの内側へ向けて上昇しないようにできるとともに、それ以外の異物については、濾過エレメントの内側を進行する原水の渦巻流の中央部に集めるようにして、濾過エレメントの周面部に対する異物の接触度合いを少なくすることができる。さらには、濾過エレメントに目詰まりが生じることを原水の渦巻流によって防止することも可能となり、濾過エレメントに目詰まりを極力生じさせないようにして、原水の連続した濾過処理を効率良く行うことができる。
【００１５】
また、原水流入室に流入した原水に含まれている比重の大きな異物を原水流入室からその下方の底部貯水室に流れ込ませておくことにより、比重の大きな異物が原水の渦巻流に紛れ込んで濾過エレメントの内側へ不用意に流れ込んでしまうことを抑制することが可能となる。また、上記底部貯水室内に流れ込んだ異物の量が多くなった場合には、開閉バルブを開くことによって上記異物をドレン抜きパイプからケーシングの外部へ簡単に排出させることができ、異物の排出処理も容易に行える。
【００１７】
さらに、原水流入室と底部貯水室とを区画板を介して区画しておくことができるために、底部貯水室内に流れ込んでいる異物が原水流入室を通過して濾過エレメントの内側に到達することをより適切に抑制することが可能となる。一方、上記区画板の略中央部には開口孔が設けられているために、比重の大きな異物については、この開口孔を介して原水流入室から底部貯水室内に適切に流れ込ませることができる。
【００１８】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記ケーシング内の上記濾過エレメントの上方には、上記濾過エレメントの内側を通過してきた原水を一部流入させて貯留可能な上部貯水室が設けられているとともに、この上部貯水室には、開閉バルブを備えた排水用パイプが設けられている。
【００１９】
このような構成によれば、濾過エレメントの内側を通過した原水をこの濾過エレメントよりも上方に設けられている上部貯水室で貯留させることができるが、この上部貯水室には、原水の渦巻流の中央部に集められた異物のうち比重が比較的小さい異物を浮遊させることができる。このように上部貯水室内に異物を浮遊させておけば、この異物が濾過エレメントの周面部に接触しないようにすることができ、濾過エレメントに目詰まりをより生じ難くすることができる。また、上記上部貯水室内に浮遊する異物の量が多くなった場合には、開閉バルブを開けることにより、上記異物を上部貯水室内の原水とともに排水用パイプを介して外部に適切に取り出すことができる。
【００２０】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記ケーシングの周壁部には、上記濾過エレメントの周面部に洗浄水を噴射する１または複数の洗浄水噴射ノズルが設けられているとともに、上記ケーシングの上部には、上記濾過エレメントをその軸心周りに回転させる駆動手段が設けられている。
【００２１】
このような構成によれば、濾過エレメントに仮に目詰まりが生じた場合であっても、駆動手段によって濾過エレメントをその軸心周りに回転させながらその周面部に対して洗浄水噴射ノズルから洗浄水を噴射させることによって、濾過エレメントの周面部を洗浄し、その目詰まり状態を適切に解消することができる。したがって、原水の濾過処理効率を高める上で、一層好ましいものとなる。また、このような濾過エレメントの洗浄処理は、原水の濾過処理を行っている最中に行うことが可能であり、濾過エレメントの洗浄処理のために原水の濾過処理を中断するような必要もない。さらに、上記濾過エレメントを回転させるための駆動手段は、ケーシングの上部に設けられているために、装置全体の幅方向のサイズが嵩張らないようにできる。また、濾過エレメントを回転させるための具体的な機構としては、ケーシングの上部に設けられた駆動手段と濾過エレメントとを適当な連結部材を介して直結した構造とすればよいから、その構造も非常に簡素なものにできる。
【００２２】
本願発明のその他の特徴および利点は、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本願発明に係る濾過装置の一例を示す断面図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図１のIII −III 断面図である。
【００２５】
図１において、この濾過装置Ａは、ケーシング１、濾過エレメント２、この濾過エレメント２を回転させるための駆動機構４、複数の洗浄水噴射ノズル３、およびその他後述する各部を具備して構成されている。
【００２６】
上記ケーシング１は、その全体の材質がたとえば防錆性に優れたステンレス製とされており、複数のケーシング本体１０ａ〜１０ｄを上下方向（鉛直方向）に一連に連結して構成されている。これら複数のケーシング本体１０ａ〜１０ｄは、複数本のボルト１１を介して互いに連結が可能なフランジ部を有する複数の略円筒状または有底の略円筒状である。上記ケーシング１の内部には、上部貯水室１２、処理水排出室１３、原水流入室１４、および底部貯水室１５が形成されている。
【００２７】
上記原水流入室１４は、ケーシング本体１０ｃの内部に形成されており、濾過エレメント２よりも下方に位置している。この原水流入室１４の略円筒状の周壁部１４ａには原水流入口５Ａが設けられている。この原水流入口５Ａは、上記ケーシング本体１０ｃに取付けられた管体５０の先端開口部に相当しており、この管体５０には貯留タンク７に一端が繋がった原水供給用配管７０の他端が接続されている。この原水供給用配管７０にはポンプＰが設けられており、このポンプＰの吐出圧によって上記貯留タンク７内の原水が上記原水流入口５Ａに供給されるように構成されている。図２によく表れているように、上記管体５０は、その軸長方向が上記周壁部１４ａの接線方向に延びるように設けられており、原水流入口５Ａは上記原水流入室１４の中央部には対向しないように上記周壁部１４ａの偏った位置に設けられている。このため、上記原水流入口５Ａから原水流入室１４内に流入した原水Ｗは、上記原水流入室１４の周壁部１４ａの内面に沿って旋回する渦巻流となる。
【００２８】
図１において、上記底部貯水室１５は、有底状のケーシング本体１０ｄの内部に形成されており、上記原水流入室１４の下方に位置している。この底部貯水室１５の底部には、開閉バルブ６０を備えたドレン抜きパイプ６１が連結されている。上記開閉バルブ６０は、遠隔操作によってその開閉動作が可能な開閉バルブとされている。ただし、手動操作式のバルブとされていてもかまわない。これは、後述する他の開閉バルブ６６やエア抜き用バルブ６８についても同様である。上記底部貯水室１５は、ケーシング１に固定して取付けられた区画板６２を介して上記原水流入室１４と区画されている。ただし、上記区画板６２は、その略中央部に貫通孔としての開口孔６３を形成した中空円板状であり、上記底部貯水室１５と原水流入室１４とは上記開口孔６３を介して互いに連通している。
【００２９】
上記処理水排出室１３は、ケーシング本体１０ｂの内部のうち、上記濾過エレメント２の外周囲に形成されている。この処理水排出室１３は、濾過エレメント２によって濾過された水（処理水）を一時的に収容させておくための室であり、２つの仕切板６４，６５を介して上部貯水室１２や原水流入室１４とは仕切られている。この処理水排出室１３の周壁部には、処理水排出口５Ｂが設けられている。この処理水排出口５Ｂは、上記ケーシング本体１０ｂに取付けられた管体５１の先端開口部に相当している。
【００３０】
上記上部貯水室１２は、上記ケーシング本体１０ａの内部に形成されており、上記濾過エレメント２よりも上方に位置している。この上部貯水室１２の周壁部の底部近傍には、開閉バルブ６６を有する排水用パイプ６７が連結されている。この上部貯水室１２の上部は蓋体１６により密閉されている。ただし、この蓋体１６にはエア抜き用バルブ６８が設けられており、このエア抜き用バルブ６８を閉状態としたときには、上記ケーシング１の内部を密閉または略密閉状態に設定できるように構成されている。上記エア抜き用バルブ６８を開状態としたときには、上記ケーシング１内の密閉または略密閉状態が解除されるが、これはケーシング１内の原水Ｗを外部に排出させる場合にこれを短時間で迅速に行わせるのに好適となる。
【００３１】
上記濾過エレメント２は、好ましくはステンレスなどの防錆性に優れた材質からなり、ケーシング１よりも小径の略円筒状に形成されている。この濾過エレメント２の周面部の全体または一部の領域には、多数の透孔２０が形成されている。これら多数の透孔２０は、ケーシング１の周面部の厚み方向に貫通した孔であり、その直径はたとえば十分の数ミリ程度である。この濾過エレメント２は、上記ケーシング本体１０ｂの内側に略鉛直状に起立した姿勢に設けられており、この濾過エレメント２の内側領域２１は原水流入室１４と上部貯水室１２とのそれぞれに連通している。また、この濾過エレメント２は、その軸心周りに回転できるように仕切板６４，６５に対して摺動可能である。
【００３２】
上記駆動機構４は、上記ケーシング１の上部、より厳密には上記蓋体１６の上面部に取付けられたモータＭと、このモータＭの駆動軸と上記濾過エレメント２の上部とを連結する複数の連結部材４０，４１とを具備して構成されている。連結部材４０は、上記濾過エレメント２の上部に嵌合して連結された筒状の部材である。これに対して、連結部材４１は、上記連結部材４０よりも上方に進んだ原水を上部貯水室１２内の各部に流れ込ませることが可能なアーム状の部材である。上記駆動機構４は、上記モータＭを駆動させることによって上記濾過エレメント２をその軸心周りに回転させるように動作するものである。ただし、好ましくは、図３に示すように、上記濾過エレメント２の回転方向Ｎ１は、原水Ｗの渦巻方向Ｎ２とは逆方向となるように設定されている。さらに好ましくは、上記モータＭは、図示しないタイマ設定装置によって予め設定された一定時間ごとに所定時間だけ駆動させることができるように構成されている。
【００３３】
図１において、上記複数の洗浄水噴射ノズル３は、配管３０を介して一定の水圧で供給されてくる洗浄水を噴射するものであり、濾過エレメント２の周面部の外周面に向けて洗浄水を噴射できるようにケーシング１の周壁部に取付けられている。好ましくは、これら複数の洗浄水噴射ノズル３は、上記モータＭが駆動して濾過エレメント２が回転しているときにのみこれに連動して洗浄水を濾過エレメント２に向けて噴射できるように構成されている。上記洗浄水としては、水道水、あるいはこの濾過装置Ａによって得られた処理水などを用いることが可能である。
【００３４】
次に、上記濾過装置Ａを用いて原水Ｗを濾過する方法について説明する。
【００３５】
まず、原水Ｗを原水流入室１４内に連続して流入させる。図２において説明したとおり、原水流入口５Ａから原水流入室１４内に流入した原水Ｗは一定方向に旋回する渦巻流となる。この渦巻流は、ケーシング１内に原水Ｗを満たした状態においても継続して発生させることができ、濾過エレメント２の内側領域２１内においても渦巻流を発生させることができる。すなわち、上記濾過装置Ａでは、原水流入室１４内で発生した原水Ｗの渦巻流を濾過エレメント２の内側領域２１内に進行させてゆくことができ、これによって原水Ｗを上記濾過エレメント２によって連続して濾過することができる。
【００３６】
ただし、上記原水Ｗに含まれている金属片、石、セラミック、あるいはその他の固形物などの比重の大きな異物ｍ１については、原水流入室１４の底部に沈降させることができる。また、原水Ｗを渦巻流にすれば、その原水Ｗに含まれている異物をその渦巻流の中央部に寄せ集めることが可能である。このため、比重の大きな異物ｍ１については、区画板６２の略中央部の開口孔６３を介して底部貯水室１５内に流れ込ませることができる。したがって、濾過エレメント２の内側領域２１に流入する原水Ｗ中には、比重の大きな異物ｍ１が含まれないようにすることができ、その分だけ濾過エレメント２の濾過処理負担を軽減することができる。上記底部貯水室１５内に貯留された原水も、底部貯水室１５内の水流の影響を受けて渦巻流となるが、底部貯水室１５と原水流入室１４とは区画板６２によって区画されているために、底部貯水室１５内に流れ込んだ異物ｍ１が原水流入室１４内へ再浮上することは極力防止されることとなる。
【００３７】
上記濾過エレメント２の内側領域２１に原水Ｗの渦巻流を発生させると、この原水Ｗに残存している異物をやはりこの渦巻流の中央部に寄せ集めることができる。したがって、濾過エレメント２の周面部の内周面には原水Ｗ中の異物が極力接触しないようにできる。その結果、濾過エレメント２の透孔２０には目詰まりを生じないようにでき、原水Ｗの濾過処理を上記濾過エレメント２によって効率よく行うことができる。また、濾過エレメント２の周面部の内周面には、異物を多く含まない原水の渦巻流（高速流）が作用するために、この渦巻流が濾過エレメント２の透孔２０内に進入している異物を濾過エレメント２から剥離除去させる作用をも発揮することとなり、濾過エレメント２に目詰まりが一層生じ難くすることもできる。濾過エレメント２の透孔２０を通過して濾過された処理水は、処理水排出室１３、および処理水排出口５Ｂを経て外部に連続して排出され、所望の位置へ液送される。
【００３８】
上記濾過エレメント２の内側領域２１に流入した原水Ｗに含まれている比重の小さな異物ｍ２は、濾過エレメント２よりも上方の上部貯水室１２内に流れ込ませることができる。したがって、比重の小さな異物ｍ２については、上部貯水室１２に順次蓄積させてゆくことができ、この異物ｍ２が濾過エレメント２の内側領域２１内に再下降して透孔２０に詰まらないようにすることができる。異物ｍ２が筒状の連結部材４０の外周囲の箇所に流れ込んだ場合には、この異物ｍ２が濾過エレメント２の内側領域２１に再度流れ込むことを上記連結部材４０によって妨げることができる。
【００３９】
上記上部貯水室１２内における異物ｍ２の堆積量が多くなり、また底部貯水室１５内における異物ｍ１の堆積量が多くなった場合には、開閉バルブ６６や開閉バルブ６０を開ければよい。これにより、上部貯水室１２内の異物ｍ２を少量の原水とともに排水用パイプ６７を介して外部へ簡単に取り出すことができる。また同様に、底部貯水室１５内の異物ｍ１をドレン抜きパイプ６１を介して外部へ簡単に取り出すことができる。
【００４０】
上記濾過方法によれば、濾過エレメント２に目詰まりが極力生じないようにできるものの、やはり濾過処理を長期にわたって実行すると、濾過エレメント２に多少の目詰まりを生じる場合がある。このため、上記濾過装置Ａでは、モータＭを駆動させて濾過エレメント２を回転させながら、この濾過エレメント２の周面部に複数の洗浄水噴射ノズル３から洗浄水を噴射させ、その洗浄処理を行う。この洗浄処理は、原水Ｗの濾過処理を実行している最中に定期的にまたは不定期に行うことが可能である。原水Ｗの濾過処理実行中においては、上記複数の洗浄水噴射ノズル３と濾過エレメント２との間には処理水排出室１３内の処理水が存在するが、洗浄水は一定圧を有する水流となって濾過エレメント２の周面部の外周に衝突する。したがって、濾過エレメント２の透孔２０内に進入して目詰まり状態を生じさせていた異物は、上記水流によって強制的に濾過エレメント２の内側領域２１に押し戻されることとなり、濾過エレメント２の目詰まりが解消される。上記濾過エレメント２は回転するために、その周面部の全周にわたって洗浄水を効率良く噴射させることができ、濾過エレメント２の全体の目詰まり解消を図ることができる。さらに、図３に示したように、上記濾過エレメント２の回転方向Ｎ１を、原水Ｗの渦巻き方向Ｎ２とは逆方向にすると、濾過エレメント２の周面部に対する原水Ｗの渦巻流の相対的な流速をより高速にすることができる。したがって、この原水Ｗの渦巻流の相対的な流速の高速化によっても、濾過エレメント２の目詰まり状態を解消する効果が期待できることとなる。
【００４１】
本願発明に係る濾過装置の具体的な構成は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
本願発明は、原水の種類もとくに限定されず、各種の産業排水、下水などの家庭・生活用の排水、泥やその他の異物を含む雪解け水、プールや銭湯などで使用された水などの各種の水の濾過処理用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る濾過装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のIII −III 断面図である。
【図４】従来の濾過装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ濾過装置
Ｗ原水
ｍ１，ｍ２異物
Ｍモータ
１ケーシング
２濾過エレメント
３洗浄水噴射ノズル
４駆動機構
５Ａ原水流入口
５Ｂ処理水排出口
１２上部貯水室
１３処理水排出室
１４原水流入室
１５底部貯水室
２０透孔
２１内側領域（濾過エレメントの）
６０開閉バルブ
６１ドレン抜きパイプ
６６開閉バルブ
６７排水用パイプ

Claims

周面部に多数の透孔を有する筒状の濾過エレメントと、
この濾過エレメントを略鉛直状に起立させた姿勢で内部に設けているとともに、上記濾過エレメントの下方に原水流入室を形成しているケーシングと、
上記ケーシングの外部から上記原水流入室内にこの原水流入室の周壁部の接線方向に原水を流入させるための原水流入口と、
上記原水流入室から上記濾過エレメントの内側に進行した原水が上記複数の透孔を通過して得られた処理水を上記ケーシングの外部へ排出させるための処理水排出口と、
を具備しており、
上記ケーシング内の上記原水流入室の下方には、この原水流入室内に流入した原水を一部流入させて貯留可能な底部貯水室が設けられているとともに、この底部貯水室には、開閉バルブを備えたドレン抜きパイプが設けられており、かつ、
上記原水流入室と上記底部貯水室とは、略中央部に開口孔を有する区画板を介して区画されていることを特徴とする、濾過装置。
上記ケーシング内の上記濾過エレメントの上方には、上記濾過エレメントの内側を通過してきた原水を一部流入させて貯留可能な上部貯水室が設けられているとともに、この上部貯水室には、開閉バルブを備えた排水用パイプが設けられている、請求項１に記載の濾過装置。
上記ケーシングの周壁部には、上記濾過エレメントの周面部に洗浄水を噴射する１または複数の洗浄水噴射ノズルが設けられているとともに、上記ケーシングの上部には、上記濾過エレメントをその軸心周りに回転させる駆動手段が設けられている、請求項１または２に記載の濾過装置。