JP6158581B2

JP6158581B2 - 濾過装置

Info

Publication number: JP6158581B2
Application number: JP2013095646A
Authority: JP
Inventors: 高橋　裕一; 裕一高橋
Original assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: JP2014213314A

Description

本発明は、ハウジング内部のフィルターエレメントで対象流体を濾過すると共に該フィルターエレメントに付着した異物をはく離する逆洗可能な濾過装置に関し、詳しくは、中空円盤状の濾材から成るフィルターエレメントを複数配設して全体の濾過面積を大きくする一方、装置を小型化し、個々のフィルターエレメントに付着した異物を除去すると共に逆洗を行って外部へ排出することができる濾過装置に係るものである。

従来、河川水、湖沼水、海水等の濾過、各種装置の冷却水又はプロセス液等の産業一般に用いられる液体の濾過、船舶のバラスト水の濾過、或いは潤滑油の濾過において、それらに含まれる藻やプランクトン、微粒子や塵埃等の異物を除去する目的で、種々の濾過装置が用いられている。

前記濾過装置による濾過を長期間続けていると、フィルターエレメントに付着した固形分や塵埃等が該フィルターエレメントに蓄積して目詰まりし、濾過時に濾過方向に流れる流体に対する抵抗が上昇して、最終的には対象となる流体の濾過が困難になる。これに対処するため、例えば定期的に、前記フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を通して該フィルターエレメントに付着した異物をはく離させる「逆洗」と呼ばれる操作を行い、フィルターエレメントの濾過性能を回復させる。

前記逆洗の操作は有効なものであるが、フィルターエレメントに付着した異物が完全に除去されずに残存することがある。その場合は、逆洗の操作を繰り返しても前記フィルターエレメントの濾過方向に流れる流体に対する抵抗が上昇し、対象となる流体の濾過が困難になることがあった。特に、河川水、湖沼水、海水等の濾過、或いは船舶のバラスト水の濾過において、繊維状の藻や、細長い形状のプランクトンがフィルターエレメントに付着し或いは絡み付いた場合は、容易に逆洗ができないことがあり、逆向きに流体を通す逆洗のみではフィルターエレメントの濾過性能を回復させることは難しい。

これに対処して、フィルターエレメントの濾過性能を回復させるための濾過装置が提案されている。この種の濾過装置としては、流入口と流出口を有する円筒型のストレーナ本体に円筒型の濾過用エレメントを内蔵し、前記ストレーナ本体の上端開口部を蓋体で被蓋したバケット形ストレーナにおいて、前記濾過用エレメント内に異物吸引機構を有する吸込管を回動自在に設け、前記吸込管に連通機構を介して排出管を連接すると共に、前記蓋体の上下面にバルブ付きノズルを突出して取付け、前記蓋体で前記上端開口部を被蓋したとき、前記排出管とノズルとを連通可能に設け、さらに前記吸込管にはブラシ又はスクレーパ等の掻取部材を併設したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１６６７２号公報

前記特許文献１記載の濾過装置においては、回動する吸込管に併設された掻取部材が濾過用エレメントの一次側である内周面を摺動して、該内周面に付着している異物等を掻き落とすことができ、排出管につながるノズルのバルブを開けることで吸込管内の圧力がストレーナ本体内の圧力より低くなり、前記掻き落とされた異物等は吸込管内に吸い込まれ、このとき濾過用エレメントの二次側から一次側へ濾過水の流れが生じて濾過用エレメントの隙間を逆洗し、該隙間に残留している微小な異物等を洗い出して排出することができる。

しかしながら、前記濾過装置では、円筒型のストレーナ本体に円筒型の濾過用エレメントを内蔵しているだけであるので、濾過面積を大きく取ろうとすると必然的に円筒型の濾過用エレメントを大型にしなければならず、バケット形ストレーナが大きくなって濾過装置全体が大型化するものであった。一方、濾過面積を大きく取れないことから濾過速度を大きくすると、却って目詰まりが発生し易くなるものであった。また、一つの円筒型の濾過用エレメントに対して一つの排出管及びバルブ付きノズルを設けただけなので、該一つの円筒型の濾過用エレメントについて、部分的に逆洗（洗浄）のタイミングを変化させたり、逆洗ドレン量を段階的に調整することはできなかった。

そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、中空円盤状の濾材から成るフィルターエレメントを複数配設して全体の濾過面積を大きくする一方、装置を小型化し、個々のフィルターエレメントに付着した異物を除去すると共に逆洗を行って外部へ排出することができる濾過装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明による濾過装置は、対象流体が常圧よりも高い圧力で外部から流入する流体入口を有すると共に、その流体入口より低い圧力で流体が外部へ流出する流体出口を有し、内部で濾過された対象流体を外部へ流出させる円筒型のハウジングと、前記ハウジングの内部に回転可能に設けられ、外周端部が閉じ中心部に開口を有する中空円盤状の濾材がハウジングの長手方向に直交して所定間隔で配設されると共に前記中心部開口を互いに連通させて組み合わされ、前記流体入口から流入した流体を前記濾材の外側から内側に向けて通し、濾過後の流体を前記流体出口へ導く複数のフィルターエレメントと、前記複数のフィルターエレメントの間に配設され、該フィルターエレメントの半径方向に伸びる枠部材の周囲に付設されフィルターエレメントの外側面の一部に摺接して付着した異物を除去する掻取り部材を有すると共に、前記枠部材内に流入した異物を前記流体出口の圧力よりも低い圧力側へ導いて前記ハウジングの外部へ排出するドレン機構を有し、前記フィルターエレメントの内外の圧力差で生じる外向きの流れにより逆洗を行う洗浄手段と、前記洗浄手段の枠部材の内部に設けられ、前記フィルターエレメントの外側面に向けて洗浄液を吹き付ける噴射口を有する洗浄液噴射パイプと、を備えたものである。

また、前記ハウジングの外部には、前記複数のフィルターエレメントを回転駆動すると共に、その回転を制御することが可能な駆動制御手段を設けたものとしてもよい。

さらに、前記洗浄手段のドレン機構の各ドレンパイプに共通に１本の連通排出管を設けてもよい。

さらにまた、前記洗浄手段のドレン機構の各ドレンパイプ毎に１個ずつ開閉バルブを設けてもよい。

また、前記洗浄手段の掻取り部材は、前記フィルターエレメントの外側面の一部に摺接するブラシ又は柔軟性を有するスクレーパとしてもよい。

また、前記複数のフィルターエレメントは、前記ハウジングの内部に回転可能に設けられた中空回転管の長手方向に直交して所定間隔で配設され、前記濾材の中心部開口を該中空回転管内部に連通させて組み合わせたものとしてもよい。

さらに、前記複数のフィルターエレメントは、前記ハウジングの内部にてその長手方向に伸びる１又は複数本の棒状支持部材の長手方向に直交して所定間隔で配設され、前記濾材の中心部開口が互いに連通するように組み合わせたものとしてもよい。

本発明による濾過装置によれば、ハウジングの内部に回転可能に設けられ、外周端部が閉じ中心部に開口を有する中空円盤状の濾材が前記ハウジングの長手方向に直交して所定間隔で配設されると共に前記中心部開口を互いに連通させて組み合わされた複数のフィルターエレメントにより、流体入口から流入した流体を前記濾材の外側から内側に向けて通し、濾過後の流体を流体出口へ導き、前記複数のフィルターエレメントの間に配設されて該フィルターエレメントの半径方向に伸びる枠部材の周囲に付設されフィルターエレメントの外側面の一部に摺接して付着した異物を除去する掻取り部材を有すると共に、前記枠部材内に流入した異物を前記流体出口の圧力よりも低い圧力側へ導いて前記ハウジングの外部へ排出するドレン機構を有する洗浄手段により、前記フィルターエレメントの内外の圧力差で生じる外向きの流れにより逆洗を行うことができる。したがって、中空円盤状の濾材から成るフィルターエレメントを複数配設して全体の濾過面積を大きくする一方、装置を小型化し、個々のフィルターエレメントに付着した異物を除去すると共に逆洗を行って外部へ排出することができる。この場合、複数のフィルターエレメント全体の濾過面積が大きくなることから、必要以上に濾過速度を大きくすることなく目詰まりの発生を抑制することができる。また、前記洗浄手段の掻取り部材及びドレン機構を利用した逆洗により、フィルターエレメントを局部的に逆洗することができ、逆洗流速を高めると共に逆洗効果を上げることができる。さらに、前記洗浄手段の枠部材の内部に設けられた洗浄液噴射パイプの噴射口から前記フィルターエレメントの外側面に向けて洗浄液を吹き付けることにより、該フィルターエレメントに付着した異物を吹き飛ばして、効率よく除去することができる。

本発明による濾過装置の第１の実施形態及び濾過時の動作状態を示す中央縦断面図である。前記濾過装置のハウジング内に配設された複数のフィルターエレメントの一部を取り出して示す斜視図である。前記複数のフィルターエレメントの間に配設される洗浄手段を示す中央縦断面図である。図３のＸ−Ｘ線断面図である。第１の実施形態における逆洗時の動作状態を示す中央縦断面図である。本発明による濾過装置の第２の実施形態及び逆洗時の動作状態を示す中央縦断面図である。前記洗浄手段の他の実施形態を示す中央縦断面図である。図７のＹ−Ｙ線断面図である。前記濾過装置のハウジング内に配設された複数のフィルターエレメントの他の実施形態を示す図であり、その一部を取り出して示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による濾過装置の第１の実施形態を示す図である。この濾過装置は、ハウジング内部のフィルターエレメントで対象流体を濾過すると共に該フィルターエレメントに付着した異物をはく離する逆洗可能とされたもので、図１に示すように、ハウジング１と、フィルターエレメント３と、洗浄手段４と、洗浄液噴射パイプ２６とを備えて成る。

前記ハウジング１は、濾過装置の外殻をなすもので、一端部及び他端部が閉塞された円筒型又は筒状などに形成され、内部に密閉された空間を有している。このハウジング１の外周面の一部には、対象流体が常圧よりも高い圧力で外部から流入する流体入口５を有すると共に、前記ハウジング１の他端部（図１において右側端部）には、その流体入口５より低い圧力（ただし、常圧よりも高い圧力とされている。）で流体が外部へ流出する流体出口６を有し、内部で濾過された対象流体を外部へ流出させるようになっている。前記流体入口５は外方に突出したパイプ状とされ、その先端がフランジ状とされて、ここに図示省略の流体供給管が接続される。また、前記流体出口６は外方に突出したパイプ状とされ、その先端がフランジ状とされて、ここに図示省略の濾過流体排出管が接続される。ハウジング１の材質は、金属又は合成樹脂などであり、その形状・大きさは、濾過装置の使用目的、通過させる液体等の種類、量、設置場所などに応じて適宜決めればよい。

前記ハウジング１の内部には、中空回転管２が回転可能に設けられている。この中空回転管２は、前記流体入口５から流入した流体を流体出口６へ導くもので、前記ハウジング１の内部にてその中心軸部に該ハウジング１の長手方向に沿って配置されている。前記中空回転管２は、ハウジング１の一端部（図１において左側端部）の端板７と他端部の端板８との間に張り渡され、一端部の端板７に設けられた回転軸部９と他端部の端板８に設けられた軸受部１０とにより回転可能に支持されている。そして、前記ハウジング１の外部にて回転軸部９の基端部に、駆動制御手段１１が連結されている。この駆動制御手段１１は、前記中空回転管２を回転駆動すると共に、その回転を制御することが可能であり、例えば電気モーターと変速ギヤと制御回路等を含んでいる。なお、符号１２は、一端部の端板７に設けられた、回転軸部９の軸受部を示している。

前記中空回転管２の長手方向に直交して、複数のフィルターエレメント３，３，…が所定間隔で配設されている。このフィルターエレメント３は、濾材に対して外側から内側に向けて流体を通して濾過するもので、外周端部が閉じ中心部に開口を有する中空円盤状の濾材１３が所定間隔で配設されると共に前記中心部開口を互いに連通させて組み合わされている。この濾材１３は、２枚のドーナツ状の濾材の外縁部をつなぎ合わせて外周端部が閉じ中心部に開口を有する中空円盤状に形成されたもので、一般にリーフディスクと呼ばれるものである。そして、前記中心部開口を、前記中空回転管２の円周方向に適宜の間をおいて開けられた流通孔１４に合致させて、前記中空回転管２に取り付けられている。したがって、各濾材１３は、中空回転管２と共に回転可能とされている。なお、前記中空円盤状の濾材１３から成る複数のフィルターエレメント３，３，…の間には、予め定められた幅のリング状のスペーサ１５が介在されており、これによりフィルターエレメント３が所定間隔で配設されている。

前記濾材１３の材質は、金網を焼結したもの、金属繊維製あるいは樹脂製不織布、又は金網あるいは樹脂製メッシュによって構成される。なお、上記以外に、ウェッジワイヤ、ノッチワイヤ等でもよい。前記金属繊維製不織布は、金属繊維を積層し焼結して調製したものである。これらの濾材１３を構成する材料は、濾過したい流体に含まれる塵埃等を付着させて清浄流体とするという機能を果たす。また、濾材１３の開孔径は、５〜500μｍ程度である。なお、中空円盤状の濾材１３から成る複数のフィルターエレメント３の形状、大きさ、数などは、濾過装置の使用目的、濾過性能、ハウジング１の大きさ、対象流体の種類などに応じて適宜決めればよい。

前記複数のフィルターエレメント３，３，…の間には、洗浄手段４が配設されている。この洗浄手段４は、フィルターエレメント３の外側面に付着した異物を除去すると共に、その異物を逆洗によりハウジング１の外部へ排出するもので、図２に示すように、枠部材１６と、掻取り部材１７と、ドレン機構（１８）とを有している。なお、図２は、ハウジング１内に配設された複数のフィルターエレメント３の一部を取り出して示すもので、図２において最も右側に表示されたフィルターエレメント３は、前記ハウジング１の中心軸部で長手方向に沿って伸びる中空回転管２の途中に位置するものであり、符号１５は、中空回転管２の外周面上にてフィルターエレメント３，３間に介在するスペーサを示している。

前記枠部材１６は、後述の掻取り部材１７を取り付ける台部材となると共に掻き取られた異物を集め後述のドレンパイプ１８を経て外部へ流出させるもので、図２及び図３に示すように、フィルターエレメント３の半径方向に伸びる例えば矩形状の枠に形成され、その長さは中空回転管２の外周面からフィルターエレメント３の外周端まで伸びており、その幅は複数のフィルターエレメント３が配設される所定間隔よりも小さくされている。

前記枠部材１６の周囲には、掻取り部材１７が付設されている。この掻取り部材１７は、フィルターエレメント３の外側面に付着した異物を除去するもので、図２及び図４に示すように、前記枠部材１６の周囲から側方に突出して前記フィルターエレメント３の外側面の一部に摺接するブラシとされている。この場合、図４に示すように、枠部材１６の内周部に取り付けられた断面Ｕ字状のチャンネル材１９のＵ字状凹部に、毛先がフィルターエレメント３の外側面に摺接できるブラシ毛が植え付けられている。ブラシ毛の毛足の長さは、少なくともフィルターエレメント３の外側面に該ブラシ毛の先端がある程度の圧力をもって接触する程度にされている。また、ブラシ毛の材質は、例えば天然若しくは合成の繊維、又は鋼、銅、真鍮などの金属線等の一般にブラシの毛として使用されているものならば何でもよい。

前記掻取り部材１７としてブラシを用いたのは、ブラシの柔軟性によりフィルターエレメント３の寸法の誤差や、濾材表面のうねり、付着した異物の不均一さを吸収したり、ブラシのシール性によって前記枠部材１６の内部空間を局所的に外部と遮断することができるからである。なお、掻取り部材１７は、前記ブラシの替わりに柔軟性を有するスクレーパとしてもよい。すなわち、フィルターエレメント３の外側面の一部に摺接して異物を除去するように、例えば、刃状又はヘラ状に形成されたゴム製、樹脂製或いは金属製のスクレーパを用いてもよい。

前記枠部材１６の外側辺部には、ドレンパイプ１８が外向きに伸びて取り付けられている。このドレンパイプ１８は、枠部材１６内に流入した異物を前記流体出口６の圧力よりも低い圧力側（例えば、大気圧≒常圧）へ導いてハウジング１の外部へ排出するドレン機構となるもので、適宜の直径（例えば、20mm程度）の管とされ、図３に示すように、前記枠部材１６の縦幅に対して例えば下方に偏って取り付けられ、その先端部がハウジング１の外部へ突出している。この場合、図２に示すように、前記枠部材１６はフィルターエレメント３の予め定められた特定の半径方向に伸びて配置され、ドレンパイプ１８もその特定の半径方向に沿って伸びている。そして、図１に示すように、各ドレンパイプ１８の先端部がハウジング１の外部へ突出する部分に、前記ドレンパイプ１８を保持する固定手段２０が形成されており、この固定手段２０によりハウジング１に前記洗浄手段４が固定されている。なお、前記ドレンパイプ１８は、図３において、枠部材１６の縦幅に対して中央部に取り付けてもよいし、或いは、枠部材１６の縦幅をドレンパイプ１８の直径と同等の寸法に短縮してもよい。

このような状態で、図１及び図２に示すように、複数のフィルターエレメント３の間に配設された洗浄手段４が該フィルターエレメント３の特定の半径方向に伸びて配置され、前記フィルターエレメント３の内外の圧力差で生じる外向きの流れにより逆洗を行うようになっている。そして、図１においては、前記洗浄手段４のドレンパイプ１８には、各ドレンパイプ１８に共通に１本の連通排出管２１が接続され、その端部に１個の開閉バルブ２２が設けられている。この開閉バルブ２２は、前記洗浄手段４の各ドレンパイプ１８を流体出口６の圧力よりも低い圧力環境（例えば、大気圧）に解放するものである。

なお、図１において、中空回転管２の外周面に所定間隔で配置されたスペーサ１５の外側には、例えばリング状ベルト２９が、その内周側にて前記スペーサ１５が回転可能の状態で掛け回されており、このリング状ベルト２９の外周面に前記洗浄手段４の枠部材１６の内側端面の一部を接続することで、前記枠部材１６がフィルターエレメント３と共回りしないようにされている。また、最も左側端及び右側端に位置する洗浄手段４の枠部材１６のフィルターエレメント３に接する側と反対側の面は、平板状のメクラ板で閉じられており、逆洗圧が逃げないようにされている。そして、符号２３は、前記一端部の端板７とハウジング１のフランジ２４との間に介在されたリング状のパッキンを示している。

次に、このように構成された濾過装置の動作について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、濾過時におけるハウジング１内の中空回転管２、複数のフィルターエレメント３及び洗浄手段４の状態を示す説明図である。この状態では、駆動制御手段１１は動作しておらず、中空回転管２は回転せずフィルターエレメント３も回転していないが、必要に応じて駆動制御手段１１の制御により、中空回転管２を適宜回転させてフィルターエレメント３を回転させてもよい。このとき、洗浄手段４のドレンパイプ１８に接続された連通排出管２１の開閉バルブ２２は閉じられている。これが初期状態となる。

濾過時には、図１において、外部の対象流体をハウジング１の流体入口５から常圧よりも高い圧力（Ｐ₁）で矢印Ａのように流入させると共に、流体出口６から前記流体入口５より低い圧力（Ｐ₂）で矢印Ｂのように外部へ流出させる（ここで、Ｐ₁＞Ｐ₂）。このとき、対象流体は、流体入口５からハウジング１内に流入し、中空回転管２の周面に開けられた流通孔１４を介して前記流体出口６に連通して生じる外内の圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）によってフィルターエレメント３（リーフディスク１３）の外側から内側に向けて流れ、該フィルターエレメント３を流体が通過しながら濾過される。濾過された流体は、前記流通孔１４を通って中空回転管２へ集められ、濾過済み流体として流体出口６を介して外部へ流出する。

このようにして濾過を続けると、対象流体中に含まれていた固形分や塵埃等の異物がフィルターエレメント３の外周面に付着して蓄積し、目詰まりを起こすことがある。目詰まりが生じてきたならば、フィルターエレメント３の濾過性能を回復させるために、該フィルターエレメント３に付着した異物をはく離させる逆洗を行う。

図５は、逆洗時におけるハウジング１内の中空回転管２、複数のフィルターエレメント３及び洗浄手段４の状態を示す説明図である。逆洗時にも、流体入口５から常圧よりも高い圧力（Ｐ₁）で矢印Ａのように流体を流入させると共に、流体出口６から前記流体入口５より低い圧力（Ｐ₂）で矢印Ｂのように流体を流出させながら、洗浄手段４のドレンパイプ１８に接続された連通排出管２１の開閉バルブ２２を開けて流体を矢印Ｃのように外部へ流出させる。前記開閉バルブ２２は、常圧（例えば大気圧＝Ｐ₀）に開放されている。このとき、前記流体入口５の圧力Ｐ₁と、流体出口６の圧力Ｐ₂と、大気圧Ｐ₀との関係は、
Ｐ₁＞Ｐ₂＞Ｐ₀
とされている。

前記連通排出管２１から流体が外部へ流出することにより、洗浄手段４のドレンパイプ１８及び枠部材１６の内部空間の連通により、枠部材１６の内部空間の圧力（≒Ｐ₀）がフィルターエレメント３の内側の圧力（Ｐ₂）よりも低くなる。この内外の圧力差（≒Ｐ₂−Ｐ₀）により、枠部材１６が位置する部分のフィルターエレメント３の内側から外側に向けて外向きの流れを生じ、該フィルターエレメント３の外側面に付着した異物をはく離する逆洗が行われ、枠部材１６の内部に流入する。この流入した異物は、ドレンパイプ１８及び連通排出管２１を介して矢印Ｃのようにハウジング１の外部へ排出される。

このとき、図２及び図４に示すように、枠部材１６の周囲に植え付けられたブラシ（１７）がフィルターエレメント３の外側面に摺接することで、ブラシ（１７）による異物の掻き落し効果の外に、そのブラシ（１７）のシール性により枠部材１６の内部空間を局所的に外部と遮断することができる。これにより、枠部材１６の内部にて逆洗圧を保持し、逆洗の流速を確保できる。なお、前記逆洗が開始される時の流体入口５と流体出口６との圧力差は、例えば10〜100kPa位である。しかし、この範囲に限定されるものではなく、濾過される対象流体に応じて、適宜変更して設計される。

また、逆洗時には、上記の動作と同時に、駆動制御手段１１を動作させて回転軸部９を回転駆動させ、中空回転管２を矢印Ｄのように回転させる。すると、図２に示すように、中空回転管２の長手方向に所定間隔で配設された複数のフィルターエレメント３が、矢印Ｅのように回転する。前記複数のフィルターエレメント３の外側面の一部には、図４に示すように、洗浄手段４の掻取り部材１７が摺接しているので、フィルターエレメント３の外側面に付着した異物が掻き落される。前記フィルターエレメント３が３６０°一周することにより、その外側面に付着した異物が全周にわたって除去されて枠部材１６の内部に流入する。このように流入した異物は、前記枠部材１６の内部空間が連通するドレンパイプ１８及び連通排出管２１を介して低い圧力側（Ｐ₀）に導かれ、上記と同様に矢印Ｃのようにハウジング１の外部へ排出される（図５参照）。

なお、前記中空回転管２の回転は、駆動制御手段１１の制御により、濾過時及び逆洗時も常時回転させてもよいし、逆洗時だけ回転させてもよいし、或いは、逆洗時において適宜の間隔で間欠的に回転させたり、または、例えば１時間に１回ぐらいの割合で回転させるようにしてもよい。また、中空回転管２の回転数を変更してフィルターエレメント３の回転速度を変更することにより、対象流体中に含まれる固形分濃度の変化に対応でき、回転速度を上げることで固形分濃度の高い対象流体の逆洗に対応することができる。

図６は、本発明による濾過装置の第２の実施形態及び逆洗時の動作状態を示す中央縦断面図である。この実施形態は、図１及び図５に示す連通排出管２１は存在せず、洗浄手段４の各ドレンパイプ１８毎に１個ずつ開閉バルブ２５を設けたものである。この場合は、複数のフィルターエレメント３の間に配設された個々の洗浄手段４毎に洗浄（逆洗）のタイミングを変えることができ、洗浄ドレンの量を段階的に変更することができる。したがって、各フィルターエレメント３の目詰まりの状態又は度合いに応じて洗浄（逆洗）をすることができる。

図７は、第１又は第２の実施形態における洗浄手段４の他の実施形態を示す中央縦断面図であり、図８は、図７のＹ−Ｙ線断面図である。この実施形態は、洗浄手段４の枠部材１６の内部に、前記フィルターエレメント３の外側面に向けて洗浄液を吹き付ける噴射口を有する洗浄液噴射パイプ２６を設けたものである。すなわち、図７において、枠部材１６の縦幅に対して、例えば下方に偏ってドレンパイプ１８を取り付けておき、その上方に洗浄液噴射パイプ２６を配置して、前記枠部材１６の内部にまで伸びている。そして、枠部材１６の内部に伸びた洗浄液噴射パイプ２６の下半部の管壁には、図８に示すように斜め下向きの噴射口２７が左右対称の位置に穿たれ、この噴射口２７が、図７に示すように洗浄液噴射パイプ２６の長手方向に適宜の間隔をあけて列状に並んでいる。なお、図７においては、噴射口２７の形状は円形としているが、これに限られず、長円形やスリット状の形状としてもよい。

前記洗浄液噴射パイプ２６の基端部（図７において左側の端部）には、図示省略の洗浄液供給源が接続されており、この洗浄液供給源の動作により洗浄液噴射パイプ２６に洗浄液が供給され、噴射口２７から例えば1.0〜20.0MPaの高圧の洗浄液が噴射されるようになっている。このとき、図８に示すように、前記噴射口２７から矢印のように斜め下方に洗浄液が噴射されてフィルターエレメント３の外側面に吹き付け、該フィルターエレメント３に付着した異物を吹き飛ばすことができる。吹き飛ばされた異物は、掻取り部材（ブラシ）１７のシール性により枠部材１６の内部空間に留まり、ドレンパイプ１８に吸い込まれて外部に排出される。

この実施形態による洗浄手段４によれば、リーフディスク１３から成るフィルターエレメント３の濾材の表面に付着したり、網目の内部に入り込んでいる異物を高圧洗浄液で吹き飛ばして、効率よく除去することができる。したがって、掻取り部材（ブラシ）１７による異物の掻き取りと相俟って、フィルターエレメント３の洗浄（逆洗）効果を高めることができる。また、濾材１３として濾過精度の高い濾材を使うことができ、例えば平織りで500〜600メッシュくらいの網目の細かい濾材や、不織布等まで使用して洗浄（逆洗）が可能となり、精密な洗浄が行える。

図９は、図１に示す濾過装置のハウジング１内に配設された複数のフィルターエレメント３の他の実施形態を示す図であり、図２に示すと同様にその一部を取り出して示す斜視図である。この実施形態は、前記複数のフィルターエレメント３が、前記ハウジング１の内部にてその長手方向に伸びる１又は複数本の棒状支持部材２８の長手方向に直交して所定間隔で配設され、前記濾材１３の中心部開口が互いに連通するように組み合わせたものである。すなわち、図９において、中空円盤状の濾材１３の中心部開口に内接するように例えば３本の棒状支持部材２８を挿入し、この棒状支持部材２８の長手方向に直交して、複数のフィルターエレメント３が所定間隔で配設されている。

前記棒状支持部材２８は、図１において、一端部の端板７の回転軸部９に支持される一方の端部管と、他端部の端板８の軸受部１０に支持される他方の端部管との間にボルト、ナットの構造で所定の張力を付与して張設されるもので、テンションボルトと呼ばれるものである。このような状態で、棒状支持部材２８の長手方向に直交して間にスペーサ１５を介在させて複数の濾材１３を所定間隔で配設することで、その複数の濾材１３とスペーサ１５とが近接して交互に並んで１本の管状部材が形成され、複数のフィルターエレメント３で濾過された流体を図１に示す流体出口６へ導くことができる。

なお、図９においては、中空円盤状の濾材１３の中心部開口に内接するように３本の棒状支持部材２８を挿入したものとしたが、これに限られず、１本でもよいし、２本以上の何本であってもよい。棒状支持部材２８が１本の場合は、濾材１３の中心部開口の中心部に位置させ、該棒状支持部材２８に対して濾材１３の中心がずれないように補助部材を入れることが望ましい。また、前記棒状支持部材２８は、中空円盤状の濾材１３の中心部開口に挿入せずに、その中心部開口の周辺の適宜位置にて複数の濾材１３を貫通するように配置してもよい。すなわち、棒状支持部材２８は、複数のフィルターエレメント３が位置ずれをしないで所定間隔で配設され、回転可能に支持するものであればよい。

なお、以上の説明では、本発明の濾過装置を、主として河川水、湖沼水、海水等の液体の濾過、船舶のバラスト水の濾過、或いは潤滑油の濾過において、それらに含まれる藻やプランクトン、微粒子や塵埃等の異物を除去するものとして説明したが、これらに限られず、上水道又は下水道における砂濾過システムの代替装置としても適用できる。さらには、化学工場のプロセス液等、パイプラインで輸送される液全般に適用が可能である。

１…ハウジング
２…中空回転管
３…フィルターエレメント
４…洗浄手段
５…流体入口
６…流体出口
９…回転軸部
１１…駆動制御手段
１３…濾材
１４…流通孔
１５…スペーサ
１６…枠部材
１７…掻取り部材
１８…ドレンパイプ
２０…固定手段
２１…連通排出管
２２，２５…開閉バルブ
２６…洗浄液噴射パイプ
２７…噴射口
２８…棒状支持部材

Claims

対象流体が常圧よりも高い圧力で外部から流入する流体入口を有すると共に、その流体入口より低い圧力で流体が外部へ流出する流体出口を有し、内部で濾過された対象流体を外部へ流出させる円筒型のハウジングと、
前記ハウジングの内部に回転可能に設けられ、外周端部が閉じ中心部に開口を有する中空円盤状の濾材がハウジングの長手方向に直交して所定間隔で配設されると共に前記中心部開口を互いに連通させて組み合わされ、前記流体入口から流入した流体を前記濾材の外側から内側に向けて通し、濾過後の流体を前記流体出口へ導く複数のフィルターエレメントと、
前記複数のフィルターエレメントの間に配設され、該フィルターエレメントの半径方向に伸びる枠部材の周囲に付設されフィルターエレメントの外側面の一部に摺接して付着した異物を除去する掻取り部材を有すると共に、前記枠部材内に流入した異物を前記流体出口の圧力よりも低い圧力側へ導いて前記ハウジングの外部へ排出するドレン機構を有し、前記フィルターエレメントの内外の圧力差で生じる外向きの流れにより逆洗を行う洗浄手段と、
前記洗浄手段の枠部材の内部に設けられ、前記フィルターエレメントの外側面に向けて洗浄液を吹き付ける噴射口を有する洗浄液噴射パイプと、
を備えたことを特徴とする濾過装置。
前記ハウジングの外部には、前記複数のフィルターエレメントを回転駆動すると共に、その回転を制御することが可能な駆動制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
前記洗浄手段のドレン機構の各ドレンパイプに共通に１本の連通排出管を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の濾過装置。
前記洗浄手段のドレン機構の各ドレンパイプ毎に１個ずつ開閉バルブを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の濾過装置。
前記洗浄手段の掻取り部材は、前記フィルターエレメントの外側面の一部に摺接するブラシ又は柔軟性を有するスクレーパであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の濾過装置。
前記複数のフィルターエレメントは、前記ハウジングの内部に回転可能に設けられた中空回転管の長手方向に直交して所定間隔で配設され、前記濾材の中心部開口を該中空回転管内部に連通させて組み合わせたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の濾過装置。
前記複数のフィルターエレメントは、前記ハウジングの内部にてその長手方向に伸びる１又は複数本の棒状支持部材の長手方向に直交して所定間隔で配設され、前記濾材の中心部開口が互いに連通するように組み合わせたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の濾過装置。