JP6333097B2 - 流路洗浄装置を備えたフィルタ洗浄設備 - Google Patents

Description

本発明は、下水道および上水道等における流路洗浄装置を備えたフィルタ洗浄設備に関する。

従来、例えば上水道および下水道等の流路管を洗浄する装置としては、長手方向の所定位置に内径の小さい絞部が形成された流路管と、この絞部近傍に連通する空気流入管と、により主に構成された気泡発生装置がある（例えば、特許文献１参照）。この気泡発生装置によれば、管部材を流れる液体は、絞部を通過する際にベンチュリー効果によりその流速が高速になる。そして、このベンチュリー効果によって発生する負圧を利用して、空気流入管から取り込まれた外部の空気が管部材内に自然吸引され、微細な気泡となって洗浄水と混合攪拌され、流路管路の下流側に流れることになる。そして、この気泡の衝突及び破裂による衝撃により流路管路内の汚れを取り去ることができる。

特開２０１２−２５０１７６号公報（第４頁、第１図）

しかしながら、特許文献１の気泡発生装置は、空気流入管の開口端部が流路管の径方向に垂直に連通する構成であることから、空気が液体の流れに対して直交する方向に取り込まれる結果、流路管内に効率よく分散されず、十分な洗浄効果を得られないという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、液体中に効率よく空気を取り込んで効果的に洗浄能力を発揮することができる流路洗浄装置及び流路洗浄装置を備えたフィルタ洗浄設備を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のフィルタ洗浄設備は、
フィルタユニットに対して洗浄水を流して該フィルタユニットの洗浄を行うフィルタ洗浄設備であって、
前記フィルタユニットには、内部に上部と下部とに開放される筒状のフィルタが設置されており、該フィルタユニットの上方より前記フィルタの内方に洗浄水を流入可能な洗浄水供給配管が接続され、該フィルタユニットの下方より前記フィルタの内方及び前記フィルタユニットの内方に洗浄水を流入可能な流路管が接続されているとともに、該フィルタユニット内の洗浄水を排出させるための排水管が接続されており、
前記フィルタは、前記上部の開放部が前記洗浄水供給配管に接続されるとともに、前記下部の開放部が前記流路管に対向されており、
前記流路管の途中には、該流路管を流れる洗浄水に対して空気を混合する空気流入管が設けられていることを特徴とするフィルタ洗浄設備。
この特徴によれば、フィルタユニットの上方より内方に流れ込む洗浄水とフィルタユニットの下方より内方に流れ込む洗浄水とがフィルタの内周側及び外周側でそれぞれぶつかり合うことで強力かつ拡散する流れを発生させ、フィルタユニット全体を効果的にかつ効率よく洗浄することができる。更に、フィルタユニットの下方から流入される洗浄水には気泡が混合されており、この気泡が浮力により上昇しながらフィルタユニット内に拡散されるため、気泡による洗浄効果で効果的にフィルタユニットを洗浄することができる。

前記流路管は、長手方向の所定位置に内径の小さい絞部が形成されており、
前記空気流入管の吹出部は、前記流路管の長手方向に向くように前記絞部内に配置され、前記絞部における最小内径の部分に配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、空気流入管の吹出部が流路管の長手方向に向くように絞部内に配置されているため、簡単な構造で液体中に空気を効率よく取り込むことができる。また、絞部における最小内径の部分に空気流入管の吹出部が配置されることにより、絞部における液体が通過可能な断面積が狭くなるためベンチュリー効果が高めることができる。これらにより、効果的に洗浄効果を発揮することができる。

前記流路管は、前記洗浄水供給配管から分岐して形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、洗浄水の供給元を統一して、洗浄水を供給するための配管の構造を簡素化することができる。

前記フィルタユニットに洗浄水の供給を停止した該フィルタユニットの非洗浄の際には、前記排水管より汚水を前記フィルタユニットに取り込みフィルタを介して該フィルタユニット内方より前記洗浄水供給配管側へ浄化した浄水を供給する浄水手段を備えたことを特徴としている。
この特徴によれば、汚水は、浄化手段により、排水管を介してフィルタユニットに導かれ、フィルタの外周側から内周側に通過する際に浄化され、フィルタの内周側から洗浄水供給配管側に移動する。一方、洗浄水は、フィルタの内周側から外周側に通過する際にフィルタを洗浄することから、フィルタを逆洗することができる。

実施例におけるフィルタ洗浄装置の全体構成を模式的に示した図であって、採水状態を示している。 流路洗浄装置を示している。 フィルタ洗浄設備におけるフィルタ洗浄方法を示している。 フィルタ洗浄設備におけるフィルタ洗浄方法の別例を示している。

本発明に係る流路洗浄装置及びそれを備えるフィルタ洗浄設備を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る流路洗浄装置及びそれを備えるフィルタ洗浄設備につき、図１から図４を参照して説明する。以下、図１の紙面中央に配置されたフィルタユニットの左側、つまり常時におけるフィルタユニットの上流側を液体管路の一次側とし、同右側、つまり常時におけるフィルタユニットの下流側を液体管路の二次側として説明する。

実施例では、汚水を処理する下水処理場などの排水処理施設を例にして本発明の管洗浄方法及び装置を説明する。汚水を処理する下水処理場などの排水処理施設では、微生物の働きによって水の汚れをきれいに処理し河川や海に放流している。また、汚水には、大小様々なゴミ（以下、「夾雑物」という。）が混ざっており、汚水の処理過程で夾雑物が徐々に取り除かれる。処理過程においては、汚水の状態を把握して、安定的に制御させるための各種水質計器等が設置され、自動的に無人で測定が行われている。水質を測定するためには、汚水をサンプリングすることになるが、夾雑物が含まれていると測定不能又は故障が発生するため、事前に夾雑物を除去するためのフィルタが設置されている。

図１においては、排水処理施設の反応槽１内の汚水の状態を把握するための水質計器２が設置されている。水質計器２と反応槽１との間には、反応槽１内の汚水を水質計器２に導くための液体管路３が設けられ、該液体管路３の途中の水質計器２側には反応槽１内の汚水を吸入して水質計器２に送り込むための吸入ポンプ４が設けられている。

液体管路３の吸入ポンプ４の吸い込み側にはフィルタユニット５が設けられ、該フィルタユニット５と吸入ポンプ４との間の二次側の液体管路３ｂには洗浄水供給配管６の第１流路側６ａが接続されている。

ドレン配管７には開閉弁８が設けられている。また、洗浄水供給配管６にも開閉弁９，１０が設けられている。本例において、開閉弁８，９，１０は、それぞれ電動弁により構成されている。

フィルタユニット５は、主として、ハウジング１５とハウジング１５内に設けられるフィルタ１６とから構成されている。ハウジング１５は、本例では、上方が下方より大径の略円錐台の形状をなしており、その中心に位置するように略円筒状のフィルタ１６が設置される。ハウジング１５の上部外径側には一次側の液体管路３ａが半径方向から接続され、また、ハウジング１５の中心には二次側の液体管路３ｂが鉛直方向から接続されている。本例では、ハウジング１５と一次側の液体管路３ａ及び二次側の液体管路３ｂとの接続部を覆うように接続アダプタ１７が設けられている。

フィルタ１６は、側面に複数の流通孔１６ａが設けられると共に上部及び下部は開放された形状をしており、上部はハウジング１５の上部を介して二次側の液体管路３ｂに接続され、下部はハウジング１５の底部との間に夾雑物を排出可能な隙間を有するようにしてドレン配管７に向けて開放され、ハウジング１５に支持されている。

図１は水質計器２に採水する状態を示したものであり、この採水状態では、ドレン配管７の開閉弁８及び洗浄水供給配管６の開閉弁９，１０は閉状態にされている。また、水質計器２に汚水を送り込むための吸入ポンプ４は駆動され、この駆動により、反応槽１内の汚水は一次側の液体管路３ａを介してフィルタユニット５のハウジング１５に導かれ、フィルタ１６の外周側から内周側に通過する際に夾雑物が濾過され、濾過された液体はフィルタ１６の内周側から二次側の液体管路３ｂを通り、吸入ポンプ４を介して水質計器２に導かれる。

フィルタユニット５の下方には、流路洗浄装置１１が配置されている。流路洗浄装置１１は、洗浄水供給配管６の第２流路側を構成する流路管６ｂと空気流入管２０とを備えており、流路管６ｂには、その一部の内径が窄まるように小径となって絞部２５が形成されている。

図２に示されるように、絞部２５は、流路管６ｂの長手方向に所定長さ形成されており、一方側から中央側に向けて漸次小径となり、最小径部分を境に他方側に向けて漸次大径となっている。これによれば、流路管６ｂから流下する洗浄水は絞部２５を通過する際に圧縮されることになり、ベンチュリー効果によりその流速が高速になる。尚、絞部２５は流路管６ｂにおける絞部２５以外の部分の内径より小径であれば、漸次小径となる構造に限られず、段状に形成されてもよい。

空気流入管２０は、流路管６ｂにおける絞部２５より上流側（流路管１次側６ｂ１）から導入され、流路管６ｂの外方に位置する空気流入管２０の管端部（以下、取込部２０ａという）から流路管６ｂ内に空気を取り込むことができるようになっている。また、空気流入管２０における流路管６ｂ内部に位置する側は、前記絞部２５に向けて流路管６ｂと略平行に延設されており、その管端部の吹出部２０ｂが絞部２５内の最小径部分２５ａ内に配置されている。

空気流入管２０の吹出部２０ｂは、その外径が絞部２５の最小内径部分２５ａよりも小径であり、この空気流入管２０の外径断面積の分だけ、絞部２５における最小径部分２５ａにおける洗浄水が通過可能な断面積が狭くなり、上述したベンチュリー効果をより高めることができた。

次に、図３を参照しながら、フィルタ洗浄の一例について説明する。図３においては、水質計器２に汚水を送り込むための吸入ポンプ４は停止状態にあり、ドレン配管７の開閉弁８は閉弁状態に、洗浄水供給配管６の開閉弁９，１０は開状態に設定されている。そして、洗浄水が絞部２５を通過する際に、ベンチュリー効果によって発生する負圧（吸気力）を利用して、空気流入管２０の取込部２０ａから取り込まれた空気が流路管６ｂの絞部２５内に自然吸引され、微細な気泡となって洗浄水と混合攪拌されて流路管２次側６ｂ２へ吹き出されるようになる。

流路管２次側６ｂ２から吹き出され、気泡を含んだ洗浄水は、流路管６ｂから洗浄水供給配管６の開閉弁９を通り、フィルタユニット５のハウジング１５に導かれる。このとき空気流入管２０の吹出部２０ｂが流路管６ｂの長手方向に向くように絞部２５内に配置されているため、簡単な構造で液体中に空気を効率よく取り込んで効果的に洗浄能力を発揮することができる。

洗浄水供給配管６から供給される清水からなる洗浄水は、洗浄水供給配管６の第１流路６ａから二次側の液体管路３ｂを通り、フィルタユニット５のハウジング１５上部に導かれるとともに、洗浄水供給配管６の第２流路６ｂからフィルタユニット５内に対して流れこむ。第１流路６ａからの洗浄水は、フィルタ１６の内周側から外周側に通過する際、フィルタ１６を洗浄すなわち逆洗し、フィルタ１６に付着した夾雑物が剥離され、一次側の液体管路３ａを介して反応槽１に排出される。また、流路管６ｂからフィルタユニット５の下方から流れ込む洗浄水には複数の気泡が含まれているため、これら気泡の衝突及び破裂による衝撃によりフィルタ１６の洗浄効果が飛躍的に高められている。

フィルタユニット５の下方から流入される洗浄水には流路洗浄装置１１により気泡が混合されており、この気泡が浮力により速度を持って上昇してフィルタユニット５内に広範囲で拡散されるため、気泡による洗浄効果で効果的にフィルタ１６を洗浄することができる。

更に、洗浄水供給配管６の第２流路６ｂからフィルタユニット５内に流れ込む気泡を含んだ洗浄水は、第１流路６ａから流れ込む洗浄水とフィルタ１６の内周側及び外周側でそれぞれぶつかり合うことで強力かつ拡散する流れを発生させ、より効率的にフィルタ１６に付着した夾雑物を剥離させることができる。また、第１流路６ａと第２流路６ｂとから流れ込む洗浄水が混合されることで、ハウジング１５内の上部にも気泡が行き届くことになり、フィルタ１６全体を効率的に洗浄することができる。上記したフィルタの洗浄により、水質計器２における測定の際に、測定精度を確実にすると共に水質計器２の故障を防止できる。

また、図４はフィルタ洗浄方法の別例を示す図である。図４においては、水質計器２に汚水を送り込むための吸入ポンプ４は停止状態にあり、洗浄水供給配管６の上方側すなわち２次側の液体管路３ｂ側に配置された開閉弁１０は開状態に設定され、ドレン配管７の開閉弁８及び洗浄水供給配管６の開閉弁９は閉状態に設定されている。

そのため、洗浄水供給配管６の開閉弁８及びドレン配管７の開閉弁９は閉状態にあるため、一部の洗浄水は洗浄水供給配管６の第１流路６ａから２次側の液体管路３ｂへ直接流れ込み、一部は流路管６ｂ内に流れ込み、流路管６ｂ内が洗浄水によって常に満たされた状態となる。

供給される洗浄水は、洗浄水供給配管６の第１流路６ａから二次側の液体管路３ｂを通り、フィルタユニット５のハウジング１５内に導かれる。このとき、洗浄水供給配管６の第１流路６ａに引っ張られる形で流路管６ｂ内が負圧となる。すると、空気流入管２０の取込部２０ａから空気が洗浄水供給配管６の絞部２５内に自然吸引され、この取り込まれた気泡が洗浄水供給配管６の第１流路６ａに向けて引っ張られるよう。尚、空気流入管２０には逆止弁２６が設けられており、空気流入管２０内からの洗浄水の流出が防止されている。

こうして気泡を含んだ洗浄水は、流路管６ｂから第１流路６ａを流れる洗浄水と合流し、２次側の液体管路３ｂを通り、フィルタユニット５のハウジング１５に導かれる。このように、別途装置を用意すること無く、開閉弁８，９，１０の開け閉めの組み合わせのみで、フィルタユニット６の上方から気泡を含んだ洗浄水を流入させることができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、絞部２５における最小径部分２５ａにおける洗浄水が通過可能な断面積を狭くする構成は、絞部２５の内径の調整に限らず、絞部２５内に配置された空気流入管２０の吹出部２０ｂの外径を太径とすることで実現してもよい。

また、前記実施例においては、汚水を処理する下水処理場などの排水処理施設を例にしてフィルタ洗浄装置１を説明したが、本発明のフィルタ洗浄装置はこれに限定されることなく、上水道等において用いられてもよい。

また、前記実施例では、流路洗浄装置１１はフィルタ洗浄装置１に設置される構成で説明したが、本発明の流路洗浄装置はこれに限定されることなく、下水道配管又は上水道配管に設置されて、これら配管内を洗浄する装置に用いられてもよい。

また、流路洗浄装置１１は、洗浄水供給配管６の一部と空気流入管２０とにより主に構成されるものに限らず、例えば、洗浄水供給配管６の一部に代えて別体の管部材を用いてもよい。更に尚、絞部２５は洗浄水供給配管６の一部を縮径させて構成されるものに限らず、例えば、洗浄水供給配管に対して比較的小径となる別体の管部材が継管されることで構成されてもよい。

また、空気流入管２０の吹出部２０ｂは、漸次小径となる絞部２５内に配置されていれば、絞部２５における洗浄水が通過可能な断面積が狭くなり、ベンチュリー効果をより高めることができるため、必ずしも絞部２５の最小内径部分２５ａに配置されることに限らない。

また、流路洗浄装置１１は、流路管６ｂに一つ設けられる構成に限らず、例えば第１流路６ａ側のみに設けられてもよいし、洗浄水供給配管６内に２つ以上の複数個設けられてもよい。

また、流路洗浄装置１１は、フィルタユニット５の下方に設けられていれば、洗浄水供給配管６を用いて構成されずともよく、例えば二次側の液体管路３ｂに洗浄水を供給する洗浄水供給配管と別途設けられる流路管を用いて構成されてもよい。

また、絞部２５は流路管６ｂに一つ設けられる構成に限らず、例えば２つ以上の複数個近接して設けられてもよい。これによれば、例えば最も上流側の絞部にて液体中に含まれた気泡が下流側の絞部にて移動速度が加速されることになり、より遠方まで気泡を運ぶことができる。

１ 反応槽
２ 水質計器
３ 液体管路
３ａ 一次側の液体管路
３ｂ 二次側の液体管路
４ 吸入ポンプ
５ フィルタユニット
６ 洗浄水供給配管
６ａ 洗浄水供給配管第１流路
６ｂ 流路管（洗浄水供給配管第２流路）
６ｂ１ 流路管１次側
６ｂ２ 流路管２次側
７ ドレン配管
８ ドレン配管の開閉弁
９ 流路管の開閉弁
１０ 洗浄水供給配管の第１流路の開閉弁
１５ ハウジング
１６ フィルタ
１７ 接続アダプタ
１１ 流路洗浄装置
２０ 空気流入管
２０ａ 空気流入管取込部
２０ｂ 空気流入管吹出部
２５ 絞部
２５ａ 絞部最小内径部分
２６ 逆止弁

Claims (4)

1. フィルタユニットに対して洗浄水を流して該フィルタユニットの洗浄を行うフィルタ洗浄設備であって、
   前記フィルタユニットには、内部に上部と下部とに開放される筒状のフィルタが設置されており、該フィルタユニットの上方より前記フィルタの内方に洗浄水を流入可能な洗浄水供給配管が接続され、該フィルタユニットの下方より前記フィルタの内方及び前記フィルタユニットの内方に洗浄水を流入可能な流路管が接続されているとともに、該フィルタユニット内の洗浄水を排出させるための排水管が接続されており、
   前記フィルタは、前記上部の開放部が前記洗浄水供給配管に接続されるとともに、前記下部の開放部が前記流路管に対向されており、
   前記流路管の途中には、該流路管を流れる洗浄水に対して空気を混合する空気流入管が設けられていることを特徴とするフィルタ洗浄設備。
2. 前記流路管は、長手方向の所定位置に内径の小さい絞部が形成されており、
   前記空気流入管の吹出部は、前記流路管の長手方向に向くように前記絞部内に配置され、前記絞部における最小内径の部分に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ洗浄設備。
3. 前記流路管は、前記洗浄水供給配管から分岐して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ洗浄設備。
4. 前記フィルタユニットに洗浄水の供給を停止した該フィルタユニットの非洗浄の際には、前記排水管より汚水を前記フィルタユニットに取り込みフィルタを介して該フィルタユニット内方より前記洗浄水供給配管側へ浄化した浄水を供給する浄水手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のフィルタ洗浄設備。

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