CN105939768A - 过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明包括：外壳1，具有允许流体从外部流入的流体入口6和允许在内部过滤后的流体流出的流体出口7；多个筒状的滤芯2，设置在外壳的内部且两端开口，通过使流体从内侧朝向外侧流过而过滤流体；反冲洗用导管3a、3b，与各滤芯的两端开口陆续连接，并且连接于每个滤芯的两端的开口部的时间彼此不同，通过使流体从外侧朝向内侧流过而进行反冲洗；捕捉物去除用具4，在各滤芯的内部利用过滤或反冲洗时产生的流体流动而在轴向上移动，且外周部与滤芯的内周面滑动接触而去除捕捉物；以及反冲洗流体排水管5，与反冲洗用导管的排出侧连接且将通过由反冲洗时的流体流动引起的捕捉物去除用具的移动所去除的捕捉物排出至外壳外部。

Description

过滤装置
技术领域
本发明涉及一种过滤装置，其纵向方向的两端开口，并且能够进行使流体沿与当从内侧向外侧的筒状滤芯过滤时的过滤方向相反的方向流动，从而将附着于该滤芯的捕捉物剥离的反冲洗，详细而言，涉及一种过滤装置，该滤芯装置从上述滤芯的两端的开口进行过滤和反冲洗，使设置在该滤芯的内部的捕捉物去除用具利用过滤时或反冲洗时产生的轴向的流体流动而在其轴向上移动，从而去除捕捉物。
背景技术
目前，在海水、湖水、河川水、自来水、污水等水的过滤、各种装置的冷却水或处理液等工业通常使用的液体的过滤、在化学工厂等使用的各种原料的气体等的过滤中，以捕捉去除包含在这些中的微粒或尘埃等为目的而使用各种过滤装置。
当长时间持续由上述过滤装置进行的过滤时，在滤芯捕捉到的固体成分、胶状尘埃等积存在该滤芯中，从而对于流过滤材的流体的阻力增大，最终，难以过滤对象流体。为了应对该问题，例如，需要定期在上述滤芯进行被称为“反冲洗”的操作，从而使滤芯的过滤性能恢复，该操作通过使流体沿与过滤时的方向相反的方向流过而使得附着于该滤芯的捕捉物剥离。
上述反冲洗的操作虽然有效，但是有时附着于滤芯的捕捉物未被完全去除而残存。在这种情况下，即使反复进行反冲洗的操作，上述滤芯的滤材对于流体的阻力上升，有时难以过滤对象流体。特别在如对液体进行过滤的情况下，当胶状的尘埃等或被粘着性强的物质覆盖的尘埃等牢固地附着于滤芯的表面时，难以仅通过使流体沿与过滤时的方向相反的方向流动形成的反冲洗来恢复滤芯的过滤性能。其中，在使用的滤芯的网眼尺寸小于200μm的过滤装置中，这种倾向强。
另外，在滤芯缠上纤维状的尘埃等的状态下的过滤也一样。易于变成这种状态的过滤是如海水、湖水、河川水、自来水、污水等水的过滤，在对象流体中含有微生物的情况下较为显著。例如，当过滤载于船舶的压载舱的压载水(海水)时，虽然海水中的藻类被大量地捕捉，但是，纤维状的藻类、纤维素以及其他纤维状的物质缠到滤芯上，不易去除。
为了应对该问题，提出用于恢复滤芯的过滤性能的过滤装置。这种过滤装置包括：待过滤流所用的入口通道；过滤后流所用的出口通道；滤芯，是在两端开放的多个平行的滤芯，通过将待过滤流送入该滤芯，产生通过上述芯部朝向该芯部外的浸透；以及至少一个清洗机构，其在该滤芯的两端与上述芯部的不同端部互相连接，其中，该清洗机构形成由过滤后的流体的压力产生的上述芯部的逆流冲洗流的排出通道。而且，上述滤芯分别在其端部间被分成两半，与上述芯部各端部连接的上述清洗机构一次仅在上述芯部的长度的某部分产生逆流冲洗(例如，参考专利文献1)。
另外，作为相同的过滤装置，具有待过滤流所用的入口通道、过滤后流所用的出口通道、在两端开放的多个平行的滤芯、以及在该滤芯的两端与上述芯部的不同的端部相互连接的清洗机构，其中，该清洗机构形成有由过滤后流的压力产生的上述芯部的逆流冲洗用的排出通道(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2003-509200号公报
专利文献2：WO2007/062763A1
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1、2记载的过滤装置中，虽然在不同时间从滤芯的两端侧的开口进行使附着于该滤芯的捕捉物剥离的反冲洗，但是，该反冲洗仅通过流体的流动所产生的压力进行，在纤维状的尘埃等缠在上述滤芯上的情况下，甚至在其被粘性、附着力强的物质覆盖的情况下，难以仅通过利用流体的流动进行的反冲洗来恢复滤芯的过滤性能。
因此，鉴于上述问题点，本发明所要解决的课题在于，提供一种过滤装置，其从滤芯两端的开口进行过滤和反冲洗，并且设置在使该滤芯的内部的捕捉物去除用具利用过滤时或反冲洗时产生的轴向的流体的流动而在其轴向上移动，从而去除捕捉物。
解决问题所需手段
为了解决上述课题，本发明的过滤装置包括：外壳，具有允许流体从外部流入的流体入口，并具有允许在内部过滤后的流体向外部流出的流体出口；多个滤芯，均为筒状，互相平行地设置在所述外壳的内部，纵向方向的两端部开口，通过使流体从内侧朝向外侧流过而过滤流体；反冲洗用导管，与所述多个滤芯的两端的开口部陆续连接，并且连接于每个滤芯的两端的开口部的时间彼此不同，通过使流体从外侧朝向内侧流过而进行反冲洗；捕捉物去除用具，设置在所述多个滤芯的内侧，利用过滤时或反冲洗时产生的轴向的流体流动在所述多个滤芯的内侧沿轴向移动，且外周部与所述多个滤芯的内周面滑动接触，从而去除捕捉物；以及反冲洗流体排水管，与所述反冲洗用导管的排出侧连接，将通过由所述多个滤芯进行的反冲洗时的流体流动而引起的捕捉物去除用具的移动所去除的捕捉物排出至所述外壳的外部。
另外，上述捕捉物去除用具也可以是在刷主体的外周部栽植有刷毛的去除刷。
而且，上述捕捉物去除用具也可以是形成刃状或铲状的金属制、树脂制或橡胶制的刮刀。
而且，另外，也可以在所述反冲洗用导管的、与所述多个滤芯的两端的开口部分别连接的连接口设置盲盖，每个盲盖具有足以覆盖相邻的两个滤芯的开口部的长度并且相对于对应的反冲洗用导管不对称地延伸，使得所述盲盖在所述多个滤芯的一个端部侧的不对称布置和在另一个端部侧的不对称布置是相反的。
另外，在将一个反冲洗用导管的连接口与所述多个滤芯中的任一个滤芯的一个端部侧的开口部连接的状态下，所述任一个滤芯的另一个端部侧的开口部被一个盲盖从另一个反冲洗用导管延伸的较长部分堵塞。
而且，也可以在所述多个滤芯的各个滤芯的纵向方向的中间部设置间隔部件，所述间隔部件形成为限制所述各个滤芯内的流体的流动并允许部分流体流过的结构，以所述间隔部件为界，在所述多个滤芯内的一端的开口部侧和另一端的开口部侧设置所述捕捉物去除用具。
发明效果
根据本发明的过滤装置，能够通过与在外壳的内部平行地设置且纵向方向的两端开口的多个筒状滤芯的上述两端的开口部陆续连接，并且连接于每个滤芯的两端的开口部的时间彼此不同的反冲洗用导管，使流体从该滤芯的外侧朝向内侧流动而进行反冲洗，通过设于上述各滤芯的内部且利用过滤时或反冲洗时产生的轴向的流体流动而在该滤芯内沿其轴向移动的捕捉物去除用具，其外周部与上述滤芯的内周面滑动接触而去除捕捉物。因此，能够通过由上述反冲洗用导管产生的流体流动对滤芯进行反冲洗，并且通过利用该流体的流动而使得在该滤芯内沿其轴向移动的捕捉物去除用具将附着于内周面的捕捉物去除。从而，即使在纤维状的尘埃等缠在上述滤芯的情况下，甚至在上述滤芯被粘性、附着力强的物质覆盖的情况下，与目前相比，也能够使滤芯的过滤性能可靠地恢复。
上述构成的过滤装置能够应用于对载于船舶的压载舱的压载水(海水)进行过滤的压载水处理装置，能够容易地去除缠在滤芯上的纤维状的藻类。
另外，这样构成的过滤装置也应用于湖水、河川水、自来水、污水等水的过滤、各种装置的冷却水或处理液等工业通常使用的液体的过滤、在化学工厂等使用的各种原料的气体等的过滤，因此，能够捕捉去除这些中包含的微粒、尘埃等。
附图说明
图1是表示本发明的过滤装置的实施方式的正面剖面图。
图2是沿图1所示的过滤装置的A-A线截取的剖面图。
图3是沿图1所示的过滤装置的B-B线截取的剖面图。
图4是表示第一实施方式的过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴未位于滤芯的上端部和下端部的开口部而由滤芯进行流体的过滤的状态。
图5同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴向左侧偏离中心且一部分位于滤芯的上端部的开口部而开始反冲洗的状态。
图6同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出将反冲洗喷嘴的中心对准滤芯的上端部的开口部连接，并且下端部的开口部被设于其他反冲洗喷嘴的附近的盲盖完全堵塞而进行反冲洗的状态。
图7同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴向右侧偏离中心且一部分位于滤芯的上端部的开口部，并且其他反冲洗喷嘴向左侧偏离中心且一部分位于下端部的开口部而暂时在上下进行反冲洗的状态。
图8同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴向右侧偏离中心且位于滤芯的下端部的开口部而从滤芯的下端部侧进行反冲洗的状态。
图9同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴向右侧偏离中心且位于滤芯的下端部的开口部而继续进行从滤芯的下端部侧进行反冲洗的状态。
图10同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴未位于滤芯的上端部和下端部的开口部而由滤芯进行流体的过滤的状态。
图11是表示第二实施方式的过滤装置的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴未位于滤芯的上端部和下端部的开口部而由滤芯进行流体的过滤的状态。
图12是表示上述过滤装置的间隔部件的其他实施例的主要部分放大剖面图。
图13是表示第二实施方式的过滤装置的说明图，是沿图1的A-A线截取的剖面图。
图14同样是表示第二实施方式的过滤装置的说明图，是沿图1的B-B线截取的剖面图。
图15是表示第二实施方式的过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴向左侧偏离中心且位于滤芯的上端部的开口部而在上部开始反冲洗后的状态。
图16同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴向右侧偏离中心且位于滤芯的上端部的开口部而在上部继续进行反冲洗的状态。
图17同样是表示过滤装置的动作的放大剖面图，示出反冲洗喷嘴从滤芯的上端部的开口部分离而反冲洗结束且由滤芯进行流体的过滤的状态。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的过滤装置的实施方式的正面剖面图。该过滤装置应用于海水(例如船舶的压载水)、湖水、河川水、自来水、污水等水的过滤、各种装置的冷却水或处理液等工业通常使用的液体的过滤、在化学工厂等使用的各种原料的气体等的过滤，以捕捉去除包含在这些中的微粒、尘埃等，如图1所示，其具有外壳1、滤芯2、反冲洗用导管3a、3b、捕捉物去除用具4以及反冲洗流体排水管5。
上述外壳1形成过滤装置的外壳，其形成为有底有盖的筒状(例如，圆筒形状)、长方体形状等，例如，在侧壁下端具有供流体从外部流入的流体入口6，并且在侧壁顶部具有使在内部过滤后的流体向外部流出的流体出口7。外壳1的材质是金属或合成树脂等，其形状、大小可以根据过滤装置的使用目的、流过的液体、气体等的种类、量以及设置场所等适宜决定。
在上述外壳1的内部，在顶部和底部安装有在中心部具有例如圆形开口的圆环板状的安装板8a、8b，在该安装板8a、8b的中心部开口的边缘上下竖立设置有圆筒壁9。而且，在上述安装板8a、8b的多个部位形成有贯通孔10。在该状态下，形成由上述外壳1的内壁、安装板8a、8b以及圆筒壁9所包围的圆环筒状的空间。
在由上述外壳1的内壁、安装板8a、8b以及圆筒壁9所包围的圆环筒状的空间平行地设有多个滤芯2。该滤芯2使对象流体从内侧向外侧流过，捕捉包含在流体中的固体成分、胶状尘埃等而进行过滤，形成为筒状，例如，圆筒状。各滤芯2在纵向方向的两端开口，其两端的开口部分别与在上述安装板8a、8b上穿孔形成的贯通孔10结合，从而纵向配置在上述外壳1的内部。在这种情况下，由上述外壳1的内壁、安装板8a、8b以及圆筒壁9所包围的圆环筒状的空间构成过滤对象流体的过滤室。
如图2和图3所示，上述多个滤芯2在由外壳1的内壁、安装板8a、8b以及圆筒壁9所包围的圆环筒状的过滤室内呈同心圆状排列有例如3列。同心圆状的各列滤芯2按照各列规定的间距进行配置，各列的个数也可以不同。另外，在图2和图3中，虽然呈同心圆状将滤芯2设置为3列，但是不限于此，也可以设置为1至2列，也可以设置为四列以上。
在上述滤芯2中，滤材只要是重叠有多层且最内层为最细的网眼即可，例如，具有将层叠多层的金属网烧结以提高保形性且成形为圆筒状的烧结网滤芯、圆筒状的钢丝网滤芯、楔形丝滤芯等。在烧结网滤芯的情况下，最内侧的网眼尺寸为10μm至200μm，虽然外侧的层的网眼尺寸只要比最内层的粗即可，但是200μm至5000μm较为合适，可以从中适当选定。在这种情况下，最内层以外的加强网、保护网关系到滤芯的强度，选择其层数、网眼尺寸和线材直径，以得到需要的强度。另外，网的编制方法可以使用平纹编织、斜纹编织、缎纹编织、席型编织、斜纹席型编织等。此外，也可以在将最内层设置为金属网，在其外侧设置例如贯穿设置有无数角孔的圆筒状冲孔管或沿轴向排列有多根细杆的加强部件的状态下进行烧结。该滤芯2的形状、大小、个数等可以根据过滤装置的使用目的、过滤性能、外壳1的大小、对象流体的种类等适当决定。
如图1所示，在上述多个滤芯2的两端(上端部和下端部)的开口部连接反冲洗用导管3a、3b。该反冲洗用导管3a、3b进行“反冲洗”，其由与滤芯2的上端部和下端部的开口部在不同时间连接的第一反冲洗用导管3a和第二反冲洗用导管3b构成，上述“反冲洗”沿与过滤时的方向相反的方向使流体从外侧向内侧流过滤芯2，从而使附着于该滤芯2的捕捉物剥离。
在图1中，第一反冲洗用导管3a与可旋转地设于外壳1的中心部的中空的排出导管11的上端部可连通地连结。在图1和图2中，该第一反冲洗用导管3a从排出导管11在半径方向上左右延伸，右侧的臂从中心部到达第2列的滤芯2的上端部的开口部，且向下的反冲洗喷嘴12a与在上部的安装板8a上穿孔形成的贯通孔10连接。另外，左侧的臂从中心部到达第1列和第3列的滤芯2的上端部的开口部，且向下的反冲洗喷嘴12b、12c与在上部的安装板8a上穿孔形成的贯通孔10连接。
在图1中，第二反冲洗用导管3b与上述中空的排出导管11的下端部可连通地连结。在图1和图2中，该第二反冲洗用导管3b从排出导管11在半径方向上左右延伸，右侧的臂从中心部到达第2列的滤芯2的下端部的开口部，且向上的反冲洗喷嘴13a与在下部的安装板8b上穿孔形成的贯通孔10连结。另外，左侧的臂从中心部达到第1列和第3列的滤芯2的下端部的开口部，且向上的反冲洗喷嘴13b、13c与在下部的安装板8b上穿孔形成的贯通孔10连结。
在上述第一反冲洗用导管3a所连结的排出导管11的上端部，在其中心轴上，向上安装有轴14，且该轴14伸出到外壳1的外部，在该轴14的端部设置有齿轮箱15，由电机16旋转驱动。从而，如图2所示，上述轴14通过电机16的旋转驱动而例如沿顺时针在箭头P方向上旋转，从而第一反冲洗用导管3a沿箭头P方向旋转，在例如呈同心圆状排列的多个滤芯2的上端部的开口部依次连接第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12a、12b、12c。与此同时，如图3所示，第二反冲洗用导管3b沿箭头Q方向(若从沿图1的A-A线截取的剖面图的方向观察，则与箭头P方向相同)旋转，且在上述多个滤芯2的下端部的开口部依次连接第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13a、13b、13c。
在这种情况下，如图2和图3所示，对于与上述排出导管11的上端部或下端部连接的第一反冲洗用导管3a或第二反冲洗用导管3b，其相对于排出导管11的安装角度根据多个滤芯2的排列间隔错开适当的量。由此，通过旋转驱动图1所示的电机16使第一反冲洗用导管3a和第二反冲洗用导管3b旋转，使得在各滤芯2的两端(上端部和下端部)的开口部在不同时间连接第一反冲洗用导管3a侧的反冲洗喷嘴12a、12b、12c和第二反冲洗用导管3b侧的反冲洗喷嘴13a、13b、13c。
此外，在图1中，将第一反冲洗用导管3a侧的反冲洗喷嘴12a、12b、12c和第二反冲洗用导管3b侧的反冲洗喷嘴13a、13b、13c示出为同时与特定的滤芯2的上端部和下端部的开口部连接，但是这是为了在图2和图3中简略地表示相对于排出导管11的安装角度错开适当的量。实际上，如在后述的图4至图10中所说明的，第一反冲洗用导管3a侧的反冲洗喷嘴12和第二反冲洗用导管3b侧的反冲洗喷嘴13无需同时与特定的滤芯2的上端部和下端部的开口部连接。
在上述各滤芯2的内部设有捕捉物去除用具4。该捕捉物去除用具4利用在过滤时或反冲洗时产生的轴向的流体的流动而在该滤芯2内沿其轴向移动，外周部与上述滤芯2的内周面滑动接触而去除捕捉物，构成为如图4所示的去除刷。
该去除刷4在上述滤芯2的内侧沿该中心轴棒17上下移动，在刷主体4a的外周部栽植有刷毛4b。刷主体4a在其中心部形成与上述中心轴棒17嵌合的孔，外径比滤芯2的内径小，且刷主体4a形成为具有预定的厚度的环形盘状。在该刷主体4a的外周部，呈环状栽植有毛前端能够与上述滤芯2的内周面滑动接触的刷毛4b。刷毛4b的毛根长度需要设置为至少使该刷毛4b的前端以某种程度的压力与上述滤芯2的内周面接触的程度。
上述刷毛4b的材质只要是例如天然或合成的纤维，或钢、铜、黄铜等的金属线等通常作为刷的毛使用的材料即可。此外，刷毛4b具有受在滤芯2内流动的流体的压力而弯曲的程度的柔软性。由此，当刷毛4b由于流体的压力而弯曲时，在滤芯2的内周面和刷毛4b的毛前端之间出现缝隙，从而流体可以流过。
如图4所示，在上述滤芯2内的中心轴棒17的上端部和下端部安装有阻挡器18。当去除刷4在上述滤芯2的内侧沿滤芯2的中心轴棒17上下移动时，该阻挡器18在上下终端部阻止去除刷4的移动。此外，阻挡器18的材质优选类似橡胶、弹簧等可以吸收冲击的材质。
如图1所示，在上述反冲洗用导管3a、3b的排出侧，即上述排出导管11的下端部连接有反冲洗流体排水管5。该反冲洗流体排水管5将通过由上述滤芯2的反冲洗时的流体的流动引起的捕捉物去除用具4的移动所去除的捕捉物向上述外壳1的外部排出，形成为在外壳1的半径方向延伸的直线状导管。在上述反冲洗流体排水管5的基端部设有向上开口的连接口部19，排出导管11的下端部与该连接口部19连接。另外，上述反冲洗流体排水管5的前端部的排出口20向外壳1的外部突出。
上述反冲洗流体排水管5固定于外壳1，排出导管11相对于基端部的连接口部19的连接部上设置有通过介于之间的轴承等轴承机构而支持且不使排出物混入未过滤的流体的密封机构。从而，通过旋转驱动电机16，将上述连接口部19作为旋转支承部，一边保持上述排出导管11和连接口部19的密封，一边沿箭头P方向旋转排出导管11和第一反冲洗用导管3a、第二反冲洗用导管3b。
上述构成的过滤装置在过滤时，对象流体从流体入口6如箭头C所示地流入，且从在顶部和底部的安装板8a、8b之间平行设置的多个的滤芯2的两端(上端部和下端部)的开口部流入，然后从内侧朝向外侧流过该滤芯2而进行过滤。过滤时，优选从滤芯2的内侧向外侧以达到0.05MPa程度的压差进行过滤，但是有时施加最大0.5MPa程度的压差。此外，对于该过滤时的去除刷4的动作将在下文叙述。此时，浮游生物、藻类等异物被捕捉到滤芯2的内侧。流过滤芯2被过滤后的流体从流体出口7如箭头D所示地向外部流出。
为了保持或恢复上述滤芯2的过滤性能，在反冲洗时，旋转驱动电机16而使轴14旋转，从而使与该轴14连结的反冲洗用导管3a、3b旋转移动，与各滤芯2的上端部和下端部的开口部在不同时间进行连接，从而流体从该滤芯2的外侧朝向内侧由于内外的压力差而流动来进行反冲洗。在反冲洗时，有时从滤芯2的外侧到内侧施加最大0.5MPa程度的压差。通过该反冲洗所去除的捕捉物被导入至排出导管11，从该排出导管11的下端部所连接的反冲洗流体排水管5的排出口20如箭头E所示地向外部排出。
在上述反冲洗时，反冲洗用导管3a、3b与各滤芯2的上端部和下端部的开口部在不同时间连接，作为实现上述的第一实施方式，如图2和图3所示，在上述反冲洗用导管3a、3b的、分别与滤芯2的两端的开口部连接的连接口有时以在上述滤芯2的上端部侧的不对称设置和下端部侧的不对称设置相反的方式设有盲盖21、22，其以覆盖相邻的两个滤芯2的开口部的长度不对称地延伸。
图2是表示滤芯2的上端部侧的构造的说明图，对应于图1所示的第一反冲洗用导管3a，在反冲洗喷嘴12a的连接口设有盲盖21a，在反冲洗喷嘴12b的连接口设有盲盖21b，在反冲洗喷嘴12c的连接口设有盲盖21c。另外，图3是表示滤芯2的下端部侧的构造的说明图，对应于图1所示的第二反冲洗用导管3b，在反冲洗喷嘴13a的连接口设有盲盖22a，在反冲洗喷嘴13b的连接口设有盲盖22b，在反冲洗喷嘴13c的连接口设有盲盖22c。此外，如图2和图3所示，各盲盖21a至21c和22a至22c的平面形状形成为以排出导管11的中心轴为中心的圆弧状板，从各反冲洗喷嘴向左右延伸的长度一边相对于另一边短，而且在上端部的不对称布置侧和下端部侧的不对称布置是相反的。
另外，在将反冲洗用导管3a的连接口与上述滤芯2的上端部侧的开口部连接的状态下，以在上述滤芯2的上端部侧的不对称布置和下端部侧的不对称布置相反的方式设置的盲盖21、22形成为下端部侧的开口部被上述盲盖22不对称延伸的较长部分堵塞的状态。由此，形成为反冲洗用导管3a、3b在不同时间与各滤芯2的上端部和下端部的开口部连接。
接下来，参照图4至图10，对上述构成的第一实施方式的过滤装置的过滤时和反冲洗时的动作进行说明。图4至图10是将沿图2的F-F线截取的剖面图和沿图3的G-G线截取的剖面图作为一张图重叠表示的放大剖面图。该图4至图10是示出在图2和图3中从中心部呈同心圆状排列的第3列滤芯2中相邻的三个滤芯2的图，为了简化，仅说明上述三个滤芯中的中央的滤芯2的动作。
图4示出了第一和第二反冲洗用导管3a、3b的反冲洗喷嘴未位于滤芯2的上端部和下端部的开口部，由中央的滤芯2进行流体的过滤的状态。此时，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c和第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c为位于左侧的滤芯2的状态，在中央的滤芯2为开始反冲洗前的状态。在这种状态下，在图1中从流体入口6流入的流体从滤芯2的上端部和下端部的开口部向该滤芯2内流入，流体从内侧朝向外侧流过而进行过滤。在这种情况下，设置在滤芯2内的去除刷4被从上端部和下端部的开口部流入的未过滤的流体按压而停止在该滤芯2内的流的压力平衡的位置，例如，中间部。
图5示出以下状态，第一和第二反冲洗用导管3a、3b从图4的状态向图2中箭头P方向(图3中为箭头Q方向)旋转移动，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c向左侧偏离中心而一部分位于滤芯2的上端部的开口部，从而开始进行反冲洗。在这种状态下，由于来自反冲洗喷嘴12c的流体的吸引，流体从滤芯2的上端部的开口部向反冲洗喷嘴12c流动，流体从滤芯2的外侧朝向内侧流动而开始反冲洗。这里，所说明的“来自反冲洗喷嘴12c的流体的吸引”是指因为反冲洗喷嘴12c侧的压力比滤芯2内部的压力低，从而由于该压力差而产生朝向反冲洗喷嘴12c的流动。下文，在本说明书中，将“来自反冲洗喷嘴的流体的吸引”的定义为“由于压力差而产生朝向反冲洗喷嘴的流动”。
在这种情况下，滤芯2的下端部的开口部未被设于第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c的附近的盲盖22c堵塞，未过滤的流体从该间隙流入滤芯2内。由于该未过滤的流体的流入而产生向上的流动，滤芯2内的去除刷4被沿着中心轴棒17向上方顶起，其外周部的刷毛4b与上述滤芯2的上部的内周面滑动接触，从而将附着于其表面的捕捉物去除。
图6示出以下状态，即，第一和第二反冲洗用导管3a、3b从图5的状态与上述相同地进行旋转移动，并在第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c的中心与滤芯2的上端部的开口部对准后连接，下端部的开口部被设于第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c的附近的盲盖22c完全堵塞，从而进行反冲洗。在这种状态下，流体由于来自反冲洗喷嘴12c的流体的吸引而从滤芯2的上端部的开口部向第一反冲洗用导管3a流动，从而流体从滤芯2的外侧朝向内侧流动而进行反冲洗。在这种情况下，由于滤芯2的下端部的开口部被盲盖22c堵塞，因此在滤芯2的下端部侧，通过从外侧朝向内侧流入的流体，去除刷4沿中心轴棒17被顶起至最上方，在抵接上端部的阻挡器18后停止。
与阻挡器18抵接而停止的去除刷4使滤芯2内的流路变窄，因此反冲洗时的流体的流动所产生的压力(反冲洗压)大部分施加于上述去除刷4。因此，与滤芯2的内周面接触的刷毛4b由于反冲洗压的作用而弯曲，在与该滤芯2的内周面之间产生间隙，从而反冲洗流体从上端部的开口部流向反冲洗喷嘴12c。由此，通过图5所示的去除刷4的移动而从滤芯2的内周面去除的捕捉物经反冲洗喷嘴12c流至第一反冲洗用导管3a。之后，去除的捕捉物和反冲洗流体通过图1所示的排出导管11传送至反冲洗流体排水管5而向外部排出。
图7示出以下状态，即，第一和第二反冲洗用导管3a、3b从图6的状态进行与上述相同地旋转移动，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c向右侧偏离中心而一部分位于滤芯2的上端部的开口部，第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c向左侧偏离中心而一部分位于下端部的开口部，暂时在上下进行反冲洗。在这种状态下，由于来自反冲洗喷嘴12c的流体的吸引，流体从滤芯2的上端部的开口部向第一反冲洗用导管3a流动，另一方面，由于来自反冲洗喷嘴13c的流体的吸引，流体从滤芯2的下端部的开口部向第二反冲洗用导管3b流动，从而流体从滤芯2的外侧朝向内侧流动而进行反冲洗。其他与图6的情况相同。
图8示出以下状态，即，第一和第二反冲洗用导管3a、3b从图7的状态与上述同样地旋转移动，第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c向右侧偏离中心而位于滤芯2的下端部的开口部，从滤芯2的下端部侧进行反冲洗。在这种状态下，由于来自反冲洗喷嘴13c的流体的吸引，流体从滤芯2的下端部的开口部向反冲洗喷嘴13c流动，流体从滤芯2的外侧朝向内侧流动而开始反冲洗。在这种情况下，设于第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c的附近的盲盖21c沿箭头P方向移动而滤芯2的上端部的开口部局部打开，未过滤的流体从该间隙流入滤芯2内。由于该未过滤的流体的流入而产生向下的流动，滤芯2内的去除刷4沿着中心轴棒17被向下方按下。此时，去除刷4的外周部的刷毛4b与上述滤芯2的下部的内周面滑动接触，从而将附着于其表面的捕捉物去除。
图9示出以下状态，即，第一和第二反冲洗用导管3a、3b从图8的状态与上述同样地旋转移动，第二和冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c向右侧偏离中心而位于滤芯2的下端部的开口部，流体从滤芯2的下端部的开口部向反冲洗喷嘴13c流动，从滤芯2的下端部侧继续进行反冲洗。在这种情况下，设于第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c的附近的盲盖21c沿箭头P方向移动而滤芯2的上端部的开口成为半开状态，未过滤的流体从其开口部分流入滤芯2内。由于该未过滤的流体的流入而产生向下的流动，滤芯2内的去除刷4沿着中心轴棒17被按下至最下方，抵接于下端部的阻挡器18而停止。
与阻挡器18抵接而停止的去除刷4使滤芯2内的流路变窄，因此反冲洗时的流体的流动所产生的压力(反冲洗压)大部分施加于上述去除刷4。因此，与滤芯2的内周面接触的刷毛4b由于反冲洗压的作用而弯曲，在与该滤芯2的内周面之间产生间隙，从而反冲洗流体从下端部的开口部流向反冲洗喷嘴13c。由此，通过图8所示的去除刷4的移动而从滤芯2的内周面去除的捕捉物经反冲洗喷嘴13c流至第二反冲洗用导管3b。之后，去除的捕捉物和反冲洗流体通过图1所示的排出导管11传送至反冲洗流体排水管5而向外部排出。
图10示出以下状态，即，第一和第二反冲洗用导管3a、3b从图9的状态进行与上述相同地旋转移动，第一和第二反冲洗用导管3a、3b的反冲洗喷嘴均没有位于滤芯2的上端部和下端部的开口部，由中央的滤芯2进行流体的过滤。在这种情况下，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c和第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c为位于右侧的滤芯2的状态，右侧的滤芯2为进行反冲洗的状态。在这种状态下，设于第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c附近的盲盖21c未覆盖中央的滤芯2的上端部的开口部，另外，设于第二反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13c附近的盲盖22c未覆盖下端部的开口部。此时，在图1中从流体入口6流入的流体从滤芯2的上端部和下端部的开口部向该滤芯2内流入，流体从内侧朝向外侧流过而进行过滤。设于上述滤芯2内的去除刷4被从下端部的开口部流入的流体从图9的状态顶起，而且本从上端部的开口部流入的流体按压，从而停止在该滤芯2内的流的压力平衡的位置，例如，中间部。
之后，在各滤芯2中进行图4至图10所示的过滤及反冲洗的动作。此外，以上仅对所示排列的三个滤芯之中的中央的滤芯2说明了动作，但是对于相邻的左侧和右侧的滤芯2，随着第一和第二反冲洗用导管3a、3b在图2中沿箭头P方向(在图3中为箭头Q方向)旋转移动，依次进行与中央的滤芯2的过滤和反冲洗的动作相同的动作。
图11是表示第二实施方式的过滤装置的主要部分放大说明图。该实施方式在上述各滤芯2的纵向方向的中间部(例如，长度的1/2的位置)设有间隔部件23，该间隔部件23具有限制并部分允许该滤芯2内的流体的流动的构造，以上述间隔部件23为边界，在滤芯2内的一端开口部侧和另一端开口部侧设有上述捕捉物去除用具4。
上述间隔部件23在滤芯2的中间部对在滤芯2的内部流动的流体(特别是反冲洗时的流体)产生阻力，其形成为具有比该滤芯2的内径小的外径的圆盘状，在中心轴棒17的纵向方向的例如1/2的位置上下安装固定有阻挡器18、18。在这种情况下，在上述间隔部件23的外周缘与滤芯2的内周面之间形成间隙g，通过该间隙g在间隔部件23的上下间部分允许在滤芯2内的流体的流动。
此外，上述间隔部件23的构造不限于图11所示的构造，也可以如图12所示地，使圆盘状部件的外径与滤芯2的内径相同，从而阻断流动，另一方面，也可以在圆盘状部件的适当位置设置一个或多个节流孔24。在这种情况下，通过节流孔24在间隔部件23的上下间允许在滤芯2内的一部分流体的流动。此外，优选在接近圆盘状部件的外周缘的位置，在圆周方向上隔开预定的间隔设置多个上述节流孔24。
另外，如图11所示，以上述间隔部件23为边界，在其上下设有第一捕捉物去除用具4A和第二捕捉物去除用具4B。这些捕捉物去除用具4A、4B如上述图4所示地，为在刷主体4a的外周部栽植有刷毛4b的去除刷。而且，第一去除刷(4A)在上述间隔部件23与设于滤芯2的上端部的阻挡器18之间上下移动，第二去除刷(4B)在上述间隔部件23与设于滤芯2的下端部的阻挡器18之间上下移动。
在图11所示的第二实施方式的过滤装置中，不需要在第一实施方式中在图2和图3所示的、设于反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12、反冲洗用导管3b的反冲洗喷嘴13附近的盲盖21、22。因为代替上述盲盖21、22，设置有图11所示的间隔部件23。由于该间隔部件23的存在，能够如后述地得到从滤芯2的外侧朝向内侧流动的反冲洗流。
在这种情况下，如图13和图14所示，与图1所示的排出导管11的上端部或下端部连结的第一或第二反冲洗用导管3a、3b相对于排出导管11的安装角度根据多个滤芯2的排列间距错开适当的量(例如90度)。由此，通过旋转驱动图1所示的电机16使得第一反冲洗用导管3a和第二反冲洗用导管3b旋转，从而在各滤芯2的两端(上端部和下端部)的开口部在不同时间连接第一反冲洗用导管3a侧的反冲洗喷嘴12和第二反冲洗用导管3b侧的反冲洗喷嘴13。即，若对特定的滤芯2进行观察，则构成为不同时进行来自其上端部的开口部的反冲洗和来自下端部的开口部的反冲洗。在这种情况下，第一或第二反冲洗用导管3a、3b相对于上述排出导管11的安装角度的错开不限于90度，只要对于特定的滤芯2不同时进行来自上端部的开口部的反冲洗和来自下端部的开口部的反冲洗即可，根据多个滤芯2的排列间距，也可以为例如30度、45度、60度等。
接下来，参照图11和图15至图17，对上述构成的第二实施方式的过滤装置的过滤时和反冲洗时的动作进行说明。图11和图15至图17是将沿图13的H-H线截取的剖面图放大进行表示的剖面图。该图11和图15至图17示出在图13中从中心部呈同心圆状排列的第3列滤芯2中相邻的三个滤芯2的图，为了简化，仅说明上述三个滤芯中的中央的滤芯2的动作。另外，在各滤芯2的上端部和下端部的开口部不同时连接第一反冲洗用导管3a侧的反冲洗喷嘴12和第二反冲洗用导管3b侧的反冲洗喷嘴13，以不同的时序连接。而且，由于在各滤芯2中的过滤和反冲洗在上下完全相同地进行，因此，在下文的说明中，仅对滤芯2来自上端部的开口部的过滤和反冲洗进行说明。
图11示出以下状态，即，第一和第二反冲洗用导管3a、3b的反冲洗喷嘴没有位于中央的滤芯2的上端部和下端部的开口部，由该滤芯2进行流体的过滤。此时，中央的滤芯2为开始反冲洗前的状态。在这种状态下，在图1中从流体入口6流入的流体从滤芯2的上端部和下端部的开口部向该滤芯2内流入，流体在上下均从内侧朝向外侧流过而进行过滤。在这种情况下，设置在滤芯2内的第一和第二去除刷4A、4B被从上端部和下端部的开口部流入的未过滤的流体按压而向间隔部件23侧移动，其抵接于在上下所设置的阻挡器18而停止。
图15示出以下状态，即，第一反冲洗用导管3a从图11的状态向图13中箭头P方向旋转移动，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c向左侧偏离中心而位于滤芯2的上端部的开口部，从而在上部开始进行反冲洗。在这种状态下，由于来自反冲洗喷嘴12c的流体的吸引，流体从滤芯2的上端部的开口部向反冲洗喷嘴12c流动，在滤芯2的上部，流体从外侧朝向内侧流动而开始反冲洗。在这种情况下，滤芯2的下端部的开口部完全打开，未过滤的流体从该开口部流入滤芯2内。由于该未过滤的流体的流入而产生向上的流动，间隔部件23的下侧的去除刷4B继续抵接阻挡器18而停止。此外，在滤芯2的下部，流体从内侧朝向外侧流过而继续进行过滤。
此时，通过形成于间隔部件23的外边缘与滤芯2的内周面之间的间隙g，从上述下端部的开口部流入的未过滤的流体向间隔部件23的上方流动，顶起第一去除刷4A。该上侧的去除刷4A沿着中心轴棒17被向上方顶起，其外周部的刷毛4b与上述滤芯2的内周面滑动接触，将附着于其表面的捕捉物去除。
这里，在第二实施方式中，形成为间隔部件23允许在滤芯2内的一部分流体的流动的构造，这是为了如图15所示地在滤芯2的上部开始反冲洗时，从下端部的开口部流入的未过滤的流体不直接经由上端部的开口部而流入反冲洗喷嘴12c。即，由于形成在间隔部件23的外周缘与滤芯2的内周面之间的间隙g的阻碍而承受阻力，从而可以相对于来自反冲洗喷嘴12c的流体的吸引产生压差而进行反冲洗。其意为，由于反冲洗流体排水管5(参照图1)侧或反冲洗喷嘴12c侧的压力比滤芯2内部的压力低，因此产生流过上述间隔部件23的外边缘与滤芯2的内周面之间的间隙g的流动(在图16中也相同)。
图16示出以下状态，即，第一反冲洗用导管3a从图15的状态与上述同样地旋转移动，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c向右侧偏离中心而位于滤芯2的上端部的开口部，从而在上部继续进行反冲洗。在这种情况下，滤芯2的下端部的开口部也为完全打开，未过滤的流体从该开口部流入滤芯2内。由于该未过滤的流体的流入而产生向上的流动，间隔部件23的下侧的去除刷4B继续抵接阻挡器18而停止。此外，在滤芯2的下部，流体从内侧朝向外侧流过而继续进行过滤。
在这种状态下，由于来自反冲洗喷嘴12c的流体的吸引，流体从滤芯2的上端部的开口部流向第一反冲洗用导管3a，而且流体从滤芯2的外侧朝向内侧流动而进行反冲洗。此时，通过间隔部件23的外周缘与滤芯2的内周面之前的间隙g，从上述下端部的开口部流入的未过滤的流体流向间隔部件23的上方，顶起第一去除刷4A。沿着中心轴棒17向上方顶起的上侧的去除刷4A还被由反冲洗所产生的流体的流动按压，其外周部的刷毛4b与上述滤芯2的内周面滑动接触，而且一边去除附着于该表面的捕捉物，一边沿着中心轴棒17被顶起至最上方，并抵接于上端部的阻挡器18而停止。
抵接于上述阻挡器18而停止的第一去除刷4A构成滤芯2内的流路的孔径，因此反冲洗时的流体的流动引起的压力(反冲洗压)大部分施加于上述去除刷4A。因此，与滤芯2的内周面接触的刷毛4b由于反冲洗压的作用而弯曲，在与该滤芯2的内周面之间产生间隙，从而反冲洗流体从上端部的开口部流向反冲洗喷嘴12c。由此，通过图15所示的第一去除刷4A的移动而从滤芯2的内周面去除的捕捉物经反冲洗喷嘴12c流至第一反冲洗用导管3a。之后，去除的捕捉物和反冲洗流体通过图1所示的排出导管11传送至反冲洗流体排水管5而向外部排出。
图17示出以下状态，即，第一反冲洗用导管3a从图16的状态进行与上述相同地旋转移动，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c与滤芯2的上端部的开口部分离而反冲洗结束，由中央的滤芯2进行流体的过滤。在这种情况下，第一反冲洗用导管3a的反冲洗喷嘴12c为位于右侧的滤芯2的状态，右侧的滤芯2的上部为执行反冲洗的状态。在这种状态下，中央的滤芯2的上端部和下端部的开口部完全打开。此时，在图1中从流体入口6流入的流体从滤芯2的上端部和下端部的开口部向该滤芯2内流入，流体从内侧朝向外侧流过而过滤。上述滤芯2内的第一去除刷4A被从上端部的开口部流入的流体按压而从图16的状态被压下，移动至间隔部件23的上侧的阻挡器18而停止。
之后，在各滤芯2进行图11和图15至图17所示的过滤和反冲洗的动作。此外，以上仅对各滤芯2的来自上端部的开口部的过滤和反冲洗进行了说明，但是，来自下端部的开口部的过滤和反冲洗也完全同样地进行。另外，虽然仅对所示排列的三个滤芯之中的中央的滤芯2说明了动作，但是对于相邻的左侧和右侧的滤芯2，随着第一和第二反冲洗用导管3a、3b在图13中沿箭头P方向(在图14中为箭头Q方向)旋转移动，依次进行与中央的滤芯2的过滤和反冲洗的动作相同的动作。
此外，在以上的说明中，作为捕捉物去除用具4示出去除刷的实施例，但是本发明不限于此，只要能够在滤芯2的内侧利用过滤时或反冲洗时的流体的流动而沿其轴向移动且外周部的部件与上述滤芯2的内周面滑动接触去除捕捉物，则也可以是例如形成为刃状或铲状的金属制、树脂制或橡胶制的刮刀等。
符号说明
1…外壳
2…滤芯
3a…第一反冲洗用导管
3b…第二反冲洗用导管
4、4A、4B…捕捉物去除用具(去除刷)
4a…刷主体
4b…刷毛
5…反冲洗流体排水管
6…流体入口
7…流体出口
8a、8b…安装板
9…圆筒壁
10…安装板的贯通孔
11…排出导管
12a、12b、12c…第一反冲洗用导管的反冲洗喷嘴
13a、13b、13c…第二反冲洗用导管的反冲洗喷嘴
17…中心轴棒
18…阻挡器
20…反冲洗流体排水管的排出口
21a、21b、21c…第一反冲洗用导管的盲盖
22a、22b、22c…第二反冲洗用导管的盲盖
23…间隔部件
24…节流孔
g…间隙

Claims (6)

1.一种过滤装置，其特征在于，包括：
外壳，具有允许流体从外部流入的流体入口，并具有允许在内部过滤后的流体向外部流出的流体出口；
多个滤芯，均为筒状，互相平行地设置在所述外壳的内部，纵向方向的两端部开口，通过使流体从内侧朝向外侧流过而过滤流体；
反冲洗用导管，与所述多个滤芯的两端的开口部陆续连接，并且连接于每个滤芯的两端的开口部的时间彼此不同，通过使流体从外侧朝向内侧流过而进行反冲洗；
捕捉物去除用具，设置在所述多个滤芯的内侧，利用过滤时或反冲洗时产生的轴向的流体流动在所述多个滤芯的内侧沿轴向移动，且外周部与所述多个滤芯的内周面滑动接触，从而去除捕捉物；以及
反冲洗流体排水管，与所述反冲洗用导管的排出侧连接，将通过由所述多个滤芯进行的反冲洗时的流体流动而引起的捕捉物去除用具的移动所去除的捕捉物排出至所述外壳的外部。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，
所述捕捉物去除用具是在刷主体的外周部栽植有刷毛的去除刷。
3.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，
所述捕捉物去除用具是形成刃状或铲状的金属制、树脂制或橡胶制的刮刀。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的过滤装置，其特征在于，
在所述反冲洗用导管的、与所述多个滤芯的两端的开口部分别连接的连接口设置盲盖，每个盲盖具有足以覆盖相邻的两个滤芯的开口部的长度并且相对于对应的反冲洗用导管不对称地延伸，使得所述盲盖在所述多个滤芯的一个端部侧的不对称布置和在另一个端部侧的不对称布置是相反的。
5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，
在将一个反冲洗用导管的连接口与所述多个滤芯中的任一个滤芯的一个端部侧的开口部连接的状态下，所述任一个滤芯的另一个端部侧的开口部被所述盲盖从另一个反冲洗用导管延伸的较长部分堵塞。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的过滤装置，其特征在于，
在所述多个滤芯的各个滤芯的纵向方向的中间部设置间隔部件，所述间隔部件形成为限制所述各个滤芯内的流体的流动并允许部分流体流过的结构，以所述间隔部件为界，在所述多个滤芯内的一端的开口部侧和另一端的开口部侧设置所述捕捉物去除用具。
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