CN112105432A - 过滤装置 - Google Patents

Abstract

在具备螺杆清洗机构的过滤装置中，提高过滤效率以及过滤材料清洗效率，并实现轻量化。在过滤槽(2)的内部具有过滤材料(14)的层且使原水(16)通过过滤材料(14)的层而过滤的过滤装置(1)具备使螺杆(32)旋转而搓洗清洗过滤材料(14)的螺杆清洗机构(6)。螺杆清洗机构(6)具有在过滤槽(2)内竖立配置的圆筒状的外筒(38)、在该外筒(38)内设置为长轴沿该外筒的长度方向延伸的朝向的螺旋状的螺杆(32)、以及使该螺杆(32)旋转的螺杆驱动机构(26)。而且螺杆(32)成为螺旋弹簧型的形状。

Description

过滤装置

技术领域

本发明涉及过滤装置，特别是涉及详细而言在过滤槽的内部具有过滤材料层并使供给来的原水通过过滤材料层而过滤的过滤装置，特别是涉及在过滤槽内具备基于螺杆的过滤材料清洗机构的过滤装置。

背景技术

以往，例如如专利文献1、2所示，已知有一种在过滤槽的内部具有过滤材料层并使供给来的原水通过过滤材料层而过滤的过滤装置。另外，作为在这种过滤装置中清洗过滤材料的机构，同样如专利文献1、2所示，已知有一种使用螺旋状的螺杆的清洗机构。

上述的使用螺杆的清洗机构基本上具有在过滤槽内竖立配置的圆筒状的外筒、沿配置于该外筒内的旋转轴设置的螺旋状的螺杆以及使该螺杆旋转的螺杆驱动机构，利用上述螺杆将过滤槽内的过滤材料一边向上方移送一边搓洗。

通过使用上述的螺杆清洗机构来清洗过滤材料，能够解决因过滤材料层的堵塞、由附着物、凝结物导致的过滤材料的污垢所引起的过滤效率降低。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-121885号公报

专利文献2：日本特开2005-131443号公报

发明内容

发明要解决的课题

具备螺杆清洗机构的过滤装置如上所述，获得较高的过滤材料清洗效果，但在过滤效率和过滤材料清洗效率、以及轻量化的方面留有改进的余地。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于在具备螺杆清洗机构的过滤装置中，提高过滤效率以及过滤材料清洗效率，而且实现轻量化。

用于解决课题的方案

本发明的过滤装置在过滤槽的内部具有过滤材料层，使供给来的原水通过过滤材料层而过滤，

所述过滤装置具备螺杆清洗机构，该螺杆清洗机构具有在过滤槽内竖立配置的圆筒状的外筒、在该外筒内设置为长轴沿该外筒的长度方向延伸的朝向的螺旋状的螺杆、以及使该螺杆旋转的螺杆驱动机构，所述螺杆清洗机构使螺杆旋转而搓洗清洗过滤材料，

所述过滤装置的特征在于，

螺杆成为螺旋弹簧型的形状。

这里，上述“螺旋弹簧型的形状”意味着从螺杆的长轴方向观察时的螺杆的形状为螺杆叶片构件呈环状位于不存在任何构件的中央的孔的周围的形状。这种螺旋弹簧型的形状期望为在螺杆的全长范围内应用，但在局部、例如螺杆长轴方向的端部等，不是像所述那样的形状也没有关系。

需要说明的是，在本发明的过滤装置中，期望的是，在螺杆叶片构件的螺杆长轴方向的一端部连结有驱动机构的旋转轴。

另外，在本发明的过滤装置中，期望的是，在构成螺杆的螺杆叶片构件的内周缘部固定有加强构件，该加强构件在螺杆叶片构件的大致全长范围内沿螺杆长轴方向延伸，将螺杆叶片构件的相互分离的部分彼此连结。

在如上述那样在螺杆叶片构件的螺杆长轴方向的一端部连结有驱动机构的驱动轴的情况下，期望的是，上述加强构件直接或者经由实现上述连结的连结构件与驱动机构的驱动轴连结。

发明效果

在本发明的过滤装置中，螺杆成为螺旋弹簧型的形状，因此也就是说从螺杆长轴方向观察时的螺杆的形状为螺杆叶片构件呈环状位于不存在任何构件的中央的孔的周围的形状，因此在上述孔的部分存在的过滤材料也会有效利用于过滤。如此一来，本发明的过滤装置当与以往装置相比时，若过滤槽内的截面积相同，则能够确保更大的过滤面积，能够提高过滤效率。

另外，在过滤材料的清洗时，在螺杆的中央的孔的部分存在的过滤材料在由螺杆的旋转产生的漩涡的作用下被搅拌，从这方面来看，过滤材料清洗效率提高。而且在反流清洗中，也由于在螺杆的中央具有孔的部分，因此反洗水容易流入外筒内，反流清洗效果提高，从这方面来看，过滤材料清洗效率也提高。

而且，在本发明的过滤装置中，螺杆的形状成为在中央具有孔的形状，因此螺杆能被轻量化。如此一来，若螺杆被轻量化，则能够将较低强度的构件用作构成过滤槽的例如盖板等构件，从而还实现了过滤装置的成本降低。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的过滤装置的纵剖视图。

图2是图1的过滤装置所具备的过滤槽的俯视图。

图3是表示在图1的过滤装置中使用的滤垫的俯视图。

图4是表示滤垫的以图3的3b-3b线剖切的部分的剖视图。

图5是表示图1的过滤装置所具备的螺杆的局部俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的过滤装置的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的过滤装置的纵剖视图，图2是表示图1的过滤装置的过滤槽的俯视图。以下，参照图1以及图2来进行说明。

如图1所示，本实施方式的过滤装置1具有：过滤槽2，其为上下封闭的大致圆筒形；滤垫4，其在该过滤槽2的内侧的下部水平配置且由例如钢板构成；以及螺杆清洗机构(以下，简称为清洗机构)6，其安装于过滤槽2的弯曲的上壁20。该清洗机构6包括后述的马达26、减速机构部27、基座28、清洗槽(外筒)38以及螺杆32。而且，过滤装置1还具有处理水出口管46以及原水注入管56。

在过滤槽2安装有四条支承腿8(在图1中仅示出1条)，由此，过滤槽2设置于地面10上。需要说明的是，作为支承过滤槽2的结构并不限定于这种支承腿8，此外，也可以应用通过卷绕带状的板材而构成的支承结构等。滤垫4从过滤槽2的弯曲的底壁9向上方分离地设置。需要说明的是，底壁9以及上述的上壁20由例如盖板构成。在滤垫4设置有将过滤后的处理水(过滤水)汇集并使该处理水向下方通过的多个过滤器12。需要说明的是，关于滤垫4以及过滤器12的详细内容在之后进行叙述。另外，前述的原水注入管56在图1中位于过滤槽2的右侧，形成为原水的出口朝上的大致L字状。该原水注入管56也能够设为其他形状。

在滤垫4上配置有用于将从原水注入管56注入的原水过滤的过滤材料14的层。由例如不锈钢板等钢板构成的滤垫4为了支承过滤材料14等的重量，而一般形成为厚度5mm左右至30mm左右。过滤材料14具体而言是具有大约0.2mm～4.9mm的直径(粒径)的材料。该直径也与所处理的原水的水质有关，但一般更优选为大约0.6～1mm。过滤材料14也可以是层叠多种材料，在该情况下作为一例，在下侧使用直径为0.6mm左右的砂，在上侧使用直径为1.2mm左右的无烟煤等。关于滤垫4的详细内容在之后进行叙述。从过滤材料14的上方流入的原水16在通过过滤材料14的层而被过滤之后通过过滤器12，作为净化后的处理水从滤垫4向下方流动。

在过滤槽2的上壁20的中央部形成有圆形的安装口22，在该安装口22通过螺栓(未图示)而安装有清洗机构6。安装口22的周缘形成为安装用的边缘24。在边缘24上安装有基座28，该基座28安装有马达26以及减速机构部27。在该基座28形成有保持部36，该保持部36具有多个轴承30，通过这些轴承30，后述的螺杆旋转用的驱动轴34被不晃动地支承为旋转自如。

接下来，详细地说明清洗机构6。清洗机构6的圆筒状的清洗槽(外筒)38在上部具有圆板状的安装壁29。而且，安装壁29与基座28一起由螺栓(未图示)安装于边缘24。在图中，将螺栓替换为表示其位置的中心线而省略地示出。如此一来，当清洗槽38的上部安装于边缘24时，成为清洗槽38的大致整体从过滤槽2的上部垂下的状态。

如图1所示，清洗槽38的下部成为开放的圆形的下部开口40。在清洗槽38的上部形成有多个上部开口42，该多个上部开口42沿该清洗槽38的上部的外周以规定间隔形成并沿上下方向延伸。以使得下部开口40位于过滤材料14之中的方式决定清洗槽38与过滤材料14的位置关系。在清洗槽38的内侧配置有与清洗槽38一起构成螺旋输送机的螺杆32。用于使螺杆32旋转的驱动轴34包括直径较小的缩径部34a、以及直径较大的大径部34b。

驱动轴34经由接头49与马达26相连结。用于使驱动轴34具有强度的大径部34b从上端部向下规定的长度的部分成为纯粹的棒状，在该大径部34b的下端固定有圆板37。在圆板37连结有螺旋形的螺杆叶片构件(以下，简称为叶片构件)43。因此，当马达26的驱动轴34旋转时，叶片构件43旋转。需要说明的是，关于叶片构件43与圆板37的连结，在之后详细地进行说明。

叶片构件43的外缘在与清洗槽38的内周面之间稍微形成间隙地配置。该间隙的尺寸期望为过滤材料14的粒径的大约3倍。通过该间隙，即使在叶片构件43与清洗槽38之间夹着过滤材料14，也会减少过滤材料14破碎的可能性。

接下来，说明附属于过滤槽2外部的部件。在过滤槽2的弯曲的底壁9的中央安装有向下方延伸的处理水出口管46。如前述那样在通过过滤材料14的层而被过滤之后通过过滤器12的处理水在该处理水出口管46中通过而被向过滤槽2外送出。另外，在过滤槽2的上部安装有将过滤槽2内的空气排出的排气阀81。

接下来，参照图3以及图4对滤垫4进行说明。图3是仅表示滤垫4的一半的俯视图。另外，图4是表示以图3的3b-3b线将滤垫4剖切的状态的剖视图。滤垫4例如包括不锈钢制的四个板状部分。更详细而言，滤垫4包括一对半月状部分4a、4b以及配置于这些半月状部分4a、4b之间的一个大致矩形部分4c。大致矩形部分4c的一边形成为弧状部分47。需要说明的是，在图3中，仅示出上述部分4a、4b以及4c各自的一半。也就是说，滤垫4为在图3中一个直径的两侧线对称的圆板状。需要说明的是，滤垫4并不一定是如上述部分4a、4b以及4c那样分配地构成，而能够根据过滤槽2的大小而适当分配地构成。

在滤垫4贯穿设置有多个孔60，在这些孔60配设有前述的过滤器12。另外，在各部分4a、4b、4c沿着它们的外周以规定间隔贯穿设置有多个螺纹紧固用的小孔62。另一方面，在过滤槽2的内周面突出设置有沿着其内周的环状的安装环64。在该安装环64形成有与前述的小孔62对应的螺纹孔63。另外，在过滤槽2，沿着各部分4a、4b、4c的相互的接缝安装有截面T字状的支承梁66。而且，在该支承梁66也形成有螺纹孔63。上述部分4a、4b、4c通过使螺栓61螺入小孔62以及螺纹孔63，从而螺纹紧固固定于安装环64以及支承梁66。

另外，在过滤槽2的大致中央配置有与支承梁66正交并与该支承梁66连结的截面T字状的支承梁67。支承梁67具有螺纹孔63，通过螺栓61螺入该螺纹孔63以及上述小孔62，从而部分4c与上述相同地螺纹紧固固定于支承梁67。另外，如图4所示，在支承梁67的左右设置有支承梁68。该支承梁68是用于仅承受部分4a以及4b的负荷的梁，部分4a、4b以及4c通过螺纹紧固等相对于该支承梁68固定。

接下来，对配设于滤垫4的过滤器12进行说明。过滤器12是管的顶端成为中空的伞状部分18的、例如被称作“AB过滤器”的市场上出售的过滤器，且是ABS树脂制、PP(聚丙烯)制。在伞状部分18呈同心状形成有使得过滤材料14不会通过的宽度窄的多个缝(液体通过部)19，仅使过滤后的液体向滤垫4的下方通过。

需要说明的是，在图4中，仅在中央的过滤器12示出缝19。而且，在过滤器12的管的部分形成有外螺纹，在该外螺纹螺合螺母65，由此利用该螺母65以及伞状部分18，使得过滤器12安装于滤垫4。缝19为使得过滤材料14不会通过的大小的缝即可，一般其宽度为大约0.1mm～2.0mm。另外，作为过滤器12，并不限定于以往如上述那样具有伞状部分的过滤器，也已知有具有圆柱状部分的过滤器、具有半圆柱状部分的过滤器，也可以使用那样的过滤器。

接下来，再次参照图1，说明由过滤槽2进行的过滤。首先，原水16通过原水注入管56向过滤槽2内注入。此时，从排气阀81排出过滤槽2内的空气。原水16的水位在本实施方式的情况下，设定为越过原水注入管56而到达过滤槽2的上部，也就是以过滤槽2内的大致整体被原水16充满的方式设定。原水16浸透清洗槽38外的过滤材料14，并且从上部开口42也向清洗槽38内进入。因此，原水16浸透清洗槽38内的过滤材料14，也在清洗槽38内被过滤。

浸透过滤材料14而被过滤的水(处理水)经由过滤器12通过滤垫4，从过滤槽2的下部的处理水出口管46向外部送出，以供使用。需要说明的是，以上叙述的滤垫4以及过滤器12构成集水机构。

接下来，对用于解决过滤材料14的层中的堵塞的、过滤材料14的清洗方法详细地进行说明。需要说明的是，在本装置进行的过滤材料清洗中具有一边供给反洗水一边使螺杆32旋转来进行的过滤材料清洗、以及仅通过反洗水的供给来进行的过滤材料清洗这两种，但在以下将前者简称为“清洗”或者“螺杆清洗”，将后者称为“反流清洗”或者“反洗”。

首先，说明螺杆清洗。在将用于使螺杆32旋转的马达26起动之前，使净水(反洗水)从处理水出口管46向过滤槽2内反流，经由滤垫4向过滤材料14中喷出净水。如此一来，从下对过滤材料14喷起反洗水时，过滤材料14浮游在反洗水中(在残留有原水时在反洗水以及原水中浮游)。由此，减少马达起动时向马达26的负荷。当马达26驱动，而螺杆32旋转时，通过螺杆32的叶片构件43、特别是在清洗槽38的下方露出的部分的叶片构件43，使得过滤材料14被推起到上方的清洗槽38内。

在螺杆32的旋转的初始阶段中，前述的反洗水的反流持续。如此一来，通过使螺杆32以与在反流清洗下相同的状态旋转，从而使螺杆旋转时的马达26的负荷减少，并且清洗槽38的外侧的过滤材料14、以及清洗槽38的内侧的过滤材料14在螺杆32的离心力的作用下容易混合并且移动，从而全部的过滤材料14被没有遗漏地清洗。反洗水的供给在这之后供给量(也就是流速)降低或者停止，但在该状态下，为了过滤材料14的清洗而螺杆32的旋转持续。

被推起的过滤材料14的颗粒彼此在叶片构件43的旋转的作用下一边彼此相互摩擦而被搓洗一边上升，并从上部开口42向清洗槽38外排出。此时，在过滤材料14下落到水面上时的冲击的作用下，促进污浊物质从过滤材料14剥离。下落的过滤材料14随着清洗的经过而下降，并再被叶片构件43向清洗槽38内推起而被搓洗。如此一来，在清洗槽38内反复进行过滤材料14的清洗，而使得污浊物质从过滤材料14剥离。如前述那样，如图1所示，螺杆32的下端44位于滤垫4的附近，因此位于靠近滤垫4的位置的过滤材料14也被推起，较多过滤材料14被没有遗漏地清洗。

需要说明的是，在利用螺杆清洗机构6进行的过滤材料清洗工序中，在螺杆32连续地旋转的期间内，使过滤材料14浮游的清洗水的供给在其间夹着供给量减少期间以及供给停止期间而反复进行多次。

当以上叙述的利用螺杆清洗机构6进行的过滤材料清洗工序完成时，在螺杆32的旋转停止之前，再次使净水从处理水出口管46反流，进行获得洗涤效果的反流清洗(反洗)。该反洗在螺杆32的停止后也持续。从处理水出口管46反流的反洗水经由滤垫4的过滤器12的缝19向过滤材料14的层喷出。此时，在过滤器12堵塞的污浊物质也容易被反洗水从缝19去除。

而且，从过滤材料14剥离的污浊物质浮游，并与包含该污浊物质的水一起被从原水注入管56向外部排出。在反流清洗时，反洗水(清洗水)通过叶片构件43的前述的间隙而也在清洗槽38内有效地反流，因此清洗槽38内的污浊物质也被排出。

接下来，对图1所示的圆板37与叶片构件43的连结详细地进行说明。螺旋状的叶片构件43由例如不锈钢等金属形成。而且，叶片构件43成为从螺杆32的长轴方向观察时的形状为如图5所示那样的形状。即，叶片构件43呈环状位于不存在任何构件的中央的圆孔43a的周围。由此，螺杆32在其大致全长范围内，成为前述那样的螺旋弹簧型的形状。

另外，作为一例，在上述环状的叶片构件43的内周缘部固定有在该叶片构件43的大致全长范围内沿螺杆长轴方向延伸的、四条长条的加强构件35。这些加强构件35也由例如不锈钢等金属形成。各加强构件35更详细而言是将圆筒形的构件的局部沿着其长轴细长地切割得到的那种板状的形态。这些加强构件35通过焊接等固定于环状的叶片构件43的内周缘部(在本例中为内周面上)，并通过焊接等将叶片构件43的相互分离的部分彼此连结。

对于上述四条加强构件35而言，各一端部通过焊接等固定于圆板37的一表面(下表面)。与此同时，叶片构件43也是螺杆32的长轴方向的一端面(上端面)通过焊接等固定于圆板37的一表面。在以上的结构中，当通过马达26使驱动轴34旋转，而圆板37旋转时，叶片构件43旋转。如此一来，通过使叶片构件43旋转，从而能够实现前述的由清洗机构6进行的过滤材料的清洗。

在以往的这种过滤装置中使用的一般螺杆是在中心部延伸的旋转轴的周围安装有叶片构件而得到的构件，对此本实施方式中的螺杆32如以上说明那样，成为螺旋弹簧型的形状的构件。这种螺旋弹簧型的形状的螺杆32基本上在仅由叶片构件43构成的情况下难以确保足够的强度。但是，本实施方式中的螺杆32被如以上说明那样的四条加强构件35加强，而成为具备足够的强度的构件。

如以上说明那样，在本实施方式的过滤装置1中，在螺杆32的中央存在圆孔43a，因此在该圆孔43a的部分存在的过滤材料14也会有效地利用于过滤。如此一来，本实施方式的过滤装置1当与以往装置相比时，若过滤槽2内的截面积相同，则能够确保更大的过滤面积，能够提高过滤效率。

另外，在过滤材料14的清洗时，在螺杆32的中央的圆孔43a的部分存在的过滤材料14在由螺杆32的旋转产生的漩涡的作用下被搅拌，从这方面来看，过滤材料清洗效率提高。而且在反流清洗中，也由于在螺杆32的中央具有圆孔43a，因此反洗水容易流入清洗槽38内，反流清洗效果提高，从这方面来看，过滤材料清洗效率也提高。

而且，在实施方式的过滤装置1中，螺杆32的形状成为在中央具有圆孔43a的形状，因此螺杆32能被轻量化。如此一来，若螺杆32被轻量化，则能够将较低强度的构件用作构成底壁9以及上壁20的例如盖板等构件，从而还实现了过滤装置1的成本降低。

附图标记说明

1 过滤装置

2 过滤槽

4 滤垫

6 螺杆清洗机构

12 过滤器

14 过滤材料

16 原水

26 马达

32 螺杆

34 驱动轴

35 加强构件

37 圆板

38 清洗槽(外筒)

43 螺杆叶片构件。

Claims (3)

1.一种过滤装置，其在过滤槽的内部具有过滤材料层，使供给来的原水通过所述过滤材料层而过滤，

所述过滤装置具备螺杆清洗机构，该螺杆清洗机构具有在所述过滤槽内竖立配置的圆筒状的外筒、在该外筒内设置为长轴沿该外筒的长度方向延伸的朝向的螺旋状的螺杆、以及使该螺杆旋转的螺杆驱动机构，所述螺杆清洗机构使所述螺杆旋转而搓洗清洗过滤材料，

所述过滤装置的特征在于，

所述螺杆成为螺旋弹簧型的形状。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中，

在所述螺杆的长轴方向的一端部，在构成螺杆的螺杆叶片构件连结有所述驱动机构的旋转轴。

3.根据权利要求1或2所述的过滤装置，其中，

在构成所述螺杆的螺杆叶片构件的内周缘部固定有加强构件，该加强构件在螺杆的大致全长范围内沿螺杆长轴方向延伸，并将螺杆叶片构件的相互分离的部分彼此连结。

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