JP2000246021A - 濾過装置 - Google Patents
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Abstract
供する。 【解決手段】 濾過装置は、被濾過液が流入する流入口
を有する濾過槽、濾過槽内に設けられて濾過液の流出口
を有する環状多層プリパックスクリーン組立体(7)を
含む。スクリーン組立体(7)は、濾過槽中で軸が濾過
槽の垂直方向に延長する状態で同軸に配置された異なる
直径を有する3以上の円筒状スクリーン(9、10、1
1)を含む。各円筒状スクリーン間に環状空間(12、
13)が形成される。円筒状スクリーン間の各環状空間
(12、13)内に、相互に異なる濾過機能を果たす2
以上の異なる濾材を充填する。
Description
に被濾過液に浸漬した状態での精密濾過に適した濾過装
置に関する。被濾過液は、一般使用向けの水、飲料水、
河川水、プールの水および種々の他の液体を含む。
内に設けられ、被濾過液を様々な濾過操作にかける様々
なタイプの多層濾材を備える濾過装置が知られている。
このような従来技術の濾過装置の一例を図19に示す。
この従来技術の濾過装置では、被濾過液が、濾過槽aの
上部分に設けられた流入口bを通って濾過槽aに流入す
る。被濾過液は分配器cを通って上部濾材層dに拡が
る。上部濾材層dは、無煙炭の粗粒で構成され、被濾過
液中の比較的大きい直径の不純物が無煙炭層に捕捉され
る。次に、被濾過液は、ガーネットの微粒子で構成され
た下部濾材層eを通って流れ落ち、小さい方の直径の不
純物がガーネット層に捕捉される。濾過液は、コレクタ
スクリーンfによって収集され、濾過槽aの底部分に設
けられた流出口gから流出する。
技術の濾過装置では上部層に捕捉されるので、上部層の
無煙炭粒が不純物によって容易に閉塞する傾向があり、
したがって上部層の頻繁な逆洗が必要である。そのた
め、コレクタスクリーンfを通って上部および下部層d
およびeに圧縮空気を吹き込み、上部および下部層dお
よびeの濾材の粒を攪拌し、それによって不純物を除去
して、次にコレクタスクリーンfを通して上部および下
部層dおよびeに逆洗水を強制的に入れ、不純物を洗い
出す。この逆洗は正確に実行しなければならない。さも
ないと、不純物が、いったんは無煙炭粒から除去される
が、洗い出されずに濾過槽内に残り、上部層dの表面上
に落下してそこに沈積する。
上部層dの濾材の直径が、下部層eの濾材の直径よりほ
ぼ大きいので、上部層dの濾材が下部層eの濾材と同じ
比重である場合、逆洗操作中に濾材を攪拌した後、直径
が大きい方の上部層の濾材が、下部層eの濾材より早く
沈降し、上部層dの濾材が下部層eの濾材の下に沈積す
るという望ましくない結果になる。この現象の発生を防
止するために、従来技術の濾過装置では、ガーネットよ
り小さい比重の無煙炭の粗粒を上部層dに使用し、ガー
ネットの微粒子を下部層eに使用する。したがって、上
部および下部層の濾材の選択が、濾材の比重によって制
限される。
は、多層濾材を設けた濾過槽のサイズと比較して、比較
的小さい有効濾過表面積を有する。
の濾過装置より大きい有効濾過表面積を有する濾過装置
を提供することが、本発明の目的である。
せ、それにより逆洗操作の頻度を減少させることができ
る濾過装置を提供することが、本発明の別の目的であ
る。
ことなく、2以上の異なる濾材を自由に選択することが
できる濾過装置を提供することが、本発明の別の目的で
ある。
面に関して以下で行う説明から明白になる。
成するために、被濾過液流入口を有する濾過槽と、該濾
過槽中に設けられ、濾過液流出口を有する環状多層プリ
パックスクリーン組立体であって、軸が該濾過槽中で垂
直方向に延長する状態で同軸に配置された異なる直径を
有する3以上の円筒状スクリーンを備え、それぞれの隣
接する円筒形スクリーン間に環状空間が形成された環状
多層プリパックスクリーン組立体と、該円筒状スクリー
ンの各環状空間内に充填された互いに異なる濾過機能を
果たす2以上の異なる濾材とを備える濾過装置が提供さ
れる。
装置の構造により、従来技術の濾過装置より圧倒的に大
きい有効濾過表面積が得られる。例えば、以下でさらに
詳細に述べるように、2メートルの直径および2メート
ルの高さを有する濾過槽を使用する場合、従来技術の濾
過装置の10倍以上の有効濾過表面積を獲得することが
できる。
直に配置されるので、被濾過液が、円筒状スクリーンの
垂直に配置されたスクリーン表面に入る。これによっ
て、被濾過液中の不純物の多少の部分が、円筒状スクリ
ーンに入る前に、重力により濾過槽の底に落下可能にな
り、その結果、これにより円筒状スクリーンの濾材に捕
捉される不純物の量が減少する。その結果、捕捉された
不純物を除去する逆洗操作の頻度が、被濾過液の全不純
物が濾材に捕捉される従来技術の濾過装置と比較すると
減少し、したがって濾過装置の作業効率を改善すること
ができる。濾過槽の底に沈降した不純物は、濾過槽の底
に設けた排出口を開けることにより、定期的に除去する
ことができる。
体の円筒状スクリーンにカートリッジの形態でプリパッ
クされているので、濾材の新しい濾材との交換は、スク
リーン組立体全体を交換することによって単純に実行す
ることができ、この交換作業は、濾材を一層ずつ交換し
なければならない従来技術の濾過装置の場合より、はる
かに簡単であり、時間もかからない。
よって相互に区切るので、逆洗操作中に異なる濾材が相
互に混合する可能性はない。したがって、従来技術の濾
過装置のように、濾材の逆再沈降を防止するため、異な
る比重の濾材を選択するという必要がなく、したがっ
て、各濾材の比重を考慮せずに、異なる濾過機能の任意
の望ましい濾材を自由に組み合わせることができる。こ
れにより、少ない費用でより効率的な濾過結果を達成す
る濾材を組み合わせることができる。
れた不純物が、完全に洗い流されるか、重力により濾過
槽の底に落下して、濾材の表面に決して戻らないので、
濾材から除去した不純物の一部が重力により上部層の濾
材の表面に戻る傾向がある従来技術の場合と比較して、
逆洗操作の効率が改善される。
の該円筒状スクリーンの各々は、該円筒状スクリーンの
一端部から延長してそれぞれの隣接する円筒状スクリー
ン間に環状室を形成する閉じた円筒状壁部分を有し、該
環状室は、濾材が充填されている該それぞれの隣接する
円筒状スクリーン間の該環状空間に連続し、かつ濾材が
充填されておらず、逆洗時に該濾材が該環状室内で上方
に移動することが可能である。
時に環状室内を上方に移動することができ、これにより
逆洗中に円筒状スクリーン間で環状空間全体に充填され
た濾材をひっくり返すことができ、これにより濾材から
の不純物の除去を容易にすることができる。
多層プリパックスクリーン組立体が複数個設けられてお
り、該スクリーン組立体の該濾過液流出口が共通の流出
管に接続されている。
に配置されたそのような複数の濾過装置を備えた濾過装
置であって、被濾過液流入口と該濾過装置の共通の流出
管がそれぞれ共通の接続管に接続されてモジュールを形
成する。
ュールを形成するそのような複数の濾過装置を備えてお
り、該複数の濾過装置の該共通の接続管がさらにそれぞ
れ共通の接続管に接続されてより大きいモジュールを形
成する。
体のもっとも内側のスクリーンは、スクリーンの軸方向
に延長し、所定の間隔でほぼ円筒状に配置されたサポー
トロッドと、該サポートロッドの外側に固定された円筒
状フィルター部材とを備え、スクリーンと同軸にスクリ
ーンの中央部に設けられたシャフトと、一端部がシャフ
トに固定されかつ他端部が各サポートロッドの一部に当
接することができる少なくとも1枚の板ばねとを含むバ
イブレータと、スクリーン組立体とバイブレータの少な
くとも一方を回転させる駆動装置とをさらに備える。
立体とバイブレータの少なくとも1つを回転することに
より、板ばねの一端部が円筒状に配置された各サポート
ロッドに順次当接してから外れ、サポートロッドに当接
する板ばねの衝撃により、各サポートロッドおよびそれ
に固定されたフィルター部材にわずかな振動が発生す
る。液体がフィルター部材に入るにつれ、フィルター部
材の表面に沈積する傾向がある被濾過液の不純物の粉末
状に浮遊した固体粒子は、この振動によってフィルター
部材の表面から振り落とされ、したがってこの浮遊固体
はフィルター部材の表面に近づけず、それによってフィ
ルター部材の閉塞を防止することができる。したがっ
て、濾過装置は逆洗のために濾過操作を停止することな
く、濾過操作を継続する間にフィルター要素の閉塞を防
止することができる。
体のもっとも外側のスクリーンは、スクリーンの軸方向
に延長し、所定の間隔でほぼ円筒状に配置されたサポー
トロッドと、該サポートロッドの内側に固定された円筒
状フィルター部材とを備え、スクリーンと同軸にスクリ
ーンの外側に設けられかつスクリーンの軸方向に延長す
る枠体と、一端部が枠体に固定され、他端部が各サポー
トロッドの一部に当接することができる少なくとも1枚
の板ばねとを含むバイブレータと、スクリーン組立体と
バイブレータの少なくとも一方を回転させる駆動装置と
をさらに備える。
純物の固体粒子を振り落とすという同様の効果を獲得す
ることができる。
リーン組立体内への被濾過液の流れの方向とは異なる方
向を有する被濾過液の流れを該濾過槽内で創る流れ創設
手段をさらに備える。
の被濾過液の流れの方向と異なる方向の被濾過液の流れ
が生成され、液体がスクリーンに入るにつれ、スクリー
ンの表面に沈積する傾向がある被濾過液の不純物の粉末
状浮遊固体粒子は、スクリーンへの流れとは異なる方向
のこの流れによって、スクリーンの表面から洗い落とさ
れ、したがってこの浮遊固体粒子はスクリーンの表面に
近づけず、それによってスクリーンの閉塞を防止するこ
とができる。したがって、濾過装置は、逆洗のために濾
過操作を停止することなく、濾過操作を継続する間にフ
ィルター要素の閉塞を防止することができる。
クリーン組立体のもっとも内側のスクリーン内に同軸に
かつその軸のまわりに回転可能に設けられた逆洗管であ
って、一端部に濾過液流入口を有し、他端部に濾過液流
出用・逆洗水流入用開口部を有し、かつ管の軸方向に所
定の間隔で複数の逆洗水噴射孔がを有する逆洗管と、濾
過液流出用・逆洗水流入用開口部と連通する送液管と、
該濾過液流出用・逆洗水流入用開口部の側で、該逆洗管
の濾過液流入口の近傍に設けられ、該濾過液流入口から
逆洗管内への濾過液の流入を許容し、逆洗管内から該濾
過液流入口への逆洗水の流出を阻止する逆止弁と、逆洗
管をその軸のまわりに回転させる手段とをさらに備え
る。
管の逆洗水噴射孔から加圧した逆洗水を噴射することに
より、逆洗水がジェット流の形で噴出し、このジェット
流が円筒状スクリーンの内周壁全体と順次衝突し、それ
によって円筒状スクリーンを閉塞する不純物を均一に除
去する。
ン組立体のもっとも外側のスクリーンは、スクリーンの
外側に形成されたスクリーンスリットと、スクリーンス
リットから半径方向内側に拡大する開口部とを有するウ
エッジワイアスクリーンである。
図面に関して説明する。
成した濾過装置の実施形態を示す。
す。濾過槽2は箱様の形状であり、一端部の下部分に被
濾過液の流入口3を、底部分に排出口4を有する。排出
口4は常時閉であり、濾過槽2の底部に沈降した不純物
の固体粒子を除去する時に開く。濾過槽2の上部分は、
流出口6を有する処理済液体排出管5として構成され
る。
定される1つまたは複数の環状多層プリパックスクリー
ン組立体(図示の実施形態では5つのスクリーン組立
体)を設ける。各スクリーン組立体7は、上部分に流出
口8を有し、この流出口8は濾過液流出管5と連通す
る。
空間に充填されていない状態で、環状多層プリパックス
クリーン組立体7の例を示す。図2では、スクリーン組
立体をよりよく理解するため、スクリーン組立体7を構
成する各円筒状スクリーンの一部の図が削除されてい
る。図3は、濾材が充填されていない状態におけるスク
リーン組立材の断面図である。
は、異なる直径の3つの円筒状スクリーン、つまり最小
直径を有するもっとも内側の円筒状スクリーン9、最も
内側のスクリーン9より大きい直径を有する中間の円筒
状スクリーン10、および最大直径を有するもっとも外
側の円筒状スクリーン11を含む。円筒状スクリーン
9、10および11は、その軸が濾過槽2に垂直に延長
する状態で濾過槽2内に同軸で配置される。環状空間1
2はもっとも内側の円筒状スクリーン9と中間の円筒状
スクリーン10との間に形成され、環状空間13は中間
の円筒状スクリーン10ともっとも外側の円筒状スクリ
ーン11との間に形成される。円盤の形態の底板(密封
板)14が、各円筒状スクリーン9、10および11の
底端部分に固定接続され、円筒状スクリーン10および
11の頂端部分は、円盤の形態の上板15で閉じる。ス
クリーン組立体7は、濾過槽2の底面に配置され、そこ
から垂直に直立する。円筒状スクリーン9、10および
11は、円筒状スクリーン9、10および11のスクリ
ーン部分9a、10aおよび11aから延長する閉じた
壁部分9b、10bおよび11bを有し、閉じた壁部分
9bと10bとの間に環状室16、閉じた壁部分10b
と11bとの間に環状室17を形成する。この環状室1
6および17は環状空間12および13に連続し、その
上に位置する。もっとも内側の円筒状スクリーン9の閉
じた壁部分9bは、上板15の上に延長し、濾過液流出
管5に取り付けられる。もっとも内側の円筒状スクリー
ン9の閉じた壁部分9bの上開放部分は、スクリーン組
立体7の流出口8を構成する。
および11のスクリーン部分9a、10aおよび11a
は、それぞれウエッジワイアスクリーンで作成される。
スクリーン部分9a、10aおよび11aはそれぞれ、
図5に示すように、スクリーン部分9a、10aおよび
11aの軸方向に延長し、所定の間隔でほぼ円筒状に配
置され、半径方向外側の一端部に突出部分18aを有す
るサポートロッド18と、サポートロッド18と実質上
交差する方向でサポートロッド18の外側に螺旋状に巻
かれたウェッジワイア19とを有する。ウエッジワイア
19は、1つの側19aが外側に面し、他の2つの側1
9bおよび19cが隣接するウエッジワイア部分間で半
径方向内側に拡大するスリット20を形成し、ウエッジ
ワイア19の内側頂点19dがウエッジワイア19とサ
ポートロッド18との交点21でサポートロッド18の
突出部分に溶着された状態で配置される。
なる濾材22および23は、環状空間12および13に
それぞれ充填される。例えば、粗い砂粒を外側の環状空
間13に充填し、活性炭素粒を内側の環状空間12に充
填してもよい。別の例では、活性炭素粒を外側の環状空
間13に充填し、イオン交換樹脂粒を内側の環状空間1
2に充填してもよい。これらの濾材で所望の濾過操作を
実行するには、異なる濾材の種々の他の組合せを利用す
ることができる。選択される濾材間の比重の差を考慮す
る必要がなく、したがって濾材の選択の自由が従来技術
の濾過装置に比べて拡がることが、本発明による濾過装
置の利点である。
a、10aおよび11aと閉じた壁部分9b、10bお
よび11bの境界線よりわずかに上のレベルまで充填し
てよいが、濾材22および23は、環状室16および1
7を満たしてはならない。この構成は、逆洗操作中に環
状室16および17内における濾材22および23の上
方への自由な移動を許容するために必要である。
形成する3つの円筒状スクリーンがスクリーン組立体を
構成する。あるいは、スクリーン組立体は、3以上の環
状空間を形成する4以上の円筒状スクリーンで構成する
ことができ、3以上の異なる濾材を使用してこれらの環
状空間を充填してよい。
3から流入し、スリット20を通って環状多層プリパッ
クスクリーン組立体7のもっとも外側の円筒状スクリー
ン11に入り、濾材23および22を通って2つの異な
る濾過操作を受け、次にもっとも内側の円筒状スクリー
ン10に入る。次に濾過液はスクリーン組立体7の流出
口8を通って濾過液流出管5へと流れ、流出口6から流
出する。
り濾過槽2の底に落下する被濾過液中の粉末状浮遊固体
粒子は、常時閉である排出口4を開くことによって、濾
過槽の底から定期的に除去される。
じ、被濾過液の流入を停止して逆洗水を濾過液流出管5
の流出口6から流入させ、円筒状スクリーン9、10お
よび11間の環状空間12および13に強制的に入れ
る。逆洗水は排出口4へと流れ、濾材22および23お
よび円筒状スクリーン9、10、11のスリット20を
閉塞している不純物を除去する。逆洗操作中、環状空間
12および13を充填し逆洗水によって攪拌される濾材
22および23のもっとも上の部分は、環状室16およ
び17内で隆起つまり上方に移動し、これによって濾材
22および23の下部分は、逆洗による濾材22および
23の上部分の上方への移動によって利用可能になる制
限された空間内でひっくり返ることができる。したがっ
て、環状空間12および13に充填された濾材22およ
び23全体がひっくり返り、これにより濾材22および
23からの不純物の除去が容易になる。
して述べる。この実施形態では、図1から図5に示した
実施形態のもっとも内側のスクリーン9にバイブレータ
30を設ける。図6の実施形態では、図1から図5の実
施形態と同じ構成要素の部品は、同じ参照文字で指定
し、その説明は省略する。図6では、もっとも内側の円
筒状スクリーン9のみを図示し、他の円筒状スクリーン
10および11の図は省略する。
たバイブレータ装置は、出願人の共願米国特許出願第0
9/012,292号に記載され、この共願特許出願の
記述を参照により本明細書に組み込む。
スクリーン9と同軸でスクリーン9の中央部に配置され
たシャフト32と、シャフト32に固定された複数の板
ばね33とで構成されたバイブレータ30を設ける。シ
ャフト32の上端部分はスクリーン9の上端から突き出
し、上板15より上で濾過槽2の上部分に設けたバイブ
レータ駆動装置34に接続する。バイブレータ駆動装置
34は、図示されていないモータによって駆動力が与え
られて、シャフト32を駆動し、所定の速度で回転す
る。
クリーン9の半径方向に延長し、板ばね33の隣接する
対と交差するような方法で、スクリーン9内に配置され
たシャフト32の部分の全長に沿ってシャフト32に固
定する。各板ばね33の半径方向の長さは、板ばね33
の前端部分33aが各サポートロッド18の半径方向内
側部分と当接嵌合するよう決定される。
32はバイブレータ駆動装置34によって回転する。次
に、シャフト32が反時計回りに回転すると仮定する
と、板ばね33は図1に示した状態から、板ばね33の
前端部分33aがサポートロッド18の半径方向内側部
分と当接する状態へと移動する。板ばね33は押されて
屈曲し、それによってサポートロッド18から弾性によ
り外れる。したがって、シャフト32の回転中、サポー
トロッド18に当接する板ばね33の衝撃によって、各
サポートロッド18と、サポートロッド18に固定され
たフィルター部材であるウエッジワイア19にわずかな
振動が与えられる。この振動は、もっとも内側の円筒状
スクリーン9から他の円筒状スクリーン10および11
へと与えられ、したがってスクリーン組立体7全体がバ
イブレータ30によって振動する。
ター部材の表面に沈積する傾向がある被濾過液中の不純
物の粉末状浮遊固体粒子は、この振動によってフィルタ
ー部材の表面から振り落とされ、したがってこれらの浮
遊固体はフィルター部材の表面に近づけず、それによっ
てフィルター部材の閉塞を防止することができる。した
がって、濾過装置は逆洗のため濾過操作を停止すること
なく、濾過操作を継続中にフィルター要素の閉塞を防止
することができる。
の実施形態のこのバイブレータ47も、出願人の出願に
かかる米国特許出願第09/012,272号に記載さ
れ、参照により本明細書に組み込まれる。この実施形態
は、図1および図6の実施形態とは逆に、被濾過液をス
クリーン組立体の内側からその外側へと流し、不純物の
粉末状固体粒子がウエッジワイアの内面近傍に収集され
る濾過装置に使用するのに適している。
状スクリーン40のみを図示し、中間およびもっとも内
側の円筒状スクリーンの図は省略する。
は、図7に示すように、スクリーン40の軸方向に延長
し、所定の間隔でほぼ円筒状に配置され、半径方向内側
端部分に突出部分41aを有するサポートロッド41
と、サポートロッド41と実質上交差する方向でサポー
トロッド41の内側に螺旋状に巻き付けられたウエッジ
ワイア42とを含む。ウエッジワイア42は1つの側4
2aが内側に面し、2つの他の側42bおよび42cが
隣接するウエッジワイア部分間で半径方向外側に向かっ
て拡大するスリット43を形成し、外側の頂部42dが
ウエッジワイア42とサポートロッド41との交点44
でサポートロッド41の突出部分41aに溶着された状
態で配置される。ウエッジワイア42は円筒状のフィル
ター部材を構成する。
0の軸方向に延長する格子の形状の円筒状枠体45と、
一端部で枠体45の軸方向に延長するバー45aに固定
され、他端部でサポートロッド41に当接することがで
きる複数の板ばね46とで構成されたバイブレータ47
を設ける。
装置に接続され、枠体45はこの駆動装置によって回転
する。
クリーン40の半径方向に延長し、隣接する板ばね46
の対と交差するような方法でスクリーン40を配置した
枠体45の部分の全長に沿って、枠体45の軸方向のバ
ー45aに取り付ける。各板ばね46の半径方向の長さ
は、板ばね46の前端部分46aが各サポートロッド4
1の半径方向外側部分と当接嵌合するよう決定される。
内側から外側へと流される。枠体45が図7で時計回り
に回転するにつれ、各板ばね46が各サポートロッド4
1と順次当接して、弾性により外れ、この動作を繰り返
して、それによりサポートロッド41を通してウエッジ
ワイア42にわずかな振動を与える。この構成により、
振動が中間およびもっとも内側の円筒状スクリーン10
および9に伝達され、したがってスクリーン組立体7全
体が振動し、したがってスクリーン組立体7中の不純物
の粉末状固体粒子が振り落とされる。したがって、図6
に示した濾過装置と同様の効果を獲得することができ
る。
を示す。スクリーン組立体への流れとは異なる方向の流
れを生成する手段が、出願人の共願米国特許出願第09
/050,618号に記載され、参照により本明細書に
組み込まれる。
52を有する。被濾過液が流入する流入口52aが、濾
過槽52の下部分に形成される。ポンプ53が濾過装置
50に接続される。被濾過液は濾過槽52のほぼ上端壁
まで充填する。上板54aおよび底板54bによって上
および下端部分を閉じた短い円筒形状のスクリーンホル
ダー54が、濾過槽52の上壁部に形成された開口部5
2bを通して垂直に延長して下端部でスクリーンホルダ
ー54の上板54aに固定された中空の駆動シャフト5
5によって、濾過槽52内で被濾過液中に吊り下げら
れ、上端部で駆動装置56に接続され、これは濾過装置
50の上枠体57に固定される。
リパックスクリーン組立体7が、スクリーンホルダー5
4の底板54bに固定され、被濾過液に浸漬される状態
で垂直下方向に延長する。各スクリーン組立体7の構造
は、図1から図5の実施形態で示したスクリーン組立体
7の構造と同様であり、その説明は省略する。
のスクリーンホルダー54の内部空間と連通し、中空の
駆動シャフト55もスクリーンホルダー54の内部空間
と連通する。駆動シャフト55は駆動装置56を通って
延長し、濾過液流出口を構成する可撓性ホース58は、
駆動シャフト55の上端部と接続する。
と、往復摺動運動を駆動シャフト55に伝達し、それに
よって駆動シャフト55を垂直方向に往復させるスライ
ダークランク機構などの既知の駆動機構とを含む。この
ような駆動機構はよく知られているので、その図および
詳細な記述は省略する。
る。
液を流入口52aから各スクリーン組立体7中へと流入
させる。被濾過液はスクリーン組立体7に流入し、スク
リーンホルダー54の内部空間および中空の駆動シャフ
ト55を通ってホース58から流出する。
して、駆動シャフト55を図8の矢印A,A’で示すよ
うな垂直往復運動で移動させる。この操作により、スク
リーンホルダー54に固定されているスクリーン組立体
7も垂直往復運動で移動し、その結果、スクリーン組立
体7に流入する被濾過液の流れの方向とは異なる流れの
方向を有する被濾過液の流れが創られる。つまり、スク
リーン組立体7に流入する液体の水平の流れに加えて、
スクリーン組立体7の表面に対して垂直に往復する液体
の流れが創られる。
表面に沈積する傾向がある粉末状固体は、スクリーン組
立体7の垂直往復運動で生じた液体の垂直の流れによっ
て、ウエッジワイアの表面から洗い流され、ウエッジワ
イアに近づけない。その結果、粉末状固体5によるウエ
ッジワイアのスリットおよび濾材の閉塞を防止すること
ができる。
は、電気モータ(図示せず)を含み、駆動シャフト55
は電気モータの回転が駆動シャフト55に伝達されるよ
うな方法で、減速歯車を通して電気モータの駆動シャフ
トに接続される。この実施形態では、駆動シャフト55
は、駆動装置56内の電気モータの駆動により、図8の
矢印Bによって示すような軸のまわりを回転し、したが
ってスクリーンホルダー54も駆動シャフト54ととも
に回転する。これは、濾過槽52内の被濾過液にうず流
れを創り、このうず流れは、スクリーン組立体7に流入
する方向とは異なる方向を有する液体の流れを構成す
る。その結果、スクリーン組立体7の表面に沈積する傾
向がある固体粒子は、このうず流れによって洗い流さ
れ、図8の前述した実施形態と同じ利点を獲得すること
ができる。
3に関して説明する。この実施形態では、図1から図5
の実施形態と同じ構成要素部品は、同じ参照文字で指定
し、その記述は省略する。
施形態と同様、濾過槽2内に環状多層プリパックスクリ
ーン組立体7を有する。図10および図11は、スクリ
ーン組立体7のもっとも内側の円筒状スクリーン62の
みを示し、スクリーン組立体7の他の円筒状スクリーン
の図は省略する。図10および図11では、サポートロ
ッド18およびウエッジワイア19をその上端および下
端部分のみ示し、その中間部分は一点鎖線で示す。
側の円筒状スクリーン62の上に配置する。この送液管
69には、その底部にスクリーン62と同軸に濾過液流
出用・逆洗水流入用円筒状開口部70を形成する。開口
部70を形成する部分は、垂直方向に階段状部分を有
し、この階段状部分の下部分70aは階段状部分の上部
分70bより小さい直径を有する。
ーン62と同軸で配置された管状部材で作成される。逆
洗管63は、送液管69の円筒状開口部70の下部分7
0aの外径よりわずかに大きい内径を有し、円筒状開口
部70の下部分70aの外周面に摺動状態で取り付けら
れる摺動部分63aとして形成された開いた上部分を有
する。逆洗管63の下端部分は、円盤の形態の底板63
bで閉じられる。底板63bの下面中心にピボット71
を設ける。このピボット71は、スクリーン62の底板
14に形成されたピボット受け用窪み72に取り付けら
れ、それにより逆洗管63をスクリーン62で支持す
る。この構成により、逆洗管63はその軸のまわりで回
転することができる。
流入口63cを形成し、流入口は複数の円形開口部で構
成される。逆洗管63の開いた上端部分は、濾過液流出
用・逆洗水流入用開口部63dを構成する。
隔で複数の逆洗水噴射孔73を有する。図12から明ら
かなように、この実施形態では、垂直方向に形成された
4つの噴射孔のグループ73a、73b、73cおよび
73dを、円周方向に90度の間隔で設ける。この構成
により、逆洗水の噴射が一方向にずれることによって生
じる反応に起因するような逆洗管63の回転の問題を防
止することができる。
mmから0.8mmである。直径が0.8mmを超える
と、噴射される逆洗水の圧力が不十分であり、閉塞防止
効果が低下する。直径が0.5mm未満の場合は、噴射
孔が細かい塵で閉塞する可能性がある。
る逆洗管を、70mmの直径を有するもっとも内側の円
筒状スクリーンに配置し、0.7mmの直径を有する逆
洗水噴射孔を5mm間隔で形成することができる。
に、濾過液流出用・逆洗水流入用開口部63dの側に逆
止弁74を設ける。逆止弁74は、円盤の形態の弁体7
4a、弁体74aを配置できる環状弁座74b、弁体7
4aから軸方向上側に延長する軸74c、軸74cを摺
動状態で挿入する環状部材およびこの環状部材を逆洗管
63の内壁に固定する4本のサポートロッドで構成され
る弁保持部材74d(図13)、および一端部が弁体7
4aに固定され、他端部が弁保持部材74dに固定され
るコイルばね74eで構成される。コイルばね74e
は、コイルばね74eが無負荷状態では圧縮された状態
にあり、コイルばね74eに逆洗水の圧力をかけると伸
張して弁体74aを弁座74b上に配置するような方法
で調節されたばね力を有する。したがって、逆止弁74
は濾過液が流入口63cから逆洗管63へと流入するの
を許容し、逆洗水が逆洗管63の内側から流入口63c
へと流れるのを防止する機能を果たす。
取り付ける。このブレード76は、逆洗中に逆洗管をそ
の軸のまわりで回転させる手段を構成する。ブレード7
5の形状、サイズおよび取付角度は、逆洗管63のサイ
ズ、逆洗水の圧力の大きさ、および逆洗管63に必要な
回転速度を考慮して決定する。
る。
ず)によって濾過槽に流入する。図10で示すように、
濾過液はスクリーン62のスリット20を通ってスクリ
ーン62に流入し、次に逆洗管63の下端部に設けた流
入口63cから逆洗管63に流入する。この時点で、逆
止弁75は図10に示すように開放状態にあり、コイル
ばね74eは圧縮され、したがって濾過液は逆止弁74
を通って矢印の方向に流れ、開口部63dおよび円筒状
開口部70を通って送液管69に入り、次に外側に流出
する。
に図11に示すように加圧した逆洗水が円筒状開口部7
0および開口部63dを通って逆洗管63に流入する。
逆止弁74の弁体74aは、コイルばね74eの力に対
抗して加圧された逆洗水の力によって下方に移動し、弁
座74bに載り、それによって逆止弁74が閉じる。し
たがって、逆洗管63内で加圧された逆洗水は、逆洗水
噴射孔73からジェット流の形で噴射し、このジェット
流がスクリーン62に衝突する。その間に、逆洗水がブ
レード75に衝突してブレード75を押し、したがって
逆洗管63がその軸のまわりを回転する。その結果、逆
洗管63が回転するにつれてジェット流がスクリーン6
2の内周壁全体に順次衝突し、したがってスクリーン6
2およびスクリーン組立体7の環状空間の濾材を閉塞す
る不純物が、均等に除去される。
形態を示す。
に設けた複数(図示の例では5)の環状多層プリパック
スクリーン組立体7を含む箱様濾過槽81を含む。各ス
クリーン組立体7の構造は図10から図13で示した実
施形態の構造とほぼ同じである。各スクリーン組立体7
で濾過液が流出し、逆洗水が流入する開口部は、共通の
送液管87と連通する。
過液流出口83、送液管87と連通する送液開口部8
4、および常時閉で不純物の排出中に開放できる排出口
85を有する。被濾過液流入口82は、送液開口部84
より大きい直径を有する。ポンプ86が、被濾過液流入
口82と被濾過液流出口83との間に接続され、被濾過
液が循環する閉ループを形成する。ポンプ86の動作に
よって、送液開口部84から流出する濾過液の量より大
量の被濾過液を強制的に流入口82から濾過槽81に入
れることにより、濾過槽81内に、スクリーン組立体7
に入る被濾過液の流れの方向とは異なる方向を有する図
14の矢印Fで示すような被濾過液の流れが創られる。
を流入口82から濾過槽81へと流入する。被濾過液は
スクリーン組立体7に入り、濾過液は送液管87を通っ
て送液開口部84から流出する。その間に、余分な被濾
過液は、スクリーン組立体7に入る流れとは異なる方向
を有する流れの形で濾過槽81内を循環し、それによっ
て濾材を閉塞させる不純物の粉末状固体粒子がスクリー
ン組立体7の表面から洗い流され、閉塞量が減少する。
流出口83を閉じ、被濾過液は濾過後に流出する。次
に、排出口85を開き、加圧した逆洗水を強制的に送液
開口部84を通してスクリーン組立体7に入れ、図10
から図13に関して上述した方法で逆洗を実行する。逆
洗後の汚れた水は排出口85から排出される。
示の例では6)の濾過槽81を並列に配置し、その濾過
槽81の流入口82、流出口83、送液開口部84およ
び排出口85を共通の接続管92、93、94および9
5で接続して組み合わせ、小さいモジュール90にした
実施形態を示す。
いモジュール90を平行に配置し、共通の接続管92、
93、94および95をさらにそれぞれの共通接続管1
02、103、104および105で接続して組み合わ
せ、より大きいモジュール100にした実施形態を示
す。
装置の濾過槽と同様の濾過槽に、多数のスクリーン組立
体7を設けた実施形態を示す。
過液流出口112および排出口114を有する。
0もともに、2mの内径および2mの内部高さを有する
ものと仮定する。従来技術の濾過装置の濾材dの有効濾
過表面積はπr2=3.14m2である。これに対し
て、この実施形態の濾過槽110では、それぞれ12.
5mmの直径および100mmの高さを有する90の円
筒状組立体7を、各スクリーン組立体の間の間隔を50
mmにして濾過槽110で受けることができる。1つの
スクリーン組立体7の有効濾過表面積は0.125m×
π×1m=0.4m2なので、90のスクリーン組立体
7の合計有効濾過表面積は0.4m2×90=36m2
になる。したがって、本発明による濾過装置では、従来
技術の濾過装置より10倍以上大きい有効濾過表面積が
得られる。
円筒状スクリーンの要素を構成するフィルター部材とし
て、ウエッジワイア、多孔質板、金網、濾布、および他
のスクリーン要素を使用することができる。ウエッジワ
イアの隣接部分間に所定幅のスリットを形成するような
方法でサポートロッドのまわりに巻き付けたウエッジワ
イアを使用する場合、V字形スリットを有するウエッジ
ワイアタイプの円筒状スクリーンは、本質的に閉塞しに
くく、したがってスクリーンのスリットおよび濾材の閉
塞を最も効率的に防止することができ、濾過装置の長期
の連続濾過操作を達成することができる。
17に示したようなより大きいモジュールにも、図1、
図6および図9で示した濾過装置を形成することができ
る。
で示した、図1の実施形態に使用する環状多層プリパッ
クスクリーン組立体の斜視図である。
のスクリーン組立体の断面図である。
断面図である。
図である。
洗管の斜視図である。
ある。
である。
である。
である。
Claims (10)
- 【請求項1】 被濾過液流入口を有する濾過槽と、 該濾過槽中に設けられ、濾過液流出口を有する環状多層
プリパックスクリーン組立体であって、軸が該濾過槽中
で垂直方向に延長する状態で同軸に配置された異なる直
径を有する3以上の円筒状スクリーンを備え、それぞれ
の隣接する円筒形スクリーン間に環状空間が形成された
環状多層プリパックスクリーン組立体と、 該円筒状スクリーンの各環状空間内に充填された相互に
異なる濾過機能を果たす2以上の異なる濾材とを備える
ことを特徴とする濾過装置。 - 【請求項2】 該スクリーン組立体の該円筒状スクリー
ンの各々は、該円筒状スクリーンの一端部から延長して
それぞれの隣接する円筒状スクリーン間に環状室を形成
する閉じた円筒状壁部分を有し、該環状室は、濾材が充
填されている該それぞれの隣接する円筒状スクリーン間
の該環状空間に連続し、かつ濾材が充填されておらず、
逆洗時に該濾材が該環状室内で上方に移動することが可
能であることを特徴とする請求項1記載の濾過装置。 - 【請求項3】 濾過槽内に該環状多層プリパックスクリ
ーン組立体が複数個設けられており、該スクリーン組立
体の該濾過液流出口が共通の流出管に接続されているこ
とを特徴とする請求項1記載の濾過装置。 - 【請求項4】 並列に配置された請求項3記載の複数の
濾過装置を備えた濾過装置であって、被濾過液流入口と
該濾過装置の共通の流出管がそれぞれ共通の接続管に接
続されてモジュールを形成することを特徴とする濾過装
置。 - 【請求項5】 請求項4記載の濾過装置を複数個備えた
濾過装置であって、該複数の濾過装置の該共通の接続管
がさらにそれぞれ共通の接続管に接続されて請求項4の
モジュールより大きいモジュールを形成することを特徴
とする濾過装置。 - 【請求項6】 該スクリーン組立体のもっとも内側のス
クリーンは、スクリーンの軸方向に延長し、所定の間隔
でほぼ円筒状に配置されたサポートロッドと、該サポー
トロッドの外側に固定された円筒状フィルター部材とを
備え、スクリーンと同軸にスクリーンの中央部に設けら
れたシャフトと、一端部がシャフトに固定されかつ他端
部が各サポートロッドの一部に当接することができる少
なくとも1枚の板ばねとを含むバイブレータと、スクリ
ーン組立体とバイブレータの少なくとも一方を回転させ
る駆動装置とをさらに備えることを特徴とする請求項1
記載の濾過装置。 - 【請求項7】 該スクリーン組立体のもっとも外側のス
クリーンは、スクリーンの軸方向に延長し、所定の間隔
でほぼ円筒状に配置されたサポートロッドと、該サポー
トロッドの内側に固定された円筒状フィルター部材とを
備え、スクリーンと同軸にスクリーンの外側に設けられ
かつスクリーンの軸方向に延長する枠体と、一端部が枠
体に固定され、他端部が各サポートロッドの一部に当接
することができる少なくとも1枚の板ばねとを含むバイ
ブレータと、スクリーン組立体とバイブレータの少なく
とも一方を回転させる駆動装置とをさらに備えることを
特徴とする請求項1記載の濾過装置。 - 【請求項8】 スクリーン組立体内への被濾過液の流れ
の方向とは異なる方向を有する被濾過液の流れを該濾過
槽内で創る流れ創設手段をさらに備える請求項1記載の
濾過装置。 - 【請求項9】 該スクリーン組立体のもっとも内側のス
クリーン内に同軸にかつその軸のまわりに回転可能に設
けられた逆洗管であって、一端部に濾過液流入口を有
し、他端部に濾過液流出用・逆洗水流入用開口部を有
し、かつ管の軸方向に所定の間隔で複数の逆洗水噴射孔
がを有する逆洗管と、 濾過液流出用・逆洗水流入用開口部と連通する送液管
と、 該濾過液流出用・逆洗水流入用開口部の側で、該逆洗管
の濾過液流入口の近傍に設けられ、該濾過液流入口から
逆洗管内への濾過液の流入を許容し、逆洗管内から該濾
過液流入口への逆洗水の流出を阻止する逆止弁と、 逆洗管をその軸のまわりに回転させる手段とをさらに備
えることを特徴とする請求項1記載の濾過装置。 - 【請求項10】 該スクリーン組立体のもっとも外側の
スクリーンは、スクリーンの外側に形成されたスクリー
ンスリットと、スクリーンスリットから半径方向内側に
拡大する開口部とを有するウエッジワイアスクリーンで
あることを特徴とする請求項1記載の濾過装置。
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