JP2003220304A - 粒状濾材の濾過機能再生可能な濾過装置及び粒状濾材の濾過機能再生工程を有する濾過方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、粒状濾材の濾過機能再生可能な濾過
装置を提供することを課題とする。 【解決手段】本願発明の濾過装置１は、濾過対象液体を
内部に導入する導入口３２および濾過後の液体を外部に
導出する導出口３４をもつケース２と、該ケース２内の
該導入口３２から該導出口３４に至る途中の定位置に固
定保持され、該濾過対象液体を濾過する所定量の粒状濾
材６を備えた濾過部５と、該濾過対象液体を所定期間濾
過した後の該粒状濾材６を撹拌して該被濾過物が付着し
た該粒状濾材６を相対的に移動させて該粒状濾材６の表
面に付着した被濾過物を剥離除去し、該粒状濾材６の濾
過機能を復活させる撹拌手段７と、を備えたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒状濾材の濾過機
能再生手段を備えた濾過装置及び粒状濾材の濾過機能再
生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、濾過対象液体を濾過するための濾
過装置は、種々の流体系路に設置されて用いられてお
り、例えば、濾過対象液体を内部に導入する導入口およ
び濾過後の液体を外部に導出する導出口をもつケース
と、ケース内の導入口から導出口に至る途中の定位置に
固定保持され、濾過対象液体を濾過する濾材を備えた濾
過部とで構成され、導入口から導入した濾過対象液体を
一方から他方に流す途中で濾材により濾過し、濾過後の
浄化液体を導出口から必要とする領域に導出する。

【０００３】この濾過装置の濾過部としては、種々の方
式のものが使用されている。例えば、所定期間の使用に
伴い、濾過機能が低下した場合、未使用の濾材に取り替
えて用いる交換方式（カートリジ方式）のものや、ある
いは所定期間使用後の目詰まり状態にある濾材（表面に
被濾過物を付着した状態の濾材）に洗浄用流体を噴射し
て被濾過物を払拭し、濾過機能を再生させて所定期間、
再使用するブロー方式のものなどが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の交
換方式の濾過部を備えた濾過装置の場合には、コスト面
で不利である。

【０００５】また、前記従来のブロー方式の濾過部を備
えた濾過装置の場合には、例えば、断面波形状、星形状
などの面状濾材を所定期間、使用後、洗浄用流体を面状
濾材に吹き付けることによって、面状濾材の表面に付着
していた被濾過物を払拭でき、濾過機能を再生させるこ
とができる。

【０００６】ところが、濾過部の収容空間に充填された
粒状濾材を所定期間、使用後、その濾過機能を再生させ
る場合、洗浄用流体を粒状濾材に吹き付けてみても、粒
状濾材の表面に付着していた被濾過物を確実に払拭でき
ない。この理由としては、前記充填された粒状濾材同士
が密に接触した状態に配置されており、洗浄用流体が各
粒状濾材の表面に充分に吹き付けられないからと考えら
れる。

【０００７】従って、粒状濾材を用いた濾過装置におい
ては、なお改良の余地がある。

【０００８】本発明は、前記問題点に鑑みなされたもの
で、濾過機能が低下した粒状濾材に対して素早く、濾過
機能を復活し、かつ長期間、濾過機能を繰り返し利用可
能であり、コスト面で有利な粒状濾材の濾過機能再生可
能な濾過装置及び粒状濾材の濾過機能再生工程を有する
濾過方法を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明の粒状濾材の濾
過機能再生可能な濾過装置（以下、濾過装置と称す）
は、濾過対象液体を内部に導入する導入口および濾過後
の液体を外部に導出する導出口をもつケースと、該ケー
ス内の該導入口から該導出口に至る途中の定位置に固定
保持され、該濾過対象液体を濾過する所定量の粒状濾材
を備えた濾過部と、該濾過対象液体を所定期間濾過した
後の該粒状濾材を撹拌して該被濾過物が付着した該粒状
濾材を相対的に移動させて該粒状濾材の表面に付着した
被濾過物を剥離、除去し、該粒状濾材の濾過機能を復活
させる撹拌手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】濾過装置は、ケースの導入口から内部に導
入させた濾過対象液体を濾過部の各粒状濾材の濾過機能
（濾過対象液体を各粒状濾材の表面に接触することによ
って、濾過対象液体に含まれる被濾過物を各粒状濾材の
表面に付着させる作用）により濾過し、かつ被濾過物が
除去された濾過後の浄化液体をケースの導出口より外部
に導出する。

【００１１】この粒状濾材は、前記のように濾過対象液
体を濾過することができる。そして所定期間の濾過に伴
い、粒状濾材の表面に付着可能な被濾過物の量が限界に
近くになり、濾過機能の再生を必要とする場合に、撹拌
手段による撹拌が行われる。

【００１２】すると、各粒状濾材は、撹拌手段により撹
拌されて相対的に移動し、表面同士が擦り合わせられ、
いままで表面に付着していた被濾過物が剥離、除去され
るため、各粒状濾材の濾過機能を復活させることができ
る。

【００１３】第２発明の粒状濾材の濾過機能再生工程を
有する濾過方法（以下、濾過方法と称す）は、粒状濾材
が充填された濾過部に濾過対象液体を通過させることに
より該粒状濾材の表面に被濾過物を付着させて濾過する
工程と、該被濾過物が付着した該粒状濾材を相対的に移
動させて該粒状濾材の表面に付着した被濾過物を剥離、
除去し、該粒状濾材の濾過機能を復活させる再生工程
と、を有することを特徴とする。

【００１４】第２発明の濾過方法は、濾過部の粒状濾材
により濾過する工程と、粒状濾材の濾過機能を復活させ
る再生工程とが交互に繰り返し施される。

【００１５】濾過する工程では、濾過部の粒状濾材によ
り所定期間、濾過対象液体を濾過する機能を得ることが
できる。

【００１６】再生工程では、前記濾過工程で濾過部の粒
状濾材により濾過対象液体を濾過する機能が低下した場
合に、被濾過物が付着した粒状濾材を相対的に移動させ
て粒状濾材の表面に付着した被濾過物を剥離、除去し、
粒状濾材の濾過機能を復活させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】第１発明の濾過装置は、ケース
と、所定量の粒状濾材を備えた濾過部と、粒状濾材の濾
過機能を復活させる撹拌手段と、よりなる。

【００１８】前記ケースは、前記導入口および前記導出
口を形成した基部と、基部の下端側に着脱可能であり、
上方開口部の周縁部分をシール部材を介して基部に水密
に固定保持できる有底筒部とよりなる構成を用いること
ができる。

【００１９】有底筒部は、その内部空間に前記濾過部を
収容し、基部の下端側とで濾過部の長手方向の両端を挟
持し、定位置に固定保持できる構成を用いることができ
る。また、有底筒部としては、底部に外部から操作する
ことによって開閉可能なドレン排液通路を備えたものを
用いることが好ましい。

【００２０】前記濾過部は、径方向に所定の間隔を隔て
て配置された、通液性の小径筒状壁部および通液性の大
径筒状壁部と、該小径筒状壁部と該大径筒状壁部の軸方
向の一端側開口および他端側開口を閉じる上端側蓋およ
び下端側蓋と、該小径筒状壁部と該大径筒状壁部の間に
形成された収容空間に、該収容空間の容積の９０％〜９
７％の範囲の量で充填されて上方移動代空間を形成し、
前記撹拌手段により相対的に移動させられる前記粒状濾
材と、よりなる。

【００２１】前記粒状濾材を前記収容空間に充填（収
容）する場合、収容空間の容積の９０％〜９７％の範囲
とした理由は、粒状濾材を収容空間に充填（収容）した
場合、収容空間の上方に１０％〜３％の上方移動代空間
が形成されるからである。

【００２２】前記収容空間の容積の１０％〜３％の上方
移動代空間を形成する理由としては、粒状濾材の濾過機
能の再生時に、洗浄用流体を付与された状態で各粒状濾
材が相対移動できる状態を保持するためである。各粒状
濾材は、相対移動時に自転（回転運動）を伴う。

【００２３】なお、上方移動代空間の値が３％を前記値
に満たない場合には、各粒状濾材の表面に被濾過物が付
着後、その表面より被濾過物を剥離、除去するための操
作として、撹拌洗浄用の圧力流体が付与された際に、各
粒状濾材が相対移動しにくく各粒状濾材の表面同士の擦
り合う動作が抑制されるため、擦り合いによる被濾過物
の剥離、除去がほとんど行われず、かつ各粒状濾材の再
生機能が低下する。

【００２４】また、上方移動代空間の値が１０％を超過
する場合には、各粒状濾材の相対移動量が大きくなり、
表面同士の擦り合う動作範囲を超過するため、擦り合い
による被濾過物の剥離、除去がほとんど行われず、かつ
各粒状濾材の再生機能が低下する。

【００２５】従って、各粒状濾材の表面同士の擦り合う
動作を適正な範囲に保持でき、かつ擦り合いによる被濾
過物の剥離、除去を効率良く行うことができる前記範囲
とすることが重要である。なお、最も、好ましい前記上
方移動代空間は、前記収容空間の容積の６％〜４％であ
る。

【００２６】前記小径筒状壁部および前記大径筒状壁部
としては、濾過対象液体を一方向から他方向に流通で
き、さらに洗浄用流体（液体および気体）を他方向から
一方向に流通できる通液性（液体および気体を透過でき
る物性）の材料を用いることができる。

【００２７】通液性の材料としては、例えば、金属製あ
るいは合成樹脂製の網状体（ネット）、金属製あるいは
合成樹脂製の多孔板、多孔性焼結体、多孔性繊維シー
ト、などを用いることができる。

【００２８】前記粒状濾材は、球状のものを用いること
ができる。また前記粒状濾材は、アスペクト比が１．５
以下のものを用いることができる。なお、この好ましい
アスペクト比としては、１．０以下である。

【００２９】前記粒状濾材を球状のものや、前記アスペ
クト比のものを用いる理由としては、粒状濾材の濾過機
能を再生する際、濾材の表面に今まで付着していた被濾
過物をその表面から剥離、除去する手段として撹拌手段
を用い、撹拌させた各粒状濾材を相対的に移動させ、各
粒状濾材同士の表面の擦り合わせを確実に行うためであ
る。すなわち、各粒状濾材の濾過機能を再生する場合
に、各粒状濾材同士の表面がその全域で可及的に接触し
て互いに擦れる形状であることが好ましいからである。

【００３０】前記各粒状濾材の大きさとしては、平均粒
径０．１ｍｍ〜０．０２ｍｍのものを用いることができ
る。好ましい、平均粒径値は、０．２ｍｍ〜０．０４ｍ
ｍである。

【００３１】前記各粒状濾材は、接触して互いに擦れる
とき、破損しないで使用に耐える強度をもつ、例えばジ
ルコニア、アルミナ、シリカなどのセラミックスを用い
ることができる。なお、セラミックス製の粒状濾材とし
ては、例えば、予め熱処理がなされ表面が使用に耐える
硬さを備えたものを用いることが好ましい。

【００３２】前記撹拌手段は、前記濾過対象液体を濾過
した後の前記粒状濾材に対し、噴射部装置のノズルより
洗浄用気体あるいは洗浄用液体（以下、洗浄用流体と称
す）を、濾過対象液体の一方から他方への流れとは逆の
方向に噴射して粒状濾材を撹拌する物理的手段である。

【００３３】前記撹拌手段は、前記ノズルを回転させる
回転駆動部をもつものを用いることができる。この場合
には、回転駆動部によりノズルを回転させることによっ
て、濾過部の粒状濾材に対して、周方向に間歇的に噴射
される洗浄用流体による撹拌作用を付与でき、この分、
各粒状濾材の撹拌移動および粒状濾材同士の表面の擦り
合う現象を活発にさせ得る。なお、コスト低減を図る目
的からは、洗浄用流体として洗浄用気体を用いることが
好ましい。

【００３４】回転駆動部としては、電動モータ、エアー
モータ、水力モータなどの外部駆動力を用いることがで
きる。また、回転駆動部の回転駆動力によりノズルを回
転する場合には、減速ギア、ベルトなどの駆動力伝達手
段を介在することや、回転数を制御する一般的な制御手
段などを適用することができる。

【００３５】ノズルとしては、濾過対象液体の一方から
他方への流れとは逆の方向に洗浄用流体を噴射して粒状
濾材を撹拌することができる位置に設けられていればよ
く、例えば、外部から所定の圧力で洗浄用流体を送給す
る筒状体の周壁に開口しており、筒状体の周方向および
軸方向の所定間隔に設けられている。

【００３６】ノズルの口径、数量などは、目的に応じて
種々設定できる。ノズルは、等間隔あるいは非等間隔に
設けることができる。

【００３７】前記撹拌手段は、前記ケースに着脱可能に
装着された構成とすることができる。この場合には、予
め、設置された複数の濾過装置に対し、その濾過部で所
定期間、濾過対象液体を濾過した後、濾過部の濾材の濾
過機能の再生時に、各濾過装置のケースに、着脱可能な
撹拌部材を装着し、かつ撹拌部材によって、濾材を撹拌
することができる。

【００３８】すなわち、ひとつの撹拌部材を複数の濾過
装置に順に着脱可能に装着して各濾過部の濾材の濾過機
能を再生することができ、コスト面で有利となる。

【００３９】前記濾過工程は、粒状濾材が充填された濾
過部に濾過対象液体を通過させることにより粒状濾材の
表面に被濾過物を付着させて濾過する工程である。

【００４０】前記再生工程は、被濾過物が付着した粒状
濾材を相対的に移動させて粒状濾材の表面に付着した被
濾過物を剥離、除去し、粒状濾材の濾過機能を復活させ
る工程である。

【００４１】前記再生工程は、前記濾過対象液体を所定
期間濾過した後の粒状濾材を撹拌手段によって撹拌して
前記被濾過物が付着した粒状濾材を相対的に移動させて
粒状濾材の表面に付着した被濾過物を剥離、除去し、粒
状濾材の濾過機能を復活させる工程である。

【００４２】

【実施例】前記第１発明の濾過装置を用い、前記第２発
明の濾過方法を施す場合に適用した実施例を図１〜図６
に基づいて説明する。

【００４３】図１および図３に要部を断面して示す実施
例の濾過装置１は、ケース２と、ケース２内の定位置に
収容され所定量の粒状濾材６を撹拌可能に保持する筒状
の濾過部５と、ケース２に着脱可能に装着され粒状濾材
６を撹拌する撹拌手段７とで構成されている。

【００４４】ケース２は、基部３と、基部３に着脱可能
に装着される有底筒部４とよりなる。

【００４５】基部３は、合成樹脂製で厚肉状で剛性を備
えた略円柱形のもので、以下に示す内部構成を備えてい
る。

【００４６】すなわち、基部３には、濾過対象流体を外
部から導入した後、濾過部５で濾過した濾過済の浄化流
体を外部に導出する系路を構成する、導入通路３０（孔
あるいは管）、流入室３１、連通孔３２、凹部３３、中
心孔３５、導出通路３６（孔あるいは管）と、撹拌手段
７を着脱可能に装着するための中央筒状部３７と、有底
筒部４を着脱可能で気密に固定保持するためのシール凹
部３４および筒状保持部３８などが形成されている。

【００４７】導入通路３０は、濾過対象液体を外部通路
Ｓ１から流入室３１に案内する。流入室３１は、基部３
の中央領域の外側を周回する空洞状で導出孔３６を回避
（区画）する位置に設けられている。

【００４８】中心孔３５は、中央筒状部３７とともに基
部３の中央領域に形成され、上下に貫通している。

【００４９】中央筒状部３７は、上方および下方に突出
する雄螺子３７０、断面鋭角のリング状突起３７１を備
えている。リング状突起３７１は、その先端に濾過部５
の上端蓋部材５２が当接状態にある場合、シール部を形
成する機能、および凹部３３と中心孔３５とを区画する
（リング状突起３７１によって、リング状突起３７１の
半径内側に中心孔３５が位置し、リング状突起３７１の
半径外側に凹部３３が位置する関係に区画する）機能を
もつ。

【００５０】筒状保持部３８は、基部３の外周壁面３８
０側より垂下し、内周側に雌螺子３８１を備えている。

【００５１】前記流入室３１と凹部３３とは、周方向に
等間隔に形成された複数の連通孔３２（図９参照）によ
って連通している。凹部３３と中心孔３５とは、濾過部
５によって区画される（図２参照）。シール凹部３４
は、下記の有底筒部４の上方開口周縁部分４１ととも
に、シール部材Ｏ１を挟持する当接面３４０をもつ。

【００５２】前記送出通路Ｓ２には、開閉バルブＢが設
けられている。

【００５３】有底筒部４は、所定長さでストレートに伸
びる筒状周壁４０と、筒状周壁４０の上端側に連設さ
れ、基部３の雌螺子３８１に螺着される雄螺子４１０を
もつ上方開口周縁部分４１と、筒状周壁４０の下端側に
連設されロート状に垂下する底部４２と、底部４２の中
央最下部に形成された筒状のドレン通路４３とを備え
る。

【００５４】筒状周壁４０の内面には、底部４２側に後
記する濾過部５の下端蓋部材５３を定位置に固定保持す
る下方保持板４５（図２および図１０参照）を載置する
ための載置部４４が設けられている。

【００５５】下方保持板４５は、上方に突出し、濾過部
５の下端蓋部材５３に当接する断面鋭角のリング状突起
４５０と、リング状突起４５０の半径外側周方向に等間
隔に形成された連通孔４５１とを備える。下方保持板４
５は、筒状周壁４０の載置部４４に載置されたとき、リ
ング状突起４５０が濾過部５の下端蓋部材５３に当接し
て濾過部５を定位置に保持し、粒状濾材６の洗浄時に排
出される流体（粒状濾材６の表面６０から剥離、除去さ
れた被濾過物、洗浄作用済の洗浄用圧力エア、濾過対象
液体など）を連通孔４５１から底部４２側に案内する。

【００５６】ドレン通路４３は、切り換えバルブＢ１を
備えた回収通路Ｓ５に連通する。

【００５７】前記有底筒部４は、その内部に筒状周壁４
０より所定の間隔Ｌ１を保持して濾過部５を収容すると
ともに、上方開口周縁部分４１をシール部材Ｏ１を介し
て前記基部３のシール凹部３４における当接面３４０に
対向して着脱可能で、水密に固定保持できる。

【００５８】回収通路Ｓ５は、洗浄時にドレン通路４３
からケース２外に排出された前記流体の一部あるいは全
部を、図略の濾過対象液体の供給源（濾過対象液体タン
ク）に回収するための機能をもつ。

【００５９】濾過部５は、軸方向Ｐの長さと、外径およ
び内径とが所定の値に設定された円筒状体である。

【００６０】この濾過部５は、有底筒部４の内部に同軸
上に収容、配置され、かつ有底筒部４の内部を径方向Ｒ
に２つに区画し導入空間ｅ１と導出空間ｅ３を形成す
る。この導入空間ｅ１と導出空間ｅ３は、以下に説明す
る濾過部５を介してのみ、連通可能である。すなわち、
濾過対象液体を導入空間ｅ１側から濾過部５を介して導
出空間ｅ３に濾過済の浄化液体として流通させること
や、逆に洗浄用の圧力エアや、洗浄用の圧力液体などを
導出空間ｅ３から濾過部５を介して導入空間ｅ１に流通
させることが可能である（図１および図３参照）。

【００６１】濾過部５は、図１に示すように、径方向Ｒ
に所定の間隔を隔てて配置された、通液性の小径筒状壁
部５０および通液性の大径筒状壁部５１と、小径筒状壁
部５０と大径筒状壁部５１の軸方向Ｐの一端側開口ａお
よび他端側開口ｂを閉じる上端側蓋５２および下端側蓋
５３と、それら（小径筒状壁部５０、大径筒状壁部５
１、上端側蓋５２、下端側蓋５３）により形成された収
容空間ｅ２に、後記する値の上方移動代空間としての隙
間ｅ２０を確保した状態で収容された粒状濾材６と、よ
りなる。

【００６２】小径筒状壁部５０および大径筒状壁部５１
は、濾過対象液体および圧力エアや、粒状濾材６から剥
離、除去された被濾過物を通過可能で、かつ粒状濾材６
を非通過状態に保持することができる部材として図略の
微小孔をもつステンレス製の網状体（ネット）が用いら
れる。なお、網状体（ネット）としては、ステンレス製
のものに限定されるものではなく、例えば、合成樹脂製
（ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエス
テルなど）の網状体（ネット）を用いることができる。

【００６３】上端側蓋５２、下端側蓋５３は、ステンレ
ス製円板で断面凹形状の嵌合溝ｍ１、ｍ２を備えてい
る。上端側蓋５２は、図６に示すように頂壁５２０と、
頂壁５２０の周端より垂下する周壁５２１とで、前記嵌
合溝ｍ１を形成している。また、周壁５２１は、下記の
濾過部５の隙間ｅ２０の上下方向より長い、下端ｍ１０
までの長さｈ１に設定され、濾過部５の小径筒状壁部５
０、大径筒状壁部５１における隙間ｅ２０に対向する領
域を覆い、流体を非透過状態に保持するシール機能を発
揮するように配慮されている。

【００６４】粒子状濾材６は、ジルコニア製粒子よりな
り、その表面に微小の被濾過物（例えば、ホーニング作
業に伴う研削領域に供給される加工洗浄液に含まれる、
砥石の微小屑や、被研削体より研削された微小屑など）
を付着させ得る。

【００６５】この粒状濾材６は、球状で平均粒径０．２
ｍｍ〜０．０４ｍｍが用いられる。

【００６６】また、濾過部５の収容空間ｅ２への粒状濾
材６の充填（収容）率は、収容空間ｅ２の容積に対し９
４％〜９６％である。このため、前記充填（収容）率で
所定量の粒状濾材６が収容空間ｅ２に収容された後、そ
の上方に若干の隙間ｅ２０（収容空間ｅ２の容積に対し
６％〜４％）が上方移動代空間として形成される。

【００６７】なお、前記充填（収容）率に設定した理由
としては、粒状濾材６の濾過機能の再生工程を施す場
合、濾過部５により半径内側に区画された導出空間ｅ３
から濾過部５の通液性の小径筒状壁部５０を介して、洗
浄用流体が濾過部５内の収容空間ｅ２に吹き付けられる
とき、ほとんどの粒状濾材６が次々と撹拌でき、かつ相
対移動および自転（回転運動）する隣り合う位置の粒状
濾材６同士が表面６０（図７参照）を互いに擦り合わす
ことができる、粒状濾材６の移動代を確保するためであ
る。

【００６８】また、前記値より超過する場合には、各粒
状濾材６の表面６０に被濾過物が付着後、その表面より
被濾過物を剥離、除去するための操作として、撹拌洗浄
用の圧力エアが付与された際に、各粒状濾材６が相対移
動しにくく各粒状濾材６の表面６０同士の擦り合う動作
が抑制されるため、擦り合せによる被濾過物の剥離、除
去がほとんど行われず、かつ各粒状濾材６の再生機能が
低下する。

【００６９】また、前記値に満たない場合には、相対移
動量が大きくなり、表面６０同士の擦り合う動作範囲を
超過するため、擦り合せによる被濾過物の剥離、除去が
ほとんど行われず、かつ各粒状濾材６の再生機能が低下
する。

【００７０】従って、各粒状濾材６の表面６０同士の擦
り合う動作を適正な範囲に保持でき、かつ擦り合いによ
る被濾過物の剥離、除去を効率良く行うことができる前
記範囲とすることが重要である。

【００７１】撹拌手段７は、図１および図３に示すよう
に、中空状の本体７ａと、本体７ａの内部に回転可能に
保持されるとともに、外部から送給された圧力エアによ
って回転駆動する回転駆動部７ｂと、回転駆動部７ｂの
回転に連動しつつ回転駆動部７ｂを介して導入された圧
力エアを濾過部５の小径筒状壁部５０に向かって噴射す
る回転ノズル部７ｃと、本体７ａに係合し、本体７ａと
ともに回転駆動部７ｂ、回転ノズル部７ｃをケース２に
着脱可能に装着する蓋部７ｄと、よりなる。

【００７２】本体７ａは、略円筒状でその上方が閉じら
れ、下方が一部を除いて閉じられたた大径の圧力エア作
用部７０ａと、圧力エア作用部７０ａの中心部で下方に
延び、圧力エア作用部７０ａよりも小径の円筒状保持部
７１ａと、圧力エア作用部７０ａの底部の周方向の一部
に設けられた連通孔７２ａと、連通孔７２ａを介して圧
力エア作用部７０ａと円筒状保持部７１ａとを連通する
エア通路７３ａとを備える。圧力エア作用部７０ａの周
壁７４ａには、外部から送給された圧力エアの噴出通路
７５ａ（図８参照）が形成されている。噴出通路７５ａ
は、図略の圧力エア供給源に供給通路Ｓ３を介して連通
し、外部から圧力エアを導入可能である。

【００７３】前記供給通路Ｓ３は、圧力エアの供給タイ
ミング、供給量、供給圧力などを目的とする値に予め、
設定可能であり、かつ制御する図略の制御部を備えてい
る。

【００７４】回転駆動部７ｂは、本体７ａの圧力エア作
用部７０ａおよび円筒状保持部７１ａに、それぞれ回転
可能に保持された、回転羽部７０ｂ、回転羽部７０ｂの
筒状中心軸７１ｂ、筒状中心軸７１ｂの下端側に連設さ
れた回転窓部７２ｂ、回転窓部７２ｂの下端側に連設さ
れた筒状回転保持部７３ｂとよりなる（図１および図３
参照）。

【００７５】回転羽部７０ｂは、筒状中心軸７１ｂの周
方向に等間隔（図８参照）に形成されている。

【００７６】回転窓部７２ｂは、中空状でその周壁に周
方向、等間隔に形成された複数の開口７２０が形成され
ている。

【００７７】この開口７２０は、エア通路７３ａに対向
する位置で、圧力エア作用部７０ａからの圧力エアを前
記連通孔７２ａおよびエア通路７３ａを介し導入でき
る。

【００７８】回転ノズル部７ｃは、有底筒状で周壁部７
０ｃの上端側が前記回転窓部７２ｂに連設されて回転窓
部７２ｂとともに回転するとともに、回転窓部７２ｂか
らの圧力エアを受けることができる。

【００７９】周壁部７０ｃには、濾過部５の小径筒状壁
部５０に対向する位置（周方向および軸方向）に沿って
複数のノズル孔ｃ１が形成されている。

【００８０】ノズル孔ｃ１は、濾過部５の収容空間ｅ２
に充填された粒状濾材６に対して、前記供給通路Ｓ３か
らに供給された所定の圧力および流量の圧力エアを濾過
部５の通液性の小径筒状壁部５０を介して噴射し、かつ
粒状濾材６を撹拌することによって強制的に相対移動お
よび回転運動させ、粒状濾材６同士の表面６０に擦り合
せ作用を発生させる原動力を付与する機能を備える。

【００８１】ノズル孔ｃ１は、装置１の使用条件に対応
した所定の圧力および流量で圧力エアを送給するよう
に、その数量およびノズル口径、配置位置などを目的に
応じて種々、設定できる。例えば、回転ノズル部７ｃの
周方向および軸方向の所定間隔に千鳥状の配置に開口す
ることができる。

【００８２】ノズル孔ｃ１の口径は、１ｍｍ以下であ
り、好ましい値は０．５ｍｍある。

【００８３】また、ノズル孔ｃ１の開口（回転ノズル部
７ｃの外周面と面一の位置）と前記濾過部５の小径筒状
壁部５０との間隔Ｗ１は、５ｍｍ以内に設定することに
よって、ノズル孔ｃ１から噴射された圧力エアが小径筒
状壁部５０を透過し、濾過部５の収容空間ｅ２に充填さ
れた各粒状濾材６を相対的に移動可能に撹拌作用を付与
できる吹き付け状態が得られる。

【００８４】なお、前記間隔Ｗ１が０である場合には、
ノズル孔ｃ１の開口と、小径筒状壁部５０とが接触した
状態となるが、回転ノズル部７ｃの回転時にその周方向
に相対移動および回転運動し、最も近い位置でノズル孔
ｃ１から小径筒状壁部５０に直接圧力エアが噴射され、
小径筒状壁部５０を透過し収容空間ｅ２の粒状濾材６に
強い撹拌作用を付与できる。

【００８５】前記間隔Ｗ１が５ｍｍを超過する場合に
は、導出空間ｅ３巾が広くなるため、再生工程におい
て、ノズル孔ｃ１から噴射された圧力エアによる各粒状
濾材６に対し相対的に移動可能に撹拌作用を付与できる
吹き付け状態が低下する。

【００８６】前記のように、構成された実施例の装置１
を流体通路系路の導入通路Ｓ１と送出通路Ｓ２との間に
設置して用い、濾過対象液体に濾過する工程を施す場合
と、粒状濾材６にその濾過機能を復活させる再生工程を
施す場合を以下に順に説明する。

【００８７】（濾過工程）装置１は、濾過工程に用いる
場合、撹拌手段７は、図２に示すように、ケース２より
取り外された後、図３に示すように、ケース２（基部３
の中央筒状部３７雄螺子３７０）に雌螺子７０ｅを備え
た蓋部７ｅを螺合し、シール部材Ｏ２を介して気密に装
着されて用いられる。

【００８８】この場合には、ケース２の流体通路系路の
送出通路Ｓ２がバルブＢによって開かれるとともに、ド
レン通路４３に連通する回収用通路Ｓ５がバルブＢ１に
よって閉じられる。

【００８９】この状態で、装置１に対し、ケース２外部
の導入通路Ｓ１から濾過対象液体が供給される。なお、
濾過対象液体としては、例えば、加工洗浄液〔微小な被
濾過物（砥石の微小屑や、被研削体より研削された微小
屑など）を含む研削液（水性）や、ホーニング油〕や、
植物油（食用油）や、水槽に蓄積された水、などを用い
ることができるが、本実施例では前記加工洗浄液を用い
た場合を示す。

【００９０】そして、基部３の導入通路３０、有底筒部
４内の導入空間ｅ１を経て、濾過部５の大径筒状壁部５
１を透過し、濾過部５の収容空間ｅ２に導入する（図１
の矢印参照）。

【００９１】収容空間ｅ２に導入した濾過対象液体は、
互いに隣合う粒子状濾材６同士の微小隙間を流通した
後、小径筒状壁部５０を透過して導出空間ｅ３に至るま
での間に、所定量の粒子状濾材６の表面６０に次々に繰
り返し接触する（図２、図５、図６参照）。

【００９２】すると、濾過対象液体に含まれる被濾過物
は、各粒子状濾材６の表面６０との接触作用によって、
各粒状濾材６の表面６０に付着濾過部する。

【００９３】このため、濾過部５の収容空間ｅ２に導入
した濾過対象液体は、所定量の粒状濾材６で濾過され浄
化液体となり、収容空間ｅ２より小径筒状壁部５０を透
過して導出空間ｅ３から、その上方の中心孔３５を経て
ケース２の外部の導出通路Ｓ２から、目的とする使用箇
所に導出される。

【００９４】そして、濾過部５の粒状濾材６は、濾過対
象液体に対し、所定期間濾過機能を充分に発揮した後、
その表面６０への被濾過物の付着量の限界に到達する。

【００９５】この場合には、粒状濾材６による濾過対象
液体の濾過機能を再生する必要がある。

【００９６】（再生工程）この再生工程では、その準備
として図２に示すように、蓋部７ｅがケース２から取り
外される。ついで、図２に示す過程を経て図１のよう
に、撹拌手段７がケース２に装着される。この場合、撹
拌手段７の本体７ａは、雌螺子７０ｄを備えた蓋部７ｄ
を前記雄螺子３７０に螺合することによって確実に装着
される。

【００９７】また、図１に示すように、流体通路系路の
送出通路Ｓ２がバルブＢによって閉じられるとともに、
ドレン通路４３に連通する回収用通路Ｓ５がバルブＢ１
によって開かれる。

【００９８】そして供給通路Ｓ３からの圧力エアは、噴
出通路７５ａを介して回転駆動部７ｂの圧力エア作用部
７０ａに供給される。すると、回転羽部７０ｂは、圧力
エアの噴射圧力によって、所定の回転数で回転する。ま
た、回転羽部７０ｂの回転に伴い、筒状中心軸７１ｂ、
回転窓部７２ｂ、筒状回転保持部７３ｂ、回転ノズル部
７ｃも回転する。

【００９９】ここにおいて、噴出通路７５ａの噴射位置
より回転羽部７０ｂに回転作用を付与した後の圧力エア
は、前記噴射位置よりほぼ周方向に２７０°隔てた位置
の連通孔７２ａ、エア通路７３ａを介し、回転窓部７２
ｂの開口７２０から導入し、かつ回転ノズル部７ｃに供
給される。なお、回転ノズル部７ｃに供給される洗浄用
の圧力エアの流量は、図略の流量計で制御される。

【０１００】すると、回転ノズル部７ｃは、回転しつつ
各ノズル孔ｃ１から濾過部５の小径筒状壁部５０に向け
て所定気圧の圧力エアを噴射する。

【０１０１】各ノズル孔ｃ１からの圧力エアの噴射は、
回転ノズル部７ｃが回転しているため、小径筒状壁部５
０に向けて噴射される位置が周方向Ｚ（図４参照）に変
化する。このため、小径筒状壁部５０の同一位置におけ
る圧力エアの噴射状態は、間欠的に繰り返し行われ、撹
拌作用を高めることができる。

【０１０２】すなわち、小径筒状壁部５０を透過して収
容空間ｅ２に保持された各粒子状濾材６に衝突し、かつ
各粒子状濾材６を図７に示すようにランダム状に撹拌し
た後、図１および図４に示すように大径筒状壁部５１を
透過して導入空間ｅ１に導入し、濾過対象液体とともに
底部４２およびドレン通路４３に案内され、外部に排出
される。

【０１０３】一方、濾過部５の収容空間ｅ２内の各粒子
状濾材６は、前記濾過工程において図１に示すように、
収容空間ｅ２の上方に若干の隙間ｅ２０（複数の粒状濾
材６が互いに表面６０同士を擦り合わせ可能な撹拌状態
を得ることができる上方移動空間代）が残る配慮がなさ
れている。

【０１０４】このため、本再生工程においては、所定の
量の粒子状濾材６が噴射された圧力エアに応じて前記隙
間ｅ２０を狭めた隙間ｅ２１を形成する状態（図６より
図７に示す状態）に移動した分、素早く良好に撹拌で
き、かつ粒子状濾材６がそれぞれ相対移動および自転
（回転運動）し、表面６０同士の擦り合わせ状態（共擦
り）を発生し得る。

【０１０５】すると、いままで各粒子状濾材６の表面６
０に付着していた被濾過物は、各粒子状濾材６の表面６
０同士の擦り合わせによって、表面６０から剥離、除去
され、圧力エアとともに、大径筒状壁部５１を透過して
導入空間ｅ１に逆導入する。そして濾過対象液体ととも
に底部４２およびドレン通路４３から排出され、かつ外
部の回収通路Ｓ５をへて図略の貯留タンクに回収され
る。

【０１０６】このように、濾過部５の収容空間ｅ２内の
各粒子状濾材６は、表面６０に付着していた被濾過物を
前記のように、剥離、除去されることによって、濾過対
象液体に対する濾過、浄化機能を再生することができる
ため、濾過部５を新品（未使用のもの）と取り替えずに
すみ、かつ繰り返し、濾過部５の粒子状濾材６による濾
過対象液体の濾過、浄化機能を長期に渡って活用でき、
経済性に優れる。

【０１０７】なお、前記各ノズル孔ｃ１から噴射される
圧力エアは、回転ノズル部７ｃが回転することによっ
て、濾過部５の小径筒状壁部５０と各ノズル孔ｃ１とが
周方向に相対移動し、小径筒状壁部５０の同じ位置に対
し瞬間的に間欠が繰り返された吹き付け状態にできるた
め、各粒子状濾材６の相対移動および自転が活発に行わ
れ、かつ表面６０同士の擦り合わせによる被濾過物の剥
離、除去作用を圧力エアの噴射を間欠的に繰り返さない
場合に較べ、高めることができる。

【０１０８】すなわち、圧力エアの噴射を間欠的に繰り
返す場合には、始めの噴射によって飛ばされた粒子状濾
材６は、自転しつつ、大径筒状壁部５１や他の粒子状濾
材６に衝突した後、落下しようとした際、次の噴射によ
って飛ばされ、自転作用を付加されてさらに別の他の粒
子状濾材６に衝突するため、粒子状濾材６の表面６０同
士の擦り合わせ率を高め、被濾過物の剥離、除去作用を
促進できる。

【０１０９】また、回転ノズル部７ｃの各ノズル孔ｃ１
を千鳥状配置に設けた場合には、ノズル孔ｃ１の配置が
上下、左右の間隔を狭く配置できるため、周方向に回転
中の前記各ノズル孔ｃ１から濾過部５内で所定容積当た
りの間欠が激しく繰り返された圧力エアの吹き付け状態
にできるため、前記粒子状濾材６の相対移動および自転
作用をさらに高め得るとともに、各粒子状濾材６の表面
６０同士の擦り合わせを一層、確実に行うことができ、
被濾過物を表面６０から剥離、除去作用をさらに向上で
きる。各粒状濾材の濾過機能を復活させることができ
る。

【０１１０】従って、実施例の濾過装置１によれば、濾
過部５の粒状濾材６の濾過機能と、粒状濾材６の再生機
能とを交互に繰り返し、得ることができるため、長期間
有効に利用でき、コスト面で優れる。

【０１１１】すなわち、従来の場合のように、所定の期
間濾過作用に用いられた後の粒状濾材６を未使用の新品
のものと取り替える必要が解消でき、かつ一度、濾過部
５を装着すれば、長期に渡って、同じものが使用可能と
なり、経済性に優れる。

【０１１２】さらに、前記濾過装置１のように、前記ケ
ース２に着脱可能に撹拌手段７を装着できる構成とした
場合には、例えば、予め用意した複数のケース２に対
し、ひとつの撹拌手段７を順に装着してそれぞれ前記再
生工程を施すことができ、コスト的に優れる。

【０１１３】なお、実施例の撹拌手段７は、ケース２に
着脱可能に装着して用いることに限定されず、ひとつの
ケース２に専属のものとして用いることも可能である。

【０１１４】また、前記実施例では、ドレン通路４３に
連通する回収通路Ｓ５に開閉バルブＢ１を設置した場合
で説明したが、図略の複数方向（３方向、５方向および
その他複数方向）切り換えバルブを設置して用いること
もできる。

【０１１５】なお、前記実施例では、粒状濾材６の濾過
機能を再生するための撹拌、洗浄用の圧力流体として圧
力エアを用いた場合で説明したが、圧力エアの代わりに
圧力液体を用いることもできる。

【０１１６】回転駆動部７ｂの回転駆動源としては、圧
力エアの代わりに圧力液体を用いることや、図略の電動
モータなどを用いることができる。

【０１１７】

【発明の効果】第１発明の濾過装置は、濾過対象液体に
対し濾過部の粒状濾材の濾過機能により所定期間濾過す
ることができる。

【０１１８】そして所定期間濾過に使用された濾過部の
粒状濾材は、その表面に付着可能な被濾過物量が限界に
近くになり、濾過機能の再生を必要とする場合に、撹拌
手段により撹拌させられる。

【０１１９】すると、各粒状濾材は、撹拌手段により撹
拌されて相対的に移動し、表面同士が擦り合わせられ、
いままで表面に付着していた被濾過物が剥離、除去され
るため、各粒状濾材の濾過機能を復活させることができ
る。

【０１２０】従って、粒状濾材の濾過機能と、粒状濾材
の再生機能とを交互に繰り返し、得ることができるた
め、濾過部を長期間有効に利用でき、コスト面で優れ
る。

【０１２１】すなわち、従来の場合のように、所定の期
間濾過作用に用いられた後の濾過部を未使用の新品のも
のと取り替える必要が解消でき、かつ一度、濾過部を装
着すれば、長期に渡って、同じものが使用可能となり、
経済性に優れる。

【０１２２】第２発明の濾過方法は、濾過部の粒状濾材
による濾過工程と、再生工程とよりなる。

【０１２３】そして、濾過工程では、濾過部の粒状濾材
により所定期間、濾過対象液体を濾過する機能を得るこ
とができる。

【０１２４】さらに、再生工程では、前記濾過工程で濾
過部の粒状濾材により濾過対象液体を濾過する機能が低
下した場合に、被濾過物が付着した粒状濾材を相対的に
移動させて粒状濾材の表面に付着した被濾過物を剥離、
除去し、粒状濾材の濾過機能を復活させることができ
る。

【０１２５】従って、粒状濾材の濾過機能と、粒状濾材
の再生機能とを交互に繰り返し、得ることができるた
め、濾過部を長期間有効に利用でき、コスト面で優れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の濾過装置の要部を断面するとともに、
粒状濾材の濾過機能の再生状態を示す断面概略図。

【図２】実施例の濾過装置の要部を断面するとともに、
濾過対象液体を粒状濾材により濾過する場合の状態を示
す断面概略図。

【図３】実施例の濾過装置における撹拌手段をケースに
着脱可能に装着する場合の手順を示す断面概略図。

【図４】図１におけるＡ１ーＡ１線断面矢視図。

【図５】図２におけるＡ２ーＡ２線断面矢視図。

【図６】図２におけるケース内での粒状濾材の状態を示
す部分断面概略図。

【図７】図１におけるケース内での粒状濾材の撹拌状態
を示す部分断面概略図。

【図８】図１におけるＢーＢ線断面矢視図。

【図９】図１における濾過部材の上面を保持するボデー
の内底面部分を示す底面図。

【図１０】図１における濾過部材の下面を保持する環状
保持部材を示す平面図。

【符号の説明】

１…濾過装置 ２…ケース ３…基部 ４…有底
筒部 ５…濾過部 ５０…小径筒状壁部 ５１…大径
筒状壁部 ５２…上端側蓋 ５３…下端側蓋 ｅ２…粒
状濾材の収容空間 ６…粒状濾材 ｅ２０…隙間
（上方移動代空間） ７…撹拌手段 ７ａ…本体 ７ｂ…回転
駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 29/38 ５４０ 23/10 Ａ 23/24 Ａ Ｃ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】濾過対象液体を内部に導入する導入口およ
   び濾過後の液体を外部に導出する導出口をもつケース
   と、 該ケース内の該導入口から該導出口に至る途中の定位置
   に固定保持され、該濾過対象液体を濾過する所定量の粒
   状濾材を備えた濾過部と、 該濾過対象液体を所定期間濾過した後の該粒状濾材を撹
   拌して該被濾過物が付着した該粒状濾材を相対的に移動
   させて該粒状濾材の表面に付着した被濾過物を剥離、除
   去し、該粒状濾材の濾過機能を復活させる撹拌手段と、
   を備えたことを特徴とする粒状濾材の濾過機能再生可能
   な濾過装置。
2. 【請求項２】前記濾過部は、径方向に所定の間隔を隔て
   て配置された、通液性の小径筒状壁部および通液性の大
   径筒状壁部と、該小径筒状壁部と該大径筒状壁部の軸方
   向の一端側開口および他端側開口を閉じる上端側蓋およ
   び下端側蓋と、該小径筒状壁部と該大径筒状壁部の間に
   形成された収容空間に、該収容空間の容積の９０％〜９
   ７％の範囲の量で充填されて上方移動代空間を形成し、
   前記撹拌手段により相対的に移動させられる前記粒状濾
   材と、よりなる前記請求項１記載の粒状濾材の濾過機能
   再生可能な濾過装置。
3. 【請求項３】前記粒状濾材は、球状である前記請求項１
   記載の粒状濾材の濾過機能再生可能な濾過装置。
4. 【請求項４】前記粒状濾材は、アスペクト比が１．５以
   下である前記請求項２記載の粒状濾材の濾過機能再生可
   能な濾過装置。
5. 【請求項５】前記撹拌手段は、前記粒状濾材に対し、ノ
   ズルより洗浄用気体あるいは洗浄用液体を噴射する噴射
   装置をもつ前記請求項１記載の粒状濾材の濾過機能再生
   可能な濾過装置。
6. 【請求項６】前記撹拌手段は、前記ノズルを回転させる
   回転駆動部をもつ前記請求項５記載の粒状濾材の濾過機
   能再生可能な濾過装置。
7. 【請求項７】前記撹拌手段は、前記ケースに着脱可能に
   装着されている前記請求項６記載の粒状濾材の濾過機能
   再生可能な濾過装置。
8. 【請求項８】粒状濾材が充填された濾過部に濾過対象液
   体を通過させることにより該粒状濾材の表面に被濾過物
   を付着させて濾過する工程と、 該被濾過物が付着した該粒状濾材を相対的に移動させて
   該粒状濾材の表面に付着した被濾過物を剥離、除去し、
   該粒状濾材の濾過機能を復活させる再生工程と、を有す
   ることを特徴とする濾過方法。
9. 【請求項９】前記再生工程は、前記濾過対象液体を所定
   期間濾過した後の該粒状濾材を撹拌手段によって撹拌し
   て前記被濾過物が付着した該粒状濾材を相対的に移動さ
   せて該粒状濾材の表面に付着した該被濾過物を剥離、除
   去し、該粒状濾材の濾過機能を復活させる前記請求項７
   記載の濾過方法。
10. 【請求項１０】前記撹拌手段は、前記濾過対象液体を濾
    過した後の前記粒状濾材に対し、噴射部装置のノズルよ
    り洗浄用気体あるいは洗浄用液体を、該濾過対象液体の
    一方から他方への流れとは逆の方向に噴射して該粒状濾
    材を撹拌する前記請求項９記載の濾過方法。
11. 【請求項１１】前記撹拌手段は、回転駆動部により前記
    噴射部装置の前記ノズルを回転させながら、該ノズルよ
    り前記洗浄用気体あるいは前記洗浄用液体を噴射し、該
    粒状濾材を撹拌する前記請求項１０記載の濾過方法。