JP2006015296A - 膨縮型濾過器 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理液導入時や濾滓剥離時の不都合の発生を防止するとともに、濾布と流路材との関係をより最適化し、十分に高い濾過処理能力を確保することが可能な膨縮型濾過器を提供する。
【解決手段】濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され濾液を濾液排出方向に案内するとともに濾滓除去用流体を濾布内に案内する可撓性の流路材とを備え、缶体内に垂設される膨縮型濾過器であって、濾布または／および流路材の下端部に錘を設けたことを特徴とする膨縮型濾過器。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体中の懸濁物を除去するための各種産業用の濾過装置における濾過器に関し、とくに膨縮可能な袋状の濾布を備えた膨縮型濾過器に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、筒状または袋状（これらを総称して本願では「袋状」と呼ぶ。）に形成された可撓性シートからなる濾布を、濾液取集部材としての流路材の周りに設け、濾過もしくは休止時には濾布を流路材表面位置へと収縮させて扁平構造にし、濾布内から流路材による案内を介して流体を流して濾布を洗浄し、濾滓を除去する時には、濾布を膨張させて筒状または袋状構造とすることが可能な膨縮型濾過器が知られている。

このような膨縮型濾過器は缶体内に複数本設置して（とくに、垂設して）使用されることが多く、とくに密集された形態で取り付けられることが多いが、設置作業に加え、濾布の交換や濾過器の取り替え等の作業を考慮すると、例えば缶体のマンホールから各濾過器を出し入れする作業が必要になる。この作業の際、濾過器が自由に曲がる構造でないと、長大な濾過器の場合、作業が困難になる。また梱包輸送や保管に際しても、濾過器が自由に曲がる構造でない場合、不便でコストもかかることとなっていた。

この問題に対しては、可撓性の濾布とともに、その内部に設置される流路材も可撓性の構造とすることにより、実質的に膨縮型濾過器全体を可撓性として折り曲げることが可能な構造に構成することが有効である。例えば、濾過器の取外し作業においては、折りたたみ折り曲げが可能になることにより、缶体内より取り出す際最少の大きさの開口部で済む。さらに缶体内部での取り回しも楽な作業となり、作業に要する缶体内部の必要スペースも最小で済む。特に濾過器が長大になればなるほど取り出しが困難となり、缶体全体の分解により濾過器を取り出す必要が生じることもあるが、大型装置では全体の分解が困難であることが多い。折り曲げ折りたたみが容易な濾過器とすることにより、長大な濾過器であっても、取扱い性を大幅に改善することが可能になる。
特許第２７６６５９号公報

ところが、上記のように、濾布とともにその内部に設置される濾液集液のための流路材も可撓性とすると、膨縮型濾過器全体を折り曲げることを可能にして取扱い性は改善されるものの、とくに濾過開始時における被処理液流入時において、濾過器の浮上や移動による不都合が発生するおそれがあるという新たな問題を生じる。すなわち、濾過を行う際、空の缶体内に被処理液を供給するが、この被処理液供給時に濾過器が自由に移動できるため、被処理液が下部から流入する際濾過器に浮力が働き、濾過器を押し上げる力が働く。そのため濾過器同士が絡み合ったり、濾過器自身やその内部に捩れが発生したりし、濾過の進行とその後の濾滓の剥離に対し円滑な動作を阻害するという不都合が発生するおそれがある。また、被処理液の導入の仕方の影響を受けないように少量づつ流入すると、被処理液を缶体内に充満させるために要する時間が長くなるという問題を生じる。

また、濾滓剥離時にも、以下のような問題を生じるおそれがある。濾液集液用の流路材も可撓性の材質であることが濾過器全体を柔軟なものにするために必要とされるが、その場合、濾滓剥離のために濾布内に空気供給操作を行うと、内部で流路材の捩れや折れが生じて寿命を短くするという問題が生じるおそれがある。このような問題が発生しないようにするために、流路材の幅を小さく制限、例えば、膨縮する濾布側からの影響を極力受けないようにするため、濾布が断面円形に膨張した場合の内径よりも小さい幅に制限している。しかし、このように幅を制限した場合、濾布が扁平形状に収縮される際、内面で濾布同士が直接接触する箇所が多くなり、濾布同士が直接接触している部位では所定の濾過を円滑に行うことが困難になるため、濾過器全体としての被処理液、濾液の流量が制限され、処理量の多い濾過処理に対しては、濾過の効率、処理能力が低下することがある。

そこで本発明の課題は、取扱い性を改善するために濾布とともに流路材も可撓性に構成した膨縮型濾過器において、被処理液導入時や濾滓剥離時の不都合の発生を防止するとともに、濾布と流路材との関係をより最適化し、十分に高い濾過処理能力を確保することが可能な膨縮型濾過器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る膨縮型濾過器は、濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する可撓性の流路材とを備え、缶体内に垂設される膨縮型濾過器において、前記濾布の下端部に錘を設けたことを特徴とするものからなる。つまり、濾布の下端部に錘を設ける形態である。

また、本発明に係る膨縮型濾過器は、濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する可撓性の流路材とを備え、缶体内に垂設される膨縮型濾過器において、前記流路材の下端部に錘を設けたことを特徴とするものからなる。つまり、流路材の下端部に錘を設ける形態である。

さらに、本発明に係る膨縮型濾過器は、濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する可撓性の流路材とを備え、缶体内に垂設される膨縮型濾過器において、前記濾布の下端部に錘を設けるとともに前記流路材の下端部に錘を設けたことを特徴とするものからなる。つまり、濾布の下端部と流路材の下端部との両方にそれぞれ錘を設ける形態である。

これら膨縮型濾過器においては、上記流路材が、上記濾布が断面円形に膨張した場合の内径以上の幅を有することが好ましい。

このような本発明に係る膨縮型濾過器においては、濾布の下端部に錘を設置することにより、濾過器下端部の重量を増加させて、濾布、ひいては濾過器を所定の姿勢にて垂設形態に保つことが可能になるので、とくに濾過時被処理液の流入による浮力と内部に発生する液流動による濾過器の移動により発生する濾過器同士の絡み合い等を防止することが可能になる。

また、流路材下端部にも錘を設置することにより、流路材も所定の姿勢にて垂設形態に保つことが可能になり、内部の錘が濾過器の下部で濾布内面と密着して内部での流路材の移動を妨げる働きをし、流路材の捩れ等の不都合の発生を防ぐことが可能になる。とくに、濾滓剥離操作の際の流路材の捩れ等の不都合の発生を防ぐことが可能になり、濾布内径よりも幅広な流路材の使用を可能にする。また、二つの錘による重力の相乗作用で、より確実に濾過器全体の浮き上がりや絡み合いを防止することが可能になる。

さらに、濾布膨張時の内径よりも幅広の流路材の使用が可能になることにより、濾布が扁平状に収縮される濾過時においても、濾布同士が直接接触する部位が低減され、直接接触部位による処理能力の低下が最小限に抑えられる。

本発明に係る膨縮型濾過器によれば、濾布とともに流路材も可撓性に構成することにより濾過器全体の取扱い性を改善しつつ、濾布または／および流路材の下端部に錘を設けることにより濾過器を所定の垂設形態に保つことができ、濾過器全体の浮き上がりや絡み合いを防止して、目標とする濾過処理能力を安定して発揮させることができる。

また、濾過器を所定の垂設形態に保つことができる結果、流路材を、捩れ等を防止しつつ、濾布膨張時の内径よりも幅広に構成でき、それによって、濾布が扁平形状に収縮される際にも濾布同士が直接接触する部位を最小限に抑えることができ、膨縮型濾過器における処理能力の向上をはかることができる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施態様に係る膨縮型濾過器およびそれを用いた濾過装置を示している。図１は、濾過装置１全体の概略構成を示しており、缶体２は、仕切板３により上室４と下室５とに区画されている。この下室５内に複数の膨縮型濾過器６が配設され、各濾過器６は上端が仕切板３に固定された状態にて仕切板３に吊下、垂設されている。上室用缶体２ａと下室用缶体２ｂにはそれぞれマンホール７ａ、７ｂが設置されており、各種メンテナンス作業の他、濾布交換作業や濾過器設置、交換作業に供することができるようになっている。濾過運転時には、被処理液導入管８を介して下室５内に導入された被処理液が濾過器６で濾過され、懸濁物等が除去された処理液が、上室４から濾液管９を介して所定の送り先へと排出される。膨縮型濾過器６の濾布面に捕捉された濾滓を剥離除去する際には、空気導入管１０から瞬間的に空気が上室４内に導入され、各濾過器６の濾布内面側から外面側へと噴出されて濾滓が剥離除去される。

膨縮型濾過器６は、図２に示すように、可撓性材料からなる、膨縮可能な袋状の濾布１１と、該濾布１１内に配置され、濾布１１により濾過された濾液を集液して案内し上室４内へと排出する、可撓性材料からなる流路材１２を有している。流路材１２の可撓性材料は、例えば、柔軟性を有するゴム材からなり、このように濾布１１および流路材１２をともに可撓性とすることにより、濾過器６全体として折り曲げや折りたたみが可能で、長尺の濾過器６であっても容易に交換、メンテナンス作業、運搬等を行うことが可能となっている。また、本実施態様では、流路材１２は板状の部材に構成されており、その両面に、濾液排出方向に延びる複数の溝１３が設けられている。この溝１３は、濾液を集液して上室４側へと排出する際の案内溝として機能するとともに、濾滓の剥離除去時には、上室４側から収縮している濾布１１内へと流入される流体（本実施態様では空気であるが、液体、とくに水（逆洗用水）も可能）の案内溝としても機能する。濾布１１は、濾過運転時には、図２の実線で示すように濾圧により流路材１２の表面へと押しつけられて全体として扁平な形状とされ、濾滓剥離除去のために空気が内部側に供給されるときには、２点鎖線で示すように、横断面円状に、つまり濾布１１全体としては円筒形に膨張され、膨縮型濾過器を構成する。

そして、本実施態様では、流路材１２の幅は、濾布１１が断面円形に膨張した場合の内径以上の幅を有している。したがって実際には、濾布１１は断面円形またはそれ以下（つまり、断面円形になるまでの途中の形状）までしか膨張できず、膨張時には、流路材１２の幅方向両端面部が膨張した濾布１１の内面に接触した状態となる。

各濾過器６は、図３に示すように構成されている。図３に示すように、濾過器６は、濾布１１の一端側を保持し、袋状の濾布１１内からの濾液の流出路兼袋状の濾布１１内への濾滓除去用流体の流入路１４を備えた保持部材１５を有しており、保持部材１５の流出路兼流入路１４部分は仕切板３に挿通されてナット１６により仕切板３に固定されている。この保持部材１５の濾布保持部側、つまり、流出路兼流入路１４部分とは反対側に位置する部分に、流出路兼流入路１４の流路断面積よりも大きな断面積の流体の溜まり部１７が設けられている。本実施態様では、溜まり部１７は横断面円形の中空部に形成されている。保持部材１５には、流体の流入方向における上記溜まり部１７に続く部位に、溜まり部１７の断面積に比べ断面積が徐々に小さくなる絞り部１８が設けられており、絞り部１８の終端部１９は、横断面が扁平な流路形状に形成されている。したがって、絞り部１８の横断面形状は、溜まり部１７における横断面円形から、終端部１９における扁平流路２０の形状に徐々に変化するように連続的に変化されている。

絞り部１８の終端部１９では、扁平流路２０が互いに対向する壁によって所定長一定の扁平形状が形成されるように、該対向壁が所定長分平行に延設されている。この終端部１９における扁平流路２０の、扁平形状の厚み方向中央部に、流路材１２の上端が挿入され、取付け具２１を介して保持部材１５に保持されている。保持部材１５の溜まり部１７から絞り部１８にわたる部位のうちの一部には、開孔部２２が設けられている。本実施態様では、絞り部１８の長手方向におけるほぼ中央部において、両側の壁に開孔部２２が設けられている。また、絞り部１８の終端部１９における扁平流路２０を形成する壁の両外面には、突起２３が設けられている。本実施態様では、突起２３は、上記流路材１２の取付け具２１の頭部によって形成されているが、取付け具２１とは別に形成してもよい。このように構成された保持部材１５の溜まり部１７から絞り部１８の終端部１９にわたって筒状の濾布１１が被せられ、例えば市販金具であるホースクランプ２４により、濾布１１の上端が保持部材１５の外周に固定されている。図３は、濾過時の様子を示しており、濾布１１の下部側が図２に示したような扁平形状に収縮されている。

可撓性の濾布１１または／および可撓性の流路材１２の下端部に、本実施態様では、濾布１１の下端部と流路材１２の下端部の両方に、錘２５、２６がそれぞれ設けられている。濾布１１に対しては、その下端部に、例えば板状の金属片からなる錘２５が設けられ、孔開け加工した濾布１１にボルト２７を挿通し、濾布１１の両側に配置した板状の金属片を締め付けることにより、錘２５が濾布１１の下端部に取り付けられるようになっている。また、濾布１１内に配置されている流路材１２に対しては、その下端部に、例えば板状の金属片からなる錘２６が設けられ、孔開け加工した流路材１２にビス２８を挿通し、流路材１２の両側に配置した板状の金属片を締め付けることにより、錘２６が流路材１２の下端部に取り付けられるようになっている。このとき、ビス２８としては皿ビス等を使用し、ビス２８の頭部が錘２６から出ない締結構造を採用することで、濾布１１への悪影響を排除できる。

濾布１１に取り付ける錘２５の重さは、濾布重量の３０〜１００％程度の重量が望ましく、また扁平時の幅と同等の幅寸法を有することが望ましい。流路材１２に取り付ける錘２６の重さも、同様に、流路材重量の３０〜１００％程度の重量が望ましい。また、流路材１２に取り付ける錘２６の取り付け時の外周寸法は濾布１１の内面の円周寸法より数ｍｍ小さくしておくことが好ましい。また、取付け位置は濾布１１の下端部に取り付けた錘２５から数センチ以内の位置とすることが望ましい。このとにより濾布１１内部に位置する錘２６の移動が妨げられかつ回転移動も防止できる。また、濾布１１、流路材１２の互いの材質差による伸び縮み量の差を容易に吸収することができる。

上記のように構成された膨縮型濾過器６を備えた濾過装置１においては、濾過時は下室５は被処理液で満たされており、濾過圧を保持するため加圧状態にある。被処理液は下部の被処理液導入管８から圧入され、あらかじめ決められた工程時間が経過すると被処理液導入管８より排出される。この際被処理液が導入管８より高流速で導入されると濾過器６が上方に押し上げられるとともに前後左右に内部の液流の影響を受け移動する。液流の強さは被処理液導入管８からの流量により異なり、流量を多くするほど膨縮型濾過器６の移動が激しくなり絡み合いの発生する確率が多くなる。流量を小さくすると移動が小さくなるが、下室５への被処理液の充満時間が長くなり濾過の開始が遅くなり全体としての処理能力が低下する。

この不具合を解消するため、濾布１１および流路材１２の下端部に錘２５、２６を取り付けることにより、双方の重力が下端部で増加するため、濾布１１および流路材１２が所定の垂設姿勢に保たれ、被処理液の流れによる影響や浮力による影響に打ち勝って、濾過器６同士の絡み合い等の不都合の発生が防止される。

濾過終了後の濾滓剥離のため濾布１１の内部に圧縮空気を瞬時に導入し、濾布１１の内面側から外面側に空気を放出させ濾滓を剥離させる際、流路材１２が移動もしくは捩れが発生しそのままの状態で次回の濾過工程に入ると、濾布１１の内部で折れ曲がったままの流路材１２については、そこから下部は流路機能が低下したり、もしくは破損に至るおそれもある。このような不都合の発生防止のために、従来は、流路材の幅を制限し剥離膨張時円筒形になる濾布に対し、膨張した濾布の内径と同等以下の幅とすることにより折り曲げおよび移動を防止するようにしていた。本発明では、流路材１２の下端部に錘２６を取り付けることにより、その重力の作用で剥離工程での流路材１２の移動、折れ曲がりが防止され、濾過開始時常に同一位置に収めることができる。そして、流路材１２の幅を濾布１１の膨張時の内径よりも大きくしても折れ曲がり等が発生することがなくなり、多量の被処理液流量に対しても円滑な濾過を行うことができるようになる。

濾布膨張時の内径よりも幅広の流路材１２の使用が可能になることにより、濾布１１が扁平状に収縮される濾過時においても、濾布１１同士が直接接触する部位（扁平状にされた濾布１１の扁平形状幅方向端部部位）が低減され、直接接触部位による処理能力の低下が最小限に抑えられる。すなわち、とくに流路材１２の幅に関して、処理能力等の面から、濾布１１と流路材１２との関係をより最適化できることになる。

また、濾滓剥離時においては、濾布１１の内部に圧力水を導入して剥離洗浄を行ったり、あるいは空気と水の混合状態で洗浄を行うことがある。そのような場合、流路材の移動がより激しくなる。このような場合にあっても、下端部の錘２６により流路材１２の移動とその結果発生する折り曲げによる破損や流路の障害がなくなり、円滑な濾過を進行させることができる。また、同時に膨縮型濾過器６の下端重量を増加させることにつながり、濾過器６の被処理液流入時の移動による弊害（例えば、前述の濾過器６同士の絡み合い）に対しても効果を発揮する。

また、濾布１１の下端部の錘２５は、濾滓剥離操作の際膨張していた濾布１１を下方に引っ張る力を作用させるため、濾過開始に際し、円筒形に膨張していた濾布１１を速やかに扁平収縮させる働きを持つ。内部が気体で膨張した状態は被処理液の流入に際して浮力を増大させ、濾過器６の浮き上がりによる絡まりを起こす要因でもあり、錘２５自体の重力と膨張後の濾布１１を扁平収縮を速やかに起こさせる働きにより、移動および浮き上がりを防止し円滑な濾過運転を行うことができるようになる。

本発明に係る膨縮型濾過器は、各種産業廃液や上下水道の処理における濾過や処理の結果発生する汚泥（スラッジ）の濃縮、回収等に使用される、膨縮型濾過器を用いたあらゆる濾過装置に適用でき、特に、長期間にわたって安定した濾過性能が求められる濾過装置、長大な膨縮型濾過器を用いた濾過装置に好適なものである。

本発明の一実施態様に係る膨縮型濾過器を使用した濾過装置の概略縦断面図である。 図１の膨縮型濾過器の拡大横断面図である。 図１の膨縮型濾過器の拡大縦断面図である。

符号の説明

１ 濾過装置
２ 缶体
２ａ 上室用缶体
２ｂ 下室用缶体
３ 仕切板
４ 上室
５ 下室
６ 膨縮型濾過器
７ａ、７ｂ マンホール
８ 被処理液導入管
９ 濾液管
１０ 空気導入管
１１ 濾布
１２ 流路材
１３ 溝
１４ 流出路兼流入路
１５ 保持部材
１６ ナット
１７ 溜まり部
１８ 絞り部
１９ 絞り部の終端部
２０ 扁平流路
２１ 取付け具
２２ 開孔部
２３ 突起
２４ ホースクランプ
２５ 濾布用錘
２６ 流路材用錘
２７ ボルト
２８ ビス

Claims (4)

1. 濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する可撓性の流路材とを備え、缶体内に垂設される膨縮型濾過器において、前記濾布の下端部に錘を設けたことを特徴とする膨縮型濾過器。
2. 濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する可撓性の流路材とを備え、缶体内に垂設される膨縮型濾過器において、前記流路材の下端部に錘を設けたことを特徴とする膨縮型濾過器。
3. 濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する可撓性の流路材とを備え、缶体内に垂設される膨縮型濾過器において、前記濾布の下端部に錘を設けるとともに前記流路材の下端部に錘を設けたことを特徴とする膨縮型濾過器。
4. 前記流路材が、前記濾布が断面円形に膨張した場合の内径以上の幅を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の膨縮型濾過器。

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