JP2006142261A - 濾過器 - Google Patents

Abstract

【課題】配置の自由度があり、高比重と低比重の異物をどちらもスムーズに除去することができる濾過器を提供すること。
【解決手段】円筒状の本体容器１と、これと同軸に設けられ、軸方向一端側２ａに本体容器１の内径よりも小径の流体導入用開口部を有し、異物が除去された流体を通過させる濾過エレメント２と、本体容器１の円周壁面に対して接線方向に設けられると共に、開口部の近傍に配置され、流体を導入する流入管５と、本体容器１の円周壁面に対して接線方向に設けられ、濾過エレメント２の軸方向他端側２ｂに配置され、濾過された流体を流出する流出管７と、流入管５に対して濾過エレメント２が配置される方向と軸方向に逆の位置に、本体容器１の円周壁面に対して接線方向に設けられ、比重の大きな異物を流出させる第１異物流出管８と、濾過エレメント２の筒軸方向他端側２ｂに設けられ、本体容器１の中心軸ｘ方向から比重の小さな異物を流出させる第２異物流出管９とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、異物を含有する流体を流入し、濾過エレメントにより異物を除去した状態の流体を流出させる濾過器に関するものである。

火力発電所や原子力発電所における冷却水、水力発電用に用いる水、産業分野での製鉄・化学・製紙プラントにおける工業用水、農業用水、上下水処理において、水や海水から種々の異物を除去する必要がある。この目的で濾過器が使用されている。

かかる濾過器の基本的構造は、円筒状の本体容器と、この内部に設けられる濾過エレメント (フィルター) を備え、本体容器に水や海水等の流体を導入し、この流体に含まれる異物を濾過エレメントにより除去する。

異物の除去された流体は、流出管から送り出され冷却水、再循環水として種々の目的に利用される。異物は、流入された流体と共に、適宜のタイミングでドレイン管から排出された後処分される。この目的の濾過器の１種に旋回渦型濾過器がある。かかる濾過器としては、下記特許文献１，２に開示されるものが知られている。

特許文献１の濾過器は、円筒立型の外筒（本体容器）内に防塵スクリーン容器（濾過エレメント）を配置し、外筒の上部にて原水を接線方向に供給し、外筒の下部に濾過された処理水を流出させる流出管を設け、濾過エレメントの下部に沈殿した沈殿物を排出する排出口を設けている。

特許文献２の濾過器は、上下方向に設置される筒状のケーシング（本体容器）の内部に、濾過エレメントを配置する。原水は濾過エレメントの下方から接線方向に流入され、濾過エレメントの下部からエレメント内部に導入された原水は、濾過されて上方の流出管から流出される。流入管が導入される位置よりも下方に原水を一部貯留する底部貯留室が設けられている。底部貯留室への原水の導入口は、ケーシングの軸中心にあり、底部貯留室からの排水口も底部の軸中心に配置されている。比重の大きな異物は、この底部中心から排出される。一方、比重の小さな異物は、濾過エレメントの上方に設けられた上部貯水室へと導かれ、ケーシング上部に設けられた排出口から排出される。
特開２００３−１９０７１３号公報 特開２０００−４２３１２号公報

濾過エレメントにより流体を濾過する場合、濾過エレメントの外側から内側方向に通水する構造と、逆に内側から外側に通水する構造がある。外側から内側へ通水する場合、遠心力による分離の効果で、比重の大きな異物は本体容器の壁面に濃縮され容易に本体容器外に排出させることができる。しかし、比重の小さな異物は、濾過エレメント側に濃縮され、流体の旋回力による剥離作用はあるものの、濾過エレメントの目つまりの原因となることが多かった。すなわち、高比重の異物除去に対しては良好であるが、低比重の異物除去には適した構造とはいえなかった。

これに対し、前述の特許文献１，２は何れも濾過エレメントの内側から外側へと通水する構造を採用している。しかしながら、これらの構造においても、さらに次のような課題がある。

特許文献１では、異物を濾過エレメントの底部中心から排出するようにしているが、比重の大きさに関わらず、すべて同じ場所から排出するようにしている。従って、比重の大きな異物も濾過エレメントの内部に導入され、旋回流の遠心力により濾過エレメント側に濃縮された状態で下方に落下して行く。従って、濾過エレメントに対して損傷を与える可能性がある。

特許文献２では、高比重の異物と低比重の異物を分離して除去可能な濾過器を開示している。しかし、特許文献２に開示される構造では、異物のスムーズな除去が難しい。すなわち、高比重の異物は、軸中心に設けられた導入口から底部貯留室に導入されるようになっており、遠心力の作用下では異物をスムーズに導入することが難しい。また、特許文献２の構造では、本体容器を縦置きに設置しないと、高比重の異物が底部貯留室に移動することができない。従って、配置の自由度の点で劣っている。また、低比重の異物については、上部貯留室に導入しているが、排出するのはケーシングの円周壁面からであり、スムーズに排出できない可能性がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、配置の自由度があり、高比重と低比重の異物をどちらもスムーズに除去することができる濾過器を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係る濾過器は、
円筒状の本体容器と、
この本体容器内に本体容器と同軸に設けられ、軸方向一端側に本体容器の内径よりも小径の流体導入用開口部を有し、異物が除去された流体を通過させる筒状の濾過エレメントと、
本体容器の円周壁面に対して接線方向に設けられると共に、前記開口部の近傍に配置され、濾過対象の流体を導入する流入管と、
本体容器の円周壁面に対して接線方向に設けられると共に、濾過エレメントの軸方向他端側に配置され、濾過エレメントにより濾過された流体を流出する流出管と、
流入管に対して濾過エレメントが配置される方向と軸方向に逆の位置に、本体容器の円周壁面に対して接線方向に設けられ、比重の大きな異物を流出させる第１異物流出管と、
濾過エレメントの筒軸方向他端側に設けられ、本体容器の中心軸方向から比重の小さな異物を流出させる第２異物流出管とを備え、
流入管から導入される流体に旋回流を生じさせ、濾過エレメントの内側から外側へと流体を通過させることで濾過された流体を流出管から流出させると共に、第１・第２異物流出管から異物を排出させるように構成したことを特徴とするものである。

この構成による濾過器の作用・効果を以下説明する。円筒状の本体容器の内部には、異物が含まれる流体を濾過する濾過エレメントが設けられている。濾過エレメントは筒状であり、その軸は本体容器の軸と同軸となるように設けられる。濾過エレメントの軸方向一端側の近傍には、濾過対象の流体を導入する流入管が設けられる。流入管は、本体容器の円周壁面に接線方向に設けられる。従って、流入管から流入する流体の運動量により、強制渦（旋回流）が生じる。この旋回の遠心力により、高比重の異物は本体容器の内壁面に集まり高濃度化される。このとき、濾過エレメントの流体導入用開口部は、本体容器の内径よりも小径であり、高比重の異物が濾過エレメント内に侵入するのを阻止する。第１異物流出管は、流入管に対して濾過エレメントとは逆方向に配置されており、また、本体容器の円周壁面に対して接線方向に設けられているので、異物の排出をスムーズに行うことができる。第１異物流出管を接線方向に設けているので、本体容器を縦置き、横置き、斜め置きの何れの姿勢にしたとしても、高比重の異物を本体容器から排出させることができる。

また、低比重の異物は旋回流により軸中心に濃縮される。また、空気などの気体が混入している場合も同様に中心に集まる。この低比重の異物は、流出管の方向に向かって濾過エレメントの軸芯に沿って移動する。この低比重異物は、中心付近を移動するため、濾過エレメントに接触する機会が減り目詰まりの問題を解消することができる。また、流入管の近傍では強制渦の状態であるが、濾過エレメントの軸線に沿って流出管に近づくほど自由渦の形となる。自由渦は、渦中心に行くほど流速は速く、濾過エレメントの内側表面に近づくほど流速は低くなる。従って、第２異物流出管が本体容器の中心軸に設けられていることで、渦の流れに乗って低比重の異物を効率良く本体容器外へ排出することができる。以上のように、配置の自由度があり、高比重と低比重の異物をどちらもスムーズに除去することができる濾過器を提供することができる。

本発明に係る前記筒状の濾過エレメントは、流入管に近いほど内径が大きなテーパ状に形成されていることが特に横型の場合には好ましい。かかる構成にすることで、仮に濾過エレメント内に比重の大きな異物が侵入したとしても容易に濾過エレメント外に出すことができる。

本発明において、前記第２異物流出管の近傍に、流体中に障害物による渦列を発生させるための羽を設けたことが好ましい。比重の小さな異物は、スムーズに第２異物流出管から排出されるが、ある程度は濾過エレメントに付着し目詰まりの原因となることがある。そこで、羽を設けることによるカルマン渦を発生させることで、旋回渦流に揺らぎを与え、付着した異物に対する剥離作用を強めさせることができる。

本発明において、濾過エレメントの流入管側に濾過機能を有しない円筒が設けられていることが好ましい。かかる円筒筒により、高比重の異物が濾過エレメント内に侵入するのをより確実に阻止することができる。

本発明に係る濾過器の好適な実施形態を図面を用いて説明する。

＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、第１実施形態に係る濾過器の構成を示す図である。図１（ａ）は側面図（軸線方向に沿った断面図を含む）であり（ｂ）は正面図（軸線に垂直な方向の断面図を含む）である。

本体容器１は円筒状に形成され、その中心軸ｘが水平状態に設置される。横置きに設置することで、高さ制限のある屋内に容易に設置することができる。本体容器１は、例えば、ＳＳ（炭素鋼）により製作される。本体容器１の内部には、濾過エレメント２が配置される。濾過エレメント２は、例えばＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）により製作され、穴径がφ２ｍｍ程度の多数の穴が形成された網状部材であり、この穴を流体（水や海水）が通過することはできるが、異物は通過できないように構成される。濾過エレメント２は、全体として筒状に形成されており、その軸は本体容器１の中心軸ｘと一致した状態で取り付けられる。また、濾過エレメント２は、テーパ状（円錐台形状）に形成されており、一端側２ａの内径は他端側２ｂの内径よりも大きくなるように形成される。このようなテーパ状にすることで、高比重の異物が濾過エレメント２内に侵入したとしても、濾過エレメント２の外へ容易に戻りやすくすることができる。

濾過エレメント２は、本体容器１の内壁面から中心側へ向けて突出した第１取り付け部１ａと、天板３の内壁面から中心軸に沿って内方に突出した第２取り付け部３ａに対して取り付けられる。第１取り付け部１ａにおいて、濾過エレメント２はボルト等により固定される。第２取り付け部３ａには濾過エレメント２の他端側が嵌合するように構成し、かつ、旋回流により濾過エレメント２が不用意に回らないように回り止め機構が設けられる。これにより、濾過エレメント２は回転しない状態で本体容器１に固定される。濾過エレメント２の一端側２ａには流体が導入される開口部が形成されているが、その内径は本体容器１の内径よりも小さくなるように設定されている。

本体容器１の一端側には蓋４が取り付けられており、この蓋４を取り外すことで、濾過エレメント２の清掃やその他のメンテナンスを行うことができる。蓋４の取り付けや取り外しを容易にするため、本体容器１の一端側にはフランジ１ｂが形成されている。

本体容器１には濾過対象である流体が導入される流入管５が設けられる。流入管５は、本体容器１の内周壁面に対して接線方向に取り付けられる。流入管５から導入される流体には、種々の異物が含まれている。接線方向から導入することで、本体容器１内に旋回流（強制渦）を発生させることができる。

また、流入管５と本体容器１との接続箇所に張り出し部６が設けられている。図１に示すように、流入管５の流路の中に侵入した形で取り付けられ、部分的に流路面積を小さくしている。この張り出し部６は、渦を強める作用をする。つまり、流入管５は接線方向に取り付けられているので、流入管５と本体容器１との境界５ａは、流入管５を壁面に対して垂直に取り付けるよりも、境界面積が大きくなる。境界面積が大きくなると、旋回流の流速が減じてしまい異物の濾過効果が低下する。そこで、張り出し部６を設けることで、流速減を防ぐことができる。また、張り出し部６を設けることで、流入管５から導入される流体が直接中心方向に向かうのを防止し、流体が流入される方向を本体容器１の壁面側に矯正する。そして、旋回流と流入される流体とが反対方向で衝突するのを防止し、渦の発生を強化することができる。

流入管５は、濾過エレメント２の一端側２ａの近傍に配置している。流体圧力は、流入管５に近いほど高く、導入された流体と異物を本体容器の内壁面やフランジ１ｂの方向に押し付ける作用をする。これにより、高比重の異物は、本体容器１の内壁面近くを旋回し排出をしやすくなる。

流出管７は、濾過エレメント２の他端側２ｂの近傍に設けられ、本体容器１の円周壁面に対して接線方向に設けられる。この接線方向は、旋回流が生じる方向に一致させている。濾過エレメント２の網目を通過することで、旋回流の強さは弱まるが、流出管７を接線方向に設けることで、再度旋回流を発生することができる。また、流入管５は本体容器１の下側に設けられるのに対して、流出管７は上側に設けられる。これは、濾過器の起動時の初期に本体容器１内の空気を抜くことを容易にするためであり、これにより、空気抜管を省略することができる。

本体容器１のフランジ１ｂが設けられている側に、高比重の異物を流出させるための第１異物流出管８が設けられている。第１異物流出管８は、本体容器１の下部に、旋回流の方向に一致した接線方向に設けられている。高比重の異物は壁面付近を旋回するので、異物を排出しやすくしている。第１異物流出管８は、流入管５に対して図１の右側であり、流入管５の左側にある濾過エレメント２とは逆方向の位置に設けられる。また、確実に異物を排出させるため、第１異物流出管８は、フランジ１ｂに最も近い位置に設けられる。

低比重の異物を流出させるための第２異物流出管９は、天板３の中心に設けられており、中心軸ｘと一致した方向である。低比重の異物は、旋回流の中心に集まる傾向があるため、中心から容易に排出させることができる。

本体容器１の底部にはドレイン管１０が設けられており、濾過器を停止させたときに本体容器１内の流体を排出することを目的としている。従って、濾過器１を通常運転しているときは、ドレイン管１０は閉鎖した状態にしておく。

＜作用＞
次に、実施形態１に係る濾過器の濾過作用について説明する。流入管５から濾過対象である流体が導入される。流体の導入は、本体容器１の接線方向から導入されるため、この流体の運動量により強制渦が生じ流体は旋回する。強制渦とは、外径側に向かうほど流速が大きくなる状態の渦である。このときの遠心力で高比重の異物は、本体容器１の内壁面に近い位置を旋回する。すなわち、高比重の異物は壁面に分離・濃縮された状態となる。これにより、本体容器１の壁面に設けられた第１異物流出管８からスムーズに高比重の異物を排出させることができる。

また、濾過エレメント２の一端側２ａは、本体容器１の内径よりも小さくなっているので、高比重の異物は濾過エレメント２内に侵入し難い構造となっている。また、仮に侵入したとしても、濾過エレメント２は内径が一端側２ａほど大きなテーパ状となっているので、侵入した高比重の異物を旋回により流入管５の方向へ戻すことができる。

濾過エレメント２の一端側２ａ（入口側）は強制渦の傾向が強いが、流入管５から離れるに従い徐々に自由渦の性質が強いランキン渦となる。自由渦とは、中心に行くほど流速が速くなる状態の渦である。流体中の異物は、ベルヌーイの定理により高速側に吸い寄せられるため、低比重の異物は、渦の中心に集まり易くなる。濾過エレメント２の他端側２ｂに行くほど自由渦の傾向が強まるため、低比重の異物はほぼ中心軸ｘに沿うような形で移動していき、第２異物流出管９から排出されることになる。また、低比重の異物と共に流体に含まれる空気などの気体も低比重の異物と共に第２異物流出管９から排出されやすくなる。

低比重の異物は、中心軸ｘに沿って移動するため、濾過エレメント２の網目部分とは接触する頻度が低下する。また、前述したように高比重の異物も濾過エレメント２内に侵入しにくい構造となっている。これにより、濾過エレメント２の目詰まりの問題がなくなる。

以上のように、高比重と低比重の異物を分離して濾過することができ、濾過された流体は濾過エレメント２の網目を通過して流出管７から排出される。流出管７が接線方向に設けられているので、流体に対して回転運動量が与えられる。従って、濾過エレメント２を濾過された流体が通過する祭に、渦の回転運動は抵抗を受けるが、上記接線方向に設けられていることにより、濾過エレメント２よりも径方向外側における旋回流を保持することができる。この旋回流により、流体が受ける遠心力の作用で壁面方向の圧力勾配が形成される。この圧力勾配により、濾過エレメント２の円周方向における流体通過量の均一化を図ることができる。従って、流出管７から流体が流出する場合に、濾過エレメント２の流出管７の近い場所から集中的に流体が流れようとする挙動を防止することができ、流出管７の近傍における濾過エレメント２の目詰まりを防止することができる。

濾過エレメント２の軸方向における通過流量分布を考えると、流入管５に近い部分は強制渦に近くなり、網目に近いほど流速は高く、流出管７に近づくほど自由渦の傾向が強まるため、網目近傍では流速は低くなる。この渦の形の遷移により、流入管５に近い側の濾過エレメント２は、流体の遠心力による高い圧力を受ける。反対に、流出管７の近傍では自由渦であるから、濾過エレメント２が受ける圧力は小さい。一方、流入管５の近傍で濾過エレメント２を通過する流体は、流出管７まで距離があることから、この間の圧損を受ける。この相殺する効果で、濾過エレメント２の軸方向における通過流量が均一化される。すなわち、濾過エレメント２の円周方向と軸方向において、作用する負荷が均等化されている。この作用を効果的に生かすため、濾過エレメント２に使用する濾過網は、開口割合すなわち、目開きが大きい方が好ましい。

図１の濾過器を用いて、流体をゴミ、鉄錆、木片、油、砂、ヘドロが含まれる工業用水とし、運転条件として、第１異物流出管８、第２異物流出管９を連続開放状態で運転をした。結果は、１／２のヘドロを通過させたが、ヘドロ以外の異物は除去することができた。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る濾過器を説明する。第１実施形態と同じ機能をする部分には同じ図番を付している。第１実施形態と異なる点を中心に説明する。この点は、第３実施形態以降についても同じである。

本体容器１は、例えばＳＵＳ３１６により製作され、横置きに設置される。管やフランジも同じ材質で製作することができる。流入管５は、本体容器１の上側に設けられている。流入管５、流出管７、第１異物流出管８は、本体容器１の内壁面に接線方向に接続される。本体容器１は、流入管５側が下になるように傾斜させて設置してもよい。これにより、異物の排出効率とメンテナンス時の濾過エレメント２の取り出しを良くすることができる。

図２において、本体容器１のフランジ１ｂ及び蓋４は流出管７側に設けられており、第２異物流出管９も蓋４の中心に位置する。濾過エレメント２は、例えばＳＵＳ３１６Ｌ（ステンレス鋼）により製作され、網目は二重貼りとする。すなわち、外側は穴径５ｍｍφのパンチング板とし、その内側を５０メッシュの平織金網とする。濾過エレメント２は、その一端側２ａと他端側２ｂが、第１取り付け部１ａと蓋４とで嵌合固定され、旋回流の作用により回らないように取り付けられる。蓋４を取り外すことで、濾過エレメント２を容易に本体容器１から取り出すことができ、メンテナンスを容易にしている。また、濾過エレメント２はストレートな円筒形に形成されている。

本体容器１の一端側１ｃは、球面形状の鏡板としており、高比重の異物を除去する側の本体容器１の内容積を増やしているとともに、本体容器１の強度を上げている。また、強度を上げる構造を採用することで、本体容器１の材質選択や厚みを薄くするなどの軽量化を図ることができる。なお、蓋４も平板ではなく、球面形状の鏡板としてもよい。

濾過エレメント２の第２異物流出管９の近い位置にカルマン渦を発生させるための羽１１が設けられる。羽１１は、円周方向に等間隔で３箇所取り付けられているが、これに限定されるものではなく、３枚以外の枚数としてもよい。なお、羽１１は、蓋４に取り付けてもよい。また、蓋４の内壁面に凹部を設けて、ここに羽１１の端部を嵌合させることで、濾過エレメント２の周り止めをするようにしてもよい。比重の小さな繊維状のゴミやフィルム状のゴミは、濾過エレメント２の網目を詰め易い性質がある。そこで、羽１１を設けることで、旋回流にゆらぎを与え、濾過エレメント２に付着したゴミの旋回流による剥離効果を強化することができる。また、第２異物流出管９の端部９ａは、本体容器１内部まで挿入されており、濾過エレメント２に付着した異物の除去を促進することができる。

流出管７は、本体容器１の内側に設けているが、これを下側に設けてもよい。この場合は、本体容器１の最上部に空気抜き管と弁を設ける。

第２実施形態による濾過器の基本的な作用は、第１実施形態と同じである。図２の濾過器を用いて、流体をパルプ繊維、鉱物粉、スラッジ、針金片、ポリエチレンひも片が含まれる製紙循環水とし、運転条件として、第１異物流出管８と第２異物流出管９とを交互に開閉して運転した。その結果、０．２ｍｍ以上の異物を除去することができた。

＜第３実施形態＞
次に第３実施形態に係る濾過器を図３により説明する。この実施形態では、本体容器１は、例えばＳＵＳ３０４により製作され、縦置きに設置される。パイプやフランジも同じ材質である。第１異物流出管８は本体容器１の最下部に設けられる。これにより、高比重の異物は、重力による下方への沈下効果も加わり、異物の排出を容易にする。流入管５は、本体容器１の下側に、流出管７は本体容器１の上側に設けられる。

濾過エレメント２は円筒形を有しており、その一端側２ａは、本体容器１の内壁面から張り出している第１取り付け部１ａの嵌合部に嵌合させる。第１取り付け部１ａは、ドーナツ状の円盤であり、本体容器１の内壁面に溶接固定される。濾過エレメント２は、例えば、ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）の網状部材の内側にＰＴＦＥ製ネットを配置した二重構造である。網状部材は、角穴径８ｍｍのパンチング板であり、ネットは米国Sefar America Inc.製FLUORTEX（目開１．８ｍｍ）である。濾過エレメント２の他端側２ｂには、径方向外側に円盤部２ｃが溶接により取り付けられている。この円盤部２ｃは、フランジ１ｂと蓋４の間に挟み込まれ、これにより、濾過エレメント２を固定し不用意に回転しないようにさせられる。

濾過エレメント２の下部には、円筒１２が設けられる。この円筒１２は、第１取り付け部１ａあるいは濾過エレメント２に溶接により固定される。円筒１２は、濾過エレメント２とほぼ同径であるが、網目（穴）は形成されていない。よって、濾過作用を有しない。また、円筒１２は、第１取り付け部１ａよりも下側に位置している。この円筒１２を設けることにより、流入管５の近傍における強制渦の発生効率を高め、高速旋回流を発生させることができる。

この第３実施形態の濾過器は、濾過動作と併せて、流体中の溶存気体の分離目的に好適である。この濾過器は、加圧系で気体を溶存させた後、濾過器に流体（汚水）を導入して本体容器１内で圧力を開放することにより、浮遊分離法による水の清浄化に利用することができる。

図３の濾過器を用いて、流体をスカム、プラスチック片、ポリ袋片、木片、木の葉、油、砂が含まれる都市下水とし、運転条件として、第１異物流出管８及び第２異物流出管９を連続開放状態で運転した。その結果、１／３のスカムは通過したが、その他のゴミは除去した。また、スカムの濾過エレメント２への付着は認められなかった。

＜第４実施形態＞
次に第４実施形態に係る濾過器を図４により説明する。この実施形態では、本体容器１は、例えば、ＳＳ（炭素鋼）により製作され、縦置きに設置される。本体容器１の接液部は、防食のため、ゴムライニングされている。パイプやフランジも同じ材質である。濾過エレメント２は、例えばチタンＴＰ２７０（ＪＩＳ第１種チタン）により製作される。濾過エレメント２は、ストレートな円筒形であり、網目の穴径は１ｍｍφのパンチング板である。濾過エレメント２は、第１取り付け部１ａに設けられた第１嵌合部１ｄと、蓋４の内壁面に設けられた第２嵌合部４ａにより嵌合されることで、旋回流により回転しないように取り付けられる。

蓋４は、平板ではなく内壁面が球面に形成された鏡板であり、低比重の異物の排出をしやすいようにしている。また、蓋４の補強効果も有している。また、濾過器を停止させた場合の清掃作業を省力化するために、本体容器１内に公知の回転ブラシ、スクレパー、洗浄放水ノズルを設けてもよい。これらは図２の羽１１と同様にカルマン渦の発生源としても機能させることができる。

本体容器１にライニングがなく、濾過エレメント２が鋼製の場合は、海水による腐食を防止する目的で、亜鉛やアルミニウムなどの電気防食用流電陽極を使用することが好ましい。

図４の濾過器を用いて、流体をゴミ、砂、海藻、虫、プラスチック片（都市ゴミ）、半腐敗木屑が含まれる海水とし、運転条件として第１異物流出管８と第２異物流出管９の各々を間歇開放状態で運転した。その結果、１ｍｍ以下のゴミを除去することができた。

＜第５実施形態＞
次に第５実施形態に係る濾過器を図５により説明する。図５は、本発明に係る濾過器を２つ使用した例である。濾過対象の流体は、管１４により導入されるが、２つの流入管５に分離される。夫々の流入管５には、開閉弁１５，１６が設けられるが、通常の濾過作用を行う時には、何れの弁１５，１６も開いた状態としておく。これにより、流体は２つの濾過器に対して均等に導入され、夫々の濾過器において濾過作用が行われる。また、２つの流出管７は結合されて１つの管１７となり、濾過された流体が送り出されていく。

２つの濾過器のうち右側の濾過器の清掃を行う場合には、弁１５のみを開き、弁１６は閉じた状態とする。これにより、左側の濾過器にのみ濾過対象の流体が導入される。濾過された流体は左側の濾過器の流出管７から流出されるが、そのうちの半分は管１７により送り出され、残りは、右側の濾過器の流出管７を介して本体容器１内に導入される。これにより、右側の本体容器１内に旋回流を作り出し、濾過エレメント２に対してムラなく濾過された流体が行き渡る。洗浄に使用した流体は、第１異物流出管８と第２異物流出管９から排出される。左側の濾過器の清掃を行う場合には、逆に弁１６を開き、弁１５を閉じればよい。

このように２つの濾過器を結合する場合の濾過器の構造については、特定の構造に限定されるものではない。例えば、図１から図４の何れの構造についても採用することができる。

＜別実施形態＞
本実施形態について５つの実施形態を説明してきたが、さらに種々の実施形態を採用することができる。また、各実施形態において採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。

本体容器１、流入管５、流出管７、ドレイン管１０、濾過エレメント２の材質については、金属や強化プラスチックを含む樹脂、セラミックスや種々の複合材を組み合わせて用いることができる。例えば、鋼（炭素鋼、ステンレスを含む合金鋼）、ニッケル、ニッケル合金（ハステロイ等）、チタン、チタン合金、クラッド鋼（鋼と鋼以外の金属を張り合わせた材料）が使用できる。樹脂としては、熱硬化性樹脂としての不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が使用でき、熱可塑性樹脂としてのアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ナイロン樹脂（ＰＡ）、ＰＰＥ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）が使用できる。繊維強化樹脂（ＦＲＰ）として、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂と、炭素繊維、ガラス繊維、アラミト繊維、ポリエステル繊維との複合材を使用できる。また、本体容器１などの内壁面にゴムライニングを行う場合に用いるゴムとして、天然ゴム、クロロプレンゴム、ＳＢＲゴム、ニロリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムを使用できる。

本実施形態では、本体容器１の片側にのみ蓋４を設ける構成を説明したが、両側に蓋を設けてもよい。また、本体容器１を軸方向に２分割（あるいは３分割以上）し、各部をフランジにより接合する構造を採用してもよい。本体容器１は、縦置き、横置き、斜め置きの何れを採用することもできる。水平設置の場合、本体容器１の上部に空気抜き用のドレイン管を設けることができる。

蓋の形状は平板、球面ではなく、楕円面等の曲面、部分的に球面や曲面、円錐面などとすることもできる。濾過エレメント２の材質や形状についても種々の変形例が考えられる。多穴板や網を製作し必要な加工を行って使用する。ウェッジワイヤー、不織布も使用可能である。濾過エレメント２は、その径を大きくして濾過面積を確保してもよい。濾過エレメント２がテーパ状に形成される場合、高比重の異物は径の大きいほうに移動することができる。従って、本体容器１を水平設置する場合、テーパ状の濾過エレメント２を使用することが好ましい。また、ストレートな円筒型の濾過エレメント２の場合、本体容器１を若干傾斜して設置してもよい。

旋回流を生じさせる方向は、右回転、左回転のいずれでもよい。異物を排出する異物流出管８，９は高比重用と低比重用とで１つずつ設けられているが、これらを２つ以上設けても良い。

本発明に係る濾過対象の流体は、特定の流体に限定されるものではない。例えば、海水、製鉄・化学・製紙プラントにおける工業用水、都市下、水火力発電所や原子力発電所における冷却水、水力発電用に用いる水、農業用水、上下水処理等が例としてあげられる。また、流体に含まれる異物も特定の異物に限定されるものではない。例えば、高比重異物として、石、砂、貝、金属粉、スラグ、ガラス、粘土、凝集灰があり、低比重異物として、気体、発泡スチロール、プラスチック、ヘドロ、スカム、繊維、布片、パルプ、毛、葉、藻、木片、食材くず、虫、くらげ、糞などである。

本発明に係る濾過器は、水中の油滴を比重差で分離する方法で、水中の油除去の目的で使用することができる。

第１実施形態に係る濾過器の構成を示す図 第２実施形態に係る濾過器の構成を示す図 第３実施形態に係る濾過器の構成を示す図 第４実施形態に係る濾過器の構成を示す図 第５実施形態に係る濾過器の構成を示す図

符号の説明

１ 本体容器
１ａ 第１取り付け部
１ｂ フランジ
２ 濾過エレメント
２ａ 一端側
２ｂ 他端側
３ 天板
４ 蓋
５ 流入管
６ 張り出し部
７ 流出管
８ 第１異物流出管
９ 第２異物流出管
１０ ドレイン管
１１ 羽
１２ 円筒
ｘ 中心軸

Claims (4)

1. 円筒状の本体容器と、
   この本体容器内に本体容器と同軸に設けられ、軸方向一端側に本体容器の内径よりも小径の流体導入用開口部を有し、異物が除去された流体を通過させる筒状の濾過エレメントと、
   本体容器の円周壁面に対して接線方向に設けられると共に、前記開口部の近傍に配置され、濾過対象の流体を導入する流入管と、
   本体容器の円周壁面に対して接線方向に設けられると共に、濾過エレメントの軸方向他端側に配置され、濾過エレメントにより濾過された流体を流出する流出管と、
   流入管に対して濾過エレメントが配置される方向と軸方向に逆の位置に、本体容器の円周壁面に対して接線方向に設けられ、比重の大きな異物を流出させる第１異物流出管と、
   濾過エレメントの筒軸方向他端側に設けられ、本体容器の中心軸方向から比重の小さな異物を流出させる第２異物流出管とを備え、
   流入管から導入される流体に旋回流を生じさせ、濾過エレメントの内側から外側へと流体を通過させることで濾過された流体を流出管から流出させると共に、第１・第２異物流出管から異物を排出させるように構成したことを特徴とする濾過器。
2. 前記筒状の濾過エレメントは、流入管に近いほど内径が大きなテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の濾過器。
3. 前記第２異物流出管の近傍に、流体の旋回中に障害物による渦列を発生させるための羽根を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過器。
4. 濾過エレメントの流入管側に濾過機能を有しない円筒が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の濾過器。

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