JP2007075668A

JP2007075668A - 濾過装置

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Publication number: JP2007075668A
Application number: JP2005263153A
Authority: JP
Inventors: Takao Tojo; 鷹雄東條
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】濾材圧縮用のシリンダーの構造を簡略化するとともに、圧縮時のシリンダーの捻じれや傾きを防止し、さらに通常のポンプでもって濾材の圧縮を行えるようにする。
【解決手段】濾過筒内でシリンダーを下降させ濾材を圧縮して液体の濾過をし、濾材が目詰まりした時にはシリンダーを上昇させて濾材の圧縮を緩め、逆洗水により洗浄するようにした濾過装置で、シリンダーを二重筒にして、シリンダーガイド管は濾過筒に固定し、摺動シリンダーはシリンダーガイド管に対し摺動可能とし、摺動シリンダー先端の圧力受け板には濾材圧縮用の目皿リング板を配設し、水圧シリンダーはポンプ装置に接続し、水圧を作用させたときにはシリンダーに水圧が作用して摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を下降し、排水してシリンダー内を負圧としたときには摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を上昇するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、生活排水や工場における廃液の処理や、あるいは塩水の濾過精製に使用する濾過装置に関するものであり、特に濾材圧縮用のシリンダーの構造を簡略化して水密確保を容易にするとともに、圧縮時のシリンダーの捻じれや傾きを防止し、さらに通常のポンプでもって濾材の圧縮を行えるようにしたものである。

軟質の可撓性プラスチックを素材として製作された繊維を一方向に束ねて、熱融着により円筒状とした空隙率の大きい濾材を使用し、濾過時にはこれを濾過筒内で圧縮してここに原水を通して濾過し、濾材が目詰まりしたときには圧縮を解き逆洗浄を行い、繰り返し同一の濾材でもって濾過を行えるようにした濾過装置は既に利用されている。

そして、濾材を圧縮するためには大きな力を必要とすることから、濾過筒上方に空圧や油圧のシリンダを設け、これのシリンダーロッドに濾材圧縮用の目皿を取り付けて濾材を圧縮するようにしている。

あるいは、濾過筒内に濾過筒に対し水密を保って摺動するシリンダーを配設し、シリンダーの上面側にシリンダー下降用の圧力水を作用させてシリンダーを濾過筒内を下降させるようにしてシリンダー下面の目皿で濾材を圧縮するようにしている。
特開平７−７２１号公報特許第３２９９４５８号公報特開平１０−２８８１１号公報特開２０００−１５００９号公報

しかし、油圧や空圧のシリンダを設けるものの場合、濾材を圧縮するためには大きな力を必要とするため、相当な高圧を必要とするのでそのための油圧装置や空圧装置を必要としている。また、目皿の直径に対しシリンダの目皿駆動用のシリンダーロッドは細いので、シリンダーロッドが捩じれたりあるいは目皿が濾過筒に対し傾いてしまったりしてしまう。目皿の直径に比べシリンダーロッドが細いのが原因である。

一方、シリンダーを濾過筒に対し摺動させる方法は、シリンダーの面積全部にシリンダー下降用の水圧を作用させることができ、この点に関しては上記のものより優れている。しかし、濾過筒が大型化（直径１ｍ以上）すると、シリンダーの直径もそれに伴い大きくなるが、シリンダーの直径が大きくなるに従い濾過筒に対しての水密確保が困難になり、結果あまり大型な濾過装置には適さない形式のものとならざるを得ない。

すなわち、濾過装置を大型化するためには濾材圧縮用の目皿は可能な限り直径の大きなシリンダー（シリンダーロッド）でもって下降させるのが望ましい。そうすれば、目皿に対して大きな力を作用させることが可能となり、結果として駆動用の水圧もそれほどの高圧を必要とせず、原水の送水等に使用しているポンプの圧力で十分間に合う。また、直径を大きくすることによりシリンダーの捻じれや傾きも防止できる。

しかし、シリンダーロッドの直径を大きくするためには、シリンダーロッドを中実材料や中空材料とする必要がある。中実材料とした場合は重量が重くなり過ぎ、また中空材料とする場合もその圧力に耐えるためには肉圧を相当厚くする必要がありやはり重くなり過ぎてしまう。シリンダーロッドの自重は、シリンダーロッド下降時（濾材圧縮時）にはその重さがプラスに作用するが、シリンダーロッドを上昇させるためにも大きな力を必要とし、したがってシリンダーロッド上昇用の駆動源が必要となる。

一方、シリンダーに作用させた水圧が漏れないようにするためには、濾材圧縮用の目皿は濾過筒との間の水密を必要とせず、目皿下降用（濾材圧縮用）のシリンダーにだけ水圧が作用するようにするのが望ましい。そうすれば、シリンダーを構成する二重管の間だけの水密を考慮すればよいので、構造が簡略化できるとともに、水密の確保が容易かつ確実なものにできる。

そこで、この発明にかかる濾過装置は上記課題を解決するために、円筒状の濾過筒内でシリンダーを下降させて濾材を圧縮して液体の濾過に使用し、濾材が目詰まりしたときにはシリンダーを上昇させて濾材の圧縮を緩め、濾過筒内に洗浄水を逆流させるようにした濾過装置において、シリンダーはシリンダーガイド管と摺動シリンダーの二重管により構成した水圧シリンダーとし、シリンダーガイド管は濾過筒に固定し、摺動シリンダーはシリンダーガイド管に対し水密を保ちつつ摺動可能とし、摺動シリンダー先端は圧力受け板により塞ぎ圧力受け板にはその外径が濾過筒内径にほぼ等しい濾材圧縮用の目皿リング板を配設するとともに、シリンダーガイド管はポンプ装置に接続し、ポンプより送水して水圧を摺動シリンダーに作用させたときには摺動シリンダー内に水圧が作用することにより摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を下降し、ポンプにより摺動シリンダー内の水を排水して摺動シリンダー内を負圧としたときには摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を上昇するようにした（請求項１）ものである。

また、上記において目皿リング板は円板状とし摺動シリンダー先端の圧力受け板に対し若干間隙を設けて配設し、目皿リング板と圧力受け板の間を通水可能とし（請求項２）、あるいは摺動シリンダー外径を濾過筒内径の４０％〜９０％とした（請求項３）ものである。

さらに、摺動シリンダーの任意位置に、濾過筒と摺動し摺動シリンダー先端の左右位置を規制するガイドを設けた（請求項４）ものである。

濾材圧縮用のシリンダーはシリンダーガイド管と摺動シリンダーの二重管により構成した水圧シリンダーとし、この間でのみ水密を必要とする構造としたので水密対策を簡単に行うことができ構造を簡略化できる。また、摺動シリンダーを濾過筒に対し太くしたので摺動シリンダーの捻じれや傾きを防止でき、目皿リング板で濾材をスムーズに圧縮することが可能となる。また、濾材圧縮用の摺動シリンダー内部にも水圧が作用するため、摺動シリンダーの肉圧をそれほど厚くしなくても、圧力に耐えられシリンダーの径を容易に大きくできる。さらに、摺動シリンダーを太くすることにより、原水の送水に使用するような格別高圧でないポンプの圧力でも濾材を圧縮することができ装置全体としてポンプ１台で全ての作業を賄うことが可能となる。

濾材圧縮用の摺動シリンダーを摺動可能なシリンダーガイド管と摺動シリンダーよりなる二重筒により構成する。シリンダーガイド管は濾過筒に固定し、摺動シリンダーはシリンダーガイド管に対し水密を保ちつつ摺動可能とする。摺動シリンダー先端の圧力受け板には濾過筒内径にほぼ等しい濾材圧縮用の目皿リング板を配設する。そして、シリンダーガイド管はポンプ装置に接続し、ポンプより送水して水圧を摺動シリンダーに作用させたときには摺動シリンダー内に水圧が作用することにより摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を下降し、圧力受け板と目皿リング板が濾材を圧縮するようにする。また、ポンプにより摺動シリンダー内の水を排水して摺動シリンダー内を負圧としたときには摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を上昇し、濾材を非圧縮状態とする。

次に、本発明にかかる濾過装置の一実施例を図面に基づいて説明する。
１は底部に目皿付鏡板２が設けてある円筒状の濾過筒である。濾過筒１の上部には水圧シリンダー３が配設してある。水圧シリンダー３はシリンダーガイド管４と摺動シリンダー５の二重管により構成してある。

シリンダーガイド管４は濾過筒１上部のフランジ６を貫通してその先端が濾過筒１内に臨むように配設してある。７は摺動シリンダー５の上部外周に設けたシリンダー水密パッキンであり、このシリンダー水密パッキン７により摺動シリンダー５はシリンダーガイド管４に対し水密を保ちつつ摺動可能となっている。

摺動シリンダー５先端は圧力受け板８により塞いであり、圧力受け板８の外周部には、その外径が濾過筒１内径にほぼ等しくその内径は圧力受け板８の外径に等しい濾材圧縮用の目皿リング板９が配設してある。目皿リング板９は濾過筒１との間の気密性は要求されないが、濾材を漏れなく圧縮するためには濾過筒１の内周に近接していることが望ましい。１０はシリンダーガイド管４の下部内周に設けた摺動シリンダーストッパであり、摺動シリンダー５が下がった時にシリンダーガイド管４から抜け落ちるのを防止している。

シリンダーガイド管４の上部にはポンプ装置（図示せず）に接続した水圧シリンダー給水兼排水パイプ１１が接続してある。ポンプより水圧シリンダー３に給水して水圧を摺動シリンダー５に作用させたときには摺動シリンダー５内に水圧が作用することにより摺動シリンダー５がシリンダーガイド管４を摺動しながら濾過筒１内を下降する。また、ポンプにより摺動シリンダー５内の水を排水して摺動シリンダー５内を負圧としたときには摺動シリンダー５がシリンダーガイド管４を摺動しながら濾過筒１内を上昇する。

なお、目皿リング板９をリング状でなく円板状とし、摺動シリンダー５先端の圧力受け板８に対し若干間隙を設けて配設し、目皿リング板９と圧力受け板８の間を通水可能としておいてもよい。このようにすると、圧力受け板９直下の部分にも原水の供給が効率よく行われることになり、濾過効率を高めることができる。なお、この場合は円板状の目皿リング板９で濾材は圧縮することになり、圧力受け板９は摺動シリンダー５の水密を保つための蓋として機能する。

また、摺動シリンダー５の下方には目皿リング板９より若干上方の位置に、濾過筒１と摺動し摺動シリンダー５先端の左右位置を規制するための任意形状のガイドを設けてもよい。ガイドはその全体が濾過筒１と摺動しながら移動するようなリング形状にしてもよく、あるいは部分的にローラーなどが接するようにしてもよい。摺動シリンダー５のストローク量に比べシリンダーガイド管４の長さが短い場合、摺動シリンダー５伸縮時に摺動シリンダ５が左右にぶれるおそれがあるからである。

なお、図において１２は濾過筒１側面上方に設けた濾材投入口であり、１３は下方に設けた濾材取り出し口でありそれぞれ開閉可能となっている。また、１４は濾過筒１上部に設けた原水供給兼逆洗水排水パイプであり、目皿リング板９の上昇時よりも上部となる位置に設けてある。また濾過筒１底部の目皿付鏡板２の下方には処理水排出兼排水パイプ１５と逆洗水給水パイプ１６が設けてある。１７は逆洗水調整ガイド兼補強管である。また、１８は逆洗用空気送気パイプであり、１９はドレン口であり、２０は台座である。そして、原水供給兼逆洗水排水パイプ１４と逆洗水給水パイプ１６は、前記水圧シリンダー３駆動用の水圧シリンダー給水兼排水パイプ１１とともに図示しないポンプ装置に接続してあり、それぞれがバルブの切り替えにより送水や排水ができるようにしてある。

なお、濾過筒１の径に対して摺動シリンダー５の径を大きくした方が、同一の水圧を摺動シリンダー５に作用させた場合濾材に対する圧縮力は高まるが、摺動シリンダー５径を大きくすればするほど摺動シリンダー５とシリンダーガイド管４の間の水密構造に精密さが要求される。また、ポンプにより送水された原水が濾過筒１と摺動シリンダー５の間からスムーズに濾材方向へ進むためには、濾過筒１と摺動シリンダー５の間にある程度以上のスペースが必要である。したがって、ポンプの送水圧力や原水の送水量によっても異なるが、基本的には摺動シリンダー５外径を濾過筒１内径の４０％〜９０％とする。面積では、濾過筒１内径の約１５％〜８０％とする。

次の上記濾過装置を使用した濾過方法について説明する。
濾過筒１内に濾材投入口１２より所定量の濾材を投入する。そして、ポンプ装置を駆動して水圧シリンダー給水兼排水パイプ１１より水圧シリンダー３に水を給水する。給水された水により摺動シリンダー５はシリンダーガイド管４を摺動しながら下方に下がることになるが、やがて、圧力受け板８が濾材に接触して濾材を圧縮するようになると摺動シリンダー５には摺動シリンダー５内５とシリンダーガイド管４内に満ちた水の重量に加え、ポンプ装置による送水圧力も水圧として作用することになる。

そして、この力により摺動シリンダー５は濾材を圧縮しながら下降する。濾材が所定の量圧縮されたなら、ポンプ装置から水圧シリンダー３への水の供給を止めるとともにポンプ装置と水圧シリンダー３の間のバルブを閉める。そして、摺動シリンダー５が所定の位置に留まり濾材の圧縮状態を保持するようにする。

次に、ポンプ装置により原水供給兼逆洗水排水パイプ１４から濾過筒１内に濾過用の原水を供給する。濾過筒１内に供給された原水は目皿リング板９を通り濾材により濾過され、処理水排出兼排水パイプ１５より外部に排出される。

そして、所定時間濾過装置を使用したり、あるいは濾材が目詰まりをしてきたと思われる場合には、濾材の圧縮を解き逆洗浄を行うことになる。逆洗浄を行うためには、ポンプ装置を駆動して水圧シリンダー給水兼排水パイプ１１より水圧シリンダー３内の水を排出する。そして、ポンプ装置を駆動し続けると摺動シリンダー５内とシリンダーガイド管４内はやがて負圧状態となるため、摺動シリンダー５はシリンダーガイド管４に沿って吸い上げられるようにして上昇することになる。摺動シリンダー５が所定の位置まで上昇したらポンプ装置を停止し、ポンプ装置と水圧シリンダー３の間のバルブを閉め、摺動シリンダー５が所定の位置を保つようにする。

摺動シリンダー５が上昇し濾材の圧縮が解かれたら、ポンプ装置により逆洗水を濾過筒１底部の逆洗水給水パイプ１６から送水し、原水供給兼逆洗水排水パイプ１４から排水されるようにする。また、逆洗水による洗浄効果をより高めるために、逆洗用空気送気パイプより濾過筒１内に空気を送り込むようにしてもよい。

そして、濾材の逆洗浄が完了したならば、また濾材を圧縮するために水圧シリンダー３にポンプ装置により水を送り摺動シリンダー５により濾材を圧縮する。

本発明にかかる濾過装置によれば、濾材圧縮用の摺動シリンダーの径を濾過筒内径に対し十分に大きいものとしたので、摺動シリンダーに作用させる圧力が小さくても濾材を十分に圧縮することができる。したがって、作用させる圧力が低いので摺動シリンダーの水密処理が容易となるとともに、原水送水用のポンプの圧力でも摺動シリンダー圧縮用に使用可能となり、結果として一台のポンプで原水の送水や逆洗水の送水に加え摺動シリンダーの作動用にも使用することができ、特殊な設備が不要なので各種用途の濾過装置に広く適用することが可能となる。

本発明の濾過装置の正面断面図である。

符号の説明

１濾過筒
２目皿付鏡板
３水圧シリンダー
４シリンダーガイド管
５摺動シリンダー
６フランジ
７シリンダー水密パッキン
８圧力受け板
９目皿リング板
１０シリンダーストッパー
１１水圧シリンダー給水兼排水パイプ
１２濾材投入口
１３濾材取り出し口
１４原水供給兼逆洗水排水パイプ
１５処理水排出兼排水パイプ
１６逆洗水給水パイプ
１７逆洗水調整ガイド兼補強管
１８逆洗用空気送気パイプ
１９ドレン口
２０台座

Claims

円筒状の濾過筒内でシリンダーを下降させて濾材を圧縮して液体の濾過に使用し、濾材が目詰まりしたときにはシリンダーを上昇させて濾材の圧縮を緩め、濾過筒内に洗浄水を逆流させるようにした濾過装置において、
シリンダーはシリンダーガイド管と摺動シリンダーの二重管により構成した水圧シリンダーとし、シリンダーガイド管は濾過筒に固定し、摺動シリンダーはシリンダーガイド管に対し水密を保ちつつ摺動可能とし、摺動シリンダー先端は圧力受け板により塞ぎ圧力受け板にはその外径が濾過筒内径にほぼ等しい濾材圧縮用の目皿リング板を配設するとともに、
シリンダーガイド管はポンプ装置に接続し、ポンプより送水して水圧を摺動シリンダーに作用させたときには摺動シリンダー内に水圧が作用することにより摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を下降し、ポンプにより摺動シリンダー内の水を排水して摺動シリンダー内を負圧としたときには摺動シリンダーがシリンダーガイド管を摺動しながら濾過筒内を上昇するようにしたことを特徴とする濾過装置。
目皿リング板は円板状とし摺動シリンダー先端の圧力受け板に対し若干間隙を設けて配設し、目皿リング板と圧力受け板の間を通水可能とした請求項１記載の濾過装置。
摺動シリンダー外径を濾過筒内径の４０％〜９０％とした請求項１記載の濾過装置。
摺動シリンダーの任意位置に、濾過筒と摺動し摺動シリンダー先端の左右位置を規制するガイドを設けた請求項１記載の濾過装置