JP2011025228A - 濾過材洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の浄化を行なうための濾過材を洗浄する濾過材洗浄装置において、装置の耐久性を向上させる。
【解決手段】直立する外筒２と、外筒２内に回転自在に配置され、外筒２の下端部の入口３６から上端部の出口６０まで濾過材を揉み洗いしつつ上方に移送する螺旋羽根１８を備えたスクリューコンベア４と、スクリューコンベア４を回転駆動する駆動部６と、駆動部６の回転を制御する制御部３０と、濾過材を外筒２内に導入する導入管３８と、外筒２内から濾過槽に揉み洗いされた濾過材を排出する排出管６１とを備えた洗浄装置１において、スクリューコンベア４と同軸に、出口６０よりも上方において中心軸２０の周囲に形成されて濾過材の上方への移動を規制する規制羽根１９を設けるとともに、外筒２内の規制羽根１９より上方に洗浄水を導入する洗浄水導入孔７０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は濾過材洗浄装置に関し、特に濾過材を使用して水等の液体の濁質を濾過する濾過装置に適用される濾過装置の外部に配置される濾過材洗浄装置に関する。

濾過装置を長期間使用すると、濾過装置の濾過タンク（濾過槽）内の濾過砂（濾過材）が水等の原液中の濁質により目詰まりし、効果的な濾過が行えなくなり、濾過された水質が悪化する。このため、必要に応じて濾過材に付着した汚濁物質（濁質）を取り除いて、濾過材の目詰まりを解消することが行われている。このためには、濾過材を交換するか、あるいは濾過タンクから濾過材を手作業により取り出して洗浄し、濾過材から濁質を剥離した後、洗浄された濾過材を再度濾過タンクに戻す作業を行う必要がある。この作業は、大変な労力を要するとともに、取り出した濾過材を洗浄するためのスペースを必要とする。また、濾過材を廃棄する場合は大量の産業廃棄物が生じる。このため、このような洗浄作業を省スペースで自動的に行うことを可能にする濾過装置も知られている。

この自動的に濾過材を洗浄することが可能な濾過装置の一例として、濾過材の洗浄機構（洗浄装置）を濾過タンク内に配置し、所定の期間毎に洗浄機構を作動させて、濾過材を洗浄するとともに濾過材から剥離した濁質を濾過タンクから外部に排出するものが知られている（特許文献１、特許文献２）。

しかしながら、洗浄装置が組み込まれていない既存の濾過タンクを使用しているユーザーが、少ない労力で簡単に濾過砂を洗浄したい場合は、特許文献１あるいは特許文献２に開示されたような洗浄装置を有する濾過装置に既存の装置全体を買い換えなければならず、コスト増を招くという問題がある。

このような問題を解消するため、本願出願人は、特許文献３において、既存の濾過装置に外付けで取付可能な濾過材洗浄装置を提案している。

国際公開第ＷＯ０１／８３０７６号パンフレット 特開２００４−１２１８８５号公報 特開２００８−２８４４５７号公報

ここで、既存の濾過装置に外付けで取付可能な濾過材洗浄装置の構造について図１５を用いて説明する。

濾過材洗浄装置４０１は、金属からなる円筒形の外筒４０２と、この外筒４０２の内部に配置されるスクリューコンベア４０４と、スクリューコンベア４０４の上端に連結された駆動部４０６を有する。外筒４０２の上端には、スクリューコンベア４０４の軸４１６を軸支する軸受け４１４を内蔵した台座４１２が連結されている。また、外筒４０２の下端には、濾過材や水等の液体が導入される入口４３６が形成された大径部４３４が連結されている。入口４３６には、導入管４３８が溶接により取付けられている。また、外筒４０２の上端部の側面には濾過材が排出される出口４６０が形成されており、この出口４６０には排出管４６１が取付けられている。導入管４３８および排出管４６１は濾過装置内に挿入され、導入管４３８から吸引された濾過材が濾過材洗浄装置４０１内で洗浄された後、排出管４６１から再度濾過装置内に排出されるように構成されている。

上記のように構成された濾過材洗浄装置４０１は、スクリューコンベア４０４を回転させることにより、入口４３６から吸引した濾過材を揉み洗いしつつ上方に移送し、洗浄後の濾過材を出口４６０から排出するものであるが、スクリューコンベア４０４により濾過材を上方に移送する力が強いため、スクリューコンベア４０４の直上にある軸受け４１４のシール部４１４Ｃから濾過材が軸受け４１４内部に侵入してしまい、軸受け４１４と軸４１６とが磨耗することにより軸ブレが生じて軸受け４１４が破損するおそれがある。そのため、耐久性をさらに向上させた濾過材洗浄装置が望まれている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、既存の濾過装置に外付けで取付可能な濾過材洗浄装置において、耐久性を向上させた濾過材洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明の濾過材洗浄装置は、液体の浄化を行なうための濾過材を洗浄する濾過材洗浄装置であって、濾過材を内部に導入するための入口、および、洗浄後の濾過材を外部に排出するための出口を備えた、直立する外筒と、外筒内に回転自在に配置され、入口から導入された濾過材を揉み洗いしつつ上方に移送する螺旋羽根を備えたスクリューコンベアと、スクリューコンベアを回転駆動する駆動部と、駆動部の回転を制御する制御部とを備えてなる濾過材洗浄装置において、スクリューコンベアが、スクリューコンベアと同軸に、螺旋羽根の上方において中心軸の周囲に形成されて濾過材の上方への移動を規制する規制羽根を有し、出口が、スクリューコンベアの螺旋羽根と規制羽根との間から送られた濾過材を排出するように設けられていることを特徴とするものである。

本発明の濾過材洗浄装置において、外筒は、外筒内の少なくとも規制羽根より上方に洗浄水を導入する洗浄水導入孔を備えたものとすることが好ましい。

ここで、洗浄水導入孔の位置に関して「規制羽根より上方」とは、洗浄水導入孔の上端が規制羽根の上端よりも上方に位置することを意味する。

また、「洗浄水」とは、規制羽根の上方に回り込んだ濾過材を規制羽根の下方に流し出すための液体であって、通常は水を用いる。

規制羽根は、螺旋羽根と逆方向に螺旋が形成された螺旋状の羽根としてもよい。このとき、規制羽根の螺旋ピッチは、螺旋羽根の螺旋ピッチよりも小さいことが好ましい。

また、規制羽根は、平板状に形成されたものとしてもよいし、下方に向けて広がる傘状に形成されたものとしてもよい。

このとき、規制羽根の上面および／または下面には、規制羽根の面と直交する方向に延びるとともに、規制羽根の回転方向と対向する面を有する板羽根を設けることが好ましい。

なお、板羽根は規制羽根の面に対して完全に直交する方向に延びるものに限らず、規制羽根の面と直交する方向から傾いたものも含むものである。この板羽根は、先端側が規制羽根の回転方向に対して後方に傾いたものとすることが好ましい。

また、板羽根の面は規制羽根の回転方向に対して完全に対向するもの（回転方向と直交する面）に限らず、対向方向から傾いたものも含むものである。この板羽根の面は、規制羽根に対する外周側が規制羽根に対する内周側よりも規制羽根の半径方向を基準に回転方向に対して後方に傾いたものとすることが好ましい。

また、規制羽根に、洗浄水導入孔から導入された洗浄水を透過させる透過孔を形成することが好ましい。

さらに、本発明の濾過材洗浄装置は、濾過材の層を内部に有する濾過槽を備えるとともに、供給される原液を濾過材の層により濾過して原液中の濁質を除去した浄化液を外部に排出する濾過装置に対して外付けで適用されるものとしてもよく、この場合は、外筒の入口および出口と濾過槽とを接続する配管を別途備えればよい。

ここで「濾過装置に対して外付けで適用される」とは、既存の濾過装置に後付けで装着可能であり、洗浄時にのみ取り付けて使用するものも、常設して洗浄時にのみ運転するようにしたものも含むことを意味する。

本発明の濾過材洗浄装置は、濾過材を内部に導入するための入口、および、洗浄後の濾過材を外部に排出するための出口を備えた、直立する外筒と、外筒内に回転自在に配置され、入口から導入された濾過材を揉み洗いしつつ上方に移送する螺旋羽根を備えたスクリューコンベアと、スクリューコンベアを回転駆動する駆動部と、駆動部の回転を制御する制御部とを備えてなる濾過材洗浄装置において、スクリューコンベアと同軸に、螺旋羽根の上方において中心軸の周囲に形成されて濾過材の上方への移動を規制する規制羽根を設けるとともに、スクリューコンベアの螺旋羽根と規制羽根との間から送られた濾過材を排出するように出口を設けて、濾過材が出口より上方に移動するのを規制羽根により規制するようにしたため、スクリューコンベア上方に配置される構造部に濾過材が侵入するのを防止でき、濾過材洗浄装置の耐久性を向上させることができる。

本発明の濾過材洗浄装置において、外筒を、外筒内の少なくとも規制羽根より上方に洗浄水を導入する洗浄水導入孔を備えたものとして、規制羽根の上方に設けられた洗浄水導入孔から洗浄水を導入して、規制羽根の上方に回り込んだ濾過材を規制羽根の下方に流し出すようにすれば、本発明の効果をさらに高めることができる。

また、規制羽根を、螺旋羽根と逆方向に螺旋が形成された螺旋状の羽根とすれば、出口より上方に移動した濾過材を下方に押し戻すことができるため、効果的にスクリューコンベア上方に配置される構造部に濾過材が侵入するのを防止できる。

このとき、あまり強い力で濾過材を下方に押し戻すと、入口から上方に移送された濾過材と対向してぶつかり合って、濾過材がスムースに出口から排出されなくなる。そのため、規制羽根の螺旋ピッチを、螺旋羽根の螺旋ピッチよりも小さくすることにより、このような問題を生じさせることなく、濾過材の排出をスムースに行なうことができる。

また、規制羽根を、平板状に形成されたもの、もしくは下方に向けて広がる傘状に形成されたものすれば、簡素な構成で本発明を実現することができる。

このとき、規制羽根の上面および／または下面に、規制羽根の面と直交する方向に延びるとともに、規制羽根の回転方向と対向する面を有する板羽根を設けることにより、濾過材の排出をスムースに行なうことができる。

さらに、規制羽根に、洗浄水導入孔から導入された洗浄水を透過させる透過孔を形成すれば、規制羽根の上方から導入された洗浄水をスムースに下方に流出させることができる。

本発明の一実施の形態を示す外付け濾過材洗浄装置の概略縦断面図 上記濾過材洗浄装置の部分拡大図 上記濾過材洗浄装置の部分拡大図 上記濾過材洗浄装置のスクリューコンベアの上面図 上記濾過材洗浄装置のスクリューコンベアの変形例の部分拡大図 上記濾過材洗浄装置のスクリューコンベアの変形例の部分拡大図 上記濾過材洗浄装置のスクリューコンベアの変形例の上面図 上記濾過材洗浄装置のスクリューコンベアの変形例の側面図 本発明の他の実施の形態の濾過材洗浄装置の第１の適用例 本発明の別の実施の形態の濾過材洗浄装置の第２の適用例 図９の濾過材洗浄装置の概略平面図 図１０、図１１の適用例の変形例の縦断面図 図１０、図１１の適用例の変形例の概略平面図 本発明のさらに他の実施の形態の濾過材洗浄装置の第３の適用例 従来の外付け濾過材洗浄装置の概略縦断面図

以下、本発明の濾過装置用の外付け濾過材洗浄装置（以下、単に洗浄装置という）について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す外付け濾過材洗浄装置の概略縦断面図、図２および図３は上記濾過材洗浄装置の部分拡大図、図４は上記濾過材洗浄装置のスクリューコンベアの上面図である。

図１に示すように、洗浄装置１は、金属からなる円筒形の外筒２と、この外筒２の内部に配置されるスクリューコンベア４と、スクリューコンベア４の上端に連結された駆動部６を有する。外筒２は、その上端にフランジ８を有する。フランジ８の上には、フランジ８に対応するフランジ１０を有する台座１２が設置されている。台座１２は、フランジ８および１２がボルト１０ａにより互いに固定されて外筒２に固定される。

台座１２には、スクリューコンベア４の軸１６を軸支する軸受け１４が形成されている。この軸受け１４は、フランジ１０側の軸受け１４ａと台座１２の高さ方向の中間に位置する軸受け１４ｂとから構成されている。スクリューコンベア４の軸１６は、外筒２内に配置される螺旋羽根１８が形成された中空すなわちパイプ状の中空軸２０と、この中空軸２０の上方に中空軸２０に挿入され溶接により中空軸２０に固定された、中空軸２０よりわずかに小径の支軸部２２を有する。この支軸部２２は前述の軸受け１４により軸支される。支軸部２２の上端には、継手２４が連結されている。台座１２の上には、前述の駆動部６すなわち、減速機構部２６およびこの減速機構部２６に接続されたモータ２８が配置されている。このモータ２８には、モータ２８の回転数を制御する、例えばインバータ回路を有する制御部３０が電気的に接続されている。ここでは、制御部３０は模式的に示されている。

外筒２の下部にはフランジ３２が形成されており、このフランジ３２には大径部３４がボルト３２ａにより連結されている。換言すると、外筒２の下部は大径部３４として形成されている。大径部３４は、その直径が外筒２の直径ｄより大きい直径を有する高さの低い円筒形である。スクリューコンベア４の下端４ａは、この大径部３４内に位置している。大径部３４の側面３４ａには、濾過材１１２ａ（図９）や水等の液体（逆洗液１２２（図９））が導入される入口３６が形成されている。入口３６には、導入管３８が溶接により取付けられている。この実施の形態においては、導入管３８は、図１に示すようにフランジ４０を介して任意の形状の管あるいはホースと一体に連結された管でもよく、また、フランジ４０を介しない長尺の１本の管でもよい。また材質も、金属、合成樹脂、ゴムなどを用いてもよい。

また、大径部３４の底壁３４ｂには、注入孔４２が形成されており、この注入孔４２には注入管４４が接続されている。注入管４４はフランジ４４ａを介して、小径のパイプ４６に連結されている。パイプ４６には、ボールバルブ４８が取付けられており、通常時には、ボールバルブ４８は閉鎖されており、必要に応じて、ボールバルブ４８が開放されて外筒２内に水等が供給される。注入管４４は、導入管３８から導入された濾過材１１２ａや濁質を含む逆洗液１２２すなわちスラリーの濃度が濃い場合に、これを薄めて移送し易くしたり、呼び水を外筒２に注入したりするために使用される。

他方、外筒２の上端部の側面には濾過材１１２ａが排出される出口６０が形成されており、出口６０には、排出管６１が例えば溶接により取付けられている。排出管６１の途中にはボールバルブ６２が取付けられているが、このボールバルブ６２は後述する適用例によっては必ずしも必要としない。なお、このボールバルブ６２は、ピンチバルブとすることもできる。

また、スクリューコンベア４の軸１６は、前述の如く、中空軸２０の下端４ａから中空軸２０に挿入された支軸部２２の下端に至る部分が中空となっている。中空軸２０の中間部には複数の孔５６が穿設されている。

ここでスクリューコンベア４について、図２〜４を参照して詳細に説明する。図２は、洗浄装置１の外筒２の出口付近の部分拡大断面図、図４は上記濾過材洗浄装置のスクリューコンベアの上面図である。ただし、図２においてスクリューコンベア４は外形形状を示している。スクリューコンベア４の螺旋羽根１８は、中空軸２０の外周に螺旋状に形成されている。螺旋羽根１８には貫通孔や、スロット等は形成されておらず、全面がスクリューとなっている。従って、濾過材１１２ａを含む逆洗液１２２を効果的に上方へ移送することができる。

螺旋羽根１８の外周と外筒２の内面との間には僅かな間隙Ｓ１があるように設定されている。この間隙Ｓ１の寸法は、例えば濾過材１１２ａの粒径が０．６〜１．０ｍｍとすると、それより僅かに大きい寸法に設定されている。その理由は次の通りである。すなわち、濾過材１１２ａは、スクリューコンベア４によって上方に移送される際、スクリューコンベア４の回転による遠心力によって螺旋羽根１８の外周に向かう。しかし、前述の間隙Ｓ１により、揉み洗い洗浄時に濾過材１１２ａが螺旋羽根１８の外延と外筒２の内面２ａとの間で押しつぶされて破砕されることが防止される。また、間隙Ｓ１に濾過材１１２ａや剥離した濁質が存在することにより、スクリューコンベア４と外筒２との封止度が向上し、濾過材１１２ａや逆洗液１２２の移送効率が向上する。

前述の孔５６（図１参照）は、この螺旋羽根１８の中空軸２０への取付部の直上に位置するように形成されている。孔５６が螺旋羽根１８の直上に位置することにより、螺旋羽根１８上に滞留する逆洗液１２２が螺旋羽根１８に沿って円滑に孔５６内に流入することができる。孔５６は、取付部に沿い且つ４５度毎に１個ずつ、螺旋羽根１８の２ピッチに亘って複数個形成されている。洗浄装置１は、この孔５６の位置が、洗浄すべき濾過タンク内の逆洗液１２２の水位より上になるように設置される。中空軸２０の内側は中空になっているので、孔５６から上方へ移送される途中の逆洗液１２２の一部が中空部分に流入することが可能となる。このように孔５６は、移送される逆洗液１２２の水切りの作用を有する。孔５６の個数や、中空軸２０の円周に沿う間隔は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、用途に応じて適宜変更可能であることはもちろんである。

また、スクリューコンベア４と同軸に、出口６０よりも上方において中心軸２０の周囲に形成されて濾過材１１２ａの上方への移動を規制する規制羽根１９が設けられており、さらに外筒２の規制羽根１９より上方には洗浄水を導入する洗浄水導入孔７０が形成されている。洗浄水導入孔７０は、外部の水道源とホース等で接続されている。

規制羽根１９は、螺旋羽根１８と逆方向に螺旋が形成された螺旋状の羽根であり、規制羽根１９の外周と外筒２の内面との間には僅かな間隙Ｓ２があるように設定されている。なお、規制羽根１９の螺旋ピッチは、螺旋羽根１８の螺旋ピッチよりも小さくなるように構成されている。また、図４に示すように、規制羽根１９には複数の貫通孔１９ａが設けられている。

スクリューコンベア４の回転時において、この規制羽根１９により、濾過材１１２ａが出口６０よりも上方に移動するのを規制しつつ、さらに規制羽根１９の上方に設けられた洗浄水導入孔７０から洗浄水を導入して、規制羽根１９の外周と外筒２の内面との間の間隙Ｓ２や規制羽根１９に形成された複数の貫通孔１９ａから、規制羽根１９の上方に回り込んだ濾過材１１２ａを下方に流し出すことにより、スクリューコンベア上方に配置される軸受け１４のシール部１４Ｃに濾過材１１２ａが侵入するのを防止できるため、洗浄装置１の耐久性を向上させることができる。

次に、図３を参照して、スクリューコンベア４の下端部の形状について説明する。図３は、スクリューコンベア４の下端部の部分拡大図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は底面図である。図３に示されているように、スクリューコンベア４の中空軸２０の下端４ａに攪拌羽根５８が取付けられている。攪拌羽根５８は、同じ長さの４枚のリブ５８ａからなる。これらのリブ５８ａは、中空軸２０の直径より大寸法の長さを有する２枚の金属板を十字形に互いに組み合わせることにより構成されている。そしてこの十字形の中心すなわち２枚の金属板の交点５８ｂと軸１６の回転中心１６ｂとが一致するように、攪拌羽根５８が中空軸２０の下端４ａに溶接により取付けられる。したがって、中空軸２０の中空部分は、外部と連通している。

なお、この攪拌羽根５８は、洗浄装置１内に導入した、濾過材１１２ａを含む逆洗液１２２すなわちスラリーの濃度が高い場合に、濾過材１１２ａを攪拌することにより外筒２内の下部に濾過材１１２ａが滞留するのを阻止するためのものである。従って、液体の濃度が低い場合には、攪拌羽根５８を設けない構造とすることもできる。例えば、単に攪拌羽根５８を省略した形状でも良いし、下端４ａが閉じた形状としても良い。

なお、スクリューコンベア４と同軸に設けられる規制羽根１９の形状については、上記に限るものではなく、図５、図６に示すように他の形状とすることもできる。なお、図５、図６はそれぞれ図２に対応する部分拡大断面図である。すなわち、図５に示すように平板状に形成されたもの、もしくは図６に示すように下方に向けて広がる傘状に形成されたもの等、濾過材の上方への移動を規制可能な形状であればどのような形状としてもよい。

また、規制羽根の形状を平板状もしくは傘状にした場合、図７、図８に示すように規制羽根１９´の上面および下面に、規制羽根１９´の面と直交する方向に延びるとともに、規制羽根１９´の回転方向と対向する面を有する板羽根１９ｂを設けることが好ましい。なお、図７はスクリューコンベアの上面図、図８は図７中のＡ矢指方向からみた側面図である。図７、図８では規制羽根の形状を平板状にしたものを例示しているが、規制羽根の形状を傘状にしたものも同様である。

この板羽根１９ｂは、図８に示すように、先端側が規制羽根の回転方向に対して後方に傾いたものとすることが好ましい。

また、板羽根１９ｂの面は、図７に示すように、規制羽根に対する外周側が規制羽根に対する内周側よりも規制羽根の半径方向(図７中点線方向)を基準に回転方向に対して後方に傾いたものとすることが好ましい。

また、図７、図８では規制羽根１９´の上面（下面も同様）に６枚の板羽根１９ｂを設けたものを例示しているが、板羽根１９ｂの枚数に特に限定はなく、何枚設けてもよい。

また、図７、図８では規制羽根１９´の形状を四角形としたものを例示しているが、板羽根１９ｂの形状に特に限定はなく、どのような形状としてもよい。

さらに、図７、図８では規制羽根１９´の上面および下面に板羽根１９ｂを設けたものを例示しているが、規制羽根１９´の上面または下面のいずれか一方のみに板羽根１９ｂを設けてもよい。

次に、図９〜図１１を参照して、このようにして構成された洗浄装置１を既存の濾過タンクに適用した適用例について説明する。なお、ここで濾過装置とは濾過タンクに加えて支持脚等その他の付帯設備を含む装置全体を言う。図９、図１０および図１１は、それぞれ第１、第２、第３の適用例を示す。まず、図９を参照して、洗浄装置１ａを濾過装置１００の濾過タンク１０１に適用した場合について説明する。ここで使用される他の実施の形態の洗浄装置１ａは、基本的には前述の洗浄装置１と同じであるが、排出管６１ａや導入管３８ａの位置、形状が異なる。また外筒２の下部の大径部３４、および攪拌羽根５８がない点が、図１の洗浄装置１と相違する。洗浄装置１ａのスクリューコンベア４´の軸１６´の下端は、例えばキャップ６０により軸１６´の開口が封鎖されている。洗浄装置１ａは、適切な支持体７０に支持されている。なお、説明にあたり同じ部品については同一参照番号を使用して説明する。また、説明を要しない部分については、図１の実施の形態に対応する主な部品の参照番号のみを付して、説明は省略する。

濾過タンク１０１は、典型的な形状として、その上部と下部が湾曲凸面で閉鎖された円筒形の外殻体１０２を有し、支持脚１０３により支持されている。外殻体１０２の側面上部には、濁質を含む水すなわち原水が注入される原水注入口１０４が形成され、外殻体１０２の下部には排出口１０６が形成されている。また、外殻体１０２の上面には大径のマンホール１１８が形成されている。

濾過タンク１０１は、その一例として、図９に示すように外殻体１０２の内部に、ストレーナ１１４を有するプレート１１０およびプレート１１０から上方に粒径の大きい砂利１０８ａの層１０８が配置され、さらにその上に粒径の小さい砂等の濾過材１１２ａの層１１２がレベル１１２ｂまで配置されている。原水は、原水注入口１０４から注入され、濾過タンク１０１内部の濾過材１１２ａの層１１２および砂利１０８ａの層１０８を通過して濾過され、ストレーナ１１４を経て濁質が除去された浄化液が排出口１０６から外部に供給される。

以上のように構成された濾過タンク１０１の場合は、マンホール１１８の開口部が比較的大きいため、図９に示すように、排出管６１ａと導入管３８ａを、マンホール１１８に投入することにより、既存の濾過タンク１０１を改修したり変更したりすることなく使用することができる。

このように濾過タンク１０１と洗浄装置１ａとを設置した後、濾過タンク１０１の濾過材１１２ａを洗浄する方法について以下説明する。通常の濾過時には濾過材１１２ａは、レベル１１２ｂの高さにあるが、濾過を休止して洗浄の前段階である逆洗洗浄を行うと逆洗液１２２は膨張して、例えば、レベル１２０で示す内部管１０７の開口１０７ａまで上昇する。すなわち、逆洗洗浄のため排出口１０６から洗浄液１２２が濾過タンク１０１内に噴射されると、逆洗液１２２は、ストレーナ１１４および層１０８を通過して層１１２に噴出し、濾過材１１２ａは膨張して流動する。しかし、濾過材１１２ａは、レベル１２０にまで膨張した逆洗液１２２の液面まで舞い上がることはなく、レベル１１２ｂより僅かに上方に位置するレベル１０９まで流動する程度である。このレベル１０９より下方がスラリー（懸濁液）となる。従って、濾過材１１２ａは、スラリー中に分布して分布密度が小さくなる。しかし、逆洗により濾過材１１２ａから剥離した濁質は濾過材１１２ａより軽いためレベル１２０に至るまで流動する。

この状態のときにモータ２８が作動される。この適用例の場合、スクリューコンベア４´の位置が逆洗液１２２の液面のレベル１２０より高い場所に位置するため、スクリューコンベア４´の回転だけでは逆洗液１２２を吸い込みにくい。そのため注入管４４´から呼び水を注入する必要がある。その後モータ２８を作動させると濾過タンク１０１内の逆洗液１２２や、濾過材１１２ａを容易に外筒２´内に導入することができる。

外筒２´の下部に導入された濾過材１１２ａは、スクリューコンベア４´の螺旋羽根１８により揉み洗いされつつ上方に移送されるが、その間に濾過材１１２ａは洗浄され濁質が濾過材１１２ａから剥離する。この洗浄された濾過材１１２ａは、剥離された濁質を含む逆洗液１２２とともに排出管６１ａを通過して濾過タンク１０１に排出される。スラリーのレベル１０９とレベル１２０の間には濾過材１１２ａが流動しないので、前述の内部管１０７からは濁質を含む逆洗液１２２のみが流出する。この間、逆洗液１２２は、常時排出口１０６から濾過タンク１０１内に注入されているので、濁質を含む逆洗液１２２は内部管１０７から連続して外部に排出される。従って、濾過タンク１０１と洗浄装置１ａ内を循環する逆洗液１２２中の濁質は、徐々に減少する。制御部３０は、スクリューコンベア４´を揉み洗いに適した回転数にするために操作される。この回転数は、例えば、半径１０ｃｍのスクリューコンベア４´の場合、スクリューコンベア４の外縁１８ａの周速度が４ｍ/秒以下となるように設定されることが好ましい。

この工程を所定の時間、反復することにより、濾過タンク１０１内の濁質を除去した後、導入管３８ａおよび排出管６１ａを取り外せば、通常の濾過作業を行うことができる。洗浄装置１ａは、濾過タンク１０１近傍の所定の位置に常設しても良いし、必要な場合のみ、濾過タンク１０１近傍に設置してもよい。なお、洗浄装置１ａによる洗浄完了後も、逆洗洗浄をしばらく継続して、逆洗液中の濁質を排出してもよい。

次に、図１０および図１１を参照して、本発明の別の実施の形態の洗浄装置の第２の適用例について説明する。図１０は洗浄装置の縦断面図であり、図１１は濾過タンク１０１内に配置される排出管の位置を示す濾過タンクの概略平面図である。図１０に示す洗浄装置１ｂは、図１に示す洗浄装置１と略同様な構成であるが排出管６１ｂの位置、形状が異なる。また制御部３０は図示を省略してある。なお、説明にあたり、濾過装置２００の濾過タンク２０１は原理的には濾過タンク１０１と同じであるため、要部のみを説明し、詳細な説明は省略する。また、スクリューコンベア４″は、図９のスクリューコンベア４´と同様の形状を有している。この第２の適用例の場合、既存の濾過タンク２０１は、若干の改造を要する。改造部分は、外殻体２０２の上部に排出管６１ｂの取付部２２２を設け、外殻体２０２の高さの略中央部に導入管３８ｂの取付部２２４を設けた点である。この濾過タンク２０１においては、逆洗洗浄時の水位のレベルは、図１０中２２０で示す部分である。他方、洗浄装置１ｂの下端部すなわち大径部３４は、取付部２２４と略水平な導入管３８ｂにより連結されているため、外筒２″の高さ方向の中間から下方がレベル２２０の下に位置する。したがって、逆洗時は、外筒２″の中間まで逆洗液１２２が導入管３８ｂから進入するので、この第２の適用例の場合、呼び水は不要となる。モータ２８の作動は第１の適用例と同様に逆洗時に行う。この濾過タンク２０１では、逆洗液１２２の排水は、濾過タンク２０１の外部に連通するラッパ状の内部管２２６により行われる。

図１０、図１１に示す如く、排出管６１ｂを長くして、図１１に示すように、濾過タンク２０１の内側の円周に沿わせて配置すれば、排出管６１ｂから排出される逆洗液１２２は、矢印で示す如く濾過タンク２０１の内周に沿って流出する。この逆洗液１２２の水流により、濾過材１１２ａが攪拌されて、満遍なく濾過材１１２ａを含むスラリーが導入管３８ｂに導入され、洗浄効果が一層向上する。

なお、図１０、図１１に示す適用例では、排出管６１ｂが位置する取付部２２２は、導入管３８ｂが位置する取付部２２４と同じ側に位置するが、濾過タンク２０１の逆側すなわち導入管３８ｂの取付部２２４から遠い側に位置させてもよい。この場合は、排出管６１ｂから排出される濾過材１１２ａが、取付部２２４から離隔した位置で排出され、洗浄されていないスラリーが洗浄装置１ｂに導入されやすくなる。この点は、前述の図９に示す適用例および次に説明する適用例でも同様である。また、排出管６１ｂは柔軟性のある材料が好適である。

次に、図１２、図１３を参照して図１０、図１１の適用例の変形例について説明する。なお同じ部品については、同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。図１２および図１３はそれぞれ図１０、図１１に対応する縦断面図および概略平面図である。この変形例は、排出管６１ｂの先端部６１ｂ’が金属製の管である点が相違する。従って、先端部６１ｂ’は直接濾過タンク２０１に溶接により濾過タンク２０１と一体に取り付けられる。金属製の排出管６１ｂ’を密閉状態に濾過タンク２０１に固定するため、通常の濾過を行うときに、排出管６１ｂを取り外さなくても、濾過タンク２０１内を原水により満たすことができるので作業性がよい。また、排出管６１ｂ’の寿命が長く、設置位置も移動しないという利点がある。

次に図１４を参照して、本発明のさらに他の実施の形態の第３の適用例について説明する。なお、図１４では、制御部３０は図示を省略してある。また、スクリューコンベア４Ｘは、図９のスクリューコンベア４´と同様の形状を有している。この適用例は、通常、濾過タンクより高い位置に設置される洗浄装置の作業性を改善するために、洗浄装置を低い位置に設置した場合のものである。ここで使用される濾過装置３００の濾過タンク３０１は、第１の適用例で使用した濾過タンク１０１と略同じものであるが、僅かな変更が加えられている。すなわち濾過タンク３０１の側面に導入管３８ｃが取付けられるように変更されている。洗浄装置１ｃ自体は床３に近い低い位置に設置されている。導入管３８ｃは濾過タンク３０１の側面から洗浄装置１ｃの下端部との間で連結され、側面から下端部に向けて斜め下方に延びている。洗浄装置１ｃの外筒２Ｘの上部からは、排出管６１ｃが下方に向けて配置されている。排出管６１ｃから排出される洗浄された濾過材を含む逆洗液１２２は、濾過材貯留槽８０に貯留される。この濾過材貯留槽８０には濾過材ポンプ８２が設置されており、貯留された濾過材は、濾過材ポンプ（サンドポンプ）８２により排出管となるホース８４を経て濾過タンク３０１のマンホール３１８に排出される。換言すると、第３の適用例は、濾過材ポンプ８２を介して排出管６１ｃより排出される。この適用例の利点は、前述のごとく、全ての作業を低い位置で行うことができるので、作業性が良いことである。

なお、上記実施の形態および適用例は、濾過砂を洗浄する洗浄装置について説明したが、洗浄の対象は砂に限定されるものではなく、例えば、無煙炭（アンスラサイト）や活性炭のような濾過材でもよく、これらの濾過材が混在したものであってもよい。また、濾過する液体として水について説明したが、その他の例えば油等の液体であってもよい。

また、第３の適用例では、排出管６１ｃの途中にポンプを介在させたが、導入管３８、３８ａ、３８ｂの途中に濾過材１１２ａ等を吸引するポンプを介在させてもよい。

また、特願２００９−２９６８７２号明細書に記載のように、１つの濾過装置に対して、本発明の規制羽根を備えた濾過材洗浄装置を複数取り付けるようにしてもよい。

また、本発明の規制羽根は、特許第３６９３５３２号明細書に記載のような連続的に濾過材の洗浄を行なう濾過材洗浄装置に適用してもよい。

連続的に濾過材の洗浄を行なう濾過材洗浄装置では、外部から導入した濾過材をスクリューコンベアで揉み洗いして外部に吐出する工程を連続的に行なうが、濾過材洗浄装置の出口付近に規制羽根を設けることによって、濾過材をスムーズに外部に吐出できるようになるという効果をさらに発揮するようになるため、濾過材洗浄装置の耐久性の向上のみならず、濾過材洗浄装置の処理能力までも向上させることができる。

本発明の濾過装置用の外付け濾過材洗浄装置は、既存の濾過タンクに追加して使用することができる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 外付け濾過材洗浄装置
２、２´、２″、２Ｘ 外筒
４、４´、４″、４Ｘ スクリューコンベア
４ａ 下端
６ 駆動部
１８ 螺旋羽根
１９、１９´、１９″ 規制羽根
２０ 中空軸
３０ 制御部
３４ 大径部
３６ 入口
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ 導入管
５６ 孔
５８ 攪拌羽根
６０ 出口
６１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ 排出管
７０ 洗浄水導入孔
１００、２００、３００ 濾過装置
１０１、２０１、３０１ 濾過タンク（濾過槽）
１１２ 層
１１２ａ 濾過材
１２２ 逆洗液（液体）

Claims (9)

1. 液体の浄化を行なうための濾過材を洗浄する濾過材洗浄装置であって、
   前記濾過材を内部に導入するための入口、および、洗浄後の前記濾過材を外部に排出するための出口を備えた、直立する外筒と、
   該外筒内に回転自在に配置され、前記入口から導入された前記濾過材を揉み洗いしつつ上方に移送する螺旋羽根を備えたスクリューコンベアと、
   前記スクリューコンベアを回転駆動する駆動部と、
   該駆動部の回転を制御する制御部とを備えてなる濾過材洗浄装置において、
   前記スクリューコンベアが、該スクリューコンベアと同軸に、前記螺旋羽根の上方において中心軸の周囲に形成されて前記濾過材の上方への移動を規制する規制羽根を有し、
   前記出口が、前記スクリューコンベアの前記螺旋羽根と前記規制羽根との間から送られた前記濾過材を排出するように設けられていることを特徴とする濾過材洗浄装置。
2. 前記外筒が、該外筒内の少なくとも前記規制羽根より上方に洗浄水を導入する洗浄水導入孔を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の濾過材洗浄装置。
3. 前記規制羽根が、前記螺旋羽根と逆方向に螺旋が形成された螺旋状の羽根であることを特徴とする請求項１または２記載の濾過材洗浄装置。
4. 前記規制羽根の螺旋ピッチが、前記螺旋羽根の螺旋ピッチよりも小さいことを特徴とする請求項３記載の濾過材洗浄装置。
5. 前記規制羽根が、平板状に形成されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の濾過材洗浄装置。
6. 前記規制羽根が、下方に向けて広がる傘状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の濾過材洗浄装置。
7. 前記規制羽根の上面および／または下面に、前記規制羽根の面と直交する方向に延びるとともに、前記規制羽根の回転方向と対向する面を有する板羽根が設けられていることを特徴とする請求項５または６記載の濾過材洗浄装置。
8. 前記規制羽根に、前記洗浄水導入孔から導入された洗浄水を透過させる透過孔が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の濾過材洗浄装置。
9. 前記濾過材の層を内部に有する濾過槽を備えるとともに、供給される原液を前記濾過材の層により濾過して前記原液中の濁質を除去した浄化液を外部に排出する濾過装置に対して、外付けで適用されるものであって、
   前記外筒の前記入口および前記出口と前記濾過槽とを接続する配管を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の濾過材洗浄装置。

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