JP2013184151A - フィルターエレメント及びこれを用いた濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より長い構成が可能となるとともに、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくいフィルターエレメントを提供する。
【解決手段】第一の巻きバネ状線材と、第一の巻きバネ状線材の中空部に配置される第一の芯金と、第一の巻きバネ状線材を挟む一対の第一の貫通金具と、を有し、第一の芯金に沿った貫通経路が形成されたフィルターエレメントとする。この場合において、第二の巻きバネ状線材と、第二のバネ状線材の中空部に配置される第二の芯金と、第二の巻きバネ状線材を挟む一対の第二の貫通金具と、を有し、第二の芯金に沿った貫通経路が形成され、一対の第一の貫通金具の一方と、一対の第二の貫通金具の一方を接続する接続金具と、を有することも好ましい。またこの場合において、接続金具は、三以上の接続口を有することも好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルターエレメント及びこれを用いた濾過装置に関し、より詳細には、芯金と、この芯金の周囲に配置される巻きバネ状の線材とを有するフィルターエレメントとこれを用いた濾過装置に関する。

濾過装置の構成部材として使用されるフィルターエレメントに関しては、様々な構成が提案されているが、例えば下記特許文献１に記載されているように、巻きバネ状に巻かれた線材（以下「巻きバネ状線材」という。）と、その線材の中空部に配置される芯金と、この芯金の両端に配置され、巻きバネ状の線材を押さえつける一対の金具を有して構成されたものが有用である。

この濾過装置を用いた濾過処理について説明すると次のようになる。まず、濾過の対象となる混濁液中にこのフィルターエレメントを配置し、フィルターエレメント外周側の圧力を上げる一方、フィルターエレメント内周側の圧力を下げる（内周側から吸引する）と、フィルターエレメント外周側から内周側への流れを生じさせることができる。そして、この間には上記のとおり巻きバネ状線材が配置されているため、巻きバネ状線材の一定間隔の間隙が濾過のためのフィルターとなり、濾過を行なうことができる。なお、濾過が終わった場合や濾過の効率が落ちた場合、流れを逆流させると、巻きバネ状線材の外周側に溜まった付着物（濾過された物）を巻きバネ状線材から容易に分離することができ、フィルターエレメントの再利用が可能となる。

特開平８−１９６８２１号公報

ところで、上記フィルターエレメントでは、一対の金具の一方には貫通孔が形成され、他方は貫通していない閉じた金具が開示されている。確かにこれは、フィルターエレメントのバネ状線材を濾過フィルターとして効率よく利用するために有効な構成と考えられる。

しかしながら、上記のとおり一方の貫通孔から吸引してフィルターとして機能させる場合、吸引される側の金具に近い部分では強い吸引力を確保することができる一方で、吸引される側の金具に遠い部分では弱い吸引力となってしまうといった課題がある。つまり、フィルターエレメントの長さ方向に対して吸引力の偏りが発生してしまうといった問題があり、これは長さが長くなるほど大きくなる。このため、フィルターエレメントの長さにはある程度の限界がある。また、一方の貫通孔から吸引する場合では、フィルターエレメント内部の洗浄が困難であり、一度濾過装置から外して洗わなければならないといった課題がある。

更に、一方の貫通孔から吸引してフィルターとして機能させる場合、濾過装置内におけるフィルターエレメントの配置は、貫通孔が形成された金具側を固定して吊るし、フィルターエレメントの延伸方向（軸）が重力方向に沿った方向となるように配置するのが一般的であり、フィルターエレメントを重力方向に対して傾ける配置を想定していない。特に傾けた場合、上記と同様に、吸引力の偏り等により吸引力が低下してしまうといった課題がある。

そこで、本発明は、上記課題を鑑み、フィルターエレメント内における吸引力の偏りをより少なくして、より長い構成が可能となるとともに、内部の洗浄も容易にし、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくいフィルターエレメントを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行ったところ、一対の金具の双方を貫通孔が形成された貫通金具とし、芯金に沿った貫通経路が形成することで、より長い構成が可能となるとともに、傾けた配置としても濾過能力が低下しにくいフィルターエレメントとなることを発見し、本件発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の一観点に係るフィルターエレメントは、第一の巻きバネ状線材と、第一の巻きバネ状線材の中空部に配置される第一の芯金と、第一の巻きバネ状線材を挟む一対の第一の貫通金具と、を有し、第一の芯金に沿った貫通経路が形成されていることを特徴のひとつとする。

また、本観点にかかるフィルターエレメントは、限定されるわけではないが、第二の巻きバネ状線材と、第二のバネ状線材の中空部に配置される第二の芯金と、第二の巻きバネ状線材を挟む一対の第二の貫通金具と、を有し、第二の芯金に沿った貫通経路が形成されており、更に、一対の第一の貫通金具の一方と、一対の第二の貫通金具の一方を接続する接続金具と、を有することが好ましい。

また、本発明の他の一観点に係る濾過装置は、限定されるわけではないが、第一の巻きバネ状線材と、第一の巻きバネ状線材の中空部に配置される第一の芯金と、第一の巻きバネ状線材を挟む一対の第一の貫通金具と、を有し、第一の芯金に沿った貫通経路が形成されたフィルターエレメントと、フィルターエレメントを収容する筐体と、筐体内に原液を収容する原液タンクと、筐体と原液タンクを接続する第一の配管と、フィルターエレメントの貫通経路の一方に接続される第二の配管と、フィルターエレメントの貫通経路の他方に接続される第三の配管と、第二の配管及び第三の接続配管と接続される第四の配管と、第四の配管に接続され、フィルターエレメントにより濾過された処理液を収容する処理液タンクと、筐体内に溜まった液体を排出するための第五の配管及び第五の配管に接続され当該液体を収容する廃液タンクと、処理液タンクの処理液を第二の配管及び第三の配管の一方からフィルターエレメント内部に供給するための第六の配管と、第二の配管及び第三の配管の他方に接続され、原液タンク又は廃液タンクに液体を排出する第七の配管と、を有する。なおここで「第一」〜「第七」は、配管としての接続関係が異なるためこれらを区別して説明するために用いる用語であり、それ以外特に大きな意味を有しない。

以上、本発明により、より長い構成が可能となるとともに、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくいフィルターエレメントを提供することができる。

実施形態１に係るフィルターエレメントの概略図である。 実施形態１に係る巻きバネ状線材の概略を示す図である。 実施形態１に係る巻きバネ状線材を延伸方向から見た場合の図である。 実施形態１に係る巻きバネ状線材の一例の断面図及び隣接する線材の配置関係を示す図である。 実施形態１に係る巻きバネ状線材の他の一例の断面図及び隣接する線材の配置関係を示す図である。 実施形態１に係る芯金３の概略を示す図である。 実施形態１に係る貫通金具４の概略を示す図である。 実施形態１に係る貫通金具４、芯金３及び巻きバネ状線材２を組み合わせた場合の概略断面を示す図である。 実施形態１に係るフィルターエレメントの濾過処理の概略を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の配管構成を示す図である。 実施形態に係る濾過装置のバルブの開閉手順を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態に係る濾過装置の液体の流通経路を示す図である。 実施形態２に係るフィルターエレメントの概略図を示す。 実施形態２に係るフィルターエレメントの濾過処理の概略を示す図である。 実施形態２に係るフィルターエレメントの他の例の概略図を示す。 実施形態２に係るフィルターエレメントの他の例の概略図を示す。 実施形態２に係るフィルターエレメントの他の例の概略図を示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書においては同一又は同様の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るフィルターエレメント（以下「本フィルターエレメント」という。）１の概略図であり、図２は、第一の巻きバネ状線材２の概略を示す図であり、図３は、巻きバネ線材を延伸方向から見た場合の図である。

これらの図で示すように、本フィルターエレメント１は、巻きバネ状線材２と、巻きバネ状線材２の中空部に配置される芯金３と、巻きバネ状線材２を挟む一対の貫通金具４と、を有して構成されており、芯金３に沿った貫通経路が形成されている。

本実施形態において、第一の巻きバネ状線材２とは、所定の内径を保ちつつ巻きバネ状に巻かれた線材であって、隣接する線材部分が所定の距離をもって密に配置されているものである。フィルターエレメントとして構成され機能する際、巻きバネ状線材は実質的にフィルター部材として機能する。線材の材質としては、限定されるわけではないが、ステンレス鋼は錆びに強いため好ましい一例である。なおステンレス鋼である場合、限定されるわけではないが、オーステナイト系のステンレス鋼であることがより好ましく、例えばＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７を例示することができる。

ここで巻きバネ状線材の「内径」とは、巻きバネ状線材の内周側と外周側に圧力差が生じていない状況で測定する円筒形状の中空の内側の径をいう（例えば図３参照）。

また、本フィルターエレメントにおいて、限定されるわけではないが、巻きバネ状線材２には、平坦部２２１を有する突起２２が一定距離を開けて多数形成されており、また、巻きバネ状線材２には、突起２２の平坦部２２１が形成される側と反対の側に平坦部２３が形成されている。突起２２を設けることで、巻きバネ状線材の線材同士の間のスペーサーとしての役割を担い、線材同士距離を一定に保つことができ、平坦部２２１を突起２２及び線材に設けることで、隣接する線材との接触面積を確保し、線材同士が重なる又は座屈するといった問題を大幅に軽減させることができる。図４に、巻きバネ状線材の断面図（（Ａ））及び隣接する線材の配置関係（（Ｂ））を示しておく。

なお、本実施形態では、突起及び線材自体それぞれに平坦部を設ける構成としているが、例えば図５で示す断面図及びその配置関係図のように、突起に、線材の曲面に合わせた凹みを形成したものであっても良い。このようにすることで、線材自体には加工が不要になり、更には線材の回転や移動が起こるような状況であっても、巻きバネ状線材２の配置をより安定的なものとすることができる。なお図５（Ａ）は、巻きバネ状線材の断面図を、図５（Ｂ）は、隣接する線材の配置関係を示している。

また、本実施形態に係る芯金３は、一方向に延伸した部材であって、両端近傍に一対の貫通金具４を配置してなり、これらによって巻きバネ状線材２を挟み、巻きバネ状線材２を安定的に保持することができるものである。芯金３の材質は、限定されるわけではないが、上記巻きバネ状線材と同様に錆びに強いステンレス鋼を好適に採用することができる。また芯金の形状は、板状、線状、円柱状等、巻きバネ状線材２の内周側に配置可能となるよう一方向に延伸してなるものであればよく、限定されるわけではないが、巻きバネ状線材の変形を抑えるとともに、濾過された液体の流路を確保する観点から、板状であることは好ましく、更に、この板状の芯金を複数組み合わせた形状（例えば十字状）とすることはより好ましい。図６に、本実施形態に係る芯金３の概略図を示しておく。なお図６（Ａ）は、芯金３の側面図であり、図６（Ｂ）は芯金３を正面（フィルターエレメントにおける貫通孔の方向）から見た場合の図である。

また本実施形態において、芯金の「幅」とは、芯金の延伸する一方方向に対して略垂直な方向における断面の最大のものをいい、具体的には、芯金が板状の場合はバネ状線材中に配置される部分の板の幅（図６参照）を、芯金が円柱状であれば、その直径をいう。

本実施形態において貫通金具４は、芯金の両端３１、３２近傍にそれぞれ配置されるものであって、一対となり巻きバネ状線材２を安定的に保持することができるとともに、貫通孔が形成された金具である。また限定されるわけではないが、貫通金具４の先端にはねじ溝が掘られており、後述の接続部剤に接続可能となっている。貫通金具４の構成は、限定されるわけではないが、それぞれ円筒状であってその内部に貫通孔が形成され、その内部に巻きバネ状線材２を当てるための段差面４３を有して構成されていることが好ましい一例である。本実施形態に係る一方の貫通金具４の概略図を図７に、貫通金具４、芯金３及び巻きバネ状線材２を組み合わせる場合の概略断面図を図８に示しておく。なお図７（Ａ）は貫通金具４の側面図であり、図７（Ｂ）は正面図である。貫通金具の材質としては、限定されるわけではないが、ステンレス鋼が錆びに強いため好ましい一例である。なおステンレス鋼である場合、限定されるわけではないが、オーステナイト系のステンレス鋼であることがより好ましく、例えばＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７を例示することができる。

なお、図８（Ａ）で示すように、本実施形態におけるフィルターエレメントは、貫通金具４内に段差部４３が設けられており、バネ状線材２を当てるとともに、芯金３の段差部３１も内部の段差部に当てる。一方、貫通金具４の先端部分にも先端側が径の広くなる段差部４４が設けられており、芯金３の先端の段差部３２が引っ掛けられるようになっている。これにより、貫通金具４と芯金３を固定配置とし、バネ状線材を固定することができる。なお、この場合において、芯金３の挿入方法としては限定されるわけではないが、例えば芯金３を先端部分とそれ以外の部分のように複数の部材にわけ、それぞれを挿入後、ねじ止めや溶接などによって固定することで実現できる（図８（Ｂ）参照。）。

また本実施形態において、巻きバネ状線材２は、一対の貫通金具４の間に配置されるが、この一対の貫通金具との間に遊びを設けて配置されており、かつ、巻きバネ状線材２の中空部の内径は、芯金３の幅よりも１０μｍ以上２ｍｍ以下の範囲で大きくなっている。芯金３の幅よりも１０μｍ以上大きくすることで、外周側から圧力がかけられた場合に生じる座屈を防止することができるといった効果があり、２ｍｍ以下とすることで、巻きバネ状線材２の不必要な撓みを抑えることができる効果がある。また、遊びの大きさとしては、フィルターエレメントに加えられる圧力等や内径によって適宜調整可能であるが、例えば上記内径の条件の下で、貫通金具の段差面同士の間の距離の０．０５％以上５％以下であることが好ましい。上記内径の条件の下で０．０５％以上とすれば、外周側から圧力がかかり、内径が縮小して巻きバネ状線材の長さが長くなった場合であっても、一対の貫通金具４の間よりも不必要に長くなり座屈を起こすおそれを少なくすることができ、５％以下とすることで、巻きバネ状線材が長くなった場合でも巻きバネ線材が一対の貫通金具の間に遊びを生じさせてしまうことを防止することができる。

また、本実施形態に係る巻きバネ線材２の両端は、研磨して平坦な面を設けておくことが好ましい。このようにすることで隙間漏れをより少なくし、濾過の効率を高くすることが可能となる。

本フィルターエレメント１は、上記の構成によって、芯金３に沿った貫通経路が形成されたものとなっている。これにより、本フィルターエレメント１は、より長い構成が可能となるとともに、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくくなる。具体的に説明すると、例えば本フィルターエレメント１をフィルターとして機能させる場合、一対の貫通金具４の貫通孔のそれぞれから流体を吸引する（例えば図９参照）。すると、両方から吸引されるため、吸引力の分布は対象的かつ均一となり、吸引力の偏りは大幅に改善される。また、仮に吸引力の分布に偏りが生じたとしても、一対の流体の吸引量に差を設けることで分布を調節することができるようになる。一方、濾過後、巻きバネ状線材の周囲にゴミが付着することとなるが、上記吸引と反対に、一対の貫通金具４の貫通孔４１から流体を供給し、巻きバネ状線材の周囲に付着したゴミを除去する（逆洗浄を行う）ことができる。従来、一方を閉止して一方向のみから流体の吸引、供給を行っていたため、例えば貫通していない（閉じた）側の金具近傍においては、逆洗浄が十分でない場合があり、また、バネ状線材内部に入ってしまった微量のゴミなどはバネ状線材外部に出ることができずこの貫通していない側の金具部分にたまってしまい、結局除去できない状態で残ってしまう虞があった、すなわち濾過効率において課題を有していたところ、本フィルターエレメントのように双方貫通金具とすることで、双方から流体の吸引、供給が可能となり、この結果、洗浄能力を相乗的に向上させることができ、巻きバネ上線材すなわちフィルターエレメントの長さを長くすることが可能となる。さらに、本フィルターエレメントは貫通孔の双方から吸引、供給が可能であるため、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくくなるといった効果がある。

ここで、本フィルターエレメントを用いた濾過装置、液体の濾過方法について図１０を用いて説明する。本図は、本フィルターエレメントを有する濾過装置Ａ（以下「本濾過装置」という。）の概略を示す図である。本図で示すように、本濾過装置Ａは、助剤タンクＢ、プリコートタンクＣ、筐体Ｄ、原液タンクＥ、廃液タンクＦ、処理液タンクＧ、を有して構成されている。本濾過装置を用いることで、汚れやゴミなどを含む液体を処理することができる。なお本実施形態において処理される液体は特に限定されるわけではないが、水や油を好適に処理することができる。

本濾過装置Ａにおいて、助剤タンクＢは、濾過助剤を収納するタンクであって、プリコートタンクＣに、助剤タンク−プリコートタンク接続配管Ｂ１を介して接続されており、プリコートタンクＣに濾過助剤を必要に応じて供給する。なおこの助剤タンク−プリコートタンク接続配管Ｂ１には助剤供給装置Ｂ２及びバルブＶ２１が備えられており、バルブＶ２１を開き、助剤供給装置Ｂ２を駆動させることで助剤をプリコートタンクＣに輸送することができる。なお助剤タンクＢ内に収容される助剤は粉末状であっても、この粉末が高濃度で濃縮された液状のものであっても良い。

本実施形態において、プリコートタンクＣは、濾過助剤を所望の濃度に調整するために用いられるタンクである。プリコートタンクＣには、攪拌装置Ｃ１が備えられており、濾過助剤を攪拌することができる。またプリコートタンクＣには筐体Ｄの空洞下部に接続するためのプリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２が備えられており、このプリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２の経路にはポンプＰ１、バルブＶ２、バルブＶ２２が設けられている。なおバルブＶ２２は、配管Ｃ２においてポンプＰ１及びバルブ２よりも筐体Ｄ側に配置され、逆流防止を行うために用いられ、筐体Ｄからの水がプリコートタンクＣ側に流入してしまうことを防止することができる。

本実施形態において、筐体Ｄは、内部が空洞であり、この空洞部分に本フィルターエレメントを配置してなるものであり、本図では説明のため２つのフィルターエレメントで説明するが、一つであっても多数であってもよい。筐体Ｄ内において本フィルターエレメントは固定されており、一方の貫通金具は接続部材を介して第一のフィルター接続配管Ｄ１１に接続され、筐体外部の主配管Ｄ１に接続されており、他方の貫通金具は接続部材を介して第二のフィルター接続配管Ｄ１２に接続され、外部の主配管Ｄ１に接続されている。なお第一のフィルター接続配管Ｄ１１、第二のフィルター接続配管Ｄ１２のそれぞれには、バルブＶ１０、Ｖ１３がそれぞれ設けられており、バルブＶ１０、Ｖ１１の開閉を制御することで、主配管Ｄ１との接続を制御することができる。

また本実施形態において筐体Ｄの下部には、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２が備えられており、排液タンクＦに筐体Ｄ内に充填される液体等を排出することができる。なお、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２にはバルブＶ１７が設けられており、このバルブＶ１７の開閉を制御することで、この配管の接続を制御することができる。なお、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２のバルブＶ１７より廃液タンクに近い側の部分は上記主配管Ｄ１と接続されている。なお本実施形態において、廃液タンクＦとは、筐体Ｄ内に配置されるフィルターの周囲につけられた助剤や残ったゴミなどを下部から排出させる場合に、そのゴミ等を回収するために設けられるタンクである。

また本実施形態において、筐体Ｄの空洞上部には、上記主配管Ｄ１に接続するための上部配管Ｄ３が備えられており、この上部配管Ｄ３にはバルブＶ３が備えられている。これにより、筐体Ｄ内部と主配管Ｄ１とを接続することができるようになる。この結果、主配管Ｄ１は、筐体Ｄ下部から筐体Ｄ上部まで循環する経路を形成することができる。

本実施形態において、主配管Ｄ１は、本濾過装置内において様々な経路、ループを形成するために用いられる主要な配管である。本実施形態において、主配管Ｄ１は、上記筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２に接続された位置アから第二のフィルター接続配管Ｄ１２、第一のフィルター接続配管Ｄ１１、上部配管Ｄ３にそれぞれ接続され、プリコートタンクＣまで接続されている。この結果、筐体Ｄの下部からプリコートタンクＣまでが接続されることとなる。

主配管Ｄ１のこの経路において、主配管Ｄ１の、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２との接続位置アから第二のフィルター接続配管Ｄ１２との接続位置イまでの間にはバルブＶ１４が配置されている。これにより、第二のフィルター接続配管Ｄ１２との接続位置イと筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２との接続位置アの間をバルブＶ１４の開閉によって制御することができるようになる。

また主配管Ｄ１のこの経路において、主配管Ｄ１の、第二のフィルター接続配管Ｄ１２との接続位置イと第一のフィルター接続配管Ｄ１１との接続位置ウとの間には、二つのバルブＶ１２、Ｖ１１が備えられており、このバルブＶ１１、Ｖ１２の間の位置エには第一の洗浄用配管Ｇ１が接続されている。なお第一の洗浄用配管Ｇ１には、ポンプＰ２と、このポンプＰ２と主配管Ｄ１における二つのバルブＶ１１、Ｖ１２の間の位置エの間に配置されるバルブＶ１５を有している。このバルブＶ１５により、処理液タンクＧとこのバルブＶ１１、Ｖ１２の間の位置エの間の経路の開閉を制御することができ、しかもこのポンプＰ２により処理液タンク中の処理液を主配管Ｄ１側に供給することができるようになる。

また主配管Ｄ１のこの経路において、主配管Ｄ１の、第一のフィルター接続配管Ｄ１２との接続位置ウと上部配管Ｄ３との接続位置オとの間には、二つのバルブＶ９、Ｖ７が配置されており、この二つのバルブＶ９、Ｖ７の間の位置カには処理液タンクに液体を供給するためのフィルター−処理液タンク接続配管Ｄ４が接続されている。この配管により、フィルターエレメントによって洗浄化された処理液を処理液タンク側に排出することができるようになる。つまりこの場合、第一のフィルター接続配管Ｄ１１、第二のフィルター接続配管Ｄ１２、主配管Ｄ１、フィルター−処理液タンク接続配管Ｄ４が処理液を処理タンクに排出するための主たる経路となる。なおこの二つのバルブＶ９、Ｖ７の間の位置カと処理液タンクの間には、バルブＶ８が設けられており、このバルブＶ８の開閉により、この経路の開閉を制御することができるようになっている。

また主配管Ｄ１のこの経路において、主配管Ｄ１の、上部配管Ｄ３との接続位置オとプリコートタンクとの間には、二つのバルブＶ４、Ｖ５（プリコートタンクに近い側からＶ５、Ｖ４）が配置されており、この二つのバルブＶ４、Ｖ５の間の位置キには、原液タンクに液体を排出するための排出配管Ｄ５が接続されており、二つのバルブＶ４、Ｖ５の間の位置キと原液タンクＥとを接続することができるようになる。この結果、筐体Ｄ内の液体を上部配管Ｄ３、主配管Ｄ１を介してプリコートタンクに戻すことができるとともに、主配管Ｄ１上に存在するバルブＶ５を閉じることでプリコートタンクではなく、排出配管Ｄ５を経由して原液タンクまで戻すことができるようになる。なお、排出配管Ｄ５において、二つのバルブＶ５、Ｖ４の間の位置キと原液タンクとの間には、バルブＶ６が配置されており、このバルブＶ６の開閉を制御することでこの排出配管Ｄ５の開閉を制御することができるようになる。

また、本実施形態において、プリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２のバルブＶ２とバルブ２２の間の位置クには原液供給配管Ｅ１が接続されており、原液タンクから筐体Ｄ下部に原液を供給することができる。本実施形態において原液タンクＥとは、処理対象となる原液を収納することができるタンクであって、この原液が筐体及びフィルターエレメントを経由することで濾過され、清浄な液体となった後、処理液タンクに収納されることとなる。本実施形態において処理液タンクＧとは、上記の記載から明らかなとおり、フィルターエレメントを経由することでゴミや不純物等が取り除かれ清浄化された液体を収納することができるものである。なお、プリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２のバルブＶ２とバルブ２２の間の位置クと原液タンクの間にはバルブＶ１が配置され、このバルブＶ１の開閉を制御することでこの経路の開閉を制御することができるようになる。

また、本実施形態において、処理液タンクＧと、プリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２のバルブＶ２とバルブＶ２２の間の位置ケは、バルブＶ１６を備えた第二の処理液配管Ｇ２によって接続されている。これにより、筐体Ｄの下部と処理液タンクとを接続することが可能となり、筐体Ｄ内を洗浄することが可能となる。

また、本実施形態においては、更に、洗浄用エアーを供給するためのエアー用配管Ｈを有している。このエアー用配管Ｈは洗浄用エアーを供給するためのエアーコンプレッサ（図示省略）に接続されており、複数の分岐管Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３に分岐され、一つはバルブＶ１８を介して筐体Ｄの上部に（配管Ｈ１）、一つはバルブＶ２０を介して筐体Ｄの下部に（Ｈ２）、一つはバルブＶ１９を介して主配管Ｄ１の位置エに（Ｈ３）、それぞれ接続されている。これにより各々の位置にエアーを供給することができ、洗浄力を向上させることができる。

本実施形態に係る濾過装置によると、このような配管システムを構成することで、フィルターエレメント内における吸引力の偏りをより少なくして、より長い構成が可能となるとともに、内部の洗浄も容易にし、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくくなる。特に、このシステムによると、フィルターエレメントを筐体からわざわざ取り出さずともフィルターエレメント内部を洗浄することができるようになる。

ここで、上記濾過装置を用いた濾過方法について説明する。図１１は、本方法におけるバルブの開閉制御、ポンプの駆動について説明する図である。

（原位置、濾過助剤の投入）
まず説明のため、原位置として、全てのバルブは閉じた状態となっているが、バルブＶ２１を開放して助剤供給装置Ｂ２を駆動し、助剤タンクＢから助剤を助剤タンク−プリコートタンク接続配管Ｂ１を介してプリコートタンクＣに供給する。なお、濾過助剤の供給作業が終了した後、このバルブＶ２１は閉じる。なお、以後の説明において各工程において開放したバルブは、各工程の終了後とじるものとする。

（プリコートタンク給水）
次に、第一の洗浄用配管Ｇ１のバルブＶ１５、主配管Ｄ１のバルブＶ１１、Ｖ９、Ｖ７、Ｖ４、Ｖ５を開放してポンプＰ２を駆動し、処理液タンク中にある清浄な処理液をプリコートタンク内に供給する。この給水作業は、助剤が所望の濃度になるまで続け、所望の濃度となったときに、各バルブを閉じ、ポンプＰ２の駆動を停止させる。

（プリコート）
次に、プリコートタンクから、筐体Ｄ内にプリコート液を供給する。具体的には、プリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２のバルブＶ２を開放し、ポンプＰ１を駆動し、筐体Ｄ内にプリコート液を供給する。一方、第一のフィルター接続配管Ｄ１１のバルブＶ１０、主配管Ｄ１のバルブＶ９、Ｖ７、Ｖ４、Ｖ５を開放し、フィルターエレメントを一度透過した液体をプリコートタンクまで戻す。この循環を繰り返させ、十分に助剤をフィルターエレメント周囲に付着させる。なおこの場合における液体の流れについて図１２に示しておく。

（濾過）
次に、十分に助剤によるコーティングが終わったら、原液供給配管Ｅ１におけるバルブＶ１を開放し、ポンプＰ１を駆動し、プリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２を介して筐体Ｄの下部に原液を供給する。一方、第一のフィルター接続配管Ｄ１１のバルブＶ１０、第二のフィルター接続配管Ｄ１２のバルブＶ１３、主配管Ｄ１のバルブＶ１２、Ｖ１１、Ｖ９、Ｖ８を開放し、フィルターエレメントを通過した処理液を処理液タンクＧに排出させる。この際、フィルターエレメント周囲には助剤が配置されており、原液中に存在するゴミ等はこのフィルターエレメント及び助剤によって除去されることとなる。この場合の液体の流れを図１３に示しておく。本実施形態によると、フィルターエレメントの両端が開放端となっているため、処理能力が大幅に向上する。

（クロスフロー）
なお、上記濾過工程において、フィルターエレメントの処理能力が原液の供給能力を下回ってきた場合、上記濾過工程において、上部配管Ｄ３のバルブＶ３を開放し、更に、主配管Ｄ１のバルブＶ４、排出配管Ｄ５のバルブＶ６を開放し、余剰の原液を原液タンクＥに戻すことができる。この場合の液体の流れを図１４に示しておく。

（エアー逆洗）
濾過処理によりフィルターエレメントの周囲にゴミが付着してくると、処理能力が低下する。このため、逆洗浄を行い、一度フィルターエレメント周囲を洗浄する。この際、洗浄用エアーを用いて逆洗浄を行うと、極めて効率的にフィルターエレメントの洗浄を行うことができる。まず、筐体Ｄ内部に液体が満たされた状態で、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２上のバルブＶ１７と、洗浄用エアー配管Ｈの分岐管Ｈ１のバルブＶ１８をあけ、洗浄用エアーを洗浄用エアー配管Ｈにより供給することで、筐体Ｄ内の圧力を高め、廃液タンクから液体を押し出すことができる。これにより、効率的にフィルターエレメント周囲の洗浄を行うことができる。

（水洗浄）
次に、清浄な水を用いて、フィルターエレメント周囲を洗浄する。具体的には、第一の洗浄用配管Ｇ１のポンプＰ２を駆動するとともに、このバルブＶ１５、主配管Ｄ１のバルブＶ１１、Ｖ９、Ｖ７、上部配管Ｄ３のバルブＶ３を開放し、処理液から清浄な液体を筐体Ｄ内に供給し、フィルターエレメント周囲を洗浄する。なお、その洗浄した後の液体は、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ３のＶ１７を開放することで廃液タンクＦに洗浄後の液体を排出する。この液体の流れを図１５に示しておく。

（下バブリング洗浄）
次に、プリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２のポンプＰ１を駆動し、第二の洗浄用配管Ｇ２のバルブＶ１６を開放し筐体内に処理液タンクから浄化された処理液を筐体Ｄ内に入れるとともに、配管Ｈ２のバルブＶ２０もあけ、洗浄用エアーをこのプリコートタンク−筐体接続配管Ｃ２内に同時に引き込む。この結果、筐体Ｄ内には下部から液体とともに気泡が提供され、この泡により、フィルターエレメント周囲をより強力に洗浄することができるようになる。なおこの筐体Ｄに供給された気泡の含まれる液体は、筐体Ｄ上部の上部配管Ｄ３のバルブＶ３、主配管Ｄ１のバルブＶ７、Ｖ９、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１４を介して廃液タンクに排出される。この液体の流れを図１６に示しておく。このバブリングは、下部から気泡を供給するため、気泡が上昇する力を利用する洗浄となるため、非常に強力な洗浄となる。

（上バブリング洗浄）
次に、第一の洗浄用配管Ｇ１のポンプＰ２を駆動し、この第一の洗浄用配管Ｇ１上のバルブＶ１５を開放し、主配管Ｄ１のバルブＶ１１、Ｖ９、Ｖ７、Ｖ３を開放し、処理液タンクＧ内の液体を筐体Ｄの上部から供給する一方、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２のバルブＶ１７を開放し、廃液タンクにこの液体を排出させる。またこの際、配管Ｈ１のバルブＶ１８を開放し、洗浄用エアーを筐体Ｄの上部から供給する。これにより清浄化された液体を筐体Ｄ上部から供給するとともに、エアーを上部から供給することで上から洗浄を行うことができるようになる。この液体の流れを図１７に示しておく。

（フィルター内部洗浄（上））
今まではフィルター外部の洗浄を行っているが、本フィルターエレメントを使用すれば、フィルター内部の洗浄も行うことができるようになる。具体的には、まず、第一の洗浄用配管Ｇ１のポンプＰ２を駆動し、この第二の洗浄用配管Ｇ１のバルブＶ１５を開放し、更に、主配管Ｄ１のバルブ１２、第二のフィルター接続配管Ｄ１２のバルブＶ１３、第一のフィルター接続配管Ｄ１１のバルブ１０、主配管Ｄ１のバルブＶ９、バルブＶ７、Ｖ４、排出配管Ｄ５のバルブＶ６を開放し、処理液タンク内の清浄な処理液をフィルターエレメント内に下から供給し、原液タンクに排出させることができる。この工程における液体の流れについて図１８に示しておく。従来の一方が閉じたフィルターエレメントであれば、フィルターエレメント内の洗浄は一度筐体Ｄ内からフィルターエレメントを外して洗う必要があるが、本フィルターエレメントを用いることで、フィルターエレメントを用いずとも内部洗浄が可能となり、非常にメンテナンスが容易となるといった効果がある。なお、この場合において、洗浄用エアーをバルブＶ１９を開放して供給させる構成としても良い。

（フィルター内部洗浄（下））
上記フィルター内部洗浄では、フィルターエレメント内部において下から液体を供給することで洗浄を行ったが、今度は逆にフィルターエレメント内部において上から液体を供給することで洗浄を行う。具体的には、まず、第一の洗浄用配管Ｇ１のポンプＰ２を駆動し、この第一の洗浄用配管Ｇ１のバルブＶ１５を開放し、主配管Ｄ１のバルブＶ１１、第一のフィルター接続配管Ｄ１１のバルブＶ１０、第二のフィルター接続配管Ｄ１２のバルブＶ１３、主配管Ｄ１のバルブＶ１４を開放し、処理液タンク内の清浄な処理液をフィルターエレメント内に上から供給し、主配管Ｄ１を介して廃液タンクＦに排出させることができる。この液体の流れについて図１９に示しておく。このようにすることで、上記と同様、フィルターエレメントを筐体Ｄ内から外さずとも、フィルターエレメント内部の洗浄が可能となり、非常にメンテナンスが容易になると言った効果がある。なおこの場合において、洗浄用エアーをバルブ１９を開放して供給させる構成としても良い。

（エアー逆洗運転）
上記洗浄が終わった後、配管Ｈ１のバルブＶ１８を開放し、洗浄用エアーを洗浄用エアー配管Ｈから導入し、筐体−廃液タンク接続配管Ｄ２のバルブＶ１７を開放し、廃液タンク側にエアーを排出させる。これによりエアーによる逆洗浄ができる。

以上の工程により、本濾過装置は、フィルターエレメント内における吸引力の偏りをより少なくして、より長い構成が可能となるとともに、内部の洗浄も容易にし、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくくなる。特に、このシステムによると、フィルターエレメントを筐体からわざわざ取り出さずともフィルターエレメント内部を洗浄することができるようになる。

（実施形態２）
本実施形態に係るフィルターエレメント１の概略を図２０に示す。本実施形態に係るフィルターエレメント１は、実施形態１とほぼ同様であるが、上記実施形態１に記載のフィルターエレメントを複数用い、これらを接続金具で接続している点が異なる。以下具体的に説明する。なお、下記において、上記実施形態１に係るフィルターエレメントにおける巻きバネ状線材２を第一の巻きバネ状線材２と、芯金３を第一の芯金３と、一対の貫通金具４を第一の一対の貫通金具４と、それぞれ呼ぶこととする。

本実施形態に係るフィルターエレメント１は、第一の巻きバネ状線材２と、第一の巻きバネ状線材２の中空部に配置される第一の芯金３と、第一の巻きバネ状線材２を挟む一対の第一の貫通金具４と、を有し、第一の芯金３に沿った貫通経路が形成されて、一つのフィルター部材となっている。

また本実施形態に係るフィルターエレメント１は、上記の第一の巻き状線材２、第一の芯材３、第一の一対の貫通金具４と同様の構成を別途有しており、これらを組み合わせて構成されている。すなわち、第二の巻きバネ状線材５と、第二のバネ状線材５の中空部に配置される第二の芯金と、第二の巻きバネ状線材５を挟む一対の第二の貫通金具７と、を有し、第二の芯金に沿った貫通経路が形成された一つのフィルター部材となっている。なお、本実施形態において「第一」及び「第二」はそれぞれ同様の構成ではあるが異なるフィルター部材であるということを意味するために用いられる修飾語であって、それ以上の意味は持たない。

また本実施形態に係るフィルターエレメント１は、上記二つのフィルター部材を接続する接続金具を有している。具体的には、一対の第一の貫通金具４の一方と、一対の第二の貫通金具７の一方を接続する接続金具８と、を有している。なお本実施形態において、接続金具８はＴ字状となっており、この内部にＴ字状（三股状）の貫通経路が形成されている。

本実施形態において、接続金具８は、上記フィルター部材を組み合わせるために用いられるものであり、二以上の接続口を有して貫通経路を形成している限りにおいて限定されるわけではないが、例えば本図で示すように三以上の接続口を有するものであることは好ましい。このようにすることで、例えば、図２１で示すように、接続金具８のフィルター部材が接続されていない接続口、各フィルター部材の貫通金具から流体を吸引することで、フィルターエレメントを全体的に均一に濾過機能を付すことができ、フィルターエレメントの長さを長くすることが可能となる。接続金具の材質としては、限定されるわけではないが、ステンレス鋼が錆びに強いため好ましい一例である。なおステンレス鋼である場合、限定されるわけではないが、オーステナイト系のステンレス鋼であることがより好ましく、例えばＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７を例示することができる。

また本実施形態に係るフィルターエレメント１は、このような構成で多数のフィルター部材を接続させていくことが可能となる。この一例を図２２に示しておく。このようにすることで、より長距離とすることができるようになる。また、図２３で示すように、複数のバネ状線材を共通の貫通金具９で接続する構成とすることも好ましい一例である。

また本実施形態に係るフィルターエレメント１では、接続金具８を用いることで、直線状のフィルター部材を複数組み合わせ、直線以外の形状を形成することもできるようになる。この一例を図２４に示しておく。このようにすることで、例えば複数のフィルターエレメントを平行に多数配置してなるフィルターエレメント１を実現することもできる。このようにすればより安定的に固定配置することができる。

なお、本実施形態に係るフィルターエレメントは、上記実施形態１と同様、濾過装置内に配置し、濾過することができる。

以上、本実施形態により、より長い構成が可能となるとともに、フィルターエレメントの延伸方向を重力方向に対して傾けて配置したとしても濾過能力が低下しにくいフィルターエレメントを提供することができる。特に、本実施形態では複数のフィルター部材を接続して配置することが可能となるため、濾過装置内に限られず例えば地中に埋め、土壌に浸透する浸透水の濾過等にも応用することができ非常に有用なものとなる。

本発明は、フィルターエレメントとして産業上の利用可能性がある。

Claims (4)

1. 第一の巻きバネ状線材と、
   前記第一の巻きバネ状線材の中空部に配置される第一の芯金と、
   前記第一の巻きバネ状線材を挟む一対の第一の貫通金具と、を有し、前記第一の芯金に沿った貫通経路が形成されたフィルターエレメント。
2. 第二の巻きバネ状線材と、
   前記第二のバネ状線材の中空部に配置される第二の芯金と、
   前記第二の巻きバネ状線材を挟む一対の第二の貫通金具と、を有し、前記第二の芯金に沿った貫通経路が形成され、
   前記一対の第一の貫通金具の一方と、前記一対の第二の貫通金具の一方を接続する接続金具と、を有する請求項１記載のフィルターエレメント。
3. 前記接続金具は、三以上の接続口を有する請求項２記載のフィルターエレメント。
4. 第一の巻きバネ状線材と、前記第一の巻きバネ状線材の中空部に配置される第一の芯金と、前記第一の巻きバネ状線材を挟む一対の第一の貫通金具と、を有し、第一の芯金に沿った貫通経路が形成されたフィルターエレメントと、
   前記フィルターエレメントを収容する筐体と、
   前記筐体内に原液を収容する原液タンクと、
   前記筐体と前記原液タンクを接続する第一の配管と、
   前記フィルターエレメントの貫通経路の一方に接続される第二の配管と、
   前記フィルターエレメントの貫通経路の他方に接続される第三の配管と、
   前記第二の配管及び前記第三の接続配管と接続される第四の配管と、
   前記第四の配管に接続され、前記フィルターエレメントにより濾過された処理液を収容する処理液タンクと、
   前記筐体内に溜まった液体を排出するための第五の配管及び前記第五の配管に接続され当該液体を収容する廃液タンクと、
   前記処理液タンクの処理液を前記第二の配管及び前記第三の配管の一方から前記フィルターエレメント内部に供給するための第六の配管と、
   前記第二の配管及び前記第三の配管の他方に接続され、前記原液タンク又は前記廃液タンクに液体を排出する第七の配管と、を有する濾過装置。