JP2014094327A

JP2014094327A - 濾過装置

Info

Publication number: JP2014094327A
Application number: JP2012245616A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Saito; 泰彦齋藤
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-22

Abstract

【課題】フィルタを常に清浄な状態に維持し、フィルタの濾過性能を良好に維持することができ、かつ、極小目開きのフィルタを用いた場合でも、フィルタの濾過面積を最小限に抑えることができる濾過装置を得る。
【解決手段】ハウジング１内にフィルタ４を複数段備え、各段のフィルタ４にフィルタ４の濾過面１５に付着した付着物を掻き取る掻取手段１６を設け、また、各段のフィルタ４の外縁に掻取手段１６で掻き取った付着物を排出する排出口１７を設けることにより、掻取手段１６で掻き取った付着物を排出口１７から常時排出できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、濾過装置に関し、特に、フィルタを複数段備えた濾過装置に関するものである。

船舶に貯留されるバラスト水や、その他汚染物質を含んだ汚染水などの被処理水を濾過するものとして、フィルタを複数段備えた濾過装置が知られている。このような濾過装置は、フィルタで被処理水に含まれる異物を濾過し捕捉することから、フィルタの濾過面に異物が堆積し、異物の堆積量が多くなるにつれフィルタの細孔が閉塞して目詰まりを起こし、フィルタの濾過性能が低下してしまう。このような事態を防止するため、フィルタを洗浄して濾過面に堆積している異物を除去し、フィルタの濾過性能を維持する必要がある。

特に、船舶に貯留されるバラスト水では、フィルタと紫外線照射とによる処理方式でＬサイズ（５０μｍ以上）プランクトンに対してフィルタ単体で９９．９９％の除去性能が要求されているため、目開きが５０μｍ以下の極小目開きのフィルタにより濾過することが必要となることから、目詰まりが激しく、詰まりに応じたフィルタの洗浄が重要とされている。

従来、フィルタの濾過面に堆積している異物を除去するものとして、濾過槽内に配置される回転駆動する回転軸と、この回転軸に固定される複数のフィルタと、回転軸に回転可能に設けられ、フィルタの濾過面を洗浄する複数の洗浄ブラシとを備え、ストッパーにより洗浄ブラシを固定することにより、フィルタのみが回転することでフィルタの濾過面が洗浄される濾過装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−２０４４７３号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載された濾過装置は、洗浄ブラシで除去した異物を被処理水中に再懸濁させ、これによって再懸濁濃度が増加した被処理水を濾過槽の排出口から排出するようになっているため、被処理水中に再懸濁された異物が再度フィルタに付着し、フィルタの濾過性能が低下してしまうといった問題がある。

特に、船舶に貯留されるバラスト水の濾過では、目開きが５０μｍ以下の極小目開きのフィルタが用いられるため、被処理水中に再懸濁された異物が再度フィルタに付着すると、すぐにフィルタが目詰まりを起こしてしまうことから、フィルタに広い濾過面積が必要になるといった問題がある。

本発明の目的は、フィルタを常に清浄な状態に維持し、フィルタの濾過性能を良好に維持することができ、かつ、極小目開きのフィルタを用いた場合でも、フィルタの濾過面積を最小限に抑えることができる濾過装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被処理水導入口と処理水流出口とを有し、前記被処理水導入口および前記処理水流出口の間にフィルタを複数段備えた濾過装置であって、前記各段のフィルタには、フィルタの濾過面に付着した付着物を掻き取る掻取手段が設けられており、また、前記各段のフィルタの外縁に前記掻取手段で掻き取った付着物を排出する排出口が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、各段のフィルタには、フィルタの濾過面に付着した付着物を掻き取る掻取手段が設けられており、また、各段のフィルタの外縁に掻取手段で掻き取った付着物を排出する排出口が設けられているので、掻取手段で掻き取った付着物を被処理水に再懸濁させることなく、排出口から常時排出することができる。これにより、フィルタを常に清浄な状態に維持することができ、フィルタの濾過性能を良好に維持するとができる。また、極小目開きのフィルタを用いた場合でも、フィルタを常に清浄な状態に維持することができるので、極小目開きのフィルタの濾過面積を最小限に抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１の記載において、前記フィルタは円形状に形成されており、前記掻取手段は、前記フィルタの中央を中心として周方向に回転する掻取ブラシを有することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、フィルタは円形状に形成されており、掻取手段は、フィルタの中央を中心として周方向に回転する掻取ブラシを有するので、掻取ブラシを回転させることにより、フィルタの濾過面の全面を均一に洗浄することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２の記載において、前記掻取ブラシは、弧状に形成され、凸側が回転方向に向くようにして回転軸に固定されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、掻取ブラシは、弧状に形成され、凸側が回転方向に向くようにして回転軸に固定されているので、掻取ブラシを回転させることにより、掻取ブラシで掻き取られた付着物は遠心力によってフィルタの外周方向に寄せ集められる。これにより、フィルタの濾過面に付着した付着物を排出口からすべて排出することができ、フィルタの濾過面を常に清浄な状態に維持することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１の記載において、前記各段のフィルタは、前記被処理水導入口から前記処理水流出口に向けて目開きが小さくなるように構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、各段のフィルタは、被処理水導入口から処理水流出口に向けて目開きが小さくなるように構成されているので、上流側の目開きが大きいフィルタで比較的大きな異物を濾過し、下流側の目開きが小さいフィルタで小さい異物を濾過することにより、各フィルタで効果的に異なるサイズの異物を濾過することができる。また、被処理水中の異物を段階的に濾過することにより、極小目開きのフィルタへの負担を軽減することができる。

本発明に係る濾過装置によれば、各段のフィルタの外縁に設けられた排出口により、掻取手段で掻き取った付着物を被処理水に再懸濁させることなく、排出口から常時排出することができ、これにより、フィルタを常に清浄な状態に維持し、フィルタの濾過性能を良好に維持するとができる。また、極小目開きのフィルタを用いた場合でも、フィルタを常に清浄な状態に維持することができるので、極小目開きのフィルタの濾過面積を最小限に抑えることができる。

本発明に係る濾過装置の一例を示す概略断面図である。本例の濾過装置の一部を示す一部概略斜視図である。本例の排出口の一例を示す説明図である。排出口の他例を示す説明図である。

以下、本発明に係る濾過装置を実施するための形態を、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
先ず、本発明に係る濾過装置の実施の形態の一例を説明する。図１は本発明に係る濾過装置の一例を示す概略断面図、図２は本例の濾過装置の一部を示す一部概略斜視図、図３は本例の排出口の一例を示す説明図、図４は排出口の他例を示す説明図である。

本例における濾過装置は、ハウジング１に被処理水導入口２と処理水流出口３とを有し、被処理水導入口２および処理水流出口３の間にフィルタ４を複数段備えている。
ハウジング１は、円筒状に形成され、上面開口部が蓋部５で、下面開口部が底部６で密閉されている。ハウジング１の内部は、複数段設けられたフィルタ４で仕切られ、最上段のフィルタ４の上側に被処理水導入空間７が形成され、最下段のフィルタ４の下側に処理水流出空間８が形成されている。そして、ハウジング１の上部には、被処理水導入空間７と連通する被処理水導入口２が設けられ、ハウジング１の下部には、処理水流出空間８と連通する処理水流出口３が設けられている。

ハウジング１の内部には、中央に回転手段９で回転駆動する回転軸１０がハウジング１の蓋部５と底部６を貫通して設けられており、回転軸１０は、ハウジング１の蓋部５と底部６に設けられた回転支持部１１で液密に且つ回転可能に支持されている。本例では、回転手段９としてモータが使用されている。

本例では、ハウジング１内に配置されるフィルタ４は、円形状に形成されており、被処理水導入口２から処理水流出口３の間に３段設けられている。各段のフィルタ４の中央には、内部に軸受け１２を設けたブッシュ１３を介して回転軸１０が液密に且つ回転可能に挿嵌されている。また、各段のフィルタ４の外周端にはパッキン１４が設けられており、パッキン１４によってフィルタ４の外周端とハウジング１の内面とがシールされるようになっている。なお、本例では、フィルタ４を３段とする構成となっているが、複数段であれば段数は特に限定されず、使用用途に応じて適宜変更可能である。

各段のフィルタ４は、被処理水導入口２から処理水流出口３に向けて目開きが小さくなるように構成されている。本例では、３段のフィルタ４の目開きを上流側から１５０μｍ、８０μｍ、３０μｍとして構成されている。各段のフィルタ４をこのような目開きとすることにより、上流側から約１５０μｍ以上の大きさのプランクトン、約１５０μｍ〜約８０μｍの大きさのプランクトン、約８０μｍ〜約３０μｍの大きさのプランクトンをそれぞれ捕捉することができる。なお、各フィルタ４の目開きはこれに限定されず、濾過の目的や濾過する異物の種類によって適宜変更可能である。

そして、本例における濾過装置は、各段のフィルタ４に、フィルタ４の濾過面１５（上流側の面）に付着した付着物を掻き取る掻取手段１６が設けられている。また、各段のフィルタ４の外縁には、掻取手段１６で掻き取った付着物を排出する排出口１７が設けられている。

本例では、掻取手段１６は、フィルタ４の中央を中心として周方向に回転する掻取ブラシ１８を有し、掻取ブラシ１８は、弧状に形成され、凸側が回転方向に向くようにして回転軸１０に固定されている。本例の掻取ブラシ１８は、棒状の芯体に多数のブラシ毛を植毛した構成となっているが、フィルタ４の濾過面１５に付着した付着物を掻き取るものであればこれに限定されず、例えば、芯体にスポンジ等の柔軟材を装着した構成であってもよい。また、本例の掻取ブラシ１８は、弧状に形成されているが、形状はこれに限定されず、例えば、回転軸１０の接線方向に延びる直線状であってもよい。さらに、本例では、各段のフィルタ４に一本の掻取ブラシ１８が設けられているが、各段のフィルタ４に複数の掻取ブラシ１８を設けてもよい。

フィルタ４と該フィルタ４の下流側に設けられた掻取ブラシ１８との間隔Ｄは、間隔Ｄが長くなればハウジング１の高さが高くなり、濾過装置が大きくなってしまう。また、間隔Ｄがないとフィルタ４と該フィルタ４の下流側に設けられた掻取ブラシ１８とが当接し、掻き取った付着物を該フィルタ４に押し付けるおそれがある。そのため、フィルタ４と該フィルタ４の下流側に設けられた掻取ブラシ１８との間隔Ｄは、このような問題が生じない適度な長さで設定される。

掻取ブラシ１８で掻き取った付着物を排出する排出口１７は、フィルタ４の外縁に位置するハウジング１の側面に設けられ、かつ、排出口１７は各段のフィルタ４ごとに設けられている。各排出口１７には、ハウジング１内と連通する排出管１９がそれぞれ接続されている。本例の排出口１７は、図３に示すように、フィルタ４の半径方向に延びる排出管１９が接続されている。本例では、排出口１７にフィルタ４の半径方向に延びる排出管１９が接続されているが、この他例として、図４に示すように、排出口１７にフィルタ４の接線方向の回転方向に延びる排出管１９が接続されるようにしてもよい。他例では、排出口１７にフィルタ４の接線方向に延びる排出管１９が接続されているので、フィルタ４の外周方向に寄せ集められた付着物をスムーズに排出口１７内へ排出させることができる。

各排出管１９は、一本の排出集合管２０と接続されており、掻取ブラシ１８で掻き取った付着物が排出口１７から排出管１９を介して排出集合管２０へ集められ、排出集合管２０から排出されるようになっている。付着物はハウジング１内の圧力と大気圧との差を利用して、排出集合管２０に設けられた開閉弁（図示省略）を開弁することより排出される。

フィルタ４の濾過面１５と排出口１７の下端との位置関係は、フィルタ４の外周端がパッキン１４を介してハウジング１内面に当接する範囲であれば特に限定されないが、フィルタ４の濾過面１５に対して排出口１７の下端が低くなると、フィルタ４の外周端がハウジング１内面と当接する部分が少なくなるため、パッキン１４によるシール性が悪くなる。一方、フィルタ４の濾過面１５に対して排出口１７の下端が高くなると、フィルタ４の濾過面１５と排出口１７の下端との段差により付着物が排出口１７から排出しづらくなるため、フィルタ４の濾過面１５と排出口１７の下端とは同一面とするのが好ましい。

また、掻取ブラシ１８の高さＨ１と排出口１７の高さＨ２は、掻取ブラシ１８の高さＨ１に対して排出口１７の高さＨ２が低すぎると、排出口１７が狭すぎて付着物を排出口１７から排出しきれないおそれがある。一方、掻取ブラシ１８の高さＨ１に対して排出口１７の高さＨ２が高すぎると、付着物とともに排出される処理水の排出量が多くなるため、掻取ブラシ１８の高さＨ１と排出口１７の高さＨ２は同一であることが好ましい。

次に、本例に係る濾過装置の動作について説明する。
先ず、ハウジング１の被処理水導入口２から被処理水導入空間７へ濾過処理する被処理水を供給する。被処理水導入空間７へ供給された被処理水は、３段に設けられたフィルタ４によってそれぞれ濾過され、処理水流出空間８を介して処理水流出口３から流出する。

ここで、本例では、３段のフィルタ４の目開きが上流側から１５０μｍ、８０μｍ、３０μｍとなっているので、上流側から約１５０μｍ以上の大きさのプランクトン、約１５０μｍ〜約８０μｍの大きさのプランクトン、約８０μｍ〜約３０μｍの大きさのプランクトンがそれぞれ捕捉される。

そして、回転手段９で回転軸１０を回転させることにより、回転軸１０に固定された掻取ブラシ１８が回転し、この回転する掻取ブラシ１８によってフィルタ４の濾過面１５に付着した付着物が掻き取られ、フィルタ４の濾過面１５が洗浄される。本例では、濾過処理時、回転軸１０を常時回転させて、掻取ブラシ１８によってフィルタ４の濾過面１５を常時洗浄する。

掻取ブラシ１８で掻き取られた付着物は、弧状に形成された掻取ブラシ１８の回転によりフィルタ４の外周方向へ寄せ集められ、フィルタ４の外縁に設けられた排出口１７へ送られる。排出口１７へ送られた付着物は、排出口１７から排出管１９を介して排出集合管２０に集められ、開閉弁を開弁することより、ハウジング１内の圧力と大気圧との差を利用して排出集合管２０から排出される。

このように、本例の濾過装置によれば、各段のフィルタ４には、フィルタ４の濾過面１５に付着した付着物を掻き取る掻取ブラシ１８が設けられており、また、各段のフィルタ４の外縁に掻取ブラシ１８で掻き取った付着物を排出する排出口１７が設けられているので、掻取ブラシ１８で掻き取った付着物を被処理水に再懸濁させることなく、排出口１７から常時排出することができ、これにより、フィルタ４を常に清浄な状態に維持し、フィルタ４の濾過性能を良好に維持するとができる。また、本例では、目開きが３０μｍのフィルタ４を用いているが、このような極小目開きのフィルタ４を用いた場合でも、フィルタ４を常に清浄な状態に維持することができるので、極小目開きのフィルタ４の濾過面積を最小限に抑えることができる。

また、本例では、掻取ブラシ１８は、弧状に形成され、凸側が回転方向に向くように回転軸１０に固定されているので、掻取ブラシ１８を回転させることにより、掻取ブラシ１８で掻き取られた付着物は遠心力によりフィルタ４の外周方向に寄せ集められる。これにより、フィルタ４の濾過面１５に付着した付着物を排出口１７からすべて排出することができ、フィルタ４の濾過面１５を常に清浄な状態に維持することができる。

さらに、本例では、３段のフィルタ４の目開きを上流側から１５０μｍ、８０μｍ、３０μｍとして構成することにより、上流側から約１５０μｍ以上の大きさのプランクトン、約１５０μｍ〜約８０μｍの大きさのプランクトン、約８０μｍ〜約３０μｍの大きさのプランクトンをそれぞれ捕捉することができ、各フィルタ４で効果的に異なるサイズのプランクトンを濾過することができる。また、被処理水中のプランクトンを段階的に濾過することにより、目開きが３０μｍという極小目開きのフィルタ４を用いた場合でも、極小目開きのフィルタ４への負担を軽減することができる。

１ハウジング
２被処理水導入口
３処理水流出口
４フィルタ
５蓋部
６底部
７被処理水導入空間
８処理水流出空間
９回転手段
１０回転軸
１１回転支持部
１２軸受け
１３ブッシュ
１４パッキン
１５濾過面
１６掻取手段
１７排出口
１８掻取ブラシ
１９排出管
２０排出集合管

Claims

被処理水導入口と処理水流出口とを有し、前記被処理水導入口および前記処理水流出口の間にフィルタを複数段備えた濾過装置であって、
前記各段のフィルタには、フィルタの濾過面に付着した付着物を掻き取る掻取手段が設けられており、
また、前記各段のフィルタの外縁に前記掻取手段で掻き取った付着物を排出する排出口が設けられていることを特徴とする濾過装置。
前記フィルタは円形状に形成されており、前記掻取手段は、前記フィルタの中央を中心として周方向に回転する掻取ブラシを有することを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
前記掻取ブラシは、弧状に形成され、凸側が回転方向に向くようにして回転軸に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置。
前記各段のフィルタは、前記被処理水導入口から前記処理水流出口に向けて目開きが小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の濾過装置。