JP2014233719A

JP2014233719A - セルフクリーニング流体濾過装置

Info

Publication number: JP2014233719A
Application number: JP2013119216A
Authority: JP
Inventors: 郭其昌; Chi-Chang Kuo
Original assignee: New Century Membrane Co Ltd
Current assignee: New Century Membrane Co Ltd
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2014-12-15

Abstract

【課題】フィルタに汚れがたまりやすく汚れの洗浄が困難である問題を解決することができる上、フィルタの使用サイクルを延ばすセルフクリーニング流体濾過装置を提供する。【解決手段】セルフクリーニング流体濾過装置は、処理槽１０、駆動ユニット２０、濾過水パイプ３０、濾過ユニット４０及び係合ユニット５０を備える。処理槽１０は、槽壁と、給水口１４と、排水口と、槽壁により取り囲まれた密閉チャンバ１３とを有する。駆動ユニット２０は、処理槽１０の外側に配置される。濾過水パイプ３０は、駆動ユニット２０と接続されて密閉チャンバ１３内に貫設されて軸線を中心に環設された管壁と、管壁に設けられた複数の貫通孔３２とを有する。濾過ユニット４０は、濾過水パイプ３０上のフィルタバッグ４１に積層された複数の水密層を含む。フィルタバッグ４１は、軸線方向に対して垂直に配置される。【選択図】図３

Description

本発明は、フィルタに汚れたまりやすく汚れの洗浄が困難である問題を解決することができる上、フィルタの使用サイクルを延ばすセルフクリーニング流体濾過装置に関する。

特許文献１では、洗浄フィルタ機能を有する水処理装置が開示されている。この水処理装置は、密封容器、濾過水パイプ、濾過ユニット及び複数のノズルを含む。

濾過ユニットのフィルタの使用サイクルを延ばすために、このような水処理装置は、多数のノズルから噴出される水柱により汚れを洗い流し、外側から内側に向けて水柱を噴出してフィルタ表面を洗い流すとともに、水柱の水圧により、２つのフィルタ間に配置された回転板の羽根を回転させてフィルタの表面に付いた汚れ、微粒子などを掻取る。

しかし、外部の水柱によりフィルタを洗浄した場合、一定の洗浄効果を得ることができるが、回転板の後方に濾過ユニットが増設されているため、隣接したフィルタとの空隙が小さい。そのため、フィルタ近くに設けられた濾過水パイプの周縁部内部側に水柱を直接噴出しても洗浄は困難であり、フィルタの周縁部内部側の表層に汚れが溜まると濾過速度が遅くなるとともに、フィルタの使用サイクル及び寿命が短くなる。

水柱が外側から内側へ噴出された場合、回転板の間に汚れが溜まったり、回転板が取り付けられる箇所に汚れが溜まったりして羽根の回転がスムーズでなくなり、フィルタの洗浄効果に悪影響を与える虞がある。そして長く使い続ける場合、羽根によりフィルタを掻取る効果が下がり、最悪の場合には回転しなくなって洗浄機能が全く失われる虞がある。

また、回転板を回転させるための水柱には大きな力が必要であるため、ノズルから噴出される水量を増やす必要があり、清潔な水が大量に必要である。そのため、大量の水資源が無駄となる上、洗浄にかかるコストも増える。

台湾特許第２９１４５７号公報

本発明の目的は、導水盤の水噴出チャネルを利用し、内側から外側に向けて水を噴出させてフィルタバッグを洗浄し、フィルタバッグの膜面に当たって衝撃を加えたり揺らしたりして膜面内の周縁部内部側をきれいに洗浄することが困難である問題点を解決し、フィルタの洗浄に使用する水量を減らすことができるため、環境汚染を防ぐこともできるセルフクリーニング流体濾過装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、処理槽、駆動ユニット、濾過水パイプ、濾過ユニット及び係合ユニットを備えたセルフクリーニング流体濾過装置であって、前記処理槽は、槽壁と、給水口と、排水口と、前記槽壁により取り囲まれた密閉チャンバと、を有し、前記駆動ユニットは、前記処理槽の外側に配置され、前記濾過水パイプは、前記駆動ユニットと接続されて前記密閉チャンバ内に貫設されて軸線を中心に環設された管壁と、前記管壁に設けられた複数の貫通孔と、を有し、前記濾過ユニットは、前記濾過水パイプ上のフィルタバッグに積層された複数の水密層を含み、前記フィルタバッグは、軸線方向に対して垂直に配置され、前記フィルタバッグのそれぞれは、前記貫通孔と連通した中央孔を有し、前記駆動ユニットにより前記濾過水パイプを回転させ、前記濾過水パイプの軸線を中心に前記濾過ユニットを同期で回転させ、前記係合ユニットは、複数の導水盤、複数の水密部材及び複数のブリッジ接続部材を有し、前記導水盤は、２つで１セットを構成し、前記濾過ユニットの前記フィルタバッグを挟持し、前記導水盤のそれぞれは、盤本体と、前記盤本体に軸方向で設けられた中心孔と、内側壁から外側壁へ延伸された複数の水噴出チャネルと、を有し、前記ブリッジ接続部材のそれぞれを接続させることにより、前記導水盤それぞれの前記水噴出チャネルと連通し、前記導水盤の前記水噴出チャネルへ水を案内すると、前記水噴出チャネルのそれぞれから液体が径方向で噴出して前記フィルタバッグの洗浄を行うことを特徴とするセルフクリーニング流体濾過装置が提供される。

前記係合ユニットの最も外側に配置された前記導水盤は、導水孔を有し、前記導水孔は、前記盤本体の外盤面上に設けられることが好ましい。

前記係合ユニットの前記導水盤それぞれの前記水噴出チャネルは、前端部及び末端部をそれぞれ有し、前記前端部は、前記盤本体の内側壁に設けられた第１の穿孔と第２の穿孔とから構成され、前記末端部には、前記盤本体の外側壁の長尺状孔が設けられ、前記ブリッジ接続部材は、互いに隣接した２つの前記導水盤の前記貫通孔に接続されることが好ましい。

前記ブリッジ接続部材は、互いに連通した第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部は、上方に配置された前記導水盤の前記第１の穿孔に接続され、前記第２の端部は、下方に配置された前記導水盤の前記第２の穿孔に接続されることが好ましい。

前記導水盤は、前記盤本体の内側に配置され、前記水噴出チャネルそれぞれを互いに連通させる内流路と、前記盤本体の前記外側壁に設けられた複数の長尺状小径孔と、を有し、前記長尺状小径孔のそれぞれは、前記長尺状孔間にそれぞれ設けられ、前記内流路と連通することが好ましい。

前記水噴出チャネル及び前記内流路のそれぞれは、径方向の断面形状がともに扇状であることが好ましい。

前記係合ユニットの前記導水盤のそれぞれは、軸方向を中心に配置され、前記中心孔の環壁面上に設けられた複数の環設孔と、前記盤本体の一側部の盤面から外側へ向かって延伸されて前記環設孔に対応した複数の螺合部と、前記盤本体の他方の側部の盤面から前記環設孔内へ延伸した複数の組み合わせ部と、を有することが好ましい。

前記処理槽の槽底に配置されたエアーパイプをさらに備え、前記エアーパイプから噴出された空気が前記フィルタバッグの外側に当たって前記フィルタバッグに衝撃を与えることが好ましい。

本発明のセルフクリーニング流体濾過装置は、外側から内側に向けて水を噴出してフィルタを洗浄するため、膜面の周縁部内部側に汚れが溜まったり水が詰まったりする問題が起き易かった従来の水処理装置と異なり、内側から外側に向けて水を噴出させることにより、積層されたチャネル導水盤に液体を通してから、導水盤の外側壁に設けられた長尺状孔及び長尺状小径孔を介して液体を外側へ噴出させるため、盤体の周囲に汚れが詰まることがなく、内側から外側へ向けて液体を噴出してフィルタバッグの膜面に液体を当てて衝撃を加えたり揺らしたりする。これにより、膜面に汚れが溜まらない上、フィルタから汚れを効果的に除去することができる。この構成により、汚れが溜まる問題を解決することができる上、廃水を減らすこともできるため、環境汚染を減らすことができる。

本発明の第１実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置を組み立てたときの状態を示す模式図であり、処理槽内に配置した濾過水パイプ、濾過ユニット及び係合ユニットを示す図である。本発明の第１実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置の分解斜視図であり、濾過水パイプ、濾過ユニット及び係合ユニットを示す図である。本発明の第２実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置を組み立てたときの状態を示す模式図であり、濾過水パイプ、濾過ユニット、掻取りユニット及び係合ユニットを示す図である。本発明の第１実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置を示す斜視図であり、導水盤及び複数のブリッジ接続部材を示す拡大図である。本発明の一実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置を示す図であり、導水盤を径方向で延伸したときの状態を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置を組み立てたときの状態を示す模式図であり、処理槽内に配置した濾過水パイプ、濾過ユニット、係合ユニット及びエアーパイプを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置は、少なくとも処理槽１０、駆動ユニット２０、濾過水パイプ３０、濾過ユニット４０及び係合ユニット５０から構成される。

処理槽１０は、外蓋１２と、水平に配置されたタンク１１とにより画成された密閉チャンバ１３と、タンク１１の左斜め上に設けられた給水口１４と、給水口１４から離れて設けられた注水口１５と、注水口１５に接続された制御弁１６と、を有する。

駆動ユニット２０は、処理槽１０の外側に設置され、減速機２１と、減速機２１に接続された伝動軸２２と、を含む。伝動軸２２の両端には、伝動軸２２を支持して回転するときに発生する負荷を受けるために用いる軸受座２３がそれぞれ枢着されている。

濾過水パイプ３０は、駆動ユニット２０の伝動軸２２と接続されて処理槽１０内に貫設され、軸線を中心に環設された管壁３１と、管壁３１に設けられた複数の貫通孔３２と、を含む。第１実施形態の濾過水パイプ３０は、伝動軸２２と軸方向で接続された一方の端部が常態で閉まり、他方の端部が処理槽１０の外側へ延伸されるとともに、濾過水パイプ３０内の濾過された浄化水を負圧により浄化水槽（図示せず）まで送水して浄化水槽にて貯蔵する。

図２及び図３を参照する。図２及び図３に示すように、濾過ユニット４０は、濾過水パイプ３０上のフィルタバッグ４１に積層された複数の水密層を含む。前述のフィルタバッグ４１は、濾過水パイプ３０の軸線方向に対して垂直に等間隔で配置される。各フィルタバッグ４１は、前述の貫通孔３２に連通する中央孔４１１と、膜サポート板４１２と、第１の薄膜４１３と、第２の薄膜４１４と、を有し、膜サポート板４１２、第１の薄膜４１３及び第２の薄膜４１４により、液体を透析するために用いる収納室４１５が画成される。中央孔４１１は、収納室４１５と連通される。膜サポート板４１２は、網状のプラスチック材料からなり、縁部において第１の薄膜４１３及び第２の薄膜４１４が密着される。

図２〜図４を参照する。図２〜図４に示すように、係合ユニット５０は、複数の導水盤５１、複数の水密部材５２及び複数のブリッジ接続部材５３を含む。前述の導水盤５１は、２つで１セットを構成し、濾過ユニット４０のフィルタバッグ４１により挟持される。各導水盤５１は、盤本体５１０と、盤本体５１０に軸方向で設けられた中心孔５１１と、内側壁５１２から外側壁５１３へ延伸された複数の水噴出チャネル５４と、を有する。各ブリッジ接続部材５３を接続することにより各導水盤５１の水噴出チャネル５４が連通し、導水盤５１の水噴出チャネル５４に液体が案内されると、各水噴出チャネル５４から液体が径方向で噴出してフィルタバッグ４１の洗浄を行う。

係合ユニット５０の各導水盤５１の水噴出チャネル５４には、前端部及び末端部がそれぞれ設けられている。水噴出チャネル５４の前端部は、盤本体５１０の内側壁５１２に設けられた第１の穿孔５４１と第２の穿孔５４２とから構成される。水噴出チャネル５４の末端部には、盤本体５１０の外側壁５１３の長尺状孔５４３が設けられている。ブリッジ接続部材５３は、互いに隣接した２つの導水盤５１の貫通孔（第１の穿孔５４１，第２の穿孔５４２又は第２の穿孔５４２，第１の穿孔５４１）に接続されている。

即ち、ブリッジ接続部材５３は、互いに連通した第１の端部５３１及び第２の端部５３２を有する。第１の端部５３１は、上方に配置された導水盤５１の第１の穿孔５４１に接続される。第２の端部５３２は、下方に配置された導水盤５１の第２の穿孔５４２に接続される。

図５を参照する。図５に示すように、導水盤５１は、盤本体５１０の内側に配置され、各水噴出チャネル５４を互いに連通させる内流路５５と、盤本体５１０の外側壁に設けられた複数の長尺状小径孔５６と、を有する。各長尺状小径孔５６は、２つの長尺状孔５４３間にそれぞれ設けられ、内流路５５と連通する。第１実施形態の各水噴出チャネル５４及び各内流路５５は、径方向の断面形状がともに扇状である。

図２及び図３を参照する。図２及び図３に示すように、係合ユニット５０の最も外側に配置された導水盤５１は、導水孔５１４を有する。導水孔５１４は、盤本体５１０の外盤面上に設けられる。

図４を参照する。図４に示すように、係合ユニット５０の各導水盤５１は、中心孔５１１の環壁面上に設けられた複数の環設孔５１５と、盤本体５１０の一側部の盤面から外側へ向かって延伸されて環設孔５１５の端部に対応した複数の螺合部５１６と、盤本体５１０の他方の側部の盤面から環孔中へ延伸した複数の組み合わせ部５１７と、を含む。各導水盤５１の螺合部５１６は、互いに隣接した導水盤５１の環設孔５１５内へ配置され、互いに隣接した導水盤５１の螺合部５１６のリリース位置と、互いに隣接した導水盤５１の組み合わせ部５１７のロック位置との間で揺動可能である。

図２及び図３を参照する。図２及び図３に示すように、前述の導水盤５１は、フィルタバッグ４１の中央孔４１１の周縁部を挟持し、水密部材５２をフィルタバッグ４１の膜面へ取り付け、濾過水パイプ３０内に未だ濾過されていない水が浸透することを防ぎ、導水盤５１により互いに締結して濾過ユニット４０のフィルタバッグ４１を重ねて形成する。

本実施形態のセルフクリーニング流体濾過装置の濾過方式は、従来技術と同じであり、水を濾過する機能は本発明にとって重要な技術特徴ではないためここでは詳しく述べない。

図３及び図５を参照する。図３及び図５に示すように、フィルタバッグ４１の膜面が汚れて水の濾過速度が遅くなると、図１の処理槽１０内の汚染水を吸い取り、最も外側の層の導水盤５１の導水孔５１４から液体がポンプにより水噴出チャネル５４へ入り、複数のブリッジ接続部材５３により液体を案内し、内側から外側に向けて、導水盤５１の複数の長尺状孔５４３から内流路５５を介して液体を案内し、複数の長尺状小径孔５６から外側へ水を噴出させてフィルタバッグ４１の膜面を洗い流してフィルタの洗浄を行う。また、本発明では、内側から外側に向けて洗い流す方式により、導水盤５１の盤本体５１０の外側壁５１３から液体を外側へ噴出させることにより、もともとフィルタバッグ４１の膜面に留まっていた汚れを、フィルタバッグ４１の外周側へ案内することにより、盤本体５１０の周囲やフィルタバッグ４１の周縁部内部側などの死角に汚れが溜まることを防ぐことができる。そのため、フィルタの洗浄効果が非常に高い。また、液体が長尺状孔５４３又は長尺状小径孔５６から外側へ高圧で噴出されるため、フィルタバッグ４１の膜面を叩いたり揺らしたりすることができる。そのため、膜面に汚れが溜まることを防ぎ、フィルタバッグ４１の操作サイクル及び使用寿命を延ばすことができる。

（第２実施形態）
図６を参照する。図６に示すように、本発明の第２実施形態に係るセルフクリーニング流体濾過装置は、少なくとも処理槽１０、駆動ユニット２０、濾過水パイプ３０、濾過ユニット４０、係合ユニット５０及びエアーパイプ６０から構成される。処理槽１０、駆動ユニット２０、濾過水パイプ３０、濾過ユニット４０及び係合ユニット５０の組み合わせ構造及び機能は、第１実施形態と同じである。第２実施形態の技術特徴は、エアーパイプ６０が処理槽１０の槽底に配置されている点にある。エアーパイプ６０は、エアーポンプ（図示せず）により外部の空気を処理槽１０に導入し、多数のベント６１から噴出された空気がフィルタバッグ４１の外側に当たって衝撃を与え、この際、噴出された空気が処理槽１０内で微細な気泡を大量に発生させ、導水盤５１により内側から外側に向けて水柱を噴出させ（図５の点線矢印）、内側及び外側から同時に洗浄を行うことにより、フィルタバッグ４１の膜面に対する洗浄効果を高めることができるとともに水資源の浪費を無くすことができる。

上述したことから分かるように、本発明のセルフクリーニング流体濾過装置は、外側から内側に向けて水を噴出させてフィルタを洗浄するため、汚れが溜まったり水が詰まったりする問題が発生し易い従来の水処理装置と異なり、フィルタバッグにより水を正常に濾過し、内側から外側に向けて水を噴出させることができるため、導水盤に汚れが詰まる問題を解決することができる上、内側から外側へ向けて噴出された液体が、フィルタバッグの膜面に当たって衝撃を加えたり揺らしたりするため、膜面に汚れが溜まらない上、フィルタから汚れを効果的に除去することができる。この構成により、汚れが溜まることを防ぐことができる上、噴出される水の量を減らすこともできる。そのため、環境汚染を減らすことができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１０処理槽
１１タンク
１２外蓋
１３密閉チャンバ
１４給水口
１５注水口
１６制御弁
２０駆動ユニット
２１減速機
２２伝動軸
２３軸受座
３０濾過水パイプ
３１管壁
３２貫通孔
４０濾過ユニット
４１フィルタバッグ
５０係合ユニット
５１導水盤
５２水密部材
５３ブリッジ接続部材
５４水噴出チャネル
５５内流路
５６長尺状小径孔
６０エアーパイプ
６１ベント
４１１中央孔
４１２膜サポート板
４１３第１の薄膜
４１４第２の薄膜
４１５収納室
５１０盤本体
５１１中心孔
５１２内側壁
５１３外側壁
５１４導水孔
５１５環設孔
５１６螺合部
５１７組み合わせ部
５３１第１の端部
５３２第２の端部
５４１第１の穿孔
５４２第２の穿孔
５４３長尺状孔

Claims

処理槽、駆動ユニット、濾過水パイプ、濾過ユニット及び係合ユニットを備えたセルフクリーニング流体濾過装置であって、
前記処理槽は、槽壁と、給水口と、排水口と、前記槽壁により取り囲まれた密閉チャンバと、を有し、
前記駆動ユニットは、前記処理槽の外側に配置され、
前記濾過水パイプは、前記駆動ユニットと接続されて前記密閉チャンバ内に貫設されて軸線を中心に環設された管壁と、前記管壁に設けられた複数の貫通孔と、を有し、
前記濾過ユニットは、前記濾過水パイプ上のフィルタバッグに積層された複数の水密層を含み、前記フィルタバッグは、軸線方向に対して垂直に配置され、前記フィルタバッグのそれぞれは、前記貫通孔と連通した中央孔を有し、前記駆動ユニットにより前記濾過水パイプを回転させ、前記濾過水パイプの軸線を中心に前記濾過ユニットを同期で回転させ、
前記係合ユニットは、複数の導水盤、複数の水密部材及び複数のブリッジ接続部材を有し、前記導水盤は、２つで１セットを構成し、前記濾過ユニットの前記フィルタバッグを挟持し、前記導水盤のそれぞれは、盤本体と、前記盤本体に軸方向で設けられた中心孔と、内側壁から外側壁へ延伸された複数の水噴出チャネルと、を有し、前記ブリッジ接続部材のそれぞれを接続させることにより、前記導水盤それぞれの前記水噴出チャネルと連通し、前記導水盤の前記水噴出チャネルへ水を案内すると、前記水噴出チャネルのそれぞれから液体が径方向で噴出して前記フィルタバッグの洗浄を行うことを特徴とするセルフクリーニング流体濾過装置。
前記係合ユニットの最も外側に配置された前記導水盤は、導水孔を有し、
前記導水孔は、前記盤本体の外盤面上に設けられることを特徴とする請求項１に記載のセルフクリーニング流体濾過装置。
前記係合ユニットの前記導水盤それぞれの前記水噴出チャネルは、前端部及び末端部をそれぞれ有し、
前記前端部は、前記盤本体の内側壁に設けられた第１の穿孔と第２の穿孔とから構成され、
前記末端部には、前記盤本体の外側壁の長尺状孔が設けられ、前記ブリッジ接続部材は、互いに隣接した２つの前記導水盤の前記貫通孔に接続されることを特徴とする請求項１に記載のセルフクリーニング流体濾過装置。
前記ブリッジ接続部材は、互いに連通した第１の端部及び第２の端部を有し、
前記第１の端部は、上方に配置された前記導水盤の前記第１の穿孔に接続され、
前記第２の端部は、下方に配置された前記導水盤の前記第２の穿孔に接続されることを特徴とする請求項３に記載のセルフクリーニング流体濾過装置。
前記導水盤は、前記盤本体の内側に配置され、前記水噴出チャネルそれぞれを互いに連通させる内流路と、前記盤本体の前記外側壁に設けられた複数の長尺状小径孔と、を有し、
前記長尺状小径孔のそれぞれは、前記長尺状孔間にそれぞれ設けられ、前記内流路と連通することを特徴とする請求項３に記載のセルフクリーニング流体濾過装置。
前記水噴出チャネル及び前記内流路のそれぞれは、径方向の断面形状がともに扇状であることを特徴とする請求項５に記載のセルフクリーニング流体濾過装置。
前記係合ユニットの前記導水盤のそれぞれは、軸方向を中心に配置され、前記中心孔の環壁面上に設けられた複数の環設孔と、前記盤本体の一側部の盤面から外側へ向かって延伸されて前記環設孔に対応した複数の螺合部と、前記盤本体の他方の側部の盤面から前記環設孔内へ延伸した複数の組み合わせ部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のセルフクリーニング流体濾過装置。
前記処理槽の槽底に配置されたエアーパイプをさらに備え、
前記エアーパイプから噴出された空気が前記フィルタバッグの外側に当たって前記フィルタバッグに衝撃を与えることを特徴とする請求項１に記載のセルフクリーニング流体濾過装置。