JP2016010788A - 濾過装置及びフィルターエレメント - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルターエレメント内部の捕捉物をフィルターエレメント内部の軸方向流により除去できる濾過装置を提供する。
【解決手段】 ケーシング１と、その内部を、濾過前の流体が収容される第１の原液室９ａと濾過後の流体が収容される濾液室１０とに隔離する第１の隔壁２と、内部が第１の原液室と連通して濾液室内に設けられ、内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状のフィルターエレメント３ａ，３ｂと、フィルターエレメントの他方の端部側に設けられ、第１の原液室と連通する第２の原液室を形成する第２の隔壁４と、フィルターエレメントの少なくとも一方の端部側に接続され、原液室からフィルターエレメントの軸方向に流体を流して洗浄する洗浄用パイプ５と、捕捉物を外部へ排出する洗浄流体ドレンパイプ６と、を備え、洗浄用パイプ５に接続されているフィルターエレメント３ｂの他方の端部は、常に原液室９ａに開口しているものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体を濾過する濾過装置に関し、詳しくは、流体を筒状のフィルターエレメント内側から外側へ通過させて該流体を濾過するとともに、濾過により該フィルターエレメント内部に捕捉された捕捉物をフィルターエレメント内部の軸方向流により除去することが可能な濾過装置及びフィルターエレメントに係るものである。

従来、海水、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過、各種装置の冷却水又はプロセス液等の産業一般に用いられる液体の濾過、化学工場等で使用される各種原料の気体等の濾過において、それらに含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去する目的で、種々の濾過装置が用いられている。

前記濾過装置による濾過を長期間続けていると、フィルターエレメントに捕捉された固形分やゲル状の塵埃等が該フィルターエレメントに蓄積し、濾材を通過する流体に対する抵抗が上昇し、最終的には対象となる流体の濾過が困難になる。これに対処するため、例えば定期的に、前記フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を通して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離させる「逆洗」と呼ばれる操作を行い、フィルターエレメントの濾過性能を回復させる。この「逆洗」という方法は、フィルターを分解せず容易に、フィルターの通過抵抗を下げ、初期の通過抵抗に近づけることができる非常に優れた方法である。特に逆洗専用チャネル（逆洗用パイプ及び逆洗流体ドレンパイプ）を設けている濾過装置の場合、濾過を中断せずに、逆洗を行える点で特に優れている。

このような「逆洗」が可能な濾過装置としては、濾過すべき流体の入口と、濾過済み流体の出口と、両端部で開放した多数の平行なフィルターエレメントであって、該フィルターエレメントに濾過すべき流体を送り込むことによって、前記エレメントを通って前記エレメント外へ向かう浸透が起きるようにしているフィルターエレメントと、該フィルターエレメントの両端部において前記エレメントの異なった端部に交互に接続する少なくとも１つの洗浄機構とを含み、該洗浄機構が、濾過済み流の圧力で発生した前記エレメントの逆洗用の排出チャネルを形成しており、前記フィルターエレメントの各々が、その端部間で２分割されて、前記エレメントの端部に接続された前記洗浄機構が、一度に前記エレメントの長さのある部分だけに逆流フラッシュを発生するものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、同じような濾過装置として、濾過すべき流体の入口と、濾過済み流体の出口と、両端部で開放した多数の平行なフィルターエレメントと、該フィルターエレメントの両端部において前記エレメントの異なった端部に交互に接続する洗浄機構とを含み、該洗浄機構が濾過済み流の圧力で発生した前記エレメントの逆洗排出チャネルを形成したものがある（例えば、特許文献２参照）。

特表２００３−５０９２００号公報 ＷＯ ２００７／０６２７６３ Ａ１

しかし、前記従来の逆洗を用いる濾過装置においては、第１の問題点として、逆洗時にフィルターエレメントの逆流フラッシュ用排出チャネルに接続した端部に近い部分しか洗浄されないという問題がある。すなわち、フィルターエレメントの長手方向のうち、該排出チャネルに接続された端部に近い部分ではフィルターエレメントの外側から内側へ通過する流体の量が多く逆洗の効果が上がるものの、該端部から離れるにつれて、通過する流体の量が減少し、逆洗の効果が上がらなくなるためである。特許文献１や２の装置では、逆洗時に濾過方向とは逆方向の流ればかりでなく、排出チャネルへの吸引により生ずるフィルターエレメントの軸方向流によっても、捕捉物を洗い流しているが、逆洗時にフィルターエレメントの他端部が閉止されていたり、エレメント中央部に仕切りや絞りがあったりするため、逆洗アームに接続された端部から離れるにつれて軸方向流も弱まり、逆洗の効果は小さくなってしまう。

また、第２の問題点として、逆洗によりフィルターエレメントの外側に夾雑物が付着するという問題がある。すなわち、この形式のフィルターでは、濾過済みの流体を用いて逆洗することが一般的であるが、この濾過済みの流体の中には、フィルターの目を通過した夾雑物が存在する。典型的なものは細長い粒子の場合である。このような粒子は、同じフィルターの目を、濾過時は通過し、逆洗時に捕捉される場合もある。このような逆洗時に捕捉された夾雑物は、濾過時にフィルターから除去される場合もあるが、濾過時は逆洗時に比べてフィルターを通過する流速が小さいため、捕捉物を除去することが困難である。その結果、フィルターエレメントの外側に付着した夾雑物により、濾過性能が低下するという問題がある。

さらに、第３の問題点としては、逆洗時に加わる内外圧力差により、フィルターエレメントが外側から内側に押しつぶされやすいということである。したがって、逆洗を行うフィルターエレメントは、濾過時の内外圧力差ばかりでなく、逆洗時の外内圧力差にも耐える必要がある。ウェッジワイヤー、ノッチワイヤーを用いた濾材あるいは金網、細い穴の開いた板等の濾材で、濾過精度を細かくし、かつ透過抵抗を低くしようとすると、濾材の厚みは薄くなり、強度は低下せざるを得ない。濾過方向が本発明のように円筒状フィルターエレメントの内側から外側である場合、濾過時においては、濾材に働く力が引張り応力であるため、補強の必要がないか、あっても円筒状の濾材の外側へ補強用金網を配置すれば足りる。これに対し、逆洗を行う場合には外側から圧縮応力が加わるので、上記の強度の低い濾材は潰れやすい。この対策として、濾材の内側に補強用金網を配置すると濾材の洗浄が困難になるので、濾材の外側に補強用金網を配置し、両者を拡散接合（焼結）、溶接、ろう付け、接着などをする必要があった。

そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、上記逆洗の問題点を解決しつつ、流体を筒状のフィルターエレメント内側から外側へ通過させて該流体を濾過するとともに、濾過により該フィルターエレメント内部に捕捉された捕捉物をフィルターエレメント内部の軸方向流により除去することが可能な濾過装置及びフィルターエレメントを提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明による濾過装置は、外部から流体が流入する流体入口を有するとともに、内部で濾過された流体を外部へ流出する流体出口を有するケーシングと、前記ケーシングの内部を、前記流体入口に連通し濾過前の流体が収容される第１の原液室と前記流体出口に連通し濾過後の流体が収容される濾液室とに隔離する第１の隔壁と、前記第１の隔壁に形成された貫通孔に一方の端部が嵌合保持され、内部が前記第１の原液室と連通して前記濾液室内に設けられ、内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状のフィルターエレメントと、前記フィルターエレメントの他方の端部側にて前記第１の隔壁と平行に設けられ、該フィルターエレメントの他方の端部を貫通孔に嵌合保持し、前記第１の原液室と連通する第２の原液室を形成するとともに、前記濾液室と第２の原液室とに隔離する第２の隔壁と、前記フィルターエレメントの少なくとも一方の端部側に接続され、前記第１又は第２の原液室から前記フィルターエレメントの他方の端部を経由して該フィルターエレメントの軸方向に流体を流して洗浄する洗浄用パイプと、前記洗浄用パイプの排出側に接続され、前記フィルターエレメントの洗浄によって除去された捕捉物を前記ケーシングの外部へ排出する洗浄流体ドレンパイプと、を備え、前記洗浄用パイプに接続されているフィルターエレメントの他方の端部は、常に前記第１又は第２の原液室に開口していることを特徴とする。

また、本発明によるフィルターエレメントは、両端部が開口した円筒の濾材を有するフィルターエレメントであって、流体を通過させて濾過するための前記濾材の網目の孔が、前記濾材の軸と平行な長孔であることを特徴とする。
また、本発明による他のフィルターエレメントは、両端部が開口した筒状の濾材を有するフィルターエレメントであって、流体を通過させて濾過するための前記濾材の網目の該濾材の軸方向ピッチが、該濾材の周方向ピッチより大きいことを特徴とする。

本発明による濾過装置によれば、フィルターエレメントのいずれか一方の端部側に接続され、前記第２又は第１の原液室から前記フィルターエレメントの他方の端部を経由して該フィルターエレメントの軸方向に流体を流して洗浄する洗浄用パイプを設け、前記洗浄用パイプに接続されているフィルターエレメントの他方の端部は、常に前記第１又は第２の原液室に開口しているので、洗浄時には原液室からフィルターエレメント内部を通過して洗浄用パイプに流れる高速の軸方向流が発生し、該軸方向流でフィルターを洗浄することができる。しかも、原液室に開口しているフィルターエレメント内部の圧力は原液室の圧力に近いので、フィルターエレメントの外側の濾液室からフィルターエレメント内部に向かう内外圧力差は、小さいか負の値になる。したがって、洗浄時に「逆洗」圧が小さいか負の値でフィルターエレメント内部を洗浄することができるので、逆洗による上記フィルターエレメントの洗浄ムラ、フィルターエレメント外側への付着、フィルターエレメントの強度等の問題を解決することができる。

本発明によるフィルターエレメントによれば、流体を通過させて濾過するための前記濾材の網目の孔を、前記濾材の軸（フィルターエレメントの軸）と平行な長孔としたので、濾材に粒子や繊維状の異物がはまり込んでも、前記濾過装置の軸方向流による洗浄時に除去されやすく、濾過装置の洗浄効果を高めることができる。
また、本発明による他のフィルターエレメントでは、流体を通過させて濾過するための前記濾材の網目の該濾材の軸方向ピッチが、該濾材の周方向ピッチより大きくしたので、濾材の網目に異物がはまり込んでも、前記濾過装置の軸方向流による洗浄時に除去されやすく、濾過装置の洗浄効果を高めることができる。

本発明による濾過装置の第１の実施形態の濾過時の状態を示す概略断面図である。 図１の濾過装置のフィルターエレメントを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＷ部拡大図である。 本発明によるフィルターエレメントの濾材の最内層の構造例を示す概念図であり、（ａ）は平織りの金網で、（ｂ）パンチングメタルで、それぞれ構成した例を示す。 本発明による他のフィルターエレメントの濾材の最内層の構造例を示す概念図であり、（ａ）は平畳織の金網で構成した例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＷ−Ｗ線断面図である。 図１の濾過装置の洗浄時の状態を示す概略断面図である。 本発明による濾過装置の第２の実施形態を示す概略断面図である。 図６の濾過装置のフィルターエレメントの他の例を示す縦断面図である。 図６の濾過装置のフィルターエレメントの更に他の例を示す縦断面図である。 本発明による濾過装置の第３の実施形態を示す概略断面図である。 図９の濾過装置のＤ−Ｄ線断面図である。 図９の濾過装置のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明による濾過装置の第４の実施形態を示す概略断面図である。 図１２の濾過装置のフィルターエレメントの濾過時の状態を示す縦断面図である。 図１２の濾過装置のフィルターエレメントの上向き軸方向流による洗浄時の状態を示す縦断面図である。 図１２の濾過装置のフィルターエレメントの下向き軸方向流による洗浄時の状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
本実施形態は、軸方向流のみによりフィルター洗浄を行う実施形態である。
図１は、本発明による濾過装置の第１の実施形態の濾過時の状態を示す概略断面図である。この濾過装置は、船舶のバラスト水を濾過するもので、ケーシング１と、第１の隔壁２と、フィルターエレメント３と、第２の隔壁４と、洗浄用パイプ５と、洗浄流体ドレンパイプ６とを備えて成る。

前記ケーシング１は、濾過装置の外殻をなすもので、有底有蓋の筒状（例えば円筒形状）、直方体形状などに形成され、例えば側壁下端部に外部から流体が流入する流体入口７
を有すると共に、側壁上部に内部で濾過された流体を外部へ流出する流体出口８を有している。ケーシング１の材質は、金属又は合成樹脂などであり、その形状・大きさは、濾過
装置の使用目的、通過させる液体、気体等の種類、量、設置場所などに応じて適宜決めればよい。

前記ケーシング１の内部の下部には、第１の隔壁２が水平に設けられている。この第１の隔壁２は、ケーシング内部を流体入口７と連通し濾過前の流体が収容される第１の原液室９ａと、前記流体出口８と連通し濾過後の流体が収容される濾液室１０とに隔離する隔壁である。その複数箇所には、前記フィルターエレメントの一方の端部（下端部）を嵌合保持するための貫通孔１１が形成されている。

前記第１の隔壁２の上側には、複数のフィルターエレメント３（図１では３ａ，３ｂの２本を示している）が、その下端部が前記貫通孔１１に嵌合保持されて、内部が前記第１の原液室９ａと連通して前記濾液室１０内に垂直方向に平行に設けられている。このフィルターエレメント３は、対象となる流体を内側から外側に向けて通過させ流体中に含まれる固形分やゲル状の塵埃等を捕捉して濾過するとともに、流体を該フィルターエレメント内を軸方向に流して洗浄されるもので、筒状、例えば円筒状に形成されている。前記フィルターエレメント３は、例えば、同心円上に配列されている。

前記フィルターエレメント３の構造は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、両端部が開口した円筒状の濾材３１と、その両端部にそれぞれ嵌合し補強する略円環状の端部部材３２と、前記濾材３１の中心軸上に配置され、雄ねじ部である両端部がそれぞれの前記端部部材３２の架橋部３２ａに設けられた中心穴３２ｂに挿通する中心軸棒３３と、該中心軸棒３３の前記両端部の雄ねじ部に螺合して前記両側の端部部材３２を前記濾材３１から脱落しないように固定するナット３４と、からなる。

濾材３１は、フィルターエレメントの本体部分を構成し、複数層に重ねられており最内層３１ａが最も細かい網目になっているものであればよく、例えば、複数積層した金網を焼結して保形性を高め円筒状に成形して焼結したものや、円筒状のノッチワイヤーからなるもの、ウェッジワイヤーからなるもの等がある。焼結したものの場合は、最内層３１ａの網目の大きさは10〜200μｍのもの、それより外側の層の網目の大きさは200〜5000μｍのものの中から適宜選定すればよい。この場合、最内層以外の補強メッシュ３１ｂや保護メッシュ３１ｂは、フィルターエレメントの強度に係わるものであり、必要な強度が得られるようにその層数、網目の大きさ及び線材径を選択する。また、メッシュの織り方は、平織り、綾織り、朱子織り、畳織り、綾畳織り等が適用できる。なお、最内層を金網として、その外側に例えば角穴が無数に穿設された円筒状のパンチングチューブや、複数本の細いロッドを軸方向に沿って並べた補強部材を配設した状態で焼結してもよい。

このフィルターエレメント３の形状、大きさ、数などは、濾過装置の使用目的、濾過性能、ケーシング１の大きさ、対象の流体の種類などに応じて適宜決めればよく、前記端部部材３２や中心軸棒３３等を有さない構造でもよい。但し、本発明では、フィルターエレメント３の洗浄に、フィルターエレメント３内部の軸方向流を利用するので、フィルターエレメント３の内部に該軸方向流を妨げる仕切りや、絞りを設けないことが必要である。図２（ａ）において、前記架橋部３２ａの幅も極力小さくして端部部材３２の大きな開口面積を確保している。仕切りや、絞りを設けると、軸方向流が妨げられて洗浄効果が低下するとともに、仕切りや絞りによる圧力降下により、フィルターエレメント３内部の洗浄用パイプ５接続側では流体圧力が濾液室１１の圧力（２次圧）より大幅に低くなって、フィルターエレメント外側から内側への流体の通過が大きくなるため、軸方向流がさらに小さくなり、特に他端側の洗浄効果が低下するからである。

図１に戻り、前記フィルターエレメント３の他方の端部（上端部）側には、第２の隔壁４が、前記第１の隔壁２と平行に水平に設けられている。この第２の隔壁４は、該フィルターエレメント３の上端部を複数の貫通孔１２で嵌合保持するとともに、該上端部側の濾液室１０を他の部分から隔離して、第２の原液室９ｂを形成する隔壁である。

この第２の原液室９ｂは、ケーシング１の上端蓋と前記第２の隔壁４との間に形成されている。第２の原液室９ｂは、前記第１の原液室９ａと連通し、濾過前の流体が収容されている。この第１の原液室９ａとの連通は、本実施形態では筒状の前記フィルターエレメント３内部を連通路として行っているが、例えば、後述する第３及び第４の実施形態の円筒壁による連通路のように、別途連通路を設けても良い。特にフィルターエレメント内部の軸方向抵抗が比較的大きい場合や、洗浄用パイプ５に接続さていないフィルターエレメント３の本数が少ない場合は、別途連通路を設けるのが好ましい。

前記第１の隔壁２の下側には、洗浄用パイプ５が配置されている。該洗浄用パイプ５は、図１において、基端部１３から左に半径方向に伸び、前記第１の隔壁２に穿孔された貫通孔１１を介してフィルターエレメント３に接続される。図１では、洗浄用パイプ５が１本の場合を示したが、これを２本以上設けて同時に２本以上のフィルターエレメント３に接続できるようにしても良い。

前記洗浄用パイプ５は、フィルターエレメント３内部の流体を吸引して、フィルターエレメントの他端部に接続された第２の原液室９ｂから、該他端部を経由して前記洗浄用パイプを接続した端部に向かって軸方向流を生じさせ、内部に付着した捕捉物をはく離させる。尚、本発明では、濾過時と逆向きにフィルターエレメントの外側から内側に向けて流体を流すいわゆる「逆洗」は必ずしも行われない。
なお、ここで、「洗浄用パイプによる流体の吸引」と説明したが、これは、洗浄用パイプ側の圧力がフィルターエレメント３内部の圧力より低いので、その圧力差で洗浄用パイプ５に向かう流れが生じることを意味している。以下、本明細書中で「洗浄用パイプによる流体の吸引」とは、「圧力差で洗浄用パイプに向かう流れが生じる」ことを意味するものとする。

前記の洗浄用パイプ５の基端部１３には、その中心軸上には、シャフト１４が上向きに取り付けられてケーシング１の外部に張り出しており、該シャフト１４の端部にはギアボックス１５が設けられてモーター１６で回転駆動されるようになっている。したがって、該モーター１６を回転駆動することによって前記シャフト１４が回転し、図２に示すように、洗浄用パイプ５が例えば時計回りに回転して、例えば円周状に配列された複数のフィルターエレメント３の下端部の開口部に、洗浄用パイプ５が順次接続される。

前記洗浄用パイプ５の排出側、すなわち該洗浄用パイプ５の基端部１３には、図１に示すように、洗浄流体ドレンパイプ６が接続されている。この洗浄流体ドレンパイプ６は、前記フィルターエレメント３の逆洗時に除去された捕捉物を前記ケーシング１の外部へ排出するもので、ケーシング１の半径方向に伸びる直線状のパイプに形成されている。前記洗浄流体ドレンパイプ６の基端部には、上向きに開口した接続口部１７が設けられ、この接続口部１７に前記洗浄用パイプ５の基端部１３が回転自在に接続されている。また、前記洗浄流体ドレンパイプ６の先端部の排出口１８は、ケーシング１の外部へ突出している。

前記洗浄流体ドレンパイプ６は、ケーシング１に対して固定されており、その基端部の接続口部１７に対する洗浄用パイプ５の基端部１３との接続部には、ベアリング等の軸受機構が介在して支持すると共に、排出物が未濾過の流体に混じらないようにシール機構が設けられている。したがって、前記モーター１６を回転駆動することにより、前記接続口部１７を回転支持部として前記洗浄用パイプ５の基端部１３と接続口部１７のシールを保ちながら、該洗浄用パイプ５を回転する。

前記洗浄流体ドレンパイプ６の排出口１８の排出側には、図示省略の開閉バルブが接続されている。この開閉バルブは、前記洗浄用パイプ５および洗浄流体ドレンパイプ６を含む洗浄流体排出系を開閉するもので、濾過装置の逆洗時には開放され濾過時には閉塞されるようになっている。この開閉バルブの排出側は、前記流体出口８の圧力より低圧側、例えば大気圧に開放されている。

この場合、濾過時には、前記原液室９ａ，９ｂの流体の圧力（１次圧Ｐ₁）と濾液室１０の流体の圧力（２次圧Ｐ₂）との差圧により流体がフィルターエレメントを通過して濾過される。一方濾過装置の洗浄時に、洗浄用パイプに接続されたフィルターエレメントにおいては、前記原液室９ａ，９ｂの圧力（１次圧Ｐ₁）と前記開閉バルブの排出側の圧力（Ｐ_０）との差圧（Ｐ_１−Ｐ_０）により、フィルターエレメントの内部の軸方向流が発生して洗浄される。軸方向流は、Ｐ_１−Ｐ_０の値が大きいほど流速が大きくなるとともに、乱流も発生しやすくなるので、洗浄効果が大きくなる。一方、大流量を濾過するフィルター（例えばバラスト水用のフィルター等）では、フィルターの透過方向の圧損が小さくなるように設計されており、Ｐ_１−Ｐ_２の値は、０．０５ＭＰａから０．５ＭＰａ程度とされている。

図５に、洗浄時の原液室９ａ，９ｂの流体の圧力（１次圧Ｐ₁）、フィルターエレメント入口の圧力（Ｐ_１Ａ）、フィルターエレメント出口の圧力（Ｐ_１Ｂ）、洗浄パイプ入口の圧力（Ｐ_０Ａ）、開閉バルブの排出側の圧力（Ｐ_０）、及び濾液室１０の流体の圧力（２次圧Ｐ₂）の箇所を示す。圧力の高低関係は、
Ｐ_１≒Ｐ_１Ａ、Ｐ_１Ｂ≒Ｐ_０Ａ、Ｐ_１Ａ≧Ｐ_２、Ｐ_１Ｂ≦Ｐ_２
となることがほとんどであるが、フィルターエレメント内部の圧力（Ｐ_１Ａ，Ｐ_１Ｂ）は外側の濾液室の圧力（Ｐ_２）より高くなることも低くなることもある。すなわち、本発明の濾過装置においては、洗浄中のフィルターエレメントの一端が原液室９ａ，９ｂに開口しているので、フィルターエレメント内部の圧力（Ｐ_１Ｂ又はＰ_１Ａ）が原液室９ａ，９ｂの圧力Ｐ_１に近くなり、フィルターエレメントの内外圧力差（Ｐ_２−Ｐ_１Ｂ又はＰ_２―Ｐ_１Ａ）は、小さいか負の値になるため、前記逆洗による弊害を防ぐことができる。

次に、以上のように構成された濾過装置の第１の実施形態の動作について、図１（濾過時）および図５（洗浄時）を参照して説明する。
濾過時においては、前記洗浄流体排出系の開閉バルブは閉じられ、図１に示すように、前記洗浄用パイプ５による吸引は行われず、該洗浄用パイプ５は回転されず静止している。
濾過すべき流体は、流体入口７から矢印Ａのようにハウジング１の第１の原液室９ａに流入する。この流体の圧力（１次圧Ｐ₁）は、ポンプ（遠心ポンプ等）で加圧され、濾液室１０の圧力（２次圧Ｐ₂）より高いので、前記第１の原液室９ａに連通するフィルターエレメント３ａの内部からその外側の濾液室１０へ通過することにより、濾過される。一方、洗浄用パイプ５が接続されているフィルターエレメント３ｂには前記第１の原液室９ａからは流体が流入できないが、該フィルターエレメント３ｂにも他のフィルターエレメント３ａから第２の原液室９ｂを経由して流体が流入するので、同様に濾過が行われる。このとき、プランクトンや藻などの異物は、フィルターエレメント３の内側に捕捉される。フィルターエレメント３ａ，３ｂを通過し濾過された流体は、流体出口８から矢印Ｂのように外部へ流出する。

一方、洗浄時においては、前記洗浄流体排出系の開閉バルブは開放され、図５に示すように、前記洗浄用パイプ５による吸引が開始されるとともに、該洗浄用パイプ５はモーター１６により回転される。

前記洗浄用パイプ５が接続されたフィルターエレメント３ｂは、その内部が該洗浄用パイプ５により吸引されて圧力が低下するので、１次圧を有する前記第２の原液室９ｂから、流体がフィルターエレメント３ｂ内部を軸方向に高速で通過し、洗浄用パイプ５に流出する。このとき、濾過時にフィルターエレメント３ｂ内部に捕捉された捕捉物は、この高速の軸方向流により除去され、洗浄流体とともに前記洗浄用パイプ５および洗浄流体ドレンパイプ６を通じて排出される。
一方、このとき前記洗浄用パイプ５が接続されていないフィルターエレメント３ａには、濾過時と同様に第１の原液室９ａから流体が流入し濾過が継続される。

前記洗浄用パイプ５は、回転して各フィルターエレメント３に順次接続され、フィルターエレメント３ｂと同様に洗浄を行う。所定の回転速度で所定回数回転することにより、すべてのフィルターエレメント３を洗浄する。

ここで、本発明の濾過装置での使用に適したフィルターエレメントとしては、濾材３１の流体を通過させて濾過するための（すなわち最内層３１ａの）網目の孔が、濾材の軸と平行な長孔であるように、構成されている。

一般的な方形の網目の孔を有する濾材を濾過に用いると、使用条件によってはその網目の孔と略同寸法の粒子などがはまり込んで、除去できずに目詰まりを起こすことがある。また、繊維状の異物が網の格子に絡みつき、容易には除去できなくなることもある。
一方、網目の孔を長孔にすると、長孔の幅と略同じ大きさの粒子がはまり込むことはあっても、小さな粒子が複数個はまり込んで目詰まりを起こす可能性は低い。また、はまり込んだ粒子は、長孔の幅方向からしか拘束されないので、除去されやすい。繊維状の異物も、長孔の長手方向には巻きつきにくいので、絡みつきにくくなる。また、長孔の方向を、濾材の軸（フィルターエレメントの軸）と平行とすると、本発明の濾過装置の洗浄時の軸方向流により、上記網目にはまり込んだ粒子や繊維状の異物が軸方向に動きやすく、除去されやすい。

図３（ａ）、（ｂ）にこのような長孔の開口を有する濾材の最内層３１ａの構造例を示す。図３（ａ）は、平織りの金網からなる濾材において、金網３１ｃ，３１ｄの濾材の軸方向の間隔を周方向の間隔より長くすることにより長孔３１ｅを実現している。図３（ｂ）では、濾材の最内層を、パンチングメタル３１ｆとし、濾材の軸と平行な長孔３１ｇを穿設している。

尚、長孔を実現する最内層３１ａの構造は、これら以外にも任意の構造を用いることができる。前記長孔の長軸方向／短軸方向の寸法比は、２以上であることが好ましく、３以上であることがさらに好ましい。また、これらの構成を有する最内層３１ａの外側に、上記のように、必要に応じて補強用のさらに目の粗いメッシュ３１ｂを積層してもよい。

本発明の濾過装置での使用に適した他のフィルターエレメントとしては、流体を通過させて濾過するための前記濾材（すなわち最内層３１ａ）の網目の該濾材の軸方向ピッチｐａが、前記濾材の網目の該濾材の周方向ピッチｐｔより大きくされている。

この例として、図４（ａ）に平畳織のメッシュからなる濾材の最内層３１ａを示す。このメッシュは、濾材の周方向に伸びて軸方向に互いに大きいピッチｐａで間隔をあけて配置された複数の縦線３１ｈ（図では横方向）と、前記濾材の軸と平行方向に伸びて周方向に互いに小さいピッチｐｔで密接配置された複数の横線３１ｉ、３１ｊ（図では縦方向）と、が畳織りされて形成されている。この平畳織のメッシュでは、隣接する横線３１ｉ、３１ｊが各縦線３１ｈの異なる側から回りこむように織られているため、これらの横線３１ｉ、３１ｊと縦線３１ｈとの間に隙間３１ｋが形成され（断面図４（ｂ）参照）、ここを流体が通過することにより濾過される。このとき、１つおきの横線３１ｉ、３１ｉまたは３１ｊ、３１ｊの間に溝部３１ｌが形成されるので、この溝部３１ｌに粒子や繊維などの異物が挟まる場合がある。本フィルターエレメントでは、横線３１ｉ、３１ｊの方向を、濾材の軸（フィルターエレメントの軸）と平行としたので、前記溝部３１ｌの方向もフィルターエレメントの軸方向になり、本発明の濾過装置に用いると、その洗浄時の軸方向流により、上記溝３１ｌにはまり込んだ粒子や繊維などの異物が軸方向に動きやすく、除去されやすい。

尚、濾材の網目の該濾材の軸方向ピッチｐａが、前記濾材の網目の該濾材の周方向ピッチｐｔより大きい最内層３１ａの構造は、上記以外にも任意の構造を用いることができる。例えば、綾畳織のメッシュを用いても、同様の効果が得られる。

尚、本発明の濾過装置において、上記図３及び図４に示したフィルターエレメントを用いることは、軸方向流によるフィルターエレメントの洗浄という本発明の効果を達成する上で効果的であるが、図３及び図４に示したものに限られず、従来のフィルターエレメントを用いても、本発明の濾過装置は上記効果を達成することができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、フィルターエレメント内に乱流発生部材を設けて、軸方向流を乱流化し、フィルター洗浄機能を高めた実施形態である。
図６は本実施形態を示す概略断面図であり、前記第１の実施形態の図５と同様、洗浄時の状態を示している。第１の実施形態と異なるのは、フィルターエレメント３内に乱流発生部材３５を設けた点のみである。したがって、図１〜３に示す第１の実施形態と共通の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明は省略する。

洗浄用パイプ５が接続されたフィルターエレメント３では、他端部から該洗浄用パイプ５に接続された端部に向かって高速の軸方向流が発生しているが、該軸方向流は乱流発生部材３５により乱流化している。濾過により各フィルターエレメント内部に捕捉されている捕捉物は、この乱流により浮き上がって剥離されやすくなる。剥離された捕捉物は、洗浄用パイプ５及び洗浄流体ドレンパイプ６を通って排出される。

なお、第１の実施形態同様、洗浄用パイプ５は洗浄中モーター１６により回転して、すべてのフィルターエレメントに順次接続し、すべてのフィルターエレメントが洗浄される。また、濾過時の動作は、第１の実施形態の場合と同様である。

図６の例では、前記乱流発生部材３５は中心軸棒３３に一定間隔で設けたそろばん玉状の突起３５ａとして形成している。他の例として、図７のようにリボン状の板３５ｂをねじり成形したもの、図８のように中心軸棒３３にワイヤ３５ｃをらせん状に巻きつけたものが挙げられる。
しかし、乱流発生部材３５は、これらの例に限らず、乱流を発生できるものであれば、どのような部材でもよい。但し、フィルターエレメント全長にわたって乱流を発生させるもので、かつ、軸方向流を過度に妨げないものが好ましい。
軸方向流を過度に妨げると、軸方向抵抗が大きくなり、軸方向流の流速が小さくなって洗浄効果が低下するとともに、軸方向抵抗による圧力降下により、フィルターエレメント３内部の洗浄用パイプ５接続側では流体圧力が濾液室１１の圧力（２次圧）より低くなって、フィルターエレメント外側から内側への流体の通過（逆洗）が起こるため、軸方向流がさらに妨げられ、特に他端側の洗浄効果が低下するからである。

［第３の実施形態］
本実施形態も軸方向流のみによりフィルター洗浄を行う実施形態であるが、フィルターエレメントの両方の端部側に洗浄用パイプを接続する点で第１の実施形態と異なる。また、第１及び第２の原液室の間の連通路として、フィルターエレメント内部による連通路以外に、別の連通路を設けた点でも異なる。
図９は本実施形態の濾過装置の洗浄時の状態を示す概略断面図であり、図１０はそのＤ−Ｄ線断面図、図１１はそのＥ−Ｅ線断面図である。尚、図９は図１０のＦ−Ｆ線断面図に相当する。

この濾過装置も、船舶のバラスト水などを濾過するもので、ケーシング１０１と、第１の隔壁１０２と、フィルターエレメント１０３と、第２の隔壁１０４と、洗浄用パイプ１０５ａ、１０５ｂと、洗浄流体ドレンパイプ１０６とを備えて成る。

前記ケーシング１０１の内部には、中心部に円形の開口を有するドーナツ板状の取付板（第１の隔壁及び第２の隔壁）１０２，１０４が下部及び上部に取り付けられ、この取付板１０２，１０４の中心部開口の周縁には円筒壁１０９が上下に立てて設けられている。そして、前記取付板１０２，１０４の複数箇所には貫通孔１１０が形成されている。この状態で、前記ケーシング１の内壁と取付板１０２，１０４と円筒壁１０９とで囲まれたドーナツ筒状の空間が形成されている。

前記ケーシング１０１の内壁と取付板１０２，１０４と円筒壁１０９とで囲まれたドーナツ筒状の空間には、複数のフィルターエレメント１０３が平行して設けられている。このフィルターエレメント１０３は、対象となる流体を内側から外側に向けて通過させ流体を濾過するもので、図２に示す実施形態１のフィルターエレメント３と同様である。各フィルターエレメント１０３は、長手方向の両端部が開口され、その両端部の開口が前記取付板１０２，１０４に穿孔された貫通孔１１０にそれぞれ結合されて、前記ケーシング１０１の内部に縦型に配置されている。この場合、前記ケーシング１の内壁と取付板１０２，１０４と円筒壁１０９とで囲まれたドーナツ筒状の空間は、濾過された流体が収容される濾液室１１１となる。一方、ケーシング１０１の内部のうち取付板１０２の下側、取付板１０４の上側、及び円筒壁１０９の内側の空間は、いずれも濾過前の流体が収容され、このうち、取付板２の下側部分を第１の原液室１１２ａ、取付板４の上側の部分を第２の原液室１１２ｂと呼び、円筒壁１０９の内側はこれらの連通路１１２ｃとなっている。

前記複数のフィルターエレメント１０３は、図９〜図１１に示すように、内部が第１の原液室１１２ａ及び第２の原液室１１２ｂと連通して前記濾液室１１１内に、同心円状に例えば３列並んで配列されている。

前記複数のフィルターエレメント１０３のうち一部のフィルターエレメント１０３の上端部の開口には、第１の洗浄用パイプ１０５ａの洗浄ノズル１１４が接続され、他の一部のフィルターエレメント１０３の下端部の開口には第２の洗浄用パイプ１０５ｂの洗浄ノズル１１５が接続される。これらの洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂは、フィルターエレメント１０３内部の流体を吸引して、フィルターエレメントの反対側の端部に接続された原液室から、該端部を経由して前記洗浄用パイプを接続した端部に向かって軸方向流を生じさせ、内部に付着した捕捉物をはく離させる。

第１の洗浄用パイプ１０５ａは、図９において、ケーシング１０１の中心部にて回転可能に設けられた中空の排出パイプ１１３の上端部から左側に半径方向に伸び、その洗浄ノズル１１４ｂ，１１４ｃが中心部から１列目及び３列目のフィルターエレメント１０３の上端部と、貫通孔１１０を介して接続される。但し、図９は、図１０のＦ−Ｆ線断面図に相当するので図９には示されないが、第１の洗浄用パイプ１０５ａは実際には図１０に示すように、右側にも伸び、その洗浄ノズル１１４ａが中心部から２列目のフィルターエレメント１０３の上端部と、貫通孔１１０を介して接続される。

第２の洗浄用パイプ１０５ｂは、図９において、前記中空の排出パイプ１１３の下端部から左側に半径方向に伸び、その洗浄ノズル１１５ａが中心部から２列目のフィルターエレメント１０３の下端部と、貫通孔１１０を介して接続される。但し、図９は、図１１のＧ−Ｇ線断面図にも相当するので図９には示されないが、第２の洗浄用パイプ１０５ｂは実際には図１１に示すように、右側にも伸び、その洗浄ノズル１１５ｂ，１１５ｃが中心部から１列目及び３列目のフィルターエレメント１０３の下端部と、貫通孔１１０を介して接続される。

前記第１の洗浄用パイプ１０５ａ及び第２の洗浄用パイプ１０５ｂは、排出パイプ１１３とともに、シャフト１１６及びギアボックス１１７を介してモーター１１８で回転駆動されるようになっている。例えば、第１及び第２の洗浄用パイプ１０５ａ，１０ｂが矢印Ｘ方向（図１１ではＹ方向）に回転し、同心円状に配列された複数のフィルターエレメント１０３の上端部に、各々の同心円に対応する、第１の洗浄用パイプ１０５ａの洗浄ノズル１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃが順次接続される。また、これらのフィルターエレメント１０３の下端部に、各々の同心円に対応する、第２の洗浄用パイプ１０５ｂの洗浄ノズル１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃが順次接続される。

この場合、第１の洗浄用パイプ１０５ａの洗浄ノズル１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃは、第２の洗浄用パイプ１０５ｂの洗浄ノズル１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃに対して、１８０度ずれた位置に配置されている。したがって、第１の洗浄用パイプ１０５ａ及び第２の洗浄用パイプ１０５ｂを回転させることで、各フィルターエレメント１０３の両端部（上端部及び下端部）には、第１の洗浄用パイプ１０５ａ側の洗浄ノズル１１４と、第２の洗浄用パイプ１０５ｂ側の洗浄ノズル１１５が１８０度タイミングをずらして接続されるようになっている。
但し、前記第１の洗浄用パイプ１０５ａと第２の洗浄用パイプ１０５ｂとの間の配置角度は、１８０度に限らず、０度以外であれば何度でもよく、例えば９０度でもよい。すなわち、前記第１及び第２の洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂの洗浄ノズルが同一のフィルターエレメントの両端部に同時に接続されなければよい。

前記洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂの排出側である前記排出パイプ１１３の下端部は、シールを保ちつつ回転自在に、洗浄流体ドレンパイプ１０６に接続されている。該洗浄流体ドレンパイプ６は、図示省略の開閉バルブを介して大気圧（Ｐ₀）に解放されている。

次に、このように構成された濾過装置の動作（使用状態）について、図９〜１１を参照して説明する。
濾過時は、図示しないが、前記洗浄用パイプの回転は停止し、また、洗浄流体ドレンパイプ６に接続された前記図示省略の開閉バルブが閉じられるので、前記洗浄用パイプ５ａ，５ｂによる流体の吸引も停止している。対象流体は流体入口７から矢印Ｃのように流入し、下部及び上部の取付板２，４の間に複数平行して設けられたフィルターエレメント１０３の両端部（上端部及び下端部）の開口から流入する。流体の１次圧（Ｐ₁）は、ポンプ（遠心ポンプ等）で加圧され、２次圧（Ｐ₂）より高いので、前記洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂに接続されていないフィルターエレメントでは、流体がフィルターエレメントの両側の端部から内部へ流入し、内側から外側へ濾材を通過することにより濾過される。一方、前記洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂに接続されているフィルターエレメントでは、流体がフィルターエレメントの洗浄用パイプに接続されていない側の端部から内部へ流入し、やはり内側から外側へ濾材を通過することにより濾過される。フィルターエレメント１０３を通過し濾過された流体は、流体出口１０８から矢印Ｂのように外部へ流出する。

洗浄時は、図９に示すように前記洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂは回転し、また洗浄流体ドレンパイプ１０６に接続された前記図示省略のバルブが解放されるので、前記洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂによる流体の吸引が行われる。したがって、上側の洗浄用パイプ１０５ａの洗浄ノズル１１４ｂ，１１４ｃに接続されたフィルターエレメント１０３では、他端部（下側）の第１の原液室１１２ａから流体が流入してフィルターエレメント内を軸方向に流れ、洗浄用パイプ１０５ａに吸引される。下側の洗浄用パイプ１０５ｂの洗浄ノズル１１５ａに接続されたフィルターエレメント１０３では、他端部（上側）の第２の原液室１１２ｂから流体が流入してフィルターエレメント内を軸方向に流れ、洗浄用パイプ１０５ｂに吸引される。濾過により各フィルターエレメント内部に捕捉されている捕捉物は、この軸方向流により剥離され、洗浄用パイプ１０５ａ又は１０５ｂ及び洗浄流体ドレンパイプ１０６を通って排出口１２０から矢印Ｃのように排出される。

上側の洗浄用パイプ５ａは、モーター１１８により、図１０に示すように上から見ると時計回り（Ｘ方向）に回転し、１回転の間に各フィルターエレメントには洗浄ノズル１１４ａ〜１１４ｃのいずれかが１回ずつ上から接続し、下から上方向の軸方向流で洗浄する。同時に、下側の洗浄用パイプ１０５ｂは、図１１に示すように下から見ると反時計回り（Ｙ方向）に回転し、１回転の間に各フィルターエレメントには洗浄ノズル１１５ａ〜１１５ｃのいずれかが１回ずつ上から接続し、上から下方向の軸方向流で洗浄する。各フィルターエレメントへの接続は１８０度ずれたタイミングで行われるので、洗浄用パイプ１０５ａ、１０５ｂが１回転する間に各フィルターエレメントは、下から上方向の軸方向流による洗浄が１回と上から下方向の軸方向流による洗浄が１回行われる。洗浄用パイプ１０５ａ、１０５ｂを所定回数回転させて洗浄を行う。

上記洗浄動作中において、洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂの洗浄ノズル１１４，１１５と接続されていない期間のフィルターエレメント１０３では、通常の濾過時と同様、流体がフィルターエレメントの両側の端部から内部へ流入し、内側から外側へ通過することにより濾過が行われる。

［第４の実施形態］
本実施形態は、フィルターエレメント内部に捕捉物除去具を設け、軸方向流で両端部間を往復運動させて、捕捉物を掻き取ることにより、洗浄効果を高めたものである。
図１２は、濾過装置の本実施形態を示す概略断面図であり、洗浄時の状態を示している。本濾過装置は、第３の実施形態の装置を改良したものであり、第３の実施形態と異なるのは、各フィルターエレメント１０３の内部に捕捉物除去具１３５を設けたことのみである。したがって、図９〜１１に示す第３の実施形態と共通の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。

この濾過装置のフィルターエレメント１０３の構造を図１３に示す。図１３は、フィルターエレメント１０３の濾過時の状態を示す縦断面図で、接続する取付板１０２，１０４及び隣接するフィルターエレメントとともに示している。フィルターエレメント１０３の構造は、捕捉物除去具１３５を有する点等を除いて、実施形態１又は３のフィルターエレメント３又は１０３と同一である。但し、濾材の網目の孔が、前記濾材の軸と平行な長孔であると、網目にはまりこんだ異物も捕捉物除去具１３５で除去しやすくなるので、特に好ましい。また、濾材の網目の該濾材の軸方向ピッチが、前記濾材の網目の該濾材の周方向ピッチより大きい場合も、網目にはまりこんだ異物を捕捉物除去具１３５で除去しやすくなるので、好ましい。この捕捉物除去具１３５は、濾過時又は洗浄時に生じる軸方向の流体の流れによって該フィルターエレメント１０３内をその軸方向に移動し、外周部が前記フィルターエレメント１０３の内周面に摺接して捕捉物を除去するもので、図１３に示すような除去ブラシに構成されている。

この除去ブラシ１３５は、前記フィルターエレメント１０３の内側にてその中心軸棒１３３に沿って上下に移動するもので、ブラシ本体１３５ａの外周部にブラシ毛１３５ｂを植え付けて成る。ブラシ本体１３５ａは、その中心部に前記中心軸棒１３３が嵌合する孔が形成され、外径はフィルターエレメント１０３の内径よりも小さい径とされており、所定の厚みを有するドーナツ盤状に形成されている。このブラシ本体１３５ａの外周部には、毛先が前記フィルターエレメント１０３の内周面に摺接できるブラシ毛１３５ｂがリング状に植え付けられている。ブラシ毛１３５ｂの毛足の長さは、少なくとも前記フィルターエレメント１０３の内周面に該ブラシ毛１３５ｂの先端がある程度の圧力をもって接触する程度にすることが必要である。

前記ブラシ毛１３５ｂの材質は、例えば天然若しくは合成の繊維、又は鋼、銅、真鍮などの金属線等の一般にブラシの毛として使用されているものならば何でもよい。なお、ブラシ毛１３５ｂは、フィルターエレメント１０３内を流れる流体の圧力により撓む程度の柔軟性を有している。これにより、流体の圧力によりブラシ毛１３５ｂが撓んだ際には、フィルターエレメント１０３の内周面とブラシ毛１３５ｂの毛先との間に隙間ができて、流体が流通可能となる。

図１３に示すように、前記フィルターエレメント１０３内の中心軸棒１３３の上端部及び下端部には、ストッパ１３６が取り付けられている。このストッパ１３６は、除去ブラシ１３５が前記フィルターエレメント１０３の内側にてその中心軸棒１３３に沿って上下に移動した際に、上下の終端部で除去ブラシ１３５の移動を止めるものである。なお、ストッパ１３６の材質としては、ゴムやバネの様に衝撃を吸収できるものがより好ましい。

次に、このように構成された第３の実施形態による濾過装置の濾過時及び逆洗時の動作について、図１３のフィルターエレメント１０３に着目して図１３〜図１５を参照して説明する。図１４及び図１５は、フィルターエレメント１０３の洗浄時の状態を示す縦断面図で、図１３と同様に接続する取付板１０２，１０４及び隣接するフィルターエレメントとともに示し、さらに洗浄ノズルも示している。ここでは、フィルターエレメント１０３は中心部から３列目にあるものとし、洗浄ノズル１１４ｃ，１１５ｃが接続されるが、他の列のフィルターエレメントも対応する洗浄ノズルに接続され、同様の動作が行われる。

図１３は、前記のように濾過装置が濾過動作を行っているとき、又は、洗浄動作を行っているが、フィルターエレメント１０３の上端部及び下端部の開口に、第１及び第２の洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂの洗浄ノズル１１４ｃ，１１５ｃが掛っておらず、フィルターエレメント１０３では流体の濾過が行われている状態を示している。この状態では、第１の原液室１１２ａ及び第２の原液室１１２ｂから流体が、フィルターエレメント１０３の上端部及び下端部の開口を経由して該フィルターエレメント１０３内へ流入し、内側から外側に向けて流体が通過して濾過される。この場合、フィルターエレメント１０３内に設けられた除去ブラシ１３５は、上端部及び下端部の開口から流入した未濾過の流体により押されて、該フィルターエレメント１０３内の流れの圧力がバランスする位置、例えば中間部で停止している。

図１４は、図１３の状態から第１及び第２の洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂが図１０において矢印Ｘ方向（図１１においては矢印Ｙ方向）に回転移動して、フィルターエレメント１０３の上端部の開口に第１の洗浄用パイプ５ａの洗浄ノズル１１４ｃが掛り、洗浄が行われている状態を示している。この状態では、洗浄ノズル１１４ｃによる吸引により、フィルターエレメント１０３の下端部と接続された第１の原液室１１２ａから、該下端部の開口を経由して上端部の開口に向かう軸方向流が形成されている。
この上向きの軸方向流により、フィルターエレメント１０３内の除去ブラシ１３５は、中心軸棒１３３に沿って上方へ押し上げられ、その外周部のブラシ毛１３５ｂが前記フィルターエレメント１０３の内周面に摺接して、その表面に付着した捕捉物を除去しつつ最上方まで押し上げられ、上端部のストッパ１３６に当たって停止する。

ストッパ１３６に当たって停止した除去ブラシ１３５は、そのブラシ毛１３５ｂが軸方向流の作用により撓んで、該フィルターエレメント１０３の内周面との間に隙間ができて、洗浄流体が上端部の開口から洗浄ノズル１１４ｃに流れる。これにより、除去ブラシ１３５の移動及び軸方向流によってフィルターエレメント１０３の内周面から除去された捕捉物は、洗浄ノズル１１４ｃを介して第１の洗浄用パイプ１０５ａに流れ、図１２に示す排出パイプ１１３を通って洗浄流体ドレンパイプ１０６に送られ、外部へ排出される。

その後、第１の洗浄用パイプ１０５ａがさらに回転し、その洗浄ノズル１１４ｃがフィルターエレメント１０３の上端部の開口から外れると、洗浄ノズルからの吸引が行われなくなる。したがって、図１３と同様に、流体が、フィルターエレメント１０３の上端部及び下端部の開口から該フィルターエレメント１０３内へ流入し、内側から外側に向けて流体が通過して濾過される。この場合、フィルターエレメント１０３内に設けられた除去ブラシ１３５は、上端部及び下端部の開口から流入した未濾過の流体により押されて、該フィルターエレメント１０３内の流れの圧力がバランスする位置、例えば中間部で停止している。

図１５は、第１及び第２の洗浄用パイプ１０５ａ，１０５ｂがさらに回転移動して、フィルターエレメント１０３の下端部の開口に第２の洗浄用パイプ１０５ｂの洗浄ノズル１１５ｃが掛かり、洗浄が行われている状態を示している。
この状態では、洗浄ノズル１１５ｃによる吸引により、フィルターエレメント１０３の上端部と接続された第２の原液室１１２ｂから、該上端部の開口を経由して下端部の開口に向かう軸方向流が形成されている。
この上向きの軸方向流により、フィルターエレメント１０３内の除去ブラシ１３５は、中心軸棒１３３に沿って下方へ押し下げられ、その外周部のブラシ毛１３５ｂが前記フィルターエレメント１０３の内周面に摺接して、その表面に付着した捕捉物を除去しつつ最下方まで押し下げられ、下端部のストッパ１３６に当たって停止する。

ストッパ１３６に当たって停止した除去ブラシ１３５は、そのブラシ毛１３５ｂが軸方向流の作用により撓んで、該フィルターエレメント１０３の内周面との間に隙間ができて、洗浄流体が下端部の開口から洗浄ノズル１１５ｃに流れる。これにより、図１５に示す除去ブラシ１３５の移動及び軸方向流によってフィルターエレメント１０３の内周面から除去された捕捉物は、洗浄ノズル１１５ｃを介して第２の洗浄用パイプ１０５ｂに流れる。その後、除去された捕捉物と洗浄流体は、図１２に示す排出パイプ１１３を通って洗浄流体ドレンパイプ１０６に送られ、外部へ排出される。

その後、第２の洗浄用パイプ１０５ｂがさらに回転し、その洗浄ノズル１１５ｃがフィルターエレメント１０３の下端部の開口から外れると、洗浄ノズルからの吸引が行われなくなる。したがって、図１３と同様に、流体が、フィルターエレメント１０３の上端部及び下端部の開口から該フィルターエレメント１０３内へ流入し、内側から外側に向けて流体が通過して濾過される。この場合、フィルターエレメント１０３内に設けられた除去ブラシ１３５は、上端部及び下端部の開口から流入した未濾過の流体により押されて、該フィルターエレメント１０３内の流れの圧力がバランスする位置、例えば中間部で停止している。

以後、前記フィルターエレメント１０３では、図１３〜図１５に示す上向き及び下向きの軸方向流及びそれによる除去ブラシ１３５の往復動作を繰り返すことにより、洗浄を行う。
第１〜第３実施形態同様、洗浄用パイプ１０５ａ及び１０５ｂは洗浄中モーター１１８により回転して、すべてのフィルターエレメントに順次接続し、すべてのフィルターエレメントが洗浄される。また、濾過時の動作は、第１〜第３の実施形態の場合と同様である。

なお、上記実施形態１〜４では、複数のフルターエレメント３，１０３を有する濾過装置を示したが、本発明の濾過装置ではフィルターエレメントの数は１でもよい。また、回転する洗浄用パイプの代わりに、回転しない洗浄流体ドレンパイプと一体となった洗浄用パイプを設けてフィルターエレメントの一端部と常に接続し、濾過時には流体をフィルターエレメントの他端部から供給して内側から外側へ通過させて濾過するとともに、洗浄時には洗浄用パイプにより前記一端部から流体を吸引して、前記他端部から一端部への軸方向流を発生させて洗浄を行っても良い。

また、第４の実施形態の説明では、捕捉物除去具１３５として、除去ブラシの例を示したが、本発明はこれに限られず、フィルターエレメント３，１０３の内側にて、濾過時又は逆洗時の流体の流れによってその軸方向に移動し、外周部の部材が上記フィルターエレメント３，１０３の内周面に摺接して捕捉物を除去することができるならば、例えば、刃状又はヘラ状に形成された金属製、樹脂製あるいはゴム製のスクレーパ等であってもよい。

１…ケーシング
２…第１の隔壁
３，３ａ，３ｂ…フィルターエレメント
３１…濾材
３１ｃ，３１ｅ…長孔
４…第２の隔壁
５…洗浄用パイプ
６…洗浄流体ドレンパイプ
７…流体入口
８…流体出口
９ａ…第１の原液室
９ｂ…第２の原液室
１０…濾液室
１１…貫通孔
１２…貫通孔
３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ…乱流発生部材
１０１…ケーシング
１０２…第１の隔壁（取付板）
１０３…フィルターエレメント
１０４…第２の隔壁（取付板）
１０５，１０５ａ，１０５ｂ…洗浄用パイプ
１０６…洗浄流体ドレンパイプ
１０７…流体入口
１０８…流体出口
１０９…円筒壁
１１０…貫通孔
１１１…濾液室
１１２ａ…第１の原液室
１１２ｂ…第２の原液室
１１３ｃ…連通路
１３５…捕捉物除去具（除去ブラシ）
ｐａ…網目の軸方向ピッチ
ｐｔ…網目の周方向ピッチ

Claims (9)

1. 外部から流体が流入する流体入口を有するとともに、内部で濾過された流体を外部へ流出する流体出口を有するケーシングと、
   前記ケーシングの内部を、前記流体入口に連通し濾過前の流体が収容される第１の原液室と前記流体出口に連通し濾過後の流体が収容される濾液室とに隔離する第１の隔壁と、
   両端部が開口し、前記第１の隔壁に形成された貫通孔に一方の端部が嵌合保持され、内部が前記第１の原液室と連通して前記濾液室内に設けられ、内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状のフィルターエレメントと、
   前記フィルターエレメントの他方の端部側にて前記第１の隔壁と平行に設けられ、該フィルターエレメントの他方の端部を貫通孔に嵌合保持し、前記第１の原液室と連通する第２の原液室を形成するとともに、前記濾液室と第２の原液室とに隔離する第２の隔壁と、
   前記フィルターエレメントの少なくとも一方の端部側に接続され、前記第１又は第２の原液室から前記フィルターエレメントの他方の端部を経由して該フィルターエレメントの軸方向に流体を流して洗浄する洗浄用パイプと、
   前記洗浄用パイプの排出側に接続され、前記フィルターエレメントの洗浄によって除去された捕捉物を前記ケーシングの外部へ排出する洗浄流体ドレンパイプと、を備え、
   前記洗浄用パイプに接続されているフィルターエレメントの他方の端部は、常に前記第１又は第２の原液室に開口していることを特徴とする濾過装置。
2. 前記洗浄用パイプは、前記フィルターエレメントの両方の端部側に設けられ、該フィルターエレメントのいずれか一方の端部に別々のタイミングで接続される、請求項１に記載の濾過装置。
3. 前記フィルターエレメントは、前記濾液室内に複数平行に設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の濾過装置。
4. 前記フィルターエレメントは、その内部に洗浄時の軸方向流を乱流にする乱流発生部材を設けたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の濾過装置。
5. 前記フィルターエレメントは、その内側に、濾過時又は洗浄時に生じる軸方向の流体の流れによって該フィルターエレメントの内側の両端部間を移動し、外周部が該フィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去する捕捉物除去具を設けたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の濾過装置。
6. 両端部が開口した筒状の濾材を有するフィルターエレメントであって、流体を通過させて濾過するための前記濾材の網目の孔が、前記濾材の軸と平行な長孔であることを特徴とするフィルターエレメント。
7. 両端部が開口した筒状の濾材を有するフィルターエレメントであって、流体を通過させて濾過するための前記濾材の網目の該濾材の軸方向ピッチが、該濾材の周方向ピッチより大きいことを特徴とするフィルターエレメント。
8. 前記濾材の内部に、軸方向流を乱流化させる乱流発生部材を設けたことを特徴とする、請求項６又は７に記載のフィルターエレメント。
9. 前記濾材の内部に、軸方向の流体の流れによって前記フィルターエレメントの内側の両端部間を移動し、外周部が該濾材の内周面に摺接して捕捉物を除去する捕捉物除去具を設けたことを特徴とする、請求項６又は７に記載のフィルターエレメント。