JP2016179429A - ろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ濾材のみの着脱を容易にする構成により、メンテナンスの簡易化およびメンテナンス時間の短縮化が図れるろ過装置を提供する。【解決手段】水に含まれる濁質成分を除去するためのろ過装置４であって、ろ過装置４は、上部を開口１１し、フィルタ８を内部に収納して中心部と外周部から水の出し入れを行う円筒状のケーシング９と、開口１１を閉塞する蓋１２と、蓋１２の内側であって開口１１からケーシング９の内部へ落とし込んで配置したフィルタ８と、中央を開口部１３として外周部に第一の通水孔１４を配した円板状の外側保持材１０とを有し、フィルタ８は、一端に第二の通水孔２０を形成し、側面に第三の通水孔２１を有した筒体１７であって、開口部１３を貫通させて配置する内側保持材１６と、筒体１７を覆う袋状のフィルタ濾材１８とを備え、フィルタ濾材１８は、開口部１３の内側において外側保持材１０との間に挟みこんで固定した。【選択図】図１

Description

本発明は、井戸の水または貯水槽へ蓄えた水等に含まれる濁質成分の除去などにより水の浄化を行うろ過装置に関するものである。

従来、この種のろ過装置は、フィルタ濾材のろ過面積を上げて、ろ過効率を高くしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、そのろ過装置について図３を参照しながら説明する。

ろ過装置は、流入配管１０１と前記流入配管１０１に接続した蓋部１０２、フィルタ１０３、ケーシング１０４および流出配管１０５からなる。また、フィルタ１０３は、ケーシング１０４に取り付けるための取付用部材１０６とフィルタ濾材１０７とで構成される。流入配管１０１よりケーシング１０４内に流入した原水はフィルタ濾材の外側から内側へ抜け、この際に濁質成分が除去され、ろ過された原水は流出配管１０５より排出される。フィルタ濾材１０７が目詰りしたときは、蓋部１０２を取り外した後、ケーシング１０４からフィルタ１０３を取り出し、フィルタ濾材１０７を洗浄して再利用する、または、新しいフィルタと交換することによりメンテナンスが行われる。

特開２０１５−１３２８５号公報

しかしながら、このような従来のろ過装置においては、可撓性材料からなるフィルタ濾材のみを容易に着脱することができないという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、フィルタ濾材のメンテナンスの簡易化およびメンテナンス時間の短縮化が図れるろ過装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、水に含まれる濁質成分を除去するためのろ過装置であって、前記ろ過装置は、上部を開口し、フィルタを内部に収納して中心部と外周部から水の出し入れを行う円筒状のケーシングと、前記開口を閉塞する蓋と、前記蓋の内側であって前記開口からケーシングの内部へ落とし込んで配置したフィルタと、中央を開口部として外周部に第一の通水孔を配した円板状の外側保持部材とを有し、前記フィルタは、一端に第二の通水孔を形成し、側面に第三の通水孔を有した筒体であって、前記開口部を貫通させて配置する内側保持部材と、前記筒体を覆う袋状のフィルタ濾材とを備え、前記フィルタ濾材を前記開口部の内側において前記外側保持部材との間に挟みこんで固定したろ過装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、上部を開口し、フィルタを内部に収納して中心部と外周部から水の出し入れを行う円筒状のケーシングと、前記開口を閉塞する蓋と、前記蓋の内側であって前記開口からケーシングの内部へ落とし込んで配置したフィルタと、中央を開口部として外周部に第一の通水孔を配した円板状の外側保持部材とを有し、前記フィルタは、一端に第二の通水孔を形成し、側面に第三の通水孔を有した筒体であって、前記開口部を貫通させて配置する内側保持部材と、前記筒体を覆う袋状のフィルタ濾材とを備え、前記フィルタ濾材を前記開口部の内側において前記外側保持部材との間に挟みこんで固定した構成にしたことにより、ろ過処理時はろ過の上流側と下流側を封止しつつ、フィルタ濾材の着脱時はフィルタ濾材のみを容易に着脱できるので、メンテナンスの簡易化およびメンテナンス時間の短縮化が図れるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１のろ過装置の構成を示す模式図 本発明の実施の形態２のろ過装置の構成を示す模式図 従来のろ過装置を示す模式図

本発明の請求項１記載のろ過装置は、水に含まれる濁質成分を除去するためのろ過装置であって、前記ろ過装置は、上部を開口し、フィルタを内部に収納して中心部と外周部から水の出し入れを行う円筒状のケーシングと、前記開口を閉塞する蓋と、前記蓋の内側であって前記開口からケーシングの内部へ落とし込んで配置したフィルタと、中央を開口部として外周部に第一の通水孔を配した円板状の外側保持部材とを有し、前記フィルタは、一端に第二の通水孔を形成し、側面に第三の通水孔を有した筒体であって、前記開口部を貫通させて配置する内側保持部材と、前記筒体を覆う袋状のフィルタ濾材とを備え、前記フィルタ濾材を前記開口部の内側において前記外側保持部材との間に挟みこんで固定したことを特徴としたものである。

これにより、前記フィルタ濾材の固定を前記開口部の内側において前記外側保持部材との間に挟み込むようにすると、ろ過処理時はろ過の上流側と下流側を封止しつつ、前記フィルタ濾材の着脱時は前記内側保持部材を取り外すことで前記フィルタ濾材のみを容易に着脱できるので、メンテナンスの簡易化およびメンテナンス時間の短縮化が図れるという効果を奏する。

また、請求項２記載のろ過装置は、前記外側保持部材において、前記開口部に挿入用面取り面を有する構成にしてもよい。

これにより、前記フィルタを前記開口部に挿入するときに、前記フィルタ濾材が前記開口部を通過しやすくして、前記フィルタ濾材を前記開口部との固定位置まで容易に導くことができるので、メンテナンスの作業性が向上するという効果を奏する。

また、請求項３記載のろ過装置は、前記ケーシングの内部において、前記フィルタ濾材の外周と前記第一の通水孔との間に仕切板を設けてろ過処理を行う流路を少なくとも一つ形成し、前記流路に粗粒子を除去するための粒子状濾材を含むろ過処理部を備える構成にしてもよい。

これにより、前記ろ過装置の通水方向を第一の通水孔から第二の通水孔へとした場合に、粗粒子を除去した後の水を前記フィルタ濾材に導入することとなり、前記フィルタ濾材が目詰りするまでの時間が長くなり、メンテナンス回数が少なくなるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、井戸の水または貯水槽へ蓄えた水を水源として浄化する水処理装置１は、前記水源に接続された配管２に繋がる電動式ポンプ３と、井戸の水等に含まれる濁質成分を除去するろ過装置４と、電動式ポンプ３からの原水をろ過装置４に導く原水通路５と、ろ過装置４によりろ過された浄水を供給する浄水通路６と、ろ過装置４を逆洗浄した排水を排出する排水通路７から構成される。

電動式ポンプ３は、井戸の水または貯水槽へ蓄えた水を吸い上げ、吐出する電動機で駆動するポンプであって、例えば、渦巻きポンプ、ジェットポンプ、カスケードポンプなどの遠心ポンプや、軸流ポンプ、斜流ポンプなどがある。一般家庭で用いる場合、井戸の深さは、浅井戸であれば５メートルから１０メートル程度、深井戸であれば１０メートルから３０メートル以上吸い上げる必要があり、後段の配管やろ過装置の損失水頭を考慮すると、２０メートル以上の揚程があるものがよく、渦巻きポンプやジェットポンプなどの遠心ポンプがより好ましい。

原水通路５、浄水通路６、および、排水通路７に用いられる配管は、電動式ポンプ３の水圧に耐えられる材質、構造であればよいが、耐久性、加工のしやすさから、例えば、塩化ビニル樹脂や鋼管、あるいは、これらの複合材料を用いた直管や配管継手が使用できる。なお、呼び径は損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば１５から５０ミリメートルのもので、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。

ろ過装置４は、上部を開口し、フィルタ８を内部に収納して中心部と外周部から水の出し入れを行う円筒状のケーシング９と、ケーシング９に固定され、フィルタ８を外側で保持する外側保持材１０と、ケーシング９の開口１１を閉塞する蓋１２と、蓋１２の内側であって開口１１からケーシング９の内部へ落とし込んで配置したフィルタ８とを備えている。

外側保持材１０は、円板上で、中央を開口部１３として外周部に第一の通水孔１４を有している。また、開口部１３に挿入用面取り面１５を有している。

フィルタ８は、外側保持材１０の開口部１３を貫通させて配置する内側保持材１６と、内側保持材１６の筒体１７を覆う袋状のフィルタ濾材１８を備えている。内側保持材１６の上部にはフランジ１９を形成し、下部はケーシング９内へ落とし込む筒体１７として形成したものである。筒体１７は、一端、すなわち上部側には第二の通水孔２０を形成し、側面には第三の通水孔２１を有したものである。

フランジ１９は、外側保持材１０の上面の挿入孔２２を介して係止できるようにしたものである。具体的には、内側保持材１６に爪部２３を有し、挿入孔２２に爪部２３を嵌め込み、フランジ１９を回転させることによりフィルタ８を外側保持材１０に固定する。

このような構成によって、ケーシング９の中心部に第二の通水孔２０、ケーシング９の外周部に第一の通水孔１４が配置されている。

また、フィルタ濾材１８は、入口部２４と袋部２５を有している。

入口部２４は、収縮自在の環状あるいはＯリング形状の弾性体で形成し、筒体１７の外周へ密着させるものである。入口部２４の材質は、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、あるいは、フッ素ゴムとすることができるが、耐久性やコストの観点から、エチレンプロピレンゴムが好ましい。

入口部２４を弾性体で形成することで、内側保持材１６の筒体１７に装着したフィルタ濾材１８は、開口部１３の内側において外側保持材１０との間に挟みこんで固定している。すなわち、フィルタ濾材１８は、筒体１７と開口部１３との間に挟みこんで固定している。

袋部２５は、樹脂や綿等の素材の繊維を編み込んだネット状、メッシュ状のものか、あるいは不織布状にしたもので、直径５から１０センチメートル、長さ２０から６０センチメートル程度の袋状に縫製したもので、洗浄し再利用できる素材が好ましい。また、ろ過精度は０．５から１０マイクロメートル程度のものが好ましく、小さいほど細菌や原虫などの微生物を除去することができるようになるが、目詰りするまでの時間が極端に短くなるため、使用目的や水質によってろ過精度や大きさを選定することが好ましい。

蓋１２は、原水接続口２６と、浄水接続口２７と、排水接続口２８と、蓋１２の下側であって第二の通水孔２０に内側水路２９を接続した蓋内側接続口３０と、外側水路３１をケーシング９に連通した蓋外側接続口３２とを有している。また、蓋１２は、ろ過処理、逆洗浄処理、すすぎ処理に対応して内側水路２９と外側水路３１を選択的に切り替えられる水路切替手段３３を有している。図１では、ろ過処理時の水路切替手段３３の位置を示しているものである。レバー３４を操作して、水路切替手段３３を水平方向に回転させることで切り替えることができる。

上記構成において、ろ過処理は、水路切替手段３３をろ過処理位置に切り替えることで行われる。ろ過処理の際、原水は、まず、原水接続口２６から蓋外側接続口３２に流れ、外側保持材１０の上流側の空間に供給される。次に、第一の通水孔１４を通過した後に、フィルタ濾材１８の外側空間に供給される。そして、フィルタ濾材１８の外側から内側に抜け、この際に濁質成分が除去される。さらに、第三の通水孔２１を通過して内側保持材１６の内側に流入する。最後に、第二の通水孔２０を介して蓋内側接続口３０から浄水接続口２７に流れる。

逆洗浄処理は、フィルタ濾材１８が目詰りしたときに、水路切替手段３３をろ過処理位置から逆洗浄処理位置に切り替えることで行われる。逆洗浄処理の際、原水は、まず、原水接続口２６から蓋内側接続口３０に流れ、第二の通水孔２０を介して内側保持材１６の内側空間に供給される。次に、第三の通水孔２１を通過した後に、フィルタ濾材１８の内側から外側へ抜け、その際にフィルタ濾材１８の表面に堆積した濁質成分が剥離される。さらに、第一の通水孔１４を通過して外側保持材１０の上流側の空間に供給される。最後に、蓋外側接続口３２から排水接続口２８に流れ、排水通路７を介して装置系外に排水される。

すすぎ処理は、逆洗浄処理が終了した後にろ過装置４内の汚れた水を装置系外に排水するために行われ、水路切替手段３３を逆洗浄処理位置からすすぎ処理位置に切り替えることで行われる。すすぎ処理の際、原水は、まず、原水接続口２６から蓋外側接続口３２に流れ、外側保持材１０の上流側の空間に供給される。次に、第一の通水孔１４を通過した後に、フィルタ濾材１８の外側空間に供給される。そして、フィルタ濾材１８の外側から内側に抜ける。さらに、第三の通水孔２１を通過して内側保持材１６の内側に流入する。最後に、第二の通水孔２０を介して蓋内側接続口３０から排水接続口２８に流れ、排水通路７を介して装置系外に排水される。

このように、内側保持材１６を外側保持材１０へ取り付けることでフィルタ濾材１８の入口部２４が開口部１３と筒体１７の間を封止することとなる。そして、ろ過処理時は、フィルタ濾材１８を上流側と下流側の間に確実に介在させることができ、フィルタ濾材１８の着脱時は内側保持材１６を取り外すことでフィルタ濾材１８のみを容易に着脱できるので、メンテナンスの簡易化およびメンテナンス時間の短縮化が図れるという効果が得られる。また、挿入用面取り面１５により、フィルタ濾材１８が開口部１３を通過しやすくして、フィルタ濾材１８を開口部１３との固定位置まで容易に導くことができるので、メンテナンスの作業性が向上する。

（実施の形態２）
図２において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２は、ケーシング９の内部において、フィルタ濾材１８の外周と第一の通水孔１４との間に仕切板４１を設けてろ過処理を行う流路４２を形成し、流路４２は粗粒子を除去するための粒子状濾材４３と防砂材４４を含む構成にしたろ過装置を示している。仕切板４１は、フィルタ濾材１８の外周と第一の通水孔１４側を連通させる位置に第四の通水孔４５と下部ストレーナ４６とを備えている。下部ストレーナ４６は、粒子状濾材４３が第四の通水孔４５の下流側に流出するのを防止するためのものである。

また、第一の通水孔１４に、上部ストレーナ４７を備えている。上部ストレーナ４７は、逆洗浄処理の際に、粒子状濾材４３が第一の通水孔１４の下流側に流出するのを防止するためのものである。

粒子状濾材４３は、例えば、砂、アンスラサイト、ガーネット、セラミックス、粒状活性炭、オキシ水酸化鉄、マンガン砂など、水中で沈降し、圧力で変形しにくい硬度をもつものであればよい。粒子径は、例えば、０．３ミリメートルから５．０ミリメートル、均等係数１．２から２．０などのものを用いるとよい。また、粒子状濾材４３は、材質によって比重が異なり、例えば、砂であればおよそ２．５から２．７グラム毎立方センチメートル、アンスラサイトであれば、１．４から１．８グラム毎立方センチメートル、ガーネットであれば３．８から４．１グラム毎立方センチメートルである。複数の種類の粒子状濾材を混合して使用する複層ろ過法は、このような比重の違いを利用して、層内に粒子径の異なる粒子を小さい粒子から順に下から積層する方法であり、比重が大きく粒子径が小さい粒子と、比重が小さく粒子径が大きい粒子を混合して多層構造にするのが一般的である。複層ろ過法は、単一の種類の粒子状濾材を用いるのに比べて、単位体積あたりのろ過効率が高く、一方で損失水頭が低く抑えられるなどのメリットがあるため好ましい。粒子状濾材４３としては、例えば、ガーネットの０．３ミリメートルと、砂の０．６ミリメートル、アンスラサイトの１．０ミリメートルのものを、２：１：１で混合して使用するが、濁質成分の粒子特性に応じて混合比率や粒子径を調整することが望ましい。粒子状濾材４３の充填量は、ろ過性能と耐久性、損失水頭、ケーシングのサイズなどを考慮して決定することが好ましい。粒子状濾材４３を増やすと、濁質成分の保持量が増加し、目詰りするまでの時間を延ばすことができて逆洗浄の頻度を減らすことができる。一方、損失水頭が上昇するために流量が減少する、逆洗浄の際に粒子状濾材４３の展開位置が上部ストレーナ４７の位置まで到達して逆洗浄の際の洗浄効率が低下するなどの不具合が生じる場合がある。

防砂材４４は、粒子状濾材４３が第一の通水孔１４の下流側に流出するのを防止するための部材であり、砂利など粒子状濾材４３よりも比重、粒子径が大きく、粒子径は２ミリメートルから１０ミリメートルなどのものを用いるとよい。また、防砂材４４の充填量は、耐久性、損失水頭などを考慮して決定することが好ましいが、少なくとも下部ストレーナ４６よりも高い位置までは充填する必要がある。

このような構成によれば、粒子状濾材４３で粗粒子を除去した後の水をフィルタ濾材１８に導入することとなり、フィルタ濾材１８が目詰りするまでの時間が長くなり、メンテナンス回数を少なくすることができる。

本発明にかかるろ過装置は、フィルタ濾材の着脱時は内側保持部材を取り外すことでフィルタ濾材のみを容易に着脱できるので、メンテナンスの簡易化およびメンテナンス時間の短縮化が図れ、井戸の水または貯水槽へ蓄えた水等に含まれる濁質成分の除去などにより水の浄化を行うろ過装置として有用である。

１ 水処理装置
２ 配管
３ 電動式ポンプ
４ ろ過装置
５ 原水通路
６ 浄水通路
７ 排水通路
８ フィルタ
９ ケーシング
１０ 外側保持材
１１ 開口
１２ 蓋
１３ 開口部
１４ 第一の通水孔
１５ 挿入用面取り面
１６ 内側保持材
１７ 筒体
１８ フィルタ濾材
１９ フランジ
２０ 第二の通水孔
２１ 第三の通水孔
２２ 挿入孔
２３ 爪部
２４ 入口部
２５ 袋部
２６ 原水接続口
２７ 浄水接続口
２８ 排水接続口
２９ 内側水路
３０ 蓋内側接続口
３１ 外側水路
３２ 蓋外側接続口
３３ 水路切替手段
３４ レバー
４１ 仕切板
４２ 流路
４３ 粒子状濾材
４４ 防砂材
４５ 第四の通水孔
４６ 下部ストレーナ
４７ 上部ストレーナ

Claims (3)

1. 水に含まれる濁質成分を除去するためのろ過装置であって、
   前記ろ過装置は、上部を開口し、フィルタを内部に収納して中心部と外周部から水の出し入れを行う円筒状のケーシングと、
   前記開口を閉塞する蓋と、前記蓋の内側であって開口からケーシングの内部へ落とし込んで配置したフィルタと、中央を開口部として外周部に第一の通水孔を配した円板状の外側保持部材とを有し、
   前記フィルタは、一端に第二の通水孔を形成し、側面に第三の通水孔を有した筒体であって、前記開口部を貫通させて配置する内側保持部材と、前記筒体を覆う袋状のフィルタ濾材とを備え、前記フィルタ濾材は、前記開口部の内側において前記外側保持部材との間に挟みこんで固定したことを特徴とするろ過装置。
2. 前記外側保持部材は、前記開口部に挿入用面取り面を有する請求項１に記載のろ過装置。
3. 前記ケーシングの内部において、前記フィルタ濾材の外周と前記第一の通水孔との間に仕切板を設けてろ過処理を行う流路を少なくとも一つ形成し、前記流路に粗粒子を除去するための砂を含むろ過処理部を備える請求項１または２に記載のろ過装置。

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