JP2017039100A - フィルタ洗浄ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】付勢部材やシール部材へのゴミの付着等の不具合を抑制できるフィルタ洗浄ヘッドを提供する。【解決手段】ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタ５２であってフィルタ５２の内部に流入した被処理水を濾過してフィルタ５２の外部へ流出させるフィルタ５２の内部に設けられるフィルタ洗浄ヘッド５３であり、フィルタ５２の内面に摺動可能に当接して逆洗水Ｗ２を吸引するフィルタ洗浄ヘッド５３であって、フィルタ５２の内部に配置された逆洗汚水ラインに接続するヘッド基管５４と、ヘッド基管５４の先端側に設けられフィルタ５２の内面に当接する吸引ノズル４と、吸引ノズル４をフィルタ５２の内面に向けて付勢する付勢部材７４と、吸引ノズル４の背面側に設けられ、吸引ノズル４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとに密接するシール面７５ａを有するシール部材７５と、付勢部材７４及びシール部材７５の少なくとも上方を覆う被覆部材７６とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタであってフィルタの内部に流入した被処理水を濾過してフィルタの外部へ流出させるフィルタの内部に設けられるフィルタ洗浄ヘッドに関する。

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、内部に流入した被処理水を濾過して外部へ流出させる円筒状のフィルタを備えた濾過器がある。この濾過器で使用されるフィルタは、例えば、多数の穴を設けた金属薄板を円筒形に形成した支持体の内周面に、金網などの濾過体を円筒状に設けて構成される。

このように構成されるフィルタは、一方の開口部が被処理水入口となり、他方の開口部は閉鎖され、被処理水入口からフィルタの内側に流入した被処理水を内周面側の濾過体に通過させ、被処理水中の異物を捕捉する。そのため、フィルタの内面に異物が堆積し、異物の堆積量が多くなるに連れてフィルタの閉塞が進み、そのままにしておくと圧力損失が大きくなり、濾過流量が十分に得られなくなる。このような事態を防止するため、フィルタを洗浄して内面に堆積している異物を除去し、フィルタの濾過能力を維持する必要がある。

フィルタを洗浄する方法として、フィルタ二次側から濾過方向と逆方向に処理水を流す逆洗浄が知られている。この逆洗浄によって濾過物が混在した水は、フィルタ内に設けられるフィルタ洗浄ヘッドであって、フィルタの内面に摺動可能に当接し、フィルタの内面を摺動するフィルタ洗浄ヘッドによって、吸引されて排出される（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に例示されるこの種のフィルタ洗浄ヘッドは、運転中、フィルタの内面に常に接触状態を維持させるために、フィルタ内に配置された逆洗汚水排出管に接続されるヘッド基管の先端側に、フィルタの内面に当接する吸引ノズルが軸方向に摺動自在に嵌合し、付勢部材であるコイルバネにより、吸引ノズルがフィルタの内面方向に付勢される構造となっている。このような構造において、ヘッド基管と吸引ノズルとの隙間からヘッド基管内へ被処理水が入ることを防止するため、吸引ノズルの内面にシールリング装着溝が形成され、シールリング装着溝に装着したシールリング（シール部材）により、ヘッド基管と吸引ノズルとの間をシールしている。

特表２００８−５０７３９１号公報

ヘッド基管、吸引ノズル、コイルバネには、被処理水中に混在するゴミが溜まりやすい。そのゴミが、シール部材と、ヘッド基管及び吸引ノズルとの間に入り込んだ状態で、吸引ノズルが軸方向に摺動すると、ヘッド基管やシール部材がゴミで摩耗し（ゴミが研磨剤のように作用し）、傷付けられて、シール機能が低下して、シール漏れが発生する虞がある。また、付着したゴミによりシール部材及びコイルバネに抵抗を発生させ、吸引ノズルの円滑な動きが得られなくなり、吸引ノズルとフィルタの内面との良好な接触状態を維持させることができなくなる虞がある。

本発明は、付勢部材やシール部材へのゴミの付着などにより発生する不具合を抑制することができるフィルタ洗浄ヘッドを提供することを目的とする。

本発明は、ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタであって前記フィルタの内部に流入した被処理水を濾過して前記フィルタの外部へ流出させる前記フィルタの内部に設けられるフィルタ洗浄ヘッドであり、前記フィルタの内面に摺動可能に当接して逆洗水を吸引するフィルタ洗浄ヘッドであって、前記フィルタの内部に配置された逆洗汚水ラインに接続するヘッド基管と、前記ヘッド基管の先端側に設けられ、前記フィルタの内面に当接する吸引ノズルと、前記吸引ノズルを前記フィルタの内面に向けて付勢する付勢部材と、前記吸引ノズルの背面側に設けられ、前記吸引ノズルと前記ヘッド基管の外周面とに密接するシール面を有するシール部材と、前記付勢部材及び前記シール部材の少なくとも上方を覆う被覆部材と、を備える、フィルタ洗浄ヘッドに関する。

また、前記ヘッド基管の径方向における、前記付勢部材と前記ヘッド基管の外周面との接触を防止可能な接触防止構造を更に備えることが好ましい。

また、前記被覆部材は、前記付勢部材及び前記シール部材の少なくも上方及び側方を覆うことが好ましい。

また、前記被覆部材は、前記ヘッド基管の延在方向に伸縮自在な蛇腹状に構成されていることが好ましい。

本発明によれば、付勢部材やシール部材へのゴミの付着などにより発生する不具合を抑制することができるフィルタ洗浄ヘッドを提供することができる。

本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を備えるバラスト水処理装置１を示すフロー図である。 本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を示す斜視図である。 図２に示すＡ−Ａ線断面図である。 図３に示すＢ−Ｂ断面図である。 シール部材７５の周辺の部分拡大図である。 本発明の第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａを示す断面図（図４対応図）で、（Ａ）はフィルタ洗浄ヘッド５３Ａが縮んだ状態を示す図、（Ｂ）はフィルタ洗浄ヘッド５３Ａが伸びた状態を示す図である。

本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を備えるバラスト水処理装置１について、説明する。図１は、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を備えるバラスト水処理装置１を示すフロー図である。
〔第１実施形態〕
図１に示すように、バラスト水処理装置１は、バラスト水濾過装置２と、紫外線リアクタ６１と、逆洗水供給手段７と、制御部９と、を備える。制御部９は、制御対象の各機器を制御可能に、各機器に信号線（不図示）により接続されている。バラスト水処理装置１には、その外部構成として、バラストタンク６２が接続されている。

バラスト水処理装置１は、ラインとして、被処理水導入ラインＬ１と、被処理水排出ラインＬ２と、処理水ラインＬ１１と、貯留処理水排出ラインＬ１２と、逆洗水流通ラインＬ２１と、エア抜きラインＬ３１と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

バラスト水濾過装置２は、ケーシング５１と、フィルタ５２と、フィルタ回転手段３と、吸引ノズル４を有するフィルタ洗浄ヘッド５３と、逆洗水噴射ノズル６と、逆洗汚水排出手段５と、を備える。

ケーシング５１は、円筒状であり、その内部にフィルタ５２を収納する。フィルタ５２は、全体視で円筒状であり、内部に流入した被処理水（バラスト水）Ｗ１（主に海水）を濾過してバラスト水（濾過処理水）Ｗ２として外部へ流出させる。フィルタ回転手段３は、フィルタ５２を、その軸心を中心に回転させる。フィルタ洗浄ヘッド５３は、フィルタ５２の内部に設けられる。フィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４は、フィルタ５２の一次側に設けられ、フィルタ５２の内周面（内面）に向かって開口する。フィルタ洗浄ヘッド５３の詳細については後述する。

逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の二次側に設けられ、フィルタ５２の外周面に向かって、バラスト水処理運転中に逆洗水を噴射する。逆洗水噴射ノズル６からの逆洗水の噴射は、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在する（満たされる）状態で行われる。

逆洗汚水排出手段５は、フィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４で吸引された逆洗汚水Ｗ１１を、ケーシング５１の内部から外部へ排出する。制御部９は、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧などに基づいて、逆洗水の噴射の有無、逆洗水の噴射時の噴射圧力などを制御する。バラスト水濾過装置２の詳細については後述する。

紫外線リアクタ６１は、バラスト水濾過装置２のフィルタ５２により濾過されたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２に対して紫外線を照射して殺菌を行う。
バラストタンク６２は、紫外線リアクタ６１により紫外線の照射が行われたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２を、貯留処理水Ｗ３として貯留する。
また、紫外線リアクタ６１は、バラストタンク６２に貯留されるバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を船外へ排出する際に、貯留処理水Ｗ３に対して紫外線を照射して殺菌を行う。

次に、各ラインについて詳述する。被処理水導入ラインＬ１は、一端部から被処理水Ｗ１（主に海水）が導入され、他端部において被処理水導入口２０に接続しており、被処理水Ｗ１がバラスト水濾過装置２の被処理水導入口２０に向けて流通するラインである。被処理水導入ラインＬ１には、汲み上げポンプＰ１、バルブＶ１、接続部Ｊ１、被処理水導入口２０がこの順で設けられている。
被処理水排出ラインＬ２は、一端部において被処理水導入ラインＬ１の接続部Ｊ１に接続しており、他端部からフィルタ５２内の水（バラスト水Ｗ１）が排出されるラインである。

処理水ラインＬ１１は、一端部においてバラスト水濾過装置２の処理水流出口２６に接続しており、他端部においてバラストタンク６２に接続しており、バラスト水濾過装置２で濾過処理されたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２がバラストタンク６２に向けて流通するラインである。処理水ラインＬ１１には、処理水流出口２６、接続部Ｊ２１、バルブＶ１１、接続部Ｊ１１、紫外線リアクタ６１、バルブＶ１２、バラストタンク６２がこの順で設けられている。

貯留処理水排出ラインＬ１２は、一端部において処理水ラインＬ１１の接続部Ｊ１１に接続しており、他端部からバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を排出するラインである。貯留処理水排出ラインＬ１２には、接続部Ｊ１１、バルブＶ１３、貯留処理水排出ポンプＰ１１がこの順で設けられている。

逆洗水流通ラインＬ２１は、一端部において処理水ラインＬ１１の接続部Ｊ２１に接続しており、他端部において逆洗水噴射ノズル６に接続しているラインである。逆洗水流通ラインＬ２１には、バラスト水（濾過処理水）Ｗ２が逆洗水噴射ノズル６に向けて流通する。逆洗水流通ラインＬ２１には、接続部Ｊ２１、バルブＶ２１、逆洗水加圧ポンプＰ２１、逆洗水噴射ノズル６がこの順で設けられている。

ラインの各所には、各種のバルブ及びポンプが設けられている。具体的には、被処理水導入ラインＬ１における接続部Ｊ１よりも上流側には、汲み上げポンプＰ１が設けられている。汲み上げポンプＰ１は、被処理水導入ラインＬ１の一端部から被処理水Ｗ１（主に海水）を汲み上げる。被処理水導入ラインＬ１における汲み上げポンプＰ１と接続部Ｊ１との間には、バルブＶ１が設けられている。被処理水排出ラインＬ２には、バルブＶ２が設けられている。

処理水ラインＬ１１における処理水流出口２６と紫外線リアクタ６１との間（詳細には、接続部Ｊ２１と接続部Ｊ１１との間）には、バルブＶ１１が設けられている。処理水ラインＬ１１における紫外線リアクタ６１とバラストタンク６２との間には、バルブＶ１２が設けられている。貯留処理水排出ラインＬ１２には、バルブＶ１３及び貯留処理水排出ポンプＰ１１が設けられている。

逆洗水流通ラインＬ２１における接続部Ｊ２１と逆洗水加圧ポンプＰ２１との間には、バルブＶ２１が設けられている。逆洗水流通ラインＬ２１におけるバルブＶ２１と逆洗水噴射ノズル６との間には、逆洗水加圧ポンプＰ２１が設けられている。逆洗水加圧ポンプＰ２１は、逆洗水流通ラインＬ２１を流通する水を加圧する。

次に、バラスト水濾過装置２の詳細について説明する。ケーシング５１は、上部開口部及び下部開口部を有する円筒状に形成されており、上部開口部が蓋部１０で密閉され、下部開口部が底部１１で密閉されている。蓋部１０には、エア抜きラインＬ３１が接続されている。エア抜きラインＬ３１には、ケーシング５１の内部のエアを抜くためのエア抜きバルブＶ３１が設けられている。

フィルタ５２は、上部開口部及び下部開口部を有し、全体視で円筒状に形成されている。フィルタ５２の詳細については後述する。ケーシング５１とフィルタ５２との間には、処理水流出空間２７が形成される。上部開口部は、上閉止部１３で密閉されている。下部開口部は、下閉止部１４及び後述する下部回転軸部材１６とで密閉されている。

フィルタ回転手段３は、上部回転軸部材１５と、下部回転軸部材１６と、上部回転軸部材１５を回転させるモータ１７とで構成されている。上部回転軸部材１５は、フィルタ５２の上閉止部１３に、フィルタ５２の軸心位置に軸心方向上向きに突設して設けられている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の下閉止部１４に、フィルタ５２の軸心位置に軸心方向下向きに突設して設けられている。

上部回転軸部材１５は、ケーシング５１の蓋部１０を貫通し且つシーリングされた軸受部材１８を介して、蓋部１０に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、ケーシング５１の底部１１を貫通し且つシーリングされた軸受部材１９を介して、底部１１に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の内部と連通する管状体となっており、ケーシング５１の底部１１からケーシング５１の外部に突出する。下部回転軸部材１６には、ケーシング５１への被処理水導入口２０が接続されている。

被処理水導入口２０には、被処理水導入ラインＬ１が接続されている。ケーシング５１の側部には、処理水流出口２６が設けられている。処理水流出口２６には、処理水ラインＬ１１が接続されている。
被処理水導入ラインＬ１を流通し且つ被処理水導入口２０から導入された被処理水Ｗ１は、下部回転軸部材１６を通ってフィルタ５２の内部に入る。その被処理水Ｗ１は、フィルタ５２を通過して濾過されて、ケーシング５１とフィルタ５２との間に形成される処理水流出空間２７に入り、処理水流出口２６から流出する。

逆洗汚水排出手段５は、逆洗汚水ラインとしての逆洗汚水集合管２８と、逆洗汚水ラインとしての逆洗汚水排出管２９と、バルブＶ３２とを備える。逆洗汚水集合管２８は、フィルタ洗浄ヘッド５３に接続する。逆洗汚水集合管２８には、フィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４で吸引された逆洗汚水Ｗ１１が集合する。逆洗汚水排出管２９は、逆洗汚水集合管２８の下端部に接続し、逆洗汚水Ｗ１１を外部へ排出する。バルブＶ３２は、逆洗汚水排出管２９に設けられている。

逆洗汚水集合管２８においては、上端部が閉鎖し、下端部が開口している。逆洗汚水集合管２８は、フィルタ５２の軸心に配置されている。逆洗汚水集合管２８の上端部は、フィルタ５２の上閉止部１３の中央に設けられた孔に、嵌合して支持されている。逆洗汚水集合管２８の下端部は、フィルタ５２の下閉止部１４の下部回転軸部材１６の内部を、フィルタ５２の回転を妨げないように通り、ケーシング５１の被処理水導入口２０に固定されて支持されている。

フィルタ洗浄ヘッド５３について詳述する。図２は、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を示す斜視図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線断面図である。図４は、図３に示すＢ−Ｂ断面図である。図５は、シール部材７５の周辺の部分拡大図である。
図２〜図５に示すように、逆洗水加圧ポンプＰ２１は、濾過処理水Ｗ２の一部を逆洗水Ｗ２として高圧噴射し、フィルタ洗浄ヘッド５３は、フィルタ５２の内周面に摺動可能に当接して、フィルタ５２の濾過面に付着したＳＳ（浮遊性固形物質）を剥がしながら、逆洗水Ｗ２の吸引排水を行う。フィルタ洗浄ヘッド５３は、ヘッド基管５４と、吸引ノズル４と、内側円盤状部材７１と、外側円盤状部材７２と、支持バー部材７３と、付勢部材としてのコイルバネ７４と、シール部材７５と、被覆部材７６と、を備える。

ヘッド基管５４は、逆洗汚水集合管２８に連通状態で接続されている。ヘッド基管５４は、基端側太径部５４ａと先端側細径部５４ｂと段差部５４ｃとを備える。基端側太径部５４ａは、ヘッド基管５４における基端側の部分であり、先端側細径部５４ｂよりも太径の部分である。先端側細径部５４ｂは、ヘッド基管５４における先端側の部分であり、基端側太径部５４ａよりも細径の部分である。段差部５４ｃは、基端側太径部５４ａと先端側細径部５４ｂとの外径の差により形成される。

吸引ノズル４は、フィルタ５２の一次側に設けられ、ヘッド基管５４を介して逆洗汚水集合管２８に接続し、フィルタ５２の内周面に向かって開口する。吸引ノズル４は、逆洗水噴射ノズル６から噴射され且つフィルタ５２を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水Ｗ２である逆洗汚水Ｗ１１を吸引する。吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向全域から吸引可能であることが好ましい。なお、吸引ノズル４の構成は特に限定されるものではない。例えば、吸引ノズル４を、フィルタ５２の軸方向に直線状及び／又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される吸引ノズル４は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。

本実施形態においては、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向（上下方向）に直線状に配置されて、逆洗汚水集合管２８と接続している。また、フィルタ５２の内周面に対向した位置でフィルタ５２に向かって開口している吸引ノズル４の開口部は、フィルタ５２の内周面に摺動可能に密着している。

上下方向に配置されている複数の吸引ノズル４の間の未吸引部を無くすため、フィルタ５２の軸方向に２列に配置され、一方の列の吸引ノズル４の間に他方の列の吸引ノズル４が位置している。具体的には、複数の吸引ノズル４は、逆洗汚水集合管２８の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。なお、吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に配置する他の例として、複数の吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に、吸引ノズル４の間に未吸引部が存在しない間隔で螺旋状に配置してもよい。

吸引ノズル４の開口部がフィルタ５２の内周面に摺動可能に密着した状態で、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向に直線状に配置されて逆洗汚水集合管２８に接続している。上下方向に配置されている複数の吸引ノズル４は、各吸引ノズル４の間の未吸引部を無くすため、逆洗汚水集合管２８の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。そのため、フィルタ５２の１回の回転でフィルタ５２の内周面全域からの吸引を行うことができる。

詳述すると、吸引ノズル４は、ヘッド基管５４の先端側に設けられ、フィルタ５２の内周面に摺動可能に当接する。吸引ノズル４は、ヘッド基管５４の先端側の外周面に、軸方向（延在方向）に移動自在に嵌合している。吸引ノズル４は、ノズル吸引口４ａと、ノズル外挿部４ｂと、接触防止構造としての第１バネ保持環状凹部４ｃと、シール保持環状凹部４ｄと、中間細径部４ｅと、軸方向内側壁４ｆと、軸方向外側壁４ｇと、フランジ部４ｈと、を備える。

ノズル吸引口４ａは、吸引ノズル４の先端側に開口し、逆洗水Ｗ２を吸引する部分である。ノズル外挿部４ｂは、吸引ノズル４における基端側の部分であり、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに外挿されている。ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂの外周面５４ｄは、ノズル外挿部４ｂの内周面よりもわずかに細い。
第１バネ保持環状凹部４ｃは、ノズル外挿部４ｂにおける基端側の壁部に、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂを包囲するように且つヘッド基管５４の基端側に開放するように、環状に設けられている。第１バネ保持環状凹部４ｃには、コイルバネ７４の螺旋状の端部が保持される。

シール保持環状凹部４ｄは、ノズル外挿部４ｂにおける基端側の壁部に、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂを包囲するように且つヘッド基管５４の基端側に開放するように、環状に設けられている。シール保持環状凹部４ｄは、第１バネ保持環状凹部４ｃよりも径方向の内側に配置されている。シール保持環状凹部４ｄには、環状のシール部材７５が収容される。
中間細径部４ｅは、ノズル外挿部４ｂの外周部に設けられている。中間細径部４ｅは、その軸方向の外側よりも細径となっていることで、形成される。中間細径部４ｅにおける、吸引ノズル４の基端側及び先端側には、それぞれ段差状に、軸方向内側壁４ｆ及び軸方向外側壁４ｇが形成される。

内側円盤状部材７１は、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに、段差部５４ｃに当接した状態で外挿されて固定されている。内側円盤状部材７１は、内周面７１ａと、外周面７１ｂと、軸方向内側壁７１ｃと、軸方向外側壁７１ｄと、接触防止構造としての第２バネ保持環状凹部７１ｅとを備える。
内周面７１ａは、内側円盤状部材７１の径方向中心に設けられる貫通孔からなる。内周面７１ａは、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに外挿される。外周面７１ｂは、内側円盤状部材７１の径方向の外周面である。軸方向内側壁７１ｃは、ヘッド基管５４の基端側を向く壁である。軸方向内側壁７１ｃは、ヘッド基管５４の段差部５４ｃに当接し、これにより、ヘッド基管５４の基端側への内側円盤状部材７１の移動が規制される。

軸方向外側壁７１ｄは、ヘッド基管５４の先端側を向く壁である。第２バネ保持環状凹部７１ｅは、軸方向外側壁７１ｄに、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂを包囲するように且つヘッド基管５４の先端側に開放するように、環状に設けられている。第２バネ保持環状凹部７１ｅには、コイルバネ７４の螺旋状の端部が保持される。第１バネ保持環状凹部４ｃと第２バネ保持環状凹部７１ｅとは、フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向に対向しており、付勢部材７４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとの接触（ヘッド基管５４の径方向の接触）を防止可能な接触防止構造を構成する。

外側円盤状部材７２は、吸引ノズル４の中間細径部４ｅに、径方向に十分な隙間を有して外挿されている。外側円盤状部材７２は、内周面７２ａと、外周面７２ｂと、を備える。内周面７２ａは、外側円盤状部材７２の径方向中心に設けられる貫通孔からなる。内周面７２ａは、吸引ノズル４の中間細径部４ｅに外挿される。内周面７２ａは、吸引ノズル４の中間細径部４ｅよりも十分に（径方向に接触しない程度に）太径となっている。そのため、吸引ノズル４は、軸方向内側壁４ｆと軸方向外側壁４ｇとの間において実質的に摺動抵抗を発生させずに、外側円盤状部材７２の厚さ方向に移動自在になっている。

支持バー部材７３は、内側円盤状部材７１と外側円盤状部材７２との間隔（フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向の間隔）を維持するために、設けられる。支持バー部材７３の一端部は、内側円盤状部材７１に固定されている。支持バー部材７３の他端部は、外側円盤状部材７２に固定されている。支持バー部材７３は、内側円盤状部材７１及び外側円盤状部材７２の周方向に等しい中心角（９０度）で４本配列している。なお、図４に示す断面図は、図３に示すＢ−Ｂ線断面図で切断した図である。また、支持バー部材７３の本数や中心角の大きさは、特に制限されない。

コイルバネ７４は、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに、径方向に十分な間隙を有して包囲するように外挿されている。コイルバネ７４は、一端部側において、内側円盤状部材７１の第２バネ保持環状凹部７１ｅに保持されており、他端部側において、吸引ノズル４の第１バネ保持環状凹部４ｃに保持されている。コイルバネ７４は、吸引ノズル４の軸方向内側壁４ｆが外側円盤状部材７２に当接した場合においても、軸方向外側に向けて付勢力が発現するようになっている。
これにより、吸引ノズル４がヘッド基管５４から分離しないと共に、吸引ノズル４が軸方向外側に向けて付勢されるように構成される。そのため、吸引ノズル４は、フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向におけるフィルタ５２の内周面に向けて、付勢されながら当接する。

図５に示すように、シール部材７５は、吸引ノズル４の背面側に設けられる。シール部材７５は、吸引ノズル４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとに密接するシール面７５ａを有し、吸引ノズル４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとの間をシールする。

シール部材７５は、環状のゴム等の弾性材料あるいは摺動性の良い高分子材料からなり、断面視で、フィルタ洗浄ヘッド５３の基端側に開放する略Ｕ字状に形成されている。詳細には、シール部材７５は、略Ｕ字状で環状のシール凹部７５ｂを備える。シール部材７５は、シール保持環状凹部４ｄの内側に圧入されている。吸引ノズル４の基端側の壁部には、シール保持環状凹部４ｄに圧入されているシール部材７５が抜け出ることを防止するフランジ部４ｈが、設けられている。シール部材７５は、吸引ノズル４と一体となって、ヘッド基管５４の外周面５４ｄを軸方向に移動するようになっている。

被覆部材７６は、コイルバネ７４及びシール部材７５の少なくとも上方を覆う部材である。図３に示すように、被覆部材７６は、略筒状に丸められたシート状部材からなる。被覆部材７６の断面形状は、下方に開放部７６ａが配置されるＣ字状である。図４に示すように、被覆部材７６は、フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向において、外側円盤状部材７２から内側円盤状部材７１を跨いで、ヘッド基管５４の基端側太径部５４ａに亘って設けられる。

被覆部材７６は、外側円盤状部材７２の外周面７２ｂ、内側円盤状部材７１の外周面７１ｂ及びヘッド基管５４の基端側太径部５４ａの外周面それぞれにおいて、リング状の締め付け具である第２環状締付具７８、第１環状締付具７７及び第３環状締付具７９により締め付けられて、取り付けられている。第２環状締付具７８と外側円盤状部材７２の外周面７２ｂとの間で被覆部材７６を挟み込み、更に固定ビス７８ａも用いて、被覆部材７６を外側円盤状部材７２の外周面７２ｂに取り付ける。固定ビス７８ａの先端部は、外側円盤状部材７２の内周面７２ａから径方向内側に突出しており、吸引ノズル４のノズル外挿部４ｂの外周面よりも径方向内側に位置している。

第１環状締付具７７と内側円盤状部材７１の外周面７１ｂとの間で被覆部材７６を挟み込み、更に固定ビス７７ａも用いて、被覆部材７６を内側円盤状部材７１の外周面７１ｂに取り付ける。第３環状締付具７９とヘッド基管５４の基端側太径部５４ａとの間で被覆部材７６を挟み込み、被覆部材７６をヘッド基管５４の基端側太径部５４ａの外周面に取り付ける。

被覆部材７６は、コイルバネ７４及びシール部材７５の少なくも上方を覆う。「コイルバネ７４及びシール部材７５の少なくも上方を覆う。」とは、図３に示すように、断面視において、コイルバネ７４及びシール部材７５のうち横方向の端部が外側にある方（本実施形態においてはコイルバネ７４）の両端部それぞれから垂直線ＶＬを引いた場合、垂直線ＶＬよりも横方向外側まで亘って被覆部材７６が配置されていることを意味する。

また、被覆部材７６は、コイルバネ７４及びシール部材７５の少なくも上方及び側方を覆う。「コイルバネ７４及びシール部材７５の少なくも上方及び側方を覆う。」とは、図３に示すように、断面視において、コイルバネ７４及びシール部材７５のうち下端が下方にある方（本実施形態においてはコイルバネ７４）の下端から水平線ＨＬを引いた場合、水平線ＨＬよりも下方まで亘って被覆部材７６が配置されていることを意味する。
なお、被覆部材７６は、断面視で全周に亘っていてもよい。その場合、ゴミの付着抑制効果は最大となる。

逆洗水噴射ノズル６は、ケーシング５１の側部に設けられており、ケーシング５１の内部に開口している。逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の軸方向全域に逆洗水を噴射できることが好ましい。逆洗水噴射ノズル６の構成は特に限定されるものではない。例えば、逆洗水噴射ノズル６を、フィルタ５２の軸方向に直線状及び／又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される逆洗水噴射ノズル６は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。本実施形態においては、逆洗水噴射ノズル６は、複数配置された各吸引ノズル４と同周上に位置し、且つ、フィルタ５２の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル４の前に位置するように設けられている。なお、逆洗水噴射ノズル６は、各吸引ノズル４と対向するそれぞれの位置に設けられていてもよく、或いは、フィルタ５２の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル４の後に位置するように設けられていてもよい。

逆洗水供給手段７は、フィルタ５２で濾過処理された濾過処理水Ｗ２を加圧して、逆洗水Ｗ２として逆洗水噴射ノズル６に供給する。逆洗水供給手段７は、逆洗水加圧ポンプＰ２１、バルブＶ２１などから構成される。

逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の外周面（二次側）に逆洗水Ｗ２を噴射して、フィルタ５２の一次側に堆積した異物を剥離する。剥離した直後に吸引ノズル４による吸引が行われる。逆洗水噴射ノズル６から噴射された逆洗水Ｗ２によりフィルタ５２から剥離した異物は、逆洗汚水排出管２９に設けられたバルブＶ３２を開くことにより、吸引ノズル４により効果的に吸引される。バルブＶ３２の二次側の圧力は大気圧に開放されているため、逆洗汚水集合管２８の内部の圧力がフィルタ５２の二次側の圧力よりも低くなり、フィルタ５２の二次側にある濾過処理水Ｗ２の一部及び逆洗水噴射ノズル６から噴射した逆洗水Ｗ２は、逆洗汚水Ｗ１１となって逆洗汚水集合管２８の内部を流通し、逆洗汚水排出管２９から外部へ排出される。

逆洗水噴射ノズル６に供給される逆洗水としては、本実施形態においては、フィルタ５２で濾過処理された濾過処理水Ｗ２が用いられる。

次に、本実施形態のバラスト水処理装置１の主な動作について簡単に説明する。
（１）バラスト水濾過装置２による被処理水Ｗ１の濾過処理（バラスト水処理運転）
バルブＶ１、バルブＶ１１及びバルブＶ１２を開き、バルブＶ２、バルブＶ１３、バルブＶ２１、バルブＶ３１及びバルブＶ３２を閉じる。この状態で、汲み上げポンプＰ１を駆動させる。これにより、被処理水導入ラインＬ１の一端部から流入した被処理水Ｗ１は、被処理水導入ラインＬ１を流通する。被処理水導入口２０から導入された被処理水Ｗ１は、フィルタ５２で濾過処理され、濾過処理水Ｗ２として処理水流出口２６から排出される。濾過処理水Ｗ２は、処理水ラインＬ１１を流通し、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、バラストタンク６２に貯留処理水Ｗ３として貯留される。

（２）逆洗水噴射ノズル６によるフィルタ５２の逆洗処理（バラスト水処理運転中の逆洗）
バルブＶ１、バルブＶ１１、バルブＶ１２、バルブＶ２１及びバルブＶ３２を開き、他のバルブを閉じて、濾過処理水Ｗ２（逆洗水Ｗ２）が逆洗水噴射ノズル６に向けて流通する状態とする。そして、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在した状態で、逆洗水加圧ポンプＰ２１及び吸引ノズル４の吸引を稼働させる。これにより、逆洗水噴射ノズル６からの逆洗水（濾過処理水）Ｗ２は、フィルタ５２に向けて噴射され、逆洗が行われる。

（３）バラストタンク６２から外部への貯留処理水Ｗ３の排水処理
バルブＶ１２及びバルブＶ１３を開き、バルブＶ１１を閉じる。この状態で貯留処理水排出ラインＬ１２に設けられた貯留処理水排出ポンプＰ１１を稼働させる。これにより、バラストタンク６２に貯留される貯留処理水Ｗ３は、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、処理水ラインＬ１１及び貯留処理水排出ラインＬ１２を介して外部に排出される。

第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３によれば、例えば、次のような効果を奏する。
第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３は、フィルタ５２の内部に配置された逆洗汚水集合管２８に接続するヘッド基管５４と、ヘッド基管５４の先端側に設けられ、フィルタ５２の内面に当接する吸引ノズル４と、吸引ノズル４をフィルタ５２の内面に向けて付勢するコイルバネ７４と、吸引ノズル４の背面側に設けられ、吸引ノズル４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとに密接するシール面７５ａを有するシール部材７５と、付勢部材７４及びシール部材７５の少なくとも上方を覆う被覆部材７６と、を備える。

そのため、第１実施形態によれば、コイルバネ７４及びシール部材７５の上方からコイルバネ７４及びシール部材７５へ向かうゴミの侵入を抑制することができる。従って、コイルバネ７４（付勢部材）やシール部材７５へのゴミの付着などにより発生する不具合を抑制することができる。

第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３は、ヘッド基管５４の径方向における、コイルバネ７４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとの接触を防止可能な接触防止構造として、第１バネ保持環状凹部４ｃ及び第２バネ保持環状凹部７１ｅを更に備える。そのため、第１実施形態によれば、コイルバネ７４がヘッド基管５４に接触して摩耗が発生すること等を抑制することができる。

第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３においては、被覆部材７６は、コイルバネ７４及びシール部材７５の少なくも上方及び側方を覆う。そのため、コイルバネ７４及びシール部材７５の側方からのゴミの侵入を更に抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａを示す断面図（図４対応図）で、（Ａ）はフィルタ洗浄ヘッド５３Ａが縮んだ状態を示す図、（Ｂ）はフィルタ洗浄ヘッド５３Ａが伸びた状態を示す図である。
第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

図６に示すように、第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａは、第１実施形態と比べて、被覆部材７６が外側円盤状部材７２と吸引ノズル４のノズル吸引口４ａとの間も被覆するように設けられている点が、主に異なる。
第２実施形態においては、被覆部材７６は、フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向において、吸引ノズル４のノズル吸引口４ａから、外側円盤状部材７２及び内側円盤状部材７１を跨いで、ヘッド基管５４の基端側太径部５４ａに亘って設けられる。

被覆部材７６は、吸引ノズル４のノズル吸引口４ａの外周面、外側円盤状部材７２の外周面７２ｂ、内側円盤状部材７１の外周面７１ｂ及びヘッド基管５４の基端側太径部５４ａの外周面それぞれにおいて、リング状の締め付け具である第４環状締付具８０、第２環状締付具７８、第１環状締付具７７及び第３環状締付具７９により締め付けられて、取り付けられている。第４環状締付具８０とノズル吸引口４ａの外周面との間で被覆部材７６を挟み込み、更に固定ビス８０ａも用いて、被覆部材７６をノズル吸引口４ａの外周面に取り付ける。第２環状締付具７８と外側円盤状部材７２の外周面７２ｂとの間で被覆部材７６を挟み込み、更に固定ビス７８ａも用いて、被覆部材７６を外側円盤状部材７２の外周面７２ｂに取り付ける。第１環状締付具７７と内側円盤状部材７１の外周面７１ｂとの間で被覆部材７６を挟み込み、更に固定ビス７７ａも用いて、被覆部材７６を内側円盤状部材７１の外周面７１ｂに取り付ける。第３環状締付具７９とヘッド基管５４の基端側太径部５４ａとの間で被覆部材７６を挟み込み、被覆部材７６をヘッド基管５４の基端側太径部５４ａの外周面に取り付ける。

被覆部材７６は、少なくとも吸引ノズル４のノズル吸引口４ａの外周面と外側円盤状部材７２の外周面７２ｂとの間の領域７６ｃにおいては、ヘッド基管５４の延在方向に伸縮自在な蛇腹状に構成されている。被覆部材７６は、外側円盤状部材７２の外周面７２ｂと内側円盤状部材７１の外周面７１ｂとの間の領域７６ｂにおいては、蛇腹状に構成されていない。外側円盤状部材７２の外周面７２ｂと内側円盤状部材７１の外周面７１ｂとヘッド基管５４の基端側太径部５４ａの外周面との相対的位置関係は、変化しない。一方、吸引ノズル４のノズル吸引口４ａの外周面と外側円盤状部材７２の外周面７２ｂとの相対的位置関係（ヘッド基管５４の延在方向の位置関係）は、フィルタ洗浄ヘッド５３の伸縮によって変化する。例えば、図６（Ｂ）では、理解の便宜上、実際よりもデフォルメして、外側円盤状部材７２の外周面７２ｂ、ヘッド基管５４（逆洗汚水集合管２８）等に対して吸引ノズル４のノズル吸引口４ａが遠くなった状態を示す。

第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａは、前述の構成を有するため、外側円盤状部材７２と吸引ノズル４の中間細径部４ｅとの間の隙間からも、ゴミが侵入しない。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
被覆部材７６は、シート状部材以外の部材から構成することができる。被覆部材７６の断面形状は、円環状（円弧状）に制限されず、例えば、各種の曲線状や、曲線と直線との複合線状であってもよい。
被覆部材７６を取り付ける手段は、特に制限されず、例えば、締結バンドや、径方向内側に向けて締め付け力が発現する環状部材（例えば、弾性ゴム製）を用いることができる。
付勢部材は、コイルバネ７４に制限されず、他の構成の付勢部材であってもよい。

第２実施形態において、第２環状締付具７８と外側円盤状部材７２の外周面７２ｂとの間における被覆部材７６の挟み込みを省略し、被覆部材７６の全体を蛇腹構造としてもよい。
また、吸引ノズル４のノズル吸引口４ａの外周面と外側円盤状部材７２の外周面７２ｂとの間の被覆部材７６の領域７６ｃを設けずに、外側円盤状部材７２の外周面７２ｂと内側円盤状部材７１の外周面との間の被覆部材７６の領域７６ｂのみを蛇腹構造とすることもできる。

被覆部材７６として十分な剛性を備えたものを用いることができる。その場合には、支持バー部材７３を省略することができる。

４ 吸引ノズル
４ｃ 第１バネ保持環状凹部（接触防止構造）
２８ 逆洗汚水排出管（逆洗汚水ライン）
５１ ケーシング
５２ フィルタ
５３ フィルタ洗浄ヘッド
５４ ヘッド基管
５４ｄ 外周面
７１ｅ 第２バネ保持環状凹部（接触防止構造）
７４ コイルバネ（付勢部材）
７５ シール部材
７５ａ シール面
７６ 被覆部材
Ｗ１ 被処理水
Ｗ２ 逆洗水

Claims (4)

1. ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタであって前記フィルタの内部に流入した被処理水を濾過して前記フィルタの外部へ流出させる前記フィルタの内部に設けられるフィルタ洗浄ヘッドであり、前記フィルタの内面に摺動可能に当接して逆洗水を吸引するフィルタ洗浄ヘッドであって、
   前記フィルタの内部に配置された逆洗汚水ラインに接続するヘッド基管と、
   前記ヘッド基管の先端側に設けられ、前記フィルタの内面に当接する吸引ノズルと、
   前記吸引ノズルを前記フィルタの内面に向けて付勢する付勢部材と、
   前記吸引ノズルの背面側に設けられ、前記吸引ノズルと前記ヘッド基管の外周面とに密接するシール面を有するシール部材と、
   前記付勢部材及び前記シール部材の少なくとも上方を覆う被覆部材と、を備える、
   フィルタ洗浄ヘッド。
2. 前記ヘッド基管の径方向における、前記付勢部材と前記ヘッド基管の外周面との接触を防止可能な接触防止構造を更に備える、
   請求項１に記載のフィルタ洗浄ヘッド。
3. 前記被覆部材は、前記付勢部材及び前記シール部材の少なくも上方及び側方を覆う、
   請求項１又は２に記載のフィルタ洗浄ヘッド。
4. 前記被覆部材は、前記ヘッド基管の延在方向に伸縮自在な蛇腹状に構成されている、
   請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタ洗浄ヘッド。

Images