JP2017148713A

JP2017148713A - 濾過装置及びフィルターエレメント洗浄方法

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Publication number: JP2017148713A
Application number: JP2016032217A
Authority: JP
Inventors: 高橋　裕一; Yuichi Takahashi; 裕一高橋
Original assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-23
Also published as: JP6718252B2

Abstract

【課題】逆洗等によって発生したフィルターの濾材内部や濾液室側表面の付着物を、フィルターを取り外すことなく除去する。【解決手段】流体入口６及び流体出口７を有し、内部に濾過前の流体を収容する原液室８と濾過後の流体を収容する濾液室９とを備えたケーシング１と、ケーシング１の内部に設置され、流体を原液室８側から濾液室９側へ通過させて濾過するフィルターエレメント３と、を備え、フィルターエレメント３に対し流体を濾液室９側から原液室８側へ通過させてフィルターエレメント３の逆洗が可能な濾過装置において、フィルターエレメント３に対し原液室８側から濾液室９側へフィルターエレメント３を通過するように流体を噴射するスプレー洗浄器具６０をケーシング１の外部から挿入できるように、ケーシング１に外部から原液室８内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔５０を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、フィルターエレメントを用いて流体を濾過する濾過装置に関し、詳しくは、逆洗等によって発生したフィルターエレメントの濾材内部や濾液室側表面の付着物を、フィルターエレメントを取り外すことなく除去できる、濾過装置及びフィルターエレメント洗浄方法に関する。

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、濾材に捕捉された固形分やゲル状の塵埃等が該濾材に蓄積し、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、前記濾材に濾過時と逆向きに流体を通して該濾材に付着した捕捉物を剥離させる「逆洗」と呼ばれる操作を行い、濾材の濾過性能を回復させる。この「逆洗」という方法は、濾材を分解せず容易に、濾材の通過抵抗を下げ、初期の通過抵抗に近づけることができる方法である。特に逆洗流体排出管を設けている濾過装置の場合、濾過を中断せずに、逆洗を行える点で優れている。

このような「逆洗」が可能な濾過装置としては、流入口と流出口を有する円筒状ストレーナ（ケーシング）本体に円筒状濾過用エレメントを内蔵し、濾過用エレメントの内側から外側に流体を通過させて濾過を行う濾過装置において、濾過用エレメント内にブラシ付きの異物吸込機構（吸引ヘッド）を有する吸込管を回動自在に設け、前記吸込管に連通機構を介して排出管（逆洗流体排出管）を連接した濾過装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、円筒状フィルターエレメントの内側から外側に流体を通過させて濾過を行なう濾過装置であって、該フィルターエレメント内部側に、低圧の排出口に連通した逆洗用のノズルが配置されたものがあり、該ノズルはフィルターエレメントの内周面を走査するとともに、流体をフィルターエレメントの外側から該フィルターエレメントを通過してノズルに流入させて前記排出口から排出することにより、フィルターエレメントを逆洗できるようになっている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−１６６７２号公報特表２００８−５０７３９１号公報

上記の各濾過装置のように、定期的に前記濾材に濾過時と逆向きに流体を通す「逆洗」、特にブラシ付きの吸引ヘッドを用いた逆洗を行うと、フィルターエレメントの原液室側表面に付着した捕捉物は除去できるが、濾材内部や濾液室側表面の付着物の除去が困難な場合がある。このような濾材内部や濾液室側表面の付着物とは、例えば、濾過時に微粒子がメッシュの隙間にはまり込んだり、繊維状の物質がメッシュに絡みついたりして発生する場合がある。また、逆洗に用いる濾過済みの流体に含まれている微粒子等が、逆洗時の濾液室側から原液室側への通過の際にフィルターエレメントの濾液室側表面や濾材内部に捕捉されて付着する場合がある。これは、濾過済みの流体の中にも、濾材の目に近い大きさの微粒子や、細長い微粒子や繊維状のもの等、通過する際の微粒子や繊維の向きにより、濾過時には通過しても逆洗時には通過せずに捕捉されるものも存在するからである。

従来の濾材は、例えば図５のように、原液室側から、濾過のための微細メッシュと、流れの分散や中間的な補強用の中間メッシュと、補強のための太く粗いメッシュなどを配置した多層構造を有する場合がある。このようなフィルターエレメントを逆洗すると、濾液室側から原液室側へ通過する濾過済みの流体に含まれている微粒子等の一部が、濾材内部の微細メッシュと中間メッシュとの界面等に捕捉される場合がある。捕捉された微粒子等の一部は、通常の濾過時の原液室側から濾液室側への流体の流れ（差圧は例えば0.01〜0.02MPa）により除去されうるが、一部は両メッシュの間にはまり込んだり粘着したりする場合もある。このようなフィルターエレメントの濾液室側から詰まった微粒子等の付着物は、さらなる逆洗による濾液室側から原液室側へ向かう流体の流れや、原液室側からのブラシの摺接によって除去することは困難であり、付着物が蓄積されると流体の通過抵抗の上昇を引き起こすという問題があった。この問題に対処するために、従来は定期的にフィルターエレメントを取り外して洗浄し、このようなフィルターエレメントの濾材内部や濾液室側表面の付着物を除去する必要があった。フィルターエレメントを取り出すためには、ケーシングの大きな上蓋等を取り外す必要があるため、作業が大変であった。

本発明は、このような問題に対処し、逆洗等によって発生したフィルターエレメントの濾材内部や濾液室側表面の付着物を、フィルターエレメントを取り外すことなく除去できる、濾過装置及びフィルターエレメント洗浄方法を提供することをその目的とする。

前記課題を解決するために、本発明による濾過装置は、流体入口及び流体出口を有し、内部に前記流体入口に連通し濾過前の流体を収容する原液室と前記流体出口に連通し濾過後の流体を収容する濾液室とを備えたケーシングと、前記ケーシングの内部に設置され、流体を前記原液室側から前記濾液室側へ通過させて濾過するフィルターエレメントと、を備え、前記フィルターエレメントに対し流体を前記濾液室側から前記原液室側へ通過させて該フィルターエレメントに付着した捕捉物を剥離する逆洗が可能な濾過装置において、前記フィルターエレメントに対し前記原液室側から前記濾液室側へ該フィルターエレメントを通過するように流体を噴射するスプレー洗浄器具を前記ケーシングの外部から挿入できるように、前記ケーシングに外部から原液室内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔を設けたものである。

また、本発明によるフィルターエレメント洗浄方法は、流体入口及び流体出口を有し、内部に前記流体入口に連通し濾過前の流体を収容する原液室と前記流体出口に連通し濾過後の流体を収容する濾液室とを備えたケーシングと、前記ケーシングの内部に設置され、流体を前記原液室側から前記濾液室側へ通過させて濾過するフィルターエレメントと、を備え、前記フィルターエレメントに対し流体を前記濾液室側から前記原液室側へ通過させて該フィルターエレメントに付着した捕捉物を剥離する逆洗が可能であり、前記ケーシングに外部から原液室内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔を設けた濾過装置の前記フィルターエレメントを洗浄するフィルターエレメント洗浄方法であって、前記フィルターエレメントの前記原液室側の表面に付着した捕捉物の除去を、流体を前記濾液室側から前記原液室側へ通過させる逆洗により行い、前記フィルターエレメントの内部や濾液室側の表面の付着物の除去を、前記原液室及び前記濾液室から流体を除去した状態で、前記洗浄用操作孔を開いて、流体を噴射するスプレー洗浄器具を前記ケーシングの外部から挿入し、前記フィルターエレメントに対し前記原液室側から前記濾液室側へ該フィルターエレメントを通過するように流体を噴射して洗浄するスプレー洗浄により行うものである。

本発明の濾過装置によれば、フィルターエレメントに対し原液室側から濾液室側へフィルターエレメントを通過するように流体を噴射するスプレー洗浄器具をケーシングの外部から挿入できるように、ケーシングに外部から原液室内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔を設けたので、逆洗等によって発生したフィルターエレメントの濾材内部や濾液室側の表面の付着物を、フィルターエレメントを取り外すことなく、スプレー洗浄により除去できる。

また、本発明のフィルターエレメント洗浄方法によれば、ケーシングに外部から原液室側へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔を設け、フィルターエレメントの原液室側の表面に付着した捕捉物の除去を、逆洗により行い、前記フィルターエレメントの濾材内部や濾液室側の表面の付着物の除去を、前記洗浄用操作孔を開いて、流体を噴射するスプレー洗浄器具をケーシングの外部から挿入し、流体を噴射して洗浄するスプレー洗浄により行うので、この逆洗等によって発生したフィルターエレメントの濾材内部や濾液室側の表面の付着物を、フィルターエレメントを取り外すことなく、スプレー洗浄により除去できる。
特に、フィルターエレメントの面に摺接する除去ブラシを備えた逆洗ヘッドを含む逆洗手段を用いて逆洗を行った後にスプレー洗浄を行う場合、比較的低い流体供給圧でフィルターエレメントの濾材内部や濾液室側の表面の付着物を除去できる場合がある。

本発明による濾過装置の第１の実施形態の全体構成を示す説明図で、（ａ）は濾過及び逆洗時の状態を示す縦断面図であり、（ｂ）はスプレー洗浄時の状態を示す縦断面図である。本発明による濾過装置の第２の実施形態の全体構成を示す説明図で、（ａ）は濾過及び逆洗時の状態を示す縦断面図であり、（ｂ）はスプレー洗浄時の状態を示す縦断面図である。前記第２の実施形態の変形例の全体構成を示す説明図で、（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は縦断面図である。本発明による濾過装置の第３の実施形態の全体構成を示す説明図で、（ａ）は濾過及び逆洗時の状態を示す縦断面図であり、（ｂ）はスプレー洗浄時の状態を示す縦断面図である。フィルターエレメントの濾材構造の一例を示す断面図である。

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］
図１は、本発明による濾過装置の第１の実施形態の全体構成を示す説明図で、（ａ）は濾過及び逆洗時の状態を示す縦断面図であり、（ｂ）はスプレー洗浄時の状態を示す縦断面図である。この濾過装置は、例えば船舶のバラスト水を濾過するもので、流体を流体入口からフィルターエレメントを通過して流体出口から流出させて濾過を行うとともに、後述する逆洗ヘッド等を用いずに、外部の配管系により流体の流路を切替えて、流体を流体出口からフィルターエレメントを通過して流体入口へ流すことによりフィルターエレメントの逆洗を行なうものである。この濾過装置は、ケーシング１と、隔壁２と、フィルターエレメント３とを備えてなる。

前記ケーシング１は、濾過装置の外殻をなすもので、ケーシング本体１ａとケーシング蓋１ｂとからなる。ケーシング本体１ａは、有底の筒状（例えば円筒形状）、直方体形状などに形成され、例えば側壁上部に外部から流体が流入する流体入口６を有すると共に、側壁下部に内部で濾過された流体を外部へ流出する流体出口７を有している。ケーシング蓋１ｂは、ケーシング本体１ａの上に載置されケーシング１内部を密封する蓋である。蓋１ｂには、後述するように、スプレー洗浄時にスプレー洗浄器具６０を挿入するための洗浄用操作孔５０が設けられ、これはスプレー洗浄時以外は蓋５１で密閉されている。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、通過させる流体の種類、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、隔壁２が水平に設けられている。この隔壁２は、ケーシング１内部を流体入口６と連通し濾過前の流体が収容される原液室８（上側）と、前記流体出口７と連通し濾過後の流体が収容される濾液室９（下側）とに隔離する壁である。この隔壁２の中央部には貫通孔が設けられ、これに嵌合して筒状部分１０が上側に突設されている。

前記ケーシング１の内部にて隔壁２の上側には、円筒状のフィルターエレメント３が、前記原液室８内に垂直方向に設けられ、その下端部が前記筒状部分１０に貫通されて回動可能に保持され、その内部は筒状部分１０の内部を介して濾液室９と連通している。このフィルターエレメント３は、流体を前記原液室８側から前記濾液室９側へ通過させて濾過するもので、円筒面を成す濾材３１と、前記下端部を成す下側閉塞板３２と、上端部を成す上側閉塞板３３とを有し、対象となる流体を外側から内側に向けて濾材３１を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ものである。

濾材３１は、図５に示す従来の濾材と同様に、複数層に重ねられており最外層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からなるもの、ウェッジワイヤからなるもの等がある。焼結したものの場合は、最外層の網目の大きさは１０〜２００μｍのもの、それより内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、最外層以外の補強メッシュや保護メッシュは、フィルターエレメント３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プレートや、複数本の細いロッドを縦横方向に並べた補強部材を配設した状態で焼結してもよい。

前記下側閉塞板３２は円板状を成し、外周が前記円筒状の濾材３１に嵌合されてこれと固定されており、中央部には貫通孔３４が設けられて、これに前記筒状部分１０が回動可能に嵌合している。貫通孔３４の内周には溝が設けられてＯリング１２が設けられ、筒状部分１０の外周との間にシールを形成している。下側閉塞板３２の下面と前記隔壁２の上面との間には、軸受１１が設けられ、フィルターエレメント３の重量を支えるとともに回動可能に保持している。

一方、前記上側閉塞板３３も円板状を成し、外周が前記筒状の濾材３１に嵌合されてこれと固定されている。この上側閉塞板３３の中央部は、前記ケーシング蓋１ｂの上側に設けられたギアードモータ１３からケーシング蓋１ｂの貫通孔１ｄを通過して伸びる回転軸１４と連結されている。これにより、フィルターエレメント３は、ギアードモータ１３により、回転可能になっている。なお、上側閉塞板３３の上面と、ケーシング蓋１ｂの下面との間にも軸受１５が設けられ、また、前記貫通孔１ｄの内周にはＯリング１６が設けられ、回転軸１４との間のシールを形成している。

尚、フィルターエレメント３を回転させる手段として、本実施形態ではギアードモータ１３を用いているが、ギアードモータ１３の代わりに例えば図示省略のハンドルを回転軸１４に取付け、後述するスプレー洗浄の際に手動でフィルターエレメント３を回転できるようにしてもよい。

濾過装置に接続する濾過対象流体の外部の配管系としては、ケーシング１の流体入口６には、入口側分岐管２１が接続され、その一方の枝２１ａは、途中に入口側バルブＶ_Ｉを有して１次圧（Ｐ_１）を有する原液供給源と接続され、他方の枝２１ｂは、途中にドレインバルブＶ_Ｂを有して例えば大気圧（Ｐ_０）に開放されたドレイン側へ接続されている。一方、ケーシング１の流体出口７には、出口側配管２２が接続され、この出口側配管２２は、途中に出口側バルブＶ_Ｏを有して、２次圧（Ｐ_２）を有する濾液貯留槽等に接続されている。これにより、入口側バルブＶ_Ｉと出口側バルブＶ_Ｏを開放し、ドレインバルブＶ_Ｂを閉塞して、流体を流体入口６から流体出口７へ流す濾過状態と、入口側バルブＶ_Ｉを閉塞し、出口側バルブＶ_ＯとドレインバルブＶ_Ｂを開放して、流体を流体出口７から流体入口６へ逆流させる逆洗とを切替えることができる。

ここで、本発明においては、前記のように、ケーシング蓋１ｂに外部から原液室８内部へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔５０が設けられている。本実施形態では、流体を外側から内側に通過させて濾過する円筒状のフィルターエレメント３を用いているので、この洗浄用操作孔５０は、スプレー洗浄器具６０をフィルターエレメント３の外周面の外側に挿入できるように、ケーシング蓋１ｂにてフィルターエレメント３の外周面より外側に対応する位置に設けられている。この洗浄用操作孔５０は開閉可能で、本実施形態では蓋５１の着脱により開閉できるようになっている。濾過装置のスプレー洗浄時以外は、ケーシング蓋１ｂにボルト等で固定された蓋５１により密閉され、スプレー洗浄時には、この蓋５１を外して、スプレー洗浄器具６０をフィルターエレメント３の外周面の外側に挿入できるようになっている。但し、開閉手段は蓋５１に限られず、例えば開閉扉など任意公知の開閉手段を用いても良い。

尚、スプレー洗浄器具６０は、例えば、高圧洗浄器等に使用される、所謂「スプレーランス」と呼ばれる器具で、図１〜４に示すように、流体供給源Ｐから洗浄用の流体を供給する柔軟性を有する配管ＦＰに接続され、前記ケーシング１の洗浄用操作孔５０に挿入可能で、略ストレート又は先端が所定角度曲がったストレートの送液管部分６０ａと、この送液管部分６０ａの先端部に取付けられて前記流体を噴射するノズル６０ｂと、からなり、作業者は送液管部分６０ａを握って手動で流体噴射位置をフィルターエレメント表面の各部に移動させて、流体を噴射できるようになっている。このスプレー洗浄器具６０は、供給圧0.1〜20MPa（1〜200kg/cm²）の流体噴射できるものであり、市販のものを用いても良い。

前記ノズル６０ｂは、送液管部分６０ａを通って供給される流体を噴射するもので、前記送液管部分６０ａの先端に設けられている。ここで、ノズル形状や配置は、洗浄するフィルターエレメントの形状等に応じて様々に調整することができる。本実施形態では、ノズルの先端を中心に扇状に広がる噴射形状を有するノズルを用いている。これにより、噴射密度を維持しつつ一方向に伸びた噴射範囲を形成できるため、スプレー洗浄器具６０をその直交方向に移動させるだけで２次元的範囲をカバーできるからである。

尚、ノズル６０ｂの噴射形状は、扇状に限らず、ノズルの先端を中心に円錐状に広がる噴射形状でもよい。また、後述する第３の実施形態のような円筒状フィルターエレメントの内面に対する噴射の場合は、ストレートの送液管部分６０ａを有するスプレー洗浄器具６０の先端部にその軸を中心とする全周方向に円盤状に噴射範囲を有するノズル６０ｂを設け、スプレー洗浄器具６０の軸方向の移動によってその内面の全範囲をカバーできるようにしてもよい。

また、上記のように作業者は送液管部分６０ａを握って手動でスプレー洗浄器具６０を操作して、流体噴射位置を移動させても良いが、何らかのガイド治具を設けて、その治具にガイドされてスプレー洗浄器具６０を手動又は自動で動かすようにしても良い。

次に、以上のように構成された第１の実施形態の濾過装置の動作について、図１（ａ）を参照して説明する。濾過時、逆洗時とも、フィルターエレメント３の回転は停止している。

濾過時においては、濾過装置の入口側バルブＶ_Ｉと出口側バルブＶ_Ｏが開放され、ドレインバルブＶ_Ｂが閉塞される。この入口側の流体の圧力（１次圧Ｐ_１）は、ポンプ（遠心ポンプ等）で加圧され、出口側の圧力（２次圧Ｐ_２）より高いので、これにより、濾過すべき流体は、実線の矢印で示すように、流体入口６からケーシング１の原液室８に流入し、円筒状のフィルターエレメント３の濾材３１を通過して、濾液室９に連通するフィルターエレメント３の内部へ流入することにより、濾過される。濾過された流体は、濾液室９から流体出口７を通って外部へ流出する。

逆洗時においては、濾過装置の入口側バルブＶ_Ｉは閉塞され、出口側バルブＶ_ＯとドレインバルブＶ_Ｂが開放される。これにより、濾過装置の流体入口６は、ドレイン配管を通して大気圧Ｐ_０に開放された低圧側に連通されて圧力が低下し、濾過装置の流体出口７の圧力（２次圧Ｐ_２）より低くなるので、流体は、白抜きの矢印で示すように、流体出口７から濾液室９、フィルターエレメント３を通過し、原液室８を通って、流体入口６に逆流する。このフィルターエレメント３を通過する逆洗流により、濾材３１の全面が逆洗される。逆洗は、濾過装置の使用条件（濾過速度や流体中の異物の量、圧損など）に応じて、所定の頻度で所定の時間行う。これにより、濾材３１の原液室８側に付着した捕捉物が除去される。

次に、スプレー洗浄により行うフィルターエレメント洗浄方法について、図１（ｂ）を参照して説明する。
スプレー洗浄は、逆洗を行ってフィルターエレメント３の原液室８側表面の捕捉物を除去してから行うと効果的である。スプレー洗浄時にフィルターエレメント３の原液室８側の表面の捕捉物を濾材３１内部に押し込んで目詰まりを起こすという前記問題を、低減することができるからである。
スプレー洗浄の手順としては、その効果を高めるために、まず濾過装置内の流体を抜く。それには、入口側バルブＶ_Ｉ及び出口側バルブＶ_Ｏを閉塞し、スプレー洗浄排出バルブＶ_Ｅ（及び図示省略のエアべント弁）を開放して濾過装置の原液室８の流体を排出する。スプレー洗浄時のみ該バルブを開放する。本実施形態ではこのバルブＶ_Ｅは手動バルブとしているが、自動バルブとしてもよい。但し、流体入口６の位置が低い場合は、スプレー洗浄排出口１７やスプレー洗浄排出バルブＶ_Ｅは必ずしも必要ない。
次に、ケーシング蓋１ｂに固定され洗浄用操作孔５０を閉止している蓋５１を取り外し、洗浄用操作孔５０を開口させる。そして、スプレー洗浄器具６０を原液室８内に挿入し、フィルターエレメント３を外側からスプレー洗浄する。

スプレー洗浄では、原液室８側（外側）から濾液室９側（内側）へフィルターエレメント３を通過するように洗浄流体を噴射し、フィルターエレメント３の濾材３１内部や濾液室９側表面、すなわち濾液室９に連通するフィルターエレメント３の内周側表面、の付着物をスプレー洗浄流体により除去する。本実施形態では、高圧ポンプＰ等で加圧された流体（清浄水）を、原液室８側に挿入されたスプレー洗浄器具６０のノズル６０ｂから噴射するとともに、該ノズル６０ｂ位置を円筒状のフィルターエレメント３の軸と平行方向に手動で往復移動させて、濾材３１の全長に対して流体を噴射する。フィルターエレメント３をギアードモータ１３（又は手動）で回転させながら流体噴射を行うことにより、濾材３１の全面をスプレー洗浄できるようになっている。

フィルターエレメント３の濾材３１とノズル６０ｂとの距離、スプレー洗浄流体の圧力や噴射形状は、洗浄すべき濾材３１の性状等に合わせて適宜設定する。一般的に、スプレー洗浄流体の圧力を高く設定するほど捕捉物除去効果が高くなるが、高すぎると濾材３１にダメージを与えたり、大型の加圧ポンプが必要になったりするので好ましくない。スプレー洗浄器具６０に供給されるスプレー洗浄流体の圧力としては、本実施形態の濾過装置で複数積層した金網を焼結した濾材をスプレー洗浄する場合、0.1〜20MPa（1〜200kg/cm²）、好ましくは0.1〜10MPa（1〜100kg/cm²）の所定の圧力に設定する。

噴射角度としては、フィルターエレメント３の濾材３１の原液室８側の表面に対して斜めに流体を噴射するのが望ましい場合もある。これは、垂直に流体を噴射すると、濾材３１の原液室８側の表面に残留している付着物を濾材３１内部に押し込んで目詰まりを起こす場合があるからである。その場合、流体を濾材３１の原液室８側の表面に対して斜めに噴射して流体の一部が濾材３１を通過せずに前記表面に沿った噴流となって、濾材３１の原液室８側の表面の付着物をも除去するようにする。これにより、この付着物が流体噴射により濾材３１内部に押し込まれて目詰まりを生ずるという問題を回避しつつ、濾材３１を通過する噴射流体で濾材３１内部や濾液室９側の表面の付着物を除去できる。本実施形態のようにフィルターエレメント３を回転させながら流体噴射を行う場合、流体の噴射方向は、回転による濾材３１の表面の移動方向に対して「向かい風」になるように傾けるのが好ましい。噴射された流体はノズル６０ｂから例えば扇状に広がるので、これにより、回転してきたフィルターエレメント３の濾材３１部分の原液室８側の表面の付着物を、まず浅い角度（円筒面への接線よりやや内側方向）の噴射流体で除去し、次に、表面に付着物のない該濾材３１部分に、より大きい角度の噴射流体を通過させて、フィルターエレメント３の濾材３１内部や濾液室９側、すなわちフィルターエレメント３の内周側の表面の付着物を除去することができるからである。

但し、ノズル６０ｂは、フィルターエレメント３の濾材３１の表面に対して垂直に流体を噴射するように設けてもよく、特に、逆洗によって濾材３１の原液室８側表面が十分に清浄になっている場合などは、濾材３１の表面に対して垂直に流体を噴射した方が良い場合がある。

スプレー洗浄も、濾過装置の使用条件（濾過速度や流体中の異物の量や、逆洗の頻度、圧損など）に応じて、所定の頻度で所定の時間行う。但し、スプレー洗浄を実施する頻度は、逆洗の頻度よりも遥かに低くて良い。

また、スプレー洗浄用の流体として、本実施形態では上記のように清浄水を用いたが、これに限られず、例えば濾過済みの流体を用いてもよい。尚、スプレー洗浄で除去された微粒子等はスプレー洗浄流体とともに濾液室８側に流入するが、これらは一度フィルターエレメント３を通過してから逆洗時に付着したものや、流体噴射の助力があったにせよフィルターエレメント３を通過できたものなので、その後に濾液に混入しても通常は問題ない。

尚、本実施形態では濾過装置内の流体を抜いてスプレー洗浄を行ったが、濾過装置内の流体を抜かない状態でも、効果は落ちるものの、スプレー洗浄は可能である。その場合、入口側バルブＶ_Ｉ及び出口側バルブＶ_Ｏを閉塞することにより、濾過装置内の圧力を略大気圧に下げてから、蓋５１を取り外し、スプレー洗浄器具６０を挿入してスプレー洗浄を行う。この方法では、スプレー洗浄効果が落ちる反面、流体排出作業が不要になるので、スプレー洗浄作業が容易になる。

第１の実施形態によると、流体出口７から流体入口６へ流体を逆流させて逆洗を行う逆洗機能を備えた濾過装置において、フィルターエレメント３に対し原液室８側から濾液室９側へフィルターエレメント３を通過するように流体を噴射するスプレー洗浄器具６０をケーシング１の外部から挿入できるように、ケーシング蓋１ｂに外部から原液室８内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔５０を設けたので、逆洗等によって発生したフィルターエレメント３の濾材３１内部や濾液室９側の表面の付着物を、フィルターエレメント３を取り外すことなく、またケーシング蓋１ｂ全体を取り外すことなく、スプレー洗浄により除去できる。

一例として、バラスト水の濾過装置において、図５のように原液室８側に微細メッシュを配置した多層構造の濾材３１を備えたフィルターエレメント３について、濾過と逆洗とを繰り返すと、濾材３１の内部や濾液室９側の付着物が蓄積して、逆洗しても流体の通過抵抗が下がらなくなるが、そのフィルターエレメント３を、微細メッシュ側（原液室８側）からスプレー洗浄すると、供給圧1MPaのスプレー洗浄でこのような付着物が除去できた。

［第２の実施形態］
図２は、本発明による濾過装置の第２の実施形態の全体構成を示す説明図で、（ａ）は濾過及び逆洗時の状態を示す縦断面図であり、（ｂ）はスプレー洗浄時の状態を示す縦断面図である。この濾過装置は、第１の実施形態において、フィルターエレメント３の一部分に接面するように配置されて濾液室９の流体をフィルターエレメント３を通過させて吸引するとともにフィルターエレメント３の面に摺接する除去ブラシを備えた逆洗ヘッド等を含む逆洗手段を備えたものである。この濾過装置は、逆洗手段を除いて第１の実施形態と同一なので、共通の要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

この濾過装置は、ケーシング１と、隔壁２と、フィルターエレメント３と、逆洗機構（逆洗手段）１０４とを備えてなる。ここで、ケーシング１と、隔壁２と、フィルターエレメント３は、第１の実施形態と同一である。

前記逆洗機構１０４は、原液室８側からフィルターエレメント３の濾材３１の一部分に接面するように配置されて濾液室９側の流体を濾材３１を通過させて吸引し、吸引された流体をケーシング１の外部へ排出することにより、濾材３１の逆洗を行うもので、逆洗ヘッド１４１と、逆洗流体排出管１４２とを含む。尚、本明細書で「吸引」とは、必ずしも大気圧より低い圧力で流体を引き込むことに限定されず、圧力差がある場合に相対的に圧力の低い側に流体を引き込むこと一般を意味する。この逆洗機構１０４と、接面位置移動手段として、前記ギアードモータ１３等からなるフィルターエレメント３の回転機構とが、本実施形態の逆洗手段を構成する。逆洗ヘッド１４１は、原液室８側からフィルターエレメント３の濾材３１の一部分に接面するように配置されて濾液室９側の流体を濾材３１を通過させて吸引するとともに濾材３１の面に摺接する除去ブラシ１４４を備えたものであり、両端が閉塞した略管状の部材で、濾材３１の外周面に接面して、その軸と平行に設けられている。接面部分には、濾材３１との略全長をカバーするスリット状の吸引孔１４３が設けられ、その周囲には除去ブラシ１４４が植毛されている。フィルターエレメント３を、ギアードモータ１３で回転させながら逆洗を行うことにより、除去ブラシ１４４で捕捉物をかき取りながら、濾材３１の全面を逆洗できるようになっている。

尚、第１の実施形態と同様、フィルターエレメント３を回転させる手段として、ギアードモータ１３の代わりに例えば図示省略のハンドルを回転軸１４に取付け、逆洗時及び後述するスプレー洗浄の際に手動でフィルターエレメント３を回転できるようにしてもよい。

尚、除去ブラシ１４４のブラシ毛の材質は、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であり、濾過装置の使用目的及び通過させる流体に応じて選択する。また、除去ブラシ１４４の代わりに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を前記吸引孔１４３の周りに設けて、円筒状の濾材３１の面に摺接して捕捉物を除去するようにしてもよい。

一方、逆洗ヘッド１４１の下端部近傍には、フィルターエレメント３の濾材３１との接面側と反対側に逆洗流体排出管１４２が分岐している。この逆洗流体排出管１４２は、逆洗ヘッド１４１に吸引された流体をケーシング１の外部へ排出するもので、ケーシング本体１ａの側面に設けられた貫通孔を貫通して外部に延出し、フランジを介して外部の排出管１４５に接続されている。この排出管１４５には、開閉バルブＶ_Ｆが設けられている。この開閉バルブＶ_Ｆは、逆洗流体の流出・停止を制御するもので、濾過装置の逆洗時には開放され、それ以外のときには閉塞されるようになっている。この開閉バルブＶ_Ｆの排出側は、前記流体出口７の圧力より低圧、例えば大気圧Ｐ_０に開放されたドレイン側へ接続されている。

濾過装置に接続する濾過対象流体の外部の配管系としては、ケーシング１の流体入口６には、入口側配管１２１が接続され、該入口側配管１２１は、途中に入口側バルブＶ_Ｉを有して１次圧（Ｐ_１）を有する原液供給源と接続されている。一方、ケーシング１の流体出口７には、出口側配管１２２が接続され、この出口側配管１２２は、途中に出口側バルブＶ_Ｏを有して、２次圧（Ｐ_２）を有する濾液貯留槽等に接続されている。第１の実施形態の他方の枝２１ｂとドレインバルブＶ_Ｂはなく、その代わり上記のように、逆洗流体排出管１４２に外部の排出管１４５が接続され、該排出管１４５は途中に開閉バルブＶ_Ｆを有して、例えば大気圧（Ｐ_０）に開放されたドレイン側へ接続されている。

ここで、本実施形態においても、ケーシング蓋１ｂに外部から原液室８内へ通ずる洗浄用操作孔５０が設けられている。この洗浄用操作孔５０は、スプレー洗浄器具６０をフィルターエレメント３の外周面の外側に挿入できるように、ケーシング蓋１ｂにて円筒状のフィルターエレメント３の外周面より外側に対応する位置に設けられている。フィルターエレメント３のスプレー洗浄時以外には、ケーシング蓋１ｂにボルト等で固定された蓋５１により密閉されている。

以上のように構成された第２の実施形態の濾過装置の動作は、逆洗時を除いて、基本的には第１の実施形態と同様である。

すなわち、濾過時においては、フィルターエレメント３の回転は停止し、入口側バルブＶ_Ｉ及び出口側バルブＶ_Ｏが開放され、逆洗流体排出系の開閉バルブＶ_Ｆは閉塞されている。濾過すべき流体は、流体入口６から実線の矢印で示すようにケーシング１の原液室８に流入し、円筒状のフィルターエレメント３の濾材３１の逆洗ヘッド１４１が接面していない部分を通過して、フィルターエレメント３の内部へ流入することにより、濾過される。濾過された流体は、濾液室９へ流入し、流体出口７を通って外部へ流出する。

逆洗時においては、入口側バルブＶ_Ｉ及び出口側バルブＶ_Ｏは引き続き開放されるとともに、前記逆洗流体排出系の開閉バルブＶ_Ｆが開放され、逆洗流体排出管１４２を経由して連通する逆洗ヘッド１４１内部の圧力が下がり、フィルターエレメント３内部の流体が、白抜きの矢印で示すように、フィルターエレメント３の濾材３１を通過して吸引孔１４３から流入する。これにより、吸引孔１４３に接面する濾材３１の線状の部分が逆洗される。また、ギアードモータ１３（又は手動）によるフィルターエレメント３の回転を行うことにより、前記除去ブラシ１４４で捕捉物をかき取りながら、濾材３１の全面が逆洗される。但し、逆洗時においても、濾過すべき流体は、流体入口６から実線の矢印で示すように原液室８に流入するので、円筒状の濾材３１のうち逆洗ヘッド１４１に接面していない部分では、濾過が継続される。逆洗は、濾過装置の使用条件（濾過速度や流体中の異物の量など）に応じて、所定の頻度で所定の時間行う。

次に、第２の実施形態の濾過装置においてスプレー洗浄により行うフィルターエレメント洗浄方法については、第１の実施形態の濾過装置の場合と同様である。スプレー洗浄は、その効果を高めるため、逆洗後に濾過装置の流体を抜いた状態で行う。このため、入口側バルブＶ_Ｉ及び出口側バルブＶ_Ｏを閉塞し、スプレー洗浄排出バルブＶ_Ｅ（及び図示省略のエアべント弁）を開放して濾過装置の原液室８の流体を排出する。次に、蓋５１を取り外して洗浄用操作孔５０を開口させ、スプレー洗浄器具６０をフィルターエレメント３の外周面の外側に挿入する。スプレー洗浄器具６０のノズル６０ｂにより、フィルターエレメント３の濾材３１に対し原液室８側（外側）から濾液室９側（内側）へ濾材３１を通過するように流体を噴射し、フィルターエレメント３の濾材３１内部や濾液室９側表面、すなわち濾液室９に連通するフィルターエレメント３の内周側表面、の付着物をスプレー洗浄流体により除去する。フィルターエレメント３を回転し、また、流体噴射位置をフィルターエレメント３の軸方向に移動させることにより、濾材３１の全面をスプレー洗浄する。

尚、第１の実施形態と同様、濾過装置内の流体を抜かない状態でも、効果は落ちるものの、スプレー洗浄は可能である。その場合、第１の実施形態と同様に、入口側バルブＶ_Ｉ及び出口側バルブＶ_Ｏを閉塞することにより、濾過装置内の圧力を略大気圧に下げてから、蓋５１を取り外し、スプレー洗浄器具６０を挿入してスプレー洗浄を行う。本実施形態では、除去ブラシ１４４（又はスクレーパ）を備えた逆洗ヘッド１４１の利用によって、濾材３１表面の捕捉物は概略除去されているので、流体を抜かない状態でスプレー洗浄を行っても、濾材３１内部や濾液室９側の表面の付着物の除去に一定の効果がある。

図３は、第２の実施形態の変形例の全体構成を示す説明図で、（ａ）は横断面図（Ｂ−Ｂ線断面図）であり、（ｂ）は縦断面図（Ａ−Ａ線断面図）である。図３（ｂ）では、簡略化のために、濾過時及び逆洗時の流体の流れを示す矢印とスプレー洗浄の流体噴射の両方を表示しているが、実際には濾過時又は逆洗時の流体の流れとスプレー洗浄の流体噴射とが同時に行われることはない。この濾過装置は、図２の装置において、１つのケーシング２０１内にフィルターエレメント２０３を４つ並列に配置して、処理速度を増加させた形態である。各フィルターエレメント２０３は、ギアードモータ２１３により、回転できるようになっている。逆洗機構２０４は、第２の実施形態の逆洗機構１０４と同様であるが、２つ設けられ、各逆洗ヘッド２４１はスリット状の吸引孔２４３と除去ブラシ２４４とを２組備え、２つのフィルターエレメント２０３に接面してそれらを逆洗するように構成されている。それ以外の濾過・逆洗の動作は、図２の装置と同様である。

この変形例の装置では、４つのフィルターエレメント２０３をスプレー洗浄するために、洗浄用操作孔２５０は図３（ａ）に示すようにケーシング蓋２０１ｂにて各フィルターエレメント２０３の外周面より外側に対応する２箇所の位置に設けられており、スプレー洗浄時には、各洗浄用操作孔２５０の蓋２５１を取り外してスプレー洗浄器具６０を挿入し、その洗浄用操作孔２５０に近接する２つのフィルターエレメント２０３のそれぞれに対し、原液室２０８側から濾液室２０９側へ濾材２３１を通過するように流体を噴射できるようになっている。洗浄流体の噴射速度を維持するため、流体を一方のフィルターエレメント２０３のみに向けて噴射させて洗浄し、完了後、他方のフィルターエレメント２０３のみに向けて噴射させて洗浄するのが好ましい。
但し、図３（ａ）の符号ａに示した中央１箇所に洗浄用操作孔２５０を設け、その周囲の４つのフィルターエレメント２０３を１つずつ洗浄するようにしても良い。

第２の実施形態（変形例を含む）によると、除去ブラシ１４４を備えた逆洗ヘッド１４１を含む逆洗機構１０４を備えた濾過装置において、フィルターエレメント３に対し原液室８側から濾液室９側へフィルターエレメント３を通過するように流体を噴射するスプレー洗浄器具６０をケーシング１の外部から挿入できるように、ケーシング蓋１ｂに外部から原液室８内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔５０を設けたので、逆洗等によって発生したフィルターエレメント３の濾材３１内部や濾液室９側の表面の付着物を、フィルターエレメント３を取り外すことなく、またケーシング蓋１ｂ全体を取り外すことなく、スプレー洗浄により除去できる。

一例として、バラスト水の濾過装置において、除去ブラシ１４４を備えた逆洗ヘッド１４１を含む逆洗機構１０４による逆洗を行った後に、微細メッシュ側（原液室８側）からスプレー洗浄を行うと、0.2MPa程度の供給圧のスプレー洗浄でフィルターエレメントの内部や濾液室９側表面の目詰まりが除去でき、0.1MPaでも時間を掛ければ除去できた。これは、濾過対象の自然水の中に含まれる藻や地上の植物由来の繊維状の捕捉物が金網に絡まり、逆洗の度に織り込まれ、さらに泥や粘着質の捕捉物がそれらを固着していることが目詰まりの原因であるため、予めブラシによる摺動を併用する逆洗を行うことにより、それらの繊維の絡まりや粘着質の物質の固着が切断され、目詰まりが除去されやすくなったためと考えられる。

このように、フィルターエレメント３の面に摺接する除去ブラシ１４４を備えた逆洗ヘッド１４１を含む逆洗機構１０４による逆洗を予め行うと、スプレー洗浄に必要な供給圧が低くて済む場合がある。このため、スプレー洗浄のために例えば船舶にバラスト水フィルターエレメントの清水置換用に設けられている圧力0.1〜0.5MPa（1〜5kg/cm²）の清水ラインを使用でき、専用の高圧流体源が不要になって、洗浄作業が一層容易になる場合もある。

［第３の実施形態］
図４は、本発明による濾過装置の第３の実施形態の全体構成を示す説明図で、（ａ）は濾過及び逆洗時の状態を示す縦断面図であり、（ｂ）はスプレー洗浄時の状態を示す縦断面図である。この濾過装置は、逆洗流体排出管の開閉弁を省略して小型化した濾過装置である。この濾過装置も、船舶のバラスト水等の濾過に適用されるもので、それらに含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去する一方、フィルターエレメントの内周面に付着した捕捉物をはく離する逆洗可能とされている。図４に示すように、ケーシング３０１と、フィルターエレメント３０２と、逆洗ヘッド３０３と、逆洗用パイプ３０４と、作動シリンダ（接面位置移動手段）３０５と、流体供給手段３０６とを備えてなる。

ケーシング３０１は、濾過装置の外殻をなすもので、筒状のケーシング本体３０１ａとその両端部に取付けられた端板３０１ｂ、３０１ｃとからなり、内部に、原液室３０８、濾液室３１０及びドレン室３１２が、濾液室３１０を中心に直列に配置されている。

具体的には、ケーシング３０１の内部は、その長手方向の中間の２箇所に配置された第１の隔壁板３０９及び第２の隔壁板３１１で３つの室に仕切られている。第１の隔壁板３０９と一端部の端板３０１ｂとの間には外部から流入した対象流体を収容する原液室３０８を有し、第１の隔壁板３０９と第２の隔壁板３１１との間には濾過後の対象流体を収容して外部へ流出させる濾液室３１０を有し、第２の隔壁板３１１と他端部の端板３０１ｃとの間には濾液室３１０の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室３１２を有している。原液室３０８の一部には流体入口３１３が設けられ、濾液室３１０の一部には、流体出口３１４が設けられ、ドレン室３１２の一部には逆洗流体排出管（逆洗流体排出管）３１５が設けられている。第１の隔壁板３０９の中心部には、原液室３０８と濾液室３１０とを連通する、例えば円形の貫通孔３０９ａが形成されている。

フィルターエレメント３０２は濾液室３１０の内部に設けられ、原液室３０８側に位置する一端部３０２ａが第１の隔壁板３０９の貫通孔３０９ａに結合されて開口すると共にドレン室３１２側に位置する他端部３０２ｂが第２の隔壁板３１１に結合されて閉塞される。

このフィルターエレメント３０２は、対象流体を内側から外側に向けて通過させて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もので、このため、このフィルターエレメント３０２の濾材は、複数層に重ねられており最内層が最も細かい網目になっている。

逆洗ヘッド３０３は、原液室３０８側（内側）からフィルターエレメント３０２の内周面の一部分に接面するように配置されて、外側の濾液室３１０の流体をフィルターエレメント３０２を通過させて吸引するとともにフィルターエレメント３０２の内周面に摺接する除去ブラシを備えたものである。逆洗ヘッド３０３は、フィルターエレメント３０２の内部にて軸方向に往復移動可能に設けられている。逆洗ヘッド３０３は、フィルターエレメント３０２の内周面に摺接する外周部３２０と、この外周部３２０から内方に延びる隙間（吸引孔）Ｇと、を有し、逆洗時にフィルターエレメント３０２の外側から内側の隙間Ｇに向けて流体を吸引し、この吸引される流れを逆洗流として、この逆洗流により、フィルターエレメント３０２の内周面に付着した捕捉物をはく離する。詳細な図示は省略するが、前記外周部３２０近傍には、全周にわたってフィルターエレメント３０２の内周面に摺接する除去ブラシ３３９が設けられている。この除去ブラシ３３９は、逆洗ヘッド３０３がフィルターエレメント３０２の内部でその軸方向に往復移動する際に一緒に移動してフィルターエレメント３０２の内周面に付着した捕捉物を掻き落すものである。

逆洗用パイプ３０４は、直線状に延びる管状部材であり、基端が逆洗ヘッド３０３の一側面に接続されて逆洗ヘッド３０３の隙間Ｇと連通し、他端にはピストン部材３２２が設けられている。この逆洗用パイプ３０４は、逆洗流をドレン室３１２に向けて導くものである。

作動シリンダ３０５は、図４に示すように、第２の隔壁板３１１に固定され、全体がドレン室３１２の内部に配置されている。作動シリンダ３０５は、一端部３０５ａからピストン部材３２２を往復移動可能に内嵌し、ピストン部材３２２の移動に伴って、逆洗用パイプ３０４で相互に接続された逆洗ヘッド３０３をフィルターエレメント３０２の内部で往復移動させる。また、作動シリンダ３０５は、逆洗用パイプ３０４から流出した逆洗流を受けて、この逆洗流を他端部３０５ｂからドレン室３１２へ流出させる。

作動シリンダ３０５の他端部３０５ｂの閉塞部３３４ａには、これを貫通して作動シリンダ３０５の内部とドレン室３１２とを連通するオリフィス３３４ｂが設けられている。オリフィス３３４ｂは、ピストン部材３２２が閉塞部３３４ａに密着することで閉止される。このオリフィス３３４ｂは、作動シリンダ３０５からドレン室３１２側に流れる逆洗流の流量を制限している。

逆洗用パイプ３０４に取り付けられたピストン部材３２２は、前述のように作動シリンダ３０５の内周に嵌まってその内周面を摺接するため、作動シリンダ３０５の内部にてオリフィス部材３３４とピストン部材３２２との間には空間３３５が形成される。したがって、逆洗流は、ピストン部材３２２でオリフィス３３４ｂを閉止していない場合、すなわちオリフィス３３４ｂを開放した場合に、逆洗ヘッド３０３の隙間Ｇ、逆洗用パイプ３０４、作動シリンダ３０５の空間３３５、オリフィス部材３３４のオリフィス３３４ｂを経てドレン室３１２へ流出可能となる。また、逆洗流をオリフィス３３４ｂで流量制限することで空間３３５に圧力が付与され、ピストン部材３２２がオリフィス部材３３４から離れるように、ピストン部材３２２に上向きの力を加えるようにしている。

作動シリンダ３０５の閉塞部材３３２には、図４に示すように、流体供給手段３０６が接続されている。この流体供給手段３０６は、作動シリンダ３０５内に嵌合された逆洗用パイプ３０４のピストン部材３２２を作動シリンダ３０５内で往復移動可能とするもので、作動シリンダ３０５の空間３３３に作動流体を供給する図示省略のポンプ及び配管等からなる。

本実施形態においても、ケーシング３０１の端板３０１ｂに外部から原液室３０８内へ通ずる洗浄用操作孔３５０が設けられている。本実施形態のフィルターエレメント３０２は、流体を内側から外側に通過させて濾過する円筒状フィルターエレメントであるため、洗浄用操作孔３５０は、スプレー洗浄器具６０をフィルターエレメント３０２の内周面の内側に挿入できるように、ケーシング３０１の端板３０１ｂにてフィルターエレメント３０２の内周面より内側に対応する位置に設けられている。この洗浄用操作孔３５０は、濾過装置のスプレー洗浄時以外には、端板３０１ｂにボルト等で固定された蓋３５１により密閉されている。

次に本実施形態の濾過装置の動作について図４（ａ）を参照して説明する。尚、図４（ａ）は逆洗時（濾過と逆洗が同時に行われる）の状態を示しているが、通常の濾過時には逆洗ヘッド３０３は下端に下がっており、破線矢印Ｄ，Ｃ，Ｅで示す逆洗流はない。
通常の濾過時には、流体供給手段３０６から作動シリンダ３０５に作動流体が供給され、ピストン部材３２２は作動シリンダ３０５の下端部に当接され、それによりオリフィス３３４ｂは閉じられている。また、ピストン部材３２２と逆洗用パイプ３０４を介して接続された逆洗ヘッド３０３はフィルターエレメント３０２内部の下端に下がっている。
図４（ａ）の実線矢印Ａで示すように、対象流体は、流体入口３１３から原液室３０８に流入した後、第１の隔壁板３０９に形成された貫通孔３０９ａを通ってフィルターエレメント３０２内に流入し、その内側から外側に向けて対象流体が通過することで濾過が行われる。濾過された対象流体は、フィルターエレメント３０２の外側の濾液室３１０へ流れ出て、濾液室３１０から濾過済み流体として流体出口３１４を介して外部へ流出する。なお、ピストン部材３２２がオリフィス３３４ｂを閉止しているため、濾過済み流体が逆洗ヘッド３０３の隙間Ｇからオリフィス３３４ｂを介してドレン室３１２へ流出することはない。

このようにして濾過を続けると、対象流体中に含まれていた固形分やゲル状の塵埃等がフィルターエレメント３０２に捕捉され、フィルターエレメント３０２に蓄積して目詰まりを起こすことがある。目詰まりが生じてきたならば、フィルターエレメント３０２の濾過性能を回復させるために、フィルターエレメント３０２に付着した捕捉物をはく離させる逆洗を行う。

逆洗時においても、通常の濾過時と同様に、流体入口３１３から実線矢印Ａのように対象流体を流入させ、流体出口３１４から実線矢印Ｂのように濾過済み流体を流出させ、フィルターエレメント３０２による濾過が行われている。

逆洗には、まず流体供給手段３０６は、作動シリンダ３０５の空間３３３へ供給する作動流体の圧力を通常の濾過時における圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２にし、弾性部材３３１の付勢力よりもピストン部材３２２に対する作動流体の押圧力が小さくなるようにすることで、ピストン部材３２２がオリフィス部材３３４（閉塞部３３４a）から離間し、両者の間に空間３３５が形成されオリフィス３３４ｂが開放される。すると、逆洗ヘッド１０３の隙間（吸引孔）Ｇ内の流体は、逆洗用パイプ３０４、空間３３５及びオリフィス３３４ｂを介してドレン室３１２へ吸引されることで、隙間Ｇとフィルターエレメント３０２の外側の濾液室３１０との間に圧力差が生じる。この圧力差により生じる濾過済み流体の内向きの流れ（破線矢印Ｄ）を逆洗流として、フィルターエレメント３０２の内周面に付着した捕捉物をはく離する。はく離した捕捉物は逆洗流とともに、破線矢印Ｃのようにドレン室３１２に流出し、その後、破線矢印Ｅのように逆洗流体排出管３１５を介して外部へ排出される。
また、空間３３３における作動流体の圧力と空間３３５における逆洗流体の圧力との圧力差により、ピストン部材３２２が作動シリンダ３０５の一端部（上端部）３０５ａに向けて移動するので、逆洗ヘッド３０３もフィルターエレメント３０２の内部を一端部（上端部）３０２ａに向けて移動する。

逆洗ヘッド３０３が、フィルターエレメント３０２内部の一端部（上端部）３０２ａに達した後、流体供給手段３０６から供給する作動流体の圧力を圧力Ｐ２から通常の濾過時における圧力Ｐ１に戻すことで、ピストン部材３２２を作動シリンダ３０５の他端部（下端部）３０５ｂまで移動させ、これによって逆洗ヘッド３０３をフィルターエレメント３０２の他端部（下端部）３０２ｂまで移動させて、濾過装置を初期状態に戻す。この逆洗ヘッド３０３の往復運動を所定回数繰り返すことにより、フィルターエレメント３０２を逆洗する。

次に、第３の実施形態の濾過装置においてスプレー洗浄により行うフィルターエレメント洗浄方法について、図４（ｂ）を参照して説明する。本実施形態では、内側から外側へ流体を通過させて濾過する円筒状のフィルターエレメント３０２を用いたので、スプレー洗浄もこのフィルターエレメント３０２の原液室３０８側である内側から濾液室３１０側である外側へ流体を通過させて行う。第１及び第２の実施形態同様、スプレー洗浄は、その効果を高めるために、逆洗を行った後に、濾過装置の流体を抜いた状態で行う。尚、逆洗ヘッド３０３は、流体供給手段３０６から作動流体をシリンダへ３０５へ供給するなどして略下限位置まで下げておく。

そして、ケーシング蓋３０１ｂに固定され洗浄用操作孔３５０を密閉している蓋３５１（図４（ａ）参照）を取り外し、洗浄用操作孔３５０から原液室３０８内を通過して、円筒状のフィルターエレメント３０２の内側にスプレー洗浄器具６０を挿入し、フィルターエレメント３０２の原液室３０８側（内側）から濾液室３１０側（外側）へ該フィルターエレメント３０２を通過するように流体を噴射し、フィルターエレメント３０２の濾材内部や濾液室３１０側の表面の付着物を除去する。

スプレー洗浄器具６０は、ストレートの送液管部分６０ａを有し、ノズル６０ｂとして、スプレー洗浄器具６０の軸を中心とする全周方向に円盤状に噴射範囲を有するノズルや、噴流により自転して全周方向に噴射範囲を有するノズルを設けたものを用いるのが好ましい。スプレー洗浄器具６０を軸方向にのみ動かせば、その内面の全範囲をカバーできるからである。このノズルは市販品でもよい。ノズル６０ｂ位置を円筒状のフィルターエレメント３０２の軸方向に移動させて、濾材の全長に対して、流体噴射を行う。

ここで、スプレー洗浄で噴射された流体は、フィルターエレメント３０２を通過して濾液室３１０に溜まる。このとき、流体供給手段３０６からの作動流体による加圧を停止すると、逆洗ヘッド３０３は弾性部材３３１により最下限位置から僅かに押し上げられるので、これに逆洗用パイプ３０４を介して連結されたピストン部材３２２もオリフィス部材３３４から離間し、オリフィス３３４ｂは開口する。したがって、濾液室３１０に溜まった流体は、逆洗流体の経路、すなわち、逆洗ヘッド１０３の隙間Ｇ、逆洗用パイプ３０４、空間３３５及びオリフィス３３４ｂを通って、ドレン室３１２へ流出する。

尚、第１及び第２の実施形態と同様、濾過装置内の流体を抜かない状態でも、効果は落ちるものの、スプレー洗浄は可能である。その場合、図示省略の入口側バルブ及び出口側バルブを閉塞することにより、濾過装置内の圧力を略大気圧に下げてから、蓋３５１を取り外し、スプレー洗浄器具６０を挿入してスプレー洗浄を行う。

尚、本実施形態において、１つのケーシング３０１の内部にて、第１の隔壁板３０９及び第２の隔壁板３１１にそれぞれ複数の貫通孔を設け、フィルターエレメント３０２と、逆洗ヘッド３０３と、逆洗用パイプ３０４と、作動シリンダ３０５と、流体供給手段３０６と、を複数セット配置して、処理能力を向上させた濾過装置においても、本発明の洗浄用操作孔３５０は適用可能である。その場合、スプレー洗浄器具６０を各フィルターエレメント３０２の内周面の内側に挿入できるように、ケーシング３０１の端板３０１ｂにて各円筒状のフィルターエレメント３０２の内周面より内側に対応する位置にそれぞれ洗浄用操作孔３５０を設けて、この洗浄用操作孔３５０と原液室３０８を通して各フィルターエレメント３０２内部へスプレー洗浄器具６０を挿入し、各フィルターエレメント３０２の内周側からスプレー洗浄する。

第３の実施形態によると、内側から外側へ流体を通過させて濾過する円筒状のフィルターエレメント３０２を用いた場合でも、フィルターエレメント３０２に対し原液室３０８側から濾液室３１０側へフィルターエレメント３０２を通過するように流体を噴射するスプレー洗浄器具６０をケーシング３０１の外部から挿入できるように、ケーシング３０１の端板３０１ｂに外部から原液室３０８内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔３５０を設けたので、逆洗等によって発生したフィルターエレメント３０２の濾材内部や濾液室３１０側の表面の付着物を、フィルターエレメント３０２を取り外すことなく、またケーシング３０１の端板３０１ｂ全体を取り外すことなく、スプレー洗浄により除去できる。

本実施形態の濾過装置は、フィルターエレメント３０２の面に摺接する除去ブラシ３３９を備えた逆洗ヘッド３０３を含む逆洗機構を備えているので、これを用いて逆洗を行った後にスプレー洗浄器具６０によるスプレー洗浄を行うと、第２の実施形態で述べたように、スプレー洗浄器具６０によるスプレー洗浄に必要な供給圧が低くて済む場合がある。このため、スプレー洗浄のための高圧流体源が不要になって、洗浄作業が一層容易になる場合もある。

１，２０１，３０１…ケーシング
２，２０２…隔壁
３，２０３，３０２…フィルターエレメント
６，２０６，３１３…流体入口
７，２０７，３１４…流体出口
８，２０８，３０８…原液室
９，２０９，３１０…濾液室
１３，２１３…ギアードモータ（接面位置移動手段）
３１，２３１…濾材
１０４，２０４，…逆洗機構
１４１，２４１，３０３…逆洗ヘッド
１４２，２４２，３１５…逆洗流体排出管
１４４，２４４，３３９…除去ブラシ
３０５…作動シリンダ（接面位置移動手段）
５０，２５０，３５０…洗浄用操作孔
５１，２５１，３５１…蓋

Claims

流体入口及び流体出口を有し、内部に前記流体入口に連通し濾過前の流体を収容する原液室と前記流体出口に連通し濾過後の流体を収容する濾液室とを備えたケーシングと、
前記ケーシングの内部に設置され、流体を前記原液室側から前記濾液室側へ通過させて濾過するフィルターエレメントと、を備え、
前記フィルターエレメントに対し流体を前記濾液室側から前記原液室側へ通過させて該フィルターエレメントに付着した捕捉物を剥離する逆洗が可能な濾過装置において、
前記フィルターエレメントに対し前記原液室側から前記濾液室側へ該フィルターエレメントを通過するように流体を噴射するスプレー洗浄器具を前記ケーシングの外部から挿入できるように、前記ケーシングに外部から原液室内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔を設けたことを特徴とする濾過装置。
前記原液室側から前記フィルターエレメントの一部分に接面するように配置されて前記濾液室の流体を前記フィルターエレメントを通過させて吸引するとともに前記フィルターエレメントの面に摺接する除去ブラシを備えた逆洗ヘッドと、前記フィルターエレメントに対する前記逆洗ヘッドの接面位置を移動させる接面位置移動手段と、前記逆洗ヘッドに吸引された流体を前記ケーシングの外部へ排出する逆洗流体排出管とを含んで構成される逆洗手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
前記フィルターエレメントは、前記原液室内に回転可能に設けられ、内側が前記濾液室に連通して流体を外側から内側に通過させて濾過する円筒状フィルターエレメントであり、
前記洗浄用操作孔は、前記スプレー洗浄器具を前記円筒状フィルターエレメントの外周面の外側に挿入できるように、前記ケーシングにて前記円筒状フィルターエレメントの外周面より外側に対応する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過装置。
前記フィルターエレメントは、前記濾液室内に設けられ、一端部が前記原液室内に開口して流体を内側から外側に通過させて濾過する円筒状フィルターエレメントであり、
前記洗浄用操作孔は、前記スプレー洗浄器具を前記円筒状フィルターエレメントの内周面の内側に挿入できるように、前記ケーシングにて前記円筒状フィルターエレメントの内周面より内側に対応する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過装置。
流体入口及び流体出口を有し、内部に前記流体入口に連通し濾過前の流体を収容する原液室と前記流体出口に連通し濾過後の流体を収容する濾液室とを備えたケーシングと、
前記ケーシングの内部に設置され、流体を前記原液室側から前記濾液室側へ通過させて濾過するフィルターエレメントと、を備え、
前記フィルターエレメントに対し流体を前記濾液室側から前記原液室側へ通過させて該フィルターエレメントに付着した捕捉物を剥離する逆洗が可能であり、前記ケーシングに外部から原液室内へ通ずる開閉可能な洗浄用操作孔を設けた濾過装置の前記フィルターエレメントを洗浄するフィルターエレメント洗浄方法であって、
前記フィルターエレメントの前記原液室側の表面に付着した捕捉物の除去を、流体を該フィルターエレメントの濾液室側から原液室側へ通過させる逆洗により行い、
前記フィルターエレメントの濾材内部や濾液室側の表面の付着物の除去を、前記原液室及び前記濾液室から流体を除去した状態で、前記洗浄用操作孔を開いて、流体を噴射するスプレー洗浄器具を前記ケーシングの外部から挿入し、前記フィルターエレメントに対し前記原液室側から前記濾液室側へ該フィルターエレメントを通過するように流体を噴射して洗浄するスプレー洗浄により行うことを特徴とするフィルターエレメント洗浄方法。
前記逆洗は、前記原液室側から前記フィルターエレメントに接面するように配置されて前記濾液室の流体を前記フィルターエレメントを通過させて吸引するとともに前記フィルターエレメントの面に摺接する除去ブラシを備えた逆洗ヘッドを含む逆洗手段を用いて行うことを特徴とする請求項５に記載のフィルターエレメント洗浄方法。
前記スプレー洗浄における流体の供給圧は、0.1〜20MPaの範囲内のいずれかの値であることを特徴とする請求項５又は６に記載のフィルターエレメント洗浄方法。