JP3080866B2 - 濾過装置 - Google Patents

濾過装置

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JP3080866B2
JP3080866B2 JP07200577A JP20057795A JP3080866B2 JP 3080866 B2 JP3080866 B2 JP 3080866B2 JP 07200577 A JP07200577 A JP 07200577A JP 20057795 A JP20057795 A JP 20057795A JP 3080866 B2 JP3080866 B2 JP 3080866B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、濾過装置に関し、
特に被処理液中に水没した状態での精密濾過に適した濾
過装置に関する。被処理液としては一般用水、飲料水、
河川水、プール水等がある。
【0002】
【従来の技術】従来の濾過装置の一つとして複数のフィ
ルター管を使用する方式のものが知られている。この濾
過装置においては容器内に複数のフィルター管を並行に
配置し、容器の一端部に設けられた被処理液入口から被
処理液をポンプ等によって導入し、これら複数のフィル
ター管を通して被処理液を濾過し、処理済みの液をフィ
ルター管内から容器の他端部に設けられた処理済液取出
口から取出すものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来の濾過装置に
使用するフィルター管は、精密濾過のためフィルター要
素に多孔質の材料や濾布等の濾過孔を密に成形したもの
が使用されているが、濾液中の微粉状の浮遊物質のため
装置の運転開始後フィルター要素が短時間で目詰りを生
じ濾過性能が低下する。このため装置の運転を停止して
フィルター面の逆洗を行い、フィルター要素中の目詰り
を取除いた後再度運転を行わねばならない。この運転停
止と逆洗は運転中ひんぱんに行わねばならないので作業
能率の低下を免れない。そして逆洗を繰返してもフィル
ター要素内奥部に目詰りが次第に進行し、遂には装置か
ら全フィルター要素を取出し新しいフィルター要素と交
換しなければならない。
【0004】本発明は、上記従来の濾過装置の問題点に
かんがみなされたものであって、目詰り除去のため装置
の運転停止および逆洗を行うことなく連続運転を行いな
がらフィルター要素の目詰りを防止することができる濾
過能率の高い精密濾過装置を提供しようとするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の濾過装置は、スクリーンの軸方向に延長しかつスク
リーンの周方向に所定間隔で配列された複数のサポート
ロッドおよびこれらのサポートロッドの外側に固着され
た筒状のフィルター部材とからなるスクリーン手段と、
該スクリーン手段と同軸に該スクリーン手段の中心に配
置されたシャフトおよび一端が該シャフトに固定され他
端が該サポートロッドの一部に当接しうる少くとも1枚
の板ばねからなる加振器と、該スクリーン手段と該加振
器の少くとも一方を回転駆動する駆動手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【0006】本発明によれば、スクリーン手段と加振器
の少くとも一方を回転駆動することにより、板ばねの一
端部が周方向に配置された複数のサポートロッドの各々
に順次接触、離間し、板ばねがサポートロッドに当接す
る時の衝撃により各サポートロッドおよびこれに固定さ
れたフィルター部材に微かな振動が発生する。被処理液
のフィルター部材への流入に伴いフィルター部材の表面
に付着しようとする微粉状の固体はこの振動によりフィ
ルター部材表面から振り落され、常にフィルター部材表
面から僅かに離れた位置に浮遊することになり、この結
果フィルター部材の目詰りを防止することができる。
【0007】また従来の濾過装置の逆洗装置のように大
がかりな装置を必要とせずまたスクレーパーも必要とし
ないので装置全体をコンパクトに設計することができ
る。
【0008】本発明の一側面においては、スクリーンの
軸方向に延長しかつスクリーンの周方向に所定間隔で配
列された複数のサポートロッドおよびこれらのサポート
ロッドの内側に固着された筒状のフィルター部材とから
なるスクリーン手段と、該スクリーン手段と同軸に該ス
クリーン手段の外側に配設され軸方向に延長する枠体お
よび一端が該枠体に固定され他端が該サポートロッドの
一部に当接しうる少くとも1枚の板ばねからなる加振器
と、該スクリーン手段と該加振器の少くとも一方を回転
駆動する駆動手段とを備える。
【0009】フィルター部材としては、ウェッジワイ
ヤ、多孔板、金網、濾布等のいずれをも用いることがで
きるが、特にフィルター部材を所定幅のスリットを形成
するようにして該サポートロッドに巻回されたウェッジ
ワイヤを用いる場合は、元来ウェッジワイヤ形式の筒状
スクリーンはV型開口を持ち目詰りを生じにくい構造に
なっているので、これに常時加振器により微振動を加え
ることにより、一層目詰りを生じることが少くなり連続
高処理が可能となる。
【0010】さらにウェッジワイヤのスリット幅を1〜
150μmとすることにより、プレコート等の補助的濾
過手段を必要とすることなく連続運転により超精密濾過
が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。図1〜図4は本発明にか
かる濾過装置の1実施の形態を示す。図1は同濾過装置
の主要部を示す斜視図、図2は濾過装置の全体を容器の
一部を破断して示す斜視図、図3は図1における加振器
の動作を説明するための平面図、図4は図1の装置の一
部を拡大して示す斜視図である。
【0012】濾過装置1は、図2に示すように、断面円
形の容器2内の上方に水平方向に配設されたシール板8
を備えている。
【0013】このシール板8には複数本のスクリーン手
段3がシール板8を貫通するようにして上下方向に固定
されている。容器2の下部には被処理液の流入口2a
が、上部には被処理液の流出口2bが形成されている。
濾過装置にはポンプ9が連結されている。
【0014】本実施の形態において、スクリーン手段3
は、図4から明らかなように、スクリーン手段3の軸方
向に延長しかつ周方向に所定間隔で全体として円筒状に
配置され、半径方向外側端部に突起部4aを有する複数
のサポートロッド4と、該サポートロッド4の外側に該
サポートロッド4とほぼ直交する方向にらせん状に巻回
されたウェッジワイヤ5を有し、該ウェッジワイヤ5は
一側5aを外側に向け、他の2側5b,5cは隣接する
ウェッジワイヤ部分との間に内側に向け拡開するスリッ
ト6を形成するように配置され、その内側の頂点5dを
該サポートロッド4との交点7において該サポートロッ
ド4の該突起部4aに溶接されている。スクリーン手段
3の下端はシール板10(図2)により閉じられてい
る。ウェッジワイヤ5は筒状フィルター部材を構成す
る。
【0015】スクリーン手段3の内側には、スクリーン
手段3と同軸にスクリーン手段3の中心に配置されたシ
ャフト12とシャフト12に固着された複数の板ばね1
4からなる加振器16が設けられている。シャフト12
の上端部はスクリーン手段3の上端部から突出してシャ
フト駆動装置18に連結されている。シャフト駆動装置
18は図示しないモータにより駆動力を付与されて各シ
ャフト12を所定の回転速度で回転駆動する。
【0016】加振器16の板ばね14はシャフト12の
スクリーン手段3内に存在する部分のほぼ全長にわたり
径方向に1対ずつかつシャフトの軸方向に隣り合う板ば
ね14の対とは直交するようにしてシャフト12に固定
されている。各板ばね14は、板ばね14の前端部14
aがサポートロッド4の側部の半径方向内側の部分に当
接するように板ばねの径方向の長さLが設定されてい
る。
【0017】次にこの濾過装置Lの動作を説明する。濾
過装置1の運転中は、ポンプ9が働き被処理液流入口2
aから流入した被処理液は各スクリーン手段3内に流入
して各スクリーン手段3内を上方に進み、スクリーン手
段3の上端部から被処理液流出口2bを介して排出され
回収される。
【0018】この間加振器16のシャフト12は加振器
駆動装置18により回転駆動される。
【0019】今シャフト12が反時計方向に回転したと
すると、板ばね14はサポートロッド4に当接していな
い図1の状態(図3中点線で示す位置)から図4および
図3の実線で示すように、板ばね14の先端部14aが
サポートロッド4の1側面の半径方向内側の部分に当接
し、サポートロッド4に押されて湾曲することによりサ
ポートロッド4との係合から離脱する。こうしてシャフ
ト12が回転している間各板ばね14は周方向に配置さ
れた各サポートロッド4に対し次々と接触、離脱を繰り
返す。そして板ばね14がサポートロッド4に当接する
時の衝撃により各サポートロッド4およびこれに固定さ
れたフィルター部材であるウェッジワイヤ5に微かな振
動が発生する。
【0020】被処理液のウェッジワイヤ5のスリット6
への流入に伴い、従来の濾過装置においては、被処理液
中に浮遊する微粉状の固体Sは、図5Aに示すようにウ
ェッジワイヤWの表面に付着するが、本発明の濾過装置
においては、図5Bに示すように、加振器16によりサ
ポートロッド4を介してウェッジワイヤ5に付与された
微振動により、ウェッジワイヤ5の表面に付着しようと
する微粉状の固体Sはウェッジワイヤ5の表面から振り
落され、常にウェッジワイヤ5の表面から僅かに離れた
位置に浮遊することになる。この結果ウェッジワイヤ5
のスリット6の微粉状固体による目詰りを防止すること
ができる。
【0021】上記の実施の形態においては加振器16の
シャフト12を回転駆動しているが、これとは逆にシャ
フト12を固定し、スクリーン手段3を駆動手段に連結
してスクリーン手段3を回転駆動するようにしてもよ
い。また加振器16とスクリーン手段3の双方を逆方向
に回転駆動してもよい。
【0022】図6、図7は本発明の他の実施の形態を示
すもので、図6はその主要部を示す斜視図、図7は加振
枠体の動作を説明するための平面図である。
【0023】この実施の形態は図1の実施の形態とは逆
に被処理液をスクリーン手段3の内側から外側に向けて
流出させ、微粉状の固体をウェッジワイヤ5の内側表面
附近に集めるタイプの濾過装置に使用する場合に好適で
ある。
【0024】本実施の形態において、スクリーン手段3
0は、図6から明らかなように、スクリーン手段30の
軸方向に延長しかつ周方向に所定間隔で全体として円筒
状に配置され、半径方向内側端部に突起部31aを有す
る複数のサポートロッド31と、該サポートロッド31
の内側に該サポートロッド31とほぼ直交する方向にら
せん状に巻回されたウェッジワイヤ32を有し、該ウェ
ッジワイヤ32は一側32aを内側に向け、他の2側3
2b,32cは隣接するウェッジワイヤ部分との間に内
側に向け拡開するスリット33を形成するように配置さ
れ、その内側の頂点32dを該サポートロッド31との
交点34において該サポートロッド31の該突起部31
aに溶接されている。ウェッジワイヤ32は筒状フィル
ター部材を構成する。
【0025】スクリーン手段30の外側には、スクリー
ン手段30の軸方向に延長する格子状の円筒形枠体35
および一端が枠体35の軸方向バー35aに固定され他
端がサポートロッド31に当接しうる複数の板ばね36
からなる加振器37が設けられている。
【0026】枠体35の一端部は駆動装置(図示せず)
に連結されており枠体35はこの駆動装置によって回転
駆動される。
【0027】加振器37の板ばね36はその内部にスク
リーン手段30が存在する部分の枠体35の全長にわた
り径方向に1対ずつかつ軸方向に隣り合う板ばね36の
対とは直交するようにして枠体35の軸方向バー35a
に固定されている。各板ばね36は先端部36aがサポ
ートロッド31の側部の半径方向外側の部分に当接する
ように板ばねの径方向の長さが設定されている。
【0028】濾過装置の運転中被処理液はスクリーン手
段30の内側から外側に流れる。枠体35が図中時計方
向に回転すると、各板ばね36がサポートロッド31に
対し次々と接触、離脱を繰返しサポートロッド31を介
してウェッジワイヤ32に微振動を与える。これによっ
てスクリーン手段30の内側においてウェッジワイヤ3
2の表面に付着しようとする微粉状の固体はウェッジワ
イヤ32の表面から振り落され、ウェッジワイヤ32の
表面から僅かに離れた位置に浮遊する。
【0029】図6の実施の形態においては加振器37の
枠体35を回転駆動するが、これとは逆に枠体35を固
定しスクリーン手段30を回転駆動してもよく、または
枠体35とスクリーン手段30の双方を逆方向に回転駆
動してもよい。
【0030】従来スクリーン面をウェッジワイヤにより
形成した濾過装置においては、製造技術上の理由により
隣接するウェッジワイヤ間のスリットの幅を150μm
以下に形成することは不可能であり、150μm以上の
径を有する固形物しか分離することができなかった。こ
のため150μm以下の径を有する微細な固形物を分離
する必要がある場合は、米国特許第4,407,720
号の第1欄第18行〜24行および第2欄第64行〜6
6行に記載されているように、濾布等のフィルター材を
ウェッジワイヤの外周に張付けなければならない。この
場合は、濾布のみを使用する濾過装置と同様に目詰りが
容易に生じるという欠点が生じる。
【0031】このため、ウェッジワイヤをスクリーン面
に使用する濾過装置により150μm以下の固体を濾過
する場合は、目詰り除去のための複雑で大がかりな装置
を取付けるか、または凝集剤、固化剤などの高価な添加
物を被処理液に添加することにより固形物を凝集させそ
の径を大きくして分離しなければならなかった。
【0032】本発明の一側面においては、ウェッジワイ
ヤのスリットの幅を1〜150μmの超微細スリットと
したことにより、1〜150μmの超微細な固形物を、
濾布その他の濾材を使用することなく、また高価な添加
剤を添加することなく容易に分離することができる。
【0033】ウェッジワイヤのスリット幅を1〜150
μmの超微略スリットとするにはウェッジワイヤを使用
するスクリーン手段3を以下に述べる製造装置を使用し
て製造する。
【0034】図8〜図10はスクリーン手段3の製造装
置を示す。
【0035】スクリーン製造装置50は前部ベッド52
と後部ベッド54上に設けられた支持枠56,58に取
付けられた軸受60,62に回転自在に支承されたボー
ルねじ64を備えている。ボールねじ64は中央の段部
64aの前方の大径部64bにねじが切られており、後
方の小径部64cにはねじが切られていない。ボールね
じ64の直下の前部ベッド52上にはレール66が敷設
されている。円筒状のねじカバー68はボールねじに螺
合するようにしてボールねじ64の外側に同軸に配置さ
れている。ねじカバー68の前端部にはレール66上を
走行可能に載置された車輪70が脚部72を介して固定
されており、ボールねじ64の回転によりボールねじ6
4上を摺動する。
【0036】環状の前部サポートロッド把持具74はね
じカバー68の進行方向前端部附近に回転自在かつねじ
カバー68の軸方向に移動不可能に支持されている。一
方ねじカバー68の進行方向後端部には中央開口部76
bを有するディスク状の後部サポートロッド把持具76
が回転自在かつねじカバー68の軸方向に移動可能にボ
ールねじの小径部64cに嵌合支持されている。前部サ
ポートロッド把持具74には同把持具74を回転駆動す
る駆動ユニット78が連結されている。駆動ユニットは
所望のウェッジワイヤスリット幅を実現するために必要
な回転速度で前部サポートロッド把持具74を回転させ
ることができる。後部サポートロッド把持具76は前部
サポートロッド把持具74の回転に従動して回転され
る。後部サポートロッド把持具75は溶接機支持台67
に開設された開口部67a中より僅かに小さい径を有し
開口部67中を進行方向に摺動することができる。ただ
しボールねじ64の大径部64bの径は後部サポートロ
ッド把持具76の中央開口部76bの径よりも大きいの
で後方サポートロッド把持具76の進行方向の移動はボ
ールねじ64の段部64aに把持具76の前端面76a
が当接することにより阻止される。把持具76は前部サ
ポートロッド把持具74の回転に従動して回転される。
溶接機支持台67の後方にはウェッジワイヤが巻回され
たウェッジワイヤ供給ドラム80が配設されている。ま
たスクリーン2の溶接箇所の真上には所定の間隔を置い
て、サポートロッド上に巻回されたウェッジワイヤをサ
ポートロッド上に押圧するディスク状の押圧ロール82
がスクリーン2と平行に配置されている。押圧ロールは
スクリーンドラム2の回転につれて従動回転する。ウェ
ッジワイヤがサポートロッドに巻回される直前の位置に
は、ウェッジワイヤホルダー84が設けられている。こ
のウェッジワイヤホルダー84は、図16A,16Bに
示すように、ウェッジワイヤを通すための1対のホルダ
ー部分84a,84aからなり、ウェッジワイヤを通し
てからこのホルダー部分84a,84aをボルトナット
85,86で固定するようになっている。ホルダー84
はウェッジワイヤ88の断面より僅かに大きいウェッジ
ワイヤ88と相似形の断面のウェッジワイヤ挿通孔84
bを有するとともに、鳥のくちばし状の先端84cを有
している。ホルダー84はロッド90にボルト92で固
定されており、このロッド90はピン94によって上下
方向に揺動自在かつ水平方向に移動不能に枠体96に枢
着されている。ホルダー84のくちばし状の先端部84
cを製造されるスクリーン3と押圧ロール82との間の
間隙98に奥深く挿入することにより、ウェッジワイヤ
88の正確な位置決めが可能である。ウェッジワイヤが
サポートロッドに巻回される直後の位置には公知の構成
のレーザー溶接機100が配設されている。
【0037】スクリーンの製造は次の手順により行われ
る。 (a)上記製造装置を準備する。
【0038】(b)前部サポートロッド把持具74と後
部サポートロッド把持具76との間に半径外側の端部に
突起を有する複数のサポートロッド102を周方向に全
体として円筒状に配置し、両把持具74,76によりサ
ポートロッド102の両端部を把持する。
【0039】(c)ボールねじ64を回転駆動すること
により円筒状のサポートロッド102を進行方向(図1
5中央矢印Eの方向)に送るとともにウェッジワイヤ供
給ドラム80からウェッジワイヤ88を繰出してウェッ
ジワイヤホルダー84を通して円筒状のサポートロッド
102に巻回することにより送り機構のボールねじの軸
芯と、製造されるスクリーンドラムの軸芯とを同軸線上
にしてボールねじの送り精度とスクリーンドラムの送り
精度を極限にまで近似させる工程。
【0040】(d)レーザー溶接機100によりウェッ
ジワイヤ88の内側の頂点を各サポートロッドとの交点
においてサポートロッドの突起部に溶接する。
【0041】(e)ウェッジワイヤ88の巻回、溶接を
完了したら両サポートロッド把持具74,76を開放し
て完成したスクリーンを取出す。
【0042】本発明のさらに他の実施の形態において
は、図2に示すように、シール板8上に電動式または空
気加圧式の公知の振動発生器210を取付け、シール板
8を介してシール手段3に対し補助的に振動を伝達する
ことによりウェッジワイヤ5のスリット6の目詰り防止
を促進している。
【0043】スクリーン手段のフィルター部材は、上記
のようにウェッジワイヤに限らず、図11に示すような
所定径の多数の円孔または長孔202が形成された筒状
多孔板204で形成してもよい。またフィルター部材は
図12に示すような筒状金網206で形成してもよい。
【0044】また上記各実施の形態においてスクリーン
手段および枠体はいずれも円筒形で形成されているが、
これに限らず多角形の筒状のものでもよい。また加振器
の板は孔の形状も上記各実施の形態のものに限られるも
のではない。
【0045】また上記各実施の形態においては、板ばね
は径方向に1対設けられ、軸方向に隣り合う各対の板ば
ねは相互に直交する方向に設けられているが、これに限
らず各対を同一方向に配置する等種々の改変が可能であ
る。また板ばね枚数は1枚以上必要に応じ任意の枚数と
することができる。
【0046】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
クリーン手段と加振器の少くとも一方を回転駆動するこ
とにより、板ばねの一端部が周方向に配置された複数の
サポートロッドの各々に順次接触、離間し、板ばねがサ
ポートロッドに当接する時の衝撃により各サポートロッ
ドおよびこれに固定されたフィルター部材に微かな振動
が発生する。被処理液のフィルター部材への流入に伴い
フィルター部材の表面に付着しようとする微粉状の固体
はこの振動によりフィルター部材表面から振り落され、
常にフィルター部材表面から僅かに離れた位置に浮遊す
ることになり、この結果フィルター部材の目詰りを防止
することができる。
【0047】また従来の濾過装置の逆洗装置のように大
がかりな装置を必要とせずまたスクレーパーも必要とし
ないので装置全体をコンパクトに設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる濾過装置の1実施の形態の主要
部を示す斜視図である。
【図2】同実施の形態を容器の一部を破断して示す斜視
図である。
【図3】図1における加振器の動作を説明するための平
面図である。
【図4】図1のスクリーン手段と加振器の一部を拡大し
て示す斜視図である。
【図5】被処理液中の固形物のスクリーン表面への付着
状況を示す図である。
【図6】本発明の他の実施の形態を示す部分斜視図であ
る。
【図7】同実施の形態における加振器の動作を説明する
ための平面図である。
【図8】スクリーン手段製造装置を示す図である。
【図9】同スクリーン手段製造装置のウエッジワイヤホ
ルダーを示す図である。
【図10】同製造装置のレーザー溶接機を示す図であ
る。
【図11】穴明き板によるフィルター筒を示す斜視図で
ある。
【図12】金網によるフィルター筒を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
3,30 スクリーン手段 4,31 サポートロッド 12 シャフト 14,36 板ばね 16,37 加振器 35 枠体

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリーンの軸方向に延長しかつスクリ
    ーンの周方向に所定間隔で配列された複数のサポートロ
    ッドおよびこれらのサポートロッドの外側に固着された
    筒状のフィルター部材とからなるスクリーン手段と、該
    スクリーン手段と同軸に該スクリーン手段の中心に配置
    されたシャフトおよび一端が該シャフトに固定され他端
    が該サポートロッドの一部に当接しうる少くとも1枚の
    板ばねからなる加振器と、該スクリーン手段と該加振器
    の少くとも一方を回転駆動する駆動手段とを備えること
    を特徴とする濾過装置。
  2. 【請求項2】 該フィルター部材は、所定幅のスリット
    を形成するようにして該サポートロッドに巻回されたウ
    ェッジワイヤであることを特徴とする請求項1記載の濾
    過装置。
  3. 【請求項3】 該ウェッジワイヤのスリット幅は1〜1
    50μmであることを特徴とする請求項2記載の濾過装
    置。
  4. 【請求項4】 該フィルター部材は他数の円孔または長
    孔が形成された多孔板であることを特徴とする請求項1
    記載の濾過装置。
  5. 【請求項5】 該フィルター部材は金網であることを特
    徴とする請求項1記載の濾過装置。
  6. 【請求項6】 該フィルター部材は濾布であることを特
    徴とする請求項1記載の濾過装置。
  7. 【請求項7】 該スクリーン手段に振動を与える振動発
    生器をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の濾
    過装置。
  8. 【請求項8】 スクリーンの軸方向に延長しかつスクリ
    ーンの周方向に所定間隔で配列された複数のサポートロ
    ッドおよびこれらのサポートロッドの内側に固着された
    筒状のフィルター部材とからなるスクリーン手段と、該
    スクリーン手段と同軸に該スクリーン手段の外側に配設
    され軸方向に延長する枠体および一端が該枠体に固定さ
    れ他端が該サポートロッドの一部に当接しうる少くとも
    1枚の板ばねからなる加振器と、該スクリーン手段と該
    加振器の少くとも一方を回転駆動する駆動手段とを備え
    ることを特徴とする濾過装置。
  9. 【請求項9】 該フィルター部材は、所定幅のスリット
    を形成するようにして該サポートロッドに巻回されたウ
    ェッジワイヤであることを特徴とする請求項8記載の濾
    過装置。
  10. 【請求項10】 該ウェッジワイヤのスリット幅は1〜
    150μmであることを特徴とする請求項9記載の濾過
    装置。
  11. 【請求項11】 該フィルター部材は他数の円孔または
    長孔が形成された多孔板であることを特徴とする請求項
    8記載の濾過装置。
  12. 【請求項12】 該フィルター部材は金網であることを
    特徴とする請求項8記載の濾過装置。
  13. 【請求項13】 該フィルター部材は濾布であることを
    特徴とする請求項8記載の濾過装置。
  14. 【請求項14】 該スクリーン手段に振動を与える振動
    発生器をさらに備えることを特徴とする請求項8記載の
    濾過装置。
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