JP3157177U

JP3157177U - ろ過装置

Info

Publication number: JP3157177U
Application number: JP2009008269U
Authority: JP
Inventors: 和典小石
Original assignee: 和典小石
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2019-11-19

Abstract

【課題】小型で安価であり、ろ過材が目詰まりしてしまっても容易にメンテナンスすることができるろ過装置を提供する。【解決手段】ろ過装置（１）を、略筒状を呈する中空のケーシング（２）と、該ケーシング（２）内に固定的に設けられている円筒状の網状支持体（３）と、該網状支持体内（３）に支持されている円筒状のフィルタエレメント（４）とから構成する。そして、ケーシング（２）の一方の端部に被処理水の流入口１２を、他方の端部に被処理水の排出口１７を、そしてケーシング（２）の側部にろ過されたろ過水の流出口１４を、それぞれ設ける。排出口１７には開閉弁１９を設ける。【選択図】図１

Description

本考案は、被処理水に含まれる濁質を除去するろ過装置に関し、限定するものではないが河川、湖沼等から取水された水、汲み上げられた地下水等の被処理水をろ過して、被処理水に含まれている濁質やクリプトスポリジウム原虫を除去するろ過装置に関するものである。

生活用水、飲用水等に利用される水道水、いわゆる浄水は、河川、湖沼、ダム等から取水された水、あるいは地下から汲み上げられた地下水等の原水を浄化処理して得られる。原水には、微生物やごみがコロイド状に浮遊する濁質が含まれているのでそのままでは飲用には不適である。そこで、原水は、所定のろ過方法によって濁質が取り除かれ、有効塩素換算濃度が約１ｐｐｍになるように塩素が注入され、家庭、工場、学校等に水道水として配水される。原水から濁質を取り除くろ過方法として、砂の層が設けられたろ過池でろ過する砂ろ過法が周知である。ろ過池には、繁殖する微生物によって砂の層に形成される生物膜によって水を浄化する緩速ろ過池と、沈殿池を経由した水を処理する急速ろ過池とがある。緩速ろ過池は、集団下痢中毒の発生等の原因として近年問題になっているクリプトスポリジウム原虫もほぼ除去することができるので安全性の点では優れているが、処理量に比して広大な面積のろ過池を設けなければならないし、砂の層のメンテナンスは人力で実施しなければならずコストがかかる。急速ろ過池は、比較的効率よく水をろ過することはできるので緩速ろ過池より小さな面積で済むが、ある程度の面積は必要になるので都市近郊にろ過池の用地を確保することは難しい。さらには、急速ろ過池に使用される砂の粒径は１〜２ｍｍ程度であるのでクリプトスポリジウム原虫が流出してしまう危険もある。

特開２００３−１７００１１号公報

特許文献１には、袋状を呈するろ布、いわゆるバッグフィルタが設けられたろ過装置が記載されている。バッグフィルタは、ポリプロピレン等の樹脂繊維の布から、胴長のバケット状に形成されたろ布であって、重なった樹脂繊維同士は熱処理されてある程度融着している。従って、必要な強度が確保されていると共に多数の微細な孔が形成されている。特許文献１に記載のろ過装置においては、このようなバッグフィルタが所定の筐体に入れられている。特許文献１に記載の装置において、被処理水をバッグフィルタの開口部からバッグフィルタ内に圧送する。そうするとバッグフィルタは袋状を呈しているので、被処理水はバッグフィルタの円筒状を呈する側部と底部とから所定の流速で外側に漏れ出す。このとき被処理水に含まれている濁質がろ過される。バッグフィルタに形成されている孔の大きさは、任意の大きさにすることができ、例えば１〜２００μｍに形成することができるので、任意の粒径の濁質を除去することができる。特許文献１に記載のろ過装置は、安価で小型であるにも拘わらず効率よく水をろ過することができるので、緩速ろ過池や急速ろ過池の代わりにこの装置を使用するすると、小さな設備によってろ過することができ、安価に浄水を得ることができる。また、従来の急速ろ過池と組み合わせて使用することもできる。すなわち、急速ろ過池によってろ過されたろ過水をこのろ過装置によってろ過すると、流出の危険があるクリプトスポリジウム原虫を完全に除去することができ、安全な浄水を提供することができる。

特許文献１に記載の装置によっても、原水中の濁質やクリプトスポリジウム原虫を除去することができるので、原水の浄化処理に適用することができる。そうすると、広大なろ過池を格別に必要とせず、小さな浄水設備において大量の浄水を効率よく得ることができるようになる。しかしながら、解決すべき問題も見受けられる。すなわち、バッグフィルタは、ろ過した濁質が堆積してきたら目詰まりしてしまうが、特許文献１に記載の装置においては、このような目詰まりに対する対策が格別に設けられていない。原水の濁度によっては比較的早期にバッグフィルタが目詰まりしてろ過することができなくなる。そうすると、バッグフィルタを交換しなければならず、その間装置を停止しなければならないし人件費も嵩んでしまう。また、バッグフィルタは比較的安価ではあるが、頻繁に交換されるとバッグフィルタに要する費用も嵩んでしまう。

本考案は、上記したような従来の問題点あるいは課題を解決したろ過装置を提供することを目的としている。具体的には、小型で安価であるにも拘わらず濁質やクリプトスポリジウム原虫を効率よく除去することができ、ろ過材が目詰まりし難く、ろ過材が目詰まりしてしまっても短時間かつ容易にメンテナンスすることができるろ過装置を提供することを目的としている。用途を限定するものではないが、浄水設備にろ過装置が適用されると小さな設備であっても大量の浄水を得ることができ、用地を確保し難い都市部近郊においても浄水設備を設置できるような、ろ過装置を提供することも目的としている。

本考案は、上記目的を達成するために、所定のフィルタエレメントを備えたろ過装置として構成する。フィルタエレメントは、いわゆるバッグフィルタの閉じられた一方の端部が切り落とされたような、両端が開口した円筒状を呈するろ布として構成する。そして、略筒状のケーシング内に円筒状の網状支持体を設け、この網状支持体の内側にフィルタエレメントを取り付ける。ケーシングの一方の端部には被処理水を流入する流入口が、他方の端部には被処理水を排出する排出口が、胴部にはろ過されたろ過水を流出する流出口がそれぞれ設けられる。排出口を閉じて、流入口から被処理水を供給すると、被処理水はフィルタエレメントによってろ過され、ろ過水が流出口から流出する。排出口を開けて、流入口から被処理水を供給すると、被処理水はフィルタエレメントの内側を流れてフィルタエレメント内を洗浄して排出口から排出されるように構成する。

すなわち、請求項１に記載の考案は、上記目的を達成するために、略筒状を呈する中空のケーシングと、該ケーシング内に固定的に設けられている円筒状の網状支持体と、該網状支持体内に支持されている円筒状のフィルタエレメントとからなり、前記中空のケーシングの一方の端部には、被処理水の供給口が、他方の端部には被処理水の排出口が、そして胴部にはろ過水の流出口がそれぞれ設けられ、前記排出口を閉鎖して、前記供給口から被処理水を供給すると、被処理水は前記フィルタエレメントによりろ過されて前記網状支持体を通って前記流出口から流出され、前記排出口を開放して、前記供給口から被処理水を供給すると、被処理水は前記フィルタエレメントを洗浄して前記排出口から排出されるように構成される。
請求子２に記載の考案は、請求項１に記載のろ過装置において、前記円筒状のフィルタエレメントは、ポリプロピレン繊維から布状に形成され、前記繊維が重なった部分は熱融着されるように構成される。
そして、請求項３に記載の考案は、請求項１または２に記載のろ過装置において、前記円筒状のフィルタエレメントは、その両端部が押さえ部材により前記網状支持体に固定されるように構成される。

以上のように、本考案によると、ろ過装置は略筒状を呈する中空のケーシングと、該ケーシング内に固定的に設けられている円筒状の網状支持体と、該網状支持体内に支持されている円筒状のフィルタエレメントとから構成されているので、シンプルな構造であり、小型のろ過装置として安価に提供することができる。そして、中空のケーシングの一方の端部には、被処理水の供給口が、他方の端部には被処理水の排出口が、そして胴部にはろ過水の流出口がそれぞれ設けられており、排出口を閉鎖して、供給口から被処理水を供給すると、被処理水はフィルタエレメントによりろ過されて網状支持体を通って流出口から流出されるようになっているので、フィルタエレメント全体を使って効率よく被処理水をろ過することができる。そして、フィルタエレメントは網状支持体に支持されているので、被処理水の水圧をある程度高くしてもフィルタエレメントが変形したり破損することなくろ過することができる。従って、ろ過の効率はさらに高くなる。このようなろ過装置が浄水施設に採用される場合には、ろ過装置を多数用意して平行して原水をろ過するようにすれば大量の浄水を得ることができる。多数のろ過装置は水平方向だけでなく高さ方向にも並べることができるので、都市部のように用地の確保が難しい地域においても、広大な場所を要することなく浄水設備を設置することが可能になる。そして、本考案によると、排出口を開放して供給口から被処理水を供給すると、被処理水はフィルタエレメントを洗浄して前記排出口から排出されるので、フィルタエレメントは目詰まりしてしまっても容易に目詰まりを解消することができるし、さらにはフィルタエレメントの寿命が延びる。従って、多数のろ過装置が設置されていても、これらのメンテナンスに要する工数や費用は非常に少なくて済む。また、他の発明によると、フィルタエレメントは、ポリプロピレン繊維から布状に形成され、繊維が重なった部分は熱融着されているので、フィルタエレメントは十分に耐久性を有することになる。このようなフィルタエレメントの孔、すなわち目開きの大きさは色々な大きさのものを用意することができるので、例えば、２μｍ程度の目開きのフィルタエレメントを用意すれば、約５μｍのクリプトスポリジウム原虫を完全に除去することができる。

本考案の実施の形態に係るろ過装置を模式的に示す側面断面図である。

以下、図１によって本考案の実施の形態に係るろ過装置１を説明する。本実施の形態に係るろ過装置１は、円筒状を呈する中空のケーシング２と、このケーシング２内に固定されている円筒状を呈する網状支持体３と、この網状支持体３の内側に入れられているフィルタエレメント４とから概略構成されている。ケーシング２は、直径約２２ｃｍ、高さ約７０ｃｍで所定の肉厚の円筒状のケーシング本体６と、円筒の鏡板に対応する上蓋体７と下蓋体８とから構成され、上蓋体７、下蓋体８のそれぞれは、ケーシング本体６の両端に形成されているフランジ１０、１１に当接され、ボルトによって結合されている。従って、ケーシング２内には閉空間が形成されている。この上蓋体７には、濁質を含んだろ過対象の水、すなわち被処理水が流入する流入口１２が設けられ、流入口１２にはフランジ１３が形成され被処理水を導く導水管に接続できるようになっている。ケーシング本体６の胴部中央には、ろ過された水を流出する流出口１４が設けられ、流出口１４にもフランジ１５が形成されて所定の管路が接続できるようになっている。本実施の形態においては、下蓋体８には被処理水の排出口１７が設けられており、後で説明するようにフィルタエレメント４内に蓄積した濁質を被処理水と共に排出することができるようになっている。排出口１７にもフランジ１８が形成されており、排出口１７を開閉する開閉弁１９が固定されている。

網状支持体３は、多数の孔が明けられた金属板、もしくは金属網から形成されており、両端が開口した円筒状を呈している。円筒の直径は約１８ｃｍになっているので、ケーシング２の内周面２０と網状支持体３の間には所定の隙間が確保されることになる。ケーシング本体６の内周面２０には、２箇所に半径方向内側に突き出ている第１、２の縮径部２１、２２が形成されており、網状支持体３は、その両端部がこれらの縮径部２１、２２に固定されている。流出口１４は、この網状支持体３の側方に臨んでおり、フィルタエレメント４でろ過された水が、網状支持体３を通って流出口１４から流出するようになっている。

本実施の形態においては、フィルタエレメント４は、ポリプロピレン繊維からなるろ布から形成されている。ろ布には所定の熱処理が施されており、重なり合った繊維同士が融着され、繊維がもつれないようになっていると共に繊維片が流出しないようになっている。ろ布に形成されている孔の大きさ、すなわち目開きは１〜２００μｍの色々な大きさのものが市販されているが、本実施の形態においては目開きが２μｍのろ布が採用されている。従って、約５μｍのクリプトスポリジウム原虫を完全に捕捉することができる。フィルタエレメント４は、その形状にも特徴がある。すなわち、本実施の形態においてはフィルタエレメント４は、両端が開口した円筒状に形成されている。従って、後で説明するように、濁質がフィルタエレメント４内に蓄積してろ過能力が低下してしまっても容易に洗浄してろ過能力を回復させることができることになる。

フィルタエレメント４は網状支持体３の内側に入れられて、全体が網状支持体３に支持されている。そして、上端部と下端部が第１、２の縮径部２１、２２に固定されている。フィルタエレメント４を固定する機構について詳しく説明する。ケーシング本体６の内側には、第１の縮径部２１の上方に上支持部材２４が、第２の縮径部２２の下方に下支持部材２５が固定され、それぞれの支持部材２４、２５の中心には、ねじ穴が明けられて雌ネジが形成されている。それぞれのねじ穴には、ハンドル部２６、２６を有するＴ字状の締付用ネジ２７、２７が螺合している。締付用ネジ２７の先端には、バネ２９、２９を介してフィルタ押さえ金具３０、３０が取り付けられている。従って、締付用ネジ２７、２７を回転するとフィルタ押さえ金具３０、３０を軸方向に上下させることができる。フィルタエレメント４の上端部は次のようにして固定する。フィルタエレメント４の上端部を外側に折り返して、ケーシング本体６内に形成されている縮径部２１に載せる。その上にリング状を呈するゴムパッキン３１を載せる。次いで締付用ネジ２７を回転する。そうするとフィルタ押さえ金具３０が下方に駆動され、ゴムパッキン３１と共にフィルタエレメント４の上端部が第１の縮径部２１に押し付けられる。バネ２９の弾性力によって押付力が一定に調整されるので、上端部はしっかりと固定されることになる。同様にフィルタエレメント４の下端部も固定する。なお、上下支持部材２４、２５とフィルタ押さえ金具３０、３０には、比較的大径の孔が明けられており、被処理水の流れが妨げられないようになっている。

本実施の形態に係るろ過装置１の作用を説明する。被処理水を導く原水管を流入口１２に接続し、ろ過水を送水する浄水管を流出口１４に接続する。そして、濁質を含んだ被処理水を外部に排出するドレン管を開閉弁１９に接続する。図１にはこれらの原水管、浄水管、ドレン管は示されていない。開閉弁１９を閉じて被処理水を原水管から供給する。そうすると、被処理水は矢印Ｙ１で示されているように、ケーシング２内に流入する。そして、実線で示されている矢印に沿って、一方の開口部からフィルタエレメント４内に流入し、そしてフィルタエレメント４によってろ過される。ろ過された水は矢印Ｙ２で示されているように流出管１４から流出して浄水管に送水される。

ろ過を続けているとフィルタエレメント４は濁質によって閉塞し、ろ過能力が低下する。開閉弁１９、すなわち弁体３２を開く。そうすると、流入口１２から流入した被処理水はフィルタエレメント４の内側を流れて、フィルタエレメント４内が洗浄される。洗浄後の濁質を大量に含んだ被処理水は、波線の矢印で示されているように流れて排出口１７から排出される。この時、流出口１４を閉じるようにするとフィルタエレメント４が効率よく洗浄されるが、流出口１４が開いた状態であっても実施することができる。

本実施の形態に係るろ過装置は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、河川、湖沼等から取水された原水は、１台のろ過装置によってろ過されるように説明されているが、ろ過装置は複数個が多段に設けられていてもよい。すなわち、最初に目開きの大きいフィルタエレメントが設けられているろ過装置でろ過し、その後に、小さい目開きのフィルタエレメントが設けられているろ過装置によってろ過するようにしてもよい。このようにすると、フィルタエレメントがさらに目詰まりしにくくなる。また、ろ過装置の大きさは、上記したような大きさに限定される必要はなく、小型にすることもできるし、大型にすることもできる。さらには、フィルタエレメントは、フィルタ押さえ金具３０によって押さえられるように説明されているが、他の機構によって網状支持体に設けられるようにしてもよい。

濁質によるフィルタエレメント４の閉塞を自動的に検出して、フィルタエレメント４を洗浄することも出来る。例えば、開閉弁１９をコントローラからの指令によって開閉する電動弁から構成し、差圧計を設けて流入口１２と流出口１４における水圧差、すなわち差圧を測定するようにする。そして、差圧計によって所定の差圧が検出されたらコントローラからの指令で開閉弁１９を開いてフィルタエレメント４を洗浄するようにする。このようにすると、人の手を要することなくフィルタエレメント４の閉塞を解消することができるので、運転コストが安価になる。さらには、フィルタエレメント４の洗浄を定期的に実施して閉塞を回避する方法もある。すなわち、所定のタイマーが設けられたコントローラによって開閉弁１９を開閉するようにし、予め設定された時間が経過する度に、開閉弁１９を開いてフィルタエレメント４を洗浄するようにする。このようにすると、さらに安価に装置を提供できることになる。

本実施の形態に係るろ過装置は、浄水施設だけでなく、工業用水から精製水を製造するろ過装置としても使用できるし、水以外の他の流体のろ過装置としても使用することができる。

１ろ過装置２ケーシング
３網状支持体４フィルタエレメント
１２流入口１４流出口
１７排出口１９開閉弁

Claims

略筒状を呈する中空のケーシングと、該ケーシング内に固定的に設けられている円筒状の網状支持体と、該網状支持体内に支持されている円筒状のフィルタエレメントとからなり、前記中空のケーシングの一方の端部には、被処理水の供給口が、他方の端部には被処理水の排出口が、そして胴部にはろ過水の流出口がそれぞれ設けられ、
前記排出口を閉鎖して、前記供給口から被処理水を供給すると、被処理水は前記フィルタエレメントによりろ過されて前記網状支持体を通って前記流出口から流出され、
前記排出口を開放して、前記供給口から被処理水を供給すると、被処理水は前記フィルタエレメントを洗浄して前記排出口から排出されることを特徴とするろ過装置。
請求項１に記載のろ過装置において、前記円筒状のフィルタエレメントは、ポリプロピレン繊維から布状に形成され、前記繊維が重なった部分は熱融着されていることを特徴とするろ過装置。
請求項１または２に記載のろ過装置において、前記円筒状のフィルタエレメントは、その両端部が押さえ部材により前記網状支持体に固定されていることを特徴とするろ過装置。