JP3241269U - 旋回流型濾過器 - Google Patents

Abstract

【課題】原水である混合水中の夾雑物が多い場合や，処理する混合水の量が多い場合などで，濾過エレメントの目詰まりが限界を超えた場合であっても，装置全体を停止して目詰まりを除去処理する必要がない旋回流型濾過器を提供する。
【解決手段】夾雑物を含む混合水を導入する入口管，濾過後の処理水を排出する出口管，上蓋，底板および内部に濾過エレメントを備えた円筒状の本体容器からなる３基の旋回流型の濾過器からなり，各入口管および各出口管は１本の流水管に接続されており，流水管の上流側から送られる混合水が，濾過器を経由する流路と濾過器を通らずに流水管を流れる流路とに切り替え可能に切換え弁を配設されており，少なくとも１基の濾過器で夾雑物が除去されて処理水として流水管下流部から排出可能な複式旋回流型濾過器とする。
【選択図】図１

Description

本考案は夾雑物（異物）を含む原水である混合水から夾雑物を濾過，除去する旋回流型濾過器に関する。

浄水場へ取り込む原水，水力発電所のダムから発電装置に送り込む水，流水を使用する生活用水，農業用水あるいは産業機械の冷却水などに使用する自然の淡水や海水には土砂，岩石片（小石），木材片，空き缶などの廃棄物，小魚や小エビなどの高比重の夾雑物が含まれている。

これらの夾雑物は配管詰まりや機械設備の損傷防止のために除去が必要であり，この目的で濾過エレメント（フィルター）を備えた濾過器が使用される。このような濾過器のなかで，省力、無動力で運転する設備では流水の旋回流による遠心力により夾雑物を除去するとともに遠心力で分離できなかった夾雑物を濾過エレメントで分離し，さらに旋回流により濾過エレメントに付着した夾雑物を除去して目詰まりを抑制する自己洗浄能力のある旋回流型濾過器が使用されている。

特許３６８１１２３号公報

特許文献１記載の濾過器は，本体容器の長さを抑制することができると共に、分離対象物を確実に分離することができる旋回流型濾過器に関するものである。

特許文献１開示の濾過器は，内部の濾過エレメントの外側で夾雑物を含む原水の旋回流（渦流）を形成することにより濾過エレメントの目詰まりを防止しつつ夾雑物を分離除去する構成を有するものである。

旋回流型濾過器は，夾雑物を含む混合水（原水）に渦流を形成し，その遠心力で夾雑物を分離除去するものであるために，濾過エレメントの目詰まりは少ないものである。

しかし，原水である混合水中の夾雑物が多い場合や，処理する混合水の量が多い場合などには，濾過エレメントにかかる夾雑物量が増加して目詰まりが限界を起こし，旋回流型濾過器を使用する装置全体を停止して目詰まりを除去処理する必要が生じ，大きな支障が発生する場合がある。

本考案は，原水である混合水中の夾雑物が多い場合や，処理する混合水の量が多い場合などであっても，旋回流型濾過器の濾過エレメントの目詰まりによる装置全体の停止を回避する旋回流型濾過器のシステムを提供することを目的とするものである。

本考案の旋回流型濾過器のシステムは，夾雑物を含む混合水から夾雑物を分離除去して処理水とする複式旋回流型濾過器であって、
前記複式旋回流型濾過器は，３基の旋回流型の濾過器，および流水管を備え，
各濾過器は円筒状の本体容器、前記本体容器の上面に配設された上蓋，前記本体容器の底面に配設された底板，前記本体容器の円周壁面に接線方向に配設された入口管，前記混合水から前記夾雑物を分離した処理水を送出する出口管，分離した前記夾雑物を含む廃液を排出する夾雑物排出管，および濾過孔を有する円筒状または円錐台状の濾過エレメントを備え，
第１濾過器の第１入口管は第１入口分岐部で，第２濾過器の第２入口管は第２入口分岐部で，第３濾過器の第３入口管は第３入口分岐部で，それぞれ前記流水管に接続されており，
第１濾過器の第１出口管は第１出口分岐部で，第２濾過器の第２出口管は第２出口分岐部で，第３濾過器の第３出口管は第３出口分岐部で，それぞれ前記流水管に接続されており，
前記第１入口管に第１入口弁，前記第１出口管に第１出口弁，前記第２入口管に第２入口弁，前記第２出口管に第２出口弁，前記第３入口管に第３入口弁，前記第３出口管に第３出口弁が，それぞれ配設されており，
前記流水管には前記第１入口分岐部と前記第１出口部の間，前記第２入口分岐部と前記第２出口部の間，前記第３入口分岐部と前記第３出口部の間において，それぞれ第１切替弁，大２切替弁，第３切替弁が配設されており，
前記混合水は，前記流水管の上流側に導入され，前記第１濾過器，前記第２濾過器，前記第３濾過器の少なくとも１基により前記夾雑物を分離除去して前記処理水として前記流水管の下流側から送水可能に構成されていることを特徴とする。

前記の複式旋回流型濾過器においては，３基の前記濾過器の少なくとも１基の前記本体容器の上部に上部夾雑物排出管が配設されていることが好ましい。

また前記の複式旋回流型濾過器においては，前記濾過エレメントの濾過孔径が，第２濾過器および第３濾過器の濾過孔径が前記第１濾過器の濾過孔径よりも小さく，前記第３濾過器の濾過孔径は，前記第２濾過器の濾過孔径と同じであるか，または前記第３濾過器の濾過孔径が小さいことが好ましい。

本考案の複式旋回流型濾過器によれば，原水である混合水中の夾雑物が多い場合や，処理する混合水の量が多い場合などであって，目詰まりしにくいように設計されている旋回流型濾過器の濾過エレメントが目詰まりを起こした場合であっても，該目詰まりによる装置全体の停止を回避することができる。

本考案の複式旋回流型濾過器を示す全体図 ３基の旋回流型の濾過器に上部夾雑物排出管を配設した複式旋回流型濾過器を例示した全体図 複式旋回流型濾過器を構成する旋回流型濾過器の構造を例示した半透明斜視図

図1は本考案の複式旋回流型濾過器を例示した斜視図である。

複式旋回流型濾過器は，１本の流水管と３基の旋回流型の濾過器から構成されており，前記３基の濾過器は，いずれも円筒状の本体容器、前記本体容器の上面に配設された上蓋，前記本体容器の底面に配設された底板，前記本体容器の円周壁面に接線方向に配設された入口管，前記混合水から前記夾雑物を分離した処理水を送出する出口管，分離した前記夾雑物を含む廃液を排出する夾雑物排出管，および濾過孔を有する円筒状または円錐台状の濾過エレメントを備えたものである。

第１濾過器の第１入口管と第１出口管，第２濾過器の第２入口管と第２出口管，第３濾過器の第３入口管と第３出口管はいずれも１本の流水管に接続されている。

流水管の上流側は，混合水を受け入れ，下流端側は夾雑物を分離除去した処理水を使用する装置へと接続される。

流水管と第１入口管は第１入口分岐部を介して接続されており，第１入口管には第１入口弁が配設されており，第１出口管は第１出口弁を介して第１出口分岐部において流水管に接続されている。

流水管と第２入口管は第２入口分岐部を介して接続されており，第２入口管には第２入口弁が配設されており，第２出口管は第２出口弁を介して第２出口分岐部において流水管に接続されている。流水管と第３入口管は第３入口分岐部を介して接続されており，第３入口管には第３入口弁が配設されており，第３出口管は第３出口弁を介して第３出口分岐部において流水管に接続されている。

流水管には，第１入口分岐部と第１出口分岐部の間に第１切替弁が，第２入口分岐部と第２出口分岐部の間に第２切替弁が，そして第３入口分岐部と第３出口分岐部の間に第３切替弁が，それぞれ配設されている。

かかる構成によって，以下のように濾過器を選択して使用することができる。
混合水は，流水管の上流から導入され，３基の濾過器のいずれかで夾雑物を分離除去して処理水とされた後に流水管の下流から排出され，処理水を使用する装置に送られる。

第１入口弁と第１出口弁が開，第１切替弁が閉のときは，混合水は第１濾過器に送られて夾雑物が濾過され，流水管に戻る。第１入口弁と第１出口弁が閉，第１切替弁が開のときは，混合水は第１濾過器に送られずに流水管を通過する。

第２入口弁と第２出口弁が開，第２切替弁が閉のときは，混合水は第２濾過器に送られて夾雑物が濾過され，流水管に戻る。第２入口弁と第２出口弁が閉，第２切替弁が開のときは，混合水は第２濾過器に送られずに流水管を通過する。

第３入口弁と第３出口弁が開，第３切替弁が閉のときは，混合水は第３濾過器に送られて夾雑物が濾過され，流水管に戻る。第３入口弁と第３出口弁が閉，第３切替弁が開のときは，混合水は第３濾過器に送られずに流水管を通過する。

濾過器は３基を混合水の流れに対して，直列に接続して使用可能であり，２基を選択して使用することもでき，１基のみを使用することも可能である。１基または２基を使用する場合，濾過に使用しない濾過器のメンテナンス，すなわち破損部の修理，目詰まりした濾過エレメントの夾雑物除去などを行うことができる。該メンテナンス中でも混合水の処理は継続できるので，処理水を使用する装置の停止という事態の発生を防止できる。

図１に例示の構成では，濾過器の使用の切替は第１，第２，第３の入口分岐部および第１，第２，第３の入口弁，第１，第２，第３の切替弁，第１，第２，第３の出口弁と第１，第２，第３の出口分岐部により構成されているが，各２方弁に替えて各入口分岐部および各出口分岐部に３方弁を使用する構成であってもよく，かかる構成によれば，濾過器１基について配設する弁は３個から２個に減らすことができる。

それぞれの入口弁，出口弁，切替弁の操作は，手動でもよく，遠隔操作，自動制御をおこなう構成でもよい。目詰まりによる逆洗の時期の検出，逆洗の終了の検出は，濾過エレメントの内側と外側の圧力差の測定，処理水の流速の測定などの検出手段を利用し，目視ないしは自動で行うことは好ましい態様である。

図１に例示の複式旋回流型濾過器を構成する３基の濾過器の夾雑物排出管は，いずれも本体容器の下部に配設されている。夾雑物としては，一般的に土砂，岩石片，小石，ガラス片，金属片などの高比重のものが多いので，下部に排出管を設けることが好ましいが，場所によっては木片などが多いこともあり，そのような場所に設置する場合には，図２のように上部夾雑物排出管を配設することが好ましい。

図３には濾過器の構造を半透明斜視図にて例示した。
濾過器は円筒状の本体容器，本体容器の上端を閉鎖する上蓋，下端を閉鎖する底板を備え，前記底板の中央部には貫通孔が形成され，その貫通孔に出口管が連接されている。

本体容器の壁面には原水である混合水を導入する入口管が，本体容器の接線方向に配設され，混合水が本体容器内壁面に沿って旋回流（渦流）を形成するように構成されている。本体容器の外周面下端部には分離されて沈降した夾雑物を含む水（廃水）を排出する夾雑物排出管が配設されている。

濾過エレメントは，本体容器の軸心と同軸心で底板の中央部に立設されており，円筒状または円錐台状（軸心に直行する断面形状は円形）であり，底部の開口は底板に形成された貫通孔と同径か大径であり，大径の場合は貫通孔を含むように底板に固定配設される。

濾過エレメントの上端は上蓋に接するかわずかな空隙で近接するように構成され，上端から夾雑物が内部に流入することを防止する。

出口管は底板の貫通孔と同径で貫通孔の外面に固定されるか，あるいは貫通孔より濾過エレメント内に突出して配設される。

入口管が本体容器外周面に接線方向に配設されることにより，混合水が本体容器内側と濾過エレメント外側の間で旋回流を形成し，濾過エレメント表面に付着して目詰まりを起こす夾雑物を移動させつつ濾過した処理水を濾過エレメント内部に入れ，濾過エレメント外側の夾雑物を旋回流の遠心力で本体容器内面側に移動させて沈降させることにより，濾過エレメントの目詰まりを防止し，夾雑物を排除することができる。

夾雑物排出管は，本体容器の下端部において，本体容器の旋回流順方向の接線方向に配設される。かかる構成により，分離された高比重夾雑物が，廃水の流れによって容易に夾雑物濃縮水として排出可能である。上部夾雑物排出管も同様である。

夾雑物排出管の内径は，入口管の内径の７０％以下で，５％以上であることが好ましい。夾雑物排出管の内径は流入管の内径の６０％以下であることが好ましく，５０％以下であることがさらに好ましい。また夾雑物排出管の内径は入口管の内径の１０％以上であることがより好ましく，２０％以上であることがさらに好ましい。

入口管の配設位置は，本体容器の高さの中央部近傍であることが好ましい。
原水である混合水を本体容器内に導入する入口管の内径は，本体容器の内径の４５％以下である。

濾過器を構成する本体容器の大きさは用途に応じて適宜設定されるが，長さは５０００ｍｍ以下，好ましくは３０００ｍｍ以下であり，２０００ｍｍ以下であってもよい。内径は５０００ｍｍ以下，好ましくは３０００ｍｍ以下であり，２０００ｍｍ以下であってもよい。

濾過エレメントの大きさは，円錐台筒状の場合，大径は本体容器内径の９０％以下，６０％以上であることが好ましく，小径は出口管内径と同じかそれより大きい。円筒形状の場合は，本体容器の内径の８０％以下，出口管の外径の１００％以上であることが好ましく，１２０％以上であることがより好ましく，１５０％以上であることがさらに好ましい。

濾過エレメントは多数の濾過孔を有するものであり，パンチングメタルを使用して製造することが好ましい。濾過孔の形状は限定されないが，加工の容易さから円形または角の丸い四角形であることが好ましい。濾過孔の大きさは，混合流体に含まれる夾雑物の大きさ，形状並びに処理流体が使用される用途によって適宜設定されるものであるが，最小径（四角形の場合は短辺）が２ｍｍ以上，１５ｍｍ以下であることが好ましく，３ｍｍ以上であることがより好ましく，１０ｍｍ以下，さらには７ｍｍ以下であることがより好ましい。

濾過エレメントの厚さは２ｍｍ以上であることが好ましく，５ｍｍ以下であることが好ましく，４ｍｍ以下であることがより好ましい。

濾過エレメントの上端部には，濾過エレメントの上端開口と同径の内径で本体容器内周と同径の外径のリング円板が配設されていることが好ましい。

濾過エレメントの下端は底板に固定されるが，上端は自由端になるので，旋回流により上端がぐらついて下端取付け部に負荷（曲げ応力）がかかって破損することを防止するためである。ただし，上蓋と濾過エレメントの上端の間隔を狭く加工した場合は，夾雑物の侵入もなく，濾過エレメントが動いても上蓋に当たり，大きな変形を受けないので，リング円板は配設しなくてもよい。

また濾過エレメントの上端部内側には上端形状の変形防止のために内径補強材２本が直行するように配設されていることが好ましい。

図３に示した濾過エレメントは円錐台筒状であるが，円筒状であってもよく，いずれも軸心に垂直な断面は円形である。

本考案の複式旋回流型濾過器を構成する各濾過器は，同じ大きさであってもよいが，異なった大きさであってもよい。

図面において入口弁，出口弁，切替弁はフランジにより接続された例が示されているが，弁は一般的にフランジで接続するように形成して市販されている。各弁の配管への配設は，これに限定されるものではない。

生活用水，環境水処理，農林水産業，エネルギー，金属，船舶，石油工業の水処理機器，鉄鋼生産の圧延における冷却水からの金属くず除去などに使用可能である。

Claims (3)

1. 夾雑物を含む混合水から夾雑物を分離除去して処理水とする複式旋回流型濾過器であって、
   前記複式旋回流型濾過器は，３基の旋回流型の濾過器，および流水管を備え，
   各濾過器は円筒状の本体容器、前記本体容器の上面に配設された上蓋，前記本体容器の底面に配設された底板，前記本体容器の円周壁面に接線方向に配設された入口管，前記混合水から前記夾雑物を分離した処理水を送出する出口管，分離した前記夾雑物を含む廃液を排出する夾雑物排出管，および濾過孔を有する円筒状または円錐台状の濾過エレメントを備え，
   第１濾過器の第１入口管は第１入口分岐部で，第２濾過器の第２入口管は第２入口分岐部で，第３濾過器の第３入口管は第３入口分岐部で，それぞれ前記流水管に接続されており，
   第１濾過器の第１出口管は第１出口分岐部で，第２濾過器の第２出口管は第２出口分岐部で，第３濾過器の第３出口管は第３出口分岐部で，それぞれ前記流水管に接続されており，
   前記第１入口管に第１入口弁，前記第１出口管に第１出口弁，前記第２入口管に第２入口弁，前記第２出口管に第２出口弁，前記第３入口管に第３入口弁，前記第３出口管に第３出口弁が，それぞれ配設されており，
   前記流水管には前記第１入口分岐部と前記第１出口部の間，前記第２入口分岐部と前記第２出口部の間，前記第３入口分岐部と前記第３出口部の間において，それぞれ第１切替弁，第２切替弁，第３切替弁が配設されており，
   前記混合水は，前記流水管の上流側に導入され，前記第１濾過器，前記第２濾過器，前記第３濾過器の少なくとも１基により前記夾雑物を分離除去して前記処理水として前記流水管の下流側から送水可能に構成されている複式旋回流型濾過器
2. ３基の前記濾過器の少なくとも１基の前記本体容器の上部に上部夾雑物排出管が配設されていることを特徴とする請求項１記載の複式旋回流型濾過器。
3. 前記濾過エレメントの濾過孔径が，第２濾過器および第３濾過器の濾過孔径が前記第１濾過器の濾過孔径よりも小さく，前記第３濾過器の濾過孔径は，前記第２濾過器の濾過孔径と同じであるか，または前記第３濾過器の濾過孔径が小さいことを特徴とする請求項１または２記載の複式旋回流型濾過器。

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