JP3299458B2

JP3299458B2 - 濾過装置

Info

Publication number: JP3299458B2
Application number: JP29984496A
Authority: JP
Inventors: 誠高橋; 鷹雄東條
Original assignee: 旭エー・ブイ産業株式会社; 株式会社旭工事部
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2002-07-08
Anticipated expiration: 2016-10-25
Also published as: JPH10128013A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、上下水道に用い
る河川水、下水、洗濯水等の生活排水、化学工場におけ
る廃液、エンジンの潤滑油或いは工場の廃液等広く不純
物を含む液体の中から不純物を濾過して清浄な水等の液
体を得るための濾過装置に関し、特に濾過装置本体内で
プラスチックからなる圧縮可能な短い円筒状フィルタを
濾材（本発明では同効物を含んで圧縮可能なプラスチッ
クチップ濾材と称している）とし、洗浄により反復使用
が可能な濾過装置の改良である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種濾過装置の濾材には多くは
砂、活性炭、吸着性繊維等が使用されていたが、近時ポ
リプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等の軟質の
可撓性プラスチックを素材として製作された繊維を一方
向に束ねて、熱融着により円筒状にした空隙率の大きい
濾過材料が通液時の圧損も低く、濾過で捕捉された成分
を逆洗浄により容易に剥離できるものが用いられてい
る。すなわち、このようなチップ濾材は、外力に耐える
強靱性や、柔軟性を併せ持っているために、濾過装置に
使用した場合、長期にわたる安定運転が可能であり、例
えば従来の砂や活性炭に比べて遜色のない濾過能力を示
し、例えば、真っ黒に濁ったドブ水を瞬時にして全く無
色透明な濾過水にするという画期的な効果を奏するもの
として注目され使用されている。

【０００３】かかるプラスチック繊維系濾材（通常チッ
プ濾材とよばれている）を多量に濾過装置内に充填して
圧縮し、原水等を濾過し、濾材に目詰まりを生じたとき
に逆洗浄液で洗浄して目詰まりを消滅させて、再び濾過
を開始する濾過装置が出現した。その概要について説明
すれば、濾筒内の下部に多孔板を配置し、その上に濾材
を入れて更にその上の目皿をシャフトを介してジャッキ
で上下させて濾材の圧縮と、圧縮の解除を行い、圧縮時
に濾過をして、目詰まりを生じたときに圧縮の解除をし
て逆洗水で濾材を洗浄し、再び濾材を圧縮して濾過を開
始するというものである。

【０００４】この装置は目皿をシャフトを介してジャッ
キによって降下させることにより濾材を圧縮し、ジャッ
キを緩めて濾材を洗浄する構造のものであるが、何分に
もジャッキを使用しているので装置が大型となり、１０
０Ｖの家庭電源では間に合わなくなることと、濾材の洗
浄が効率良く行なえないという問題があり、本発明者
は、先に特開平７−７２１号に記載のように、濾筒の上
方に径の大きい洗浄スペースを設けて濾材を充分洗浄で
きるようにしたものを提案し、一応の成果を納めた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術のう
ち、特開平７−７２１号の記載について説明すると、図
５に示すとおりで、濾過装置本体１内の下部に多孔板５
を配置し、その上に緩く濾材Ｒを投入し、上部の目皿１
０１ａをシャフト２２により点線の位置まで下降させて
圧縮し、その後原水注入口７から原水を濾過装置の円筒
状本体１内に注入し、ついで原水を濾過し、得られた清
水は処理水出口６から排出させる構造である。濾材の洗
浄にあたっては、目皿１０１ａを上方に上昇させ、濾材
を緩めて膨張させた上で、清水等の洗浄水を逆洗水注入
口２３から注入逆流させて濾材Ｒに付着している汚染物
を洗い出し、逆洗水出口から排出するようになってい
る。なお、シャフトの上部は圧密用ストレーナ２５によ
りその上部のシャフト昇降機と接続し、これとは別に加
圧水を上方から圧入して濾材を圧縮するようになってお
り、また、濾材の洗浄工程において、濾材を上方の洗浄
室内に導き逆洗水を注入すると同時に空気注入口２７か
ら空気を注入し、空気出口１２から排出させるようにし
て、逆洗浄する場合にバブル効果により一層洗浄効果を
高めるようになっている。特に、この装置では濾材の洗
浄効果を高めるために上方に外径の大きな洗浄スペース
２１を設けることが要件となっている。

【０００６】このような従来の装置では、特別な洗浄ス
ペース２１というものを濾過装置の本体部とは別個に上
方に設け、目皿を上下させるシャフトを設けるために、
濾過装置が全体として縦方向に長く大きくなり、設置工
事に面倒で、コストも大きいという問題があった。又シ
ャフト昇降機を設けなくても外部からの圧送水を利用し
得る旨を記載しているが、圧送水のみでは目皿の昇降が
急速ではなく事実上満足できるものはなかった。本発明
はこの点を解決した濾過装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】濾筒の上部に前記従来の
技術に用いられたような洗浄スペースを設けず、又、長
大となるシャフトで目皿を上下させる方式によらず、単
に簡単なピストンを設け、主として水の圧力でピストン
を上下させることによって濾材の圧縮と圧縮の解除とを
行い、しかも濾材が目詰まりした場合の洗浄は格別大径
の洗浄室を設けずに逆洗水と空気のバブルにより、効果
的に洗浄できる濾過装置を提供するものである。なお、
必要な場合は水に代えて他の液体を使用することも可能
である。

【０００８】すなわち、請求項１の発明は、上部に逆洗
水出口、下部に原水入口、底部に多孔板を介して処理水
出口とピストン上昇圧力水入口及びエアー入口を備えた
円筒状本体部と、ピストン下降用圧力水入口及びエアー
抜口を備えた蓋体と、円板状で外周側を肉厚としたパッ
キン支持板の上下両面にパッキンを添わせてボルトナッ
トで水密に結合したものからなる一以上の上部側摺動部
材と、少なくとも中心側に目板を設け外周側を肉厚とし
たパッキン支持板の上面にパッキンを添わせてボルトナ
ットで水密に結合した最下部摺動部材と、各摺動部材間
の結合支持体とよりなり、少なくとも最下部摺動部材と
その直上の上部側摺動部材との結合支持体には、原水流
入穴を設け最下部摺動部材に原水が容易に行き渡り濾過
できるように構成され、上下からの水圧により円筒部本
体内で上下に気密に摺動しうるピストンと、圧縮可能な
プラスチック濾材を円筒状本体部内に所定量充填して、
原水の濾過開始時にはピストンを上部より下降用圧力水
によりピストンを下降させて前記濾材を圧縮し、ついで
原水を流入させて濾過し濾材に目詰まりを生じたときに
は、ピストン圧力上昇圧力水によりピストンを上方に移
動させ、濾材の圧縮圧力を解除して逆洗水とエヤーの攪
拌作用により濾材を洗浄し、濾材に付着した汚染物質を
洗浄除去するようにしたことを特徴とする濾過装置であ
り、請求項２の発明は、上部側摺動部材を２個とし、各
部材間を結合支持体で結合してなることを特徴とする請
求項１記載の濾過装置で、請求項３の発明は、各結合支
持体が十字状結合部材から構成されていることを特徴と
する請求項１記載の濾過装置で、請求項４の発明は、各
結合支持体が円筒状部材で構成されていることを特徴と
する請求項１記載の濾過装置、請求項５の発明は、パッ
キンとしてポリクロロプレンゴムまたは弗素樹脂系材料
を用いたことを特徴とする請求項１記載の濾過装置であ
る。

【０００９】本発明の濾過装置は上記のような構造であ
るから、先ず本体内に圧縮可能なプラスチック濾材を必
要なだけ投入充填して、水圧によりピストンを下降させ
てこれを圧縮して、原水を注入し、濾過を開始する。相
当の時間濾過がなされると次第に沈澱等が濾材の隙間に
付着してゆき、目詰まりを生じて濾過が困難になるの
で、水圧によりピストンを上昇させて、濾材の圧縮を解
除し、逆洗水中に空気のバブルを発生させより効果的に
濾材を洗浄する。濾材の圧縮及び解圧は、加圧水により
作動するピストンの上下の移動によって行なうので速や
かであり、内燃機関のピストンとは異なり特別な構造や
精密加工を必要とせず、また、従来の技術のように濾材
の洗浄のために特別に大径の洗浄空間を設ける必要はな
い等の各種の利点を有するものである。

【００１０】すなわち、本発明においては、濾過装置本
体として精密部品を使用することなく、また、ピストン
としても特殊な内燃機関の如き精密部品とすることな
く、例えば硬質塩化ビニル製の円管で濾過装置を作成
し、水圧により濾過装置本体部を上下できるピストンを
使用することにより簡便で性能が良く、且つ低コストで
濾過装置を実現したものである。以下本発明を具体例に
ついて説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例の濾過装置
の簡略説明図で、図２は本発明において用いられるピス
トンの構造の一例を示す縦断面図で、図３（イ）はピス
トンの最下部摺動部材とその直上の摺動部材間を結合す
るため十字状板体を結合支持体とした場合の斜視図、
（ロ）は同じく円筒状体を結合支持体とした場合の斜視
図である。また、図４は本発明における摺動部材のパッ
キンと円筒状濾過装置本体部の内壁との関係を示す状態
説明図で、ピストンの摺動と濾過装置内面との密着した
関係を示している。すなわち、本発明の濾過装置は図１
の簡略説明図に示すように、全体として円筒状の本体部
１と蓋体２とからなり、円筒状の本体部１には上方に逆
洗水出口３を設け、下方には原水入口４を設け、底部に
は多孔板５の下方に処理水出口６とピストン上昇圧力水
入口、エアー入口併用口７が設けられている。また、蓋
体２の上部にはピストン下降圧力水入口８とエアー抜口
９が、共通の連結管１０を介して蓋２に結合されてい
る。従って、ピストン１１の上下は水圧により行なわ
れ、上方のエアー抜口９は、上部の空気を排除すること
により下方からの圧力水によるピストンの上昇を円滑に
行なう補助的機能を有している。

【００１２】なお図では円筒状の本体部１の中央よりや
や上に濾材投入口１２を設け、かつ最下部には濾材取出
口１３を設け、この入出口は気密に構成されており、開
閉は自在に構成して濾材の投入や取り出しが必要に応じ
て容易に行なわれるようになっており、通常は外部を覗
き窓として活用し、内部の状態を観察できるようにして
ある。仮想線はピストン１１を示す。また、ここに用い
られる圧縮可能なプラスチックチップ濾材は図示してな
いが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等
の軟質の可撓性プラスチックからなる繊維を多数条集合
させて、熱融着により円筒状にしたもので、主として繊
維の長手方向に大きな空隙を有するものを短尺にした通
称チップと言われているものである。その特性は例えば
三菱レーヨン社製チップでは、ポリエステル繊維の場
合、サイズ１２φ×１２ｍｍＨ，嵩比重６９ｇ／リット
ル，繊維径１７〜２０μｍ，耐熱性６０℃で、各種酸、
アルカリ、鉱物油、四塩化炭素等に耐えるもので圧縮力
により圧縮可能で、圧縮力を解除したときに体積が復元
し、洗浄により濾材として再使用できるものである。そ
して、図１では濾材は投入口１２より投入し、その下部
の１／２程度になるように充填する。

【００１３】ピストン１１は当初図１の仮想線に示すよ
うな位置、すなわち、濾材の投入口１２より上部に配置
される。濾材を濾材の投入口１２より投入した後、濾材
を原水入口４より下部になるように圧縮する。圧縮にあ
たっては蓋の上部のピストン下降圧力水入口より圧力水
を供給し、その圧力でピストン１１を容易に下降させ
る。次にピストンは、図２により後述するが、その最下
部摺動部材１０１とその直上の上部側摺動部材である第
２の摺動部材１０２との結合支持体１０４には、原水流
入穴２０より原水入口４よりの原水が導入され、濾材上
にピストン１１の最下部の目皿１０１ａが接触するよう
にして、原水がここを通じて濾材に入り、濾過される。
濾過して清浄にした水は下部の処理水出口６より排出さ
れる。

【００１４】次に、濾材に目詰まりが生じたときは、ピ
ストン１１はピストン上昇圧力水入口７より圧力水（逆
洗水を兼ねる）を導入して上昇させる。圧縮されていた
濾材はピストン１１の上昇で体積をもとのサイズに復元
させ、同時にエアーをエアー入口７より吹き込むことに
より、逆洗水中にバブルを発生させて、効率良く膨張復
元した濾材を洗浄し、汚染された水は逆洗水出口３より
排出する。なお、蓋２側ではエアー抜き装置９の作動に
より内部のエアーを排出してピストンの上昇に寄与する
ことができる。

【００１５】ピストンの具体的構造例は、図２に示すよ
うに、上部の第１の摺動部材１０３と中間の第２の摺動
部材１０２及び目皿１０１ａを有する最下部の摺動部材
１０１、及び上部にある第１の摺動部材１０３と中間の
第２の摺動部材１０２の結合支持体１０５、中間の第２
の摺動部材１０２と最下部摺動部材１０１の結合支持体
１０４とからなり、それらの結合支持体はこれを挟んで
いる上下の摺動部材に一体化するように上下の面を融着
接着または溶着等により一体化している。更に具体的に
は、図３（イ）に示すように、本発明では結合支持体は
断面十字状の板材を上下の摺動部材に接合したものでも
よいが、図３（ロ）に示すように、円管状のものであっ
てもよい。但し、図示は最下部摺動部材の直上の結合支
持体１０４であるために、原水流入口２０が設けられ、
原水がこの位置では全体的に行き渡り濾過をし易くして
いるが、上部側の第１、第２の摺動部材間の結合支持体
１０５ではこの原水流入口２０は必要がない。また本体
や蓋は勿論、パッキン支持板、パッキン締め付け板、ス
ペース板、目皿等は、塩化ビニルやポリエチレン等で形
成することができるが金属であってもよい。パッキンは
弾性のある合成ゴム例えばポリクロロプレが耐久性もあ
り好ましいが、フッ素樹脂系のパッキンではポリクロロ
プレ等通常のゴム材料では侵されるような廃液の場合、
化学的耐性があり好ましい。パッキン自体は前記のよう
な構造で一体化され、濾過装置本体１の内壁に摺動して
上下するピストンを構成している。

【００１６】ピストンの摺動部材について説明すると、
上部側の第１の摺動部材１０３、中間の第２の摺動部材
１０２では円盤状で端面では厚肉としたパッキン支持板
１４の上下にリング状のパッキン１５を配置し、締め付
け板１６を介してボルト１７とナット１８を取付ける。
この際ボルト１７はパッキン支持板１４の上方に締め付
け板１６を用いて気密に構成し、またナット１８のネジ
部を構成するパッキン支持板１４の下方にも締め付け板
１６を用いて気密に構成する。更に支持板１６にはタッ
プを切り通しボルトを挿通させれば極めて水密に固定す
ることができる。なお、上記の摺動部材は１以上（図で
は２個）を用いることができる。更に、最下部の摺動部
材１０１の構造は少なくとも中央に目皿１０１ａを備え
たパッキン支持体１４で、支持体は通常上面にのみ厚肉
とされた構造で、その上側にパッキン１５を取付け、ボ
ルト１７とナット１８で同様に水密に固定している。

【００１７】このパッキンについてさらに説明すれば、
パッキン１５はパッキン支持板よりも外側に突出して取
付けられるが、ある程度可撓性を持つプラスチック材料
が好適に使用され、仮にもここの箇所から水漏れのない
ように形成されている。すなわち、これを図４により説
明すれば、ピストンのパッキン１５は例えば上方より矢
印方向の圧力水で加圧されると、弾性により濾過装置本
体内の壁面に沿って面接触して上方よりの水の圧力を効
果的にパッキン支持体１４に及ぼし、パッキン支持体の
外周に空隙１９があってもパッキン自体が壁面に気密状
態で接触し、そのままピストン全体を降下させる。この
動作はピストン１１の上昇の場合は、図示してないが、
下方よりの圧力水で加圧され、同様に気密状態でピスト
ン全体を上昇させる。更に、ボルトナットを用いて摺動
部材を組立てる際には、予め支持板にタップを切り、ね
じ込むことにより水密に一体化して固定することができ
る。

【００１８】

【発明の効果】このように本発明の濾過装置は圧力水の
作用でピストンを上下することによって、濾材の圧縮や
圧縮の解除を行なうので、従来の技術のようなシャフト
の必要がなく、また、ピストンの作動に内燃機関のよう
な特別な燃料を必要とせず、ピストン自体も内燃機関と
は相違し、簡単な構造のものを使用するので、装置自体
が小型に構成され、かつ濾材の洗浄のために特別な洗浄
室を必要とせず、濾過開始及び濾材の圧縮や圧縮の解除
に伴う濾材の洗浄が速やかに実施でき、小型でコストも
小さい濾過装置を提供することができる。すなわち、本
発明の濾過装置は全体として極めて小サイズで、濾過面
積が小さくても大量の排水処理を能率的に行なう濾過装
置を容易に低コストで製作することができ、構造全体が
比較的にシンプルであり、濾過開始と逆洗浄等に際して
ピストンを活用して極めて急速に実施できる等の効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過装置の構造を示す縦断面説明図。

【図２】本発明の濾過装置で用いられるピストンの一例
を示す縦断面図。

【図３】本発明におけるピストンの結合支持体の構成を
示す斜視図で、（イ）は十字状結合部材を用いた場合、
（ロ）は円筒状部材を用いた場合を示す。

【図４】本発明の濾過装置のピストンと濾壁の関係を示
す一部断面図。

【図５】先行技術の縦断面図。

【符号の説明】

１円筒状本体部２蓋体３逆洗水出口４原水入口５多孔板６処理水出口７ピストン上昇圧力水入口、エアー入口併用口７ａ逆流水入口７ｂ空気入口８ピストン下降圧力水入口９エアー抜き口１０連結管１１ピストン１２濾材投入口１３濾材取出口１４パッキン支持板１５パッキン１６締め付板１７ボルト１８ナット１９空隙２０原水流入穴２１洗浄スペース２２シャフト２３逆洗水注入口２５圧密用ストレーナー２６加圧水圧入口２７空気注入口１０１最下部摺動部材１０１ａ目皿１０２中間の第２の摺動部材１０３上部の第１の摺動部材１０４結合支持体１０５結合支持体Ｒ濾材

フロントページの続き (72)発明者東條鷹雄横浜市港北区綱島東４丁目10番35号株式会社旭工事部内 (56)参考文献特開平７−721（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−42707（ＪＰ，Ａ) 特開平10−28811（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−32873（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−119390（ＪＰ，Ａ) 実開平５−60505（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 24/00 B01D 29/66 C02F 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上部に逆洗水出口、下部に原水入口、底
部に多孔板を介して処理水出口とピストン上昇圧力水入
口及びエアー入口を備えた円筒状本体部と、ピストン下
降用圧力水入口及びエアー抜口を備えた蓋体と、円板状で外周側を肉厚としたパッキン支持板の上下両面
にパッキンを添わせてボルトナットで水密に結合したも
のからなる一以上の上部側摺動部材と、少なくとも中心
側に目皿を設け外周側を肉厚としたパッキン支持板の上
面にパッキンを添わせてボルトナットで水密に結合した
最下部摺動部材と、各摺動部材間の結合支持体とよりな
り、少なくとも最下部摺動部材とその直上の上部側摺動
部材との結合支持体には、原水流入穴を設け、上下から
の水圧により円筒状本体部内で上下に気密に摺動しうる
ピストンと、圧縮可能なプラスチックチップ濾材を円筒状本体部内に
所定量充填して、原水の濾過開始時にはピストンを上部
より下降用圧力水によりピストンを下降させて前記濾材
を圧縮し、ついで原水を流入させて濾過し濾材に目詰ま
りを生じたときには、ピストン圧力上昇圧力水によりピ
ストンを上方に移動させ、濾材の圧縮圧力を解除して逆
洗水とエヤーの攪拌作用により濾材を洗浄し、濾材に付
着した汚染物質を洗浄除去するようにしたことを特徴と
する濾過装置。
【請求項２】上部側摺動部材を２個とし、各部材間を
結合支持体で結合してなることを特徴とする請求項１記
載の濾過装置。
【請求項３】各結合支持体が十字状結合部材から構成
されていることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項４】各結合支持体が円筒状部材で構成されて
いることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項５】パッキンとしてポリクロロプレンゴムま
たは弗素樹脂系材料を用いたことを特徴とする請求項１
記載の濾過装置。