JP3660600B2 - 濾過装置及び廃濾材強制分離装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、液中の不純物や異物を除去して清浄化する濾過装置及び廃濾材強制分離装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
本発明者は、各種の液体から異物を除去する濾過装置の一種として、多孔質微粒子からなる濾過助剤を用いた濾過装置であって、メンテナンスフリーな濾過装置を提案した（特願２０００ - ４３８５７号（特開２００１ - ２３２１１１号））。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、この濾過装置をさらに改良し、濾過本体の洗浄の自動化、メンテナンスフリー化に加えて、さらに廃濾材の処理が迅速容易な濾過装置、及び廃濾材強制分離装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、濾過装置の態様では、多孔質微粒子からなる濾過助剤が蓄積される微小隙間群を有し濾過前空間と濾過後空間を画成する濾過本体、該濾過本体の濾過前空間に通じる入口開口、同濾過前空間に通じる該入口開口とは別の又は入口開口から分岐した排出開口、及び濾過後空間に通じる出口開口を有する濾過ユニット；と、濾過助剤を含む液体流を、この濾過ユニットの入口開口から出口開口に与え、該濾過助剤を濾過本体の微小隙間群に付着させる濾過助剤プリコート系；と、濾過ユニットに、上記入口開口から出口開口への被濾過液流を与え該濾過ユニットにより濾過する濾過系；と、濾過ユニットに、上記出口開口から排出開口への液体流を与え、濾過ユニットの濾過本体の微小隙間群に付着した濾過助剤及び異物を洗い流す逆洗系；と、この逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽を有し、この廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼして強制的に上記濾過助剤及び異物と流体とを分離する廃濾材強制分離系；と、を備え、濾過助剤プリコート系、濾過系、及び逆洗系を選択して動作させ、濾過系の動作中に、廃濾材強制分離系を動作させる濾過装置であって、廃瀘材強制分離系が、多孔質微粒子からなる濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽；と、この廃濾材分離槽の下部に重ねられ、該廃濾材分離槽のフィルタを通過した液体を流入させる液受け槽；と、廃瀘材分離槽と液受け槽とを重ねて載置する基台と、この基台に立設固定した固定支柱と、この固定支柱の上端部に開閉可能に枢着した蓋体とを有し、この蓋体、廃濾材分離槽及び液受け槽を重ねた状態で気液密に保持するケーシング；と、蓋体に開口させた、廃濾材分離槽に逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる液体供給口と、該廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼす空気供給口；と、を有することを特徴としている。
【０００５】
本発明の濾過装置は、廃濾材強制分離系で分離された流体を、濾過液供給系に循環させる循環系を備えることが好ましい。また、濾過助剤を含まない清液を濾過系のポンプにより廃濾材強制分離系に送るポンプ内洗浄系を備えることが好ましい。
【０００７】
濾過本体の各微小隙間の大きさの目安としては、５μｍ〜１００μｍ、この微小隙間群に堆積させる濾過助剤の粒径の目安としては、１０〜８０μｍ程度が好ましい。濾過助剤は、ケイソウ土系、炭素系、セルロース系、パーライト系の一以上の多孔質粒子から選択できる。
【０００８】
本発明は、廃濾材強制分離装置の態様では、多孔質微粒子からなる濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽；と、この廃濾材分離槽の下部に重ねられ、該廃濾材分離槽のフィルタを通過した液体を流入させる液受け槽；と、廃瀘材分離槽と液受け槽とを重ねて載置する基台と、この基台に立設固定した固定支柱と、この固定支柱の上端部に開閉可能に枢着した蓋体とを有し、この蓋体、廃濾材分離槽及び液受け槽を重ねた状態で気液密に保持するケーシング；と、蓋体に開口させた、廃濾材分離槽に逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる液体供給口と、該廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼす空気供給口；と、を有することを特徴としている。液受け槽には、該液受け槽内の液面レベルを検知するフロートスイッチを設けることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施形態】
図１、図２は、本発明の濾過装置に用いることができる濾過ユニット１０の一例を示している。密着巻きのコイルスプリング（濾過本体）１１には、隣接輪１２間に微小隙間ａを形成する突起１３が所定間隔で形成されている。隙間ａは、被濾過液（中の不純物、異物）の性質に応じ、例えば５μｍ〜１００μｍ程度に設定される。このコイルスプリング１１の図の下端部はカバー１４により閉じられており、上端部には液通路１５ａを有する大径のシールリング１５が被着され、カバー１４とシールリング１５は、中心ロッド１６で接続されている。
【００１０】
以上のコイルスプリング１１のユニットは、シールリング１５の外周に嵌めたＯリング１５ｂをケーシング１７に密着させた状態で該ケーシング１７内に収納されている。このケーシング１７には、図１の下方に、コイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂに連通する入口開口１８と排出開口１９が形成され、図１の上方に、シールリング１５の液通路１５ａを介してコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａに連通する出口開口２０が形成されている。別言すると、微小隙間ａ群を有するコイルスプリング１１は、ケーシング１７内を濾過前空間Ｂと濾過後空間Ａに画成している。スペーサ２１は、これら入口開口１８、排出開口１９及び出口開口２０と、コイルスプリング１１、カバー１４及びシールリング１５との間に、空間を形成する。従って、入口開口１８からケーシング１７内に液体を供給すると、該液体はコイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂから隣接輪１２間の隙間ａを通ってコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａに至り、さらに液通路１５ａを介して出口開口２０に至る。
【００１１】
一方、ケーシング１７のコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａは、開閉弁２９を介して大気に連通している。この開閉弁２９を介してケーシング１７内に大気圧を供給すると、ケーシング１７内の液体は、コイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａから隣接輪１２間の隙間ａを通って該スプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂに至り、排出開口１９に至る。このように、濾過ユニット１０では、コイルスプリング１１の隣接輪１２間の隙間ａを通してのみ、入口開口１８側から出口開口２０側、あるいは出口開口２０側から排出開口１９側への液体流が許され、隙間ａを通して以外の流体流は生じない。
【００１２】
図３ないし図６に示すように、濾過ユニット１０の入口開口１８には、入口流路２２が接続され、排出開口１９には排出流路２３が接続され、出口開口２０には出口流路２４が接続されている。このうち、入口流路２２には、順に、ポンプ２５と、三方弁（流路切換手段）２６とが接続されており、三方弁２６は、入口流路２２を被濾過液流路（吸い上げ管）２７と濾過助剤プリコート管２８のいずれか一方に択一して接続する。入口流路２２には圧力計６１が接続されている。
【００１３】
濾過ユニット１０の出口開口２０に接続された出口流路２４には、三方弁（流路切換手段）３４が設けられ、この三方弁３４は、出口流路２４を、濾過助剤投入液槽３０に至るプリコート管路３２と濾液槽（清液槽）３５に至る清液管路３３とに択一して切り換える。清液管路３３には開閉弁３６が備えられている。濾過助剤投入液槽３０には、液面レベルが一定値に達したことを検出するフロートスイッチ３０ｆが備えられている。
【００１４】
濾液槽３５には、清液流路３７が開口している。清液流路３７は、濾液使用機器（例えば研削盤）Ｓに接続されていて、清液流路３７から供給される清浄な濾過済み液が該機器Ｓに供給される。機器Ｓで使用され、不純物を含んだ被濾過液（汚液）は、被濾過液流路３８を介して汚液槽３９に導かれる。上述の被瀘過液流路２７は、この汚液槽３９内に挿入されている。
【００１５】
濾過助剤プリコート管２８は、濾過助剤投入液槽３０の下方に開口している。濾過助剤投入液槽３０上には、濾過助剤供給装置４０が位置している。図８ないし図１１は、この濾過助剤供給装置４０の詳細を示している。この濾過助剤定量供給装置４０は、濾過助剤投入液槽３０内に濾過助剤４４を供給するもので、濾過助剤タンク４１、押出シリンダユニット４２、及びシャッタ兼カッタシリンダユニット４３を主たる構成要素としている。濾過助剤タンク４１は、断面Ｖ字状をなす傾斜底壁４１ａ、４１ｂを有しており、傾斜底壁４１ｂの下端部は、傾斜底壁４１ａと平行に切除されて落下穴４１ｃを形成している。
【００１６】
濾過助剤タンク４１には、傾斜底壁４１ａ、４１ｂにそれぞれ直交させてシリンダ固定壁４１ｄ、４１ｆが形成されている。押出シリンダユニット４２は、シリンダ本体４２ａと、ピストンロッド４２ｂと、ピストンロッド４２ｂの先端部に固定した押出ブレード４２ｃとを有し、シリンダ本体４２ａは、濾過助剤タンク４１の外側に位置していて、傾斜底壁４１ａの傾斜方向に向けてシリンダ固定壁４１ｄに固定されている。ピストンロッド４２ｂは濾過助剤タンク４１内に延び、押出ブレード４２ｃは傾斜底壁４１ａに沿って移動する。押出ブレード４２ｃは、略水平方向を向いていて、その幅は、落下穴４１ｃから外部に突出できる幅に設定されている。この押出ブレード４２ｃは、シリンダ固定壁４１ｄとの間に濾過助剤タンク４１内方が開いた断面Ｖ字状の隙間を形成する。
【００１７】
シャッタ兼カッタシリンダユニット４３は、シリンダ本体４３ａと、ピストンロッド４３ｂと、ピストンロッド４３ｂの先端部に固定したシャッタ兼カッタブレード４３ｃとを有する。シリンダ本体４３ａは、濾過助剤タンク４１の外側に位置し、傾斜底壁４１ｂの傾斜方向に向けてシリンダ固定壁４１ｆに固定されている。ピストンロッド４３ｂは濾過助剤タンク４１内に延び、シャッタ兼カッタブレード４３ｃは傾斜底壁４１ｂに沿って移動する。傾斜底壁４１ｂに沿うシャッタ兼カッタブレード４３ｃは、落下穴４１ｃを開閉する機能（図８）と、濾過助剤タンク４１内に投入されている濾過助剤４４が吸湿して固まったときに切断する機能（図１０）を有する。濾過助剤タンク４１の傾斜底壁４１ｂの外側には、このシャッタ兼カッタブレード４３ｃとは別に、落下穴４１ｃを開閉する開度調節ブレード４１ｇが設けられている。この開度調節ブレード４１ｇは、固定ノブ４１ｈによって任意位置に固定可能で、落下穴４１ｃの大きさを制限して、実質的な落下穴の大きさを調節することができる。
【００１８】
この濾過助剤供給装置４０の濾過助剤タンク４１中に投入（貯留）される濾過助剤４４としては、ケイソウ土系、炭素系、セルロース系、パーライト系の多孔質微粒子を用いることができ、さらに具体的にはケイソウ土、パルプ粉末、活性炭微粉、麦飯石粉末等を用いることができる。この濾過助剤は、平均粒径が１０〜８０μｍ程度に分布している多孔質微粒子を用いることが好ましい。
【００１９】
濾過ユニット１０の排出開口１９に接続された排出流路２３は、開閉弁３１を介して廃濾材強制分離装置５０に接続されている。図１２ないし図１８は、この廃濾材強制分離装置５０の詳細を示している。この廃濾材強制分離装置５０は、ケーシング５１、廃濾材分離槽５２及び液受け槽５３を主たる構成要素としている。廃濾材分離槽５２、液受け槽５３は、例えばアクリル樹脂等の透明樹脂材料からなる本体５２ａ、５３ａと、金属補強枠５２ｂ、５３ｂとからなっている。廃濾材分離槽５２は上下面が開放された筒状体からなっていて、その下面開放部にはフィルタ５２ｃが取り付けられている。フィルタ５２ｃは、図１８に示すように、ネット５２ｄ、リテイナ５２ｆ及び固定ねじ５２ｇによって本体５２ａの底部に着脱交換可能である。このフィルタ５２ｃは、濾過助剤を捕捉できる性質（空隙、厚さ、強さ）を有するものを用いる。
【００２０】
液受け槽５３は、上面が開放された有底筒状容器からなり、その下端部に、液排出口５３ｃが形成されている。排出口５３ｃは、開閉弁５４を有する液流路５５を介して被瀘過液流路２７に連通している。被瀘過液流路２７には別に開閉弁５６が備えられている。液受け槽５３内には、液面レベルが特定位置に達したことを検知するフロートスイッチ５３ｄが備えられている。
【００２１】
ケーシング５１は、廃濾材分離槽５２と液受け槽５３を着脱可能に、かつ積層した廃濾材分離槽５２と液受け槽５３を気密（液密）状態にして保持し、排出流路２３からの廃濾材を含む液体及び（又は）加圧空気を廃濾材分離槽５２内に与える機能を有する。このケーシング５１は、キャスタ５１ａを有する基台５１ｂ、この基台５１ｂに立設固定した固定支柱５１ｃを有し、この固定支柱５１ｃの上端部に、軸５１ｄで開閉可能に蓋体５１ｆが枢着されている。蓋体５１ｆには、排出流路２３を接続する液体供給口５１ｇと、加圧空気を供給する空気供給口５１ｈが形成されている。空気供給口５１ｈには、図３に示すように、三方弁５７を介して加圧空気源５８又は大気に通じる空気管路５９が接続される。
【００２２】
基台５１ｂ上には、２本をペアとするロックバー５１ｊが一対起倒可能に設けられている。このロックバー５１ｊは、基台５１ｂ上に積層した廃濾材分離槽５２と液受け槽５３上に蓋体５１ｆを固定するもので、その上端部にそれぞれ、固定ねじ５１ｋを螺合している。また、この２本をペアとするロックバー５１ｊの下端部はそれぞれ、基台５１ｂの長穴５１ｐを通り、基台５１ｂの下部に位置する横バー５１ｎの両端部に螺合されていて、起倒可能である。またロックバー５１ｊは、横バー５１ｎに対する螺合量を調節することにより、実質長さを調節することができる。
【００２３】
蓋体５１ｆには、固定ねじ５１ｋのねじ部を受け入れる切欠５１ｍが形成されており、この切欠５１ｍに固定ねじ５１ｋのねじ部を挿入した状態で固定ねじ５１ｋを締めると、蓋体５１ｆがロックバー５１ｊの上端面と固定ねじ５１ｋの間に挟まれ、積層した廃濾材分離槽５２と液受け槽５３に締付圧力を加えた状態で固定する。蓋体５１ｆと廃濾材分離槽５２の上端部との間、及び廃濾材分離槽５２の下端部と液受け槽５３の上端部との間には、それぞれパッキン６０が挟着される。
【００２４】
上記構成の廃濾材強制分離装置５０は従って、ケーシング５１の基台５１ｂ上に間にパッキン６０を挟んだ廃濾材分離槽５２と液受け槽５３を重ね、廃濾材分離槽５２の上にパッキン６０を位置させて蓋体５１ｆを閉じ、ロックバー５１ｊを閉じて固定ねじ５１ｋを締めると、廃濾材分離槽５２と液受け槽５３内を液密（気密）に保持することができる（図１２、図１４、図１６）。逆に、固定ねじ５１ｋを緩めてロックバー５１ｊを開き、蓋体５１ｆを開けば、廃濾材分離槽５２と液受け槽５３をケーシング５１から外すことができ、特に廃濾材分離槽５２を把手５２ｈを持って任意の場所に運ぶことができる。
【００２５】
上記構成の本装置は、例えば図４ないし図７に示す４工程によって運転される。図４ないし図７の太線は、液体が流れる流路を示している。
［プリコート工程］
濾過ユニット１０のコイルスプリング（濾過本体）１１の微小隙間ａ群に対して濾過助剤を付着させる工程である。図４に示すように、三方弁２６により濾過助剤投入液槽３０の濾過助剤プリコート管２８と入口流路２２を接続し、三方弁３４により、濾過ユニット１０の出口流路２４をプリコート管路３２に接続する。開閉弁２９は閉じる。この状態において、濾過助剤供給装置４０から濾過助剤（ケイソウ土）を予め定めた定量だけ濾過助剤投入液槽３０内に落下させる。すなわち、シャッタ兼カッタシリンダユニット４３のシャッタ兼カッタブレード４３ｃを後退させて濾過助剤タンク４１の落下穴４１ｃを開き、押出シリンダユニット４２により押出ブレード４２ｃを後退位置から突出位置まで一回移動させ、定量の濾過助剤４４を濾過助剤投入液槽３０内に落下させる（図９）。この際、濾過助剤４４が吸湿して固まっていれば、シャッタ兼カッタシリンダユニット４３によってシャッタ兼カッタブレード４３ｃを往復動させ、固まっている濾過助剤４４を切断する（図１０）
【００２６】
この状態においてポンプ２５を駆動すると、濾過助剤４４は濾過助剤投入液槽３０内に保持されている液体流に乗って濾過助剤プリコート官２８、入口流路２２から濾過ユニット１０に供給され、出口流路２４、三方弁３４、プリコート管路３２を通って濾過助剤投入液槽３０に戻る循環流が生じる。運転開始時には、濾過助剤投入液槽３０内には、被濾過液と同種の液体を満たすものとする。
【００２７】
この循環流が生じると、コイルスプリング１１の隣接輪１２間に突起１３によって形成されている微小隙間ａに、最初は大径の濾過助剤４４（ケイソウ土微粒子とする）が保持され、保持された大径のケイソウ土微粒子間に、段々と小径のケイソウ土粒子が保持されていく。その結果、隣接輪１２間の微小隙間ａには、極めて微細な隙間（例えば０．５μｍ〜数μｍオーダ）を有する多孔質の濾過助剤４４の微粒子群（図１）が保持されることとなる。このプリコート工程は、予め行う実験によって隣接輪１２の隙間ａに適当な量の濾過助剤４４の微粒子群が付着する時間を測定しておいて、時間管理によって終了させることができ、または濾過ユニット１０のコイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂの圧力を圧力計６１で検知し、検知圧力が一定値を超えたことで終了させることができる。
【００２８】
［瀘過工程＆廃濾材分離工程］
被濾過液流路２７から供給される被濾過液を濾過する工程である。図５に示すように、三方弁２６により被濾過液流路２７と入口流路２２を接続し、三方弁３４により、濾過ユニット１０の出口流路２４を清液管路３３に接続する。開閉弁３６は開いておく。この状態においてポンプ２５を駆動すると、汚液槽３９内の被瀘過液が被濾過液流路２７を介して濾過ユニット１０に供給される。被濾過液は、入口流路２２を介して濾過ユニット１０内の濾過前空間Ｂに入り、コイルスプリング１１の隣接輪１２間の隙間ａに付着している濾過助剤４４の微粒子群の間を通った後、濾過後空間Ａに出て出口流路２４に至り、三方弁３４、開閉弁３６、清液管路３３を介して、再び濾液槽３５に送られる。被濾過液中の異物は、濾過ユニット１０を一回通るだけで濾過助剤４４の微粒子群に捕捉されて清浄化される。
【００２９】
この濾過工程では、コイルスプリング１１の隣接輪１２間の微小隙間ａの間隔及び濾過助剤を適当に選定することで、例えば０．数μｍオーダの微粉までを確実に捕捉することができる。この瀘過工程は、濾過助剤４４の微粒子群が目詰まりを起こした状態を検知して終了する。目詰まりは、例えば、圧力計６１によって検出されるケーシング１７内の濾過前空間Ｂの圧力が一定値を超えたことで検出することができる。その他、時間管理、出口流路２４を出る液体の透明度あるいは流量検知により、目詰まりを検出することができる。
【００３０】
［逆洗工程］
目詰まりを起こした濾過ユニット１０を洗滌する工程である。この工程では、ポンプ２５の運転を停止し、図６に示すように、開閉弁２９及び開閉弁３１を開く。廃濾材分離槽５２には三方弁５７を介して大気を導入する。すると、濾過ユニット１０のケーシング１７内の液体は、自重により排出流路２３から廃濾材強制分離装置５０に供給される。すなわち、排出流路２３からの異物、廃濾材を含む液体は、蓋体５１ｆの液体供給口５１ｇを介して廃濾材分離槽５２内に落下する。この流体流により、濾過ユニット１０のコイルスプリング１１の隣接輪１２間に付着している濾過助剤４４の微粒子群と、この濾過助剤４４の微粒子群に付着している異物は、洗い流され、液体とともに、廃濾材分離槽５２内に落下する。コイルスプリング１１に付着している濾過助剤４４の微粒子群と異物は、コイルスプリング１１を伸張しなくても、この逆洗により十分洗滌できる。従って、濾過ユニット１０に対する特別なメンテナンスが不要である。廃濾材分離槽５２の容量は、濾過ユニット１０内に溜まっている液体の全量を貯留するに十分な容量がある。
【００３１】
図５の瀘過工程に戻ると、同濾過工程では、以上の逆洗工程で廃濾材強制分離装置５０の廃濾材分離槽５２内に貯留されている液体から廃濾材を分離する作業が並行して行われる。すなわち、三方弁５７を介して加圧空気源５８からの圧縮空気を空気管路５９、空気供給口５１ｈを介して、廃濾材分離槽５２内に供給する。すると、廃濾材分離槽５２内の空気圧力が上がり、廃濾材分離槽５２内の液面にその圧力が及ぼされる結果、フィルタ５２ｃによって廃濾材分離を分離しながら、液体だけが液受け槽５３内に取り出される。液受け槽５３内の液面レベルが一定値に達すると、フロートスイッチ５３ｄがこれを検知し、開閉弁５４を開き、廃濾材分離槽５２内の液体が被瀘過液流路２７に供給される。
【００３２】
廃濾材分離槽５２内に溜まった異物を含む廃濾材は、プリコート工程において、廃濾材強制分離装置５０の固定ねじ５１ｋを緩めてロックバー５１ｊを開き、蓋体５１ｆを開いて、廃濾材分離槽５２だけを任意の場所に運び、廃濾材を廃棄することができる。廃濾材分離槽５２は、次の瀘過工程までに、必要に応じてフィルタ５２ｃの交換を施した後、再び液受け槽５３上にセットされ、ケーシング５１に固定される。
【００３３】
図２０は、液受け槽５３内の液体の別の分離態様を示している。三方弁５７を介して加圧空気源５８からの圧縮空気を空気管路５９、空気供給口５１ｈを介して、廃濾材分離槽５２内に供給するときには、その空気圧力がフィルタ５２ｃを介して液受け槽５３にも及ぼされる。従って、排出口５３ｃを管路６２を介して別の液受け槽６３に接続することにより、自動的に液受け槽５３内の液体を液受け槽６３に取り出すことができる。液受け槽６３は、液受け槽５３に及ぼされる空気圧力に応じて高い位置に配置することができる。例えば空気圧力が１ｋｇｆ／ｃｍ2程度であれば、１０ｍ程度の高さ位置に液受け槽６３を配置することができる。
【００３４】
［ポンプ内洗浄工程］
図７に示すように、開閉弁３１を開いた状態で、三方弁２６により濾過助剤投入液槽３０の濾過助剤プリコート官２８を入口流路２２に連通させる。そして、濾過助剤投入液槽３０に対して、濾過助剤の供給を行うことなく、清液を供給すると、フロートスイッチ３０ｆが液面レベルを検知したとき、ポンプ２５が運転される。すると、ポンプ２５内には供給された清液が濾過ユニット１０の入口流路２２から排出流路２３を経て廃濾材強制分離装置５０に供給される。この清液によってポンプ２５を洗浄することができる。このポンプ内洗浄工程は、廃濾材強制分離装置５０の廃濾材分離槽５２が一杯になる前の短時間運転される。
【００３５】
なお、図１に示した濾過ユニット１０は、入口流路２２と排出流路２３がコイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂに、出口流路２４がコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａに連通しているが、この関係は逆にしてもよい。
【００３６】
さらに、図１９は、濾過ユニット１０’の別の形態を示している。この濾過ユニット１０’は、図１、図２のコイルスプリング１１に代えて、微小隙間ａ’群を有する有底多孔筒１１’を濾過本体として用いた例である。微小隙間ａ’群は、コイルスプリング１１の隣接輪１２に形成した突起１３によって形成される微小隙間ａと対応しており、この態様によっても、先の実施形態と同様の作用を得ることができる。また、濾過本体が画成する濾過前空間と濾過後空間は、円筒の外側と内側である必要はなく、例えば、平板状の濾過本体によって濾過前空間と濾過後空間を画成してもよい。
【００３７】
本発明の濾過装置で濾過できる液体は、種類を問わない。例示すれば、鉱物系、植物系、動物系の潤滑油その他の濾過に用いることができ、またその液は、潤滑、冷却、洗滌、防錆、密閉等の任意の用途
（目的）に用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、微小隙間群を有する濾過本体を用いた濾過装置であって、洗浄を自動化できる、メンテナンスフリーな濾過装置を得ることができる。また、濾過に用いた廃濾材を効率的に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の濾過装置に用いる濾過ユニットの一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の濾過ユニットのスプリングの一部の斜視図である。
【図３】本実施形態の濾過装置の全体構成を示す配管系統図である。
【図４】図３の濾過装置のプリコート工程を示す接続図である。
【図５】図３の濾過装置の瀘過工程及び廃濾材分離工程を示す接続図である。
【図６】図３の濾過装置の逆洗工程を示す接続図である。
【図７】図３の濾過装置のポンプ内洗浄工程を示す接続図である。
【図８】図３の濾過装置中の濾過助剤供給装置の具体例を示す断面正面図である。
【図９】図８の濾過助剤供給装置の動作状態を示す断面正面図である。
【図１０】図９とは異なる状態の断面正面図である。
【図１１】図８ないし図１０の濾過助剤供給装置の斜視図である。
【図１２】図３の濾過装置中の廃濾材強制分離装置の具体例を示す正面図である。
【図１３】図１２の平面図である。
【図１４】図１２の側面図である。
【図１５】図１４とは異なる状態の図１２の側面図である。
【図１６】図１２の廃濾材強制分離装置の配管を主に示す側面図である。
【図１７】図１２の廃濾材強制分離装置の分解斜視図である。
【図１８】図１２の廃濾材強制分離装置のフィルタ部分の分解斜視図である。
【図１９】本発明の濾過装置に用いる瀘過ユニットの別の実施形態の模式断面図である。
【図２０】図１２の廃濾材強制分離装置の別の使用態様を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｂ 濾過前空間
Ａ 濾過後空間
１０ 濾過ユニット
１１ コイルスプリング（濾過本体）
１１’ 有底多孔筒（濾過本体）
１２ 隣接輪
１３ 突起
ａ ａ’ 微小隙間
１７ ケーシング
１８ 入口開口
１９ 排出開口
２０ 出口開口
２２ 入口流路
２３ 排出流路
２４ 出口流路
２５ ポンプ
２６ 三方弁（流路切換手段）
２７ 被濾過液流路
２８ 濾過助剤プリコート管
３０ 濾過助剤投入液槽
３１ 開閉弁
３２ プリコート管路
３３ 清液管路
３４ 三方弁
３５ 濾液槽
３６ 開閉弁
３７ 清液流路
３９ 汚液槽
４０ 濾過助剤供給装置
４１ 濾過助剤タンク
４１ａ ４１ｂ 傾斜底壁
４１ｄ ４１ｆ シリンダ固定壁
４１ｇ 開度調節ブレード
４２ 押出シリンダユニット
４２ａ シリンダ本体
４２ｂ ピストンロッド
４２ｃ 押出ブレード
４３ シャッタ兼カッタシリンダユニット
４３ａ シリンダ本体
４３ｂ ピストンロッド
４３ｃ シャッタ兼カッタブレード
４４ 濾過助剤
５０ 廃濾材強制分離装置
５１ ケーシング
５１ｆ 蓋体
５１ｇ 液体供給口
５１ｈ 空気供給口
５２ 廃濾材分離槽
５３ 液受け槽
５３ｃ 排出口
５３ｄ フロートスイッチ
５４ 開閉弁
５５ 液流路
５６ 開閉弁
５７ 三方弁
５８ 加圧空気源
５９ 空気管路
６０ パッキン
６１ 圧力計
【技術分野】
本発明は、液中の不純物や異物を除去して清浄化する濾過装置及び廃濾材強制分離装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
本発明者は、各種の液体から異物を除去する濾過装置の一種として、多孔質微粒子からなる濾過助剤を用いた濾過装置であって、メンテナンスフリーな濾過装置を提案した（特願２０００ - ４３８５７号（特開２００１ - ２３２１１１号））。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、この濾過装置をさらに改良し、濾過本体の洗浄の自動化、メンテナンスフリー化に加えて、さらに廃濾材の処理が迅速容易な濾過装置、及び廃濾材強制分離装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、濾過装置の態様では、多孔質微粒子からなる濾過助剤が蓄積される微小隙間群を有し濾過前空間と濾過後空間を画成する濾過本体、該濾過本体の濾過前空間に通じる入口開口、同濾過前空間に通じる該入口開口とは別の又は入口開口から分岐した排出開口、及び濾過後空間に通じる出口開口を有する濾過ユニット；と、濾過助剤を含む液体流を、この濾過ユニットの入口開口から出口開口に与え、該濾過助剤を濾過本体の微小隙間群に付着させる濾過助剤プリコート系；と、濾過ユニットに、上記入口開口から出口開口への被濾過液流を与え該濾過ユニットにより濾過する濾過系；と、濾過ユニットに、上記出口開口から排出開口への液体流を与え、濾過ユニットの濾過本体の微小隙間群に付着した濾過助剤及び異物を洗い流す逆洗系；と、この逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽を有し、この廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼして強制的に上記濾過助剤及び異物と流体とを分離する廃濾材強制分離系；と、を備え、濾過助剤プリコート系、濾過系、及び逆洗系を選択して動作させ、濾過系の動作中に、廃濾材強制分離系を動作させる濾過装置であって、廃瀘材強制分離系が、多孔質微粒子からなる濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽；と、この廃濾材分離槽の下部に重ねられ、該廃濾材分離槽のフィルタを通過した液体を流入させる液受け槽；と、廃瀘材分離槽と液受け槽とを重ねて載置する基台と、この基台に立設固定した固定支柱と、この固定支柱の上端部に開閉可能に枢着した蓋体とを有し、この蓋体、廃濾材分離槽及び液受け槽を重ねた状態で気液密に保持するケーシング；と、蓋体に開口させた、廃濾材分離槽に逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる液体供給口と、該廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼす空気供給口；と、を有することを特徴としている。
【０００５】
本発明の濾過装置は、廃濾材強制分離系で分離された流体を、濾過液供給系に循環させる循環系を備えることが好ましい。また、濾過助剤を含まない清液を濾過系のポンプにより廃濾材強制分離系に送るポンプ内洗浄系を備えることが好ましい。
【０００７】
濾過本体の各微小隙間の大きさの目安としては、５μｍ〜１００μｍ、この微小隙間群に堆積させる濾過助剤の粒径の目安としては、１０〜８０μｍ程度が好ましい。濾過助剤は、ケイソウ土系、炭素系、セルロース系、パーライト系の一以上の多孔質粒子から選択できる。
【０００８】
本発明は、廃濾材強制分離装置の態様では、多孔質微粒子からなる濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽；と、この廃濾材分離槽の下部に重ねられ、該廃濾材分離槽のフィルタを通過した液体を流入させる液受け槽；と、廃瀘材分離槽と液受け槽とを重ねて載置する基台と、この基台に立設固定した固定支柱と、この固定支柱の上端部に開閉可能に枢着した蓋体とを有し、この蓋体、廃濾材分離槽及び液受け槽を重ねた状態で気液密に保持するケーシング；と、蓋体に開口させた、廃濾材分離槽に逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる液体供給口と、該廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼす空気供給口；と、を有することを特徴としている。液受け槽には、該液受け槽内の液面レベルを検知するフロートスイッチを設けることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施形態】
図１、図２は、本発明の濾過装置に用いることができる濾過ユニット１０の一例を示している。密着巻きのコイルスプリング（濾過本体）１１には、隣接輪１２間に微小隙間ａを形成する突起１３が所定間隔で形成されている。隙間ａは、被濾過液（中の不純物、異物）の性質に応じ、例えば５μｍ〜１００μｍ程度に設定される。このコイルスプリング１１の図の下端部はカバー１４により閉じられており、上端部には液通路１５ａを有する大径のシールリング１５が被着され、カバー１４とシールリング１５は、中心ロッド１６で接続されている。
【００１０】
以上のコイルスプリング１１のユニットは、シールリング１５の外周に嵌めたＯリング１５ｂをケーシング１７に密着させた状態で該ケーシング１７内に収納されている。このケーシング１７には、図１の下方に、コイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂに連通する入口開口１８と排出開口１９が形成され、図１の上方に、シールリング１５の液通路１５ａを介してコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａに連通する出口開口２０が形成されている。別言すると、微小隙間ａ群を有するコイルスプリング１１は、ケーシング１７内を濾過前空間Ｂと濾過後空間Ａに画成している。スペーサ２１は、これら入口開口１８、排出開口１９及び出口開口２０と、コイルスプリング１１、カバー１４及びシールリング１５との間に、空間を形成する。従って、入口開口１８からケーシング１７内に液体を供給すると、該液体はコイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂから隣接輪１２間の隙間ａを通ってコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａに至り、さらに液通路１５ａを介して出口開口２０に至る。
【００１１】
一方、ケーシング１７のコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａは、開閉弁２９を介して大気に連通している。この開閉弁２９を介してケーシング１７内に大気圧を供給すると、ケーシング１７内の液体は、コイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａから隣接輪１２間の隙間ａを通って該スプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂに至り、排出開口１９に至る。このように、濾過ユニット１０では、コイルスプリング１１の隣接輪１２間の隙間ａを通してのみ、入口開口１８側から出口開口２０側、あるいは出口開口２０側から排出開口１９側への液体流が許され、隙間ａを通して以外の流体流は生じない。
【００１２】
図３ないし図６に示すように、濾過ユニット１０の入口開口１８には、入口流路２２が接続され、排出開口１９には排出流路２３が接続され、出口開口２０には出口流路２４が接続されている。このうち、入口流路２２には、順に、ポンプ２５と、三方弁（流路切換手段）２６とが接続されており、三方弁２６は、入口流路２２を被濾過液流路（吸い上げ管）２７と濾過助剤プリコート管２８のいずれか一方に択一して接続する。入口流路２２には圧力計６１が接続されている。
【００１３】
濾過ユニット１０の出口開口２０に接続された出口流路２４には、三方弁（流路切換手段）３４が設けられ、この三方弁３４は、出口流路２４を、濾過助剤投入液槽３０に至るプリコート管路３２と濾液槽（清液槽）３５に至る清液管路３３とに択一して切り換える。清液管路３３には開閉弁３６が備えられている。濾過助剤投入液槽３０には、液面レベルが一定値に達したことを検出するフロートスイッチ３０ｆが備えられている。
【００１４】
濾液槽３５には、清液流路３７が開口している。清液流路３７は、濾液使用機器（例えば研削盤）Ｓに接続されていて、清液流路３７から供給される清浄な濾過済み液が該機器Ｓに供給される。機器Ｓで使用され、不純物を含んだ被濾過液（汚液）は、被濾過液流路３８を介して汚液槽３９に導かれる。上述の被瀘過液流路２７は、この汚液槽３９内に挿入されている。
【００１５】
濾過助剤プリコート管２８は、濾過助剤投入液槽３０の下方に開口している。濾過助剤投入液槽３０上には、濾過助剤供給装置４０が位置している。図８ないし図１１は、この濾過助剤供給装置４０の詳細を示している。この濾過助剤定量供給装置４０は、濾過助剤投入液槽３０内に濾過助剤４４を供給するもので、濾過助剤タンク４１、押出シリンダユニット４２、及びシャッタ兼カッタシリンダユニット４３を主たる構成要素としている。濾過助剤タンク４１は、断面Ｖ字状をなす傾斜底壁４１ａ、４１ｂを有しており、傾斜底壁４１ｂの下端部は、傾斜底壁４１ａと平行に切除されて落下穴４１ｃを形成している。
【００１６】
濾過助剤タンク４１には、傾斜底壁４１ａ、４１ｂにそれぞれ直交させてシリンダ固定壁４１ｄ、４１ｆが形成されている。押出シリンダユニット４２は、シリンダ本体４２ａと、ピストンロッド４２ｂと、ピストンロッド４２ｂの先端部に固定した押出ブレード４２ｃとを有し、シリンダ本体４２ａは、濾過助剤タンク４１の外側に位置していて、傾斜底壁４１ａの傾斜方向に向けてシリンダ固定壁４１ｄに固定されている。ピストンロッド４２ｂは濾過助剤タンク４１内に延び、押出ブレード４２ｃは傾斜底壁４１ａに沿って移動する。押出ブレード４２ｃは、略水平方向を向いていて、その幅は、落下穴４１ｃから外部に突出できる幅に設定されている。この押出ブレード４２ｃは、シリンダ固定壁４１ｄとの間に濾過助剤タンク４１内方が開いた断面Ｖ字状の隙間を形成する。
【００１７】
シャッタ兼カッタシリンダユニット４３は、シリンダ本体４３ａと、ピストンロッド４３ｂと、ピストンロッド４３ｂの先端部に固定したシャッタ兼カッタブレード４３ｃとを有する。シリンダ本体４３ａは、濾過助剤タンク４１の外側に位置し、傾斜底壁４１ｂの傾斜方向に向けてシリンダ固定壁４１ｆに固定されている。ピストンロッド４３ｂは濾過助剤タンク４１内に延び、シャッタ兼カッタブレード４３ｃは傾斜底壁４１ｂに沿って移動する。傾斜底壁４１ｂに沿うシャッタ兼カッタブレード４３ｃは、落下穴４１ｃを開閉する機能（図８）と、濾過助剤タンク４１内に投入されている濾過助剤４４が吸湿して固まったときに切断する機能（図１０）を有する。濾過助剤タンク４１の傾斜底壁４１ｂの外側には、このシャッタ兼カッタブレード４３ｃとは別に、落下穴４１ｃを開閉する開度調節ブレード４１ｇが設けられている。この開度調節ブレード４１ｇは、固定ノブ４１ｈによって任意位置に固定可能で、落下穴４１ｃの大きさを制限して、実質的な落下穴の大きさを調節することができる。
【００１８】
この濾過助剤供給装置４０の濾過助剤タンク４１中に投入（貯留）される濾過助剤４４としては、ケイソウ土系、炭素系、セルロース系、パーライト系の多孔質微粒子を用いることができ、さらに具体的にはケイソウ土、パルプ粉末、活性炭微粉、麦飯石粉末等を用いることができる。この濾過助剤は、平均粒径が１０〜８０μｍ程度に分布している多孔質微粒子を用いることが好ましい。
【００１９】
濾過ユニット１０の排出開口１９に接続された排出流路２３は、開閉弁３１を介して廃濾材強制分離装置５０に接続されている。図１２ないし図１８は、この廃濾材強制分離装置５０の詳細を示している。この廃濾材強制分離装置５０は、ケーシング５１、廃濾材分離槽５２及び液受け槽５３を主たる構成要素としている。廃濾材分離槽５２、液受け槽５３は、例えばアクリル樹脂等の透明樹脂材料からなる本体５２ａ、５３ａと、金属補強枠５２ｂ、５３ｂとからなっている。廃濾材分離槽５２は上下面が開放された筒状体からなっていて、その下面開放部にはフィルタ５２ｃが取り付けられている。フィルタ５２ｃは、図１８に示すように、ネット５２ｄ、リテイナ５２ｆ及び固定ねじ５２ｇによって本体５２ａの底部に着脱交換可能である。このフィルタ５２ｃは、濾過助剤を捕捉できる性質（空隙、厚さ、強さ）を有するものを用いる。
【００２０】
液受け槽５３は、上面が開放された有底筒状容器からなり、その下端部に、液排出口５３ｃが形成されている。排出口５３ｃは、開閉弁５４を有する液流路５５を介して被瀘過液流路２７に連通している。被瀘過液流路２７には別に開閉弁５６が備えられている。液受け槽５３内には、液面レベルが特定位置に達したことを検知するフロートスイッチ５３ｄが備えられている。
【００２１】
ケーシング５１は、廃濾材分離槽５２と液受け槽５３を着脱可能に、かつ積層した廃濾材分離槽５２と液受け槽５３を気密（液密）状態にして保持し、排出流路２３からの廃濾材を含む液体及び（又は）加圧空気を廃濾材分離槽５２内に与える機能を有する。このケーシング５１は、キャスタ５１ａを有する基台５１ｂ、この基台５１ｂに立設固定した固定支柱５１ｃを有し、この固定支柱５１ｃの上端部に、軸５１ｄで開閉可能に蓋体５１ｆが枢着されている。蓋体５１ｆには、排出流路２３を接続する液体供給口５１ｇと、加圧空気を供給する空気供給口５１ｈが形成されている。空気供給口５１ｈには、図３に示すように、三方弁５７を介して加圧空気源５８又は大気に通じる空気管路５９が接続される。
【００２２】
基台５１ｂ上には、２本をペアとするロックバー５１ｊが一対起倒可能に設けられている。このロックバー５１ｊは、基台５１ｂ上に積層した廃濾材分離槽５２と液受け槽５３上に蓋体５１ｆを固定するもので、その上端部にそれぞれ、固定ねじ５１ｋを螺合している。また、この２本をペアとするロックバー５１ｊの下端部はそれぞれ、基台５１ｂの長穴５１ｐを通り、基台５１ｂの下部に位置する横バー５１ｎの両端部に螺合されていて、起倒可能である。またロックバー５１ｊは、横バー５１ｎに対する螺合量を調節することにより、実質長さを調節することができる。
【００２３】
蓋体５１ｆには、固定ねじ５１ｋのねじ部を受け入れる切欠５１ｍが形成されており、この切欠５１ｍに固定ねじ５１ｋのねじ部を挿入した状態で固定ねじ５１ｋを締めると、蓋体５１ｆがロックバー５１ｊの上端面と固定ねじ５１ｋの間に挟まれ、積層した廃濾材分離槽５２と液受け槽５３に締付圧力を加えた状態で固定する。蓋体５１ｆと廃濾材分離槽５２の上端部との間、及び廃濾材分離槽５２の下端部と液受け槽５３の上端部との間には、それぞれパッキン６０が挟着される。
【００２４】
上記構成の廃濾材強制分離装置５０は従って、ケーシング５１の基台５１ｂ上に間にパッキン６０を挟んだ廃濾材分離槽５２と液受け槽５３を重ね、廃濾材分離槽５２の上にパッキン６０を位置させて蓋体５１ｆを閉じ、ロックバー５１ｊを閉じて固定ねじ５１ｋを締めると、廃濾材分離槽５２と液受け槽５３内を液密（気密）に保持することができる（図１２、図１４、図１６）。逆に、固定ねじ５１ｋを緩めてロックバー５１ｊを開き、蓋体５１ｆを開けば、廃濾材分離槽５２と液受け槽５３をケーシング５１から外すことができ、特に廃濾材分離槽５２を把手５２ｈを持って任意の場所に運ぶことができる。
【００２５】
上記構成の本装置は、例えば図４ないし図７に示す４工程によって運転される。図４ないし図７の太線は、液体が流れる流路を示している。
［プリコート工程］
濾過ユニット１０のコイルスプリング（濾過本体）１１の微小隙間ａ群に対して濾過助剤を付着させる工程である。図４に示すように、三方弁２６により濾過助剤投入液槽３０の濾過助剤プリコート管２８と入口流路２２を接続し、三方弁３４により、濾過ユニット１０の出口流路２４をプリコート管路３２に接続する。開閉弁２９は閉じる。この状態において、濾過助剤供給装置４０から濾過助剤（ケイソウ土）を予め定めた定量だけ濾過助剤投入液槽３０内に落下させる。すなわち、シャッタ兼カッタシリンダユニット４３のシャッタ兼カッタブレード４３ｃを後退させて濾過助剤タンク４１の落下穴４１ｃを開き、押出シリンダユニット４２により押出ブレード４２ｃを後退位置から突出位置まで一回移動させ、定量の濾過助剤４４を濾過助剤投入液槽３０内に落下させる（図９）。この際、濾過助剤４４が吸湿して固まっていれば、シャッタ兼カッタシリンダユニット４３によってシャッタ兼カッタブレード４３ｃを往復動させ、固まっている濾過助剤４４を切断する（図１０）
【００２６】
この状態においてポンプ２５を駆動すると、濾過助剤４４は濾過助剤投入液槽３０内に保持されている液体流に乗って濾過助剤プリコート官２８、入口流路２２から濾過ユニット１０に供給され、出口流路２４、三方弁３４、プリコート管路３２を通って濾過助剤投入液槽３０に戻る循環流が生じる。運転開始時には、濾過助剤投入液槽３０内には、被濾過液と同種の液体を満たすものとする。
【００２７】
この循環流が生じると、コイルスプリング１１の隣接輪１２間に突起１３によって形成されている微小隙間ａに、最初は大径の濾過助剤４４（ケイソウ土微粒子とする）が保持され、保持された大径のケイソウ土微粒子間に、段々と小径のケイソウ土粒子が保持されていく。その結果、隣接輪１２間の微小隙間ａには、極めて微細な隙間（例えば０．５μｍ〜数μｍオーダ）を有する多孔質の濾過助剤４４の微粒子群（図１）が保持されることとなる。このプリコート工程は、予め行う実験によって隣接輪１２の隙間ａに適当な量の濾過助剤４４の微粒子群が付着する時間を測定しておいて、時間管理によって終了させることができ、または濾過ユニット１０のコイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂの圧力を圧力計６１で検知し、検知圧力が一定値を超えたことで終了させることができる。
【００２８】
［瀘過工程＆廃濾材分離工程］
被濾過液流路２７から供給される被濾過液を濾過する工程である。図５に示すように、三方弁２６により被濾過液流路２７と入口流路２２を接続し、三方弁３４により、濾過ユニット１０の出口流路２４を清液管路３３に接続する。開閉弁３６は開いておく。この状態においてポンプ２５を駆動すると、汚液槽３９内の被瀘過液が被濾過液流路２７を介して濾過ユニット１０に供給される。被濾過液は、入口流路２２を介して濾過ユニット１０内の濾過前空間Ｂに入り、コイルスプリング１１の隣接輪１２間の隙間ａに付着している濾過助剤４４の微粒子群の間を通った後、濾過後空間Ａに出て出口流路２４に至り、三方弁３４、開閉弁３６、清液管路３３を介して、再び濾液槽３５に送られる。被濾過液中の異物は、濾過ユニット１０を一回通るだけで濾過助剤４４の微粒子群に捕捉されて清浄化される。
【００２９】
この濾過工程では、コイルスプリング１１の隣接輪１２間の微小隙間ａの間隔及び濾過助剤を適当に選定することで、例えば０．数μｍオーダの微粉までを確実に捕捉することができる。この瀘過工程は、濾過助剤４４の微粒子群が目詰まりを起こした状態を検知して終了する。目詰まりは、例えば、圧力計６１によって検出されるケーシング１７内の濾過前空間Ｂの圧力が一定値を超えたことで検出することができる。その他、時間管理、出口流路２４を出る液体の透明度あるいは流量検知により、目詰まりを検出することができる。
【００３０】
［逆洗工程］
目詰まりを起こした濾過ユニット１０を洗滌する工程である。この工程では、ポンプ２５の運転を停止し、図６に示すように、開閉弁２９及び開閉弁３１を開く。廃濾材分離槽５２には三方弁５７を介して大気を導入する。すると、濾過ユニット１０のケーシング１７内の液体は、自重により排出流路２３から廃濾材強制分離装置５０に供給される。すなわち、排出流路２３からの異物、廃濾材を含む液体は、蓋体５１ｆの液体供給口５１ｇを介して廃濾材分離槽５２内に落下する。この流体流により、濾過ユニット１０のコイルスプリング１１の隣接輪１２間に付着している濾過助剤４４の微粒子群と、この濾過助剤４４の微粒子群に付着している異物は、洗い流され、液体とともに、廃濾材分離槽５２内に落下する。コイルスプリング１１に付着している濾過助剤４４の微粒子群と異物は、コイルスプリング１１を伸張しなくても、この逆洗により十分洗滌できる。従って、濾過ユニット１０に対する特別なメンテナンスが不要である。廃濾材分離槽５２の容量は、濾過ユニット１０内に溜まっている液体の全量を貯留するに十分な容量がある。
【００３１】
図５の瀘過工程に戻ると、同濾過工程では、以上の逆洗工程で廃濾材強制分離装置５０の廃濾材分離槽５２内に貯留されている液体から廃濾材を分離する作業が並行して行われる。すなわち、三方弁５７を介して加圧空気源５８からの圧縮空気を空気管路５９、空気供給口５１ｈを介して、廃濾材分離槽５２内に供給する。すると、廃濾材分離槽５２内の空気圧力が上がり、廃濾材分離槽５２内の液面にその圧力が及ぼされる結果、フィルタ５２ｃによって廃濾材分離を分離しながら、液体だけが液受け槽５３内に取り出される。液受け槽５３内の液面レベルが一定値に達すると、フロートスイッチ５３ｄがこれを検知し、開閉弁５４を開き、廃濾材分離槽５２内の液体が被瀘過液流路２７に供給される。
【００３２】
廃濾材分離槽５２内に溜まった異物を含む廃濾材は、プリコート工程において、廃濾材強制分離装置５０の固定ねじ５１ｋを緩めてロックバー５１ｊを開き、蓋体５１ｆを開いて、廃濾材分離槽５２だけを任意の場所に運び、廃濾材を廃棄することができる。廃濾材分離槽５２は、次の瀘過工程までに、必要に応じてフィルタ５２ｃの交換を施した後、再び液受け槽５３上にセットされ、ケーシング５１に固定される。
【００３３】
図２０は、液受け槽５３内の液体の別の分離態様を示している。三方弁５７を介して加圧空気源５８からの圧縮空気を空気管路５９、空気供給口５１ｈを介して、廃濾材分離槽５２内に供給するときには、その空気圧力がフィルタ５２ｃを介して液受け槽５３にも及ぼされる。従って、排出口５３ｃを管路６２を介して別の液受け槽６３に接続することにより、自動的に液受け槽５３内の液体を液受け槽６３に取り出すことができる。液受け槽６３は、液受け槽５３に及ぼされる空気圧力に応じて高い位置に配置することができる。例えば空気圧力が１ｋｇｆ／ｃｍ2程度であれば、１０ｍ程度の高さ位置に液受け槽６３を配置することができる。
【００３４】
［ポンプ内洗浄工程］
図７に示すように、開閉弁３１を開いた状態で、三方弁２６により濾過助剤投入液槽３０の濾過助剤プリコート官２８を入口流路２２に連通させる。そして、濾過助剤投入液槽３０に対して、濾過助剤の供給を行うことなく、清液を供給すると、フロートスイッチ３０ｆが液面レベルを検知したとき、ポンプ２５が運転される。すると、ポンプ２５内には供給された清液が濾過ユニット１０の入口流路２２から排出流路２３を経て廃濾材強制分離装置５０に供給される。この清液によってポンプ２５を洗浄することができる。このポンプ内洗浄工程は、廃濾材強制分離装置５０の廃濾材分離槽５２が一杯になる前の短時間運転される。
【００３５】
なお、図１に示した濾過ユニット１０は、入口流路２２と排出流路２３がコイルスプリング１１の外径側の濾過前空間Ｂに、出口流路２４がコイルスプリング１１の内径側の濾過後空間Ａに連通しているが、この関係は逆にしてもよい。
【００３６】
さらに、図１９は、濾過ユニット１０’の別の形態を示している。この濾過ユニット１０’は、図１、図２のコイルスプリング１１に代えて、微小隙間ａ’群を有する有底多孔筒１１’を濾過本体として用いた例である。微小隙間ａ’群は、コイルスプリング１１の隣接輪１２に形成した突起１３によって形成される微小隙間ａと対応しており、この態様によっても、先の実施形態と同様の作用を得ることができる。また、濾過本体が画成する濾過前空間と濾過後空間は、円筒の外側と内側である必要はなく、例えば、平板状の濾過本体によって濾過前空間と濾過後空間を画成してもよい。
【００３７】
本発明の濾過装置で濾過できる液体は、種類を問わない。例示すれば、鉱物系、植物系、動物系の潤滑油その他の濾過に用いることができ、またその液は、潤滑、冷却、洗滌、防錆、密閉等の任意の用途
（目的）に用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、微小隙間群を有する濾過本体を用いた濾過装置であって、洗浄を自動化できる、メンテナンスフリーな濾過装置を得ることができる。また、濾過に用いた廃濾材を効率的に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の濾過装置に用いる濾過ユニットの一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の濾過ユニットのスプリングの一部の斜視図である。
【図３】本実施形態の濾過装置の全体構成を示す配管系統図である。
【図４】図３の濾過装置のプリコート工程を示す接続図である。
【図５】図３の濾過装置の瀘過工程及び廃濾材分離工程を示す接続図である。
【図６】図３の濾過装置の逆洗工程を示す接続図である。
【図７】図３の濾過装置のポンプ内洗浄工程を示す接続図である。
【図８】図３の濾過装置中の濾過助剤供給装置の具体例を示す断面正面図である。
【図９】図８の濾過助剤供給装置の動作状態を示す断面正面図である。
【図１０】図９とは異なる状態の断面正面図である。
【図１１】図８ないし図１０の濾過助剤供給装置の斜視図である。
【図１２】図３の濾過装置中の廃濾材強制分離装置の具体例を示す正面図である。
【図１３】図１２の平面図である。
【図１４】図１２の側面図である。
【図１５】図１４とは異なる状態の図１２の側面図である。
【図１６】図１２の廃濾材強制分離装置の配管を主に示す側面図である。
【図１７】図１２の廃濾材強制分離装置の分解斜視図である。
【図１８】図１２の廃濾材強制分離装置のフィルタ部分の分解斜視図である。
【図１９】本発明の濾過装置に用いる瀘過ユニットの別の実施形態の模式断面図である。
【図２０】図１２の廃濾材強制分離装置の別の使用態様を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｂ 濾過前空間
Ａ 濾過後空間
１０ 濾過ユニット
１１ コイルスプリング（濾過本体）
１１’ 有底多孔筒（濾過本体）
１２ 隣接輪
１３ 突起
ａ ａ’ 微小隙間
１７ ケーシング
１８ 入口開口
１９ 排出開口
２０ 出口開口
２２ 入口流路
２３ 排出流路
２４ 出口流路
２５ ポンプ
２６ 三方弁（流路切換手段）
２７ 被濾過液流路
２８ 濾過助剤プリコート管
３０ 濾過助剤投入液槽
３１ 開閉弁
３２ プリコート管路
３３ 清液管路
３４ 三方弁
３５ 濾液槽
３６ 開閉弁
３７ 清液流路
３９ 汚液槽
４０ 濾過助剤供給装置
４１ 濾過助剤タンク
４１ａ ４１ｂ 傾斜底壁
４１ｄ ４１ｆ シリンダ固定壁
４１ｇ 開度調節ブレード
４２ 押出シリンダユニット
４２ａ シリンダ本体
４２ｂ ピストンロッド
４２ｃ 押出ブレード
４３ シャッタ兼カッタシリンダユニット
４３ａ シリンダ本体
４３ｂ ピストンロッド
４３ｃ シャッタ兼カッタブレード
４４ 濾過助剤
５０ 廃濾材強制分離装置
５１ ケーシング
５１ｆ 蓋体
５１ｇ 液体供給口
５１ｈ 空気供給口
５２ 廃濾材分離槽
５３ 液受け槽
５３ｃ 排出口
５３ｄ フロートスイッチ
５４ 開閉弁
５５ 液流路
５６ 開閉弁
５７ 三方弁
５８ 加圧空気源
５９ 空気管路
６０ パッキン
６１ 圧力計
Claims (7)
- 多孔質微粒子からなる濾過助剤が蓄積される微小隙間群を有し濾過前空間と濾過後空間を画成する濾過本体、該濾過本体の濾過前空間に通じる入口開口、同濾過前空間に通じる該入口開口とは別の又は入口開口から分岐した排出開口、及び濾過後空間に通じる出口開口を有する濾過ユニット；と、
濾過助剤を含む液体流を、この濾過ユニットの入口開口から出口開口に与え、該濾過助剤を濾過本体の微小隙間群に付着させる濾過助剤プリコート系；と、
上記濾過ユニットに、上記入口開口から出口開口への被濾過液流を与え該濾過ユニットにより濾過する濾過系；と、
上記濾過ユニットに、上記出口開口から排出開口への液体流を与え、濾過ユニットの濾過本体の微小隙間群に付着した濾過助剤及び異物を洗い流す逆洗系；と、
この逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽を有し、この廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼして強制的に上記濾過助剤及び異物と流体とを分離する廃濾材強制分離系；とを備え、
上記濾過助剤プリコート系、濾過系、及び逆洗系を選択して動作させ、濾過系の動作中に、廃濾材強制分離系を動作させる濾過装置であって、
上記廃瀘材強制分離系は、多孔質微粒子からなる濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽；と、
この廃濾材分離槽の下部に重ねられ、該廃濾材分離槽のフィルタを通過した液体を流入させる液受け槽；と、
上記廃瀘材分離槽と液受け槽とを重ねて載置する基台と、この基台に立設固定した固定支柱と、この固定支柱の上端部に開閉可能に枢着した蓋体とを有し、この蓋体、廃濾材分離槽及び液受け槽を重ねた状態で気液密に保持するケーシング；と、
上記蓋体に開口させた、上記廃濾材分離槽に上記逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる液体供給口と、該廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼす空気供給口；と、
を有することを特徴とする濾過装置。 - 請求項１記載の濾過装置において、廃濾材強制分離系で分離された流体を、濾過液供給系に循環させる循環系が備えられている濾過装置。
- 請求項１または２記載の濾過装置において、さらに、濾過助剤を含まない清液を濾過系のポンプにより廃濾材強制分離系に送るポンプ内洗浄系が備えられている濾過装置。
- 請求項１ないし３のいずれか１項記載の濾過装置において、濾過本体の各微小隙間は、５μｍ〜１００μｍであり、濾過助剤の粒径は、１０〜８０μｍである濾過装置。
- 請求項１ないし４のいずれか１項記載の濾過装置において、濾過助剤は、ケイソウ土系、炭素系、セルロース系、パーライト系の一以上の多孔質粒子からなる濾過装置。
- 多孔質微粒子からなる濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる、下部にフィルタを有する廃濾材分離槽；と、
この廃濾材分離槽の下部に重ねられ、該廃濾材分離槽のフィルタを通過した液体を流入させる液受け槽；と、
上記廃瀘材分離槽と液受け槽とを重ねて載置する基台と、この基台に立設固定した固定支柱と、この固定支柱の上端部に開閉可能に枢着した蓋体とを有し、この蓋体、廃濾材分離槽及び液受け槽を重ねた状態で気液密に保持するケーシング；と、
上記蓋体に開口させた、上記廃濾材分離槽に上記逆洗系で洗い流された濾過助剤及び異物を含む流体を流入させる液体供給口と、該廃濾材分離槽の液面に加圧空気を及ぼす空気供給口；と、
を有することを特徴とする廃濾材強制分離装置。 - 請求項６記載の廃濾材強制分離装置において、液受け槽には、該液受け槽内の液面レベルを検知するフロートスイッチが設けられている廃濾材強制分離装置。
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