JP3755099B2 - ろ過装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水等の液体中に混ざった不純物を分離ろ過するろ過装置に関し、特にポンプで地下水等を汲み上げる際、地下水に含まれる土砂や塵を取り除くろ過装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のろ過装置にあっては、実開昭58―86217号に示すように、ケース内に軸直角に固着する仕切板に取り付ける円筒状のろ過体で仕切られた上部室と下部室とを形成し、下部室にはほぼ中央と外側に旋回流を作るように接線方向に噴入する入口ノズルを設け、上部室には処理水の出口ノズルを設け、底部は円すい形をなし排砂ノズルには排出弁が取り付けてある。
【0003】
ケース内に入口ノズルから入った、例えば河川水はケースの内壁とろ過体( との間で旋回流となり、この旋回流によって河川水に内包する砂は遠心力により外周方向に集まりケースの内壁を伝わって底部へ落下する。河川水はろ過体で内包する塵を除き処理された水は出口ノズルを通り機器に送られる。ろ過体により捕捉された塵は前記旋回流によりはぎとられて、ケースとろ過体との間で旋回しながらゆっくり落下し底部に沈殿しろ過体に密着することはない。底部に沈殿した塵は定期的に排出弁を開くことにより砂と共に容易に排出することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のろ過装置にあっては、ろ過体によって塵等の不純物は除かれて落下するが、旋回流の勢いによって落下した塵等の不純物が再度舞い上がって、細かい塵等の不純物がろ過体に付着して、このろ過体を通過してしまうおそれがあり、確実にろ過する点で問題があった。
また、旋回流に含まれる塵等の不純物の巻き上げ防止がされていないため、落下した塵等の不純物が浮遊して確実に底部に固定しないという問題があった。
【0005】
本発明は、確実に不純物を取り除いたろ過水を得ることを目的としていて、さらに旋回流の勢いに影響されず落下した砂や塵などの不純物が再び舞い上がるのを防止することを目的とし、さらにさまざまな用途に利用でき取り付け取り外しが容易で、且つ耐久性のあるろ過装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のろ過装置においては、本体内に、逆円錐状又は筒状をした空間部と天板部とで仕切られて設けられた第二室と、第二室の外側壁に接し、本体の側壁とで仕切られて設けられた第一室とを備え、第二室の外側壁に、第一室から第二室に貫通形成された複数の内管導水管が設けられるとともに、第二室の底部に、第一室から内管導水管を通じて第二室に到達した液体に混ざった不純物を第一室に落下させる開口部とが設けられてなり、第二室の外側壁と本体の側壁との間に、複数の貫通孔を形成するすのこを嵌めて設け、開口部をすのこから本体の底部へ突出させてなることを特徴とする。さらに本体の側壁には、前記第一室の底部と前記開口部との間に位置し、該第一室を前記砂排出口側と仕切る、複数の貫通孔を有する第二のすのこを設けたことを特徴とする。さらにまた、第二室の側壁には、内管導水管の上側で、流出部に近接した位置で第三のすのこを設け、本体の軸中心から周辺部にいくにしたがって第三のすのこに形成した複数の貫通孔の大きさを小さくしたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
前記のように構成されたろ過装置において、ポンプで汲み上げた地下水は流入部から入り、このポンプの水圧によって、円筒状の第一室内壁を旋回する。さらにその地下水は、旋回流の弱い第二室に入り、流出部を介して外部に給水される。一方、地下水に混ざった砂等の不純物は開口部を通って、第一室に落下して、本体の底部に沈殿する。
すなわち、比重の軽い不純物は第二室へ到達しても第二室の旋回流により、開口部から第一室へ、さらには第1のすのこの貫通孔を通して底部へ沈殿する。
【0008】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して以下の通り説明する。
【0009】
図1に示すように、本発明の一実施例であるろ過装置は、ほぼ円筒状の本体1と、この本体1の側壁に渦巻き水流(旋回流)が発生する角度、すなわち接線方向で設けられた導水管(流入部)2と、この本体1の天板部に円筒の略中心軸上に設けられた導出管(流出部)3と、この本体1の底部に設けられ、この導出管(流出部)3と対向する位置に設けられた砂排出口4とを備えている。
【0010】
さらに本体1内には、天板部に接して、逆円錐状をした空間部が設けられ、この本体1内とこの逆円錐状の空間部とで仕切りされた空間を第一室5とするのに対して、この逆円錐状の空間部を第二室6とする。この第二室6の底部には第一室5と第二室6とを結ぶ排出穴(開口部)7が設けられている。この開口部7は、後述する第2のすのこ10から突出している。
【0011】
第二室6の外側壁には、第一室5の渦巻き水流(旋回流)で接線方向から噴入するための内管導水管8が形成され、その外側壁の周りに少なくとも8個所、ほぼ等間隔で設けられている。なお、内管導水管8は、流出量に見合えばよく、必ずしも8個所に限定されない。
【0012】
第一室5の底部と排出穴(開口部)7との間には、この本体1の内径と寸法を同じくする円形状の第1のすのこ9が円筒の略中心軸上を共通にして設けられている。この第1のすのこ9の表面には複数の貫通孔10が設けられている。
【0013】
この第1のすのこ9と平行して、本体1の内側壁に嵌まるようにドーナッツ形状の第2のすのこ10が設けられている。この第2のすのこ10も第1のすのこ9と同じ外径寸法である。またその中心部は第二室6の外側壁の外径寸法に相当する円形に切り欠きされている。第2のすのこ10の表面には複数の貫通孔11が設けられている。すなわち、第一室5には第1のすのこ9と第2のすのこ10が設けられていることになる。
【0014】
第二室6には、内管導水管8の上側で、導出管(流出部)3に近接した位置に円形状の第3のすのこ12が設けられている。第3のすのこ12の表面には複数の貫通孔13が設けられている。
【0015】
砂排出口4には、後述する取り出した砂を外に導出する砂排出管4aが設けられ、その途中に後述する開閉用のコックバルブ110が設けられている。
【0016】
このようなろ過装置にあっては、図2に示すように、ポンプで汲み上げられた地下水が流入部2から本体1の内側壁に沿って本体1に入り、この本体1内を地下水が旋回する。第一室5の断面積は、流入部2から流出部3側に近づくにつれて小さくなる。
第2のすのこ10は、この旋回流を弱めるために設けられている。貫通孔11を通過した地下水は一層流れが弱くなる。よって、比重の重い砂などの不純物は貫通孔11を通過しても自然に落下して、再び管通孔11を通過するものもある。
【0017】
比重の軽い砂等の不純物を含んだ地下水は、さらに矢印に示すように、内管導水管8を通して入る。内管導水管8も導水管(流入部)4と似た構造となっていて、第二室6に弱い旋回流を生じさせる。
【0018】
開口部7は逆円錐形の頂部と先端の細いところにあり、第一室5からの旋回流の影響を受けにくくなっていて、内管導水管8から開口部7に向けて、第二室6の旋回流は弱くなる。したがって、第2のすのこ10で防ぎきれなかった比重の軽い砂等の不純物を含む地下水が、第二室6内にて、開口部7側に落下する。第二室6は逆円錐形をしているので、開口部7に砂等の不純物が集中しやすくなっている。そしてこの地下水に混ざった砂は、巻き上げ防止用の第1のすのこ10を介して沈殿する。
【0019】
次に、ろ過装置におけるろ過に使用するすのこ形状について説明する。
図3に示すように、第1のすのこ9は、孔あけ加工のし易い樹脂部材で作られていて、同心円上に並んだ複数の円形の貫通孔9aからなる。円形の貫通孔10はドリル等の工具機械で簡単に加工できるものである。
【0020】
図4に示すように、第1のすのこ9の貫通孔9aは、軸を中心に放射状に伸びたスリットであってもよい。周辺部にいくにしたがってスリット幅を太くしている。また、第1のすのこ9で本体1との接合する部分に切り欠き部20が形成されている。
【0021】
図5に示すように、第2のすのこ10は、第1のすのこ12と同様に同心円上に並んだ複数の円形の貫通孔11からなる。貫通孔11の大きさは周辺部にいくにつれて小さくしている。
図6に示すように、第2にすのこ10の貫通孔11は、軸中心に放射状に伸びたスリットであってもよい。周辺部にいくにしたがってスリットの幅を細くしている。
【0022】
図7に示すように、第3のすのこ12は、同心円上に並んだ複数の円形の貫通孔13からなる。貫通孔13は、第2のすのこ10の場合と同様に周辺部にいくにしたがって、小さくしている。
図8に示すように、第3のすのこ12の貫通孔13は、軸を中心に放射状に伸びたスリットであってもよい。周辺部にいくにしたがってスリット幅を細くしている。
【0023】
本発明の他の実施例として、図9、図10を用いて説明し、前述した実施例と同様の構成については説明を省略する。
【0024】
このろ過装置は、第二室が円筒形をしているところに特徴がある。円筒形をした第二室56の底部には開口部57が設けられている。この開口部57は、第2のすのこ10から突出している。
第一室55から第二室56に向けて第一室55内にある地下水を吸い込むための内管導水管58がこの円筒形の側壁に形成されている。内管導水管58と流出部53との間には、さらに第4のすのこ100が設けられている。
【0025】
このろ過方法について、第10図を中心にして説明する。
ポンプで汲み上げた地下水を導水管101を通して、その導水管101の端部である流入部2から、この地下水に水圧をかけて、ろ過装置の本体1内に入れる。地下水は本体1の筒形状に沿って旋回する。地下水に混ざっている砂等は比較的比重が大きいので、遠心力によって内壁側に広がる。
【0026】
地下水の一部は、内管導水管58から第二室56に入り、第二室56は比較的旋回流が弱いので、砂などの不純物が落下し、開口部57から第一室55に戻る。第二室56に入った地下水は、砂などの不純物を含む割合が少ない地下水である。
【0027】
砂等の不純物は第一のすのこ9の貫通孔9aを通って、底に沈殿する。第1のすのこ9で仕切ったことによって、沈殿した砂が堆積する部分は、流入部2に比べて、水流が弱くなる。よって、砂や塵が舞い上がるのが抑えられている。
【0028】
また第二のすのこ10によって、流入部2の上側も流入部2の入り口付近の空間部に比べて、旋回流が弱くなる。遠心力で不純物は周辺側にあり、不純物の少ない地下水は内管導水管58を通過する。水圧で送られた地下水は、第二室56内でも、第一室55と同じように、旋回する。内管導水管58を通った地下水は、旋回流が弱くなるので、比重の小さい砂等の不純物は、自然落下して、この内管導水管58から吐き出される。一方、地下水は第3のすのこ12及び第4のすのこ100を通って流出部53から送り出される。
【0029】
第3のすのこ12は、水流を弱め、砂の通過をより確実に防止する。第2のすのこ10、第3のすのこ12、第4のすのこ100と、これらのすのこに形成された貫通孔を徐々に細く形成すると、流出部53付近では、十分にろ過された地下水を送水できる。
【0030】
本体1の底部に堆積した砂は、図9に示すように、コックバルブ110を開放すると、水圧で砂排出管4から排出される。
【0031】
このようなろ過装置にあっては、すのこによって旋回流の勢いを弱め、かつこの旋回流の強さの強弱を利用して、ろ過をすることができる。
【0032】
第1のすのこ9を設けたことにより、沈殿した砂が巻き上がる巻き上げ現象を防ぐことができる。
【0033】
ろ過装置内に第一室5、55と第二室6、56とを設け、それらの空間部で生じる旋回流の流れの強弱によって、砂などの不純物を二重に取り除く事ができるろ過機能が設けられている。
【0034】
ろ過装置を塩化ビニールなどのプラスチック樹脂部材で作ることができるので、従来のものより摩耗や腐食に強く、装置の耐久性を向上させることができる。とくにすのこの素材をこの塩化ビニールで製作することで、著しい効果がある。
【0035】
流出部を遠心力の、砂等不純物に対する働きの最大である略中心上に設けたことにより、飛躍的にろ過効果が上がる。
【0036】
【発明の効果】
本発明は、本体内に、逆円錐状又は筒状をした空間部と天板部とで仕切られて設けられた第二室と、第二室の外側壁に接し、本体の側壁とで仕切られて設けられた第一室とを備え、第二室は、その外側壁に、第一室から第二室に貫通形成された複数の内管導水管が設けられるとともに、その底部に、第一室から内管導水管を通じて該第二室に到達した液体に混ざった不純物を第一室に落下させる開口部とが設けられてなり、第二室の外側壁と本体の側壁との間に、複数の貫通孔を形成するすのこを嵌めて設け、開口部をこのすのこから本体の底部へ突出させて構成したことにより、第一室から第二室に向けて水流を作り、第一室を本体の側壁に沿って旋回流する不純物が混ざった液体のうち、比重の重い不純物がすのこの貫通孔を通過しても自然落下して貫通孔、第一室を通過して本体の底部へ沈殿する一方、内管導入管を通じて第二室に到達した比重の軽い不純物がさらに弱い旋回流にて開口部から第一室へ落下させて沈殿させるので、より確実に不純物を取り除くことができる。さらに、本体の側壁には、第一室の底部と開口部との間に位置し、この第一室を砂排出口側と仕切る、複数の貫通孔を有する第二のすのこを設けたことにより、比重の重さで落下した砂等の不純物が、旋回流の流れの強さによって再び舞い上がることを防止することができる。さらにまた、第二室の側壁には、内管導水管の上側で、流出部に近接した位置で第三のすのこを設け、本体の軸中心から周辺部にいくにしたがって第三のすのこに形成した複数の貫通孔の大きさを小さくしたことにより、旋回流の勢いに影響されず、何重にもろ過することができるので、より確実に不純物を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるろ過装置の断面図である。
【図2】本発明による図1のI−Iから見たろ過装置の断面図である。
【図3】本発明によるろ過装置の第1のすのこ形状を示す断面図である。
【図4】本発明による他の実施例であるろ過装置の第1のすのこ形状を示す断面図である。
【図5】本発明による他の実施例であるろ過装置の第2のすのこ形状を示す断面図である。
【図6】本発明による他の実施例であるろ過装置の第2のすのこ形状を示す断面図である。
【図7】本発明によるろ過装置の第3のすのこ形状を示す断面図である。
【図8】本発明の他の実施例であるろ過装置の第3のすのこ形状を示す断面図である。
【図9】本発明の他の実施例であるろ過装置の断面図である。
【図10】本発明の他の実施例であるろ過装置の全体斜視図である。
Claims (3)
- 天板部および底部を備えた筒状の本体と、前記本体内に旋回流が発生する角度で該本体の側壁に設けられ、不純物が混ざった液体が入る流入部と、前記天板部に設けられ、前記液体のうち、ろ過水を排出する流出部と、前記底部に設けられた砂排出口とを備えたろ過装置において、
前記本体内に、逆円錐状又は筒状をした空間部と前記天板部とで仕切られて設けられた第二室と、前記第二室の外側壁に接し、前記本体の側壁とで仕切られて設けられた第一室とを備え、
前記第二室は、外側壁に、前記第一室から前記第二室に貫通形成された複数の内管導水管が設けられるとともに、底部に、前記第一室から前記内管導水管を通じて該第二室に到達した前記液体に混ざった不純物を前記第一室に落下させる開口部とが設けられてなり、
前記第二室の外側壁と前記本体の側壁との間に、複数の貫通孔を形成するすのこを嵌めて設け、前記開口部を該すのこから前記本体の底部へ突出させてなることを特徴とするろ過装置。 - 前記本体の側壁には、前記第一室の底部と前記開口部との間に位置し、該第一室を前記砂排出口側と仕切る、複数の貫通孔を有する第二のすのこを設けたことを特徴とする請求項1記載のろ過装置。
- 前記第二室の側壁には、前記内管導水管の上側で、前記流出部に近接した位置で第三のすのこを設け、前記本体の軸中心から周辺部にいくにしたがって前記第三のすのこに形成した複数の貫通孔の大きさを小さくしたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のろ過装置。
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