JP4183591B2 - 夾雑物除去装置 - Google Patents

Description

この発明は、流水管内を流れる夾雑物を除去するために、流水管の途中に介設される夾雑物除去装置に関するものである。

一般的に、流水管は、その管内面にライニング等を施すことにより錆止め等を行い、管内を流れる水に異物が混入しないようにしている。しかし、その流水管の配管工事において、孔明け工事や切断工事等を行った際に発生した金属粉が、管内の水に混入する場合がある。また、工事の際に生じた流水管の金属露出部で発生する錆や、管路内へ混じる砂利等が管内の水に混入する場合もある。これらの夾雑物は、流水管下流に供給される水の水質を悪化させるので、流水中に夾雑物があることは好ましくない。

そこで、流水管の途中に、その夾雑物を除去する装置を設けて、流水に混入した異物を除去する手法が採用されている。この夾雑物除去装置の構成は、フィルタ部材を流路に介在させて、流水をそのフィルタ部材を通過させることにより夾雑物を取り除く手法が一般的である。

この種の夾雑物除去装置は、フィルタに夾雑物が付着して目詰まりを発生させるため、定期的なフィルタ部材の清掃、又は交換が余儀なくされる。このため、その手入れを簡略化させるための種々の技術が開示されている。

例えば、流水管に水が流入するケーシングを介在させて、そのケーシング内を区画板によって、通常の状態で流水が流入して流出されていく貫通室と、夾雑物を排出するための排出室とを区画し、前記貫通室には筒状のフィルタ部材を固定して収納するとともに、前記排出室には大気中に水を流出できる開閉弁を設けた夾雑物除去装置がある。

この装置では、貫通室内の筒状フィルタ部材内側に流入した水が、そのフィルタ部材の周面を外側に向かって通過した後、流水管の下流に放出される。通過できなかった夾雑物は、フィルタ部材内周面に捕捉され、そのうち比重の小さな夾雑物はその内周面に付着し、比重の大きな夾雑物はフィルタ部材底面に堆積する。

フィルタ部材の内側には、回転軸で軸着された対の隔離板を設けており、この対の隔離板とフィルタ部材内周面とで構成する逆洗室が、前記排出室と連通している。前記排出室と管外部とを連通する開閉弁は、通常は閉められている。

排出室の開閉弁を開くことにより、管内圧と大気圧との間に水圧差が生じ、流水がフィルタ部材を外側から内側に向かって逆の向きに通過して、排出室に連通する前記逆洗室へ取り込まれる。このとき、隔離板の縁がフィルタ部材内周面に接しているので、外力により軸を回して隔離板を回転することにより、その隔離板の縁が内周面に付着した夾雑物を掻き取って除去する。除去された夾雑物は、水とともに逆洗室に流入し、その後、排出室へ移送され開閉弁を介して外部に排出される。

また、フィルタ部材内側の底部に堆積した夾雑物は、そのフィルタ部材の底板等に設けた小孔を介して排出室に送られる。この小孔は、排出室に向かって常時開放されていると、前記逆洗室を介して行うフィルタ内周面への吸引力が低下するため、前記軸の回転に伴って一定周期で断続的に開放されるものとしている。

このようにして、除去装置本体を分解等することなく、フィルタ部材に付着、堆積した夾雑物を容易に清掃できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の装置として、図４に示す夾雑物除去装置がある。この装置は、前記排出室たる吸引本管５に開閉弁６を設けて管外部と連通するようにし、その吸引本管５を回転軸３を介して回転可能にケーシング１に支持する。吸引本管５は、円筒状のフィルタ部材２の内側に延びて、そのフィルタ部材２内周面に接する掻き取り部材として枝管５ａを有しており、この枝管５ａには、そのフィルタ部材２に向かって開口するノズル７が形成されている。

吸引本管５と管外部とを連通する開閉弁６を開くことにより、上記特許文献１の装置と同様、管内外に水圧差が生じ、流水管Ｐの流水は、フィルタ部材２を逆方向に通過して、内周面に付着した夾雑物Ｄとともに吸引本管５に吸引される。吸引された夾雑物Ｄは、吸引本管５から開閉弁６を介して管外部に排出される。このとき、前記ノズル７は面積の小さな開口であり個々に独立しているので、吸引力が各ノズル毎に集中して作用し、フィルタ部材２への付着物を洗い流す洗浄力を向上させている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−１３６４２０号公報 特開平１０−１３７５１６号公報 特許３１４４５１７号公報

しかし、上記の装置では、フィルタ部材に付着した夾雑物を前記掻き取り部材で除去する際に、外力でもって掻き取り部材を回転しなければならず、その操作が面倒である。

また、夾雑物は、フィルタ部材へ水が流入、流出する出入口付近に付着しやすいにもかかわらず、そのフィルタ部材がケーシング内に動かないよう固定されているため、局所的な目詰まりが短期間のうちに発生する。このため、頻繁にフィルタの洗浄、または交換作業を行わなければならない。また、特許文献３のごとく、開閉弁を開放してフィルタ部材を逆洗する際に、そのフィルタ部材を外力で回転させる手法もあるが、この装置では、付着物の発生むらは解消できず、フィルタ部材の付着物発生面には、その付着物を掻き取るための機能がないので洗浄が充分でない。

さらに、掻き取り部材を有する特許文献１、特許文献２に記載の装置では、フィルタ部材内側の底部に堆積した夾雑物は、前記軸の回転に伴って一定周期で断続的に開放される小孔を介して排出される。このため、堆積した夾雑物は、効率的に排出されない問題がある。

そこで、この発明は、簡易な機構でもってフィルタ部材への夾雑物の付着が一様になるようにして、その目詰まりに至る周期を長くすることを第一の課題とし、そのフィルタ部材に付着、あるいは底部に堆積した夾雑物を効率よく排出できるようにすることを第二の課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、流水を通過させて夾雑物を除去するフィルタ部材を一方の端面を閉じて他方の端面を開口させた筒状にして、その開口端面が流路を塞ぐとともに、フィルタ部材がその端面に向く筒軸心周りに常時回転するようにしたのである。フィルタ部材の回転により、流水がフィルタ部材を通過する部位が限定されず、定常的な流水がその全体に亘って通過していくので、夾雑物の付着は、フィルタ部材全面にほぼ一様に発生するようになる。このため、局部的な目詰まりが発生せず、夾雑物の付着はフィルタ部材の全体に亘って緩やかに進行するので、そのフィルタ部材の清掃、交換の周期を長くし得る。

具体的には、流水管の途中にケーシングを介設し、そのケーシング内にはフィルタ部材を設けて、ケーシング内に流入した流体をフィルタ部材に通過させて夾雑物を捕捉する夾雑物除去装置において、前記ケーシングは、隔壁で隔てられた流入室と流出室とを有し、前記フィルタ部材は一方の端面を閉じて他方の端面を開口させた筒状を成して、その開口端面が前記流入室と流出室との連通孔を塞ぐものとする。フィルタ部材は、前記開口端面に向く筒軸心回りに回転可能にケーシングに支持される。

前記駆動装置により前記フィルタ部材を回転させ、その回転するフィルタ部材にケーシング内の流体が通過すると、その流体が流れ続けるとともに、フィルタ部材には、その周面全域に亘って流体が均一に通過していくことになる。このため、周面全体に夾雑物がまんべんなく付着し、局部的な目詰まりの発生を抑えることができる。

その筒状フィルタ部材を回転させる手段としては、そのフィルタ部材を電気的な手段等により回転させる駆動装置を設けることも可能であるが、流水管内の流体の流れによって回転する翼部を駆動装置として流路に設け、前記フィルタ部材は、その翼部の回転に伴って回転するようにすれば、外力を加える必要がないので、装置を小型、簡略化し得る。この翼部は、フィルタ部材が回転軸を有する場合は、その回転軸に設けてもよいし、回転軸の有無に関わりなく流路に単独で設けて、その回転力をフィルタ部材に伝えるようにしてもよい。

また、前記フィルタ部材を流入室に設け、流体は、筒状フィルタ部材の外周面から内周面に向かって通過するものとすることにより、夾雑物の付着物は筒状フィルタ部材の外周面に発生するようになる。このとき、前記フィルタ部材の外周面に摺接する、前記筒軸方向の掻き取り部材を設ければ、フィルタ部材の回転とともにその掻き取り部材が付着物を掻き取って除去することができる。この掻き取り部材はフィルタ部材の外側に位置するので、脱着しやすいものとなるとともに、フィルタ部材が回転するのでその掻き取り部材自体は可動とする必要がなく、構造が簡素になり好ましい。

上記の構成において、流水管の流体は、前記フィルタ部材の外周面から内周面に向かって通過するので、夾雑物の堆積物は、筒状フィルタ部材の外側に発生するようになる。この筒状フィルタ部材の前記筒軸方向を上下方向に設け、そのフィルタ部材の下端外周に鍔板を設け、その鍔板上面に堆積物を受けるようにする。この鍔板上面に前記掻き取り部材の下端が摺接するようにすれば、掻き取り部材は、フィルタ部材周面への付着物と、底部への堆積物双方を掻き集めて効率的に除去し得る。

さらに、前記流入室と外部とを連通する連通パイプを設け、その連通パイプには開閉弁を介在させるとともに、連通パイプの前記流入室への開口を前記掻き取り部材の一端に臨ませるようにした構成を採用し得る。前記掻き取り部材には前記筒軸方向のガイドを設け、そのガイドの前記筒軸方向に直交する断面は、前記掻き取り部材から外側に延びて、その掻き取り部材の前方において前記フィルタ部材の外周面に対向する凹部を形成するようにする。そのガイドの一端を前記連通パイプと接続し、夾雑物は、前記凹部でもって連通パイプに誘導されるようにする。

このようにすれば、開閉弁の開放により、管内圧と大気圧との間に水圧差が生じ、フィルタ部材には、流水が、そのフィルタ部材を通常の流路とは逆方向に内側から外側に向かって通過して連通パイプに吸引される。この逆方向の通過により、フィルタ部材に付着した夾雑物が洗い流されるとともに、前記掻き取り部材により掻き取られた付着物、堆積物が、水とともに連通パイプに吸引されて効率的に排出される。

このとき、前記連通パイプの開口は、前記掻き取り部材の一端に臨み、前記ガイドの凹部は、フィルタ部材外周面に向かって、その上端から下端に亘って筒軸方向に広く開口し、さらに底部の鍔板上面にも開口しているので、夾雑物の付着、堆積場所に係わらず、夾雑物をきれいに効率的に除去し得る。

この発明は、目詰まりが短期間で発生する恐れもなく、フィルタ部材への夾雑物の付着物、堆積物を効率的に除去し得るとともに、その装置の構造を簡単にできる。

一実施形態を図１乃至図３に示し、この実施形態の夾雑物除去装置は、流水に混入した異物（夾雑物）を除去するために、流水管の途中に介設されるフィルタ式の夾雑物除去装置である。

図１に示すように、流水管Ｐの途中にケーシング１を介在させて設け、そのケーシング１には、内部の隔壁２０で上下方向に隔てられた流入室２１と流出室２２とを設けている。流入室２１は流水管Ｐの上流側管体Ｐ₁に、流出室２２は流水管Ｐの下流側管体Ｐ₂に、それぞれフランジを介して接続され、両室２１，２２は、隔壁２０を上下方向に開口した連通孔２５でもって連通して流水の流路を構成している。

この連通孔２５を塞ぐように、流入室２１内にフィルタ部材２が設けられる。フィルタ部材２は、一方の端面２ａを閉じて他方の端面２ｂを開口させた筒状のものであり、その両端面２ａ，２ｂを挿通する筒軸方向の回転軸３を、前記連通孔２５を上下方向に通過するようにしてケーシング１に回転可能に支持して、前記開口端面２ｂが隔壁２０に密着して前記流入室２１と流出室２２との連通孔２５を塞ぐようにする。その端面２ｂの開口２７は、図中に示すように連通孔２５に向かって対向している状態である。

フィルタ部材２及び回転軸３の支持方法は、図１に示すように、フィルタ部材２下方の閉じた端面２ａが、ケーシング１下部の底蓋２４に載せられ、端面２ａ下面の凸部２ｃを底蓋２４上面の凹部２４ａに所定のクリアランスを持たせて回転可能に嵌め込む。回転軸３は端面２ａから立ち上がり、その上部は、ケーシング１上部の上蓋２６を突き抜け、ベアリング等を介してケーシング１に軸支されているので、フィルタ部材２は、回転軸３を中心にケーシング１に対して軸周りに回転可能になる。回転軸３が、ケーシング１から上方へ飛び出した部分の回転は、外部から目視により確認できるようになっており、この軸回転速度を目視することにより、目詰まりが進行した際のフィルタ部材２の重量増加等による回転速度の減少を確認できる。なお、そのケーシング１と回転軸３との支持部分等の水密性は維持されている。

また、上方の開口端面２ｂの縁と、前記連通孔２５周縁の隔壁２０とはパッキン材等（図示せず）を介して密着しており、その隙間に流水や夾雑物が入り込まないようになっているが、前記回転軸３周りのフィルタ部材２の回転には差し障りはない。

回転軸３は、図１に示すように、前記隔壁２０直下の部分、連通孔２５の流入室２１側すぐのところに、回転軸３と直交方向の回転面を持つプロペラ状の翼部１５を張り出している。この翼部１５を駆動装置１０として作用させ、回転軸３及びフィルタ部材２を、流水管Ｐ内を流入室２１から流出室２２へと連通孔２５を通過する流体の流れによって回転する翼部１５とともに回転するようにする。流水管Ｐ内の流水に伴って翼部１５は自然に回転し、連通孔２５を通過する流水がある限りにおいてフィルタ部材２は回転する。このため、フィルタ部材２を常時回転させるために敢えて外力を加える必要がないので、装置をコンパクトなものとし得る。

同じく流入室２１内には、前記フィルタ部材２の外周面にその上端から下端に亘って摺接するように掻き取り部材１２を設けている。この掻き取り部材１２は、前記フィルタ部材２の筒軸方向と平行方向にケーシング１に固定され、フィルタ部材２の回転とともにその掻き取り部材１２が外周面に擦れて、フィルタ部材２を通過しなかった夾雑物の付着物を掻き取って除去することができるようになっている。

この筒状を成すフィルタ部材２の下端外周に鍔板１３を設け、その鍔板１３上面でフィルタ部材２を通過せずに落下した夾雑物の堆積物を受けるようにする。また、この鍔板上面には、前記掻き取り部材１２の下端１２ａが摺接するようにしている。

さらに、ケーシング１には、図１に示すように、前記流入室２１と外部とを連通する連通パイプ１１が設けられ、その連通パイプ１１には開閉弁６を介在させるとともに、連通パイプ１１の前記流入室２１への開口２７を底蓋２４に設けて、その開口２７を前記掻き取り部材１２の下端に臨ませるようにしている。

前記筒軸方向の掻き取り部材１２には、その全長に亘ってガイド１４が設けられており、そのガイド１４の前記筒軸方向に直交する断面は、図２に示すように、前記掻き取り部材１２から外側に延びて、その掻き取り部材１２の前方（上流側管体Ｐ₁から下流側管体Ｐ₂への流れに伴う、フィルタ部材２の回転方向Ｂと逆方向に向かう側）において前記フィルタ部材２の外周面に対向する弧状の凹部１４ａを形成するようにし、この断面が掻き取り部材１２の上端から下端まで連続する。そのガイド１４の上端は隔壁２０に接し、その下端は前記連通パイプ１１と接続しており、夾雑物Ｄは、このパイプ側面のフィルタ部材２側の側面を切り開いた状態のガイド１４のその切り開いた側面から流入して、凹部１４ａでもって連通パイプ１１に誘導されるようにする。掻き取り部材１２は、外周面に適度な強さで接触するものであればよいが、例えばブラシ状のものが好ましく、図２に示す凹部１４ａの後方側（フィルタ部材２の回転方向Ｂに向かう側）の縁１４ｂからフィルタ部材２に向かって取り付けられるのが好ましい。凹部１４ａの前方側（フィルタ部材２の回転方向Ｂと逆方向に向かう側）の縁１４ｃは、前記外周面と所定の離隔をもって臨んでいるが、必要に応じて縁１４ｂにも掻き取り部材１２を取り付けてもよい。

この夾雑物除去装置の作用を説明すると、図１に示す矢印Ａのように、ケーシング１内に流入した流体は、筒状フィルタ部材２の外周面から内周面に向かって通過する。前記フィルタ部材２は、流体の流れによる翼部１５の回転に伴って回転しているので、夾雑物の付着物は筒状フィルタ部材の外周面全体に徐々に発生していく。また、比較的比重の大きい夾雑物Ｄは、外周面に付着せずにその外側の鍔板１３上に落下して、前記掻き取り部材１２によって掻き落とされた付着物とともに、堆積物として積もっていく。

このとき、フィルタ部材２の回転により、流水がフィルタ部材２を通過する部位が限定されず、この状態で流体が流れ続けることにより、フィルタ部材２には、その周面全域に亘って流体が均一に通過していくことになる。このため、付着物、堆積物ともに外周面、鍔板１３上にまんべんなく発生し、局部的な目詰まりの発生を抑えることができる。また、局部的な目詰まりが発生しないので、夾雑物の付着はフィルタ部材２の全体に亘って緩やかに進行するので、そのフィルタ部材の清掃、交換の周期を長くし得る。

フィルタ部材２で捕捉された夾雑物を排出する際には、開閉弁６を開放することにより、流入室２１内の管内圧と、連通パイプ１１の開放弁６よりも外側部分の大気圧との間に圧力差が生じ、上流側管体Ｐ₁及び下流側管体Ｐ₂の水が、流入室２１から連通パイプ１１へと流れ込む。このとき、フィルタ部材２には、流水が、そのフィルタ部材２を通常の流路とは逆方向に内周面から外周面に向かって通過していくので、フィルタ部材周面の付着物が綺麗に洗い流されるとともに、前記掻き取り部材により掻き取られた付着物、鍔板１３上の堆積物が、その水とともに連通パイプ１１に吸引されて効率的に排出される。

この種の夾雑物除去装置において、排出口が下部に設けられている場合、その吸引力は上方へ向かうほど低下し、特に下部に堆積せずフィルタ部材の上部に付着した夾雑物は、いつまでもフィルタ部材に付着したまま排出されない可能性があるが、前記ガイド１４の効果により、その吸引力の低下を最小限に抑える効果がある。このため、外周面の上方に位置する付着物も効率よく除去され得る。

なお、この排出の際に、上流側管体Ｐ₁から連通パイプ１１に向かう流れは、連通孔２５直下にある翼部１５の回転には影響を与えず、下流側管体Ｐ₂から連通パイプ１１に向かう流れは、連通孔２５を逆流してその直下にある翼部１５を逆回転させることになる。

この実施形態では、筒状フィルタ部材２を回転させる駆動装置１０を構成する手段として、回転軸３に翼部１５を設けたが、この実施形態には限定されず、フィルタ部材２を回転させる回転軸３の有無に関わりなく、前記翼部１５を流路内に単独で設けて、その回転力をフィルタ部材２に伝えて回転するようにしてもよい。また、そのフィルタ部材を電気的な手段等により常時回転させる駆動装置を設けてもよい。

また、他の実施形態として、図３に示すものがある。この夾雑物除去装置は、筒状フィルタ部材２が収納されたケーシング１の側面に流入側接続口を設けて、その接続口部分を流入室２１とし、同じくケーシング１の端面隔壁２０に流出側接続口を設けて、その接続口部分を流出室２２とし、それぞれの接続口を、上流側管体Ｐ₁及び下流側管体Ｐ₂に接続する。筒状のフィルタ部材２の一方の開口端面２ｂは、前記流出側接続口を塞ぐようにケーシング１に回転軸３周りに回転可能に固定されており、その他の構成は、上記実施形態と同じである。

回転軸３の上端は、ケーシング１外に突出していないが、上記の実施形態と同様にケーシング１外に突出させるようにしてもよい。この実施形態によれば、ケーシング１の構成が簡単になるために有利であるほか、流入室２１及び流出室２２に接続する管体Ｐ₁、Ｐ₂に図示するフレキシブルホース等を利用できるので便利である。

なお、本発明において、開閉弁６は手動で開閉操作するようにしてもよいが、フィルタ部材２の目詰まりが進行したことを前記回転軸の回転速度等により感知して開閉弁６が自動的に開閉するようにしてもよい。また、流入室２１側と流出室２２側から管を引き出し、その差圧でもって必要のある時に開閉弁６が開閉するようにしてもよい。このようにすれば、洗浄作業をより簡略化し得る。

また、掻き取り部材１２は、フィルタ部材２外周面に常時摺接するようにしてもよいし、ケーシング１に可動に固定し、フィルタ部材２外周面に接離可能として必要に応じて摺接するようにしてもよい。

一実施形態の断面図 図１の平面図 他の実施形態の断面図 従来例の断面図

符号の説明

１ ケーシング
２ フィルタ部材
３ 回転軸
４，８ 小孔
５ 吸引本管
５ａ 枝管
６ 開閉弁
７ ノズル
１０ 駆動手段
１１ 連通パイプ
１２ 掻き取り部材
１２ａ 下端
１３ 鍔板
１４ ガイド
１４ａ 凹部
１５ 翼部
２０ 隔壁
２１ 流入室
２２ 流出室
２４ 底蓋
２５ 連通孔
２６ 上蓋
２７ 開口
Ｄ 夾雑物
Ｐ 流水管

Claims (3)

1. 流水管Ｐの途中にケーシング１を介設し、そのケーシング１内にはフィルタ部材２を設けて、ケーシング１内に流入した流体をフィルタ部材２に通過させて夾雑物Ｄを捕捉する夾雑物除去装置において、
   前記ケーシング１は、隔壁２０で隔てられた流入室２１と流出室２２とを有し、前記フィルタ部材２は一方の端面２ａを閉じた筒状を成してその他方の開口端面２ｂが前記流入室２１と流出室２２との連通孔２５を塞ぐものであり、前記フィルタ部材２は、前記開口端面２ｂに向く筒軸心周りに回転可能にケーシング１に支持されており、駆動装置１０により前記フィルタ部材２を回転させるようにし、前記フィルタ部材２は流入室２１に設けられて、流体は、フィルタ部材２の外周面から内周面に向かって通過するものであり、前記ケーシング１には、フィルタ部材２外周面に摺接する、前記筒軸方向の掻き取り部材１２を設け、前記フィルタ部材２はその筒軸方向が上下方向となっており、そのフィルタ部材２の下端外周には鍔板１３を設け、その鍔板１３上面に前記掻き取り部材１２の下端が摺接するようにしたことを特徴とする夾雑物除去装置。
2. 前記駆動装置１０は、流水管Ｐ内の流体の流れによって回転する翼部１５であり、その翼部１５の回転とともに前記フィルタ部材２が回転することを特徴とする請求項１に記載の夾雑物除去装置。
3. 前記流入室２１と外部とを連通する連通パイプ１１を設け、その連通パイプ１１には開閉弁６を介在させるとともに、連通パイプ１１の流入室２１への開口２７を前記掻き取り部材１２の一端に臨ませ、
   前記掻き取り部材１２には前記筒軸方向のガイド１４を設け、そのガイド１４は、前記掻き取り部材１２から外側に延びて、その掻き取り部材１２の前方において前記フィルタ部材２の外周面に対向する凹部１４ａを形成するものであり、
   そのガイド１４の一端が前記連通パイプ１１と接続されて、夾雑物Ｄは、前記凹部１４ａでもって連通パイプ１１に誘導されることを特徴とする請求項１又は２に記載の夾雑物除去装置。

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