JP4907722B2 - 濾過殺菌装置 - Google Patents

Description

知られているように、ダウンパイプフィルター装置は、ドレインアウトレットコレクターを有するフィルタータンク、インレットディストリビュータ、及び、フィルタータンク内のフィルター媒体という３つの本質的な構成要素で構成されている。濾液が殺菌されなければならない場合、通常、フィルターの下流に殺菌装置が付加的に設けられる。

ダウンパイプフィルター装置の１つの問題は、運転が中断している間や、断続運転中に、液面がフィルターの上側の面よりも下がってしまい、フィルターが乾いてしまうかもしれないことである。殺菌装置が空になるとき、さらなる問題が起こりうる。それ故、殺菌装置の上流にチェックバルブと流量制御バルブを備えたフィルター装置を提供することを必要とすることで、フィルター装置の断続的なフィルター／洗浄サイクルに関する最も難しい問題の１つとして、解決されなければならないことが知られている。

本発明の目的は、簡易な構造でありながら、たとえ様々な供給や静止状態であったとしても確実なフィルター機能を有する、コンパクトな濾過殺菌装置を提供する事にある。

この目的を達成するため、本発明にかかる濾過殺菌装置は、重力式フィルター装置と、殺菌装置とを備え、重力式フィルター装置は、液体供給路と、フィルター媒体及びフィルター媒体より上方の液面までの水が収容されるダウンパイプフィルタータンクと、クリーンリキッド排出路と、を有し、殺菌装置は、ダウンパイプフィルタータンクに水圧接続され、殺菌装置は、ダウンパイプフィルタータンクのクリーンリキッド排出路に接続され、高さ調節可能であり、且つ、越流堰への供給チャネルの形状を有し、液体供給路からの供給水が止められたときであっても、殺菌装置内の液面と、ダウンパイプフィルタータンク内の液面とが同じ高さになるようにすることを特徴とする。

ここで記載されるコンパクトな濾過殺菌装置は、驚くほど多くの重要な技術的利点を提供する。本発明の濾過殺菌装置において、濾過装置の濾過バックフラッシング回路内に連続制御バルブは不要である。それ故、製造が困難でかつ製造に高いコストだけがかかるおそれのある、フィルター回路内の流量制御装置を、省略することができるので、濾過殺菌装置の構造のための本質的な簡易化が達成された。

さらに、本発明のアプローチによって、浄化水流の非常に信頼性がありエラーフリーな殺菌が達成される。簡易かつコンパクトな構造のため、運転及び保守の時間及び労力が大変低減され、そして、連続制御バルブが省略されるので、液圧エネルギーの消費が最小である。さらに、装置の構成要素間の多くのスペースが節約されるので、本発明のアプローチによって、完全な濾過殺菌装置の小さな設置面積が達成される。

操作の異常な障害のためのさらなるセキュリティー対策は、濾過殺菌装置が、それ自身のフィルトレーションサイクルの間に待ち状態であることで供給が停止するという点である。特に驚くべきかつ重要なことに、本発明の構造によれば、たとえフィルターへの断続的な供給が起こった場合であっても、越流堰を有する殺菌装置内での清浄水における不十分な殺菌の危険性にあってもまた、大きな拡張を避けることができる。

本発明の好適な実施形態によれば、濾過殺菌装置は、殺菌装置が紫外線の水路であるということを特徴とする。本出願において、紫外線のセルは、ダウンパイプフィルターと共に、通常、給水及び排水スタブをそれぞれ備えかつおおよそ１．２〜１．５メートルの長さの１又は複数の紫外線ランプを有する閉管で構成されることが好ましい。これら紫外線のセルの全てが機能するためには、おそらく、セル本体が常に完全に水で満たされ、そして、供給変化や濾過中断によっても空気が導入されないことが必要である。これが、液面用の大規模な制御装置が現在まで必要とされたさらなる理由である。結果的に、濾過殺菌装置の独創的な構造により、紫外線のセルの使用もまた簡易化され、そして、それらの操作性は改善された。

本発明の好適な実施形態によれば、濾過殺菌装置は、並列に水圧接続され、隣同士に設けられ且つ高さが調節可能な複数の紫外線装置が備えられることを特徴とし、これは、特に、大流量がフィルターを通過するものについて有利である。

本発明の好適な実施形態によれば、濾過殺菌装置は、並列に水圧接続されかつ隣同士に設けられた複数の紫外線装置が別々に高さ調節可能であり、それにより、殺菌装置から流出される液体の量が有利に柔軟な方法によって調整可能であることを特徴とする。

本発明の好適な実施形態によれば、濾過殺菌装置は、ダウンパイプフィルターと殺菌装置の間に、チェックバルブが備えられることを特徴とする。チェックバルブとしては、フラップバルブ、ボールバルブ、又はホースバルブのような簡易なバルブが有利に使用可能である。さらに、圧縮空気や電流によりチェックバルブのスイッチを自動的に入れることで、簡易かつコスト効率が実現性がなされる。

本発明の好適な実施形態によれば、濾過殺菌装置は、ダウンパイプフィルターと殺菌装置の間のチェックバルブがゆっくりと開閉するチェックバルブであり、それにより、操作上のフィルター制御が特にスムーズになり衝撃のなくなることを特徴とする。

本発明の好適な実施形態によれば、濾過殺菌装置は、越流堰が、オーバーフロー量の正確な制御を有利に可能にするＶ字型オーバーフローを備えることを特徴とする。

高さ調節可能な紫外線水路を有する本発明の重力式フィルター装置のフロースキームを概要的に示した図である。 紫外線水路を示した図である。

本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

図１は、高さ調節可能な紫外線水路を有する本発明の重力式フィルター装置のフロースキームを概要的に示す。そして、図２は、紫外線水路を示す。

図１に示すように、清浄される生水流Ｑは、導管Ｌ１を流れ、そして導管Ｌ２を通り、オープンフィルタータンクＦ内の上部に配置されたディストリビュータ・トレンチＶの中に入る。この状態において、バックフラッシングバルブＤは閉じられている。

生水流Ｑは、ディストリビュータ・トレンチＶの縁を横切って流れ、そして、液面Ｎ１に流れ落ちる。フィルター媒体Ｍを通って下向きに流れることで清浄される水は、ダウンパイプフィルターＦの底に集積され、懸濁浮遊物が取り除かれた後、そこから導管Ｌ３を通りディストリビュータ・ヘッドＶへ流れる。バルブＢとＣが閉じられ、バルブＡが開かれた状態で、濾過された液体は、導管Ｌ４を通り紫外線殺菌装置、すなわち、機械的なアクチュエーティングデバイスを用いて高さ調節可能な紫外線水路Ｕに入る。

紫外線水路Ｕは、アクチュエーティングデバイスを用いて垂直に高さ調整可能であり、そして、越流堰Ｙによって限界が定まる長方形のチャネルＫを有する。

殺菌水Ｒは、越流堰Ｙを横断して流れ、それにより、チャネルにおいて液面Ｎ２が高まる。越流堰Ｙは、図１に示されるようなＶ字型スリットを有するトムソン堰（Ｔｈｏｍｓｏｎ−ｗｅｉｒ）と呼ばれる形状であってもよい。清浄された殺菌水Ｒもまた、総チャネル幅の真っ直ぐな縁、すなわち、バザン堰と（Ｂａｚｉｅｎ−ｗｅｉｒ）呼ばれる縁を、横断して流れることができる。１又は複数の紫外線ランプＬは、水中、すなわち、チャネル内の液面Ｌ２の下に設けられ、清浄水流を殺菌する。

紫外線水路Ｕは、取水ＱをシャットダウンしバルブＡを開放させてフィルターＦ内での液面Ｎ１がフィルター媒体Ｍの表面Ｏよりも数センチ高くなるように、機械的に高さ調節可能にされてもよい。それによって、フィルター媒体Ｍが、フィルタリング操作の中断時にも乾燥されないことが保証される。フィルターの静止及び開放されたバルブＡにより液面Ｎ１及びＮ２がほぼ同じ高さにあるので、フィルタリング操作が静止状態になったときにも、紫外線Ｌ若しくはランプもまた水の下に配置されることが保証される。

フィルタリングの過程において、フィルタータンク内の液面Ｎ１は、生水Ｑの一定の供給量で１〜３メートル上昇する。それとは対照的に、Ｎ２は、一定して堰排水路Ｙの縁の上、数センチメートル近辺のままである。生水Ｑの供給量が変化した場合、例えば、プラスマイナス１５％変化したときは、水面Ｎ２は数センチミリメーター変化する。

以上のように、高さ調節可能な紫外線水路を有する重力式フィルター装置の利点は、たとえ生水Ｑの流入量が変化したとしても、遮断や制御バルブを用いることなく、殺菌及び清浄された濾液Ｒが装置から離れることである。

もし、連続的なフィルタリング中に、液面Ｎ１がおおよそディストリビュータ・トレンチＶのオーバーフロー縁に達すれば、生水Ｑの供給は中断され、バルブＡが閉じられ、バルブＢが開かれる。洗浄水Ｗは、下方から導管Ｌ５及びＬ３を通ってフィルターベッド内に高速に送り込まれる。高速であることによって、フィルターベッドＭが、約１５〜２５ｖｏｌ．％消費され、フィルター材に付着した汚染物質は、洗い流され、ディストリビュータ・トレンチＶ内へと流れる洗浄水流とともに上方へ流れ、そこからＬ２及びバルブＤを通って洗浄水導管Ｌに流れ、洗浄水流Ｓを形成する。洗浄操作の間、フィルタータンク内の液面は、ディストリビュータ・トレンチＶのオーバーフロー縁の上方にある。

フィルター媒体の洗浄過程が終了したとき、バルブＢ及びＤは閉じられ、バルブＣは開かれる。Ｌ７及びＬ６を通過するいわゆる「プライマリウォータ」が、清浄状態且つ液面Ｎ１が液面Ｎ２とほぼ同じくらいに低下するように流れ出ているまでの、当面の間は、バルブＡは閉じられたままである。この場合には、バルブＣは閉じられ、バルブＡは開かれ、そして、生水Ｑの供給を伴う新しいフィルタリングサイクルがスタートする。Ｎ１からＮ２を引いた幾何学的な差が１０センチメートル未満になるとき、おおよそ等しい水面、若しくは等しい液面が達成される。

以上のように、本発明に従う完全な重力式フィルターの機能工程が、幾つかのチェックバルブによって制御される。フィルター回路のために設けられ越流堰Ｙを有するチャネルとして高さ調節が可能な、紫外線水路Ｕの構造により、さらに、越流堰での水面の簡易な測定で、フィルタリング工程中に毎時間作り出された殺菌水の量を正確に測定することができる。

高さ調節可能な紫外線水路Ｕの詳細は、図２から得ることができる。これによると、高さ調節可能な紫外線水路Ｕは、好ましくは、１枚の底板ＵＢと、２枚の長い側壁ＵＳと、これら側壁と比較して相対的に短い背面ＵＲとから成る、上方が開放された長方形のチャネルＫを有する。背面ＵＲは、水面Ｎ２の下に設けられた開口部を含んでいる。１又は複数のシールされた石英管Ｌは、これら開口部を通り抜けてチャネル内に延びている。それ自身、約１．２ｍ〜１．６ｍの長さを有する紫外線ラジエータは、石英管内にある。

実際には、清浄水流の殺菌機能が１つのラジエータの故障によって失われないことを確実にするために、人は少なくとも２つの紫外線ラジエータを使用するであろう。図２に示すように、長辺側面ＵＳの一つが、ＵＲ側の角に、供給チューブ導管Ｌ４が接続されるチューブスタブを有する。

図に示すように、高さ調節可能な紫外線水路Ｕは、そのフロントエンドが、殺菌水流Ｒが排水される越流堰Ｙにことよって閉じられる。好ましくは、高さ調節可能な紫外線水路Ｕは、その上部で、蓋ＵＤによって閉じられる。蓋ＵＤは、簡単に取り外しできるように最適にデザインされる。それにより、紫外線水路の点検が容易となり、クリーニングが必要な場合、人は、高さ調節可能な紫外線水路を取り外すことなく、容易にそれを清潔にすることができる。

別の実施形態において、本発明に従う濾過殺菌装置は、並列に隣同士に設けられ、上述したように高さ調整可能な複数の紫外線装置を有する。互いに並列に設けられたこれら紫外線装置には、例えば共通の導管Ｌ４から濾過された水が供給され、この種類の互いに接続された濾過殺菌装置は、大量の水流が殺菌される場合に有利である。

Claims (7)

1. 重力式フィルター装置と、殺菌装置（Ｕ）とを備えた濾過殺菌装置であって、
   前記重力式フィルター装置は、液体供給路（Ｌ１、Ｌ２）と、フィルター媒体（Ｍ）及び該フィルター媒体（Ｍ）より上方の液面（Ｎ１）までの水が収容されるダウンパイプフィルタータンク（Ｆ）と、クリーンリキッド排出路（Ｌ３）と、を有し、
   前記殺菌装置（Ｕ）は、前記ダウンパイプフィルタータンク（Ｆ）に水圧接続され、
   前記殺菌装置（Ｕ）は、前記ダウンパイプフィルタータンク（Ｆ）の前記クリーンリキッド排出路（Ｌ３）に接続され、高さ調節可能であり、且つ、越流堰（Ｙ）への供給チャネル（Ｋ）の形状を有し、
   前記液体供給路（Ｌ１、Ｌ２）からの供給水が止められたときであっても、前記殺菌装置（Ｕ）内の液面（Ｎ２）と、前記ダウンパイプフィルタータンク（Ｆ１）内の液面（Ｎ１）とが同じ高さになるようにする、ことを特徴とする濾過殺菌装置。
2. 前記殺菌装置（Ｕ）は紫外線水路である、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過殺菌装置。
3. 前記殺菌装置（Ｕ）は、並列に水圧接続され、隣同士にもうけられ、高さ調節可能な、複数の紫外線水路である、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過殺菌装置。
4. 前記複数の紫外線水路は、それぞれに高さ調節可能である、ことを特徴とする請求項３に記載の濾過殺菌装置。
5. 前記ダウンパイプフィルタータンク（Ｆ）と前記殺菌装置（Ｕ）との間にチェックバルブ（Ａ）が備えられる、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過殺菌装置。
6. 前記チェックバルブ（Ａ）は、ゆっくりと開閉するチェックバルブ（Ａ）であることを特徴とする請求項５に記載の濾過殺菌装置。
7. 前記越流堰（Ｙ）はＶ字型の越流堰である、ことを特徴とする請求項１に記載の濾過殺菌装置。

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