JP5189549B2

JP5189549B2 - 逆洗浄機能付濾過システムおよび濾過器の洗浄方法

Info

Publication number: JP5189549B2
Application number: JP2009108221A
Authority: JP
Inventors: 英雄薬師寺
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-04-27
Also published as: JP2010253418A

Description

本発明は、原水を濾過した処理水で濾過器を逆洗浄することができる逆洗浄機能付濾過システムおよび濾過器の洗浄方法に関する。

従来の濾過システムは、濾過槽内の濾材層よりも上流側の上流室に、原水ポンプによって、原水供給通路から濾過原水を供給し、この上流室から濾材層を通過して濾過された処理水は、その下の下流室から集水管より、処理水供給通路を通って外部の貯水槽へ供給するとともに、その貯水槽内に溜まった処理水を、用水部へ供給するようにしている。

そして、濾材層に目詰まり等が生じて濾材層を清掃する必要があるときは、貯水槽内の処理水を、逆洗用ポンプによって、逆洗水供給通路から集水管を通して濾過下流室内に送りこみ、その逆洗用ポンプの圧力によって、下流室から上流室へ向けて、濾材層を逆方向に通過させることで、その濾材層に詰まった水中浮遊物を上流室側へ取り出し、更に、この上流室から逆洗水排出通路を通って外部へ排出するようにしている。

また、前記の濾過システムとは別に、濾過室の上部側に貯水室を備えた濾過機が公知である（例えば、特許文献１参照）。かかる濾過機は、逆洗浄時において、逆洗用開閉弁を開いた状態で貯水室に貯留されている処理水の自重によって集水管から前記下流部へ、その処理水を逆洗水として供給するものである。

特開２００１−２７６５１８号公報

しかし、前記前者の逆洗用ポンプを使用する濾過システムは、貯水槽内の処理水を、逆洗用ポンプによって、逆洗水供給通路から集水管を通して濾過下流室内に送りこみ、その逆洗用ポンプの圧力によって、下流室から上流室へ向けて、濾材層を逆方向に通過させる構成である。この結果、逆洗水は、専用の逆洗用ポンプを用いて濾過槽側に送水しなければならず、逆洗用ポンプという特別のポンプを備えた逆洗浄用の配管が必要となる。

前記後者の濾過室の上部側に貯水室を備えた濾過システムは、逆洗浄時に、貯水室の処理水の自重によって集水管から前記下流部へ、その処理水を逆洗水として供給する構成である。このため、十分な水圧を確保するための貯水室が小さいと、処理水の貯水量が少なくなり、逆洗浄に際して十分な水圧を確保することができず、システム全体が大型化する問題があった。例えば、特に烏賊釣用漁船等の船舶にかかるシステムを搭載する場合には不利であることから、処理水の貯水量に関係なく逆洗浄を簡易に安定して行える濾過システムが要望されていた。

そこで、本発明は、一対の濾過器を採用することにより、一方の濾過器で濾過された処理水を、他方の濾過器に供給することにより、それぞれの濾過器を逆洗浄することができ、この結果、逆洗浄用の専用のポンプ等が不要となるとともに、原水を供給するポンプにより逆洗浄を行うことにより、処理水の貯水量に関係なく逆洗浄を簡易に安定して行えることを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、本発明の逆洗浄機能付濾過システムは、ポンプにより原水供給路を介して原水が濾過器に供給され、前記濾過器で濾過された処理水を、排出路を介して排出するように構成した逆洗浄機能付濾過システムにおいて、前記濾過器は一対設けられ、前記原水供給路は、前記濾過器の原水入口側にそれぞれ接続される分岐路が設けられ、少なくとも何れか一方の分岐路に原水を流すように原水流れ方向を切替える第１方向切換弁が、前記分岐路の分岐部に設けられ、前記両方の濾過器の処理水出口側には、連結路がそれぞれ接続されるとともに、前記連結路は前記排出路に接続され、前記連結路と前記排出路との分岐部に三方切替バルブからなる前記第２方向切換弁が設けられ、前記第２方向切換弁は、一方の濾過器から排出された処理水が前記他方の濾過器側の前記連結路を介して他方の濾過器に流入する位置と、前記処理水が前記排出路に流れかつ前記他方の濾過器側の前記連結路に流れるのを遮断する位置と、前記処理水が前記排出路および前記他方の濾過器側の前記連結路の両方に流れる位置とに切替え可能に構成され、前記両方の濾過器の下部には、前記連結路を介して前記濾過器に流入して前記濾過器を逆洗浄した処理水を排水するドレンパイプがそれぞれ接続されていることにある。

前記逆洗浄機能付濾過システムにおいて、前記原水供給路と排出路との間には、バイパス路が接続されているのが好ましい。

前記逆洗浄機能付濾過システムを使用した濾過器の逆洗浄方法であって、原水を一方の濾過器に供給して濾過した後に、その濾過した処理水を、連結路を介して他方の濾過器に供給し、その処理水で他方の濾過器を逆洗浄し、その洗浄後の処理水をドレンパイプから排出することにある。

前記濾過器の逆洗浄方法であって、原水を一定の時間だけ少なくとも一方の濾過器に供給して濾過し、その濾過時間経過後に、処理水で他方の濾過器を逆洗浄し、その洗浄後の処理水をドレンパイプから排出することにある。

本発明は、一方の濾過器を通った綺麗な処理水で、他方の濾過器を逆洗浄することができる。この結果、逆洗浄専用のポンプや洗浄水用のタンクが不要となり、しかも、原水を供給するポンプにより逆洗浄を行えるので、処理水の貯水量に関係なく逆洗浄を簡易に安定して行える利点がある。

本発明の一実施の形態に係る逆洗浄機能付濾過システムの分解斜視図である。同濾過システムに使用される濾過器の断面図である。同濾過システムにおける両方の濾過器を使用して海水を濾過する場合の概略を示す図である。同濾過システムにおける他方の濾過器で海水を濾過し、一方の濾過器を逆洗浄する場合の概略を示す図である。同濾過システムにおける一方の濾過器で海水を濾過し、他方の濾過器を逆洗浄する場合の概略を示す図である。同濾過システムにおける一方の濾過器を逆洗浄する場合の概略を示す図である。同濾過システムにおける他方の濾過器を逆洗浄する場合の概略を示す図である。同濾過システムにおける一方の濾過器を使用して海水を濾過する場合の概略を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図８は本発明の一実施の形態を示し、図１は本実施形態の逆洗浄機能付濾過システムを示し、図２は濾過器それぞれ示す。

本実施形態の逆洗浄機能付濾過システムＳは、一対の濾過器Ａ、Ｂを備えている。各濾過器Ａ、Ｂは、図２に示すように、ケーシング１と、このケーシング１内に設けられた濾材２とを備えている。

ケーシング１は、上側ケーシング１０と下側ケーシング１１とが着脱自在に螺合されたものである。上側ケーシング１０の側面には、ケーシング１内に連通する原水入口側としての筒状の第１口部１２が突設されている。また、上側ケーシング１０の天面には、ケーシング１内に連通する処理水出口側としての筒状の第２口部１３が突設されている。

下側ケーシング１１の下部には、ケーシング１内に連通するドレンパイプ１５が接続され、このドレンパイプ１５は開閉弁としてのドレンコック１６により開閉自在となっている。

濾材２は、濾過される原水により適宜設定可能であり、特に限定されるものではないが、例えば、中空糸膜タイプのエレメント２ａが採用可能である。濾材２の上部が通水性を有する固定部材１８を介して上側ケーシング１０の天面に着脱自在に固定されている。

両方の濾過器Ａ、Ｂのそれぞれの第１口部１２には、Ｌ字状のパイプ２０、２１の一端がそれぞれ接続されている。また、両方のパイプ２０、２１の他端は、互いに対向しており、第１方向切換弁３が接続されている。

第１方向切換弁３は、図３に示すように、３方向のポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を有する三方型ボールバルブからなり、両方のパイプ２０、２１の他端は、この第１方向切換弁３の接続部３１、３２に接続されている。また、第１方向切換弁３の接続部３３には、ポンプＰにより、濾過前の原水が供給される供給パイプ２５の一端が接続されている。

ここで、供給パイプ２５およびパイプ２０、２１により、原水供給路が構成され、パイプ２０、２１により分岐路がそれぞれ構成されている。また、第１方向切換弁３は、分岐路の分岐部に設けられている。なお、第１方向切換弁３のポートの方向切替え操作は、ハンドル３５を回動することにより行う。

両方の濾過器Ａ、Ｂの第２口部１３には、Ｌ字状のパイプ２６、２７の一端がそれぞれ接続されている。両方のパイプ２６、２７の他端は、互いに対向しており、第２方向切換弁５が接続されている。第２方向切換弁５は、図３に示すように、３方向のポートＰ４、Ｐ５、Ｐ６を有する三方型ボールバルブからなり、両方のパイプ２６、２７の他端は、この第２方向切換弁５の接続部５１、５２に接続されている。また、第２方向切換弁５の接続部５３には、各濾過器Ａ、Ｂで濾過された原水（処理水）が排出される排出パイプ２８が接続されている。

ここで、パイプ２６、２７により連結路が構成され、排出パイプ２８により排出路が構成されている。また、第２方向切換弁５は、連結路と排出路との分岐部に設けられている。なお、第２方向切換弁５のポートの方向切替え操作は、ハンドル５５を回動することにより行う。

前記供給パイプ２５と排出パイプ２８との間には、バイパス路としてのバイパスパイプ３０が接続されている。なお、３０ａはバイパスパイプ３０の上流部に設けられた開閉弁である。

本実施の形態に係る逆洗浄機能付濾過システムＳは以上の構成からなり、次に、本逆洗浄機能付濾過システムＳを、例えば、烏賊釣用漁船に採用した場合について説明する。なお、かかる場合に、原水とは海水であり、本濾過システムＳで濾過された処理水は、適宜、生きている烏賊を入れる水槽に供給される。

先ず、両方の濾過器Ａ、Ｂを使用して烏賊の墨等により汚れた海水を濾過する場合について、図３を参照しながら説明する。

第１方向切換弁３および第２方向切換弁５を図３に示すように切替える。具体的には、第１方向切換弁３において、ポートＰ１を供給パイプ２５に連通させ、ポートＰ２をパイプ２０に連通させ、ポートＰ３をパイプ２１に連通させる。これにより、供給パイプ２５は、両方のパイプ２０、２１に連通することとなる。

また、第２方向切換弁５において、ポートＰ４を排出パイプ２８に連通させ、ポートＰ５をパイプ２７に連通させ、ポートＰ６をパイプ２６に連通させる。これにより、両方のパイプ２６、２７は、排出パイプ２８に連通することとなる。なお、両方の濾過器Ａ、Ｂのドレンコック１６および開閉弁３０ａは閉じられている。

次に、ポンプＰにより海水を供給パイプ２５に供給すると、海水はポートＰ１から第１方向切換弁３に入り、ポートＰ２からパイプ２０を流れ、第１口部１２を介して濾過器Ａに供給される。濾過器Ａに供給された海水は、図２の実線矢印Ｘで示すように、濾材２内に入り、濾材２で濾過される。

濾過された処理水は、第２口部１３を介して濾過器Ａから排出され、パイプ２６を流れてポートＰ６から第２方向切換弁５に入る。さらに、処理水は、ポートＰ４を介して排出パイプ２８を流れて水槽に供給される。

また、第１方向切換弁３のポートＰ３に入った海水は、パイプ２１を流れて第１口部１２から濾過器Ｂに供給される。前記と同様に濾過器Ｂで濾過された処理水は、第２口部１３から流出され、パイプ２７を通って、第２方向切換弁５のポートＰ５、ポートＰ４を介して排出パイプ２８を流れて水槽に供給される。

以上のように、海水は、両方の濾過器Ａ、Ｂで濾過された後に、水槽に供給されるので、海水の濾過能力が向上する。

さらに、所定の濾過時間経過後に、濾過器Ａ、Ｂの一方を別々に逆洗浄する場合について説明する。なお、逆洗浄しない他方は使用して海水を濾過した状態を維持する。

先ず、濾過器Ａを逆洗浄する場合について、図４を参照しながら説明する。かかる場合には、図４に示すように、第１方向切換弁３を濾過器Ｂ側の方向位置に切替える。具体的には、第１方向切換弁３において、ポートＰ２を供給パイプ２５に連通させ、ポートＰ１をパイプ２１に連通させる。これにより、供給パイプ２５は、濾過器Ｂに接続されたパイプ２１と連通し、且つ、濾過器Ａに接続されたパイプ２０とは遮断される。なお、第２方向切換弁５は、図３の場合と同様である。

前記のように、濾過器Ｂで濾過された処理水は、第２方向切換弁５を介して排出パイプ２８に供給されるとともに、一部がパイプ２６を流れて第２口部１３を介して濾過器Ａに供給される。このように、濾過器Ａに供給された処理水は、図２に仮想線矢印Ｙで示すように、濾過器Ａ内を濾過時とは反対方向に流れる。従って、処理水は、濾材２を逆方向に流れる際に、この濾材２に詰まっている汚れ（異物）を取り除く。濾材２から離脱した汚れは、水中浮遊物となって処理水とともに、ドレンコック１６が開放されたドレンパイプ１５を通って排水される。

次に、濾過器Ｂを逆洗浄する場合には、図５に示すように、第１方向切換弁３を濾過器Ａ側の方向位置に切替える。具体的には、第１方向切換弁３において、ポートＰ３を供給パイプ２５に連通させ、ポートＰ１をパイプ２０に連通させる。これにより、供給パイプ２５は、濾過器Ａに接続されたパイプ２０と連通し、且つ、濾過器Ｂに接続されたパイプ２１とは遮断される。なお、第２方向切換弁５は、図４の場合と同様である。

従って、濾過器Ａで濾過された処理水は、第２方向切換弁５を介して排出パイプ２８に供給されるとともに、一部がパイプ２７を流れて第２口部１３を介して濾過器Ｂに供給される。このように、濾過器Ｂに供給された処理水は、濾材２を逆方向に流れる際に、濾材２を逆洗浄し、濾材２から離脱した汚れは、水中浮遊物となって処理水とともに、ドレンコック１６が開放されたドレンパイプ１５を通って排水される。

また、本実施の形態の逆洗浄機能付濾過システムＳは、処理水を水槽に供給することなく、濾過器Ａ、Ｂの一方を逆洗浄することもできる。

先ず、濾過器Ａを洗浄する場合について、図６を参照しながら説明する。

第１方向切換弁３および第２方向切換弁５を図６に示すように切替える。具体的には、第１方向切換弁３を濾過器Ｂ側の方向位置に切替えるとともに、第２方向切換弁５を、パイプ２６、２７同士が連通し、且つパイプ２６、２７と排出パイプ２８とを遮断する方向位置に切替える。

このように、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５をセットすることにより、第１方向切換弁３を経た原水は、パイプ２１を流れて濾過器Ｂに供給される。濾過器Ｂで濾過された処理水は、パイプ２７、第２方向切換弁５およびパイプ２６を流れて濾過器Ａに供給される。そして、濾過器Ａに供給された処理水は、濾過器Ａの濾材２を逆洗浄した後に、ドレンパイプ１５から排出される。

次に、濾過器Ｂを洗浄する場合について、図７を参照しながら説明する。第１方向切換弁３および第２方向切換弁５を図７に示すように切替える。具体的には、第１方向切換弁３を、濾過器Ａ側の方向位置に切替えるとともに、第２方向切換弁は、図６に示した場合と同様である。

このように、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５をセットすることにより、第１方向切換弁３を経た原水は、パイプ２０を流れて濾過器Ａに供給される。濾過器Ａで濾過された処理水は、パイプ２６、第２方向切換弁５およびパイプ２７を流れて濾過器Ｂに供給される。そして、濾過器Ｂに供給された処理水は、濾過器Ｂの濾材２を逆洗浄した後に、ドレンパイプ１５から排出される。

また、本実施の形態の逆洗浄機能付濾過システムＳは、濾過器Ａ、Ｂの一方で海水を濾過して、処理水を水槽に供給することもできる。例えば、図８に示すように、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５を、濾過器Ａ側の方向位置に切替える。このように、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５をセットすることにより、第１方向切換弁３を経た原水は、パイプ２０を流れて濾過器Ａに供給される。濾過器Ａで濾過された処理水は、パイプ２６、第２方向切換弁５および排出パイプ２８を流れて水槽に供給される。

なお、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５を、濾過器Ｂ側の方向位置に切替えることにより、濾過器Ｂで濾過した処理水を供給することができる。濾過器Ａ、Ｂの一方で海水を濾過する際に、他方には、海水や処理水は流れないため、この使用していない他方をパイプから取り外して交換やメンテナンスを行うことができる。

また、両方の濾過器Ａ、Ｂを同時にメンテナンスする場合や、濾過器Ａ、Ｂが不要な場合には、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５を閉じるとともに、開閉弁３０ａを開放する。これにより、供給パイプ２５、バイパスパイプ３０および排出パイプ２８が連通し、原水を濾過器Ａ、Ｂを通過させることなく、直接に排出パイプ２８に導いて排出することができる。

以上のように、本実施の形態の逆洗浄機能付濾過システムＳは、原水を供給するポンプＰにより、逆洗浄も行えるように構成したので、洗浄水を貯留しておくタンク、逆洗浄専用のポンプや逆洗浄専用のポンプを備えた専用の配管が不要となる。しかも、原水を濾過器Ａ、Ｂの一方で濾過した綺麗な処理水で、他方を逆洗浄できるので、逆洗浄を確実に且つ効率よく安定して行うことができる。

しかも、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５をそれぞれ切替えるだけで、所望する側の濾過器Ａ、Ｂの逆洗浄を行うことができるので、かかる逆洗浄作業が容易且つ迅速に行える。

また、本実施の形態の逆洗浄機能付濾過システムＳは、配管構造もシンプルで構造も簡易であり小型化が図れ、且つ、洗浄水として海水を利用できるので、特に、海上で移動する船舶等に利用するのが効果的である。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、図２に仮想線で示すように、濾材２は、中空糸膜２ａと、中空糸膜２ａの外側に設けた筒状のメッシュエレメント２ｂとから構成することも可能である。かかる場合には、筒状のメッシュエレメント２ｂにより、比較的大きな汚れを予め濾過できる。そして、筒状のメッシュエレメント２ｂに濾過された汚れを排出するドレンパイプ１５ａを設け、このドレンパイプ１５ａを介して汚れを排出できる。

また、第１方向切換弁３および第２方向切換弁５のハンドル３５、５５は、図示省略のモータ等の駆動手段で自動で操作することも可能である。

さらに、前記実施の形態では、一対として２基の濾過器Ａ、Ｂについて例示したが、一方側の濾過器Ａ、Ｂの個数は、１基に限らず複数基を並列に配置することも可能である。

しかも、逆洗浄機能付濾過システムＳは、船舶用に使用する場合に限らず、任意の原水を濾過する濾過システムに採用できることは無論である。

Ａ濾過器
Ｂ濾過器
Ｐポンプ
Ｓ逆洗浄機能付濾過システム
１ケーシング
２濾材
３第１方向切換弁
５第２方向切換弁
１２第１口部（原水入口側）
１３第２口部（処理水出口側）
１５ドレンパイプ
１６ドレンコック
２０パイプ（分岐路）
２１パイプ（分岐路）
２５供給パイプ（原水供給路）
２６パイプ（連結路）
２７パイプ（連結路）
２８排出パイプ
３０バイパスパイプ（バイパス路）
３０ａ開閉弁

Claims

ポンプにより原水供給路を介して原水が濾過器に供給され、前記濾過器で濾過された処理水を、排出路を介して排出するように構成した逆洗浄機能付濾過システムにおいて、
前記濾過器は一対設けられ、前記原水供給路は、前記濾過器の原水入口側にそれぞれ接続される分岐路が設けられ、
少なくとも何れか一方の分岐路に原水を流すように原水流れ方向を切替える第１方向切換弁が、前記分岐路の分岐部に設けられ、
前記両方の濾過器の処理水出口側には、連結路がそれぞれ接続されるとともに、前記連結路は前記排出路に接続され、
前記連結路と前記排出路との分岐部に三方切替バルブからなる前記第２方向切換弁が設けられ、前記第２方向切換弁は、一方の濾過器から排出された処理水が前記他方の濾過器側の前記連結路を介して他方の濾過器に流入する位置と、前記処理水が前記排出路に流れかつ前記他方の濾過器側の前記連結路に流れるのを遮断する位置と、前記処理水が前記排出路および前記他方の濾過器側の前記連結路の両方に流れる位置とに切替え可能に構成され、
前記両方の濾過器の下部には、前記連結路を介して前記濾過器に流入して前記濾過器を逆洗浄した処理水を排水するドレンパイプがそれぞれ接続されていることを特徴とする逆洗浄機能付濾過システム。
前記請求項１に記載の逆洗浄機能付濾過システムにおいて、前記原水供給路と排出路との間には、バイパス路が接続されていることを特徴とする逆洗浄機能付濾過システム。
前記請求項１または２に記載の逆洗浄機能付濾過システムを使用した濾過器の逆洗浄方法であって、原水を一方の濾過器に供給して濾過した後に、その濾過した処理水を、連結路を介して他方の濾過器に供給し、その処理水で他方の濾過器を逆洗浄し、その洗浄後の処理水をドレンパイプから排出することを特徴とする濾過器の逆洗浄方法。
前記請求項３に記載の濾過器の逆洗浄方法であって、原水を一定の時間だけ少なくとも一方の濾過器に供給して濾過し、その濾過時間経過後に、処理水で他方の濾過器を逆洗浄し、その洗浄後の処理水をドレンパイプから排出することを特徴とする濾過器の逆洗浄方法。