JP5363429B2 - バケット形ストレーナ - Google Patents

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Description

本発明は、異物、スラッジ(夾雑物)等を含んだ原水を濾過して、異物等を外部へ取り出すためのバケット形ストレーナに関し、例えば、発電、製鉄プラント、海水、工業用水等の水用、或いは製油所等のプロセスラインや化学プラント等のプロセスライン等に好適で、省力化と経済性に優れたバケット形ストレーナに関する。
一般に、この種のパイプラインでは、液体中に含まれる異物等を除去し、液体を濾過する目的でストレーナが設けられている。ストレーナは、液体が流れるストレーナ本体内に濾過用エレメントを設け、この濾過用エレメントが、液体の通過を許容するとともに、液体中の異物等を捕捉する構成であり、ストレーナの下流側には異物等が除去され、濾過された液体が供給される。
このため、ストレーナ本体内の濾過用エレメントには異物等が付着し、そのままにしておくと圧力損失が大きくなり、所要の流量が得られなくなる。この様な事態を防止するためには、濾過用エレメントに付着している異物等を除去し、濾過用エレメントの濾過能力を維持する必要がある。
プラント施設等のパイプラインで使用されるストレーナとしては、特許文献1及び特許文献2に示すバケット形ストレーナが従来から知られており、現在、プラント施設等で使用されているストレーナの多くがこの形式である。
特許文献1及び特許文献2に示すバケット形ストレーナでは、濾過用エレメントがストレーナ本体内に着脱可能に設けられており、濾過用エレメントの清掃は、ストレーナ本体から濾過用エレメントを取出して行う。
特開昭62−14912号公報 実開平5−70608号公報
特許文献1及び特許文献2に示すバケット形ストレーナの濾過用エレメントの清掃作業は、ストレーナ本体の蓋体を取り外した後に濾過用エレメントをストレーナ本体から取り出し、濾過用エレメントに付着した異物等を除去してから濾過用エレメント洗浄し、洗浄した濾過用エレメントをストレーナ本体に戻した後に蓋体を取付ける工程で行う面倒な作業であり、かなりの労力と時間が必要である。
また、ストレーナ装置が大型になると、蓋体も濾過用エレメントも重くなり、それらの取り外し、取り付け作業には危険が伴うとともに、人力では実施できないために作業性も悪くなる。
これに加え、濾過用エレメントの清掃作業においては、ストレーナ本体から濾過用エレメントを取り外さなければならないため、清掃作業を実施している間は液体の供給を停止する必要があり、プラント全体の生産性に影響を与えるとともに、運転コストを増加させる原因になる。
プラント稼動中に自動的に濾過用エレメントの清掃が行えるオートストレーナも開発されているが、濾過用エレメント等を回転駆動させるためのモータ、減速機構、濾過用エレメントの目詰まりを感知するセンサー及び制御機構等を設ける必要があり、ストレーナ装置が大掛かりになると共に、コストアップの要因となるという問題がある。
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、ストレーナの濾過用エレメントに吸込機構ユニットを収納し、蓋体を被蓋するのみで、濾過用エレメントに異物等が付着し、原水と濾過水の差圧が増加した時に、ストレーナ本体から濾過エレメントを取り出すことなく、人為的に又は原水の流速によって濾過用エレメントに付着した異物等を除去して外部に排出することが可能となり、定期的に行われる通常のバケット形ストレーナの清掃作業から確実に解放され、もって、省力化、生産性並びに作業の安全性を著しく向上させたバケット形ストレーナを提供することにある。
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、流入口と流出口を有する円筒型で、バケット形ストレーナ本体の上端開口部より吸込機構ユニットを挿入して前記ストレーナ本体内に収納位置させ、この吸入機構ユニットは、円筒状の濾過用エレメントと、この濾過用エレメントの中央部に回転自在に設けた吸込管と、この吸込管に設け、かつ濾過用エレメントの一次側である内接面を摺動するブラシと、この吸込管に連通させた枝管を介して前記濾過用エレメントの内周面に吸込管の回転に伴って回転自在に設けたホッパから成る異物吸込機構と、この吸込管の上部に設けた連通機構を介して連通させた排出管と、この排出管の長さを調整するアジャストノズルと、前記排出管の上端に設けた接合フランジとにより構成し、一方、前記ストレーナ本体の上端開口部を被蓋する蓋体と、この蓋体に搭載したハンドルを有する駆動機構と、この駆動機構に駆動軸の長さを調整する軸長アジャスタと、前記蓋体の上下に挿通したノズルと、このノズルの下端に接合フランジを設け、かつこのフランジの上部下流側に設けた逆洗用バルブとから成る手動駆動ユニットを構成し、前記吸込機構ユニットを収納位置させた前記ストレーナ本体の上端開口部を前記手動駆動ユニットの前記蓋体で前記ストレーナ本体の上端開口部を被蓋し、予じめ長さを適宜調整した前記排出管と前記ノズルを前記接合フランジで連通させると共に、予じめ長さを適宜調整した前記駆動軸を連動機構を介して前記吸込管の上部と連動させて、既設のストレーナ本体に、吸込機構ユニットと手動駆動ユニットを連動かつ連通可能に装着できるようにしたことを特徴とするバケット形ストレーナである。
発明によると、流入口と流出口の差圧が大きくなって濾過用エレメントの濾過機能の低下が生じたとき、濾過用エレメント内に異物吸込機構を有する吸込管を装入し、かつ、ノズルを有する蓋体を被蓋すると、ノズルと排出管が連通されるので、バルブを適宜に開放して吸入管より排出管へ移送され、外部へ異物が除去されるため、濾過用エレメントの濾過機能が再び有効に発揮され、頻繁に実施する必要のある清掃作業から解放され、著しく省力化に寄与することができる。
しかも、回転する吸込管に連結機構を介して排出管が設けられているので、蓋体を被蓋すると、バルブ付きノズルと排出管の先端部とが連通し、通常のバケット形ストレーナに簡易に着脱することができる。
さらに、ブラシを併設すると、例えば、ウェッジワイヤ製等の濾過用エレメントの内周側に付着している異物を確実に掻取り、排出管より外部に排出することができ、バケット形ストレーナを長期間に亘って使用可能となり、極めて実用的価値が高い。
また、駆動機構を搭載した蓋体を被蓋すると、連動機構を介して吸込管と回動自在に連結されるので、ハンドルを駆動して濾過用エレメントに付着した異物を掻取りながら、異物を吸込管より排出管を通って外部へ排出可能となり、開閉バルブを開位置にし、差圧が旧値に復帰するまでハンドルを駆動することによって、濾過用エレメントの異物を除去することができる。
なお、本発明によると、濾過用エレメントにウェッジワイヤ又はメッシュタイプを使用しているので、水から高粘度までの各種液体の濾過に適用することができ、また液体が高温であっても適用することができる。
本発明におけるバケット形ストレーナの一実施形態を示す断面図である。 本発明におけるバケット形ストレーナの他の実施形態を示す断面図である。 通常のバッケト形ストレーナを示す断面図である。 図1の異物吸込機構の一部を示した拡大断面図である。 図1の連結機構部分を示した部分拡大図である。 図1の手動機構ユニットを示す拡大図である。 図1の連通機構を示した分離斜視図である。 図1の吸込機構ユニットを示した一部切欠き断面図である。 図2の連通機構部分を示した拡大図である。 図2の回転補助翼を示した拡大平面図である。
以下に、本発明におけるバケット形ストレーナの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明におけるバケット形ストレーナの一実施形態を示す断面図であり、図2は本発明におけるバケット形ストレーナの他の実施形態を示す断面図である。また、図3は通常のバケット形ストレーナで、図1と図2に示すユニットを取付ける前の状態を示す断面図である。
図3に示すバケット形ストレーナ1は、円筒状のストレーナ本体2の上部を蓋体3で被蓋し、下部にドレインバルブ4を取り付け、その側面に流入口5と流出口6を設け、ストレーナ本体2の内部の上部にはエレメント押え7を介して濾過用エレメント8を収容している。ストレーナ本体2の外部の下部には脚9が三脚(図においては他の二脚は省略)、蓋体3にはベントバルブ10が設けられている。
バケット形ストレーナ1では、流入口5からストレーナ本体2の内部に原水が流入し、濾過用エレメント8を通過する際に異物等が除去され、流出口6から濾過水が流出する構造である。
図1によると、本発明に係るバケット形ストレーナ11は、前記のバケット形ストレーナ1において、前記濾過用エレメント8内に異物吸込機構12を有する吸込管13を回動自在に設けると共に、前記吸込管13に連通機構14を介して排出管15を連接している。また、蓋体3には、バルブ16を上端に取付けたノズル17を上下面に突出させて取付けており、蓋体3でストレーナ本体2の開口部を被蓋したときに、排出管15とノズル17とを連通させることができる。
図4によると、濾過用エレメント8は、ウェッジワイヤ18と保持部材19とにより構成され、ウェッジワイヤ18とウェッジワイヤ18との間のスリットにより形成される濾過用エレメント8の隙間20を原水が通過する際に異物等が除去され、濾過される。なお、濾過用エレメント8には、ウェッジワイヤ18の代わりにメッシュタイプを使用することもできる。
図4に示すように、異物吸込機構12は、濾過用エレメント8の一次側である内周面21を摺動する掻取部材22と、この掻取部材22が回転する方向の一次側に断面略コ字形状に形成して設けたホッパー23と、このホッパー23に吸込管13から分岐して連通させた枝管24とにより構成される。本例の場合、掻取部材22は、装着する場合と装着しない場合とがあり、原液等の仕様条件により適宜に実施する。後述する第二実施形態の場合は、掻取部材22は装着しない。
ホッパー23に設けた掻取部材21は、吸込管13の回転に伴い、濾過用エレメント8の一次側である内周面21を摺動し、内周面21に付着している異物等を掻取る。掻取った異物等は、原水と一緒にホッパー23、枝管24を通じて吸込管13に吸込まれる。
同時に、ホッパー23に面した部分の濾過用エレメント8の二次側からホッパー23への濾過水の流れが生じ、濾過用エレメント8の隙間20を逆洗するので、掻取部材21が掻取ってもなお、隙間20の残留する微小な異物等は洗い出され、ホッパー23、枝管24を通じて吸込管13に吸込まれる。
図1には、バケット形ストレーナ11には吸込管13に異物吸込機構12とブラシ25が併設された状態が示されているが、ブラシ25の代わりにスクレーパを設けても良いし、異物吸込機構12のみであっても良い。
吸込管13が吸込んだ原水等は、排出管15を経由してストレーナ本体2の外部に排出されるが、吸込管13を回動自在に設けているため、吸込管13と排出管15とを連通機構14を介して連通させている。
図5によると、連通機構14は、吸込管13の途中に複数の連通穴26を穿ち、その外周囲を被覆体27で包囲し、この被覆体27に排出管15を接続している。原水等は、吸収管13から連通穴26、被覆体27の内周側に設けた受入口28を経て、排出管15へと流れる。被覆体27上部の内周側にはOリング29を装着し、吸込管13との間を密閉している。
また、図5に示す様に、上部が開口した濾過用エレメント8の上端に十文字状の支持部材30を設け、前記支持部材30の交差部に形成した中央穴31に吸込管13を挿通し、吸込管13の下部先端を濾過用エレメント8の底部中央に設けた支持穴32に挿入すると共に、固定部材33で被覆体27を支持部材30に固定することにより、吸込管13の支持部を形成し、濾過用エレメント8内で吸込管13を回動自在にしている。
図1によると、排出管15は、排出管15上端の接合フランジ34と、ノズル17下端の接合フランジ35を当接させることにより、ノズル17と連通させている。接合フランジ34、35を当接させるための調整は、排出管15の上端部に取付けたアジャストノズル36により、排出管15上端の接合フランジ34の高さを調整して行う。
また、蓋体3の上部に露出したノズル17の上端にはバルブ16が取付けてあり、バルブ16の下流側の圧力は大気圧で、ストレーナ本体2内の圧力(本例によると、0.3〜0.7MPa)よりも低いため、バルブ16を開けると、ストレーナ本体2内の原水はホッパー23、枝管24を通じて吸込管13に吸込まれ、排出管15を経由してストレーナ本体2の外部に排出される。バルブ16を閉じると、ストレーナ本体2からの原水の排出は止まる。
図6によると、吸込管13を回動させ、吸込管13に併設したブラシ25と異物吸込機構12により濾過用エレメント8の内周面21に付着した異物等を除去するため、蓋体3の上部には、例えば、回転ウォームギア付きハンドル37で駆動部38を駆動する駆動機構39を搭載している。ハンドル37の回転は、例えばウォームギア機構を内蔵する駆動部38により駆動軸40に伝達される。駆動軸40と吸込管13との間には連動機構41を設け、駆動軸40の回動を吸込管13に伝達する。
図7によると、連動機構41は、駆動軸40の下端部に下向きU字状に設けたU金具42と、吸込管13の上端部にT字状に設けた棒金具43を組み合わせて構成し、U金具42と棒金具43とが当接することにより、駆動軸40の回動を吸込管13に伝達する。U金具42と棒金具43とを確実に当接させるための調整は、駆動軸40の上部に設けた軸長アジャスタ44により駆動軸40の長さを調整して行う。
蓋体3に駆動機構39を搭載し、バルブ16付ノズル17を設けると、図6に示す手動駆動ユニット45が構成される。また、手動駆動ユニット45の下面にはメンテナンス用脚46を突出して設けているので、バケット形ストレーナ11の整備等のため、手動駆動ユニット45を取り外した際に、U金具42やノズル17を損傷させることなく、手動駆動ユニット45を床面に安定して置くことができる。
また、図8によると、吸込管13にブラシ25と異物吸込機構12を併設し、連通機構14を介して前記吸込管13に排出管15を連通させ、濾過用エレメント8の内側に配すると、吸込機構ユニット47が構成される。
前記吸込機構ユニット47及び前記手動駆動ユニット45をバケット形ストレーナ1の設置現場に搬入し、バケット形ストレーナ1から蓋体3と濾過用エレメント8を取り除き、吸込機構ユニット47をストレーナ本体2に収納すると共に、手動駆動ユニット45でストレーナ本体2の上端開口部を被蓋するのみで、バケット形ストレーナ1を、濾過用エレメント8に異物等が付着した際に、ストレーナ本体2から濾過用エレメント8を取り出すことなく、濾過用エレメント8に付着した異物等を除去し、ストレーナ本体2の外部に排出することが可能なバケット形ストレーナ11とすることができる。
上記の作業は、従来からの配管設備等には一切手を加える必要がないため、極めて短時間で実施することができ、プラント等の生産性にほとんど影響を与えない。オートストレーナに交換する場合には、従来のストレーナの撤去、オートストレーナの据付、再配管、配管のフラッシング等の作業が必要であり、その工事には長期間を要し、その間はプラント等の稼動を停止する必要があることを考えると、その経済的効果は極めて大きい。
ストレーナ本体2の上端開口部を手動駆動ユニット45で被蓋するにあたっては、その準備作業として、手動駆動ユニット45の駆動軸40に設けられている軸長アジャスタ44により、U金具42と棒金具43とが当接するように駆動軸40の長さを調整すると共に、図7に示すように、U金具42と棒金具43の向きが直交するようにその位置関係を調整し、確実に連動機構41を構成できるようにする。更に、吸込機構ユニット47の排出管15に設けられているアジャストノズル36により、手動駆動ユニット45をストレーナ本体2の上端開口部に被蓋した際に、確実に排出管15先端の接合ランジ34とノズル17の下端の接合フランジ35とが当接するように排出管15上端の接合フランジ34の高さを調整する。
前記の準備作業を済ませておくことにより、手動駆動ユニット45でストレーナ本体2の上端開口部を被蓋するのみで、排出管15とノズル17とが連通すると共に、連動機構41が構成され、バケット形ストレーナ11を得ることができる。
次に本実施形態の作用を説明する。
原水に含まれる異物等が図1のバケット形ストレーナ11の濾過用エレメント8に付着し、濾過用エレメント8の濾過機能が低下すると、流入口5と流出口6とに各々設置した圧力計(図示せず)の差圧が大きくなり、例えば、0.06MPaとなったときに、濾過用エレメント8の清掃作業が必要となる。
濾過用エレメント8に付着した異物等を除去する清掃を行うためには、バルブ16を開け、ハンドル37を手動により回転させる。
ハンドル37の回転に伴い駆動軸40が回動し、駆動軸40の回動は連動機構41により吸込管13に伝えられる。吸込管13が回動すると、吸込管13に併設されたブラシ25と異物吸込機構12の掻取部材22が、濾過用エレメント8の一次側である内周面21を摺動し、内周面21に付着している異物等を掻き落とす。
また、バルブ16を開けたために、吸込管13内の圧力はストレーナ本体2内の圧力より低くなり、掻き落とされた異物等は、ホッパー23から枝管24へ原水と一緒に吸込まれる。このとき、ホッパー23に面した部分の濾過用エレメント8の二次側からホッパー23へ濾過水の流れが生じ、濾過用エレメント8の隙間20を逆洗するので、掻取部材21が掻取ってもなお、隙間20の残留している微小な異物等が洗い出され、ホッパー23に吸込まれる。
ホッパー23に原水とともに吸込まれた異物等は、枝管24、吸込管13、連通穴26、受入口28、排出管15、ノズル17、バルブ16を経由して、ストレーナ本体2の外部へと排出される。
流入口5と流出口6との差圧が規定値以下となれば、濾過用エレメント8の内周面21に付着した異物等、及び濾過用エレメント8の隙間20に残留していた異物等は除去され、濾過機能は回復したので、ハンドル37の手動による回転を止め、バルブ16を閉じ、濾過用フィルタ8の清掃作業を終了する。
何回か上記の操作を行っても、差圧が規定値以下とならない場合には、ストレーナ本体2から手動駆動ユニット45を取外し、吸込機構ユニット47を外部に取出して、適宜、濾過用エレメント8の清掃を行う。
次に、本発明における他の実施形態を説明する。他の実施形態では、前記実施形態のものと共通する構造、部品が多いので、異なる部分についてのみ説明する。
図2によると、他の実施形態のバケット形ストレーナ111は、図1の実施形態のように、作業者がハンドル37を回して吸込管13を回動させる機構を有していない。図2の実施形態では、吸込管13に枝管24を芯づれさせて接続したことにより、バルブ16を開けてストレーナ2内の原水を吸込管13に吸込ませた際に生じる駆動力と、吸込管13の上端に取付けた回転補助翼48が原水より得る駆動力とにより、バルブ16を開けたときに吸込管13の回動を引き起こす機構を有している。また、図2の実施形態では、異物吸込機構12のホッパー23には掻取部材22を設けない。
図2の実施形態では、作業者が駆動機構39を操作して吸込管13を回動させる必要がないので、バルブ16を遠隔操作可能にすれば、流入口5と流出口6との差圧の増加を検知したとき、遠隔操作によりバルブ16を開き、自動的に濾過用エレメント8に付着している異物等を除去、排出することができる。この場合、バルブ16の開放により、異物吸込機構12が自動的に回動して濾過用エレメント8の除去作業を行うことができる。
図2における実施形態では、図1における実施形態とは異なり、蓋体3に駆動機構39を搭載する必要がないので、蓋体3には、ベントバルブ10の他、上下面に突出した開閉バルブ16付きノズル17のみを取付ける。
図9によると、回転補助翼48は、ストレーナ本体2内を流れる原水から効果的に駆動力を得ることができるように、連通機構14の直ぐ上部で吸込管13に取付ける。取付け方法は、ねじ込み、圧入、溶接等の適宜の方法によることができるが、取付け部から原水が漏れ出すことがないように、十分に封止する必要がある。
図10は、上部から見た回転補助翼48を示すが、回転補助翼48の翼の形状及び枚数は本図の場合に限られるわけではなく、使用条件に合わせて適宜選択することができる。
以上述べたように、図2の実施形態では、吸込管13の回動が、作業者による駆動機構29の操作によらず、枝管24から吸込管13へのルートを芯づれさせた効果により生じる駆動力と回転補助翼48により生ずる駆動力によることを除けば、その他の機構、作用等は、図1の実施形態と同一である。
なお、図2における実施形態の蓋体3で、ストレーナ本体2の上端開口部を被蓋する際には、図1の実施形態の場合と同様に、アジャストノズル36により、接合フランジ34、35が当接するように事前に調整しておく必要がある。
次に本実施形態の作用を説明する。
図2の実施形態において、濾過用エレメント8に異物等が付着して濾過能力が低下したことを流入口5と流出口6との差圧の増加により、例えば、0.06MPaとなったことにより検知したとき、遠隔操作等によりバルブ16を開ける。
バルブ16を開けると吸込管13に原水が吸込まれ、枝管24から吸込管13へのルートを芯づれさせた効果による生じる駆動力と、吸込管13の上端に取付けた回転補助翼48が原水から得る駆動力とにより、吸込管13が自動的に回動を開始し、吸込管13の回動に伴って異物吸込機構12が過用エレメント8の内周面21を周回する。このとき、バルブ13を開放すると、ホッパー23は原水を吸込み、更に、ホッパー23に面した部分の濾過用エレメント8の内周面21に付着している異物等を吸引する。また、ホッパー23に面した部分の濾過用エレメント8の二次側からホッパー23への濾過水の流れが生じ、濾過用エレメント8の隙間20を逆洗し、隙間20に残留している微小な異物等を洗い出す。洗い出された異物等は、ホッパー23に吸込まれる。
ホッパー23に原水とともに吸込まれた異物等は、枝管24、吸込管13、連通穴26、受入口28、排出管15、ノズル17、バルブ16を経由して、ストレーナ本体2の外部に排出される。
流入口5と流出口6との差圧が規定値以下となれば、濾過用エレメント8の内周面21に付着していた異物等、及び隙間20に詰まっていた微小な異物等は除去され、濾過機能が回復したので、バルブ16を閉じ、濾過用フィルタ8の清掃作業を終了する。バルブ16を閉じると吸込管13が原水を吸込まなくなるため、枝管24から吸込管13へのルートを芯づれさせた効果による駆動力が発生しなくなり、吸込管13は回動を停止する。
何回か上記の操作を行っても、差圧が規定値以下とならない場合には、ストレーナ本体2から蓋体3を取外し、適宜、濾過用エレメント8の清掃を行う。
以上の説明で明らかなように、本発明に係るストレーナでは、濾過用エレメント8の清掃をする際に、ストレーナ本体2から濾過用エレメント8を取り出す必要がなく、また、原水の供給を停止する必要がない。従って、濾過用エレメント8のメンテナンス作業の省力化、安全性の向上を図れるだけではなく、プラント全体の稼働率を著しく向上させることができる。
1、11、111 バケット形ストレーナ
2 ストレーナ本体
3 蓋体
5 流入口
6 流出口
8 濾過用エレメント
12 異物吸込機構
13 吸込管
14 連通機構
15 排出管
16 バルブ
17 ノズル
22 掻取部材
37 ハンドル
41 連動機構
45 手動駆動ユニット
47 吸込機構ユニット
48 回転補助翼

Claims (1)

  1. 流入口と流出口を有する円筒型で、バケット形ストレーナ本体の上端開口部より吸込機構ユニットを挿入して前記ストレーナ本体内に収納位置させ、この吸入機構ユニットは、円筒状の濾過用エレメントと、この濾過用エレメントの中央部に回転自在に設けた吸込管と、この吸込管に設け、かつ濾過用エレメントの一次側である内接面を摺動するブラシと、この吸込管に連通させた枝管を介して前記濾過用エレメントの内周面に吸込管の回転に伴って回転自在に設けたホッパから成る異物吸込機構と、この吸込管の上部に設けた連通機構を介して連通させた排出管と、この排出管の長さを調整するアジャストノズルと、前記排出管の上端に設けた接合フランジとにより構成し、一方、前記ストレーナ本体の上端開口部を被蓋する蓋体と、この蓋体に搭載したハンドルを有する駆動機構と、この駆動機構に駆動軸の長さを調整する軸長アジャスタと、前記蓋体の上下に挿通したノズルと、このノズルの下端に接合フランジを設け、かつこのフランジの上部下流側に設けた逆洗用バルブとから成る手動駆動ユニットを構成し、前記吸込機構ユニットを収納位置させた前記ストレーナ本体の上端開口部を前記手動駆動ユニットの前記蓋体で前記ストレーナ本体の上端開口部を被蓋し、予じめ長さを適宜調整した前記排出管と前記ノズルを前記接合フランジで連通させると共に、予じめ長さを適宜調整した前記駆動軸を連動機構を介して前記吸込管の上部と連動させて、既設のストレーナ本体に、吸込機構ユニットと手動駆動ユニットを連動かつ連通可能に装着できるようにしたことを特徴とするバケット形ストレーナ。
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