JP5811162B2 - プリーツフィルター、それを用いたバラスト水処理装置およびバラスト水の処理方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、使用による劣化や破断を防止し、長期間安定して使用することが可能なプリーツフィルター、およびそれを用いた濾過装置としてのバラスト水処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
前記プリーツフィルターで濾過されなかった排出水を前記ケースの外部へ排出する排出流路とを備えたバラスト水処理装置を含む。
以下、本願発明の態様について列記して説明する。本願の一つの態様は、フィルター基材が山部と谷部を繰り返すように折り目を有し、前記折り目の稜線方向を軸方向とする筒形状をなすプリーツフィルターであって、前記筒形状の内側から見た谷部に補強板を備え、前記補強板は、前記筒形状の外周側凸部をなす折り目の裏側に位置する第一補強板と、前記筒形状の内周側凸部をなす隣り合う折り目の間隙部に位置する第二補強板とから構成され、前記プリーツフィルターのプリーツ深さ方向において前記第一補強板と前記第二補強板とが離隔を持って配置されているプリーツフィルターである。このような構造により、使用による破断を効果的に防止し、長期間安定して使用することが可能となる。
本発明の実施形態としてのプリーツフィルターおよびバラスト水の処理装置の構成を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
対象とするプリーツフィルターの代表的構造例を図1に模式的に示す。図1のプリーツフィルター10は、板状のフィルター基材11を山谷交互に繰り返し折りたたむことでプリーツ形状を形成し、さらにその両端部を接続して全体を円筒状にしたものである。実際の使用時には円筒の上面および下面を別な部材にて塞ぐと共に形状を固定する。円筒フィルターの外部から内部に向けて濾過を行う。本願の以下の説明においては、円筒内部側に突き出た折り目である図のV部を内周側凸部あるいは内端部と呼び、円筒外部側に突き出た折り目である図のM部を外周側凸部あるいは外端部と呼ぶ。円筒の内側から見た谷部は、V部とV部の間でM部の裏側の空間を表すことになる。なお、図1はプリーツ形状を模式的に表しているものであって、実際の折り目は図のような理想的な鋭角にはならない。また、濾過面積を広くするために、実際の折り目は隣り合う基材の面が触れ合う程に密に構成される場合が多い。その点については後述する。
補強板2(または第一補強板21,第二補強板22)として用いられる代表例として、図12に網目状の板を示す。図12は樹脂製の網目板の一例である。補強板は、単純な板材であっても補強の効果は得られる。しかし、板状体の一方面から他方面に貫通する多数の孔を備えるものとすることが好ましい。濾過液の流れを妨げ難いからである。さらに、図12の凹凸を有する網目板のように、多孔と共に面に凹凸を備えることで、補強板とフィルター基材との密着を防ぐこともできる。多孔質の板材としては、網目状の板材の他、板材に多数の孔を開けたパンチング材や、三次元網目状の連通孔を有する板材などを用いることが出来る。
上述のプリーツフィルターを用いた濾過装置の好ましい適用例として、バラスト水処理装置の構成を図面を参照して説明する。図16(A)および図16(B)は本発明の実施態様としての船舶用のバラスト水処理装置の一例を示す図である。図16(A)は軸線を含む垂直断面の構成、図16(B)は図16(A)における水平A−A断面の構成をそれぞれ模式的に示す図である。円筒形状のプリーツフィルター101は回転中心となる軸線を囲むように配置されており、中心に配置された中心配管140(配管は回転しない)の周囲を回転自在になるよう取り付けられている。プリーツフィルターの上下面は水密に塞がれている。回転自在な取り付け構造は、同じく水密構造とする必要があるが、特に限定されることなく既知の構造が用いられる。フィルター全体を覆うようにケース103が設けられる。ケース103は外筒部131、蓋部132、底部133で構成され、底部133には排出流路108が設けられる。ケース103内に被処理水としての海水を導入するため被処理水流路106と被処理水ノズル102が設けられる。被処理水ノズル102は、そのノズル口121をケース103の外筒部131内に備えるように被処理水流路106から延設され、被処理水がプリーツフィルターの外周面に向かって流出するように構成されている。また、プリーツフィルターの回転のためにモーター190がプリーツフィルターの中心軸に備えられている。モーター190はモーターカバー191で覆われて収納され、駆動制御部(図示せず)からの電力により駆動される。
図17は、上述したバラスト水処理装置を濾過装置として用いた船舶用バラスト水処理システムの全体構成を模式的に示した説明図である。図17において、海洋から取水された海水である被処理水は配管31を経てポンプ41により送られ、配管32を通じて濾過手段である濾過装置42に供給される。濾過装置42において濾過された濾過水は配管33を経て紫外線照射装置や電解装置などの殺滅装置43(必須ではない。)に送られる。また、濾過装置42において濾過されなかった排出水は、配管35を経て装置外部へ導出される。殺滅処理を経た海水は、配管34、配管36を経てタンク44に送られる。
補強板による効果を確認するため、図16(A)、図16(B)に示すバラスト水処理装置を用いて、濾過をおこなった。装置の大きさは100ton/時間の処理を行う装置として、プリーツフィルターの外径は700mm、軸方向有効長200mm、プリーツ深さ70mm、プリーツ数460折である。
使用した材料は次の通りである。
フィルター基材:ポリエチレンテレフタレート製不織布(商品名:東レ製 アクスターG2260−1S BK0)
第一補強板および第二補強板:
有効長さ200mm×幅10mm
ポリプロピレン製網目板(商品名:タキロン製 トリカルネットSN−598)
網目ピッチ 4.8mm×4.8mm
厚さ公称値 1.5mm(縦糸1.5mm、横糸1.2mm)
第一補強板と第二補強板の間隔:50mm
補強板として各プリーツ間に1枚の補強板を用いた以外は実験例1と同様である。第一補強板と第二補強板を連続して繋いだ大きさの1枚の補強板であり、有効長さ200mm、幅70mmである。大きさ以外の補強板の材料は実験例1と同じである。実験例1と同様の装置、条件にて実験を行った結果、20時間で目詰まりの発生を確認した。70時間経過後において破損は生じなかった。
補強板を使用せずに、他の構成は実験例1と同様の実験を行った。70時間経過後において目詰まりは発生しなかったが、50時間経過後に破損を確認した。
21、112 第一補強板
22、113 第二補強板
23 連結部
10、101 プリーツフィルター
11、111 フィルター基材
12、13 固定部材
41 ポンプ
42 濾過装置
43 殺滅装置
44 タンク
31、32、33、34、35、36 配管
102 被処理水ノズル
103 ケース
106 被処理水流路
107 濾過水流路
108 排出流路
121 ノズル口
131 外筒部
132 蓋部
133 底部
140 中心配管
141 取水穴
190 モーター
191 モーターカバー
Claims (7)
- フィルター基材が山部と谷部を繰り返すように折り目を有し、前記折り目の稜線方向を軸方向とする筒形状をなすプリーツフィルターであって、
前記筒形状の内側から見た谷部に平板状の補強板を備え、
前記筒形状の上底部および下底部にはそれぞれの開口部に固定部材が設けられ、
前記固定部材によって、前記フィルター基材および前記補強板が固定されており、
隣り合う前記谷部に設けられた前記補強板同士は、前記固定部材以外においては連結されていないことにより、前記補強板は前記折り目の筒形状周方向の変形に伴って湾曲可能に設けられており、
前記補強板は、前記筒形状の外周側凸部をなす折り目の裏側に位置する第一補強板と、前記筒形状の内周側凸部をなす隣り合う折り目の間隙部に位置する第二補強板とから構成され、前記プリーツフィルターのプリーツ深さ方向において前記第一補強板と前記第二補強板とが離隔を持って配置されているプリーツフィルター。 - 前記第一補強板と前記第二補強板は連結部を備えた一体成形体である、請求項1に記載のプリーツフィルター。
- 前記第一補強板と前記第二補強板がそれぞれの上端部および下端部に連結部を備えた一体成形体であり、全体として矩形枠状体である、請求項1または請求項2に記載のプリーツフィルター。
- 前記第一補強板および/または前記第二補強板は、表面から裏面に貫通する多数の孔を有する平板状基材で形成されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプリーツフィルター。
- 前記第一補強板および前記第二補強板はポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、塩化ビニルからなる群から選択されるいずれかの樹脂により形成されている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のプリーツフィルター。
- 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の円筒状のプリーツフィルターを濾過膜として用いたバラスト水処理装置であり、
前記プリーツフィルターは円筒上面と円筒底面をそれぞれ水密に封止し、かつ円筒軸を中心に回転可能に保持され、
前記プリーツフィルターの外周面に向けて被処理水を流出する被処理水ノズルと、
前記プリーツフィルターを囲むように設けられ前記被処理水ノズルのノズル口を内部に備えた外筒部を有するケースと、
前記プリーツフィルターを透過した濾過水を前記プリーツフィルターの円筒内部から前記ケースの外部へ導出する濾過水流路と、
前記プリーツフィルターで濾過されなかった排出水を前記ケースの外部へ排出する排出流路とを備えたバラスト水処理装置。 - 請求項6に記載のバラスト水処理装置を船体内に搭載し、船体外部から取得した海水を被処理水として用い、前記バラスト水処理装置により処理された濾過水にさらに殺滅処理を加えた後に、バラスト水として船体内に貯留するバラスト水の処理方法。
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