JP6836790B2 - エアリフト及びこのエアリフトを備えた濾過装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアリフト及びこのエアリフトを備えた濾過装置、特に、粒状の濾材からなる濾層を有する濾過装置の濾層に埋設される取入口を介して送り込まれた濾材を洗浄するエアリフト、及びこのエアリフトを備えた濾過装置に関する。

河川水や工場排水等の原水に含まれる夾雑物を除去する濾過技術のうち、砂等の粒状物を濾材として、原水から夾雑物を除去する濾過技術が広く利用されている。このような濾過技術を用いた濾過装置が、特許文献１に開示されている。

特許文献１の濾過装置は、原水が流入する濾過槽、及びこの濾過槽内に配置されて濾材からなる濾層が堆積される集水部材を備え、濾過槽内に原水が流入すると、濾層によって原水から夾雑物が除去されて、濾過された濾過水が集水部材によって集水される。

ところで、この種の濾過装置には、濾材を洗浄する洗浄機構が設けられることがある。この洗浄機構の構成の概略を、図５を用いて説明する。

図５で示すように、洗浄機構１０１は、濾過装置の濾過槽１００に配置されるものであり、エアリフト１１０及び洗浄水供給口１２０を主要構成として備える。

エアリフト１１０は、濾材１３０ａからなる濾層１３０に埋設される取入口１１１ａを有する揚砂管１１１、及びこの揚砂管１１１と間隙Ｓを介して平行に配置される送気管１１２を備える。

この送気管１１２は、揚砂管１１１の取入口１１１ａに連結されて取入口１１１ａに空気を供給するエアノズル１１２ａを有する。

一方、洗浄水供給口１２０は、濾過槽１００において揚砂管１１１の取入口１１１ａの下方に配置される。

濾材１３０ａを洗浄する場合は、洗浄水供給部１２０から揚砂管１１１の取入口１１１ａに向かって洗浄水が供給されるとともに、図示しない揚砂ブロアによって送気管１１２に空気が送り込まれ、この空気がエアノズル１１２ａを介して気泡として取入口１１１ａに供給される。

これにより、取入口１０１ａの近傍の濾材１３０ａがほぐされながら、濾材１３０ａ及び洗浄水が取入口１１１ａを介して揚砂管１１１に送り込まれる。

揚砂管１１１に送り込まれた濾材１３０ａは、同じく揚砂管１１１に送り込まれた洗浄水によって、揚砂管１１１を通過する過程で洗浄される。

洗浄により夾雑物を含むこととなった洗浄水は、図示しない排出口を介して濾過槽１００の外部に排出される一方、夾雑物が分離された濾材１２０ａは、吐出口１００ａを介して濾過槽１００の上部から濾層１３０の上に吐出される。

このように、濾材１３０ａが揚砂管１１１に送り込まれて濾層１３０の上に吐出されることによって、濾材１３０ａが揚砂管１１１の取入口１１１ａに向かって流動する。

特開２００４−２０２２９７

しかし、図６で示すように、洗浄機構１０１のエアリフト１１０では、揚砂管１１１と送気管１１２とが濾層１３０に埋設される部分において、揚砂管１１１と送気管１１２との間隙Ｓに濾材１３０ａが入り込むことが想定される。

したがって、濾材１３０ａが揚砂管１１１の取入口１１１ａに向かって流動しても、間隙Ｓに入り込んだ濾材１３０ａは流動しないで、間隙Ｓに滞留することとなり、やがて固化してしまうことが想定される（固化濾材１３０ｂ）。

このように、濾層１３０が部分的に固化することになると、濾過装置による原水の濾過効率が低下することが懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、濾材が固化することを抑制して濾過効率の低下を抑制することができるエアリフト及びこのエアリフトを備えた濾過装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するための、本発明に係るエアリフトは、夾雑物が含まれる原水が流入する濾過槽及び濾過槽の内部に堆積される粒状の濾材からなる濾層を有する濾過装置の濾層に埋設される取入口を有し、取入口から濾材及び取入口に供給される洗浄水を送り込んで濾材を洗浄するエアリフトにおいて、取入口が連結された揚砂管と、揚砂管に連結された取入口に連結されて取入口に空気を供給するエアノズルを有してエアノズルを介して取入口に空気を供給して取入口から濾材及び洗浄水を送り込んで揚砂管内を通過させる送気管と、を備え、送気管が取入口の外周面及び揚砂管の外周面に沿って各外周面に接合され、前濾過槽は、底部、前記底部と対向する上部、および前記底部と前記上部との間の側壁部と、を有し、前記濾層は、前記側壁部から前記底部に亘って傾斜し、前記濾材は傾斜に沿って上から下に流動可能であり、前記送気管は、前記濾材の傾斜方向下側に位置する前記取入口および前記揚砂管の外周面に接合されることを特徴としている。

さらにこのエアリフトは、取入口、揚砂管及び送気管が濾層に埋設される部分において送気管が取入口の外周面及び揚砂管の外周面に接合されることを特徴としている。

このエアリフトによれば、濾層に埋設される取入口、同じく濾層に埋設される揚砂管の一部及び送気管の一部において、送気管が取入口の外周面及び揚砂管の外周面に接合される。

したがって、濾材の洗浄等に起因する濾材の流動に際しては、濾層に埋設される取入口、揚砂管の一部及び送気管の一部によって濾材の流動が阻害されることがなく、その滞留が抑制される。

これにより、濾材が滞留して濾層の一部が固化することが抑制されることから、濾過装置による原水の濾過効率の低下が抑制される。

しかも、このエアリフトは、送気管が取入口の外周面及び揚砂管の外周面に溶接によって接合されることを特徴としている。

このように、送気管が取入口の外周面及び揚砂管の外周面に溶接によって接合されていることから、送気管と、取入口及び揚砂管とを、汎用されている簡易な手法で接合することができる。

上記課題を解決するための、本発明に係る濾過装置は、夾雑物が含まれる原水が流入する濾過槽、濾過槽の内部に堆積される粒状の濾材からなる濾層、濾層に埋設される取入口を有して取入口から濾材及び取入口に供給される洗浄水を送り込んで濾材を洗浄するエアリフトを備える濾過装置において、エアリフトは、取入口が連結された揚砂管と、揚砂管に連結された取入口に連結されて取入口に空気を供給するエアノズルを有してエアノズルを介して取入口に空気を供給して取入口から濾材及び洗浄水を送り込んで揚砂管内を通過させる送気管と、を備え、送気管が取入口の外周面及び揚砂管の外周面に沿って各外周面に接合され、前濾過槽は、底部、前記底部と対向する上部、および前記底部と前記上部との間の側壁部と、を有し、前記濾層は、前記側壁部から前記底部に亘って傾斜し、前記濾材は傾斜に沿って上から下に流動可能であり、前記送気管は、前記濾材の傾斜方向下側に位置する前記取入口および前記揚砂管の外周面に接合されることを特徴としている。

この濾過装置によれば、濾過装置に設けられるエアリフトが、濾層に埋設される取入口、同じく濾層に埋設される揚砂管の一部及び送気管の一部において、送気管が取入口の外周面及び揚砂管の外周面に接合されて形成されている。

したがって、濾材の洗浄等に起因する濾材の流動に際しては、濾層に埋設される取入口、揚砂管の一部及び送気管の一部によって濾材の流動が阻害されることがなく、その滞留が抑制される。

これにより、濾材が滞留して濾層の一部が固化することが抑制されることから、濾過装置による原水の濾過効率の低下が抑制される。

この発明によると、濾過装置による原水の濾過効率の低下が抑制される。

本発明の実施の形態に係る濾過装置の概略を説明する斜視図である。 同じく、本実施の形態に係る濾過装置の概略を説明する側面図である。 図２のＡ部拡大図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 濾過装置に設けられた従来の洗浄機構の構成の概略を説明する図である。 同じく、濾過装置に設けられた従来の洗浄機構によって発生すると想定される不具合の概略を説明する図である。

次に、本発明の実施の形態について、図１〜図４に基づいて説明する。

図１は、本実施の形態に係る濾過装置の概略を説明する斜視図であり、図２は、濾過装置の概略を説明する側面図である。図示のように、濾過装置１０は、夾雑物が含まれる原水を濾過した濾過水を収集する装置であり、濾過槽２０及び洗浄機構３０を主要構成として備える。

濾過槽２０は、底部２０Ａ、底部２０Ａと対向する上部２０Ｂ、及び底部２０Ａと上部２０Ｂとの間の側壁部２０Ｃを有する円筒状に形成される。

この濾過槽２０には、排水トラフ２１Ａ及び排水トラフ２１Ａに設けられて先端縁２１Ｂａが濾過槽２０の内部に突出する区画壁２１Ｂが形成されている。この区画壁２１Ｂは、濾過槽２０の内部を、原水が流入する原水流入口２２ａが設けられた流入槽２２と、後述する夾雑物を含む洗浄水を排出する洗浄水排出口２３ａが設けられた排出槽２３とに区画する。

この区画壁２１の下方において、側壁部２０Ｃから底部２０Ａに亘って傾斜して、集水部２４が配設される。この集水部２４は、本実施の形態では、断面形状がくさび型のウェッジワイヤスクリーンによって構成される。

この集水部２４が側壁部２０Ｃから底部２０Ａに亘って傾斜して配設されることによって、本実施の形態では、濾過槽２０の下部において濾過槽２０から区画された集水槽２５が形成される。

この集水部２４の上部及び底部２０Ａの上部には、本実施の形態では、区画壁２１Ｂの先端縁２１Ｂａが埋設されるように粒状の濾材１ａが堆積されて、流入槽２２の下部と排出槽２３の下部とに亘ってまたがる濾層１が形成される。

この濾層１は、傾斜して配設された集水部２４に沿って、側壁部２０Ｃから底部２０Ａに亘って傾斜して形成され、次述する洗浄機構３０のエアリフト４０の一部が埋設される。

洗浄機構３０は、原水を濾過することによって原水から除去した夾雑物が含まれることとなった濾層１の濾材１ａを洗浄するものであり、本実施の形態では、エアリフト４０、このエアリフト４０で洗浄した濾材１ａ等を排出する排出槽２３に設けられた排出機構５０、及び濾材１ａを洗浄する洗浄水を濾過槽２０内に供給する洗浄水供給機構６０を備える。

エアリフト４０は、本実施の形態では、濾過槽２０の流入槽２２において濾層１に埋設される４基の取入口４１、各取入口４１に連結される４本の揚砂管４２、各揚砂管４２にそれぞれ空気を供給する４本の送気管４３、及び各送気管４３に空気を送り出す空気制御機構４４を備える。

図３は、図２のＡ部拡大図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図示のように、取入口４１は、上部４１ａ、下方に開口する開口部４１ｂ、及び上部４１ａから開口部４１ａに向かうに従って漸次拡径する外周面４１ｃを有する円筒状に形成される。

揚砂管４２は、本実施の形態では、外周面４２Ａａを有して取入口４１の上部４１ａに連結される第1管４２Ａ、第1管４２Ａに連結される第２管４２Ｂ、第２管４２Ｂに連結されて流入槽２２の上部で排出槽２３側に屈曲する第1エルボ４２Ｃ、第1エルボ４２Ｃに連結されて濾過槽２０の上部で流入槽２２と排出槽２３とに亘って架設される第３管４２Ｄ、及び第３管４２Ｄに連結されて排出槽２３内で下方に向かって開口する吐出口４２Ｅａを有する第２エルボ４２Ｅを備える。

送気管４３は、本実施の形態では、揚砂ブロア４４ａ及び揚砂ブロア４４ａからの空気を調整するエア調整弁４４ｂを備えた空気制御機構４４から送り出される空気を、揚砂管４２に連結された取入口４１に供給する管路である。

この送気管４３は、本実施の形態では、エア調整弁４４ｂに連結されて揚砂管４２の第２管４２Ｂと間隙を介して平行に配設される導入管４３ａ、導入管４３ａに連結されて揚砂管４２の第１管４２Ａに近接する方向に屈曲する連結管４３ｂ、連結管４３ｂに連結されて揚砂管４２の第１管４２Ａの外周面４２Ａａに沿って接合される空気供給管４３ｃ、空気供給管４３ｃに連結されて取入口４１の外周面４１ｃに沿って接合される直結管４３ｄ、及び直結管４３ｄに連結されて円筒状の取入口４１内に配設されるエアノズル４３ｅを備える。

空気供給管４３ｃは、断面略コ字状に形成され、本実施の形態では、溶接によって揚砂管４２の第１管４２Ａの外周面４２Ａａに接合されている。同様に、直結管４３ｄも断面略コ字状に形成され、同じく溶接によって取入口４１の外周面４１ｃに接合されている。

このように構成されたエアリフト４０は、本実施の形態では、取入口４１、揚砂管４２の第1管４２Ａの一部、及び送気管４３の空気供給管４３ｃの一部と直結管４３ｄが、濾層１に埋設されている。

排出機構５０は、濾過槽２０の上部２０Ｂに設けられて濾過槽２０の排出槽２３内に垂下する取付部５１、及びこの取付部５１と連続して形成されて取付部５１から折曲して傾斜する濾材分離バッフル５２を備える。

本実施の形態では、この取付部５１によって、揚砂管４２がその第３管４２Ｄにおいて支持される。これにより、揚砂管４２の第２エルボ４２Ｅの吐出口４２Ｅａが濾材分離バッフル５２に臨む。

洗浄水供給機構６０は、本実施の形態では、高圧ポンプ等によって構成される洗浄水供給部６１、洗浄水供給部６１から供給される洗浄水をエアリフト４０の取入口４１に供給する洗浄水供給口６２を備える。

洗浄水供給口６２は、本実施の形態では、濾過槽２０の底部２０Ａに配置されて取入口４１の開口部４１ｂに臨み、この洗浄水供給部６１によって集水槽２５に集水された水が洗浄水として、吸込口４１の開口部４１ｂに臨む洗浄水供給口６２から取入口４１に供給される。

次に、本実施の形態に係る濾過装置１０の作動の概略について説明する。

例えば、夾雑物を含んだ原水が濾過槽２０の原水流入部２２ａから濾過槽２０の流入槽２２に流入されると、原水が濾層１を通過して、原水に含まれる夾雑物が濾材１ａによって次第に分離される。

濾層１は、本実施の形態では、傾斜して配設された集水部２４に沿って、側壁部２０Ｃから底部２０Ａに亘って傾斜して形成されており、単位面積当たりの濾過面積を大きくとることができることから、濾過装置１０による原水の濾過効率が向上する。

濾層１を通過した原水は、集水部２４を透過して、集水部２４によって濾過槽２０から区画されて形成された集水槽２５に、濾過水として集水される。濾過水は、後述するエアリフト４０の洗浄水として利用されるほか、外部に排出されて、適宜、上水処理がなされる。

集水部２４は、本実施の形態では、単位面積当たりの開口面積が広く、濾過性能に優れるウェッジワイヤスクリーンで構成されることから、この点においても濾過装置１０による原水の濾過効率が向上する。

このように、濾過装置１０によって原水が濾過されるに従って、濾層１の濾材１ａ中に分離された夾雑物が濾層１に蓄積されることから、濾材１ａを洗浄して夾雑物を除去する必要がある。

濾材１ａを洗浄する場合は、洗浄水供給機構６０の洗浄水供給部６１が、洗浄水供給口６２を介して、集水槽２５に集水された濾過水を洗浄水として取入口４１に供給する一方で、揚砂ブロア４４ａの駆動によって、エア調整弁４４ｂを介して送気管４３に空気を送り出し、この空気を、エアノズル４３ｅを介して気泡として取入口４１に供給する。

送気管４３によってエアノズル４３ｅを介して取入口４１に空気が気泡として供給されると、取入口４１の近傍の濾材１ａがほぐされながら、濾材１ａ及び洗浄水が取入口４１を介して揚砂管４２に送り込まれる。

揚砂管４２に送り込まれた濾材１ａは、同じく揚砂管４２に送り込まれた洗浄水によって、揚砂管４２を通過する過程で洗浄される。このように、濾材１ａを洗浄することによって、洗浄水には夾雑物が含まれることとなる。

濾材１ａ及び夾雑物を含むこととなった洗浄水は、揚砂管４２の吐出口４２Ｅａから吐出されて、吐出口４２Ｅａに臨む濾材分離バッフル２５に衝突する。これにより、濾材１ａは濾材分離バッフル２５に沿って濾過槽２０の上部から排出槽２３側の濾層１の上に沈降することから、濾材１ａが排出槽２３内で散逸することが抑制される。

このように、濾材１ａが排出槽２３側の濾層１の上に沈降することによって、濾材１ａが、揚砂管４２が連結されて濾層１に埋設された取入口４１に向かって流動する。

本実施の形態では、濾層１に埋設されるエアリフト４０における取入口４１、同じく濾層１に埋設される揚砂管４２の一部及び送気管４３の一部において、送気管４３が取入口４１の外周面４１ｃ及び揚砂管４２の第１管４２Ａの外周面４２Ａａに接合されることから、濾材１ａの流動に際しては、濾層１に埋設される取入口４１、揚砂管４２の一部及び送気管４３の一部によって濾材１ａの流動が阻害されることがなく、その滞留が抑制される。

したがって、濾過装置１における濾材１ａの滞留により濾層１の一部が固化することに起因する、原水の濾過効率の低下が抑制される。

しかも、本実施の形態では、送気管４３が取入口４１の外周面４１ｃ及び揚砂管４２の第１管４２Ａの外周面４２Ａａに、溶接によって接合されていることから、送気管４３と取入口４１及び揚砂管４２とを、汎用されている簡易な手法で接合することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上記実施の形態では、送気管４３の空気供給管４３ｃ及び直結管４３ｄが断面略コ字状に形成されている場合を説明したが、取入口４１及び揚砂管４２に接合することが可能な形状であれば、断面略コ字状のものに限定されるものではない。

１ 濾層
１ａ 濾材
１０ 濾過装置
２０ 濾過槽
３０ 洗浄機構
４０ エアリフト
４１ 取入口
４２ 揚砂管
４３ 送気管
４３ｃ 空気供給管
４３ｄ 直結管
４３ｅ エアノズル
５０ 排出機構
６０ 洗浄水供給機構
６１ 洗浄水供給部
６２ 洗浄水供給口

Claims (4)

1. 夾雑物が含まれる原水が流入する濾過槽及び該濾過槽の内部に堆積される粒状の濾材からなる濾層を有する濾過装置の前記濾層に埋設される取入口を有し、該取入口から前記濾材及び該取入口に供給される洗浄水を送り込んで前記濾材を洗浄するエアリフトにおいて、
   前記取入口が連結された揚砂管と、
   該揚砂管に連結された前記取入口に連結されて該取入口に空気を供給するエアノズルを有して該エアノズルを介して前記取入口に空気を供給して該取入口から前記濾材及び前記洗浄水を送り込んで前記揚砂管内を通過させる送気管と、を備え、
   該送気管が前記取入口の外周面及び前記揚砂管の外周面に沿って該各外周面に接合され、
   前濾過槽は、底部、前記底部と対向する上部、および前記底部と前記上部との間の側壁部と、を有し、
   前記濾層は、前記側壁部から前記底部に亘って傾斜し、
   前記濾材は傾斜に沿って上から下に流動可能であり、
   前記送気管は、前記濾材の傾斜方向下側に位置する前記取入口および前記揚砂管の外周面に接合されることを特徴とするエアリフト。
2. 前記取入口、前記揚砂管及び前記送気管が前記濾層に埋設される部分において前記送気管が前記取入口の外周面及び前記揚砂管の外周面に接合されることを特徴とする請求項１に記載のエアリフト。
3. 前記送気管が前記取入口の外周面及び前記揚砂管の外周面に溶接によって接合されることを特徴とする請求項１または２に記載のエアリフト。
4. 夾雑物が含まれる原水が流入する濾過槽、該濾過槽の内部に堆積される粒状の濾材からなる濾層、該濾層に埋設される取入口を有して該取入口から前記濾材及び該取入口に供給される洗浄水を送り込んで前記濾材を洗浄するエアリフトを備える濾過装置において、
   前記エアリフトは、
   前記取入口が連結された揚砂管と、
   該揚砂管に連結された前記取入口に連結されて該取入口に空気を供給するエアノズルを有して該エアノズルを介して前記取入口に空気を供給して該取入口から前記濾材及び前記洗浄水を送り込んで前記揚砂管内を通過させる送気管と、を備え、
   該送気管が前記取入口の外周面及び前記揚砂管の外周面に沿って該各外周面に接合され、
   前濾過槽は、底部、前記底部と対向する上部、および前記底部と前記上部との間の側壁部と、を有し、
   前記濾層は、前記側壁部から前記底部に亘って傾斜し、
   前記濾材は傾斜に沿って上から下に流動可能であり、
   前記送気管は、前記濾材の傾斜方向下側に位置する前記取入口および前記揚砂管の外周面に接合されることを特徴とする濾過装置。

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