JP7203518B2 - プール用ろ過装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 平成３０年６月１日嵐山町立菅谷小学校にて性能評価試験。

特許法第３０条第２項適用 平成３０年６月８日つくば市立秀峰筑波義務教育学校にて性能評価試験。

本発明は、プールの水を複数のカートリッジフィルタでろ過するろ過装置に関し、特に、カートリッジフィルタの目に付着した異物を除去可能なプール用ろ過装置に関する。

従来、プール水槽に隣接して設定されたろ過装置として、複数のカートリッジフィルタが着脱自在に収容されたろ過タンクを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなろ過装置では、図６（ａ）に示すように、ろ過タンク９０内に送られたプールの水（原水）が、カートリッジフィルタ９１を通過して異物が除去された後にろ過水としてプールに還流される。また、図６（ｂ）に示すように、カートリッジフィルタ９１の目詰まりを防止する目的で、水流を止めてカートリッジフィルタ９１を超音波洗浄した後、又は終了する直前に通常のろ過運転時とは逆方向に原水を流す逆洗が適宜行われる。

特許第５７１４１５５号公報

しかしながら、上述したようなろ過装置では、超音波洗浄によってカートリッジフィルタの表面に付着した異物は効率的に剥離させることができるものの、カートリッジフィルタの目を閉塞する異物を十分に除去できずに、逆洗によるカートリッジフィルタの再生効果が十分に得られない虞があった。

そこで、洗浄によるカートリッジフィルタの再生を効果的に行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るプール用ろ過装置は、ろ過タンク内に流入したプールの水を複数のカートリッジフィルタでろ過して前記水に含まれる異物を除去するプール用ろ過装置であって、前記カートリッジフィルタの外周に水流を噴射して、前記カートリッジフィルタの目に付着した異物を前記カートリッジフィルタ内部に排出させる異物除去手段を備え、前記カートリッジフィルタは、前記カートリッジフィルタを通過した水を通過させる取水孔が穿設された中空の取水部を備え、前記ろ過タンクに架設された隔壁の排水孔から垂設され、前記カートリッジフィルタを前記隔壁に固定する支持シャフトを備え、前記異物除去手段は、前記水流を吐出する複数のノズルを前記ろ過タンクの側壁に沿って列状に配置してなる複数のノズル列を備え、前記複数のカートリッジフィルタを千鳥状に配置してなるカートリッジフィルタ群は、前記複数のノズル列の間に配置されている。

この構成によれば、カートリッジフィルタの目を閉塞する異物を水流でカートリッジフィルタの内部に押し出すことにより、従来のような逆洗洗浄と比べてカートリッジフィルタを効果的に洗浄再生することができる。さらに、洗浄時に生じる洗浄廃水が、取水孔、排水孔の順に流れてカートリッジフィルタの外部に円滑に排出されることにより、カートリッジフィルタ内部での洗浄廃水の滞留を抑制することができる。さらに、ノズルから吐出された水流がカートリッジフィルタの目を閉塞する異物をカートリッジフィルタの内部に押し出すことにより、カートリッジフィルタを効果的に洗浄再生することができる。

本発明は、カートリッジフィルタの目を閉塞する異物を水流でカートリッジフィルタの内部に押し出すことにより、従来のような逆洗と比べてカートリッジフィルタを効果的に洗浄再生することができる。

本発明の一実施形態に係るプール用ろ過装置を示す模式図。 支持シャフトの一部を示す斜視図。 プール用ろ過装置内に配置されたカートリッジフィルタ及びノズルの位置関係を示す平面図。 水流の吐出範囲を示す平面図。 （ａ）は、プール用ろ過装置におけるろ過運転の様子を示す模式図であり、（ｂ）は、プール用ろ過装置における洗浄運転の様子を示す模式図である。 （ａ）は、従来のプール用ろ過装置におけるろ過運転の様子を示す模式図であり、（ｂ）は、従来のプール用ろ過装置における洗浄運転の様子を示す模式図である。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

本発明に係るプール用ろ過装置（以下、単にろ過装置という）１は、図示しないプール、プール内の水を循環させる水循環システムと共にカートリッジ式ろ過装置一体型プールを構成する。図１は、ろ過装置１を示す模式図である。図２は、シャフト４２の一部を示す斜視図である。図３は、ろ過装置１内に配置されたカートリッジフィルタ４及び異物除去装置６の位置関係を示す平面図である。

プールとは、競泳又は遊泳の物を含み、屋内又は屋外のもの含み、コンクリート製、金属製、樹脂製等を含む。

水循環システムとは、プールとろ過装置１との間でプールの水を循環させる循環ポンプ３、プールの水に含まれる比較的大きな異物を除去する集毛器、プールの水に塩素剤を供給する塩素供給装置等で構成されている。

ろ過装置１は、プールの側面外側に設置されている。一般的なプールサイドには、幅が１．０ｍ～１．５ｍ、高さが１．０ｍ～１．５ｍの凹所が設けられている。このような凹所は、プール設置の際には組立、溶接等の作業スペースとして、竣工後はプールの定期、非定期のメンテナンスの際の作業スペースとして使用される。

ろ過装置１は、ろ過タンク２を有している。ろ過タンク２は、上部に設けられた原水口２１と、下部に設けられた排水口２２と、を備えている。

原水口２１の上流側には、循環ポンプ３が設けられている。循環ポンプ３は、プールの水（原水）をろ過タンク２内に送水する。原水口２１と循環ポンプ３との間には、第１の弁Ｖ１が設けられている。循環ポンプ３の吐出圧は、圧送する流量に応じて例えば２０～３００ＫＰａとなる。

排水口２２の下流側には、第２の弁Ｖ２と、第３の弁Ｖ３と、が並設されている。第２の弁Ｖ２は、排水口２２とプールとの間に設けられており、ろ過された水（ろ過水）は、第２の弁Ｖ２を通ってプールに還流される。また、後述する洗浄時に生じた水（洗浄廃水）は、第３の弁Ｖ３を通ってタンク外部に排水される。また、後述する隔壁２４の一次側（上側）に滞留した洗浄廃水は、原水口２１から第４の弁Ｖ４を通ってプール外部に排水される。なお、本実施形態では、原水口２１を排水口２２より上方に設置した場合を例に説明するが、何れが上方で設けられても構わない。

ろ過タンク２内には複数のカートリッジフィルタ４が設けられている。新品のカートリッジフィルタ４の差圧は、流量調整後に、例えば１０～２０ＫＰａとなるカートリッジフィルタ４は、ろ過タンク２にはめこみ可能な交換部品である。具体的には、筒状フィルタ、葉状フィルタ、襞状フィルタ、蝋燭状フィルタ、板状フィルタ等が挙げられる。

カートリッジフィルタ４は、金属、樹脂、繊維又はプラスチック製のフィルタである。金属フィルタは、ステンレス製（ＳＵＳ）、アルミニウム製、ブロンズ製、銅製、チタン製、ニッケル製等のものが挙げられる。特に好ましくはＳＵＳ製、チタン製が挙げられる。又、金属フィルタとしては、金属粉を金属射出成型等でカートリッジの形状に成型するものや、多孔質焼結体を使用して製造するものが挙げられる。その他の金属フィルタとしては、ＳＵＳ等の金網を複数重畳し、真空炉において高温焼結する積層金網焼結フィルタ、金属不織布をカートリッジの形状に成型するもの等を用いても良い。又、樹脂フィルタは、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリアミド、フッ素系樹脂等によって成型されるものである。繊維製のフィルタは、糸巻等が考えられる。

カートリッジフィルタ４は、ろ過タンク２の側壁２３の間に架設され、ろ過タンク２を上下２つに区分する隔壁２４に対して垂設されている。具体的には、隔壁２４は、図示しない排水孔が穿設されており、この排水孔に対応する位置にカートリッジフィルタ４を貫通するシャフト４２の一方端が位置決めして取り付けられている。また、シャフト４２の他方端には、取付金具４１が係止されており、カートリッジフィルタ４に連接されている。また、図２に示すように、シャフト４２の下部には、取水孔４３が外周に穿孔された中空の取水部４４が設けられている。また、シャフト４２の最下部の隔壁２４との接合部には、洗浄時に生じる洗浄廃水を完全に排出するために、排水孔４５が形成されている。なお、符号５は、ろ過タンク２内の状態を目視するための窓である。

ろ過タンク２内には、カートリッジフィルタ４を囲むように異物除去装置６が設けられている。異物除去装置６は、給水管６１から供給された高圧水流がノズルヘッダ６２の細孔から吐出されることにより、カートリッジフィルタ４に付着した異物を除去する。給水管６１は、複数個設けられているのが好ましい。これにより、１個又は２個以上の給水管６１を適切に選択することにより、高圧水流の圧力を均一にすることができる。図１の符号６３は、高圧水流に含まれる異物を除去するストレーナーである。ストレーナー６３を通過した高圧水流は、上述した複数の給水管６１に分岐するようになっている。

給水管６１は、第５の弁Ｖ５を介して循環ポンプ３に接続されている。高圧水流は、プールの水（原水）を循環ポンプ３から送水される。高圧水流の水圧は、ろ過圧よりも高く設定されるのが好ましく、例えば、０．１５ＭＰａに設定されるが、ろ過圧より低く設定されても構わない。

ノズルヘッダ６２の列数及び１列当たりの設置個数は、カートリッジフィルタ４の長さ、個数及びろ過装置１の大きさ等に応じて設定される。図１には、１列当たり１６個のノズルヘッダ６２を備えた異物除去装置６が例示されている。図３には、４０個のカートリッジフィルタ４から成るフィルタ群Ｇを挟んで横方向Ｗの両側にそれぞれ設けられた１８列のノズルヘッダ６２を配置した異物除去装置６が例示されている。

ろ過装置１の縦方向Ｌに隣り合うカートリッジフィルタ４は、横方向Ｗに僅かにオフセットして位置決めされている。また、フィルタ群Ｇを挟んで横方向Ｗの両側にそれぞれ設けられたノズルヘッダ６２は、縦方向Ｌに沿って互い違いに配置されている。

図４に示すように、ノズルヘッダ６２は、広角に高圧水流を吐出するように構成されている。図４のハッチング部分は、高圧水流の吐出範囲を示す。また、ノズルヘッダ６２は、縦方向Ｌに対して略６０度傾斜している。これにより、高圧水流が広範囲に亘って拡散されて、高圧水流をカートリッジフィルタ４の略全周に行き渡らせることができる。また、ノズルヘッダ６２は、図４の紙面垂直方向に対して直角に設けられても構わないし、図４の紙面垂直方向に対して傾斜して設けられても構わない。なお、ノズルヘッダ６２を設置する向きや間隔は、カートリッジフィルタ４の設置間隔に応じて任意に変更される。

次に、ろ過装置１の作用について、図面に基づいて説明する。まず、原水のろ過運転について説明する。図５（ａ）は、ろ過装置１のろ過運転の様子を示す模式図である。なお、図中の矢印は、原水又はろ過水の流れを示す。

ろ過運転時には、循環ポンプ３を運転させて、第１の弁Ｖ１を開にすることにより、給水口２１から原水がろ過タンク２内に流入する。

ろ過タンク２内の原水は、循環ポンプ３による送水によって、カートリッジフィルタ４を通過する。原水がカートリッジフィルタ４を通過する際に、原水に含まれる異物が、カートリッジフィルタ４によってろ過される。

カートリッジフィルタ４を通過したろ過水は、取水孔４３、排水孔、排水口２２の順に流れてろ過タンク２の外部に送水される。そして、第２の弁Ｖ２を開にすることにより、ろ過水がプールに還流される。

次に、カートリッジフィルタ４の洗浄運転について説明する。図５（ｂ）は、ろ過装置１の洗浄運転の様子を示す模式図である。なお、図中の矢印は、高圧水流又は洗浄廃水の流れを示す。

ろ過装置１は、ろ過運転を継続することにより、カートリッジフィルタ４の目が閉塞して目詰まりが生じる。例えば、新品のカートリッジフィルタ４の差圧が１１～１２ＫＰａである場合、差圧が１００ＫＰａ程度まで増大すると、カートリッジフィルタ４を洗浄して再生させる必要がある。

洗浄運転時には、循環ポンプ３が、原水をろ過圧よりも高く昇圧して高圧水流を生成する。また、第５の弁Ｖ５を開にすることにより、ストレーナー６３で異物が除去された高圧水流が給水管６１からノズルヘッダ６２に供給される。

高圧水流が、ノズルヘッダ６２からカートリッジフィルタ４の外周に向かって吐出されることにより、カートリッジフィルタ４の外周面に付着した異物は、高圧水流によって剥離される。また、目詰まりの原因となるカートリッジフィルタ４の目に付着した異物は、高圧水流の水圧によってカートリッジフィルタ４の内部に押し込まれる。

カートリッジフィルタ４を通過してカートリッジフィルタ４の目を閉塞していた異物を含む洗浄廃水は、取水孔４３、排水孔、排水口２２の順に流れてろ過タンク２の外部に排水される。そして、第３の弁Ｖ３、第４の弁Ｖ４を開にすることにより、洗浄廃水が外部に排水される。

このような洗浄運転により、カートリッジフィルタ４の目の閉塞が解消され、カートリッジフィルタ４の洗浄前の差圧（１００ＫＰａ）を新品と同様の値程度（例えば、１３ＫＰａ）まで再生することができる。

なお、上述した洗浄運転に先行して、ろ過タンク２内に残留した原水及びろ過水を排水するのが好ましい。吐出した高圧水流が圧損したり流路を妨げることなく、高圧水流をカートリッジフィルタ４に噴射することができる。

また、上述した高圧水流による洗浄に加えて、例えば、超音波洗浄や微細気泡等によってカートリッジフィルタ４の外周面に付着した異物を予洗浄するのが好ましい。これにより、カートリッジフィルタ４の再生を効率的に行うことができる。

なお、高圧水流による洗浄範囲を拡大するために、ノズルヘッダ６２やカートリッジフィルタ４を移動可能に構成しても構わない。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。

１ ・・・ろ過装置
２ ・・・ろ過タンク
２１ ・・・原水口
２２ ・・・排水口
２３ ・・・側壁
２４ ・・・隔壁
３ ・・・循環ポンプ
４ ・・・カートリッジフィルタ
４１ ・・・取付金具
４２ ・・・シャフト
４３ ・・・取水孔
４４ ・・・取水部
４５ ・・・排水孔
５ ・・・窓
６ ・・・異物除去装置
６１ ・・・給水管
６２ ・・・ノズルヘッダ
６３ ・・・ストレーナー
Ｖ１ ・・・第１の弁
Ｖ２ ・・・第２の弁
Ｖ３ ・・・第３の弁
Ｖ４ ・・・第４の弁
Ｖ５ ・・・第５の弁

Claims (3)

1. ろ過タンク内に流入したプールの水を複数のカートリッジフィルタでろ過して前記水に含まれる異物を除去するプール用ろ過装置であって、
   前記カートリッジフィルタの外周に水流を噴射して、前記カートリッジフィルタの目に付着した異物を前記カートリッジフィルタ内部に排出させる異物除去手段を備え、
   前記カートリッジフィルタは、前記カートリッジフィルタを通過した水を通過させる取水孔が穿設された中空の取水部を備え、前記ろ過タンクに架設された隔壁の排水孔から垂設され、前記カートリッジフィルタを前記隔壁に固定する支持シャフトを備え、
   前記異物除去手段は、前記水流を吐出する複数のノズルを前記ろ過タンクの側壁に沿って列状に配置してなる複数のノズル列を備え、
   前記複数のカートリッジフィルタを千鳥状に配置してなるカートリッジフィルタ群は、前記複数のノズル列の間に配置されていることを特徴とするプール用ろ過装置。
2. 前記支持シャフトは、前記カートリッジフィルタを回転不能な状態で支持していることを特徴とする請求項１記載のプール用ろ過装置。
3. 前記ノズルは、前記水流が前記複数のカートリッジフィルタに当たるように水平方向に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプール用ろ過装置。

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