JP7846638B2 - ストレーナ及び濾過装置 - Google Patents

Description

本発明は、濾過槽で濾過された濾過水を集水し、また逆洗のために濾過水を濾過槽へと流出するストレーナ及び当該ストレーナを備えた濾過装置に関する。

従来、濾過装置は、濾過槽の濾床に濾材を敷設し、濾過槽に供給した原水を濾材によって濾過し、また、濾床に複数のストレーナを配置して、濾過された濾過水を、ストレーナを介して集水する。一方、濾過装置は、濾材を洗浄（逆洗）するために、ストレーナを介して濾過水等の逆洗水を濾過槽内に流入させる。

例えば、特許文献１に開示される濾過装置は、粒状の濾材が濾材流出防止用フィルターの上に充填され、上方から原水が供給されてフィルターの下方から濾過水が回収される濾過器本体と、濾過器本体に原水を供給するための原水供給ポンプと、原水の供給から切り換えてフィルターの下方から逆洗水を供給しフィルターの上方へ送るための逆洗水供給ポンプとを含む。濾材流出防止用フィルターとして、スリットや細孔の付いたノズル（ストレーナ）を平板上に上向きに配置したノズル式フィルターが用いられる。

特許第３６６９３６４号

従来技術では、ストレーナは、上方や側方に向けて開口して形成されるため、濾材の洗浄時に、逆洗水を上方や側方に向けて濾過槽内に流入させることになる。この場合、濾過槽内での逆洗水が十分に行き渡らないために、濾材が十分に流動せずに、濾材の洗浄が十分ではない領域が生じるという問題が生じる。

本発明は、逆洗水を十分に流動させて濾材の洗浄効率を向上することができるストレーナ及び当該ストレーナを備えた濾過装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のストレーナは、濾過槽の濾床に配置されるストレーナであって、上下方向に貫通した脚部と、水平方向において前記脚部よりも大径に形成され、前記脚部の上端に設けられる頭部と、を備え、前記頭部は、水平方向において前記脚部よりも外側で下方に向かって開口した複数の開口部を有することを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の濾過装置は、上記の複数のストレーナと、前記濾過槽と、を備え、前記複数のストレーナは、前記濾過槽の前記濾床に千鳥状に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、逆洗水を十分に流動させて濾材の洗浄効率を向上することができるストレーナ及び当該ストレーナを備えた濾過装置を提供する。

本発明の実施形態に係る濾過装置を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る濾過装置の濾床におけるストレーナの配置例を示す上面図である。 本発明の実施形態に係る濾過装置における濾床及びストレーナを示す断面図である。 本発明の実施形態に係る濾過装置におけるストレーナを示す断面斜視図である。

本発明の実施形態に係る濾過装置１について図面を参照して説明する。図１に示すように、濾過装置１は、濾過槽２と、濾床３と、濾材４と、原水供給管５と、濾過水回収管６と、逆洗水供給管７と、逆洗水排出管８と、複数のストレーナ９とを備えて構成されている。

濾過槽２は、縦型の円筒形状を有し、濾過槽２の内部の濾過室は、濾床３によって、上下方向において上側濾過室２ａと下側濾過室２ｂとに区画されている。

濾床３は、濾過槽２の内周形状に沿った板状に形成されていて、濾過槽２の内部の濾過室を上下方向に仕切るように濾過槽２の内部に配置される。濾床３には、図２に示すように、複数のストレーナ９をそれぞれ配置するための複数の貫通孔３ａが形成されていて、複数の貫通孔３ａは、隣接する３つの貫通孔３ａの位置を直線で結ぶ図形が正三角形を成すように千鳥状の最密充填レイアウトに配列される。

なお、濾床３は、図３に示すように、貫通孔３ａの位置よりも、隣り合う貫通孔３ａの間の中央側で底上げされて形成されるとよく、例えば、隣接する３つの貫通孔３ａの位置を直線で結んだ正三角形の中心付近が底上げされるように形成されるとよい。即ち、濾床３は、ストレーナ９の位置よりも、隣り合うストレーナ９の間の中央側で底上げされて形成される。なお、濾床３の底上げ高さは、ストレーナ９の高さと同等でよく、あるいは、ストレーナ９の高さより高くてもよい。

濾材４は、粒状の天然石等で構成され、所定の高さで積層されるように濾床３上に敷設される。

原水供給管５は、濾過すべき原水を上側濾過室２ａへと供給するための配管であり、濾過槽２の上部で上側濾過室２ａに連通して取り付けられる。原水供給管５には、濾過槽２の外部から原水供給管５を介して上側濾過室２ａへと原水を送り込むための原水供給ポンプ５ａや、原水の供給・停止を切り換える原水開閉弁５ｂが設けられる。

濾過水回収管６は、濾過槽２で濾過された濾過水を下側濾過室２ｂから濾過槽２の外部の貯水部（図示せず）へと回収するための配管であり、濾過槽２の下部で下側濾過室２ｂに連通して取り付けられる。濾過水回収管６には、濾過水の回収・停止を切り換える濾過水開閉弁６ｂが設けられる。

逆洗水供給管７は、濾過槽２で濾材４の洗浄（逆洗）が行われるときに、逆洗水を濾過槽２の外部の貯水部（図示せず）から下側濾過室２ｂ送り込むための配管であり、濾過槽２の下部で下側濾過室２ｂに連通して取り付けられる。逆洗水供給管７には、濾過槽２の外部から逆洗水供給管７を介して下側濾過室２ｂへと逆洗水を送り込むための逆洗水供給ポンプ７ａや、逆洗水の供給・停止を切り換える逆洗水開閉弁７ｂが設けられる。

逆洗水排出管８は、濾過槽２で濾材４を洗浄（逆洗）した逆洗水（排水）を上側濾過室２ａから濾過槽２の外部へと排出するための配管であり、濾過槽２の上部で上側濾過室２ａに連通して取り付けられる。逆洗水排出管８には、逆洗水（排水）の排出・停止を切り換える排水開閉弁８ａが設けられる。

複数のストレーナ９は、原水の濾過時に、濾過水を上側濾過室２ａから下側濾過室２ｂへと導入し、また、濾材４の逆洗時に、逆洗水を下側濾過室２ｂから上側濾過室２ａへと放出するためのものである。複数のストレーナ９は、濾床３に形成された複数の貫通孔３ａにそれぞれ取り付けられ、上側濾過室２ａと下側濾過室２ｂとを連通している。なお、各ストレーナ９は、濾床３の貫通孔３ａに対して着脱可能であってもよい。複数のストレーナ９は、複数の貫通孔３ａに対して配置されることで、隣接する３つのストレーナ９の位置を直線で結ぶ図形が正三角形を成すように千鳥状に配列される。

各ストレーナ９は、図４に示すように、上下方向に貫通した脚部１１と、水平方向において脚部１１よりも大径に形成され、脚部１１の上端に設けられる中空状の頭部１２と、を備え、脚部１１は、頭部１２の中空部分に連通している。各ストレーナ９は、脚部１１が濾床３の貫通孔３ａに挿入されて固定されることで、濾床３に取り付けられる。

頭部１２は、水平方向において脚部１１よりも外側で下方に向かって開口した複数の開口部１３を有する。頭部１２は、略円盤状の外形を有し、濾床３に取り付けられたときに濾床３の貫通孔３ａの周囲で濾床３に接地される円形の底部１４を有する。また、頭部１２は、水平方向において底部１４よりも外側で上方に傾斜した下側斜面１５を有し、下側斜面１５は、好ましくは、水平方向に対して鋭角（４５度以下）に傾斜して形成される。

複数の開口部１３は、頭部１２の下側斜面１５に形成され、例えば、水平方向において頭部１２の中央側から見て放射状に延びる複数のスリットで形成される。開口部１３を構成するスリットは、水平方向に対して下方に向かって鋭角に傾斜している。各開口部１３は、濾材４の粒径よりも小さい寸法で開口するように形成される。

また、頭部１２は、水平方向において中央側よりも外側が低くなるように湾曲した上面１６を有し、例えば、ドーム形状又は円錐形状等の中央側が上方に膨出した形状の上面１６を有する。

次に、濾過装置１の濾過動作について説明する。

先ず、原水供給ポンプ５ａを作動させると共に、原水開閉弁５ｂを開放することで、原水を濾過槽２の外部から原水供給管５を介して濾過槽２の上側濾過室２ａへと供給する。上側濾過室２ａに供給された原水は、濾床３上の濾材４によって濾過され、その濾過水は、複数の開口部１３を介して複数のストレーナ９に導入され、更に、各ストレーナ９を介して下側濾過室２ｂへと供給される。また、濾過水開閉弁６ｂを開放することで、濾過水を下側濾過室２ｂから濾過水回収管６を介して濾過槽２の外部の貯水部（図示せず）に回収する。

次に、濾過装置１の逆洗動作について説明する。

先ず、逆洗水供給ポンプ７ａを作動させると共に、逆洗水開閉弁７ｂを開放することで、逆洗水を濾過槽２の外部の貯水部（図示せず）から原水供給管５を介して濾過槽２の下側濾過室２ｂへと供給する。下側濾過室２ｂに供給された逆洗水は、脚部１１から複数のストレーナ９に導入され、各ストレーナ９の複数の開口部１３を介して濾過槽２の上側濾過室２ａに噴出される。

このとき、各開口部１３は、水平方向に対して下方に向かって鋭角に傾斜しているため、逆洗水は、各開口部１３によって斜め下方向に噴出される。このように斜め下方向に噴出される逆洗水は、上方や側方に噴出される逆洗水に比べて、積層された濾材４の全体に亘って均一な流動分布となり、著しく流動の小さい領域が生じなくなる。また、排水開閉弁８ａを開放することで、濾材４を洗浄（逆洗）した逆洗水（排水）を上側濾過室２ａから逆洗水排出管８を介して濾過槽２の外部に排出する。

なお、上記した実施形態では、濾過装置１が濾過槽２の上部（上側濾過室２ａ）において原水供給管５と逆洗水排出管８とを別個に備える例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、濾過装置１は、原水供給管５及び逆洗水排出管８を、共通の１つの配管で構成し、この共通の配管を濾過槽２の外部で原水の供給側と逆洗水の排出側とに分岐して構成してもよい。

上記した実施形態では、濾過装置１が濾過槽２の下部（下側濾過室２ｂ）において濾過水回収管６と逆洗水供給管７とを別個に備える例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、濾過装置１は、濾過水回収管６及び逆洗水供給管７を、共通の１つの配管で構成してもよい。なお、この共通の配管は、濾過槽２の外部で濾過水の回収側と逆洗水の供給側とに分岐して構成してもよいが、あるいは、分岐せずに濾過槽２の外部の貯水部（図示せず）に接続していて、濾過装置１は、濾材４の逆洗時に、貯水部に回収された濾過水を逆洗水として利用してもよい。

上記した実施形態では、濾過装置１が濾過槽２の外部の貯水部（図示せず）に濾過水を回収する例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、濾過装置１は、濾過水を回収する貯水部を濾過槽２に含めるように構成してもよい。

上記のように、本発明によれば、ストレーナ９は、濾過装置１において濾過槽２の濾床３に配置されるストレーナ９であって、上下方向に貫通した脚部１１と、水平方向において脚部１１よりも大径に形成され、脚部１１の上端に設けられる頭部１２と、を備え、頭部１２は、水平方向において脚部１１よりも外側で下方に向かって開口した複数の開口部１３を有する。

これにより、本発明のストレーナ９によれば、開口部１３は、水平方向に対して下方に向かって傾斜しているため、逆洗水は、開口部１３によって斜め下方向に噴出される。このように斜め下方向に噴出される逆洗水は、上方や側方に噴出される逆洗水に比べて、積層された濾材４の全体に亘って均一な流動分布となり、著しく流動の小さい領域が生じなくなる。また、斜め下方向に噴出した逆洗水によって、濾材４を下層から上層に向けて流動させることができ、濾材４の下層に沈殿した汚泥等を流動させることができる。このように、逆洗水を広く濾材４に行き渡らせることができるので、濾材４を効率良く洗浄することができ、高い洗浄効果を得て、濾材４の洗い残しを減少することができる。

また、本発明のストレーナ９において、頭部１２は、水平方向において中央側よりも外側が低くなるように湾曲した上面１６を有する。

これにより、ストレーナ９の上方に流動した逆洗水を、湾曲した頭部１２の上面１６に沿って流動させることができ、頭部１２の上側での逆洗水の淀みや滞留を抑制することができる。また、湾曲した上面１６によって、頭部１２の上側での汚泥等の堆積を抑制することもできる。このように、逆洗水を広く濾材４に行き渡らせることができるので、濾材４に対して高い洗浄効果を得ることができる。

また、本発明のストレーナ９において、開口部１３は、水平方向に対して鋭角に傾斜した頭部１２の下側斜面１５に形成される。

これにより、斜め下方向に逆洗水を噴出可能な開口部１３を容易に設けることができる。

また、本発明の濾過装置１は、複数のストレーナ９と、濾過槽２と、を備え、複数のストレーナ９は、濾過槽２の濾床３に千鳥状に配置される。

これにより、隣接する２つのストレーナ９の間の中央付近において、他のストレーナ９によって逆洗水の流動を促進することができ、逆洗水の淀みや滞留を抑制することができる。このように、逆洗水を広く濾材４に行き渡らせることができるので、濾材４に対して高い洗浄効果を得ることができる。

また、本発明の濾過装置１において、濾過槽２の濾床３は、ストレーナ９の位置よりも、隣り合うストレーナ９の間の中央側で底上げされて形成される。

これにより、ストレーナ９から斜め下方向に噴出された逆洗水を、濾床３の底上げ形状によって流動させることができるので、隣り合うストレーナ９の間の中央付近におい逆洗水の淀みを抑制すると共に汚泥等の堆積を抑制することができる。また、濾過槽２内の濾床３上でストレーナ９等の濾過装置１の各部の管理や点検等を行う作業者は、濾床３の底上げ部分を足場にして移動することができ、濾過装置１の各部の管理や点検等を容易に行うことができる。

なお、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うストレーナ及び濾過装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

〔発明の付記〕
以下、上述の実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。

＜付記１＞
濾過槽の濾床に配置されるストレーナであって、
上下方向に貫通した脚部と、
水平方向において前記脚部よりも大径に形成され、前記脚部の上端に設けられる頭部と、を備え、
前記頭部は、水平方向において前記脚部よりも外側で下方に向かって開口した複数の開口部を有することを特徴とするストレーナ。

＜付記２＞
前記頭部は、水平方向において中央側よりも外側が低くなるように湾曲した上面を有することを特徴とする付記１に記載のストレーナ。

＜付記３＞
前記開口部は、水平方向に対して鋭角に傾斜した前記頭部の下側斜面に形成されることを特徴とする付記１又は２に記載のストレーナ。

＜付記４＞
付記１～３の何れかに記載の複数のストレーナと、
前記濾過槽と、を備え、
前記複数のストレーナは、前記濾過槽の前記濾床に千鳥状に配置されることを特徴とする濾過装置。

＜付記５＞
付記１～３の何れかに記載の複数のストレーナと、
前記濾過槽と、を備え、
前記濾過槽の前記濾床は、前記ストレーナの位置よりも、隣り合う前記ストレーナの間の中央側で底上げされて形成されることを特徴とする濾過装置。

１ 濾過装置
２ 濾過槽
３ 濾床
４ 濾材
９ ストレーナ
１１ 脚部
１２ 頭部
１３ 開口部
１４ 底部
１５ 下側斜面
１６ 上面

Claims (5)

1. 濾過槽の濾床に配置されるストレーナであって、
   上下方向に貫通した脚部と、
   水平方向において前記脚部よりも大径に形成され、前記脚部の上端に設けられる頭部と、を備え、
   前記頭部は、水平方向において前記脚部よりも外側で下方に向かって開口した複数の開口部を有することを特徴とするストレーナ。
   
2. 前記頭部は、水平方向において中央側よりも外側が低くなるように湾曲した上面を有することを特徴とする請求項１に記載のストレーナ。
   
3. 前記開口部は、水平方向に対して鋭角に傾斜した前記頭部の下側斜面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のストレーナ。
   
4. 請求項１に記載の複数のストレーナと、
   前記濾過槽と、を備え、
   前記複数のストレーナは、前記濾過槽の前記濾床に千鳥状に配置されることを特徴とする濾過装置。
   
5. 請求項１に記載の複数のストレーナと、
   前記濾過槽と、を備え、
   前記濾過槽の前記濾床は、前記ストレーナの位置よりも、隣り合う前記ストレーナの間の中央側で底上げされて形成されることを特徴とする濾過装置。