JPH0628685B2 - 濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、濾過装置に関し、詳しくは、濾過処理中に
濾過エレメントの洗浄を行うことができるように構成さ
れたものに関する。

【従来の技術】

本願の出願人はすでに、処理水の圧力に関係なく、しか
も濾過処理中に一部の濾過エレメントの洗浄を行いうる
ように構成された逆洗式濾過装置を提案している（特開
昭６０−２３２２１７号公報）。 この装置は、第３図に示すように、円筒状本体容器ａの
内部を円盤状の隔壁ｂによって下部第一室ｃと上部第二
室ｄとに区分し、この第一室ｃと第二室ｄとの間に筒状
の濾過エレメントｅを設けることにより構成されてい
る。 上記第一室ｃの容器側部には、原水を第一室ｃに導入す
るための入口管ｆが、第二室ｄの容器側部には、濾過水
を排出するための出口管ｇが、それぞれ設けられてい
る。また、上記隔壁ｂは、本体容器ａの上部に取付けた
電動機ｈによって回動駆動される駆動軸ｉの端部に取付
けられており、電動機ｈを起動すると、上記駆動軸ｉ回
りに回転する。 隔壁ｂの下側には、上記濾過エレメントｅを収納するエ
レメント室ｊが、複数個上記駆動軸ｉを中心として円状
に並ぶように形成されている。このエレメント室ｊに
は、下部第一室側端部に、濾過エレメント内部と第一室
ｃとを連通させる第一開口ｋが、上部第二室側端部に、
濾過エレメントの外側空間と第二室ｄとを連通させる第
二開口ｌが、それぞれ設けられている。したがって、第
一室ｃ内の原水は、第一開口ｋから濾過エレメント内に
入り込み、さらに濾過エレメントｅの濾過すきまから上
記外側空間に出、その後第二開口ｌから第二室ｄに流れ
る。 一方、第二室ｄにおいて、濾過エレメントｅの駆動軸ｉ
に対する距離と同等距離駆動軸ｉから離れた位置に、上
記隔壁ｂの上面におけるエレメント室ｊの第二開口ｌと
重なりうる逆洗水噴出ノズルｍが設けられる。この逆洗
水噴出ノズルｍは、第二室ｄの外側壁から導入され、垂
直下方に延びる逆洗水導入管ｎの先端に、その端面が隔
壁ｂの上面に密着するようにして設けられる。 さらに、第一室ｃにおいて、上記逆洗水噴出ノズルｍと
同軸上の位置に、上記エレメント室ｊの下端の第一開口
ｋと重なりうる逆洗水回収ノズルｏが設けられる。この
逆洗水回収ノズルｏは、第一室ｃの外側壁から導入さ
れ、垂直上方に向けられた逆洗水回収管ｐの端部に、そ
の端面が隔壁ｂの下面に密着するようにして設けられ
る。 また、上記逆洗水導入管ｎの入口、および、逆洗水回収
管ｐの出口には、逆洗時に開状態となる弁装置ｑ，ｒが
設けられているとともに、逆洗水導入管ｎは、図示しな
い高圧逆洗水供給源に、逆洗水回収管ｐは、図示しない
開放端または低圧源に、それぞれ通じている。 通常の濾過処理時には、円盤状隔壁ｂは停止しており、
また、逆洗水導入管ｎおよび逆洗水回収管ｐの各弁装置
ｑ，ｒは閉状態となっている。このとき、第一室ｃに流
入した原水は、各エレメント室ｊの第一開口ｋから濾過
エレメントｅ内に入り込み、そしてこの濾過エレメント
ｅの濾過すきまを内側から外側に連通する際に濾過され
る。また、濾過水は、エレメント室ｊの第二開口ｌから
第二室ｄに流出し、出口管ｇから外部管路に流れる。 一方、濾過中に濾過エレメントｅの内壁に埋積する異物
は、次のようにして逆洗除去される。すなわち、円盤状
隔壁ｂをたとえばステップ回転させ、エレメント室ｊの
第二開口ｌと第一開口ｋをそれぞれ逆洗水噴出ノズルｏ
と逆洗水回収ノズルｐとに一致させるとともに、上記弁
装置ｑ，ｒを開状態として、高圧の逆洗水をエレメント
室ｊの第二開口ｌから第一開口ｋへ流すのである。これ
により、逆洗水が、濾過エレメントｅの外側から濾過す
きまを通って濾過エレメント内部に流れ込み、このとき
の逆洗水の圧力により、濾過エレメントｅの内部に付着
埋積していた異物を押し流すことができる。また、異物
を含んだ逆洗水は、エレメント室ｊの第一開口ｋから逆
洗水回収ノズルｏおよび逆洗水回収管ｐを介して外部へ
排出される。そうして、この逆洗処理が、全ての濾過エ
レメントｅについて順次行われる。

【発明が解決しようとする課題】

このように、上記従来の逆洗式濾過装置においては、処
理水系と逆洗水系とを独立させていることから、処理水
系の圧力とは無関係に濾過エレメントを逆洗することが
でき、また、逆洗中においても逆洗にかかる濾過エレメ
ント以外の濾過エレメントによって濾過処理を継続する
ことができる。したがって、濾過エレメントの洗浄にあ
たり、濾過処理を中断しなくて済む。 ところが、この従来の逆洗水濾過装置においても、次の
ような課題があった。 逆洗水は、エレメント室における濾過エレメントの外側
空間内にエレメント室上端の第二開口から下方に向かっ
て流入するので、エレメント室上方においては、逆洗水
が濾過エレメント内に流入する際の圧力が、エレメント
室下方よりも低い。そのため、濾過エレメント上部に付
着した異物を十分に除去することができず、洗浄能力に
欠ける問題があった。しかも、濾過処理時、原水は濾過
エレメント内にエレメント室下端の第一開口から上方に
向かって流入し、異物は濾過エレメントの上部に埋積し
易いことから、最も洗浄の要求される箇所において洗浄
能力が劣る不都合があったのである。 また、このように濾過エレメントの軸方向位置において
洗浄能力に差が生じることから、濾過エレメントをあま
り長くすることもできなかった。 本願発明は、以上のような事情のもとで考え出されたも
のであって、濾過処理中に濾過エレメントの洗浄を行う
ことができるとともに、濾過エレメントの洗浄をその全
体にわたりむらなく行いうるように構成された濾過装置
を提供することをその目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手
段を講じている。 すなわち、本願発明の濾過装置は、本体容器内におい
て、この容器の内部空間を第一室と第二室とに区分し、
かつ容器内周壁に摺接しながら回転する円盤状隔壁を設
け、この隔壁に複数個の筒状濾過エレメントを上記隔壁
の回転軸心を中心として円状に並ぶように取付ける一
方、これら各濾過エレメントを囲むエレメント室を設
け、このエレメント室の第一室側端部に上記濾過エレメ
ントの外側空間を第一室に連通させる第一開口を設ける
とともに、エレメント室の第二室側端部に上記濾過エレ
メントの一端を第二室に連通させる第二開口を設けた濾
過装置であって、 上記各濾過エレメントの回転円周上の所定の位置におい
て、上記各エレメント室の第二開口と順次オーバラップ
してこれに連通し、かつ上記濾過エレメントと略同一軸
線上に位置する洗浄ノズルロッド導入管を上記第二室内
に固定状に設け、上記洗浄ノズルロッド導入管が上記第
二開口と連通したときそのエレメント室の第一開口と連
通する洗浄水回収管を上記第一室内に固定状に設けてい
るとともに、 上記洗浄ノズルロッド導入管内を通って上記濾過エレメ
ント内をその軸線方向に進退する洗浄ノズルロッドを備
えたことを特徴としている。

【作用および効果】

本願発明の濾過装置の場合、本体容器内の第一室に導入
された原水は、エレメント室の第一開口からエレメント
室内における濾過エレメントの外側空間内に入り込み、
濾過エレメントの外側から濾過すきまを通過して濾過エ
レメント内に流れ込む際に濾過される。したがって、異
物は、濾過エレメントの外壁面に埋積付着する。また、
濾過水は、エレメント室の第二開口から第二室に流れ込
み、そして、第二室から外部管に排出される。 ところで、隔壁が回転して、一つのエレメント室の第二
開口が洗浄ノズルロッド導入管の位置と一致し、上記エ
レメント室の第一開口が洗浄水回収管の位置と一致して
いるとき、そのエレメント室ないし洗浄ノズルロッド導
入管と洗浄水回収管は、他の空間に対して封止されなが
ら一連に連通した状態となる。この状態においては、洗
浄ノズルロッドが、洗浄ノズルロッド導入管内を通って
エレメント室内の濾過エレメント内に進入することがで
きる。濾過エレメント内に入り込んだ洗浄ノズルロッド
からは、濾過エレメントの内壁面に向かって洗浄水が噴
き出される。この洗浄水は、濾過すきまから濾過エレメ
ントの外側に流れ出、このとき、濾過エレメントの外壁
面に付着している異物が洗浄水によって押し流されるの
で、上記異物を濾過エレメントから除去できる。そし
て、異物を含んだ洗浄水は、エレメント室の第一開口か
ら洗浄水回収管を通って外部に排出される。 この場合、洗浄ノズルロッドは濾過エレメント内をその
軸方向に自由に進退できることから、濾過エレメントの
全長わたって洗浄処理をむらなく行える。したがって、
濾過エレメントに埋積した異物を確実に除去できる。 また、洗浄ノズルロッド導入管および洗浄水回収管は、
第一室および第二室には連通していないから、他のエレ
メントによって濾過処理を継続することに何ら差し支え
はない。すなわち、濾過処理を行いながら、一部の濾過
エレメントの洗浄を行いうる。 以上のとおり、本願発明の濾過装置は、濾過エレメント
に対する洗浄能力が高く、また、その洗浄を、濾過処理
を継続しながら行うことができる。 また、濾過エレメントの軸方向位置によって洗浄能力に
差がでることもないので、従来のように濾過エレメント
の長さに制限を受けることもなくなる。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しながら具体的に
説明する。 第１図に示すように、本体容器１は、全体としてほぼ直
立の円筒状を呈しており、その内部には、内部空間を下
部第一室２と上部第二室３とに仕切る円盤状隔壁４が設
けられている。 上記第一室２の側部外壁には、原水を第一室２内に導入
するための入口管５が設けられている。また、上記第二
室３の側部外壁には、濾過水を外部に排出するための出
口管６が設けられている。 上記隔壁４は、容器１の天井板７の上部に取付けられた
電動機８によって回転駆動される駆動軸９に取付けられ
ており、電動機８を起動すると、外周が容器１の内周壁
に摺接しながら上記駆動軸９回りに回転する。 また、隔壁４の上方には、上記駆動軸９に固定状に套嵌
された円板状のエレメント保持プレート１０が所定間隔
を隔てて配置されている。そして、このエレメント保持
プレート１０と隔壁４との間に、筒状の濾過エレメント
１１を収容する筒状の内部空間を有するエレメント室１
２が、複数個上記駆動軸９を中心として円状に並ぶよう
に一体に形成されている。また、上記エレメント室１２
には、その下部第一室側端部に、第一開口１３が、上部
第二室側端部に、第二開口１４が、それぞれ設けられて
おり、上記第一開口１３によって、第一室２と濾過エレ
メント１１の外側空間が連通させられ、上記第二開口１
４によって、濾過エレメント１１内部と第二室３とが連
通させられている。 なお、図示例では、上記エレメント室１２は、上記エレ
メント保持プレート１０と隔壁４との間に介設する筒状
管によって構成している。 また、濾過エレメント１１は、たとえば、金属線をコイ
ル状に巻くとともに隣接する金属線の間に一定間隔のす
きまが形成されるように各金属線を連結部材で固定して
なる円筒状のものが使用される。ただし、本例の場合、
濾過エレメント１１は、その上下端のうち上端のみを開
口させており、これによりエレメント内部と上記第二開
口１４とを連通させている。 第二室３においては、濾過エレメント１１の駆動軸９に
対する距離と同等距離離れた位置に、エレメント室１２
の第二開口１４と同一軸線上に重なりうる洗浄ノズルロ
ッド導入管１５が設けられる。この洗浄ノズルロッド導
入管１５は、容器１の天井板７から第二室３内に延入し
ており、その先端部には、下面が上記エレメント保持プ
レート１０の上面に密着するノズル１６が挿着されてい
る。上記ノズル１６は、洗浄ノブルロッド導入管１５内
に装填された圧縮コイルバネ１７によって下方に付勢さ
れており、上記エレメント保持プレート１０に弾力的に
押し付けられている。 また、容器１の天井板７から突出する洗浄ノズルロッド
導入管１５の上端には、ピストンシリンダ１８が接続さ
れており、このピストンシリンダ１８および洗浄ノズル
ロッド導入管１５内に、洗浄ノズルロッド１９が内装さ
れている。 本例において、上記洗浄ノズルロッド１９は、上下端が
開口した筒状のピストンロッド部２０と、このピストン
ロッド部２０の下端部に取付けられた洗浄水噴射ノズル
２１と、ピストンロッド部２０の上端部に套着された大
径状のピストン部２２とを備える。 上記ピストンロッド部２０は、第２図に示すように、ピ
ストンシリンダ１８の底部にあけたロッド挿入孔１８ａ
に摺動可能に差し込まれており、上記ロッド挿入孔１８
ａから洗浄ノズルロッド導入管１５内に突入している。 また、洗浄水噴射ノズル２１は、ピストンロッド部２０
の下端螺軸部２０ａに螺着される筒状の洗浄水導入管２
３と、この洗浄水導入管２３の先端に螺着され、洗浄水
導入管２３のパイプ孔と連通する軸方向孔２４ａを有す
るノズルキャップ２４とからなる。ノズルキャップ２４
には、洗浄水導入管２３に差し込まれる筒軸部２４ｂに
上記軸方向孔２４ａに貫通する穴２４ｃが、円周方向に
適宜間隔をあけて複数個設けられている。また、上記筒
軸部２４ｂと洗浄水導入管２３の下端部内周との間、お
よび、筒軸部２４ｂの下端に形成されたフランジ状蓋体
部２４ｄの上面と洗浄水導入管２３の下端面との間に
は、一定間隔の隙間をもって構成された、上記穴２４ｃ
を介して上記軸方向孔２４ａと連通する洗浄水流路Ｓが
設けられている。そして、半径方向外方を向く洗浄水噴
射ノズル孔２５が、上記洗浄水流路Ｓの出口により洗浄
水噴射ノズル２１の全周にわたり連続的に形成されてい
る。 したがって、後述するように上記ピストンロッド部２０
内に流入する洗浄水は、上記洗浄水導入管２３は、上記
軸方向孔２４ａ、および上記洗浄水流路Ｓを通って、上
記洗浄水噴射ノズル孔２５から噴き出される。 また、上記ピストン部２２は、ピストンロッド部２０の
上端部に螺着されるナット２６，２６によって脱抜不能
にピストンロッド部２０に組付けられているとともに、
外周を上記ピストンシリンダ１８の内周壁に密着させら
れている。 そして、このピストン部２２を摺動案内するピストンシ
リンダ１８には、ピストン部２２を軸方向に挟んで、そ
の上方に、給水ポート２７が、その下方に、エアーポー
ト２８が、それぞれ設けられている。上記給水ポート２
７は図示しない高圧洗浄水供給源に弁装置を介して通じ
ており、一方、上記エアーポート２８は、図示しない弁
装置にエアーダクトを介して接続されている。また、ピ
ストンシリンダ１８内において、上記ピストン部２２の
下方には、一定の気密性をもってエアーピストン室１８
ｂが形成されている。 そうして、本例においては、上記給水ポート２７からピ
ストンシリンダ１８内に洗浄水を導入して、洗浄ノズル
ロッド１９を軸方向に進退させる。ピストンシリンダ１
８内に流入する洗浄水の水圧により、上記ピストン部２
２および洗浄ノズルロッド１９を押し下げることがで
き、また、圧縮された上記エアーピストン室１８ｂの反
発力により、洗浄ノズルロッド１９を押し戻すことがで
きる。これにより、洗浄ノズルロッド１９を、後述する
ように、洗浄ノズルロッド導入管１５から濾過エレメン
ト１１内に進入させることができる。また、このとき、
ピストンロッド部２０内にその上端開口から入り込む洗
浄水が、洗浄水噴射ノズル２１の洗浄水噴射ノズル孔２
５から噴き出されることになる。なお、洗浄ノズルロッ
ド１９の移動ストロークは、洗浄水噴射ノズル２１が濾
過エレメント１１内をその軸方向全長にわたって進退し
うるだけのものが確保される。また、洗浄ノズルロッド
１９の下降速度は、エアーポート２８に接続した上記弁
装置の開度を調整することにより、容易に調節できる。 第一室においては、上記洗浄ノズルロッド導入管１５と
同一軸線上の位置に、エレメント室１２の第一開口１３
と同一軸上に重なりうる洗浄水回収管２９が設けられ
る。この洗浄水回収管２９は、容器１の側壁から導入さ
れており、上向きに延びる先端部に、上端面が隔壁２の
下面に密着するノズル３０が軸方向スライド可能に套挿
されている。上記ノズル３０は、洗浄水回収管２９内に
装填され圧縮コイルバネ３１によって、上向きに付勢さ
れて、隔壁２に弾力的に押し付けられている。また、洗
浄水回収管２９は、弁装置３２を介して、図示しない開
放端または低圧源に通じている。 次に、以上のように構成される本濾過装置の動作につい
て説明する。 まず、通常の濾過処理時には、隔壁４は停止している。
入口管５から第一室２に流入した原水は、各エレメント
室１２の下端の第一開口１３から濾過エレメント１１の
外側空間に入り込み、そして、濾過すきまを通って濾過
エレメント内部に入り込むときに濾過される。濾過水
は、エレメント室１２の第二開口１４から第二室３に流
出し、この第二室３から出口管６を介して外部管路に流
れる。 濾過エレメント１１の外壁に原水から除去された異物が
埋積すると、この埋積物を取り除く必要がでてくる。こ
のような状況は、入口管５と出口管６の間の差圧が所定
値以上になったことを検知するなどして、容易に知るこ
とができる。したがって、上記差圧が所定値以上になっ
たときに、自動的に濾過エレメント１１の洗浄処理を行
うようにすることもできるし、また、手動で上記洗浄処
理を行うようにすることもできる。 濾過エレメント１１の洗浄は、たとえば、隔壁２を一定
時間毎にステップ回転させて各エレメント室１２の位置
を上記洗浄ノズルロッド導入管１５および洗浄水回収管
２９と一致させるとともに、これと同期して、上記給水
ポート２７に接続した弁装置および上記洗浄水回収管２
９に接続した弁装置を所定時間開状態とすることにより
行う。この状態では、洗浄ノズルロッド導入管１５およ
び洗浄水回収管２９と、エレメント室１２は、一定のシ
ール性をもって密封されている。そして、ピストンシリ
ンダ１８内に流入する洗浄水の圧力によって押し下げら
れる洗浄ノズルロッド１９が、濾過エレメント１１内に
進入し、かつ濾過エレメント１１内をその軸方向全長に
わたって往復移動する。このとき、洗浄ノズルロッド１
９の洗浄水噴射ノズル孔２５から噴き出される洗浄水
が、濾過時とは逆に、濾過すきまを通って濾過エレメン
ト１１の外側空間に勢いよく流出し、この濾過エレメン
ト外部に流れ出る洗浄水によって、濾過エレメント１１
の外壁に付着した異物が押し流される。そして、異物を
含んだ洗浄水は、エレメント室１２の第一開口１３から
洗浄水回収管２９を通って外部に排出される。そうし
て、一定時間経過すると、隔壁４がステップ回転させら
れ、次のエレメント室１２の濾過エレメント１１に対し
て、上記と同様の洗浄がなされるとともに、これが全て
の濾過エレメント１１について繰り返される。 なお、洗浄水回収管２９に接続した弁装置３０を開状態
としたとき、洗浄ノズルロッド導入管１８、エレメント
室１２および洗浄水回収管２９内の一連に連続した内部
空間は、容器１の第一室２および第二室３内における圧
力よりも低くなる。したがって、その圧力差によって、
上記各ノズル１６，３０が上記エレメント保持プレート
１０および隔壁４に対してより強く押し付けられるの
で、上記内部空間のシール性がさらに高まり、原水およ
び濾過水の上記内部空間内への漏れや、洗浄水の第一室
２および第二室３への漏れをより確実に防止できる。 また、このように、エレメント室１２と、洗浄ノズルロ
ッド導入管１５および洗浄水回収管２９の位置が一致し
ているときには、これらが外部に対して封止されている
ので、洗浄中の濾過エレメント１１以外の濾過エレメン
ト１１…によって、濾過処理を継続して行いうる。 そうして、本濾過装置においては、濾過エレメント１１
内をその軸方向全長にわたり進退させる上記洗浄ノズル
ロッド１９によって、濾過エレメント１１の洗浄を行う
ようにしているので、濾過エレメント１１を全体にわた
ってむらなく洗浄でき、その洗浄能力を極めて高い。 ところで、本願発明の範囲は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、たとえば、洗浄ノズルロッドの駆動
にあたり、エアーシリンダ装置を利用することもでき
る。また、洗浄ノズルロッドにラックを設ける一方、上
記ラックに噛合する回転ピニオンを設けて、このラック
・アンド・ピニオン機構によって、洗浄ノズルロッドを
動かすように構成することもできる。この他、洗浄ノズ
ルロッドの駆動機構に関しては、これを軸方向動させう
るものであれば、特にその型式にはとらわれない。 また、洗浄ノズルロッドには、ノズル孔を複数設けるよ
うにしてももちろんよい。さらに、上記実施例の場合、
ノズル孔を洗浄ノズルロッドの全周にわたり連続的に形
成していたが、全周にわたって形成しない場合には、洗
浄ノズルロッドを回転させながら軸方向動させるように
すればよい。 また、上記実施例の場合、第一室を下部に、第二室を上
部に設けているが、これを逆にしたり、あるいは、第一
室と第二室が左右に並ぶようにしても構わない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例の縦断面図、第２図は実施例
に係る洗浄ノズルロッドおよびその周辺部の断面図、第
３図は従来例を示した図である。 １……容器、２……第一室、３……第二室、４……隔
壁、１１……濾過エレメント、１２……エレメント室、
１３……第一開口、１４……第二開口、１５……洗浄ノ
ズルロッド導入管、１９……洗浄ノズルロッド、２９…
…洗浄水回収管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体容器内において、この容器の内部空間
   を第一室と第二室とに区分し、かつ容器内周壁に摺接し
   ながら回転する円盤状隔壁を設け、この隔壁に複数個の
   筒状濾過エレメントを上記隔壁の回転軸心を中心として
   円状に並ぶように取付ける一方、これら各濾過エレメン
   トを囲むエレメント室を設け、このエレメント室の第一
   室側端部に上記濾過エレメントの外側空間を第一室に連
   通させる第一開口を設けるとともに、エレメント室の第
   二室側端部に上記濾過エレメントの一端を第二室に連通
   させる第二開口を設けた濾過装置であって、 上記各濾過エレメントの回転円周上の所定の位置におい
   て、上記各エレメント室の第二開口と順次オーバラップ
   してこれに連通し、かつ上記濾過エレメントと略同一軸
   線上に位置する洗浄ノズルロッド導入管を上記第二室内
   に固定状に設け、上記洗浄ノズルロッド導入管が上記第
   二開口と連通したときそのエレメント室の第一開口と連
   通する洗浄水回収管を上記第一室内に固定状に設けてい
   るとともに、 上記洗浄ノズルロッド導入管内を通って上記濾過エレメ
   ント内をその軸線方向に進退する洗浄ノズルロッドを備
   えたことを特徴とする、濾過装置。
2. 【請求項２】上記洗浄ノズルロッド導入管にピストンシ
   リンダを接続している一方、 上記洗浄ノズルロッドに、上記ピストンシリンダの内周
   壁に密着しながらこれにスライド案内される大径状のピ
   ストン部を設けるとともに、 上記ピストンシリンダに、上記ピストン部よりも上死点
   側の位置において給水ポートを設けて、上記洗浄ノズル
   ロッドを軸方向動させうるようになした請求項１に記載
   の濾過装置。