JPH0642930B2 - 液体浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は液体浄化装置にかかり、特に、空調機、冷凍
機、各種産業機械などの冷却水循環系に用いて好適な液
体浄化装置に関するものである。

「従来の技術」 上記用途に用いられる冷却水は、水資源保護の見地か
ら、クローズドサイクル中を循環させながら大気との間
の熱交換を繰り返しつつ使用されるのが一般的である。

すなわち、上記各種機械の所定箇所を通過することによ
り熱交換された冷却水は、クーリングタワーと呼ばれる
装置を通過することにより大気と接触し、その一部が水
蒸気として大気中に放出されることにより冷却され、そ
の後、回収されて再度冷却水として使用されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記クーリングタワーは、冷却水を大気に接
触させて熱交換するという機能上、大気に対して大きな
接触面積を持つものであるから、大気中を浮遊する粉
塵、木の葉、昆虫などの異物を熱交換中の冷却水に混入
させてしまうことが避けられず、これらの異物が冷却水
の循環系に詰まることによってその冷却能力が損なわれ
る場合がある。また前記冷却水は、クーリングタワーを
通過することによって大気中の二酸化炭素が徐々に溶解
して行くことによりそのＰＨが低くなることが避けられ
ず、このような低ＰＨの冷却水の循環により、冷却水循
環系の配管中に金属酸化物のスケールが発生し、このス
ケールが前記異物と同様の障害を引き起こす場合があり
得る。

したがって、クーリングタワーを用いた冷却水循環系に
あっては、定期的に設備を停止させて、上記各種異物や
スケールを除去するための清掃作業を行わなければなら
ないという問題があった。

本出願人は上記事情に鑑み、先に、平成１年特許願第２
５２６０号（平成１年２月３日出願）において『冷却水
通過装置』を提案した。本発明は上記先の出願をさらに
改良し、クーリングタワーを備えた冷却水循環系から異
物を除去して、その稼働率を高めるとともに、その配管
への取付性を向上させることを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本願の特許請求の範囲第１項
記載の発明は、 液体流入口と液体流出口とを備えた中空状のケーシング
内の前記液体流入口側に連通する内部空間と前記液体流
出口側に連通する内部空間とを区切る面内に、両内部空
間を互いに連通させる多数の微小な通路を備えた濾過板
を設け、該濾過板の前記液体流入口側に、濾過板の表面
との間に微小な間隔をおいて面方向に相対的に移動する
か摺動し、かつ濾過板と交差する方向に向けられたかき
取り板を設けてなり、該かき取り板は、前記濾過板に対
する相対移動の方向に向かって、その長手方向一端部と
他端部との位置を前後に互いにずらして配置された構成
としてなるものである。

特許請求の範囲第２項記載の発明は、特許請求の範囲第
１項記載の発明において、 前記ケーシングおよび濾過板は、互いに軸線を同じくす
る筒状をなし、前記かき取り板は、前記濾過板の半径方
向に沿って設けられるとともに、円周方向に沿って移動
する構成としてなるものである。

特許請求の範囲第３項記載の発明は、特許請求の範囲第
２項記載の発明において、 前記濾過板は前記ケーシングに固定され、前記かき取り
板は、濾過板の外側に軸線を同じくして配置された支持
フレームの内側に、濾過板の半径方向に向かって突出さ
せて配置されるとともに、濾過板の軸線と平行な方向に
沿う一端と他端とが、濾過板の軸線を含む平面に対し
て、濾過板の円周方向に沿って前後に位置をずらして配
置された構成としてなるものである。

特許請求の範囲第４項記載の発明は、特許請求の範囲第
２項記載の発明において、 前記濾過板は前記ケーシングに固定され、前記かき取り
板は、濾過板の内側に軸線を同じくして配置された支持
フレームの外側に、濾過板の半径方向に向かって突出さ
せて配置されるとともに、濾過板の軸線と平行な方向に
沿う一端と他端とが、濾過板の軸線を含む平面に対し
て、濾過板の円周方向に沿って前後に位置をずらして配
置された構成としてなるものである。

特許請求の範囲第５項記載の発明は、特許請求の範囲第
３項および第４項記載の発明において、 前記かき取り板には、これと一体に回転して内部の液体
に遠心力を作用させる羽根車が固定された構成としてな
るものである。

「作用」 特許請求の範囲第１項記載の発明の構成によれば、 液体流入口から液体流出口へ向かう液体は濾過板の微細
な通路を通過し、また、液体中の異物は、前記通路を通
過し得ないため、濾過板の液体流入口側の面に付着す
る。そして付着した異物は、濾過板の面方向へ移動する
かき取り板と衝突することにより、あるいは、かき取り
板と濾過板の表面との間で押し潰されて微細化され、液
体とともに前記通路を通過することができる。さらに前
記かき取り板は、その移動方向に対して傾斜して設けら
れているから、濾過板表面の異物に通路を通過する方向
への圧力を作用させて、その通過を促進する。

特許請求の範囲第２項ないし第４項記載の発明の構成に
よれば、 筒状の濾過板の外周もしくは内周でかき取り板をモータ
などによって回転運動させることにより、濾過板の表面
に付着した異物を微細化することができる。

特許請求の範囲第５項記載の発明の構成によれば、 かき取り板と一体に設けられた羽根車によって液体に運
動エネルギーが与えられるから、濾過板の微小な通路を
通過することによる液体の圧力損失が回復される。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもので
ある。

この浄化装置は、第１図にその外観を示すように、モー
タ１と、このモータ１に対して同軸状に固定された下
段、中段、上段の筒状部２・３・４とから構成されてい
る。また前記各筒状部（以下必要に応じてこれらをケー
シングを総称する）２・３・４は、第２図に示すよう
に、モータ１の端部に固定されたボルト５を貫通させて
ナット６で締め付けることによりモータ１と一体に固定
されている。

前記下段筒状部２の側部には、液体流入口７が半径方向
に貫通して設けられており、この液体流入口７には、冷
却水循環系の一部をなす配管８がねじ込まれている。ま
た中段筒状部３の側部には、液体流出口９が接線方向に
貫通して設けられ、さらに上段筒状部４の上部には液体
流出口１０が軸線方向に貫通して設けられている。なお
これらの液体流出口９および１０は、装置に接続される
配管の方向などにより択一的に使用され、使用されない
側の液体流出口９・１０は、盲フランジあるいはプラグ
などにより密閉される。

一方、前記下段筒状部２内には、モータ１の駆動軸１１
が突出し、この駆動軸１１の周囲はオイルシール１２に
よりシールされて、前記ケーシング内の液体がモータ１
内へ侵入のを防止するようになっている。また前記駆動
軸１１にはブレード支持体１３が固定されている。この
ブレード支持体１３は、前記駆動軸１１にナット１４に
より固定されるフランジ部１５と、該フランジ部１５と
軸線を同じくする円筒面に含まれる複数のアーム１６と
から構成され、これらのアーム１６は、円周方向に所定
の間隔をおいて複数（図示例では４枚）設けられてい
る。また各アーム１６には、前記円筒面の半径方向内方
に突出するブレード（かき落とし板）１７がそれぞれ固
着され、これらのブレード１７は、その一端（第４図の
上端）と他端（第４図の下端）とで、進行方向（第４図
矢印で示す回転方向）に向かって位置をずらして配置さ
れている。すなわち前記ブレード１７は、回転中心軸に
対して平行な直線（第４図鎖線Ａ）に対してαの角度を
なすように傾けられており、この角度αには、好ましく
は、１度〜数度程度の僅かな角度が選択されている。

一方、前記中段筒状部３の底部には、中央が開口された
フランジ部１８が設けられており、このフランジ部１８
の下面には、前記ブレード１７の先端が含まれる円筒面
よりも外径の小さな筒体１９が設けられ、この筒体１９
には流体を流通させるべく多数の貫通孔２０が形成され
ている。さらに、前記筒体１９と前記ブレード１７との
間には、筒体１９の外周に巻回された濾過網２１が設け
られ、この濾過網２１の外周面は、前記ブレード１７の
先端を含む円筒面との間に僅かな（例えば１ｍｍ以下
の）隙間が設けられている。そして前記濾過網２１は、
ケーシングの内部を、液体流入口７と連通された空間
と、液体流出口９と連通された空間とを仕切る面の一部
をなし、これら両空間が前記濾過網２１の空隙部によっ
て連通されるようになっている。

このような構成とされた液体浄化装置が設けられた配
管、例えばクーリングタワーを経由する冷却水配管にお
けるクーリングタワーから冷凍機へ向かう配管中に設け
られる。この配管中で流入口８からケーシング内に流入
した液体中の異物が濾過網２１に捕捉されて、液体のみ
が通過するとともに、濾過網２１に捕捉された異物が、
その周囲を移動するブレード１７により粉砕され、さら
に、ブレード１７に設けられた傾斜により、半径方向内
方へ付勢されて濾過網２１を通過し、再度循環されるこ
とになる。そして、濾過網２１の目が配管（特に熱交換
器などの細かい配管）の内径より小さくされている限
り、理論上、配管に詰まりが生じることはない。さら
に、このような処理の繰り返しにより、大気開放状態に
クーリングタワーから混入した種々の異物が細かく砕か
れて、クーリングタワーの液体滞留部の底にヘドロ状に
堆積することになる。したがって、このクーリングタワ
ーの清掃などに際して前記ヘドロ状の堆積物を除去する
作業を行うことにより、濾過網２１の交換などのメイン
テナンス作業を行うことなく、連続的に浄化装置を運転
することができる。

次いで、第５図は本発明の第２実施例を示すものであっ
て、この実施例では、配管中に浄化装置を設けることに
より生じた圧力損失に相当する圧力を回復させるべく、
ポンプ機構を設ける方式が採用されている。

すなわち実施例では、モータ１の駆動軸１１′がケーシ
ングの上方（中段筒状部３の内部空間）まで延長されて
おり、この延長された部分には、濾過網２１をくぐって
軸線方向へ移動する流体に遠心力を作用させる羽根車３
０が固定され、この羽根車３０の回転によって、ケーシ
ング内の流体が中段筒状部３の接線方向に押し出される
ようになっている。なおこの場合、羽根車３０によって
与えられる圧力を有効に利用すべく、中段筒状部３の接
線方向に設けられた液体流出口９に配管を接続し、上端
筒状部３の軸線方向に設けられた液体流出口１０を閉鎖
するのはいうまでもない。

このように、浄化装置内にポンプ機構を設けることによ
り、例えばクーリングタワーを経由する既設の冷却水循
環系の循環ポンプに充分な圧力の余裕がない場合にも、
本願の浄化装置を配管ラインに設けることができる。ま
た、新設の冷却水循環系にあっては、その所要圧力が小
さい場合には、浄化装置に内蔵された前記ポンプ機構か
ら流体に与えられる圧力を利用して冷却水を循環させ、
循環ポンプを省略することも可能である。

さらに、第６図は本発明の第３実施例を示すものであ
る。

この実施例は、前記第１実施例あるいは第２実施例のよ
うな濾過網の外周でブレードを回転させる方式に代え
て、中段筒状部３′に設けられた筒状１６′の内側に濾
過網２１′を設け、さらに、この濾過網２１′にブレー
ド支持体１３′を設けてブレード１７を回転させるよう
にしたものである。なおこの場合、中段筒状部３′内が
液体流入口（図示略）側の内部空間となり、また、下段
筒状部２の開口部が液体流出口７となり、配管に対し
て、前記第１実施例あるいは第２実施例と逆の接続とな
って、図中矢印で示すような流れがケーシング内に生じ
る。

このように濾過網２１′の内側でブレードを回転させる
方式にあっては、その構造上、上段筒状部４を取り外す
ことにより濾過網２１′を外部に露出させることができ
るから、前記第１実施例あるいは第２実施例のもの（上
段筒状部４と中段筒状部３との両方を取り外さなければ
濾過網２１が露出しない）に比して、濾過網２１′の交
換などのメインテナンス作業が容易になる。

なお、上記各実施例では濾過板として網を用いたが、こ
の網に代えて、第７図の第４実施例、あるいは、第８図
の第５実施例に示すような微小な貫通部を持ったフィル
ターを使用してもよい。すなわち第７図に示す濾過板４
０は、前記各実施例において中段筒状部３に設けられた
筒体１６に前記濾過網２１に代えて取り付けられるもの
であって、筒状の本体４１に多数の貫通孔４２を設けた
構造となっている。また第８図に示す濾過板４３は、同
じく筒状の本体４４に多数のスリット４５を設け構造と
なっている。なおこれらの濾過板４０・４３は、前記筒
体１６に取り付ける方式ではなく、筒体そのものに貫通
孔もしくはスリットを形成する方式あってもよいのはも
ちろんである。

「変形実施例」 上記各実施例では濾過板を固定し、ブレード（かき落
とし板）を移動させる方式としたが、これらを相対的に
移動させる方式であれば、濾過板側を移動させ、あるい
は、両方を移動させる方式であってもよい。

ケーシングの具体的構造、例えば、その外観や、下
段、中段、上段の筒状部の分割構造、さらには、液体流
入口、液体流出口の配置は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し
てもよい。

かき取り板と濾過板との間の間隙は、これを小さくす
る程、異物をより微細化することができるが、これにと
もなってその駆動力（モータの容量）も大きくなるか
ら、異物の混入状況や、設置場所の電源条件に応じて最
適な間隙を選択することが望ましい。また、間隙をゼロ
にする、言い換えれば、かき取り板と濾過板とを摺動さ
せるようにしてもよいのはもちろんである。

かき取り板と濾過板とは微小な間隙を持って相対移動
しているから時に接触することがあり、あるいは常時接
触状態で相対移動していることもあるから、また、異物
と衝突することもあるから、耐摩耗性を考慮して、例え
ば、かき取り板の先端、濾過板の表面に超硬金属、セラ
ミックなどの硬質材料を適用することも、装置の寿命延
長の面で有効である。また、かき取り板と濾過板とを摺
動させる場合には、特に有効である。さらに、メインテ
ナンス性を考慮して、かき取り板、濾過板の内、構造
上、その取り換えが容易な側を相対的に軟質の材料によ
り構成するようにしてもよい。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本願の特許請求の範囲第
１項〜第５項記載の発明の構成によれば、下記の効果を
奏する。

イ．濾過板の液体流入口側の面をかき取り板が移動する
から、濾過板中の微小な通路を通過し得なかった異物を
かき取り板により微細化しつつ、通路へ押し出すことが
できる。

ロ．かき取り板が移動方向に対して傾斜しているから、
その移動とともに異物を強制的に通路へ押し込むことが
できる。

ハ．濾過板およびかき取り板を回転体状に形成した場
合、装置全体が配管に近似した円筒状の形状となるか
ら、配管の途中などに格別な特出部を設けることなく容
易に取り付けることができるとともに、両者の回転運動
により容易に相対移動させることができる。

ニ．かき取り板と一体に回転する羽根車を設けることに
より装置の設置に伴う配管の圧力損失を回復させること
ができるから、既存設備にあっては、循環ポンプなどの
負荷を増大させることなく設置することができ、また、
新設の設備にあっては、循環ポンプとしての機能を果す
こともできる。

ホ．上記各種効果により、特に、クーリングタワーを備
えた冷却水循環系に好適に用いられて、熱交換器中の微
小な配管などへの異物の詰まりを防止し、その故障を防
止して稼働率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は正面図、第２図は軸線を含む断面の矢視
図、第３図は第２図のIII−III線に沿う矢視図、第４図
は円筒状をなすブレード支持体の展開図、第５図は本発
明の第２実施例の軸線を含む断面の矢視図、第６図は本
発明の第３実施例の軸線を含む断面の矢視図、第７図は
本発明の第４実施例に適用される濾過板の展開図、第８
図は本発明の第５実施例に適用される濾過板の展開図で
ある。 １……モータ、２……下段筒状部、３・３′……中段筒
状部、４……上段筒状部、７……液体流入口、１０……
液体流出口、１１・１１′……駆動軸、１３・１３′…
…ブレード支持体、１５……フランジ部、１６……アー
ム、１７……ブレード(かき取り板)、１９……筒体、２
０……貫通孔(通路)、２１・２１′……濾過網(濾過
板)、３０……羽根車、４０……濾過板、４２……貫通
孔（通路）、４３……濾過板、４５……スリット(通
路)。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体流入口と液体流出口とを備えた中空状
   のケーシンング内の前記液体流入口側に連通する内部空
   間と前記液体流出口側に連通する内部空間とを区切る面
   内に、両内部空間を互いに連通させる多数の微小な通路
   を備えた濾過板を設け、該濾過板の前記液体流入口側
   に、濾過板の表面との間に微小な間隔をおいてもしくは
   摺動しつつ面方向に相対的に移動しかつ濾過板と交差す
   る方向に向けられたかき取り板を設けてなり、該かき取
   り板は、前記濾過板に対する相対移動の方向に向かっ
   て、その長手方向一端部と他端部との位置を前後に互い
   にずらして配置されたことを特徴とする液体浄化装置。
2. 【請求項２】前記ケーシンングおよび濾過板は、互いに
   軸線を同じくする筒状をなし、前記かき取り板は、前記
   濾過板の半径方向に沿って設けられるとともに、円周方
   向に沿って移動することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の液体浄化装置。
3. 【請求項３】前記濾過板は前記ケーシングに固定され、
   前記かき取り板は、濾過板の外側に軸線を同じくして配
   置された支持フレームの内側に、濾過板の半径方向に向
   かって突出させて配置されるとともに、濾過板の軸線と
   平行な方向に沿う一端と他端とが、濾過板の軸線を含む
   平面に対して、濾過板の円周方向に沿って前後に位置を
   ずらして配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の液体浄化装置。
4. 【請求項４】前記濾過板は前記ケーシングに固定され、
   前記かき取り板は、濾過板の内側に軸線を同じくして配
   置された支持フレームの外側に、濾過板の半径方向に向
   かって突出させて配置されるとともに、濾過板の軸線と
   平行な方向に沿う一端と他端とが、濾過板の軸線を含む
   平面に対して、濾過板の円周方向に沿って前後に位置を
   ずらして配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の液体浄化装置。
5. 【請求項５】前記かき取り板には、これと一体に回転し
   て内部の液体に遠心力を作用させる羽根車が固定された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項および第４項記
   載の液体浄化装置。