JPS6233509A - 遠心式自浄フイルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は濾材表面に沈積しようとする流体中の混在異物
を、濾過操作中に自動的に除去させることのできる遠心
式自浄フィルタ装置に関する。

［従来の技術］ ポンプを使用して圧送される流体の流路に除塵用フィル
タを介在させることによって流体の移送と流体中に混在
する異物の除去とを同時に行うことは、あらゆる産業分
野に亘って広く行われている。この種のフィルタとして
は回転ドラムの外周面に濾布を巻きつけたものとか、フ
レーム体に濾材を張設したもの、あるいは一端が封止さ
れた短筒状の金網製フィルタエレメントの開口端にカー
トリッジ式の取付用基部を接合させたものなどが使われ
てきた。

［発明が解決しようとする問題点コ 上記の如き従来の除塵用フィルタは、濾過すべき流体中
に混在する異物の粒径が小さければ小さい程網目の細か
い濾材を必要とし、殊に異物混入量が多い場合には短期
間で濾材の表面に異物が堆積して濾過能力が著しく低下
するので、甚だしい時間と労力の浪費を伴うフィルタの
洗浄作業を頻繁に繰返さなければならず、濾過作業能率
低下の一要因をなしていた。

本発明は濾過作業中に濾材表面に沈積しようとする被濾
過液中の異物を自動的に排除させるための機構を備えた
、いわば自浄式の流体源適用フィルタを提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段１ 上記の目的を達成するために本発明の遠心式自浄フィル
タ装置は、中空筒体の周壁面に濾材を取付けると共に、
筒軸部に筒体の内部空間とポンプの吸入口とを結ぶため
の連通手段を設けた筒状フィルタと、前記筒状フィルタ
の内周面に接して回転し、該回転方向に向って前記内周
面に対して末広がりの取付は角度を有する複数個のブレ
ードを植設した回転体と、前記回転体の回動用水中モー
タとを備えてなり、被濾過流体中に浸漬させて使用する
構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 上記の如き構成を備えた遠心式自浄フィルタ装置は、筒
状フィルタに取付けられている連通手段をポンプ吸入口
に連接させた状態のもとに被濾過液中に浸漬させたうえ
、ポンプを起動さぜると共に回転体を回動させると、ポ
ンプの吸引力によって中空筒体の外側に位置する被濾過
液は濾材による濾過作用を受けながら筒状フィルタ内に
吸入される。一旦吸入された濾過液のうち回転体に植設
されたブレードと筒状のフィルタの内周面に挟まれたク
サビ形状の空隙に存在する液は、ブレードの回転に伴っ
て圧縮作用力および遠心作用力を受けることによって再
び濾材の網目を通って筒状フィルタの外側に押しもどさ
れる。この時網目に詰っていた被濾過液中の混入異物は
押しもどされる液の圧力によって脱落し、フィルタの自
己浄化作用が営まれる。

従って従来の濾過装置の如く濾過運転中に急速に起こる
濾材の目詰り状態を除くために、頻繁に濾材の浄化操作
を行わなければならないという不都合が解消され濾過作
業能率が著しく向上される。

また回転体の回動用モータは、回転体と共に被濾過液中
に浸漬状態にあるので、筒状フィルタの内空部に被濾過
液を吸引する原動力となる減圧状態をこの内空部に生じ
させるためのシール部材は不要化する。

［実施例］ 以下に付図に示す実施例に基づいて本発明の構成を具体
的に説明する。

第１図は本発明による一実施例装置の部分側断面図、第
２図は第１図の（イ）−（イ）断面図であって、１は筒
状フィルタであり、閉鎖された内空部（濾材を準気密材
料とすれば）を有する偏平な円筒体をなしており金属や
硬質合成樹脂などで作られている。１ａは筒状フィルタ
１の周壁面に一定間隔を隔てて設けられた縦長のスリッ
ト群であって、スリット１ａの開口には濾材２が張設さ
れている。濾材２はこの実施例では様々な網目の大きさ
を備えた帯状の金網や濾布などからなり、筒状フィルタ
１の外周面に巻きつけられている。３は筒状フィルタ１
の頂面壁体１ｂの筒袖部に取付けられた配管継手であっ
て、ポンプの吸入口への連通手段をなしている。３３は
この連通手段とポンプ吸入口を結ぶ配管である。

４は円盤状をなす回転体であって、筒状フィルタ１の底
部壁体１Ｃの上面に近接して組込まれている。５は円盤
状の回転体４の外周縁部に一定間隔を保って植設された
ブレードであって、この実施例では巾方向に円弧形状を
備えた縦長帯状板からなり、ボルト６を用いて回転体４
に固定されている。

７は回転体４の回動用の無段変速型水中モータであって
、モータケーシング１１内にボルト１０を用いて取付け
られている。１２はケーシング１１内の空隙充填用パツ
キン材である。ケーシング１１は筒状フィルタ１の外周
壁面１ｄの延長用部分として一体的に形成させてもよい
し、別個に作成してもよい。

８は水中モータアの出力軸であって、筒状フィルタ１の
底面壁１Ｃの筒軸部に設けた軸孔から上方に突出させ回
転体４に設けた軸孔に挿嵌させたうえ、ナツト９によっ
て回転体４を締結させている。１３はモータ７への配電
線である。

第３図は本発明装置の使用状況を例示した見取図であっ
て、３０は濾過槽、３１は被濾過液、４０は濾過用ポン
プ、３４は濾過済液の貯槽、１４は水中モータγの制御
箱である。

次に上記実施例装置の作動について説明する。

装置を第３図に例示したようにセットし、ポンプ４０の
吐出口部に取付けたこの図で省かれている吐出バルブを
絞り込んだ状態のもとに、ポンプ４０の駆動用モータを
起動させると同時に回転体４の回動用無段変速モータ７
を低速でスタートさせる。

筒状フィルタ１内が濾過液で満されておらず濾材２の網
目が極めて細かい場合には、あらかじめ筒状フィルタ１
の内空部を濾過液で満しておく。

濾材２による被濾過液中の混入異物の除去能力・は、濾
材１の網目に混入異物がある程度沈着して網目が狭めら
れることによって向上するので、幾分かの貢物沈着はむ
しろ好ましい。装置の起動後モータ７の制御装置を操作
して回転体４を第２図に矢印（ロ）で示された方向に向
けて次第に回転数を高めて行くと、回転体４の周縁部に
は筒状フィルタ１の内周面に近接させるようにして、且
つこの内周面に漸近するような取付は角度をもってブレ
ード５が植設されているので、ポンプ４０の吸引力によ
ってフィルタ１内に吸入された濾過液のうち、このブレ
ード５とフィルタ１の内壁面との間に形成されたクサビ
状空隙に存在する濾過液は矢印（ハ）で示された如くク
サビ状空隙に押し込まれるような作用力を受けることに
なって液圧が上昇し、遂には矢印すで描かれているよう
に濾材２の網目からフィルタ１の外側に向けて押し出さ
れるに至る。そしてこの時網目に詰っていた異物もまた
網目から押し出されて脱落し、いわばフィルタの自浄作
用が営まれることになる。回転体４の回転数が更に上昇
すれば、ブレード５の表面に生ずる遠心作用力が上記の
液体の抑圧作用力に付加されることとなって自浄作用力
は一段と増強される。

ところで前述の如く濾材２の表面への貢物の幾分かの沈
積を許容して異物の除去能力を高めることは望ましいが
、一方では濾過作業の効率化という要求もあるので、濾
過済みの液体中の異物残存量をチェックしながら、回転
体４の回転数を調節し、同時に吐出バルブの開度も変化
させて筒状フィルタ１の内空部に吸入された後遠心作用
力によて押しもどされることなくとどまった濾過液量と
ポンプ４０からの吐出量とのバランスを計る。

濾過槽３０内の被濾過液３１には濾材２の表面に一旦吸
着されようとして前述の如く脱落させられた異物が次第
に蓄積されて来るので、一定期間毎に別の一時貯溜タン
クに移し替えたうえで、沈降法や濾過法等によって異物
を分別させるか、または濾過槽３０の休止時を利用して
この槽内で蓄積５を物の除去作業を行うようにしてもよ
い。もっとも濾過槽３０に該当するのが広い池や河川な
どであれば、そのような処置は不要である。

本発明装置の特徴はフィルタに自浄機能が付与されてい
ることの他に、この自浄作用を営ませるための回転体４
の駆動に水中モータ７が採用されている点にも存する。

被濾過液３１が濾材２の１過抵抗にさからって透過させ
られる原動力となるものは、ポンプ４０による吸引力で
あり、この吸引力によって濾材２を境に濾過槽３０側と
筒状フィルタ１の内空部側との間に圧力勾配が生じて液
の透過が可能となる。したがって、この内空部は大気か
ら遮断される必要があるが、回転体４の回動用モータ７
が水中にあればその回転軸部の気密シール手段は不要化
させられる。

次に上記実施例に示された構成を備えたテスト装置を使
って、回転体４を回転させた場合と回転させなかった場
合の装置の濾過能力（吐出（至））の経時変化を比較し
たいくつかの実験の結果を、各実験条件の一覧表として
の表１と、これらの各々の実験について求めたポンプ吐
出量対運転時間の相関グラフとして第４図ないし第７図
を参照しながら説明する。各グラフは同一条件のもとで
５回繰り返して行われた実験の測定値をプロットし、こ
のプロットの分布領域を帯状斜線領域として（イ）〜（
ト）の如く表示した。

表１のＮ０１１の実験結果を図示した第４図において、
回転体４を回転させなかった場合には帯状グラフ（ロ）
にみられるように、装置の作動直後から吐出間は減少の
一途をたどり、約４分後に半減し、８分後には１７１０
程度に低落しているのに対して、回転体４を２００ｒｐ
Ｈｌで回転させた場合には、グラフ（イ）に描かれてい
るように１０分経過した後においても目立った吐出量の
低下はみられず、本発明装置の濾過性能の卓抜さが明確
に読みとれる。

第２および第３の実験は第１の実験に混入異物として使
われた鉄粉に較べてはるかに濾材２に目詰りを生じさせ
やすい紙バルブを用いたので、回転体４の自浄作用の降
下は第５図と第６図にそれぞれ明らかなように、回転体
４を回転させた場合と回転させない場合のグラフ（ハ）
と（ニ）および（ホ）と（ロ）とでは極端なまで経時下
降曲線の傾度が相異している。

第４の実験は、回転体４の回転数と吐出量以外は第３の
実験と同一のテスト条件に保たせて回転数と濾過性能の
相関性を求めるべく行ったものである。そのテスト結果
をまとめた第７図にみられるように、回転体４の回転数
が８００ｒｐｍ時には１０分経過後にもグラフＡにみら
れるように目立った濾過能力の低下は認められず、４０
０ｒｌ）＋１時のグラフ８もグラフＡに較べてさして相
異がな（１００ｒｐ１時のグラフＤに到って始めて５分
経過後に濾過性能は運転開始時の８０％内外にまで低下
するものの以後はこの能力水準に維持されており、回転
数零時のグラフ（ト）とは較ぶべくもないことが示され
ている。勿論回転体４の最適回転数は濾過条件の相異す
る毎に変動するがいくつかの実験結果を総合的に勘案す
れば、２００〜４００ｒｐｍの範囲においてすこぶる優
秀な濾材の自浄能力を生ずるものと解される。勿論それ
以上に回転数を上げれば更に幾分かの性能向上が期待さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例装置の部分的断面図、第
２図は第１図の（イ）−（イ）断面図、第３図は第１図
の装置の使用方法を例示した見取図、第４図ないし第７
図は本発明装置と従来装置の濾過能力の比較実験データ
グラフである。 図中　１・・・筒状フィルタ　２・・・濾材　３・・・
連通手段　４・・・回転体　５・・・ブレード　７・・
・水中モータ　１１・・・モータケーシング 第３図 第１図 第２図 第４図 第６図 運粗咋闇 手続補装置 １、事件の表示　　昭和６０年特許願第１７１６３０号
２、発明の名称 遠心式自浄フィルタ装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　愛知県蒲郡市旭町１５番１２号氏　名　　飯島
精密工業株式会社 代表者　飯嶋利行 ４、代理人〒４６５電話０５２−７０４−１５５１住　
所　名古屋市名東区−社三丁目９６番地氏名弁理士（８
００４）石黒健二 ５、補正命令の日付　　自発 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１４ページ第８行目と第９行目の間に次の文章
を加入する。 「 上記実施例では濾材２として金網や濾布、セラミック濾
過材などの機械的な濾過作用力を備えた材料が用いられ
ているが、化学的濾過作用力を持った濾材、例えばイオ
ン交換膜を使用することもできる。 イオン交換膜は海水の淡水化のための電気透析用隔膜や
、食塩溶液の電解用隔膜、或は工場排水中の有害成分除
去などなどに広く使われているが、イオン交換膜もまた
流体に対する濾材としての機能を果たす以上、その微細
な多孔質構造の各微小孔に異物（スケール）が次第に沈
着してくることは避けられない。 そこで例えば海水の淡水化や硬水の軟水化、或は水道水
を純水ないしは超純水にまで精製する目的などのために
、濾材２としてイオン交換膜を取付けた本発明装置を使
用すれば、上記のスケールが膜面に次第に堆積してくる
ことによるイオン交換効率の経時的低下を著しく抑制す
ることが可能になる。この場合、イオン交換膜としてセ
ラミック濾過材、合成繊維やガラス繊維製のネットなど
で補強させたものを単独で使用してもよいし、金網や布
製の濾材に積層さぜた状態で装置に取付けてもよい。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中空筒体の周壁面に濾材を取付けると共に、筒軸部
   に筒体の内部空間とポンプの吸入口とを結ぶための連通
   手段を設けた筒状フィルタと、前記筒状フィルタの内周
   面に接して回転し、該回転方向に向つて前記内周面に対
   して末広がりの取付け角度を有する複数個のブレードを
   植設した回転体と、 前記回転体の回動用水中モータとを備えてなり、被濾過
   流体中に浸漬させて使用することを特徴とする遠心式自
   浄フィルタ装置。