TWI526238B - 使用深層過濾器之過濾單元及使用深層過濾器之過濾裝置 - Google Patents

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Description

使用深層過濾器之過濾單元及使用深層過濾器之過濾裝置
本發明係關於使用深層過濾器對水等進行過濾之過濾單元及使用深層過濾器之過濾裝置。
專利文獻1揭示一種使用深層過濾器之過濾裝置。
如第9圖所示，此過濾裝置具有深層過濾器102及收容此深層過濾器102之筐體104。深層過濾器102係上下延伸之圓筒狀。另外，深層過濾器102之上端開放，下端封閉。筐體104具有：本體部106，其內部收容深層過濾器102；及過濾水取出部108，其將藉由深層過濾器102所過濾後之水(過濾水fw)朝筐體104之外部引導。於本體部106中，原水(過濾前之水)rw係自深層過濾器102之外周面102a朝中空部(被深層過濾器102之內周面102b所圍的區域)103流動。過濾水取出部108係設於深層過濾器102之上側，將過濾水fw自中空部103朝筐體104之外部引導。
於此過濾裝置100中，當原水rw供給於筐體104之本體部106內時，則原水rw係自外周面102a朝向中空部103通過深層過濾器102。此時，原水rw內含有之顆粒等的異物被深層過濾器102所捕捉，藉此對原水rw進行過濾。具體而言，原水rw內含有之顆粒等的異物，於原水rw通過深層過濾器102時，藉由水流(亦即，來自原水rw的壓力)壓入深層過濾器102之內部，並由構成深層過濾器102之纖維所捕捉。
過濾水取出部108係藉由將到達中空部103之過濾水(被過濾的水)fw朝筐體104之外部引導，而可獲得過濾水fw。
一般在過濾裝置中，要求能提高處理能力(每單位時間之過濾流量)。為此，於使用該深層過濾器102之過濾裝置100中，為了提昇處理能力，當增加處理流量(供給於筐體104之本體部106的原水rw之流量)時，則過濾精度降低。這是因為增加自外周面102a朝中空部103通過深層過濾器102的原水rw之通過流量，會造成原水rw之壓力增高，若為習知之處理流量，則深層過濾器102內所捕捉之顆粒等會通過深層過濾器102而被擠出中空部(出口側)103。
先前技術 專利文獻
專利文獻1 日本專利特開2010-207800號公報
本發明之目的在於，提供一種不會招致過濾精度之下降，卻能提高處理流量之使用深層過濾器的過濾單元及使用深層過濾器之過濾裝置。
根據本發明之一局面的使用深層過濾器的過濾單元，係對原水進行過濾而生成過濾水，該過濾單元具備：一個或複數個筒狀之深層過濾器，其兩端開放；及筐體，其收容該深層過濾器。另外，該筐體具有：分隔構件，其將該筐體之內部空間分隔為一對第1空間、及第2空間，該一對第1空間係在收容於該內部空間之該深層過 濾器的兩端側與藉由該深層過濾器之內周面所區劃之出口側空間連通，該第2空間係面對該深層過濾器之外周面；一對過濾水取出部，其分別以面向各第1空間的方式設置，於該深層過濾器之兩端側使來自該出口側空間的過濾水分別朝該筐體之外部流出；及原水供給口部，其以面向該第2空間的方式設置，使該原水流入該筐體內。
另外，根據本發明之一局面的使用深層過濾器的過濾裝置，係對原水進行過濾而生成過濾水，該過濾裝置具備：該過濾單元；及泵，其通過該過濾單元之原水供給口部將原水供給於該筐體內。
以下，參照第1至第3圖，針對本發明之一實施形態進行說明。
例如，如第1圖所示，本實施形態之過濾裝置係作為壓艙水製造裝置1而予利用，該壓艙水製造裝置1係對海水(原水RW)進行過濾而生成船舶S之壓艙水(過濾水FW)。又，該過濾裝置之用途不限於壓艙水製造裝置。該過濾裝置係可利用於例如一般工業用(例如，人工腎臟清洗水用、健康飲料水用、化妝品用、香料用等)、化工用(例如，塗料用、油墨用、各種樹脂用、黏著劑用、油脂用、觸媒用、溶劑用、表面處理用等)、食品用(例如，啤酒用、清酒用、燒酒用、氨基酸用、味醂用、飲料水用、異性化糖用、果汁用、食用油用等)、電子用(例如，IC基板清洗用、蝕刻液用、液晶用、磁性材料用、光阻 用、陶瓷原料用等)、水處理用(例如，上水用、下水用、泳池水用、浴池水用、海水用(船舶用、養殖用)等)等。
壓艙水製造裝置(過濾裝置)1具有：壓艙水泵2，其將原水RW取入船舶S內；及過濾單元4，其對取入船舶S內之原水RW進行過濾。此壓艙水製造裝置1係設於船舶S內。原水通路5、送水通路8及排出通路14係直接或間接地連接於過濾單元4。原水RW係藉由壓艙水泵2供給於原水通路5。送水通路8係將來自過濾單元4之過濾水FW供給於設在船舶S內之壓載艙6。排出通路14係將自過濾單元4內排出之積水朝船外排出。另外，合流管(合流通路)80係連接於過濾單元4及送水通路8。此合流管80係使自過濾單元4之兩端流出的過濾水FW匯合而送出至送水通路8。另外，供給壓縮空氣A之氣體供給通路12係連接於合流管80。
各通路5,8,12,14,80係由配管所形成。過濾單元4具有筒形之單元本體(筐體)40、及收容於單元本體40內之深層過濾器10。深層過濾器10係過濾材料。
於本實施形態中，壓艙水泵2係搭載於船舶S上，但不限於此設置位置。壓艙水泵2不受設置場所之限制，亦可設置於船外(例如，港口等)。
原水通路5具有第1自動開閉閥MV1及入口壓力感測器P1。第1自動開閉閥MV1係作為原水流量之調整閥而工作。入口壓力感測器P1係設於原水通路5中之第1自動開閉閥MV1與過濾單元4之間。亦即，入口壓力感測器P1係設於過濾單元4之入口側。
送水通路8具有第2自動開閉閥MV2及出口壓力感測器P2。第2自動開閉閥MV2係作為過濾水FW之送水閥而工作。出口壓力感測器P2係設於送水通路8中之第2自動開閉閥MV2與過濾單元4之間。亦即，出口壓力感測器P2係設於過濾單元4之出口側。
此送水通路8之一端係連接於合流管80，送水通路8之另一端係連接於壓載艙6。另外，送水通路8係於壓載艙6之上游側具有拌合機26。此拌合機26係對自藥劑箱28投入之殺菌用的藥劑與過濾水FW進行攪拌。投入之藥劑係例如次氯酸鹽類、過氧化物。又，亦可採用其他公知的殺菌手段來取代藥劑投入方法，該公知的殺菌手段係用以製造符合由壓艙水管理條約所規定之基準的處理水。作為具體例子，可舉出與臭氧接觸之方法、照射紫外線的方法等。
氣體供給通路12具有作為壓縮空氣導入閥而作用之第3自動開閉閥MV3。排出通路14具有作為排水閥而作用之第4自動開閉閥MV4。氣體供給通路12之一端連接於省略圖示之空氣壓縮機，氣體供給通路12之另一端連接於合流管80上之與送水通路8連接的連接部附近。
壓艙水泵2及第1~第4自動開閉閥MV1~MV4之驅動，係藉由控制器30所控制。另外，入口壓力感測器P1及出口壓力感測器P2之輸出係輸入至控制器30。
該空氣壓縮機係可使用以其他之用途搭載於船舶上者，亦可設置專用之空氣壓縮機。另外，可使用氣壓式 驅動閥、電動閥或電磁閥等作為各自動開閉閥MV1~MV4。又，亦可使用不使用控制器之手動閥作為各自動開閉閥MV1~MV4。
如第2及第3圖所示，過濾單元4具有單元本體(筐體)40、及收容於此單元本體40內之深層過濾器10。深層過濾器10係兩端開口之筒狀(詳細而言為中空圓筒狀)。
單元本體40具有：圓筒狀之周壁部(周壁)42；一對端壁部44,44，其分別封閉周壁部42之兩端；及一對過濾水導引部(過濾水取出部)46,46，其設於端壁部44。
周壁部42係以與深層過濾器10之外周面10a之間形成空間(外周空間：第2空間)S1之方式於其圓周方向圍繞深層過濾器10。此周壁部42係具有內徑大於深層過濾器10之外徑的內周面42b之圓筒狀。因此，當深層過濾器10配置於單元本體40內時，外周空間S1形成於深層過濾器10之外周面10a與周壁部42的內周面42b之間。
此周壁部42具有原水供給口部18、及積水排出口部22。原水供給口部18係用以將原水RW自外部供給於單元本體40(外周空間S1)內的部位。此原水供給口部18係於周壁部42上設於中心軸C方向的中間位置。亦即，原水通路5係連接於原水供給口部18，原水RW係自原水通路5通過原水供給口部18供給於單元本體40內。此原水供給口部18係具有以面向外周空間S1之方式設置的供給口18a。此供給口18a係連通單元本體40之內部(外周空間S1)與外部。
積水排出口部22係用以將單元本體40內之流體(積水)排出至外部的部位。此積水排出口部22係設於周壁部42之最低的位置(與外周空間S1中之最低位置對應的位置)。亦即，排出通路14連接於積水排出口部22，積水通過積水排出口部22自單元本體40內排出於排出通路14。此積水排出口部22係具有以面向外周空間S1之方式設置的積水排出口22a。此積水排出口22a係連通單元本體40之內部(外周空間S1)與外部。
另外，周壁部42係具有複數個導引部48。這些之複數個導引部48係以不會妨礙原水RW之流動的方式形成，且進行單元本體40內之徑向方向上的深層過濾器10之定位。藉由此定位，將既定之空間(外周空間S1)形成於周壁部42之內周面42b與深層過濾器10的外周面10a之間。各導引部48係朝周壁部42之內周面42b的徑向方向內側突出之部位，於圓周方向具有既定之寬度。又，導引部48係可與周壁部42一體形成，亦可分開形成。
包含中心軸C之截面(第2圖之紙面)中的各導引部48之截面形狀，為大致三角形。此種形狀之複數個導引部48係於圓周方向隔開間隔而配置。本實施形態中，於在長度方向將深層過濾器10大致三等分的各位置上，以於圓周方向成為等間隔的方式分別配置有4個導引部48。各導引部48係分別具有在深層過濾器10與周壁部42成為同心的位置時，其前端能抵接於外周面10a之突出方向的長度尺寸。又，導引部48之具體形狀不受限 制。例如，導引部亦可為連續於周壁部42之周方向且自內周面42b朝該周壁部42的徑向方向內側突出之環狀等。或者，亦可將錐形之過濾器導引設置於將深層過濾器10插入單元本體40之操作側的相反(接受)側。此錐形導引亦可於不是與複數個深層過濾器10,10…形成一體，而是一個個地裝填時使用。
於交換深層過濾器10時，只要於單元本體40內以各導引部48之前端抵接於外周面10a之方式配置深層過濾器10，即可將深層過濾器10定位於單元本體40內之徑向方向的既定位置。又，於過濾單元4中，一方或雙方之端壁部44係可拆裝式地安裝於周壁部42。因此，藉由自周壁部42拆下此端壁部44，即可交換深層過濾器10。
另外，於中心軸C之各既定位置上，於圓周方向隔開間隔分別配置有複數個導引部48，所以，當深層過濾器10配置於單元本體40內時，於周壁部42與深層過濾器10之間形成有既定間隔。藉此，可確保沿深層過濾器10之外周面10a的外周空間S1。本實施形態中之各導引部48的突出方向之長度尺寸，分別相等。因此，外周空間S1係於深層過濾器10之圓周方向上形成大致一定的寬度。
另外，於中心軸C方向之各既定位置上，於圓周方向隔開間隔配置有複數個導引部48，所以，當深層過濾器10配置於單元本體40內時，原水RW可於該深層過濾器10之外側通過導引部48,48之間。亦即，於外周空 間S1允許原水朝中心軸C方向的流動。因此，供給於單元本體40之原水RW，能以與該深層過濾器10之外周面10a的大致整體相接觸之方式，容易地穿行於整個外周空間S1。
各過濾水導引部46係具有兩端開口之短筒形狀。此過濾水導引部46係設於單元本體40之端壁部44。
分隔部(分隔構件)50係一體設於過濾水導引部46之深層過濾器10側。此分隔部50係將單元本體40之內部空間分隔成外周空間S1與內側空間(第1空間)S2。此內側空間S2係由過濾水導引部46及分隔部50所圍成之空間，其與中空部(由深層過濾器10之內周面10b所圍成的空間)11連通。分隔部50係與過濾水導引部46同徑之筒狀。另外，分隔部50係具有隨著朝向前端其厚度尺寸變小的所謂端緣形狀。此分隔部50係以圍繞深層過濾器10之端部開口的方式以液密封狀態抵接於深層過濾器10的端面。或者，分隔部50之端緣形狀的前端頂刺於深層過濾器10之端面。藉此，於分隔部50之位置，以液密封狀態分隔有外周空間S1與內側空間S2。因此，於分隔部50與深層過濾器10之端面的抵接部位，可防止過濾水FW自內側空間S2及中空部11朝外周空間S1的流出。另外，可防止原水RW自外周空間S1朝內側空間S2及中空部11的流入(不通過深層過濾器10之短路(洩漏))。
又，本實施形態之分隔部50係與過濾水導引部46一體形成，但亦可分開形成。此情況下，例如，分隔部 50亦可與端壁部44及周壁部42等一體形成。另外，分隔部50亦可作為單獨之構件配置於單元本體40內。
另外，於深層過濾器10之兩端部，深層過濾器10與分隔部50的前端分別抵接。亦即，深層過濾器10係於中心軸C方向上挾在一對分隔部50,50間。藉此，可進行單元本體40內之深層過濾器10的中心軸C方向之定位。
本實施形態之過濾水導引部46及分隔部50，係以對內側空間S2之容積合計後的容積與使用於深層過濾器10之一次逆流清洗(逆洗)的過濾水FW之體積相等的方式所構成。或者，本實施形態之過濾水導引部46及分隔部50，係以對內側空間S2之容積合計後的容積比使用於上述逆洗之過濾水FW的體積還大的方式所構成。
過濾水導引部46之與分隔部50相反側的端部，係依上述方式開口。與此端部同徑之合流管80係連接於過濾水導引部46之該相反側的端部。過濾水FW係通過此相反側之開口16自內側空間S2流出至外部(合流管80)。又，有關合流管80之詳細構成容待後述。
根據以上之過濾水導引部46，於深層過濾器10之兩端側，可將藉由該深層過濾器10所過濾後之過濾水FW通過開口16引導至過濾單元4的外部。
深層過濾器10係可拆裝自如地收容於過濾單元4之單元本體40內。另外，深層過濾器10係以成為其中心軸C對水平面H傾斜之姿勢的方式配置。以深層過濾器10之中心軸C與水平面H所成之角度、即傾斜角α為 10度以上且60度以下為較佳。另外，以傾斜角α為10度以上且45度以下為更佳。以傾斜角α為10度以上且30度以下為最佳。本實施形態之傾斜角α為25度。
此深層過濾器10係外壓方式之圓筒狀過濾器。深層過濾器10係所稱的積層型者，即、將例如合成纖維或化學纖維作成網、不織布、紙、編織物等之形態，並經熱接合及成型等而加工成圓筒狀者。合成纖維可使用聚烯烴、聚酯、或尼龍、乙烯乙烯醇共聚物等的熱熔合性聚合物或聚乙烯醇、聚丙烯等之聚合物。於進行所謂之逆洗(逆流清洗)的情況下，自過濾器交換時之斷液性的觀點考慮，該合成纖維係以聚烯烴、聚酯、聚丙烯等為較佳。另外，深層過濾器10係於其厚度方向(徑向方向)變更纖維之密度或纖度。具體而言，於深層過濾器10之外周面10a側(原水流入側)，以纖維密度低或纖度大之結構為較佳。除上述外，深層過濾器10還可為將單絲或紡紗捲成螺旋狀之所謂捲紗過濾器者，或者類似海棉之樹脂成型體、即所謂樹脂成型類型者。
過濾膜(深層過濾器10)之孔徑係根據目的適宜選擇。過濾膜之孔徑越小，則越容易發生堵眼，若該孔徑過大，則細小之除去對象物通過此孔而未被除去。本實施形態之深層過濾器10的孔徑為1~25μm。此深層過濾器10之孔徑係依以下方式所界定。
在25℃、1.0m3/hr的條件下，使在水中添加了10000個/L之具有一定直徑的顆粒(以球狀聚苯乙烯或玻璃珠為較佳)的液體流水通過深層過濾器10(外徑為60mm，內 徑為30mm，長度為250mm)，以光學式計數器測量穿過深層過濾器之顆粒數。然後，求得以存在於通水前之的液體中之顆粒數除存在於通水前後之液體中的顆粒數的差而獲得之捕集率(R%)。又，使用此捕集率(R%)，在下述之近似式(1)中求取R為80的顆粒之直徑(S)的值，並將此值作為孔徑。
R=100/(1-m×exp{-a×log(S)}) (1)
其中m,a係由深層過濾器之性狀所決定的常數。
又，於一般工業用之情況下，以過濾膜(深層過濾器)之孔徑為50~100μm為較佳。另外，於化工用之情況下，以該孔徑為25~50μm為較佳。另外，於食品用之情況下，以該孔徑為1~10μm為較佳。另外，於電子用之情況下，以該孔徑為0.5~5μm為較佳。又，於水處理用之情況下，以該孔徑為1~25μm為較佳。
合流管(合流管部)80之各端部係連接於對應的過濾水導引部46。亦即，合流管80連接於各過濾水導引部46，過濾水FW自過濾水導引部46內通過過濾水導引部46之開口16朝合流管80排出。
合流管80係使自深層過濾器10(中空部11)之兩端部通過一對過濾水導引部46,46而引導至過濾單元4的外部之過濾水FW匯合而朝送水通路8送出。此合流管80係沿中心軸C方向延伸之管。此合流管80之兩端部被彎曲於過濾單元4側而分別連接於過濾水導引部46的開口16。於合流管80之長度方向的中間位置設有可送出自各過濾水導引部46流至此而匯合之過濾水FW的配 管連接部82。送水通路8連接於此配管連接部82。又，本實施形態之配管連接部82係設於合流管80之該長度方向的中央位置，但不限於此位置。亦即，配管連接部82之位置亦可自該中央位置偏向一端部側。
氣體供給通路12係連接於合流管80之配管連接部82附近。藉此，於本實施形態之過濾單元4中，可進行深層過濾器10之逆洗。於本實施形態中，可將過濾水FW供給至中空部11的逆洗部係由氣體供給通路12及該空氣壓縮機構成。
逆洗係利用自省略圖示之該空氣壓縮機通過氣體供給通路12(參照第1圖)供給至合流管80的壓縮空氣A。自氣體供給通路12供給至合流管80之配管連接部82附近的壓縮空氣A的供給壓力，比入口壓力感測器P1的指示壓力高出0.05~0.2MPa。當以成為此種供給壓之方式自氣體供給通路12朝合流管80內供給壓縮空氣A時，被供給之壓縮空氣A對蓄積於合流管80內及一對內側空間S2(過濾水導引部46及分隔部50)之過濾水FW進行推壓。此時，因第2自動開閉閥MV2被關閉，所以，蓄積於合流管80內及一對內側空間S2內之過濾水FW被壓入中空部11。此時，過濾水FW自中空部11朝外周面10a(外周空間S1)通過深層過濾器10。藉此，捕捉於深層過濾器10內之顆粒等的異物或附著於外周面10a之異物，藉由過濾水FW之壓力被擠出外周空間S1。結果，可消除該深層過濾器10之堵眼，恢復過濾性能。如此，於本實施形態之壓艙水製造裝置1中，藉由逆洗恢復深 層過濾器10之過濾性能(即、消除堵眼)，藉此，可抑制深層過濾器10之過濾時的差壓之上昇。
又，於本實施形態中，用於逆洗之流體為過濾水FW，但不限於此。例如，雖逆洗之清洗效果小，但該流體亦可為空氣或氮等之氣體。另外，該流體亦可為過濾水以外之清潔的(不包含顆粒等之異物)液體。另外，於本實施形態中，於逆洗時使用壓縮空氣A對流體(過濾水FW)進行加壓，但不限於此構成。例如，亦可為使用泵等使蓄積於水箱中之過濾水FW逆流的構成等。
接著，利用第1及第4圖，針對壓艙水製造裝置1之運行方法、即過濾水製造方法進行說明。如第4圖所示，壓艙水製造裝置1之運行方法包括屬過濾之準備製程之放氣製程、第1轉換製程、過濾製程、第2轉換製程、第3轉換製程、逆洗製程、及第4轉換製程。
當設置於控制器30之起動鍵(省略圖示)被操作而驅動壓艙水製造裝置1工作時，首先，啟動壓艙水泵2並開啟第1自動開閉閥MV1及第4自動開閉閥MV4，開始放氣製程。於放氣製程中，第2自動開閉閥MV2及第3自動開閉閥MV3成為關閉狀態。藉此，當自深層過濾器10朝壓載艙6供給過濾水FW時，自合流管80朝向過濾單元4之壓縮空氣A的供給成為停止的狀態。於此狀態下，原水RW經由過濾單元4流向排出通路14並朝船外排出。如此，進行原水通路5內及過濾單元4內之放氣。
接著，開啟第2自動開閉閥MV2，開始第1轉換製程。於第1轉換製程中，自合流管80朝向過濾單元4之 壓縮空氣A的供給成為停止的狀態。藉此，原水RW經由過濾單元4供給於排出通路14，並且，過濾水FW經由過濾單元4供給於合流管80及送水通路8。
接著，關閉第4自動開閉閥MV4，開始過濾製程。於過濾製程中，來自過濾單元4之排水與自合流管80朝向過濾單元4的壓縮空氣之供給成為停止的狀態。藉此，原水RW被供給於過濾單元4，過濾水FW經由合流管80運送至送水通路8。此時，原水RW自外周面10a朝內周面10b通過深層過濾器10流入中空部11，藉此，原水RW中之顆粒等的異物被過濾除去。然後，到達中空部11之過濾水FW，自中空部11之兩端通過內側空間S2流入合流管80。如此，於本實施形態之壓艙水製造裝置1中，過濾水FW自深層過濾器10(中空部11)之兩端流出。如此，於該壓艙水製造裝置1中，藉由將深層過濾器10之兩端部附近作為過濾區域，比僅筒狀之深層過濾器的一端部為過濾區域的習知過濾裝置，可增大深層過濾器10之過濾區域。因此，於該壓艙水製造裝置1中，可一面抑制過濾區域中之每單位面積的原水RW之通過流量(通過深層過濾器10時之原水RW所產生的壓力)，一面增大原水RW之處理流量。結果，於該壓艙水製造裝置1中，與具有一端部封閉之筒狀的深層過濾器之習知過濾裝置比較，即使增加處理流量，仍可抑制過濾精度之降低。
如此，自原水RW生成之過濾水FW，自合流管80通過送水通路8被朝壓載艙6供給。
接著，開啟第4自動開閉閥MV4，開始第2轉換製程。於第2轉換製程中，於自合流管80朝向過濾單元4之壓縮空氣A的供給成為停止的狀態下，原水被供給至過濾單元4。藉此，過濾水FW通過合流管80流動於送水通路8，並且原水RW流動於排出通路14。
接著，停止壓艙水泵2，且關閉第1自動開閉閥MV1及第2自動開閉閥MV2，開始第3轉換製程。於第3轉換製程中，原水RW自壓艙水泵2朝過濾單元4之供給、過濾水FW自深層過濾器10朝壓載艙6的供給、及壓縮空氣A自合流管80朝向過濾單元4之供給成為停止狀態。如此，完成開始朝與下一逆洗製程中之過濾水FW的流動方向為反方向的壓縮空氣A之供給的準備。
然後，於停止壓艙水泵2且關閉第1自動開閉閥MV1及第2自動開閉閥MV2的狀態下，開啟第3自動開閉閥MV3，開始逆洗製程。於逆洗製程中，原水RW自壓艙水泵2朝過濾單元4之供給、過濾水FW朝壓載艙6的供給成為停止狀態。藉此，壓縮空氣A自氣體供給通路12供給於合流管80內，蓄積於合流管80及內側空間S2內之過濾水FW，朝與過濾製程相反方向通過深層過濾器10。結果，捕捉於深層過濾器10內之顆粒等的異物或附著於外周面10a之異物被擠出外周空間S1。如此，可消除深層過濾器10之堵眼，恢復深層過濾器10之過濾性能。
此被擠出之異物，藉由壓縮空氣A及過濾水(用於逆洗之過濾水)FW而通過積水排出口部22朝排水通路14 排出。此時，包含該被擠出之異物的流體，藉由自重容易聚集於單元本體40之積水排出口部22(與單元本體40內之外周空間S1的最低位置對應的位置：第2圖之單元本體40內之左下方)的附近。因此，包含該被擠出之異物的流體，有效率地自積水排出口部22排出，藉此，作為積水流經排出通路14而排出於船外。
接著，關閉第3自動開閉閥MV3，開始第4轉換製程。於第4轉換製程中，原水RW自壓艙水泵2朝過濾單元4之供給、過濾水FW自深層過濾器10朝壓載艙6的供給、及壓縮空氣A自合流管80朝向過濾單元4之供給成為停止狀態。藉此，蓄積於合流管80及過濾水導引部46內之過濾水FW朝中空部11內之供給停止。
然後，啟動壓艙水泵2並開啟第1自動開閉閥MV1，返回上述之放氣製程。以後，重複地進行此循環。又，此循環通常重複進行複數次，但亦可一次結束。
放氣製程之持續時間係藉由類似計時器之限時裝置而可變動地設定。設定時間係根據處理設備之規模而異，例如為數秒~1分鐘程度。第1、第2、第3及第4轉換製程，例如可為數秒程度之極短的時間。此時間亦可藉由類似計時器之限時裝置而可變動地設定。如此，於開始過濾製程及逆洗製程之前，藉由經由第1、第2、第3及第4轉換製程，可避免在通路內引起急遽之壓力變動。過濾製程之時間係根據原水RW之水質及設備的規模而異，但例如為10分鐘程度。此時間亦可藉由類似計時器之限時裝置而可變動地設定。自過濾製程轉移至 第2轉換製程，亦可於入口壓力感測器P1及出口壓力感測器P2之壓力差△P(=P1-P2)比規定值大的時間點上進行。
急遽之壓力變化或急遽之流速變化，會在壓艙水泵2、各自動開閉閥MV1~MV4、及各通路5,8,12,14,80中產生水擊(水錘)。但像第4圖所示之運行方法那樣，藉由調節各自動開閉閥MV1~MV4之開閉時序，可進行平穩之運行，從而可抑制水擊的產生。另外，藉由使用過濾水FW進行深層過濾器10之逆洗，比起使用空氣等之氣體的逆洗，可對捕捉於過濾器內之空洞等的顆粒等的異物施加大之擠壓壓力。結果，可有效地對深層過濾器10進行逆洗。亦即，可有效地消除深層過濾器10之堵眼。
又，於本實施形態之壓艙水製造裝置(過濾裝置)1中，配置有一個過濾單元4，但配置於過濾裝置1之過濾單元4的數量不受限制。亦即，亦可將複數個過濾單元4,4,…配置於過濾裝置1。於此情況下，原水通路5在壓艙水泵2與第1自動開閉閥MV1之間分叉而連接於各過濾單元4，且與各過濾單元4對應之第1自動開閉閥MV1分別設於分叉的各原水通路5。另外，還分別設有與各過濾單元4對應之第2~第4自動開閉閥MV2~MV4。自各過濾單元4延伸之送水通路8、氣體供給通路12及排出通路14，係於設在各通路8,12,14之自動開閉閥MV2~MV4的下游側分別匯合。
根據該壓艙水製造裝置1，於圓筒狀之深層過濾器10的兩端部，使過濾水FW自中空部11通過各內側空間S2分別流出至單元本體40的外部(亦即，藉由將圓筒狀之深層過濾器10的兩端部附近作為通液端部)，藉此，可增大深層過濾器10中之原水RW通過的區域(過濾區域)。藉此，可提高處理流量，卻不會招致過濾精度之下降。詳細說明如下。
於如第9圖所示之習知過濾裝置100、即具備上下延伸且下端封閉之筒狀深層過濾器102的過濾裝置100中，進行對原水rw過濾時之水流的解析。於是，可知原水rw集中通過深層過濾器102之上端部附近(以下，亦稱為“通液端部”)。這是因為通過深層過濾器102而到達中空部之過濾水rw自通液端部側流出於過濾水取出部108，所以，於中空部103中，施加於此區域之過濾水fw的阻力最低。為此，於本實施形態之過濾裝置(壓艙水製造裝置)1中，使過濾水FW自中空部11之兩端流出，而將深層過濾器10之兩端部附近分別作為過濾區域，藉此，比僅筒狀之深層過濾器的一端部附近為過濾區域的習知過濾裝置100，可增大深層過濾器10之過濾區域。藉此，可一面抑制過濾區域中之每單位面積的原水之通過流量(通過深層過濾器10時之原水RW所產生的壓力)，一面增大原水之處理流量。而且，使過濾水FW自中空部11之兩端流出，而將深層過濾器10之兩端部附近分別作為過濾區域，藉此，與使用一端部封閉之深層過濾器的習知過濾裝置的處理流量比較，可達成超過二倍之處理流量，卻不會招致過濾精度之降低。
另外，根據該壓艙水製造裝置1，可將積水適宜地排出至單元本體40外。另外，可抑制在深層過濾器10之兩端部自中空部11分別流出的過濾水FW之流量的差。
具體而言，過濾水FW藉由具有氣體供給通路12及該空氣壓縮機之逆洗部供給至中空部11，藉此，過濾水FW自中空部11朝向外周空間S1通過深層過濾器10。於原水RW之過濾時被捕捉於深層過濾器10內部的顆粒等之異物，藉由此時之過濾水FW產生的壓力被擠壓出深層過濾器10外側(外周空間S1)。藉此，可消除深層過濾器10之堵眼，恢復該深層過濾器10之過濾性能。另外，包含自此深層過濾器10擠出之顆粒等之異物的流體，因周壁部42之內周面42b傾斜，所以，藉由自重沿內周面42b下落，集中於外周空間S1之最低位置。藉由以自此位置將包含顆粒等之異物的流體作為積水排出的方式設置積水排出口部22，可適宜地將積水排出至單元本體40之外部。
如此，當為了容易排出積水而以周壁部42之內周面42b傾斜之方式配置單元本體40時，與此單元本體40同心之深層過濾器10亦成為傾斜狀態。此時，藉由將傾斜角α設為10度以上且30度以下，可抑制在深層過濾器10之兩端部自中空部11分別流出的過濾水FW之流量的差。詳細而言，於以成為傾斜之狀態的方式配置筒狀之深層過濾器10的情況下，因過濾水FW之水壓分布，過濾水FW容易自中空部11之上側端部流出。但是， 藉由深層過濾器10係以其中心軸C與水平面H形成10度以上且30度以下之方式配置，可容易將自中空部11之上側端部流出的過濾水FW之流量與自中空部11之下側端部流出的過濾水FW之流量之差，抑制於壓艙水製造裝置1之使用所允許之範圍內。
又，當然，使用本發明之深層過濾器的過濾單元、及使用深層過濾器之過濾裝置，不限於上述實施形態，只要是在未超出本發明之實質的範圍內即可作各種之變更。
於上述實施形態之過濾裝置(壓艙水製造裝置)1中，以傾斜角α為25度之方式配置深層過濾器10及單元本體40，但深層過濾器10及單元本體40之配置時的傾斜角，不限於此角度。以深層過濾器10及單元本體40係以傾斜角α為10度以上且30度以下之方式配置為較佳。若傾斜角α在此範圍內時，可容易將自中空部11之上側端部流出的過濾水FW之流量與自中空部11之下側端部流出的過濾水FW之流量之差，抑制於過濾裝置1之使用所允許之範圍內。
另外，於以傾斜角α為大於30度之角度的方式配置深層過濾器10及單元本體40之情況下，如第5圖所示，以於合流管80設置節流器(節流部)84為較佳。此節流器84係於合流管80中配置於屬來自中空部11之兩端的過濾水FW所匯合之位置的配管連接部82與連接於下側(第5圖中之左下側)的過濾水導引部46(開口16)之端部之間。如此，藉由設置節流器84，可將自中空部11之 上側端部(第5圖中之右上方的端部)流出的過濾水FW、與自中空部11之下側端部(第5圖中之左下方的端部)流出的過濾水FW之流入配管連接部82時的流量形成為相同或大致相同。藉此，可防止自中空部11之下側端部流出的過濾水FW自合流管80經由送水通路8大量地送出之情況。亦即，藉由過濾水FW之壓力分布，過濾水FW容易自中空部11之下側端部流出，所以，設置節流器84，以調整自中空部11之下側端部流出的過濾水FW之壓力及流量。藉此，可將自中空部11之上側端部與下側端部流出的過濾水FW之流量形成為相同或大致相同。結果，於自合流管80送出之過濾水FW中，可容易獲得所需之流量及所需的過濾精度。
於合流管80中調整自中空部11之下側端部流出的過濾水FW的壓力及流量，用以將自中空部11之上側端部與下側端部流出的過濾水FW之流量形成為相同或大致相同的具體構成並無限定。亦可取代上述實施形態之節流器84，例如使配管(合流管80)之孔徑變化。另外，亦可於合流管80設置閥等。亦即，可於合流管80設置可局部減小形成於合流管80內之過濾水FW的流路之截面積的構成(節流部)。此節流部之孔徑(在流路中局部減小截面積的位置上的流路之孔徑)，係可根據自中空部11之下側端部流出的過濾水FW之流量與自上側端部流出的過濾水FW之流量的流量分布來設定(或調整)。
另外，上述實施形態之過濾單元4係以深層過濾器10之中心軸C相對於水平面H為10度以上且60度以下 之方式配置，但不限於此種配置。亦即，過濾單元4亦可為深層過濾器10之中心軸C相對於水平面H平行，另外亦可垂直。
如第6圖所示，於深層過濾器10及單元本體40A以中心軸C相對於水平面H成為水平的方式所配置之情況下，以單元本體40A之下部具有朝向既定位置(積水排出口部22之設置位置)形成下坡斜度之形狀為較佳。藉由單元本體40A之下部具有此種形狀，可使藉由逆洗而被擠出外周空間S1之包含顆粒等的異物之流體，藉由其自重而匯聚於積水排出口部22之位置。因此，可適宜地排出這些異物。另外，藉由水平地配置深層過濾器10，可將自中空部11之兩端流出的過濾水FW之流量形成為相同或大致相同。
另外，過濾裝置1之具體運行方法並無限制。例如，亦可進行如下之運行等。
於第2轉換製程中，開啟第4自動開閉閥MV4。接著，於第3轉換製程中，壓艙水泵2運行，同時分別開啟第1自動開閉閥MV1及第4自動開閉閥MV4。然後，於逆洗製程中開啟第3自動開閉閥MV3。亦即，亦可於逆洗製程中一面將原水RW及空氣同時供給於過濾水單元4，一面自積水排出口部22與這些原水RW及空氣一起藉由空氣將自深層過濾器10擠出至入口側的積水排出。
另外，於上述實施形態之過濾裝置1中，於過濾單元4內收容有一個深層過濾器10，但亦可於過濾單元內 收容有複數個深層過濾器10,10,…。於此情況下，各深層過濾器10係平行配置，且以相互之外周面10a彼此成為分離的狀態之方式配置。詳細而言，一面參照第7及第8圖，一面於以下中進行說明。又，對與上述實施形態相同之構成，採用相同之元件符號，並省略詳細說明，而只針對不同之構成詳細進行說明。
過濾單元4具備單元本體(筐體)40、及收容於此單元本體40內之過濾器模組210。於過濾單元4中，藉由交換過濾器模組210，進行深層過濾器10之交換。
過濾器模組210具有複數個深層過濾器10,10,…及連結各深層過濾器10彼此之一對連結構件212。本實施形態之過濾器模組210中的深層過濾器10的個數為7個，但不限於此數量。
各連結構件212係板狀之構件，分別具有供深層過濾器10插通之複數個孔213,213,…。一對連結構件212,212係藉由於各孔213中分別插通有深層過濾器10的端部，於鄰接之深層過濾器10,10彼此隔開間隔之狀態下以相互平行或大致平行之方式連結各深層過濾器10。於各連結構件212之周緣部，於圓周方向隔開既定間隔分別設有複數個缺口(被導引部)214。
單元本體40具有周壁部42、及設於周壁部42之兩端的一對端壁部44A,44B。又，連結構件212不限於為一對，亦可為1或3個以上。
周壁部42具有基座墊圈240、複數個模組導引(軸向導引構件)242,242,...及原水供給口部218。
基座墊圈240係環狀之密封構件。此基座墊圈240係安裝於周壁部42之一端部(以下，稱為“開口側端部”)的內周面42b。
模組導引242係在周壁部42之中心軸方向延伸之構件。此模組導引242係與該中心軸平行沿內周面42b安裝。本實施形態之模組導引242係棒狀之構件，但不限於此形狀，亦可為沿在該中心軸方向延伸之板狀構件。亦即，模組導引242亦可為其截面形狀與連結構件212之缺口214的形狀對應，且沿該中心軸方向延伸之形狀。
於本實施形態中，於圓周方向隔開既定間隔安裝有6個模組導引242，但模組導引242之數量不限於為6個。
此模組導引242係與過濾器模組210中之連結構件212的缺口214滑動接觸。詳細而言，各缺口214係可使過濾器模組210(連結構件212)沿模組導引242移動於周壁部42內而與模組導引242滑動接觸。藉此，可於鄰接之深層過濾器10,10彼此隔開間隔之狀態下以相互平行之方式，容易地將這些之複數個深層過濾器10,10,…配置於單元本體40內之既定位置。
於該過濾單元4中，原水供給口部218兼作積水排出口部。具體而言，原水通路5及排出通路14連接於自原水供給口部218延伸之分歧配管219。因此，藉由開啟第1自動開閉閥MV1並關閉第4自動開閉閥MV4，原水RW通過分歧配管219及原水供給口部218流入單元本體40內。另外，藉由關閉第1自動開閉閥MV1並開啟第4自動開閉閥MV4，單元本體40內之積水通過原水供給口部218及分歧配管219自單元本體40排出。
如此，原水供給口部218係兼作為積水排出口部，所以，設置於傾斜配置之單元本體40的周壁部42之下端側。
一端壁部(開閉側端壁部)44A係設置於周壁部42之開閉側端部，另一端壁部(固定側端壁部)44B係設置於周壁部42之開閉側端部的相反側的端部。
開閉側端壁部44A係以能對開閉側端部之開口進行開閉之方式安裝於周壁部42上。本實施形態之開閉側端壁部44A係藉由鉸鏈244安裝於周壁部42。此開閉側端壁部44A係具有複數個(與過濾器模組210中之深層過濾器10為相同的數量)筒狀密封材245,245,...及支撐這些複數之筒狀密封材245,245,...的密封材基座246。
筒狀密封材245係具有與上述實施形態之過濾水導引部46及分隔部50相同之形狀。亦即，筒狀密封材245係兩端開口之中空短筒形狀。另外，筒狀密封材245之前端(深層過濾器10側之端部)為邊緣形狀。
密封材基座246係具有與周壁部42之內周面42b對應的外周緣形狀之板狀構件。此密封材基座246係支撐複數個筒狀密封材245,245,...。具體而言，密封材基座246係在與過濾器模組210中之各深層過濾器10對應的位置，以成為將邊緣側端部朝向深層過濾器10之姿勢的方式支撐各筒狀密封材245。藉此，筒狀密封材245之邊緣側端部與對應之深層過濾器10的端部抵接(參照第8圖)。另外，於密封材基座246形成有與筒狀密封材245之中空部連通的孔。藉由此筒狀密封材245之中空部及 密封材基座246的孔，將密封材基座246之一面側的空間(內側空間S2)及另一面側的空間(中空部11)連通。
此密封材基座246係經由複數個連結桿247連接於開閉側端壁部44A之內表面。此連結桿247係於開閉側端壁部44A與密封材基座246之間形成既定的間隔。如此，密封材基座246係連結於開閉側端壁部44A，所以，於開閉側端壁部44A為開啟時，與此開閉側端壁部44A一起移動(參照第7圖)。
另一方面，於開閉側端壁部44A關閉之狀態下，密封材基座246係以其內表面(與連結桿247所連接之面為相反側的面)的周緣部與基座墊圈240以液密封狀態相接觸的方式，由連結桿247所按壓。藉此，形成有被開閉側端壁部44A、密封材基座246、比周壁部42之基座墊圈240靠外側的部位所包圍之內側空間(第1空間)S2。此內側空間S2係分別與各深層過濾器10之中空部11連通。又，於此過濾單元4中，比單元本體40之密封材基座246更靠內側(過濾器模組210側)處的各深層過濾器10之外側成為外周空間S1。
當連結有密封材基座246之開閉側端壁部44A自開啟狀態變為關閉狀態時，各筒狀密封材245之邊緣形狀的前端，正確地吃入對應之深層過濾器10的端面(參照第8圖)。這是因為各深層過濾器10藉由模組導引242及連結構件212而被正確地定位於周壁部42內之既定位置。
固定側端壁部44B係固定於周壁部42上之與該開閉側端部為相反側的端部。具有複數個筒狀密封材245,245,…之密封材基座246係安裝於自周壁部42之固定側端壁部44B朝內側相隔既定之間隔的位置。此固定側端壁部44B側之密封材基座246係安裝(固定)於周壁部42之內周面42b。藉此，於固定側端壁部44B與該密封材基座246之間形成有內側空間S2。
於此過濾單元4中，合流管80之各端部係分別連接於周壁部42之與內側空間S2對應的位置。
於以上之過濾單元4中，圍繞內側空間S2之部位(開閉側端壁部44A，連結於開閉側端壁部44A之密封材基座246、及比周壁部42之基座墊圈240靠外側的部位、暨固定側端壁部44B、固定側端壁部44B側之密封材基座246、及比周壁部42之該密封材基座246靠外側的部位)與合流管80之連接部位，係分別以面向內側空間S2之方式所設置。另外，圍繞這些內側空間S2之部位與合流管80之各連接部位，係於深層過濾器10之兩側端構成一對過濾水取出部，該一對過濾水取出部係使來自中空部11之過濾水FW分別流出至單元本體40的外部。另外，各密封材基座246及被這些所支撐之各筒狀密封材245，係構成將單元本體40之內部空間分隔成一對內部空間S2,S2及外周空間S1之分隔構件。在此，一對內部空間S2,S2係於收容在單元本體40之內部空間的深層過濾器10之兩側端，連通於深層過濾器10之中空部11的空間。另外，外周空間S1係在單元本體40之內部空間面對深層過濾器10的外周面10a的空間。
[實施例]
在此，為了確認上述實施形態之過濾裝置的效果，使用與上述實施形態之過濾裝置進行比較用的過濾裝置，以複數之處理流量分別進行過濾。比較用之過濾裝置係除了深層過濾器之一端部被封閉以外，其餘構成與上述實施形態之過濾裝置為相同的過濾裝置。此時所使用之深層過濾器係公稱孔徑為5μm者。另外，所過濾之原水係調整在濁度為20左右之試驗水。水之濁度(NTU)及水中含有的顆粒數係藉由光學式計數器所測量而得。以下，顯示其結果。
於此表1中，於過濾液取出口之欄中記載為“兩端”的部分之資料，為使用上述實施形態之過濾裝置的結果。另外，記載為“一端”之部分的資料為使用比較用之過濾裝置的結果。
如表1所示，於比較用之過濾裝置中，當將處理流量自30[L/分鐘](參照基準欄)增大為60[L/分鐘](參照比較例2之欄)時，經過濾之濁度降低率自54%變為29%，過濾精度大幅降低。相對於此，於上述實施形態之過濾裝置中，即使將處理流量自30[L/分鐘](參照實施例1之欄)增大為60[L/分鐘](參照實施例3之欄)，經過濾之濁度降低率僅自61%變為60%而已，落在測量誤差範圍內。又，即使將處理流量增大為75[L/分鐘](參照實施例4之欄)，經過濾之濁度降低率仍為58%，將處理流量自30[L/分鐘]變化為75[L/分鐘]時之濁度降低率的變化，亦在測量誤差範圍內。如此，即使將上述實施形態之過濾裝置中的處理流量增大為大於比較用之過濾裝置中作為基準的處理流量(30[L/分鐘])的一倍，經過濾之濁度降低率仍幾乎沒有變化。因此，可估測上述實施形態之過濾裝置的深層過濾器10之過濾區域大於比較用之過濾裝置的2倍。藉此，於上述實施形態之過濾裝置中，可一面抑制過濾區域中之每單位面積的原水之通過流量(通過深層過濾器時之原水的壓力)，一面增大原水之處理流量。
自以上之結果可以確認，於上述實施形態之過濾裝置中，與使用以往之一端部封閉之筒狀深層過濾器之過 濾裝置比較，不會招致過濾精度之降低並可提高處理流量。
[實施形態之概要]
將以上之實施形態匯總如下。
即，使用上述實施形態之深層過濾器的過濾單元，係對原水進行過濾而生成過濾水。於此過濾單元中，具有：一個或複數個筒狀之深層過濾器，其兩端開放；及筐體，其收容該深層過濾器。另外，該筐體具有：分隔構件，其將該筐體之內部空間分隔為一對第1空間及第2空間，該一對第1空間係在收容於該內部空間之該深層過濾器的兩端側與藉由該深層過濾器之內周面所區劃之出口側空間連通，該第2空間係面對該深層過濾器之外周面；一對過濾水取出部，其分別以面向各第1空間的方式設置，於該深層過濾器之兩端側使來自該出口側空間的過濾水分別朝該筐體之外部流出；及原水供給口部，其以面向該第2空間的方式設置，使該原水流入於該筐體內。
根據此構成，可於筒狀之深層過濾器的兩端部分別使過濾水自出口側空間通過一對第1空間朝筐體之外部流出。亦即，可將圓筒狀之深層過濾器的兩端部作為通液端部。藉此，可增大深層過濾器中之原水所通過的區域(過濾區域)，結果不會招致過濾精度之下降，卻能提高處理流量。亦即，藉由使過濾水自出口側空間之兩端流出而將深層過濾器的兩端部附近分別作為過濾區域，比僅筒狀之深層過濾器的一端部附近為過濾區域之習知 過濾裝置，可增大深層過濾器中之過濾區域。結果可一面抑制過濾區域中之每單位面積的原水之通過流量(通過深層過濾器時之原水的壓力)，一面增大原水之處理流量。而且，藉由使過濾水自出口側空間的兩端流出，將深層過濾器之兩端部附近分別作為過濾區域，比使用僅使一端部封閉之深層過濾器的習知過濾裝置之處理流量，不會招致過濾精度之下降，卻能達成超過二倍之處理流量。
另外，於上述實施形態之過濾單元中，設有複數個該深層過濾器。且，此過濾單元具有：連結構件，其於鄰接之深層過濾器彼此隔開間隔之狀態下以相互平行或大致平行之方式連結各深層過濾器。另外，該筐體具有：軸向導引構件，其設於圍繞該內部空間之內周面且於該深層過濾器之中心軸方向延伸；該連結構件亦可於周緣部具有以在該筐體內可沿該軸向導引構件滑動之方式與該軸向導引構件卡合的被導引部。
根據此構成，於在筐體內配置複數個深層過濾器時，藉由使被導引部之被導引部卡合於軸向導引構件而沿該軸向導引構件滑動，可於鄰接之深層過濾器彼此隔開間隔之狀態下以相互平行或大致平行之方式容易將複數個深層過濾器配置於筐體內。
另外，於上述實施形態之過濾單元中，該筐體具有以在與該深層過濾器之間形成該第2空間的方式於圓周方向圍繞該深層過濾器之周壁。另外，該周壁之內周面係包含以前端抵接於該深層過濾器之外周面的方式朝該 周壁之徑向內側突出的複數個導引部。另外，該複數個導引部係於該深層過濾器之圓周方向隔開間隔所配置。
根據該構成，藉由於筐體內以抵接於各導引部之前端的方式配置深層過濾器，可容易地在筐體中進行該深層過濾器之定位。
另外，因為於圓周方向隔開間隔配置複數個導引部，所以，於深層過濾器配置於筐體內時，可在該深層過濾器之外側使原水通過導引部之間，所以允許原水朝深層過濾器之中心軸方向的流動。藉此，通過原水供給口部供給至筐體內之原水，容易來回穿行於面對該深層過濾器之外周面的整個空間。
另外，使用上述實施形態之深層過濾器的過濾裝置，係對原水進行過濾而生成過濾水。於此過濾裝置中，具備：上述任意之過濾單元；及泵，其通過該過濾單元之原水供給口部將原水供給於該筐體內。
根據此構成，於筒狀之深層過濾器的兩端部，分別使過濾水自出口側空間通過一對第1空間流出至筐體的外部，藉此，可增大深層過濾器中之過濾區域。藉此，可提高處理流量，卻不會招致過濾精度之下降。
另外，上述實施形態之過濾裝置中具備合流管，合流管係內部供過濾水流動之管材，分別連接於一對過濾水取出部，並使來自該各過濾水取出部之過濾水匯合而送出至外部。且，該過濾單元係以該深層過濾器之中心軸與水平面傾斜或者垂直的方式配置。另外，該合流管係於該合流管中的比使該過濾水匯合之部位靠近該深層 過濾器之下端側的位置，具有局部減小形成於該合流管內之該過濾水的流路之截面積之節流部。
於此構成中，於比使過濾水匯合之部位靠近深層過濾器之下端側，設置局部減小形成於該合流管內之過濾水的流路之截面積之節流部。藉此，於合流管中，可使自深層過濾器(出口側空間)之上側的端部流出的過濾水、與自深層過濾器(出口側空間)之下側端部流出的過濾水匯合時之流量形成為相同或大致相同。結果，可防止自深層過濾器(出口側空間)之下側端部流出的過濾水更多地自合流管送出至外部的情況。亦即，於以深層過濾器之中心軸相對於水平面傾斜或者垂直的方式配置過濾單元之情況下，過濾水容易自出口側空間(深層過濾器)之下側端部流出。因此，設置節流部，藉由調整自出口側空間之下側端部流出的過濾水之壓力及流量，於合流管之過濾水所匯合之部位，可將自出口側空間之上側端部流出的過濾水的流量與自下側端部流出的過濾水之流量形成為相同或大致相同。藉此，於自合流管送出之過濾水中，可容易獲得所需之流量及所需的過濾精度。
另外，上述實施形態之過濾裝置，係於該出口側空間具備能供給過濾水之逆洗部。該過濾單元係以該深層過濾器之中心軸對水平面所成之傾斜角為10度以上且30度以下的方式配置。另外，該深層過濾器係圓筒狀。另外，該筐體具有：周壁，其以在與該深層過濾器之間形成該第2空間的方式於其圓周方向圍繞該深層過濾器；及積水排出口部，其可將該第2空間內之流體排出 於該筐體的外部。該周壁包含具有與該深層過濾器之中心軸平行的中心軸之大致圓柱面狀的內周面。另外，該積水排出口部係設於與該周壁之內周面中的最低位置對應的位置。
根據此構成，可適宜地進行朝筐體外之逆洗積水(包含深層過濾器過濾原水時所捕捉之顆粒等的異物之流體)之排出。另外，可在深層過濾器之兩端部抑制自出口側空間分別流出的過濾水之流量。
具體而言，藉由將過濾水供給於出口側空間，過濾水自出口側空間朝第2空間通過深層過濾器。此時，過濾原水時捕捉於深層過濾器內部之顆粒等的異物，藉由該過濾水之壓力被擠出至深層過濾器的外側(第2空間)。藉此，可消除深層過濾器之堵眼，恢復該深層過濾器之過濾性能。另外，包含自此深層過濾器擠出之顆粒等之異物的流體，因周壁布之內周面傾斜，所以，藉由自重沿該內周面下落，集中於第2空間之最低位置。藉由以能自此位置將包含顆粒等之異物的流體排出的方式設置積水排出口，可適宜地將包含該顆粒等之異物的流體排出至筐體之外部。
如此，當為了容易排出積水而以周壁之內周面傾斜之方式配置筐體時，由於筐體之內周面的中心軸與深層過濾器之中心軸平行，所以，深層過濾器亦成為傾斜狀態。藉由將此狀態下之傾斜角(中心軸對水平面的角度)設為10度以上且30度以下，可在深層過濾器之兩端部抑制自出口側空間分別流出之過濾水之流量的差。亦 即，在以傾斜之狀態配置有筒狀深層過濾器的情況下，因過濾水之水壓分布，過濾水容易自出口側空間之下側端部流出，但是，藉由以中心軸相對於水平面為10度以上且30度以下之方式配置深層過濾器，可容易將自出口側空間之上側端部流出的過濾水之流量與自出口側空間之下側端部流出的過濾水之流量之差，抑制在過濾裝置之使用所允許之範圍內。
[產業上之可利用性]
本發明提供使用深層過濾器之過濾單元及使用深層過濾器之過濾裝置。
A‧‧‧壓縮空氣
C‧‧‧中心軸
FW‧‧‧過濾水
MV1‧‧‧第1自動開閉閥
MV2‧‧‧第2自動開閉閥
MV3‧‧‧第3自動開閉閥
MV4‧‧‧第4自動開閉閥
P1‧‧‧入口壓力感測器
P2‧‧‧出口壓力感測器
RW‧‧‧原水
S‧‧‧船舶
S1‧‧‧外周空間(第2空間)
S2‧‧‧內側空間(第1空間)
1‧‧‧壓艙水製造裝置
2‧‧‧壓艙水泵
4‧‧‧過濾單元
5‧‧‧原水通路
6‧‧‧壓載艙
8‧‧‧送水通路
10‧‧‧深層過濾器
10a‧‧‧外周面
10b‧‧‧內周面
11‧‧‧中空部
12‧‧‧氣體供給通路
14‧‧‧排出通路
16‧‧‧開口
18‧‧‧原水供給口部
18a‧‧‧供給口
22‧‧‧積水排出口部
22a‧‧‧積水排出口
26‧‧‧拌合機
28‧‧‧藥劑箱
30‧‧‧控制器
40‧‧‧單元本體(筐體)
40A‧‧‧單元本體
42‧‧‧周壁部(周壁)
42b‧‧‧內周面
44‧‧‧端壁部
44A,44B‧‧‧端壁部
46‧‧‧過濾水導引部(過濾水取出部)
48‧‧‧導引部
50‧‧‧分隔部
80‧‧‧合流管
82‧‧‧配管連接部
84‧‧‧節流器(節流部)
100‧‧‧習知過濾裝置
102‧‧‧筒狀深層過濾器
103‧‧‧中空部
108‧‧‧過濾水取出部
210‧‧‧過濾器模組
212‧‧‧連結構件
213‧‧‧孔
218‧‧‧原水供給口部
219‧‧‧分歧配管
240‧‧‧基座墊圈
242‧‧‧模組導引(軸向導引構件)
245‧‧‧密封材
246‧‧‧密封材基座
247‧‧‧連結桿
第1圖為本實施形態之壓艙水製造裝置(過濾裝置)之系統圖。
第2圖為將該壓艙水製造裝置之過濾單元及其周邊放大之系統圖。
第3圖為該過濾單元之立體圖。
第4圖為該壓艙水製造裝置之運行工程表。
第5圖為將其他實施形態之壓艙水製造裝置的過濾單元及其周邊放大之系統圖。
第6圖為將其他實施形態之壓艙水製造裝置的過濾單元及其周邊放大之系統圖。
第7圖為用以說明其他實施形態之過濾單元之立體圖。
第8圖為用以說明第7圖之過濾單元中的筒狀密封材與深層過濾器之抵接狀態之圖。
第9圖為使用一端部封閉之深層過濾器的習知過濾裝置之概要構成圖。
A‧‧‧壓縮空氣
C‧‧‧中心軸
FW‧‧‧過濾水
MV1‧‧‧第1自動開閉閥
MV2‧‧‧第2自動開閉閥
MV3‧‧‧第3自動開閉閥
MV4‧‧‧第4自動開閉閥
P1‧‧‧入口壓力感測器
P2‧‧‧出口壓力感測器
RW‧‧‧原水
S‧‧‧船舶
1‧‧‧壓艙水製造裝置
2‧‧‧壓艙水泵
4‧‧‧過濾單元
5‧‧‧原水通路
6‧‧‧壓載艙
8‧‧‧送水通路
12‧‧‧氣體供給通路
14‧‧‧排出通路
26‧‧‧拌合機
28‧‧‧藥劑箱
30‧‧‧控制器
80‧‧‧合流管

Claims (6)

  1. 一種使用深層過濾器之過濾單元，係對原水進行過濾而生成過濾水，該過濾單元具有：一個或複數個筒狀之深層過濾器，其兩端開放；及筐體，其收容該深層過濾器；該筐體具有：分隔構件，其將該筐體之內部空間分隔為一對第1空間、及第2空間，該一對第1空間係在收容於該內部空間之該深層過濾器的兩端側與藉由該深層過濾器之內周面所區劃之出口側空間連通，該第2空間係面對該深層過濾器之外周面；一對過濾水取出部，其分別以面向各第1空間的方式設置，於該深層過濾器之兩端側使來自該出口側空間的過濾水分別朝該筐體之外部流出；及原水供給口部，其以面向該第2空間的方式設置，使該原水流入該筐體內；該分隔構件係設置於該筐體，另一方面形成為筒狀且前端具有端緣形狀，該分隔構件的前端係吃入該深層過濾器的端面。
  2. 如申請專利範圍第1項之使用深層過濾器之過濾單元，其中設有複數個該深層過濾器，該過濾單元具有：連結構件，其於鄰接之深層過濾器彼此隔開間隔之狀態下以相互平行或大致平行之 方式連結各深層過濾器，該筐體具有：軸向導引構件，其設於圍繞該內部空間之內周面且於該深層過濾器之中心軸方向延伸，該連結構件係於周緣部具有以在該筐體內可沿該軸方向導引構件滑動之方式與該軸方向導引構件卡合的被導引部。
  3. 如申請專利範圍第1項之使用深層過濾器之過濾單元，其中該筐體具有以在與該深層過濾器之間形成該第2空間的方式於圓周方向圍繞該深層過濾器之周壁，該周壁之內周面係包含以前端抵接於該深層過濾器之外周面的方式朝該周壁之徑方向內側突出的複數個導引部，該複數個導引部係於該深層過濾器之圓周方向隔開間隔所配置。
  4. 一種使用深層過濾器之過濾裝置，係對原水進行過濾而生成過濾水，該過濾裝置具備：如申請專利範圍第1至3項中任一項之過濾單元；及泵，其通過該過濾單元之原水供給口部將原水供給於該筐體內。
  5. 如申請專利範圍第4項之使用深層過濾器之過濾裝置，其中具備合流管，其係內部供過濾水流動之管材，分別連接於該一對過濾水取出部，並使來自該各過濾水取出部之過濾水匯合而送出至外部，該過濾單元係以該深層過濾器之中心軸相對於水 平面傾斜或者垂直的方式配置，該合流管係於該合流管中的比使該過濾水匯合之部位靠近該深層過濾器之下端側的位置，具有局部減小形成於該合流管內之該過濾水的流路之截面積之節流部。
  6. 如申請專利範圍第4項之使用深層過濾器之過濾裝置，其中於該出口側空間具備能供給過濾水之逆洗部，該過濾單元係以該深層過濾器之中心軸對水平面所成之傾斜角為10度以上且30度以下的方式配置，該深層過濾器係圓筒狀，該筐體具有：周壁，其以在與該深層過濾器之間形成該第2空間的方式於其圓周方向圍繞該深層過濾器；及積水排出口部，其可將該第2空間內之流體排出於該筐體的外部，該周壁包含具有與該深層過濾器之中心軸平行的中心軸之大致圓柱面狀的內周面，該積水排出口部係設於與該周壁之內周面中的最低位置對應的位置。
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