WO2005039733A1 - 濾過装置 - Google Patents

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WO2005039733A1
WO2005039733A1 PCT/JP2004/016201 JP2004016201W WO2005039733A1 WO 2005039733 A1 WO2005039733 A1 WO 2005039733A1 JP 2004016201 W JP2004016201 W JP 2004016201W WO 2005039733 A1 WO2005039733 A1 WO 2005039733A1
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filtration
tank
screw conveyor
shaft
filter
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PCT/JP2004/016201
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuhiro Saito
Original Assignee
Nihon Genryo Co., Ltd.
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Publication date
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Priority to EP04793302A priority patent/EP1683561B1/en
Priority to DE602004018176T priority patent/DE602004018176D1/de
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    • B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/12—Downward filtration, the filtering material being supported by pervious surfaces
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
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    • B01D24/4631—Counter-current flushing, e.g. by air
    • B01D24/4636—Counter-current flushing, e.g. by air with backwash shoes; with nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4668—Regenerating the filtering material in the filter by moving the filtering element
    • B01D24/4689—Displacement of the filtering material to a compartment of the filtering device for regeneration

Definitions

  • the present invention relates to a filter device for filtering a liquid such as water using a filter material such as activated carbon, and more particularly, to a screw conveyor in a filter device for restoring a filter material adsorption function and a filter function.
  • the present invention relates to a filtering device that rotates to wash a filter medium.
  • the filtration material filter sand, activated carbon
  • the filtration tank (filtration tank) of the filtration device will be clogged, and efficient filtration cannot be performed, and the quality of the filtered water and the like Will get worse.
  • pollutants pollutants
  • a filter sand washing device (filter material washing mechanism) is installed in the filter tank so that the filter material can be washed efficiently in a short time without taking the filter material out of the filter tank and keeping the filter material in the filter tank. This is considered.
  • a pumping pipe (washing tank) is arranged in a tank (filtration tank), and a spiral pump (screw pump) can be rotated in this pumping pipe.
  • a spiral pump screw pump
  • the raw water passes through the filter sand from below and upwards, and the filtered treated water (purified water) is discharged above the filter sand.
  • the spiral pump rotates, and the filter sand that has captured the suspended solids rises from the lower part of the spiral pump and is centrifuged.
  • the suspended matter is separated from the filter sand and washed.
  • the washed filter sand is discharged from the filter sand discharge port on the upper part of the discharge pipe and returns to the tank again.
  • the spiral pump is driven by a motor at the upper part and is supported at its lower end by bearings.
  • the spiral water pump has a shaft provided at the lower end of the tank body, and the shaft of the spiral water pump is inserted and supported. There is rattling. As a result, the spiral pump may not rotate smoothly, or problems such as water leakage may occur.
  • the present invention has been made in view of the above points, and even when a shaft support of a screw conveyor is worn, it is possible to automatically compensate for wear without repairing or replacing worn parts without repairing. It is an object of the present invention to provide a filtration device which prevents the filtration and maintains stable performance for a long period of time. Disclosure of the invention
  • the filtration device of the present invention comprises: a filtration tank having a layer of granular filtration material; a hollow washing tank having an opening at a lower end vertically arranged in the filtration tank; A screw conveyor that cleans the filter while transporting it, and a turbid discharge means that discharges pollutants separated from the filter during the cleaning of the filter to the outside of the filter tank.
  • a turbid discharge means that discharges pollutants separated from the filter during the cleaning of the filter to the outside of the filter tank.
  • a screw conveyor is suspended from above in the filtration tank, is driven at the top, and has a shaft whose lower end is supported by a shaft fixed to the lower part of the filtration tank or the washing tank. It is characterized by having a wear compensation mechanism ′ for compensating wear at a contact portion with the shaft support portion.
  • a recess is provided at the lower end of the shaft of the screw conveyor, and a convex member is provided at the shaft support portion so as to engage with the recess, and the wear compensation mechanism is configured to constantly bias the convex member toward the screw conveyor. Can be.
  • the upper end of the convex member may be conical, the concave portion may be substantially complementary to the conical shape, and the distal end of the convex member may be provided with a notched portion or a concave portion at the center of the concave portion.
  • the washing tank may be suspended in the filtration tank, and the shaft support may be attached to the lower end of the washing tank.
  • the shaft support portion includes a ring attached around the lower end of the cleaning tank, a central portion that holds the convex member and a spring that biases the convex member, and a plurality of connecting rods that connect the central portion and the ring. May be done.
  • the filter material can be activated carbon.
  • the filtration device of the present invention comprises: a filtration tank having a layer of granular filtration material; a hollow washing tank having an opening at a lower end vertically arranged in the filtration tank; A screw conveyor that cleans the filter medium while transporting it.
  • the screw conveyor is suspended from above in the filtration tank, the upper part is driven, and the lower end is formed by a shaft fixed to the lower part of the filtration tank or the washing tank.
  • a recess is provided at the lower end of the shaft of the screw conveyor, and a convex member is provided at the shaft support portion so as to engage with the recess, and the wear compensating mechanism is configured to constantly bias the convex member toward the screw conveyor. In this case, even if the protruding member is worn, the protruding member is always urged to the recess by the spring, so that even if the abrasion progresses, the shaft supporting state can always be appropriately maintained.
  • the concave portion is substantially complementary to the conical shape, and when the concave portion is provided at the distal end of the convex member or at the center of the concave portion, the convex portion is formed. Even if the tip of the material is worn, the screw is always properly supported in the complementary recess, and the screw conveyor shaft can be always maintained at the predetermined position, which may cause vibration and blurring. There is no.
  • the washing tank and the screw conveyor can be unitized, and assembly and repair of the filtration device can be performed. It will be easier.
  • the shaft support includes a ring attached around the lower end of the cleaning tank, a central portion that holds the convex member and a spring that biases the convex member, and a plurality of connecting rods that connect the central portion and the ring. If so, a sufficient opening can be secured at the lower end of the washing tank to draw in the filter media.
  • the lower end opening of the washing tank is reinforced with a ring to prevent the washing tank from being deformed by the pressure of the filter material, and the axis of the screw conveyor and the washing tank can always be kept coaxial. Therefore, even if the screw conveyor and the cleaning tank are long, the distance between the screw conveyor and the inner surface of the cleaning tank is always kept constant, so that the screw conveyor and the cleaning tank can be prevented from contacting each other when rotating. .
  • the filter material is activated carbon, it can adsorb chlorine and organic substances, and can be made into a particularly thick layer. Can be. Simple words of drawings
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the filtration device of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a part around a pivot portion of the filtration device of FIG. 1 in an enlarged manner.
  • Fig. 3 is an enlarged bottom view of the bottom of the washing tank, and the blades are omitted.
  • FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view of a shaft support block used in the filtration device of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view of the shaft support block shown in FIG.
  • FIG. 6 shows the members attached to the shaft support block in Fig. 4.
  • (a) is an enlarged front view of the tail pin
  • (b) is an enlarged plan view of the tail pin
  • (c) is a spring holding member.
  • Each shows an enlarged front view.
  • FIG. 7 is an enlarged partial cross-sectional view showing a shaft support used in the filtration device of the present invention together with a screw conveyor shaft.
  • FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view of a block used for the screw conveyor.
  • FIG. 9 is an enlarged vertical sectional view showing a modification of the wear compensation mechanism.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the filtration device of the present invention.
  • a filtration device 1 has a substantially cylindrical filtration tank 2 closed at the top and bottom, and a wire mesh (filter bed) horizontally arranged at an upper and lower interval in the lower part inside the filtration tank 2. 50), a filter plate (filter bed) 4, and a filter medium washing mechanism (hereinafter simply referred to as a washing mechanism) 6 attached to the curved upper wall 20 of the filtration tank 2.
  • the cleaning mechanism 6 includes a motor 26, a reduction mechanism 27, a pedestal 28, a cleaning tank 38, and a screw conveyor 32 described later. Further, the washing mechanism 6 also includes a purified water outlet pipe 46 and a raw water injection pipe 56 as a suspended matter discharge means.
  • the filter tank 2 is provided with four support legs 8 (only one is shown in FIG. 1), whereby the filter tank 2 is installed on the floor 10.
  • the filter bed plate 4 is provided above and separated from the curved bottom wall 9 of the filtration tank 2, and the filtered liquid (filtration water) is collected on the filter bed plate 4 and passed downward. There are several water collection units or strainers 12 installed.
  • the wire mesh 50 On the wire mesh 50 described above, a layer of activated carbon (filter material) 14 for filtering raw water injected from the raw water injection pipe 56 is arranged.
  • the wire mesh 50 has a mesh (mesh) that is generally smaller than the sand grains of the activated carbon 14 so that the activated carbon 14 does not easily fall down.
  • the activated carbon 14 has a particle size of about 10 to 32 mesh.
  • the particle size expressed in units of this mesh represents the size by dividing 25.4 mm. That is, approximately 10 mesh represents a particle size obtained by dividing 25.4 mm into 10 pieces, and 32 mesh similarly represents a particle size obtained by dividing 32 pieces.
  • the space 52 between the wire mesh 50 and the filter bed 4 contains activated carbon 14 (Filter material) 54 layers (support layer) are arranged.
  • the gravel 54 is used as a supporting material for supporting the activated carbon 14.
  • the layer of gravel 54 is covered with a wire mesh 50 at the top and cannot move toward the layer of activated carbon 14, so there is no unevenness and the water flow is dispersed and uniform filtration is achieved. It becomes possible.
  • the height of the filtration tank 2 is about 3.5111
  • the diameter is about 1.6 m
  • the height of the space 52 is about 19 cm.
  • the reason why the filtration tank 2 is relatively long in the present invention is as follows.
  • activated carbon 14 used as a filtering material needs to have sufficient time for contact between the activated carbon and the water (liquid) to be treated in order to remove chlorine and organic substances by adsorption.
  • a space-saving filtration device that requires less installation space than an activated carbon adsorption device (filter device) having a large cross-sectional area is required.
  • the area occupied by the floor 10 when the filtration device 1 is installed is reduced by reducing the cross-sectional area of the filtration tank 2, and the contact time is lengthened by increasing the thickness of the activated carbon layer instead.
  • the contact time is lengthened by slowing the flow rate.
  • the screw conveyor can be of a shorter size, so problems such as vibration and vibration of the screw conveyor are unlikely to occur even if only the screw conveyor is supported on the upper drive side. .
  • the length of the screw conveyor must be correspondingly increased.
  • the shaft of the screw conveyer is liable to shake during rotation, and the possibility of occurrence of trouble such as contact with the inner cylinder, that is, the washing tank, is increased.
  • the present invention employs a structure in which the lower end 44 of the long screw conveyor 32 is supported. The mode of this pivot will be described later.
  • a circular mounting port 22 is formed in the center of the upper wall 20 of the filtration tank 2, and a cleaning mechanism 6 is attached to the mounting port 22 by a port (not shown).
  • the periphery of the mounting opening 22 is formed on a mounting rim 24. Therefore, the cleaning mechanism 6 attached to the filtration tank 2 as a unit can be removed from the rim 24 by removing the port.
  • the pedestal 28 is formed with a holding portion 36 having a plurality of bearings 30. Bear (washing means) 32
  • the shaft 34 is supported rotatably without blurring.
  • the motor 26 and the reduction mechanism 27 are referred to as a drive.
  • the cylindrical or cylindrical cleaning tank 38 of the cleaning mechanism 6 has a disc-shaped mounting wall 29 at the top.
  • a mounting wall 29 is attached to the rim 24 together with the pedestal 28 by a port 25 (only one is shown in the figure). In this way, when the upper portion of the cleaning tank 38 is attached to the rim 24, substantially the entirety of the cleaning tank 38 is suspended from the upper portion of the filtration tank 2.
  • a circular lower opening 40 opened downward and a plurality of openings 62 opened laterally are formed in the lower part of the cleaning tank 38.
  • a plurality of upper openings 42 formed at predetermined intervals along the outer periphery of the cleaning tank 38 are formed in the upper part of the cleaning tank 38.
  • the upper opening 42 is formed in upper and lower two stages. The positional relationship with the activated carbon 14 is determined so that the lower opening 40 is located in the activated carbon 14.
  • a screw conveyor 32 is arranged inside the washing tank 38.
  • the shaft 34 of the screw conveyor 32 includes a relatively small diameter portion 34a having a relatively small diameter and a large diameter portion 34b having a large diameter.
  • the shaft 34 is connected to the motor 26 via a joint 49.
  • the large-diameter portion 34b for imparting strength to the shaft 34 has a hollow pipe shape, and the lower end 44 is closed. Since the lower end 4 4 is formed in a spherical shape, the screw conveyor 3 2 is rotated to prevent swirling when cleaning the activated carbon 14, and the activated carbon 14 in contact with the lower end 4 4 is unnecessary. Can be prevented from being disturbed. The shape of the lower end 44 will be described later.
  • a spiral screw blade part 43 is formed on the large diameter part 34 b of the shaft 34. The blade portion 43 is formed up to near the lower end 44 of the shaft 34.
  • the blades 43 are attached to the shaft 34 via a plurality of stays (not shown) so as to be separated from each other. Further, the outer edge of the blade portion 43 is disposed so as to form a slight gap between the outer edge of the blade portion 43 and the inner peripheral surface of the cleaning tank 38.
  • the upper end of the blade portion 43 is located near the lower end 42a of the upper opening 42 of the lower stage. Further, the lower end 44 of the screw conveyor 32 is located near the lower opening 40 of the cleaning tank 38.
  • the lower end 4 4 of the screw conveyor 3 2 is attached to the lower end of the washing tank 38. It is rotatably supported by the pivoted support portion 60. The mode of this pivot will be described later.
  • a water purification outlet pipe 46 extending downward is attached, and passes through the filter plate 4 through activated carbon 14, wire mesh 50, gravel 54, and strainer 12.
  • the purified liquid thus purified is sent out of the filtration tank 2 through the purified water outlet pipe 46.
  • a slot (not shown) smaller than the gravel 54 is formed in the strainer 12.
  • Mounted on the outer wall of the filtration tank 2 corresponding to the space 52 is a washing water injection pipe (liquid injection section) 58.
  • the washing water injection pipe 58 is attached to the outer wall of the filtration tank 2 at equal angles along the outer circumference of the filtration tank 2 at four points at equal intervals.
  • the number of washing water injection pipes 58 may be increased or decreased according to the size of the filtration tank 2 or the like. The function of the washing water injection pipe 58 will be described later.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a part of the periphery of the shaft support portion 60 of the filtration device 1 of FIG. 1 in an enlarged manner
  • FIG. 3 is an enlarged bottom view of the bottom of the cleaning tank 38.
  • the cleaning tank 38 has four openings 62 (only two of which are visible in FIG. 2) formed at equal intervals on the lower side.
  • a circular flange 64 is formed along the circumference of the lower edge of the cleaning tank 38.
  • the inside of the flange 64 has a circular opening 40 communicating with the inside of the cleaning tank 38.
  • Six screw holes 68 are formed downward at regular intervals in the flange 64.
  • a hole 72 is formed at the lower end of the shaft 34 of the screw conveyor 32, and a cylindrical block 70 is welded to the hole 72.
  • the details of this block 70 will be described later.
  • the shaft support 60 attached to the flange 64 includes a ring 74, a shaft support block (central portion) 76 for supporting the shaft 34 of the screw conveyor 32, and a shaft support block 76. It has six equally-spaced connecting rods 78 that are connected at a regular interval.
  • the ring 74, the shaft support block 76, and the connecting rod 78 are formed of, for example, a metal such as stainless steel.
  • the connecting rods 78 are welded to the ring 74 and the shaft support block 76.
  • the ring 74 has a diameter corresponding to the flange 64, and has six screw holes 80 corresponding to the screw holes 68 of the flange 64.
  • the shaft support 60 is attached to the lower end of the cleaning tank 38 by screwing a screw 82 into these screw holes 68, 80.
  • FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view of the bearing block 76
  • FIG. 5 is an enlarged plan view of the bearing block 76.
  • FIG. 6 shows members to be attached to the shaft support block 76.
  • FIG. 6 (a) is an enlarged front view of the tail pin
  • FIG. 6 (b) is an enlarged plan view of the tail pin
  • FIG. ) Shows an enlarged front view of the spring holding member.
  • the shaft support block 76 has a columnar shape, and has six circular holes 84 to which the above-mentioned connecting rods 78 are inserted and welded at equal intervals on the side surface. Then, a through hole 86 penetrating vertically is formed concentrically with the axis of the cylinder.
  • the through-hole 86 is divided into a plurality of regions, and a large-diameter threaded portion 86a from below, an intermediate hole 86b having substantially the same inner diameter as the threaded portion 86a, and a smaller than the intermediate hole 86b
  • the passage hole 86c has a diameter, and the upper hole 86d has a smaller diameter than the passage hole 86c.
  • An annular downward step portion 88 is formed at the boundary between the intermediate hole 86 b and the passage hole 86 c.
  • a keyway 90 is formed in the upper hole 86d along the longitudinal direction of the through hole 86. Each of these regions is formed concentrically with the axis (not shown) of the through hole 86.
  • a screw hole 92 orthogonal to the screw portion 86a is formed from a lower portion of the side surface 76a of the bearing block 76.
  • FIG. 7 is an enlarged partial cross-sectional view showing the shaft support 60 together with the shaft 34 of the screw conveyor 32.
  • the tailing pin 94 is a columnar member formed of a metal having a lower hardness than stainless steel, such as a gunmetal.
  • the core push pin 94 has a substantially conical tip 94a from the upper part, a cylindrical upper part 94b, an intermediate part 94c larger in diameter than the upper part 94b, and a disk-shaped flange 94d. And a lower portion 94e having a smaller diameter than the intermediate portion 94c.
  • a keyway 96 is formed in the intermediate portion 94c along the longitudinal direction of the tail pin 94. This keyway 96 corresponds to the keyway 90 of the shaft support block 76 described above. Things.
  • the spring holding member 98 shown in FIG. 6 (c) is a substantially columnar member formed of a metal such as stainless steel.
  • the spring holding member 98 has a male screw 100 that is screwed into the screw portion 86a of the shaft support block 76 at the upper part, and an engagement groove that engages with a tool such as a screw driver on the lower surface. It has 102.
  • the set screw 106 is screwed into the screw hole 92, and the tip of the set screw 106 comes into contact with the lower part 98a of the spring holding member 98 to rotate the spring holding member 98.
  • the spring holding member 98 is prevented from rotating and moving up and down.
  • the aforementioned keyways 90 and 96 are aligned, and the key members 122 are inserted into the aligned keyways 90 and 96 so that the keyways 90 and 96 are aligned. Is maintained. That is, rotation of the tailing pin 94 in the support block 76 is prevented.
  • the reason why the core push pin 94 cannot be rotated with the key member 122 and the spring retainer 98 is fixed with the stop screw 106 is as follows. That is, when the lead pin 94 rotates, the lead pin 94 rotates the spring holding member 98, and as a result, the spring holding member 98 falls off, or the position of the lead pin 94 increases. Because of the possibility that the water content will decrease.
  • FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view of the block 70.
  • a cylindrical block 70 made of a metal such as stainless steel has a bearing hole (recess) 110 drilled from the lower surface 70 a concentrically with the axis of the shaft 34.
  • the bearing hole 110 includes a large-diameter portion 112 for receiving the upper portion 94b of the tail pin 94, and a tapered portion 114 extending from the large-diameter portion 112 while converging inward. It has a recessed portion 116 extending further inward from the tapered portion 114.
  • the large-diameter portion 112 has an annular seal receiving groove 118 having a diameter larger than that of the large-diameter portion 112 in the middle of the axial direction.
  • a ring-shaped oil seal 120 (FIG. 7) is arranged in the seal receiving groove 118.
  • the aforementioned tapered portion 114 has a taper having the same inclination as the taper of the tip end portion 94 a of the tailing pin 94. Therefore, the bearing hole 110 is substantially complementary to the tip of the tail pin 94.
  • the oil bale 94b is sealed by an oil seal so that the fine filter material 14 does not enter.
  • the recessed portion 1 16 serves as a relief for the tip of the tip portion 94a.
  • raw water is injected into the filtration tank 2 from a raw water injection pipe 56.
  • the raw water permeates the activated carbon 14 and also enters the cleaning tank 38 from the upper opening 42 to permeate the activated carbon 14 in the cleaning tank 38 so that it can be filtered in the cleaning tank 38 as well. I'm familiar.
  • the filtered water After passing through the activated carbon 14 and adsorbing chlorine and organic substances, the filtered water passes through the wire mesh 50 and penetrates into the layer of gravel 54, passes through the strainer 12 and passes through the filter bed plate 4, and The water is sent out from the purified water outlet pipe 46 at the bottom of the filtration tank 2 and used for use.
  • the purified water flows backward from the purified water outlet pipe 46, and the purified water is jetted into the activated carbon 14 through the gravel 54 to float the activated carbon 14. This reduces the load on the motor 26 when the motor 26 is started.
  • the rotation speed of the screw conveyor 32 at this time is an optimum speed depending on the capacity of the filtration tank 2 and the diameter of the blade portion 43 of the screw conveyor 32, for example, in a range of 100 to 400 rotations / minute. Selected, but may be outside this speed range.
  • This cleaning operation is performed, for example, once every two to three days, and is performed for about one minute each time.
  • the cleaning interval may be changed arbitrarily.
  • the backflow of the purified water is continued. The reason is that by rotating the screw conveyor 32 in the backwashing state, the activated carbon 14 outside the cleaning tank 38 and the activated carbon 14 inside the cleaning tank 38 become centrifugal forces of the screw 32. This is because the whole activated carbon 14 is washed evenly by mixing and moving more easily. The backflow of the purified water is then continued at a very slow rate, with the flow velocity being reduced and dirt not falling into the catchment. Further, the screw conveyor 32 is also continuously rotated for washing the filter sand 14.
  • the pushed-up particles of the activated carbon 14 are rubbed against each other by the rotation of the blades 43, so that they rise while being washed, and are discharged out of the washing tank 38 through the upper opening 42. At this time, the impact when the activated carbon 14 falls on the water surface promotes the separation of the suspended matter from the activated carbon 14.
  • the activated carbon 14 that has fallen falls as the washing time elapses, and is pushed again into the washing tank 38 by the blades 43 to be washed. In this way, the activated carbon 14 is repeatedly washed in the washing tank 38 to remove contaminants.
  • the purified water is flowed back again from the purified water outlet pipe 46 to perform a rinsing operation.
  • This rinsing operation is continued even after the screw conveyor 32 is stopped.
  • the liquid that has flowed back from the water purification outlet pipe 46 jets out from the slot of the strainer 12 of the filter bed plate 4 to the layer of gravel 54, and then passes through the wire mesh 50 to rise to the layer of activated carbon 14.
  • the turbidity of the activated carbons 14 and 54 near the wire mesh 50 is easily removed by the backwash water flow.
  • turbidity clogged in the strainer 12 is easily removed from the slot by the backwash water flow.
  • the pollutants separated from the activated carbon 14 float and float from the raw water injection pipe 56 to the outside. It is discharged together with water containing suspended matter. At the time of backwashing, the suspended matter in the washing tank 38 is also discharged.
  • the washing water is also strongly injected from the washing water injection pipe 58 between the two filter beds 50 and 4 in the filtration tank 2.
  • the injected cleaning water forms a vortex in the layer of the gravel 54, and the turbidity adhering to the gravel 54 is exposed to the vortex current and separates from the gravel 54.
  • the separated turbidity is pushed upward through the wire mesh 50.
  • the cleaning liquid spouted from the above-mentioned strainer 12 also helps to effectively discharge the suspended matter separated from the gravel 54 upwards in a short time. By continuing the above backwashing for a required time, all the turbid matter remaining in the filtration tank 2 is removed.
  • the screw conveyor 32 supports the load thereof and the lateral load during rotation by the tip end 94 a of the tail pin 94.
  • the screw conveyor 32 supports a large part of the load of the screw conveyor 32 at the upper part, so that the downward load is not large.
  • the tip portion 94a of the shaft support portion 60 and the taper portion 114 of the block 70 always contact and wear.
  • fine powder of activated carbon that has passed through the oil seal 120 is interposed, so that a certain amount of wear cannot be avoided with any metal material. .
  • the tip end 94 a of the gunmetal tail pin 94 having a lower hardness than stainless steel is worn by the taper part 114 of the stainless steel block 70, and The length becomes shorter.
  • tail pin 94 is always spring-biased upward, it is automatically pushed upward to compensate for the reduced length due to wear. Therefore, the centering pin 94 and the screw conveyor 32 are supported by the shaft support portion 60 while maintaining a good contact state without any backlash.
  • the decrease in the size of the tailstock pin 94 due to this wear can be dealt with, for example, up to about several millimeters, but it is of course possible to increase or decrease the length by changing the length of the tailstock pin and the dimensions of the bearing hole 110. .
  • the core push pin 94, the compression coil spring 104 for biasing the core push pin 94, and the spring holding member 98 are collectively referred to as a wear compensation mechanism.
  • the present invention can maintain the performance of the filtration device 1 having a filtration tank having a long length in the vertical direction over a long period of time and minimize maintenance, and therefore, particularly, activated carbon is used.
  • Activated carbon has a very high unit price compared to gravel, and at some point the adsorption capacity is reduced, so the frequency of replacement is higher than that of gravel, and therefore the running cost is much higher than that of sand filtration equipment.
  • the filtration device 1 of the present invention it is possible to extend the life of activated carbon, reduce the frequency of replacement, and reduce running costs.
  • the washing mechanism 6 including the washing tank 38 and the screw conveyor 32 can be removed from the filtration tank 2 as described above.
  • the replacement of the push pin 94 can be easily performed. Since the tail pin 94 is formed of a metal material having a lower hardness than the block 70, the tail pin 94 is larger in wear than the block 70. Therefore, the parts to be replaced for repair need only be the easily replaceable tail pins 94, and the parts can be replaced more easily.
  • a plurality of, for example, two or three ultrasonic vibration generators may be arranged on the outer wall of the filtration tank 2 at substantially equal intervals.
  • the molecules and suspended matter adsorbed on the activated carbon 14 are converted by ultrasonic vibration.
  • the activated carbon 14 is extracted from the activated carbon 14 and can be more efficiently washed, and the life of the activated carbon 14 can be extended.
  • the bearing hole 110 is formed as a concave portion on the shaft 34 side of the screw conveyor 32, and the centering pin 94 is provided as a convex member on the shaft support portion 60 side.
  • the relationship may be opposite to each other. That is, even if a convex member is fixedly provided at the lower end 44 of the shaft 34, and a relatively low-hardness concave member which receives and supports the convex member is mounted on the shaft support portion by being spring-biased upward. Good. In this case, the abrasion due to mutual contact will compensate for the reduced amount due to the abrasion of the recessed material as it moves upward.
  • FIG. 9 is an enlarged vertical sectional view showing a modification of the wear compensation mechanism.
  • This bearing hole 170 does not have the above-mentioned recessed portion 116.
  • the tailing pin 194 has a cut-out part 196 formed at the upper part, and even if the tailing pin 194 is worn, it can move upward to compensate for the wear.
  • the washing tank 38 is suspended from the upper part of the filtration tank 2 and the lower end is located in the hollow of the filtration tank 2, but the lower end may be directly installed in the filtration tank 2. Further, the shaft support may be fixed to the filtration tank.

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Abstract

濾過装置において、スクリューコンベアの軸支部が磨耗しても、磨耗した部品を修理、交換することなく、磨耗を自動的に補償することによりがたを防止し、長期間に亘って安定した性能が維持できるようにする。濾過装置1は、粒状の濾過材14の層を有する濾過槽2と、濾過槽2内に縦に配置された、下端部に開口40を有する中空の洗浄槽38およびこの洗浄槽38内に配置されて濾過材14を洗浄するスクリューコンベア32とを有する。スクリューコンベア32は、濾過槽2内に上方から垂下され、上部を駆動され、下端が濾過槽2または洗浄槽38の下部に固設された軸支部60により軸支された軸34を有する。軸支部60は、軸34と軸支部60との接触部における磨耗を補償する磨耗補償機構を有する。

Description

明 糸田
技術分野
本発明は、 活性炭等の濾過材を使用して、 水等の液体を濾過する濾過装 置に関し、 特に、 濾過材の吸着機能や濾過機能を回復させるために濾過装 置内のスクリュ一コンベアを回動させて濾過材の洗浄を行う濾過装置に関 するものである。 背景技術
瀘過装置を長期間使用すると、 濾過装置の濾過タンク （濾過槽） 内の濾 過材 （濾過砂、 活性炭） が目詰まりし、 効率的な濾過が行えなくなり、 濾 過された水等の質が悪化してしまう。 このため、 濾過材に付着した汚濁物 質 （濁質） を取り除いて、 目詰まりを解消することが行われている。 濾過 材からこの汚濁物質を取り除く作業、 所謂、 洗浄作業は、 工場の操業を効 率よく行うためにできるだけ短時間に工数をかけず、 また場所をとらずに 行えることが望ましい。 このため、 濾過材を濾過タンクの外側に取り出す ことなく、 濾過タンク内に濾過材を収容したまま、 短時間で効率よく洗浄 できるよう濾過砂洗浄装置 （濾過材洗浄機構） を濾過タンク内に設けるこ とが考えられている。
従来、 このような観点で考えられた濾過器として、 槽体（濾過槽）内に揚 送管 （洗浄槽） を配置し、 この楊送管内にらせん揚水機（スクリユーコンペ ァ）を回転可能に配置したものが知られている（例えば、 実開昭 6 3— 9 8 7 0 4号公報、 第 1図参照） 。
この濾過器は、 通常の濾過においては、 原水が濾過砂を下方から上方に 通過し、 濾過された処理水 （浄水） が濾過砂の上方で排出されるようにな つている。 また、 濾過砂の洗浄時には、 らせん揚水機が回転し、 濁質を捕 捉した濾過砂をらせん揚水機の下部から上昇させて、 遠心分離作用により 濁質を濾過砂から剥離させて洗浄している。 洗浄された濾過砂は揚送管の 上部の濾過砂排出口から排出され、 再度槽体内に戻るように構成されてい る。 らせん揚水機は、 上部をモータにより駆動され、 下端部が軸受により 軸支されている。
上記従来技術の濾過器においては、 らせん揚水機は、 槽体の下端に設け られた孔にらせん揚水機の軸が挿入されて軸支されているので、 この軸と 孔の接触部が磨耗するとがたが生じる。 その結果、 らせん揚水機が円滑に 回転しなくなったり、 漏水等の問題が生じるおそれがある。
らせん揚水機の支持は、 上方と下方の両側で支持する方が回転時のブレ、 振動が生じにくい。 しかし、 周囲が濾過材という環境の中で、 軸受が激し く磨耗することは避けられない。 軸受が磨耗した場合、 この軸受を簡単に 修理、 交換することができないという問題がある。 また、 修理交換する場 合は、 その間、 濾過作業を中断しなければならない。
本発明は、 以上の点に鑑みてなされたものであり、 スクリューコンベア の軸支部が磨耗しても、 磨耗した部品を修理、 交換することなく、 磨耗を 自動的に補償することによりがたを防止し、 長期間に亘つて安定した性能 を維持する濾過装置を提供することを目的とするものである。 発明の開示
本発明の濾過装置は、 粒状の濾過材の層を有する濾過槽と、 濾過槽内に縦 に配置された、 下端部に開口を有する中空の洗浄槽と、 洗浄槽内で濾過材 を上方に搬送しつつ濾過材を洗浄するスクリューコンベアと、 濾過材の洗 浄時に濾過材から剥離した汚濁物質を濾過槽の外部に排出する濁質排出手 段とを備え、 通常の濾過時に濾過槽内に導入され、 濾過材により濾過され た液体を濾過槽の外部に排出する濾過装置において、
スクリューコンベアが、 濾過槽内に上方から垂下され、 上部を駆動され、 下端が濾過槽または洗浄槽の下部に固設された軸支部により軸支された軸 を有し、 軸支部が、 軸と軸支部との接触部における磨耗を補償する磨耗補 償機構'を有することを特徴とするものである。 また、 スクリューコンベアの軸の下端に凹部が設けられ、 軸支部に凹部と係合 する凸部材が設けられ、 磨耗補償機構が、 凸部材をスクリューコンベアに向けて 常時ばね付勢するよう構成することができる。
さらに、凸部材の上部先端は、円錐形であり、凹部が円錐形と略相補形であり、 凸部材の先端に欠載部または凹部の中央に凹陥部が設けられていてもよい。 また、 洗浄槽は、 濾過槽内に垂下されており、 軸支部が洗浄槽の下端に取り付 けられていてもよい。
そして、 軸支部は、 洗浄槽の下端の周囲に取り付けられるリングと、 凸部材お よび凸部材を付勢するばねを保持する中央部と、 中央部およびリングを連結する 複数の連結棹とから構成されてもよい。
また、 濾過材は、 活性炭とすることができる。
本発明の濾過装置は、 粒状の濾過材の層を有する濾過槽と、 濾過槽内に縦 に配置された、 下端部に開口を有する中空の洗浄槽と、 洗浄槽内で濾過材 を上方に搬送しつつ濾過材を洗浄するスクリューコンベアとを備え、 この スクリューコンベアが、 濾過槽内に上方から垂下され、 上部を駆動され、 下端が濾過槽または洗浄槽の下部に固設された軸支部により軸支された軸 を有し、 軸支部が、 軸と軸支部との接触部における磨耗を補償する磨耗補 償機構を有するので次の効果を奏する。
即ち、 スクリユーコンベアの軸支部が磨耗しても、 軸支部が磨耗を自動的 に補償するので、 磨耗した部品を修理、 交換することなく、 軸と軸支部と の間のがたを防止し、 長期間に亘つて安定した性能を維持することができ る。
また、 スクリューコンベアの軸の下端に凹部が設けられ、 軸支部に凹部と係合 する凸部材が設けられ、 磨耗補償機構が、 凸部材をスクリユーコンベアに向けて 常時ばね付勢するよう構成されている場合は、 凸部材が磨耗しても、 凸部材は常 にばねにより凹部に付勢されているので、 磨耗が進行しても常に適切に軸支状態 を維持することができる。
さらに、 凸部材の上部先端が円錐形であり、 凹部が円錐形と略相補形であり、 凸部材の先端に欠載部または凹部の中央に凹陥部が設けられている場合は、 凸部 材の先端が磨耗しても、 相補形の凹部内に常に適切に軸支されるとともに、 スク リューコンベアの軸心を常に所定の位置に維持することができ、 振動、 ブレが生 じるおそれがない。
また、 洗浄槽が、 濾過槽内に垂下されており、 軸支部が洗浄槽の下端に取り付 けられている場合は、 洗浄槽とスクリューコンベアとがユニット化でき、 濾過装 置の組み立て補修が容易となる。
そして、 軸支部が、 洗浄槽の下端の周囲に取り付けられるリングと、 凸部材お よび凸部材を付勢するばねを保持する中央部と、 中央部およびリングを連結する 複数の連結棹とから構成されている場合は、 洗浄槽の下端に、 濾過材を引き込む ための十分な開口を確保できる。 また、 洗浄槽の下端開口をリングにより補強し て濾過材の圧力による洗浄槽の変形を防止できるとともに、 スクリユーコンベア の軸と洗浄槽を常に同軸に維持することができる。 従って、 スクリューコンベア と洗浄槽が長尺であっても、 スクリユーコンベアと洗浄槽の内面との間隔が常に 一定に維持されるので、 スクリユーコンベアの回動時に互いに接触することが防 止できる。
また、 濾過材が活性炭である場合は、 塩素や、 有機物などを吸着することがで き、 特に厚い層にすることができ、 また適宜洗浄されるので、 活性炭としての機 能を十分発揮することができる。 図面の簡単な言兌明
図 1は、 本発明の濾過装置の実施形態を示す縦断面図である。
図 2は、 図 1の濾過装置の軸支部の周辺部を部分的に拡大して示す部分拡大断 面図である。
図 3は、 洗浄槽の底部の拡大底面図であり、 羽根部は省略している。
図 4は、 本発明の濾過装置に使用される軸支ブロックの拡大縦断面図である。 図 5は、 図 4に示す軸支ブロックの拡大平面図である。
図 6は、 図 4の軸支ブロックに取り付けられる部材を示し、 （a ) は芯押しピ ンの拡大正面図、 （b ) は芯押しピンの拡大平面図、 （c ) はばね押さえ部材の 拡大正面図をそれぞれ示す。 図 7は、 本発明の濾過装置に使用される軸支部をスクリユーコンベアの軸とと もに示す拡大部分断面図である。
図 8は、 スクリユーコンベアに使用されるブロックの拡大縦断面図である。 図 9は、 磨耗補償機構の変形例を示す拡大縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の濾過装置の好ましい実施の形態について添付図面を参照 して詳細に説明する。 図 1は、 本発明の濾過装置の実施形態を示す縦断面 図である。 以下、 図 1を参照して濾過装置 1の概略について説明する。 濾過装置 1は、 図 1に示すように、 上下が閉鎖された略円筒形の濾過槽 2と、 この濾過槽 2の内側の下部に上下に間隔をおいて水平に配置された 金網 （濾床） 5 0および瀘床板 （濾床） 4と、 濾過槽 2の湾曲した上壁 2 0に取り付けられた濾過材洗浄機構 （以下、 単に洗浄機構という） 6とを有 する。 この洗浄機構 6は、 後述するモータ 2 6、 減速機構部 2 7、 台座 2 8、 洗浄槽 3 8およびスクリユーコンベア 3 2を含む。 さらに、 洗浄機構 6は、 濁質排出手段としての浄水出口管 4 6および原水注入管 5 6も含む。 濾過槽 2には、 4本の支持脚 8 (図 1では 1本のみを示す） が取り付け られており、 これによつて、 濾過槽 2が床面 1 0上に設置される。 濾床板 4は、 濾過槽 2の湾曲した底壁 9から上方に離隔して設けられており、 こ の濾床板 4には、 濾過された液体 （濾水） を集水して下方に通過させる複 数の集水部即ちストレーナ 1 2が設置されている。
前述の金網 5 0上には、 原水注入管 5 6から注入された原水を濾過するための 活性炭 （濾過材） 1 4の層が配される。 金網 5 0は、 活性炭 1 4が下方に落下し にくいように、 活性炭 1 4の砂粒よりも概ね小さいメッシュ （網目） を有する。 この活性炭 1 4は、 約 1 0メッシュから 3 2メッシュの粒径を有する。 なお、 こ のメッシュを単位として表される粒径は、 2 5 . 4 mmを分割する数でその大き さを表す。 即ち、 概ね 1 0メッシュは 2 5 . 4 mmを 1 0分割し、 3 2メッシュ は同様に 3 2分割して得られる粒径を表す。
金網 5 0と濾床板 4との間の空間 5 2には、 活性炭 1 4より大きい直径の砂利 (濾過材） 5 4の層 （支持層） が配置される。 この砂利 5 4は、 活性炭 1 4を支 持する支持材として使用される。 砂利 5 4の層は、 上部が金網 5 0により覆われ ており、 活性炭 1 4の層の方に移動することができないので、 不陸が生じること がなく、 水流が分散されて均一な濾過が可能となる。 本実施形態の場合、 濾過槽 2の高さは約 3 . 5 111、 直径は約1 . 6 mであり、 空間 5 2の高さは約 1 9 c m に設定されている。
本発明において濾過槽 2が比較的長いのは次の理由による。 即ち、 濾過材とし て使用される活性炭 1 4は、 吸着によって塩素や有機物質等を除去するため、 活 性炭と処理する水（液体）とが接触する時間を十分とる必要があり、 また、 一般的 に断面積が大きな活性炭吸着装置 （濾過装置） よりも設置場所をとらない省スぺ ース型の濾過装置が要求されていることによる。 このため、 濾過槽 2の断面積を 小さくして濾過装置 1を設置したときの床面 1 0の占有面積を少なくし、 その代 わりに活性炭層を厚くすることによって接触時間を長くしている。 また、 流速を 遅くして接触時間を長くすることも同時に行われている。
一般的に、 濾過材の層が比較的薄い場合は、 スクリユーコンベアも短い寸法で よいので、 スクリユーコンベアの上部の駆動側で支持するだけでもスクリユーコ ンベアの振動、 ぶれ等の問題は生じにくい。 しかし、 上述の理由で濾過材として 活性炭を使用して濾過材の層を厚くするとスクリューコンベアの長さもそれに対 応して長くする必要がある。 その結果、 スクリューコンベアが回転時に軸ブレし 易くなり、 内筒すなわち洗浄槽と接触する等の障害が発生するおそれが大きくな る。 そのため、 本発明では、 長尺のスクリユーコンベア 3 2の下端 4 4を軸支す る構造を採用している。 この軸支の態様については後述する。
濾過槽 2の上壁 2 0の中央部には、 円形の取付口 2 2が形成されており、 この 取付口 2 2に洗浄機構 6がポルト （図示せず） により取り付けられている。 取付 口 2 2の周縁は、 取付用のリム 2 4に形成されている。 従って、 ユニットとして 濾過槽 2に取り付けられた洗浄機構 6は、 ポルトを外すことによってリム 2 4か ら取り外すことができる。 リム 2 4上には、 モータ 2 6および減速機構部 2 7を 取り付けた台座 2 8が取り付けられている。 この台座 2 8には、 複数の軸受 3 0 を有する保持部 3 6が形成されており、 これらの軸受 3 0によりスクリユーコン ベア （洗浄手段） 3 2の軸 3 4が、 ぶれなく回転自在に支持されている。 なお、 モータ 2 6および減速機構部 2 7を駆動部という。
次に、 この洗浄機構 6について詳細に説明する。 洗浄機構 6の円筒形即ち筒状 体の洗浄槽 3 8は、 上部に円板状の取付壁 2 9を有する。 そして、 取付壁 2 9が 台座 2 8とともにリム 2 4にポルト 2 5 (図中 1本のみを示す）により取り付けら れている。 このようにして、 洗浄槽 3 8の上部がリム 2 4に取り付けられると、 洗浄槽 3 8の略全体が濾過槽 2の上部から垂下している構成となる。
図 1に示すように洗浄槽 3 8の下部には、 下方に開放した円形の下部開口 4 0 と、 側方に開放した複数の開口 6 2が形成されている。 また、 洗浄槽 3 8の上部 には洗浄槽 3 8の外周に沿って所定間隔で形成された複数の上部開口 4 2が形成 されている。 この上部開口 4 2は上下 2段に形成されている。 下部開口 4 0は活 性炭 1 4の中に位置するように、 活性炭 1 4との位置関係が決められている。 こ の洗浄槽 3 8の内側には、 スクリユーコンベア 3 2が配置されている。 スクリュ ーコンベア 3 2の軸 3 4は、 比較的小径の縮径部 3 4 aと、 直径の大きい大直径 部 3 4 bから構成されている。
軸 3 4は、 継手 4 9を介してモータ 2 6と連結されている。 軸 3 4に強度を持 たせるための大直径部 3 4 bは、 中空のパイプ状になっており、 下端 4 4は閉鎖 されている。 下端 4 4は球面状に形成されているので、 スクリューコンベア 3 2 を回動させて活性炭 1 4を洗浄するときに渦を生じないようにして、 下端 4 4と 接触する活性炭 1 4を不必要に攪乱することが防止できる。 この下端 4 4の形状 については後述する。 軸 3 4の大直径部 3 4 bには、 螺旋形のスクリユーの羽根 部 4 3が形成されている。 羽根部 4 3は軸 3 4の下端 4 4近傍に至るまで形成さ れている。 なお、 羽根部 4 3は、 図示しない複数のステーを介して軸 3 4に離隔 した状態で取り付けられている。 また、 羽根部 4 3の外縁は、 洗浄槽 3 8の内周 面との間に僅かにギヤップを形成して配置されている。
スクリューコンベア 3 2が洗浄槽 3 8内に配置されると、 図 1に示されるよう に、 羽根部 4 3の上端は、 下段の上部開口 4 2の下緣 4 2 a近傍に位置する。 ま た、 スクリユーコンベア 3 2の下端 4 4は、 洗浄槽 3 8の下部開口 4 0近傍に位 置する。 スクリユーコンベア 3 2の下端 4 4は、 洗浄槽 3 8の下端に取り付けら れた軸支部 6 0により回動可能に支持されている。 この軸支の態様については後 述する。
次に、 濾過槽 2の外部に付属する部品について説明する。 濾過槽 2の湾曲した 底壁 9の中央には、 下方に延びる浄水出口管 4 6が取り付けられており、 活性炭 1 4、 金網 5 0、 砂利 5 4、 ストレーナ 1 2を経て濾床板 4を通過した浄化され た液体が、 この浄水出口管 4 6を通って濾過槽 2の外部に送出される。 ストレ一 ナ 1 2には、 砂利 5 4より小さな図示しないスロットが形成されている。 空間 5 2に対応する、 濾過槽 2の外壁に取り付けられているのは、 洗浄水噴射管 （液体 噴射部） 5 8である。洗浄水噴射管 5 8は、濾過槽 2の外壁に対し角度を付けて、 濾過槽 2の外周に沿って等間隔に 4力所取り付けられている。 洗浄水噴射管 5 8 の数量は、 濾過槽 2のサイズ等に応じて増減してもよい。 この洗浄水噴射管 5 8 の機能については後述する。
次に、 本発明の特徴である軸支部 6 0の詳細について、 図 2および図 3を参照 して説明する。 図 2は、 図 1の濾過装置 1の軸支部 6 0の周辺部を部分的に拡大 して示す部分拡大断面図、 図 3は、 洗浄槽 3 8の底部の拡大底面図をそれぞれ示 す。 なお、 図 3では、 羽根部 4 3は省略している。 洗浄槽 3 8は、 下部側方に等 間隔に 4つの開口 6 2 (図 2では 2つだけ見える）が形成されている。 円筒形の洗 浄槽 3 8の下端には、 円形のフランジ 6 4が洗浄槽 3 8の下縁の円周に沿って形 成されている。 このフランジ 6 4の内側は洗浄槽 3 8の内部に通じる円形の開口 4 0になっている。 フランジ 6 4には、 下向きに 6つのねじ孔 6 8が等間隔に形 成されている。
また、 スクリユーコンベア 3 2の軸 3 4の下端には孔 7 2が形成され、 この孔 7 2に円柱形のブロック 7 0が溶接されて取り付けられている。 このブロック 7 0の詳細については後述する。フランジ 6 4に取り付けられている軸支部 6 0は、 リング 7 4と、 スクリユーコンベア 3 2の軸 3 4を支承する軸支ブロック（中央 部） 7 6と、この軸支ブロック 7 6とリング 7 4を連結する 6本の等間隔に配置さ れた断面円形の連結棹 7 8とを有する。 これらリング 7 4、 軸支ブロック 7 6お よび連結棹 7 8は、 例えば、 ステンレス鋼等の金属から形成される。
これらの連結棹 7 8は、 リング 7 4と軸支ブロック 7 6に溶接されている。 リ ング 7 4は、 フランジ 6 4に対応した直径を有し、 フランジ 6 4のねじ孔 6 8に 対応して 6つのねじ孔 8 0を有する。 軸支部 6 0は、 ねじ 8 2がこれらねじ孔 6 8、 8 0に螺入されて洗浄槽 3 8の下端に取り付けられる。
次に軸支部 6 0について、 図 4から図 6を参照してさらに詳細に説明する。 図 4は、 軸支ブロック 7 6の拡大縦断面図、 図 5は軸支ブロック 7 6の拡大平面図 である。また、図 6は、軸支ブロック 7 6に取り付けられる部材を示し、図 6 ( a ) は芯押しピンの拡大正面図、 図 6 ( b ) は芯押しピンの拡大平面図、 図 6 ( c ) はばね押さえ部材の拡大正面図をそれぞれ示す。
まず図 4および図 5を参照して説明する。 軸支ブロック 7 6は、 円柱状を呈し ており、 側面に前述の連結棹 7 8が挿入されて溶接される円形穴 8 4が、 等間隔 に 6っ穿設されている。 そして円柱の軸心と同心に上下に貫通する貫通孔 8 6が 形成されている。 貫通孔 8 6は、 複数の領域に区画されており、 下方から大径の ねじ部 8 6 a、 このねじ部 8 6 aとほぼ同じ内径の中間孔 8 6 b、 中間孔 8 6 b より小直径の通過孔 8 6 c、 この通過孔 8 6 cよりさらに小直径の上部孔 8 6 d から構成されている。
中間孔 8 6 bと通過孔 8 6 cの境界には、 環状の下向きの段部 8 8が形成され ている。 また、 上部孔 8 6 dには、 貫通孔 8 6の長手方向に沿うキー溝 9 0が形 成されている。 これらの各領域は、 すべて貫通孔 8 6の軸心（図示せず）に同心に 形成されている。 また、 軸支ブロック 7 6の側面 7 6 aの下部からねじ部 8 6 a に直交するねじ孔 9 2が形成されている。
次に、 軸支ブロック 7 6に取り付けられる前述の芯押しピン（凸部材） 9 4およ びばね押さえ部材 9 8について説明する。 なお、 図 7を合わせて参照して説明す る。 図 7は、 軸支部 6 0をスクリューコンベア 3 2の軸 3 4とともに示す拡大部 分断面図である。 芯押しピン 9 4は、 例えば、 砲金等のステンレス鋼より低硬度 の金属から形成される円柱状の部材である。 この芯押しピン 9 4は、 上部から略 円錐形の先端部 9 4 a、 円柱形の上部 9 4 b、 上部 9 4 bより大直径の中間部 9 4 c、 円板状のフランジ 9 4 dおよび中間部 9 4 cより小直径の下部 9 4 eを有 する。 中間部 9 4 cには、 芯押しピン 9 4の長手方向に沿うキー溝 9 6が形成さ れている。 このキー溝 9 6は、 前述の軸支ブロック 7 6のキー溝 9 0に対応する ものである。
図 6 ( c ) に示すばね押さえ部材 9 8は、 ステンレス鋼等の金属から形成され る概ね円柱状の部材である。 このばね押さえ部材 9 8は、 上部に軸支ブロック 7 6のねじ部 8 6 aに螺合する雄ねじ 1 0 0を有するとともに、 下面に、 スクリュ 一ドライバのような工具と係合する係合溝 1 0 2を有する。
これら芯押しピン 9 4およびばね押さぇ部材 9 8が、 支持ブロック 7 6に取り 付けられた状態について図 7を合わせて参照して説明する。 芯押しピン 9 4を、 軸支ブロック 7 6の貫通孔 8 6に下方から挿入すると、 先端部 9 4 aおよび上部 9 4 bは、 軸支ブロック 7 6の上面 7 6 bから突出し、 中間部 9 4 cは貫通孔 8 6の上部孔 8 6 d、 通過孔 8 6 cに位置し、 フランジ 9 4 dおよび下部 9 4 eは 中間孔 8 6 bに位置する。 そして、 芯押しピン 9 4は、 圧縮コイルばね 1 0 4を 介して、 芯押しピン 9 4を下方からばね付勢する。 このときフランジ 9 4 dは貫 通孔 8 6の段部 8 8に当接して上方への移動を阻止されるので、 芯押しピン 9 4 が支持ブロック 7 6から上方へ抜け出ることはない。
そして、 ねじ孔 9 2には、 止めねじ 1 0 6が螺入され、 止めねじ 1 0 6の先端 が、 ばね押さえ部材 9 8の下部 9 8 aに当接して、 ばね押さえ部材 9 8の回転を 阻止する。 すなわち、 ばね押さえ部材 9 8が回転して上下に移動することが阻止 される。 また、 前述のキー溝 9 0および 9 6は整列されて、 キー部材 1 2 2が整 列された両キー溝 9 0および 9 6に挿入され、 両キー溝 9 0および 9 6の整列状 態が維持される。 即ち、 芯押しピン 9 4力 支持ブロック 7 6内で回動すること が防止される。 キ一部材 1 2 2で芯押しピン 9 4を回動不能にし、 また、 止めね じ 1 0 6でばね押さえ部材 9 8を固定する理由は、 次のとおりである。 即ち、 芯 押しピン 9 4が回動すると、 この芯押しピン 9 4がばね押さえ部材 9 8を回動さ せ、 その結果、 ばね押さえ部材 9 8が脱落したり、 芯押しピン 9 4の位置が低下 したりするおそれが生じることによる。
次に、 軸支部 6 0と係合するスクリユーコンベア 3 2の軸 3 4のブロック 7 0 について、 図 8を参照して、 さらに詳細に説明する。 図 8は、 ブロック 7 0の拡 大縦断面図である。 ステンレス鋼等の金属から形成された円柱状のブロック 7 0 は、下面 7 0 aから軸 3 4の軸心と同心に軸受穴（凹部） 1 1 0が穿設されている。 軸受穴 1 1 0は、 芯押しピン 9 4の上部 9 4 bを受容する大径部 1 1 2と、 この 大径部 1 1 2から内方に収束しながら延びるテーパ部 1 1 4と、 このテーパ部 1 1 4からさらに内方に延びる凹陥部 1 1 6とを有する。
大径部 1 1 2には、 その軸線方向の中間に大径部 1 1 2よりさらに大径の環状 のシール受け溝 1 1 8が形成されている。 シール受け溝 1 1 8には、 リング状の オイルシール 1 2 0 (図 7 )が配置される。 前述のテーパ部 1 1 4は、 芯押しピン 9 4の先端部 9 4 aのテ一パと同じ傾斜のテーパとなっている。 従って、 軸受穴 1 1 0は芯押しピン 9 4の先端部と略相補形である。
芯押しピン 9 4の先端部と、 軸受穴 1 1 0とが係合すると、 9 4 bはオイルシ ールによってシールされ、 微小な濾過材 1 4が進入しないようになっている。 ま た、 凹陥部 1 1 6は先端部 9 4 aの先端の逃げとなっている。 ブロック 7 0と芯 押しピン 9 4が係合すると、 芯押しピン 9 4は、 上方からの荷重を受けて僅かに 下降する。 従って、 芯押しピン 9 4のフランジ 9 4 dは、 貫通孔 8 6の段部 8 8 から下方に離隔し、 且つ上方にばね付勢された状態に維持される。 この離隔した 距離は、 磨耗を補償することができる寸法となる。
このように構成された濾過装置 1の濾過作用について、 再び図 1を参照して、 概略説明する。 通常の濾過においては、 原水が、 原水注入管 5 6から濾過槽 2内 に注入される。 原水は活性炭 1 4に浸透するとともに、 上部開口 4 2からも洗浄 槽 3 8内に進入して洗浄槽 3 8内の活性炭 1 4に浸透し、 洗浄槽 3 8内において も濾過ができるようになつている。
活性炭 1 4を通過し、 塩素や有機物質等が吸着され、 濾過された水は、 金網 5 0を通過して砂利 5 4の層に浸透し、ストレーナ 1 2を経て濾床板 4を通過して、 濾過槽 2の下部の浄水出口管 4 6から外部に送出され使用に供される。
次に、 長期間使用して活性炭 1 4に目詰まりが生じたときの、 活性炭 1 4の洗 浄方法について説明する。 まず最初に、 浄水出口管 4 6から浄水を逆流させ、 砂 利 5 4を経て活性炭 1 4中に浄水を噴出させて活性炭 1 4を浮遊させる。 これに より、 モ一夕 2 6を起動する際のモータ 2 6への負荷が低減される。
次に、 モータ 2 6が駆動されて、 スクリユーコンベア 3 2が回転すると、 スク リューコンベア 3 2の羽根部 4 3により、 活性炭 1 4が開口 4 0、 6 2から吸い 込まれて洗浄槽 3 8内に押し上げられる。 このときのスクリューコンベア 3 2の 回転速度は、 濾過槽 2の容量やスクリューコンベア 3 2の羽根部 4 3の直径等に よって最適な速度、例えば 1 0 0〜4 0 0回転/分の範囲で選択されるが、 この速 度の範囲外でもよい。 この洗浄作業は、 例えば、 2〜3日に 1回行われ、 また各 回につき約 1分間位行われる力 濾過槽 2のサイズや目詰まり （吸着能力の低下） の程度によって、洗浄の間隔、洗浄時間を任意に変えてもよいことは勿論である。 スクリューコンベア 3 2の回転の初期の段階では、 前述の浄水の逆流が継続さ れる。 この理由は、 スクリューコンベア 3 2を逆流洗浄状態で回転させることに よって、 洗浄槽 3 8の外側の活性炭 1 4と、 洗浄槽 3 8の内側の活性炭 1 4が、 スクリュ一3 2の遠心力により容易に混ざり合い、 且つ移動することで全体の活 性炭 1 4が満遍なく洗浄されるからである。 浄水の逆流は、 その後、 流速を落と して、 集水部に汚れが落ち込まない程度に非常にゆつくりとした速度で継続され る。 また、 スクリューコンベア 3 2も、 濾過砂 1 4の洗浄のために回転が継続さ れる。
押し上げられた活性炭 1 4の粒子同士は、 羽根部 4 3の回転により互いにこす れあってもみ洗いされつつ上昇し、上部開口 4 2から洗浄槽 3 8外に排出される。 このとき、 活性炭 1 4が水面上に落下したときの衝撃で、 濁質が活性炭 1 4 から剥離することが促進される。 落下した活性炭 1 4は、 洗浄時間の経過 に従って下降し、 再び羽根部 4 3により洗浄槽 3 8内に押し上げられても み洗いされる。 このようにして、 活性炭 1 4は洗浄槽 3 8内で洗浄が繰り返さ れて汚濁物質が剥離される。
洗浄が完了すると、 スクリューコンベア 3 2の回転が停止される前に、 浄水出 口管 4 6から再度浄水を逆流させて、すすぎ作業が行われる。このすすぎ作業は、 スクリューコンベア 3 2の停止後も、 引き続き継続される。 浄水出口管 4 6から 逆流した液体は、 濾床板 4のストレーナ 1 2のスロットから砂利 5 4の層に噴出 し、 さらに金網 5 0を通過して活性炭 1 4の層に上昇する。 このとき、 金網 5 0 近傍の活性炭 1 4、 5 4の濁質は、 逆洗水流により容易に除去される。 また、 ス トレーナ 1 2に詰まった濁質も、逆洗水流によりスロットから容易に除去される。 そして、 活性炭 1 4から剥離した汚濁物質は、 浮遊して原水注入管 5 6から外部 へ濁質を含んだ水とともに排出される。 逆流洗浄時に、 洗浄槽 3 8内の濁質も排 出される。
また、 すすぎ作業時には、 洗浄水噴射管 5 8からも洗浄水が濾過槽 2内の 2つ の濾床 5 0、 4の間に強力に噴射される。 噴射された洗浄水は、 砂利 5 4の層中 で渦流を形成し、 砂利 5 4に付着している濁質は、 この渦状の水流に曝されて砂 利 5 4から剥離する。 そして剥離した濁質は、 金網 5 0を通過して上方に押し流 される。 前述のストレーナ 1 2から噴出する洗浄液は、 このときも砂利 5 4から 剥離した濁質を短時間で効果的に上方に排出するのに役立つ。 以上の逆流洗浄 を必要な時間続行することにより、 濾過槽 2内に残留する濁質は全て除去 される。
以上のように濾過および洗浄がなされるが、 前述のスクリューコンベア 3 2の 軸支構造により、 スクリューコンベア 3 2が回動しても、 下端 4 4が軸支された 軸 3 4が軸ブレを生じることはない。 そして、 さらに重要なことは、 芯押しピン 9 4とブロック 7 0が接触して回動することによる磨耗を自動的に補償すること ができる点である。 この補償機能について以下説明する。
図 7に最もよく示すように、 スクリユーコンベア 3 2は、 芯押しピン 9 4の先 端部 9 4 aによりその荷重および回動時の横方向の負荷が支持されている。 スク リューコンベア 3 2は、 その上部でスクリューコンベア 3 2の荷重の大部分が支 持されているので、 下方向への荷重は大きくはない。 しかし、 スクリューコンペ ァ 3 2の回動により、 軸支部 6 0の先端部 9 4 aとブロック 7 0のテ一パ部 1 1 4は常に接触して磨耗する。 特に、 軸支部 6 0の周囲が活性炭 1 4であるため、 オイルシール 1 2 0を通り抜けてきた活性炭の微細な粉末等が介在するため、 ど のような金属材料でもある程度の磨耗が避けられない。
この結果、 ステンレス鋼より硬度の低い砲金製の芯押しピン 9 4の先端部 9 4 aは、 ステンレス製のブロック 7 0のテ一パ部 1 1 4により磨耗され、 芯押しピ ン 9 4の長さが短くなる。 しかし、 芯押しピン 9 4は常に上方にばね付勢されて いるので、 磨耗により減少した長さを補償するように自動的に上方に押し出され る。 従って芯押しピン 9 4と、 スクリユーコンベア 3 2は、 がたが生じることな く、 常に良好な接触状態を保って軸支部 6 0により支持されることとなる。 この磨耗による芯押しピン 9 4の寸法の減少は、 例えば、 数ミリ程度まで対応 できるが、 芯押しピンの長さや軸受け穴 1 1 0の寸法等を変えることにより、 増 減できることは勿論である。 なお、 芯押しピン 9 4およびこの芯押しピン 9 4を 付勢する圧縮コイルばね 1 0 4、 ばね押さえ部材 9 8を総括して磨耗補償機構と いう。
本発明は以上のように、 上下方向に長さの長い濾過槽を有する濾過装置 1を長 期間に亘つてその性能を維持し、 且つ、 メンテナンスを最少とすることができる ので、 特に活性炭を使用した濾過槽に適している。 活性炭は、 砂利に比べて単価 が非常に高く、 ある時点で吸着能力が低下するので、 入れ替え頻度が砂利より高 く、 そのため、 ランニングコストが砂濾過装置に比較して非常に高い。
その理由は次のとおりである。 活性炭粒の場合、 使用中に濾過材層の表層から 上層にかけて固着即ち連続的に板状に固まって、 水道 （みずみち） を形成しやす い。 その結果、 この水道の周囲の部分でしか濾過作用が行われず、 中層から下層 にかけて位置する活性炭は、 まだ吸着能力が残っている状態となる。 しかし、 全 体として吸着能力が低下するので、 活性炭全層を有効利用しないまま入れ替えが なされる。
しかし、 本発明の濾過装置 1を使用することにより、 活性炭寿命を延ばし、 入 れ替え頻度を低くしてランニングコストを削減することが可能となる。 特に、 芯 押しピン 9 4を交換しなければならなくなった場合でも、 前述の如く、 洗浄槽 3 8とスクリユーコンベア 3 2を含む洗浄機構 6を、 濾過槽 2から取り外すことが できるので、 芯押しピン 9 4の交換を容易に行うことができる。 また、 芯押しピ ン 9 4を、 ブロック 7 0より低硬度の金属材料で成形してあるので、 磨耗の程度 は芯押しピン 9 4の方が、 ブロック 7 0より大きい。 従って、 補修のために交換 する部品は、 簡単に交換できる芯押しピン 9 4のみでよいので、 部品交換を一層 簡単に行うことができる。
以上、 本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、 上記実施形態 に限定されるものではなく、 種々の変形変更が考えられる。 例えば、 濾過槽 2の 外壁に複数個、 例えば 2個或いは 3個の超音波振動発生器を略等間隔に配置して もよい。 これにより、 活性炭 1 4に吸着された分子や濁質が、 超音波振動により 活性炭 1 4から引き出されて、 一層効率よく活性炭 1 4を洗浄することができ、 また、 活性炭 1 4の寿命を延ばすことができる。
また、 前述の実施形態では、 スクリューコンベア 3 2の軸 3 4側に凹部として 軸受穴 1 1 0が形成され、 軸支部 6 0側に凸部材として芯押しピン 9 4が設けら れているが、 互いに逆の関係であってもよい。 即ち、 軸 3 4の下端 4 4に凸部材 が固設され、 軸支部側にこの凸部材を受容して軸支する比較的硬度の低い凹部材 が上方にばね付勢されて取り付けられてもよい。 この場合には、 互いの接触によ る磨耗は、凹部材が上方に移動して磨耗により減少した量を補償することになる。 また、 軸受穴の変形例として、 図 9に示す軸受穴 1 7 0を有するブロック 1 3 0を使用してもよい。 図 9は磨耗補償機構の変形例を示す拡大縦断面図である。 この軸受穴 1 7 0は、 前述の凹陥部 1 1 6を有さない。 また、 芯押しピン 1 9 4 は、 上部に欠載部 1 9 6が形成されており、 芯押しピン 1 9 4が磨耗しても上方 に移動して磨耗を補償することができる。
また、 上記実施形態では、 洗浄槽 3 8を濾過槽 2の上部から垂下させ、 下端を 濾過槽 2の中空に位置させているが、 下端を直接濾過槽 2に設置してもよい。 ま た、 軸支部を濾過槽に固設してもよい。
また、 前述の実施形態は、 濾過材として活性炭 1 4を使用した場合について説 明したが、 砂利等を濾過材として使用しても勿論よい。

Claims

言青求の範囲
1 . 粒状の濾過材の層を有する濾過槽と、 該濾過槽内に縦に配置された、 下 端部に開口を有する中空の洗浄槽と、 該洗浄槽内で前記濾過材を上方に搬 送しつつ該濾過材を洗浄するスクリューコンベアと、 前記濾過材の洗浄時 に前記濾過材から剥離した汚濁物質を前記濾過槽の外部に排出する濁質排 出手段とを備え、 通常の濾過時に前記濾過槽内に導入され、 前記濾過材に より濾過された液体を該濾過槽の外部に排出する濾過装置において、 前記スクリューコンベアが、 前記濾過槽内に上方から垂下され、 上部を 駆動され、 下端が前記濾過槽または前記洗浄槽の下部に固設された軸支部 により軸支された軸を有し、 該軸支部が、 該軸と前記軸支部との接触部に おける磨耗を補償する磨耗補償機構を有することを特徴とする濾過装置。
2 . 前記スクリューコンベアの前記軸の下端に凹部が設けられ、 前記軸支部に前 記凹部と係合する凸部材が設けられ、 前記磨耗補償機構が、 前記凸部材を前記ス クリユーコンベアに向けて常時ばね付勢するよう構成されていることを特徴とす る請求項 1記載の濾過装置。
3 . 前記凸部材の上部先端が円錐形であり、 前記凹部が前記円錐形と略相補形で あり、 前記凸部材の先端に欠載部または前記凹部の中央に凹陥部が設けられてい ることを特徴とする請求項 2記載の濾過装置。
4 . 前記洗浄槽が、 前記濾過槽内に垂下されており、 前記軸支部が前記洗浄槽の 下端に取り付けられていることを特徴とする請求項 1から 3いずれか 1項記載の
5 . 前記軸支部が、 前記洗浄槽の下端の周囲に取り付けられるリングと、 前記凸 部材および該凸部材を付勢する前記ばねを保持する中央部と、 該中央部および前 記リングを連結する複数の連結棹とからなることを特徴とする請求項 4記載の瀘
6 . 前記濾過材が活性炭であることを特徴とする請求項 1から 5いずれか 1項記
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