WO2014042093A1 - 濾過装置、それに使用するフィルタおよびそのフィルタエレメント - Google Patents

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森　正樹
金澤　進一
龍資 中井
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    • C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water

Definitions

  • the present invention relates to a filtering device such as a marine ballast water treatment device that performs physical treatment and chemical treatment of seawater or the like, a filter used therefor, and a filter element thereof.
  • ballast water is water that is used as ship ballast (bottom load, weight loaded on the ship bottom).
  • seawater is taken at the port of departure and loaded into the ballast tank.
  • you are discharged instead of loading if the ballast water is mixed with garbage or aquatic organisms at the port of departure, the ecosystem at the port where it stops may be disturbed.
  • a ballast water treatment device for removing organisms and garbage having a size of 50 ⁇ m or more from the water intake is mounted on the ship.
  • FIGS. 11A and 11B A conventional general configuration of this marine ballast water treatment apparatus is shown in FIGS. 11A and 11B.
  • a filter F that is arranged in a cylindrical shape so as to surround a cylindrical axis in the vertical direction (see reference numeral 10 in FIG. 1), is provided so as to be rotatable around the cylindrical axis, and a cylindrical casing C that surrounds the filter F.
  • Intake water (treated water) a is fed into the inflow pipe 1 from the seawater inlet of the ship, and the intake water a enters the casing C from the outlet 2 long in the length direction of the inflow pipe 1 and is filtered by the filter F. (See FIG. 2).
  • the filtration is performed by passing the treated water a from the outer peripheral surface of the filter F toward the inner peripheral surface, and the filtered water (treated water) a ′ is guided into the cylindrical shaft, and then the outlet pipe 3 is used. Lead out of casing C and load into ballast tank. After the waste water b not filtered by the filter F is guided to the bottom of the casing C, it is discharged to the outside (the sea) through the discharge pipe 4. In this case, the filter F is rotated by a motor M on the casing top plate C 1, captured by the filter F Organisms are taken out from the discharge pipe 4 with the drainage b settled (Patent Document 1 claims 1, FIG. 1).
  • the filter F of the marine ballast water treatment apparatus is conventionally housed as an integral part in the casing C, and it is necessary to take out the entire filter F from the casing C at the time of repair and replacement.
  • the height is about 1 m, and when it is installed in the ship and the filter F is taken out, at least 1 m or more is required above the processing apparatus. That space is wasted.
  • the replacement of the filter F must be performed mainly by human power, and it is very difficult to move the filter F having a height of 1 m by human power, and the workability is poor. It has become.
  • This invention makes it a subject to improve the workability
  • the present invention includes a cylindrical filter having a cylindrical axis in the vertical direction and a casing surrounding the filter, and the treated water is filtered from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the filter.
  • the filtered water is led out to the outside of the casing, and the waste water that has not been filtered by the filter is discharged to the outside of the casing, the filter being divided into a plurality of parts in the cylinder axis direction,
  • Each of the divided filters employs a configuration in which they are connected to each other and can be integrated, and can be individually removed.
  • the filter in the vertical direction, a filter disposed in a cylindrical shape so as to surround the cylindrical shaft, and a filter rotatably provided around the cylindrical shaft, and a casing surrounding the filter.
  • Water to be treated is filtered from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface, the filtered water is guided into the cylindrical shaft, and then led out of the casing, and the waste water that has not been filtered by the filter is discharged to the outside of the casing.
  • the filter is divided into a plurality of parts in the axial direction of the cylindrical shaft, and each of the divided filters is individually removable from the cylindrical shaft.
  • the water to be treated appropriately includes various liquids to be filtered in addition to water, such as chemical liquids.
  • the filter is divided into a plurality of parts, so that the filter can be repaired and replaced smoothly.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main part between divided filters in FIG. 1.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the lower part of the divided filter in FIG. 1.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the lower part of the lowermost stage division filter of FIG. 6. It is a principal part enlarged view of FIG. 9B.
  • FIG. 9B It is a schematic front view of an example of the processing apparatus for ballast water for ships. It is a schematic right view of the same example.
  • the filtering device is characterized in that the filter is divided into a plurality of parts in the vertical direction, and each of the divided filters is individually removable.
  • This type of filtration device restores the filtration capacity by backwashing or the like if the filter is clogged, but if it cannot be restored, it will be repaired or replaced.
  • the filter is divided, the divided filter (filter element) that has become unusable may be removed and repaired, or replaced with a new filter element corresponding thereto.
  • the divided filter has a height of 30 cm and can be easily moved by human power. It can be.
  • the split filter is also 30 cm high, if there is a space above the filtration device that allows the split filter to be carried out, the split filter can be repaired or replaced. However, it can be carried out and workability is improved.
  • the divided filter may be arranged and supported so as to surround the cylindrical axis on the central axis in the casing as in the past, or the divided filter may be connected and fixed by rotating the cylindrical axis and rotating. Can be possible.
  • each of the divided filters is supported by the cylindrical shaft, and the filter rotates with its rotational shake suppressed by the cylindrical shaft.
  • the divided filters need to be connected to each other and integrated so as to suppress rotational shaking and to be individually removable.
  • each of the divided filters is provided with a filter element between the upper and lower hollow discs, and a plurality of reinforcing rods are provided around the upper and lower hollow discs.
  • the filter can be integrated by connecting and fixing the reinforcing rods.
  • An appropriate structure can be applied to connect and fix the reinforcing rods of the upper and lower divided filters.
  • the opposing ends of the upper and lower reinforcing rods can be screwed together. With screw coupling, the reinforcing rods can be screwed in and connected from above, so workability is good for integrating the upper and lower divided filters.
  • a reinforcing body for supporting each of the divided filters can be formed in the casing to further improve the rigidity of the filter.
  • the reinforcing body includes, for example, an upper support disk on which the uppermost divided filter is fixed on the same axis, a lower support disk on which the lowermost divided filter is fixed on the same axis, and the upper support disk. It is also possible to adopt a configuration that includes a plurality of upper and lower connecting rods that are provided around the lower support disc and sandwich the divided filters with the two support discs integrated. At this time, the connecting rod is divided in the vertical direction, and the divided connecting rod is connected via a hollow intermediate support disk, and the upper divided connecting rod and the lower divided connection via the intermediate support disc.
  • the scissors can be offset in the circumferential direction of the support disc. In this way, the rotation of the filter is supported by the intermediate support disk and the connecting rods displaced in the upper and lower circumferential directions, so that an effective resistance against twist during rotation of the filter is exhibited.
  • each of the divided filters is guided into the inner peripheral surface from the outer peripheral surface without flowing out the treated water from the upper and lower surfaces.
  • a configuration in which a sealing material is interposed between the entire circumferences of the opposing surfaces can be employed.
  • the split filter is one in which the water to be treated is filtered by being guided from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface without flowing out from the upper and lower surfaces of the filter, any position is provided between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface.
  • the split filter is one in which the water to be treated is filtered by being guided from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface without flowing out from the upper and lower surfaces of the filter, any position is provided between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface.
  • water to be treated is prevented from being mixed with treated water (filtered water).
  • the divided filters rotate together.
  • the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the filter are partitioned by the seal portion, and the treated water reaching the inner side of the filter from the outer peripheral surface. Mixing of the treated water flowing in is prevented.
  • the seal portion since the upper and lower divided filters rotate integrally and the rotational force does not act on the seal portion (since the sliding surface does not occur in the seal portion), the seal portion is deteriorated compared to the case where the rotational force is applied. Will be less.
  • the rotational driving force of the filter should be reduced by not exerting the rotational force on the seal portion. Can do.
  • a seal material is interposed between the entire peripheries of the opposing surfaces of the upper and lower divided filters.
  • one wall in the vertical direction is provided on one entire circumference of the opposing surfaces of the two upper and lower adjacent divided filters, and another wall facing the entire circumference of the one wall is provided on the other entire circumference of the opposing surface.
  • a sealing material is provided over the entire circumference between the two walls.
  • the filtration device having the above-described configuration can be used for ship ballast water treatment, water and sewage treatment, industrial wastewater treatment, seawater treatment, river water treatment, seawater desalination treatment, chemical solution, and the like.
  • the waste water that has not been filtered by the filter can be used as various filtering devices that discharge the outside of the casing.
  • the filter used in the filtration device having this configuration may be configured such that the respective divided filters are integrally connected in the vertical direction, and a sealing material is interposed between the entire circumferences of the opposing surfaces of the upper and lower adjacent divided filters.
  • the seal structure is provided with one wall in the vertical direction on one whole circumference of the opposed surfaces of the two adjacent filters above and below, and on the other whole circumference of the opposed surface, facing the whole circumference of the one wall.
  • Another wall may be provided, and the sealing material may be interposed over the entire circumference between the walls.
  • the divided filter is formed by fixing hollow discs on the upper and lower surfaces of the cylindrical filter element on the same axis and providing a plurality of reinforcing rods around the upper and lower hollow discs.
  • the divided filter may be configured to connect and fix the reinforcing rods.
  • the connecting and fixing of the reinforcing rods of the upper and lower divided filters may be made by screwing the opposing ends of the upper and lower reinforcing rods.
  • each of the divided filters is supported by a reinforcing body formed in the casing, and the reinforcing body is the same as the upper supporting disk in which the uppermost divided filter is fixed on the same axis and the lowermost divided filter.
  • a lower support disc fixed by a shaft, and a plurality of vertical connecting rods provided around the upper support disc and the lower support disc and sandwiching each divided filter by integrating both support discs.
  • FIG.1, FIG.2, FIG.3A and FIG. 3B One Embodiment of the processing apparatus for ballast water for ships which is one of the filtration apparatuses concerning this invention is shown in FIG.1, FIG.2, FIG.3A and FIG. 3B.
  • the filter F is divided into three parts (11, 11, 11) in the vertical direction.
  • the number of divisions of the filter F is appropriately set to two stages, four stages, etc. based on installation space, filtration performance, and the like. 1, 2, 3 ⁇ / b> A, and 3 ⁇ / b> B, the same reference numerals as those in FIGS. 11A and 11B denote the same components.
  • W is an overflow water discharge pipe, and the treated water a overflowed from the casing C is discharged to the outside by opening the valve V (see FIG. 11A) at its tip. Further, in FIG. 1, both ends of the lead-out pipe 3 reach both side surfaces of the casing C so that they can be opened so that the pipe to the ballast tank can be connected to both the length directions of the lead-out pipe 3. And for the stable support of the cylindrical shaft 10.
  • the filter F is arranged in a cylindrical shape so as to surround the cylindrical shaft 10 in the vertical direction, and is provided to be rotatable around the cylindrical shaft 10.
  • Through holes 10 a are formed in the cylindrical shaft 10 corresponding to the inner peripheral surface of each divided filter 11, and filtered water (treated water) a ′ from each divided filter 11 flows into the cylindrical shaft 10.
  • the position and the number of the through holes 10a are appropriately set by experiments or the like so that the treated water a 'smoothly flows out from the filter F (divided filter 11) into the cylindrical shaft 10.
  • the split filter 11 is a pleated filter shown in FIG. 2 in which the filter cloth is creased (in a bellows shape) so as to repeat a mountain and valley in the radial direction.
  • the upper and lower portions of each divided filter 11 are impregnated with a hollow disc 12 made of ABS resin (acrylonitrile cocoon, butadiene, styrene copolymer synthetic resin) having a width (diameter direction) wider than that of the divided filter 11 having ridges on the entire circumference. It is supported and fixed by it.
  • ABS resin acrylonitrile cocoon, butadiene, styrene copolymer synthetic resin
  • the to-be-processed water (seawater etc.) a which entered from the outflow port 2 is led into the cylindrical shaft 10 from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface without flowing out from the upper and lower surfaces of the divided filter 11.
  • the material used for the filter F is also set as appropriate so far.
  • polyester is used.
  • a punching metal can be provided on the inner peripheral surface, outer peripheral surface, or both peripheral surfaces of each divided filter 11 for reinforcement.
  • Cylindrical engaging elements 13a and 13b that are fitted to each other are provided on the opposing surfaces of the adjacent upper and lower divided filters 11 so as to face each other.
  • the diameters of the two engaging elements 13a and 13b are different, and the upper and lower divided filters 11 and 11 rotate integrally around the cylindrical shaft 10 by fitting the other engaging element 13b into one engaging element 13a.
  • a plurality of engagement elements 13a and 13b are provided at equal intervals around the periphery, and the number and position thereof are arbitrary as long as stable integral rotation of the divided filter 11 can be ensured.
  • An engagement element 13 b is also provided on the upper surface disk 12 of the uppermost divided filter 11.
  • the engaging element 13a of the driving plate 14 driven by the motor M is fitted in the engaging element 13b, and the divided filters 11 are rotated integrally by the motor M via the driving plate 14, the engaging elements 13a and 13b.
  • the cross-sectional shape of the engagement elements 13a and 13b is not limited to a circular shape, but may be any as long as it can fit into a polygon or the like, and the inner engagement element 13a to be fitted does not necessarily have a cylindrical shape.
  • the cylindrical shaft 10 is made of three stainless steel members having a length corresponding to each divided filter 11, and the divided cylinders are connected together by screw coupling to be integrated.
  • the divided filters 11 are fitted into the divided cylinders from their upper ends.
  • each divided filter 11 is placed on the lower end flange 10 b of the screwed divided cylinder through an annular ultrahigh molecular weight polyethylene spacer 15 and supported by the cylindrical shaft 10.
  • an annular ultrahigh molecular weight polyethylene bush 16 having an L-shaped cross section is provided with an inner ring 17 or an outer ring 18 made of SUS316L on the inner periphery of the disk 12 of each divided filter 11 corresponding to the connecting portion of the divided cylinder. It is inserted and fixed via (see FIG.
  • Both the rings 17 and 18 have a cross-sectional shape in which L-shapes are connected upside down, and the entire circumferences of the opposed tips are the walls 17a of the inner ring 17 and the walls 18a of the outer ring 18 facing each other in the vertical direction. Yes.
  • a seal ring 19 having an X-shaped cross section is interposed between the walls 17a and 18a. Even if the water to be treated a flowing into the casing C reaches the wall 18a portion of the outer ring 18, the seal ring 19 prevents the treated water a 'from flowing into the inner peripheral surface of the divided filter 11 which is a flow portion of the treated water a'.
  • a fiber reinforced plastic (FRP) bush positioned on the seat 10c of the cylindrical shaft 10 via an annular ultra high molecular weight polyethylene spacer 21 on the inner peripheral surface of the lower disk 12 of the lowermost divided filter 11 22 is fitted and fixed (see FIG. 3B).
  • the bush 22 is sealed with a shaft ring 23 having an X-shaped cross section.
  • the seal ring 23 causes the divided filter 11 to rotate around the cylindrical shaft 10 with water tightness.
  • the filter F is rotated, and when the water to be treated a is fed into the inflow pipe 1, the water to be treated a enters the casing C from the outlet 2 and the filter F ( It flows into the division filter 11).
  • the water to be treated a flows from the outer peripheral surface of each divided filter 11 toward the inner peripheral surface and is subjected to a filtering action by the divided filter 11.
  • the filtered water (treated water) a ′ flows into the cylindrical shaft 10 and then is led out of the casing C by the lead-out pipe 3 to be ballast water. Individuals such as organisms captured by the divided filter 11 flow down to the inner bottom of the casing C together with the drainage b that has not been filtered, and are then discharged to the outside through the discharge pipe 4.
  • the cylindrical shaft 10 is fixed, and the division filter 11 is rotated with respect to the cylindrical shaft 10 via the spacers 15 and 21 and the bushes 16 and 22. Further, the rotational shake of the filter F (divided filter 11) is suppressed by the cylindrical shaft 10. Further, since these spacers 15 and the like are made of low friction annular ultra high molecular weight polyethylene or the like, the filter F (divided filter 11) rotates smoothly with respect to the cylindrical shaft 10. Since the filter F rotates through the spacer 15 and the bush 16 and the inner ring 17 and the outer ring 18 rotate integrally with the divided filter 11, the seal ring 19 does not slide.
  • ballast water By the manufacturing process action of ballast water, dividing filter 11 if in need of repair or replacement, such as clogging, remove the top plate C 1 was installed motor M or the like of the casing C, removed even cover of the cylinder axis 10 Thereafter, the divided filter 11 is lifted upward and removed from the cylindrical shaft 10 to repair or replace it. At this time, if it is convenient to repair and replace the divided filter 11, the cylindrical shaft 10 may also be removed for each divided cylinder.
  • segmentation filter 11, the fitting structure of the engaging elements 13a and 13b, the material and shape of the spacer 15, the bush 16, the inner ring 17, and the outer ring 18 are as long as the effect of this invention is exhibited. Can be changed as appropriate.
  • the cost can be reduced by using a salt-resistant resin instead of metal.
  • the adjacent upper and lower divided filters 11 rotate as a unit, if the entire circumference of the opposed surface of the divided filter 11 is sealed, mixing of the treated water a and the treated water a ′ can be prevented.
  • the mode which can ensure the action other than the mode of the seal ring 19 as described above for example, the mode using the annular seal material 19 ′ such as an O-ring extending over the entire circumference of the facing surface shown in FIG. Can do.
  • the entire circumference of the opposed surfaces of the divided filters 11 and 11 is sealed, and the sealing performance between the divided filter 11 and the cylindrical shaft 10 is not so required, so the spacer 15 in FIG.
  • various bearings 30 such as a rolling bearing and a sliding bearing shown in FIG. 4 can be employed.
  • the bearing 30 is assumed to be fitted and fixed to the disc 12 of the divided filter 11, and the divided filter 11 can be fitted to the cylindrical shaft 10 with the inner ring of the bearing 30.
  • the filter F is 2.2 KW ⁇
  • the load current of the motor M is 6.5 to 7.0 A
  • Leakage into the treated water a ′ of individuals such as living organisms was 0.6 / m 3 .
  • the shaft seal system shown in FIG. 3B is used between the adjacent upper and lower divided filters 11 and the cylindrical shaft 10
  • the load current was reduced by 15% and the leakage was reduced by half.
  • FIGS. 5 to 10 Another embodiment of a marine ballast water treatment apparatus, which is one of the filtration apparatuses according to the present invention, is shown in FIGS. 5 to 10, and this embodiment also has a filter F in the vertical direction, similar to the previous embodiment. Although it is divided into three parts (31, 31, 31), the point that the cylindrical shaft 10 is omitted is greatly different. In this type of processing apparatus, it is preferable that the periodic main replacement member is the filter F, and other members are reduced as much as possible so as not to obstruct the replacement. For this reason, if the cylindrical shaft 10 is eliminated, the replacement work of the filter F becomes smooth. Similarly, the number of divisions of the filter F is appropriately set to two stages, four stages, etc. based on the installation space, filtration performance, and the like. In addition, the same code
  • the divided filter 31 of this embodiment is basically the same as the filter element of the divided filter 11, but omits the cylindrical shaft 10, so that the upper and lower inner circular disks 12, 12 have inner circular circles inside the upper and lower surfaces.
  • a plate-like reinforcing plate 32 is provided.
  • the hollow disc 12 and the reinforcing plate 32 are integrally molded resin products.
  • the reinforcing plate 32 has a groove portion 32a having a U-shaped cross section over the entire circumference on the filter element side (see FIGS. 8A and 8B).
  • An annular seal member 38 such as an O-ring is fitted into the upper groove 32a.
  • the sealing member 38 is pressed by the lower surface of the outer groove-shaped portion of the lower reinforcing plate 32 of the upper divided filter 31 to be pressed against the inner surface of the groove portion 32a and the lower surface for sealing.
  • the reinforcing plate 32 may be a separate member from the hollow disc 12. In the case of separate members, both 12, 32 are integrated by welding, adhesion, screw fitting, or the like. On the opposite side (inner side) of the reinforcing plate 32 to the groove portion 32a, there is a reinforcing rod 33 in the vertical direction.
  • the reinforcing rod 33 is composed of a stainless steel cylindrical member 33a and a resin rod-shaped member 33b inserted into the cylindrical member 33a, and an end thereof is fitted into the cylindrical portion 32b of the reinforcing plate 32.
  • the upper and lower end portions of the rod-shaped member 33b have screw holes 35 on the central axis, and the reinforcing rods 33 are fixed to the reinforcing plate 32 by screwing both screw bolts 36 with hooks into the screw holes 35 (FIG. 9B). FIG. 10).
  • One screw rod-like portion of the both screw bolts 36 may be embedded in the rod-like member 33b at the time of resin molding. Moreover, as long as there is no trouble, it is good also as not fitting but screwing.
  • the number of reinforcing rods 33 and the interval in the circumferential direction are appropriately set in consideration of the strength of the divided filter 31 and the like.
  • the screw hole 35 can be configured by embedding a screw nut.
  • the reinforcing rods 33 are located at equal intervals around the periphery.
  • each reinforcing rod 33 is located on the inner side of the inner ridge of the pleated filter, but may be located between the ridges.
  • the rod-shaped member 33 b of the reinforcing rod 33 is not inserted.
  • the filter 31 is placed on the same axis as the lower divided filter 31.
  • the split filter 31 is positioned by fitting the tubular member 33 a into the tubular portion 32 b of the reinforcing plate 32.
  • the rod-shaped member 33b is inserted, and the lower end thereof is screwed into the bolt 36 through the resin washer 34 with the screw hole 35 and fixed (see FIGS. 6, 7, and 10).
  • the cylindrical member 33a can be fitted into the rod-shaped member 33b.
  • the sealing material 38 is pressed in a sandwiched state by the upper and lower reinforcing plates 32 and 32. For this reason, even if the to-be-processed water a which flowed in in the casing C reaches the seal part by the sealing material 38, the sealing material 38 prevents the treated water a 'from flowing into the inner peripheral surface of the filter F which is a circulation portion. .
  • the upper and lower surfaces of the lowermost divided filter 31 are fixed to the upper and lower support disks 51 and 52 by screws (bolts) 39 (see FIGS. 9A and 9C). At this time, it is preferable that a sealing material 38 such as an O-ring is interposed between the divided filter 31 and the support disks 51 and 52 on the entire circumference thereof.
  • the reinforcing body 40 is configured inside the filter F in the casing C, and the reinforcing member 40 is used to reinforce the filter F in which the cylindrical shaft 10 is omitted.
  • the reinforcing body 40 includes a hollow disc-shaped intermediate support disc 42 positioned inside the reinforcing plate 32 of the upper and lower divided filter 31, and an intermediate support disc 42 between the upper and lower intermediate support discs 42.
  • a connecting rod 43 protruding from the upper and lower surfaces of the support disk 42 and the upper and lower support disks 51 and 52 are provided.
  • This connecting rod 43 is formed by forming bolts 43b at both ends of a stainless steel cylindrical member 43a.
  • the connecting rods 43 are connected by passing bolts 43b at each end through the intermediate support disc 42 or the upper and lower support discs 51 and 52 and screwing a nut 43c into the protruding end.
  • weight reduction of the reinforcement body 40 can be achieved by making the connecting rod 43 into a hollow cylindrical shape.
  • the connection of this connection rod 43 can insert the rod-shaped member 33b in the cylindrical member 43a similarly to the said reinforcement rod 33, and can screw the volt
  • the number of stages of the connecting rod 43 is changed according to the number of divisions of the filter F. For example, if the number of divisions is four, the number of stages is four. However, it can be connected and fixed to the upper and lower support disks 51 and 52 by a single connecting rod 43 without being divided.
  • the reinforcing body 40 is fixed to the support disks 51 and 52, and the reinforcing rods 33 on the upper and lower surfaces of the filter F (the upper surface of the uppermost divided filter 31 and the lower surface of the lowermost divided filter 31) are similarly formed.
  • the support disks 51 and 52 are fixed with bolts 39. For this reason, each divided filter 31 (filter F) and the reinforcing body 40 are integrated with each other via the support disks 51 and 52.
  • a thick rotation receiver 54 (corresponding to the drive plate 14) is provided at the center of the upper surface of the upper support disc 51 (see FIG. 7).
  • the support disk 51 that is, the filter F
  • the lower support disc 52 is fitted with the FRP bush 22 positioned on the receiving seat 10c of the branch tube 3a of the outlet tube 3 via the annular ultrahigh molecular weight polyethylene spacer 21 in the same manner as in the above embodiment. It is fixed (see FIGS. 6 and 3B).
  • each divided filter 31 is supported and fixed by being sandwiched between the upper and lower support disks 51 and 52, and the rigidity is enhanced by the reinforcing rod 33 and the reinforcing body 40.
  • This embodiment has the above-described configuration.
  • the filter F When the filter F is rotated and the water to be treated a is fed into the inflow pipe 1, the water to be treated is introduced into the casing C from the outlet 2. a enters and flows into the filter F (divided filter 31).
  • the treated water a flows from the outer peripheral surface of each divided filter 31 toward the inner peripheral surface and is subjected to a filtering action by the filter F.
  • the filtered water (treated water) a ′ flows into the cavity in the filter F, and is then led out of the casing C by the lead-out pipe 3 to be ballast water.
  • the organisms and the like captured by the divided filter 31 flow down to the inner bottom portion of the casing C together with the drainage b that has not been filtered, and are then discharged from the discharge pipe 4 to the outside.
  • the filter F is rotated via the spacer 21 while being supported by the rotating shaft of the motor M and the branch pipe 3a.
  • rotational shake of the filter F (divided filter 31) is suppressed by the reinforcing rods 33 and the reinforcing body 40.
  • the spacer 21 is made of low friction annular ultra high molecular weight polyethylene as in the above embodiment, the filter F (divided filter 11) rotates smoothly.
  • each of the divided filters 31 rotates integrally (rotates as one filter F), and the rotational force does not act on the sealing material 38 as in the above-described embodiment. The deterioration of the sealing material 38 is reduced.
  • the rotational driving force of the filter F by the motor M becomes smaller than when the sealing material 38 slides and rotates (shaft seal).
  • each divided filter 31 is lifted upward to repair or replace it. This operation is appropriately performed for the divided filter 31 at each stage.
  • the reinforcing body 40 may also be divided into the connecting rods 43 and the like.
  • the cylindrical shaft 10 is eliminated, and the reinforcing rod 33 and the reinforcing body 40 constitute a part of the filter F. Therefore, the outer peripheral diameter formed by each reinforcing rod 33 can be increased. As the peripheral diameter increases, the rigidity of the filter F increases. For this reason, since the diameter of the whole apparatus can be enlarged, if it is the same processing capacity, height can be made low and it will become advantageous for ships. In the case of this ship, since there is no cylindrical shaft 10, it is not necessary to extract each divided filter 31 from the cylindrical shaft 10. For example, as long as it can be extracted from the casing C, it can be extracted obliquely upward. However, there is also an advantage that the replacement of the divided filter 31 is easy.
  • the reinforcing rod 33 and the connecting rod 43 can be constituted by a single piece extending to the upper and lower support disks 51 and 52.
  • the connecting rod 43 of the reinforcing body 40 is divided in the vertical direction according to the number of divisions of the filter F (for example, three stages), and each connecting rod 43 of each stage is When shifted in the circumferential direction (in the embodiment, shifted by 60 degrees and equidistant), effective resistance against twisting during rotation of the filter F is exhibited.
  • the reinforcing rod 33 can be shifted in the circumferential direction at each stage.
  • the reinforcing rod 33 and the connecting rod 43 may be only the rod-shaped member 33b, and on the other hand, only the cylindrical members 33a and 43a may be used as long as they can be connected.
  • a solid plug is fitted into and fixed to the ends of the cylindrical members 33a and 43a, and a bolt hole is formed in this plug, or a bolt is formed.
  • the split filter 31 is an actual machine (filtering capacity: 250 m 3 / hour (h)) having an outer diameter of 810 mm, a height of 400 mm, and a weight of 50 kg.
  • the filter F is rotated by a 2.2 KW / 440 V motor M and a filtration process is performed to remove organisms such as 50 ⁇ m or more of organisms and debris from the seawater a
  • the load current of the motor M is 2.0-4.0 A
  • the leakage of individuals such as organisms into the treated water a ′ was 0.5 / m 3 .
  • each said embodiment was the ship ballast water processing apparatus
  • segmentation etc. of the said filter F are not restricted to the ship ballast water processing apparatus, Filters other than the processing apparatus
  • Various other filtration devices using, for example, water and sewage filtration devices, industrial wastewater treatment filtration devices, seawater treatment filtration devices, river water treatment filtration devices, seawater desalination treatment filtration devices, chemical liquid It can be employed in a filtration device or the like.
  • the seal structures between the divided filters 11 and the cylindrical shaft 10 and between the divided filters 11 and 31 are also provided.
  • the configuration of the invention can be adopted.
  • the rigidity of the filter F can be improved as a structure which has the reinforcement rod 33, the reinforcement body 40, or both. If the rigidity of the filter F is increased, the reinforcing member such as punching metal can be reduced and the peripheral diameter can be increased.
  • the material of each member, such as the disc 12, the reinforcing rod 33, and the connecting rod 43 is not limited to the above-described materials, but is arbitrary as long as the functions of these members are exhibited. Thus, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

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Abstract

上下方向筒軸の円筒状フィルタＦと、そのフィルタＦを囲むケーシングＣとを含み、フィルタＦにその外周面から内周面に被処理水ａを濾過し、その濾過水ａ'をケーシングCの外部へ導出する濾過装置である。フィルタＦは筒軸方向に複数に分割し、その分割フィルタの修理・交換も容易である。各分割フィルタは、補強杆３３を介しねじ結合３６でもって相互に連結して一体化し、かつ個別に取り外し可能とすることができる。また、各分割フィルタは上下対向面にシール材３８を設ければ、被処理水が分割フィルタの上下面から流れ出ることなく、そのシール材は、フィルタとともに回転して摺動しないため、劣化も少なく、フィルタ回転駆動力も少なくて済む。フィルタの内部には中間支持円板４２および連結杆４３からなる分割可能な補強体４０を設けることが好ましい。

Description

濾過装置、それに使用するフィルタおよびそのフィルタエレメント
　この発明は、海水等の取水の物理的処理および化学的処理を行う船舶用バラスト水の処理装置等の濾過装置、それに使用するフィルタおよびそのフィルタエレメントに関する。
　例えば、バラスト水は、船舶のバラスト（底荷、船底に積む重し）として用いられる水のことで、無載積で出港するとき、その出港地で海水等を取水してバラストタンクに積み込み、立ち寄る港において、荷物を積載する代わりに排出される。
　このとき、そのバラスト水に、出港地におけるゴミや水性生物等が混入していると、その立ち寄る港における生態系が攪乱される恐れがある。このため、前記取水から、例えば、５０μｍ以上の大きさの生物やゴミを取り除くためのバラスト水処理装置が船舶には搭載されている。
　この船舶用バラスト水の処理装置の従来の一般的な構成は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。上下方向の円筒軸（図１の符号１０参照）を囲むように円筒状に配置され、前記円筒軸を中心に回転自在に設けられたフィルタＦと、そのフィルタＦを囲む円筒状ケーシングＣとからなる。取水（被処理水）ａが船の海水流入口から流入管１に送り込まれ、この流入管１の長さ方向に長い流出口２からケーシングＣの内部に取水ａが入ってフィルタＦにより濾過する（図２参照）。
　その濾過は、フィルタＦの外周面から内周面に向かって被処理水ａを透過して行い、その濾過水（処理水）ａ’を前記円筒軸内に導いた後、導出管３でもってケーシングＣの外部へ導出してバラストタンクに積み込む。前記フィルタＦで濾過されなかった排水ｂをケーシングＣ内底部に導いた後、排出管４でもって外部（海）へ排出する。
　このとき、フィルタＦはケーシング天板Ｃ１上のモータＭによって回転され、フィルタＦによって捕捉された生物等は沈降して前記排水ｂとともに排出管４から取り出される（特許文献１請求項１、図１参照）。
特許第４８３５７８５号公報
　前記の船舶用バラスト水の処理装置のフィルタＦは、従来、ケーシングＣ内に一体物として収納されており、その修理・交換時には、そのフィルタＦ全体をケーシングＣから一度に取り出す必要があった。
　しかし、この処理装置は、小さい物でも、高さが１ｍ程あり、船内に設置されて、そのフィルタＦを取り出すには、処理装置の上方に、少なくとも１ｍ以上が必要であり、狭い船内においては、そのスペースが無駄となっている。また、狭い船内であるため、フィルタＦの交換は、主に人力によって行わなければならず、高さ１ｍにも及ぶフィルタＦを人力によって移動することは非常に困難であり、作業性の悪いものとなっている。
　円筒状のフィルタを備えて上下方向に大きな設置スペースを確保できない濾過装置においは、前記船舶用バラスト水の処理装置と同様な問題が生じている。
　この発明は、以上の実状の下、フィルタの修理・交換の作業性を向上させることを課題とする。
　前記課題を達成するために、この発明は、上下方向を筒軸とした円筒状フィルタと、そのフィルタを囲むケーシングとを含み、前記フィルタにその外周面から内周面に被処理水を濾過し、その濾過水を前記ケーシングの外部へ導出するとともに、前記フィルタで濾過されなかった排水を前記ケーシングの外部へ排出する濾過装置であって、前記フィルタを前記筒軸方向に複数に分割し、その各分割フィルタは、相互に連結されて一体化可能であるとともに個別に取り外し可能となっている構成を採用したのである。
　また、上下方向の円筒軸と、その円筒軸を囲むように円筒状に配置され、前記円筒軸を中心に回転自在に設けられたフィルタと、そのフィルタを囲むケーシングとを含み、前記フィルタにその外周面から内周面に被処理水を濾過し、その濾過水を前記円筒軸内に導いた後、前記ケーシングの外部へ導出するとともに、前記フィルタで濾過されなかった排水を前記ケーシングの外部へ排出する濾過装置であって、前記フィルタを前記円筒軸の軸方向に複数に分割し、その各分割フィルタは前記円筒軸から個別に取り外し可能となっている構成を採用したのである。
　これらの構成および下記において、被処理水には、適宜に、水以外に濾過すべき種々の液体、例えば、化学薬品液等も含む。
　この発明は、以上のように、フィルタを複数に分割したので、そのフィルタの修理・交換作業が円滑となる。
この発明に係る濾過装置の一つである船舶用バラスト水の処理装置のフィルタ部分の一実施形態の断面図である。 同実施形態の図１におけるＩ－Ｉ線断面図である。 図１の分割フィルタ間の要部拡大図である。 図１の分割フィルタの下側要部拡大図である。 他の実施形態の要部拡大部分断面図である。 他の実施形態の一部を省略した斜視図である。 同実施形態の概略断面図である。 同実施形態の要部分解斜視図である。 同実施形態の分割フィルタの一部切り欠き斜視図である。 同分割フィルタの切断正面図である。 図６の最上段分割フィルタの上側要部拡大図である。 図６の分割フィルタ間の要部拡大図である。 図６の最下段分割フィルタの下側要部拡大図である。 図９Ｂの要部拡大図である。 船舶用バラスト水の処理装置の一例の概略正面図である。 同例の概略右側面図である。
Ｃ　ケーシング
Ｃ１　ケーシング天板
Ｆ　フィルタ
Ｍ　モータ
Ｖ　バルブ
Ｗ　オーバーフロー水排出管
ａ　被処理水
ａ’　処理水
１　流入管
２　流出口
３　導出管
３ａ　分岐筒
４　排出管
１０　円筒軸
１０ａ　透孔
１０ｂ　下段フランジ
１０ｃ　受座
１１　分割フィルタ
１２　円板
１３ａ、１３ｂ　分割フィルタの一体用係合子
１４　駆動板
１５　スペーサ
１６　ブッシュ
１７　インナーリング
１７ａ　壁
１８　アウターリング
１８ａ　壁
１９　シールリング
１９’　円環状シール材
２１　スペーサ
２２　ブッシュ
２３　シールリング
３１　分割フィルタ
３２　補強板
３２ａ　溝部
３２ｂ　筒部
３３　補強杆
３３ａ　筒状部材
３３ｂ　棒状部材
３４　座金
３５　ねじ孔
３６　両ねじボルト
３８　シール材（Ｏリング）
３９　ボルト
４０　補強体
４２　中間支持円板
４３　連結杆
４３ａ　筒状部材
４３ｂ　ボルト
４３ｃ　ナット
５１、５２　フィルタの上下支持円板
５４　回転受け
５４ａ　十字状溝
５４ｂ　十字状の係合子
　この発明に係る濾過装置は、前記のように、フィルタを上下方向に複数に分割し、その各分割フィルタは個別に取り外し可能とした点が特徴である。
　この種の濾過装置は、フィルタが目詰りすれば、逆洗等によって濾過能力を復帰させるが、それでも復帰が不可能な場合は修理・交換することとなる。このとき、フィルタが分割されておれば、その使用不能になった分割フィルタ（フィルタエレメント）を取り外し、修理したり、新しいそれに対応するフィルタエレメントに交換したりすれば良い。
　このとき、例えば、径：１ｍ、高さ：９０ｃｍの円筒状フィルタＦをその高さ方向に三分割すれば、その分割フィルタは、高さ：３０ｃｍとなって、人力でも容易に動かせる大きさや重さとし得る。また、その分割フィルタも高さ：３０ｃｍであるかから、濾過装置の上方に、その高さを超えて分割フィルタを運び出せるスペースがあれば、その分割フィルタの修理・交換は可能であり、人力でもその運び出しが可能となって作業性が向上する。
　その分割フィルタは、従来のようにケーシング内の中心軸上の円筒軸を囲むように配置して支持しても良いし、その円筒軸を省略して分割フィルタの個々を連結固定し、かつ回転可能とすることができる。前者の場合は、円筒軸に各分割フィルタが支持されることとなって、フィルタは円筒軸によって回転ぶれを抑制されて回転する。後者の場合は、円筒軸がないことから、各分割フィルタは、相互に連結されて一体化となってその一体化によって回転ぶれを抑制するとともに個別に取り外し可能となっている必要がある。
　何れの構成の濾過装置においても、前記各分割フィルタは、上下の中抜き円板の間にフィルタエレメントを設けると共に、前記上下の中抜き円板間の周囲に複数の補強杆を設け、その上下の分割フィルタは前記補強杆を連結固定することによって一体となっている構成とすることができる。この構成とすれば、分割フィルタの剛性が向上し、その剛性が向上すれば回転が安定する。この補強杆を有する構成は、円筒軸を有しない濾過装置には有効である。
　その上下分割フィルタの補強杆の連結固定は、適宜な構造が適用できるが、例えば、その上下の補強杆の対向する端部をねじ結合によるものとすることができる。ねじ結合であれば、上方から補強杆をねじ込んで連結できるため、上下の分割フィルタを一体化するのに作業性が良い。
　前記ケーシング内には前記各分割フィルタを支持する補強体を構成して、さらにフィルタの剛性を向上させることができる。
　その補強体は、例えば、最上段の分割フィルタが同一軸で固定される上側支持円板と、最下段の分割フィルタが同一軸で固定される下側支持円板と、前記上側支持円板と下側支持円板の間の周囲に設けられて両支持円板を一体として各分割フィルタを挟持する上下方向の複数の連結杆とを有する構成を採用することもできる。
　このとき、その連結杆を上下方向に分割し、その分割連結杆を中抜き中間支持円板を介して連結するとともに、その中間支持円板を介した上側の分割連結杆と下側の分割連結杆は、支持円板周方向にずれているものとし得る。このようにすれば、中間支持円板および上下の周方向にずれた連結杆によってフィルタの回転を支えることとなるため、フィルタの回転時の捻りに対して有効な抗力を発揮する。
　また、何れの構成の濾過装置においても、各分割フィルタは、被処理水が上下面から流れ出ることなく前記外周面から内周面に内に導かれるものであって、上下隣り合う両分割フィルタの対向面全周間にシール材を介在した構成を採用することができる。
　このように、分割フィルタが、被処理水がフィルタ上下面から流れ出ることなく外周面から内周面に導かれて濾過するものであれば、その外周面と内周面の間を何れかの位置でシールすることによって、処理水（濾過水）に被処理水が混ざることが防止される。一方、フィルタは分割されても、その各分割フィルタは一体に回転する。
　このため、被処理水と処理水のシールを上下の分割フィルタの対向面で行えば、フィルタの外周面と内周面はそのシール部で区画されてフィルタ内側に至る処理水に前記外周面から流入する被処理水が混ざることが防止される。また、その上下の分割フィルタは一体に回転し、シール部にはその回転力が作用しないため（シール部に摺動面は生じないため）、その回転力が及ぶ場合に比べてシール部の劣化は少なくなる。さらに、シール部の摺動による回転力は、シール部以外の軸受等による回転部における回転力に比べて大きいため、そのシール部に回転力が及ばないことによって、フィルタの回転駆動力も小さくすることができる。
　そのシール構造としては、前記上下隣り合う両分割フィルタの対向面全周間にシール材を介在する等の適宜な構成が考えられる。しかし例えば、前記上下隣り合う両分割フィルタの対向面の一方全周に上下方向の一の壁を設けると共に、前記対向面の他方の全周に前記一の壁全周に対向する他の壁を設け、その両壁間全周に亘ってシール材を介在した構成を採用することもできる。
　このシール構造であると、シール材に分割フィルタの自重による圧縮荷重が加わり難いため、シール性の劣化が少ないものとし得る。
　前記各構成の濾過装置は、船舶用バラスト水処理用、上下水道用、工業排水処理用、海水処理用、河川水処理用、海水淡水化処理用、化学薬品液用等として使用できる。上下方向の筒軸とした円筒状フィルタと、そのフィルタを囲むケーシングとを含み、前記フィルタにその外周面から内周面に被処理水を濾過し、その濾過水をケーシングの外部へ導出するとともに、前記フィルタで濾過されなかった排水を前記ケーシングの外部へ排出する各種の濾過装置として使用し得る。
　この構成の濾過装置に使用されるフィルタは、前記各分割フィルタを上下方向に一体に連結し、上下隣り合う両分割フィルタの対向面全周間にシール材を介在した構成とすることができる。さらに、そのシール構造を、前記上下隣り合う両分割フィルタの対向面の一方全周に上下方向の一の壁を設けると共に、前記対向面の他方の全周に前記一の壁全周に対向する他の壁を設け、その両壁間全周に亘って前記シール材を介在したものとすることができる。
　また、前記分割フィルタは、円筒状フィルタエレメントの上下面に中抜き円板を同一軸で固定し、その上下の両中抜き円板の間にその周囲複数の補強杆を設けたものであり、上下の分割フィルタは前記補強杆を連結固定する構成とすることもできる。その上下分割フィルタの補強杆の連結固定は、その上下の補強杆の対向する端部をねじ結合するものとし得る。
　さらに、フィルタは種々の手段でもって補強して剛性を高めることが好ましい。例えば、前記ケーシング内に構成される補強体によって前記各分割フィルタが支持され、その補強体は、最上段の分割フィルタが同一軸で固定される上側支持円板と、最下段の分割フィルタが同一軸で固定される下側支持円板と、前記上側支持円板と下側支持円板の間の周囲に設けられて両支持円板を一体として各分割フィルタを挟持する上下方向の複数の連結杆とを有する構成を採用することができる。
　この発明に係わる濾過装置の一つである船舶用バラスト水の処理装置の一実施形態を図１、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示す。この実施形態は、前記図１１Ａおよび図１１Ｂで示した船舶用バラスト水の処理装置において、そのフィルタＦを上下方向において三分割（１１、１１、１１）したものである。このフィルタＦの分割数は、設置スペースや濾過性能等に基づいて、二段、四段・・等と適宜に設定する。
　なお、図１、図２、図３Ａおよび図３Ｂにおいて、図１１Ａおよび図１１Ｂと同一符号は同一物を示す。Ｗはオーバーフロー水排出管であり、その先端のバルブＶ（図１１Ａ参照）を開放することによって、ケーシングＣ内からオーバーフローした被処理水ａを外部に排出する。また、図１において、導出管３の両端がケーシングＣの両側面に至って開口可能になっているのは、その導出管３の長さ方向のどちらにもバラストタンクへの配管を接続し得るようにするためと、円筒軸１０の安定した支持のためである。
　フィルタＦは、上下方向の円筒軸１０を囲むように円筒状に配置され、その円筒軸１０を中心に回転自在に設けられている。円筒軸１０には、各分割フィルタ１１の内周面に対応して透孔１０ａが形成されて、各分割フィルタ１１からの濾過水（処理水）ａ’が流れ込む。この透孔１０ａの位置、数は、処理水ａ’がフィルタＦ（分割フィルタ１１）から円筒軸１０内に円滑に流れ出るように実験などによって適宜に設定する。
　分割フィルタ１１は、図２に示す、濾布を半径方向に山谷を繰り返すように（蛇腹状に）折り目が付けられプリーツフィルタである。その各分割フィルタ１１の上下部は全周に鍔を有するその分割フィルタ１１より幅（径方向）の広いＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル 、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）製中抜き円板１２に樹脂含浸でもって支持固定されている。このため、流出口２から入った被処理水（海水等）ａはその分割フィルタ１１の上下面から流れ出ることなくその外周面から内周面に至って円筒軸１０内に導かれる。フィルタＦの素材（濾布）も従来から使用されているものを適宜に設定する。例えば、ポリエステル等とする。各分割フィルタ１１の内周面、外周面又は両周面にはパンチングメタルを設けて補強をすることができる。
　隣り合う上下の分割フィルタ１１の対向面には、相互に嵌り合う筒状係合子１３ａ、１３ｂが対向して設けられている。その両係合子１３ａ、１３ｂの径は異なって、一方の係合子１３ａに他方の係合子１３ｂが嵌ることによって、その上下の分割フィルタ１１、１１は円筒軸１０周りに一体に回転する。係合子１３ａ、１３ｂは、周囲等間隔に複数設けられており、その数および位置は、分割フィルタ１１の安定した一体回転が確保できる限りにおいて任意である。
　最上段の分割フィルタ１１の上面円板１２にも係合子１３ｂが設けられている。その係合子１３ｂにモータＭによって駆動される駆動板１４の係合子１３ａが嵌っており、モータＭによってその駆動板１４、係合子１３ａ、１３ｂを介し各分割フィルタ１１が一体に回転する。
　係合子１３ａ、１３ｂの断面形状は、円状に限らず、多角形等と嵌り合うことができるものであれば任意であり、嵌り込む内側の係合子１３ａは必ずしも筒状である必要はない。
　円筒軸１０は、各分割フィルタ１１に対応した長さのステンレス製の三部材からなり、その各分割円筒はねじ結合によって連結されて一体となっている。その分割円筒にその上端からそれぞれ分割フィルタ１１が嵌められる。図３Ａに示すように、そのねじ合った分割円筒の下端フランジ１０ｂに各分割フィルタ１１が円環状超高分子量ポリエチレン製スペーサ１５を介し載置されて円筒軸１０に支持されている。
　また、その分割円筒の接続部に対応する各分割フィルタ１１の円板１２内周には、断面Ｌ字状の円環状超高分子量ポリエチレン製ブッシュ１６がＳＵＳ３１６Ｌ製インナーリング１７又は同アウターリング１８を介して嵌め込み固定されている（図３Ａ参照）。
　その両リング１７、１８はＬ字を上下逆に連結した断面形状をしており、その対向する先端全周は上下方向の対向するインナーリング１７の壁１７ａ、アウターリング１８の壁１８ａとなっている。この両壁１７ａ、１８ａの間に断面Ｘ字状のシールリング１９が介在されている。このシールリング１９によってケーシングＣ内に流入した被処理水ａがこのアウターリング１８の壁１８ａ部分に至っても処理水ａ’の流通部である分割フィルタ１１内周面への流れ込みは阻止される。
　最下段の分割フィルタ１１の下側円板１２の内周面には円筒軸１０の受座１０ｃ上に円環状超高分子量ポリエチレン製スペーサ２１を介して位置された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製ブッシュ２２が嵌め込み固定されている（図３Ｂ参照）。このブッシュ２２に断面Ｘ字状のシールリング２３が介在されて軸シールされており、このシールリング２３によって、分割フィルタ１１が水密性をもって円筒軸１０周りを回転する。
　この実施形態は以上の構成であって、フィルタＦが回転され、被処理水ａが流入管１に送り込まれると、その流出口２からケーシングＣの内部に被処理水ａが入ってフィルタＦ（分割フィルタ１１）に流れ込む。
　被処理水ａは、各分割フィルタ１１の外周面から内周面に向かって流れて分割フィルタ１１による濾過作用を受ける。その濾過水（処理水）ａ’は円筒軸１０内に流れ込んだ後、導出管３でもってケーシングＣの外部へ導出されてバラスト水とされる。分割フィルタ１１によって捕捉された生物等の個体は、濾過されなかった排水ｂとともにケーシングＣ内底部に流れ落ちた後、排出管４から外部に排出される。
　このとき、円筒軸１０は固定で、円筒軸１０に対する分割フィルタ１１の回転は、スペーサ１５、２１およびブッシュ１６、２２を介して行なわれる。また、フィルタＦ（分割フィルタ１１）の回転ぶれは円筒軸１０によって抑制される。さらに、これらのスペーサ１５等は、低摩擦の円環状超高分子量ポリエチレン製等であるため、円筒軸１０に対しフィルタＦ（分割フィルタ１１）は円滑に回転する。
　このスペーサ１５およびブッシュ１６を介してフィルタＦが回転し、インナーリング１７とアウターリング１８は分割フィルタ１１と一体に回転するため、シールリング１９の摺動はない。このため、このシールリング１９の摺動による摩耗もなく、そのシールによって、処理水ａ’に被処理水ａが混ざることが確実に防止される。
　また、各分割フィルタ１１は一体に回転し、シールリング１９にはその回転力が作用しないため、その回転力が及ぶ場合に比べてシールリング１９の劣化は少なくなる。さらに、そのシールリング１９に回転力が及ばないことによって、そのシールリング１９が摺動して回転する場合（軸シール）に比べて、モータＭによるフィルタＦの回転駆動力も小さくなる。
　バラスト水の製造処理作用によって、分割フィルタ１１が目詰まりする等の修理・交換が必要になれば、ケーシングＣのモータＭ等を設置した天板Ｃ１を取り外し、円筒軸１０の蓋も取り外した後、分割フィルタ１１を上方に吊上げて円筒軸１０から外すことによって、その修理・交換を行なう。このとき、その分割フィルタ１１の修理・交換に都合がよければ、円筒軸１０も各分割円筒毎に取り外しても良い。
　前記実施形態において、前記分割フィルタ１１の態様、係合子１３ａ、１３ｂの嵌合構造、スペーサ１５、ブッシュ１６、インナーリング１７、アウターリング１８の材質や形状は、この発明の作用効果を発揮する限りにおいて適宜に変更可能である。なお、この実施形態のように、海水に晒される装置においては、金属に代えて耐塩性の樹脂を使用することによって、コストダウンを図ることができる。
　また、隣り合う上下の分割フィルタ１１は一体で回転するため、その分割フィルタ１１の対向面全周間をシールすれば、被処理水ａと処理水ａ’との混合は防止できる。このため、前記のシールリング１９の態様以外でもその作用を担保できる態様、例えば、図４に示す、前記対向面全周間に亘るＯリング等円環状シール材１９’による態様等を適宜に選択し得る。
　さらに、この実施形態にあっては、分割フィルタ１１、１１の対向面全周間がシールされて、分割フィルタ１１と円筒軸１０の間にはそれ程シール性が要求されないため、図３Ａのスペーサ１５およびブッシュ１６等による軸受構造に代えて、図４に示す、転がり軸受やすべり軸受等の種々の軸受３０を採用できる。このとき、軸受３０は、分割フィルタ１１の円板１２に嵌め込み固定されたものとし、その軸受３０の内輪でもって分割フィルタ１１を円筒軸１０に嵌め込み可能とする。
　なお、この実施形態において、分割フィルタ１１の外径：７００ｍｍ、同高さ：２５０ｍｍ、重さ：４０ｋｇの実機（濾過能力：１００ｔ／時（ｈ））において、そのフィルタＦを、２．２ＫＷ・２００ＶのモータＭで回転し、海水ａから、５０μｍ以上の大きさの生物やゴミ等の個体を取り除くための濾過処理を行なったところ、モータＭの負荷電流は、６．５～７．０Ａ、生物等の個体の処理水ａ’内への漏れは、０．６個／ｍ３であった。これらの値は、隣り合う上下分割フィルタ１１と円筒軸１０の間を図３Ｂの軸シール方式とした場合に比べて、負荷電流は１５％減、漏れは半分減であった。
　この発明に係る濾過装置の一つである船舶用バラスト水の処理装置の他の実施形態を図５～図１０に示し、この実施形態も、前記実施形態と同様に、フィルタＦを上下方向において三分割（３１、３１、３１）したものであるが、円筒軸１０を省略した点が大きく異なる。この種の処理装置において、定期的な主な交換部材はフィルタＦであって、その他の部材は極力少なくしてその交換時に邪魔とならないようにすることが好ましい。このため、円筒軸１０が無くなれば、そのフィルタＦの交換作業が円滑となる。このフィルタＦの分割数も、同様に、設置スペースや濾過性能等に基づいて、二段、四段・・等と適宜に設定する。なお、前記実施形態（実施例１）と図１１Ａおよび図１１Ｂと同一符号は同一物を示す。
　この実施形態の分割フィルタ３１は、前記分割フィルタ１１のフィルタエレメントと基本的に同じであるが、円筒軸１０を省略したため、各上下の中抜き円板１２、１２の上下面内側に中抜き円板状補強板３２を設けている。この実施形態では、中抜き円板１２と補強板３２は一体樹脂成型品としている。補強板３２はフィルタエレメント側に全周に亘る断面Ｕ字状の溝部３２ａを有する（図８Ａ、図８Ｂ参照）。この上側の溝部３２ａにＯリング等の円環状シール材３８が嵌められる。シール材３８は上側分割フィルタ３１の下側補強板３２の外側溝状部分の下面で押圧されて溝部３２ａの内面および前記下面に圧接してシールする。補強板３２は中抜き円板１２と別部材でもよい。別部材の場合は、溶接、接着やビス嵌合等によって両者１２、３２を一体化する。補強板３２の溝部３２ａと反対側（内側）にはその周囲に上下方向の補強杆３３が位置する。
　この補強杆３３は、ステンレス製筒状部材３３ａとその筒状部材３３ａ内に挿通された樹脂製棒状部材３３ｂとからなり、その端部が補強板３２の筒部３２ｂに嵌め込まれている。棒状部材３３ｂの上下端部は中心軸上にねじ孔３５を有しており、このねじ孔３５に鍔付き両ねじボルト３６をねじ込むことによって補強杆３３は補強板３２に固定される（図９Ｂ、図１０参照）。この両ねじボルト３６の一方のねじ棒状部は棒状部材３３ｂにその樹脂成形時に埋め込んでもよい。また、支障がない限りにおいて、ねじ込みではなく、嵌め込みとしても良い。補強杆３３の数および周方向の間隔は、分割フィルタ３１の強度等を考慮して適宜に設定する。ねじ孔３５はねじナットを埋め込んで構成することができる。この実施形態では、補強杆３３は周囲等間隔に位置している。
　この実施形態では、各補強杆３３がプリーツフィルタの内側の襞より内側に位置しているが、その襞の間に位置するようにし得る。
　上下の分割フィルタ３１、３１の一体化は、まず、下側の分割フィルタ３１の補強板３２の溝３２ａにシール材３８を嵌めた状態で、補強杆３３の棒状部材３３ｂが挿入されていない分割フィルタ３１を下側分割フィルタ３１に同一軸上に載置する。このとき、筒状部材３３ａを補強板３２の筒部３２ｂに嵌め込むことによって分割フィルタ３１の位置決めがなされる。
つぎに、棒状部材３３ｂを差し込み、その下端を樹脂製座金３４を介しボルト３６にねじ孔３５でもってねじ込んで固定する（図６、図７、図１０参照）。棒状部材３３ｂをボルト３６にねじ込み固定した後に、筒状部材３３ａを棒状部材３３ｂに嵌め込むようにすることができる。
　この一体化状態は、図９Ｂ、図１０に示すように、シール材３８が上下の補強板３２、３２によって挟持状態で押圧される。このため、シール材３８によって、ケーシングＣ内に流入した被処理水ａがそのシール材３８によるシール部分に至っても処理水ａ’の流通部であるフィルタＦ内周面への流れ込みは阻止される。最上下の分割フィルタ３１の上下面はビス（ボルト）３９によって上下の支持円板５１、５２に固定する（図９Ａ、図９Ｃ参照）。このとき、分割フィルタ３１と支持円板５１、５２の間にはＯリング等のシール材３８をその全周に介在することが好ましい。
　この実施形態は、ケーシングＣ内のフィルタＦ内側に補強体４０を構成し、この補強体４０によって円筒軸１０を省略したフィルタＦの補強を図っている。その補強体４０は、図７に示すように、上下分割フィルタ３１の補強板３２の内側に位置する中抜き円板状中間支持円板４２と、その上下の中間支持円板４２の間および中間支持円板４２の上下面から突出する連結杆４３と、前記上下の支持円板５１、５２とを有する。この連結杆４３は、ステンレス製筒状部材４３ａの両端にボルト４３ｂを形成したものである。各連結杆４３の連結は、各端のボルト４３ｂを中間支持円板４２又は上下支持円板５１、５２を貫通させてその突出端にナット４３ｃをねじ込んで行う。このように、連結杆４３を空洞の筒状とすることによって補強体４０の軽量化を図ることができる。
　なお、この連結杆４３の連結を、前記補強杆３３と同様に、筒状部材４３ａに棒状部材３３ｂを挿入し、その端部のねじ孔３５にボルト３９をねじ込むようにすることができる。
　また、この連結杆４３の段数は、フィルタＦの分割数に応じて変更し、例えば、４分割であれば、４段となる。但し、分割せずに、一本の連結杆４３によって上下の支持円板５１、５２に連結固定することができる。
　前記のように、補強体４０は支持円板５１、５２に固定され、フィルタＦの上下面（最上段の分割フィルタ３１の上面および最下段の分割フィルタ３１の下面）の補強杆３３は同様に支持円板５１、５２にボルト３９でもって固定されている。このため、支持円板５１、５２を介して、各分割フィルタ３１（フィルタＦ）と補強体４０は一体となっている。
　上側の支持円板５１の上面中央に肉厚の回転受け５４（前記駆動板１４に相当）が設けられている（図７参照）。この回転受け５４の十字状溝５４ａにモータＭによって回転する十字状の係合子５４ｂが嵌ることによって支持円板５１、すなわち、フィルタＦが回転する。
　下側の支持円板５２は、前記実施形態と同様に、導出管３の分岐筒３ａの受座１０ｃ上に円環状超高分子量ポリエチレン製スペーサ２１を介して位置されたＦＲＰ製ブッシュ２２が嵌め込み固定されている（図６、図３Ｂ参照）。
　このように、この実施形態は、ケーシングＣ内において、各分割フィルタ３１を上下の支持円板５１、５２で挟んで支持固定し、補強杆３３および補強体４０によって剛性を高めたものである。
　この実施形態は以上の構成であって、前記実施形態と同様に、フィルタＦが回転され、被処理水ａが流入管１に送り込まれると、その流出口２からケーシングＣの内部に被処理水ａが入ってフィルタＦ（分割フィルタ３１）に流れ込む。その被処理水ａは、各分割フィルタ３１の外周面から内周面に向かって流れてフィルタＦによる濾過作用を受ける。その濾過水（処理水）ａ’はフィルタＦ内の空洞部内に流れ込んだ後、導出管３でもってケーシングＣの外部へ導出されてバラスト水とされる。分割フィルタ３１によって捕捉された生物等は、濾過されなかった排水ｂとともにケーシングＣ内底部に流れ落ちた後、排出管４から外部に排出される。
　このとき、フィルタＦの回転は、モータＭの回転軸および分岐管３ａによって支持された状態でスペーサ２１を介して行なわれる。このとき、フィルタＦ（分割フィルタ３１）の回転ぶれは各補強杆３３および補強体４０によって抑制される。また、前記実施形態と同様に、スペーサ２１は、低摩擦の円環状超高分子量ポリエチレン製であるため、フィルタＦ（分割フィルタ１１）は円滑に回転する。
　さらに、各分割フィルタ３１は一体に回転し（一つのフィルタＦとして回転し）、前記実施形態と同様に、シール材３８にはその回転力が作用しないため、その回転力が及ぶ場合に比べてシール材３８の劣化は少なくなる。また、そのシール材３８に回転力が及ばないことによって、そのシール材３８が摺動して回転する場合（軸シール）に比べて、モータＭによるフィルタＦの回転駆動力も小さくなる。
　バラスト水の製造処理作用によって、分割フィルタ３１が目詰まりする等の修理・交換が必要になれば、まず、ケーシングＣのモータＭ等を設置した天板Ｃ１を取り外す。つぎに、各ボルト３９およびナット４３ｃを外して支持円板５１を取り外す。さらに、各補強杆３３の筒状部材３３ａを抜き取り、その棒状部材３３ｂのねじ込みを緩めて取り外した後、分割フィルタ３１を上方に吊上げることによって、その修理・交換を行なう。この作用を適宜に各段の分割フィルタ３１について行なう。このとき、補強体４０も各連結杆４３等に分割しても良い。
　修理・交換が終われば、前記と逆の作用によって各分割フィルタ３１を取付ける。
　この実施形態の処理装置は、円筒軸１０が無くなり、補強杆３３および補強体４０がフィルタＦの一部を構成しているため、各補強杆３３のなす外周径も大きくすることができ、その周径が大きくなれば、フィルタＦの剛性も高くなる。このため、装置全体の径を大きくできるため、同じ処理容量であれば、高さを低くできて、船舶用としては有利なものとなる。この船舶用の場合、円筒軸１０が無いことにより、各分割フィルタ３１を円筒軸１０から抜き取る必要はなく、例えば、ケーシングＣから取り出し得る限りにおいて、斜め上向に取り出すことができるため、狭いスペースにおいて、その分割フィルタ３１の交換は容易である利点もある。
　また、補強杆３３、連結杆４３は、上下の支持円板５１、５２に至る一本で構成することもできる。しかし、この実施形態のように、補強体４０の連結杆４３をフィルタＦの分割数に対応させて上下方向に分割し（例えば、３段とし）、かつ、その各段の各連結杆４３を周方向にずらせば（実施形態では６０度ずれて等間隔）、フィルタＦの回転時の捻りに対して有効な抗力を発揮する。補強杆３３も、同様に、各段において周方向にずらすことができる。この場合は、上下の補強杆３３が同一軸上とならないため、それらは、鍔付きボルト３６でなく、ボルト３９で行なうこととなる。また、補強杆３３、連結杆４３は、棒状部材３３ｂのみでも良く、一方、連結できれば、筒状部材３３ａ、４３ａのみでも良い。その連結は、例えば、筒状部材３３ａ、４３ａの端部に無垢の栓を嵌め込み固定し、この栓にボルト孔を形成したり、ボルトを形成したりする。
　なお、この実施形態において、分割フィルタ３１の外径：８１０ｍｍ、同高さ：４００ｍｍ、重さ：５０ｋｇの実機（濾過能力：２５０ｍ３／時（ｈ））である。そのフィルタＦを、２．２ＫＷ・４４０ＶのモータＭで回転し、海水ａから、５０μｍ以上の大きさの生物やゴミ等の個体を取り除くための濾過処理を行なったところ、モータＭの負荷電流は、２．０～４．０Ａ、生物等の個体の処理水ａ’内への漏れは、０．５個／ｍ３であった。
　前記各実施形態（実施例１、２）は船舶用バラスト水の処理装置であったが、前記濾過フィルタＦの分割等は、船舶用バラスト水の処理装置に限らず、その処理装置以外のフィルタを使用した他の種々の濾過装置、例えば、上下水道の濾過装置、工業排水処理の濾過装置、海水処理の濾過装置、河川水処理の濾過装置、海水淡水化処理の濾過装置、化学薬品液の濾過装置等において採用できる。また、そのケーシング内に円筒状フィルタを上下方向に複数段に配置した前記各濾過装置において、その各分割フィルタ１１と円筒軸１０との間、各分割フィルタ１１、３１間の各シール構造もこの発明の構成を採用することができる。
　さらに、図１に示す円筒軸１０を有する濾過装置であっても、補強杆３３、補強体４０又はその両者を有する構成として、フィルタＦの剛性を高めることができる。フィルタＦの剛性が高まれば、パンチングメタル等の補強部材を削減できるとともに、周径を大きくできる。
　なお、円板１２、補強杆３３、連結杆４３等の各部材の材料は、前記の物に限らず、それらの部材の機能を発揮する限りにおいて任意であることは言うまでもない。
　このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (16)

  1. 　上下方向を筒軸とした円筒状フィルタと、そのフィルタを囲むケーシングとを含み、前記フィルタにその外周面から内周面に被処理水を濾過し、その濾過水を前記ケーシングの外部へ導出するとともに、前記フィルタで濾過されなかった排水を前記ケーシングの外部へ排出する濾過装置であって、
    　前記フィルタを前記筒軸方向に複数に分割し、その各分割フィルタは、相互に連結されて一体化可能であるとともに個別に取り外し可能となっている濾過装置。
  2. 　上下方向の円筒軸と、その円筒軸を囲むように円筒状に配置され、前記円筒軸を中心に回転自在に設けられたフィルタと、そのフィルタを囲むケーシングとを含み、前記フィルタにその外周面から内周面に被処理水を濾過し、その濾過水を前記円筒軸内に導いた後、前記ケーシングの外部へ導出するとともに、前記フィルタで濾過されなかった排水を前記ケーシングの外部へ排出する濾過装置であって、
    　前記フィルタを前記円筒軸の軸方向に複数に分割し、その各分割フィルタは前記円筒軸から個別に取り外し可能となっている濾過装置。
  3. 　前記各分割フィルタは、円筒状フィルタエレメントの上下面に中抜き円板を同一軸で固定し、その上下の両中抜き円板の間にその周囲複数の補強杆を設けたものであり、上下の分割フィルタはその上下の前記補強杆を連結固定することによって一体となっている請求項１又は請求項２に記載の濾過装置。
  4. 　前記上下分割フィルタの補強杆の連結固定は、その上下の補強杆の対向する端部のねじ結合による請求項３に記載の濾過装置。
  5. 　前記ケーシング内に前記各分割フィルタを支持する補強体を構成し、その補強体は、最上段の分割フィルタが同一軸で固定される上側支持円板と、最下段の分割フィルタが同一軸で固定される下側支持円板と、前記上側支持円板と下側支持円板の間の周囲に設けられて両支持円板を一体として各分割フィルタを挟持する上下方向の複数の連結杆とを有する請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の濾過装置。
  6. 　前記連結杆を上下方向に分割し、その分割連結杆を中抜きの中間支持円板を介して連結するとともに、その中間支持円板を介した上側の分割連結杆と下側の分割連結杆は、支持円板周方向にずれている請求項５に記載の濾過装置。
  7. 　前記各分割フィルタは、前記被処理水が上下面から流れ出ることなく前記外周面から内周面に導かれるものであるとともに、上下方向に一体に連結され、上下隣り合う両分割フィルタの対向面全周間にシール材を介在した請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の濾過装置。
  8. 　前記上下隣り合う両分割フィルタの対向面の一方全周に上下方向の一の壁を設けると共に、前記対向面の他方の全周に前記一の壁全周に対向する他の壁を設け、その両壁間全周に亘って前記シール材を介在した請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の濾過装置。
  9. 　船舶用バラスト水の処理装置である請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の濾過装置。
  10. 　請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の濾過装置に使用されるフィルタであって、前記各分割フィルタを上下方向に一体に連結し、上下隣り合う両分割フィルタの対向面全周間にシール材を介在した濾過装置用フィルタ。
  11. 　前記各分割フィルタは、円筒状フィルタエレメントの上下面に中抜き円板を同一軸で固定し、その上下の両中抜き円板の間にその周囲複数の補強杆を設けたものであり、上下の分割フィルタは前記補強杆を連結固定することによって一体となっている請求項１０に記載の濾過装置用フィルタ。
  12. 　前記上下分割フィルタの補強杆の連結固定は、その上下の補強杆の対向する端部をねじ結合による請求項１１に記載の濾過装置用フィルタ。
  13. 　前記ケーシング内に構成される補強体によって前記各分割フィルタが支持され、その補強体は、最上段の分割フィルタが同一軸で固定される上側支持円板と、最下段の分割フィルタが同一軸で固定される下側支持円板と、前記上側支持円板と下側補強枠円板の間の周囲に設けられて両支持円板を一体として各分割フィルタを挟持する上下方向の複数の連結杆とを有する請求項１０～請求項１２のいずれか１項に記載の濾過装置用フィルタ。
  14. 　前記連結杆を上下方向に分割し、その分割連結杆を中抜き中間支持円板を介して連結するとともに、その中間支持円板を介した上側の分割連結杆と下側の分割連結杆は、支持円板周方向にずれている請求項１３に記載の濾過装置用フィルタ。
  15. 　前記上下隣り合う両分割フィルタの対向面の一方全周に上下方向の一の壁を設けると共に、前記対向面の他方の全周に前記一の壁全周に対向する他の壁を設け、その両壁間全周に亘って前記シール材を介在したことを特徴とする請求項１０～請求項１４のいずれか１項に記載の濾過装置用フィルタ。
  16. 　請求項１５に記載の濾過装置用フィルタを構成する前記分割フィルタをなすフィルタエレメントであって、前記上下隣り合う両分割フィルタの対向面全周の上下方向の一の壁を有し、その一の壁は、前記他方の分割フィルタの対向面の対向する他の壁との間にその両壁間全周に亘って前記シール材を介在するものである濾過装置用フィルタエレメント。
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