WO2014178165A1

WO2014178165A1 - 飲料水用の濾過装置

Info

Publication number: WO2014178165A1
Application number: PCT/JP2014/001868
Authority: WO
Inventors: 尚之生田
Original assignee: Ikuta Naoyuki
Priority date: 2013-05-01
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2014-11-06
Also published as: JP6164684B2; JP2014217791A

Abstract

　本願発明は、容器と、容器に内装されかつ洗浄配管ラインと接続する支持具と、該支持具を構成する固定支持板と可動支持板の間に介設され、一端部から他端部に亘って連続する多数の弾性リング状部分を有する弾性フィルタ部材とを備え、該弾性リング状部分の外側から内部に原水を通過させて濾過する飲料水用の濾過装置であって、前記弾性リング状部分の隙間に付着した或いは弾性リング状部分で捕獲した不純物を除去する際、該容器に設けた洗浄配管ラインを介して弾性フィルタ部材の内部に洗浄水を導入し、かつ該洗浄水の圧力によって伸びる方向へ弾性変位する弾性リング状部分の隙間を利用して該洗浄水を該弾性フィルタ部材の外へ除去する飲料水用の濾過装置である。

Description

飲料水用の濾過装置

　本発明は、飲料水用の濾過装置に関し、特にＲＯ膜を有する膜濾過装置の前処理段階で、原水に含まれている泥、ゴミ、飲料に適しない物質等の不純物を排除するために使用される飲料水用の濾過装置に関する。

　特許文献１の課題は、円筒状中空バネ状フィルタ濾過装置にて助剤プリコート前のフィルタ面を十分清浄化するとともに、フィルタエレメント１の表面に均一なプリコート（被覆）ができるようにして濾過装置機能を維持向上させることである。この課題の解決手段として、特許文献１には「円筒状中空バネ状フィルタエレメント１の表面およびその周縁を洗浄する高圧噴流と、濾過助剤をプリコートする際に濾過助剤が不均一にプリコートされることを抑制するため円筒状中空バネ状フィルタエレメントの周縁の液体を攪拌する低圧噴流とを、圧力切替して放出するノズルを具備した洗浄攪拌手段１０を円筒状中空バネ状フィルタエレメント１に隣接して配設する事項」が記載されている（符号は特許文献１のもの）。

　そして、この特許文献１の図１には、「縦長状の容器と、この容器の内部の上部側に水平状態に固定された固定板と、この固定板の連通小孔の内周壁に上端部が挿入固定された多数の環状部分を有するバネ状フィルタエレメント１と、このフィルタエレメント１の下端部に固定され、かつ前記内部の下部側で上下方向に移動可能な可動板７と、この可動板７に下端部が固定され、かつ前記フィルタエレメント１に隣接するように配設された多数の洗浄攪拌手段１０とを備えた濾過装置」が開示されている。

　上記濾過装置は、流入口２から容器内に入り込んだ原水が、外からフィルタエレメント１内に入り込んだ際に該フィルタエレメント１に付着した、或いは該フィルタエレメント１が捕獲した不純物を除去するために、フィルタエレメント１の外からノズルを具備した複数の洗浄攪拌手段１０で洗浄水を掛けるものであるから、フィルタエレメント１の外周面を綺麗にすることができるという利点がある。

　しかしながら、該濾過装置はフィルタエレメント１の弾性リング状部分の隙間に付着する不純物を取り除くことができないという問題点があった。またノズルを具備した多数の洗浄攪拌手段１０が必要なので、構成が複雑であると共に、製作が面倒である、コスト高となる、分解が面倒である等の問題点があった。そこで、このような問題点を解決するために本発明が出現した。

特開２００６－１０２６７７号公報

　本願発明の第１の目的は弾性フィルタ部材に付着した或いは弾性フィルタ部材が捕獲した不純物を合理的な構成により綺麗に除去することである。第２の目的は容器の構造をシンプルにすることである。第３の目的は組立や部品交換が容易であることである。その他の目的は従属項によって特定される。

　本発明の飲料水用の濾過装置は、容器に固定支持板と可動支持板とを設け、前記固定支持板に一端部が固定的に取付けられ、一方、前記固定支持板と対向する前記可動支持板に他端部が取付けられ、かつ前記一端部から他端部に亘って連続する多数の弾性リング状部分を有する弾性フィルタ部材を前記容器内に配設し、該弾性リング状部分の外側から内部に原水を通過させて濾過する飲料水用の濾過装置に於いて、前記弾性リング状部分の隙間に付着した或いは弾性リング状部分で捕獲した不純物を除去する際、該容器に設けた洗浄配管ラインを介して弾性フィルタ部材の内部に洗浄水を導入し、かつ該洗浄水の圧力によって伸びる方向へ弾性変位する弾性リング状部分の隙間を利用して該洗浄水を該弾性フィルタ部材の外へ除去することを特徴とする。

　また、本発明の飲料水用の濾過装置は、容器と、容器に内装されかつ洗浄配管ラインと接続する支持具と、該支持具を構成する固定支持板と可動支持板の間に介設され、一端部から他端部に亘って連続する多数の弾性リング状部分を有する弾性フィルタ部材とを備え、該弾性リング状部分の外側から内部に原水を通過させて濾過する飲料水用の濾過装置であって、前記弾性リング状部分の隙間に付着した或いは弾性リング状部分で捕獲した不純物を除去する際、該容器に設けた洗浄配管ラインを介して弾性フィルタ部材の内部に洗浄水を導入し、かつかつ該洗浄水の圧力によって伸びる方向へ弾性変位する弾性リング状部分の隙間を利用して該洗浄水を該弾性フィルタ部材の外へ除去することを特徴とする。

（ａ）独立項に記載の発明は、弾性フィルタ部材の弾性リング状部分の隙間或いは多数の溝が泥等の不純物で詰まった状態となり、その結果、フィルタ機能が減退するのを防止することができる。すなわち、洗浄水を弾性フィルタ部材の内部に導き、該洗浄水の圧力によって伸びる方向へ弾性変位する弾性リング状部分の隙間を利用して該洗浄水を該弾性フィルタ部材の外へ除去する物理的原理を採用したので、弾性フィルタ部材の同心円上に多数のノズルを有する洗浄パイプを配設する必要がない。
また弾性フィルタ部材に付着した或いは弾性フィルタ部材が捕獲した不純物を合理的（簡単）な構成により綺麗に除去することができる。
また、一端部から他端部に亘って連続する多数の弾性リング状部分を有する弾性フィルタ部材を容器内に配設したので、容器をシンプルにすることができる。さらに、次工程の膜濾過手段の詰まりを防止することができる。加えて、少なくとも容器の蓋体が取外し可能な実施形態の場合には、弾性フィルタ部材（部品）の交換が容易である。
（ｂ）請求項２に記載の発明は、固定支持板には弾性フィルタ部材の内部空間と連通する貫通孔が形成され、該貫通孔に対して洗浄配管ラインを構成する接続配管の接続端部が取外し可能に取付けられているので、組立や部品交換の際、洗浄配管ラインを構成する接続配管を持って固定支持板と共に、弾性フィルタ部材を容器内に簡単にセットすることができる。
（ｃ）請求項３に記載の発明は、固定支持板は、容器の蓋体又は容器内に所定量入り込んだ洗浄配管ラインの接続端部に固定された支持具を構成する上板のいずれかであから、請求項２に記載の発明と同様の効果がある。
（ｄ）請求項４に記載の発明は、洗浄配管ラインは濾過後の清水を次工程の膜濾過手段へ送る清水配管ラインの一部分と共通するから、部品点数が減り、容器の構造をシンプルにすることができる。
（ｅ）請求項６に記載の発明は、支持具は、貫通孔を有する固定支持板と、この固定支持板と所要間隔を有して対向する非開口の可動支持板と、一端部が前記可動支持板に固定され、他端部が前記固定支持板に形成された案内小孔を貫通する複数の案内棒とから成るので、弾性フィルタ部材を確実に支持することができると共に、弾性フィルタ部材は、その内圧の変化に対応して揺れないように安定した状態で弾性変位する。
（ｆ）請求項７に記載の発明は、可動支持板の下面には、弾性リング状部分の隙間を微調整することができる隙間調整手段が配設されているので、弾性フィルタ部材の連続する多数の弾性リング状部分の隙間を微妙に調整することができる。
（ｇ）請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明を具体的に実現することができると共に、支持具の揺れを防止することができる。
（ｈ）請求項９及び請求項１０に記載の発明は、容器には、弾性リング状部分に不純物が付着することによって該容器の内圧が高まると作動する圧力スイッチと、第１開閉弁を有する原水配管ラインと、第２開閉弁を有する清水配管ラインと、第３開閉弁を有する洗浄配管ラインと、第４開閉弁を有する排出配管ラインがそれぞれ接続するので、例えば本発明の飲料水用濾過装置ＸをＡ系列とＢ系列の２つ洗浄装置ラインにそれぞれ配設し、圧力スイッチの検知信号を取得した制御部でもって、Ａ系列の濾過装置の洗浄ポンプとＢ系列の濾過装置の洗浄ポンプを一定時間毎に交互に連続的に自動洗浄させることも可能となる。
（ｉ）請求項１１に記載の発明は、弾性フィルタ部材はテープ状の板バネであり、その弾性リング状部分はゆるやかな坂となって密着状態に連続し、少なくとも一側面には、原水通過用の多数の溝が形成されているので、弾性フィルタ部材を適宜に設計変更することにより、原水の通り道を加味することができる。
（Ｊ）請求項１２に記載の発明は、容器は、原水流入口と清水送出口兼用洗浄水導入口を有する長筒状容器本体と、該長筒状容器本体の下端面に取外し可能に装着されかつ排出口を有するすり鉢形状排出物受け体と、前記長筒状容器本体の上端面に取外し可能に装着されかつ圧力スイッチを有する蓋体とから成るので、組立及び分解が容易である。

図１乃至図９は本発明の第１実施形態を示す各説明図、図１０は本発明の第２実施形態を示す説明図。
第１実施形態の実施環境を示す概略説明図。図１に於いて、主要部を示す概略説明図。容器の分解斜視図。支持具の分解斜視図（洗浄配管ラインも含む）。要部（弾性フィルタ部材）の説明図。図５の６－６線断面図。要部（隙間調整手段）の概略説明図。弾性フィルタ部材に不純物が付着した状態の説明図。弾性フィルタ部材の不純物を除去した状態の説明図。本発明の第２実施形態を示す図１と同様の説明図。

Ｘ…濾過装置、１、１Ａ…容器、２…原水流入口、４…容器本体、６…排出口、７…排出物受け体、９…圧力スイッチ、１０…蓋体、１２…制御部、２０…接続配管、２１…洗浄配管ライン、１５…原水配管ライン、１８…清水配管ライン、２４…排出配管ライン、３１…支持具、３２…固定支持板、３３…可動支持板、４１…弾性フィルタ部材、４１ｃ…多数の弾性リング状部分、４３…隙間（溝４２）、ａ…不純物（付着物）、ｂ…原水、ｃ…清水、ｄ…洗浄水、５１…隙間調整手段、１６、１９、２２、２５…開閉弁。

　図１乃至図９は本発明の第１実施形態の各説明図である。これらの図に於いて、Ｘは飲料水用の濾過装置（以下、「濾過装置」という）で、この濾過装置は、特許文献１が存在することから、「容器１と、この容器１に内装されかつ洗浄配管ライン２１と接続する支持具３１と、該支持具３１を構成する固定支持板３２と可動支持板３３の間に介設され、一端部４１ａから他端部４１ｂに亘って連続する多数の弾性リング状部分４１ｃを有する弾性フィルタ部材４１とを備え、該弾性リング状部分４１ｃの外側から内部に原水（ａ、ｂ）を通過させて濾過すること」を前提とする。

　図１は実施環境を示す概略説明図である。図面を参照にして各部材を説明する。まず１は容器で、この容器１は、図３で示すように、原水流入口２と清水送出口兼用洗浄水導入口３を有する長筒状容器本体４と、該長筒状容器本体４の下端面に周設されたフランジに複数の固着具５を介して取外し可能に装着され、かつ中央部に排出口６を有するすり鉢形状排出物受け体７と、前記長筒状容器本体４の上端面に周設されたフランジに複数の固着具８を介して取外し可能に装着され、かつ中央部に圧力スイッチ９を有する断面弧状の蓋体１０とから成る。

　容器１の圧力スイッチ９は、例えばソーラーパネルを備えたコンテナ内に設置され、かつタイマー回路を有する制御部１２と電気的に接続し、後述する弾性フィルタ部材４１の弾性リング状部分４１ｃに不純物ａが付着することによって該容器１の内圧が高まると作動するように設計することができる。そこで、前記制御部１２は同様に前記コンテナ内に設置された洗浄ポンプ１３と電気的に接続している。

　次に、容器１の原水流入口２等に取付けられる配管について説明する。１５は制御部１２に制御される第１開閉弁１６を有する原水配管ラインで、この原水配管ライン１５は、海、湖水、川等の不純物（後述の排出物）ａが含まれている原水ｂを容器１に導くために原水流入口２に適宜に接続される。なお、１４は原水を容器１に送る送水ポンプである。

　一方、１８は制御部１２に制御される第２開閉弁１９を有する清水配管ラインで、この清水配管ライン１８は弾性フィルタ部材４１で処理された清水ｃを、図示しない限外濾過膜装置（ＵＦ膜スキッド）、ＲＯ膜を有する膜濾過手段等に送るためのものである。したがって、本発明の濾過装置Ｘは、限外濾過膜装置、ＲＯ膜を有する膜濾過手段等の前処理段階に配設される。

　この清水配管ライン１８は、清水送出口兼用洗浄水導入口３に適宜に接続される。実施形態では、第３開閉弁２２を有する洗浄配管ライン２１の先に相当するラインの一部は、清水配管ライン１８と洗浄配管ライン２１の一部分を兼用する第１接続配管２０ａと、この第１接続配管２０ａの後端部に取外し可能に接続する第２接続配管２０ｂ（ここでは両方を「接続配管２０」という）が存在し、前記第１接続配管２０ａのＬ型状に折り曲げられ先端部は、容器１に内装された支持具３１を構成する固定支持板３２に適宜に固定されている。

　そして、２４は第４開閉弁２５を有する排出配管ラインで、この排出配管ライン２４は、容器１のすり鉢形状排出物受け体７に溜まった不純物（排出物）ａを容器１の外に排出するために排出口６に適宜に接続している。

　洗浄ポンプを制御する詳細な回路図は割愛するが、上記第１開閉弁乃至第４開閉弁１６、１９、２２、２５は制御部１２で一定の時間毎に制御され、例えば第１開閉弁１６と第２開閉弁１９が同時に「閉」の状態の時には、第３開閉弁２２と第４開閉弁１５は同時に「開」の状態となり、弾性フィルタ部材４１の自動洗浄が実行される。

　次に、支持具３１について説明する。支持具３１は、例えば図２で示すように、容器１のシール機能を有すると共に環状或いは開口を有する上方の仕切り板２８と、同様にシール機能を有すると共に環状或いは開口を有する下方の切り板２９との間の内部空間に固定的に配設されている。

　しかして、支持具３１は、図４で示すように、中央部に円形の貫通孔３６を有する固定支持板３２と、この固定支持板３２と所要間隔を有して対向する非開口の可動支持板３３と、一端部が前記可動支持板３３に固定され、他端部が前記固定支持板３２に形成された案内孔３４を貫通する複数の案内棒３５とから成る。前記固定支持板３２の貫通孔３６の周縁部には固着具３７用の複数の取付け孔３８が形成されており、前記固着具３７を介して第１接続配管２０ａの先端部が該固定支持板３２に取外し可能に装着される。

　次に弾性フィルタ部材４１を説明する。図５及び図６で示すように、弾性フィルタ部材４１は、一端部（実施形態では上端部）４１ａから他端部（実施形態では下端部）４１ｂに亘って連続する多数の弾性リング状部分４１ｃを有している。この弾性フィルタ部材４１は、特許文献１の「円筒状中空（バネ状）フィルタエレメント」に相当する。したがって、弾性フィルタ部材４１の表面は、特許文献１と同様に濾過助剤をプリコートしても良い。もちろん、濾過助剤をプリコートすることは発明の特定要件ではない。

　実施形態では、弾性フィルタ部材４１は、テープ状の板バネであり、その弾性リング状部分４１ｃはゆるやかな坂となって密着状態に連続し、少なくとも一側面には、原水通過用の多数の溝４２が形成されている。弾性フィルタ部材４１の弾性リング状部分４１ｃは、望ましくはミクロン（μ）単位の隙間４３が設定されることが望ましい。したがって、実施形態では、前記多数の溝４２は、それぞれミクロン（例えば５０μ）単位に加工されている。

　しかして、このような弾性フィルタ部材４１を飲料水用の濾過装置Ｘに用いると、弾性リング状部分４１ｃの隙間４３に付着した或いは弾性リング状部分４１ｃで捕獲した不純物ａを除去する際、容器１に設けた洗浄配管ライン２１を介して弾性フィルタ部材４１の内部に洗浄水ｄを導入し、かつ該洗浄水ｄの圧力によって伸びる方向へ弾性変位する弾性リング状部分４１ｃの隙間４３を利用して該洗浄水ｄを該弾性フィルタ部材４１の外へ除去する。

　弾性フィルタ部材４１から除去された、例えば泥や微細なゴミａは、下方の仕切り板２９の開口を通過して容器１のすり鉢形状排出物受け体７に溜まる。なお、前述した圧力スイッチ９は、清水ｃを得る際に弾性リング状部分４１ｃの隙間４３や多数の溝４２に不純物ａ（泥など）が付着することにより、容器１の内部の圧力が上昇した時に作動させるためのものである。

　次に、弾性リング状部分４１ｃの隙間４３を微調整することができる隙間調整手段５１について説明する。この隙間調整手段５１は、支持具３１の可動支持板３３と下方の仕切り板２９に弾発的に介在しているので、前記弾性リング状部分４１ｃの隙間４３を狭める方向に常時付勢している。また、実施形態では、第１接続配管２０ａに吊り下げ状態となっている支持具３１の揺れ防止の機能を有している。

　しかして、隙間調整手段５１は、例えば図７で示すように、可動支持板３３の下面に対して所定間隔５２を有して容器１の下部内に固定された下方の仕切り板２９と、該仕切り板２９の中央部に設けられ、下端部に操作用摘み部を有する調整螺杆５３と、該調整螺杆５１に螺合する螺合板５５を介してバネ下端部５４ａが固定的に支持され、一方、バネ上端部５４ｂが前記可動支持板３３の下面に支持された微調整バネ５４とから成る。

　実施形態に於いて、圧力スイッチ９は容器１に設けているが、原水配管ライン１５（例えば原水を容器に送る送水ポンプ１４）に設けても良い。また容器１内には開口を有する上方の仕切板２８が設けられているが、該仕切板２８は発明の本質的事項ではない。
次に図１０を参照にして、本発明の他の実施形態を説明する。なお、他の実施形態の説明に当って、第１実施形態と同一の部分には同一又は同様の符号を付して重複する説明を割愛する。

　この第２実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、容器１Ａに対する第１の接続配管２０ａの取付け態様である。すなわち、第１実施形態の第１の接続配管２０ａは、図１で示すように先端部が容器本体４の中に入り込んだ状態で、支持具３１の上方の固定支持板３２に取外し可能に装着されているのに対して、第２実施形態の第１の接続配管２０ａは、容器１Ａの蓋体１０を兼用する支持具３１Ａの固定支持板３２Ａに取外し可能に装着されている。

　このように構成しても、本発明の本質的事項は変わらない。したがって、本発明の課題を逸脱しない範囲に於いて、容器１Ａの形態を適宜に設計変更することができる。また容器１Ａを横長状にしても良い。

　本発明は、海水、湖水等の原水を濾過して「美味しい飲料水」を得るための浄水装置の浄水ラインに使用される。

Claims

容器に固定支持板と可動支持板とを設け、前記固定支持板に一端部が固定的に取付けられ、一方、前記固定支持板と対向する前記可動支持板に他端部が取付けられ、かつ前記一端部から他端部に亘って連続する多数の弾性リング状部分を有する弾性フィルタ部材を前記容器内に配設し、該弾性リング状部分の外側から内部に原水を通過させて濾過する飲料水用の濾過装置に於いて、
前記弾性リング状部分の隙間に付着した或いは弾性リング状部分で捕獲した不純物を除去する際、該容器に設けた洗浄配管ラインを介して弾性フィルタ部材の内部に洗浄水を導入し、かつ該洗浄水の圧力によって伸びる方向へ弾性変位する弾性リング状部分の隙間を利用して該洗浄水を該弾性フィルタ部材の外へ除去する飲料水用の濾過装置。
請求項１に於いて、固定支持板には弾性フィルタ部材の内部空間と連通する貫通孔が形成され、該貫通孔に対して洗浄配管ラインを構成する接続配管の接続端部が取外し可能に取付けられていることを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項１に於いて、固定支持板は、容器の蓋体又は容器内に所定量入り込んだ洗浄配管ラインの接続端部に固定された支持具を構成する上板のいずれかであることを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項１に於いて、洗浄配管ラインは、濾過後の清水を次工程の濾過手段へ送る清水配管ラインの一部分と共通することを特徴とする飲料水用の濾過装置。
容器と、容器に内装されかつ洗浄配管ラインと接続する支持具と、該支持具を構成する固定支持板と可動支持板の間に介設され、一端部から他端部に亘って連続する多数の弾性リング状部分を有する弾性フィルタ部材とを備え、該弾性リング状部分の外側から内部に原水を通過させて濾過する飲料水用の濾過装置であって、
前記弾性リング状部分の隙間に付着した或いは弾性リング状部分で捕獲した不純物を除去する際、該容器に設けた洗浄配管ラインを介して弾性フィルタ部材の内部に洗浄水を導入し、かつかつ該洗浄水の圧力によって伸びる方向へ弾性変位する弾性リング状部分の隙間を利用して該洗浄水を該弾性フィルタ部材の外へ除去する飲料水用の濾過装置。
請求項５に於いて、支持具は、貫通孔を有する固定支持板と、この固定支持板と所要間隔を有して対向する非開口の可動支持板と、一端部が前記可動支持板に固定され、他端部が前記固定支持板に形成された案内孔を貫通する複数の案内棒とから成ることを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項５に於いて、可動支持板の下面には、弾性リング状部分の隙間を微調整することができる微調整バネを含む隙間調整手段が配設されていることを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項７に於いて、隙間調整手段は、可動支持板の下面に対して所定間隔を有して容器の下部内に固定された下方の仕切り板と、該仕切り板の中央部に設けられ、下端部に操作用摘み部を有する調整螺杆と、該調整螺杆に螺合する螺合板を介してバネ下端部が固定的に支持され、一方、バネ上端部が前記可動支持板の下面に支持された微調整バネとから成ることを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項１又は請求項５に於いて、容器又は原水配管ラインのいずれかに設けられ、かつ弾性リング状部分に不純物が付着することによって該容器の内圧が高まると作動する圧力スイッチと、第１開閉弁を有する原水配管ラインと、第２開閉弁を有する清水配管ラインと、第３開閉弁を有する洗浄配管ラインと、第４開閉弁を有する排出配管ラインがそれぞれ接続することを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項９に於いて、第１開閉弁乃至第４開閉弁は制御部で一定の時間毎に制御され、第１開閉弁と第２開閉弁が同時に「閉」の状態の時には、第３開閉弁と第４開閉弁は同時に「開」の状態となり、弾性フィルタ部材の自動洗浄が実行されることを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項５に於いて、弾性フィルタ部材は、テープ状の板バネであり、その弾性リング状部分はゆるやかな坂となって密着状態に連続し、少なくとも一側面には、原水通過用の多数の溝が形成されていることを特徴とする飲料水用の濾過装置。
請求項１又は請求項５に於いて、容器は、原水流入口と清水送出口兼用洗浄水導入口を有する長筒状容器本体と、該長筒状容器本体の下端面に取外し可能に装着されかつ排出口を有するすり鉢形状排出物受け体と、前記長筒状容器本体の上端面に取外し可能に装着されかつ圧力スイッチを有する蓋体とから成ることを特徴とする飲料水用の濾過装置。