WO2015114812A1 - 濾過装置 - Google Patents

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WO2015114812A1
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fluid
backwash
filter
backwashing
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高橋　裕一
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富士フィルター工業株式会社
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Definitions

  • the present invention provides backwashing in which both ends in the longitudinal direction are open, and the direction of filtration flows from the inner side to the outer cylindrical filter element in a direction opposite to that during filtration to separate the trapped substances attached to the filter element. More particularly, the filtration device is capable of filtering and backwashing from the openings at both ends of the filter element, and removing the trapped material removal tool provided inside the filter element in the axial direction generated during filtration or backwashing.
  • the present invention relates to a filtration device that moves in the axial direction according to the flow of fluid to remove trapped substances.
  • backwashing is effective, but the trapped material adhering to the filter element may remain without being completely removed. In that case, even if the backwashing operation is repeated, the resistance of the filter element to the fluid of the filter element increases, and it may be difficult to filter the target fluid. In particular, when the liquid is filtered, gel-like dust or dust covered with a sticky substance is firmly attached to the surface of the filter element. It is difficult to restore the filtration performance of the filter element only by backwashing with flowing fluid. In particular, the tendency is strong in a filtering device using a filter element whose eye size is smaller than 200 ⁇ m.
  • This type of filtration device includes an inlet channel for the flow to be filtered, an outlet channel for the filtered flow, and a number of parallel filtration elements open at both ends, to which the flow to be filtered.
  • a filter element allowing permeation through the element to the outside of the element and at least one cleaning mechanism alternately connected to different ends of the element at both ends of the filter element And the cleaning mechanism forms a discharge channel for the back flushing flow of the element generated at the pressure of the filtered fluid.
  • each of the filtration elements is divided into two between its ends, and the cleaning mechanism connected to each end of the element generates a backflow flush only on the length of the element at a time.
  • an inlet channel for the flow to be filtered an outlet channel for the filtered flow, a number of parallel filtering elements open at both ends, and the elements at both ends of the filtering element Cleaning elements alternately connected to different ends of the element, wherein the cleaning mechanism forms a discharge channel for backflow flushing of the element generated at the pressure of the filtered flow (see, for example, Patent Document 2) ).
  • Another object of the present invention is to provide a filtration device that moves in the axial direction by an axial fluid flow generated during filtration or backwashing to remove trapped substances.
  • a filtration device includes a casing having a fluid inlet through which a fluid flows from the outside and a fluid outlet through which the fluid filtered inside flows out.
  • Backwash pipes that are connected in a shifted manner and flow back from the outside to the inside of the filter element to backwash, and the axial fluid that is provided inside each filter element and that occurs during filtration or backwashing.
  • the inside of the filter element is moved in the axial direction by the flow, and the outer peripheral portion is in sliding contact with the inner peripheral surface of the filter element to remove the captured matter.
  • the trapping material removal tool is connected to the discharge side of the backwash pipe, and the trapped material removed by the movement of the trapping material removal tool due to the flow of fluid during backwashing of the filter element is discharged to the outside of the casing. And a backwash fluid drain pipe.
  • the trapping object removal tool may be a removal brush in which brush hairs are planted on the outer periphery of the brush body.
  • the trapping object removal tool may be a scraper made of metal, resin or rubber formed in a blade shape or a spatula shape.
  • the back-washing pipe has connection ports connected to the openings at both ends of the filter element, and a cover that extends in one direction with a length covering the openings of the two adjacent filter elements.
  • the filter element may be provided so as to be inversely symmetric on one end side and the other end side.
  • the Mekura lid provided so as to be inversely symmetric on one end side and the other end side of the filter element has a connection port of a backwash pipe connected to an opening on one end side of the filter element.
  • the opening on the other end side may be formed so as to be in a state of being blocked by a portion extending to be biased toward one side of the mecra lid.
  • a partition member configured to restrict and partially allow the flow of fluid in the filter element is provided at an intermediate portion in the longitudinal direction of each filter element, and the captured object removing tool is attached to the partition member. It may be provided on one end opening side and the other end opening side in the filter element as a boundary.
  • a plurality of parallel filters are provided in the inside of the casing, and are connected to the opening portions of the cylindrical filter elements whose both ends in the longitudinal direction are opened at different timings.
  • the filter element is backwashed by flowing a fluid from the outside to the inside of the filter element by a washing pipe, and is provided inside each filter element, and the filter element is generated by an axial fluid flow generated during filtration or backwashing.
  • the captured object removal tool that moves in the axial direction of the inside can remove the captured object with its outer peripheral portion slidingly in contact with the inner peripheral surface of the filter element.
  • the filter element is backwashed by the fluid flow by the pipe for backwashing, and at the same time, the trapped substance attached to the inner peripheral surface is removed by the trapper removal tool moving in the axial direction in the filter element by the fluid flow. Can be removed. Therefore, even when fibrous dust or the like is entangled in the filter element, and even when it is covered with a substance having a strong viscosity or adhesive force, the filter element can be reliably restored to the filtration performance compared to the conventional case. be able to.
  • the filtration device configured as described above can be applied to a ballast water treatment device that filters ballast water (seawater) loaded in a ballast tank of a ship, and easily removes fibrous algae entangled in the filter element. be able to.
  • Also used for filtering water such as lake water, river water, waterworks, sewers, etc., filtration of liquids used in general industries such as cooling water or process liquids of various devices, and filtration of various raw material gases used in chemical factories, etc. It is applied, and particulates and dust contained in them can be captured and removed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the filtration device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the filtration device shown in FIG. 1 taken along the line BB.
  • FIG. 1 it is an enlarged cross-sectional view showing the operation of the filtration device, and shows a state where the backwash nozzle is eccentrically shifted to the right side at the opening of the lower end portion of the filter element and the backwashing is continued from the lower end side of the filter element.
  • FIG. 1 It is an expanded sectional view which similarly shows operation
  • FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a filtration device according to the present invention.
  • This filtration device is used for filtration of seawater (for example, ballast water of ships), lake water, river water, water supply, sewerage, etc., filtration of liquids used in general industries such as cooling water or process liquid of various devices, chemical factories, etc. It is applied to the filtration of gases of various raw materials used, and captures and removes fine particles and dust contained in them.
  • a casing 1 and a filter element 2 The backwashing pipes 3a and 3b, the trapping material removing tool 4, and the backwashing fluid drain pipe 5 are provided.
  • the casing 1 forms an outer shell of the filtration device, is formed in a bottomed and covered cylindrical shape (for example, a cylindrical shape), a rectangular parallelepiped shape, and the like, and has, for example, a fluid inlet 6 into which a fluid flows from the outside into a lower end portion of the side wall. At the same time, a fluid outlet 7 is provided at the upper part of the side wall to allow the fluid filtered inside to flow out.
  • the material of the casing 1 is metal, synthetic resin, or the like, and the shape and size of the casing 1 may be appropriately determined according to the purpose of use of the filtration device, the type and amount of liquid and gas to be passed, the installation location, and the like.
  • donut plate-like mounting plates 8a and 8b having, for example, a circular opening at the center are attached to the upper and lower parts, and a cylindrical wall is provided at the periphery of the center opening of the mounting plates 8a and 8b. 9 is provided up and down. And the through-hole 10 is formed in the multiple places of the said mounting plates 8a and 8b. In this state, a donut-shaped cylindrical space surrounded by the inner wall of the casing 1, the mounting plates 8a and 8b, and the cylindrical wall 9 is formed.
  • a plurality of filter elements 2 are provided in parallel in a donut cylindrical space surrounded by the inner wall of the casing 1, the mounting plates 8 a and 8 b and the cylindrical wall 9.
  • This filter element 2 passes a target fluid from the inside to the outside, captures and filters solids and gel-like dust contained in the fluid, and is formed in a cylindrical shape, for example, a cylindrical shape. ing.
  • Each filter element 2 is opened at both ends in the longitudinal direction, and the openings at both ends are coupled to the through holes 10 drilled in the mounting plates 8a and 8b, respectively, so that the inside of the casing 1 is vertically formed. Is arranged.
  • the donut cylindrical space surrounded by the inner wall of the casing 1, the mounting plates 8a and 8b, and the cylindrical wall 9 serves as a filtration chamber for filtering the target fluid.
  • the plurality of filter elements 2 are concentrically arranged, for example, in a donut cylindrical filtration chamber surrounded by the inner wall of the casing 1, the mounting plates 8 a and 8 b and the cylindrical wall 9. They are arranged side by side.
  • the concentric filter elements 2 in each row are arranged at a predetermined pitch for each row, and the numbers in each row may be different.
  • the filter elements 2 are provided in three rows concentrically.
  • the present invention is not limited to this, and one or two rows or four or more rows may be provided.
  • the filter element 2 only needs to have a plurality of layers of filter media and the innermost layer having the finest mesh.
  • a plurality of laminated metal meshes are sintered to improve shape retention and to have a cylindrical shape.
  • the mesh size of the innermost layer may be 10 to 200 ⁇ m, and the mesh size of the outer layer may be appropriately selected from those of 200 to 5000 ⁇ m.
  • the reinforcing mesh and the protective mesh other than the innermost layer are related to the strength of the filter element, and the number of layers, the size of the mesh, and the wire diameter are selected so as to obtain the required strength.
  • the innermost layer is a metal mesh, and a cylindrical punching tube having numerous square holes, for example, and a reinforcing member in which a plurality of thin rods are arranged along the axial direction are disposed on the outer side. You may tie it.
  • the shape, size, number, and the like of the filter element 2 may be appropriately determined according to the purpose of use of the filtration device, the filtration performance, the size of the casing 1, the type of the target fluid, and the like.
  • backwash pipes 3a and 3b are connected to openings at both ends (upper end and lower end) of the plurality of filter elements 2.
  • the pipes 3a and 3b for backwashing perform “backwashing” in which a fluid flows through the filter element 2 from the outside to the inside in a direction opposite to that during filtration to peel off the trapped substances attached to the filter element 2.
  • the first backwashing pipe 3a and the second backwashing pipe 3b are connected to the openings of the upper and lower ends of the filter element 2 at different timings.
  • the first backwash pipe 3a is connected to an upper end portion of a hollow discharge pipe 11 rotatably provided at the center portion of the casing 1 in FIG. 1 and 2, the first backwash pipe 3a extends in the radial direction from the discharge pipe 11 to the left and right, and the right arm extends from the center to the opening at the upper end of the filter element 2 in the second row.
  • the downward backwash nozzle 12a is connected to the through hole 10 formed in the upper mounting plate 8a.
  • the left arm extends from the center to the opening at the upper end of the filter elements 2 in the first and third rows, and through-holes 10 in which downward backwash nozzles 12b and 12c are perforated in the upper mounting plate 8a. Connected to.
  • the second backwash pipe 3b is connected to the lower end portion of the hollow discharge pipe 11 in FIG.
  • the second backwash pipe 3b extends in the radial direction from the discharge pipe 11 to the left and right in FIGS. 1 and 2, and the right arm extends from the center to the opening at the lower end of the filter element 2 in the second row.
  • the upward backwash nozzle 13a is connected to the through hole 10 drilled in the lower mounting plate 8b.
  • the left arm extends from the center to the opening at the lower end of the first and third row filter elements 2, and through-holes 10 in which upward backwash nozzles 13b and 13c are perforated in the lower mounting plate 8b. Connected to.
  • a shaft 14 is mounted upward on the central axis and protrudes outside the casing 1, and the end of the shaft 14 is extended.
  • a gear box 15 is provided in the part and is driven to rotate by a motor 16. Accordingly, by rotating the motor 16, the shaft 14 rotates, for example, clockwise in the direction of arrow P, and as shown in FIG. 2, the first backwash pipe 3a rotates in the direction of arrow P.
  • the backwash nozzles 12a, 12b, and 12c of the first backwash pipe 3a are sequentially connected to the openings at the upper ends of the plurality of filter elements 2 arranged concentrically. At the same time, as shown in FIG.
  • the second backwash pipe 3b rotates in the direction of the arrow Q (same as the direction of the arrow P when viewed from the direction of the sectional view taken along the line AA in FIG. 1).
  • the backwash nozzles 13a, 13b, and 13c of the second backwash pipe 3b are sequentially connected to the opening at the lower end of the filter element 2.
  • the first or second backwash pipes 3 a and 3 b connected to the upper end portion or the lower end portion of the discharge pipe 11 have a plurality of attachment angles with respect to the discharge pipe 11.
  • the filter element 2 is shifted by an appropriate amount according to the arrangement pitch of the filter elements 2. Accordingly, the motor 16 shown in FIG. 1 is rotationally driven to rotate the first backwash pipe 3a and the second backwash pipe 3b, whereby both end portions (upper end portion and lower end portion) of each filter element 2 are rotated.
  • the backwash nozzles 12a, 12b, 12c on the first backwash pipe 3a side and the backwash nozzles 13a, 13b, 13c on the second backwash pipe 3b side are connected to the opening of the first backwash pipe 3a at different timings. Will come to be.
  • the backwash nozzles 12a, 12b, 12c on the first backwash pipe 3a side and the backwash nozzles 13a, 13b, 13c on the second backwash pipe 3b side are specified filters. Although it is shown that it is connected to the openings at the upper end and the lower end of the element 2 at the same time, this simplifies that the mounting angle with respect to the discharge pipe 11 is shifted by an appropriate amount in FIGS. This is because it is displayed in the form. Actually, as will be described later with reference to FIGS. 4 to 10, the backwash nozzle 12 on the first backwash pipe 3a side and the backwash nozzle 13 on the second backwash pipe 3b side are specified. The filter elements 2 are not simultaneously connected to the openings at the upper and lower ends of the filter element 2.
  • a trap removal tool 4 is provided in each filter element 2.
  • the trap removal tool 4 moves in the filter element 2 in the axial direction by the flow of axial fluid generated during filtration or backwashing, and the outer peripheral portion is in sliding contact with the inner peripheral surface of the filter element 2.
  • the removal object is removed, and the removal brush is configured as shown in FIG.
  • the removal brush 4 moves up and down along the center axis rod 17 inside the filter element 2, and has brush hairs 4b planted on the outer periphery of the brush body 4a.
  • the brush body 4a is formed with a hole into which the central shaft rod 17 is fitted at the center, and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the filter element 2, and is formed in a donut shape having a predetermined thickness. Has been.
  • brush bristles 4b whose hair tips can come into sliding contact with the inner peripheral surface of the filter element 2 are planted in a ring shape.
  • the length of the bristles of the bristles 4b needs to be at least such that the tips of the bristles 4b come into contact with the inner peripheral surface of the filter element 2 with a certain amount of pressure.
  • the material of the brush bristles 4b may be any material that is generally used as brush bristles, such as natural or synthetic fibers, or metal wires such as steel, copper, and brass.
  • the brush bristles 4b are flexible enough to bend by the pressure of the fluid flowing in the filter element 2. Thereby, when the bristles 4b are bent by the pressure of the fluid, a gap is formed between the inner peripheral surface of the filter element 2 and the bristles of the bristles 4b, and the fluid can flow.
  • stoppers 18 are attached to the upper end and lower end of the central shaft rod 17 in the filter element 2.
  • the stopper 18 stops the movement of the removal brush 4 at the upper and lower end portions when the removal brush 4 moves up and down along the central axis rod 17 inside the filter element 2.
  • a material of the stopper 18 what can absorb an impact like rubber
  • a backwash fluid drain pipe 5 is connected to the discharge side of the backwash pipes 3a and 3b, that is, the lower end of the discharge pipe 11.
  • the backwash fluid drain pipe 5 discharges the trapped material removed by the movement of the trapped material removal tool 4 due to the flow of fluid during backwashing of the filter element 2 to the outside of the casing 1. It is formed in a straight pipe extending in the radial direction.
  • a connection port portion 19 that opens upward is provided at the base end portion of the backwash fluid drain pipe 5, and the lower end portion of the discharge pipe 11 is connected to the connection port portion 19. Further, the discharge port 20 at the tip of the backwash fluid drain pipe 5 protrudes to the outside of the casing 1.
  • the backwash fluid drain pipe 5 is fixed to the casing 1, and is supported by a bearing mechanism such as a bearing at the connection portion of the discharge pipe 11 with respect to the connection port portion 19 of the base end portion thereof.
  • a sealing mechanism is provided to prevent the discharge from mixing with the unfiltered fluid. Therefore, by rotating the motor 16, the discharge pipe 11 and the first backwash pipe 3a, the first backwash pipe 3a, the second backwash pipe 19a and the first backwash pipe 19a are maintained while keeping the seal between the discharge pipe 11 and the connection port part 19 using the connection port part 19 as a rotation support part.
  • 2 backwash pipe 3b rotates in the direction of arrow P.
  • the target fluid flows from the fluid inlet 6 as indicated by an arrow C, and a plurality of filters provided in parallel between the upper and lower mounting plates 8a and 8b. It flows in from the opening part of the both ends (upper end part and lower end part) of the element 2, passes through this filter element 2 toward the outer side, and is filtered.
  • the movement of the removal brush 4 during the filtration will be described later.
  • foreign substances such as plankton and algae are captured inside the filter element 2.
  • the fluid filtered through the filter element 2 flows out from the fluid outlet 7 as indicated by an arrow D.
  • the motor 16 is driven to rotate to rotate the shaft 14, and the backwashing pipes 3a and 3b connected to the shaft 14 are moved to rotate. Then, the filter elements 2 are connected to the openings at the upper end and the lower end of the filter elements 2 at different timings, and the fluid flows back from the outside to the inside of the filter elements 2 due to the pressure difference between the inside and outside, thereby backwashing.
  • a differential pressure of up to about 0.5 MPa may be applied from the outside to the inside of the filter element 2.
  • the trapped substance removed by the backwashing is introduced into the discharge pipe 11 and discharged to the outside as indicated by an arrow E from the discharge port 20 of the backwash fluid drain pipe 5 to which the lower end of the discharge pipe 11 is connected.
  • the backwashing pipes 3a and 3b are connected to the opening portions of the upper end portion and the lower end portion of each filter element 2 at different timings.
  • FIG. 3 one of the backwash pipes 3a and 3b has a length that covers the openings of two adjacent filter elements 2 at the connection ports connected to the openings at both ends of the filter element 2, respectively.
  • mekura lids 21, 22 which are biased to extend in the opposite direction on the upper end side and the lower end side of the filter element 2.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of the upper end portion side of the filter element 2, but corresponding to the first backwash pipe 3a shown in FIG. 1, there is a cover lid 21a at the connection port of the backwash nozzle 12a.
  • a connecting lid of the backwash nozzle 12b is provided with a cover lid 21b
  • a connecting cover of the backwash nozzle 12c is provided with a cover lid 21c.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the lower end portion side of the filter element 2, and corresponds to the second backwash pipe 3b shown in FIG. 22a is provided
  • a back cover nozzle 13b is provided with a cover lid 22b
  • a back wash nozzle 13c is provided with a cover top 22c.
  • each of the cover lids 21a to 21c and 22a to 22c is an arc-shaped plate with the central axis of the discharge pipe 11 as a center,
  • the length extending in the left-right direction is made shorter with respect to the other and the other is shorter and symmetrical with respect to the upper end side and the lower end side.
  • cover lids 21 and 22 provided so as to be inversely symmetric on the upper end side and the lower end side of the filter element 2 are connected to the opening on the upper end side of the filter element 2 by the backwash pipe 3a.
  • the opening on the lower end side is formed so as to be in a state of being blocked by a portion extending to be biased toward one side of the meckle lid 22.
  • the backwash pipes 3a and 3b are connected to the opening portions of the upper end portion and the lower end portion of each filter element 2 while shifting the timing.
  • FIGS. 4 to 10 are enlarged sectional views in which the sectional view taken along the line FF in FIG. 2 and the sectional view taken along the line GG in FIG. 3 are displayed as a single drawing.
  • FIGS. 4 to 10 show three adjacent filter elements 2 among the filter elements 2 arranged concentrically in the third row from the center in FIGS. 2 and 3. Therefore, the operation of only the central filter element 2 out of the three will be described.
  • FIG. 4 shows that the back-wash nozzles of the first and second back-washing pipes 3a and 3b are not hung at the openings at the upper and lower ends of the filter element 2, and the fluid is filtered by the filter element 2 at the center.
  • the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a and the backwash nozzle 13c of the second backwash pipe 3b are in a state of hanging on the left filter element 2, and the center filter element 2 Then, it is the state before backwashing begins. In this state, the fluid flowing in from the fluid inlet 6 in FIG.
  • the removal brush 4 provided in the filter element 2 is pushed by the unfiltered fluid flowing in from the openings at the upper end and the lower end, so that the flow pressure in the filter element 2 is balanced, For example, it stops at the middle part.
  • FIG. 5 shows that the first and second backwash pipes 3a and 3b rotate and move in the direction of arrow P in FIG. 2 (the direction of arrow Q in FIG. 3) from the state of FIG.
  • the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a is eccentrically shifted to the left side and partially starts at the opening, and backwashing starts.
  • the fluid flows from the opening at the upper end of the filter element 2 to the backwash nozzle 12c by the suction of the fluid from the backwash nozzle 12c, and the fluid flows from the outside to the inside of the filter element 2 to perform backwashing. Begins.
  • suction of fluid from the backwash nozzle 12 c it has been described as “suction of fluid from the backwash nozzle 12 c”.
  • FIG. 6 shows that the first and second backwash pipes 3a and 3b rotate and move from the state of FIG. 5 in the same manner as described above, and the first backwash pipe 3a enters the opening at the upper end of the filter element 2.
  • the center of the backwash nozzle 12c is connected to match, and the opening at the lower end is completely closed by a mecha lid 22c provided near the backwash nozzle 13c of the second backwash pipe 3b,
  • the backwashing state is shown. In this state, the fluid flows from the opening at the upper end of the filter element 2 to the first backwash pipe 3a by suction of the fluid from the backwash nozzle 12c, and the fluid flows from the outside to the inside of the filter element 2. And backwashing is performed.
  • the removal brush 4 since the opening of the lower end portion of the filter element 2 is closed by the meckle lid 22c, the removal brush 4 has a central axis due to the fluid flowing in from the outside to the inside on the lower end portion side of the filter element 2. It is pushed up to the top along the rod 17 and stops by hitting the stopper 18 at the upper end.
  • FIG. 7 shows that the first and second backwash pipes 3a and 3b rotate and move from the state shown in FIG.
  • the backwash nozzle 12c is eccentrically shifted to the right and partially hooked
  • the backwash nozzle 13c of the second backwash pipe 3b is eccentrically shifted to the left and partially hooked at the opening at the lower end, and is temporarily upside down.
  • the state to wash is shown.
  • the fluid flows from the opening at the upper end of the filter element 2 to the first backwash pipe 3a by suction of the fluid from the backwash nozzle 12c, while the filter is sucked by the fluid from the backwash nozzle 13c.
  • the fluid flows from the opening at the lower end of the element 2 to the second backwash pipe 3b, and the fluid flows from the outside to the inside of the filter element 2 to perform backwashing.
  • the other operations are the same as in the case of FIG.
  • FIG. 8 shows that the first and second backwash pipes 3a and 3b rotate and move in the same manner as described above from the state of FIG.
  • This shows a state where the backwash nozzle 13c is decentered to the right side and is backwashed from the lower end side of the filter element 2.
  • fluid flows from the opening at the lower end of the filter element 2 to the backwash nozzle 13c due to suction of the fluid from the backwash nozzle 13c, and the fluid flows from the outside to the inside of the filter element 2 to perform backwashing. Begins.
  • the opening at the upper end of the filter element 2 is partially opened by the mech lid 21c provided in the vicinity of the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a moving in the arrow P direction.
  • the unfiltered fluid flows into the filter element 2.
  • the inflow of the unfiltered fluid causes a downward flow, and the removal brush 4 in the filter element 2 is pushed down along the central shaft rod 17.
  • the brush 4 b on the outer peripheral portion of the removal brush 4 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the lower portion of the filter element 2 to remove the trapped matter attached to the surface.
  • FIG. 9 shows that the first and second backwash pipes 3a and 3b rotate and move from the state of FIG. 8 in the same manner as described above, and the second backwash pipe 3b is opened at the lower end of the filter element 2.
  • the backwash nozzle 13c is eccentrically hooked to the right, the fluid flows from the opening at the lower end of the filter element 2 to the backwash nozzle 13c, and backwashing continues from the lower end of the filter element 2 Yes.
  • the opening at the upper end of the filter element 2 is in a half-opened state when the cover lid 21c provided in the vicinity of the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a moves in the direction of the arrow P.
  • Unfiltered fluid flows from the portion into the filter element 2.
  • the inflow of the unfiltered fluid causes a downward flow, and the removal brush 4 in the filter element 2 is pushed down to the lowest position along the central shaft rod 17 and stops by hitting the stopper 18 at the lower end.
  • FIG. 10 shows that the first and second backwash pipes 3a and 3b rotate and move from the state shown in FIG.
  • the backwash nozzles of the backwash pipes 3a and 3b 2 are not applied, and the fluid is filtered by the filter element 2 at the center.
  • the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a and the backwash nozzle 13c of the second backwash pipe 3b are in a state of hanging on the right filter element 2, and the right filter element 2 Then, backwashing is being executed.
  • the opening of the upper end portion of the central filter element 2 is not covered by the cover lid 21c provided near the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a, and the lower end portion is not covered.
  • the opening is not covered with a cover lid 22c provided near the backwash nozzle 13c of the second backwash pipe 3b.
  • the fluid flowing in from the fluid inlet 6 in FIG. 1 flows into the filter element 2 from the opening at the upper end and the lower end of the filter element 2, and the fluid passes from the inside toward the outside and is filtered.
  • the removal brush 4 provided in the filter element 2 is pushed up from the state shown in FIG. 9 by the fluid flowing in from the opening at the lower end and pushed by the fluid flowing in from the opening at the upper end. 2 stops at a position where the flow pressure balances, for example, at an intermediate portion.
  • each filter element 2 performs the filtration and backwashing operations shown in FIGS.
  • the operation has been described only for the central filter element 2 of the three shown in the figure.
  • the first and second backwash pipes 3a, As 3b rotates in the direction of arrow P in FIG. 2 (in the direction of arrow Q in FIG. 3) the same operations as the filtration and backwash operations in the central filter element 2 are sequentially performed.
  • FIG. 11 is a main part enlarged explanatory view showing a filtration device according to the second embodiment.
  • This embodiment has a structure that restricts and partially allows the flow of fluid in the filter element 2 at the intermediate portion in the longitudinal direction of each filter element 2 (for example, at a position that is 1/2 the length).
  • the trap member 23 is provided, and the captured object removing tool 4 is provided on one end opening side and the other end opening side in the filter element 2 with the partition member 23 as a boundary.
  • the partition member 23 generates resistance in the fluid (especially fluid at the time of backwashing) flowing inside the filter element 2 at an intermediate portion thereof, and has a disk shape having an outer diameter smaller than the inner diameter of the filter element 2.
  • the upper and lower stoppers 18 and 18 are attached and fixed at, for example, a half position in the longitudinal direction of the central shaft rod 17. In this case, a gap g is formed between the outer peripheral edge of the partition member 23 and the inner peripheral surface of the filter element 2, and the fluid flows in the filter element 2 between the upper and lower sides of the partition member 23 by the gap g. Some are allowed.
  • the structure of the partition member 23 is not limited to that shown in FIG. 11, and as shown in FIG. 12, the outer diameter of the disk-shaped member is the same as the inner diameter of the filter element 2 and the flow is blocked.
  • One or a plurality of orifices 24 may be provided at appropriate positions. In this case, the orifice 24 allows a part of the fluid flow in the filter element 2 between the upper and lower sides of the partition member 23. It should be noted that a plurality of orifices 24 are preferably provided at predetermined positions in the circumferential direction at positions close to the outer peripheral edge of the disk-shaped member.
  • a first captured object removing tool 4A and a second captured object removing tool 4B are provided above and below the partition member 23 as a boundary.
  • These captured object removal tools 4A and 4B are removal brushes in which brush bristles 4b are planted on the outer periphery of the brush body 4a as shown in FIG.
  • the first removal brush (4A) moves up and down between the partition member 23 and the stopper 18 provided at the upper end of the filter element 2, and the second removal brush (4B) It moves up and down between the member 23 and a stopper 18 provided at the lower end of the filter element 2.
  • the angle is shifted by an appropriate amount (for example, 90 degrees) according to the arrangement pitch of the plurality of filter elements 2.
  • the motor 16 shown in FIG. 1 is rotationally driven to rotate the first backwash pipe 3a and the second backwash pipe 3b, whereby both end portions (upper end portion and lower end portion) of each filter element 2 are rotated. ),
  • the backwash nozzle 12 on the first backwash pipe 3a side and the backwash nozzle 13 on the second backwash pipe 3b side are connected at different timings.
  • the displacement of the mounting angle of the first or second backwash pipe 3a, 3b with respect to the discharge pipe 11 is not limited to 90 degrees, backwash from the opening at the upper end of the specific filter element 2, If back washing from the opening at the lower end is not performed at the same time, it may be, for example, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, etc. according to the arrangement pitch of the plurality of filter elements 2.
  • FIGS. 11 and 15 to 17 are enlarged cross-sectional views taken along the line HH in FIG.
  • FIGS. 11 and 15 to 17 illustrate three adjacent filter elements 2 among the filter elements 2 arranged concentrically in the third row from the center in FIG. Therefore, the operation of only the central filter element 2 out of the three will be described.
  • the backwash nozzle 12 on the first backwash pipe 3a side and the backwash nozzle 13 on the second backwash pipe 3b side are simultaneously connected to the openings at the upper and lower ends of each filter element 2. They are not connected and are connected at different timings. Since the filtration and backwashing in each filter element 2 are performed in exactly the same manner, only the filtration and backwashing from the opening at the upper end of the filter element 2 will be described below.
  • FIG. 11 shows that the backwash nozzles of the first and second backwash pipes 3a and 3b are not applied to the openings of the upper end portion and the lower end portion of the center filter element 2, and the filter element 2
  • the state in which filtration is performed is shown.
  • the central filter element 2 is in a state before the backwashing starts.
  • the fluid flowing in from the fluid inlet 6 in FIG. 1 flows into the filter element 2 from the opening at the upper end and the lower end of the filter element 2, and the fluid passes from the inside to the outside both vertically. Filtered.
  • the first and second removal brushes 4A and 4B provided in the filter element 2 are pushed by the unfiltered fluid flowing in from the openings at the upper end and the lower end and move to the partition member 23 side. , It is stopped by being pressed against the stopper 18 provided above and below.
  • FIG. 15 shows that the first backwash pipe 3a rotates from the state of FIG. 11 in the direction of arrow P in FIG.
  • the state is shown in which the washing nozzle 12c is eccentrically hooked to the left side and backwashing starts at the top.
  • the fluid flows from the opening at the upper end of the filter element 2 to the backwash nozzle 12c by the suction of the fluid from the backwash nozzle 12c, and the fluid flows from the outside to the inside at the top of the filter element 2.
  • Backwashing begins.
  • the opening at the lower end of the filter element 2 is fully open, and unfiltered fluid flows into the filter element 2 from the opening.
  • the unfiltered fluid that has flowed in through the opening at the lower end passes through the gap g formed between the outer peripheral edge of the partition member 23 and the inner peripheral surface of the filter element 2 and moves upward from the partition member 23. It flows and pushes up the 1st removal brush 4A.
  • the upper removal brush 4A is pushed upward along the central shaft rod 17, and the brush bristles 4b on the outer peripheral portion thereof are in sliding contact with the inner peripheral surface of the filter element 2 to remove the trapped substances adhering to the surface. To do.
  • the partition member 23 has a structure that allows a part of the fluid flow in the filter element 2 as shown in FIG. This is to prevent the unfiltered fluid flowing in from the opening at the lower end from flowing into the backwash nozzle 12c directly through the opening at the upper end.
  • resistance is received by the restriction of the gap g formed between the outer peripheral edge of the partition member 23 and the inner peripheral surface of the filter element 2, and a differential pressure is generated with respect to the suction of the fluid from the backwash nozzle 12c.
  • Backwashing can be performed. This is because the pressure on the backwash fluid drain pipe 5 (see FIG.
  • the first backwash pipe 3a rotates and moves from the state shown in FIG. 15 in the same manner as described above, and the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a enters the opening at the upper end of the filter element 2.
  • the opening at the lower end of the filter element 2 is fully open, and unfiltered fluid flows into the filter element 2 from the opening.
  • An upward flow is generated by the inflow of the unfiltered fluid, and the removal brush 4B on the lower side of the partition member 23 is continuously pressed against the stopper 18 and stopped.
  • the fluid passes from the inside toward the outside and the filtration continues.
  • the fluid flows from the opening at the upper end of the filter element 2 to the first backwash pipe 3a by suction of the fluid from the backwash nozzle 12c, and the fluid flows from the outside to the inside of the filter element 2.
  • Flowing and backwashing is performed.
  • the unfiltered fluid that has flowed in through the opening at the lower end passes through the gap g between the outer peripheral edge of the partition member 23 and the inner peripheral surface of the filter element 2 and flows upward from the partition member 23. 1 removal brush 4A is pushed up.
  • the upper removal brush 4 ⁇ / b> A pushed upward along the central shaft rod 17 is further pushed by the flow of fluid generated by backwashing, and the brush bristles 4 b on the outer peripheral portion are in sliding contact with the inner peripheral surface of the filter element 2. While removing the trapped substance adhering to the surface, it is pushed up to the uppermost position along the central shaft rod 17 and hits the stopper 18 at the upper end to stop.
  • the removal brush 4A Since the first removal brush 4A stopped by hitting the stopper 18 serves as a restriction for the flow path in the filter element 2, most of the pressure (backwash pressure) due to the fluid flow during backwashing is the removal brush 4A. It takes. Therefore, the bristle 4b in contact with the inner peripheral surface of the filter element 2 bends due to the action of backwashing pressure, and a gap is formed between the filter element 2 and the inner surface of the filter element 2, and the backwashing fluid is opened at the upper end. To the backwash nozzle 12c. As a result, the trapped material removed from the inner peripheral surface of the filter element 2 by the movement of the first removal brush 4A shown in FIG. 15 flows to the first backwash pipe 3a via the backwash nozzle 12c. Thereafter, the removed trapped material and the backwash fluid are sent to the backwash fluid drain pipe 5 through the discharge pipe 11 shown in FIG. 1 and discharged to the outside.
  • backwash pressure backwash pressure
  • FIG. 17 shows that the first backwash pipe 3a rotates and moves from the state of FIG. 16 in the same manner as described above, and the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a is opened from the opening at the upper end of the filter element 2. Is removed, backwashing is completed, and the filter element 2 in the center is filtering the fluid.
  • the backwash nozzle 12c of the first backwash pipe 3a is in a state of hanging on the right filter element 2 and is in a state of performing backwashing on the upper part of the right filter element 2. In this state, the upper end portion and the lower end opening portion of the central filter element 2 are fully open. At this time, the fluid flowing in from the fluid inlet 6 in FIG.
  • the first removal brush 4 ⁇ / b> A in the filter element 2 is pushed by the fluid flowing in from the opening at the upper end and pushed down from the state of FIG. 16, moves to the stopper 18 on the upper side of the partition member 23, and stops.
  • each filter element 2 performs the filtration and backwashing operations shown in FIGS. 11 and 15 to 17.
  • FIGS. 11 and 15 to 17 In the above description, only filtration and backwashing from the opening at the upper end of each filter element 2 have been described. However, filtration and backwashing from the opening at the lower end are performed in exactly the same manner.
  • the operation has been described only for the central filter element 2 of the three shown in the figure, but for the adjacent left and right filter elements 2, the first and second backwash pipes 3a and 3b are illustrated.
  • FIG. 13 the same operations as the filtration and backwashing operations in the central filter element 2 are sequentially performed in accordance with the rotational movement in the arrow P direction (the arrow Q direction in FIG. 14).
  • an example of the removal brush is shown as the trapping object removal tool 4, but the present invention is not limited to this, and the flow of fluid during filtration or backwashing is inside the filter element 2. If it moves in the axial direction and the member of the outer peripheral part can be slidably contacted with the inner peripheral surface of the filter element 2 to remove the trapped material, for example, a metal or resin formed in a blade shape or a spatula shape A scraper made of rubber or rubber may be used.

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Abstract

　本発明は、外部からの流体入口６、内部で濾過した流体の流体出口７を有するケーシング１と、ケーシングの内部に複数設けられ、両端部が開口され内側から外側に流体が通過して濾過する筒状のフィルターエレメント２と、各フィルターエレメントの両端部開口にタイミングをずらして接続され、その外側から内側に流体を流して逆洗する逆洗用パイプ３ａ，３ｂと、各フィルターエレメントの内部にて濾過又は逆洗時の流体の流れで軸方向に移動し、外周部がフィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去する捕捉物除去具４と、逆洗用パイプの排出側に接続され、逆洗時の流体の流れによる捕捉物除去具の移動で除去された捕捉物をケーシング外へ排出する逆洗流体ドレンパイプ５とを備えたものである。

Description

濾過装置
　本発明は、長手方向の両端部が開口され、濾過の方向が内側から外側の筒状のフィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を流して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離する逆洗可能な濾過装置に関し、詳しくは、前記フィルターエレメントの両端部の開口部から濾過及び逆洗を行い、該フィルターエレメントの内部に設けた捕捉物除去具を、濾過時又は逆洗時に生じる軸方向の流体の流れによってその軸方向に移動させて捕捉物を除去する濾過装置に係るものである。
　従来、海水、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過、各種装置の冷却水又はプロセス液等の産業一般に用いられる液体の濾過、化学工場等で使用される各種原料の気体等の濾過において、それらに含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去する目的で、種々の濾過装置が用いられている。
　前記濾過装置による濾過を長期間続けていると、フィルターエレメントに捕捉された固形分やゲル状の塵埃等が該フィルターエレメントに蓄積し、濾材を通過する流体に対する抵抗が上昇し、最終的には対象となる流体の濾過が困難になる。これに対処するため、例えば定期的に、前記フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を通して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離させる「逆洗」と呼ばれる操作を行い、フィルターエレメントの濾過性能を回復させる。
　前記逆洗の操作は有効なものであるが、フィルターエレメントに付着した捕捉物が完全に除去されずに残存することがある。その場合は、逆洗の操作を繰り返しても前記フィルターエレメントの濾材の流体に対する抵抗が上昇し、対象となる流体の濾過が困難になることがあった。特に、液体を濾過した場合のように、ゲル状の塵埃等や、粘着性の強い物質で覆われた塵埃等がフィルターエレメントの表面に強固に付着している場合は、濾過時と逆向きに流体を流す逆洗のみでフィルターエレメントの濾過性能を回復させることは難しい。中でも、目の大きさが200μｍより細かいフィルターエレメントを使用している濾過装置においてはその傾向が強い。
　また、フィルターエレメントに繊維状の塵埃等が絡まっている状態の濾過においても同様である。このような状態の濾過になり易いのは、海水、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過のように、対象となる流体に微生物を含む場合に顕著である。例えば、船舶のバラストタンクに積み込まれたバラスト水（海水）を濾過すると、海水中の藻がたくさん捕捉されるが、繊維状の藻やセルロース、その他の繊維状の物質がフィルターエレメントに絡みついて容易には取れない。
　これに対処して、フィルターエレメントの濾過性能を回復させるための濾過装置が提案されている。この種の濾過装置としては、濾過すべき流れ用の入口チャネルと、濾過済み流れ用の出口チャネルと、両端部で開放した多数の平行な濾過エレメントであって、該濾過エレメントに濾過すべき流れを送り込むことによって、前記エレメントを通って前記エレメント外へ向かう浸透が起きるようにしている濾過エレメントと、該濾過エレメントの両端部において前記エレメントの異なった端部に交互に接続する少なくとも１つの洗浄機構とを含み、該洗浄機構が、濾過済みの流体の圧力で発生した前記エレメントの逆流フラッシュ流の排出チャネルを形成しているものがある。さらに、前記濾過エレメントの各々が、その端部間で２分割されて、前記エレメントの各端部に接続された前記洗浄機構が、一度に前記エレメントの長さのある部分だけに逆流フラッシュを発生するものがある（例えば、特許文献１参照）。
　また、同じような濾過装置として、濾過すべき流れ用の入口チャネルと、濾過済み流れ用の出口チャネルと、両端部で開放した多数の平行な濾過エレメントと、該濾過エレメントの両端部において前記エレメントの異なった端部に交互に接続する洗浄機構とを含み、該洗浄機構が濾過済み流の圧力で発生した前記エレメントの逆流フラッシュ用の排出チャネルを形成したものがある（例えば、特許文献２参照）。
特表２００３－５０９２００号公報 ＷＯ　２００７／０６２７６３　Ａ１
　しかし、特許文献１及び２に記載の濾過装置においては、フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離させる逆洗を、該フィルターエレメントの両端部側の開口からタイミングをずらせて行っているが、流体の流れによる圧力のみによる逆洗であり、前記フィルターエレメントに繊維状の塵埃等が絡まっている場合、さらにそれが粘性や付着力の強い物質で覆われている場合には、流体の流れによる逆洗のみでフィルターエレメントの濾過性能を回復させるのは難しいものであった。
　そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、フィルターエレメントの両端部の開口部から濾過及び逆洗を行い、該フィルターエレメントの内部に設けた捕捉物除去具を、濾過時又は逆洗時に生じる軸方向の流体の流れによってその軸方向に移動させて捕捉物を除去する濾過装置を提供することにある。
　前記課題を解決するために、本発明による濾過装置は、外部から流体が流入する流体入口を有すると共に、内部で濾過された流体を外部へ流出する流体出口を有するケーシングと、前記ケーシングの内部に複数平行して設けられ、長手方向の両端部が開口され、内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状のフィルターエレメントと、前記複数のフィルターエレメントの両端部の開口部にタイミングをずらして接続され、該フィルターエレメントの外側から内側に向けて流体を流して逆洗する逆洗用パイプと、前記各フィルターエレメントの内部に設けられ、濾過時又は逆洗時に生じる軸方向の流体の流れによって該フィルターエレメント内をその軸方向に移動し、外周部が前記フィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去する捕捉物除去具と、前記逆洗用パイプの排出側に接続され、前記フィルターエレメントの逆洗時の流体の流れによる捕捉物除去具の移動によって除去された捕捉物を前記ケーシングの外部へ排出する逆洗流体ドレンパイプと、を備えたものである。
　また、前記捕捉物除去具は、ブラシ本体の外周部にブラシ毛を植え付けた除去ブラシとしてもよい。
　さらに、前記捕捉物除去具は、刃状又はヘラ状に形成された金属製、樹脂製あるいはゴム製のスクレーパとしてもよい。
　さらにまた、前記逆洗用パイプの、前記フィルターエレメントの両端部の開口部にそれぞれ接続する接続口に、隣り合う二つのフィルターエレメントの開口部を覆う長さで片方に偏って伸びたメクラ蓋を、前記フィルターエレメントの一端部側と他端部側とで逆対称になるように設けてもよい。
　また、前記フィルターエレメントの一端部側と他端部側とで逆対称になるように設けられたメクラ蓋は、前記フィルターエレメントの一端部側の開口部に逆洗用パイプの接続口を接続した状態で、他端部側の開口部は前記メクラ蓋の片方に偏って伸びた部分で塞いだ状態となるように形成されたものでもよい。
　さらに、前記各フィルターエレメントの長手方向の中間部に、該フィルターエレメント内での流体の流れを制限すると共に一部許容する構造とされた仕切り部材を設け、前記捕捉物除去具を前記仕切り部材を境にしてフィルターエレメント内の一端開口部側と他端開口部側とに設けてもよい。
　本発明による濾過装置によれば、ケーシングの内部に複数平行して設けられ、長手方向の両端部が開口された筒状のフィルターエレメントの前記両端部の開口部にタイミングをずらして接続される逆洗用パイプにより、該フィルターエレメントの外側から内側に向けて流体を流して逆洗し、前記各フィルターエレメントの内部に設けられ、濾過時又は逆洗時に生じる軸方向の流体の流れによって該フィルターエレメント内をその軸方向に移動する捕捉物除去具により、その外周部が前記フィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去することができる。したがって、前記逆洗用パイプによる流体の流れでフィルターエレメントを逆洗すると同時に、その流体の流れによって該フィルターエレメント内をその軸方向に移動する捕捉物除去具により内周面に付着した捕捉物を除去することができる。このことから、前記フィルターエレメントに繊維状の塵埃等が絡まっている場合、さらにそれが粘性や付着力の強い物質で覆われている場合でも、フィルターエレメントの濾過性能を従来に比べ確実に回復させることができる。
　このように構成された濾過装置は、船舶のバラストタンクに積み込まれるバラスト水（海水）を濾過するバラスト水処理装置に適用することができ、フィルターエレメントに絡みついた繊維状の藻を容易に除去することができる。
　また、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過、各種装置の冷却水又はプロセス液等の産業一般に用いられる液体の濾過、化学工場等で使用される各種原料の気体等の濾過にも適用されるもので、それらに含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去することができる。
本発明による濾過装置の実施形態を示す正面断面図である。 図１に示す濾過装置のＡ－Ａ線断面図である。 図１に示す濾過装置のＢ－Ｂ線断面図である。 第１の実施形態による濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部及び下端部の開口部に逆洗ノズルが掛っておらず、フィルターエレメントで流体の濾過が行われている状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部の開口部に逆洗ノズルが左側へ偏心して一部掛り逆洗が始まる状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部の開口部に逆洗ノズルの中心が合致して接続され、下端部の開口部は他の逆洗ノズルの近くに設けられたメクラ蓋で完全に塞がれて、逆洗している状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部の開口部に逆洗ノズルが右側へ偏心して一部掛り、下端部の開口部には他の逆洗ノズルが左側へ偏心して一部掛って、一時的に上下で逆洗する状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの下端部の開口部に逆洗ノズルが右側へ偏心して掛り、フィルターエレメントの下端部側から逆洗が行われている状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの下端部の開口部に逆洗ノズルが右側へ偏心して掛り、フィルターエレメントの下端部側から逆洗が続行している状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部及び下端部の開口部に逆洗ノズルが掛っておらず、フィルターエレメントで流体の濾過が行われている状態を示している。 第２の実施形態による濾過装置を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部及び下端部の開口部に逆洗ノズルが掛っておらず、フィルターエレメントで流体の濾過が行われている状態を示している。 前記濾過装置の仕切り部材の他の実施例を示す要部拡大断面図である。 第２の実施形態による濾過装置を示す説明図であり、図１のＡ－Ａ線断面図である。 同じく、第２の実施形態による濾過装置を示す説明図であり、図１のＢ－Ｂ線断面図である。 第２の実施形態による濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部の開口部に逆洗ノズルが左側へ偏心して掛り、上部で逆洗が始まった状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部の開口部に逆洗ノズルが右側へ偏心して掛り、上部で逆洗を続行している状態を示している。 同じく濾過装置の動作を示す拡大断面図であり、フィルターエレメントの上端部の開口部から逆洗ノズルが外れて逆洗が終了し、フィルターエレメントで流体の濾過が行われている状態を示している。
　以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　図１は、本発明による濾過装置の実施形態を示す正面断面図である。この濾過装置は、海水（例えば船舶のバラスト水）、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過、各種装置の冷却水又はプロセス液等の産業一般に用いられる液体の濾過、化学工場等で使用される各種原料の気体等の濾過に適用されるもので、それらに含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去するようになっており、図１に示すように、ケーシング１と、フィルターエレメント２と、逆洗用パイプ３ａ，３ｂと、捕捉物除去具４と、逆洗流体ドレンパイプ５とを備えて成る。
　前記ケーシング１は、濾過装置の外殻をなすもので、有底有蓋の筒状（例えば円筒形状）、直方体形状などに形成され、例えば側壁下端部に外部から流体が流入する流体入口６を有すると共に、側壁上部に内部で濾過された流体を外部へ流出する流体出口７を有している。ケーシング１の材質は、金属又は合成樹脂などであり、その形状・大きさは、濾過装置の使用目的、通過させる液体、気体等の種類、量、設置場所などに応じて適宜決めればよい。
　前記ケーシング１の内部には、中心部に例えば円形の開口を有するドーナツ板状の取付板８ａ，８ｂが上部及び下部に取り付けられ、この取付板８ａ，８ｂの中心部開口の周縁には円筒壁９が上下に立てて設けられている。そして、前記取付板８ａ，８ｂの複数箇所には貫通孔１０が形成されている。この状態で、前記ケーシング１の内壁と取付板８ａ，８ｂと円筒壁９とで囲まれたドーナツ筒状の空間が形成されている。
　前記ケーシング１の内壁と取付板８ａ，８ｂと円筒壁９とで囲まれたドーナツ筒状の空間には、複数のフィルターエレメント２が平行して設けられている。このフィルターエレメント２は、対象となる流体を内側から外側に向けて通過させ流体中に含まれる固形分やゲル状の塵埃等を捕捉して濾過するもので、筒状、例えば円筒状に形成されている。各フィルターエレメント２は、長手方向の両端部が開口され、その両端部の開口部が前記取付板８ａ，８ｂに穿孔された貫通孔１０にそれぞれ結合されて、前記ケーシング１の内部に縦型に配置されている。この場合、前記ケーシング１の内壁と取付板８ａ，８ｂと円筒壁９とで囲まれたドーナツ筒状の空間は、対象流体を濾過する濾過室となる。
　前記複数のフィルターエレメント２は、図２及び図３に示すように、ケーシング１の内壁と取付板８ａ，８ｂと円筒壁９とで囲まれたドーナツ筒状の濾過室内に、同心円状に例えば３列並んで配列されている。同心円状の各列のフィルターエレメント２は、各列ごとに所定のピッチで配列されており、各列における個数が異なっていてもよい。また、図２及び図３では、フィルターエレメント２を同心円状に３列設けたものとしたが、これに限られず、１～２列でもよいし、４列以上設けてもよい。
　前記フィルターエレメント２は、濾材が複数層に重ねられており最内層が最も細かい網目になっているものであればよく、例えば、複数積層した金網を焼結して保形性を高め円筒状に成形した焼結メッシュフィルターエレメントや、円筒状のノッチワイヤーフィルターエレメント、ウェッジワイヤーフィルターエレメント等がある。焼結メッシュフィルターエレメントの場合は、最内層の網目の大きさは10～200μｍのもの、それより外側の層の網目の大きさは200～5000μｍのものの中から適宜選定すればよい。この場合、最内層以外の補強メッシュや保護メッシュは、フィルターエレメントの強度に係わるものであり、必要な強度が得られるようにその層数、網目の大きさ及び線材径を選択する。また、メッシュの織り方は、平織り、綾織り、朱子織り、畳織り、綾畳織り等が適用できる。なお、最内層を金網として、その外側に例えば角穴が無数に穿設された円筒状のパンチングチューブや、複数本の細いロッドを軸方向に沿って並べた補強部材を配設した状態で焼結してもよい。このフィルターエレメント２の形状、大きさ、数などは、濾過装置の使用目的、濾過性能、ケーシング１の大きさ、対象の流体の種類などに応じて適宜決めればよい。
　前記複数のフィルターエレメント２の両端部（上端部及び下端部）の開口部には、図１に示すように、逆洗用パイプ３ａ，３ｂが接続される。この逆洗用パイプ３ａ，３ｂは、フィルターエレメント２に濾過時と逆向きに外側から内側に向けて流体を流して該フィルターエレメント２に付着した捕捉物をはく離させる「逆洗」を行うもので、フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部にタイミングをずらして接続される第１の逆洗用パイプ３ａと、第２の逆洗用パイプ３ｂとから成る。
　第１の逆洗用パイプ３ａは、図１において、ケーシング１の中心部にて回転可能に設けられた中空の排出パイプ１１の上端部に連通可能に連結されている。この第１の逆洗用パイプ３ａは、図１及び図２において、排出パイプ１１から左右に半径方向に伸び、右側のアームは中心部から２列目のフィルターエレメント２の上端部の開口部まで至り、下向きの逆洗ノズル１２ａが上部の取付板８ａに穿孔された貫通孔１０に接続される。また、左側のアームは中心部から１列目及び３列目のフィルターエレメント２の上端部の開口部まで至り、下向きの逆洗ノズル１２ｂ，１２ｃが上部の取付板８ａに穿孔された貫通孔１０に接続される。
　第２の逆洗用パイプ３ｂは、図１において、前記中空の排出パイプ１１の下端部に連通可能に連結されている。この第２の逆洗用パイプ３ｂは、図１及び図２において、排出パイプ１１から左右に半径方向に伸び、右側のアームは中心部から２列目のフィルターエレメント２の下端部の開口部まで至り、上向きの逆洗ノズル１３ａが下部の取付板８ｂに穿孔された貫通孔１０に接続される。また、左側のアームは中心部から１列目及び３列目のフィルターエレメント２の下端部の開口部まで至り、上向きの逆洗ノズル１３ｂ，１３ｃが下部の取付板８ｂに穿孔された貫通孔１０に接続される。
　前記第１の逆洗用パイプ３ａが連結された排出パイプ１１の上端部にてその中心軸上には、シャフト１４が上向きに取り付けられてケーシング１の外部に張り出しており、該シャフト１４の端部にはギアボックス１５が設けられてモーター１６で回転駆動されるようになっている。したがって、モーター１６を回転駆動することによって、前記シャフト１４が例えば時計回りに矢印Ｐ方向に回転して、図２に示すように、第１の逆洗用パイプ３ａが矢印Ｐ方向に回転し、例えば同心円状に配列された複数のフィルターエレメント２の上端部の開口部に、第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃが順次接続される。このとき同時に、図３に示すように、第２の逆洗用パイプ３ｂは矢印Ｑ方向（図１のＡ－Ａ線断面図の方向から見れば矢印Ｐ方向と同じ）に回転し、前記複数のフィルターエレメント２の下端部の開口部に、第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ａ，１３ｂ，１３ｃが順次接続される。
　この場合、図２及び図３に示すように、前記排出パイプ１１の上端部又は下端部に連結された第１又は第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂは、排出パイプ１１に対する取付角度が複数のフィルターエレメント２の配列ピッチに応じて適宜の量だけずれている。これにより、図１に示すモーター１６を回転駆動して第１の逆洗用パイプ３ａ及び第２の逆洗用パイプ３ｂを回転させることで、各フィルターエレメント２の両端部（上端部及び下端部）の開口部に、第１の逆洗用パイプ３ａ側の逆洗ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、第２の逆洗用パイプ３ｂ側の逆洗ノズル１３ａ，１３ｂ，１３ｃがタイミングをずらして接続されるようになる。
　なお、図１においては、第１の逆洗用パイプ３ａ側の逆洗ノズル１２ａ，１２ｂ，１２ｃと第２の逆洗用パイプ３ｂ側の逆洗ノズル１３ａ，１３ｂ，１３ｃとが、特定のフィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部に同時に接続しているように図示されているが、これは図２及び図３において排出パイプ１１に対する取付角度が適宜の量だけずれているのを簡略化して表示したためである。実際には、後述の図４～図１０で説明するように、第１の逆洗用パイプ３ａ側の逆洗ノズル１２と第２の逆洗用パイプ３ｂ側の逆洗ノズル１３とは、特定のフィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部に同時に接続されることはない。
　前記各フィルターエレメント２の内部には、捕捉物除去具４が設けられている。この捕捉物除去具４は、濾過時又は逆洗時に生じる軸方向の流体の流れによって該フィルターエレメント２内をその軸方向に移動し、外周部が前記フィルターエレメント２の内周面に摺接して捕捉物を除去するもので、図４に示すような除去ブラシに構成されている。
　この除去ブラシ４は、前記フィルターエレメント２の内側にてその中心軸棒１７に沿って上下に移動するもので、ブラシ本体４ａの外周部にブラシ毛４ｂを植え付けて成る。ブラシ本体４ａは、その中心部に前記中心軸棒１７が嵌合する孔が形成され、外径はフィルターエレメント２の内径よりも小さい径とされており、所定の厚みを有するドーナツ盤状に形成されている。このブラシ本体４ａの外周部には、毛先が前記フィルターエレメント２の内周面に摺接できるブラシ毛４ｂがリング状に植え付けられている。ブラシ毛４ｂの毛足の長さは、少なくとも前記フィルターエレメント２の内周面に該ブラシ毛４ｂの先端がある程度の圧力をもって接触する程度にすることが必要である。
　前記ブラシ毛４ｂの材質は、例えば天然若しくは合成の繊維、又は鋼、銅、真鍮などの金属線等の一般にブラシの毛として使用されているものならば何でもよい。なお、ブラシ毛４ｂは、フィルターエレメント２内を流れる流体の圧力により撓む程度の柔軟性を有している。これにより、流体の圧力によりブラシ毛４ｂが撓んだ際には、フィルターエレメント２の内周面とブラシ毛４ｂの毛先との間に隙間ができて、流体が流通可能となる。
　図４に示すように、前記フィルターエレメント２内の中心軸棒１７の上端部及び下端部には、ストッパ１８が取り付けられている。このストッパ１８は、除去ブラシ４が前記フィルターエレメント２の内側にてその中心軸棒１７に沿って上下に移動した際に、上下の終端部で除去ブラシ４の移動を止めるものである。なお、ストッパ１８の材質としては、ゴムやバネの様に衝撃を吸収できるものがより好ましい。
　前記逆洗用パイプ３ａ，３ｂの排出側、すなわち前記排出パイプ１１の下端部には、図１に示すように、逆洗流体ドレンパイプ５が接続されている。この逆洗流体ドレンパイプ５は、前記フィルターエレメント２の逆洗時の流体の流れによる捕捉物除去具４の移動によって除去された捕捉物を前記ケーシング１の外部へ排出するもので、ケーシング１の半径方向に伸びる直線状のパイプに形成されている。前記逆洗流体ドレンパイプ５の基端部には、上向きに開口した接続口部１９が設けられ、この接続口部１９に排出パイプ１１の下端部が接続されている。また、前記逆洗流体ドレンパイプ５の先端部の排出口２０は、ケーシング１の外部へ突出している。
　前記逆洗流体ドレンパイプ５は、ケーシング１に対して固定されており、その基端部の接続口部１９に対する排出パイプ１１の接続部には、ベアリング等の軸受機構が介在して支持すると共に、排出物が未濾過の流体に混じらないようにシール機構が設けられている。したがって、モーター１６を回転駆動することにより、前記接続口部１９を回転支持部として前記排出パイプ１１と接続口部１９のシールを保ちながら、排出パイプ１１及び第１の逆洗用パイプ３ａ、第２の逆洗用パイプ３ｂが矢印Ｐ方向に回転する。
　このように構成された濾過装置は、濾過時においては、対象流体は流体入口６から矢印Ｃのように流入し、上部及び下部の取付板８ａ，８ｂの間に複数平行して設けられたフィルターエレメント２の両端部（上端部及び下端部）の開口部から流入して、該フィルターエレメント２を内側から外側に向けて通過して濾過される。濾過時は、フィルターエレメント２の内側から外側に0.05MPa程度の差圧までで濾過することが好ましいが、最大0.5MPa程度の差圧が掛ることがある。なお、この濾過時の除去ブラシ４の動きは後述する。このとき、プランクトンや藻などの異物は、フィルターエレメント２の内側に捕捉される。フィルターエレメント２を通過し濾過された流体は、流体出口７から矢印Ｄのように外部へ流出する。
　前記フィルターエレメント２の濾過性能を維持又は回復するため逆洗時においては、モーター１６を回転駆動してシャフト１４を回転させ、このシャフト１４に連結された逆洗用パイプ３ａ，３ｂを回転移動させて、各フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部にタイミングをずらして接続し、該フィルターエレメント２の外側から内側に向けて内外の圧力差で流体が流れて逆洗する。逆洗時は、フィルターエレメント２の外側から内側に最大0.5MPa程度の差圧が掛ることがある。この逆洗により除去された捕捉物は、排出パイプ１１へ導入されて、該排出パイプ１１の下端部が接続された逆洗流体ドレンパイプ５の排出口２０から矢印Ｅのように外部へ排出される。
　前記逆洗時においては、逆洗用パイプ３ａ，３ｂが各フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部にタイミングをずらして接続されるが、そのための第１の実施形態として、図２及び図３に示すように、前記逆洗用パイプ３ａ，３ｂの、フィルターエレメント２の両端部の開口部にそれぞれ接続する接続口に、隣り合う二つのフィルターエレメント２の開口部を覆う長さで片方に偏って伸びたメクラ蓋２１，２２を、前記フィルターエレメント２の上端部側と下端部側とで逆対称になるように設けたものがある。
　図２は、フィルターエレメント２の上端部側の構造を示す説明図であるが、図１に示す第１の逆洗用パイプ３ａに対応して、逆洗ノズル１２ａの接続口にメクラ蓋２１ａが設けられ、逆洗ノズル１２ｂの接続口にメクラ蓋２１ｂが設けられ、逆洗ノズル１２ｃの接続口にメクラ蓋２１ｃが設けられている。また、図３は、フィルターエレメント２の下端部側の構造を示す説明図であるが、図１に示す第２の逆洗用パイプ３ｂに対応して、逆洗ノズル１３ａの接続口にメクラ蓋２２ａが設けられ、逆洗ノズル１３ｂの接続口にメクラ蓋２２ｂが設けられ、逆洗ノズル１３ｃの接続口にメクラ蓋２２ｃが設けられている。なお、図２及び図３に示されるように、各メクラ蓋２１ａ～２１ｃ及び２２ａ～２２ｃの平面形は、排出パイプ１１の中心軸を中心とする円弧状板とされ、それぞれの逆洗ノズルから左右に伸びる長さは一方に対して他方が短くされると共に、上端部側と下端部側とで逆対称とされている。
　また、前記フィルターエレメント２の上端部側と下端部側とで逆対称になるように設けられたメクラ蓋２１，２２は、前記フィルターエレメント２の上端部側の開口部に逆洗用パイプ３ａの接続口を接続した状態で、下端部側の開口部は前記メクラ蓋２２の片方に偏って伸びた部分で塞いだ状態となるように形成されている。これにより、逆洗用パイプ３ａ，３ｂが各フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部にタイミングをずらして接続されるようになっている。
　次に、このように構成された第１の実施形態による濾過装置の濾過時及び逆洗時の動作について、図４～図１０を参照して説明する。図４～図１０は、図２のＦ－Ｆ線断面図及び図３のＧ－Ｇ線断面図を１枚の図面として重ねて表示した拡大断面図である。この図４～図１０は、図２及び図３において中心部から３列目に同心円状に配列されたフィルターエレメント２のうち隣り合う３個のフィルターエレメント２を図示したものであり、簡略化のために前記３個のうちの中央のフィルターエレメント２のみについて動作を説明する。
　図４は、フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部に、第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂの逆洗ノズルが掛っておらず、中央のフィルターエレメント２で流体の濾過が行われている状態を示している。このとき、第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃ及び第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃは、左側のフィルターエレメント２に掛っている状態であり、中央のフィルターエレメント２では逆洗が始まる前の状態である。この状態では、図１において流体入口６から流入した流体が、フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部から該フィルターエレメント２内へ流入し、内側から外側に向けて流体が通過して濾過される。この場合、フィルターエレメント２内に設けられた除去ブラシ４は、上端部及び下端部の開口部から流入した未濾過の流体により押されて、該フィルターエレメント２内の流れの圧力がバランスする位置、例えば中間部で停止している。
　図５は、図４の状態から第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが図２において矢印Ｐ方向（図３においては矢印Ｑ方向）に回転移動して、フィルターエレメント２の上端部の開口部に第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃが左側へ偏心して一部掛り、逆洗が始まる状態を示している。この状態では、逆洗ノズル１２ｃからの流体の吸引によりフィルターエレメント２の上端部の開口部から逆洗ノズル１２ｃに流体が流れ、フィルターエレメント２の外側から内側に向けて流体が流れて逆洗が始まる。ここで、「逆洗ノズル１２ｃからの流体の吸引」と説明したが、これは、逆洗ノズル１２ｃ側の圧力がフィルターエレメント２内部の圧力より低いので、その圧力差で逆洗ノズル１２ｃに向かう流れが生じることを意味している。以下、本明細書中で「逆洗ノズルからの流体の吸引」とは、「圧力差で逆洗ノズルに向かう流れが生じる」ことを意味するものとする。
　この場合、フィルターエレメント２の下端部の開口部は、第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃの近くに設けられたメクラ蓋２２ｃで塞がれておらず、その隙間から未濾過の流体がフィルターエレメント２内に流入する。この未濾過の流体の流入により上向きの流れが生じ、フィルターエレメント２内の除去ブラシ４は、中心軸棒１７に沿って上方へ押し上げられ、その外周部のブラシ毛４ｂが前記フィルターエレメント２の上部の内周面に摺接して、その表面に付着した捕捉物を除去する。
　図６は、図５の状態から第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが前述と同様に回転移動して、フィルターエレメント２の上端部の開口部に第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃの中心が合致して接続され、下端部の開口部は第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃの近くに設けられたメクラ蓋２２ｃで完全に塞がれて、逆洗している状態を示している。この状態では、逆洗ノズル１２ｃからの流体の吸引によりフィルターエレメント２の上端部の開口部から第１の逆洗用パイプ３ａに流体が流れ、フィルターエレメント２の外側から内側に向けて流体が流れて逆洗が実行される。この場合、フィルターエレメント２の下端部の開口部はメクラ蓋２２ｃで塞がれているので、フィルターエレメント２の下端部側で外側から内側に向けて流入した流体により、除去ブラシ４は、中心軸棒１７に沿って最上方まで押し上げられ、上端部のストッパ１８に当たって停止する。
　ストッパ１８に当たって停止した除去ブラシ４は、フィルターエレメント２内の流路の絞りになっているので、逆洗時の流体の流れによる圧力（逆洗圧）の殆どが前記除去ブラシ４に掛る。そのため、フィルターエレメント２の内周面に接するブラシ毛４ｂが逆洗圧の作用により撓んで、該フィルターエレメント２の内周面との間に隙間ができて、逆洗流体が上端部の開口部から逆洗ノズル１２ｃに流れる。これにより、図５に示す除去ブラシ４の移動によってフィルターエレメント２の内周面から除去された捕捉物は、逆洗ノズル１２ｃを介して第１の逆洗用パイプ３ａに流れる。その後、除去された捕捉物と逆洗流体は、図１に示す排出パイプ１１を通って逆洗流体ドレンパイプ５に送られ、外部へ排出される。
　図７は、図６の状態から第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが前述と同様に回転移動して、フィルターエレメント２の上端部の開口部に第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃが右側へ偏心して一部掛り、下端部の開口部には第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃが左側へ偏心して一部掛って、一時的に上下で逆洗する状態を示している。この状態では、逆洗ノズル１２ｃからの流体の吸引によりフィルターエレメント２の上端部の開口部から第１の逆洗用パイプ３ａに流体が流れ、一方、逆洗ノズル１３ｃからの流体の吸引によりフィルターエレメント２の下端部の開口部から第２の逆洗用パイプ３ｂに流体が流れ、フィルターエレメント２の外側から内側に向けて流体が流れて逆洗が実行される。他は、図６の場合と同様に動作する。
　図８は、図７の状態から第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが前述と同様に回転移動して、フィルターエレメント２の下端部の開口部に第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃが右側へ偏心して掛り、フィルターエレメント２の下端部側から逆洗が行われている状態を示している。この状態では、逆洗ノズル１３ｃからの流体の吸引によりフィルターエレメント２の下端部の開口部から逆洗ノズル１３ｃに流体が流れ、フィルターエレメント２の外側から内側に向けて流体が流れて逆洗が始まる。この場合、フィルターエレメント２の上端部の開口部は、第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃの近くに設けられたメクラ蓋２１ｃが矢印Ｐ方向に移動して一部開き、その隙間から未濾過の流体がフィルターエレメント２内に流入する。この未濾過の流体の流入により下向きの流れが生じ、フィルターエレメント２内の除去ブラシ４は、中心軸棒１７に沿って下方へ押し下げられる。このとき、除去ブラシ４は、その外周部のブラシ毛４ｂが前記フィルターエレメント２の下部の内周面に摺接して、その表面に付着した捕捉物を除去する。
　図９は、図８の状態から第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが前述と同様に回転移動して、フィルターエレメント２の下端部の開口部に第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃが右側へ偏心して掛り、フィルターエレメント２の下端部の開口部から逆洗ノズル１３ｃに流体が流れ、フィルターエレメント２の下端部側から逆洗が続行している状態を示している。この場合、フィルターエレメント２の上端部の開口部は、第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃの近くに設けられたメクラ蓋２１ｃが矢印Ｐ方向に移動して半開状態となり、その開口部分から未濾過の流体がフィルターエレメント２内に流入する。この未濾過の流体の流入により下向きの流れが生じ、フィルターエレメント２内の除去ブラシ４は、中心軸棒１７に沿って最下方まで押し下げられ、下端部のストッパ１８に当たって停止する。
　ストッパ１８に当たって停止した除去ブラシ４は、フィルターエレメント２内の流路の絞りになっているので、逆洗時の流体の流れによる圧力（逆洗圧）の殆どが前記除去ブラシ４に掛る。そのため、フィルターエレメント２の内周面に接するブラシ毛４ｂが逆洗圧の作用により撓んで、該フィルターエレメント２の内周面との間に隙間ができて、逆洗流体が下端部の開口部から逆洗ノズル１３ｃに流れる。これにより、図８に示す除去ブラシ４の移動によってフィルターエレメント２の内周面から除去された捕捉物は、逆洗ノズル１３ｃを介して第２の逆洗用パイプ３ｂに流れる。その後、除去された捕捉物と逆洗流体は、図１に示す排出パイプ１１を通って逆洗流体ドレンパイプ５に送られ、外部へ排出される。
　図１０は、図９の状態から第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが前述と同様に回転移動して、フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部に、第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂの逆洗ノズルが掛っておらず、中央のフィルターエレメント２で流体の濾過が行われている状態を示している。この場合、第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃ及び第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃは、右側のフィルターエレメント２に掛っている状態であり、右側のフィルターエレメント２では逆洗を実行している状態である。この状態では、中央のフィルターエレメント２の上端部の開口部を、第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃの近くに設けられたメクラ蓋２１ｃが覆っておらず、また、下端部の開口部を、第２の逆洗用パイプ３ｂの逆洗ノズル１３ｃの近くに設けられたメクラ蓋２２ｃが覆っていない。このとき、図１において流体入口６から流入した流体が、フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部から該フィルターエレメント２内へ流入し、内側から外側に向けて流体が通過して濾過される。前記フィルターエレメント２内に設けられた除去ブラシ４は、下端部の開口部から流入した流体によって図９の状態より押し上げられると共に、上端部の開口部から流入した流体により押されて、該フィルターエレメント２内の流れの圧力がバランスする位置、例えば中間部で停止する。
　以後、各フィルターエレメント２では、図４～図１０に示す濾過及び逆洗の動作を行う。なお、以上では、図示の３個並んだうちの中央のフィルターエレメント２のみについて動作を説明したが、隣り合う左側及び右側のフィルターエレメント２については、第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが図２において矢印Ｐ方向（図３においては矢印Ｑ方向）に回転移動するのに従って、中央のフィルターエレメント２における濾過及び逆洗の動作と同じ動作を順次行うようになっている。
　図１１は、第２の実施形態による濾過装置を示す要部拡大説明図である。この実施形態は、前記各フィルターエレメント２の長手方向の中間部（例えば、長さの１／２の位置）に、該フィルターエレメント２内での流体の流れを制限すると共に一部許容する構造とされた仕切り部材２３を設け、前記捕捉物除去具４を前記仕切り部材２３を境にしてフィルターエレメント２内の一端開口部側と他端開口部側とに設けたものである。
　前記仕切り部材２３は、フィルターエレメント２の中間部にてその内部を流れる流体（特に逆洗時の流体）に抵抗を生じさせるもので、該フィルターエレメント２の内径よりも小さい外径を有する円盤状に形成され、中心軸棒１７の長手方向の例えば１／２の位置に、上下にストッパ１８，１８を取り付けて固定されている。この場合、前記仕切り部材２３の外周縁とフィルターエレメント２の内周面との間には隙間ｇが形成され、この隙間ｇにより仕切り部材２３の上下間でフィルターエレメント２内での流体の流れが一部許容されるようになる。
　なお、前記仕切り部材２３の構造は、図１１に示すものに限られず、図１２に示すように、円盤状部材の外径をフィルターエレメント２の内径と同一として流れを遮断する一方、円盤状部材の適宜の位置にオリフィス２４を１個又は複数個設けてもよい。この場合は、オリフィス２４により仕切り部材２３の上下間でフィルターエレメント２内での流体の流れが一部許容されるようになる。なお、前記オリフィス２４は、円盤状部材の外周縁に近い位置にて、円周方向に所定の間隔を置いて複数個設けるのが望ましい。
　また、図１１に示すように、前記仕切り部材２３を境にしてその上下には、第１の捕捉物除去具４Ａと、第２の捕捉物除去具４Ｂが設けられている。これらの捕捉物除去具４Ａ，４Ｂは、前述の図４に示すように、ブラシ本体４ａの外周部にブラシ毛４ｂを植え付けた除去ブラシである。そして、第１の除去ブラシ（４Ａ）は、前記仕切り部材２３とフィルターエレメント２の上端部に設けられたストッパ１８との間で上下に移動し、第２の除去ブラシ（４Ｂ）は、前記仕切り部材２３とフィルターエレメント２の下端部に設けられたストッパ１８との間で上下に移動するようになっている。
　図１１に示す第２の実施形態による濾過装置では、第１の実施形態において図２及び図３に示した、逆洗用パイプ３ａ，３ｂの逆洗ノズル１２，１３の近くに設けたメクラ蓋２１，２２は不要である。前記メクラ蓋２１，２２の替わりに、図１１に示す仕切り部材２３を設けたからである。この仕切り部材２３の存在によって、後述するようにフィルターエレメント２の外側から内側に向けて流れる逆洗流を作り出すことができる。
　この場合、図１３及び図１４に示すように、図１に示す排出パイプ１１の上端部又は下端部に連結された第１又は第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂは、排出パイプ１１に対する取付角度が複数のフィルターエレメント２の配列ピッチに応じて適宜の量（例えば９０度）だけずれている。これにより、図１に示すモーター１６を回転駆動して第１の逆洗用パイプ３ａ及び第２の逆洗用パイプ３ｂを回転させることで、各フィルターエレメント２の両端部（上端部及び下端部）の開口部に、第１の逆洗用パイプ３ａ側の逆洗ノズル１２と、第２の逆洗用パイプ３ｂ側の逆洗ノズル１３がタイミングをずらして接続されるようになる。すなわち、特定のフィルターエレメント２について見れば、その上端部の開口部からの逆洗と、下端部の開口部からの逆洗とを同時に行わないように構成されている。この場合、前記排出パイプ１１に対する第１又は第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂの取付角度のずれは９０度に限られず、特定のフィルターエレメント２の上端部の開口部からの逆洗と、下端部の開口部からの逆洗とを同時に行わないものであるならば、複数のフィルターエレメント２の配列ピッチに応じて、例えば３０度、４５度、６０度等であってもよい。
　次に、このように構成された第２の実施形態による濾過装置の濾過時及び逆洗時の動作について、図１１及び図１５～図１７を参照して説明する。図１１及び図１５～図１７は、図１３のＨ－Ｈ線断面図を拡大して表示した断面図である。この図１１及び図１５～図１７は、図１３において中心部から３列目に同心円状に配列されたフィルターエレメント２のうち隣り合う３個のフィルターエレメント２を図示したものであり、簡略化のために前記３個のうちの中央のフィルターエレメント２のみについて動作を説明する。また、各フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部に、第１の逆洗用パイプ３ａ側の逆洗ノズル１２と、第２の逆洗用パイプ３ｂ側の逆洗ノズル１３が同時に接続されることはなく、別のタイミングで接続される。そして、各フィルターエレメント２における濾過及び逆洗は上下とも全く同様に行われるので、以下の説明ではフィルターエレメント２の上端部の開口部からの濾過及び逆洗のみについて説明する。
　図１１は、中央のフィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部に、第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂの逆洗ノズルが掛っておらず、そのフィルターエレメント２で流体の濾過が行われている状態を示している。このとき、中央のフィルターエレメント２は逆洗が始まる前の状態である。この状態では、図１において流体入口６から流入した流体が、フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部から該フィルターエレメント２内へ流入し、上下とも内側から外側に向けて流体が通過して濾過される。この場合、フィルターエレメント２内に設けられた第１及び第２の除去ブラシ４Ａ，４Ｂは、上端部及び下端部の開口部から流入した未濾過の流体により押されて仕切り部材２３側に移動し、その上下に設けられたストッパ１８に押し当てられて停止している。
　図１５は、図１１の状態から第１の逆洗用パイプ３ａが図１３において矢印Ｐ方向に回転移動して、フィルターエレメント２の上端部の開口部に第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃが左側へ偏心して掛り、上部で逆洗が始まった状態を示している。この状態では、逆洗ノズル１２ｃからの流体の吸引によりフィルターエレメント２の上端部の開口部から逆洗ノズル１２ｃに流体が流れ、フィルターエレメント２の上部にて外側から内側に向けて流体が流れて逆洗が始まる。この場合、フィルターエレメント２の下端部の開口部は全開であり、その開口部から未濾過の流体がフィルターエレメント２内に流入する。この未濾過の流体の流入により上向きの流れが生じ、仕切り部材２３の下側の除去ブラシ４Ｂは、引き続きストッパ１８に押し当てられて停止している。なお、フィルターエレメント２の下部では、内側から外側に向けて流体が通過して濾過が続行している。
　このとき、仕切り部材２３の外周縁とフィルターエレメント２の内周面との間に形成された隙間ｇを通って、前記下端部の開口部から流入した未濾過の流体が仕切り部材２３より上方へ流れて第１の除去ブラシ４Ａを押し上げる。この上側の除去ブラシ４Ａは、中心軸棒１７に沿って上方へ押し上げられ、その外周部のブラシ毛４ｂが前記フィルターエレメント２の内周面に摺接して、その表面に付着した捕捉物を除去する。
　ここで、第２の実施形態において、仕切り部材２３がフィルターエレメント２内での流体の流れを一部許容する構造とされているのは、図１５に示すようにフィルターエレメント２の上部で逆洗が始まったとき、下端部の開口部から流入した未濾過の流体が直接上端部の開口部を経由して逆洗ノズル１２ｃへ流れ込まないようにするためである。すなわち、仕切り部材２３の外周縁とフィルターエレメント２の内周面との間に形成された隙間ｇの絞りにより抵抗を受け、逆洗ノズル１２ｃからの流体の吸引に対して差圧が発生して逆洗が行えるようになる。これは、逆洗流体ドレンパイプ５（図１参照）側あるいは逆洗ノズル１２ｃ側の圧力がフィルターエレメント２内部の圧力より低いので、前記仕切り部材２３の外周縁とフィルターエレメント２の内周面との間の隙間ｇを通る流れが生じることを意味している（図１６においても同じ）。
　図１６は、図１５の状態から第１の逆洗用パイプ３ａが前述と同様に回転移動して、フィルターエレメント２の上端部の開口部に第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃが右側へ偏心して掛り、上部で逆洗を続行している状態を示している。この場合も、フィルターエレメント２の下端部の開口部は全開であり、その開口部から未濾過の流体がフィルターエレメント２内に流入する。この未濾過の流体の流入により上向きの流れが生じ、仕切り部材２３の下側の除去ブラシ４Ｂは、引き続きストッパ１８に押し当てられて停止している。なお、フィルターエレメント２の下部では、内側から外側に向けて流体が通過して濾過が続行している。
　この状態では、逆洗ノズル１２ｃからの流体の吸引によりフィルターエレメント２の上端部の開口部から第１の逆洗用パイプ３ａに流体が流れると共に、フィルターエレメント２の外側から内側に向けて流体が流れて逆洗が実行される。このとき、仕切り部材２３の外周縁とフィルターエレメント２の内周面との間の隙間ｇを通って、前記下端部の開口部から流入した未濾過の流体が仕切り部材２３より上方へ流れて第１の除去ブラシ４Ａを押し上げる。中心軸棒１７に沿って上方へ押し上げられる上側の除去ブラシ４Ａは、さらに逆洗によって生じた流体の流れに押され、その外周部のブラシ毛４ｂが前記フィルターエレメント２の内周面に摺接しつつ、その表面に付着した捕捉物を除去しながら、中心軸棒１７に沿って最上方まで押し上げられ、上端部のストッパ１８に当たって停止する。
　前記ストッパ１８に当たって停止した第１の除去ブラシ４Ａは、フィルターエレメント２内の流路の絞りになっているので、逆洗時の流体の流れによる圧力（逆洗圧）の殆どが前記除去ブラシ４Ａに掛る。そのため、フィルターエレメント２の内周面に接するブラシ毛４ｂが逆洗圧の作用により撓んで、該フィルターエレメント２の内周面との間に隙間ができて、逆洗流体が上端部の開口部から逆洗ノズル１２ｃに流れる。これにより、図１５に示す第１の除去ブラシ４Ａの移動によってフィルターエレメント２の内周面から除去された捕捉物は、逆洗ノズル１２ｃを介して第１の逆洗用パイプ３ａに流れる。その後、除去された捕捉物と逆洗流体は、図１に示す排出パイプ１１を通って逆洗流体ドレンパイプ５に送られ、外部へ排出される。
　図１７は、図１６の状態から第１の逆洗用パイプ３ａが前述と同様に回転移動して、フィルターエレメント２の上端部の開口部から第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃが外れて逆洗が終了し、中央のフィルターエレメント２で流体の濾過が行われている状態を示している。この場合、第１の逆洗用パイプ３ａの逆洗ノズル１２ｃは、右側のフィルターエレメント２に掛っている状態であり、右側のフィルターエレメント２の上部では逆洗を実行している状態である。この状態では、中央のフィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部は、全開となっている。このとき、図１において流体入口６から流入した流体が、フィルターエレメント２の上端部及び下端部の開口部から該フィルターエレメント２内へ流入し、内側から外側に向けて流体が通過して濾過される。前記フィルターエレメント２内の第１の除去ブラシ４Ａは、上端部の開口部から流入した流体によって押されて図１６の状態より押し下げられ、仕切り部材２３の上側のストッパ１８まで移動して停止する。
　以後、各フィルターエレメント２では、図１１及び図１５～図１７に示す濾過及び逆洗の動作を行う。なお、以上では、各フィルターエレメント２の上端部の開口部からの濾過及び逆洗のみについて説明したが、下端部の開口部からの濾過及び逆洗も全く同様に行われる。また、図示の３個並んだうちの中央のフィルターエレメント２のみについて動作を説明したが、隣り合う左側及び右側のフィルターエレメント２については、第１及び第２の逆洗用パイプ３ａ，３ｂが図１３において矢印Ｐ方向（図１４においては矢印Ｑ方向）に回転移動するのに従って、中央のフィルターエレメント２における濾過及び逆洗の動作と同じ動作を順次行うようになっている。
　なお、以上の説明では、捕捉物除去具４として、除去ブラシの例を示したが、本発明はこれに限られず、フィルターエレメント２の内側にて、濾過時又は逆洗時の流体の流れによってその軸方向に移動し、外周部の部材が上記フィルターエレメント２の内周面に摺接して捕捉物を除去することができるならば、例えば、刃状又はヘラ状に形成された金属製、樹脂製あるいはゴム製のスクレーパ等であってもよい。
　１…ケーシング
　２…フィルターエレメント
　３ａ…第１の逆洗用パイプ
　３ｂ…第２の逆洗用パイプ
　４，４Ａ，４Ｂ…捕捉物除去具（除去ブラシ）
　４ａ…ブラシ本体
　４ｂ…ブラシ毛
　５…逆洗流体ドレンパイプ
　６…流体入口
　７…流体出口
　８ａ，８ｂ…取付板
　９…円筒壁
　１０…取付板の貫通孔
　１１…排出パイプ
　１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…第１の逆洗用パイプの逆洗ノズル
　１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…第２の逆洗用パイプの逆洗ノズル
　１７…中心軸棒
　１８…ストッパ
　２０…逆洗流体ドレンパイプの排出口
　２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…第１の逆洗用パイプのメクラ蓋
　２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…第２の逆洗用パイプのメクラ蓋
　２３…仕切り部材
　２４…オリフィス
　ｇ…隙間

Claims (6)

  1. 　外部から流体が流入する流体入口を有すると共に、内部で濾過された流体を外部へ流出する流体出口を有するケーシングと、
    　前記ケーシングの内部に複数平行して設けられ、長手方向の両端部が開口され、内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状のフィルターエレメントと、
    　前記複数のフィルターエレメントの両端部の開口部にタイミングをずらして接続され、該フィルターエレメントの外側から内側に向けて流体を流して逆洗する逆洗用パイプと、
    　前記各フィルターエレメントの内部に設けられ、濾過時又は逆洗時に生じる軸方向の流体の流れによって該フィルターエレメント内をその軸方向に移動し、外周部が前記フィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去する捕捉物除去具と、
    　前記逆洗用パイプの排出側に接続され、前記フィルターエレメントの逆洗時の流体の流れによる捕捉物除去具の移動によって除去された捕捉物を前記ケーシングの外部へ排出する逆洗流体ドレンパイプと、
    を備えたことを特徴とする濾過装置。
  2. 　前記捕捉物除去具は、ブラシ本体の外周部にブラシ毛を植え付けた除去ブラシであることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
  3. 　前記捕捉物除去具は、刃状又はヘラ状に形成された金属製、樹脂製あるいはゴム製のスクレーパであることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
  4. 　前記逆洗用パイプの、前記フィルターエレメントの両端部の開口部にそれぞれ接続する接続口に、隣り合う二つのフィルターエレメントの開口部を覆う長さで片方に偏って伸びたメクラ蓋を、前記フィルターエレメントの一端部側と他端部側とで逆対称になるように設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の濾過装置。
  5. 　前記フィルターエレメントの一端部側と他端部側とで逆対称になるように設けられたメクラ蓋は、前記フィルターエレメントの一端部側の開口部に逆洗用パイプの接続口を接続した状態で、他端部側の開口部は前記メクラ蓋の片方に偏って伸びた部分で塞いだ状態となるように形成されたことを特徴とする請求項４記載の濾過装置。
  6. 　前記各フィルターエレメントの長手方向の中間部に、該フィルターエレメント内での流体の流れを制限すると共に一部許容する構造とされた仕切り部材を設け、前記捕捉物除去具を前記仕切り部材を境にしてフィルターエレメント内の一端開口部側と他端開口部側とに設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の濾過装置。
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