WO2018207407A1 - 糸巻フィルター、及びろ過モジュール - Google Patents

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filter
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water
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Inventor
健一 常松
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株式会社リテラ
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    • B01D29/66—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres

Definitions

  • This invention relates to a bobbin filter in which a thread is wound around a cylindrical core, and more particularly to a so-called backwashable bobbin filter and a filtration module using the same.
  • Conventionally used bobbin filters have a relatively thick cotton or synthetic fiber twisted yarn with a diameter of 2-5 mm wound on a cylindrical inner core (core) in multiple layers with a thickness of 15-30 mm.
  • core cylindrical inner core
  • Designed to trap foreign substances such as fine particles between the yarn layers in the process of passing the raw water to be filtered from the outside of the yarn layer or from the inside of the inner core and passing it through the yarn layer Has been.
  • the foreign matter is trapped in the yarn layer, and at the stage of clogging, the filter itself is discarded and replaced with a new filter, and is discarded.
  • the conventional filtration method using this pincushion filter is (1) easy operation of the filtration device, (2) the filtration accuracy can be increased only by increasing the thickness of the yarn layer, and (3) filtration accuracy of about 0.1 ⁇ m. Is easy to obtain, and (4) has the advantage of simplicity that the amount of filtration can be easily increased and decreased. In addition, it is excellent in safety and hygiene, so it is widely used in the fields of food and chemical manufacturing. ing.
  • a bobbin filter is manufactured on the premise that it is disposable, and it is not considered to restore the filtration state so that filtration is possible by backwashing or washing. Therefore, even if it tries to restore the function by forcibly backwashing, it is already clogged at the time when the function is lost (the purpose is to accumulate foreign substances and the structure cannot be discharged). Washing is impossible.
  • Patent Document 1 when the flow rate of the liquid passing through the filter decreases due to adhesion of the filter cake, the yarn with less clogging is exposed by automatically winding the outer yarn with the filter cake adhered thereto with a motor.
  • a purification device that recovers the flow rate that can be filtered with a pincushion filter.
  • the pincushion filters of Patent Document 1 and Patent Document 2 require a driving device such as a motor, which causes a problem that the device is complicated and expensive, and a problem that maintenance work for the water purifier increases.
  • a driving device such as a motor
  • the yarn is unwound repeatedly as in Patent Document 1
  • there is less yarn remaining in the filter and thus there is a problem that it cannot be used in a water purification plant with a large amount of filtration.
  • the inner peripheral side of the filter is difficult to clean because the core material gets in the way.
  • the present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a pincushion filter having a simple configuration, a large amount of filtration, and a high backwashing effect.
  • the present invention provides a cylindrical inner core having a large number of water passage holes on a side wall, a large number of water passage holes, and a folding line parallel to the axial direction of the inner core.
  • a pleated outer core that wraps the inner core in a cylindrical shape; and a thread layer formed by winding a thread around the outer core, wherein the thread layer is at least one part in the circumferential direction, This is a spool filter in which yarns are bonded together.
  • the yarn of the yarn layer can be prevented from shifting during backwashing. It is possible to suppress the occurrence of a gap between them and the backwashing water bypassing the accumulated portion of the filter cake to reduce the cleaning ability.
  • the thread layer of the present invention can make the thread layer thinner by interposing the outer core between the cylindrical inner core and the thread layer, it is possible to greatly increase the amount of filtered water and backwash. Is easier to do.
  • the outer core is composed of a pleated member, the contact area between the yarn layer and the outer core is reduced, and the area through which the washing water passes is increased. This also improves the washing effect of the yarn layer. be able to.
  • the inner core is preferably composed of two halved cylindrical members. By doing so, the manufacturing cost of the inner core can be reduced.
  • the outer core is preferably formed by winding a plate-like member having pleats.
  • the thickness of the yarn layer can be easily increased or decreased. More specifically, when the thickness of the thread layer is made as thin as 1 to 3 mm and the outer diameter of the filter is set to the standard 65 mm, it is difficult to adjust the outer diameter of the outer core in mm units.
  • the plate-shaped member having pleats is wound to form the outer core. Therefore, the thickness of the outer diameter can be increased or decreased by mm by increasing or decreasing the rectangular plate-shaped member having pleats by several centimeters.
  • the inner portion wound inside is thicker than the middle portion wound in the middle in the inner and outer directions. Since the filtration area of the inner part becomes small, the amount of filtration can be increased and the filtration can be performed smoothly by thickening the thread of the inner part in this way.
  • the outer portion wound outward is thicker than the middle portion.
  • the pincushion filter of the present invention is used in a crossflow type water purifier, the outer portion of the yarn layer is always exposed to the flow of crossflow. In this way, by making the yarn of the outer part of the yarn layer thicker than the yarn of the middle part, the wear resistance of the yarn layer is improved and the water flow at the time of backwashing is made smooth and the backwashing is performed efficiently. be able to.
  • the present invention is used by immersing in an immersion tank storing raw water, and has a casing provided with a filtration chamber composed of a rod-like hole extending in the vertical direction, and a cylindrical shape with the upper end closed, with the axial direction set to the vertical direction.
  • a filtration filter that is loaded inside the filtration chamber and has an outer peripheral surface as a filtration surface, and the casing has a raw water inlet that communicates with a peripheral wall of the filtration chamber and a gap between the filtration filters on the upper end side,
  • a filtration module having a circulating water discharge port that communicates with the gap on the lower end side and discharges circulating water composed of raw water that has passed through the gap, and a filtered water discharge port that discharges filtered water that has passed through the filtration filter.
  • a spiral water passage is provided on the peripheral wall of the filtration chamber so as to surround the filtration surface, the raw water inlet opens upward, and the filtration chamber has a gap between the raw water inlet and the gap.
  • the raw water reservoir includes a hopper-shaped portion that gradually decreases in diameter toward the lower end, and the spiral water passage has a starting end at the raw water reservoir, and the filtration
  • the filter includes a filtration module that is any one of the above-described pincushion filters. Since the filtration module of the present invention is thus provided with a spiral water passage on the peripheral wall of the filtration chamber, the raw water flowing into the gap between the filtration filter and the peripheral wall of the filtration chamber flows into the spiral water passage. And turn down. Due to the centrifugal force generated by the swirling of the raw water, impurities in the raw water are separated away from the filtration surface. In addition, the water flow that spirally swirls and the water flow that flows vertically along the filtration surface of the filter filter can generate various water flows on the surface of the filter, so it adheres to the pincushion filter. The drought can be removed efficiently.
  • the filtration module according to the present invention is stored in the immersion tank when rotating the raw water flowing into the gap between the filtration filter and the filtration chamber wall along the spiral water passage by immersing in the raw water of the immersion tank. Centrifugal force can be exerted sufficiently using the head pressure of the raw water.
  • the filtration module according to the present invention has the raw water inlet opening upward, so that the raw water stored in the immersion tank can be vigorously taken into the hopper-like portion from the raw water inlet. It is possible to give the acceleration and rotational motion necessary to generate sufficient centrifugal force when flowing into the spiral water channel by applying momentum at the shape part.
  • the filtration chamber includes a raw water reservoir that communicates with the raw water inlet and the gap, and the raw water reservoir includes a hopper-shaped portion that gradually decreases in diameter toward the lower end portion, Since the spiral water passage has a starting end in the raw water reservoir, the spiral water passage is spirally provided in the raw water reservoir (hopper-like portion), while the raw water is spirally rotated, the spiral water passage in the gap is formed. Since it can be made to flow efficiently into a water channel, it can control that raw water flows down along the surface of a filtration filter. Furthermore, the raw water inlet opens upward, and the filtration chamber has a hopper-like raw water reservoir that communicates with the raw water inlet and the gap and gradually reduces the diameter downward. It is easy to discharge water to the raw water inlet.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pincushion filter according to an embodiment of the present invention. It is a top view of the bobbin filter shown in FIG. It is the front view which attached and attached the upper and lower sockets to the spool filter shown in FIG. It is a front view of the state which opened the inner core shown in FIG. It is a perspective view of the state which opened the inner core of FIG. It is the (a) front view of the state which extended the outer core shown in FIG. 1 in plate shape, (b) The top view. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the example which used the pincushion filter of FIG. 1 for the immersion type filtration module. It is a principal part longitudinal cross-sectional view which shows the lower socket periphery of the pincushion filter of FIG.
  • FIG. 1 shows a pincushion filter 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the bobbin filter 10 mainly includes an inner core 1, an outer core 2, and a thread layer 3, and also includes an upper socket 4 and a lower socket 5 as shown in FIG. 3. I have.
  • the pincushion filter 10 is used by being loaded into an immersion type filtration module 100.
  • the inner core 1 is configured so that the inner and outer surfaces 17 and 18 of the pair of half-cylindrical members 11 and 12 are oriented in the same direction.
  • resin is injection-molded and integrally formed into a shape in which ends parallel to the axial direction (vertical direction in FIG. 4) are connected by a thin hinge 13, and this is folded in half by the hinge 13. It is formed in such a cylindrical shape.
  • the halved cylindrical members 11 and 12 are provided in a lattice shape in which a large number of rectangular water passage holes 14 penetrating in the thickness direction are arranged vertically and horizontally.
  • two ridges 15, 15 are provided on the inner surfaces 17 of the half-cylindrical members 11, 12 so as to divide the longitudinal direction into three, and are reinforced against internal pressure.
  • the outer core 2 is formed of a rectangular plate-like member formed in a pleat shape by press-molding a resin or metal plate, and is parallel to the vertical sides 23 and alternately. And a number of mountain fold lines 21,... And a number of valley fold lines 22,.
  • the interval between the adjacent mountain fold lines 21 and 21 is, for example, 7 mm to 10 mm when wound around the inner core 1.
  • the outer core 2 is wound around the outer surface 18 of the cylindrical inner core 1, and the vertical sides 23 and 23 are welded or joined by adhesive sealing, fitting, or the like. .
  • a large number of rectangular water holes 24, 24, Between the mountain fold line 21 and the valley fold line 22, a large number of rectangular water holes 24, 24,.
  • the pincushion filter is used as a replaceable cassette, and therefore, for example, an outer diameter is determined to be ⁇ 65 mm, and when adjusting the thickness of the yarn layer 3 in order to adjust the filtration accuracy, The inner diameter of the thread layer 3 is expanded or reduced.
  • an outer diameter is determined to be ⁇ 65 mm
  • the inner diameter of the thread layer 3 is expanded or reduced.
  • the pleat spreads when wound around the inner core 1, and the pleat , And the inner diameter of the yarn layer 3 wound around this becomes smaller (the yarn layer 3 becomes thicker).
  • the length of the outer core 2 in the direction perpendicular to the folding lines 21 and 22 is increased. Then, when wound around the inner core 1, the pleat is narrowed, the height of the pleat is increased, and the inner diameter of the thread layer 3 wound around the pleat is increased (the thread layer 3 is thinned). In this way, the thickness of the thread layer 3 can be increased or decreased by 1 mm to 2 mm.
  • the yarn layer 3 is formed by winding a twisted yarn 31 such as cotton or polypropylene around the outer core 2 provided with pleats.
  • a known yarn generally used for a spool filter can be appropriately selected and used in accordance with a target filtration amount and filtration accuracy, and a yarn diameter of ⁇ 10 ⁇ m or more and ⁇ 200 ⁇ m or less
  • the material is preferably polypropylene or polyethylene, and is preferably formed to a thickness of 1 mm or more and 3 mm or less.
  • a conventional pincushion filter prevents contamination by accumulating in the yarn layer
  • the present invention prevents contamination on the surface of the yarn layer.
  • the yarn diameter is set to 200 ⁇ m or less.
  • the gap between the yarns can be narrowed, so that impurities can be collected on the surface of the yarn layer.
  • the thread layer by setting the thread layer to 3 mm or less, it is possible to ensure filtration accuracy and a sufficient amount of filtration, and to perform sufficient backwashing.
  • the inner part 3a adjacent to the outer core 2 and the outer part 3c wound outward are wound with a thicker thread than the intermediate part 3b between the inner part 3a and the outer part 3c. Yes. Since the filtration area of the inner part 3a is smaller than that of the intermediate part 3b and the outer part 3b, the amount of filtration can be increased and the filtration can be performed smoothly by thickening the thread of the inner part 3a.
  • the outer portion 3c of the yarn layer 3 is always exposed to the crossflow, but the yarn of the outer portion 3c is used.
  • the yarn of the outer portion 3c is used.
  • the wear resistance of the yarn layer 3 can be improved.
  • thickening the yarn of the outer portion 3c water can be passed smoothly during backwashing, so that backwashing can be performed efficiently.
  • the yarn layer 3 is bonded to the surface of the yarn layer 3 along the mountain fold line 21 of the outer core 2 at one or more locations in the circumferential direction (for example, at two locations in the circumferential direction) with an adhesive.
  • an adhesive By 19, adjacent yarns are bonded to each other.
  • a water-soluble adhesive is applied linearly from the outside of the thread layer 3, for example, it penetrates into the inside with a width of 1 mm to 2 mm, and as a result, the adhesive is applied to a depth of about 1 to 2 mm from the surface layer.
  • the adhesive line 19 may be applied in a linear form from the inside of the thread layer 3. In this case, it is not particularly necessary to match the position of the mountain fold line 21 of the outer core 2.
  • the casing 101 of the filtration module 100 has a filtration chamber 102 formed of a rod-like hole extending in the vertical direction, and the bobbin filter 10 is loaded in the filtration chamber 102 with the axial direction set to the vertical direction. .
  • the bobbin filter 10 is closed at the upper end opening by the upper socket 4, and a lower socket 5 having a filtrate water discharge port 105 communicating with the internal space 119 of the inner core 1 of the bobbin filter 10 is mounted at the lower end.
  • the casing 101 has a raw water inlet 103 that opens upward on the upper end side and communicates with the peripheral wall 106 of the filtration chamber 102 and the gap 110 of the pincushion filter 10, communicates with the gap 110 on the lower end side, and passes through the gap 110.
  • a raw water discharge port 104 is provided for discharging the raw water.
  • the casing 101 has a hopper-shaped raw water reservoir 111 that gradually decreases in a conical shape downwardly between the raw water inlet 103 and the filtration chamber 102.
  • the spiral water passage 107 has a starting end in the raw water reservoir 111 and is continuously provided from the raw water reservoir 111 to the gap 110. Thereby, it can suppress that the raw
  • the raw water W1 flows from the raw water inlet 103, It flows into the raw water pool 111.
  • the raw water W ⁇ b> 1 that has flowed into the raw water reservoir 111 flows into the gap 110 while turning spirally through the spiral water passage 107.
  • the raw water W1 that has flowed into the gap 110 partially passes through the yarn layer 3, the outer core 2, and the inner core 1 of the bobbin filter 10, and flows into the internal space 119 of the inner core 1 as filtered water W2.
  • the water is discharged from the filtrate outlet 105 at the lower end of the inner core 1 and is sent to an appropriate next process apparatus such as a tank for storing the filtrate W2.
  • washing water is pressurized by the backwash pump B to wash the inner core 1, the outer core 2, and the thread layer 3 from the inner space 119 of the bobbin filter 10 to the outside. Allow water to pass through. Thereby, the filter cake accumulated on the outer surface of the yarn layer 1 can be peeled off.
  • the thread layer 3 is made of polypropylene or polyethylene, and a twisted yarn having a diameter of ⁇ 10 ⁇ m or more and ⁇ 100 ⁇ m or less is wound to a thickness of 1 mm or more and 3 mm or less, so that a sufficient filtration amount is ensured without impairing filtration accuracy.
  • the inner core 3 may be integrally formed in a cylindrical shape instead of being divided into two parts from the beginning.
  • the outer core 1 may also be cylindrical from the beginning. You may adhere a thread
  • the filtration module may be a pressure type, a casing storage type, or other non-immersion type filtration module instead of the immersion type filtration module. There may be no ridges on the inner surface of the inner core, and two or less or four or more may be provided depending on the length.
  • the pincushion filter and the filtration module of the present invention can ensure a sufficient amount of filtration without impairing the filtration accuracy and can be used for a sufficiently long period of time, the backwash can be repeated, so that a water purification plant or the like is large. It is fully applicable to facilities that require filtration.

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Abstract

ろ過量が多く、逆洗効果の高い糸巻フィルターを提供する。　本発明の糸巻フィルター１０は、側壁に多数の通水孔１４を有する円筒状の内芯１と、多数の通水孔２４を有するとともに、折線２１，２２を内芯１の軸方向に平行にして内芯１を筒状に包むプリーツ状の外芯２と、外芯２に糸３１を巻回して形成される糸層３とを備える。糸層３は、少なくとも周方向の表面の１箇所で接着されている。内芯１は、２つの半割円筒状部材１１，１２からなることが好ましく、外芯２は、プリーツを有する板状部材を巻回して形成されることが好ましい。

Description

糸巻フィルター、及びろ過モジュール
　この発明は、筒状のコアに糸を巻回した糸巻フィルターに関し、特に、いわゆる逆洗が可能な糸巻フィルター、及びこれを用いたろ過モジュールに関する。
　従来使用されている糸巻フィルターは、円筒状の内芯（コア）の上に、糸径２～５ｍｍ程度の比較的太い木綿や化繊の撚糸が、１５～３０ｍｍの厚さで多層に巻回されたもので、ろ過の対象となる原水を糸層の外側から、あるいは内芯の内側から加圧して糸層を通過させる過程において、糸層の間に微粒子などの夾雑物を捕捉するように設計されている。つまり、夾雑物は糸層内において捕捉され、目詰まりをした段階でフィルター自体を廃棄して新しいフィルターと交換して使い捨てされている。
　この糸巻フィルターによる従来からのろ過方法は、（１）ろ過装置の操作が簡単で、（２）糸層を厚くするだけで、ろ過精度を上げられる、（３）０．１μｍ程度のろ過性精度が簡単に得られる、（４）ろ過量が簡単に増減できるといった簡便性にメリットが有り、加えて、安全性、衛生性にも優れることから、食品、化学薬品製造等の分野で広く使用されている。
　ところが、糸巻フィルターは一定期間ろ過を継続すると、水中の夾雑物がろ滓として糸層間に堆積し、糸層の間隙が閉塞してろ過の機能が低下する。
　元来糸巻フィルターは、使い捨てすることを前提に製造されており、逆洗や洗浄によってろ過が可能になるようにろ過状態を回復させることは考えられていない。
　従って、無理に逆洗によって機能回復を図ろうとしても、機能が落ちた時点で、既に目詰まり状態（夾雑物の蓄積を目的としており、排出出来る構造にはなっていない。）であり、逆洗は不可能である。
　また、強い水圧で逆洗を実施しても、逆洗水の圧力により巻かれた糸が伸縮し、糸がずれて隙間を生じてしまう。すると、逆洗水が、ろ滓の溜まったところを迂回してこの隙間を通過することから、糸巻フィルターは逆洗の効果が低下し、そのため、フィルター寿命が短く、ランニングコストが嵩むという問題が有る。
　これらの事情から、特殊な用途の場合を除き、汎用の逆洗できる糸巻フィルターは存在しない。
　そこで、特許文献１では、ろ滓が付着してフィルターを通過する液体流量が減少すると、自動的にモータでろ滓が付着した外側の糸を巻き取ることにより、目詰まりの少ない糸を露出させて、糸巻フィルターでろ過できる流量を回復させるという浄化装置が提案されている。
　また、特許文献２では、内周側から外周側へ原水を通過させる糸巻フィルターにおいて、円筒状芯材の内部に収容した粒状部材を原水の流れによりフィルター内周面に衝突させてろ滓を除去する方法や、モータにより駆動されるブラシにより、フィルター内面のろ滓を除去する方法が提案されている。
特開平１０－２７７３２０号公報 特開平１０－２７６９２５号公報
　しかし、特許文献１や特許文献２の糸巻フィルターでは、モータ等の駆動装置を必要とし、装置が複雑で高価になるという問題や、浄水装置のメンテナンスにかかる手間が増えるという問題が有る。
　また、特許文献１のように糸を繰り返し解いてしまうと、フィルターに残る糸が少なくなるため、ろ過量の多い浄水場等には使えないという問題があり、特許文献２の方法では、円筒状芯材が邪魔になってフィルターの内周側は掃除しにくいという問題がある。
　本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でろ過量が多く、逆洗効果の高い糸巻フィルターの提供を目的とする。
　上記課題を解決するためになされた本発明は、側壁に多数の通水孔を有する円筒状の内芯と、多数の通水孔を有するとともに、折線を前記内芯の軸方向に平行にして前記内芯を筒状に包むプリーツ状の外芯と、前記外芯に糸を巻回して形成される糸層とを備え、前記糸層は、少なくとも周方向の１箇所で、少なくとも一部の糸同士が接着されている糸巻フィルターである。
　このように、本発明の糸巻フィルターでは、少なくとも周方向の１箇所で、少なくとも一部の糸同士を接着するようにしたので、逆洗の際に糸層の糸がずれることを抑制でき、糸間に間隙が生じ、逆洗水がろ滓の蓄積箇所を迂回して洗浄能力が落ちることを抑制できる。
　また、本発明の糸巻フィルターは、円筒状の内芯と糸層の間に外芯を介在させることで糸層を薄くできるので、これによって、ろ過水量を大幅に増やすことができ、かつ逆洗が行いやすくなる。加えて、外芯をプリーツ状部材により構成したことで、糸層と外芯との接触面積が小さくなり、洗浄水が通過する面積が大きくなるので、これによっても、糸層の洗浄効果を高めることができる。
　前記内芯は、２つの半割円筒状部材からなることが好ましい。こうすることで、内芯の製造コストを削減できる。
　前記外芯は、プリーツを有する板状部材を巻回してなることが好ましい。こうすることで材料となる板状部材の長さを変えるだけで外芯の外径を変更できるため、糸層の厚みを容易に増減することができる。
　具体的に説明すると、糸層の厚みを１～３ｍｍと薄くし、かつフィルターの外径を規格の６５ｍｍにした場合、外芯の外径をｍｍ単位で調整することは難しい。
　本発明では、プリーツを有する板状部材を巻回して外芯を形成するので、プリーツを有する矩形の板状部材を数ｃｍ増減することによって、外径の太さをｍｍ単位で増減できる。
　前記糸層は、最も内側に巻回される内側部分が、内外方向の中間に巻回される中間部分よりも糸が太いことが好ましい。内側部分は、ろ過面積が小さくなるため、このように、内側部分の糸を太くすることで、ろ過量を増やし、かつろ過をスムーズに行うことができる。
　前記糸層は、最も外側に巻回される外側部分が、前記中間部分よりも糸が太いことが好ましい。本発明の糸巻フィルターをクロスフロー式の浄水装置に用いた場合、糸層の外側部分は、常時クロスフローの流れに晒される。このように、糸層の外側部分の糸を中間部分の糸より太くすることで、糸層の耐摩耗性を向上させるとともに、逆洗時の通水をスムーズにし、逆洗を効率的に行うことができる。
　本発明は、原水を貯留した浸漬槽に浸漬して用いられ、鉛直方向に延びる棒状孔からなるろ過室を備えたケーシングと、上端が閉じられた筒状をなし軸方向を鉛直方向にして前記ろ過室の内部に装填されるとともに外周面をろ過面とするろ過フィルターとを備え、前記ケーシングは、上端側に前記ろ過室の周壁と前記ろ過フィルターの間隙に連通する原水流入口を有するとともに、下端側に当該間隙に連通し、当該間隙を通過した原水からなる循環水を排出する循環水排出口、及び前記ろ過フィルターを通過したろ過水を排出するろ過水排出口を有するろ過モジュールであって、前記ろ過室の周壁には、前記ろ過面を取り囲むようにらせん状の通水路が設けられ、前記原水流入口は、上方に開口し、前記ろ過室は、前記原水流入口と前記間隙を連通する原水溜まりを有し、前記原水溜まりは、下端部に下方に向けて徐々に縮径するホッパー状部を含み、前記らせん状の通水路は、前記原水溜まりに始端を有し、前記ろ過フィルターが上記いずれかの糸巻フィルターであるろ過モジュールを含む。
　本発明のろ過モジュールは、このように、ろ過室の周壁にらせん状の通水路が設けられているため、ろ過フィルターとろ過室周壁の間隙に流入した原水は、らせん状の通水路に流入して旋回しながら流下する。この原水の旋回による遠心力により、原水中の夾雑物がろ過面から遠ざかる方へ分離される。加えて、らせん状に旋回する水流と、ろ過フィルターのろ過面に沿って鉛直に流下する水流とが相俟って、ろ過フィルター表面に多様な水流を生ぜしめることができるため、糸巻フィルターに付着したろ滓を効率的に除去することができる。
　また、本発明に係るろ過モジュールは、浸漬槽の原水に浸漬することにより、ろ過フィルターとろ過室内壁の間隙に流入した原水をらせん状の通水路に沿って回転させるにあたり、浸漬槽に貯留された原水の水頭圧を利用して十分に遠心力が働かせることができる。
　また、本発明に係るろ過モジュールは、原水流入口が、上方に開口していることにより、浸漬槽に貯留された原水を、この原水流入口からホッパー状部へ勢いよく取り込むことができ、ホッパー状部で勢いをつけて助走させて、らせん状の通水路に流入した際に十分な遠心力を生むために必要な加速と回転運動を与えることができる。
　また、本発明に係るろ過モジュールは、ろ過室が、原水流入口と間隙を連通する原水溜まりを有し、原水溜まりが、下端部に下方に向けて徐々に縮径するホッパー状部を含み、らせん状の通水路が、原水溜まりに始端を有することで、原水溜まり（ホッパー状部）に設けられたらせん状の通水路で、原水をらせん状に回転させながら、前記間隙のらせん状の通水路に効率よく流入させることができるため、ろ過フィルターの表面に沿って原水が流下することを抑制できる。
　さらに、原水流入口が上方に開口し、ろ過室が、原水流入口と間隙を連通するとともに下方に向かって徐々に縮径するホッパー状の原水溜まりを有することで、逆洗を行う際に、原水流入口側へ水を排出しやすい。
　以上説明したように、本発明の糸巻フィルターによれば、簡易な構成により抵コストで
生産可能でありながら、十分な逆洗効果を得ることが出来る。
図１は、本発明の一の実施形態に係る糸巻フィルターの斜視図である。 図１に示した糸巻フィルターの平面図である。 図１に示した糸巻フィルターに上下のソケットを付して示した正面図である。 図１に示した内芯を開いた状態の正面図である。 図４の内芯を開いた状態の斜視図である。 図１に示した外芯を板状に広げた状態の（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。 図１の糸巻フィルターを浸漬型のろ過モジュールに用いた例を示す縦断面図である。 図４の糸巻フィルターの下部ソケット周辺を示す要部縦断面図である。
　以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳述する。ただし、本発明は、以下の浸漬型のフィルターとしての実施形態に限定されるものではなく、汎用のフィルターにも使用出来る。
　図１は、本発明の一の実施形態に係る糸巻フィルター１０を示している。糸巻フィルター１０は、図１に示したように、内芯１と、外芯２と、糸層３とを主に備える他、図３に示すように、上部ソケット４と、下部ソケット５とを備えている。糸巻フィルター１０は、図７に示すように、浸漬型のろ過モジュール１００に装填して用いられる。
　内芯１は、図４、及び図５に示すように、一対の半割円筒状部材１１、１２の内外面１７，１８を同じ方向に向けた状態で、半割円筒状部材１１，１２の軸方向（図４の上下方向）に平行な端辺同士を薄肉ヒンジ１３で連結した形状に、樹脂を射出成型して一体に形成し、これをヒンジ１３で２つ折りにして図１に示したような円筒状に形成されている。半割円筒状部材１１，１２は、厚み方向に貫通する矩形の通水孔１４が、縦横に多数並ぶ格子状に設けられている。半割円筒状部材１１，１２の内面１７には、図５に示すように、長手方向を３分割するように２条の凸条１５，１５が設けられ、内圧に対する補強がなされている。
　外芯２は、図６に示すように、樹脂製、又は金属製の板材をプレス成型して、プリーツ状に形成された矩形の板状部材からなり、その縦辺２３に平行に、かつ交互に繰り返すように設けられる多数の山折線２１，…と、多数の谷折線２２，…とを有している。隣接する山折線２１，２１の間隔は、例えば、内芯１に巻き付けた状態で、７ｍｍ～１０ｍｍである。外芯２は、図１に示したように、円筒状にした内芯１の外面１８に巻回されて、両縦辺２３，２３を溶着、又は粘着シール、嵌合等により接合されている。山折線２１と谷折線２２の間には、多数の矩形の通水孔２４，２４，…が、一列ずつ並んでいる。
　一般に、糸巻フィルターは、交換可能なカセットとして用いられるため、例えば外径がφ６５ｍｍというように流通する寸法が決まっており、ろ過精度を調整するために、糸層３の厚みを加減する場合は、糸層３の内径を拡縮することになる。本実施形態では、糸層３の内径を小さくしたい場合、外芯２の折線２１，２２に垂直な方向の長さを短くすると、内芯１に巻回した際に、プリーツが広がって、プリーツの高さが低くなり、これに巻回する糸層３の内径が小さくなる（糸層３が厚くなる）。糸層３の内径を大きくしたい場合は、これとは逆に、外芯２の折線２１，２２に垂直な方向の長さを長くする。すると、内芯１に巻回した際に、プリーツが狭まって、プリーツの高さが高くなり、これに巻回する糸層３の内径が大きくなる（糸層３が薄くなる）。このようにして、糸層３の厚みを１ｍｍ～２ｍｍ増減できる。
　糸層３は、プリーツを備えた外芯２に、木綿やポリプロピレン等の撚糸３１を幾重にも巻回して形成されている。糸層３に用いる撚糸３１は、一般に糸巻フィルターに用いられる公知の糸を、目標とするろ過量やろ過精度に合わせて適宜に選択して用いることができ、糸径がφ１０μｍ以上φ２００μｍ以下のものが好ましく、材質としては、ポリプロピレン、又はポリエチレンが好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の厚みに形成することが好ましい。
　従来の糸巻フィルターが糸層内で夾雑物を堆積させることによって阻止するのに対し、本発明は糸層の表面で夾雑物を阻止するものであり、このように、糸径をφ２００μｍ以下とすることで、糸の隙間を狭くできるため、糸層の表面で、夾雑物を捕集できる。また、糸層を３ｍｍ以下とすることによって、ろ過精度と十分なろ過量を確保し、かつ十分に逆洗を行うことが可能となる。
　糸層３は、外芯２に隣接する内側部分３ａと、最も外側に巻回される外側部分３ｃが、内側部分３ａと外側部分３ｃの間の中間部分３ｂよりも太い糸が巻回されている。
　内側部分３ａは、中間部分３ｂや、外側部分３ｂに比べてろ過面積が小さくなるため、内側部分３ａの糸を太くすることで、ろ過量を増やし、かつろ過をスムーズに行うことができる。
　また、本実施形態のように、糸巻フィルター１０をクロスフロー式の浄水装置に用いた場合、糸層３の外側部分３ｃは、常にクロスフローに晒されることとなるが、外側部分３ｃの糸を中間部分３ｂの糸より太くすることで、糸層３の耐摩耗性を向上させることができる。さらに、外側部分３ｃの糸を太くすることで、逆洗時の通水をスムーズにできるため、逆洗を効率的に行うことができる。
　また、糸層３は、接着剤により、周方向の１箇所以上で（例えば、周方向の２箇所で）、外芯２の山折線２１に沿って、糸層３の表面に設けられる接着線１９により、隣接する糸同士が接着されている。糸層３の外側から水溶性の接着剤を線状に塗布する場合には、例えば、１ｍｍ～２ｍｍ幅で内部に浸透させ結果として表層からの深さが１～２ｍｍ程度に接着剤を塗布する。あるいは、接着線１９は、糸層３の内側から接着剤を線状に塗布してもよい。この場合は、特に外芯２の山折線２１の位置に合わせる必要はない。
　このように、糸層３１の糸３１に線状の接着線１９を設けて、糸３１を互いに接着することで、ろ過や逆洗の際に糸が上下にずれたり、糸がよじれたりすることを抑制できる。また、本実施形態では、周方向の２箇所に接着線１９を設けたので、糸３１は、１周分の半分は逆洗の際に糸が伸縮したり振動したりすることになる。この半円の振動によっても、逆洗効果を低下させることはない。
　上部ソケット４は、図７に示すように、中実に形成されて、内芯の上端を密閉している。また、下部ソケット５は、内芯１の内側へ透過したろ過液を排出するろ過水排出口５１を有している
　ろ過モジュール１００のケーシング１０１は、図７に示すように、鉛直方向に延びる棒状孔からなるろ過室１０２を有し、ろ過室１０２に、糸巻フィルター１０が軸方向を鉛直方向にして装填されている。
　糸巻フィルター１０は、上側ソケット４により、上端開口が閉じられ、下端に糸巻フィルター１０の内芯１の内部空間１１９に連通するろ過水排出口１０５を備えた下側ソケット５が装着されている。
　ケーシング１０１は、上端側に、上方へ開口し、ろ過室１０２の周壁１０６と糸巻フィルター１０の間隙１１０に連通する原水流入口１０３を有し、下端側に間隙１１０に連通し、間隙１１０を通過した原水を排出する原水排出口１０４を有している。
　そして、ろ過室１０２の周壁１０６には、糸巻フィルター１０の外周を取り囲むようにらせん状の通水路１０７が設けられている。これにより、間隙１１０に流入した原水は、らせん状の通水路１０７に流入して旋回しながら流下する。この原水の旋回による遠心力により、原水中の固形分等の夾雑物がろ過面から遠ざかる方へ分離される。加えて、らせん状に旋回する水流と、糸巻フィルター１０の外周面に沿って鉛直に流下する水流とが相俟って、糸巻フィルター１０表面に多様な水流を生ぜしめることができるため、ろ過面に付着したろ滓を効率的に除去することができる。
　ケーシング１０１は、原水流入口１０３とろ過室１０２の間に、下方へ向けて円錐状に徐々に縮径するホッパー状の原水溜まり１１１を有する。らせん状の通水路１０７は、原水溜まり１１１に始端を有し、原水溜まり１１１から間隙１１０まで連続して設けられている。
　これにより、間隙１１０に流入した原水がらせん状の通水路１０７に入ることなく、ろ過フィルターの表面に沿ってショートカットすることを抑制できる。即ち、原水溜まり１１１かららせん状の通水路１０７を設けることで、原水溜まり１１１に設けられたらせん状の通水路１０７で、原水をらせん状に回転させながら、間隙１１０のらせん状の通水路１０７に効率よく流入させることができるため、ろ過フィルターの表面に沿って原水が流下することを抑制できる。
　浸漬型の浄化装置（不図示）において、ろ過モジュール１００を、ろ過対象となる原水を貯留した浸漬槽に浸漬し、ろ過処理用ポンプＡを駆動すると、原水流入口１０３から原水Ｗ１が流入し、原水溜まり１１１に流入する。原水溜まり１１１に流入した原水Ｗ１は、らせん状の通水路１０７によってらせん状に旋回しながら間隙１１０に流入する。間隙１１０に流入した原水Ｗ１は、一部が糸巻フィルター１０の糸層３、外芯２、及び内芯１を通過して、ろ過水Ｗ２となって内芯１の内部空間１１９へ流入し、内芯１下端のろ過水排出口１０５から排出され、ろ過水Ｗ２を貯留するタンク等、適宜の次工程装置へ流送される。
　間隙１１０に流入した原水のうち、糸巻フィルター１０を通過しなかった他の原水は、らせん状の通水路１０７を旋回しながら流下し、あるいは、糸巻フィルター１０の糸層３の表面に沿って流下する。これにより、糸巻フィルター１０の糸層３の外面に蓄積されたろ滓がクロスフロー効果によって、剥離される。剥離されたろ滓は、間隙１１０を流下する原水（循環水）Ｗ２に従って、循環水排出口１０４から排出される。原水（循環水）Ｗ２は、浸漬槽に戻され、再度ろ過モジュール１００により処理される。
　糸巻フィルター１０の逆洗を行う場合は、逆洗用ポンプＢにより洗浄水を加圧して、糸巻フィルター１０の内部空間１１９から内芯１、外芯２、及び糸層３を外側へと、洗浄水を通過させる。これによって糸層１の外面に蓄積したろ滓を剥離できる。
　ここで、糸層３は、ポリプロピレン、又はポリエチレン製の、直径がφ１０μｍ以上φ１００μｍ以下からなる撚糸を、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の厚みに巻回したため、ろ過精度を損なうことなく十分なろ過量を確保して、かつ、繰り返しろ過能力を回復して、長期に亘り使用可能な逆洗を行うことができる。
　本発明は、上記の実施形態に限られず、例えば、内芯３は、初めから２つ割でなく円筒状に一体成型してもよい。外芯１も初めから円筒状にしてもよい。糸は、周方向の１箇所、あるいは３箇所以上で、隣接する糸に接着してもよい。また、ろ過モジュールは、浸漬型のろ過モジュールではなく、加圧型、ケーシング収納型、その他の非浸漬型のろ過モジュールとしてもよい。内芯内面の凸条は無くてもよいし、長さに応じて、２個以下、又は４個以上設けてもよい。
　本発明の糸巻フィルター及びろ過モジュールは、ろ過精度を損なうことなく、十分なろ過量を確保でき、かつ十分に長期に使用できるほど、逆洗を繰り返して行うことができるため、浄水場等、大きなろ過量を必要とする施設にも十分に適用可能である。
１０　糸巻フィルター
１　内芯
１１，１２　半割円筒状部材
１４　通水孔
２　外芯
２１　山折線（折線）
２２　谷折線（折線）
２４　通水孔
３　糸層
３ａ　内側部分
３ｂ　中間部分
３ｃ　外側部分
３１　糸
１００　ろ過モジュール
１０１　ケーシング
１０２　ろ過室
１０３　原水流入口
１０４　循環水排出口
１０５　ろ過水排出口
１０６　周壁
１０７　らせん状の通水路
１０８　ホッパー状部
１１０　間隙
１１１　原水溜まり

Claims (6)

  1. 　側壁に多数の通水孔を有する円筒状の内芯と、
    　多数の通水孔を有するとともに、折線を前記内芯の軸方向に平行にして前記内芯を筒状に包むプリーツ状の外芯と、
    　前記外芯に糸を巻回して形成される糸層と
    を備え、
    　前記糸層は、少なくとも周方向の１箇所で、少なくとも一部の糸同士が接着されている糸巻フィルター。
  2. 　前記内芯は、２つの半割円筒状部材からなる請求項１に記載の糸巻フィルター。
  3. 　前記外芯は、プリーツを有する板状部材を巻回してなる請求項１又は請求項２に記載の糸巻フィルター。
  4. 　前記糸層は、最も内側に巻回される内側部分が、内外方向の中間に巻回される中間部分よりも糸が太い請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の糸巻フィルター。
  5. 　前記糸層は、最も外側に巻回される外側部分が、前記中間部分よりも糸が太い請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の糸巻フィルター。
  6. 　原水を貯留した浸漬槽に浸漬して用いられ、鉛直方向に延びる棒状孔からなるろ過室を備えたケーシングと、上端が閉じられた筒状をなし軸方向を鉛直方向にして前記ろ過室の内部に装填されるとともに外周面をろ過面とするろ過フィルターとを備え、前記ケーシングは、上端側に前記ろ過室の周壁と前記ろ過フィルターの間隙に連通する原水流入口を有するとともに、下端側に当該間隙に連通し、当該間隙を通過した原水からなる循環水を排出する循環水排出口、及び前記ろ過フィルターを通過したろ過水を排出するろ過水排出口を有するろ過モジュールであって、
    　前記ろ過室の周壁には、前記ろ過面を取り囲むようにらせん状の通水路が設けられ、
    　前記原水流入口は、上方に開口し、
    　前記ろ過室は、前記原水流入口と前記間隙を連通する原水溜まりを有し、
    　前記原水溜まりは、下端部に下方に向けて徐々に縮径するホッパー状部を含み、
    　前記らせん状の通水路は、前記原水溜まりに始端を有し、
    　前記ろ過フィルターが請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の糸巻フィルターであるろ過モジュール。
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