JP2019025424A - フィルタ装置およびその洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】濾物を除去する際、上記濾物を迅速かつ確実にコイル体から除去することが可能なフィルタ装置およびその洗浄方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明のフィルタ装置１は、コイル体１０の隣り合う輪部１０ａの間に形成された間隙部ｓを介し、原液を濾別するフィルタ装置であって、コイル体１０の軸方向に向かってコイル体１０を伸縮振動させる伸縮手段（伸縮装置４０）を備えていることを特徴とする。なお、上記伸縮手段による伸縮振動の周期は、規則的または不規則的であることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタ装置およびその洗浄方法に関する。

例えば、固形の異物を濾過する装置として、スプリング方式のフィルタを用いた濾過装置が知られている。この濾過装置では、スプリングの隣接輪間に濾過助剤を付着させ、上記隣接輪間を通して原液を通液させることで異物をスプリングや濾過助剤にて濾別する。

このような方式の濾過装置においては、装置を効率よく連続的に運転できるように、濾過と洗浄とを交互に繰り返しながら濾別が行われる。上記洗浄としては、例えば、スプリングや濾過助剤を洗浄する際に液体を逆流させ、この逆流する液体の落下する勢いにより異物を含んだ濾過助剤等を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上述のような技術によれば、洗浄の際に濾過装置を分解する必要がないため、比較的短時間で濾過助剤や異物をコイルスプリングから除去されることが期待される。

特開２００１−２３２１１１号公報

しかしながら、上述したような従来の技術では、異物の種類によっては濾過助剤や濾物を容易に除去することができず、その結果、洗浄に時間が掛かったり濾過装置の目詰まり故障を引き起こすことがある。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、濾物を除去する際、上記濾物を迅速かつ確実にコイル体から除去することが可能なフィルタ装置およびその洗浄方法を提供することにある。

本発明は、
（１）コイル体の隣り合う輪部の間に形成された間隙部を介し、含む原液を濾別するフィルタ装置であって、
前記コイル体の軸方向に向かって前記コイル体を伸縮振動させる伸縮手段を備えていることを特徴とするフィルタ装置、
（２）前記伸縮手段による伸縮振動の周期が、規則的または不規則的である前記（１）に記載のフィルタ装置、
（３）微粒子状の濾過助剤を備え、この濾過助剤が前記間隙部に付着している前記（１）または（２）に記載のフィルタ装置、および
（４）コイル体の隣り合う輪部の間に形成された間隙部を介し、原液を濾別するフィルタ装置の洗浄方法であって、
濾物を前記コイル体から除去する際、前記コイル体の軸方向に向かって前記コイル体を伸縮振動させることを特徴とする洗浄方法
に関する。

なお、本明細書において、「異物」とは濾別する対象物を意味し、「原液」とは異物を含んだ濾別前の懸濁液を意味し、「濾物」とは濾別した後にコイル体上（またはコイル体および濾過助剤上）に残った残渣を意味する。

本発明は、濾物を除去する際、上記濾物を迅速かつ確実にコイル体から除去することが可能なフィルタ装置およびその洗浄方法を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す概略断面図である。 図１の使用方法を説明するための概略断面図であって、プリコート前の状態を示している。 図１の使用方法を説明するための概略断面図であって、プリコート時の状態を示している。 図１の使用方法を説明するための概略断面図であって、濾別後かつ逆洗前の状態を示している。 図１の使用方法を説明するための概略断面図であって、逆洗時の状態を示している。 本発明の他の実施形態を示す概略断面図である。

＜フィルタ装置＞
本発明のフィルタ装置は、コイル体の隣り合う輪部の間に形成された間隙部を介し、原液を濾別するフィルタ装置であって、上記コイル体の軸方向に向かって上記コイル体を伸縮振動させる伸縮手段を備えていることを特徴とする。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態を示す概略断面図である。当該フィルタ装置１は、図１に示すように、概略的に、コイル体１０と、濾過助剤２０と、ロッド３０と、伸縮装置４０と、ケース体５０と、液圧計６０とにより構成されている。

コイル体１０は、隣り合う輪部１０ａの間に形成された間隙部ｓを介し、例えば固形の異物を含む原液を通液することで上記異物を濾別する。このコイル体１０は、例えば図１に示すように、各輪部１０ａに設けられた突起状のスペーサ１０ｂにより、隣り合う輪部１０ａどうしが所定の間隙の寸法（隣り合う輪部の距離）を有するように形成されたもの等を採用することができる。

上記所定の間隙の寸法としては、０．１μｍ〜５００μｍであり、工業用排水などの場合は、１μｍ〜２００μｍ、異物がバクテリアなどの細菌である場合は、１μｍ〜１００μｍが好ましい。

コイル体１０を構成する材料としては、伸縮振動を実行できる限り特に限定されないが、確実に伸縮を行わせる観点から、弾性を有していることが好ましい。また、上記材料としては、腐食を抑制する観点から、耐腐食性を有していることも好ましい。このような材料としては、ステンレス鋼が好ましく、ＳＵＳ３１６がより好ましい。なお、上述の「弾性を有している」とは、コイル体１０を伸長または収縮させた後に自己の有する弾性力により元の形状に復元することを意味する。

なお、コイル体１０は、上端部がシール部材１１に接続されていると共に、下端部が受部材１２に接続されている。シール部材１１は、コイル体１０の上端部を保持してケース体５０に固定する。受部材１２は、コイル体１０の下端部を保持してロッド３０に固定する。これらシール部材１１、受部材１２およびコイル体１０により、ケース体５０の内部が、濾別前の原液が存在する空間（以下、「空間Ａ」とも称する）と、濾別後の濾液が存在する空間（以下、「空間Ｂ」とも称する）とに区画される。

濾過助剤２０は、間隙部ｓに付着している微粒子状の粉体である。当該フィルタ装置１は、この濾過助剤２０を備えていることが好ましい。この濾過助剤２０は、コイル体１０における隣り合う輪部１０ａどうしの間を埋めるように付着（堆積）することで、間隙部ｓにおいて、濾液の通過を許容しつつ異物が通過するのを妨げて濾別を行う。

濾過助剤２０の粒径としては、上述した間隙の寸法、および異物の形状等にもよるが、通常１μｍ〜１ｍｍであり、異物がバクテリアなどの細菌である場合は、１μｍ〜２００μｍであることが好ましい。また、粒径は均一ではなく、ばらつきがある方が望ましい。なお、濾過助剤２０を使用する場合、間隙の寸法は異物の径より小さくする必要はない。

濾過助剤２０を構成する材料としては、異物を濾別できる限り特に限定されないが、再生の容易性および材料コスト低減の観点から、珪藻土、セルロース、パーライトであることが好ましい。

このように、当該フィルタ装置１は、濾過助剤２０を備えていることで、異物をより確実に濾別することができると共に、濾物を除去する際、上記濾物および濾過助剤２０をコイル体１０から容易に除去することができる。

ロッド３０は、受部材１２と後述する伸縮装置４０とを接続する。具体的には、ロッド３０は、コイル体１０の内側を貫通していると共に、下端部が受部材１２に固定されかつ上端部が後述する伸縮装置４０に接続されている。

伸縮装置４０は、コイル体１０の軸方向に向かってコイル体１０を伸縮振動させるものであり、伸縮手段として用いられる。具体的には、伸縮装置４０の下端部とロッド３０の上端部とが接続されており、伸縮装置４０を作動させることでロッド３０が軸方向に振動し、コイル体１０が上下方向に伸縮する。伸縮装置４０としては、例えば、図示していないカム構造などの伸縮機構等を採用することができる。

ここで、上述の伸縮装置４０によるコイル体１０の伸縮振動の周期は、規則的または不規則的のいずれをも採用することができる。規則的なものとしては、例えば、０．５Ｈｚ〜５０Ｈｚの周期等が採用される。これにより、濾物を除去する際、上記濾物を迅速かつ確実にコイル体１０から除去することができる。なお、規則的または不規則的な伸縮振動には、一周期のみの単発的な振動を含む。

ケース体５０は、内部にコイル体１０を収納し、シール部材１１を介してコイル体１０を保持する。このケース体５０には、空間Ａに連通し外部から原液を受け入れる開口部５１と、空間Ａに連通し外部に濾過助剤２０等を排出する開口部５３と、空間Ｂに連通し外部に濾液を送出する開口部５２とが設けられている。なお、上述したロッド３０の上端部は、ケース体５０の開口部５２を介して外部に導出されている。

液圧計６０は、空間Ａ内の原液の圧力を測定する。この液圧計６０で測定された原液の圧力は、例えば、当該フィルタ装置１の洗浄を行うか否かの判断に用いられる。液圧計６０としては、例えば、アナログ出力ゲージ圧力計等の公知のものを採用することができる。

次に、当該フィルタ装置１の使用方法の一例について説明する。当該フィルタ装置１では、以下に示す［１］〜［３］を順次実行した後、再度［１］から繰り返すことで連続的に濾別を行う。

［１］濾別前のコイル体１０（図２Ａ参照）の外周に濾過助剤２０を付着させる（以下、「プリコート」とも称する）。具体的には、図２Ｂに示すように、濾過助剤２０（図２Ｂ中のハッチングした丸印）が、少なくともコイル体１０の隣り合う輪部１０ａの間に形成された間隙部ｓを覆うように付着させる。

［２］上記［１］にて濾過助剤２０をコイル体１０に付着させた後、開口部５１を介してケース体５０の空間Ａ内に原液（例えば、汚濁水など）を圧送して濾別を行う。このとき、原液は、間隙部ｓを通過してコイル体１０の内側の空間Ｂに導かれ、図２Ｃに示すように、上記通過の際に異物（図２Ｃ中の黒塗りの丸印）が濾過助剤２０および／または間隙部ｓに捕獲されることで濾液のみが空間Ｂに流入し、開口部５２を介して濾液がケース体５０の外部に送出される。

［３］上記［２］にて濾別を行った後、伸縮装置４０を用いてコイル体１０を伸縮振動させながら開口部５２を介してケース体５０の空間Ｂ内にエアを圧送し、図２Ｄに示すように、当該フィルタ装置１の洗浄（「逆洗」とも称する）を行う。なお、当該フィルタ装置１の逆洗は、以下の＜フィルタ装置の洗浄方法＞の項にて詳述する。

ここで、上記［２］から［３］へ移行する時点は特に限定されず、例えば、液圧計６０で計測した圧力が所定の値を超えた時点、濾液の透明度が所定値よりも低くなった時点、濾液の流量が所定値よりも低くなった時点等を採用することができる。

以上のように、当該フィルタ装置１は、上記構成であるので、濾物を除去する際、伸縮装置４０によりコイル体１０を伸縮振動させることができ、この振動により濾物を迅速かつ確実にコイル体１０から除去することができる。

＜フィルタ装置の洗浄方法＞
本発明の洗浄方法は、コイル体の隣り合う輪部の間に形成された間隙部を介し、原液を濾過するフィルタ装置の洗浄方法であって、濾物を上記コイル体から除去（逆洗）する際、上記コイル体の軸方向に向かって上記コイル体を伸縮振動させることを特徴とする。以下、当該洗浄方法の一実施形態について、上述したフィルタ装置１を用いた洗浄を例にとって説明する。

当該フィルタ装置１の洗浄方法（上記［３］の逆洗）では、以下に示す［３−１］〜［３−３］を順次実行する。

［３−１］フィルタ装置１の開口部５２に相通するケース体５０外部のバルブ（不図示）を切り替え、上記開口部５２を介して空間Ｂ内にエアを導入できる状態に切り替えると共に、開口部５３に相通するケース体５０外部のバルブ（不図示）を開放しかつ開口部５１に相通するケース体５０外部のバルブ（不図示）を閉塞する。

［３−２］伸縮装置４０を用い、コイル体１０の軸方向に向かって上記コイル体１０を伸縮振動させながら開口部５２を介してケース体５０の空間Ｂ内にエアを圧送する。この際、エアの圧力で空間Ｂに残留している濾液がコイル体１０の間隙部ｓを通して空間Ａに押し出され、図２Ｄに示すように、上記押し出された濾液の勢いにより濾物が付着した濾過助剤２０がコイル体１０から脱離し、開口部５３を介してケース体５０の外部に排出される。なお、エアの圧力や流量等は適宜決定することができる。また、エアの圧送は、公知の技術を用いることができる。

［３−３］濾物が付着した濾過助剤２０がコイル体１０から除去された後、バルブを切り替えて開口部５２を介して空間Ｂから濾液をケース体５０の外部に送出できる状態にすると共に、開口部５３を閉塞しかつ開口部５１を開放する。この［３−３］が実行されることで上記［３］の逆洗が完了する。

以上のように、当該フィルタ装置１の洗浄方法は、上記構成であるので、濾物を除去する際、上記濾物を迅速かつ確実にコイル体１０から除去することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、上述した実施形態では、コイル体１０の間隙部ｓに濾過助剤２０を付着させたフィルタ装置１について説明したが、図３に示すような濾過助剤２０を用いないフィルタ装置２も本発明の意図する範囲内である。図３に示すフィルタ装置２では、コイル体１０の隣り合う輪部１０ａどうしが異物を捕獲することで濾別が実行される。

また、上述した実施形態では、コイル体１０の各輪部１０ａに設けられた突起状のスペーサ１０ｂにより間隙部ｓを所定の間隙の寸法に維持するフィルタ装置１について説明したが、突起状以外のスペーサを用いたフィルタ装置（不図示）や、スペーサを設けずに間隙部を維持するフィルタ装置（不図示）であってもよい。

１、２ フィルタ装置
１０ コイル体
１０ａ 輪部
２０ 濾過助剤
３０ ロッド
４０ 伸縮装置
５０ ケース体
ｓ 間隙部

Claims (4)

1. コイル体の隣り合う輪部の間に形成された間隙部を介し、原液を濾別するフィルタ装置であって、
   前記コイル体の軸方向に向かって前記コイル体を伸縮振動させる伸縮手段を備えていることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記伸縮手段による伸縮振動の周期が、規則的または不規則的である請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 微粒子状の濾過助剤を備え、この濾過助剤が前記間隙部に付着している請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置。
4. コイル体の隣り合う輪部の間に形成された間隙部を介し、原液を濾別するフィルタ装置の洗浄方法であって、
   濾物を前記コイル体から除去する際、前記コイル体の軸方向に向かって前記コイル体を伸縮振動させることを特徴とする洗浄方法。

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