JP3069955B2 - 濾過装置および濾過方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体や気体中の微小
な固形分を濾過する濾過装置およびその濾過装置を使用
する濾過方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体や気体等の流体中の微小な固形分を
濾過する装置として、例えば特開平８−１９６８２１号
公報には、螺旋状に巻回された線材の隣接輪間に流体通
過用の間隙を形成した濾過エレメントを使用したものが
提案されている。この濾過エレメント１は図３に示すよ
うに、外周部に沿って複数の突起部Ａを設けた断面円形
の線材を螺旋状に巻回し、線材の隣接輪間に流体通過用
の間隙Ｂを設けたものであり、エレメント全体がコイル
型に形成される。

【０００３】図４はこのコイル型の濾過エレメント１を
使用した濾過装置である。装置本体に設けた管板７の取
付孔にトップ金具３を取り付け、そのトップ金具３に濾
過エレメント１を装着すると共に、ナット５で下端にボ
トム金具４を取り付けた芯金２の上端をトップ金具３に
差し込んで上方からナット６で締結する。そして濾過エ
レメント１の周囲に、ケイソウ土やケイソウ土を主剤と
してそれにパルプ粉末や活性炭などの粉末を混合した濾
過助剤８を付着させる。濾過時には流体が矢印のように
濾過エレメント１の外周部より内部へ流入し上方から排
出されるが、その際濾過すべき微小な固形分は濾過助剤
８に捕捉されて除去される。所定期間の濾過運転をする
ことによって、濾過エレメント１に固形分が蓄積してそ
の流体抵抗（差圧）が増加したときは、逆洗浄を行って
初期状態に回復させる。このとき、コイルバネからなる
濾過エレメント１を引延し、その隙間を大きくすること
が種々提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の濾過エレメント１の逆洗浄に、濾過エレメントを引き
延ばすには特別のシリンダーを必要とし、その構造が複
雑となる欠点があった。そこで本発明はこのような問題
を解決する濾過装置およびそれを使用する濾過方法を提
供することを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、筒状の本体１１と、該本体１１に設けられた流体の
流入部１２および流出部１３と、それら流入部１２と流
出部１３を仕切る管板１４と、該管板１４にその一方の
端部を取り付けられ、断面円形の線材を螺旋状に巻回し
たバネ性を有するコイル型の複数の濾過エレメント１５
と、前記濾過エレメント１５の外表面に濾過助材を付着
させる濾過助材付着手段と、この濾過エレメント１５を
複数本吊下した状態で濾過エレメント１５の外表面に流
体中の固形分を付着させる濾過手段と、この濾過エレメ
ント１５の内面側の流体の圧力を外面側のそれに対して
相対的に加圧して付着した固形分を除去する逆洗浄手段
と、前記本体１１の内面に外周が摺動する円板状のピス
トン１６と、該ピストン１６に加わる流体圧力を変化し
て、それが駆動される駆動手段２９を備え、前記濾過エ
レメント１５の他方の端部が前記ピストン１６に連結さ
れてなることを特徴とする濾過装置である。

【０００６】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の濾過装置を使用し、前記濾過エレメント１５の外表
面に濾過助材を付着させる濾過助材付着工程と、前記管
板１４に取付けられた濾過エレメント１５の下部に取付
けたピストン１６で圧縮した状態でその濾過助材を付着
した濾過エレメント１５の外表面に流体中の固形分を付
着させて濾過する濾過工程と、その圧縮した状態を解除
した状態でこの濾過エレメント１５の内面側の流体の圧
力を外面側のそれに対して相対的に加圧して付着した固
形分を除去する逆洗浄工程とを有することを特徴とする
濾過方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は本発明の濾過装置の１部を切り
欠いて示す正面図であり、図２は図１のII部拡大図であ
る。濾過装置１０は筒状の本体１１と、該本体１１に設
けられた流体の流入部１２および流出部１３と、それら
流入部１２と流出部１３を仕切る管板１４を備えてい
る。そして本体１１内には複数本のバネ性を有する細長
いコイル型の濾過エレメント１５と、外周が内面に接触
してスライドする１つのピストン１６が設けられる。各
濾過エレメント１５の一方の端部は管板１４に取り付け
られ、他方の端部がピストン１６に連結される。

【０００８】本体１１は断面円形の下胴部１７、上胴部
１８および蓋部１９を順に連ねて構成される。下胴部１
７の側壁には流入部１２が設けられると共に内部にピス
トン１６が、図２の如く、シール用Ｏリング３３および
摺接用リング３２を介してスライド自在に配置され、上
胴部１８の下縁部には管板１４が取り付けられる。そし
て管板１４と下胴部１７の上縁部がフランジ結合され
る。また上胴部１８と蓋部１９も同様にフランジ結合さ
れ、その蓋部１９の頂部に流出部１３が設けられる。流
入部１２には濾過すべき流体を貯蔵するタンク（図示せ
ず）に連通する配管２０が接続され、配管２０に開閉弁
２１が設けられる。また流出部１３には濾過した流体を
貯蔵するタンク（図示せず）に連通する配管２２が接続
され、配管２２に開閉弁２３が設けられる。

【０００９】管板１４にはその全面に等間隔で複数の取
付孔２４が二次元的に設けられる。またピストン１６は
耐蝕性および耐久性を有するステンレス等の肉圧の金属
円板からなり、その全面に等間隔で複数の取付孔２５が
二次元的に設けられる。濾過エレメント１５はステンレ
ス等の耐蝕性を有する金属線を螺旋状に巻回して形成さ
れた線輪２６と、その両端部に連結された取付金具２７
を有し、ボルト等の連結部材２８により管板１４の取付
孔２４とピストン１６の取付孔２５にそれぞれ着脱可能
に取り付けられる。なお線輪２６はバネ性を有し、ピス
トン１６をスライドさせることにより伸縮させることが
できる。金属線には図３に示したような外周部に沿った
複数の突起部Ａを設けたものを使用し、それによって線
輪２６の隣接輪間に流体通過用の間隙Ｂを形成するよう
にしている。そして濾過時にはこの間隙Ｂを流体が通過
する。なおこのように突起部Ａを設けず、濾過時にピス
トン１６で濾過エレメント１５を僅かに伸長状態に設定
し、それによって形成される間隙を利用して流体を通過
させるようにすることもできる。

【００１０】ピストン１６は駆動手段２９でスライドさ
れる。この例では駆動手段２９の駆動源として加圧流体
が使用され、本体１１を構成する下胴部１７がシリンダ
として作用し、その内壁面に摺接用リング３２を介して
ガイドされてピストン１６の周縁部がスライドする。な
おピストン１６の周縁部には環状溝が形成され、そこに
シール用Ｏリング３３が嵌着されている。加圧流体は下
胴部１７の底部と水などを加圧するポンプまたは空気を
加圧するコンプレッサ等の加圧流体源（図示せず）とを
連通する配管３０により供給され、該配管３０に開閉弁
３１が設けられる。そしてこれら加圧流体供給手段およ
び下胴部１７により駆動手段２９が構成される。

【００１１】次に上記濾過装置１０の作用を説明する
と、先ず各濾過エレメント１５の周囲にケイソウ土やケ
イソウ土を主剤としてそれにパルプ粉末や活性炭などの
粉末を混合した濾過助剤を付着させる。すなわち配管２
０と配管２２のラインを濾過助剤供給ラインに切り換
え、本体１１内に図示しない濾過助剤タンクから濾過助
剤を含む液体を循環することにより、各濾過エレメント
１５の周囲に濾過助剤を付着成長させ、所定量付着した
ら上記ラインを流体側（濾過側）に切り換える。

【００１２】（１）濾過工程 流体を濾過するには各濾過エレメント１５の線輪２６間
に所定の流体通路が形成されるように圧縮する。この圧
縮は開閉弁３１を開けてピストン１６を上方にスライド
させることによって行う。金属線に図３に示したような
外周部に沿った複数の突起部Ａを設け、線輪２６の隣接
輪間に流体通過用の間隙Ｂを形成するようにした場合
は、各濾過エレメント１５が完全に圧縮された状態とす
る。また突起部Ａを設けない場合は、線輪２６の隣接輪
間に同様な間隙Ｂが形成される位置に圧縮する。次に開
閉弁２１、２３を開け、濾過すべき流体を本体１１内に
循環させて濾過を開始する。濾過を続けると各濾過エレ
メント１５の線輪２６間に固形分が次第に蓄積して差圧
が増加してくるので、それが所定値を越えたら逆洗浄工
程に切り換える。

【００１３】（２）逆洗浄工程 先ず開閉弁２１、２３を閉じて濾過工程を終了させ、次
いで駆動手段２９の加圧流体の圧力を、例えば加圧流体
供給手段に設けた大気放出弁などにより低下させ、各濾
過エレメント１５の圧縮を解除する。この解除により各
濾過エレメント１５はそのバネ性により伸長し、線輪２
６の隣接輪間の間隙Ｂが拡大する。さらには、ピストン
１６の下面側の内圧をその上面側のそれに対して低下さ
せることによりピストン１６をさらに下降させてもよ
い。また、それらの差圧を変化させ、濾過エレメントを
周期的に伸縮させながら逆洗浄を行なえばさらに効果的
である。そして、配管２２と配管２０のラインを洗浄ラ
インに切り換え、開閉弁２１、２３を開けて図示しない
洗浄タンクから洗浄水を供給する。洗浄水は流出部１３
を経て蓋部１９内に導入され、各濾過エレメント１５を
通過して下胴部１７より流入部１２を経て洗浄タンクに
戻される。逆洗浄が完了したら開閉弁２１、２３を閉
じ、駆動手段２９の加圧流体の圧力を元に戻して濾過工
程に切り換える。なお逆洗浄により固形分と共に濾過助
剤が多く離脱した場合には、前記のように濾過工程に入
る前に順方向に濾過助剤を含む液体を流すことにより再
付着させる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の濾過装置
によれば、逆洗時に本体１１自体をシリンダーに兼用し
て、その内面に摺接するピストン１６に流体圧力を加え
るという単純な構造により濾過エレメントを伸張して、
その隙間をあけ逆洗浄を容易且つ迅速に行い得る。そし
てその装置の小型化を行い得る。 さらに請求項２に記載
の濾過方法は、請求項１に記載の濾過装置を使用し、そ
の濾過エレメントをピストンで圧縮した状態で流体の濾
過を行い、その圧縮を解除した状態で濾過エレメントの
逆洗を行うことを特徴とする。そのため、効率の良い濾
過を行うことができると共に、逆洗浄での固形分の離脱
性を高めて洗浄時間を短くし、濾過装置の長期運転効率
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過装置の１部を切り欠いて示す正面
図。

【図２】図１のII部拡大図。

【図３】従来の濾過エレメントの１例を示す断面図。

【図４】従来の濾過装置を示す部分断面図。

【符号の説明】

１ 濾過エレメント ２ 芯金 ３ トップ金具 ４ ボトム金具 ５ ナット ６ ナット ７ 管板 ８ 濾過助剤 １０ 濾過装置 １１ 本体 １２ 流入部 １３ 流出部 １４ 管板 １５ 濾過エレメント １６ ピストン １７ 下胴部 １８ 上胴部 １９ 蓋部 ２０ 配管 ２１ 開閉弁 ２２ 配管 ２３ 開閉弁 ２４ 取付孔 ２５ 取付孔 ２６ 線輪 ２７ 取付金具 ２８ 連結部材 ２９ 駆動手段 ３０ 配管 ３１ 開閉弁 ３２ 摺接用リング ３３ シール用Ｏリング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の本体１１と、該本体１１に設けら
   れた流体の流入部１２および流出部１３と、それら流入
   部１２と流出部１３を仕切る管板１４と、該管板１４に
   その一方の端部を取り付けられ、断面円形の線材を螺旋
   状に巻回したバネ性を有するコイル型の複数の濾過エレ
   メント１５と、前記濾過エレメント１５の外表面に濾過
   助材を付着させる濾過助材付着手段と、この濾過エレメ
   ント１５を複数本吊下した状態で濾過エレメント１５の
   外表面に流体中の固形分を付着させる濾過手段と、この
   濾過エレメント１５の内面側の流体の圧力を外面側のそ
   れに対して相対的に加圧して付着した固形分を除去する
   逆洗浄手段と、前記本体１１の内面に外周が摺動する円
   板状のピストン１６と、該ピストン１６に加わる流体圧
   力を変化して、それが駆動される駆動手段２９を備え、
   前記濾過エレメント１５の他方の端部が前記ピストン１
   ６に連結されてなることを特徴とする濾過装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の濾過装置を使用し、前
   記濾過エレメント１５の外表面に濾過助材を付着させる
   濾過助材付着工程と、前記管板１４に取付けられた濾過
   エレメント１５の下部に取付けたピストン１６で圧縮し
   た状態でその濾過助材を付着した濾過エレメント１５の
   外表面に流体中の固形分を付着させて濾過する濾過工程
   と、その圧縮した状態を解除した状態でこの濾過エレメ
   ント１５の内面側の流体の圧力を外面側のそれに対して
   相対的に加圧して付着した固形分を除去する逆洗浄工程
   とを有することを特徴とする濾過方法。