(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスフロータイプの膜利用型濾過手段と、
該膜利用型濾過手段に油水混合した濾過対象流体を一方向に循環させる循環経路と、
該循環経路内で濃縮された濾過対象流体の油成分を分離して回収する浮上油回収手段と、
前記循環経路内で濃縮された濾過対象流体中のごみを取るごみ取り手段と、
前記循環経路内で濃縮された濾過対象流体を前記浮上油回収手段に流入し、再び循環経路内に流出する経路と、
前記循環経路内で濃縮された濾過対象流体を前記ごみ取り手段に流入し、再び循環経路内に流出する経路と、
前記ごみ取り手段内の気体を該ごみ取り手段内の流体と共に前記浮上油回収手段に導く経路と、を備えたことを特徴とする濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油水混合した濾過対象流体の濾過を行う濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水あるいは洗浄剤を含んだ洗浄液の再利用や排水処理を行うために用いられる濾過装置に、精密濾過膜や限外濾過膜を利用した膜利用型濾過手段を採用しているものがある。
【０００３】
これは、油滴の大きさよりもはるかに小さな微細孔を有する膜を透過させて濾過対象となる油分を含んだ洗浄液の濾過を行い、油と水を分離して油分の含まない洗浄液を得るものである。
【０００４】
以下に、従来技術に係る濾過装置について、図２を参照して説明する。図２は従来技術に係る濾過装置の概略構成図である。
【０００５】
図に示したように、濾過装置１００は、洗浄対象となるワークＷに付着した汚れや油分を除去（洗浄槽１０１の内部に水と洗浄剤を主成分とする洗浄液Ｌを入れ、その中にワークＷを浸漬して、超音波や攪拌、振動といった物理作用により、汚れや油分を除去）して、洗浄に要した洗浄液Ｌを濾過するものである。
【０００６】
すなわち、この洗浄槽１０１の中に次々と連続的にワークＷを投入すると、洗浄槽１０１内の洗浄液Ｌの油分濃度が上昇して、ワークＷに対する洗浄能力が低下するので、濾過装置１００によって洗浄槽１０１内の洗浄液Ｌを洗浄して洗浄能力を回復させるものである。
【０００７】
洗浄槽１０１内の濾過対象流体を濾過する際には、まず、濾過対象流体をバッファタンク１０２を介した後にポンプ１０３の力によって循環経路Ｋを循環させる。
【０００８】
そこで、循環経路Ｋ内に設けられた膜利用型濾過手段１０４により、濾過対象流体はクロスフローされて、濾過された流体は経路Ｓ１によって洗浄槽１０１へと戻される。
【０００９】
また、膜利用型濾過手段１０４によって濾過されなかった濾過対象流体は再び循環経路Ｋを循環する。
【００１０】
このように、濾過対象流体が循環経路Ｋを循環するにつれて流体中の油成分濃度が高くなっていき、流量制御弁１０５によって油成分濃度が高くなった濾過対象流体は、経路Ｓ２およびＳ３へと導かれ、それぞれ、ごみ取り手段１０６、浮上油回収手段１０７を通った後に再び循環経路Ｋへと戻される。
【００１１】
ここで、ごみ取り手段１０６では液中の比較的大きな浮遊物（ごみ）を取り除くものであり、浮上油回収手段１０７では極細繊維構造体で形成されるコアレッサーフィルター１０７ａに液を透過させて湯滴径を大きくさせて、濃縮された油分を上部に浮き上がらせて油分のみを外部に排出させるものである。
【００１２】
以上のように、濾過対象流体を効率良く濾過して、洗浄槽１０１内の洗浄液Ｌの洗浄能力を維持していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１４】
上述の洗浄槽１０１内の濾過対象流体が各経路を流動する際には、空気などの気体を伴って流動している。
【００１５】
そこで、経路Ｓ２を流動する際に、ごみ取り手段１０６において、気体（空気）が溜まってしまい、以下のような問題があった。
【００１６】
ごみ取り手段１０６部においては、圧力が発生する部分であるが、運転を停止すると常圧に戻って、溜まった気体は膨張して圧縮気体として存在することになる。
【００１７】
そのため、まず、本装置でいわゆる逆洗を行う場合には、洗浄槽１０１の下流側の入口弁１０８を開いておき、浮上油回収手段１０７の排油弁１０９を開くが、この時に、ごみ取り手段１０６部に圧縮気体があると、必要以上の循環液が、洗浄槽１０１に戻ってしまったり、廃油タンク１１０に排出されてしまったりしていた。
【００１８】
また、通常の装置の停止時においては、入口弁１０８や透過弁１１１を閉じて圧力を保持した後に運転を停止することによって、上述のように必要以上の循環液が、洗浄槽１０１に戻ってしまったり、廃油タンク１１０に排出されてしまったりすることを防止できるが、装置の停止中にバルブを開くと液体が噴出するなどのおそれがあった。
【００１９】
そこで、透過弁１１１を開いて圧力を逃がすと、膜利用型濾過手段１０４内に流れがないままに濾過されるため膜の目詰まりが発生しまっていた。
【００２０】
以上のように、ごみ取り手段１０６内に気体が溜まると、様々な弊害をもたらしていた。
【００２１】
また、上述のように、浮上油回収手段１０７に備えられたコアレッサーフィルター１０７ａを透過させる構成においては、コアレッサーフィルター１０７ａが閉塞すると浮上油回収手段１０７内に液を流入させることができなくなってしまっていた。
【００２２】
さらに、コアレッサーフィルター１０７ａを透過させる構成では、浮上油回収手段１０７内部に固形粒子を導くことができず、固形粒子を排出することができなかった。
【００２３】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、効率良く濾過することが可能であり、かつ、圧縮気体による弊害を解消すると共に、濾過性能の向上を図った信頼性に優れた濾過装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、クロスフロータイプの膜利用型濾過手段と、該膜利用型濾過手段に油水混合した濾過対象流体を一方向に循環させる循環経路と、該循環経路内で濃縮された濾過対象流体の油成分を分離して回収する浮上油回収手段と、前記循環経路内で濃縮された濾過対象流体中のごみを取るごみ取り手段と、前記循環経路内で濃縮された濾過対象流体を前記浮上油回収手段に流入し、再び循環経路内に流出する経路と、前記循環経路内で濃縮された濾過対象流体を前記ごみ取り手段に流入し、再び循環経路内に流出する経路と、前記ごみ取り手段内の気体を該ごみ取り手段内の流体と共に前記浮上油回収手段に導く経路と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
したがって、循環経路内で濃縮された濾過対象流体が直接浮上油回収手段に流入されるので、油成分が効率良く回収され、また、ごみ取り手段内の気体は浮上油回収手段に導かれるので気体が溜まってしまうこともなく、さらに、ごみ取り手段内の流体も浮上油回収手段に導かれるので、流体中の固体粒子も溜まってしまうこともなく、浮上油回収手段に導く経路が塞がれてしまった場合にも流体は浮上油回収手段に流れる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２７】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る濾過装置について説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施の形態に係る濾過装置の概略構成図である。
【００２９】
図に示したように、濾過装置１は、洗浄対象となるワークＷに付着した汚れや油分を除去（洗浄槽２の内部に水と洗浄剤を主成分とする洗浄液Ｌを入れ、その中にワークＷを浸漬して、超音波や攪拌、振動といった物理作用により、汚れや油分を除去）して、洗浄に要した洗浄液Ｌを濾過するものである。
【００３０】
すなわち、この洗浄槽２の中に次々と連続的にワークＷを投入すると、洗浄槽２内の洗浄液Ｌの油分濃度が上昇して、ワークＷに対する洗浄能力が低下するので、濾過装置１によって洗浄槽２内の洗浄液Ｌを洗浄して洗浄能力を回復させるものである。
【００３１】
まず、装置全体の概略を説明する。
【００３２】
洗浄槽２内の濾過対象流体を濾過する際には、まず、濾過対象流体をバッファタンク４を介した後にポンプ５の力によって循環経路Ｋを循環させる。
【００３３】
そこで、循環経路Ｋ内に設けられた膜利用型濾過手段６により、濾過対象流体はクロスフローされて、濾過された流体は経路Ｓ１によって洗浄槽２へと戻される。
【００３４】
また、膜利用型濾過手段６によって濾過されなかった濾過対象流体は再び循環経路Ｋを循環する。
【００３５】
このように、濾過対象流体が循環経路Ｋを循環するにつれて流体中の油成分濃度が高くなっていき、流量制御弁７によって油成分濃度が高くなった濾過対象流体は、経路Ｓ２およびＳ３へと導かれ、それぞれ、ごみ取り手段８、浮上油回収手段９を通った後に再び循環経路Ｋへと戻される。
【００３６】
経路Ｓ２およびＳ３は、膜利用型濾過手段６の高圧側である入口側から低圧側である出口側へと接続されているので、ポンプ５のみで各経路へ濾過対象流体を流動させることが可能である。
【００３７】
次に、各部について詳しく説明する。
【００３８】
まず、循環経路Ｋおよび膜利用型濾過手段６について説明する。
【００３９】
循環経路Ｋにおいては、膜利用型濾過手段６の他、絞り弁１０、圧力スイッチ１１、一次側圧力計１２、あるいは、二次側圧力計１３などが備えられている。
【００４０】
そして、循環経路Ｋには気体（空気）を抜くための経路Ｓ４が接続されており、この経路Ｓ４には開閉弁１４が設けられている。
【００４１】
膜利用型濾過手段６は、多数本の中空糸膜を束ねたものを限外濾過膜として用いた中空糸膜モジュールを使用することができ、ポンプ５にて供給された濾過対象流体（例えば５０〜２００ｐｐｍ）を中空糸膜の膜壁の内側表面に対して平行に流し、その時の濾過対象流体の一部が膜壁を透過して濾過され透過液（０〜１ｐｐｍ）を得ることができ（クロスフロータイプ）、経路Ｓ１によって洗浄槽２へと戻される。
【００４２】
なお、クロスフロータイプとは、膜利用型濾過手段を長期間運転可能とするために、中空糸膜モジュールを濾過対象となる洗浄液の循環経路に設けて、常に膜に対して平行の流れをつくって膜表面の汚染やつまりを最小限にするものである。
【００４３】
一方、濾過されなかった液体は、循環経路Ｋを再び循環して、循環するにつれて濃縮されていく（油成分が高くなっていく）。
【００４４】
次に、濃縮された濾過対象流体が流入する経路Ｓ２およびＳ３について説明する。
【００４５】
なお、経路Ｓ２およびＳ３は膜利用型濾過手段６の入口側から出口側へと、並列に接続されており、流量制御弁７や絞り弁９ｉによって各経路Ｓ２およびＳ３への流量が制御される。
【００４６】
経路Ｓ２には、ワインドフィルターユニット８１により構成されるごみ取り手段８が設けられている。
【００４７】
また、ワインドフィルターユニット８１には、一次側圧力計８２、弁８３、二次側圧力計８４を有している。
【００４８】
なお、ワインドフィルターとは、表面上に無数の孔を備えた芯に、糸（例えばポリプロピレン糸）を幾重にも巻き付けたもので構成されており、流体を糸の外側から芯の内側へと濾過することで、比較的大きな浮遊物（ごみ）を取り除くものである。
【００４９】
また、ごみ取り手段８としては、ストレーナーとすることも可能である。
【００５０】
経路Ｓ３には、浮上油回収手段９が設けられている。
【００５１】
この浮上油回収手段９は、油粗粒化手段であるコアレッサーフィルター９ｂを設けたタイプであり、このコアレッサーフィルター９ｂは滞留槽９ｃ内に設けられている。
【００５２】
この極細繊維構造体であるコアレッサーフィルター９ｂに濾過対象流体を透過させることによって、油滴径を大きくし比重差分離を促進させている。
【００５３】
また、滞留槽９ｃ内の上側の所定位置には、フロートスイッチ９ｄを設けており、このフロートスイッチ９ｄにて浮上した油と水との界面を感知する。
【００５４】
なお、界面検知が困難な条件の場合には、タイマーにより一定時間毎に排出するようにしている。
【００５５】
さらに、滞留槽９ｃの上方には濃縮液における浮上した油を外部に排出するための排出配管９ｅを接続しており、その排出配管９ｅにはバルブ９ｆを設けている。
【００５６】
なお、バルブ９ｆはモーターバルブが好ましい。
【００５７】
これは、スプリングによる開閉バルブであると油がスプリング部などにつまって開閉が確実に行われない可能性があるからである。
【００５８】
また、排出口９ａ側には廃油を溜めるタンク９ｇが設けられており、そのタンク９ｇ内の上側所定位置にはフロートスイッチ９ｈを設けている。
【００５９】
さらに、絞り弁９ｉ、浮上油回収手段９の一次側圧力計９ｋ、浮上油回収手段９の二次側圧力計９ｊなども設けている。
【００６０】
次に、戻し経路Ｓ１について説明する。
【００６１】
この経路Ｓ１には逆止弁１５を設けており、逆止弁１５の上流側および下流側にはそれぞれソレノイドバルブ１６，１７を設けており、ソレノイドバルブ１７により洗浄槽２に戻す量を制御している。
【００６２】
ソレノイドバルブ１６は、図中別枠で詳細を示したように、３方向バルブで、その３方向バルブはエアー源、外部（大気）、戻し経路Ｓ１に接続されている配管のα部に対してそれぞれ接続されている。
【００６３】
このソレノイドバルブ１６によって、膜利用型濾過手段６の逆洗時には、エアー源により経路Ｓ１を介して膜利用型濾過手段６内にエアーを流入し、逆洗終了時にはエアーを外部に流出して逆洗にて使用されたエアーを抜くようにしている。
【００６４】
次に、洗浄槽２から循環経路Ｋへの供給経路Ｓ０について説明する。
【００６５】
この供給経路Ｓ０には荒いごみなどを取り除くストレナー４１を内部に備えたバッファタンク４を設けている。
【００６６】
このバッファタンク４は、膜利用型濾過手段６の逆洗時に濃縮液を溜めるものであると共に、洗浄槽２が供給経路Ｓ０より下側にある場合の装置立ち上げ時の呼び水入れである。
【００６７】
また、バッファタンク４には圧力計４２および弁４３を設けている。
【００６８】
次に、本実施の形態の特徴である経路Ｓ５について説明する。
【００６９】
本実施の形態においては、ごみ取り手段８のケースの上部から浮上油回収手段９を構成する滞留槽９ｃの下部とを結ぶ配管によって経路Ｓ５を形成している。
【００７０】
そして、この配管に、弁や絞りを設けたり、あるいは、配管の口径の選定によって流量を設定することができ、ワインドフィルターユニット８１への圧力を所定の圧力に保持することができ、経路Ｓ２に比べて流量を少量にして、ごみ取り手段８としての機能を維持することができる。
【００７１】
このように、経路Ｓ５を設けることによって、ごみ取り手段８内の気体（空気）は、ごみ取り手段８内の流体と共に、浮上油回収手段９へ送られて、排出口９ａより排出されるので、気体が溜まってしまうことが防止され、圧縮気体による様々な弊害を防止することができる。
【００７２】
したがって、装置の運転開始時にフィルタの空気抜き操作が不要となり、また、逆洗時に流体の逆流する量が減少し、さらに、装置の停止時におけるフィルタ交換などのバルブ開放する場合の液体の噴出も防止できる。
【００７３】
また、経路Ｓ５を設けることによって、コアレッサーフィルター９ｂが閉塞してしまった場合においても、濾過対象流体を浮上油回収手段９へと導くことができるので浮上油回収の機能を維持することができる。
【００７４】
さらに、経路Ｓ５により流体により固形粒子も同時に送ることができ、排出口９ａにより固形粒子も排出することができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、循環経路内で濃縮された濾過対象流体を直接浮上油回収手段に流入するので、油成分を効率良く回収することができ、また、ごみ取り手段内の気体を浮上油回収手段に導くので気体が溜まってしまうこともなく、圧縮気体による弊害を防止することができ、さらに、ごみ取り手段内の流体と共に流体中の固体粒子も溜まってしまうこともなく、浮上油回収手段に導く経路が塞がれてしまった場合にも流体を浮上油回収手段に導いて、浮上油回収の機能を維持することができ、濾過性能が向上し、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る濾過装置の概略構成図である。
【図２】図２は従来技術に係る濾過装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  濾過装置
２  洗浄槽
５  ポンプ
６  膜利用型濾過手段
８  ごみ取り手段
９  浮上油回収手段
Ｋ  循環経路
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５  経路
【図１】
0003539147.tif 000002
【図２】
0003539147.tif 000003