(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の上下に空間部と濾過部とが形成されて水平な軸線を中心に回転可能な横型の濾槽と、前記軸線上に設けられて前記空間部に配置された原水流出部に接続される原水管と、前記軸線上に設けられて前記濾過部に配置された濾水流入部に接続される濾水管と、を有する濾過装置であって、
前記原水管及び前記濾水管は、前記濾槽と一体で回転しない固定構造を有し、
前記濾水流入部は、前記濾槽の内側面に対して一定の間隔をあけて配置される濾水流入面と、該濾水流入面に配設されて前記濾水管に連通され、前記濾過部の濾材が付着物によって閉塞された際に行われる逆流洗浄時に、前記濾過部の濾材と表面が擦り合わされる複数個の濾水流入口と、を有し、
前記濾水流入口は、濾槽回転方向へ延びるスリットから構成され、
前記濾水流入部は、前記濾槽の回転時に前記濾過部の濾材を掻き分ける少なくとも一対の掻き分け面を有し、前記濾槽回転方向の先端部分に前記一対の掻き分け面の稜部が形成されることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
前記濾水流入部は、前記濾水流入面を被う網を有することを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】
前記原水管は、前記濾槽の一側に配置され、
前記濾水管は、前記濾槽の他側に配置、又は前記原水管との二重管構造によって前記濾槽の一側に配置され、
前記原水管又は前記濾水管は、前記濾槽との接触部が他の部分よりも耐摩耗性が高い部材によって構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、池やプールの水、水耕栽培、浴場、一般家庭排水、工業排水等に適した横型の濾槽を備える濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内部の上下に空間部と濾過部とが形成された横型の濾槽と、濾槽を軸心方向（水平方向）へ貫通して空間部に配置された原水流出部に連通される原水管と、濾槽を軸心方向へ貫通して濾過部に配置された濾水流入部に連通される濾水管とを備える濾過装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、上記濾過装置を、例えば、池の水の濾過に使用する場合に、濾過効率を保つために順流洗浄を行うと、濾槽内に入り込んだ藻が順流洗浄時に濾水流入部に付着し、洗浄の能率が低下することがあった。そのため、濾過装置の使用が制限される場合があった。しかし、逆流洗浄を行うと、上記のようなことがなく、濾過対象が制限されないことから、このような濾過装置には、濾槽を軸心回りに予め定められた速度で回転させることにより濾層部の濾材を擦り合わせて濾材に付着した付着物を剥離させ、剥離させた付着物を濾水流入部から濾槽の内部に供給した洗浄水（逆流水）によって原水管を通して濾槽の外部へ排出させる逆流洗浄機能を有するものがある。このような逆流洗浄機能を有する濾過装置では、典型的な縦型濾過装置と比較した場合、濾材の完全復元が可能であること、洗浄水の使用量が大幅に削減されること、が大きな特徴である。
【０００３】
上述した横型濾過装置では、逆流洗浄時に、濾水流入部の表面に付着した付着物も同時に除去することができるが、濾水流入部（ストレーナ）に形成された濾水流入口（孔）に詰まった付着物を除去する濾材（砂）の押圧力は固定式に比べて弱く、濾水流入部を定期的にメンテナンスする必要がある。また、原水管及び濾水管が濾槽と一体で回転しない固定構造であるため、逆流洗浄での濾槽回転時に濾槽と原水管又は濾水管との間に介装されたシール部材（グランドパッキン）とが摺動することによる原水管又は濾水管の摩耗対策が必要であるが、例えば耐摩耗性が高いステンレス鋼管を原水管又は濾水管全体に採用した場合、製造コストが大幅に増加する要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００２／０２８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、濾過能力を長期間維持することが可能で、且つ耐久性に優れた濾過装置を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の濾過装置は、内部の上下に空間部と濾過部とが形成されて水平な軸線を中心に回転可能な横型の濾槽と、前記軸線上に設けられて前記空間部に配置された原水流出部に接続される原水管と、前記軸線上に設けられて前記濾過部に配置された濾水流入部に接続される濾水管と、を有する濾過装置であって、前記原水管及び前記濾水管は、前記濾槽と一体で回転しない固定構造を有し、前記濾水流入部は、前記濾槽の内側面に対して一定の間隔をあけて配置される濾水流入面と、該濾水流入面に配設されて前記濾水管に連通され、前記濾過部の濾材が付着物によって閉塞された際に行われる逆流洗浄時に、前記濾過部の濾材と表面が擦り合わされる複数個の濾水流入口と、を有し、前記濾水流入口は、濾槽回転方向へ延びるスリットから構成され、前記濾水流入部は、前記濾槽の回転時に前記濾過部の濾材を掻き分ける少なくとも一対の掻き分け面を有し、前記濾槽回転方向の先端部分に前記一対の掻き分け面の稜部が形成されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の濾過装置は、前記濾水流入部は、前記濾水流入面を被う網を有していてもよい。
【０００９】
さらに、本発明の濾過装置は、前記原水管は、前記濾槽の一側に配置され、前記濾水管は、前記濾槽の他側に配置、又は前記原水管との二重管構造によって前記濾槽の一側に配置され、前記原水管又は前記濾水管は、前記濾槽との接触部が他の部分よりも耐摩耗性が高い部材によって構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、濾過能力を長期間維持することが可能で、且つ耐久性に優れた濾過装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態である濾過装置の軸平面による断面図である。
【図２】本発明の実施形態である濾過装置の二重管の正面図である。
【図３】本発明の実施形態である濾過装置のストレーナが軸線回りに斜め下向きに取り付けられる態様を示す図であり、図２における右方向の視線で見た場合を示す図である。
【図４】図１における部分拡大図であり、濾槽と二重管との接続部の構造を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態である濾過装置のストレーナの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態である濾過装置のストレーナの底面図である。
【図７】本発明の実施形態である濾過装置のストレーナの正面図である。
【図８】本発明の実施形態である濾過装置のストレーナの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を、添付した図を参照して説明する。
図１に示されるように、濾過装置1は、水平に配置された軸線（以下、軸線L）を中心に回転可能な横型の濾槽2を有する。濾槽2は、内部の上側（図１における上側）に空間部3が形成され、内部の下側（図１における下側）に濾過部4が形成される。濾槽2は、軸線L方向（図１における左右方向）へ２分割に構成され、図１における左側の分割体2Aのフランジと、図１における右側の分割体2Bのフランジとが、シール部材（図示省略）を介装して複数個のボルト及びナットで固定されて一体化される。
【００１３】
なお、濾槽2は、軸線L方向中央部分が略円筒形に形成され、軸線L方向両側部分が略ドーム形に形成される。また、濾槽2は、濾槽本体の強度を確保するため、濾槽本体の外側及び内側に複数個のリブ46が設けられる。また、濾過部4は、処理目的に応じて、珪砂、セラミック、ガラス、活性炭、クリスバル等の濾材を単一又は混合することにより構成される。
【００１４】
図１に示されるように、濾槽2は、軸線L方向両側の端面5A ,5Bに設けられる一対のボス部6A ,6Bを有する。一対のボス部6A ,6Bは、軸線Lに対して同軸に配置されるとともに、濾槽本体と一体で形成（成形）される。濾槽分割体2Bの端面5Bの軸心位置には、ボス部5Bの内径よりも小さい外径を有する軸穴7が設けられ、該軸穴7にはフレーム16に固定された二重管8が嵌入される。図２に示されるように、二重管8は、原水を濾槽2の空間部3へ送るための原水管9と、濾過部4によって濾過された濾水を濾槽2の外部へ送るための濾水管10と、を含む。
【００１５】
原水管9は、二重管8の内側の管を構成し、軸線Lに対して同軸に配置される。原水管9の一端（図２における左側端部）には、濾槽2の内部空間に配置される原水流出管11（原水流出部）が、エルボ12を介して接続される。図１に示されるように、原水流出管11は、上方向（図１における上方向）へ延びて、端部が濾槽2の空間部3内で開口される。これにより、ポンプ（図示省略）によって圧送される原水は、原水管9を経て原水流出管11の開口から濾槽2の空間部3へ向けて、上向きに放出される。なお、本実施形態において、原水管9、原水流出管11及びエルボ12には、塩化ビニル管が使用される。また、原水管9は、軸線Lに対して同軸に配置する必要はなく、軸線Lに対して偏心させることが可能である。
【００１６】
濾水管10は、二重管8の外側の管を構成し、原水管9に対して同軸に配置される。濾水管10は、大別して、軸線L方向へ３分割に構成され、濾水管10の軸線L方向中央部分を構成する管部材13Aと、濾槽2の外側に配置されて管部材13Aの一端部（図１、図２における右側端部）に接続される管部材13Bと、濾槽2の内側に配置されて管部材13Aの他端部（図１、図２における左側端部）に接続される管部材13Cと、を含む。なお、管部材13Aはステンレス鋼管によって構成され、管部材13B及び管部材13Cは塩化ビニル管によって構成される。
【００１７】
管部材13Bは、一端（図１、図２における左側端部）が管部材13Aの一端部内周面に嵌合され、他端（図１、図２における右側端部）が閉塞部材14によって閉塞される。管部材13Bは、管部材13Bの内外径よりも小さい内外径の枝管15を有し、該枝管15は、二重管8がフレーム16に固定された状態（図１参照）で、鉛直方向へ下向きに延びる。なお、管部材13Aと管部材13Bとの間は、液密にシールされる。また、閉塞部材14の中心位置を原水管9が貫通し、原水管9と閉塞部材14との間は、液密にシールされる。
【００１８】
管部材13Cは、一端（図１、図２における右側端部）が管部材13Aの他端部内周面に抜き差し可能に嵌合され、他端（図１、図２における左側端部）が閉塞部材17によって閉塞される。また、管部材13Cは、管部材13Cの内外径よりも小さい内外径の枝管18を有し、該枝管18は、二重管8がフレーム16に固定された状態（図１参照）で、鉛直方向へ下向きに延びる。なお、枝管18が斜め下方向、例えば、図３に示されるように、鉛直線に対して軸線L回り（図３における反時計回り方向）に４５°の方向へ延びるように、管部材13Cを管部材13Aに接続することが可能である。また、管部材13Cは、管部材13Aが濾槽2の軸穴7に嵌入された後、濾槽分割体2Bの内側から管部材13Aに接続される。また、管部材13Cと管部材13Aとはボルトによって固定される。また、閉塞部材17の中心位置を原水管9が貫通する。
【００１９】
図４を参照して、濾槽2と二重管8との接続構造を説明する。上述したように、二重管8は、ステンレス鋼管からなる管部材13Aが濾槽分割体2Bの軸穴7に嵌入されることにより、濾槽2に摺動可能に接続される。管部材13Aと濾槽分割体2Bとの間は、管部材13Aの外周面とボス部6Bの内周面との間に形成される環状の空間に挿入されたグランドパッキン19によって液密にシールされる。なお、グランドパッキン19は、管部材13Aの外周面に摺動可能に嵌合された円筒形のストッパ20によって加圧されて上記環状の空間に充填される。また、濾槽分割体2Bのボス部6Bの端面には、複数個（本実施形態では３個）のねじ穴21が軸線L回りに等間隔（本実施形態では１２０°の角度位相）で配置されており、ストッパ20のフランジを貫通させた各ボルト（図示省略）を対応するねじ穴21に螺合させて締め付けることにより、グランドパッキン19が加圧されてシール性能が確保される。
【００２０】
次に、濾槽2の支持構造を説明する。図１に示されるように、濾槽2の軸線L方向両側の各ボス部6A ,6Bには、環状に形成されたキャップ22A ,22Bがそれぞれ装着される。各キャップ22A ,22Bの外周面は、フレーム16に固定された対応する各軸受部材23A ,23Bの軸受面によって摺動可能に支持される。なお、キャップ22A ,22B及び軸受部材23A ,23Bは、耐摩耗性に優れたプラスチック（例えば、ナイロン）によって構成される。また、濾槽分割体2Aのボス部6Aの端面には、駆動軸24が接続される。そして、駆動軸24を電動モータ（図示省略）によって回転駆動することにより、二重管8がフレーム16に固定された状態で、濾槽2は軸線Lを回転中心として回転することが可能である。
【００２１】
図１、図２に示されるように、濾水管10の管部材13Cの枝管18の端部には、ストレーナ25（濾水流入部）が取り付けられる。図５に示されるように、ストレーナ25は、ストレーナ本体部26と、ストレーナ25の底部を構成してストレーナ本体部26に着脱可能に装着されるストレーナ底部27と、を有する。ストレーナ底部27は、濾槽内周面28（内円筒面、図１参照）に対して一定の間隔をあけて配置される濾水流入面29を有する。図５に示されるように、ストレーナ底部27（濾水流入面29）は、濾槽内周面28に対応させた曲面によって構成される。
【００２２】
濾水流入面29は、平面視において（図６参照）、菱形の短い方の対角線の両側（図６における左右両側）を長い方の対角線と平行な一対の直線で切断した略六角形に形成され、この場合、菱形の長い方の対角線は、濾槽内周面28の周方向（以下、濾槽回転方向）に沿うように延びる。換言すると、ストレーナ底部27は、軸線L方向（図６における左右方向）の幅が濾槽回転方向の長さに対して狭く形成され、延いては、ストレーナ本体部26の軸線L方向の幅が濾槽回転方向の長さに対して狭く形成される。これにより、濾槽回転方向（図７において紙面と直交する方向）からの視線によるストレーナ25の投影面積が削減され、濾槽回転時（逆流洗浄時）における濾材とストレーナ25との抵抗が低減される。
【００２３】
ストレーナ底部27は、濾槽回転方向（図６における上下方向）へ延びる複数個のスリット30（濾水流入口）を有する。スリット30は、軸線L方向（図６における左右方向）へ一定の間隔をあけて配置され、且つ、図６において左右対称及び上下対称に配置される。なお、スリット30の幅は、使用する濾材に対応して決定することができる。また、濾水流入面29には、軸線L方向へ延びる凸部31が濾槽回転方向へ一定の間隔をあけて配置される。なお、凸部31は、濾水流入面29をウェッジワイヤ等の網で被う場合、該網を濾水流入面29から浮かせるために使用される。また、図１における符号47は、ストレーナ25のスリット30をメンテナンスするために濾槽2に取り付けられたメンテナンス用の窓である。
【００２４】
ストレーナ本体26は、ストレーナ底部27に対応する形状（六角形）の開口を有する基部32と、図８に示されるように、基部32の上面33の中央に立設されて管部材13Cの枝管18が挿入される管部34と、を含む。基部32は、濾槽回転方向前側（図８における上側）に配置されて、濾槽回転時（逆流洗浄時）に濾材が軸線L方向両側（図７、図８における左右方向両側）に掻き分けられるように構成された一対の掻き分け面35 ,36を有する。一対の掻き分け面35 ,36は、スカート状に形成されて稜部37が濾槽回転方向前端部（図８における上側端部）に配置される。各掻き分け面35 ,36は、ストレーナ25が濾槽回転時に濾材を持ち上げるようにして濾材内で推進することができるように（実際はストレーナ25は固定で濾材が移動する）、内側に傾倒される。
【００２５】
図８に示されるように、ストレーナ本体26の基部32は、濾槽回転方向後側（図８における下側）に配置された一対の掻き分け面38 ,39を有する。一対の掻き分け面38 ,39は、スカート状に形成されて、稜部40が濾槽回転方向後端部（図５、図８における下側端部）に形成される。一対の掻き分け面38 ,39は、濾槽回転時（逆流洗浄時）に濾材を持ち上げる必要がないことから一対の掻き分け面35 ,36のように内側に傾倒されていないが、一対の掻き分け面35 ,36のように内側に傾倒させることができる。
【００２６】
なお、一対の掻き分け面35 ,36と一対の掻き分け面38 ,39とは、軸線L方向両側（図７、図８における左右方向両側）に略平行に配置された一対の側面41 ,42によって接続される。また、ストレーナ本体部26の基部32の下面には、複数本の取付ボス43（図１参照）が立設されており、各取付ボス43の端面に形成されたねじ穴を利用して、ストレーナ底部27がストレーナ本体部26にボルトによって固定される。また、ストレーナ本体部26の基部32の上面33は、ストレーナ底部27に対応させた曲面に形成される。また、管部34は、ストレーナ本体部26とストレーナ底部27との間に形成される内部空間に連通される。さらに、ストレーナ25は、ストレーナ本体部26の基部32の上面33に立設された一対のリブ44 ,45を有する。一対のリブ44 ,45は、管部材34を挟むようにして軸線L方向両側に配置され、濾槽回転時（逆流洗浄時）における濾材の抵抗を軽減させるように作用する。
【００２７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
（濾過時）
濾過時において、原水は、ポンプによって圧送され、原水管9を通って濾槽2内へ供給される。この原水は、原水流出管11（原水流出部）の開口から濾槽2の空間部3へ上向きに放出される。空間部3の原水は、濾槽2の濾過部4の濾材を通過する過程で濾過される。濾過された原水、すなわち濾水は、ストレーナ25（濾水流入部）のスリット30（濾水流入口）から濾水管10に流入する。この濾水は、濾水管10を通って濾槽2外へ送られる。なお、濾過時に、濾槽2は軸線L回りに回転しない。
【００２８】
（逆流洗浄時）
濾過を長時間行うと、濾材及びストレーナ25のスリット30に原水中の汚濁物質が付着し、濾過の能率が低下する。そのため、原水の流入方向とは逆方向に洗浄水を逆流させ、汚濁物質を濾材及びスリット30から剥離除去する逆流洗浄を行う。
【００２９】
逆流洗浄時において、濾槽2は、電動モータ（図示省略）の駆動により軸線L回りに低速（例えば、５〜８rpm）で回転される。濾槽2の回転に伴って濾過部4の全濾材が移動され、これにより、濾材が相互に擦り合わされ、米磨ぎの原理で濾材に付着した付着物（水質汚濁物質）が剥離される。また、濾材の移動によって濾材とストレーナ25とが接触し、ストレーナ25の表面に付着した付着物が剥離される。さらに、ストレーナ底部27の濾水流入口を濾槽回転方向（濾槽内周面28の周方向）へ延びる複数本のスリット30としたことにより、濾材の移動によって濾材の粒が各スリット30に沿って移動する。これにより、濾材の研磨作用によって、スリット30に詰まった付着物が効果的に剥離除去される。
【００３０】
一方、逆流洗浄時に、濾過時（順流時）に対して三方弁（図示省略）が切り替えられる。これにより、洗浄水がポンプによって圧送され、濾水管10を通って濾槽2内へ供給される。この洗浄水は、ストレーナ25のスリット30から濾槽2内を移動する濾材中へ下向きに放出される。洗浄水は、濾材、濾水流入面29等を洗浄後、原水流出管11に流入し、原水管9を通って濾槽2外へ排出される。これにより、洗浄水に含まれる付着物は、洗浄水（排水）とともに原水管9を通して濾槽2の外へ排出される。
【００３１】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、ストレーナ底部27の濾水流入面29を対向する濾槽内周面28に対応する曲面とし、濾水流入面29の濾水流入口を濾槽回転方向（濾槽内周面28の周方向）へ延びるスリット30としたので、逆流洗浄時に濾槽2を軸線L回りに回転させることにより、濾材の移動によって、濾材の粒は各スリット30に沿って移動する。このとき、濾材の研磨作用によってスリット30に詰まった付着物が効果的に剥離除去され、ストレーナ25（濾水流入部）のスリット30（濾水流入口）の目詰まりによる閉塞を防止することができる。その結果、長期間に亘って高い濾過能力が維持される濾過装置を提供することができる。また、濾材間の擦り合わせにより、濾材交換の必要がなく、逆流洗浄時に使用される水も少量で済むため、ランニングコストを削減することができる。
【００３２】
本実施形態によれば、ストレーナ25に一対の掻き分け面35 ,36を設けて、逆流洗浄時に濾槽2を軸線L回りに回転させたときに、見掛け上（実際はストレーナ25は移動しない）、ストレーナ25が一対の掻き分け面35 ,36で濾槽回転方向前方の濾材を軸線L方向両側へ掻き分けながら推進されるように構成したので、濾槽回転時における濾材とストレーナ25との抵抗を低減することができ、その結果、濾水管10（特に、枝管18の根元部分）に作用する荷重並びに濾槽2を回転駆動する電動モータの負荷を軽減することができる。
【００３３】
本実施形態によれば、二重管8における濾槽2及びグランドパッキン19との接触部分、すなわち、濾水管10の一部を耐摩耗性に優れたステンレス鋼管によって構成したので、濾過装置1の耐久性並びに信頼性を向上させることができる。また、ステンレス鋼管を耐摩耗性が要求される部分、すなわち、濾槽2及びグランドパッキン19との接触部分のみに使用したので、濾水管10全体をステンレスによって構成した場合と比較して、製造コストを大幅に削減することができる。
【００３４】
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。
本実施形態では、二重管8の採用により、原水管9と濾水管10とを濾槽2の一側（図１における右側）に配置したが、例えば、原水管9を濾槽2の一側に配置するとともに濾水管10を濾槽2の他側（図１における左側）に配置して濾過装置1を構成することができる。この場合、原水管9の濾槽2及びグランドパッキン19との接触部分、並びに、濾水管10の濾槽2及びグランドパッキン19との接触部分のみをステンレス鋼管によって構成することにより、本実施形態と同等のコスト削減効果を得ることができる。
また、濾水流入面29を繊維等の網で被うことができる。この場合、ストレーナ25の濾水流入口（スリット30）の目詰まりによる閉塞をより効果的に防止することができる。
また、逆流洗浄時には、濾槽2を軸線L回りに回転させる他、濾槽2を軸線L回りに揺動させることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  濾過装置、２  濾槽、３  空間部、４  濾過部、８  二重管、９  原水管、１０  濾水管、１１  原水流出管（原水流出部）、２５  ストレーナ（濾水流入部）、２９  濾水流入面、３０  スリット（濾水流入口）、３５，３６  掻き分け面、３７  稜部
【図１】
0005904874.tif 000002
【図２】
0005904874.tif 000003
【図３】
0005904874.tif 000004
【図４】
0005904874.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005904874.tif 000007
【図７】
0005904874.tif 000008
【図８】
0005904874.tif 000009