(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を濾過して濾過水を生成する濾過ユニットであって、
両端が開放された筒状の１又は複数のデプスフィルタと、
前記デプスフィルタを収容する筐体と、を備え、
前記筐体は、当該筐体の内部空間を、当該内部空間に収容された前記デプスフィルタの両端側において当該デプスフィルタの内周面によって区画された２次側空間と連通する一対の第１の空間、及び、前記デプスフィルタの外周面に面した第２の空間に仕切る仕切部材と、
各第１の空間に臨むようにそれぞれ設けられ、前記デプスフィルタの両端側において前記２次側空間からの濾過水を当該筐体の外部にそれぞれ流出させる一対の濾過水取出部と、
前記第２の空間に臨むように設けられ、当該筐体内に前記原水を流入させる原水供給口部とを有し、
前記仕切部材は、筒状に形成されるとともに先端がエッジ形状を有し、前記仕切部材の先端は前記デプスフィルタの端面に食い込んでいる、デプスフィルタを用いた濾過ユニット。
【請求項２】
前記デプスフィルタは複数設けられており、
当該濾過ユニットは、隣り合うデプスフィルタ同士が間隔を空けた状態で互いに平行若しくは略平行になるように各デプスフィルタを連結する連結部材を備え、
前記筐体は、前記内部空間を囲む内周面に設けられ、且つ前記デプスフィルタの中心軸方向に延びる軸方向ガイド部材を有し、
前記連結部材は、前記筐体内で前記軸方向ガイド部材に沿って摺動できるように当該軸方向ガイド部材と係合可能な被ガイド部を周縁部に有する、請求項１に記載のデプスフィルタを用いた濾過ユニット。
【請求項３】
前記筐体は、前記デプスフィルタとの間に前記第２の空間を形成するように当該デプスフィルタをその周方向に囲む周壁を備え、
前記周壁の内周面は、先端が前記デプスフィルタの外周面に当接するように前記周壁の径方向内側に向けて突出する複数のガイド部を含み、
前記複数のガイド部は、前記デプスフィルタの周方向に間隔をおいて配置されている請求項１に記載のデプスフィルタを用いた濾過ユニット。
【請求項４】
原水を濾過して濾過水を生成する濾過装置であって、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の濾過ユニットと、
前記濾過ユニットの原水供給口部を通じて前記筐体内に原水を供給するポンプと、を備えるデプスフィルタを用いた濾過装置。
【請求項５】
内部を濾過水が流れる管材であって、前記一対の濾過水取出部にそれぞれ接続され、前記各濾過水取出部からの濾過水を合流させて外部に送り出す合流管を備え、
前記濾過ユニットは、前記デプスフィルタの中心軸が水平面に対して傾斜し若しくは垂直になるように配置され、
前記合流管は、当該合流管における前記濾過水を合流させる部位よりも前記デプスフィルタの下端側の位置に、当該合流管内に形成される前記濾過水の流路の断面積を局所的に小さくする絞り部を有する請求項４に記載のデプスフィルタを用いた濾過装置。
【請求項６】
前記２次側空間に濾過水を供給可能な逆洗部を備え、
前記濾過ユニットは、前記デプスフィルタの中心軸の水平面に対する傾斜角が１０°以上、且つ３０°以下となるように配置され、
前記デプスフィルタは、円筒状であり、
前記筐体は、前記デプスフィルタとの間に前記第２の空間を形成するように当該デプスフィルタをその周方向に囲む周壁と、前記第２の空間内の流体を当該筐体の外部に排出可能なドレン排出口部と、を有し、
前記周壁は、前記デプスフィルタの中心軸と平行な中心軸を有する略円柱面状の内周面を備え、
前記ドレン排出口部は、前記周壁の内周面における最も低い位置と対応する位置に設けられる請求項４又は５に記載のデプスフィルタを用いた濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デプスフィルタを用いて水等を濾過する濾過ユニット、及びデプスフィルタを用いた濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、デプスフィルタを用いた濾過装置を開示している。【０００３】
この濾過装置は、図９に示すように、デプスフィルタ１０２と、このデプスフィルタ１０２を収容する筐体１０４と、を備える。デプスフィルタ１０２は、上下に延びる円筒状である。そして、デプスフィルタ１０２の上端は開放され、下端は閉塞されている。筐体１０４は、デプスフィルタ１０２を内部に収容する本体部１０６と、デプスフィルタ１０２によって濾過された後の水（濾過水ｆｗ）を筐体１０４の外部に導く濾過水取出部１０８と、を備える。本体部１０６では、デプスフィルタ１０２の外周面１０２ａから中空部（デプスフィルタ１０２の内周面１０２ｂに囲まれた領域）１０３に向けて原水（濾過される前の水）ｒｗが流れる。濾過水取出部１０８は、デプスフィルタ１０２の上側に設けられ、中空部１０３から筐体１０４の外部に濾過水ｆｗを導く。【０００４】
この濾過装置１００において、原水ｒｗは、筐体１０４の本体部１０６内に供給されると、外周面１０２ａから中空部１０３に向けてデプスフィルタ１０２を通過する。このとき、原水ｒｗに含まれる粒子等の異物がデプスフィルタ１０２に捕捉されることによって原水ｒｗが濾過される。具体的には、原水ｒｗに含まれる粒子等の異物は、原水ｒｗがデプスフィルタ１０２を通過する際に、水流（即ち、原水ｒｗからの圧力）によってデプスフィルタ１０２の内部に押し込まれ、デプスフィルタ１０２を構成する繊維によって捕捉される。【０００５】
濾過水取出部１０８が中空部１０３に到達した濾過水（濾過された水）ｆｗを筐体１０４の外部に導くことにより、濾過水ｆｗが得られる。【０００６】
一般に、濾過装置において、処理能力（単位時間当たりの濾過流量）の向上が求められている。そこで、上記のデプスフィルタ１０２を用いた濾過装置１００において、処理能力を上げるために処理流量（筐体１０４の本体部１０６に供給される原水ｒｗの流量）を増やすと、濾過精度が低下する。これは、デプスフィルタ１０２を外周面１０２ａから中空部１０３に向けて通過する原水ｒｗの通過流量が増加することによって、原水ｒｗによる圧力が高くなり、従来の処理流量であればデプスフィルタ１０２内に捕捉される粒子等がデプスフィルタ１０２を通過して中空部（二次側）１０３に押し出されるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２０７８００号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、濾過精度の低下を伴うことなく処理流量を向上させることができるデプスフィルタを用いた濾過ユニット、及び、デプスフィルタを用いた濾過装置を提供することである。
【０００９】
本発明の一つの面によるデプスフィルタを用いた濾過ユニットによれば、原水を濾過して濾過水を生成する濾過ユニットであって、両端が開放された筒状の１又は複数のデプスフィルタと、前記デプスフィルタを収容する筐体と、を備える。そして、前記筐体は、当該筐体の内部空間を、当該内部空間に収容された前記デプスフィルタの両端側において当該デプスフィルタの内周面によって区画された２次側空間と連通する一対の第１の空間、及び、前記デプスフィルタの外周面に面した第２の空間に仕切る仕切部材と、各第１の空間に臨むようにそれぞれ設けられ、前記デプスフィルタの両端側において前記２次側空間からの濾過水を当該筐体の外部にそれぞれ流出させる一対の濾過水取出部と、前記第２の空間に臨むように設けられ、当該筐体内に前記原水を流入させる原水供給口部とを有し、前記仕切部材は、筒状に形成されるとともに先端がエッジ形状を有し、前記仕切部材の先端は前記デプスフィルタの端面に食い込んでいる。
【００１０】
また、本発明の一つの面によるデプスフィルタを用いた濾過装置によれば、原水を濾過して濾過水を生成する濾過装置であって、上記の濾過ユニットと、前記濾過ユニットの原水供給口部を通じて前記筐体内に原水を供給するポンプと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係るバラスト水製造装置（濾過装置）の系統図である。
【図２】図２は、前記バラスト水製造装置の濾過ユニット及びその周辺を拡大した系統図である。
【図３】図３は、前記濾過ユニットの斜視図である。
【図４】図４は、前記バラスト水製造装置の運転工程表である。
【図５】図５は、他実施形態に係るバラスト水製造装置の濾過ユニット及びその周辺を拡大した系統図である。
【図６】図６は、他実施形態に係るバラスト水製造装置の濾過ユニット及びその周辺を拡大した系統図である。
【図７】図７は、他実施形態に係る濾過ユニットを説明するための斜視図である。
【図８】図８は、図７の濾過ユニットにおける筒状シール材とデプスフィルタとの当接状態を説明するための図である。
【図９】図９は、一方の端部を閉塞させたデプスフィルタを用いた従来の濾過装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００１３】
本実施形態に係る濾過装置は、例えば、図１に示すように、海水（原水ＲＷ）を濾過して船舶Ｓのバラスト水（濾過水ＦＷ）を生成するバラスト水製造装置１として用いられる。尚、前記濾過装置の用途は、バラスト水製造装置に限定されない。前記濾過装置は、例えば、一般工業用（例えば、人工腎臓洗浄水用、健康飲料水用、化粧品用、香料用等）、ケミカル用（例えば、塗料用、インキ用、各種樹脂用、接着剤用、油脂用、触媒用、溶剤用、表面処理用等）、食品用（例えば、ビール用、清酒用、焼酎用、アミノ酸用、味醂用、飲料水用、異性化糖用、ジュース用、食用油用等）、電子用（例えば、ＩＣ基板洗浄用、エッチング液用、液晶用、磁性材用、フォトレジスト用、セラミック原料用等）、水処理用（例えば、上水用、下水用、プール水用、浴場水用、海水用（船舶用、養殖用）等）、等に用いられてもよい。
【００１４】
バラスト水製造装置（濾過装置）１は、原水ＲＷを船舶Ｓ内に取り込むバラストポンプ２と、船舶Ｓ内に取り込まれた原水ＲＷを濾過する濾過ユニット４とを備える。このバラスト水製造装置１は、船舶Ｓ内に設置されている。原水通路５、送水通路８、及び排出通路１４が、濾過ユニット４に直接又は間接に接続されている。原水通路５に対し、原水ＲＷがバラストポンプ２によって供給される。送水通路８は、濾過ユニット４からの濾過水ＦＷを船舶Ｓ内に設置されたバラストタンク６に供給する。排出通路１４は、濾過ユニット４内から排出されたドレンを船外へ排出する。また、合流管（合流通路）８０が濾過ユニット４と送水通路８とに接続されている。この合流管８０は、濾過ユニット４の両端から流れ出る濾過水ＦＷを合流させて送水通路８に送り出す。また、圧縮空気Ａを供給する気体供給通路１２が合流管８０に接続されている。
【００１５】
各通路５、８、１２、１４、８０は配管により形成されている。濾過ユニット４は、筒形のユニット本体（筐体）４０と、ユニット本体４０内に収納されているデプスフィルタ１０と、を備える。デプスフィルタ１０は、濾材である。
【００１６】
本実施形態では、バラストポンプ２は、船舶Ｓに搭載されているが、この設置位置に限定されない。バラストポンプ２は、設置場所の制限がなく、船外（例えば、港等）に設置されてもよい。
【００１７】
原水通路５は、第１自動開閉弁ＭＶ１と、一次圧力センサＰ１と、を備える。第１自動開閉弁ＭＶ１は、原水流量の調整弁として機能する。一次圧力センサＰ１は、原水通路５における第１自動開閉弁ＭＶ１と濾過ユニット４との間に設けられている。即ち、一次圧力センサＰ１は、濾過ユニット４の一次側に設けられている。
【００１８】
送水通路８は、第２自動開閉弁ＭＶ２と、二次圧力センサＰ２と、を備える。第２自動開閉弁ＭＶ２は、濾過水ＦＷの送水弁として機能する。二次圧力センサＰ２は、送水通路８における第２自動開閉弁ＭＶ２と濾過ユニット４との間に設けられている。即ち、二次圧力センサＰ２は、濾過ユニット４の二次側に設けられている。
【００１９】
この送水通路８の一端は合流管８０に接続され、送水通路８の他端はバラストタンク６に接続されている。また、送水通路８は、バラストタンク６の上流側にミキサー２６を備える。このミキサー２６は、薬剤タンク２８から投入された殺菌用の薬剤と濾過水ＦＷとを撹拌する。投入される薬剤は、例えば、次亜塩素酸類、過酸化物である。尚、薬剤を投入する方法に代えて、バラスト水管理条約によって規定された基準に適合した処理水を製造するための、その他の公知の殺菌手段が用いられてもよい。具体例として、オゾンと接触させる方法、紫外線を照射する方法等が挙げられる。
【００２０】
気体供給通路１２は、圧縮空気導入弁として作用する第３自動開閉弁ＭＶ３を備える。排出通路１４は、排水弁として作用する第４自動開閉弁ＭＶ４を備える。気体供給通路１２の一端は図略の空気圧縮機に接続され、気体供給通路１２の他端は合流管８０における送水通路８との接続部近傍に接続されている。
【００２１】
バラストポンプ２及び第１〜第４自動開閉弁ＭＶ１〜ＭＶ４の駆動は、コントローラ３０によって制御されている。また、一次圧力センサＰ１および二次圧力センサＰ２の出力はコントローラ３０に入力されている。
【００２２】
前記空気圧縮機として、船舶に別の用途で搭載されているものが使用されてもよいし、専用のものが設置されてもよい。また、エア駆動弁、電動弁、或いは電磁弁等が各自動開閉弁ＭＶ１〜ＭＶ４として用いられる。尚、コントローラを使用しない手動弁が、各自動開閉弁ＭＶ１〜ＭＶ４として用いられてもよい。
【００２３】
濾過ユニット４は、図２及び図３に示すように、ユニット本体（筐体）４０と、このユニット本体４０内に収容されるデプスフィルタ１０と、を備える。デプスフィルタ１０は、両端が開口する筒状（詳しくは、中空円筒状）である。
【００２４】
ユニット本体４０は、円筒状の周壁部（周壁）４２と、周壁部４２の両端をそれぞれ閉塞する一対の端壁部４４、４４と、端壁部４４に設けられる一対の濾過水案内部（濾過水取出部）４６、４６と、を備える。
【００２５】
周壁部４２は、デプスフィルタ１０の外周面１０ａとの間に空間（外周空間：第２の空間）Ｓ１が形成されるように、デプスフィルタ１０をその周方向に囲む。この周壁部４２は、デプスフィルタ１０の外径よりも大きな内径の内周面４２ｂを有する円筒状である。このため、デプスフィルタ１０がユニット本体４０内に配置されると、外周空間Ｓ１がデプスフィルタ１０の外周面１０ａと周壁部４２の内周面４２ｂとの間に形成される。
【００２６】
この周壁部４２は、原水供給口部１８と、ドレン排出口部２２と、を有している。原水供給口部１８は、外部からユニット本体４０（外周空間Ｓ１）内に原水ＲＷを供給するための部位である。この原水供給口部１８は、周壁部４２において、中心軸Ｃ方向の中間位置に設けられている。即ち、原水通路５が原水供給口部１８に接続され、原水ＲＷが原水通路５からユニット本体４０内に原水供給口部１８を通じて供給される。この原水供給口部１８は、外周空間Ｓ１に臨むように設けられた供給口１８ａを有する。この供給口１８ａは、ユニット本体４０の内部（外周空間Ｓ１）と外部とを連通する。
【００２７】
ドレン排出口部２２は、ユニット本体４０内の流体（ドレン）を外部に排出するための部位である。このドレン排出口部２２は、周壁部４２における最も低い位置（外周空間Ｓ１における最も低い位置と対応する位置）に設けられている。即ち、排出通路１４がドレン排出口部２２に接続され、ドレンが、ドレン排出口部２２を通じてユニット本体４０内から排出通路１４に排出される。このドレン排出口部２２は、外周空間Ｓ１に臨むように設けられたドレン排出口２２ａを有する。このドレン排出口２２ａは、ユニット本体４０の内部（外周空間Ｓ１）と外部とを連通する。
【００２８】
また、周壁部４２は、複数のガイド部４８を有する。これら複数のガイド部４８は、原水ＲＷの流れの邪魔にならないように形成され、且つユニット本体４０内の径方向におけるデプスフィルタ１０の位置決めを行う。この位置決めによって、所定の空間（外周空間Ｓ１）が周壁部４２の内周面４２ｂとデプスフィルタ１０の外周面１０ａとの間に形成される。各ガイド部４８は、周壁部４２の内周面４２ｂにおける径方向内側に向かって突出する部位であり、周方向に所定の幅を有する。尚、ガイド部４８は、周壁部４２と一体に形成されてもよく、別体として形成されてもよい。
【００２９】
中心軸Ｃを含む断面（図２の紙面）における各ガイド部４８の断面形状は、略三角形である。このような形状の複数のガイド部４８は、周方向に間隔を空けて配置されている。本実施形態では、デプスフィルタ１０を長手方向に略３等分する各位置において、それぞれ４つのガイド部４８が周方向に等間隔となるように配置されている。各ガイド部４８は、デプスフィルタ１０が周壁部４２と同心となる位置のときに、その先端が外周面１０ａに当接するような突出方向の長さ寸法をそれぞれ有する。尚、ガイド部４８の具体的形状は、限定されない。例えば、ガイド部は、周壁部４２の周方向に連続し且つ内周面４２ｂから当該周壁部４２の径方向内側に向けて突出するリング状等であってもよい。或いは、テーパー状のフィルターガイドが、デプスフィルタ１０をユニット本体４０に挿入する操作側の反対（受け）側に設置されてもよい。このテーパー状ガイドは、複数のデプスフィルタ１０、１０、…を一体化させることなく、１本ずつ装填する際にも使用可能である。
【００３０】
デプスフィルタ１０を交換するときに、ユニット本体４０内において各ガイド部４８の先端に外周面１０ａが当接するようにデプスフィルタ１０を配置するだけで、デプスフィルタ１０がユニット本体４０内の径方向の所定位置に位置決めされる。尚、濾過ユニット４において、一方又は両方の端壁部４４が周壁部４２に着脱可能に取り付けられている。このため、この端壁部４４を周壁部４２から取り外すことによって、デプスフィルタ１０を交換することができる。
【００３１】
また、中心軸Ｃ方向の各所定位置において複数のガイド部４８が周方向に間隔を空けてそれぞれ配置されているため、デプスフィルタ１０がユニット本体４０内に配置されたときに、所定の間隔が周壁部４２とデプスフィルタ１０との間に形成される。これにより、デプスフィルタ１０の外周面１０ａに沿った外周空間Ｓ１が確保される。本実施形態における各ガイド部４８の突出方向の長さ寸法は、それぞれ等しい。このため、外周空間Ｓ１は、デプスフィルタ１０の周方向においてほぼ一定の幅となる。
【００３２】
また、中心軸Ｃ方向の各所定位置において複数のガイド部４８が周方向に間隔をおいて配置されているため、デプスフィルタ１０がユニット本体４０内に配置されたときに、当該デプスフィルタ１０の外側において原水ＲＷがガイド部４８、４８間を通過できる。即ち、外周空間Ｓ１において中心軸Ｃ方向への原水の流動が許容される。このため、ユニット本体４０に供給された原水ＲＷが当該デプスフィルタ１０の外周面１０ａの略全体と接するように外周空間Ｓ１全体に行き渡り易くなる。
【００３３】
各濾過水案内部４６は、両端が開口した短筒形状を有する。この濾過水案内部４６は、ユニット本体４０の端壁部４４に設けられている。
【００３４】
仕切り部（仕切り部材）５０が、濾過水案内部４６のデプスフィルタ１０側に一体に設けられている。この仕切り部５０は、ユニット本体４０の内部空間を外周空間Ｓ１と内側空間（第１の空間）Ｓ２とに仕切る。この内側空間Ｓ２は、濾過水案内部４６及び仕切り部５０に囲まれた空間であり、中空部（デプスフィルタ１０の内周面１０ｂに囲まれた空間）１１と連通する。仕切り部５０は、濾過水案内部４６と同径の筒状である。そして、仕切り部５０は、厚さ寸法が先端に向かって小さくなる、いわゆるエッジ形状を有する。この仕切り部５０は、デプスフィルタ１０の端部開口を囲うようにデプスフィルタ１０の端面に液密状態で当接している。若しくは、仕切り部５０のエッジ形状の先端がデプスフィルタ１０の端面に突き刺さっている。これにより、仕切り部５０の位置において、外周空間Ｓ１と内側空間Ｓ２とが液密状態で仕切られる。このため、仕切り部５０とデプスフィルタ１０の端面との当接部位において、内側空間Ｓ２及び中空部１１から外周空間Ｓ１への濾過水ＦＷの流出が防止される。また、外周空間Ｓ１から内側空間Ｓ２及び中空部１１への原水ＲＷの流入（デプスフィルタ１０を通過しないショートパス（リーク））が防止される。
【００３５】
尚、本実施形態の仕切り部５０は、濾過水案内部４６と一体に形成されているが、別体であってもよい。この場合、例えば、仕切り部５０は、端壁部４４や周壁部４２等と一体に形成されてもよい。また、仕切り部５０は、単独の部材としてユニット本体４０内に配置されてもよい。
【００３６】
また、デプスフィルタ１０の両端部において、デプスフィルタ１０と仕切り部５０の先端とがそれぞれ当接している。即ち、デプスフィルタ１０が中心軸Ｃ方向において一対の仕切り部５０、５０に挟み込まれている。これにより、ユニット本体４０内におけるデプスフィルタ１０の中心軸Ｃ方向の位置決めがなされる。
【００３７】
本実施形態の濾過水案内部４６及び仕切り部５０は、内側空間Ｓ２の容積を合計した容積が、デプスフィルタ１０の１回の逆流洗浄（逆洗）に用いられる濾過水ＦＷの体積と等しくなるように構成されている。若しくは、本実施形態の濾過水案内部４６及び仕切り部５０は、内側空間Ｓ２の容積を合計した容積が、前記逆洗に用いられる濾過水ＦＷの体積よりも大きくなるように構成されている。
【００３８】
濾過水案内部４６の仕切り部５０と反対側の端部は、上述のように開口している。この端部と同径の合流管８０が、濾過水案内部４６の前記反対側の端部に接続されている。濾過水ＦＷがこの反対側の開口１６を通じて内側空間Ｓ２から外部（合流管８０）に流れ出る。尚、合流管８０の詳細については後述する。
【００３９】
以上の濾過水案内部４６によれば、デプスフィルタ１０の両端側において、当該デプスフィルタ１０により濾過された濾過水ＦＷを、開口１６を通じて濾過ユニット４の外部まで導くことができる。
【００４０】
デプスフィルタ１０は、濾過ユニット４のユニット本体４０内に着脱自在に収納されている。そして、デプスフィルタ１０は、その中心軸Ｃが水平面Ｈに対して傾斜した姿勢となるように配置されている。デプスフィルタ１０の中心軸Ｃと水平面Ｈとのなす角である傾斜角αは、１０°以上、且つ６０°以下であるのが好ましい。また、より好ましくは、傾斜角αは１０°以上且つ４５°以下である。更に好ましくは、傾斜角αは１０°以上且つ３０°以下である。本実施形態の傾斜角αは２５°である。
【００４１】
このデプスフィルタ１０は、外圧方式の円筒状フィルタである。デプスフィルタ１０は、例えば、合成繊維や化学繊維がウェブ、不織布、紙、織物等の形態にされて溶着及び成形等が行われ、円筒状に加工された積層タイプと呼ばれるものである。合成繊維としては、ポリオレフィン、ポリエステル、或いはナイロンやエチレンビニルアルコール共重合体などの熱溶融性ポリマー又はポリビニルアルコールやポリアクリロニトリルなどのポリマーが用いられる。いわゆる逆洗（逆流洗浄）が行われる場合、フィルタ交換時の液きり性の観点から、前記合成繊維としては、ポリオレフィンやポリエステル、ポリプロピレン等が好ましい。また、デプスフィルタ１０は、その厚み方向（径方向）において、繊維の密度や繊度を変更する。具体的には、デプスフィルタ１０の外周面１０ａ側（原水流入側）では、繊維密度の低い、あるいは繊度の大きい構造が好ましい。デプスフィルタ１０としては、他にも、フィラメントや紡績糸をスパイラル状に巻きつけた糸巻きフィルタと呼ばれるものや、スポンジのような樹脂成形体である樹脂成形タイプと呼ばれるものでもよい。
【００４２】
濾過膜（デプスフィルタ１０）の孔径は、目的に応じて適宜選択される。濾過膜の孔径が小さすぎると目詰まりが発生し易く、前記孔径が大き過ぎると小さい除去対象物が通過して除去されない。本実施形態のデプスフィルタ１０の孔径は、１〜２５μｍである。このデプスフィルタ１０の孔径は、以下のように定義される。
【００４３】
一定の直径を有する粒子（好ましくは球状ポリスチレンまたはガラスビーズ）を水中に１００００個／Ｌ添加した液を、デプスフィルタ（外径６０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）に２５℃、１．０ｍ３／ｈｒの条件で通水させ、デプスフィルタを透過した粒子数を光学式カウンターで測定する。そして、通水前後の液中に存在する粒子数の差を通水前の液に存在する粒子数で除して得られる捕集率（Ｒ％）を求める。さらに、この捕集率（Ｒ％）を用いて下記の近似式（１）においてＲが８０となる粒子の直径（Ｓ）の値を求め、これを孔径とする。
【００４４】
Ｒ＝１００／（１−ｍ×ｅｘｐ{−ａ×ｌｏｇ（Ｓ）}）    ・・・  （１）
ここで、ｍ、ａは、デプスフィルタの性状により決まる定数である。
【００４５】
尚、濾過膜（デプスフィルタ）の孔径は、一般工業用の場合、好ましくは５０〜１００μｍである。また、前記孔径は、ケミカル用の場合、好ましくは２５〜５０μｍである。また、前記孔径は、食品用の場合、好ましくは１〜１０μｍである。また、前記孔径は、電子用の場合、好ましくは０．５〜５μｍである。また、前記孔径は、水処理用の場合、好ましくは１〜２５μｍである。
【００４６】
合流管（合流管部）８０の各端部が対応する濾過水案内部４６に接続されている。即ち、合流管８０が各濾過水案内部４６に接続され、濾過水ＦＷが濾過水案内部４６内から合流管８０に濾過水案内部４６の開口１６を通じて排出される。
【００４７】
合流管８０は、デプスフィルタ１０（中空部１１）の両端部から一対の濾過水案内部４６、４６を通じて濾過ユニット４の外部に導かれた濾過水ＦＷを合流させて送水通路８に送り出す。この合流管８０は、中心軸Ｃ方向に延びる管である。この合流管８０の両端部は、濾過ユニット４側に折り曲げられて濾過水案内部４６の開口１６にそれぞれ接続されている。合流管８０の長さ方向の中間位置に、各濾過水案内部４６から流れてきて合流した濾過水ＦＷを送り出すことができる配管接続部８２が設けられている。送水通路８がこの配管接続部８２に接続されている。尚、本実施形態の配管接続部８２は、合流管８０の前記長さ方向の中央位置に設けられているが、この位置に限定されない。即ち、配管接続部８２の位置は、前記中央位置から一方の端部側にずれていてもよい。
【００４８】
気体供給通路１２が合流管８０の配管接続部８２近傍に接続されている。これにより、本実施形態の濾過ユニット４では、デプスフィルタ１０の逆洗が可能である。本実施形態では、濾過水ＦＷを中空部１１に供給可能な逆洗部が、気体供給通路１２と前記空気圧縮機とによって構成される。
【００４９】
逆洗は、図略の前記空気圧縮機から気体供給通路１２（図１参照）を通って合流管８０に供給される圧縮空気Ａを利用する。気体供給通路１２から合流管８０の配管接続部８２近傍に供給される圧縮空気Ａの供給圧は、一次圧力センサＰ１の指示圧力よりも０．０５〜０．２ＭＰａ高い。このような供給圧となるように気体供給通路１２から合流管８０内に圧縮空気Ａが供給されると、この供給された圧縮空気Ａが合流管８０内及び一対の内側空間Ｓ２（濾過水案内部４６及び仕切り部５０）内に溜まっていた濾過水ＦＷを押圧する。このとき、第２自動開閉弁ＭＶ２が閉じられているため、合流管８０内及び一対の内側空間Ｓ２内に溜まっていた濾過水ＦＷは、中空部１１に圧入される。このとき、濾過水ＦＷがデプスフィルタ１０を中空部１１から外周面１０ａ（外周空間Ｓ１）に向けて通過する。これにより、デプスフィルタ１０内に捕捉されていた粒子等の異物や外周面１０ａに付着していた異物が、濾過水ＦＷの圧力によって外周空間Ｓ１に押し出される。その結果、当該デプスフィルタ１０の目詰まりが解消され、濾過性能が回復する。このように、本実施形態のバラスト水製造装置１では、逆洗によってデプスフィルタ１０の濾過性能を回復させ（即ち、目詰まりを解消させ）、これにより、デプスフィルタ１０の濾過時における差圧の上昇を抑えることができる。
【００５０】
尚、本実施形態において、逆洗に用いられる流体は濾過水ＦＷであるが、これに限定されない。例えば、逆洗による洗浄効果は小さいが、前記流体は、空気や窒素等の気体でもよい。また、前記流体は、濾過水以外の清浄な（粒子等の異物が含まれていない）液体であってもよい。また、本実施形態では、逆洗の際に圧縮空気Ａを用いて流体（濾過水ＦＷ）を加圧しているが、この構成に限定されない。例えば、タンクにストックされた濾過水ＦＷを、ポンプ等を用いて逆流させる構成等でもよい。
【００５１】
次に、図１および図４を用いて、バラスト水製造装置１の運転方法、即ち、濾過水製造方法について説明する。図４に示されるように、バラスト水製造装置１の運転方法は、濾過の準備工程であるエア抜き工程、第１切替工程、濾過工程、第２切替工程、第３切替工程、逆洗工程、及び第４切替工程とを有する。
【００５２】
コントローラ３０に設置された始動ボタン（図示省略）が操作されてバラスト水製造装置１が作動すると、まず、バラストポンプ２が起動すると共に第１自動開閉弁ＭＶ１と第４自動開閉弁ＭＶ４とが開き、エア抜き工程が開始する。エア抜き工程では、第２自動開閉弁ＭＶ２と第３自動開閉弁ＭＶ３とが閉じた状態となる。これにより、デプスフィルタ１０からバラストタンク６への濾過水ＦＷの供給と、合流管８０から濾過ユニット４へ向けた圧縮空気Ａの供給とが停止した状態となる。この状態で、原水ＲＷが濾過ユニット４を経て排出通路１４に流され、船外へ排出される。このようにして、原水通路５内及び濾過ユニット４内のエア抜きが行われる。
【００５３】
次に、第２自動開閉弁ＭＶ２が開いて第１切替工程が開始する。第１切替工程では、合流管８０から濾過ユニット４へ向けた圧縮空気Ａの供給が停止した状態となる。これにより、原水ＲＷが濾過ユニット４を経て排出通路１４に供給されると共に、濾過水ＦＷが濾過ユニット４を経て合流管８０及び送水通路８に供給される。
【００５４】
つづいて、第４自動開閉弁ＭＶ４が閉じて濾過工程が開始する。濾過工程では、濾過ユニット４からの排水と、合流管８０から濾過ユニット４に向かう圧縮空気の供給とが停止した状態となる。これにより、原水ＲＷが濾過ユニット４に供給されて濾過水ＦＷが合流管８０を介して送水通路８に送られる。このとき、原水ＲＷは、外周面１０ａから内周面１０ｂに向けてデプスフィルタ１０を通過して中空部１１へ流入することにより、原水ＲＷ中の粒子等の異物が除去されて濾過される。そして、中空部１１に到達した濾過水ＦＷは、中空部１１の両端から内側空間Ｓ２を通じて合流管８０に流れ込む。このように、本実施形態のバラスト水製造装置１では、デプスフィルタ１０（中空部１１）の両端から濾過水ＦＷが流れ出るようにしている。このように、当該バラスト水製造装置１では、デプスフィルタ１０の両端部近傍を濾過領域とすることによって、筒状のデプスフィルタの一方の端部のみが濾過領域となる従来の濾過装置に比べ、デプスフィルタ１０における濾過領域を増大させることができる。このため、当該バラスト水製造装置１では、濾過領域における単位面積当たりの原水ＲＷの通過流量（デプスフィルタ１０を通過する際の原水ＲＷによる圧力）を抑えつつ、原水ＲＷの処理流量を増大させることができる。その結果、当該バラスト水製造装置１では、一方の端部が閉塞された筒状のデプスフィルタを備えた従来の濾過装置に比べて処理流量を増加させても、濾過精度の低下を抑えることができる。
【００５５】
このようにして原水ＲＷから生成された濾過水ＦＷは、合流管８０から送水通路８を通ってバラストタンク６へ供給される。
【００５６】
次に、第４自動開閉弁ＭＶ４が開いて第２切替工程が開始する。第２切替工程では、合流管８０から濾過ユニット４へ向けた圧縮空気Ａの供給が停止した状態のまま、原水ＲＷが濾過ユニット４に供給される。これにより、濾過水ＦＷが合流管８０を通じて送水通路８を流れると共に、原水ＲＷが排出通路１４を流れる。
【００５７】
つづいて、バラストポンプ２が停止し、且つ、第１自動開閉弁ＭＶ１と第２自動開閉弁ＭＶ２とが閉じて第３切替工程が開始する。第３切替工程では、バラストポンプ２から濾過ユニット４への原水ＲＷの供給、デプスフィルタ１０からバラストタンク６への濾過水ＦＷの供給、及び合流管８０から濾過ユニット４へ向けた圧縮空気Ａの供給が停止した状態となる。このようにして、次の逆洗工程における濾過水ＦＷの流れ方向と逆方向への圧縮空気Ａの供給開始に備える。
【００５８】
次に、バラストポンプ２が停止し、第１自動開閉弁ＭＶ１と第２自動開閉弁ＭＶ２とが閉じた状態のまま、第３自動開閉弁ＭＶ３が開いて逆洗工程が開始する。逆洗工程では、バラストポンプ２から濾過ユニット４への原水ＲＷの供給、バラストタンク６への濾過水ＦＷの供給が停止した状態となる。これにより、圧縮空気Ａが気体供給通路１２から合流管８０内に供給され、合流管８０及び内側空間Ｓ２内に溜まっていた濾過水ＦＷが、濾過工程とは逆向きにデプスフィルタ１０を通過する。その結果、デプスフィルタ１０内に捕捉された粒子等の異物や外周面１０ａに付着した異物が外周空間Ｓ１に押し出される。このようにして、デプスフィルタ１０の目詰まりが解消され、デプスフィルタ１０の濾過性能が回復する。
【００５９】
この押し出された異物は、圧縮空気Ａと濾過水（逆洗に用いられた濾過水）ＦＷとによってドレン排出口部２２を通じて排出通路１４に排出される。このとき、前記押し出された異物を含む流体は、その自重によってユニット本体４０のドレン排出口部２２（ユニット本体４０内の外周空間Ｓ１における最も低い位置に対応する位置：図２のユニット本体４０内の左下）近傍に集まりやすい。このため、前記押し出された異物を含む流体は、ドレン排出口部２２から効率よく排出され、これにより、ドレンとして排出通路１４を流れて船外へ排出される。
【００６０】
つづいて、第３自動開閉弁ＭＶ３が閉じて第４切替工程が開始する。第４切替工程では、バラストポンプ２から濾過ユニット４への原水ＲＷの供給、デプスフィルタ１０からバラストタンク６への濾過水ＦＷの供給、及び合流管８０から濾過ユニット４へ向けた圧縮空気Ａの供給が停止した状態となる。これにより、合流管８０及び濾過水案内部４６内に溜まっていた濾過水ＦＷの中空部１１への供給が停止する。
【００６１】
次に、バラストポンプ２が起動すると共に、第１自動開閉弁ＭＶ１が開いて、上記のエア抜き工程に戻る。以降、このループが繰り返される。尚、このループは、通常、複数回繰り返されるが、１回で終了してもよい。
【００６２】
エア抜き工程の継続時間は、タイマのような時限装置により可変設定される。設定時間は、処理設備の規模によって異なるが、例えば、数秒〜１分程度である。第１、第２、第３、及び第４切替工程は、例えば数秒程度のごく短時間である。この時間も、タイマのような時限装置によって可変設定される。このように、濾過工程及び逆洗工程が開始する前に、第１、第２、第３、及び第４切替工程を経由させることによって、通路内に急激な圧力変動が起こるのを避けることができる。濾過工程の時間は、原水ＲＷの水質及び設備の規模によって異なるが、例えば、１０分程度である。この時間もタイマのような時限装置により可変設定される。濾過工程から第２切替工程への移行は、一次圧力センサＰ１と二次圧力センサＰ２との差圧△Ｐ（＝Ｐ１−Ｐ２）が規定値よりも大きくなった時点において行われてもよい。
【００６３】
急激な圧力変化又は急激な流速変化は、バラストポンプ２、各自動開閉弁ＭＶ１〜ＭＶ４、及び各通路５、８、１２、１４、８０において水撃（ウォータハンマ）を生じさせる。しかし、図４に示す運転方法のように、各自動開閉弁ＭＶ１〜ＭＶ４の開閉タイミングが調節されることによって、マイルドな運転が行われて水撃の発生が抑えられる。また、濾過水ＦＷを用いてデプスフィルタ１０の逆洗が行われることにより、空気等の気体を用いた逆洗よりも、フィルタ内の空孔等に捕捉された粒子等の異物に対して大きな押出圧力を加えることができる。その結果、デプスフィルタ１０に対する効果的な逆洗が行われる。即ち、デプスフィルタ１０の目詰まりを効果的に解消することができる。
【００６４】
尚、本実施形態のバラスト水製造装置（濾過装置）１では、濾過ユニット４が１つ配置されているが、濾過装置１に配置される濾過ユニット４の数は限定されない。即ち、複数の濾過ユニット４、４、…が濾過装置１に配置されてもよい。この場合、原水通路５がバラストポンプ２と第１自動開閉弁ＭＶ１との間で分岐して各濾過ユニット４に接続され、且つ、各濾過ユニット４に対応する第１自動開閉弁ＭＶ１が分岐した各原水通路５にそれぞれ設けられる。また、各濾過ユニット４に対応する第２〜第４自動開閉弁ＭＶ２〜ＭＶ４もそれぞれ設けられる。各濾過ユニット４から延びる送水通路８、気体供給通路１２、及び排出通路１４は、各通路８、１２、１４に設けられた自動開閉弁ＭＶ２〜ＭＶ４の下流側においてそれぞれ合流する。
【００６５】
上記のバラスト水製造装置１によれば、円筒状のデプスフィルタ１０の両端部において中空部１１から各内側空間Ｓ２を通じてユニット本体４０の外部に濾過水ＦＷをそれぞれ流出させることによって（即ち、円筒状のデプスフィルタ１０の両端部近傍を通液端部とすることによって）、デプスフィルタ１０における原水ＲＷが通過する領域（濾過領域）を増大させることができる。これにより、濾過精度の低下を伴うことなく処理流量を向上させることができる。詳しくは、以下の通りである。
【００６６】
図９に示すような従来の濾過装置１００、即ち、上下に延び且つ下端が閉塞された筒状のデプスフィルタ１０２を備えた濾過装置１００において、原水ｒｗが濾過されるときの流れの解析を行った。すると、原水ｒｗは、デプスフィルタ１０２の上端部近傍（以下、「通液端部」とも称する。）に集中して通過していることが分かった。これは、デプスフィルタ１０２を通過して中空部に到達した濾過水ｒｗが通液端部側から濾過水取出部１０８に流れ出るため、中空部１０３において、この領域の濾過水ｆｗにかかる抵抗が最も低くなるからである。そこで、本実施形態の濾過装置（バラスト水製造装置）１では、中空部１１の両端から濾過水ＦＷを流出させてデプスフィルタ１０の両端部近傍をそれぞれ濾過領域とすることにより、筒状のデプスフィルタの一方の端部近傍のみが濾過領域となる従来の濾過装置１００に比べ、デプスフィルタ１０における濾過領域を増大させた。これにより、濾過領域における単位面積当たりの原水の通過流量（デプスフィルタ１０を通過する際の原水による圧力）を抑えつつ、原水の処理流量を増大させることができる。しかも、中空部１１の両端から濾過水ＦＷを流出させてデプスフィルタ１０の両端部近傍をそれぞれ濾過領域とすることにより、一方の端部を閉塞させたデプスフィルタを用いた従来の濾過装置の処理流量に比べ、濾過精度の低下を伴うことなく二倍を超える処理流量にすることが可能となる。
【００６７】
また、上記のバラスト水製造装置１によれば、ユニット本体４０外へのドレンの好適な排出を可能にすることができる。また、デプスフィルタ１０の両端部において中空部１１からそれぞれ流れ出る濾過水ＦＷの流量の差を抑えることができる。
【００６８】
具体的には、濾過水ＦＷが気体供給通路１２と前記空気圧縮機とを有する逆洗部によって中空部１１に供給されることにより、デプスフィルタ１０を中空部１１から外周空間Ｓ１に向けて通過する。原水ＲＷの濾過の際にデプスフィルタ１０の内部に捕捉されていた粒子等の異物が、このときの濾過水ＦＷによる圧力によって、デプスフィルタ１０の外側（外周空間Ｓ１）に押し出される。これにより、デプスフィルタ１０の目詰まりが解消され、当該デプスフィルタ１０の濾過性能が回復する。そして、このデプスフィルタ１０から押し出された粒子等の異物を含む流体は、周壁部４２の内周面４２ｂが傾斜しているため、その自重によって内周面４２ｂに沿って下り、外周空間Ｓ１の最も低い位置に集まる。この位置から粒子等の異物を含む流体をドレンとして排出できるようにドレン排出口部２２が設けられることによって、ドレンがユニット本体４０の外部に好適に排出可能となる。
【００６９】
このように、ドレンを排出し易くするために周壁部４２の内周面４２ｂが傾斜するようユニット本体４０が配置されると、これと同心のデプスフィルタ１０も傾斜した状態となる。このとき、傾斜角αを１０°以上且つ３０°以下とすることにより、デプスフィルタ１０の両端部において中空部１１からそれぞれ流れ出る濾過水ＦＷの流量の差を抑えることができる。詳しくは、筒状のデプスフィルタ１０が傾斜した状態となるように配置された場合、濾過水ＦＷの水圧分布のために中空部１１の上側の端部から濾過水ＦＷが流れ出やすくなる。しかし、デプスフィルタ１０が、その中心軸Ｃが水平面Ｈに対して１０°以上、且つ３０°以下となるように配置されることによって、中空部１１の上側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの流量と、中空部１１の下側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの流量との差を、バラスト水製造装置１の使用における許容範囲内に抑えることができる。
【００７０】
尚、本発明のデプスフィルタを用いた濾過ユニット、及びデプスフィルタを用いた濾過装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７１】
上記実施形態の濾過装置（バラスト水製造装置）１では、デプスフィルタ１０及びユニット本体４０が傾斜角αが２５°となるように配置されているが、デプスフィルタ１０及びユニット本体４０の配置の際の傾斜角は、この角度に限定されない。デプスフィルタ１０及びユニット本体４０は、傾斜角αが１０°以上、且つ３０°以下となるように配置されるのが好ましい。傾斜角αがこのような範囲内であれば、傾斜角中空部１１の上側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの流量と、中空部１１の下側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの流量との差を、濾過装置１の使用における許容範囲内に抑えることができる。
【００７２】
また、傾斜角αが３０°よりも大きな角度となるようにデプスフィルタ１０及びユニット本体４０が配置される場合は、図５に示すように、オリフィス（絞り部）８４が合流管８０に設けられることが好ましい。このオリフィス８４は、合流管８０において、中空部１１の両端からの濾過水ＦＷが合流する位置である配管接続部８２と、下側（図５における左下側）の濾過水案内部４６（開口１６）に接続される端部との間に配置される。このように、オリフィス８４が設けられることによって、中空部１１の上側の端部（図５における右上の端部）から流れ出た濾過水ＦＷと、中空部１１の下側の端部（図５における左下の端部）から流れ出た濾過水ＦＷとの、配管接続部８２に流れ込む際の流量を同一若しくは略同一にすることができる。これにより、中空部１１の下側の端部から流れ出た濾過水ＦＷが合流管８０から送水通路８により多く送り出されることを防ぐことができる。即ち、濾過水ＦＷの圧力分布によって中空部１１の下側の端部から濾過水ＦＷが流れ出やすいため、オリフィス８４を設けて中空部１１の下側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの圧力及び流量を調整する。これによって、中空部１１の上側の端部と下側の端部とから流れ出る濾過水ＦＷの流量を同一若しくは略同一にすることができる。その結果、合流管８０から送り出される濾過水ＦＷにおいて、所望の流量及び所望の濾過精度が得やすくなる。
【００７３】
合流管８０において中空部１１の下側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの圧力及び流量を調整し、中空部１１の上側の端部と下側の端部とから流れ出る濾過水ＦＷの流量を同一若しくは略同一にするための具体的な構成は限定されない。上記実施形態のオリフィス８４に代えて、例えば、配管（合流管８０）の径を変化させてもよい。また、バルブ等を合流管８０に設けてもよい。即ち、合流管８０内に形成される濾過水ＦＷの流路の断面積を局所的に小さくできる構成（絞り部）が合流管８０に設けられていればよい。この絞り部の径（流路において断面積を局所的に小さくされた位置での流路の径）は、中空部１１の下側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの流量と、上側の端部から流れ出る濾過水ＦＷの流量との流量分布に基づいて設定（又は調整）される。
【００７４】
また、上記実施形態の濾過ユニット４は、デプスフィルタ１０の中心軸Ｃが水平面Ｈに対して１０°以上、且つ６０°以下となるように配置されているが、この配置に限定されない。即ち、濾過ユニット４は、デプスフィルタ１０の中心軸Ｃが水平面Ｈに対して平行であってもよく、また、垂直であってもよい。
【００７５】
図６に示すように、デプスフィルタ１０及びユニット本体４０Ａが中心軸Ｃが水平面Ｈに対して水平となるように配置される場合、ユニット本体４０Ａの下部が、所定の位置（ドレン排出口部２２の設けられる位置）に向けて下り勾配となる形状を有することが好ましい。ユニット本体４０Ａの下部がこのような形状を有することによって、逆洗によって外周空間Ｓ１に押し出された粒子等の異物を含む流体がその自重によってドレン排出口部２２の位置に集まる。このため、これら異物を好適に排出することができる。また、デプスフィルタ１０が水平に配置されることにより、中空部１１の両端から流れ出る濾過水ＦＷの流量が同一若しくは略同一となる。
【００７６】
また、濾過装置１の具体的な運転方法は、限定されない。例えば、以下のような運転等が行われてもよい。
【００７７】
第２切替工程において第４自動開閉弁ＭＶ４が開かれる。続いて、第３切替工程においてバラストポンプ２が運転されると共に、第１自動開閉弁ＭＶ１及び第４自動開閉弁ＭＶ４がそれぞれ開かれる。その後、逆洗工程において、第３自動開閉弁ＭＶ３が開かれる。即ち、逆洗工程において、濾過ユニット４に原水ＲＷと空気とを同時に供給しつつ、ドレン排出口部２２からこれら原水ＲＷ及び空気と共に、前記空気によってデプスフィルタ１０から一次側に押し出されたドレンを排出してもよい。
【００７８】
また、上記実施形態の濾過装置１では、１つのデプスフィルタ１０が濾過ユニット４内に収容されているが、複数のデプスフィルタ１０，１０，…が濾過ユニット内に収容されてもよい。この場合、各デプスフィルタ１０は、平行に配置され、且つ、互いの外周面１０ａ同士が離間した状態となるように配置される。詳しくは、図７及び図８を参照しつつ、以下において説明する。尚、上記実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。
【００７９】
濾過ユニット４は、ユニット本体（筐体）４０と、このユニット本体４０内に収容されるフィルタモジュール２１０と、を備える。この濾過ユニット４においては、フィルタモジュール２１０が交換されることによって、デプスフィルタ１０の交換が行われる。
【００８０】
フィルタモジュール２１０は、複数のデプスフィルタ１０、１０、…と、各デプスフィルタ１０同士を連結する一対の連結部材２１２と、を有する。本実施形態のフィルタモジュール２１０におけるデプスフィルタ１０の数は７本であるが、この数に限定されない。
【００８１】
各連結部材２１２は、板状の部材であり、デプスフィルタ１０を挿通させる複数の孔２１３、２１３、…をそれぞれ有する。一対の連結部材２１２、２１２は、各孔２１３にデプスフィルタ１０の端部がそれぞれ挿通されることにより、隣り合うデプスフィルタ１０、１０同士が間隔をおいた状態で互いに平行若しくは略平行になるように各デプスフィルタ１０を連結する。各連結部材２１２の周縁部には、周方向に所定の間隔をおいて複数の切欠き（被ガイド部）２１４がそれぞれ設けられている。
【００８２】
ユニット本体４０は、周壁部４２と、周壁部４２の両端に設けられる一対の端壁部４４Ａ、４４Ｂと、を備える。尚、連結部材２１２は、一対に限定されず、１又は３つ以上でもよい。
【００８３】
周壁部４２は、台座パッキン２４０と、複数のモジュールガイド（軸方向ガイド部材）２４２、２４２、…と、原水供給口部２１８と、を有する。
【００８４】
台座パッキン２４０は、環状のシール部材である。この台座パッキン２４０は、周壁部４２の一方の端部（以下、「開閉側端部」と称する。）の内周面４２ｂに取り付けられている。
【００８５】
モジュールガイド２４２は、周壁部４２の中心軸方向に延びる部材である。このモジュールガイド２４２は、前記中心軸と平行に内周面４２ｂに沿って取り付けられている。本実施形態のモジュールガイド２４２は、棒状の部材であるが、この形状に限定されず、前記中心軸方向に延びる板状の部材でもよい。即ち、モジュールガイド２４２は、その断面形状が連結部材２１２の切欠き２１４の形状に対応し、前記中心軸方向に延びる形状であればよい。
【００８６】
本実施形態では、６本のモジュールガイド２４２が周方向に所定の間隔を空けて取り付けられているが、モジュールガイド２４２の数は６本に限定されない。
【００８７】
このモジュールガイド２４２は、フィルタモジュール２１０における連結部材２１２の切欠き２１４と摺接する。詳しくは、各切欠き２１４は、フィルタモジュール２１０（連結部材２１２）が周壁部４２内をモジュールガイド２４２に沿って移動可能に、モジュールガイド２４２と摺接する。これにより、隣り合うデプスフィルタ１０、１０同士が間隔をおいた状態で互いに平行になるように、これら複数のデプスフィルタ１０、１０、…をユニット本体４０内の所定位置に容易に配置することができる。
【００８８】
当該濾過ユニット４では、原水供給口部２１８がドレン排出口部を兼ねている。具体的には、原水通路５と排出通路１４とが原水供給口部２１８から延びる分岐配管２１９に接続されている。このため、第１自動開閉弁ＭＶ１が開いて第４自動開閉弁ＭＶ４が閉じることにより、原水ＲＷが分岐配管２１９及び原水供給口部２１８を通じてユニット本体４０内に流入する。また、第１自動開閉弁ＭＶ１が閉じて第４自動開閉弁ＭＶ４が開くことにより、ユニット本体４０内のドレンが原水供給口部２１８及び分岐配管２１９を通じてユニット本体４０から排出される。
【００８９】
このように、原水供給口部２１８は、ドレン排出口部を兼ねているため、傾斜配置されるユニット本体４０の周壁部４２における下端側に設けられる。
【００９０】
一方の端壁部（開閉側端壁部）４４Ａは、周壁部４２の開閉側端部に設けられ、他方の端壁部（固定側端壁部）４４Ｂは、周壁部４２における開閉側端部と反対側の端部に設けられる。
【００９１】
開閉側端壁部４４Ａは、開閉側端部の開口を開閉できるように周壁部４２に取り付けられている。本実施形態の開閉側端壁部４４Ａは、ヒンジ２４４によって周壁部４２に取り付けられている。この開閉側端壁部４４Ａは、複数（フィルタモジュール２１０におけるデプスフィルタ１０と同じ数）の筒状シール材２４５、２４５、…と、これら複数の筒状シール材２４５、２４５、…を支持するシール材台座２４６と、を有する。
【００９２】
筒状シール材２４５は、上記実施形態の濾過水案内部４６及び仕切り部５０と同様の形状を有している。即ち、筒状シール材２４５は、両端が開口した中空の短筒形状である。また、筒状シール材２４５の先端（デプスフィルタ１０側の端部）はエッジ形状である。
【００９３】
シール材台座２４６は、周壁部４２の内周面４２ｂと対応する外周縁形状を有する板状の部材である。このシール材台座２４６は、複数の筒状シール材２４５、２４５、…を支持する。具体的に、シール材台座２４６は、フィルタモジュール２１０における各デプスフィルタ１０と対応する位置において、エッジ側端部をデプスフィルタ１０に向けた姿勢となるように各筒状シール材２４５を支持する。これにより、各筒状シール材２４５のエッジ側端部が、対応するデプスフィルタ１０の端部と当接する（図８参照）。また、シール材台座２４６には、筒状シール材２４５の中空部と連通する孔が形成されている。この筒状シール材２４５の中空部とシール材台座２４６の孔とによって、シール材台座２４６の一方の面側の空間（内側空間Ｓ２）と他方の面側の空間（中空部１１）とが連通する。
【００９４】
このシール材台座２４６は、開閉側端壁部４４Ａの内面に複数の連結棒２４７を介して連結されている。この連結棒２４７は、開閉側端壁部４４Ａとシール材台座２４６との間に所定の間隔を形成する。このように、シール材台座２４６は、開閉側端壁部４４Ａに連結されているため、開閉側端壁部４４Ａが開いたときに、この開閉側端壁部４４Ａと共に移動する（図７参照）。
【００９５】
一方、開閉側端壁部４４Ａが閉じた状態では、シール材台座２４６は、その内面（連結棒２４７の接続されている面と反対側の面）の周縁部が台座パッキン２４０と液密状態で接触するように、連結棒２４７によって押圧されている。これにより、開閉側端壁部４４Ａと、シール材台座２４６と、周壁部４２の台座パッキン２４０よりも外側の部位と、に囲まれた内側空間（第１の空間）Ｓ２が形成される。この内側空間Ｓ２は、各デプスフィルタ１０の中空部１１とそれぞれ連通している。尚、この濾過ユニット４においては、ユニット本体４０のシール材台座２４６よりも内側（フィルタモジュール２１０側）における各デプスフィルタ１０の外側が外周空間Ｓ１となる。
【００９６】
シール材台座２４６の連結された開閉側端壁部４４Ａが開いた状態から閉じた状態になると、各筒状シール材２４５のエッジ形状の先端が、対応するデプスフィルタ１０の端面に正確に食い込む（図８参照）。これは、各デプスフィルタ１０が、モジュールガイド２４２及び連結部材２１２によって周壁部４２内の所定位置に正確に位置決めされているためである。
【００９７】
固定側端壁部４４Ｂは、周壁部４２における前記開閉側端部と反対側の端部に固定されている。複数の筒状シール材２４５、２４５、…を有するシール材台座２４６が、周壁部４２の固定側端壁部４４Ｂから内側に所定の間隔を空けた位置に取り付けられている。この固定側端壁部４４Ｂ側のシール材台座２４６は、周壁部４２の内周面４２ｂに取り付けられ（固定され）ている。これにより、内側空間Ｓ２が固定側端壁部４４Ｂと当該シール材台座２４６との間に形成される。
【００９８】
この濾過ユニット４において、合流管８０の各端部は、周壁部４２における内側空間Ｓ２と対応する位置にそれぞれ接続されている。
【００９９】
以上の濾過ユニット４においては、内側空間Ｓ２を囲む部位（開閉側端壁部４４Ａ、開閉側端壁部４４Ａに連結されたシール材台座２４６、及び周壁部４２の台座パッキン２４０よりも外側の部位、並びに、固定側端壁部４４Ｂ、固定側端壁部４４Ｂ側のシール材台座２４６、及び周壁部４２の前記シール材台座２４６よりも外側の部位）と、合流管８０の接続部位とが、内側空間Ｓ２に臨むようにそれぞれ設けられている。そして、これら内側空間Ｓ２を囲む部位と合流管８０の各接続部位とが、デプスフィルタ１０の両端側において中空部１１からの濾過水ＦＷをユニット本体４０の外部にそれぞれ流出させる一対の濾過水取出部を構成する。また、各シール材台座２４６と、これらに支持される各筒状シール材２４５とが、ユニット本体４０の内部空間を、一対の内部空間Ｓ２、Ｓ２及び外周空間Ｓ１に仕切る仕切り部材を構成する。ここで、一対の内部空間Ｓ２、Ｓ２は、ユニット本体４０の内部空間に収容されたデプスフィルタ１０の両端側において、デプスフィルタ１０の中空部１１に連通する空間である。また、外周空間Ｓ１は、ユニット本体４０の内部空間においてデプスフィルタ１０の外周面１０ａに面した空間である。
【実施例】
【０１００】
ここで、上記実施形態の濾過装置の効果を確認するために、上記実施形態の濾過装置と比較用の濾過装置とを用い、複数の処理流量で濾過をそれぞれ行った。比較用の濾過装置は、デプスフィルタの一方の端部が閉塞されている以外の構成が上記実施形態の濾過装置と同一の濾過装置である。このとき用いられたデプスフィルタは、公称孔径５μｍのものである。また、濾過される原水は、濁度２０前後に調整された試験水である。水の濁度（ＮＴＵ）及び水に含まれる粒子数は光学式カウンターによって測定した。【０１０１】
以下にその結果を示す。【０１０２】
【表１】
0005905905.tif 000002
【０１０３】
この表１において、ろ液取出口の欄において「両端」と記載されている部分のデータが、上記実施形態の濾過装置を用いた結果である。また、「片端」と記載されている部分のデータが、比較用の濾過装置を用いた結果である。【０１０４】
表１に示すように、比較用の濾過装置では、処理流量を３０［Ｌ／分］（基準の欄参照）から６０［Ｌ／分］（比較例２の欄参照）に増大させると、濾過による濁度の低下率が５４％から２９％となり、濾過精度が大きく低下している。これに対し、上記実施形態の濾過装置では、処理流量を３０［Ｌ／分］（実施例１の欄参照）から６０［Ｌ／分］（実施例３の欄参照）に増大させても、濾過による濁度の低下率が６１％から６０％にしか変化しておらず、測定誤差の範囲内である。さらに、処理流量を７５［Ｌ／分］（実施例４の欄参照）に増大させても濾過による濁度の低下率が５８％であり、処理流量を３０［Ｌ／分］から７５［Ｌ／分］に変化させたときの濁度の低下率の変化も、測定誤差の範囲内に収まっている。このように、上記実施形態の濾過装置における処理流量を、比較用の濾過装置において基準となる処理流量（３０［Ｌ／分］）の倍より増大させても、濾過による濁度の低下率がほぼ変化していない。このため、上記実施形態の濾過装置のデプスフィルタにおける濾過領域が、比較用の濾過装置と比べて２倍よりも広がっていると推測される。従って、上記実施形態の濾過装置では、濾過領域における単位面積当たりの原水の通過流量（デプスフィルタを通過する際の原水による圧力）を抑えつつ、原水の処理流量を増大させることが可能である。【０１０５】
以上の結果から、上記実施形態の濾過装置では、従来の一方の端部が閉塞された筒状のデプスフィルタを用いた濾過装置に比べ、濾過精度の低下を伴うことなく処理流量を向上させることが可能であることが確認できた。【０１０６】
［実施の形態の概要］
以上の実施形態をまとめると、以下の通りである。【０１０７】
即ち、上記の実施形態に係るデプスフィルタを用いた濾過ユニットは、原水を濾過して濾過水を生成する。この濾過ユニットでは、両端が開放された筒状の１又は複数のデプスフィルタと、前記デプスフィルタを収容する筐体と、を備える。そして、前記筐体は、当該筐体の内部空間を、当該内部空間に収容された前記デプスフィルタの両端側において当該デプスフィルタの内周面によって区画された２次側空間と連通する一対の第１の空間、及び、前記デプスフィルタの外周面に面した第２の空間に仕切る仕切部材と、各第１の空間に臨むようにそれぞれ設けられ、前記デプスフィルタの両端側において前記２次側空間からの濾過水を当該筐体の外部にそれぞれ流出させる一対の濾過水取出部と、前記第２の空間に臨むように設けられ、当該筐体内に前記原水を流入させる原水供給口部とを有し、前記仕切部材は、筒状に形成されるとともに先端がエッジ形状を有し、前記仕切部材の先端は前記デプスフィルタの端面に食い込んでいる。
【０１０８】
この構成によれば、筒状のデプスフィルタの両端部において２次側空間から一対の第１の空間を通じて筐体の外部に濾過水をそれぞれ流出させることができる。即ち、円筒状のデプスフィルタの両端部を通液端部とすることができる。これにより、デプスフィルタにおける原水が通過する領域（濾過領域）を増大させることができ、その結果、濾過精度の低下を伴うことなく処理流量を向上させることができる。即ち、２次側空間の両端から濾過水を流出させてデプスフィルタの両端部近傍をそれぞれ濾過領域とすることによって、筒状のデプスフィルタの一方の端部近傍のみが濾過領域となる従来の濾過装置に比べ、デプスフィルタにおける濾過領域を増大させることができる。その結果、濾過領域における単位面積当たりの原水の通過流量（デプスフィルタを通過する際の原水による圧力）を抑えつつ、原水の処理流量を増大させることができる。しかも、２次側空間の両端から濾過水を流出させてデプスフィルタの両端部近傍をそれぞれ濾過領域とすることによって、一方の端部を閉塞させたデプスフィルタを用いた従来の濾過装置の処理流量に比べ、濾過精度の低下を伴うことなく二倍を超える処理流量にすることが可能となる。【０１０９】
また、上記実施形態の濾過ユニットでは前記デプスフィルタは複数設けられている。そして、この濾過ユニットは、隣り合うデプスフィルタ同士が間隔を空けた状態で互いに平行若しくは略平行になるように各デプスフィルタを連結する連結部材を備える。そして、前記筐体は、前記内部空間を囲む内周面に設けられ、且つ前記デプスフィルタの中心軸方向に延びる軸方向ガイド部材を有し、前記連結部材は、前記筐体内で前記軸方向ガイド部材に沿って摺動できるように当該軸方向ガイド部材と係合可能な被ガイド部を周縁部に有してもよい。【０１１０】
この構成によれば、筐体内に複数のデプスフィルタを配置する際に、被ガイド部の被ガイド部を軸方向ガイド部材に係合させて当該軸方向ガイド部材に沿って摺動させることにより、複数のデプスフィルタを、隣り合うデプスフィルタ同士が間隔を空けた状態で互いに平行若しくは略平行になるように筐体内に容易に配置することができる。【０１１１】
また、上記実施形態の濾過ユニットでは、前記筐体は、前記デプスフィルタとの間に前記第２の空間を形成するように当該デプスフィルタをその周方向に囲む周壁を備える。そして、前記周壁の内周面は、先端が前記デプスフィルタの外周面に当接するように前記周壁の径方向内側に向けて突出する複数のガイド部を含む。また、前記複数のガイド部は、前記デプスフィルタの周方向に間隔をおいて配置されている。【０１１２】
かかる構成によれば、筐体内において各ガイド部の先端に当接するようにデプスフィルタを配置することにより、当該デプスフィルタの筐体内における位置決めを容易に行うことができる。【０１１３】
また、ガイド部が周方向に間隔をおいて複数配置されているため、デプスフィルタが筐体内に配置されたときに、当該デプスフィルタの外側において原水がガイド部間を通ることができるため、デプスフィルタの中心軸方向への原水の流動が許容される。これにより、原水供給口部を通じて筐体内に供給された原水が当該デプスフィルタの外周面に面する空間全体に行き渡り易くなる。【０１１４】
また、上記の実施形態に係るデプスフィルタを用いた濾過装置は、原水を濾過して濾過水を生成する。この濾過装置では、上記のいずれかの濾過ユニットと、前記濾過ユニットの原水供給口部を通じて前記筐体内に原水を供給するポンプと、を備える。【０１１５】
この構成によれば、筒状のデプスフィルタの両端部において２次側空間から一対の第１の空間を通じて濾過水を筐体の外部にそれぞれ流出させることによって、デプスフィルタにおける濾過領域を増大させることができる。これにより、濾過精度の低下を伴うことなく処理流量を向上させることができる。【０１１６】
また、上記実施形態の濾過装置は、内部を濾過水が流れる管材であって、前記一対の濾過水取出部にそれぞれ接続され、前記各濾過水取出部からの濾過水を合流させて外部に送り出す合流管を備える。そして、前記濾過ユニットは、前記デプスフィルタの中心軸が水平面に対して傾斜し若しくは垂直になるように配置される。また、前記合流管は、当該合流管における前記濾過水を合流させる部位よりも前記デプスフィルタの下端側の位置に、当該合流管内に形成される前記濾過水の流路の断面積を局所的に小さくする絞り部を有する。【０１１７】
この構成では、濾過水を合流させる部位よりもデプスフィルタの下端側に、当該合流管内に形成される濾過水の流路の断面積を局所的に小さくする絞り部を設けている。これにより、合流管において、デプスフィルタ（２次側空間）の上側の端部から流れ出た濾過水と、デプスフィルタ（２次側空間）の下側の端部から流れ出た濾過水とが合流するときの流量を同一若しくは略同一にすることができる。その結果、デプスフィルタ（２次側空間）の下側の端部から流れ出た濾過水が、より多く合流管から外部に送り出されることを防ぐことができる。即ち、デプスフィルタの中心軸が水平面に対して傾斜し若しくは垂直になるように濾過ユニットが配置される場合、２次側空間（デプスフィルタ）の下側の端部から濾過水が流れ出やすい。このため、絞り部を設けて２次側空間の下側の端部から流れ出る濾過水の圧力及び流量を調整することによって、合流管の濾過水が合流する部位において、２次側空間の上側の端部から流れ出る濾過水の流量と下側の端部から流れ出る濾過水の流量とを同一若しくは略同一にすることができる。これにより、合流管から送り出される濾過水において、所望の流量及び所望の濾過精度が得やすくなる。【０１１８】
また、上記実施形態の濾過装置は、前記２次側空間に濾過水を供給可能な逆洗部を備える。そして、前記濾過ユニットは、前記デプスフィルタの中心軸の水平面に対する傾斜角が１０°以上、且つ３０°以下となるように配置される。また、前記デプスフィルタは、円筒状である。また、前記筐体は、前記デプスフィルタとの間に前記第２の空間を形成するように当該デプスフィルタをその周方向に囲む周壁と、前記第２の空間内の流体を当該筐体の外部に排出可能なドレン排出口部と、を有する。前記周壁は、前記デプスフィルタの中心軸と平行な中心軸を有する略円柱面状の内周面を備える。また、前記ドレン排出口部は、前記周壁の内周面における最も低い位置と対応する位置に設けられる。【０１１９】
この構成によれば、筐体外への逆洗ドレン（デプスフィルタが原水の濾過の際に捕捉した粒子等の異物を含む流体）の好適な排出を可能にする。また、デプスフィルタの両端部において２次側空間からそれぞれ流れ出る濾過水の流量の差を抑えることができる。【０１２０】
具体的には、濾過水が２次側空間に供給されることにより、濾過水がデプスフィルタを２次側空間から第２の空間に向けて通過する。このとき、原水の濾過の際にデプスフィルタの内部に捕捉されていた粒子等の異物が前記濾過水による圧力によってデプスフィルタの外側（第２の空間）に押し出される。これにより、デプスフィルタの目詰まりが解消されて当該デプスフィルタの濾過性能が回復する。そして、周壁の内周面が傾斜しているため、このデプスフィルタから押し出された粒子等の異物を含む流体は、その自重によって前記内周面に沿って下り、第２の空間の最も低い位置に集まる。この位置から粒子等の異物を含む流体を排出できるようにドレン排出口部が設けられることにより、前記粒子等の異物を含む流体を筐体の外部に好適に排出することができる。【０１２１】
このように、ドレンを排出し易くするために周壁の内周面が傾斜するように筐体が配置されると、筐体の内周面の中心軸とデプスフィルタの中心軸とが平行であるため、デプスフィルタも傾斜した状態となる。この状態での傾斜角（中心軸の水平面に対する角度）を１０°以上、且つ３０°以下とすることにより、デプスフィルタの両端部において２次側空間からそれぞれ流れ出る濾過水の流量の差を抑えることができる。即ち、筒状のデプスフィルタが傾斜した状態で配置された場合、濾過水の水圧分布のために２次側空間の下側の端部から濾過水が流れ出やすいが、中心軸が水平面に対して１０°以上、且つ３０°以下となるようにデプスフィルタが配置されることにより、２次側空間の上側の端部から流れ出る濾過水の流量と、２次側空間の下側の端部から流れ出る濾過水の流量との差を、濾過装置の使用における許容範囲内に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、デプスフィルタを用いた濾過ユニット、及びデプスフィルタを用いた濾過装置を提供する。
【図１】
0005905905.tif 000003
【図２】
0005905905.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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