(57)【要約】【課題】長時間使用しても目詰まりせず、一定の濾過流量が保たれ、目詰まりしても容易に解消し正常に再生できる液体用濾過装置および液体用濾過・濃縮タンクを提供する。【解決手段】円筒形のフィルター材の上下両端を金属ブロック状に分厚くキャップで封じて、濾過する液体に浸ける中空のフィルターを形成し、フィルター内にポンプの吸引力が及ぶよう排出ホースと接続される液口パイプを内装し、さらに、フィルターの両端のキャップ又は一方のキャップを媒体としてフィルター材に振動を及ばせるバイブレーターを設け、前記ポンプが液体を逆流させ得る正逆切換え可能な形式であることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のフィルター材の上下両端を金属ブロック状に分厚くキャップで封じて、濾過する液体に浸ける中空のフィルターを形成し、フィルター内にポンプの吸引力が及ぶよう排出ホースと接続される液口パイプを内装し、さらに、フィルターの両端のキャップ又は一方のキャップを媒体としてフィルター材に振動を及ばせるバイブレーターを設け、前記ポンプが液体を逆流させ得る正逆切換え可能な形式であることを特徴とする液体用濾過装置。
【請求項２】
下端部に液体の流入口を、上端部に流出口をそれぞれ設けたタンクの中央部に、縦長の液体用濾過装置を設け、液体用濾過装置は、円筒形のフィルター材の上下両端を金属ブロック状に分厚くキャップで封じて、濾過する液体に浸ける中空のフィルターを形成し、そのフィルター内にポンプの吸引力が及ぶよう排出ホースと接続される液口パイプを内装し、さらに、フィルターの両端のキャップ又は一方のキャップを媒体としてフィルター材に振動を及ばせるバイブレーターを設け、前記ポンプが液体を逆流させ得る正逆切換え可能な形式であることを特徴とする液体用濾過・濃縮タンク。
【請求項３】
バイブレーターは、フィルターの中心に位置する筒形の振動軸の上端にモーターを備え、振動軸の中心に軸支されるモーターによる回転軸に偏心回転子が固定して取り付けられてなり、フィルターの上下両端のキャップの中心に振動軸を貫通させ、その双方に振動が及ぶよう振動軸が固着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体用濾過装置および液体用濾過・濃縮タンク。
【請求項４】
液口パイプと排出ホース及び振動装置を備えた基体とそれに下から着脱可能に取り付けられるフィルターとから前記液体用濾過装置が構成され、フィルターは、円筒形のフィルター材の上下両端にキャップの一部品を構成するリング状の縁金が嵌着して一体化されてなり、上端の縁金には内周面に雌ねじが形成してあって、基体は、フィルターを下から受け入れ得るように、振動軸の上端部にフィルターの上端面が当たる被着金ブロックを、下端部には下端の縁金に納まる嵌合金ブロックをそれぞれ固着してあって、被着金ブロックには、フィルターの回転により上端の縁金の前記雌ねじが螺合される雄ねじ部が垂設され、嵌合金ブロックには、下の縁金に嵌まる部分の下面に雄ねじ部を連設し、その雄ねじ部に螺合して縁金に締めつける上下ナットを具備してなり、フィルターの上端では該部縁金と被着金ブロックとで、下端では該部縁金と嵌合金ブロックとでそれぞれ上下キャップが組み立てられると同時に基体とフィルターとが一体化されることを特徴とする請求項３記載の液体用濾過装置および液体用濾過・濃縮タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、飲用水や工業用水、化学液状品、廃油等の流体の主に浄化に使用する液体用濾過装置および濃縮にも使用できる液体用濾過・濃縮タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液体用濾過装置は、円筒形の全周に無数の微細な目孔を配設したフィルターの両端にキャップを嵌着し、上端のキャップに液口パイプを貫通してそれを内部に開口させ、その液口パイプにポンプによる吸引ホースを接続したものであった。使用については、浄化する例えば汚水が入った水タンクの中に常時設置し、若しくは汚水に浸けた状態においてポンプを起動すると、その吸引力が円筒形の内部に及ぶことによって円筒形の周囲からタンクの水が濾過されながら吸引され、ポンプを通じてその浄化水が排出される。
【０００３】
ちなみに、フィルターにおける目孔のサイズに関して、ステンレス板等の金属焼結体にパンチ孔を明けるパンチング式では、１ｍｍ程度であり、細い線材を縦横に組むスリット式では１００μｍ程度、複数枚のワイヤーメッシュを重ねて加圧しながら焼結するワイヤーメッシュ式では２μｍ程度である。しかし、現在技術的にワイヤーメッシュ式で０．５μｍ程度にまで微細化が可能な段階に至っているとされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の液体用濾過装置によれば、目孔の大きさや濾過粒子の大きさにもよるが、上記のように水、油、エマルジョン等の各種の液体の濾過に使用され、濾過粒子に適合するサイズの目孔でフィルターが選択されるが、いずれにおいても短時間で次第に流用が少なくなり詰まってしまうので、フィルターの交換や逆洗浄を行いながら再生して濾過作業を行っているのが現状である。そのため、連続運転ができない、再生作業が面倒で時間がかかる、ひいては浄化コストに影響する等の問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、長時間使用しても目詰まりせず、一定の濾過流量が保たれ、目詰まりしても容易に解消し正常に再生できる液体用濾過装置および液体用濾過・濃縮タンクを提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明は、円筒形のフィルター材の上下両端を金属ブロック状に分厚くキャップで封じて、濾過する液体に浸ける中空のフィルターを形成し、フィルター内にポンプの吸引力が及ぶよう排出ホースと接続される液口パイプを内装し、さらに、フィルターの両端のキャップ又は一方のキャップを媒体としてフィルター材に振動を及ばせるバイブレーターを設け、前記ポンプが液体を逆流させ得る正逆切換え可能な形式であることを特徴とする液体用濾過装置を提供する。
【０００７】
また、この発明は、下端部に液体の流入口を、上端部に流出口をそれぞれ設けたタンクの中央部に、縦長の液体用濾過装置を設け、液体用濾過装置は、円筒形のフィルター材の上下両端を金属ブロック状に分厚くキャップで封じて、濾過する液体に浸ける中空のフィルターを形成し、そのフィルター内にポンプの吸引力が及ぶよう排出ホースと接続される液口パイプを内装し、さらに、フィルターの両端のキャップ又は一方のキャップを媒体としてフィルター材に振動を及ばせるバイブレーターを設け、前記ポンプが液体を逆流させ得る正逆切換え可能な形式であることを特徴とする液体用濾過・濃縮タンクを提供するものである。
【０００８】
上記の構成によれば、汚れた水等の液体にこれを浸けた状態で運転すると、バイブレーターの振動が質量の大きなブロック状に分厚いキャップを介してフィルター材に強力且つ確実に及ぶ。そこで、液体中に浮遊する不純物としての粒子が目孔に吸引してその孔縁に突き当たり、強力な振動によりその粒子をはじき飛ばすために目詰まりが確実に防止される。
【０００９】
目詰まりを招かない時間は、目孔と粒子との相対的大きさ、汚れの程度など諸条件により違いがあるものの、いずれかの時点で目詰まりを起こしても、この場合には、次にいずれかの手段を取り、連続運転に近い短時間で有効に目詰まりを解消できる。
（１）ポンプを一時停止し、バイブレーターの振動のみで粒子を振るい落とす。
（２）ポンプを逆転させフィルターに対して押出力を及ぼしながらバイブレーターの振動を掛ける。この場合は、フィルター内の陽圧とバイブレーターの振動との相乗により、フィルター材に付着する粒子をフィルターの外側の液体に振り払い得る
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、この発明の液体用濾過装置および液体用濾過・濃縮タンクによれば、長時間使用しても目詰まりせず、一定の濾過流量が保たれるので、フィルターの交換や逆洗浄を行いながら再生して濾過作業を行うような必要事態が少なくなり、連続運転とほゞ同じの短時間で再生させながら、多くの無駄な作業を省くことにより浄化コストの逓減を図ることができ、特に再生作業については、濾過吸引を一時中断しバイブレーターのみを例えば数十秒程度の僅かな間駆動させることにより目詰まりが解消され、また、逆洗浄する場合においてもバイブレーターを掛けることにより、洗浄時間を大幅に短縮できるという優れた効果がある。
【００１１】
加えて、請求項３によれば、振動軸が中心にあるため上記効果が顕著となり、また、請求項４によれば、ハンディ式に適しフィルターの取替えも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係る液体用濾過装置を使用状態において示す断面図である。
【図２】同液体用濾過装置を基体とフィルターとに分離して示す断面図である。
【図３】同液体用濾過装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線矢視の拡大断面図である。
【図５】同液体用濾過装置において目詰まりしない理由を示す想定した説明図である。
【図６】この発明に係る液体用濾過・濃縮タンクを使用状態において示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明による液体用濾過装置は、筒状のフィルター２とバイブレーター３等からなるもので、外周のフィルター材２ａを振動させながら不純物を含む液体を筒内に吸引するよう起動すると、不純物粒子がフィルター材２ａにおいてはじき飛ばされ、目孔７よりもかなり小さな粒子だけがフィルターの目孔７を通っても、同程度の以上の粒子は振動する孔縁ではじかれ、そのため目孔７のサイズにかかわらず目詰まりしない結果となるものである。
【００１４】
フィルター材２ａの形態や種類、特にフィルター壁に目孔７を形成する方式については、前記した通り種々あって、例えば、パンチング式やスリット式、ワイヤーメッシュ式、その他の手段により目孔７が明けられた素材が実際の用途に合わせて適宜選択される。そのうち、現在では一般的にワイヤーメッシュ式のもので最も微細な０．５μｍ程度の目孔７を得ることができる。
【００１５】
バイブレーター３についても多様に考えられるが、フィルター材２ａ自身を振動させるものであれば、バイブレーター３の種類、取付け方は特に限定するものではなく、例えばフィルター２の端に取り付けても良いし、中心部に設けても良い。図面は中心部に設けた場合を例示する。
【００１６】
また、液体用濾過装置は、液体タンクの中に常時設置しておく据付け式にすることもできるが（請求項２）、次の実施例１では持ち運びしながら使用するハンディ式の場合を示す。実施例２に示す据付け式であっても基本的に同様の構造となる。
【００１７】
ポンプ３９については、フィルター２側に対して吸引と押出の両力を選択的に及ぼし得る正逆切換え可能な形式であれば、特に制限するものではないが、回転ポンプのうちでも歯車ポンプがその両力を有効に発揮し得るので好ましかった。
【実施例１】
【００１８】
図１ないし図５は一実施例を示したもので、その液体用濾過装置Ｒは、通常の液体の濾過装置の他に、打設コンクリートの水抜きにも適するように、自由に持ち運び操作できるハンディ式にしたもので、バイブレーター３と液体の吸引排出装置４とを備えた基体１と、それに取替え可能に取り付けられる円筒形のフィルター２との組み合わせとして構成され、その合体により上下両端に振動媒体としてブロック状にステンレスのキャップ８，９が組み立てられるようになっている。そのうち上端のキャップ８について、吸引排出装置４の液口パイプ１０と、排出ホース１２とが接続される。なお、図示は省略するが、上端にハンドルを取り付けそれにスイッチが設けられる。
【００１９】
フィルター２は、フィルター材２ａがこの場合目の微細化に適するワイヤーメッシュ式によるもので、２μｍの目孔７を有するフィルター材２ａを丸めて円筒形であって、両端に前記キャップ８，９を構成するリング状の縁金８ａ，９ａが嵌着されており、上端の縁金８ａの内周面に雌ねじ１１が形成されているが、下端の縁金９ａの内周面は無ねじのストレートに形成される。
【００２０】
振動装置は公知のもので、振動軸１３を筒形に形成し、その中心にモーター１５による回転軸１７を軸支し、回転軸１７に偏心回転子１８が固定して取り付けられる。
【００２１】
基体１は、上端にモーター１５が具備された振動軸１３を中心とするもので、上端近くにキャップ８を構成するために前記縁金８ａに螺着される被着金ブロック８ｂを取り付け、下端近くには縁金９ａに嵌まる嵌合金ブロック９ｂが取り付けられる。嵌合金ブロック９ｂの下には振動軸１３の下端部１４が突出しており、打設コンクリートの水抜きとして使用する場合、それと同時にその下端部１４の攪拌様操作により型枠内のコンクリートの充実を図り得るようになっている。
【００２２】
被着金ブロック８ｂは、フィルター２の上に被さる円盤状であって円形の下面に縁金８ａの雌ねじ１１が螺入する雄ねじ部２１を垂設したもので、そのため下に凸の段状である。また、中心部に振動軸１３が通る嵌合孔２３が設けられ、溶接２５により振動軸１３に固定される。さらに、被着金ブロック８ｂには吸引排出孔２７がＬ字形に設けられ、その両端部に雌ねじが形成され、下面に開口される雌ねじに液口パイプ１０が螺着され、側面に開口する雌ねじに排出ホース１２の接続手２９が螺着される。図３において３１は液口パイプ１０の脱落を防止する止め金である。
【００２３】
嵌合金ブロック９ｂは、これも嵌合孔３２と溶接３４により振動軸１３に取り付けられ、縁金９ａの内側に嵌まるものであるが、嵌まる部分の下面にストレートに雄ねじ部３３が縁金９ａの下へ垂下するよう突設される。この嵌合金ブロック９ｂを縁金９ａに締めつけるために、雄ねじ部３３には二段にナット３７，３８が螺着されるようになっている。なお、両ナット３７，３８は振動により抜けたり金属疲労を招かないように、相互になじみやすく硬度の異なる銅合金とステンレスにより形成される。
【００２４】
フィルター２を組み付けるには、振動軸１３の下からそれを挿入し（図２）、上端の縁金８ａを被着金ブロック８ｂに付き当てるとともに下端の縁金９ａを嵌合金ブロック９ｂに嵌め込みながら回転し、被着金ブロック８ｂに縁金８ａを螺入してから、上下ナット３７，３８を下の雄ねじ部３３に螺入して締めつける。そうすると、振動によっても決して抜けない安定した状態に組み付けられる。
【００２５】
図１は、こうして組み立てた液体用濾過装置Ｒの使用状態を示したもので、実験では、粘土粒子を浮遊させた濁った水の液体４１に同図の如く浸け、振動軸１３の上端のモーター１５と、排出ホース１２に接続されているポンプ３９とを起動させ運転を開始したところ、７時間以上経過しても目詰まりが全く生じなく、浄化された水が排出ホース１２の先から放出し続けた。これに対して、モーター１５を停止して無振動でポンプ３９を作動させたときには、徐々に排出水量が少なくなり２〜３分程度で目詰まりして浄化不能となった。
【００２６】
浄化可能な状態が長時間にわたって維持されいつまでも目孔７が粘土粒子により塞がれない理由について検証すると、前記したように、質量の大きいキャップ８，９を介してバイブレーター３の振動がフィルター材２ａに強力に及ぶこと、また、振動が中心の振動軸１３から周囲外方（図５，矢印Ｐ）へ特に強く力を及ぼすことから、フィルター２の内部に向かって外から目孔７に吸引された粒子Ｍは、その口縁４３に触れてはじき飛ばされ、振動の強さと方向性から、目孔７よりも余程小さい粒子でないかぎり口縁４３で未然にはじき飛ばされるためであると考えられる。
【００２７】
今回のフィルター材２ａの濾過精度は目孔７が２μｍであるが、次回は０．５μｍの濾過精度のもので実験する予定である。上記実験および検証から同じ成果が得られるものという確信を得ている。
【実施例２】
【００２８】
図６は、液体用濾過・濃縮タンクＴの一例を示し、円筒形のタンク５１の中心に前記と同じ構造の液体用濾過装置Ｒを据え付けて構成した。タンク５１には、内部に粒子を含む液体が充満するように、下端部に流入口５３が、上端部に流出口５５がそれぞれ設けられる。
【００２９】
運転については、液体用濾過装置Ｒのポンプ３９とモーター１５とを駆動させながら、流入口５３から原液が注入されると、内部において液体４１がフィルター２に吸引されて浄化した液体が排出ホース１２から排出されるために、その分の液体が減少することにより粒子が濃縮され、濃縮液が流出口５５より排出される。つまり、この液体用濾過・濃縮タンクＴでは、原液の浄化と濃縮とを同時に行うことができる２系統形式で、その両方又は一方の機能を活用するために使用される。
【符号の説明】
【００３０】
Ｒ  液体用濾過装置
Ｔ  液体用濾過・濃縮タンク
１  基体
２  フィルター
２ａ  フィルター材
３  バイブレーター
８，９  キャップ
８ａ，９ａ  縁金
８ｂ  被着金ブロック
９ｂ  嵌合金ブロック
１０  液口パイプ
１１  雌ねじ
１２  排出ホース
１３  振動軸
１５  モーター
１７  回転軸
１８  偏心回転子
２１，３３  雄ねじ部
３７，３８  ナット
３９  ポンプ
５１  タンク
５３  流入口
５５  流出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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