(57)【要約】【課題】フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることのできる濾過装置を提供する。【解決手段】濾過装置は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面の少なくとも一部と対向する対向面において、前記濾過面との距離が互いに異なる複数の領域を有する整流部とを備える。【選択図】図３
2015171683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、
前記濾過面の少なくとも一部と対向する対向面において、前記濾過面との距離が互いに異なる複数の領域を有する整流部とを備える、濾過装置。
【請求項２】
前記濾過装置は、さらに、
前記フィルタを回転させ、かつ前記整流部を前記周方向に回転させる駆動部を備え、
前記駆動部は、前記整流部に対する前記フィルタの相対的な回転速度をゼロ以外にする、請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記フィルタおよび前記整流部を反対方向に回転させる、請求項２に記載の濾過装置。
【請求項４】
前記濾過装置は、さらに、
前記濾過面と間隔を隔てて設けられた付属部を備え、
前記付属部は、前記整流部と、濾過面が形成されたフレーム部とを有し、
被処理水の一部または全部が前記フレーム部の前記濾過面を透過した後に前記フィルタの前記濾過面を透過する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の濾過装置。
【請求項５】
前記フィルタは、水平方向の断面が円形状であり、
前記整流部または前記整流部を一部に含む付属部は、水平方向の断面が楕円形状である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の濾過装置。
【請求項６】
前記フィルタの前記濾過面は、前記フィルタの回転円の径方向に沿って山谷を繰り返すように湾曲した波形状に形成されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過装置に関し、特に、フィルタを用いて被処理水の濾過を行う濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタを用いて被処理水の濾過を行う濾過装置が開発されている。また、被処理水に含まれる不純物などがフィルタに付着することによってフィルタが目詰まりすることがあるため、フィルタの付着物を洗浄することのできる濾過装置が開発されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１（特開２００４−１１３８８１号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、円筒形状又は円盤形状で外周部分の内外間で濾過を実施するフィルタ体と、フィルタ体外周面に配設した流入路と、フィルタ体の内方と連通した流出路とを備えてなる濾過装置は、フィルタ体に、直径方向に出入する蛇腹状フィルタを採用すると共に、フィルタを放射状に配置した仕切板で区分して外周面に開口部を備えた多数の濾過流路を設け、濾過流路の形成角度に対応してフィルタ体を間欠回転せしめる駆動機構を付設し、間欠回転停止位置における濾過流路の外周開口部と対面し、且つフィルタ内からの処理済み液の流出量より少ない流出量となる逆洗流出路を付設してなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１３８８１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９４３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような特許文献１に記載の濾過装置では、フィルタ内からフィルタ外へ処理済み液の一部を流出することにより当該フィルタの付着物を剥離させて、当該フィルタを洗浄することができる。しかしながら、フィルタの外部の圧力とフィルタの内部の圧力との関係などによってはフィルタ内からフィルタ外へ流出する処理済み液の流量が十分ではない場合などがあり、このような場合、フィルタに対する十分な洗浄効果を得ることができず濾過の性能が低下するという問題がある。
【０００６】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることのできる濾過装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる濾過装置は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面の少なくとも一部と対向する対向面において、前記濾過面との距離が互いに異なる複数の領域を有する整流部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る濾過システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る濾過装置の構成を示す垂直断面図である。
【図３】図３は、図２に示すフィルタおよび付属フィルタの構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す矢印Ａ方向から見たフィルタおよび付属フィルタの構成を示す上面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタと付属フィルタとの間を流れる被処理水によるフィルタの洗浄作用について説明するための部分拡大図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタの変形例を示す上面図である。
【図７】図７は、図６に示すフィルタと付属フィルタとの間を流れる被処理水によるフィルタの洗浄作用について説明するための部分拡大図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る濾過装置の付属フィルタの変形例を示す上面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタおよび付属フィルタの変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示すフィルタおよび付属フィルタの構成を示す垂直断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示すＸＩ−ＸＩ線断面の構成を示す水平断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタおよび付属フィルタの変形例を示す水平断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタおよび付属フィルタの変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す矢印Ｂ方向から見たフィルタおよび付属フィルタの構成を示す上面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態に係る濾過装置の付属フィルタの変形例を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１１】
（１）本発明の実施の形態に係る濾過装置は、濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、前記濾過面の少なくとも一部と対向する対向面において、前記濾過面との距離が互いに異なる複数の領域を有する整流部とを備える。
【００１２】
このように、フィルタの濾過面と整流部の対向面との距離が当該対向面における複数の領域間で異なる構成により、被処理水がフィルタと整流部との間を流れる際の流速に変化が生じて、フィルタと整流部との間に圧力差が生じる。この結果、フィルタと整流部との間において圧力の高い領域ではフィルタ内へ透過する被処理水の水量を確保しつつ、圧力の低い領域では、フィルタの内部から外部へ水が押し出される確率を高めてフィルタの付着物を剥離しやすくすることができる。
【００１３】
また、フィルタと整流部との間において圧力差のある領域間では、被処理水に含まれる気泡が収縮または膨張するため、たとえば膨張した気泡により付着物が剥離される可能性が高まる。
【００１４】
すなわち、フィルタと整流部との間の複数の領域間で圧力差を生じさせることにより、フィルタの付着物を剥離することのできる確率を高めて、フィルタに対するより高い洗浄効果を得ることができる。また、フィルタの洗浄と被処理水の濾過とを並行して行うことができるため、フィルタの洗浄を効率良く行うことができる。
【００１５】
（２）好ましくは、前記濾過装置は、さらに、前記フィルタを回転させ、かつ前記整流部を前記周方向に回転させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記整流部に対する前記フィルタの相対的な回転速度をゼロ以外にする。
【００１６】
ここで、駆動部は、フィルタおよび整流部を同じ方向に回転させても良いし、フィルタおよび整流部を逆方向に回転させても良い。
【００１７】
このように、フィルタと整流部との回転速度が異なる構成により、フィルタと整流部との間を流れる被処理水のうち、整流部に近い側の被処理水の流速と、フィルタに近い側の被処理水の流速とに差が生じる。これにより、被処理水の水流方向に略直交する方向において圧力差が生じて渦流が発生する可能性が高まるため、フィルタの付着物を剥離しやすくなり、フィルタの洗浄効果を高めることができる。
【００１８】
（３）好ましくは、前記駆動部は、前記フィルタおよび前記整流部を反対方向に回転させる。
【００１９】
このような構成により、フィルタの回転速度と整流部の回転速度との相対差が大きくなるため、渦流がより発生しやすくなり、フィルタの洗浄効果を一層高めることができる。
【００２０】
（４）好ましくは、前記濾過装置は、さらに、前記濾過面と間隔を隔てて設けられた付属部を備え、前記付属部は、前記整流部と、濾過面が形成されたフレーム部とを有し、被処理水の一部または全部が前記フレーム部の前記濾過面を透過した後に前記フィルタの前記濾過面を透過する。
【００２１】
このような構成により、フレーム部の濾過面を透過することにより濾過された後の被処理水がフィルタと整流部との間を流れるため、フィルタに不純物が付着することを抑制することができる。
【００２２】
（５）好ましくは、前記フィルタは、水平方向の断面が円形状であり、前記整流部または前記整流部を一部に含む付属部は、水平方向の断面が楕円形状である。
【００２３】
このような構成により、たとえば、フィルタと整流部とを同軸回転させることで、整流部とフィルタとの間の複数の領域間において圧力差を生じさせる濾過装置を単純な構成により実現することができる。また、このような構成により、フィルタを回転させることで整流部がフィルタの周囲を１周することができるため、フィルタの側面の略全体を洗浄することができる。
【００２４】
（６）好ましくは、前記フィルタの前記濾過面は、前記フィルタの回転円の径方向に沿って山谷を繰り返すように湾曲した波形状に形成されている。
【００２５】
このような構成により、フィルタの濾過面における山谷の繰り返し数に応じた互いに圧力差のある複数の領域が存在することになるため、多くの領域において並行してフィルタを洗浄することができる。
【００２６】
また、このような構成により、フィルタ全体を大きくすることなく、単位時間当たりの被処理水と濾過面との接触面積を広く確保し、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多くすることができる。
【００２７】
また、たとえば、山部分および谷部分が折り曲げられたプリーツ形状のフィルタと比較して、山部分および谷部分の強度を高めることができ、フィルタの破損を防ぐことができる。
【００２８】
さらに、プリーツ形状のフィルタは、たとえば折り曲げを繰り返すことにより成形されるのに対して、波形状のフィルタは、たとえばプレス加工により成形することが可能であるため容易に製造することができる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００３０】
［構成および基本動作］
（濾過システム全体の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る濾過システムの構成を示す図である。
【００３１】
図１を参照して、濾過システム２０１は、たとえば船舶に積み込まれるバラスト水、または船舶から排出されるバラスト水の濾過を行う。濾過システム２０１は、濾過装置１０１と、紫外線照射装置１０２と、ポンプ１０３と、海水取入口１０４と、タンク１０５と、配管１２１，１２２，１２３，１２４とを備える。
【００３２】
なお、濾過システム２０１は、船舶に積み込まれるバラスト水、または船舶から排出されるバラスト水以外の被処理水の濾過に用いられても良い。
【００３３】
また、図１に示す濾過システム２０１は複数の濾過装置１０１を備えているが、このように複数の濾過装置１０１を備えている構成に限定されず、濾過システム２０１は１つの濾過装置１０１を備える構成であっても良い。
【００３４】
バラスト水が船舶に積み込まれる際、被処理水として海水が海水取入口１０４から流入し、この被処理水が、ポンプ１０３により押し出され、配管１２１を経て濾過装置１０１に供給される。濾過装置１０１は、ポンプ１０３から供給された被処理水に含まれるプランクトンまたは濁質分などの不純物を除去するため、フィルタを用いて当該被処理水の濾過を行う。そして、濾過装置１０１は、濾過水を配管１２２経由で紫外線照射装置１０２へ供給する。
【００３５】
紫外線照射装置１０２は、濾過装置１０１から供給された濾過水に対して紫外線を照射することにより、当該濾過水に含まれる微生物の殺菌などを行う。そして、紫外線照射装置１０２は、紫外線を照射した後の濾過水を、配管１２３経由でタンク１０５へ供給する。これにより、濾過および殺菌処理が行われた後のバラスト水がタンク１０５に蓄えられる。
【００３６】
また、濾過装置１０１において除去されたプランクトンまたは濁質分などは、配管１２４を経由して船舶等の外部へ排出される。
【００３７】
（濾過装置の構成）
図２は、本発明の実施の形態に係る濾過装置の構成を示す垂直断面図である。
【００３８】
図２を参照して、濾過装置１０１は、カートリッジ１１と、回転軸１２と、ケース１３と、モータ（駆動部）１４と、制御部１５と、被処理水流路１６と、被処理水流出部１７と、濾過水流路１８と、排出流路１９と、連結ボックス２０と、付属フィルタ（付属部）３０とを含む。
【００３９】
カートリッジ１１は、ケース１３に対して着脱可能であり、フィルタ２１と、上蓋部２２と、下蓋部２３とを有する。フィルタ２１は、たとえば、円筒形状であり、ポリエチレン不織布を用いて側面に濾過面が形成されている。フィルタ２１は、回転軸１２を中心として濾過面が周方向に移動するように回転可能に取り付けられている。上蓋部２２は、フィルタ２１の上部を塞ぎ、下蓋部２３は、フィルタ２１の下部を塞いでいる。
【００４０】
付属フィルタ３０は、フィルタ２１の濾過面を囲むように、フィルタ２１の濾過面と間隔を隔てて設けられている。また、付属フィルタ３０の側面、すなわち付属フィルタ３０のうちフィルタ２１の濾過面と対向している対向面の少なくとも一部の領域は、被処理水を濾過するための濾過面として形成されている。当該濾過面には、たとえば、複数の孔が形成されたパンチングメタルまたは金網などが用いられている。なお、付属フィルタ３０における当該濾過面は、フィルタ２１の濾過面と比較して目が粗く形成されている。
【００４１】
また、付属フィルタ３０は、図示しない回転軸を中心として周方向に回転可能に取り付けられている。
【００４２】
ケース１３は、カートリッジ１１および付属フィルタ３０を覆うように設けられている。制御部１５は、モータ１４の駆動を制御する。
【００４３】
モータ１４は、連結ボックス２０に設けられた２つの回転軸に連結され、ギヤの組合せ等によりこれら２つの回転軸を、相対的な回転速度がゼロ以外となるように回転させる。そして、これら２つの回転軸のうちの一方の回転軸１２を中心としてフィルタ２１が回転し、図示しない他方の回転軸を中心として付属フィルタ３０が回転する。たとえば、モータ１４は、２つの回転軸をそれぞれ回転させて、フィルタ２１および付属フィルタ３０を、互いに異なる回転速度で回転させる。
【００４４】
被処理水流路１６は、ポンプ１０３により押し出された被処理水を被処理水流出部１７まで供給する。被処理水流出部１７は、被処理水流路１６からケース１３の内部へ向かって延設されている。これにより、被処理水流路１６から被処理水流出部１７へ供給された被処理水は、被処理水流出部１７から付属フィルタ３０に向けて流出される。
【００４５】
なお、被処理水流出部１７には、たとえば、付属フィルタ３０のうち被処理水流出部１７と対向している面の鉛直方向略全体に被処理水が当たるように、被処理水の出口が形成されている。また、被処理水流出部１７から付属フィルタ３０に向けて流出される被処理水は、たとえば、フィルタ２１の回転円に対する接線方向または法線方向に流出される。
【００４６】
被処理水流出部１７から付属フィルタ３０に向けて流出された被処理水は、付属フィルタ３０の濾過面を透過することにより濾過される。そして、付属フィルタ３０の内部へ透過した被処理水は、付属フィルタ３０とフィルタ２１との間を流れ、フィルタ２１の濾過面を透過することによってさらに濾過される。
【００４７】
そして、このような濾過処理によりフィルタ２１の内部に透過した濾過水は、フィルタ２１の内部に設けられた濾過水流路１８に導かれ、濾過水流路１８から配管１２２を経由して、他の濾過装置１０１または紫外線照射装置１０２へ供給される。
【００４８】
なお、被処理水流出部１７に形成される被処理水の出口は、たとえば、フィルタ２１の鉛直方向略中央の高さ、フィルタ２１の鉛直方向上側と対向する高さ、または、フィルタ２１の鉛直方向下側と対向する高さのいずれかの高さに位置する構成であっても良い。
【００４９】
また、濾過装置１０１は、濾過処理に加えて、さらに、フィルタ２１の内部から外部へ水を流出させることによりフィルタ２１を洗浄する逆洗処理を行う構成であっても良い。
【００５０】
さらに、被処理水流出部１７は、フィルタ２１の内部に延設され、被処理水流出部１７からフィルタ２１の内部に流出された被処理水がフィルタ２１の外部へ透過することにより濾過される構成であっても良い。
【００５１】
（付属フィルタの詳細な構成）
図３は、図２に示すフィルタおよび付属フィルタの構成を示す斜視図である。また、図４は、図３に示す矢印Ａ方向から見たフィルタおよび付属フィルタの構成を示す上面図である。
【００５２】
図３および図４を参照して、付属フィルタ３０は、整流部３１と、フレーム部３２とを有する。具体的には、付属フィルタ３０は、平板形状である２つの整流部３１を有し、これら２つの整流部３１がフィルタ２１を挟んで対向するように設けられている。整流部３１は、フィルタ２１が回転することにより、フィルタ２１の濾過面の略全体と間隔を隔てて対向可能である。
【００５３】
また、付属フィルタ３０は、側面が濾過面として形成された２つのフレーム部３２を有する。これら２つのフレーム部３２は、２つの整流部３１を連結し、かつ付属フィルタ３０の水平方向の断面が略楕円形状となるように円弧形状に形成されている。
【００５４】
詳細には、付属フィルタ３０の水平方向断面における略楕円形状において、短軸と交差する側に整流部３１が設けられ、長軸と交差する側にフレーム部３２が設けられている。そして、整流部３１の中央付近とフィルタ２１との距離を距離Ｌ１２とし、整流部３１の両端付近とフィルタ２１との距離をそれぞれ距離Ｌ１１および距離Ｌ１３とすると、距離Ｌ１２は距離Ｌ１１および距離Ｌ１３よりも短くなる。すなわち、整流部３１は、フィルタ２１との対向面において、フィルタ２１との距離が互いに異なる複数の領域を有する。
【００５５】
なお、付属フィルタ３０は、図３および図４に示す構成に限定されず、たとえば、フレーム部３２を有することなく、フィルタ２１の外部に設けられた整流部３１のみで構成されていても良い。
【００５６】
また、平板形状の整流部３１および円弧形状のフレーム部３２の代わりに、水平方向の断面が略楕円形状に形成された整流部３１が設けられていても良い。この場合、被処理水を濾過するための濾過面を有するフレーム部３２が存在せず、整流部３１のみがフィルタ２１の周囲を囲むため、被処理水は、たとえば、整流部３１の上方側または下方側からフィルタ２１と整流部３１との間へ流出される。
【００５７】
［作用］
次に、本発明の実施の形態に係る濾過装置１０１によるフィルタ２１の洗浄作用について説明する。
【００５８】
（被処理水の流速の変化による洗浄作用）
図５は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタと付属フィルタとの間を流れる被処理水によるフィルタの洗浄作用について説明するための部分拡大図である。
【００５９】
ここで、濾過装置１０１による被処理水の濾過処理において、被処理水が付属フィルタ３０の内部へ透過すると、上述のとおり、当該被処理水が付属フィルタ３０とフィルタ２１との間を流れる。このとき、付属フィルタ３０とフィルタ２１との間隔、すなわち当該被処理水の流路の幅は均一ではないため、当該被処理水の流速に変化が生じる。
【００６０】
具体的には、図５を参照して、整流部３１の中央付近における付属フィルタ３０とフィルタ２１との間の領域を領域Ｒ１２とし、整流部３１の両端付近における付属フィルタ３０とフィルタ２１との間の領域を、それぞれ領域Ｒ１１および領域Ｒ１３とする。
【００６１】
この場合、領域Ｒ１２における付属フィルタ３０とフィルタ２１との距離Ｌ１２は、領域Ｒ１１における付属フィルタ３０とフィルタ２１との距離Ｌ１１、および領域Ｒ１３における付属フィルタ３０とフィルタ２１との距離Ｌ１３よりも短い（Ｌ１１＞Ｌ１２、かつ、Ｌ１３＞Ｌ１２）。
【００６２】
このため、図５に示す矢印のように、被処理水が領域Ｒ１１、領域Ｒ１２、領域Ｒ１３をこの順番で流れるとすると、領域Ｒ１１における被処理水の流速Ｖ１１および領域Ｒ１３における被処理水の流速Ｖ１３と比較して、領域Ｒ１２における被処理水の流速Ｖ１２は速くなる（Ｖ１１＜Ｖ１２、かつ、Ｖ１３＜Ｖ１２）。なお、図５に示す矢印は、被処理水の流れの一例であり、これに限定されるものではない。
【００６３】
従って、領域Ｒ１１における圧力Ｐ１１および領域Ｒ１３における圧力Ｐ１３と比較して、領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２は低くなる（Ｐ１１＞Ｐ１２、かつ、Ｐ１３＞Ｐ１２）。
【００６４】
ここで、フィルタ２１の外部の圧力が高いほど、フィルタ２１内への被処理水の透過率が高まる。そして、上述のとおり、領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２は、領域Ｒ１１における圧力Ｐ１１および領域Ｒ１３における圧力Ｐ１３と比較して低くなることにより、領域Ｒ１２ではフィルタ２１内への被処理水の透過率が低くなる。そして、たとえば、領域Ｒ１２における圧力が、フィルタ２１の内部の圧力よりも低くなる場合には、フィルタ２１の内部から外部へ水が流入することになる。
【００６５】
すなわち、領域Ｒ１１および領域Ｒ１３においては、フィルタ２１内へ透過する被処理水の水量を確保しつつ、領域Ｒ１２においては、フィルタ２１の付着物をフィルタ２１の外部へ剥離することのできる確率を高めることができる。
【００６６】
また、領域Ｒ１１と領域Ｒ１２との境界付近において圧力が低くなることにより被処理水に含まれる気泡が収縮し、さらに、領域Ｒ１２と領域Ｒ１３との境界付近において圧力が高くなることにより当該気泡が膨張することがある。そして、このような場合、膨張した気泡によりフィルタ２１の付着物が剥離される可能性がある。
【００６７】
すなわち、互いに圧力差のある複数の領域の境界付近では、フィルタ２１に対する高い洗浄効果を得ることができる。
【００６８】
このように、フィルタ２１の外部において圧力の変化を生じさせることにより、フィルタ２１を効率良く洗浄することができる。なお、フィルタ２１がモータ１４により駆動されて回転することにより、整流部３１がフィルタ２１の周囲を１周する。これにより、フィルタ２１の側面の略全体において圧力の変化を生じさせてフィルタ２１の側面の略全体を洗浄しつつ、濾過処理を並行して行うことができる。
【００６９】
また、フィルタ２１から剥離された当該付着物は、フィルタ２１を透過しなかった被処理水などと共に図２に示すケース１３の底部に流れる。そして、ケース１３の底部に流れた被処理水およびフィルタ２１から剥離された付着物等は、排出流路１９および配管１２４を経由して濾過装置１０１の外部へ排出される。
【００７０】
ここで、領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２が低いほど、フィルタ２１の洗浄効果が高まることが期待される。また、領域Ｒ１１における圧力Ｐ１１と領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２との差、および、領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２と領域Ｒ１３における圧力Ｐ１３との差が大きいほど、フィルタ２１の洗浄効果が高まることが期待される。
【００７１】
しかしながら、領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２が低い場合、領域Ｒ１１における圧力Ｐ１１と領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２との差が大きい場合、または、領域Ｒ１２における圧力Ｐ１２と領域Ｒ１３における圧力Ｐ１３との差が大きい場合、すなわち距離Ｌ１１と距離Ｌ１２との差および距離Ｌ１２と距離Ｌ１３との差が大きい場合には、フィルタ２１にかかる負荷が大きくなりフィルタ２１が破損する可能性が高まる。
【００７２】
このため、付属フィルタ３０とフィルタ２１との距離Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は、フィルタ２１の目詰まりの程度またはフィルタ２１の強度などに応じて適切に調整されることが求められる。具体的には、付属フィルタ３０は、水平方向断面の形状が異なる他の付属フィルタ３０と取り替え可能、または、水平方向断面の形状を変更可能な構成であることが好ましい。
【００７３】
（フィルタと付属フィルタとの回転速度の差による洗浄作用）
また、制御部１５は、たとえば、フィルタ２１と異なる回転速度で付属フィルタ３０が回転するようにモータ１４を制御する。これにより、フィルタ２１と付属フィルタ３０との間を流れる被処理水のうち、付属フィルタ３０に近い側の被処理水の流速と、フィルタ２１に近い側の被処理水の流速とに差が生じる。
【００７４】
これにより、被処理水の水流方向に略直交する方向、すなわちフィルタ２１の回転円の径方向において圧力差が生じるため渦流が発生する可能性が高まり、フィルタ２１の付着物が外部へ剥離される可能性が高まる。特に、フィルタ２１の表面の付着物だけでなく、フィルタ２１の目の奥に詰まっている付着物が剥離される可能性が高まる。
【００７５】
なお、制御部１５は、整流部３１に対するフィルタ２１の相対的な回転速度がゼロ以外となるようにモータ１４の駆動を制御する構成であればよく、たとえば、付属フィルタ３０が回転しないようにモータ１４を制御する構成であっても良い。また、制御部１５は、フィルタ２１の回転速度と付属フィルタ３０の回転速度との相対差を大きくするために、フィルタ２１の回転方向と逆方向に付属フィルタ３０が回転するようにモータ１４を制御することも可能である。
【００７６】
ここで、フィルタ２１の回転速度と付属フィルタ３０の回転速度との相対差が大きいほど、付属フィルタ３０とフィルタ２１との間に渦流が生じやすくなるため、フィルタ２１に対する高い洗浄効果を得ることができる。しかしながら、フィルタ２１の回転速度と付属フィルタ３０の回転速度との相対差が大きいほど、フィルタ２１にかかる負荷が大きくなりフィルタ２１が破損する可能性が高まる。
【００７７】
このため、制御部１５は、フィルタ２１の目詰まりの程度またはフィルタ２１の強度などに応じて、フィルタ２１の回転速度または付属フィルタ３０の回転速度を変更する構成であることが好ましい。
【００７８】
（変形例１）
図６は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタの変形例を示す上面図である。また、図７は、図６に示すフィルタと付属フィルタとの間を流れる被処理水によるフィルタの洗浄作用について説明するための部分拡大図である。
【００７９】
図６および図７に示すように、フィルタ２１の濾過面は、回転円の径方向に沿って山谷を繰り返すように湾曲した波形状に形成されていても良い。このような構成の場合、フィルタ２１の濾過面の谷部分２１ａと付属フィルタ３０との距離を距離Ｌ３１とし、フィルタ２１の濾過面の山部分２１ｂと付属フィルタ３０との距離を距離Ｌ３２とすると、距離Ｌ３２は距離Ｌ３１より短くなる。
【００８０】
このため、谷部分２１ａと付属フィルタ３０との間の領域と、山部分２１ｂと付属フィルタ３０との間の領域とでは圧力差が生じる。
【００８１】
すなわち、フィルタ２１の濾過面における山谷の繰り返し数に応じた互いに圧力差のある複数の領域が存在することになるため、多くの領域において並行してフィルタ２１を洗浄することができる。
【００８２】
また、このようにフィルタ２１の濾過面が波形状に形成されていることにより、フィルタ２１全体を大きくすることなく、単位時間当たりの被処理水と濾過面との接触面積を広く確保し、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多くすることができる。
【００８３】
また、フィルタ２１の濾過面は、たとえば、谷部分２１ａおよび山部分２１ｂが折り曲げられたプリーツ形状に形成されていても良い。しかしながら、プリーツ形状のフィルタと比較して、波形状に形成されたフィルタ２１の方が谷部分２１ａおよび山部分２１ｂの強度を高めることができ、フィルタ２１の破損を防ぐことができる。
【００８４】
なお、フィルタ２１は、より高い強度を確保するために、上蓋部２２および下蓋部２３に固定され、谷部分２１ａおよび山部分２１ｂが変形しにくい構成であることが好ましい。
【００８５】
また、プリーツ形状のフィルタは、たとえば折り曲げを繰り返すことにより成形されるのに対して、波形状のフィルタ２１は、たとえばプレス加工により成形することが可能であるため容易に製造することができる。
【００８６】
（変形例２）
図８は、本発明の実施の形態に係る濾過装置の付属フィルタの変形例を示す上面図である。
【００８７】
付属フィルタ３０は、水平方向断面が略楕円形状である構成に限らず、たとえば三角形状または四角形状などの多角形状に構成されていても良い。具体的には、図８に示すように、付属フィルタ３０の水平方向断面がたとえば三角形状であって、三角形状の各辺に整流部３１が１つずつ設けられ、これら３つの整流部３１がフレーム部３２により連結されている構成であっても良い。
【００８８】
（変形例３）
図９は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタおよび付属フィルタの変形例を示す図である。また、図１０は、図９に示すフィルタおよび付属フィルタの構成を示す垂直断面図であり、図１１は、図１０に示すＸＩ−ＸＩ線断面の構成を示す水平断面図である。
【００８９】
フィルタ２１は円筒形状に限定されず、たとえば、図９から図１１に示すように、垂直方向断面が略Ｕ字形状となるように窪み部２４が形成されている構成であっても良い。この場合、付属フィルタ３０は、たとえば、フィルタ２１の窪み部２４内に設けられている。
【００９０】
なお、付属フィルタ３０の水平方向断面は略楕円形状であり、当該略楕円形状の長軸と交差する側に整流部３１が設けられ、当該略楕円形状の短軸と交差する側にフレーム部３２が設けられている。また、フィルタ２１と付属フィルタ３０とは異なる回転速度で回転する。
【００９１】
このような構成の場合、被処理水は、図９に示す矢印のように、フィルタ２１の側面および窪み部２４内に向けて流出され、これら側面および窪み部２４からフィルタ２１の内部へ透過することにより濾過される。なお、図９に示す矢印は、被処理水の流れの一例であり、これに限定されるものではない。
【００９２】
このとき、窪み部２４内におけるフィルタ２１と整流部３１の対向面との距離は、整流部３１の対向面における複数の領域間で異なるため、フィルタ２１と整流部３１との間を流れる被処理水の流速に変化が生じる。この結果、フィルタ２１と整流部３１との間の複数の領域間で圧力差が生じて、圧力の高い領域ではフィルタ２１内へ透過する被処理水の水量を確保しつつ、圧力の低い領域ではフィルタ２１の内部から外部へ水が押し出される確率を高めて窪み部２４内におけるフィルタ２１の付着物を効率的に剥離することができる。
【００９３】
また、フィルタ２１と整流部３１との間において圧力差のある領域間では、被処理水に含まれる気泡が収縮または膨張するため、たとえば膨張した気泡により付着物が剥離される可能性を高めることができる。
【００９４】
さらに、フィルタ２１と付属フィルタ３０とが異なる回転速度で回転することにより、フィルタ２１と整流部３１との間を流れる被処理水のうち、整流部３１に近い側の被処理水の流速と、フィルタ２１に近い側の被処理水の流速とに差が生じる。
【００９５】
これにより、窪み部２４内において、被処理水の水流方向すなわち図１１に示す矢印の方向、に略直交する方向において圧力差が生じるため、渦流が発生する可能性が高まり、フィルタ２１の付着物が剥離される可能性を高めることができる。
【００９６】
また、フィルタ２１の側面と、窪み部２４内との双方において被処理水の濾過が行われることにより、フィルタ２１の側面だけで被処理水の濾過が行われる場合と比較して広い濾過面積を確保することができ、効率的に濾過を行うことができる。なお、図１１に示す矢印は、被処理水の流れの一例であり、これに限定されるものではない。
【００９７】
また、フィルタ２１の水平方向断面は、円形に限定されない。図１２は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタおよび付属フィルタの変形例を示す水平断面図である。
【００９８】
すなわち、図１２に示すように、フィルタ２１の水平方向断面は、例えば楕円形状であっても良い。この場合、フィルタ２１に形成される窪み部２４の水平方向断面もまた楕円形状となり、付属フィルタ３０は、楕円形状の窪み部２４内で回転可能なように、外径のうち長軸の長さＬ２が窪み部２４の短側の長さＬ１よりも短く形成される。
【００９９】
（変形例４）
図１３は、本発明の実施の形態に係る濾過装置のフィルタおよび付属フィルタの変形例を示す図である。また、図１４は、図１３に示す矢印Ｂ方向から見たフィルタおよび付属フィルタの構成を示す上面図である。
【０１００】
図１３および図１４に示すように、フィルタ２１には、垂直方向断面が略Ｕ字形状となるような窪み部２４が形成され、フィルタ２１の側面を囲む第１付属フィルタ（付属部）３０ａと、窪み部２４の内部の第２付属フィルタ（付属部）３０ｂとが設けられていても良い。
【０１０１】
第１付属フィルタ３０ａは、図３および図４に示す付属フィルタ３０と同様に、平板形状である２つの整流部３１ａと、フレーム部３２ａとを有する。また、第１付属フィルタ３０ａの側面の少なくとも一部の領域は、被処理水を濾過するための濾過面として形成されている。
【０１０２】
第２付属フィルタ３０ｂは、図９から図１１に示すフィルタ２１と同様に、２つの整流部３１ｂと、フレーム部３２ｂとを有し、水平方向断面が略楕円形状である。
【０１０３】
このような構成の場合、被処理水は、図１３に示す矢印のように、第１付属フィルタ３０ａ、フィルタ２１の側面、および窪み部２４内に向けて流出され、これら第１付属フィルタ３０ａの濾過面、フィルタ２１の側面および窪み部２４からフィルタ２１の内部へ透過することにより濾過される。なお、図１３に示す矢印は、被処理水の流れの一例であり、これに限定されるものではない。
【０１０４】
また、フィルタ２１と第１付属フィルタ３０ａとは、異なる回転速度で回転する。また、フィルタ２１と第２付属フィルタ３０ｂとについても同様に、これらは異なる回転速度で回転する。このとき、フィルタ２１と第１付属フィルタ３０ａとの相対的な回転速度がゼロ以外であり、かつ、フィルタ２１と第２付属フィルタ３０ｂとの相対的な回転速度がゼロ以外であれば良い。このため、例えば、フィルタ２１が固定された状態で、第１付属フィルタ３０ａおよび第２付属フィルタ３０ｂが回転する。
【０１０５】
このような構成により、広い濾過面積を確保して濾過を効率的に行うとともに、フィルタ２１の側面および窪み部２４の内面の双方において付着物を剥離しやすくすることができる。
【０１０６】
（変形例５）
図１５は、本発明の実施の形態に係る濾過装置の付属フィルタの変形例を示す部分拡大図である。
【０１０７】
図１５を参照して、付属フィルタ３０は、整流部３１の代わりに、たとえば、略中央部分がフィルタ２１に近づくように曲げられた円弧部３３を有していても良い。
【０１０８】
この場合、円弧部３３の中央付近における付属フィルタ３０とフィルタ２１との距離を距離Ｌ４２とし、円弧部３３の両端付近における付属フィルタ３０とフィルタ２１との距離を、それぞれ距離Ｌ４１および距離Ｌ４３とすると、図５に示す距離Ｌ１２と距離Ｌ１１との差よりも、図１２に示す距離Ｌ４２と距離Ｌ４１との差の方が大きくなる。また、図５に示す距離Ｌ１２と距離Ｌ１３との差よりも、図１２に示す距離Ｌ４２と距離Ｌ４３との差の方が大きくなる。
【０１０９】
すなわち、フィルタ２１と付属フィルタ３０との間に生じる圧力差を大きくすることができるため、フィルタ２１の洗浄効果をより高めることができる。
【０１１０】
ところで、上記のような特許文献１に記載の濾過装置では、フィルタ内からフィルタ外へ処理済み液の一部を流出することにより当該フィルタの付着物を剥離させて、当該フィルタを洗浄することができる。しかしながら、フィルタの外部の圧力とフィルタの内部の圧力との関係などによってはフィルタ内からフィルタ外へ流出する処理済み液の流量が十分ではない場合などがあり、このような場合、フィルタに対する十分な洗浄効果を得ることができず濾過の性能が低下するという問題がある。
【０１１１】
これに対して、本発明の実施の形態に係る濾過装置１０１では、フィルタ２１が、濾過面を周方向に移動するように回転可能である。また、整流部３１が、フィルタ２１の濾過面の少なくとも一部と対向する対向面において、当該濾過面との距離が互いに異なる複数の領域を有する。
【０１１２】
このように、フィルタ２１の濾過面と整流部３１の対向面との距離が当該対向面における複数の領域間で異なる構成により、被処理水がフィルタ２１と整流部３１との間を流れる際の流速に変化が生じて、フィルタ２１と整流部３１との間に圧力差が生じる。この結果、フィルタ２１と整流部３１との間において圧力の高い領域ではフィルタ２１内へ透過する被処理水の水量を確保しつつ、圧力の低い領域では、フィルタ２１の内部から外部へ水が押し出される確率を高めてフィルタ２１の付着物を剥離しやすくすることができる。
【０１１３】
また、フィルタ２１と整流部３１との間において圧力差のある領域間では、被処理水に含まれる気泡が収縮または膨張するため、たとえば膨張した気泡により付着物が剥離される可能性が高まる。
【０１１４】
すなわち、フィルタ２１と整流部３１との間の複数の領域間で圧力差を生じさせることにより、フィルタ２１の付着物を剥離することのできる確率を高めて、フィルタ２１に対するより高い洗浄効果を得ることができる。また、フィルタ２１の洗浄と被処理水の濾過とを並行して行うことができるため、フィルタ２１の洗浄を効率良く行うことができる。
【０１１５】
また、本発明の実施の形態に係る濾過装置１０１では、モータ１４は、フィルタ２１を回転させ、かつ整流部３１を周方向に回転させる。また、モータ１４は、整流部３１に対するフィルタ２１の相対的な回転速度をゼロ以外にする。
【０１１６】
ここで、モータ１４は、フィルタ２１および整流部３１を同じ方向に回転させても良いし、フィルタ２１および整流部３１を逆方向に回転させても良い。
【０１１７】
このように、フィルタ２１と整流部３１との回転速度が異なる構成により、フィルタ２１と整流部３１との間を流れる被処理水のうち、整流部３１に近い側の被処理水の流速と、フィルタ２１に近い側の被処理水の流速とに差が生じる。これにより、被処理水の水流方向に略直交する方向において圧力差が生じて渦流が発生する可能性が高まるため、フィルタ２１の付着物を剥離しやすくなり、フィルタ２１の洗浄効果を高めることができる。
【０１１８】
また、本発明の実施の形態に係る濾過装置１０１では、モータ１４は、フィルタ２１および整流部３１を反対方向に回転させる。
【０１１９】
このような構成により、フィルタ２１の回転速度と整流部３１の回転速度との相対差が大きくなるため、渦流がより発生しやすくなり、フィルタ２１の洗浄効果を一層高めることができる。
【０１２０】
また、本発明の実施の形態に係る濾過装置１０１では、付属フィルタ３０は、フィルタ２１の濾過面と間隔を隔てて設けられ、整流部３１と、濾過面が形成されたフレーム部３２とを有する。また、被処理水の一部または全部が、フレーム部３２の濾過面を透過した後にフィルタ２１の濾過面を透過する。
【０１２１】
このような構成により、フレーム部の濾過面を透過することにより濾過された後の被処理水がフィルタ２１と整流部３１との間を流れるため、フィルタ２１に不純物が付着することを抑制することができる。
【０１２２】
また、本発明の実施の形態に係る濾過装置１０１では、フィルタ２１は、水平方向の断面が円形状であり、整流部３１または整流部３１を一部に含む付属フィルタ３０は、水平方向の断面が楕円形状である。
【０１２３】
このような構成により、たとえば、フィルタ２１と整流部３１とを同軸回転させることで、整流部３１とフィルタ２１との間の複数の領域間において圧力差を生じさせる濾過装置１０１を単純な構成により実現することができる。また、このような構成により、フィルタ２１を回転させることで整流部３１がフィルタ２１の周囲を１周することができるため、フィルタ２１の側面の略全体を洗浄することができる。
【０１２４】
また、本発明の実施の形態に係る濾過装置１０１では、フィルタ２１の濾過面は、フィルタ２１の回転円の径方向に沿って山谷を繰り返すように湾曲した波形状に形成されている。
【０１２５】
このような構成により、フィルタ２１の濾過面における山谷の繰り返し数に応じた互いに圧力差のある複数の領域が存在することになるため、多くの領域において並行してフィルタ２１を洗浄することができる。
【０１２６】
また、このような構成により、フィルタ２１全体を大きくすることなく、単位時間当たりの被処理水と濾過面との接触面積を広く確保し、単位時間当たりに濾過することのできる被処理水の量を多くすることができる。
【０１２７】
また、たとえば、山部分および谷部分が折り曲げられたプリーツ形状のフィルタと比較して、山部分および谷部分の強度を高めることができ、フィルタ２１の破損を防ぐことができる。
【０１２８】
さらに、プリーツ形状のフィルタは、たとえば折り曲げを繰り返すことにより成形されるのに対して、波形状のフィルタは、たとえばプレス加工により成形することが可能であるため容易に製造することができる。
【０１２９】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１３０】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
【０１３１】
［付記１］
濾過面が周方向に移動するように回転可能なフィルタと、
前記濾過面の少なくとも一部と対向する対向面において、前記濾過面との距離が互いに異なる複数の領域を有する整流部とを備え、
前記フィルタは、円筒形状であって、ポリエチレン不織布を用いて形成され、船舶に積み込まれるバラスト水または船舶から排出されるバラスト水の濾過を行い、
前記整流部は、平板形状であって前記濾過面の一部と対向し、前記フィルタの回転により前記濾過面の略全体と間隔を隔てて対向可能である、濾過装置。
【符号の説明】
【０１３２】
１１  カートリッジ
１２  回転軸
１３  ケース
１４  モータ（駆動部）
１５  制御部
１６  被処理水流路
１７  被処理水流出部
１８  濾過水流路
１９  排出流路
２０  連結ボックス
２１  フィルタ
２２  上蓋部
２３  下蓋部
２４  窪み部
３０  付属フィルタ（付属部）
３０ａ  第１付属フィルタ（付属部）
３０ｂ  第２付属フィルタ（付属部）
３１，３１ａ，３１ｂ  整流部
３２，３２ａ，３２ｂ  フレーム部
３３  円弧部
１０１  濾過装置
１０２  紫外線照射装置
１０３  ポンプ
１０４  海水取入口
１０５  タンク
１２１，１２２，１２３，１２４  配管
２０１  濾過システム
【図１】
2015171683.tif 000003
【図２】
2015171683.tif 000004
【図３】
2015171683.tif 000005
【図４】
2015171683.tif 000006
【図５】
2015171683.tif 000007
【図６】
2015171683.tif 000008
【図７】
2015171683.tif 000009
【図８】
2015171683.tif 000010
【図９】
2015171683.tif 000011
【図１０】
2015171683.tif 000012
【図１１】
2015171683.tif 000013
【図１２】
2015171683.tif 000014
【図１３】
2015171683.tif 000015
【図１４】
2015171683.tif 000016
【図１５】
2015171683.tif 000017