(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に流体入口を有すると共に他端部に流体出口を有するケーシングと、
このケーシングの内部に設けられ、上記流体入口側に開口端部を有し内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状に形成され、上記開口端部の内周には環状部材を有し、上記流体出口側の端部には封止部材を有するフィルターエレメントとを備え、
上記フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を流して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離する逆洗可能な濾過装置であって、
上記フィルターエレメントの内側に、濾過時又は逆洗時の流体の流れによって該フィルターエレメント内をその軸方向に移動し、外周部の部材が上記フィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去する捕捉物除去具を設け、
上記捕捉物除去具の上記封止部材側の端面の一部には突起部を形成し、
濾過時には、上記流体入口から流体を流入させると共に流体出口から流出させることで、上記フィルターエレメントの開口端部から流体を流入させて該フィルターエレメントの内側から外側に向けて流体が通過して濾過しながらその流入圧によって上記捕捉物除去具を上記封止部材側へ移動させ、上記捕捉物除去具に形成された突起部が上記封止部材に突き当たって該捕捉物除去具の移動が停止して上記封止部材との間に空間を形成し、
逆洗時には、上記流体入口の圧力よりも高い圧力の流体を流体出口から押し込むと共に流体入口から流出させることで、上記捕捉物除去具と封止部材との間に形成された空間に流体が流れ込んでその逆洗圧によって上記捕捉物除去具を上記環状部材側へ移動させ、上記捕捉物除去具がフィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去し、該捕捉物除去具が上記環状部材に突き当たってその移動が停止する、
ように構成したことを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
上記捕捉物除去具は、ブラシ本体の外周部にブラシ毛を植え付けた除去ブラシであることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】
上記捕捉物除去具は、刃状又はヘラ状に形成された金属製、樹脂製あるいはゴム製のスクレーパであることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項４】
上記捕捉物除去具の中心軸部に流体流通孔をあけ、この流体流通孔を利用してフィルターエレメントの軸方向に移動し上記流体流通孔を開閉する弁を、上記捕捉物除去具の一側面と他側面とに設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の濾過装置。
【請求項５】
上記フィルターエレメントの開口端部と反対側の端部に、逆洗時にのみ流体が該フィルターエレメント内に流れ込むようにする逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の濾過装置。
【請求項６】
上記捕捉物除去具は、その厚み方向にて複数個に分割すると共にこの分割された部材を連結部材で連結して一体化したことを特徴とする請求項１〜５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、ケーシングの内部に設けられた筒状のフィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を流して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離する逆洗可能な濾過装置に関し、詳しくは、上記フィルターエレメントの内側にその軸方向に移動する捕捉物除去具を設けることで構造を簡単とすることができる濾過装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過、各種装置の冷却水又はプロセス液等の産業一般に用いられる液体の濾過、化学工場等で使用される各種原料の気体等の濾過において、それらに含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去する目的で、種々の濾過装置が用いられている。
【０００３】
上記の液体や気体中に含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去するのに用いられる濾過装置としては、一端部に流体入口を有すると共に他端部に流体出口を有するケーシングと、このケーシングの内部に設けられ、上記流体入口側に開口端部を有し内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状のフィルターエレメントとを備え、上記フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を流して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離する逆洗可能な濾過装置が用いられる。
【０００４】
上記濾過装置によって各種液体や気体を濾過するには、ケーシングの一端部の流体入口から対象となる流体を供給し、上記ケーシングの内部に設けられた筒状のフィルターエレメントの開口端部から上記流体が流入して該フィルターエレメントの内側から外側に向けて流体が通過する。その際、上記フィルターエレメントには、流体中に含まれる固形分やゲル状の塵埃等が捕捉される。そして、上記フィルターエレメントを通過して濾過された清浄な流体は、ケーシングの他端部の流体出口から装置外に送り出される。
【０００５】
上記濾過装置による濾過を長期間続けていると、フィルターエレメントに捕捉された固形分やゲル状の塵埃等が該フィルターエレメントに蓄積し、内側から外側に向けて流れる流体に対する抵抗が上昇し、最終的には対象となる流体の濾過が困難になる。これに対処するため、例えば定期的に、上記フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を流して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離させる「逆洗」と呼ばれる操作を行い、フィルターエレメントの濾過性能を回復させる。
【０００６】
上記逆洗の操作は有効なものであるが、フィルターエレメントに付着した捕捉物が完全に除去されずに残存することがある。その場合は、逆洗の操作を繰り返しても上記フィルターエレメントの内側から外側に向けて流れる流体に対する抵抗が上昇し、対象となる流体の濾過が困難になることがあった。
【０００７】
特に、液体を濾過した場合のように、ゲル状の塵埃等や、粘着性の強い物質で覆われた塵埃等がフィルターエレメントの表面に強固に付着している場合は、濾過時と逆向きに流体を流す逆洗のみでフィルターエレメントの濾過性能を回復させることは難しい。中でも、目の大きさが100μｍより細かいフィルターエレメントを使用している濾過装置においてはその傾向が強い。また、フィルターエレメントに繊維状の塵埃等が絡まっている状態の濾過においても同様である。このような状態の濾過になり易いのは、海水、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過のように、対象となる流体に微生物を含む場合に顕著である。例えば、船舶のバラストタンクに積み込まれたバラスト水（海水）を濾過すると、海水中の藻がたくさん捕捉されるが、繊維状の藻がフィルターエレメントに絡みついて容易には取れない。
【０００８】
これに対処して、フィルターエレメントの濾過性能を回復させるための濾過装置が提案されている。第１の従来装置としては、フィルターを縦軸の円筒形に形成すると共に、このフィルターの内側の面に接するブラシを設け、このブラシを上記フィルターに摺接させながらその一端に気体を導入し、上記ブラシの中を通してフィルターの内側から外側へ貫流させる一方、上記フィルターに付着した粉塵をブラシを回転させることにより払い落とすようにした自己再生型の装置がある（例えば、特許文献１の段落００１０及び図７参照）。また、フィルターが回転し、この回転するフィルターの内側の面にブラシを摺接させて上記フィルターに付着した粉塵を払い落とすようにした装置もある。
【０００９】
また、第２の従来装置としては、粘着物質を含む液体が流通するケーシング内に、液体が流通する筒形のフィルターエレメントを備え、該フィルターエレメントをフッ素樹脂製の網又はフッ素樹脂のコーティングを施した金属製の網で構成するとともに、上記フィルターエレメントの中心軸線の周りに回転すると共に該中心軸線方向に往復移動するスプレイノズルにより上記フィルターエレメントに向けて逆洗用の液体又は気体を噴射する逆洗装置を具備した装置がある（例えば、特許文献２の特許請求の範囲及び図４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１２８６４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１３７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、前記第１の従来装置においては、フィルターに付着した粉塵を払い落とすのに、フィルターの内側に設けられたブラシを回転させるための駆動装置を必要とするものであった。また、第２の従来装置においては、フィルターエレメントに向けて逆洗用の液体又は気体を噴射する逆洗装置の構成として、スプレイノズルをフィルターエレメントの中心軸線の周りに回転させると共に該中心軸線方向に往復移動させる回転往復駆動機構を必要とし、かつ、上記スプレイノズルからフィルターエレメントに向けて逆洗用の液体又は気体を噴射する流体供給源を必要とするものであった。したがって、第１及び第２の従来装置においては、濾過装置全体として構造が複雑となる。このことから、濾過装置を大型化する場合には、濾過装置全体として構造が大掛かりになり容易に大型化できないことがあった。また、それでも大型化した場合は、コスト高となって費用効率が低下する虞がある。一方、濾過装置を小型化しようとする場合は、構造が複雑であることから小型化を実現するのが困難であった。
【００１２】
そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、構造を簡単とすることができる逆洗可能な濾過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明による濾過装置は、一端部に流体入口を有すると共に他端部に流体出口を有するケーシングと、このケーシングの内部に設けられ、上記流体入口側に開口端部を有し内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状に形成され、上記開口端部の内周には環状部材を有し、上記流体出口側の端部には封止部材を有するフィルターエレメントとを備え、上記フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を流して該フィルターエレメントに付着した捕捉物をはく離する逆洗可能な濾過装置であって、上記フィルターエレメントの内側に、濾過時又は逆洗時の流体の流れによって該フィルターエレメント内をその軸方向に移動し、外周部の部材が上記フィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去する捕捉物除去具を設け、上記捕捉物除去具の上記封止部材側の端面の一部には突起部を形成し、濾過時には、上記流体入口から流体を流入させると共に流体出口から流出させることで、上記フィルターエレメントの開口端部から流体を流入させて該フィルターエレメントの内側から外側に向けて流体が通過して濾過しながらその流入圧によって上記捕捉物除去具を上記封止部材側へ移動させ、上記捕捉物除去具に形成された突起部が上記封止部材に突き当たって該捕捉物除去具の移動が停止して上記封止部材との間に空間を形成し、逆洗時には、上記流体入口の圧力よりも高い圧力の流体を流体出口から押し込むと共に流体入口から流出させることで、上記捕捉物除去具と封止部材との間に形成された空間に流体が流れ込んでその逆洗圧によって上記捕捉物除去具を上記環状部材側へ移動させ、上記捕捉物除去具がフィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去し、該捕捉物除去具が上記環状部材に突き当たってその移動が停止する、ように構成したものである。
【００１４】
また、上記捕捉物除去具は、ブラシ本体の外周部にブラシ毛を植え付けた除去ブラシとしてもよい。
【００１５】
さらに、上記捕捉物除去具は、刃状又はヘラ状に形成された金属製、樹脂製あるいはゴム製のスクレーパとしてもよい。
【００１６】
さらにまた、上記捕捉物除去具の中心軸部に流体流通孔をあけ、この流体流通孔を利用してフィルターエレメントの軸方向に移動し上記流体流通孔を開閉する弁を、上記捕捉物除去具の一側面と他側面とに設けてもよい。
【００１７】
また、上記フィルターエレメントの開口端部と反対側の端部に、逆洗時にのみ流体が該フィルターエレメント内に流れ込むようにする逆止弁を設けてもよい。
【００１８】
さらに、上記捕捉物除去具は、その厚み方向にて複数個に分割すると共にこの分割された部材を連結部材で連結して一体化してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による濾過装置によれば、ケーシングの内部にて、ケーシングの流体入口側に開口端部を有し内側から外側に向けて流体が通過して濾過する筒状に形成され、上記開口端部の内周には環状部材を有し、上記流体出口側の端部には封止部材を有するフィルターエレメントの内側に設けられ、上記封止部材側の端面の一部には突起部が形成された捕捉物除去具が、濾過時には、上記流体入口から流体を流入させると共に流体出口から流出させることで、上記フィルターエレメントの開口端部から流体を流入させて該フィルターエレメントの内側から外側に向けて流体が通過して濾過しながらその流入圧によって上記捕捉物除去具を上記封止部材側へ移動させることができる。その後、上記捕捉物除去具に形成された突起部が上記封止部材に突き当たって該捕捉物除去具の移動が停止して上記封止部材との間に空間を形成する。逆洗時には、上記流体入口の圧力よりも高い圧力の流体を流体出口から押し込むと共に流体入口から流出させることで、上記捕捉物除去具と封止部材との間に形成された空間に流体が流れ込んでその逆洗圧によって上記捕捉物除去具を上記環状部材側へ移動させ、上記捕捉物除去具がフィルターエレメントの内周面に摺接して捕捉物を除去することができる。その後、該捕捉物除去具が上記環状部材に突き当たってその移動が停止する。したがって、上記捕捉物除去具を、特別な駆動装置を必要とせずに、濾過時又は逆洗時の流体の流れによってフィルターエレメント内をその軸方向に移動させることができる。このことから、濾過装置の構造を簡単とすることができる。構造が簡単となることから、濾過装置を大型化する場合には、容易に大型化することができる。この場合、コスト高となるのを抑えて費用効率を向上することができる。一方、濾過装置を小型化しようとする場合は、構造が簡単であることから小型化を容易に実現できる。
このように構成された濾過装置は、船舶のバラストタンクに積み込まれたバラスト水（海水）を濾過するバラスト水処理装置にも適用することができ、フィルターエレメントに絡みついた繊維状の藻を容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による濾過装置の第１の実施形態を示す正面断面図である。
【図２】前記濾過装置の捕捉物除去具としての除去ブラシを示す拡大平面図である。
【図３】濾過時におけるケーシング内のフィルターエレメント及び除去ブラシの状態を示す説明図である。
【図４】逆洗開始時におけるフィルターエレメント及び除去ブラシの状態を示す説明図である。
【図５】フィルターエレメントの構造の変形例を、要部を破断して示す拡大斜視図である。
【図６】逆洗時におけるフィルターエレメント及び除去ブラシの状態を示す説明図である。
【図７】本発明による濾過装置の第２の実施形態を示す要部拡大断面図であり、（ａ）はケーシング内のフィルターエレメント及び除去ブラシを示し、（ｂ）は開口端部の環状部材を示す平面図である。
【図８】第２の実施形態での濾過時におけるケーシング内のフィルターエレメント及び除去ブラシの状態を示す説明図である。
【図９】第２の実施形態での逆洗開始時におけるフィルターエレメント及び除去ブラシの状態を示す説明図である。
【図１０】第２の実施形態での逆洗時におけるフィルターエレメント及び除去ブラシの状態を示す説明図である。
【図１１】第２の実施形態での逆洗時に除去ブラシが下方へ移動して停止した時のフィルターエレメント及び除去ブラシの状態を示す説明図である。
【図１２】本発明による濾過装置の第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】本発明による濾過装置の第４の実施形態を示す要部拡大断面図であり、（ａ）はケーシング内のフィルターエレメント及び除去ブラシを示し、（ｂ）はフィルターエレメント内の除去ブラシを示す平面図である。
【図１４】本発明による濾過装置を、バラスト水（海水）を濾過するバラスト水処理装置に適用した実施例を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による濾過装置の第１の実施形態を示す正面断面図である。この濾過装置は、海水（例えば船舶のバラスト水）、湖水、河川水、上水道、下水道等の水の濾過、各種装置の冷却水又はプロセス液等の産業一般に用いられる液体の濾過、化学工場等で使用される各種原料の気体等の濾過に適用されるもので、それらに含まれる微粒子や塵埃等を捕捉除去するようになっており、図１に示すように、ケーシング１と、フィルターエレメント２と、捕捉物除去具３とを備えて成る。
【００２２】
前記ケーシング１は、濾過装置の外殻をなすもので、有底有蓋の筒状（例えば円筒形状）、直方体形状などに形成され、一端部、例えば側壁下端部に流体入口４を有すると共に、他端部、例えば側壁上端部に流体出口５を有している。ケーシング１の材質は、金属又は合成樹脂などであり、その形状・大きさは、濾過装置の使用目的、通過させる液体、気体等の種類、量、設置場所などに応じて適宜決めればよい。また、ケーシング１の内部は、中間部にて隔壁板６で仕切られており、濾過したい流体を流入させる濾過室７と、濾過後の清浄流体を流出させる清浄室８とに区画されている。前記流体入口４は濾過室７内に開口しており、流体出口５は清浄室８内に開口している。そして、前記隔壁板６の１箇所又は複数箇所には貫通孔９が形成されている。
【００２３】
前記ケーシング１の内部には、フィルターエレメント２が設けられている。このフィルターエレメント２は、対象となる流体を通過させて流体中に含まれる固形分やゲル状の塵埃等を捕捉して濾過するもので、ケーシング１の流体入口４側に開口端部を有し内側から外側に向けて流体が通過して濾過するようになっている。フィルターエレメント２は、前記ケーシング１の隔壁板６に穿設された貫通孔９に結合されている。なお、図１では、フィルターエレメント２を２個設けたものとしたが、１個でもよいし、３個以上設けてもよい。
【００２４】
前記フィルターエレメント２は、筒状、例えば円筒状に形成され、下端の開口端部に金属製の環状部材１０を備え、上端には金属製の封止部材１１を備えている。前記環状部材１０は、フィルターエレメント２の開口端部を補強すると共に後述の除去ブラシ（３）の抜け落ちを防ぐものである。また、封止部材１１は、フィルターエレメント２の上端を封止するものであり、該フィルターエレメント２の形状を維持する機能をも果たす。そして、開口端部の環状部材１０を前記隔壁板６の貫通孔９にネジ込み等により結合することで、フィルターエレメント２をケーシング１の内部に縦型に配置している。
【００２５】
前記フィルターエレメント２は、金属繊維製あるいは樹脂製不織布及び／又は金網あるいは樹脂製メッシュによって構成される。金属繊維製不織布は、金属繊維を積層して焼結して調製したものであり、濾過したい流体に含まれる塵埃等を付着させて清浄流体とするという機能を果たす。また、金網は、主として前記金属繊維製不織布の保形支持材や表面保護材としての機能を果たすと共に、金属繊維製不織布と同様に濾過機能をも果たす。
【００２６】
前記フィルターエレメント２の形状、大きさ、数などは、濾過装置の使用目的、濾過性能、ケーシング１の大きさ、対象の流体の種類などに応じて適宜決めればよい。例えば、円筒状のフィルターエレメント２の場合には、外径は300mm〜1000mmの範囲で、長さは5000mm以内で種々の寸法を選択すればよい。
【００２７】
なお、この濾過装置は、フィルターエレメント２に濾過時と逆向きに流体を流して該フィルターエレメント２に付着した捕捉物をはく離する逆洗可能とされている。濾過時には、流体を前記流体入口４から矢印Ａのように流入させると共に流体出口５から矢印Ｂのように流出させるようになっている。また、逆洗時には、流体を前記流体出口５から矢印Ｃのように流入させると共に流体入口４から矢印Ｄのように流出させるようになっている。この逆洗を行う逆洗機構については、従来公知の機構を採用すればよい。
【００２８】
ここで、本発明においては、前記フィルターエレメント２の内側に、捕捉物除去具３が設けられている。この捕捉物除去具３は、濾過時又は逆洗時の流体の流れによって該フィルターエレメント２内をその軸方向に移動し、外周部の部材が上記フィルターエレメント２の内周面に摺接して捕捉物を除去するもので、図２に示すような除去ブラシに構成されている。
【００２９】
この除去ブラシ（３）は、前記フィルターエレメント２の内側にてその軸方向に沿って上下に移動するもので、ブラシ本体３ａの外周部にブラシ毛３ｂを植え付けて成る。ブラシ本体３ａは、フィルターエレメント２の内径よりも小さい外径とされ、短寸の円柱状に形成されている。このブラシ本体３ａの外周部には、毛先が前記フィルターエレメント２の内周面に摺接できるブラシ毛３ｂがリング状に植え付けられている。ブラシ毛３ｂの毛足の長さは、少なくとも前記フィルターエレメント２の内周面に該ブラシ毛３ｂの先端がある程度の圧力をもって接触する程度にすることが必要である。また、ブラシ毛３ｂの材質は、例えば天然若しくは合成の繊維、又は鋼、銅、真鍮などの金属線等の一般にブラシの毛として使用されているものならば何でもよい。
【００３０】
前記ブラシ本体３ａの上面の中心部には、図１及び図２に示すように、小さいブロック状の突起部３ｃが形成されている。この突起部３ｃは、除去ブラシ（３）が前記フィルターエレメント２の内側にてその軸方向に沿って上方へ移動した際に、上端の封止部材１１の下面に突き当たって除去ブラシ（３）の移動を止めるものである。このとき、除去ブラシ（３）の上面と封止部材１１の下面との間には空間が形成されるようになっている。
【００３１】
なお、前記ブラシ本体３ａのフィルターエレメント２の軸方向に沿う長さ（高さ又は厚み）は、除去ブラシ（３）全体の直径と同等又はそれよりも大きいことが望ましい。これは、除去ブラシ（３）がフィルターエレメント２の内側にてその軸方向に沿って往復移動する際に、該除去ブラシ（３）がフィルターエレメント２の内側で傾いて動きにくくなるのを防止するためである。
【００３２】
また、除去ブラシ（３）の全体形状は、図１及び図２に示すものに限られず、濾過時又は逆洗時の流体の流れによってフィルターエレメント２内をその軸方向に移動し、外周部のブラシ毛３ｂが上記フィルターエレメント２の内周面に摺接して捕捉物を除去することができるならば、球形に形成されてもよい。例えば、ブラシ本体３ａが球形に形成され、この球形のブラシ本体３ａの外周面にブラシ毛３ｂを植え付けて、除去ブラシ（３）の全体を球形に形成してもよい。
【００３３】
次に、このように構成された第１の実施形態による濾過装置の動作について、図３〜図６を参照して説明する。なお、図３〜図６においては、ケーシング１は図示省略している。
図３は、濾過時におけるケーシング１内のフィルターエレメント２及び除去ブラシ（３）の状態を示す説明図である。濾過時には、図１において、対象の流体をケーシング１の流体入口４から矢印Ａのように流入させると共に、流体出口５から矢印Ｂのように流出させる。このとき、図３に示すように、流体はフィルターエレメント２の下端の開口端部（環状部材１０）から矢印Ａのように流入し、フィルターエレメント２の内側から外側に向けて流体が通過して濾過されながら、その流入圧によって除去ブラシ（３）を押し上げる。除去ブラシ（３）の上面側の流体は矢印Ｂのようにフィルターエレメント２の外側に流出して行き、前記除去ブラシ（３）はフィルターエレメント２内を軸方向に沿って上方へ移動する。そして、除去ブラシ（３）が上方へ移動しきると、突起部３ｃが上端の封止部材１１の下面に突き当たって停止する（図４参照）。このとき、除去ブラシ（３）の上面と封止部材１１の下面との間には空間が形成される。
【００３４】
図４は、逆洗開始時におけるフィルターエレメント２及び除去ブラシ（３）の状態を示す説明図である。逆洗開始時には、図１において、ケーシング１の流体出口５から圧力をかけた流体を矢印Ｃのように押し込むと共に、流体入口４から矢印Ｄのように流出させる。このとき、図４に示すように、フィルターエレメント２の上部まで移動した除去ブラシ（３）の上面と封止部材１１の下面との間に形成された空間に矢印Ｃのように流体が流れ込み、その逆洗圧によって除去ブラシ（３）を押し下げる。ここで、フィルターエレメント２の上部において除去ブラシ（３）のブラシ毛３ｂが当たっている濾過面及びそれより上の濾過面は、前記ブラシ毛３ｂの接触によってシールされた状態にあるので、該ブラシ毛３ｂが当たっている濾過面よりも下の濾過面に比べて清浄に保たれている。したがって、前記ブラシ毛３ｂが当たっている濾過面及びそれより上の濾過面は、逆洗開始時に他の濾過面に比べて流体が流れ込み易くなっている。このことから、逆洗開始時の流体の流れによって、除去ブラシ（３）は容易に押し下げられて行く。
【００３５】
逆洗時においては、流体出口５の圧力＞流体入口４の圧力であれば、逆洗が開始される。その時の圧力差は、例えば0.05MPa〜0.5MPa位が適当である。その圧力差を作る方法としては、（１）流体出口５から圧力を掛けた流体を押し込む、（２）流体入口４側を減圧状態とする、（３）フィルターエレメント２にライン圧力（例えば流体入口４側の圧力を0.2MPa、流体出口５側の圧力を0.19MPa）をかけておき、フィルターエレメント２の下端の開口端部を直接、ケーシング１の外側に導いて大気圧にする、などの方法がある。
【００３６】
なお、フィルターエレメント２の濾材として金網あるいは樹脂製メッシュを用いる場合は、内側から外側に向かう力に対しては強いが、逆洗時の外側から内側に向かう力に対しては弱いので、フィルターエレメント２の強度を補強するのが望ましい。このような補強としては、図５（ａ）に示すように、金網あるいは樹脂製メッシュの濾材２ａの内側に例えば角穴が無数に穿設された円筒状のパンチングチューブ２ｂを挿入して補強すればよい。若しくは、図５（ｂ）に示すように、前記濾材２ａの内側にて封止部材１１の外周部に所定間隔で配設された複数本の細いロッド２ｃをフィルターエレメント２の軸方向に沿って配設して補強すればよい。
また、フィルターエレメント２の強度が濾過時の内側から外側に向かう力に対して不充分ならば、フィルターエレメント２の濾材２ａの外側に補強用の金網あるいは樹脂製メッシュ等を被せればよい。
【００３７】
図６は、逆洗時におけるフィルターエレメント２及び除去ブラシ（３）の状態を示す説明図である。逆洗が開始されて除去ブラシ（３）が押し下げられて行くと、図６において、除去ブラシ（３）はフィルターエレメント２内を軸方向に沿って下方へ移動し、外周部のブラシ毛３ｂがフィルターエレメント２の内周面に摺接して、該フィルターエレメント２の内周面に付着した固形分やゲル状の塵埃等を掻き落して除去する。そして、除去ブラシ（３）が下方へ移動しきると、除去ブラシ（３）の外周部が下端の環状部材１０の上面に突き当たって停止する。この状態で、内周面に付着した捕捉物を除去されたフィルターエレメント２は、再び濾過を開始できるようになる。なお、逆洗時の流体の流れの速さ（逆洗流速）を供給系のバルブ等で制御することにより、除去ブラシ（３）の移動速度を調整することができる。
【００３８】
図７は、本発明による濾過装置の第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。この実施形態は、前記捕捉物除去具３としての除去ブラシの中心軸部に流体流通孔をあけ、この流体流通孔を利用してフィルターエレメント２の軸方向に移動し上記流体流通孔を開閉する弁を、除去ブラシ（３）の一側面と他側面とに設けたものである。なお、図７においては、ケーシング１は図示省略している。
【００３９】
すなわち、図７（ａ）において、除去ブラシ（３）のブラシ本体３ａの中心軸部に上下に貫通する流体流通孔１２があけられている。この流体流通孔１２の中には、除去ブラシ（３）の厚みよりも長い寸法を有する軸棒１３が挿入され、この軸棒１３の上端には流体流通孔１２の内径よりも大きい外径を有する板状の第１の弁１４が固定されている。軸棒１３の下端部には流体流通孔１２の内径よりも大きい外径を有すると共に中心部に軸棒１３の外径よりも大きい内径を有する孔があけられて、前記軸棒１３に沿って移動し得る板状の第２の弁１５が設けられている。なお、前記軸棒１３の下端には止め板１６が固定されて、前記第２の弁１５を保持している。これにより、第１の弁１４及び第２の弁１５は、前記軸棒１３の案内で除去ブラシ（３）の流体流通孔１２の軸方向に移動し、前記除去ブラシ（３）の上面又は下面において流体流通孔１２を塞いだり、開いたりするようになる。この第１の弁１４及び第２の弁１５は、除去ブラシ（３）の動作及び逆洗時に掻き落した捕捉物の排出を効果的にするものである。
【００４０】
また、フィルターエレメント２の下端の開口端部に取り付けられた環状部材１０には、図７（ｂ）に示すように、その直径方向に伸びるステー１７が設けられている。このステー１７は、図７（ａ）に示すように、環状部材１０の厚み方向にて下半部に設けられ、ステー１７で前記軸棒１３の止め板１６の下降を受け止めるようになっている。なお、図７（ｂ）では、ステー１７は一文字状のものとしたが、十文字状のものとしてもよい。
【００４１】
このように構成された第２の実施形態による濾過装置の動作について、図８〜図１１を参照して説明する。なお、図８〜図１１においては、ケーシング１は図示省略している。
図８は、濾過時におけるケーシング１内のフィルターエレメント２及び除去ブラシ（３）の状態を示す説明図である。濾過時には、図１において、対象の流体をケーシング１の流体入口４から矢印Ａのように流入させると共に、流体出口５から矢印Ｂのように流出させる。このとき、図８に示すように、流体はフィルターエレメント２の下端の開口端部（環状部材１０）から矢印Ａのように流入し、フィルターエレメント２の内側から外側に向けて流体が通過して濾過されながら、その流入圧によって第２の弁１５が押し上げられて除去ブラシ（３）の流体流通孔１２を塞ぐ。これにより、流体の流入圧で除去ブラシ（３）を押し上げる。除去ブラシ（３）の上面側の流体は矢印Ｂのようにフィルターエレメント２の外側に流出して行き、前記除去ブラシ（３）はフィルターエレメント２内を軸方向に沿って上方へ移動する。そして、除去ブラシ（３）が上方へ移動しきると、第１の弁１４が上端の封止部材１１の下面に突き当たって停止する。このとき、除去ブラシ（３）の上面と封止部材１１の下面との間には、第１の弁１４の厚み分の空間が形成される。
【００４２】
図９は、逆洗開始時におけるフィルターエレメント２及び除去ブラシ（３）の状態を示す説明図である。逆洗開始時には、図１において、ケーシング１の流体出口５から圧力をかけた流体を矢印Ｃのように押し込むと共に、流体入口４から矢印Ｄのように流出させる。このとき、フィルターエレメント２の内側の圧力が外側の圧力より低くなり、流体の逆流が始まる。すると、図９に示すように、フィルターエレメント２の上部まで移動した除去ブラシ（３）の上面と封止部材１１の下面との間に形成された空間に矢印Ｃのように流体が流れ込む。この場合、流体の圧力によって第１の弁１４が押し下げられて除去ブラシ（３）の流体流通孔１２を塞ぐ。第２の弁１５は、止め板１６側に移動して流体流通孔１２から離れている。この状態で、流体の逆洗圧で除去ブラシ（３）は押し下げられて行く。
【００４３】
図１０は、逆洗時におけるフィルターエレメント２及び除去ブラシ（３）の状態を示す説明図である。逆洗が開始されて除去ブラシ（３）が押し下げられると、図１０において、除去ブラシ（３）はフィルターエレメント２内を軸方向に沿って下方へ移動し、外周部のブラシ毛３ｂがフィルターエレメント２の内周面に摺接して、該フィルターエレメント２の内周面に付着した固形分やゲル状の塵埃等を掻き落して除去する。このとき、ブラシ毛３ｂで掻き落した捕捉物は、除去ブラシ（３）の下方に押し出す共に、該除去ブラシ（３）の上方にも送り出す。
【００４４】
図１１は、逆洗時に除去ブラシ（３）が下方へ移動して停止した時のフィルターエレメント２及び除去ブラシ（３）の状態を示す説明図である。逆洗が続行されて除去ブラシ（３）がフィルターエレメント２内を軸方向に沿って押し下げられ、下方へ移動しきると、除去ブラシ（３）の外周部が下端の環状部材１０の上面に突き当たって停止する。このとき、軸棒１３の下端の止め板１６が環状部材１０のステー１７の上面に突き当たって停止する。ここで、除去ブラシ（３）の厚みよりも長い寸法を有する軸棒１３の上端の第１の弁１４が浮き上がって流体流通孔１２を開き、第２の弁１５は止め板１６側に移動して流体流通孔１２から離れているので、前記流体流通孔１２は上下の弁が開いた状態になる。この状態で逆洗を続行することにより、除去ブラシ（３）により掻き落されて該除去ブラシ（３）の上方に残されていた捕捉物を、前記流体流通孔１２を通してフィルターエレメント２から外部へ流し去ることができる。このようにして、内周面に付着した捕捉物を除去されたフィルターエレメント２は、再び濾過を開始できるようになる。
【００４５】
図１２は、本発明による濾過装置の第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。この実施形態は、図７に示す第２の実施形態の濾過装置において、前記フィルターエレメント２の開口端部（環状部材１０）と反対側の端部に、逆洗時にのみ流体が該フィルターエレメント２内に流れ込むようにする逆止弁を設けたものである。なお、図１２においては、フィルターエレメント２の上部及び除去ブラシ（３）以外は図示省略している。
【００４６】
すなわち、図１２において、フィルターエレメント２の上端に設けられた封止部材１１の例えば中心部に貫通孔１８を穿設し、前記封止部材１１の下側にて貫通孔１８を開閉する従来公知のノーマルクローズの逆止弁１９を設けている。この逆止弁１９は、図８に示す濾過時においては閉じて貫通孔１８を閉鎖しており、図９〜図１１に示す逆洗時においては逆洗圧による流体の流れで開いて貫通孔１８を開放するようになっている。これにより、逆洗時にのみ逆止弁１９が開いて貫通孔１８からフィルターエレメント２内の除去ブラシ（３）の上部に流体が流れ込むようになる。このことから、逆洗時の除去ブラシ（３）の動き始めが更に容易になる。なお、それ以外の濾過時及び逆洗時の除去ブラシ（３）の動きは、図８〜図１１に示す第２の実施形態の場合と同様である。
【００４７】
図１３は、本発明による濾過装置の第４の実施形態を示す要部拡大断面図である。この実施形態は、図７に示す第２の実施形態の濾過装置において、前記捕捉物除去具３としての除去ブラシを、その厚み方向にて複数個に分割すると共にこの分割された部材を連結部材で連結して一体化したものである。なお、図１３においては、フィルターエレメント２の上部及び除去ブラシ（３）以外は図示省略している。
【００４８】
すなわち、図１３（ａ）において、図７に示すブラシ本体３ａをその厚み方向にて、例えば板状の第１のブラシ本体３1と、同じく板状の第２のブラシ本体３2とに分割している。前記第１のブラシ本体３1の外周部には、ブラシ毛３ｂが植え付けられている。そして、第１のブラシ本体３1には、図７に示すと同様に、第１のブラシ本体３1の中心軸部に上下に貫通する流体流通孔１２があけられ、この流体流通孔１２の中には第１のブラシ本体３1の厚みよりも長い寸法を有する軸棒１３が挿入され、この軸棒１３の上端には流体流通孔１２の内径よりも大きい外径を有する板状の第１の弁１４が固定され、軸棒１３の下端部には流体流通孔１２の内径よりも大きい外径を有すると共に中心部に軸棒１３の外径よりも大きい内径を有する孔があけられて、前記軸棒１３に沿って移動し得る板状の第２の弁１５が設けられている。なお、前記軸棒１３の下端には止め板１６が固定されて、前記第２の弁１５を保持している。
【００４９】
また、第２のブラシ本体３2の外周部には、ブラシ毛３ｂが植え付けられている。そして、第２のブラシ本体３2には、その中心軸部に上下に貫通する透し孔２０があけられている。この状態で、図１３（ａ）に示すように、第１のブラシ本体３1と第２のブラシ本体３2とを複数本の連結部材３3で連結して一体化し、除去ブラシ（３）を構成している。このとき、図１３（ｂ）に示すように、第１及び第２のブラシ本体３1，３2を例えば３等分する位置にて連結部材３3で連結している。なお、連結部材３3は、３本に限らず、２本又は４本以上としてもよい。また、図１３（ａ）では図７に示すブラシ本体３ａを２分割した場合を示したが、これに限らず、３分割以上に分けてもよい。
【００５０】
この第４の実施形態の場合は、ブラシ本体をその厚み方向にて複数個に分割することで、除去ブラシ（３）を軽量化することができる。また、この構造のものは、逆洗開始時に第１のブラシ本体３1の上部の空間に流体が入り込み易いようになる。なお、それ以外の濾過時及び逆洗時の除去ブラシ（３）の動きは、図８〜図１１に示す第２の実施形態の場合と同様である。
【００５１】
なお、以上の説明では、捕捉物除去具３として、除去ブラシの例を示したが、本発明はこれに限られず、フィルターエレメント２の内側にて、濾過時又は逆洗時の流体の流れによってその軸方向に移動し、外周部の部材が上記フィルターエレメント２の内周面に摺接して捕捉物を除去することができるならば、例えば、刃状又はヘラ状に形成された金属製、樹脂製あるいはゴム製のスクレーパ等であってもよい。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明による濾過装置を、船舶のバラストタンクに積み込まれたバラスト水（海水）を濾過するバラスト水処理装置に適用した実施例について、図１４を参照して説明する。このバラスト水処理装置の構成は、基本的には図１に示す濾過装置と同様である。すなわち、ケーシング１と、フィルターエレメント２と、捕捉物除去具３とを備えて成り、ケーシング１の一端部（例えば側壁下端部）に流体入口４を有すると共に、他端部（例えば側壁上端部）に流体出口５を有している。図１４においては、上記の構成以外に、濾過室７内に配設された逆洗用のアームパイプ２１と、この逆洗用のアームパイプ２１の位置を回転移動させるシャフト２２と、ケーシング１の外部に設けられ前記シャフト２２を回転させるギヤードモーター２３と、前記逆洗用のアームパイプ２１の基端部に連通して接続された排出用のドレンパイプ２４とを備えている。
【００５３】
このような構成のバラスト水処理装置の動作について説明する。
濾過時においては、バラスト水は流体入口４から矢印Ａのように流入し、濾過室７内に開口しているフィルターエレメント２の下端の開口端部に供給される。このフィルターエレメント２の開口端部から流入したバラスト水は、該フィルターエレメント２を内側から外側に向けて通過して濾過される。この濾過時の除去ブラシ（３）の動きは、図３に示す第１の実施形態の場合と同様である。このとき、プランクトンや藻などの異物は、フィルターエレメント２の内側に捕捉される。前記フィルターエレメント２を通過し濾過されたバラスト水は、流体出口５から矢印Ｂのように外部へ流出する。
【００５４】
前記フィルターエレメント２の濾過性能を維持又は回復するための逆洗は、濾過性能を維持又は回復する必要があるフィルターエレメント２（図１４において、例えば左側のフィルターエレメント２とする）に対して、ギヤードモーター２３を駆動してシャフト２２を回転させ、このシャフト２２の下端部に設けられた逆洗用のアームパイプ２１の先端部を回転移動させて、前記対象のフィルターエレメント２の開口端部に接続することにより行われる。このとき、逆洗対象の左側のフィルターエレメント２から逆洗用のアームパイプ２１を介して排出用のドレンパイプ２４に至る流路が形成される。
【００５５】
このような状態で、フィルターエレメント２にライン圧力（例えば流体入口４側の圧力を0.2MPa、流体出口５側の圧力を0.19MPa）をかけておき、流体出口５側のライン圧力と排出用のドレンパイプ２４の圧力（大気圧）との差圧によって、逆洗が行われる。この逆洗時の除去ブラシ（３）の動きは、図４〜図６に示す第１の実施形態の場合と同様である。このような逆洗により、フィルターエレメント２で捕捉したプランクトンや藻などの異物を排出用のドレンパイプ２４から外部へ排出し、フィルターエレメント２の濾過性能を維持又は回復することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…ケーシング
２…フィルターエレメント
３…捕捉物除去具（除去ブラシ）
３ａ…ブラシ本体
３ｂ…ブラシ毛
３ｃ…突起部
３1…第１のブラシ本体
３2…第２のブラシ本体
３3…連結部材
４…流体入口
５…流体出口
６…隔壁板
７…濾過室
８…清浄室
９…貫通孔
１０…環状部材
１１…封止部材
１２…流体流通孔
１３…軸棒
１４…第１の弁
１５…第２の弁
１６…止め板
１７…ステー
１８…貫通孔
１９…逆止弁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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