(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器と、前記圧力容器内に配置される筒状のろ過エレメントとを備え、前記ろ過エレメントの内側から外側に向けて原水を通過させてろ過すると共に、ろ過水を逆流させて前記ろ過エレメントの洗浄を行う逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントは、半径方向にろ過流路形成溝が形成されたディスク型のろ過材を積層し、上下の前記ろ過材間にろ過流路を形成することにより構成されて、前記圧力容器内に円周状に複数配置されており、
前記ろ過流路の流路高は、下流側が上流側よりも高くなるように構成されており、
さらに、前記ろ過エレメントの少なくとも１つに、前記ろ過エレメントにろ過水を逆流させて前記ろ過エレメントの洗浄を行う逆洗管が接続されるように構成されており、
前記逆洗管を回転させて、円周状に配置された複数の前記ろ過エレメントとの接続を切り替えることにより、前記逆洗管が接続されたろ過エレメントにおいてろ過エレメントを洗浄すると共に、前記逆洗管が接続されていないろ過エレメントにおいて原水をろ過するように構成されていることを特徴とする逆洗型ろ過装置。
【請求項２】
前記ろ過流路は、前記ろ過エレメントの内側より上流部、中流部および下流部を備え、前記上流部は、全長にわたって同じ流路高に形成され、前記中流部は、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成され、かつ、下流部は、中流部よりも流路高が小さくならないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆洗型ろ過装置。
【請求項３】
前記中流部に対応する前記ろ過流路形成溝の底面の傾斜角度は、０．５〜５度であることを特徴とする請求項２に記載の逆洗型ろ過装置。
【請求項４】
前記上流部の流路高は、１０〜１００μｍであり、前記上流部の流路長は、前記ろ過流路の全長に対して５〜３０％以下であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の逆洗型ろ過装置。
【請求項５】
前記下流部は、全長にわたって同じ流路高に形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の逆洗型ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水をろ過エレメントによりろ過すると共に、ろ過水を逆流させてろ過エレメントを洗浄することができる逆洗型ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の逆洗型ろ過装置は、圧力容器と、前記圧力容器内に配置される複数の筒状ろ過エレメントとを備えている。
【０００３】
そして、逆洗型ろ過装置のろ過運転時には、原水を前記ろ過エレメントの内側に流入させてろ過エレメントに形成されるろ過流路を通過させる一方、複数のろ過エレメントの中から適宜選択されるろ過エレメントに対して、ろ過水を逆流させてろ過流路に詰まった微生物や浮遊固形物質などを除去して前記ろ過エレメントを順次洗浄することにより、連続ろ過を可能にしている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
そして、ろ過エレメントとしては、ノッチワイヤなどのワイヤを巻き付けたものが知られている（例えば、特許文献３）。
【０００５】
しかし、ワイヤを巻き付けて構成されるろ過エレメントは、ワイヤの線径が小さいため、液圧に対して変形し易く、強度面で問題があった。
【０００６】
そこで、かかる問題点を解消するために、ディスク型のろ過材を積層したろ過エレメントが提案されている（例えば、特許文献４）。ディスク型のろ過材は、半径方向の幅を充分に確保できるため、充分の強度を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３１３７９８７号公報
【特許文献２】特開２００１−１７０４１６号公報
【特許文献３】特開２０００−１１７０１３号公報
【特許文献４】特開２００１−３００２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ディスク型のろ過材を積層したろ過エレメントは、径方向の幅を充分に確保できる分だけ、ろ過材間のろ過流路の流路長が長くなるため、圧力損失との関係で原水の処理量が低減するという問題があった。また、逆洗時には、ろ過エレメントに詰まった微生物等を充分に除去することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑み、原水の処理能力に優れ、また、逆洗時には、ろ過エレメントに詰まった微生物等を効果的に除去することができる逆洗型ろ過装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る逆洗型ろ過装置は、
圧力容器と、前記圧力容器内に配置される筒状のろ過エレメントとを備え、前記ろ過エレメントの内側から外側に向けて原水を通過させてろ過すると共に、ろ過水を逆流させて前記ろ過エレメントの洗浄を行う逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントは、半径方向にろ過流路形成溝が形成されたディスク型のろ過材を積層し、上下の前記ろ過材間にろ過流路を形成することにより構成されて、前記圧力容器内に円周状に複数配置されており、
前記ろ過流路の流路高は、下流側が上流側よりも高くなるように構成されており、
さらに、前記ろ過エレメントの少なくとも１つに、前記ろ過エレメントにろ過水を逆流させて前記ろ過エレメントの洗浄を行う逆洗管が接続されるように構成されており、
前記逆洗管を回転させて、円周状に配置された複数の前記ろ過エレメントとの接続を切り替えることにより、前記逆洗管が接続されたろ過エレメントにおいてろ過エレメントを洗浄すると共に、前記逆洗管が接続されていないろ過エレメントにおいて原水をろ過するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る逆洗型ろ過装置は、
前記ろ過流路は、前記ろ過エレメントの内側より上流部、中流部および下流部を備え、前記上流部は、全長にわたって同じ流路高に形成され、前記中流部は、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成され、かつ、下流部は、中流部よりも流路高が小さくならないように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る逆洗型ろ過装置は、
前記中流部に対応する前記ろ過流路形成溝の底面の傾斜角度は、０．５〜５度であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る逆洗型ろ過装置は、
前記上流部の流路高は、１０〜１００μｍであり、前記上流部の流路長は、前記ろ過流路の全長に対して５〜３０％以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る逆洗型ろ過装置は、
前記下流部は、全長にわたって同じ流路高に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、原水の処理能力に優れ、また、逆洗時には、ろ過エレメントに詰まった微生物等を効果的に除去することができる逆洗型ろ過装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントを示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントのろ過材を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントの一部を拡大した断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントの一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
１．逆洗型ろ過装置の全体構成
図１は本実施の形態の逆洗型ろ過装置の構成を示す断面図である。図２は図１に示したＡ−Ａ線の断面図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、逆洗型ろ過装置１は、圧力容器２と、圧力容器２内に配置される複数の筒状のろ過エレメント６とを備えており、ろ過エレメント６の内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する一方、ろ過水を逆流させてろ過エレメント６に詰まった微生物等を洗浄するように構成されている。図１において、３は原水の流入口、４はろ過水の流出口、５は仕切り板、８は逆洗手段、９はモータである。
【００２０】
圧力容器２の内部は、複数の開口部１０を有する仕切り板５により流入口３を有する原水室１１と、流出口４を有するろ過水室１２とに区画されている。
【００２１】
複数のろ過エレメント６はろ過水室１２側に配置され、仕切り板５の複数の開口部１０には、ろ過エレメント６の底面開口部１４が取り付けられている。
【００２２】
そして、原水は、図外の圧送ポンプにより圧送されて、図１の実線矢印に示すように、流入口３より原水室１１を通って開口部１０よりろ過エレメント６内に流入した後、ろ過されてろ過水室１２内にろ過水として流出する。一方、ろ過運転中に、逆洗手段８を用いてろ過エレメント６の逆洗が行われる。
【００２３】
２．逆洗手段
図１に示すように、逆洗手段８は、一端が大気圧に開放された逆洗管２１を備えており、逆洗管２１の他端は分岐し、各分岐管２１ａ、２１ｂの先端には逆洗ノズル２０ａ、２０ｂが設けられている。逆洗管２１は、回転軸２２によりモータ９に連結されている。
【００２４】
そして、ろ過運転中に、逆洗管２１を回転させて逆洗ノズル２０ａ、２０ｂを仕切り板５の開口部１０に順次接続することにより、圧力差を利用してろ過水をろ過エレメント６の内側に向けて逆流させ、破線矢印のように逆洗管２１を通って逆洗管２１の一端から外部に排出させる。これによりろ過エレメント６に詰まった微生物等が除去される。
【００２５】
３．ろ過エレメント
図３は本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントを示す斜視図であり、図４は本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントのろ過材を示す斜視図であり、図５は本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントの一部を拡大した断面図である。
【００２６】
図３〜図５に示すようにろ過エレメント６は、ディスク型で上側表面にろ過流路形成溝１５が形成されたろ過材７を積層した積層体を備えており、上側のろ過材７の平坦な下側表面と、下側のろ過材７のろ過流路形成溝１５とによりろ過流路１６が形成され、最上のろ過材７の上側開口部が天板１３により閉塞されている。
【００２７】
図３に示すように、ろ過エレメント６の固定手段は、仕切り板５（図１参照）に立設されるロッドボルト１７および位置決めロッド１９を備えており、各ろ過材７の外周部には複数個の固定溝７ａ（図４参照）が形成され、これらの固定溝７ａを位置決めロッド１９に嵌合し、ロッドボルト１７および位置決めロッド１９の上端部を天板１３の取付孔１３ａに挿通し、ロッドボルト１７の上端部にナット１８を嵌合している。これにより、ナット１８で天板１３を介してろ過材７の積層体を押圧してろ過材７の積層体を固定している。なお、位置決めロッド１９にねじ部を設け、このねじ部にナットを嵌合しても良い。このような構造にすれは、ロッドボルト１７を省略することができる。
【００２８】
図４に示すように、ろ過材７の固定溝７ａは周方向に不等間隔で複数個設けられている。これにより、ろ過材７が裏返しの状態で積層された場合には、上下のろ過材７の固定溝７ａが一致せず、位置決めロッド１９の嵌合が不可能になるため、ろ過材７の積層作業ミスを防ぐことができる。
【００２９】
図４および図５に示すように、ろ過材７のろ過流路形成溝１５は、ろ過材７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００３０】
ろ過流路形成溝１５は、上流溝ｅ、中流溝ｆおよび下流溝ｇを備え、上流溝ｅは、全長にわたって同じ深さに形成され、中流溝ｆは、０．５〜５度の傾斜角度で下流側に行くほど深くなるように形成され、下流溝ｇは、全長にわたって同じ深さに形成されている。具体的には、上流溝ｅの長さは２ｍｍ、中流溝ｆの長さ（水平方向）は２．５ｍｍ、下流溝ｇの長さは２．５ｍｍにそれぞれ設定されている。また、流路幅は約１ｍｍに設定されている。なお、ろ過材７の外半径と内半径の差である幅寸法は７ｍｍであり、ろ過材７の厚みｄは０．２〜０．４ｍｍに形成される。このようなろ過材７はプレス加工等により形成される。
【００３１】
図５に示すように、ろ過流路１６は、ろ過流路形成溝１５の上流溝ｅ、中流溝ｆおよび下流溝ｇに対応する、上流部Ｅ、中流部Ｆおよび下流部Ｇを備えており、上流部Ｅおよび下流部Ｇは、全長にわたって同じ流路高に形成され、中流部Ｆは、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成されている。また、原水の流入口を形成するろ過材の角部は、アールでなくシャープな形状になっている。
【００３２】
（第２の実施の形態）
本実施の形態の逆洗型ろ過装置１は、第１の実施の形態と同様に、圧力容器と、複数の筒状のろ過エレメントとを備えており、ろ過エレメントを構成するろ過材の形状が第１の実施の形態とは異なっており、その他の構成要件は、第1の実施の形態と同じである。
【００３３】
図６は、第２の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントの一部を示す断面図である。図６に示すように、ろ過材７は、全周にわたって、内側の厚さよりも外側の厚さの方が薄くなるように形成されている。ろ過材７の上面は、所定の傾斜角度で下流側に行くほど低くなるように傾斜しており、上面には製作が容易で大きな開口率をとることができる円柱状のスペーサ７ｂが均一な密度で所定の間隔を設けて多数形成されている。また、ろ過材７の下面は、平滑な水平面に形成されている。
【００３４】
そして、ろ過材７を積層することにより、下側のろ過材７のスペーサ７ｂの存在により下流側に行くほど流路高が大きくなるろ過流路１６が形成されている。
【００３５】
４．本発明の効果
（１）本発明においては、ろ過エレメント６の内側より外側の流路高が高くなるように構成されているため、ろ過時には微生物等を効率よく捕獲して原水のろ過を行うことができ、逆洗時には、効率よく逆洗できる。
【００３６】
（２）また、ろ過エレメント６のろ過流路１６のうち、上流部Ｅは、全長にわたって同じ小さい流路高に形成され、中流部Ｆは、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成され、下流側は中流側よりも流路高が小さくならないように構成されているため、ろ過時には、小さい流路高の上流部Ｅの流入口で微生物等を捕獲して原水のろ過を行うことができ、下流部Ｇの存在により圧力損失を減少させることができる。そして、中流部Ｆの存在により、圧力損失を徐々に滑らかに減少させることができる。このため、円滑に充分なろ過を行いながら、原水の処理量を向上させることができる。
【００３７】
（３）また、逆洗時には、ろ過エレメント６の外側からろ過流路１６内に流入するろ過水は、上流部Ｅにおいて増速されるため、上流部Ｅの入口に詰まった微生物等に当たるときに、微生物等に大きな衝撃力を与えることができる。このため、上流部Ｅの入口に詰まった微生物等を効率的に除去することができる。
【００３８】
（４）また、中流部Ｆに対応するろ過流路形成溝１５の底面の傾斜角度については、処理量の向上に不利となる損失を抑えるために、適切な角度であることが必要である。本発明においては、ろ過流路形成溝１５の底面の傾斜角度が、適切な角度である０．５〜５度とされているため、処理量の向上に不利となる損失を抑えることができる。なお、ろ過流路形成溝１５の底面の傾斜角度は、０．５〜２度であることがより好ましい。
【００３９】
（５）上流部Ｅの流路高は、上流部Ｅの流入口で微生物等を捕獲するため、一定高さよりも大きくすることができない。本発明においては、上流部Ｅの流路高は、１００μｍ以下に設定されているため、微生物等を適切に捕獲することができる。一方、１０μｍ以上に設定されているため、上流部Ｅへの原水の流入が過剰に制限されることがない。
【００４０】
（６）また、上流部Ｅの流路長は、ろ過流路の全長に対して３０％以下に設定されているため、中流部Ｆおよび下流部Ｇと比べて流路高の低い上流部Ｅでの損失を充分に抑えることができる。また、上流部Ｅの流路長は、ろ過流路１６の全長に対して５％以上に設定されているため、ろ過流路形成溝１５の作製等において支障が生じることがない。
【００４１】
（７）原水の流入口を形成するろ過材の角部は、大きなアールでなくシャープな形状になっているため、流入口において微生物等が詰まり難くなる。
【００４２】
なお、上記の実施の形態では、製作の容易性より、下流部Ｇは、全長にわたって同じ流路高に形成されているが、より一層の損失低減のために、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成しても良い。
【００４３】
以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１                  逆洗型ろ過装置
２                  圧力容器
３                  原水の流入口
４                  ろ過水の流出口
５                  仕切り板
６                  ろ過エレメント
７                  ろ過材
７ａ                固定溝
７ｂ                スペーサ
８                  逆洗手段
９                  モータ
１０                開口部
１１                原水室
１２                ろ過水室
１３                天板
１３ａ              取付孔
１４                底面開口部
１５                ろ過流路形成溝
１６                ろ過流路
１７                ロッドボルト
１８                ナット
１９                位置決めロッド
２０ａ、２０ｂ      逆洗ノズル
２１                逆洗管
２１ａ、２１ｂ      分岐管
２２                回転軸
Ｅ                  上流部
Ｆ                  中流部
Ｇ                  下流部
ｄ                  ろ過材の厚み
ｅ                  上流溝
ｆ                  中流溝
ｇ                  下流溝
【図１】
0005710243.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005710243.tif 000004
【図４】
0005710243.tif 000005
【図５】
0005710243.tif 000006
【図６】
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