(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象流体が外部から流入する流体流入室、前記流体流入室から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室、及び前記濾過室の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室を、前記流体流入室を中心に直列に配置して、密閉された空間の内部に有するケーシングと、
前記濾過室の内部に設けられ、一端部が閉塞されると共に前記流体流入室側に位置する他端部が開口され、内側から外側に向けて対象流体を通過させて濾過する円筒状のフィルターエレメントと、
前記フィルターエレメントの内部にて軸方向に往復移動して前記フィルターエレメントの内周面に摺接する外周部、及び、前記外周部から内方に延びる隙間を有し、逆洗時に前記フィルターエレメントの外側から前記隙間に向けて生じる内向きの流れにより、前記フィルターエレメントの内周面に付着した捕捉物をはく離し、かつ、前記フィルターエレメントの前記一端部側から前記他端部側へ向けて貫通する流体通過孔を有する逆洗用摺動部材と、
前記逆洗用摺動部材の一側面に基端が接続されて前記隙間と連通すると共に他端にピストン部材が設けられ、前記内向きの流れを前記ドレン室に向けて導く逆洗用パイプと、
一端部から前記ピストン部材を往復移動可能に内嵌して前記逆洗用摺動部材を前記フィルターエレメントの内部で往復移動させ、他端部が前記ドレン室まで延び、前記逆洗用パイプから前記内向きの流れを受ける作動シリンダーと、
前記作動シリンダーの前記他端部の開口を閉塞する閉塞部に、前記作動シリンダーの内部と前記ドレン室とを連通するオリフィスが前記ピストン部材で閉止可能に形成され、前記作動シリンダーで受けた前記内向きの流れが前記オリフィスを介して前記ドレン室に流出可能なオリフィス部材と、
前記作動シリンダーに内嵌された前記ピストン部材を前記作動シリンダー内で往復移動可能とするため、前記作動シリンダー内に作動流体を供給する流体供給手段と、
前記逆洗用摺動部材の前記一側面に設けられ、前記ピストン部材が前記オリフィスを閉止した状態で、前記フィルターエレメントの前記他端部側に位置する固定物と接触することで弾性変形する弾性部材と、
を備え、
前記濾過室からの流体出口の圧力を常圧よりも高くし、かつ、前記流体流入室への流体入口の圧力を前記流体出口の圧力よりも高くし、かつ、前記ドレン室のドレン口の圧力を前記流体出口の圧力よりも低くして、前記ピストン部材が前記オリフィスを閉塞しない状態で逆洗を行うようにしたことを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
対象流体が外部から流入する流体流入室、前記流体流入室から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室、及び前記濾過室の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室を、前記濾過室を中心に直列に配置して、密閉された空間の内部に有するケーシングと、
前記濾過室の内部に設けられ、前記流体流入室側に位置する一端部が開口されると共に前記ドレン室側に位置する他端部が閉塞され、内側から外側に向けて対象流体を通過させて濾過する円筒状のフィルターエレメントと、
前記フィルターエレメントの内部にて軸方向に往復移動して前記フィルターエレメントの内周面に摺接する外周部、及び、前記外周部から内方に延びる隙間を有し、逆洗時に前記フィルターエレメントの外側から隙間に向けて生じる内向きの流れにより、前記フィルターエレメントの内周面に付着した捕捉物をはく離する逆洗用摺動部材と、
前記逆洗用摺動部材の一側面に基端が接続されて前記隙間と連通すると共に他端にピストン部材が設けられ、前記内向きの流れを前記ドレン室に向けて導く逆洗用パイプと、
前記ドレン室の内部に配置され、一端部から前記ピストン部材を往復移動可能に内嵌して前記逆洗用摺動部材を前記フィルターエレメントの内部で往復移動させ、前記逆洗用パイプから前記内向きの流れを受ける作動シリンダーと、
前記作動シリンダーの他端部の開口を閉塞する閉塞部に、前記作動シリンダーの内部と前記ドレン室とを連通するオリフィスが前記ピストン部材で閉止可能に形成され、前記作動シリンダーで受けた前記内向きの流れが前記オリフィスを介して前記ドレン室に流出可能なオリフィス部材と、
前記逆洗用摺動部材の前記一側面に設けられ、前記ピストン部材が前記オリフィスを閉止した状態で、前記フィルターエレメントの前記他端部側に位置する固定物と接触することで弾性変形する弾性部材と、
前記作動シリンダーに内嵌された前記ピストン部材を前記作動シリンダー内で往復移動可能とするため、前記作動シリンダー内に作動流体を供給する流体供給手段と、
を備え、
前記濾過室からの流体出口の圧力を常圧よりも高くし、かつ、前記流体流入室への流体入口の圧力を前記流体出口の圧力よりも高くし、かつ、前記ドレン室のドレン口の圧力を前記流体出口の圧力よりも低くして、前記ピストン部材が前記オリフィスを閉塞しない状態で逆洗を行うようにしたことを特徴とする濾過装置。
【請求項３】
前記逆洗用摺動部材は、前記隙間において、前記外周部に沿って、全周にわたって前記フィルターエレメントの内周面に摺接するブラシ或いは刃状又はヘラ状に形成されたスクレーパを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２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、濾過室の内部に設けられた筒状のフィルターエレメントの内周面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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川水、湖沼水又は海水等の濾過、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、潤滑油又はディーゼル燃料油等の油の濾過、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】
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、フィルターエレメントに濾過時と逆向きに流体を通して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。
【０００４】
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。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通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。
【０００５】
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。この種の濾過装置としては、対象流体が外部から流入する流体流入室、及びこの流体流入室から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室、並びにこの濾過室の濾過による捕捉物をドレンとして外部へ排出させるドレン室を、密閉された空間の内部に有するケーシングと、濾過室の内部に設けられ、一端部が閉塞されると共に流体流入室側に位置する他端部が開口され、内側から外側に向けて流体が通過して濾過する円筒状のフィルターエレメントと、フィルターエレメントの内部にてその内周面に外周部が摺接すると共に軸方向に往復移動可能に設けられ、逆洗時のフィルターエレメントの内外の圧力差で生じる内向きの流れにより、フィルターエレメントの内周面に付着した捕捉物をはく離する逆洗用摺動部材と、逆洗用摺動部材の一側面に基端が接続されると共に他端にはピストン部材が設けられ且つ軸方向に形成された流体流通孔の長手方向の何れか１箇所にオリフィスが設けられ、逆洗用摺動部材で生じる内向きの流れを前記ドレン室に向けて流出可能とする逆洗用パイプと、逆洗用パイプに設けられたピストン部材を一端部から往復移動可能に嵌合し、逆洗用摺動部材をフィルターエレメントの内部で往復移動させると共に、他端部がドレン室内まで伸びて逆洗用パイプからの流体をドレン室に向けて流す作動シリンダーと、作動シリンダー内に嵌合された逆洗用パイプのピストン部材を作動シリンダー内で往復移動可能とするため、作動シリンダー内に流体を自由流通させる流体供給手段と、を備え、濾過室からの流体出口の圧力を常圧よりも高くすると共に流体流入室への流体入口の圧力を流体出口の圧力よりも高くし、ドレン室のドレン口を流体出口の圧力より低い圧力側に開閉することで逆洗を行うようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０９４３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の濾過装置では、逆洗を行う場合にはドレン室のドレン口を開くことで、フィルターエレメントの内周面からはく離した捕捉物を含む対象流体の一部を流出させるようにする一方、逆洗を行わない場合にはドレン口を閉じることで、ドレン室からの対象流体の流出を停止させてフィルターエレメントによる濾過量が低下しないようにするため、ドレン口を開閉するドレンバルブ等の開閉弁を設置する必要があった。このため、開閉弁の設置やこれに伴う配管等の増設により濾過装置が大型化して設置レイアウト上の制限が増加するだけでなく、ひいては製造コストの上昇を招くおそれがあった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ドレン口の開閉弁を省略して小型化した濾過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様による濾過装置は、対象流体が外部から流入する流体流入室、流体流入室から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室、及び濾過室の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室を、流体流入室を中心に直列に配置して、密閉された空間の内部に有するケーシングと、濾過室の内部に設けられ、一端部が閉塞されると共に流体流入室側に位置する他端部が開口され、内側から外側に向けて対象流体を通過させて濾過する円筒状のフィルターエレメントと、フィルターエレメントの内部にて軸方向に往復移動してフィルターエレメントの内周面に摺接する外周部、及び、外周部から内方に延びる隙間を有し、逆洗時にフィルターエレメントの外側から隙間に向けて生じる内向きの流れにより、フィルターエレメントの内周面に付着した捕捉物をはく離し、かつ、フィルターエレメントの一端部側から他端部側へ向けて貫通する流体通過孔を有する逆洗用摺動部材と、逆洗用摺動部材の一側面に基端が接続されて隙間と連通すると共に他端にピストン部材が設けられ、内向きの流れをドレン室に向けて導く逆洗用パイプと、一端部からピストン部材を往復移動可能に内嵌して逆洗用摺動部材をフィルターエレメントの内部で往復移動させ、他端部がドレン室まで延び、逆洗用パイプから内向きの流れを受ける作動シリンダーと、作動シリンダーの他端部の開口を閉塞する閉塞部に、作動シリンダーの内部とドレン室とを連通するオリフィスがピストン部材で閉止可能に形成され、作動シリンダーで受けた内向きの流れがオリフィスを介してドレン室に流出可能なオリフィス部材と、作動シリンダーに内嵌されたピストン部材を作動シリンダー内で往復移動可能とするため、作動シリンダー内に作動流体を供給する流体供給手段と、逆洗用摺動部材の一側面に設けられ、ピストン部材がオリフィスを閉止した状態で、フィルターエレメントの他端部側に位置する固定物と接触することで弾性変形する弾性部材と、を備え、濾過室からの流体出口の圧力を常圧よりも高くし、かつ、流体流入室への流体入口の圧力を流体出口の圧力よりも高くし、かつ、ドレン室のドレン口の圧力を流体出口の圧力よりも低くして、ピストン部材がオリフィスを閉塞しない状態で逆洗を行うようにしたものである。
【００１０】
本発明の第２の態様による濾過装置は、対象流体が外部から流入する流体流入室、流体流入室から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室、及び濾過室の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室を、濾過室を中心に直列に配置して、密閉された空間の内部に有するケーシングと、濾過室の内部に設けられ、流体流入室側に位置する一端部が開口されると共にドレン室側に位置する他端部が閉塞され、内側から外側に向けて対象流体を通過させて濾過する円筒状のフィルターエレメントと、フィルターエレメントの内部にて軸方向に往復移動してフィルターエレメントの内周面に摺接する外周部、及び、外周部から内方に延びる隙間を有し、逆洗時にフィルターエレメントの外側から隙間に向けて生じる内向きの流れにより、フィルターエレメントの内周面に付着した捕捉物をはく離する逆洗用摺動部材と、逆洗用摺動部材の一側面に基端が接続されて隙間と連通すると共に他端にピストン部材が設けられ、内向きの流れをドレン室に向けて導く逆洗用パイプと、ドレン室の内部に配置され、一端部からピストン部材を往復移動可能に内嵌して逆洗用摺動部材をフィルターエレメントの内部で往復移動させ、逆洗用パイプから内向きの流れを受ける作動シリンダーと、作動シリンダーの他端部の開口を閉塞する閉塞部に、作動シリンダーの内部とドレン室とを連通するオリフィスがピストン部材で閉止可能に形成され、作動シリンダーで受けた内向きの流れがオリフィスを介してドレン室に流出可能なオリフィス部材と、逆洗用摺動部材の一側面に設けられ、ピストン部材がオリフィスを閉止した状態で、フィルターエレメントの他端部側に位置する固定物と接触することで弾性変形する弾性部材と、作動シリンダーに内嵌されたピストン部材を作動シリンダー内で往復移動可能とするため、作動シリンダー内に作動流体を供給する流体供給手段と、を備え、濾過室からの流体出口の圧力を常圧よりも高くし、かつ、流体流入室への流体入口の圧力を流体出口の圧力よりも高くし、かつ、ドレン室のドレン口の圧力を流体出口の圧力よりも低くして、ピストン部材がオリフィスを閉塞しない状態で逆洗を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の濾過装置によれば、ドレン口の開閉弁を省略して小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る濾過装置の通常の濾過状態を示す中央縦断面図である。
【図２】同濾過装置における逆洗用摺動部材及び逆洗用パイプの部分断面図である。
【図３】同濾過装置における逆洗用摺動部材の構成を示し、（ａ）は第１の円盤状部材の下側面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図、（ｃ）は第２の円盤状部材の下側面図、（ｄ）は（ｃ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図４】同濾過装置の逆洗用パイプ及び作動シリンダーの詳細を示す中央縦断面図である。
【図５】同濾過装置の逆洗時の状態を示す中央縦断面図である。
【図６】同濾過装置において初期状態に戻すときの状態を示す中央縦断面図である。
【図７】同濾過装置における逆洗用摺動部材の変形例を示し、（ａ）は要部正面図であり、（ｂ）は（ａ）の中央縦断面図である。
【図８】同濾過装置における弾性部材の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図９】第２実施形態に係る濾過装置の逆洗時の状態を示し、（ａ）は中央縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【図１０】第３実施形態に係る濾過装置の通常の濾過状態を示す中央縦断面図である。
【図１１】同濾過装置の逆洗時の状態を示す中央縦断面図である。
【図１２】同濾過装置において初期状態に戻すときの状態を示す中央縦断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る濾過装置の逆洗時の状態を示し、（ａ）は中央縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。
【図１４】オリフィス部材の変形例を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について、詳細に説明する。
図１は、第１実施形態に係る濾過装置の一例を示す。この濾過装置は、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、潤滑油又はディーゼル燃料油等の油の濾過、化学工場等で使用される各種原料の気体等の濾過、或いは船舶のバラスト水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一方、フィルターエレメントの内周面に付着した捕捉物をはく離する逆洗可能とされ、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、逆洗用摺動部材３と、逆洗用パイプ４と、作動シリンダー５と、流体供給手段６とを備えて成る。
【００１４】
ケーシング１は、濾過装置の外殻をなすもので、一端部１ａ及び他端部１ｂが閉塞された筒状（例えば円筒形状）、直方体形状などに形成され、内部に密閉された空間を有している。このケーシング１の内部は、その長手方向の中間の２箇所に配置された第１の隔壁板７ａ及び第２の隔壁板７ｂで三つの室に仕切られている。第１の隔壁板７ａと第２の隔壁板７ｂとの間には濾過の対象となる流体（以下、「対象流体」という）が外部から流入する流体流入室８を有し、第２の隔壁板７ｂと一端部１ａの端板９との間には流体流入室８から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室１０を有し、第１の隔壁板７ａと他端部１ｂの端板１１との間には濾過室１０の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室１２を有している。すなわち、ケーシング１は、流体流入室８、濾過室１０及びドレン室１２を、流体流入室８を中心に直列に配置して、密閉された空間の内部に有している。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。
【００１５】
流体流入室８の一部には、流体入口１３が設けられている。この流体入口１３は外方に突出したパイプ状とされ、その先端がフランジ状とされて、ここに図示省略の流体供給管が接続される。また、濾過室１０の一部には、流体出口１４が設けられている。この流体出口１４は外方に突出したパイプ状とされ、その先端がフランジ状とされて、ここに図示省略の濾過流体排出管が接続される。さらに、ドレン室１２の一部には、ドレン口１５が設けられている。このドレン口１５は外方に突出したパイプ状とされ、その先端がフランジ状とされて、ここに図示省略の捕捉物排出管が接続される。そして、第２の隔壁板７ｂの中心部には、例えば円形の貫通孔１６が形成されている。
【００１６】
フィルターエレメント２は濾過室１０の内部に設けられている。このフィルターエレメント２は、対象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、全体が円筒状に形成され、その一端部２ａが閉塞されると共に流体流入室８側に位置する他端部２ｂが開口され、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。すなわち、フィルターエレメント２は、図１において上側に位置する一端部２ａが封止部材１７に保持されて閉塞され、下側に位置して開口する他端部２ｂが第２の隔壁板７ｂの貫通孔１６に結合されている。
【００１７】
フィルターエレメント２の封止部材１７は、フィルターエレメント２の一端部２ａを閉塞すると共に、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、封止部材１７の中心部にて端板９側に突出する支持軸１８が、端板９の近くに設けられた振れ止め板１９に支持されている。これにより、フィルターエレメント２の一端部２ａが、濾過室１０の内部にて振れ止め板１９の緩衝作用を利用して支持される。なお、図１において、符号Ｆはケーシング１の一端部１ａの外周に設けられたリング状のフランジを示し、符号ＦＰは端板９とフランジＦとの間に介在されたリング状のパッキンを示している。また、フィルターエレメント２の封止の仕方は一例であり、第２の隔壁板７ｂの貫通孔１６に結合されたフィルターエレメント２の他端部２ｂ側を外せるようにしてもよい。このフィルターエレメント２は、濾過が出来ることと、後述の逆洗用摺動部材３がその内部で動作できればよい。
【００１８】
フィルターエレメント２は、複数の金網を焼結して保形性を高め円筒状に成形したものや、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。さらには、円筒状のノッチワイヤーフィルターエレメント、ウェッジワイヤーフィルターエレメント、板部材に細孔をあけたもの等がある。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、濾過機能を果たす場合もあれば、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こともある。なお、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、対象流体の種類などに応じて適宜決めればよい。
【００１９】
逆洗用摺動部材３は、フィルターエレメント２の内部にて軸方向に往復移動可能に設けられている。逆洗用摺動部材３は、フィルターエレメント２の内周面に摺接する外周部２０と、この外周部２０から内方に延びる隙間Ｇと、を有し、逆洗時にフィルターエレメント２の外側から内側の隙間Ｇに向けて生じる内向きの流れを逆洗流として、この逆洗流により、フィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物をはく離するものである。また、逆洗用摺動部材３は、フィルターエレメント２の一端部２ａ側から他端部２ｂ側へ向けて貫通する流体通過孔２１を有し、フィルターエレメント２の内側において対象流体が逆洗用摺動部材３を通過できるようにしている。
【００２０】
逆洗用パイプ４は、直線状に延びる管状部材であり、基端が逆洗用摺動部材３の一側面に接続されて逆洗用摺動部材３の隙間Ｇと連通し、他端にはピストン部材２２が設けられている。この逆洗用パイプ４は、逆洗流をドレン室１２に向けて導くものである。
【００２１】
図２及び図３は、逆洗用摺動部材３及び逆洗用パイプ４の具体的な形状、構造を示す。図２は、逆洗用摺動部材３及び逆洗用パイプ４を一部断面にして示す部分断面図である。また、図３は、逆洗用摺動部材３を構成する２つの円盤状部材を示す側面図及び断面図である。
【００２２】
図２において、逆洗用摺動部材３は、所定の厚みの第１の円盤状部材３ａと、同じく所定の厚みの第２の円盤状部材３ｂと、を対向させて組み合せることで構成される。第１の円盤状部材３ａには、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第２の円盤状部材３ｂと対向する裏面２３から所定の突出量で突出する複数の突出部２４が設けられ、各突出部２４の突出面に第１の円盤状部材３ａを厚さ方向に貫通する流体通過孔２１ａが形成されている。また、第２の円盤状部材３ｂには、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、第１の円盤状部材３ａと対向配置したときに第１の円盤状部材３ａの流体通過孔２１ａに対応する位置に、第２の円盤状部材３ｂを厚さ方向に貫通する流体通過孔２１ｂが形成されている。したがって、流体通過孔２１ａ，２１ｂは、図２に示すように、第１の円盤状部材３ａと第２の円盤状部材３ｂとを組み合せて逆洗用摺動部材３を構成したときに、逆洗用摺動部材３を貫通する流体通過孔２１（図１参照）を形成する。なお、この複数の流体通過孔２１の断面積の総和は、流体通過孔２１における圧力損失を低減するために、流体流入室８に設けられた流体入口１３の断面積と同等以上であることが好ましい。
【００２３】
第１の円盤状部材３ａには、図３（ａ），（ｂ）に示すように、外周部２０ａの近傍にて、円周方向の例えば２等分〜４等分の位置にボルトを通すボルト孔２５が形成されている。第２の円盤状部材３ｂには、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、外周部２０ｂの近傍であって、第１の円盤状部材３ａと第２の円盤状部材３ｂとを対向配置して流体通過孔２１ａ，２１ｂの位置が一致した状態で第１の円盤状部材３ａのボルト孔２５に対応する位置に、同じくボルトを通すボルト孔２６が形成されると共に、中心部には逆洗用パイプ４を嵌合し得る内径の結合孔２７が第２の円盤状部材３ｂを厚さ方向に貫通して形成されている。
【００２４】
２つの円盤状部材３ａ，３ｂは、図２に示すように、第１の円盤状部材３ａの突出部２４の突出面が第２の円盤状部材３ｂに当接して対向した状態で、ボルト２８がボルト孔２５，２６に挿入され、ボルト２８の他端部にナット２９が螺合されて組み合わされることで、逆洗用摺動部材３を構成している。したがって、逆洗用摺動部材３において、２つの円盤状部材３ａ，３ｂの間には、部分的に、突出部２４の所定の突出量分の間隔が生まれ、この間隔が、逆洗用摺動部材３の外周部２０から内方に延びる隙間Ｇを形成し、この隙間Ｇに向けて逆洗流が生じる。突出部２４の所定の突出量は、フィルターエレメント２の外側から内側の隙間Ｇに流入する逆洗流が、フィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物を十分はく離可能な所定の流速で流れるように設定される。また、逆洗用摺動部材３の流体通過孔２１ａ，２１ｂで形成される流体通過孔２１により、逆洗流との衝突を回避しつつ、対象流体がフィルターエレメント２の内側において逆洗用摺動部材３を通過できるようにしている。
【００２５】
第２の円盤状部材３ｂには、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、第１の円盤状部材３ａと対向しない表面３０上のうち、流体通過孔２１ｂ、ボルト孔２６に挿入されるボルト２８、及び結合孔２７に嵌合する逆洗用パイプ４と重畳しない位置（例えば、外周部２０ｂ近傍）に、弾性部材３１が設けられている。この弾性部材３１は、図１に示すように、逆洗用摺動部材３が、フィルターエレメント２内で最も下側に寄った他端部２ｂに位置する状態で、第２の隔壁板７ｂ等のケーシング１内の固定物と接触して弾性変形を生じるように形成され、逆洗用摺動部材３をフィルターエレメント２の一端部２ａに向けて付勢する付勢力を発生する。
【００２６】
逆洗用パイプ４は、図２に示すように、その基端が逆洗用摺動部材３の第２の円盤状部材３ｂに穿設された結合孔２７に溶接等で接続されて隙間Ｇと連通しており、他端には、外周にピストン部材２２が溶接等で取り付けられている。このピストン部材２２は、後述の作動シリンダー５内に嵌合され、ピストン部材２２の移動に伴って逆洗用摺動部材３をフィルターエレメント２の内部で往復移動させるもので、その外径は、作動シリンダー５の内周に嵌まってその内周面に摺接し得る大きさである。ピストン部材２２は逆洗用パイプ４の外周に取り付けられているので、逆洗流を逆洗用パイプ４の他端から作動シリンダー５内へ流出させて、ドレン室１２に向けて導くことができる。
【００２７】
作動シリンダー５は、図１に示すように、流体流入室８内に位置する一端部５ａから直線状に延び、他端部５ｂがドレン室１２内に位置するように形成されている。作動シリンダー５は、一端部５ａからピストン部材２２を往復移動可能に内嵌し、ピストン部材２２の移動に伴って、逆洗用パイプ４で相互に接続された逆洗用摺動部材３をフィルターエレメント２の内部で往復移動させる。また、作動シリンダー５は、逆洗用パイプ４から流出した逆洗流を受けて、この逆洗流を他端部５ｂからドレン室１２へ流出させる。
【００２８】
図４は、逆洗用パイプ４及び作動シリンダー５の断面図であり、作動シリンダー５の具体的な形状、構造を示す。この作動シリンダー５は、一端部５ａに閉塞部材３２が取り付けられて、この一端部５ａ側での流体の漏れ止めがされている。この閉塞部材３２の中心部には、逆洗用パイプ４が嵌合される孔があけられており、逆洗用パイプ４を往復移動可能に嵌合している。逆洗用パイプ４に取り付けられたピストン部材２２は、前述のように作動シリンダー５の内周に嵌まってその内周面に摺接するため、作動シリンダー５の内部にて閉塞部材３２とピストン部材２２との間には空間３３が形成される。逆洗用パイプ４が嵌合される孔の内周、及び、作動シリンダー５と摺接するピストン部材２２の外周には、シール材が介装され、作動シリンダー５の外部に対する空間３３の液密性・気密性を保持するようにしている。
【００２９】
作動シリンダー５の他端部５ｂにおいて、作動シリンダー５の開口を閉塞する閉塞部３４ａと、この閉塞部３４ａを貫通して作動シリンダー５の内部とドレン室１２とを連通するオリフィス３４ｂと、を備えたオリフィス部材３４が設けられている。オリフィス３４ｂは、ピストン部材２２が閉塞部３４ａに密着することで閉止される。このオリフィス３４ｂは、作動シリンダー５からドレン室１２側に流れる逆洗流の流量を制限している。逆洗用パイプ４及び作動シリンダー５の軸方向の長さは、図１に示すように、逆洗用パイプ４に設けられたピストン部材２２で作動シリンダー５に設けられたオリフィス部材３４のオリフィス３４ｂを閉止したとき、逆洗用摺動部材３がフィルターエレメント２内で最も下側に寄った他端部２ｂに位置するように設定される。このとき、弾性部材３１には、前述のように、例えば、第２の隔壁板７ｂ等、ケーシング１内の固定物と接触して弾性変形が生じている。
【００３０】
逆洗用パイプ４に取り付けられたピストン部材２２は、前述のように作動シリンダー５の内周に嵌まってその内周面に摺接するため、作動シリンダー５の内部にてオリフィス部材３４とピストン部材２２との間には空間３５が形成される。したがって、逆洗流は、ピストン部材２２でオリフィス３４ｂを閉止していない場合、すなわちオリフィス３４ｂを開放した場合に、逆洗用摺動部材３の隙間Ｇ、逆洗用パイプ４、作動シリンダー５の空間３５、オリフィス部材３４のオリフィス３４ｂを経てドレン室１２へ流出可能となる。また、逆洗流をオリフィス３４ｂで流量制限することで空間３５に圧力が付与され、ピストン部材２２がオリフィス部材３４から離れるように、ピストン部材２２に上向きの力を加えるようにしている。
【００３１】
作動シリンダー５の閉塞部材３２には、図１に示すように、流体供給手段６が接続されている。この流体供給手段６は、作動シリンダー５内に嵌合された逆洗用パイプ４のピストン部材２２を作動シリンダー５内で往復移動可能とするもので、作動シリンダー５の空間３３に作動流体を供給する図示省略のポンプ及び配管等からなり、先端の口金３６が閉塞部材３２の一箇所に接続されている。なお、流体供給手段６の口金３６は、空間３３の容積を減少させる場合には、加圧された作動流体を圧送するポンプと接続されるかわりに、常圧（例えば大気圧）に解放されるようにしてもよい。
【００３２】
流体供給手段６の口金３６が接続される閉塞部材３２の構造について、図４を参照して説明する。図４において、閉塞部材３２の一箇所には、その厚み内に流通孔３７が形成され、流通孔３７の内周面には雌ネジが切られている。この状態で、流通孔３７に、図１に示すように、流体供給手段６の口金３６の雄ネジを螺合して、閉塞部材３２の一箇所に流体供給手段６が接続されている。そして、逆洗用パイプ４が嵌合する閉塞部材３２の中心部の孔の内周面と逆洗用パイプ４の外周面との間には、流通孔３７と空間３３とが連通するように隙間３８が形成されている。したがって、流体供給手段６からは、隙間３８を介して、作動シリンダー５内の空間３３に流体が供給される。
【００３３】
前述の濾過装置の構成において、濾過室１０からの流体出口１４の圧力（すなわち、フィルターエレメント２による濾過後の圧力）を常圧（例えば大気圧）よりも高くすると共に、流体流入室８への流体入口１３の圧力（すなわち、フィルターエレメント２による濾過前の圧力）を流体出口１４の圧力よりも高くするようにしている。流体出口１４の圧力を常圧よりも高くするには、流体出口１４の下流側の配管抵抗を高めればよい。例えば、出口弁を絞る、背圧弁を設ける、配管を立ち上げてヘッド（水頭）を大きくするなどである。また、流体入口１３の圧力を流体出口１４の圧力よりも高くするには、流体がフィルターエレメント２の内側から外側に向けて通過する時に発生する圧力差（差圧）を出口圧に加えてやればよい。すなわち、入口圧＝出口圧＋フィルター差圧となるようにして対象流体を供給すればよい。これにより、流体流入室８から濾過室１０へ対象流体が流入してフィルターエレメント２による濾過が行われる。そして、ドレン室１２のドレン口１５には開閉弁を設けず、ドレン室１２の内部を、常時、流体出口１４の圧力より低い圧力（例えば大気解放）にしておく。
【００３４】
次に、このように構成された濾過装置の動作について、図１、図５及び図６を参照して説明する。図１は、逆洗を行わない通常の濾過時における濾過装置の状態を示している。
【００３５】
通常の濾過時には、図１に示すように、流体供給手段６が作動シリンダー５の空間３３へ一定の圧力Ｐ１で作動流体を供給して、ピストン部材２２がオリフィス部材３４に密着するようにピストン部材２２に対して押圧力を加えることで（図１中の白抜き矢印参照）、ピストン部材２２によりオリフィス３４ｂを閉止している。このとき、逆洗用摺動部材３はフィルターエレメント２内で最も下側に寄った他端部２ｂに位置している。この状態を濾過装置の初期状態とする。
【００３６】
通常の濾過時には、図１に示すように、外部の対象流体をケーシング１の流体入口１３から矢印Ａのように流入させると共に、流体出口１４から矢印Ｂのように外部へ流出させる。このとき、対象流体は、流体入口１３から流体流入室８に流入した後、第２の隔壁板７ｂに形成された貫通孔１６及び逆洗用摺動部材３の流体通過孔２１を通ってフィルターエレメント２内に流入し、その内側から外側に向けて対象流体が通過することで濾過が行われる。濾過された対象流体は、フィルターエレメント２の外側の濾過室１０へ流れ出て、濾過室１０から濾過済み流体として流体出口１４を介して外部へ流出する。一方、オリフィス３４ｂはピストン部材２２で閉止されているため、濾過室１０内の濾過済み流体が、フィルターエレメント２の外側から内側にある逆洗用摺動部材３の隙間Ｇに流入して逆洗用パイプ４の他端まで達しても、オリフィス３４ｂを介してドレン室１２へ流出することを抑制できる。
【００３７】
このようにして濾過を続けると、対象流体中に含まれていた固形分やゲル状の塵埃等がフィルターエレメント２に捕捉され、フィルターエレメント２に蓄積して目詰まりを起こすことがある。目詰まりが生じてきたならば、フィルターエレメント２の濾過性能を回復させるために、フィルターエレメント２に付着した捕捉物をはく離させる逆洗を行う。
【００３８】
図５は、逆洗時における濾過装置の状態を示している。逆洗時には、逆洗を行うだけでなく、通常の濾過時と同様に、流体入口１３から実線矢印Ａのように対象流体を流入させ、流体出口１４から実線矢印Ｂのように濾過済み流体を流出させ、フィルターエレメント２による濾過を行う。
【００３９】
逆洗を開始する際に、ピストン部材２２はオリフィス部材３４と密着しているので、ピストン部材２２とオリフィス部材３４との間に空間３５を形成すべく、流体供給手段６は、作動シリンダー５の空間３３へ供給する作動流体の圧力を通常の濾過時における圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２にし、弾性部材３１の付勢力よりもピストン部材２２に対する作動流体の押圧力が小さくなるようにする。これにより、逆洗用パイプ４の基端に接続された逆洗用摺動部材３は、少なくとも、弾性部材３１の変形量が徐々に小さくなって弾性部材３１の付勢力がピストン部材２２に対する押圧力と同等となるまで、フィルターエレメント２の一端部２ａ側の方向に移動し、これに伴い、逆洗用パイプ４の他端に設けられたピストン部材２２も移動する。したがって、流体供給手段６により供給される作動流体の圧力Ｐ２は、押圧力と付勢力とが同等となるまでに、ピストン部材２２とオリフィス部材３４との間に空間３５が形成されるように設定されている。このように空間３５を形成することで、オリフィス３４ｂが開放されるとともに、空間３５に流入した逆洗流体の圧力でピストン部材２２を作動シリンダー５の一端部５ａに向けて押す力を生じさせることができる。
【００４０】
空間３５が形成されると、濾過室１０の流体出口１４の圧力より低い圧力のドレン室１２がオリフィス３４ｂを介して作動シリンダー５の空間３５と連通していることから、濾過室１０内の濾過済み流体の一部は、逆洗用摺動部材３の隙間Ｇ及び逆洗用パイプ４を経て作動シリンダー５の空間３５に導かれ、破線矢印Ｃのようにオリフィス３４ｂを介してドレン室１２へ流出することで、空間３５の圧力は低下する。空間３５、逆洗用パイプ４及び逆洗用摺動部材３の隙間Ｇは連通しているため、逆洗用摺動部材３の隙間Ｇの圧力はフィルターエレメント２の外側の圧力よりも低くなる。この内外の圧力差により、フィルターエレメント２の外側から内側の隙間Ｇに向けて破線矢印Ｄのように内向きの流れを生じさせる。そして、この内向きの流れを逆洗流として、フィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物をはく離する逆洗が行われる。
【００４１】
フィルターエレメント２の内周面からはく離した捕捉物は、逆洗流に乗って、逆洗用摺動部材３の隙間Ｇから逆洗用パイプ４、作動シリンダー５の空間３５、及びオリフィス部材３４のオリフィス３４ｂを通って、破線矢印Ｃで示すようにドレン室１２に流出し、その後、破線矢印Ｅで示すようにドレン口１５から外部に排出される。なお、逆洗時の流体入口１３と流体出口１４との圧力差は、例えば１０〜１００ｋＰａ位である。しかし、この範囲に限定されるものではなく、濾過される対象流体に応じて、適宜変更して設計される。
【００４２】
逆洗時において、流体供給手段６により供給される作動流体の圧力Ｐ２は、前述のように、ピストン部材２２に対する作動流体の押圧力と弾性部材３１の付勢力とが同等となるまでに、ピストン部材２２とオリフィス部材３４との間に空間３５が形成されるように設定されているだけでなく、空間３５の形成後、逆洗用摺動部材３をフィルターエレメント２の他端部２ｂから一端部２ａへ移動させることができるように設定されている。例えば、逆洗用摺動部材３が、ピストン部材２２に対して軸方向に加えられる力が逆洗用パイプ４を介して伝達されることで移動すると仮定すると、流体供給手段６により供給される作動流体の圧力Ｐ２は、空間３３内の作動流体によりピストン部材２２を作動シリンダー５の他端部５ｂに向かって押す力が、空間３５の逆洗流体によりピストン部材２２を作動シリンダー５の一端部５ａに向かって押す力に対して同等未満となるように設定されている。このようにして、流体供給手段６により供給される作動流体の圧力Ｐ２を設定することで、逆洗用摺動部材３はフィルターエレメント２の他端部２ｂから一端部２ａへ移動する。なお、流体供給手段６により供給される作動流体の圧力Ｐ２を濾過室１０の流体出口１４における圧力ＰBに対して過度に小さく設定すると、ピストン部材２２の移動速度が速くなり、これに起因して破線矢印Ｄのような逆洗流が発生しにくくなるおそれがあるので、圧力Ｐ２は圧力ＰBの近接値として設定してもよい。
【００４３】
逆洗用摺動部材３がフィルターエレメント２の他端部２ｂから一端部２ａへ移動するとき、逆洗用摺動部材３の外周部２０がフィルターエレメント２の内周面に摺接すると共にフィルターエレメント２の外側から内側の逆洗用摺動部材３における隙間Ｇに向けて内向きの流れ（逆洗流）を生じさせ、フィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物をはく離しながら逆洗する。このようにして、逆洗用摺動部材３がフィルターエレメント２の一端部２ａに至るまで逆洗を行う。なお、逆洗時においても、流体流入室８から貫通孔１６を介してフィルターエレメント２の内部に流入した対象流体は、さらに逆洗用摺動部材３の流体通過孔２１を通過するので、フィルターエレメント２のうち逆洗用摺動部材３よりも他端部２ｂ側で濾過を行わせるだけでなく、フィルターエレメント２のうち逆洗用摺動部材３よりも一端部２ａ側でも濾過を行わせて、濾過効率の低下を抑制している。
【００４４】
図６は、濾過装置を初期状態に戻すときの状態を示している。この状態では、逆洗用パイプ４の基端が接続されている逆洗用摺動部材３はフィルターエレメント２の内部で最も上側に寄った一端部２ａに位置し、逆洗用パイプ４の他端に設けられているピストン部材２２は空間３３を残しつつ作動シリンダー５の内部で最も上側に寄った一端部５ａに位置している。したがって、オリフィス部材３４のオリフィス３４ｂはピストン部材２２で閉止されていないため、濾過室１０内の濾過済み流体の一部が、逆洗用摺動部材３の隙間Ｇに流入してオリフィス３４ｂを介してドレン室１２へ流出し、フィルターエレメント２による濾過効率が低下してしまう。このため、濾過装置を初期状態に戻す必要がある。
【００４５】
具体的には、流体供給手段６から供給する作動流体の圧力を逆洗時の圧力Ｐ２から通常の濾過時における圧力Ｐ１に戻せばよい。これにより、ピストン部材２２を作動シリンダー５の他端部５ｂまで移動させて、ピストン部材２２がオリフィス部材３４に密着するようにピストン部材２２に押圧力を加える。これに伴い、逆洗用摺動部材３も、逆洗流によって逆洗を行いつつ、フィルターエレメント２の最も下側に寄った他端部２ｂまで移動する。これにより、濾過装置が初期状態に戻り、オリフィス３４ｂはピストン部材２２で閉止される。その後は、図１に示すようにフィルターエレメント２による対象流体の濾過を行い、所定のタイミングでフィルターエレメント２の逆洗を濾過と並行して行う。
【００４６】
図７は、第１実施形態における逆洗用摺動部材３の変形例を示す。この変形例は、逆洗用摺動部材３を構成する２つの円盤状部材３ａ，３ｂの間において、ボルト２８及び突出部２４を回避しつつ外周部２０ａに沿って、全周にわたってフィルターエレメント２の内周面に摺接するブラシ３９を備えたものである。このブラシ３９は、逆洗用摺動部材３がフィルターエレメント２の内部でその軸方向に往復移動する際に一緒に移動してフィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物を掻き落すもので、図７に示すように、チャンネルリング３９ａの外周部にブラシ毛３９ｂを植え付けて成り、リングブラシと呼ばれるものである。チャンネルリング３９ａは、例えば金属等で出来た断面コ字状のチャンネル材を、フィルターエレメント２の内径よりも小さい外径を有するリング状に巻いたものである。このチャンネルリング３９ａの外周のコ字状凹部には、毛先が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３９ｂがリング状に植え付けられている。ブラシ毛３９ｂの毛足の長さは、少なくともフィルターエレメント２の内周面にブラシ毛３９ｂ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３９ｂ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であればよい。
【００４７】
チャンネルリング３９ａは、第１の円盤状部材３ａの裏面２３に溶接等で接続され、これにより逆洗用摺動部材３にブラシ３９が取り付けられる。このとき、突出部２４の所定の突出量Ｈ１は、チャンネルリング３９ａの厚さをＨ２とすると、第２の円盤状部材３ｂとチャンネルリング３９ａとの軸方向の間隔（Ｈ１−Ｈ２）で規定される隙間Ｇの入口において、逆洗流がフィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物を十分はく離可能な所定の流速で流れるように設定される。
【００４８】
なお、第１実施形態における逆洗用摺動部材３の変形例として、チャンネルリング３９ａの外周のコ字状凹部にブラシ毛３９ｂを植え付けたブラシ３９を例示したが、このようなブラシ３９に限定されず、例えばリング状の中実体等、外周面に全周にわたって外向きにブラシ毛を植毛可能な環状体であればよい。また、ブラシ３９の替わりに、外周部の部材が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を用いてもよい。
【００４９】
逆洗用摺動部材３にブラシ３９を備えることで、濾過を行いたい対象流体中に粘着性の高いゴミや、繊維状のゴミが多い場合に、フィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物をブラシ３９で掻き落しながら逆洗用摺動部材３の隙間Ｇにて内外の圧力差で生じる内向きの流れで逆洗することができる。
【００５０】
なお、図７においては、ブラシ３９を逆洗用摺動部材３の第１の円盤状部材３ａの裏面２３に設けたものとしたが、これに替えて或いは加えて、第１の円盤状部材３ａの第２の円盤状部材３ｂと対向しない表面４０、第２の円盤状部材３ｂの表面３０、及び第２の円盤状部材３ｂの第１の円盤状部材３ａに対向する裏面４１のうち少なくとも１つに、ボルト２８、ナット２９、流体通過孔２１ａ，２１ｂ、及び突出部２４を回避しつつ、外周部２０ａ又は２０ｂに沿って、全周にわたってフィルターエレメント２の内周面に摺接するように、ブラシ３９を設けてもよい（図７（ｂ）参照）。いずれの場合においても、突出部２４の所定の突出量Ｈ１は、隙間Ｇの入口において、逆洗流がフィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物を十分はく離可能な所定の流速で流れるように設定される。
【００５１】
ブラシ３９は、第２の円盤状部材３ｂの表面３０上に設けられる場合、弾性部材３１を避けて、最も外周に設けられるが、設置面積上の余裕がない場合には、第２の円盤状部材３ｂの表面３０上にまずブラシ３９を設けて、ブラシ３９のチャンネルリング３９ａ上に弾性部材３１を重ねるようにしてもよい。また、図８に示すように、第２の円盤状部材３ｂの表面３０上においてブラシ３９を設けた上で、弾性部材３１に替わる弾性部材としてバネ４２を設けてもよい。バネ４２は、逆洗用パイプ４に巻き付くようにして第２の円盤状部材３ｂの中心側に配置され、逆洗用摺動部材３がフィルターエレメント２内で最も下側に寄った他端部２ｂに位置する状態で、第２の円盤状部材３ｂにより閉塞部材３２に押し付けられて、逆洗用摺動部材３をフィルターエレメント２の一端部２ａに向けて付勢する付勢力を発生する。このように弾性部材３１に替えてバネ４２を用いることで、第２の円盤状部材３ｂの表面３０に弾性部材３１とブラシ３９とを軸方向に重ねる場合と比較すると、フィルターエレメント２内で逆洗用摺動部材３による逆洗が行われる範囲を若干広げることができる。なお、ブラシ３９を備えた逆洗用摺動部材３の変形例は後述の第２実施形態においても適用可能である。
【００５２】
第１実施形態に係る濾過装置によれば、逆洗を行う場合には、ピストン部材２２でオリフィス３４ｂを閉止せずに、フィルターエレメント２の内周面からはく離した捕捉物を含む逆洗流を、オリフィス３４ｂを介して作動シリンダー５からドレン室１２に流出させるようにしている一方、逆洗を行わない場合には、ピストン部材２２でオリフィス３４ｂを閉止することで、フィルターエレメント２により濾過された濾過済み流体が逆洗流として作動シリンダー５からドレン室１２への逆洗流の流出を停止させて、フィルターエレメント２による濾過効率が低下しないようにしているので、ドレン口１５の開閉弁を省略して小型化することが可能である。
【００５３】
図９は、第２実施形態に係る濾過装置の一例を示す断面図である。なお、第１実施形態に係る濾過装置と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を極力省略する。
【００５４】
この濾過装置は、対象流体が外部から流入する流体流入室８、及びこの流体流入室８から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室１０、並びにこの濾過室１０の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室１２を、密閉された空間の内部に有するケーシング１の内部に、第１実施形態におけるフィルターエレメント２と、逆洗用摺動部材３と、逆洗用パイプ４と、作動シリンダー５と、流体供給手段６と、を一体に組み合わせた単位濾過ユニット４３を複数個並列に配置したものである。
【００５５】
図９において、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、内部に密閉された空間を有している。図９では、図１に示すものよりも大径で縦型の円筒形状に形成された例を示す。このケーシング１の内部は、その上下方向の中間に配置された第１の隔壁板７ａ、第２の隔壁板７ｂ、端板９及び端板１１で三つの室に仕切られている。第１の隔壁板７ａと第２の隔壁板７ｂとの間に矢印Ａのように対象流体が外部から流入する流体流入室８を有し、第２の隔壁板７ｂと一端部１ａの端板９との間に流体流入室８から流入した対象流体を濾過して矢印Ｂのように外部へ流出させる濾過室１０を有し、第１の隔壁板７ａと他端部１ｂの端板１１との間に濾過室１０の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室１２を有している。なお、図９において、符号Ｓはフィルターエレメント２を第２の隔壁板７ｂに取り付けるための取付金具を示している。
【００５６】
流体流入室８の一部には、流体入口１３が設けられており、この流体入口１３には、図示省略の流体供給管が接続される。また、濾過室１０の一部には、流体出口１４が設けられており、この流体出口１４には、図示省略の濾過流体排出管が接続される。さらに、ドレン室１２の一部には、ドレン口１５が設けられており、このドレン口１５には、図示省略の捕捉物排出管が接続される。なお、符号１９は、ケーシング１の一端部１ａの端板９の近くに設けられた振れ止め板を示している。また、各単位濾過ユニット４３の流体供給手段６は、図示省略したが、作動シリンダー５に作動流体を供給する図示省略のポンプ及び配管等からなる。
【００５７】
以上のような第２実施形態に係る濾過装置の構成においても、第１実施形態に係る濾過装置と同様に、濾過室１０からの流体出口１４の圧力を常圧（例えば大気圧）よりも高くすると共に、流体流入室８への流体入口１３の圧力を流体出口１４の圧力よりも高くなるようにしてある。流体出口１４の圧力を常圧よりも高くするには、流体出口１４側の配管抵抗を高めればよい。そして、ドレン室１２のドレン口１５には開閉弁を設けず、ドレン室１２の内部を、常時、流体出口１４の圧力より低い圧力（例えば大気解放）にしておく。この状態で、ピストン部材２２により閉止されているオリフィス３４ｂを開放することで、フィルターエレメント２による濾過と並行して、フィルターエレメント２の逆洗を行う。このように、大径のケーシング１の内部に、単位濾過ユニット４３を複数個並列に配置したことにより、濾過の処理量を増大することができる。
【００５８】
ところで、本実施形態における濾過装置における逆洗用の流体はフィルターエレメント２により濾過された濾過済み流体の一部であるので、逆洗を行うということは、濾過済み流体の一部を捨てることになる。したがって、例えば１０個の単位濾過ユニット４３においてそのフィルターエレメント２を同時に逆洗すると、一時的に多量の濾過済み流体を逆洗流体として外部に排出することになる。そこで、例えば１０個の単位濾過ユニット４３を１つ又は複数個含む複数のグループに分け、グループ毎に異なるタイミングで逆洗を行うことで、一時的に多量の濾過済み流体を逆洗流体として外部に流出させることを防止する。
【００５９】
第２実施形態に係る濾過装置によれば、複数のグループに分けられた単位濾過ユニット４３を、グループ毎に異なるタイミングで逆洗を行う場合に、グループ毎にドレン室１２を設けて、各ドレン室１２のドレン口１５について開閉弁を設ける必要がないので、第１実施形態に係る濾過装置と同等以上に小型化のメリットが大きくなる。
【００６０】
図１０は、第３実施形態に係る濾過装置の一例を示す断面図である。第１実施形態と第３実施形態とを比較すると、主に、第１実施形態に係る濾過装置では、ケーシング１内において、流体流入室８、濾過室１０及びドレン室１２が、流体流入室８を中心に直列に配置されているのに対し、第３実施形態に係る濾過装置では、ケーシング１０１において、流体流入室８、濾過室１０及びドレン室１２が、濾過室１０を中心に直列に配置されている点で異なる。
【００６１】
ケーシング１０１の内部は、その長手方向の中間の２箇所に配置された第１の隔壁板１０２ａ及び第２の隔壁板１０２ｂで三つの室に仕切られている。第１の隔壁板１０２ａと一端部１０１ａの端板９との間には対象流体が外部から流入する流体流入室８を有し、第１の隔壁板１０２ａと第２の隔壁板１０２ｂとの間には流体流入室８から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室１０を有し、第２の隔壁板１０２ｂと他端部１０１ｂの端板１１との間には濾過室１０の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室１２を有している。流体流入室８の一部には流体入口１３が設けられ、濾過室１０の一部には、流体出口１４が設けられ、ドレン室１２の一部にはドレン口１５が設けられている。第１の隔壁板１０２ａの中心部には、流体流入室８と濾過室１０とを連通する、例えば円形の貫通孔１０３が形成されている。
【００６２】
そして、フィルターエレメント２は、流体流入室８側に位置する一端部２ａが第１の隔壁板１０２ａの貫通孔１０３に結合されて開口すると共にドレン室１２側に位置する他端部２ｂが第２の隔壁板１０２ｂに結合されて閉塞される。また、逆洗用摺動部材１０４は、第１実施形態の逆洗用摺動部材３における流体通過孔２１を有しておらず、作動シリンダー５は、その全体がドレン室１２の内部に配置されている。
【００６３】
このような第３実施形態に係る濾過装置の構成においても、第１実施形態に係る濾過装置と同様に、濾過室１０からの流体出口１４の圧力を常圧（例えば大気圧）よりも高くすると共に、流体流入室８への流体入口１３の圧力を流体出口１４の圧力よりも高くなるようにしてある。そして、ドレン室１２のドレン口１５には開閉弁を設けず、ドレン室１２の内部を、常時、流体出口１４の圧力より低い圧力（例えば大気解放）にしておく。
【００６４】
次に、第３実施形態に係る濾過装置の動作について、図１０、図１１及び図１２を参照して説明する。第１実施形態と第３実施形態との間には濾過装置の構成に相違点があるものの、第３実施形態に係る濾過装置の動作は第１実施形態に係る濾過装置の動作と略同様であるので説明を極力簡略化する。
【００６５】
図１０は、通常の濾過時における濾過装置の状態を示している。通常の濾過時には、図１０に示すように、外部の対象流体をケーシング１０１の流体入口１３から矢印Ａのように流体流入室８へ流入させた後、貫通孔１０３を介して、濾過室１０のフィルターエレメント２の内部に流入させ、フィルターエレメント２の内側から外側へ通過させることで濾過を行う。濾過室１０内の濾過済み流体は、流体出口１４を介して外部へ流出するが、流体供給手段６により供給された圧力Ｐ１の作動流体でピストン部材２２がオリフィス３４ｂを閉止しているため、逆洗用摺動部材１０４の隙間Ｇからオリフィス３４ｂを介してドレン室１２へは流出しない。
【００６６】
図１１は、逆洗時における濾過装置の状態を示している。逆洗時においても、通常の濾過時と同様に、流体入口１３から実線矢印Ａのように対象流体を流入させ、流体出口１４から実線矢印Ｂのように濾過済み流体を流出させ、フィルターエレメント２による濾過が行われている。
【００６７】
逆洗を開始する際に、流体供給手段６は、作動シリンダー５の空間３３へ供給する作動流体の圧力を通常の濾過時における圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２にし、弾性部材３１の付勢力よりもピストン部材２２に対する作動流体の押圧力が小さくなるようにすることで、ピストン部材２２とオリフィス部材３４との間に空間３５が形成される。この空間３５に濾過室１０の濾過済み流体の一部が流入し、流入した流体がオリフィス３４ｂを介してドレン室１２へ流出することで、隙間Ｇとフィルターエレメント２の外側との間に圧力差が生じる。この圧力差により生じる内向きの流れ（破線矢印Ｄ）を逆洗流として、フィルターエレメント２の内周面に付着した捕捉物をはく離する。はく離した捕捉物は逆洗流とともに、破線矢印Ｃのようにドレン室１２に流出し、その後、破線矢印Ｅのようにドレン口１５を介して外部へ排出される。また、空間３３における作動流体の圧力と空間３５における逆洗流体の圧力との圧力差により、ピストン部材２２が作動シリンダー５の一端部５ａに向けて移動するので、逆洗用摺動部材１０４もフィルターエレメント２の内部を一端部２ａに向けて移動する。
【００６８】
なお、逆洗時において、フィルターエレメント２による濾過は、フィルターエレメント２のうち逆洗用摺動部材１０４よりも下側である他端部２ｂ側では効率よく行われなくなるが、前述の第１実施形態における逆洗用摺動部材３のように流体通過孔２１を設けることで（図１等参照）、逆洗用摺動部材１０４の下側にも対象流体を流入させて、濾過効率を向上させてもよい。
【００６９】
図１２は、濾過装置を初期状態に戻すときの状態を示している。この状態では、逆洗用摺動部材１０４が第１の隔壁板１０２ａの貫通孔１０３を塞く形になっているので、図１０及び図１１に示すように対象流体が貫通孔１０３を通ってフィルターエレメント２内に流入することが困難となり、フィルターエレメント２による濾過だけでなく逆洗も実施不可能となる。このため、流体供給手段６から供給する作動流体の圧力を圧力Ｐ２から通常の濾過時における圧力Ｐ１に戻すことで、ピストン部材２２を作動シリンダー５の他端部５ｂまで移動させ、これによって逆洗用摺動部材３をフィルターエレメント２の最も下側に寄った他端部２ｂまで移動させて、濾過装置を初期状態に戻す。
【００７０】
第３実施形態に係る濾過装置によれば、第１実施形態に対して流体流入室８と濾過室１０との配置を入れ替えても、第１実施形態と同様に、逆洗を行う場合には、ピストン部材２２でオリフィス３４ｂを閉止せずに、フィルターエレメント２の内周面からはく離した捕捉物を含む逆洗流を、オリフィス３４ｂを介して作動シリンダー５からドレン室１２に流出させるようにしている一方、逆洗を行わない場合には、ピストン部材２２でオリフィス３４ｂを閉止することで、フィルターエレメント２により濾過された濾過済み流体が逆洗流として作動シリンダー５からドレン室１２への逆洗流の流出を停止させて、フィルターエレメント２による濾過効率が低下しないようにしているので、ドレン口１５の開閉弁を省略して小型化することが可能となる。
【００７１】
図１３は、第４実施形態に係る濾過装置の一例を示す断面図である。この濾過装置は、対象流体が外部から流入する流体流入室８、及びこの流体流入室８から流入した対象流体を濾過して外部へ流出させる濾過室１０、並びにこの濾過室１０の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室１２を、密閉された空間の内部に有するケーシング１０１の内部に、第３実施形態におけるフィルターエレメント２と、逆洗用摺動部材１０４と、逆洗用パイプ４と、作動シリンダー５と、流体供給手段６と、を一体に組み合わせた単位濾過ユニット４４を複数個並列に配置して、濾過の処理量を増大させたものである。
【００７２】
図１３において、ケーシング１０１の内部は、その上下方向の中間に配置された第１の隔壁板１０２ａ、第２の隔壁板１０２ｂ、端板９及び端板１１で三つの室に仕切られている。第１の隔壁板１０２ａと一端部１０１ａの端板９との間に矢印Ａのように対象流体が外部から流入する流体流入室８を有し、第１の隔壁板１０２ａと第２の隔壁板１０２ｂとの間に流体流入室８から流入した対象流体を濾過して矢印Ｂのように外部へ流出させる濾過室１０を有し、第２の隔壁板１０２ｂと他端部１０１ｂの端板１１との間に濾過室１０の濾過による捕捉物を外部へ排出させるドレン室１２を有している。流体流入室８の一部には流体入口１３が設けられ、濾過室１０の一部には、流体出口１４が設けられ、ドレン室１２の一部には、ドレン口１５が設けられている。なお、図１３において、符号Ｓはフィルターエレメント２を第２の隔壁板１０２ｂに取り付けるための取付金具を示している。
【００７３】
以上のような第４実施形態に係る濾過装置の構成においても、第３実施形態に係る濾過装置と同様に、濾過室１０からの流体出口１４の圧力を常圧（例えば大気圧）よりも高くすると共に、流体流入室８への流体入口１３の圧力を流体出口１４の圧力よりも高くなるようにしてある。そして、ドレン室１２のドレン口１５には開閉弁を設けず、ドレン室１２の内部を、常時、流体出口１４の圧力より低い圧力（例えば大気解放）にしておく。この状態で、ピストン部材２２により閉止されているオリフィス３４ｂを開放することで、フィルターエレメント２による濾過と並行して、フィルターエレメント２の逆洗を行う。逆洗を行うタイミングについては、第２実施形態と同様に、濾過室１０の濾過済み流体を逆洗流体として外部に一時的かつ多量に流出させることを防止すべく、例えば１０個の単位濾過ユニット４４を１つ又は複数個含む複数のグループに分け、グループ毎に異なるタイミングで逆洗を行う。
【００７４】
第４実施形態に係る濾過装置によれば、複数のグループに分けられた単位濾過ユニット４４を、グループ毎に異なるタイミングで逆洗を行う場合に、グループ毎にドレン室１２を設けて、各ドレン室１２のドレン口１５について開閉弁を設ける必要がないので、第３実施形態に係る濾過装置と同等以上に小型化のメリットが大きくなる。
【００７５】
なお、前述の第１〜第４実施形態において、図１等に示すように、オリフィス部材３４の閉塞部３４ａとピストン部材２２とが密着することでオリフィス３４ｂを閉止する構成の場合、図５等の空間３５に流入する逆洗流には、フィルターエレメント２の内周面からはく離した捕捉物が含まれているため、この捕捉物が閉塞部３４ａとピストン部材２２との間に挟まって、オリフィス３４ｂを閉止できなくなるおそれがある。そこで、図１４に示すように、オリフィス部材３４には、閉塞部３４ａを基端として、先端が作動シリンダー５の内方に向けて縮径する円錐状又は截頭円錐状のプラグ３４ｃを形成し、このプラグ３４ｃの傾斜した外周面が、逆洗用パイプ４の他端に設けられたピストン部材２２の開口４５（あるいは逆洗用パイプ４の開口部）の縁部と全周で嵌合するようにしてもよい。これにより、ピストン部材２２がオリフィス部材３４の閉塞部３４ａから離れた状態でピストン部材２２の開口４５が塞がれて逆洗流が遮断されるので、空間３５に捕捉物が残留していても、ピストン部材２２によるオリフィス３４ｂの閉止性能を維持することが可能となる。ただし、プラグ３４ｃの形状については、プラグ３４ｃとピストン部材２２の開口４５との嵌合力が、逆洗を開始する際に、作動シリンダー５の空間３３の圧力をＰ１からＰ２へ低下させた場合、弾性部材３１の付勢力に比して大きくなり過ぎないように設定される。
【００７６】
前述の第１実施形態及び第２実施形態において、逆洗を開始する際に、作動シリンダー５における空間３３の圧力をＰ１からＰ２へ低下させた場合、ピストン部材２２とオリフィス部材３４との間に空間３５を形成するために、弾性部材３１又はバネ４２の付勢力を利用していた。しかし、図１に示すように、流体流入室８から貫通孔１６を通る対象流体が逆洗用摺動部材３に衝突する等により、逆洗用摺動部材３がフィルターエレメント２の内部で一端部２ａ側に移動可能であれば、ピストン部材２２もオリフィス部材３４から離れて空間３５は形成されるので、この場合には、弾性部材３１及びバネ４２を省略してもよい。
【００７７】
前述の第１実施形態及び第２実施形態において、逆洗用摺動部材３として、ブラシ３９や刃状又はヘラ状に形成されたスクレーパを備えた変形例を示したが、第２〜第４実施形態における逆洗用摺動部材１０４についても適用可能である。また、濾過装置では、便宜上、流体流入室８、濾過室１０及びドレン室１２が上下方向に直列に配置されているものとして説明しているが、水平方向に直列に配置しても本発明を適用することができる。
【００７８】
前述の第１〜第４実施形態において、逆洗用摺動部材３，１０４は、図２及び図３等に示すように、所定の厚みの第１の円盤状部材３ａと、同じく所定の厚みの第２の円盤状部材３ｂとを組み合わせて構成したものとしたが、本発明はこれに限られず、第１の円盤状部材３ａ及び第２の円盤状部材３ｂを合わせた程度の厚みの一つの円盤状部材に形成し、その厚みの幅内でフィルターエレメント２の内外の圧力差で内向きの流れが生じる放射状配置の隙間（又はスリット、孔など）を形成し、この隙間が逆洗用パイプ４に連通するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１，１０１…ケーシング、２…フィルターエレメント、２ａ…一端部、２ｂ…他端部、３，１０４…逆洗用摺動部材、４…逆洗用パイプ、５…作動シリンダー、５ａ…一端部、５ｂ…他端部、６…流体供給手段、８…流体流入室、１０…濾過室、１２…ドレン室、１３…流体入口、１４…流体出口、１５…ドレン口、２０…逆洗用摺動部材の外周部、２１…逆洗用摺動部材の流体通過孔、２２…ピストン部材、２７…結合孔、３１…弾性部材、３４…オリフィス部材、３４ａ…閉塞部、３４ｂ…オリフィス、３９…ブラシ、４２…バネ、Ｇ…逆洗用摺動部材の隙間
【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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