(57)【要約】【課題】装置全体を単純かつコンパクトに構成できると共に漏電の危険性がなく洗浄の作業性に優れ、フィルタに付着した付着物にピンポンイント状の高圧水流を摺動状態で噴射させて効率的に洗浄除去できるフィルタ洗浄装置を提供する。【解決手段】処理液を保持する固液分離槽１１内に浸漬されて回転して処理液をろ過する円筒状フィルタ１２に高圧水を噴射してその付着物を洗浄除去するフィルタ洗浄装置において、円筒状フィルタ１２の周面に対向して一直線状に配列された複数の水噴射孔１４を有したノズル部１３と、ノズル部１３に供給される高圧水を駆動媒体としてノズル部１３を往復摺動させるノズル往復駆動部１５と、ノズル往復駆動部１５に高圧水を供給する高圧水供給部１７とを備えてフィルタ洗浄装置１０を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液を保持する固液分離槽内に浸漬されて回転して前記処理液をろ過するフィルタに高圧水を噴射してそのフィルタ面に付着した付着物を洗浄除去するフィルタ洗浄装置において、
前記フィルタのフィルタ面に対向して一直線状に配列された複数の水噴射孔を有したノズル部と、前記ノズル部に供給される高圧水を駆動媒体として前記ノズル部を往復摺動させるノズル往復駆動部と、前記ノズル往復駆動部に高圧水を供給する高圧水供給部とを備えたことを特徴とするフィルタ洗浄装置。
【請求項２】
前記ノズル往復駆動部が、前記固液分離槽の処理液中にその一部又は全部が浸漬された状態で配置可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ洗浄装置。
【請求項３】
往復摺動される前記ノズル部の動作を検知する位置センサが前記固液分離槽に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙工業や化学工業等において用いられるフィルタ洗浄装置に関する。詳しくは、例えば製紙用の処理液などをフィルタを用いてろ過して、そのフィルタ面に紙パルプなどの付着層を形成させるのに用いられる円筒状フィルタ等を洗浄するためのフィルタ洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製紙工程の抄紙機などにおいては、繊維懸濁液を脱水して帯状の紙を形成するために円筒状または無限軌道状のフィルタが用いられ、このフィルタ面に帯状に付着形成された紙パルプ層は付着層剥離ローラやスクレーパなどでフィルタから取り外されて、プレス工程や乾燥工程等へ供給される。
この濾過能力や固液分離能力を有するフィルタは金網やプラスチックワイヤ、ウェッジワイヤなどからなり、そのフィルタ開口部が汚れによって塞がれことによって、その装置の能力低下を来すことがあった。
したがって、このような汚れの付着を未然に防ぎ、かつ正常な状態に復帰させるために、これらの洗浄作業が欠かせないものとなる。この洗浄作業では、フィルタ面に水を噴射して洗い落とすシャワー洗浄装置が一般的に用いられている。従来、このシャワー洗浄装置の水噴射孔は固定式であって、ファンタイプ（扇形）のノズルを用いてフィルタ面の全体に水を噴射させて洗い流す形式のものが多かった。
しかし、洗浄処理の効率化に伴って、高圧水の被洗浄対象物への衝突の衝撃による汚れのはぎ落としを最大限に行うために、水流が扇状に広がって圧力を拡散してしまうファンタイプのノズルから、ピンポイント状に水を噴射するタイプのノズルに移行している。
また、付着層が除かれて回転駆動されるフィルタは、再度、繊維懸濁液に浸漬され、新たな付着層を形成させるが、この付着層を常時安定した状態で得るためには、フィルタの復帰移動の間にフィルタに残存している繊維や充填材料粒子を取り除いて清掃する必要があり、種々のフィルタ洗浄装置が提案されている。
【０００３】
図４は従来のフィルタ洗浄装置の模式構成図である。図４において、従来のフィルタ洗浄装置５０は、パルプ液などの処理水が供給される固液分離槽５１と、固液分離槽５１内に保持されて回転駆動される円筒状フィルタ５２と、円筒状フィルタ５２の面上に離間して配置された円筒状のノズル部５３と、円筒状フィルタ５２のフィルタ面に対向してノズル部５３上に互いに所定間隔をおいて複数配置された水噴射孔５４と、固液分離槽５１の外側上部に配置され円筒状フィルタ５２をその軸方向に所定ピッチで往復振動させるための電動式ノズル駆動部５５とを有している。
上記の従来のフィルタ洗浄装置５０は、高圧水をノズル部５３の水噴射孔５４からピンポイント状に円筒状フィルタ５２面に向けて噴射すると共に、ノズル部５３を電動式ノズル駆動部５５を介して左右に移動させて、この水流の噴出力で円筒状フィルタ５２に付着した付着物を取り除き洗浄するようにしている。
【０００４】
さらに、このようなフィルタ洗浄技術に関連して例えば以下のようなものが知られている。
【特許文献１】
特開平７−１７３７８７号公報
【特許文献２】
特開平８−１７３７２９号公報
【０００５】
（１）特開平７−１７３７８７号公報（特許文献１参照）には、回転するフィルタの走行方向に対して横方向に延びてフィルタ面に接触する乗り上げバーと排出バーとが設けられ、エア吹き出し装置がフィルタの一方側に、水噴射装置が他方側に配置され２段階でフィルタを清掃するようにした回転フィルタの清掃装置が記載されている。
（２）特開平８−１７３７２９号公報（特許文献２参照）には、フィルタエレメントの内径より小さい円周上に、軸方向に複数のノズルが一定間隔をもって配置された片持ち部材を複数、前記ノズルの吐出方向が逆になるように、かつ軸方向に設け、前記複数のノズルに高圧水の供給源を接続した円筒形網状構造部品の洗浄装置が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のフィルタ洗浄装置などの技術は、以下のような課題を有していた。
（１）図４に示す従来のフィルタ洗浄装置５０では、電動式ノズル駆動部５５からの漏電を避けるために、ノズル部５３を円筒状フィルタ５１に近接させて全体を固液分離槽５１にコンパクトに収納するのが困難であった。
（２）また、装置稼動中には電動式ノズル駆動部５５に水が飛散するために漏電の危険性を完全に回避できず、漏電などによる事故を避けるために被洗浄対象物から距離を置くか、固液分離槽５１の外部に摺動機を設置せざるを得なかった。こうした装置では、被洗浄対象物の外周に設けられた点検用の通路が配されているので、通路を行き来する作業者と外部に飛び出した水供給配管が干渉するという危険性があった。また、過負荷時の電動機の焼損事例も少なくなかった。
（３）特開平７−１７３７８７号公報（特許文献１参照）に記載のエア吹き出し装置と水噴射装置を備えたものでは、エア噴射と水噴射とを併用するため装置自体が大がかりとなる上に、水噴射装置の動きがなくフィルタ面状の付着物をまんべんなく有効に除去することが困難であるという課題があった。
（４）特開平８−１７３７２９号公報（特許文献２参照）に記載のそれぞれの水噴出角度を異ならせた複数のノズルを円筒状のフィルタ内部に収納配置して洗浄するようにした洗浄装置では、複数のノズルをフィルタ内に配置するために装置構成が複雑化してメンテナンス性や装置制作の経済性が悪くなる上に、ノズルそのものを動かしてピンポイント状の水流をフィルタ面に有効噴射させることができず、付着物の除去効率が低いという課題があった。
【０００７】
本発明は上記従来の技術の課題を解決するためになされたもので、装置全体を単純かつコンパクトに構成できると共に漏電の危険性がなく洗浄の作業性に優れ、フィルタに付着した付着物にピンポンイント状の高圧水流を噴射させて効率的に洗浄除去できるフィルタ洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のフィルタ洗浄装置は、処理液を保持する固液分離槽内に浸漬されて回転して前記処理液をろ過する円筒状フィルタに高圧水を噴射してそのフィルタ面に付着した付着物を洗浄除去するフィルタ洗浄装置において、前記円筒状フィルタのフィルタ面に対向して一直線状に配列された複数の水噴射孔を有したノズル部と、前記ノズル部に供給される高圧水を駆動媒体として前記ノズル部を往復摺動させるノズル往復駆動部と、前記ノズル往復駆動部に高圧水を供給する高圧水供給部とを備えて構成されている。この構成によって、以下の作用を有する。
【０００９】
（１）複数の水噴射孔を備えたノズル部をノズル往復駆動部で往復摺動させるので、水噴射孔からピンポイント状に噴射される水流を円筒状フィルタの全面に渡って掃引しながら均一に当てることができ、フィルタ面に強固に固着した付着物を容易かつ的確に除去することができる。
（２）ノズル部を往復摺動させるノズル往復駆動部が高圧水供給部から取り込まれる高圧水を駆動媒体として駆動されるので、この部分からの漏電がなく、漏電の危険性を完全に排除でき、作業安全性に優れているとともに、ノズル部を往復摺動させるための電動機を用いないので、このための配線工事が一切不要となる。さらに、過不可時においても、電動機のような焼損事故は起こらず、停止状態で、復旧されるのを待つのみで、機械的故障にはならない。
（３）漏電の危険がないためノズル往復駆動部を固液分離槽の処理液中に浸漬させた状態で用いることもでき、装置全体のコンパクトが図られ、作業性を向上させることができる。
（４）ノズル往復駆動部が水圧で駆動されるので、電動モータを用いるのものに比べて、運転音が静かで騒音を少なくでき、静粛性に優れている。
（５）ノズル往復駆動部がノズル部に供給される高圧水を駆動媒体として駆動され、かつ、貴重な高圧水を無駄に放出することなく使え、また、工業用水などの供給口を昇圧させて高圧水供給部として適用することもできるので、経済性に優れている。
（６）工業用水などの水圧エネルギを使用して水圧モータを駆動してノズル部を摺動させることができ、汎用性に優れる。なお、本発明で用いるフィルタとは、有孔部が形成されている回転体を云い、金属、プラスチック、セラミックス、木、紙などあらゆる材質に適用でき、その材質を特定するものではない。
また、回転体に形成される孔の大きさはミクロンオーダーのものから数センチの大きさのものまであらゆる大きさに適用でき、その大きさを特定するものではない。
さらに、その孔の形状も、丸、四角、三角などあらゆる形状に適用でき、その形状を特定するものではない。
【００１０】
請求項２に記載のフィルタ洗浄装置は、請求項１に記載の発明において、前記ノズル往復駆動部が、前記固液分離槽の処理液中にその一部又は全部が浸漬された状態で配置されて構成されている。この構成によって、請求項１の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）ノズル往復駆動部が、前記固液分離槽の処理液中にその一部又は全部が浸漬された状態で配置されるので、ノズル部等が円筒状フィルタの上部に大きく突出して、作業者と干渉するようなことがなく、作業者が洗浄作業やメンテナンス作業を効率的に行うことができる。
（２）ノズル部を含めて全体を処理液中に水没させた状態で配置することもできるので、この場合には、洗浄装置全体をさらにコンパクトにできる。
【００１１】
請求項３に記載のフィルタ洗浄装置は、請求項１又は２に記載の発明において、往復摺動される前記ノズル部の動作を検知する位置センサが前記固液分離槽に設けられて構成されている。この構成によって、請求項１又は２の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）ノズル部の往復摺動動作を検知する位置センサが設けられているので、固液分離槽がカバーなどで覆われて内部が見えない場合でもその稼動状態を監視でき、装置の予期しないトラブルの発生を即座に検知してメンテナンス処理を行って、常時一定の品質のフィルタ付着物を得ることができ、固液分離槽を用いた付着物の生産性や作業時の信頼性に優れている。
（２）ノズル部の摺動運転状態が外部からの視認が困難である場合でも、位置センサとして光センサなどの内部に電源を持ち込まない検出器を用いて、感電などの危険を回避すると共に、外部から正常運転か、否かを監視する機能を盛り込むことができる。
（３）位置センサとして、ノズル部の往復摺動反転位置などにベルや鐘を取り付けて、ノズル部に設けた槌でベルや鐘を叩くことで音を鳴らすような機構のものも適用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１（ａ）は実施の形態１のフィルタ洗浄装置の内部構造を説明した正面断面図であり、図１（ｂ）はその側面断面図である。図２はフィルタ洗浄装置のノズル部駆動系を示す概略構成図である。
図１及び図２に示すように、実施の形態１のフィルタ洗浄装置１０は、フィルタ洗浄装置１０が適用されるパルプ液などの処理液を保持して液中のパルプ分などを分離するための固液分離槽１１を有し、この固液分離槽１１内には円筒状フィルタ１２が設けられ、その軸心が水平方向に配置され処理液に下部側が浸漬された状態で軸部１１ａを介して回転されるようになっている。
また、円筒状フィルタ１２の周面に沿う軸心方向に左右に摺動自在に配置された円筒状のノズル部１３の面上には一直線状に配列して穿設された複数の水噴射孔１４が設けられている。そして、ノズル部１３は、処理液中にその下部が水没された状態で配置されたノズル往復駆動部１５により、高圧水を駆動媒体として、ノズル支持部１３ａを介して支持され所定ピッチで往復摺動される。
さらに、固液分離槽１１には、図示しない係止部を介して固定されノズル部の動作を検出するための位置センサ１６が配設されている。
次に、図２に示すように、ノズル往復駆動部１５を構成してノズル支持部１３ａを所定ピッチで摺動させるための水圧駆動摺動機１５ａは、高圧水供給部から供給される高圧水で回転してその回転力で水圧駆動摺動機１５ａを動かすための水圧モータ１５ｂと、高圧水供給部を構成して高圧水を供給するための水ポンプ部１７と、水ポンプ部１７から水圧モータ１５ｂに供給した後の高圧水をエジェクタ効果により吸引して取り込んで還流させるためのエジェクタ部１８と、水ポンプ部１７からの各配管系に設けられたストレーナ１９、圧力計１９ａ、流量調整バルブ１９ｂとを有する。
【００１３】
固液分離槽１１には金網などのフィルタ材で円筒状に形成された円筒状フィルタ１２がパルプ液などの処理液中にその下部が浸漬された状態で配置されている。円筒状フィルタ１２は図示しないモータなどで軸部１１ａを支点として回転駆動される。
この固液分離槽１１に処理液が供給されると共に、円筒状フィルタ１２の内部に設けた図示しない排水口から処理液が外部に排出されることにより、円筒状フィルタ１２の外側から内側に向かう流れが生じて、回転するフィルタ面にパルプ成分等が付着して付着層が形成される。この付着層は、円筒状フィルタ１２の面に当接する付着層剥離ローラやスクレーパ等で剥ぎ取られて回収される。
【００１４】
ノズル往復駆動部１５は、水供給部である水ポンプ部１７から供給される高圧水を駆動媒体とし水圧モータ１５ｂが回転され、この回転力で水圧駆動摺動機１５ａが所定間隔で往復摺動するようになっている。水圧駆動摺動機１５ａは水圧モータ１５ｂで駆動される軸部の回転運動を往復運動に変換する機構を備えた装置であり、例えばスクリュー溝を備えた回転溝内に突起体を当接させた往復摺動器などが適用できる。
水圧モータ１５ｂは、例えば、ベーンポンプなどと類似した構造を有した回転装置であり、高圧水をモータ内部に供給することで羽根車などの軸心を回転させ、所要の回転力が得られるようになっている。
【００１５】
ノズル部１３はノズル支持部１３ａを介して水圧駆動摺動機１５ａに固定支持され、その全体が軸方向に１００〜５００ｍｍのピッチで往復摺動される。ノズル部１３の全長は、円筒状フィルタ１２の長さのより前記ピッチ間隔分短く形成され、固液分離槽１１内に全体が収納された状態で往復摺動できるように配置されており、これによって、各水噴射孔１４を介して回転する円筒状フィルタ１２の全面に渡って一様にピンポイント状の高圧水で噴射して、フィルタ面に残存した付着物を除去できる。
位置センサ１６は、光センサやリミットスイッチ等からなり、ノズル部１３の摺動反転位置などを検出するように固液分離槽１１内に配置され、ノズル部１３の稼動状態が外部から監視できるようになっている。
【００１６】
水ポンプ部１７に連設された配管には、それぞれストレーナ１９や圧力計１９ａ、流量調整バルブ１９ｂが必要に応じて配置されており、ストレーナ１９を介してろ過された清水の状態を圧力計１９ａで監視しながら流量調整バルブ１９ｂを操作して、ノズル部１３の水噴射孔１４から噴射させる高圧水の量や、ノズル往復駆動部１５により駆動されるノズル部１３の往復摺動速度を制御して適正状態に維持させることができる。
なお、エジェクタ部１８上部等に投入口１８ａを設け、高圧水中にフィルタ洗浄薬品等を投入し、高圧水のみではフィルタ目詰まりを除去できない強固な付着物を除去することもできる。投入口１８ａを設ける位置をエジェクタ部１８上部に設けることにより高圧水の吸引力を利用して速やかに洗浄薬品等を投入できるという利点があるが、投入口１８ａを設ける位置はエジェクタ部１８上部に限らず、エジェクタ部１８から先の配管部、すなわちノズル部１３までの間の配管部で適宜な位置でよく、水ポンプ部１７において予め高圧水中に混入させることもできる。
さらに、ノズル部１３の左端部に清掃装置１３ｂを設け、ノズル部１３中に堆積した水垢等のカスを除去させることもできる。すなわち、ノズル部１３中に堆積した水垢等のカスは、水噴射孔１４を詰まらせ高圧水の噴射が行われなくなるおそれがあり、このため清掃装置１３ｂによりノズル部１３内部を定期的に清掃させる。清掃装置１３ｂは、ノズル部１３中にブラシを設け、このブラシをモータ又は手動ハンドルにより回転させて、ノズル部１３中に堆積したカスを機械的に除去する。
【００１７】
実施の形態１のフィルタ洗浄装置１０は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）ノズル部１３をノズル往復駆動部１５で往復摺動させるので、水噴射孔１４からピンポイント状に噴射される水流を用いて円筒状フィルタの全面に渡って掃引しながら均一に当てることができ、フィルタ面に強固に残存した付着物を除去できる。
（２）ノズル往復駆動部１５が、固液分離槽１１の処理液中にその一部又は全部が浸漬された状態で配置されるので、ノズル部１３等が円筒状フィルタ１２の上部に大きく突出して作業時に干渉するようなことがなく、洗浄作業やメンテナンス作業を効率的に行うことができる。
（３）ノズル部１３の反転位置を検知する位置センサ１６が設けられているので、固液分離槽１１の内部が見えない場合でも、装置のトラブルの発生を検知してメンテナンス処理を行うことができる。
（４）水ポンプ部１７から取り込まれる高圧水を駆動媒体としてノズル往復駆動部１５が駆動されるので、漏電の危険性がなく、作業安全性に優れているとともに、過不可時においても、電動機のような焼損事故は起こらず、停止状態で復旧されるのを待つのみで、メンテナンス費が軽微で済む。また、配線工事が不要となるため設置費等の工事費を削減できる。
（５）漏電の危険がないためノズル往復駆動部を固液分離槽の処理液中に浸漬させた状態で用いることもでき、装置全体のコンパクト化が図られ、作業性を向上させることができる。
（６）手近にある工業用水などを昇圧させた水圧エネルギを使用して水圧モータ１５ｂを駆動してノズル部１３を往復摺動させることができ、汎用性に優れる。（７）高圧水供給ラインから高圧水を一部分岐して取り込み、水圧モータ１５ｂに供給することができる上に、水圧モータ１５ｂへの供給水の流量を流量調整バルブ１９ｂによって変えることで、従来の電動機を用いた場合のようにインバータなどを用いることなくノズル部１３の往復振動の速度を自在に変更することができる。
（８）水ポンプ部１７から供給される水は、清水でもあり廃棄することは不経済である事からメインラインにエジェクタ部１８を配しておき、その高圧水の流速を利用して吸引力を発生させて、水圧モータ１５ｂの駆動によって減圧した使用後の水を再度噴射水のラインに戻して使用することができる。また、その吸引力は水圧モータ１５ｂの駆動助力としても役立て、貴重な清水を一切廃棄することがなく、更に電源も使用せずに自動運転を可能にすることもできる。
【００１８】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２を示すフィルタ洗浄装置の側面断面図である。図３に示すように、実施の形態２のフィルタ洗浄装置２０は、円筒状フィルタ１２内部に配置されその周面に沿う軸心方向に沿って振動自在に配置された棒状のノズル部２１と、
ノズル部２１をノズル支持部１３ａを介して支持して所定ピッチで往復摺動させるための円筒状フィルタ１２内に配設されたノズル往復駆動部２２を備える。
なお、実施の形態２のフィルタ洗浄装置２０は、ノズル部２１及びノズル往復駆動部２２が円筒状フィルタ１２に内臓されている点で実施の形態１のものと異なっており、その他の構成は略同様であるので、これら同様の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
なお、ノズル部２１は円筒状フィルタ１２の軸心付近に内臓された状態で配置させることもできる。その場合、水噴射孔１４は円筒状フィルタ１２の中心から放射状に水を噴射する角度に設定され、これによって、フィルタ面に付着した付着物をその付着方向とは逆方向に引き剥がすように高圧水を噴射するようにすることができる。
【００１９】
実施の形態２のフィルタ洗浄装置２０は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）円筒状フィルタ１２の外部にノズル部２１やノズル往復駆動部２２が内蔵されているので、作業時に障害となる干渉物がなく、作業性や安全性に優れる。（２）フィルタ面に沈着する付着物を、フィルタ内部側から噴射させる高圧水で除去することができ、少ない水量の高圧水でもフィルタの洗浄を効果的に行うことができる。
【００２０】
上記実施の形態において、製紙業の製紙工程の抄紙機などで使用される円筒状フィルタを例にして説明したが、本発明のフィルタ洗浄装置の洗浄対象は、他の分野において用いられる有孔回転体に適用できる。例えば、有孔回転体中に食品を投入して該食品を水洗する場合の有孔回転体の洗浄装置として用いることができる。
また、本発明のフィルタ洗浄装置は、排水処理用の固液分離装置や脱水装置などのフィルター目詰まりを除去するための装置としても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施の形態１のフィルタ洗浄装置の正面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図である。
【図２】実施の形態１のフィルタ洗浄装置のノズル部駆動系を示す構成図である。
【図３】実施の形態２のフィルタ洗浄装置の側面断面図である。
【図４】（ａ）は従来のフィルタ洗浄装置の正面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図である。
【符号の説明】
１０：実施の形態１のフィルタ洗浄装置
１１：固液分離槽
１１ａ：軸部
１２：円筒状フィルタ
１３：ノズル部
１３ａ：ノズル支持部
１３ｂ：清掃装置
１４：水噴射孔
１５：ノズル往復駆動部
１６：位置センサ
１５ａ：水圧駆動摺動機
１５ｂ：水圧モータ
１７：水ポンプ部（高圧水供給部）
１８：エジェクタ部
１８ａ：投入口
１９：ストレーナ
１９ａ：圧力計
１９ｂ：流量調整バルブ
２０：実施の形態２のフィルタ洗浄装置
２１：ノズル部
２２：ノズル往復駆動部
５０：従来のフィルタ洗浄装置
５１：固液分離槽
５２：円筒状フィルタ
５３：ノズル部
５４：水噴射孔
５５：電動式ノズル駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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