(57)【要約】【課題】濾布取付け部での濾滓蓄積とその進行をくい止め、濾過器が装着されている濾過装置の安定した運転を行わせることを可能とする膨縮型濾過器を提供する。【解決手段】膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置された流路材と、濾布の一端側を保持し、袋状の濾布内からの濾液の流出路兼袋状の濾布内への濾滓除去用流体の流入路を備えた保持部材とを有し、保持部材の濾布保持部側に、前記流出路兼流入路の流路断面積よりも大きな断面積の流体の溜まり部を設けた膨縮型濾過器。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され、濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する流路材と、前記濾布の一端側を保持し、袋状の濾布内からの濾液の流出路兼袋状の濾布内への濾滓除去用流体の流入路を備えた保持部材とを有する膨縮型濾過器において、前記保持部材の濾布保持部側に、前記流出路兼流入路の流路断面積よりも大きな断面積の流体の溜まり部を設けたことを特徴とする膨縮型濾過器。
【請求項２】
前記保持部材の前記流体の流入方向における前記溜まり部に続く部位に、該溜まり部の断面積に比べ断面積が徐々に小さくなる絞り部が設けられている、請求項１の膨縮型濾過器。
【請求項３】
前記溜まり部から前記絞り部にわたる部位のうちの一部に、開孔部が設けられている、請求項２の膨縮型濾過器。
【請求項４】
前記絞り部の終端部が横断面が扁平な流路形状に形成されている、請求項２または３の膨縮型濾過器。
【請求項５】
前記流路材の一端が、前記絞り部の終端部における扁平な流路の、扁平形状の厚み方向中央部に挿入され保持されている、請求項４の膨縮型濾過器。
【請求項６】
前記保持部材の、前記絞り部の終端部における扁平な流路を形成する壁の両外面に、突起が設けられている、請求項４または５の膨縮型濾過器。
【請求項７】
前記流路材が可撓性材料からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の膨縮型濾過器。
【請求項８】
前記流路材が板状部材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の膨縮型濾過器。
【請求項９】
前記流路材の両面に濾液排出方向に延びる溝が設けられている、請求項８の膨縮型濾過器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過により液体中の懸濁物を除去するための各種産業用の濾過装置における濾過器に関し、とくに、膨縮可能な袋状の濾布を用いた膨縮型濾過器に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業廃液や上下水道の処理の際発生する汚泥等の懸濁液の濾過または濃縮、あるいは各種産業廃液からの有価物の回収等に使用される濾過装置に使用する濾過器（濾過モジュール）として、周面に多数の通液孔を有する硬質合成樹脂製の中空円筒体の外周面にネット等のスペーサーを介して濾布を被装したものや、セラミック等の硬質材料からなる多孔質材で中空円筒体の濾過体に構成したものが知られている。また、特許文献１に開示されているように、筒状または袋状（これらを総称して本願では袋状と呼ぶ。）に形成された可撓性シートからなる濾布を、濾液取集部材としての流路材の周りに設け、濾過もしくは休止時には濾布を流路材表面位置へと収縮させて扁平構造にし、流路材側からの濾布洗浄時には、濾布を膨張させて筒状または袋状構造とすることが可能な膨縮型濾過器も知られている。
【０００３】
このような従来の膨縮型濾過器は、通常、濾滓剥離時にその操作を空気吹込みで行っているが、濾過器が装着されている濾過装置の内面上部に濾滓の蓄積が生じやすく、その蓄積が下方に成長して濾過面を減少させる結果性能の低下を来たし、状況によっては運転を停止し内部に蓄積した濾滓の塊を除去する必要があった。
【０００４】
またこの状況を防ぐためには、吹込み空気量を増大させることにより、ある程度の改善は可能であるが、基本的な改善は困難であった。このような不具合の発生を防止するため、特許文献２には、濾布取付部での気密処理を厳重にし、取付部で濾過の進行を防止することにより、濾滓の蓄積を防止するようにした構造が開示されているが、取付部近傍の濾滓の剥離除去が不十分であるという問題が残されている。膨縮型濾過器において濾布取付部端部での濾滓の剥離除去が不十分であると、やはりその部分より上下方向に濾滓の蓄積が進行し、前述のような不都合が発生することとなっていた。また、上記気密処理により濾布取付けに際して付加コストが生じていたため、コスト削減を行うためには、この部分の改善が必要とされていた。
【特許文献１】特許第２７６６５９号公報
【特許文献２】実公平７−２８８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、濾布取付け部での濾滓蓄積とその進行をくい止め、濾過器が装着されている濾過装置の安定した運転を行わせることを可能とする膨縮型濾過器を提供することにある。つまり、濾過時濾過器（濾布）取付け部分から濾滓の蓄積が進行すると濾過能力の低下を来たすため、それを防止し、長期の使用において所定の装置能力を安定して発揮させることを目的とする。
【０００６】
また、濾滓剥離除去を円滑に行わせるとともに、その際の濾滓剥離用流体吹込み量を必要最小限に抑え、流体吹込みに使用される流体の消費量を削減してランニングコストの削減を図ることも課題とする。
【０００７】
さらに、濾滓の蓄積防止を行うことにより、従来の気密処理のための濾布の取付けを簡素化し、しかも使用部品の再使用や安価な部品の使用を可能とし、廃棄物の減少と取付けコストの削減を図ることも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る膨縮型濾過器は、濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に流体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され、濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用流体を濾布内に案内する流路材と、前記濾布の一端側を保持し、袋状の濾布内からの濾液の流出路兼袋状の濾布内への濾滓除去用流体の流入路を備えた保持部材とを有する膨縮型濾過器において、前記保持部材の濾布保持部側に、前記流出路兼流入路の流路断面積よりも大きな断面積の流体の溜まり部を設けたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
この膨縮型濾過器においては、上記保持部材の上記流体（濾滓除去用流体）の流入方向における上記溜まり部に続く部位に、該溜まり部の断面積に比べ断面積が徐々に小さくなる絞り部が設けられていることが好ましい。また、溜まり部から絞り部にわたる部位のうちの一部に、開孔部が設けられていることが好ましい。溜まり部では高流速で流入する流体（例えば、空気）の流速を落とし、直接濾布に流入する時の噴流を弱めると共に絞り部に設けた開孔からの噴出流と濾布内への流体流の分配を行う。この開孔からの噴出流により、特に絞り部での濾滓の剥離を完全なものとし、濾滓の蓄積成長を防止することができる。
【００１０】
また、上記絞り部の終端部が横断面が扁平な流路形状に形成されていることが好ましい。そして、前記流路材の一端が、この絞り部の終端部における扁平な流路の、扁平形状の厚み方向中央部に挿入され保持されている構造を採ることが好ましい。さらに、前記保持部材の、絞り部の終端部における扁平な流路を形成する壁の両外面に、突起が設けられていることが好ましい。絞り部の終端部が横断面が扁平な流路形状に形成されていることにより、とくに流路材を扁平な形状に形成する場合に、その流路材に沿って濾過時に扁平な形状に収縮されている濾布内に濾滓除去用流体を流入させやすくなり、効果的に濾滓を除去できるようになる。また、流路材の一端が、絞り部の終端部における扁平流路の中央部に挿入され保持されていることにより、扁平な形状の流路材の両面側に均等に流体を流入させ、ひいては収縮されている濾布内に均一に流体を流入させることができるようになる。さらに、絞り部に開孔を設け、扁平部での両面に突起を設けることにより、濾過時濾過圧力で強く扁平状に押圧され、膨張しにくくなっている濾布を、突起により、その突起部に対応する濾布内部に流体を流入させやすくするとともに、突起部を起点として濾布の膨張を容易ならしめ、より迅速な膨張を可能にする。そして、この作用と前記絞り部開孔での流体吹き出しにより、濾過器端部（例えば、上端部）での濾滓剥離を完全ならしめることが可能となる。同時に濾布の端部（例えば、上端部）からの円滑な膨張により、濾滓の剥離を濾布全面にわたって少ない流体量で達成することができる。
【００１１】
濾滓の望ましい剥離除去が達成できることにより、濾過器端部（例えば、上端部）の取付け構造として厳格な気密構造が不要となり、市販のホース取付けバンド等による簡素な取り付けが可能となり、コスト削減が可能となる。
【００１２】
このような本発明に係る膨縮型濾過器においては、さらに、上記流路材が可撓性材料からなることが好ましい。濾布とともに流路材に可撓性を持たせることにより、濾過器全体として、折り曲げや折りたたみが可能な可撓性を有することが可能となる。一般に濾過器は缶体の中に密集した状態で取り付けられる。また、経年使用で濾過面の目詰まりで濾過器の濾布交換や洗浄のため濾過器を缶体から取外し濾過面の再生作業を行うことが必要になる。このような取外し作業において、上記のように可撓性を持たせて、作業対象となる濾過器の折り曲げや折りたたみを可能とすることにより、缶体より取り出す際最小の大きさの缶体開口部（例えば、マンホール）で済むことになり、作業も容易になる。さらに、缶体内部での取り回しも非常に楽な作業となり、作業に要する缶体内部の必要スペースも最小で済む。流路材を構成する可撓性材料の具体的な材質としては、可撓性を有するものであれば特に限定しないが、とくに、軟質なゴム材や可撓性プラスチックシート等の可撓性の高い材質が好ましい。また、この流路材としては、板状部材からなるものを使用できる。さらに、流路材には、濾液排出方向に延びる溝を設けておくことが好ましく、とくに流路材の両面にこのような溝を設けておくことが好ましい。溝の形状はとくに限定されず、濾液排出や濾滓除去用流体の流入を円滑に行うことができるよう、適切な幅や深さを有していればよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る膨縮型濾過器によれば、保持部材の濾布保持部側に、濾液流出路兼濾滓除去用流体流入路の流路断面積よりも大きな断面積の流体の溜まり部を設けることにより、流入された流体の流速を適切に弱め、とくにこの部分に蓄積しやすい濾滓を剥離除去するための流体流と、濾布内への流体流とに適切に分配でき、濾布全面にわたって均一で望ましい条件にて濾滓の剥離除去が可能となる。とくに、絞り部を設けるとともに、開孔部を設けることにより、この部分における濾滓の蓄積、進行を防止できるとともに、濾滓がほぼ完全に剥離除去できることから、この部分での取付け構造の簡素化が可能になり、コストダウンを図ることができる。この結果、安価な構造でありながら、望ましい性能を長期間にわたって安定して維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施態様に係る膨縮型濾過器およびそれを用いた濾過装置を示している。図１は、濾過装置１全体の概略構成を示しており、缶体２は、仕切板３により上室４と下室５とに区画されている。この下室５内に複数の膨縮型濾過器６が配設され、各濾過器６は上端が仕切板３に固定された状態にて仕切板３に吊下、垂設されている。上室用缶体２ａと下室用缶体２ｂにはそれぞれマンホール７ａ、７ｂが設置されており、各種メンテナンス作業の他、後述のような濾布交換作業や濾過器設置、交換作業に供することができるようになっている。濾過運転時には、被処理液導入管８を介して下室５内に導入された被処理液が濾過器６で濾過され、懸濁物等が除去された処理液が、上室４から濾液管９を介して所定の送り先へと排出される。膨縮型濾過器６の濾布面に捕捉された濾滓を剥離除去する際には、空気導入管１０から瞬間的に空気が上室４内に導入され、各濾過器６の濾布内面側から外面側へと噴出されて濾滓が剥離除去される。
【００１５】
膨縮型濾過器６は、図２に示すように、可撓性材料からなる、膨縮可能な袋状の濾布１１と、該濾布１１内に配置され、濾布１１により濾過された濾液を集液して上室４内へと排出する、流路材１２を有している。本実施態様では、流路材１２も可撓性材料（例えば、柔軟性を有するゴム材）からなり、濾過器６全体として折り曲げや折りたたみが可能で、長尺の濾過器６であっても容易に交換、メンテナンス作業、運搬等を行うことが可能となっている。また、本実施態様では、流路材１２は板状の部材に構成されており、その両面に、濾液排出方向に延びる複数の溝１３が設けられている。この溝１３は、濾液を集液して上室４側へと排出する際の案内溝として機能するとともに、濾滓の剥離除去時には、上室４側から収縮している濾布１１内へと流入される流体（本実施態様では空気であるが、液体、とくに水（逆洗用水）も可能）の案内溝としても機能する。濾布１１は、濾過運転時には、図２の実線で示すように濾圧により流路材１２の表面へと押しつけられて全体として扁平な形状とされ、濾滓剥離除去のために空気が内部側に供給されるときには、２点鎖線で示すように、横断面円状に、つまり濾布１１全体としては円筒形に膨張され、膨縮型濾過器を構成する。
【００１６】
各濾過器６は、図３〜図５に示すように構成されている。図３に示すように、濾過器６は、濾布１１の一端側を保持し、袋状の濾布１１内からの濾液の流出路兼袋状の濾布１１内への濾滓除去用流体の流入路１４を備えた保持部材１５を有しており、保持部材１５の流出路兼流入路１４部分は仕切板３に挿通されてナット１６により仕切板３に固定されている。この保持部材１５の濾布保持部側、つまり、流出路兼流入路１４部分とは反対側に位置する部分に、流出路兼流入路１４の流路断面積よりも大きな断面積の流体の溜まり部１７が設けられている。本実施態様では、溜まり部１７は横断面円形の中空部に形成されている。図４にも示すように、保持部材１５には、流体の流入方向における上記溜まり部１７に続く部位に、溜まり部１７の断面積に比べ断面積が徐々に小さくなる絞り部１８が設けられており、絞り部１８の終端部１９は、横断面が扁平な流路形状に形成されている。したがって、絞り部１８の横断面形状は、溜まり部１７における横断面円形から、終端部１９における扁平流路２０の形状に徐々に変化するように連続的に変化されている。
【００１７】
絞り部１８の終端部１９では、図５にも示すように、扁平流路２０が互いに対向する壁によって所定長一定の扁平形状が形成されるように、該対向壁が所定長分平行に延設されている。この終端部１９における扁平流路２０の、扁平形状の厚み方向中央部に、流路材１２の一端（本実施態様では上端）が挿入され、取付け具２１（図３に図示）を介して保持部材１５に保持されている。
【００１８】
保持部材１５の溜まり部１７から絞り部１８にわたる部位のうちの一部には、開孔部２２が設けられている。本実施態様では、絞り部１８の長手方向におけるほぼ中央部において、両側の壁に開孔部２２が設けられている。また、絞り部１８の終端部１９における扁平流路２０を形成する壁の両外面には、突起２３が設けられている。本実施態様では、突起２３は、上記流路材１２の取付け具２１の頭部によって形成されているが、取付け具２１とは別に形成してもよい。
【００１９】
上記のように構成された保持部材１５の溜まり部１７から絞り部１８の終端部１９にわたって筒状の濾布１１が被せられ、例えば市販金具であるホースクランプ２４により、濾布１１の一端が保持部材１５の外周に固定されている。図３は、濾過時の様子を示しており、濾布１１の下部側が図２に示したような扁平形状に収縮されている。
【００２０】
このように構成された濾過器６においては、濾過時は濾布１１を介して濾過が行われる。濾過を継続すると濾布１１の表面に濾滓が蓄積する。濾滓が蓄積すると濾過抵抗が増加し濾過の効率が低下するため、濾滓を除去し、また濾過を行うという運転がなされる。この濾滓の除去が円滑に行われないと、濾滓の蓄積が起こり濾過能力の低下を招き能力が発揮されなくなる。濾滓の剥離除去は、本実施態様では、空気導入管１０より圧縮空気を上室４内に導入し、そこから保持部材１５の流出路兼流入路１４を通して溜まり部１７に導入される。ここで空気の流速は一旦減じられ、その後導入空気の一部は絞り部１８において開孔部２２を介して濾布１１の内面から外面に向けて吹き出され、この部分に蓄積していた濾滓の剥離をさせながら、他の大部分の導入空気は濾布１１を円筒状に膨張させながら濾布１１の内面に沿って下部側へと送られる。このとき、濾布１１の下部側へ直進した空気は流路材１２に沿って、とくに流路材１２の両面に設けられた溝１３に沿って下部側に進む。この際にも、濾布１１を膨張させながら、一部の空気は濾布１１から放出され濾滓を剥離させながら進行する。この操作は瞬時に行われる。濾布１１の膨張は濾布１１の上部から瞬時に円滑に進行されないと、下部側の一部が先に濾滓の剥離を生じたりした場合には、濾滓の剥離した部分から空気の放出が起き上部の濾滓剥離が不完全な状態で残ってしまう。剥離が不完全であると濾布面の再生が不十分になり、その部分の濾過抵抗が高くなるため濾過能力が減じられてしまう。
【００２１】
本発明では、保持部材１５の流出路兼流入路１４を通して導入されてくる圧縮空気は、溜まり部１７で流速が一旦減じられ、そこから直進方向への導入と、濾布１１の上部（保持部材１５の外周部）に蓄積した濾滓の剥離用空気との分配が容易に適切に行われるようにしたので、濾布１１の上部側での濾布膨張、濾滓剥離が良好に行われる。この空気の溜まり部１７は流入空気流速を減じるとともに、上部濾過面への一部の空気の分配を目的とするが、溜まり部１７のサイズ（横断面積）としては、例えば、流入空気流速を１／５〜１／１０もしくはそれ以上に低下させるように口径を選定すればよい。
【００２２】
また、この濾布１１の上部側での濾滓剥離をより完全なものとするため、本実施態様では、開孔部２２が設けられるとともに突起２３が設けられている。溜まり部１７で分配された一部の空気は開孔部２２を通して濾布１１の内面から外面に向けて吹き出され、この部分に蓄積していた濾滓を剥離、除去する。この絞り部１８の開孔部２２は、両面に設けた開孔部２２の開孔面積において流入路１４の口径と同等程度の面積であることが好ましい。また、濾過時には濾布１１が濾圧により押圧され、扁平な保持部材１５の絞り部終端部１９に密着した状態にあり、この状態では濾布１１の内側への空気の流入を妨げるため、突起２３は、濾布１１の完全な密着を防止し絞り部１８の開孔部２２からの空気の流入を容易にし膨張を効果的にする働きを持っている。突起２３は、本実施態様では片面２箇所両面で合計４箇所設けてあり、この突起２３は空気の両面での流れを均等にするため、形状や高さは両面とも同一とされている。また、突起形状が鋭角なものであると濾布を傷つけるおそれがあるため、突起頂面は球面とされている。
【００２３】
さらに、本実施態様では、流路材１２の端部を扁平流路２０の、扁平形状の厚み方向中央部に配置しており、導入されてくる空気が流路材１２の両面に沿って均等に流れるようにされており、空気導入に伴い、扁平に収縮されていた濾布１１が両面同時に均等に膨張される。これにより、濾布１１の下部まで全体が容易に均一に膨張し、同時に濾布１１を通じて空気が全面にわたって放出されるため、濾過面全体に渡り良好に濾滓の剥離除去が行われる。
【００２４】
このような良好な濾滓の剥離効果が得られることにより、濾布１１の取り付けにおいてホースクランプ２４等の市販金具により直接円筒状の濾布１１を取り付けることができ、従来のような気密処理が不要となって、大幅なコストダウンを図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る膨縮型濾過器は、各種産業廃液や上下水道の処理における濾過や濃縮、回収等に使用される、膨縮型濾過器を用いたあらゆる濾過装置に適用でき、特に、長期間にわたって安定した濾過性能が求められる濾過装置に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施態様に係る膨縮型濾過器を使用した濾過装置の概略縦断面図である。
【図２】図１の膨縮型濾過器の拡大横断面図である。
【図３】図１の膨縮型濾過器の拡大縦断面図である。
【図４】図３の膨縮型濾過器における保持部材の拡大縦断面図である。
【図５】図３の膨縮型濾過器における保持部材の絞り部終端部および流路材端部の拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  濾過装置
２  缶体
２ａ  上室用缶体
２ｂ  下室用缶体
３  仕切板
４  上室
５  下室
６  膨縮型濾過器
７ａ、７ｂ  マンホール
８  被処理液導入管
９  濾液管
１０  空気導入管
１１  濾布
１２  流路材
１３  溝
１４  流出路兼流入路
１５  保持部材
１６  ナット
１７  溜まり部
１８  絞り部
１９  絞り部の終端部
２０  扁平流路
２１  取付け具
２２  開孔部
２３  突起
２４  ホースクランプ
【図１】
2005279520.tif 000003
【図２】
2005279520.tif 000004
【図３】
2005279520.tif 000005
【図４】
2005279520.tif 000006
【図５】
2005279520.tif 000007