(57)【要約】【課題】  ろ液の流量を簡易な検出手段によって高精度に検出し、ろ液の流量を所望に制御することができるろ過機を提供する。【解決手段】  本発明のろ過機１は、ろ過部でろ過したろ液を圧送部の外方へ送出するろ液送出用の配管１０と、この配管内のろ液の流量を制御する流量制御装置６と、を有し、配管１０は、ろ液を圧送部から水平方向外方へ流す水平方向通路１０ａと、曲がり形状からなり、かつこの水平方向通路からのろ液を上方に差し向ける上方差し向け通路１０ｂと、この上方差し向け通路の下流側に位置し、ろ液を上方へ流す上方通路１０ｃと、を有し、上方差し向け通路の曲がり形状の外側部分が下流側へ延びて上方通路につながり、上方通路の上流端から所定距離上方の位置にろ液の流量を検出するパドル式流量センサー１２が設けられ、制御部１４が、流量センサーで検出した流量値と目標の流量値が一致するようにポンプ２の圧送能力を調整する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体をろ過するろ過部と、この液体を上記ろ過部に圧送し、上記ろ過部でろ過したろ液を上記ろ過部の外部へ送出する圧送部と、この圧送部を作動させる作動部と、を有するろ過機であって、
上記圧送部は、上記ろ過部でろ過したろ液を上記圧送部の外方へ送出するろ液送出部を有し、
上記ろ液送出部は、ろ液を上記圧送部のほぼ水平方向外方へ流す水平方向通路と、曲がり形状からなり、かつ上記水平方向通路からのろ液を上方に差し向ける上方差し向け通路と、この上方差し向け通路の下流側に位置し、ろ液を上方へ流す上方通路と、を備え、
上記上方差し向け通路の上記曲がり形状の外側またはその下流部分には、流量検出手段が設けられていることを特徴とするろ過機。
【請求項２】
液体をろ過するろ過部と、この液体を上記ろ過部に圧送し、上記ろ過部でろ過したろ液を上記ろ過部の外部へ送出する圧送部と、この圧送部を作動させる作動部と、を有するろ過機であって、
上記圧送部は、上記ろ過部でろ過したろ液を上記圧送部の外方へ送出するろ液送出部と、上記ろ液送出部内のろ液の流量を制御する流量制御手段と、を有し、
上記ろ液送出部は、ろ液を上記圧送部のほぼ水平方向外方へ流す水平方向通路と、曲がり形状からなり、かつ上記水平方向通路からのろ液を上方に差し向ける上方差し向け通路と、この上方差し向け通路の下流側に位置し、ろ液を上方へ流す上方通路と、を有し、
上記流量制御手段は、上記上方差し向け通路の上記曲がり形状の外側部分が下流側へ延びて上記上方通路につながり、上記上方通路の上流端から所定距離上方の位置に設けられ、かつろ液の流量を検出する流量検出手段と、上記流量検出手段で検出した流量値と目標の流量値が一致するように上記圧送部の圧送能力を調整する圧送部調整手段と、を有し、
上記流量検出手段は、上記上方通路内の液流により回転する回転体を備え、この回転体の回転数に基づいて流量を検出することを特徴とするろ過機。
【請求項３】
上記圧送部調整手段は、さらに、上記流量検出手段で検出した流量値と目標の流量値が一致するように上記圧送部を作動させる上記作動部の供給電源の周波数を調整するインバータを備えている請求項２に記載のろ過機。
【請求項４】
上記流量制御手段は、さらに、上記流量検出手段が検出したろ液の流量が目標流量値よりも予め少なく設定された所定値になったことを検出するろ材状況検出手段を備えている請求項２または３に記載のろ過機。
【請求項５】
上記流量制御手段は、さらに、上記流量検出手段が検出したろ液の流量が目標流量値よりも小さく設定された所定値以下である場合に上記ろ過機を停止する停止手段を備えている請求項２から４のいずれか１項に記載のろ過機。
【請求項６】
液体をろ過部に圧送し、上記ろ過部でろ過したろ液を上記ろ過部の外部へ送出するろ過機の流量制御方法であって、
上記ろ過機の圧送部が、上記液体を上記ろ過部へと圧送する液体圧送工程と、
この液体圧送工程で上記ろ過部に圧送した液体をろ過するろ過工程と、
このろ過工程でろ過したろ液をろ液送出部で上記圧送部の外方へ送出するろ液送出工程と、
上記ろ液送出部におけるろ液の流量を制御する流量制御工程と、
を有し、上記ろ液送出工程は、ろ液を上記圧送部のほぼ水平方向外方へ延びる水平方向通路内を送出する水平方向外方送出工程と、この水平方向外方送出工程で送出されたろ液を上方差し向け通路で上方に差し向ける上方差し向け工程と、この上方差し向け工程で上方に差し向けたろ液を上方に延びる上方通路で上方に送出する上方送出工程と、を有し、
上記流量制御工程は、上記上方差し向け通路の上記曲がり形状の外側部分が下流側へ延びて上記上方通路につながり、上記上方通路の上流端から所定距離上方の位置に設けられた回転体における回転数を検出する検出工程と、この検出工程で検出した回転数の値を流量の値に変換する変換工程と、この変換工程で変換した流量値と目標の流量値が一致するように上記圧送部の圧送能力を調整する圧送部調整工程と、を有し、
ろ過機として請求項２から５のいずれか１項に記載のろ過機を使用したことを特徴とするろ過機の流量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過機及びろ過機の制御方法に係り、特に、液体をろ過して、液体中に含まれる粒子物質を除去したろ液の流量を制御する流量制御装置を備えたろ過機及びろ過機の流量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体中に含まれる粒子物質の除去に用いられるろ過機は、ポンプを備え、このポンプにより、ハウジング内にろ材が設けられたろ過部に液体が圧送されるようになっている。このろ過部に圧送された液体はろ過部でろ過され、ろ液としてろ過部のハウジングの外部へ送出されるようになっている。
このような従来のろ過機では、ポンプについては、ろ過機本体に固定され、その主要部を構成しており、ろ過部のろ材については、ろ過すべき液体等の条件に応じて、ろ材が捕捉可能な液体中の粒子物質の粒度（以下「ろ過精度」と呼ぶ）や材質の異なる種々のろ材を簡易に交換することができる。このため、従来のろ過機では、ろ過すべき液体等の使用条件が変わった場合には、ろ材の材質やろ過精度等の簡易な変更のみを行い、ポンプについては、作業上面倒な置き換えを避けて、常に、ろ過機に当初取り付けられたポンプの圧送能力の最大条件で運転が行われている。
しかしながら、上述したように従来のろ過機は、ろ材の条件を変更しても、その条件に見合うようにポンプの圧送条件を変えることなく、常に圧送能力の最大条件で運転が行われているため、ろ過の時間の経過に伴ってろ材の目詰まりが進行し、ろ過流量がろ材の取り付け当初に比べて低下してしまうという問題があった。
また、従来のろ過機においては、簡易に交換可能なカートリッジ式のろ材を使用している場合には、ろ材を交換する時期は、ろ過機に設けられている圧力計等によるろ過圧力を目安に判断されているに過ぎず、実際に得られているろ液の流量については全く考慮していない。このため、ろ過すべき液質やろ材の材質あるいはろ過精度等の条件が変わると、例えば、ろ過圧力が等しいにもかかわらずろ液の流量が異なることもあり、ろ材を交換する時期を判断するには、実流量に関する情報が必要となる。
こうしたことから、従来のろ過機においては、使用するろ材の材質やろ過精度等に応じて、ろ液の流量を制御できるようにしたいという要請があり、この要請に応えるために、流量センサーとインバータを用い、ろ過機の主要部であるポンプの圧送能力を調整して流量制御を行うことが試みられ、圧送される液体の実際の流量を流量センサーにより確認しつつ、インバータにより流量をきめ細やかに調整することを実現している（例えば、特許文献１から３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３２８３９３号公報（第３−５頁、第１図及び第２図）
【特許文献２】特開平８−１４４３号公報（第２−３頁、第１図及び第２図）
【特許文献３】特開平１１−２７０４８８号公報（第４−７頁、第１図から第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した流量制御を行うことができる従来のポンプをろ過機に適用した場合、通常、ろ液をろ過部のハウジングの外部へ送出するろ液送出部の配管内に流量センサーを設けなけらばならないが、流量の検出を高精度に行うためには、検出位置において液体の流れをできるだけ整流化する必要がある。この配管中の液体の流れを整流化するための最低条件としては、具体的には、ろ液送出部の配管が、流量センサーを設けた位置から上流側では、配管の内径に対して１０〜２０倍の長さの直管であるのが好ましく、流量センサーの位置から下流側では、配管の内径に対して５〜１０倍の長さの直管であるのが経験上好ましいとされている。
したがって、ろ液送出部の配管については、流量センサーの位置と配管の内径によって決められる所定寸法長さの直管を確保しなければならないという制約のために、ろ過機全体が大型化してしまい、小型化するには限界があることが問題となっている。
また、流量センサーについては、例えば、電磁式や超音波式の推測式センサー等、流量を非接触で精密に検出できるものもあるが、高価であるのに加え、曲がった配管内等にこれらの推測式のセンサーを設置して流量を検出するには、配管内に生ずる流体の速度勾配や圧力勾配によってかえって検出の精度が悪くなるという問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、液体をろ過して、液体中に含まれる粒子物質を除去したろ液の流量を簡易な検出手段によって高精度に検出し、ろ液の流量を所望に制御することができる流量制御装置を備えたろ過機及びろ過機の流量制御方法を提供することを目的としている。
また、本発明は、ろ過機全体を小型化することができるろ過機及びろ過機の流量制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、液体をろ過するろ過部と、この液体を上記ろ過部に圧送し、上記ろ過部でろ過したろ液を上記ろ過部の外部へ送出する圧送部と、この圧送部を作動させる作動部と、を有するろ過機であって、上記圧送部は、上記ろ過部でろ過したろ液を上記圧送部の外方へ送出するろ液送出部を有し、上記ろ液送出部は、ろ液を上記圧送部のほぼ水平方向外方へ流す水平方向通路と、曲がり形状からなり、かつ上記水平方向通路からのろ液を上方に差し向ける上方差し向け通路と、この上方差し向け通路の下流側に位置し、ろ液を上方へ流す上方通路と、を備え、上記上方差し向け通路の上記曲がり形状の外側またはその下流部分には、流量検出手段が設けられていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、上方差し向け通路の曲がり形状の外側またはその下流部分には、流量検出手段が設けられているため、ろ液の流量を高精度に検出し、流量制御を行うことができる。また、配管に要するスペースを小さくすることができ、ろ過機全体を小型化することができる。
また、本発明は、液体をろ過するろ過部と、この液体を上記ろ過部に圧送し、上記ろ過部でろ過したろ液を上記ろ過部の外部へ送出する圧送部と、この圧送部を作動させる作動部と、を有するろ過機であって、上記圧送部は、上記ろ過部でろ過したろ液を上記圧送部の外方へ送出するろ液送出部と、上記ろ液送出部内のろ液の流量を制御する流量制御手段と、を有し、上記ろ液送出部は、ろ液を上記圧送部のほぼ水平方向外方へ流す水平方向通路と、曲がり形状からなり、かつ上記水平方向通路からのろ液を上方に差し向ける上方差し向け通路と、この上方差し向け通路の下流側に位置し、ろ液を上方へ流す上方通路と、を有し、上記流量制御手段は、上記上方差し向け通路の上記曲がり形状の外側部分が下流側へ延びて上記上方通路につながり、上記上方通路の上流端から所定距離上方の位置に設けられ、かつろ液の流量を検出する流量検出手段と、上記流量検出手段で検出した流量値と目標の流量値が一致するように上記圧送部の圧送能力を調整する圧送部調整手段と、を有し、上記流量検出手段は、上記上方通路内の液流により回転する回転体を備え、この回転体の回転数に基づいて流量を検出することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、上方差し向け通路の上記曲がり形状の外側部分が下流側へ延びて上記上方通路につながり、上方通路の上流端から所定距離上方の位置に流量検出手段が設けられているため、ろ液の流量を高精度に検出し、流量制御を行うことができる。また、配管に要するスペースを小さくすることができ、ろ過機全体を小型化することができる。
また、本発明において、圧送部調整手段は、さらに、流量検出手段で検出した流量値と目標の流量値が一致するように圧送部を作動させる作動部の供給電源の周波数を調整するインバータを備えていることが好ましい。
このように構成された本発明においては、実際の流量を確認しつつ、きめ細やかな流量調整が可能となり、消費電力を抑えることができる。
さらに、本発明において、流量制御手段は、さらに、上記流量検出手段が検出したろ液の流量が目標流量値よりも予め少なく設定された所定値になったことを検出するろ材状況検出手段を備えていることが好ましい。
また、本発明において、流量制御手段は、さらに、上記流量検出手段が検出したろ液の流量が目標流量値よりも小さく設定された所定値以下である場合に上記ろ過機を停止する停止手段を備えていることが好ましい。
【０００７】
さらに、本発明は、液体をろ過部に圧送し、上記ろ過部でろ過したろ液を上記ろ過部の外部へ送出するろ過機の流量制御方法であって、上記ろ過機の圧送部が、上記液体を上記ろ過部へと圧送する液体圧送工程と、この液体圧送工程で上記ろ過部に圧送した液体をろ過するろ過工程と、このろ過工程でろ過したろ液をろ液送出部で上記圧送部の外方へ送出するろ液送出工程と、上記ろ液送出部におけるろ液の流量を制御する流量制御工程と、を有し、上記ろ液送出工程は、ろ液を上記圧送部のほぼ水平方向外方へ延びる水平方向通路内を送出する水平方向外方送出工程と、この水平方向外方送出工程で送出されたろ液を上方差し向け通路で上方に差し向ける上方差し向け工程と、この上方差し向け工程で上方に差し向けたろ液を上方に延びる上方通路で上方に送出する上方送出工程と、を有し、上記流量制御工程は、上記上方差し向け通路の上記曲がり形状の外側部分が下流側へ延びて上記上方通路につながり、上記上方通路の上流端から所定距離上方の位置に設けられた回転体における回転数を検出する検出工程と、この検出工程で検出した回転数の値を流量の値に変換する変換工程と、この変換工程で変換した流量値と目標の流量値が一致するように上記圧送部の圧送能力を調整する圧送部調整工程と、を有し、ろ過機として請求項２から５のいずれか１項に記載のろ過機を使用したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のろ過機及びろ過機の流量制御方法によれば、液体をろ過して、液体中に含まれる粒子物質を除去したろ液の流量を簡易な検出手段によって高精度に検出し、ろ液の流量を所望に制御することができる。また、ろ過機全体を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明のろ過機の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるろ過機全体のシステムを示す全体構成図であり、図２は、本発明の一実施形態によるろ過機を示す正面図であり、図３は、本発明の一実施形態によるろ過機を示す左側面図である。
図１から図３に示すように、本発明の一実施形態によるろ過機１は、ポンプ２と、ろ材（図示せず）を備えたろ過部４と、ろ過部４においてろ過したろ液の流量を制御する流量制御装置６とを備えている。
ポンプ２は、循環槽７内の粒子物質を含む液体を吸引し、ろ過部４へ圧送するようになっている。このろ過部４へ圧送された液体は、ろ材（図示せず）を通過してろ過され、ろ液としてろ過部４の外部へ送出され、再び循環槽７へ送られるようになっている。循環槽７に送られたろ液は、未ろ過の液体と混合され、この混合された液体は、再びポンプ２によりろ過部４へ循環されてろ過されるようになっている。
また、ポンプ２とろ過部４との間には圧力計８が設けられ、この圧力計８が、ろ過部４を形成するハウジング４ａ内に配置されているろ材（図示せず）にかかる圧力（以下「ろ過圧力」と呼ぶ）を常に測定するようになっている。このろ過部４のハウジング４ａには、ろ液送出用の配管１０が取り付けられており、ろ過部４でろ過されたろ液は、配管１０を通過してろ過部４のハウジング４ａの外部へ送出され、循環槽７へ送られるようになっている。
【００１０】
さらに、流量制御装置６は、ろ液送出用配管１０の経路の途中に設けられた羽根車等からなるパドル式の流量センサー１２と、この流量センサー１２を較正するための基準流量計１３と、表示器（図示せず）等を含む制御部１４とを備えている。
配管１０内をろ液が流れると、流量センサー１２のパドル（図４で説明する）が回転し、その回転数を出力するようになっている。
流量センサー１２によって検出されたパドルの回転数の信号は、制御部１４において、演算処理され、流量値に変換されるようになっている。この時、制御部１４では、表示器（図示せず）等において、流量センサー１２からの信号の揺らぎを安定化（平均化）させるように関連するパラメータが設定され、流量値が表示されると共にその電気信号が出力されるようになっている。
【００１１】
制御部１４は、さらにインバータ１６を備え、このインバータ１６において、ＰＩＤ制御が行われて制御パラメータが設定されることにより、制御部１４で出力された流量値と目標流量値が比較され、両者が一致するようにポンプ２への供給電源の周波数が決定されるようになっている。
さらに、ポンプ２の駆動源等による圧送能力については、ポンプ２の供給電源の周波数が、インバータ１６において決定された周波数に変更されて、常に所望な流量が得られるようにフィードバック制御により圧送能力が調節されるようになっている。
また、制御部１４には、ろ材の目詰まり等の状況を検出する警報器１８が接続されており、この警報器１８により、流量センサー１２により検出した流量値が、目標流量値よりも予めやや少なく設定された所定値を下回った場合には、ろ材（図示せず）の目詰まりと判定し、ろ材の交換時期を発令するようになっている。さらに、この警報器１８は、流量センサー１２により検出した流量値がほぼゼロとなった場合には、ポンプ２あるいはインバータ１６の故障と判断し、異常警報を発令する共に装置を停止するようになっている。
【００１２】
つぎに、本発明の一実施形態のろ過機におけるろ液送出用の配管１０とパドル式流量センサー１２の詳細について説明する。
図４は、図３に示す本発明の一実施形態のろ過機におけるろ液送出用の配管１０とパドル式流量センサー１２の部分拡大断面図である。図２から図４に示すように、ろ過部４のハウジング４ａに取り付けられたほぼＬ形状の配管１０内に形成される通路は、ろ過部４から水平方向外方へ延びる水平方向通路１０ａと、この水平方向通路１０ａを流れたろ液をほぼ垂直方向上方に差し向ける上方差し向け通路１０ｂと、この上方差し向け通路１０ｂの下流端からほぼ垂直方向上方に延びる上方通路１０ｃとを備えている。また、水平方向通路１０ａ及び上方通路１０ｃの部分の配管は、所定長さの直管となっている。
ここで、配管１０の内径Ｄについては、配管１０内の圧力損失と設備費の経済性を考慮して経験的に定められている０．５〜３．０ｍ／ｓ（化学プラント建設便覧、玉置明善編、初版、丸善株式会社、６５２−６５３頁を参照）となるような口径を定め、配管１０内の流速が３．０ｍ／ｓ以下となるようになっている。
上述したように、上方通路１０ｃの途中にはパドル式流量センサー１２が設けられているが、このパドル式流量センサー１２は、液流を水車のように回転して受け流すパドル（羽根車）１２ａを備え、このパドル１２ａの回転数を検出するものである。
また、上方通路１０ｃ内の流量センサー１２の設置位置は、配管１０の上方差し向け通路１０ｂにおける曲がりの外側部分が下流側へ延びて直管の上方通路１０ｃにつながり、上方通路１０ｃ内を所定距離上方に延びたところに位置するようになっている。すなわち、図３及び図４では、この上方通路１０ｃ内の流量センサー１２の設置位置は、ろ過機１のろ過部４に対して最も離間する位置（上方通路１０ｃ内の最も外側）となっている。ここで、通路１０ｃの上流端（上方差し向け通路１０ｂの下流端）から流量センサー１２の設置位置までの直管部分の通路距離（以下「センサー設置上流側直管距離」と呼ぶ）はＬ１となり、流量センサー１２の設置位置から下流側に位置する直管部分の通路距離（以下「センサー設置下流側直管距離」と呼ぶ）はＬ２となっている。すなわち、上方通路１０ｃの直管の全長Ｌは、Ｌ１＋Ｌ２となる。なお、センサー設置上流側直管距離Ｌ１及びセンサー設置下流側直管距離Ｌ２は、１．４Ｄ〜２．１Ｄとなるのが好ましい。
さらに、流量センサー１２の設置位置からパドル１２ａの回転軸までの距離（以下「パドル回転軸距離」と呼ぶ）をｓとし、パドル１２ａの回転軸から羽根の先端までの長さ（以下「パドル半径」と呼ぶ）をｒpとする。ここで、パドル回転軸距離ｓは、−０．２０Ｄ〜０．１５Ｄとなるのが好ましく、０〜０．１５Ｄとなるのが最も好ましい。また、パドル半径ｒpは、０．１９Ｄ〜０．６５Ｄとなるのが好ましく、０．２５Ｄ〜０．４３Ｄとなるのが最も好ましく、パドルの羽根の枚数については３〜６枚が好ましい。
【００１３】
また、図４に示すように、配管１０の上方差し向け通路１０ｂを形成する曲がり部分については、通路１０ｂの中心線（図４に一点破線で図示）における曲率半径ρが一定となっている。また、この曲がり部分の曲がり角度については、上方差し向け通路１０ｂの上流端（水平方向通路１０ａの下流端）から下流側への所定位置までは一定の曲がり角度θc（以下「固定曲がり角度θc」と呼ぶ）で曲がり、固定曲がり角度θcの位置から上方差し向け通路１０ｂの下流端（上方通路１０ｃの上流端）にかけて、流量センサー１２の設置位置に向かって任意に変更可能な曲がり角度θv（以下「可変曲がり角度θv」と呼ぶ）で曲がっている。
ここで、上述した曲率半径ρの寸法は、配管１０（上方差し向け通路１０ｂ）の内径Ｄとした場合、０．５Ｄ〜１．０Ｄとなるのが好ましく、さらに、０．５Ｄ〜０．６Ｄとなるのが最も好ましい。また、固定曲がり角度θcは、５９°〜６１°となるのが好ましく、６０°が最も好ましい。一方、可変曲がり角度θvは、０°〜６０°となるのが好ましく、２９°〜３１°となるのが最も好ましい。
【００１４】
つぎに、上述した本発明の一実施形態のろ過機による流量制御方法について説明する。
図５は、本発明の一実施形態のろ過機による流量制御に関するフローチャートである。ここで図５中の「Ｓ」は、各ステップを示している。
図５に示すように、本実施形態のろ過機１が始動すると、Ｓ１において流量センサー１２のパドル１２ａがろ液の流れに応じて回転し、その回転数を検出する。流量センサー１２によって検出されたパドル１２ａの回転数の信号が制御部１４において演算処理され、流量値に変換され、Ｓ２に進む。
つぎに、Ｓ２において、制御部１４で変換されて出力された流量値は、予め設定された流量値（目標値）と比較され、インバータ１６によってポンプ２への供給電源の周波数が決定される。ポンプ２の供給電源は、この決定された周波数に調節されて、ポンプの駆動源等の圧送能力が調整され、目標流量に対する自動追従運転が行われる。
つぎに、Ｓ３において、流量センサー１２により検出した流量値Ｑが、目標流量値よりも予めやや少なく設定された所定値ＱS1以上の場合はリターンとなり、所定値ＱS1未満の場合には、ろ材の目詰まりかどうかを判定するため、Ｓ４に進む。
Ｓ４において、流量センサー１２により検出した流量値Ｑが、目標流量値よりも非常に小さく設定された所定値ＱS2以上の場合は、Ｓ５に進み、目標流量値よりも非常に小さく設定された所定値ＱS2未満の場合は、Ｓ７に進む。
Ｓ５において、Ｓ４で検出した流量値Ｑが目標流量値よりも非常に小さく設定された所定値ＱS2以上となる状態が、警報器１６のタイマー（図示せず）の計測時間Ｔ１で一定時間ＴS1より長くなった場合には、Ｓ６に進み、警報器１６がろ材の目詰まりと判定し、ろ材の交換時期を発令する。
一方、Ｓ７において、Ｓ４で検出した流量値Ｑが目標流量値よりも非常に小さく設定された所定値ＱS2未満となる状態が、警報器１６のタイマー（図示せず）の計測時間Ｔ２で一定時間ＴS2より長くなった場合には、Ｓ８に進み、警報器１６が、ポンプ２あるいはインバータ１６の故障と判断し、装置の異常を発令して、Ｓ９に進み、装置の運転を停止する。
【００１５】
つぎに、上述した本発明の一実施形態のろ過機を使用して流量制御を行った場合の作用について説明する。
図６は、本発明の一実施形態のろ過機において、流量の検出精度（揺らぎの具合）を測定する実験を行った場合の実験条件と実験結果のデータの一例を示す図である。また、図７は、本発明の一実施形態のろ過機による流量の検出精度（揺らぎの具合）を測定した実験結果において、時間と流量値との関係の一例を示すグラフである。
各実験については、ポンプ２を内臓したろ過機１、パドル式流量センサー１２、表示器等を含む制御部１４、インバータ１６を備えた図１に示すような構成で行った。ここで、基準流量計１３については、電磁式の流量計を用いて直管内に設置し、その流量計１３の上流側及び下流側のそれぞれの直管距離については、配管１０の内径Ｄに対してそれぞれ２０Ｄ、１０Ｄに設定した。また、図４中の諸寸法等については、図６を参照する。
まず、実験１では、上方通路１０ｃ内においてろ過機１に対して最も離間する位置（最も外側）に流量センサー１２を設置し、基準流量計１３により流量センサー１２の較正を行った後、目標とする流量Ｑを２０ｍ3／ｈに設定し、配管１０の上方通路１０ｃの上流端から流量センサー１２の設置位置までの流速Ｖが１．６ｍ／ｓｅｃとなるようにろ過機１の流量制御運転を行った。
流量センサー１２で検出した流量の検出精度（揺らぎの具合）を測定したところ、図６及び図７の実験１に示すような結果が得られ、６０秒間における流量の最大変動幅（流量の最大値と最小値の差）は、０．０８ｍ3／ｈとなり、この最大変動幅は、目標とする流量値２０ｍ3／ｈに対して、（０．０８ｍ3／ｈ）／（２０ｍ3／ｈ）×１００（％）、すなわち、０．４０％R.S.(reading scale)となった。
【００１６】
また、実験２では、上方通路１０ｃ内においてろ過機１に対して最も接近する位置（最も内側）に流量センサー１２を設置し、実験１と同様にろ過機１の流量制御運転を行った。
流量センサー１２で検出した流量の検出精度（揺らぎの具合）を測定したところ、図６及び図７の実験２に示すような結果が得られ、６０秒間における流量の最大変動幅（流量の最大値と最小値の差）は、０．１４ｍ3／ｈとなり、この最大変動幅は、目標とする流量値２０ｍ3／ｈに対して、（０．１４ｍ3／ｈ）／（２０ｍ3／ｈ）×１００（％）、すなわち、０．７０％R.S.となった。
さらに、実験３では、実験１と同様に流量センサー１２を上方通路１０ｃ内においてろ過機１に対して最も離間する位置（最も外側）に設置し、流量センサー１２の上流側及び下流側のそれぞれの直管距離のみを、配管の内径Ｄに対してそれぞれ２０Ｄ、１０Ｄに変更し、ろ過機１の流量制御運転を行った。
流量センサー１２で検出した流量の検出精度（揺らぎの具合）を測定したところ、図６及び図７の実験３に示すような結果が得られ、６０秒間における流量の最大変動幅（流量の最大値と最小値の差）は、０．２８ｍ3／ｈとなり、この最大変動幅は、目標とする流量値２０ｍ3／ｈに対して、（０．２８ｍ3／ｈ）／（２０ｍ3／ｈ）×１００（％）、すなわち、１．４０％R.S.となった。
【００１７】
上述した実験１〜３の結果から明らかなように、上方通路１０ｃ内の流量センサー１２の設置位置については、実験１と実験２の結果を比較すると、実験１のように流量センサー１２を上方通路１０ｃ内においてろ過機１に対して最も離間する位置（最も外側）に設置した場合の方が、高精度に流量制御を行うことができることが明らかとなった。
また、実験１〜３の結果を比較すると、実験３における、流量を検出する上で従来から好ましいと経験的に決められている流量センサー１２の上流側及び下流側の直管距離よりも、流量センサー１２の設置位置を実験１や実験２の条件ようにさらに上流側に近づけることにより、流量を高精度に検出して流量制御を行うことができることが明らかとなった。
【００１８】
以上説明したように、本発明の一実施形態によるろ過機１によれば、簡易な構造でかつ安価なパドル式流量センサーを使用し、配管内の流量センサーの設置位置を工夫することにより、ろ液の流量を高精度に検出し、流量制御を行うことができる。この結果、ろ過機のポンプ機能やろ過機能を効率よく発揮させることができ、経済的にも優れている。
また、本実施形態によるろ過機によれば、従来のろ液送出用の配管に比べ、直管の距離を少なくするように流量センサーを配管内に設置することができるため、ろ過機の配管に要するスペースを小さくすることができ、ろ過機全体を小型化することができる。
【００１９】
なお、上述した本発明の一実施形態によるろ過機１では、上方差し向け通路１０ｂの曲がり形状については、通路１０ｂの中心線における曲率半径ρが一定であり、上方通路１０ｃ内の流量センサー１２の設置については、配管１０の上方差し向け通路１０ｂにおける曲がりの外側部分が下流側へ延びて直管の上方通路１０ｃにつながり、上方通路１０ｃ内の所定距離上方の位置に設置した形態を説明しているが、このような形態に限定されず、他の実施形態にも適用可能である。
具体的には、本発明の他の実施形態によるろ過機として、上方差し向け通路１０ｂの曲がり形状については、この通路１０ｂの中心線における曲率半径ρを連続的に変化したような曲がり形状等であってもよいし、流量センサー１２の設置位置についても、上方差し向け通路１０ｂにおける曲がりの外側部分に設置して流量を高精度に検出することができれば、直管に要するスペースをさらに少なくすることができ、ろ過機全体をより小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態によるろ過機全体のシステムを示す全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態によるろ過機を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるろ過機を示す左側面図である。
【図４】図３に示す本発明の一実施形態のろ過機におけるろ液送出用配管とパドル式流量センサー部分の拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施形態のろ過機による流量制御に関するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態のろ過機による実験条件及び実験データを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態のろ過機による流量制御において、時間と流量値との関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１  ろ過機
２  ポンプ
４  ろ過部
６  流量制御装置
７  循環槽
８  圧力計
１０  ろ液送出用配管
１０ａ  水平方向通路
１０ｂ  上方差し向け通路
１０ｃ  上方通路
１２  パドル式流量センサー
１３  基準流量計
１４  制御部
１６  インバータ
１８  警報器
【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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