(57)【要約】【課題】洗浄が容易で、しかも、長期間にわたって安定した濾過用隙間を確保する。【解決手段】原水循環入口３及び原水循環出口５と、濾過水出口４７とを有する濾過容器７内に濾過手段を設け、その濾過手段を、前記濾過水出口４７と連通し、濾過面となる外周が、内側密着コイルばね２９と外側密着コイルばね３１とで構成された二重密着コイルばね９と、その二重密着コイルばね９に引っ張り荷重を与えて設定された一定の濾過用隙間ｄを作る荷重伝達手段４３とで構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過容器内を原水が循環するための原水循環入口及び原水循環出口と、濾過容器内を循環する原水を濾過する濾過手段と、濾過手段で濾過した濾過水を濾過容器の外へ取り出す濾過水出口とを有し、
前記濾過手段は、前記濾過水出口と連通し濾過面となる外周が、内側コイルばねと外側コイルばねとで構成された二重コイルばねと、その二重コイルばねに荷重を与えて設定された一定の濾過用隙間を作る荷重伝達手段とから成ることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
前記原水循環入口及び原水循環出口のいずれか一方は濾過容器の底部に配置される一方、濾過水出口には切り換え手段により濾過水の取り出しとは別に洗浄水の送り込みが可能となっていることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】
前記荷重伝達手段は、二重コイルばねに荷重を与える上昇、下降可能な作動ロッドと、前記作動ロッドの作動制御室とで構成し、前記作動制御室内の差圧変化に基づき前記作動ロッドを上昇又は下降させることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項４】
前記作動制御室内は、差圧検知制御手段により常時規定された差圧に制御されることを特徴とする請求項３記載の濾過装置。
【請求項５】
濾過面となる外周面が内側コイルばねと外側コイルばねとによって円筒状の二重コイルばねで構成された濾過手段と、前記二重コイルばねに荷重を与え、設定された一定の濾過用隙間を作る荷重伝達手段と、前記濾過手段によって濾過された濾過水を外へ取り出すための吸収手段とからなることを特徴とする濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中に浮遊する固形分を取除くのに適する濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に液体中に浮遊する固形分を取除くには濾過装置が用いられる。
【０００３】
濾過装置の濾過材は、固形分の通過を阻止し液体のみを通過させることで濾過が行なわれるが、濾過材としては一定期間使用すると新しいものと交換する使い捨てタイプと、洗浄して再成を図る再使用タイプが知られている。
【０００４】
前者の使い捨てタイプにあっては、ランニングコストの面で望ましくない。後者の再使用タイプにあっては、濾過材の濾過孔内部に固形分が入り込み、その濾過孔を塞ぐ目詰りした状態の時には固形分の取除きに時間がかかることに加えて多量の洗浄水を使用する。また、濾過する原水によっては、薬品を用いて濾過孔内部の固形分を取除くことで、再使用を図るようにしているが、環境問題の面で望ましくない。
【０００５】
前者及び後者、いずれも、問題をかかえるところからそれを嫌って薬品等を用いず、しかも、容易に洗浄再成を図ることが容易なコイルばねを用いた手段が公知となっている。
【特許文献１】特開２００２−２３２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
濾過材にコイルばねを用いる手段は、洗浄等のメンテナンスの面で優れているものの、濾過する固形分が大きい原水にあっては堆積も早くなり濾過効率が低下するところから、それを回復させるメンテナンス作業を頻繁に行なう必要がある。
【０００７】
このメンテナンス作業は、装置全体を一定時間ストップさせて行なうようになるが、そのストップさせるサイクルが頻繁となるために、操業の面を考えると望ましくない。また、濾過用隙間を作るのに突起部を備えた特殊なコイルばねにする必要があることと、微細な濾過用隙間を作るのが難しい等、加工性、コストの面で望ましくない。
【０００８】
そこで、本発明は、特殊なコイルばねにすることなく微細な濾過用隙間が得られると共に、しかも、設定された濾過用隙間が長期間にわたって確保することができる濾過装置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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の第１にあっては、濾過容器内を原水が循環するための原水循環入口及び原水循環出口と、濾過容器内を循環する原水を濾過する濾過手段と、濾過手段で濾過した濾過水を濾過容器の外へ取り出す濾過水出口とを有し、
前記濾過手段は、前記濾過水出口と連通し濾過面となる外周が、内側コイルばねと外側コイルばねとで構成された二重コイルばねと、その二重コイルばねに荷重を与えて設定された一定の濾過用隙間を作る荷重伝達手段とから成ることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２にあっては、濾過面となる外周面が内側コイルばねと外側コイルばねとによって円筒状の二重コイルばねで構成された濾過手段と、前記二重コイルばねに荷重を与え、設定された一定の濾過用隙間を作る荷重伝達手段と、前記濾過手段によって濾過された濾過水を外へ取り出すための吸収手段とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の濾過装置によれば、所定期間使用することで、二重コイルばねの濾過用隙間が固形分の堆積により狭くなった時には、その狭くなった分、荷重伝達手段によって濾過用隙間を拡大させることで、設定された一定の濾過用隙間を長期間にわたって確実に確保することができる。
【００１２】
また、二重コイルばねを構成する内側コイルばねと外側コイルばね同志は、荷重が与えられた時に、ばね圧と相俟ってそれぞれ相互にコイル状に巻かれた谷と谷の間に臨むよう楔状に作用し合う二重の組合せ隙間により微小な濾過用隙間が得られると共に安定した一定の濾過用隙間を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１には、前記原水循環入口及び原水循環出口のいずれか一方を濾過容器の底部に配置する一方、濾過水出口には切り換え手段により濾過水の取り出しとは別に洗浄水の送り込みを可能とし、二重コイルばねを取外すことなく付着した固形分を、濾過水出口からの洗浄水によって取除くようにする。
【００１４】
第２には、前記荷重伝達手段を、二重コイルばねに荷重を与える前進、後退可能な作動ロッドと、前記作動ロッドの作動制御室とで構成し、前記作動制御室内の差圧変化に基づき前記作動ロッドを上昇又は下降させることで、常に設定された一定の濾過用隙間を保つようにする。
【００１５】
第３には、前記作動制御室内を、差圧検知制御手段により常時規定された差圧に制御管理する。
【実施例１】
【００１６】
以下、図１乃至図４の図面を参照しながらこの発明の第１の実施形態について具体的に説明する。
【００１７】
図１は濾過装置全体の概要説明図を示している。
【００１８】
濾過装置１は、原水循環入口３及び原水循環出口５がそれぞれ設けられた濾過容器７を有し、その濾過容器７内には濾過手段となる密着した二重コイルばね９が設けられている。
【００１９】
原水循環入口３及び原水循環出口５の内、原水循環入口３は濾過容器７の底部に、原水循環出口５は濾過容器７の上部にそれぞれ配置されている。この場合、原水循環出口５を底部に、原水循環入口３を上部にそれぞれ配置する構造とすることも可能である。
【００２０】
原水循環入口３及び原水循環出口５は、原水タンク１１内の原水がポンプ１３によって強制的に送り出されることで、濾過容器７の底部から入り、上部から外へ抜けた後、再び前記原水タンク１１内へ戻る循環流路１５が形成されるようになっている。
【００２１】
なお、運転初期時において、濾過容器７内の空気は、ベント口１７に設けられたベント開閉弁１９を開とした後、濾過容器７内へ原水が送り込まれ、その液面が順次上昇することで、側溝２１へ排出されるから、その排出完了を見きわめた上で再びベント開閉弁１９を閉とすることで空気抜きが容易に行なえるようになっている。
【００２２】
循環流路１５には、原水循環入口３側に第１開閉弁２３と三方弁２５が、原水循環出口５側に第２開閉弁２７がそれぞれ設けられている。第１開閉弁２３は開又は閉に制御されることで原水循環入口３側への原水の供給及び流量調整が可能となる。三方弁２５は弁の切換えにより第１ポートＰ１と第２ポートＰ２が連通しドレンとなる第３ポートＰ３が閉となることで、原水が原水循環入口３へ向かう流れが確保される。また、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２が閉で、ドレンとなる第３ポートＰ３が開となることで、メンテナンス時に濾過容器７内の原水の排水が可能となっている。第２開閉弁２７は、開又は閉に制御されることで濾過容器７内の圧力調整が可能となる。
【００２３】
二重コイルばね９は、図２に示すように密着した内側コイルばね２９とその外側に配置された密着した外側コイルばね３１とにより筒状に形成された濾過面を形成している。
【００２４】
内側コイルばね２９と外側コイルばね３１は、図３に示すようにコイル状に巻かれた谷と谷の間に臨む関係に設定され、各コイルばね２９，３１の上部は、コイルばね開口支持具３３を介して作動制御室３５の床面３７に吊下げ支持されると共に、上方開放口３９は前記作動制御室３５内に臨む構造となっている。
【００２５】
外側、内側コイルばね３１，２９の底部はコイルばね支持ブラケット４１によって閉塞された状態で支持され、荷重伝達手段４３によって図４に示すように濾過用隙間ｄが作られるようになっている。
【００２６】
荷重伝達手段４３は、前記コイルばね支持ブラケット４１から二重コイルばね９の内部を通り上方へ延長された作動ロッド４５とその作動ロッド４５を上昇又は下降させる前記作動制御室３５とから成っている。
【００２７】
作動制御室３５は、前記二重コイルばね９を通過した濾過水が満たされる部屋となっていて、その濾過水を外へ取出するための濾過水出口４７と制御シリンダ４９とを有している。なお、作動制御室３５内の空気は運転初期時にベント口５１に設けられた開閉弁５３を開とすることで、側溝２１への排出が可能となり空気抜きが行なえるようになっている。
【００２８】
濾過水出口４７は、三方弁５５と開閉弁５６とを介して回収タンク５７と接続連通し合う一方、三方弁５５には洗浄水タンク５９が接続している。したがって、三方弁５５の弁の切換えにより第１ポートＰ１と第２ポートＰ２が開の時、第３ポートＰ３は閉となり前記二重コイルばね９を通過した濾過水が濾過水出口４７を介して回収タンク５７内へ送り込まれるようになる。また、第１ポートＰ１、第３ポートＰ３が開で第２ポートＰ２が閉となることで前記洗浄水タンク５９内の洗浄水が濾過水出口４７を介して前記二重コイルばね９の内部を流れるようになり、洗浄水による洗浄が可能となっている。
【００２９】
作動制御室３５の制御シリンダ４９は、上下の第１シリンダ室６１と第２シリンダ室６３とに仕切る円板状のピストン６５を有し、ピストン６５の中心部位には前記作動ロッド４５が貫通し、一体に固着されている。
【００３０】
第１シリンダ室６１は、コンプレッサ６７と接続し合う取入口６９と取出口７１を有し、取出口７１にはメンテナンス時に第１シリンダ室６１内の空気を側溝２１へ排出するための開閉可能な開閉弁７３が設けられている。
【００３１】
コンプレッサ６７は、そのコンプレッサ６７からの供給空気圧を所定の空気圧に設定して送り出すための減圧調整弁７５を有している。
【００３２】
第２シリンダ室６３は、作動制御室３５内に開放され、前記濾過用出口４７と連通している。なお、第２シリンダ室６３内の空気は、図１に示すように、第１シリンダ室６１内を通る可撓性のパイプ７７を介して前記作動制御室３５のベント口５１に接続することで運転初期時の空気抜きが可能となっている。
【００３３】
この場合、第１シリンダ室６１内の可撓性のパイプ７７はピストン６５の作動ストロークがわずかなため、何等その作動に悪影響を与えるものではない。
【００３４】
次に、第１シリンダ室６１、第２シリンダ室６３と二重コイルばね９の濾過用隙間ｄとの関係を説明する。
【００３５】
運転時の濾過用隙間ｄが得られる原理は、第２シリンダ室６３内の濾過水の動圧を受けて上昇する力（一次圧ｖ１）十二重コイルばね９の張力と、第１シリンダ室６１内が供給空気圧を受けて下降する力（二次圧ｖ２）がバランスしてピストン６５に作用した時に確保される。
【００３６】
具体的には、濾過用循環入口３から原水を送り込み原水循環出口５へ向かう流れの循環圧を作り、その循環圧に勝る供給空気圧（二次圧ｖ２）を第１シリンダ室６１内へ供給し、その二次圧ｖ２によりピストン６４を介して作動ロッド４５を下降させ、二重コイルばね９に下向きの引っ張り荷重ｗを与えることで、濾過用隙間ｄを作る。この時、濾過用隙間ｄからの濾過水によって第２シリンダ室６３内に上昇する一時圧ｖ１が生れ、その一次圧ｖ１と二次圧ｖ２のバランスで設定された一定の濾過用隙間ｄとなる。
【００３７】
濾過用隙間ｄは、濾過する原水に対応して異なるよう設定され、各原水に対応する濾過用隙間ｄは、前記作動ロッド４５のロッド位置７９を検出する作動ロッド位置検出装置８１によって制御管理される。
【００３８】
作動ロッド位置検出装置８１は、運転時の濾過用隙間ｄを設定する運転長位置の外に、洗浄時の濾過用隙間ｄを設定する洗浄長位置と運転停止時の自重長をそれぞれ検出することが可能となっている。
【００３９】
自重長、運転長位置、洗浄長位置の設定は次のようになっている。
【００４０】
自重長の設定：
二重コイルばね９が運転停止時にある時、作動ロッド４５のロッド位置７９が作動ロッド位置検出装置８１の設定スイッチをたたくようにすることで設定される。
【００４１】
運転長位置の設定：
原水の処理に対応する運転長位置に作動ロッド位置検出装置８１の設定スイッチを設定した後、コンプレッサ６７の減圧調整弁７５を操作して一次圧ｖ１と二次圧ｖ２の差圧による作動ロッド４５のロッド位置７９の動きを監視し、そのロッド位置７９が設定された運転長位置を検出した時、再びコンプレッサ６７の減圧調整弁７５の弁開度を固定することで一次圧ｖ１に対してバランスする二次圧ｖ２、即ち、供給空気圧とすることで設定されるようになっている。
【００４２】
洗浄長位置の設定：
原水の処理に対応する洗浄長位置、具体的には運転長位置の濾過用隙間ｄより大きくなるよう作動ロッド位置検出装置８１の設定スイッチを設定した後、コンプレッサ６７の減圧調整弁７５を操作して一次圧ｖ１と二次圧ｖ２の差圧による作動ロッド４５のロッド位置７９の動きを監視し、そのロッド位置７９が設定された洗浄長位置を検出した時、コンプレッサ６７の減圧調整弁７５の弁開度を固定することで一次圧ｖ１に対してバランスする二次圧ｖ２、即ち、供給空気圧とすることで設定されるようになっている。
【００４３】
このように構成された濾過装置１の濾過運転時にあっては、原水循環入口３から送り込まれた原水は二重コイルばね９の濾過用隙間ｄを通過する時に固形分が阻止され流体のみ通過することで濾過が行なわれ、その濾過水は回収タンク５７によって回収される。
【００４４】
この運転時において二重コイルばね９に固形分が付着し目詰りを起こしてくると、第２シリンダ室６３の一次圧ｖ１と第１シリンダ室６１の二次圧ｖ２のバランスが崩れ、第２シリンダ室６３の一次圧ｖ１が低下する。この一次圧ｖ１の低下によりピストン６５に作用する第１シリンダ室６１の二次圧ｖ２が勝つと、作動ロッド４５を下降させることで、二重コイルばね９に引っ張り荷重を与え、濾過用隙間ｄを拡大する。この濾過用隙間ｄの拡大により一次圧ｖ１の圧力が一時的に高まり、一定圧となる二次圧ｖ２とバランスするまで濾過用隙間ｄの自動調整が行なわれる。この結果、長期間にわたって設定された一定の濾過用隙間ｄが得られるようになる。
【００４５】
この場合、外側コイルばね３１と内側コイルばね２９は、図４に示すようにコイル状に巻かれた谷と谷の間に臨むよう相互に楔状に作用し合い、安定した濾過用隙間ｄが得られるようになる。また、二重の隙間により微細な濾過用隙間ｄを作ることが可能となる。
【００４６】
次に、二重コイルばね９を洗浄するには、ポンプ１３を停止してから三方弁２５をドレンとなる第３ポートＰ３を開とした後、濾過水出口４７側の三方弁５５を操作して洗浄水タンク５９内の洗浄水を前記濾過水出口４７から送り込むことで二重コイルばね９の洗浄水による洗浄が可能となる。洗浄後の水は底部の原水循環入口３、三方弁２５を介して側溝２１へ排出されるようになる。
【００４７】
なお、本発明の実施にあって図１仮装線で示すように濾過容器７内の圧力と濾過水出口４７との圧力差を差圧検知制御手段８５で検知し、その検知信号に基づき判断する制御部８７によってコンプレッサ６７の供給空気圧を制御し、常に第２シリンダ室６３の一次圧ｖ１と第１シリンダ室６１の二次圧ｖ２をバランスさせる差圧検知タイプとしてもよい。
【００４８】
また、二重コイルばね９の濾過用隙間ｄは、密着した二重コイルばね９に対して引張り方向の荷重を与えることで得られる実施例となっているが、予め隙間を有する二重コイルばねに作っておき、その二重コイルばねに対して圧縮方向の荷重を与えることで原水濾過に適する濾過用隙間ｄが得られるようにすることも可能である。
【００４９】
また、二重コイルばね９は、大型になるとそれ自体の重量が大きく増加するところから吊下げタイプとすることが難しくなるため、例えば、図５に示すように、濾過容器７の下部に設けた濾過水出口４７を有する濾過水室８９の仕切壁９１に、二重コイルばね９のコイルばね開口金具３３側を下にして支持する一方、荷重伝達手段４３となる作動ロッド４５の上昇で引っ張り荷重を与える実施形態とすることで、大型のプラントにも適用可能となる。
【００５０】
また、二重コイルばね９は、中央に一本設けた実施形態となっているが、その中央の二重コイルばね９を取囲むよう複数床面３７に吊下げ支持する配置することも可能となる。
【００５１】
この実施形態の場合は、図示していないが各二重コイルばね９から上方へ延長される作動ロッドは円板状のピストン６５にそれぞれ固定支持されるようになる
【実施例２】
【００５２】
図６，７は吸引タイプの濾過装置８９の実施例を示したものである。
【００５３】
濾過装置８９の濾過手段９１は、濾過面となる外周面が内側コイルばね２９と外側コイルばね３１とによって円筒状の二重コイルばね９で構成されることは実施例１と同一となっている。
【００５４】
この場合、濾過手段９１は横置きとなるところから自重による中折れが起きることがないように内部にコイル状の芯材９２を設けるようにすることが望ましい。
【００５５】
一方、濾過装置８９には、前記濾過手段９１の外に、二重コイルばね９に荷重を与え、設定された一定の濾過用隙間ｄ（図４）を作る荷重伝達手段９３と、前記濾過手段９１によって濾過された濾過水を外へ取出すための吸引手段９５を有し、濾過手段９１及び荷重伝達手段９３はベース台９５上に固定セットされ、前後に設けられたフック９７を利用することで機械による全体の吊下げ支持が可能となっている。
【００５６】
荷重伝達手段９３は、安価でメンテナンスが容易なように調整部９３ａによって伸縮調整可能なターンバックルタイプとなっていて、調整部９３ａを右回転又は左回転させることで、二重コイルばね９に矢印イ方向の荷重を与え、濾過用隙間ｄが確保されるようになっている。
【００５７】
この場合、ターンバックルにかえて水圧あるいは油圧等を用いたシリンダタイプとする等適宜実施してよい。
【００５８】
吸引手段９５は、スクロール式真空ポンプＰが用いられている。真空ポンプＰと濾過手段９１との間には、前記真空ポンプＰの作動で内部が負圧となる密閉された回収タンク１０５が設けられ、前記真空ポンプＰは、ホース９９を介して前記回収タンク１０５及び二重コイルばね９の濾過水取出口１０１と接続連通し合う形状となっている。
【００５９】
したがって、濾過手段９１となる二重コイルばね９を例えば、ワイン工場等において葡萄を絞った原水タンク１０３内へ投入した後、真空ポンプＰを作動させ前記回収タンク１０５を負圧域とすることで、原水の内、しぼりかすは阻止され濾過水のみ濾過用隙間ｄを通過し回収タンク１０５内へ取り出すことが可能となる。
【００６０】
この場合、濾過用隙間ｄは、内側コイルばね２９と外側コイルばね３１が相互に谷と谷の間に作用することで、安定した一定の状態が得られる。また、内側コイルばね２９と外側コイルばね３１による隙間の組合せによって微小な濾過用隙間ｄが得られる。
【００６１】
なお、一定期間使用後、原水タンク１０３から取出すことで、二重コイルばね９の洗浄が容易に行なえるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明にかかる実施例１の濾過装置全体の概要説明図。
【図２】濾過手段となる二重コイルばねの概要拡大切断面図。
【図３】二重コイルばねの運転停止時の動作説明図。
【図４】二重コイルばねに濾過用隙間が作られた運転時の拡大した動作説明図。
【図５】二重コイルばね全体のばね荷重をコイルばね開口金具側で支持し、大型の二重コイルばねでも対応できるようにした別の実施形態を示した概要説明図。
【図６】実施例２の濾過手段の概要説明図。
【図７】実施例２の濾過装置全体の概要説明図。
【符号の説明】
【００６３】
３…原水循環入口
５…原水循環出口
７…濾過容器
９…二重コイルばね（濾過手段）
２９…内側コイルばね
３１…外側コイルばね
３５…作動制御室
４３…荷重伝達手段
４５…作動ロッド
４９…濾過水出口
８５…差圧検知制御手段
８７…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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