(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔本体内をろ過水室とエレメント室とに仕切る目板に形成された複数の集水孔のそれぞれに支持されるフィルタ部材であって、
前記目板の集水孔に上端側が挿通され、ろ過水室側で係止されることにより前記エレメント室内に吊り下げ支持される多孔管と、
前記多孔管の周囲に装着され、被処理水を外側から内側へと通過させてろ過する、略筒状に形成されたカートリッジ型のろ過エレメントと、
前記多孔管に装着され、前記ろ過エレメントの下端位置を規制する下端位置規制部材と、
前記ろ過エレメントの上端と前記目板の下面との間に装着され、ろ過エレメントを前記下端位置規制部材に向かって付勢するバネ部材と
を具備することを特徴とするフィルタ部材。
【請求項２】
前記ろ過エレメントが、前記多孔管に沿って複数直列に配設されていることを特徴とする請求項１記載のフィルタ部材。
【請求項３】
複数の集水孔が形成された目板を備え、該目板を境として上部がろ過水室を、下部がエレメント室をそれぞれ構成する塔本体と、前記目板の各集水孔に支持され、前記エレメント室内に複数配設されるフィルタ部材とを具備したろ過装置であって、
前記フィルタ部材が、
前記目板の集水孔に上端側が挿通され、ろ過水室側で係止されることにより前記エレメント室内に吊り下げ支持される多孔管と、
前記多孔管の周囲に装着され、被処理水を外側から内側へと通過させてろ過する、略筒状に形成されたカートリッジ型のろ過エレメントと、
前記多孔管に装着され、前記ろ過エレメントの下端位置を規制する下端位置規制部材と、
前記ろ過エレメントの上端と前記目板の下面との間に装着され、ろ過エレメントを前記下端位置規制部材に向かって付勢するバネ部材と
を具備して構成されることを特徴とするろ過装置。
【請求項４】
前記ろ過エレメントが、前記多孔管に沿って複数直列に配設されていることを特徴とする請求項３記載のろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般産業復水、上水、工業用水、工場排水、発電所用水、ボイラ復水処理等のろ過などに用いられるフィルタ部材及び該フィルタ部材を具備したろ過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、火力発電所では、ボイラで発生した水蒸気を高圧タービン、低圧タービンの順に送り、各タービンで発電機を回転させて発電し、発電後の蒸気を復水器で冷却して復水として復水浄化系へ送り、繰り返し使用している。復水浄化系では、復水をろ過装置、復水脱塩装置の順に送り、ボイラ等の機器類や配管等の配管材料から発生した酸化鉄微粒子等の懸濁物質やＣｕイオン、Ｎａイオン、Ｃｌ−イオン等の種々のイオン成分を除去した後、復水を低圧給水加熱器、高圧給水加熱器の順に通し、ボイラへ送る。
また、沸騰水型原子力発電所（ＢＷＲ）では、原子炉で発生した水蒸気を高圧タービン、低圧タービンの順に送り、各タービンで発電機を回転させて発電し、発電後の蒸気を復水器で冷却して復水として復水浄化系へ送り、繰り返し使用している。復水浄化系では、復水をろ過装置、復水脱塩装置の順に送り、原子炉等の機器類や配管等の配管材料から発生した酸化鉄微粒子等の懸濁物質やＣｕイオン、Ｎａイオン、Ｃｌ−イオン等の種々のイオン成分を除去した後、復水を低圧給水加熱器、高圧給水加熱器の順に通し、原子炉へ送る。また、発電所には復水浄化系のほかに、原子炉冷却材浄化系や燃料プール冷却浄化系が付設されており、これらの浄化系においても系内で発生した懸濁物質やイオン成分を除去している。
【０００３】
上記した各浄化系で使用されるろ過装置としては、例えば、塔本体内に横設される目板に形成された集水孔に、フィルタ部材を吊り下げ支持させたものが用いられる。また、ろ過エレメントとしては、コアの周囲にろ過膜を例えばプリーツ状に折り畳んで配設すると共に、外側を例えばポリプロピレン製ネットで被覆した略筒状のカートリッジ型のものが用いられ、このろ過エレメントの中空部を貫通するように多孔管を配置し、該多孔管の上端側を、上記した目板の集水孔に挿入し、目板を境に上部に形成されるろ過水室側に突出させ、ナットを用いて固定し吊り下げている。目板の下端とろ過エレメントの上端との間には、筒状のスペーサ部材が配置されており、これによりろ過エレメントの上端位置が規制されている。また、多孔管の下端側においては、ナットが装着され、ろ過エレメントの下端位置がこのナットによって規制されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したカートリッジ型のろ過エレメントの長さは、通常、ある程度の製造誤差が許容されている。従って、上記のように、多孔管上のろ過エレメントの上下端位置を、スペーサ部材とナットによって固定する場合、多孔管に対してろ過エレメントが上下に移動しないように取り付けようとすると、ろ過エレメントに製造誤差が含まれている分、ろ過エレメントを装着する多孔管ごとにナットの締め付け位置を変化させる必要があり、数百本もある多孔管に対するろ過エレメントの装着作業が非常に面倒となる。
【０００５】
また、通水初期には、湿潤することにより、２本直列に配置したろ過エレメントの場合で、最大約１０ｍｍその長さが収縮する。従って、ろ過エレメントを上記の製造許容誤差を考慮して、正確に取り付けたとしても、通水を開始して湿潤した場合には、上記のナットやスペーサとろ過エレメントとの間に隙間が生じ、通水処理時にろ過エレメントが多孔管の周囲を振動して、ろ過エレメントを通過せず、未処理のままろ過水室へ送られる被処理水が生じるおそれがある。
【０００６】
一方、上記した問題を解決する技術として、目板の上方に突出させた多孔管の上端と該目板の上面との間にコイルスプリングを配設し、このコイルスプリングにより、エレメント室内に配設されたろ過エレメントを目板の下面に向かって常時押圧付勢することにより、製作許容誤差及び湿潤時の収縮量を吸収する手段が知られている。
【０００７】
しかしながら、上記技術において使用するコイルスプリングとしては、上記の製作許容誤差（±数ｍｍ）と湿潤時の最大収縮量（約１０ｍｍ）を考慮すると、材質、線径、コイル平均直径等によっても異なるが、自由長約１００ｍｍ〜約１５０ｍｍ程度のものが必要となる。これに、その他の固定用ナット等の厚みを考慮すると、約２００ｍｍ程度は、上記多孔管が目板の上方に突出する。
【０００８】
ろ過水室内の高さは、組立て・解体や保守・点検等の作業スペース等を考慮して決められているが、実際に、原子力発電所の復水浄化系における前処理用のろ過装置等として設置する場所は、高さ制限が設けられているところが多い。従って、目板上にコイルスプリングを設けた場合には、ろ過水室の高さを高くすることができないため、作業スペースが制限される。すなわち、目板上にスプリング等が張り出す高さが高いと、組立、解体や保守、点検時に作業性が大変悪くなる。また、目板上にコイルスプリングを配置した場合には、処理水流出時の抵抗となる。さらに、コイルスプリングを配設することで錆等の発生要因が増え、処理水の水質低下を招く原因となる。
【０００９】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、カートリッジ型のろ過エレメントの製造許容誤差及び通水時の収縮量を吸収して、製造の際には多孔管に対してろ過エレメントを容易に装着でき、通水処理時においてはろ過エレメントを通過しない未処理水が生じることを防止できる構造を有していると共に、かかる構造によって、ろ過水室の作業スペースの制限、ろ過水室内における処理水の流路の乱れ、あるいは処理水質低下の新たな原因をもたらすことのないフィルタ部材及び該フィルタ部材を具備したろ過装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、塔本体内をろ過水室とエレメント室とに仕切る目板に形成された複数の集水孔のそれぞれに支持されるフィルタ部材であって、
前記目板の集水孔に上端側が挿通され、ろ過水室側で係止されることにより前記エレメント室内に吊り下げ支持される多孔管と、
前記多孔管の周囲に装着され、被処理水を外側から内側へと通過させてろ過する、略筒状に形成されたカートリッジ型のろ過エレメントと、
前記多孔管に装着され、前記ろ過エレメントの下端位置を規制する下端位置規制部材と、
前記ろ過エレメントの上端と前記目板の下面との間に装着され、ろ過エレメントを前記下端位置規制部材に向かって付勢するバネ部材と
を具備することを特徴とするフィルタ部材を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記ろ過エレメントが、前記多孔管に沿って複数直列に配設されていることを特徴とする請求項１記載のフィルタ部材を提供する。
請求項３記載の本発明では、複数の集水孔が形成された目板を備え、該目板を境として上部がろ過水室を、下部がエレメント室をそれぞれ構成する塔本体と、前記目板の各集水孔に支持され、前記エレメント室内に複数配設されるフィルタ部材とを具備したろ過装置であって、
前記フィルタ部材が、
前記目板の集水孔に上端側が挿通され、ろ過水室側で係止されることにより前記エレメント室内に吊り下げ支持される多孔管と、
前記多孔管の周囲に装着され、被処理水を外側から内側へと通過させてろ過する、略筒状に形成されたカートリッジ型のろ過エレメントと、
前記多孔管に装着され、前記ろ過エレメントの下端位置を規制する下端位置規制部材と、
前記ろ過エレメントの上端と前記目板の下面との間に装着され、ろ過エレメントを前記下端位置規制部材に向かって付勢するバネ部材と
を具備して構成されることを特徴とするろ過装置を提供する。
請求項４記載の本発明では、前記ろ過エレメントが、前記多孔管に沿って複数直列に配設されていることを特徴とする請求項３記載のろ過装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１〜図７は、本発明の一の実施形態を示す図であり、これらの図において、１はろ過装置の塔本体を示し、２はフィルタ部材を示す。塔本体１内には、複数の集水孔１０ａが形成された目板１０が配設されており、この目板１０を境として上部にろ過水室１１が、下部にエレメント室１２が形成されている。
【００１２】
フィルタ部材２は、複数の集水孔１０ａのそれぞれに対応して、エレメント室１２内に複数吊り下げ支持されている。そして、処理対象となる被処理水は、流入管１３を介してエレメント室１２内に流入し、流入した被処理水は塔下部（鏡板）にあたることにより塔下部がバッフルプレートの役目を果たし、塔内に均一に分配されて、フィルタ部材２を通過してろ過され、ろ過水としてろ過水室１１内に流入した後、流出管１４から次工程へ送られる。
【００１３】
フィルタ部材２は、具体的には、図２に示したように、多孔管２１と、この多孔管２１の周囲に装着されるろ過エレメント２２とを有して構成されている。多孔管２１は、図３に示したように、例えばステンレスから形成され、周面に多数の小穴２１ａが形成されており、その長さ方向に沿って複数本、例えば、２本のろ過エレメント２２を支持可能な長さを有している（図２参照）。
【００１４】
なお、多孔管２１において、目板１０に吊り下げた際に下端側となる端部には端壁部材２１ｂが固着されており、この端壁部材２１ｂにボルト２１ｃが外方に突出するように固着されている。また、目板１０に吊り下げた際に上端側となる端部から所定長さ下端方向に寄った位置には、その外周にフランジ２１ｄが溶接されている。目板１０の集水孔１０ａに下方から挿入した際、該フランジ２１ｄが目板１０の下面に当接し、ろ過水室１１側への多孔管２１の突出量を規制して一定にするものである。従って、フランジ２１ｄの溶接位置は、多孔管２１を集水孔１０ａに挿通した際に、該集水孔１０ａを貫通した上で、ろ過水室１１側で、集水孔１０ａからの脱落を防止するロックナット２１ｅを締結し得る位置となる（図２及び図４参照）。
【００１５】
ろ過エレメント２２は、図７に示したように、例えば、円筒形のコア２３の周囲に、ろ過膜２４をプリーツ状に折り畳んだ状態で略筒状に配設すると共に、その外周をポリプロピレン製のネット部材２５で被覆したプリーツ型フィルタが用いられる。このろ過エレメント２２の各端部には、ろ過膜を保持するための略環状のエンド部材２６が配設されており、また、コア２３の各端部２３ａ，２３ｂが外方に突出している。なお、上記の多孔管２１は、このコア２３を貫通して配設される。
【００１６】
上記したように、本実施形態では、ろ過エレメント２２が、多孔管２１の長手方向に沿って２本配設されているが、上側に配置されるろ過エレメント２２におけるコア２３の上端側の端部２３ａには、図５に示したように、Ｏリング２３ｃを介在させた上で、上部ソケット２７が装着されている。また、下側に配置されるろ過エレメント２２におけるコア２３の下端側の端部２３ｂには、図６に示したように、中央部に多孔管２１のボルト２１ｃが挿通される挿通孔を有する下部ソケット２８がＯリング２３ｃを介在させた上で装着されている。なお、挿通孔からの未処理水のリークを防止するため、下部ソケット２８を挟んだボルト２１ｃの周囲には、封止用ガスケット２８ａ，２８ｂが装填されている。さらに、上側に配置されたろ過エレメント２２の下端側の端部２３ｂと下側に配置されたろ過エレメント２２の上端側の端部２３ａとの間には、図２に示したように、それぞれＯリング（図示せず）を介在させた上で、両者間を密閉的に接続する接続ソケット２９が装着されている。
【００１７】
ボルト２１ｃにおける下部ソケット２８の下側には、ろ過エレメント２２の下端位置を規制する下端位置規制部材としての下部ナット３０がワッシャ３０ａを介して配設されている（図２及び図６参照）。もちろん、この下部ナット３０は、ろ過エレメント２２の下方への移動を防止できるものであればよく、かかる機能を果たせる限り、その配設数は何ら限定されるものではない。
【００１８】
また、本実施形態においては、下部ナット３０の下側において、ボルト２１ｃをフラットバー３１に形成された連結孔に挿通することにより、該フラットバー３１に係合させており、フラットバー３１のボルト２１ｃからの離脱を防止すると共に、上記の下部ナット３０と共にろ過エレメント２２の下端位置を規制する機能も担う２つのロックナット３２，３３を螺合させている。なお、フラットバー３１とは、格子状に形成され、前後左右に所定間隔ごとに上記連結孔が穿設された構造を有しており、塔本体１内に多数配置されるフィルタ部材２における多孔管２１のボルト２１ｃ同士を連結して、隣接するフィルタ部材２同士の間隔を一定に保つ役割を果たすものである。
【００１９】
多孔管２１を目板１０の集水孔１０ａに挿通して取り付けた際に、該目板１０と上記した上側に配置されるろ過エレメント２２との間、本実施形態では、図４に示したように、多孔管２１に目板１０の下面に当接するフランジ２１ｄを有していると共に、上記のように該ろ過エレメント２２の上端側のコア端部２３ａに、上部ソケット２７を装着していることから、このフランジ２１ｄと上部ソケット２７との間であって、多孔管２１回りにバネ部材としてのコイルスプリング４０を配設している。
【００２０】
このコイルスプリング４０は、上端がフランジ２１ｄに当接し、下端が上部ソケット２７に当接しているため、常態において、２本のろ過エレメント２２を含む上部ソケット２７から下部ソケット２８までの部位の全てを、下端位置規制部材である下部ナット３０に押し付けるように弾発付勢する。すなわち、各ろ過エレメント２２を下端位置規制部材である下部ナット３０に向かって常時付勢するように機能する。
【００２１】
コイルスプリング４０を形成する材料は限定されるものではないが、防錆性の点から、ステンレス系の金属が好ましく、なかでもオーステナイト系のステンレスが好ましい。
【００２２】
本実施形態によれば、多孔管２１に形成したフランジ２１ｄに当接するコイルスプリング４０を介してろ過エレメント２２を多孔管２１に対して装着している。従って、製作時には、このコイルスプリング４０を装着した後、２本のろ過エレメント２２を順次押し込んで、多孔管２１から突出するボルト２１ｃの所定の位置に、下部ナット３０を螺合させれば、ろ過エレメント２２は、コイルスプリング４０によって該下部ナット３０に押し付けられるため、フィルタ部材２ごとにろ過エレメント２２の製作許容誤差を考慮して下部ナット３０の締結位置を変える必要がない。換言すれば、フィルタ部材２は、塔本体１内に複数本配設されるが、いずれのフィルタ部材２においても下部ナット３０を一定の位置で締結するだけで、コイルスプリング４０の弾発付勢力により、製作許容誤差に基づく隙間が生じることがなく、ろ過エレメント２２を通過しない未処理水が生じることを防止できる。
【００２３】
また、通水初期にろ過エレメント２２が湿潤した際には、図２のようにろ過エレメント２２を２本直列に配設した場合で、長さ方向に約５ｍｍ〜約１０ｍｍの収縮を生じる。しかしながら、本実施形態によれば、コイルスプリング４０がろ過エレメント２２を下部ナット３０方向に常時押圧している。このため、上記の収縮現象が生じても、ろ過エレメント２２と各ソケット２７，２８，２９との間等において、収縮に伴う隙間が生じることがなく、この収縮を原因とする未処理水の発生も防止できる。
【００２４】
しかも、本実施形態によれば、コイルスプリング４０が目板１０の下方のエレメント室１２内に設けている。このため、コイルスプリング４０を目板１０上に配置する従来の手段と比較して、目板１０上に突出する部材の高さは、ナット等の厚み分だけとなり、大幅に低下する。従って、ろ過装置の組立て等の作業スペースを十分確保できると共に、ろ過水室内における処理水流の抵抗となることがない。また、仮に、コイルスプリング４０に錆が発生したとしても、ろ過エレメント２２により錆が除去された後、ろ過水室１１へ供給されるため、処理水の水質低下を招くこともない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、フィルタ部材が、ろ過エレメントの上端と目板の下面との間に、ろ過エレメントを、多孔管に装着された下端位置規制部材に向かって付勢するバネ部材を備えている。従って、このバネ部材により常時ろ過エレメントを押圧しているため、ろ過エレメントの製作許容誤差及び通水による収縮量を吸収できる。このため、塔本体内に複数配設しなければならないフィルタ部材の組立作業を容易化できると共に、ろ過エレメントを通過しない未処理水の発生を防止することができる。しかも、バネ部材の配設位置が目板より下方のエレメント室内であるため、ろ過水室の作業スペースの制限、ろ過水室内における処理水の流路の乱れ、あるいは処理水質低下の新たな原因となることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施形態にかかるろ過装置の内部構造を示す図である。
【図２】本発明の一の実施形態にかかるフィルタ部材を示す図である。
【図３】上記実施形態で用いた多孔管を示す図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】図４のＣ部拡大図である。
【図６】図２のＢ部拡大図である。
【図７】上記実施形態で用いたろ過エレメントの一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  塔本体
１０  目板
１０ａ  集水孔
１１  ろ過水室
１２  エレメント室
２  フィルタ部材
２１  多孔管
２２  ろ過エレメント
３０  下部ナット
４０  コイルスプリング
【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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