(57)【要約】【課題】フィルタ装置に設けられたフィルタエレメントの寿命を長期化して、交換頻度を低下させ、メンテナンスコストを削減する。【解決手段】ハウジングの内部に多数の長尺有底の筒形フィルタエレメント２２が互いに間隔を有して並列に配置され、筒形フィルタエレメント２２は上部で仕切板１８に支持され、下部で位置決め板２６に位置決めされている。筒形フィルタエレメント２２の中間部位にスペーサ板３０が水平方向に配置されている。スペーサ板３０の外周縁３０ａに半円形状の凹部３４が刻設され、内側部位に円形孔３２が穿設されている。筒形フィルタエレメント２２の外周縁３０ａと胴部内面１２ａとの間に筒形フィルタエレメント２２を配置可能な間隔Ｉが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液の流入口及び流出口を有するハウジングと、該ハウジングの内部に設けられた複数の筒形フィルタエレメントとを備え、前記ハウジングの内部で被処理液が該筒形フィルタエレメントを透過するように流路形成されたフィルタ装置であり、
前記複数の筒形フィルタエレメントの少なくともいずれか一端部において、該筒形フィルタエレメントを互いに間隔を置き並列に支持する支持部材と、
外周縁に、前記ハウジングの内面との間に前記筒形フィルタエレメントを配置可能とする複数の凹部を有し、内側部位に前記筒形フィルタエレメントを収容する収容部を有するスペーサ板とを備え、
前記複数の筒形フィルタエレメントは、前記凹部、又は前記収容部に位置決めされていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記ハウジングが円形の横断面を有し、
前記スペーサ板は、前記筒形フィルタエレメントの軸方向と交差する方向に配置される円形の板状体であり、前記収容部には、前記筒形フィルタエレメントが挿入され位置決めされる挿入孔を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記スペーサ板は、渦巻き形状を有し、前記渦巻き形状をなす部位間の間隔が前記筒形フィルタエレメントの直径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記スペーサ板は、前記渦巻き形状をしたスペーサ板の中心部と周辺部とを前記筒形フィルタエレメントの軸方向に異ならせ螺旋形状にしてなることを特徴とする請求項３に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記スペーサ板は、周方向複数箇所において該スペーサ板の外周縁と前記ハウジングの隔壁との間に架設された支持具で支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングの内部に多数のフィルタエレメントを備えたフィルタ装置において、該フィルタエレメントの寿命を長期化可能にしたフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水淡水化プラントでは、海水から真水を得る方法として、海水を蒸発させて真水を得る蒸発法や、半透膜を使用した逆浸透法を採用している。後者の逆浸透法は、半透膜（逆浸透膜）に接した海水に浸透圧より大きい圧力（逆浸透圧）を付加し、海水中の水分子だけを半透膜から通過させ、真水を得る方法である。例えば、特許文献１には逆浸透法を採用した海水淡水化装置が開示されている。
【０００３】
逆浸透法は、蒸発法よりエネルギ効率に優れている反面、逆浸透膜が海水に含まれる微生物や懸濁物質で目詰まりしないように、入念に前処理する必要がある。例えば、前処理として、限外濾過膜（ＵＦ膜）又は精密濾過膜（ＭＦ膜）を用いたフィルタ装置で、海水中の懸濁物質を除去する必要がある。そのため、これらフィルタ装置のメンテナンスにコストがかかるという問題がある。特許文献２及び３にはフィルタ装置の構成例が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ハウジングの内部にガスの流入口側と流出口側とを仕切る仕切板が設けられ、該仕切板に多数の筒形フィルタエレメントが並列に配置されたフィルタ装置が開示されている。都市ごみ処理プラント等から排出される煤塵などを含んだガスをこのフィルタ装置に導入し、該筒形フィルタエレメントに導いて、煤塵などの塵埃を捕集するようにしている。
【０００５】
特許文献３には、貨物用船舶等に搭載されたバラスト水製造用の濾過槽が開示されている。この濾過槽は、ハウジングの内部に海水の流入口側と流出口側とを仕切る仕切板が設けられ、該仕切板に複数の筒形フィルタエレメントが並列に配置されている。該筒形フィルタエレメントは精密濾過膜や限外濾過膜等で構成されている。ハウジング内に導入された海水は、筒形フィルタエレメントを通過することによって濾過され、バラスト水として使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／０６１６６６号公報
【特許文献２】特開２００１−２５６３１号公報
【特許文献３】特開２００９−２４１０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
海水淡水化プラントにおける前処理用フィルタ装置においても、特許文献１又は２と同様に、筒形フィルタエレメントを用いたフィルタ装置が多く使用されている。筒形フィルタエレメントは、精密濾過膜又は限外濾過膜等で構成されている。精密濾過膜又は限外濾過膜は、例えば、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド等の材料を織物状又はシート状にして製作されている。そのため、筒形フィルタエレメントは可撓性又は柔軟性を有する。
【０００８】
筒形フィルタエレメントの濾過能力を増加させるためには、筒形フィルタエレメントの軸方向長さを増大させるか、あるいはハウジング内に多数の筒形フィルタエレメントを狭い間隔で密集配置させる必要がある。この状態を図７で模式的に示す。図７において、フィルタ装置１００のハウジング１０２の下部に、流入管１０４が設けられ、上部に流出管１０６が設けられている。ハウジング内の上部空間に仕切板１０８が水平方向に設けられ、仕切板１０８に精密濾過膜又は限外濾過膜で構成された多数の長尺有底の筒形フィルタエレメント１１０が固定されている。
【０００９】
筒形フィルタエレメント１１０は、狭い間隔で並列に配置され、その上部が仕切板１０８に取り付けられ、仕切板１０８から吊下されている。筒形フィルタエレメント１１０の下部は、海水流入空間をもつ位置決め部材１１２によって固定されている。流入管１０４から流入した海水ｗは、筒形フィルタエレメント１１０で含有する微生物や懸濁物質が濾過され、流出管１０６から後工程へ送られる。
【００１０】
筒形フィルタエレメント１１０は、流入する海水ｗによって外側から内側へ向かう圧力が付加される。筒形フィルタエレメント１１０は可撓性又は柔軟性を有するので、２点鎖線で示すように、中間部位が中心側に向かって押し付けられた状態となる。位置決め部材１１２が設けられていない場合は、中間部位から下方が中心側に向かって押し付けられる。そのため、筒形フィルタエレメント１１０の中間部位は圧密状態となって、海水ｗが流入しなくなり、専ら上下両端域で濾過が行われるようになる。
【００１１】
従って、筒形フィルタエレメント１１０の上下両端域で目詰まりや劣化が進み、筒形フィルタエレメント１１０の寿命が短くなり、交換頻度が高まることになる。そのため、メンテナンスコストが増大するという問題がある。
【００１２】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、フィルタ装置に設けられたフィルタエレメントの寿命を長期化して、交換頻度を低下させ、メンテナンスコストを削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、被処理液の流入口及び流出口を有するハウジングと、ハウジングの内部に設けられた複数の筒形フィルタエレメントとを備え、ハウジングの内部で被処理液が筒形フィルタエレメントを透過するように流路形成されたフィルタ装置に適用される。そのため、被処理液は必ず筒形フィルタエレメントを通って濾過される。
【００１４】
また、筒形フィルタエレメントの軸方向の少なくともいずれか一端部を支持する支持部材を備え、筒形フィルタエレメントはこの支持部材によって互いに間隔を置きかつ並列に配置されている。また、筒形フィルタエレメントの両端部位の間で筒形フィルタエレメントを固定するスペーサ板を備えている。このスペーサ板は、外周縁にハウジング内面との間に筒形フィルタエレメントを配置可能とする凹部を有すると共に、内側部位に筒形フィルタエレメントを収容する収容部を有する。このスペーサ板によって、筒形フィルタエレメントの軸方向中間部位は、所期の位置に位置決めされる。
【００１５】
これによって、筒形フィルタエレメントの中間部位は、流入する被処理液による圧力に抗して所期の間隔を維持できるので、筒形フィルタエレメントは、軸方向に沿って均等な濾過作用を維持できる。このように、一部の部位に海水が集中しないので、目詰まりや劣化は軸方向に均一に生じるようになる。従って、筒形フィルタエレメントの寿命を長期化できる。これによって、筒形フィルタエレメントの交換頻度を低下させ、メンテナンスコストを削減できる。
【００１６】
また、スペーサ板は、外周縁に設けられた凹部でも筒形フィルタエレメントを位置決めしているので、筒形フィルタエレメントの数を減らすことなく、スペーサ板の面積を低減できる。このように、スペーサ板の設置面積を低減できるので、スペーサ板を内蔵するハウジングの容積を低減でき、フィルタ装置を低コスト化できる。
【００１７】
例えば、ハウジングが円形の横断面を有する場合、スペーサ板は、筒形フィルタエレメントの軸方向と交差する方向に配置される円形の板状体であり、前記収容部には筒形フィルタエレメントが挿入され位置決めされる挿入孔を有するとよい。これによって、筒形フィルタエレメントの数を減らすことなく、ハウジング内面とスペーサ板との間の間隔分だけスペーサ板の大きさを低減できる。そのため、スペーサ板の設置面積を低減でき、かつハウジングの容積を低減できる。
【００１８】
また、スペーサ板は、渦巻き形状を有し、渦巻き形状をなす部位間の間隔が筒形フィルタエレメントの直径より大きくなるように形成されているとよい。これによって、スペーサ板の外周縁に設けられた凹部に筒形フィルタエレメントを位置決めできると共に、渦巻き形状をなす部位間に筒形フィルタエレメントを配置できる。そのため、スペーサ板の内側部位で、筒形フィルタエレメントの位置決めが容易になると共に、筒形フィルタエレメントの位置決めの自由度を広げることができる。
【００１９】
また、スペーサ板は、渦巻き形状のスペーサ板の中心部と周辺部とを筒形フィルタエレメントの軸方向に異ならせ螺旋形状にするとよい。このように、スペーサ板を３次元に亘る螺旋形状にしたことで、筒形フィルタエレメント周囲の被処理液の流れを良好に保持できる。そのため、筒形フィルタエレメントの濾過作用を良好に保持できる。
【００２０】
また、スペーサ板は、周方向複数箇所において該スペーサ板の外周縁とハウジングの隔壁との間に架設された支持具で支持されているとよい。これによって、スペーサ板の外周縁とハウジング内面との間に、筒形フィルタエレメントを配置可能な間隔を保持した状態で、スペーサ板をハウジングに固定できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、筒形フィルタエレメントの軸方向両端部位の間にスペーサ板を設け、筒形フィルタエレメントの中間部位の所期の間隔を確保できるようにしたので、筒形フィルタエレメントの目詰まりや劣化を軸方向で均一にでき、そのため、筒形フィルタエレメントの寿命を長期化できる。従って、筒形フィルタエレメントの交換頻度を低下させ、メンテナンスコストを節減できる。また、スペーサ板の外周縁にも筒形フィルタエレメントを位置決め可能にしたので、スペーサ板の面積及びハウジングの容積を低減でき、低コスト化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフィルタ装置の一部断裁正面図である。
【図２】第１実施形態に係るフィルタ装置の位置決め板の平面図である。
【図３】第１実施形態に係るフィルタ装置のスペーサ板の平面図である。
【図４】（Ａ）は図３中のＡ―Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）と同一部位の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るスペーサ板の平面図である。
【図６】前記第２実施形態に係るスペーサ板の変形例を示す斜視図である。
【図７】従来のフィルタ装置を模式的に示す正面視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２４】
（実施形態１）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すフィルタ装置１０は、逆浸透法を採用した海水淡水化プラントに用いられ、前処理として海水中の微生物や懸濁物質を除去するものである。フィルタ装置１０のハウジングは、上下方向に立設され、その主要部は円形断面をもつ円筒形の胴部１２と、胴部１２と一体の椀状の底部１３と、胴部１２と別体の上蓋１５とからなっている。底部１３に海水ｗが流入する流入管１４が接続され、上蓋１５に、流出管１６が接続され、微生物や懸濁物質を除去された海水ｗが流出管１６から次工程に送られる。
【００２５】
胴部１２と上蓋１５とを仕切板１８を挟んでボルト結合している。これによって、仕切板１８が水平方向に設けられ、ハウジング内の上部空間を仕切っている。仕切板１８には、多数の円形孔２０が等間隔に分散配置されている。各円形孔２０に筒形フィルタエレメント２２の上端が挿入され、筒形フィルタエレメント２２の上端は、ナット２４で仕切板１８に固定されている。筒形フィルタエレメント２２は、小径で軸方向に長い中空円筒形を有し、上端は開放され、下端は有底で袋状に形成されている。
【００２６】
筒形フィルタエレメント２２は、例えば、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド等の材料を織物状又はシート状にして製作された精密濾過膜又は限外濾過膜で構成され、可撓性及び柔軟性を有する。こうして、筒形フィルタエレメント２２は、仕切板１８から重力方向へ吊下されている。
【００２７】
ハウジング内の下部に、位置決め板２６が水平方向に固定され、筒形フィルタエレメント２２の下端は、位置決め板２６によって搖動しないように位置決めされている。図２に位置決め板２６の構成を示す。位置決め板２６は、格子状に縦横に組み込まれたバー２８で構成されている。各バー２８の間に形成された空間に筒形フィルタエレメント２２の下端が挿入され、搖動しないように位置決めされている。バー２８と筒形フィルタエレメント２２との間には海水ｗが流入できる隙間ｓが形成されている。
【００２８】
筒形フィルタエレメント２２の中間部位には、スペーサ板３０が設けられている。図３に示すように、スペーサ板３０は、円形の板状体で構成され、その外周縁３０ａは胴部１２の内面１２ａに対して筒形フィルタエレメント２２を配置可能な一定間隔Ｉを有する。スペーサ板３０の内側領域に、筒形フィルタエレメント２２が遊嵌状態で挿入される多数の円形孔３２が等間隔に穿設されている。外周縁３０ａには、周方向等間隔に半円形状の凹部３４が刻設されている。
【００２９】
スペーサ板３０の周方向４か所に支持具３６が設けられ、スペーサ板３０は、支持具３６でハウジング１２の隔壁に固定されている。図４に支持具３６の構成を示す。支持具３６は、スペーサ板３０の外周縁３０ａを把持する把持部３６ａと、バー部３６ｂと、バー部３６ｂの先端にＬ字形に下向きに一体形成された係止板３６ｃとで構成されている。胴部内面１２ａには、四角形の支持板３７が溶接されている。支持板３７には挿入孔３７ａが穿設されている。係止板３６ｃが挿入孔３７ａに挿入されてスペーサ板３０が支持されている。スペーサ板３０は、下方から流入する海水ｗの圧力で支持板３７から浮き上がらないように、一定の重量を有する。
【００３０】
各円形孔３２には筒形フィルタエレメント２２が挿入され、凹部３４に筒形フィルタエレメント２２が収容されている。仕切板１８に設けられた円形孔２０と、スペーサ板３０に設けられた円形孔３２及び凹部３４とは、平面視で重なる位置に配置されている。これによって、筒形フィルタエレメント２２を直線状のまま固定できる。スペーサ板３０には、各凹部３４の近傍に小孔３８が穿設されている。凹部３４に収容される筒形フィルタエレメント２２は、必要に応じて、適宜結束バンド３９を用い、結束バンド３９を小孔３８に通して、スペーサ板３０に緊締されるとよい。
【００３１】
かかる構成において、流入管１４からハウジング内に流入した海水ｗは、位置決め板２６に形成された隙間ｓ及び胴部内面１２ａと位置決め板２６との隙間から位置決め板２６の上方に流入する。位置決め板２６の上方に流入した海水ｗは、筒形フィルタエレメント２２を通って濾過され、海水ｗに含有した微生物や懸濁物質が除去される。こうして濾過後の海水ｗは、筒形フィルタエレメント２２の開放された上端を通り、流出管１６から次工程の逆浸透膜を用いた淡水化処理装置（図示省略）に送られる。
【００３２】
筒形フィルタエレメント２２の交換時には、上蓋１５を胴部１２から取り外し、仕切板１８と共に、筒形フィルタエレメント２２を吊り上げる。スペーサ板３０及び支持具３６もスペーサ板３０と共に吊り上げられる。次に、仕切板１８から筒形フィルタエレメント２２を外し、新しい筒形フィルタエレメント２２を仕切板１８に取り付ける。次に、取り外し時と同じ要領で、スペーサ板３０及び支持具３６が付設された筒形フィルタエレメント２２を、仕切板１８と共に、ハウジング内に挿入する。そして、仕切板１８を上蓋１５と胴部１２とで挟みボルト結合する。
【００３３】
本実施形態によれば、筒形フィルタエレメント２２の軸方向中間部位は、スペーサ板３０の円形孔３２に挿入されるか、あるいは凹部３４に収容されて位置決めされている。これによって、筒形フィルタエレメント２２は、流入する海水ｗによる圧力に抗して所期の互いの間隔を維持できる。そのため、筒形フィルタエレメント２２の軸方向に、海水ｗが均等に流入するので、筒形フィルタエレメント２２の軸方向に沿って均等な濾過作用を維持できる。従って、筒形フィルタエレメント２２の一部の部位に局部的に過度の目詰まりや劣化が発生しない。従って、筒形フィルタエレメント２２の寿命を長期化できるので、筒形フィルタエレメント２２の交換頻度を低下させ、メンテナンスコストを削減できる。
【００３４】
また、スペーサ板３０は、外周縁３０ａに刻設された凹部３４で筒形フィルタエレメント２２を固定するように構成されているので、胴部内面１２ａとスペーサ板３０の外周縁３０ａとの間に設けられた間隔Ｉだけスペーサ板３０の大きさを低減できる。そのため、スペーサ板３０を収容するハウジングの内部容積も低減できるので、フィルタ装置全体を低コスト化できる。また、スペーサ板３０を支持する支持具３６が支持板３７の挿入孔３７ａに上方から挿入される構成になっているので、筒形フィルタエレメント２２の交換時、筒形フィルタエレメント２２の取り出し及び取り付けが容易である。
【００３５】
なお、第１実施形態では、筒形フィルタエレメント２２の中間部位にスペーサ板３０を１段に配置しているが、複数段に配置してもよい。ただし、海水ｗの流れを阻害しないように配慮する必要がある。海水ｗの流動性を保持するため、例えば、海水ｗの圧力を大きく受ける外側領域（ハウジング１２の横断面全体の１／３〜１／２）のみにスペーサ板３０を設けるようにしてもよい。これによって、胴部１２の横断面中央域の海水ｗの流れを良好に維持し、この領域の濾過機能を良好に維持できる。
【００３６】
（実施形態２）
本発明の第２実施形態を図４により説明する。本実施形態は、渦巻き形状のスペーサ板４０を用いた例である。スペーサ板４０の外周縁には、等間隔に半円形状の凹部４２が刻設されている。スペーサ板４０の内側部位には凹部４２は設けられておらず、外側部位との間隔が渦巻き方向で常にＬになるように形成されている。間隔Ｌは筒形フィルタエレメント２２の直径より微小寸法大きく形成され、間隔Ｌに筒形フィルタエレメント２２を挿入可能に形成されている。スペーサ板４０以外の構成は第１実施形態と同一である。
【００３７】
本実施形態では、スペーサ板４０の外周縁に設けられた凹部４２に筒形フィルタエレメント２２を収容し、必要とあれば、結束バンド３９を用いて筒形フィルタエレメント２２をスペーサ板４０に緊締する。一方、スペーサ板４０の内側部位では間隔Ｌに等間隔に多数の筒形フィルタエレメント２２を挿入し、位置決めする。即ち、スペーサ板４０には渦巻き方向に沿って多数の小孔３８が設けられ（図５では１部のみ図示）、小孔３８に結束バンド３９を通して各筒形フィルタエレメント２２を内側又は外側に位置するスペーサ板４０に緊締する。
【００３８】
本実施形態によれば、スペーサ板４０の内側部位では、筒形フィルタエレメント２２を位置決めするために、第１実施形態のように円形孔３２を設ける必要がない。そのため、スペーサ板４０の構成を簡易かつ低コストにできる。また、スペーサ板４０の間隔Ｌは筒形フィルタエレメント２２の直径より微小寸法大きく形成されているので、筒形フィルタエレメント２２の位置決め又は固定が容易になる。さらに、スペーサ板４０の内側部位では、筒形フィルタエレメント２２の設置位置を渦巻き方向に自由度をもって選定できる利点がある。
【００３９】
（実施形態３）
図５に、第２実施形態の変形例を示す。この変形例は、渦巻き形状のスペーサ板４０を立体的に変形して螺旋形状にしたスペーサ板５０を用いた例である。即ち、スペーサ板５０の中央部位を周辺部位に対して上方に位置させ、螺旋形状にしたものである。スペーサ板５０の外周縁には、第２実施形態と同様に、半円形状の凹部５２が等間隔に設けられている。かかる形状のスペーサ板５０を用いることで、筒形フィルタエレメント２２の中間部位の外側領域の海水ｗの流れを良好に維持できる。そのため、中間部位の筒形フィルタエレメント２２の濾過機能を高く維持できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、フィルタ装置に設けられたフィルタエレメントの寿命を長期化して、交換頻度を低下させ、メンテナンスコストを削減できる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１００                    フィルタ装置
１２                            胴部
１２ａ                        胴部内面
１３                            底部
１４，１０４                    流入管
１５                            上蓋
１６，１０６                    流出管
１８，１０８                    仕切板
２０                            円形孔
２２，１１０                    筒形フィルタエレメント
２４                            ナット
２６                            位置決め板
２８                            バー
３０，４０，５０                スペーサ板
３０ａ                        外周縁
３２                            円形孔（挿入孔）
３４、４２，５２                凹部
３６                            支持具
３６ａ                        把持部
３６ｂ                        バー部
３６ｃ                        係止板
３７                            支持板
３７ａ                        挿入孔
３８                            小孔
３９                            結束バンド
１０２                          ハウジング
１１２                          位置決め部材
ｓ                              隙間
ｗ                              海水
【図１】
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【図２】
2013180223.tif 000004
【図３】
2013180223.tif 000005
【図４】
2013180223.tif 000006
【図５】
2013180223.tif 000007
【図６】
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【図７】
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