(57)【要約】【課題】フィルタエレメント全体での効率的なろ過を行うことができるフィルタエレメント及び逆洗型ろ過装置を提供する【解決手段】ろ過装置Ｗに装着され装置内を流れる流体をろ過するフィルタエレメント１０であって、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部１１と、ろ材部１１の上端部を塞ぐ上蓋部１２と、ろ材部１１の内部に流入する流体をろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換する旋回流発生部１３とを備えている。【選択図】図１
2017018895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過装置に装着され該装置内を流れる流体をろ過するフィルタエレメントであって、
両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、
前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部と、
前記ろ材部の内部に流入する流体を該ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換する旋回流発生部とを備えていることを特徴とするフィルタエレメント。
【請求項２】
前記旋回流発生部は、前記ろ材部の内部に設置され且つ該ろ材部の中心軸方向に螺旋状に延びるスパイラル羽根により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項３】
前記旋回流発生部は、前記ろ材部の内部に設置され且つ該ろ材部の中心軸方向に延びる支持柱と、前記支持柱に支持されたスクリュープロペラとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項４】
前記スクリュープロペラは、前記支持柱が回転中心になり回転するようになっていることを特徴とする請求項３に記載のフィルタエレメント。
【請求項５】
複数のフィルタエレメントを収納した略中空円筒状のハウジングを備え、該ハウジングの外部から流入する流体のろ過を行いながら、順番に該フィルタエレメントの逆洗を行う逆洗型ろ過装置であって、
前記ハウジング内部を上側エリアと下側エリアの２つのエリアに仕切る棚板と、
前記ハウジングの下方側に形成され且つろ過対象の流体を前記下側エリアに流入させる装置入口と、
前記ハウジングの上方側に形成され且つ前記上側エリアからろ過された流体を排出させる装置出口と、
前記ハウジングの中心部に配置され且つ回転自在に形成された回転軸と、
前記回転軸に接続されて該回転軸の回転に伴い動作する逆洗アームとを有し、
前記棚板には複数の貫通孔が穿設され、
前記フィルタエレメントは、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部と、前記ろ材部の内部に流入する流体を該ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換する旋回流発生部とを備え、
前記ろ材部は、その下端部が前記棚板に形成された貫通孔に位置合わせされた状態で該棚板の上面に取り付けられており、
前記逆洗アームは、その一端部が前記棚板の下面に当接しながら移動し、前記複数の貫通孔のいずれかに接続され、該接続した貫通孔に位置合わせされたろ材部の内部と連通するようになっており、
前記逆洗アームと連通していない前記ろ材部の内部には、前記装置入口から流入した流体が前記貫通孔を介して該ろ材部の下端部から流入し、該流入した流体が前記旋回流発生部により前記旋回流に変換されて該ろ材部の内周面に沿って旋回しながら該ろ材部の内部から外周部を通過してろ過され、このろ過された流体が前記装置出口から排出されるようになっており、
前記逆洗アームと連通している前記ろ材部の内部には、該ろ材部の外部であって且つ前記上側エリアを流れる流体が前記ろ材部の外周部を通過して該ろ材部の内部に流入し、該流入した流体が前記旋回流発生部により前記旋回流に変換されて該ろ材部の内周面に沿って旋回しながら逆洗アームに流れていくようになっていることを特徴とする逆洗型ろ過装置。
【請求項６】
ろ過装置に装着され該装置内を流れる流体をろ過するフィルタエレメントによる流体のろ過方法であって、
前記フィルタエレメントは、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部とを備えており、
前記ろ材部の下端部から該ろ材部の内部に流体を流入させ、
前記流入させた流体を前記ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換し、該ろ材部の内周面に沿って螺旋状に旋回させながら該ろ材部の内部から外周部を通過させることで流体をろ過することを特徴とするフィルタエレメントによる流体のろ過方法。
【請求項７】
ろ過装置に装着され該装置内を流れる流体をろ過するフィルタエレメントの逆洗方法であって、
前記フィルタエレメントは、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部とを備え、
前記ろ過装置は、前記ろ材部の下端側に接続可能な逆洗アームを有し、
前記ろ材部の下端側に逆洗アームを接続し、該ろ材部の外周部から該ろ材部の内部に流体を流入させ、
前記流入させた流体を前記ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換し、ろ材部内周面に沿って旋回させながらろ材部の下端から逆洗アームの筒内に流出させることで前記フィルタエレメントを逆洗すること特徴とするフィルタエレメントの逆洗方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタエレメント、当該フィルタエレメントを備えた逆洗型ろ過装置、
及びフィルタエレメントのろ過方法及び逆洗方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンテナ船等の船舶に搭載して用いられる逆洗型ろ過装置が提案されている。ここで、図８を参照しながら、従来技術の逆洗型ろ過装置の構成を簡単に説明する。
【０００３】
図示するように、従来技術の逆洗型ろ過装置は、中空円筒状のハウジング（図示せず）の内部に、ハウジング内部を上下のエリアに仕切る棚板１００が設けられ、この棚板１００に複数のフィルタエレメント１１０が装着されている。また、棚板１００に仕切られて形成された下側エリアA１には、ハウジング内部に流体を流入させるための入口（図示せず）が設けられ、棚板１００に仕切られて形成された上側エリアA２には、ろ過した流体を排出させるための出口（図示せず）が設けられている。
【０００４】
また、フィルタエレメント１１０は、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部１１１と、その一端部（上端部）を密封する上蓋１１２とを備え、その他端部（下端部）が棚板１００に形成された貫通孔１００ａに位置合わせされた状態で、棚板１００の上面に取り付けられて固定されている。尚、ろ材部１１１の内径と、貫通孔１００ａの内径とは同じ長さ寸法になっており、ろ材部１１１は、その内周面が、貫通孔１００ａの内面と面一になるように、棚板１００に取り付けられている。
【０００５】
そして、ハウジングの下側エリアＡ１に設けられた入口からから流入し流体は、棚板１００に形成された貫通孔１００ａからろ材部１１１の内部（内側）に流入し、その後、ろ材部１１１の内部から外部に通過することでろ過され、ハウジングの上側エリアＡ２に設けられた出口から排出されるようになっている。尚、図中の矢印１３１、１３２は、ろ過される流体の流れ方向を示している。
【０００６】
また、逆洗型ろ過装置には、逆洗アーム（逆洗パイプ）１２０と、逆洗アーム１２０を駆動させる駆動機構（図示せず）とが設けられており、ろ過を行いながら、順番にフィルタエレメント１１０の洗浄ができるようになっている。この逆洗アーム１２０は、一端部が棚板１００の下側面に当接すると共に、他端部（図示せず）が汚水用の流体出口（図示せず）に接続されている。また、逆洗アーム１２０は、前記駆動機構により動作し、その一端部が棚板１００に形成された複数の貫通孔１００ａのいずれかの位置に配置され、貫通孔１００ａを介して、複数のフィルタエレメント１１０のいずれかに接続されるようになっている。
【０００７】
また、逆洗は以下のように行われる。逆洗アーム１２０に接続されたフィルタエレメント１１０に対して、ろ材部１１１の外部の流体（上側エリアＡ２に流れる流体）がろ材部１１１の内部へ流れてきて、逆洗アームに流出していく。これにより、フィルタエレメント１１０が逆洗される。尚、逆洗の方向は、図中の矢印１４１、１４２に示す方向（フィルタエレメント１１０の外部から内部へ向かう方向）であり、通常のろ過方向と逆向きになっている。尚、上記と同様の逆洗処理を行う逆洗型ろ過装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１７０４１６号公報
【発明の概要】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術の逆洗型ろ過装置は、フィルタエレメントの構造上、フィルタエレメント全体での効率的ろ過ができないという技術的課題を有している。
【００１０】
具体的には、従来技術の逆洗型ろ過装置は、上述した図８に示すように、ろ過している最中に、フィルタエレメント１１０の下方から上方への直線的な強い流れが発生すると共に、フィルタエレメント１１０の下方側ではフィルタエレメント１１０（ろ材部１１１）の内側から外側へ向かう流れが殆ど発生せず、且つフィルタエレメント１１０の上方側ではフィルタエレメント１１０（ろ材部１１１）の内側から外側へ向かう流れが集中的に発生するようになっている。その結果、従来技術の逆洗型ろ過装置には、ろ過がフィルタエレメント１１０の上方で集中的に行われ、フィルタエレメント１１０全体での効率的なろ過ができず、短時間でフィルタエレメント１１０が閉塞する現象が発生するという技術的課題が生じている。
【００１１】
また、従来技術の逆洗型ろ過装置は、逆洗している最中に、フィルタエレメント１１０の上方側において、フィルタエレメント１１０（ろ材部１１１）の中心軸方向の流れが殆ど発生しない。また、従来技術の逆洗型ろ過装置は、逆洗している最中に、フィルタエレメント１１０の上方側ではフィルタエレメント１１０の外側から内側に向かう流れ（所謂逆洗の流れ）が殆ど発生せず、フィルタエレメント１１０の下方側ではフィルタエレメント１１０の外側からフィルタエレメント１１０の内側に向かう流れが集中的に発生するようになっている。その結果、従来技術では、逆洗がフィルタエレメント１１０の下方で集中的に行われ、逆洗をしてもフィルタエレメント１１０の上方側の固形異物を十分に除去することができず、ろ材部１１１の閉塞が解消されないという技術的課題が生じている。すなわち、従来技術の逆洗型ろ過装置は、閉塞し易いフィルタエレメント１１０の上方側の逆洗を効果的に行うことができず、結果的に、フィルタエレメント１１０全体での効率的なろ過が阻害されている。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタエレメント全体での効率的なろ過を行うことができるフィルタエレメント及び逆洗型ろ過装置を提供することにある。また、本発明の目的は、フィルタエレメント全体での効率的なろ過を行うことができるフィルタエレメントのろ過方法及び逆洗方法を提供することにある。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた本発明は、ろ過装置に装着され該装置内を流れる流体をろ過するフィルタエレメントであって、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部と、前記ろ材部の内部に流入する流体を該ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換する旋回流発生部とを備えていることを特徴とする。
ここで、前記旋回流発生部は、前記ろ材部の内部に設置され且つ該ろ材部の中心軸方向に螺旋状に延びるスパイラル羽根により構成されていてもよい。
また、前記旋回流発生部は、前記ろ材部の内部に設置され且つ該ろ材部の中心軸方向に延びる支持柱と、前記支持柱に支持されたスクリュープロペラとを備えている構成であってもよい。また、前記スクリュープロペラは、前記支持柱が回転中心になり回転するようになっていてもよい。尚、スクリュープロペラには、船舶のスクリュー、航空機のプロペラ、送風機（換気扇、扇風機等）の送風ファン等が適用される。
【００１４】
このように、本発明では、ろ過装置のフィルタエレメントに、ろ材部の内部に流入する流体をろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換する旋回流発生部を設ける構成を採用している。この構成により、フィルタエレメントの内部（内側）に流入してくる流体が、フィルタエレメントの内壁面（内周面）に沿った流れ（旋回流）になり、フィルタエレメントの内部の一端側から他端側に向かう直線的な強い流れの発生が抑制される。このことにより、フィルタエレメントの内部から外部へ向かう流れの分布がフィルタエレメント全体で均一化され、フィルタエレメント全体での効率的なろ過が実現される。
また、上記構成によれば、フィルタエレメントを逆洗する際、フィルタエレメントの内部（内側）に流入してくる流体が、フィルタエレメントの内壁面（内周面）に沿った流れになり、この流れがフィルタエレメントの内壁面に付着、堆積した固形異物を効率的に取り去る。また、上記構成によれば、逆洗する際に、フィルタエレメントの外部から内部への流体の流れが、フィルタエレメントの下方に集中することが抑制される。
【００１５】
また、本発明は、複数のフィルタエレメントを収納した略中空円筒状のハウジングを備え、該ハウジングの外部から流入する流体のろ過を行いながら、順番に該フィルタエレメントの逆洗を行う逆洗型ろ過装置であって、前記ハウジング内部を上側エリアと下側エリアの２つのエリアに仕切る棚板と、前記ハウジングの下方側に形成され且つろ過対象の流体を前記下側エリアに流入させる装置入口と、前記ハウジングの上方側に形成され且つ前記上側エリアからろ過された流体を排出させる装置出口と、前記ハウジングの中心部に配置され且つ回転自在に形成された回転軸と、前記回転軸に接続されて該回転軸の回転に伴い動作する逆洗アームとを有し、前記棚板には複数の貫通孔が穿設され、前記フィルタエレメントは、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部と、前記ろ材部の内部に流入する流体を該ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換する旋回流発生部とを備え、前記ろ材部は、その下端部が前記棚板に形成された貫通孔に位置合わせされた状態で該棚板の上面に取り付けられており、前記逆洗アームは、その一端部が前記棚板の下面に当接しながら移動し、前記複数の貫通孔のいずれかに接続され、該接続した貫通孔に位置合わせされたろ材部の内部と連通するようになっており、
前記逆洗アームと連通していない前記ろ材部の内部には、前記装置入口から流入した流体が前記貫通孔を介して該ろ材部の下端部から流入し、該流入した流体が前記旋回流発生部により前記旋回流に変換されて該ろ材部の内周面に沿って旋回しながら該ろ材部の内部から外周部を通過してろ過され、このろ過された流体が前記装置出口から排出されるようになっており、
前記逆洗アームと連通している前記ろ材部の内部には、該ろ材部の外部であって且つ前記上側エリアを流れる流体が前記ろ材部の外周部を通過して該ろ材部の内部に流入し、該流入した流体が前記旋回流発生部により前記旋回流に変換されて該ろ材部の内周面に沿って旋回しながら逆洗アームに流れていくようになっていることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、フィルタエレメント全体での効率的なろ過を行うことができる逆洗型ろ過装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明は、ろ過装置に装着され該装置内を流れる流体をろ過するフィルタエレメントによる流体のろ過方法であって、前記フィルタエレメントは、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部とを備えており、前記ろ材部の下端部から該ろ材部の内部に流体を流入させ、前記流入させた流体を前記ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換し、該ろ材部の内周面に沿って螺旋状に旋回させながら該ろ材部の内部から外周部を通過させることで流体をろ過することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、ろ過装置に装着され該装置内を流れる流体をろ過するフィルタエレメントの逆洗方法であって、前記フィルタエレメントは、両端が貫通している中空円筒状に形成されたろ材部と、前記ろ材部の上端部を塞ぐ上蓋部とを備え、前記ろ過装置は、前記ろ材部の下端側に接続可能な逆洗アームを有し、前記ろ材部の下端側に逆洗アームを接続し、該ろ材部の外周部から該ろ材部の内部に流体を流入させ、前記流入させた流体を前記ろ材部の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換し、ろ材部内周面に沿って旋回させながらろ材部の下端から逆洗アームの筒内に流出させることで前記フィルタエレメントを逆洗すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フィルタエレメント全体での効率的なろ過を行うことができるフィルタエレメント及び逆洗型ろ過装置を提供することができる。また、本発明によれば、フィルタエレメント全体での効率的なろ過を行うことができるフィルタエレメントのろ過方法及び逆洗方法を提供するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のフィルタエレメントを備えた逆洗型ろ過装置の全体構成を示した模式図である。
【図２】本実施形態の逆洗型ろ過装置の棚板の平面図である。
【図３】本実施形態のフィルタエレメントを側面から見た模式図である。
【図４】本実施形態のフィルタエレメントによるろ過処理及び逆洗処理を説明するための模式図である。
【図５】本実施形態のフィルタエレメントの第１変形例を説明するための模式図である。
【図６】本実施形態のフィルタエレメントの第２変形例を説明するための模式図である。
【図７】本実施形態のフィルタエレメントの第３変形例を説明するための模式図である。
【図８】従来技術のフィルタエレメントによるろ過処理及び逆洗処理を説明するための模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態のフィルタエレメント及び当該フィルタエレメントを備えた逆洗型ろ過装置を図面に基づいて説明する。
【００２２】
先ず、本実施形態のフィルタエレメントを備えた逆洗型ろ過装置の構成を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗは、複数のフィルタエレメント１０を収納した中空円筒状のハウジング１を備え、このハウジング１の外部から流入する流体のろ過を行いながら、順番にフィルタエレメント１０の洗浄を行うようになっている。以下、本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗの構成を順番に説明する。尚、本実施形態は、フィルタエレメント１０の構成に特徴があるため、フィルタエレメント１０の構成を詳細に説明し、それ以外の構成の説明を簡略化する。
【００２４】
上記のハウジング１は、上端が開放され且つ底部１ａ１を有する中空円筒状の本体部１ａと、本体部１ａの上端を塞ぐドーム状の蓋体部１ｂとを備えている。また、ハウジング１は、内部に棚板７が設置され、この棚板７により、ハウジング１内部が入口側エリア（下側エリア）Ａ１と、出口側エリア（上側エリア）Ａ２とに仕切られている。また、本体部１ａは、その下端側の側面部に、入口側エリアＡ１に流体を流入させるための装置入口４が形成されている。また、本体部１ａは、その上端側の側面部に、出口側エリアＡ２からろ過した流体を排出させるための装置出口５が形成されている。
【００２５】
また、棚板７は、図２に示すように、円板状に形成され、その中心部に、回転軸８が回転自在に挿入される貫通孔７ａが穿設されている。また、棚板７には、貫通孔７ａを中心にした同心円上に、複数の貫通孔７ｂ１、７ｂ２が形成されている（複数の貫通孔７ｂ１、７ｂ２が所定間隔を開けて形成されている）。図示する例では、半径の異なる２つの同心円（内側円、外側円）に、それぞれ、貫通孔７ｂ１、７ｂ２が形成されている。そして、フィルタエレメント１０は、その下端部が、各貫通孔７ｂ１、７ｂ２には、フィルタエレメント１０の下端部が位置合わせした状態で、棚板７の上面に固定されている。
また、貫通孔７ｂ１、７ｂ２の内径と、後述するフィルタエレメント１０を構成するろ材部１１の内径とは同じ長さ寸法になっており、ろ材部１１は、その内周面が、貫通孔７ｂ１、７ｂ２の内面と面一になるように、位置合わせされて棚板７に取り付けられている。
【００２６】
上記の構成により、ハウジング１の入口側エリアＡ１がフィルタエレメント１０（ろ材部１１）の内部（筒内）と連通する。そして、ハウジング１の内部に流入した流体は、フィルタエレメント１０（ろ材部１１）の内部を通過しないと、入口側エリアＡ１（又は出口側エリアＡ２）から出口側エリアＡ２（又は入口側エリアＡ１）に移動できないようになっている。
尚、図中では、棚板７の内側円上に形成された貫通孔７ｂ１に、８個のフィルタエレメント１０が固定され、棚板７の外側円上に形成された貫通孔７ｂ２に１６個のフィルタエレメント１０が嵌合・固定されるようになっているが、これは一例に過ぎない。
【００２７】
また、ハウジング１の中心には、蓋体部１ｂの頂上部から棚板７に向けて延びる回転軸８が設けられている。この回転軸８は、その一端部（上端部）が、蓋体部１ｂの上端部に装着された逆洗アーム回転用モータ（以下、単に「モータ」という）９に接続され、モータ９の駆動により回転するようになっている。また、回転軸８は、その他端部（下端部）が棚板７の貫通孔７ａを挿通し、入口側エリアＡ１まで突出している。尚、モータ９は、図示しない制御回路により制御されて駆動するようになっている。
【００２８】
また、ハウジング１の入口側エリアＡ１まで延設された回転軸８の下端部には、逆洗アーム（逆洗パイプ）２０が接続されている。この逆洗アーム２０は、回転軸８の回転にともない、その上端面が棚板７の下面を水密にシールしながら回転軸８と共に回動するようになっている。
【００２９】
具体的には、逆洗アーム２０は、回転軸８の下端部に固定された基部２０ａと、基部２０ａに接続された垂直管２０ｂと、垂直管２０ｂの側面部に接続された２つのＬ字管２０ｃ、２０ｄとを備えている。この垂直管２０ｂは、上端部が基部２０ａにより密封され、下端部が逆洗液排出口管４０に連通している排出管３０に回動自在に嵌合されている。
また、Ｌ字管２０ｃは、一端部が垂直管２０ｂの側面部と接続して垂直管２０ｂと連通しており、他端部に形成された上端面が棚板７の下面に当接している。尚、Ｌ字管２０ｃは、上端面が、棚板７の上に形成されている複数の貫通孔７ｂ１に沿って回動するように長さ寸法が設計されている。
また、Ｌ字管２０ｄは、一端部が垂直管２０ｂの側面部と接続して垂直管２０ｂと連通しており、他端部に形成された上端面が棚板７の下面に当接している。尚、Ｌ字管２０ｄは、上端面が、棚板７に形成された複数の貫通孔７ｂ２に沿って回動するように長さ寸法が設計されている。
【００３０】
そして、逆洗アーム２０は、モータ９により回転する回転軸８の回転にしたがい動作し、Ｌ字管２０ｃ、２０ｄの上端面が棚板７の下面に密接すると共に、フィルタエレメント１０の下端部が接続されている貫通孔７ｂ１、７ｂ２と合致する位置に配置される。これにより、逆洗アーム２０は、Ｌ字管２０ｃ、２０ｄの上端面が、棚板７をシールしながら断続的（若しくは連続的）に回動して順次フィルタエレメント１０のろ材部１１の内部に連通する。
【００３１】
具体的には、図示しない制御回路に制御されて動作するモータ９により、Ｌ字管２０ｃが動作し、その上端面が、棚板７に形成された複数の貫通孔７ｂ１のいずれかに接続される。これにより、Ｌ次管２０ｃは、前記接続した貫通孔７ｂ１を介して、当該貫通孔７ｂ１の位置に固定されたフィルタエレメント１０と接続する（Ｌ字管２０ｃと、ろ材部１１の内部とが連通する）。
また、前記制御回路に制御されて動作するモータ９により、Ｌ字管２０ｄが動作して、その上端面が、棚板７に形成された複数の貫通孔７ｂ２のいずれかに接続される。これにより、Ｌ字管２０ｄは、当該接続した貫通孔７ｂ２を介して、この貫通孔７ｂ２の位置に固定されたフィルタエレメント１０と接続する（Ｌ字管２０ｄと、ろ材部１１の筒内とが連通する）。
【００３２】
また、図３に示すように、フィルタエレメント１０は、両端が貫通している中空筒状に形成されたろ材部１１と、ろ材部１１の上端部を塞ぐ板状の上蓋部１２と、ろ材部１１の内部に流入する流体をろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換する旋回流発生部１３とを備えている。
【００３３】
ろ材部１１は、流体を通過させてろ過すると共に、逆洗が可能なものであれば良く、その具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、ろ材部１１には、円筒状の枠体（ろ枠）に金網やノッチワイヤを巻き付けて中空円筒状に形成したものを用いることができる。
また、上蓋部１２は、ろ材部１１の上端部を塞ぐ円板状に形成されており、例えば、金属製のものを用いることができる。
【００３４】
また、旋回流発生部１３は、ろ材部１１の内部に設置されており、ろ材部１１の中心軸方向に螺旋状に延びるスパイラル羽根により構成されている。図示する例では、旋回流発生部１３は、ろ材部１１の一端部（上端部）から他端部（下端部）まで、ろ材部１１の全長に亘って形成されており、その上端部が、上蓋部１２の下面に溶接等の固定手段により固定されている。
また、旋回流発生部１３は、例えば、金属製の帯状薄板をろ材部１１の中心軸の回りに、且つ当該中心軸方向に螺旋状に巻き回した形状に形成されており、螺旋状の外径寸法が、ろ材部１１の内径寸法よりも僅かに小さい寸法になっている。
【００３５】
次に、本実施形態のフィルタエレメント１０によるろ過処理及び逆洗処理を説明する。
先ず、フィルタエレメント１０のろ過処理について、上述した図４を用いて説明する。尚、図４は、本実施形態のフィルタエレメントによるろ過処理及び逆洗処理を説明するための模式図である。また、図４では、説明の便宜上、図を簡略化している。
【００３６】
フィルタエレメント１０は、その下端部にある貫通孔７ｂ１（或いは貫通孔７ｂ２）に逆洗アーム２０が接続されていない状態のときに、ろ過処理を行うように構成されている。
【００３７】
具体的には、逆洗アーム２０と接続されていないフィルタエレメント１０には、装置入口４から流入してくる流体（ゴミ等のろ過対象物（固形異物）が含まれた流体）が、貫通孔７ｂ１（或いは貫通孔７ｂ２）からろ材部１１の内部（筒内）に流れてくるようになっている。そして、貫通孔７ｂ１（或いは貫通孔７ｂ２）からろ材部１１の内部に流体が流れてくると、旋回流発生部１３により、流入しくる流体がろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換される。また、旋回流発生部１３により変換された旋回流は、ろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に旋回しながらろ材部１１の内部から外周側面（外周部）を通って、ろ材部１１の外部（出口側エリアＡ２）に流出していく。このときに、流体に含まれるゴミ等のろ過対象物（固形異物）がろ材部１１に捕捉されていき、フィルタエレメント１０を通過した流体からはゴミ等のろ過対象物（固形異物）が取り除かれる。そして、フィルタエレメント１０により、ろ過された流体は、出口側エリアＡ２の装置出口５から排出されていく。
【００３８】
このように本実施形態では、ろ材部１１の下端部から内部（筒内）に流体を流入させるステップと、流入させた流体をろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換し、ろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に旋回させながらろ材部１１の内部から外部（出口側エリアＡ２）に通過させるステップとにより、ろ過が行われる。
【００３９】
そして、本実施形態によれば、フィルタエレメント１０の内部に流入してくる流体が、フィルタエレメントの内壁面（内周面）に沿った流れ（旋回流）になり、フィルタエレメント１０の内部の一端側から他端側に向かう直線的な強い流れの発生が抑制される。このことにより、フィルタエレメント１０の内部から外部へ向かう流れの分布がフィルタエレメント１０全体で均一化され、フィルタエレメント１０全体での効率的なろ過が実現される。
【００４０】
次に、フィルタエレメント１０の逆洗処理を説明する。
フィルタエレメント１０は、その下端部にある貫通孔７ｂ１（或いは貫通孔７ｂ２）に逆洗アーム２０が接続されている状態のときに、逆洗処理を行うように構成されている。
【００４１】
図４に示すように、フィルタエレメント１０は、棚板７の貫通孔７ｂ１（或いは貫通孔７ｂ２）を介して逆洗アーム２０と接続された状態になると、ろ材部１１の下端部が逆洗アーム２０により塞がれ、ろ材部１１の下端部からの流体の流入が止まる。そして、ろ材部１１の下端部からの流体の流入が止まると、フィルタエレメント１０の外側を流れている流体（出口側エリアＡ２を流れている流体）がろ材部１１の筒内に流入してくる。
【００４２】
具体的には、出口側エリアＡ２を流れている流体であって且つフィルタエレメント１０の外側を流れている流体がフィルタエレメント１０の側面を構成するろ材部１１を通過し、ろ材部１１の内部（筒内）に流入してくる。また、ろ材部１１の内部（筒内）に流入してくる流体は、旋回流発生部１３により、ろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換され、ろ材部１１の内周面に沿って旋回しながらろ材部１１の下端から逆洗アーム２０の筒内に流出していく。また、逆洗アーム２０に流入した流体は、排出管３０を経由して逆洗液排出口管４０から排出されていく。
【００４３】
本実施形態では、流体がろ材部１１の外周部から内部（筒内）に流入してくるステップと、ろ材部１１の内部に流入してきた流体を旋回流にし、ろ材部１１の内周面に沿って旋回させながらろ材部１１の下端から逆洗アーム２０の筒内に流出させるステップとにより、ろ材部１１の間に捕捉されていた固形異物が洗い流される（逆洗が行われる）。
【００４４】
そして、本実施形態によれば、フィルタエレメント１０の内部に流入してくる流体が、フィルタエレメント１０の内周面に沿った螺旋状の旋回流になり、この旋回流がフィルタエレメント１０の内周面に付着、堆積した固形異物を効率的に取り去る。また、上記構成によれば、逆洗する際に、フィルタエレメント１０の外部から内部への流体の流れが、フィルタエレメントの下方に集中することが抑制される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、フィルタエレメント１０全体を使ったろ過が可能になり、従来技術と比べて効率的なろ過を行うことができるフィルタエレメント１０及び逆洗型ろ過装置Wを提供することができる。また、本実施形態によれば、効率的なろ過を行うことができるフィルタエレメント１０のろ過方法及び逆洗方法を提供するこができる。
【００４６】
次に、本実施形態の変形例（第１〜第３変形例）について説明する。
【００４７】
<第１変形例>
上述した実施形態は、旋回流発生部１３が、ろ材部１１の一端部（上端部）から他端部（下端部）まで、ろ材部１１の全長に亘って形成されていたが特にこれに限定されるものではない。例えば、上述した旋回流発生部１３を、図５に示す旋回流発生部１４に変更しても、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。ここで、図５は、本実施形態のフィルタエレメントの第１変形例を示した模式図である。尚、図中において、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付している。
【００４８】
図５に示すように、第１変形例のフィルタエレメント１０は、ろ材部１１と、上蓋部１２と、旋回流発生部１４とを備えている。
旋回流発生部１４は、ろ材部１１の内部に設置され且つろ材部１１の中心軸方向に延びる支持柱１４ａと、支持柱１４ａの外周側面に設けられたスパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３と備えている。
【００４９】
また、支持柱１４ａは、円柱状に形成されており、上蓋部１２の下面の中心部に溶接等の固定手段により固定されている。この支持柱１４ａは、金属等で形成されている。また、図示する例では、支持柱１４ａは、ろ材部１１の一端部（上端部）から他端部（下端部）まで、ろ材部１１の全長に亘って形成されているが、特にこれに限定されるものではなく、支持柱１４ａの長さ寸法は適宜設定される。
【００５０】
また、スパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３は、金属等で形成され、いずれも、支持柱１４ａの外周面に沿って支持柱１４ａの中心軸方向に螺旋状に延びる形状になっている。尚、スパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３は、支持柱１４ａに溶接等の固定手段で固定されていてもよいし、支持柱１４ａと一体成形されていてもよい。また、スパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３は、螺旋状の外径寸法が、ろ材部１１の内径寸法よりも僅かに小さくなるように形成されている。
【００５１】
また、図示するスパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３は、いずれも、支持柱１４ａの外周面に沿って螺旋状に１回転巻きまわした形状に構成されているが、特にこれに限定されるものではない。スパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３の螺旋状の巻き数は、ろ材部１１の中心軸方向の長さ寸法等を考慮して適宜設定される。また、スパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３の数についても、ろ材部１１の中心軸方向の長さ寸法等を考慮して適宜設定される。
【００５２】
また、図示する例では、スパイラル羽根１４ｂ１が支持柱１４ａの下端側に設けられ、スパイラル羽根１４ｂ２がスパイラル羽根１４ｂ１から所定長さ寸法隔てた位置に設けられ、さらに、スパイラル羽根１４ｂ３がスパイラル羽根１４ｂ２から所定長さ寸法隔てた位置に設けられているが、スパイラル羽根１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３の取付位置や取付間隔は適宜設計される。
【００５３】
<第２変形例>
また、上述した実施形態は、旋回流発生部１３が、ろ材部１１の中心軸方向に螺旋状に延びるスパイラル羽根により構成されていたが特にこれに限定されるものではない。例えば、上述した旋回流発生部１３を、図６に示す旋回流発生部１５に変更しても、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。ここで、図６は、本実施形態のフィルタエレメントの第２変形例を示した模式図である。尚、図中において、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付している。
【００５４】
図６に示すように、第２変形例のフィルタエレメント１０は、ろ材部１１と、上蓋部１２と、旋回流発生部１５とを備えている。
旋回流発生部１５は、ろ材部１１の内部に設置され且つろ材部１１の中心軸方向に延びる支持柱１５ａと、支持柱１５ａに支持されたスクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３とを備えている。
尚、本発明で用いる「スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３」には、船舶のスクリュー、航空機のプロペラ、送風機（換気扇、扇風機等）の送風ファンを用いることができる。
【００５５】
また、支持柱１５ａは、円柱状に形成されており、上蓋部１２の下面の中心部に溶接等の固定手段により固定されている。この支持柱１５ａは、金属等で形成されている。また、図示する例では、支持柱１５ａは、ろ材部１１の一端部（上端部）から他端部（下端部）の近傍の位置まで延設されているが、特にこれに限定されるものではなく、支持柱１５ａの長さ寸法は適宜設定される。
【００５６】
また、スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３は、両端が貫通する貫通孔が形成された略円筒状の基部と、基部の外周側面に形成された複数の羽根（基部から放射状に延びる複数の羽根）とを有するものが用いられる。そして、スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３は、基部の貫通穴に支持柱１５ａを通した上で溶接やネジ等の固定手段により支持柱１５ａに固定される。
この構成（旋回流発生部１５）によれば、ろ材部１１の内部を流れる流体が、旋回流発生部１５により、ろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換される。
【００５７】
尚、図示する例では、スクリュープロペラ１５ｂ１が支持柱１５ａの下端側に設けられ、スクリュープロペラ１５ｂ２がスクリュープロペラ１５ｂ１から所定長さ寸法隔てた位置に設けられ、さらに、スクリュープロペラ１５ｂ３がスクリュープロペラ１５ｂ２から所定長さ寸法隔てた位置に設けられているが、スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３の数、配置、設置間隔は適宜設計される。
【００５８】
また、上記説明では、スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３が支持柱１５ａに固定されていたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３が、支持柱１５ａに支持されて且つ支持柱１５ａを回転中心にして回転するようになっていてもよい。
この場合、スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３には、例えば、支持柱１５ａが挿通される貫通穴を備えた略円筒状の基部（ボールベアリング部材）と、基部の外周側面に形成された複数の羽根（基部から放射状に延びる複数の羽根）とを有するものを用いることができる。尚、基部は、貫通穴を備えた内輪部と、内輪部に回転自在に支持された外輪部とを有している。そして、内輪部の貫通穴に支持柱１５ａを通した上で溶接やネジ等で、支持柱１５ａに内輪部を固定することで、基部が支持柱１５ａに固定される。また、羽根は、内輪部に対して回転自在に支持された外輪部の外周側面に設けられているため、ろ材部１１の内部に流入する流体により、羽根が支持柱１５ａを中心にして回転するようになる。そして、この回転により、ろ材部１１の内部を流れる流体が、ろ材部１１の内周面に沿って螺旋状に流れる旋回流に変換される。
【００５９】
<第３変形例>
また、上述した第２変形例は、ろ材部１１の内部（内側）に、スクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３が配置されているが特にこれに限定されるものではない。例えば、上述した旋回流発生部１５を、図７に示す旋回流発生部１６に変更しても、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。ここで、図７は、本実施形態のフィルタエレメントの第３変形例を示した模式図である。尚、図中において、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付している。
【００６０】
図７に示すように、第３変形例のフィルタエレメント１０は、ろ材部１１と、上蓋部１２と、旋回流発生部１６とを備えている。
旋回流発生部１６は、ろ材部１１の内部に設置され且つろ材部１１の中心軸方向に延びる支持柱１６ａと、支持柱１６ａに支持されたスクリュープロペラ１６ｂ１、１６ｂ２とを備えている。
尚、第３変形性のスクリュープロペラ１６ｂ１、１６ｂ２は、第２変形例のスクリュープロペラ１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３と同じである。
【００６１】
また、第３変形例の支持柱１６ａは、円柱状に形成されており、上蓋部１２の下面の中心部に溶接等の固定手段により固定されている。この支持柱１６ａは、金属等で形成されている。また、支持柱１６ａは、ろ材部１１の一端部（上端部）から他端部（下端部）に向けて延設され、他端部（下端部）から所定長さ寸法突出して棚板７の貫通孔７ｂ（又は７ｃ）に挿通されている。
【００６２】
また、第３変形例では、棚板７の貫通孔７ｂ（又は７ｃ）に挿通している支持柱１６ａに、クリュープロペラ１６ｂ１が取り付けられている。すなわち、棚板７の貫通孔７ｂ（又は７ｃ）の位置に、クリュープロペラ１６ｂ１が配置されている。
尚、第３変形例では、ろ材部１１の内部（筒内）にも、クリュープロペラ１６ｂ２が配置されている。
【００６３】
第３変形例によれば、ろ過処理において、貫通孔７ｂ１、７ｂ２からろ材部１１の内部に向かう流体がクリュープロペラ１６ｂ１により旋回流に変換され、ろ材部１１の内部に流入していく。そして、流入した旋回流は、ろ材部１１の内周面に沿って旋回しながらろ材部１１の内部から外部（出口側エリアＡ２）に通過していく。
また、第３変形例によれば、逆洗処理において、ろ材部１１の外側（出口側エリアＡ２）に流れている流体が、ろ材部１１の内部に流入して逆洗アーム２０の筒内に向かう際に、ろ材部１１の内部の流体がクリュープロペラ１６ｂ２により旋回流に変換され、ろ材部１１の内周面に沿って旋回しながらろ材部１１の下端から逆洗アーム２０の筒内に流入していく。
その結果、第３変形例においても、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６４】
尚、本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｗ…逆洗型ろ過装置
１…ハウジング
１ａ…本体部（ハウジング）
１ａ１…底部（ハウジング）
１ｂ…蓋体部（ハウジング）
４…装置入口（ハウジング）
５…装置出口（ハウジング）
７…棚板
７ａ…貫通孔
７ｂ１、７ｂ２…貫通孔
８…回転軸
９…モータ
１０…フィルタエレメント
１１…ろ材部（フィルタエレメント）
１２…上蓋部（フィルタエレメント）
１３…旋回流発生部（フィルタエレメント）
１４…旋回流発生部（フィルタエレメント）
１４ａ…支持柱（旋回流発生部（フィルタエレメント））
１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｂ３…スパイラル羽根（旋回流発生部（フィルタエレメント））
１５…旋回流発生部（フィルタエレメント）
１５ａ…支持柱（旋回流発生部（フィルタエレメント））
１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３…スクリュープロペラ（旋回流発生部（フィルタエレメント））
１６…旋回流発生部（フィルタエレメント）
１６ａ…支持柱（旋回流発生部（フィルタエレメント））
１６ｂ１、１６ｂ２…スクリュープロペラ（旋回流発生部（フィルタエレメント））
２０…逆洗アーム
２０ａ…基部（逆洗アーム）
２０ｂ…垂直管（逆洗アーム）
２０ｃ、２０ｄ…Ｌ字管（逆洗アーム）
３０…排出管
４０…逆洗液排出口管
【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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【図８】
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