逆洗式フィルタ装置

【課題】懸濁物質を含むろ過水をろ過するフィルタ装置であって、ろ過フィルタを金属メッシュフィルタを用いてろ過を行うものにおいて、フィルタの汚れをろ過時とは逆方向の水流によって逆洗浄を効率的に行う。
【解決手段】ろ過装置に逆洗浄水を通水する際に、逆洗浄水の配管系統の一部に瞬間的に開閉が可能となる電磁弁を介して通水することにより、フィルタ表面に付着した汚れに対して水撃を加えることによって汚れの逆洗浄を効率的に行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水浄化システムに関し、特に、循環温泉やプールなどの汚れを含んだ湯や水をフィルタによりろ過する汚水浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から循環温泉やプールなどの循環水の汚れ除去は一般に、砂ろ過装置が多用されてきた。しかし、砂ろ過装置はろ材の砂の空隙率が低いためろ過水量に対して装置が大型化する、あるいはろ材の砂に逆洗しても取れない固着性の汚れが付きやすく、汚れが付いたままろ過を繰り返すと砂もれが生じて砂がろ過水に混じってしまうため一定期間でろ材の交換をしないとならないなどの問題があった。
【０００３】
一方、砂によらないろ過方法も各種提案されている。例えば、特許文献２や特許文献３には、フィルタを利用したろ過方法と、薬剤や超音波によるフィルタの洗浄方法が開示されている。また特許文献１には、セラミックフィルタの汚れを水圧差を利用して効率的に剥離する方法が開示されている。
【特許文献１】特許公開２００１−１０８７９０号広報
【特許文献２】特許公開２００２−１２６４１９号公報
【特許文献３】特許公開２００９−２２９０６号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のフィルタ（ろ材）はろ過水に含まれる微細物質によって目詰まりを起こし、ろ過効率が低下したり送水圧の低下を来すため、目詰まりするごとにフィルタの洗浄や交換を行う必要があった。しかしこのフィルタに詰まる汚れはフィルタに密着しており単純な逆洗浄では除去が困難で、徐々にろ過効率が低下してしまう。あるいは、特許文献２のように逆洗浄に際して洗剤を使用するために環境を汚染したり、特許文献３に示されるように超音波発生手段をろ過槽内に設けるなど装置が複雑化するという問題があった。また特許文献１には、セラミックフィルターのクロスフローによるろ過装置において逆洗時に急激な水圧差を利用した汚れの除去方法が開示されているが、セラミックフィルタは高価で耐衝撃性も悪く、温泉水やプール水などの大量の水処理に用いるには実用的ではないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は上記問題点に鑑みて、ろ過水量に対する装置の小型化が可能で、装置コストも安価でフィルタの寿命も長く経済的でメンテナンス性も良いろ過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、ろ過水を微細な網目の金属製のフィルターに通水してろ過し、フィルタに付着した汚れは洗浄水をろ過時とは逆方向に加圧して流して逆洗浄を行うと共に、逆洗浄水の経路中に設けた電磁弁の瞬間的な開閉により水圧を急激に変化させた場合に生じる水撃作用を利用して蓄積した懸濁物質を効率的に剥離し洗浄効果を上げることにより実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の好ましい第１の実施形態による逆洗式フィルタ装置の構成を示す配管図である。
【０００９】
図１に示すように、本案逆洗式フィルタ装置は、懸濁水１０１をろ過する筒状の金属網フィルタ１を装着可能でろ過時にはフィルタ１の外周側から給水する給水口２１とフィルタ１の内側のろ過された水を排水する排水口２２を備えたフィルタハウジング２と、懸濁水の供給口２３とフィルタハウジングの給水口との間に設けられた開閉弁３とフィルタハウジングの排水口２２とろ過水の排出口２４との間に設けられた開閉弁４と、フィルタハウジングの給水口２２と開閉弁３の間の管路から分岐し逆洗水の廃水口２６に接続された管路中に設けられた電磁弁８と、加圧された逆洗水の供給口２５から排水口２２と開閉弁４の間の管路に接続された管路中にお互いが直列になるように設けられた開閉弁５および逆止弁７とからなる。フィルタ１の装着状態においてフィルタハウジング２の給水口側と排水口側はフィルタ１によって仕切られ、給水口から流入する懸濁水は全てフィルタ１によってろ過されて排水口から排出されるようになっている。
【００１０】
かかる逆洗式フィルタ装置において、ろ過処理を行うときは開閉弁３と開閉弁４を開き、開閉弁５と電磁弁８を閉じておいて懸濁水を給水口２３から実線矢印の方向に流す。この時懸濁水は開閉弁３を通ってフィルタハウジングの給水口２２からフィルタハウジング内に流入しフィルタ１の外側から内側に向かって流れることにより懸濁物質がろ過されてフィルタ１の内側の排水口２２から排出されて開閉弁４を経て排水口２４に排出される。
【００１１】
このように懸濁水のろ過が行われるが、長時間懸濁水のろ過を行うことによりフィルタ１の外周側には懸濁物質が徐々に蓄積されやがてフィルタの目詰まりを起こしてろ過能力が低下する。
【００１２】
このようなろ過性能の低下を防ぐため、逆洗が以下のようにして行われる。まず開閉弁３と開閉弁４を閉じ、開閉弁５と開閉弁８を開いて逆洗水の給水口２５から加圧された逆洗水を注入する。このようにすることで、フィルタハウジング内ではフィルタ１の内周側から外周側に向かって逆洗水が点線の方向に流れるから、フィルタ１の表面側に付着した懸濁物質が水圧で剥離し逆洗水の廃水口２６から廃水される。しかし、懸濁物質はフィルタの網目の間に入り込んだり強く付着して剥離しないものもあり、通常の水圧では先に剥離した部分に水路が形成されて水流が集中することでそれ以外の部分の汚れは剥離されづらく、ろ過・逆洗を何回か繰り返すとこうした除去残りの懸濁物質が蓄積し、ろ過可能時間が短くなってしまう。
【００１３】
そこで本案では、逆洗時にさらに電磁弁８を一定周期で開閉させて、フィルタハウジング内の水圧を急激に変化させることにより、フィルタ１の表面に付着した懸濁物質を水撃現象を利用して剥離させる。
【００１４】
水撃現象は、水処理装置においては水圧差が大きくなると装置の隔壁などを金属疲労させ破壊に至らしめるほどに強力な力を有するが、本案においてはこうした水撃現象を利用してフィルタ表面に付着した懸濁物質を除去するものである。尚、逆止弁７は電磁弁８が閉じた時にフィルタハウジング内に生じる水撃効果を大きくするとともに、逆止弁より上流側に水撃によるダメージが及ぶのを防ぐ。
【００１５】
ここでは図示しないが、図１に示す第１の実施例において、開閉弁４と開閉弁５は一つの３方弁に置き換えても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００１６】
図２は本発明の好ましい逆洗式フィルタ装置のハウジング２とフィルタ１の略断面図である。
【００１７】
フィルタ１はフィルタハウジング２内においてハウジング蓋２７によって位置決め固定され、給水口２１と排水口２２の間の水がフィルタを通さずに漏れることのない様に上下を密封固定され、ハウジング蓋２７は図示されない押さえ金具によってフィルタハウジング本体２に押圧固定されるようになっている。
【００１８】
次に、本発明の好ましい第２の実施形態による逆洗式フィルタ装置につき説明する。
【００１９】
図３は、本発明の好ましい第２の実施形態による逆洗式フィルタ装置の構成を示す説明図である。
【００２０】
本実施形態は、上記第１の実施形態と、逆洗水の供給方法において異なっており、それ以外は上記第１の実施形態と同じ構成であるため、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
図３に示すように、本実施形態による逆洗式フィルタ装置では逆洗水を別系統とせずに、ろ過水の供給口２３から分岐し、開閉弁９を介して逆止弁７に供給するようになっている。
【００２２】
かかる実施例において、懸濁水のろ過は実線矢印で示したように第１の実施例と同じ経路で行われるので説明を省く。
【００２３】
逆洗時には、開閉弁３と開閉弁４が閉じ、開閉弁９と開閉弁５が開き、電磁弁８が周期的に開閉してろ過水を逆洗水として点線矢印の方向に流すことにより、フィルタ表面に付着した懸濁物質が剥離除去され廃水口２６から廃水される。
【００２４】
ろ過水の供給水圧が高く、ろ過水の懸濁度合いが多くない場合はこのように構成することにより、逆洗用に別途の水源を用意することなく装置の簡略化が可能となる。
【００２５】
図４は、図３の開閉弁３と開閉弁９を３方弁２８、および開閉弁４と開閉弁５を第２の３方弁２９に置き換えた第３の実施形態を示すもので、それ以外の構成や効果は同じであるので同じ符号を付して説明は省略する。
【００２６】
これ以外にも、図４における二つの３方弁を一つの五方弁に置き換える等しても本案の効果は変わらずに発揮されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の好ましい第１の実施形態による逆洗式フィルタ装置の構成を示す配管図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい第１の実施形態による逆洗式フィルタ装置におけるフィルタハウジングとフィルタの略断面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい第２の実施形態による逆洗式フィルタ装置の構成を示す配管図である。
【図４】図４は、本発明の好ましい第３の実施形態による逆洗式フィルタ装置の構成を示す配管図である。
【符号の説明】
【００２８】
１フィルタ
２フィルタハウジング
３開閉弁
４開閉弁
５開閉弁
７逆止弁
８電磁弁
９開閉弁
２１給水口
２２排水口
２３入水口
２４出水口
２５逆洗水供給口
２６廃水口
２７ハウジング蓋
２８、２９三方弁

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過水中の懸濁物をろ過する金属製で微小孔を多数有するフィルタと、該フィルタを内部に装着可能でろ過水の給排水を行うための少なくとも一対の給排水口を備えるフィルタハウジングと該給水口と排水口の外側にそれぞれ接続された第１、第２の開閉弁と該第１の開閉弁と前記給水口の間の管路から分岐した管路に接続され瞬間的に開閉が可能な電磁弁と、前記排水口と前記第２の開閉弁の間の管路を分岐した管路に直列に接続された第３の開閉弁と逆止弁と加圧された逆洗水を供給する供給手段から構成されたろ過装置であって、該ろ過装置は懸濁水のろ過時には前記第１、第２の開閉弁が解放され前記第３の開閉弁と電磁弁が閉じられて給水口から懸濁水が供給され前記フィルタでろ過した処理水を排水口から排出し、該ろ過装置はさらに前記フィルタの逆洗浄時には前記第１、第２の開閉弁が閉じられ前記第３の開閉弁が解放されると共に前記電磁弁が周期的に開閉されることによりフィルタハウジング内のフィルタのろ過面に逆洗浄水の衝撃的な水圧変化を生じさせる水撃効果によって前記フィルタ表面に蓄積された懸濁物質を効率的に取り除くことを特徴とする逆洗式フィルタ装置
【請求項２】
請求項１の逆洗式フィルタ装置はさらに、第３の開閉弁の入力側を懸濁水の供給管路を分岐させて第４の開閉弁を通じて逆止弁に接続し、逆洗浄水として懸濁水を用いることを特徴とする逆洗式フィルタ装置
【請求項３】
請求項２の逆洗式フィルタ装置において、第１、第２の開閉弁および第３、第４の開閉弁の両方あるいはどちらか一方を３方弁と代えたことを特徴とする逆洗式フィルタ装置
【請求項４】
請求項２の逆洗式フィルタ装置において、第１、第２、第３、第４の開閉弁に代えて六方弁を用いたことを特徴とする逆洗式フィルタ装置
【請求項５】
請求項１の金属製のフィルタはステンレスメッシュフィルターであることを特徴とする逆洗式フィルタ装置

【図１】