JPH0728882Y2 - 連続式砂濾過装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、砂濾過装置に係り、特に、下水、各種産業廃
水等の原水を砂濾過層に通すことにより、原水を連続濾
過処理して浄化する連続式砂濾過装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

生活廃水や各産業廃水等は中水或いは工業用水として再
利用に供するために、濾過装置により濾過してこの原水
を浄化している。このような濾過装置の中に濾過用砂か
らなる濾過材の充填により濾過層を形成し、この濾過層
に原水を供給して連続的に濾過処理する連続式砂濾過装
置が知られている。これを、その模式的断面構成説明図
の第５図を参照しながら以下に説明する。

同図に示す符号（１）は、濾過タンクであって、この濾
過タンク（１）は上部の円胴部（1a）と下部の漏斗状の
コーン部（1b）とから構成されている。そして、この濾
過タンク（１）内には円胴部（1a）の中間部位までの間
に濾過材としての濾過用砂の充填により濾過層（２）が
形成されると共に、この濾過層（２）中に埋没された状
態で、前記コーン部（1b）の傾斜面に周設されてなる原
水供給路（４）から供給される濾過処理用の原水を濾過
層（２）中に供給する複数の原水供給ノズル（３）がコ
ーン部（1b）の径方向の中心から外れた位置に配置され
ている。

これら複数の原水供給ノズル（３）から供給される原水
は、上部に配設されたディストリビュータ（５）により
濾過層（２）の全域に均等になるように分散され、次い
で濾過層（２）内を上昇しながら原水中に含まれる汚染
物が濾過層（２）の濾過材に捕捉されて浄化される。そ
して、このようにして浄化された濾過水は濾過タンク
（１）の上部に設置された集水樋（６）から流出路
（７）を通って排出されるようになっている。

一方、上記したとおり、濾過層（２）による原水の濾過
によって濾過材が汚染されるが、汚染された濾過材は濾
過材洗浄装置を介して濾過タンク（１）内で循環されな
がら洗浄される。詳しくは、濾過タンク（１）内の径方
向の中心には濾過材洗浄装置としてのエアリフト管
（８）が垂設されており、このエアリフト管（８）中に
空気が送り込まれることにより濾過材がその内部を上昇
するように構成されている。このエアリフト管（８）
は、下端に形成された吸込口（8a）をコーン部（1b）の
底部に向けて開口し、上端の溢出口（8b）は円胴部（1
a）の上部に設けられているケーシング（９）に突入す
ると共に、ケーシング（９）の内に内設されているバッ
フル管（14）に臨んでいる。

故に、濾過材がエアリフト管（８）の下端の吸込口（8
a）から吸い込まれ、このエアリフト管（８）内を上昇
しながらの上昇速度の差によって付着している汚染物が
濾過材から分離されると共に、溢出口（8b）からバッフ
ル管（14）内に噴出する。

そして、汚染物を含む洗浄排水は排水路（10）を通して
排出される一方、濾過材はラビリンス突起を備えた洗浄
部（11）を通って下降しながらその内部を上昇する濾過
水と接触して洗浄される。濾過水で洗浄されて清浄とな
った濾過材は、濾過層（２）より上方位置にてエアリフ
ト管（８）に外嵌して設けられている鞘管（12）に固定
されてなる上部拡散傘（13）により濾過タンク（１）の
全域にわたって一様に拡散されて濾過層（２）に戻され
る。なお、この濾過タンク（１）にあっては、濾過層
（２）を構成する濾過材の全てがエアリフト管（８）を
通して循環し得るように、濾過タンク（１）の下部の形
状を配慮してコーン部（1b）としている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記構成の従来技術になる連続式砂濾過装置はそれなり
に有用であるが、濾過材の洗浄能力、安定した連続式砂
濾過装置の連続稼働等の観点からすると未だに以下に説
明するような問題点を持っている。

即ち、従来の連続式砂濾過装置の濾過材洗浄装置にあっ
ては、エアリフト管に圧縮空気を供給することにより濾
過材を吸い上げる一方、これをこの濾過材洗浄装置の下
部の外部を構成する外筒部の内側を通して落下させ、こ
の外筒部の下側から濾過層にて濾過された清浄な濾過水
を上方に流入させて濾過材を洗浄するものであるから、
落下する濾過材の量が多すぎると濾過水の正常な流入が
妨げられ、濾過材の洗浄が必ずしも充分に行われないと
いう問題点があった。

また、濾過材洗浄装置のケーシングの内側に設けられた
ラビリンス突起が固定されている関係上、この部位にお
いて濾過材が目詰まりを生じて、この濾過材が濾過層部
に落下しなくなり、濾過材の円滑な落下状態の復元作業
に多大な労力を要するという問題点もあった。

勿論、ケーシングの下側の内周に設けられているラビリ
ンス突起と鞘管の外周側に設けられているラビリンス突
起との隙間を広くしてやれば、このような濾過材の目詰
まりを解消することが可能である。しかしながら、これ
では濾過材の洗浄が必ずしも充分に行われず好ましくな
い。

従って、本考案は上記した問題点の解決を図ることによ
り、濾過材の洗浄能力を向上させる一方、濾過材の目詰
まりを防止することのできる連続式砂濾過装置の提供を
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案に係る第１考案にな
る連続式砂濾過装置が採用した主たる手段は、下部に漏
斗状のコーン部（1b）を有する濾過タンク（１）が設け
られ、該濾過タンク（１）内の下部側に濾過用砂からな
る濾過材を充填することにより濾過層（２）が形成さ
れ、前記コーン部（1b）の下側の径方向の中心からずれ
た位置から貫通して前記濾過層（２）内に処理用の原水
を供給する原水供給ノズル（３）が該濾過層（２）内に
埋没する状態で設置され、前記濾過タンク（１）内の上
部側に、該濾過タンク（１）から上部が突出するバッフ
ル管（14）が内設されてなるケーシング（９）が設けら
れ、該ケーシング（９）に上部部分が挿入されてなる垂
直な鞘管（12）が前記濾過タンク（１）の中央に配置さ
れ、該鞘管（12）に前記コーン部（1b）の底付近まで延
びる下端に吸込口（8a）を有し、かつ前記バッフル管
（14）の位置まで延びる上端に溢出口（8b）を有するエ
アリフト管（８）が遊嵌状態で内設されると共に、前記
鞘管（12）のケーシング（９）への挿入部分の外周と、
該鞘管（12）の挿入部分に面するケーシング（９）の内
周とにラビリンス突起（17），（16）を有する洗浄部
（11）が設けられてなる連続式砂濾過装置において、前
記バッフル管（14）の内側上部に噴出押え板（15）を配
設し、前記ラビリンス突起（16），（17）の上方にケー
シング（９）の内周に接する緩衝リング（18）を設ける
と共に、該緩衝リング（18）と鞘管（12）の外周との間
の隙間（ｄ）の間隔を調整するリング作動機構（30）を
設けたことを特徴とする。

また、本考案に係る第２の考案になる連続式砂濾過装置
が採用した主たる手段は、下部に漏斗状のコーン部（1
b）を有する濾過タンク（１）が設けられ、該濾過タン
ク（１）内の下部側に濾過用砂からなる濾過材を充填す
ることにより濾過層（２）が形成され、前記コーン部
（1b）の下側の径方向の中心からずれた位置から貫通し
て前記濾過層（２）内に処理用の原水を供給する原水供
給ノズル（３）が該濾過層（２）内に埋没する状態で設
置され、前記濾過タンク（１）内の上部側に、該濾過タ
ンク（１）から上部が突出するバッフル管（14）が内設
されてなるケーシング（９）が設けられ、該ケーシング
（９）に上部部分が挿入されてなる垂直な鞘管（12）が
前記濾過タンク（１）の中央に配置され、該鞘管（12）
に前記コーン部（1b）の底付近まで延びる下端に吸込口
（8a）を有し、かつ前記バッフル管（14）の位置まで延
びる上端に溢出口（8b）を有するエアリフト管（８）が
遊嵌状態で内設されると共に、前記鞘管（12）のケーシ
ング（９）への挿入部分の外周と、該鞘管（12）の挿入
部分に面するケーシング（９）の内周とにラビリンス突
起（17），（16）を有する洗浄部（11）が設けられてな
る連続式砂濾過装置において、前記鞘管（12）の上部外
周のラビリンス突起（17）を該鞘管（12）に沿って昇降
自在に支持したことを特徴とする。

〔作用〕

本考案に係る第１考案によれば、従来技術になる装置と
同様に、原水供給ノズル（３）から濾過層（２）内に原
水を供給すると、原水中に含まれる汚染物は濾過層
（２）の濾過用砂からなる濾過材により捕捉・分離され
て濾過される。そして、汚染物を捕捉することにより汚
染された濾過材は、エアリフト管（８）の吸込口（8a）
から吸込まれてその中を上昇する間に汚濁物質が分離さ
れ、さらに洗浄部（11）内で洗浄された後に、再び濾過
層（２）に戻される。ところで、エアリフト管（８）の
吸込口（8a）から吸込まれて溢出口（8b）から上方に向
かって噴出した濾過材はケーシング（９）内に流出して
緩衝リング（18）の上に移動するが、移動した濾過材は
作動機構（30）の操作により濾過材の堆積状況に応じて
変更された緩衝リング（18）の内側の先端と鞘管（12）
の外周との間の隙間（ｄ）を通って濾過層（２）上に落
下する。

また、本考案に係る第２考案によれば、ラビリンス突起
（16），（17）のうち、鞘管（12）側のラビリンス突起
（17）が昇降自在に支持されているので、これを昇降さ
せることにより、このラビリンス突起（17）とケーシン
グ（９）の内側のラビリンス突起（16）との間の間隔が
変更され、ケーシング（９）内における濾過用砂の堆積
状況に応じた最適な間隔が設定される。

〔実施例〕

本考案の実施例を、第１図乃至第４図を参照しながら以
下に説明する。

第一実施例 以下、第一実施例に係る連続式砂濾過装置を、その断面
構成説明図の第１図と、濾過材洗浄機構の断面構成説明
図の第２図と、緩衝リングとリング作動機構の構成説明
図の第３図とを参照しながら、第５図に示した従来の連
続式砂濾過装置と実質的に同一または均等部材について
はそれと同一の符号を以て説明する。

但し、第１図から良く理解されるように、この実施例に
なる連続式砂濾過装置の構成は従来の技術になる連続式
砂濾過装置の構成と略同構成であるから、その相違点に
ついてだけの説明に止める。

即ち、第１図と第２図とに示すように、濾過タンク
（１）内における濾過材洗浄機構の外部を構成する洗浄
部（11）とケーシング（９）のうち、濾過タンク（１）
の内部上部に設けられたケーシング（９）の径方向の中
心に円筒状のバッフル管（14）が配設されている。そし
て、このバッフル管（14）の内側の上部に噴出押え板
（15）を配設した。この噴出押え板（15）は、エアリフ
ト管（８）の上端側の溢出口（8b）から上方に吹上がる
濾過材の勢いを減勢する働きをするもので、バッフル管
（14）の長さを短縮する上においてその効果が大であ
る。

また、前記鞘管（12）のケーシング（９）への挿入部分
の外周に設けられているラビリンス突起（17）と、この
鞘管（12）の挿入部分に面するケーシング（９）の下側
部分の内周に設けられているラビリンス突起（16）との
上方の、このケーシング（９）の漏斗状部位の内壁に、
外周部が接触する緩衝リング（18）を配設すると共に、
この緩衝リング（18）に、その内径側の端面と鞘管（1
2）の外周との間の隙間（ｄ）の間隔を調整するリング
作動機構（30）を付設した。

以下、前記緩衝リング（18）とリング作動機構（30）と
の詳細を説明すると、第３図に示すように、この緩衝リ
ング（18）は一端側がピン連結されることにより、径方
向の外方側に拡縮自在な二つ割りの、中心角度が180度
の扇形状の半割りリング（18a）、（18b）の組合わせ体
からなっており、一方の半割りリング（18a）の他端側
にはウオームとウオームホイールを内設してなるギヤボ
ックス（31）を取り付けると共に、ウオームを回転ロッ
ド（32）を介してこのロッド（32）の先端に取付けたハ
ンドル（36）を回転させることにより両半割りリング
（18a）、（18b）を拡縮させる構成とした。また、他方
の半割りリング（18b）の上面には扇形の遮蔽板を配設
して、両半割りリング（18a）、（18b）の拡縮によって
生じるこれら半割りリング（18a）、（18b）の合わせ端
側の間隙を閉塞する構成とした。なお、前記バッフル管
（14）の上側からエアリフト管（８）に連通しているも
のは、このエアリフト管（８）に圧縮空気を供給するエ
ア供給ホース（8c）である。

以下、上記構成になる濾過材洗浄機構を有する連続式砂
濾過装置の作用態様を説明すると、この連続式砂濾過装
置の稼働に際しては、従来の技術になる連続式砂濾過装
置と同様、原水を原水供給ノズル（３）から供給すると
共に、エアリフト管（８）に圧縮空気を供給すれば、濾
過タンク（１）の下部、つまりコーン部（1b）であっ
て、かつエアリフト管（８）の吸込口（8a）付近に介在
する濾過材は吸込口（8a）から次々に吸込まれて、溢出
口（8b）からバッフル管（14）の内側に噴出する。

このように噴出する濾過材はバッフル管（14）の上部に
設けられている噴出押え板（15）に衝突してその勢いが
減勢されると共に、濾過材は次々に緩衝リング（18）側
に向かって移動し、次いで隙間（ｄ）を通ると共に、ラ
ビリンス突起（16）、（17）の間を通って落下する一
方、この濾過材は落下しながら上方に向かって流入し続
ける濾過水によって洗浄されて、濾過タンク（１）内下
部の濾過層（２）に戻される。そして、上記のとおり、
エアリフト管（８）の溢出口（8b）から噴出し続ける濾
過材の勢いが噴出押え板（15）により減勢され、このバ
ッフル管（14）の下部の開口部を通る際にその通過量が
制限されるので、所定量づつがラビリンス機構部に供給
されることになり、洗浄部（11）内への濾過水の流入が
妨げられず、濾過水は円滑に上方に向かって流入し続け
るので濾過材の洗浄が正常に行われる。

しかも、リング作動機構（30）のハンドル（36）操作に
より前記緩衝リング（18）の半割りリング（18a）、（1
8b）を拡縮させて、この緩衝リング（18）の内側と鞘管
（12）との間の隙間（ｄ）を変更することにより、濾過
材が円滑に落下できる間隔に設定し得るので、長期間に
わたって目詰まりを起こさせることなくこの連続式砂濾
過装置を安定した状態で稼働させることができる。勿
論、濾過材の洗浄によつて生じた汚染水は従来の連続式
砂濾過装置と同様に排水路（10）から排水されることと
なる。

また、上記のとおり、隙間（ｄ）を自由自在に変更し得
るので、例え隙間（ｄ）の間隔の設定が適切でなく濾過
材が目詰まりを生じたとしても、リング作動機構（30）
のハンドル（36）を操作するだけで容易に濾過材の目詰
まり状態を解消して、濾過材が円滑に落下し得る状態に
復元することができるので、この連続式砂濾過装置の稼
働を停止させる必要がなくなった。

なお、以上では、緩衝リング（18）を二つ割りにした例
を説明したが、偶数分割であれば良く、例えばこれを四
つ割りにすることもできる。

第二実施例 この第二実施例を、その主要部構成説明図の第４図を参
照しながら、第一実施例との構成上の相違点だけについ
て以下に説明する。

即ち、鞘管（12）の外周に螺子レール（34）を設け、螺
子レール（34）に螺着した螺子筒（35）の外周に、外方
に突出する複数のラビリンス突起（17）を設けると共
に、この螺子筒（35）のラビリンス突起（17）の上部側
に一対の垂直なロッド（33），（33）を固着すると共
に、これらロッド（33），（33）の頂部にハンドル（3
6）の端部を固着し、このハンドル（36）を回転させる
ことにより螺子筒（35）を回転させる構成とした。

従って、ハンドル（36）を回転させると、ロッド（3
3），（33）を介して螺子筒（35）が回転して昇降し、
ラビリンス突起（17）とケーシング（９）の内側に設け
られているラビリンス突起（16）との上下方向の隙間
（ｄ）が変化し、濾過材に動きを与えると共にその通過
量を調整することができるので、この第二実施例の作用
と効果は第一実施例と略同効である。

なお、上記した実施例は何れも本考案の具体例にすぎ
ず、従ってこの実施例によって本考案の技術思想の範囲
が限定されるものではなく、しかもこの技術思想を逸脱
しない範囲内における設計変更等は自由自在である。

〔考案の効果〕

以上詳述した如く、本考案の第１考案に係る連続式砂濾
過装置によれば、緩衝リングの内側先端と鞘管の外周と
の間の隙間を自在に調整し、また第２考案に係る連続式
砂濾過装置によれば、鞘管側のラビリンス突起が昇降自
在なためこのラビリンス突起とケーシング内側のラビリ
ンス突起との間の上下方向の隙間を自在に調整すること
により、ケーシング内に堆積した濾過材の落下量を最適
落下量に調整することができるので、ケーシング内への
洗浄水の円滑な流入が阻害されることがなくなり、濾過
材を安定して洗浄することができる。

また、上記したように隙間を自在に変更し得るので、濾
過材の目詰まりを容易に防止することができるようにな
り、長期間の安定した連続式砂濾過装置の連続稼働が可
能になる。

さらに、連続式砂濾過装置の長期間にわたる安定した稼
働が可能なので、極めて大幅なランニングコストの削減
ができるという経済効果も派生してくる。

従って、本考案によって、濾過材の洗浄能力を向上させ
る一方、濾過材の目詰まりを防止することのできる極め
て優れ、かつ有効な連続式砂濾過装置を実現することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は何れも本考案の第一実施例を示し、
第１図は連続式砂濾過装置の断面構成説明図、第２図は
濾過材洗浄機構の断面構成説明図、第３図はリング作動
機構説明図、第４図は本考案の第二実施例になる連続式
砂濾過装置の主要部構成説明図、第５図は従来の技術に
なる連続式砂濾過装置の模式的断面構成説明図である。 （ｄ）……隙間、（１）……濾過タンク、（1a）……円
胴部、（1b）……コーン部、（２）……濾過層、（３）
……原水供給ノズル、（４）……原水供給路、（５）…
…ディストリビュータ、（６）……集水樋、（７）……
流出路、（８）……エアリフト管、（8a）……吸込口、
（8b）……溢出口、（９）……ケーシング、（10）……
排水路、（11）……洗浄部、（12）……鞘管、（14）…
…バッフル管、（15）……噴出押え板、（16），（17）
……ラビリンス突起、（18）……緩衝リング、（18
a），（18b）……半割りリング、（30）……リング作動
機構、（31）……ギヤボックス、（32）……回転ロッ
ド、（33）……ロッド、（34）……螺子レール、（35）
……螺子筒、（36）……ハンドル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 29/62 29/66 Ｂ０１Ｄ 23/10 Ｃ 23/24 Ｚ (56)参考文献 実開 昭61−25908（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭58−54177（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】下部に漏斗状のコーン部（1b）を有する濾
   過タンク（１）が設けられ、該濾過タンク（１）内の下
   部側に濾過用砂からなる濾過材を充填することにより濾
   過層（２）が形成され、前記コーン部（1b）の下側の径
   方向の中心からずれた位置から貫通して前記濾過層
   （２）内に処理用の原水を供給する原水供給ノズル
   （３）が該濾過層（２）内に埋没する状態で設置され、
   前記濾過タンク（１）内の上部側に、該濾過タンク
   （１）から上部が突出するバッフル管（14）が内設され
   てなるケーシング（９）が設けられ、該ケーシング
   （９）に上部部分が挿入されてなる垂直な鞘管（12）が
   前記濾過タンク（１）の中央に配置され、該鞘管（12）
   に前記コーン部（1b）の底付近まで延びる下端に吸込口
   （8a）を有し、かつ前記バッフル管（14）の位置まで延
   びる上端に溢出口（8b）を有するエアリフト管（８）が
   遊嵌状態で内設されると共に、前記鞘管（12）のケーシ
   ング（９）への挿入部分の外周と、該鞘管（12）の挿入
   部分に面するケーシング（９）の内周とにラビリンス突
   起（17），（16）を有する洗浄部（11）が設けられてな
   る連続式砂濾過装置において、前記バッフル管（14）の
   内側上部に噴出押え板（15）を配設し、前記ラビリンス
   突起（16），（17）の上方にケーシング（９）の内周に
   接する緩衝リング（18）を設けると共に、該緩衝リング
   （18）と鞘管（12）の外周との間の隙間（ｄ）の間隔を
   調整するリング作動機構（30）を設けたことを特徴とす
   る連続式砂濾過装置。
2. 【請求項２】下部に漏斗状のコーン部（1b）を有する濾
   過タンク（１）が設けられ、該濾過タンク（１）内の下
   部側に濾過用砂からなる濾過材を充填することにより濾
   過層（２）が形成され、前記コーン部（1b）の下側の径
   方向の中心からずれた位置から貫通して前記濾過層
   （２）内に処理用の原水を供給する原水供給ノズル
   （３）が該濾過層（２）内に埋没する状態で設置され、
   前記濾過タンク（１）内の上部側に、該濾過タンク
   （１）から上部が突出するバッフル管（14）が内設され
   てなるケーシング（９）が設けられ、該ケーシング
   （９）に上部部分が挿入されてなる垂直な鞘管（12）が
   前記濾過タンク（１）の中央に配置され、該鞘管（12）
   に前記コーン部（1b）の底付近まで延びる下端に吸込口
   （8a）を有し、かつ前記バッフル管（14）の位置まで延
   びる上端に溢出口（8b）を有するエアリフト管（８）が
   遊嵌状態で内設されると共に、前記鞘管（12）のケーシ
   ング（９）への挿入部分の外周と、該鞘管（12）の挿入
   部分に面するケーシング（９）の内周とにラビリンス突
   起（17），（16）を有する洗浄部（11）が設けられてな
   る連続式砂濾過装置において、前記鞘管（12）の上部外
   周のラビリンス突起（17）を該鞘管（12）に沿って昇降
   自在に支持したことを特徴とする連続式砂濾過装置。