JPS6025517A - 「ろ」過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 濾過装置のフィルタ一部材を水圧による流体の流れの中
で、そのまま連続的に水流によって清掃するシステムお
よび方法に特徴のある濾過装置に関する。

理解されるように、極めてしばしば比較的不浄な水が潅
慨目的に使用されている。そのばあい、パイプやその他
の潅概装置に設けられた小さな孔が詰まらないように濾
過装置が使用される。これらの装置には１つ以上のフィ
ルターが設けられており、上流の水源から流れついた種
々の汚染物や異物を濾別することにより、それらが下流
に流出するのを阻止するようになっている。フィルター
全体の目詰まりを防止するためには、フィルターを周期
的に浄化してフィルターの上流側の面に溜った汚染物を
除去する必要があるのは明らかである。

潅概通路が不通とならないように、水の流れが滞ったら
最低限のフィルターの浄化を行なうことが要望される。

浄化操作が完璧に実施されること、フィルターを浄化す
るのに用いられる装置が正確に作動し、かつメンテナン
スを殆んど必要とせず、正当に安価であることが明らか
に重要である。

すでにかかるフィルターを浄化するための種々の装置が
提案されている。しかしながら、それらは全て基本的に
１つ以上の欠点を有している。

本発明者は以上の実情に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、
独特の有利な浄化装置を内蔵する新しい濾過装置を開発
することに成功し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、内部を流れる流体から汚染物を濾別
する濾過装置であって、 （１）流体が流入する流入部と流体が流出する流出部と
が設けられたハウジング、 （２）該ハウジングの中に設けられたチューブ状のフィ
ルター、 （３）該フィルターの中に設けられた中空パイプ、（４
）前記ハウジングに固定的に確保されたコントロールバ
ルブ、 （５）前記中空パイプに取付けられたｎ個（ｎは１以上
の整数）の中空の異様部材および （６）Ｉｆｆ械的駆動手段 からなり、前記フィルターがその横断面内で円形である
フィルター面を有し、該フィルター面の内側と外側（そ
れぞれ、フィルターの上流面および下流面と定義される
）とがそれぞれ前記流入部と流出部とに流体が行き来し
つるように通じており（以下、単に通じているという）
、前記コントロールパイプがパイプコントロール信号に
応答して前記中空パイプ内の流体を前記ハウジングから
排出せしめるようにパイプ内の通路を開くことができ、
前記異様部材のおのおのが前記フィルターの内側の面と
並列するとともに、前記中空パイプの外部への第３の流
体通路となる開口を有し、前記駆動手段が前記中空パイ
プを回転するパイプ回転コントロール信号に応答して該
中空パイプを予め選ばれた割合で回転せしめるに際し、
その回転数と舶記ｎとの積が１以上かつＸ以下（Ｘは５
以下）である濾過装置に関する。

以下、詳細に説明する。

のちに明らかになるが、本発明の濾過装置にはフィルタ
ー浄化手段どして１つ、好ましくは２つの中空の翼部が
設けられた中空パイプが設けられている。かかる翼部は
それぞれ前記中空パイプから延びて設けられており、さ
らに外方向に開いた開口が設けられている。中空パイプ
はフィルターの軸と同心円的に設けられており、翼部の
前記開口はフィルターの上流面と対向し、下流側の圧力
に対して効果的に配置されている。

前記中空パイプの一端は、指令信号が発信されると該中
空パイプをある方向（たとえば時計回り）に、ついでそ
の反対方向くたとえば反時計回り）に回転させる機構と
連結している。ハウジングには調水バルブが設けられて
おり、該調水バルブは前記中空パイプの内部と通じてい
る。

フィルターを浄化するためには、そのバルブを閤けて中
空パイプ内部を大気圧下にさらし、ついで翼部とともに
パイプを回転せしめる。下流側の圧力を大気圧以上、た
とえば２気圧に調整しておき、翼部の開口付近の圧力を
パイプ内部の圧力よりも高くしておく。そうすることに
よって下流側にある水がフィルターを通過するようにな
り、フィルターの上流面に溜った汚染物が回転する翼部
に流れ込む。その際、前記間口は吸引ブラシとして働き
、該開口に流れ込んだ汚染物は中空パイプの内部、開い
た水圧バルブを通り、ハウジングの外部に排出される。

一度浄化が行なわれると前記バルブは閉じられ、パイプ
および翼部の回転が止められる。これらの操作はその全
体を通してハウジング内を通過する水の流れを妨害する
ことなく遂行することができる。

本発明の新規な特徴は、とりわけ特許請求の範囲に明ら
かにされている。以下、図面に基づいて本発明の実施態
様を述べることにより本発明をさらに詳しく説明する。

なお、第１図は本発明の濾過装置の実ＩＭＭ様を示す等
角図および第２図は第１図に示された装置の横断面図で
ある。

第１図に示された濾過装置には新規なフィルター浄化機
構が設けられている。濾過装置（ト））は流入口（１４
）および流出口（１６）が設けられたハウジング（１２
）を有している。水は上流にある水源から流入口（１４
）を通って前記ハウジング（１２）に入り濾過される。

濾過された水は流出口（１６）を通ってハウジング（１
２）から出て行く。排出口（１８ａ）を有する調水バル
ブ（１８）がさらに設けられている。フィルターから取
り除かれた汚染物を含有する浄化用水は前記バルブ（１
８）の排出口（１８ａ）を通ってハウジング（１２）か
ら排出される。

その様式についてはのちに詳述する。

簡単に述べると、前記ハウジング（１２）の中に目の荒
いフィルター（２０）が設置されており、流入口（１４
）を経てハウジング（１２）に入ってきた水は該フィル
ター（２０）を通ってフィルターの内部（２２）に入る
。フィルター（２０）の機能は比較的大きな異物、たと
えば小石（２４）やじやりなどがフィルターの内部（２
２Ｊに入るのを防止することである。このフィルターは
浄化されるフィルターではない。

フィルターの内部（２２）はハウジングの上部分の内部
と通じており、したがって図面においては同じ番号で表
わされている。前記ハウジングの上部分の中には目の細
かいフィルター（２５）が設置されており、該フィルタ
ー（２５）はデユープ形をしている。フィルター（２５
）の内面（２Ｇ）はフィルターの内部（２２）に面して
いる。上流からの水がそのフィルターの内部（２２）に
流れ込んでくるため、フィルターの内面（２６）は上流
側とみなされる（以下、フィルターの上流面（２６）と
いう）。上流にある水はフィルターの上流側から該フィ
ルターを通過してフィルターの外側または下流面（２８
）に至る。フィルター（２５）は細かいメツシュである
か、または微細な孔を有するその他の構造嶌あるため、
水中の小さい汚染物がフィルター（２５）によって濾別
され、下流方向に流れて流出口（１６）に至るのを阻止
される。

水が流れ続けるにつれてフィルターの上流面（２６）に
溜まる汚染物の量は増加する。それらの汚染物が除去さ
れなければ、すなわちフィルターが浄化されなければ、
それらの汚染物はフィルターを完全に閉塞してしまい、
濾過装置に損傷を与えるだけでなく、水の下流方向への
流れをも止めてしまう。フィルターの浄化をいつ行なう
かは装置の設計に依存する。たとえば水の流量に基づい
て決められた間隔で行なうことができる。一方、フィル
ターを横切る圧力差を基準にして行なってもよい。ＰＵ
と定義される上流側の圧力と、ＰＤと定義される下流側
の圧力との間の差がΔＰ未満である限りフィルターを浄
化する必要はない。一方、かかる圧力差が６１以上であ
るばあい、すなわちＰＵ−ＰＤ〉ΔＰであるばあいはＰ
Ｄが低下していることを示しており、そのＰＤの低下は
フィルターの目詰まりに起因するものであるためフィル
ターの浄化を行なうべきである。それらの圧力差の測定
は新しいものではなり、シたがってここではこれ以上詳
しく述べない。

フィルター（２５）の浄化は本発明の新規な浄化機構に
よって遂行される。浄化機構はハウジング（１２）を貫
通して延び、かつフィルターの長手方向の軸に同心円的
に設けられている中空パイプ（３０）またはチューブを
有している。中空パイプ（３０）の一端において該パイ
プ（３０）の内部はバルブ（１８）と通じており、その
結果該バルブ（１８）が開くとパイプ（３０）の内部は
排出口（１８ａ）と通じるようになり外部の大気圧下に
さらされる。

パイプ（３０）の他端においては、パイプ回転手段（３
５）がパイプの（３０）の閉端と連結している。

パイプ回転手段（３５）の機能は、コントロールユニッ
ト（４０）からのコントロール信号に応答し、その軸を
中心にして第２図において矢印（３６）（時計回り）お
よび矢印（３７）　（反時計回り）で示される２つの相
い反する方向に回転することにより、中空パイプ（３０
）と、以下第２図に基づいて述べる該パイプ（３０）に
連結されたその他の部分とを回転させることである。

第２図に図示されるごとく、中空パイプ（３０）には径
方向に延びる１対の中空の翼部（４２）および（４３）
が対向して設けられている。なお、第２図中に示されて
いる番号は第１図中の番号と対応している。それらの翼
部（４２）および（４３）はそれぞれパイプ（３０）か
ら延び、それらの外端部（４２ａ）および（４３ａ）は
それぞれフィルターの上流面（２６）と接近して並列し
ている。前記外端部（４２ａ）および（４３ａ）には、
たとえば第１図に図示されている翼部（４２）の開口（
４２ｂ）のような開口が設けられている。その結果、フ
ィルターの上流面（２６）から２つの中空の翼部（４２
）および（４３）、ついで中空パイプ（３０）の内部を
経てバルブ（１８）へと続く水流通路が設定されること
になる。フィルター（２５）の上流面（２６）における
圧力は上流圧ＰＵである。翼部（４２）および（４３）
付近と中空パイプ（３０）の中の圧力に関しては、浄化
操作が行なわれない限り、上流圧ＰＵと実質的に等しい
。

フィルターが浄化されている間以外はバルブ（１８）は
閉じられており、したがって中空パイプ（３０）の内部
は大気圧下にざらされていない。しかしながら、フィル
ターの浄化が必要なときはバルブ（１８）がコントロー
ルユニット（４０）によって開かれ、パイプ回転手段（
３５）は、まず最初にある方向、たとえば時計回りに、
ついで他の方向、たとえば反時計回りにパイプ（３０）
を回転させる。そして中空パイプ（３０）はその最初の
位置に戻る。パイプ（３０）が回転するにつれて翼部（
４２）および（４３）はフィルターの上流面（２６）を
残らず完全に掃引する。第２図中に（５０）で表示され
ている下流側において圧力は大気圧以上、たとえば２気
圧に調整されている。調水バルブ（１８）が設けられて
いる中空パイプ（３０）の端部は大気圧下にあるのでフ
ィルター（２５）の下流側の水はフィルターの下流面（
２８）を通過して翼部（４２）および（４３）に逆流し
、翼部（４２）および（４３）の開口に流入したのち翼
部（４２）および（４３）、ついで中空パイプ（３０）
を経てバルブの排出口（１８ａ）からハウジング（１２
）の外へ排出される。この下流側の水はフィルター（２
５）を通過する際、同時にフィルターの上流面（２６）
に溜った汚染物を運び去る。したがって、翼部（４２）
および（４３）が回転するにつれて、フィルター（２５
）が翼部（４２）および（４３）に向かって逆流する水
によって浄化されることになる。

本発明においてはパイプ（３０）の回転速度は比較的遅
い。したがって、フィルターの上流面（２６）の各部分
は翼部（４２）および（４３）の開口と正当に長い時間
直面することとなる。その結果フィルターの上流面（２
６）は、その各部分から汚染物が除去されることにより
完璧に浄化されることが保証される。パイプ回転手段（
３５）はその回転速度が容易にコントロールされるもの
であればよく、たとえば水圧式または電気式の装置、す
なわちモーターなどが採用される。実際に本発明の濾過
装置を使用する用地の条件を考慮すると、水は常に入手
しうるものであり、したがって水圧式の駆動手段が好ま
しい。いずれにせよ、パイプ回転手段（３５）は、その
回転がフィルター内の圧力に直接依存するような高速度
の水駆動式のものではない。

翼部が１つ以上、たとえば図示したように２つ設けられ
ているばあいは、中空パイプ（３０）は完全に１回転す
る必要はない。翼部が２つであると、パイプ（３０）は
各方向に１８０°を少し超える程度、たとえば１９０°
だけ回転することができる。その結果、フィルターの上
流面（２Ｇ）が完全に浄化されることが保証される。パ
イプ（３０）が１８０°を少し超える程度だけ回転する
ように要求される結果、翼部の掃引がいくらか重複する
部分が生じ、したがって全てのフィルター面が翼部の開
口と少なくとも１度は並列し、直面することが保証され
る。そのような回転方式は第２図に明示されている。第
２図において、実線は２方向に回転する前および後にお
ける翼部を示し、破線は回転途中の翼部を示す。第２図
から明らかなごとく、翼部がまず時計回りに回転するに
際しては、翼部（４２）は第２図においてフィルター（
２５）の上半分および追加の１０°の部分に向ってこれ
を浄化する。同様に、翼部（４３）は第２図においてフ
ィルター（２５）の下半分および追加の１０°の部分に
向ってこれを浄化する。

各翼部はフィルターの異なる半分を往復することにより
それぞれ２度掃引することになる。したがって２つの翼
部が設けられたパイプ（３０）が１９０°だけ回転する
ことは、翼部が１つだけ設けられたパイプが両方向に全
体で３８０°、すなわち１回転を少し超えて回転するこ
とと同様であり、その結果フィルターの各表面は少なく
とも１度は浄化されることになる。

パイプおよび翼部がその最初の位置、すなわちフィルタ
ー面を２度浄化したのちの位置に戻ったらバルブ（１８
）は閉じられ、ハウジング（１２）を通過する流体の通
常の流れが続く。下流側の水による汚染物の翼部および
パイプに向かう逆流を正しく確保するためには、下流側
の圧力を充分に大気圧以上に調整することが重要である
。

かかる調整は下流側の圧力と開かれたバルブの排出口（
１８ａ）における圧力との間の差を充分なものとするた
めに必要であり、種々の手段によって達成されうる。た
とえば、検出された下流圧の信号に応答してコントロー
ルユニット（４０）がピストン（６０）（第１図参照）
に作用してバッフル（図示されていない）を排出パイプ
（６２）の内側に移動せしめる。前記ピストン（６０）
は下流圧がその所望のレベルに到達するまでピボット（
６４）を中心に回動する。しかしながら、フィルターが
浄化されたのちはピストン（６０）は動きを停止し、そ
の結果下流圧は濾過装置を通過する水流によってコント
ロールされる。

本発明の濾過装置において、流入口から流出口へと向か
う流体の流れは典型的には′ａ断されず、また遮断され
る必要もないことは強調されるべきである。また、パイ
プ（および翼部）が正逆に回転する回転数は任意に選択
されうる。

さらに、浄化操作を行なうに際してコントロールユニッ
トを何によって作動せしめるかについても任意に選択さ
れうる。実際に行なうべき浄化サイクルが減少された本
発明のある実施態様では、まず最初にＰＵおよびＰＤを
測定し、ΔＰを算出する。ΔＰが選ばれた値以上である
ときは、パイプは各方向にそれぞれ１個ずつ回転する。

ある実施態様では、そのような１回の回転だけでΔＰが
選ばれた最初のレベルより下に低下すると予想される。

しかしながら、そのような１回の回転だけでは過剰の汚
染物のため　７にΔＰが選ばれた最初のレベルより下に
低下しないばあいは、コントロールユニットはパイプを
正逆方向に繰返し回転せしめ、ΔＰが最初のレベルに低
下するまでフィルター（２５）を浄化し続けるように設
計されてもよい。その際、パイプが所望の１回の回転を
行なったのちもΔＰが最初のレベル以上でとどまってい
るばあいは、多数回の回転を指令する信号がコントロー
ルユニットから発信される。なお、圧力検出手段、ピス
トン（６０）およびパイプ回転手段（３５）の間の特殊
な連結については、当該技術の熟練者にとって明らかで
あるので説明は省略する。

以上、本発明の実施態様について図面を用いて述べてき
たが、本発明は当該技術の熟練者によって修正および変
更が容易に行なわれてよいものであり、したがって特許
請求の範囲もまたかかる修正や変更および当価なものを
包含することを阻止されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の濾過装置の実ｍｓ様を示づ等角図およ
び第２図は第１図に示された装置の横断図面である。 （図面の主要符号） （ｉｏ）　：濾過装置 （１２）　：ハウジング （１４）：流入口 （ｉｓ）　：流出口 （１８）　：調水バルブ （１８ａ）　：バルブの排出口 （２０）　：目の荒いフィルター （２２）：フィルターの内部 （２４）：小　石 （２５）　：目の細かいフィルター （２６）　：フィルターの内面（上流面）（２８）　：
フィルターの下流面 （３０）　：中空パイプ （３５）：パイプ回転手段 （４０）　：コントロールユニット （４２）、（４３）　：翼部 （４２ｂ）　：開　口 （ｅｏ）　：ピストン （６２）　：排出パイプ （６４）　：ビボット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内部を流れる流体から汚染物を式別する濾過装置で
   あって、 （１）流体が流入する流入部と流体が流出する流出部と
   が設けられたハウジング、 （２）該へ−ウジングの中に設けられたチューブ状のフ
   ィルター、 （３）該フィルターの中に設けられた中空パイプ、（４
   ）前記ハウジングに固定的に確保されたコントロールバ
   ルブ、 （５）前記中空パイプに取付けられたｎ個（ｎは１以上
   の整数）の中空の異様部材および（６）機械的駆動手段 からなり、前記フィルターがその横断面内で円形である
   フィルター面を有し、該フィルター面の内側と外側とが
   それぞれ前記流入部と流出部とに流体が行き来しうるよ
   うに通じており、前記コントロールバイブがバイブコン
   トロール信号に応答して前記中空パイプ内の流体を前記
   ハウジングから排出せしめるようにバイブ内の通路を開
   くことができ、前記数様部材のおのおのが前記フィルタ
   ーの内側の面と並列するとともに、前記中空パイプの外
   部への第３の流体通路となる開口を有し、前記駆動手段
   が前記中空パイプを回転するパイプ回転コントロール信
   号に応答して該中空パイプを予め選ばれた割合で回転せ
   しめるに際し、その回転数と前記ｎとの積が１以上かつ
   Ｘ以下（×は５以下）である濾過装置。 ２　前記Ｘが２未満である特許請求の範囲第１項記載の
   濾過装置。 ３　前記ｎが２であり、２つの異様部材が前記中空パイ
   プに相い対向して取付けられている特許請求の範囲第１
   項記載の濾過装置。 ４　それぞれＰ　およびＰ　と定義されうる前記フィル
   ターの内側および外側の圧力を検出する圧力検出手段お
   よび前記駆動手段にパイプ回転コントロール信号を供給
   するコントロール手段がさらに設けられ、式 ％式％ （式中、ΔＰは予め選ばれた圧力差である）を満足する
   とき、前記中空パイプおよび該中空パイプに取付けられ
   たｎ個の異様部材を回転せしめる特許請求の範囲第１項
   記載の濾過装置。 ５　前記ｎが２であり、２つの異様部材が前記中空パイ
   プに相い対向して取付けられている特許請求の範囲第４
   項記載の濾過装置。 ６　前記Ｘが２未満である特許請求の範囲第４項記載の
   濾過装置。 ７　流体が流入する流入部と流体が流出する流出部とが
   設けられたハウジングおよび該ハウジングの中に配置さ
   れたチューブ状のフィルターを有し、該フィルターの内
   側と外側とがそれぞれ前記流入部と流出部とに流体が行
   き来しうるように通じているｔｆｉ造を有する流体の濾
   過装置であって、 （１）前記フィルターの中央に該フィルターの軸と同心
   円的に配置され、軸方向に延びる中空パイプ、 （２）前記フィルターの内側の面と並列し、前記中空パ
   イプの内部への流体通路となる間口をそれぞれ有するｎ
   個の中空の翼部、 （３）前記中空パイプの内部と前記ハウジングの外部と
   を流体が行き来しうるように通じるように芭るバルブ手
   段および （４）前記中空パイプおよび該パイプに取付けられたｎ
   個の中空の翼部を回転せしめることによって各中空の翼
   部に設けられた前記開口が前記フィルターの内側の面の
   予め選ばれた部分を掃引する駆動手段 からなる配置を有し、前記ｎが１以上の整数であり、該
   ｎと前記回転の数Ｒとの積Ｚ（Ｚ＝ｎ　−Ｒ）が５以下
   である流体の濾過装置。 ８　前記中空パイプを回転するように前記駆動手段をコ
   ントロールし、かつ前記中空パイプの内部から前記ハウ
   ジングの外部へと通じる流体通路を提供するように前記
   バルブ手段をコントロールするコントロール手段がさら
   に設けられている特許請求の範囲第７項記載の流体の濾
   過装置。 ９　前記ｎが２であり、２つの翼部が前記中空パイプに
   相い対向して取付けられており、前記コントロール手段
   が、前記中空パイプをまず最初に第１の方向に少なくと
   も２分の１回転、ついで第２の方向に少なくとも２分の
   １回転だけ回転するように前記駆動手段をコントロール
   する特許請求の範囲第８項記載の流体の濾過装置。 １０　前記コントロール手段が、前記中空パイプを各方
   向にそれぞれ２分の１回転以上、１回転以下だけ回転す
   るようにコントロールする特許請求の範囲第９項記載の
   流体の濾過装置。