JP5990431B2 - Filtration apparatus and filtration method - Google Patents
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Description
本開示の技術は、混合液に含まれる異物を混合液から取り除く濾材を備える濾過装置、及び、濾過方法に関する。 The technology of the present disclosure relates to a filtering device including a filtering medium that removes foreign matters contained in a mixed solution from the mixed solution, and a filtering method.
工作機械の排液通路に接続される濾過装置は、工作機械から排出される加工液から切り屑等の異物を取り除く。この際に、加工液の濾過が過度に繰り返されると、濾過装置に備えられた濾材で目詰まりが生じてしまう。そこで、濾液が流れる方向とは反対の逆方向に洗浄液を流して濾材に捕らわれた異物を濾材から取り除くいわゆる逆洗が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The filtration device connected to the drainage passage of the machine tool removes foreign matters such as chips from the machining fluid discharged from the machine tool. At this time, if the filtration of the processing liquid is excessively repeated, the filter medium provided in the filtration device will be clogged. Therefore, so-called backwashing has been proposed in which a cleaning liquid is flowed in a direction opposite to the direction in which the filtrate flows to remove foreign matter trapped in the filter medium from the filter medium (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上述の逆洗が必要になる場合には、通常、多くの異物が既に濾材に捕らわれている。この状態では、洗浄液の流れ自体が濾材で抑えられるため、逆洗によって取り除かれる異物の量に限りがある。結果として、単に逆方向に洗浄液が流される方策では、濾材の目詰まりを抑えるうえで、依然として改善の余地が残されている。 By the way, when the above-described backwashing is necessary, usually many foreign substances are already trapped in the filter medium. In this state, since the flow of the cleaning liquid itself is suppressed by the filter medium, the amount of foreign matter removed by backwashing is limited. As a result, there is still room for improvement in the measure in which the cleaning liquid is simply flowed in the opposite direction in order to suppress clogging of the filter medium.
本開示の技術は、濾材の目詰まりを抑えることの可能な濾過装置、及び、濾過方法を提供することを目的とする。 An object of the technology of the present disclosure is to provide a filtration device and a filtration method capable of suppressing clogging of a filter medium.
本開示における濾過装置の一態様は、濾液が流出する流出面を有した濾材と、前記濾材の前記流出面に連通する通路と、前記通路内への圧縮気体の供給によって前記流出面に圧力波を加える圧力波印加部と、を備える。 One aspect of the filtration device according to the present disclosure includes a filter medium having an outflow surface through which a filtrate flows out, a passage communicating with the outflow surface of the filter medium, and a pressure wave on the outflow surface by supplying compressed gas into the passage. And a pressure wave application unit for applying.
本開示における濾過方法の一態様は、濾材の流入面に混合液を入れて前記濾材の流出面から濾液を出すこと、前記流出面に連通する通路内に圧縮気体を供給して前記供給による圧力波を前記流出面に加えること、を含む。 One aspect of the filtration method in the present disclosure is that a mixed liquid is put into an inflow surface of a filter medium and the filtrate is discharged from the outflow surface of the filter medium, and a compressed gas is supplied into a passage communicating with the outflow surface, and the pressure by the supply Applying waves to the outflow surface.
本開示における技術によれば、濾液が流出する流出面に圧縮気体の供給による圧力波が加えられるため、濾材に捕らわれた異物は圧力波によって濾材から押し出される。それゆえに、単に逆方向に洗浄液が流される態様に比べて、濾材の目詰まりが抑えられる。 According to the technique in the present disclosure, a pressure wave due to the supply of compressed gas is applied to the outflow surface from which the filtrate flows out, so that foreign matter trapped in the filter medium is pushed out of the filter medium by the pressure wave. Therefore, clogging of the filter medium can be suppressed as compared with a mode in which the cleaning liquid is simply flowed in the opposite direction.
本開示の技術を具体化した一実施の形態について図1から図12を参照して説明する。
図1に示されるように、濾過装置10にて、混合液通路Lmにおける入口端部Lmiは、混合液の供給元に接続され、混合液通路Lmにおける出口端部Lmoは、混合液の排出先に接続される。混合液は、濾過の対象となる液体であり、例えば、切り屑等の異物が水に混ざった液である。混合液の供給元は、例えば、工作機械に搭載された混合液の貯留タンクである。
An embodiment embodying the technology of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 12.
As shown in FIG. 1, in the
混合液通路Lmの途中には、入口端部Lmiから順に、混合液供給弁Vsmと混合液排出弁Vdmとが設けられている。混合液供給弁Vsm、及び、混合液排出弁Vdmの各々は、混合液通路Lmの連通と混合液通路Lmの遮断とを切り替える。混合液供給弁Vsm、及び、混合液排出弁Vdmの各々では、急開と急閉とが行われる駆動方式が採用され、例えば、空圧作動式が用いられる。 In the middle of the mixed liquid passage Lm, a mixed liquid supply valve Vsm and a mixed liquid discharge valve Vdm are provided in this order from the inlet end Lmi. Each of the mixed liquid supply valve Vsm and the mixed liquid discharge valve Vdm switches between communication of the mixed liquid passage Lm and blocking of the mixed liquid passage Lm. Each of the liquid mixture supply valve Vsm and the liquid mixture discharge valve Vdm employs a drive system in which rapid opening and rapid closing are performed, and for example, an air pressure operation type is used.
濾過装置10にて、濾液通路Lfにおける入口端部Lfiは、圧縮空気の供給元に接続され、濾液通路Lfにおける出口端部Lfoは、濾液の排出先に接続される。濾液通路Lfの途中には、入口端部Lfiから順に、圧縮空気タンク11、逆止弁VR、空気供給弁Vsa、及び、濾液排出弁Vdfが設けられている。
In the
圧縮空気タンク11には、圧縮気体としての圧縮空気が施設から供給される。圧縮空気タンク11における内部の圧力は、圧縮空気の定常的な供給によって、例えば、0.2kg/cm2に保たれる。逆止弁VRは、圧縮空気タンク11から空気供給弁Vsaへの圧縮空気の流れを許容し、空気供給弁Vsaから圧縮空気タンク11への濾液の流れを規制する。空気供給弁Vsa、及び、濾液排出弁Vdfの各々は、濾液通路Lfの連通と濾液通路Lfの遮断とを切り替える。空気供給弁Vsa、及び、濾液排出弁Vdfの各々では、急開と急閉とが行われる駆動方式が採用され、例えば、空圧作動式が用いられる。
The
混合液通路Lmのうち、混合液供給弁Vsmと混合液排出弁Vdmとの間には、濾過機21が接続されている。濾過機21は、相互に対向する2つの筒端部を有する筒形状をなす。濾過機21の容量は、例えば、圧縮空気タンク11の容量と略同じである。
In the mixed liquid passage Lm, a
濾過機21の混合側端部21mは、混合液通路Lmのうち混合液供給弁Vsmと混合液排出弁Vdmとの間に接続され、濾過機21の濾液側端部21fは、濾液通路Lfのうち空気供給弁Vsaと濾液排出弁Vdfとの間に接続されている。濾液通路Lfのうち空気供給弁Vsaと濾液排出弁Vdfとの間の部分は、濾過機21の上方に配置され、濾過機21に対し上方に延びる通路を有している。
The mixing-side end portion 21m of the
なお、混合液の圧力損失や濾液の圧力損失を抑えるために、混合側端部21mと混合液通路Lmとは、2つの通路で接続され、また、濾液側端部21fと濾液通路Lfとも、2つの通路で接続されている。
In order to suppress the pressure loss of the mixed solution and the pressure loss of the filtrate, the mixing side end portion 21m and the mixed solution passage Lm are connected by two passages, and both the filtrate
混合液通路Lmのうち混合液排出弁Vdmと出口端部Lmoとの間には、逆洗タンク31が接続されている。逆洗タンク31は、相互に対向する2つの筒端部を有する筒形状をなし、逆洗タンク31における1つの筒端部は、混合液通路Lmに接続され、逆洗タンク31における別の筒端部は、外部に開放された脱圧通路Lpに接続されている。
A
次に、図2を参照して濾過機21の構成を説明する。
濾過機21を構成する濾過タンク22は、2つの筒端部を有する円筒形状をなし、濾過タンク22の筒内は、混合液通路Lmと濾液通路Lfとに連通する。濾過タンク22は、相互に同一の軸心を有する2つの円筒部によって構成される。2つの円筒部である第1円筒部22mと第2円筒部22fとの各々は、相互に対向する2つの筒端部を有する円筒形状をなす。
Next, the configuration of the
The
第1円筒部22mにおける1つの筒端部は、濾過機21における混合側端部21mであり、第1円筒部22mの内部は、混合液通路Lmに連通している。第1円筒部22mにおける別の筒端部は、第2円筒部22fに連結される連結端部であり、第1円筒部22mの中心軸に向けて出っ張る第1フランジ部FAを有する。第2円筒部22fにおける1つの筒端部は、濾過機21における濾液側端部21fであり、第2円筒部22fの内部は、濾液通路Lfに連通している。第2円筒部22fにおける別の筒端部は、第1円筒部22mに連結される連結端部であり、第2円筒部22fの中心軸に向けて出っ張る第2フランジ部FBを有する。
One cylinder end portion in the first
第1円筒部22mの外径と第2円筒部22fの外径とは略等しく、第1フランジ部FAの内径は第2フランジ部FBの内径よりも大きい。第1フランジ部FAと第2フランジ部FBとは、第1円筒部22mの筒内と第2円筒部22fの筒内とが相互に連通し、且つ、第1フランジ部FAと第2フランジ部FBとの間から液体が漏れないように、例えば、シール部材を介して連結されている。
The outer diameter of the first
第1円筒部22mにおける混合側端部21mには、台座23が配設されている。台座23は、第1円筒部22mの内径よりも小さい外径を有して第1円筒部22mと同一の軸心を有する円柱状をなす。第1円筒部22mの内部にて、台座23上には、濾材25が配置されている。濾材25は、第1円筒部22mと同一の軸心を有する円筒形状をなし、濾材25の外径は、台座23の外径と略等しく、また、第1フランジ部FAの内径と略等しい。濾材25と台座23との間、及び、濾材25と第2フランジ部FBとの間の各々には、これらの間から液体がもれないように、シール部材が挟まれている。
A
そして、混合液通路Lmから第1円筒部22mに流入する混合液は、第1円筒部22mの内周面と濾材25の外周面251との間の隙間を通じて、濾材25の外周面251から濾材25の内周面252に向かって流れる。すなわち、濾材25の外周面251は、混合液の流入面として機能し、濾材25の内周面252は、濾液の流出面として機能する。この際に、混合液に含まれる異物は、濾材25の外周面251に捕らわれ、異物の取り除かれた混合液である濾液は、濾材25の筒内から第2円筒部22fの内部に入る。
The mixed liquid flowing into the first
また、濾液通路Lfから第2円筒部22fに流入する濾液は、第2円筒部22fの筒内と濾材25の筒内とを通じて、濾材25の内周面252から濾材25の外周面251に向かって流れる。この際に、濾材25の外周面251に捕らわれた異物は、濾液によって濾材25から押し出される。そして、濾材25から押し出された異物を含む濾液は、第1円筒部22mの内周面と濾材25の外周面251との間の隙間を通じて、第1円筒部22mの外部へ流れる。
Further, the filtrate flowing into the second
濾材25の筒内では、円錐台状をなす分散部材26が台座23に固定されている。分散部材26は、濾液に対する耐食性や濾液に対する非溶解性を有する材料からなる。分散部材26の外径は、濾材25の内径よりも小さく、分散部材26の外周面と濾材25の内周面252との間には、台座23から第2フランジ部FBに向かって徐々に大きくなる隙間が空いている。濾材25の中心軸に沿った方向にて、分散部材26の長さは、例えば、濾材25の長さの半分以上、且つ、濾材25の長さの2/3以下である。そして、第2円筒部22fから濾材25の筒内に伝播する圧力波は、分散部材26との衝突を通じて、濾材25の内周面252に対し分散される。なお、圧力波とは、濾材25の内部における液体中を伝播する圧力の不連続な波面である。
A
次に、図3を参照して濾過装置10における電気的構成を説明する。
図3に示されるように、濾過装置10を構成する処理設定部41は、外部の入力機器に接続され、濾過装置10における各種の処理の条件を入力機器から入力する。処理設定部41では、例えば、濾過処理の行われた時間の累積値である濾過処理時間は、濾過装置10における処理内容を濾過処理と逆洗処理とに切り替える切り替え条件として設定される。そして、処理設定部41は、濾過処理時間を計測し、濾過処理時間の計測値が切り替え条件以下である場合に、濾過装置10の実行する処理として濾過処理を設定する。また、処理設定部41は、濾過処理時間の計測値が切り替え条件よりも大きい場合に、濾過装置10の実行する処理として逆洗処理を設定して濾過処理時間をリセットする。
Next, the electrical configuration of the
As shown in FIG. 3, the
濾過制御部42は、処理設定部41での設定処理を所定の制御周期で読み取る。また、濾過制御部42は、処理設定部41での設定処理が濾過処理になるまで待機する。そして、処理設定部41での設定処理が濾過処理に移行するごとに、濾過制御部42は、混合液排出弁Vdmと空気供給弁Vsaとを閉じ、且つ、混合液供給弁Vsmと濾液排出弁Vdfとが開くための制御信号を弁駆動部45に出力する。
The
逆洗モード設定部43は、外部の入力機器に接続され、濾過装置10における逆洗処理のモードを入力機器から入力する。逆洗モード設定部43は、第1モード、第2モード、及び、第3モードのうちいずれか1つを逆洗処理のモードとして設定する。
The backwash
逆洗制御部44は、処理設定部41での設定処理を所定の制御周期で読み取る。逆洗制御部44では、各弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfの駆動の状態が逆洗処理のモードごとに対応づけられている。また、逆洗制御部44は、処理設定部41での設定処理が逆洗処理になるまで待機する。そして、処理設定部41での設定処理が逆洗処理に移行するごとに、逆洗制御部44は、逆洗モード設定部43での設定モードを読み取る。また、逆洗制御部44は、各弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfの駆動の状態を制御するための制御信号を読み取られた設定モードに基づいて生成して弁駆動部45に出力する。
The
弁駆動部45は、各弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfを駆動するための駆動信号を濾過制御部42からの制御信号に応じて生成して、生成された駆動信号を各弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfに出力する。
The
次に、図4を参照して逆洗処理における各弁の駆動の状態をモードごとに説明する。
図4に示されるように、逆洗制御部44では、逆洗処理の各モードにおける各工程に対し、各弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfの駆動の状態と、その工程の実行される時間とが対応付けられ、また、準備工程と逆洗工程との繰り返される回数が設定されている。
Next, the driving state of each valve in the backwash process will be described for each mode with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the
第1モードでは、停止工程と、準備工程と、逆洗工程とがこの順に設定され、さらに、準備工程と逆洗工程とが交互に繰り返される回数が、設定回数N1として設定されている。停止工程は、濾液排出弁Vdfのみが開いた状態として設定されている。停止工程の実行される時間は、時間Tp1に設定されている。準備工程は、全ての弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfが閉じた状態として設定されている。準備工程の実行される時間は、時間Ts1に設定されている。逆洗工程は、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとが開いた状態として設定されている。逆洗工程の実行される時間は、時間Tr1に設定されている。 In the first mode, the stop process, the preparation process, and the backwash process are set in this order, and the number of times that the preparation process and the backwash process are alternately repeated is set as the set number N1. The stop process is set as a state in which only the filtrate discharge valve Vdf is open. The time for which the stop process is executed is set to time Tp1. In the preparation process, all the valves Vsm, Vdm, Vsa, and Vdf are closed. The time during which the preparation process is executed is set to time Ts1. The backwashing process is set as a state where the air supply valve Vsa and the mixed liquid discharge valve Vdm are opened. The time for performing the backwashing process is set to time Tr1.
第2モードでは、停止工程と、準備工程と、逆洗工程とがこの順に設定され、さらに、準備工程と逆洗工程とが交互に繰り返される回数が、設定回数N2として設定されている。停止工程は、第1モードと同じく、濾液排出弁Vdfのみが開いた状態として設定されている。停止工程の実行される時間は、時間Tp2として設定されている。準備工程は、混合液排出弁Vdmのみが開いた状態として設定されている。準備工程の実行される時間は、時間Ts2に設定されている。逆洗工程は、第1モードと同じく、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとが開いた状態として設定されている。逆洗工程の実行される時間は、時間Tr2として設定されている。 In the second mode, the stop process, the preparation process, and the backwashing process are set in this order, and the number of times that the preparation process and the backwashing process are alternately repeated is set as the set number N2. The stop process is set as a state where only the filtrate discharge valve Vdf is opened, as in the first mode. The time for which the stop process is executed is set as time Tp2. The preparation process is set as a state in which only the mixed liquid discharge valve Vdm is opened. The time during which the preparation process is executed is set to time Ts2. As in the first mode, the backwash process is set such that the air supply valve Vsa and the mixed liquid discharge valve Vdm are open. The time for which the backwash process is executed is set as time Tr2.
第3モードでは、停止工程と、第1逆洗工程と、第2逆洗工程とがこの順に設定され、さらに、第1逆洗工程と第2逆洗工程とが交互に繰り返される回数が、設定回数N3として設定されている。停止工程は、第1モードと同じく、濾液排出弁Vdfのみが開いた状態として設定されている。停止工程の実行される時間は、時間Tp3として設定されている。第3モードの第1逆洗工程は、空気供給弁Vsaのみが開いた状態として設定されている。第1逆洗工程の実行される時間は、時間Ts3として設定されている。第3モードの第2逆洗工程は、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとが開いた状態として設定されている。第2逆洗工程の実行される時間は、時間Tr3として設定されている。 In the third mode, the stop step, the first backwashing step, and the second backwashing step are set in this order, and the number of times the first backwashing step and the second backwashing step are alternately repeated, It is set as the set number N3. The stop process is set as a state where only the filtrate discharge valve Vdf is opened, as in the first mode. The time for which the stop process is executed is set as time Tp3. The first back washing process in the third mode is set as a state where only the air supply valve Vsa is opened. The time for which the first backwashing process is executed is set as time Ts3. The second back washing process in the third mode is set as a state where the air supply valve Vsa and the mixed liquid discharge valve Vdm are opened. The time for which the second back washing process is executed is set as time Tr3.
次に、図5から図12を参照して濾過装置10によって行われる濾過方法を説明する。
図5に示されるように、処理設定部41での設定処理が逆洗処理から濾過処理に移行すると、混合液供給弁Vsmと濾液排出弁Vdfとが開き、且つ、混合液排出弁Vdmと空気供給弁Vsaとが閉じる。
Next, a filtration method performed by the
As shown in FIG. 5, when the setting process in the
すなわち、濾過制御部42は、混合液排出弁Vdmと空気供給弁Vsaとが閉じるための制御信号を弁駆動部45に出力し、次いで、混合液供給弁Vsmと濾液排出弁Vdfとが開くための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、濾過制御部42からの制御信号に応じて、混合液排出弁Vdmと空気供給弁Vsaとが閉じるための駆動信号をこれら2つの弁Vdm,Vsaに出力する。次いで、弁駆動部45は、混合液供給弁Vsmと濾液排出弁Vdfとを開くための駆動信号を出力する。
That is, the
これによって、混合液の供給元から濾過機21に混合液が供給され、濾材25の外周面251から濾材25の内周面252に向かって混合液が流れる。そして、混合液に含まれる異物は濾材25の外周面251に捕らわれ、異物の取り除かれた混合液である濾液は濾材25の筒内から濾液排出弁Vdfを通じて排出される。
Accordingly, the mixed solution is supplied from the supply source of the mixed solution to the
図6に示されるように、処理設定部41での設定処理が濾過処理から逆洗処理に移行すると、逆洗制御部44は、逆洗モード設定部43における設定モードに基づいて、各弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfの駆動の状態を制御するための制御信号を弁駆動部45に出力する。
As shown in FIG. 6, when the setting process in the
例えば、逆洗モード設定部43での設定モードが第1モードである場合に、逆洗制御部44は、まず、停止工程として、濾液排出弁Vdfのみが開くための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、逆洗制御部44からの制御信号に応じて、濾液排出弁Vdfのみが開くための駆動信号を濾液排出弁Vdfに出力する。これによって、濾過機21の内部の圧力は、時間Tp1の間に、濾過処理時の圧力から大気圧に向かって減圧され、特に、第2円筒部22fの内部の圧力は、大気圧に減圧される。
For example, when the setting mode in the backwash
図7に示されるように、停止工程が終了すると、逆洗制御部44は、準備工程として、全ての弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfが閉じるための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、逆洗制御部44からの制御信号に応じて、全ての弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfが閉じるための駆動信号を各弁Vsm,Vdm,Vsa,Vdfに出力する。これによって、濾過機21の内部は、時間Ts1の間だけ静置される。
As shown in FIG. 7, when the stop process ends, the
図8に示されるように、準備工程が終了すると、逆洗制御部44は、逆洗工程として、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとを同時に開けるための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、逆洗制御部44からの制御信号に応じて、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとが開くための駆動信号を空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとに出力する。これによって、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとが同時に開く。そして、逆洗工程が終了すると、再び、逆洗制御部44は、準備工程と逆洗工程とをこの順に設定回数N1だけ繰り返す。なお、設定回数N1は、準備工程と逆洗工程との繰り返しによって、濾材25の筒内における濾液の全てが濾過機21から排出される程度に設定される。
As shown in FIG. 8, when the preparation process is completed, the
この際に、空気供給弁Vsaは、濾液通路Lfにおいて濾液と圧縮空気との境界である。それゆえに、空気供給弁Vsaが急開すると、圧縮空気タンク11に貯められた圧縮空気は、濾液通路Lfの内部を満たす濾液に対し即座に作用して圧力波を発生させる。そして、濾過機21の内部に伝播した圧力波は、混合液通路Lmの出口端部Lfoあるいは逆洗タンク31を通じて外部で消失する。
At this time, the air supply valve Vsa is a boundary between the filtrate and the compressed air in the filtrate passage Lf. Therefore, when the air supply valve Vsa is suddenly opened, the compressed air stored in the
図9に示されるように、濾材25の内部に伝播した圧力波は、濾材25の内周面252から第1円筒部22mの内周面に向かって伝播し、その伝播の過程で異物25Rに作用する。結果として、圧力波のエネルギーの殆どは、圧力波の進行する方向に異物25Rを移動させるために消費される。そして、濾材25の外周面251に捕らわれた異物25Rは、圧力波のエネルギーの一部によって外周面251から取り除かれる。
As shown in FIG. 9, the pressure wave propagated inside the
図10に示されるように、異物25Rが取り除かれた状態から準備工程と逆洗工程とが繰り返されると、濾材25の内部には、再び、圧力波が伝播する。外周面251に異物25Rが捕らわれていない状態では、圧力波のエネルギーの殆どが、濾材25の外周面251と第1円筒部22mとの間の隙間に伝播する。そして、逆洗工程ごとに濾過機21から押し出される液体は、混合液通路Lmの出口端部Lmoから排出され、さらに、逆洗タンク31の内部にも排出される。結果として、圧力波のエネルギーの一部が逆洗タンク31の内部に放出される分、圧力波の印加に求められる機械的な耐性は濾過装置10にて、特に混合液通路Lmにて抑えられる。また、混合液通路Lmの内部に伝播した圧力波が濾過機21に向けて反射することが抑えられるため、取り除かれた異物25Rの円滑な排出が可能にもなる。
As shown in FIG. 10, when the preparation process and the backwashing process are repeated from the state where the
なお、濾液通路Lfの内部に発生した圧力波は、濾過機21から上方に延びる通路を通じて濾材25の内部に作用する。そして、第2円筒部22fの内部に溜まった濾液や濾材25の内部に溜まった濾液の自重が作用する方向に沿って、圧力波は進行する。それゆえに、濾液の自重が作用する方向とは反対の方向に沿って圧力波が進行する場合に比べて、異物25Rに作用する圧力波のエネルギーが高められる。
The pressure wave generated inside the filtrate passage Lf acts on the inside of the
また、濾材25の内部には、第2円筒部22fから濾材25の筒内に伝播する圧力波を濾材25の内周面252に対し分散する分散部材26が配設されている。それゆえに、濾材25の筒内に伝播する圧力波は、分散部材26との衝突を通じて、濾材25の内周面252に対し分散される。結果として、外周面251の略全体にわたり圧力波は作用し、外周面251の略全体から異物25Rは取り除かれる。
In addition, a
一方で、内周面252の一部にのみ圧力波が作用する場合には、外周面251の一部でのみ異物25Rが取り除かれる。そして、準備工程と逆洗工程との繰り返しによって圧力波が再び印加されるとしても、濾材25の筒内に伝播した圧力波の殆どは、異物25Rの取り除かれた部位を通じて、濾材25の外周面251と第2円筒部22fとの間の隙間に伝播してしまう。結局のところ、外周面251の全体にわたる異物25Rを取り除くために、設定回数N1を増やすことが必要になる。この点で、濾材25の内部に分散部材26が配設される構成であれば、外周面251の略全体にわたり圧力波が作用するため、設定回数N1が増えることが抑えられる。
On the other hand, when the pressure wave acts only on a part of the inner
なお、逆洗モード設定部43での設定モードが第2モードである場合には、逆洗制御部44は、第1モードと同じく、まず、第2モードでの停止工程を実行し、濾過機21の内部の圧力は、時間Tp2の間に、濾過処理時の圧力から大気圧に向かって減圧される。
When the setting mode in the backwash
図11に示されるように、第2モードでの停止工程が終了すると、逆洗制御部44は、混合液排出弁Vdmのみが開くための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、逆洗制御部44からの制御信号に応じて、混合液排出弁Vdmのみが開くための駆動信号を出力する。これによって、第1円筒部22mの内部の圧力、特に、濾材25の外周面251と第2円筒部22fとの間の隙間の圧力が大気圧に減圧される。
As shown in FIG. 11, when the stop process in the second mode is completed, the
そして、準備工程が終了すると、逆洗制御部44は、第2モードの逆洗工程として、空気供給弁Vsaが開くための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、逆洗制御部44からの制御信号に応じて、空気供給弁Vsaが開くための駆動信号を空気供給弁Vsaに出力する。これによって、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとが開いた状態になる。そして、逆洗工程が終了すると、再び、逆洗制御部44は、準備工程と逆洗工程とをこの順に設定回数N2だけ繰り返す。
When the preparation process is completed, the
この際に、空気供給弁Vsaが急開すると、第1モードと同じく、圧縮空気タンク11に貯められた圧縮空気は、濾液通路Lfの内部に対し即座に作用して圧力波を発生させる。濾材25の内部に伝播した圧力波は、濾材25の内周面252から第1円筒部22mの内周面に向かって伝播し、その伝播の過程で異物25Rに作用する。ここで、第2モードの準備工程では、濾材25の外周面251と第1円筒部22mとの間の隙間の圧力が大気圧に減圧される。それゆえに、濾材25の外周面251と第2円筒部22fとの間の隙間の圧力が大気圧よりも高い場合に比べて、濾材25の外周面251に捕らわれた異物25Rは、外周面251から取り除かれやすくなる。
At this time, when the air supply valve Vsa is suddenly opened, the compressed air stored in the
なお、逆洗モード設定部43での設定モードが第3モードである場合には、逆洗制御部44は、第1モードと同じく、まず、第3モードでの停止工程を実行し、濾過機21の内部の圧力は、時間Tp3の間に、濾過処理時の圧力から大気圧に向かって減圧される。
When the setting mode in the backwash
図12に示されるように、第3モードでの停止工程が終了すると、逆洗制御部44は、第3モードでの第1逆洗工程として、空気供給弁Vsaのみが開くための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、逆洗制御部44からの制御信号に応じて、空気供給弁Vsaのみが開くための駆動信号を出力する。これによって、空気供給弁Vsaのみが開いた状態になる。
As shown in FIG. 12, when the stop process in the third mode is completed, the
この際に、空気供給弁Vsaが急開すると、第1モードと同じく、圧縮空気タンク11に貯められた圧縮空気は、濾液通路Lfの内部に対し即座に作用して圧力波を発生させる。濾材25の内部に伝播した圧力波は、濾材25の内周面252から第1円筒部22mの内周面に向かって伝播し、その伝播の過程で異物25Rを外周面251から取り除く。また、混合液排出弁Vdmが閉じた状態で空気供給弁Vsaが急開するため、圧力波の伝播は混合液排出弁Vdmにて止められる。結果として、濾過機21の内部では、圧力波の伝播に伴って液体が急激に大きく流動することが第1モードよりも抑えられる。それゆえに、圧力波の印加に対して求められる濾材25の耐性が抑えられる。
At this time, when the air supply valve Vsa is suddenly opened, the compressed air stored in the
そして、第1逆洗工程が終了すると、逆洗制御部44は、第3モードでの第2逆洗工程として、混合液供給弁Vsmが開くための制御信号を弁駆動部45に出力する。弁駆動部45は、逆洗制御部44からの制御信号に応じて、混合液供給弁Vsmが開くための駆動信号を空気供給弁Vsaに出力する。これによって、空気供給弁Vsaと混合液排出弁Vdmとが開いた状態になる。そして、第2逆洗工程が終了すると、再び、逆洗制御部44は、第1逆洗工程と第2逆洗工程とをこの順に設定回数N3だけ繰り返す。
Then, when the first backwashing process is completed, the
上記実施の形態は、以下のように変更して実施できる。
・分散部材26が割愛されてもよいし、第1モードと第2モードとの各々から準備工程が割愛されてもよい。また、逆洗タンク31が割愛されてもよいし、濾液通路Lfのうち空気供給弁Vsaと濾液排出弁Vdfとの間の部分は、濾過機21の下方に配置されてもよい。また、濾材の形状は板状や塊状であってもよいし、濾過機に供給される混合液はプールや水槽等から排出される液体であってもよい。さらに、圧縮気体は圧縮された窒素等であってもよい。要するに、濾材の流出面に圧力波が加えられる構成であればよい。
The above embodiment can be implemented with the following modifications.
The dispersing
・上記実施の形態では、濾液通路Lf、圧縮空気タンク11、空気供給弁Vsa、濾液排出弁Vdf、及び、濾過タンク22によって圧力印加部が構成される。これに限らず、圧力印加部では、圧縮空気タンク11が割愛されてもよい。また、空気供給弁Vsaと濾液排出弁Vdfとが個別の通路を介して濾過タンク22に接続される構成であれば、空気供給弁Vsa、濾過タンク22、及び、空気供給弁Vsaと濾過タンク22とを接続する通路によって圧力印加部が構成されてもよい。
In the above embodiment, the pressure application unit is configured by the filtrate passage Lf, the
・混合液供給弁Vsmと混合液排出弁Vdmとは、個別の通路を介して濾過タンク22に接続されてもよい。
・濾過装置10の実行する逆洗処理では、相互に異なる2つ以上のモードが連続してもよいし、1つのモードのみが常に実施されてもよい。
The liquid mixture supply valve Vsm and the liquid mixture discharge valve Vdm may be connected to the
-In the backwash process which the
なお、本開示における濾過装置は、下記(1)、(2)の構成とすることもできる。
(1)濾液が流出する流出面を有した濾材と、前記濾材の前記流出面に連通する通路と、前記通路内への圧縮気体の供給によって前記流出面に圧力波を加える圧力波印加部と、
を備え、前記通路が、前記濾材に対し上方に延び、前記圧力波印加部が、前記濾材の上方から前記圧縮気体を供給する濾過装置。
In addition, the filtration apparatus in this indication can also be set as the structure of following (1) and (2).
(1) A filter medium having an outflow surface through which the filtrate flows out, a passage communicating with the outflow surface of the filter medium, and a pressure wave applying unit that applies a pressure wave to the outflow surface by supplying compressed gas into the passage. ,
And the passage extends upward relative to the filter medium, and the pressure wave application unit supplies the compressed gas from above the filter medium.
(2)前記圧力印加部が、前記通路に接続されて圧縮気体を貯留するタンクと、前記通路の途中に設けられて前記タンクと前記流出面との連通と前記連通の遮断とを切り替える弁とを備える上記(1)に記載の濾過装置。 (2) The pressure application unit is connected to the passage and stores a compressed gas, and a valve is provided in the middle of the passage to switch between communication between the tank and the outflow surface and blocking of the communication. The filtration apparatus as described in said (1) provided with.
Vdf…濾液排出弁、Vdm…混合液排出弁、Vsa…空気供給弁、Vsm…混合液供給弁、10…濾過装置、22…濾過タンク、25…濾材、251…外周面、252…内周面、26…分散部材。 Vdf: filtrate discharge valve, Vdm: mixed solution discharge valve, Vsa: air supply valve, Vsm: mixed solution supply valve, 10: filtration device, 22: filtration tank, 25: filter medium, 251 ... outer peripheral surface, 252 ... inner peripheral surface 26: Dispersing member.
Claims (3)
一端部が外部に開放された逆洗タンクと、
前記濾過タンク内に位置し、濾過の対象となる液体が入る流入面と、濾液が流出する流出面とを有した濾材と、
前記濾材の前記流出面に連通する通路と、
前記通路内への圧縮気体の供給によって前記流出面に圧力波を加える圧力波印加部と、
前記逆洗タンクと前記流入面とを接続する通路を開けた状態で前記流出面に圧力波を加えて、前記濾過タンクの液体を自重が作用する方向へ押し出す逆洗制御部と、
を備える濾過装置。 A filtration tank;
A backwash tank with one end open to the outside;
A filter medium located in the filtration tank and having an inflow surface into which a liquid to be filtered enters, and an outflow surface from which the filtrate flows out;
A passage communicating with the outflow surface of the filter medium;
A pressure wave application unit that applies a pressure wave to the outflow surface by supplying compressed gas into the passage;
A backwash control unit that applies pressure waves to the outflow surface in a state where a passage connecting the backwash tank and the inflow surface is opened, and pushes the liquid in the filtration tank in a direction in which its own weight acts;
A filtration apparatus comprising:
前記流出面が、前記濾材の内周面であり、
前記通路が、前記濾材の両筒端部のうち1つの筒端部に連通し、
前記流出面に対し前記圧力波を分散する分散部材を前記濾材の筒内にさらに備える
請求項1に記載の濾過装置。 The filter medium has a cylindrical shape,
The outflow surface is an inner peripheral surface of the filter medium;
The passage communicates with one cylinder end of both the cylinder ends of the filter medium,
The filtration apparatus according to claim 1, further comprising a dispersion member that disperses the pressure wave with respect to the outflow surface in a cylinder of the filter medium.
前記濾材が収容された濾過タンクとは異なる逆洗タンクに前記流入面を接続しながら、前記流出面に連通する通路内に圧縮気体を供給して前記供給による圧力波を前記流出面に加えて、前記濾過タンクの液体を自重が作用する方向へ押し出すこと、
を含む濾過方法。 Putting the mixed liquid into the inflow surface of the filter medium and taking out the filtrate from the outflow surface of the filter medium,
While connecting the inlet flow face to the backwash tank different from the filtration tank where the filter media is housed, the pressure wave due to the supply by supplying the compressed gas into the passage communicating with the outlet flow face, in addition to the outflow surface Pushing out the liquid in the filtration tank in a direction in which its own weight acts ;
A filtration method comprising:
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