过滤装置用的外置过滤材料清洗装置转让专利
申请号 : CN200880016430.5
文献号 : CN101790406A
文献日 : 2010-07-28
发明人 : 斋藤安弘
申请人 : 日本原料株式会社
摘要 :
本发明提供一种过滤装置用的外置过滤材料清洗装置，无须购买更换现有的过滤装置，能够容易且廉价地自动清洗过滤材料。外置过滤材料清洗装置(1a)适用于将通过过滤材料(112a)的层(112)对供给的原液进行过滤而除去了原液中的浊质后所得到的净化液向外部排出的过滤装置(100)，其中，清洗装置(1a)具备：直立的外筒(2′)；螺旋输送机(4′)，其旋转自如地配置在外筒(2′)内，从外筒(2′)的下端部到上端部为止搓洗过滤材料(112a)并同时将过滤材料(112a)向上方输送；驱动部(6)，其旋转驱动螺旋输送机(4′)；控制部(30)，其控制驱动部(6)的旋转；导入管(38a)，其将过滤材料(112a)导入外筒(2′)内；排出管(50a)，其将搓洗后的过滤材料(112a)从外筒(2′)内向过滤槽(101)排出。
权利要求 :
1.一种过滤装置用的外置过滤材料清洗装置，其是适用于过滤装置的过滤材料清洗装置，其中，所述过滤装置具备在内部具有过滤材料的层的过滤槽，并将通过所述过滤材料的层对供给的原液进行过滤而除去了所述原液中的浊质后所得到的净化液向外部排出，所述过滤装置用的外置过滤材料清洗装置的特征在于，所述过滤材料清洗装置具备：
直立的外筒；
螺旋输送机，其旋转自如地配置在该外筒内，从该外筒的下端部的入口到上端部的出口为止搓洗所述过滤材料并同时将所述过滤材料向上方输送；
驱动部，其旋转驱动所述螺旋输送机；
控制部，其控制该驱动部的旋转；
导入管，其与所述外筒的所述入口连接，将所述过滤槽内的过滤材料导入所述外筒内；
排出管，其与所述外筒的所述出口连接，将搓洗后的所述过滤材料从所述外筒内向所述过滤槽排出。
2.根据权利要求1所述的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置，其特征在于，所述螺旋输送机在该螺旋输送机的下端具有对导入的所述过滤材料进行搅拌的搅拌叶片。
3.根据权利要求2所述的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置，其特征在于，所述外筒的与所述搅拌叶片对应的下端部形成为大径部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置，其特征在于，所述螺旋输送机具有中空轴和在该中空轴的周围形成为螺旋状的螺旋叶片，在所述中空轴穿设有能够使导入所述外筒内的液体从所述中空轴的外侧向内侧流入的孔。
说明书 :
技术领域
本发明涉及过滤材料清洗装置，特别涉及适用于使用过滤材料对水等液体的浊质进行过滤的过滤装置、且配置在过滤装置的外部的外置过滤材料清洗装置。
背景技术
若长期使用过滤装置，则过滤装置的过滤箱(过滤槽)内的过滤砂(过滤材料)由于水等原液中的浊质而堵塞，无法进行有效的过滤，导致过滤后的水质恶化。因此，需要除去附着在过滤材料上的污浊物质(浊质)，从而解决过滤材料的堵塞。为此，需要进行如下作业，即，更换过滤材料或通过手工作业将过滤材料从过滤箱取出并清洗，从过滤材料剥离浊质，之后使清洗后的过滤材料再次回到过滤箱中。该作业非常费劳力，并且需要用于清洗取出后的过滤材料的空间。另外，在废弃过滤材料时会产生大量的工业废弃物。因此，已知有能够省空间且自动进行这样的清洗作业的过滤装置。
作为这样的能够自动清洗过滤材料的过滤装置的一个实例，已知有如下所述的过滤装置：将过滤材料的清洗机构(清洗装置)配置在过滤箱内，在每规定期间使清洗机构工作，从而对过滤材料进行清洗，并且将从过滤材料剥离出来的浊质从过滤箱向外部排出(专利文献1、专利文献2)。
在专利文献1的过滤系统中，在支承过滤砂的层的支承板的上方设置有通过螺旋输送机的旋转来清洗过滤材料的清洗装置。另外，在专利文献2中，过滤系统具有如下结构：同样通过螺旋输送机的旋转来清洗过滤材料的清洗装置从过滤箱的上部向过滤箱的内部下垂。
另外，已知有清洗装置不是配置在过滤箱的内部，而是配置在外部这一形式的过滤装置(专利文献3)。在专利文献3的过滤砂清洗系统中，公开有具有过滤材料的过滤槽、从该过滤槽吸出过滤材料的泵、清洗吸出后的过滤材料的过滤材料清洗装置。在该清洗装置中，泵与过滤箱及过滤材料清洗装置分别通过管连接。该过滤系统构成为将含有浊质的过滤砂向清洗装置输送，并且通过泵向清洗装置供给水，而使除去浊质后的过滤材料回到过滤箱中。另外，除去后的浊质经由与清洗装置连接的配管，通过泵从清洗装置的上部被吸引而向外部排出。
专利文献1：国际公开第WO01/83076号小册子(图6)；
专利文献2：日本特开2004-160432号公报(图1)；
专利文献3：美国专利公报第5112504号公报。
对使用了没有装入清洗装置的现有的过滤箱的使用者而言，在想要以较少劳力且简单地清洗过滤砂时，不得不购买专利文献1或专利文献2所公开的那样的具有清洗装置的过滤装置来代替现有的装置整体，因此存在成本增加这一问题。
专利文献3所公开的过滤系统是需要多个配管路径和泵的复杂的形状，另外，在过滤材料的清洗上也存在不能积极地清洗过滤材料的问题。
作为这样的能够自动清洗过滤材料的过滤装置的一个实例，已知有如下所述的过滤装置：将过滤材料的清洗机构(清洗装置)配置在过滤箱内，在每规定期间使清洗机构工作，从而对过滤材料进行清洗，并且将从过滤材料剥离出来的浊质从过滤箱向外部排出(专利文献1、专利文献2)。
在专利文献1的过滤系统中，在支承过滤砂的层的支承板的上方设置有通过螺旋输送机的旋转来清洗过滤材料的清洗装置。另外，在专利文献2中，过滤系统具有如下结构：同样通过螺旋输送机的旋转来清洗过滤材料的清洗装置从过滤箱的上部向过滤箱的内部下垂。
另外，已知有清洗装置不是配置在过滤箱的内部，而是配置在外部这一形式的过滤装置(专利文献3)。在专利文献3的过滤砂清洗系统中，公开有具有过滤材料的过滤槽、从该过滤槽吸出过滤材料的泵、清洗吸出后的过滤材料的过滤材料清洗装置。在该清洗装置中，泵与过滤箱及过滤材料清洗装置分别通过管连接。该过滤系统构成为将含有浊质的过滤砂向清洗装置输送，并且通过泵向清洗装置供给水，而使除去浊质后的过滤材料回到过滤箱中。另外，除去后的浊质经由与清洗装置连接的配管，通过泵从清洗装置的上部被吸引而向外部排出。
专利文献1：国际公开第WO01/83076号小册子(图6)；
专利文献2：日本特开2004-160432号公报(图1)；
专利文献3：美国专利公报第5112504号公报。
对使用了没有装入清洗装置的现有的过滤箱的使用者而言，在想要以较少劳力且简单地清洗过滤砂时，不得不购买专利文献1或专利文献2所公开的那样的具有清洗装置的过滤装置来代替现有的装置整体，因此存在成本增加这一问题。
专利文献3所公开的过滤系统是需要多个配管路径和泵的复杂的形状，另外，在过滤材料的清洗上也存在不能积极地清洗过滤材料的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种无须购买更换现有使用的没有清洗装置的过滤装置，能够容易且廉价地清洗过滤材料的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置。
本发明的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置是适用于过滤装置的过滤材料清洗装置，其中，所述过滤装置具备在内部具有过滤材料的层的过滤槽，将通过过滤材料的层对供给的原液进行过滤而除去了原液中的浊质后所得到的净化液向外部排出，所述过滤装置用的外置过滤材料清洗装置的特征在于，所述过滤材料清洗装置具备：直立的外筒；螺旋输送机，其旋转自如地配置在外筒内，从外筒的下端部的入口到上端部的出口为止搓洗过滤材料并同时将过滤材料向上方输送；驱动部，其旋转驱动螺旋输送机；控制部，其控制驱动部的旋转；导入管，其与外筒的入口连接，将过滤槽内的过滤材料导入外筒内；排出管，其与外筒的出口连接，将搓洗后的过滤材料从外筒内向过滤槽排出。
这里所述的适用于过滤装置的外置过滤材料清洗装置能够通过后安装来安装于现有的过滤装置，这意味着包括仅在清洗时安装使用的过滤材料清洗装置以及常设于过滤装置中而仅在清洗时运转的过滤材料清洗装置。
另外，上述螺旋输送机可以构成为在螺旋输送机的下端具有对导入的过滤材料进行搅拌的搅拌叶片。
另外，也可以将外筒的与该搅拌叶片对应的下端部形成为大径部。
另外，优选螺旋输送机具有中空轴和在中空轴的周围形成为螺旋状的螺旋叶片，在中空轴穿设有能够使导入外筒内的液体从中空轴的外侧向内侧流入的孔。
优选该孔在比外筒的上下方向的大致中间靠上方的位置设置多个。进而，优选上述孔沿中空轴的圆周方向间隔45°设置。另外，优选螺旋叶片的外周和外筒的内表面的间隔比过滤材料的粒径稍大。另外，优选螺旋输送机的螺旋叶片从中空轴到外筒的内表面附近为止呈连续的面状延伸。另外，优选孔设置在螺旋叶片的正上方。
由于本发明的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置具有：旋转自如地配置在外筒内、从外筒的下端部的入口到上端部的出口为止搓洗过滤材料并同时将过滤材料向上方输送的螺旋输送机；旋转驱动螺旋输送机的驱动部；控制驱动部的旋转的控制部；与外筒连接的过滤材料的导入管及排出管，因此使用没有清洗装置的现有的过滤装置的使用者仅需要购买本清洗装置，将导入管和排出管与过滤装置连接，就能够廉价且简单地自动进行过滤材料的清洗。另外，外置过滤材料清洗装置完全不需要对现有的过滤装置进行改变即可使用，或仅对过滤装置实施最小限度的施工即可使用。
另外，螺旋输送机在其下端具有对导入后的过滤材料进行搅拌的搅拌叶片时，若导入导入管后的含有过滤材料的液体(反洗液)为高浓度即高粘度，则能够通过搅拌搅散过滤材料从而在螺旋输送机的作用下顺利地输送。在反洗清洗开始时由于反洗液的浓度大，因此上述搅拌叶片特别有用。
另外，在将外筒的与搅拌叶片对应的下端部形成为大径部时，由于将通过搅拌叶片搅拌后的过滤材料在容易堵塞的下端部大范围地扩散，因此进一步有效地消除高浓度(高粘度)的影响，从而能够更加顺利地通过螺旋输送机来输送过滤材料。
另外，当在螺旋输送机的在周围具有形成为螺旋状的螺旋叶片的中空轴穿设有能够使导入外筒内的液体从中空轴的外侧向内侧流入的孔时，从中空轴与过滤材料一起向上方输送的液体(反洗液)从孔向中空轴的内部流下，由此能够有效地将除水后的过滤材料向上方输送。若水过多则只能将过滤材料与水一起向上方输送，可能会导致搓洗不充分。
本发明的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置是适用于过滤装置的过滤材料清洗装置，其中，所述过滤装置具备在内部具有过滤材料的层的过滤槽，将通过过滤材料的层对供给的原液进行过滤而除去了原液中的浊质后所得到的净化液向外部排出，所述过滤装置用的外置过滤材料清洗装置的特征在于，所述过滤材料清洗装置具备：直立的外筒；螺旋输送机，其旋转自如地配置在外筒内，从外筒的下端部的入口到上端部的出口为止搓洗过滤材料并同时将过滤材料向上方输送；驱动部，其旋转驱动螺旋输送机；控制部，其控制驱动部的旋转；导入管，其与外筒的入口连接，将过滤槽内的过滤材料导入外筒内；排出管，其与外筒的出口连接，将搓洗后的过滤材料从外筒内向过滤槽排出。
这里所述的适用于过滤装置的外置过滤材料清洗装置能够通过后安装来安装于现有的过滤装置，这意味着包括仅在清洗时安装使用的过滤材料清洗装置以及常设于过滤装置中而仅在清洗时运转的过滤材料清洗装置。
另外，上述螺旋输送机可以构成为在螺旋输送机的下端具有对导入的过滤材料进行搅拌的搅拌叶片。
另外，也可以将外筒的与该搅拌叶片对应的下端部形成为大径部。
另外，优选螺旋输送机具有中空轴和在中空轴的周围形成为螺旋状的螺旋叶片，在中空轴穿设有能够使导入外筒内的液体从中空轴的外侧向内侧流入的孔。
优选该孔在比外筒的上下方向的大致中间靠上方的位置设置多个。进而，优选上述孔沿中空轴的圆周方向间隔45°设置。另外，优选螺旋叶片的外周和外筒的内表面的间隔比过滤材料的粒径稍大。另外，优选螺旋输送机的螺旋叶片从中空轴到外筒的内表面附近为止呈连续的面状延伸。另外，优选孔设置在螺旋叶片的正上方。
由于本发明的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置具有：旋转自如地配置在外筒内、从外筒的下端部的入口到上端部的出口为止搓洗过滤材料并同时将过滤材料向上方输送的螺旋输送机；旋转驱动螺旋输送机的驱动部；控制驱动部的旋转的控制部；与外筒连接的过滤材料的导入管及排出管，因此使用没有清洗装置的现有的过滤装置的使用者仅需要购买本清洗装置，将导入管和排出管与过滤装置连接，就能够廉价且简单地自动进行过滤材料的清洗。另外，外置过滤材料清洗装置完全不需要对现有的过滤装置进行改变即可使用，或仅对过滤装置实施最小限度的施工即可使用。
另外，螺旋输送机在其下端具有对导入后的过滤材料进行搅拌的搅拌叶片时，若导入导入管后的含有过滤材料的液体(反洗液)为高浓度即高粘度，则能够通过搅拌搅散过滤材料从而在螺旋输送机的作用下顺利地输送。在反洗清洗开始时由于反洗液的浓度大，因此上述搅拌叶片特别有用。
另外，在将外筒的与搅拌叶片对应的下端部形成为大径部时，由于将通过搅拌叶片搅拌后的过滤材料在容易堵塞的下端部大范围地扩散，因此进一步有效地消除高浓度(高粘度)的影响，从而能够更加顺利地通过螺旋输送机来输送过滤材料。
另外，当在螺旋输送机的在周围具有形成为螺旋状的螺旋叶片的中空轴穿设有能够使导入外筒内的液体从中空轴的外侧向内侧流入的孔时，从中空轴与过滤材料一起向上方输送的液体(反洗液)从孔向中空轴的内部流下，由此能够有效地将除水后的过滤材料向上方输送。若水过多则只能将过滤材料与水一起向上方输送，可能会导致搓洗不充分。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的外置过滤材料清洗装置的简要纵剖面图。
图2是图1的外置过滤材料清洗装置的局部放大图。
图3A是图1的外置过滤材料清洗装置的正面的局部放大图。
图3B是图1的外置过滤材料清洗装置的底面的局部放大图。
图4是本发明的另一实施方式的外置过滤材料清洗装置的第一适用例。
图5是本发明的又一实施方式的外置过滤材料清洗装置的第二适用例。
图6是图5的外置过滤材料清洗装置的简要俯视图。
图7是图5、图6的适用例的变形例的纵剖面图。
图8是图5、图6的适用例的变形例的简要俯视图。
图9是本发明的再一实施方式的外置过滤材料清洗装置的第三适用例。
符号说明：1、1a、1b、1c-外置过滤材料清洗装置，2、2′、2″、2X-外筒，4、4′、4″、4X-螺旋输送机，4a-下端，6-驱动部，18-螺旋叶片，20-中空轴，30-控制部，34-大径部，36-入口，38、38a、38b、38c-导入管，48-出口，50、50a、50b、50c-排出管，56-孔，58-搅拌叶片，100、200、300-过滤装置，101、201、301-过滤箱(过滤槽)，112-层，112a-过滤材料，122-反洗液(液体)。
图2是图1的外置过滤材料清洗装置的局部放大图。
图3A是图1的外置过滤材料清洗装置的正面的局部放大图。
图3B是图1的外置过滤材料清洗装置的底面的局部放大图。
图4是本发明的另一实施方式的外置过滤材料清洗装置的第一适用例。
图5是本发明的又一实施方式的外置过滤材料清洗装置的第二适用例。
图6是图5的外置过滤材料清洗装置的简要俯视图。
图7是图5、图6的适用例的变形例的纵剖面图。
图8是图5、图6的适用例的变形例的简要俯视图。
图9是本发明的再一实施方式的外置过滤材料清洗装置的第三适用例。
符号说明：1、1a、1b、1c-外置过滤材料清洗装置，2、2′、2″、2X-外筒，4、4′、4″、4X-螺旋输送机，4a-下端，6-驱动部，18-螺旋叶片，20-中空轴，30-控制部，34-大径部，36-入口，38、38a、38b、38c-导入管，48-出口，50、50a、50b、50c-排出管，56-孔，58-搅拌叶片，100、200、300-过滤装置，101、201、301-过滤箱(过滤槽)，112-层，112a-过滤材料，122-反洗液(液体)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置(以下简称为清洗装置)进行说明。图1是表示本发明的一实施方式的清洗装置的简要纵剖面图。另外，图2、图3A及图3B是图1的清洗装置1的局部放大图。以下，参照图1～图3B进行说明。首先，参照图1，清洗装置1具有由金属构成的圆筒形的外筒2、配置在该外筒2的内部的螺旋输送机4和与螺旋输送机4的上端连接的驱动部6。外筒2在其上端具有凸缘8。在凸缘8的上方设置具有与凸缘8对应的凸缘10的基座12。凸缘8及10通过螺栓10a相互固定而将基座12固定于外筒2。
在基座12形成有轴支承螺旋输送机4的轴16的轴承14。该轴承14由凸缘10侧的轴承14a和位于基座12的高度方向的中间的轴承14b构成。螺旋输送机4的轴16具有：中空即管状的中空轴20，所述中空轴20形成有配置于外筒2内的螺旋叶片18；支承轴部22，其在该中空轴20的上方插入中空轴20并通过焊接固定于中空轴20，比中空轴20的直径稍小。该支承轴部22通过上述的轴承14轴支承。联轴器24与支承轴部22的上端连接。在基座12的上方配置有所述驱动部6即减速机构部26及与该减速机构部26连接的电动机28。在该电动机28上电连接有控制电动机28的转速的具有例如倒相电路的控制部30。这里，控制部30是示意性表示的。
在外筒2的下部形成有凸缘32，大径部34通过螺栓32a与该凸缘32连接。换言之，外筒2的下部作为大径部34而形成。大径部34是具有比外筒2的直径d大的直径的高度低的圆筒形。螺旋输送机4的下端4a位于该大径部34内。在大径部34的侧面34a形成有导入过滤材料112a(图4)和水等液体(反洗液122(图4))的入口36。在入口36通过焊接安装有导入管38。在本实施方式中，导入管38可以是如图1所示经由凸缘40而与任意形状的管或软管一体连接的管，另外也可以是不经由凸缘40的长的一根管。另外，材质也可以使用金属、合成树脂、橡胶等。
另外，在大径部34的底壁34b形成有注入孔42，注入管44与该注入孔42连接。注入管44经由凸缘44a与小径的管46连接。在管46安装有球阀48，通常将球阀48关闭，根据需要打开球阀48向外筒2内供给水等。注入管44用于在从导入管38导入后的含有过滤材料112a和浊质的反洗液122即浆的浓度浓的情况下，稀释反洗液122使其易于输送或向外筒2注入起动水。
另一方面，在外筒2的上端部形成有排出过滤材料112a的出口48，在出口48例如通过焊接安装有排出管50。在排出管50的中途安装有球阀52，该球阀52根据后述的适用例的不同并不一定需要。另外，在外筒2的上下方向的中间部的稍靠上方的位置以横向延伸的方式安装于外筒2的机构是用于将清洗装置1固定于例如台架(未图示)的支柱54。
另外，如上所述，螺旋输送机4的轴16中从中空轴20的下端4a到插入中空轴20的支承轴部22的下端22a为止的部分构成为中空。在中空轴20的中间部穿设有多个孔56。参照图2对这些孔56进行的说明将在后述。图2是清洗装置1的外筒2的中间部的局部放大剖面图。其中，螺旋输送机4表示外形形状。螺旋输送机4的螺旋叶片18在中空轴20的外周形成为螺旋状。在螺旋叶片18上没有形成贯通孔或槽等，整个面构成螺旋状。因此，能够有效地将含有过滤材料112a的反洗液122向上方输送。
螺旋叶片18的外周即外缘18a和外筒2的内表面2a之间设定为存在微小的间隙G。该间隙G的尺寸做如下设定：例如若过滤材料112a的粒径为0.6～1.0mm，则稍大于上述粒径。理由如下所述。即，在将过滤材料112a通过螺旋输送机4向上方输送时，在螺旋输送机4的旋转而产生的离心力的作用下过滤材料112a朝向螺旋叶片18的外周。然而，上述间隙G能够防止过滤材料112a在搓洗清洗时在螺旋叶片18的外延18a和外筒2的内表面2a之间被压碎而破裂的情况。另外，在间隙G中存在过滤材料112a和剥离后的浊质，由此能够提高螺旋输送机4和外筒2的密封度，且提高过滤材料112a或反洗液122的输送效率。
上述孔56形成为位于该螺旋叶片18的向中空轴20安装的安装部的正上方。通过使孔56位于螺旋叶片18的正上方，从而能够使滞留在螺旋叶片18上的反洗液122沿螺旋叶片18顺利地流入孔56内。孔56沿着安装部且每45度形成一个，从而在螺旋叶片18的两个螺距内形成有多个。在清洗装置1中，上述孔56的位置设置为比需要清洗的过滤箱内的反洗液122的水位靠上方。由于中空轴20的内侧为中空，因此从孔56向上方输送途中的反洗液122的一部分可能会流入中空部分。这样，孔56具有对输送的反洗液122进行除水的作用。孔56的个数和沿中空轴20的圆周的间隔并不局限于上述实施方式，当然可以根据用途的不同进行适当变更。
接下来，参照图3A、图3B，对螺旋输送机4的下端部的形状进行说明。图3、图3B是螺旋输送机4的下端部的局部放大图，图3A是主视图，图3B是仰视图。如图3A、图3B所示，在螺旋输送机4的中空轴20的下端4a安装有搅拌叶片58。搅拌叶片58由相同长度的四片肋58a构成。上述肋58a通过将具有比中空轴20的直径尺寸大的长度的两片金属板相互组合成十字形而构成。而且，以该十字形的中心即两片金属板的交点58b和轴16的旋转中心16b一致的方式，通过焊接将搅拌叶片58安装在中空轴20的下端4a。因此，中空轴20的中空部分与外部连通。
此外，该搅拌叶片58是用于在导入了清洗装置1内的含有过滤材料112a的反洗液122即浆的浓度高的情况下，通过搅拌过滤材料112a来阻止过滤材料112a滞留在外筒2内的下部的机构。因此，在液体的浓度低的情况下，也可以构成为不设置搅拌叶片58的结构。例如，也可以是只省略了搅拌叶片58的形状，也可以是下端4a闭合的形状。
接下来，参照图4～图6，说明将这样构成的清洗装置1适用于现有的过滤箱的适用例。此外，这里所说的过滤装置是指除过滤箱之外还包括支承腿等其它附带设备的装置整体。图4表示第一适用例，图5表示第二适用例，图6表示第三适用例。首先，参照图4说明将清洗装置1a适用于过滤装置100的过滤箱101的情况。这里使用的另一实施方式的清洗装置1a基本与上述清洗装置1相同，但排出管50a和导入管38a的位置、形状不同。另外，在没有外筒2的下部的大径部34及搅拌叶片58这一点上与图1的清洗装置1不同。清洗装置1a的螺旋输送机4′的轴16′的下端通过例如盖60来闭合轴16′的开口。清洗装置1a支承于适当的支承体70。此外，说明时对同一部件使用同一参照符号进行说明。另外，对不需要说明的部分仅标注与图1的实施方式对应的主要部件的参照符号，而省略说明。
过滤箱101形成为典型的形状，具有由弯曲凸面闭合其上部和下部的圆筒形的外壳体102，且通过支承腿103来支承。在外壳体102的侧面上部形成有将含有浊质的水即原水注入的原水注入口104，在外壳体102的下部形成有排出口106。另外，在外壳体102的上表面形成有大径的人孔118。
作为过滤箱101的一例，如图4所示，在外壳体102的内部配置有具有过滤器114的板110和位于板110的上方的粒径大的砂粒108a的层108，进而在层108的上方到水平面112b为止配置有粒径小的砂等过滤材料112a的层112。从原水注入口104注入原水，将通过过滤箱101内部的过滤材料112a的层112及砂粒108a的层108而进行过滤、且经由过滤器114除去浊质后的净化液从排出口106向外部供给。
在如上构成的过滤箱101中，由于人孔118的开口部比较大，因此如图4所示，通过将排出管50a和导入管38a投入人孔118中，从而不需要对现有的过滤箱101进行改建或变更就能够使用。
在这样设置过滤箱101和清洗装置1a后，对清洗过滤箱101的过滤材料112a的方法进行如下说明。在通常过滤时过滤材料112a位于水平面112b的高度，但当停止过滤而进行清洗的前阶段即反洗清洗时反洗液122膨胀，例如一直上升到水平面120所示的内部管107的开口107a。即，若从用于反洗清洗的排出口106向过滤箱101内喷射反洗液122，则反洗液122通过过滤器114及层108而向层112喷出，从而使过滤材料112a膨胀而产生流动。然而，过滤材料112a不会一直飞溅到已膨胀至水平面120的反洗液122的液面，而是流动到位于比水平面112b稍靠上方的水平面109为止。该水平面109的下方变成浆(悬浊液)。因此，过滤材料112a分布在浆中从而使分布密度变小。然而，通过反洗从过滤材料112a剥离的浊质比过滤材料112a轻，因此一直流动到水平面120为止。
在该状态下使电动机28工作。在本适用例中，由于螺旋输送机4′的位置比反洗液122的液面的水平面120高，因此难以仅通过螺旋输送机4′的旋转来吸入反洗液122。因此需要从注入管44′注入起动水。在这之后若使电动机28工作则能够容易地将过滤箱101内的反洗液122和过滤材料112a向外筒2′内导入。
导入了外筒2′的下部的过滤材料112a被螺旋输送机4′的螺旋叶片18搓洗并同时向上方输送，在此期间清洗过滤材料112a而将浊质从过滤材料112a剥离。上述清洗后的过滤材料112a与含有剥离后的浊质的反洗液122一起通过排出管50a而向过滤箱101排出。由于过滤材料112a不在浆的水平面109和水平面120之间流动，因此仅含有浊质的反洗液122从上述内部管107流出。在此期间由于始终从排出口106向过滤箱101内注入反洗液122，因此能够使含有浊质的反洗液122从内部管107连续地向外部排出。因此，在过滤箱101和清洗装置1a内循环的反洗液122中的浊质逐渐减少。操作控制部30以使螺旋输送机4′的转速适于搓洗。优选该转速设定为例如在螺旋输送机4′的半径为10cm时，螺旋输送机4′的外缘18a的周向速度为4m/秒以下。
通过在规定时间内反复进行上述工序，由此将过滤箱101内的浊质除去，之后只要拆下导入管38a及排出管50a，就能够进行通常的过滤作业。清洗装置1a可以常设在过滤箱101附近的规定位置，也可以仅在需要时设置在过滤箱101附近。此外，也可以在清洗装置1a进行清洗结束后，再继续进行反洗清洗片刻，从而排出反洗液中的浊质。
接下来，参照图5及图6，说明本发明的又一实施方式的清洗装置的第二适用例。图5是清洗装置的纵剖面图，图6是表示配置于过滤箱201内的排出管的位置的过滤箱的简要俯视图。图5所示的清洗装置1b具有与图1所示的清洗装置1大致相同的结构，但排出管50b的位置、形状不同。另外，控制部30省略图示。此外，说明时由于过滤装置200的过滤箱201原理上与过滤箱101相同，因此仅对要部进行说明，而省略详细的说明。另外，螺旋输送机4″具有与图4的螺旋输送机4′相同的形状。在该第二适用例中，需要对现有的过滤箱201稍微进行改造。改造部分如下：在外壳体202的上部设置排出管50b的安装部222，在外壳体202的高度的大致中央部设置导入管38b的安装部224。在该过滤箱201中，反洗清洗时的水位的水平面是图5中220所示的部分。另一方面，清洗装置1b的下端部即大径部34通过大致水平的导入管38b与安装部224连接，因此，比外筒2″的高度方向的中间靠下方的部分位于水平面220的下方。因此，在反洗时，反洗液122从导入管38b进入到外筒2″的中间为止，因此在该第二适用例中，不需要起动水。电动机28与第一适用例同样在反洗时进行工作。在该过滤箱201中，通过与过滤箱201的外部连通的喇叭状的内部管226来进行反洗液122的排水。
如图5、图6所示，延长排出管50b，如图6所示，只要沿过滤箱201的内侧的圆周配置，从排出管50b排出的反洗液122就能如箭头所示沿过滤箱201的内周流出。通过该反洗液122的水流来搅拌过滤材料112a，从而将含有过滤材料112a的浆没有遗漏地导入导入管38b，清洗效果进一步提高。
此外，在图5、图6所示的适用例中，排出管50b所在的安装部222位于与导入管38b所在的安装部224相同的一侧，但也可以位于过滤箱201的相反侧即从导入管38b的安装部224远离的一侧。在这种情况下，从排出管50b排出的过滤材料112a在远离安装部224的位置排出，从而容易将未清洗的浆导入清洗装置1b。这一点也同样适用于上述图4所示的适用例及接下来说明的适用例。另外，排出管50b优选具有柔性的材料。
接下来，参照图7、图8说明图5、图6的适用例的变形例。此外，对同一部件使用同一参照符号，而省略详细的说明。图7及图8分别是与图5、图6对应的纵剖面图及简要俯视图。在该变形例中，在排出管50b的前端部50b’为金属制的管这一点上不同。因此，通过焊接直接将前端部50b’一体安装于过滤箱201。由于将金属制的排出管50b’在封闭状态下固定于过滤箱201，因此在进行通常的过滤时，不需要拆下排出管50b就能够由原水填满过滤箱201内，因此作业性良好。另外，具有排出管50b’的寿命长且设置位置也不会移动这些优点。
接下来，参照图9，说明本发明的再一实施方式的第三适用例。此外，在图9中，控制部30省略了图示。另外，螺旋输送机4X具有与图4的螺旋输送机4′相同的形状。在该适用例中，为了改善通常设置在比过滤箱高的位置上的清洗装置的作业性，将清洗装置设置于低的位置。这里使用的过滤装置300的过滤箱301与第一适用例所使用的过滤箱101大致相同，但稍加变更。即，变更为在过滤箱301的侧面安装导入管38c。清洗装置1c自身设置在靠近地面3的低的位置。导入管38c从过滤箱301的侧面到清洗装置1c的下端部之间连接，从侧面朝着下端部向斜下方延伸。排出管50c从清洗装置1c的外筒2X的上部开始向下方配置。从排出管50c排出的清洗后的含有过滤材料的反洗液122贮存在过滤材料贮存槽80中。在该过滤材料贮存槽80设置有过滤材料泵82，贮存的过滤材料在过滤材料泵(砂泵)82的作用下经由作为排出管的软管84向过滤箱301的人孔318排出。换言之，第三适用例在过滤材料泵82的作用下从排出管50c排出。如上所述，该适用例的优点在于能够在低的位置进行所有的作业，因此作业性良好。
此外，上述实施方式及适用例说明了清洗过滤砂的清洗装置，但清洗的对象并不局限于砂，例如可以是无烟碳(无烟煤)或活性碳那样的过滤材料，也可以是上述过滤材料混合而成的过滤材料。另外，作为过滤的液体对水进行了说明，但也可以是其他的例如油等液体。
另外，在第三适用例中使泵夹在排出管50c的中途，但也可以使吸引过滤材料112a等的泵设置在导入管38、38a、38b的中途。
产业上的可利用性
本发明的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置可以附加于现有的过滤箱而进行使用。
在基座12形成有轴支承螺旋输送机4的轴16的轴承14。该轴承14由凸缘10侧的轴承14a和位于基座12的高度方向的中间的轴承14b构成。螺旋输送机4的轴16具有：中空即管状的中空轴20，所述中空轴20形成有配置于外筒2内的螺旋叶片18；支承轴部22，其在该中空轴20的上方插入中空轴20并通过焊接固定于中空轴20，比中空轴20的直径稍小。该支承轴部22通过上述的轴承14轴支承。联轴器24与支承轴部22的上端连接。在基座12的上方配置有所述驱动部6即减速机构部26及与该减速机构部26连接的电动机28。在该电动机28上电连接有控制电动机28的转速的具有例如倒相电路的控制部30。这里，控制部30是示意性表示的。
在外筒2的下部形成有凸缘32，大径部34通过螺栓32a与该凸缘32连接。换言之，外筒2的下部作为大径部34而形成。大径部34是具有比外筒2的直径d大的直径的高度低的圆筒形。螺旋输送机4的下端4a位于该大径部34内。在大径部34的侧面34a形成有导入过滤材料112a(图4)和水等液体(反洗液122(图4))的入口36。在入口36通过焊接安装有导入管38。在本实施方式中，导入管38可以是如图1所示经由凸缘40而与任意形状的管或软管一体连接的管，另外也可以是不经由凸缘40的长的一根管。另外，材质也可以使用金属、合成树脂、橡胶等。
另外，在大径部34的底壁34b形成有注入孔42，注入管44与该注入孔42连接。注入管44经由凸缘44a与小径的管46连接。在管46安装有球阀48，通常将球阀48关闭，根据需要打开球阀48向外筒2内供给水等。注入管44用于在从导入管38导入后的含有过滤材料112a和浊质的反洗液122即浆的浓度浓的情况下，稀释反洗液122使其易于输送或向外筒2注入起动水。
另一方面，在外筒2的上端部形成有排出过滤材料112a的出口48，在出口48例如通过焊接安装有排出管50。在排出管50的中途安装有球阀52，该球阀52根据后述的适用例的不同并不一定需要。另外，在外筒2的上下方向的中间部的稍靠上方的位置以横向延伸的方式安装于外筒2的机构是用于将清洗装置1固定于例如台架(未图示)的支柱54。
另外，如上所述，螺旋输送机4的轴16中从中空轴20的下端4a到插入中空轴20的支承轴部22的下端22a为止的部分构成为中空。在中空轴20的中间部穿设有多个孔56。参照图2对这些孔56进行的说明将在后述。图2是清洗装置1的外筒2的中间部的局部放大剖面图。其中，螺旋输送机4表示外形形状。螺旋输送机4的螺旋叶片18在中空轴20的外周形成为螺旋状。在螺旋叶片18上没有形成贯通孔或槽等，整个面构成螺旋状。因此，能够有效地将含有过滤材料112a的反洗液122向上方输送。
螺旋叶片18的外周即外缘18a和外筒2的内表面2a之间设定为存在微小的间隙G。该间隙G的尺寸做如下设定：例如若过滤材料112a的粒径为0.6～1.0mm，则稍大于上述粒径。理由如下所述。即，在将过滤材料112a通过螺旋输送机4向上方输送时，在螺旋输送机4的旋转而产生的离心力的作用下过滤材料112a朝向螺旋叶片18的外周。然而，上述间隙G能够防止过滤材料112a在搓洗清洗时在螺旋叶片18的外延18a和外筒2的内表面2a之间被压碎而破裂的情况。另外，在间隙G中存在过滤材料112a和剥离后的浊质，由此能够提高螺旋输送机4和外筒2的密封度，且提高过滤材料112a或反洗液122的输送效率。
上述孔56形成为位于该螺旋叶片18的向中空轴20安装的安装部的正上方。通过使孔56位于螺旋叶片18的正上方，从而能够使滞留在螺旋叶片18上的反洗液122沿螺旋叶片18顺利地流入孔56内。孔56沿着安装部且每45度形成一个，从而在螺旋叶片18的两个螺距内形成有多个。在清洗装置1中，上述孔56的位置设置为比需要清洗的过滤箱内的反洗液122的水位靠上方。由于中空轴20的内侧为中空，因此从孔56向上方输送途中的反洗液122的一部分可能会流入中空部分。这样，孔56具有对输送的反洗液122进行除水的作用。孔56的个数和沿中空轴20的圆周的间隔并不局限于上述实施方式，当然可以根据用途的不同进行适当变更。
接下来，参照图3A、图3B，对螺旋输送机4的下端部的形状进行说明。图3、图3B是螺旋输送机4的下端部的局部放大图，图3A是主视图，图3B是仰视图。如图3A、图3B所示，在螺旋输送机4的中空轴20的下端4a安装有搅拌叶片58。搅拌叶片58由相同长度的四片肋58a构成。上述肋58a通过将具有比中空轴20的直径尺寸大的长度的两片金属板相互组合成十字形而构成。而且，以该十字形的中心即两片金属板的交点58b和轴16的旋转中心16b一致的方式，通过焊接将搅拌叶片58安装在中空轴20的下端4a。因此，中空轴20的中空部分与外部连通。
此外，该搅拌叶片58是用于在导入了清洗装置1内的含有过滤材料112a的反洗液122即浆的浓度高的情况下，通过搅拌过滤材料112a来阻止过滤材料112a滞留在外筒2内的下部的机构。因此，在液体的浓度低的情况下，也可以构成为不设置搅拌叶片58的结构。例如，也可以是只省略了搅拌叶片58的形状，也可以是下端4a闭合的形状。
接下来，参照图4～图6，说明将这样构成的清洗装置1适用于现有的过滤箱的适用例。此外，这里所说的过滤装置是指除过滤箱之外还包括支承腿等其它附带设备的装置整体。图4表示第一适用例，图5表示第二适用例，图6表示第三适用例。首先，参照图4说明将清洗装置1a适用于过滤装置100的过滤箱101的情况。这里使用的另一实施方式的清洗装置1a基本与上述清洗装置1相同，但排出管50a和导入管38a的位置、形状不同。另外，在没有外筒2的下部的大径部34及搅拌叶片58这一点上与图1的清洗装置1不同。清洗装置1a的螺旋输送机4′的轴16′的下端通过例如盖60来闭合轴16′的开口。清洗装置1a支承于适当的支承体70。此外，说明时对同一部件使用同一参照符号进行说明。另外，对不需要说明的部分仅标注与图1的实施方式对应的主要部件的参照符号，而省略说明。
过滤箱101形成为典型的形状，具有由弯曲凸面闭合其上部和下部的圆筒形的外壳体102，且通过支承腿103来支承。在外壳体102的侧面上部形成有将含有浊质的水即原水注入的原水注入口104，在外壳体102的下部形成有排出口106。另外，在外壳体102的上表面形成有大径的人孔118。
作为过滤箱101的一例，如图4所示，在外壳体102的内部配置有具有过滤器114的板110和位于板110的上方的粒径大的砂粒108a的层108，进而在层108的上方到水平面112b为止配置有粒径小的砂等过滤材料112a的层112。从原水注入口104注入原水，将通过过滤箱101内部的过滤材料112a的层112及砂粒108a的层108而进行过滤、且经由过滤器114除去浊质后的净化液从排出口106向外部供给。
在如上构成的过滤箱101中，由于人孔118的开口部比较大，因此如图4所示，通过将排出管50a和导入管38a投入人孔118中，从而不需要对现有的过滤箱101进行改建或变更就能够使用。
在这样设置过滤箱101和清洗装置1a后，对清洗过滤箱101的过滤材料112a的方法进行如下说明。在通常过滤时过滤材料112a位于水平面112b的高度，但当停止过滤而进行清洗的前阶段即反洗清洗时反洗液122膨胀，例如一直上升到水平面120所示的内部管107的开口107a。即，若从用于反洗清洗的排出口106向过滤箱101内喷射反洗液122，则反洗液122通过过滤器114及层108而向层112喷出，从而使过滤材料112a膨胀而产生流动。然而，过滤材料112a不会一直飞溅到已膨胀至水平面120的反洗液122的液面，而是流动到位于比水平面112b稍靠上方的水平面109为止。该水平面109的下方变成浆(悬浊液)。因此，过滤材料112a分布在浆中从而使分布密度变小。然而，通过反洗从过滤材料112a剥离的浊质比过滤材料112a轻，因此一直流动到水平面120为止。
在该状态下使电动机28工作。在本适用例中，由于螺旋输送机4′的位置比反洗液122的液面的水平面120高，因此难以仅通过螺旋输送机4′的旋转来吸入反洗液122。因此需要从注入管44′注入起动水。在这之后若使电动机28工作则能够容易地将过滤箱101内的反洗液122和过滤材料112a向外筒2′内导入。
导入了外筒2′的下部的过滤材料112a被螺旋输送机4′的螺旋叶片18搓洗并同时向上方输送，在此期间清洗过滤材料112a而将浊质从过滤材料112a剥离。上述清洗后的过滤材料112a与含有剥离后的浊质的反洗液122一起通过排出管50a而向过滤箱101排出。由于过滤材料112a不在浆的水平面109和水平面120之间流动，因此仅含有浊质的反洗液122从上述内部管107流出。在此期间由于始终从排出口106向过滤箱101内注入反洗液122，因此能够使含有浊质的反洗液122从内部管107连续地向外部排出。因此，在过滤箱101和清洗装置1a内循环的反洗液122中的浊质逐渐减少。操作控制部30以使螺旋输送机4′的转速适于搓洗。优选该转速设定为例如在螺旋输送机4′的半径为10cm时，螺旋输送机4′的外缘18a的周向速度为4m/秒以下。
通过在规定时间内反复进行上述工序，由此将过滤箱101内的浊质除去，之后只要拆下导入管38a及排出管50a，就能够进行通常的过滤作业。清洗装置1a可以常设在过滤箱101附近的规定位置，也可以仅在需要时设置在过滤箱101附近。此外，也可以在清洗装置1a进行清洗结束后，再继续进行反洗清洗片刻，从而排出反洗液中的浊质。
接下来，参照图5及图6，说明本发明的又一实施方式的清洗装置的第二适用例。图5是清洗装置的纵剖面图，图6是表示配置于过滤箱201内的排出管的位置的过滤箱的简要俯视图。图5所示的清洗装置1b具有与图1所示的清洗装置1大致相同的结构，但排出管50b的位置、形状不同。另外，控制部30省略图示。此外，说明时由于过滤装置200的过滤箱201原理上与过滤箱101相同，因此仅对要部进行说明，而省略详细的说明。另外，螺旋输送机4″具有与图4的螺旋输送机4′相同的形状。在该第二适用例中，需要对现有的过滤箱201稍微进行改造。改造部分如下：在外壳体202的上部设置排出管50b的安装部222，在外壳体202的高度的大致中央部设置导入管38b的安装部224。在该过滤箱201中，反洗清洗时的水位的水平面是图5中220所示的部分。另一方面，清洗装置1b的下端部即大径部34通过大致水平的导入管38b与安装部224连接，因此，比外筒2″的高度方向的中间靠下方的部分位于水平面220的下方。因此，在反洗时，反洗液122从导入管38b进入到外筒2″的中间为止，因此在该第二适用例中，不需要起动水。电动机28与第一适用例同样在反洗时进行工作。在该过滤箱201中，通过与过滤箱201的外部连通的喇叭状的内部管226来进行反洗液122的排水。
如图5、图6所示，延长排出管50b，如图6所示，只要沿过滤箱201的内侧的圆周配置，从排出管50b排出的反洗液122就能如箭头所示沿过滤箱201的内周流出。通过该反洗液122的水流来搅拌过滤材料112a，从而将含有过滤材料112a的浆没有遗漏地导入导入管38b，清洗效果进一步提高。
此外，在图5、图6所示的适用例中，排出管50b所在的安装部222位于与导入管38b所在的安装部224相同的一侧，但也可以位于过滤箱201的相反侧即从导入管38b的安装部224远离的一侧。在这种情况下，从排出管50b排出的过滤材料112a在远离安装部224的位置排出，从而容易将未清洗的浆导入清洗装置1b。这一点也同样适用于上述图4所示的适用例及接下来说明的适用例。另外，排出管50b优选具有柔性的材料。
接下来，参照图7、图8说明图5、图6的适用例的变形例。此外，对同一部件使用同一参照符号，而省略详细的说明。图7及图8分别是与图5、图6对应的纵剖面图及简要俯视图。在该变形例中，在排出管50b的前端部50b’为金属制的管这一点上不同。因此，通过焊接直接将前端部50b’一体安装于过滤箱201。由于将金属制的排出管50b’在封闭状态下固定于过滤箱201，因此在进行通常的过滤时，不需要拆下排出管50b就能够由原水填满过滤箱201内，因此作业性良好。另外，具有排出管50b’的寿命长且设置位置也不会移动这些优点。
接下来，参照图9，说明本发明的再一实施方式的第三适用例。此外，在图9中，控制部30省略了图示。另外，螺旋输送机4X具有与图4的螺旋输送机4′相同的形状。在该适用例中，为了改善通常设置在比过滤箱高的位置上的清洗装置的作业性，将清洗装置设置于低的位置。这里使用的过滤装置300的过滤箱301与第一适用例所使用的过滤箱101大致相同，但稍加变更。即，变更为在过滤箱301的侧面安装导入管38c。清洗装置1c自身设置在靠近地面3的低的位置。导入管38c从过滤箱301的侧面到清洗装置1c的下端部之间连接，从侧面朝着下端部向斜下方延伸。排出管50c从清洗装置1c的外筒2X的上部开始向下方配置。从排出管50c排出的清洗后的含有过滤材料的反洗液122贮存在过滤材料贮存槽80中。在该过滤材料贮存槽80设置有过滤材料泵82，贮存的过滤材料在过滤材料泵(砂泵)82的作用下经由作为排出管的软管84向过滤箱301的人孔318排出。换言之，第三适用例在过滤材料泵82的作用下从排出管50c排出。如上所述，该适用例的优点在于能够在低的位置进行所有的作业，因此作业性良好。
此外，上述实施方式及适用例说明了清洗过滤砂的清洗装置，但清洗的对象并不局限于砂，例如可以是无烟碳(无烟煤)或活性碳那样的过滤材料，也可以是上述过滤材料混合而成的过滤材料。另外，作为过滤的液体对水进行了说明，但也可以是其他的例如油等液体。
另外，在第三适用例中使泵夹在排出管50c的中途，但也可以使吸引过滤材料112a等的泵设置在导入管38、38a、38b的中途。
产业上的可利用性
本发明的过滤装置用的外置过滤材料清洗装置可以附加于现有的过滤箱而进行使用。