专利名称：过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于除去液体中的悬浊物质和病源性微生物等有害物质的过 滤装置，具体地，涉及具备多个将滤净器元件装在壳体内而构成的过滤器，且 具有将该多个过滤器用配管相互连接的构造的过滤装置。
技术背景近年来，除了世界性缺水外，以隐苞子病菌(夕卩7°卜7水卩^々厶)和0-157为开端的病源性微生物的问题已变得严重，需要能够简易地制造安全 性高的高品质水的净化水的方法。使用以多孔体为过滤用材料的滤净器元件的 精密过滤(MF: Micro filtration)和超精密过滤(UF: Ultrafiltration)作为通 过简便的操作便能有效地除去液体中的悬浊物质和病源性微生物等有害物质 的净化水的方法而引人注目。作为精密过滤和超精密过滤所使用的滤净器元件，广泛使用具有树脂和陶瓷等多孔体所构成的隔壁且由该隔壁形成作为液体 流道的隔室的构造的滤净器元件。例如，空心纤维膜滤净器是以空心纤维为过滤用材料且将其多个集合的滤 净器元件，做成具有由多孔树脂构成的毛细管状的隔壁，且由该隔壁形成贯穿 中心部的隔室的构造。在该构造中，如果以预定压力将被处理液体(原液)向 空心纤维的外部供给，则液体透过由多孔树脂构成的隔壁而流入到空心纤维的 贯穿中心部的隔室内。此时，可在隔壁中除去悬浊物质和病源性微生物等有害物质，并将流入到隔室内的液体作为已净化的处理后液体(滤液)回收。即， 在空心纤维膜滤净器中，将由隔壁形成的隔室作为使滤液流通的滤液流道使用。此外，图1所示的整体状滤净器2是将陶瓷多孔体作为过滤用材料，并以 与液体的流道方向平行的方式形成多个隔室3的滤净器元件。该滤净器元件做 成具有由陶瓷多孔体构成的格子状的隔壁，且形成由该隔壁划分的多个隔室3 的蜂窝构造。在该构造中，如果以预定压力向多个隔室3的内部供给被处理液 体(原液)，则液体透过由陶乾多孔体构成的隔壁而向隔室外流出。此时，在 隔壁中可以除去悬浊物质和病源性微生物等有害物质，而将流出到隔室外，从 而流出到滤净器整体的外部的液体作为已净化的处理后液体(滤液)回收。即， 在图1所示的整体状滤净器2中，将由隔壁形成的隔室3用作使原液流通的原液流道o在将上述滤净器元件用于精密过滤和超精密过滤时，多以将滤净器元件装 于壳体内构成的过滤器的形式使用。虽然上述滤净器元件存在将隔室作为滤液 流道使用，或者作为原液流道使用的不同，但都具有由隔壁划分为原液流道和滤液流道的构造。因此，通过做成将滤净器元件装于壳体内，利用O形环等 密封材料液密地将原液流道和滤液流道隔离的构造，则只能将滤液分离并回 收。通常，在这样的过滤器中，滤净器元件以使液体向垂直方向流通的方式装 于壳体内。虽然上述那样的过滤器即使单独也具有过滤功能，但在需要处理大量原液 的净化水厂和工厂等的大规模设备中，为了增加过滤面积进而增加每单位时 间、单位过滤面积的透水量(以下简称为"透水量")，并提高处理能力，通常 作为将多个过滤器用配管互相连接的构造的过滤装置使用。例如，已知有将多 个过滤器用集管连接的构造的过滤装置(例如，参照专利文献1:日本特开2003 -334429号公报)。然而，虽然上述那样将多个过滤器用集管连接的构造的过滤装置从增加过 滤面积、提高处理能力的观点来看是有用的装置，但产生了在过滤器的逆洗时 不能得到足够的清洗效果的问题。上述过滤器在连续进行过滤时，由于已滤出的悬浊物质等逐渐堆积在滤净 器元件的隔壁表面上，所以透水量逐渐减少。因此，定期或不定期地对滤净器 元件进行使清洁水和清洗用药液等向与过滤相反的方向(即，从滤液流道一侧 向原液流道一侧)加压流通的被称为"逆洗"的清洗梯:作。通过该逆洗，可将 堆积在滤净器元件的隔壁表面上的悬浊物质等剥离除去，从而可使透水量恢复 到接近当初的水平。但是，在上述过滤装置中，起源于将多个过滤器用集管连接的装置构造而 将逆洗压力均匀地作用于构成过滤装置的多个过滤器较困难，且各过滤器的清
洗效果有可能变得不均匀。同样地，即使在一个过滤器内，对在滤净器元件中 形成的多个隔室均匀地作用逆洗压力也是困难的，且存在各隔室的清洗效果中 也产生波动的情况。在这样的状况下，由于逆洗所产生的清洗效果易于变得不充分，所以产生 了 (1)不能有效充分利用滤净器元件本来就有的过滤面积，且透水量比设计 值减少，(2)即使进行一次逆洗，透水量也会在短时间内再次减少，不得已而 进行频繁的逆洗之类的各种不良情况，因而在这方面不理想。如上所述，现在，还没有公开具有将多个过滤器用集管连接的构造，且在 过滤器的逆洗时可得到足够的清洗效果的过滤装置，且产业界迫切希望发明这 样的过滤装置。 发明内容本发明就是为解决上述现有技术的问题而提出的，其目的是提供可对多个 过滤器或在滤净器元件上所形成的多个隔室均匀地作用逆洗压力，且能起到在 过滤器的逆洗时得到足够的清洗效果这样的与现有装置相比有利的效果的过 滤装置。本发明人等为解决上述问题而锐意研究的结果，在将多个过滤器用集管连 接的构造的过滤装置中发现，由于在集管内部易于残留空气，且由该空气形成 的空气滞留使逆洗压力减小，所以在过滤器的逆洗时不能得到足够的清洗效 果。而且，想到了除了构成由集管将多个过滤器并排连接的滤净器列，并做成 将至少两列滤净器列用集合管再次并排连接的构造之外，通过将该集合管配置 在比集管高的位置的新型构成而可解决上述问题，从而完成了本发明。即，本 发明提供以下的过滤装置。(l)一种过滤装置，具备多个过滤器，上述过滤器包括具有由多孔体构 成的隔壁，并由上述隔壁形成成为液体流道的隔室的滤净器元件以及可内部装 有上述滤净器元件的壳体；上述滤净器元件以使液体向铅直方向流通的方式装在上述壳体内；上述壳体形成了可向上述滤净器元件供给被处理液体(原液)及可从上述滤净器元件排出上述原液的原液排出口 ；作为将多个上述过滤器互 相连接的配管，具备具有可与上述壳体的上述原液供给口连接的多个开口部
的原液供给集管，具有可与上述壳体的上述滤液输出口连接的多个开口部的滤 液回收集管，具有可与上述壳体的上述原液排出口连接的多个开口部的原液回 收集管，并具有可与上述滤液回收集管连接的至少两个开口部的滤液回收集合管；具有构成了由上述原液供给集管、上述滤液回收集管及上述原液回收集管而将多个上述过滤器并排连接的滤净器列，并由上述滤液回收集合管将至少两 列上述滤净器列再次并排连接的构造的同时，将上述滤液回收集合管配置于比 上述滤液回收集管更高的位置。(2)—种过滤装置，具备多个过滤器，上述过滤器包括具有由多孔体构 成的隔壁，并由上述隔壁形成成为液体流道的隔室的滤净器元件以及可内部装 有上述滤净器元件的壳体；上述滤净器元件以使液体向铅直方向流通的方式装的原液供给口 ，可从上述滤净器元件输出处理后液体(滤液)的滤液输出口以 及可从上述滤净器元件排出上述原液的原液排出口；作为将多个上述过滤器互 相连接的配管，具备具有可与上述壳体的上述原液供给口连接的多个开口部 的原液供给集管，具有可与上述壳体的上述滤液输出口连接的多个开口部的滤 液回收集管，具有可与上述壳体的上述原液排出口连接的多个开口部的原液回 收集管，并具有可与上述滤液回收集管连接的至少两个开口部的原液回收集合 管；具有构成了由上述原液供给集管、上述滤液回收集管及上述原液回收集管 将多个上述过滤器并排连接的滤净器列，并由上述原液回收集合管将至少两列 上述滤净器列再次并排连接的构造的同时，将上述原液回收集合管配置于比上 述原液回收集管更高的位置。(3 )上述(1)所述的过滤装置，作为上述配管，还具备具有可与上述原 液回收集管连接的至少两个开口部的原液回收集合管；上述原液回收集合管配 置于比上述原液回收集管高的位置。(4) 上述(1) ~ (3)中任一项所述的过滤装置，上述滤净器元件由陶 资多孔体构成，且是以与液体的流道方向平行地形成多个隔室的整体状的滤净 器元件。(5) 上述(1) ~ (4)中任一项所述的过滤装置，上述滤液回收集合管 和/或上述原液回收集合管具备排出空气用的排气阀。
本发明的过滤装置可对多个过滤器或在滤净器元件上形成的多个隔室均 匀地作用逆洗压力，且可起到在过滤器的逆洗时得到足够的清洗效果这样的与 现有装置相比有利的效果。
图1是示意性表示滤净器元件的一个实施方式的立体图。图2是示意性表示过滤装置的运转方法(注水运转)的方框图。图3是示意性表示过滤装置的运转方法(过滤运转)的方框图。图4是示意性表示过滤装置的运转方法(逆洗运转)的方框图。图5是示意性表示过滤装置的运转方法(逆洗运转)的方框图。图6是示意性表示过滤装置的运转方法(逆洗运转)的方框图。图7是表示本发明的过滤装置的一个实施方式的方框图。图8是示意性表示本发明过滤装置的一个实施方式的侧视图。图9是示意性表示滤净器元件的另一实施方式的立体图。图IO是示意性表示过滤器的一个实施方式的侧剖视图。图11是示意性表示密封帽的一个实施方式的说明图，图11 (a)是俯视图，图11 (b)是图11 (a)的A-A'剖视图。图12是示意性表示密封帽的使用状态的说明图，图12(a)是俯视图，图12 (b)是图12 (a)的A-A，剖^f见图。 图中2:整体状滤净器；3:隔室；4:整体；5:集水狭槽；6:封孔部件；10、 50:过滤装置；12、 52:过滤器；14:滤净器元件；16:壳体；18、 58:集管； 20、 60:原液供给集管；22、 62:滤液回收集管；24、 64:原液排出集管；26、 28、 30、 32、 34、 38:阀；36、 76:原液排放配管；40、 80:滤液排放配管； 74、 78:排气阀；82:滤净器列；84:滤液回收集合管；86:原液回收集合管； 100:过滤器；102:壳体；104:滤净器元件；104a:外周面；106:原液供给 口； 108:滤液输出口； 110:原液排出口； 112:壳体主体；112a:内周面； 114:上部帽；116:底部帽；118、 120: O形环;122、 124:密封帽；122a: 顶部；122b:筒部；122c:中央开口部；126:空间具体实施方式
虽然下面对用于实施本发明的过滤装置的优选方式具体说明，但本发明并 不限于以下的实施方式。本发明人，在开发本发明的过滤装置时，首先，研究了在现有的过滤装置 中在过滤器的逆洗时不能获得足够的清洗效果的原因。下面利用内部装有作为 滤净器元件的陶瓷制的整体状滤净器的过滤器的实例使用附图进行具体说明。图2~图6是具有将多个过滤器12利用集管18连接的构造的过滤装置10 的示意图。这样的过滤装置IO以注水运转、过滤运转、逆洗运转这样的运转 循环进行使用。注水运转是在进行过滤运转之前将在过滤器12(滤净器元件14及壳体16 ) 及集管18的内部存在的空气用原液或滤液置换并为将空气排出到系统外所进 行的运转操作。如图2所示，在注水运转时，在将阀28、 34、 38打开，将阀 26、 30、 32关闭的状态下，从原液供给集管20将原液向多个过滤器12分配 并供给。通过该操作，原液经由滤净器元件14的原液流道而集中到原液排出 集管24中，并排出到原液排放配管36。此外，透过了各滤净器元件14的隔 壁的滤液经由壳体16的内部空间(滤液流道)而集中到滤液回收集管22，并 排出到滤液排放配管40中。如图3所示，在过滤运转时，在将阀32打开，将阀26、 28关闭的状态下， 从原液供给集管20将原液向多个过滤器12分配并供给。通过该操作，原液在 透过滤净器元件14的隔壁时被过滤，该滤液经由壳体16的内部空间(滤液流 道)而被集中并回收到滤液回收集管22中。在逆洗运转时，首先，如图4所示，在将阀26、 28、 30、 32、 34、 38关 闭的状态下，从滤液回收集管将逆洗用的清洁水向多个过滤器12分配并供给。 此时，将清洁水以例如450kPa的高压供给。其次，如图5所示，将阀26瞬间打开。通过该操作，在滤净器元件14的 滤液流道一侧和原液流道一侧产生压力差，在壳体16的内部空间(滤液流道) 中储存的清洁水透过滤净器元件14的隔壁而流入到滤净器元件14的原液流道 中。此时，在滤净器元件14的隔壁表面堆积的悬浊物质等从隔壁表面游离， 并将逆洗排水向原液供给集管20集中并排出。再有，如图6所示，将阀28打开，并将逆洗用的压缩空气从原液排出集
管24向多个过滤器12分配并供给。此时，以例如200kPa的高压供给压缩空 气。通过该操作，将从滤净器元件14的隔壁表面游离的悬浊物质等与逆洗排 水和压缩空气一同一下子冲走。该逆洗排水经由滤净器元件14的原液流道而 向原液供给集管20集中，并作为逆洗排水排出。在上述那样的运转循环中，在注水运转时，可以认为将过滤器12和集管 18的内部存在的空气已被排出到系统外。但是，本发明人进行了仔细研究的 结果，发现实际上仅通过该操作而难以将过滤器12和集管18的内部存在的空 气完全排出到系统外。具体地，已知对于在过滤器12的上方配置的滤液回收 集管22及原液排出集管24，内部空气的完全排出是困难的，易于形成空气滞 留。更具体说明为，在具有将多个过滤器用集管连接的构造的过滤装置中，在 注水运转时，对全部过滤器均匀地供给原液，且使各过滤器的水位高度没有波 动地进行注水是困难的(例如，可以认为，过滤器连接在原液供给集管的末端 一侧的情况，由于原液的供给易于延迟，所以注水时的水位高度存在变低的倾 向)。因此，可以说，在原液的供给比其它过滤器迟的过滤器或其附近的配管 内部残留了大量空气，处于易于形成空气残留的状态。这样，在现有的过滤装置中，在集管内部存在大量的空气残留。该空气残 留使逆洗时的清洁水和压缩空气的压力衰减，并使其作用减小，因而成为在过 滤器的逆洗时不能得到充分的清洗效果的原因。此外，由于该空气残留在集管 内部不均匀地存在，因而成为在很多过滤器中或在滤净器元件中形成的很多隔 室中，均匀地作用逆洗压力变得困难的原因。于是，在本发明中，如图7及图8所示，除了构成用原液供给集管60、 滤液回收集管62及原液回收集管64等集管58将多个过滤器52并排连接的滤 净器列82,并做成将至少两列滤净器列82用滤液回收集合管84再次并排连 接的构造外，还将该滤液回收集合管84配置于比滤液回收集管62高的位置。 例如，做成通过在滤液回收集管62上连接L形配管(肘形弯管)而使配管向 上方立起，并在其末端连接滤液回收集合管84的构造。由于空气具有从低处一侧向高处一侧逃逸的性质，所以根据如上所述的构 造，在注水运转时，可使滤液回收集管62内部的空气残留可靠地抽到滤液回 收集合管84中。即，能以完全相近的形式排出在滤液回收集管62的内部存在 的空气，因而能有效地防止集管58内部的空气残留所引起的各种不良情况。另一方面，在将滤液回收集合管与滤液回收集管水平(即，相同高度水平) 配置或配置于比滤液回收集管低的位置的情况下，即使进行注水运转也难以用 原液和滤液充分地置换内部的空气，除此而外，极难确认在集管的任一部分是 否存在空气残留。上述那样的效果不仅可在滤液回收集管62中获得，也可在原液回收集管 64中获得。即，在本发明中，除了构成用原液供给集管60、滤液回收集管62 及原液回收集管64等集管58将多个过滤器52并排连接的滤净器列82，并做 成将至少两列滤净器列82用原液回收集合管86再次并排连接的构造外，还将 该原液回收集合管86配置于比原液回收集管64高的位置处也是优选方式之本发明的过滤装置50特別优选将滤液回收集合管84配置在比滤液回收集 管62高的位置，且将原液回收集合管86配置在比原液回收集管64高的位置。 通过这样的构造，可获得在滤液回收集管62和原液回收集管64两者中可靠地 除去内部空气的效果。根据本发明的过滤装置，可消除不能有效地充分利用滤净器元件本来具有 的过滤面积，即使进行一次逆洗，透水量在短时间内会再次下降，且不得已进 行频繁的逆洗的各种不良情况。此外，若在集管内部存在空气，在供给逆洗用 的压缩空气时虽存在滤净器元件破损的情况，但可防止这样的破损。再有，还 可获得如下效果可正确测定滤净器元件的滤液流道一侧和原液流道一侧的压 力差，且可在监视过滤压力差的同时设定适当的逆洗时间。再有，在本发明的过滤装置中，还可以认为从集管除去的空气残留在集 合管内部并形成空气残留。但是，本发明的过滤装置由于将集合管配置于比集 管高的位置，所以空气排出的效果高，在集合管内部存在的空气为极微量。因 此，由该空气形成的极微量的空气残留向配置于比集合管低的位置的集管逆流 本身是难以想象的，即使万一向集管逆流的情况下，成为在过滤器的逆洗时使 清洗效果下降的原因的可能性也小。而且，在这样的过滤装置中，通常在集合 管和集管之间设置蝶形阀等阀，所以通过在使该阀关闭的状态下进行逆洗而能 可靠地防止集合管内部的空气向集管逆流的情况。这样，集合管内部的空气残 留与集管内部的空气残留不同，完全不会成为问题。此外，如图7所示，本发明的过滤装置优选在滤液回收集合管84和原液回收集合管86的一方或双方具备控制滤液回收集合管84 (或原液回收集合管 86)与原液排放配管76 (或滤液排放配管80)的连通的空气排出用的排气阀 74、 78。这样的构造与在各过滤器52或各滤净器列82中设置空气排出用的排 气阀的构造相比，可减少阀数量，所以可由一个空气排出阀来进行烦杂的空气 排出操作。因此，在净化水厂和工厂等大规模设备中使用的大型过滤装置(例 如，再连接10列将IO根过滤器连接的滤净器列的由总计100根的过滤器所构 成的过滤装置等)中特别有效。此外，根据该构造，可简化装置构成，还能降 低设备成本。以上说明的本发明的过滤装置由多个过滤器和将其互相连接的配管构成。 下面表示各构成要素的具体实施方式
的例子。 1.过滤器本发明所指的"过滤器"由滤净器元件及壳体构成。 (1)滤净器元件在本说明书中提到"滤净器元件，，时，意指具有由多孔体构成的隔壁且由 该隔壁形成成为液体流道的隔室。根据这样的滤净器元件，在原液透过隔壁而 流入隔室内时，或在原液透过隔壁而向隔室外流出时，可由隔壁除去悬浊物质 和病源性微生物等有害物质，可将流入隔室内的液体或流出到隔室外的液体作 为已净化的处理后液体(滤液)回收。虽然对构成滤净器元件的材质没有特别限制，但通常广泛使用由树脂和陶 瓷构成的滤净器元件。作为构成滤净器元件的树脂，可使用例如，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、 聚丙烯腈(PAN)、乙酸纤维素(CA)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)或聚偏氟 乙烯(PVDF)等。其中，适于使用对过氧化氢和次氯酸等清洗用药液耐久性 高的聚偏氟乙烯。作为构成滤净器元件的陶瓷，例如，可使用氧化铝(A1203 )、氧化钛(Ti02 )、 模来石(A1203 ■ Si02)或氧化锆(Zr02)等。其中适于使用，易于获得控制
了粒子直径的原料，并可形成稳定的浆料，且耐腐蚀性高的氧化铝。陶瓷具有 因机械强度和耐久性优良而可靠性高、因耐腐蚀性高而在用酸和碱等进行的药 液清洗时劣化较少、以及可进行确定过滤能力的平均细孔直径的精密控制的各 种优点。因此，作为构成滤净器元件的材质，可以说陶瓷比树脂更理想。作为树脂制的滤净器元件，可将已说明的空心纤维膜滤净器举出作为代表 性的实例。空心纤维膜滤净器是以空心纤维为过滤用材料并将其多个集合的滤 净器元件，具有由多孔树脂构成的毛细管状的隔壁，并呈现由其隔壁形成贯穿 中心部的隔室的构造。这样的空心纤维膜滤净器多使用作为整体形成为圆柱状 的滤净器。作为陶瓷制的滤净器元件，可将管状滤净器和已说明的整体状滤净器举出 作为代表的实例。管状滤净器具有由陶瓷多孔体构成的筒状隔壁，且呈现形成 了由该隔壁划分的贯穿中心部的单个隔室的构造。另一方面，整体状滤净器具 有由陶瓷多孔体构成的格子状的隔壁，且呈现形成了由其隔壁划分的多个隔室 的蜂窝构造。其中，适于使用每单位体积的过滤面积大且处理能力高的整体状 滤净器。作为管状滤净器和整体状滤净器，可适于使用由具有陶瓷多孔体构成的隔 壁且由该隔壁形成成为液体流道的隔室的基材和在隔壁的表面(即，隔室的内 周面)形成的平均细孔直径比基材小的由陶瓷多孔体构成的过滤膜所构成的滤 净器。在这样的构造中，由于专门由过滤膜发挥过滤功能，因而可使基材的平均 细孔直径较大地构成。因此，可减小透过隔壁而向隔室外流出的液体透过基材 内部时的流动阻力，可增加透水量。虽然构成过滤膜的陶瓷多孔体的平均细孔直径因所需的过滤性能(应除去 的物质的粒径)而不同，但如果是精密过滤和超精密过滤所使用的滤净器元件，平均细孔直径则为0.01-1.0 jam左右。另一方面，构成基材的陶瓷多孔体的平 均细孔直径考虑机械强度和透水量的平衡来决定。通常使用平均细孔直径1~ 数百H m左右的陶瓷多孔体来作为基材。基材可通过将含有骨材粒子的坯土成形、干燥、烧制的方法等而得到，过 滤膜可将含有骨材粒子的浆料通过成膜、干燥、烧制的方法等而形成在基材的 隔壁表面上。虽然成膜可用蘸料成膜法等现有公知的成膜法来进行，但优选利用能有效防止针孔等膜缺陷的过滤制膜法(参照日本特公昭63 -66566号公 报)来进行。通常，基材和过滤膜的平均细孔直径由构成它们的骨材粒子的平均粒子直 径控制。即，如果使用平均粒子直径大的骨材粒子，则可构成平均细孔直径大 的基材和过滤膜，如果使用平均粒子直径小的骨材粒子，则可构成平均细孔直 径小的基材和过滤膜。再有，在基材和过滤膜之间，至少形成一层具有它们中间的平均细孔直径 的由陶瓷多孔体构成的中间膜是优选实施方式之一。如果使含有平均粒子直径 小的骨材粒子的浆料在平均细孔直径大的基材的隔壁表面上成膜并形成过滤 膜，则有可能使浆料中的骨材粒子进入到基材的细孔内部并将其细孔封闭而导 致透水量下降。上述构造由于可将过滤膜形成用浆料中的骨材粒子陷入中间膜 的表面，因而在可防止骨材粒子进入基材的细孔内部的情况方面较理想。此外，作为由上述基材和过滤膜构成的整体状滤净器，可适于使用至少整 体的端面(隔室开口部以外的部分)利用由玻璃等不透水性材料构成的覆膜覆 盖的滤净器(例如，参照日本特开昭61 - 8106号公报、日本特开2001 - 300273 号公报)。通常，由于在整体的端面没有形成过滤膜，且露出了平均细孔直径大的基 材，所以存在从该部分进入基材内部的原液已透过过滤膜而混入到在基材内部 流通的滤液中的情况。上述构造可避免原液混入到滤液中的情况，且在可防止 将滤液污染这方面较理想。再有，作为整体状滤净器，可适合使用例如图9所示的整体状滤净器2， 除了形成多个隔室3以外，还在其长度方向的一部分上形成了将并排的一组隔 室和整体4的外部空间连通的集水狭槽5，与该集水狭槽5连通的隔室(集水 隔室)的两端开口部由封孔部件6封孔。在整体状滤净器中，由于中心部附近的隔室在滤液流出到整体外部时的流 动阻力大，所以在过滤中仅使用在滤液流出到整体外部时的流动阻力小的外周 部附近的隔室，可起到减少实际的过滤面积，从而减小透水量的作用。上述构 造可使从中心部附近的隔室流出的滤液经由集水狭槽而迅速流出到整体的外
部空间。因此，即使是中心部附近的隔室也可有效地充分利用，可大幅度地增 加实际的过滤面积，进而大幅度地增加透水量。这样的构造在从中心部附近的隔室到整体外周的距离较长的大型整体状滤净器(例如，外径cM80mm的滤 净器)的情况下特别有效。再有，对于集水隔室，由于可将隔室的两端开口部 做成封孔的构造，所以原液不会从隔室开口部混入。集水狭槽可通过将并排的 一组隔室以与整体的外部空间连通的方式断裂 而形成。隔室的断裂既可在烧制前的成形体、干燥体阶^险进行，也可在烧制后 的烧结体的阶段进行。此外，隔室开口部的封孔可通过例如在将由与整体相同 材料构成的坯土 (封孔材料)填充到应封孔的隔室的开口部后经千燥、烧制的 方法等来进行。如图9所示，集水狭槽5多在整体4的两端面附近分别各形成 多个。而且，各集水狭槽5通常形成为互相平行。对于管状滤净器和整体状滤净器的形状，在不妨碍其过滤功能的范围内没 有特别限制。作为整体的形状，例如，除了如图l所示的圆柱状外，可举出四 棱柱状或三棱柱状等形状。其中，适于使用挤压成形容易，烧制变形小，与壳 体的密封容易的圆柱状。在用于精密过滤和超精密过滤的情况下，优选做成外 径小30~ 180mm左右、长度150 ~ 2000mm左右的圓柱状。作为隔室形状(与液体的流通方向正交的截面的形状)，例如，除了如图 l所示的圆形隔室外，可举出四边形隔室、六边形隔室或三角形隔室等形状。 其中，适于使用在逆洗时易于将在隔壁表面上堆积的悬浊物质等剥离除去的圆 形隔室。在用于精密过滤和超精密过滤的情况下，优选做成隔室直径({) 1 ~ 5mm 左右的圆形隔室。 (2)壳体在本说明书中提到"壳体，，时，意指可内部装有滤净器元件的容器。即， 构成为壳体形成有内部空间，在该内部空间中可装有滤净器元件。如上所述， 作为滤净器元件，由于广泛使用柱状元件，所以壳体多构成为内部可装有这些 柱状体的筒状。例如，在使用圆柱状的滤净器元件的情况下，适于使用圆筒状 的壳体。例如，如图IO所示，在壳体102中以使液体在铅直方向上流通的方式内 部装有滤净器元件104而构成过滤器100。例如，作为滤净器元件，如果是使
用圆柱状的整体状滤净器的情况，则以隔室朝向铅直方向开口的方式立置式内 部装有该整体状滤净器。在这样的过滤器中，在从滤净器元件的下端一侧供给 原液，并使其向上端一侧流通时进行过滤(所谓的向上流过滤)。此外，在壳体102中，以与其内部空间连通的方式，形成有如下三种开口 部可向滤净器元件104供给原液的原液供给口 106，可从滤净器元件104输 出滤液的滤液输出口 108及可从滤净器元件104排出原液的原液排出口 110。 通常做成可在这些开口部设置凸缘，且易于与配管连接的构造。原液供给口是用于向滤净器元件供给原液的开口部，并在排出逆洗排液时 也使用。该原液供给口借助于附设的凸缘而连接在原液供给集管的一个开口部 上。由于在进行向上流过滤的过滤器中，将原液从滤净器元件的下端一侧供给， 所以如图IO所示，原液供给口 106多在壳体102的下端一侧形成。滤液输出口是用于从滤净器元件输出滤液的开口部，且在供给逆洗用清洁 水时也使用。该滤液输出口借助于设置的凸缘而连接到滤液回收集管的一个开 口部。从易于进行壳体内的空气排出的观点出发，如图IO所示，最好在壳体102的上端一侧形成滤液输出口 108。原液排出口是用于从滤净器元件排出原液的开口部，在供给逆洗用压缩空气时也使用。作为从滤净器元件排出的原液，除了注水运转时的排放排水外， 还可举出交叉流运转(在使原液对滤净器元件循环流通的同时连续地进行过滤 的方法)时的循环原液等。该原液排出口借助于设置的凸缘而连接到原液回收集管的一个开口部上。 在进行向上流过滤的过滤器中，为了将原液从滤净器元件的上端一侧排出，如 图IO所示，原液排出口 IIO通常在壳体102的上端一侧形成。再有，壳体不必一体化构成，可由几个部件构成。例如，如图IO所示的 壳体102那样，可举出由以下几个部件构成的结构中空筒状的壳体主体112、 在其上端安装的上部帽114、在下部安装的底部帽116。在该壳体102中，在 壳体主体112的上端部附近形成了滤液输出口 108，在上部帽114的顶部形成 了原液排出口 110，在底部帽116的下端形成了原液供给口 106。<在由几个部件构成壳体的情况下，优选利用凸缘连接这些部件。此时，在 连接的各部件间，如图IO所示，优选将由橡胶等弹性材料构成的O形环118、120和环状的平衬垫等密封材料介于其间，以确保液密性的状态连接各部件。 例如，可举出沿连接的两部件的凸缘配置密封材料，并在比凸缘的密封材料配 置部分更靠外周一侧分别设置螺栓孔，且由螺栓和螺母进行固定的方法等。此 时，为使密封材料的配置容易，并进行可靠的固定，也可以在凸缘上设置用于 配置并固定密封材料的凹槽。壳体最好由不透水性且耐腐蚀性高的材质构成。在树脂制的滤净器元件的 情况下，适于使用树脂制的壳体等，在陶瓷制的滤净器元件的情况下，适于使 用不锈钢制的壳体等。(3)过滤器在构成过滤器时，需要做成在将原液流道和滤液流道用密封材料液密地隔 离的状态下，将滤净器元件装在壳体内的构造。虽然该构造没有特别限定，但 通常采用沿滤净器元件两端面的外缘部以不封闭隔室开口部的方式配置密封 材料，且使该密封材料抵接壳体的一部分的构造。该密封材料的形状、构造、材质等没有特别限定，例如，可以是由橡胶等弹性材料构成的o形环或环状的平村垫等。通过将O形环或环状的平村垫沿 滤净器元件的端面的外缘部以包围多个隔室开口部的全部的方式配置而可承 担上述两种功能。但是，作为滤净器元件在使用整体状滤净器的情况下，如图IO所示，优 选使用密封帽122、 124作为密封材料。在本说明书中提到"密封帽"时，意 指在滤净器元件那样的柱状体的端部覆盖安装而使用的帽状的密封材料(例 如，参照日本特开平10- 184919号公报)。这样的帽状密封材料与O形环或 环状的平衬垫相比，除了可简便而可靠地固定在滤净器元件上之外，在可确保 高的液密性方面较理想。图11 (a)及图11 (b)是示意性表示密封帽的一个实施方式的说明图， 图11 (a)是俯视图，图11 (b)是图11 (a)的A-A，剖视图。图11 (a)及 图11 (b)所示的密封帽122是由橡胶等弹性材料构成的截面呈L形的环状部有中央开口部122c。图12 (a)及图12 (b)是示意性表示密封帽的使用状态的说明图，图12 (a)是俯3见图，图12 (b)是图12 (a)的A-A，剖^L图。如图12 (a)及图 12 (b)所示，密封帽122以筒部122b与整体状滤净器2的外周面2a紧密贴 合，而顶部122a与整体状滤净器2的端面紧密贴合的方式覆盖安装在整体状 滤净器2的端部上使用。中央开口部122c形成为整体状滤净器2的多个隔室 3全部露出，且构成为可有效利用全部的隔室3。在图10所示的过滤器100中，若以预定压力将原液从底部帽116的原液 供给口 106向滤净器元件104的隔室内供给，则该原液在透过划分隔室的隔壁 时被过滤，并作为滤液而从滤净器元件104的外周面向在滤净器元件104的外 周面104a和壳体112的内周面112a之间形成的空间126中流出。该滤液逐渐 储存在空间126内时，最终从壳体112的滤液输出口 108回收。通常，过滤器IOO通过用阀等封闭上部帽114顶部的原液排出口 110而作 为终端型过滤器使用。但是，通过构成为用配管等连接原液排出口 IIO和原液 供给口 106，并使原液在过滤器100内循环，从而也可作为交叉流型过滤器使 用。2配管本发明的过滤装置具备将多个过滤器互相连接的配管。作为该配管，可举 出原液供给集管、滤液回收集管、原液回收集管及滤液回收集合管和/或原液 回收集合管。上述集管及集合管是用于向过滤器和其它配管分配并供给液体，或从过滤 器和其它配管集中液体并回收的配管。这些配管都由主管构成，并在该主管上 形成了多个开口部。有时在主管的多个开口部设置支管。而且，通常做成在主 管的两端开口部及多个开口部(或支管的开口部)上设置凸缘，且能与过滤器 和其它配管易于连接的构造。(1) 原液供给集管原液供给集管是形成了可与壳体的原液供给口连接的多个开口部的集管。 该集管用于将从原液供给源输送的原液分配并供给多个过滤器，也可以在将来 自多个滤净器元件的逆洗排液集中并回收时使用。该原液供给集管的多个开口 部通常借助于设置的凸缘而与构成过滤器的壳体的原液供给口连接。(2) 滤液回收集管
滤液回收集管是形成了可与壳体的滤液输出口连接的多个开口部的集管。 该集管用于将来自多个滤净器元件的滤液集中并回收，也可以在将逆洗用的清 洁水和清洗用药液分配并供给多个滤净器元件时使用。该滤液回收集管的多个 开口部通常借助于设置的凸缘而与构成过滤器的壳体的滤液输出口连接。(3) 原液回收集管 原液回收集管是形成了可与壳体的原液排出口连接的多个开口部的集管。该集管用于将注水运转时的排放排水集中并回收，也可以在将逆洗用的压缩空 气分配并供给多个滤净器元件时使用。该原液回收集管的多个开口部通常借助 于设置的凸缘而与构成过滤器的壳体的原液排出口连接。(4) 滤液回收集合管 滤液回收集合管是形成了可与滤液回收集管连接的至少两个开口部的集合管。该集合管用于将来自至少两根滤液回收集管的滤液集中并回收，也可以 在将逆洗用的清洁水分配并供给两个滤液回收集管时使用。该滤液回收集合管 的至少两个开口部通常借助于设置的凸缘而与滤液回收集管(主管)的两端开 口部之一连接。(5) 原液回收集合管原液回收集合管是形成了可与原液回收集管连接的至少两个开口部的集 管。该集管用于将来自至少两根原液回收集管的排放排水集中并回收，也可以 在将逆洗用的压缩空气分配并供给至少两根原液回收集管时使用。该原液回收 集合管的至少两个开口部通常借助于设置的凸缘而与原液回收集管(主管)的 两端开口部之一连接。本发明的过滤装置在饮料水、工业用水的制造，医药、食品领域或下水、 工业废水的净化等广泛领域中用于除去液体中的悬浊物质和病源性微生物等 有害物质。特别地，在需要处理大量原液、且需要将多个过滤器连接使用的净 化水厂和工厂等大规模的过滤设备中适合于使用。
权利要求
1.一种过滤装置，具备多个过滤器，上述过滤器包括具有由多孔体构成的隔壁，并由上述隔壁形成成为液体流道的隔室的滤净器元件以及可内部装有上述滤净器元件的壳体；上述滤净器元件以使液体向铅直方向流通的方式装在上述壳体内；其特征在于，上述壳体形成了可向上述滤净器元件供给被处理液体(原液)的原液供给口，可从上述滤净器元件输出处理后液体(滤液)的滤液输出口以及可从上述滤净器元件排出上述原液的原液排出口；作为将多个上述过滤器互相连接的配管，具备具有可与上述壳体的上述原液供给口连接的多个开口部的原液供给集管，具有可与上述壳体的上述滤液输出口连接的多个开口部的滤液回收集管，具有可与上述壳体的上述原液排出口连接的多个开口部的原液回收集管，并具有可与上述滤液回收集管连接的至少两个开口部的滤液回收集合管；具有构成了由上述原液供给集管、上述滤液回收集管及上述原液回收集管将多个上述过滤器并排连接的滤净器列，并由上述滤液回收集合管将至少两列上述滤净器列再次并排连接的构造的同时，将上述滤液回收集合管配置于比上述滤液回收集管更高的位置。
2. —种过滤装置，具备多个过滤器，上述过滤器包括具有由多孔体构成 的隔壁，并由上述隔壁形成成为液体流道的隔室的滤净器元件以及可内部装有 上述滤净器元件的壳体；上述滤净器元件以使液体向铅直方向流通的方式装在 上述壳体内；其特征在于，口 ，可从上述滤净器元件输出处理后液体(滤液)的滤液输出口以及可从上述 滤净器元件排出上述原液的原液排出口 ；作为将多个上述过滤器互相连接的配管，具备具有可与上述壳体的上述 原液供给口连接的多个开口部的原液供给集管，具有可与上述壳体的上述滤液 输出口连接的多个开口部的滤液回收集管，具有可与上述壳体的上述原液排出 口连接的多个开口部的原液回收集管，并具有可与上述原液回收集管连接的至 少两个开口部的原液回收集合管；具有由上述原液供给集管、上述滤液回收集管及上述原液回收集管构成了 将多个上述过滤器并排连接的滤净器列，并由上述原液回收集合管将至少两列 上述滤净器列再次并排连接的构造的同时，将上述原液回收集合管配置于比上 述原液回收集管更高的位置。
3. 根据权利要求l所述的过滤装置，其特征在于，作为上述配管，还具备具有可与上述原液回收集管连接的至少两个开口部 的原液回收集合管；上述原液回收集合管配置于比上述原液回收集管高的位置。
4. 根据权利要求l-3任一项所述的过滤装置，其特征在于， 上述滤净器元件由陶瓷多孔体构成，且是以与液体的流道方向平行地形成多个隔室的整体状的滤净器元件。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的过滤装置，其特征在于， 上述滤液回收集合管和/或上述原液回收集合管具备排出空气用的排气阀。
全文摘要
一种过滤装置(50)，具备多个由滤净器元件及壳体构成的过滤器(52)，具有构成由原液供给集管(60)、滤液回收集管(62)及原液回收集管(64)等集管(58)将多个过滤器(52)并排连接的滤净器列(82)，并由滤液回收集合管(84)将至少两列滤净器列(82)再次并排连接的构造的同时，将该滤液回收集合管(84)配置于比滤液回收集管(62)更高的位置。
文档编号B01D25/02GK101213005SQ20058005092
公开日2008年7月2日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者大矢知裕行, 服部浩二, 杉浦清高 申请人:日本碍子株式会社