特許 7397463 濾過装置及びそのフィルタ洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-05

(45)【発行日】2023-12-13

(54)【発明の名称】濾過装置及びそのフィルタ洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/11 20060101AFI20231206BHJP

   B01D 46/682 20220101ALI20231206BHJP

   B01D 29/66 20060101ALI20231206BHJP

   B01D 24/48 20060101ALI20231206BHJP

   B01D 29/60 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

B01D29/10 510D

B01D46/682

B01D29/10 510F

B01D29/10 520A

B01D29/10 520B

B01D29/10 530A

B01D29/10 530B

B01D29/38 510C

B01D29/38 520C

B01D29/36 C

B01D29/36 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019141543

(22)【出願日】2019-07-31

(65)【公開番号】P2021023849

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000237167

【氏名又は名称】富士フィルター工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(72)【発明者】

【氏名】高橋 裕一

【審査官】本間 友孝

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－０４７２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２１６２４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－００６８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０４６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５０－０２８３７４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ２４／００－２４／４８

Ｂ０１Ｄ２９／００－３７／０４

Ｂ０１Ｄ４６／００－４６／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から対象流体を流入させる第１ポートを有する流体流入室と、前記対象流体を濾過して濾過後の濾過流体を外部へ流出させる第２ポートを有する濾過室と、に区画されたケーシングと、
フィルタエレメントであって、前記濾過室に配置されて円筒状をなし、一端部が前記流体流入室と連通接続されて前記流体流入室から導かれた前記対象流体を内周面から外周面へ向かう方向に通過させることで濾過を行い、他端部から前記第２ポートへの前記対象流体の流出が閉止されるように構成された、フィルタエレメントと、
前記濾過流体を前記フィルタエレメントの外周面から内周面に向かう方向に吸引することで逆洗を行う逆洗機構と、
前記フィルタエレメントの内周面から外周面に向かう方向で前記フィルタエレメントを通過するように高圧流体を噴射して高圧洗浄を行う高圧洗浄機構と、
前記逆洗機構及び前記高圧洗浄機構が取り付けられ、前記流体流入室と連通する前記フィルタエレメントの内部空間において前記逆洗機構及び前記高圧洗浄機構を前記フィルタエレメントの軸線の周りで回転させる回転駆動機構と、
を備え、
前記高圧洗浄機構は、前記軸線の方向に移動可能かつ前記軸線の周りで回転可能な可動シリンダと、前記可動シリンダに収容され、前記軸線の方向に移動不能なピストン部を有するとともに、前記可動シリンダの内部空間が前記ピストン部を挟んで区画された第１流体室と第２流体室とのそれぞれに外部から前記高圧流体を供給する２つの流体供給路を有する、ピストンロッドと、前記可動シリンダに複数設けられ、一部が前記第１流体室と連通し他部が前記第２流体室と連通して前記高圧流体を外部へ噴射する噴射ノズルと、を含み、前記２つの流体供給路のうち前記高圧流体を供給する流体供給路が順次切り替えられることで前記可動シリンダが前記軸線の方向で往復移動するように構成され、
前記２つの流体供給路を短絡する短絡路に設けられ、前記２つの流体供給路のうち前記高圧流体を供給する一方の流体供給路から前記高圧流体の一部を他方の流体供給路へ供給可能な流量制御弁をさらに備えた、濾過装置。

【請求項2】

前記フィルタエレメントは複数層に重ねて形成され、前記フィルタエレメントの内周面側の最内層が最も細かい網目となっている、請求項１に記載の濾過装置。

【請求項3】

前記回転駆動機構は、駆動源と連結される第１端部回転体と、前記軸線の方向で前記第１端部回転体から離間した第２端部回転体と、前記軸線の方向に延び、前記第１端部回転体を前記第２端部回転体に連結する連結軸と、を有し、
前記可動シリンダは、前記連結軸が挿通される閉塞栓で両端部が閉塞され、前記第１端部回転体と前記第２端部回転体との間で前記軸線の方向に移動可能である、請求項１又は請求項２に記載の濾過装置。

【請求項4】

前記ピストンロッドは、前記可動シリンダに相対回転可能かつ相対移動可能に挿通されて前記軸線の方向に延び、前記第１端部回転体に相対回転可能に支持され、前記第２端部回転体を相対回転可能に貫通し、前記ケーシングに固定された、請求項３に記載の濾過装置。

【請求項5】

前記ピストンロッドは、前記可動シリンダに相対移動可能に挿通されて前記軸線の方向に延び、前記第１端部回転体及び前記第２端部回転体に相対回転不能に固定され、前記ケーシングを相対回転可能に貫通し、前記ケーシングから外部に延びた延出端部に外部から前記２つの流体供給路に前記高圧流体を供給するように構成されたロータリージョイントを有する、請求項３に記載の濾過装置。

【請求項6】

前記フィルタエレメントの前記他端部は蓋板で閉塞され、
前記ケーシングには該ケーシング及び前記蓋板を貫通して前記フィルタエレメントの内部空間に開口する第１ドレンケースが固定され、
前記第２端部回転体は前記第１ドレンケースの開口部に回転可能に支持されるとともに、前記フィルタエレメントは前記第１ドレンケースが前記蓋板の貫通孔に嵌合することで前記第１ドレンケースに支持され、
前記逆洗により前記濾過流体が前記フィルタエレメントを通過して生成された逆洗流体は、前記第２端部回転体の内部通路を介して前記第１ドレンケースに吐出される、請求項３～請求項５のいずれか１つに記載の濾過装置。

【請求項7】

前記ケーシングには、前記第１ドレンケースの外周面を離間して囲みつつ前記ケーシング及び前記蓋板を貫通して前記フィルタエレメントの内部空間に開口する第２ドレンケースが固定され、
前記フィルタエレメントは、前記第１ドレンケースに代えて前記第２ドレンケースが前記蓋板の貫通孔に嵌合することで前記第２ドレンケースに支持され、
前記高圧洗浄によって生成された洗浄流体は、前記第２ドレンケースの開口部を介して前記第２ドレンケースに吐出される、請求項６に記載の濾過装置。

【請求項8】

前記濾過室は、前記フィルタエレメントが配置されるとともに前記第２ポートを介して外部に連通する第１濾過室と、前記フィルタエレメントの前記他端部が連通接続される第２濾過室と、に区画され、
前記ケーシングには該ケーシングを貫通して前記フィルタエレメントの内部空間又は前記第２濾過室で開口する第１ドレンケースが固定され、
前記第２端部回転体は前記第１ドレンケースの開口部に回転可能に支持され、
前記逆洗により前記濾過流体が前記フィルタエレメントを通過して生成された逆洗流体は、前記第２端部回転体の内部通路を介して前記第１ドレンケースに吐出される、請求項３～請求項５のいずれか１つに記載の濾過装置。

【請求項9】

前記第２濾過室に連通接続されるドレンパイプをさらに備えた、請求項８に記載の濾過装置。

【請求項10】

前記逆洗機構、前記高圧洗浄機構及び前記回転駆動機構を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記逆洗機構に前記逆洗を行わせた後に、前記高圧洗浄機構に前記高圧洗浄を行わせる、請求項１～請求項９のいずれか１つに記載の濾過装置。

【請求項11】

前記制御装置は、前記フィルタエレメントの内周面側の圧力と外周面側の圧力との差圧が所定値未満である場合には、前記高圧洗浄を省略する、請求項１０に記載の濾過装置。

【請求項12】

前記制御装置は、前記高圧洗浄を行っているときに、前記噴射ノズルの前記フィルタエレメントの軸線方向の移動速度、又は、前記回転駆動機構の回転速度を調整する、請求項１０又は請求項１１に記載の濾過装置。

【請求項13】

外部から対象流体を流入させる第１ポートを有する流体流入室と、前記対象流体を濾過して濾過後の濾過流体を外部へ流出させる第２ポートを有する濾過室と、に区画されたケーシングと、
フィルタエレメントであって、円筒状に形成されて前記濾過室に配置され、一端部が前記流体流入室と連通接続されて前記流体流入室から導かれた前記対象流体を内周面から外周面へ向かう方向に通過させることで濾過を行い、他端部から前記第２ポートへの前記対象流体の流出を閉止するように構成された、フィルタエレメントと、
を備えた濾過装置のフィルタ洗浄方法であって、
前記濾過流体を前記フィルタエレメントの外周面から内周面に向かう方向に吸引することで逆洗を行うことと、
前記フィルタエレメントの内周面から外周面に向かう方向で前記フィルタエレメントを通過するように高圧流体を噴射して高圧洗浄を行うことと、
前記逆洗及び前記高圧洗浄を行っている間、前記流体流入室と連通する前記フィルタエレメントの内部空間において前記逆洗を行う機構及び前記高圧洗浄を行う機構を前記フィルタエレメントの軸線の周りで回転させることと、
を含み、
前記高圧洗浄を行う機構は、前記軸線の方向に移動可能かつ前記軸線の周りで回転可能な可動シリンダと、前記可動シリンダに収容され、前記軸線の方向に移動不能なピストン部を有するとともに、前記可動シリンダの内部空間が前記ピストン部を挟んで区画された第１流体室と第２流体室とのそれぞれに外部から前記高圧流体を供給する２つの流体供給路を有する、ピストンロッドと、一部が前記第１流体室と連通し他部が前記第２流体室と連通して前記可動シリンダに複数設けられて、前記高圧流体を噴射する噴射ノズルと、を含み、前記２つの流体供給路のうち前記高圧流体を供給する流体供給路が順次切り替えられることで前記可動シリンダが前記軸線の方向で往復移動するように構成され、
前記２つの流体供給路のうち前記高圧流体を供給する一方の流体供給路から前記高圧流体の一部を他方の流体供給路へ供給することで前記可動シリンダの移動速度を低下させる、濾過装置のフィルタ洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルタエレメントを用いて流体を濾過する濾過装置及びそのフィルタ洗浄方法に関する。

【背景技術】

【0002】

濾過装置及びそのフィルタ洗浄方法として、例えば特許文献１に記載されているように、円筒状のフィルタエレメントの外周面から内周面に向かう方向で濾過を行い、フィルタエレメントを回転させた状態で外周面から逆洗及び高圧洗浄を行うものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－６８７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、逆洗を行う逆洗機構及び高圧洗浄を行う高圧洗浄機構は円筒状のフィルタエレメントの外側に配置されることから、濾過装置の小径化には限界があり、製造コストの低減が困難となっていた。また、円筒状のフィルタエレメントの外周面から内周面に向かう方向で濾過を行っているため、フィルタエレメントには対象流体によって内方に向けて押し潰す力が作用し、フィルタエレメントの強度を維持する上で好ましくない。さらに、逆洗機構により発生した逆洗流体を排出する配管が逆洗機構の取り外し方向とは異なる方向で濾過装置の外部に突出しているので、濾過装置のメンテナンス時に逆洗機構を取り外すことが容易であるとはいえなかった。

【0005】

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、濾過装置の小径化、フィルタエレメントの強度向上、及びメンテナンス性の向上を図った濾過装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このため、本発明に係る濾過装置は、外部から対象流体を流入させる第１ポートを有する流体流入室と、対象流体を濾過して濾過後の濾過流体を外部へ流出させる第２ポートを有する濾過室と、に区画されたケーシングと、フィルタエレメントであって、濾過室に配置されて円筒状をなし、一端部が流体流入室と連通接続されて流体流入室から導かれた対象流体を内周面から外周面へ向かう方向に通過させることで濾過を行い、他端部から第２ポートへの対象流体の流出が閉止されるように構成された、フィルタエレメントと、濾過流体をフィルタエレメントの外周面から内周面に向かう方向に吸引することで逆洗を行う逆洗機構と、フィルタエレメントの内周面から外周面に向かう方向でフィルタエレメントを通過するように高圧流体を噴射して高圧洗浄を行う高圧洗浄機構と、逆洗機構及び高圧洗浄機構が取り付けられ、流体流入室と連通するフィルタエレメントの内部空間において逆洗機構及び高圧洗浄機構をフィルタエレメントの軸線の周りで回転させる回転駆動機構と、を備え、高圧洗浄機構は、軸線の方向に移動可能かつ軸線の周りで回転可能な可動シリンダと、可動シリンダに収容され、軸線の方向に移動不能なピストン部を有するとともに、可動シリンダの内部空間がピストン部を挟んで区画された第１流体室と第２流体室とのそれぞれに外部から高圧流体を供給する２つの流体供給路を有する、ピストンロッドと、可動シリンダに複数設けられ、一部が第１流体室と連通し他部が第２流体室と連通して高圧流体を外部へ噴射する噴射ノズルと、を含み、２つの流体供給路のうち高圧流体を供給する流体供給路が順次切り替えられることで可動シリンダが軸線の方向で往復移動するように構成され、２つの流体供給路を短絡する短絡路に設けられ、２つの流体供給路のうち高圧流体を供給する一方の流体供給路から高圧流体の一部を他方の流体供給路へ供給可能な流量制御弁をさらに備える。

【0007】

また、本発明に係る濾過装置のフィルタ洗浄方法は、外部から対象流体が流入する第１ポートを有する流体流入室と、対象流体を濾過して濾過後の濾過流体を外部へ流出させる第２ポートを有する濾過室と、に区画されたケーシングと、フィルタエレメントであって、円筒状に形成されて濾過室に配置され、一端部が流体流入室と連通接続されて流体流入室から導かれた対象流体を内周面から外周面へ向かう方向に通過させることで濾過を行い、他端部から第２ポートへの対象流体の流出を閉止するように構成された、フィルタエレメントと、を備えた濾過装置において、濾過流体をフィルタエレメントの外周面から内周面に向かう方向に吸引することで逆洗を行うことと、フィルタエレメントの内周面から外周面に向かう方向でフィルタエレメントを通過するように高圧流体を噴射して高圧洗浄を行うことと、逆洗及び高圧洗浄を行っている間、流体流入室と連通するフィルタエレメントの内部空間において逆洗を行う機構及び高圧洗浄を行う機構をフィルタエレメントの軸線の周りで回転させることと、を含み、高圧洗浄を行う機構は、軸線の方向に移動可能かつ軸線の周りで回転可能な可動シリンダと、可動シリンダに収容され、軸線の方向に移動不能なピストン部を有するとともに、可動シリンダの内部空間がピストン部を挟んで区画された第１流体室と第２流体室とのそれぞれに外部から高圧流体を供給する２つの流体供給路を有する、ピストンロッドと、一部が第１流体室と連通し他部が第２流体室と連通して可動シリンダに複数設けられて、高圧流体を噴射する噴射ノズルと、を含み、２つの流体供給路のうち高圧流体を供給する流体供給路が順次切り替えられることで可動シリンダが軸線の方向で往復移動するように構成され、２つの流体供給路のうち高圧流体を供給する一方の流体供給路から高圧流体の一部を他方の流体供給路へ供給することで可動シリンダの移動速度を低下させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明の濾過装置によれば、濾過装置の小径化、フィルタエレメントの強度向上、及びメンテナンス性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る濾過装置の一例を示す中央縦断面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線における横断面図である。

【図3】同濾過装置におけるフィルタの層構造の一例を示す断面図である。

【図4】同濾過装置の濾過時の動作を示す中央縦断面図である。

【図5】同濾過装置の逆洗時の動作を示す中央縦断面図である。

【図6】同濾過装置の高圧洗浄時の第１の動作を示す中央縦断面図である。

【図7】同濾過装置の高圧洗浄時の第２の動作を示す中央縦断面図である。

【図8】同濾過装置における流量制御弁による動作を示す中央縦断面図である。

【図9】同濾過装置の一部分解状態を示す断面図である。

【図10】同濾過装置の変形例を示す中央断面図である。

【図11】第２実施形態に係る濾過装置の一例を示す中央縦断面図である。

【図12】図１０のＢ－Ｂ線における横断面図である。

【図13】同濾過装置の第１変形例を示す中央断面図である。

【図14】同濾過装置の第２変形例を示す一部中央断面図である。

【図15】第３実施形態に係る濾過装置の一例を示す中央断面図である。

【図16】第４実施形態に係る濾過装置の一例を示す概略構成図である。

【図17】同濾過装置におけるフィルタ洗浄処理の一例を示すフローチャートである。

【図18】図１４のフィルタ洗浄処理の第１変形例を示すフローチャートである。

【図19】図１４のフィルタ洗浄処理の第２変形例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について、詳細に説明する。

【0011】

〔第１実施形態〕
図１及び図２は、第１実施形態に係る濾過装置の一例を示す。この濾過装置は、濾過の対象となる各種流体（以下、「対象流体」という）を、内蔵のフィルタエレメントに通過させて濾過を行う濾過機能を有する。対象流体としては、河川水、湖沼水若しくは海水、各種装置の冷却水若しくはプロセス液等の産業一般に用いられる液体、潤滑油若しくはディーゼル燃料油等の油、化学工場等で使用される各種原料気体、又は、船舶のバラスト水等がある。具体的には、濾過装置は、濾過機能を具現化する構成として、ケーシング１及びフィルタユニット２を備える。

【0012】

ケーシング１は、濾過装置の外殻をなす筒状体（例えば円筒体）１１であり、一端部の開口が第１ケーシング蓋板１２で閉塞されるとともに他端部の開口が第２ケーシング蓋板１３で閉塞されて、内部に密閉された空間を有する。ケーシング１の内部は、第１ケーシング蓋板１２及び第２ケーシング蓋板１３に対向する（例えば略平行な）隔壁板１４で２つの空間に仕切られる。第１ケーシング蓋板１２と隔壁板１４との間の空間は、外部から対象流体が流入する流体流入室１５が形成され、隔壁板１４と第２ケーシング蓋板１３との間の空間は、流体流入室１５の対象流体を濾過する濾過室１６が形成される。ケーシング１の材質は、金属又は合成樹脂などであり、その形状・大きさは、濾過装置の使用目的、対象流体の種類若しくは量、又は、濾過装置の設置場所等に応じて適宜決められる。

【0013】

流体流入室１５は、筒状体１１の内外を貫通する第１ポート１７を有し、この第１ポート１７を介して、対象流体を外部から流入させる。濾過室１６は、筒状体１１の内外を貫通する第２ポート１８を有し、この第２ポート１８を介して、対象流体の濾過後の流体（以下、「濾過流体」という）を外部へ流出させる。流体流入室１５と濾過室１６とは、第１ケーシング蓋板１２から第２ケーシング蓋板１３へ向かう方向で隔壁板１４を貫通する略円形状の連絡孔１４ａにより連通する。

【0014】

フィルタユニット２は、対象流体を濾過する円筒状のフィルタエレメント２１を有し、フィルタエレメント２１の軸線２１ａが隔壁板１４から第２ケーシング蓋板１３へ向けて延びるようにして濾過室１６内に配置される。フィルタエレメント２１の一端部の外周には全周にわたって放射状にフランジ部２２が取り付けられ、フィルタエレメント２１の他端部の開口はフィルタ蓋板２３で閉塞される。フランジ部２２及びフィルタ蓋板２３は、フィルタエレメント２１の径方向の形状を維持する構造体としても機能する。フィルタエレメント２１の一端部は、フランジ部２２が連絡孔１４ａの周囲に接続固定されることで流体流入室１５に連通接続され、フィルタエレメント２１の一端部の開口が流体流入室１５に臨む。これにより、フィルタエレメント２１の内部空間Ｆは一端部の開口を介して流体流入室１５の一部を構成する。流体流入室１５に流入した対象流体は、フィルタエレメント２１の内周面（以下、「濾過面」という）から外周面（以下、「反濾過面」という）に向かう方向でフィルタエレメント２１を通過することで濾過され、これにより濾過流体が生成される。

【0015】

フィルタエレメント２１は、図３に示す従来のフィルタエレメントと同様に、複数層に重ねられており、フィルタエレメント２１の濾過面側の最内層が最も細かい網目となっているものであればよい。例えば、複数積層した金網を焼結して保形性を高め円筒状に成形したものや、円筒状のノッチワイヤーフィルタ、ウェッジワイヤーフィルタ、板部材に細孔をあけたもの等がある。焼結したものの場合は、最内層の網目の大きさは１０～２００μｍのもの、それより外側の層の網目の大きさは２００～５０００μｍのものの中から適宜選定される。この場合、最内層以外の補強メッシュや保護メッシュは、フィルタユニット２の強度に係わるものであり、必要な強度が得られるように、その層数、網目の大きさ及び線材径を選択する。また、メッシュの織り方は、平織り、綾織り、朱子織り、畳織り、綾畳織り等が適用できる。なお、フィルタエレメント２１の反濾過面側の最外層を金網として、その内側に例えば角穴が無数に穿設された円筒状のパンチングプレートや、複数本の細いロッドを縦横方向に並べた補強部材を配設した状態で焼結してもよい。

【0016】

濾過装置は、濾過機能に加えて、フィルタエレメント２１に捕捉された微粒子や塵埃等の捕捉物をフィルタエレメント２１からはく離させるフィルタ洗浄機能を有している。フィルタ洗浄機能には、逆洗及び高圧洗浄が含まれる。濾過装置は、フィルタ洗浄機能を具現化する構成として、逆洗用ドレンケース３、回転駆動機構４、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６を備える。

【0017】

逆洗用ドレンケース３は、一端部がフィルタエレメント２１の内部空間Ｆで開口し、他端部が軸線２１ａの方向にフィルタ蓋板２３及び第２ケーシング蓋板１３を貫通してケーシング１の外部に延出し、その延出端開口が閉塞された有底筒状体（例えば有底円筒体）である。逆洗用ドレンケース３は、その一端部がフィルタ蓋板２３の貫通孔に嵌合することで、フィルタエレメント２１を支持する。逆洗用ドレンケース３は、後述のように逆洗を行うことでフィルタエレメント２１からはく離した捕捉物を含む流体（以下、「逆洗流体」という）を収容する逆洗用ドレン室３１を筒状体の内部空間に形成するものであり、ケーシング１の一部を構成する。逆洗用ドレンケース３は、逆洗用ドレン室３１と濾過装置の外部とを連通する逆洗用ドレンポート３２を有する。なお、フィルタ蓋板２３の貫通孔の内周面とこれに挿通される逆洗用ドレンケース３の外周面との間には、流体漏れ防止を目的としたＯリング等のシール部材２３ａが設けられる。

【0018】

回転駆動機構４は、例えば減速機付モータ等の駆動源４１をケーシング１の外部に有し、駆動源４１から出力軸４２を介して逆洗機構５及び高圧洗浄機構６に回転力を伝達する機構である。例えば、フィルタエレメント２１の軸線２１ａが鉛直方向である場合には、第１ケーシング蓋板１２の上に駆動源４１が設置される。回転駆動機構４は、出力軸４２から逆洗機構５及び高圧洗浄機構６に回転力を伝達する構成として、ケーシング１の外部から流体流入室１５及びフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにかけて、第１端部回転体４３、第２端部回転体４４及び連結軸４５を有する。

【0019】

第１端部回転体４３は、ケーシング１の外部において回転力伝達可能に出力軸４２に連結される。第１端部回転体４３は、出力軸４２との連結部から第１ケーシング蓋板１２を貫通して流体流入室１５へ延出し、流体流入室１５において第１ケーシング蓋板１２に配置固定された環状の第１軸受４６に軸線２１ａの周りで相対回転可能に挿通される。なお、第１ケーシング蓋板１２の貫通孔の内周面とこれに挿通される第１端部回転体４３の外周面との間には、ケーシング１の内外間の流体漏れ防止のためにＯリング等のシール部材４２ａが設けられる。

【0020】

第２端部回転体４４は、軸線２１ａの方向でフィルタ蓋板２３の近傍位置において、逆洗用ドレンケース３の一端部の開口に外周面が密接に嵌合固定された環状の第２軸受４７に軸線２１ａの周りで相対回転可能に挿通される。第２端部回転体４４が第２軸受４７に相対回転可能に挿通されることで、逆洗用ドレンケース３の一端部の開口が閉塞される。第２端部回転体４４は、軸線２１ａと略平行に直線状に延びる少なくとも１つの連結軸４５によって第１端部回転体４３に連結され、第２端部回転体４４には第１端部回転体４３から連結軸４５を介して出力軸４２の回転力が伝達される。

【0021】

このように連結軸４５で連結された第１端部回転体４３及び第２端部回転体４４は、第１軸受４６及び第２軸受４７により軸線２１ａの周りで回転可能に支持されるとともに、軸線２１ａの方向における移動が第１軸受４６と第２軸受４７との間に規制される。

【0022】

逆洗機構５は、フィルタエレメント２１の反濾過面から濾過面へ向けて濾過流体を通過させて吸引する逆洗を行うことで、主に、濾過面側から捕捉された、最内層等の捕捉物を除去して洗浄することを目的とした機構である。具体的には、逆洗機構５は、逆洗ヘッド５１及び除去ブラシ５２を有する。

【0023】

逆洗ヘッド５１は、フィルタエレメント２１のフランジ部２２からフィルタ蓋板２３まで濾過面に沿って延びる、両端が閉塞された管状体である。逆洗ヘッド５１は、第１端部回転体４３及び第２端部回転体４４の少なくとも一方に接続固定され、回転駆動機構４によって軸線２１ａの周りで回転する。逆洗ヘッド５１は、その管状体のうち濾過面に臨む部分で管内外を連通する吸引孔５１ａを管長方向の全長にわたって有する。逆洗流体は、逆洗ヘッド５１が吸引孔５１ａを介してフィルタエレメント２１の反濾過面から濾過面へ向かう方向に濾過流体を吸引して、濾過流体がフィルタエレメント２１を通過したときに発生する。なお、逆洗ヘッド５１は、回転駆動機構４によって回転したときに、吸引孔５１ａの開口端部がフィルタエレメント２１の濾過面と摺接するように構成されてもよい。

【0024】

逆洗ヘッド５１には管内から第２端部回転体４４に向けて貫通する逆洗流体吐出ポート５１ｂが形成され、この逆洗流体吐出ポート５１ｂは第２端部回転体４４に形成された内部通路である逆洗流体吐出路４４ａと連通接続される。この逆洗流体吐出路４４ａによって、逆洗ヘッド５１の管内に発生した逆洗流体を逆洗流体吐出ポート５１ｂから逆洗用ドレン室３１へ吐出する。

【0025】

除去ブラシ５２は、回転駆動機構４により逆洗ヘッド５１が回転したときに、先端が濾過面と摺接する摺接部材であり、逆洗ヘッド５１の吸引孔５１ａの周囲に植毛される。除去ブラシ５２のブラシ毛の材質は、例えば天然若しくは合成の繊維、又は、鋼、銅、真鍮等の金属線であり、濾過装置の使用目的及び対象流体の種類に応じて適宜選択される。なお、除去ブラシ５２の代わりに、刃状又はヘラ状に形成された、金属製、樹脂製又はゴム製のスクレーパを摺接部材として、吸引孔５１ａの周囲に設けることもできる。

【0026】

高圧洗浄機構６は、フィルタエレメント２１の濾過面に高圧流体を噴射して反濾過面へ通過させる高圧洗浄を行うことで、主に、逆洗では除去困難な中間層や最外層等の捕捉物を除去することを目的とした機構である。この高圧洗浄機構６は、回転駆動機構４による回転運動に加えて、軸線２１ａの方向で往復移動可能に構成される。具体的には、高圧洗浄機構６は、ピストンロッド６１及びこれが内部に挿通される可動シリンダ６２を有する。

【0027】

ピストンロッド６１は、その軸線が軸線２１ａと共通の円柱体ないし円筒体であり、逆洗用ドレンケース３の外部から第２端部回転体４４を相対回転可能に貫通して第１端部回転体４３まで延びる。ピストンロッド６１の一端部は、ストッパー兼回り止めとしての機能を有する固定具６３によって逆洗用ドレンケース３に固定される。ピストンロッド６１の他端部は中間軸受４８を介して第１端部回転体４３に相対回転可能に支持される。なお、第２端部回転体４４の貫通孔の内周面とこれを貫通するピストンロッド６１の外周面との間には、フィルタエレメント２１の内部空間Ｆと逆洗用ドレン室３１との間における液密又は気密のためにＯリング等のシール部材４４ｂが設けられる。

【0028】

ピストンロッド６１は、第１端部回転体４３と第２端部回転体４４との間の中間位置で、全周が径方向に膨出した円盤状のピストン部６１ｃを有する。このピストン部６１ｃは、その軸線が軸線２１ａと共通である。また、ピストンロッド６１の内部には、高圧流体を供給するための第１流体供給路６１ａ及び第２流体供給路６１ｂが設けられる。第１流体供給路６１ａは、ピストン部６１ｃと第１端部回転体４３との間のうちピストン部６１ｃの近傍でピストンロッド６１の外部へ開口する。第２流体供給路６１ｂは、ピストン部６１ｃと第２端部回転体４４との間のうちピストン部６１ｃの近傍でピストンロッド６１の外部へ開口する。そして、第１流体供給路６１ａ及び第２流体供給路６１ｂは、ピストンロッド６１が逆洗用ドレンケース３に固定される一端部まで延びる。

【0029】

可動シリンダ６２は、その内部空間に、ピストンロッド６１が挿通されて、ピストン部６１ｃを軸線２１ａの方向で相対移動可能に収容する円筒体である。可動シリンダ６２において、一端部の開口は、ピストンロッド６１が軸線２１ａの方向で相対移動可能に貫通した第１閉塞栓６２ａで閉塞される。また、可動シリンダ６２において、他端部の開口は、ピストンロッド６１が軸線２１ａの方向で相対移動可能に貫通した第２閉塞栓６２ｂで閉塞される。第１閉塞栓６２ａ及び第２閉塞栓６２ｂにおいて、連結軸４５が軸線２１ａの方向で相対移動可能に貫通する。可動シリンダ６２の内部空間は、ピストン部６１ｃによって２つの流体室に区画され、ピストン部６１ｃと第１閉塞栓６２ａとの間に第１流体室６２ｃが形成され、ピストン部６１ｃと第２閉塞栓６２ｂとの間に第２流体室６２ｄが形成される。第１流体室６２ｃには、第１流体供給路６１ａを介して高圧流体が供給され、第２流体室６２ｄには、第２流体供給路６１ｂを介して高圧流体が供給される。

【0030】

可動シリンダ６２は、ピストン部６１ｃに対して、軸線２１ａと共通の軸線で相対回転可能となっている。また、第１閉塞栓６２ａ及び第２閉塞栓６２ｂはピストンロッド６１に対して相対回転可能に構成される。

【0031】

なお、可動シリンダ６２の内周面とピストン部６１ｃの外周面との間には、第１流体室６２ｃと第２流体室６２ｄとの間の流体漏れ防止のためにＯリング等のシール部材６２ｅが設けられる。また、ピストンロッド６１の外周面と第１閉塞栓６２ａ及び第２閉塞栓６２ｂの各貫通孔の内周面との間には、それぞれ、可動シリンダ６２の内外間の流体漏れ防止のためにＯリング等のシール部材６２ｆ，６２ｇが設けられる。

【0032】

第１閉塞栓６２ａには、第１流体室６２ｃ内の高圧流体をフィルタエレメント２１の内周面に向けて噴射する第１噴射ノズル６４が取り付けられ、第１流体室６２ｃと第１噴射ノズル６４とは第１噴射経路６２ｈによって連通される。第２閉塞栓６２ｂには、第２流体室６２ｄ内の高圧流体をフィルタエレメント２１の内周面に向けて噴射する第２噴射ノズル６５が取り付けられ、第２流体室６２ｄと第２噴射ノズル６５とは第２噴射経路６２ｉによって連通される。

【0033】

上記の構成において、回転駆動機構４又はピストンロッド６１の軸線と軸線２１ａとの間に誤差がある場合でも、以下の理由により大きな問題は発生しない。すなわち、噴射ノズル６４，６５から濾過面に高圧流体を噴射する高圧洗浄機構６はフィルタエレメント２１とは接触しないので、逆洗ヘッド５１が濾過面と摺接しない場合には、可撓性を有する除去ブラシ５２の撓みによって軸線の誤差を吸収できるからである。

【0034】

次に、濾過装置において、濾過、逆洗及び高圧洗浄に要する外部配管系と各種圧力の検出手段とについて説明する。

【0035】

流体流入室１５の第１ポート１７には、対象流体を外部から供給するための対象流体流入管Ｌ１が接続される。対象流体流入管Ｌ１は、その途中で管路の開閉を行う流入バルブＶ_Ｉを介して、ポンプ等の１次圧Ｐ_１の対象流体供給源と接続される。濾過室１６の第２ポート１８には、濾過流体を外部へ流出させるための濾過流体流出管Ｌ２が接続される。濾過流体流出管Ｌ２は、その途中で管路の開閉を行う流出バルブＶ_Ｏを介して、濾過流体貯留槽等の２次圧Ｐ_２の圧力容器に接続される。逆洗用ドレン室３１の逆洗用ドレンポート３２は、逆洗用ドレン室３１に収容した逆洗流体を排出するための逆洗流体排出管Ｌ３と接続される。逆洗流体排出管Ｌ３は、その途中で管路の開閉を行う逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄを介して、大気圧等の周囲圧力Ｐ_０の空間に開放される。ここで、１次圧Ｐ_１、２次圧Ｐ_２及び周囲圧力Ｐ_０は、この順番で圧力が小さくなる（Ｐ_０＜Ｐ_２＜Ｐ_１）。１次圧Ｐ_１は、フィルタエレメント２１の濾過抵抗等による濾過装置の内部における圧力損失と配管やバルブ等の流路損失とを２次圧Ｐ_２に加算した値より大きくなるように設定される。

【0036】

第１流体供給路６１ａは、供給圧力Ｐ_Ｈ（例えば１０ＭＰａ）の清浄な高圧流体を供給する高圧流体供給源と接続された供給ポートを有する三方弁Ｖ_Ｈの第１分岐ポートに、第１流体供給管Ｌａを介して接続される。また、第２流体供給路６１ｂは、三方弁Ｖ_Ｈの第２分岐ポートに第２流体供給管Ｌｂを介して接続される。三方弁Ｖ_Ｈは、供給ポート及び第１分岐ポートが開放される第１の設定、供給ポート及び第２分岐ポートが開放される第２の設定、あるいは、少なくとも供給ポートが閉止される第３の設定のいずれか１つに設定される。第１の設定では、第１流体供給路６１ａを介して第１流体室６２ｃに高圧流体が供給され、第２の設定では、第２流体供給路６１ｂを介して第２流体室６２ｄに高圧流体が供給される。三方弁Ｖ_Ｈを第１の設定と第２の設定との間で切り替えることで、可動シリンダ６２が軸線２１ａの方向で往復移動するようになっている。

【0037】

濾過装置は、フィルタエレメント２１による濾過の圧力損失を検出するために、フィルタ内圧検出手段Ｓ_ｉｎ及びフィルタ外圧検出手段Ｓ_ｏｕｔを備える。フィルタ内圧検出手段Ｓ_ｉｎは、フィルタエレメント２１の濾過面側である内部空間Ｆの圧力（フィルタ内圧Ｐ_ｉｎ）を検出するための圧力センサを有し、その出力信号に基づいてフィルタ内圧Ｐ_ｉｎを表示する。同様に、フィルタ外圧検出手段Ｓ_ｏｕｔは、フィルタエレメント２１の反濾過面側である濾過室１６の圧力（フィルタ外圧Ｐ_ｏｕｔ）を検出するための圧力センサを有し、その出力信号に基づいてフィルタ外圧Ｐ_ｏｕｔを表示する。

【0038】

また、濾過装置は、第１流体供給路６１ａの流体圧力Ｐａを検出するための第１流体圧力検出手段Ｓａと、第２流体供給路６１ｂの流体圧力Ｐｂを検出するための第２流体圧力検出手段Ｓｂと、を備える。第１流体圧力検出手段Ｓａは、例えば第１流体供給管Ｌａにおいて、第１流体供給路６１ａの流体圧力Ｐａを検出するための圧力センサを有し、その出力信号に基づいて流体圧力Ｐａを表示する。同様に、第２流体圧力検出手段Ｓｂは、例えば第２流体供給管Ｌｂにおいて、第２流体供給路６１ｂの流体圧力Ｐｂを検出するための圧力センサを有し、その出力信号に基づいて流体圧力Ｐｂを表示する。

【0039】

次に、図４～図７を用いて、濾過装置の動作について説明する。図４は濾過時の動作を示し、図５は逆洗時の動作を示し、図６は可動シリンダ６２が一方向に移動する高圧洗浄時の第１の動作を示し、図７は可動シリンダ６２が他方向に移動する高圧洗浄時の第２の動作を示す。

【0040】

図４に示すように、濾過時には、回転駆動機構４を作動させずに、流入バルブＶ_Ｉ及び流出バルブＶ_Ｏを開弁するとともに逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄを閉弁する。また、三方弁Ｖ_Ｈを第３の設定にして、可動シリンダ６２への流体供給を行わないようにする。このような設定により、第１ポート１７の流体圧力よりも第２ポート１８の流体圧力の方が低くなるので、流体流入室１５の圧力よりも濾過室１６の圧力の方が低くなる。このため、第１ポート１７を介して流体流入室１５に流入した対象流体（太実線矢印）は、フィルタエレメント２１を濾過面から反濾過面に向けて通過し、これにより濾過室１６内に生成された濾過流体（白抜矢印）は第２ポート１８を介して流出する。

【0041】

図５に示すように、逆洗時には、回転駆動機構４を作動して逆洗ヘッド５１を軸線２１ａの周りに回転させるとともに、流入バルブＶ_Ｉ、流出バルブＶ_Ｏ及び逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄを開弁する。また、三方弁Ｖ_Ｈを第３の設定にして、可動シリンダ６２への流体供給を行わないようにする。このような設定により、逆洗ヘッド５１の管内の圧力が低下するので、濾過流体（白抜矢印）が、フィルタエレメント２１のうち逆洗ヘッド５１の吸引孔５１ａに面した帯状領域を反濾過面から濾過面に向かう方向で通過する。そして、回転駆動機構４により逆洗ヘッド５１はフィルタエレメント２１の濾過面に沿って移動し、除去ブラシ５２でフィルタエレメント２１に捕捉された捕捉物を掻き取りながら吸引孔５１ａに面した帯状領域が移動していくので、濾過面のほぼ全域について逆洗が行われる。これにより逆洗ヘッド５１の管内に生成された逆洗流体（破線矢印）には、主に濾過時に濾過面側から捕捉された捕捉物がはく離して含まれる。そして、逆洗流体は、逆洗流体吐出ポート５１ｂ及び逆洗流体吐出路４４ａを介して逆洗用ドレン室３１に吐出され、さらに、逆洗用ドレンポート３２を介して濾過装置の外部へ排出される。

【0042】

逆洗は、濾過装置の想定される使用条件に応じて、所定の頻度で所定の時間行うことができる。あるいは、逆洗は、フィルタエレメント２１に実際に捕捉された捕捉物の捕捉量に応じて適切なタイミング・時間で逆洗を行うことができる。例えば、逆洗は、フィルタ内圧検出手段Ｓ_ｉｎによって表示されたフィルタ内圧Ｐ_ｉｎとフィルタ外圧検出手段Ｓ_ｏｕｔによって表示されたフィルタ外圧Ｐ_ｏｕｔとの差圧ΔＰが所定値以上であるときに行われる。この所定値は、フィルタエレメント２１に濾過性能の面からフィルタ洗浄の必要性があると推定されるときの濾過抵抗を示す差圧ΔＰである。なお、逆洗は、差圧ΔＰが所定値未満となったときに停止するようにしてもよい。

【0043】

図６及び図７に示すように、高圧洗浄時には、回転駆動機構４を作動して可動シリンダ６２を軸線２１ａの周りに回転させる。また、高圧洗浄時には、同時に濾過を行って濾過装置のダウンタイムを低減すべく、流入バルブＶ_Ｉ及び流出バルブＶ_Ｏを開弁し、逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄを閉弁する。したがって、高圧洗浄は、濾過時及び逆洗時と同様に、濾過装置内に対象流体及び濾過流体が存在する状態で行われる。

【0044】

図６に示すように、可動シリンダ６２を第１端部回転体４３の方向へ移動させる場合には、三方弁Ｖ_Ｈを第１の設定にする。すると、圧力Ｐ_Ｈの高圧流体が三方弁Ｖ_Ｈから第１流体供給路６１ａを介して第１流体室６２ｃへ流入し、第１流体室６２ｃが充填された後、第１噴射経路６２ｈを介して第１噴射ノズル６４から噴射される。また、第１流体室６２ｃに充填された高圧流体の圧力Ｐ_Ｈによって、第１閉塞栓６２ａがピストン部６１ｃから離れる方向に移動して第１流体室６２ｃの体積が上昇する。これに伴い、第２閉塞栓６２ｂがピストン部６１ｃに近づく方向に移動するので、第２流体室６２ｄの体積が減少する。これにより、第２流体室６２ｄの流体も第２噴射経路６２ｉを介して第２噴射ノズル６５から噴射される。

【0045】

第１閉塞栓６２ａが第１端部回転体４３に当接すると、第２流体室６２ｄの体積が減少しなくなる。このため、第２噴射ノズル６５からの流体の噴射が停止し、第２流体圧力検出手段Ｓｂで表示される流体圧力Ｐｂが高圧流体の圧力Ｐ_Ｈから著しく低下する。したがって、可動シリンダ６２の移動方向を変える場合には、流体圧力Ｐｂが圧力Ｐ_Ｈから著しく低下したときに、三方弁Ｖ_Ｈを第２の設定に切り替えればよい。三方弁Ｖ_Ｈから第１流体供給路６１ａを介して第１流体室６２ｃに充填された高圧流体は、三方弁Ｖ_Ｈの設定切り替えによって可動シリンダ６２を第２端部回転体４４の方向へ移動させるときに、第１噴射ノズル６４から噴射される流体として用いられる。なお、第１閉塞栓６２ａと第２閉塞栓６２ｂとの間の距離は、第１閉塞栓６２ａが第１端部回転体４３に当接したときに、第２流体室６２ｄに臨む第２流体供給路６１ｂの開口が第２閉塞栓６２ｂによって閉塞されないように設定されることが好ましい。

【0046】

一方、図７に示すように、可動シリンダ６２を第２端部回転体４４の方向へ移動させる場合には、三方弁Ｖ_Ｈを第２の設定にする。すると、圧力Ｐ_Ｈの高圧流体が三方弁Ｖ_Ｈから第２流体供給路６１ｂを介して第２流体室６２ｄへ流入し、第２流体室６２ｄが充填された後、第２噴射経路６２ｉを介して第２噴射ノズル６５から噴射される。また、第２流体室６２ｄに充填された高圧流体の圧力Ｐ_Ｈによって、第２閉塞栓６２ｂがピストン部６１ｃから離れる方向に移動して第２流体室６２ｄの体積が上昇する。これに伴い、第１閉塞栓６２ａがピストン部６１ｃに近づく方向に移動するので、第１流体室６２ｃの体積が減少する。これにより、第１流体室６２ｃの流体も第１噴射経路６２ｈを介して第１噴射ノズル６４から噴射される。

【0047】

第２閉塞栓６２ｂが第２端部回転体４４に当接すると、第１流体室６２ｃの体積が減少しなくなる。このため、第１噴射ノズル６４からの流体の噴射が停止し、第１流体圧力検出手段Ｓａで表示される流体圧力Ｐａが高圧流体の圧力Ｐ_Ｈから著しく低下する。したがって、可動シリンダ６２の移動方向を変える場合には、流体圧力Ｐａが圧力Ｐ_Ｈから著しく低下したときに、三方弁Ｖ_Ｈを第１の設定に切り替えればよい。三方弁Ｖ_Ｈから第２流体供給路６１ｂを介して第２流体室６２ｄに充填された高圧流体は、三方弁Ｖ_Ｈの設定切り替えによって可動シリンダ６２を第１端部回転体４３の方向へ移動させるときに、第２噴射ノズル６５から噴射される流体として用いられる。なお、第１閉塞栓６２ａと第２閉塞栓６２ｂとの間の距離は、第２閉塞栓６２ｂが第２端部回転体４４に当接したときに、第１流体室６２ｃに臨む第１流体供給路６１ａの開口が第１閉塞栓６２ａによって閉塞されないように設定されることが好ましい。

【0048】

図６に示すように、三方弁Ｖ_Ｈから第１流体室６２ｃに圧力Ｐ_Ｈの高圧流体が供給される場合には、第１噴射ノズル６４によって流路断面積が絞られることで、第１流体室６２ｃの内圧は圧力Ｐ_Ｈとなる。そして、可動シリンダ６２における軸線２１ａの方向の力の釣り合いから、第２流体室６２ｄの内圧も圧力Ｐ_Ｈとなる。したがって、三方弁Ｖ_Ｈに接続された高圧流体供給源の供給圧力が圧力Ｐ_Ｈで安定している場合には、第１噴射ノズル６４及び第２噴射ノズル６５から噴射される流体の噴射流量は一定となる。第２噴射ノズル６５からの流体の噴射流量が一定であると、第２流体室６２ｄの体積減少速度が一定となり、可動シリンダ６２の移動速度も一定となる。

【0049】

図７に示すように、三方弁Ｖ_Ｈから第２流体室６２ｄに圧力Ｐ_Ｈの高圧流体が供給される場合には、第２噴射ノズル６５によって流路断面積が絞られることで、第２流体室６２ｄの内圧は圧力Ｐ_Ｈとなる。そして、可動シリンダ６２における軸線２１ａの方向の力の釣り合いから、第１流体室６２ｃの内圧も圧力Ｐ_Ｈとなる。したがって、三方弁Ｖ_Ｈに接続された高圧流体供給源の供給圧力が圧力Ｐ_Ｈで安定している場合には、第１噴射ノズル６４及び第２噴射ノズル６５から噴射される流体の噴射流量は一定となる。第１噴射ノズル６４からの流体の噴射流量が一定であると、第１流体室６２ｃの体積減少速度が一定となり、可動シリンダ６２の移動速度も一定となる。

【0050】

三方弁Ｖ_Ｈと接続された高圧流体供給源から供給される高圧流体の圧力Ｐ_Ｈ及び回転駆動機構４の駆動源４１の回転出力は、噴射ノズル６４，６５からの噴射流体の広がりを示す噴射角度を考慮しつつ、濾過面の全域について噴射できるように予め設定される。このように高圧流体の圧力Ｐ_Ｈ及び駆動源４１の回転出力が設定されたときに、可動シリンダ６２の移動速度が設定移動速度ｕとなり、可動シリンダ６２の回転速度が設定回転速度ωとなる。

【0051】

例えば、設定移動速度ｕ及び設定回転速度ωは下記の関係式から設定することができる。ここで、Ｌは第１端部回転体４３と第２端部回転体４４との間における可動シリンダ６２の片道の移動距離であり、ｎは正の整数であり、ｐ，ｑはいずれも正の自然数であり、ｐはｑより小さい値であり、ｐはｑの１以外の公約数でないものとする。この関係式は、可動シリンダ６２が設定回転速度ωで１回転したときの時間と可動シリンダ６２が設定移動速度ｕで（ｎ＋ｐ／ｑ）周期移動したときの時間とが一致することを示している。ただし、可動シリンダ６２が軸線２１ａの方向に往復移動して元の位置に戻るまでを１周期とする。
ｕ／ω＝｛Ｌ(ｎ＋ｐ／ｑ)}/π

【0052】

可動シリンダ６２が１回転したときに（ｎ＋ｐ／ｑ）周期に相当する移動がなされるようにすると、可動シリンダ６２が１回転したときに第１噴射ノズル６４及び第２噴射ノズル６５の位置をフィルタエレメント２１の濾過面に投影したときの移動軌跡はｑ通りとなる。したがって、ｑの値が増大するに従って噴射ノズル６４，６５の移動軌跡の間隔が小さくなるので、ｑの値は、噴射ノズル６４，６５の噴射角度を考慮して、濾過面の全域が被噴射領域となるように設定される。例えば、ｑの値は、最短時間で濾過面の全域が噴射されるように設定される。このｑの値を上記の関係式に代入することで設定移動速度ｕ及び設定回転速度ωが設定され、さらに、高圧流体の圧力Ｐ_Ｈ及び駆動源４１の回転出力が設定される。

【0053】

図８に示すように、可動シリンダ６２の移動速度が設定移動速度ｕに対して超過する場合には、第１流体供給路６１ａと第２流体供給路６１ｂとの間の短絡路に流量調整可能な流量制御弁Ｖ_Ｃを設けて、可動シリンダ６２の移動速度を低下させてもよい。流量制御弁Ｖ_Ｃは、例えば第１流体供給管Ｌａと第２流体供給管Ｌｂとの短絡路に設けられる。三方弁Ｖ_Ｈを第１の設定にすることで第１流体供給路６１ａを介して第１流体室６２ｃに流体を供給するときに、可動シリンダ６２の移動速度を低下させるために、流量制御弁Ｖ_Ｃを僅かに開弁する。これにより、第１流体室６２ｃの内圧は低下しないが、三方弁Ｖ_Ｈから第１流体供給路６１ａに流入した流体の一部が第２流体供給路６１ｂを介して第２流体室６２ｄへ供給されて第２流体室６２ｄの体積減少速度が低下するので、可動シリンダ６２の移動速度が低下する。三方弁Ｖ_Ｈを第２の設定にすることで第２流体供給路６１ｂを介して第２流体室６２ｄに流体を供給するときも同様にして可動シリンダ６２の移動速度を低下させることができる。

【0054】

このように可動シリンダ６２は、三方弁Ｖ_Ｈを第１の設定と第２の設定との間で切り替えることで軸線２１ａの方向で往復移動するとともに、回転駆動機構４によって軸線２１ａの周りで回転運動をする。したがって、設定移動速度ｕ及び設定回転速度ωを適宜設定することで、第１噴射ノズル６４及び第２噴射ノズル６５はフィルタエレメント２１の濾過面の全域について噴射可能となる。濾過面側からの高圧噴射によって、主に逆洗では除去困難な中間層や最外層等の捕捉物が、フィルタエレメント２１の外部の濾過室１６内にはく離し、濾過流体とともに第２ポート１８を介して外部に流出する。

【0055】

高圧洗浄も、濾過装置の想定される使用条件に応じて予め設定された頻度及び時間で行うことができる。ただし、高圧洗浄は、主に逆洗では除去困難な中間層や最外層等の捕捉物の除去を目的としており、これらの捕捉物は逆洗除去の主な対象とされる濾過面側から捕捉された捕捉物の捕捉量と比較して少量であるので、逆洗を行う頻度よりも低くすることができる。

【0056】

高圧洗浄を所定頻度で行う代わりに、フィルタエレメント２１に実際に捕捉された捕捉物の捕捉量に応じて高圧洗浄の実施の可否を決定することができる。例えば、逆洗が終了したときに、フィルタ内圧検出手段Ｓ_ｉｎによって表示されたフィルタ内圧Ｐ_ｉｎとフィルタ外圧検出手段Ｓ_ｏｕｔによって表示されたフィルタ外圧Ｐ_ｏｕｔとの差圧ΔＰが所定値未満である場合には、高圧洗浄を省略する。なお、高圧洗浄中に差圧ΔＰが所定値未満となった場合には、高圧洗浄を直ちに停止するようにしてもよい。

【0057】

高圧洗浄は、逆洗によって濾過面側から捕捉された捕捉物を除去してから行われる。仮に、逆洗前に高圧洗浄を行うと、濾過面側から捕捉された捕捉物の一部がフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにはく離し、そのうち微細な粒子状の捕捉物（例えば２００μｍ以下）は沈降せずに浮遊する。このような微細な粒子状の捕捉物は、濾過機能によってフィルタエレメント２１に濾過面側から再び捕捉されて、濾過性能の十分な復元を困難にするおそれがある。このため、高圧洗浄の前に、微細な粒子状の捕捉物を逆洗によって除去するようにする。

【0058】

次に、濾過装置から逆洗機構５及び高圧洗浄機構６の脱着方法について説明する。図１を参照すると、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６を取り出す場合には、先ず、出力軸４２と第１端部回転体４３との連結を解除して駆動源４１を濾過装置から取り外した後、第１ケーシング蓋板１２を取り外して、ケーシング１に取り出し口となる開口を設ける。そして、ピストンロッド６１と第１流体供給管Ｌａ及び第２流体供給管Ｌｂとの接続を解除し、ピストンロッド６１を逆洗用ドレンケース３に固定している固定具６３を取り外す。その後、図９に示すように、第１端部回転体４３をケーシング１の開口から引き出す。このようにしても、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６は脱落しない。逆洗ヘッド５１は第１端部回転体４３及び第２端部回転体４４に接続固定され、可動シリンダ６２は第１端部回転体４３及び第２端部回転体４４により移動が規制され、ピストン部６１ｃは第１閉塞栓６２ａと第２閉塞栓６２ｂとの間で移動が規制されるからである。このようにして、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６が濾過装置の外部に取り出される。また、フィルタユニット２については、フランジ部２２と隔壁板１４との接続を解除して、フランジ部２２をケーシング１の開口から引き出すことで、濾過装置の外部に取り出される。逆洗機構５、高圧洗浄機構６及びフィルタユニット２を濾過装置に装着する場合には、上記の逆の手順で行えばよい。

【0059】

図１０は、第１実施形態に係る濾過装置の変形例を示す。濾過室１６は、第２ケーシング蓋板１３と隔壁板１４との間の隔壁板１９によって、第１濾過室１６ａと第２濾過室１６ｂとにさらに区画される。第１濾過室１６ａは、フィルタエレメント２１が配置されるとともに第２ポート１８を介して外部と連通する。第２濾過室１６ｂは、フィルタエレメント２１の他端部が連通接続される。隔壁板１９の貫通孔には、フィルタエレメント２１の一端部の外周に全周にわたって放射状に形成されたフランジ部２４が嵌合し、これにより、フィルタエレメント２１はケーシング１に支持される。なお、隔壁板１９の貫通孔の内周面とこれに挿通されるフランジ部２４の外周面との間には、流体漏れ防止を目的としたＯリング等のシール部材２４ａが設けられる。

【0060】

本変形例の濾過装置によれば、フィルタエレメント２１の他端部をフィルタ蓋板２３で閉塞せず、第２濾過室に連通接続することで、フィルタエレメント２１からはく離して沈降した捕捉物が第２噴射ノズル６５からの高圧流体噴射により舞い上がり難くなる。なお、本変形例の濾過装置でも、上記と同様に動作し着脱可能であり、流量制御弁Ｖ_Ｃの適用も可能である。したがって、フィルタエレメント２１は、その他端部から第２ポート１８への対象流体の流出が閉止されるように構成されていればよい。

【0061】

第１実施形態に係る濾過装置によれば、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６が回転駆動機構４に取り付けられ、フィルタエレメント２１の内部空間Ｆで回転可能に配置されている。したがって、回転可能なフィルタエレメント２１の外部に逆洗機構５及び高圧洗浄機構６を配置する従来の濾過装置と比較して、濾過装置の小径化を図ることができ、これにより、製造コストも低減することが可能となる。

【0062】

また、第１実施形態に係る濾過装置では、フィルタエレメント２１の濾過方向を内周面から外周面に向かう方向とし、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６を回転させている。したがって、フィルタエレメント２１の濾過方向を外周面から内周面に向かう方向とし、フィルタエレメント２１を回転させる従来の濾過装置と比較して、フィルタエレメント２１の強度を向上させることができる。

【0063】

さらに、第１実施形態に係る濾過装置では、逆洗機構５が回転する関係上、逆洗ヘッド５１で発生した逆洗流体を、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６の取り外し方向と同じく、軸線２１ａの方向に吐出する構成としている。したがって、逆洗流体を排出する配管をケーシング１の外周面に貫通して設けた従来の濾過装置と比較すると、逆洗機構５及び高圧洗浄機構６の取り外しが容易となり、濾過装置のメンテナンス性を向上させることが可能となる。

【0064】

〔第２実施形態〕
図１１及び図１２は、第２実施形態に係る濾過装置の一例を示す。なお、本実施形態では主に第１実施形態と異なる点について説明し、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付することで、その説明を省略ないし簡略化する。以下の実施形態において同様である。

【0065】

第１実施形態で説明したように、基本的には、高圧洗浄の前に逆洗を行うことで、フィルタエレメント２１の濾過面側から捕捉された微細な粒子状の捕捉物は殆ど全て逆洗流体とともに除去される。しかし、逆洗が不十分な場合には、微細な粒子状の捕捉物が高圧洗浄によってフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにはく離して残留するおそれがある。このため、本実施形態の濾過装置では、フィルタエレメント２１の捕捉物が高圧洗浄でフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにはく離する可能性を考慮して、このような捕捉物を排出する経路をさらに備える。

【0066】

濾過装置は、高圧洗浄時にはく離した捕捉物を外部に排出するために、逆洗用ドレンケース３の外周面を離間して囲む筒状体である高圧洗浄用ドレンケース７をケーシング１に固定して備える。高圧洗浄用ドレンケース７は、一端部がフィルタエレメント２１の内部空間Ｆで開口し、他端部が軸線２１ａの方向にフィルタ蓋板２３及び第２ケーシング蓋板１３を貫通してケーシング１の外部に延出する。その延出端は逆洗用ドレンケース３の外周面まで延びて高圧洗浄用ドレンケース７の他端部は閉塞される。これにより、高圧洗浄用ドレンケース７は逆洗用ドレンケース３に固定される。また、高圧洗浄用ドレンケース７は、その一端部がフィルタ蓋板２３の貫通孔に嵌合することで、フィルタエレメント２１を支持する。そして、逆洗用ドレンケース３の外周面と高圧洗浄用ドレンケース７の内周面との間の空間に、高圧洗浄でフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにはく離した捕捉物を含む流体（以下、「洗浄流体」という）を収容する高圧洗浄用ドレン室７１が形成される。高圧洗浄用ドレンケース７は、筒状体の内外を貫通する高圧洗浄用ドレンポート７２を有する。

【0067】

なお、フィルタ蓋板２３の貫通孔の内周面及びこれに挿通される高圧洗浄用ドレンケース７の外周面は、軸線２１ａの周りで相対回転可能に形成されている。また、フィルタ蓋板２３の貫通孔の内周面とこれに挿通される高圧洗浄用ドレンケース７の外周面との間には、流体漏れ防止を目的としたＯリング等のシール部材２３ａが設けられる。

【0068】

高圧洗浄用ドレン室７１の高圧洗浄用ドレンポート７２は、高圧洗浄用ドレン室７１に収容した洗浄流体を排出するための洗浄流体排出管Ｌ４と接続される。洗浄流体排出管Ｌ４は、その途中で管路の開閉を行う高圧洗浄用ドレンバルブＶ_ＤＨを介して、大気圧等の周囲圧力Ｐ_０の空間に開放される。

【0069】

高圧洗浄用ドレンバルブＶ_ＤＨは、濾過時及び逆洗時には閉弁し、高圧洗浄時に開弁する。高圧洗浄時に高圧洗浄用ドレンバルブＶ_ＤＨを開弁すると、高圧洗浄用ドレン室７１の内圧が低下する。このため、流体流入室１５ひいてはフィルタエレメント２１の内部空間Ｆに流入した対象流体の一部が、高圧洗浄によりフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにはく離した捕捉物を含む洗浄流体（黒塗矢印）として高圧洗浄用ドレン室７１に流出する。そして、高圧洗浄用ドレン室７１に収容された洗浄流体は、高圧洗浄用ドレンポート７２から洗浄流体排出管Ｌ４を介して濾過装置の外部へ排出される。

【0070】

図１３は、第２実施形態に係る濾過装置の第１変形例を示す。この変形例では、図１０の濾過装置において、第２濾過室１６ｂに連通接続されたドレンパイプ８をさらに備えたものである。高圧洗浄用ドレンポート７２と同様に、ドレンパイプ８には洗浄流体排出管Ｌ４が接続され、洗浄流体排出管Ｌ４は、その途中で管路の開閉を行う高圧洗浄用ドレンバルブＶ_ＤＨを介して、大気圧等の周囲圧力Ｐ_０の空間に開放される。そして、第２濾過室１６ｂに収容された洗浄流体は、ドレンパイプ８及び洗浄流体排出管Ｌ４を介して外部に排出される。

【0071】

図１４は、第２実施形態に係る濾過装置の第２変形例を示す。この変形例では、図１１及び図１３の濾過装置における噴射ノズル６４，６５の噴射軸線Ｘが軸線２１ａに直交する方向Ｄよりも、軸線２１ａで噴射ノズル６４，６５の位置から逆洗用ドレンケース３の位置に向かう方向へ傾いている。ここで、噴射軸線Ｘとは噴射ノズル６４，６５から噴射される高圧流体の進行方向に沿った噴流の中心軸を意味する。このように噴射軸線Ｘを傾けることで、高圧洗浄によってフィルタエレメント２１からその内部空間Ｆにはく離した微細な粒子状の捕捉物が、比較的速やかに高圧洗浄用ドレン室７１あるいはドレンパイプ８に導かれる。

【0072】

第２実施形態に係る濾過装置によれば、高圧洗浄によりフィルタエレメント２１からはく離した捕捉物を排出している。したがって、濾過装置の小径化及び製造コストの低減、フィルタエレメント２１の強度向上、並びに、メンテナンス性の向上に加えて、濾過性能の十分な復元が可能となる。

【0073】

〔第３実施形態〕
図１５は、第３実施形態に係る濾過装置の一例を示す。本実施形態の濾過装置では、ピストンロッド６１が第１端部回転体４３及び第２端部回転体４４に相対回転不能に固定されて回転駆動機構４と一体に回転する点で、第１実施形態の濾過装置と異なる。このため、本実施形態では、第１実施形態における以下の構成を省略する。すなわち、ピストンロッド６１を第１端部回転体４３に相対回転可能に支持する中間軸受４８、及び、ピストンロッド６１を逆洗用ドレンケース３に固定する固定具６３を省略する。また、ピストンロッド６１が第２端部回転体４４の貫通孔の内周面に密接して固定されるものとして、第２端部回転体４４とピストンロッド６１との間のシール部材４４ｂを省略する。

【0074】

逆洗用ドレンケース３の外面のうちピストンロッド６１が貫通する貫通孔の周囲には環状の第３軸受４９が配置固定され、ピストンロッド６１は第３軸受４９に軸線２１ａの周りで相対回転可能に挿通される。また、ピストンロッド６１は、第３軸受４９からさらに外部へ延びて、回転するピストンロッド６１に高圧流体を供給するための密閉容器であるロータリージョイント６６に、軸線２１ａの周りで相対回転可能に、かつ、液密又は気密に挿通される。そして、ピストンロッド６１の延出端部にはストッパー６１ｄが着脱可能に取り付けられ、ストッパー６１ｄとロータリージョイント６６との間にピストンロッド６１が挿通された環状のスラスト軸受６１ｅが配置される。これにより、ロータリージョイント６６の軸線２１ａの方向における移動を第３軸受４９とストッパー６１ｄとの間に規制して、ロータリージョイント６６の脱落を防止するようにしている。

【0075】

ロータリージョイント６６は、ケーシング１に対して相対回転不能に固定され、ロータリージョイント６６には第１流体供給管Ｌａ及び第２流体供給管Ｌｂが接続される。ロータリージョイント６６は、その内部空間が液密又は気密に２つに区画され、第１流体供給管Ｌａと連通する第１連通室６６ａ、及び、第２流体供給管Ｌｂと連通する第２連通室６６ｂを有する。第１連通室６６ａは、ピストンロッド６１の回転角度にかかわらず第１流体供給路６１ａと連通するが第２流体供給路６１ｂとは連通しないように構成される。また、第２連通室６６ｂは、ピストンロッド６１の回転角度にかかわらず第２流体供給路６１ｂと連通するが第１流体供給路６１ａとは連通しないように構成される。

【0076】

例えば、ロータリージョイント６６では、その内部空間を軸線２１ａの方向に沿って区画して、第１連通室６６ａ及び第２連通室６６ｂとすることができる。この場合、軸線２１ａの方向で第１連通室６６ａの位置に第１流体供給路６１ａを開口させ、軸線２１ａの方向で第２連通室６６ｂの位置に第２流体供給路６１ｂを開口させる。これにより、ピストンロッド６１の回転角度にかかわらず、第１連通室６６ａは第１流体供給路６１ａと常時連通し、第２連通室６６ｂは第２流体供給路６１ｂと常時連通する。

【0077】

第１実施形態の濾過装置では、ピストンロッド６１の一端部が固定具６３によって逆洗用ドレンケース３に固定され、ピストンロッド６１の他端部が中間軸受４８を介して第１端部回転体４３に相対回転可能に支持されていた。このため、第１実施形態のピストンロッド６１は、回転する可動シリンダ６２へ高圧流体を供給するロータリージョイントとして機能していた。これに対し、第３実施形態の濾過装置では、ピストンロッド６１が回転駆動機構４と一体に回転するので、回転するピストンロッド６１に高圧流体を供給するために上記のロータリージョイント６６を備えている。

【0078】

逆洗機構５及び高圧洗浄機構６を取り出す場合に、固定具６３を取り外す第１実施形態と異なる点は、ストッパー６１ｄを取り外す必要があることである。その他については第１実施形態と同様にして、逆洗機構５、高圧洗浄機構６及びフィルタユニット２が濾過装置の外部に取り出される。

【0079】

第３実施形態に係る濾過装置によれば、ピストンロッド６１が第１端部回転体４３及び第２端部回転体４４に相対回転不能に固定されて回転駆動機構４と一体に回転する。このため、ピストンロッド６１と可動シリンダ６２との間に、軸線２１ａの方向の直線摺動は発生するが回転摺動は発生しないので、第１実施形態と比較すると、特に、シール部材６２ｅ，６２ｆ，６２ｇの消耗期間を延ばすことができる。したがって、濾過装置の小径化及び製造コストの低減、フィルタエレメント２１の強度向上、並びに、メンテナンス性の向上に加えて、濾過装置のメンテナンス頻度を低減することが可能となる。

【0080】

〔第４実施形態〕
図１６は、第４実施形態に係る濾過装置の一例を示す。図中の濾過装置は第１実施形態と同様であるが、濾過装置は、これが有する制御装置１００によって動作制御される。

【0081】

本実施形態において、三方弁Ｖ_Ｈ、流入バルブＶ_Ｉ、流出バルブＶ_Ｏ及び逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄは、いずれも外部からの制御が可能な電磁弁であるものとする。また、流量制御弁Ｖ_Ｃは、内蔵するソレノイドの入力電流に応じて通過流量が変化する、外部からの制御が可能な調節弁であるものとする。さらに、フィルタ内圧検出手段Ｓ_ｉｎ、フィルタ外圧検出手段Ｓ_ｏｕｔ、第１流体圧力検出手段Ｓａ及び第２流体圧力検出手段Ｓｂは、それぞれの検出対象となる圧力に関連する信号を出力可能に構成されるものとする。

【0082】

回転駆動機構４の駆動源４１は、電源と駆動源４１との間に介装された電源リレー若しくはパワートランジスタ、又は、駆動源４１を駆動するインバータ等の種々の電力機器を介して、外部から制御可能に構成されるものとする。回転駆動機構４は、出力軸４２の回転角度を検出するための回転角度検出手段Ｓｒを備える。回転角度検出手段Ｓｒには、レゾルバ、ロータリエンコーダ又はホール素子等の種々の回転角度センサを用いることができる。

【0083】

制御装置１００は、フィルタ内圧検出手段Ｓ_ｉｎ、フィルタ外圧検出手段Ｓ_ｏｕｔ、第１流体圧力検出手段Ｓａ、第２流体圧力検出手段Ｓｂ及び回転角度検出手段Ｓｒの各出力信号を入力する。そして、これらの出力信号に基づいて、制御装置１００は、三方弁Ｖ_Ｈ、流入バルブＶ_Ｉ、流出バルブＶ_Ｏ、逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄ、流量制御弁Ｖ_Ｃ及び回転駆動機構４の駆動源４１を制御する。これにより、制御装置１００は濾過装置の動作制御を行う。

【0084】

制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを有するマイクロコンピュータを備える。このマイクロコンピュータは、プロセッサと内部バスによって通信可能に接続された、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェース等を有する。制御装置１００は、マイクロコンピュータのプロセッサがＲＯＭから濾過装置の動作制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行するソフトウェア処理によって、濾過装置の動作制御を行うものとする。なお、制御装置１００における濾過装置の動作制御は、その一部又は全部がハードウェアの構成により実行されることを排除するものではない。

【0085】

図１７は、制御装置１００において行われる濾過装置の動作制御のうち、濾過時に繰り返し実行されるフィルタ洗浄処理の一例を示す。なお、濾過時には、制御装置１００は濾過の設定を行う。具体的には、制御装置１００は、回転駆動機構４の駆動源４１を作動させずに、流入バルブＶ_Ｉ及び流出バルブＶ_Ｏを開弁するとともに逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄを閉弁する。また、制御装置１００は、三方弁Ｖ_Ｈを第３の設定にして、可動シリンダ６２への流体供給を行わないようにする。これにより濾過装置において濾過が行われる。

【0086】

ステップＳ１０１（図中では「Ｓ１０１」と略記する。以下同様である。）では、制御装置１００はフィルタ洗浄要求があるか否かを判定する。例えば、制御装置１００は、そのスイッチ操作又は上位の制御装置の信号出力によって入出力インタフェースを介して濾過指令信号を入力したときに、あるいは、予め設定された所定タイミングとなったときに、フィルタ洗浄要求があると判定してもよい。そして、制御装置１００は、フィルタ洗浄要求があると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０２へ進める一方、フィルタ洗浄要求がないと判定した場合には（ＮＯ）、フィルタ洗浄処理を一旦終了して、再度ステップＳ１０１を実行する。

【0087】

ステップＳ１０２では、制御装置１００は、逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄを開弁し、回転駆動機構４を始動させ、これにより濾過装置において逆洗を開始する。なお、制御装置１００は、逆洗を効果的に実施するために、濾過装置内の流体量が一定以上であるときに逆洗を開始することができる。例えば、図外の液位センサの出力信号から得られる濾過装置内の液位が、満液ないしフィルタエレメント２１の全体が流体に浸漬していることを示す値以上であるときに逆洗を開始してもよい。

【0088】

ステップＳ１０３では、制御装置１００は、逆洗を開始してからの出力軸４２の回転量Δθ［ｒａｄ］が、第１所定回転量θ１に到達したか否かを判定する。出力軸４２の回転量Δθは回転角度検出手段Ｓｒの出力信号に基づいて得られる。また、第１所定回転量θ１は、フィルタエレメント２１の濾過面側から捕捉された微細な粒子状の捕捉物が逆洗によって殆ど全てはく離すると推定される回転量Δθであり、少なくとも１回転（＝２π［ｒａｄ］）であることが好ましい。そして、制御装置１００は、出力軸４２の回転量Δθが第１所定回転量θ１に到達したと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０４へ進める。一方、制御装置１００は、出力軸４２の回転量Δθが第１所定回転量θ１に到達していないと判定した場合には（ＮＯ）、逆洗を続行すべく、再度ステップＳ１０３を実行する。なお、ステップＳ１０３では、上記の内容に代えて、逆洗開始からの経過時間が、出力軸４２の回転量Δθが第１所定回転量θ１に到達するまでに要する時間に到達したか否かを判定してもよい。以下のステップＳ１１１についても同様である。

【0089】

ステップＳ１０４では、制御装置１００は逆洗用バルブを閉弁し、これにより濾過装置において逆洗を停止する。

【0090】

ステップＳ１０５では、制御装置１００は、高圧洗浄を開始すべく、三方弁Ｖ_Ｈを第１の設定又は第２の設定のいずれか一方に設定する。制御装置１００は、高圧洗浄の開始時の三方弁Ｖ_Ｈの設定を、第１の設定又は第２の設定のいずれか一方に固定しておいてもよいが、これに代えて、前回の高圧洗浄における三方弁Ｖ_Ｈの最後の設定に応じて三方弁Ｖ_Ｈの今回の設定を決定することができる。例えば、前回の高圧洗浄における三方弁Ｖ_Ｈの最後の設定が第２の設定である場合には、三方弁Ｖ_Ｈの今回の設定を第２の設定にしてもよい。なお、前回の高圧洗浄における三方弁Ｖ_Ｈの最後の設定に関する情報は、例えば制御装置１００のフラッシュＲＯＭ等の書き込み可能なＲＯＭに書き込まれて保持される。

【0091】

なお、第２実施形態のように高圧洗浄用ドレン室７１を設けている場合には、ステップＳ１０５において、制御装置１００は、電磁弁として構成された高圧洗浄用ドレンバルブＶ_ＤＨを開弁する。

【0092】

ステップＳ１０６において、制御装置１００は、三方弁Ｖ_Ｈが第１の設定である場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０７へ進める一方、三方弁Ｖ_Ｈが第２の設定である場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１０９へ進める。

【0093】

ステップＳ１０７では、制御装置１００は、第２流体圧力検出手段Ｓｂの出力信号に基づいて取得された、第２流体供給路６１ｂの流体圧力Ｐｂが、所定値α未満であるか否かを判定する。所定値αは、第１閉塞栓６２ａが第１端部回転体４３に当接したと推定されるときの第２流体供給路６１ｂの流体圧力Ｐｂである。そして、制御装置１００は、第２流体供給路６１ｂの流体圧力Ｐｂが所定値α未満であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０８へ進めて、三方弁Ｖ_Ｈを第１の設定から第２の設定に切り替える。一方、制御装置１００は、第２流体供給路６１ｂの流体圧力Ｐｂが所定値α以上であると判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ１０８を省略して第１の設定を維持し、処理をステップＳ１１１へ進める。

【0094】

ステップＳ１０９では、制御装置１００は、第１流体圧力検出手段Ｓａの出力信号に基づいて取得された、第１流体供給路６１ａの流体圧力Ｐａが、所定値β未満であるか否かを判定する。所定値βは、第２閉塞栓６２ｂが第２端部回転体４４に当接したと推定されるときの第１流体供給路６１ａの流体圧力Ｐａである。なお、所定値βは所定値αと同じ値でもよい。そして、制御装置１００は、第１流体供給路６１ａの流体圧力Ｐａが所定値β未満であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１１０へ進めて、三方弁Ｖ_Ｈを第２の設定から第１の設定に切り替える。一方、制御装置１００は、第１流体供給路６１ａの流体圧力Ｐａが所定値β以上であると判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ１１０を省略して第２の設定を維持し、処理をステップＳ１１１へ進める。

【0095】

ステップＳ１１１では、制御装置１００は、高圧洗浄を開始してからの出力軸４２の回転量Δθ［ｒａｄ］が、第２所定回転量θ２に到達したか否かを判定する。出力軸４２の回転量Δθは回転角度検出手段Ｓｒの出力信号に基づいて得られる。また、第２所定回転量θ２は、濾過面の全域について噴射できるように予め設定された値である。例えば、設定移動速度ｕ及び設定回転速度ωが上記の関係式を満たす場合には、第２所定回転量θ２を（ｑ×２π）［ｒａｄ］と設定することができる。そして、制御装置１００は、出力軸４２の回転量Δθが第２所定回転量θ２に到達したと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１１２へ進める。一方、制御装置１００は、出力軸４２の回転量Δθが第２所定回転量θ２に到達していないと判定した場合には（ＮＯ）、高圧洗浄を続行すべく、処理をステップＳ１０６へ戻す。

【0096】

ステップＳ１１２では、制御装置１００は、三方弁Ｖ_Ｈを第３の設定にし、回転駆動機構４を停止させ、これにより濾過装置において高圧洗浄を停止する。以上でフィルタ洗浄処理が終了する。

【0097】

なお、第２実施形態のように高圧洗浄用ドレン室７１を設けている場合には、ステップＳ１１２において、制御装置１００は、電磁弁として構成された高圧洗浄用ドレンバルブＶ_ＤＨを閉弁する。

【0098】

図１８は、図１７のフィルタ洗浄処理の第１変形例を示す。なお、本変形例では、ステップＳ１０１ａ及びステップＳ１０４ａを除き、図１７のフィルタ洗浄処理と同様であるので、図１７のフィルタ洗浄処理と同様の内容については、同一のステップ番号を付して、その説明を省略ないし簡略化する。

【0099】

ステップＳ１０１ａでは、制御装置１００は、図１７のステップＳ１０１のようにフィルタ洗浄要求があるか否かを判定する代わりに、フィルタ内圧Ｐ_ｉｎとフィルタ外圧Ｐ_ｏｕｔとの差圧ΔＰを求め、この差圧ΔＰが所定値γ以上であるか否かを判定する。フィルタ内圧Ｐ_ｉｎはフィルタ内圧検出手段Ｓ_ｉｎの出力信号に基づいて得られ、フィルタ外圧Ｐ_ｏｕｔはフィルタ外圧検出手段Ｓ_ｏｕｔの出力信号に基づいて得られる。また、所定値γは、フィルタエレメント２１に濾過性能の面からフィルタ洗浄の必要性があると推定されるときの濾過抵抗を示す差圧ΔＰである。そして、制御装置１００は、差圧ΔＰが所定値γ以上であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０２へ進める一方、差圧ΔＰが所定値γ未満であると判定した場合には（ＮＯ）、フィルタ洗浄処理を一旦終了して、再度ステップＳ１０１ａを実行する。このように差圧ΔＰに基づいてフィルタ洗浄を開始するか否かを判定することで、フィルタエレメント２１の実際の捕捉状態に応じた適切なタイミングでフィルタ洗浄を開始することができる。

【0100】

なお、ステップＳ１０１ａの処理は、ステップＳ１０１の処理と組み合せて実行することもできる。例えば、フィルタ洗浄に要する電力消費及び流体消費を抑制する場合には、ステップＳ１０１においてフィルタ洗浄要求があると判定されたときに、さらにステップＳ１０１ａの処理を実行するようにしてもよい。あるいは、濾過性能の低下抑制を重視する場合には、ステップＳ１０１においてフィルタ洗浄要求がないと判定されたときでも、ステップＳ１０１ａの処理を実行するようにしてもよい。

【0101】

ステップＳ１０４ａでは、制御装置１００は、ステップＳ１０４で逆洗を停止した後であって、ステップＳ１０５で高圧洗浄を行う前に、差圧ΔＰが所定値γ以上であるか否かを判定する。そして、制御装置１００は、差圧ΔＰが所定値γ以上であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０５へ進める一方、差圧ΔＰが所定値γ未満であると判定した場合には（ＮＯ）、フィルタ洗浄処理を一旦終了して、再度ステップＳ１０１ａを実行する。このように、逆洗後であって高圧洗浄前に差圧ΔＰに基づいて高圧洗浄の開始要否を判定するので、逆洗によって濾過性能が向上していると推定される場合には高圧洗浄の実施を省略して、高圧洗浄に要する無駄な電力消費及び流体消費を抑制することができる。

【0102】

なお、本変形例では、ステップＳ１０１のステップＳ１０１ａへの置換、又は、ステップＳ１０４とステップＳ１０５との間のステップＳ１０４ａの追加のいずれか一方が反映されるようにしてもよい。

【0103】

図１９は、図１７のフィルタ洗浄処理の第２変形例を示す。なお、本変形例では、ステップＳ１１０ａを除き、図１７のフィルタ洗浄処理と同様であるので、図１７のフィルタ洗浄処理と同様の内容については、同一のステップ番号を付して、その説明を省略ないし簡略化する。

【0104】

制御装置１００は、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０において三方弁Ｖ_Ｈの設定を切り替えた後、ステップＳ１１１の処理を実行する前に、ステップＳ１１０ａにおいて移動速度又は回転速度の調整を行う。具体的には、制御装置１００は、三方弁Ｖ_Ｈの前回の設定切り替えから今回の設定切り替えまでに経過した経過時間Δｔと、設定移動速度ｕから得られる半周期分の時間Ｔ_half（＝Ｌ／ｕ）と、の比較に基づいて、可動シリンダ６２の移動速度又は回転速度の調整を行う。経過時間Δｔよりも半周期分の時間Ｔ_halfの方が大きい場合には、可動シリンダ６２の実際の移動速度が設定移動速度ｕよりも低い。このため、制御装置１００は、駆動源４１の速度制御が可能である場合にはこれを制御することで、例えば上記の関係式を満足するように、移動速度の乖離量に応じて回転速度を低下させる。一方、経過時間Δｔよりも半周期分の時間Ｔ_halfの方が小さい場合には、可動シリンダ６２の実際の移動速度が高い。このため、制御装置１００は、流量制御弁Ｖ_Ｃを僅かに開弁して移動速度を低下させることで、移動速度の乖離量に応じて回転速度を上昇させる。あるいは、制御装置１００は、駆動源４１の速度制御が可能である場合にはこれを制御することで、例えば上記の関係式を満足するように、移動速度の乖離量に応じて回転速度を上昇させる。

【0105】

なお、本変形例のフィルタ洗浄処理において、ステップＳ１０２に置換されるステップＳ１０２ａ、及び、ステップＳ１０５とステップＳ１０６との間に挿入されるステップＳ１０５ａの少なくとも一方の処理を実行することが可能である。

【0106】

第４実施形態に係る濾過装置によれば、これが有する制御装置１００によって、フィルタ洗浄処理が逆洗から高圧洗浄の順番で自動的に行われて、微細な粒子状の捕捉物がフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにはく離し難くなる。したがって、濾過装置の小径化及び製造コストの低減、フィルタエレメント２１の強度向上、並びに、メンテナンス性の向上に加えて、濾過性能の十分な復元が可能となる。

【0107】

なお、前述の第１～第４実施形態において、高圧洗浄時に、濾過装置の定期メンテナンス時等、濾過機能を働かせる必要がない場合には、流入バルブＶ_Ｉ及び逆洗用ドレンバルブＶ_Ｄを閉弁し、流出バルブＶ_Ｏを開弁して、濾過装置内の流体を外部に排出してもよい。この場合には、高圧洗浄によって濾過面側から捕捉された捕捉物をはく離させても、微細な粒子状の捕捉物がフィルタエレメント２１の内部空間Ｆに浮遊することがないので、高圧洗浄の前に逆洗を行わなくてもよい。

【0108】

また、高圧洗浄は逆洗後に行われるものとして説明したが、高圧洗浄中に逆洗を行うようにしてもよい。このようにすれば、高圧洗浄によってフィルタエレメント２１の内部空間Ｆにはく離してしまった微細な粒子状の捕捉物が再びフィルタエレメント２１に捕捉されても、逆洗によって外部に排出することができる。

【0109】

高圧洗浄機構６は、高圧噴射の噴射流体を用いて可動シリンダ６２を往復移動させる構成に限られず、フィルタエレメント２１の一端部から他端部までを往復移動できる機構であればいずれでもよい。例えば、エアシリンダや、モータ駆動による送りねじ機構を用いて、第１噴射ノズル６４及び第２噴射ノズル６５を往復移動させてもよい。

【0110】

高圧洗浄の噴射流体として清浄な流体を用いたが、これに限られず、例えば、濾過流体を用いてもよい。なお、濾過流体には、高圧洗浄で除去された捕捉物が混入している可能性がある。しかし、このような捕捉物は、主に、濾過時にフィルタエレメント２１を通過した後に、逆洗時に反濾過面側から捕捉されたものである。したがって、高圧洗浄の噴射流体として濾過流体を用いたとしても、濾過時に再びフィルタエレメント２１を通過する蓋然性が認められるので、格別の問題はない。

【0111】

ケーシング１の内部を流体流入室と濾過室とで区画しているが、これに限らず、流体流入室を省略することができる。この場合には、フィルタエレメント２１の内部空間Ｆに外部から直接、対象流体が流入するように構成すればよい。

【0112】

可動シリンダ６２には、第１流体室６２ｃに連通する第１噴射ノズル６４と、第２流体室６２ｄに連通する第２噴射ノズル６５と、の２つが取り付けられているが、噴射ノズルの個数はこれに限られない。すなわち、第１流体室６２ｃに連通する噴射ノズルと第２流体室６２ｄに連通する噴射ノズルとの少なくとも一方の個数が複数であってもよい。例えば、軸線２１ａの周りで逆洗ヘッド５１と干渉しない角度に、第１流体室６２ｃに連通する噴射ノズルを２つ取り付けるとともに、第２流体室６２ｄに連通する噴射ノズルを２つ取り付けることができる。

【0113】

濾過装置の設置姿勢については特に限定するものではないが、例えば、軸線２１ａが鉛直方向となるように濾過装置を設置するか、あるいは、軸線２１ａが水平方向となるように濾過装置を設置することができる。

【0114】

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。また、上記の第１～第４実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合せて使用することができる。

【符号の説明】

【0115】

１…ケーシング、２…フィルタユニット、３…逆洗用ドレンケース、４…回転駆動機構、１５…流体流入室、５…逆洗機構、６…高圧洗浄機構、７…高圧洗浄用ドレンケース、８…ドレンパイプ、１６…濾過室、１６ａ…第１濾過室、１６ｂ…第２濾過室、１７…第１ポート、１８…第２ポート、２１…フィルタエレメント、２１ａ…フィルタエレメントの軸線、２３…フィルタ蓋板、４１…駆動源、４３…第１端部回転体、４４…第２端部回転体、４４ａ…逆洗流体吐出路、４５…連結軸、５１…逆洗ヘッド、５１ａ…吸引孔、６１…ピストンロッド、６１ａ…第１流体供給路、６１ｂ…第２流体供給路、６１ｃ…ピストン部、６２…可動シリンダ、６２ａ…第１閉塞栓、６２ｂ…第２閉塞栓、６２ｃ…第１流体室、６２ｄ…第２流体室、６４…第１噴射ノズル、６５…第２噴射ノズル、６６…ロータリージョイント、１００…制御装置、Ｆ…フィルタエレメントの内部空間、Ｖ_Ｃ…流量制御弁、Ｐ_ｉｎ…フィルタ内圧、Ｐ_ｏｕｔ…フィルタ外圧、ΔＰ…差圧、ｕ…設定移動速度、ω…設定回転速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】