特許 7455664 被処理水の処理装置及びカートリッジフィルタの取付け方法

(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】2024-03-15

(45)【発行日】2024-03-26

(54)【発明の名称】被処理水の処理装置及びカートリッジフィルタの取付け方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 27/00 20060101AFI20240318BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20240318BHJP

【ＦＩ】

B01D27/00

C02F1/42 H

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020091287

(22)【出願日】2020-05-26

(65)【公開番号】P2021186703

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-07-14

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(72)【発明者】

【氏名】塩澤 靖

【審査官】壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１４３６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－０８５６８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２５２８３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０６３４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８３４８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ２３／００－３５／０４，３５／０８－３７／０８

Ｃ０２Ｆ １／００，１／２８，１／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向が水平になるように配置される円筒状のハウジングと、
前記円筒状のハウジングの内径よりも外径が小さい筒状であって中心部に集水管が挿通され、前記円筒状のハウジング内に複数直列配置されるカートリッジフィルタと、
前記直列配置された隣り合うカートリッジフィルタを連結するカートリッジフィルタ連結構造と、
前記カートリッジフィルタの軸方向の両端部に配置される支持部材と、
を備え、
前記カートリッジフィルタ連結構造は、
隣り合うカートリッジフィルタの集水管を連結する連結管と、
前記連結管に取付けられ、該連結管の径方向外側に広がって前記円筒状のハウジングの内径と対応する径の直径を有する円盤状又は円弧盤状であって、表面に少なくとも１つの通水孔が形成されたサポート材と、
を備えた連結部材で構成され、
前記支持部材は、前記カートリッジフィルタの下面と前記円筒状のハウジングの内壁との間に配置されて、前記カートリッジフィルタの下面と端面とに当接する断面Ｌ字状であって、前記カートリッジフィルタの外周に沿う円弧状に形成されたことを特徴とする被処理水の処理装置。

【請求項2】

前記連結部材は、さらに、
前記サポート材の両面から突出し、前記連結管を囲む筒状であって、前記カートリッジフィルタの外径よりも小さい外径を有するスペーサ材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の被処理水の処理装置。

【請求項3】

前記連結管は、両端が尖鋭状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の被処理水の処理装置。

【請求項4】

軸方向が水平になるように配置される円筒状のハウジングと、
前記円筒状のハウジングの内径よりも外径が小さい筒状であって中心部に集水管が挿通され、前記円筒状のハウジング内に複数直列配置されるカートリッジフィルタと、
前記直列配置された隣り合うカートリッジフィルタを連結するカートリッジフィルタ連結構造と、を備え、
前記カートリッジフィルタ連結構造は、
隣り合うカートリッジフィルタの集水管を連結する連結管と、
前記連結管に取付けられ、該連結管の径方向外側に広がって前記円筒状のハウジングの内径と対応する径の直径を有する円盤状又は円弧盤状であって、表面に少なくとも１つの通水孔が形成されたサポート材と、を備えた連結部材で構成された、被処理水の処理装置におけるカートリッジフィルタの取付け方法であって、
前記円筒状のハウジング内に第１のカートリッジフィルタを導入する第１のカートリッジフィルタの導入工程と、
前記円筒状のハウジング内に前記第１のカートリッジフィルタを導入した後、該円筒状のハウジング内に前記連結部材を導入する連結部材の導入工程と、
前記円筒状のハウジング内に前記連結部材を導入した後、該連結部材の前記連結管の一方の端部を前記第１のカートリッジフィルタの集水管に挿入する工程と、
前記円筒状のハウジング内に第２のカートリッジフィルタを導入する第２のカートリッジフィルタの導入工程と、
前記連結部材の他方の端部を前記第２のカートリッジフィルタの集水管に挿入する工程と、
を含み、
前記第１のカートリッジフィルタ及び前記第２のカートリッジフィルタを前記円筒状のハウジング内に導入する際に、前記集水管の中心軸が前記ハウジングの中心軸と同軸となるように、該カートリッジフィルタの下面となる下方側の外周面と前記円筒状のハウジングの内壁との間に支持部材を配置することを特徴とするカートリッジフィルタの取付け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カートリッジフィルタを用いた処理装置、特に、ハウジングからカートリッジフィルタを取り出して、新たなカートリッジフィルタと交換でき、交換作業が比較的容易であることから、製薬工場、化学工業、食品工業などにおける水処理や、地下水や温泉などの水処理に利用される、複数のカートリッジフィルタを連結するカートリッジフィルタ連結構造を備えた被処理水の処理装置、及び該処理装置におけるカートリッジフィルタの取付け方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、浄水処理、排水処理、汚泥処理、浸出水処理などの水処理技術として、被処理水中に含まれるイオン（例えば、ホウ素、フッ素、砒素など）や微粒子などを除去するためのカートリッジフィルタを備えた処理装置が知られている。

【0003】

カートリッジフィルタは、一般に、円筒状のフィルタ部の中心部に集水管が挿通されて構成されている。この様な構成のカートリッジフィルタは、同じく円筒状のハウジング内に収容され、上記集水管は、ハウジング内からハウジング外まで延びる排水管に接続される。

【0004】

このようなカートリッジフィルタ及びハウジングを備えた被処理水の処理装置では、被処理水の供給管からハウジング内に被処理水が供給されると、被処理水は、カートリッジフィルタの外周面などからフィルタ部内に流入し、被処理水内のイオン等が吸着された後、集水管及び排水管を通ってハウジングの外部へ流出する。

【0005】

工業用として使用されるカートリッジフィルタは大型であり、使用後には液体を吸収して重量が大きくなるため、交換容易性などの観点から、軸方向の長さが大きい一つのハウジングに対し、軸方向の長さが小さい複数のカートリッジフィルタを直列に配列するものが知られている。

【0006】

例えば、特許文献１には、円筒状のハウジングの内部に、複数の円筒状のカートリッジフィルタを軸方向に直列に配置した被処理水の処理装置が記載れている。各カートリッジフィルタの外径は、ハウジングの内径よりも小さく設定されており、ハウジングと各カートリッジフィルタとは中心軸が一致するように配置されている。隣り合うカートリッジフィルタは、カートリッジフィルタの集水管同士を連結する連結管で連結されている。連結管の周囲には、連結管を覆って隣り合うカートリッジフィルタの端部プレート同士を繋ぐ接続リングが設けられている。

【0007】

この処理装置では、被処理水が各カートリッジフィルタの外周面からフィルタ部に入り込んでろ過される。ろ過後の処理水は、集水管に連結された排出管を通ってハウジングの外部へ排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１２－２０６０３６号公報

【0009】

特許文献１に記載の処理装置では、ハウジングの内壁とカートリッジフィルタの外周面との間に隙間が形成されているため、ハウジング内に被処理水を供給されると、各カートリッジフィルタに作用する浮力の影響により、各カートリッジフィルタには、ハウジングの中心軸に対して、カートリッジフィルタの中心軸がずれるような力が作用する。隣り合うカートリッジフィルタの中心軸がずれると、連結部において隙間が生じ、液体の漏れが発生する虞がある。

【0010】

特許文献１に記載の処理装置では、接続リングにより隣り合うカートリッジフィルタの端部同士を接続して結合力を強化することで、連結部に隙間が発生することを防止している。

【0011】

しかしながら、接続リングによる補強では、カートリッジフィルタ同士の中心軸のずれ自体を抑制することができないことから、例えば、被処理水の水圧が高い場合には、連結部から液漏れが発生する懸念がある。

【0012】

それ故、ハウジング内の被処理水の流れを堰き止めることなく、カートリッジフィルタの中心軸位置を固定することができる連結構造が求められていた。

【0013】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ハウジング内の被処理水の流れを堰き止めることなく、ハウジング内に直列に配置される複数のカートリッジフィルタの中心軸位置を固定することができる、カートリッジフィルタ連結構造を有する被処理水の処理装置、及び該処理装置におけるカートリッジフィルタの取付け方法を提供することにある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するために、本発明は、以下の構成とすることができる。
（１）本発明のカートリッジフィルタ連結構造は、円筒状のハウジング内に、該円筒形のハウジングの内径よりも外径が小さい筒状であって中心部に集水管が挿通されたカートリッジフィルタを複数直列配置し、前記複数直列配置された隣り合うカートリッジフィルタを連結するカートリッジフィルタ連結構造において、隣り合うカートリッジフィルタの集水管を連結する連結管と、前記連結管に取付けられ、該連結管の径方向外側に広がって前記円筒状のハウジングの内径と対応する径の直径を有する円盤状又は円弧盤状であって、表面に少なくとも１つの通水孔が形成されたサポート材と、を備えたことを特徴とする。

【0015】

（２）本発明の被処理水の処理装置は、円筒状のハウジングと、該円筒状のハウジングの内径よりも外径が小さい筒状であって中心部に集水管が挿通され、前記円筒状のハウジング内に複数直列配置されるカートリッジフィルタと、前記直列配置された隣り合うカートリッジフィルタを連結するカートリッジフィルタ連結構造と、を備えた被処理水の処理装置であって、前記カートリッジフィルタ連結構造は、隣り合うカートリッジフィルタの集水管を連結する連結管と、前記連結管に取付けられ、該連結管の径方向外側に広がって前記円筒状のハウジングの内径と対応する径の直径を有する円盤状又は円弧盤状であって、表面に少なくとも１つの通水孔が形成されたサポート材と、を備えた連結部材で構成されることを特徴とする。

【0016】

（３）上記処理装置において、前記連結部材は、さらに、前記サポート材の両面から突出し、前記連結管を囲む筒状であって、前記カートリッジフィルタの外径よりも小さい外径を有するスペーサ材を備えたことを特徴とする。

【0017】

（４）上記処理装置において、前記連結管は、両端が尖鋭状に形成されていることを特徴とする。

【0018】

（５）上記処理装置において、前記カートリッジフィルタの軸方向の両端部に配置される支持部材を備え、前記ハウジングは、軸方向が水平になるように配置されており、前記支持部材は、前記カートリッジフィルタの下面と前記フィルタハウジングの内壁との間に配置されて、前記カートリッジフィルタの下面と端面とに当接する断面Ｌ字状であって、前記カートリッジフィルタの外周に沿う円弧状に形成されたことを特徴とする。

【0019】

（６）本発明のカートリッジフィルタの取付け方法は、上記被処理水の処理装置におけるカートリッジフィルタの取付け方法であって、前記円筒状のハウジング内に第１のカートリッジフィルタを導入する第１のカートリッジフィルタの導入工程と、前記円筒状のハウジング内に前記第１のカートリッジフィルタを導入した後、該円筒状のハウジング内に前記連結部材を導入する連結部材の導入工程と、前記円筒状のハウジング内に前記連結部材を導入した後、前記連結部材の前記連結管の一方の端部を前記第１のカートリッジフィルタの集水管に挿入する工程と、前記円筒状のハウジング内に第２のカートリッジフィルタを導入し、前記連結部材の他方の端部を前記第２のカートリッジフィルタの集水管に挿入する工程と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明のカートリッジフィルタ連結構造、及び被処理水の処理装置によれば、ハウジング内の被処理水の流れを堰き止めることなく、ハウジング内に直列に配置される複数のカートリッジフィルタの中心軸位置を固定することができる。また、本発明のカートリッジフィルタの取付け方法によれば、簡易にカートリッジフィルタを取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明のカートリッジフィルタ連結構造を備えた被処理水の処理装置の実施形態を示す断面図である。

【図2】図１の連結構造部分の断面図であり、ハウジング内に挿入されたカートリッジフィルタに本発明のカートリッジフィルタ連結構造を取付けた状態を示す図である。

【図3】支持部材の斜視図である。

【図4】（ａ）は連結管の正面図、（ｂ）は連結管の断面図である。

【図5】（ａ）はサポート材の正面図、（ｂ）はサポート材のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。

【図6】（ａ）はスペーサ材の正面図、（ｂ）はスペーサ材の断面図である。

【図7】カートリッジフィルタを取付け方法の説明図である。

【図8】カートリッジフィルタを取付け方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明のカートリッジフィルタ連結構造を被処理水の処理装置の実施形態を示す断面図であり、図２は、図１の連結構造部分の断面図である。被処理水の処理装置１０（以下、単に「処理装置１０」とも称する）は、浄水処理、排水処理、汚泥処理などの水処理に用いられ、被処理水中のホウ素などのイオンを吸着する複数のカートリッジフィルタ２０－１，２０－２を備えている。

【0023】

処理装置１０は、円筒状のハウジング１２と、ハウジング１２内に直列状に複数配置される筒状のカートリッジフィルタ２０－１，２０－２と、各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２を連結するカートリッジフィルタ連結構造３０（以下、単に「連結構造３０」とも称する）と、各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２を支持する支持部材４４－１，４４－２とを備える。本実施形態の処理装置１０は、ハウジング１２の軸方向が水平方向となるように設置される。

【0024】

ハウジング１２は、内部にカートリッジフィルタ２０を収容する容器である。本実施形態においてハウジング１２は、両端が開口した円筒状に形成されている。ハウジング１２の両端の開口は、円盤状の端部プレート１４Ａ，１４Ｂで覆われている。ハウジング１２及び端部プレート１４Ａ，１４Ｂは、樹脂材料、金属材料、又はこれらの組み合わせた材料等で形成することができる。本実施形態では、ハウジング１２と各端部プレート１４Ａ，１４Ｂとが別部品で形成されており、ボルトなどの固定部材を用いて結合・固定されているが、これらは一体に形成されていてもよい。各端部プレート１４Ａ，１４Ｂには、それぞれ、ハウジング１２の内部と外部とを連通する給水管１６－１，１６－２と排水管１８－１，１８－２とが設けられている。

【0025】

給水管１６－１，１６－２は、ハウジング１２内に被処理水を供給するための配管であり、端部プレート１４Ａ，１４Ｂの中央部から径方向外側にずれた位置に配置されている。各給水管１６－１，１６－２は、ハウジング１２の中心軸を挟んで反対側（図示例では、ハウジング１２の中心軸と挟んで上方側と下方側）に位置するように配置される。排水管１８－１，１８－２は、カートリッジフィルタ２０を通過した処理水をハウジング１２の外部へ排出するための配管であり、端部プレート１４Ａ，１４Ｂの中央部に配置されている。排水管１８－１，１８－２は、一端がハウジング１２内に突出しており、その先端は、軸方向に垂直な面に対して傾斜した切り口を有する尖鋭状に形成されている。

【0026】

各端部プレート１４Ａ，１４Ｂの内面（ハウジング１２の内側を向く面）には、この内面からハウジング１２内に突出する端部スペーサ材１９－１，１９－２が設けられている。各スペーサ部材１９－１，１９－２は、図示していないボルト等の固定部材により、各端部プレート１４Ａ，１４Ｂに固定されている。端部スペーサ材１９－１，１９－２は、排水管１８－１，１８－２を囲む筒状に形成されており、その外径は、カートリッジフィルタ２０の外径よりも小さく、後述する一対のスペーサ材４０－１，４０－２の外径とほぼ等しい大きさに形成されている。端部スペーサ１９－１，１９－２は、スペーサ材４０－１，４０－２とともに、各カートリッジフィルタ２０の両端部を軸方向内側に押圧して保持している。

【0027】

カートリッジフィルタ２０は、ハウジング１２の内径よりも外径の小さい筒状であって、本実施形態では円筒状に形成されている。カートリッジフィルタ２０は、フィルタ部２４と、フィルタ部２４の中央部に挿通された集水管２２とを有している。集水管２２は、透水性を有しており、例えば、管の壁部が格子状に形成された有孔管や、管の壁部に複数の孔が形成された有孔管とすることができる。

【0028】

フィルタ部２４は、被処理水中に含まれるホウ素、フッ素、砒素などのイオンを除去可能なフィルタ機能を有する。本実施形態では、フィルタ部２４が、ホウ素を吸着するためのグルカミン固定化布を集水管２２に巻回することにより形成されている。グルカミン固定化布としては、グルカミン、特にＮ－メチル－Ｄ－グルカミンを有する不織布や織布を使用することが好ましい。グルカミン固定化布は、例えば、放射線（電子線）照射によりメタクリル酸グリシジルを布にグラフト重合した後、更にＮ－メチル－Ｄ－グルカミンを反応させることにより形成することができる。グルカミン固定化布の基材となる不織布や織布としては、有機高分子から形成された不織布や織布を使用することが好ましい。

【0029】

カートリッジフィルタ２０の両端には、取外し可能なエンドキャップ２６が設けられている。エンドキャップ２６は非透水性の材質のものであり、これを配置することにより、カートリッジフィルタ２０に流入した被処理水が集水管２２に流入するまでに外部に漏れ出ることを阻止することができる。

【0030】

各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２は、ハウジング１２内に設置された状態で、一対の支持部材４４－１，４４－２により、両端部が下方から支持されている。

【0031】

図１に示すように、支持部材４４は、設置状態で、カートリッジフィルタ２０の下面となる下方側の外周面２５とハウジン１２の内壁１２ａとの間に配置される。支持部材４４は、例えば、ＰＶＣ等の樹脂材料で形成することができ、カートリッジフィルタ２０の下面と端面とに当接する断面Ｌ字状に形成されている。本実施形態では、支持部材４４がカートリッジフィルタ２０の端部を構成しているエンドキャップ２６に当接している。図３に示すように、支持部材４４は、カートリッジフィルタ２０の外周に沿う円弧状に形成されている。支持部材４４は、円弧角度は、１２０°以下であることが好ましく、９０°以下であることがより好ましい。本実施形態では、支持部材４４の円弧角度が約６０°に設定されている。

【0032】

図３に示すように、本実施形態の支持部材４４は、カートリッジフィルタ２０の外周面２５に沿うように湾曲する板状の下部支持片４７と、下部支持片４７の円弧状の一側辺から垂直に突出する当接片４８とを有する。下部支持片４７は、設置状態で、カートリッジフィルタ２０の下面（即ち、外周面）に当接する部位であり、当接片４８は、設置状態で、カートリッジフィルタ２０の端面に当接する部位である。下部支持片４７の厚さは、ハウジング１２内で、カートリッジフィルタ２０の下方に設置された状態で、カートリッジフィルタ２０の中心軸がハウジング１２の中心軸と一致する厚さに設定されている。下部支持片４７の外周面には、軸方向に延びる少なくとも１つの溝４６が形成されていることが好ましい。本実施形態では、１つの支持部材４４に２つの溝４６－１，４６－２を形成しているが、溝４６の数は、３つ以上であってもよい。

【0033】

図１に示すように、カートリッジフィルタ２０は、一対の支持部材４４－１，４４－２及び連結構造３０を用いて、集水管２２の中心軸がハウジング１２の中心軸と同軸となるように、ハウジング１２内に複数配置される。図示例では、２つのカートリッジフィルタ２０－１，２０－２を配置しているが、数は２つに限られず、３つ以上であってもよい。既述のとおり、カートリッジフィルタ２０の外径は、ハウジング１２の内径よりも小さく形成されており、設置状態では、ハウジング１２の内壁１２ａとカートリッジフィルタ２０の外周面２５との間に、周方向の全域に亘って隙間Ｓが形成される。

【0034】

次に、図１、図２及び図４～図６を用いて、各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２を連結する連結構造３０について説明する。連結構造３０を構成している連結部材３０Ａは、連結管３２と、サポート材３４と、スペーサ材４０－１，４０－２とを備えている。連結管３２、サポート材３４及びスペーサ材４０－１，４０－２は、ＰＶＣ等の樹脂材料、金属材料、又はこれらの組み合わせた材料等で形成することができる。

【0035】

連結管３２は、隣り合うカートリッジフィルタ２０－１，２０－２の集水管２２を連結する管である。図４に示すように、連結管３２は、管壁から液体の流入・流出のない非透水性の管とすることができる。連結管３２の外径は、カートリッジフィルタ２０の集水管２２内に挿入可能であって、且つ集水管２２の内径とほぼ等しい径に形成されている。

【0036】

連結管３２の両端部の外周面には、それぞれ、環状溝３１が形成されている。各環状溝３１内には、集水管２２との連結状態において液密性を保持するための環状のシール材３３が装入されている。本実施形態においてシール材３３は、ゴム材料で形成されたＯリングである。

【0037】

図４（ｂ）に示すように、連結管３２は、両端が、軸方向に垂直な面に対して傾斜した切り口を有する尖鋭状に形成されている。このように、連結管３２の両端に尖鋭部３２ａ，３２ｂを設けることで、連結管３２を集水管２２内に挿入して連結する際に、挿入作業を容易にすることができる。また、連結管３２の両端を尖鋭状にすることで、集水管２２が連結管３２によって塞がれる領域を少なくすることができるので、集水効果を高めることができる。さらに、連結管３２は、後述するスペーサ材４０－１，４０－２に対して固定されておらず、軸周りに回転可能であるため、カートリッジフィルタ２０に対して脱着する際に、連結管３２が回転することでカートリッジフィルタ２０への負荷を低減することができる。

【0038】

サポート材３４は、図１に示すように、連結管３２の軸方向の中央部に取付けられ、連結管３２の径方向外側に広がる円盤状又は１８０°以上の円弧盤状に形成される。本実施形態のサポート材３４は、図５に示すように、円弧の角度が約２４０°の円弧盤状に形成されており、約１２０°の円弧状の欠落部３８を有している。サポート材３４の中央部は円盤状に形成されており、その中央には、連結管３２が挿通される挿通孔３５が形成されている。サポート材３４の中央部には、挿通孔３５を囲むように、挿通孔３５よりも小径の複数の孔３９が形成されている。

【0039】

サポート材３４には、表面に少なくとも１つの通水孔３６が形成されている。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、間にリブ３７を挟む態様で、サポート材３４に６つの円形の通水孔３６が形成されている。なお、通水孔３６の形状は円形に限られず、四角形や、楕円形、円弧形等であってもよい。また、通水孔３６は６つに限られず、１つ以上であればよい。通水孔３６を複数形成する場合には、各通水孔３６は、リブ３７を介してサポート材３４の周方向に等間隔に形成されることが好ましい。

【0040】

スペーサ材４０－１，４０－２は、ハウジング１２内に設置された設置状態で、隣り合うカートリッジフィルタ２０－１，２０－２の間のスペースを確保するものであり、サポート材３４の両面から突出するように一対設けられる。各スペーサ材４０－１，４０－２は、連結管３２を囲む筒状に形成され、本実施形態では図６に示すように、円筒状に形成され、中央部に、連結管３２が挿通される挿通孔４２を有している。スペーサ材４０の外径は、カートリッジフィルタ２０の外径よりも小さく形成されている。図１及び図２に示すように、本実施形態では、スペーサ材４０をサポート材３４に取付けた状態で、スペーサ材４０の径方向外側に、サポート材３４の通水孔３６が位置するように、サポート材３４の通水孔３６の位置とスペーサ材４０の外径とが設定されている。スペーサ材４０の厚さ、即ち、軸方向の長さは、サポート材３４の板厚よりも大きく形成されている。

【0041】

図１、図２及び図５～図６に示すように、サポート材３４と各スペーサ材４０－１，４０－２とは、サポート材３４の孔３９と、各スペーサ材４０－１，４０－２の孔４４とにボルト等の固定部材４２を挿入して、互いに結合される。連結管３２と、サポート材３４及び各スペーサ材４０－１，４０－２とは、接合面に塗布された図示しない接着剤等により、互いに結合することができる。

【0042】

連結管３２、サポート材３４及び一対のスペーサ材４０－１，４０－２が結合された連結部材３０Ａは、連結管３２の一端部を一方のカートリッジフィルタ２０－１の集水管２２内に挿入し、連結管３２の他端部を他方のカートリッジフィルタ２０－２の集水管２２内に挿入することで、２つのカートリッジフィルタ２０－１，２０－２を直列状に連結する。このように、複数のカートリッジフィルタ２０を直列配置することにより、１つのカートリッジフィルタ２０の軸方向長さを小さくして、交換作業を効率的に進めることができる。また、異なる対象物を吸着可能なカートリッジフィルタ２０を組み合わせて使用することも可能である。

【0043】

処理装置１０を構成するハウジング１２、カートリッジフィルタ２０、支持部材４４及び連結部材３０Ａや、これらの構成部材などのサイズは、特に限定されないが、作業者が交換作業を効率的に進めるために、人が持ち運びすることができるサイズとすることが好ましい。例えば、ハウジング１２の軸方向長さは、約４００～８００ｍｍ、直径は、約１００～３００ｍｍとすることができる。カートリッジフィルタ２０のサイズは、ハウジング１２の大きさに応じて適宜決定される。また、カートリッジフィルタ２０の重量は、使用後に水分を含んだ状態で、人が持ち運びできる重量とすることが好ましく、例えば、水分を含まない使用前の状態で２０ｋｇ以下、水分を含んだ状態で２０ｋｇを超える重量となるように設定することができる。

【0044】

次に、図７及び図８を用いて、処理装置１０における、連結構造３０を用いたカートリッジフィルタの取付け方法の一例を説明する。

【0045】

まず、ハウジング１２の一方の開口端部から、ハウジング１２内に第１のカートリッジフィルタ２０－１を導入する。ハウジング１２の他方の端部は、端部プレート１４Ｂで覆われている。第１のカートリッジフィルタ２０－１は、軸方向の両端部を一対の支持部材４４－１，４４－２により下方から支持された状態で、ハウジング１２内に導入される。第１のカートリッジフィルタ２０－１の中心軸は、支持部材４４－１，４４－２によって支持されることで、ハウジング１２の中心軸とほぼ一致する。

【0046】

その後、図７に示すように、ハウジング１２内に、連結部材３０Ａを導入し、連結部材３０Ａの連結管３２の一方の端部を第１のカートリッジフィルタ２０－１の集水管２２に挿入する。さらに、連結部材３０Ａをハウジング１２内に押し込んで、一方のスペーサ材４０－２を第１のカートリッジフィルタ２０のエンドキャップ２６に当接させる。

【0047】

連結部材３０Ａを導入した後、図８に示すように、ハウジング１２内に第２のカートリッジフィルタ２０－２を導入し、連結部材３０Ａの他方の端部を第２のカートリッジフィルタ２０－２の集水管２２内に挿入する。第２のカートリッジフィルタ２０－２は、一対の支持部材４４により、両端部を下方から支持された状態で導入される。

【0048】

第２のカートリッジフィルタ２０－２のエンドキャップ２６が、連結部材３０Ａの一方のスペーサ部材４０－１に当接した状態で、第２のカートリッジフィルタ２０－２をハウジング１２内に押し込むことにより、第１のカートリッジフィルタ２０－１、連結部材３０Ａ及び第２のカートリッジフィルタ２０－２が、一体となって、ハウジング１２の端部プレート１４Ｂ側まで押し込まれる。この押し込み作業により、端部プレート１４Ｂに取付けられた排水管１８－１が第１のカートリッジフィルタ２０－１の集水管２２に挿入され、端部プレート１４Ｂの端部スペーサ材１９－２に第１のカートリッジフィルタ２０－１のエンドキャップ２６が当接する。その後、ハウジング１２の開口端部に、端部プレート１４Ａを取付けることで、ハウジング１２内に２つのカートリッジフィルタ２０－１，２０－２が取付けられた状態となる。

【0049】

このように、本実施形態の処理装置１０におけるカートリッジフィルタ２０－１，２０－２は、連結部材３０の連結管３２の両端部を各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２の集水管２２内に挿入する簡易な手順で、ハウジング１２内に取付けることができる。

【0050】

次に、上述した処理装置１０における被処理水の処理方法について説明する。まず、図１の矢印Ａの方向の一方の給水管１６－１から、ハウジング１２内に被処理水を供給する。この際、矢印Ｂ方向の他方の給水管１６－２からの被処理水の供給は行われていない状態である。供給された被処理水はカートリッジフィルタ２０－１，２０－２を通って集水管２２内部に流入する。被処理水に含まれるホウ素は、カートリッジフィルタ２０－１，２０－２を通過する際にフィルタ部２４のグルカミン基と結合することによって捕捉される。集水管２２内部に流入した処理水は、一方の排水管１８に向かって矢印Ａ’の方向に流れ、ハウジング１２の外部へ流出する。

【0051】

上記の処理を所定時間行った後、今度は図１の矢印Ｂの方向の他方の給水管１６－２からハウジング１２内に被処理水を供給する。この際、もう一方の給水管１６－２からの被処理水の供給は行われていない状態である。供給された被処理水はカートリッジフィルタ２０－１，２０－２を通って集水管２２内部に流入する。カートリッジフィルタ２０－１，２０－２を通過する際に被処理水に含まれるホウ素がフィルタ部２４によって捕捉される。集水管２２内部に流入した処理水は、他方の排水管１８－２に向かって矢印Ｂ’の方向に流れ、ハウジング１２の外部へ流出する。

【0052】

なお、上記実施例に代えて、ハウジング１２の中心部にある排水管１８－１，１８－２をハウジング１２内に被処理水を供給するための給水管とし、ハウジング１２の外周側にある給水管１６－１，１６－２をハウジング１２の外部へ処理水を排出するための排出管とすることができる。

【0053】

上述した被処理水の処理装置１０では、カートリッジフィルタ２０－１，２０－２が自重によって下方へ向かう重力を受けるとともに、被処理水を処理する際に、被処理水の浮力の影響を受ける。本実施形態の処理装置１０では、ハウジング１２内に直列配置されたカートリッジ２つのカートリッジフィルタ２０－１，２０－２の間に、サポート材３４を有する連結構造３０を用いることで、重力や浮力の影響を受けても、連結管３２の中心軸をハウジング１２の中心軸位置に安定して保持することができる。具体的には、サポート材３４の直径が、ハウジング１２の内径とほぼ等しく形成されているので、サポート材１２の円中心は、ハウジング１２中心軸位置と一致するようになる。これにより、連結管３２の中心軸は、ハウジング１２の中心軸位置と一致するように安定保持され、この連結管３２に接続された各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２の中心軸も、ハウジング１２の中心軸と一致する位置で安定した状態で保持される。その結果、各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２が、自重や、ハウジング１２内を流れる被処理水による浮力の影響を受けたとしても、中心軸をハウジング１２の中心軸に一致させることができる。

【0054】

また、各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２は、端部スペーサ材１９－１，１９－２及び連結部材３０Ａのスペーサ材４０－１，４０－２により、両端から軸方向内側に押圧・保持されているので、ハウジング１２内の各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２の安定性がより向上する。

【0055】

また、連結構造３０を構成しているサポート材３４には通水孔３６が形成されているので、被処理水は、この通水孔３６を通ってハウジング１２内を流れることができ、被処理水の流れが堰き止められることもない。本実施形態では、サポート材３４を円盤状ではなく、欠落部３８を有する円弧盤状としているので、被処理水がより流れやすくなっている。

【0056】

また、本実施形態の連結構造３０では、サポート材３４の両側に設けられたスペーサ材４０－１，４０－２により、各カートリッジフィルタ２０－１，２０－２の間にスペースを設けることで、被処理水を一方のカートリッジフィルタ２０側から、他方のカートリッジフィルタ２０側へ流れやすくすることができる。さらに、各カートリッジフィルタ２０を支持する支持部材４４に溝４６を設けているので、被処理水はこの溝４６を通って流れることも可能である。

【0057】

また、使用済みのカートリッジフィルタ２０を交換する際に、カートリッジフィルタ２０が支持部材４４によって支持されることで、カートリッジフィルタ２０の変形や破損を防止することができる。具体的には、カートリッジフィルタ２０の交換のためにハウジング１２内の水抜きをすると、湿潤状態にあるカートリッジフィルタ２０は重量が大きいため、支持部材４４がない場合には、カートリッジフィルタ２０に連結されている排水管１８や連通管３２にも荷重がかかり、これによってカートリッジフィルタ２０が変形・破損し、カートリッジフィルタ２０の再生利用ができなくなる虞がある。本実施形態では、支持部材４４により、高重量のカートリッジフィルタ２０を下方側から支持することで、カートリッジフィルタ２０の変形・破損を防止することができる。

【0058】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0059】

例えば、上述した実施形態では、イオン吸着用のカートリッジフィルタを用いているが、本発明のカートリッジフィルタ連結構造は、被処理水中の微粒子を捕集するろ過機能を有するカートリッジフィルタの連結に適用することも可能である。

【符号の説明】

【0060】

１０ 被処理水の処理装置
１２ ハウジング
２０－１，２０－２ カートリッジフィルタ
３０ 連結構造（カートリッジフィルタ連結構造）
３０Ａ 連結部材
３２ 連結管
３４ サポート材
４０－１，４０－２ スペーサ材
４４ 支持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】