JP2001198416A

JP2001198416A - 水浄化装置

Info

Publication number: JP2001198416A
Application number: JP2000011426A
Authority: JP
Inventors: Yu Kawai; 祐河合; Tomohide Matsumoto; 朋秀松本; Hajime Miyata; 肇宮田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-24

Abstract

(57)【要約】【課題】排水部に設けられた弁などの信頼性の向上及
び濾材流出を防ぐ濾材捕捉手段の凍結による破損防止。【解決手段】濾過手段１９を逆流洗浄する際に、洗浄
排水が通水する排水管２７に濾材捕捉手段２８を備えて
いる。これによって、内部に下方向きの旋回流が生じ粒
状濾材１９ａの捕捉性能が向上すると共に、濾材の流出
を限りなくゼロにすることが可能となる。また、水抜き
栓３０を開にし、濾材捕捉手段２８内の水を抜けるよう
にすることにより、凍結を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、業務用あるいは家
庭用として風呂水を浄化する水浄化装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の水浄化装置としては、図
４に示すように、浴槽水をポンプで循環させながらフィ
ルターで濾過する浴槽水システムにフィルターの逆洗回
路を備え、さらにフィルター手前に給湯器よりの高温水
を供給する高温水供給回路を備え、給湯器からの６３℃
以上の高温水でフィルターを洗浄するものがある（例え
ば、特開平９−１１７３８２号公報）。

【０００３】同図において、１は給水管２から供給され
た水を加熱し、ガラスビーズを充填した濾過槽３及びヘ
アーキャッチャー４を逆流洗浄する給湯器である。ま
た、５は浴槽、６は浴槽水をヘアキャッチャー４及び濾
過槽３で濾過しながら循環するポンプためのポンプであ
る。さらに７は循環回路８に設けられた浴槽水の保温を
行う加熱器である。９、１０、１１、１２、１３、１
４、１５はそれぞれ水の流れを切り替える切替三方弁及
び開閉弁である。

【０００４】この構成において、切替三方弁１０、１
１、１２、１３、１４を切り替えて循環回路８が連通す
る様にし、ポンプ６を運転すると浴槽水が、ヘアキャッ
チャー４及び濾過槽３で濾過されると共に、加熱器７で
加熱され浴槽５に戻される。また、切替三方弁１０、１
１、１２、１３、１４を切り替えて給湯器１から濾過槽
３及びヘアキャッチャー４へ通水可能にし、開閉弁１５
を開にすると、給湯器１から６３℃以上の高温水が濾過
槽３及びヘアキャッチャー４に通水され濾過槽３及びヘ
アキャッチャー４が洗浄され汚れが切替三方弁１１を介
して外部に排出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の水浄化装置では、高温の湯で洗浄するため、微生物の
分解作用を用いた濾過方式とはせず、ガラスビーズ（粒
状濾材）を充填した濾過槽で物理的に濾過している。し
かし、給湯器の湯を用いてガラスビーズを洗浄している
為、洗浄流量、洗浄温度が変化すると洗浄時の濾材の膨
張率が変化する上、設置状況（特に水道管の水圧が高く
空気が過剰に溶解している状態）によっては給湯器燃焼
時に余剰空気が析出し、気泡をを含んだ状態で濾過槽に
供給されるため、ガラスビーズなどの疎水性の粒状濾材
は、その表面に付着した気泡による浮力増加で、見た目
の比重が軽くなり洗浄時に外部に流出し易く、排水側に
設けた弁が故障（粒状濾材の噛み込みによる弁の動作不
良や、ボール弁に発生する傷などのシール不完全による
閉止機能異常）が起こるという課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、水に含まれる懸濁物質を濾過する濾過手段
と、濾過手段内部に充填された粒状濾材と、濾過方向と
は逆方向に通水することで濾過手段を洗浄する逆洗手段
と、濾過手段に接続されると共に粒状濾材径より大きな
流路径を有し、濾過手段の逆流洗浄時に濾過手段から流
出する粒状濾材を捕捉する濾材捕捉手段と、濾材捕捉手
段の底部に接続され外部に開閉可能な水抜きメンテ手段
を備えたものである。

【０００７】上記発明によれば、濾過時に粒状濾材上層
部に堆積した汚れが逆流洗浄を行うことで濾過手段外部
に排出される。

【０００８】この際、疎水性で比較的比重の大きい粒状
濾材を用いたとしても、水の流れにより、わずかに濾過
手段の外部に流出するものがあるが、濾過手段と排水側
の切替弁の間に設けられた濾材捕捉手段で粒状濾材を確
実に捕捉分離されるため、濾材を含まない排水となる。
よって排水側に設けた弁が故障する事がなく、水浄化装
置の信頼性を向上させる事が可能となる。

【０００９】また、水抜きメンテ手段を開放すると、濾
材捕捉手段内に堆積した粒状濾材や溜まった水などが濾
材捕捉手段の下方側から外部に排出される。よって、濾
材捕捉手段内の水抜きを確実に行なえ、機器の凍結など
による破損防止や出荷時の水濡れなどが防止できる。さ
らに、濾材捕捉手段内に堆積した粒状濾材などを排出す
ることもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係る水浄化装
置は、水に含まれる懸濁物質を濾過する濾過手段と、濾
過手段内部に充填された粒状濾材と、濾過方向とは逆方
向に通水することで濾過手段を洗浄する逆洗手段と、濾
過手段に接続されると共に粒状濾材径より大きな流路径
を有し、濾過手段の逆流洗浄時に濾過手段から流出する
粒状濾材を捕捉する濾材捕捉手段と、濾材捕捉手段の底
部に接続され外部に開閉可能な水抜きメンテ手段を備え
たものである。

【００１１】そして、逆洗時に粒状濾材が濾過手段外部
に流出し、濾材捕捉手段内に流入すると粒状濾材が水の
流れから分離され濾材捕捉手段下方部に堆積する。よっ
て、濾過手段の洗浄排水から粒状濾材が確実に分離さ
れ、排水側のボール弁等の損傷を防止できる。

【００１２】また、水抜きメンテ手段を大気に開放する
ことで、濾材捕捉手段内に堆積した粒状濾材や溜まった
水などが外部に排出される。よって、出荷時や凍結予防
時に濾材捕捉手段内の水抜きを確実に行なえ、機器の破
損を防止できる。さらに、濾材捕捉手段内に堆積した粒
状濾材などを排出することもできる。

【００１３】さらに、逆洗時に粒状濾材が濾過手段外部
に流出し、濾材捕捉手段内に流入すると粒状濾材が水の
流れから分離され濾材捕捉手段下方部に堆積する。よっ
て、濾過手段の洗浄排水から粒状濾材が確実に分離さ
れ、排水側のボール弁等の損傷を防止できる。

【００１４】本発明の請求項２に係る水浄化装置は、水
に含まれる懸濁物質を濾過する濾過手段と、濾過手段内
部に充填された粒状濾材と、濾過方向とは逆方向に通水
することで濾過手段を洗浄する逆洗手段と、濾過手段に
接続されると共に粒状濾材径より大きな流路径を有し、
濾過手段の逆流洗浄時に濾過手段から流出する粒状濾材
を捕捉する濾材捕捉手段と、濾材捕捉手段を加熱する加
熱手段を備えたものである。

【００１５】そして、濾材捕捉手段の内部は常時水が満
たされた状態となるが、外気温を検知し、所定値以下に
なれば、加熱手段であるヒータに通電することで濾材捕
捉手段が徐々に外周表面から暖められ、濾材捕捉手段内
の水も温められる。つまり、凍結による濾材捕捉手段の
破損が防げ、水漏れを起こすことがない。

【００１６】本発明の請求項３に係る水浄化装置は、濾
材補足手段が、筐体と、筐体の上端中央部に設けられた
流出部と、筐体の内面接線方向で且つ筐体の中心軸に対
し下方側に所定角度θ₁を有して設けられた流入管と、
流出部の下方側に突出させて設けたパイプ状の分離壁と
を有するものである。

【００１７】そして、濾過手段から流出した逆洗水は筐
体の中心軸に対して所定角度θ₁だけ下方に向けて流入
口から濾材捕捉手段の内壁を沿うように流れ、徐々に筐
体内部に旋回流が生じる。この様になれば、流出した粒
状濾材は旋回流が有する遠心力により筐体内壁に押し付
けられ、分離される。

【００１８】また水平方向に対して所定角度θ₁だけ下
方に向けて水流が吐出されるため、逆洗水中に空気が含
まれていたとしても、粒状濾材が下方向の運動エネルギ
ーを有することで気泡とは分離されやすく確実に分離沈
降される。その後、粒状濾材が分離された逆洗水は筐体
の水平方向中央部に生じた流出口方向への上向きの流れ
となって濾材捕捉手段から流出する。よって濾材捕捉手
段下流側に粒状濾材が流出することがない。

【００１９】本発明の請求項４に係る水浄化装置は、濾
材捕捉手段の筐体底部を下方向きに円錐形状としたもの
である。

【００２０】そして、水抜きメンテ手段を大気に開放す
ると、濾材捕捉手段内に堆積した粒状濾材や溜まった水
などが外部に排出されるが、この際、筐体底部を円錐形
にしていることで、粒状濾材が底部斜面に沿って下方に
流されるようになる。よって、濾材捕捉手段内に残るこ
となく確実に排出することが可能となる。

【００２１】本発明の請求項５に係る水浄化装置は、水
抜きメンテ手段にメンテ栓部を設け、筐体の底部と水抜
きメンテ栓部の間に、捕捉した濾材を貯留する貯留部を
備えたものである。

【００２２】そして、濾材捕捉手段内部では旋回流によ
り濾材が分離され沈降し、下流側の貯留部に送られるよ
うになる。

【００２３】濾材捕捉手段内部は、旋回流が生じている
ため、濾材を筐体内部に滞留させていると、旋回流によ
り濾材が撹拌され、筐体と濾材とで摩擦音が生じたり、
一度捕捉した濾材が旋回流に乗り切らずに濾材捕捉手段
から外部に流出することが考えられるが、旋回流が生じ
ない貯留部に濾材を貯留することでこれらの課題が解決
できるようになる。

【００２４】本発明の請求項６に係る水浄化装置は、貯
留部の一部を透視可能な材料で構成したものである。

【００２５】そして、水抜きメンテ手段を開放すること
なく、貯留部内に堆積した濾材の状態を透視可能な材料
で構成した部分を介してその内部の状態を確認できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００２７】（実施例１）図１は本発明における実施例
１の水浄化装置の濾過・逆洗動作状態を示す模式構成図
である。図１において、１６は浴槽１７内の水を循環す
る循環ポンプ、１８は循環回路である。１９は循環回路
１８に設けられた濾過手段であり、内部にはアルミナを
主成分とする等価比重が３．５以上の粒状濾材１９ａが
充填されている。２０は循環回路１９に設けられ循環す
る水の追い焚き及び保温を行う風呂加熱部である。

【００２８】また、２１は第一の流路切替弁（電動三方
弁）であり、循環ポンプ１６の往き側、濾過手段１９の
上方側、第二の流路切替弁（電動三方弁）２２側に接続
するように設けられている。また第二の流路切替弁２２
は、濾過手段１９の下流側、浴槽１７への往き側、第一
の流路切替弁２１側に接続するように設けられている。
２３は洗浄管であり第一の流路切替弁２１と第二の流路
切替弁２２とを接続するように設けられている。

【００２９】また、２４は濾過手段１９の逆洗時の湯を
供給する給湯加熱部であり、逆止弁２５、給湯電磁弁２
６を介して洗浄管２３に接続されている。さらに２７は
排水管であり、濾材捕捉手段２８及び排水弁２９を介し
て、浴槽１７と第二の流路切替弁２２側との間の循環回
路１８に接続されている。また、濾材捕捉手段２８の下
方側には、捕捉した濾材をためる貯留部２８ｅを介して
水抜きメンテ手段（水抜き栓）３０が設けられている。

【００３０】次に濾過時の動作・作用を、図１を用いて
説明する。第一の流路切替弁２１が循環ポンプ１６と濾
過手段１９を連通し洗浄管２３側を閉、第二の流路切替
弁２２が浴槽１７の往き側と濾過手段１９を連通し洗浄
管２３側を閉の状態で、循環ポンプ１６が動作すると、
波線矢印で示すように、浴槽１７内の湯が循環回路１８
内を循環するようになる。この様になれば濾過手段１９
で循環する水に含まれる懸濁物質が粒状濾材１９ａで濾
過分離され浴槽１７に戻される様になる。

【００３１】また浴槽１７内の水は所定温度になるよう
に循環回路１８を循環する際に風呂加熱部２０で加熱制
御されている。

【００３２】しかし、この状態が継続されると循環する
水は濾過され清澄化するが、濾過手段１９内の粒状濾材
１９ａで形成される濾材層の上層から中層にかけては懸
濁物質等の汚れが堆積するようになる。この様になれ
ば、後述する逆洗動作を行うことで濾過手段１９が洗浄
できる。

【００３３】次に濾過手段１９の洗浄時の動作・作用
を、図１を用いて説明する。図１に示すように、第一の
流路切替弁２１が濾過手段１９側と洗浄管２３側を閉
止、第二の流路切替弁２２が洗浄管２３と濾過手段１９
を連通し浴槽１７往き側を閉止、排水弁２９が開の状態
で給湯電磁弁２７が開になると、給湯加熱部２４で出湯
温度が約５０℃に制御された湯が、実線矢印で示すよう
に濾過手段１９内に流れ込み、濾過手段１９内に堆積し
た汚れが排水管２７から浴槽１７内に排出され、濾過手
段１９内が洗浄される様になる。

【００３４】また図２は本発明における実施例１の水浄
化装置に設けられた濾材捕捉手段及び水抜きメンテ手段
の斜視図である。図３は濾材捕捉手段及び水抜きメンテ
手段３０の断面図である。

【００３５】図２及び図３の（ａ），（ｂ）において、
２８は濾材捕捉手段であり、内径がφＤ₁、内部高さが
ｈ₂である筐体２８ａと、その上部に設けられた流出口
２８ｂと、筐体内部上端からその先端の中心までの距離
がｈ₁で水平に対してθ₁の角度を有して筐体２８ａの内
接線方向設けられた内径がφＤ₂の流入管２８ｃと、筐
体２８ａの下方側には水平に対してθ₃の角度を有する
逆円錐形状の底部２８ｄと、底部２８ｄ中央最下部に接
続された貯留部２８ｅと、筐体２８ａ上端中央部に下方
側に突出させて設けたパイプ状の分離壁２８ｆとで構成
されている。

【００３６】２８ｇは貯留部２８ｅの側面に設けられ、
貯留部２８ｅ内が透視可能な様に強化樹脂性の材料で作
られた小窓である。

【００３７】また、パイプ状の分離壁２８ｆを設けたた
めに、空気が筐体の中心軸上に分離されるようなるが、
分離壁があるために確実に分離壁の先端より下方側に空
気が集中して集められる。

【００３８】よって、気泡の付着等により浮上し易い粒
状濾材１９ａが存在しても、空気が流出部２８ｂから流
出する際に確実に分離されるため空気の流出に伴って粒
状濾材１９ａが流出することがない。よって濾材の流出
が限りなくゼロに近づけることができるようになる。

【００３９】さらに、貯留部２８ｅからは水抜き栓３０
が接続して設けられている。

【００４０】次に濾過手段１９の逆洗時で濾材捕捉手段
２８の濾材捕捉時の動作・作用を、図２、図３を用いて
説明する。

【００４１】流入管２８ｃから気泡及び僅かな粒状濾材
１９ａを含んだ水が流れ込むと、筐体２８ａの内壁に添
って水が旋回し、旋回した水は中央部から流出する。

【００４２】この時水の流れは水平に対してθ₁の角度
を有するため粒状濾材１９ａもこの方向に吐出され旋回
しながら底部２８ｄ近傍で旋回する。

【００４３】また気泡は浮力を有するため、流入管吐出
部から流出部２８ｂ付近の筐体中芯部に集められ、水と
ともに流出部から排出され、結果として比重の大きい粒
状濾材１９ａのみが捕捉される。

【００４４】さらに、パイプ状の分離壁２８ｆを設けて
いるため、確実に分離壁の先端より下方側に空気が集中
する。よって、気泡の付着等により浮上し易い粒状濾材
１９ａが存在しても、空気が流出部２８ｂに至るまでに
確実に分離されるため、空気の流出に伴って粒状濾材１
９ａが流出することはない。よって濾材の流出が限りな
くゼロに近づけることができる。

【００４５】また、逆洗動作が停止すると、筐体２８ａ
内部で生じていた旋回流が徐々に勢いをなくし停止す
る。この時、濾材は底部２８ｄ中央付近に集められてお
り、旋回流の勢いが減少するにつれて、底部２８ｄ斜面
に沿って、貯留部２８ｅに移動する。

【００４６】また装置が停止状態で水抜き栓３０を開に
すると、貯留部２８ｅに溜まっていた粒状濾材１９ａが
水と共に排出される。

【００４７】以上、本実施例では以下に示す効果があ
る。

【００４８】（１）粒状濾材を比重の大きいアルミナで
構成することにより、粒状濾材の流出を減少させること
ができると共に、比較的粒状濾材の粒径を小さくできる
ため濾過性能を向上させることができる。

【００４９】（２）排水管を浴槽に接続した循環回路の
往側に接続させることで特別な排水管が不要となる。よ
って、集合住宅等でも設置可能な形態となる。

【００５０】（３）濾過手段に給湯加熱部からの温水を
供給することで、濾過手段の洗浄効率が向上する。

【００５１】尚、本実施例では、排水管２９を循環回路
１８の浴槽１７への戻り側に接続したが、単独の排水管
２９にすることも可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
の水浄化装置によれば次の効果を奏する。

【００５３】本発明の請求項１に係る水浄化装置は、逆
洗時に粒状濾材が濾過手段外部に流出することによる排
水側のボール弁等の損傷を防止できる。また、濾材捕捉
手段内に堆積した粒状濾材や溜まった水などを外部に排
出することで、出荷時の水抜き、凍結防止、濾材捕捉手
段内の洗浄が可能になる。

【００５４】また、本発明の請求項２に係る水浄化装置
は、濾材捕捉手段の外周表面に設けた加熱ヒータに通電
することで濾材捕捉手段内及び循環回路などの配管内の
水が温められ、濾材捕捉手段等の凍結による破損を防止
できる。

【００５５】また、本発明の請求項３に係る水浄化装置
は、所定角度θ₁だけ下方に向いた旋回流が有する下方
向きの遠心力により、粒状濾材が筐体内壁に沿いながら
下方に流されるため、効率よく濾材が分離される。よっ
て、濾材捕捉手段下流側に粒状濾材が流出するのを防止
できる。

【００５６】また、本発明の請求項４に係る水浄化装置
は、粒状濾材が筐体底部斜面に沿って下方に流されるよ
うになる。よって、濾材捕捉手段内から確実に排出でき
る。

【００５７】また、本発明の請求項５に係る水浄化装置
は、捕捉した濾材を確実に貯留部に移動させることで、
筐体と濾材とで生じる摩擦音を防止することができる。
また、濾材が旋回流に乗りきらずに濾材捕捉手段から外
部に流出することを防止できる。

【００５８】また、本発明の請求項６に係る水浄化装置
は、水抜きメンテ手段を開放することなく、貯留部内に
堆積した濾材の状態を透視可能な材料で構成した部分を
介してその内部の状態を確認できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における水浄化装置の濾過及
び逆洗動作を示す模式構成図

【図２】同装置の濾材捕捉手段及び水抜きメンテ手段の
斜視図

【図３】同装置の濾材捕捉手段及び水抜きメンテ手段の
模式構成図

【図４】従来の水浄化装置の模式構成図

【符号の説明】

１６循環ポンプ１７浴槽１８循環回路１９濾過手段１９ａ粒状濾材２０風呂加熱部２１第一の流路切替弁２２第二の流路切替弁２３洗浄管２４給湯加熱部２７排水管２８濾材捕捉手段２８ａ筐体２８ｂ流出部２８ｃ流入管２８ｄ底部２８ｅ貯留部２８ｆ分離壁２８ｇ小窓２９排水弁３０水抜き栓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 29/66 Ｂ０１Ｄ 35/02 Ｊ 35/16 29/08 ５２０Ａ 35/18 ５４０ＡＦ２４Ｈ 9/00 29/10 ５２０Ｂ 29/38 ５０１５１０Ｂ (72)発明者宮田肇大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3L036 AD31 4D064 AA11 BF32 BF34 BF40 DB01 DC05 DC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水に含まれる懸濁物質を濾過する濾過手段
と、前記濾過手段内部に充填された粒状濾材と、濾過方
向とは逆方向に通水することで前記濾過手段を洗浄する
逆洗手段と、前記濾過手段に接続されると共に前記粒状
濾材径より大きな流路径を有し、前記濾過手段の逆流洗
浄時に前記濾過手段から流出する前記粒状濾材を捕捉す
る濾材捕捉手段と、前記濾材捕捉手段の底部に接続され
外部に開閉可能な水抜きメンテ手段を備えた水浄化装
置。
【請求項２】水に含まれる懸濁物質を濾過する濾過手段
と、前記濾過手段内部に充填された粒状濾材と、濾過方
向とは逆方向に通水することで前記濾過手段を洗浄する
逆洗手段と、前記濾過手段に接続されると共に前記粒状
濾材径より大きな流路径を有し、前記濾過手段の逆流洗
浄時に前記濾過手段から流出する前記粒状濾材を捕捉す
る濾材捕捉手段と、濾材捕捉手段を加熱する加熱手段を
備えた水浄化装置。
【請求項３】濾材補足手段は、筐体と、前記筐体の上端
中央部に設けられた流出部と、前記筐体の内面接線方向
で且つ前記筐体の中心軸に対し下方側に所定角度θ₁を
有して設けられた流入管と、前記流出部の下方側に突出
させて設けたパイプ状の分離壁とを有する請求項１また
は２記載の水浄化装置。
【請求項４】濾材捕捉手段の筐体底部を下方向きに円錐
形状とした請求項３記載の水浄化装置。
【請求項５】水抜きメンテ手段にメンテ栓部を設け、筐
体の底部と前記水抜きメンテ栓部の間に、捕捉した濾材
を貯留する貯留部を備えた請求項２、３又は４記載の水
浄化装置。
【請求項６】貯留部の一部を透視可能な材料で構成した
請求項５記載の水浄化装置。