JP2001310182A - 微小重力環境水処理システム - Google Patents

微小重力環境水処理システム

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JP2001310182A
JP2001310182A JP2000130759A JP2000130759A JP2001310182A JP 2001310182 A JP2001310182 A JP 2001310182A JP 2000130759 A JP2000130759 A JP 2000130759A JP 2000130759 A JP2000130759 A JP 2000130759A JP 2001310182 A JP2001310182 A JP 2001310182A
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water
sewage
treated water
pipe
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Shuichi Kawasaki
秀一 川崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小重力環境水処理システムに関し、処理水
からのガス抜きを容易にし、微小重力空間での水処理を
簡素化する。 【解決手段】 容器10内は隔壁12で8等分して区分
され、モータ23により回転する。容器10上部には処
理水/汚水供給配管13、ガス抜き管14が着脱可能に
装着され、下部には空気供給管15が空気入口19に着
脱可能に装着される。汚水は8個の各分割部に均一に投
入され、容器10を回転させると、処理水は遠心力によ
り容器内壁周囲に移動し、ガスは空間に分離され、分割
されたガスは上部にガス抜き管14を接続して吸引ポン
プ18を駆動して容器10外へ抜き出すことができる。
微小重力空間でも処理水からガスを容易に抜き取ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は微小重力環境水処理
システムに関し、微小重力環境で処理水からガス抜きを
容易とし、水処理を可能とするものである。
【0002】
【従来の技術】図5は水処理の原理を示す一般的な概念
図である。図において、容器30には処理水/汚水処理
水、処理水/汚水入口31から処理水/汚水処理水、処
理水/汚水40が流入し、容器30の底部には空気入口
32から空気50が導入される。空気50は処理水/汚
水40a中に入り、バクテリアを発生させ、バクテリア
が処理水/汚水40aを分解して処理水/汚水40bと
し、空気50はバクテリアにより処理水/汚水が分解さ
れる過程において発生したガスと共に大気中に放出され
る。
【0003】しかし、宇宙空間等の微小重力環境下で
は、上記のように空気やガスは処理水から抜けることな
く地上における設備のように放出されない。衛星や宇宙
ステーションで長期に人間が滞在するような場合には水
を確保するために処理水/汚水を処理して浄化し、水を
再利用することが必要となり、有効な処理水/汚水処理
設備を開発する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、宇宙ス
テーション等の微小重力空間においては、処理水/汚水
を処理して浄水とし、水を再利用することが必要となる
が、処理水/汚水処理において処理水中に含まれるガス
を抜くのが困難であり、処理水中からガスを抜く有効な
手段の開発が望まれていた。
【0005】そこで本発明では、微小重力空間におい
て、処理水を回転させることにより、遠心力で水とガス
とを分離させる方法により、処理水中からガスを分離し
て水から抜き取ることができ、簡単な構成で処理水/汚
水処理ができる微小重力環境水処理システムを提供する
ことを課題としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の(1)〜(5)の手段を提供する。
【0007】(1)円筒形状で内部に処理水/汚水を入
れ空気を導入して処理水/汚水を浄化するための容器
と、同容器内を中心軸から放射状で等分に区分し複数の
分割空間を形成する仕切壁と、前記分割空間にそれぞれ
着脱可能に接続され同それぞれの分割空間へ処理水/汚
水を流入する処理水/汚水供給配管と、前記分割空間に
それぞれ着脱可能に接続され同それぞれの分割空間から
ガスを抜くガス抜き管と、前記容器を回転駆動する駆動
装置と、前記容器から浄水を取り出す浄水取出口とを備
えてなることを特徴とする微小重力環境水処理システ
ム。
【0008】(2)前記仕切壁の中心軸側はそれぞれ切
り離されており、中心部において前記各分割空間が連通
していることを特徴とする(1)記載の微小重力環境水
処理システム。
【0009】(3)前記各分割空間へ接続する処理水/
汚水供給配管及びガス抜き管は、それぞれループ状の処
理水/汚水供給管及びループ状のガス抜き管に接続して
いることを特徴とする(1)記載の微小重力環境水処理
システム。
【0010】(4)前記各分割空間へ接続する処理水/
汚水供給配管より円筒容器に流入する処理水は、各分岐
管毎に設置する流量計のデータに基づき、各仕切内に均
等に流入させるように制御されることを特徴とする
(1)記載の微小重力環境水処理システム。
【0011】(5)前記各分割空間へ接続する処理水/
汚水供給配管は、同配管より流入する液体が、流入する
に当たり、回転する容器内壁又は仕切壁に設けた溝に沿
って液体に波動を生じない様に液体を流入させる構成で
あることを特徴とする(1)記載の微小重力環境水処理
システム。
【0012】本発明の(1)においては、処理水/汚水
は処理水/汚水処理供給管から容器内へポンプにより圧
送され容器内で空気を導入することによりバクテリアを
発生させて処理水/汚水を分解して浄水を得るものであ
るが、宇宙等の微小重力空間では水中のガスが分離して
取り出すことが困難である。そこで、容器内に処理水/
汚水を入れるが、処理水/汚水は容器の各分割空間へ均
等に流入される。その後、処理水/汚水供給配管とガス
抜き管は容器から外しておき、処理水/汚水の入った容
器を駆動装置で回転する。容器内の水は遠心力により容
器の分割空間の内壁周面に移動し膜状の水を形成し、水
中のガスは水から分離して各分割空間へ放出される。各
分割空間に放出されたガスはガス抜き管を接続して同管
から吸引することにより容器外へ取り出すことができ
る。又、各分割空間は、それぞれ容器内を均等に分割さ
れて形成されているので、回転の際の振動も防止され
る。このような水処理システムにより、微小重力空間内
での処理水からのガス抜きが容易となり、微小重力環境
下での水処理システムが簡単な構成で実現できる。
【0013】本発明の(2)では、仕切壁は中心部にお
いて切り離されているので、各分割空間は容器中心部
で、それぞれ連通する空間を形成する。従って、各分割
空間で分離され放出したガスは連通空間から共通のガス
抜き管で抜き取ることができ、ガス抜き管の本数を少な
くすることができるので上記(1)の発明の構成をより
簡素化することができる。
【0014】本発明の(3)においては、各分割空間か
らの処理水/汚水供給管及びガス抜き管は、それぞれル
ープ状に連結されているので、処理水/汚水供給及びガ
ス抜きは、それぞれ1本の配管から供給し、1本の配管
に集合できるので、処理水/汚水の供給、ガスの抜き取
りが容易となるものである。
【0015】本発明の(4)では、流量計により各分割
空間へ流入する処理水/汚水を計量し、各分割空間へ均
一に流入させ、又本発明の(5)では、溝に伝わって汚
水が流入するので回転する容器に振動が生じ、アンバラ
ンスな回転をすることが防止される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係る微小重力環境水処理システムの全体
の斜視図である。図において、10は容器であり、11
は容器10の底部中心に固定されて容器と共に回転する
軸である。23はモータで、軸11を回転させて容器1
0を回転させる。12は容器10内の隔壁であり、容器
10を等分に区分(図では8等分に区分)し、容器10
内にできるだけ均等に水が配分されるようにし、不均一
な水の分布による振動を避けるようにするものである。
各区分された分割空間の上部には、それぞれ処理水/汚
水供給配管13とガス抜き管14が接続される構成とな
っている。なお、これら各配管13,14は、それぞれ
容器10とは着脱可能に接続されている。
【0017】15は空気供給管であり、容器10下部の
空気入口19に着脱可能に接続されるものである。16
は開閉スイッチであり、処理水からガスを抜く時に閉じ
て電源17からモータ23へ電力を供給するものであ
る。18は吸引ポンプであり、ガス抜き管14へ接続さ
れ、容器10内のガスを吸引して容器10の外部へ抜く
ためのものである。25は中心軸であり、各隔壁12が
接続し、分割空間を構成するためのものである。26は
浄水取出口であり、処理後の浄水を吸引して取り出す出
口である。60は容器10内壁及び隔壁12に上下方向
に設けられた溝であり配管13から流入する汚水が伝わ
って流入するためのものである。なお、図では処理した
水の排水管は図示していないが配管13と同様に上部へ
円形状に配置される。
【0018】上記構成の実施の第1形態における微小重
力環境水処理システムにおいて、処理水/汚水を処理す
る場合には、処理水/汚水供給配管13を容器上部へ接
続し、配管13から処理水/汚水を隔壁12で区分され
た各分割空間に均等に投入する。流入する水は各隔壁1
2で区分された容器10内壁及び隔壁12の溝60に沿
って流入し、液体に波動が生じないようにしている。
又、容器10の下部の空気入口19に空気供給管15を
接続し、容器10の各分割空間内へ空気を導入して処理
水/汚水中に混入させ、バクテリアを発生させてバクテ
リアにより処理水/汚水を分解させ、浄水を得るが、処
理された水中には空気と共に処理水/汚水分解の過程に
おいて発生したガスが含まれている。ガスは微小重力空
間では地上のように簡単に抜くことはできない。
【0019】そこで、容器10を回転させるが、まず、
容器10上部の処理水/汚水供給配管13とガス抜き管
14の接続部を容器10から外し、更に空気供給管15
も容器10から外す。その後、スイッチ16を閉じ、電
源17からモータ12へ電力を供給してモータ12によ
り容器10を所定時間回転させる。容器10を所定時間
回転させると、容器10内の水は各分割空間の内周壁面
に遠心力により移動し膜状の水を形成し、水中のガスは
各分割空間内へ分離されて放出される。この分離された
ガスは、ガス抜き管14を容器10の上部に接続し、吸
引ポンプ18を駆動することにより各空間部から容器1
0外へ取り出すことができる。
【0020】なお、各区分された空間の汚水を均等に流
入させるためには、各隔壁で区分された空間内への配管
13へそれぞれ流量計を設けておき、流量計からの信号
を制御装置へ取込み、各空間内へ汚水が均等に流入する
ように制御することが好ましい。
【0021】又、回転軸11には、例えば3次元加速度
センサを設けておき、回転軸11が振動した場合には、
その振動を検出し、制御装置に入力し、制御装置によ
り、処理水/汚水供給配管13から供給される汚水及び
処理水の流入量を制御し、各分割空間内の水量を調節し
て回転軸11の振動を抑えるように制御すればより信頼
性のある汚水処理システムとすることができる。
【0022】図2は上記に説明した容器10を回転させ
てガスを分離させた後の状態を示す容器10の断面図で
ある。図において、容器10は壁12で8等分して区分
されており、その上面には、それぞれ各分割空間にガス
抜き管14が接続される構成となっている。容器10を
回転させると水20は遠心力で外側に移動し、空間内に
はガス21が分離される。分離された各分割空間のガス
は、それぞれガス抜き管14により容器10外へ抜き取
られるので、処理水中からガスが完全に除去することが
できる。
【0023】図3は本発明の実施の第1形態の応用例で
あり、図1の例では空気供給管15は容器内の下部より
供給したが、図3の例では、空気、酸素等のガスを上部
のガス供給管15aから供給し、ガス抜き管15bから
抜くようにしている。又処理水/汚水供給管13からは
汚水が供給され、排水管13bからは処理水が排出され
る。
【0024】図4は本発明の実施の第2形態に係る微小
重力環境水処理システムの容器断面図である。図におい
て、容器10内には隔壁22が放射状に配置されて容器
10内を区分するが、隔壁22は中心部には接続され
ず、各8個の分割空間を中心部周囲において連通させ共
通の空間を形成させたものである。従って、図1に示す
ような中心軸25は不要となる。その他の構成は図1に
示す実施の第1形態と同じである。
【0025】上記構成の実施の第2形態によれば、各8
個の分割空間は中心部において、すべて連通しているの
で、流入した水20は容器20の回転により外側に移動
し、分離したガスは各分割部分で連通した空間に混入す
るので、ガス抜き管24は各分割部分にそれぞれ配管を
設ける必要がなく、例えば図示のように連通部分に3本
のガス抜き管24を設けるか、あるいは、連通部分に共
通の配管を1本、あるいは2本と少なくすることができ
る利点がある。又、流入する処理水/汚水は各分割部分
にそれぞれ投入され、微小重力環境であるので水の移動
もほとんどないので、中心部が連通していてもほぼ均一
に分配することができるので不具合はない。
【0026】以上説明の実施の第1,第2形態の微小重
力環境水処理システムによれば、容器10内を隔壁1
2,22で複数に均等に区分し、各分割空間に処理水/
汚水供給配管13から処理水/汚水を投入して容器10
を回転させることにより、水とガスを分離させ、分離し
たガスをガス抜き管14で抜き取るようにしたので、簡
単な構成で微小重力環境下で処理水/汚水処理が可能と
なるものである。又、容器内は隔壁12で均等に区分さ
れ分割空間を形成しているので、水は容器10内に均等
に流入させることができ、容器10回転時に振動が発生
することもない。
【0027】
【発明の効果】本発明の微小重力環境水処理システム
は、(1)円筒形状で内部に処理水/汚水を入れ空気を
導入して処理水/汚水を浄化するための容器と、同容器
内を中心軸から放射状で等分に区分し複数の分割空間を
形成する仕切壁と、前記分割空間にそれぞれ着脱可能に
接続され同それぞれの分割空間へ処理水/汚水を流入す
る処理水/汚水供給配管と、前記分割空間にそれぞれ着
脱可能に接続され同それぞれの分割空間からガスを抜く
ガス抜き管と、前記容器を回転駆動する駆動装置と、前
記容器から浄水を取り出す浄水取出口とを備えてなるこ
とを特徴としている。
【0028】このような構成により、容器内の水は遠心
力により容器の分割空間の内壁周面に移動し膜状の水を
形成し、水中のガスは水から分離して各分割空間へ放出
される。各分割空間に放出されたガスはガス抜き管を接
続して同管から吸引することにより容器外へ取り出すこ
とができる。又、各分割空間は、それぞれ容器内を均等
に分割されて形成されているので、回転の際の振動も防
止される。このような水処理システムにより、微小重力
空間内での処理水からのガス抜きが容易となり、微小重
力環境下での水処理システムが簡単な構成で実現でき
る。
【0029】本発明の(2)では、仕切壁は中心部にお
いて切り離されているので、各分割空間は容器中心部
で、それぞれ連通する空間を形成する。従って、各分割
空間で分離され放出したガスは連通空間から共通のガス
抜き管で抜き取ることができ、ガス抜き管の本数を少な
くすることができるので上記(1)の発明の構成をより
簡素化することができる。
【0030】本発明の(3)においては、各分割空間か
らの処理水/汚水供給管及びガス抜き管は、それぞれル
ープ状に連結されているので、処理水/汚水供給及びガ
ス抜きは、それぞれ1本の配管から供給し、1本の配管
に集合できるので、処理水/汚水の供給、ガスの抜き取
りが容易となるものである。
【0031】本発明の(4)では、流量計により各分割
空間へ流入する処理水/汚水を計量し、各分割空間へ均
一に流入させ、又、本発明の(5)では、溝に伝わって
汚水が流入するので回転する容器に振動が生じ、アンバ
ランスな回転をすることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係る微小重力環境水
処理システムの斜視図である。
【図2】本発明の実施の第1形態に係る容器の断面図で
ある。
【図3】本発明の実施の第1形態に係る微小重力環境水
処理システムの応用例を示す構成図である。
【図4】本発明の実施の第2形態に係る微小重力環境水
処理システムの容器の断面図である。
【図5】地上における水処理の概念を示す図である。
【符号の説明】
10 容器 11 軸 12,22 隔壁 13 処理水/汚水供給配管 14,24 ガス抜き管 15 空気供給管 16 スイッチ 17 電源 18 吸引ポンプ 19 空気入口 20 水 21 ガス 23 モータ 25 中心軸

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定速度で回転させることにより、処理
    水/汚水等の液体に加速度を加え、円筒形状で内部に処
    理水/汚水を入れ空気を導入して処理水/汚水を浄化す
    るための容器と、同容器内を中心軸から放射状で等分に
    区分し複数の分割空間を形成する仕切壁と、前記分割空
    間にそれぞれ着脱可能に接続され同それぞれの分割空間
    へ処理水/汚水を流入する処理水/汚水供給配管と、前
    記分割空間にそれぞれ着脱可能に接続され同それぞれの
    分割空間からガスを抜くガス抜き管と、前記容器を回転
    駆動する駆動装置と、前記容器から浄水を取り出す浄水
    取出口とを備えてなることを特徴とする微小重力環境水
    処理システム。
  2. 【請求項2】 前記仕切壁の中心軸側はそれぞれ切り離
    されており、中心部において前記各分割空間が連通して
    いることを特徴とする請求項1記載の微小重力環境水処
    理システム。
  3. 【請求項3】 前記各分割空間へ接続する処理水/汚水
    供給配管及びガス抜き管は、それぞれループ状の処理水
    /汚水供給管及びループ状のガス抜き管に接続している
    ことを特徴とする請求項1記載の微小重力環境水処理シ
    ステム。
  4. 【請求項4】 前記各分割空間へ接続する処理水/汚水
    供給配管より円筒容器に流入する処理水は、各分岐管毎
    に設置する流量計のデータに基づき、各仕切内に均等に
    流入させるように制御されることを特徴とする請求項1
    記載の微小重力環境水処理システム。
  5. 【請求項5】 前記各分割空間へ接続する処理水/汚水
    供給配管は同配管より流入する液体が、流入するに当た
    り、回転する容器内壁又は仕切壁に設けた溝に沿って液
    体に波動を生じない様に液体を流入させる構成であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の微小重力環境水処理シス
    テム。
JP2000130759A 2000-04-28 2000-04-28 微小重力環境水処理システム Withdrawn JP2001310182A (ja)

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