JP2011152488A - 遠心分離フィルタおよび当該遠心分離フィルタを用いた水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比重の大きい異物だけでなく比重の小さい異物をも分離することのできる遠心分離フィルタおよび当該遠心分離フィルタを用いた水処理装置を得る。
【解決手段】流入口３２ａと吐出口４２とが形成されたフィルタ本体１０と、フィルタ本体１０内の流体に遠心力を発生させる遠心力発生手段と、を備える遠心分離フィルタであって、フィルタ本体１０内の空間１１を、遠心力の作用方向に略並設された複数の多孔質セパレータ５１，５２により複数の空間１１ａ，１１ｂ，１１ｃに区画するとともに、吐出口４２を、それぞれの空間と連通するように複数設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心分離フィルタおよび当該遠心分離フィルタを用いた水処理装置に関する。

従来、遠心分離フィルタとして、モーターによって容器形フィルタに遠心力を加え、容器形フィルタの底へ大比重物を沈殿させて分離するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１９２６０８号公報

しかしながら、上記従来技術では、水中の粗ごみを分離することは出来るが、細かい粒子や溶解成分を分離することが出来なかった。

そこで、本発明は、比重の大きい異物だけでなく比重の小さい異物をも分離することのできる遠心分離フィルタおよび当該遠心分離フィルタを用いた水処理装置を得ることを目的とする。

本発明にあっては、流入口と吐出口とが形成されたフィルタ本体と、前記フィルタ本体内の流体に遠心力を発生させる遠心力発生手段と、を備え、前記フィルタ本体内の空間が、遠心力の作用方向に略並設された複数の多孔質セパレータにより複数の空間に区画されるとともに、前記吐出口が、それぞれの空間と連通するように複数設けられていることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、比重の大きい異物だけでなく比重の小さい異物をも分離することのできる遠心分離フィルタを得ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる遠心分離フィルタを示す斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態にかかる遠心分離フィルタを示す断面図である。 図３は、本発明の第２実施形態にかかる遠心分離フィルタを示す断面図である。 図４は、本発明の第３実施形態にかかる遠心分離フィルタを模式的に示す斜視図である。 図５は、本発明の第３実施形態の第１変形例にかかる遠心分離フィルタを模式的に示す斜視図である。 図６は、本発明の第３実施形態の第２変形例にかかる遠心分離フィルタを模式的に示す斜視図である。 図７は、本発明の第４実施形態にかかる水処理装置を模式的に示す斜視図である。 図８は、本発明の第５実施形態にかかる水処理装置を示す分解断面図である。 図９は、本発明の第５実施形態にかかる水処理装置の濾過状態を示す側面視断面図である。 図１０は、本発明の第５実施形態にかかる水処理装置の浄水取り出し状態を示す側面視断面図である。 図１１は、本発明の第５実施形態にかかる水処理装置の浄水取り出し時における基台部とフィルタ本体との嵌合状態を示す正面視断面図である。 図１２は、本発明の第５実施形態にかかる水処理装置のフィルタ本体の吐出口と基台部の取出口とを示す図であって、（ａ）は濾過状態を示す断面図、（ｂ）は浄水取り出し状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１は、流入口３２ａと吐出口４２とが形成されたケーシング（フィルタ本体）１０を備えている。

ケーシング１０は、略円筒状の筒部材２０と、当該筒部材２０の径よりも小径の縮径筒部材３０と、蓋部材４０と、を備えており、略円筒状の縮径部１０ａと、当該縮径部１０ａの上部に設けられた略円筒状の拡径部１０ｂと、が形成されている。

筒部材２０の軸方向両端には、それぞれ上側フランジ２１および下側フランジ２２が設けられており、この上側フランジ２１および下側フランジ２２には、挿通孔２１ａ，２２ａがそれぞれ設けられている。

また、縮径筒部材３０は、底壁部３１と側壁部３２とを備える有底円筒状をしており、側壁部３２の上端には、フランジ３３が形成されている。そして、このフランジ３３の、筒部材２０の下側フランジ２２に設けられた挿通孔２２ａと対応する位置に、挿通孔３３ａが形成されている。また、側壁部３２には、流入口３２ａが、略円筒状の側壁部３２の下部に接線方向に延在するように形成されており、底壁部３１の内側には、略円筒状の小径筒状突部３１ａが上方に向けて突設されている。そして、この小径筒状突部３１ａには、複数の貫通口３１ｂが形成されている。さらに、フランジ３３の内周側には、上方に向けて突出する大径筒状突部３３ｂが形成されており、この大径筒状突部３３ｂにも、複数の貫通口３３ｃが形成されている。

蓋部材４０は、略円板状をしており、外周部４１の筒部材２０の上側フランジ２１に設けられた挿通孔２１ａと対応する位置には、挿通孔４１ａが形成されている。また、蓋部材４０には、略中心部に内側排水吐出口４２ａ、外周部に外側排水吐出口４２ｂが設けられており、蓋部材４０の径方向略中間部には、浄水吐出口４２ｃが設けられている。なお、本実施形態では、内側排水吐出口４２ａを外側排水吐出口４２ｂに連通させている。

また、蓋部材４０の下面４０ａには、小径筒状突部３１ａと略同径の小径筒状突部４３と、大径筒状突部３３ｂと略同径の大径筒状突部４４が下方に向けて同心状に突設されている。

また、本実施形態では、ケーシング（フィルタ本体）１０内の空間１１が、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２（複数の多孔質セパレータ）によって、径方向に、３つの空間（内側排水空間１１ａ，外側排水空間１１ｂ，浄水空間１１ｃ）に区画されている。

小径セパレータ５１および大径セパレータ５２は、略円筒状の多孔質の分離膜５１ａ，５２ａが、当該分離膜５１ａ，５２ａの上下で略円筒状の支持体５１ｂ，５２ｂに支持されている。この小径セパレータ５１および大径セパレータ５２は、多孔質の分離膜５１ａ，５２ａを支持体５１ｂ，５２ｂにインサート成型することで形成されている。

そして、小径セパレータ５１の上下の支持体５１ｂを、それぞれ小径筒状突部３１ａおよび小径筒状突部４３に圧入することで、小径セパレータ５１がケーシング（フィルタ本体）１０内に取り付けられる。

同様に、大径セパレータ５２の上下の支持体５２ｂを、それぞれ大径筒状突部３３ｂおよび大径筒状突部４４に圧入することで、大径セパレータ５２もケーシング（フィルタ本体）１０内に取り付けられる。

そして、蓋部材４０の挿通孔４１ａと筒部材２０の上側フランジ２１の挿通孔２１ａとを連通させた状態で、螺子６０等により固定することで、蓋部材４０と筒部材２０とを取り付ける。また、縮径筒部材３０のフランジ３３の挿通孔３３ａと筒部材２０の下側フランジ２２の挿通孔２２ａとを連通させた状態で、螺子６０等により固定することで、縮径筒部材３０と筒部材２０とを取り付ける。

なお、符号６３は、Ｏリングであり、筒部材２０の上側フランジ２１と蓋部材４０の外周部４１との間に設けたＯリング６３によって、蓋部材４０と筒部材２０との液密性が確保されている。また、筒部材２０の下側フランジ２２と縮径筒部材３０のフランジ３３との間に設けたＯリング６３によって、縮径筒部材３０と筒部材２０との液密性が確保されている。

こうして、本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１が形成される。

このとき、ケーシング（フィルタ本体）１０内の空間１１は、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２によって、径方向中心側から外側に向けて順に、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂの３つの空間に区画される。そして、内側排水吐出口４２ａ、浄水吐出口４２ｃ、外側排水吐出口４２ｂが、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂとそれぞれ連通している。

ここで、本実施形態では、ケーシング（フィルタ本体）１０に流入される水（流体）に遠心力を発生させる遠心力発生手段を備えている。

具体的には、略円筒状に設けた縮径筒部材３０の接線方向に延在する流入口３２ａから水を流入することで、縮径筒部材３０の側壁部３２内面に沿った壁面流を発生させるようにしている。このように、流入口３２ａから流入した水に壁面流を発生させることで水が旋回し、水を旋回させることによって、ケーシング（フィルタ本体）１０内に流入される水（流体）に遠心力を発生させている。

このとき、図２に示すように、ケーシング（フィルタ本体）１０内に流入した水は、壁面流により螺旋状に旋回しながらケーシング（フィルタ本体）１０内部を上昇し、内側排水吐出口４２ａ、浄水吐出口４２ｃ、外側排水吐出口４２ｂからケーシング（フィルタ本体）１０外部に吐出される。

このように、本実施形態では、水を螺旋状に旋回させているため、水に生じる遠心力の作用方向は、ほぼ径方向となる。

すなわち、本実施形態にかかるケーシング（フィルタ本体）１０内の空間１１は、径方向（遠心力の作用方向）に略並設された小径セパレータ５１および大径セパレータ５２（複数の多孔質セパレータ）により、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂ（複数の空間）に区画されている。そして、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂ（それぞれの空間）と連通するように、複数の吐出口（内側排水吐出口４２ａ、浄水吐出口４２ｃ、外側排水吐出口４２ｂ）が設けられている。

次に、本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１の作用を説明する。

まず、略円筒状に設けた縮径筒部材３０の接線方向に延在する流入口３２ａから流入した水は、壁面流により螺旋状に旋回する。

このとき、水に浮遊するゴミ等、粒径が大きく比較的比重の小さい異物は、水（流体）に生じる遠心力によって、内側（旋回流の中心側）に移動する。そして、貫通口３１ｂを通過して内側排水空間１１ａ内に移動し、内側排水空間１１ａを通って内側排水吐出口４２ａからケーシング（フィルタ本体）１０外部へ排出される。また、粒径の大きい砂礫等、比較的比重の大きい異物は、貫通口３３ｃを通過して外側排水空間１１ｂ内に移動し、外側排水空間１１ｂを通って外側排水吐出口４２ｂからケーシング（フィルタ本体）１０外部に排出される。

このように、粒径が大きく比較的比重の大きい異物や、粒径が大きく比較的比重の小さい異物が取り除かれた水は、旋回しながら浄水空間１１ｃ内を上昇する。このとき、旋回流によって水に遠心力が作用するため、当該遠心力によって、貫通口３３ｃｂで取り除けなかった比重の大きな異物が、水とともに大径セパレータ５２を通過して外側排水空間１１ｂ内に移動する。そして、比重の小さい異物が、水とともに小径セパレータ５１を通過して内側排水空間１１ａ内に移動する。そして、外側排水空間１１ｂに移動した異物は、外側排水吐出口４２ｂからケーシング（フィルタ本体）１０外部に排出される。また、内側排水空間１１ａに移動した異物は、内側排水吐出口４２ａを通って外側排水吐出口４２ｂに合流し、外側排水吐出口４２ｂからケーシング（フィルタ本体）１０外部に排出される。

こうして、比重の大きい異物および比重の小さい異物が取り除かれた浄水が、浄水空間１１ｃ内から浄水吐出口４２ｃへと流れることとなる。

以上説明したように、本実施形態では、ケーシング（フィルタ本体）１０内の空間１１を、径方向（遠心力の作用方向）に略並設された小径セパレータ５１および大径セパレータ５２（複数の多孔質セパレータ）により内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂ（複数の空間）に区画している。そして、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂ（それぞれの空間）と連通するように、複数の吐出口（内側排水吐出口４２ａ、浄水吐出口４２ｃ、外側排水吐出口４２ｂ）を設けている。

さらに、本実施形態では、ケーシング（フィルタ本体）１０内に流入される水（流体）に遠心力を発生させる遠心力発生手段を設けている。

このように、遠心力発生手段を設けることで、水（流体）に生じる遠心力によって、比重の大きい異物を外周側に、比重の小さい異物を内周側に移動させることができる。そして、径方向略中間部に、浄水空間１１ｃを設け、浄水吐出口４２ｃを当該浄水空間１１ｃに連通させているため、比重の大きい異物および比重の小さい異物が取り除かれた水を浄水吐出口４２ｃから吐出することができる。

すなわち、本実施形態によれば、比重の大きい異物だけでなく比重の小さい異物をも分離することのできる遠心分離フィルタ１を得ることができる。

また、本実施形態によれば、ケーシング（フィルタ本体）１０の構成の簡素化を図ることができ、遠心分離フィルタ１の小型化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２を設けることで、旋回流によって取り除かれた異物が逆流して浄水中に混合してしまうのを抑制することができるため、異物の分離効率をより一層高めることができる。さらに、本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１は、交換が不要であり経済的である。

また、本実施形態によれば、略円筒状に設けた縮径筒部材３０の接線方向に延在する流入口３２ａから水を流入することで、縮径筒部材３０の側壁部３２内面に沿った壁面流を発生させている。そして、壁面流によって水を旋回させることで、フィルタ本体内に流入される水（流体）に遠心力を発生させている。したがって、遠心分離フィルタ１に駆動手段を設ける必要がなくなるため、当該遠心分離フィルタ１をより簡素な構成とすることができ、小型化を図ることができる。

（第２実施形態）
本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１Ａは、流入口３２ａと吐出口４２とが形成されたケーシング（フィルタ本体）１０を備えている。

ケーシング１０は、略円筒状の筒部材２０と、当該筒部材２０の径よりも小径の縮径筒部材３０と、蓋部材４０と、を備えており、略円筒状の縮径部１０ａと、当該縮径部１０ａの上部に設けられた略円筒状の拡径部１０ｂと、が形成されている。

筒部材２０の軸方向両端には、それぞれ上側フランジ２１および下側フランジ２２が設けられており、この上側フランジ２１および下側フランジ２２には、挿通孔２１ａ，２２ａがそれぞれ設けられている。

また、縮径筒部材３０は、側壁部３２と、当該側壁部３２の上端に形成されたフランジ３３と、を備えており、このフランジ３３の、筒部材２０の下側フランジ２２に設けられた挿通孔２２ａと対応する位置に、挿通孔３３ａが形成されている。また、側壁部３２には流入口３２ａが形成されている。そして、フランジ３３の内周側には凹部３３ｄが形成されている。

蓋部材４０は、略円板状をしており、外周部４１の筒部材２０の上側フランジ２１に設けられた挿通孔２１ａと対応する位置には、挿通孔４１ａが形成されている。また、蓋部材４０には、略中心部に内側排水吐出口４２ａ、外周部に外側排水吐出口４２ｂが設けられており、蓋部材４０の径方向略中間部には、浄水吐出口４２ｃが設けられている。なお、本実施形態では、内側排水吐出口４２ａを外側排水吐出口４２ｂに連通させている。

また、蓋部材４０の下面４０ａの中心部には、内側排水吐出口４２ａに連通する凹部４５が形成されており、下面４０ａの径方向外方には、大径筒状突部４６が下方に向けて突設されている。

また、ケーシング（フィルタ本体）１０内の空間１１が、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２（複数の多孔質セパレータ）によって、径方向に、３つの空間（内側排水空間１１ａ，外側排水空間１１ｂ，浄水空間１１ｃ）に区画されている。

小径セパレータ５１および大径セパレータ５２は、略円筒状の多孔質の分離膜５１ａ，５２ａが、当該分離膜５１ａ，５２ａの上下で略円筒状の支持体５１ｂ，５２ｂに支持されている。この小径セパレータ５１および大径セパレータ５２は、多孔質の分離膜５１ａ，５２ａを支持体５１ｂ，５２ｂにインサート成型することで形成されている。

本実施形態では、この小径セパレータ５１および大径セパレータ５２は、上下の支持体５１ｂ，５２ｂが上側固定台８１および下側固定台８２にそれぞれ固定されている。そして、これら小径セパレータ５１、大径セパレータ５２、上側固定台８１および下側固定台８２で回転体８０を構成し、当該回転体８０を、ケーシング（フィルタ本体）１０に回転可能に取り付けている。

上側固定台８１は、略円板状の天壁部８１ａを有しており、当該天壁部８１ａの中心部には、凹部４５に挿入されて内側排水吐出口４２ａに連通する筒状部８１ｂが天壁部８１ａを貫通するようにして設けられている。この筒状部８１ｂは、小径セパレータ５１とほぼ同径となっている。そして、天壁部８１ａの外周部には、大径セパレータ５２とほぼ同径の筒状突部８１ｃが下方に向けて突設されている。なお、筒状部８１ｂと筒状突部８１ｃとの間の天壁部８１ａには、浄水空間１１ｃと浄水吐出口４２ｃとを連通する連通孔（図示せず）が複数形成されている。

下側固定台８２は、凹部３３ｄ内に配置される略円板状の底壁部８２ａを有しており、当該底壁部８２ａの中心部には、筒状部８２ｂが底壁部８２ａを貫通するようにして設けられている。この筒状部８２ｂは、小径セパレータ５１とほぼ同径となっている。そして、底壁部８２ａの外周部には、大径セパレータ５２とほぼ同径の筒状突部８２ｃが上方に向けて突設されている。

筒状部８２ｂは、縮径筒部材３０内を貫通するように配置されており、モータ７０の回転軸に接続されている。なお、筒状部８２ｂは、止め金具６１によって抜け止めがなされている。

また、筒状部８２ｂの内部には、通水路８２ｄが形成されており、通水路８２ｄの下端には、径方向に開口するとともに、流入口３２ａと連通可能な貫通口８２ｅが少なくとも１つ形成されている。そして、回転体８０が回転する際に、この貫通口８２ｅが流入口３２ａと連通することで、流入口３２ａから流入する水が通水路８２ｄに導入されるようになっている。

また、筒状部８２ｂの上部には、通水路８２ｄと内側排水空間１１ａとを区画する隔壁８２ｆが形成されており、筒状部８２ｂの隔壁８２ｆの下方に、通水路８２ｄと浄水空間１１ｃとを連通する貫通口８２ｇが形成されている。すなわち、本実施形態では、通水路８２ｄに導入された水が、貫通口８２ｇを介して浄水空間１１ｃ内に導入されるようにしている。

そして、筒状部８２ｂの隔壁８２ｆの上方には、小径セパレータ５１の下側支持体５１ｂを取り付ける取付筒部８２ｈが形成されており、この取付筒部８２ｈの下部には、内側排水空間１１ａと浄水空間１１ｃとを連通する貫通口８２ｉが形成されている。

また、筒状突部８２ｃは、大径セパレータ５２の下側支持体５２ｂを取り付ける取付部となっており、この筒状突部８２ｃの下部には、外側排水空間１１ｂと浄水空間１１ｃとを連通する貫通口８２ｊが形成されている。

なお、符号６３は、Ｏリングであり、上側固定台８１に設けたＯリング６３によって、浄水空間１１ｃから浄水吐出口４２ｃに流れる水に、内側排水空間１１ａや外側排水空間１１ｂ内の水が混入してしまうのを抑制している。また、下側固定台８２に設けたＯリング６３によって、流入口３２ａから流入する水が確実に通水路８２ｄに導入されるようにしている。

そして、小径セパレータ５１の上下の支持体５１ｂを、それぞれ筒状部８１ｂおよび取付筒部８２ｈに圧入することで、小径セパレータ５１が、上側固定台８１および下側固定台８２にそれぞれ取り付けられる。

同様に、大径セパレータ５２の上下の支持体５２ｂを、それぞれ筒状突部８１ｃおよび筒状突部８２ｃに圧入することで、大径セパレータ５２も上側固定台８１および下側固定台８２にそれぞれ取り付けられる。

こうして形成される回転体８０をケーシング（フィルタ本体）１０に取り付けるとともにモータ７０に接続することで、回転体８０がケーシング（フィルタ本体）１０に回転可能に取り付けられる。

このように、本実施形態では、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２を含む回転体８０と、当該回転体８０に接続されたモータ７０と、で遠心力発生手段を構成している。

そして、蓋部材４０の挿通孔４１ａと筒部材２０の上側フランジ２１の挿通孔２１ａとを連通させた状態で、螺子６０等により固定することで、蓋部材４０と筒部材２０とを取り付ける。また、縮径筒部材３０のフランジ３３の挿通孔３３ａと筒部材２０の下側フランジ２２の挿通孔２２ａとを連通させた状態で、螺子６０等により固定することで、縮径筒部材３０と筒部材２０とを取り付ける。

なお、筒部材２０の上側フランジ２１と蓋部材４０の外周部４１との間に設けたＯリング６３によって、蓋部材４０と筒部材２０との液密性が確保されている。また、筒部材２０の下側フランジ２２と縮径筒部材３０のフランジ３３との間に設けたＯリング６３によって、縮径筒部材３０と筒部材２０との液密性が確保されている。

こうして、本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１Ａが形成される。

このとき、ケーシング（フィルタ本体）１０内の空間１１は、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２によって、径方向中心側から外側に向けて順に、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂの３つの空間に区画される。そして、内側排水吐出口４２ａ、浄水吐出口４２ｃ、外側排水吐出口４２ｂが、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂとそれぞれ連通している。

次に、本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１Ａの作用を説明する。

まず、モータ７０を駆動させて回転体８０を回転させる。そして、回転体８０を回転させた状態で、流入口３２ａから通水路８２ｄに水を導入すると、通水路８２ｄ内に導入された水は、貫通口８２ｇを介して浄水空間１１ｃ内に導入される。

このとき、回転体８０の回転により、浄水空間１１ｃ内に導入された水に、径方向に作用する遠心力が発生する。

そして、この遠心力により、粒径の大きい砂礫等、比較的比重の大きい異物は、貫通口８２ｊを通過して外側排水空間１１ｂ内に移動し、外側排水空間１１ｂを通って外側排水吐出口４２ｂからケーシング（フィルタ本体）１０外部に排出される。また、水に浮遊するゴミ等、比較的比重の小さい異物は、水（流体）に生じる遠心力によって、内側（旋回流の中心側）に移動する。そして、貫通口８２ｉを通過して内側排水空間１１ａ内に移動し、内側排水空間１１ａを通って内側排水吐出口４２ａからケーシング（フィルタ本体）１０外部へ排出される。

このように、比較的比重の大きい異物や、比較的比重の小さい異物が取り除かれた水は、回転体８０の回転により旋回しながら浄水空間１１ｃ内を上昇する。そして、水に生じる遠心力によって、貫通口８２ｊで取り除けなかった比重の大きな異物が、水とともに大径セパレータ５２を通過して外側排水空間１１ｂ内に移動する。そして、比重の小さい異物は、水とともに小径セパレータ５１を通過して内側排水空間１１ａ内に移動する。このように外側排水空間１１ｂに移動した異物は、外側排水吐出口４２ｂからケーシング（フィルタ本体）１０外部に排出される。また、内側排水空間１１ａに移動した異物は、内側排水吐出口４２ａからケーシング（フィルタ本体）１０外部に排出される。

こうして、比重の大きい異物および比重の小さい異物が取り除かれた浄水が、浄水空間１１ｃ内から浄水吐出口４２ｃへと流れることとなる。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２を含む回転体８０と、当該回転体８０に接続されたモータ７０と、で遠心力発生手段を構成している。

このように、モータ７０を用いて水に遠心力を発生させるようにすることで、強い遠心力を作用させることができ、異物の分離効率をより一層高めることができる。

（第３実施形態）
本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１Ｂは、上記第１および第２実施形態で例示した遠心分離フィルタ１および遠心分離フィルタ１Ａを直列に接続したものである。

遠心分離フィルタ１Ｂは、図４に示すように、遠心分離フィルタ１を、遠心分離フィルタ１Ａよりも上流側に配置させている。

すなわち、水（流体）に生じる遠心力が大きい遠心分離フィルタ１Ａを、当該遠心分離フィルタ１Ａよりも水（流体）に生じる遠心力が小さい遠心分離フィルタ１の下流側に配置している。

このように、本実施形態にかかる遠心分離フィルタ１Ｂでは、上流側に配置した遠心分離フィルタ１で粗いゴミ取りを行い、下流側に配置した遠心分離フィルタ１Ａで、より細かなゴミ取りを行うようにしている。

なお、セパレータの分離径は順次小さいものを選定するのが好ましい。

本実施形態では、上流側の遠心分離フィルタ１では、セパレータとして約１０μｍの分離膜を用い、下流側の遠心分離フィルタ１Ａでは、セパレーターとして約１μｍの分離膜を用いている。

以上の本実施形態によれば、モータを設けて回転数を高めるて強い遠心力を作用させることにより、不純物の分離効率をより高めることができる。

次に、本実施形態にかかる遠心分離フィルタの変形例を説明する。

（第１変形例）
本変形例にかかる遠心分離フィルタ１Ｃは、図５に示すように、上記第１実施形態の遠心分離フィルタを２つ直列に接続するとともに、上流側の遠心分離フィルタと下流側の遠心分離フィルタとの間に加圧ポンプＰを配置している。

このように、下流側の遠心分離フィルタに流入する水の流速を高めることで、流体に生じる遠心力が大きくなるようにしている。

以上の本変形例によっても、上記第３実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

（第２変形例）
本変形例にかかる遠心分離フィルタ１Ｄは、図６に示すように、上記第２実施形態の遠心分離フィルタを２つ直列に接続するとともに、上流側の遠心分離フィルタのモータ回転数よりも下流側の遠心分離フィルタのモータ回転数の方が多くなるようにしている。

このように、下流側の遠心分離フィルタのモータ回転数を高めることで、流体に生じる遠心力が大きくなるようにしている。

以上の本変形例によっても、上記第３実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

なお、本実施形態およびその変形例では、遠心分離フィルタを２つ接続したものを例示したが、遠心分離フィルタ１，１Ａを３つ以上接続させ、複数の遠心分離フィルタを、上流側から下流側に向かうにつれて流体に生じる遠心力が大きくように配置してもよい。

このとき、全ての遠心分離フィルタを遠心分離フィルタ１で構成してもよいし、全ての遠心分離フィルタを遠心分離フィルタ１で構成してもよい。また、２種類（遠心分離フィルタ１および遠心分離フィルタ１Ａ）の遠心分離フィルタを用いて構成してもよい。

（第４実施形態）
本実施形態にかかる水処理装置９０は、遠心分離フィルタ１をプレフィルタとして用い、粗いゴミ取りを行うとともに、当該遠心分離フィルタ１の下流側に、内部に活性炭及び中空糸膜等のろ材を有する浄化部９１を設け、順次ろ過処理を行うようにしたものである。

この水処理装置９０を用いると、遠心分離フィルタ１で粒子等の粗ゴミを分離除去したのち、浄化部９１内の活性炭により遊離残留塩素やトリハロメタンやカビ臭等の有機物を除去し、中空糸膜によりさらに微細な粒子成分を除去することができる。

このように、遠心分離フィルタ１をプレフィルタとして用い、粒子を分離除去することで、浄化部９１内に異物が挿入してしまうのを抑制することができる。その結果、活性炭表面に異物が被覆されることが抑制され、活性炭の吸着効率が低下してしまうのを抑制することができる。また、中空糸膜の目詰まりによる流量低下の低減を図ることもでき、水処理装置９０の除去性能をより安定して維持することができる。

なお、本実施形態では、水処理装置９０として、遠心分離フィルタ１を用いたものを例示したが、遠心分離フィルタ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄのいずれかを用いることも可能である。

（第５実施形態）
本実施形態にかかる水処理装置１００は、モータ７０が取り付けられた基台部１３０と、吸水口（吸入口）１２３および吐出口４２が形成されたフィルタ本体１１１を有する遠心分離フィルタ１１０と、を備えている。なお、以下では、図８における右側を前方、左側を後方として説明する。

フィルタ本体１１１は、上方に開口する吸水口（流入口）１２３が形成された略円筒状の水収容部１２０と、吸水口１２３を塞ぐように取り付けられる蓋部材１３０と、を備えている。水収容部１２０は、底壁部１２１と側壁部１２２とで形成されている。

そして、水収容部１２０内には、径方向に略並設される小径セパレータ５１および大径セパレータ５２（複数の多孔質セパレータ）が設けられている。フィルタ本体１１１内の空間１１は、この小径セパレータ５１および大径セパレータ５２によって、径方向に、３つに区画されている。本実施形態では、フィルタ本体１１１内の空間１１は、径方向内側から順に、内側排水空間１１ａ，浄水空間１１ｃ，外側排水空間１１ｂに区画されている。

小径セパレータ５１および大径セパレータ５２は、略円筒状の多孔質の分離膜５１ａ，５２ａを、当該分離膜５１ａ，５２ａの上下で略円筒状の支持体５１ｂ，５２ｂで支持することで形成されている。この小径セパレータ５１および大径セパレータ５２は、多孔質の分離膜５１ａ，５２ａを支持体５１ｂ，５２ｂにインサート成型することで形成することができる。

底壁部１２１の略中心部には、モータ７０に接続される接続軸部１２４が立設されており、この接続軸部１２４の上部には、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２の上部の支持体５１ｂ，５２ｂを固定する支持板１２５が設けられている。

そして、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２の上部の支持体５１ｂ，５２ｂが支持板１２５に固定されるとともに、小径セパレータ５１および大径セパレータ５２の下部の支持体５１ｂ，５２ｂが底壁部１２１に固定されている。なお、支持板１２５としては、水を通さない部材あるいは難透水性の部材を用いるのが好適である。

さらに、底壁部１２１の略中心部に位置する接続軸部１２４の近傍には内側排水吐出口４２ａが設けられるとともに、底壁部１２１の外周部には外側排水吐出口４２ｂが設けられている。また、底壁部１２１の径方向略中間部には、浄水吐出口４２ｃが設けられている。これらの内側排水吐出口４２ａ、浄水吐出口４２ｃ、外側排水吐出口４２ｂは、内側排水空間１１ａ、浄水空間１１ｃ、外側排水空間１１ｂにそれぞれ連通している。

また、本実施形態では、内側排水吐出口４２ａ、浄水吐出口４２ｃおよび外側排水吐出口４２ｂのそれぞれには、当該吐出口を開閉自在に塞ぐパッキン１５０が、上下方向（モータ軸方向：回転軸方向）に移動可能に設けられている。

そして、接続軸部１２４の下面には、後述するモータ７０のモータ軸７１を挿入する挿入孔（図示せず）が形成されている。この挿入孔（図示せず）は、内面が内歯車状に形成されており、平面視で歯車状のモータ軸７１が、内面の内歯車と噛み合うように挿入される。このように、モータ軸７１の外歯車と挿入孔内面の内歯車を噛み合わせることで、モータ軸７１を回転させると、フィルタ本体１１１がモータ軸７１と一体に回転するようになる。すなわち、本実施形態では、遠心分離フィルタ１１０が、モータ７０に接続されて基台部１３０に対して回転可能な回転体を有しており、小径セパレータ５１、大径セパレータ５２およびフィルタ本体１１１が回転体となっている。言い換えると、本実施形態では、回転体が、径方向（遠心力の作用方向）に略並設された小径セパレータ５１、大径セパレータ５２と、フィルタ本体１１１とを含んでいる。

また、本実施形態では、フィルタ本体１１１は、基台部１３０にモータ７０のモータ軸７１方向（図８中上下方向）に移動可能に取り付けられている。具体的には、モータ軸７１を、接続軸部１２４の挿入孔（図示せず）に、上下方向に移動できるように挿入することで、フィルタ本体１１１を基台部１３０に上下方向に移動可能に取り付けている。

このとき、抜け止めを施した構成とし、フィルタ本体１１１がモータ軸７１から外れないようにするのが好ましい。

基台部１３０は、底壁部１３１と側壁部１３２とで上方に開口する略円筒状に形成されている。

この基台部１３０には、上側仕切板１３３および下側仕切板１３４が略水平に設けられており、この上側仕切板１３３および下側仕切板１３４によって、上下に３つの空間が区画されている。

本実施形態では、上から順に、上方に開口してフィルタ本体１１１を回転可能に支持するフィルタ本体支持空間１３５、モータ７０が固定されるモータ収容空間１３６、浄水および排水を吐出する吐出空間１３７となっている。

上側仕切板１３３の略中央部には、モータ７０のモータ軸７１を挿通する挿通孔１３３ａが設けられている。そして、挿通孔１３３ａの径方向外方には、フィルタ本体１１１を上方に付勢するスプリング１３８を取り付けるための略円筒状のばね受け１３３ｂが、上方に向けて突設されている。また、上側仕切板１３３の略中心部に位置するモータ軸７１の近傍、上側仕切板１３３の外周部、および上側仕切板１３３の径方向略中間部には、内側排水吐出口４２ａ、外側排水吐出口４２ｂおよび浄水吐出口４２ｃが挿通可能な挿通孔１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅがそれぞれ設けられている（図１２参照）。

下側仕切板１３４上部の略中心部には、モータ７０が、モータ軸７１を挿通孔１３３ａに挿通させた状態で固定されている。

また、モータ収容空間１３６には、前方に突出する鍔部１３６ａが延設されており、この鍔部１３６ａ内に、スイッチ部１３６ｂが取り付けられている。スイッチ部１３６ｂは、操作ボタン１３６ｃが鍔部１３６ａの上面から露出するように取り付けられている。この操作ボタン１３６ｃを操作することで、モータ７０を駆動させたり、後述する電磁弁１４３，１４４の開閉操作を行ったりすることができる。

また、下側仕切板１３４の前方には、浄水取出口１４０が挿通される挿通孔１３４ａが設けられており、下側仕切板１３４の後方には排水取出口１４１が挿通される挿通孔１３４ｂが設けられている。

そして、浄水取出口１４０および排水取出口１４１が、モータ収容空間１３６に配置されている。

具体的には、浄水取出口１４０は、上端１４０ａを浄水吐出口４２ｃが挿通可能な挿通孔１３３ｅに挿通するとともに、下端１４０ｂを挿通孔１３４ａに挿通させた状態でモータ収容空間１３６に配置されている。

また、排水取出口１４１は、上部が二股状に分岐しており、それぞれの上端１４１ａ、１４１ｂを内側排水吐出口４２ａおよび外側排水吐出口４２ｂが挿通可能な挿通孔１３３ｃ，１３３ｄにそれぞれ挿通するとともに、下端１４１ｃを挿通孔１３４ｂに挿通させた状態でモータ収容空間１３６に配置されている。

また、浄水取出口１４０および排水取出口１４１には、電磁弁１４３，１４４がそれぞれ設けられている。

吐出空間１３７は、隔壁１４５によって前後に区画されており、前方には、浄水取出口１４０から吐出する浄水を取り出すことのできる取水空間１４６が形成されている。この取水空間１４６は前方に開口しており、コップ等の容器１６０を載置できるようになっている。

また、後方には、排水取出口１４１から吐出する排水を貯留するための排水容器１６１が収容される収納空間１４７が形成されている。この収納空間１４７は、隔壁１４５、底壁部１３１、側壁部１３２および下側仕切板１３４で画成される空間であり、側壁部１３２には、排水容器１６１を着脱可能に収入する図示せぬ容器取出部が設けられている。

ここで、本実施形態では、フィルタ本体１１１を基台部１３０に上下方向（モータの軸方向）に移動可能に取り付けた状態で、フィルタ本体１１１が上方（モータの軸方向一方側）に移動した（図９参照）際には、回転体（フィルタ本体１１１）が基台部１３０に対して回転可能となるようにしている。具体的には、図９に示すように、接続軸部１２４とモータ軸７１とを接続させた状態のまま、フィルタ本体１１１を、スプリング１３８によって上方に持ち上げるようにしている。このとき、フィルタ本体１１１は、吐出口４２が回転の邪魔をしない位置まで持ち上げられる。このような状態とすることで、フィルタ本体１１１が基台部１３０に対して回転できるようにしている。このとき、各吐出口４２はパッキン１５０によって塞がれており、パッキン１５０によってフィルタ本体１１１内の水が外にこぼれてしまうのを抑制している。

そして、フィルタ本体１１１を基台部１３０に上下方向（モータの軸方向）に移動可能に取り付けた状態で、フィルタ本体１１１が下方（モータの軸方向他方側）に移動した（図１０参照）際には、各吐出口４２ａ、４２ｂ、４２ｃと基台部１３０の各取出口１４１，１４１，１４０とが連通するようにしている。

具体的には、図１２に示すように、吐出口４２の下端４２ｆには、ばね１６３によって閉止方向（本実施形態では、下方）に付勢されたパッキン１５０が上下動可能に取り付けられている。

このパッキン１５０は、シャフト１５１の一端に封止材１５２を取り付けることで形成されている。そして、シャフト１５１の軸１５１ａを、吐出口４２のばね受け壁部４２ｄに形成した挿通孔４２ｅに挿通するとともに、シャフト１５１の頭部１５１ｂの上面とばね受け壁部４２ｄの下面との間にばね１６３を介在させることで、パッキン１５０を閉止方向に付勢している。

そして、挿通孔１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅに挿入される浄水取出口１４０および排水取出口１４１の上端１４０ａ，１４１ａ，１４１ｂには、シャフト１５１の頭部１５１ｂを押圧する押圧突部１６４が形成されている。なお、挿通孔１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅと上端１４０ａ，１４１ａ，１４１ｂとの間にはＯリング６３が設けられており、吐出口４２を浄水取出口１４０および排水取出口１４１に挿入した際には、吐出口４２と浄水取出口１４０および排水取出口１４１とが液密に連通されるようにしている。

そして、フィルタ本体１１１を下方に移動すると、シャフト１５１の頭部１５１ｂの下面が押圧突部１６４の上面に当接し、パッキン１５０がばね１６３の付勢力に抗して吐出口４２に対して相対的に上方に移動する。このように、パッキン１５０が吐出口４２に対して上方に相対移動することで、パッキン１５０と吐出口４２との間に隙間が形成されて吐出口４２と取出口１４０，１４１とが連通する。

さらに、本実施形態では、図１１に示すように、フィルタ本体１１１に嵌合凹部１７１が設けられ、基台部１３０に嵌合突部１７２が設けられている。この、嵌合凹部１７１および嵌合突部１７２は、嵌合突部１７２に形成されたヒンジ機構１７３によって着脱自在に嵌合する。

そして、吐出口４２と取出口１４０，１４１とを連通させた際には、嵌合凹部１７１と嵌合突部１７２とが嵌合し、フィルタ本体１１１が基台部１３０に固定されるようになっている。このように、フィルタ本体１１１を基台部１３０に固定することで、フィルタ本体１１１がスプリング１３８によって上方に持ち上げられないようにし、吐出口４２と取出口１４０，１４１との連通状態を維持できるようにしている。

なお、この嵌合凹部１７１および嵌合突部１７２は、吐出口４２と取出口１４０，１４１とを連通させる際の位置合わせの目印としても利用できる。

次に、本実施形態にかかる水処理装置１００の作用を説明する。

まず、図９に示す状態、すなわち、フィルタ本体１１１が基台部１３０に対して回転可能となるようにした状態で、吸水口（吸入口）１２３から水収容部１２０内に水を導入する。そして、操作ボタン１３６ｃを操作することで、モータ７０を駆動し、フィルタ本体１１１を回転させる。

このとき、フィルタ本体１１１の回転により、水収容部１２０内に導入された水に、径方向に作用する遠心力が発生する。

そして、この遠心力により、比重の大きな異物が、外側排水空間１１ｂ内に移動するとともに、比重の小さい異物が、内側排水空間１１ａ内に移動する。そして、比重の大きい異物および比重の小さい異物が取り除かれた浄水が、浄水空間１１ｃ内に生成される。

次に、操作ボタン１３６ｃを操作することで、モータ７０の駆動を停止し、フィルタ本体１１１の回転を停止する。

そして、嵌合凹部１７１および嵌合突部１７２を利用して、吐出口４２と取出口１４０，１４１とを連通させることができるように、フィルタ本体１１１の位置合わせを行う。

そして、図１０に示す状態となるように、フィルタ本体１１１を下方に移動させ、各吐出口４２ａ、４２ｂ、４２ｃと各取出口１４１，１４１，１４０とを連通させる。

なお、本実施形態では、この状態では、電磁弁１４３，１４４が閉じており、水収容部１２０内の水が各取出口１４０，１４１から吐出することはない。

そして、操作ボタン１３６ｃを操作することで、電磁弁１４３，１４４を開放すると、浄水空間１１ｃ内の水を浄水取出口１４０から取り出すことができ、内側排水空間１１ａおよび外側排水空間１１ｂ内の水は、排水取出口１４１から排水容器１６１内に吐出される。

こうして、比重の大きい異物および比重の小さい異物が取り除かれた浄水を得ることができる。

以上の本実施形態によっても、上記実施形態とほぼ同様の作用、効果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、比較的簡素な構成とすることができる上、携帯に便利な水処理装置１００を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記第５実施形態では、回転体としてフィルタ本体を含むものを例示したが、回転体としてフィルタ本体を含まなくてもよい。すなわち、遠心分離フィルタの一部のみ回転させるようにしてもよい。

１ 遠心分離フィルタ
１０ ケーシング（フィルタ本体）
１１ 空間
１１ａ 内側排水空間
１１ｂ 外側排水空間
１１ｃ 浄水空間
３２ａ 流入口
４２ 吐出口
４２ａ 内側排水吐出口
４２ｂ 外側排水吐出口
４２ｃ 浄水吐出口
５１ 小径セパレータ（多孔質セパレータ）
５２ 大径セパレータ（多孔質セパレータ）
７０ モータ
７１ モータ軸（モータの軸）
９０，１００ 水処理装置

Claims (7)

1. 流入口と吐出口とが形成されたフィルタ本体と、
   前記フィルタ本体内の流体に遠心力を発生させる遠心力発生手段と、
   を備え、
   前記フィルタ本体内の空間が、遠心力の作用方向に略並設された複数の多孔質セパレータにより複数の空間に区画されるとともに、前記吐出口が、それぞれの空間と連通するように複数設けられていることを特徴とする遠心分離フィルタ。
2. 前記フィルタ本体を略円筒状に形成するとともに、前記流体が当該フィルタ本体の接線方向から流入するように前記流入口を設け、
   前記遠心力発生手段が、前記フィルタ本体の接線方向から流入した流体を壁面流により旋回させるものであることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離フィルタ。
3. 前記遠心力発生手段は、少なくとも前記多孔質セパレータを含む回転体と、当該回転体に接続されたモータと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離フィルタ。
4. 請求項１〜３に記載の遠心分離フィルタを複数備えるとともに、当該複数の遠心分離フィルタを、上流側から下流側に向かうにつれて前記流体に生じる遠心力が大きくように配置したことを特徴とする遠心分離フィルタ。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の遠心分離フィルタを備えることを特徴とする水処理装置。
6. モータが取り付けられた基台部と、
   流入口および吐出口が形成されるとともに前記基台部に前記モータの軸方向に移動可能に取り付けられるフィルタ本体を有する遠心分離フィルタと、を備える水処理装置であって、
   前記フィルタ本体内の空間が、複数の多孔質セパレータにより複数の空間に区画されるとともに、前記吐出口が、それぞれの空間と連通するように複数設けられており、
   前記遠心分離フィルタは、前記モータに接続されて前記基台部に対して回転可能な回転体を有しており、
   前記回転体は、遠心力の作用方向に略並設された前記多孔質セパレータを含んでおり、
   前記基台部には、前記複数の吐出口と連通可能な取出口が複数設けられており、
   前記フィルタ本体が前記モータの軸方向一方側に移動した際には、前記回転体が前記基台部に対して回転可能となり、前記フィルタ本体が前記モータの軸方向他方側に移動した際には、前記吐出口と前記基台部の取出口とが連通することを特徴とする水処理装置。
7. 前記回転体は、前記フィルタ本体を含むことを特徴とする請求項６に記載の水処理装置。

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