JP3943547B2 - 濾過水及び濾紙の同時採集装置 - Google Patents

Description

本発明は液体の質（quality of liquid）を調べるための装置に関し、特に、生活用水、井戸、池、江、河川、湖水又は海洋などの水質を調査するために試料を採集し、該試料を濾過させた濾紙（filter paper）及びこの濾紙を通過した濾過水（filtered water）を同時に採集することができる装置に関する。

井戸、池、江、河川、湖水又は海洋など、特定深さの水を採取するための装置として多種の採水器が知られている。通常、かかる採水器及びその他の手段によって採取された試料の汚染度、細菌、生物、成分などを調べるために、所定空隙の濾紙で濾して残った試料を採集すると同時に、上記濾紙を通過した試料（以下、濾過水という）を採集する。このように濾紙及び濾過水を同時に採集可能な従来の採集装置が、韓国特許出願第１９９６−１３５６４号に提案されている。

上記出願に開示された減圧・加圧兼用の濾過装置は、図１に示すように、濾紙４で濾して残った試料を採集するためのフィルター漏斗部１（filter funnel）と、該フィルター漏斗部１を通過した濾過水を採集するためのフラスコ１０（flask）との２部分で構成されている。

上記フィルター漏斗部１は、流入容器２、安着部６、注入管７、及び貫通穴を有する栓９からなる。流入容器２は、底開口部の外周面にフランジ３が形成されたカップ状をしており、水質調査のために採取された試料がフィルター漏斗部１の上方から流入する。安着部６は、上下に貫通した注入孔を有し、この注入孔の上端に濾紙４を載せるための網５がかかってフランジ３に対して垂直方向に着脱される。注入管７は、上記安着部６と一体に形成されるか、もしくは安着部６に結合されて、安着部６の注入孔の下方に延在している。栓９はその中心線上に注入管７に嵌められる穴が貫通形成されている。

上記フラスコ１０は、入口１２に栓９が嵌挿され、上部には空気や濾過水の通路としての排出管１１が形成されている。この排出管１１には、過剰の濾過水を所定の場所へ排出するためにチューブ（図示せず）を連結することができ、チューブには真空ポンプ（図示せず）を連結することができる。

上記のような従来の濾過装置では、調査のために採取した試料が流入容器２内に投入される際、流入容器２のフランジ３と安着部６との間に介在する濾紙４でもって試料を濾過させ、殆どの試料は濾紙４を通過して安着部６の下端に延在している注入管７に沿って移動し、フラスコ１０内に一次的に貯蔵される。

また、上記装置では、試料がフィルター漏斗部１内の濾紙４を通過してフラスコ１０内に一次的に貯蔵されることにより、濾紙４及び濾過水を採集する。しかし、フラスコ１０内の濾過水を試料容器１５に移すためには、フラスコ１０からフィルター漏斗部１の栓９を分離せねばならず、また図２に示すように、フラスコ１０内の濾過水を試料容器１５に注ぐような別途の作業が求められるといった不便さがあり、かかる作業中には濾過水が汚染される恐れもある。

のみならず、上記の装置では、試料が重力によって下方に流れるため、該試料が濾紙４を介して注入管７の下部へ排出されるまで相当時間がかかり、更に濾紙４に残った異物に因って濾紙４が目詰まって濾過水がフラスコ内に流入しない不都合も生じてしまう。かかる問題を解決するために、フラスコ１０の排出管１１に真空ポンプを連結し、フラスコ１０内が負圧になるよう真空ポンプを作動させて濾過水を採集するが、この場合、フラスコ１０の排出管１１の高さ以上に濾過水が流入して濾過水が真空ポンプ内に流入する可能性がある。従って、これを防止するためには、常に採集装置を観察しながらフラスコ１０内の濾過水が溢れ出る前に他の容器に移さなければならない使用上の煩わしさがあるという問題点があった。

本発明は上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、その目的は、濾過水を試料容器に直接貯蔵できるように制作して従来のようにフィルター漏斗部をフラスコから分離する必要がなく、フラスコ内の濾過水を試料容器に移すような不便な作業を省くことができ、濾過水の汚染も最大限に防止することができる採集装置を提供することにある。また、試料がフィルター漏斗部の濾紙を通して注入管に排出されるまでの所要時間を減らすために負圧で試料を採集し、負圧によって採集速度を調節することにより、試料容器内の試料が溢れて真空ポンプ内に流入するのを防止することができ、また別途の貯蔵空間を備えていて、採集者は採集中に試料が試料容器から溢れ出るかどうか継続して観察する必要なく、採集以外に他の研究活動も並行することができる採集装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明による濾過水及び濾紙の同時採集装置は、水質調査のために採取した試料が流入して濾過される濾紙及び該濾紙を通過した濾過水を採集する装置において；上下開口の貫通部を形成し、流入した試料を排出する流入容器、濾紙を挟み込めるように流入容器の下端部に対して垂直に着脱自在に結合され、下端には垂直下方に延在する注入管が形成される安着部、及び注入管の外周面に嵌められるように中空の穴を有する栓を含んでなる少なくとも１つ以上のフィルター漏斗部；少なくとも１つ以上の支持孔を有する支持板、支持孔と同数で備えられ、上部はフィルター漏斗部の栓が挿入されてシールされる中空状の大径部に形成され、下部は支持孔に挿入されて支持孔をシールする中空状の小径部に形成される栓支持部、支持板下面の支持孔の周りに装着されるシール手段、及びシール手段の外側にそれぞれ備えられる第１の取付手段を含んでなる上板部；内部に空間部を有し、上面には支持孔と同数で一定の間隔を有するチューブ連結孔と、真空ポンプ連結孔とが貫通し、一側下端には排出孔が貫通しており、排出孔に開閉用コックを装着したウエストボックス；上板部とウエストボックスとが所定の間隔を維持するように結合及び支持する支持棒を含んでなる設置台；濾過水を採集する試料容器が挿入されるように、内部に上部が開口された空間部を有し、上部には上板部の第１の取付手段に対して着脱自在な第２の取付手段が位置するフランジが延在し、下端中心部には排水孔を設けた、支持孔と同数の受け容器本体、及びこの受け容器本体の排水孔に一端が連結され、他端はウエストボックスのチューブ連結孔に連結される送液チューブを含んでなる受け容器部；及び真空ポンプ連結孔にポンプチューブを介して連結される真空ポンプ；からなる濾過水及び濾紙の同時採集装置を提供する。

従って、本発明の濾過水及び濾紙の同時採集装置によれば、濾過水を試料容器で直接採集することができるため、従来の如くフラスコ内の濾過水を試料容器に移すような不便な作業を省くことができ、これにより、時間や経費の節減は勿論のこと、濾過水の汚染も最大限に防止することができる。

また、空気圧で試料の採集速度を調節して採集時間を短縮させることができるため、試料がフィルター漏斗部から濾紙を通して注入管の下方に排出されるまでの所要時間が短縮される。尚、試料容器から溢れ出た試料を貯蔵するウエストボックスを備えているため、採集中に装置を継続して観察する必要がなくなり、採集者は採集以外に他の研究活動も並行することができるといった効果がある。

以下、添付の図面を参照しながら本発明の望ましい実施例をより詳しく説明する。図面において、同一の符号は、同じ機能を果たす同一の部材を示すものとする。

図３は本発明の望ましい実施例による濾過水及び濾紙の同時採集装置の正面図、図４は本発明の望ましい実施例による濾過水及び濾紙の同時採集装置の側面図、また図５は本発明の実施例による濾過水及び濾紙の同時採集装置における上板部と受け容器部とを分離した状態を示す斜視図である。

図３及び図４に示す本発明の濾過水及び濾紙の同時採集装置は、上記したようにフィルター漏斗部１、設置台２０、受け容器部６０、及び真空ポンプ（図示せず）で構成されている。

上記フィルター漏斗部１は流入容器２、注入部８及び栓９からなり、ここで流入容器２は、上部が下部よりも大きい内径を有するように上端部がテーパー状に形成されており、下端部に一体に形成されたフランジ３を介して安着部６に安着されて、水質調査のために採取した試料はフィルター漏斗部１の上部に流入し濾紙４を経て下部へ排出される。注入部８には、上下に貫通した注入孔が設けられ、注入孔の上端に濾紙４を載せる網５が配置されている。また、流入容器２のフランジ３に対して垂直に着脱自在に結合される安着部６が形成され、注入管７は、該安着部６に結合されるか、或いは一体に形成されて上記安着部６の注入孔の下端より垂直下方に延在している。尚、栓９は、注入管７の外周面に嵌められるように中心線上に穴が貫通形成されている。

フィルター漏斗部１のフランジ３及び安着部６は、内部に互いに異なる極性の磁石を有することができ、上記注入管７の内径は、流入容器２の下部の内径よりも小さく形成するのが望ましい。また、注入管７を通過した濾過水を全て試料容器１５内に流入させるために、注入管７の内径は、上記試料容器１５の入口直径よりも必ず小さくなければならない。尚、上記栓９の外周面は、その直径が下方に向って先細りになるテーパー状に製作するのが望ましい。

設置台２０は、上記のように上板部３０、支持棒４０及びウエストボックス５０で構成される。

ここで上板部３０は支持板３５、栓支持部４１、シール手段３８、及び第１の取付手段３９からなり、支持板３５は四角の板状をして１つ以上の支持孔３１が一定の間隔で設けられ、４つのエッジ部にはガイド孔３２が設けられている。支持孔３１と同数で備えられる栓支持部４１は、上部が栓９の外周面をシールする中空円筒状の大径部３６に形成されてフィルター漏斗部１の栓９が挿入され、下部は支持孔３１に挿入されて支持孔３１の表面をシールする中空円筒状の小径部３７に形成されている。また、支持孔３１と同数のシール手段３８は、支持板３５下面の支持孔の周りに装着される。同様に支持孔３１と同数である第１の取付手段３９は、シール手段３８の外側にそれぞれ備えられている。

栓支持部４１の小径部３７の内周面は、注入管７の外径よりも大きく形成されて、上記フィルター漏斗部１の注入管７が栓支持部４１の小径部３７の内周面内まで延在できるようになっている。尚、上記栓支持部４１又は栓支持部４１の大径部３６のみを単独に上記支持板３５と一体形成しても良い。

支持板３５に結合されるか、或いは一体に形成される栓支持部４１の大径部３６の一側には通気孔４３が設けられ、この通気孔４３には真空状態を解除又は維持するために開閉自在の真空解除弁４５が設置されている。

シール手段３８は一つのゴムリングで形成することができる。この時、ゴムリングを取り付ける支持板３５の下面に環状でかつ四角断面形状の溝を設けて、ゴムリングを上記溝に一部挿着する。また、上記シール手段３８は隣接した２つのゴムリングで形成することができる。この時、第１のゴムリングは、上記支持板３５の下面に環状でかつ四角断面形状の溝を設けて上記溝に一部挿着され、第２のゴムリングは、上記第１ゴムリングの下部外側面の多数の位置に接点を形成して付着される。また、第２ゴムリングは第１のゴムリングよりも所定の長さだけ直径が大きい。

支持棒４０は、一側が上板部３０のエッジ部のガイド孔３２にそれぞれ垂直に挿着され、他側は略直方体状のウエストボックス５０の上側端部に結合される。この時、上記支持棒４０がねじ山を有して上記ガイド孔３２にそれぞれ挿入されることにより、上板部３０の支持板３５は上記ウエストボックス５０を基準として上記支持棒４０に沿って移動する。また、上板部３０の支持板３５はこの支持板３５のガイド孔３２周囲の上面及び下面において支持棒４０に装着される締付具４６及びナット４７でもってそれぞれ締め付けられる。

略直方体状のウエストボックス５０は、試料容器１５から溢れた濾過水を貯蔵できるように内部に空間部５１を有し、支持孔３１と同数のチューブ連結孔５３がウエストボックス５０の上表面に一定間隔で設けられ、このチューブ連結孔５３には、第１の連結部材５４がそれぞれ結合されている。また、ウエストボックス５０は上表面の所定の位置に真空ポンプ連結孔５６が設けられ、この真空ポンプ連結孔５６にポンプ連結部材５７が結合される。尚、ウエストボックス５０の一側下端には排出孔５８を設けてコック５９を結合させるようになっている。

図５に詳しく示す受け容器部６０は、上記支持孔３１と同数で形成され、受け容器本体６１、第２の連結部材７１、及び送液チューブ７０で構成される。ここで、受け容器本体６１は円筒部６２、フランジ６８及び受け板６６で構成され、円筒部６２は、フィルター漏斗部１の注入管７から溢れ出る濾過水を貯蔵する試料容器１５が挿入され得るように、上部が開口された空間部を形成している。円筒部６２の外周面上端に形成されているフランジ６８は、内部に上板部３０の第１の取付手段３９に対して着脱自在な第２の取付手段６９が埋設されている。円筒部６２の内周面下端に形成された円盤状の受け板６６は、中心部に試料容器１５から溢れ出た濾過水を排出する排水孔６５を有する。

そして、第２の連結部材７１は、受け容器本体６１の排水孔６５にそれぞれ結合されており、この第２の連結部材７１の出口側に連結された送液チューブ７０は、試料容器１５から溢れ出た濾過水をウエストボックス５０に送るようになっている。

また、上板部３０の第１の取付手段３９と上記受け容器部６０の第２の取付手段６９とは、反対の極同士が互いに対向して配列された磁石で構成され、上記上板部３０に対して受け容器部６０が着脱自在になっている。第１の取付手段３９及び第２の取付手段６９の磁石はそれぞれ２つずつ備えられるが、それぞれ３つ以上備えられても良い。第１の取付手段３９と第２の取付手段６９との取付けの際には、上記上板部３０のシール手段３８と受け容器部６０のフランジ６８とが接触する部分がシールされる。尚、第１の取付手段３９と第２の取付手段６９とは、雌ネジと雄ネジとの螺合で結合されても良い（図示せず）。

受け容器本体６１の受け板６６上に設置された排水部材７５は、上下部にそれぞれ一つの流路孔が、側面には多数の流路孔が設けられ、上下端の外周面にはフランジが形成されている。これにより、試料容器１５から溢れ出る濾過水を排水孔６５を介して自由に排出することができる。この時、排水部材７５はいろんな形に制作することができるが、下部及び側面には必ず孔を設けなければならない。また、上記受け板６６の上端面には排水孔６５を中心として多数のグルーブ（groove、図示せず）を所定の角度間隔で放射状に配列することができる。これら多数のグルーブが排水孔６５から円筒部６２の内周面まで延びていて、試料容器１５から溢れ出た濾過水は、排水孔６５にまで円滑にガイドされて排出される。

受け容器本体６１の下端縁からは中空延長部７６が下方へ延長している。中空延長部７６の側壁にはチューブ孔７７が形成されて、第２の連結部材７１に連結された送液チューブ７０が挿入されるようになっている。従って、受け容器部６０が地面またはウエストボックス５０の上に置かれる時、中空延長部７６の下端面が送液チューブ７０と干渉を生じることなく地面又はウエストボックス５０の上に密着するため、受け容器部６０は、ある一方に傾くことなく直立することができる。

また、受け容器本体６１の一側面に送液チューブ７０の外周面を押圧する圧力コントローラ７８を備えて、真空ポンプからの負圧を遮断することができるため、受け容器部６０を上板部３０から分離した時、分離した受け容器部６０への負圧の集中が防止される。これにより、一つの受け容器部６０を上板部３０から分離しても、分離していない受け容器部６０は変わらず一定の負圧が維持され、試料容器１５への試料の採集を正常に行なうことができる。

上板部３０から分離される受け容器部６０が上記上板部３０を基準として十分遠く離れて位置するためには、上記受け容器部６０の排水孔６５に連結される送液チューブ７０を長く形成する必要がある。この時、第１の連結部材５４と近い方の送液チューブ７０を螺旋状部７９に形成すると、上記送液チューブ７０がきちんと整理されるだけでなく、採集装置を他の場所に設置するために移動させる場合、送液チューブ７０が長く垂れ下がるか、絡み合うのを防止することができる。

真空ポンプは、上記ウエストボックス５０のポンプ連結部材５７に連結されるポンプチューブ８９を備え、圧力調節自在の真空ポンプを用いることにより、濾過水の採集速度を調節することができる。

本発明による採集装置において、ゴム又はプラスチックで制作可能な構成要素は、試料の流れが観察できるように透明に制作するのが望ましい。

以下、本発明による濾過水及び濾紙の同時採集装置の作動方法について詳細に説明する。

上板部３０の栓支持部４１と栓９とによって結合された１つ以上のフィルター漏斗部１の流入容器２と安着部６との間に濾紙４を挟み込む。その後、上板部の第１の取付手段３９と受け容器部６０の第２の取付手段６９とによって取り付けられている受け容器部６０を上記上板部３０から分離し、試料容器１５を上記受け容器部６０内に挿入する。該試料容器１５を内挿している受け容器部６０は、上板部３０に再び取り付けられシール手段３８によってシールされる。

上記ウエストボックス５０のコック５９と上板部の栓支持部４１の真空解除弁４５とを閉じた後、上記真空ポンプを作動させると、ポンプチューブ８９を経て真空ポンプに連結されているポンプ連結部材５７を通してウエストボックス５０に負圧が形成される。この時、一端がウエストボックス５０の第１の連結部材５４に連結され、他端が受け容器部６０の第２の連結部材７１に連結されている送液チューブ７０を通して、濾過水の採取が必要な１つ以上の受け容器部６０にも負圧が形成される。このように形成された負圧によって、フィルター漏斗部１の流入容器２に流入する試料は、一部が濾紙４によって濾過され、濾紙４を通過した大部分の濾過水は試料容器１５に流入する。流入した濾過水が試料容器１５から溢れても受け容器部６０に連結された送液チューブ７０を介してウエストボックス５０に流入するため、過剰の濾過水が真空ポンプに流入する恐れはない。このようにウエストボックス５０に貯蔵された過剰の濾過水は、ウエストボックス５０のコック５９の開放により排出される。

多数のフィルター漏斗部１及び多数の試料容器１５を通して濾紙４及び濾過水を同時採集している途中に、一つの受け容器部６０を上板部３０から分離しようとすると、受け容器部６０内の負圧に因り受け容器部６０は上板部３０から分離し難くなる。これを解決するために、分離しようとする受け容器部６０の上方に位置する上板部３０の真空解除弁４５を開放すると、負圧を除去することができる。また、上記受け容器本体６１の一側面に備えられる圧力コントローラ７８でもって送液チューブ７０の外周面を押圧することにより、負圧を遮断して他の受け容器部６０での試料の採集が円滑に行なわれる。このように本発明の採集装置では、多数の試料容器１５内に濾過水を採集すると同時に、試料が濾過される多数の濾紙４を採集することができる。

また、本発明の採集装置では、真空ポンプを用いなかった場合は、空気圧の調節が不可能なだけで、多数の濾過水及び濾紙４を同時に採集することができる。

本発明による採集装置の調査対象として採取される試料は、水に限るものではなく、水以外に他の液体も含み、液体試料を濾過させた濾紙４（filtered paper）及びこの濾紙４を通過した濾過液（filtered liquid）を同時に採集することができる。

以上、本発明を特定の実施例に基づいて図示及び説明したが、添付の特許請求の範囲に示された発明の思想及び領域から逸脱しない限り、多様な改造及び変更が可能なことは、本発明の属する技術分野に対して通常の知識を持つ者であれば誰もが理解できるだろう。

従来の濾過水及び濾紙採集装置を示す斜視図である。 従来の濾過水及び濾紙採集装置のフラスコ内の濾過水を試料容器に移す状態を示す正面図である。 本発明の実施例による濾過水及び濾紙の同時採集装置を示す正面図である。 本発明の実施例による濾過水及び濾紙の同時採集装置を示す側面図である。 本発明の実施例による濾過水及び濾紙の同時採集装置における上板部と受け容器部とを分離した状態を示す斜視図である。

Claims (9)

1. 水質調査のために採取した試料が流入して濾過される濾紙及び該濾紙を通過した濾過水を採集する装置において；
   上下開口の貫通部を形成し、流入した試料を排出する流入容器、上記濾紙を挟み込めるように流入容器の下端部に対して垂直に着脱自在に結合され、下端には垂直下方に延在する注入管が形成される安着部、及び上記注入管の外周面に嵌められるように中空の穴を有する栓を含んでなる少なくとも１つ以上のフィルター漏斗部；
   少なくとも１つ以上の支持孔を有する支持板、上記支持孔と同数で備えられ、上部は上記フィルター漏斗部の栓が挿入されてシールされる中空状の大径部に形成され、下部は上記支持孔に挿入されて上記支持孔をシールする中空状の小径部に形成される栓支持部、上記支持板下面の上記支持孔の周りに装着されるシール手段、及び該シール手段の外側にそれぞれ備えられる第１の取付手段を含んでなる上板部；
   内部に空間部を有し、上面には上記支持孔と同数で一定の間隔を有するチューブ連結孔と、真空ポンプ連結孔とが貫通し、一側下端には排出孔が貫通しており、この排出孔に開閉用コックを装着したウエストボックス；
   上記上板部と上記ウエストボックスとが所定の間隔を維持するように結合及び支持する支持棒を含んでなる設置台；
   濾過水を採集する試料容器が挿入されるように、内部に上部が開口された空間部を有し、上部には上記上板部の第１の取付手段に対して着脱自在な第２の取付手段が位置するフランジが延在し、下端中心部には排水孔を設けた、上記支持孔と同数の受け容器本体、及びこの受け容器本体の排水孔に一端が連結され、他端は上記ウエストボックスのチューブ連結孔に連結される送液チューブを含んでなる受け容器部；及び
   上記真空ポンプ連結孔にポンプチューブを介して連結される真空ポンプ；からなることを特徴とする濾過水及び濾紙の同時採集装置。
2. 上記栓支持部の外周面上に真空解除弁を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。
3. 上記上板部の外郭部に多数のガイド孔がそれぞれ設けられ、上記支持棒がねじ山を有して上記ガイド孔にそれぞれ挿入されることにより、上板部は上記ウエストボックスを基準として上記支持棒に沿って移動し、上板部の支持板の上下面は支持棒に装着される締付具及びナットによってそれぞれ締め付けられることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。
4. 上記シール手段は、１つのゴムリングで形成されることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。
5. 上記シール手段は、隣接した２つのゴムリングで形成され、支持板の下面に形成された環状の溝に一部挿着される第１のゴムリングと、該第１のゴムリングの下部外側面の多数の位置に接点を形成して付着され、上記第１のゴムリングよりも所定の長さだけ大きい直径を有する第２のゴムリングとを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。
6. 上記第１の取付手段及び第２の取付手段は、それぞれ互いに異なる極性が対向して配列された磁石で構成されることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。
7. 上記受け容器本体の排水孔の上側に位置し、１つの下部流路孔及び多数の側部流路孔が形成される排水部材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。
8. 上記受け容器本体の下端縁から下方へ延長する中空延長部を更に含み、該中空延長部の側壁にチューブ孔を設けて、このチューブ孔内に送液チューブを挿通させることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。
9. 上記ウエストボックスのチューブ連結孔に隣接した送液チューブの一側部は、螺旋状部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の濾過水及び濾紙の同時採集装置。

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