JP4145688B2 - 上部式濾過装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金魚、熱帯魚、海水魚等の飼育用水槽の開口上面に設置される濾過本体および吸水ユニットとを備え、水槽内の水を強制循環濾過するようにした、上部式濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水槽内で金魚、熱帯魚、海水魚等の観賞魚を飼育、育成するために、水槽内の水を濾過して浄化する濾過装置として、その濾過本体を水槽の開口上面に設置し、この濾過本体に連結されるポンプにより、水槽内の水を、その濾過本体内を強制循環させて濾過し、濾過後の水を水槽内に還流させるようにした、上部式濾過装置は公知である（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
梅津重利著 「熱帯魚の飼い方と病気」高橋書店発行 １９９０年７月２０日 １５版発行 （ろ過装置 １０７〜１１０頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような上部式濾過装置は、その主要部分である濾過本体を、水槽の上面に設置することができるため、この濾過装置が水槽内の有効容積を減ずることがない上に、水槽内の景観を悪くすることがなく、しかも、濾過装置の部品交換、清掃などのメンテナンスを水槽内に手を入れずに行なうことができるなどの利点があることから、広く一般に利用されている。
【０００５】
しかしながら、従来の前記上部式濾過装置は、水槽内の未浄化水をポンプにより濾過ケース内に吸い上げ、その加圧水を吐出口から該濾過ケース内に設けた濾過エレメントの濾過面に直接当てて濾過したのち、水槽内に戻すようにしているため、その未濾過の水は、濾過エレメントの比較的広い面積の濾過面に均等に当てることが難しく、濾過能率が悪くなり、また、糞、残餌、葉片などの被濾過物が濾過エレメントに偏って付着し、濾過エレメントの交換、清掃頻度が多くなるという問題があり、また、ポンプからの加圧水は、その全量が濾過エレメントを通過するため、その濾過エレメントを流れる水の速度の調整ができず、濾過エレメントに好気性微生物を繁殖させるのが難しく、濾過エレメントの微生物による浄化作用（一般に水流が遅い方が好気性微生物の繁殖に好適）を充分に機能させることができないという別の問題もある。
【０００６】
そこで、本出願の出願人は、前記問題点を解決した上部式濾過層を既に提案（特願２００２−３４３３２５、平成１４年１１月２７日出願）しており、このものでは、水槽の上面に設置される濾過本体と、この濾過本体に着脱可能に設けられる吸水ユニットとを備えており、この吸水ユニットにより吸い上げた未浄化水を濾過本体に導き、サイホン作用を利用して濾過エレメントの全域に均等に通過させるとともに濾過エレメントに好気性微生物の繁殖を促し、全体として未浄化水の浄化能率を向上させるようにしたものであるが、本発明はかかる上部式濾過装置にさらに改良を加えたものであって、吸水ユニットから濾過本体へ流れる水の流動抵抗を低減し、かつ水が濾過エレメントの濾過面の全域にわたり万遍なく流れるようにして濾過能率を一層高めるようにした、新規な上部式濾過装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本請求項１記載の発明は、水槽の開口上面に設置される濾過本体と、水槽内の未浄化水を該濾過本体の濾過室内に吸い上げる吸水ユニットとを備えた上部式濾過装置であって、前記濾過本体は、内部に濾過室を形成した濾過ケースと、濾過室内に収容されて、該室内を未浄化室と、浄化室とに区画する濾過ユニットとを備え、前記未浄化室内には、該室内に流入される水の水位を所定レベルに維持するとともに所定レベル以上の水を水槽に直接戻すようにした水位維持管が立設され、また、前記浄化室内には、前記濾過本体を通過して濾過された水の水位を他の所定レベルに維持するとともに他の所定レベル以上の水をサイホン作用により吸引して水槽内に戻すようにした、落差管が立設され、前記水位維持管の流入ポートの高さは、前記落差管の流入ポートの高さよりも高く設定され、また前記吸水ユニットは、水ポンプにより吸い上げた水槽内の水を、前記濾過室の未浄化室に導く送水管を備えていることを特徴としており、かかる特徴によれば、外部濾過装置において、吸水ユニットから濾過ケースの未浄化室に流入した水は、水位維持管により所定の水位に維持されて濾過エレメントを通過し、また濾過ケースの浄化室に流入した水は、落差パイプにより他の所定水位に維持されて、サイホン作用による吸引力で吸引されて水槽内に戻されるので、水は濾過ユニットの濾過エレメントをその全域にわたり万遍なく通過して濾過されて濾過能率を高めることができ、また、吸水ユニットから濾過ケースに入った水の一部は濾過ユニットを通過することなく（濾過されずに）水位維持管を通って水槽内に直接戻され、しかも、濾過ユニットを通過した残り水は、そこを通過しない前記一部の水よりも流れ抵抗が大きいため、その流量および流速が抑えられながら、濾過エレメントの全域に亘り均等に流れ、その結果、濾過ユニットの濾過エレメントの目詰まりが少なくなると共に、その濾過エレメントでの好気性微生物の繁殖を促進して、該濾過エレメントによる、水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用を共に高めることができる。
【０００８】
また、本請求項２記載の発明は、前記請求項１記載のものにおいて、前記吸水ユニットは、前記濾過本体に着脱可能に取り付けられることを特徴としており、かかる特徴によれば、前記請求項１記載の発明の特徴に加えて、上部式濾過装置の組付性を向上させることができる。
【０００９】
さらに、本請求項３記載の発明は、前記請求項１もしくは２記載のものにおいて、前記濾過本体の濾過ケースには、該濾過ケース内に冷却風を送給する冷却ファンおよび通風口が設けられていることを特徴としており、かかる特徴によれば、前記請求項１もしくは２記載の発明の特徴に加えて、濾過本体内の温度上昇を抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜１１を参照して、本発明の第１実施例について説明する。
【００１２】
図１は、上部式濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図、図２は、図１の２矢視平面図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図２の４−４線に沿う断面図、図５は、図２の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う拡大断面図、図７は、図２の７−７線に沿う断面図、図８は、図２の８−８線に沿う断面図、図９は、濾過本体の分解斜視図、図１０は、図１１の１０−１０線に沿う濾過ユニットの平断面図、図１１は、図１０の１１−１１線に沿う断面図である。
【００１３】
図１に示すように、第１実施例にかかる上部式濾過装置は、水槽Ｖの開口上面に取外可能に設置して使用される、所謂上部式濾過装置であり、水槽Ｖの開口上面に設置される濾過本体Ｆと、この濾過本体Ｆ内に水槽Ｖ内の水を吸引して送給する吸水ユニットＷとよりなる。
【００１４】
濾過本体Ｆの濾過ケース１は、箱状のケース本体２と、そのケース本体２にヒンジ７を介して蝶着されて、その開口上面を開閉可能に閉じる蓋体３とよりなり、その長さは、水槽Ｖの幅よりも短く形成されていて、ケース本体２の長さ方向の両端部には、コ字状の左右ハンガ４，５がスライド調節可能に支持され、これらのハンガ４，５を適宜の長さにスライド調整したのち、それらの両端を、水槽Ｖの左右の縁に係合することにより、濾過ケース１を、水槽Ｖの開口上面に支持することができる。
【００１５】
前記濾過ケース１内には、後述する濾過ユニット６・・が着脱可能に収容され、また、濾過ケース１の長手方向の一方の一側部（図１〜３の右側部）には、前記吸水ユニットＷが上下方向から着脱可能に支持される。
【００１６】
前記吸水ユニットＷは、動力源Ｐに接続される水ポンプ８と、その吸込口に接続されるストレーナ９と、その吐出口に接続される鉛直な吸水管１０と、その吸水管１０の上端に接続される送水管１１とより構成されている。この送水管１１は門型に形成されていて、その中央部の下面に前記吸水管１０が接続され、またその分岐部の下端に、対をなす流出口１２，１２がそれぞれ開口される。
【００１７】
図１，６に示すように、濾過ケース１の一方の端壁（図１右側の端壁）の中央部には、内側に凹入する平面Ｕ字状の支持溝１４が形成される。この支持溝１４に前記吸水管１０の上部を挿入して、その端壁上に前記送水管１１の底面を係合することにより、前記吸水ユニットＷを、濾過ケース１の端壁上に着脱可能に支持することができ、この支持状態では、図１〜３に示すように送水管１１の分岐部は、濾過ケース１内にあり、その左右分岐部の前面の流出口１２，１２は、濾過室Ｃ内に開口される。したがって、後に述べるように、水ポンプ８により吸い上げられた水は、吸水管１０より送水管１１を通り、流出口１２，１２より濾過室Ｃ内の未浄化室４３に送られ、該室４３内をその長手方向に沿って流れる。
【００１８】
図９に明瞭に示すように、前記濾過ケース１内の底壁には、その長手方向に沿って複数本、この実施例では３本の落差管２８・・が間隔をあけて立設されており、これら落差管２８・・は、一定の高さ（落差）を有しており、それらの上端の流入ポート２８ａは濾過ケース１内に開口され、またその下端は、濾過ケース１の底壁下面に、その長手方向に設けた排水管２９にそれぞれ連通されており、この排水管２９の下流端は、水槽Ｖ内に向けて開口する排水口３０に連通される。この排水口３０には、環状のノズル２１が接続されており、排水口３０より排出される水は、ノズル２１から傘状の膜をなして噴出される。
【００１９】
濾過室Ｃの浄化室４２に流入した水は、該室４２に貯留され、その水位が、前記落差管２８・・の上端の流入ポートを２８ａ・・を超えると、浄化室４２内の貯留水は、それらの落差管２８・・へと流れ、そこからサイホン作用により排水管２９を通り、排水口３０経てノズル３１から水槽Ｖ内に戻されるようになっている。
【００２０】
濾過ケース１の上流側端部、すなわち吸水ユニットＷの取付側には、前後、すなわち濾過ケース１の幅方向に間隔をあけて水位維持管１６およびドレン管１７が、濾過ケース１の底壁を貫通して立設されている。図７に示すように、水位維持管１６の上面の流入ポート１６ａの高さは、ドレン管１７の流入ポート１７ａの高さよりも低く、それらの間の落差はＤ１であり、また、水位維持管１６の流入ポート１６の高さは、前記落差管２８の流入ポート２８ａの高さよりも高く、それらの間の落差はＤ２である。したがって、後に述べるように、濾過室Ｃの未浄化室４３側に流入した水は、水位維持管１６の流入ポート１６ａのレベルに至るまで貯留水の水位を維持し、また濾過室Ｃの浄化室４２側に流入した水は、前記落差管２８の流入ポート１８ａのレベルに至るまで貯留水の水位を維持する。また、何らかの原因で水位維持管１６よりも高い水位になったとき、その貯留水をドレン管３３を通して水槽Ｖ内に戻すことができるようにしてあり、これにより、貯留水が濾過ケース１の上縁を越えてオーバフローすることがない。
【００２１】
前記濾過ケース１内には、前記落差管２８・・の数に対応した数の複数（３個）の濾過ユニット６・・が着脱可能に収容されている。各濾過ユニット６・・は、いずれも同じ構造を有しているので、以下に、その一つについて説明するに、図１０，１１に示すように濾過ユニット６の取付フレーム３６は、外周に複数の張出片を放射方向に張り出した輪状の上部取付板３７と、八角形状に形成した下部取付板３８を、それらの外側に位置する複数本の外側連結棒３９…により連結して構成される。上、下部取付板３７，３８の対向する内面には、前記外側連結棒３９…と周方向に位置をずらして内側連結片４０，４０…が一体に突設される。外側連結棒３９および内側連結片４０，４０…には、板状の濾過エレメント４１が交互にジグザグ状に無端状に巻き付けられ、この濾過エレメント４１の内側に浄化室４２が、またその外側に未浄化室４３が画成される。そして、下部取付板３８には、浄化室４２に連通する多数の小孔４７が穿設されている。
【００２２】
図１１に示すように、前記外側連結棒３９…の下端には、下部連結板３８よりも下方に突出する係止軸３９ａ…が一体に設けられ、これらの係止軸３９ａ…は、ケース本体２の底壁に形成した複数の係止凹部２ａ…に係合することにより、濾過ユニット６をケース本体２の底壁に位置決めして着脱可能に取り付けることができる。
【００２３】
濾過ユニット６の中心部に形成される、円筒状の空間部内には、必要に応じて円筒状の多孔容器４４が着脱可能に収容される。この多孔容器４４の中心部には、中空で、多数の縦スリットを穿設した支持軸４６が設けられる。円筒状の多孔容器４４内には活性炭などの浄化剤４５が収容される。濾過ユニット６内に収容した多孔容器４４は、その支持軸４６を、前記落差管２６に抜差自在に差し込むことにより取り付けられる。
【００２４】
しかして、上記のように構成される３個の濾過ユニット６・・は、その係止軸３９ａ…を、ケース本体２の底壁の係止凹部２ａ…に係合することにより、濾過ケース１の濾過室Ｃ内の長手方向に縦列して位置決め固定することができる。また、活性炭などの浄化剤を収容した多孔容器４４は、その支持軸４３が、濾過ケース１の、前記落差管２８にそれぞれ抜差自在に差し込まれる。
【００２５】
つぎに、この第１実施例の作用について説明する。
【００２６】
図１〜３に示すように、濾過本体Ｆの濾過ケース１の両端に設けた左右ハンガ４，５を伸縮調整して、濾過本体Ｆを水槽Ｖの開口上面に設置し、濾過ケース１内に複数の濾過ユニット６・・を前述のように収容する。濾過ケース１の長手方向の一側には吸水ユニットＷが懸吊支持され、該ユニットＷの水ポンプ８を、水槽Ｖの水中内に浸漬させる。濾過ケース１の開口上面を蓋体３により閉じる。以上により、本発明にかかる上部式濾過装置は、水槽Ｖにセットされる。
【００２７】
ここで、動力源Ｐに接続される水ポンプ８の運転により、水槽Ｖ内の未浄化水は、ストレーナ９により一次濾過されて、この水ポンプ８により吸い上げられ、矢印ａに示すように、吸水管１０より送水管１１を通り、その一対の流出口１２，１２より、矢印ｂに示すように、濾過室Ｃの未浄化室４３内に流入する。そして、未浄化室４３内に流入した未浄化水は、該室４３内に貯留されて、次第にその水位を上げ、図７に示すように、その水位が水位維持管１６の上面の流入ポート１６ａに達すると、未浄化室４３内の水は、濾過されることなく水位維持管１６に流入し、矢印ｆに示すように、該水位維持管１６内を流下して水槽Ｖに直接（濾過されずに）戻される（第１の水の流れ）。
【００２８】
一方、未浄化室４３内に貯留されている、水位（Ｌ１＋Ｄ２、図７参照）の水は、矢印ｃに示すように、濾過エレメント４１・・を通過して濾過されたのち、浄化室４２に流入し、その水位が複数の落差管２８・・の高さ（落差）を超えると、その水は、その落差管２８・・の上面の流入ポート２８ａ・・をオーバフローして、矢印ｄに示すように、その落差管２８内を流下し、排水管２９を通って矢印ｅに示すように排出口３０からノズル３１を通り水槽Ｖ内に戻される（第２の水の流れ）。
【００２９】
しかして、未浄化室４３内の未浄化水は、水位維持管１６により、所定水位（Ｌ１＋Ｄ２、図７参照）を維持してそこに貯留され、複数の濾過ユニット６・・の濾過エレメント４１・・は、その大部分が貯留水内に浸漬された状態となるので、その未濾過の貯留水は、それらの濾過エレメント４１・・の濾過面に全域にわたり万遍なく接触して、それらの濾過エレメント４１・・を通過して浄化室４２へと流れ、前記落差管２８の存在で発生するサイホン作用に基づく吸引力により、該落差管２８内に吸引され水槽Ｖ内に戻され、その間に濾過室Ｃの水は、濾過エレメント４１・・の全域を万遍なく通過して濾過され、さらに活性炭などの浄化剤４５を通過して浄化される（第２の水の流れ）。
【００３０】
ところで、濾過エレメント４１・・には、未浄化室４３内に停滞した水が流れるので、該濾過エレメント４１を通過する水は、その流量および流速が抑えられ、その結果、濾過エレメント４１の目詰まりが少なくなると共に、その濾過エレメント４１での好気性微生物の繁殖を促進して、該濾過エレメント４１・・による、水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用を共に高めることができる。
【００３１】
一方、濾過室Ｃの未浄化室４３内に貯留された水の余剰分は、水位維持管１６の上面の流入ポート１６ａをオーバフローして濾過されることなく、該水位維持管１６を通って水槽Ｖ内に直接戻される。
【００３２】
つぎに、図１２を参照して本発明の第２実施例について説明する。
【００３３】
図１２は、本発明上部式濾過層を水槽にセットした状態を示す斜視図であり、図中、前記第１実施例と同じ要素には、同じ符号が付される。
【００３４】
この第２実施例は、ケース本体２と蓋体２よりなる濾過ケース１内を強制空冷して、該ケース１内の温度上昇を抑えるようにしたものであり、蓋体１の一側には、冷却ファン５１が設けられ、またその他側には、通風口５２が開口される。冷却ファン５１のモータをバッテリ回路５３に接続して駆動すれば、濾過ケース１内の通風口５２を通して外気を流通させることができ、該濾過ケース一内を空冷することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、外部濾過装置において、吸水ユニットから濾過ケースの未浄化室に流入した水は、水位維持管により所定の水位に維持されて濾過エレメントを通過し、また濾過ケースの浄化室に流入した水は、落差パイプにより他の所定水位に維持されて、サイホン作用による吸引力で吸引されて水槽内に戻されるので、水は濾過ユニットの濾過エレメントをその全域にわたり万遍なく通過して濾過されて濾過能率を高めることができ、また、吸水ユニットから濾過ケースに入った水の一部は濾過ユニットを通過することなく（濾過されずに）水位維持管を通って水槽内に直接戻され、しかも濾過ユニットを通過した残り水の水は、そこを通過しない前記一部の水よりも流れ抵抗が大きいため、その流量および流速が抑えられながら、濾過エレメントの全域に亘り均等に流れ、その結果、濾過ユニットの濾過エレメントの目詰まりが少なくなると共に、その濾過エレメントでの好気性微生物の繁殖を促進して、該濾過エレメントによる、水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用を共に高めることができる。
【００３７】
また、本請求項２記載の発明によれば、前記請求項１記載の発明の効果に加えて、上部式濾過層の組付性を向上させることができる。
【００３８】
さらに、本請求項３記載の発明によれば、前記請求項１もしくは２記載の発明の効果に加えて、濾過本体内の温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 上部式濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図（第１実施例）
【図２】 図１の２矢視平面図
【図３】 図２の３−３線に沿う断面図
【図４】 図２の４−４線に沿う断面図
【図５】 図２の５−５線に沿う断面図
【図６】 図３の６−６線に沿う拡大断面図
【図７】 図２の７−７線に沿う断面図
【図８】 図２の８−８線に沿う断面図
【図９】 濾過本体の分解断面図
【図１０】 図１１の１０−１０線に沿う濾過ユニットの平断面図
【図１１】 図１０の１１−１１線に沿う断面図
【図１２】 上部式濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図（第２実施例）
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・濾過ケース
６・・・・・・・・・・・・濾過ユニット
８・・・・・・・・・・・・水ポンプ
１１・・・・・・・・・・・送水管
１６・・・・・・・・・・・水位維持管
２８・・・・・・・・・・・落差管
４２・・・・・・・・・・・浄化室
４３・・・・・・・・・・・未浄化室
５２・・・・・・・・・・・通風口
Ｃ・・・・・・・・・・・・濾過室
Ｆ・・・・・・・・・・・・濾過本体
Ｖ・・・・・・・・・・・・水槽
Ｗ・・・・・・・・・・・・吸水ユニット

Claims (3)

1. 水槽（Ｖ）の開口上面に設置される濾過本体（Ｆ）と、水槽（Ｖ）内の未浄化水を該濾過本体（Ｆ）の濾過室（Ｃ）内に吸い上げる吸水ユニット（Ｗ）とを備えた上部式濾過装置であって、
   前記濾過本体（Ｆ）は、内部に濾過室（Ｃ）を形成した濾過ケース（１）と、濾過室（Ｃ）内に収容されて、該室（Ｃ）内を未浄化室（４３）と、浄化室（４２）とに区画する濾過ユニット（６）とを備え、前記未浄化室（４３）内には、該室（４３）内に流入される水の水位を所定レベルに維持するとともに所定レベル以上の水を水槽（Ｖ）に直接戻すようにした水位維持管（１６）が立設され、また、前記浄化室（４２）内には、前記濾過本体（Ｆ）を通過して濾過された水の水位を他の所定レベルに維持するとともに他の所定レベル以上の水をサイホン作用により吸引して水槽（Ｖ）内に戻すようにした落差管（２８）が立設され、前記水位維持管（１６）の流入ポート（１６ａ）の高さは、前記落差管（２８）の流入ポート（２８ａ）の高さよりも高く設定され、
   また前記吸水ユニット（Ｗ）は、水ポンプ（８）により吸い上げた水槽（Ｖ）内の水を、前記濾過室（Ｃ）の未浄化室（４３）に導く送水管（１１）を備えていることを特徴とする、上部式濾過装置。
2. 前記吸水ユニット（Ｗ）は、前記濾過本体（Ｆ）に着脱可能に取り付けられることを特徴とする、前記請求項１記載の上部式濾過装置。
3. 前記濾過本体（Ｆ）の濾過ケース（１）には、該濾過ケース（１）内に冷却風を送給する冷却ファン（５１）および通風口（５２）が設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載の上部式濾過装置。

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