JP5292042B2 - 水槽用濾過装置 - Google Patents

Description

本発明は、観賞魚の飼育用水槽内の水槽水を強制循環して濾過して清浄するようにした、濾過装置に関する。

従来、水槽内で金魚、熱帯魚、海水魚などの観賞魚を飼育、育成するのに、水槽に、エアポンプあるいは水中ポンプを備えた外部式あるいは内部式の濾過装置を設け、そのポンプの駆動により、水槽内の水槽水を濾過装置に強制循環させて濾過するようにしている（たとえば、後記特許文献１，２参照）。
特許第３６０５５８２号公報 特許第３５６１３００号公報

ところで、従来の濾過装置は、濾過ケース内に、濾材が固定状態で収容されており、ポンプにより、水槽内の未清浄水を、この固定した濾材を通過させ濾過するようにしている。

ところで、濾材が長期にわたり高い濾過能率を維持するには、未清浄水が濾過面の全面にわたり常に均等に流通すること、濾過面が目詰まりしないことが要求される。

本発明は、濾過ケース内の濾材を積極的に回転させることにより、濾材の濾過面に水が均等に流れるようにすると共にゴミなどが濾材の濾過面に付着しにくくして長期にわたり高い濾過能率を得られるようにした、新規な水槽用濾過装置を提供することを目的とする。

前記目的達成のため、請求項１の発明は、密閉状濾過ケースと、この濾過ケース内に回転自在に設けられる濾過ユニットと、水槽内の水槽水を、前記濾過ケース内に強制循環させる水ポンプとを備え、
前記濾過ユニットは、濾過ケース内を前記水ポンプの吐出側に連通する未清浄室とその吸込側に連通する清浄室とに仕切る濾材を備え、
前記未清浄室内には、その周方向に間隔をあけて前記水ポンプの吐出側に連通する水槽水の導水通路を設け、それらの導水通路に、未清浄室内を周方向に向けて開口する噴水口を設け、
その噴出口より噴出する渦流水は、前記濾過ユニットを強制回転させながら前記濾材を透過して濾過されたのち、前記清浄室に導かれて水槽内に戻されるようにしたことを特徴としている。

前記目的達成のため、本請求項２の発明は、前記請求項１のものにおいて、前記濾過ユニットは、濾過ケース内を回転自在にフローティング支持される濾材支持フレームと、この濾材支持フレームに支持される筒状の濾材と、この濾材の内側に設けられ、前記清浄室を前記水ポンプの吸込側に連通する清浄水通路を備えていることを特徴としている。

前記目的達成のため、請求項３の発明は、前記請求項１のものにおいて、前記濾材は、その外周面が断面波状に形成されていて、その外周面が前記噴水口より噴出する渦流水を受けて、前記濾過ユニットを回転させるようにしたことを特徴としている。

前記目的達成のため、請求項４の発明は、前記請求項１、２または３のものにおいて、 前記濾過ケースの下部には、前記濾過ユニットの回転により遠心分離された残餌などの汚物が収容する汚物貯留室が設けられていることを特徴としている。

前記目的達成のため、請求項５の発明は、前記請求項１、２、３または４のものにおいて、前記未清浄室内に導かれた水槽水の一部は、前記汚物貯留室に流入し前記濾材を通過することなく清浄室に導かれることを特徴としている。

請求項各項の発明によれば、濾過ケース内に回転自在に設けられる濾過ユニットを、その濾過ケース内に導入される水槽水の水流により回転させるので、濾過ユニットの濾材に付着する魚糞、残餌などの汚物を遠心分離（サイクロン）作用により濾材から分離除去することができ、濾材の目詰まりを可及的に低減することができて長期にわたり良好な濾過能率を確保することができ、また回転する濾材の濾過面の全域にわたり万遍なく均等に水槽水を通過させることができ、濾過能率を大幅に高めることができ、その上、濾過ユニットを強制回転させるのに水槽水の流れを利用することができ、濾過ユニットを駆動するのに別の駆動手段を必要としない。

また、請求項５の発明によれば、前記効果に加えて、濾過ケース内に流入した未清浄水のうち、その一部を濾材を通過させずに清浄水通路に流す（第２の流れ）ことにより、濾材を通過する水槽水の流速を減ずることができるので、濾材に残餌、魚糞などの汚物の付着による好気性微生物の繁殖を促して未清浄水の微生物清浄を促進できる（濾材を通過する水の流速が早いと好気性微生物の繁殖が阻害される）上に、濾材の目詰まりを低減することができる。

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。

図１は、水槽にセットした状態を示す濾過装置の全体側面図、図２は、図１の２−２線に沿う拡大断面図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図３の４−４線に沿う断面図、図５は、図３の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う断面図、図７は、図３の７−７線に沿う断面図、図８は、濾過装置の要部破断斜視図である。

図１に示すように、本発明にかかる水槽用濾過装置は、水槽Ｖの外部に、該水槽Ｖよりも低い位置にセットされる。濾過装置Ｆの入口Ｉに接続される吸水管１は、上方に延長されて水槽Ｖの縁を迂回して水槽Ｖ内に導かれ、該水槽Ｖ内に設けられるストレーナ３に接続される。一方、濾過装置Ｆの出口Ｄに接続される吐水管２は上方に延長されて水槽Ｖの縁を迂回して水槽Ｖ内に導かれ、該水槽Ｖ内の上部に設けられるシャワー管４に接続される。そして、水槽Ｖ内の水槽水はストレーナ３を通り吸水管１を経て濾過装置Ｆ内に導かれ、濾過装置Ｆ内で濾過され清浄されたのち、吐水管２を経てシャワー管４に導かれ、そこからシャワーとなって水槽Ｖ内に戻される。

つぎに、図２〜８を参照して本発明にかかる濾過装置Ｆの構成を説明する。

濾過装置Ｆの主体部を構成する濾過ケース１０は、硬質合成樹脂材により平面三角形の筒状をなしており、上面を開放した透明なケース本体１１と、その開放上面を着脱可能に閉じるカバー体１２とより密閉状に形成されている。カバー体１２は、ケース本体１１の開口上縁にＯリング１３を挟んで水密に嵌合されており、濾過ケース１０内には、水密の濾過室１４が形成される。濾過ケース１０内には、濾過ユニットＵが鉛直軸線回りに自由に回転できるように収容されており、また、濾過ケース１０のカバー体１２の上面には、水ポンプＰが一体に設けられている。

つぎに、前記濾過ユニットＵの構造について説明する。

この濾過ユニットＵは、中空の回転軸１５と、この回転軸１５に上下２段に着脱可能に嵌挿されて、該回転軸１５と一体に回転する上、下濾材支持フレーム１７ｕ，１７ｄとを備えている。前記中空の回転軸１５は、その内部に清浄水通路１６を形成され、その上端壁に複数の流出口３４、その側壁に複数の第１の流入口３５、さらにその下端壁に第２の流入口３６がそれぞれ開口されていて、濾過ユニットＵの中心軸線上を上下方向に延びており、その上、下端壁が、カバー体１２の中央部および濾過ケース１０の底面に着座される支持壁１８の中央部にそれぞれ上、下軸受２０，２１を介して回転自在にフローティング支持されている。前記上、下軸受２０，２１は、回転軸１５の上、下端壁より突設した軸受雄部２０ｍ，２１ｍと、カバー体１２および支持壁１８にそれぞれ設けた軸受雌部２０ｆ，２１ｆとより構成されている。前記上、下濾材支持フレーム１７ｕ，１７ｄは、いずれも同じ構造を備えており、上下に間隔をあけて設けられる多角形状の上、下支持板２２，２３を、周方向に等間隔をあけて設けられる複数本の連結棒２４により一体に連結して構成されており、さらに、上、下支持板２２，２３には、連結棒２４よりも径方向内側で、かつ隣りあう連結棒２４，２４の間で複数本の濾材取付棒２５（図６参照）が固定されている。そして、図６に示すように、上、下濾材支持フレーム１７ｕ，１７ｄには、板状の濾材２６を連結棒２４および濾材取付棒２５に交互にジグザク状の掛け渡すことにより着脱可能に取り付けられる。濾材２６は、その取付状態では、横断面波状の筒状に形成されて、その濾過面積を拡大できると共にその径方向外側に向かう凸面２６ａにより、後に述べるように、水ポンプＰからの噴流水を受けることができ、濾過ユニットＵを一方向に強制的に回転させることができる。

濾過ケース１０内の濾過室１４は、濾材２６により、濾過ユニットＵの外側の未清浄室２８と、その内側の清浄室２９とに仕切られる。

図３，８に示すように、濾過ケース１０の上部一側には、未清浄室２８に連通する、濾過装置Ｆの入口Ｉが開口され、また濾過ケース１０の上部中央には、回転軸１５の真上において清浄室２９に連通する、濾過装置Ｆの出口Ｄが開口され、前記水ポンプＰの稼働によれば、水槽Ｖ内の未清浄の水槽水が入口Ｉから未清浄室２８内に導入され、また濾過装置Ｆで濾過された清浄な水槽水は、清浄室２９より出口Ｄを経て水槽Ｖに戻される。

図３〜８に示すように、横断面三角形の筒状ケース本体１１の側壁の各頂部内面には３つの導水通路３０が、その上下方向に沿って一体に設けられ、これらの導水通路３０は、濾過ケース１０の上部に形成した連通路３３を介して入口Ｉに連通されている。また、これらの導水通路３０の同じ側の一側部には、その長手方向に間隔をあけて複数の噴水口３１がそれぞれ開口され、これらの噴水口３１は、未清浄室２８内に開口されて、波状の濾材２６の凸面２６ａに対向している。入口Ｉから連通路３３を通って３つの導水通路３０に流入した水槽水は、複数の噴水口３１より未清浄室２８内に噴出して、該室２８内を渦流となって流れ、この渦流水は、図５，６矢印ａに示すように、濾材２６の外側面の凸面２６ａに当り、同図矢印ｂに示すように、濾材２６を含む濾過ユニットＵを一方向に強制回転させることができる。

清浄室２９内の回転軸１５には、前述したように、その側壁に複数の第１の流入口３５が、その下端壁には、複数の第２の流入口３６（図６参照）がそれぞれ開口されており、回転軸１５の清浄水通路１６内には、濾材２６を通過して濾過された水が前記第１の流入口３５を通って流入する（第１の流れ）一方、濾材２６を通過しない水が前記第２の流入口３６を通って流入する（第２の流れ）ようにされている。

図３，８に示すように、濾過ケース１０内の底部には、回転軸１５を回転自在に支持する支持壁１８により汚物貯留室３８が画成されており、支持壁１８には、未清浄室２８と汚物貯留室３８とを連通する複数の連通口４０（図３，７）が開口され、これらの連通口４０を通して未清浄室２８内の残餌、魚糞などの粗大な汚物が落下して該室３８に貯留される。前記支持壁１８の脚部１８ａおよびその中央部に開口した通口４２、４３および回転軸１５の下端壁に開口した前記第２の流入口３６とを通して汚物貯留室３８と、回転軸１５内の清浄水通路１６とが連通されており、濾材２６を通過しない未清浄水は、前記通口４２，４３および第２の流入口３６を通って清浄水通路１６内に流入する（第２の流れ）ようにされる。汚物貯留室３８の一側には、キヤップ４５によって閉じられるドレン口４４が開口されており、このドレン口４４を通して汚物貯留室３８内の汚物を外部に取り出すことができる。

つぎに、この実施例の作用について説明する。

図１に示すように、本発明にかかる濾過装置Ｆを、水槽Ｖの設置面よりも低位にセットし、濾過装置Ｆの入口Ｉに接続した吸水管１を水槽Ｖ内のストレーナ３に接続し、また濾過装置Ｆの出口Ｄに接続した吐出管２を水槽Ｖ内の水面上部に配置したシャワー管４に接続する。

つぎに、水ポンプＰを稼働すると、水槽Ｖ内の未清浄な水槽水は、ストレーナ３により粗大ゴミが除去され、吸水管２を通って濾過装置Ｆの密閉状濾過ケース１０内に流入、充填され、ここで濾過されて清清化されたのち、吐出管２を経てシャワー管４より、シャワー状となって水槽Ｖ内に還流される。

濾過ケース１０に流入した未清浄の水槽水は、連通路３３を経て３つの導水通路３０に分流して流れ、それらの導水通路３０の各複数の噴水口３１を通って未清浄室２８内へ流れる。複数の噴水口３１から未清浄室２８に流入した水槽水は、図３，５，６矢印ａに示すように、未清浄室２８内を渦流水となって一方向に流れて、濾過ユニットＵの横断面波状の濾材２６の凸面２６ａに当り、濾過ユニットＵを濾材２６と共に、図６矢印ｂに示すように、回転軸１５を中心として一方向（右方向）に回転させながら、濾材２６を通過して濾過され、清浄されたのち清浄室２９へと流れ、そこから第１の流入口３５を通って回転軸１５内の清浄水通路１６に流入する（第１の流れ）。回転する濾材２６には、その濾過面に汚物が万遍なく一様に付着し、またその濾過作用により、濾材２６に付着した魚糞、残餌、枯れ葉などの汚物のうち比較的粗大な汚物は、濾過ユニットＵの回転による遠心分離（サイクロン）作用により、濾材２６より分離して未清浄室２８内を下に落ち、連通口４０を通って汚物貯留室３８に貯留される。これにより、従来の固定された濾材に比べて濾材２６の目詰まりが可及的に低減される。

導水通路３０から未清浄室２８に流入した水槽水の一部は、図３〜７矢印ｃに示すように、濾材２６を通過することなく、すなわち濾過されずに支持壁１８の連通口４０を通過して汚物貯留室３８内に入り、そこから通口４２，４３および第２の流入口３６を通って回転軸１５内の清浄水通路１６内に流入する（第２の流れ）。

前述のように、回転軸１５内の清浄通路１６内には、濾材２６を通過して濾過された後の清浄な水槽水が、図３矢印ｄに示すように、第１の流入口３５を通って流入する（第１の流れ）と共に濾過されない、水槽水が、図３矢印ｅに示すように、汚物貯留室３７より第２の流入口３６を通って流入し（第２の流れ）、清浄水通路１６内では、水槽水の２つの流れ（第１，第２の流れ）が合流して該清浄水通路１６内を上昇し、流出口３４を経て出口Ｄより、水ポンプＰ内を通って水槽Ｖへと還流される。このように、濾過ケース１０内に流入した未清浄水のうち、その一部を濾材２６を通過させずに清浄水通路１６に流す（第２の流れ）ことにより、濾材２６を通過する水槽水の流速を減ずることができ、これにより、濾材２６に残餌、魚糞などの汚物の付着による好気性微生物の繁殖を促して未清浄水の微生物清浄を促進できる（濾材２６を通過する水の流速が早いと好気性微生物の繁殖が阻害される）上に、濾材２６の目詰まりを低減することができる。

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。

たとえば、前記実施例では、濾過ユニットＵには、上下２つの濾材支持フレーム１７ｕ，１７ｄを設けているが、濾材支持フレームは単体でもよく、３つ以上であってもよい。また、濾材支持フレームには、活性炭、麦飯石などの水の浄化要素を設けてもよい。

水槽にセットした状態を示す濾過装置の全体側面図 図１の２−２線に沿う拡大断面図 図２の３−３線に沿う断面図 図３の４−４線に沿う断面図 図３の５−５線に沿う断面図 図３の６−６線に沿う断面図 図３の７−７線に沿う断面図 濾過装置の要部破断斜視図

１０・・・・・・・・・・本体部分
１６・・・・・・・・・・清浄水通路
１７ｕ・・・・・・・・・濾材支持フレーム（上濾材支持フレーム）
１７ｄ・・・・・・・・・濾材支持フレーム（下濾材支持フレーム）
２６・・・・・・・・・・濾材
２８・・・・・・・・・・未清浄室
２９・・・・・・・・・・清浄室
３０・・・・・・・・・・導水通路
３１・・・・・・・・・・噴水口
３８・・・・・・・・・・汚物貯留室
Ｐ・・・・・・・・・・・水ポンプ
Ｕ・・・・・・・・・・・濾過油ユニット
Ｖ・・・・・・・・・・・水槽

Claims (5)

1. 密閉状濾過ケース（１０）と、この濾過ケース（１０）内に回転自在に設けられる濾過ユニット（Ｕ）と、水槽（Ｖ）内の水槽水を、前記濾過ケース（１０）内に強制循環させる水ポンプ（Ｐ）とを備え、
   前記濾過ユニット（Ｕ）は、濾過ケース（１０）内を前記水ポンプ（Ｐ）の吐出側に連通する未清浄室（２８）とその吸込側に連通する清浄室（２９）とに仕切る濾材（２６）を備え、
   前記未清浄室（２８）内には、その周方向に間隔をあけて前記水ポンプ（Ｐ）の吐出側に連通する水槽水の導水通路（３０）を設け、それらの導水通路（３０）に、未清浄室（２８）内を周方向に向けて開口する噴水口（３１）を設け、
   その噴出口（３１）より噴出する渦流水は、前記濾過ユニット（Ｕ）を強制回転させながら前記濾材（２５）を透過して濾過されたのち、前記清浄室（２９）に導かれて水槽（Ｖ）内に戻されるようにしたことを特徴とする、水槽用濾過装置。
2. 前記濾過ユニット（Ｕ）は、濾過ケース（１０）内を回転自在にフローティング支持される濾材支持フレーム（１７ｕ，１７ｄ）と、この濾材支持フレーム（１７ｕ，１７ｄ）に支持される筒状の濾材（２６）と、この濾材（２６）の内側に設けられ、前記清浄室（２９）を前記水ポンプ（Ｐ）の吸込側に連通する清浄水通路（１６）を備えていることを特徴とする、前記請求項１記載の水槽用濾過装置。
3. 前記濾材（２６）は、その外周面が断面波状に形成されていて、その外周面が前記噴水口（３１）より噴出する渦流水を受けて、前記濾過ユニット（Ｕ）を回転させるようにしたことを特徴とする、前記請求項１記載の水槽用濾過装置。
4. 前記濾過ケース（１０）の下部には、前記濾過ユニット（Ｕ）の回転により遠心分離された残餌などの汚物が収容する汚物貯留室（３８）が設けられていることを特徴とする、前記請求項１、２または３記載の水槽用濾過装置。
5. 前記未清浄室（２８）内に導かれた水槽水の一部は、前記汚物貯留室（３８）に流入し前記濾材（２６）を通過することなく清浄室（２９）に導かれることを特徴とする、前記請求項４記載の水槽用濾過装置。

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