JPH08126449A

JPH08126449A - 濾過装置

Info

Publication number: JPH08126449A
Application number: JP29044794A
Authority: JP
Inventors: Yoji Nagano; 洋士長野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】電気モータの不要化、濾過効率の向上、及び
生物濾過の促進ができ、運転費が安い濾過装置を提供す
る。【構成】ハウジング１内を隔壁２により沈殿室３と濾
材収容室４とに分離し、沈殿室内に水槽底部より原液を
隔壁に向けて案内放流する導入筒５を設け、隔壁に導入
筒から放流される原液を沈殿室方向に反らす反射面２ａ
を設け、隔壁の両側に沈殿室を濾材収容室に連通する通
路を形成し、濾材収容室に好気性バクテリアを付着させ
た濾材６を収容し、濾材収容室の上部を外部に連通する
通気口７を設けてなる濾過器Ａと、エアポンプＢと、エ
アポンプの吐出するエアを通気口を経て濾材収容室の上
部に供給する状態と、濾材収容室の上部から通気口を経
て外部に排出する状態とを一定の条件の元で切換える制
御器Ｄとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に観賞水中動植物用
の水槽などで使用される濾過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、観賞魚用水槽で用いられる濾過
装置は、観賞魚が放出する糞や残餌などの水質汚濁要素
を水から除去して浄化するために用いられるが、従来の
濾過装置は、単に濾材濾過のみ、又は濾材濾過と生物濾
過の組合わせを用いるものである。

【０００３】また、従来の濾過装置は、濾過装置内に循
環水流を生じさせるために、水ポンプを用いているが、
その水ポンプの回転のために、電気モータを使用してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の濾材濾
過のみを用いる濾過装置は、濾過効率が低い。また、濾
材にバクテリアなどが発生すると、自然に生物濾過が行
われるが、従来の濾過装置では、濾材が常に浸潤状態に
ある。そのため、濾材には汚濁物質から発生する嫌気性
バクテリアのみが付着し、優れた濾過機能を発揮する好
気性バクテリアが発生できない。

【０００５】このため、従来の濾過装置を用いる観賞魚
用水槽では、用水が浄化されても、藻類や細菌が増殖し
て水槽の壁の内面が汚染され、透明度が低下して、観賞
に耐えない状況で放置されている例がしばしば見られ
る。

【０００６】さらに、電気モータ駆動式水ポンプを使用
するから、これを水槽上部又はその付近に設置する場合
に、水槽内の動物又は人に対して感電事故などを起こし
易いという問題があった。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、電気モータの使用を不要にし、多段濾過により
濾過効率を高め、かつ、生物濾過を促進して、全体とし
て著しく濾過効率が増大された濾過装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】また、電気モータの不要化、濾過効率の向
上、及び生物濾過の促進のための構成及び制御が簡単に
でき、運転費が安い濾過装置を提供することを目的す
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る濾過装置は、基本的には、汚濁要素を
捕捉するための水流発生を空気圧を利用することにより
電気モータの使用を不要にし、一台で複数の濾過原理を
実行することにより濾過効率を高め、かつ、好気性バク
テリアに空気を接触させることにより生物濾過を促進し
て、全体として濾過効率を著しく増大させたものであ
る。

【００１０】すなわち、本発明は、濾過器とエアポンプ
と制御器とを有し、濾過器は、ハウジングの内部を中間
の隔壁により沈殿室と濾材収容室とに上下に分離し、沈
殿室内に水槽底部より原液を隔壁に向けて案内放流する
導入筒を設け、隔壁には、導入筒の開口に対面する位置
に、その導入筒から放流される原液を沈殿室方向に反ら
す反射面を設け、かつ、その反射面の前記導入筒の開口
に対面する位置の両側において沈殿室を濾材収容室に連
通する通路を形成し、濾材収容室に好気性バクテリアを
付着させた濾材を収容し、ハウジングに濾材収容室の上
部をハウジングの外部に連通する通気口を設けてなり、
制御器は、エアポンプの吐出するエアを通気口を経て濾
材収容室の上部に供給する状態と、濾材収容室の上部か
ら通気口を経て外部に排出する状態とを一定の条件の元
で切換えるものであることを特徴としている。

【００１１】また、他の実施形態では、濾過器とエアポ
ンプと切換弁と制御器とを有し、濾過器は、ハウジング
の内部を中間の隔壁により沈殿室と濾材収容室とに上下
に分離し、沈殿室内に、水槽底部の原液を前記隔壁に向
けて案内放流する導入筒を設け、隔壁には、前記導入筒
の開口に対面する位置に、その導入筒から放流される原
液を沈殿室方向に反らす反射面を設け、かつ、その反射
面の前記導入筒の開口に対面する位置の両側において沈
殿室を濾材収容室に連通する通路を形成し、濾材収容室
に、好気性バクテリアを付着させた濾材を収容し、前記
ハウジングに濾材収容室の上部をハウジングの外部に連
通する通気口を設けてなり、切換弁はエアポンプの吐出
するエアを前記通気口を経て濾材収容室の上部に供給す
る状態と、濾材収容室の上部から前記通気口を経て外部
に排出する状態とを切換えるものであり、制御器は、所
定時間ごとに前記切換弁を交互に前記二つの状態に切換
えるものであることを特徴している。

【００１２】そして、上記制御器は、切換弁によりエア
ポンプからのエアを濾過器の濾材収容室に供給する状態
を、その濾材収容室に供給されるエアがその濾材収容室
の底部に達するまで継続し、前記切換弁により前記濾過
器の濾材収容室の上部からエアを排出する状態を、その
濾材収容室からのエアの排出によりその濾材収容室内の
水面がその濾材収容室の上部に達するまで継続するよう
に、前記切換弁の切換え動作を行うことを特徴としてい
る。

【００１３】また、制御器は、可変タイマと、そのタイ
マの出力に応じてＯＮ・ＯＦＦ状態を交互に切換える出
力回路と、その出力回路の出力により切換弁の切換え動
作をさせるドライバ回路とからなることを特徴としてい
る。

【００１４】

【作用】上記構成の濾過装置は、濾過器を水槽の水中に
沈めて用いられる。制御器がエアポンプからのエアを濾
過器の濾材収容室に供給するときは、濾材収容室の上部
まで浸透している水がエアにより押し下げられ、その水
面は濾材収容室の底部まで至る。従って、濾材に好気性
バクテリアが付着されてある場合は、このバクテリアが
外気に触れ、活性化される。また、原水に嫌気性バクテ
リアが存在する場合は、濾材収容室の中でエアに接触し
たときに死滅される。

【００１５】制御器がエアを所定時間濾過器に供給した
後は、エアポンプからのエアを大気側に放出させるの
で、濾材収容室内の気圧が低くなるため、水槽内の水の
内、濾過器内の水面が濾材収容室を上昇し、濾材収容室
内のエアを外気に排出する。これに伴い、水槽内の原水
が導入筒を通って上昇し、隔壁の反射面に勢い良く衝突
して、沈殿室内の方向に案内される。沈殿室内に至る
と、水流が減衰されるので、原水に含まれる汚濁因子
は、慣性によりさらに沈殿室内方に移動し、そのまま沈
殿室の下方に沈降する。

【００１６】導入筒から放出され、隔壁の反射面に当た
って沈殿室方向に流れた水は、隔壁の両側の通路を経
て、濾材収容室内に進入する。この場合、沈殿室に沈殿
しなかった、隔壁の通路よりも小さい汚濁因子も、水と
一緒に濾材収容室に至り、濾材に物理濾過される。そし
て、その汚濁因子は、濾材に付着しているバクテリアに
より生物濾過される。

【００１７】濾過器の濾材収容室からのエア排出が所定
時間行われると、制御器は、エアポンプからのエアを濾
材収容室に供給するため、前述の場合と同様に濾材に付
着してある好気性バクテリアを活性化させ、あるいは、
濾材に捕捉された藻類や細菌などが死滅される。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本実施例装置の構成及び作用を説明する
断面図であり、図２は、隔壁の形状構造及び導入筒と隔
壁との位置関係、並びに水の流れを示す要部の斜視図で
ある。図３，４は、切換弁の具体的例を示す図、図５
は、この濾過装置の動作を説明するタイムチャートであ
る。

【００１９】本実施例装置は、濾過器Ａと、エアポンプ
Ｂと、切換弁Ｃと、制御器Ｄとを有している。

【００２０】濾過器Ａは、ハウジング１を有する。ハウ
ジング１は、その内部を中間の隔壁２により沈殿室３と
濾材収容室４とに上下に分離してある。沈殿室３内に
は、水槽底部より原液を隔壁２に向けて案内放流する導
入筒５を設けてある。隔壁２には、導入筒５の開口に対
面する位置に、その導入筒から放流される水を沈殿室３
方向に反らす反射面２ａを設けてあり、かつ、その反射
面の導入筒５の開口に対面する位置の両側において、沈
殿室３を濾材収容室４に連通する通路２ｂが形成してあ
る。

【００２１】濾材収容室４には、好気性バクテリアを付
着させた濾材６が収容されている。ハウジング１の上部
には、濾材収容室４の上部をハウジングの外部に連通す
る通気口７が設けられている。

【００２２】沈殿室３と濾材収容室４との間を仕切る隔
壁は、一枚（２）のみでも良いが、隔壁２の通孔２ｂを
通過した水が、濾材収容室４の中に円滑に、かつ満遍な
く流入し、かつ、流出することを可能にするため、図示
の例では、隔壁２の上側に、これから若干離間した位置
にもう一枚の隔壁８が設けてあり、両隔壁の間に流路９
を形成し、かつ、隔壁７に適当な相互間隔をもって通孔
８ａが設けてある。

【００２３】エアポンプＢの吐出口は、連結管１０によ
り切換弁Ｃに接続され、また、切換弁Ｃは、連結管１１
により上記濾過器Ａの通気口７に接続されている。切換
弁Ｃは、制御器Ｄからの制御信号により、エアポンプＢ
の吐出するエアを通気口７を経て濾材収容室４の上部に
供給する状態と、エアポンプＢの吐出するエアを大気側
に放出し、かつ、濾材収容室に入っているエアを通気口
７を経て大気側に排出する状態とを切換えるものであ
る。このような切換弁は、図３に示すような、４ポート
２位置切換弁又は図４に示すような４ポート３位置切換
弁など、あるいは、既知のロータリー切換弁を用いるこ
とができる。

【００２４】制御器Ｄは、上記切換弁によるエアポンプ
Ｂの吐出するエアを濾過器Ａに供給する状態と、エアポ
ンプＢの吐出するエアを大気側に放出し、かつ、濾過器
Ａのエアを大気側に排出する状態とを交互に切換えるた
めの制御信号を切換弁Ｃに与えるものである。このよう
な制御器は、例えば、図１に示すように、電源投入スイ
ッチのＯＮ動作により電源をエアポンプＢに与える電源
回路１２と、その電源回路から与えられる電源により起
動し、計測値が所定値になるたびにパルスをサイクリッ
クに出力するタイマ１３ａと、そのタイマの出力パルス
によりＯＮ状態とＯＦＦ状態に交代変化するフリップフ
ロップ（双安定マルチバイブレータ）などを用いる出力
回路１３ｂと、その出力回路の出力に基づいて切換弁Ｃ
に制御信号を与えて、切換え動作をさせるドライバ回路
１３ｃとから構成された制御回路１３を有している。

【００２５】しかし、制御器Ｄは、エアポンプＢの吐出
するエアを濾過器Ａに供給する状態と、エアポンプＢの
吐出するエアを大気側に放出し、かつ、濾過器Ａのエア
を大気側に排出する状態とを交互に切換える制御を行う
ならば、その構成は何等限定されない。タイマを用いる
ものに限らず、エアポンプＢに流量計を取付け、エアポ
ンプからの吐出量が一定量になるたびに自動的に切換弁
Ｃを切換えたり、エアポンプＢの駆動と停止を交互に行
うものでも良い。

【００２６】上記の構成により、この濾過装置を用いる
場合は、濾過器Ａを水槽Ｔ内の水Ｗに沈めて固定され
る。この時、切換弁Ｃは図５に示すように、非駆動状
態、すなわち、濾過器内のエアが排気される側に切換え
られているので、水槽内の原水Ｗが濾過器の底部から、
すなわち、導入筒５の底部から濾過器内に入り込む。こ
の原水の進入に伴って、濾過器内の空気がすべて通気口
７から連結管１０及び切換弁Ｃを介して大気側に排出さ
れる。

【００２７】沈殿室３に水が充満した後の水の流れは、
導入筒５の上端部から流出する水が、まず、隔壁の反射
面に当たり、沈殿室３の方向に反射され、拡散される。
そして、沈殿室に入った水は、流れが非常に緩やかにな
るため、原水に含まれる糞や残餌、その他の浮遊汚濁物
質Ｐが沈殿室３の下方に沈下する。すなわち、濾過器内
に進入した原水について沈殿濾過が行われる。

【００２８】なお、１４は、導入筒５の上端部に、隔壁
２の反射面２ａとほぼ平行に伸びる補助案内板であり、
導入筒から流出する水が、沈殿室内の導入筒からできる
だけ遠い位置まで誘導案内するために設けてある。これ
により、原水に含まれる汚濁因子の沈殿効果が促進され
る。

【００２９】隔壁２には、導入筒の上方位置の両側にお
いて通孔２ｂが設けてあるため、図２に示すように、沈
殿室に流入した水は、沈殿室の上部を還流した後、両側
の通孔２ｂ方向に流れ、その通孔を通って上下の隔壁
８，２の間の流路９に流れ込み、上側の隔壁に設けてあ
る通路８ａから濾材収容室４の中に進入する。上側の隔
壁には複数個の通路が間隔的に配設してあるので、水の
進入が円滑に行われる。

【００３０】この濾材収容室には、例えば、フェルトそ
の他の通水性の良い濾材６が収容してあるので、隔壁の
通孔２ａを通過した小さな汚濁物質は、この濾材６で濾
材濾過される。また、この濾材には、好気性バクテリア
が付着してあるので、濾材収容室まで上昇した水に水槽
内の動物の糞などから発生したリンや窒素などにより繁
殖した藻類や細菌が含まれている場合は、そのバクテリ
アにより殺され、生物濾過が行われる。濾材６の汚濁物
質捕捉量が増えると、閉塞濾過が始まり濾過効率が向上
する。

【００３１】次に、電源投入スイッチをＯＮすると、制
御器Ｄが、エアポンプＢを駆動させるとと同時に、制御
回路１３を介して切換弁Ｃを動作させて、エアポンプが
吐出するエアを濾過器Ａの濾材収容室４に供給するた
め、それまで濾過器の濾材収容室、流路９及び導入筒５
に充満していた濾過水が逆流し、濾過器Ａの底部から水
槽Ｔに排出される。そして、濾材収容室には、その上部
からエアが吹き込まれるため、それまで浸潤していた濾
材６に空気が触れる。このため、濾材に付着している好
気性バクテリアが曝気作用により活性化され、嫌気性バ
クテリアは死滅される。

【００３２】しかし、制御器Ｄによる切換弁Ｃの切換え
動作時間は所定時間に設定されているので、エアポンプ
から吹き込まれるエアが濾材収容室の下端部又は流路に
到達したときに、エアの供給が停止される。そして、エ
アの供給量は水の逆流によって沈殿室に沈殿している汚
濁物質が舞い上がって導入筒から水槽内に逆流すること
がない程度に制限されている。

【００３３】続いて、所定時間のエア供給の後は、制御
器Ｄは再び切換弁Ｃを他の位置に切換えるため、濾過器
の濾材収容室が外気に連通するので、水槽内の水が当初
に説明した場合と同様に導入筒５から上昇し、その水に
含まれる汚濁物質Ｐが沈殿濾過、濾材濾過及び生物濾過
により多段式に濾過され、また、濾材の好気性バクテリ
アが再び活性化される。

【００３４】従って、エアポンプが駆動されている間
は、水の濾過器への吸込み及び濾過作用と、濾過水の水
槽への還流及び濾材の曝気作用とが交互に行われ、水槽
内の水が浄化される。また、曝気作用により、水中に発
生した藻類及び細菌が低減され、嫌気性バクテリアが増
殖しないので、水槽Ｔの壁内面が汚染されて、水槽の透
明度が悪化することなく、常に水槽中の動植物を良く観
賞することができる。

【００３５】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、エアポ
ンプが吐出するエアを濾過器の濾材収容室に吹込むこと
と、その濾材収容室からエアを大気に放出させることと
を交互に切換えるだけであるので、従来と異なり、水ポ
ンプを駆動するための電気モータの使用が不要になる。
従って、感電事故などが防止される。

【００３６】また、濾過器では、沈殿濾過と、濾材濾過
と、生物濾過とを複合的に行うので、濾過効率を向上す
る。

【００３７】さらに、濾材収容室にエアが吹込まれるた
め、濾材に付着された好気性バクテリアが活性化し嫌気
性バクテリアが増殖しないので生物濾過が促進されるた
め、全体として濾過効率が著しく増大される。

【００３８】そして、切換弁の切換え又はエアポンプの
駆動と停止の切換えにより、濾過器へのエア供給と濾過
器からエアの排出を交互に行うので、電気モータの不要
化、濾過効率の向上、及び生物濾過の促進のための構成
及び制御が簡単にでき、運転費が安い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の使用状態を示す断面図であ
る。

【図２】導入筒と隔壁との位置関係及び隔壁の構造並び
に水の流れを示す要部の斜視図である。

【図３】切換弁の一例を示す図である。

【図４】切換弁の他の例を示す図である。

【図５】本実施例装置の動作を説明するタイムチャート
である。

【符号の説明】

Ｔ水槽Ｗ水Ｐ汚濁物質Ａ濾過器１ハウジング２８隔壁３沈殿室４濾材収容室５導入筒６濾材７通気口８隔壁８ａ通孔９流路Ｂエアポンプ１０連結管Ｃ切換弁１１連結管Ｄ制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過器と、エアポンプと、制御器とを有
し、前記濾過器は、ハウジングの内部を中間の隔壁により沈
殿室と濾材収容室とに上下に分離し、前記沈殿室内に水
槽底部より原液を前記隔壁に向けて案内放流する導入筒
を設け、前記隔壁には、前記導入筒の開口に対面する位
置に、その導入筒から放流される原液を沈殿室方向に反
らす反射面を設け、かつ、その反射面の前記導入筒の開
口に対面する位置の両側において前記沈殿室を前記濾材
収容室に連通する通路を形成し、前記濾材収容室に好気
性バクテリアを付着させた濾材を収容し、前記ハウジン
グに前記濾材収容室の上部をハウジングの外部に連通す
る通気口を設けてなり、前記制御器は、前記エアポンプの吐出するエアを前記通
気口を経て前記濾材収容室の上部に供給する状態と、前
記濾材収容室の上部から前記通気口を経て外部に排出す
る状態とを一定の条件の元で交互に切換えるものであ
る、ことを特徴とする濾過装置。
【請求項２】濾過器と、エアポンプと、切換弁と、制御
器とを有し、前記濾過器は、ハウジングの内部を中間の隔壁により沈
殿室と濾材収容室とに上下に分離し、前記沈殿室内に水
槽底部より原液を前記隔壁に向けて案内放流する導入筒
を設け、前記隔壁には、前記導入筒の開口に対面する位
置に、その導入筒から放流される原液を沈殿室方向に反
らす反射面を設け、かつ、その反射面の前記導入筒の開
口に対面する位置の両側において前記沈殿室を前記濾材
収容室に連通する通路を形成し、前記濾材収容室に好気
性バクテリアを付着させた濾材を収容し、前記ハウジン
グに前記濾材収容室の上部をハウジングの外部に連通す
る通気口を設けてなり、前記切換弁は、前記エアポンプの吐出するエアを前記通
気口を経て前記濾材収容室の上部に供給する状態と、前
記濾材収容室の上部から前記通気口を経て外部に排出す
る状態とを切換えるものであり、前記制御器は、所定時間ごとに前記切換弁を交互に前記
二つの状態に切換えるものである、ことを特徴とする請
求項１記載の濾過装置。
【請求項３】制御器は、切換弁によりエアポンプからの
エアを濾過器の濾材収容室に供給する状態を、その濾材
収容室に供給されるエアがその濾材収容室の底部に達す
るまで継続し、前記切換弁により前記濾過器の濾材収容
室の上部からエアを排出する状態を、その濾材収容室か
らのエアの排出によりその濾材収容室内の水面がその濾
材収容室の上部に達するまで継続するように、前記切換
弁の切換え動作を行うことを特徴とする請求項２記載の
濾過装置。
【請求項４】制御器は、可変タイマと、そのタイマの出
力に応じてＯＮ・ＯＦＦ状態を切換える出力回路と、そ
の出力回路の出力により前記切換弁の切換え動作をさせ
るドライバ回路とからなることを特徴とする請求項２又
は３記載の濾過装置。