JPH09503670A - 好気性アクアリウム濾過チャンバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アクアリウム水槽の外側の全体に配置された物理的瀘過装置と好気性バクテリア・フィルタの組合せ。水は、物理的瀘過チャンバ内に汲み上げられ、物理的瀘過装置のチャンバ壁を越えるレベルに達すると、やはりハウジング内に収容された好気性バクテリア・フィルタとアクアリウム水槽の双方に重力流によって溢れ出る。好気性バクテリア・フィルタに入る水は瀘過され、物理的瀘過装置に戻され、そこで瀘過が繰り返される。

Description

【発明の詳細な説明】 好気性アクアリウム濾過チャンバ 発明の技術分野 本発明は、一般的にはアクアリウム瀘過に関し、詳しくは、物理的及び好気性 バクテリアの組合せ型フィルタに関する。 発明の背景 有毒な廃棄物の蓄積を除くために、３つのタイプの瀘過的アプローチによる方 式が一般的に利用されている。１つの方式は、懸濁した廃棄物質を機械的なフィ ルタで物理的にトラップする物理的瀘過である。フィルタは、合成樹脂繊維のけ ばだった塊状の瀘材を利用する。砂や砂利の床も地下砂利形式のフィルタで利用 されている。 第２の周知のタイプの瀘過は、主として有機物の除去又は非活性化に関する化 学的瀘過である。活性化された炭素及びイオン交換樹脂が化学的瀘過に一般的に 使用される。上記タイプの瀘過は、周知であってしばしば利用されるものの、水 を浄化し、水棲動物自身の一般的に知られている有害排泄物のある種のものを除 去するには、一般に不十分である。 多分、最も重要でしかも最も利用されていない第３のタイプの瀘過は、生物学 的瀘過である。そのような生物学的瀘過は、生きている有機物、主としてバクテ リアにより達成される。アクアリウム（水棲生物飼育）では、有害なアンモニア タンクを除くのに役立つので、好気性瀘過が重要である。 好気性の硝化バクテリアは、その機能を果たすためには２つの基本的な要件が ある。第１は、適当な酸素の必要性である。第２は、それらが自身を付着させる 場所を必要とすることである。 好気性瀘過の高い性能を与える従来のフィルタは、複雑で、大型且つ高価であ る。湿式／乾式フィルタと呼ばれるこれらフィルタは、湿式部を成す機械的瀘過 を行なうチャンバと、有酸素チャンバ内の大量の酸素の故に乾式部を成す有酸素 チャンバとを有する。そのようなフィルタの１つは、1973年、11月27日の米国特 許第3,774,766号であり、該特許は、水槽から水を除くためにサイホン管を、瀘 過された水を水槽内に戻すためにポンプを夫々使用するフィルタを開示する。こ の装置は、アクアリウム水槽の外側に配置するのに適している。このフィルタは 、一次フィルタにアクアリウム水を引き込むためにサイホンを、好気的に瀘過さ れた水をアクアリウムに戻すためにポンプを必要とする。その結果、このフィル タは、フィルタの入力とフィルタの出力との間に、有酸素チャンバのオーバーフ ローの事態、及び、効率的に運転するためにアクアリウムに水を戻すポンプにと って十分な水を有しない事態の何れをも避けるために、均衡を必要とする。更に 、アクアリウムに水を汲み上げて戻すことを保証するために、有酸素チャンバを 通過して滴る水の適量を集めることをも必要とする。フィルタは、重力戻り機構 を利用するのに適していなく、水を戻すためにポンプを使用する。装置は、更に 、ポンプが故障し水がチャンバを溢れる場合の安全装置を有しない。 本発明の譲り受け人に付与された、1993年、１月５日の米国特許第5,176,824 号は、チャンバ底部のスリットを通過する重力戻り及び水をフィルタに汲み上げ る単一のインペラ型ポンプとを使用する改良された湿式／乾式フィルタを開示す る。好気性バクテリアフィルタは、アクアリウム水槽の内部又は上に配置しなけ ればならない。そのフィルタは、水のレベルより上の高さに配置しなければなら ず、しかも、適当な瀘過のためには、水が好気性媒体を滴り落ちるに充分な高さ を持たなければならない。 先のフィルタは主要な好気性瀘過を与えるものの、更なる改良及び改善は有益 である。そのようなフィルタをアクアリウム水槽の完全な外側に配置して容易に 清掃でき、且つ、水槽内の水のレベルよりも上に配置することを要しないならば 望ましい。好気性瀘過のために大きなエリアと、管に水を流し入れるための単一 のポンプ手段と、アクアリウム水槽内への重力戻りとを有することも出来る。上 記及び他の利点は、以下の記述で更に述べられる本発明によって達成される。 発明の開示 従って、本発明の目的は、改良された組み合わせ型湿式／乾式フィルタを提供 することである。 本発明の別の目的は、完全にアクアリウム水槽の外側に位置する組み合わせ型 湿式／乾式フィルタを提供することである。 本発明の更に別の目的は、水がフィルタを多数回循環するようにして瀘過を繰 り返す組み合わせ型湿式／乾式フィルタを提供することである。 本発明の更に別の目的は、瀘過水を重力によりアクアリウム水槽に戻すように することである。 本発明の更に別の目的は、瀘過水が物理的チャンバからアクアリウム水槽及び 好気性バクテリア・フィルタの双方に流れるように二つの水路を設けることであ る。 本発明の更に別の目的は、水がフィルタからこぼれたり、溢流したりしないよ うにすることである。 簡単に言えば、本発明に係る湿式／乾式フィルタは、アクアリウム水の瀘過に 供される。湿式チャンバは、粗い空隙のスポンジとフィルタカートリッジの形態 の物理的フィルタを収容している。好気性バクテリア・フィルタは、好気性バク テリアが付着している媒体を収容している。組み合わせフィルタは、完全にアク アリウム水槽の外側に、更に詳細にはアクアリウム水槽の外壁に配置され、アク アリウム水槽に瀘過水を重力により戻し、これにより水がフィルタから溢流した り、アクアリウム水槽の外側にこぼれたりしないようにしている。 運転では、水は、アクアリウム水槽からポンピングにより抜き出され、フィル タに送られる。水は、フィルタハウジングに収容されている物理的フィルタチャ ンバに流路チューブを経由して送水される。水が物理的フィルタチャンバを充た すにつれて、水は、物理的フィルタを通って流れる。水が物理的フィルタチャン バの頂部に達したとき、水は２本の溢流路に到達する。一方の溢流路は、アクア リウム水槽に水を返し、他方の溢流路はフィルタハウジング内の好気性バクテリ ア・フィルタチャンバに水を送水する。好気性バクテリア・フィルタに送水され た水は、好気性バクテリア・フィルタ媒体を通って滴下する。水面が好気性バク テリア・フィルタチャンバ内で上昇するにつれて、流路チューブ周りに設けられ た浮きカラが上昇し、その結果、流路チューブの孔が露出する。好気性バクテリ アチャンバ内の水は流路チューブに入りアクアリウム水槽からの水に合流する。 合流した水は連続して物理的フィルタに流れ込み、そこで、プロセスが繰り返さ れる。 本発明の実施例では、好気性バクテリアチャンバは、内側チャンバハウジング と、好気性バクテリア・フィルタ媒体と、流路チューブがその中に配置された外 側チャンバとから構成され、内側チャンバからの水は、外側チャンバに流れ込む 。 図面の簡単な説明 図１は本発明に係る組み合わせ型湿式／乾式フィルタの斜視図である。 図２は本発明に係る組み合わせ型湿式／乾式フィルタを流過するアクアリウム 水の流路を図示する。 図３は外側ハウジングを外した状態での図１のフィルタの斜視図である。 図４は図３のフィルタの詳細図であって、フィルタを通る水の流路を図示する 。 図５は外側ハウジングを外した状態での図１のフィルタをその底部から見た斜 視図である。 発明の詳細な説明 図１には、総括的に数字１０で示すアクアリウム・フィルタの全体が示されて いる。フィルタ全体は、外側ハウジング１２で囲まれている。外側ハウジング１ ２は、前後に対向した前壁１２及び後壁１６、左右に対向した左壁１８、右壁２ ０、及び、底壁２２を有する。上側２４は無く、開放されている。前壁１４はそ の幅方向を横切って水平に突出する突出部２６を有する。前壁１４は、上部の対 向する端部に２個の切り込み部２８及び３０を有する。取り入れチューブ３２が ハウジング１２の内側から切り込み部２８を通って外側に伸びている。溢流路３ ４が切り込み部３０を通って外側に伸びている。 図３及び図５に示すように、ハウジング１２は、取り入れチューブ３２に連結 し、底面に貫通孔３８を有する流路チューブ３６を包囲している。浮きカラ４０ は、流路チューブ３６をぴったりした状態で貫通して摺動自在に取り付けられて いる。流路チューブ３６の底部には、数字４２で総括的に示すインペラーハウジ ングが設けてある。インペラーハウジング４２の浮きカラ４０とは反対の面には 駆動装置４４が連結されている。駆動装置及びインペラーは、既知の構造であっ て、本発明と同じ譲受人が譲り受けた１９８８年４月５日付けの米国特許、第4, 735,715号で十分に説明されている。また、流路４６が流路チューブ３６に連結 されている。流路チューブ３６は、インペラー４２の出口で貫通孔３８の下の位 置で流路４６に連結されている。流路４６は流路チューブ３６を湿式チャンバ４ ８に接続している。ストレーナ５０、粗い空隙のスポンジ５２及びバイオ・バク ・フィルタ５４のいずれか又は全部で構成されるフィルタが、湿式チャンバ４８ 内に格納されている。バイオ・バク・フィルタ５４は、使用可のフィルタカート リッジの一つの例である。乾式チャンバ５６として示されている好気性バクテリ ア・フィルタは、湿式チャンバ４８と流路チューブ３６との間に配置されている 。第２の溢流路７０は湿式チャンバ４８と乾式チャンバ５６との間に存在し、か つ乾式チャンバ５６の上面上に配置されている。乾式チャンバ５６の頂部には、 滴下トレイ５８が設けてある。滴下トレイ５８は、多数個の孔６０を有する。乾 式チャンバ５６の側壁には開口又はスリット６２が設けてある。好気性バクテリ ア繁殖を維持する媒体７２、例えば熱可塑性樹脂製小管が乾式チャンバ５６内に 収められている。貫通孔６４が乾式チャンバ５６の底壁に沿って設けてある。取 り入れチューブ３２と流路チューブ３６との間には弁６６が設けてある。また、 取り入れチューブ３２と流路チューブ３６との間には、安定化装置６８が設けて ある。 図２及び図４を参照して、この組み合わせ型湿式／乾式フィルタの運転を説明 する。組み合わせ型湿式／乾式フィルタはアクアリウム水槽の外側に配置され、 フィルタハウジング１２の外側に沿って水平に伸びる突出部２６によりアクアリ ウム水槽に保持される。取り入れチューブ３２は、アクアリウム水槽を充たす水 中に位置し、溢流路３４はアクアリウム水槽の壁を越えて伸び、その先端はアク アリウム水槽の上に位置する。取り入れチューブ３２は安定化装置６８により適 所に保持される。 駆動装置４４が起動された時、ハウジング４２内のインペラー装置は、回転し てアクアリウム水槽から水を取り入れチューブ３２に抜き出す。駆動装置４４及 びインペラー装置の運転は、前掲の１９８８年４月５日付けの米国特許、第４， ７３５，７１５号で説明されている。取り入れチューブ３２に抜き出される水量 は、取り入れチューブ３２の頂部の弁６６により調整される。取り入れチューブ ３２に抜き出された水は、流路チューブ３６、インペラー装置及び流路４６を流 れて湿式チャンバ４８に流入する。 更に多くの水が湿式チャンバ４８に流れ込むにつれて、湿式チャンバ４８は水 で充満し始める。湿式チャンバ４８の水面は、従って、水をストレーナ５０、粗 い空隙のスポンジ５２、フィルタカートリッジ５４に流す。このようにして、水 は物理的に瀘過される。水面が湿式チャンバ４８の頂部に達すると直ちに、水は 溢流路３４及び７０の双方を通ってチャンバから流れ出る。第１の溢流路３４は アクアリウム水槽に水を戻す。第２の溢流路７０は乾式チャンバ５８の頂部に水 を配水する。滴下トレイ６０が乾式チャンバ５８を覆っている。滴下トレイ６０ は乾式チャンバ５８に水を分散し、乾式チャンバ５８の横断面の全面で水を一様 に滴下させる。乾式チャンバ５８に流入する水は熱可塑性樹脂製小管のような好 気性バクテリア支持媒体７２の上を流れる。これにより、バクテリアはこの媒体 ７２上で繁殖する。これらバクテリアを存在させることにより、刺激性アンモニ アのタンクを省略することができる。このような瀘過手段は、既知であって、１ ９９３年１月５日付けの米国特許、第５，１７６，８２４号及び前掲特許で説明 されている。また、相互に連結された多重の内壁で好気性バクテリア・フィルタ チャンバを形成し、回り道式の流路及び溝を構成しても良い。これにより、バク テリアが付着できる拡大表面を設けることができる。 水が媒体上を流れるに連れて、水は乾式チャンバ５８の底壁の孔６４を通り、 乾式チャンバ５８から外側ハウジング１２内に流出する。外側ハウジング１２は 水を保持するようになっている。水面が外側ハウジング１２内で上昇するに連れ て、流路チューブ３６の周りの浮きカラ４０は水面に浮き、上昇する。浮きカラ ４０が上昇するに連れて、浮きカラ４０は流路チューブ３６の貫通孔３８を露出 する。浮きカラ４０が下降すると、浮きカラ４０はそれだけ孔３８を覆い、水の 流量を減少させる。フィルタの運転中、浮きカラ４０は、通常、孔３８に関し平 衡位置にある。浮きカラ４０は、閉塞或いは他の支障が生じない限り、通常、こ の平衡位置にある。 外側ハウジング１２内の水は、この孔３８を通って流路チューブ３６に入り、 アクアリウム水槽から流路４６を通って湿式チャンバ４８に汲み上げられた水と 混合する。水は、湿式チャンバ４８でこのようにして瀘過され、第１の溢流路３ ４を流れてアクアリウム水槽に戻り、第２の溢流路７０を流れて乾式チャンバ５ ８に流入する。フィルタが運転中である間はずっと、このプロセスが、連続して 繰り返される。スリット６２は、好気性バクテリア媒体を空気に露出させること ができる。 このフィルタ全体がアクアリウム水槽の外側に配置されるようになっているの で、従来のフィルタにあった制約の多くを排除することができる。好気性バクテ リア・フィルタの高さは、水を重力によりアクアリウム水槽に戻す限り、従来の フィルタの制約の一つであった。重力による戻しを維持するために、これらのフ ィルタは、アクアリウム水槽の内部でアクアリウム水槽内の水面の上に配置せざ るを得なかった。好気性バクテリア瀘過を行う従来のフィルタは、若しアクアリ ウム水槽の外側に配置されたならば、重力による水の戻しを採用することは出来 ず、またアクアリウム水槽に水を戻すために第２のポンプを必要とした。本発明 に係るフィルタは、重力による水の戻しを利用し、かつこのフィルタに水を送水 するためのポンピング装置を使用している。更に、このフィルタは好気性バクテ リア・フィルタの寸法に対する従来技術の制約を除去している。これは、好気性 バクテリア・フィルタがバクテリア繁殖を維持する媒体をより多量に収容して、 水をより好気性バクテリア的に瀘過できるようにしている。 アクアリウム水槽の外側にフィルタ全体を配置することにより、フィルタの交 換を容易にしている。駆動装置がオフにされると直ちに、チャンバ内の過剰な水 はアクアリウム水槽に溢流するようになっている。アクアリウム水槽内に水を安 定して確保することができ、また、フィルタを単に持ち上げることによりアクア リウム水槽からフィルタを取り出すことができる。フィルタ全体がアクアリウム 水槽の外側に配置されているので、アクアリウム水槽の内部を乱すようなことは 生じない。フィルタを交換したら即座に、フィルタ全体をアクアリウム水槽に戻 すことができる。 以上に、本発明の好適な実施例を説明したが、本発明の要旨及び範囲から逸脱 することなく、当然に、種々な変更及び改変を行うことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． アクアリウム水槽内の汚染されたアクアリウム水を生物学的に瀘過するた めの好気性瀘過手段とアクアリウム水の物理的瀘過のための瀘過手段との組合わ せであって、該組合せが、 アクアリウム水槽の外側壁に接するように、好気性瀘過手段と物理的瀘過のた めの瀘過手段の双方を配置する手段と、 物理的瀘過のための瀘過手段から出る水を、アクアリウム水槽及び好気性瀘過 手段の双方に導入する手段であって、該物理的瀘過手段の上部に配置される手段 と、 アクアリウム水槽から水を引き出して、該引き出された水を物理的瀘過のため の瀘過手段に供給する引出し手段とを備え、前記引出し手段が、更に、好気性瀘 過手段により瀘過された水を集め、該瀘過された水を直接的に物理的瀘過のため の瀘過手段に供給して、付加的な時間の物理的瀘過を行なうことを特徴とする組 合せ瀘過装置。 ２． 前記導入する手段が第１及び第２の溢流路を有し、該第１の溢流路は、重 力流によってアクアリウム水槽に水を戻すためにアクアリウム水槽の上に張り出 すように配置され、前記第２の溢流路は、重力流によって好気性瀘過手段に水を 導入するように好気性フィルタの上に張り出すように配置される、請求項１に記 載の組合せ瀘過装置。 ３． 前記導入する手段が、取り入れチューブと、該取り入れチューブの底部に 接続される水路と、取り入れチューブの底部に同様に接続されるポンプ手段とを 備え、アクアリウム水がポンプ手段によって取り入れチューブに注ぎ込まれて前 記水路を通ってポンプ手段に供給される、請求項２に記載の組合せ瀘過装置。 ４． 前記取り入れチューブが、その底部に形成された穴と、前記取り入れチュ ーブの周りに摺動可能に配置されて、好気性瀘過手段から前記穴を経由して前記 取り入れチューブに流入して物理的瀘過のための瀘過手段に供給される水を制御 する、請求項３に記載の組合せ瀘過装置。 ５． 好気性瀘過手段に導入される水を供給するために好気性瀘過手段の上部に 位置して好気性瀘過手段に均一な滴りを供給する散水手段を更に備える、請求項 ４に記載の組合せ瀘過装置。 ６． アクアリウム水槽の水を瀘過する方法であって、 アクアリウム水槽から物理的瀘過チャンバに水を注ぎ込むステップと、 瀘過チャンバ内で水を瀘過するステップと、 第１及び第２の溢流路を夫々経由して、前記瀘過された水をアクアリウム水槽 及び好気性瀘過チャンバに供給するステップと、 好気性瀘過チャンバに供給された水を好気性瀘過するステップと、 前記好気性瀘過された水を、瀘過するために物理的瀘過チャンバに戻すステッ プとを含み、 上記ステップを水が汲み上げられる限り繰り返すことを特徴とする瀘過方法。 ７． アクアリウム水槽から物理的瀘過チャンバに汲み上げられる水が流路を経 由して流れる、請求項６に記載の方法。 ８． 好気性瀘過された水が、前記流路に該流路の穴を経由して戻り、更に、前 記流路を経由して物理的瀘過チャンバに流入する、請求項７に記載の方法。 ９． 前記流路に供給されたハウジング内の水が浮きカラによって制御される、 請求項８に記載の方法。 １０． 好気性瀘過チャンバに供給された水が散水手段によって好気性瀘過チャ ンバの全体に平均に分配される、請求項６に記載の方法。