JPH10192614A - 浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 糸巻きフィルターなど使い捨て濾材を使用す
る浄化装置において、長期にわたって効率的に濾過を行
うことができる浄化装置を提供すること。 【解決手段】 内部空隙２９を有する濾過フィルター２
１と、その濾過フィルター２１を収納するためのハウジ
ング５及びベース３と、前記濾過フィルター２１外周と
ハウジング５内壁との間の流路５ａに水を流入させるた
めの入水口１３と、前記内部空隙２９に連通して水を流
出させるための出水口１１と、前記濾過フィルター２１
の外周とハウジング５内壁との間の流路５ａから、前記
濾過フィルター２１の他端側より内部空隙２９へ直接水
を通水するアダプター３３とを備え、前記流路５ａは、
前記入水口１３から水の流動方向に遠ざかるに従って、
前記流動方向とは直交する方向の断面積が徐々に小さく
なるように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過体を具備した
容器内に水を通過せしめて、浄化、ろ過する浄化装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、広く使用されている浄化装置の一
例として、図３に示すような構成のものがある。

【０００３】これは、家庭の浴槽に取り付ける浴用水の
強制循環濾過装置の一種で、一日中浴用水を強制循環し
ながら浄化し、所望の入浴温度に保温し、２４時間いつ
でも清潔な湯に入浴でき、さらに湯の交換が長期間にわ
たって不要になるといったことで市場で認知されている
循環浄化装置１００に組み込まれている浄化槽の一例で
ある。

【０００４】浄化槽１０１内部には、多孔質のセラミッ
クボール等の瀘過材１０３が収納されたメッシュ状のバ
ケットである瀘過材収納容器１０５が取り外し可能に収
納されている。汚染水は、底部の流入口１０７から浄化
槽１０１へ入り、前記濾過材１０３中を通過しながら浄
化され、上側壁に設けた流出口１０９から導出される。

【０００５】濾過材は、一定期間使用している内に、濾
過材収納容器１０５内の濾過材１０３が汚れで目詰まり
することで浄化能力や通過流量が低下するので、浄化能
力及び流量を復活させるために、定期的に濾過材１０３
を清掃しなければならい。このための手段として、機械
的に攪拌しながら水を逆方向に流して汚れを流し出す方
法（逆洗浄方式）や、濾過材を外部へ取り出して手洗い
を行う方式が普及している。後者では、通常１カ月から
６カ月ごとに清掃を実施することを推奨している製品が
多い。本例で説明するこの方式によれば、浄化槽の蓋１
１１を取って、濾過材収容器１０５ごと浄化槽１０１か
ら一旦取り外し、内部の濾過材１０３をバケツ等に取り
出して水道水でもみ洗いしなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
浄化装置では、使用する時間経過と共に濾過体の表面に
付着した汚れの膜の剥離物や固まりで水流が阻害され、
目詰まりが生じるので、定期的な清掃作業や、逆洗浄装
置といった複雑な装置が必要であり、このような点をメ
ンテナンスフリー化することが望まれていた。

【０００７】かかる点に鑑みて、内部に空隙を有する使
い捨ての糸巻きフィルターを濾過材として利用して浄
化、濾過を行うようにした浄化装置であって、容器内に
流入した水の一部を前記糸巻きフィルターの空隙へ直接
通水し、残りを糸巻きフィルター周面から濾過しながら
通過させるように構成したものが提案されており、この
ような浄化装置によれば定期的な清掃作業を怠った場合
でも継続使用することができる。

【０００８】ところが、前記従来の浄化装置において
は、浄化装置容器内に流入した水の圧力分布が均一でな
いために、濾過材である糸巻きフィルターの目詰まりに
偏りが生じ、効率的な浄化の妨げとなっているという問
題点があった。

【０００９】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、使い捨ての濾過材を使用し、且
つ濾過材の目詰まりの偏りを防止し、濾過材の全面を無
駄なく使用することにより長期間の使用が可能な浄化装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の浄化装置は、中心部に空隙
を持ち、循環する水を濾過するための中空濾材と、その
中空濾材を収納するための容器と、前記中空濾材外周と
容器内壁との間の流路に水を流入させるための入水口
と、前記中空濾材の一端側において空隙に連通し、且つ
水を流出させるための出水口と、前記中空濾材外周と容
器内壁との間の流路から、前記中空濾材の他端側より空
隙へ直接水を通水するアダプターとを備え、前記入水口
から前記容器内に流入した水が、前記中空濾材外周と容
器内壁との間の流路より、その一部が前記アダプターか
ら直接中空濾材の空隙に流れ込み、残りが前記中空濾材
外周と容器内壁との間の流路から前記中空濾材の空隙へ
濾過作用を受けながら通過し、両者が出水口へ合流する
ように構成したものを対象として、特に、前記中空濾材
外周と容器内壁との間の流路は、前記入水口から水の流
動方向に遠ざかるに従って、前記流動方向とは直交する
方向の断面積が徐々に小さくなるように形成されてい
る。

【００１１】従って、前記入水口から容器内に流入した
水は均一な水圧で前記中空濾材外周と容器内壁との間の
流路を流動し、その水の一部が前記アダプターから直接
中空濾材の空隙に流れ込み、残りが前記中空濾材外周と
容器内壁との間の流路から前記中空濾材の空隙へ濾過作
用を受けながら通過し、両者が出水口へ合流する。

【００１２】また、請求項２に記載の浄化装置は、前記
中空濾材外周と容器内壁との間の領域に封入した流動性
濾材を更に備え、前記流動性濾材を、前記中空濾材外周
と容器内壁との間の流路内で循環させるように構成して
いる。従って、前記流動性濾材を、前記中空濾材外周と
容器内壁との間の流路内で効率的に循環させることによ
り、中空濾材の表面に汚れの膜が形成されることを防止
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】本実施の形態の浄化装置は例えば、近年広
く普及している浴槽水の循環浄化装置や、空調システム
の水周り配管の途中に設置されるものである。

【００１５】図１は、本実施の形態の浄化装置を示して
いる。その本体１は、図１に示すように、上方に縮小す
る略円錐台状の形状をなすものであり、プラスティック
製ベース３と、内部の汚れ状態を外部から観察できるよ
うに透明のプラスティック製ハウジング５とを含んで構
成されている。尚、ベース３とハウジング５とは本発明
の容器を構成するものである。

【００１６】ベース３及びハウジング５内の内部には、
中心部に空隙を持つ円筒状の使い捨て濾過フィルター２
１が納められている。ベース３とハウジング５とは分離
可能にネジ部７、及びパッキン９にて水密に合体されて
いる。尚、濾過フィルター２１は本発明の中空濾材を構
成するものである。

【００１７】ハウジング５は、上方へ向かうほど、すな
わち入水口１３から水の流動方向に遠ざかるに従って、
内部空間すなわち流路５ａが縮小するような傾斜内壁４
５を備えた容器体である。

【００１８】ベース３には、中央に出水口１１が、外周
部には後述するところの入水口１３がいずれも突出する
よう一体に形成され、各々配管ホース１５、１７が接続
される。さらに、ベース３の入水口１３の容器内部側に
ナイロン製メッシュ１９を配置する。

【００１９】メッシュ１９は、後述する直径がおよそ１
〜３ｍｍの粒体からなる流動性濾材としての流動浄化材
３９が通過できない捕捉荒さが設定されている。また、
メッシュ１９のバッフル効果によって、水流が均一に分
散化するため、流動浄化材３９の流動状態が極めて良好
となる利点が生ずるものである。

【００２０】これら容器の構成部品を正しく組み付けた
状態において、容器内にはポリビニールアルコール粒等
の流動浄化材３９が、容器高さのおよそ１／５から１／
４位の高さまで封入されている。

【００２１】これらは、前記入水口１３から通水が始ま
ると、水流によって舞い上がって、容器内を流動、循環
して、常時、くまなく、使い捨て濾過フィルター２１の
外周表面や、容器内壁、すなわちハウジング５の内面等
に対して、物理的及び生物化学的両面の浄化作用を与え
る。流動浄化材３９は、表面にバクテリアの被膜を形成
する性質を具備しており、こうした生化学反応を利用し
て汚染水の浄化を行う、直径がおよそ１ｍｍ〜３ｍｍの
粒体である。

【００２２】濾過フィルター２１は、ポリプロピレン製
の孔あき円筒芯２３にポリエステル、ポリプロピレン、
コットンといった繊維の束からなる糸２５を円筒芯より
外側に向かって密から粗となるような密度勾配が得られ
るように巻いた構造であり、一般的に糸巻きフィルター
と呼ばれ、捕捉粒径が0.5μｍから150μｍ程度のものま
で各種用意されている。円筒芯２３には多数の孔２７を
設けてあり、水が糸巻きの周囲から入り、この間を通過
するうちに濾過され、孔２７を経由して円筒芯２３の内
部空隙２９に到達する。濾過フィルター２１は容器のベ
ース３側においては、ガスケット３１にて水密に密着し
ている。

【００２３】また、濾過フィルター２１の上端には、中
央部に孔が形成された上部ガスケット３５が配置され、
後述するアダプター３３が前記上部ガスケット３５の孔
に嵌合し載置されている。

【００２４】アダプター３３は、濾過フィルター２１の
上部で円筒芯２３に遊嵌して容器の中央に保持するため
の円筒状のプラスティック製部品であり、その中心に通
水孔３７が設けられ、外周には水平方向に突出するつば
が形成されている。そして、前記アダプター３３は、前
記つばにおいて前記上部ガスケット３４に支持され、前
記ハウジング５の頂上部中心より下方に突出するように
形成された水平断面十字形状の位置決めリブ４７が前記
アダプター３３内面と嵌合することにより、前記上部ガ
スケット３５と共同して密着固定されている。従って、
前記アダプター３３は、前記円筒芯２３上端部において
内部空隙２９に連通している。

【００２５】前記の上部の位置決めリブ４７とアダプタ
ー３３との嵌合部には、メッシュ４１が設けてある。こ
れは、前述のメッシュ１９と同じく、流動性濾材として
の流動浄化材３９が通過できない捕捉荒さが設定され、
前記流動浄化材３９の内部空隙２９への流失を防止する
ものである。

【００２６】従って、前記流動浄化材３９は、前記ベー
ス３の入水口１３に設けたメッシュ１９と、前記アダプ
ター３３に設けたメッシュ４１とにより、濾過フィルタ
ー２１外周、ベース３及びハウジング５内壁により囲ま
れた領域から外部への流出が防止される。尚、アダプタ
ー３３とメッシュ４１とが、本発明のアダプターを構成
するものである。

【００２７】次に、実際の濾過における水の通水過程を
説明する。

【００２８】この種の浄化装置は、加圧ポンプにて汚染
水側を加圧した状態で濾材に通水する、加圧濾過という
状態で使用するものである。

【００２９】入水口１３から本体１に導入した汚染水は
流動浄化材３９を流動、循環させる。汚染水は、流動浄
化材３９に付着しているバクテリアによる生物化学的浄
化作用による第一段階の浄化作用を受ける。

【００３０】さらにこの段階で、流動浄化材３９は、濾
過フィルター２１の表面や、ハウジング５内壁といった
あらゆる流動可能な部分に激しく衝突、接触しながら、
物理的な浄化作用すなわち接触摩擦による壁面の研磨作
用を発揮する。

【００３１】本実施の形態の浄化装置では、ハウジング
５の側壁部に入水口から遠ざかる程、容器内部が狭くな
るように容器内壁に設けた傾斜内壁４５を備えることを
特徴としており、この部分は濾過フィルター２１の目詰
まりを上下で均一化することと、流動浄化材３９の良好
な流動循環を行うために設けられたものである。

【００３２】円錐形の容器形状を採用した場合、直円筒
形とは異なり、傾斜内壁４５と濾過フィルター２１外周
面とで挟まれた流路５ａが、入水口１３より流動方向に
遠ざかるに従って流動方向とは直交する方向の断面積が
減少する構造となっている。このため、入水口１３近傍
に比べて、天井部のアダプター３３近傍との内圧の低下
が、直円筒形の場合より小さい。従って、濾過フィルタ
ー２１を通過するための内圧の低下が補正されるので、
濾過フィルター２１の詰まりが、下方すなわち入水口１
３側ほど多くなるといった不都合が緩和できる。

【００３３】一方、図２は、狭まり流路の流速分布５０
（図２（ａ））、ストレート流路の流速分布５１（図２
（ｂ））の概略傾向を示すグラフである。これによる
と、本実施の形態の浄化装置の流路５ａは、前記狭まり
流路の流速分布５０に近いものであり、壁面近くでの
「はく離」（セパレーション）現象が発生しにくいもの
である。「はく離」現象は、具体的には壁面近傍での逆
流発生による、不規則な小さな渦の発生を意味してい
る。渦の発生する位置は不規則に変化し、流動浄化材３
９の良好な循環を阻害するものである。すなわち、ベー
ス３の入水口１３から入った加圧水は高速で容器内を流
動浄化材３９とともに上昇する。本来、下降流によっ
て、流動浄化材３９は入水口１３近傍に戻り、再度上昇
流で吹き上げられることで、良好な循環が継続するもの
である。従って、本実施の形態のハウジング５内壁に形
成した傾斜内壁４５は、良好な流れをもたらし、流動浄
化材３９の長期にわたる良好な循環を保証するものであ
る。

【００３４】これにより、従来、濾過フィルター２１の
外周表面や容器内壁は汚れやバクテリアの排泄物といっ
た水垢状の固形膜が覆い、次第に成長して行くという問
題があったが、本実施の形態の浄化装置では、汚れやバ
クテリアの排泄物を流動浄化材３９の壁面研磨作用によ
って同時進行的に防止できるので何時までも水垢状の固
形膜の発生、成長が見られない。

【００３５】これと同時に、汚染水は順次、濾過フィル
ター２１の糸巻きの周囲から入り、この間を通過するう
ちに濾過され、第二段階の浄化作用をうけて孔２７を経
由して円筒芯２３の内部空隙２９に到達する。ここまで
に、糸巻きの周囲から入らなかった残りの汚染水は容器
の上端部付近において、アダプター３３の通水孔３７を
経由して円筒芯２３上端部で内部空隙２９に直接流入す
る。後者の汚染水は下降して前者の濾過処理された水と
合流しながらベース３の中央に突出した出水口１１より
導出される。

【００３６】濾過フィルター２１の糸巻きの周囲から入
り濾過される汚染水と、アダプター３３の通水孔３７を
経由する汚染水流量の比率は濾過フィルター２１の汚れ
による詰まりの程度や、上端部のアダプター３３の通水
孔３７直径で変化するものである。

【００３７】新品の濾過フィルター２１を本体１にセッ
トして濾過使用を開始した当初は捕捉した汚染水による
汚れが未だ少ないので、多くの汚染水は、濾過フィルタ
ー２１の外周表面から円筒芯２３の中心の内部空隙２９
に向かって濾過されながら流れる。

【００３８】しかし、継続使用につれて濾過フィルター
２１は当然汚れで詰まりが進行する。さらに、従来は、
これに加えて濾過フィルター２１の外周表面を汚れやバ
クテリアの排泄物といった水垢状の固形膜が覆い、次第
に成長して行く問題があった。この固形膜は、成長する
に従って水流によって表面から剥離しやすい状態にな
り、従来は、成長、剥離、流出といった悪循環を繰り返
していた。本実施の形態では、継続使用につれて濾過フ
ィルター２１は詰まりが進行するのは従前と同様である
が、濾過フィルター２１が詰まってくると、アダプター
３３の通水孔３７を経由して円筒芯２３上端部で直接内
部空隙２９に流入する汚染水が増加する。従って、目詰
まりによる流量低下が発生しない。

【００３９】本実施の形態の浄化装置では、２段階の浄
化作用と、物理的摩擦研磨作用を併用しているので、仮
に、濾材の交換を怠ってしまっても、流動浄化材３９に
付着しているバクテリアによる生物化学的浄化作用によ
る第一段階の浄化作用は長期にわたり、効果が発揮され
る。

【００４０】従って、本実施の形態の浄化装置は、高度
にメンテナンスフリー状態の浄化環境を実現できるもの
である。

【００４１】尚、本発明は以上詳述した実施の形態に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて、種々の変更を加えることができる。

【００４２】例えば、前記実施の形態においては、容器
内に流動浄化材３９を封入する構成としたが、勿論、流
動浄化材３９を用いないで構成することも可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１に記載の浄化装置によれば、前記入水口
から容器内に流入した水は、均一な水圧で前記中空濾材
外周と容器内壁との間の流路を流動し、その水の一部が
前記アダプターから直接中空濾材の空隙に流れ込み、残
りが前記中空濾材外周と容器内壁との間の流路から前記
中空濾材の空隙へ濾過作用を受けながら通過し、両者が
出水口へ合流するので、前記中空濾材表面の全体を均一
に利用して濾過をすることができ、より長期にわたって
中空濾材を使用することができる。

【００４４】また、請求項２に記載の浄化装置によれ
ば、前記流動性濾材を、前記中空濾材外周と容器内壁と
の間の流路内で効率的に循環させることにより、中空濾
材の表面に汚れの膜が形成されることを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の浄化装置の断面図であ
る。

【図２】流路形状と流速との関係を示す説明図である。

【図３】従来の浄化装置の一例を示す要部断面図であ
る。

【符号の説明】

３ ベース ５ ハウジング ５ａ 流路 １１ 出水口 １３ 入水口 １９ メッシュ ２１ 濾過フィルター ２９ 内部空隙 ３３ アダプター ３７ 通水孔 ３９ 流動浄化材 ４１ メッシュ ４５ 傾斜内壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に空隙を持ち、循環する水を濾過
   するための中空濾材と、その中空濾材を収納するための
   容器と、前記中空濾材外周と容器内壁との間の流路に水
   を流入させるための入水口と、前記中空濾材の一端側に
   おいて空隙に連通し、且つ水を流出させるための出水口
   と、前記中空濾材外周と容器内壁との間の流路から、前
   記中空濾材の他端側より空隙へ直接水を通水するアダプ
   ターとを備え、前記入水口から前記容器内に流入した水
   が、前記中空濾材外周と容器内壁との間の流路より、そ
   の一部が前記アダプターから直接中空濾材の空隙に流れ
   込み、残りが前記中空濾材外周と容器内壁との間の流路
   から前記中空濾材の空隙へ濾過作用を受けながら通過
   し、両者が出水口へ合流するように構成した浄化装置に
   おいて、 前記中空濾材外周と容器内壁との間の流路は、前記入水
   口から水の流動方向に遠ざかるに従って、前記流動方向
   とは直交する方向の断面積が徐々に小さくなるように形
   成されたことを特徴とする浄化装置。
2. 【請求項２】 前記中空濾材外周と容器内壁との間の領
   域に封入した流動性濾材を、更に備え、 前記流動性濾材を、前記中空濾材外周と容器内壁との間
   の流路内で循環させるように構成したことを特徴とする
   請求項１に記載の浄化装置。