(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の濾過槽と、
濾過槽内を上部側の貯水室と下部側の濾過室とに区画する隔壁と、
濾過室内を更に上部側の上部濾過室と下部側の下部濾過室に区画する濾材と、
上部濾過室内に原水を取水するための原水取水管と、
濾材を通過した処理水を下部濾過室から供給するための、処理水開閉弁を備えた処理水供給管と、
一端が下部濾過室に向かって開口し、他端が貯水室内に向かって開口する集水管と、
濾過槽の壁面を通じて上部濾過室に連通すると共に上部濾過室内に向かって開口する、逆洗開閉弁を備えた逆洗水排水管と、
貯水室内の貯水量を検知する水量検知部と、
水量検知部によって検知された水量に応じて、取水の実行／停止、処理水開閉弁及び逆洗開閉弁の開栓／閉栓を命令する制御部とを備えた濾過装置において、
水量検知部は、貯水室内における基準貯水量を検知する高水位検知部と、貯水室内における最低貯水量を検知する低水位検知部とから構成され、
処理水の単位時間当たりの供給量が原水の単位時間当たりの取水量より少ない場合にあっては、下部濾過室の容量に対して過剰量となった処理水が、原水の供給圧によって、集水管を介して貯水室に輸送されて、貯水され、
処理水の単位時間当たりの供給量が原水の単位時間当たりの取水量を超える場合は、貯水室に貯水された処理水が、貯水室に貯水された処理水の水位と集水管の他端の開口位置との間の水頭圧によって、集水管を介して下部濾過室に返送され、
処理水供給時において原水の取水量が処理水の供給量を超える場合、制御部は、最低貯水量が満たされない間は、処理水開閉弁の閉栓を維持し、最低貯水量が満たされた時点で、処理水開閉弁を開栓し、下部濾過室から処理水が供給されることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
請求項１に記載の濾過装置において、
濾過装置本体は、原水取水管に原水を導入するためのポンプを更に具備し、水量検知部によって検知された水量に応じて、制御部からの取水の実行／停止命令を受けて、ポンプの稼動／停止が行われる濾過装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の濾過装置において、
原水取水管には、原水開閉弁が備えられてなり、制御部からの取水の実行／停止命令を受けて、原水開閉弁の開栓／閉栓が行われる濾過装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の濾過装置において、
逆洗開始時、水量検知部によって検知された貯水室内の貯水量が基準貯水量未満の場合、制御部が、取水の実行、並びに処理水開閉弁及び逆洗開閉弁の閉栓を命令し、貯水室内の貯水量が基準貯水量を満たした時点で、制御部が、取水の停止、処理水開閉弁の閉栓、並びに逆洗開閉弁の開栓を命令する濾過装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の濾過装置において、
逆洗開始後、水量検知部によって検知された貯水室内の貯水量が最低貯水量となった時点で、制御部が、逆洗開閉弁の閉栓を命令する濾過装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の濾過装置において、
逆洗開始後、水量検知部によって検知された貯水室内の貯水量が最低貯水量となった時点で、制御部が、逆洗開閉弁の閉栓、並びに取水の実行を命令する濾過装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の濾過装置において、
濾過装置は、上部濾過室の内圧を検知する圧力検知部を更に具備し、圧力検知部において設定レベル以上の圧力が検知された場合に、制御部が、逆洗の開始を命令する濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過室の上部に貯水室を備え、この貯水室に蓄えた処理水によって濾過室内の濾材を逆洗する機能を備えた濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、濾過室の上部に貯水室を備え、この貯水室に蓄えた処理水によって濾材を逆洗する機能を備えた濾過装置（逆洗水自己保有型圧力濾過機）が開発されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
図１０に示す特許文献１に記載された濾過装置１００においては、まず、原水用電動開閉弁１６１を開くことによって、原水取水管１６を介して原水を濾過室１４の上流部１４１に取水する。濾過室１４の上流部１４１に取水された原水は、上流部１４１から下流部１４２に向けて濾材槽１５を通過することによって濾過処理されて処理水となる。この処理水は、集水管１８を介して貯水室１３に輸送され、貯水室１３において順次貯水される。
【０００４】
処理水を供給するための処理水送水管１７は、その一端（処理水の入り口側の開口端１７１）が、濾過装置１００の壁面を通じて貯水室１３内の上部において開放されている。これより、貯水室１３内に存する処理水の水位が処理水送水管１７の開口端１７１を超える位置に至るまで、処理水が貯水室１３に貯水される。処理水送水管１７の開口端１７１の位置を超えた分の処理水は、処理水送水管１７の開口端１７１に流入し、処理水送水管１７を介して濾過装置１外に自動的に供給される。
【０００５】
又、特許文献１に記載された濾過装置１００において濾材槽１５を逆洗するにあたっては、原水用電動開閉弁１６１を閉じると共に逆洗用電動開閉弁１９１を開くことによって、貯水室１３に貯水されていた処理水を濾過室１４の下流部１４２に返送する。濾過室１４の下流部１４２に返送された処理水は、下流部１４２から上流部１４１に向けて濾材槽１５を通過することによって濾材槽１５を逆洗する。逆洗に供された処理水は、逆洗水排水管１９を介して排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願２０００−１００７９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、濾材を逆洗するためには、比較的大量の逆洗水を濾材の下部から上部に向かって一気に通過させる必要がある。
【０００８】
この点につき、特許文献１に記載された濾過装置においては、処理水送水管の開口端を貯水室内の上部において開放させることによって、逆洗するに十分な量の処理水が常に貯水室に貯水されるようにしている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された濾過装置では、単位時間当たりの処理水の供給量を、単位時間当たりの原水の取水量以上に設定することができない。
【００１０】
なぜなら、特許文献１に記載された濾過装置は、貯水室において貯水された処理水のうち、処理水送水管の開口端の位置を超えた分を、処理水送水管を介して濾過装置外に自動的に供給する構成であることから、貯水室に存する処理水の水位は、常に処理水送水管の開口端近辺にある。
【００１１】
そのため、吸引ポンプなどを用いて強制的に処理水を供給すると、すぐに貯水室に存する処理水の水位が処理水送水管の開口端の位置より下がり、供給できなくなる。
【００１２】
従って、特許文献１に記載された濾過装置において、単位時間当たりの処理水の供給量を増加させるためには、単位時間当たりの原水の取水量を多くする必要がある。
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載された濾過装置において、単位時間当たりの原水の取水量を多くすることによって単位時間当たりの処理水の供給量を増加させるにあたっては、濾過室及び貯水室の双方を密閉状態の圧力容器とする必要があり、剛性を確保するために素材の選択の幅が狭くなると共にコスト高となる。
【００１４】
本発明は、前記技術的課題を解決するために開発されたものであって、濾過装置の上部に備えた貯水室内に存する処理水の貯水量をコントロールし、逆洗時において、十分な量の処理水によって濾材を逆洗することができる新規な濾過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の濾過装置は、中空の濾過槽と、濾過槽内を上部側の貯水室と下部側の濾過室とに区画する隔壁と、濾過室内を更に上部側の上部濾過室と下部側の下部濾過室に区画する濾材と、上部濾過室内に原水を取水するための原水取水管と、濾材を通過した処理水を下部濾過室から供給するための、処理水開閉弁を備えた処理水供給管と、一端が下部濾過室に向かって開口し、他端が貯水室内に向かって開口する集水管と、濾過槽の壁面を通じて上部濾過室に連通すると共に上部濾過室内に向かって開口する、逆洗開閉弁を備えた逆洗水排水管と、貯水室内の貯水量を検知する水量検知部と、水量検知部によって検知された水量に応じて、取水の実行／停止、処理水開閉弁及び逆洗開閉弁の開栓／閉栓を命令する制御部とを備えた濾過装置において、水量検知部は、貯水室内における基準貯水量を検知する高水位検知部と、貯水室内における最低貯水量を検知する低水位検知部とから構成され、処理水の単位時間当たりの供給量が原水の単位時間当たりの取水量より少ない場合にあっては、下部濾過室の容量に対して過剰量となった処理水が、原水の供給圧によって、集水管を介して貯水室に輸送されて、貯水され、処理水の単位時間当たりの供給量が原水の単位時間当たりの取水量を超える場合は、貯水室に貯水された処理水が、貯水室に貯水された処理水の水位と集水管の他端の開口位置との間の水頭圧によって、集水管を介して下部濾過室に返送され、処理水供給時において原水の取水量が処理水の供給量を超える場合、制御部は、最低貯水量が満たされない間は、処理水開閉弁の閉栓を維持し、最低貯水量が満たされた時点で、処理水開閉弁を開栓し、下部濾過室から処理水が供給されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の濾過装置は、濾過装置本体において原水の取水が実行されると、原水が原水取水管を介して上部濾過室に導入され、重力によって濾材の上部から下部に向かって通過し、処理水となって下部濾過室に蓄えられる。
【００１７】
なお、原水取水管を介して上部濾過室に原水を導入するための手段としては、通常ポンプが用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、濾過装置本体より高所に配した貯水槽に原水を貯め、水頭圧を利用して原水取水管を介して上部濾過室に原水を導入しても良い。
【００１８】
濾過装置本体において処理水開閉弁が開栓されると、下部濾過室から処理水供給管を介して処理水が供給される。
【００１９】
ここで、処理水の単位時間当たりの供給量が原水の単位時間当たりの取水量より少ない場合（供給量がゼロの場合を含む）にあっては、下部濾過室の容量に対して過剰量となった処理水が、原水の供給圧によって、集水管を介して貯水室に輸送されて、貯水室内に貯水される。
【００２０】
一方、処理水の単位時間当たりの供給量が原水の単位時間当たりの取水量を超える場合にあっては、貯水室に貯水された処理水が、貯水室に貯水された処理水の水位と集水管の他端の開口位置との間に生じる水頭圧によって、集水管を介して下部濾過室内に返送される。
【００２１】
即ち、濾過装置本体は、下部濾過室に蓄えられた処理水に加えて、貯水室に貯水された処理水も供給できる構成としていることから、単位時間当たりの処理水の供給量が単位時間当たりの原水の取水量を超える場合にあっても、安定して処理水を供給することができる。
【００２２】
なお、貯水室に貯水された処理水のうち、実質的に供給され得る処理水は、貯水室に貯水された処理水のうち、貯水室内に向かって開口する集水管の開口位置を超えて貯水された分（以下、実質的貯水分と称する。）になる。これより、本発明においては、貯水室内に向かって開口する集水管の開口位置につき、貯水室内のできるだけ下部に設定することによって、貯水室に貯水された処理水に対する実質的貯水分の割合を向上させることが好ましい。
【００２３】
濾過装置本体における濾材の逆洗は、原水の取水を停止すると共に処理水開閉弁を閉栓した上で、逆洗開閉弁を開栓することによって行われる。取水の停止及び処理水開閉弁を閉栓した状態で逆洗開閉弁が開栓されると、貯水室内に貯水されていた処理水が、水頭圧によって集水管を介して下部濾過室に返送され、濾材の下部から上部に向かって通過し、逆洗水排水管を介して濾過槽外に排出される。
【００２４】
本発明における濾過装置本体は、更に、貯水室内の貯水量を検知する水量検知部を具備する。そして本発明の濾過装置においては、濾過装置本体に対し、水量検知部によって検知された水量に応じて、取水の実行／停止、処理水開閉弁及び逆洗開閉弁の開栓／閉栓を命令する制御部を備えた点に最も大きな特徴を有する。
【００２５】
ここで、本発明において「開栓」とは、弁が最大に開いている状態（弁の開度が最大の状態）のみを意味しているのではなく、弁が絞られて、通水量が減じられている状態も「開栓」に含まれる。一方、「閉栓」とは、弁が完全に閉じられている状態（弁の開度がゼロの状態）を意味する。従って、「開栓／閉栓」とは、弁の開度を調整することを意味する。又、既に「開栓」されている弁に対して「開栓を命令する」とは、開栓を維持する命令を与えることを意味する。同様に、既に「閉栓」されている弁に対して「閉栓を命令する」とは、閉栓を維持する命令を与えることを意味する。
【００２６】
なお、原水の取水の実行／停止は、原水取水管に原水開閉弁が備えられている場合は、制御部からの取水の実行／停止命令を受けて、原水開閉弁の開栓／閉栓が行われるようにすることが好ましい。又、原水取水管に原水を導入するための手段としてポンプが用いられている場合にあっては、制御部からの取水の実行／停止命令を受けて、ポンプの稼働／停止が行われるようにしても良い。
【００２７】
本発明の濾過装置において、例えば、水量検知部によって貯水室内に存する処理水の貯水量が少ないと判断された場合に、制御部が、処理水開閉弁を閉栓する旨の命令、若しくは処理水開閉弁の開度を少なくする旨の命令を与えるようにすれば、処理水の単位時間当たりの供給量に対して、原水の単位時間当たりの取水量が多くなり、優先的に貯水室内に処理水を輸送することができる。一方、水量検知部によって貯水室内に存する処理水の貯水量が多いと判断された場合に、制御部が原水の取水を停止する旨の命令を与えるようにすれば、処理水のオーバーフローを防止することができる。これによって、貯水室内に存する処理水の貯水量をコントロールすることができる。
【００２８】
又、原水取水管を介して上部濾過室に原水を導入するための手段としてポンプを用いた場合にあっては、水量検知部によって貯水室内に存する処理水の貯水量が少ないと判断された際に、制御部がポンプの揚水量を増加させる旨の命令を与えれば、より速やかに貯水室内に処理水を貯水することができる。
【００２９】
ところで、本発明の濾過装置は、貯水室に貯水された処理水によって、濾材を逆洗する仕組みとなっていることから、濾材を十分に逆洗するためには、逆洗開始時において、貯水室内に濾材を逆洗するに十分な量の処理水が貯水されている必要がある。
【００３０】
この点につき、逆洗開始時において水量検知部によって検知された貯水室内の貯水量が基準貯水量未満の場合、制御部が、取水の実行、並びに処理水開閉弁及び逆洗開閉弁の閉栓を命令し、貯水室内の貯水量が基準貯水量を満たした時点で、制御部が、取水の停止、処理水開閉弁の閉栓、並びに逆洗開閉弁の開栓を命令すれば、常に十分量の処理水によって濾材を逆洗することができる。
【００３１】
又、逆洗開始後、水量検知部によって検知された貯水室内の貯水量が最低貯水量となった時点で、制御部が、逆洗開閉弁の閉栓を命令すれば、逆洗の終了時点を設定することができると共に、不必要な処理水の消費を抑えることができる。
【００３２】
特に、逆洗開始後、水量検知部によって検知された貯水室内の貯水量が最低貯水量となった時点で、制御部が、逆洗開閉弁の閉栓、並びに取水の実行を命令すれば、逆洗終了後、速やかに原水の取水が開始され、続く処理水の供給やその後の逆洗に備えることができる。
【００３３】
ここで、「基準貯水量」及び「最低貯水量」は、基準貯水量と最低貯水量の差が濾材を逆洗するに十分な処理水の量以上となるように設定されるものであり、濾材の材質や体積、原水の水質、濾過装置の規模等に応じて適宜設定すればよい。
【００３４】
本発明の濾過装置において、原水の取水、処理水の供給、及び逆洗の各工程の開始は、制御部に対し各工程の開始を伝達する何らかの信号が与えられるようにすれば良い。例えば、制御部と電気的につながったスイッチを作業者が手動で操作することによって、各工程の開始を伝達する電気信号が制御部に与えられるようにしたり、タイマーによって時間を計り、一定の間隔で自動的に逆洗開始を伝達する電気信号が制御部に与えられるようにしたりする手段などを挙げることができる。
【００３５】
本発明の濾過装置においては、上部濾過室の内圧を検知する圧力検知部を更に具備し、圧力検知部において設定レベル以上の圧力が検知された場合に、制御部が逆洗の開始を命令するようにすることが好ましい。
【００３６】
即ち、原水を濾過することによって、濾材には徐々に目詰まりが生じ、濾材の通水性が低下していくことから、濾材の目詰まりが進むにつれ、濾材の上部に存する上部濾過室の内圧は増加する。
【００３７】
これより、圧力検知部によって上部濾過室の内圧を検知し、設定レベル以上の圧力が検知された場合に、その旨の信号を受けた制御部が逆洗の開始を命令するようにすれば、濾材の逆洗が必要になった時点において、自動的に濾材を逆洗することができる。なお、設定レベルとしては、濾過装置の使用者が、濾材の種類や濾過装置の耐圧性等に応じて適宜決定すべき事項であり、特に限定されるものではない。例えば、濾過装置の使用開始時、又は、濾材の交換後における上部濾過室の内圧を基準値（＝１）とし、濾過室の内圧が基準値より０．０１〜０．０５ＭＰａ程度増加した時点で、逆洗が開始されるように設定レベルを決定すれば良い。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の濾過装置によれば、貯水室内に存する処理水の貯水量をコントロールすることができ、逆洗時において、十分な量の処理水によって濾材を逆洗することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、実施形態に係る本発明の濾過装置における濾過装置本体を示す模式図である。
【図２】図２は、濾過装置本体における、（ａ）原水の取水時、（ｂ）処理水の供給時（供給量＜原水取水量）、（ｃ）処理水の供給時（供給量＞原水取水量）、及び（ｄ）逆洗時におけるそれぞれの状態を示す説明図である。
【図３】図３は、実施形態に係る本発明の濾過装置を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係る本発明の濾過装置における処理水供給時の制御を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施形態に係る本発明の濾過装置における逆洗時の制御を示すフローチャートである。
【図６】図６は、原水取水開始スイッチを備えた本発明の濾過装置を示すブロック図である。
【図７】図７は、各スイッチと共に制御部が濾過装置本体に組み込まれた本発明の濾過装置を示すブロック図である。
【図８】図８は、圧力検知部からの信号を受けて逆洗を自動的に開始する本発明の濾過装置を示すブロック図である。
【図９】図９は、ポンプＰの揚水量の増減を制御する本発明の濾過装置を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、従来の濾過装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の濾過装置の一実施形態について説明する。なお、本発明の濾過装置は、この実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
図１に示すように、濾過装置本体Ａは、中空の濾過槽２と、濾過槽２内を上部側の貯水室３と下部側の濾過室４とに区画する隔壁２１と、濾過室４内を更に上部側の上部濾過室４１と下部側の下部濾過室４２に区画する濾材５と、上部濾過室４１内に原水を取水するための原水取水管６と、濾材５を通過した処理水を下部濾過室４２から供給するための、処理水開閉弁７１を備えた処理水供給管７と、下部濾過室４２の容量に対して過剰となった処理水を貯水室３内に輸送する集水管８と、濾過槽２の壁面を通じて上部濾過室４１に連通すると共に上部濾過室４１内に向かって開口する、逆洗開閉弁９１を備えた逆洗水排水管９と、貯水室３内の貯水量を検知する水量検知部１０（１０Ｈ、１０Ｌ）とを具備する。
【００４２】
濾過装置本体Ａは、中空円筒状の濾過槽２を本体とする。
【００４３】
濾過槽２は、その内部を上下に仕切る隔壁２１によって、上部側の貯水室３と下部側の濾過室４とに区画されている。
【００４４】
貯水室３は、天井部に開口２２が設けられており、貯水室３内外の気圧が常に等しくなるように設計されている。即ち、本実施形態における濾過装置１における貯水室３には、極端な内圧が発生することがないため、貯水室３の強度については、処理水を貯水し得る剛性があれば十分である。これより、貯水室３の外壁は、汎用プラスチックなどの比較的安価な素材を用いて形成することができる。
【００４５】
一方、濾過室４は、原水の供給量、処理水の取水量及び濾材５の目詰まりの程度などによって、その内圧が変化する。このため、本実施形態においては、濾過室４を剛性の高いＦＲＰによって形成している。又、貯水室３の内部を上下に仕切る隔壁２１を、周縁部から中央部にむかってなだらかに上方に膨らむドーム形状とすると共に、濾過室４の底壁の角を丸めることによって濾過室４の耐圧性を向上している。更に、濾過室４には、濾過室４における上部濾過室４１の内圧を測定する圧力検知部１１が備えられている。加えて、濾過室４には、念のため濾過室４の内圧が許容レベルを超えた場合に自動的に開栓するリリーフ弁４３が備えられており、濾過室４の内圧が極端に大きくならないようにしている。
【００４６】
濾材５は、濾過室４内に配された濾材設置台５１上に、一定の積層厚となるように敷設された砂の層である。濾材設置台５１は、板状の設置台本体５２に設けられた複数の貫通孔５３に各々ストレーナ５４を嵌合したものである。即ち、濾材設置台５１は、ストレーナ５４によって通水性が付与されている。
【００４７】
原水取水管６は、原水開閉弁６１を備えており、この原水開閉弁６１が開栓されることによって、原水取水管６を介して原水が上部濾過室４１内に導入される。原水の揚水は、ポンプＰによって行われる。なお、本実施形態においては、上部濾過室４１内で開口する原水取水管６の開口端６２を上方に向けて屈曲している。これより、原水は上部濾過室４１の上方に向かって吐出され、拡散しながら順次落下する。即ち、取水の際に、濾材５の一部に原水が偏ることを防止している。
【００４８】
処理水供給管７は、処理水開閉弁７１を備えており、この処理水開閉弁７１が開栓されることによって、下部濾過室４２内に蓄えられた処理水が処理水供給管７を介して供給される。
【００４９】
集水管８は、隔壁２１、濾材５、及び濾材設置台５１を貫通して複数本立設されている。濾材設置台５１を貫通して下部濾過室４２内に向かって突出する集水管８の下端は、下部濾過室４２の周縁に向かって屈曲されている。又、隔壁２１を貫通して貯水室３内に突出させた集水管８の上端開口８１の位置（高さ）は、ドーム形状の隔壁２１の頂部の位置（高さ）となるように設定されている。
【００５０】
逆洗水排水管９は、逆洗開閉弁９１を備えている。逆洗水排水管９は、円筒状の濾過槽２の中心軸に沿って、隔壁２１、濾材５、及び濾材設置台５１を垂直方向に貫通すると共に下部濾過室４２において水平方向に屈曲し、濾過槽２の壁面（下部濾過室４２の壁面）を貫通して外部と通じている。逆洗水排水管９における隔壁２１を貫通して突出する上端は閉塞されており、逆洗水排水管９における隔壁２１の下面近傍付近の位置に、上部濾過室４１内に向かって開口する排出口９２が設けられている。貯水室３内に突出させた逆洗水排水管９の上端部分は、濾過槽２の外壁に配された空気抜き弁９３と通じている。
【００５１】
水量検知部１０は、高水位検知部１０Ｈと低水位検知部１０Ｌとからなる。高水位検知部１０Ｈは、貯水室３内における基準貯水量に相当する位置に配され、低水位検知部１０Ｌは、貯水室３内における最低貯水量に相当する位置に配されている。基準貯水量と最低貯水量は、その水量の差が濾材５を逆洗するに十分な水量となるように決定される。なお、本実施形態においては、低水位検知部１０Ｌの位置を空気抜き弁９３の位置に合わせて配置し、この位置を基準として高水位検知部１０Ｈの配置を決定している。
【００５２】
なお、水量検知部１０としては、貯水室３内に貯水された処理水の貯水量を測り得るものであれば特に限定されるものではない。例えば、貯水室３内にフロートを浮かべ、貯水室３内におけるフロートの浮揚位置に応じて貯水量を測るようにしても良い。又、貯水室３内下部に水圧センサを配して、処理水の貯水量に応じて変化する水圧に応じて水量を測るようにしても良い。更に、濾過室４の容量、原水の取水量、処理水の供給量、及び逆洗に使用した処理水の量等を換算することによって、貯水室３内の貯水量を算出するようにしても良い。
【００５３】
図２（ａ）に示すように、濾過装置本体Ａにおいては、ポンプＰを稼働させた上で、原水開閉弁６１が開栓されることによって、原水が上部濾過室４１内に導入される（この原水の単位時間当たりの取水量をＸとする。）。上部濾過室４１内に導入された原水は、重力によって、濾材５を上部から下部に向かって通過して濾過され、処理水となって下部濾過室４２内に蓄えられる。
【００５４】
この際、上部濾過室４１内の上部に溜まった空気は、排出口９２及び空気抜き弁９３を介して順次濾過槽２外に排出される。空気抜き弁９３は、排出すべき空気がなくなった時点で自動的に閉栓される仕組みとなっている。
【００５５】
この状態で、処理水供給管７に備えられた処理水開閉弁７１が開栓されると、下部濾過室４２から処理水供給管７を介して処理水が供給される（この処理水の供給量をＹとする。）。
【００５６】
即ち、濾過装置本体Ａにおいては、濾材５を通過して下部濾過室４２において蓄えられた処理水を、下部濾過室４２に連通させた処理水供給管７を介して、下部濾過室４２から直接供給するができる。
【００５７】
ここで、処理水の単位時間当たりの供給量Ｙが原水の単位時間当たりの取水量Ｘより少ない場合（Ｙ＜Ｘ）にあっては、図２（ｂ）に示すように、下部濾過室４２の容量に対して過剰量となった処理水が、ポンプＰによる原水の導入圧によって、集水管８を介して貯水室３に輸送され、貯水される。なお、念のため濾過装置本体Ａには、一端を貯水室３内上部において開口させると共に他端を濾過槽２外に通じさせたオーバーフロー管３１が備えられている。もし貯水された処理水が、オーバーフロー管３１の上部開口端を超えた場合には、余剰分の処理水がドレン管３１を介して濾過槽２外に排出される。
【００５８】
一方、処理水の単位時間当たりの供給量Ｙが原水の単位時間当たりの取水量Ｘを超える場合（Ｙ＞Ｘ）にあっては、図２（ｃ）に示すように、貯水室３に貯水された処理水のうちの実質的貯水分が、貯水室３に貯水された処理水の水位と集水管８の上端開口８１の位置との間に生じる水頭圧によって、集水管８を介して下部濾過室４２内に返送される。
【００５９】
即ち、濾過装置本体Ａは、濾過室４より上部の位置に貯水室３を配置し、下部濾過室４２の容量に対して過剰量となった処理水を貯水室３において順次貯水し、単位時間当たりの処理水の供給量が単位時間当たりの原水の取水量を超える場合には、供給量と取水量の差の分、貯水室３に貯水された処理水が集水管８を介して下部濾過室４２内に返送される構成としている。これより、単位時間当たりの処理水の供給量が単位時間当たりの原水の取水量を超える場合にあっても、下部濾過室４２に蓄えられた処理水及び貯水室３に貯水された処理水の内の実質的貯水分を供給し尽くすまでは、安定して処理水を得ることができる。
【００６０】
又、前述の如く、濾過装置本体Ａにおいては、隔壁２１を貫通して貯水室３内に突出させた集水管８の上端開口８１の位置（高さ）を、ドーム形状の隔壁２１の頂部の位置（高さ）となるように設定している。即ち、濾過装置本体Ａにおいては、集水管８の上端開口８１の位置を、貯水室３内のできるだけ下部の位置（隔壁２１の上面近辺）に設定することによって、貯水室３に貯水された処理水の量に対する実質的貯水分の割合を向上させ、貯水室３に貯水された処理水を無駄なく利用できるように構成している。
【００６１】
図２（ｄ）に示すように、原水開閉弁６１及び処理水開閉弁７１が閉じられると共に逆洗開閉弁９１が開栓されると、貯水室３内に貯水された処理水が、貯水室３に貯水された処理水の水位と集水管８の上端開口８１との間に生じる水頭圧によって、集水管８を介して下部濾過室４２に返送される。下部濾過室４２に返送された処理水は、濾材５の下部から上部に向かって通過し、逆洗水排水管９の上部に設けられた排出口９２から逆洗水排水管９を介して濾過槽２外に排出される。これより、貯水室３に貯水された処理水によって、濾材５が逆洗される。
【００６２】
本実施形態においては、濾材設置台５１を貫通して下部濾過室４２内に向かって開口する集水管８の下端を、下部濾過室４２の周縁に向かって屈曲させているから、集水管８を介して下部濾過室４２に返送された処理水は、下部濾過室４２内において拡散する。これより、濾材５の全面にわたって偏りなく処理水が通過する。
【００６３】
なお、逆洗に供された処理水は、濾材５に付着していた汚れと共に濾材５を構成する砂を上部濾過室４１内に舞い上げることから、排出口９２はできるだけ上部濾過室４１の上部に近い位置に設けることが好ましい。又、逆洗に供された処理水が多方向から逆洗水排水管９２内に導入されるように、排出口９２は、逆洗水排水管９の周囲に複数設けることが好ましい。
【００６４】
本実施形態に係る濾過装置１は、前記濾過装置本体Ａに対し、水量検知部１０によって検知された水量に応じて、原水開閉弁６１、処理水開閉弁７１及び逆洗開閉弁９１の各弁の開栓／閉栓を命令する制御部Ｂを備える。
【００６５】
図３のブロック図に示すように、濾過装置本体Ａにおける原水開閉弁６１、処理水開閉弁７１及び逆洗開閉弁９１の各弁の開栓／閉栓は、演算論理装置を搭載した制御部Ｂによって制御されている。制御部Ｂは、処理水供給開始スイッチＣ１及び逆洗開始スイッチＣ２と共に外部操作盤Ｃに配されている。貯水室３内における処理水の貯水量によって開栓／閉栓のタイミングは変わってくるが、外部操作盤Ｃにおける処理水供給開始スイッチＣ１を操作すると、制御部Ｂは、原水開閉弁６１の開栓を命令する。この命令を受けて原水開閉弁６１が開栓し、原水の取水が開始される。その一方で、制御部Ｂは、処理水開閉弁７１の開栓を命令する。この命令を受けて処理水開閉弁７１が開栓し、処理水の供給が開始される。
【００６６】
又、貯水室３内における処理水の貯水量によって開栓／閉栓のタイミングは変わってくるが、外部操作盤Ｃにおける逆洗開始スイッチＣ２を操作すると、制御部Ｂは、原水開閉弁６１及び処理水開閉弁７１の閉栓、並びに逆洗開閉弁９１の開栓を命令する。この命令を受けて原水開閉弁６１及び処理水開閉弁７１が閉栓すると共に、逆洗開閉弁９１が開栓し、逆栓が開始される。
【００６７】
濾過装置本体Ａにおける水量検知部１０は、貯水室内の処理水の貯水量を検知し、検知した貯水量に関する信号を制御部Ｂに与える。本実施形態において、水量検知部１０は、貯水室３内に貯水された処理水の水位が高水位検知部１０Ｈの位置に相当すると、その旨の信号を制御部Ｂに伝達する。一方、貯水室３内に貯水された処理水の水位が低水位検知部１０Ｌの位置に相当すると、その旨の信号を制御部Ｂに伝達する。係る信号を受けた制御部Ｂは、原水開閉弁６１、処理水開閉弁７１及び逆洗開閉弁９１の開栓／閉栓を命令する。
【００６８】
以下、制御部Ｂによる各弁の制御を、図４及び図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、原水を揚水するポンプＰは、原水開閉弁６１の開栓と共に作動し、原水開閉弁６１の閉栓と共に停止するものとする。又、原水の取水量は、処理水の供給量より多いものとする。
【００６９】
＜処理水供給時における制御＞
図４のフローチャートに示すように、外部操作盤Ｃにおける処理水供給開始スイッチＣ１が操作（ＯＮ）されて、処理水供給開始命令が与えられると（Ｓ２０）、制御部Ｂは、まず、処理水開閉弁７１の閉栓を維持したまま、原水開閉弁６１の開栓を命令する（Ｓ２１）。これによって、原水開閉弁６１は開栓し、上部濾過室４１に原水が導入される。
【００７０】
その後、制御部Ｂは、水量検知部１０からの信号を確認し、最低貯水量を満たしているか否かを判断する（Ｓ２２）。最低貯水量が満たされない間は、処理水開閉弁７１の閉栓は維持される。最低貯水量が満たされた時点で、制御部Ｂは、処理水開閉弁７１の開栓を命令する（Ｓ２３）。これによって、処理水開閉弁７１は開栓し、下部濾過室４２から処理水が供給される。
【００７１】
処理水の供給開始後、制御部Ｂは、水量検知部１０からの信号を確認し、基準貯水量を満たしているか否かを判断する（Ｓ２４）。基準貯水量が満たされた時点で、原水開閉弁６１の閉栓を命令する（Ｓ２５）。
【００７２】
原水開閉弁６１が閉栓された後、制御部Ｂは、最低貯水量を満たしているか否かを判断する（Ｓ２６）。最低貯水量が満たされている間、処理水の供給は続行される。
【００７３】
最低貯水量を満たさなくなった時点で、制御部は、処理水開閉弁７１の閉栓を命令すると共に原水開閉弁の開栓を命令する（Ｓ２１）。
【００７４】
以後、処理水供給開始スイッチＣ１が操作（ＯＦＦ）されて、処理水供給開始命令が解除されるまで、Ｓ２１〜Ｓ２６が繰り返される。なお、処理水供給開始命令が解除された時点で、処理水開閉弁７１及び原水開閉弁６１は閉栓される。
【００７５】
＜逆洗時における制御＞
図５のフローチャートに示すように、外部操作盤Ｃにおける逆洗開始スイッチＣ２が操作（ＯＮ）されて、逆洗開始命令が与えられると（Ｓ３０）、制御部Ｂは、処理水開閉弁７１が開栓されているか否かを判断し（Ｓ３１）、処理水開閉弁７１が開栓されている場合は、処理水開閉弁７１の閉栓を命令する（Ｓ３２）。
【００７６】
次いで、制御部は、水量検知部１０からの信号を確認し、基準貯水量を満たしているか否かを判断する（Ｓ３３）。基準貯水量が満たされている場合、制御部Ｂは、逆洗開閉弁９１の開栓並びに原水開閉弁６１の閉栓を命令する（Ｓ３４）。これによって、濾材５の逆洗が開始される。
【００７７】
一方、基準貯水量が満たされていない場合、制御部Ｂは、原水開閉弁６１が開栓されているか否かを判断する（Ｓ３５）。原水開閉弁６１が開栓されている場合、制御部Ｂは、基準貯水量を満たすまで、水量検知部１０からの信号を確認する（Ｓ３３）。原水開閉弁６１が閉栓されている場合、制御部Ｂは、原水開閉弁６１の開栓を命令し（Ｓ３６）、基準貯水量を満たすまで、水量検知部１０からの信号を確認する（Ｓ３３）。
【００７８】
その後、基準貯水量を満たした時点で、制御部Ｂは、逆洗開閉弁９１の開栓並びに原水開閉弁６１の閉栓を命令する（Ｓ３４）。
【００７９】
逆洗開始後、制御部Ｂは、水量検知部１０からの信号を確認し、最低貯水量を満たしているか否かを判断する（Ｓ３７）。
【００８０】
最低貯水量が満たされている場合は、そのまま逆洗が継続されるが、逆洗の継続によって最低貯水量が満たされなくなった時点で、制御部Ｂは、逆洗開閉弁９１の閉栓及び原水開閉弁６１の開栓を命令する（Ｓ３８）。
【００８１】
その後、制御部Ｂは、水量検知部１０からの信号を確認し、基準貯水量を満たしているか否かを判断する（Ｓ３９）。基準貯水量が満たされた時点で、制御部Ｂは、原水開閉弁６１の閉栓を命令する（Ｓ４０）。これによって、再度、貯水室３内に処理水が満たされ、続く処理水の供給や、その後の逆洗に備えられる。
【００８２】
なお、本実施形態においては、処理水供給開始スイッチＣ１を操作することによって、原水の取水及び処理水の供給が開始されるようにしているが、原水の取水のみを命令するスイッチ（原水取水開始スイッチＣ３）を更に設けることによって、処理水の供給を停止した状態で原水の取水が行われるようにしても良い。この場合、濾過装置１のブロック図は、図６のようになる。
【００８３】
又、本実施形態においては、遠隔操作を可能とすべく、外部操作盤Ｃを、濾過装置本体Ａから独立した状態としているが、処理水供給開始スイッチＣ１、及び逆洗開始スイッチＣ２等の各スイッチを制御部Ｂと共に濾過装置本体Ａに組み込んでも良い。この場合、濾過装置１のブロック図は、図７のようになる。
【００８４】
更に、本実施形態においては、外部操作盤Ｃにおける逆洗開始スイッチＣ２を操作することによって逆洗開始命令が与えられるようにしているが、逆洗開始スイッチＣ２の操作とは別に、上部濾過室４１の内圧を測定する圧力検知部１１が設定レベル以上の圧力を検知した際に、自動的に逆洗開始命令が与えられるようにしても良い。これによって、濾材５の逆洗が必要になった時点において、適時、濾材５を逆洗することができる。この場合、濾過装置１のブロック図は、図８のようになる。
【００８５】
加えて、本実施形態においては、原水開閉弁６１の開栓／閉栓が行われた際に、制御部Ｂが、ポンプＰの作動／停止を制御するようにしているが、水量検知部１０から伝達される信号を基に、制御部Ｂが、ポンプＰの揚水量の増減を制御しても良い。この場合、濾過装置１のブロック図は、図９のようになる。なお、ポンプＰの揚水量の増減は、例えば、インバータなどを利用することによって容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の濾過装置は、特に、魚河岸や水族館、プール等の比較的大型の水槽に処理水を供給する際に、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  濾過装置
２  濾過槽
２１  隔壁
３  貯水室
４  濾過室
４１  上部濾過室
４２  下部濾過室
５  濾材
６  原水取水管
６１  原水開閉弁
７  処理水供給管
７１  処理水開閉弁
８  集水管
９  逆洗水排水管
９１  逆洗開閉弁
１０  水量検知部
１１  圧力検知部
Ａ  濾過装置本体
Ｂ  制御部
Ｃ  外部操作盤
Ｐ  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005572517.tif 000008
【図８】
0005572517.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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