(57)【要約】【課題】メンテナンスの際に、容易に砂の排出ができる水処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】水に含まれる濁質成分を除去する水処理装置１であって、水処理装置１は、ろ材６である第一粒子と、このろ材６の流出を防ぐ第二粒子と、上部に開口部９を有したケーシング１０と、開口部９を閉塞する蓋１１とを備え、蓋１１の外側には、原水を内部に導く原水通路３と、浄化した水をケーシング１０外へ取り出す浄水通路４と、汚れた水をケーシング１０外へ排出する排水通路５とを配置し、ケーシング１０の内側には、蓋１１からケーシング１０底部に伸びた導出管７を配置し、蓋１１には、原水通路３と浄水通路４と排水通路５とを選択的に導出管７へ切り替えて接続する切り替えバルブ２を備え、導出管７の下部に砂の流出を防ぐ下部ストレーナー１９と、導出管７上部には排水通路５に砂を流出させることが可能な上部ストレーナー２０を備えた水処理装置。【選択図】図１
2016155057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部を開口部し、ろ材である第一粒子とこの第一粒子の流出を防ぐ第二粒子とを内部に収納したケーシングと、前記開口部を閉塞する蓋とを備え、
通水路である、原水を内部に導く原水通路、前記ろ材で浄化した水をケーシング外へ取り出す浄水通路、および汚れた水をケーシング外へ排出する排水通路をそれぞれ接続可能にした水浄化装置であって、
前記蓋の外周には、前記通水路へそれぞれ連通する開口を備え、
前記ケーシングの内側には、前記蓋の中心からケーシング底部に伸びた可逆的に流水可能な導出管と、前記導出管の回転に連動して通水路の切り替えを行なう切り替えバルブと、
前記導出管の外周部で前記開口との間に配置した上部ストレーナーとを備え、
前記上部ストレーナーは、前記導出管の回転に連動してろ材が通過できる大きさの目と通過できない大きさの目を切り替えるストレーナー切り替え手段を有したものであり、
前記導出管は、切り替えバルブを回動させて、前記原水通路から導出管を通じてケーシング内流入させた水を、前記上部ストレーナーを通過させて排水通路から排出する状態において、前記ストレーナー切り替え手段を回動させて前記目の大きさの切り替えを行なう水浄化装置。
【請求項２】
切り替えバルブは、通水路へそれぞれ連通する開口と導出管を接続する内部通路と、前記開口を閉塞する遮蔽板を備え、浄水通路を接続する開口と前記内部通路を接続したときに排水通路を接続する開口を閉鎖する第一遮蔽板と、排水通路を接続する開口と内部通路を接続したときに浄水通路を接続する開口を閉鎖する第二遮蔽板と、原水通路を接続する開口と内部通路を接続したときに浄水通路を接続する開口を閉鎖する第三遮蔽板と、を備え、前記導出管が上部ストレーナーの目の大きさの切り替えを行なう回動範囲で、前記内部通路と第三遮蔽板は、前記原水通路を接続する開口および前記浄水通路を接続する開口において、それぞれ接続および閉鎖をする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】
上部ストレーナーは、ケーシングの蓋に固定した外部ストレーナーと、導出管に固定して回動させる内部ストレーナーとの２層構造を備えてストレーナー切り替え手段を構成し、外部ストレーナーに対して内部ストレーナーのスリットの位置をずらすことで目の大きさの切り替えをする請求項１または２記載の水処理装置。
【請求項４】
外部ストレーナーと内部ストレーナーは、それぞれ、ろ材を遮断することのできる細かい目とろ材が通過することのできる粗い目とを備え、前記内部ストレーナーが回動して前記粗い目同士が重なるときのみ砂が排出可能なストレーナーを備えた請求項３記載の水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸水、河川水等に含まれる濁質成分の除去などにより水の浄化を行う水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水処理装置は、逆洗浄機能を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その水処理装置について図５を参照しながら説明する。
【０００４】
水処理装置１０１はろ過機１０２と開閉弁１０３、圧力スイッチ１０４、制御回路１０５からなり、圧力スイッチ１０４が所定の圧力以下になった場合に開閉弁１０３を自動制御して逆洗を行うものである。このとき、所定時間が経過すると自動的に開閉弁１０３は再び元の位置に戻り、逆洗が完了するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−０６３５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の水処理装置においては、メンテナンスの際（除去性能が逆洗浄で復帰しなくたったとき）砂を入れ替える必要があるが、現状の構成では砂の出し入れがしにくいことが課題であった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、短時間でろ材のみの排出を可能にすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、上部を開口部し、ろ材である第一粒子とこの第一粒子の流出を防ぐ第二粒子とを内部に収納したケーシングと、前記開口部を閉塞する蓋とを備え、通水路である、原水を内部に導く原水通路、前記ろ材で浄化した水をケーシング外へ取り出す浄水通路、および汚れた水をケーシング外へ排出する排水通路をそれぞれ接続可能にした水浄化装置であって、前記蓋の外周には、前記通水路へそれぞれ連通する開口を備え、前記ケーシングの内側には、前記蓋の中心からケーシング底部に伸びた可逆的に流水可能な導出管と、前記導出管の回転に連動して通水路の切り替えを行なう切り替えバルブと、前記導出管の外周部で前記開口との間に配置した上部ストレーナーとを備え、前記上部ストレーナーは、前記導出管の回転に連動してろ材が通過できる大きさの目と通過できない大きさの目を切り替えるストレーナー切り替え手段を有したものであり、前記導出管は、切り替えバルブを回動させて、前記原水通路から導出管を通じてケーシング内流入させた水を、前記上部ストレーナーを通過させて排水通路から排出する状態において、前記ストレーナー切り替え手段を回動させて前記目の大きさの切り替えを行なう水浄化装置備えたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水に含まれる濁質成分を除去する水浄化装置であって、水浄化装置は、ろ材である第一粒子と、このろ材の流出を防ぐ第二粒子と、上部に開口部を有したケーシングと、前記開口部を閉塞する蓋とを備え、前記蓋の外側には、原水を装置内部に導く原水通路と、浄化した水をケーシング外へ取り出す浄水通路と、汚れた水をケーシング外へ排出する排水通路とを配置し、前記ケーシングの内側には、前記蓋からケーシング底部に伸びた導出管を配置し、前記蓋には、前記原水通路と前記浄水通路と前記排水通路とを選択的に前記導出管へ切り替えて接続するバルブを備え、前記導出管の下部にろ材の流出を防ぐ下部ストレーナーと、導出管上部には前記排水路にろ材を流出させることが可能な上部ストレーナーを備えたことにより、短時間で簡易に水とともにろ材のみの排出を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の水処理装置の構成を示す模式図
【図２】同水処理装置の汚れと逆洗による再生を示すグラフ
【図３】実施の形態１の水処理装置上部の構成を示す模式図（（ａ）切り替えバルブの構造を示す模式図、（ｂ）ストレーナーの配置を示す模式図）
【図４】同実施の形態のストレーナーの配置を示す模式図
【図５】ろ過時の流路を示す模式図（（ａ）ろ過時の切り替えバルブの構造を示す模式図、（ｂ）ろ過時のストレーナーの配置を示す模式図）
【図６】砂を均すときの流路を示す模式図（（ａ）砂を均すときの切り替えバルブの構造を示す模式図、（ｂ）砂を均すときのストレーナーの配置を示す模式図）
【図７】逆洗浄時の流路を示す模式図（（ａ）逆洗浄時の切り替えバルブの構造を示す模式図、（ｂ）逆洗浄時のストレーナーの配置を示す模式図）
【図８】砂排出時の流路を示す模式図（（ａ）砂排出時の切り替えバルブの構造を示す模式図、（ｂ）砂排出時のストレーナーの配置を示す模式図）
【図９】従来の水処理装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の水処理装置は、上部を開口部し、ろ材である第一粒子とこの第一粒子の流出を防ぐ第二粒子とを内部に収納したケーシングと、前記開口部を閉塞する蓋とを備え、通水路である、原水を内部に導く原水通路、前記ろ材で浄化した水をケーシング外へ取り出す浄水通路、および汚れた水をケーシング外へ排出する排水通路をそれぞれ接続可能にした水浄化装置であって、前記蓋の外周には、前記通水路へそれぞれ連通する開口を備え、前記ケーシングの内側には、前記蓋の中心からケーシング底部に伸びた可逆的に流水可能な導出管と、前記導出管の回転に連動して通水路の切り替えを行なう切り替えバルブと、前記導出管の外周部で前記開口との間に配置した上部ストレーナーとを備え、前記上部ストレーナーは、前記導出管の回転に連動してろ材が通過できる大きさの目と通過できない大きさの目を切り替えるストレーナー切り替え手段を有したものであり、前記導出管は、切り替えバルブを回動させて、前記原水通路から導出管を通じてケーシング内流入させた水を、前記上部ストレーナーを通過させて排水通路から排出する状態において、前記ストレーナー切り替え手段を回動させて前記目の大きさの切り替えを行なうものである。
【００１２】
これにより、水浄化装置を長期間使用することにより、ろ材は劣化し廃棄することが必要になる。本来、ろ材の流出を防いでいた上部ストレーナーから簡便に水とともにろ材のみを排出することが可能になる。
【００１３】
また、請求項２記載の水処理装置は、切り替えバルブは、通水路へそれぞれ連通する開口と導出管を接続する内部通路と、前記開口を閉塞する遮蔽板を備え、浄水通路を接続する開口と前記内部通路を接続したときに排水通路を接続する開口を閉鎖する第一遮蔽板と、排水通路を接続する開口と内部通路を接続したときに浄水通路を接続する開口を閉鎖する第二遮蔽板と、原水通路を接続する開口と内部通路を接続したときに浄水通路を接続する開口を閉鎖する第三遮蔽板と、を備え、前記導出管が上部ストレーナーの目の大きさの切り替えを行なう回動範囲で、前記内部通路と第三遮蔽板は、前記原水通路を接続する開口および前記浄水通路を接続する開口において、それぞれ接続および閉鎖をするものである。
【００１４】
これにより、上部ストレーナーでの排水の選択が行なわれる回動範囲において、内部通路と第三遮蔽板は、それぞれ原水通路を接続する開口および浄水通路を接続する開口において、接続の状態を維持することができるので、浄水通路から導出管を通してケーシング内へ水を供給して上部ストレーナーから排水する状態で、ケーシング内のろ材は排出できる状態と排出できない状態を切り替えることができる。
【００１５】
また、請求項３記載の水処理装置は、上部ストレーナーは、ケーシングの蓋に固定した外部ストレーナーと、導出管に固定して回動させる内部ストレーナーとの２層構造を備えてストレーナー切り替え手段を構成し、外部ストレーナーに対して内部ストレーナーのスリットの位置をずらすことで目の大きさの切り替えをするものである。
【００１６】
これにより、ストレーナー切り替え手段は、ろ材が通過できる大きさの目と通過できない大きさの目を切り替えることが可能になる。
【００１７】
また、請求項４記載の水処理装置は、外部ストレーナーと内部ストレーナーは、それぞれ、ろ材を遮断することのできる細かい目とろ材が通過することのできる粗い目とを備え、前記内部ストレーナーが回動して前記粗い目同士が重なるときのみ砂が排出可能なストレーナーを備えたものである。
【００１８】
これにより、外側と内側の組み合わせとして、細かい目と細かい目または細かい目と粗い目が重なった場合は砂を遮断し、粗い目と粗い目が重なった場合のみ砂が排出可能になり、内部ストレーナーが回動して粗い目同士を重ねたときに、砂の排出を行なうことができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明をする。
【００２０】
（実施の形態１）
水処理装置１は、井戸水、河川水等に含まれる１０マイクロメートル以上の粗大粒子や凝集物などの濁質成分を除去するためのろ過装置である。また、水処理装置１は除去した濁質成分が堆積しやすいため、濁質成分を水処理装置外部へと排出する構成を用いることが好ましい。
【００２１】
水処理装置１に井戸水、河川水等を流入するためにはポンプ等を用いることが一般的であり、切り替えバルブ２を介して原水通路３と水処理装置１を接続することができる。
【００２２】
原水通路３は、電動式ポンプ等に接続されることが一般的であるため、使用する電動式ポンプ等の水圧に耐えられる材質、構造であることが好ましい。特に耐久性、加工の行い易さから、例えば塩化ビニル樹脂や銅管、あるいはこれらの複合材料を用いた管が使用できる。また、呼び径は損失水頭が低くなるよう大きい方が好ましく、例えば１５から５０ミリメートルのもので、厚みは１から５ミリメートル程度のものが好ましい。なお、原水通路３の途中に必要に応じてバルブや分岐、エルボなどの部材を設置してもよい。
【００２３】
また、切り替えバルブ２は、浄化した水を水処理装置１外部へと供給する浄水通路４と、汚れた水を水処理装置１外部へ排出する排水通路５にも接続され、切り替えバルブ２を操作することにより、ろ材６から導出管７を通り浄水通路４へと流すろ過と、導出管７の下からろ材６を通り排水通路５へと流す逆洗浄とを容易に切り替えることができる。そのため、切り替えバルブ２は少なくとも２系統切り替えることが可能な構成とする。
【００２４】
さて、本実施の形態の水処理装置１は、図１に示すように、水に含まれる濁質成分を除去するろ材６である第一粒子と、ろ材６が外部へ流出するのを防ぐ第二粒子として防砂材８と、ろ材６と防砂材８とを入れることが可能な上部に開口部９を有したケーシング１０と、前記開口部９を閉塞する蓋１１と、蓋１１からケーシング１０底部に伸びた導出管７を備えている。
【００２５】
次に、蓋１１は、開口部９を密閉するように接続し、蓋１１の外周には、原水を装置内部に導く原水通路３と、浄化した水をケーシング外へ取り出す浄水通路４と、汚れた水をケーシング外へ排出する排水通路５とを接続可能にしている。
【００２６】
蓋１１の上部には、通水路として原水通路３、浄水通路４、および排水通路５と、導出管７とに流れ込む水流を切り替える切り替えバルブ２を備えている。
【００２７】
切り替えバルブ２は、導出管７の外周に固定している。
【００２８】
切り替えバルブ２を切り替える手段としては、手動式、電動式などいずれも使用できる。手動式のものを用いると構成が少なくて済み、小型化できるため好ましい。例えば、手動式の場合、回転によって流路を切り替えられるように切り替えハンドル１２を備えると、取り扱いを容易にすることができる。
【００２９】
切り替えハンドル１２は、蓋１１の上方を貫通して、導出管７を連動して回動させるものである。つまり、切り替えハンドル１２の操作によって、導出管７が回転し、切り替えバルブ２を切り替えて、水流の方向を切り替えることが可能である。これにより、ろ材６により浄化した水を排出するろ過と、ろ材６の下から水を供給する逆洗浄が可能となる。なお、導出管７は、水頭損失が少なく、閉塞しにくいような管が好ましく、例えば直径が３０ミリメートル以上の直管などが使用できる。材質は腐食しにくいものがよく、例えば塩化ビニル、樹脂、金属などが好ましい。
【００３０】
原水通路３と、排水通路５と、浄水通路４との間隔は、装置の設置場所に合わせて決めるとよい。
【００３１】
例えば、図３（ａ）に示すように、蓋１１の外周において、時計回りに原水通路３、排水通路５、浄水通路４となるように配置して、原水通路３と排水通路５の引き出し角度θ１と、排水通路５と浄水通路４との引き出し角度θ２が、２対１になるようにすると良い。本実施の形態では９０度と４５度としている。
【００３２】
蓋１１の側部には、原水通路３と浄水通路４と排水通路５とをそれぞれ接続する開口１３を備えている。
【００３３】
蓋１１の内側には、導出管７に固定した切り替えバルブ２を配置している。切り替えバルブ２は、開口１３を導出管７に連通させる内部通路１４と、開口１３を閉止する遮蔽板１５とを備えている。
【００３４】
切り替えバルブ２の内部通路１４と遮蔽板１５（の数を含む）の配置は、原水通路３と排水通路５と浄水通路４との位置関係によって決定するものである。
【００３５】
本実施の形態では図３（ａ）のように、内部通路１４と、遮蔽板１５として第一遮蔽板１６と第二遮蔽板１７と第三遮蔽板１８を有するものである。第一遮蔽板１６と第二遮蔽板１７と第三遮蔽板１８の配置は、原水通路３と排水通路５の引き出し角度θ１と等しい角度で配置するものである。なお、切り替えバルブ２を構成する部品間の干渉を防ぐためには、θ１は１８０度未満にしなければならない。切り替えバルブ２を構成する部品の大きさを考慮すると、θ１は１６０度以下が望ましい。
【００３６】
そして、開口１３において、第一遮蔽板１６が原水通路３を閉止した時に、第二遮蔽板１７が排水通路５を閉止し、第二遮蔽板１７と第三遮蔽板１８の中間位置に浄水通路４が位置するようにしたものである。また、内部通路１４は、第一遮蔽板１６と第二遮蔽板１７との中間位置に配置し、導出管７の側面で一端を常に連通させて接続したものである。
【００３７】
すなわち、切り替えバルブ２は、導出管７の回転によって、前記通水路のうちいずれか一つを導出管７の水路へ選択的に切り替えて連通させるとともに、残りの通水路のうち一つを閉鎖するこができるものである。
【００３８】
また、内部通路１４と、遮蔽板１５が蓋１１の内側に接触する部分には、水漏れを防ぐためにパッキン等があるとよい。
【００３９】
また、図４に示すように、導出管７の下部には、導出管７内にろ材６が侵入して流出することを防ぐ下部ストレーナー１９と、導出管７の上部には、前記排水通路５へ流れる水流とともに排水通路５に砂を流出させることが可能な上部ストレーナー２０を備えている。
【００４０】
上部ストレーナー２０は、ろ材６が開口１３から外部へ流出するのを防ぐためのものである。上部ストレーナー２０は、導出管７の回転に連動してろ材が通過できる大きさの目と通過できない大きさの目を切り替えるストレーナー切り替え手段２０ａを有したものである。上部ストレーナー２０は、外部ストレーナー２１と内部ストレーナー２２の２層構造を備えている。外部ストレーナー２１を蓋１１に固定し、内部ストレーナー２２を導出管７に固定して、ストレーナー切り替え手段２０ａを構成している。これにより、外部ストレーナー２１は動かないが、切り替えハンドルを操作することで、内部ストレーナー２２は切り替えバルブ２と連動して、導出管７とともに回動させることが可能となる。すなわち、導出管７に固定した内部ストレーナー２２を回動させることで、外部ストレーナー２１に対する内部ストレーナー２２の目の位置をずらすことが可能となり、上部ストレーナー２０としての目の大きさは細い方によって決定することができるものである。
【００４１】
外部ストレーナー２１と内部ストレーナー２２は、メッシュ状、スリット状などの形状で、細い目として０．３から１ミリメートルの細い孔２２ａと、メッシュ状、スリット状などの形状で、粗い目として１ミリメートルから３０ミリメートルの粗い孔２３を有している。つまり、上部ストレーナー２０は、外部ストレーナー２１と、内部ストレーナー２２の孔の配置が重なったときのみ、粗い目である１から３０ミリメートルの粗い孔２３を出現させることができる。
【００４２】
外部ストレーナー２１と、内部ストレーナー２２の孔の配置は、逆洗浄時には重ならず、ろ材６である第一粒子の排出時に少なくとも１つは重なるように配置すればよい。
【００４３】
例えば、図３（ｂ）に示すように、第一遮蔽板１６が原水通路３を塞いでいるときに、内部ストレーナー２２を時計回りに「θ３＋θ２」の角度だけずらして配置する。θ３は、θ２より小さくすることで、内部通路１４が第二遮蔽板に干渉することなく、ろ過時、逆洗浄時、ろ材６を均すときには、内部ストレーナー２２と外部ストレーナー２１の粗い孔２３同士が重ならないように設置することが可能となる。また、図３の位置から内部ストレーナー２２を反時計回りにθ２だけ回転すると、逆洗浄用の流路となり、外部ストレーナー２１の粗い孔２３と内部ストレーナー２２の粗い孔２３は、θ３だけずれた状態にすることができる。
【００４４】
すなわち、逆洗浄時の水流の方向を維持したまま切り替えバルブ２の位置を２段階に切り替えられるようにして、１段目から反時計回りにθ３だけ回転させた２段目の位置で粗い孔２３を出現させることができるので、逆洗浄の流路を利用できるので好ましい。さらに、内部通路１４と、第三遮蔽板１８とを、時計回り方向にθ３大きくすると、１段目と２段目で連接状態を維持することができるので良い。切り替えの角度は、１段目の位置に対してθ３としたものである。
【００４５】
つまり、１段目の状態から、反時計回りにθ３だけ回転することで、２段目に切り替えることが可能になり、粗い孔２３を出現させることができるようになる。本実施の形態では、θ２が４５度に対して、θ３はより小さい１０度としている。粗い孔２３は最低でも１つあればよいが、複数存在するほうが一度に多くの砂を排出することができるため好ましい。特に、１つの粗い孔２３の位置に対して、導出管７の回転軸を中心に１８０度の位置に別の粗い孔２３を配置すると、上部ストレーナー２０に詰まらずに砂を排出することができるので良い。本実施の形態では、９０度ごとに粗い孔２３を配置している。材質は、腐食しにくい金属、樹脂、塩化ビニルなどが好適である。
【００４６】
下部ストレーナー１９は、ろ材６と、防砂材８が導出管７から外部へ流出するのを防ぐためのものである。つまり、導出管７下部開口に接続してろ過時にろ材６がケーシング１０から外部に流出しないようにするものである。下部ストレーナー１９は、メッシュ状、スリット状などの形状で、０．３から１ミリメートルの細い孔２２ａを持つものが使用できる。材質は、腐食しにくいステンレスなどの金属や樹脂、塩化ビニルなどが好ましい。
【００４７】
ケーシング１０は、電動式ポンプ等の水圧に耐えられる必要があり、使用する電動式ポンプ等の最高出力揚程以上の能力があることが好ましい。例えば、素材としては、金属、樹脂、あるいはガラス繊維により強化した樹脂が好適である。また、ケーシング１０は水に接するだけでなく、屋外で使用する場合があるため、十分な耐水性、耐候性を有することが要求され、材質や肉厚、コーティングなどの複合素材を用いることで実現できる。大きさは、逆洗を考慮してろ材６の総量の約１．５から２．０倍程度の容積であればよく、例えば１０リットルから１０００リットルなどがよい。ケーシング１０の形状は、圧力に耐久性が高い円筒型や球型、楕円球型などが好ましいが、設置しやすさを考慮して肉厚などが確保できれば直方体や立方体などの角型容器でもよい。
【００４８】
ケーシング１０の中にはろ材６と防砂材８とが入れられている。
【００４９】
ケーシング１０の中に入れるろ材６は、水処理装置１の性能を発揮するための最も基本となる部材であり、約１０マイクロメートル以上の粗大粒子や凝集物を捕捉して除去し、地下水の濁度、色度等を低減することを目的としている。ろ材６には、粒子状、繊維状、ビーズ状、メッシュ状、あるいは不織布などを用いる事ができるが、除去性能と洗浄のしやすさ、耐久性の観点から、粒子状であることが好ましい。ろ材６の材質は、第一粒子として例えば、砂、アンスラサイト、ガーネット、セラミックス、粒状活性炭、オキシ水酸化鉄、マンガン砂など、水中で沈降し、圧力で変形しにくい硬度をもつ粒子状のものであればよい。粒子径は、例えば０．３ミリメートルから５．０ミリメートル、均等係数１．２から２．０などのものを用いるとよい。また、ろ材６は材質によって比重が異なり、例えば砂であればおよそ２．５から２．７グラム毎立方センチメートル、アンスラサイトであれば、１．４から１．８グラム毎立方センチメートル、ガーネットであれば３．８から４．１グラム毎立方センチメートルである。複数の種類のろ材を混合して使用する複層ろ過法は、このような比重の違いを利用して、ろ層内にサイズの異なる粒子を小さい粒子から順に下から積層する方法であり、比重が大きくサイズが小さい粒子と、比重が小さくサイズが大きい粒子を混合して多層構造にするのが一般的である。複層ろ過法は、単一の種類のろ材を用いるのに比べて、単位体積あたりのろ過効率が高く、一方で損失水頭が低く抑えられるなどのメリットがあるため好ましい。ろ材６としては、例えば、ガーネットの０．３ミリメートルと、砂の０．６ミリメートル、アンスラサイトの１．０ミリメートルのものを、２：１：１で混合して使用するが、濁質の粒子特性に応じて混合比率や粒子径を調整することが望ましい。ろ材６の充填量はろ過性能と耐久性、損失水頭、ケーシングのサイズなどを考慮して決定することが好ましい。ろ材６を増やすと、除去性能や濁質の保持量が増加し、洗浄までの間隔を延ばす事ができて洗浄頻度を減らす事ができる。一方、損失水頭が上昇するため、流量が減少するなどの不具合が生じる場合がある。
【００５０】
防砂材８は、ろ材６が外部へと流出することを防ぐための部材であり、ろ材６のと下部ストレーナー１９との間に配置する必要がある。そこで、防砂材８は第二粒子として砂利などろ材６よりも比重が大きく、サイズが２ミリメートルから１０ミリメートルなどのものを用いるとよい。また、防砂材８の充填量は耐久性、損失水頭などを考慮して決定することが好ましいが、少なくとも下部ストレーナー１９よりも高い位置までは充填する必要がある。
【００５１】
上記構成により、本実施の形態では、図５に示すろ過を行う場合の位置から、反時計回りにθ２だけ回動することで、図６に示すろ材を均す流路に切り替えることが可能となる。さらに、ろ材を均す流路から反時計回りにθ１だけ回動することで、図７に示す逆洗浄用の流路に切り替えることが可能となる。ろ材を排出する場合には、逆洗浄の状態から、さらに反時計回りにθ３だけ回動することで、図８に示す逆洗浄の流路を維持したまま、上部ストレーナー２０の粗い孔２３を重ねることができるようになる。つまり、切り替えバルブ２は、導出管７の外周に固定し、導出管７の回転によって、前記通水路のうちいずれか一つを導出管７の水路へ選択的に接続して連通するとともに、残りの通水路のうち一つを閉止するものである。
【００５２】
ろ過を行う場合は、切り替えハンドル１２を操作することで、図５（ａ）に示すように、内部通路１４は浄水通路４に連通され、第一遮蔽板１６は排水通路５を塞ぐこととなる。原水は、原水通路３から上部ストレーナー２０内へ直接流し込むことができ、ケーシング１０の上部からろ材６へ原水を注ぐこととなり、ケーシング１０の底部の下部ストレーナー１９から導出管７を通して、浄水通路４へと濾過された水を流すことができる。
【００５３】
つまり、通常のろ過運転時には、井戸水、河川水等が原水通路３から蓋１１を通り、ろ材６へと供給され、ろ過した浄水を下部ストレーナー１９と導出管７を通して浄水通路４へと供給することができる。また、図５（ｂ）に示すように、ろ過を行う場合は、ストレーナー切り替え手段２０ａの構成により、外部ストレーナー２１の粗い孔２３と、内部ストレーナー２２の粗い孔２３との関係は、「θ２＋θ３」だけずれた状態となる。すなわち、外部ストレーナー２１は、細い孔２２ａが作用することとなる。
【００５４】
また、逆洗浄時には、切り替えハンドル１２を操作することで、図７（ａ）に示すように、内部通路１４と原水通路３を連通させ、第三遮蔽板１８で浄水通路４を塞ぐこととなる。この場合もストレーナー切り替え手段２０ａの構成により、外部ストレーナー２１の粗い孔２３と、内部ストレーナー２２の粗い孔２３との関係は、θ３だけずれた状態となる。
【００５５】
つまり、逆洗浄時には、原水通路３から内部通路１４と導出管７を通り、ケーシングの１０底部の下部ストレーナー１９からろ材６に水を供給することとなる。そして、ろ材６をケーシング１０の底部側から洗浄した水は、上部ストレーナー２０を通り排水通路５から排出することとなる。外部ストレーナー２１は、ストレーナー切り替え手段２０ａの構成により、細い孔２２ａが作用する状態となっているので、ろ材６は上部ストレーナー２０を通過することはできない。
【００５６】
さらに、逆洗浄に続いて砂排出時には、切り替えハンドル１２を操作することで、内部通路１４と原水通路３を連通させた状態を維持し、第三遮蔽板１８で浄水通路４を塞いだ状態も維持したままで、図８（ｂ）に示すように、ストレーナー切り替え手段２０ａの構成により、内部ストレーナー２２の粗い孔２３の位置を外部ストレーナー２１の粗い孔２３の位置に合わせることができる。すなわち、内部ストレーナー２２と外部ストレーナー２１の粗い孔２３同士を合わることができ、上部ストレーナー２０から砂を排水通路５へ排出することが可能となる。
【００５７】
つまり、砂排出時には、原水通路３から内部通路１４と導出管７を通り下部ストレーナー１９からろ材６に原水を供給し、ろ材６を通過した水を上部ストレーナー２０の粗い孔２３を通過させて、ろ材６とともに排水通路５へ排出することができる。ケーシング１０の外へろ材を容易に排出することができる。
【００５８】
また、逆洗浄を行なった後で、ろ材６を均す場合には、切り替えハンドル１２を操作することで、図６（ａ）に示すように、内部通路１４と排水通路５を繋ぎ、第二遮蔽板１７で浄水通路４を塞ぐことができるように切り替えバルブ２により流路が切り替えることができる。
【００５９】
つまり、逆洗浄後にろ材６と、防砂材８をならしたい場合は、原水が原水通路３から蓋１１を通りろ材６へと供給され、ろ過した浄水が下部ストレーナー１９と導出管７を通り排水通路５から排出される流路を形成することができる。
【００６０】
以上のように、切り替えハンドル１２を操作して、切り替えバルブ２を内部通路１４を原水通路３と連通させて、第三遮蔽板１８で浄水通路４を閉止した状態としながら、ストレーナー切り替え手段２０ａの構成により内部ストレーナー２２の粗い孔２３の位置を外部ストレーナー２１の粗い孔２３の位置に容易に合わせることができ、ろ材６の排出時に短時間で、ろ材６である第一粒子のみの排出をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかる水処理装置１は、ろ材の廃棄を行う際に、容易にろ材を外部へ排出することが可能であるため、井戸水や貯留水の浄化に使用される家庭用水処理装置として有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１  水処理装置
２  切り替えバルブ
３  原水通路
４  浄水通路
５  排水通路
６  ろ材
７  導出管
８  防砂材
９  開口部
１０  ケーシング
１１  蓋
１２  切り替えハンドル
１３  開口
１４  内部通路
１５  遮蔽板
１６  第一遮蔽板
１７  第二遮蔽板
１８  第三遮蔽板
１９  下部ストレーナー
２０  上部ストレーナー
２０ａ  ストレーナー切り替え手段
２１  外部ストレーナー
２２  内部ストレーナー
２２ａ  細い孔
２３  粗い孔
【図１】
2016155057.tif 000003
【図２】
2016155057.tif 000004
【図３】
2016155057.tif 000005
【図４】
2016155057.tif 000006
【図５】
2016155057.tif 000007
【図６】
2016155057.tif 000008
【図７】
2016155057.tif 000009
【図８】
2016155057.tif 000010
【図９】
2016155057.tif 000011