(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の濾過粒子を収容する濾過室を有する有蓋円筒状のハウジングの上側に外部から被濾過流体を濾過室へ導入する導入口を設け、前記ハウジングの下側に前記濾過粒子を受承する濾床板を配設し、前記ハウジングの下側に前記濾過粒子により濾過された流体の導出口を設け、前記ハウジングの濾過室下側には洗浄流体により前記濾過粒子を噴き上げる手段を設け、前記濾過室上側には、噴き上げられた濾過粒子が前記導入口へ向かって拡散するのを防止し、かつ導入口と反対側への拡散を許容する遮蔽部材を設け、前記導入口には洗浄後の洗浄流体を外部に排出する手段を設けた濾過装置において、
前記導入口はハウジング内の濾過室に導入された被濾過流体を螺旋旋回流が生じるようにハウジングの円筒状の内周面に沿って接線方向に指向するように設定され、前記濾過室の上側には前記遮蔽部材としての水平断面が円弧状をなす遮蔽板が前記導入口と対応するように、かつ上下方向に指向するように設けられ、前記ハウジングの円筒状の内周面と前記遮蔽板の円弧状の外周面とにより、前記導入口と連通する流体の通路が円弧状に形成されていることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
請求項１において、前記遮蔽板の上部外周面とハウジングの内周面との間には、導入口に逆流入する洗浄後の洗浄流体の流速を低下させる流速低下手段が設けられている濾過装置。
【請求項３】
請求項２において、前記流速低下手段は、前記遮蔽板の上部外周壁を、下部外周壁よりも前記ハウジングの中心側に変位した段差壁又は傾斜壁と、該段差壁又は傾斜壁の円弧状の外周面と、前記ハウジングの円筒状の内周面との間に形成された流路面積の大きい通路とにより構成されている濾過装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記遮蔽板は合成樹脂により一体に形成され、その上部外周側には導入口の下半分を形成する導入口形成部が一体に形成され、円筒状のハウジングの上部内周面には前記導入口の上半分を形成する導入口形成部が一体に形成されている濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば一般家庭の浴槽や公衆浴場、温泉、ホテル内の浴槽、或いはプール、魚鑑賞用水槽等の垢やゴミ、汚れ等の除去を目的とした濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浴槽内の湯水を循環させて濾過する循環濾過システムに組み込まれた濾過装置として、図７に示すものが提案されている。この濾過装置を構成するハウジング５１の底部には濾床板５２が設置され、この濾床板５２にはガラスビーズ等よりなる無数の濾過粒子５３が受承されている。
【０００３】
前記ハウジング５１の上部には湯水の導入フランジ５４が設けられ、該導入フランジ５４には導入管５５が接続されている。ハウジング５１の下部には濾過された湯水を導出する導出フランジ５６が設けられている。前記ハウジング５１の内頂部には、有蓋円筒状の流出防止筒５７が一体的に設けられ、その上部には防止筒５７の内外を連通する連通孔５７ａが設けられている。
【０００４】
上記の濾過装置においては、浴槽内の湯水が導入フランジ５４を通して導入管５５からハウジング５１内に導かれると、図８に示すように導入管５５は円弧状になっているので、湯水はハウジング５１の内周面と流出防止筒５７の外周面との間の通路５８を螺旋状に旋回しながら濾過室Ｒの下方に移動し、濾過粒子５３内を浸透して濾床板５２側に移動し、導出フランジ５６から浴槽内に還元される。
【０００５】
濾過粒子５３による湯水の濾過作用が長時間行われると、濾過粒子５３自体が汚損されるので、これを定期的に洗浄する必要がある。このとき、導出フランジ５６から湯水が濾床板５２の細隙を通して濾過室Ｒ内に供給され、上方に噴き上げられた湯水により濾過粒子５３が中央部から上方に噴き上げられる。そして、濾過粒子５３は流出防止筒５７内に進入し、導入管５５の先端開口部近傍において拡散するのが防止される。このため、流出防止筒５７の内頂面或いは内周面に衝突した濾過粒子５３が、湯水との比重差により下方に沈降するとともに、汚損物を含んだ湯水が連通孔５７ａから防止筒５７の外部に流れ、前記導入管５５側へ流れ、導入フランジ５４から外部配管及び電磁切換バルブを通してドレン管路に導かれる。従って、上記濾過装置によれば、濾過粒子５３の洗浄を効率的に行うことができるとともに、濾過粒子５３の導入管５５側への移動を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の濾過装置においては、流出防止筒５７が有蓋円筒状に形成されているので、下部から上方に噴き上げられた濾過粒子５３が流出防止筒５７内において、袋小路状態になって閉じ込められるので、勢い良く拡散することはなく、濾過粒子５３の表面に付着したゴミの分離作用が促進されないという問題があった。
【０００７】
又、通常の湯水の濾過時においては導入管５５から旋回した湯水が流出防止筒５７内に進入することはないので、流出防止筒５７の内周面に湯垢が付着し易く、ハウジング５１内が非衛生的な状態になるという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は上記従来の技術に存する問題点を解消して、濾過粒子の汚れを洗浄する際、濾過粒子に付着したゴミ等が分離する作用を促進して洗浄効率を向上することができるとともに、濾過粒子のハウジング外部への流出を防止でき、通常の濾過時においては、遮蔽部材に湯垢が付着するのをなくして衛生的に保つことができる濾過装置を提供することにある。
【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に、請求項１に記載の発明では、多数の濾過粒子を収容する濾過室を有する有蓋円筒状のハウジングの上側に外部から被濾過流体を濾過室へ導入する導入口を設け、前記ハウジングの下側に前記濾過粒子を受承する濾床板を配設し、前記ハウジングの下側に前記濾過粒子により濾過された流体の導出口を設け、前記ハウジングの濾過室下側には洗浄流体により前記濾過粒子を噴き上げる手段を設け、前記濾過室上側には、噴き上げられた濾過粒子が前記導入口へ向かって拡散するのを防止し、かつ導入口と反対側への拡散を許容する遮蔽部材を設け、前記導入口には洗浄後の洗浄流体を外部に排出する手段を設けた濾過装置において、
前記導入口はハウジング内の濾過室に導入された被濾過流体を螺旋旋回流が生じるようにハウジングの円筒状の内周面に沿って接線方向に指向するように設定され、前記濾過室の上側には前記遮蔽部材としての水平断面が円弧状をなす遮蔽板が前記導入口と対応するように、かつ上下方向に指向するように設けられ、前記ハウジングの円筒状の内周面と前記遮蔽板の円弧状の外周面とにより、前記導入口と連通する流体の通路が円弧状に形成されている。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、前記遮蔽板の上部外周面とハウジングの内周面との間には、導入口に逆流入する洗浄後の洗浄流体の流速を低下させる流速低下手段が設けられている。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２において、前記流速低下手段は、水平断面が円弧状の前記遮蔽板の上部外周壁を、下部外周壁よりもハウジングの中心側に変位した段差壁又は傾斜壁と、該段差壁又は傾斜壁の円弧状の外周面と、前記ハウジングの円筒状の内周面との間に形成された流路面積の大きい通路とにより構成されている。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか一項において、前記遮蔽板は合成樹脂により一体に形成され、その上部外周側には導入口の下半分を形成する導入口形成部が一体に形成され、筒状のハウジングの上部内周面には前記導入口の上半分を形成する導入口形成部が一体に形成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を浴槽湯水を濾過するシステムに適応した一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１６】
図５により濾過システムの概要を説明すると、浴槽１１の底部には湯水の排出フランジ１２が設けられ、上部には湯水の流入フランジ１３が設けられている。前記排出フランジ１２には配管Ｌ１を介して循環ポンプ１４が接続され、該ポンプ１４の吐出口側には二本の分岐配管Ｌ２，Ｌ３を介して後述する濾過装置１５が接続されている。分岐配管Ｌ２，Ｌ３には第１電磁切換バルブ１６及び第２電磁切換バルブ１７が介在されている。前記第１及び第２の電磁切換バルブ１６，１７は、濾過装置１５を通常の濾過装置として使用する濾過ポートと、濾過粒子を逆洗浄する逆洗浄ポートとの間で切り換えるためのものである。
【００１７】
前記循環ポンプ１４は湯水の大半を配管Ｌ４を通して流入フランジ１３から浴槽１１内にジェット噴流として循環供給させるためのものであり、その湯水の一部を第１電磁切換バルブ１６及び分岐配管Ｌ２から濾過装置１５に供給し、該濾過装置１５内で濾過された湯水を第２電磁切換バルブ１７から配管Ｌ５を通して循環ポンプ１４の吸い込み側に還元する。又、濾過粒子の逆洗浄時には第１及び第２の電磁切換バルブ１６，１７が濾過ポートから逆洗浄ポートに切り換えられて、後述するように第２電磁切換バルブ１７から濾過装置１５の濾過室Ｒに逆流された湯水により濾過室Ｒ内の濾過粒子が逆洗浄され、洗浄された湯水は第１電磁切換バルブ１６からドレン配管Ｌ６を通して廃棄される。
【００１８】
次に、この発明の濾過装置１５を、図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように濾過装置１５を構成するハウジング２１は、有蓋円筒状の上部ハウジング２２と、テーパ筒状の下部ハウジング２３とにより構成されている。両ハウジング２２，２３は、それらに一体形成されたフランジ部２２ａ，２３ａにおいてボルト２４とナット２５により締め付け固定されている。なお、２６はシールリング、２７は位置決めピンである。前記下部ハウジング２３の下部には脚部２８が取り付けられている。
【００１９】
前記上部ハウジング２２の上端外周部には導入フランジ３１が一体的に形成され、該フランジ３１には前記一方の分岐配管Ｌ２を介して前記第１電磁切換バルブ１６が接続されている。前記導入フランジ３１の内端寄りには導入口３２が形成されており、この導入口３２はハウジング２１内に流入した湯水をハウジング２１内の濾過室Ｒにおいて螺旋状の旋回流が生じるように図２に示すように円弧状に形成されている。
【００２０】
前記上部ハウジング２２内には遮蔽部材としての水平断面が円弧状の遮蔽板３３が取り付けられている。この遮蔽板３３は図４に示すように半円弧状部３３ａと、その上部に一体形成された天板部３３ｂと、前記上部ハウジング２２と協動して前記円弧状の導入口３２を形成する上向きチャンネル状の導入口形成部３３ｃと、半円弧状部３３ａの上部において前記導入口形成部３３ｃを残して小径に形成した段差壁３３ｄとにより構成されている。そして、この遮蔽板３３の天板部３３ｂは、上部ハウジング２２の天板部２２ｂに接触した状態で溶接部３５により取り付けられている。
【００２１】
前記上部ハウジング２２の天板部２２ｂの外周部には前記遮蔽板３３側の導入口形成部３３ｃと対応するように、下向きチャンネル状の導入口形成部２２ｃが一体に形成されている。前記遮蔽板３３の段差壁３３ｄの外側面と前記上部ハウジング２２のテーパ内周面２２ｄとの間には流路面積の大きい湯水の通路３４ａが設けられている。又、この通路３４ａの下側に位置する遮蔽板３３の半円弧状部３３ａの外側面と上部ハウジング２２のテーパ内周面２２ｄとの間には、前記通路３４ａよりも流路面積の小さい通路３４ｂが形成されている。
【００２２】
前記下部ハウジング２３の底部には導出口４１が設けられ、該導出口４１は導出フランジ４１ａ及び前記他方の分岐配管Ｌ３を介して前記第２電磁切換バルブ１７に接続されている。前記下部ハウジング２３の内周面は下端ほど小径となるテーパ内周面２３ｂに形成され、このテーパ内周面２３ｂの下端には円筒状の内周面２３ｃが形成されている。この内周面２３ｃ内には濾床板の取付筒体４２が圧入嵌合されている。この取付筒体４２には濾床板４３が取付筒体４２の合成樹脂による射出成形時に一体的にインサート成形されている。
【００２３】
この濾床板４３上に収容された濾過粒子４５としては、ガラスビーズ、ヨウ素結合樹脂粒子、抗菌性セラミックス粒子あるいは抗菌砂等がある。具体的には、セラミックスに銀や銅を配合した粒状砂等でも効果があるが、配合剤にヨウ素を用いると、ヨウ素は微生物に対する不活性作用が強く、これをイオン交換樹脂内に化学結合させたスチレン重合体を炭化して粒状樹脂にすると殺菌効果が高くなる。又、その機能も長期間維持されることからさらに効果的である。前記濾過粒子４５の粒径は０．５〜３ｍｍの範囲にするのが望ましい。濾床板４３のメッシュサイズは５０メッシュ程度のものが良く、材質に銅を用いると生物膜の付着もなく効果的である。
【００２４】
前記取付筒体４２の内周面は、下端ほど小径となるテーパ内周面４２ａになっており、このテーパ内周面４２ａと前記下部ハウジング２３のテーパ内周面２３ｂとは滑らかに接続されている。
【００２５】
次に、前記のように構成した循環濾過システムの動作について説明する。
図５において、浴槽１１内の湯水を循環して使用する際には、第１及び第２の電磁切換バルブ１６，１７を濾過ポートに切り換える。この状態で循環ポンプ１４を起動すると、排出フランジ１２及び配管Ｌ１を通過した湯水の大半は、配管Ｌ４を介して流入フランジ１３から浴槽１１内にジェット流として噴射される。
【００２６】
又、前記循環ポンプ１４により湯水の一部は分岐配管Ｌ２及び第１電磁切換バルブ１６を通して導入フランジ３１を通り導入口３２に導かれる。この導入口３２から出た湯水は前記通路３４ａを通り、さらに通路３４ｂを螺旋状に旋回しつつ下方に流動し、上部ハウジング２２内に旋回流Ａが生じる。この旋回流Ａにより濾過装置１５内の濾過室Ｒの内周付近の流速が中央部よりも速くなるので、濾過粒子４５の表層部周縁の流動性が表層部中央よりも強くなる。従って、図１に鎖線で示すように、濾過粒子４５群の表層部中央がその周縁より盛り上がる。これにより、濾過粒子４５群の中央部に湯水に含まれる異物としての垢やゴミ等が集められる。一方、濾過粒子４５群の周縁は湯水の流れが存在するため、垢やゴミ等が溜まることはない。
【００２７】
濾過時間が長くなって、濾過粒子４５の洗浄が必要となった場合には、図５において第１及び第２の電磁切換バルブ１６，１７を逆洗浄ポートに切り換える。この状態では、前記循環ポンプ１４により湯水の一部は分岐配管Ｌ３及び第２電磁切換バルブ１７を通して導出フランジ４１ａを通り導出口４１に導かれる。さらに、湯水は導出口４１から濾床板４３の細隙を通してハウジング２１の濾過室Ｒ内に噴き上げられ、濾床板４３の上方に噴出される。多数の濾過粒子４５は水平断面が半円弧状の遮蔽板３３の内側に入り込み、導入口３２付近において該導入口３２に向かって拡散することはなく、その反対側に拡散されるので、導入口３２には移動することはない。
【００２８】
なお、前記湯水循環システムは、浴槽１１内の湯水が一旦抜かれると、濾過装置１５内の濾過室Ｒの湯も排出され、この状態で浴槽１１に新しい湯水が貯留されても濾過室Ｒ内には湯水が進入しない構造になっている。この状態から逆洗浄を開始する際には、空洞の濾過室Ｒ内の濾過粒子４５が湯水により速い速度で噴き上げられるが、この場合にも導入口３２への濾過粒子の移動を防止することができる。
【００２９】
上記逆洗浄時には湯水が濾床板４３から上方へ濾過粒子４５群を伴って噴き上げられ、濾過粒子４５はこの湯水の噴き上げ流により、洗浄されながら湯水と同様に噴き上げられた後、遮蔽板３３の内側に移動される。この遮蔽板３３の内側面や天板部３３ｂに衝突した濾過粒子４５は、その衝撃により垢やゴミ等が剥離され、濾過粒子４５は垢やゴミ等の汚れや湯水との比重差により、ハウジング２１内の外周寄りを通って濾床板４３付近へと沈降される。そして、再び濾床板４３からの噴き上げ湯水により連続的に流動されながら洗浄される。遮蔽板３３により逆洗浄時の湯水が通路３４ｂ，３４ａを通って導入口３２側へ流動し、濾過装置１５外に排出される。この通路３４ａを逆流する湯水は流速が弱められるので、濾過粒子は沈降し易くなり、逆流湯水に濾過粒子４５が混じって外部に排出されることはない。
【００３０】
次に、前記のように構成した濾過装置についてその効果を構成とともに列記する。
（１）前記実施形態では、水平断面が半円弧状の遮蔽板３３をハウジング２２の上部に取り付けて、導入口３２付近で導入口３２に向かって逆洗浄時に濾過粒子４５が導入口３２に向かって拡散しないようにしたので、濾過粒子４５が逆流湯水により導入口３２側に移動するのを防止することができる。
【００３１】
（２）前記実施形態では、水平断面が半円弧状の遮蔽板３３を設けたので、逆洗浄時に噴き上げられた濾過粒子４５が遮蔽板３３の内側面に衝突した後、導入口３２と反対側に拡散することにより、濾過粒子４５の表面に付着している垢やゴミ等の分離作用が促進され、洗浄効率を向上することができる。
【００３２】
（３）前記実施形態では、遮蔽板３３の上部に段差壁３３ｄを設けて、この段差壁３３ｄの外側面とハウジング２２のテーパ内周面２２ｄとの間に通路面積の大きい流速低減手段としての通路３４ａを形成したので、逆洗浄時において導入口３２へ向かう湯水の流速を低下させることができ、このため、湯水に混入して流出しようとする濾過粒子４５を下方に沈降させることができる。
【００３３】
（４）前記実施形態では、上部ハウジング２２と遮蔽板３３とを互いに溶接部３５により接合し、各部材に導入口形成部３３ｃ，２２ｃを一体に形成したので、部品点数を少なくして製造及び組付作業を容易に行うことができる。
【００３４】
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することもできる。
・図６に示すように、円弧状をなす導入口３２の弧状部の形成角を小さくするとともに、遮蔽板３３の円弧状部３３ａの形成角を小さくしていもよい。
【００３５】
この実施形態では、遮蔽板３３の円弧状部３３ａの形成角が小さいので、円弧状部３３ａの内側面に対する通常の濾過時における湯水の進入が確実となり遮蔽板３３の内周面への湯垢等の付着をより確実に防止することができる。
【００３７】
・図示しないが、濾過粒子の噴き上げ手段として、濾過粒子４５の逆洗浄の際、導出口４１から別の液体を上方に噴射して濾床板４３を通過させるように構成することもできる。
【００３９】
・図示しないが、前記流速低下手段として遮蔽板３３に段差壁３３ｄを形成しないで、上部ハウジング２２のテーパ内周面２２ｄ側を半径方向外方に膨出して、流路面積の大きい通路３４ａを形成してもよい。
【００４０】
・図示しないが、前記流速低下手段として段差壁３３ｄに代えて、傾斜壁により筒状のハウジングの内周面との間に形成された流路面積の大きい通路を形成してもよい。
【００４１】
この場合には、逆洗浄時において、傾斜壁の内側傾斜面に衝突した濾過粒子が導入口３２から離れる方向へ拡散するのを促進し、濾過粒子の洗浄作用を向上することができる。
【００４２】
・図示しないが、導入口３２を別体で形成した配管により構成してもよい。
・図示しないが、循環ポンプ１４に代えて、水道の端末部に分岐配管Ｌ２，Ｌ３を接続し、配管Ｌ５に蛇口を接続してもよい。
【００４３】
・図示しないが、浴槽湯水の循環濾過装置以外に、学校プール、鑑賞用水槽等の垢やゴミ、汚れ等の除去を目的として設置したり、水道の出口に導入フランジ３１を接続し、導出フランジ４１ａに蛇口を接続して使用したり、その他、各種液体の濾過装置として用いたりしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１〜４に記載の発明によれば、濾過粒子の汚れを洗浄する際、濾過粒子に付着したゴミ等が分離する作用を促進して洗浄効率を向上することができるとともに、濾過粒子のハウジング外部への流出を防止でき、通常の濾過時においては、遮蔽部材に湯垢が付着するのをなくして衛生的に保つことができる。
又、請求項１に記載の発明によれば、前記遮蔽板が水平断面が円弧状に形成されているので、濾過粒子の洗浄時において、導入口へ向かって濾過粒子が拡散するのを防止できるとともに、導入口から離れる方向への濾過粒子の拡散を促進でき、しかも濾過時においては被濾過流体が遮蔽板の内周面に流入し易くなり、湯垢などの付着を効果的に防止することができる。
【００４５】
請求項１に記載の発明によれば、導入口から濾過室に導入された被濾過流体が螺旋旋回流となるので、濾過室の中央部では流速が遅く、外周部では流速が速くなり、濾過粒子群の中央部に液体に含まれる異物としての垢やゴミ等が集められる。一方、濾過粒子群の周縁は液体の流れが存在するため、垢やゴミ等が溜まることはない。
【００４７】
請求項２に記載の発明によれば、濾過粒子の洗浄後の洗浄流体の流速を低下させる流速低下手段が設けられているので、濾過粒子の外部への流出を確実に阻止することができる。
【００４８】
請求項３に記載の発明によれば、水平断面が弧状の遮蔽板の上部外周壁を中心側に変位した段差壁又は傾斜壁により流速低下手段を形成したので、部品点数を低減することができる。
【００４９】
請求項４に記載の発明によれば、ハウジング及び遮蔽板に導入口の上半分及び下半分を形成する導入口形成部を一体に形成したので、部品点数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を浴槽の湯水の循環濾過装置に具体化した一実施形態を示す要部縦断面図。
【図２】  図１の１−１線断面図。
【図３】  図１の２−２線断面図。
【図４】  上部ハウジングと遮蔽板とを示す分解斜視図。
【図５】  浴槽湯水の循環濾過システム全体を示す回路図。
【図６】  この発明の別の実施形態を示す要部断面図。
【図７】  従来の濾過装置を示す縦断面図。
【図８】  図７の導入管を通る横断面図。
【符号の説明】
１１…浴槽、１４…循環ポンプ、１５…濾過装置、１６…第１電磁切換バルブ、１７…第２電磁切換バルブ、２１…ハウジング、２２…上部ハウジング、２３…下部ハウジング、２２ｃ…導入口形成部、２２ｄ…テーパ内周面、３２…導入口、３３…遮蔽部材としての遮蔽板、３３ａ…半円弧状部、３３ｂ…天板部、３３ｃ…導入口形成部、３３ｄ…段差壁、３４ａ，３４ｂ…通路、４１…導出口、４３…濾床板。
【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】
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【図８】
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