(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過ケーシングに、水を流入する給水口と、水を排水する排水口と、前記給水口と排水口との間に設けた多孔性の基材と、前記多孔性の基材上に成層するように設けた濾過層として機能する磁性粉体と、前記磁性粉体を前記多孔性の基材より洗浄時には離すことができる磁石と、前記多孔性の基材を支持する支持部材とを備え、前記磁石は濾過ケーシング内の給水口側に設けた濾過器。
【請求項２】
支持部材は第１の支持部材と第２の支持部材から構成されており、第１の支持部材は第２の支持部材に比べ多数の梁を有し、しかも、多孔性の基材と第２の支持部材との間に配設した請求項１記載の濾過器。
【請求項３】
多孔性の基材の上部に第３の支持部材を配設した請求項１または２記載の濾過器。
【請求項４】
第３の支持部材は第１の支持部材または第２の支持部材より弱い強度とした請求項３記載の濾過器。
【請求項５】
濾過ケーシングの内壁と支持部材との間に、前記支持部材を補強する補強部材を設けた請求項１から４のいずれか１項に記載の濾過器。
【請求項６】
補強部材は支持部材と一体的に形成された構成の請求項５記載の濾過器。
【請求項７】
補強部材は濾過ケーシングと一体的に形成された構成の請求項５記載の濾過器。
【請求項８】
補強部材を支持する補強部材支持台を排水口の上部に設けた構成の請求項５記載の濾過器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済みの風呂水を浄化したり、水道水の濁り成分を除去したりするなど水の浄化技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水の浄化技術としては、重力沈降や遠心沈降を利用する沈降分離法、浮力を用いる浮上分離法、固形浮遊物を篩い取る濾過法等があり、なかでも濾過法は比較的小型の装置で大きな処理流量を得ることができるので汎用されている。濾過法はまた、多孔性の膜表面に孔径より大きな固形物を捕捉する単層濾過と、積層した粉体や繊維、３次元網目構造体等の層状濾過層を用いて濾過層内部の間隙に固形物を捕捉する重層濾過に大別される。いずれの方法も、濾過を続けるうちに捕捉した固形物によって濾材が閉塞されるため、濾材の交換や濾材に付着した固形物を剥離する再生作業が必要となる。特に、大粒の粉体をカラム状に充填して用いる重層濾過を砂濾過と呼び、砂濾過では逆洗と呼ばれる濾過層の再生が一般的に行われている。すなわち濾過層を水流で巻き上げ、捕捉した固形物を水流で洗い流し、さらに重力沈降を用いて濾材を積層させるものであり、流路の切り替えだけで再生が可能である点で優れており、汎用される濾過形式となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の砂濾過は、粒径がマイクロメーター程度の固形物を濾別しようとした場合に、一般家庭で使用できる装置の規模では逆洗を実行することができないという課題を有している。すなわち、使用する濾材の粒径を被濾過物の粒径近くまで小さくする必要があって、このような微粒子の濾材は、重力沈降の速度が遅く、従って、重力沈降速度の差をもって、被濾過物の粒子と分別し、さらに濾材を沈降成層させる従来の逆洗が成り立たないからである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの様な従来の方法が有している課題を解決するもので、濾過ケーシングに、水を流入する給水口と、水を排水する排水口と、前記給水口と排水口との間に設けた多孔性の基材と、前記多孔性の基材上に成層するように設けた濾過層として機能する磁性粉体と、前記磁性粉体を前記多孔性の基材より洗浄時には離すことができる磁石と、前記多孔性の基材を支持する支持部材とを備え、前記磁石は濾過ケーシング内の給水口側に設けて磁性粉体の逸失を防止する濾過器として、特に水流による多孔性の基材の破損を防止したり変形を防止したりするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、濾過ケーシングに、水を流入する給水口と、水を排水する排水口と、前記給水口と排水口との間に設けた多孔性の基材と、前記多孔性の基材上に成層するように設けた濾過層として機能する磁性粉体と、前記磁性粉体を前記多孔性の基材より洗浄時には離すことができる磁石と、前記多孔性の基材を支持する支持部材とを備え、前記磁石は濾過ケーシング内の給水口側に設けた濾過器とし、多孔性の基材が支持部材によって支持され、強度が補強されるので水流による多孔性の基材の破損や変形が防止できる。従って、多孔性の基材上に成層した磁性粉体で構成される濾過層により確実に水が濾過されると共に、逆洗時には磁石を動作させて磁性粉体を誘引し多孔性の基材から剥離させ、排水口から給水口へ水を流して磁性粉体を洗浄することができるものである。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、第２の支持部材に比べ多数の梁を有する第１の支持部材を、多孔性の基材と第２の支持部材との間に設けたので、水流による多孔性の基材の変形を一様に小さくすることができ、多孔性の基材の破損や変形をより確実に防止できるものである。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、多孔性の基材上部に第３の支持部材を設けたので、上向きの水流に対しても強度が向上し、逆洗時でも多孔性の基材の破損や変形を防止できるものである。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、多孔性の基材の上側の支持部材は下側の支持部材よりも強度が弱いので、逆洗時の弱い水流に対して無駄のない強度で済み、かつ一様に変形を防止できるものである。
【０００９】
請求項５に記載した発明は、濾過要素部分を内包する濾過ケーシングの内壁と支持部材との間に、支持部材を補強する補強部材を設けたので、多孔性の基材の面積を大きくしても簡単な構成で多孔性の基材の変形や破損がより確実に防止できるものである。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、補強部材は支持部材と一体的に形成された構成であるから、簡単な構成で多孔性の基材の変形や破損が防止でき、部品点数が減り組み立てコストを低減できるものである。
【００１１】
請求項７に記載した発明は、補強部材は濾過ケーシングと一体的に形成された構成であるから、支持部材を簡単な構造にすることができるので、支持部材を安価に製造することができる。
【００１２】
請求項８に記載した発明は、補強部材を支持する補強部材支持台を排水口の上部に設けているので、補強部材が排水口の上部に位置する場合でも、排水口への水の流れを妨げることなく補強部材をしっかりと固定し、多孔性の基材の破損や変形を防止することができるものである。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の実施例１について説明する。図１は本実施例の構成を示す説明図である。１は濾過ケーシングで、水が流入する給水口２と水を排水する排水口３と、給水口２と排水口３との間に設けた多孔性の基材４上に成層して濾過層としての機能をする磁性粉体５とを備えている。多孔性の基材４の下にはこれを支持する支持部材６が設けられている。多孔性の基材４としては、本実施例では金属網を使用しているが、例えば一般的なセラミックの燒結体、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン粉体の燒結体、セルロース繊維、酸化アルミナ粉体の固形物等を使用することも可能である。また磁性粉体５としては、フェライト・マグネタイトの粉体、鉄・ニッケル・クロム等の粉体、ネオジゥム等の希土類等を使用している。また濾過ケーシング１内の給水口２側には、磁石７を構成する鉄心８とそれに巻き付けたコイル９とを設けている。
【００１４】
以下本実施例の動作について説明する。例えば図示していないポンプを使用して、風呂の水を給水口２に導くと、濾過ケーシング１内の濾過層を構成する磁性粉体５が水中の固体粒子等を捕捉し濾過する。濾過された水は、多孔性の基材４および支持部材６を通過して排水口３から排出される。この水は、十分再利用できる程度に浄化されており、生活用水として再び利用できるものである。
【００１５】
この時、磁性粉体５と多孔性の基材４はポンプによる流水の圧力を受けることになる。一方、磁性粉体５の粒子径は濾過の性能確保上、必然的に数ミクロンから数十ミクロン以下にすることが多く、そのために多孔性の基材４の孔は非常に小さくかつ厚みが薄くなり流水の圧力に対して強度不足となりやすい。従って多孔性の基材下部に支持部材を設けることで多孔性の基材の強度を補い、多孔性の基材の破損や変形を防止するものである。
【００１６】
この濾過を繰り返すと、濾過層は前記固体粒子等の不純物によってやがて目詰まりをおこす。従って、ある程度使用すると濾過層として機能する磁性粉体に付着した不純物を浄化する必要がある。この浄化は、以下に示す逆洗によって行われる。
【００１７】
つまり、先ず磁石７を構成するコイル９に通電して鉄心８を磁化しこの磁力によって磁性粉体５を誘引して多孔性の基材４から剥離しておく。この状態で、排水口３から給水口２へ向けて水を通水すると、多孔性の基材４を通過した水は、鉄心８に誘引されている磁性粉体５を洗浄して、給水口２から排水される。この排水は、図示していない方法によって系外に廃棄する。こうして磁性粉体５の表面に付着した固体粒子等の不純物は、排水と共に系外に廃棄される。こうして、排水口３に流入する水を止めてから前記コイル９への通電を停止すると、磁性粉体５は、鉄心８から離れ、重力によって落下して、再び多孔性の基材４上に積層して濾過層を構成するものである。
【００１８】
以上のように本発明によれば、多孔性の基材４の下部に支持部材６を設けたので支持部材６により多孔性の基材４の破損や変形が防止でき、多孔性の基材４上に成層した磁性粉体５を濾過層として使用し、逆洗時に磁石７の磁力を利用して磁性粉体の逸失を防止できて、小型で簡単な構成の濾過器を実現するものである。
【００１９】
（実施例２）
次に本発明の実施例２について説明する。本実施例における主な構成は実施例１と同様なので異なる部分についてのみ説明することにする。図２は本実施例の構成を示す説明図である。なお、図１に示す構成部分と同じ構成部分には同一符号を付与する。
【００２０】
多孔性の基材４の上には磁性粉体５からなる濾過層があり、多孔性の基材４のすぐ下には第１の支持部材１０、第１の支持部材１０の下には第２の支持部材１１が設けられている。また第１の支持部材１０は第２の支持部材１１に比べ多数の梁を有している。このため多孔性の基材４は平面状に一様な分布で補強されることになり、水流から受ける圧力に対する変形を小さくすることができる。なぜなら、第１の支持部材１０の梁を多くすると多孔性の基材４の平面上の変形の分布を一様にできる反面、水流の圧損増にならないように開口率を大きくする必要がありそのため梁そのものの断面積が小さくなって第１の支持部材１０の強度が十分確保できなくなるが、第２の支持部材１１を設けることで十分な強度が確保できるようになるからである。つまり、多孔性の基材４に対して２つの支持部材を設けることで第１の支持部材１０は多孔性の基材４全体の強度をある程度補強し、第２の支持部材１１でさらに強度を確保するものである。これの一例を図で表したものが図３であり、図３（ａ）は第１の支持部材１０と第２の支持部材１１の斜視図、図３（ｂ）は第１の支持部材１０の梁が少ない場合、図３（ｃ）は第２の支持部材１０の梁が多い場合の多孔性の基材４の変形の様子を示している。なお、第１の支持部材１０と第２の支持部材１１が一体的に形成されていても同様の効果を得ることができる。
【００２１】
以上のように本発明によれば、第２の支持部材１１に比べ多数の梁を有する第１の支持部材１０を、多孔性の基材４と第２の支持部材１１との間に設けたので、水流による多孔性の基材４の変形を一様に小さくすることができ、多孔性の基材４の破損や変形をより確実に防止できる。
【００２２】
（実施例３）
次に本発明の実施例３について説明する。本実施例における主な構成は実施例２と同様なので異なる部分についてのみ説明することにする。図４は本実施例の構成を示す説明図である。なお、図２に示す構成部分と同じ構成部分には同一符号を付与する。１２は多孔性の基材４の上側に設けられた第３の支持部材である。前述のように逆洗時は排水口３から給水口２に向けて水流が流れる。このため多孔性の基材４は上方向に水流の圧力を受けることになるが、上側には第３の支持部材１２が設けられているので変形や破損を防止することができる。
【００２３】
以上のように本発明によれば、多孔性の基材４上部に第３の支持部材１２を設けたので、上向きの水流に対しても強度が向上し、逆洗時でも多孔性の基材４の破損や変形を防止できる。
【００２４】
（実施例４）
次に本発明の実施例４について説明する。本実施例における主な構成は実施例３と同様なので異なる部分についてのみ説明することにする。
【００２５】
逆洗は水の浄化を目的としたものではなく、濾過層に溜まった固形物を濾材から剥離して排出する目的であるから、逆洗時における濾過部を通過する流水の速度は濾過時に比べかなり遅いものとなっている。また、この時濾材となる磁性粉体５は磁石７に吸着されているので多孔性の基材４の圧損は低い。従って多孔性の基材４が受ける圧力は、濾過時よりも逆洗時の方が圧倒的に低くなるので、多孔性の基材４が必要とする強度は逆洗時には小さくて済むのである。
【００２６】
以上のように本発明によれば、多孔性の基材４の上側の第３の支持部材１２は下側の支持部材である第１の支持部材１０ならびに第２の支持部材１１よりも強度が弱いので、逆洗時の弱い水流に対して無駄のない強度で済み、かつ一様に変形を防止できる。
【００２７】
（実施例５）
次に本発明の実施例５について説明する。本実施例における主な構成は実施例１と同様なので異なる部分についてのみ説明することにする。図５は本実施例の構成を示す説明図である。なお、図１に示す構成部分と同じ構成部分には同一符号を付与する。１３ａは濾過ケーシング１の内壁と支持部材６との間に設けられていて、支持部材６を補強するための補強部材である。
【００２８】
濾過能力を高めるために濾過層として機能する磁性粉体５の層の面積を大きくした場合、多孔性の基材４の面積も大きくなり支持部材６の強度をさらに強くする必要があるが、支持部材６単体で多孔性の基材４の強度確保をするよりも補強部材１３ａを併用した方が簡単にしかも確実に強度を確保できるようになる。
【００２９】
以上のように本発明によれば、多孔性の基材４の面積を大きくしても簡単な構成で多孔性の基材４の変形や破損を確実に防止できる。
【００３０】
（実施例６）
次に本発明の実施例６について説明する。本実施例における主な構成は実施例１と同様なので異なる部分についてのみ説明することにする。図６は本実施例の構成を示す説明図である。なお、図１に示す構成部分と同じ構成部分には同一符号を付与する。図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は斜視図で補強部材１３ｂは支持部材６の一部を切り起こしたものであり、補強部材１３ｂと支持部材６は一体的に形成されている。この構成であればより簡単に支持部材６ひいては多孔性の基材４の強度を確保することができる。
【００３１】
以上のように本発明によれば、簡単な構成で多孔性の基材４の変形や破損が防止でき、また部品点数が減り組み立てコストを低減できる。
【００３２】
（実施例７）
次に本発明の実施例７について説明する。本実施例における主な構成は実施例１と同様なので異なる部分についてのみ説明することにする。図７は本実施例の構成を示す説明図である。なお、図１に示す構成部分と同じ構成部分には同一符号を付与する。図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は濾過ケーシング１の部分断面斜視図で補強部材１３ｃは濾過ケーシング１と一体的に形成されており、その加工方法は樹脂成形やろう付け、溶接、かしめ等、材質に応じてとるものとする。この構成であれば、支持部材６ひいては多孔性の基材４の強度を確保しつつ、支持部材６の構造を簡単にすることができる。
【００３３】
以上のように本発明によれば、支持部材を簡単な構造にすることができるので、支持部材を安価に製造することができる。
【００３４】
（実施例８）
次に本発明の実施例８について説明する。本実施例における主な構成は実施例５と同様なので異なる部分についてのみ説明することにする。図８は本実施例の構成を示す説明図である。なお、図５に示す構成部分と同じ構成部分には同一符号を付与する。
【００３５】
１４は補強部材支持台であり、排水口３の上部で補強部材１３ａを支持している。排水口３の上部には補強部材１３ａが位置しているが、補強部材支持台１４には多数の開口部が設けられているので流水の抵抗になることはない。また図８に示すように支持部材６の中央を補強することができれば強度的に最も強くでき、補強部材１３ａをしっかりと固定することができる。
【００３６】
以上のように本発明によれば、補強部材１３ａが排水口３の上部に位置する場合でも、排水口３への水の流れを妨げることなく補強部材１３ａをしっかりと固定し、多孔性の基材４の破損や変形を防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、濾過ケーシングに、水を流入する給水口と、水を排水する排水口と、前記給水口と排水口との間に設けた多孔性の基材と、前記多孔性の基材上に成層するように設けた濾過層として機能する磁性粉体と、前記磁性粉体を前記多孔性の基材より洗浄時には離すことができる磁石と、前記多孔性の基材を支持する支持部材とを備え、前記磁石は濾過ケーシング内の給水口側に設けた構成としたので、多孔性の基材の強度が補強されて水流による多孔性の基材の破損や変形が防止できる。従って、多孔性の基材上に成層した磁性粉体で構成される濾過層により確実に水が濾過されると共に、逆洗時には磁石を動作させて磁性粉体を誘引し多孔性の基材から剥離させ、排水口から給水口へ水を流して磁性粉体を洗浄することができる濾過器を実現するものである。
【００３８】
請求項２に記載した発明によれば、支持部材は第１の支持部材と第２の支持部材から構成されており、第１の支持部材は第２の支持部材に比べ多数の梁をし、しかも、多孔性の基材と第２の支持部材との間に配設する構成としたので、水流による多孔性の基材の変形を一様に小さくすることができ、多孔性の基材の破損や変形をより確実に防止できる濾過器を実現するものである。
【００３９】
請求項３に記載した発明によれば、多孔性の基材の上部に第３の支持部材を配設した構成としたので、上向きの水流に対しても強度が向上し、逆洗時でも多孔性の基材の破損や変形を防止できる濾過器を実現するものである。
【００４０】
請求項４に記載した発明によれば、第３の支持部材は第１の支持部材または第２の支持部材より弱い強度としたので、逆洗時の弱い水流に対して無駄のない強度で済み、かつ一様に変形を防止できる濾過器を実現するものである。
【００４１】
請求項５に記載した発明によれば、濾過ケーシングの内壁と支持部材との間に、前記支持部材を補強する補強部材を設けた構成としたので、多孔性の基材の面積を大きくしても簡単な構成で多孔性の基材の変形や破損をより確実に防止できる濾過器を実現するものである。
【００４２】
請求項６に記載した発明によれば、補強部材は支持部材と一体的に形成された構成としたので、簡単な構成で多孔性の基材の変形や破損が防止でき、部品点数が減り組み立てコストを低減できる濾過器を実現するものである。
【００４３】
請求項７に記載した発明によれば、補強部材は濾過ケーシングと一体的に形成された構成としたので、支持部材を簡単な構造にすることができるので、支持部材を安価に製造することができる濾過器を実現するものである。
【００４４】
請求項８に記載した発明によれば、補強部材を支持する補強部材支持台を排水口の上部に設けた構成としたので、補強部材が排水口の上部に位置する場合でも、排水口への水の流れを妨げることなく補強部材をしっかりと固定し、多孔性の基材の破損や変形を防止することができる濾過器を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における濾過器の構成を示す断面図
【図２】  本発明の実施例２における濾過器の構成を示す断面図
【図３】  （ａ）同、第１の支持部材と第２の支持部材の斜視図
（ｂ）同、第１の支持部材の梁が少ない場合の基材の変形の模式図
（ｃ）同、第１の支持部材の梁が多い場合の基材の変形の模式図
【図４】  本発明の実施例３における濾過器の構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５における濾過器の構成を示す断面図
【図６】  （ａ）本発明の実施例６における濾過器の構成を示す断面図
（ｂ）同、支持部材の斜視図
【図７】  （ａ）本発明の実施例７における濾過器の構成を示す断面図
（ｂ）同、濾過ケーシングの部分断面斜視図
【図８】  本発明の実施例８における濾過器の構成を示す断面図
【符号の説明】
１  濾過ケーシング
２  給水口
３  排水口
４  多孔性の基材
５  磁性粉体
６  支持部材
７  磁石
８  鉄心
９  コイル
１０  第１の支持部材
１１  第２の支持部材
１２  第３の支持部材
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  補強部材
１４  補強部材支持台
【図１】
0003767175.tif 000002
【図２】
0003767175.tif 000003
【図３】
0003767175.tif 000004
【図４】
0003767175.tif 000005
【図５】
0003767175.tif 000006
【図６】
0003767175.tif 000007
【図７】
0003767175.tif 000008
【図８】
0003767175.tif 000009