水槽用水中ろ過材および水槽用水中ろ過装置
【課題】水槽内で酸素が効率よく水中に溶解し、ゴミを均一に吸着し、交換時期を容易に判断できる水槽用水中ろ過材および水槽用水中ろ過装置を提供する。
【解決手段】回転軸３１と、回転軸３１が貫通する貫通路３２ａを設けたろ過材本体３２と、回転軸３１が貫通し、回転軸３１を中心にして複数の羽根（３３ａｂ、３３ａｓ）を設けた羽根具３３とを備え、羽根具３３を貫通路３２ａと同軸上に複数備える水槽用水中ろ過材３０と、気泡２を放出する気泡放出口２１ａを設けた底部２１と、この底部２１の縁に連接されて複数の側壁スリット２２ｓを設けた側壁部２２と、気泡２を排出する気泡排出口２３ａを設けたフタ部２３とからなるろ過材収納ケース２０に、回転軸３１を気泡放出口２１ａと気泡排出口２３ａとで支持して気泡２による上昇水流Ｃ１が前記羽根具３３に当たって回転するように収納し、水槽用水中ろ過装置１０を構成する。
【解決手段】回転軸３１と、回転軸３１が貫通する貫通路３２ａを設けたろ過材本体３２と、回転軸３１が貫通し、回転軸３１を中心にして複数の羽根（３３ａｂ、３３ａｓ）を設けた羽根具３３とを備え、羽根具３３を貫通路３２ａと同軸上に複数備える水槽用水中ろ過材３０と、気泡２を放出する気泡放出口２１ａを設けた底部２１と、この底部２１の縁に連接されて複数の側壁スリット２２ｓを設けた側壁部２２と、気泡２を排出する気泡排出口２３ａを設けたフタ部２３とからなるろ過材収納ケース２０に、回転軸３１を気泡放出口２１ａと気泡排出口２３ａとで支持して気泡２による上昇水流Ｃ１が前記羽根具３３に当たって回転するように収納し、水槽用水中ろ過装置１０を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、観賞魚などを飼育、育成する水槽内の水を、循環、ろ過するための水槽用水中ろ過材および水槽用水中ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金魚や熱帯魚などの観賞魚を飼育、育成するための観賞魚用水槽内で水をろ過する水槽用フィルタとして、エアポンプ式の水槽用フィルタが提案されている。水槽内に設置した水槽用フィルタにエアポンプなどで空気を送り込むと、フィルタの内部を気泡が上昇することによって水流が生じる。この水流により、水槽用フィルタは水槽内の水の循環、ろ過を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０７８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の水槽用フィルタにおいては、以下のような問題がある。
１）エアポンプにより供給された空気は、水中で気泡となる。気泡は、ほぼ真上に浮上し、短時間で水面に到達する。つまり、気泡が水中に滞在する時間は短い。したがって、従来の水槽用フィルタは、効率よく水中に酸素を溶解させることが難しいという問題がある。
２）従来の水槽用フィルタは、水槽内に配置する場所によって、残滓や懸濁物などのゴミの吸着が不均一となる。例えば、水槽用フィルタを水槽内のコーナーに設置すると、水槽内のコーナーは水の循環が悪いので、水槽内のコーナーに面した水槽用フィルタの側面でゴミの吸着量が少なくなる。したがって、水槽用フィルタ全体としてゴミの吸着が不均一となり、十分なろ過能力が得られないという問題がある。
３）従来の水槽用フィルタは、モーター式のフィルタに比べて、水を吸引する力が弱いという問題がある。水を吸引する力が弱いと、水槽用フィルタから離れた場所にあるゴミや、大きなゴミを吸着することが難しい。また、水中にゴミが残った水槽は、鑑賞する上で好ましくない。水中のゴミは分解され、観賞魚の発育に悪影響を及ぼしてしまう。
４）水中のゴミは、水槽用フィルタに吸着され、蓄積される。ゴミが蓄積されると、水槽用フィルタは目詰まりを起こす。しかし、吸着したゴミは微細である。従来の水槽用フィルタには、不織布やスポンジなどが用いられるため、その目詰まりを目視で確認するのが難しい。したがって、水槽用フィルタは交換する時期を判断するのが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、以下の１）から４）の課題を解決した水槽用水中ろ過材および水槽用水中ろ過装置を提供することを目的とする。
１）気泡中の酸素を効率よく水中に溶解させる
２）水槽用水中ろ過材の広い範囲でゴミを均一に吸着する
３）水を吸引する力を向上させる
４）ろ過材本体または水槽用水中ろ過材の交換時期を容易に判断する
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、回転軸と、前記回転軸が貫通する貫通路が設けられたろ過材本体と、前記回転軸に貫通され、前記回転軸を中心にして複数の羽根が放射状に設けられた羽根具と、を備え、前記羽根具が、前記貫通路と同軸上に１又は複数備えられ、前記ろ過材本体と前記羽根具とが、前記回転軸と共に回転する、ことを特徴としている。
【０００７】
また、上記の水槽用水中ろ過材と、気体が気泡として放出される気泡放出口が設けられ、この気泡放出口の周りに多孔質材が備えられた底部と、この底部の縁に連接され、複数の側壁スリットが設けられた側壁部と、この側壁部の縁と着脱可能であり、前記気泡が排出される気泡排出口が設けられたフタ部と、からなるろ過材収納ケースと、を備え、前記水槽用水中ろ過材は、前記回転軸が前記気泡放出口と前記気泡排出口とに支持され、前記気泡放出口から放出された気泡の浮上により生じる水流が前記羽根具に当たって回転する、ことを特徴としている。
【０００８】
また、回転している前記水槽用水中ろ過材は、前記ろ過材本体に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する、ことを特徴としている。
【０００９】
また、前記羽根具は、前記ろ過材収納ケースに収納され、前記貫通路の端に備えられている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る水槽用水中ろ過材では、回転軸と、回転軸が貫通する貫通路が設けられたろ過材本体と、回転軸に貫通され、回転軸を中心にして複数の羽根が放射状に設けられた羽根具とが備えられ、羽根具が、貫通路と同軸上に１又は複数備えられ、ろ過材本体と羽根具とが、回転軸と共に回転する構成とした。
したがって、気泡中の酸素を効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を上昇させることができる。
【００１１】
特に、羽根具は複数備えられていることが好ましい。この構成により、更に水流の影響を受けやすくなる。また、水中における気泡の滞留時間を更に延ばすことができる。
したがって、気泡中の酸素を更に効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を更に上昇させることができる。なお、水槽用水中ろ過材は、エアポンプから供給されたエア圧により回転させられる。この回転はエア量に比例するという特徴がある。
【００１２】
本発明に係る水槽用水中ろ過装置では、上記の水槽用水中ろ過材と、気体が気泡として放出される気泡放出口が設けられ、この気泡放出口の周りに多孔質材が備えられた底部と、この底部の縁に連接され、複数の側壁スリットが設けられた側壁部と、この側壁部の縁と着脱可能であり、気泡が排出される気泡排出口が設けられたフタ部と、からなるろ過材収納ケースとが備えられ、水槽用水中ろ過材は、回転軸が気泡放出口と気泡排出口とに支持され、気泡放出口から放出された気泡の浮上により生じる水流が羽根具に当たって回転する構成とした。
したがって、回転する水槽用水中ろ過材の広い範囲で水中のゴミを均一に吸着することができる。
特に、側壁スリットの開口面積を最小限とすることが好ましい。水槽用水中ろ過装置が水を吸引する力を向上させることができるからである。また、離れた場所にあるゴミや、大きなゴミを吸着することもできる。
【００１３】
上記の回転している水槽用水中ろ過材は、ろ過材本体に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する構成とした。この構成により、水槽用水中ろ過材の回転が遅くなる時期、あるいは停止する時期を、ろ過材本体または水槽用水中ろ過材を交換する時期の目安とすることができる。
したがって、ろ過材本体または水槽用水中ろ過材の交換時期を容易に判断することができる。
【００１４】
上記の羽根具は、ろ過材収納ケースに収納され、貫通路の端に備えられている構成とした。この構成により、ろ過材本体に設けられた貫通路から浮上したすべての気泡は漏れなく羽根具によって大きく撹拌される。
したがって、気泡中の酸素を更に効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を更に上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る水槽用水中ろ過装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る水槽用水中ろ過装置の一実施例の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る水槽用水中ろ過材の一実施例を示す一部断面側面図である。
【図４】本発明に係る水槽用水中ろ過材の一実施例を示す平面図（上面図）である。
【図５】図１のＸ−Ｘ断面図であって本発明に係る水槽用水中ろ過装置の一実施例の使用状態を説明する断面説明図である。
【実施例】
【００１６】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例は、本発明の実施例の一つを例示するものである。したがって、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
【００１７】
図１、図２において、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０は、ろ過材収納ケース２０と、ろ過材収納ケース２０に収納された水槽用水中ろ過材３０とから構成されている。
【００１８】
ろ過材収納ケース２０は、底部２１と、底部２１の縁から連接された側壁部２２と、側壁部２２の縁と着脱可能なフタ部２３とで構成され、略円筒状に形成されている。
なお、本実施例によれば、ろ過材収納ケース２０の形状は略円筒状であるが、必ずしも円筒状に限られない。ろ過材収納ケースは、例えば、多角柱状であってもよい。ただし、後述するように、ろ過材収納ケース２０に収納された水槽用水中ろ過材３０は回転するものである。したがって、水槽用水中ろ過材３０の回転が妨げられない形状とする。
【００１９】
底部２１には、図示しないエアポンプから供給された空気をろ過材収納ケース２０内に送る空気供給通路２１ｂが設けられている。空気供給通路２１ｂは、底部２１の縁の一部からほぼ中央に至るまで、底部２１に沿って設けられている。空気供給通路２１ｂによって、ろ過材収納ケース２０の外側と内側とが連通されている。空気供給通路２１ｂの一端であって、ろ過収納ケース２０の外側の開口部には、空気を搬送する図示しないチューブを連結するための連結パイプ１が挿入されている。空気供給通路２１ｂの他端であって、ろ過材収納ケース２０の内側の開口部には、図示しないエアポンプから供給された空気が気泡として放出される気泡放出口２１ａが設けられている。気泡放出口２１ａは円筒状に形成され、気泡が浮上する方向に突出している。すなわち、気泡放出口２１ａは、底部２１からフタ部２３に向けて垂直に開口されている。気泡放出口２１ａには、気泡放出口２１ａの形状に合わせた略円筒状のエアストーン２４が、開口面から底部２１に至るまで挿入されている。底部２１には、気泡放出口２１ａを囲うように多孔質材３が備えられている。
【００２０】
多孔質材３は、底部２１の形状に合わせた略円盤状で、気泡放出口２１ａおよび空気供給通路２１ｂに面する部分がくり抜かれて形成されている。したがって、多孔質材３は、気泡放出口２１ａおよび空気供給通路２１ｂの周りを囲って底部２１を覆うように備えられている。多孔質材３は、水の浮力によって水槽用水中ろ過装置１０が浮上したり位置ずれしたりするのを防ぐための錘となる。したがって、多孔質材３の材質には、浮力とつり合う重力が働くガラスなどが用いられる。また、多孔質材３では、繁殖したバクテリアなどの好気性微生物により、生物ろ過が行われる。したがって、多孔質材３の材質は、例えばセラミックスの他、バクテリアなどが繁殖することができる砂利などであってもよい。
なお、エアストーン２４の材質にも、セラミックスなどの多孔質材が用いられる。
【００２１】
側壁部２２は、底部２１の縁に連接されている。側壁部２２には、周方向にほぼ等間隔に側壁スリット２２ｓが複数設けられている。側壁スリット２２ｓは、長辺を水槽用水中ろ過装置１０の軸方向とする略長方形に形成されている。側壁スリット２２ｓにより、ろ過材収納ケース２０の付近でゴミを含んだ水は、ろ過材収納ケース２０の内側へ吸引される。後述するように、側壁スリット２２ｓの開口面積を最小限とすることで、水槽用水中ろ過装置１０の水を吸引する力を向上させることができる。
【００２２】
フタ部２３の縁には、側壁部２２の縁と着脱可能な嵌合部２３ｂが設けられている。フタ部２３のほぼ中央には、水槽用水中ろ過装置１０の軸方向で気泡２が浮上する方向に突出した円筒状の気泡排出口２３ａが設けられている。すなわち、気泡排出口２３ａは、底部２１に設けられた気泡放出口２１ａと同軸上になるように、フタ部２３に設けられている。
【００２３】
気泡排出口２３ａには、水槽用水中ろ過材３０を支持する支持具４が備えられている。支持具４は、気泡排出口２３ａの形状に合わせた略円筒状で、径方向に複数の突起が設けられている。支持具４は、この複数の突起を介して、気泡排出口２３ａの内壁との間に隙間を形成している。
【００２４】
フタ部２３には、周方向にほぼ等間隔にフタ部スリット２３ｓが複数設けられている。フタ部スリット２３ｓは、縁側から気泡排出口２３ａに向けて略楕円形に形成されている。フタ部スリット２３ｓにより、上記した側壁スリット２２ｓと同様に、ろ過材収納ケース２０の付近でゴミを含んだ水が、ろ過材収納ケース２０の内側へ吸引される。
【００２５】
図３、図４において、水槽用水中ろ過材３０は、回転軸３１と、回転軸３１が貫通する貫通路３２ａが設けられたろ過材本体３２と、回転軸３１に貫通され、回転軸３１を中心にして複数の羽根（３３ａｂ、３３ａｓ）が放射状に設けられた羽根具３３とが備えられている。また、羽根具３３は、貫通路３２ａと同軸上で二段構成となっている。
【００２６】
ろ過材本体３２は、略筒状に形成されている。ろ過材本体３２の径方向断面の縁は、凹凸が交互に周回して形成されている。すなわち、平面（上面）において、ろ過材本体３２は歯車のような形状をしている（図４参照）。ろ過材本体３２は、良好な通水性と、所定の形状を保持する性質とを有している。ろ過材本体３２には、加水分解や腐食がしにくいスポンジなどが用いられる。スポンジには、例えば、グラスウール、ナイロンウール、ポリエーテル系ウレタンスポンジなどを用いることが好ましい。ろ過材本体３２は、吸着したゴミによる汚れ具合を確認しやすくするため、無模様、白色である。
【００２７】
ろ過材本体３２には、同軸上に円筒状の貫通路３２ａが設けられている。貫通路３２ａには、活性炭フィルタ３４と軸支持筒３５とが挿入されている。具体的には、活性炭フィルタ３４と、軸支持筒３５とは、ろ過材本体３２の側面側から回転軸３１に向かって、活性炭フィルタ３４、軸支持筒３５の順に、貫通路３２ａ内に配置されている。
【００２８】
活性炭フィルタ３４は、略長方形のスポンジ片であるが、短辺同士を向かい合わせて環状にすることで筒状に形成されている。筒状に形成された活性炭フィルタ３４は、貫通路３２ａの内壁を覆うように設けられている。活性炭フィルタ３４には、ポリエステル不織布に活性炭を含浸させたものを用いることが便宜である。
【００２９】
軸支持筒３５は、略筒状に形成されている。軸支持筒３５には、両端に軸支持底部が設けられている。軸支持筒３５の側面および軸支持底部には、複数の通水口が設けられている。したがって、軸支持筒３５は活性炭フィルタ３４の内壁を覆うように備えられているが、水は通水口を通過して貫通路３２ａに流れ込むことができる。
【００３０】
貫通路３２ａを貫通する回転軸３１は、軸支持筒３５の両端に設けられた軸支持底部の中心で支持されている。回転軸３１は、断面略円形の棒状に形成され、ステンレスなどの耐腐食性の材質で作られていることが好ましい。
【００３１】
羽根具３３は、大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの２つの羽根具により二段で構成されている。回転軸３１を中心に、大羽根具３３ｂには８枚の大羽根３３ａｂが放射状に設けられている。同様に、回転軸３１を中心に、小羽根具３３ｓには８枚の小羽根３３ａｓが放射状に設けられている。大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓの形状は一般的なプロペラ型である。
【００３２】
大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとは、回転軸３１に貫通され、ろ過材本体３２と同軸上に備えられている。小羽根具３３ｓは、貫通路３２ａの一端である下流側端３２ｄに接触している。大羽根具３３ｂは、小羽根具３３ｓを介して下流側端３２ｄと反対側に、小羽根具３３ｓに近接させて備えられている。すなわち、ろ過材本体３２と、小羽根具３３ｓと、大羽根具３３ｂとは、気泡の浮上により生じた水流の上流側から下流側へ向かって（ろ過材収納ケース２０の底部２１からフタ部２３へ向かって（図１、図２参照））、ろ過材本体３２、小羽根具３３ｓ、大羽根具３３ｂの順に、回転軸３１によって貫通されている。
【００３３】
図３において、小羽根具３３ｓの径方向の大きさは、貫通路３２ａの直径よりも大きく形成されている。大羽根具３３ｂの径方向の大きさは、小羽根具３３ｓの径方向の大きさよりも大きく形成されている。図４において、大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの周方向の位置関係は、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが位置するように周方向にずらして配置されている。すなわち、軸方向から視した場合に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂの陰に隠れないように配置されている。
【００３４】
上記のように構成された水槽用水中ろ過材３０は、図５において、回転軸３１がろ過材収納ケース２０の底部２１に設けられた気泡放出口２１ａとフタ部２３に設けられた気泡排出口２３ａとにより支持されることで、ろ過材収納ケース２０に収納されている。より具体的には、回転軸３１の一端は、気泡放出口２１ａに備えられたエアストーン２４に支持されている。回転軸３１の他端は、気泡排出口２３ａに備えられた支持具４に支持されている。ろ過材本体３２に設けられた貫通路３２ａの一端である上流側端３２ｕは、気泡放出口２１ａに近接している。
以上のようにして、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０は構成されている。
【００３５】
次に、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０の作用について説明する。
【００３６】
図５において、水槽用水中ろ過装置１０を水で満たされた水槽の中の任意の位置に設置する。図示しないエアポンプから供給された空気Ａは、連結パイプ１から、ろ過材収納ケース２０の底部２１に設けられた空気供給通路２１ｂに送り込まれる。空気供給通路２１ｂへ送り込まれた空気Ａは、空気供給通路２１ｂの端部に設けられた気泡放出口２１ａから、ろ過材本体３２に形成された貫通路３２ａに放出される。この際、空気Ａは、気泡放出口２１ａに備えられたエアストーン２４を介することで、微細な気泡２となる。貫通路３２ａの一端である上流側端３２ｕは、気泡放出口２１ａに近接しているため、気泡２はすべて貫通路３２ａへ放出される。貫通路３２ａへ放出された気泡２は、浮上して貫通路３２ａの他端である下流側端３２ｄに達する。
【００３７】
気泡放出口２１ａから放出され、貫通路３２ａ内を上流側端３２ｕから下流側端３２ｄへ浮上した気泡２により、貫通路３２ａ内には上昇水流Ｃ１が生じる。貫通路３２ａ内に生じた上昇水流Ｃ１は、水槽用水中ろ過材３０に備えられた羽根具３３に当たる。上昇水流Ｃ１が羽根具３３に当たると、羽根具３３に設けられた羽根（大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓ）により水流の向きが変化して揚力が発生する。発生した揚力が羽根具３３に働くことにより、ろ過材本体３２と羽根具３３とが、回転軸３１と共に回転する。すなわち、水槽用水中ろ過材３０が回転する。
【００３８】
特に、本実施例では、羽根具３３を大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの二段構成としたので、羽根具が一段構成である場合と比べて水流の影響を受けやすくすることができる。また、軸方向から視した場合に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂ，３３ａｂの陰に隠れないように配置されている。この構成により、水流が確実に羽根具３３に当たり揚力が発生する。したがって、発生した揚力が羽根具３３に働くことにより、羽根具３３を備えた水槽用水中ろ過材３０を確実に回転させることができる。
【００３９】
上昇水流Ｃ１により貫通路３２ａ内が揚水されると、水槽用水中ろ過材３０付近の水が、ろ過材本体３２を介して側面側から貫通路３２ａに引き込まれる。同時に、水槽用水中ろ過装置１０付近の水も、側壁部２２に設けられた側壁スリット２２ｓおよびフタ部２３に設けられたフタ部スリット２３ｓを介してろ過材収納ケース２０内に引き込まれる。側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓの開口面積は狭いため、側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓからろ過材収納ケース２０内に引き込まれる水の流れが速くなる。水の流れが速くなると側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓ付近では水圧が低下する。側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓ付近の水圧が低下すると、側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓ周囲の水圧との間で差が生じる。水圧に差が生じると、水は側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓを介してろ過材収納ケース２０内に強く引き込まれる。
【００４０】
特に、本実施例では、側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓの開口面積を最小限とした。開口面積を最小限とすることで、水槽用水中ろ過装置１０が水を吸引する力を向上させることができる。水を吸引する力が向上するので、水槽用水中ろ過装置１０に収納されたろ過材本体３２は、離れた場所にあるゴミや、大きなゴミも吸着することができる。
【００４１】
ろ過材本体３２を介して側面側から貫通路３２ａに引き込まれた水に含まれるゴミは、貫通路３２ａを囲うろ過材本体３２に付着する。仮に、ゴミの一部がろ過材本体３２を通過しても、通過したゴミはすべて活性炭フィルタ３４に付着する。ろ過材本体３２および活性炭フィルタ３４にろ過された水は、貫通路３２ａ内を上昇水流Ｃ１とともに上昇する。この様にして、水槽内の水は循環され、水槽用水中ろ過装置１０によってろ過される。特に、本実施例では、ろ過材本体３２が回転しているため、ろ過材本体３２の全体で均一に水中のゴミを吸着することができる。
【００４２】
回転している水槽用水中ろ過材３０は、ろ過材本体３２が吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると停止する。すなわち、吸着したゴミがろ過材本体３２に蓄積すると、ろ過材本体３２は吸着したゴミの量に応じて重くなるとともに目が詰まる。重くなり、目が詰まったろ過材本体３２を備えた水槽用水中ろ過材３０は回転が妨げられる。水槽用水中ろ過材３０の回転が妨げられると、回転速度は遅くなり、最終的に回転は停止する。
【００４３】
水槽用水中ろ過材３０が回転を停止した時期を目安として、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換することができる。交換に際し、ろ過材収納ケース２０のフタ部２３は嵌合部２３ｂによって側壁部２２と着脱可能であるため、側壁部２２から外すことができる。ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換する時期の目安は、水槽用水中ろ過材３０の回転が完全に停止した時期だけでなく、回転が遅くなった時期としてもよい。
なお、ゴミ吸着許容量とは、ろ過材本体が吸着することができる水中のゴミの最大許容容量をいう。ゴミ吸着許容量は、ろ過材本体の材質や形状によって異なる。
【００４４】
一方、貫通路３２ａ内を浮上して下流側端３２ｄに達した気泡２は、水槽用水中ろ過材３０の回転により撹拌され、羽根具３３近辺の撹拌水流Ｃ２とともに、回転軸３１の径方向に流れる。特に、本実施例では、羽根具３３が貫通路３２ａの端に備えられているため、すべての気泡２が羽根具３３により撹拌水流Ｃ２とともに流れる。撹拌水流Ｃ２とともに流れた気泡２は浮力により更に浮上し、フタ部２３に形成された気泡排出口２３ａから水槽用水中ろ過装置１０の外へ排出される。また、気泡２の一部は、フタ部スリット２３ｓから排出される。なお、気泡排出口２３ａには、水槽用水中ろ過材３０の回転軸３１を支持する支持具４が備えられている。しかし、支持具４に設けられた複数の突起を介して支持具４と気泡排出口２３ａの内壁との間には隙間が形成されているため、気泡２はこの隙間を通って浮上することができる。
【００４５】
特に、本実施例では、羽根具３３を大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとで二段構成としている。したがって、すべての気泡２が漏れなく羽根具３３により大きく撹拌される。すわなち、羽根具が大羽根具３３ｂのみで構成されていると、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間を気泡２の一部が通過してしまう場合がある。そこで、羽根具３３を小羽根具３３ｓと大羽根具３３ｂとの二段構成とした。この構成により、大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間を気泡２の一部が通過してしまうのを防ぐことができる。また、すべての気泡２が漏れなく羽根具３３により大きく撹拌される。更に、本実施例では、軸方向から視した場合に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂの陰に隠れないように配置されている。この構成により、大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間を気泡２の一部が通過してしまうのを確実に防ぐことができる。
【００４６】
上記したように、本実施例に係る水槽用水中ろ過材３０では、回転軸３１と、回転軸３１が貫通する貫通路３２ａが設けられたろ過材本体３２と、回転軸３１に貫通され、回転軸３１を中心にして複数の羽根（大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓ）が放射状に設けられた羽根具３３とが備えられ、羽根具３３が貫通路３２ａと同軸上に２つ備えられ、ろ過材本体３２と羽根具３３とが、回転軸３１と共に回転する構成とした。この構成により、水槽用水中ろ過材３０を介して羽根具３３を回転させることで気泡２が撹拌されて、気泡が真上に浮上し続けて水面に到達する場合と比べて水中における気泡２の滞留時間を延ばすことができる。
したがって、気泡２中の酸素を効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を上昇させることができる。
【００４７】
特に、羽根具３３を二段構成としているため、更に水流の影響を受けやすくなる。また、水槽用水中ろ過材３０を更に効率よく回転させ、気泡２を更に撹拌させることができる。
【００４８】
また、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０では、水槽用水中ろ過材３０と、図示しないエアポンプから供給された空気が気泡２として放出される気泡放出口２１ａが設けられ、この気泡放出口２１ａの周りに多孔質材３が備えられた底部２１と、この底部２１の縁に連接され、複数の側壁スリット２２ｓが設けられた側壁部２２と、この側壁部２２の縁と着脱可能であり、前記気泡２が排出される気泡排出口２３ａが設けられたフタ部２３とからなるろ過材収納ケース３０とが備えられ、水槽用水中ろ過材３０は、回転軸３１が気泡放出口２１ａと気泡排出口２３ａとに支持され、気泡放出口２１ａから放出された気泡の浮上により生じる水流が羽根具３３に当たって回転する構成とした。
したがって、回転する水槽用水中ろ過材３０の広い範囲で水中のゴミを均一に吸着することができる。
【００４９】
特に、側壁スリット２２ｓの開口面積を最小限とすることで、水槽用水中ろ過装置１０が水を吸引する力を向上させることができる。また、水槽用水中ろ過装置１０は、離れた場所にあるゴミや、大きなゴミを吸着することができる。
【００５０】
また、回転している水槽用水中ろ過材３０は、ろ過材本体３２に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する構成とした。この構成により、水槽用水中ろ過材３０の回転が停止する時期を、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換する時期の目安とすることができる。
したがって、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０の交換時期を容易に判断することができる。なお、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換する時期の目安は、水槽用水中ろ過材３０の回転が完全に停止した時期だけでなく、回転が遅くなった時期としてもよい。
【００５１】
また、羽根具３３を、ろ過材収納ケース２０に収納され、貫通路３２ａの端に備えられる構成とした。この構成により、ろ過材本体３２の貫通路３２ａから浮上したすべての気泡２は漏れなく羽根具３３によって大きく撹拌される。
したがって、気泡２中の酸素を更に効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を更に上昇させることができる。
【００５２】
上記した実施例によれば、羽根具３３を、大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの２つの羽根具による二段構成とした。しかし、羽根具は二段構成に限られず、一段とした簡便な構成でもよく、または３つ以上の多段構成としてもよい。一段構成とすれば、部品点数が減り、製造時の作業面で簡便となり、コスト面で安価となる。多段構成とすれば、水流の影響を受けやすく、また、気泡が漏れなく撹拌される。ただし、上記した実施例のように、羽根具は、大羽根具と小羽根具との２つの羽根具による二段構成とすることが好ましい。一段構成とした場合に比べて、十分な回転が得られるためである。また、多段構成とした場合と比べて、羽根具の数が増えて水槽用水中ろ過装置が必要以上に大きくなることがないためである。
【００５３】
また、羽根具を、ろ過材本体の一端にのみ設けるのではなく、ろ過材本体の両端に設けてもよい。また、回転軸の下流側先端をろ過材収納ケースのフタ部に設けられた気泡排出口から突出させ、気泡排出口の先端に羽根具を備えてもよい。ただし、上記した実施例のように、羽根具がろ過材収納ケースに収納され、貫通路の端に備えられる構成とすることが好ましい。ろ過材本体に設けられた貫通路から浮上したすべての気泡が漏れなく羽根具によって大きく撹拌されるからである。
【００５４】
また、複数の羽根具の大きさを、大小異ならせずに同一としてもよい。また、大羽根具と小羽根具との周方向における位置関係を、どのように配置しても本発明の効果を具備して実施することができる。
【００５５】
上記した実施例によれば、羽根具３３に設けられた羽根（大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓ）の形状を一般的なプロペラ型とし、枚数を８枚とした。しかし、羽根の形状はプロペラ型に限られず、また、羽根の枚数は８枚以上、または以下であってもよい。
【００５６】
羽根具の数や位置関係、および、羽根の角度や形状や枚数は、上記したいずれの構成であってもよい。すなわち、羽根具に設けられた羽根が水流による揚力を受けて、水槽用水中ろ過材を回転させることができる構成であればよい。
【００５７】
また、上記した実施例によれば、ろ過材本体３２は、筒状に形成され、平面（上面）において歯車のような形状である（図４参照）。しかし、上記した実施例に限られず、ろ過材本体の形状は適宜変更することができる。
また、上記した実施例によれば、ろ過材本体３２は、吸着したゴミによる汚れ具合を確認できるように、無模様、白色とした。しかし、本実施例に係る回転している水槽用水中ろ過材３０では、ろ過材本体３２に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると停止する構成としたため、ろ過材本体３２の汚れ具合を目視で確認する必要がない。
したがって、ろ過材本体に模様や彩色を施すことができるため、鑑賞上も好ましい形態に適宜変更することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 連結パイプ
２ 気泡
３ 多孔質材
４ 支持具
１０ 水槽用水中ろ過装置
２０ ろ過材収納ケース
２１ 底部
２１ａ 気泡放出口
２１ｂ 空気供給通路
２２ 側壁部
２２ｓ 側壁スリット
２３ フタ部
２３ａ 気泡排出口
２３ｂ 嵌合部
２３ｓ フタ部スリット
２４ エアストーン
３０ 水槽用水中ろ過材
３１ 回転軸
３２ ろ過材本体
３２ａ 貫通路
３２ｄ 下流側端
３２ｕ 上流側端
３３ 羽根具
３３ｂ 大羽根具
３３ｓ 小羽根具
３３ａｂ 大羽根
３３ａｓ 小羽根
３４ 活性炭フィルタ
３５ 軸支持筒
Ａ 空気
Ｃ１ 上昇水流
Ｃ２ 撹拌水流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、観賞魚などを飼育、育成する水槽内の水を、循環、ろ過するための水槽用水中ろ過材および水槽用水中ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金魚や熱帯魚などの観賞魚を飼育、育成するための観賞魚用水槽内で水をろ過する水槽用フィルタとして、エアポンプ式の水槽用フィルタが提案されている。水槽内に設置した水槽用フィルタにエアポンプなどで空気を送り込むと、フィルタの内部を気泡が上昇することによって水流が生じる。この水流により、水槽用フィルタは水槽内の水の循環、ろ過を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０７８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の水槽用フィルタにおいては、以下のような問題がある。
１）エアポンプにより供給された空気は、水中で気泡となる。気泡は、ほぼ真上に浮上し、短時間で水面に到達する。つまり、気泡が水中に滞在する時間は短い。したがって、従来の水槽用フィルタは、効率よく水中に酸素を溶解させることが難しいという問題がある。
２）従来の水槽用フィルタは、水槽内に配置する場所によって、残滓や懸濁物などのゴミの吸着が不均一となる。例えば、水槽用フィルタを水槽内のコーナーに設置すると、水槽内のコーナーは水の循環が悪いので、水槽内のコーナーに面した水槽用フィルタの側面でゴミの吸着量が少なくなる。したがって、水槽用フィルタ全体としてゴミの吸着が不均一となり、十分なろ過能力が得られないという問題がある。
３）従来の水槽用フィルタは、モーター式のフィルタに比べて、水を吸引する力が弱いという問題がある。水を吸引する力が弱いと、水槽用フィルタから離れた場所にあるゴミや、大きなゴミを吸着することが難しい。また、水中にゴミが残った水槽は、鑑賞する上で好ましくない。水中のゴミは分解され、観賞魚の発育に悪影響を及ぼしてしまう。
４）水中のゴミは、水槽用フィルタに吸着され、蓄積される。ゴミが蓄積されると、水槽用フィルタは目詰まりを起こす。しかし、吸着したゴミは微細である。従来の水槽用フィルタには、不織布やスポンジなどが用いられるため、その目詰まりを目視で確認するのが難しい。したがって、水槽用フィルタは交換する時期を判断するのが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、以下の１）から４）の課題を解決した水槽用水中ろ過材および水槽用水中ろ過装置を提供することを目的とする。
１）気泡中の酸素を効率よく水中に溶解させる
２）水槽用水中ろ過材の広い範囲でゴミを均一に吸着する
３）水を吸引する力を向上させる
４）ろ過材本体または水槽用水中ろ過材の交換時期を容易に判断する
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、回転軸と、前記回転軸が貫通する貫通路が設けられたろ過材本体と、前記回転軸に貫通され、前記回転軸を中心にして複数の羽根が放射状に設けられた羽根具と、を備え、前記羽根具が、前記貫通路と同軸上に１又は複数備えられ、前記ろ過材本体と前記羽根具とが、前記回転軸と共に回転する、ことを特徴としている。
【０００７】
また、上記の水槽用水中ろ過材と、気体が気泡として放出される気泡放出口が設けられ、この気泡放出口の周りに多孔質材が備えられた底部と、この底部の縁に連接され、複数の側壁スリットが設けられた側壁部と、この側壁部の縁と着脱可能であり、前記気泡が排出される気泡排出口が設けられたフタ部と、からなるろ過材収納ケースと、を備え、前記水槽用水中ろ過材は、前記回転軸が前記気泡放出口と前記気泡排出口とに支持され、前記気泡放出口から放出された気泡の浮上により生じる水流が前記羽根具に当たって回転する、ことを特徴としている。
【０００８】
また、回転している前記水槽用水中ろ過材は、前記ろ過材本体に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する、ことを特徴としている。
【０００９】
また、前記羽根具は、前記ろ過材収納ケースに収納され、前記貫通路の端に備えられている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る水槽用水中ろ過材では、回転軸と、回転軸が貫通する貫通路が設けられたろ過材本体と、回転軸に貫通され、回転軸を中心にして複数の羽根が放射状に設けられた羽根具とが備えられ、羽根具が、貫通路と同軸上に１又は複数備えられ、ろ過材本体と羽根具とが、回転軸と共に回転する構成とした。
したがって、気泡中の酸素を効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を上昇させることができる。
【００１１】
特に、羽根具は複数備えられていることが好ましい。この構成により、更に水流の影響を受けやすくなる。また、水中における気泡の滞留時間を更に延ばすことができる。
したがって、気泡中の酸素を更に効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を更に上昇させることができる。なお、水槽用水中ろ過材は、エアポンプから供給されたエア圧により回転させられる。この回転はエア量に比例するという特徴がある。
【００１２】
本発明に係る水槽用水中ろ過装置では、上記の水槽用水中ろ過材と、気体が気泡として放出される気泡放出口が設けられ、この気泡放出口の周りに多孔質材が備えられた底部と、この底部の縁に連接され、複数の側壁スリットが設けられた側壁部と、この側壁部の縁と着脱可能であり、気泡が排出される気泡排出口が設けられたフタ部と、からなるろ過材収納ケースとが備えられ、水槽用水中ろ過材は、回転軸が気泡放出口と気泡排出口とに支持され、気泡放出口から放出された気泡の浮上により生じる水流が羽根具に当たって回転する構成とした。
したがって、回転する水槽用水中ろ過材の広い範囲で水中のゴミを均一に吸着することができる。
特に、側壁スリットの開口面積を最小限とすることが好ましい。水槽用水中ろ過装置が水を吸引する力を向上させることができるからである。また、離れた場所にあるゴミや、大きなゴミを吸着することもできる。
【００１３】
上記の回転している水槽用水中ろ過材は、ろ過材本体に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する構成とした。この構成により、水槽用水中ろ過材の回転が遅くなる時期、あるいは停止する時期を、ろ過材本体または水槽用水中ろ過材を交換する時期の目安とすることができる。
したがって、ろ過材本体または水槽用水中ろ過材の交換時期を容易に判断することができる。
【００１４】
上記の羽根具は、ろ過材収納ケースに収納され、貫通路の端に備えられている構成とした。この構成により、ろ過材本体に設けられた貫通路から浮上したすべての気泡は漏れなく羽根具によって大きく撹拌される。
したがって、気泡中の酸素を更に効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を更に上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る水槽用水中ろ過装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る水槽用水中ろ過装置の一実施例の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る水槽用水中ろ過材の一実施例を示す一部断面側面図である。
【図４】本発明に係る水槽用水中ろ過材の一実施例を示す平面図（上面図）である。
【図５】図１のＸ−Ｘ断面図であって本発明に係る水槽用水中ろ過装置の一実施例の使用状態を説明する断面説明図である。
【実施例】
【００１６】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例は、本発明の実施例の一つを例示するものである。したがって、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
【００１７】
図１、図２において、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０は、ろ過材収納ケース２０と、ろ過材収納ケース２０に収納された水槽用水中ろ過材３０とから構成されている。
【００１８】
ろ過材収納ケース２０は、底部２１と、底部２１の縁から連接された側壁部２２と、側壁部２２の縁と着脱可能なフタ部２３とで構成され、略円筒状に形成されている。
なお、本実施例によれば、ろ過材収納ケース２０の形状は略円筒状であるが、必ずしも円筒状に限られない。ろ過材収納ケースは、例えば、多角柱状であってもよい。ただし、後述するように、ろ過材収納ケース２０に収納された水槽用水中ろ過材３０は回転するものである。したがって、水槽用水中ろ過材３０の回転が妨げられない形状とする。
【００１９】
底部２１には、図示しないエアポンプから供給された空気をろ過材収納ケース２０内に送る空気供給通路２１ｂが設けられている。空気供給通路２１ｂは、底部２１の縁の一部からほぼ中央に至るまで、底部２１に沿って設けられている。空気供給通路２１ｂによって、ろ過材収納ケース２０の外側と内側とが連通されている。空気供給通路２１ｂの一端であって、ろ過収納ケース２０の外側の開口部には、空気を搬送する図示しないチューブを連結するための連結パイプ１が挿入されている。空気供給通路２１ｂの他端であって、ろ過材収納ケース２０の内側の開口部には、図示しないエアポンプから供給された空気が気泡として放出される気泡放出口２１ａが設けられている。気泡放出口２１ａは円筒状に形成され、気泡が浮上する方向に突出している。すなわち、気泡放出口２１ａは、底部２１からフタ部２３に向けて垂直に開口されている。気泡放出口２１ａには、気泡放出口２１ａの形状に合わせた略円筒状のエアストーン２４が、開口面から底部２１に至るまで挿入されている。底部２１には、気泡放出口２１ａを囲うように多孔質材３が備えられている。
【００２０】
多孔質材３は、底部２１の形状に合わせた略円盤状で、気泡放出口２１ａおよび空気供給通路２１ｂに面する部分がくり抜かれて形成されている。したがって、多孔質材３は、気泡放出口２１ａおよび空気供給通路２１ｂの周りを囲って底部２１を覆うように備えられている。多孔質材３は、水の浮力によって水槽用水中ろ過装置１０が浮上したり位置ずれしたりするのを防ぐための錘となる。したがって、多孔質材３の材質には、浮力とつり合う重力が働くガラスなどが用いられる。また、多孔質材３では、繁殖したバクテリアなどの好気性微生物により、生物ろ過が行われる。したがって、多孔質材３の材質は、例えばセラミックスの他、バクテリアなどが繁殖することができる砂利などであってもよい。
なお、エアストーン２４の材質にも、セラミックスなどの多孔質材が用いられる。
【００２１】
側壁部２２は、底部２１の縁に連接されている。側壁部２２には、周方向にほぼ等間隔に側壁スリット２２ｓが複数設けられている。側壁スリット２２ｓは、長辺を水槽用水中ろ過装置１０の軸方向とする略長方形に形成されている。側壁スリット２２ｓにより、ろ過材収納ケース２０の付近でゴミを含んだ水は、ろ過材収納ケース２０の内側へ吸引される。後述するように、側壁スリット２２ｓの開口面積を最小限とすることで、水槽用水中ろ過装置１０の水を吸引する力を向上させることができる。
【００２２】
フタ部２３の縁には、側壁部２２の縁と着脱可能な嵌合部２３ｂが設けられている。フタ部２３のほぼ中央には、水槽用水中ろ過装置１０の軸方向で気泡２が浮上する方向に突出した円筒状の気泡排出口２３ａが設けられている。すなわち、気泡排出口２３ａは、底部２１に設けられた気泡放出口２１ａと同軸上になるように、フタ部２３に設けられている。
【００２３】
気泡排出口２３ａには、水槽用水中ろ過材３０を支持する支持具４が備えられている。支持具４は、気泡排出口２３ａの形状に合わせた略円筒状で、径方向に複数の突起が設けられている。支持具４は、この複数の突起を介して、気泡排出口２３ａの内壁との間に隙間を形成している。
【００２４】
フタ部２３には、周方向にほぼ等間隔にフタ部スリット２３ｓが複数設けられている。フタ部スリット２３ｓは、縁側から気泡排出口２３ａに向けて略楕円形に形成されている。フタ部スリット２３ｓにより、上記した側壁スリット２２ｓと同様に、ろ過材収納ケース２０の付近でゴミを含んだ水が、ろ過材収納ケース２０の内側へ吸引される。
【００２５】
図３、図４において、水槽用水中ろ過材３０は、回転軸３１と、回転軸３１が貫通する貫通路３２ａが設けられたろ過材本体３２と、回転軸３１に貫通され、回転軸３１を中心にして複数の羽根（３３ａｂ、３３ａｓ）が放射状に設けられた羽根具３３とが備えられている。また、羽根具３３は、貫通路３２ａと同軸上で二段構成となっている。
【００２６】
ろ過材本体３２は、略筒状に形成されている。ろ過材本体３２の径方向断面の縁は、凹凸が交互に周回して形成されている。すなわち、平面（上面）において、ろ過材本体３２は歯車のような形状をしている（図４参照）。ろ過材本体３２は、良好な通水性と、所定の形状を保持する性質とを有している。ろ過材本体３２には、加水分解や腐食がしにくいスポンジなどが用いられる。スポンジには、例えば、グラスウール、ナイロンウール、ポリエーテル系ウレタンスポンジなどを用いることが好ましい。ろ過材本体３２は、吸着したゴミによる汚れ具合を確認しやすくするため、無模様、白色である。
【００２７】
ろ過材本体３２には、同軸上に円筒状の貫通路３２ａが設けられている。貫通路３２ａには、活性炭フィルタ３４と軸支持筒３５とが挿入されている。具体的には、活性炭フィルタ３４と、軸支持筒３５とは、ろ過材本体３２の側面側から回転軸３１に向かって、活性炭フィルタ３４、軸支持筒３５の順に、貫通路３２ａ内に配置されている。
【００２８】
活性炭フィルタ３４は、略長方形のスポンジ片であるが、短辺同士を向かい合わせて環状にすることで筒状に形成されている。筒状に形成された活性炭フィルタ３４は、貫通路３２ａの内壁を覆うように設けられている。活性炭フィルタ３４には、ポリエステル不織布に活性炭を含浸させたものを用いることが便宜である。
【００２９】
軸支持筒３５は、略筒状に形成されている。軸支持筒３５には、両端に軸支持底部が設けられている。軸支持筒３５の側面および軸支持底部には、複数の通水口が設けられている。したがって、軸支持筒３５は活性炭フィルタ３４の内壁を覆うように備えられているが、水は通水口を通過して貫通路３２ａに流れ込むことができる。
【００３０】
貫通路３２ａを貫通する回転軸３１は、軸支持筒３５の両端に設けられた軸支持底部の中心で支持されている。回転軸３１は、断面略円形の棒状に形成され、ステンレスなどの耐腐食性の材質で作られていることが好ましい。
【００３１】
羽根具３３は、大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの２つの羽根具により二段で構成されている。回転軸３１を中心に、大羽根具３３ｂには８枚の大羽根３３ａｂが放射状に設けられている。同様に、回転軸３１を中心に、小羽根具３３ｓには８枚の小羽根３３ａｓが放射状に設けられている。大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓの形状は一般的なプロペラ型である。
【００３２】
大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとは、回転軸３１に貫通され、ろ過材本体３２と同軸上に備えられている。小羽根具３３ｓは、貫通路３２ａの一端である下流側端３２ｄに接触している。大羽根具３３ｂは、小羽根具３３ｓを介して下流側端３２ｄと反対側に、小羽根具３３ｓに近接させて備えられている。すなわち、ろ過材本体３２と、小羽根具３３ｓと、大羽根具３３ｂとは、気泡の浮上により生じた水流の上流側から下流側へ向かって（ろ過材収納ケース２０の底部２１からフタ部２３へ向かって（図１、図２参照））、ろ過材本体３２、小羽根具３３ｓ、大羽根具３３ｂの順に、回転軸３１によって貫通されている。
【００３３】
図３において、小羽根具３３ｓの径方向の大きさは、貫通路３２ａの直径よりも大きく形成されている。大羽根具３３ｂの径方向の大きさは、小羽根具３３ｓの径方向の大きさよりも大きく形成されている。図４において、大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの周方向の位置関係は、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが位置するように周方向にずらして配置されている。すなわち、軸方向から視した場合に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂの陰に隠れないように配置されている。
【００３４】
上記のように構成された水槽用水中ろ過材３０は、図５において、回転軸３１がろ過材収納ケース２０の底部２１に設けられた気泡放出口２１ａとフタ部２３に設けられた気泡排出口２３ａとにより支持されることで、ろ過材収納ケース２０に収納されている。より具体的には、回転軸３１の一端は、気泡放出口２１ａに備えられたエアストーン２４に支持されている。回転軸３１の他端は、気泡排出口２３ａに備えられた支持具４に支持されている。ろ過材本体３２に設けられた貫通路３２ａの一端である上流側端３２ｕは、気泡放出口２１ａに近接している。
以上のようにして、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０は構成されている。
【００３５】
次に、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０の作用について説明する。
【００３６】
図５において、水槽用水中ろ過装置１０を水で満たされた水槽の中の任意の位置に設置する。図示しないエアポンプから供給された空気Ａは、連結パイプ１から、ろ過材収納ケース２０の底部２１に設けられた空気供給通路２１ｂに送り込まれる。空気供給通路２１ｂへ送り込まれた空気Ａは、空気供給通路２１ｂの端部に設けられた気泡放出口２１ａから、ろ過材本体３２に形成された貫通路３２ａに放出される。この際、空気Ａは、気泡放出口２１ａに備えられたエアストーン２４を介することで、微細な気泡２となる。貫通路３２ａの一端である上流側端３２ｕは、気泡放出口２１ａに近接しているため、気泡２はすべて貫通路３２ａへ放出される。貫通路３２ａへ放出された気泡２は、浮上して貫通路３２ａの他端である下流側端３２ｄに達する。
【００３７】
気泡放出口２１ａから放出され、貫通路３２ａ内を上流側端３２ｕから下流側端３２ｄへ浮上した気泡２により、貫通路３２ａ内には上昇水流Ｃ１が生じる。貫通路３２ａ内に生じた上昇水流Ｃ１は、水槽用水中ろ過材３０に備えられた羽根具３３に当たる。上昇水流Ｃ１が羽根具３３に当たると、羽根具３３に設けられた羽根（大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓ）により水流の向きが変化して揚力が発生する。発生した揚力が羽根具３３に働くことにより、ろ過材本体３２と羽根具３３とが、回転軸３１と共に回転する。すなわち、水槽用水中ろ過材３０が回転する。
【００３８】
特に、本実施例では、羽根具３３を大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの二段構成としたので、羽根具が一段構成である場合と比べて水流の影響を受けやすくすることができる。また、軸方向から視した場合に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂ，３３ａｂの陰に隠れないように配置されている。この構成により、水流が確実に羽根具３３に当たり揚力が発生する。したがって、発生した揚力が羽根具３３に働くことにより、羽根具３３を備えた水槽用水中ろ過材３０を確実に回転させることができる。
【００３９】
上昇水流Ｃ１により貫通路３２ａ内が揚水されると、水槽用水中ろ過材３０付近の水が、ろ過材本体３２を介して側面側から貫通路３２ａに引き込まれる。同時に、水槽用水中ろ過装置１０付近の水も、側壁部２２に設けられた側壁スリット２２ｓおよびフタ部２３に設けられたフタ部スリット２３ｓを介してろ過材収納ケース２０内に引き込まれる。側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓの開口面積は狭いため、側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓからろ過材収納ケース２０内に引き込まれる水の流れが速くなる。水の流れが速くなると側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓ付近では水圧が低下する。側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓ付近の水圧が低下すると、側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓ周囲の水圧との間で差が生じる。水圧に差が生じると、水は側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓを介してろ過材収納ケース２０内に強く引き込まれる。
【００４０】
特に、本実施例では、側壁スリット２２ｓ、フタ部スリット２３ｓの開口面積を最小限とした。開口面積を最小限とすることで、水槽用水中ろ過装置１０が水を吸引する力を向上させることができる。水を吸引する力が向上するので、水槽用水中ろ過装置１０に収納されたろ過材本体３２は、離れた場所にあるゴミや、大きなゴミも吸着することができる。
【００４１】
ろ過材本体３２を介して側面側から貫通路３２ａに引き込まれた水に含まれるゴミは、貫通路３２ａを囲うろ過材本体３２に付着する。仮に、ゴミの一部がろ過材本体３２を通過しても、通過したゴミはすべて活性炭フィルタ３４に付着する。ろ過材本体３２および活性炭フィルタ３４にろ過された水は、貫通路３２ａ内を上昇水流Ｃ１とともに上昇する。この様にして、水槽内の水は循環され、水槽用水中ろ過装置１０によってろ過される。特に、本実施例では、ろ過材本体３２が回転しているため、ろ過材本体３２の全体で均一に水中のゴミを吸着することができる。
【００４２】
回転している水槽用水中ろ過材３０は、ろ過材本体３２が吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると停止する。すなわち、吸着したゴミがろ過材本体３２に蓄積すると、ろ過材本体３２は吸着したゴミの量に応じて重くなるとともに目が詰まる。重くなり、目が詰まったろ過材本体３２を備えた水槽用水中ろ過材３０は回転が妨げられる。水槽用水中ろ過材３０の回転が妨げられると、回転速度は遅くなり、最終的に回転は停止する。
【００４３】
水槽用水中ろ過材３０が回転を停止した時期を目安として、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換することができる。交換に際し、ろ過材収納ケース２０のフタ部２３は嵌合部２３ｂによって側壁部２２と着脱可能であるため、側壁部２２から外すことができる。ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換する時期の目安は、水槽用水中ろ過材３０の回転が完全に停止した時期だけでなく、回転が遅くなった時期としてもよい。
なお、ゴミ吸着許容量とは、ろ過材本体が吸着することができる水中のゴミの最大許容容量をいう。ゴミ吸着許容量は、ろ過材本体の材質や形状によって異なる。
【００４４】
一方、貫通路３２ａ内を浮上して下流側端３２ｄに達した気泡２は、水槽用水中ろ過材３０の回転により撹拌され、羽根具３３近辺の撹拌水流Ｃ２とともに、回転軸３１の径方向に流れる。特に、本実施例では、羽根具３３が貫通路３２ａの端に備えられているため、すべての気泡２が羽根具３３により撹拌水流Ｃ２とともに流れる。撹拌水流Ｃ２とともに流れた気泡２は浮力により更に浮上し、フタ部２３に形成された気泡排出口２３ａから水槽用水中ろ過装置１０の外へ排出される。また、気泡２の一部は、フタ部スリット２３ｓから排出される。なお、気泡排出口２３ａには、水槽用水中ろ過材３０の回転軸３１を支持する支持具４が備えられている。しかし、支持具４に設けられた複数の突起を介して支持具４と気泡排出口２３ａの内壁との間には隙間が形成されているため、気泡２はこの隙間を通って浮上することができる。
【００４５】
特に、本実施例では、羽根具３３を大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとで二段構成としている。したがって、すべての気泡２が漏れなく羽根具３３により大きく撹拌される。すわなち、羽根具が大羽根具３３ｂのみで構成されていると、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間を気泡２の一部が通過してしまう場合がある。そこで、羽根具３３を小羽根具３３ｓと大羽根具３３ｂとの二段構成とした。この構成により、大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間を気泡２の一部が通過してしまうのを防ぐことができる。また、すべての気泡２が漏れなく羽根具３３により大きく撹拌される。更に、本実施例では、軸方向から視した場合に、小羽根具３３ｓの小羽根３３ａｓが、大羽根具３３ｂの大羽根３３ａｂの陰に隠れないように配置されている。この構成により、大羽根３３ａｂ，３３ａｂの間を気泡２の一部が通過してしまうのを確実に防ぐことができる。
【００４６】
上記したように、本実施例に係る水槽用水中ろ過材３０では、回転軸３１と、回転軸３１が貫通する貫通路３２ａが設けられたろ過材本体３２と、回転軸３１に貫通され、回転軸３１を中心にして複数の羽根（大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓ）が放射状に設けられた羽根具３３とが備えられ、羽根具３３が貫通路３２ａと同軸上に２つ備えられ、ろ過材本体３２と羽根具３３とが、回転軸３１と共に回転する構成とした。この構成により、水槽用水中ろ過材３０を介して羽根具３３を回転させることで気泡２が撹拌されて、気泡が真上に浮上し続けて水面に到達する場合と比べて水中における気泡２の滞留時間を延ばすことができる。
したがって、気泡２中の酸素を効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を上昇させることができる。
【００４７】
特に、羽根具３３を二段構成としているため、更に水流の影響を受けやすくなる。また、水槽用水中ろ過材３０を更に効率よく回転させ、気泡２を更に撹拌させることができる。
【００４８】
また、本実施例に係る水槽用水中ろ過装置１０では、水槽用水中ろ過材３０と、図示しないエアポンプから供給された空気が気泡２として放出される気泡放出口２１ａが設けられ、この気泡放出口２１ａの周りに多孔質材３が備えられた底部２１と、この底部２１の縁に連接され、複数の側壁スリット２２ｓが設けられた側壁部２２と、この側壁部２２の縁と着脱可能であり、前記気泡２が排出される気泡排出口２３ａが設けられたフタ部２３とからなるろ過材収納ケース３０とが備えられ、水槽用水中ろ過材３０は、回転軸３１が気泡放出口２１ａと気泡排出口２３ａとに支持され、気泡放出口２１ａから放出された気泡の浮上により生じる水流が羽根具３３に当たって回転する構成とした。
したがって、回転する水槽用水中ろ過材３０の広い範囲で水中のゴミを均一に吸着することができる。
【００４９】
特に、側壁スリット２２ｓの開口面積を最小限とすることで、水槽用水中ろ過装置１０が水を吸引する力を向上させることができる。また、水槽用水中ろ過装置１０は、離れた場所にあるゴミや、大きなゴミを吸着することができる。
【００５０】
また、回転している水槽用水中ろ過材３０は、ろ過材本体３２に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する構成とした。この構成により、水槽用水中ろ過材３０の回転が停止する時期を、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換する時期の目安とすることができる。
したがって、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０の交換時期を容易に判断することができる。なお、ろ過材本体３２または水槽用水中ろ過材３０を交換する時期の目安は、水槽用水中ろ過材３０の回転が完全に停止した時期だけでなく、回転が遅くなった時期としてもよい。
【００５１】
また、羽根具３３を、ろ過材収納ケース２０に収納され、貫通路３２ａの端に備えられる構成とした。この構成により、ろ過材本体３２の貫通路３２ａから浮上したすべての気泡２は漏れなく羽根具３３によって大きく撹拌される。
したがって、気泡２中の酸素を更に効率よく水中に溶解させることができる。また、水中の溶存酸素を更に上昇させることができる。
【００５２】
上記した実施例によれば、羽根具３３を、大羽根具３３ｂと小羽根具３３ｓとの２つの羽根具による二段構成とした。しかし、羽根具は二段構成に限られず、一段とした簡便な構成でもよく、または３つ以上の多段構成としてもよい。一段構成とすれば、部品点数が減り、製造時の作業面で簡便となり、コスト面で安価となる。多段構成とすれば、水流の影響を受けやすく、また、気泡が漏れなく撹拌される。ただし、上記した実施例のように、羽根具は、大羽根具と小羽根具との２つの羽根具による二段構成とすることが好ましい。一段構成とした場合に比べて、十分な回転が得られるためである。また、多段構成とした場合と比べて、羽根具の数が増えて水槽用水中ろ過装置が必要以上に大きくなることがないためである。
【００５３】
また、羽根具を、ろ過材本体の一端にのみ設けるのではなく、ろ過材本体の両端に設けてもよい。また、回転軸の下流側先端をろ過材収納ケースのフタ部に設けられた気泡排出口から突出させ、気泡排出口の先端に羽根具を備えてもよい。ただし、上記した実施例のように、羽根具がろ過材収納ケースに収納され、貫通路の端に備えられる構成とすることが好ましい。ろ過材本体に設けられた貫通路から浮上したすべての気泡が漏れなく羽根具によって大きく撹拌されるからである。
【００５４】
また、複数の羽根具の大きさを、大小異ならせずに同一としてもよい。また、大羽根具と小羽根具との周方向における位置関係を、どのように配置しても本発明の効果を具備して実施することができる。
【００５５】
上記した実施例によれば、羽根具３３に設けられた羽根（大羽根３３ａｂ、小羽根３３ａｓ）の形状を一般的なプロペラ型とし、枚数を８枚とした。しかし、羽根の形状はプロペラ型に限られず、また、羽根の枚数は８枚以上、または以下であってもよい。
【００５６】
羽根具の数や位置関係、および、羽根の角度や形状や枚数は、上記したいずれの構成であってもよい。すなわち、羽根具に設けられた羽根が水流による揚力を受けて、水槽用水中ろ過材を回転させることができる構成であればよい。
【００５７】
また、上記した実施例によれば、ろ過材本体３２は、筒状に形成され、平面（上面）において歯車のような形状である（図４参照）。しかし、上記した実施例に限られず、ろ過材本体の形状は適宜変更することができる。
また、上記した実施例によれば、ろ過材本体３２は、吸着したゴミによる汚れ具合を確認できるように、無模様、白色とした。しかし、本実施例に係る回転している水槽用水中ろ過材３０では、ろ過材本体３２に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると停止する構成としたため、ろ過材本体３２の汚れ具合を目視で確認する必要がない。
したがって、ろ過材本体に模様や彩色を施すことができるため、鑑賞上も好ましい形態に適宜変更することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 連結パイプ
２ 気泡
３ 多孔質材
４ 支持具
１０ 水槽用水中ろ過装置
２０ ろ過材収納ケース
２１ 底部
２１ａ 気泡放出口
２１ｂ 空気供給通路
２２ 側壁部
２２ｓ 側壁スリット
２３ フタ部
２３ａ 気泡排出口
２３ｂ 嵌合部
２３ｓ フタ部スリット
２４ エアストーン
３０ 水槽用水中ろ過材
３１ 回転軸
３２ ろ過材本体
３２ａ 貫通路
３２ｄ 下流側端
３２ｕ 上流側端
３３ 羽根具
３３ｂ 大羽根具
３３ｓ 小羽根具
３３ａｂ 大羽根
３３ａｓ 小羽根
３４ 活性炭フィルタ
３５ 軸支持筒
Ａ 空気
Ｃ１ 上昇水流
Ｃ２ 撹拌水流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸が貫通する貫通路が設けられたろ過材本体と、
前記回転軸に貫通され、前記回転軸を中心にして複数の羽根が放射状に設けられた羽根具と、
を備え、
前記羽根具が、前記貫通路と同軸上に１又は複数備えられ、
前記ろ過材本体と前記羽根具とが、前記回転軸と共に回転する、
ことを特徴とする水槽用水中ろ過材。
【請求項２】
請求項１に記載の水槽用水中ろ過材と、
気体が気泡として放出される気泡放出口が設けられ、この気泡放出口の周りに多孔質材が備えられた底部と、この底部の縁に連接され、複数の側壁スリットが設けられた側壁部と、この側壁部の縁と着脱可能であり、前記気泡が排出される気泡排出口が設けられたフタ部と、からなるろ過材収納ケースと、
を備え、
前記水槽用水中ろ過材は、前記回転軸が前記気泡放出口と前記気泡排出口とに支持され、前記気泡放出口から放出された気泡の浮上により生じる水流が前記羽根具に当たって回転する、
ことを特徴とする水槽用水中ろ過装置。
【請求項３】
回転している前記水槽用水中ろ過材は、前記ろ過材本体に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する、
ことを特徴とする請求項２に記載の水槽用水中ろ過装置。
【請求項４】
前記羽根具は、前記ろ過材収納ケースに収納され、前記貫通路の端に備えられている、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の水槽用水中ろ過装置。
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸が貫通する貫通路が設けられたろ過材本体と、
前記回転軸に貫通され、前記回転軸を中心にして複数の羽根が放射状に設けられた羽根具と、
を備え、
前記羽根具が、前記貫通路と同軸上に１又は複数備えられ、
前記ろ過材本体と前記羽根具とが、前記回転軸と共に回転する、
ことを特徴とする水槽用水中ろ過材。
【請求項２】
請求項１に記載の水槽用水中ろ過材と、
気体が気泡として放出される気泡放出口が設けられ、この気泡放出口の周りに多孔質材が備えられた底部と、この底部の縁に連接され、複数の側壁スリットが設けられた側壁部と、この側壁部の縁と着脱可能であり、前記気泡が排出される気泡排出口が設けられたフタ部と、からなるろ過材収納ケースと、
を備え、
前記水槽用水中ろ過材は、前記回転軸が前記気泡放出口と前記気泡排出口とに支持され、前記気泡放出口から放出された気泡の浮上により生じる水流が前記羽根具に当たって回転する、
ことを特徴とする水槽用水中ろ過装置。
【請求項３】
回転している前記水槽用水中ろ過材は、前記ろ過材本体に吸着したゴミの量がゴミ吸着許容量を超えると動きが遅くなる、あるいは停止する、
ことを特徴とする請求項２に記載の水槽用水中ろ過装置。
【請求項４】
前記羽根具は、前記ろ過材収納ケースに収納され、前記貫通路の端に備えられている、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の水槽用水中ろ過装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０５５６９（Ｐ２０１２−２０５５６９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５０６６（Ｐ２０１１−７５０６６）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５９４０３３８４６）株式会社マルカン (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５９４０３３８４６）株式会社マルカン (11)
【Ｆターム（参考）】
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