浄水器
【課題】 濾材や凝集剤が砂濾過槽から活性炭槽へ流入することを抑止し、活性炭の頻繁な交換を行う必要がなく、濾過精度に優れた浄水器を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明の浄水器は、濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する砂濾過槽１と、砂濾過槽１の下方に設けられた活性炭槽２と、両槽間を連通する連通機構３とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構３は、濾水を下方から取込む取込口３１ｈ（集水孔）を、砂濾過槽１内であって濾砂貯留部１１の下部又は濾砂貯留部１１よりも下方に具備することを特徴とする。また、前記浄水器において、砂濾過槽１と活性炭槽２とは、密閉式一体型タンク４を仕切板４１で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成されてなり、槽内が互いに同内圧とされ得ることが好ましい。
【解決手段】 本発明の浄水器は、濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する砂濾過槽１と、砂濾過槽１の下方に設けられた活性炭槽２と、両槽間を連通する連通機構３とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構３は、濾水を下方から取込む取込口３１ｈ（集水孔）を、砂濾過槽１内であって濾砂貯留部１１の下部又は濾砂貯留部１１よりも下方に具備することを特徴とする。また、前記浄水器において、砂濾過槽１と活性炭槽２とは、密閉式一体型タンク４を仕切板４１で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成されてなり、槽内が互いに同内圧とされ得ることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂濾過槽や活性炭槽を備えた浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、砂ろ過池、活性炭吸着池等により原水（汚水）を浄化する浄水処理設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、原水池の上澄水を洗浄排水調整池で沈降分離処理を行い、洗浄排水調整池から流入する上澄水を、膜処理槽で膜濾過するという構成からなる。前記構成の浄水処理設備のほか、例えば図４に示すように、砂濾過を行う砂濾過槽と活性炭処理を行う活性炭槽とを連結することで、比較的濾過効率に優れた浄水が可能となる。
【０００３】
また他に、連続濾過を行う浄水器として、容器が三つの層に分かれ中央に穴があけてある浄水器が知られている（例えば、特許文献２参照）。この浄水器の構造として、最上部には水を注入する蓋を設け、各層間の仕切板４１には水を落下させる穴を設け、最下層に浄水を回収するコックを設けてなり、中層内に砂をしきつめ、中層の下部の仕切板４１サンゴを置き、下層内に薬石や銀を置くことで、薬石、砂を他のフィルター、活性炭、サンゴ、銀と併用している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６５９９０号公報
【特許文献２】特開昭５９−２０３６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の浄水器では、濾材や凝集剤が砂濾過槽を通り抜け、次槽たる活性炭槽に流れ込んでしまい、活性炭の寿命が著しく低下してしまうものであった。活性炭槽への濾材や凝集剤の流入によって活性炭の寿命が低下してしまうと、活性炭の頻繁な交換が必要となり、手間やコストがかかってしまう。
【０００６】
そこで本発明では、濾材や凝集剤が砂濾過槽から活性炭槽へ流入することを抑止し、活性炭の頻繁な交換を行う必要がなく、濾過精度に優れた浄水器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明においては、以下（１）ないし（４）の手段を採用する。
【０００８】
（１）すなわち、本発明の浄水器は、濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する砂濾過槽１と、砂濾過槽１の下方に設けられた活性炭槽２と、両槽間を連通する連通機構３とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構３は、濾水を下方から取込む取込口３１ｈ（集水孔）を、砂濾過槽１内であって濾砂貯留部１１の下部又は濾砂貯留部１１よりも下方に具備することを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、凝集剤や濾砂１１ａが連通機構３内に流入することを防止し、濾過精度に優れたものとなる。
【００１０】
（２）前記浄水器において、砂濾過槽１と活性炭槽２とは、密閉式の一体型タンク４を仕切板４１で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成されてなり、槽内が互いに同内圧とされ得ることが好ましい。
【００１１】
このようなものであれば、設置スペースを取らないコンパクトな形態としてなり、製造コスト及び設置配管コストを削減しうる。例えば既存の砂濾過設備に活性炭槽２を増設する場合や、或いは活性炭濾過設備に砂濾過槽１を増設する場合には、それぞれ単独槽を配管接続するため、設置スペースを大きく広げることをやむなくされる。これに比して本願構成では、同一の一体型タンク内で各濾過槽を上下複数段に重ねてなるため、省スペース化を達成することが出来る。
【００１２】
また濾過構造が密閉式の一体型タンク４内に収まるため、不純物の混入がなく、体裁の良いものとなる。
【００１３】
さらに、密閉式一体型タンク４内の各槽を同内圧とすることで、槽間を仕切る仕切板４１にかかる負荷を低減することができ、例えば比較的薄い仕切板４１を使用し得るものとなる。
【００１４】
（３）前記いずれかの浄水器において、砂濾過槽１内にて上方へ突出する集水容体３１を具備し、集水容体３１の下面側に、濾砂１１ａより小さい取込口３１ｈ（集水孔）を複数個設けてなることが好ましい。
【００１５】
（４）前記いずれかの浄水器において、活性炭槽２内にて下方へ突出する散水容体３２を具備し、散水容体３２の上面（仕切板４１との対向面）側に、充溢口３２ｈ（散水孔）を複数個設けてなることが好ましい。
【００１６】
これら集水容体３１や散水容体３２は、前記連通機構３の下位概念である。これらのようなものであれば、砂濾過槽１を経た砂濾過水を、槽内の容体で一旦収容してから活性炭槽２へ移送することとなるため、凝集剤（濾砂１１ａ）の次槽（活性炭槽２）への流入をより効率的に防止するものとなる。また、濾過精度に優れ、この優れた濾過精度を長期間維持し得るものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上述のような構成としたことで、凝集剤が砂濾過槽１から活性炭槽２へ流入することを抑止し、活性炭の頻繁な交換を行う必要がなく、濾過精度に優れた浄水器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、実施例として示す各図と共に説明する。図１は、本発明の実施例１の浄水器の浄水状態の説明図（正面視一部断面説明図）である。図２は、実施例１の浄水器の逆洗状態の説明図（正面視一部断面説明図）である。図３は、実施例１の浄水器のうち、集水容体３１、仕切板４１、及び散水容体３２を示す斜視説明図である。なお、図４は、従来の浄水装置の構成例を示す説明図である。
【００１９】
本発明の浄水器は、基本的に、濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する砂濾過槽１と、砂濾過槽１の下方に設けられた活性炭槽２と、両槽間を連通する連通機構３とを、一体的に形成された一体型タンク４内に備えてなる。連通機構３として、砂濾過槽１内の濾砂貯留部１１の下方には後述する集水容体３１を具備し、活性炭槽２内の活性炭貯留部２１の上方には後述する散水容体３２を具備する。
【００２０】
（砂濾過槽１）
砂濾過槽１は、図１に示すように、仕切板４１で上下２槽に仕切られた一体型タンク４の上槽からなり、槽内部に濾砂貯留部１１を有し、この濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する。
【００２１】
（濾砂１１ａ）
濾砂１１ａとしては主に砂や砂利を使用できる。本発明では有効径の揃った（例えば均等係数１．２５以下程度の）粗目の砂のみを、濾砂貯留部１１に敷き詰めて単層として使用する。このほか、様々な有効径の混合使用態様として、粗目の砂利に対して重量比１ないし５割程度の細目の砂利を略均一に混ぜ合わせた単層として使用するものでもよく、他に、粗目、細目、粗目の順に上下に重ね合わせた３層ないし複数層として使用してもよい。また、アンスラサイト粒やガーネット粒などの無煙炭粒や、その他特殊濾材として、マンガンゼオライト等を主材或いは補助濾材として混合使用するか、または単独使用してもよい。マンガンゼオライトは、井水の鉄やマンガンを除去するための濾砂１１ａである。この場合、高濃度の次亜塩素による酸化処理となるため、井水を飲料用として用いる場合は、一般的に後工程として、塩素を除去するための活性炭処理槽が必要となる。この場合にも利用が可能となる。本発明でいう濾砂１１ａには、これら砂以外の濾材も含まれるものとする。
【００２２】
（活性炭槽２）
活性炭槽２は、図１に示すように、仕切板４１で上下２槽に仕切られた一体型タンク４の下槽からなり、槽内部に活性炭貯留部２１を有し、この活性炭貯留部２１にて活性炭を貯留する。活性炭槽２内の活性炭貯留部２１の上方には、仕切板４１近傍から下方へ突出する散水容体３２を具備する。
【００２３】
（一体型タンク４）
砂濾過槽１と活性炭槽２とは、縦長形状の密閉式の一体型タンク４を仕切孔４１ｈ付きの仕切板４１で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成される。これにより、逆粒度構成の深層濾過を容易になしうるものとしている。
【００２４】
一体型タンク４は、密閉式であり、鉛直軸対称形状であって、円形の軸断面を有する。
【００２５】
砂濾過槽１と活性炭槽２とは、連通機構３及び槽内圧調整機構によって、槽内が互いに同内圧とされ得る。密閉式の一体型タンク４内の各槽を同内圧とすることで、槽間を仕切る仕切板４１にかかる負荷を低減することができ、例えば比較的薄い仕切板４１を使用し得るものとなる。
【００２６】
砂濾過槽１及び活性炭槽２にはそれぞれ、槽側面に人通口としての上槽点検口４２１及び下槽点検口４２２が備えられる。これら点検口（上槽点検口４２１及び下槽点検口４２２）には点検用の透視窓（図示せず）が設けられる。
【００２７】
（連通機構３）
連通機構３は、一体型タンク４上槽の砂濾過槽１と、一体型タンク４下槽の活性炭槽２との間を水が連通するようにした機構である。具体的には図３に示すように、砂濾過槽１内の下方に設けられた集水容体３１と、活性炭槽２内の上方に設けられた散水容体３２とが、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介してそれぞれ上下連結されてなる。
【００２８】
（集水容体３１（図３））
集水容体３１は、図１及び図２に示すように、砂濾過槽１内の濾砂貯留部１１の下方に、一体型タンク４の仕切板４１上面の近傍から上方へ突出するように具備される。また図３の斜視説明図に示すように、鉛直軸を中心とした軸断面視（平面視）放射形状をしてなる。
【００２９】
集水容体３１は、鉛直軸を中心とした平面視（すなわち軸断面視）放射形状である。具体的には、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の集水閉塞管３１２と、鉛直軸上に位置して、これら複数の集水閉塞管３１２を保持する集水保持容体３１１とからなる。
【００３０】
集水保持容体３１１は、下面が開放されるとともに上面が固設された円柱形の容体からなる。上面中央には上槽逆洗管７１（後述）に連通される上部連通孔が設けられ、側面の高さ方向中央位置には閉塞管に連通する側部連通孔が設けられる。開放された下面は、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介して、散水容体３２の散水保持容体３２１の開放された上面と連通される。
【００３１】
集水閉塞管３１２は、先端が閉塞されてなり、複数本が、鉛直軸を中心として閉塞端が放射状に広がるように等間隔に、かつ各管が水平方向を向いて具備される。実施例では４本の円筒管が平面視十字方向に配される（図３）。
【００３２】
各集水閉塞管３１２には、水平軸断面を境界とする下方の管側面に複数個の取込口３１ｈ（集水孔）を設けてなる。この取込口３１ｈ（集水孔）の配設位置は、砂濾過槽１内であって濾砂貯留部１１の下部又は濾砂貯留部１１よりも下方の、集水容体３１の下面（仕切板４１との対向面）側である。口径の大きさは濾砂１１ａよりも小さく、向きは水平方向及び鉛直上方を除いた、鉛直下方成分を含む方向を向く。このようなものであれば、濾砂１１ａや凝集剤が連通機構３内に流入することを防止し、濾過精度に優れたものとなる。
【００３３】
（散水容体３２）
活性炭槽２内の活性炭貯留部２１の上方に、仕切板４１近傍から下方へ突出する散水容体３２を具備する。散水容体３２は、集水容体３１の下方に、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介して連結される。散水容体３２の上面（仕切板４１との対向面）側には、充溢口３２ｈ（散水孔）を複数個設けてなる。
【００３４】
散水容体３２は、鉛直軸を中心とした平面視（すなわち軸断面視）放射形状である。具体的には、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の散水閉塞管３２２と、鉛直軸上に位置して、これら複数の散水閉塞管３２２を保持する散水保持容体３２１とからなる。
【００３５】
散水容体３２１及び散水閉塞管３２２はそれぞれ、前記集水保持容体３１１及び集水閉塞管３１２を上下対称にした態様であり、上下方向を除いた具体的な構成は同様である。
【００３６】
具体的には、散水容体３２の散水保持容体３２１は、上面が開放されるとともに下面が固設された円柱形の容体からなる。下面中央には散水逆洗管（後述）に連通される下部連通孔が設けられ、側面の高さ方向中央位置には閉塞管に連通する側部連通孔が設けられる。開放された上面は、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介して、集水容体３１の保持容体の開放された下面と連通される。
【００３７】
また、散水容体３２は、先端が閉塞された複数本の散水閉塞管３２２を、鉛直軸を中心として閉塞端が放射状に広がるように（等間隔に、かつ水平軸となるように）具備してなる。また、各散水閉塞管３２２には、水平軸断面を境界とする上方の管側面に複数個の充溢口３２ｈ（散水孔）を設けてなる。これら充溢口３２ｈが、散水容体３２内の砂濾過水を充溢させて活性炭槽内に散水する散水孔としてなる。
【００３８】
集水容体３１及び散水容体３２は互いに同一形状であり、仕切板４１の仕切孔４１ｈを境としてそれぞれが上面側及び下面側へ、上下相反方向に設けられる。これにより、濾砂１１ａ（濾材）や砂濾過槽内で用いた凝集剤が、下槽たる活性炭槽２内に流入してしまうことを効率的に防止し得る。また、仕切板４１を境として上下同一のものを使用することで、生産効率の良いものとなる。
【００３９】
（原水供給機構５）
原水の供給は、原水供給機構５によって行われる。原水供給機構５は、図１の砂濾過槽１の内外（図面上部）に示すように、砂濾過槽１外から同槽内の上部にまで配された原水供給管５２と、原水供給管５２の先端であって同槽内の上部中央に設けられた原水供給口５１と、原水供給管５２に介設された原水供給バルブ５２Ｂとからなる。
【００４０】
原水供給口５１は、鉛直上方を向き、供給される原水が砂濾過槽１内に溢れ落ちるようにしている。実施例では９０度ベンド管を、ベンド先が鉛直上方を向くようにして水平の原水供給管５２の先に備える。
【００４１】
また、原水供給管５２は、砂濾過槽１の上方で槽貫通した槽外で、逆洗使用にも対応すべく、上槽逆洗回収管７３及び上槽逆洗管７１と、それぞれ第一及び第二分岐接続される。
【００４２】
具体的には、先ず、水平配管された砂濾過槽１貫通位置の上流側にて下方へ第一分岐接続がされる。第一分岐接続は、図１の右側上方の、下向きに設けられた第一分岐管による。この第一分岐管から下方へ鉛直配管された管が原水供給管５２であり、原水供給バルブ５２Ｂが介設される（図１）。
【００４３】
次に、鉛直配管された原水供給管５２の原水供給バルブ５２Ｂよりさらに上流（図１の実施例では原水供給バルブ５２Ｂの下方）側にて、上槽逆洗管７１の上流（図１の実施例では上槽逆洗バルブ７１Ｂの右方）側と第二分岐接続される。第二分岐接続は、図１の右側中央やや上方の、左向きに設けられた第二分岐管による。
【００４４】
なお、前記第一分岐管から水平方向へ伸びる管は、上槽逆洗回収管７３であり、上槽逆洗回収バルブ７３Ｂが介設される。また、前記第二分岐管から水平方向へ伸びる管は、上槽逆洗管７１であり、上槽逆洗バルブ７１Ｂが介設される（図１）。
【００４５】
（浄水回収機構６）
原水の供給は、浄水回収機構６によって行われる。浄水回収機構６は、図１の図面下部に示すように、活性炭を経た浄水を活性炭槽２内の下部で回収する浄水回収容体６１と、浄水回収容体６１に連結されて活性炭槽２内の下部から同槽外へ配された浄水回収管６２と、浄水回収管６２に介設された浄水回収バルブ６２Ｂとからなる。
【００４６】
浄水回収容体６１は、基本的に集水容体３１と同様の構成である。すなわち、平面視放射状に配設された複数本の浄水閉塞管６１２（閉塞管）と、浄水閉塞管６１２を平面視中央で保持する浄水保持容体６１１（保持容体）と、前記各浄水閉塞管６１２の下方側面に複数個ランダムに配設された浄水回収孔６１ｈとからなる。
【００４７】
浄水閉塞管６１２は、集水閉塞管３１２と固定角度が相違する。すなわち、閉塞された先端が、保持容体に連結される基端よりも高い位置になるように、傾斜配設される。これは、一体型タンク４の下部が、下方へ断面収束する下窄まり形状であることに対応したものであり、正面断面視にて一体型タンク４の下部形状と浄水閉塞管６１２の管方向とが沿うことで、活性炭槽２内の浄水を効率よく回収するものである。
【００４８】
（逆洗機構７）
逆洗機構７は、砂濾過槽１へ逆洗水を供給する上槽逆洗管７１と、砂濾過槽１から逆洗後の逆洗回収水を回収する上槽逆洗回収管７３、並びに、活性炭槽２へ逆洗水を供給する下槽逆洗管７４と、活性炭槽２から逆洗後の逆洗回収水を回収する下槽逆洗回収管７２からなる（図２）。
【００４９】
上槽逆洗管７１は、砂濾過槽１の下方側面から槽内へ貫通し、砂濾過槽１内の濾砂貯留部１１下方にて集水容体３１の保持容体の上面に接続される。また、上槽逆洗バルブ７１Ｂが介設される。図２右上部の上方矢印で示すように、砂濾過槽１を逆洗する逆洗水が、本管へポンプ供給される。
【００５０】
上槽逆洗回収管７３は、砂濾過槽１外の上方であって槽貫通部近傍の原水供給管５２と分岐接続され、前記原水供給管５２の側方へ延長接続された後、前記側方から下方へ鉛直配管される。また、上槽逆洗回収バルブ７３Ｂが介設される。
【００５１】
下槽逆洗管７４は、活性炭槽２外の下方の浄水回収管６２と分岐接続され、前記浄水回収管６２の鉛直下方へ延長接続される。また、下方ドレンバルブ７４Ｂが介設される。図２下部の上方矢印で示すように、活性炭槽２を逆洗する逆洗水が、本管へポンプ供給される。下槽逆洗管７４はまた、一体型タンク４全体のドレン管も兼ねる。
【００５２】
下槽逆洗回収管７２は、活性炭槽２の上方側面から槽内へ貫通し、活性炭槽２内の活性炭貯留部２１より上方にて、散水容体３２の散水保持容体３２１の下面に接続される。また、槽外にて下槽逆洗回収バルブ７２Ｂが介設される。
【００５３】
（槽内圧調整機構）
砂濾過槽１の上方には、上槽エア抜き弁８１と槽内圧計９１とが設けられる。また、活性炭槽２の側面上方には、下槽エア抜き弁８２が設けられる。これら及び図示しない加圧ポンプによって、槽内圧調整機構が構成される。仕切板４１で仕切られる２槽の槽内圧力は、２槽間で濾砂貯留部の濾過砂が敷き詰められているものの、仕切孔４１ｈ及び連通機構３によって両槽が連通されているため、数時間経過後にはパスカルの原理によって同圧となる。
【００５４】
（浄水時の使用状態（図１））
本発明の浄水器の浄水時の使用状態を図１に示す。矢印が原水から浄水にいたる水の流れである。砂濾過された砂濾過水を、濾砂貯留部１１の下方にて、下方取込口３１ｈ（集水孔）から集水容体３１内に湧出させて取込み、下槽たる活性炭槽２に連送する。
【００５５】
砂濾過されて集水容体３１内から連送された砂濾過水は、散水容体３２内を満たした後、充溢口３２ｈ（散水孔）から充溢して活性炭貯留部２１の上方へ四散しながら落下する。
【００５６】
（逆洗時の使用状態（図２））
本発明の浄水器の逆洗時の使用状態を図２に示す。矢印が逆洗水の流れであり、逆洗回収水として回収される。逆洗時には、図２に示すように、原水供給バルブ５２Ｂ及び浄水回収バルブ６２Ｂを閉じて原水−浄水の流路を遮断すると共に、上槽逆洗バルブ７１Ｂ、上槽逆洗回収バルブ７３Ｂ、及び下槽逆洗ドレンバルブ７４Ｂを開けて、上槽逆洗管７１及び下槽逆洗管７４から逆洗水を供給し、それぞれ上槽逆洗回収管７３及び下槽逆洗回収管７２から逆洗回収水を排出する。
【００５７】
その他、本発明は上述した実施例のみに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１の浄水器の浄水状態の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の浄水器の逆洗状態の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の集水容体、仕切板、及び散水容体を示す斜視説明図である。
【図４】従来の浄水装置の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 砂濾過槽
１１ 濾砂貯留部
１１ａ 濾砂
２ 活性炭槽
２１ 活性炭貯留部
３ 連通機構
３１ 集水容体
３１ｈ 取込口
３１１ 集水保持容体
３１２ 集水閉塞管
３２ 散水容体
３２ｈ 充溢口
３２１ 散水保持容体
３２２ 散水閉塞管
４ 一体型タンク
４１ 仕切板
４１ｈ 仕切孔
４２１ 上槽点検口
４２２ 下槽点検口
５ 原水供給機構
５１ 原水供給口
５２ 原水供給管
５２Ｂ 原水供給バルブ
６１ 浄水回収容体
６１ｈ 浄水回収孔
６１１ 浄水保持容体
６１２ 浄水閉塞管
６２ 浄水回収管
６２Ｂ 浄水回収バルブ
７ 逆洗機構
７１ 上槽逆洗管
７１Ｂ 上槽逆洗バルブ
７２ 下槽逆洗回収管
７２Ｂ 下槽逆洗回収バルブ
７３ 上槽逆洗回収管
７３Ｂ 上槽逆洗回収バルブ
７４ 下槽逆洗管
７４Ｂ 下方ドレンバルブ
８１ 上槽エア抜き弁
８２ 下槽エア抜き弁
９１ 槽内圧計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂濾過槽や活性炭槽を備えた浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、砂ろ過池、活性炭吸着池等により原水（汚水）を浄化する浄水処理設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、原水池の上澄水を洗浄排水調整池で沈降分離処理を行い、洗浄排水調整池から流入する上澄水を、膜処理槽で膜濾過するという構成からなる。前記構成の浄水処理設備のほか、例えば図４に示すように、砂濾過を行う砂濾過槽と活性炭処理を行う活性炭槽とを連結することで、比較的濾過効率に優れた浄水が可能となる。
【０００３】
また他に、連続濾過を行う浄水器として、容器が三つの層に分かれ中央に穴があけてある浄水器が知られている（例えば、特許文献２参照）。この浄水器の構造として、最上部には水を注入する蓋を設け、各層間の仕切板４１には水を落下させる穴を設け、最下層に浄水を回収するコックを設けてなり、中層内に砂をしきつめ、中層の下部の仕切板４１サンゴを置き、下層内に薬石や銀を置くことで、薬石、砂を他のフィルター、活性炭、サンゴ、銀と併用している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６５９９０号公報
【特許文献２】特開昭５９−２０３６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の浄水器では、濾材や凝集剤が砂濾過槽を通り抜け、次槽たる活性炭槽に流れ込んでしまい、活性炭の寿命が著しく低下してしまうものであった。活性炭槽への濾材や凝集剤の流入によって活性炭の寿命が低下してしまうと、活性炭の頻繁な交換が必要となり、手間やコストがかかってしまう。
【０００６】
そこで本発明では、濾材や凝集剤が砂濾過槽から活性炭槽へ流入することを抑止し、活性炭の頻繁な交換を行う必要がなく、濾過精度に優れた浄水器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明においては、以下（１）ないし（４）の手段を採用する。
【０００８】
（１）すなわち、本発明の浄水器は、濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する砂濾過槽１と、砂濾過槽１の下方に設けられた活性炭槽２と、両槽間を連通する連通機構３とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構３は、濾水を下方から取込む取込口３１ｈ（集水孔）を、砂濾過槽１内であって濾砂貯留部１１の下部又は濾砂貯留部１１よりも下方に具備することを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、凝集剤や濾砂１１ａが連通機構３内に流入することを防止し、濾過精度に優れたものとなる。
【００１０】
（２）前記浄水器において、砂濾過槽１と活性炭槽２とは、密閉式の一体型タンク４を仕切板４１で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成されてなり、槽内が互いに同内圧とされ得ることが好ましい。
【００１１】
このようなものであれば、設置スペースを取らないコンパクトな形態としてなり、製造コスト及び設置配管コストを削減しうる。例えば既存の砂濾過設備に活性炭槽２を増設する場合や、或いは活性炭濾過設備に砂濾過槽１を増設する場合には、それぞれ単独槽を配管接続するため、設置スペースを大きく広げることをやむなくされる。これに比して本願構成では、同一の一体型タンク内で各濾過槽を上下複数段に重ねてなるため、省スペース化を達成することが出来る。
【００１２】
また濾過構造が密閉式の一体型タンク４内に収まるため、不純物の混入がなく、体裁の良いものとなる。
【００１３】
さらに、密閉式一体型タンク４内の各槽を同内圧とすることで、槽間を仕切る仕切板４１にかかる負荷を低減することができ、例えば比較的薄い仕切板４１を使用し得るものとなる。
【００１４】
（３）前記いずれかの浄水器において、砂濾過槽１内にて上方へ突出する集水容体３１を具備し、集水容体３１の下面側に、濾砂１１ａより小さい取込口３１ｈ（集水孔）を複数個設けてなることが好ましい。
【００１５】
（４）前記いずれかの浄水器において、活性炭槽２内にて下方へ突出する散水容体３２を具備し、散水容体３２の上面（仕切板４１との対向面）側に、充溢口３２ｈ（散水孔）を複数個設けてなることが好ましい。
【００１６】
これら集水容体３１や散水容体３２は、前記連通機構３の下位概念である。これらのようなものであれば、砂濾過槽１を経た砂濾過水を、槽内の容体で一旦収容してから活性炭槽２へ移送することとなるため、凝集剤（濾砂１１ａ）の次槽（活性炭槽２）への流入をより効率的に防止するものとなる。また、濾過精度に優れ、この優れた濾過精度を長期間維持し得るものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上述のような構成としたことで、凝集剤が砂濾過槽１から活性炭槽２へ流入することを抑止し、活性炭の頻繁な交換を行う必要がなく、濾過精度に優れた浄水器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、実施例として示す各図と共に説明する。図１は、本発明の実施例１の浄水器の浄水状態の説明図（正面視一部断面説明図）である。図２は、実施例１の浄水器の逆洗状態の説明図（正面視一部断面説明図）である。図３は、実施例１の浄水器のうち、集水容体３１、仕切板４１、及び散水容体３２を示す斜視説明図である。なお、図４は、従来の浄水装置の構成例を示す説明図である。
【００１９】
本発明の浄水器は、基本的に、濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する砂濾過槽１と、砂濾過槽１の下方に設けられた活性炭槽２と、両槽間を連通する連通機構３とを、一体的に形成された一体型タンク４内に備えてなる。連通機構３として、砂濾過槽１内の濾砂貯留部１１の下方には後述する集水容体３１を具備し、活性炭槽２内の活性炭貯留部２１の上方には後述する散水容体３２を具備する。
【００２０】
（砂濾過槽１）
砂濾過槽１は、図１に示すように、仕切板４１で上下２槽に仕切られた一体型タンク４の上槽からなり、槽内部に濾砂貯留部１１を有し、この濾砂貯留部１１にて濾砂１１ａを貯留する。
【００２１】
（濾砂１１ａ）
濾砂１１ａとしては主に砂や砂利を使用できる。本発明では有効径の揃った（例えば均等係数１．２５以下程度の）粗目の砂のみを、濾砂貯留部１１に敷き詰めて単層として使用する。このほか、様々な有効径の混合使用態様として、粗目の砂利に対して重量比１ないし５割程度の細目の砂利を略均一に混ぜ合わせた単層として使用するものでもよく、他に、粗目、細目、粗目の順に上下に重ね合わせた３層ないし複数層として使用してもよい。また、アンスラサイト粒やガーネット粒などの無煙炭粒や、その他特殊濾材として、マンガンゼオライト等を主材或いは補助濾材として混合使用するか、または単独使用してもよい。マンガンゼオライトは、井水の鉄やマンガンを除去するための濾砂１１ａである。この場合、高濃度の次亜塩素による酸化処理となるため、井水を飲料用として用いる場合は、一般的に後工程として、塩素を除去するための活性炭処理槽が必要となる。この場合にも利用が可能となる。本発明でいう濾砂１１ａには、これら砂以外の濾材も含まれるものとする。
【００２２】
（活性炭槽２）
活性炭槽２は、図１に示すように、仕切板４１で上下２槽に仕切られた一体型タンク４の下槽からなり、槽内部に活性炭貯留部２１を有し、この活性炭貯留部２１にて活性炭を貯留する。活性炭槽２内の活性炭貯留部２１の上方には、仕切板４１近傍から下方へ突出する散水容体３２を具備する。
【００２３】
（一体型タンク４）
砂濾過槽１と活性炭槽２とは、縦長形状の密閉式の一体型タンク４を仕切孔４１ｈ付きの仕切板４１で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成される。これにより、逆粒度構成の深層濾過を容易になしうるものとしている。
【００２４】
一体型タンク４は、密閉式であり、鉛直軸対称形状であって、円形の軸断面を有する。
【００２５】
砂濾過槽１と活性炭槽２とは、連通機構３及び槽内圧調整機構によって、槽内が互いに同内圧とされ得る。密閉式の一体型タンク４内の各槽を同内圧とすることで、槽間を仕切る仕切板４１にかかる負荷を低減することができ、例えば比較的薄い仕切板４１を使用し得るものとなる。
【００２６】
砂濾過槽１及び活性炭槽２にはそれぞれ、槽側面に人通口としての上槽点検口４２１及び下槽点検口４２２が備えられる。これら点検口（上槽点検口４２１及び下槽点検口４２２）には点検用の透視窓（図示せず）が設けられる。
【００２７】
（連通機構３）
連通機構３は、一体型タンク４上槽の砂濾過槽１と、一体型タンク４下槽の活性炭槽２との間を水が連通するようにした機構である。具体的には図３に示すように、砂濾過槽１内の下方に設けられた集水容体３１と、活性炭槽２内の上方に設けられた散水容体３２とが、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介してそれぞれ上下連結されてなる。
【００２８】
（集水容体３１（図３））
集水容体３１は、図１及び図２に示すように、砂濾過槽１内の濾砂貯留部１１の下方に、一体型タンク４の仕切板４１上面の近傍から上方へ突出するように具備される。また図３の斜視説明図に示すように、鉛直軸を中心とした軸断面視（平面視）放射形状をしてなる。
【００２９】
集水容体３１は、鉛直軸を中心とした平面視（すなわち軸断面視）放射形状である。具体的には、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の集水閉塞管３１２と、鉛直軸上に位置して、これら複数の集水閉塞管３１２を保持する集水保持容体３１１とからなる。
【００３０】
集水保持容体３１１は、下面が開放されるとともに上面が固設された円柱形の容体からなる。上面中央には上槽逆洗管７１（後述）に連通される上部連通孔が設けられ、側面の高さ方向中央位置には閉塞管に連通する側部連通孔が設けられる。開放された下面は、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介して、散水容体３２の散水保持容体３２１の開放された上面と連通される。
【００３１】
集水閉塞管３１２は、先端が閉塞されてなり、複数本が、鉛直軸を中心として閉塞端が放射状に広がるように等間隔に、かつ各管が水平方向を向いて具備される。実施例では４本の円筒管が平面視十字方向に配される（図３）。
【００３２】
各集水閉塞管３１２には、水平軸断面を境界とする下方の管側面に複数個の取込口３１ｈ（集水孔）を設けてなる。この取込口３１ｈ（集水孔）の配設位置は、砂濾過槽１内であって濾砂貯留部１１の下部又は濾砂貯留部１１よりも下方の、集水容体３１の下面（仕切板４１との対向面）側である。口径の大きさは濾砂１１ａよりも小さく、向きは水平方向及び鉛直上方を除いた、鉛直下方成分を含む方向を向く。このようなものであれば、濾砂１１ａや凝集剤が連通機構３内に流入することを防止し、濾過精度に優れたものとなる。
【００３３】
（散水容体３２）
活性炭槽２内の活性炭貯留部２１の上方に、仕切板４１近傍から下方へ突出する散水容体３２を具備する。散水容体３２は、集水容体３１の下方に、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介して連結される。散水容体３２の上面（仕切板４１との対向面）側には、充溢口３２ｈ（散水孔）を複数個設けてなる。
【００３４】
散水容体３２は、鉛直軸を中心とした平面視（すなわち軸断面視）放射形状である。具体的には、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の散水閉塞管３２２と、鉛直軸上に位置して、これら複数の散水閉塞管３２２を保持する散水保持容体３２１とからなる。
【００３５】
散水容体３２１及び散水閉塞管３２２はそれぞれ、前記集水保持容体３１１及び集水閉塞管３１２を上下対称にした態様であり、上下方向を除いた具体的な構成は同様である。
【００３６】
具体的には、散水容体３２の散水保持容体３２１は、上面が開放されるとともに下面が固設された円柱形の容体からなる。下面中央には散水逆洗管（後述）に連通される下部連通孔が設けられ、側面の高さ方向中央位置には閉塞管に連通する側部連通孔が設けられる。開放された上面は、仕切板４１の仕切孔４１ｈを介して、集水容体３１の保持容体の開放された下面と連通される。
【００３７】
また、散水容体３２は、先端が閉塞された複数本の散水閉塞管３２２を、鉛直軸を中心として閉塞端が放射状に広がるように（等間隔に、かつ水平軸となるように）具備してなる。また、各散水閉塞管３２２には、水平軸断面を境界とする上方の管側面に複数個の充溢口３２ｈ（散水孔）を設けてなる。これら充溢口３２ｈが、散水容体３２内の砂濾過水を充溢させて活性炭槽内に散水する散水孔としてなる。
【００３８】
集水容体３１及び散水容体３２は互いに同一形状であり、仕切板４１の仕切孔４１ｈを境としてそれぞれが上面側及び下面側へ、上下相反方向に設けられる。これにより、濾砂１１ａ（濾材）や砂濾過槽内で用いた凝集剤が、下槽たる活性炭槽２内に流入してしまうことを効率的に防止し得る。また、仕切板４１を境として上下同一のものを使用することで、生産効率の良いものとなる。
【００３９】
（原水供給機構５）
原水の供給は、原水供給機構５によって行われる。原水供給機構５は、図１の砂濾過槽１の内外（図面上部）に示すように、砂濾過槽１外から同槽内の上部にまで配された原水供給管５２と、原水供給管５２の先端であって同槽内の上部中央に設けられた原水供給口５１と、原水供給管５２に介設された原水供給バルブ５２Ｂとからなる。
【００４０】
原水供給口５１は、鉛直上方を向き、供給される原水が砂濾過槽１内に溢れ落ちるようにしている。実施例では９０度ベンド管を、ベンド先が鉛直上方を向くようにして水平の原水供給管５２の先に備える。
【００４１】
また、原水供給管５２は、砂濾過槽１の上方で槽貫通した槽外で、逆洗使用にも対応すべく、上槽逆洗回収管７３及び上槽逆洗管７１と、それぞれ第一及び第二分岐接続される。
【００４２】
具体的には、先ず、水平配管された砂濾過槽１貫通位置の上流側にて下方へ第一分岐接続がされる。第一分岐接続は、図１の右側上方の、下向きに設けられた第一分岐管による。この第一分岐管から下方へ鉛直配管された管が原水供給管５２であり、原水供給バルブ５２Ｂが介設される（図１）。
【００４３】
次に、鉛直配管された原水供給管５２の原水供給バルブ５２Ｂよりさらに上流（図１の実施例では原水供給バルブ５２Ｂの下方）側にて、上槽逆洗管７１の上流（図１の実施例では上槽逆洗バルブ７１Ｂの右方）側と第二分岐接続される。第二分岐接続は、図１の右側中央やや上方の、左向きに設けられた第二分岐管による。
【００４４】
なお、前記第一分岐管から水平方向へ伸びる管は、上槽逆洗回収管７３であり、上槽逆洗回収バルブ７３Ｂが介設される。また、前記第二分岐管から水平方向へ伸びる管は、上槽逆洗管７１であり、上槽逆洗バルブ７１Ｂが介設される（図１）。
【００４５】
（浄水回収機構６）
原水の供給は、浄水回収機構６によって行われる。浄水回収機構６は、図１の図面下部に示すように、活性炭を経た浄水を活性炭槽２内の下部で回収する浄水回収容体６１と、浄水回収容体６１に連結されて活性炭槽２内の下部から同槽外へ配された浄水回収管６２と、浄水回収管６２に介設された浄水回収バルブ６２Ｂとからなる。
【００４６】
浄水回収容体６１は、基本的に集水容体３１と同様の構成である。すなわち、平面視放射状に配設された複数本の浄水閉塞管６１２（閉塞管）と、浄水閉塞管６１２を平面視中央で保持する浄水保持容体６１１（保持容体）と、前記各浄水閉塞管６１２の下方側面に複数個ランダムに配設された浄水回収孔６１ｈとからなる。
【００４７】
浄水閉塞管６１２は、集水閉塞管３１２と固定角度が相違する。すなわち、閉塞された先端が、保持容体に連結される基端よりも高い位置になるように、傾斜配設される。これは、一体型タンク４の下部が、下方へ断面収束する下窄まり形状であることに対応したものであり、正面断面視にて一体型タンク４の下部形状と浄水閉塞管６１２の管方向とが沿うことで、活性炭槽２内の浄水を効率よく回収するものである。
【００４８】
（逆洗機構７）
逆洗機構７は、砂濾過槽１へ逆洗水を供給する上槽逆洗管７１と、砂濾過槽１から逆洗後の逆洗回収水を回収する上槽逆洗回収管７３、並びに、活性炭槽２へ逆洗水を供給する下槽逆洗管７４と、活性炭槽２から逆洗後の逆洗回収水を回収する下槽逆洗回収管７２からなる（図２）。
【００４９】
上槽逆洗管７１は、砂濾過槽１の下方側面から槽内へ貫通し、砂濾過槽１内の濾砂貯留部１１下方にて集水容体３１の保持容体の上面に接続される。また、上槽逆洗バルブ７１Ｂが介設される。図２右上部の上方矢印で示すように、砂濾過槽１を逆洗する逆洗水が、本管へポンプ供給される。
【００５０】
上槽逆洗回収管７３は、砂濾過槽１外の上方であって槽貫通部近傍の原水供給管５２と分岐接続され、前記原水供給管５２の側方へ延長接続された後、前記側方から下方へ鉛直配管される。また、上槽逆洗回収バルブ７３Ｂが介設される。
【００５１】
下槽逆洗管７４は、活性炭槽２外の下方の浄水回収管６２と分岐接続され、前記浄水回収管６２の鉛直下方へ延長接続される。また、下方ドレンバルブ７４Ｂが介設される。図２下部の上方矢印で示すように、活性炭槽２を逆洗する逆洗水が、本管へポンプ供給される。下槽逆洗管７４はまた、一体型タンク４全体のドレン管も兼ねる。
【００５２】
下槽逆洗回収管７２は、活性炭槽２の上方側面から槽内へ貫通し、活性炭槽２内の活性炭貯留部２１より上方にて、散水容体３２の散水保持容体３２１の下面に接続される。また、槽外にて下槽逆洗回収バルブ７２Ｂが介設される。
【００５３】
（槽内圧調整機構）
砂濾過槽１の上方には、上槽エア抜き弁８１と槽内圧計９１とが設けられる。また、活性炭槽２の側面上方には、下槽エア抜き弁８２が設けられる。これら及び図示しない加圧ポンプによって、槽内圧調整機構が構成される。仕切板４１で仕切られる２槽の槽内圧力は、２槽間で濾砂貯留部の濾過砂が敷き詰められているものの、仕切孔４１ｈ及び連通機構３によって両槽が連通されているため、数時間経過後にはパスカルの原理によって同圧となる。
【００５４】
（浄水時の使用状態（図１））
本発明の浄水器の浄水時の使用状態を図１に示す。矢印が原水から浄水にいたる水の流れである。砂濾過された砂濾過水を、濾砂貯留部１１の下方にて、下方取込口３１ｈ（集水孔）から集水容体３１内に湧出させて取込み、下槽たる活性炭槽２に連送する。
【００５５】
砂濾過されて集水容体３１内から連送された砂濾過水は、散水容体３２内を満たした後、充溢口３２ｈ（散水孔）から充溢して活性炭貯留部２１の上方へ四散しながら落下する。
【００５６】
（逆洗時の使用状態（図２））
本発明の浄水器の逆洗時の使用状態を図２に示す。矢印が逆洗水の流れであり、逆洗回収水として回収される。逆洗時には、図２に示すように、原水供給バルブ５２Ｂ及び浄水回収バルブ６２Ｂを閉じて原水−浄水の流路を遮断すると共に、上槽逆洗バルブ７１Ｂ、上槽逆洗回収バルブ７３Ｂ、及び下槽逆洗ドレンバルブ７４Ｂを開けて、上槽逆洗管７１及び下槽逆洗管７４から逆洗水を供給し、それぞれ上槽逆洗回収管７３及び下槽逆洗回収管７２から逆洗回収水を排出する。
【００５７】
その他、本発明は上述した実施例のみに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１の浄水器の浄水状態の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の浄水器の逆洗状態の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の集水容体、仕切板、及び散水容体を示す斜視説明図である。
【図４】従来の浄水装置の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 砂濾過槽
１１ 濾砂貯留部
１１ａ 濾砂
２ 活性炭槽
２１ 活性炭貯留部
３ 連通機構
３１ 集水容体
３１ｈ 取込口
３１１ 集水保持容体
３１２ 集水閉塞管
３２ 散水容体
３２ｈ 充溢口
３２１ 散水保持容体
３２２ 散水閉塞管
４ 一体型タンク
４１ 仕切板
４１ｈ 仕切孔
４２１ 上槽点検口
４２２ 下槽点検口
５ 原水供給機構
５１ 原水供給口
５２ 原水供給管
５２Ｂ 原水供給バルブ
６１ 浄水回収容体
６１ｈ 浄水回収孔
６１１ 浄水保持容体
６１２ 浄水閉塞管
６２ 浄水回収管
６２Ｂ 浄水回収バルブ
７ 逆洗機構
７１ 上槽逆洗管
７１Ｂ 上槽逆洗バルブ
７２ 下槽逆洗回収管
７２Ｂ 下槽逆洗回収バルブ
７３ 上槽逆洗回収管
７３Ｂ 上槽逆洗回収バルブ
７４ 下槽逆洗管
７４Ｂ 下方ドレンバルブ
８１ 上槽エア抜き弁
８２ 下槽エア抜き弁
９１ 槽内圧計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾砂貯留部にて濾砂を貯留する砂濾過槽と、砂濾過槽の下方に設けられた活性炭槽と、両槽間を連通する連通機構とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構は、濾水を下方から取込む取込口を、砂濾過槽内であって濾砂貯留部の下部又は濾砂貯留部よりも下方に具備することを特徴とする浄水器。
【請求項２】
砂濾過槽と活性炭槽とが、密閉式の一体型タンクを仕切板で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成されてなり、槽内が互いに同内圧とされ得ることを特徴とする請求項１記載の浄水器。
【請求項３】
砂濾過槽内にて上方へ突出する集水容体を具備し、集水容体の下面側に、濾砂より小さい取込口を複数個設けてなることを特徴とする請求項１又は２記載の浄水器。
【請求項４】
活性炭槽内にて下方へ突出する散水容体を具備し、散水容体の上面側に、充溢口を複数個設けてなることを特徴とする請求項１、２、又は３記載の浄水器。
【請求項１】
濾砂貯留部にて濾砂を貯留する砂濾過槽と、砂濾過槽の下方に設けられた活性炭槽と、両槽間を連通する連通機構とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構は、濾水を下方から取込む取込口を、砂濾過槽内であって濾砂貯留部の下部又は濾砂貯留部よりも下方に具備することを特徴とする浄水器。
【請求項２】
砂濾過槽と活性炭槽とが、密閉式の一体型タンクを仕切板で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成されてなり、槽内が互いに同内圧とされ得ることを特徴とする請求項１記載の浄水器。
【請求項３】
砂濾過槽内にて上方へ突出する集水容体を具備し、集水容体の下面側に、濾砂より小さい取込口を複数個設けてなることを特徴とする請求項１又は２記載の浄水器。
【請求項４】
活性炭槽内にて下方へ突出する散水容体を具備し、散水容体の上面側に、充溢口を複数個設けてなることを特徴とする請求項１、２、又は３記載の浄水器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２１６１９５（Ｐ２００７−２１６１９５Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４２７９３（Ｐ２００６−４２７９３）
【出願日】平成１８年２月２０日（２００６．２．２０）
【出願人】（０００２０４２３９）株式会社 太陽 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２０日（２００６．２．２０）
【出願人】（０００２０４２３９）株式会社 太陽 (21)
【Ｆターム（参考）】
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