JPH1119430A

JPH1119430A - 濾過機

Info

Publication number: JPH1119430A
Application number: JP9172700A
Authority: JP
Inventors: Noriko Fujii; 範子藤井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】使用場所の制限がなく、常に清潔な濾過水が
得られる濾過機を提案すること。【解決手段】濾過機１の濾過槽２には、第１の濾材３
５と第２の濾材３６を備えた濾過ユニット３が収納され
ている。第１の濾材３５は、複数の圧電セラミック球状
片であり、第２の濾材３６は複数の不織布細片である。
濾過ユニット３に流れ込んだ汚水は、まず、第２の濾材
３６によって汚水中に含まれる懸濁物質が捕捉される。
次に、汚水が第１の濾材３５の収納部分を流下する間
に、圧電効果によって第１の濾材３５が電子を放出し、
その電子が汚水中の酸素分子と結合し、更に水素と結合
して過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を生成する。過酸化水素水
は、汚水中の有機物を酸化分解し、その副生物を還元す
ると共に水中の殺菌を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プールや浴場など
の水を浄化する濾過機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水を汚染する不純物には、毛髪や垢など
の水中に浮遊する懸濁物質、水中に溶解した有機物など
の溶解物質、これらの中間の大きさにあたる細菌などの
コロイド粒子の三形態がある。こような不純物が混じり
合った汚水を浄化する濾過機としては、濾材に砂・珪藻
土・カートリッジなどを用いた物理濾過方式のものと、
濾材に生物膜を用いた生物濾過方式のものが知られてい
る。物理濾過方式では懸濁物質やコロイド粒子の一部し
か捕捉できないので、有機物や水中溶解物を除去したい
場合には生物濾過方式が採用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生物濾
過方式は、汚水の浄化に数多くのバクテリアが寄与して
おり、それらの種の人体への影響が不明である。従っ
て、下水の浄化処理等では問題ないが、プールや浴場な
ど人体に直接触れる水として濾過水を再利用するには安
全性に疑問がある。また、バクテリアは分泌物を発生す
るので、それらの分泌物によってプールや浴槽の壁面が
ぬる付いてしまう。更に、水中に塩素を投入すると浄化
に寄与するバクテリアが死滅する恐れがあるので、塩素
によって殺菌が行われるプールなどでは使用が困難であ
る。

【０００４】以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、有
機物を分解することができ、下水の浄化だけでなくプー
ルや浴場など幅広い用途に対応できる安全で清潔な濾過
水を得られる濾過機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の濾過機は、圧電セラミック製濾材と、こ
の濾材が収納された濾過槽とを有している。

【０００６】本発明では、濾材が圧電セラミック製なの
で、汚水が濾材にぶつかることにより、濾材に圧力が加
わると、圧電効果により電圧が生じ、濾材が汚水中に電
子を放出する。この電子は汚水中の酸素分子と結合し、
更に、水素と結合して過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を生成す
る。過酸化水素は直ちに水に溶解するので、汚水自身が
過酸化水素水となる。

【０００７】過酸化水素水はアルカリ性物質に対しては
酸化剤として働き、より強い酸化物に対しては還元剤と
して働くので、水中の有機物を酸化分解し、分解後に発
生する副生物を還元する。また、過酸化水素水は殺菌剤
としても働くので、水中の細菌類を除去できる。過酸化
水素水は化学的に不安定なので、濾過槽から排出されて
利用先に供給されるまでには水と酸素に分解される。

【０００８】従って、有機物の分解と殺菌の両方がなさ
れた清潔な濾過水が得られる。このため、浴場などでは
塩素を投入しなくても濾過水をそのまま利用できる。ま
た、プールなどの塩素が投入された水でも圧電セラミッ
クの圧電効果には影響がないので、濾過性能が低下しな
い。更に、バクテリアのように人体への影響が不明な生
物を用いていないので安全であり、バクテリアの分泌物
もないのでプールや浴槽の壁面がぬる付くこともない。
従って、プールや浴場など、どこでも安心して使用でき
る。一方、濾過槽は汚水の通水路に圧電セラミック製濾
材を配置するだけの単純な構造でよいので、濾過機の低
価格化を図ることができる。

【０００９】次に、前記濾材を圧電セラミック球状片と
し、複数個の前記濾材を前記濾過槽に収納しておけば、
小さな容積でも汚水と濾材との接触面積を大きくするこ
とができる。従って、濾過性能が高く、小型化した濾過
機を提供できる。

【００１０】ここで、圧電セラミック製の濾材に加え
て、更に、複数の不織布細片からなる第２の濾材を備
え、この第２の濾材を前記圧電セラミック製濾材に対し
て通水方向に沿って直列に配列すれば、それらの不織布
細片の微細な隙間を汚水が通過するときに、毛髪や土な
どの汚水中の懸濁物質を捕捉することができる。第２の
濾材によって、圧電セラミック製濾材では唯一除去でき
ない懸濁物質が捕捉されるので、本発明の濾過機では、
水を汚染するほとんど全ての物質を除去した清潔な濾過
水が得られる。

【００１１】圧電セラミック製濾材と第２の濾材を通水
方向に沿って直列に配列するには、濾過槽を次のような
構造にすればよい。すなわち、前記濾過槽を上下方向に
配列した筒と、この筒の上端面を規定する網目状板の上
仕切り板と、前記筒の下端面を規定する網目状板の下仕
切り板と、前記筒内を上下に仕切る網目状板の中仕切り
板とを備えた構成とし、前記中仕切り板の上に前記第２
の濾材を乗せ、前記下仕切り板の上に前記圧電セラミッ
ク製の濾材を乗せ、前記上仕切り板の側を濾過対象の汚
水の供給口とすればよい。汚水はまず第２の濾材によっ
て濾過されて、懸濁物質の除去が行われ、次に、第２の
濾材をそのまま通過した細菌や有機物が圧電セラミック
製濾材によって分解される。この結果、下仕切り板から
は清潔な濾過水が排出される。

【００１２】また、圧電セラミック製濾材と第２の濾材
を洗浄するために、前記圧電セラミック製濾材及び前記
第２の濾材は、それぞれ、水流によって、前記中仕切り
板及び前記下仕切り板から浮き上がり可能な状態で、こ
れらの仕切り板の上に積まれていることが好ましい。こ
のようにすると、気泡や逆水流によって筒の内部で濾材
を拡散させることができるので、濾材に付着した懸濁物
質を剥離させることができる。このため、前記濾過槽内
に気泡を噴出可能な空気室を前記濾過槽に形成すれば、
前記濾材の空洗を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の濾過機の実施の形態を説明する。

【００１４】図１は本発明の濾過機を示す模式図であ
る。図２は本発明の濾過機を用いたシステム図である。
本例では、浴槽５１のお湯を浄化し、その濾過水を再び
浴槽５１に供給して再利用するために濾過機１を用いて
いる。

【００１５】濾過機１は、複数本の配水管４２が繋がっ
た円筒状の濾過槽２を備えている。濾過槽２は、上下方
向に配列された円筒状の外ケース２２と、外ケース２２
の内側に配置され、汚水を濾過するための濾過ユニット
３を備えている。外ケース２２の側面には浴槽５１と繋
がった給水口２３が形成されている。また、外ケース２
２の上端部は天板２６で塞がれている。従って、配水管
４２に取り付けられた逆止弁４１を通じて浴槽５１から
汚水が流入し、外ケース２２の内部が汚水で満たされ
る。

【００１６】濾過ユニット３は、上下方向に配列された
円筒状の濾材ケース３１を備えおり、濾材ケース３１の
内部を汚水が上下に通水できるようになっている。濾材
ケース３１は、外ケース２２に対して外周側と上面側に
間隔があくように濾過槽２の上底部２１に取り付けられ
ている。また、濾過槽２の底部室４５には、濾材ケース
３１の下側で開口した吐出口２４が形成されており、そ
の吐出口２４にはポンプ４３が繋がっている。従って、
ポンプ４３を作動すると、矢印Ａで示すように、供給口
２３から流入した汚水は濾材ケース３１の内部を上から
下に向けて通過した後、吐出口２４から排出される。排
出された水は、配水管４２に設けられたヒータ５３で加
熱され、浴槽５１に戻される。

【００１７】図３（ａ）は、濾過ユニット３の断面図で
ある。濾材ケース３１の上端部には、図３（ｂ）に示す
ように、濾材ケース３１の上端面を規定する網目状の上
仕切り板３２が取り付けられ、下端部には、図３（ｃ）
に示すように、濾材ケース３１の下端面を規定する格子
状の下仕切り板受け３３が取り付けられており、その上
に図３（ｅ）に示す網目状の下仕切り板３７が載る形と
なっている。また、濾材ケース３１の中央には、図３
（ｄ）に示すように、濾材ケース３１を上下に仕切る網
目状の中仕切り板３４が取り付けられており、濾材ケー
ス３１の内部を下半部３１ａと上半部３１ｂに二分して
いる。このように、濾材ケース３１の上仕切り板３２、
下仕切り板３３、中仕切り板３４はそれぞれ網目状板な
ので、濾材ケース３１の内部を水が上下に通過できる。

【００１８】濾材ケース３１の下半部３１ａには第１の
濾材３５が収納され、上半部３１ｂには第２の濾材３６
が収納されている。上仕切り板３２、下仕切り板３３、
および中仕切り板３４の網目や格子の目の粗さは、第１
および第２の濾材３５、３６がそれぞれの部分３１ａ、
３１ｂからもれないように設定されている。この濾材ケ
ース３１の上仕切り板３２が濾過対象の汚水の供給口と
なっており、そこから流れ込んだ汚水が第２の濾材３
６、第１の濾材３５の順に濾材を通過して浄化される。

【００１９】第２の濾材３６は、ポリプロピレンによっ
て形成され、樹脂コーティングされた複数の不織布細片
である。この第２の濾材３６は、上方に向かう水流によ
って上半部３１ｂの内部で浮き上がることができる状態
となっている。なお、下半部３１ａと上半部３１ｂは濾
過容量のタイプによっては、中仕切り板３４を除去し、
同一のスペースとしても良い。

【００２０】汚水が上から下に向けて流れると、第２の
濾材３６は中仕切り板３４の上に積み重なり、中仕切り
板３４を完全に覆った状態となる。この不織布細片同士
の隙間は微細なので、汚水に浮遊している毛髪や土埃な
どの懸濁物質は第２の濾材３６を通過することができ
ず、第２の濾材３６に捕捉される。しかし、汚水中に溶
解している有機物や細菌は、そのまま下半部３１ａに流
れ込む。

【００２１】下半部３１ａに収納された第１の濾材３５
は、チタン酸バリウム系セラミックによって形成された
複数の球状片である。この第１の濾材３５も、上方に向
かう水流によって下半部３１ａの内部で浮き上がること
ができる状態とされている。

【００２２】汚水が濾材ケース３１の上から流れている
状態では、第１の濾材３５は下仕切り板３３の上に積み
重なった状態にあり、その隙間を通って汚水が流る。従
って、汚水は第１の濾材３５にぶつかり、第１の濾材３
５に圧力を加える。チタン酸バリウム系セラミックは、
外圧が加わると電圧を生じる圧電セラミックなので、汚
水がぶつかると電圧が生じ、汚水中に電子を放出する。
この電子は汚水中の酸素分子（Ｏ₂）の一部と結合し、
分子状酸素のアニオン（Ｏ₂ ^-）を生成する。

【００２３】また、汚水が第１の濾材３５にぶつかる際
には、その運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、
水分子（Ｈ₂Ｏ）の一部がイオン解離して水素イオン
（Ｈ⁺）と水酸イオン（ＯＨ^-）を生成する。従って、
分子状酸素のアニオン（Ｏ₂ ^-）と水素イオン（Ｈ⁺）
が結合し、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を生成する。過酸化
水素は水に溶解しやすいので、即座に汚水に溶け込み、
汚水自身が過酸化水素水になる。過酸化水素水は、アル
カリ性物質に対しては酸化剤として働き、より強い酸性
物質に対しては還元剤として働く。従って、プールや浴
場などで水中に溶解した有機物を酸化分解し、分解後に
生成される亜硝酸性窒素、硝酸性窒素、リン化合物、硫
黄化合物などの副産物を還元する。また、過酸化水素水
は殺菌剤としても働くので、大腸菌、Ｏ−１５７、レジ
オネラ菌、各種ＭＲＳＡ、およびその他の一般細菌を除
去できる。過酸化水素水は化学的に不安定であり、短時
間のうちに水と酸素に分解されるので、濾過槽１から排
出されて浴槽５１に供給された濾過水に過酸化水素水が
残留することはない。

【００２４】従って、第２の濾材３６によって懸濁物質
が捕捉され、第２の濾材３６をそのまま通過した細菌や
有機物質が圧電セラミック製の第１の濾材３５で分解さ
れるので、濾過ユニット３を通過した汚水はほとんど全
ての汚染物質が除去された清潔な濾過水になる。

【００２５】上記のように、第２の濾材３６は懸濁物質
を捕捉するので、定期的に濾過ユニット３を清掃する必
要がある。このため、図４に示すように、濾過ユニット
３の下側には、濾過ユニット３の洗浄用の空気室４４が
取り付けられている。濾過槽２に水が満たされた状態、
且つ、三方弁３８を濾過・Ｄの方向から洗浄・Ｅの方向
に切換え、空気室４４に繋がったコンプレッサ（ブロワ
ー）５２を作動すると、矢印Ｂで示すように、濾過槽２
の内部に空気が送り込まれ、濾過ユニット３の下側から
気泡が吹き上がる。第１の濾材３５と第２の濾材３６
は、濾材ケース３１の中に浮き上がり可能な状態で収納
されているので、この気泡によって第１の濾材３５と第
２の濾材３６は濾過ユニット３の内部で拡散さる。従っ
て、第１の濾材３５の汚れや第２の濾材３６が捕捉した
懸濁物質が剥離する。この後、矢印Ｃで示すように、ポ
ンプ４３でススギ口２７の分岐水を流し、排出口２５か
らその水を排出すれば、濾過槽２の内部の懸濁物質など
の汚れを廃棄できる。

【００２６】このように、本例の濾過機１は、第１の濾
材３５に圧電セラミック球状片を用いており、この第１
の濾材３５に汚水がぶつかるので、圧電効果によって汚
水自身を過酸化水素水に変換できる。過酸化水素水は、
水中の有機物を酸化分解し、分解後に発生する副生物を
還元するので、水中の溶解物質を除去することができ
る。また、濾過槽２には、第２の濾材３６が第１の濾材
３５に対して通水方向に沿って直列に配列されているの
で、第１の濾材３５で分解できない毛髪や土埃などの懸
濁物質を第２の濾材３４で捕獲できる。従って、水を汚
染するほとんど全ての物質を除去できるので、透明度が
高く、いやな臭いがない濾過水が得られる。

【００２７】また、過酸化水素水は殺菌剤としての機能
もあるので、水中の細菌を除去することができる。従っ
て、浴槽５１のお湯など人体に直接触れる水として利用
する場合でも、塩素や殺菌装置を使う必要がない。プー
ルなどのように塩素が投入されている水でも、第１の濾
材３５の圧電効果には影響がないので、第１の濾材３５
による濾過性能が低下しない。また、人体への影響が不
明なバクテリアなどの生物を濾材に用いていないので安
全である。更に、バクテリアの分泌物も発生しないの
で、プールや浴槽の壁面にぬる付きが生じることもな
い。従って、プールや浴場など、どこでも安心して使用
できる濾過水が得られる。

【００２８】更に、濾過槽２は、汚水の通水路に第１の
濾材３５と第２の濾材３６を配置するだけの単純な構造
である。また、第１の濾材３５は球状片なので、小さな
容積でも汚水との接触面積を大きくとることができる。
従って、高い濾過性能を維持したままで、濾過機１の小
型化・低価格化を図ることができる。

【００２９】また、第１の濾材３５から放出された電子
によって、水中にイオン化して溶け込んでいるミネラル
成分は電荷を失い、粒子化するので、水中の熱容量を高
め、温まりのよいお湯を提供できる。更に、ゲルマニウ
ム化合物などの遠赤外線を放出する物質を第１の濾材３
５に混入すれば、遠赤外線によって水分子のクラスター
が細分化されるので、肌への浸透性が優れたお湯を提供
できる。

【００３０】なお、第１の濾材３５は圧電セラミックと
同様の作用効果があれば圧電方式に限らない。また、第
２の濾材３６の材質はポリプロピレンに限らない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の濾過機は
圧電セラミック製濾材を用いている。この濾材に汚水が
ぶつかると、汚水中に電子が放出され、この電子が汚水
中の酸素分子と結合し、更に水素と結合して過酸化水素
（Ｈ₂Ｏ₂）を生成する。この結果、汚水自身が過酸化
水素水になり、汚水中に溶解した有機物を酸化分解し、
その副生物を還元することができる。また、過酸化水素
水は殺菌剤としても作用するので、汚水中の細菌を殺菌
できる。

【００３２】従って、本発明によれば、プールや浴場な
ど、場所を選ばずに使用でき、しかも安全で清潔な濾過
水が得られる濾過機を実現できる。また、濾過槽は汚水
の通水路に濾材を配置するだけの単純な構造なので、小
形化・低価格化が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過機を示す模式図である。

【図２】図１に示す濾過機を用いたシステム図である。

【図３】（ａ）は図１に示す濾過機の濾過ユニットを示
す断面図、（ｂ）は（ａ）に示す濾過ユニットの上仕切
り板を示す平面図、（ｃ）は（ａ）に示す濾過ユニット
の下仕切り板受けを示す平面図、（ｄ）は（ａ）に示す
濾過ユニットの中仕切り板を示す平面図、（ｅ）は
（ａ）に示す濾過ユニットの下仕切り板を示す平面図で
ある。

【図４】図１に示す濾過機の濾材を洗浄する様子を示す
模式図である。

【符号の説明】

１濾過機２濾過槽３濾過ユニット２１濾過槽の上底部２２外ケース２３吸水口２４吐出口２５排出口２７ススギ水流入口３１濾材ケース３２上仕切り板３３下仕切り板支持用格子３４中仕切り板３５第１の濾材３６第２の濾材３７下仕切り板３８三方切換え弁３９エアー抜きパイプ４１弁４２配水管４３ポンプ４４空気室４５底部室５２コンプレッサ（ブロワー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 29/38 ５４０ 35/02 Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電セラミック製濾材と、当該濾材が収
納された濾過槽とを有することを特徴とする濾過機。
【請求項２】請求項１において、前記濾材は圧電セラ
ミック球状片であり、複数個の前記濾材が前記濾過槽に
収納されていることを特徴とする濾過機。
【請求項３】請求項１または２において、更に、複数
の不織布細片からなる第２の濾材を備え、この第２の濾
材は、前記圧電セラミック製濾材に対して通水方向に沿
って直列に配列されていることを特徴とする濾過機。
【請求項４】請求項３において、前記濾過槽は上下方
向に配列した筒と、この筒の上端面を規定する網目状板
の上仕切り板と、前記筒の下端面を規定する網目状板の
下仕切り板と、前記筒内を上下に仕切る網目状板の中仕
切り板とを備えており、前記中仕切り板の上に前記第２
の濾材が乗っており、前記下仕切り板の上に前記圧電セ
ラミック製濾材が乗っており、前記上仕切り板の側が濾
過対象の汚水の供給口とされていることを特徴とする濾
過機。
【請求項５】請求項４において、前記圧電セラミック
製濾材及び前記第２の濾材は、それぞれ、水流によっ
て、前記中仕切り板及び前記下仕切り板から浮き上がり
可能な状態で、これらの仕切り板の上に積まれているこ
とを特徴とする濾過機。
【請求項６】請求項５において、前記濾過槽は、当該
濾過槽内に気泡を噴出可能な空気室を備えており、前記
濾材の空洗を行えることを特徴とする濾過機。