JP2016123900A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濾材を効率的に洗浄することができる上向流式の水処理装置を提供する。【解決手段】洗浄用流路１２は、洗浄水が下側スクリーン４と上側スクリーン５との間に位置付けられた濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出されるように濾過処理用流路２ｂの周面８に連通している。洗浄用開閉バルブ１０は、洗浄水が濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出される開状態および洗浄水が濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替えられるように、洗浄用流路１２に設けられている。【選択図】図９

Description

この発明は、濾材を用いて水を浄化する上向流式の水処理装置に関するものである。

従来から、上向流式の水処理装置が用いられている。上向流式の水処理装置によれば、
被処理水が下方から上方へ流れるため、濾材の上層部のみならず、濾材の下層部も濾過に
寄与させることができる。また、このような水処理装置は、シンプルな構造を有しかつ小
型化することが容易な構造であるため、公共の水処理施設が未整備である発展途上国等に
おいては、家庭用の水処理装置として実用化されることが期待されている。上向流式の水
処理装置の一例が次の特許文献１に開示されている。

特開２００５−２７０９３１号公報

上記した上向流式の水処理装置は、濾材の上側に設けられ、濾材の流出を防止するよう
に濾材の上昇を制限する上側スクリーンを必要とする。この濾材の流出防止用の上側スク
リーンは、その目が細かいため、上向流式の水処理装置において、上方から下方へ洗浄水
を流す逆流洗浄を実施するときに、逆流洗浄水の進行の妨げとなる。そのため、濾材が濾
過処理用流路における上側スクリーンの下側に設けられている上向流式の水処理装置にお
いては、濾材を効率的に洗浄することができない。したがって、上向流式の水処理装置に
おいて、濾材を効率的に洗浄する技術が求められている。

特に、発展途上国等においては家庭用の水処理装置が必要とされているため、上記した
上向流式の水処理装置の濾材の洗浄を効率的に行うことができる技術が求められている。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、濾材を効率的に洗浄
することができる上向流式の水処理装置を提供することである。

本発明の第１の局面の水処理装置は、水が下方から上方へ流れるように水供給流路中に
配置された濾過処理用流路と、前記濾過処理用流路内に設けられた濾材と、前記濾過処理
用流路の前記濾材の下側の位置に固定され、前記水を通過させるが、前記濾材を支持する
下側スクリーンと、前記濾過処理用流路の前記濾材の上側の位置に固定され、前記水を通
過させるが、前記濾材が前記水に押し上げられた場合に前記濾材の上昇を制限する上側ス
クリーンと、洗浄水が前記下側スクリーンと前記上側スクリーンとの間に位置付けられた
濾過処理用流路に向かって吐き出されるように、前記濾過処理用流路の周面に連通した洗
浄用流路と、前記洗浄水が前記濾過処理用流路に向かって吐き出される開状態および前記
洗浄水が前記濾過処理用流路に向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替えられ
るように、前記洗浄用流路に設けられた洗浄用開閉バルブと、を備えている。

本発明の第２の局面の水処理装置は、水が下方から上方へ流れるように水供給流路中に
配置された濾過処理用流路と、前記濾過処理用流路内に設けられた濾材と、前記濾過処理
用流路の前記濾材の下側の位置に固定され、前記水を通過させるが、前記濾材を支持する
下側スクリーンと、前記濾過処理用流路の前記濾材の上側の位置に固定され、前記水を通
過させるが、前記濾材が前記水に押し上げられた場合に前記濾材の上昇を制限する上側ス
クリーンと、洗浄水が前記下側スクリーンと前記上側スクリーンとの間に位置付けられた
濾過処理用流路に向かって吐き出されるように、前記濾過処理用流路の周面に連通した洗
浄用流路と、前記洗浄水が前記濾過処理用流路に向かって吐き出される開状態および前記
洗浄水が前記濾過処理用流路に向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替えられ
るように、前記濾過処理用流路内に設けられた洗浄用タップ機構と、前記濾過処理用流路
内の水を排出するための排出用流路と、前記濾過処理用流路内の水が前記排出用流路へ流
れる開状態および前記濾過処理用流路内の水が前記排出用流路へ流れない閉状態とのいず
れかに切り替えられるように、前記濾過処理用流路内に設けられた排出用タップ機構と、
を備え、前記洗浄用タップ機構および前記排出用タップ機構は、いずれも、前記濾材が下
側スクリーンに支持されているときには、前記閉状態を形成しており、前記濾材が前記水
によって押し上げられることにより、前記開状態に変化する。

本発明によれば、濾材を効率的に洗浄することができる上向流式の水処理装置が提供さ
れる。

本発明の実施の形態１の水処理装置の全体構成を説明するための図であって、濾材が濾過処理用流路において下側スクリーンに支持されている状態を示す図である。 本発明の実施の形態１の水処理装置の濾材の具体的構成を説明するための図であって、濾材が濾過処理用流路において下側スクリーンに支持されている状態を示す図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切った平断面図であって、非洗浄時の状態を示す図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿って切った平断面図であって、洗浄時の状態を示す図である。 本発明の実施の形態１の水処理装置の全体構成を説明するための図であって、濾材が濾過処理用流路において上側スクリーンに接触している状態で、かつ、非洗浄時の状態を示す図である。 本発明の実施の形態１の水処理装置の濾材の具体的構成を説明するための図であって、濾材が濾過処理用流路において上側スクリーンに接触している状態で、かつ、非洗浄時の状態を示す図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切った平断面図であって、非洗浄時の状態を示す図である。 図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切った平断面図であって、洗浄時の状態を示す図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って切った断面図であって、洗浄時の状態を示す図である。 本発明の実施の形態２の水処理装置の全体構成を説明するための図であって、濾材が濾過処理用流路において上側スクリーンに接触している状態で、かつ、洗浄時の状態を示す図である。 本発明の実施の形態３の水処理装置の全体構成を示す図であって、濾材が濾過処理用流路において下側スクリーンに支持されている状態で、かつ、非洗浄時の状態を示す図である。 本発明の実施の形態３の水処理装置の全体構成を説明するための図であって、濾材が濾過処理用流路において上側スクリーンに接触している状態で、かつ、非洗浄時の状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の水処理装置を説明する。

（実施の形態１）
図１〜図９を用いて、実施の形態１の水処理装置を説明する。図１〜図４は、濾材３が
濾過処理用流路２ｂにおいて下側スクリーン４に支持されているときの水処理装置１００
の状態を示している。図５〜図９は、濾材３が濾過処理用流路２ｂにおいて上側スクリー
ン５に接触しているときの水処理装置１００の状態を示している。

図１および図４に示されるように、本実施の形態の水処理装置１００は、公共の井戸ま
たは水道本管１８と住居４０との間の水供給流路に接続される。公共の井戸または水道本
管１８は、上昇流路１１に接続されている。上昇流路１１にはポンプＰ１が接続されてい
る。ポンプＰ１は、公共の井戸または水道本管１８から高架水槽１５まで濾過処理されて
いない水を汲み上げる。

一方、上昇流路１１から洗浄用流路１２が分岐している。洗浄用流路１２は、水処理装
置１００の濾過処理用流路２ｂに接続されている。洗浄用流路１２には洗浄用開閉バルブ
１０が設けられている。これらの洗浄水の供給のための経路は、後で詳細に述べられる。

高架水槽１５内の上昇流路１１の先端には、水呼込用ボールタップ１６が設けられてい
る。水呼込用ボールタップ１６がある程度の高さまで下降すると、未処理水が上昇流路１
１から高架水槽１５へ流れ込む。水呼込用ボールタップ１６がある程度の高さまで上昇す
ると、上昇流路１１から高架水槽１５への未処理水の流れが停止される。それにより、高
架水槽１５内の水の量が所定量以上にならないように維持される。高架水槽１５内の未処
理水は、下降流路１７を経由して水処理装置１００まで重力の作用を利用して落下する。
なお、未処理水が井戸または水道本管１８内の水圧によって上昇流路１１から水導入用流
路２ａへ供給されるのであれば、高架水槽１５および下降流路１７は設けられていなくて
もよい。

水処理装置１００は、一辺が３０ｃｍ〜４０ｃｍ程度のおおむね直方体形状を有する箱
型の装置である。本実施の形態の水処理装置１００は、野外に設置されているが、住居４
０内に設置されることも可能な大きさを有している。ただし、本発明の水処理装置１００
の大きさは特に前述の大きさに限定されない。

水処理装置１００は、筐体１、水導入用流路２ａ、濾過処理用流路２ｂ、濾材３、下側
スクリーン４、上側スクリーン５、および洗浄用流路１２を備えている。筐体１は、実質
的に直方体の外形を有しているプラスチック製の水槽である。筐体１は、仕切り壁２が一
体的に設けられている。それにより、筐体１内の空間は、仕切り壁２によって水導入用流
路２ａと濾過処理用流路２ｂとに分けられている。

水導入用流路２ａは、筐体１を貫通する下降流路１７に接続されている。筐体１内にお
いて、下降流路１７の先端には、水導入用ボールタップ７が設けられている。水導入用ボ
ールタップ７がある程度の高さまで下降すると、未処理水が下降流路１７から水導入用流
路２ａへ流れ込む。水導入用ボールタップ７がある程度の高さまで上昇すると、下降流路
１７から水導入用流路２ａへの未処理水の流れが停止される。それにより、筐体１内の水
の量が所定量以上にならないように維持される。

水導入用流路２ａにおいては、未処理水が上方から下方へ落下する。落下した未処理水
は筐体１の底面に沿って水平方向に移動し、濾過処理用流路２ｂの下端に至る。濾過処理
用流路２ｂの下端の未処理水は、水導入用流路２ａ内の未処理水の水圧によって押し上げ
られる。それにより、未処理水は、濾材３の下面に衝突する。

図２および図６に示されるように、濾材３は、下層、中層、上層等の複数の層からなっ
ている。図３および図８に示されるように、濾材３は、濾過処理用流路２ｂの水平断面の
全体を覆うように、濾過処理用流路２ｂ内に敷き詰められている。

未処理水は、濾材３を通過するとき、その下層からその中層を経由してその上層へ至る
。濾過処理用流路２ｂにおいては、未処理水は、粗い砂粒からなる下層から細かい砂粒か
らなる上層へ向かって流れる。そのため、濁度の大きなスカムは粒度が大きい下層によっ
て捕捉され、濁度の小さなスカムは粒度が小さい上層によって捕捉される。つまり、濾材
３の下層から上層までの全てを濾過に寄与させることができる。したがって、上降流式の
濾過処理用流路２ｂは、下向流式の濾過処理用流路２ｂに比較して、濁質捕捉能力が高い
ため、濾過処理可能な時間が長い。また、上記のような構成を有する上向流式の濾過処理
用流路２ｂによれば、スカムに起因した濾材３の目詰まりが生じ難い。

濾過処理用流路２ｂは、水流出用流路３０に接続されている。水流出用流路３０には水
流出用開閉バルブ３１およびポンプＰ２が接続されている。水流出用開閉バルブ３１は、
通常使用時においては、開状態に維持されている。したがって、濾過処理用流路２ｂ内の
水は、ポンプＰ２によって水流出用流路３０を経由して住居４０内の水栓または蛇口まで
供給される。ただし、濾過処理用流路２ｂ内の処理済の水がその自重によって水流出用流
路３０を経由して住居４０内の水栓または蛇口まで供給されるのであれば、ポンプＰ２は
不要である。

上記のような水処理装置１００においては、使用者が水栓または蛇口を開くと、濾過処
理用流路２ｂ内の水が水流出用流路３０へ流れる。そのため、濾過処理用流路２ｂ内の水
面の高さが水導入用流路２ａ内の水面の高さがよりも低くなる。その結果、水導入用流路
２ａ内の水の圧力によって濾過処理用流路２ｂ内の水がさらに水流出用流路３０へ供給さ
れる。

図１、図２、図４、図５、図６、および図８に示されるように、筐体１は、その底面部
を貫通する排出口２０ａを有している。排出口２０ａには排出用流路２０が接続されてい
る。排出用流路２０には排出用開閉バルブ２１が設けられている。排出用流路２０は、濾
過処理用流路２ｂ内の水を排出するためのものである。排出用開閉バルブ２１は、濾過処
理用流路２ｂ内の水が排出用流路２０へ流れる開状態および濾過処理用流路２ｂ内の水が
排出用流路２０へ流れない閉状態とのいずれかに切り替えられる。排出用流路２０の下流
には下水管２２等の流路が設けられている。

上記から分かるように、本実施の形態においては、井戸または水道本管１８から住居４
０の蛇口または水栓までの経路が水供給流路である。つまり、上昇流路１１、高架水槽１
５、下降流路１７、水導入用流路２ａ、濾過処理用流路２ｂ、および水流出用流路３０が
水供給流路である。ただし、前述のように、高架水槽１５および下降流路１７は、水供給
流路として設けられていなくてもよい。

濾過処理用流路２ｂは、水が下方から上方へ流れるように水供給流路中に配置されてい
る。濾材３は、濾過処理用流路２ｂ内に設けられている。本実施の形態の濾材３は、アン
スラサイト、珪砂、および砂利等からなる、いわゆる濾材砂である。濾材３の比重は、水
よりも若干大きい値であって、スカムが濾材３に目詰まりを生じさせたときに、未処理水
の水圧によって濾材３が押し上げられる程度の値であればよく、たとえば、１．５ｇ／ｃ
ｍ^３〜３.０ｇ／ｃｍ^３程度の値であることが好ましい。濾材３は、数百ミクロン程度の
有効径を有している。

下側スクリーン４は、図７に示されるように、網目状の部材である。下側スクリーン４
は、濾過処理用流路２ｂの濾材３の下側の位置に固定されている。下側スクリーン４を構
成する網の目の大きさは、数十ミクロン程度であるものとする。濾材３を構成する多数の
粒のそれぞれは、下側スクリーン４の目よりも大きい。したがって、下側スクリーン４は
、水を通過させるが、濾材３を支持する。なお、スカム等は、数ミクロン程度の大きさに
分解されるものであるため、洗浄時には、下側スクリーン４を通過し、排出用流路２０へ
至るものとする。

上側スクリーン５も、図７に示される下側スクリーン４と同様の網目状の部材である。
上側スクリーン５は、濾過処理用流路２ｂの濾材３の上側の位置に固定されている。上側
スクリーン５を構成する網の目の大きさも、数十ミクロン程度であるものとする。濾材３
を構成する多数の粒のそれぞれは、上側スクリーン５の目よりも大きい。したがって、上
側スクリーン５は、水を通過させるが、濾材３が水に押し上げられた場合に濾材３の上昇
を制限する。

なお、スカム等の濾材３から除去された異物は、数ミクロン程度の大きさに分解される
ものであるため、洗浄時には、上側スクリーン５を通過し、水流出用流路３０へ到達して
しまうおそれがある。この場合、スカム等の濾材３から除去された異物が住居４０内の水
栓または蛇口から流れ出てしまう。このような異物の水栓からの流出があった場合、使用
者以外の者は、そのような流出があることを知らないため、異物を飲料水や料理用の水に
使用してしまうという不適切な状況が生じる。

前述のよう不適切な状況の発生を防止するために、濾材３の洗浄時には、濾過処理用流
路２ｂ内の水位が、水流出用流路３０が濾過処理用流路２ｂに接続されている位置よりも
低い位置に維持されることが望ましい。そのため、後述されるように、洗浄用流路１２を
流れる洗浄水の流量と、排出用流路２０を流れる水の流量とが実質的に同一になるように
、洗浄用流路１２および排出用流路２０の内径等が設定されている。前述の「実質的に同
一」とは、濾材３の洗浄中に濾過処理用流路２ｂ内の水面が水流出用流路３０へ到達しな
い程度に、洗浄用流路１２を流れる洗浄水の流量と、排出用流路２０を流れる水の流量と
が近似していることを意味する。

ただし、スカム等の洗浄時に濾材３から除去された異物が、上側スクリーン５を通過し
、水流出用流路３０へ到達してしまうことを確実に防止するために、濾材３の洗浄時には
、水流出用開閉バルブ３１が使用者によって閉じられることが望ましい。これによれば、
濾材３の洗浄時に、濾過処理用流路２ｂ内の水位が、水流出用流路３０が濾過処理用流路
２ｂに接続されている位置よりも高い位置まで上昇しても、異物を含む水が水流出用流路
３０に流れ込まない。

下側スクリーン４と上側スクリーン５との間の空間が、濾材３の厚さよりもかなり大き
く設けられている理由は、濾過処理用流路２ｂ内で濾材３が洗浄水によって旋回させられ
るための十分なスペースを確保するためである。

このように、洗浄用流路１２は、濾過処理用流路２ｂの周面８に連通している。具体的
には、洗浄用流路１２は、上側スクリーン５の下側の位置で、濾過処理用流路２ｂの周面
８に接続されている。具体的に言うと、洗浄用流路１２は、洗浄水が下側スクリーン４と
上側スクリーン５との間に位置付けられた濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出されるよ
うに、濾過処理用流路２ｂの周面８に連通している。さらに具体的に言うと、砂、砂利、
小石を含む濾材３を撹拌する旋回流を生じさせるように、洗浄用流路１２が濾過処理用流
路２ｂの周面８に接続されている。

本実施の形態においては、洗浄用流路１２は、濾材３が上向流によって持ち上げられた
ときに、洗浄用流路１２から濾材３へ向かって洗浄水が吐き出される。これによれば、洗
浄水が濾材３へ衝突する。なお、洗浄用流路１２は、下側スクリーン４と上側スクリーン
５との間の濾過処理用流路２ｂの周面８に連通していれば、周面８のいずれの位置に連通
していてもよい。

水処理装置１００は、洗浄用開閉バルブ１０を備えている。洗浄用開閉バルブ１０は、
洗浄水が濾材３に向かって吐き出される開状態および洗浄水が濾材３に向かって吐き出さ
れない閉状態のいずれかに切り替えられるように、洗浄用流路１２に設けられている。

水処理装置１００を長時間使用していると、濾材３にスカムが付着する。それにより、
濾材３を構成する多数の粒同士の間の隙間がスカムによって塞がれる。そのため、水が濾
材３を通過できないようになる。その結果、未処理水の圧力によって、濾材３が水に押し
上げられる。それにより、図６に示されるように、濾材３が上側スクリーン５に接触する
。この状態になると、水が濾過処理用流路２ｂ内において下方から上方へ流れなくなる。
その結果、水が濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へ流れなくなる。したがって、
水が住居４０内の水栓または蛇口から流れ出なくなる。それにより、住居４０の居住者は
、濾材３に目詰まりが生じていることに気付く。そのため、居住者は、濾材３を洗浄する
ための洗浄用開閉バルブ１０を開く。そにより、洗浄水が側方から濾材３に向かって吐き
出される。これによれば、スカムが濾材３を詰まらせているときに、濾材３を洗浄するこ
とができる。

図４、図８および図９に示されるように、洗浄用流路１２は、平面視において、濾材３
に向かって吐き出される洗浄水が渦巻きを形成するように、濾過処理用流路２ｂの周面８
に連通している。この構成によれば、上側スクリーン５に濾材３接触している状態で、濾
材３全体をムラなく洗浄することができる。

図３、図４、図７、および図８に示されるように、濾過処理用流路２ｂの内側の周面８
は、平面視において、正方形の４つの角が円弧状に丸められた断面形状を有している。そ
のため、洗浄水が濾過処理用流路２ｂ内において渦巻きを形成する作用が濾過処理用流路
２ｂの内側の周面８によって阻害されにくい。なお、渦巻きを形成する作用を促進する観
点からは、濾過処理用流路２ｂの周面８は、平面視において、円形の断面形状を有してい
てもよい。

ただし、濾過処理用流路２ｂの横断面の断面積を大きくする観点と渦巻きを形成する観
点の双方を考慮すると、濾過処理用流路２ｂの周面８は、平面視において、正方形の４つ
の角が円弧状に丸められた断面形状を有していることが好ましい。また、濾過処理用流路
２ｂの断面形状は、上下方向において、一定である。したがって、濾材３が上下方向に移
動しても、濾材３の厚さ方向における粒の構成が大きく変化することはほとんどない。

洗浄用流路１２は、砂、砂利、小石を含む濾材３を撹拌する旋回流を生じさせるように
、前述の正方形の対角線の交点円または円形の周面８の中心からずれた位置に向かって洗
浄水を吐き出すように、水平面に沿って濾過処理用流路２ｂに接続されている。本実施の
形態においては、洗浄用流路１２は、旋回流を最も効率的に生じさせるために、正方形の
一辺に沿って洗浄水を吐出するように、濾過処理用流路２ｂの周面８に接続されている。
なお、濾過処理用流路２ｂの周面８の平面視における形状が円形の場合には、洗浄用流路
１２は、その円形の接線方向に沿って洗浄水を吐出するように、濾過処理用流路２ｂの周
面８に接続されていることが望ましい。

水処理装置１００は、濾過処理用流路２ｂを含む筐体１を備えていてもよい。筐体１は
、濾過処理用流路２ｂの下方の位置に排出口２０ａを有していてもよい。この場合、図４
および図８に示されるように、排出口２０ａは、平面視において、円形を有ており、円形
の中心または正方形の対角線の交点に重なる位置に設けられている。また、排出口２０ａ
に接続される排出用流路２０の内周面も円形である。そのため、図９に示されるように、
濾過処理用流路２ｂ内において、渦巻きが排出口２０ａを中心として生じる。その結果、
洗浄水が濾過処理用流路２ｂ内において渦巻きを形成する作用が排出口２０ａからの洗浄
水の排出によって促進される。

本実施の形態の上向流式の水処理装置１００によれば、複雑な機構を用いることなく、
渦巻きが発生するため、効率的に濾材の洗浄を行うことが可能になる。したがって、洗浄
水によって濾材の下面に付着したスカム９が効率的に除去されるため、濾材が長期にわた
って閉塞するおそれが低減される。また、濾材３がスカム９によって閉塞されると、濾材
が上側スクリーンに向かって押し上げられる。このような場合に、濾材３に付着している
スカム等の異物が洗浄水によって除去されると、濾材３が下方へ移動し、下側スクリーン
４によって再び支持される状態が形成される。そのため、上側スクリーン５にかけられる
負担も小さくなる。

洗浄用開閉バルブ１０と排出用開閉バルブ２１とは、水処理装置１００からある程度離
れたところに設定されていてもよい。ただし、洗浄用開閉バルブ１０と排出用開閉バルブ
２１とは、互いに近い位置に設けられていることが好ましい。これによれば、洗浄用開閉
バルブ１０の開動作と排出用開閉バルブ２１の開動作とを同時に実行することができる。
また、洗浄用開閉バルブ１０と排出用開閉バルブ２１が、住居４０内にあれば、居住者は
、住居４０内に居ながら、濾材３の洗浄を開始することができる。さらに、洗浄用開閉バ
ルブ１０と排出用開閉バルブ２１とは、いずれも、筐体１の蓋が外された状態で、濾過処
理用流路２ｂ内の水位を見ながら、開閉できる位置に設けられていてもよい。これによれ
ば、濾過処理用流路２ｂ内の水位を一定に維持するように、同一の者が手動で洗浄用開閉
バルブ１０および排出用開閉バルブ２１のそれぞれの開閉量をほぼ同時に調整することが
できる。

洗浄用流路１２から濾過処理用流路２ｂへ吐き出される洗浄水の量と濾過処理用流路２
ｂから排出用流路２０へ流れる水の量とが実質的に同一になるように、洗浄用流路１２お
よび排出用流路２０のそれぞれの流量が設定されている。具体的には、洗浄用流路１２お
よび排出用流路２０のそれぞれを構成する配管の内径および材質、ならびに、洗浄用流路
１２および排出用流路２０のそれぞれを流れる水の圧力が同一である。

上記の構成によれば、水処理装置１００の使用者は、洗浄用開閉バルブ１０および排出
用開閉バルブ２１のそれぞれを完全に開くだけで、洗浄時の濾過処理用流路２ｂ内の水位
を一定に維持することができる。したがって、使用者のバルブの簡単な操作により、濾過
処理用流路２ｂ内の水位が実質的に一定の状態で、濾材３の洗浄を行うことができる。そ
のため、濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へスカムを含む水が流れ込んでしまう
ことを容易に抑制することができる。また、濾過処理用流路２ｂ内の水位が低いために、
渦巻きによる濾材３の洗浄が十分に行えないことを容易に抑制することができる。

なお、濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へスカムを含む水が流れ込んでしまう
ことを確実に防止することが必要である場合がある。この場合には、水流出用流路３０か
ら濾過処理用流路２ｂへ至る直前の濾過処理用流路２ｂに設けられた水流出用開閉バルブ
３１を閉じることが好ましい。このように住居４０の居住者が濾材３の洗浄のときに水流
出用開閉バルブ３１を閉じておけば、濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へスカム
等の異物を含む水が流れ込んでしまうことはない。

（実施の形態２）
図１０を用いて、実施の形態２の水処理装置１００を説明する。

本実施の形態の水処理装置１００は、濾材３が上昇し、上側スクリーン５に接触してい
ることを検出するセンサ６０と、洗浄用開閉バルブ１０、および排出用開閉バルブ２１を
制御する制御部７０とを備えている。本実施の形態の水処理装置１００は、この点におい
て、実施の形態１の水処理装置１００と相違する。この点以外においては、本実施の形態
の水処理装置１００は、実施の形態１の水処理装置１００と同一の構成を有している。同
一の構成には同一の参照番号が付されている。この同一の構成の説明は繰り返さない。

センサ６０は、濾材３が上側スクリーン５に接触している状態になっているか否かを検
出する。たとえば、センサ６０は、濾材３の上端の最も高い位置が上側スクリーン５に接
触している場合に、その高さを検出する高さセンサであってもよい。センサ６０は、濾材
３が上側スクリーン５に接触している状態になっているか否か検出することができるもの
であれば、赤外線センサまたはフォトセンサ等、いかなるものであってもよい。センサ６
０が設置される位置は、上側スクリーン５の上側および下側のいずれであってもよい。セ
ンサ６０は、濾材３が上側スクリーン５に接触している状態になっていることを検出する
と、その旨を知らせる信号を制御部７０へ送る。

制御部７０は、濾材３が上側スクリーン５に接触している状態になっていることが検出
されたことを知らせる信号をセンサ６０から受け取ると、洗浄用開閉バルブ１０および排
出用開閉バルブ２１のそれぞれを閉状態から開状態へ切り替える。このような本実施の形
態の水処理装置１００によれば、スカムが濾材３を詰まらせていると、洗浄水が濾材３に
向かって自動的に吐き出され、かつ、濾過処理用流路２ｂ内の水が自動的に排出用流路２
０へ流れ出る。したがって、濾材３の洗浄のための洗浄用開閉バルブ１０および排出用開
閉バルブ２１の使用者による操作が不要になる。

洗浄用流路１２から濾過処理用流路２ｂへ吐き出される洗浄水の量と濾過処理用流路２
ｂから排出用流路２０へ流れる水の量とが実質的に同一になるように、洗浄用流路１２お
よび排出用流路２０のそれぞれの流量が設定されている。このことは、本実施の形態にお
いても、実施の形態１と同様である。本実施の形態においては、使用者の代わりに、制御
部７０が、洗浄用開閉バルブ１０および排出用開閉バルブ２１のそれぞれを同時にかつ完
全に開く。そのため、濾過処理用流路２ｂ内の水位が実質的に一定の状態で、濾材３の洗
浄を行うことができる。その結果、濾材３の洗浄時に、濾過処理用流路２ｂから水流出用
流路３０へスカムを含む水が流れ込んでしまうことを抑制することができる。また、濾過
処理用流路２ｂ内の水位が低く過ぎるために、渦巻きによる濾材３の洗浄が十分に行えな
いことが抑制される。

ただし、濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へスカムを含む水が流れ込んでしま
うことを確実の防止するために、水流出用流路３０の濾過処理用流路２ｂへ至る直前の位
置に水流出用開閉バルブ３１が設けられている。本実施の形態においては、制御部７０が
、洗浄用開閉バルブ１０および排出用開閉バルブ２１を開くのと同時に、水流出用開閉バ
ルブ３１を閉じる制御を行う。これによれば、濾材３の洗浄中に、スカム等の異物を含む
水が濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へ流れ込んでしまうことが自動的に防止さ
れる。

（実施の形態３）
図１１および図１２を用いて、実施の形態３の水処理装置１００を説明する。

本実施の形態の水処理装置１００は、図１１および図１２に示されるように、洗浄用タ
ップ機構８０および排出用タップ機構９０を備えている点において、実施の形態１の水処
理装置１００と相違する。洗浄用タップ機構８０および排出用タップ機構９０は、それぞ
れ、洗浄用開閉バルブ１０および排出用開閉バルブ２１の代わりに、設けられている。本
実施の形態においては、排出用開閉バルブ２１は、通常使用時には開状になっているもの
とする。これら相違点以外においては、本実施の形態の水処理装置１００は、実施の形態
１の水処理装置１００と同一の構成を有している。同一の構成には同一の参照番号が付さ
れている。この同一の構成の説明は繰り返さない。

洗浄用タップ機構８０は、洗浄水が濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出される開状態
および洗浄水が濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替
えられるように、濾過処理用流路２ｂ内に設けられている。排出用タップ機構９０は、濾
過処理用流路２ｂ内の水が排出用流路２０へ流れる開状態および濾過処理用流路２ｂ内の
水が排出用流路２０へ流れない閉状態とのいずれかに切り替えられるように、濾過処理用
流路２ｂ内に設けられている。洗浄用タップ機構８０および排出用タップ機構９０は、い
ずれも、濾材３が下側スクリーン４に支持されているときには、閉状態を形成しており、
濾材が水によって押し上げられることにより、開状態に変化する。

本実施の形態の洗浄用タップ機構８０および排出用タップ機構９０は、一般に用いられ
ているボールタップと同様の原理によって閉状態から開状態へ変化する機構である。ただ
し、洗浄用タップ機構８０および排出用タップ機構９０は、それぞれ、水よりも大きくか
つ濾材３よりも小さい比重を有している。そのため、洗浄用タップ機構８０の濾材３上に
置かれているボール部分が、濾材３の上昇を妨げることなく、濾材３とともに濾過処理用
流路２ｂ内の水の中を上昇する。それによって、洗浄用タップ機構８０は、閉状態から開
状態へ変化する。また、排出用タップ機構９０の濾材３上に置かれているボール部分が、
濾材３の上昇を妨げることなく、濾材３とともに濾過処理用流路２ｂ内の水の中を上昇す
る。それによって、排出用タップ機構９０の下端のタッププラグ９１が排出口２０ａから
抜け、濾過処理用流路２ｂ内を上昇する。その結果、排出用タップ機構９０は、閉状態か
ら開状態へ変化する。それにより、洗浄水が洗浄用流路１２から濾過処理用流路２ｂへ流
入し、濾過処理用流路２ｂ内のスカムを含む水が排出用流路２０へ流出する。なお、本実
施の形態においては、排出用開閉バルブ２１は、通常使用時には、開かれているものとす
る。

また、タッププラグ９１の下端から下方へ延びる紐状部材の下端は、排出用流路２０の
内面を上下方向において所定の範囲内の位置を往復スライドするスライド機構に接続され
ている。そのため、排出用タップ機構９０の上端のボール部分が濾過処理用流路２ｂ内を
沈んでいくと、タッププラグ９１が排出口２０ａを塞ぐように、排出口２０ａに挿入され
る。その結果、濾過処理用流路２ｂ内の水の排出用流路２０への排出が停止する。

洗浄用タップ機構８０および排出用タップ機構９０の双方が開状態のときには、洗浄用
流路１２から濾過処理用流路２ｂへ洗浄水が吐き出されるのと同時に、濾過処理用流路２
ｂから排出用流路２０へ水が排出される。この機能さえ有する機構であれば、洗浄用タッ
プ機構８０および排出用タップ機構９０は、いかなる機構であってもよい。ただし、洗浄
用タップ機構８０は、濾材３が上側スクリーン５に接触するかまたは上側スクリーン５に
近い位置まで移動したときに、洗浄水が濾材３に衝突する状態を形成する機構であること
が好ましい。排出用タップ機構９０は、濾材３が上側スクリーン５に接触するかまたは上
側スクリーン５に近い位置まで移動したときに、濾過処理用流路２ｂ内の水が排出用流路
２０へ排出される状態を形成する機構であることが好ましい。

本実施の形態の水処理装置１００によっても、スカムが濾材３を詰まらせているときに
、濾材３を洗浄することができる。また、本実施の形態の水処理装置１００によっても、
スカムが濾材３を詰まらせていると、洗浄水が濾材３に向かって自動的に吐き出される。
したがって、使用者による濾材３の洗浄のための操作が不要になる。さらに、本実施の形
態の洗浄用タップ機構８０および排出用タップ機構９０によれば、実施の形態２の制御部
７０を用いる場合に比較して、水処理装置１００の構造をシンプルにすることができる。

洗浄用流路１２から濾過処理用流路２ｂへ吐き出される洗浄水の量と濾過処理用流路２
ｂから排出用流路２０へ流れる水の量とが実質的に同一になるように、洗浄用流路１２お
よび排出用流路２０のそれぞれの流量が設定されている。このことは、前述の実施の形態
１および２と同様である。本実施の形態においては、洗浄用タップ機構８０および排出用
タップ機構９０は、それぞれ、その開閉動作がほぼ同時になされ、かつ、ほぼ全開の状態
に変化する。そのため、濾材３の洗浄中に濾過処理用流路２ｂ内の水位がほぼ一定に維持
される。その結果、濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へスカムを含む水が流れ込
んでしまうことを抑制することができる。また、濾過処理用流路２ｂ内の水位が低過ぎる
ために、渦巻きによる濾材３の洗浄が十分に行えないことが抑制される。

ただし、濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へスカム等の異物を含む水が流れ込
んでしまうことを確実に防止するために、水流出用流路３０の濾過処理用流路２ｂへ至る
直前の位置に水流出用開閉バルブ３１が設けられている。本実施の形態の場合、洗浄用開
閉バルブ１０が開かれるのと同時に、水流出用開閉バルブ３１が閉じられるように、洗浄
用開閉バルブ１０と水流出用開閉バルブ３１とが連携して動作する連動機構８１が設けら
れている。このように、本実施の形態においては、濾材３の洗浄時に洗浄用開閉バルブ１
０が開かれると、連動機構８１が水流出用開閉バルブ３１を閉じる。これによっても、濾
材３の洗浄中に、濾過処理用流路２ｂから水流出用流路３０へスカム等の異物を含む水が
流れ込んでしまうことが確実にかつ自動的に防止される。

以下、実施の形態の水処理装置１００の特徴およびそれにより得られる効果を説明する
。

（１） 水処理装置１００は、濾過処理用流路２ｂ、濾材３、下側スクリーン４、上側
スクリーン５、洗浄用流路１２、および洗浄用開閉バルブ１０を備えている。濾過処理用
流路２ｂは、水が下方から上方へ流れるように水供給流路中に配置されている。濾材３は
、濾過処理用流路２ｂ内に設けられている。下側スクリーン４は、濾過処理用流路２ｂの
濾材３の下側の位置に固定され、水を通過させるが、濾材３を支持する。上側スクリーン
５は、濾過処理用流路２ｂの濾材３の上側の位置に固定され、水を通過させるが、濾材３
が水によって押し上げられた場合に濾材３の上昇を制限する。洗浄用流路１２は、洗浄水
が下側スクリーン４と上側スクリーン５との間に位置付けられた濾過処理用流路２ｂに向
かって吐き出されるように濾過処理用流路２ｂの周面８に連通している。洗浄用開閉バル
ブ１０は、洗浄水が濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出される開状態および洗浄水が濾
過処理用流路２ｂに向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替えられるように、
洗浄用流路１２に設けられている。

上記の構成によれば、スカムが濾材３を詰まらせているときに、濾材３を洗浄すること
ができる。

（２） 水処理装置１００は、センサ６０、排出用流路２０、排出用開閉バルブ２１、
および制御部７０を備えていることが好ましい。センサ６０は、濾材３が上側スクリーン
５に接触している状態になっているか否かを検出する。排出用流路２０は、濾過処理用流
路２ｂ内の水を排出する。排出用開閉バルブ２１は、濾過処理用流路２ｂ内の水が排出用
流路２０へ流れる開状態および濾過処理用流路２ｂ内の水が排出用流路２０へ流れない閉
状態とのいずれかに切り替えられるように、排出用流路２０に設けられている。制御部７
０は、センサ６０によって濾材３が上側スクリーン５に接触している状態になっているこ
とが検出された場合に、洗浄用開閉バルブ１０および排出用開閉バルブ２１のそれぞれを
閉状態から開状態へ切り替える。

上記の構成によれば、スカムが濾材３を詰まらせていると、洗浄水が濾材３に向かって
自動的に吐き出される。したがって、使用者による濾材３の洗浄のための洗浄用開閉バル
ブ１０の操作が不要になる。

（３）水処理装置１００は、濾過処理用流路２ｂ、濾材３、下側スクリーン４、上側ス
クリーン５、洗浄用流路１２、洗浄用タップ機構８０、排出用流路２０、および排出用タ
ップ機構９０を備えている。濾過処理用流路２ｂは、水が下方から上方へ流れるように水
供給流路中に配置されている。濾材３は、濾過処理用流路２ｂ内に設けられている。下側
スクリーン４は、濾過処理用流路２ｂの濾材３の下側の位置に固定され、水を通過させる
が、濾材３を支持する。上側スクリーン５は、濾過処理用流路２ｂの濾材３の上側の位置
に固定され、水を通過させるが、濾材３が水によって押し上げられた場合に濾材３の上昇
を制限する。洗浄用流路１２は、洗浄水が下側スクリーン４と上側スクリーン５との間に
位置付けられた濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出されるように、濾過処理用流路２ｂ
の周面８に連通している。

洗浄用タップ機構８０は、洗浄水が濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出される開状態
および洗浄水が濾過処理用流路２ｂに向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替
えられるように、濾過処理用流路２ｂ内に設けられている。排出用流路２０は、濾過処理
用流路２ｂ内の水を排出する。排出用タップ機構９０は、濾過処理用流路２ｂ内の水が排
出用流路２０へ流れる開状態および濾過処理用流路２ｂ内の水が排出用流路２０へ流れな
い閉状態とのいずれかに切り替えられるように、濾過処理用流路２ｂ内に設けられている
。洗浄用タップ機構８０および排出用タップ機構９０は、いずれも、下側スクリーン４に
支持されている濾材３が水によって押し上げられると、閉状態から開状態へ切り替えられ
る。

上記の構成によっても、スカムが濾材３を詰まらせているときに、濾材３を洗浄するこ
とができる。また、上記の構成によっても、スカムが濾材３を詰まらせていると、洗浄水
が濾材３に向かって自動的に吐き出される。したがって、濾材３の洗浄のための使用者に
よる操作が不要になる。

（４） 洗浄用流路１２から濾過処理用流路２ｂへ吐き出される洗浄水の量と濾過処理
用流路２ｂから排出用流路２０へ流れる水の量とが実質的に同一になるように、洗浄用流
路１２および排出用流路２０のそれぞれの流量が設定されていることが好ましい。

上記の構成によれば、濾過処理用流路２ｂ内の水位が実質的に一定の状態で、濾材３の
洗浄を行うことができる。そのため、濾過処理用流路２ｂから下流側へスカムを含む水が
流れてしまうことを抑制することができる。

（５） 洗浄用流路１２は、上側スクリーン５に接触している状態で、洗浄水が側方か
ら濾材３に向かって吐き出されるように、濾過処理用流路２ｂの周面８に連通している。

上記の構成によれば、洗浄用流路１２から濾過処理用流路２ｂ内の濾材３に洗浄水を衝
突させることができる。したがって、より効果的に濾材３を洗浄することができる。

（６） 洗浄用流路１２は、平面視において、洗浄水が渦巻きを形成するように、濾過
処理用流路２ｂの周面８に連通していることが好ましい。

上記の構成によれば、濾材３全体をムラなく洗浄することができる。

（７） 濾過処理用流路２ｂの周面８は、平面視において、円形の断面形状または正方
形の４つの角が円弧状に丸められた断面形状を有していることが好ましい。

上記の構成によれば、洗浄水が濾過処理用流路２ｂ内において渦巻きを形成する作用が
濾過処理用流路２ｂの周面８によって促進され易くなる。

（８） 水処理装置１００は、濾過処理用流路２ｂを含む筐体１を備えていてもよい。
筐体１は、濾過処理用流路２ｂの下方の位置に排出口２０ａを有していてもよい。この場
合、排出口２０ａは、平面視において、円形の中心または正方形の対角線の交点に重なる
位置に設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、洗浄水が濾過処理用流路２ｂ内において渦巻きを形成する作用が
排出口２０ａからの洗浄水の排出によって促進される。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態
に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸
脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 筐体
２ｂ 濾過処理用流路
３ 濾材
４ 下側スクリーン
５ 上側スクリーン
８ 周面
１０ 洗浄用開閉バルブ
１２ 洗浄用流路
２０ 排出用流路
２１ 排出用開閉バルブ
２０ａ 排出口
６０ センサ
７０ 制御部
８０ 洗浄用タップ機構
９０ 排出用タップ機構
１００ 水処理装置

Claims (8)

1. 水が下方から上方へ流れるように水供給流路中に配置された濾過処理用流路と、
   前記濾過処理用流路内に設けられた濾材と、
   前記濾過処理用流路の前記濾材の下側の位置に固定され、前記水を通過させるが、前記
   濾材を支持する下側スクリーンと、
   前記濾過処理用流路の前記濾材の上側の位置に固定され、前記水を通過させるが、前記
   濾材が前記水によって押し上げられた場合に前記濾材の上昇を制限する上側スクリーンと
   、
   洗浄水が前記下側スクリーンと前記上側スクリーンとの間に位置付けられた濾過処理用
   流路に向かって吐き出されるように、前記濾過処理用流路の周面に連通した洗浄用流路と
   、
   前記洗浄水が前記濾過処理用流路に向かって吐き出される開状態および前記洗浄水が前
   記濾過処理用流路に向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替えられるように、
   前記洗浄用流路に設けられた洗浄用開閉バルブと、を備えた、水処理装置。
2. 前記濾材が前記上側スクリーンに接触している状態になっているか否かを検出するセン
   サと、
   前記濾過処理用流路内の水を排出するための排出用流路と、
   前記濾過処理用流路内の水が前記排出用流路へ流れる開状態および前記濾過処理用流路
   内の水が前記排出用流路へ流れない閉状態とのいずれかに切り替えられるように、前記排
   出用流路に設けられた排出用開閉バルブと、
   前記センサによって前記濾材が前記上側スクリーンに接触している状態になっているこ
   とが検出された場合に、前記洗浄用開閉バルブおよび前記排出用開閉バルブのそれぞれを
   前記閉状態から前記開状態へ切り替える制御部と、を備えた、請求項１に記載の水処理装
   置。
3. 水が下方から上方へ流れるように水供給流路中に配置された濾過処理用流路と、
   前記濾過処理用流路内に設けられた濾材と、
   前記濾過処理用流路の前記濾材の下側の位置に固定され、前記水を通過させるが、前記
   濾材を支持する下側スクリーンと、
   前記濾過処理用流路の前記濾材の上側の位置に固定され、前記水を通過させるが、前記
   濾材が前記水によって押し上げられた場合に前記濾材の上昇を制限する上側スクリーンと
   、
   洗浄水が前記下側スクリーンと前記上側スクリーンとの間に位置付けられた濾過処理用
   流路に向かって吐き出されるように、前記濾過処理用流路の周面に連通した洗浄用流路と
   、
   前記洗浄水が前記濾過処理用流路に向かって吐き出される開状態および前記洗浄水が前
   記濾過処理用流路に向かって吐き出されない閉状態のいずれかに切り替えられるように、
   前記濾過処理用流路内に設けられた洗浄用タップ機構と、
   前記濾過処理用流路内の水を排出するための排出用流路と、
   前記濾過処理用流路内の水が前記排出用流路へ流れる開状態および前記濾過処理用流路
   内の水が前記排出用流路へ流れない閉状態とのいずれかに切り替えられるように、前記濾
   過処理用流路内に設けられた排出用タップ機構と、を備え、
   前記洗浄用タップ機構および前記排出用タップ機構は、いずれも、前記下側スクリーン
   に支持されている前記濾材が前記水によって押し上げられると、前記閉状態から前記開状
   態へ切り替えられる、水処理装置。
4. 前記洗浄用流路から前記濾過処理用流路へ吐き出される前記洗浄水の量と前記濾過処理
   用流路から前記排出用流路へ流れる前記水の量とが実質的に同一になるように、前記洗浄
   用流路および前記排出用流路のそれぞれの流量が設定されている、請求項２または３のい
   ずれかに記載の水処理装置。
5. 前記洗浄用流路は、前記上側スクリーンに接触している状態で、側方から前記濾材に向
   かって吐き出されるように、前記濾過処理用流路の周面に連通している、請求項１〜４の
   いずれかに記載の水処理装置。
6. 前記洗浄用流路は、平面視において、前記洗浄水が渦巻きを形成するように、前記濾過
   処理用流路の周面に連通している、請求項１〜５のいずれかに記載の水処理装置。
7. 前記濾過処理用流路の周面は、平面視において、円形の断面形状または正方形の４つの
   角が円弧状に丸められた断面形状を有している、請求項１〜６のいずれかに記載の水処理
   装置。
8. 前記濾過処理用流路を含む筐体を備え、
   前記筐体は、前記濾過処理用流路の下方の位置に排出口を有し、
   前記排出口は、平面視において、前記円形の中心または前記正方形の対角線の交点に重
   なる位置に設けられている、請求項７に記載の水処理装置。

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