JP3605582B2 - 外部式濾過装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金魚、熱帯魚、海水魚等の飼育用水槽の外部に設けられる濾過本体を備え、水槽内の水を循環濾過するようにした、外部式濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水槽内で金魚、熱帯魚等の観賞魚を飼育、育成するために、水槽内の水を濾過して浄化する濾過装置として、その濾過本体を水槽の壁面に外掛けして支持し、この濾過本体に連結される水ポンプにより、水槽内の水を、その濾過本体内を強制循環させて、濾過後の水を水槽内に還流させるようにした、外部式濾過装置は公知である（たとえば、米国特許第４，５１２，８８５号明細書参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような外部式濾過装置は、その主要部分である濾過本体を、水槽の外部に設けることができるため、この濾過装置が水槽内の有効容積を減ずることがない上に、水槽内の景観を悪くすることがなく、しかも、濾過装置の部品交換、清掃などのメンテナンスが容易であることなどの利点があることから、広く一般に利用されている。
【０００４】
ところが、従来の外部式濾過装置では、水ポンプにより吸い上げられた水槽内の水が、その水ポンプにより加圧されて濾過本体内に送られ、その水の総量を濾過エレメントを通過させて濾過させるようにしている。
【０００５】
ところが、かかる従来の濾過装置では、水ポンプからの加圧水がそのまま濾過エレメントを通過して濾過されるため、その水が濾過エレメントをその全域にわたり均等に流れにくく（水が濾過面に対して部分的に流れる）、これが濾過能率の低下を招き、さらに濾過エレメントの部分的な目詰まりの原因になるという不具合があり、かかる不具合は濾過エレメントの濾過面積が大きくなるほど大きくなる傾向がある。
【０００６】
また、水ポンプからの加圧水の総量が、濾過エレメントを通過するため、そこを流れる水の流速が速くなり過ぎて、該濾過エレメントでの、水の浄化に必要な好気性微生物の繁殖には不適であり、前記不具合と問題と相俟って濾過能率の一層の低下を招き、該濾過エレメントの交換やメンテナンス頻度を早めてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、サイホン作用に基づく濾過ケース内の減圧により、濾過エレメントには、水の吸引作用により水を通過させて濾過することにより、その水を濾過エレメントの全域にわたり均等に流通させるようにして、その濾過能率を大幅に向上させ、しかも濾過エレメントの部分的な目詰まりを防止して、濾過装置のメンテナンス頻度を従来のものよりも大幅に減らすことができるようにした上で、更に新規な外部式濾過装置を提供すること濾過エレメントに水の浄化に必要な好気性微生物の繁殖を促し、該濾過エレメントでの水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用とで、水の濾過、浄化能率を一層向上できるようにした、新規な外部式濾過装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のため、本請求項１記載の発明は、水槽の外部に設けられる濾過本体と、水槽内の貯留水を該濾過本体内に吸い上げる水ポンプとよりなり、前記濾過本体は、前記水ポンプからの吸い上げた水を貯水し、その貯水を、未濾過のまま水槽内に戻す第１の流れと、サイホン作用による濾過室の減圧により濾過エレメントを通して濾過したのち、水槽内に戻す第２の流れとに分流したことを特徴としており、かかる特徴によれば、サイホン作用に基づく濾過ケース内の減圧により、濾過エレメントには、水の吸引作用により水を通過させて濾過することにより、その水を濾過エレメントの全域にわたり均等に流通させるようにして、その濾過能率を大幅に向上させ、しかも濾過エレメントの部分的な目詰まりを防止して、濾過装置のメンテナンス頻度を従来のものよりも大幅に減らすことができる。また特に前記貯水を、未濾過のまま水槽内に戻す第１の流れと、サイホン作用による濾過室の減圧により濾過エレメントを通して濾過したのち、水槽内に戻す第２の流れとに分流したことにより、濾過エレメントには、その全域にわたり、未濾過の水を流速を抑えながら流通させることができ、しかも、サイホン作用により吸引される水を濾過エレメントを通過させて吸引濾過することができ、その結果、該水の濾過能率を大幅に高めることができる上に、濾過エレメントでの好気性微生物の繁殖を促進して、水の濾過、浄化能率を大幅に向上することができる。
【０００９】
さらに前記目的達成のため、本請求項２記載の発明は、前記濾過本体は濾過ケースを備え、該濾過ケース内には、前記水ポンプからの吸い上げた水を貯水する貯水室と、該貯水室からオーバフローした水を受け入れると共に、その受入水のうち、その一部をオーバフローさせて未濾過のまま水槽内に戻すと共に残余の水を濾過エレメントを通して濾過する濾過室と、濾過された残余の水をサイホン作用により、吸入して水槽内に落下放水する放出管とが設けられていることを特徴としており、かかる特徴によれば、前記請求項１の発明と同じ効果を奏する上に、濾過本体の構造の簡素化と、コンパクト化が可能になる。
【００１０】
さらにまた、前記目的達成のため、本請求項３記載の発明は、前記濾過ケース内には、そこに受入れられた水を浄化するための活性炭などの浄化剤が設けられることを特徴としており、かかる特徴によれば、前記請求項１又は２の発明と同じ効果を奏する上に、浄化剤による水の浄化を併用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 まず、図１〜８を参照して、本発明の第１実施例について説明する。
【００１２】
図１は、濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図、図２は、濾過装置の分解斜視図、図３は、図１の３線矢視の濾過装置の正面図、図４は、図３の４線矢視の濾過装置の平面図、図５は、図４の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う断面図、図７は、図３の７−７線に沿う断面図、図８は、図３の８−８線に沿う断面図である。
【００１３】
図１，２に示すように、本実施例にかかる外部式濾過装置は、水槽Ｖに外掛けして使用される型式のものでりあり、水槽Ｖの壁面の外掛けされる濾過本体Ｆと、水槽Ｖ内の水を濾過本体Ｆ内に循環させる水ポンプＰとより構成される。
【００１４】
濾過本体Ｆは、濾過ケース１と、その濾過ケース１に抜差可能に装着される、濾過エレメントユニット２および放水管３とを備えており、濾過ケース１は透明の硬質合成樹脂材により形成されている。濾過ケース１は、上面に出入口５を開口した扁平な箱状に形成されており、その前面には、その全幅にわたって下向きのフック状をなす引掛け部６が一体に形成され、この引掛け部６は、図１に示すように、水槽Ｖの上縁部に着脱可能に外掛けできるようになっている。図４，５に示すように、濾過ケース１内には、その左右幅方向の一側（図４，５右側）に偏らせて、該濾過ケース１内を左右に仕切る、上下方向の仕切壁７が固定されており、この仕切壁７により、濾過ケース１の幅方向の一側に、角筒状の貯水室８が形成されると共にその他側に、前記貯水室８よりも容積の大きい濾過室１０が形成されている。そして、前記仕切壁７の上部には、流入口９が開口され、貯水室８内の貯留水は、この流入口９を通過して濾過室１０へと流入できるようになっている。
【００１５】
図１〜４に示すように、前記貯水室８内の上部には、後述する水ポンプＰの送水管３０の出口３１が臨んでおり、水ポンプＰにより吸い上げられた水槽Ｖ内の未浄化の水を貯水室８内に貯水することができる。
【００１６】
また、図２に明瞭に示すように、前記濾過室１０内には、その上部開口から、濾過エレメントユニット２および放水管３を互いに並列して各別に抜差自在に装着できるようになっている。また、濾過ケース１の濾過室１０の前面には、放水管３の一方の側壁（仕切壁）３ａと前記仕切壁７間に、スカート状の流水壁１２が一体に形成されている。この流水壁１２は、図７に示すように、その縦断面が外方に向かって凸の湾曲状をなしており、この流水壁１２の上縁には、略水平なオーバフロー壁１３が形成され、濾過室１０内を溢れた水は、このオーバフロー壁１３を超え、流水壁１２に沿って流下し、水槽Ｖ内に戻されるようになっている。
【００１７】
濾過室１０に抜差自在に装着される、前記濾過エレメントユニット２は、前後方向に扁平に形成されていて、縦断面が下方に向かって漸次先細りのＵ字状をなす濾過エレメント１５と、この濾過エレメント１５の開口上面に固定される天板１６とよりなり、この天板１６には、濾過エレメント１５内に連通する入口１７が開口されており、また、天板１６の後縁には、ガイド壁１６ａが一体に起立されている。前記エレメントユニット２は、そのガイド壁１６ａを把持して前記濾過室１０内にその開口上面より抜差可能に装着できる。そして、この濾過エレメントユニット２の濾過エレメント１５は、多孔質の合成樹脂製の濾過板をＵ字状に屈曲形成して構成されており、濾過室１０内をその内側の未浄化室１８と、その外側の浄化室１９とに区画している（図７参照）。また濾過エレメントユニット２の抜差操作が容易になるように、濾過ケース１の後壁の上部中央に凹部２０が形成され、ガイド壁１６ａが撮み易いようになっている（図１，２参照）。
【００１８】
また、濾過ケース１の左右方向の一側（図１，２左側）に、抜差自在に装着される放水管３は、下方に向かって漸次先細りの角筒状に形成されており、そのエレメントユニット２に隣接する側壁３ａは、濾過室１０と、この放水管３とを水密状に離隔する仕切壁を形成している。また、放水管３の前記側壁（仕切壁）３ａの下部には、入口２２が開口され、この入口２２を通して放水管３内は前記浄化室１９に連通される。放水管３は、その上部に、濾過ケース１の流水壁１２に沿うようなノーズ部分２３が一体に形成され、このノーズ部分２３の下端に放出口２４が下向きに開口されている。そして、濾過室１０内で、濾過浄化された水は、入口２２を通って放水管３内に入り、放水口２４より水槽Ｖ内に戻されるようになっている。
【００１９】
放水管３のノーズ部分２３は、上下方向に延びており、放水管３の上壁３ｂと、その放水口２４との間には、上下方向に所定の距離があけられており、図６〜８に示すように、濾過本体Ｆを水槽Ｖに外掛けしたとき、放水管３の上壁３ｂと、放水口２４間には、落差Ｈが形成され、この落差Ｈによるサイホン作用により、濾過本体Ｆ内の浄化水は、水槽Ｖ内に戻されるようになっている。
【００２０】
図５，７に２点鎖線で示すように、濾過本体Ｆ内の濾過エレメントユニット２内、すなわち未浄化室１８内には、必要に応じて浄化剤としての活性炭を収容した活性炭パック２６が収容され、その上部は、濾過ケース１のオーバフロー壁１３よりも高くなっていて、このオーバフロー壁１３をオーバフローする未浄化水は、この活性炭パック２６内を強制的に通過できるようになっている。
【００２１】
前記水ポンプＰは、水槽Ｖ内の水を、濾過本体Ｆに、前記貯水室８内に汲み上げるためのものであり、そのポンプ本体２８は、その下部にストレーナ２９を設けた吸込口が、また、その上部に吐出口が開口されて、水槽Ｖ内に浸漬して使用される。ポンプ本体２８の吐出口には、送水管３０の下端の入口が接続されている。この送水管３０は、水槽Ｖ内を上方に延びており、その上部が湾曲されて、その上端の出口３１が、濾過本体Ｆの貯水室８の上部に臨んでいる。したがって、水ポンプＰの運転によれば、水槽Ｖ内の未浄化水は、送水管３０を通って貯水室８内に圧送して貯水される。
【００２２】
なお、図中、３２は、水槽Ｖ内底部に敷設される、大磯などの小石である。
【００２３】
つぎに、図１〜８に示すこの第１実施例の発明の作用について説明する。
【００２４】
この濾過装置を使用するに当たっては、図１に示すように、濾過ケース１内に、濾過エレメントユニット２および放水管３を抜差可能に装着した、濾過本体１を、水槽Ｖの壁面に外掛けし、また、水ポンプＰを水槽Ｖ内に、水に浸漬した状態で設置する。
【００２５】
ここで、水ポンプＰを運転すると、水槽Ｖ内の未浄化水は、この水ポンプＰにより吸い上げられ、図５，６の矢印ａに示すように、送水管３０を通って、濾過本体Ｆの一側に設けた貯水室８内に流入する。
【００２６】
貯水室８に入った水は、次第にその水位を上げ、その上位の水は、図５の矢印ｂに示すように仕切壁の上縁の流入口９をオーバフローして、濾過ケース１の中央部に形成される濾過室１０へと流れる。濾過室１０内に流入した水は、
(1) 図７のｅに示すように、濾過エレメントを通過することなく、すなわち濾過されることなく、そのままオーバフロー壁１３を溢流し、流水壁１２を伝わって水槽Ｖ内に戻される、第１の流れの水と、
(2) 前記落差Ｈにより生じるサイホン作用による吸引力を、放出管３の入口２２を通して受けることにより、図５，７の矢印ｃに示すように、未浄化室より濾過エレメントユニット２を通過して濾過されたのち、浄化室１９へと流れ、該室１９を下方へと流れて入口２２を通って放水管３へと導かれる、第２の流れの水とに分流される。
【００２７】
ところで、前記(2) において、放出管３に流入した、浄化された第２の流れの水は、図８の矢印ｄに示すように、ノーズ部分２３の落差Ｈによるサイホン作用で水槽Ｖ内に戻される。一方、前記(1) において、濾過室１０よりオーバフロー壁１３を溢流した、第１の流れの水は、図７のｅに示すように、濾過されないまま流水壁１２に沿って水槽Ｖ内に直接戻される。したがって貯水室８から濾過室１０に流入した水は、その一部（第２の流れの水）が濾過エレメント１５を通過して濾過され、また、その残部（第１の流れの水）は濾過エレメント１５を通過することなく水槽Ｖ内に戻され、しかも濾過エレメント１５を通過する水は、それを通過しない水よりも流れ抵抗が大きいため、濾過エレメント１５を通過する水は、その流量および流速が抑えられ、その結果、濾過エレメントの目詰まりが少なくなると共に、その濾過エレメント１５での好気性微生物の繁殖を促進して、該濾過エレメント１５による、水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用を共に高めることができる。
【００２８】
また、この第１実施例のものでは、濾過エレメント１５には、従来のこの種の濾過装置のように水ポンプＰの吐出側の加圧水を直接供給流通させるのではなく（水ポンプＰは、水槽Ｖ内の水を貯水室８に汲み上げるのみに使用）、貯水室８から溢流して濾過室１０に滞留する水を、放出管３のノーズ部分２３により得られるサイホン作用により濾過室１０を減圧して、入口２２を通して吸引して、その吸引水を濾過エレメント１５を通過させて濾過させるようにしているので、流速の低い水を、濾過エレメント１５の濾過面全面に均等に万遍なく供給することができ、これによっても濾過エレメント１５の部分的な目詰まりを防止し、かつ、好気性微生物の繁殖促進に大いに寄与することができる。
【００２９】
また、図５，７に２点鎖線にて示すように、濾過室１０内に活性炭パックを収容するようにすれば、濾過室１０に流入した水を、活性炭により浄水することができる。この場合、濾過エレメント１５を通過させる水（第２の流れの水）のほか、濾過しないでそのまま水槽に戻される水（第１の流れの水）の浄化も活性炭による浄水が可能になる。
【００３０】
つぎに、図９〜１２を参照して、本発明の第２実施例について説明する。
【００３１】
図９は、濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図、図１０は、濾過装置の分解斜視図、図１１は、図９の１１線矢視の濾過装置の正面図、図１２は、図１１の１２−１２線に沿う断面図である。
【００３２】
この第２実施例は、前記第１実施例の濾過本体１に活性炭カセット４０を着脱可能に取り付けられるようにした場合であり、前記第１実施例と同じものには同じ符号が付される。
【００３３】
濾過ケース１の濾過室１０上のオーバフロー壁１３上には、貯水室８との仕切壁７および放水管３の側壁（仕切壁）３ａ間において、活性炭カセット４０が着脱可能に支持される。活性炭カセット４０は、細長い直方体状の枠体４１の、前後および上下面の開口面に網板４２を張設してなるカセットケース４３内に活性炭を装填して構成されている。オーバフロー壁１３の側面には、止片４４が固定されており、オーバフロー壁１３上の活性炭カセット４０は、この止片４４により、オーバフロー壁１３上に係止される。
【００３４】
したがって、この第２実施例によれば、濾過室１０内の、オーバフロー壁１３をオーバフローする水は、活性炭カセット４０内の活性炭内を万遍なく通過して、十分に浄化された後、流水壁１２を伝わって水槽Ｖ内に戻される。
【００３５】
しかして、この第２実施例のものも、前記第１実施例のものと同じ作用を奏し、すなわち、濾過室１０内に流入した水は、濾過エレメントを通過して濾過される水（第２の流れの水）と、濾過されない水（第１の流れの水）とに分流されて水槽Ｖ内に戻され、また、濾過される水は、放出管３のノーズ部分２３に形成される落差Ｈによるサイホン作用で、濾過エレメントユニット２を通過して濾過される。
【００３６】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００３７】
たとえば、前記実施例の活性炭に代えて麦飯石などの他の浄化剤を用いてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、水槽の外部に設けられる濾過本体と、水槽内の貯留水を該濾過本体内に吸い上げる水ポンプとよりなる外掛式濾過装置において、濾過本体が、水ポンプからの吸い上げた水を貯水し、その貯水を、未濾過のまま水槽内に戻す第１の流れと、サイホン作用による濾過室の減圧により濾過エレメントを通して濾過したのち、水槽内に戻す第２の流れとに分流するので、濾過エレメントには、その全域にわたり、未濾過の水を流速を抑えながら流通させることができ、しかも、サイホン作用により吸引される水を濾過エレメントを通過させて吸引濾過することができ、その結果、該水の濾過能率を大幅に高めることができる上に、濾過エレメントでの好気性微生物の繁殖を促進して、水の濾過、浄化能率を大幅に向上することができる。
【００３９】
また請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同じ効果を奏する上に、濾過本体の構造の簡素化と、コンパクト化が可能になる。
【００４０】
さらに請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明と同じ効果を奏する上に、浄化剤による水の浄化を併用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図（第１実施例）
【図２】濾過装置の分解斜視図
【図３】図１の３線矢視の濾過装置の正面図
【図４】図３の４線矢視の濾過装置の平面図
【図５】図４の５−５線に沿う断面図
【図６】図３の６−６線に沿う断面図
【図７】図３の７−７線に沿う断面図
【図８】図３の８−８線に沿う断面図
【図９】濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図（第２実施例）
【図１０】濾過装置の分解斜視図
【図１１】図９の１１線矢視の濾過装置の正面図
【図１２】図１１の１２−１２線に沿う断面図
【符号の説明】
１・・・・・・・・濾過ケース
３・・・・・・・・放出管
８・・・・・・・・貯水室
１０・・・・・・・濾過室
１５・・・・・・・濾過エレメント
Ｆ・・・・・・・・濾過本体
Ｐ・・・・・・・・水ポンプ
Ｖ・・・・・・・・水槽

Claims (3)

1. 水槽（Ｖ）の外部に設けられる濾過本体（Ｆ）と、水槽（Ｖ）内の貯留水を該濾過本体（Ｆ）内に吸い上げる水ポンプ（Ｐ）とよりなり、
   前記濾過本体（Ｆ）は、前記水ポンプ（Ｐ）からの吸い上げた水を貯水し、その貯水を、未濾過のまま水槽（Ｖ）内に戻す第１の流れと、サイホン作用による濾過室（１０）の減圧により濾過エレメント（１５）を通して濾過したのち、水槽（Ｖ）内に戻す第２の流れとに分流したことを特徴とする、外部式濾過装置。
2. 前記濾過本体（Ｆ）は濾過ケース（１）を備え、該濾過ケース（１）内には、
   前記水ポンプ（Ｐ）からの吸い上げた水を貯水する貯水室（８）と、
   該貯水室（８）からオーバフローした水を受け入れると共に、その受入水のうち、その一部をオーバフローさせて未濾過のまま水槽（Ｖ）内に戻すと共に残余の水を濾過エレメント（１５）を通して濾過する濾過室（１０）と、
   濾過された残余の水をサイホン作用により、吸入して水槽（Ｖ）内に落下放水する放出管（３）と、
   が設けられていることを特徴とする、前記請求項１記載の外部式濾過装置。
3. 前記濾過ケース（１）内には、そこに受入れられた水を浄化するための活性炭などの浄化剤が設けられることを特徴とする、前記請求項１又は２記載の外部式濾過装置。

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