特許 6147511 無電源浄水システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6147511

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】無電源浄水システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 24/02 20060101AFI20170607BHJP

   B01D 24/46 20060101ALI20170607BHJP

   B01D 29/62 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   B01D23/10 Z

   B01D23/24 Z

   B01D23/24 C

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-13852(P2013-13852)

(22)【出願日】2013年1月29日

(65)【公開番号】特開2014-144411(P2014-144411A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2016年1月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】596154376

【氏名又は名称】日本原料株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 安弘

【審査官】 天野 皓己

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３０４５５５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−２８５７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９３４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４３７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１３６１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１５７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１７１００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６０４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３１８２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０００３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ２４／０２

Ｂ０１Ｄ ２４／４６

Ｂ０１Ｄ ２９／６２

Ｃ０２Ｆ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

濾過槽の内部に濾過材層を有し、供給された原水を前記濾過材層により濾過する濾過装置と、
前記濾過槽内に原水を供給する原水ポンプと、
前記濾過槽内に配置された外筒、その内部に回転自在に配置されたスクリュー、および該スクリューを回転させるスクリュー駆動手段を有して、この濾過槽内の濾過材を前記スクリューにより移送しながら揉み洗いする濾過材洗浄装置と、
前記濾過槽において濾過された処理水を貯留する処理水槽と、
前記処理水槽内の処理水を前記濾過槽内に導入して、この濾過槽内の濾過材を逆洗する逆洗ポンプとを備えてなる浄水システムにおいて、
前記濾過装置が前記処理水槽内に配置され、
前記原水ポンプとして、手動による力を駆動源とするもの、または太陽電池で発電された電力を駆動源とするものが用いられ、
前記逆洗ポンプとして、手動による力を駆動源とするもの、または太陽電池で発電された電力を駆動源とするものが用いられ、
前記スクリュー駆動手段として、人力を前記スクリューに伝達するものが用いられていることを特徴とする無電源浄水システム。

【請求項2】

前記原水ポンプとして、手動による力を駆動源とするものと、太陽電池で発電された電力を駆動源とするものが併用されていることを特徴とする請求項１記載の無電源浄水システム。

【請求項3】

前記逆洗ポンプとして、手動による力を駆動源とするものと、太陽電池で発電された電力を駆動源とするものが併用されていることを特徴とする請求項１または２記載の無電源浄水システム。

【請求項4】

前記スクリュー駆動手段として、手動による力をスプロケットおよびチェーンにより前記スクリューに伝達するものが用いられていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の無電源浄水システム。

【請求項5】

前記スクリュー駆動手段が、手動で回転される第一のスプロケット、この第一のスプロケットを回転操作するハンドル、前記スクリューの軸に直結された第二のスプロケット、および前記第一のスプロケットと第二のスプロケットとに巻回された環状のチェーンから構成されていることを特徴とする請求項４記載の無電源浄水システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は無電源浄水システム、すなわち、商用電源を必要としない浄水システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

地震や台風等の自然災害のために上水道や井戸が破壊されるようなことがあると、飲料水の確保が極めて重要になる。そこで、そのような状況下で、河川や池沼等の水源に有る水を飲用可能な状態まで浄化する浄水装置、システムが従来種々提案、提供されている。自然災害時には、送電施設が破壊されて商用電源が利用不可能になることも多いので、その種の浄水装置、システムとして、商用電源を用いなくても稼働可能な構成を備えたものも数多知られている。

【0003】

また、特に自然災害を蒙った場合だけでなく、アフリカ等の海外の辺地では、元より商用電源を利用できない環境で暮らしている人も多く、そのような人たちのために、商用電源を用いなくても稼働可能な浄水装置、システムを提供することが広く望まれている。

【0004】

例えば特許文献１には、自転車やモーターサイクルの駆動輪の回転力によって給水ポンプを駆動させ、この給水ポンプで汲み上げた原水を濾過装置に供給して濾過するようにした浄水装置が示されている。

【0005】

また濾過装置としては、例えば特許文献２に示されるように、砂やアンスラサイト等の濾過材を槽内に層成して、その濾過材層に上方から原水を供給して、それを濾過するようにしたものが従来広く知られている。このような濾過材層を持つ濾過装置においては、ある程度の期間稼働されると、濾過材に捕捉された濁質を除去するために、いわゆる逆洗を行う必要がある。この逆洗は、原水が通過する方向と逆の方向から濾過材層に清浄な逆洗水を供給し、それにより濾過材を膨張、展開させて濁質を逆洗水中に浮遊させ、その濁質を逆洗水ごと濾過槽外に流出させる処理である。

【0006】

また、逆洗を行う場合にそれと並行して、スクリューコンベアによって濾過材を揉み洗いするようにした濾過材洗浄装置も従来知られている。その濾過材洗浄装置は、上記特許文献２にも示されているもので、濾過槽内に配置された外筒、その内部に回転自在に配置されたスクリュー、および該スクリューを回転させるスクリュー駆動手段を有して、この濾過槽内で逆洗水中に展開している濾過材をスクリューにより移送しながら揉み洗いするようにしたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９−２９３４８６号公報

【特許文献2】特開２００５−１３１４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記の濾過材洗浄装置は濾過材の洗浄効果が優れているものであるので、自然災害を蒙った場合や、辺地といった状況下で使用される濾過装置に対しても適用することが広く望まれる。しかし、従来のこの種の濾過材洗浄装置は、商用電源で作動するモータをスクリュー駆動手段として用いているので、上述のような状況下で使用される濾過装置に対しては適用不可能となっていた。

【0009】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、上記構造の濾過材洗浄装置が適用可能で、しかも商用電源が確保できない状況下でも稼働できる無電源浄水システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明による無電源浄水システムは、
濾過槽の内部に濾過材層を有し、供給された原水を前記濾過材層により濾過する濾過装置と、
前記濾過槽内に原水を供給する原水ポンプと、
前記濾過槽内に配置された外筒、その内部に回転自在に配置されたスクリュー、および該スクリューを回転させるスクリュー駆動手段を有して、この濾過槽内の濾過材を前記スクリューにより移送しながら揉み洗いする濾過材洗浄装置と、
前記濾過槽において濾過された処理水を貯留する処理水槽とを備えてなる浄水システムにおいて、
前記濾過装置が前記処理水槽内に配置され、
前記原水ポンプとして、手動による力または太陽電池で発電された電力を駆動源とするものが用いられ、
前記スクリュー駆動手段として、手動による力をスプロケットおよびチェーンにより前記スクリューに伝達するものが用いられていることを特徴とするものである。

【0011】

なお上記のスクリュー駆動手段は、より具体的には、手動で回転される第一のスプロケット、この第一のスプロケットを回転操作するハンドル、前記スクリューの軸に直結された第二のスプロケット、および前記第一のスプロケットと第二のスプロケットとに巻回された環状のチェーンから構成されることが望ましい。

【0012】

また本発明の無電源浄水システムにおいては、手動による力または太陽電池で発電された電力を駆動源として駆動し、処理水槽内の処理水を濾過槽内に導入して、この濾過槽内の濾過材を逆洗する逆洗ポンプが設けられていることが特に望ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の無電源浄水システムは、濾過材洗浄装置のスクリュー駆動手段として、手動による力をスプロケットおよびチェーンによりスクリューに伝達するものが用いられているので、さらに原水ポンプとしても、手動による力または太陽電池で発電された電力を駆動源とするものが用いられているので、商用電源が確保できない状況下でも上記濾過材洗浄装置を適用した上で稼働可能となる。

【0014】

そして、人力をスクリューに伝達する機構は、極めて簡単な構成とすることができるので、この機構のコストを低く抑え、ひいては無電源浄水システムを低コストで構築可能となる。特に上記機構として、手動による力をスプロケットおよびチェーンによりスクリューに伝達するものが用いられた場合は、低コスト化の効果がより顕著になる。

【0015】

さらに、本発明の無電源浄水システムにおいては濾過装置が処理水槽内に配置されているので、処理水槽の有効容量が同じ場合同士で比べると、処理水槽の外に濾過装置を配置する場合と比べて、それら両者を設置するスペースが小さくて済み、浄水システムのコンパクト化が達成される。このようにコンパクト化された浄水システムは、運搬が容易なものとなるので、被災地や辺地に搬入して使用する可搬型のシステムとして好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図

【図2】図１の無電源浄水システムの一部を示す平面図

【図3】図１の無電源浄水システムの一部を示す側面図

【図4】図１の無電源浄水システムの一部を示す側面図

【図5】本発明の第２の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図

【図6】図５の無電源浄水システムの一部を示す側面図

【図7】本発明の第３の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図

【図8】本発明の第４の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図

【図9】図８の無電源浄水システムの一部を示す側面図

【図10】本発明の第５の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図

【図11】図１０の無電源浄水システムの一部を示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

【0018】

《第１の実施形態》
図１および図２はそれぞれ、本発明の第１の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図および平面図である。なお図１においては図示の都合上、各構成要素の高さ位置は正確に示してあるが、それらの水平面内の位置は実際と異なるものもある。各構成要素の水平面内の位置は、図２において正確に示してある。

【0019】

これらの図に示される通り本実施形態による無電源浄水システムは、例えば概略有底の円筒状に形成された処理水槽１と、同じく概略円筒状に形成された濾過装置２とを有している。一例として処理水槽１は内径および高さが共に１２００ｍｍ程度に形成され、後述のようにして浄化された処理水を貯留する。一方濾過装置２は概略円筒状に形成された濾過槽３内に例えば砂、アンスラサイトからなる濾過材層４を有し、上方から供給された浄化対象の原水をこの濾過材層４により濾過して浄化するものである。

【0020】

上記濾過槽３の上端に近い位置において処理水槽１の内部には、原水導入管１０が配設されている。この原水導入管１０は例えばビニルホース等からなり、その上流端は、処理水槽１の外に取り付けられた３方弁１１に接続されている。そしてこの原水導入管１０の下流端は、濾過槽３の上端に近い位置においてその内部に連通されている。なお、以下の説明においては煩雑化を避けるため、細かい配管類、例えば配管継手とビニルホースとの間に介設される短管等に関しては適宜説明を省略する。

【0021】

図３は、上記３方弁１１の部分を図２の矢印Ａ方向から見た状態と、この３方弁１１に続く構造の側面形状を示すものである。以下、この図３も参照して説明を続ける。３方弁１１は処理水槽１の外に配された原水供給ホース１２と、逆洗排水ホース１３とに接続されており、この３方弁１１を手動操作することにより濾過槽３の内部は、原水供給ホース１２と逆洗排水ホース１３のいずれか一方に選択的に連通されるようになっている。

【0022】

上記原水供給ホース１２の上流端、つまり３方弁１１に接続された端部と反対側の端部には夾雑物を捕捉するストレーナ１４が取り付けられ、この部分は、浄化対象の原水Ｗが存在する例えば川、沼等の水源１５内に沈められる。そして原水供給ホース１２の途中には、原水ポンプ１６が介設されている。この原水ポンプ１６はハドルレバー１７を有する手動操作型のものであり、架台１８の上に取り付けられている。原水ポンプ１６は、作業者によってハドルレバー１７が図３の矢印Ｃ方向に往復揺動されると、水源１５内の原水Ｗを汲み上げ、原水供給ホース１２および３方弁１１を介して濾過槽３内に供給する。

【0023】

なお本実施形態では、次亜塩素酸ソーダ点滴器１９および凝集剤点滴器２０が設けられ、それらの各点滴管１９ａおよび２０ａが、原水ポンプ１６の吸込口に接続された配管１６ａに接続されている。それにより、濾過装置２に送られる前の原水Ｗに、次亜塩素酸ソーダ水溶液および、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の凝集剤が添加される。

【0024】

次に図１および図２に戻って、濾過装置２について説明する。この濾過装置２は、後述する濾過材層が充填される濾過槽３を有している。濾過槽３は、例えばその上部と下部がそれぞれ円板状のプレート２１、２２で閉じられた円筒形の槽であり、処理水槽１内に配され架台２３の上に固定されている。濾過槽３の上端に近い位置においてその側面には原水供給管２４が取り付けられ、そこに前述した原水導入管１０の下流端が接続されている。

【0025】

下部のプレート２２は多数のストレーナ（図示せず）が組み込まれたものであり、その上に、濾過材層４が配される。濾過材層４は一例として下側から、有効径が０．６ｍｍで均等係数が１．４、比重が１．４程度の砂からなる層、および有効径が０．６ｍｍで均等係数が１．４、比重が０．７５程度のアンスラサイトからなる層が積層されて構成されている。なお図１においては、砂からなる層の上端位置をＬ１で、アンスラサイトからなる層の上端位置をＬ２で示してある。

【0026】

濾過槽３の上部には、濾過材洗浄装置２５が配設されている。この濾過材洗浄装置２５は、下端が開放した状態で濾過槽３内に配置された外筒２６、その内部に回転自在に配置されたスクリュー２７、このスクリュー２７の軸２７ａをベアリングを介して回転自在に支承する軸支持部２８、前記プレート２１に固定されたベース板２９、このベース板２９上の軸支部に回転自在に保持された回転軸３０、この回転軸３０に固定された第一のスプロケット３１、この第一のスプロケット３１と同軸固定されたハンドル３２、前記スクリュー軸２７ａに直結された第二のスプロケット３３、第一のスプロケット３１と第二のスプロケット３３とに巻回された環状のチェーン３４、およびチェーン３４を覆うカバー３５から構成されている。

【0027】

なお本実施形態では、上記要素２８〜３５によりスクリュー駆動手段が構成されている。この濾過材洗浄装置２５の作用については後に詳述する。

【0028】

また架台２３には、ドレン管３６が固定されている。このドレン管３６はその上流端が下部のプレート２２の下において濾過槽３内に開口し、それに続く部分が処理水槽１内を水平に延び、そして下流端が処理水槽１の外に位置するように配設されており、その下流端に近い部分にはドレンバルブ３７が介設されている。また上部のプレート２１には、空気抜き配管３８が取り付けられ、この空気抜き配管３８には空気抜き弁３９が介設されている。

【0029】

前述の濾過材層４によって濾過された処理水は、プレート２２のストレーナを通過して架台２３の上に溜まる。濾過槽３の側面には、上記プレート２２の下側において処理水出口管４０が取り付けられており、濾過により浄化された処理水はこの処理水出口管４０から槽外に流出する。

【0030】

処理水出口管４０にはティー（チーズ）４１が接続され、このティー４１から立ち上げられた配管４２の上端には、例えばビニルホース等からなる処理水流出管４３の一端が接続されている。この処理水流出管４３は、処理水槽１に取り付けられた配管４４を介して、処理水槽１外のティー４５に接続されている。

【0031】

図４は、上記ティー４５の近辺を図２の矢印Ｂ方向から見た状態を示すものである。以下、この図４も参照して説明を続ける。ティー４５には、手動操作される捨水出口弁４６と、同じく手動操作される処理水出口弁４７とが接続されている。処理水出口弁４７には、例えばビニルホース等からなる処理水導入管４８の上流端が接続されている。この処理水導入管４８は、処理水槽１に取り付けられた処理水流入管４９の上流端に接続され、この処理水流入管４９の下流端は処理水槽１内に開放されている。一方、上記捨水出口弁４６には捨水排水ホース６０が接続されている。

【0032】

また処理水槽１には、給水管５０が取り付けられている。この給水管５０の上流端は処理水槽１内に開口し、下向きとされたその下流端は処理水槽１の外に開口し、そしてその途中には蛇口５１が介設されている。処理水槽１内に貯えられた処理水は、この蛇口５１を開操作することにより、給水管５０から取り出されて利用される。この処理水は、前述の次亜塩素酸ソーダ点滴器１９から添加された次亜塩素酸ソーダにより滅菌されているので、飲料水として用いることも可能である。勿論、この処理水は飲料水として利用する外、例えば食料品やその他の物品を洗う洗浄用水、水洗トイレに流す洗浄水等として利用することも可能である。

【0033】

また処理水槽１には、その底部に近い高さ位置においてドレン管５２が取り付けられている。このドレン管５２の上流端は処理水槽１内に開口し、その下流端は処理水槽１の外に開口し、そしてその途中にはドレン弁５３が介設されている。さらに処理水槽１には、その上端に近い高さ位置においてオーバーフロー管５４が取り付けられている。このオーバーフロー管５４の一端は処理水槽１内に開口し、下向きとされたその他端には、オーバーフローホース５５が接続されている。

【0034】

さらに処理水槽１には、その底部に近い高さ位置において処理水流出管６１が取り付けられている。この処理水流出管６１の上流端は処理水槽１内に開口し、その下流端は処理水槽１の外に開口し、そこにビニルホース等からなる処理水供給ホース６２の一端が接続されている。この処理水供給ホース６２の他端は、逆洗ポンプ６３の吸込口に接続された配管６３ａに接続されている。逆洗ポンプ６３はハドルレバー６４を有する手動操作型のものであり、架台６８の上に取り付けられている。逆洗ポンプ６３は、作業者によってハドルレバー６４が図１の矢印Ｄ方向に往復揺動されると、処理水槽１内の処理水を汲み上げて逆洗水供給管６５に送る。

【0035】

上記逆洗水供給管６５は処理水槽１に取り付けられ、その下流端、すなわち逆洗ポンプ６３に接続されている端部と反対側の端部は処理水槽１内に開口し、ビニルホース等からなる逆洗水供給ホース６６および逆止弁６７を介して、前述したティー４１に連通している。

【0036】

以下、本実施形態の無電源浄水システムの作用について説明する。本システムの濾過装置２により原水Ｗを浄化する際には、３方弁１１が、原水供給ホース１２を濾過槽３の内部と連通させる状態に設定される。また捨水出口弁４６は閉じられる一方、処理水出口弁４７は開かれる。そして作業者の手動操作によって原水ポンプ１６のハドルレバー１７が前述したように往復揺動されると、原水ポンプ１６が水源１５内の原水Ｗを汲み上げ、原水供給ホース１２および３方弁１１を介して濾過槽３内に供給する。濁質を含み得る原水Ｗは、重力によって濾過層３内の濾過材層４を上から下に通過し、その際濁質が濾過材層４に捕捉されて、浄化された処理水が得られる。この処理水は、プレート２２のストレーナを通過して架台２３の上に溜まり、処理水出口管４０から濾過槽３の外に流出する。

【0037】

なお濾過槽３としては、例えば最大処理水量が１０００（リットル）／時程度のものが適用される。また原水ポンプ１６としては、例えば吸水揚程および押上揚程がそれぞれ最高６ｍ、１５ｍ程度で、最大吐出量が０．６５Ｌ／１ストローク程度のものが好適に用いられる。この程度の原水ポンプ１６が適用された場合、原水送水量は、ハドルレバー１７を１分当たり約２５回往復揺動させた場合で１６Ｌ／分程度となる。

【0038】

なお前記凝集剤点滴器２０から原水Ｗに凝集剤が添加されることにより、細かい粒子からなる濁質が凝集してフロック化されて、濾過効果が高められる。また次亜塩素酸ソーダ点滴器１９から原水Ｗに次亜塩素酸ソーダが添加されて処理水が滅菌される。

【0039】

濾過槽３の外に流出した処理水は、ティー４１、配管４２、処理水流出管４３、配管４４、処理水槽１外のティー４５、処理水出口弁４７、処理水導入管４８を経て、処理水流入管４９から処理水槽１内に落下し、そこに貯えられる。この処理水は、適宜給水管５０から取り出して利用される。ここで、処理水槽１内に貯えられる処理水の水位は、通常の使用状況下では、最低で図１にＬ３で示す給水管５０の取付レベルとなり、また最高で同じく図１にＬ４で示す原水供給管２４の取付レベルとなる。

【0040】

処理水槽１内に貯えられた処理水は、飲用等として利用される他、濾過装置２の逆洗に利用される。以下、この逆洗について説明する。この逆洗を行う際には前記３方弁１１が、逆洗排水ホース１３を濾過槽３の内部と連通させる状態に設定される。また処理水出口弁４７および捨水出口弁４６は共に閉じられる。この状態下で、作業者の手動操作によって逆洗ポンプ６３のハドルレバー６４が前述したように往復揺動されると、逆洗ポンプ６３が処理水槽１内の処理水を汲み上げ、処理水流出管６１、処理水供給ホース６２、逆洗水供給管６５、逆洗水供給ホース６６、逆止弁６７、ティー４１および処理水出口管４０を介して、プレート２２の下側から濾過槽３の内部に供給する。

【0041】

清浄なこの処理水は逆洗水としてプレート２２のストレーナを通過し、濾過材層４に下側から流入する。こうして逆洗水が供給されると、濾過材層４を構成している濾過材が展開して膨張する。そこで、濾過材層４の各濾過材に捕捉されていた濁質が逆洗水の中に浮遊して、それらは上方に押し流される。こうして濁質を含むようになった逆洗水は原水供給管２４から濾過層３の外に流出し、３方弁１１を通過し、逆洗排水ホース１３を流れて所定の場所に捨てられる。以上の逆洗処理により、濾過材層４を構成する濾過材が洗浄されることになる。

【0042】

ここで逆洗ポンプ６３としては、例えば吸水揚程および押上揚程がそれぞれ最高６ｍ、１５ｍ程度で、最大吐出量が２Ｌ／１ストローク程度のものが好適に用いられる。この程度の逆洗ポンプ６３が適用された場合、処理水の送水量は、ハドルレバー６４を１分当たり約３０回往復揺動させた場合で５８Ｌ／分程度となる。

【0043】

上述のように逆洗水が供給されたとき各濾過材は、層をなしている場合と比べると高さが１０〜２０％増す程度展開するが、逆洗が終了して逆洗水の供給が断たれると、元通り濾過材層４を構成するように成層化する。そのとき、濾過材の砂はアンスラサイトよりも比重が大であるため、元通り砂の層は下方に、そしてアンスラサイトの層はその上に形成されるようになる。

【0044】

なお逆止弁６７は、処理水が逆洗水として逆洗水供給ホース６６から濾過槽３側に流れることを許容するが、それとは逆に、濾過槽３内で浄化された処理水が逆洗水供給ホース６６側に流れることを阻止する。

【0045】

この無電源浄水システムにおいては、以上説明した逆洗と並行して、前述の濾過材洗浄装置２５により濾過材を洗浄することも可能となっている。以下、その点について詳しく説明する。逆洗が行われている際に、この濾過材洗浄装置２５のハンドル３２が作業者の手動操作により回転されると、その回転力が第一のスプロケット３１、環状のチェーン３４および第二のスプロケット３３を介してスクリュー軸２７ａに伝達され、スクリュー２７が外筒２６の内部で回転する。なお第一のスプロケット３１の径は第二のスプロケット３３よりも大とされているので、スクリュー２７はハンドル３２の回転速度よりも増速される。

【0046】

スクリュー２７は外筒２６と共にスクリューコンベアを構成しており、上述のようにしてスクリュー２７が回転すると、逆洗水およびそれに混合した濾過材が外筒２６内を上方に移送される。その際に濾過材はスクリュー２７の螺旋羽根によって揉み洗いされ、そこに付着していた濁質が剥離される。こうして洗浄された濾過材は、外筒２６の上部空間（スクリュー２７よりも上に有る空間）周りにおいてこの外筒２６に複数設けられた図示外の開口から筒外に排出され、濾過槽３内に落下する。そこで、濾過材は何回か濾過材洗浄装置２５内を通過するようになり、その都度濾過材から濁質が剥離される。

【0047】

この際も、剥離した濁質を含む逆洗水は前述と同様に原水供給管２４から濾過層３の外に流出し、３方弁１１を通過し、逆洗排水ホース１３を流れて所定の場所に捨てられる。以上のようにして濾過材洗浄装置２５による濾過材洗浄処理を行うことにより、濾過材層４を構成する濾過材がより高度に洗浄されるようになる。

【0048】

なお、スクリュー２７の外周面と外筒２６の内面との間の間隙は、濾過材である砂およびアンスラサイトの最大粒径よりも大きい寸法に設定されている。その理由は次の通りである。すなわち、濾過材は上方に移送されるとき、スクリュー２７の回転による遠心力によってその外周側に向かうが、上記寸法が設定されていれば、スクリュー２７の外周面と外筒２６の内面との間で濾過材が押しつぶされて破砕されることが防止される。

【0049】

なお、以上述べた濾過材の逆洗がなされているとき、濾過材から剥離した濁質の一部が、濾過材層４が形成される前にプレート２２のストレーナを下に通過していることも起こり得る。そこで、この逆洗が終了した直後の原水濾過時には、適宜の間、処理水出口弁４７が閉じられると共に捨水出口弁４６が開かれ、濁質が混入している可能性の有る処理水が捨水排水ホース６０から所定の場所に捨てられる。

【0050】

以上説明した通り、本実施形態の無電源浄水システムによれば、原水供給、逆洗水供給および、濾過材洗浄装置２５による濾過材洗浄処理がすべて手作業によってなされ得るので、商用電源を利用できない辺地においても浄化された飲料水等を簡便に得ることが可能になる。そして特に原水供給、逆洗水供給はそれぞれ手作業で直接動かされる原水ポンプ１６、逆洗ポンプ６３を利用してなされるので、足踏みペダルによる駆動力をチェーンや歯車からなる複雑な伝達手段を用いてポンプに伝達させるような場合と比べれば、より低いコストで浄水システムを構築可能となる。また濾過材洗浄装置２５におけるスクリュー２７の駆動も、基本的に第一のスプロケット３１、ハンドル３２、第二のスプロケット３３および環状のチェーン３４からなる簡単な機構によってなされるので、濾過材洗浄装置２５の製造コストを抑えることができ、この点からも、より低いコストで浄水システムを構築可能となる。

【0051】

また本実施形態の無電源浄水システムにおいては、処理水槽１の内部に濾過装置２が配置されているので、処理水槽１と有効容量が同じ処理水槽を濾過装置２と別に設ける場合と比べて、それら両者を設置するスペースが小さくて済み、浄水システムのコンパクト化が達成される。

【0052】

さらに本実施形態の無電源浄水システムは、上述した通り商用電源を使用できない所でも利用可能であるので、辺地や、自然災害を蒙った地域等に運搬して使用する可搬型浄水システムとしても好適なものであるが、処理水槽１の内部に濾過装置２が配置されていれば、運搬も容易なものとなる。

【0053】

《第２の実施形態》
図５および図６はそれぞれ、本発明の第２の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図および側面図であり、各図の表示箇所はそれぞれ図１、図３に対応している。なおこれらの図５および図６において、図１〜４中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。

【0054】

以下、本実施形態の無電源浄水システムについて、主に、図１〜４に示した第１の実施形態と異なる点を挙げて説明する。本実施形態の無電源浄水システムにおいては、前述した捨水出口弁４６および処理水出口弁４７が処理水槽１内に配置されている。すなわち、処理水槽１内で立ち上げられた配管４２の上端にティー４５が接続され、このティー４５の両側に捨水出口弁４６および処理水出口弁４７が接続されている。これらの捨水出口弁４６および処理水出口弁４７の開閉設定は、第１の実施形態におけるのと同様になされる。

【0055】

処理水出口弁４７は配管７０を介してティー７１に接続され、このティー７１には上方から延びる次亜塩素酸ソーダ導入管７２が接続されている。本実施形態において原水Ｗを濾過して得られた処理水は、上記配管４２、ティー４５、処理水出口弁４７および配管７０を経てティー７１から処理水槽１内に落下し、そこに貯えられる。また本実施形態では、次亜塩素酸ソーダ点滴器１９が処理水槽１に取り付けられ、そこから次亜塩素酸ソーダ導入管７２を介して、次亜塩素酸ソーダが処理水槽１内の処理水に添加される。

【0056】

そして図６に示す通り、原水ポンプ１６の吸込口に接続された配管１６ａには、凝集剤点滴器２０からの点滴管２０ａのみが接続されている。なおこの凝集剤点滴器２０や、原水Ｗに次亜塩素酸ソーダを注入する次亜塩素酸ソーダ点滴器１９は、上記配管１６ａではなく、原水供給ホース１２の途中に点滴管１９ａや２０ａを接続するように構成されてもよい。

【0057】

本実施形態の無電源浄水システムにおいても、原水供給、逆洗水供給および、濾過材洗浄装置２５による濾過材洗浄処理がすべて手作業により、第１の実施形態におけるのと同様になされるので、商用電源を利用できない辺地においても浄化された飲料水等を簡便に得ることが可能になる。そして、システムの低コスト化、コンパクト化および運搬の容易化についても、第１の実施形態におけるのと同様のことが言える。

【0058】

《第３の実施形態》
図７は、本発明の第３の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図であり、その表示箇所は図５に対応している。以下、本実施形態の無電源浄水システムについて、主に、図５および図６に示した第２の実施形態と異なる点を挙げて説明する。本実施形態の無電源浄水システムにおいては、図５の逆洗ポンプ６３に相当するポンプが、原水ポンプおよび逆洗ポンプとして併用されている。そこで以下の説明では、このポンプ６３を併用ポンプと称することとする。

【0059】

この併用ポンプ６３の吸込口に接続された配管６３ａは、３方弁７５に接続されている。この３方弁７５には配管７６を介して原水供給ホース１２が、また配管７７を介して処理水供給ホース６２が接続されている。原水供給ホース１２の先端は図６に示したのと同様にして、ストレーナ１４が取り付けられた上で水源１５内に沈められる。３方弁７５は、原水供給ホース１２と処理水供給ホース６２のいずれかを選択的に配管６３ａに（つまり併用ポンプ６３の吸込口に）接続するように操作される。

【0060】

一方、併用ポンプ６３の吐出口に接続された配管６３ｂは３方弁７８に接続され、そしてこの３方弁７８には逆洗水供給管６５が接続されると共に、配管７９が接続されている。配管７９には原水供給ホース８０の上流端が接続され、この原水供給ホース８０の下流端は、３方弁１１に接続されている。つまりこの原水供給ホース８０は、図６に示す原水供給ホース１２に代わるものとして３方弁１１に接続されている。３方弁７８は、逆洗水供給管６５と原水供給ホース８０のいずれかを選択的に併用ポンプ６３の吐出口に接続するように操作される。そして併用ポンプ６３の吸込口に接続された配管６３ａには、凝集剤点滴器２０からの点滴管２０ａが接続されている。

【0061】

本実施形態のシステムにより原水Ｗを浄化する際、３方弁７５は配管６３ａに原水供給ホース１２を接続する状態に設定され、３方弁７８は配管６３ｂに原水供給ホース８０を接続する状態に設定される。この状態で併用ポンプ６３のハドルレバー６４が往復揺動されると、併用ポンプ６３が水源１５の原水Ｗを汲み上げ、原水供給ホース１２、３方弁７５、配管６３ａ、配管６３ｂ、３方弁７８、配管７９、原水供給ホース８０および３方弁１１を介して濾過槽３内に供給する。

【0062】

他方、本実施形態のシステムにより濾過材を逆洗する際、３方弁７５は配管６３ａに処理水供給ホース６２を接続する状態に設定され、３方弁７８は配管６３ｂに逆洗水供給管６５を接続する状態に設定される。この状態で併用ポンプ６３のハドルレバー６４が往復揺動されると、併用ポンプ６３が処理水槽１内の処理水を汲み上げ、処理水供給ホース６２、配管６３ａ、配管６３ｂ、逆洗水供給管６５、逆洗水供給ホース６６、逆止弁６７、ティー４１および処理水出口管４０を介して、プレート２２の下側から濾過槽３の内部に供給する。

【0063】

この清浄な処理水（逆洗水）による逆洗は、先に説明したのと同じようにしてなされる。また、その逆洗と並行して、濾過材洗浄装置２５による濾過材洗浄を行い得ることも前述と同様である。

【0064】

《第４の実施形態》
図８および図９はそれぞれ、本発明の第４の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図および側面図であり、各図の表示箇所はそれぞれ図５、図６に対応している。以下、本実施形態の無電源浄水システムについて、主に、図５および６に示した第２の実施形態と異なる点を挙げて説明する。本実施形態の無電源浄水システムは基本的に、原水供給用および逆洗水供給用にそれぞれ、モータで駆動されるポンプも適宜使用可能とされている点において、図５および６に示したシステムと相違するものである。

【0065】

すなわち本実施形態においては、 図９に示すように、モータで駆動される水中ポンプからなる電動原水ポンプ８５が水源１５内に配設されている。この電動原水ポンプ８５の吐出口には原水供給ホース８６が接続され、この原水供給ホース８６は流量調整弁８７を介した上で、原水供給ホース１２と並列的に３方弁１１の１つの口に接続されている。なお、このように２つの原水供給ホース８６、１２を並列的に１つの口に接続するためには、各ホースに適宜配管を接続した上で、それらの配管を例えばティー等に接続させればよい。

【0066】

また図８に示すように、同じくモータで駆動される水中ポンプからなる電動逆洗ポンプ８８が処理水槽１の中に配設されている。この電動逆洗ポンプ８８の吐出口には逆洗水供給ホース８９が接続され、この逆洗水供給ホース８９は逆洗水供給ホース６６と並列的に逆止弁６７の１つの口に接続されている。なお、このように２つの逆洗水供給ホース８９、６６を並列的に１つの口に接続するためには、上記と同様に各ホースに適宜配管を接続した上で、それらの配管を例えばティー等に接続させればよい。

【0067】

上述した電動原水ポンプ８５および電動逆洗ポンプ８８にはそれぞれ、図９に示す太陽電池（ソーラーパネル）９０で発電された電力が電力線９１、９２を介して供給されるようになっている。なお太陽電池９０からの電力線９３と、電力線９１および９２との間には切替スイッチ９４が設けられ、電動原水ポンプ８５および電動逆洗ポンプ８８のいずれか一方に選択的に電力供給がなされる。これらの電動原水ポンプ８５および電動逆洗ポンプ８８としては、例えば１２Ｖの直流電流で駆動し、最大吐出量が９０Ｌ／分、最大全揚程が４ｍ程度のものが好適に用いられる。

【0068】

本実施形態のように原水供給および逆洗水供給が、手動操作型のポンプと、太陽電池から電力を受ける電動ポンプのいずれかを用いて実行可能になっていれば、十分な日照がある場合は電動ポンプを利用して省力化を図ることができ、その一方、日照が不足している場合や、電動ポンプが故障したりメンテナンスを受けたりしている場合でも手動操作型のポンプを用いることにより、浄水システムの稼働率を高く維持可能となる。

【0069】

《第５の実施形態》
図１０および図１１はそれぞれ、本発明の第５の実施形態による無電源浄水システムを示す一部破断側面図および側面図であり、各図の表示箇所はそれぞれ図８、図９に対応している。本実施形態の無電源浄水システムは、上述した第４の実施形態の無電源浄水システムと比べると、手動操作型の原水ポンプ１６および逆洗ポンプ６３が取り除かれ、電動原水ポンプ８５だけで原水供給を、そして電動逆洗ポンプ８８だけで逆洗水供給を行うように構成されている。このような浄水システムは、年間を通して十分な日照がある地域で使用するのに適している。

【符号の説明】

【0070】

１ 処理水槽
２ 濾過装置
３ 濾過槽
４ 濾過材層
１２ 原水供給ホース
１３ 逆洗排水ホース
１６ 原水ポンプ
２５ 濾過材洗浄装置
２６ 外筒
２７ スクリュー
３１ 第一のスプロケット
３２ ハンドル
３３ 第二のスプロケット
３４ チェーン
６１ 処理水流出管
６２ 処理水供給ホース
６３ 逆洗ポンプ
８５ 電動原水ポンプ
８８ 電動逆洗ポンプ
９０ 太陽電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】