(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射口を有するノズル本体と、
ノズル本体の噴射口側に配置されるデフレクターと、
ノズル本体とデフレクターとの間に設けられ、噴射口から噴射された流体を下方へ向けて拡散噴射する拡散噴射部と、を備えた消泡ノズル装置であって、
前記デフレクターは、その基端が前記ノズル本体にヒンジ結合され、自由端が上方へ回動可能に構成され、
前記ノズル本体の噴射口の軸線と前記ヒンジの回転軸とが直交していることを特徴とする消泡ノズル装置。
【請求項２】
前記ノズル本体の、前記噴射口と反対側の端部には、流体供給手段が連結される連結部が設けられ、前記ヒンジの回転軸とノズル本体の噴射口の軸線との交点は、前記ノズル本体の噴射口よりも前記連結部側へ位置していることを特徴とする、請求項１に記載の消泡ノズル装置。
【請求項３】
前記ヒンジの回転軸が、前記ノズル本体とデフレクターとをヒンジ結合するボルトピンで構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の消泡ノズル装置。
【請求項４】
前記ノズル本体及びデフレクターは水平配置され、デフレクターの自由端が上方へ回動した際に、前記下向き開口が広がるように構成されていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の消泡ノズル装置。
【請求項５】
前記デフレクターの回動角度が４５度〜１８０度の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の消泡ノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水処理施設等における水面のスカムを破砕したり消泡したりする際に用いられて好適な消泡ノズル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、汚水処理施設においては、水流の緩やかな水路や水槽の水面に油脂分または水より比重の小さい浮遊汚泥が堆積してスカム層が形成されることが多い。
【０００３】
このスカム層は、汚水の水面で次第に成長し、この汚水を処理した処理水を放流する際の放流水への浮遊物質の流出原因となる場合がある。さらに、このスカム層が汚水の水面に長期的に滞留することによって腐敗し、汚水の水質悪化や悪臭の原因となる場合もある。
【０００４】
従来、このスカム層を破砕して除去する方法として、スカム層が発生する恐れのある汚水の水面に処理水などの水を吹き付けるスプレーノズルを用いる方法が知られている。このスプレーノズルを用いる方法は、設置場所の自由度が高く、操作性や維持管理性も容易なことから幅広く採用されている（特許文献１）。
【０００５】
図８は、従来から多用されているスプレーノズル（以下消泡ノズルと称する）の具体例を示すものである。同図に示す消泡ノズルは、ノズル本体１と、ノズル本体１の噴射口１１側に配置されるデフレクター２と、ノズル本体１とデフレクター２との間に設けられ、噴射口１１から噴射された流体を下方へ向けて扇状に拡散噴射する拡散噴射部３とを備えている。
【０００６】
デフレクター２は、その基端２１がノズル本体１に回転支点５となるピンを介してヒンジ結合され、自由端２２が上方へ回動可能に構成されている。デフレクター２の自由端を上方へ回動させて拡散噴射部３を開放することにより、ノズル出口である拡散噴射部３に残存する異物などを落下させて取り除けるように工夫してある。
【０００７】
この消泡ノズルは、低い圧力で噴霧範囲を広げたい用途、例えば、製紙工場や下水処理場などの水処理設備での消泡用として好適に用いられている。この種の消泡ノズルでは噴霧範囲が広範囲で、噴霧の粒子径が小さく、かつ低い圧力で、ソフトに噴霧可能なことが要求される場合や、それよりも高い圧力で噴霧可能なことが要求される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３４０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような消泡ノズルにおいては、水面の上方からスプレー水を扇状に噴射してスカムを破砕し消泡するものであるが、次の理由により消泡ノズル全体が大型化する問題がった。
【００１０】
図８に示すように、デフレクター２の自由端部２２は回転支点ａを中心に上方へ回動可能に構成され、その回転支点ａはノズル本体１の上部に位置している。
【００１１】
一方、ノズル本体１の噴射口から噴射された流体（水）は、デフレクター２の圧力水噴射受け部分（受水面）２３に衝突し、そこから下方へ拡散しつつ噴射される。この際、デフレクター２には、受水面２３に衝突する流体の圧力により、その自由端を上方へ回動させる方向の力が作用する。
【００１２】
この力が作用する理由は、図８に示すように、デフレクター２の基端２１がノズル本体１に対してヒンジ結合され、自由端２２が上方へ回動可能に構成されていること、デフレクター２の回動中心（回転支点）ａが、ノズル本体１の中心軸線よりも寸法Ｌだけ上部に位置していること、などに起因している。
【００１３】
そのため、デフレクター自体を軽量化した場合、あるいは流体の噴射圧力を高くした場合、ノズル本体１の噴射口から噴射される水の圧力によって、デフレクター２の自由端が上方へ動き、扇状に噴射すべきスプレー水の形態が変形したり、噴射方向が変化したり、目的とする粒子径が得られない、といった問題が生じる。この軽量化の問題は、特に、デフレクターを小型化したり、軽量なプラスチック製とした場合に顕著になる。
【００１４】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、デフレクターの自由端が上方へ回動可能な機能を保持しつつ、全体の小型軽量化を図ることができる上に、流体の噴射圧力を高圧力まで上げることが可能な消泡ノズル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】
【００１５】
前記課題を解決する本発明は、噴射口を有するノズル本体と、ノズル本体の噴射口側に配置されるデフレクターと、ノズル本体とデフレクターとの間に設けられ、噴射口から噴射された流体を下方へ向けて拡散噴射する拡散噴射部と、を備えた消泡ノズル装置であって、前記デフレクターは、その基端がノズル本体にヒンジ結合され、自由端が上方へ回動可能に構成され、ノズル本体の噴射口の軸線と前記ヒンジの回転軸とが直交していることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、デフレクターの基端がノズル本体にヒンジ結合され、自由端が上方へ回動可能に構成され、ノズル本体の噴射口の軸線と前記ヒンジの回転軸とが直交する構成としてあるので、ノズル本体１の噴射口から噴射する流体が圧力水噴射受け部分（受水面）に衝突しても、デフレクターの自由端を上方へ回動させる力は生じない。これにより、デフレクターの回動機能を保持しつつ、全体の小型軽量化を図ることができる。また、このようにデフレクターを回動させる力は生じないので、流体の噴射圧力を高圧力まで上げることも可能になる。
【００１７】
本発明の好ましい形態では、前記ノズル本体の、前記噴射口と反対側の端部に、流体供給手段が連結される連結部が設けられ、前記ヒンジの回転軸とノズル本体の噴射口の軸線との交点は、ノズル本体の噴射口よりも連結部側へ位置していることを特徴とする。
このように、ノズル本体に対するデフレクターのヒンジの回転軸をノズル本体の噴射口よりも連結部側へ位置させることで、デフレクターの回動機能を保持しつつ、消泡ノズル装置全体の長さを短くして小型化を図ることができる。
【００１８】
本発明の好ましい形態では、前記ヒンジの回転軸が、前記ノズル本体とデフレクターとをヒンジ結合するボルトピンで構成されていることを特徴とする。このように、構成することで、ボルトピンをデフレクターにねじ込んで一体化し、ボルトピンの緩み防止構造とすることができる。
【００１９】
本発明の好ましい形態では、前記ノズル本体及びデフレクターは水平配置され、デフレクターの自由端が上方へ回動した際に、前記下向き開口が広がるように構成されていることを特徴とする。
このように構成することで、その下向き開口を含む噴射口部分に異物が存在しても、デフレクターを動かすだけで容易に除去することができる。
【００２０】
本発明の好ましい形態では、前記デフレクターの回動角度が４５度〜１８０度の範囲に設定されていることを特徴とする。
このように構成することで、デフレクターをどこの回動位置に動かしても異物除去を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る消泡ノズル装置によれば、デフレクターの自由端が上方へ回動可能な機能を保持しつつ、全体の小型軽量化を図ることができる上に、流体の噴射圧力を高圧力まで上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る消泡ノズル装置の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る消泡ノズル装置の平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る消泡ノズル装置の右端面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る消泡ノズル装置の縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る消泡ノズル装置の使用形態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る消泡ノズル装置の使用形態を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る消泡ノズル装置の一部断面側面図である。
【図８】従来例に係る消泡ノズル装置の一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図１ないし図８を参照して説明する。
これらの図において、符号１０は、本実施形態に係る消泡ノズル装置を示している。この消泡ノズル装置１０は、図１〜図４に示すように、送水口１ａを有するノズル本体１と、ノズル本体１の噴射口１１側に配置されるデフレクター２と、ノズル本体１とデフレクター２との間に設けられ、噴射口１１から噴射された処理水等の流体を下方へ向けて扇状に拡散噴射する拡散噴射部３とを備えている。
【００２４】
デフレクター２は、その基端２１がノズル本体１にヒンジ結合され、自由端２２が上方へ回動可能に構成されている。デフレクター２の自由端を上方へ回動させて拡散噴射部３を開放することにより、ノズル出口付近の拡散噴射部３に残存する異物などを落下させて、またはノズル本体１の基端側へ９０度以上回動させて取り除けるように工夫してある。この実施形態では、デフレクター２の水平状態を０度とした場合、１８０度まで回動可能に構成されている。
【００２５】
拡散噴射部３は、噴射口１１から噴射された流体が衝突する圧力水噴射受け部分(受水面)２３と、その受水面２３で反射されて噴霧状となった流体を扇状に下方へ噴射させる下向き開口２５と、空間２４とを備えている。
【００２６】
デフレクター２は、図示のように基端２１がノズル本体１にヒンジ結合され、自由端２２が上方へ回動可能に構成されると共に、ノズル本体１の噴射口１１の軸線と前記ヒンジの回転軸Ａとが直交するように構成されている。
【００２７】
ノズル本体１の、噴射口１１と反対側の端部（基端）に、流体供給用の配管やチューブ管等の図示しない管路が連結される連結部１２が設けられている。そして、前記ヒンジの回転軸Ａとノズル本体１の噴射口１１の軸線との交点は、ノズル本体１の噴射口１１よりも連結部１２側へ位置している。この実施形態では、ノズル本体１の長さ方向のほぼ中間付近に回転軸Ａが位置している。連結部１２には、ねじ結合のための雄ねじが採用されているが、カップリング等を利用する他の結合手段を採用してもよい。
【００２８】
前記ヒンジの回転軸Ａは、この実施形態では、ノズル本体１とデフレクター２とをヒンジ結合する一対のボルトピン５、５で構成されている。したがって、この回転軸Ａを構成するボルトピン５、５の軸線は、ノズル本体１の噴射口１１の軸線と直交するように設計されている。
【００２９】
各ボルトピン５は、図２に示すように、頭部５１と、雄ねじが形成された胴部５２と、雄ねじが形成されていない先端軸部５３と有している。これにより、雄ねじ付き胴部５２をデフレクター２の基端２１部分にねじ込み、先端軸部５３をノズル本体１に設けた軸孔に嵌合させることで、デフレクター２をノズル本体１にヒンジ結合する構成としている。
【００３０】
デフレクター２の基端２１は、図２に示すようにコ字形に形成され、その中央に空間２４が形成されている。ノズル本体１には、デフレクター２の空間２４に嵌合する凸部１３が設けられている。ボルトピン５の先端軸部５３を嵌合する軸孔はこの凸部１３の側面に設けられている。
【００３１】
ノズル本体１及びデフレクター２は、図５に示すように水平配置され、デフレクター２の自由端２２が上方へ回動した際に、下向き開口が広がるように構成されている。デフレクター２の回動角度は４５度〜１８０度の範囲に設定されている。
【００３２】
拡散噴射部３から流体を扇状に下方へ噴射させる際の拡散角度としては、この実施形態では図３に示すように、１２０度〜１４０度の範囲に設定されている。
【００３３】
図５及び図６は消泡ノズル装置１０の使用形態を示す図で、消泡すべきスカム層が発生する恐れのある汚水Ｗ等の水面上に水平に設置されている。デフレクター２の自由端には吊り索６の一端を通して結索する挿通孔２６が設けられている。吊り索６の他端は小型ウインチ７のドラムに巻き付けられている。これにより、ウインチ７で吊り索６の巻き取り、巻出しを行うことで、デフレクター２を図５に示す水平状態から、図６に示す上方への回動状態に変化させることができるように構成されている。したがって、ウインチ７を電動とすることで、遠隔操作を行うこともできる。
【００３４】
本実施形態によれば、デフレクター２の基端２１がノズル本体１にヒンジ結合され、自由端２２が上方へ回動可能に構成され、ノズル本体１の噴射口１１の軸線とヒンジの回転軸Ａとが直交する構成としてあるので、ノズル本体１の噴射口１１から噴射する流体が受水面２３に衝突しても、デフレクター２の自由端２２を上方へ回動させる力は生じない。これにより、デフレクター２の回動機能を保持しつつ、全体の小型軽量化を図ることができる。また、このようにデフレクター２を回動させる力は生じないので、流体の噴射圧力を高圧力まで上げることも可能になる。
【００３５】
また、ノズル本体１に対するデフレクター２のヒンジの回転軸をノズル本体１の噴射口１１よりも連結部１２側へ位置させることで、デフレクター２の回動機能を保持しつつ、消泡ノズル装置１０全体の長さを短くして小型化を図ることができる。
【００３６】
また、ヒンジの回転軸を、ノズル本体１とデフレクター２とをヒンジ結合するボルトピン５で構成することで、ボルトピン５をデフレクター２にねじ込んで一体化し、ボルトピンの緩み防止構造とすることができる。
また、その下向き開口を含む噴射口部分に異物が存在しても、デフレクターを動かすだけで容易に除去することができる。
【００３７】
また、ノズル本体１及びデフレクター２を水平配置し、デフレクター２の自由端２２を上方へ回動させた際に、下向き開口２５が広がるように構成することで、デフレクター２をどこの回動位置に動かしても異物除去を容易に行うことができる。
【００３８】
図７は、本発明の実施形態２に係る一部断面側面図を示している。なお、この実施形態において、先の実施形態と基本的に同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。
【００３９】
この実施形態２では、デフレクター２の自由端２２の上部に、吊り索６の一端を通してそこへ結索するためのアイボルト状の結索孔２７を設けている。この実施形態２の消泡ノズル装置１０では、例えばデフレクター２を、あるいは全体を樹脂製とするのに好適な例を示している。
【符号の説明】
【００４０】
１  ノズル本体
１１  噴射口
２  デフレクター
２１  基端
２２  自由端
３  拡散噴射部
５  ボルトピン
６  吊り索
７  ウインチ
１０  消泡ノズル装置
Ａ  回転軸
【図１】
0005431528.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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