(57)【要約】      （修正有）【課題】ろ過機の内部にある仕切板の上面付近でろ材が硬化することを防止できるろ過機用ノズルと、そのようなノズルを有するろ過機とを提供する。【解決手段】上下向きの通孔１４ｂが複数配置された仕切板１４を胴体内部に有し、その上部にろ材１３を載せて使用されるろ過機１０にあって、ろ過機用ノズル１は、仕切板１４の通孔１４ｂに取り付けられ、上方からろ過水を通すとともに下方から逆洗用の洗浄水を送るものである。当該ノズル１は、通孔１４ｂに接続されて仕切板１４の上に出る縦向きの筒状部２と、当該筒状部２の上端を塞ぐ端部閉塞部２ｂと、上記筒状部２の側面に形成されて上記洗浄水の水平向きの噴出を可能にする複数の開口２ａとを有し、端部閉塞部２ｂの下面に、下方に頂部を有し上方にすそ野２ｄを有する下向き突出部２ｃが形成されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
上下向きの通孔が複数配置された仕切板を胴体内部に有し、その上部にろ材を載せて使用されるろ過機にあって、上記仕切板の通孔に取り付けられ、上方からろ過水を通すとともに下方から逆洗用の洗浄水を送るろ過機用ノズルであって、
上記通孔に接続されて仕切板の上に出る縦向きの筒状部と、当該筒状部の上端を塞ぐ端部閉塞部と、上記筒状部の側面に形成されて上記洗浄水の水平向きの噴出を可能にする複数の開口とを有し、端部閉塞部の下面に、下方に頂部を有し上方にすそ野を有する下向き突出部が形成されていることを特徴とするろ過機用ノズル。
【請求項２】
上記筒状部の横断面が円形であり、上記の開口が当該筒状部に周方向に間隔をおいて複数形成された縦長のスリットであり、上記の下向き突出部が円錐形状のものであることを特徴とする請求項１に記載のろ過機用ノズル。
【請求項３】
上記開口の上縁部内面が上記筒状部の内側から外側にかけて水平に形成されていて、
上記の下向き突出部のうち上方のすそ野が、表面の傾き角を連続的に変化させて当該開口の上縁部内面に連続するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のろ過機用ノズル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のろ過機用ノズルを仕切板に取り付けられていることを特徴とするろ過機。
【請求項５】
上記の仕切板が平らであり、仕切板の上面のうち上記ノズルが取り付けられていない外周部を覆って内側を下に向けた傾斜面が、当該仕切板の上に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のろ過機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
請求項の考案は、水などの液体をろ過するろ材が胴体内部の仕切板上に充填されたタンク型のろ過機と、そのようなろ過機に取り付けて使用されるろ過機用ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なろ過機１０”の全体図を図４に示す。ろ過機１０”では、ろ過機本体１１の胴体部分１２の内側に平らな仕切板（ノズル板またはフィルター板ともいう）１４が設置されている。その仕切板１４には、上下の向きに貫通する通孔が複数個形成されていて、各通孔に、原水（処理すべき液体）の通水孔（スリット等）を有するノズル１”が取り付けられている。ノズル１”（および通孔）の数は、たとえば、１時間あたりの処理水量が１０トン程度のろ過機であれば３０〜４０個前後であるのが一般的である。そして仕切板１４の上に、原水を処理するための、天然石等からなる粒状のろ材１３が（一般的にはろ床材とともに）充填されている。
【０００３】
ろ過機本体１１内の上部には原水供給配管１６ａが設けられている。原水は、原水水源からこの配管１６ａを経てろ過機本体１１内に流入する。ろ過機本体１１内で原水が下方に流れる間に、原水中の不純物がろ材１３にてろ過される。処理された原水はろ過水（処理水）としてノズル１”の通水孔を通過し、ろ過機１０”の下部に設けられたろ過水回収口１７から配管１７ａへ流出する。
【０００４】
ろ材の洗浄は、いわゆる逆洗（逆流洗浄）の方式で行われるのが普通であり、ろ過機１０”の下部にあるろ過水回収口１７から上向きに洗浄水をろ材１３内に送り込み、水流にてろ材１３を撹拌しながら洗浄する。洗浄後の水は、ろ過機１０”の上部の原水供給配管１６ａから排出させる。
【０００５】
ろ過機１０”の仕切板１４に取り付けられる上記のノズル１”は、したがって、ろ材１３の流出防止のためのフィルターとなりながらろ過水および洗浄水の通過口として機能することになる。ノズル１”としては種々のものがあるが、従来、図５に示す形式が一般に広く採用されている。すなわち、中空の円錐台形状を有する縦向きの本体部分２”と、ネジを介して仕切板１４の通孔に取り付けられる取付け部３とを主要部とするものである。本体部分２”には、円錐台の側面部分に沿って縦長のスリット（通水孔）２ａが複数形成され、円錐台の最上部には閉塞部２ｂがあって上端部を塞いでいる。スリット２ａを有するとともに本体部分２”と取付け部３とが連続した中空部４を有するために、上記のように上方からろ過水を通すとともに下方から逆洗用の洗浄水を通すことができる。
【０００６】
図４に例示した形式のろ過機については、たとえば下記の文献に記載がある。
【特許文献１】実用新案登録第３０９０４０７号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
図４のようなろ過機１０”において図５の形式のノズル１”を使用する場合、仕切板１４の上面付近でろ材の粒同士が固着し硬化してしまうことがある。原水中に鉄分・マンガンなどのさびやすい成分や、カルシウム・マグネシウム等の硬度成分（結晶化しやすい成分）が含まれている場合などに、原水が停滞する箇所においてろ材の固着が生じるのである。図５中の符号ｘは、そのようにしてできた硬化ろ材である。
【０００８】
かかるトラブルを防止するためには、逆洗の際、仕切板の上面部分を含めてろ過機本体内の全域に洗浄水を強く流すのが好ましいが、図５のようなノズル１”において下方から洗浄水を送る場合には、洗浄水が仕切板１４の上面付近には流れにくい。本体部分２”が円錐台形状になっていること等に起因して、スリット２ａを経て噴出する水流が斜め上方を向いてしまい（図中の矢印はその水流を表す）、仕切板１４の上面付近には流れが形成されがたいのである。そのため、逆洗の流れが停滞しやすい仕切板１４の上面付近においてろ材１３等の固着が生じることとなる。
【０００９】
ろ材が固着すると、固着部分が次第に拡大して硬化するのが一般的であり、容易にはそれを取り除くことができなくなる。硬化したろ材のために一部のノズルにおいてスリットが詰まってしまうことがあり、ろ過水を円滑に通過させることが困難になる等の不都合も発生する。
【００１０】
請求項の考案は、仕切板の上面付近でのろ材の硬化を防止するうえで好ましいろ過機用ノズルと、そのようなノズルを有するろ過機とを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載のろ過機用ノズルは、
・  上下向きの通孔が複数配置された仕切板を胴体内部に有し、その上部にろ材を載せて（活性炭等の吸着材を載せる場合を含む）使用されるろ過機にあって、上記仕切板の通孔に取り付けられ、上方からろ過水を通すとともに下方から逆洗用の洗浄水を送るろ過機用ノズルであって、
・  上記通孔に接続されて仕切板の上に出る縦向きの筒状部と、当該筒状部の上端（取付け状態での上端）を塞ぐ端部閉塞部と、上記筒状部の側面に形成されて上記洗浄水の水平向きの噴出を可能にする複数の開口（円形もしくは多角形の孔、またはスリット）とを有し、端部閉塞部の下面に、下方に頂部を有し上方にすそ野（水平横断面の面積が頂部に比べて広くなった部分）を有する下向き突出部が形成されていることを特徴とする----ものである。
【００１２】
このようなノズルを使用すると、仕切板の上面付近においてろ材等の固着することが効果的に防止される。逆洗用の洗浄水を下方から送るとき、ノズル内を通る洗浄水が上記の開口から水平方向にも噴出し、したがって仕切板の上部に逆洗の流れが形成されるからである。洗浄水が上記開口から水平方向に噴出する理由は、仕切板の上には縦向きの筒状部（円錐等とは違って側面が傾斜していない筒状の部分）が出ており、その側面に、水平向きの噴出を可能にする開口（縦長に形成されたスリットや、水平向きに延びた孔など）が設けられている点にある。
【００１３】
筒状部の上端に端部閉塞部があると、筒状部の内側を上向きに流れてきた洗浄水の向きを強制的に水平に転換することができるが、通常は、その転換が急激すぎるために洗浄水の勢いが失われがちである。ノズルの内側においてこうして洗浄水の勢いが低下すると、開口を出てろ過機本体内へ噴出する際の流速が衰えて逆洗の効果が低下する。しかし、この請求項のノズルでは、そのようなデメリットを抑制するための構成も採用されている。
すなわち、端部閉塞部の下面に、下方に（つまり筒状部の内部に入る位置に）頂部を有し上方に（つまり端部閉塞部の下面付近に）すそ野を有する下向き突出部が形成されているのである。このような突出部があると、筒状部を上向きに流れてきた洗浄水は、突出部の側面に沿って水平寄りに向きを変えたうえで上記の開口から噴出する。端部閉塞部の下面が平坦である場合とは違って、上向きの流れがほとんどせき止められることなく水平に向きを変えることになるので、洗浄水の勢いが低下せず、したがって逆洗の効果も十分に発揮される。十分な逆洗が行われると、ろ材を長期間使用できて良質のろ過水が得られるなど、ろ過機が好ましい性能を発揮できることは言うまでもない。
【００１４】
請求項２に記載のろ過機用ノズルは、とくに、上記筒状部の横断面が円形であり（つまり筒状部が円管状であり）、上記の開口が当該筒状部に周方向に間隔をおいて複数形成された縦長の（つまり上下方向に長い）スリットであり、上記の下向き突出部が円錐形状（ほぼ円錐形状のものを含む）のものであることを特徴とする。図１（ａ）・（ｂ）に示すノズル１は、この請求項のろ過機用ノズルの一例である。
【００１５】
このようなノズルを使用すると、請求項１のノズルについて述べたように洗浄水について水平向きの流れがスムーズに形成され（図１（ｂ）中に流れを細線で示す）、仕切板の上部でのろ材等の固着が防止されるとともに、洗浄水による逆洗の効果が十分にもたらされる。筒状部が円管状であって上記の開口も周方向に複数形成されることから、洗浄水の噴出が全周において全方向的に行われ、したがって、ろ材等の固着防止や逆洗に関する効果をろ過機本体内に均一にもたらすうえで有利である。
【００１６】
請求項３に記載のろ過機用ノズルは、さらに、上記開口（筒状部において高さを異にして開口がある場合には最上部の開口）の上縁部内面が上記筒状部の内側から外側にかけて水平に形成されていて、上記の下向き突出部のうち上方のすそ野が、表面の傾き角を連続的に変化させて当該開口の上縁部内面に連続するものであることを特徴とする。図３に示すノズル１’は、この請求項のろ過機用ノズルの一例である。
【００１７】
このノズルでは、上記開口の上縁部内面が上記筒状部の内側から外側にかけて水平に形成されているため、逆洗用の洗浄水を水平に噴出させて仕切板の上部に送るうえで有利であり、仕切板上でのろ材等の固着を防ぐ意味でとくに好ましい。しかも、下向き突出部における上方のすそ野が、上記のとおり表面の傾き角を連続的に変化させて当該開口の上縁部内面（水平向き）に連続していることから、筒状部を上向きに流れる洗浄水が極めてスムーズに向きを変えたうえ、上記の開口から水平向きに勢いよく噴出する、という利点がある。
なお、請求項１〜３のろ過機用ノズルは、仕切板を有しないろ過機（たとえばろ過水回収と洗浄水供給とを行う配管をろ過機内に延ばし、その配管の側面に直接にノズルを取り付けたもの）に使用することも可能である。その場合、ノズルを取り付けている部分（配管表面など）にろ材等の固着を生じさせにくいという効果をもたらす。
【００１８】
請求項４に記載のろ過機は、上記いずれかの請求項に記載のろ過機用ノズルを仕切板に取り付けられていることを特徴とする。
こうしたろ過機には、仕切板の上部においてろ材等の固着が生じにくいうえ、洗浄水によるろ過機本体内の逆洗が強く効果的に行われるという利点がある。
【００１９】
請求項５に記載のろ過機は、さらに、上記の仕切板が平らであり、仕切板の上面のうち上記ノズルが取り付けられていない外周部を覆って内側を下に向けた傾斜面が、当該仕切板の上に形成されていることを特徴とする。図２に示すろ過機１０は、この請求項のろ過機の一例である。
【００２０】
ろ過機における仕切板と胴体部分との接合部（隅の部分）は、図４の例のように直角になっているとそこに原水が停滞し、ろ材の粒同士が固着し硬化してしまいやすい。逆洗用の洗浄水も、このような隅の部分には強くは流れにくいので、固着が進行しやすい。それに対し、この請求項に記載のとおり、内側を下に向けた傾斜面が仕切板の上面のうち外周部に設けられていると、上記した隅の部分が直角にはならないため、そこに原水が停滞しにくく、また逆洗の水も流れやすい。したがって、この請求項のろ過機では、仕切板の上面付近にも、仕切板と胴体部分との接合部付近にもろ材等の固着が発生しがたいことになる。
なお、上記の傾斜面はノズルが取り付けられていない外周部に形成されるので、ノズルと傾斜面とがたとえば１０ｍｍ前後以内にまで接近して配置されることはない。ノズルから噴出する逆洗用の洗浄水が至近距離から傾斜面に当たると傾斜面が激しく摩耗する恐れがあるが、この請求項のろ過機ではそのような不都合が避けられる。仕切板が平らであるため、仕切板の全体を漏斗状に傾斜したものにする場合に比べて製造コストが抑制されるというメリットもある。
【考案の効果】
【００２１】
請求項１に記載のろ過機用ノズルによれば、逆洗用の洗浄水がノズル内を通って水平方向にも噴出するため、仕切板の上面付近でろ材等が固着することが効果的に防止される。逆洗用洗浄水の勢いが低下せず、したがって逆洗の効果が高いという利点もある。
【００２２】
請求項２に記載のろ過機用ノズルでは、さらに、洗浄水の噴出が全周的に行われ、したがって、ろ材等の固着防止や逆洗に関する効果がろ過機本体内で均一にもたらされる。
請求項３に記載のろ過機用ノズルならさらに、洗浄水が開口から水平向きにとくに勢いよく噴出するという利点がある。
【００２３】
請求項４に記載のろ過機によれば、仕切板の上部においてろ材等の固着が生じにくいうえ、洗浄水によるろ過機本体内の逆洗が強く効果的に行われる。
請求項５に記載のろ過機なら、さらに、仕切板と胴体部分との接合部付近にもろ材等の固着が発生しがたい。傾斜面が摩耗しにくいうえ、製造コストの点でも有利である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、考案によるろ過機およびろ過機用ノズルにつき、図面に基づいて実施の形態を説明する。
図１はろ過機用ノズル１を示す図で、同（ａ）は側面図、同（ｂ）は縦断面図である。図２は、図１のノズル１を使用するろ過機１０を示す縦断面図であり、図３は、ろ過機１０に使用できる他のノズル１’を示す縦断面図である。
【００２５】
図２に示すように、ろ過機１０は、脚部のあるタンク状のろ過機本体１１の胴体部分１２にろ材１３が充填されたものである。胴体部分１２の内部には、その下方部分に、ろ材１３の支持および下方への流出防止を目的とする平たんなフィルター板１４（仕切板）を水平に取り付けている。ろ材１３は、粒状（粒径は０．８〜１．２ｍｍ程度）の天然石である。
【００２６】
フィルター板１４には、上下に貫通する通孔（穴）１４ｂを多数形成している。それぞれの通孔１４ｂには、ネジにて着脱可能に設置できるキャップ型のノズル（フィルター）１を取り付ける。内側に雌ネジを有するソケット（図示せず）を通孔１４ｂに固定し、そのソケットに対してノズル１を取り付けるのもよい。
ノズル１は、硬質の樹脂を射出成形して製造されるもの（ステンレスなど金属製のものでもよい）で、図１のように、中空円管状に形成された縦向き筒状部２の下にネジつきの取付け部３を有し、取付け部３から筒状部２にかけて中空部４がつながっている。筒状部２は、縦長のスリット２ａ（通水用の開口）を側部に等間隔で複数形成されていて、最上部を端部閉塞部２ｂによって塞がれている。スリット２ａは幅が約０．５ｍｍ、長さが約３０ｍｍで、これによりろ材１３とろ過水とを分離することができる。ノズル１は仕切板１４に対して取り外しができるので、詰まったり汚れたり破損したりした場合の洗浄や交換が容易に行える。
【００２７】
ろ過機本体１１は、図２のとおりその中央上部に原水供給口１６を備え、その最下部にはろ過水を回収するろ過水回収口１７を備えている。
原水供給口１６は、先端が上向きになるように接続され、その先端部に、傘状のガイド板１６ｂが先端部から間隔をあけた位置に設けられている。ガイド板１６ｂは、供給された原水を反射させて周囲に拡散させる作用と、ろ過機本体１１の最上部のマンホール１５から投入するろ材１３が原水供給口１６に入るのを防ぐ作用とを有している。ろ過の過程では、原水水源の原水が配管１６ａを通って原水供給口１６からろ過機本体１１内に送り込まれ、ガイド板１６ｂに反射して拡散し、ろ材１３にしみこんでいく。胴体部分１２の内部を原水が通過する間に、原水に含まれていた不純物をろ材１３が吸着する。ろ材１３の最下部に到達した原水は、フィルター板１４のノズル１に設けたスリット２ａを下方へ通過し、ろ過水（処理水）として、ろ過水回収口１７や配管１７ａを経てろ過機１０の外部に流出し回収される。
【００２８】
ろ過水回収口１７とそれに接続された配管１７ａは、洗浄水にてろ材１３を洗浄するいわゆる逆洗の過程では、外部から供給される洗浄水をノズル１を通してろ過機本体１１内（フィルター板１４の上）に流入させる経路として使われる。その際、洗浄水は原水よりも高圧で多量（ろ過処理量の約３倍）に送られるが、原水供給口１６とそれに接続された配管１６ａはその洗浄水を外部に排出するのに用いられる。
【００２９】
ろ材１３を充填した胴体部分１２の下部（フィルター板１４のすぐ上）にある開口１８は、交換等の目的でろ材１３をろ過機本体１１から排出するときに使用するものである。開口１８に付属する蓋（ブラインドフランジ）１８ａは、開口１８に対して着脱可能なもので、ろ材１３の排出作業を行うときには外せるようになっている。
【００３０】
図２のろ過機１０では、フィルター板１４の上面付近にろ材１３の固着が発生せず、しかも逆洗時の洗浄水の流れがスムーズとなるよう、ノズル１の形状に特殊な工夫を施している。すなわち、図１（ｂ）に示すとおり、筒状部２の上端にある端部閉塞部２ｂの下面（内面）に下向き突出部２ｃを一体に形成している。下向き突出部２ｃは、下方に頂点をもち上方にすそ野２ｄを有する逆向き円錐形状のものである。そして前記したスリット２ａについては、上縁部内面２ｅが下向き突出部２ｃのすそ野２ｄから段差なく連続するように形成している。
【００３１】
こうしたノズル１を使用すると、逆洗の際、フィルター板１４の下方から送られる洗浄水が、水平方向を含む横方向へスリット２ａから勢いよく噴き出す。取付け部３の内側から筒状部２内の中空部４を経て上向きに送られる洗浄水（図１（ｂ）にはその流れを模式的に細線で示している）が、端部閉塞部２ｂにおいて下向き突出部２ｃの作用でスムーズにその向きを水平寄りに変え、スリット２ａを通って横向きに噴出するからである。洗浄水は、端部閉塞部２ｂに当たってせき止められるということがなく、高流速でスムーズに側方へ噴出するため、フィルター板１４上でのろ材１３等の固着発生が効果的に防止されるわけである。
【００３２】
図２のろ過機１０ではさらに、フィルター板１４と胴体部分１２との間の隅の部分にろ材１３を固着させないための構成も採用している。すなわち、フィルター板１４の外周部に全周にわたって傾斜面１４ａを形成し、隅の部分を覆っている。傾斜面１４ａとしては幅５０ｍｍの鋼板（鋼帯。胴体部分１２やフィルター板１４と同様にステンレス鋼を使用する）を曲げ加工したものを用い、フィルター板１４と胴体部分１２の内周面との間に傾斜角が４５°になるよう取り付けて溶接する。フィルター板１４に取り付けるノズル１（および取り付け用の通孔１４ｂ）は傾斜面１４ａの範囲には設けず、最外周のノズル１の配置箇所が傾斜面１４ａの内周縁から１０ｍｍ以上離れるようにしている。なお、傾斜面１４ａの形成は、上記のように鋼板を使用するのに代えて、上記隅の部分にモルタルセメントを盛り付けることによっても実現できる。
【００３３】
このろ過機１０では上記した隅の部分に傾斜面１４ａがあるため、原水および洗浄水がその部分でもよどみ（停滞）を生じにくい。したがって、原水中に鉄分やマンガン等が含まれている場合にもその付近にさびが発生しがたく、またカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が含まれている場合にも結晶化が生じにくく、もって隅の部分でろ材の硬化することが防止される。
【００３４】
ろ過機１０のフィルター板１４に取り付けるノズルについては、図１のノズル１に代えて図３のようなノズル１’を使用するのもよい。図３のノズル１’は、図１のものと同様の材質でできた、やはりキャップ型のノズルであり、中空円管状に形成された縦向き筒状部２の下に中空のネジつき取付け部３を有している。筒状部２は、縦長のスリット２ａを側部に等間隔で複数形成され、最上部を端部閉塞部２ｂにより塞がれている。また、筒状部２の上端にある端部閉塞部２ｂの下面（内面）に、下方に頂点を有する下向き突出部２ｃを一体に形成している。
【００３５】
図３のノズル１’は以上の点では図１のノズル１と変わりがないが、スリット２ａの上縁部内面２ｅを水平にしたこと、および、下向き突出部２ｃから当該上縁部内面２ｅまでを滑らかな曲面でつないだことにつき特徴的である。つまり、下向き突出部２ｃにおいて下方の頂点から上方へとつづくすそ野２ｄを、段差が生じたり傾き角が不連続に変化したりすることのないよう、滑らかな曲面によって、スリット２ａの上縁部にある水平な内面２ｅに連続させたのである。
【００３６】
このノズル１’では、スリット２ａの上縁部内面が水平であるため、逆洗用の洗浄水を水平寄りに噴出させるうえで有利であり、仕切板上でのろ材等の固着をとくに効果的に防ぐことができる。また下向き突出部における上方のすそ野が、滑らかな面によってスリット２ａの上縁部に連続しているため、筒状部２を上向きに進んだのち側方へ向かう洗浄水の流れの変化がスムーズであって強い噴出が可能である。強い噴出が可能であると、その点でもろ材等の固着防止に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】考案によるろ過機用ノズル１を示す図で、図１（ａ）は側面図、同（ｂ）は縦断面図である。
【図２】図１のノズル１を使用するろ過機１０を示す縦断面図である。
【図３】ろ過機１０に使用できる、図１のもの以外のノズル１’を示す縦断面図である。
【図４】従来の一般的なろ過機１０”を示す縦断面図である。
【図５】従来の一般的なろ過機用ノズル１”を示す図面（中心線より左側は側面図であり、右側は縦断面図）である。
【符号の説明】
【００３８】
１・１’  ろ過機用ノズル
２  筒状部
２ａ  スリット（開口）
２ｂ  端部閉塞部
２ｃ  下向き突出部
２ｄ  すそ野
２ｅ  上縁部内面
１０  ろ過機
１１  ろ過機本体
１４  フィルター板（仕切板）
１４ａ  傾斜面
１４ｂ  通孔
【図１】
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【図２】
0003108365.tif 000004
【図３】
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【図４】
0003108365.tif 000006
【図５】
0003108365.tif 000007