(57)【要約】  【課題】 濾過装置において、スクリューコンベアの軸支部が磨耗しても、磨耗した部品を修理、交換することなく、磨耗を自動的に補償することによりがたを防止し、長期間に亘って安定した性能が維持できるようにする。  【解決手段】 濾過装置１は、粒状の濾過材１４の層を有する濾過槽２と、濾過槽２内に縦に配置された、下端部に開口４０を有する中空の洗浄槽３８およびこの洗浄槽３８内に配置されて濾過材１４を洗浄するスクリューコンベア３２とを有する。スクリューコンベア３２は、濾過槽２内に上方から垂下され、上部を駆動され、下端が濾過槽２または洗浄槽３８の下部に固設された軸支部６０により軸支された軸３４を有する。軸支部６０は、軸３４と軸支部６０との接触部における磨耗を補償する磨耗補償機構を有する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の濾過材の層を有する濾過槽と、該濾過槽内に縦に配置された、下端部に開口を有する中空の洗浄槽と、該洗浄槽内で前記濾過材を上方に搬送しつつ該濾過材を洗浄するスクリューコンベアと、前記濾過材の洗浄時に前記濾過材から剥離した汚濁物質を前記濾過槽の外部に排出する濁質排出手段とを備え、通常の濾過時に前記濾過槽内に導入され、前記濾過材により濾過された液体を該濾過槽の外部に排出する濾過装置において、
前記スクリューコンベアが、前記濾過槽内に上方から垂下され、上部を駆動され、下端が前記濾過槽または前記洗浄槽の下部に固設された軸支部により軸支された軸を有し、該軸支部が、該軸と前記軸支部との接触部における磨耗を補償する磨耗補償機構を有することを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
前記スクリューコンベアの前記軸の下端に凹部が設けられ、前記軸支部に前記凹部と係合する凸部材が設けられ、前記磨耗補償機構が、前記凸部材を前記スクリューコンベアに向けて常時ばね付勢するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】
前記凸部材の上部先端が円錐形であり、前記凹部が前記円錐形と略相補形であり、前記凸部材の先端に欠載部または前記凹部の中央に凹陥部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の濾過装置。
【請求項４】
前記洗浄槽が、前記濾過槽内に垂下されており、前記軸支部が前記洗浄槽の下端に取り付け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項記載の濾過装置。
【請求項５】
前記軸支部が、前記洗浄槽の下端の周囲に取り付けられるリングと、前記凸部材および該凸部材を付勢する前記ばねを保持する中央部と、該中央部および前記リングを連結する複数の連結棹とからなることを特徴とする請求項４記載の濾過装置。
【請求項６】
前記濾過材が活性炭であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭等の濾過材を使用して、水等の液体を濾過する濾過装置に関し、特に、濾過材の吸着機能や濾過機能を回復させるために濾過装置内のスクリューコンベアを回動させて濾過材の洗浄を行う濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
濾過装置を長期間使用すると、濾過装置の濾過タンク（濾過槽）内の濾過材（濾過砂、活性炭）が目詰まりし、効率的な濾過が行えなくなり、濾過された水等の質が悪化してしまう。このため、濾過材に付着した汚濁物質（濁質）を取り除いて、目詰まりを解消することが行われている。濾過材からこの汚濁物質を取り除く作業、所謂、洗浄作業は、工場の操業を効率よく行うためにできるだけ短時間に工数をかけず、また場所をとらずに行えることが望ましい。このため、濾過材を濾過タンクの外側に取り出すことなく、濾過タンク内に濾過材を収容したまま、短時間で効率よく洗浄できるよう濾過砂洗浄装置（濾過材洗浄機構）を濾過タンク内に設けることが考えられている。
【０００３】
従来、このような観点で考えられた濾過器として、槽体(濾過槽)内に揚送管（洗浄槽）を配置し、この揚送管内にらせん揚水機(スクリューコンベア)を回転可能に配置したものが知られている(特許文献１）。
【０００４】
この濾過器は、通常の濾過においては、原水が濾過砂を下方から上方に通過し、濾過された処理水（浄水）が濾過砂の上方で排出されるようになっている。また、濾過砂の洗浄時には、らせん揚水機が回転し、濁質を捕捉した濾過砂をらせん揚水機の下部から上昇させて、遠心分離作用により濁質を濾過砂から剥離させて洗浄している。洗浄された濾過砂は揚送管の上部の濾過砂排出口から排出され、再度槽体内に戻るように構成されている。らせん揚水機は、上部をモータにより駆動され、下端部が軸受により軸支されている。
【特許文献１】実開昭６３−９８７０４号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術の濾過器においては、らせん揚水機は、槽体の下端に設けられた孔にらせん揚水機の軸が挿入されて軸支されているので、この軸と孔の接触部が磨耗するとがたが生じる。その結果、らせん揚水機が円滑に回転しなくなったり、漏水等の問題が生じるおそれがある。
【０００６】
らせん揚水機の支持は、上方と下方の両側で支持する方が回転時のブレ、振動が生じにくい。しかし、周囲が濾過材という環境の中で、軸受が激しく磨耗することは避けられない。軸受が磨耗した場合、この軸受を簡単に修理、交換することができないという問題がある。また、修理交換する場合は、その間、濾過作業を中断しなければならない。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、スクリューコンベアの軸支部が磨耗しても、磨耗した部品を修理、交換することなく、磨耗を自動的に補償することによりがたを防止し、長期間に亘って安定した性能を維持する濾過装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の濾過装置は、粒状の濾過材の層を有する濾過槽と、濾過槽内に縦に配置された、下端部に開口を有する中空の洗浄槽と、洗浄槽内で濾過材を上方に搬送しつつ濾過材を洗浄するスクリューコンベアと、濾過材の洗浄時に濾過材から剥離した汚濁物質を濾過槽の外部に排出する濁質排出手段とを備え、通常の濾過時に濾過槽内に導入され、濾過材により濾過された液体を濾過槽の外部に排出する濾過装置において、
スクリューコンベアが、濾過槽内に上方から垂下され、上部を駆動され、下端が濾過槽または洗浄槽の下部に固設された軸支部により軸支された軸を有し、軸支部が、軸と軸支部との接触部における磨耗を補償する磨耗補償機構を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、スクリューコンベアの軸の下端に凹部が設けられ、軸支部に凹部と係合する凸部材が設けられ、磨耗補償機構が、凸部材をスクリューコンベアに向けて常時ばね付勢するよう構成することができる。
【００１０】
さらに、凸部材の上部先端は、円錐形であり、凹部が円錐形と略相補形であり、凸部材の先端に欠載部または凹部の中央に凹陥部が設けられていてもよい。
【００１１】
また、洗浄槽は、濾過槽内に垂下されており、軸支部が洗浄槽の下端に取り付けられていてもよい。
【００１２】
そして、軸支部は、洗浄槽の下端の周囲に取り付けられるリングと、凸部材および凸部材を付勢するばねを保持する中央部と、中央部およびリングを連結する複数の連結棹とから構成されてもよい。
【００１３】
また、濾過材は、活性炭とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の濾過装置は、粒状の濾過材の層を有する濾過槽と、濾過槽内に縦に配置された、下端部に開口を有する中空の洗浄槽と、洗浄槽内で濾過材を上方に搬送しつつ濾過材を洗浄するスクリューコンベアとを備え、このスクリューコンベアが、濾過槽内に上方から垂下され、上部を駆動され、下端が濾過槽または洗浄槽の下部に固設された軸支部により軸支された軸を有し、軸支部が、軸と軸支部との接触部における磨耗を補償する磨耗補償機構を有するので次の効果を奏する。
【００１５】
即ち、スクリューコンベアの軸支部が磨耗しても、軸支部が磨耗を自動的に補償するので、磨耗した部品を修理、交換することなく、軸と軸支部との間のがたを防止し、長期間に亘って安定した性能を維持することができる。
【００１６】
また、スクリューコンベアの軸の下端に凹部が設けられ、軸支部に凹部と係合する凸部材が設けられ、磨耗補償機構が、凸部材をスクリューコンベアに向けて常時ばね付勢するよう構成されている場合は、凸部材が磨耗しても、凸部材は常にばねにより凹部に付勢されているので、磨耗が進行しても常に適切に軸支状態を維持することができる。
【００１７】
さらに、凸部材の上部先端が円錐形であり、凹部が円錐形と略相補形であり、凸部材の先端に欠載部または凹部の中央に凹陥部が設けられている場合は、凸部材の先端が磨耗しても、相補形の凹部内に常に適切に軸支されるとともに、スクリューコンベアの軸心を常に所定の位置に維持することができ、振動、ブレが生じるおそれがない。
【００１８】
また、洗浄槽が、濾過槽内に垂下されており、軸支部が洗浄槽の下端に取り付けられている場合は、洗浄槽とスクリューコンベアとがユニット化でき、濾過装置の組み立て補修が容易となる。
【００１９】
そして、軸支部が、洗浄槽の下端の周囲に取り付けられるリングと、凸部材および凸部材を付勢するばねを保持する中央部と、中央部およびリングを連結する複数の連結棹とから構成されている場合は、洗浄槽の下端に、濾過材を引き込むための十分な開口を確保できる。また、洗浄槽の下端開口をリングにより補強して濾過材の圧力による洗浄槽の変形を防止できるとともに、スクリューコンベアの軸と洗浄槽を常に同軸に維持することができる。従って、スクリューコンベアと洗浄槽が長尺であっても、スクリューコンベアと洗浄槽の内面との間隔が常に一定に維持されるので、スクリューコンベアの回動時に互いに接触することが防止できる。
【００２０】
また、濾過材が活性炭である場合は、塩素や、有機物などを吸着することができ、特に厚い層にすることができ、また適宜洗浄されるので、活性炭としての機能を十分発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の濾過装置の好ましい実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の濾過装置の実施形態を示す縦断面図である。以下、図１を参照して濾過装置１の概略について説明する。
【００２２】
濾過装置１は、図１に示すように、上下が閉鎖された略円筒形の濾過槽２と、この濾過槽２の内側の下部に上下に間隔をおいて水平に配置された金網（濾床）５０および濾床板（濾床）４と、濾過槽２の湾曲した上壁２０に取り付けられた濾過材洗浄機構（以下、単に洗浄機構という）６とを有する。この洗浄機構６は、後述するモータ２６、減速機構部２７、台座２８、洗浄槽３８およびスクリューコンベア３２を含む。さらに、洗浄機構６は、濁質排出手段としての浄水出口管４６および原水注入管５６も含む。
【００２３】
濾過槽２には、４本の支持脚８（図１では１本のみを示す）が取り付けられており、これによって、濾過槽２が床面１０上に設置される。濾床板４は、濾過槽２の湾曲した底壁９から上方に離隔して設けられており、この濾床板４には、濾過された液体（濾水）を集水して下方に通過させる複数の集水部即ちストレーナ１２が設置されている。
【００２４】
前述の金網５０上には、原水注入管５６から注入された原水を濾過するための活性炭（濾過材）１４の層が配される。金網５０は、活性炭１４が下方に落下しにくいように、活性炭１４の砂粒よりも概ね小さいメッシュ（網目）を有する。この活性炭１４は、約１０メッシュから３２メッシュの粒径を有する。なお、このメッシュを単位として表される粒径は、２５．４ｍｍを分割する数でその大きさを表す。即ち、概ね１０メッシュは２５．４ｍｍを１０分割し、３２メッシュは同様に３２分割して得られる粒径を表す。
【００２５】
金網５０と濾床板４との間の空間５２には、活性炭１４より大きい直径の砂利（濾過材）５４の層（支持層）が配置される。この砂利５４は、活性炭１４を支持する支持材として使用される。砂利５４の層は、上部が金網５０により覆われており、活性炭１４の層の方に移動することができないので、不陸が生じることがなく、水流が分散されて均一な濾過が可能となる。本実施形態の場合、濾過槽２の高さは約３．５ｍ、直径は約１．６ｍであり、空間５２の高さは約１９ｃｍに設定されている。
【００２６】
本発明において濾過槽２が比較的長いのは次の理由による。即ち、濾過材として使用される活性炭１４は、吸着によって塩素や有機物質等を除去するため、活性炭と処理する水(液体)とが接触する時間を十分とる必要があり、また、一般的に断面積が大きな活性炭吸着装置（濾過装置）よりも設置場所をとらない省スペース型の濾過装置が要求されていることによる。このため、濾過槽２の断面積を小さくして濾過装置１を設置したときの床面１０の占有面積を少なくし、その代わりに活性炭層を厚くすることによって接触時間を長くしている。また、流速を遅くして接触時間を長くすることも同時に行われている。
【００２７】
一般的に、濾過材の層が比較的薄い場合は、スクリューコンベアも短い寸法でよいので、スクリューコンベアの上部の駆動側で支持するだけでもスクリューコンベアの振動、ぶれ等の問題は生じにくい。しかし、上述の理由で濾過材として活性炭を使用して濾過材の層を厚くするとスクリューコンベアの長さもそれに対応して長くする必要がある。その結果、スクリューコンベアが回転時に軸ブレし易くなり、内筒すなわち洗浄槽と接触する等の障害が発生するおそれが大きくなる。そのため、本発明では、長尺のスクリューコンベア３２の下端４４を軸支する構造を採用している。この軸支の態様については後述する。
【００２８】
濾過槽２の上壁２０の中央部には、円形の取付口２２が形成されており、この取付口２２に洗浄機構６がボルト（図示せず）により取り付けられている。取付口２２の周縁は、取付用のリム２４に形成されている。従って、ユニットとして濾過槽２に取り付けられた洗浄機構６は、ボルトを外すことによってリム２４から取り外すことができる。リム２４上には、モータ２６および減速機構部２７を取り付けた台座２８が取り付けられている。この台座２８には、複数の軸受３０を有する保持部３６が形成されており、これらの軸受３０によりスクリューコンベア（洗浄手段）３２の軸３４が、ぶれなく回転自在に支持されている。なお、モータ２６および減速機構部２７を駆動部という。
【００２９】
次に、この洗浄機構６について詳細に説明する。洗浄機構６の円筒形即ち筒状体の洗浄槽３８は、上部に円板状の取付壁２９を有する。そして、取付壁２９が台座２８とともにリム２４にボルト２５(図中１本のみを示す)により取り付けられている。このようにして、洗浄槽３８の上部がリム２４に取り付けられると、洗浄槽３８の略全体が濾過槽２の上部から垂下している構成となる。
【００３０】
図１に示すように洗浄槽３８の下部には、下方に開放した円形の下部開口４０と、側方に開放した複数の開口６２が形成されている。また、洗浄槽３８の上部には洗浄槽３８の外周に沿って所定間隔で形成された複数の上部開口４２が形成されている。この上部開口４２は上下２段に形成されている。下部開口４０は活性炭１４の中に位置するように、活性炭１４との位置関係が決められている。この洗浄槽３８の内側には、スクリューコンベア３２が配置されている。スクリューコンベア３２の軸３４は、比較的小径の縮径部３４ａと、直径の大きい大直径部３４ｂから構成されている。
【００３１】
軸３４は、継手４９を介してモータ２６と連結されている。軸３４に強度を持たせるための大直径部３４ｂは、中空のパイプ状になっており、下端４４は閉鎖されている。下端４４は球面状に形成されているので、スクリューコンベア３２を回動させて活性炭１４を洗浄するときに渦を生じないようにして、下端４４と接触する活性炭１４を不必要に攪乱することが防止できる。この下端４４の形状については後述する。軸３４の大直径部３４ｂには、螺旋形のスクリューの羽根部４３が形成されている。羽根部４３は軸３４の下端４４近傍に至るまで形成されている。なお、羽根部４３は、図示しない複数のステーを介して軸３４に離隔した状態で取り付けられている。また、羽根部４３の外縁は、洗浄槽３８の内周面との間に僅かにギャップを形成して配置されている。
【００３２】
スクリューコンベア３２が洗浄槽３８内に配置されると、図１に示されるように、羽根部４３の上端は、下段の上部開口４２の下縁４２ａ近傍に位置する。また、スクリューコンベア３２の下端４４は、洗浄槽３８の下部開口４０近傍に位置する。スクリューコンベア３２の下端４４は、洗浄槽３８の下端に取り付けられた軸支部６０により回動可能に支持されている。この軸支の態様については後述する。
【００３３】
次に、濾過槽２の外部に付属する部品について説明する。濾過槽２の湾曲した底壁９の中央には、下方に延びる浄水出口管４６が取り付けられており、活性炭１４、金網５０、砂利５４、ストレーナ１２を経て濾床板４を通過した浄化された液体が、この浄水出口管４６を通って濾過槽２の外部に送出される。ストレーナ１２には、砂利５４より小さな図示しないスロットが形成されている。空間５２に対応する、濾過槽２の外壁に取り付けられているのは、洗浄水噴射管（液体噴射部）５８である。洗浄水噴射管５８は、濾過槽２の外壁に対し角度を付けて、濾過槽２の外周に沿って等間隔に４カ所取り付けられている。洗浄水噴射管５８の数量は、濾過槽２のサイズ等に応じて増減してもよい。この洗浄水噴射管５８の機能については後述する。
【００３４】
次に、本発明の特徴である軸支部６０の詳細について、図２および図３を参照して説明する。図２は、図１の濾過装置１の軸支部６０の周辺部を部分的に拡大して示す部分拡大断面図、図３は、洗浄槽３８の底部の拡大底面図をそれぞれ示す。なお、図３では、羽根部４３は省略している。洗浄槽３８は、下部側方に等間隔に４つの開口６２(図２では２つだけ見える）が形成されている。円筒形の洗浄槽３８の下端には、円形のフランジ６４が洗浄槽３８の下縁の円周に沿って形成されている。このフランジ６４の内側は洗浄槽３８の内部に通じる円形の開口４０になっている。フランジ６４には、下向きに６つのねじ孔６８が等間隔に形成されている。
【００３５】
また、スクリューコンベア３２の軸３４の下端には孔７２が形成され、この孔７２に円柱形のブロック７０が溶接されて取り付けられている。このブロック７０の詳細については後述する。フランジ６４に取り付けられている軸支部６０は、リング７４と、スクリューコンベア３２の軸３４を支承する軸支ブロック(中央部)７６と、この軸支ブロック７６とリング７４を連結する６本の等間隔に配置された断面円形の連結棹７８とを有する。これらリング７４、軸支ブロック７６および連結棹７８は、例えば、ステンレス鋼等の金属から形成される。
【００３６】
これらの連結棹７８は、リング７４と軸支ブロック７６に溶接されている。リング７４は、フランジ６４に対応した直径を有し、フランジ６４のねじ孔６８に対応して６つのねじ孔８０を有する。軸支部６０は、ねじ８２がこれらねじ孔６８、８０に螺入されて洗浄槽３８の下端に取り付けられる。
【００３７】
次に軸支部６０について、図４から図６を参照してさらに詳細に説明する。図４は、軸支ブロック７６の拡大縦断面図、図５は軸支ブロック７６の拡大平面図である。また、図６は、軸支ブロック７６に取り付けられる部材を示し、図６（ａ）は芯押しピンの拡大正面図、図６（ｂ）は芯押しピンの拡大平面図、図６（ｃ）はばね押さえ部材の拡大正面図をそれぞれ示す。
【００３８】
まず図４および図５を参照して説明する。軸支ブロック７６は、円柱状を呈しており、側面に前述の連結棹７８が挿入されて溶接される円形穴８４が、等間隔に６つ穿設されている。そして円柱の軸心と同心に上下に貫通する貫通孔８６が形成されている。貫通孔８６は、複数の領域に区画されており、下方から大径のねじ部８６ａ、このねじ部８６ａとほぼ同じ内径の中間孔８６ｂ、中間孔８６ｂより小直径の通過孔８６ｃ、この通過孔８６ｃよりさらに小直径の上部孔８６ｄから構成されている。
【００３９】
中間孔８６ｂと通過孔８６ｃの境界には、環状の下向きの段部８８が形成されている。また、上部孔８６ｄには、貫通孔８６の長手方向に沿うキー溝９０が形成されている。これらの各領域は、すべて貫通孔８６の軸心(図示せず)に同心に形成されている。また、軸支ブロック７６の側面７６ａの下部からねじ部８６ａに直交するねじ孔９２が形成されている。
【００４０】
次に、軸支ブロック７６に取り付けられる前述の芯押しピン(凸部材)９４およびばね押さえ部材９８について説明する。なお、図７を合わせて参照して説明する。図７は、軸支部６０をスクリューコンベア３２の軸３４とともに示す拡大部分断面図である。芯押しピン９４は、例えば、砲金等のステンレス鋼より低硬度の金属から形成される円柱状の部材である。この芯押しピン９４は、上部から略円錐形の先端部９４ａ、円柱形の上部９４ｂ、上部９４ｂより大直径の中間部９４ｃ、円板状のフランジ９４ｄおよび中間部９４ｃより小直径の下部９４ｅを有する。中間部９４ｃには、芯押しピン９４の長手方向に沿うキー溝９６が形成されている。このキー溝９６は、前述の軸支ブロック７６のキー溝９０に対応するものである。
【００４１】
図６（ｃ）に示すばね押さえ部材９８は、ステンレス鋼等の金属から形成される概ね円柱状の部材である。このばね押さえ部材９８は、上部に軸支ブロック７６のねじ部８６ａに螺合する雄ねじ１００を有するとともに、下面に、スクリュードライバのような工具と係合する係合溝１０２を有する。
【００４２】
これら芯押しピン９４およびばね押さえ部材９８が、支持ブロック７６に取り付けられた状態を図７を合わせて参照して説明する。芯押しピン９４を、軸支ブロック７６の貫通孔８６に下方から挿入すると、先端部９４ａおよび上部９４ｂは、軸支ブロック７６の上面７６ｂから突出し、中間部９４ｃは貫通孔８６の上部孔８６ｄ、通過孔８６ｃに位置し、フランジ９４ｄおよび下部９４ｅは中間孔８６ｂに位置する。そして、芯押しピン９４は、圧縮コイルばね１０４を介して、芯押しピン９４を下方からばね付勢する。このときフランジ９４ｄは貫通孔８６の段部８８に当接して上方への移動を阻止されるので、芯押しピン９４が支持ブロック７６から上方へ抜け出ることはない。
【００４３】
そして、ねじ孔９２には、止めねじ１０６が螺入され、止めねじ１０６の先端が、ばね押さえ部材９８の下部９８ａに当接して、ばね押さえ部材９８の回転を阻止する。すなわち、ばね押さえ部材９８が回転して上下に移動することが阻止される。また、前述のキー溝９０および９６は整列されて、キー部材１２２が整列された両キー溝９０および９６に挿入され、両キー溝９０および９６の整列状態が維持される。即ち、芯押しピン９４が、支持ブロック７６内で回動することが防止される。キー部材１２２で芯押しピン９４を回動不能にし、また、止めねじ１０６でばね押さえ部材９８を固定する理由は、次のとおりである。即ち、芯押しピン９４が回動すると、この芯押しピン９４がばね押さえ部材９８を回動させ、その結果、ばね押さえ部材９８が脱落したり、芯押しピン９４の位置が低下したりするおそれが生じることによる。
【００４４】
次に、軸支部６０と係合するスクリューコンベア３２の軸３４のブロック７０について、図８を参照して、さらに詳細に説明する。図８は、ブロック７０の拡大縦断面図である。ステンレス鋼等の金属から形成された円柱状のブロック７０は、下面７０ａから軸３４の軸心と同心に軸受穴(凹部)１１０が穿設されている。軸受穴１１０は、芯押しピン９４の上部９４ｂを受容する大径部１１２と、この大径部１１２から内方に収束しながら延びるテーパ部１１４と、このテーパ部１１４からさらに内方に延びる凹陥部１１６とを有する。
【００４５】
大径部１１２には、その軸線方向の中間に大径部１１２よりさらに大径の環状のシール受け溝１１８が形成されている。シール受け溝１１８には、リング状のオイルシール１２０(図７)が配置される。前述のテーパ部１１４は、芯押しピン９４の先端部９４ａのテーパと同じ傾斜のテーパとなっている。従って、軸受穴１１０は芯押しピン９４の先端部と略相補形である。
【００４６】
芯押しピン９４の先端部と、軸受穴１１０とが係合すると、９４ｂはオイルシールによってシールされ、微小な濾過材１４が進入しないようになっている。また、凹陥部１１６は先端部９４ａの先端の逃げとなっている。ブロック７０と芯押しピン９４が係合すると、芯押しピン９４は、上方からの荷重を受けて僅かに下降する。従って、芯押しピン９４のフランジ９４ｄは、貫通孔８６の段部８８から下方に離隔し、且つ上方にばね付勢された状態に維持される。この離隔した距離は、磨耗を補償することができる寸法となる。
【００４７】
このように構成された濾過装置１の濾過作用について、再び図１を参照して、概略説明する。通常の濾過においては、原水が、原水注入管５６から濾過槽２内に注入される。原水は活性炭１４に浸透するとともに、上部開口４２からも洗浄槽３８内に進入して洗浄槽３８内の活性炭１４に浸透し、洗浄槽３８内においても濾過ができるようになっている。
【００４８】
活性炭１４を通過し、塩素や有機物質等が吸着され、濾過された水は、金網５０を通過して砂利５４の層に浸透し、ストレーナ１２を経て濾床板４を通過して、濾過槽２の下部の浄水出口管４６から外部に送出され使用に供される。
【００４９】
次に、長期間使用して活性炭１４に目詰まりが生じたときの、活性炭１４の洗浄方法について説明する。まず最初に、浄水出口管４６から浄水を逆流させ、砂利５４を経て活性炭１４中に浄水を噴出させて活性炭１４を浮遊させる。これにより、モータ２６を起動する際のモータ２６への負荷が低減される。
【００５０】
次に、モータ２６が駆動されて、スクリューコンベア３２が回転すると、スクリューコンベア３２の羽根部４３により、活性炭１４が開口４０、６２から吸い込まれて洗浄槽３８内に押し上げられる。このときのスクリューコンベア３２の回転速度は、濾過槽２の容量やスクリューコンベア３２の羽根部４３の直径等によって最適な速度、例えば１００〜４００回転/分の範囲で選択されるが、この速度の範囲外でもよい。この洗浄作業は、例えば、２〜３日に１回行われ、また各回につき約１分間位行われるが、濾過槽２のサイズや目詰まり（吸着能力の低下）の程度によって、洗浄の間隔、洗浄時間を任意に変えてもよいことは勿論である。
【００５１】
スクリューコンベア３２の回転の初期の段階では、前述の浄水の逆流が継続される。この理由は、スクリューコンベア３２を逆流洗浄状態で回転させることによって、洗浄槽３８の外側の活性炭１４と、洗浄槽３８の内側の活性炭１４が、スクリュー３２の遠心力により容易に混ざり合い、且つ移動することで全体の活性炭１４が満遍なく洗浄されるからである。浄水の逆流は、その後、流速を落として、集水部に汚れが落ち込まない程度に非常にゆっくりとした速度で継続される。また、スクリューコンベア３２も、濾過砂１４の洗浄のために回転が継続される。
【００５２】
押し上げられた活性炭１４の粒子同士は、羽根部４３の回転により互いにこすれあってもみ洗いされつつ上昇し、上部開口４２から洗浄槽３８外に排出される。このとき、活性炭１４が水面上に落下したときの衝撃で、濁質が活性炭１４から剥離することが促進される。落下した活性炭１４は、洗浄時間の経過に従って下降し、再び羽根部４３により洗浄槽３８内に押し上げられてもみ洗いされる。このようにして、活性炭１４は洗浄槽３８内で洗浄が繰り返されて汚濁物質が剥離される。
【００５３】
洗浄が完了すると、スクリューコンベア３２の回転が停止される前に、浄水出口管４６から再度浄水を逆流させて、すすぎ作業が行われる。このすすぎ作業は、スクリューコンベア３２の停止後も、引き続き継続される。浄水出口管４６から逆流した液体は、濾床板４のストレーナ１２のスロットから砂利５４の層に噴出し、さらに金網５０を通過して活性炭１４の層に上昇する。このとき、金網５０近傍の活性炭１４、５４の濁質は、逆洗水流により容易に除去される。また、ストレーナ１２に詰まった濁質も、逆洗水流によりスロットから容易に除去される。そして、活性炭１４から剥離した汚濁物質は、浮遊して原水注入管５６から外部へ濁質を含んだ水とともに排出される。逆流洗浄時に、洗浄槽３８内の濁質も排出される。
【００５４】
また、すすぎ作業時には、洗浄水噴射管５８からも洗浄水が濾過槽２内の２つの濾床５０、４の間に強力に噴射される。噴射された洗浄水は、砂利５４の層中で渦流を形成し、砂利５４に付着している濁質は、この渦状の水流に曝されて砂利５４から剥離する。そして剥離した濁質は、金網５０を通過して上方に押し流される。前述のストレーナ１２から噴出する洗浄液は、このときも砂利５４から剥離した濁質を短時間で効果的に上方に排出するのに役立つ。以上の逆流洗浄を必要な時間続行することにより、濾過槽２内に残留する濁質は全て除去される。
【００５５】
以上のように濾過および洗浄がなされるが、前述のスクリューコンベア３２の軸支構造により、スクリューコンベア３２が回動しても、下端４４が軸支された軸３４が軸ブレを生じることはない。そして、さらに重要なことは、芯押しピン９４とブロック７０が接触して回動することによる磨耗を自動的に補償することができる点である。この補償機能について以下説明する。
【００５６】
図７に最もよく示すように、スクリューコンベア３２は、芯押しピン９４の先端部９４ａによりその荷重および回動時の横方向の負荷が支持されている。スクリューコンベア３２は、その上部でスクリューコンベア３２の荷重の大部分が支持されているので、下方向への荷重は大きくはない。しかし、スクリューコンベア３２の回動により、軸支部６０の先端部９４ａとブロック７０のテーパ部１１４は常に接触して磨耗する。特に、軸支部６０の周囲が活性炭１４であるため、オイルシール１２０を通り抜けてきた活性炭の微細な粉末等が介在するため、どのような金属材料でもある程度の磨耗が避けられない。
【００５７】
この結果、ステンレス鋼より硬度の低い砲金製の芯押しピン９４の先端部９４ａは、ステンレス製のブロック７０のテーパ部１１４により磨耗され、芯押しピン９４の長さが短くなる。しかし、芯押しピン９４は常に上方にばね付勢されているので、磨耗により減少した長さを補償するように自動的に上方に押し出される。従って芯押しピン９４と、スクリューコンベア３２は、がたが生じることなく、常に良好な接触状態を保って軸支部６０により支持されることとなる。
【００５８】
この磨耗による芯押しピン９４の寸法の減少は、例えば、数ミリ程度まで対応できるが、芯押しピンの長さや軸受け穴１１０の寸法等を変えることにより、増減できることは勿論である。なお、芯押しピン９４およびこの芯押しピン９４を付勢する圧縮コイルばね１０４、ばね押さえ部材９８を総括して磨耗補償機構という。
【００５９】
本発明は以上のように、上下方向に長さの長い濾過槽を有する濾過装置１を長期間に亘ってその性能を維持し、且つ、メンテナンスを最少とすることができるので、特に活性炭を使用した濾過槽に適している。活性炭は、砂利に比べて単価が非常に高く、ある時点で吸着能力が低下するので、入れ替え頻度が砂利より高く、そのため、ランニングコストが砂濾過装置に比較して非常に高い。
【００６０】
その理由は次のとおりである。活性炭粒の場合、使用中に濾過材層の表層から上層にかけて固着即ち連続的に板状に固まって、水道（みずみち）を形成しやすい。その結果、この水道の周囲の部分でしか濾過作用が行われず、中層から下層にかけて位置する活性炭は、まだ吸着能力が残っている状態となる。しかし、全体として吸着能力が低下するので、活性炭全層を有効利用しないまま入れ替えがなされる。
【００６１】
しかし、本発明の濾過装置１を使用することにより、活性炭寿命を延ばし、入れ替え頻度を低くしてランニングコストを削減することが可能となる。特に、芯押しピン９４を交換しなければならなくなった場合でも、前述の如く、洗浄槽３８とスクリューコンベア３２を含む洗浄機構６を、濾過槽２から取り外すことができるので、芯押しピン９４の交換を容易に行うことができる。また、芯押しピン９４を、ブロック７０より低硬度の金属材料で成形してあるので、磨耗の程度は芯押しピン９４の方が、ブロック７０より大きい。従って、補修のために交換する部品は、簡単に交換できる芯押しピン９４のみでよいので、部品交換を一層簡単に行うことができる。
【００６２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形変更が考えられる。例えば、濾過槽２の外壁に複数個、例えば２個或いは３個の超音波振動発生器を略等間隔に配置してもよい。これにより、活性炭１４に吸着された分子や濁質が、超音波振動により活性炭１４から引き出されて、一層効率よく活性炭１４を洗浄することができ、また、活性炭１４の寿命を延ばすことができる。
【００６３】
また、前述の実施形態では、スクリューコンベア３２の軸３４側に凹部として軸受穴１１０が形成され、軸支部６０側に凸部材として芯押しピン９４が設けられているが、互いに逆の関係であってもよい。即ち、軸３４の下端４４に凸部材が固設され、軸支部側にこの凸部材を受容して軸支する比較的硬度の低い凹部材が上方にばね付勢されて取り付けられてもよい。この場合には、互いの接触による磨耗は、凹部材が上方に移動して磨耗により減少した量を補償することになる。
【００６４】
また、軸受穴の変形例として、図９に示す軸受穴１７０を有するブロック１３０を使用してもよい。図９は磨耗補償機構の変形例を示す拡大縦断面図である。この軸受穴１７０は、前述の凹陥部１１６を有さない。また、芯押しピン１９４は、上部に欠載部１９６が形成されており、芯押しピン１９４が磨耗しても上方に移動して磨耗を補償することができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、洗浄槽３８を濾過槽２の上部から垂下させ、下端を濾過槽２の中空に位置させているが、下端を直接濾過槽２に設置してもよい。また、軸支部を濾過槽に固設してもよい。
【００６６】
また、前述の実施形態は、濾過材として活性炭１４を使用した場合について説明したが、砂利等を濾過材として使用しても勿論よい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の濾過装置の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の濾過装置の軸支部の周辺部を部分的に拡大して示す部分拡大断面図
【図３】洗浄槽の底部の拡大底面図であり、羽根部は省略している。
【図４】本発明の濾過装置に使用される軸支ブロックの拡大縦断面図
【図５】図４に示す軸支ブロックの拡大平面図
【図６】図４の軸支ブロックに取り付けられる部材を示し、（ａ）は芯押しピンの拡大正面図、（ｂ）は芯押しピンの拡大平面図、（ｃ）はばね押さえ部材の拡大正面図をそれぞれ示す。
【図７】本発明の濾過装置に使用される軸支部をスクリューコンベアの軸とともに示す拡大部分断面図
【図８】スクリューコンベアに使用されるブロックの拡大縦断面図
【図９】磨耗補償機構の変形例を示す拡大縦断面図
【符号の説明】
【００６８】
１    濾過装置
２    濾過槽
４、５０  濾床
１４、５４    濾過材
４０、６２    開口
３２    スクリューコンベア
３４    軸
３８    洗浄槽
４６    浄水出口管
５６    原水注入管  
６０    軸支部
７０、１３０    ブロック
９４、１９４    芯押しピン(凸部材)
９８    ばね押さえ部材
１０４    圧縮コイルばね
１１０、１７０    軸受穴(凹部)
１１６    凹陥部
【図１】
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【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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【図９】
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