(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明板を通して容器内部を視認し、又は容器内部の状態を検知する覗き窓において、
前記容器は、粒状充填物を充填した充填層に液体を通して液体を処理する充填塔であり、
前記透明板は、スリガラス板であり、容器内部に面する透明板の板面が、前記スリガラス板の凹凸面で形成されていることを特徴とする覗き窓。
【請求項２】
透明板を通して容器内部を視認し、又は容器内部の状態を検知する覗き窓において、
前記容器は、粒状充填物を充填した充填層に液体を通して液体を処理する充填塔であり、
前記透明板は、一方の板面に凹凸面を、他方の板面に平滑面を有する無機スリガラス板と、無機スリガラス板の平滑面に面接合された透明な両面平滑面型有機ガラス板との複合板であり、容器内部に面する透明板の板面が、前記無機スリガラス板の凹凸面で形成されていることを特徴とする覗き窓。
【請求項３】
前記容器は、粒状充填物としてイオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂塔であることを特徴とする請求項１または２に記載の覗き窓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒状充填物を充填し、充填層に液体を通して処理する充填塔用として最適な覗き窓に関し、更に詳細には、半割り状の粒状充填物が付着し難く、充填塔内部の様子を覗き易い覗き窓に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粒状充填物を充填し、充填層に液体を通して処理する充填塔、例えば粒状のイオン交換樹脂を充填し、被処理水を脱塩処理するイオン交換樹脂塔を運転する際には、定期的に或いは運転条件の変更の都度、塔の胴部又は頭部に設けた覗き窓を通して塔内部を覗き見て、塔内部の状態を把握する必要がある。
例えば、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の双方を充填した混床式のイオン交換樹脂塔の運転では、再生工程において両イオン交換樹脂を分離した際に形成される上層のアニオン交換樹脂層と下層のカチオン交換樹脂層との界面を検知するために、界面が位置すると予想される場所に予め覗き窓を設けて、覗き窓から界面の位置を把握している。
【０００３】
ここで、図４を参照して、粒状充填物を充填した充填塔に設ける、従来の覗き窓の構成を説明する。図４（ａ）は従来の覗き窓の構成を示す平面図、及び図４（ｂ）は矢視Ｉ−Ｉでの覗き窓の部分断面側面図である。
従来の覗き窓１０は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、外フランジ１２と、容器（図示せず）から外方に突出したノズル１４の先端に設けられた容器側フランジ１６と外フランジ１２との間に設けられた透明板１８とから構成されている。
外フランジ１２と容器側フランジ１６との間にガスケット（図示せず）を介在させて透明板１８を挟み、埋め込みボルト２０等により外フランジ１２を容器側フランジ１６に締結することにより、覗き窓１０は、容器、例えばイオン交換樹脂塔に取り付けられている。
従来の覗き窓１０に設けられた透明板１８は、容器内部の状態を見易くするために、両面が平滑面になっている透明無機ガラス板、又はアクリル板等の透明有機ガラス板で形成されている。
【０００４】
図５を参照して、イオン交換樹脂塔３０に取り付けた覗き窓１０の機能を説明する。図５は、覗き窓１０を取り付けたイオン交換樹脂塔３０の構成を説明する部分破断側面図である。
イオン交換樹脂塔３０では、上述の覗き窓１０は、通常、図５に示すように、再生工程において両イオン交換樹脂を分離した際に形成される上層のアニオン交換樹脂層３２と下層のカチオン交換樹脂層３４との界面３６を検知するために、界面３６が位置すると予想される場所に設けられている。また、別の覗き窓１０は、上層のアニオン交換樹脂層３２の上面３８の位置を検知するために、アニオン交換樹脂層３２の上面３８が位置すると予想される場所に設けられている。アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とは、樹脂色が異なるので、覗き窓１０を通して見ると、色の違いにより界面３６を認識することができる。
尚、イオン交換樹脂塔３０に設けられている覗き窓１０の透明板１８の寸法は、例えば幅が１００mm、長さが７５０mm位である。図５中、４０は被処理水の流入口、４２は処理水の流出口兼逆洗水の流入口、及び４４は逆洗排水の流出口、４６はイオン交換樹脂の流出防止板である。
【０００５】
最近では、覗き窓１０を通して塔内部を撮像するＣＣＤカメラ（図示せず）を設け、ＣＣＤカメラで撮像した界面３６及び上面３８の画像を中央制御室に送って、イオン交換樹脂塔３０のプロセス制御の一助にしており、更には界面３６の画像を画像解析して、界面３６の位置を検出し、イオン交換樹脂塔３０を自動的に制御している。
【０００６】
イオン交換樹脂塔３０の通水時には、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが、混合された状態で被処理水が通水される。被処理水は、流入口４０から下方に流下し、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混合層を貫通して脱塩され、流出口４２から流出する。
【０００７】
被処理水の通水を長く続けていると、イオン交換樹脂のイオン交換能が低下するので、イオン交換樹脂を再生する必要がある。イオン交換樹脂の再生に際しては、まず、イオン交換樹脂塔３０内に、逆洗水を逆洗水の流入口（処理水の流出口）４２から流入させて、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混合層を上向流で貫通させて逆洗排水の流出口４４から流出させる。
逆洗中、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とは、逆洗水により流動して比重差により相互に分離し、カチオン交換樹脂は塔の下方部に集合し、その上方にアニオン交換樹脂が集合する。逆洗が終了し、逆洗水の流入を停止すると、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とは、分離した状態を維持して沈降し、図５に示すように、アニオン交換樹脂層３２とカチオン交換樹脂層３４との界面３６及びアニオン交換樹脂層３２の上面３８が現れる。
逆洗の終了時に、界面３６が正常な位置にないと、その後の再生処理が上手く行われず、その結果、次の通水時に、正常な脱塩処理を行うことが難しくなるので、界面３６が正常な位置にあるかどうか、覗き窓１０を通して点検する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のイオン交換樹脂塔等の充填塔に充填した粒状充填物、例えばイオン交換樹脂は、通水工程及び再生工程を繰り返しているうちに、イオン交換樹脂粒自体の膨潤、収縮やイオン交換樹脂粒同士の衝突等の原因によって、ほぼ半球状に二つに割れ、半球面と平面とを有する、図６（ａ）に示すような半割り状のイオン交換樹脂Ａが、多数発生する。
半割り状のイオン交換樹脂Ａは、図６（ｂ）に示すように、覗き窓１０の透明板１８の塔内側の板面全面にピッタリと付着し、そこから脱離しない。その結果、例えば、界面３６の検知用覗き窓の場合で言えば、透明板１８に付着した半割り状イオン交換樹脂Ａに邪魔されて、覗き窓１０を通してイオン交換樹脂塔３０内の界面３６の位置を検知することが著しく難しく、時には界面３６の位置を誤認して、イオン交換樹脂塔３０の運転を誤ることもある。
【０００９】
以上の説明では、イオン交換樹脂塔の覗き窓に半割りイオン交換樹脂が付着する例を挙げて、従来の覗き窓の問題点を説明したが、これは、イオン交換樹脂塔に限らず、粒状充填物を充填し、充填層に液体を通して処理する充填塔用の覗き窓全般について言える問題である。
【００１０】
しかし、上述した従来の覗き窓に対する半割り状粒状物付着問題の有効で経済的な解決策が、現在のところ無く、半割り状の粒状充填物が付着しないような覗き窓が求められていた。
そこで、本発明の目的は、半割り状の粒状充填物が付着しないような覗き窓であって、粒状充填物を充填し、充填層に液体を通して処理する充填塔用の覗き窓として最適な覗き窓を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来の覗き窓の半割りイオン交換樹脂付着問題の解決策を求めて研究を続ける過程で、透明板に付着した半割りイオン交換樹脂が脱離し難い理由が次の事由にあることを見い出した。
即ち、従来の覗き窓の透明板１８の塔内側の板面が平滑面になっているために、図６に示すように、半割りイオン交換樹脂Ａの平面側が、透明板１８の塔内側の板面にピッタリと付着し、両者の間で大きな表面張力が働いて、両者を相互に強固に付着させるために、半割りイオン交換樹脂が透明板から脱離し難いことを見い出した。
そして、透明板のイオン交換樹脂塔内側の板面にスリガラス状の凹凸を設けることを着想し、それにより、半割りイオン交換樹脂が容易に脱離することを実験で確認した。
【００１２】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明は、下記（１）および（２）の覗き窓を提供する。
（１）透明板を通して容器内部を視認し、又は容器内部の状態を検知する覗き窓において、
前記容器は、粒状充填物を充填した充填層に液体を通して液体を処理する充填塔であり、
前記透明板は、スリガラス板であり、容器内部に面する透明板の板面が、前記スリガラス板の凹凸面で形成されていることを特徴とする覗き窓。
（２）透明板を通して容器内部を視認し、又は容器内部の状態を検知する覗き窓において、
前記容器は、粒状充填物を充填した充填層に液体を通して液体を処理する充填塔であり、
前記透明板は、一方の板面に凹凸面を、他方の板面に平滑面を有する無機スリガラス板と、無機スリガラス板の平滑面に面接合された透明な両面平滑面型有機ガラス板との複合板であり、容器内部に面する透明板の板面が、前記無機スリガラス板の凹凸面で形成されていることを特徴とする覗き窓。
【００１３】
本発明で言う覗き窓は、透明板を通して内部を視認し、或いは透明板を介して液面及び界面を検知する検知器をも含む広い概念で、いわゆる覗き窓に加えて、目視型のサイトグラス、液面計、界面計等も含む概念である。
本発明で使用する透明板は、無機ガラス板でも有機ガラス板でも良い。有機ガラス板は、合成樹脂製のガラス板であって、ポリスチレン、メタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、セルロイド、ポリエステル、ポリプロピレン等で形成されている。
また、別法として、一方の面に凹凸面を、他方の面に平滑面を有する無機スリガラス板と、無機スリガラス板の平滑面に接合された透明な両面平滑面型有機ガラス板との複合板で透明板を形成しても良い。
【００１４】
板面にスリガラス状の凹凸を有する透明板は、凹凸面が水に濡れていない状態では、不透明であるが、凹凸面が水中に没した状態では、透明になり、覗き窓の透明板として機能する。
スリガラス状の板面の凹凸の寸法は、半割り粒状充填物が付着し難い寸法であればよく、粒状充填物の大きさによっても多少異なるが、イオン交換樹脂のように粒径が０．２〜２．０ｍｍ程度の小さな粒状充填物を充填した充填塔用の覗き窓では、市販のスリガラスと同等程度の寸法の凹凸を設ければよい。
透明板にスリガラス状の凹凸を付けるには、通常のスリガラスの成形と同様に、例えば乾式法（サンドブラスト法）や、湿式法（水摺り法）がある。乾式法では、硬度の高い砂粒を透明板面に吹き付けて、砂粒で透明板面を細かく削り取ることにより凹凸を付ける。湿式法では、透明板面に金剛砂を付けて水摺りすることにより、細かな凹凸を付ける。
【００１５】
本発明の覗き窓は、粒状充填物を充填し、充填層に液体を通して液体を処理する充填塔、例えばイオン交換樹脂塔の覗き窓として最適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は、本発明に係る覗き窓の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の覗き窓の要部、即ち透明板の部分断面側面図である。
本実施形態例の覗き窓は、図５に示したイオン交換樹脂塔３０に設ける覗き窓であって、アニオン交換樹脂層３２とカチオン交換樹脂層３４との界面３６の検知用として、及び、アニオン交換樹脂層３２の上面３８の検知用として設けられている。
本実施形態例の覗き窓は、透明板５０の構成を除いて、図４に示した従来の覗き窓１０と同じ構成を備えている。本実施形態例の透明板５０は、無機ガラス板又は有機ガラス板で出来ており、図１に示すように、イオン交換樹脂塔３０の塔内側に面する透明板５０の板面５２が、スリガラス状の凹凸面で形成されている。
【００１７】
本実施形態例の透明板５０では、図２に模式的に示すように、半割りイオン交換樹脂Ａが平面側で板面５２に付着したとき、板面５２に設けられた凹凸５４と半割りイオン交換樹脂Ａとの間に間隙Ｂが存在し、その結果、半割りイオン交換樹脂Ａと板面５２との間に働く表面張力が小さくなり、半割りイオン交換樹脂Ａは、板面５２に付着し難くなる。また、仮に板面５２に半割りイオン交換樹脂Ａが付着したとしても、付着した半割りイオン交換樹脂Ａは、例えばイオン交換樹脂層を流下する被処理水により押し流されて板面５２から容易に脱離する。
よって、透明板５０の板面５２は、常に、半割りイオン交換樹脂Ａが付着していない透視の良好な状態に維持される。
【００１８】
実施形態例２
本実施形態例は、本発明に係る覗き窓の実施形態の別の例であって、図３は本実施形態例の覗き窓の要部、即ち透明板の部分断面側面図である。
本実施形態例の覗き窓は、実施形態例１と同じように、図５に示したイオン交換樹脂塔３０に設ける覗き窓であって、アニオン交換樹脂層３２とカチオン交換樹脂層３４との界面３６の検知用として、及び、アニオン交換樹脂層３２の上面３８の検知用として設けられている。
本実施形態例の覗き窓は、透明板６０の構成を除いて、図４に示した従来の覗き窓１０と同じ構成を備えている。本実施形態例の透明板６０は、図３に示すように、一方の板面にスリガラス状の凹凸面６２を、他方の板面に平滑面６４を有する無機スリガラス板６６と、無機スリガラス板６６の平滑面６４に接合された透明な両面平滑面型有機ガラス板６８との複合板として形成されている。
本実施形態例の覗き窓は、透明板６０の凹凸面６２がイオン交換樹脂塔３０内側に面するように、イオン交換樹脂塔３０に取り付けられる。
本実施形態例の覗き窓は、透明板６０の塔内側の板面がスリガラス状の凹凸面６２として形成されているので、実施形態例１の覗き窓と同じ効果を奏する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、容器内部に面する透明板の板面をスリガラス板の凹凸面で形成することにより、半割り粒状充填物が付着し難く、また半割り粒状充填物が仮に付着しても容易に脱離する覗き窓を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の覗き窓の要部、即ち透明板の部分断面側面図である。
【図２】透明板に半割りイオン交換樹脂が付着し難く、また付着した半割りイオン交換樹脂が透明板から脱離し易いことを説明する図である。
【図３】実施形態例２の覗き窓の要部、即ち透明板の部分断面側面図である。
【図４】図４（ａ）は従来の覗き窓の構成を示す平面図、及び図４（ｂ）は矢視Ｉ−Ｉでの覗き窓の側面図である。
【図５】覗き窓を取り付けたイオン交換樹脂塔の構成を説明する部分破断側面図である。
【図６】図６（ａ）は半割りイオン交換樹脂の側面図、図６（ｂ）は透明板に付着した半割りイオン交換樹脂が脱離し難いことを説明する図である。
【符号の説明】
１０  従来の覗き窓
１２  外フランジ
１４  ノズル
１６  容器側フランジ
１８  透明板
２０  埋め込みボルト
３０  イオン交換樹脂塔
３２  アニオン交換樹脂層
３４  カチオン交換樹脂層
３６  界面
３８  アニオン交換樹脂層の上面
４０  被処理水の流入口
４２  処理水の流出口兼逆洗水の流入口
４４  逆洗排水の流出口
４６  イオン交換樹脂の流出防止板
５０  実施形態例１の覗き窓の透明板
５２  透明板の板面
５４  凹凸
６０  本実施形態例２の覗き窓の透明板
６２  凹凸面
６４  平滑面
６６  無機スリガラス板
６８  両面平滑面型有機ガラス板
【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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