JP2003194677A - 濾過砂調査具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手で引き上げ可能なほどに取扱いが容易で、
速やかに濾過砂を採取できる濾過砂調査具を提供する。 【解決手段】 濾過池等に堆積している濾過砂の汚れ進
行状況を調査する道具であって、外部から内部を視認で
きる観察手段を備えた採取筒体１と、内部から外部への
排水手段を備えた支持筒体２とを、下段から採取筒体
１、支持筒体２の順に連結してなり、採取筒体１は上部
にチェック弁３を設け、採取筒体１を構成する透明又は
半透明な合成樹脂が有する光透過性を観察手段とした濾
過砂調査具である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過池等に堆積し
ている濾過砂の汚れ進行状況を調査する濾過砂調査具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】濾過池では、濾過砂を通して水から不純
物を除去しているが、この結果当然に濾過砂が汚れてい
く。これまでは、濾過砂の汚れ進行状況をリアルタイム
に確認できず、およそ濾過機能が低下する期間毎に一度
水を抜いて濾過砂を掘り返し、洗浄後再び濾過池へ戻す
か、新たな濾過砂を入れ直していた。これは、労力と手
間、そしてコストのかかる作業で、なにより濾過砂の交
換作業の間、濾過池の使用が停止するという問題をもた
らしていた。この濾過砂の交換作業は必須としても、適
切な時期に実施できれば好ましく、このために以下のよ
うな濾過砂の汚れ進行状況をリアルタイムに確認する手
段が提案されている。

【０００３】例えば、特開平11-014513号「濾過池の汚
泥引き抜き装置」には、濾過砂の汚れ進行状況を、簡
便、迅速かつ正確に把握するための手段として、透明性
筒体の先端にチェック弁を備え、チェック弁の開閉浮動
体は水と略同等の比重を有し、濾過池内の水中への挿入
時には弁が開いて、水および汚泥が透明性筒体内に浸入
し、引き上げ時には筒体内の水と汚泥の重量によって弁
が閉じ、濾過池内の汚泥の堆積が透明性筒体の目視によ
り判別される汚泥引き抜き装置を提案している。つま
り、透明性筒体内に水と共に汚泥(汚れた濾過砂)を流入
させ、引き上げる際の水及び汚泥の重さによって下がる
チェック弁により筒体先端(下端)を閉じ、水及び汚泥を
引き上げて筒体を通じて目視、観察するわけである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】濾過砂の汚れ進行状況
の確認は、目視による手法が最も簡易で確実である。上
記先行技術は、こうした濾過砂の目視を実現するための
手段であり、濾過池を使用のまま、適宜サンプルとして
の濾過砂を抽出できる点に効果が認められる。ところ
が、筒体内には汚泥と共に水を一緒に流入させ、併せて
引き上げるため、濾過池に埋没させた筒体を引き上げる
時には相当の重量になることが予想され、場合によって
は作業者が手で引き上げられないことが考えられる。

【０００５】また、チェック弁を用いた筒体の開閉は、
濾過砂が汚泥と呼べる程度に流動性を備えた場合に有効
ではあるが、濾過砂が一定の粒度をもっていた場合には
うまくチェック弁を超えて筒内に流入しない虞れがあ
る。更に、チェック弁の開閉浮動体(浮動弁体、例示で
はボール)は水と略同等の比重にしているが、実際には
汚泥に押されて上昇するはずで、チェック弁の上端側を
塞いでしまいかねない(特開平11-014513号図１(b)では
開閉浮動体が途中に留まっているが、実際には考えにく
い)。これらから、上記先行技術は基本的な技術思想と
して認められるものの、実際の利用に当たっては、未だ
改善の余地があると言える。そこで、作業者が手で引き
上げ可能なほどに取扱いが容易で、速やかに濾過砂を採
取できる濾過砂調査具を開発するため、検討した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】検討の結果開発したもの
が、濾過池等に堆積している濾過砂の汚れ進行状況を調
査する道具であって、外部から内部を視認できる観察手
段を備えた採取筒体と、内部から外部への排水手段を備
えた支持筒体とを、チェック弁を挟んで連結した濾過砂
調査具である。基本構成として、採取筒体及び支持筒体
は別体とし、採取筒体に対して適宜１以上の支持筒体を
連結して使用するが、例えば採取筒体に設けたチェック
弁から先を延長して支持筒体を一体に構成しても構わな
い。すなわち、本発明に言う「採取筒体」及び「支持筒
体」とは、チェック弁を挟んで下方(採取筒体)又は上方
(支持筒体)それぞれへ伸びる筒体に対する機能的名称で
ある。

【０００７】本発明の濾過砂調査具はピペットの原理を
利用し、濾過池へ降ろす時にチェック弁を開き、引き上
げる際にチェック弁を閉じて、チェック弁以下に流入し
た濾過砂を保持、採取する。チェック弁を利用する点は
上記先行技術と同様に見えるが、この先行技術はチェッ
ク弁以上に濾過砂を流入させて採取するのに対し、本発
明はチェック弁以下に濾過砂を留めて採取する点が異な
る。これから、本発明におけるチェック弁の浮動弁体
(開閉浮動体)は、水と同比重である必要はなく、むしろ
調査具の引き上げ時に水よりも速く沈んでチェック弁を
閉鎖状態にするため、水よりも比重が若干重いことが望
ましい。この場合、チェック弁自体に排水手段がなけれ
ば、浮動弁体より上にも水が残るが、この水は空気の流
通を遮断して浮動弁体と共に気密性に優れた「栓」を構
成し、チェック弁以下に溜めた濾過砂の落下を防止す
る。濾過砂は、チェック弁が開けば簡単に採取筒から除
去する(例えば自重により落下する)ことができ、このチ
ェック弁の開放は単に調査具、少なくとも採取筒を傾け
ることによりボールを弁座から離脱させるだけでよい。

【０００８】具体的な採取筒体は、下端面を側面視鋭角
に形成するとよい。採取筒体は中空であるから、下端面
は側面視水平でも濾過砂内に押込むことができる。ま
た、前記下端面の周縁を断面鋭角にしてもよい。しか
し、前記のように下端面を側面視鋭角にすることで、よ
り抵抗を減らして濾過砂に差し込みやすくできる。そし
て、採取筒体は濾過砂を内部に保持した状態で引き上げ
ることになるから、(a)採取筒体を構成する透明又は半
透明な合成樹脂が有する光透過性を観察手段とする、又
は(b)採取筒体の長尺方向に設けた透明又は半透明な合
成樹脂の観察窓を観察手段とするとよい。

【０００９】具体的な支持筒体は、採取筒体又は支持筒
体相互に脱着自在とするとよい。これにより、採取筒体
と支持筒体とを分離して、運搬や保管をすることができ
る。また、このような脱着自在な採取筒体及び支持筒体
で調査具を構成すると、調査具の全長を支持筒体の接続
数で調節できて便利である。調査具を濾過池へ沈める
と、この支持筒体にも水が流入するが、支持筒体内の水
は不要であるため、排水する方が好ましい。この場合の
支持筒体に設ける排水手段は、支持筒体自身に設けた排
水孔、又はこの支持筒体を構成する合成樹脂が有する透
水性により構成するとよい。上述したように、チェック
弁以上に残る水は、チェック弁の浮動弁体と一体となっ
て採取筒体を閉塞する働きを有するので、前記排水手段
(排水孔又は透水性)はチェック弁に近接して設ける必要
はなく、チェック弁から若干離れた高さから上に設ける
とよい。排水手段としての排水孔は、内径0.3〜3.0mm、
より好ましくは内径0.5〜2.0mmとする。

【００１０】本発明は、調査具をピペット様に働かせる
ため、チェック弁の構成が重要となる。このチェック弁
は、採取筒体又は支持筒体内に設けた係止部、弁座及び
筒体内面に挟まれた変位空間内へ上下動自在に浮動弁体
を収納してなり、前記係止部は浮動弁体の上昇を制限す
る突部で、弁座は浮動弁体が通過できない大きさの連通
孔を設けて構成する。係止部による浮動弁体の上昇制限
を設けることで、チェック弁以上の支持筒体内径を浮動
弁体よりも小さくしても、上昇した浮動弁体が支持筒体
を塞ぐ虞れをなくし、常に採取筒体から支持筒体への連
通を確保して、採取筒体への水及び濾過砂の流入を許
す。弁座は、浮動弁体と共にチェック弁の開閉を担う部
材である。当然、弁座の連通孔に向けて浮動弁体が沈む
ことでチェック弁の閉鎖状態を実現するので、この浮動
弁体が連通孔を確実に塞ぐように、弁座は連通孔に向け
た傾斜面から構成する、すなわち連通孔を中心とした擂
り鉢状にするとよい。調査具を引き上げると、弁座の連
通孔を通じて水は下方へ動くため、この水の動きによっ
ても浮動弁体は連通孔に向かうが、確実かつ安定して連
通孔を塞ぐには、構造的に浮動弁体が連通孔に至るよう
な前記弁座の傾斜が好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照しながら説明する。図１は本発明の一例である
濾過砂調査具全体を表した垂直断面図、図２は採取筒体
１及び支持筒体２の接続構造を表す図１中Ａ矢視拡大垂
直断面図、図３はチェック弁３の構造を表す部分拡大破
断斜視図、図４は本例の濾過砂調査具を濾過池４に差込
み始めた段階を表す垂直断面図、図５は調査具を差し込
んでいく段階でのチェック弁３の状態を表した図１中Ｂ
部拡大相当垂直断面図、図６は同段階でのチェック弁３
の状態を表した図５中Ｃ−Ｃ断面図、図７は濾過砂５の
堆積層６に調査具を差し込んでいく段階を表す図３相当
垂直断面図、図８は調査具を引き上げた段階でのチェッ
ク弁３の状態を表した図１中Ｂ部拡大相当垂直断面図で
あり、図９は濾過池４から調査具を完全に引き上げた段
階を表す図３相当垂直断面図である。

【００１２】本例の濾過砂調査具は、図１に見られるよ
うに、内径50mm(採取筒体１)又は内径30mm(支持筒体
２)、長さ１ｍを単位とする透明な合成樹脂製(例えばポ
リ塩化ビニル製、ポリエステル製、アクリル製、ポリア
ミド製又はポリスチレン製等)の採取筒体１及び支持筒
体２,２からなる。採取筒体１と支持筒体２の内径が異
なるのは、採取した濾過砂を外部からの視認により観察
しやすいように、外面及び内面の曲率を抑える目的から
採取筒体１を太くしつつ、逆に支持筒体２は作業者が手
に持って上げ下げできる大きさで、内部へ水を流入させ
る働きを発揮できればよいため、全体重量を軽減するよ
うに細くしたことによる。両筒体１,２は、30〜50mmの
範囲で同じ内径としてもよい。

【００１３】採取筒体１上端及び各支持筒体２両端の外
面には雄ネジ19を刻設しており、内面に雌ネジ20を刻設
した継手21にそれぞれを螺合して、図２に見られるよう
に、各筒体１,２(又は２,２)は継手21を介して相互に接
続できる。採取筒体２は、濾過砂の堆積層の厚みに合わ
せて長さを決定する。通常堆積層の厚みは１ｍ前後であ
るため、本例もこれに準じている。採取筒体１の下端面
７は側面視鋭角(０度以上60度以下、好ましくは15〜30
度)に形成し、採取筒体１を濾過砂の堆積層６(図３参
照)に差込みやすくしている。

【００１４】支持筒体２は、濾過池４の深さに合わせて
調査具の全長を調節するもので、適宜継ぎ足し又は取り
外して利用する。支持筒体２には、排水手段として径1.
0mmの排水孔８を周方向４個所(90度間隔)を一組とし
て、高さ方向約20cm間隔毎で開孔している。すなわち、
採取筒体１に接続する支持筒体２における最下端の排水
孔８から上方に流入した水は、調査具を濾過池から引き
上げる段階で排水されるが、最下端の排水孔８からチェ
ック弁３までの間は、流入した水が排水されず残ること
になる。こうして残存する水は、空気の流通を遮断し、
チェック弁３の閉塞度を高める働きを有する。

【００１５】本例のチェック弁３は採取筒体１上端に設
けているが、別段採取筒体１に接続する支持筒体２下端
にチェック弁３を設けてもよい。採取する濾過砂は、前
記チェック弁３から採取筒体１下端までの間に保持され
る。これは、濾過池４の堆積層６へ、チェック弁３まで
を差し込むことができることを意味する。通常、チェッ
ク弁３を構成する弁座９(図３及び図７参照)が抵抗とな
り、これより深く堆積層６へ採取筒体１を差し込むこと
が難しいが、より確実にチェック弁３で調査具の差し込
む深さを制限するには、図１中仮想線に示すように、採
取筒体１外面のチェック弁３相当位置に抵抗板10を設け
ておくとよい。この抵抗板10が堆積層６表面に接面する
と、もはやそれ以上深く採取筒体１を堆積層６へ差し込
めなくなる。抵抗板10は、面材を基本とするが、濾過池
４の水層11を通過する際の調査具の抵抗とならないよう
に、例えば枠体、棒体又は網体であってもよい。

【００１６】本例に示すチェック弁３は、図３に見られ
るように、四方に配した垂直板材12を突部とする係止部
13と、連通孔14を中心に設けた擂り鉢状の弁座９と、そ
して採取筒体１内面とにより変位空間15を形成し、この
変位空間15へ上下動自在となるように、浮動弁体として
ボール16を収納した構成である。ボール16は方向性がな
く、浮動弁体として好ましい。このボール16は、水より
若干重い程度の比重のものならば素材を問わず、例えば
強度的に優れた中空金属球をゴム又は樹脂で被覆した構
成を示すことができる。このようなボール16は、調査具
を濾過池４へ差し込む時には、流入する水の勢いに押さ
れて係止部13に当接するまで上昇し、調査具を引き上げ
る際には弁座９まで沈んで連通孔14を塞ぐ。

【００１７】この調査具は、図４に見られるように、作
業者(図示略)が支持筒体２を手に持って採取筒体１を下
方にし、略垂直状態を保ちながら濾過池４へと降ろして
いく。基本的には下端を開放した筒体であるため、採取
筒体１及び支持筒体２はなんなく水層11を沈んでいく。
この段階では、採取筒体１へ水17が流入している。そし
て、採取筒体１下端が鋭角になっているため、ほとんど
抵抗を受けることなく採取筒体１を堆積層６へ差し込む
ことができ、濾過砂５を採取筒体１内へ取込みながら更
に調査具を降ろしていくことができる。

【００１８】チェック弁３へ水が至った段階で、図５に
見られるように、ボール16は流入する水17に押されて弁
座９から上昇し、係止部13に当接した状態となる。ここ
で、係止部13は互いに離隔した４枚の垂直板材12から構
成しているため、たとえボール16が係止部13に密着して
も、図６に見られるように、なお支持筒体２に通じる流
路18が確保されている。こうして、水17は採取筒体１及
び支持筒体２内の空気を押し出しながら、チェック弁３
を超えて支持筒体２内へも流入していく。

【００１９】上述したように、採取筒体１はチェック弁
３の弁座９が堆積層６表面に接面するまで沈めることが
できる(図７参照)。弁座９に堆積層６表面が接面したか
否かは、調査具を差し込む抵抗感で容易に判定できる。
仮に採取筒体１の長さ、正確には採取筒体１下端からチ
ェック弁３までの長さが堆積層６よりも長ければ、採取
筒体１下端が濾過池４底面に当接するまで調査具を沈め
ることになる。この場合、採取した濾過砂５上面からチ
ェック弁３までに水17が満たされることになるが、チェ
ック弁３を閉塞してのピペットの原理は問題なく働くの
で、採取しただけの濾過砂５を採取できる。これから、
例えば堆積層６途中で採取筒体１の差込を止めて調査具
を引き上げても、堆積層６に採取筒体１を差し込んだ範
囲での濾過砂５の採取が可能なことが分かる。

【００２０】濾過砂５を採取筒体１内に保持した調査具
は、図８に見られるように、そのまま引き上げれば自動
的にチェック弁３が閉じ、濾過砂５を採取することがで
きる。このとき、図９に見られるように、水面から出た
支持筒体２の排水孔８から水が排水される。これは、調
査具を引き上げる際の重量軽減に役立ち、調査具の取扱
い性を改善している。こうして、採取筒体１と接続した
支持筒体２の最下端の排水孔８より上の水17はすべて排
水され、採取筒体１に濾過砂５を保持しながら採取でき
る。この採取筒体１内の濾過砂５には水も含まれている
が、この水は濾過砂５と採取筒体１内面との隙間を満た
し、採取した濾過砂５の外部からの視認性を高める役割
を果たす。採取した濾過砂５は、調査具(特に採取筒１)
を傾ければボール16が弁座９から離れてチェック弁３が
開くので、簡単に取り出すことができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明により、作業者が手で引き上げ可
能なほどに取扱いが容易で、速やかに濾過砂を採取筒体
内へ流入させ、引き上げに際して前記濾過砂を採取筒体
に保持して採取できる濾過砂調査具を提供できるように
なる。上記例示からも分かるように、本発明の濾過砂調
査具は、複数の筒体を接続するという非常に簡素な構成
となるので、当然重量も軽減でき、作業者による取扱い
は容易である。また、濾過砂の抽出に不要な支持筒体内
に流入する水は、適宜支持筒体の排水手段によって排水
されるから、引き上げに際しての作業者の労力も低減で
きる。

【００２２】本発明は、採取筒体を閉塞するチェック弁
以上に濾過砂を保持するのではなく、あくまでピペット
の原理を利用して、チェック弁以下に濾過砂を保持する
点に特徴がある。これは、チェック弁を構成する浮動弁
体を超えて濾過砂を流入させる必要がないことを意味
し、チェック弁による採取筒体を確実に閉塞、開放でき
る。これにより、作業者が濾過砂調査具を濾過池に降ろ
し、濾過砂に採取筒体を差込む際の抵抗を軽減でき、こ
の抵抗軽減は作業者の労力低減の効果を発揮する。そし
て、採取筒体内に堆積状態のまま保持した濾過砂を採取
でき、濾過砂の汚れ進行状況を簡単に視認できる効果を
もたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例である濾過砂調査具全体を表した
垂直断面図である。

【図２】採取筒体及び支持筒体の接続構造を表す図１中
Ａ矢視拡大垂直断面図である。

【図３】チェック弁の構造を表す部分拡大破断斜視図で
ある。

【図４】本例の濾過砂調査具を濾過池に差込み始めた段
階を表す垂直断面図である。

【図５】調査具を差し込んでいく段階でのチェック弁の
状態を表した図１中Ｂ部拡大相当垂直断面図である。

【図６】同段階でのチェック弁の状態を表した図５中Ｃ
−Ｃ断面図である。

【図７】濾過砂の堆積層に調査具を差し込んでいく段階
を表す図３相当垂直断面図である。

【図８】調査具を引き上げた段階でのチェック弁の状態
を表した図１中Ｂ部拡大相当垂直断面図である。

【図９】濾過池から調査具を完全に引き上げた段階を表
す図３相当垂直断面図である。

【符号の説明】

１ 採取筒体 ２ 支持筒体 ３ チェック弁 ７ 採取筒体の下端面 ８ 排水孔 ９ 弁座 12 垂直板材 13 係止部 14 連通孔 15 変位空間 16 ボール

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過池等に堆積している濾過砂の汚れ進
   行状況を調査する道具であって、外部から内部を視認で
   きる観察手段を備えた採取筒体と、内部から外部への排
   水手段を備えた支持筒体とを、チェック弁を挟んで連結
   してなる濾過砂調査具。
2. 【請求項２】 採取筒体は、下端面を側面視鋭角に形成
   した請求項１記載の濾過砂調査具。
3. 【請求項３】 採取筒体は、該採取筒体を構成する透明
   又は半透明な合成樹脂が有する光透過性を観察手段とす
   る請求項１記載の濾過砂調査具。
4. 【請求項４】 採取筒体は、該採取筒体の長尺方向に設
   けた透明又は半透明な合成樹脂の観察窓を観察手段とす
   る請求項１記載の濾過砂調査具。
5. 【請求項５】 支持筒体は、採取筒体又は支持筒体相互
   に脱着自在である請求項１記載の濾過砂調査具。
6. 【請求項６】 支持筒体は、該支持筒体に設けた排水孔
   を排水手段とする請求項１記載の濾過砂調査具。
7. 【請求項７】 支持筒体は、該支持筒体を構成する合成
   樹脂が有する透水性を排水手段とする請求項１記載の濾
   過砂調査具。
8. 【請求項８】 チェック弁は、採取筒体又は支持筒体内
   に設けた係止部、弁座及び筒体内面に挟まれた変位空間
   内へ上下動自在に浮動弁体を収納してなり、前記係止部
   は浮動弁体の上昇を制限する突部で、弁座は浮動弁体が
   通過できない大きさの連通孔を設けている請求項１記載
   の濾過砂調査具。
9. 【請求項９】 弁座は、浮動弁体が連通孔を確実に塞ぐ
   ように、連通孔に向けた傾斜面からなる請求項８記載の
   濾過砂調査具。