JP4688049B2 - 浄水器及び浄水器の逆洗方法 - Google Patents

浄水器及び浄水器の逆洗方法 Download PDF

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Description

本発明は、砂濾過槽や活性炭槽を備えた浄水器に関する。
従来、砂ろ過池、活性炭吸着池等により原水(汚水)を浄化する浄水処理設備が知られている(例えば、特許文献1参照)。これは、原水池の上澄水を洗浄排水調整池で沈降分離処理を行い、洗浄排水調整池から流入する上澄水を、膜処理槽で膜濾過するという構成からなる。前記構成の浄水処理設備のほか、例えば図4に示すように、砂濾過を行う砂濾過槽と活性炭処理を行う活性炭槽とを連結することで、比較的濾過効率に優れた浄水が可能となる。
また他に、連続濾過を行う浄水器として、容器が三つの層に分かれ中央に穴があけてある浄水器が知られている(例えば、特許文献2参照)。この浄水器の構造として、最上部には水を注入する蓋を設け、各層間の仕切板41には水を落下させる穴を設け、最下層に浄水を回収するコックを設けてなり、中層内に砂をしきつめ、中層の下部の仕切板41サンゴを置き、下層内に薬石や銀を置くことで、薬石、砂を他のフィルター、活性炭、サンゴ、銀と併用している。
特開平10−165990号公報 特開昭59−203687号公報
しかしながら、前記従来の浄水器では、濾材や凝集剤が砂濾過槽を通り抜け、次槽たる活性炭槽に流れ込んでしまい、活性炭の寿命が著しく低下してしまうものであった。活性炭槽への濾材や凝集剤の流入によって活性炭の寿命が低下してしまうと、活性炭の頻繁な交換が必要となり、手間やコストがかかってしまう。
そこで本発明では、濾材や凝集剤が砂濾過槽から活性炭槽へ流入することを抑止し、活性炭の頻繁な交換を行う必要がなく、濾過精度に優れた浄水器を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、以下(1)ないし(4)の手段を採用する。
(1)すなわち、本発明の浄水器は、濾砂貯留部11にて濾砂11aを貯留する砂濾過槽1と、砂濾過槽1の下方に設けられた活性炭槽2と、両槽間を連通する連通機構3とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構3は、仕切板の仕切孔を境として砂濾過槽内にて上方へ突出する集水容体31と、仕切板の仕切孔を境として活性炭槽内にて下方へ突出する散水容体32とが、それぞれの開放された下面及び上面同士で連通して上面側および下面側へ上下相反方向に設けられ、前記集水容体31の下面側には、濾砂より小さい取込口31h(集水孔)を複数個設けてなり、前記散水容体の上面側には、充溢口32hを複数個設けてなり、前記取込口31hから砂濾過槽1内の濾水を取り込み、取り込んだ濾水を前記充溢口32hから活性炭槽2内に散水することを特徴とする。
また集水容体31の上面には上部連通孔が設けられて上槽逆洗管71に連通され、上槽逆洗管71には上槽逆洗バルブ71Bが介設され、散水容体32の下面には下部連通孔が設けられて下槽逆洗回収管72に連通され、下槽逆洗回収管72には下槽逆洗回収バルブ72Bが介設され、原水供給口51を有する原水供給管52と、原水供給管52に介設された原水供給バルブ52Bとによって砂濾過槽1内の上部に原水の供給を行うものであり、活性炭槽2内の下部に逆洗水供給口を有する下槽逆洗管74と、下槽逆洗管74に介設された下槽逆洗ドレンバルブ74Bとによって逆洗水の供給を行うことが好ましい
また集水容体31は、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の集水閉塞管312と、鉛直軸上に位置してこれら複数の集水閉塞管312を保持する集水保持容体311とからなり、散水容体32は、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の散水閉塞管322と、鉛直軸上に位置して、これら複数の散水閉塞管322を保持する散水保持容体321とからなることが好ましい。
また浄水器の逆洗方法は、前記いずれかの浄水器において、活性炭槽2内の下部から活性炭槽2内に逆洗水を供給して活性炭槽2内を逆洗し、散水容体32から逆洗水を回収し排出すると共に、前記散水容体32と連通した集水容体31から砂濾過槽1内に逆洗水を供給して砂濾過槽1内を逆洗し、砂濾過槽1内の上部から逆洗水を回収し排出するものである。
このようなものであれば、凝集剤や濾砂11aが連通機構3内に流入することを防止し、濾過精度に優れたものとなる。
(2)前記浄水器において、砂濾過槽1と活性炭槽2とは、密閉式の一体型タンク4を仕切板41で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成されてなり、槽内が互いに同内圧とされ得ることが好ましい。
このようなものであれば、設置スペースを取らないコンパクトな形態としてなり、製造コスト及び設置配管コストを削減しうる。例えば既存の砂濾過設備に活性炭槽2を増設する場合や、或いは活性炭濾過設備に砂濾過槽1を増設する場合には、それぞれ単独槽を配管接続するため、設置スペースを大きく広げることをやむなくされる。これに比して本願構成では、同一の一体型タンク内で各濾過槽を上下複数段に重ねてなるため、省スペース化を達成することが出来る。
また濾過構造が密閉式の一体型タンク4内に収まるため、不純物の混入がなく、体裁の良いものとなる。
さらに、密閉式一体型タンク4内の各槽を同内圧とすることで、槽間を仕切る仕切板41にかかる負荷を低減することができ、例えば比較的薄い仕切板41を使用し得るものとなる。
(3)前記いずれかの浄水器において、砂濾過槽1内にて上方へ突出する集水容体31を具備し、集水容体31の下面側に、濾砂11aより小さい取込口31h(集水孔)を複数個設けてなることが好ましい。
(4)前記いずれかの浄水器において、活性炭槽2内にて下方へ突出する散水容体32を具備し、散水容体32の上面(仕切板41との対向面)側に、充溢口32h(散水孔)を複数個設けてなることが好ましい。
これら集水容体31や散水容体32は、前記連通機構3の下位概念である。これらのようなものであれば、砂濾過槽1を経た砂濾過水を、槽内の容体で一旦収容してから活性炭槽2へ移送することとなるため、凝集剤(濾砂11a)の次槽(活性炭槽2)への流入をより効率的に防止するものとなる。また、濾過精度に優れ、この優れた濾過精度を長期間維持し得るものとなる。
本発明は、上述のような構成としたことで、凝集剤が砂濾過槽1から活性炭槽2へ流入することを抑止し、活性炭の頻繁な交換を行う必要がなく、濾過精度に優れた浄水器を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を、実施例として示す各図と共に説明する。図1は、本発明の実施例1の浄水器の浄水状態の説明図(正面視一部断面説明図)である。図2は、実施例1の浄水器の逆洗状態の説明図(正面視一部断面説明図)である。図3は、実施例1の浄水器のうち、集水容体31、仕切板41、及び散水容体32を示す斜視説明図である。なお、図4は、従来の浄水装置の構成例を示す説明図である。
本発明の浄水器は、基本的に、濾砂貯留部11にて濾砂11aを貯留する砂濾過槽1と、砂濾過槽1の下方に設けられた活性炭槽2と、両槽間を連通する連通機構3とを、一体的に形成された一体型タンク4内に備えてなる。連通機構3として、砂濾過槽1内の濾砂貯留部11の下方には後述する集水容体31を具備し、活性炭槽2内の活性炭貯留部21の上方には後述する散水容体32を具備する。
(砂濾過槽1)
砂濾過槽1は、図1に示すように、仕切板41で上下2槽に仕切られた一体型タンク4の上槽からなり、槽内部に濾砂貯留部11を有し、この濾砂貯留部11にて濾砂11aを貯留する。
(濾砂11a)
濾砂11aとしては主に砂や砂利を使用できる。本発明では有効径の揃った(例えば均等係数1.25以下程度の)粗目の砂のみを、濾砂貯留部11に敷き詰めて単層として使用する。このほか、様々な有効径の混合使用態様として、粗目の砂利に対して重量比1ないし5割程度の細目の砂利を略均一に混ぜ合わせた単層として使用するものでもよく、他に、粗目、細目、粗目の順に上下に重ね合わせた3層ないし複数層として使用してもよい。また、アンスラサイト粒やガーネット粒などの無煙炭粒や、その他特殊濾材として、マンガンゼオライト等を主材或いは補助濾材として混合使用するか、または単独使用してもよい。マンガンゼオライトは、井水の鉄やマンガンを除去するための濾砂11aである。この場合、高濃度の次亜塩素による酸化処理となるため、井水を飲料用として用いる場合は、一般的に後工程として、塩素を除去するための活性炭処理槽が必要となる。この場合にも利用が可能となる。本発明でいう濾砂11aには、これら砂以外の濾材も含まれるものとする。
(活性炭槽2)
活性炭槽2は、図1に示すように、仕切板41で上下2槽に仕切られた一体型タンク4の下槽からなり、槽内部に活性炭貯留部21を有し、この活性炭貯留部21にて活性炭を貯留する。活性炭槽2内の活性炭貯留部21の上方には、仕切板41近傍から下方へ突出する散水容体32を具備する。
(一体型タンク4)
砂濾過槽1と活性炭槽2とは、縦長形状の密閉式の一体型タンク4を仕切孔41h付きの仕切板41で上下に仕切ることで、それぞれ順に隣接形成される。これにより、逆粒度構成の深層濾過を容易になしうるものとしている。
一体型タンク4は、密閉式であり、鉛直軸対称形状であって、円形の軸断面を有する。
砂濾過槽1と活性炭槽2とは、連通機構3及び槽内圧調整機構によって、槽内が互いに同内圧とされ得る。密閉式の一体型タンク4内の各槽を同内圧とすることで、槽間を仕切る仕切板41にかかる負荷を低減することができ、例えば比較的薄い仕切板41を使用し得るものとなる。
砂濾過槽1及び活性炭槽2にはそれぞれ、槽側面に人通口としての上槽点検口421及び下槽点検口422が備えられる。これら点検口(上槽点検口421及び下槽点検口422)には点検用の透視窓(図示せず)が設けられる。
(連通機構3)
連通機構3は、一体型タンク4上槽の砂濾過槽1と、一体型タンク4下槽の活性炭槽2との間を水が連通するようにした機構である。具体的には図3に示すように、砂濾過槽1内の下方に設けられた集水容体31と、活性炭槽2内の上方に設けられた散水容体32とが、仕切板41の仕切孔41hを介してそれぞれ上下連結されてなる。
(集水容体31(図3))
集水容体31は、図1及び図2に示すように、砂濾過槽1内の濾砂貯留部11の下方に、一体型タンク4の仕切板41上面の近傍から上方へ突出するように具備される。また図3の斜視説明図に示すように、鉛直軸を中心とした軸断面視(平面視)放射形状をしてなる。
集水容体31は、鉛直軸を中心とした平面視(すなわち軸断面視)放射形状である。具体的には、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の集水閉塞管312と、鉛直軸上に位置して、これら複数の集水閉塞管312を保持する集水保持容体311とからなる。
集水保持容体311は、下面が開放されるとともに上面が固設された円柱形の容体からなる。上面中央には上槽逆洗管71(後述)に連通される上部連通孔が設けられ、側面の高さ方向中央位置には閉塞管に連通する側部連通孔が設けられる。開放された下面は、仕切板41の仕切孔41hを介して、散水容体32の散水保持容体321の開放された上面と連通される。
集水閉塞管312は、先端が閉塞されてなり、複数本が、鉛直軸を中心として閉塞端が放射状に広がるように等間隔に、かつ各管が水平方向を向いて具備される。実施例では4本の円筒管が平面視十字方向に配される(図3)。
各集水閉塞管312には、水平軸断面を境界とする下方の管側面に複数個の取込口31h(集水孔)を設けてなる。この取込口31h(集水孔)の配設位置は、砂濾過槽1内であって濾砂貯留部11の下部又は濾砂貯留部11よりも下方の、集水容体31の下面(仕切板41との対向面)側である。口径の大きさは濾砂11aよりも小さく、向きは水平方向及び鉛直上方を除いた、鉛直下方成分を含む方向を向く。このようなものであれば、濾砂11aや凝集剤が連通機構3内に流入することを防止し、濾過精度に優れたものとなる。
(散水容体32)
活性炭槽2内の活性炭貯留部21の上方に、仕切板41近傍から下方へ突出する散水容体32を具備する。散水容体32は、集水容体31の下方に、仕切板41の仕切孔41hを介して連結される。散水容体32の上面(仕切板41との対向面)側には、充溢口32h(散水孔)を複数個設けてなる。
散水容体32は、鉛直軸を中心とした平面視(すなわち軸断面視)放射形状である。具体的には、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の散水閉塞管322と、鉛直軸上に位置して、これら複数の散水閉塞管322を保持する散水保持容体321とからなる。
散水容体321及び散水閉塞管322はそれぞれ、前記集水保持容体311及び集水閉塞管312を上下対称にした態様であり、上下方向を除いた具体的な構成は同様である。
具体的には、散水容体32の散水保持容体321は、上面が開放されるとともに下面が固設された円柱形の容体からなる。下面中央には散水逆洗管(後述)に連通される下部連通孔が設けられ、側面の高さ方向中央位置には閉塞管に連通する側部連通孔が設けられる。開放された上面は、仕切板41の仕切孔41hを介して、集水容体31の保持容体の開放された下面と連通される。
また、散水容体32は、先端が閉塞された複数本の散水閉塞管322を、鉛直軸を中心として閉塞端が放射状に広がるように(等間隔に、かつ水平軸となるように)具備してなる。また、各散水閉塞管322には、水平軸断面を境界とする上方の管側面に複数個の充溢口32h(散水孔)を設けてなる。これら充溢口32hが、散水容体32内の砂濾過水を充溢させて活性炭槽内に散水する散水孔としてなる。
集水容体31及び散水容体32は互いに同一形状であり、仕切板41の仕切孔41hを境としてそれぞれが上面側及び下面側へ、上下相反方向に設けられる。これにより、濾砂11a(濾材)や砂濾過槽内で用いた凝集剤が、下槽たる活性炭槽2内に流入してしまうことを効率的に防止し得る。また、仕切板41を境として上下同一のものを使用することで、生産効率の良いものとなる。
(原水供給機構5)
原水の供給は、原水供給機構5によって行われる。原水供給機構5は、図1の砂濾過槽1の内外(図面上部)に示すように、砂濾過槽1外から同槽内の上部にまで配された原水供給管52と、原水供給管52の先端であって同槽内の上部中央に設けられた原水供給口51と、原水供給管52に介設された原水供給バルブ52Bとからなる。
原水供給口51は、鉛直上方を向き、供給される原水が砂濾過槽1内に溢れ落ちるようにしている。実施例では90度ベンド管を、ベンド先が鉛直上方を向くようにして水平の原水供給管52の先に備える。
また、原水供給管52は、砂濾過槽1の上方で槽貫通した槽外で、逆洗使用にも対応すべく、上槽逆洗回収管73及び上槽逆洗管71と、それぞれ第一及び第二分岐接続される。
具体的には、先ず、水平配管された砂濾過槽1貫通位置の上流側にて下方へ第一分岐接続がされる。第一分岐接続は、図1の右側上方の、下向きに設けられた第一分岐管による。この第一分岐管から下方へ鉛直配管された管が原水供給管52であり、原水供給バルブ52Bが介設される(図1)。
次に、鉛直配管された原水供給管52の原水供給バルブ52Bよりさらに上流(図1の実施例では原水供給バルブ52Bの下方)側にて、上槽逆洗管71の上流(図1の実施例では上槽逆洗バルブ71Bの右方)側と第二分岐接続される。第二分岐接続は、図1の右側中央やや上方の、左向きに設けられた第二分岐管による。
なお、前記第一分岐管から水平方向へ伸びる管は、上槽逆洗回収管73であり、上槽逆洗回収バルブ73Bが介設される。また、前記第二分岐管から水平方向へ伸びる管は、上槽逆洗管71であり、上槽逆洗バルブ71Bが介設される(図1)。
(浄水回収機構6)
原水の供給は、浄水回収機構6によって行われる。浄水回収機構6は、図1の図面下部に示すように、活性炭を経た浄水を活性炭槽2内の下部で回収する浄水回収容体61と、浄水回収容体61に連結されて活性炭槽2内の下部から同槽外へ配された浄水回収管62と、浄水回収管62に介設された浄水回収バルブ62Bとからなる。
浄水回収容体61は、基本的に集水容体31と同様の構成である。すなわち、平面視放射状に配設された複数本の浄水閉塞管612(閉塞管)と、浄水閉塞管612を平面視中央で保持する浄水保持容体611(保持容体)と、前記各浄水閉塞管612の下方側面に複数個ランダムに配設された浄水回収孔61hとからなる。
浄水閉塞管612は、集水閉塞管312と固定角度が相違する。すなわち、閉塞された先端が、保持容体に連結される基端よりも高い位置になるように、傾斜配設される。これは、一体型タンク4の下部が、下方へ断面収束する下窄まり形状であることに対応したものであり、正面断面視にて一体型タンク4の下部形状と浄水閉塞管612の管方向とが沿うことで、活性炭槽2内の浄水を効率よく回収するものである。
(逆洗機構7)
逆洗機構7は、砂濾過槽1へ逆洗水を供給する上槽逆洗管71と、砂濾過槽1から逆洗後の逆洗回収水を回収する上槽逆洗回収管73、並びに、活性炭槽2へ逆洗水を供給する下槽逆洗管74と、活性炭槽2から逆洗後の逆洗回収水を回収する下槽逆洗回収管72からなる(図2)。
上槽逆洗管71は、砂濾過槽1の下方側面から槽内へ貫通し、砂濾過槽1内の濾砂貯留部11下方にて集水容体31の保持容体の上面に接続される。また、上槽逆洗バルブ71Bが介設される。図2右上部の上方矢印で示すように、砂濾過槽1を逆洗する逆洗水が、本管へポンプ供給される。
上槽逆洗回収管73は、砂濾過槽1外の上方であって槽貫通部近傍の原水供給管52と分岐接続され、前記原水供給管52の側方へ延長接続された後、前記側方から下方へ鉛直配管される。また、上槽逆洗回収バルブ73Bが介設される。
下槽逆洗管74は、活性炭槽2外の下方の浄水回収管62と分岐接続され、前記浄水回収管62の鉛直下方へ延長接続される。また、下方ドレンバルブ74Bが介設される。図2下部の上方矢印で示すように、活性炭槽2を逆洗する逆洗水が、本管へポンプ供給される。下槽逆洗管74はまた、一体型タンク4全体のドレン管も兼ねる。
下槽逆洗回収管72は、活性炭槽2の上方側面から槽内へ貫通し、活性炭槽2内の活性炭貯留部21より上方にて、散水容体32の散水保持容体321の下面に接続される。また、槽外にて下槽逆洗回収バルブ72Bが介設される。
(槽内圧調整機構)
砂濾過槽1の上方には、上槽エア抜き弁81と槽内圧計91とが設けられる。また、活性炭槽2の側面上方には、下槽エア抜き弁82が設けられる。これら及び図示しない加圧ポンプによって、槽内圧調整機構が構成される。仕切板41で仕切られる2槽の槽内圧力は、2槽間で濾砂貯留部の濾過砂が敷き詰められているものの、仕切孔41h及び連通機構3によって両槽が連通されているため、数時間経過後にはパスカルの原理によって同圧となる。
(浄水時の使用状態(図1))
本発明の浄水器の浄水時の使用状態を図1に示す。矢印が原水から浄水にいたる水の流れである。砂濾過された砂濾過水を、濾砂貯留部11の下方にて、下方取込口31h(集水孔)から集水容体31内に湧出させて取込み、下槽たる活性炭槽2に連送する。
砂濾過されて集水容体31内から連送された砂濾過水は、散水容体32内を満たした後、充溢口32h(散水孔)から充溢して活性炭貯留部21の上方へ四散しながら落下する。
(逆洗時の使用状態(図2))
本発明の浄水器の逆洗時の使用状態を図2に示す。矢印が逆洗水の流れであり、逆洗回収水として回収される。逆洗時には、図2に示すように、原水供給バルブ52B及び浄水回収バルブ62Bを閉じて原水−浄水の流路を遮断すると共に、上槽逆洗バルブ71B、上槽逆洗回収バルブ73B、及び下槽逆洗ドレンバルブ74Bを開けて、上槽逆洗管71及び下槽逆洗管74から逆洗水を供給し、それぞれ上槽逆洗回収管73及び下槽逆洗回収管72から逆洗回収水を排出する。
その他、本発明は上述した実施例のみに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
本発明の実施例1の浄水器の浄水状態の説明図である。 本発明の実施例1の浄水器の逆洗状態の説明図である。 本発明の実施例1の集水容体、仕切板、及び散水容体を示す斜視説明図である。 従来の浄水装置の構成例を示す説明図である。
符号の説明
1 砂濾過槽
11 濾砂貯留部
11a 濾砂
2 活性炭槽
21 活性炭貯留部
3 連通機構
31 集水容体
31h 取込口
311 集水保持容体
312 集水閉塞管
32 散水容体
32h 充溢口
321 散水保持容体
322 散水閉塞管
4 一体型タンク
41 仕切板
41h 仕切孔
421 上槽点検口
422 下槽点検口
5 原水供給機構
51 原水供給口
52 原水供給管
52B 原水供給バルブ
61 浄水回収容体
61h 浄水回収孔
611 浄水保持容体
612 浄水閉塞管
62 浄水回収管
62B 浄水回収バルブ
7 逆洗機構
71 上槽逆洗管
71B 上槽逆洗バルブ
72 下槽逆洗回収管
72B 下槽逆洗回収バルブ
73 上槽逆洗回収管
73B 上槽逆洗回収バルブ
74 下槽逆洗管
74B 下方ドレンバルブ
81 上槽エア抜き弁
82 下槽エア抜き弁
91 槽内圧計

Claims (4)

  1. 濾砂貯留部にて濾砂を貯留する砂濾過槽と、砂濾過槽の下方に設けられた活性炭槽と、両槽間を連通する連通機構とを備えてなる浄水器であって、前記連通機構は、仕切板の仕切孔を境として砂濾過槽内にて上方へ突出する集水容体と、仕切板の仕切孔を境として活性炭槽内にて下方へ突出する散水容体とが、それぞれの開放された下面及び上面同士で連通して上面側および下面側へ上下相反方向に設けられ、前記集水容体の下面側には、濾砂より小さい取込口を複数個設けてなり、前記散水容体の上面側には、充溢口を複数個設けてなり、前記取込口から砂濾過槽内の濾水を取り込み、取り込んだ濾水を前記充溢口から活性炭槽内に散水することを特徴とする浄水器。
  2. 集水容体の上面には上部連通孔が設けられて上槽逆洗管に連通され、上槽逆洗管には上槽逆洗バルブが介設され、散水容体の下面には下部連通孔が設けられて下槽逆洗回収管に連通され、下槽逆洗回収管には下槽逆洗回収バルブが介設され、
    原水供給口を有する原水供給管と、原水供給管に介設された原水供給バルブとによって砂濾過槽内の上部に原水の供給を行うものであり、
    活性炭槽内の下部に逆洗水供給口を有する下槽逆洗管と、下槽逆洗管に介設された下槽逆洗ドレンバルブとによって逆洗水の供給を行うものである請求項1記載の浄水器。
  3. 集水容体は、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の集水閉塞管と、鉛直軸上に位置してこれら複数の集水閉塞管を保持する集水保持容体とからなり、
    散水容体は、鉛直軸を中心として放射状に配列される複数の散水閉塞管と、鉛直軸上に位置して、これら複数の散水閉塞管を保持する散水保持容体とからなる請求項1又は2記載の浄水器。
  4. 請求項1、2、又は3記載の浄水器において、
    活性炭槽内の下部から活性炭槽内に逆洗水を供給して活性炭槽内を逆洗し、散水容体から逆洗水を回収し排出すると共に、前記散水容体と連通した集水容体から砂濾過槽内に逆洗水を供給して砂濾過槽内を逆洗し、砂濾過槽内の上部から逆洗水を回収し排出する請求項1、2、又は3記載の浄水器の逆洗方法。
JP2006042793A 2006-02-20 2006-02-20 浄水器及び浄水器の逆洗方法 Expired - Fee Related JP4688049B2 (ja)

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