JP6645152B2 - フィルタ洗浄ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタであってフィルタの内部に流入した被処理水を濾過してフィルタの外部へ流出させるフィルタの内部に設けられるフィルタ洗浄ヘッドに関する。

船舶に貯留されるバラスト水や、その他汚染物質を含んだ汚染水などの被処理水を濾過するものとして、内部に流入した被処理水を濾過して外部へ流出させる円筒状のフィルタを備えた濾過器がある。この濾過器で使用されるフィルタは、例えば、多数の穴を設けた金属薄板を円筒形に形成した支持体の内周面に、金網などの濾過体を円筒状に設けて構成される。

このように構成されるフィルタは、一方の開口部が被処理水入口となり、他方の開口部は閉鎖され、被処理水入口からフィルタの内側に流入した被処理水は、内周面側の濾過体を通過し、被処理水中の異物が捕捉される。そのため、フィルタの内面に異物が堆積し、異物の堆積量が多くなるに連れてフィルタの閉塞が進み、そのままにしておくと圧力損失が大きくなり、濾過流量が十分に得られなくなる。このような事態を防止するため、フィルタを洗浄して内面に堆積している異物を除去し、フィルタの濾過能力を維持する必要がある。

フィルタを洗浄する方法として、フィルタ二次側から濾過方向と逆方向に処理水を流す逆洗浄が知られている。この逆洗浄によって濾過物が混在した水は、フィルタ内に設けられるフィルタ洗浄ヘッドであって、フィルタの内面に摺動可能に当接し、フィルタの内面を摺動するフィルタ洗浄ヘッドによって、吸引されて排出される（例えば、特許文献１参照）。

特表２００８−５０７３９１号公報

フィルタ洗浄ヘッドは、１つのフィルタ洗浄ヘッドでフィルタの内面により広い面積で接触するように、フィルタの内面に対向するフィルタ洗浄ヘッドの先端部を構成する吸引ノズルの当接面は、フィルタの軸方向へ長い形状を有している。吸引ノズルの当接面には、フィルタの軸方向に延びる長孔が形成されている。吸引ノズルの当接面の長手方向における中央部分に位置する長孔の部分は、当該中央部分においてフィルタから離間する方向へ延びるヘッド基管の内部空間に連通している。

しかし、長孔においては、吸引ノズルの当接面の長手方向における中央部分近傍の部分と、同方向における端部近傍の部分と、では、逆洗水の流れやすさに差が生ずる。そのため、洗浄性にムラが生じていた。

本発明は、当接面の長手方向における中央部分近傍の長孔の部分と、当接面の同方向における端部近傍の長孔の部分と、における逆洗水の流れやすさの差を抑制することができるフィルタ洗浄ヘッドを提供することを目的とする。

本発明は、ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタであって前記フィルタの内部に流入した被処理水を濾過して前記フィルタの外部へ流出させる前記フィルタの内部に設けられるフィルタ洗浄ヘッドであり、前記フィルタの内面に摺動可能に当接して逆洗水を吸引するフィルタ洗浄ヘッドであって、前記フィルタの内部に配置された逆洗汚水ラインに接続するヘッド基管と、前記ヘッド基管の先端側に設けられる吸引ノズルであって、前記フィルタの内面に当接する当接面を有する吸引ノズルと、を備え、前記当接面には、吸引孔が設けられ、前記吸引孔は、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記ヘッド基管の流路の内側と外側とに跨がって延びる長孔状であり、前記吸引ノズルは、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記吸引孔と重なる位置に、前記吸引孔と前記ヘッド基管の流路とを連通させる中空部を有し、前記中空部は、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記中空部の長手方向の長さが前記吸引孔の長手方向の長さよりも大きな値を有し、又は、前記中空部の長手方向に直交する幅方向の長さが前記吸引孔の長手方向に直交する幅方向の長さよりも大きな値を有する、フィルタ洗浄ヘッドに関する。

また、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、長孔状の前記吸引孔の全面積に対する、前記ヘッド基管の流路の外側における前記吸引孔の面積の比率は、５０％以上であることが好ましい。

また、前記吸引孔は、前記フィルタの軸方向にそれぞれ延びる第１吸引孔と第２吸引孔とを有し、前記第１吸引孔と前記第２吸引孔とは、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記ヘッド基管の軸方向に対して点対称の位置関係を有することが好ましい。

また、前記第１吸引孔と前記第２吸引孔とは、前記フィルタの周方向においてオーバーラップしていることが好ましい。

本発明によれば、当接面の長手方向における中央部分近傍の長孔の部分と、当接面の同方向における端部近傍の長孔の部分と、における逆洗水の流れやすさの差を抑制することができるフィルタ洗浄ヘッドを提供することができる。

本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を備えるバラスト水処理装置１を示すフロー図である。 本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を示す斜視図である。 図２に示すＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４を示す平面図である。 本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４を示す正面図である。 本発明の第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａの吸引ノズル４Ａを示す正面図である。 本発明の第３実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ｂの吸引ノズル４Ｂを示す正面図である。

本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を備えるバラスト水処理装置１について、説明する。図１は、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を備えるバラスト水処理装置１を示すフロー図である。
〔第１実施形態〕
図１に示すように、バラスト水処理装置１は、バラスト水濾過装置２と、紫外線リアクタ６１と、逆洗水供給手段７と、制御部９と、を備える。制御部９は、制御対象の各機器を制御可能に、各機器に信号線（不図示）により接続されている。バラスト水処理装置１には、その外部構成として、バラストタンク６２が接続されている。

バラスト水処理装置１は、ラインとして、被処理水導入ラインＬ１と、被処理水排出ラインＬ２と、処理水ラインＬ１１と、逆洗水流通ラインＬ２１と、エア抜きラインＬ３１と、第１貯留処理水排出ラインＬ５１と、第２貯留処理水排出ラインＬ５２と、第３貯留処理水排出ラインＬ５３と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

バラスト水濾過装置２は、ケーシング５１と、フィルタ５２と、フィルタ回転手段３と、吸引ノズル４を有するフィルタ洗浄ヘッド５３と、逆洗水噴射ノズル６と、逆洗汚水排出手段５と、を備える。

ケーシング５１は、円筒状であり、その内部にフィルタ５２を収納する。フィルタ５２は、全体視で円筒状であり、内部に流入した被処理水（バラスト水）Ｗ１（主に海水）を濾過してバラスト水（濾過処理水）Ｗ２として外部へ流出させる。フィルタ回転手段３は、フィルタ５２を、その軸心を中心に回転させる。フィルタ洗浄ヘッド５３は、フィルタ５２の内部に設けられる。フィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４は、フィルタ５２の一次側に設けられ、フィルタ５２の内周面（内面）に向かって開口する。フィルタ洗浄ヘッド５３の詳細については後述する。

逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の二次側に設けられ、フィルタ５２の外周面に向かって、バラスト水処理運転中に逆洗水を噴射する。逆洗水噴射ノズル６からの逆洗水の噴射は、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在する（満たされる）状態で行われる。

逆洗汚水排出手段５は、フィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４で吸引された逆洗汚水Ｗ１１を、ケーシング５１の内部から外部へ排出する。制御部９は、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧などに基づいて、逆洗水の噴射の有無、逆洗水の噴射時の噴射圧力などを制御する。バラスト水濾過装置２の詳細については後述する。

紫外線リアクタ６１は、バラスト水濾過装置２のフィルタ５２により濾過されたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２に対して紫外線を照射して殺菌を行う。
バラストタンク６２は、紫外線リアクタ６１により紫外線の照射が行われたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２を、貯留処理水Ｗ３として貯留する。
また、紫外線リアクタ６１は、バラストタンク６２に貯留されるバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を船外へ排出する際に、貯留処理水Ｗ３に対して紫外線を照射して殺菌を行う。

次に、各ラインについて詳述する。被処理水導入ラインＬ１は、一端部から被処理水Ｗ１（主に海水）が導入され、他端部において被処理水導入口２０に接続しており、被処理水Ｗ１がバラスト水濾過装置２の被処理水導入口２０に向けて流通するラインである。被処理水導入ラインＬ１には、バルブＶ１、接続部Ｊ５１、汲み上げポンプＰ１、接続部Ｊ５２、バルブＶ２、接続部Ｊ１、被処理水導入口２０がこの順で設けられている。
被処理水排出ラインＬ２は、一端部において被処理水導入ラインＬ１の接続部Ｊ１に接続しており、他端部からフィルタ５２内の水（バラスト水Ｗ１）が排出されるラインである。

処理水ラインＬ１１は、一端部においてバラスト水濾過装置２の処理水流出口２６に接続しており、他端部においてバラストタンク６２に接続しており、バラスト水濾過装置２で濾過処理されたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２がバラストタンク６２に向けて流通するラインである。処理水ラインＬ１１には、処理水流出口２６、接続部Ｊ２１、バルブＶ１１、接続部Ｊ５３、紫外線リアクタ６１、バルブＶ１２、接続部Ｊ５４、バルブＶ１３、バラストタンク６２がこの順で設けられている。

逆洗水流通ラインＬ２１は、一端部において処理水ラインＬ１１の接続部Ｊ２１に接続しており、他端部において逆洗水噴射ノズル６に接続しているラインである。逆洗水流通ラインＬ２１には、バラスト水（濾過処理水）Ｗ２が逆洗水噴射ノズル６に向けて流通する。逆洗水流通ラインＬ２１には、接続部Ｊ２１、バルブＶ２１、逆洗水加圧ポンプＰ２１、逆洗水噴射ノズル６がこの順で設けられている。

第１貯留処理水排出ラインＬ５１は、一端部においてバラストタンク６２に接続しており、他端部において被処理水導入ラインＬ１の接続部Ｊ５１に接続しているラインである。第１貯留処理水排出ラインＬ５１には、バルブＶ５１、接続部Ｊ５１がこの順で設けられている。

第２貯留処理水排出ラインＬ５２は、一端部において被処理水導入ラインＬ１の接続部Ｊ５２に接続しており、他端部において処理水ラインＬ１１の接続部Ｊ５３に接続しているラインである。第２貯留処理水排出ラインＬ５２には、接続部Ｊ５２、バルブＶ５２、接続部Ｊ５３がこの順で設けられている。

第３貯留処理水排出ラインＬ５３は、一端部において処理水ラインＬ１１の接続部Ｊ５４に接続しており、他端部からバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を系外へ排出するラインである。第３貯留処理水排出ラインＬ５３には、接続部Ｊ５４、バルブＶ５３がこの順で設けられている。

ラインの各所には、各種のバルブ及びポンプが設けられている。具体的には、被処理水導入ラインＬ１における接続部Ｊ５１と接続部Ｊ５２との間には、汲み上げポンプＰ１が設けられている。汲み上げポンプＰ１は、被処理水導入ラインＬ１の一端部から被処理水Ｗ１（主に海水）を汲み上げる。また、汲み上げポンプＰ１は、バラストタンク６２からのバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を、第１貯留処理水排出ラインＬ５１、被処理水導入ラインＬ１の一部、第２貯留処理水排出ラインＬ５２、処理水ラインＬ１１の一部、及び、第３貯留処理水排出ラインＬ５３を介して、第３貯留処理水排出ラインＬ５３の他端部から排出するように、加圧する。被処理水導入ラインＬ１における接続部Ｊ５１よりも上流側には、バルブＶ１が設けられている。被処理水導入ラインＬ１における接続部Ｊ５２と接続部Ｊ１との間には、バルブＶ２が設けられている。被処理水排出ラインＬ２には、バルブＶ３が設けられている。

処理水ラインＬ１１における処理水流出口２６と紫外線リアクタ６１との間（詳細には、接続部Ｊ２１と接続部Ｊ５３との間）には、バルブＶ１１が設けられている。処理水ラインＬ１１における紫外線リアクタ６１とバラストタンク６２との間（詳細には、紫外線リアクタ６１と接続部Ｊ５４との間）には、バルブＶ１２が設けられている。処理水ラインＬ１１における接続部Ｊ５４とバラストタンク６２との間には、バルブＶ１３が設けられている。

逆洗水流通ラインＬ２１における接続部Ｊ２１と逆洗水加圧ポンプＰ２１との間には、バルブＶ２１が設けられている。逆洗水流通ラインＬ２１におけるバルブＶ２１と逆洗水噴射ノズル６との間には、逆洗水加圧ポンプＰ２１が設けられている。逆洗水加圧ポンプＰ２１は、逆洗水流通ラインＬ２１を流通する水を加圧する。

第１貯留処理水排出ラインＬ５１において、バラストタンク６２と接続部Ｊ５１との間には、バルブＶ５１が設けられている。第２貯留処理水排出ラインＬ５２において、接続部Ｊ５２と接続部Ｊ５３との間には、バルブＶ５２が設けられている。第３貯留処理水排出ラインＬ５３における接続部Ｊ５４よりも下流側には、バルブＶ５３が設けられている。

次に、バラスト水濾過装置２の詳細について説明する。ケーシング５１は、上部開口部及び下部開口部を有する円筒状に形成されており、上部開口部が蓋部１０で密閉され、下部開口部が底部１１で密閉されている。蓋部１０には、エア抜きラインＬ３１が接続されている。エア抜きラインＬ３１には、ケーシング５１の内部のエアを抜くためのエア抜きバルブＶ３１が設けられている。

フィルタ５２は、上部開口部及び下部開口部を有し、全体視で円筒状に形成されている。フィルタ５２の詳細については後述する。ケーシング５１とフィルタ５２との間には、処理水流出空間２７が形成される。上部開口部は、上閉止部１３で密閉されている。下部開口部は、下閉止部１４及び後述する下部回転軸部材１６とで密閉されている。

フィルタ回転手段３は、上部回転軸部材１５と、下部回転軸部材１６と、上部回転軸部材１５を回転させるモータ１７とで構成されている。上部回転軸部材１５は、フィルタ５２の上閉止部１３に、フィルタ５２の軸心位置に軸心方向上向きに突設して設けられている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の下閉止部１４に、フィルタ５２の軸心位置に軸心方向下向きに突設して設けられている。

上部回転軸部材１５は、ケーシング５１の蓋部１０を貫通し且つシーリングされた軸受部材１８を介して、蓋部１０に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、ケーシング５１の底部１１を貫通し且つシーリングされた軸受部材１９を介して、底部１１に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の内部と連通する管状体となっており、ケーシング５１の底部１１からケーシング５１の外部に突出する。下部回転軸部材１６には、ケーシング５１への被処理水導入口２０が接続されている。

被処理水導入口２０には、被処理水導入ラインＬ１が接続されている。ケーシング５１の側部には、処理水流出口２６が設けられている。処理水流出口２６には、処理水ラインＬ１１が接続されている。
被処理水導入ラインＬ１を流通し且つ被処理水導入口２０から導入された被処理水Ｗ１は、下部回転軸部材１６を通ってフィルタ５２の内部に入る。その被処理水Ｗ１は、フィルタ５２を通過して濾過されて、ケーシング５１とフィルタ５２との間に形成される処理水流出空間２７に入り、処理水流出口２６から流出する。

逆洗汚水排出手段５は、逆洗汚水ラインとしての逆洗汚水集合管２８と、逆洗汚水ラインとしての逆洗汚水排出管２９と、バルブＶ３２とを備える。逆洗汚水集合管２８は、フィルタ洗浄ヘッド５３に接続する。逆洗汚水集合管２８には、フィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４で吸引された逆洗汚水Ｗ１１が集合する。逆洗汚水排出管２９は、逆洗汚水集合管２８の下端部に接続し、逆洗汚水Ｗ１１を外部へ排出する。バルブＶ３２は、逆洗汚水排出管２９に設けられている。

逆洗汚水集合管２８においては、上端部が閉鎖し、下端部が開口している。逆洗汚水集合管２８は、フィルタ５２の軸心に配置されている。逆洗汚水集合管２８の上端部は、フィルタ５２の上閉止部１３の中央に設けられた孔に、嵌合して支持されている。逆洗汚水集合管２８の下端部は、フィルタ５２の下閉止部１４の下部回転軸部材１６の内部を、フィルタ５２の回転を妨げないように通り、ケーシング５１の被処理水導入口２０に固定されて支持されている。

フィルタ洗浄ヘッド５３について詳述する。
図２は、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３を示す斜視図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線断面図である。図４は、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４を示す平面図である。図５は、本発明の第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３の吸引ノズル４を示す正面図である。

逆洗水加圧ポンプＰ２１は、濾過処理水Ｗ２の一部を逆洗水Ｗ２として高圧噴射し、フィルタ洗浄ヘッド５３は、フィルタ５２の内周面に摺動可能に当接して、フィルタ５２の濾過面に付着したＳＳ（浮遊性固形物質）を剥がしながら、逆洗水Ｗ２の吸引排水を行う。図２〜図５に示すように、フィルタ洗浄ヘッド５３は、ヘッド基管５４と、吸引ノズル４と、内側円盤状部材７１と、外側円盤状部材７２と、支持バー部材７３と、付勢部材としてのコイルバネ７４と、シール部材７５と、を備える。

ヘッド基管５４は、逆洗汚水集合管２８に連通状態で接続されている。ヘッド基管５４は、基端側太径部５４ａと先端側細径部５４ｂと段差部５４ｃとを備える。基端側太径部５４ａは、ヘッド基管５４における基端側の部分であり、先端側細径部５４ｂよりも太径の部分である。先端側細径部５４ｂは、ヘッド基管５４における先端側の部分であり、基端側太径部５４ａよりも細径の部分である。段差部５４ｃは、基端側太径部５４ａと先端側細径部５４ｂとの外径の差により形成される。

吸引ノズル４は、フィルタ５２の一次側に設けられ、ヘッド基管５４を介して逆洗汚水集合管２８に接続し、フィルタ５２の内周面に向かって開口する。吸引ノズル４は、逆洗水噴射ノズル６から噴射され且つフィルタ５２を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水Ｗ２である逆洗汚水Ｗ１１を吸引する。吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向全域から吸引可能であることが好ましい。なお、吸引ノズル４の構成は特に限定されるものではない。例えば、吸引ノズル４を、フィルタ５２の軸方向に直線状及び／又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される吸引ノズル４は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。

本実施形態においては、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向（上下方向）に直線状に配置されて、逆洗汚水集合管２８と接続している。また、フィルタ５２の内周面に対向した位置でフィルタ５２に向かって開口している吸引ノズル４の開口部は、フィルタ５２の内周面に摺動可能に密着している。

上下方向に配置されている複数の吸引ノズル４の間の未吸引部を無くすため、フィルタ５２の軸方向に２列に配置され、一方の列の吸引ノズル４の間に他方の列の吸引ノズル４が位置している。具体的には、複数の吸引ノズル４は、逆洗汚水集合管２８の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。なお、吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に配置する他の例として、複数の吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に、吸引ノズル４の間に未吸引部が存在しない間隔で螺旋状に配置してもよい。

吸引ノズル４の開口部がフィルタ５２の内周面に摺動可能に密着した状態で、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向に直線状に配置されて逆洗汚水集合管２８に接続している。上下方向に配置されている複数の吸引ノズル４は、各吸引ノズル４の間の未吸引部を無くすため、逆洗汚水集合管２８の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。そのため、フィルタ５２の１回の回転でフィルタ５２の内周面全域からの吸引を行うことができる。

詳述すると、吸引ノズル４は、ヘッド基管５４の先端側に設けられ、フィルタ５２の内周面に摺動可能に当接する。吸引ノズル４は、ヘッド基管５４の先端側の外周面に、軸方向（延在方向）に移動自在に嵌合している。吸引ノズル４は、ノズル吸引口４ａと、ノズル外挿部４ｂと、接触防止構造としての第１バネ保持環状凹部４ｃと、シール保持環状凹部４ｄと、ボルトガイド溝４ｅと、フランジ部４ｈと、を備える。

ノズル吸引口４ａは、吸引ノズル４の先端側に開口し、逆洗水Ｗ２を吸引する部分である。ノズル外挿部４ｂは、吸引ノズル４における基端側の部分であり、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに外挿されている。ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂの外周面５４ｄは、ノズル外挿部４ｂの内周面よりもわずかに細い。

ノズル吸引口４ａは、第１吸引孔４０１ａと、第２吸引孔４０２ａと、の２つの長孔（スリット）により構成されており、フィルタ５２の内周面に摺動可能に当接する吸引ノズル４の当接面４０３に設けられている。

より具体的には、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａは、それぞれフィルタ５２の軸方向、即ち、吸引ノズル４の上下方向に延びている。第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａは、図５に示すように、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ヘッド基管５４の軸方向（図５において紙面の表面と裏面とを結ぶ方向）に対して点対称の位置関係を有している。即ち、第１吸引孔４０１ａは、図５における吸引ノズル４の上下方向における中央部分から上側へ延びており、第２吸引孔４０２ａは、図５における吸引ノズル４の上下方向における中央部分から下側へ延びている。また、第１吸引孔４０１ａは、図５における吸引ノズル４の左右方向における中央よりも左側に位置しており、第２吸引孔４０２ａは、図５における吸引ノズル４の左右方向における中央よりも右側に位置している。

図５に示すように、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａは、それぞれヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ヘッド基管５４の流路５４１の内側と外側とに跨がって延びる長孔状を有している。即ち、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａそれぞれの全体Ｘの全面積に対する、ヘッド基管５４の流路５４１の外側における第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの部分Ｙの面積の比率（Ｙ／Ｘ）は、５０％以上であり、好ましくは７０％以上である。同方向に視た場合に、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの多くの部分は、ヘッド基管５４の流路５４１に重なっていない。

吸引ノズル４は、中空部４０４を有している。図５に示すように、中空部４０４は、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、第１吸引孔４０１ａ及び第２吸引孔４０２ａの全体と重なる位置に存在しており、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａとヘッド基管５４の流路５４１とを連通させる。より具体的には、中空部４０４は、円柱形状を有しており、フィルタ５２の軸方向（図５における上下方向）に平行に延びている。図５において、中空部４０４の上端は、第１吸引孔４０１ａの上端に一致し、中空部４０４の下端は第２吸引孔４０２ａの下端に一致している。ヘッド基管５４の軸方向において、当接面４０３寄りの中空部４０４の部分（図４における中空部４０４の下側の部分）は、第１吸引孔４０１ａ及び第２吸引孔４０２ａに接続されており、中空部４０４の長手方向における中央部分（図５における中空部４０４の上下方向における中央部分）は、ヘッド基管５４の流路５４１に接続されている。従って、第１吸引孔４０１ａ及び第２吸引孔４０２ａは、中空部４０４を介して、ヘッド基管５４の流路５４１に比較的滑らかに連通している。

図２、図３に示すように、第１バネ保持環状凹部４ｃは、ノズル外挿部４ｂにおける基端側の壁部に、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂを包囲するように且つヘッド基管５４の基端側に開放するように、環状に設けられている。第１バネ保持環状凹部４ｃには、コイルバネ７４の螺旋状の端部が保持される。

シール保持環状凹部４ｄは、ノズル外挿部４ｂにおける基端側の壁部に、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂを包囲するように且つヘッド基管５４の基端側に開放するように、環状に設けられている。シール保持環状凹部４ｄは、第１バネ保持環状凹部４ｃよりも径方向の内側に配置されている。シール保持環状凹部４ｄには、環状のシール部材７５が収容される。
ボルトガイド溝４ｅは、ノズル外挿部４ｂの周方向に等間隔で形成されており、ヘッド基管５４の軸方向に所定の長さを有している。ボルトガイド溝４ｅには、ボルト７２１の先端部が係合している。

内側円盤状部材７１は、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに、段差部５４ｃに当接した状態で外挿されて固定されている。内側円盤状部材７１は、内周面７１ａと、外周面７１ｂと、軸方向内側壁７１ｃと、軸方向外側壁７１ｄと、接触防止構造としての第２バネ保持環状凹部７１ｅとを備える。
内周面７１ａは、内側円盤状部材７１の径方向中心に設けられる貫通孔からなる。内周面７１ａは、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに外挿される。外周面７１ｂは、内側円盤状部材７１の径方向の外周面である。軸方向内側壁７１ｃは、ヘッド基管５４の基端側を向く壁である。軸方向内側壁７１ｃは、ヘッド基管５４の段差部５４ｃに当接し、これにより、ヘッド基管５４の基端側への内側円盤状部材７１の移動が規制される。

軸方向外側壁７１ｄは、ヘッド基管５４の先端側を向く壁である。第２バネ保持環状凹部７１ｅは、軸方向外側壁７１ｄに、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂを包囲するように且つヘッド基管５４の先端側に開放するように、環状に設けられている。第２バネ保持環状凹部７１ｅには、コイルバネ７４の螺旋状の端部が保持される。第１バネ保持環状凹部４ｃと第２バネ保持環状凹部７１ｅとは、フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向に対向しており、付勢部材としてのコイルバネ７４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとの接触（ヘッド基管５４の径方向の接触）を防止可能な接触防止構造を構成する。

外側円盤状部材７２は、吸引ノズル４のノズル外挿部４ｂに、径方向に十分な隙間を有して外挿されている。外側円盤状部材７２は、内周面７２ａと、外周面７２ｂと、を備える。内周面７２ａは、外側円盤状部材７２の径方向中心に設けられる貫通孔からなる。内周面７２ａは、吸引ノズル４のノズル外挿部４ｂに外挿される。内周面７２ａは、吸引ノズル４のノズル外挿部４ｂよりも十分に（径方向に接触しない程度に）太径となっている。そのため、吸引ノズル４は、ボルトガイド溝４ｅを形成しているノズル外挿部４ｂの外周部に対して実質的に摺動抵抗を発生させずに、外側円盤状部材７２の厚さ方向に移動自在になっている。

支持バー部材７３は、内側円盤状部材７１と外側円盤状部材７２との間隔（フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向の間隔）を維持するために、設けられる。支持バー部材７３の一端部は、内側円盤状部材７１に固定されている。支持バー部材７３の他端部は、外側円盤状部材７２に固定されている。支持バー部材７３は、内側円盤状部材７１及び外側円盤状部材７２の周方向に等しい中心角（９０度）で４本配列している。また、支持バー部材７３の本数や中心角の大きさは、特に制限されない。

コイルバネ７４は、ヘッド基管５４の先端側細径部５４ｂに、径方向に十分な間隙を有して包囲するように外挿されている。コイルバネ７４は、一端部側において、内側円盤状部材７１の第２バネ保持環状凹部７１ｅに保持されており、他端部側において、吸引ノズル４の第１バネ保持環状凹部４ｃに保持されている。コイルバネ７４は、ボルト７２１が、ヘッド基管５４の軸方向におけるボルトガイド溝４ｅの端部４ｆに当接した場合においても、軸方向外側に向けて付勢力が発現するようになっている。
これにより、吸引ノズル４がヘッド基管５４から分離しないと共に、吸引ノズル４が軸方向外側に向けて付勢されるように構成される。そのため、吸引ノズル４は、フィルタ洗浄ヘッド５３の軸方向におけるフィルタ５２の内周面に向けて、付勢されながら当接する。

図３に示すように、シール部材７５は、吸引ノズル４の背面側に設けられる。シール部材７５は、吸引ノズル４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとに密接するシール面７５ａを有し、吸引ノズル４とヘッド基管５４の外周面５４ｄとの間をシールする。

シール部材７５は、環状のゴム等の弾性材料あるいは摺動性の良い高分子材料からなり、断面視で、フィルタ洗浄ヘッド５３の基端側に開放する略Ｕ字状に形成されている。詳細には、シール部材７５は、略Ｕ字状で環状のシール凹部７５ｂを備える。シール部材７５は、シール保持環状凹部４ｄの内側に圧入されている。吸引ノズル４の基端側の壁部には、シール保持環状凹部４ｄに圧入されているシール部材７５が抜け出ることを防止するフランジ部４ｈが、設けられている。シール部材７５は、吸引ノズル４と一体となって、ヘッド基管５４の外周面５４ｄを軸方向に移動するようになっている。

逆洗水噴射ノズル６は、ケーシング５１の側部に設けられており、ケーシング５１の内部に開口している。逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の軸方向全域に逆洗水を噴射できることが好ましい。逆洗水噴射ノズル６の構成は特に限定されるものではない。例えば、逆洗水噴射ノズル６を、フィルタ５２の軸方向に直線状及び／又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される逆洗水噴射ノズル６は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。本実施形態においては、逆洗水噴射ノズル６は、複数配置された各吸引ノズル４と同周上に位置し、且つ、フィルタ５２の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル４の前に位置するように設けられている。なお、逆洗水噴射ノズル６は、各吸引ノズル４と対向するそれぞれの位置に設けられていてもよく、或いは、フィルタ５２の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル４の後に位置するように設けられていてもよい。

逆洗水供給手段７は、フィルタ５２で濾過処理された濾過処理水Ｗ２を加圧して、逆洗水Ｗ２として逆洗水噴射ノズル６に供給する。逆洗水供給手段７は、逆洗水加圧ポンプＰ２１、バルブＶ２１などから構成される。

逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の外周面（二次側）に逆洗水Ｗ２を噴射して、フィルタ５２の一次側に堆積した異物を剥離する。剥離した直後に吸引ノズル４による吸引が行われる。逆洗水噴射ノズル６から噴射された逆洗水Ｗ２によりフィルタ５２から剥離した異物は、逆洗汚水排出管２９に設けられたバルブＶ３２を開くことにより、吸引ノズル４により効果的に吸引される。バルブＶ３２の二次側の圧力は大気圧に開放されているため、逆洗汚水集合管２８の内部の圧力がフィルタ５２の二次側の圧力よりも低くなり、フィルタ５２の二次側にある濾過処理水Ｗ２の一部及び逆洗水噴射ノズル６から噴射した逆洗水Ｗ２は、逆洗汚水Ｗ１１となって逆洗汚水集合管２８の内部を流通し、逆洗汚水排出管２９から外部へ排出される。

逆洗水噴射ノズル６に供給される逆洗水としては、本実施形態においては、フィルタ５２で濾過処理された濾過処理水Ｗ２が用いられる。

次に、本実施形態のバラスト水処理装置１の主な動作について簡単に説明する。
（１）バラスト水濾過装置２による被処理水Ｗ１の濾過処理（バラスト水処理運転）
バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ１１、バルブＶ１２及びバルブＶ１３を開き、バルブＶ３、バルブＶ２１、バルブＶ３１、及びバルブＶ３２、バルブＶ５１、バルブＶ５２及びバルブＶ５３を閉じる。この状態で、汲み上げポンプＰ１を駆動させる。これにより、被処理水導入ラインＬ１の一端部から流入した被処理水Ｗ１は、被処理水導入ラインＬ１を流通する。被処理水導入口２０から導入された被処理水Ｗ１は、フィルタ５２で濾過処理され、濾過処理水Ｗ２として処理水流出口２６から排出される。濾過処理水Ｗ２は、処理水ラインＬ１１を流通し、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、バラストタンク６２に貯留処理水Ｗ３として貯留される。

（２）逆洗水噴射ノズル６によるフィルタ５２の逆洗処理（バラスト水処理運転中の逆洗）
バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ１１、バルブＶ１２、バルブＶ１３、バルブＶ２１及びバルブＶ３２を開き、他のバルブを閉じて、濾過処理水Ｗ２（逆洗水Ｗ２）が逆洗水噴射ノズル６に向けて流通する状態とする。そして、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在した状態で、逆洗水加圧ポンプＰ２１及び吸引ノズル４の吸引を稼働させる。これにより、逆洗水噴射ノズル６からの逆洗水（濾過処理水）Ｗ２は、フィルタ５２に向けて噴射され、逆洗が行われる。

（３）バラストタンク６２から外部への貯留処理水Ｗ３の排水処理
バルブＶ５１、バルブＶ５２、バルブＶ１２、バルブＶ５３を開き、バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ１１、バルブＶ１３、バルブＶ３１、バルブＶ３２を閉じる。この状態で被処理水導入ラインＬ１に設けられた汲み上げポンプＰ１を稼働させる。これにより、バラストタンク６２に貯留される貯留処理水Ｗ３は、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、第１貯留処理水排出ラインＬ５１、被処理水導入ラインＬ１の一部、第２貯留処理水排出ラインＬ５２、処理水ラインＬ１１の一部及び第３貯留処理水排出ラインＬ５３を介して外部に排出される。

第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３によれば、例えば、次のような効果を奏する。
フィルタ洗浄ヘッド５３は、ケーシング５１の内部に配置される筒状のフィルタ５２であってフィルタ５２の内部に流入した被処理水Ｗ１を濾過してフィルタ５２の外部へ流出させるフィルタ５２の内部に設けられ、フィルタ５２の内面に摺動可能に当接して逆洗水Ｗ２を吸引する。
フィルタ洗浄ヘッド５３は、フィルタ５２の内部に配置された逆洗汚水ライン（逆洗汚水集合管２８）に接続するヘッド基管５４と、ヘッド基管５４の先端側に設けられる吸引ノズル４であって、フィルタ５２の内面に当接する当接面４０３を有する吸引ノズル４と、を備える。
当接面４０３には、吸引孔としてのノズル吸引口４ａが設けられる。ノズル吸引口４ａは、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ヘッド基管５４の流路５４１の内側と外側とに跨がって延びる長孔状である。吸引ノズル４は、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ノズル吸引口４ａと重なる位置に、ノズル吸引口４ａとヘッド基管５４の流路５４１とを連通させる中空部４０４を有する。

そのため、第１実施形態によれば、吸引ノズル４は中空部４０４を有するため、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ヘッド基管５４から離れた、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの端部において、逆洗水Ｗ２が中空部４０４に流れやすくすることができ、そして、中空部４０４に流入した逆洗水Ｗ２をヘッド基管５４の流路５４１に流れやすくすることができる。この結果、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ヘッド基管５４から離れた、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの端部において、逆洗水Ｗ２を、ヘッド基管５４の流路５４１に流れやすくすることができる。例えば、吸引ノズル４の長手方向の長さが１００ｍｍ程度の場合であっても、このように、第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの端部において、逆洗水Ｗ２を、ヘッド基管５４の流路５４１に流れやすくすることができる。
このため、当接面４０３の長手方向における中央部分近傍の第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの部分と、当接面４０３の同方向における端部近傍の第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの部分と、における逆洗水Ｗ２の流れやすさの差を抑制することができるため、フィルタ５２の軸方向において、吸引ノズル４によって、より均一にフィルタ５２の濾過面に付着したＳＳ（浮遊性固形物質）を剥がして、逆洗水Ｗ２の吸引排水を行うことができる。

また、第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３は、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、長孔状のノズル吸引口４ａの全面積に対する、ヘッド基管の流路５４１の外側におけるノズル吸引口４ａの面積の比率は、５０％以上である。

そのため、第１実施形態によれば、第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３において、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、長孔状のノズル吸引口４ａの全体の全面積に対する、ヘッド基管５４の流路５４１の外側におけるノズル吸引口４ａの部分の面積の比率は高いにもかかわらず、この部分においても、ヘッド基管５４の流路５４１の内側におけるノズル吸引口４ａの部分同様に、逆洗水Ｗ２を流れやすくすることができる。

また、第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３は、ノズル吸引口４ａは、フィルタ５２の軸方向にそれぞれ延びる第１吸引孔４０１ａと第２吸引孔４０２ａとを有する。第１吸引孔４０１ａと第２吸引孔４０２ａとは、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ヘッド基管５４の軸方向に対して点対称の位置関係を有する。そのため、フィルタ５２が吸引ノズル４に対して相対的に回転している際に、フィルタ５２の軸方向に延びるフィルタ５２の継ぎ目によって、同時に第１吸引孔４０１ａと第２吸引孔４０２ａとが塞がれることを防止することができる。フィルタ５２の継ぎ目によって、全部の吸引孔が同時に塞がれると、吸引ノズルの内部で圧力の急変動が生じ、それが水撃作用（衝撃音による騒音）の原因となる。これを抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａの吸引ノズル４Ａを示す正面図である。
第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

図６に示すように、第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａの吸引ノズル４Ａにおいては、ノズル吸引口４ａ−２を構成する第１吸引孔４０１ａ−２及び第２吸引孔４０２ａ−２の長さが、第１実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３の第１吸引孔４０１ａ及び第２吸引孔４０２ａの長さよりも長い点で、第１実施形態とは主に異なる。

第１吸引孔４０１ａ−２及び第２吸引孔４０２ａ−２は、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、図６に示すように、フィルタ５２の周方向、即ち、図６における左右方向において、重なる部分Ｚを有しており、オーバーラップしている。

第２実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ａにおいては、吸引ノズル４Ａの第１吸引孔４０１ａ−２と第２吸引孔４０２ａ−２とは、フィルタ５２の周方向においてオーバーラップしているため、フィルタ５２が回転しているときに、フィルタ５２の軸方向において１つの吸引ノズル４Ａによって、吸引ノズル４Ａの当接面４０３の図６に示す上部から下部までに当接するフィルタ５２（図３等参照）の部分において、ムラ無く、フィルタ５２の濾過面に付着したＳＳ（浮遊性固形物質）を剥がして、逆洗水Ｗ２の吸引排水を行うことができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第３実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ｂの吸引ノズル４Ｂを示す正面図である。
第３実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については、詳細な説明を省略する。また、第３実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

図７に示すように、第３実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ｂの吸引ノズル４Ｂにおいては、ノズル吸引口４ａ−３は、１本の長孔により構成されている。ノズル吸引口４ａ−３の幅は、第１実施形態の第１吸引孔４０１ａ、第２吸引孔４０２ａの幅よりも広く構成されている。また、ノズル吸引口４ａ−３は、吸引ノズル４Ｂの長手方向における一端部近傍から他端部近傍に至るまで、吸引ノズル４Ｂの長手方向に対して所定の角度で交差する方向へ斜めに延びている。ノズル吸引口４ａ−３の中央部分は、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ヘッド基管５４の流路５４１に重なる位置関係を有している。

中空部４０４Ｂは、ヘッド基管５４の軸方向に視た場合に、ノズル吸引口４ａ−３の全体が中空部４０４Ｂに含まれる位置関係となるように、ノズル吸引口４ａ−３の長手方向の長さ、幅のそれぞれよりも大きな値を有する長手方向の長さ、幅を有している。また、中空部４０４Ｂは、ノズル吸引口４ａ−３と同様に、吸引ノズル４Ｂの長手方向に対して所定の角度で交差する方向へ斜めに延びている。

第３実施形態のフィルタ洗浄ヘッド５３Ｂにおいては、ノズル吸引口４ａ−３は、１本の長孔により構成され、吸引ノズル４Ｂの長手方向における一端部近傍から他端部近傍に至るまで、吸引ノズル４Ｂの長手方向に対して所定の角度で交差する方向へ延びているため、第１実施形態と同様に、フィルタ５２が吸引ノズル４Ｂに対して相対的に回転している際に、フィルタ５２の軸方向に延びるフィルタ５２の継ぎ目によって、同時にノズル吸引口４ａ−３の全体が塞がれることを防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、フィルタ洗浄ヘッドの各部の構成は、本実施形態におけるフィルタ洗浄ヘッド５３、５３Ａ、５３Ｂの各部の構成に限定されない。例えば、ノズル吸引口の形状や数や大きさ等は、本実施形態におけるフィルタ洗浄ヘッドのノズル吸引口４ａ、４ａ−２、４ａ−３の形状や数や大きさ等に限定されない。

４、４Ａ、４Ｂ 吸引ノズル
４ａ、４ａ−２、４ａ−３ ノズル吸引口（吸引孔）
２８ 逆洗汚水排出管（逆洗汚水ライン）
５１ ケーシング
５２ フィルタ
５３、５３Ａ、５３Ｂ フィルタ洗浄ヘッド
５４ ヘッド基管
４０１ａ、４０１ａ−２ 第１吸引孔
４０２ａ、４０２ａ−２ 第２吸引孔
４０３ 当接面
４０４、４０４Ｂ 中空部
５４１ 流路
Ｗ１ 被処理水
Ｗ２ 逆洗水

Claims (4)

1. ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタであって前記フィルタの内部に流入した被処理水を濾過して前記フィルタの外部へ流出させる前記フィルタの内部に設けられるフィルタ洗浄ヘッドであり、前記フィルタの内面に摺動可能に当接して逆洗水を吸引するフィルタ洗浄ヘッドであって、
   前記フィルタの内部に配置された逆洗汚水ラインに接続するヘッド基管と、
   前記ヘッド基管の先端側に設けられる吸引ノズルであって、前記フィルタの内面に当接する当接面を有する吸引ノズルと、を備え、
   前記当接面には、吸引孔が設けられ、
   前記吸引孔は、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記ヘッド基管の流路の内側と外側とに跨がって延びる長孔状であり、
   前記吸引ノズルは、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記吸引孔と重なる位置に、前記吸引孔と前記ヘッド基管の流路とを連通させる中空部を有し、
   前記中空部は、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記中空部の長手方向の長さが前記吸引孔の長手方向の長さよりも大きな値を有し、又は、前記中空部の長手方向に直交する幅方向の長さが前記吸引孔の長手方向に直交する幅方向の長さよりも大きな値を有する、フィルタ洗浄ヘッド。
2. 前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、長孔状の前記吸引孔の全面積に対する、前記ヘッド基管の流路の外側における前記吸引孔の面積の比率は、５０％以上である、
   請求項１に記載のフィルタ洗浄ヘッド。
3. 前記吸引孔は、前記フィルタの軸方向にそれぞれ延びる第１吸引孔と第２吸引孔とを有し、
   前記第１吸引孔と前記第２吸引孔とは、前記ヘッド基管の軸方向に視た場合に、前記ヘッド基管の軸方向に対して点対称の位置関係を有する、
   請求項１又は２に記載のフィルタ洗浄ヘッド。
4. 前記第１吸引孔と前記第２吸引孔とは、前記フィルタの周方向においてオーバーラップしている、
   請求項３に記載のフィルタ洗浄ヘッド。

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