特許 7445918 散水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-29

(45)【発行日】2024-03-08

(54)【発明の名称】散水装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/04 20230101AFI20240301BHJP

   B05B 3/06 20060101ALI20240301BHJP

【ＦＩ】

C02F3/04

B05B3/06

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020067280

(22)【出願日】2020-04-03

(65)【公開番号】P2021159896

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-13

(73)【特許権者】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504174135

【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】栗波 智樹

(72)【発明者】

【氏名】秋永 将俊

(72)【発明者】

【氏名】田中 和博

(72)【発明者】

【氏名】清水 文雄

【審査官】相田 元

(56)【参考文献】

【文献】仏国特許出願公開第０２３６４０６６（ＦＲ，Ａ１）

【文献】英国特許出願公開第００２６８５７６（ＧＢ，Ａ）

【文献】仏国特許出願公開第０１０８２１４４（ＦＲ，Ａ１）

【文献】実開昭５５－０３９１５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１２／１６１３３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０１４２６０８７（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ ３／０４

Ｂ０５Ｂ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水を散水する散水装置であって、
垂直方向に延びる支軸に対し軸受け部を介して横方向に回転可能に軸支されると共に、前記支軸と交差する方向に延びる配管と、
前記配管の軸方向に所定間隔で取付けられた複数の噴出部とを有しており、
各噴出部は、前記配管の軸方向に対して直交する向きとなるように前記配管の外周から所定長さで突出する直管状のノズル形状をなし、その先端には、水を噴出する噴出口が形成され、複数の噴出部の噴出口の少なくとも１つは、前記噴出口の中心を通る噴出軸心が水平方向に延びるように配置されており、前記噴出口からの水の噴出流により、前記配管が前記軸受け部を介して回転するように構成されており、
前記噴出部には、前記噴出口から噴出する水を拡散する、拡散板が取付けられており、
前記拡散板は、前記噴出部のノズル形状の側部に固定され、水の噴出方向に向けて延出する基部と、この基部から、前記噴出軸心に至るように湾曲して、水の噴出方向に延びる曲面部とを有しており、
前記拡散板の基部は、前記噴出軸心に沿った方向と平行な平坦面をなし、
前記拡散板の曲面部は、前記噴出口に近い部分が凹曲面をなし、前記噴出口から離れた部分が凸曲面をなすように、変曲点を介して連続的に変化する曲面状をなすと共に、前記噴出軸心に直交する方向に同じ曲率で形成された波板状をなし、
前記噴出口から最も離れた最先端部が前記噴出軸心と平行な面をなし、
前記拡散板の基部の前記噴出軸心に沿った方向における長さ寸法が、前記噴出部よりも長く設定されており、
前記曲面部の凹曲面が前記噴出口から噴出する水を受け止める面をなすことを特徴とする散水装置。

【請求項2】

前記拡散板は、前記曲面部の変曲点が、前記噴出軸心にほぼ一致するように、前記噴出部に固定されている請求項１記載の散水装置。

【請求項3】

前記拡散板の基部に、前記噴出部が一体的に取付けられ、該噴出部が前記配管の外周から突出する連結管に螺合して連結されている、請求項１又は２のいずれか１つに記載の散水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、散水ろ床法における被処理水の散布等に好適に用いられる散水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下水等の水処理方法の１つとして、例えば、水槽に収容されたろ材層に、上方から被処理水を散水して、被処理水を浄化する方法が知られている。

【0003】

水を散水する装置として、例えば、下記特許文献１には、散水管の先端を絞った散水口の下方に、上面が平滑な散水板を略水平状態に、かつ、散水口との間隔を調節可能に取付けた、散水ろ床設備の散水装置が記載されている。より具体的には、下向きの散水口を有する散水管の両側に、下端どうしが支持板で連結された、ネジ軸状をなした２本の取付杆が配置されており、この支持板上に円板状の散水板が支持されて、同散水板が、散水管の軸方向に直交するように、散水口の下方に所定間隔をあけて配置されている。そして、散水口から水が落下すると、散水板に水が衝突して散水される。

【0004】

また、下記特許文献２には、槽本体と、処理水を貯留する処理水槽と、処理水を、槽本体上部から導入する処理水導入手段とを有する、水処理装置が記載されている。処理水導入手段は、処理水が流出する管の開口部の下部に、処理水が流出する方向と直交する方向に取付けられた板状部材を有している。この板状部材は円板状をなし、その外周から支持部材が斜め上方に延設され、この支持部材の上端が、下向きの散水口を有するノズルの下端外周に取付けられている。なお、板状部材は、ノズルの軸方向に直交して配置されている。そして、散水口から水が落下すると、板状部材に水が衝突して散水される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開昭６３－１４１６５９号公報

【文献】特許第６４２５２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、広い範囲に散水したい場合には、回転式の散水装置が用いられることがある。このような散水装置は、回転可能に軸支された支軸と、支軸に直交配置された配管とを有しており、配管には、噴出口が横向きとされたノズルが複数設けられている。そして、ノズルからの噴出流によって、支軸を介して配管が回転して、広範囲に散水されるようになっている。

【0007】

しかしながら、ノズルから噴出した水は、そのままではそれほど拡散することなく、直流となって落下するので、ろ床に対して均一に散水されない傾向がある。この問題を解決するために、上記文献１，２に記載されたような散水板や、板状部材を設けて、ノズルから噴出した水を散水板等に衝突させて落下させることにより、水を分散させて散水することが考えられる。

【0008】

ところが、前述した回転式の散水装置に散水板等を取付けると、ノズルから噴出した水の勢いが散水板等に衝突して弱められてしまうため、配管が回転しにくくなってしまうという問題があった。

【0009】

したがって、本発明の目的は、噴出流による回転トルクを維持して、回転式散水装置に適用することができると共に、散水を広範囲にかつ均一に行うことができる、散水装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の散水装置は、水を散水する散水装置であって、上下方向に延びる支軸に対し軸受け部を介して横方向に回転可能に軸支されると共に、前記支軸と交差する方向に延びる配管と、前記配管の軸方向に所定間隔で取付けられた複数の噴出部とを有しており、各噴出部には、水を噴出する噴出口が形成され、複数の噴出部の噴出口の少なくとも１つは、水の噴出方向が横向きになるように配置されており、水の噴出方向が横向きになるように配置された噴出口からの水の噴出流により、前記配管が前記軸受け部を介して回転するように構成されており、前記噴出部には、前記噴出口から噴出する水を拡散する、拡散板が取付けられており、前記拡散板は、前記噴出部の下方の側部に固定され、水の噴出方向に向けて延出する基部と、この基部から前記噴出口の中心を通って水の噴出方向に延びる噴出軸心に至るように湾曲して、水の噴出方向に延びる曲面部とを有することを特徴とする。

【0011】

上記発明によれば、拡散板は、噴出部の下方の側部に固定され、水の噴出方向に向けて延出する基部と、この基部から噴出口の中心を通って水の噴出方向に延びる噴出軸心に至るように湾曲して、水の噴出方向に延びる曲面部とを有するので、噴水口から噴出した水は、拡散板の曲面部に衝突して拡散することになり、その結果、散水範囲のバラツキを抑制して均一性を高めつつ、広範囲に散水することができる。

【0012】

また、曲面部に衝突した水は、曲面部に沿ってスムーズに流動し、拡散板への衝突力が軽減され、圧力損失が少ない状態で、噴出方向に散水されるため、横向きに配置された噴出口からの水の噴出流による、軸受け部を介した配管の回転トルクが損なわれることがなく、配管を回転させながら広範囲に散水することができる。

【0013】

本発明の散水装置においては、前記曲面部は、前記噴出口に近い部分が凹曲面をなし、前記噴出口から離れた部分が凸曲面をなすように、変曲点を介して連続的に変化する曲面状をなしていることが好ましい。

【0014】

上記態様によれば、曲面部は、噴出口に近い部分が凹曲面をなし、噴出口から離れた部分が凸曲面をなすように、変曲点を介して連続的に変化する曲面状をなしているので、噴出水を、凹曲面によって、その勢いをなるべく弱めずに受け止めて（圧損が少ない）、凸曲面側へとスムーズに流通させて、凸曲面によって広範囲に拡散させることができ、広範囲の拡散効果と、噴出水による回転トルク維持とを両立することができる。

【0015】

本発明の散水装置においては、前記拡散板は、前記曲面部の変曲点が、前記噴出軸心にほぼ一致するように、前記噴出部に固定されていることが好ましい。

【0016】

上記態様によれば、拡散板は、曲面部の変曲点が、噴出軸心にほぼ一致するように、噴出部に固定されているので、凹曲面で受け止めた噴出水を、より圧損を少なくしつつ凸曲面側へとスムーズに流通させることができる。

【0017】

本発明の散水装置においては、前記拡散板の曲面部は、前記噴出軸心に直交する方向に同じ曲率で形成された波板状の曲面をなしていることが好ましい。

【0018】

上記態様によれば、拡散板の曲面部は、噴出軸心に直交する方向に同じ曲率で形成された波板状の曲面をなしているので、噴出水を噴出方向だけでなく、噴出方向の両側にも広げて散水することができる。

【0019】

本発明の散水装置においては、前記基部は、前記噴出軸心に沿った方向と平行な平坦面をなしていることが好ましい。

【0020】

上記態様によれば、基部は、噴出軸心に沿った方向と平行な平坦面をなしているので、噴出水が基部にガイドされながら曲面部に至るので、噴出水を曲面部に効果的に衝突させることができ、拡散効果を高めることできる。

【0021】

本発明の散水装置においては、前記曲面部の、前記噴出口から最も離れた最先端部は、前記噴出軸心と平行な面をなしていることが好ましい。

【0022】

上記態様によれば、曲面部を通過した噴出水が、噴出軸心と平行な面をなす最先端部から散水されるので、拡散板による圧力損失をできるだけ低減させて散水することができ、噴出水を噴出口から比較的に離れた位置まで散水することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、拡散板は、噴出部の下方の側部に固定され、水の噴出方向に向けて延出する基部と、この基部から噴出口の中心を通って水の噴出方向に延びる噴出軸心に至るように湾曲して、水の噴出方向に延びる曲面部とを有するので、噴出口から噴出した水は、拡散板の曲面部に衝突して拡散し、散水のバラツキを抑制して均一性を高めつつ広範囲に散水することができる。また、曲面部に衝突した水は、曲面部に沿ってスムーズに流動し、拡散板への衝突力が軽減され、圧力損失が少ない状態で、噴出方向に散水されるため、水の噴出流による配管の回転トルクが損なわれることがなく、回転式散水装置に好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係る散水装置の第１実施形態を示しており、同散水装置を散水ろ床型水処理装置に適用した場合の、説明図である。

【図2】同散水装置の説明図である。

【図3】同散水装置を構成する拡散板の斜視図である。

【図4】同散水装置を構成する拡散板の断面図である。

【図5】同散水装置を構成する拡散板の平面図である。

【図6】本発明に係る散水装置の第２実施形態を示しており、同散水装置を構成する拡散板の斜視図である。

【図7】同散水装置を構成する拡散板の断面図である。

【図8】本発明に係る散水装置の第３実施形態を示しており、（ａ）は同散水装置を構成する拡散板の側面図、（ｂ）は同拡散板の平面図、（ｃ）は同拡散板の斜視図である。

【図9】本発明に係る散水装置の第４実施形態を示しており、（ａ）は同散水装置を構成する拡散板の側面図、（ｂ）は同拡散板の平面図、（ｃ）は同拡散板の斜視図である。

【図10】本発明に係る散水装置の第５実施形態を示しており、（ａ）は同散水装置を構成する拡散板の側面図、（ｂ）は同拡散板の平面図、（ｃ）は同拡散板の斜視図である。

【図11】散水装置を用いて、ろ材層に散水した場合における、実施例と比較例の、ろ過処理後の生物化学的酸素要求量（流出側Ｓ－ＢＯＤ）の測定結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照して、本発明に係る散水装置の、第１実施形態について説明する。

【0026】

図１には、散水装置１０が適用される、散水ろ床型水処理装置１（以下、単に「処理装置１」ともいう）が示されている。この実施形態における処理装置１は、被処理水に含まれている有機物を微生物によって分解処理するものである。なお、散水装置としては、散水ろ床型水処理装置のみならず、他の用途に利用してもよく、特に限定はされない。

【0027】

上記処理装置１は、この実施形態の場合、略四角枠状をなし、上方に天井壁２ａを設けた、水槽２を有している。なお、水槽２の形状や構造は、特に限定されない。また、水槽２の下方には、ろ材層支持部３が配置されており、このろ材層支持部３の上方には、ろ材層４が支持されている。ろ材層４は、例えば粒状のろ材を充填した層からからなり、散水装置１０により散水された水をろ過処理する過程で、ろ材に付着した微生物により、水中に含まれる有機物の分解を行う。また、水槽２の側部上方には、水（原水）を導入するための、水導入部５が設けられている。

【0028】

図２を併せて参照すると、散水装置１０は、上下方向に延びる支軸２０と、この支軸２０に対し軸受け部２５を介して横方向に回転可能に軸支されると共に、支軸２０と交差する方向に延びる配管３０と、配管３０の軸方向に所定間隔で取付けられた複数の噴出部３５とを有している。この実施形態では、図１に示すように、１つの処理装置１に、２つの散水装置１０が並列して配設されている。なお、散水装置は、処理装置に１つだけ配設してもよく、３つ以上配設してもよい。

【0029】

また、水槽２の天井壁２ａには、各散水装置１０の支軸２０を回動不能に支持するための、一対の軸固定部６，６が設置されており、各支軸２０はその上部を上記固定部６に支持されて天井壁２ａから垂下し、その下部に軸受部２５を介して上記配管３０が支軸２０と交差する方向に延びるように取付けられている。

【0030】

上記のように、各支軸２０は、その軸方向が垂直方向に沿った方向となるように固定されており、一対の支軸２０，２０は互いに平行に配置されている。各支軸２０は略円筒状をなしており、その内部に水が流通可能となっている。また、各支軸２０の下端側の周壁には、水を流出するための流出口２１が形成されている（図２参照）。

【0031】

水槽２の側部上方に設けられた水導入部５には、水導入部５に導入された水の流出口５ａが設けられ、この流出口５ａに接続された、水の供給管７が水槽２の内方に向けて水平方向に延設されている。この供給管７の延出方向先端部は、水槽下方に向けて直角に屈曲しており、水平方向に延びる分岐管８に連結されている。分岐管８は、その両端が、各散水装置１０の支軸２０の軸方向途中に連結されている。したがって、水導入部５に貯留された水は、流出口５ａから流出した後、供給管７を通って分岐管８で分岐して、各散水装置１０の支軸２０内にそれぞれ導入されるようになっている。

【0032】

なお、図１に示すように、供給管７の上流側には、供給管７内における水の流通を制御するための（流通可能とするか流通不能とする）、開閉バルブＶが配置されており、それよりも下流側には、流量を確認するための流量計ＦＩが配置されている。

【0033】

また、図１に示すように、水槽２には、ろ材層支持部３の下方から、水槽２の天井壁２ａよりも突出するように垂直に延びる、採水管９が配置されている。この採水管９には、ポンプＰが接続されている。この採水管９は、ろ材層４でろ過処理された処理水を、ポンプＰを介して吸い上げて、サンプリングするためのものである。

【0034】

散水装置１０の説明に戻ると、図２に示すように、前記軸受け部２５は、支軸２０の下端側を回転可能に支持する回転支持部２６と、この回転支持部２６に連設され、流出口２１を覆うように支軸外周に配置された略円筒状のケーシング２７とを有している。また、ケーシング２７の内部空間と支軸２０の流出口２１とは、互いに連通している。

【0035】

また、前記配管３０は、軸方向の基端３１側が開口し、軸方向の先端３２側が閉塞した、略円筒状をなしており、その内部で水が流通可能となっている。更に各散水装置１０は、一対の配管３０，３０を有している。そして、各配管３０の軸方向の基端３１が、軸受け部２５のケーシング２７の周方向の対向位置に、それぞれ取付けられており、一対の配管３０，３０が同一の軸方向となるように配置されている（図２参照）。また、各配管３０の基端３１の開口と、ケーシング２７の内部空間とは互いに連通している。したがって、支軸２０の流出口２１から流出して、軸受け部２５のケーシング２７内に流入した水は、基端３１側開口から配管３０内に流入するようになっている。

【0036】

また、図２に示すように、各配管３０の軸方向途中と、ケーシング２７の側部上方との間には、配管吊下げアーム２８が配置されており、軸受け部２５に対して各配管３０を強固に保持可能となっている。更に配管吊下げアーム２８には、ターンバックル２８ａが取付けられており、長さを調整可能となっている。

【0037】

なお、配管は、軸受け部２５の周方向に所定間隔をあけて複数配置されていてもよく（例えば、軸受け部２５の周方向に均等な間隔で３本又は４本、或いはそれ以上配置してもよい）、支軸２０に対して１本だけ配置してもよい。

【0038】

また、各配管３０の軸方向に、所定間隔で取付けられた複数の噴出部３５は、この実施形態の場合、配管３０の外周から所定長さで突出した、略円筒状をなしたノズル形状となっており、配管３０の軸方向の基端３１側から軸方向の先端３２側に向けて、均等な間隔をあけて、複数配置されている（ここでは５個）。図３に示すように、各噴出部３５の先端には、水を噴出する噴出口３７が形成されている。また、図５に示すように、各噴出部３５は、その軸心Ｃが、配管３０の軸方向に対して直交する向きとなるように配置されている。更にこの実施形態の場合は、各噴出部３５は、配管３０に一体形成されている。なお、軸受け部２５のケーシング２７内に流入した水は、基端３１側の開口から配管３０内に流入して、各噴出部３５の噴出口３７から噴出するようになっている。

【0039】

そして、複数の噴出部３５の噴出口３７の少なくとも１つは、横向きに配置されており、横向きに配置された噴出口３７からの水の噴出流により、配管３０が軸受け部２５を介して回転するように構成されている。

【0040】

図２に示すように、この実施形態では、配管３０の基端３１に最も近い位置の噴出部３５が、下方に向けて延びていると共に、その噴出口３７が下向きに開口している。また、これよりも配管３０の先端３２側に位置する噴出部３５が、斜め下方に向けて延びていると共に、その噴出口３７が斜め下向きに開口している。更に、これよりも配管３０の先端３２側に位置する３つの噴出部３５が、横方向（水平方向）に延びていると共に、その噴出口３７が横向き（水平方向）に開口している。

【0041】

なお、噴出部としては、噴出流で配管を回転可能とする横向きに配置されたものを、少なくとも１つ有していればよく、個数は特に限定されない。更に、噴出部は円筒状のノズル形状以外にも、角筒状や楕円状等のノズル形状としてもよい。また、本発明における噴出部は、原水等の水を、配管内から噴出させることができれば足り、配管外周から突出したノズル形状ではなく、例えば、配管の周壁に形成した、円形や、角形、楕円形等の孔であってもよい。更に、この実施形態における配管３０は、上述したように、その軸方向の先端３２が閉塞されているが、これに限定されるものではなく、配管３０の軸方向の先端３２に孔を形成して、この孔を噴出部としてもよい。

【0042】

そして、この散水装置１０は、噴出部３５には、噴出口３７から噴出する水を拡散する、拡散板４０が取付けられている。この拡散板４０は、噴出部３５の下方の側部３８に固定され、水の噴出方向Ｆ（図４参照）に向けて延出する基部５０と、この基部５０から、噴出口３７の中心を通って水の噴出方向に延びる噴出軸心Ｃ（以下、単に「噴出軸心Ｃ」ともいう）に至るように湾曲して、水の噴出方向Ｆに延びる曲面部６０とを有している。

【0043】

図３～５を参照すると、この実施形態の拡散板４０は、例えば、ステンレス等の鉄系合金、アルミニウム系合金、チタン系合金等の金属材料や、合成樹脂材料、セラミックスなどからなる、一定厚さで且つ一定幅の板材を湾曲して形成されている。

【0044】

また、図４に示すように、基部５０は、噴出軸心Ｃに沿った方向と平行な平坦面をなしている。この基部５０の厚さ方向の一方の面（噴出部３５との対向面）が、噴出部３５の下方の側部３８に、溶接や、溶着、接着、ねじ止め等によって固定されるようになっている。また、基部５０の延出方向基端側であって、その幅方向両側には、所定角度の面取部５０ａ，５０ａが形成されている。なお、本発明における「噴出部の下方の側部」とは、横方向や斜め下方に延びる噴出部３５の場合は、鉛直方向下方の側部を意味しており、また、下方に向けて延びる噴出部３５（配管３０の基端３１に近い噴出部３５）の場合は、その延出方向の下方における周方向所定位置の側部を意味する。

【0045】

また、図４に示すように、曲面部６０は、噴出口３７に近い部分が凹曲面６１をなし、噴出口３７から離れた部分が凸曲面６３をなすように、変曲点６５を介して連続的に変化する曲面状をなしている。

【0046】

この実施形態では、基部５０の延出方向先端から、所定の曲率半径Ｒ１で、噴出部３５の下方（基部５０の固定側）に向けて凹んだ曲面をなす、凹曲面６１が延設されている。更に、この凹曲面６１の先端から、変曲点６５を介して、凹曲面６１と同じ曲率半径Ｒ１で、噴出部３５の上方（基部５０の固定位置とは反対側）に向けて凸となる曲面をなす、凸曲面６３が延設されている。なお、この実施形態では、凹曲面６１及び凸曲面６３の曲率半径Ｒ１は同一となっているが、異なる曲率半径としてもよい。

【0047】

また、図４に示すように、凹曲面６１や凸曲面６３の曲率半径Ｒ１は、噴出部３５の内径Ｒ２を１としたときに、Ｒ２：Ｒ１＝１：０．４～５．０であることが好ましく、Ｒ２：Ｒ１＝１：１．５～３．０であることがより好ましい。

【0048】

更に図４に示すように、拡散板４０は、曲面部６０の変曲点６５が、噴出軸心Ｃにほぼ一致するように、噴出部３５の下方の側部３８に固定されている。ここで、曲面部６０の変曲点６５が、噴出軸心Ｃにほぼ一致するとは、噴出軸心Ｃを中心として、噴出口３７の内径の０.５倍の半径の円形内に、変曲点６５が位置することを意味する。また、図４に示すように、曲面部６０の、噴出口３７から最も離れた最先端部６７は、噴出軸心Ｃと平行な面をなしている。この最先端部６７は、噴出口３７の径方向内方に位置している（図４参照）。また、図４の二点鎖線で示すように、最先端部６７を長く延ばしてもよい。なお、図３や図５に示すように、最先端部６７の幅方向両側には、所定角度の面取部６７ａ，６７ａが形成されている。

【0049】

更に図５に示すように、拡散板４０の曲面部６０は、噴出軸心Ｃに直交する方向（拡散板４０の幅方向）に、同じ曲率で形成された波板状の曲面をなしている。すなわち、曲面部６０は、拡散板４０の幅方向一側から他側に至る全範囲に亘って、同一の断面形状（最先端部６７の面取部６７ａを除いた断面を意味する。図４参照）で形成されている。なお、この実施形態の拡散板４０は、曲面部６０を含めて基部５０も、拡散板４０の幅方向一側から他側に至る全範囲に亘って、同一の断面形状（基部５０の面取部５０ａを除いた断面）で形成されている。

【0050】

また、図５に示すように、拡散板４０を平面方向から見たとき、曲面部６０の幅Ｗは、噴出部３５の外径Ｒ３を１としたときに、Ｒ３：Ｗ＝１：１．０～６．０であることが好ましく、Ｒ３：Ｗ＝１：１．０～３．５であることがより好ましい。

【0051】

なお、この実施形態における曲面部６０は、凹曲面６１と凸曲面６３の組み合わせで構成されているが、曲面部としては、凹曲面のみや凸曲面のみからなる曲面形状であってもよく、それ以外の曲面形状であってもよい（他形状については後述する実施形態で説明する）。

【0052】

次に、本発明の散水装置１０の作用効果について説明する。

【0053】

すなわち、開閉バルブＶを開くことで、水導入部５に貯留された水が供給管７を流通して分岐管８で分岐し、各散水装置１０の支軸２０内に導入される。水は、支軸２０の流出口２１から流出して、軸受け部２５のケーシング２７内に流入し、更に、基端３１側開口から配管３０内に流入して、各噴出部３５の噴出口３７から噴出する。この際、横向きに配置された噴出部３５の噴出口３７からの水の噴出流によって、軸受け部２５を介して、支軸２０に対して配管３０が回転する。

【0054】

そして、この散水装置１０においては、拡散板４０は、噴出部３５の下方の側部３８に固定され、水の噴出方向Ｆに向けて延出する基部５０と、この基部５０から噴出軸心Ｃに至るように湾曲して、水の噴出方向Ｆに延びる曲面部６０とを有している。そのため、噴出部３５の噴出口３７から噴出した水（以下、単に「噴出水」ともいう）は、拡散板４０の曲面部６０に衝突して拡散するので、散水範囲のバラツキを抑制して均一性を高めつつ、広範囲に散水することができる（散水を広範囲にかつ均一に行うことができる）。

【0055】

また、曲面部６０に衝突した水は、曲面部６０に沿ってスムーズに流動し、拡散板４０への衝突力が軽減されて、圧力損失が少ない状態で、噴出方向Ｆに散水されるため、横向きに配置された噴出口３７からの水の噴出流による、配管３０の回転トルクが損なわれることを抑制することができ（回転トルクを維持できる）、回転式散水装置に好適に利用することができる。

【0056】

また、拡散板４０は、その基部５０を、噴出部３５の下方の側部３８に、例えば、溶接等によって固定することにより、回転する配管３０の重量増大を軽減でき（引用文献１の散水装置のように、ネジ軸状をなした２本の取付杆を利用した固定方法等と比べて、軽量化できる）、噴出水による配管３０の回転が容易となる。

【0057】

また、図４に示すように、曲面部６０は、噴出口３７に近い部分が凹曲面６１をなし、噴出口３７から離れた部分が凸曲面６３をなすように、変曲点を６５介して連続的に変化する曲面状をなしている。そのため、噴出水を、凹曲面６１によって、その勢いをなるべく弱めずに受け止めて（圧損が少ない）、凸曲面６３側へとスムーズに流通させて、凸曲面６３によって広範囲に拡散させることができ、広範囲の拡散効果と、噴出水による回転トルク維持とを両立することができる。

【0058】

更に図４に示すように、拡散板４０は、曲面部６０の変曲点６５が、噴出軸心Ｃにほぼ一致するように、噴出部３５の下方の側部３８に固定されている。そのため、凹曲面６１で受け止めた噴出水を、より圧損を少なくしつつ凸曲面６３側へとスムーズに流通させることができる。

【0059】

また、図５に示すように、拡散板４０の曲面部６０は、噴出軸心Ｃに直交する方向に、同じ曲率で形成された波板状の曲面をなしている。そのため、噴出水を噴出方向Ｆだけでなく、噴出方向Ｆの両側にも広げて散水することができる。また、金属板等を曲げ加工して拡散板４０を形成する場合には、曲げ加工が容易になるというメリットがある。

【0060】

更に図４に示すように、基部５０は、噴出軸心Ｃに沿った方向と平行な平坦面をなしている。そのため、噴出水が、基部５０にガイドされながら曲面部６０に至るので、噴出水を曲面部６０に効果的に衝突させることができ、拡散効果を高めることできる。また、基部５０を、噴出部３５の下方の側部３８に対して溶接等をしやすくなり、噴出部３５に対する拡散板４０の取付作業性を向上させることができる。

【0061】

更に図４に示すように、曲面部６０の、噴出口３７から最も離れた最先端部６７は、噴出軸心Ｃと平行な面をなしている。そのため、曲面部６０を通過した噴出水が、噴出軸心Ｃと平行な面をなす最先端部６７から散水されるので、拡散板４０による圧力損失をできるだけ低減させて散水することができ、噴出水を噴出口３７から比較的に離れた位置まで散水することができる。

【0062】

なお、上記のような散水装置１０によって、処理装置１のろ材層４に散水された水は、ろ材層４によってろ過されて、ろ材層４を構成するろ材に付着した微生物により、含有する有機物を分解され、浄化されて、水槽２の下方から取出されるようになっている。

【0063】

図６及び図７には、本発明に係る散水装置の、第２実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。

【0064】

この第２実施形態の散水装置においては、拡散板４０Ａの、噴出部に対する取付け構造が前記第１実施形態と異なっている。すなわち、前記第１実施形態では、噴出部３５が配管３０に一体形成されているのに対して、この第２実施形態では、拡散板４０Ａの基部５０に、噴出部３５Ａが一体的に取付けられている。いわば、噴出部３５Ａの下方の側部３８に、拡散板４０Ａの基部５０が予め取付けられた構成となっている。

【0065】

前記噴出部３５Ａの基端側外周には、ネジ溝３９が螺刻されている。一方、図７に示すように、配管３０の所定位置からは、ネジ溝３３ａを内周に螺刻した連結管３３が一体形成されている。そして、噴出部３５Ａの基端側を連結管３３内にねじ込むことで、ネジ溝３９，３３ａどうしが螺合して、連結管３３を介して、配管３０に噴出部３５Ａが取付けられるようになっている。

【0066】

そして、この態様では、前記第１実施形態の散水装置１０と同様の効果を有すると共に、噴出部３５Ａの下方の側部３８に、拡散板４０Ａの基部５０が予め取付けられているので、噴出部３５Ａの基端側を連結管３３内にねじ込むだけの簡単な作業で、配管３０に噴出部３５Ａを取付けることでき、拡散板４０Ａの取付け作業性を向上させることができる。

【0067】

図８には、本発明に係る散水装置の、第３実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。

【0068】

この第３実施形態の散水装置においては、拡散板４０Ｂの基部５０の形状が、前記第１，第２実施形態と異なっている。

【0069】

すなわち、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、この実施形態における拡散板４０Ｂの基部５０は、その幅方向両側に、基端側から先端側（曲面部６０側）に向けて、基部５０を次第に幅広とするテーパ面５１，５１が形成されている。

【0070】

そして、この態様では、前記第１実施形態の散水装置１０と同様の効果を有すると共に、拡散板４０Ｂの基部５０の幅方向両側にテーパ面５１，５１を形成したことによって、拡散板４０Ｂの基部５０の軽量化を図ることができ、噴出水による配管３０の回転がより容易となる。

【0071】

図９には、本発明に係る散水装置の、第４実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。

【0072】

この第４実施形態の散水装置においては、拡散板４０Ｃの曲面部６０Ｃの形状が、前記第１～３実施形態と異なっている。

【0073】

すなわち、図９（ｃ）に示すように、この実施形態における拡散板４０Ｃの曲面部６０Ｃは、中空の球状体を１／４にカットしたような凸曲面状をなしている。

【0074】

そして、この態様においても、前記実施形態と同様に、噴出水が、拡散板４０Ｃの曲面部６０Ｃに衝突して拡散するので（図９（ａ）～（ｃ）参照）、散水範囲のバラツキを抑制して均一性を高めつつ、広範囲に散水することができると共に、噴出流による配管３０の回転トルクの損失を抑制して、回転式散水装置に利用することができる。

【0075】

図１０には、本発明に係る散水装置の、第５実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。

【0076】

この第５実施形態の散水装置においては、拡散板４０Ｄの曲面部６０Ｄの形状が、前記第１～４実施形態と異なっている。

【0077】

すなわち、図１０（ｃ）に示すように、この実施形態における拡散板４０Ｄの曲面部６０Ｄは、前記第１～３の実施形態と同様に、凹曲面６１と凸曲面６３とが変曲点６５を介して連続して変化する曲面状をなしているが、幅方向中央部の突出高さが最も高く（最も大きく出っ張る）、幅方向中央部から幅方向両側部にかけて、噴出部３５の下方（基部５０の固定側）に向けて次第に突出高さが低くなるように湾曲したような、曲面形状をなしている。

【0078】

そして、この態様においても、前記実施形態と同様に、噴出水が、拡散板４０Ｄの曲面部６０Ｄに衝突して拡散するので（図１０（ａ）～（ｃ）参照）、散水範囲のバラツキを抑制して均一性を高めつつ、広範囲に散水することができると共に、噴出流による配管３０の回転トルクの損失を抑制して、回転式散水装置に利用することができる。また、この態様では、曲面部６０Ｄが、幅方向中央部から幅方向両側部にかけて、噴出部３５の下方に向けて次第に突出高さが低くなるように湾曲した曲面形状をなしているので、曲面部６０Ｄに衝突した噴出水を、曲面部６０Ｄの幅方向のみならず、斜め上方や斜め下方の上下方向にも拡散させて、より広範囲に拡散させやすくなる。

【0079】

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、各種の変形実施形態が可能であり、そのような実施形態も本発明の範囲に含まれる。

【実施例】

【0080】

散水装置を用いて、ろ材層に散水した場合の、ろ過処理後の生物化学的酸素要求量（流出側Ｓ－ＢＯＤ）を測定した。

【0081】

（実施例）
配管の噴出部の下方の側部に、図３～５に示す形状の拡散板を取付けた、実施例の散水装置を準備した。なお、拡散板５０としては、幅が１３ｃｍ、噴出口３７からの突出長さが７．９ｃｍ、凹曲面６１及び凸曲面６３のそれぞれの曲率半径が４．０ｃｍのものを用いた。

【0082】

（比較例）
拡散板を取付けない以外は、実施例と同様の、比較例の散水装置を準備した。

【0083】

（試験方法）
図１に示すような、散水ろ床型水処理装置１に実施例の散水装置及び比較例の散水装置を適用して、ろ材層４に散水した。その後、ろ材層４による、ろ過処理後の処理水を、採水管９でサンプリングしてグラフ化した。その結果を、図１１に示す。

【0084】

図１１のグラフ中、横軸は、流入側ＢＯＤ容積負荷（ｋｇ／（ｍ³・日））であって、ろ過処理前の水の性質を示している。なお、ＢＯＤとは、生物化学的酸素要求量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ）を意味し、値が大きいほど、処理水中の有機物の含有量が高いことを意味している。

【0085】

一方、図１１のグラフ中、縦軸は、流出側Ｓ－ＢＯＤ（ｍｇ／ｌ）であって、ろ過処理後の水の性質を示している。なお、Ｓ－ＢＯＤは、溶解性ＢＯＤを意味し、値が大きいほど、水中に溶解した有機物の含有量が高いことを意味している。

【0086】

そして、図１１に示すように、比較例の散水装置では、流入側ＢＯＤ容積負荷が０．８～１の範囲における、流出側Ｓ－ＢＯＤは、実施例の散水装置の場合と比べて高く、ろ材層４による有機物分解が十分ではないことが分かる。すなわち、比較例の散水装置では、水が拡散されないため、多量の水がろ材層４の所定箇所に集中して滴下して、ろ過処理の効率が悪くなると考えられる。

【0087】

一方、実施例の散水装置では、流入側ＢＯＤ容積負荷が０．８～１の範囲における、流出側Ｓ－ＢＯＤは、比較例の散水装置の場合と比べて低く、ろ材層４による有機物分解が効果的になされていることが分かる。また、流入側ＢＯＤ容積負荷が１～１．６の範囲における、流出側Ｓ－ＢＯＤも比較的低くなり、流入側ＢＯＤ容積負荷が高く、ろ過処理がしにくい水であっても、ろ過処理が進んでいることが分かる。

【0088】

以上のように、実施例の散水装置の場合は、比較例の散水装置に比べて、ろ過処理が進んでおり、拡散板による噴出水の拡散効果が認められる。すなわち、実施例の散水装置では、水が拡散されるため、少量の水がろ材層４の広い範囲に亘ってより均一に滴下して、ろ過処理の効率が良くなると考えられる。

【符号の説明】

【0089】

１ 散水ろ床型水処理装置（処理装置）
２ 水槽
３ ろ材層支持部
４ ろ材層
５ 水導入部
７ 供給管
８ 分岐管
１０ 散水装置
２０ 支軸
２１ 流出口
２５ 軸受け部
３０ 配管
３３ 連結管
３５，３５Ａ 噴出部
３７ 噴出口
３８ 側部
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ 拡散板
５０ 基部
５１ テーパ面
６０，６０Ｃ，６０Ｄ 曲面部
６１ 凹曲面
６３ 凸曲面
６５ 変曲点
６７ 最先端部
Ｃ 噴出軸心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】