(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
堰き止め部が水面以下になることで水面上のスカムと多少の水でなるスカム水を流入させ一定の方向に流出させるようになっているスカム処理手段と、一定の方向に往復運動する作動部材と、係脱部を備えるとともに常に一定の回転方向に付勢されるようにして前記作動部材に設けられた係脱部材と、一端が前記堰き止め部側に連結される一方他部が前記係脱部材の係脱部に係脱可能な係脱受部を備えた係脱受材と、前記係脱部材側に当たって前記付勢される方向とは逆の方向に係脱部材を戻すようにする復帰手段とを備えており、前記作動部材が復帰した状態で係脱部と係脱受部とが離脱状態になって係脱受材が係脱部材に対して移動自在になり、前記作動部材が一方向に作動することで係脱部材が回転して係脱部と係脱受部とが係合して係脱受材を連動させることで堰き止め部が連動するようになっているスカム除去装置。
【請求項２】
請求項１において、係脱受材は、ロッド状のもので係脱受部がラック状の歯になっているスカム除去装置。
【請求項３】
請求項１または２において、堰き止め部は、固定式のトラフの前部に別途設けられた堰の上部で構成され、その長手方向左右両端の回転軸回りに上下揺動自在に支持されているスカム除去装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかにおいて、付勢する手段はバネであるスカム除去装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかにおいて、作動部材は、沈澱池内で移動するフライトに応動するように同池内に設けられた倣いカムとともに作動するようになっているスカム除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、沈澱池等の水面に浮遊するスカムを回収除去するためのスカム除去装置に関し、特に、水面変動に追従するものであるとともに水面追従後にも同一のストロークでもってスカム除去機能を確実に発揮するスカム除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最初あるいは最終沈澱池の水面上には、スカムが浮遊し、これを常時除去する必要がある。そのため、円筒状のスカムスキーマーを両端回転支持状態で装備し、同スキーマーの開口を前に回転させることでスカムを呑み込むようにされ、開口を上に戻すことでスカムの呑み込みを停止させるものがあったが、このものは、両端支持方式であるため、回転作動しにくい問題があった。
【０００３】
そのため、本出願人は、トラフを固定設置し、同トラフに形成した開口を水面以下に設定するとともに、同開口に堰を備え付けたものがある。この場合の堰は、断面が長円筒状でその基部の左右両端に備えた回転軸により前後に揺動運動可能になっている。この堰は、沈澱池内で循環運動可能なフライトの動力を利用して駆動手段を介して上下されるようになっているとともに、堰が、水面下の開口下縁を基部にして前方斜め上方にある時を堰き止め状態とし、その姿勢から下向きに下がった状態を呑み込み状態とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、沈澱池内の水位は経時的に多少の変動があるのが通例であるが、これまでは、堰が追従しない構造であったため、水位が上がれば水を多く呑み込み過ぎ、水位が下がればスカムの呑み込みが想定する程に行えなかった。
そのためのスカム除去装置のあるが、いずれも構造的な複雑化は否めず、極く簡単で確実な作動が約束されるものが要求されていた。
この発明は前記課題を解決するためになされたもので、構造的に簡単であるとともに確実な作動が可能になるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、堰き止め部が水面以下になることで水面上のスカムと多少の水でなるスカム水を流入させ一定の方向に流出させるようになっているスカム処理手段と、一定の方向に往復運動する作動部材と、係脱部を備えるとともに常に一定の回転方向に付勢されるようにして前記作動部材に設けられた係脱部材と、一端が前記堰き止め部側に連結される一方他部が前記係脱部材の係脱部に係脱可能な係脱受部を備えた係脱受材と、前記係脱部材側に当たって前記付勢される方向とは逆の方向に係脱部材を戻すようにする復帰手段とを備えており、前記作動部材が復帰した状態で係脱部と係脱受部とが離脱状態になって係脱受材が係脱部材に対して移動自在になり、前記作動部材が一方向に作動することで係脱部材が回転して係脱部と係脱受部とが係合して係脱受材を連動させることで堰き止め部が連動するようになっている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１において、係脱受材は、ロッド状のもので係脱受部がラック状の歯になっている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２において、堰き止め部は、固定式のトラフの前部に別途設けられた堰の上部で構成され、その長手方向左右両端の回転軸回りに上下揺動自在に支持されている。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１から３までのいずれかにおいて、付勢する手段はバネである。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１から４までのいずれかにおいて、作動部材は、沈澱池内で移動するフライトに応動するように同池内に設けられた倣いカムとともに作動するようになっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施形態を参照してこの発明を詳細に説明する。
図５に示すように、１は沈澱池の水面で、同水面１下には、チェーンフライト式の汚泥掻寄装置が構成されている。同汚泥掻寄装置は、池底２から水面１近くを水平に通過して斜めに下がって池底２まで戻るように循環運動するフライト３を備えている。このフライト３は図示しないチェーンで駆動される。
【００１１】
フライト３には、進行方向に対向する方向からみて左端近傍にブラケット４が取り付けられ、同ブラケット４の上端にローラー５を備えている。池底２よりやや上方でローラー５が通過する軌道より少し上方には、池幅方向に長手方向を向けて両端支持された回転パイプ７が設けられている。
【００１２】
この回転パイプ７には、ローラー５の進行方向側に倣いカム８が、また後方側に連動レバー９を備えたアームが支持されている。倣いカム８は、第１カム８ａとそれより低く突出する第２カム８ｂとからなる曲げロッド状のものとされ、これは板を同様の形状に形成したものであってもよい。同倣いカム８は、連動レバー９よりも重く、従って、通常は、矢印のように下向きのモーメントが働いているので、連動レバー９に連結された連動ロッド５３を持ち上げるようにする。
【００１３】
ローラー５が第１カム８ａにさしかかると倣いカム８が持ち上がるが、ローラー５が第２カム８ｂにさしかかった時はそれ以上倣いカム８が持ち上がる。
【００１４】
スカム除去装置の本体側は固定式のトラフ１２を備える。同トラフ１２は、図５に示すような断面形状になっているが、その詳細は、図１から図４に示す通りである。トラフ１２は、底板部１２ａと背板部１２ｂをＬ字形になるように備え、背板部１２ｂの上端にフランジ１２ｃを備える。また、底板部１２ａの前端部からは垂直上方に前板部１２ｄが設けられ、前板部１２ｄの上端からは、内方斜め上方には取付板部１２ｅを備える。
【００１５】
トラフ１２は、図１および図２に示すように、左右両端に取付フランジ１３を備える。同フランジ１３は、トラフ１２内に通じる連通口１４を備え、図２の連通トラフ１５にそれぞれボルトナット１６…により連結される。連通トラフ１５は、沈澱池の側壁にハツリにより形成した通口に通されてコンクリートにより固定される。尚、トラフ１２は、スカム水を流す方向に僅かに下がり傾斜している。
【００１６】
取付フランジ１３は、図４に一部を示すように、四角な板部を備えている。この板部には、図３に示すように、軸受部１７が設けられている。軸受部１７は、左右に配され、それぞれには、堰１８の両端に固定した側板１９の基部から突出する回転軸２０が挿通されて回転自在になっている。この回転軸２０は、上下前後に移動調整可能になっている。
【００１７】
堰（堰き止め部）１８は、前端が角形で後端が丸形の中空で偏平な四角筒になっている。側板１９は、扇形をしており、その外周には、下向きに回転した時にスカムを側方から呑み込みやすいように切欠１９ａを備える。そして、取付板部１２ｅと堰１８の基部前面との間には、変曲ゴム板製の前面シール２２が装着される一方、フランジ１３から側板１９に向かって側板１９に常時接触する側面シール２３が設けられている。尚、堰１８とトラフ１２等はスカム処理手段を構成している。
【００１８】
左側の側板１９には、図１に示すように、移動調節自在なＬ字形をした調節板２５が取り付けられている。トラフ１２の一方のフランジ１３前後間には、固定板２７が取り付けられ、同固定板２７には、トラフ１２の長手方向に軸中心を向けた支点軸２８が挿通固定されている。支点軸２８の回りには、軸受ブロック２９を介して水平な連動アーム（作動部材）３１が上下揺動自在に支持されている。
【００１９】
連動アーム３１の後端には、手動レバー３２を差し込む筒体３３が設けられているとともに、その底面には、連動アーム３１を常に後下がりの方向に付勢するウエイト３４が取り付けられている。このウエイト３４は、その量を可変にしたり、移動調節自在にすることができる。また、連動アーム３１に対向して、図４に示すように、水平に戻って止めるためのストッパ３５が設けられている。
【００２０】
連動アーム３１は、図３に示すように、フランジ１３の側方にあって同フランジ１３に当たらないようになっているとともに、その前端には、軸３７を介して係脱アーム３８が前後揺動自在に設けられている。係脱アーム３８は、左右１対の板間に上ストッパ３９と下ストッパ４０とを溶接一体化したものである。下ストッパ４０は、係脱アーム３８を常時前下がりの方向に付勢するようなウエイト機能を併せ持つ。
【００２１】
係脱アーム３８の一側面には、アングルでなる側片４２が取り付けられている。側片４２は、スペーサ４３を介してボルト４４で係脱アーム３８に取り付けられている。側片４２には、丸形の通孔４５が開けられているとともに、その前方には、移動調節自在な係脱歯（係脱部）４６が取り付けられている。
【００２２】
４８は係脱受材で、丸ロッドの係脱歯４６に対向する一側にラックでなる係脱受歯（係脱受部）４９…を多数形成してある。この係脱受材４８は、上下にストッパ５０を備えるとともに、通孔４５に挿通されてその下端は前記調節板２５に結合されている。
【００２３】
係脱アーム３８の先端には、円筒状（あるいは中実軸状でもよい）の連動軸５２が回転自在に設けられ、同連動軸５２の軸方向中央には、図１に示すように、通孔５２ａが形成されており、同通孔５２ａを通じて縦方向の連動ロッド５３が上下運動自在に差し込まれている。
【００２４】
連動ロッド５３は、図５に示すように、その下端が連結軸５４を介して連動レバー９の一端に回転自在に結合され、その上端が前記のように差し込まれている。また、連動ロッド５３は、上部にねじ軸５５を備え、同ねじ軸５５の回りに、間隔を調節自在な遊び５６を形成するための上・下ねじ筒５９，６０がねじ付けられている。尚、連動ロッド５３の上端には、操作ナット５６が止め付けられ、同ナット５６を池上から左右にねじることで、前記間隔が変えられるようになっている。そのため、連動ロッド５３の軸上には、図４に示すように、筒体５７が止め付けられるとともに、同筒体５７内でねじ軸５５の下端の溶接ナット５８が回転自在とされている。
【００２５】
図５に示すように、池底２上では、ローラー５が矢印方向に微速で進行してくる。その間、倣いカム８は、回転パイプ７の中心回りに矢印のようにその自重で下がり付勢された状態になっている。その重さは、回転モーメントとして連動レバー９に伝達され、連動ロッド５３を矢印のように押し上げている。
【００２６】
この状態では、図４に示すように、下ねじ筒６０のフランジが連動軸５２を押し上げており、これにより、係脱アーム３８は押し上げられている。同アーム３８が押し上げられることで、ストッパ４０の重さに打ち勝って軸３７回りに右回りの力を得るが、ストッパ３９，４０が連動アーム３１の先端に当たることで連動アーム３１を右回りに回転付勢する。しかし、連動アーム３１は、ストッパ３５に受け止められて水平姿勢以上には回転せず静止している。尚、係脱受材４８は、上端がトラフ１２側にくるように通孔４５内に凭れかかっていて、係脱歯４６から離れている。
【００２７】
次に、図６に示すように、ローラー５が倣いカム８に当たることで、倣いカム８は持ち上がり、連動ロッド５３は下げられることになる。この下げにより、それまで当たっていた下ねじ筒６０のフランジが連動軸５２から離れようとし、係脱アーム３８は次第に首を下げるようになる。連動アーム３１の方は、ウエイト３４の作用で水平を保っている。尚、ウエイト３４に代えて磁石を用いてもよい。
【００２８】
このようにして首を下げる係脱アーム３８により、その側方に設けられた係脱歯４６は係脱受材４８の係脱受歯４９に接近してゆき、双方はやがて係合する。図６は係合した状態を示している。この係合状態のまま連動ロッド５３が下がることにより、上ねじ筒５９のフランジが連動軸５２に当たるようになる。
【００２９】
図７に示すように、ローラー５が倣いカム８を更に持ち上げることにより、連動ロッド５３は引き下げられ、前記係合状態を保ったまま係脱アーム３８を介して連動アーム３１は引き下げられる。これにより、係脱受材４８を介して堰１８が押し下げられ、スカム水の呑み込みが始まる。倣いカム８はローラー５の進行により一旦下がって再び持ち上がることで堰１８も上がり下がりをするのであるが、その間も前記係合状態を保ったままである。
【００３０】
ローラー５が倣いカム８を通過すると、引き下げ状態から持ち上げ状態になって前記係合状態を保ったままウエイト３４の力により係脱アーム３８および連動アーム３１が同時に上昇する。連動アーム３１は、図５に示すように、ストッパ３５に当たって水平になるが、倣いカム８の重さにより連動ロッド５３が持ち上がることにより、係脱アーム３８が持ち上がり、水平な状態に戻される。この状態では、係脱受材４８の係脱歯４６に対する係合が解除され、通孔４５内に図４のように凭れかかった状態になる。従って、係脱受材４８は、堰１８が水位の変動で上下しても通孔４５を通じて独立して上下運動して水位変動に対応することができる。
【００３１】
図８ないし図１４に示す実施形態は、水位追従型のスカム除去装置であって、特に、水位追従状態と作動状態との切り換えがより確実に行えるようにしたものである。
【００３２】
沈澱池の左右側壁には連通トラフ７０が挿通支持され、同連通トラフ７０間に固定式のトラフ７１がボルト結合により横架されている。このトラフ７１はスカム処理手段の１つとして構成されている。同トラフ７１の前部は低くなっていて、そこが台部７２になっている。この台部７２はトラフ７１の長手方向に延びている。
【００３３】
同台部７２の正面からみて左側（図９）上面には、Ｌ字形に形成したブラケット７３がボルト結合により立設されているが、右側には立設されていない。台部７２の左右には、軸受部７４が固定され、これらに回転軸７５が差し込まれるようにして堰７６とその両端の側板７７が上下揺動自在に支持されている。左側の側板７７と前記ブラケット７３との間には側面シール７８（図８、図１０参照）が設けられている。右側の側板７７とトラフ７１の内側面との間にも側面シールが設けられている。
【００３４】
堰７６は堰き止め部にもなっている。側板７７の外側面には丸柱状等による当たり８０が突設され、同当たり８０は、ブラケット７３の前後に設けられた前ストッパ８１と後ストッパ８２との間で回転可能になっており、一定の角度範囲だけ堰７６を作動させるようになっている。
【００３５】
堰７６の下端とトラフ７１の前面との間には前からの水の浸入を阻止するための前面シール８３が屈曲自在なゴムにより形成されて取り付けられている。尚、堰７６は中空型で自らの浮力で浮上できるとともに水位にも追従できるようになっている。
【００３６】
８５は支点軸で、ブラケット７３の上端後部に水平に設けられており、同支点軸８５には、作動部材である作動アーム８６が上下揺動自在に支持されている。作動アーム８６は、先端がコの字部分である他は帯長板の１対を左右に離間させた部分を備える。
【００３７】
作動アーム８６の先端には、回転駒８７が設けられ、同駒７に明けられた上下方向の孔に、池底で作動する倣いカムに連動する連結パイプ８８が上下動自在に挿通されている。連結パイプ８８の上部は、ねじ軸８９になっており、この外周に、上ねじ筒９０と下ねじ筒９１とが上下調節可能にねじ付けられ、これら両ねじ筒９０，９１は通常松葉ピン９２で止められている。尚、両ねじ筒９０，９１のフランジ間は離間しているので、後述する水位変動があってもその遊び量で吸収できるのである。
【００３８】
この連結パイプ８８は連動により引き下げられることにより上ねじ筒９０のフランジが駒８７に当たることで作動アーム８６を引き下げるようになっている。
【００３９】
一方、作動アーム８６の後端には、レバー挿通筒９４が立設されて手動レバー９５が挿通されるようにされるとともに、アームストッパ９６により一定の復帰角度に規定されるウエイト９７が移動調節自在に装着されている。
【００４０】
作動アーム８６の前部には、軸部１００が回転自在に支持された状態で係脱部材１０１が設けられている。この係脱部材１０１は、上下方向に通孔１０２を有するとともに、上面には楔状の係脱部１０３を備えた上板１０４が、また下面には寄り規制突起１０５を備えた下板１０６がボルト等の止着具により装着されている。下板１０６は復帰手段の一方を構成し、長く延びるとともに、ブラケット７３から突設された取付板１０７に装着の復帰用ストッパ（復帰手段の１つ）１０８に下方から当たるようになっている。尚、上板１０４および下板１０６は位置調節可能になっている。
【００４１】
１１０は係脱受材であり、同受材１１０は、前記実施形態のような丸ロッド状でその中途にラック状の係脱受部１１１を背側面に一体形成したステンレス製の部材である。上端には下限ストッパ１１３が、また係脱受部１１１の下側には上限ストッパ１１４が上下調節可能に設けられている。１１５は連結軸で、係脱受材１１０を側板７７に連結する軸である。
【００４２】
図８から図１２は、堰７６が水面上に浮上復帰してスカムの流入を堰き止めている状態を示している。図１１に示すように、当たり８０が後ストッパ８２に当たり、かつウエイト９７がアームストッパ９６に当たっており、この状態で堰７６の浮力やウエイト９７による回転力などが復帰力として作用している。また、係脱受材１１０は垂直軸状になっており、係脱部材１０１の通孔１０２も、復帰用ストッパ１０８に下板１０４が水平になるように当たることで垂直になっている。
【００４３】
これにより、係脱部１０３が係脱受部１１１から離れていることにより、水面が上下すると堰７６および係脱部材１０１が上下することになって水位に追従する。尚、後ストッパ８２はバネ付にすることがある。
【００４４】
この状態において、係脱受部１１１が通孔１０２内で後寄りに移動して係脱部１０３に係合するおそれもあるが、これは寄り規制突起１０５が係脱部１０３よりも係脱部１０３側に突出しているので防止され、係脱受材１１０は係合することなく上下に自在に運動できることになる。
【００４５】
池底で倣いカムがローラーにより押し上げ駆動されると、連結パイプ８８は図１３に示す矢印方向に下げられる。これにより、上ねじ筒９０のフランジが駒８７に当たって作動アーム８６を引き下げるようになる。作動アーム８６が下がると、軸部１００回りに巻かれ係脱部材１０１を常時矢印方向に付勢するバネ１１６が作用するとともに下板１０６が復帰用ストッパ１０８から離れることにより、係脱部材１０１は作動アーム８６に対して回転し始める。
【００４６】
係脱部材１０１の回転により、係脱部１０３が係脱受部１１１に係合し始め、次第に完全に係合する。係脱部材１０１と係脱受材１１０とはこじられた状態になるので、前記係合は確実になる。尚、寄り規制突起１０５は係脱受材１１０から離れるので、前記係合に不都合を与えない。
【００４７】
この係合状態で連結パイプ８８がさらに下がることにより、堰７６は図１３の矢印のように押し下げられてゆく。図１４は堰７６が大きく下がって水面以下に堰き止め部が下がりスカム水を呑み込む様子を示している。係脱部材１０１は係脱受材１１０に係合を保ったまま作動アーム８６に相対回転する。
【００４８】
堰７６を押し下げるストロークは、常に一定になる。図１４の押し下げ状態は一定の時間帯をもって継続するが、池底を通過するローラーが倣いカムを通過してゆくと、連結パイプ８８は、倣いカムの重さ、堰７６の浮力、およびウエイト９７の回転力などが作用して持ち上がってゆき、再び図１３に示すように係合状態を保ったまま復帰してゆく。
【００４９】
連結パイプ８８が図１３の状態から更に持ち上がると、下板１０６が復帰用ストッパ１０８に当たるので、係脱部材１０１が係脱受材１１０に対して復帰のための回転を始め、係脱部１０３が係脱受部１１１から離脱してゆく。これにより、図１２に示すように、係脱受材１１０は係脱部材１０１の通孔１０２内でフリーな状態になり、堰７６に水位追従を許す状態になる。
【００５０】
尚、バネ１１６はウエイトにより付勢する手段に置き換えることができる。
また、図１５に示すように、連結パイプ８８は、作動アーム８６の右あるいは左サイドに配置してもよい。
さらに、これとは別に、係脱受材１１０は作動アーム８６の幅内に収めて配置してもよい。
また、復帰用ストッパ１０８は、チェーン（リンクチェーンを含む）などの連鎖材に置き換えることができる。
【００５１】
堰７６の押し下げストロークを変更するには、松葉ピン９２を抜いて上ねじ筒９０を回転させて上下させ、再びピン９２を差し込んでおくことにより可能である。
【００５２】
尚、駆動力を得るにはこれまで述べてきたように池底からのものと、図１６に示すように、水面に倣いカム１１８を配置しフライト１１９のローラー１２０で作動アーム８６を駆動する方法とがある。
【００５３】
図１６に示すものにこの発明を適用することがあり、この場合、作動アーム８６の端部に係脱部材１０１を設ける。
【００５４】
前記実施形態の他、固定式としたトラフは、円筒形等の回転式トラフ（スカムスキマー）方式に置き換えることもできる。開口上端が堰き止め部である。
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているので、構造的に簡単であるとともに確実な作動が可能になるスカム除去装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態であるスカム除去装置の斜視図。
【図２】同装置の右側部分を示す斜視図。
【図３】図１の右部分を示す平面図。
【図４】図３の縦断面図。
【図５】スカム呑み込み規制状態でかつ水位追従姿勢にある状態を示す作動図。
【図６】係脱アームが係脱材に係合した状態を示す作動図。
【図７】係脱アームおよび連動アームが引き下げられスカムを呑み込む状態を示す作動図。
【図８】他の実施形態を示す側断面図。
【図９】同実施形態の正面図。
【図１０】図８の平面図。
【図１１】図９の要部断面図。
【図１２】図８の要部を断面にした側面図。
【図１３】係合した状態を示す側断面図。
【図１４】堰が押し下げられた状態を示す側断面図。
【図１５】他の実施形態を示す平面図。
【図１６】水面上駆動方式に適用した場合の側断面図。
【符号の説明】
１…水面  ５…フライト  ７…沈澱池  １２，４１，４８，５７，５９，６３，７０，８３，９４，９７…トラフ  １６，４４，４８，５２，５７，５９，６２，６５，７２，７９，８９，９３，１０２…堰  ７１…トラフ  ７６…堰  ８６…作動アーム  １０１…係脱部材  １０３…係脱部  １０８…復帰用ストッパ１１０…係脱受材  １１１…係脱受部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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