(57)【要約】【課題】インペラ及びガイド板を備えた曝気撹拌装置において、噴出流の側壁への衝突による損失を低減することができる曝気撹拌装置を提供する。【解決手段】曝気撹拌装置１は、水面付近且つ側壁１１付近に設置され略鉛直方向の軸線回りに回転するインペラ５と、インペラ５の側方に離間して配置され、インペラ５の下流側が開放されると共に、インペラ５の少なくとも上流側を側方から覆うことにより、インペラ５の回転による上流側への噴出流をインペラ５の下流側へ誘導するガイド板４と、インペラ５に対して下流側で側壁１１側に設けられ、ガイド板４によりインペラ５の下流側へ誘導された噴出流のうち、側壁１１側へ向う流れの一部を側壁１１に沿うように下流側へ誘導する第１のガイド部２０ａと、を備え、噴出流が側壁１１へ衝突して局所的な渦流や乱流が生じることを抑制する。【選択図】図３
2014171945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面付近且つ側壁付近に設置され略鉛直方向の軸線回りに回転するインペラと、
前記インペラの側方に離間して配置され、前記インペラの下流側が開放されると共に、前記インペラの少なくとも上流側を側方から覆うことにより、前記インペラの回転による上流側への噴出流を前記インペラの下流側へ誘導するガイド板と、を備えた曝気撹拌装置において、
前記インペラに対して下流側で前記側壁側に設けられ、前記ガイド板により前記インペラの下流側へ誘導された噴出流のうち、前記側壁側へ向う流れの一部を前記側壁に沿うように下流側へ誘導する第１のガイド部を備えたことを特徴とする曝気撹拌装置。
【請求項２】
前記ガイド板により前記インペラの下流側へ誘導された噴出流のうち、前記側壁側へ向う流れであり前記一部より前記インペラ側の流れを前記側壁と前記インペラとの間に戻すように上流側へ誘導する第２のガイド部を備える、請求項１記載の曝気撹拌装置。
【請求項３】
無終端状に形成された循環水路の直線状水路に、請求項１又は２記載の曝気撹拌装置を備えたことを特徴とするオキシデーションディッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気撹拌装置及びこれを備えたオキシデーションディッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無終端状の循環水路が形成されたオキシデーションディッチ槽の直線状水路に、縦軸型の曝気撹拌機をインペラの一部を水面上に出した状態で配置すると共に、インペラの側方に離間した位置においてインペラの下流側を開放すると共にインペラの上流側を側方から覆うガイド板を配置し、曝気撹拌機のインペラを回転させて表面曝気を行うと共に、ガイド板によって、インペラの回転による上流側への噴出流（撹拌流）を堰き止めつつガイド板の形状に沿ってインペラの下流側へ誘導し、オキシデーションディッチ槽内全体に効率良く撹拌循環流を形成し得るものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ガイド板によりインペラの下流側へ誘導された噴出流のうちの一部は、曝気撹拌機が設けられた側の側壁へ衝突して局所的に渦流や乱流を生じるため、その分、噴出流に損失が生じる。このため、このような噴出流の損失を低減することが望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、インペラ及びガイド板を備えた曝気撹拌装置において、噴出流の側壁への衝突による損失を低減することができる曝気撹拌装置、及び、これを備えたオキシデーションディッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の曝気撹拌装置は、水面付近且つ側壁付近に設置され略鉛直方向の軸線回りに回転するインペラと、インペラの側方に離間して配置され、インペラの下流側が開放されると共に、インペラの少なくとも上流側を側方から覆うことにより、インペラの回転による上流側への噴出流をインペラの下流側へ誘導するガイド板と、を備えた曝気撹拌装置において、インペラに対して下流側で側壁側に設けられ、ガイド板によりインペラの下流側へ誘導された噴出流のうち、側壁側へ向う流れの一部を側壁に沿うように下流側へ誘導する第１のガイド部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この曝気撹拌装置によれば、ガイド板によりインペラの下流側へ誘導された噴出流のうち、側壁側へ向う流れの一部が、第１のガイド部によって側壁に沿うように下流側へ誘導されるため、噴出流が側壁へ衝突して局所的な渦流や乱流が生じることが抑制される。従って、この曝気撹拌装置によれば、噴出流の側壁への衝突による損失を低減することができる。
【０００８】
ここで、ガイド板によりインペラの下流側へ誘導された噴出流のうち、側壁側へ向う流れであり上記一部よりインペラ側の流れを側壁とインペラとの間に戻すように上流側へ誘導する第２のガイド部を備えることが好ましい。これによれば、側壁側へ向う流れであり上記一部よりインペラ側の流れが第２のガイド部によって側壁とインペラとの間に戻すように上流側へ誘導されることになるため、ガイド板によりインペラの下流側へ誘導され側壁へ向う噴出流を、上記第１のガイド部と第２のガイド部とにより分流して整流することができる。このため、噴出流の側壁への衝突による損失を一層低減することができる。
【０００９】
またここで、無終端状に形成された循環水路の直線状水路に上記曝気撹拌装置を備えるオキシデーションディッチとするのが好ましい。このオキシデーションディッチによれば、噴出流の側壁への衝突による損失を低減することができる上記曝気撹拌装置が、循環水路の直線状水路に配置されるため、循環水路内全体に、効率良く撹拌循環流を形成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インペラ及びガイド板を備えた曝気撹拌装置において、噴出流の側壁への衝突による損失を低減することができる曝気撹拌装置、及び、これを備えたオキシデーションディッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る曝気撹拌装置をオキシデーションディッチの循環水路に配置した状態を示す平面図である。
【図２】図１中の曝気撹拌装置を循環水路の側方から見た正面図である。
【図３】インペラの回転により発生しガイド板及びガイド部により整流された噴出流を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る曝気撹拌装置をオキシデーションディッチの循環水路に配置した状態を示す平面図、図２は、図１中の曝気撹拌装置を循環水路の側方から見た正面図、図３は、インペラの回転により発生しガイド板により整流された噴出流を示す平面図であり、本実施形態の曝気撹拌装置は、排水処理を行うオキシデーションディッチに適用されているものである。
【００１４】
図１に示すように、曝気撹拌装置１は、排水等の被処理水Ｗが導入されるオキシデーションディッチ槽２に設けられる。オキシデーションディッチ槽２は、平面視長円形に形成された周囲壁（側壁）１０と、被処理水Ｗが満たされたオキシデーションディッチ槽２内を中央で仕切り平面視直線状に延在する区画壁（側壁）１１と、を備えて無終端状の循環水路を形成しており、区画壁１１の両側は直線状水路１３となっている。
【００１５】
曝気撹拌装置１は、図１〜図３に示すように、曝気撹拌機３、ガイド板４及びガイド部２０を備え、循環水路の直線状水路１３の区画壁１１寄りに配置される。
【００１６】
曝気撹拌機３は、図２に示すように、略鉛直方向の軸線回りに回転する撹拌羽根を備えたインペラ５と、略鉛直方向の軸線を有し下部にインペラ５が設けられた回転軸６と、インペラ５を回転駆動させるための回転駆動力を生じる電動機７と、この電動機７からの回転駆動力を回転軸６に伝達し回転軸６を回転させる減速機８と、を備える。
【００１７】
インペラ５は、被処理水Ｗの水面付近に設置され、その上部の一部が水面上に突出すると共にそれより下部が被処理水Ｗに浸漬するように配置される。そして、このインペラ５を回転することで噴出流が発生し、この噴出流により、飛沫が大気中に飛ばされて水面上を飛散し空気を取り込む曝気機能が発揮され、水中では撹拌流が形成されてオキシデーションディッチ槽２内全体に循環流を形成する。ここでは、インペラ５は、図１の反時計回りに回転し、オキシデーションディッチ槽２内に矢印で示す図示左回りの撹拌循環流を形成する（詳しくは後述）。
【００１８】
このオキシデーションディッチ槽２にあっては、ここでは、所定時間曝気撹拌することでオキシデーションディッチ槽２全体を好気性領域とし、その後所定時間インペラ５を低速回転させ撹拌のみを行うことでオキシデーションディッチ槽２全体を無酸素領域とし、これを繰り返す。インペラ５としては、例えば特開平１１−２９０８８５号公報又は特開２０１０−２０３３５１号公報等に開示されている昇降可能なものを用い、所定時間曝気撹拌することで槽全体を好気性領域とし、その後所定時間インペラ５を被処理水Ｗに浸漬して撹拌のみを行うことで槽全体を無酸素領域とし、これを繰り返すオキシデーションディッチとすることもできる。さらに、インペラ５の下流側の所定領域を好気性領域とし、そこからインペラ５の上流側までを無酸素領域とするオキシデーションディッチとすることもできる。
【００１９】
図１〜図３に示すように、曝気撹拌装置１において、ガイド板４は、インペラ５の側方に離間して配置され区画壁１１又は直線状水路１３の底に固定される。このガイド板４は、インペラ５の下流側が開放されると共に、インペラ５の少なくとも上流側を側方から覆うように構成され、その形状は、インペラ５の回転による上流側への噴出流をインペラ５の下流側へ誘導する形状とされている。
【００２０】
具体的には、ガイド板４の形状は、平面視において曲線を呈しており、インペラ５の回転に沿う方向（図１及び図３の反時計回り方向）に延びるに連れて曲率が連続的に徐々に小さくなると共にインペラ５との離間距離が大きくなる形状とされている。なお、ガイド板４は、例えば曲率半径の異なる弧を組み合わせた場合のように、インペラ５の回転に沿う方向に延びるにつれて曲率が段階的に小さくなる形状でもよく、直線部分を含んだ形状でもよい。また、ガイド板４は、例えば、円弧形状であると共に、ガイド板の中心とインペラの中心をずらして配置することで離間距離が大きくなるようにしてもよい。
【００２１】
ガイド板４の高さ方向の位置は、インペラ５の高さと概ね一致し、その高さ方向の長さは、インペラ２の回転により上流側へ向かって発生する噴出流を堰き止めるために十分な程度の長さを有するものとする。従って、当該噴出流が及ばない水深部、すなわちガイド板４の鉛直方向下側は、循環流が通過する領域となる。
【００２２】
ガイド部２０は、図２及び図３に示すように、インペラ５に対して下流側、具体的には、インペラ５の下流側へ誘導された噴出流のうち、区画壁１１側へ向かう流れが生じている範囲で区画壁１１側に設けられ、例えばアルミ板等の金属板を平面視略くの字をなすように二つ折りに折り曲げて構成されている。ガイド部２０は、稜線（折れ曲がり線）が鉛直方向に延び、且つ周囲壁１０側に向ってくの字が突出するように配置され、くの字の両端に設けられ直線状水路１３の進行方向に離間するフランジ部が、例えばボルト締め等により区画壁１１に取り付けられている。
【００２３】
ガイド部２０は、稜線を境として直線状水路１３の下流側に位置する第１のガイド部２０ａと、これにより上流側に位置する第２のガイド部２０ｂとに区別され、ガイド部２０ａ，２０ｂはいずれも、図３に示すように、その表面が内側に多少反るように湾曲している。そして、第１のガイド部２０ａは、ガイド板４によりインペラ５の下流側へ誘導された噴出流のうち、区画壁１１側へ向う流れの一部を区画壁１１に沿うように下流側へ誘導し、第２のガイド部２０ｂは、前述した一部よりインペラ側５の流れを区画壁１１とインペラ５との間に戻すように上流側へ誘導する。
【００２４】
ガイド部２０は、図２に示すように、その下端がオキシデーションディッチ槽２の底に達しない程度の深さまで延びており、その上端がインペラ５及びガイド板４と同程度の高さまで延びている。
【００２５】
このような曝気撹拌装置１を備えるオキシデーションディッチでは、インペラ５が、図１及び図３の反時計回りに回転し、この回転に伴い、直線状水路１３の上流側へ向かう噴出流は、インペラ５の上流側を側方から覆うガイド板４で堰き止められつつ、図３に矢印で示すように、ガイド板４の形状に沿ってインペラ５の下流側へ誘導される。このため、インペラ５の回転による噴出流は、ガイド板４に従い下流側へ向かい、これにより、効率良く下流側への撹拌流が形成され、撹拌性能を十分発揮できる。
【００２６】
本実施形態の曝気撹拌装置１では、ガイド板４によりインペラ５の下流側へ誘導された噴出流のうち、区画壁１１側へ向う流れの一部が、図３に矢印で示すように、第１のガイド部２０ａによって区画壁１１に沿うように下流側へ誘導されるため、噴出流が区画壁１１へ衝突して局所的な渦流や乱流が生じることが抑制される。従って、本実施形態の曝気撹拌装置１によれば、噴出流の区画壁１１への衝突による損失を低減することができる。
【００２７】
更に、区画壁１１側へ向う流れであり上記一部よりインペラ５側の流れが、図３に矢印で示すように、第２のガイド部２０ｂによって区画壁１１とインペラ５との間に戻すように上流側へ誘導されるため、ガイド板４によりインペラ５の下流側へ誘導され区画壁１１へ向う噴出流を、第１のガイド部２０ａと第２のガイド部２０ｂとにより分流して整流することができる。このため、噴出流の区画壁１１への衝突による損失を一層低減することができる。
【００２８】
また、本実施形態の曝気撹拌装置１では、上記作用により噴出流の損失を低減することができることから、インペラ５の回転の際に生じる負荷を軽減でき、曝気撹拌機３の長寿命化や消費電力の低減にも寄与する。
【００２９】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、ガイド部２０と区画壁１１との間の空洞部をセメント、モルタル又はコンクリート等により埋めてもよく、また、ガイド部２０及び区画壁１１をこれらの材料で一体に形成してもよい。
【００３０】
また、ガイド部２０の稜線部分を丸みをもたせた形状としてもよく、また、第１のガイド部２０ａ及び第２のガイド部２０ｂを湾曲させるのではなくフラットな形状としてもよい。
【００３１】
また、ガイド部２０は、区画壁１１に接して設けられている必要はなく、例えば、オキシデーションディッチ槽２の底からステーにより立設させてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、曝気撹拌装置１を循環水路の直線状水路１３の区画壁１１寄りに配置した態様を示したが、インペラ５の回転方向を時計回りとし、曝気撹拌装置１を周囲壁１０寄りに配置した態様とすることもできる。
【００３３】
また、上記実施形態においては、曝気撹拌装置１を、長円形の循環水路を有するオキシデーションディッチに対して適用しているが、馬蹄形等の他の無終端状の循環水路を有するオキシデーションディッチに対しても適用できる。また、上記実施形態においては、効率良く撹拌循環流を形成することができるとしてオキシデーションディッチに対する適用を述べているが、オキシデーションディッチ以外の循環しない水路や槽に対しても適用でき、さらには、曝気撹拌のみを対象とする水処理設備に対しても適用できる。いずれの場合であっても、ガイド部２０によりインペラ５の回転による噴出流の損失を低減できる。
【符号の説明】
【００３４】
１…曝気撹拌装置、２…オキシデーションディッチ槽、４…ガイド板、５…インペラ、１０…周囲壁（側壁）、１１…区画壁（側壁）、２０…ガイド部、２０ａ…第１のガイド部、２０ｂ…第２のガイド部。
【図１】
2014171945.tif 000003
【図２】
2014171945.tif 000004
【図３】
2014171945.tif 000005