(57)【要約】【課題】分離効率の向上及び装置のコンパクト化を図る。【解決手段】流入管２から旋回流発生室９に流入する大水量の揚砂水の勢いを削ぐことなく旋回流発生室９において水平方向の軸心を有する旋回流Ａを形成し、旋回流Ａの遠心力により砂を旋回流発生室９の外周方向に移動させ、旋回流発生室９の遠心方向の周壁８に開口した砂排出口１３から積極的且つ容易に排出する一方で、砂が分離された処理水を、旋回流発生室９の側壁１１に開口し旋回流Ａの外周より小さい処理水排水口１２、すなわち旋回流Ａの中心側の流速の遅い領域に設けた処理水排水口１２から、旋回流Ａの影響が少ない状態で容易に排水する。【選択図】図１
2014008487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揚砂装置により揚水された揚砂水を砂と処理水とに分離する沈砂分離装置において、
前記揚砂水が流入する流入管と、
前記流入管に接続され、水平方向の軸心を有する前記揚砂水の旋回流を発生させる旋回流発生室と、
前記旋回流発生室の遠心方向の周壁に開口され、前記砂を排出するための砂排出口と、
前記旋回流発生室の側壁に開口され、前記旋回流の外周より小さく前記処理水を排水するための処理水排水口と、を備えたことを特徴とする沈砂分離装置。
【請求項２】
前記処理水排水口に繋がる排水領域を備え、
前記排水領域は、その上部に、前記処理水を越流させるための堰を有することを特徴とする請求項１記載の沈砂分離装置。
【請求項３】
前記旋回流発生室の下方に、前記砂排出口から排出された砂を水切り排出するためのスクリューコンベヤを有することを特徴とする請求項１又は２記載の沈砂分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沈砂分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下水処理設備等にあっては、沈砂池の底に沈殿した砂を含む原水を例えばジェットポンプ等の揚砂装置によって揚水し、この揚砂水を沈砂分離装置で砂（固形物）と処理水に分離している。このような沈砂分離装置としては、上下方向の軸心を有する逆円錐台形状の円筒タンクを備え、そのタンク周壁の水平接線方向に沿って揚砂水を内部に導入することで、下方に行くに従い縮径したタンク周壁に沿って砂が下降する渦流を形成し、この渦流の終端と成るタンク下端から砂を揚砂水から分離し排出する一方で、処理水を中央から上昇流で排水する所謂液体サイクロンが知られている（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２００５−２１１８０９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、上記沈砂分離装置においては、タンク周壁に沿って下降していく幾重もの渦により周回させてからタンク下端より砂を分離排出する構成ため、分離効率が然程高いものではなく、さらなる分離効率の向上が求められている。
【０００５】
また、揚砂装置による揚砂水量が多い場合には、これを処理する上記タンクの横断面積（軸線に直交する面積）を大きくする必要があり、装置が大型化することになる。特に、ジェットポンプのような揚砂装置の場合には、加圧水を加えて揚水するため、揚砂水量は非常に多く、大型化が顕著となる。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、分離効率の向上及び装置のコンパクト化を図ることができる沈砂分離装置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】
【０００７】
本発明による沈砂分離装置は、揚砂装置により揚水された揚砂水を砂と処理水とに分離する沈砂分離装置において、揚砂水が流入する流入管と、流入管に接続され、水平方向の軸心を有する揚砂水の旋回流を発生させる旋回流発生室と、旋回流発生室の遠心方向の周壁に開口され、砂を排出するための砂排出口と、旋回流発生室の側壁に開口され、旋回流の外周より小さく処理水を排水するための処理水排水口と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような沈砂分離装置によれば、流入管から旋回流発生室に流入する大水量の揚砂水の勢いが削がれることなく利用されて、当該旋回流発生室において水平方向の軸心を有する旋回流（上下方向に旋回する旋回流）が形成され、この旋回流の遠心力により砂は旋回流発生室の外周方向に移動し、旋回流発生室の遠心方向の周壁に開口された砂排出口から積極的且つ容易に排出される一方で、砂が分離された処理水は、旋回流発生室の側壁に開口され旋回流の外周より小さい処理水排水口、すなわち旋回流の中心側の流速の遅い領域に設けられた処理水排水口から、旋回流の影響が少ない状態で容易に排水される。このように、砂は揚砂水の勢いを削ぐことなく排出され、処理水は流速を落とした状態で排水されるため、従来のようにタンク周壁に沿って下降していく幾重もの渦により揚砂水を周回させ砂がタンク下端まで落ちて来るのを待つサイクロンに比して、分離効率の向上を図ることができる。また、このように旋回流発生室は、水平方向の軸心を有する旋回流を形成するため、従来のように上下方向の軸心を有する渦流（水平方向に渦巻く渦流）を形成し水平方向に広い面積を必要とするサイクロンに比して、装置のコンパクト化を図ることができる。
【０００９】
ここで、上記作用を効果的に奏する構成としては、具体的には、処理水排水口に繋がる排水領域を備え、排水領域は、その上部に、処理水を越流させるための堰を有する構成が挙げられる。
【００１０】
また、上記作用を効果的に奏する他の構成としては、具体的には、旋回流発生室の下方に、砂排出口から排出された砂を水切り排出するためのスクリューコンベヤを有する構成が挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
このような本発明によれば、分離効率の向上及び装置のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る沈砂分離装置を示す断面図である。
【図２】図１のII-II矢視図である。
【図３】図１のIII-III矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による沈砂分離装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る沈砂分離装置を示す断面図、図２は、図１のII-II矢視図、図３は、図１のIII-III矢視図であり、本実施形態の沈砂分離装置は、例えば下水処理設備等に設けられ、例えばジェットポンプ等の揚砂装置により沈砂池の底から揚水された揚砂水を、砂と処理水とに固液分離するものである。
【００１４】
図１に示すように、沈砂分離装置１００は、中空の略直方体形状を成し揚砂水が導入される水槽部１を備えている。この水槽部１は、揚砂水が流入する流入管２を有すると共に、槽内を上下方向に仕切る仕切壁３，４により、上から下に向かって、処理水越流室５、揚砂水流入室６、砂回収室７に区画され、さらに、揚砂水流入室６内に、側面視略円形を成す周壁８を設けることで旋回流発生室９が形成されている。そして、この旋回流発生室９の上端の位置に、接線方向に延びるようにして上記流入管２が接続されている。
【００１５】
旋回流発生室９は、その室内に、水平方向の軸心を有し周壁８に沿って流れる揚砂水の旋回流（上下方向（垂直方向）に旋回する旋回流）Ａを形成するためのものである。
【００１６】
この旋回流発生室９を収容する揚砂水流入室６の両側部（図１の紙面垂直方向の側部）には、図３に示すように、底壁が上記仕切壁４とされると共に横断面四角筒形状を成して上下方向に延びる排水ダクト（排水領域）１０が形成されている。この排水ダクト１０の揚砂水流入室６側の側壁１１は、旋回流発生室９（揚砂水流入室６）の側壁と兼用とされ、当該旋回流発生室９の側壁１１に、図１及び図３に示すように、旋回流発生室９で揚砂水から分離された処理水を排水ダクト１０側に排水するための処理水排水口１２がそれぞれ開口されている。この処理水排水口１２は、具体的には、旋回流Ａの外周より小さい径で開口されている。
【００１７】
また、旋回流発生室９の下端に対応する周壁８及び仕切壁４の位置には、旋回流発生室９で揚砂水から分離された砂を砂回収室７に排出するための砂排出口１３が設けられている。
【００１８】
処理水越流室５は、図１〜図３に示すように、底壁が上記仕切壁３とされ、平面視において、旋回流発生室９（揚砂水流入室６）及び両隣の排水ダクト１０，１０より、流入管２に直交する水平方向（図２の上下方向）及び流入管２とは反対側（図２の右側）に拡張した室とされている。
【００１９】
この処理水越流室５内には、上記排水ダクト１０が仕切壁３を貫通して進入し、図１及び図２に示すように、横断面四角筒形状が処理水越流室５内に突出した状態とされている。この排水ダクト１０の上部は、排水ダクト１０内の処理水を越流（溢流）させるための堰１４とされている。
【００２０】
また、処理水越流室５の仕切壁３で旋回流発生室９（揚砂水流入室６）より外側に出ている仕切壁３の各隅には、処理水越流室５内を流れる処理水を後段に排水するためのオーバーフロー管１５がそれぞれ接続されている。
【００２１】
砂回収室７は、その下部に、砂排出口１３から排出された砂を水切り排出するためのスクリューコンベヤ１６を備えている。このスクリューコンベヤ１６は、その末端が、流入管２側とは反対側の外壁を貫通するように設けられている。
【００２２】
このように構成された沈砂分離装置１００によれば、例えばジェットポンプ等の揚砂装置により揚水された例えば大水量の揚砂水は、流入管２を通して、勢いを削がれることなく旋回流発生室９に流入し、当該旋回流発生室９において上下方向に旋回する旋回流Ａが形成される。
【００２３】
砂は、旋回流Ａの遠心力に従い旋回流発生室９の外周方向に移動し、周壁８に押し付けられた格好で当該周壁８に沿って移動する。その結果、周壁８に沿って移動する砂は、旋回流発生室９の下端に設けられた砂排出口１３から砂回収室７に排出される。また、旋回流Ａの１周目で排出されなかった砂は、次回以降の周回で排出される。そして、旋回流Ａに従い、砂と共に重いし渣（夾雑物）も砂回収室７に排出される。これらの砂及び重いし渣は、スクリューコンベヤ１６により水切りされながら外部に排出される。
【００２４】
一方、砂が分離された処理水は、旋回流発生室９の側壁１１に開口され旋回流Ａの外周より小さい処理水排水口１２から排水される。このとき、処理水排水口１２は、旋回流Ａの中心側に位置し流速の遅い領域に設けられているため、旋回流Ａの影響が少ない状態で排水され、排水ダクト１０に流入する。この際、処理水と共に軽いし渣も排水ダクト１０に流入する。そして、これらの処理水及び軽いし渣は、排水ダクト１０上部の堰１４を越流して処理水越流室５内を流れ、オーバーフロー管１５から後段に排水される。すなわち、軽いし渣は、処理水と共に排出でき、分離用のスクリーンを設ける必要がない。
【００２５】
このように、本実施形態においては、流入管２から旋回流発生室９に流入する大水量の揚砂水の勢いが削がれることなく利用されて、当該旋回流発生室９において水平方向の軸心を有する旋回流Ａが形成され、この旋回流Ａの遠心力により砂は旋回流発生室９の外周方向に移動し、旋回流発生室９の遠心方向の周壁８に開口された砂排出口１３から積極的且つ容易に排出される一方で、砂が分離された処理水は、旋回流発生室９の側壁１１に開口され旋回流Ａの外周より小さい処理水排水口１２、すなわち旋回流Ａの中心側の流速の遅い領域に設けられた処理水排水口１２から、旋回流Ａの影響が少ない状態で容易に排水される。このように、砂は揚砂水の勢いを削ぐことなく排出され、処理水は流速を落とした状態で排水されるため、従来のようにタンク周壁に沿って下降していく幾重もの渦により揚砂水を周回させ砂がタンク下端まで落ちて来るのを待つサイクロンに比して、分離効率が向上されている。また、このように旋回流発生室９は、水平方向の軸心を有する旋回流Ａを形成するため、従来のように上下方向の軸心を有する渦流（水平方向に渦巻く渦流）を形成し水平方向に広い面積を必要とするサイクロンに比して、装置がコンパクト化されている。
【００２６】
また、本実施形態によれば、上述のように、揚砂水の勢いが削がれることなく利用されているため、流入の際の勢いにより揚砂水の流れに乱れが生じ固液分離性能が悪化するということも防止されている。
【００２７】
なお、揚砂装置がエジェクタ機能を有するジェットポンプの場合には、揚水量にエジェクタ部に用いる加圧水量が加わるため、沈砂分離装置に特に大水量が流入し従来の沈砂分離装置ではタンクの横断面積（軸線に直交する面積）を大きくする必要があり装置の大型化が避けられなかった。従って、揚砂装置がジェットポンプの場合には、小型化が図れる本実施形態の沈砂分離装置１００の採用が特に有効である。
【００２８】
因みに、揚砂装置はジェットポンプに限定されるものではなく、例えばサンドポンプ等であっても良い。
【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く、例えば、上記実施形態においては、特に好ましいとして、砂排出口１３を旋回流発生室９の下端の位置に設けているが、遠心方向の周壁８で砂を排出できる位置であれば良い。
【符号の説明】
【００３０】
２…流入管、８…周壁、９…旋回流発生室、１０…排水ダクト（排水領域）、１１…側壁、１２…処理水排水口、１３…砂排出口、１４…堰、１６…スクリューコンベヤ、１００…沈砂分離装置、Ａ…旋回流。
【図１】
2014008487.tif 000003
【図２】
2014008487.tif 000004
【図３】
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