(57)【要約】      （修正有）【課題】排水処理システムの沈殿池及び排水処理システムの沈殿池内で使用するためのヘッドシャフトを提供する。【解決手段】排水処理システムの沈殿池のためのヘッドシャフト１４０であって、ヘッドシャフト１４０は、複合材料で形成されて、第１端及び第２端を含むシャフトを備え、第１端は、沈殿池の第１側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されており、第２端は、沈殿池の第２側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されている。【選択図】図４Ａ
0003199313.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
排水処理システムの沈殿池であって、該沈殿池は：
第１側壁及び第２側壁と；
前記第１側壁に配置される第１ヘッドシャフトマウントと；
前記第２側壁に配置される第２ヘッドシャフトマウントと；
前記第１ヘッドシャフトマウント及び前記第２ヘッドシャフトマウントの間に延在してこれらと係合する、複合シャフトを含むヘッドシャフトと；
を備える、沈殿池。
【請求項２】
請求項１の沈殿池であって、前記シャフトは中空であり、そして、前記ヘッドシャフトはさらに、前記シャフトのうち、その第１端に最も近い当該シャフト内に配置されるジャーナル軸受と、前記シャフト内に設けられて前記第１ジャーナル軸受内に部分的に延在するキースロットと、を備える、沈殿池。
【請求項３】
請求項２の沈殿池であって、前記第１ヘッドシャフトマウントは、前記第１ジャーナル軸受の穴内に配置される、中空のスタブポストを備える、沈殿池。
【請求項４】
請求項１の沈殿池であって、前記シャフトは、中実のシャフトである、沈殿池。
【請求項５】
請求項４の沈殿池であって、さらに、前記シャフトの端に形成された凹所内に配置される、ジャーナル軸受を備える、沈殿池。
【請求項６】
請求項１の沈殿池であって、前記シャフトは、当該シャフトの長さに沿って変化する、断面領域を有する、沈殿池。
【請求項７】
請求項６の沈殿池であって、前記シャフトは、当該シャフトの端部分の断面領域よりも小さい断面領域を有する中央部分を含む、沈殿池。
【請求項８】
排水処理システムの沈殿池のためのヘッドシャフトであって、前記ヘッドシャフトは、複合材料で形成されて、第１端及び第２端を含むシャフトを備え、前記第１端は、前記沈殿池の第１側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されており、前記第２端は、前記沈殿池の第２側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されている、ヘッドシャフト。
【請求項９】
排水処理システムの沈殿池内での、ヘッドシャフトの取付を容易にするための方法であって、該方法は、複合材料で形成されたシャフトを含むとともに第１端及び第２端を含み、前記第１端は、前記沈殿池の第１側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されており、前記第２端は、前記沈殿池の第２側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されている、ヘッドシャフトを供給するステップを備える方法。
【請求項１０】
請求項９の方法であって、さらに、前記ヘッドシャフトを提供する前に、前記沈殿池の幅を決定するステップと、前記沈殿池内での取付のために、適当な長さを有するシャフトを選択するステップと、を備える、方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法であって、さらに、前記シャフトに大型スプロケット及びコレクタヘッドシャフトスプロケットを据え付けるステップを備える、方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法であって、さらに、前記沈殿池内に前記ヘッドシャフトを取り付けるステップを備える、方法。
【考案の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
この出願は、米国特許法３５第１１９条（ｅ）の下、２０１２年８月９日に出願された米国特許仮出願第６１／６８１，１９１号 名称「矩形コレクタのための非金属ヘッドシャフト」に基づく優先権を主張するものであり、その開示内容の全体を本明細書では参照によって援用する。
【技術分野】
【０００２】
本考案は、沈殿池を利用する排水処理システム、並びに、沈殿池を操作するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
チェーンスクレーパスラッジコレクタ装置は、都市・工業用水及び排水処理プラント内の、矩形沈殿池、例えば、矩形コンクリート沈殿池から沈殿懸濁物質（スラッジ）を取り除くために設計されている。ある実行例では、矩形沈殿池は、幅を約１０ｆｔ（３ｍ）から約３０ｆｔ（９．１ｍ）、長さを約５０ｆｔ（１５．２ｍ）から約３００ｆｔ（９１．４ｍ）、深さを約８ｆｔ（２．４ｍ）から約１４ｆｔ（４．３ｍ）とすることができる。スクレーパフライトは、池床の沈殿物質をスラッジ回収位置、例えば、沈殿池のホッパーに擦り取るために使用されることが多い。池床からのスラッジの除去と同時に、別のスクレーパフライトは、一般に「スカム」と呼ばれる浮遊物質を、沈殿池の液面から除去のためのスカムコレクタに押しやるために利用することができる。
【０００４】
沈殿池内のスラッジ及びスカム除去機構は、沈殿池の長さ方向に動く２つのチェーンの無端ストランドを含む場合が多い。沈殿池の幅方向に架けたスクレーパフライトはチェーンに据え付けられている。チェーン及び当該チェーンに取り付けられたフライトは、沈殿池全体を動いて、スラッジを沈殿池の一端の床にあるスラッジ回収位置に方向付ける。チェーン及びフライトは、沈殿池の幅方向に架けたヘッドシャフトに固定されたスプロケットによって回転させる。
【考案の概要】
【０００５】
本考案の一態様に従って、排水処理システムの沈殿池が開示される。沈殿池は、第１側壁及び第２側壁と、第１側壁に配置された第１ヘッドシャフトマウントと、第２側壁に配置された第２ヘッドシャフトマウントと、第１ヘッドシャフトマウント及び第２ヘッドシャフトマウントの間に延在してこれらと係合する、複合シャフトを含むヘッドシャフトと、を備える。一実施例に従えば、前記シャフトは中空であり、そしてさらに、ヘッドシャフトは、前記シャフトのうち、その第１端に最も近い当該シャフト内に配置されるジャーナル軸受と、前記シャフト内に設けられて前記第１ジャーナル軸受内に部分的に延在するキースロットと、を備える。
【０００６】
一実施例に従えば、前記第１ヘッドシャフトマウントは、第１ジャーナル軸受の穴内に配置される、中空のスタブポストを備える。
【０００７】
一実施例に従えば、前記シャフトは、中実のシャフトである。
【０００８】
一実施例に従えば、沈殿池はさらに、前記シャフトの端に形成された凹所内に配置される、ジャーナル軸受を備える。
【０００９】
一実施例に従えば、前記シャフトは、当該シャフトの長さに沿って変化する、断面領域を有する。
【００１０】
一実施例に従えば、前記シャフトは、当該シャフトの端部分の断面領域よりも小さい断面領域を有する中央部分を含む。
【００１１】
本考案の別の態様に従って、排水処理システムの沈殿池のためのヘッドシャフトを開示する。このヘッドシャフトは、複合材料によって形成されて、第１端及び第２端を含むシャフトを備え、前記第１端は、沈殿池の第１側壁に配置されたヘッドシャフトマウントに係合するように構成されており、前記第２端は、沈殿池の第２側壁に配置されたヘッドシャフトマウントに係合するように構成されている。
【００１２】
本考案の別の態様に従って、排水処理システムの沈殿池内での、ヘッドシャフトの取付を容易にするための方法を開示する。この方法は、複合材料で形成されたシャフトを含むとともに第１端及び第２端を含み、前記第１端は、沈殿池の第１側壁に配置されたヘッドシャフトマウントに係合するように構成されており、前記第２端は、沈殿池の第２側壁に配置されたヘッドシャフトに係合するように構成されている、ヘッドシャフトを供給するステップを備える。
【００１３】
一実施例に従えば、前記方法はさらに、ヘッドシャフトを提供する前に、沈殿池の幅を決定するステップと、沈殿池内での取付のために、適当な長さを有するシャフトを選択するステップと、を備える。
【００１４】
一実施例に従えば、前記方法はさらに、前記シャフトに大型スプロケット及びコレクタヘッドシャフトスプロケットを据え付けるステップを備える。
【００１５】
一実施例に従えば、前記方法はさらに、沈殿池内にヘッドシャフトを取り付けるステップを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付図面は、縮尺を描くことを意図して作図したものではない。図面では、様々な図面に示された同一又はほぼ同一の構成要素はそれぞれ、同様の符号によって表されている。明確化の目的のため、全ての構成要素を全図に付していない。
【００１７】
【図１】排水処理プラント沈殿池の一実施例の平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った図１の沈殿池の断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った図１の沈殿池の断面図である。
【図４Ａ】ヘッドシャフト及びスタブシャフトを据え付けたヘッドシャフトの実施例を示す断面図である。
【図４Ｂ】ヘッドシャフト及びスタブシャフトを据え付けたヘッドシャフトの他の実施例を示す断面図である。
【図４Ｃ】ヘッドシャフト及びスタブシャフトを据え付けたヘッドシャフトの他の実施例を示す断面図である。
【図４Ｄ】ヘッドシャフト及びウォール軸受を据え付けたヘッドシャフトの実施例を示す断面図である。
【図４Ｅ】ヘッドシャフト及びスタブシャフトを据え付けたヘッドシャフトの他の実施例を示す断面図である。
【図５】ヘッドシャフトの一実施例の平面図である。
【図６】大型スプロケット及びコネクタヘッドシャフトスプロケットを示した図４Ａの６−６線に沿った図４Ａのヘッドシャフトの断面図である。
【図７】沈殿池内にヘッドシャフトを取り付けるための方法のフローチャートである。
【００１８】
［詳細な説明］
ここで開示された態様及び実施例は、以下の明細書及び図面の記載で明らかになっている詳細な構成及び構成要素の配置に制限されるものではない。ここで開示された態様及び実施例は、別の実施例を可能とし、また、様々な方向で実践又は実行することができる。
【００１９】
排水処理プラントの沈殿池内で利用されるヘッドシャフトは、過酷な状態に置かれる場合がある。沈殿池内の液体は、昼夜を分かたず、あるいは季節に応じてｐＨの変動、及び／又は温度変化を示す場合がある。ヘッドシャフトはまた、コレクタチェーン及びフライトを駆動させることに関連した、機械的応力及び繰返し振動応力を受ける。
【００２０】
排水処理プラントの沈殿池内で使用するためのヘッドシャフトは、複数の特性を現わすことが好ましい。ヘッドシャフトは、軽量であって取付または交換が容易な点で有利である。付加的に、ヘッドシャフトは、その全長にわたって機械的に強くあるべきであり、それは、それ自体の重さによる変形に対抗するため、沈殿池全体をコレクタチェーン及びフライトを駆動することに関連した力に起因した回転運動又はトルクに対抗するため、取付または点検修理中に生じることがあり得る衝撃に対抗するため、そして、温度変化で生じるヘッドシャフトの伸縮に関連したストレスに対抗するためである。さらに、ヘッドシャフトは、それが沈殿池内の環境による影響を受けず、又は、それがそこに存在することに起因して環境に影響を与えないように、耐腐食性であることが好ましい。これらの特性の好適な組み合わせを有する材料の選択は、ヘッドシャフトの設計において、検討すべき重要な事項である。
【００２１】
ヘッドシャフトを形成することができる材料の１つは、金属である。沈殿池ヘッドシャフトは一般的に、炭素鋼又はステンレス鋼から製造される。ヘッドシャフトは一般的に、一体型シャフトであるので、ヘッドシャフトは相当な重量となる場合があり、例えば、２０ｆｔ（６．１ｍ）シャフトに対して約５００ｌｂｓ（２２６．８ｋｇ）から３０ｆｔ（９．１ｍ）シャフトに対して約１０００ｌｂｓ（４５３．５ｋｇ）までである。ヘッドシャフトの重量は、当該ヘッドシャフトを所定位置に支持するために、沈殿池の側壁に強固に固定される、強くて重いウォール軸受の使用を必要とする。ヘッドシャフトの重量は、当該ヘッドシャフトを除去及び／又は交換すべきメンテナンスを困難にさせる場合がある。炭素鋼が使用される場合、シャフトは通常、腐食防止のために塗装され、又は、その他の適宜方法で処理されているので、腐食が問題となることがある。耐腐食性ヘッドシャフトが望まれる場合、当該ヘッドシャフトは、ステンレス鋼から製造される場合がある。しかしながら、ステンレス鋼の使用は、炭素鋼と対比して、材料費とステンレス鋼を機械加工する困難さとに起因して高価である。
【００２２】
ヘッドシャフトを形成するに適した別の材料は、エンジニアリングプラスチック（以下、単に「プラスチック」と称する。）である。プラスチックは通常、耐腐食性があり、一般的にほとんどの金属よりも軽い。さらにドライブコレクタスプロケットをプラスチックヘッドシャフトに取り付けるためのキー溝は、シャフト内に機械加工または成形することができ、キー溝の機械加工を必要とする、従来のスチールヘッドシャフトと比べたとき、製造コストが減少する。しかしながら、ほとんどのプラスチックは、沈殿池ヘッドシャフトに望ましい機械的強度を有しない。プラスチックヘッドシャフトは、沈殿池全体にコレクタチェーン及びフライトを駆動させることに関連した力に起因する時間を超えて変形する場合があり、そして、長いヘッドシャフトを必要とする事例では、プラスチックヘッドシャフトは、自重によって変形する場合がある。
【００２３】
ヘッドシャフトは、セラミック材料で形成することができる。セラミックは通常、耐腐食性があって強い。しかしながら、セラミックは通常、十分な耐衝撃性を有せず、また、繰返し振動ストレスを受けたのち、激しい力またはクラックに見舞われたときに破損する場合がある。
【００２４】
複合材料、例えば、繊維強化プラスチック又はセラミック材料が埋め込まれた金属は、強度が高く、衝撃に耐え、腐食に耐え、そして軽量である場合がある。多くの複合材料は成形することができ、これにより、ドライブコレクタスプロケットをヘッドシャフトに取り付けるために、当該シャフト内に成形（又は機械加工）すべきキー溝が設けられ、これにより、キー溝の機械加工の必要がある、従来のスチールヘッドシャフトと比べたとき、製造コストが減少する。しかしながら、多くの複合材料の欠点の１つは、例えば、炭素鋼等の普通の金属、又は、多くのプラスチックで形成されたヘッドシャフトとのコストの関係である。しかしながら、複合のいくつかの種類は非常に高価ではなく、コストと、ヘッドシャフトに望まれる、純粋金属、プラスチック又はセラミック材料よりも優れた機械的特性との間のトレードオフを受け入れられる場合がある。
【００２５】
ここに開示された態様及び実施例は、従来の中実のスチールヘッドシャフトの代わりに、排水処理プラント沈殿池内のチェーンスクレーパスラッジコレクタ装置の設計で、複合材料で形成されたヘッドシャフト（複合ヘッドシャフト）を利用することを伴う。複合材料は、例えばナイロン若しくはエポキシマトリックス複合材料等の高分子マトリックス複合材料、例えばアルミニウム若しくはスチールマトリックス複合材料等の金属マトリックス複合材料、又は、例えばガラス若しくはアルミナマトリックス複合材料等のセラミックマトリックス複合材料である場合がある。複合材料は、例えばガラス、金属、カーボン等の繊維、又は、マトリックス内に埋め込まれたカーボン繊維を含む場合がある。複合材料は、例えば、金属、ポリマー、又は、マトリックス内に埋め込まれたセラミック粒子等の粒子を含む場合がある。一実施例では、複合材料は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を撚ったフィラメントである。
【００２６】
ここで開示した態様及び実施例は、少なくとも部分的に排水で満たされた沈殿池で使用するための排水処理システムを含む場合がある。沈殿池内に配置されたチェーンドライブ組立体は、沈殿池の端に最も近い沈殿池の幅を横切って延在する複合ヘッドシャフトを含む場合がある。複合ヘッドシャフトは、沈殿池の幅を横切って延在するような寸法の単一のワンピース型シャフトを含む場合がある。単一のワンピース型シャフトの使用は、マルチピース型シャフトの使用よりも望ましい場合がある。なぜなら、ワンピース型シャフトは、機械的ストレスが集中して機械的破損を引き起こす結合部を含まないからである。ワンピース型シャフトはまた、ヘッドシャフトの複雑さを減らし、また、故障の可能性やメンテナンス処理中に検査を必要とする構成要素の数を減らすために、マルチピース型シャフトよりも部品を少なくすることができる。
【００２７】
一実施例では、複合ヘッドシャフトは、沈殿池の側壁に連結させた、ウォール軸受またはスタブシャフトで支持される。ウォール軸受またはスタブシャフト組立体は、スチール等の金属から、又は、ポリマー若しくは複合材料から製造される場合がある。一実施例では、高分子繊維ジャーナル軸受がヘッドシャフトとスタブシャフトとの間の回転摩擦を減らすために、そして、複合ヘッドシャフト内に存在する可能性がある繊維から隔離するために、スタブシャフトをヘッドシャフト上又は内側に設けられている。ジャーナル軸受は、例えば、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、若しくは、任意のプラスチック等のプラスチック材料、又は、スタブシャフトとヘッドシャフトとの間の摩擦を減らす他の材料から形成することができる。
【００２８】
複合ヘッドシャフトは、パラレルドライブチェーンに噛み合うとともにこれを駆動させる、一対のコレクタヘッドシャフトスプロケットを含む場合がある。ドライブチェーンはフライトを保持し、当該フライトは沈殿スラッジ及び表面スカムを沈殿池から除去する。ヘッドシャフトはまた、大型スプロケットを含む。沈殿池の外側のモータはチェーンを駆動し、当該チェーンは大型スプロケットに噛み合うとともにヘッドシャフトの回転を制御する。
【００２９】
一実施例では、ヘッドシャフトは、中実のシャフトを備え、そして、他の実施例では、中空のシャフトを含む。中空のシャフトは、中実のシャフトよりも望ましい場合がある。なぜなら、中空のシャフトは、匹敵する機械的強度を現わす中実のシャフトよりも軽量な場合があるからである。前記シャフトは、円形断面を有する場合があるが、当該シャフトの実施例は、円形断面を有することに制限されず、代わりに、例えば、角形断面を有する場合がある。一実施例では、前記シャフトは、当該シャフトの長さに沿って変化する断面領域を有する場合がある。例えば、一実施例では、前記シャフトは、厚みのない中央部分と、より厚みのある端部分と、を含む場合がある。一実施例では、ヘッドシャフトは、複合材料管を備える。
【００３０】
中実のスチールヘッドシャフトの代わりに、中空の複合材料管で形成されたヘッドシャフトを使用することによって、多くの利益が得られる。これらの利益には、例えば、スチールヘッドシャフトと比べたとき、複合シャフトの製造コストはより安価であることが含まれる。例えば、ＦＲＰで形成された、中空の管状ヘッドシャフトの実施例は、同様の寸法のステンレス鋼ヘッドシャフトよりも、約３０％安価であり、沈殿池の販売価格を約３％まで低減することができる。スチールヘッドシャフトと比べて、より軽量な複合ヘッドシャフトは、取付およびメンテナンスコストを減少させ、そして、スチールヘッドシャフトに反して、複合材料の実施例、例えば、高分子マトリックス複合材料から形成された実施例では、腐食抑制のための予防手段としての塗装や下塗り等の後処理を必要としない。また、高分子マトリックス複合材料、例えば、ＦＲＰで形成されたヘッドシャフトは、容易に、変化する長さに製造し、又は、切断することができ、これは、新しいヘッドシャフトを既存の装置に追加導入することを容易にする。
【００３１】
一実施例では、スプロケットをヘッドシャフトに連結するために使用されるキー溝は、ヘッドシャフト管を通って完全に、そして、当該管内に配置されたジャーナル軸受内に部分的に、延在する。キー溝はキーを収容し、当該キーは、スプロケットを前記シャフトにロックし、そして、回転中互いに結合するプラスチックジャーナル軸受およびヘッドシャフト管を保持する。
【００３２】
チェーンスクレーパスラッジコレクタ装置の他の部分、例えば、駆動および搬送チェーン、フライト、大型スプロケット、コレクタヘッドシャフトスプロケット、アイドルスプロケット、スプロケットキーエレメント、及び／又は、ウォール軸受、又は、スタブポストは、金属、例えば、スチールで形成することができる。別の実施例では、これらチェーンスクレーパスラッジコレクタ装置のいずれか１つ以上は、ヘッドシャフトを形成するのと同様の、高分子又は複合材料で形成される場合がある。
【００３３】
図１に示したのは、矩形沈殿池１００であり、当該矩形沈殿池は、処理された排水からの沈殿固形物の沈殿及び除去のために、排水処理プラント内で利用することができる。沈殿池１００は、対向する一対の側壁１０５，１１０、一対の端壁１１５，１２０、および、底面１２５を含む。一対のパラレルコンベアチェーン１３０は、ヘッドシャフト１４０によって駆動される。コンベアチェーン１３０は、ヘッドシャフトとコレクタヘッドシャフトスプロケット１３５を介して噛み合い、当該コレクタヘッドシャフトスプロケットは、ヘッドシャフト１４０の対向端に最も近いヘッドシャフト１４０に固定されている。コンベアチェーン１３０はまた、アイドルスプロケット１６５と噛み合うことができ、当該アイドルスプロケットは、ウォール軸受内で、又は、沈殿池１００の側壁１０５，１１０に固定されたスタブポスト１７０の周りで、自由に回転することができる。
【００３４】
モータ、例えば、沈殿池１００の外側の電気モータ１４５は、大型スプロケット１５５と噛み合うドライブチェーン１５０を駆動させ、前記大型スプロケット１５５は、ヘッドシャフト１４０の端に最も近いヘッドシャフト１４０に固定されており、ヘッドシャフト４０を回転させる。ヘッドシャフト１４０は、例えば、沈殿池１００の側壁１０５，１１０に固定されたスタブポスト１６０等のヘッドシャフトマウントで支持されており、また、当該ヘッドシャフトマウントの周りを回転する。
【００３５】
直列のスラッジスカムコレクタフライト１７５は、コンベアチェーン１３０に対して対向端で接続されている。動作中、フライト１７５は、沈殿池１００の底面１２５からスラッジを集め、そして、それを除去のためにスラッジホッパー１８０内に差し向ける。フライト１７５はまた、沈殿池内の液体の上面をすくい取り、そして、浮遊しているスカムを、例えば、スカムパイプ組立体１８５等のコレクタ内に差し向ける。
【００３６】
沈殿池１００は、図２に、図１の２−２線に沿った断面で示されている。コンベアチェーン１３０は、図２に示すように、コレクタヘッドシャフトスプロケット１３５及びアイドルスプロケット１６５の周りを時計回り方向に移動する。両方のフライト１７５は、沈殿池１００の底面１２５からスラッジホッパー１８０内に沈殿スラッジ（図示せず）をこすり取る一方で、沈殿池１００内で液体の表面２１０からスカム（図示せず）をすくい取り、そして、それをスカムパイプ組立体１８５に差し向ける。
【００３７】
沈殿池１００は、図３に、図１の３−３線に沿った断面で示されている。図３では、ドライブチェーン１５０がヘッドシャフト１４０に固定された大型スプロケット１５５と噛み合っているところが見られる。図３に示す実施例では、大型スプロケット１５５は、ドライブチェーン１５０と噛み合う外歯部分１５５ａで構成されており、前記ドライブチェーン１５０は、ヘッドシャフト１４０に接続されたベース部分１５５ｂから沈殿池１００の壁に向かって水平にずれている。
【００３８】
ヘッドシャフト１４０の実施例は、図４Ａにさらに詳細に示されている。ヘッドシャフト１４０は、外側管４１０を備える。外側管は中空とすることができる。外側管４１０は非金属とすることができる。外側管４１０は、複合材料で形成することができる。外側管４１０は、ＦＲＰで形成することができる。外側管４１０は、例えば、約７．６ｃｍおよび約１８ｃｍの間の外径と、例えば、約０．３ｃｍから約２．０ｃｍまでの厚さと、を有することができるが、これらの寸法は、ヘッドシャフトの長さによって変化させることができる。ヘッドシャフトの長さは、ヘッドシャフトが取り付けられた、又は、取り付けられるべき、沈殿池の幅によって変化させることができる。ヘッドシャフトの実施例は、如何なる特定の外側管壁の直径又は厚さを有することを制限されない。一対のジャーナル軸受４２０は、外側管４１０の端に最も近い外側管４１０内に配置させること、例えば、約２０ｃｍ〜約５１ｃｍ内側に配置させ、又は、外側管４１０の端から延在させ、若しくは、外側管４１０の端と同一平面の端を有している。ジャーナル軸受４２０は、外側管４１０の内側とともに締まりばめを形成することができ、又は、一実施例では、外側管４１０の内側内に約１．０ｍｍ未満のクリアランスを有する場合がある。ジャーナル軸受４２０は、約２０ｃｍ及び約５１ｃｍの間の長さと、例えば、約６ｃｍ及び約１７ｃｍの間の外径と、約０．９ｃｍ及び約１．４ｃｍの厚さと、を有する場合があるが、これらの寸法は、ヘッドシャフトの長さによって変化させることができる。ヘッドシャフトの実施例は、ジャーナル軸受のために、如何なる特定の寸法を有することを制限されない。
【００３９】
キースロット４３０は、外側管４１０の一部分を貫通する穴とすることができる。キースロット４３０は、ジャーナル軸受４２０内に少なくとも部分的に延在することができる。キースロット４３０は、例えば約２．６ｃｍ及び約２１ｃｍの間の長さ、例えば約１．２ｃｍ及び約３．２ｃｍの間の幅、及び、例えば約０．６ｃｍ及び約１．６ｃｍの間の深さを有する場合があるが、これらの寸法はヘッドシャフトの長さによって変化させることができる。ヘッドシャフトの実施例は、キースロット４３０のために、如何なる特定の寸法を有することを制限されない。キースロット４３０は、あるいは、外側管４１０内、及び／又は、ジャーナル軸受４２０内に成形することで形成することができる。
【００４０】
キーエレメント４４０は、キースロット４３０内に配置することができる。キーエレメント４４０は、例えば約２．５ｃｍ及び約２０．５ｃｍの間の長さ、例えば約１．２ｃｍ及び約３．２ｃｍの間の幅、及び、例えば約１．２ｃｍ及び約３．２ｃｍの間の高さを有する場合があるが、これらの寸法はヘッドシャフトの長さによって変化させることができる。ヘッドシャフトの実施例は、キーエレメント４４０のために、如何なる特定の寸法を有することを制限されない。 キーエレメント４４０は、大型スプロケット１５５及び／又はコレクタヘッドシャフトスプロケット１３５に、１以上の締結手段によって固定させることができる。前記締結手段は、例えば、大型スプロケット１５５及びコレクタヘッドシャフトスプロケット１３５のフランジを貫通して、キーエレメント４４０内に進入する、１以上のボルト４５０である。一実施例では、１つのキーエレメント４４０が大型スプロケット１５５及びコレクタヘッドシャフトスプロケット１３５の両方をヘッドシャフト１４０に固定する。使用の際には、ジャーナル軸受４２０は、外側管４１０内に挿入され、そして、スプロケット１３５，１５５は、キーエレメント４４０を使用することで取り付けられる。
【００４１】
スタブポスト１６０は、ジャーナル軸受４２０の孔内に挿入され、そしてその後、沈殿池の側壁１０５，１１０に、例えば、ボルト又は他の締結手段（図示せず）を使用することによって、又は、側壁１０５，１１０内の特定の場所にネジ付けられることによって、固定される。ジャーナル軸受４２０内に挿入された、スタブポスト１６０の部分は、ジャーナル軸受４２０がスタブポスト１６０の周りを回転することを許容しつつ、ジャーナル軸受４２０の内面とともに締まりばめを形成することができる。一実施例では、ジャーナル軸受４２０内に挿入された、スタブポスト１６０の部分は、ジャーナル軸受４２０の内側内に、約１．０ｍｍ未満のクリアランスを有することができる。ジャーナル軸受４２０内に挿入された、スタブポスト１６０の部分は、例えば、約６ｃｍ及び約１７ｃｍの間の直径を有することができるが、ここに開示された実施例は、スタブポスト１６０のために、如何なる特定の寸法を有することを制限されない。一実施例では、ジャーナル軸受４２０内に挿入された、スタブポスト１６０の部分は、中空管を備えることができ、これは、スタブポスト１６０の重量を減らすことができる。
【００４２】
図４Ｂに示された代替的実施例では、ヘッドシャフト１４０は、歯部分１３５ａを有する大型スプロケット１５５を含み、歯部分１３５ａは、ドライブチェーン１５０と噛み合うように構成された歯を含む。ドライブチェーン１５０は、大型スプロケットのベース部分１３５ｂがヘッドシャフト１４０に取り付けられた位置から大型スプロケット１３５に最も近いヘッドシャフト１４０の端に向かって水平にずれている。
【００４３】
図４Ｃに示した別の実施例では、ヘッドシャフト１４０は、中実シャフト４６０を含む。一実施例では、凹所４７０は、挿入されるべきジャーナル軸受のために設けるために、シャフト４６０の端に形成することができる。
【００４４】
図４Ｄに示した別の実施例では、インターナルジャーナル軸受４２０は省略させることができ、そして、ヘッドシャフト１４０は、一対のウォール軸受４８０を備えるヘッドシャフトマウントの孔の内側で回転させることができる．ウォール軸受４８０は、ジャーナル軸受又はスリーブ４９０を含む場合があり、高分子材料、例えば、ジャーナル軸受４２０を形成するために使用することができる材料と同様の材料で形成することができる。スリーブ４９０は、ヘッドシャフト１４０の摩耗を減らせる場合がある。ヘッドシャフト１４０の沈殿池１００内への取付の間、ヘッドシャフト１４０の外側管１４０は、ウォール軸受４２０の孔内に据え付けられることができ、そしてその後、ウォール軸受は、沈殿池の対向する第１及び第２側壁に、ボルト又は他のコネクタ若しくは既知の締結機構で、固定することができる。図４Ｄのヘッドシャフトは、図示のように中空とすることができ、又は、中実とすることもできる。
【００４５】
一実施例では、図４Ｅに示すように、前記外側管は、当該外側管の端に最も近いワイド端部分４１０ａと、より厚みのない中央部分４１０ｂと、を含む場合がある。端部分４１０ａは、ジャーナル軸受４２０及びスタブポスト１６０を収容するとともに大型スプロケット１５５及びコレクタヘッドシャフトスプロケット１３５を据え付けるための十分なスペースを設けるために、前記中心部分よりも幅を広くすることができる。中心部分４１０ｂは、端部分４１０ａよりも小さな直径を有するとはいえ、大型スプロケット１５５を含む前記管の端から当該管の対向端までトルクを伝達するのに十分な強度を有することができる。一実施例では、ヘッドシャフトは、図４Ｅに示すように、その長さに沿って変化する断面直径を有し、この実施例には、管状のシャフトではなく中実のシャフトを含む場合がある。
【００４６】
図５は、ヘッドシャフト１４０の実施例の平面図であり、キースロット４３０が配置される場所と、これらがどのような形状とすることができるかを示す。この実施例では、１つのキースロット４３０ａは、大型スプロケット１５５及び第１コレクタヘッドシャフトスプロケット１３５の両方をヘッドシャフト１４０に固定するように構成されていると同時に、第２キースロット４３０ｂは、第２コレクタヘッドシャフトスプロケット１３５をヘッドシャフト１４０に固定するように構成されている。別の実施例では、ヘッドシャフト１４０は、３つのキースロットを備え、当該キースロットは、１つの大型スプロケット及び２つのコレクタヘッドシャフトスプロケットのそれぞれに１つである。
【００４７】
図６は、図４Ａの６−６線に沿った断面で、ヘッドシャフト１４０に据え付けられた、大型スプロケット及びコレクタヘッドシャフトスプロケット１３５の実施例を示す。コレクタヘッドシャフトスプロケット１３５は、外側管４１０及びジャーナル軸受４２０の一部分を通って延在するキースロット４３０内に配置されたキーエレメント４４０によって、ヘッドシャフト１４０に固定される。キーエレメント４４０は、コレクタヘッドシャフトスプロケット１３５のフランジ６１０を貫通してキーエレメント４４０内に進入する、ボルト４５０によって、コレクタヘッドシャフトスプロケット１３５に固定される。大型スプロケット１５５は、図６に示していないが、同様の配置でヘッドシャフト１４０に固定される。
【００４８】
上述したヘッドシャフトの実施例を排水処理設備の沈殿池内で取り付けるための方法７００を，図７に示す。この方法は、沈殿池の幅を決定するステップ（ａｃｔ７１０）、及び、沈殿池の幅内に据え付けるために適当な長さを有するシャフトを選択するステップ（ａｃｔ７２０）を含むことができる。一実施例では、前記シャフトは、適当な寸法にカットすることができる。前記方法はさらに、大型スプロケット及びコレクタヘッドシャフトスプロケットを前記シャフトに据え付けるステップを含むことができる（ａｃｔ７３０）。キースロット４３０内に配置されたキーエレメント４４０は、大型スプロケット及びコレクタヘッドシャフトスプロケットを前記シャフトに固定するために使用することができる。前記シャフトはその後のステップとして、ヘッドシャフトマウントに連結させることができる（ａｃｔ７４０）。前記ヘッドシャフトマウントは、例えば、前記シャフトの各端内に、又は、前記シャフトが中空管４１０を備えるとき、当該シャフトの各端内に配置されるジャーナル軸受内に、挿入できるスタブポストである。前記ヘッドシャフトマウントは、更なるステップとして、沈殿池の対向する側壁に固定することができる（ａｃｔ７５０）。ドライブチェーン及びコンベアチェーンは、前記ヘッドシャフトマウントが沈殿池の側壁に固定される前後のいずれでも、大型スプロケット及びコレクタヘッドシャフトスプロケットにそれぞれ、連結させることができる。
【実施例】
【００４９】
上述した実施例に従うヘッドシャフトを、排水処理プラントの沈殿池内に組み付けて取り付けた。ヘッドシャフトをＦＲＰ管から形成し、プラスチック端軸受、コレクタヘッドシャフトスプロケット及び大型スプロケットを組み込んだ。ヘッドシャフトは、外径１３ｃｍ、厚さ０．６ｃｍ、重量約４５ｋｇ、長さ６．９ｍである。 
【００５０】
このヘッドシャフトを、幅６．０ｍ、長さ２８ｍの沈殿池内に取り付けた。沈殿池は、第２スラッジを処理するために使用されるものである。ヘッドシャフトを取り付けた請負人は、取付にほぼ１時間（スタブポストをタンク側壁に取り付けることを含めて）を要し、ヘッドシャフト組立体は天井クレーンやジブクレーンを必要としないで所定の位置に配置されたと報告した。
【００５１】
上述した、本開示の少なくとも１つの実施例がいくつかの態様を有することで、様々な交換、変更及び改良が当業者にとって容易に思い浮かぶことは理解されるべきことである。こうした交換、変更及び改良は、この開示の一部であることを意図している。 例えば、本開示の態様は、排水から生物フロックを除去するために使用されるとして述べられているが、これらの態様は、如何なる形態の沈殿固形物、例えば、沈殿ユニット又は容器内の、無機沈殿固形物、又は、脂、又は、半固体油性物質の除去に等しく適用できる場合がある。上述した排水処理システムの態様は、排水の処理のための有機処理方法ではなく、無生物処理方法を使用することがある。従って、上述した説明および図面は、単に例示的なものである。
【００５２】
本明細書において使用されている用語および表現は、説明の目的のためであって、制限としてみなされるべきものではない。本明細書において用語「複数の」は、２つ以上の物又は構成要素を指す。用語「備える」、「含む」、「保持する」「有する」「含有する」及び「伴う」は、明細書又は請求の範囲その他同種のものに記載されているかどうかにかかわらず、制限のない用語、言い換えれば、「含まれるが制限するものではない」を意味するための用語である。従って、こうした用語の使用は、追加的なものと同様、その後に記載されたもの、そして、それと同等のものを含むことを意味する。ただ、「からなる」及び「基本的に〜からなる」の移行句は、請求の範囲に関し、それぞれ、制限のある、又は、一部制限のある、移行句である。請求の範囲にて、特定事項を修飾するための、「第１」、「第２」、「第３」その他同種の、序列用語の使用は、それ自体、如何なる、優先性、優先順位、１つの特定事項が他の特定事項を超える順序、又は、方法の行為が実行される時間的順序を示唆するものではなく、単に、所定の名称を有する特定事項を同じ名称（順序の用語の使用のためではなく）を有する他の特定事項と区別するための表示として使用されるにすぎない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年3月24日(2015.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
排水処理システムの沈殿池であって、該沈殿池は：
第１側壁及び第２側壁と；
前記第１側壁に配置される第１ヘッドシャフトマウントと；
前記第２側壁に配置される第２ヘッドシャフトマウントと；
前記第１ヘッドシャフトマウント及び前記第２ヘッドシャフトマウントの間に延在してこれらと係合する、複合シャフトを含むヘッドシャフトと；
を備える、沈殿池。
【請求項２】
請求項１の沈殿池であって、前記シャフトは中空であり、そして、前記ヘッドシャフトはさらに、前記シャフトのうち、その第１端に最も近い当該シャフト内に配置されるジャーナル軸受と、前記シャフト内に設けられて前記第１ジャーナル軸受内に部分的に延在するキースロットと、を備える、沈殿池。
【請求項３】
請求項２の沈殿池であって、前記第１ヘッドシャフトマウントは、前記第１ジャーナル軸受の穴内に配置される、中空のスタブポストを備える、沈殿池。
【請求項４】
請求項１の沈殿池であって、前記シャフトは、中実のシャフトである、沈殿池。
【請求項５】
請求項４の沈殿池であって、さらに、前記シャフトの端に形成された凹所内に配置される、ジャーナル軸受を備える、沈殿池。
【請求項６】
請求項１の沈殿池であって、前記シャフトは、当該シャフトの長さに沿って変化する、断面領域を有する、沈殿池。
【請求項７】
請求項６の沈殿池であって、前記シャフトは、当該シャフトの端部分の断面領域よりも小さい断面領域を有する中央部分を含む、沈殿池。
【請求項８】
排水処理システムの沈殿池のためのヘッドシャフトであって、前記ヘッドシャフトは、複合材料で形成されて、第１端及び第２端を含むシャフトを備え、前記第１端は、前記沈殿池の第１側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されており、前記第２端は、前記沈殿池の第２側壁に配置されたヘッドシャフトマウントと係合するように構成されている、ヘッドシャフト。