(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中にて軸受により回転可能に支持される回転軸を備えるフロキュレータの管理方法であって、
前記回転軸に、軸線方向に沿って延在する中空部を設け、
前記回転軸を支持する前記軸受の摩耗状態に基づいて、
前記中空部内に気体又は液体を供給し、前記軸受にかかる前記回転軸の荷重の向きを切り替える、
フロキュレータの管理方法。
【請求項２】
前記中空部を、前記軸線方向に沿って離間して配置され液体が収容される一対の液体収容室と、前記一対の液体収容室の間に配置され気体が収容される気体収容室と、前記各液体収容室と前記気体収容室との間に配置された一対の調整室と、に画設し、
前記一対の調整室に気体を供給して、前記軸受に上向きの荷重を作用させる上向き荷重発生状態と、
前記一対の調整室に液体を供給して、前記軸受に下向きの荷重を作用させる下向き荷重発生状態と、を切り替えることで、前記軸受にかかる荷重の向きを切り替える、
請求項１記載のフロキュレータの管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロキュレータの管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水処理設備等では、河川等の原水に凝縮剤を加え濁質を凝集させてフロックを形成し、このフロックを含む原水をフロキュレータと呼ばれる緩速撹拌機で緩速撹拌することでフロックを成長させて粗大フロックとし、この粗大フロックを原水から沈降分離等により分離することで原水の浄化を図っている。
【０００３】
このようなフロキュレータとして、例えば、以下の特許文献１に記載のフロキュレータが知られている。このフロキュレータでは、回転軸に中空部を設け、この中空部を複数の区画に画設し、これら複数の区画のうち一部の区画を液体が収容される液体収容室とすることで、回転軸を支持する軸受に作用する荷重を容易に調整できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７５７７３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述のようなフロキュレータでは、運転効率を向上すべく、回転軸を支持する軸受の交換回数を低減することが望まれている。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、回転軸を支持する軸受の交換回数を低減することができるフロキュレータの管理方法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】
本発明に係るフロキュレータの管理方法は、液体中にて軸受により回転可能に支持される回転軸を備えるフロキュレータの管理方法であって、回転軸に、軸線方向に沿って延在する中空部を設け、回転軸を支持する軸受の摩耗状態に基づいて、中空部内に気体又は液体を供給し、軸受にかかる回転軸の荷重の向きを切り替える。
【０００８】
本発明に係るフロキュレータの管理方法では、まず、上向き荷重発生状態又は下向き荷重発生状態のいずれか一方の状態でフロキュレータを運転し、軸受において荷重が作用している部分に摩耗が発生した場合に、上向き荷重発生状態又は下向き荷重発生状態のいずれか他方の状態に切替えることで、軸受において荷重が作用する部分を変えることができる。従って、軸受の上部又は下部のいずれか一方に摩耗が発生した場合、荷重が作用する部分を上記状態切替えにより逆側に変えることによって、軸受を交換することなく使用を継続することができる。よって、回転軸を支持する軸受の交換回数を低減することができる。ここで、回転軸に、軸線方向に沿って延在する中空部を設け、中空部内に気体又は液体を供給し、軸受にかかる荷重の向きを切り替えることを特徴とする。また、中空部を、軸線方向に沿って離間して配置され液体が収容される一対の液体収容室と、一対の液体収容室の間に配置され気体が収容される気体収容室と、各液体収容室と気体収容室との間に配置された一対の調整室と、に画設し、一対の調整室に気体を供給して、軸受に上向きの荷重を作用させる上向き荷重発生状態と、一対の調整室に液体を供給して、軸受に下向きの荷重を作用させる下向き荷重発生状態と、を切り替えることで、軸受にかかる荷重の向きを切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転軸を支持する軸受の交換回数を低減することができるフロキュレータの管理方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るフロキュレータの管理方法における上向き荷重発生状態を示す概略断面図である。
【図２】図１の管理方法における下向き荷重発生状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るフロキュレータの管理方法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。
【００１２】
まず、フロキュレータについて説明する。
【００１３】
図１は本実施形態に係るフロキュレータの管理方法における上向き荷重発生状態を示す概略断面図、図２は図１の管理方法における下向き荷重発生状態を示す概略断面図である。図１，２に示すように、フロキュレータ１は、ここでは、浄水処理設備のフロック形成槽２に適用されている。この浄水処理施設では、例えば、フロック形成槽２の前段（上流側）に、液体である被処理水を供給する不図示の流入渠が設けられ、フロック形成槽２の後段（下流側）に、形成されたフロックを沈降分離する不図示の沈殿槽が設けられている。
【００１４】
フロキュレータ１は、上述のようなフロック形成槽２内に配置されるものであり、離間する支持台３，３上にそれぞれ設置された水中軸受４，４により、パドル（撹拌羽根）を有する回転軸５を回転可能に支持して成る。
【００１５】
水中軸受４は、ここでは、いわゆる二つ割軸受とされており、不図示のボルトにより結合された軸受上部４ａと軸受下部４ｂとから構成されている。水中軸受４の回転軸５に対する摺動面は、オイルレスメタル等により形成されている。
【００１６】
回転軸５は、その外周面に設けられたパドルを回転させることにより被処理水を緩速撹拌するものであり、フロック形成槽２内に水平に設けられている。この回転軸５は、継手部５１，５１及び中空部５２を備えている。継手部５１，５１は、その外側の延出端部が上述の水中軸受４に挿入されて軸支される。一方側（図示右側）の継手部５１の延出端部は、グランドパッキン等の軸封部を介してフロック形成槽２の外側にさらに延出し、減速機を介してモータ等の駆動源に連結されている。フロキュレータ１の動作時においては、駆動源の回転トルクにより、上述のパドルを回転させる。
【００１７】
中空部５２は、上述のパドルが取付けられる部分であり、継手部５１，５１の間で回転軸５の軸線方向に沿って延在している。この中空部５２はステンレス鋼等からなる筒状体であり、その両端部に継手部５１，５１が連結されて塞がれている。中空部５２の周壁（筒部分）は、必要な強度を維持できる範囲で可能な限り薄肉に形成されている。
【００１８】
中空部５２では、その内部に液体や気体を収容することにより、回転軸５の自重と回転軸５に作用する浮力とのバランスをとり、これにより、水中軸受４に作用する荷重の向きを調節することが可能となっている。このような調節を可能とすべく、具体的には、中空部５２の内部は、外側寄りに配置された一対の区画壁５６，５６とこれより内側寄りに配置された一対の区画壁５７，５７とにより５区画に画設され、軸線方向外側から内側へ向って、一対の液体収容室５３，５３、一対の調整室５５，５５、及び気体収容室５４、とされている。なお、区画壁５６，５７は、上記筒状体の内側に、例えば、ステンレス鋼等の円板を溶接することで形成される。
【００１９】
液体収容室５３は、液体が収容される室であり、中空部５２の軸線方向両端部にそれぞれ設けられている。なお、一対の液体収容室５３，５３は、その容積が互いに略均等になるように、且つ、中空部５２の軸線方向中央部に対して略左右対称になるように設けられていることが好ましい。
【００２０】
各液体収容室５３を形成する周壁の軸線方向両端側には、周壁を貫通する開口部５３ａ，５３ｂがそれぞれ設けられている。これら開口部５３ａ，５３ｂは、周方向に互いに略１８０度ずらして配置されている。そして、液体収容室５３では、回転軸５の回転に伴って、開放状態の開口部５３ａ，５３ｂからフロック形成槽２内の被処理水が自動的に流入し、液体である被処理水が収容されるようになっている。
【００２１】
気体収容室５４は、気体が収容される室であり、中空部５２の軸線方向略中央部に設けられている。この気体収容室５４は、周壁及び区画壁５７，５７により密閉状態にされている。気体収容室５４には、ここでは、気体である空気が収容されている。
【００２２】
調整室５５は、液体又は気体が収容される室であり、各液体収容室５３と気体収容室５４との間にそれぞれ設けられている。一対の調整室５５，５５は、その容積が互いに略均等になるように、且つ、中空部５２の軸線方向中央部に対して略左右対称になるように設けられていることが好ましい。
【００２３】
各調整室５５の軸線方向略中央部には、周壁を貫通する開口部５５ａが設けられている。この開口部５５ａには、図１に示すように着脱可能な開閉栓５５ｂが取付けられおり、これにより、調整室５５は密閉状態又は開放状態にすることが可能とされている。そして、調整室５５では、空気が収容された密閉状態から、開閉栓５５ｂを取り外して開放状態にすると、フロック形成槽２内の被処理水が自動的に流入し、液体である被処理水が収容されるようになっている。
【００２４】
ここで、液体収容室５３、気体収容室５４、及び調整室５５の大きさは、回転軸５が被処理水に浸漬され、液体収容室５３に被処理水が収容されると共に、気体収容室５４及び調整室５５，５５に空気が収容されている状態において、気体収容室５４及び調整室５５に収容された空気による浮力が回転軸５の自重に勝り、回転軸５に上向きの荷重Ｆ１（図１参照）が付与されて水中軸受４の軸受上部４ｂに荷重が作用するように（上向き荷重発生状態）、寸法（例えば、軸線方向の筒長さ）等が調整されている。
【００２５】
また、液体収容室５３、気体収容室５４、及び調整室５５の大きさは、回転軸５が被処理水に浸漬され、液体収容室５３及び調整室５５，５５に被処理水が収容されると共に、気体収容室５４に空気が収容されている状態において、回転軸５の自重が気体収容室５４に収容された空気による浮力に勝り、回転軸５に下向きの荷重Ｆ２（図２参照）が付与されて水中軸受４の軸受下部４ｂに荷重が作用するように（下向き荷重発生状態）、寸法等が調整されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係るフロキュレータの管理方法について詳細に説明する。
【００２７】
本実施形態に係るフロキュレータの管理方法では、気体収容室５４には予め空気が収容されており、まず、図１に示すように、開口部５５ａ，５５ａを開閉栓５５ｂ，５５ｂで塞ぎ、調整室５５，５５に空気を収容した状態で、フロック形成槽２内に被処理水を導入し、回転軸５を回転させてフロキュレータ１を運転する。この回転軸５の回転に伴い、液体収容室５３，５３に被処理水が流入し収容される。これにより、上述の上向き荷重発生状態として運転を行う。
【００２８】
次に、水中軸受４に摩耗が発生したか否かを判断する。
【００２９】
摩耗状態を判断する方法としては、種々の方法が考えられる。例えば、目視に基づいて摩耗状態を判断する方法が挙げられる。すなわち、例えば、メンテナンス時等にフロキュレータ１の運転を停止し、二つ割軸受である水中軸受４を分解して、オペレータが目視で軸受上部４ａの摩耗状態を確認する。
【００３０】
また、時間に基づいて摩耗状態を判断する方法も挙げられる。すなわち、回転軸５に上向き荷重Ｆ１を付与して運転を続けた場合に、運転開始から水中軸受４に摩耗が発生するまでの時間（摩耗発生時間）を試験等により予め求めておき、この摩耗発生時間が経過したときに、水中軸受４に摩耗が発生したと判断する。
【００３１】
また、負荷に基づいて摩耗状態を判断する方法も挙げられる。ここで、水中軸受４に摩耗が発生すると、上述の減速機等に作用する負荷が上昇する。そこで、まず、減速機等に負荷を測定するセンサを取付け、水中軸受４に摩耗が発生したときに減速機等に作用する負荷（摩耗発生時負荷）を、試験等により予め求めておく。そして、フロキュレータ１の運転中に、この摩耗発生時負荷が減速機等に作用したときに、水中軸受４に摩耗が発生したと判断する。
【００３２】
また、電流に基づいて摩耗状態を判断する方法も挙げられる。ここで、水中軸受４に摩耗が発生すると、駆動源であるモータの電流が上昇する。そこで、まず、モータに電流を測定するセンサを取付け、水中軸受４に摩耗が発生したときにモータに発生する電流（摩耗発生時電流）を、試験等により予め求めておく。そして、フロキュレータの運転中に、この摩耗発生時電流がモータにおいて発生したときに、水中軸受４に摩耗が発生したと判断する。
【００３３】
なお、摩耗状態の判断は、上述の方法のうち、いずれか一つの方法で行ってもよいし、複数の方法を併用して行ってもよい。また、摩耗発生時間、摩耗発生時負荷、摩耗発生時電流等に、所定の安全率を考慮して判断を行ってもよい。
【００３４】
そして、上記上向き荷重発生状態の運転において、水中軸受４の軸受上部４ａに摩耗が発生したと判断された場合、開閉栓５５ｂ，５５ｂを取り外し、調整室５５，５５に被処理水を流入させて収容する。これにより、上向き荷重発生状態から下向き荷重発生状態に切替えて運転を行う。
【００３５】
以上、本実施形態に係るフロキュレータ１の管理方法では、回転軸５に、軸線方向に沿って離間して配置された液体収容室５３，５３と、液体収容室５３，５３の間に配置された気体収容室５４と、各液体収容室５３と気体収容室５４との間に配置された調整室５５，５５とを設け、まず、調整室５５，５５に空気を供給して水中軸受４，４に上向きの荷重Ｆ１を作用させる上向き荷重発生状態でフロキュレータ１を運転し、水中軸受４において荷重が作用している軸受上部４ａに摩耗が発生した場合に、調整室５５，５５に被処理水を供給して水中軸受４，４に下向きの荷重Ｆ２を作用させる下向き荷重発生状態に切替えることで、水中軸受４，４において荷重が作用する部分を軸受下部４ｂ，４ｂに変えることができる。従って、水中軸受４の軸受上部４ａに摩耗が発生した場合、荷重が作用する部分を上記状態切替えにより逆側の軸受下部４ｂ，４ｂに変えることによって、水中軸受４を交換することなく使用を継続することができる。よって、回転軸５を支持する水中軸受４の交換回数を低減することができる。
【００３６】
また、フロキュレータ１の管理方法では、開閉栓５５ｂ，５５ｂの着脱のみにより、水中軸受４，４に作用する荷重の向きを容易に切替えることができる。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、まず、上向き荷重発生状態でフロキュレータ１を運転し、軸受上部４ａに摩耗が発生した場合に、下向き荷重発生状態に切替えているが、これを逆にして、まず、下向き荷重発生状態でフロキュレータ１を運転し、軸受下部４ｂに摩耗が発生した場合に、上向き荷重発生状態に切替えてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態において、両側の水中軸受４，４に作用する荷重のバランスをとるため等の目的で、上向き荷重発生状態において、調整室５５に多少の被処理水を導入してもよく、逆に、下向き荷重発生状態において、開口部５５ａに開閉栓５５ｂを取付け、調整室５５に多少の空気を導入してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、水中軸受４は二つ割軸受とされているが、一体型の軸受であってもよい。また、上記実施形態では、液体として被処理水が収容され、気体として空気が収容されているが、これ以外の液体や気体が収容されてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…フロキュレータ、４…水中軸受（軸受）、５…回転軸、５２…中空部、５３，５３…液体収容室、５４…気体収容室、５５，５５…調整室。
【図１】
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【図２】
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