(57)【要約】【課題】  本発明は水路を流れる被処理水中の塵芥を水中にて捕捉し、被処理水中から搬送する除塵装置及び除塵方法を提供する。【解決手段】  水路を流れる塵芥を被処理水中で捕捉し、被処理水中から水上に搬送することを特徴とする除塵装置及び除塵方法である。具体的な手段の例としては、水路の流れに垂直な断面全体を開口部に持ち、水路の下流に向かって水路に垂直方向の断面が減少していく四角錐台もしくはそれに近い形状のスクリーン２で塵芥Ｄを捕捉し、合わせてスクリーンに捕捉された塵芥を噴流水により押され、ほぐす吐出ノズル６を備え、収集した塵芥を搬送する高圧水による吸引装置５を備えることを特徴とする。必要により収集した塵芥を破砕する破砕機４を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で塵芥を捕捉し集める手段、前記の集められた塵芥を水中から水上に搬送する手段を具備したことを特徴とする除塵装置。
【請求項２】
水中で塵芥を捕捉し集める手段、前記の集められた塵芥を水中で破砕する手段、前記の破砕された塵芥を水中から水上に搬送する手段を具備したことを特徴とする除塵装置。
【請求項３】
水中で塵芥を捕捉し集める手段が水路の流れに垂直な断面全体を開口部に持ち、水路の下流に向かって水路に垂直方向の断面が減少していく形状と水流に沿った目を有するスクリーンであることを特徴とする請求項１又は２記載の除塵装置。
【請求項４】
水中で塵芥を捕捉し集める手段が、左右一対の上部駆動スプロケットにより巡回させられるエンドレスチェンにより牽引されるレーキとスクリーンから成り、前記レーキが前記スクリーンに沿って下降動動作することで同スクリーンに捕捉された塵芥を水中で集めることを特徴とする請求項１又は２記載の除塵装置。
【請求項５】
水中で塵芥を捕捉し集める手段により捕捉された塵芥を、噴流水により押し出しほぐす吐出ノズルを備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の除塵装置。
【請求項６】
水路の上流側で塵芥を捕捉し集め、次いで塵芥を水路の水面下で搬送を開始して水上に搬送することを特徴とする除塵方法。
【請求項７】
水路の上流側で塵芥を捕捉し集め、次いで前記捕捉して集められた塵芥を水中で破砕し、塵芥の捕捉場所よりは水路の下流側で前記破砕された塵芥を水路の水面下で搬送を開始して水上に搬送することを特徴とする除塵方法。                  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に下水処理施設の沈砂池、ポンプ場、排水処理場に設けられ、被処理水中に浮遊・混在する粗ごみや篩渣（藁、草、流木、ビニル、プラスチック、その他浮遊ゴミなど）（以下、粗ごみと篩渣を合わせて塵芥と記述する）を除去する除塵装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理施設の沈砂池等には塵芥を取り除くために除塵機が設けられている。従来の除塵装置は被処理水中から塵芥を捕捉するスクリーンとスクリーンに付着した塵芥を除去する掻上げレーキを組み合わせた、自動除塵機が一般的に用いられている。また、取り除かれた塵芥はコンベア等の搬送装置により搬出され所定の場所まで搬送される。例えば、特許文献１には図５に示すようなスクリーンとレーキの例が記載されている。この除塵機は左右一対の上部駆動スプロケットにより巡回させられるエンドレスチェン４１で牽引されるレーキ４２をスクリーン４０に沿って上昇するよう配置し、スクリーン４０で捕捉された塵芥を掻き揚げ上部駆動スプロケットの下方に設けられた流水トラフ４５に排出した後、細かくするためにトラフ下流端部に破砕機を配置し、その下流側に搬出のための高圧水による吸引装置を配置したことを特徴とする除塵装置である。
【特許文献１】特開平４−２５４６０９号公報（第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の除塵装置及び除塵方法は、スクリーンに係合したレーキが上方に移動しながらスクリーンに捕捉された塵芥を掻揚げ、水から出たところで塵芥をスクレーパーで掻き落とし、この塵芥をコンベアにて搬送する方式が多い。したがって、塵芥を一旦、水から出して空気に曝されながら搬送するため悪臭が放散したり、塵芥が飛散し搬送装置等に付着して装置及びその周囲を汚すという欠点があった。また、掻き落とした塵芥を所定の場所まで搬送するときにコンベア等を複数組み合わせて設置するためスぺ−スも必要とし、点検個所が増え、作業も実施しにくい欠点があった。
【０００４】
本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、沈砂池の塵芥を水中で捕捉して破砕し、大気に曝すことなく除去する方法により、掻き取った塵芥が外気に触れる事がないため汚水や塵芥の臭気の放散がなく衛生的な処理が可能で、また装置が簡略化されることで設備全体がコンパクト化され、保守点検が容易となる除塵装置及び除塵方法を提供することを目的としている。なお、本発明でいう「水中」とは水面に浮かぶ塵芥も捕捉の対象に含まれるととから「水面」も含む概念である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の除塵装置は水中で塵芥を捕捉し集める手段、前記の集められた塵芥を水中から水上に搬送する手段を具備することを特徴とする除塵装置である。また本発明の除塵方法は水路の上流側で塵芥を捕捉し集め、塵芥の捕捉場所よりは水路の下流側で前記破砕された塵芥を水路の水面下で搬送を開始して水上に搬送することを特徴とする除塵方法である。更には必要に応じ前記捕捉して集められた塵芥を水中で破砕する工程を入れたことを特徴とする除塵方法である。
【０００６】
さらに本発明の除塵装置において水中で塵芥Ｄ（図１等参照）を集める手段としては、スクリーン２が水路の流れに垂直な断面全体を開口部に持ち、水路の下流に向かって水路に垂直方向の断面が減少していく形状を用いると良い。これは上流側の入口１と下流側の破砕機入口３は開口しているが、それ以外の面は水路の空間を下面、側面、上面を取り囲んでいるスクリーン２によって捕捉・収集空間を形成する。この捕捉・収集空間の流れ方向に対して垂直な断面は下流側が、次第に小さくなるようにスクリーン２を設置するとよい。入口１は広く設けて流水を取りこむ。破砕機入口３は小さく設ける。このような水流Ｗに沿った目のスクリーン２を水路内に設け、更に捕捉した塵芥を取れやすくする噴流水吐出口６をスクリーン要所に設けることにより特別に塵芥を移送する動力装置を設けることなく塵芥を描捉・収集することが可能となる。本発明でいうスクリーン２の実際的形状は上記の水路の下流に向かって水路に垂直方向の断面が減少していく多角錐台、例えば四角錐台、六角錐台などが製作と設置し易さから望ましい。
【０００７】
本発明の除塵装置において、水中で塵芥Ｄを集める手段としては左右一対の上部駆動スプロケット及び下部従動スプロケットにより巡回させられるエンドレスチェンで牽引されるレーキ１２がスクリーン１３に沿って下降動作する装置を用いると良い。これは水路の全幅に亘り、水路の流れ方向に対して直角または傾斜角を有する沈砂かき取り装置とする。この装置の沈砂かき取りの方向は、レーキ１２が上方から下方に向かって動くものである。従って、捕捉された塵芥Ｄを水中から水上に掻き上げることなく水中で集めることができ、水中にある破砕機４に送られて破砕する。破砕された塵芥は、高圧水による吸引装置５を用いることにより水中から水上に掻き揚げることなく捕捉、除去、搬送することが可能となる。従って、本発明の装置によれば捕捉した塵芥が外気に触れる事がないため臭気が放散することもない。
【０００８】
本発明の除塵装置において、捕捉された塵芥Ｄをスクリーンから外す手段としては噴流水が出る噴流水吐出口６をスクリーンの要所に備えることが好ましい。入口１から流水とともに捕捉・収集空間に流入した塵芥はスクリーン２（または１３）により捕捉される。捕捉された塵芥Ｄが破砕機入口３に移動しやすくするためにスクリーン２（または１３）の要所に設けた噴流水吐出口６からスクリーン２（または１３）に捕捉された塵芥に向けて、捕捉したスクリーン２（または１３）面の裏側から噴流水を吐出する。これにより、捕捉された塵芥Ｄの水流による移動が噴流水の吐出でアシストされる。噴流水源は場内の中水道または上水道であり、配管で送水され噴流水吐出口６は噴流とするために出口が絞られている。噴流水により塵芥は押される効果、ほぐされる効果またはスクリーン２から、引き剥がされる効果により破砕機入口３へ向かって留まることなく移動する。
【０００９】
本発明の除塵装置において、集められた塵芥を破砕する破砕機を高圧水による吸引装置の前に備えることが好ましい。
【００１０】
本発明の除塵方法は、水路の上流側で塵芥を捕捉し集め、続けて塵芥を水路の水面下で搬送を開始して水上に搬送する除塵方法である。
【００１１】
本発明の除塵方法は、水路の上流側で塵芥を捕捉し集め、前記捕捉して集められた塵芥を水中で破砕し、続けて塵芥の捕捉場所よりは水路の下流側で前記破砕された塵芥を水路め水面下で搬送を開始して水上に搬送する除塵方法である。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば沈砂池の塵芥を水中で捕捉するので、大気に曝すことなく管路で搬送することができる。また、大きな塵芥が予想される場合には塵芥の捕捉後に水中で破砕する装置も付設することができるので一定の大きさ以下の塵芥として処理できる。掻き取った塵芥が外気に触れる事がないため、汚水や塵芥の臭気の放散がなく衛生的な処理が可能であり、また管路で搬送することにより塵芥の搬送装置が簡略化され、設備全体がコンパクトになり保守点検を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、図１ないし図４を参照して本発明についてその実施形態である第１〜第４態様について説明する。第１〜第２態様（図１〜図２）は塵芥Ｄの捕捉にスクリーン２を使用するものである。また、第３〜第４態様（図３〜図４）は除塵機１１を使用するものである。
【００１４】
本発明の実施形態において、水路に流入してくる塵芥は第１〜第２態様の場合、まずスクリーン２に捕捉される（第３、４の態様の場合は除塵機１１を構成するスクリーン１３にて捕捉される）。捕捉された塵芥Ｄはスクリーンの要所に備える噴流水吐出口６より出る噴流水により押され、ほぐされ破砕機入口３に送られる。破砕機入口３に送られた塵芥Ｄは破砕機４にて管路で搬送できる所定の大きさに破砕され、高圧水による吸引装置５を介して吸い上げられ、塵芥を水中で捕捉・搬出することが可能となる。尚、本発明で塵芥Ｄを水中から吸い上げ搬送するために高圧水による吸引装置５を採用した理由は、高圧水による吸引装置は機械的駆動部の無い構造であるため塵芥のような不定形な物を含む流体の圧送に用いても詰まりを起こし難く、装置が簡素化されるからである。また、スクリーン２（または１３）に捕捉された塵芥Ｄの大きさによっては高圧水による吸引装置５がそれを吸込むことが出来ないことがあるので、その前に破砕機を設置し塵芥Ｄを細かくするものである。従ってスクリーン２に捕捉された塵芥Ｄが高圧水による吸引装置５に接続する搬送管路の内径より常に小さい場合は破砕機の必要は無い。
【００１５】
（実施の形態１）
まず、本発明にかかる装置を具体化した第１の態様の除塵装置及び除塵方法について図１を用いて説明する。上流側の入口１と下流側の破砕機入口３は開口しているが、それ以外の面はスクリーン２によって水路の空間を下面、側面、上面を取り囲んで捕捉・収集空間を形成する。この捕捉・収集空間の流れ方向に対して垂直な断面の面積は下流側が、より小さくなるようにスクリーンを設置する。入口１は広く設けて流水を取りこむ。破砕機入口３は小さく設ける。このような水流Ｗに沿った目のスクリーンを水路内に設け、更に捕捉した塵芥Ｄを取れやすくする噴流水吐出口６を要所に設けることにより特別に塵芥を移送する動力装置を設けることなく塵芥を捕捉・収集することが可能となる。
【００１６】
以下、次に上記した第１の態様に使用されるスクリーン２について更にくわしく説明する。上記の様なスクリーンの傾斜角度は水路の底面或いは側面に対し、１０度程度から２０度程度とする。かかる設置角度は小さいほど好ましいが、小さすぎるとスクリーンの長さが長くなり、強度が不足し、これを補うためには使用材料も増加する。また逆に角度が大きすぎると付着したごみにより水流が遮られる割合が増え、スクリーンに大きな力がかかり、部材が破損する可能性が出てくる。
【００１７】
上記第１の様態の場合、スクリーン２の形状は多角錐を横にして、上流側を底面とし、下流側を多角錐の頂部からある距離で底面と水流に垂直な面で切った多角錐台もしくはそれに近い形状とし、多角錐の側面全てが流通孔であるスリットになっているバースクリーン状である。バーの長手方向は水流Ｗと同じ方向である。尚、スリットの幅等は塵芥の種類や被処埋水の流速により適宜決定される。
【００１８】
次に上記第１の様態の場合、スクリーン２に付着した塵芥Ｄを除去しやすくする噴流水について説明する。入口１から流水とともに捕捉・収集空間に流入した塵芥はスクリーン２により捕捉される。スクリーン２の傾斜は流れ方向に対し比較的緩やかにしてあるため捕捉された塵芥Ｄは水流Ｗに押されながらスクリーン２の面に沿って破砕機入口３へ向かって徐々に移動する。捕捉された塵芥Ｄが破砕機入口３に移動しやすくするためにスクリーン２の要所に設けた噴流水吐出口６からスクリーン２に捕捉された塵芥Ｄに向けて、捕捉された面の裏側から噴流水を吐出することにより、捕捉された塵芥Ｄの移動をアシストすることができる。噴流水源は場内の中水道または上水道で、分岐した配管で水が送られ、噴流水吐出口６は噴流とするため出口が絞られている。噴流水により塵芥は押される効果、ほぐされる効果またはスクリーン２から、引き剥がされる効果により破砕機入口３へ向かって留まることなく移動する。
【００１９】
破砕機は本発明では必須ではないが、破砕機を設置すると下記のような効果が得られる。破砕機入口３に集められた塵芥Ｄは、そこに連接する破砕機４の入口側に送られる。塵芥Ｄは破砕機４により後段の高圧水による吸引装置５や更にその先の搬送管路で詰まりを生じることなく搬送できる大きさに破砕される。破砕された塵芥は高圧水の噴射部と、吸引力を発生させる吸い込み部と、塵芥及び高圧水が一緒になる混合室部とから構成される高圧水による吸引装置５の吸い込み部にて負圧が発生する作用（エゼクタ効果）で、吸い上げられ管路中を搬送される。これにより塵芥を水中から出さずに捕捉と破砕を行ない、管路で搬送することができるので周囲への悪臭の放散や汚水・汚物の飛散を防ぐことが出来るとともに搬送管路の設定の自由度が高くなりコンベア等の搬送装置が削減される。その結果、動力が軽減されメンテナンスも容易になる効果もある。
【００２０】
（実施の形態２）
次に本発明にかかわる除塵装置及び除塵方法を具体化した第２の態様における別形式の除塵機について図２を参照して説明する。上流側の入口１と下流側の破砕機入口３は開口しているのでこの部分はスクリーンが無い。またそれ以外の面はスクリーン２によって水路の空間を側面、上面を取り囲んで捕捉・収集空間を形成するが、スクリーン２の水路底部側に位置する面は水路の底部と一致するためスクリーンが無い。この捕捉・収集空間の流れ方向に対して垂直な断面の面積は下流側が、より小さくなるようにスクリーン２を設置する。入口１は広く設けて全ての流水を取りこむ。破砕機入口３は小さく設ける。このようなスクリーン２を水路内に設けることにより特別に動力装置を設けることなく塵芥を捕捉することが可能となる。態様１の方法は破砕機４の入口が底面より高い位置にあるため、水深が浅い場合、捕集された塵芥Ｄを集めることができなくなることがある。従って、態様２の方法は水路の水深が比較的浅い場合に有効である。また底面にスクリーン部材が無いため態様１に比べ建設が容易で建設費も低減できる。
【００２１】
（実施の形態３）
次に本発明にかかる装置及び除塵方法を具体化した第３の様態について図３を参照して説明する。第３の態様の除塵機１１は、水路の全幅に亘り、水路の流れ方向に対して直角または傾斜角を有する沈砂かき取り装置とする。この装置の沈砂かき取りの方向は、レーキ１２が上方から下方に向かって動くものである。従って、捕捉された塵芥Ｄを水中から水上に掻き上げることなく水中で集めることができ、水中にある破砕機４に送られて破砕する。破砕された塵芥は、高圧水による吸引装置５を用いることにより水中から水上に掻き揚げることなく捕捉、除去、搬送することが可能となる。従って、本発明の装置及び方法によれば捕捉された塵芥が外気に触れる事がないため臭気が放散することもない。
【００２２】
以下、次に上記した第３の態様に使用される除塵機１１について更に詳しく説明する。この場合、水路に流入してくる塵芥は、まず上記した図３（ｂ）のスクリーン１３に捕捉される。スクリーン１３はレーキの軌跡に沿って水路を水面から横断し、水底に達する前に下流側へ湾曲してレーキの軌跡からはずれた位置まで達する連続的な構造を有する。捕捉された塵芥Ｄはスクリーン１３に下流（背面）側から差し込まれる掻き下げ式のレーキ１２により水中にてスクリーン１３に沿って下方に向かってかき集められ、更に下流側へ湾曲したスクリーン１３に沿ってかき集められる。集められた塵芥は除塵機下方にてレーキが反転しスクリーン１３から抜ける時に、こそぎ落とされ、水流に押されて破砕機入口３に達する。レーキ１２がスクリーン１３から抜けた後でもスクリーンに留まる塵芥は、レーキ１２下降端の要所でスクリーン背面側に設けた噴流水吐出口６から出る噴流水により押されほぐされながら破砕機入口３に送られる。また、水底を流れてくる塵芥は下部スクリーン１４に捕捉されレーキ１２の先端に引っ掛けられ破砕機入口３に送り込まれる。
【００２３】
破砕機入口３に送られた塵芥Ｄは破砕機４にて菅路で搬送できる所定の大きさに破砕され、破砕された塵芥は高圧水の噴射部と、吸引力を発生させる吸い込み部と、塵芥及び高圧水が−緒になる混合室部とから構成される高圧水による吸引装置５の吸い込み部に負圧が発生する作用（エゼクタ効果）で、吸い上げられ管路中を搬送することが可能となる。
【００２４】
（実施の形態４）  
次に本発明にかかる装置及び除塵方法を具体化した第３の態様における別形式の除塵機について図４を参照して説明する。本実施例の除塵機１１は水路の全幅に亘り、水路の流れ方向に対して傾斜角を有する沈砂かき取り装置である。この沈砂かき取り装置の第二支軸１１ｂと第一支軸１１ａを結ぶ線は第二支軸１１ｂが第一支軸１１ａより下流側に設けられていることにより、流入側からみて第二支軸１１ｂと第一支軸１１ａを結ぶ線と底面がなす角度は鋭角の傾斜角をもつ。重力と水流により、塵芥は水路の下方・下流側に比較的多く集まるため、この傾斜角を持つことにより少ない水の抵抗で集めることができる。また、この装置の沈砂かき取りの方向は、上方から下方（水中深く）に向かって動くレーキ１２を有する。従って、捕捉した塵芥Ｄは水中から水上に掻き上げることなく集められ、水中にある破砕機４に送られて破砕される。破砕された塵芥は、高圧水による吸引装置５を用いることにより、水中から水上に掻き揚げられることなく捕捉・除去・搬送することが可能となる。従って、捕捉した塵芥が外気に触れる事がないため汚水や塵芥の臭気が放散することもない。
【００２５】
次に本発明における除塵装置のメンテナンスの容易性について説明する。
【００２６】
第１〜２の態様の場合には、スクリーン２が破砕機入口３と、破砕機４の出口が高圧水による吸引装置５と各々ケーシングでボルト締め接続されているため、メンテナンス時やこれら機器の故障時に容易に取り外すことができる。破砕機４については駆動装置部がフロアー上に設置されているためメンテナンス時や故障時は破砕機４の作用部分のみを水中からフロアー上に引き上げ処置を実施できる。高圧水による吸引装置５の本体部が小型で簡易な構造でかつフロアー上に設置されているため、メンテナンス時や故障時は吸い込み部のみを水中からフロアー上に引き上げ処置を実施できる。
【００２７】
また第３〜４の態様の場合には、除塵機１１はスクリーン１３の背面（下流側）からレーキ１２を差し込んでいるのでレーキ１２の脱着が容易で、レーキ１２をスクリーン１３背面から引き抜く際、スクリーン１３でこそぎ落とされるため付着した塵芥の除去が容易である。除塵機１１の出口は破砕機入口３と、また破砕機４の出口は高圧水による吸引装置５と各々ケーシングでボルト締め接続されているため、メンテナンス時やこれら機器の故障時に容易に取り外すことができる。破砕機４については駆動装置部がフロアー上に設置されていているためメンテナンス時や故障時は破砕機４の作用部分のみを水中からフロアー上に引き上げ処置を実施できる。高圧水による吸引装置５の本体部がフロアー上に設置されているため、メンテナンス時や故障時は吸い込み部のみを水中からフロアー上に引き上げて処置を実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、主に下水処理施設の沈砂池、ポンプ場、排水処理場に設けられ、被処理水中に浮遊・混在する粗ごみや篩渣を除去する除塵装置及び方法に利用出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかる方法を実施した第１態様の除塵装置の一例を示す図である。（ａ）は略平面図であり、（ｂ）は略側面図であり、（ｃ）は略断面図である。
【図２】第２態様の除塵装置の一例を示す図である。
【図３】本究明にかかる方法を実施した第３態様の除塵装置の一例を示す図である。（ａ）は略平面図であり、（ｂ）は路側面図であり、（ｃ）は略断面図である。
【図４】第４態様の除塵装置の一例を示す図である。
【図５】従来の除塵装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｄ：塵芥、Ｗ：水流、１：スクリーン入口、２：スクリーン、３：破砕機入口、４：破砕機、５：高圧水による吸引装置、６：噴流水吐出口、１１：除塵機、１２：レーキ、１３：スクリーン、１４：下部スクリーン、１１ａ：第一支軸、１１ｂ：第二支軸
【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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