(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈澱池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機であって、
変性ポリフェニレンエーテル製の無端チェーンを備えたことを特徴とする汚泥掻寄機。
【請求項２】
前記無端チェーンは、摺動部において摺動性向上手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の汚泥掻寄機。
【請求項３】
沈澱池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機に用いる無端チェーンであって、
変性ポリフェニレンエーテル製であることを特徴とする無端チェーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沈殿池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せるための汚泥掻寄機及びこれに用いる無端チェーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場、廃水処理場、浄水場等では、被処理水中に含まれる粒子を沈降分離するための沈殿池が設置されている。沈殿池で沈降分離した汚泥は、沈殿池の内部に設置された汚泥掻寄機によりに掻き寄せられ、汚泥ピットに集められる。そして、汚泥ピットに集められた汚泥を排出管から沈殿池の外部へ排出する。
【０００３】
矩形沈殿池で使用される汚泥掻寄機としては、例えば、特許文献１に記載されるように、沈殿池の底部及び水面を移動する無端チェーンと、無端チェーンに固定された複数のフライトからなるチェーンフライト式の汚泥掻寄機が知られている。チェーンフライト式の汚泥掻寄機は、無端チェーンに固定されたフライトが池底と水面を移動することにより、矩形沈殿池の池底に堆積した汚泥を汚泥ピットに、水面に浮上したスカムをスカム排出装置まで掻き寄せる機能を有する装置である。
【０００４】
チェーン式の汚泥掻寄機は、軽量化による動力の低減と部品交換頻度の低減から樹脂製の無端チェーンが利用されている。具体的な樹脂材料としては、チェーン本体には、引張強度が強く、摺動性に優れたポリアセタールが使用され、チェーン本体を連結するための連結ピンには、摺動性に優れたポリアミドが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２４００４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、下水処理場等の最初沈殿池は、雨水調整池として利用することがある。雨水調整池として利用する場合には、集中豪雨等の際に一時的に雨水を貯水できるように、通常は沈殿池内の水を抜いて使用している。
雨水調整池として利用するため沈殿池の内部の水を抜くと、沈殿池の池底に溜まった残留汚泥が腐敗して硫化水素を発生する。発生した硫化水素の一部は水中で酸化されて硫酸となるため、雨水調整池に残った水には少量の硫酸が含まれている。
【０００７】
ここで、最初沈殿池から水を抜いたまま放置しておくと、無端チェーンに付着した水滴が自然乾燥して、無端チェーン上に高濃度の硫酸が発生するという現象を発見した。また、従来のポリアセタール製の樹脂チェーンは、高濃度の硫酸に曝されると劣化するということもわかった。そのため、最初沈殿池を雨水調整池として使用する場合には、樹脂チェーンの破断等のトラブルが生じないように、交換頻度を多くして対応する必要がある。
そこで、本願発明では、無端チェーンの高濃度の硫酸に対する耐性を高め、部品の交換頻度が少なく、維持管理性に優れた汚泥掻寄機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】
【０００８】
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、変性ポリフェニレンエーテル製の無端チェーンを用いることにより、硫酸耐性及び機械的強度に優れた無端チェーンが得られることを見出して本発明を完成した。
具体的には、以下の汚泥掻寄機及び無端チェーンである。
【０００９】
上記課題を解決するための本願発明の汚泥掻寄機は、沈澱池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機であって、変性ポリフェニレンエーテル製の無端チェーンを備えたことを特徴とする。
【００１０】
変性ポリフェニレンエーテル製の無端チェーンは、硫酸耐性に優れるため、高濃度の硫酸による劣化を抑制することできる。また、機械的強度にも優れるため、引張による破断も抑制することができる。
よって、本願発明の汚泥掻寄機によれば、沈殿池を雨水調整池等に利用する等、高濃度の硫酸が接触するような状況下で使用しても、部品の交換頻度が少なく、維持管理性に優れた汚泥掻寄機を提供することができる。
【００１１】
更に本願発明は、無端チェーンの摺動部において摺動性向上手段が設けられているという特徴を有する。
無端チェーンの摺動部に、隙間又はスペーサ等の摺動性向上手段を設けることにより、無端チェーンの摺動性を高めることができる。そして、摺動性が高まることにより、無端チェーンの動力が低減されるため、省エネルギー性に優れた汚泥掻寄機を提供することができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するための本願発明の無端チェーンは、沈澱池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機に用いる無端チェーンであって、変性ポリフェニレンエーテル製であることを特徴とする。
本願発明の無端チェーンによれば、上述したように、硫酸耐性及び機械的強度に優れた無端チェーンを提供することができる。そのため、既設の汚泥掻寄機を高濃度の硫酸に接触するような環境下で使用する際に、無端チェーンのみを交換することにより、本願発明の汚泥掻寄機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明の汚泥掻寄機によると、硫酸耐性及び機械的強度に優れた無端チェーンを備えるため、沈殿池を雨水調整池等に利用した場合など、高濃度の硫酸に接触するような環境下で使用しても、部品の交換頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施態様の汚泥掻寄機の構造を示す概略説明図である。
【図２】本発明の実施態様の無端チェーンの部品の構造を示す概略説明図である。
【図３】本発明の実施態様の無端チェーンの部品を組み立てた際の構造を示す概略説明図である。
【図４】本発明の実施態様の無端チェーンの連結部の拡大図である。（Ａ）摺動性向上手段として隙間を備えた手段を説明するための概略説明図である。（Ｂ）摺動性向上手段として隙間を備えた手段の別の態様を示す概略説明図である。
【図５】本発明の実施態様の無端チェーンの連結部の拡大図である。（Ａ）チェーン本体の開放端部の内面と、チェーン本体の固定端部の外面との間に形成された摺動部に、摺動性向上手段としてスペーサを備えた構成を示す概略説明図である。（Ｂ）連結ピンの外周面と、チェーン本体の固定端部側の連結ピン挿入部の内周面との間に形成された摺動部に、摺動性向上手段としてスペーサを備えた構成を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願発明の汚泥掻寄機は、沈澱池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機であって、変性ポリフェニレンエーテル製の無端チェーンを備えたことを特徴とするものである。
また、本願発明の無端チェーンは、沈澱池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機に用いる無端チェーンであって、変性ポリフェニレンエーテル製であることを特徴とするものである。
【００１６】
変性ポリフェニレンエーテルとは、芳香族ポリエーテル構造を持つポリフェニレンエーテルを含む熱可塑性樹脂に属する合成樹脂ポリマーアロイの総称である。変性ポリフェニレンエーテルに含まれるポリフェニレンエーテル以外の樹脂成分としては、例えば、ポリスチレン樹脂、耐衝撃性ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂等が挙げられる。
【００１７】
好ましい変性ポリフェニレンエーテルは、耐衝撃性ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂を含むポリマーアロイであり、特に好ましい変性ポリフェニレンエーテルは、耐衝撃性ポリスチレン樹脂を含むポリマーアロイである。なお、耐衝撃性ポリスチレン樹脂とは、ポリスチレン樹脂にゴム成分をブレンドあるいは共重合した樹脂である。
【００１８】
また、本発明の変性ポリフェニレンエーテルは、硫酸耐性に優れたものである。硫酸耐性とは、１０質量％以上の硫酸に対して耐性があるものであり、好ましくは４０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上の硫酸に対して耐性を有するものである。
ここで、変性ポリフェニレンエーテルの硫酸に対する耐性については、変性ポリフェニレンエーテルにより形成した試験片を所定濃度の硫酸に１５０時間浸漬後、引張試験を行うことにより評価する。評価方法は、硫酸処理前後の試験片の引張強さ（最大引張応力）を比較することにより行う。そして、硫酸処理後の試験片の引張強さが硫酸処理前の引張強さと変わらない場合、変性ポリフェニレンエーテルは所定濃度の硫酸に対して耐性を有すると評価する。
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る汚泥掻寄機及び無端チェーンの実施態様を詳細に説明する。なお、実施態様に記載する沈殿池、汚泥掻寄機及び無端チェーンの構造については、本発明に係る汚泥掻寄機及び無端チェーンを説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。
【００２０】
［実施態様］
図１は、本発明の実施態様の汚泥掻寄機１の構造を示す概略説明図である。
図１に示すように、実施態様の汚泥掻寄機１は、下水処理場や浄水場等の沈殿池１０の内部に設置されている。
【００２１】
沈殿池１０は、横長に構成され、図１の左側から汚水等の被処理水が供給される。沈殿地１０の池底１０ａの被処理水供給側の端部には、汚泥ピット１０ｂが設けられ、この汚泥ピット１０ｂには、汚泥を外部に排出するための排出管１０ｃが設けられている。
【００２２】
また、沈殿池１０の略中央部の水面１０ｄ付近には、軸回りに回転可能なスカムパイプからなるスカム排出装置６が、沈殿池１０の幅方向（紙面垂直方向）の全幅に亘って設けられている。このスカムパイプの上方の周面には軸線方向に延びる開口部が形成され、断面形状がＣ字状を成している。そして、スカムパイプは水面１０ｄに浮遊する浮遊物（スカム）を回収すべく、開口部が水面１０ｄの下に位置するように図１の反時計回りに回転し、その後戻る動作を繰り返す。
【００２３】
汚泥掻寄機１は、沈殿池１０内を長手方向に周回移動する無端チェーン３ａを備えている。無端チェーン３ａは、沈殿池１０の幅方向（紙面垂直方向）に対向して一対が設置されており、この一対の無端チェーン３ａには、沈殿池１０の幅方向に延びるフライト（掻き寄せ羽根）４が周回方向に沿って複数配置されている。フライト４は、一対の無端チェーン３ａを横架するように取り付けられており、フライト４の両端部は、無端チェーン３ａより沈殿池１０の幅方向外側まで延在し、沈殿池１０の側壁近傍に位置している。
【００２４】
無端チェーン３ａは、図１に示すように、駆動スプロケット２ａ及び３つの従動スプロケット２ｂに掛け回され、沈殿池１０内を周回移動するように取り付けられている。更に、無端チェーン３ｂが、駆動スプロケット２ａと、モータ５に設けられたモータ用スプロケット５ａに掛け回されており、モータ５の動力を無端チェーン３ａに伝達する。
【００２５】
駆動スプロケット２ａ及び１つの従動スプロケット２ｂは水面１０ｄ付近に設置されており、この間に掛けられた無端チェーン３ａを水面１０ｄに沿って略水平に移動させる。そして、無端チェーン３ａに取り付けられたフライト４により、水面１０ｄに浮遊するスカムが上述したスカム排出装置６に向けて掻き寄せられる。
【００２６】
また、残る２つの従動スプロケット２ｂは池底１０ａ付近に設置されており、この間に掛けられた無端チェーン３ａを池底１０ａに沿って略水平に移動させる。そして、無端チェーン３ａに取り付けられたフライト４により、池底１０ａに堆積した汚泥が汚泥ピット１０ｂに掻き寄せられる。汚泥ピッチ１０ｂに集められた汚泥は、排出管１０ｃから沈殿池１０の外部に排出される。
【００２７】
図２には、無端チェーン３ａ、３ｂを構成する部品の概略説明図が図示されている。無端チェーン３ａ、３ｂは、チェーン本体３１、連結ピン３２、連結ピン固定具３３により構成される。なお、実施態様の無端チェーン３ａ、３ｂの構造は、一例にすぎず、これに限定されるものではない。例えば、チェーン本体にノッチが形成されたノッチチェーン等でもよい。
【００２８】
チェーン本体３１は、２枚の略楕円形の板部材の一端を固定し、他端を開放した形状を成している。開放された端部（以下、「開放端部」という。）では、２枚の板部材間の距離が端部に向かって拡大するように形成されており、開放端部の２枚の板部材間の距離は、固定された端部（以下、「固定端部」という。）の幅長より大きくなるように設計されている。
【００２９】
また、チェーン本体３１の両端部には、それぞれ連結ピン３２を挿入するための連結ピン挿入部３１ａ、３１ｂが形成され、さらに、開放端部の１枚の外側には、連結ピン３２の係合部３２ａを係止するための４つの突片３１ｃを備えている。
【００３０】
連結ピン３２は、チェーン本体３１の開放端部の幅長より長く、チェーン本体３１の連結ピン挿入部３１ａ、３１ｂに挿入可能な径からなる円筒状部材である。
また、連結ピン３２の一端には、連結ピン挿入部３１ａの孔径より大きい長径を有し、略菱形状に形成された係合部３２ａを備えており、この係合部３２ａは、チェーン本体３１の４つの突片３１ｃの間に係合する。
一方、連結ピン３２の他端には、略Ｃ字状の連結ピン固定具３３が嵌合可能な溝からなる固定部３２ｂを備えている。
【００３１】
本発明の無端チェーン３ａ、３ｂの各部品は、変性ポリフェニレンエーテルを成型して得ることができる。
なお、本発明の無端チェーン３ａ、３ｂは、チェーン本体３１、連結ピン３２、連結ピン固定具３３のすべての部品を変性ポリフェニレンエーテル製とする必要はなく、残留する水との接触の程度に応じて適宜部品を選択して変性ポリフェニレンエーテル製とすればよい。チェーン本体３１は、残留する水と接触しやすいため、変性ポリフェニレンエーテル製とすることが好ましい。
【００３２】
また、無端チェーン３ａ、３ｂのいずれも変性ポリフェニレンエーテル製とする必要もない。駆動スプロケット２ａと３つの従動スプロケット２ｂに掛け回された無端チェーン３ａは、池底１０ａ付近を通過することにより残留する水と接触しやすいため、変性ポリフェニレンエーテル製とすることが好ましい。
【００３３】
図３には、無端チェーン３ａ、３ｂの各部品を組み立てた際の概略説明図が図示されている。
図３に図示するように、チェーン本体３１は、開放端部の板部材間に、別のチェーン本体３１の固定端部を挟み、各端部の連結ピン挿入部３１ａ、３１ｂを貫通するように連結ピン３２を挿入する。挿入した連結ピン３２は、固定部３２ｂにおいて略Ｃ字状の連結ピン固定具３３を嵌合して固定され、２つのチェーン本体３１を連結する。
【００３４】
複数のチェーン本体３１を連結して得られた無端チェーン３ａ、３ｂには、チェーン本体３１の開放端部の内面と、チェーン本体３１の固定端部の外面との間に摺動部３４ａが形成され、連結ピン３２の外周面と、チェーン本体３１の固定端部側の連結ピン挿入部３１ｂの内周面との間に摺動部３４ｂが形成される。
【００３５】
変性ポリフェニレンエーテルは、ポリアセタールと比べて摺動性が劣るため、摺動部３４ａ及び３４ｂにおいて動きが固くなる恐れがある。そのため、摺動部３４ａ、３４ｂに、摺動性向上手段を設けることが好ましい。
摺動性向上手段は、摺動性が向上すればどのような手段でもよく、例えば、摺動部に隙間を設ける手段や、摺動部にスペーサを設ける手段等が挙げられる。
摺動性向上手段を設けることにより、無端チェーン３ａ、３ｂがスムーズに動くため、動力を低減することができる。
【００３６】
チェーン本体３１の開放端部の内面と、チェーン本体３１の固定端部の外面との間に形成された摺動部３４ａには、隙間を設ける手段を適用することが好ましい。この手段によれば、部品点数が少なく、組み立てやすいという利点がある。
【００３７】
一方、連結ピン３２の外周面と、チェーン本体３１の固定端部側の連結ピン挿入部３１ｂの内周面との間に形成された摺動部３４ｂでは、摺動性向上手段として隙間を設けて構成しても、無端チェーンが引っ張られることにより接触してしまい摺動性を向上することができない。
そのため、この摺動部３４ｂでは、隙間を設ける手段以外の摺動性向上手段を適用することが好ましい。例えば、摺動部にスペーサを設ける手段等が挙げられる。
【００３８】
図４には、摺動性向上手段として、摺動部３４ａに隙間を設ける手段が図示されている。隙間を設ける手段とは、チェーン本体３１の開放端部の内面間の距離（図４（Ａ）の「Ｘ」を参照。）を、チェーン本体３１の固定端部の幅（図４（Ａ）の「Ｙ」を参照。）より大きくなるように設計して、摺動部３４ａに隙間を形成する手段である。
好ましくは、チェーン本体３１の開放端部の内面間の距離（Ｘ）を、チェーン本体３１の固定端部の幅（Ｙ）より０．５ｍｍ以上大きく、更に好ましくは１ｍｍ以上大きくすることが好ましい。
【００３９】
更に、図４（Ｂ）には、より確実に隙間を設けるために、一つ以上の段部を備えた連結ピン３５が図示されている。連結ピン３５は、挿入方向に向けて縮径するように２段階の段部３５ａ、３５ｂを備えている。
【００４０】
一方、チェーン本体３１の開放端部に形成された２つの連結ピン挿入部３１ａの孔径、及び、固定端部に形成された連結ピン挿入部３１ｂの孔径は、連結ピン３５の径に合わせて設計されている。すなわち、開放端部の連結ピン挿入部３１ａのうち連結ピン３５の挿入方向前側の孔径（図４（Ｂ）の「Ｌ」を参照。）、固定端部に形成された連結ピン挿入部３１ｂの孔径（図４（Ｂ）の「Ｍ」を参照。）、及び、開放端部の連結ピン挿入部３１ａのうち連結ピン３５の挿入方向後側の孔径（図４（Ｂ）の「Ｎ」を参照。）が、それぞれ連結ピン３５の固定部３２ｂから段部３５ａまでの径、段部３５ａから段部３５ｂまでの径、及び、段部３５ｂから係合部３２ａまでの径に相当する。
【００４１】
また、段部３５ａから段部３５ｂの長さは、固定端部に形成された連結ピン挿入部３１ｂの長さより大きく設計されている。これにより、摺動部３４ａに隙間が形成される。
【００４２】
無端チェーン３ａの使用時には引張力がかかるため、チェーン本体３１の開放端部は、閉じる方向に加力される。そのため、チェーン本体３１の開放端部の内面間の距離（Ｘ）が縮小して、摺動性向上手段としての隙間が消滅する恐れがある。
図４（Ｂ）に図示するように、一つ以上の段部を備えた連結ピンを用いることにより、チェーン本体３１の連結部において、開放端部の横方向の移動を制限するため、隙間をより確実に形成することができる。
【００４３】
図５には、摺動性向上手段として、摺動部にスペーサを設ける手段が図示されている。
図５（Ａ）には、チェーン本体３１の開放端部の内面と、チェーン本体３１の固定端部の外面との間に形成された摺動部３４ａにスペーサ３６ａを備えた構成が図示されている。
また、図５（Ｂ）には、連結ピン３２の外周面と、チェーン本体３１の固定端部側の連結ピン挿入部３１ｂの内周面との間に形成された摺動部３４ｂにスペーサ３６ｂを備えた構成が図示されている。
【００４４】
スペーサ３６ａ、３６ｂは、変性ポリフェニレンエーテル同士における摺動性より高い摺動性を有する材質で作製すればよい。なお、スペーサを別の部材とする必要はなく、摺動部３４ａ、３４ｂにおいて摺動性に優れた材質の被膜を形成してもよい。
【００４５】
また、チェーン本体３１を硫酸耐性に優れた変性ポリフェニレンエーテルで形成し、連結ピン３２を摺動性に優れた材質で形成してもよい。なお、変性ポリフェニレンエーテルより摺動性に優れた材質としては、ポリアミド等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の汚泥掻寄機は、例えば、下水処理場、廃水処理場、浄水場等の沈殿池において、池底に堆積した汚泥を掻き寄せるために利用される。特に、高濃度の硫酸が付着するような環境下で用いられる。高濃度の硫酸が付着するような環境下とは、例えば、雨水調整池として利用される沈殿池等のように、沈殿池の内部の水を抜いて使用する場合等が挙げられる。
【００４７】
本発明の無端チェーンは、上記の汚泥掻寄機に取り付けて使用するものである。例えば、既設の汚泥掻寄機を雨水調整池として利用する際に、既設の汚泥掻寄機に取り付けられた無端チェーンを本発明の無端チェーンに置き換えることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  汚泥掻寄機、２ａ  駆動スプロケット、２ｂ  従動スプロケット、３ａ，３ｂ  無端チェーン、４  フライト、５  モータ、５ａ  モータ用スプロケット、６  スカム排出装置、１０  沈殿池、１０ａ  池底、１０ｂ  汚泥ピット、１０ｃ  排出管、１０ｄ  水面、３１  チェーン本体、３１ａ，３１ｂ  連結ピン挿入部、３１ｃ  突片、３２  連結ピン、３２ａ  係合部、３２ｂ  固定部、３３  連結ピン固定具、３４ａ，３４ｂ  摺動部、３５  連結ピン、３５ａ，３５ｂ  段部、３６ａ，３６ｂ  スペーサ
【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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