(57)【要約】【課題】水処理効率の低下を防止する沈殿装置を提供する。【解決手段】円形槽の液面において径方向に延在する筒状に形成されると共に軸回り方向に回転自在に設けられ、液面に浮遊するスカムを取り込む開口部１４とこの開口部１４が上方を向くときに下方に延びる下部バー１８とを有するスカムパイプ８と、回転駆動されるシャフト４に一端が固定されて円形槽の径方向に延在し、円形槽の液面を浮遊するスカムを掻き寄せるスカムスキンマ９と、シャフト４の回転により下部バー１８に当接するキッカー２６とを備え、この下部バー１８は、キッカー２６が当接しないようにスカムパイプ８に固定される固定部１９と、キッカー２６が当接するように固定部１９対して回転自在に軸支される可動部２０と、可動部２０が正転方向から押されて回転するのを阻止する回転阻止ピン２２とにより構成される。【選択図】図４
2008110321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形槽の中心部において上下方向に延在して設けられるシャフトと、
前記シャフトを回転駆動する駆動部と、
前記円形槽の底部において前記シャフトに固定されるレーキと、
前記円形槽の液面において前記円形槽の径方向に延在する筒状に形成されると共に軸回り方向に回転自在に設けられ、液面に浮遊するスカムを取り込む開口部と、前記開口部が上方を向くときに下方に延びる下部バーとを有するスカムパイプと、
前記シャフトに一端が固定されて前記円形槽の径方向に延在し、前記円形槽の液面を浮遊するスカムを掻き寄せるスカムスキンマと、
前記シャフトの回転により前記下部バーに当接するキッカーと、を備え、
前記シャフトが反転する場合に、前記キッカーが前記下部バーを押す力を逃がす逃がし機構を備えることを特徴とする沈殿装置。
【請求項２】
前記逃がし機構は、前記下部バーを前記スカムパイプに対して回転自在に軸支する軸支部と、前記シャフトが正転する場合にのみ、前記キッカーによる前記下部バーの回転を阻止する回転阻止部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の沈殿装置。
【請求項３】
前記逃がし機構は、前記キッカーを前記シャフトに対して回転自在に軸支する軸支部と、前記シャフトが正転する場合にのみ、前記下部バーによる前記キッカーの回転を阻止する回転阻止部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の沈殿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形槽内で汚泥等を沈殿する沈殿装置であって、より詳細には、スカムパイプからスカムを排出する沈殿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円形槽の底部を回転して汚泥を掻き寄せるレーキに連動して円形槽の液面に浮遊するスカムを掻き寄せるスカムスキンマと、このスカムを取り込んで円形槽の外部に排出するスカムパイプとが設けられて、被処理水を沈殿する汚泥と上澄液に分離する沈殿装置が知られている。
【０００３】
この沈殿装置のスカムパイプは、円形槽の径方向に延びると共に軸回り方向に回転自在に設けられており、このスカムパイプには、上部にスカムを取り込む開口部が、下部にスカムパイプを回転させるために下方に延びる下部バーが、それぞれ設けられている。また、レーキ及びスカムスキンマを回転支持するシャフトには、下部バーを押すキッカーが固定されている。
【０００４】
そして、シャフトを回転させると、スカムスキンマが液面に浮遊するスカムを掻き寄せる一方、キッカーが下部バーを押し、スカムパイプが回転して開口部が液面に位置することで、スカムスキンマにより掻き寄せられたスカムがスカムパイプに取り込まれて円形槽の外部に排出される。（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】機械設備標準仕様書  平成１７年度  編著：日本下水道事業団  発行：財団法人  下水道業務管理センター  5-27頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の沈殿装置では、シャフトを反転させると、キッカーが下部バーを反対方向から押し、スカムパイプを反転させて開口部がスカムスキンマの正転方向前方の液面に位置するため、開口部から上澄液を飲み込む状態が継続して返送量が多くなり、水処理効率が低下するという問題があった。
【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、水処理効率の低下を防止する沈殿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】
本発明による沈殿装置は、円形槽の中心部において上下方向に延在して設けられるシャフトと、シャフトを回転駆動する駆動部と、円形槽の底部においてシャフトに固定されるレーキと、円形槽の液面において円形槽の径方向に延在する筒状に形成されると共に軸回り方向に回転自在に設けられ、液面に浮遊するスカムを取り込む開口部と、開口部が上方を向くときに下方に延びる下部バーとを有するスカムパイプと、シャフトに一端が固定されて円形槽の径方向に延在し、円形槽の液面を浮遊するスカムを掻き寄せるスカムスキンマと、シャフトの回転により下部バーに当接するキッカーと、を備え、下部バーは、シャフトが反転する場合に、キッカーにより押される力を逃がす逃がし機構を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明による沈殿装置では、シャフトが反転すると、キッカーが下部バーを押す力は、逃がし部によって逃がされてスカムパイプに伝達されない。これにより、シャフトが反転する場合は、スカムパイプはシャフトの正転時とは逆の方向に回転しなくなるため、水処理効率の低下を抑制することができる。
【０００９】
ここで、上記逃がし機構は、下部バーを前記スカムパイプに対して回転自在に軸支する軸支部と、シャフトが正転する場合にのみ、キッカーによる可動部の回転を阻止する回転阻止部とを備えることが好ましい。この沈殿装置によれば、シャフトが正転する場合は、キッカーが下部バーを押すと、回転阻止部が下部バーの回転を阻止するため、スカムパイプは回転し、シャフトが反転する場合は、キッカーが下部バーを押しても、回転阻止部が下部バーの回転を阻止しないため、可動部がスカムパイプに対して回転し、スカムパイプは回転しなくなる。このように、簡易な構成で、シャフトが反転する場合はスカムパイプを回転させない機構を構成することが可能となる。
【００１０】
また、上記逃がし機構は、キッカーを前記シャフトに対して回転自在に軸支する軸支部と、シャフトが正転する場合にのみ、下部バーによる前記キッカーの回転を阻止する回転阻止部とを備えることが好ましい。この沈殿装置によれば、シャフトが正転する場合は、キッカーが下部バーを押すと、回転阻止部がキッカーの回転を阻止するため、スカムパイプは回転し、シャフトが反転する場合は、キッカーが下部バーを押しても、回転阻止部がキッカーの回転を阻止しないため、可動部がシャフトに対して回転し、スカムパイプは回転しなくなる。このように、簡易な構成で、シャフトが反転する場合はスカムパイプを回転させない機構を構成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、水処理効率の低下を防止する沈殿装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による沈殿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、第１の実施形態に係る沈殿装置１を示す縦断面図、図２は、沈殿装置１を示す上面図、図３は、スカムパイプ８の側面図、図４は、沈殿装置１の部分拡大図である。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００１３】
図１及び図２に示すように、第１の実施形態にかかる沈殿装置１は、投入される被処理水２から汚泥を沈殿させることで、汚泥と上澄液とに分離するものである。そのため、沈殿装置１は、被処理水が投入される円形槽３と、この円形槽３の中心部において上下方向に延在して設けられるシャフト４と、このシャフト４を回転駆動する駆動部５と、円形槽３の底部においてシャフト４に固定されるレーキ６と、円形槽３の液面に浮遊するスカム７を取り込んで円形槽３の外部に排出するスカムパイプ８と、円形槽３の液面に浮遊するスカム７を掻き寄せてスカムパイプ８に導くスカムスキンマ９とを備えている。
【００１４】
円形槽３は、汚泥と上澄液とに分離する被処理水２が投入される槽であり、円形横断面状に形成されている。円形槽３の内壁面上部には、内周面に沿って内側に越流堰１０が設けられ、この越流堰１０より外側に、越流堰１０を越えて流入した上澄液を円形槽３の外部に排出するための流入樋１１が設けられている。また円形槽３の底部中心部には、沈殿した汚泥を溜めて円形槽３の外部に排出するための汚泥ピット１２が設けられている。なお、円形槽３の底部は、沈殿した汚泥が汚泥ピット１２に集まるように、中心に向けて下方に窄まる逆円錐状に形成されている。
【００１５】
駆動部５は、シャフト４を正転方向（矢印α）および反転方向（矢印αの反対方向）に回転駆動し、レーキ６及びスカムスキンマ９を正転方向αに回転させる。
【００１６】
レーキ６は、円形槽３の底部を回転して汚泥を掻き寄せるものであり、シャフト４により回転自在に保持されている。また、レーキ６の下面側には、円形槽３の底部に沈殿した汚泥を掻き寄せて汚泥ピット１２に集めるための汚泥掻寄板１３が設けられている。
【００１７】
スカムパイプ８は、円筒状に形成されており、シャフト４から少し離れた位置から円形槽３の外部に至るまで円形槽３の径方向に延在している。そして、スカムパイプ８は、液面に位置して軸回り方向に回転自在となるように、円形槽３に保持されている。
【００１８】
また、スカムパイプ８には、円形槽３内においてスカム７を取り込むための複数の開口部１４が形成されると共に、円形槽３の外側において開口部１４から取り込んだスカム７を排出する排出口１５が形成されている。なお、排出口１５から排出されたスカム７は被処理水２とは別に分離処理され、被処理水２は前段に戻される。
【００１９】
そして、図３及び図４に示すように、スカムパイプ８におけるシャフト４側の側端面１６には、スカムパイプ８を軸回り方向に回転させるための上部バー１７と下部バー１８とが固定されている。
【００２０】
上部バー１７は、開口部１４が上方を向いた位置にある状態（以下「待機状態」という）ではスカムスキンマ９の正転方向α前方の斜め上方に向いて延び、スカムパイプ８が回転して開口部１４が正転方向α後方の液面に位置する状態（以下「飲込状態」という）では上方に向いて延びるように形成されている。
【００２１】
下部バー１８は、待機状態では下方に向いて延びるように形成されている。つまり、下部バー１８は、開口部１４と反対の方向に向いて延びている。そして、下部バー１８は、スカムパイプ８に固定される固定部１９と、スカムパイプ８の反対側において固定部１９に対して回転自在に設けられる可動部２０とにより構成されている。
【００２２】
固定部１９の上部には、可動部２０を回転自在に軸支するための軸支ピン２１が設けられている。固定部１９の正転方向α前方の下部には、可動部２０の回転を阻止するために、可動部２０側に突出した回転阻止ピン２２が設けられている。
【００２３】
可動部２０は、待機状態において固定部１９の下端よりも下方に延びる細長状に形成されており、可動部２０の上部において軸支ピン２１に軸支されている。また、可動部２０は、待機状態では回転阻止ピン２２にもたれ掛からないように、正転方向α前方側であって回転阻止ピン２２に当接する部分が窪むように形成されている。
【００２４】
図１及び図４に示すように、スカムスキンマ９には、円形槽３の液面上方において円形槽３の径方向に延在する支持部２３が設けられており、この支持部２３に対して傾動自在に支持されて円形槽３の液面下に垂れ下がるスカム掻寄板２４が設けられている。スカム掻寄板２４は、ゴムなどの弾性体により形成されているが、液面に浮遊するスカム７を掻き寄せることができれば如何なる形状のものでも良く、例えば、硬質の板状や軟質のシート状のものであっても、細かく分割された櫛状のものであっても良い。
【００２５】
また、スカム掻寄板２４よりもシャフト４側である支持部２３の下部には、スカムスキンマ９が回転したときにスカムパイプ８に設けられた上部バー１７に当接する戻しピン２５が設けられている。戻しピン２５は、上部バー１７に対して交差する形状に設けられている。なお、戻しピン２５は上部バー１７に当接することができれば如何なる形状のものでも良く、例えば、板状のものであっても良い。
【００２６】
シャフト４は、図１，図２及び図４に示すように、駆動部５の回転駆動力をレーキ６及びスカムスキンマ９に伝達するために、円形槽３の上下方向に延在する棒状に形成されている。そして、シャフト４には、スカムスキンマ９よりも正転方向α前方において、シャフト４が回転したときにスカムパイプ８に設けられた下部バー１８に当接するキッカー２６が固定されている。キッカー２６は、シャフト４から円形槽３の径方向に延在する棒状に形成されている。そして、キッカー２６は、可動部２０には当接するが固定部１９には当接しない位置に設けられている。なお、キッカー２６は、例えば、スカムスキンマ９よりも正転方向α前方３０度の位置でシャフト４に固定される。
【００２７】
続いて、沈殿装置１の動作について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００２８】
沈殿装置１では、円形槽３内に被処理水２が投入されると、この被処理水２は沈殿する汚泥と上澄液に分離される。この上澄液は越流堰１０を越えて流入樋１１に流れ込み、円形槽３外に排出される。一方、沈殿した汚泥は、腐敗により発生したガスにより浮上し、これがスカム７となって液面に浮遊する。この状態において、駆動部５を正転方向αに駆動すると、シャフト４が正転方向αに回転すると共に、シャフト４に固定されたレーキ６及びスカムスキンマ９が正転方向αに回転する。レーキ６が回転すると、円形槽３の底部に沈殿した汚泥が汚泥掻寄板１３によって掻き寄せられ、汚泥ピット１２に集められて円形槽３の外部に排出される。なお、このとき、スカムパイプ８は待機状態にある。
【００２９】
スカムスキンマ９が回転すると、円形槽３の液面に浮遊するスカム７がスカム掻寄板２４によって掻き寄せられ、スカムパイプ８に導かれる。
【００３０】
このとき、スカムスキンマ９の回転に先行して、キッカー２６がスカムパイプ８に近づき、下部バー１８に当接して、この下部バー１８の可動部２０を正転方向αに向けて押し進む。ここで、回転阻止ピン２２が、キッカー２６が可動部２０を正転方向αに押す力を受け止め、固定部１９に対する可動部２０の回転を阻止する。そして、キッカー２６が可動部２０を押すと、スカムパイプ８は、待機状態（図５（ａ）参照）から飲込状態（図５（ｂ）参照）に向けて（以下「正転方向β」という）軸回り方向に正転する。スカムパイプ８が飲込状態になると、開口部１４は液面に位置すると共に、上部バー１７が上方に向く。そして、飲込状態になったスカムパイプ８は、開口部１４から、被処理水２と共にスカムスキンマ９により掻き寄せられたスカム７を内部に取り込み、排出口１５から円形槽３外に排出する。そして、この排出されたスカム７は被処理水２とは別に分離処理され、被処理水２は前段に戻される。
【００３１】
その後、スカムスキンマ９がスカムパイプ８の位置まで回転すると、戻しピン２５が上部バー１７に当接し、この上部バー１７を正転方向αに向けて押し進む。戻しピン２５が上部バー１７を押すと、スカムパイプ８はが、飲込状態（図５（ｂ）参照）から待機状態（図５（ｃ）参照）に向けて（以下「反転方向γ」という）軸回り方向に反転する。そして、待機状態になったスカムパイプ８は、被処理水２及びスカム７の取り込みを終了し、再度スカムスキンマ９が円形槽３を一周してスカム７を掻き寄せてくるまで待機する。
【００３２】
一方、スカムパイプ８が待機状態のときに駆動部５を反転方向に回転駆動させると、シャフト４及びスカムスキンマ９が反転方向に回転する。すると、キッカー２６がスカムパイプ８に近づき、下部バー１８に当接して、この下部バー１８の可動部２０を反転方向に向けて押し進む。しかし、回転阻止ピン２２はキッカー２６が可動部２０を反転方向に押す力を受け止めないため、可動部２０は、キッカー２６により反転方向に押されると、このキッカー２６の押す力を逃がすように、軸支ピン２１を軸として固定部１９に対して回転する。そして、スカムパイプ８は、回転することなく待機状態に維持される（図６（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００３３】
その後、キッカー２６がスカムパイプ８を通過すると、キッカー２６に押されて回転した可動部２０は、重力により軸支ピン２１に軸支されるように下方に垂れ下がり、元の状態に戻る（図６（ｃ）参照）。
【００３４】
ここで、下部バーがスカムパイプに固定されると共にキッカーがシャフトに固定される従来の沈殿装置３０では、駆動部５を反転方向に回転駆動させて、シャフト４及びスカムスキンマ９を反転方向に回転させると、図７に示すように、キッカー２６が下部バー３１を反転方向に押して、スカムパイプ８を反転方向γに回転させる。すると、スカムパイプ８は、開口部１４が正転方向α前方の液面に位置すると共に上部バー１７が正転方向α前方の液面下に沈んでしまう（図７（ａ）及び（ｂ）参照、以下「反転飲込状態」という）。このため、戻しピン２５でスカムパイプ８を待機状態に戻すことができず、反転飲込状態に固定されてしまう（図７（ｃ）参照）。このように、従来の沈殿装置３０では、上澄液がスカムパイプ８から排出されて被処理水２の返送量が多くなり、水処理効率が低下してしまうが、本実施形態に係る沈殿装置１ではこのような問題が生じない。
【００３５】
すなわち、本実施形態に係る沈殿装置１では、シャフト４が反転すると、反転方向からキッカー２６が下部バー１８を押すが、このキッカー２６により押される力は、可動部２０が軸支ピン２１を軸として固定部１９に対して回転することで逃がされ、スカムパイプ８に伝達されなくなる。これにより、シャフト４が反転する場合は、スカムパイプ８は反転飲込状態になってスカムパイプ８から上澄液が排出され続けて返送量が増大することが無くなり、水処理効率が低下するのを防止することができる。
【００３６】
また、沈殿装置１によれば、シャフト４が正転する場合は、キッカー２６が下部バー１８を押すと、回転阻止ピン２２が可動部２０の回転を阻止するため、スカムパイプ８が回転し、シャフト４が反転する場合は、キッカー２６が下部バー１８を押しても、回転阻止ピン２２は下部バー１８の回転を阻止しないため、可動部２０が固定部１９に対して回転し、スカムパイプ８は回転しなくなる。このように、簡易な構成で、シャフト４が正転する場合はスカムパイプ８を回転させ、シャフト４が反転する場合はスカムパイプ８を回転させない機構を構成することが可能となる。
【００３７】
次に、第２の実施形態に係る沈殿装置４０について図面を参照しながら説明する。図８は、第２の実施形態に係る沈殿装置４０の部分拡大図である。沈殿装置４０は、基本的に上記した沈殿装置１と同等であり、下部バー及びキッカーのみ異なるものである。
【００３８】
図８に示すように、沈殿装置４０では、スカムパイプ８の側端面１６には、待機状態では下方に向いて延びる一本の下部バー４１が固定されており、シャフト４には、シャフト４が回転したときに下部バー４１に当接するキッカー４２が設けられている。キッカー４２は、シャフト４に固定されて円形槽３の径方向に延びる固定部４３と、円形槽３の径方向に延びて固定部４３の上部において固定部４３に対して回転自在に設けられる可動部４４とにより構成されている。固定部４３のシャフト４側には、可動部４４を回転自在に軸支するための軸支ピン４５が設けられている。固定部４３におけるスカムパイプ８側の正転方向α後方には、可動部４４の回転を阻止するために、上方に突出した回転阻止ピン４６が設けられている。可動部４４は、固定部４３よりもスカムパイプ８側に長く延びる細長上に形成されており、可動部４４のシャフト４側端部において軸支ピン４５に軸支されている。
【００３９】
この沈殿装置によれば、シャフト４が正転する場合は、キッカー４２が下部バー４１を押すと、回転阻止ピン４６が可動部４４の回転を阻止するため、スカムパイプ８が回転し、シャフト４が反転する場合は、キッカー４２が下部バー１８を押しても、回転阻止ピン４６は可動部４４の回転を阻止しないため、可動部４４が固定部４３に対して回転し、スカムパイプ８は回転しなくなる。このように、簡易な構成で、シャフト４が正転する場合はスカムパイプ８を回転させ、シャフト４が反転する場合はスカムパイプ８を回転させない機構を構成することが可能となる。
【００４０】
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、戻しピン２５はスカムスキンマ９に固定され、キッカー２６（４２）はシャフト４に固定されるように説明したが、戻しピン２５及びキッカー２６（４２）はシャフト４の回転に伴い回転すれば如何なるものに固定されてもよく、例えば、戻しピン２５がシャフト４に固定されても良く、キッカー２６（４２）がスカムスキンマ９に固定されても良い。
【００４１】
また、上記実施形態においては、可動部２０（４４）を固定部１９（４３）に対して軸支されるように説明したが、可動部２０（４４）はスカムパイプ８の側端面１６（シャフト４）に直接軸支され、回転阻止ピン２２（４６）はスカムパイプ８の側端面１６（シャフト４）に直接設けられるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施形態に係る沈殿装置を示す縦断面図である。
【図２】沈殿装置を示す上面図である。
【図３】スカムパイプの側面図である。
【図４】沈殿装置の部分拡大図である。
【図５】シャフトが正転したときのスカムパイプの動作を示す図である。
【図６】シャフトが反転したときのスカムパイプの動作を示す図である。
【図７】シャフトが反転したときの対比例におけるスカムパイプの動作を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る沈殿装置の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，４０…沈殿装置、３…円形槽、４…シャフト、５…駆動部、６…レーキ、７…スカム、８…スカムパイプ、９…スカムスキンマ、１４…開口部、１８，４１…下部バー、１９，４３…固定部、２０，４４…可動部、２１，４５…軸支ピン（逃がし機構、軸支部）、２２，４６…回転阻止ピン（逃がし機構、回転阻止部）、２６，４２…キッカー。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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