(57)【要約】【課題】水中攪拌機と、水中攪拌機の吸入側又は吐出側に設けられた上下方向に延びる水流案内管とを備えた水中攪拌装置において、水流案内管の利便性を向上させ、水中攪拌装置の設置を簡易かつ迅速に行うことを可能にする。【解決手段】水中攪拌装置１０は、支持台１と筒状管２と水中攪拌機９と筒状管３〜７とが積み重ねられて構成されている。筒状管２〜７には、ガイド棒１３と係合する横棒１５が設けられている。筒状管２〜６は、塩化ビニルで形成されている。最上部に位置する筒状管７は、ステンレスで形成されている。筒状管２〜７及び水中攪拌機９をガイド棒１３に沿って引き下ろすことにより、水流案内管１４が簡易に形成される。【選択図】      図１
2004290854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中攪拌機と、前記水中攪拌機の昇降を案内する上下方向に延びるガイド棒と、前記水中攪拌機の吸込側及び吐出側の一方又は両方に設けられ、上下方向に延びる水流案内管とを備えた水中攪拌装置であって、
前記水流案内管は、上下方向に積み重ねられた複数の筒状管からなり、
前記各筒状管には、前記ガイド棒と係合する係合手段が設けられている水中攪拌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水中攪拌装置であって、
前記ガイド棒と係合する係合手段が設けられ、水槽の底部に設置される支持台を備え、
前記筒状管及び前記水中攪拌機の全体は、前記支持台の上に設けられ、前記水槽の底部から水面付近にわたって上下方向に延びている水中攪拌装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水中攪拌装置であって、
前記筒状管は、最上部に位置する上管と、当該上管よりも下方に位置する１又は２以上の中間管とからなり、
前記支持台は、前記中間管よりも剛性の高い材料からなり、
前記上管は、前記中間管よりも密度の大きな材料からなっている水中攪拌装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の水中攪拌装置であって、
前記複数の筒状管には、長さの異なる筒状管が含まれている水中攪拌装置。
【請求項５】
請求項４に記載の水中攪拌装置であって、
前記複数の筒状管は、下側から上側にいくほど長さが短くなっている水中攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理等における水中の攪拌を行う水中攪拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、下水処理、産業排水処理、河川や湖沼の水質改善処理等の水処理などにおいて、設置槽や河川等の水を攪拌する水中攪拌が行われている。水中攪拌に際しては、水中ミキサやエアレータ等の水中攪拌機が用いられる。
【０００３】
しかし、水槽の深さがある程度深いと、水中攪拌機だけでは水槽内の水を十分に攪拌することが難しい。例えば、下水処理工程における汚泥の沈降防止のために水中攪拌を行う場合、汚泥の沈降を防止するためには、槽底部で高い流速を得ることが肝要である。そのためには、水中攪拌機を槽底部に設置して槽底面に沿って水流を発生させるか、あるいは、水中攪拌機を槽底よりも高い位置に設置し、そこから槽底に向けて水流を発生させることが好ましい。ところが、いずれの場合であっても、槽底部では高い流速が得られるが、水面付近では低い流速しか得られず、水槽内の全体を攪拌することは難しい。そのため、水面にスカムが浮遊し、スカムを粉砕する機器が別途必要であった。
【０００４】
そこで、図４に示すように、水中攪拌機１０１の吸込側又は吐出側に上下方向に延びる水流案内管１０２を設け、水槽１０３内の全体に大きな水流を発生させることが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２０９８７４号公報
【特許文献２】
特開平５−３０９３９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の水流案内管１０２は、水槽１０３内に設置する前に、予め水中攪拌機１０１と組み立てておく必要があった。そのため、現場における組み立て作業が面倒であり、取り扱いが容易ではなかった。また、予め水槽１０３の深さを調べておき、水流案内管１０２の長さを水槽１０３の深さに応じた長さに設定しておく必要があった。したがって、水流案内管１０２の長さの設定が面倒であり、その分だけ取り扱いが不便であった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水流案内管の利便性を向上させ、水中攪拌装置の設置を簡易かつ迅速に行うことを可能にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る水中攪拌装置は、水中攪拌機と、前記水中攪拌機の昇降を案内する上下方向に延びるガイド棒と、前記水中攪拌機の吸込側及び吐出側の一方又は両方に設けられ、上下方向に延びる水流案内管とを備えた水中攪拌装置であって、前記水流案内管は、上下方向に積み重ねられた複数の筒状管からなり、前記各筒状管には、前記ガイド棒と係合する係合手段が設けられているものである。
【０００９】
上記水中攪拌装置では、水流案内管は互いに積み重ねられた複数の筒状管によって形成されるので、筒状管の個数を調節することにより、水流案内管の長さを簡単に調整することができる。また、各筒状管には、水中攪拌機用のガイド棒と係合する係合手段が設けられている。そのため、各筒状管をガイド棒に沿って昇降させるだけで各筒状管を所定の位置に簡単に設置することができ、筒状管を容易に積み重ねることができる。したがって、設置前に水中攪拌機と水流案内管とを予め組み立てておく必要がなく、現場における組み立て作業が容易になる。また、予め水槽の深さを調べておかなくても、現場において適当な長さになるまで筒状管を積み重ねていくだけで、水槽の深さに応じて水流案内管を容易に形成することができる。したがって、水流案内管の利便性が向上し、水中攪拌装置の設置を簡易かつ迅速に行うことが可能となる。
【００１０】
前記水中攪拌装置は、前記ガイド棒と係合する係合手段が設けられ、水槽の底部に設置される支持台を備え、前記筒状管及び前記水中攪拌機の全体は、前記支持台の上に設けられ、前記水槽の底部から水面付近にわたって上下方向に延びていることが好ましい。
【００１１】
上記水中攪拌装置によれば、水流案内管及び水中攪拌機の全体は、水槽の底部から水面付近にわたって設けられるので、槽底部及び水面付近のいずれにおいても高い流速が得られる。そのため、水槽全体にわたって大きな水流を発生させることができる。なお、水面付近の水を水中攪拌機に吸入することとすれば、水面付近に浮遊するスカムを水中攪拌機に吸引し、破砕することができる。
【００１２】
前記筒状管は、最上部に位置する上管と、当該上管よりも下方に位置する１又は２以上の中間管とからなり、前記支持台は、前記中間管よりも剛性の大きな材料からなり、前記上管は、前記中間管よりも密度の大きな材料からなっていることが好ましい。
【００１３】
このように支持台が中間管よりも剛性の高い材料で形成されていることにより、支持台は水流案内管及び水中攪拌機の全体を安定して支持することができる。一方、中間管は支持台ほど高い強度が必要とされないため、水流案内管の低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、上管が中間管よりも密度の大きな材料で形成されていることにより、上管が重りとなって中間管を下方に押さえつけることができる。したがって、水流案内管を安定させることができる。一方、中間管を上管よりも軽量に形成することができるので、水中案内管の全体を軽量化することができる。また、中間管を軽量に形成することにより、現場における水中案内管の設置作業が容易になる。
【００１５】
このように、上記水中攪拌装置によれば、全体として水流案内管を軽量かつ丈夫に形成することができる。
【００１６】
前記複数の筒状管には、長さの異なる筒状管が含まれていてもよい。
【００１７】
このことにより、筒状管の組み合わせを変更することにより、水流案内管の長さを微妙に調整することができる。
【００１８】
前記複数の筒状管は、下側から上側にいくほど長さが短くなっていてもよい。
【００１９】
現場において水流案内管を設置する際に、最初は長さの長い筒状管を積み重ねていき、水面付近では、水面と水流案内管との位置関係を考慮しながら段階的に長さの短い筒状管を積み重ねていくことにより、水流案内管の長さ調整を簡単に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、実施形態に係る水中攪拌装置１０を示している。この水中攪拌装置１０は、図２に示すように水槽１１に設けられ、水中に浸漬されている。なお、水槽１１は、例えば下水処理等の水処理における曝気槽や沈殿池等であってもよく、その種類及び用途は何ら限定されるものではない。水槽１１は、コンクリート製の水槽などのように人工の水槽であってもよく、河川や湖沼等の天然の水槽であってもよい。
【００２２】
水中攪拌装置１０は、水を攪拌する水中攪拌機９と、水中攪拌機９の昇降を案内するガイド棒１３と、水中攪拌機９の吸込側及び吐出側に設けられた水流案内管１４とを備えている。
【００２３】
本実施形態では、ガイド棒１３は２本設けられている。各ガイド棒１３は、水槽１１の底部から水面付近にわたって上下方向に延びており、円柱又は円管形状に形成されている。ただし、ガイド棒１３の形状及び本数は、何ら限定されるものではない。
【００２４】
水槽１１の底部には、支持台１が設置されている。支持台１は、環状のフランジ１ａと、フランジ１ａの下面から下方に延びる４本の脚１ｂと、各ガイド棒１３と係合する横棒１ｃとから構成されている。このように支持台１は側部が開放した形状を有しており、上側から下向きに流れてきた水を側方に放出するようになっている。なお、支持台１は、比較的強度の高い材料で形成されていることが好ましく、本実施形態ではステンレス（ＳＵＳ３０４）で形成されている。
【００２５】
支持台１の上には、３本の筒状管２が積み重ねられている。図３に示すように、筒状管２は、円筒状の胴体２ａと、胴体２ａの両端に設けられたフランジ２ｂ，２ｃと、胴体２ａの側方に延びる横棒１５と、胴体２ａの側部から外方に突出する平板状の引っかけ部１６とからなっている。上側のフランジ２ｂには、上方に突出する位置決めピン１７が設けられている。一方、下側のフランジ２ｃには、位置決めピン１７に対応する位置決め穴１８が形成されている。筒状管２同士は、下側の筒状管２の位置決めピン１７が上側の筒状管２の位置決め穴１８に挿入されることによって、ずれないように固定されている。
【００２６】
横棒１５の先端には、ガイド棒１３と係合する窪み１５ａが形成されている。これら横棒１５をガイド棒１３と係合させることにより、筒状管２をガイド棒１３に沿って昇降させることができ、筒状管２を容易に積み上げていくことができる。
【００２７】
引っかけ部１６には鎖１９が取り付けられている。これにより、水槽１１の外部から鎖１９を上げ下ろしすることにより、筒状管２をガイド棒１３に沿って容易に昇降させることができる。
【００２８】
筒状管２は、支持台１よりも剛性の低い材料で形成されていてもよく、ここでは、筒状管２は塩化ビニルによって形成されている。
【００２９】
筒状管２の上側には、水中攪拌機９が設けられている。本実施形態では、水中攪拌機９は水中ミキサによって構成されている。ただし、水中攪拌機９の種類は特に限定されず、エアレータ等の他の水中攪拌機であってもよい。水中攪拌機９は、両端にフランジ９ｂ，９ｃが形成された円筒状のケーシング９ａと、ケーシング９ａ内に設けられたミキサ本体２０と、ケーシング９ａの側面から径方向外側に延びる横棒１５と、ケーシング９ａの側部に設けられた引っかけ部１６とから構成されている。
【００３０】
ケーシング９ａ及びフランジ９ｂ，９ｃの構成は、筒状管２の胴体２ａ及びフランジ２ｂ，２ｃとほぼ同様である。フランジ９ｂには位置決めピン１７が設けられ、フランジ９ｃには位置決め穴１８が形成されている。横棒１５及び引っかけ部１６の構成も、前述した通りである。
【００３１】
ミキサ本体２０は縦向きに設置され、本実施形態では、上側から吸い込んだ水を下側に吐き出すように設置されている。ただし、ミキサ本体２０は、水を下側から吸い込んで上側に吐き出すように設置することも可能である。
【００３２】
なお、水中攪拌機９のケーシング９ａは、ステンレス（ＳＵＳ３０４）で形成されている。
【００３３】
水中攪拌機９の上側には、筒状管２よりも長さの短い筒状管３，４，５，６，７が順に積み重ねられている。筒状管３〜７は、筒状管２と長さが異なるだけであり、その構造は筒状管２と同様である。したがって、筒状管３〜７の詳細な説明は省略する。ただし、筒状管３〜６は筒状管２と同様に塩化ビニルで形成されているが、最上部に位置する筒状管７は、筒状管２よりも密度の大きな材料で形成されている。ここでは、筒状管７は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）で形成されている。
【００３４】
以上のように本実施形態では、複数の筒状管２〜７により、水面付近から槽低部にわたって上下方向に延びる水流案内管１４が形成されている。本実施形態では、水流案内管１４を構成する複数の筒状管は、下側から上側にいくほど長さが短くなっている。具体的には、筒状管２の長さは１２００ｍｍ、水中攪拌機９のケーシング９ａの長さは５００ｍｍ、筒状管３の長さは４００ｍｍ、筒状管４の長さは６００ｍｍ、筒状管５の長さは３００ｍｍ、筒状管６の長さは２００ｍｍ、筒状管７の長さは２００ｍｍとなっている。
【００３５】
ここでいう「下側から上側にいくほど長さが短い」とは、全体として、上側の筒状管の方が下側の筒状管よりも短いという傾向が見られることを意味し、必ずしも厳密な意味において、上側の筒状管の方が下側の筒状管よりも短いことを言うものではない。すなわち、上下に重なり合う筒状管同士のすべてにおいて、上側の筒状管の方が下側の筒状管よりも短いことを言う訳ではない。例えば、本実施形態では、筒状管３と筒状管４とでは、上側に位置する筒状管４の方が長くなっているが、それ以外では、下側から上側にいくほど筒状管の長さは短くなっている。このような態様であっても、下側から上側にいくほど長さが短くなっていると言うことができる。
【００３６】
ただし、水面付近の２又は３以上の筒状管同士の関係では、上側の筒状管は下側の筒状管と長さが等しいか、あるいは長さが短くなっていることが好ましい。本実施形態では、上側から４本の筒状管４〜７の関係では、下側にいくほど長さが長くなっており、厳密な意味で、下側から上側にいくほど長さが短くなっていると言うことができる。
【００３７】
次に、水中攪拌装置１０の設置方法について説明する。
【００３８】
まず、水中攪拌装置１０を設置しようとする水槽１１に、ガイド棒１３を設置する。なお、水中攪拌装置１０を既設のガイド棒１３を利用して設置する際には、ガイド棒１３の設置作業は不要である。
【００３９】
次に、支持台１の横棒１５をガイド棒１３と係合させ、鎖１９で支持台１を吊り下げた状態で、支持台１をガイド棒１３に沿って水槽１１内に引き下ろす。これにより、支持台１は水槽１１の底部に設置される。
【００４０】
次に、筒状管２の横棒１５をガイド棒１３と係合させ、鎖１９で吊り下げながら筒状管２をガイド棒１３に沿って順次引き下ろす。その後、同様にして、水中攪拌機９をガイド棒１３に沿って引き下ろし、筒状管２の上に積み上げる。また、同様にして、水中攪拌機９の上に筒状管３〜７を順次積み上げる。
【００４１】
この際、水流案内管１４の上端が水面付近に位置するよう、筒状管の積み上げ個数を調整する。また、積み上げ後の筒状管が水面に近づくにつれ、積み上げる筒状管の長さを短くする。つまり、積み上げが進むにつれ、積み上げる筒状管を長さの長い筒状管から長さの短い筒状管に変更していく。このことにより、水流案内管１４の長さを容易に調整することが可能となる。
【００４２】
水中攪拌装置１０の動作時には、水中攪拌機９が駆動され、水流案内管１４の内部には上側から下側に向かう水流が発生する。そして、図２に示すように、水面付近の水が水流案内管１４に吸い込まれ、水流案内管１４の下部からは、水槽１１の底面に沿って水が吐き出される。その結果、水槽１１が深い場合であっても、水槽１１の全体にわたって大きな水流が発生し、水槽１１内の水は十分に攪拌される。
【００４３】
また、水中攪拌装置１０によれば、水面付近及び槽底部の両方において、高い流速を得ることができる。水面付近にスカムが浮遊している場合には、スカムが水流案内管１４の上部から吸い込まれ、水中攪拌機９で破砕された後、水流案内管１４の下部から吐き出される。したがって、スカムを効果的に粉砕することができる。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、ガイド棒１３と係合する横棒１５が各筒状管２〜７に設けられているので、横棒１５をガイド棒１３と係合させることによって各筒状管２〜７をガイド棒１３に沿って容易に昇降させることができる。したがって、複数の筒状管２〜７を容易かつ迅速に積み重ねることができる。水中攪拌機９と水流案内管１４とを水槽１１の外部で予め組み立てておく必要はないので、現場における設置作業を迅速かつ簡単に行うことが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、複数の筒状管２〜７を積み重ねることによって水流案内管１４を形成しているので、筒状管の個数を調節することにより、水流案内管１４の長さを容易に調整することができる。筒状管の個数は、設置状況を見ながら設定すればよいので、水槽１１の深さを予め調べておく必要がなく、設置作業を簡単に行うことができる。水流案内管１４を簡易に形成することができる。
【００４６】
一定長さの筒状管２のみを使うのではなく、長さの異なる筒状管２〜７を組み合わせて用いているので、水流案内管１４の長さを微妙に調整することができる。また、現場において状況を見ながら、積み上げていく筒状管を長い筒状管から短い筒状管へと徐々に変更することにより、水流案内管１４の長さを現場の状況に応じて容易に調整することが可能となる。
【００４７】
支持台１を筒状管２等よりも剛性の高い材料で形成したので、支持台１の強度を十分に確保することができる。
【００４８】
水流案内管１４を構成する複数の筒状管２〜７のうち、最上部に位置する筒状管７を他の筒状管２〜６よりも密度の高い材料で形成したため、最上部に位置する筒状管７を重りとして利用することができる。したがって、筒状管２〜６を軽量の部材（塩化ビニル）で形成しているにも拘わらず、筒状管２〜６の浮き上がりを防止することができ、水流案内管１４の安定性を向上させることができる。
【００４９】
また、筒状管２〜６を軽い材料で形成しているので、水流案内管１４の全体を軽量化することができる。さらに、筒状管２〜６の昇降作業が容易になるので、水流案内管１４の設置作業を簡易かつ迅速に行うことができる。
【００５０】
なお、上記実施形態は、水中攪拌機９の吸入側（上側）及び吐出側（下側）の両方に筒状管を設けた形態であったが、筒状管は水中攪拌機９の吸入側のみ、または吐出側のみに設けられていてもよい。言い換えると、水中攪拌機９は、水流案内管１４の一端に設けられていてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、水中攪拌機９のケーシング９ａが筒状管２及び筒状管３と連続していたが、水中攪拌機９の全体を覆う筒状管を別途設け、水中攪拌機９の全体を水流案内管１４の内部に設置することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の筒状管を積み重ねることによって水流案内管を構成しているので、水流案内管の長さを容易に調整することができる。また、各筒状管をガイド棒に沿って昇降させるだけで、複数の筒状管を容易に積み重ねることができるので、設置現場において水流案内管を容易に形成することができる。したがって、水流案内管の利便性が向上し、水中攪拌装置の設置を簡易かつ迅速に行うことが可能となる。
【００５３】
水流案内管及び水中攪拌機の全体を水槽の底部から水面付近にわたって形成することとすれば、水槽全体にわたって大きな水流を発生させることができ、十分な攪拌を行うことができる。
【００５４】
支持台を中間管よりも剛性の高い材料で形成することにより、水中攪拌装置を安定化させることができる一方、中間管を安価に構成することができ、水流案内管の低コスト化を図ることができる。
【００５５】
上管を中間管よりも密度の大きな材料で形成することにより、水流案内管を安定させることができる一方、中間管を軽量化することができ、設置作業を簡易かつ迅速に行うことが可能となる。
【００５６】
長さの異なる複数の筒状管で水流案内管を形成することにより、水流案内管の長さを微調整することができる。
【００５７】
また、下側から上側にいくほど長さの短い筒状管を積み上げることとすれば、設置現場において、水流案内管の長さを容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る水中攪拌装置の一部を切り欠いて示す正面図である。
【図２】実施形態に係る水中攪拌装置が設置された水槽の断面図である。
【図３】筒状管の設置状況を示す斜視図である。
【図４】従来の水中攪拌装置が設置された水槽の断面図である。
【符号の説明】
１      支持台
２〜６  筒状管（中間管）
７      筒状管（上管）
９      水中攪拌機
１０    水中攪拌装置
１１    水槽
１３    ガイド棒
１４    水流案内管
１５    横棒（係合手段）
１７      位置決めピン
１８        位置決め穴
１９    鎖
【図１】
2004290854.tif 000003
【図２】
2004290854.tif 000004
【図３】
2004290854.tif 000005
【図４】
2004290854.tif 000006