(57)【要約】【課題】簡便な機構により確実に水位を検出できるスカムスキマに用いる水位検出器およびそれを用いたスカム除去装置を提供すること。【解決手段】本発明のスカム除去装置は、流水の流れ方向に交叉する方向にスカムスキマ１を配設し、スカムスキマ１の回動軸を固定中心Ｏとしてスカムを呑み込むために開口部３の上端縁Ａが上流側に向けて回動して水面から所定の呑み込み量Δｄで沈み込ませることにより流水中を浮遊するスカムをスカムスキマ１に呑み込んで除去するためのスカム除去装置である。水面ＷＬに接したとき又は水から離反したときを検知する水位センサ１０をスカムスキマ１の下流側に配設するとともに、スカムスキマ１が回動する際に上端縁Ａが回動する動きを直接的に又は間接的に利用した伝達機構により、水位センサ１０の動きが、上端縁Ａの動きと略同一又は略対称に固定された固定中心Ｏ´を回動するように配設した。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸を固定中心として回動するスカムスキマの開口部の上端縁が所定の呑み込み量で沈み込む位置を検出するための水位検出器であって、
水面に接したとき又は水から離反したときを検知する水位センサを前記スカムスキマの下流側に配設するとともに、
前記スカムスキマが回動する際に前記上端縁が回動する動きを直接的に又は間接的に利用した伝達機構により、該水位センサの動きが、前記上端縁の動きと略同一又は略対称に固定された固定中心を回動するように配設したことを特徴とするスカムスキマの水位検出器。
【請求項２】
前記伝達機構は、先端に設けた水位センサの動きが、前記上端縁の動きと略同一又は略対称となるリンク機構であることを特徴とする請求項１記載のスカムスキマの水位検出器。
【請求項３】
流水の流れ方向に交叉する方向にスカムスキマを配設し、該スカムスキマの回動軸を固定中心としてスカムを呑み込むために開口部の上端縁が上流側に向けて回動して水面から所定の呑み込み量で沈み込ませることにより流水中を浮遊するスカムをスカムスキマに呑み込んで除去するためのスカム除去装置であって、
水面に接したとき又は水から離反したときを検知する水位センサを前記スカムスキマの下流側に配設するとともに、
前記スカムスキマが回動する際に前記上端縁が回動する動きを直接的に又は間接的に利用した伝達機構により、該水位センサの動きが、前記上端縁の動きと略同一又は略対称に固定された固定中心を回動するように配設したことを特徴とするスカム除去装置。
【請求項４】
前記スカムスキマは往復移動するスピンドルの動きを伝達するリンク装置により回動され、
前記伝達機構は、先端に設けた水位センサの動きが前記上端縁の動きと略同一又は略対称な第２のリンク装置であることを特徴とする請求項３記載のスカム除去装置。
【請求項５】
前記第２のリンク装置は、前記スピンドルの動きを伝達するリンク装置であることを特徴とする請求項４記載のスカム除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水位検出器及びそれを用いたスカム除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスカム除去装置は、流れに交叉する方向に向けてスカムスキマの開口部を回動可能に配設している。このスカムスキマは定期的に回動されて開口部の上端縁を水面下に沈み込ませることにより浮遊するスカムを流水と共にスカムスキマ内に呑み込んで、水中を浮遊するスカムが除去されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
ここで、沈殿池などでは状況により水位が変動するが、この上端縁の沈み込み深さ（以下、呑み込み量という。）は水位が異なった場合にも約２０〜３０ｍｍの範囲内に制御されることが好ましい。
【０００４】
このため、スカムスキマには水位センサが配設され、スカムスキマが回動されて所望の呑み込み量となった状態でスカムスキマの回動が停止できるように水位センサが信号を発生するように構成されている。
【０００５】
そしてこのような水位を検出する手段として、従来の装置においては、下向きの接触子をもつ水位センサをスカムスキマの上流側に配設し、スカムスキマが回動して開口部の上端縁が所定の呑み込み量で沈み込むと同時に二つの電極からなる接触子が水面に接触するように構成されている。そして、このような水位検出器では、二つの電極が水面に接触する位置まで低下したとき水位センサからの信号によりスカムスキマの回動が停止するように構成されている。
【０００６】
このような装置にあっては、水位センサが上流側に配置されるので水位センサ付近に汚物がたまりやすく、水位センサの両電極間に跨る汚物が水位センサに付着すると水位センサは常に液面を検出することになり、水位を検出できなくなるという課題があった。
【０００７】
そこで、例えば、スカムスキマと一体となったフランジ部にセクタギヤを固定し、これに噛み合うピニオンを、固定軸に軸支させ、汚水の水位を検出して回動機構を作動させる水位センサの接触子をピニオンと一体に設けることにより接触子が下流側に配設された水位検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、このような水位検知装置によれば、セクタギヤの動きをピニオンに伝達させて噛み合う歯車式の装置を用いることにより、水位センサにスカムスキマの動きを伝達するスカム装置の水位検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、接触子を用いずにパージ管を利用して水位を検出してパイプスキマの呑み込み量を調整する水位検出器が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３２０９６５号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、歯車式の伝達部を備えているので、装置が複雑となり、安全性が懸念される。また、長期間に亘る運転では歯車部分への異物の噛み込み等も懸念される。
【００１１】
また、後者のパージ管を利用するものでは、圧力スイッチを用いるため、高価であるという課題がある。
【００１２】
そこで、この発明は、簡便な機構により確実に水位を検出できるスカムスキマに用いる水位検出器およびそれを用いたスカム除去装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため検討したところ、スカムスキマを回動させる機構として長期の運転に対しても支障が無く運転されているリンク装置に着目した。このようなリンク装置では上下に移動するスピンドルに連動してスカムスキマが回動されている。この回動に対称にスピンドルに連動したリンク装置を用いて水位センサを配設すれば、水位センサを下流側に配設しても、上端縁の動きに水位センサの動きを連動させて確実に上下できるのではないかと考えた。
【００１４】
また、この場合、スカムスキマが回動する際に上端縁が回動する動きを直接的又は間接的に利用した伝達機構により、水位センサの動きが上端縁の動きと略同一又は略対称に固定された固定中心を回動するように配設すれば、簡便な機構により確実に水位を検出できるスカムスキマに用いる水位検出器およびそれを用いたスカム除去装置を提供することができることを見出した。このような水位検出器及びそれを用いたスカム除去装置は、セクタギヤ等のギヤを必要としないという特徴を備える。
【００１５】
すなわち、本発明のスカムスキマの水位検出器は、回動軸を固定中心として回動するスカムスキマの開口部の上端縁が所定の呑み込み量で沈み込む位置を検出するための水位検出器であって、水面に接したとき又は水から離反したときを検知する水位センサを前記スカムスキマの下流側に配設するとともに、前記スカムスキマが回動する際に前記上端縁が回動する動きを直接的に又は間接的に利用した伝達機構により、該水位センサの動きが、前記上端縁の動きと略同一又は略対称に固定された固定中心を回動するように配設したことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のスカム除去装置は、流水の流れ方向に交叉する方向にスカムスキマを配設し、該スカムスキマの回動軸を固定中心としてスカムを呑み込むために開口部の上端縁が上流側に向けて回動して水面から所定の呑み込み量で沈み込ませることにより水中を浮遊するスカムをスカムスキマに呑み込んで除去するためのスカム除去装置であって、水面に接したとき又は水から離反したときを検知する水位センサを前記スカムスキマの下流側に配設するとともに、前記スカムスキマが回動する際に前記上端縁が回動する動きを直接的に又は間接的に利用した伝達機構により、該水位センサの動きが、前記上端縁の動きと略同一又は略対称に固定された固定中心を回動するように配設したことを特徴とする。
【００１７】
ここで、このような伝達機構としては、先端に設けた水位センサの動きが、前記上端縁の動きと略同一又は略対称となるリンク機構を挙げることができる。
【００１８】
また、このリンク機構は、スカムスキマを回動させるために往復移動するスピンドルの動きを伝達するリンク装置と対称に固定された第２のリンク装置を配設することにより得ることができる。
【００１９】
この第２のリンク装置は、このスピンドルの動きに直接連動すれば構造が簡易でよいが、スカムスキマの動きに連動して動くスカムスキマの上端縁の動きに対称な動きをするリンク機構を配設してもよい。このようにスピンドルの動きを間接的に伝達すれば、スピンドルの配設位置にかかわらずに、スカムスキマが配設されている任意の位置に水位センサを配設できるという利点がある。
【００２０】
なお、この伝達機構は、スカムスキマの回動に付随的に発生する上下運動を正確に伝達できればどのような手法によってもよい。
【００２１】
また、例えば、水位センサをリンク装置によりスカムスキマの回動軸を固定中心として、上端縁から呑み込み量を考慮した位置から該固定中心までを回動アームとし、該回動アームと略同一又は略対称に固定された固定中心を回動する水位センサを配設すれば、確実に上端縁の動きと連動して上端縁の動きを確実に水位センサへ伝達させることができる。また、このような水位検出器又はスカム除去装置はリンク装置であるので、動きが軽快であり、かつ、他の機構に比べて摩擦損失も少なく、従って、動きがスムーズであり、かつ、長期の運転に対して支障が少ない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡便な機構により確実に水位を検出できるスカムスキマに用いる水位検出器およびそれを用いたスカム除去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】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２４】
先ず、図１及び図２は、スカムスキマ１を回動する回動装置を説明する図である。これらの図において、符号１はスカムスキマであり、このスカムスキマ１はフランジ部２により長手方向に接続されて、その両端は軸受け（不図示）等に回動可能に軸支されている。このスカムスキマ１の上方には開口部３が設けられている。この開口部３の上流側の端縁を上端縁Ａという。
【００２５】
このようなスカムスキマ１は、点検台などの適宜の固定台４により支持されて配置されるモータ５の制御により正逆方向に回動される。ここで、このモータ５は重力方向に垂直に配置されたスピンドル６を昇降させるものであり、スピンドルは適宜の位置でスピンドルを受ける軸受ブラケット７、７´により昇降自由に軸支されている。
【００２６】
そのスピンドル６は、スピンドル６の軸心をアーム８に符号Ｃで示される移動中心に回動可能に接続され、アーム８の先端は、アームの符号Ｂで示される軸心を、フランジ部２から突出して設けられたアーム９の移動中心に回動可能に接続されている。
【００２７】
これにより、スピンドル６，アーム８及びアーム９によりリンク装置が形成され、スピンドル６が昇降することで、リンク装置により符号Ｏを固定中心としてスカムスキマ１が開口部３を上流側に向けて回動し、アーム９に符号Ｏを固定中心として回動して符号Ａで示される上端縁の水平位置が制御されている。
【００２８】
ここで、図２は、モータ５によりスピンドル６とともにアーム８が二点鎖線の位置から実線の位置まで上昇されてスカムスキマ１の開口部３が上流側（図面で左側）に向けて回動された転倒状態を示している。これにより、この開口部３の上流側の端縁（以下、これを上端縁Ａという。）が水面ＷＬ下に沈み込み、浮遊するスカムが排水とともにスカムスキマ１内に呑み込まれる。ここで、水面ＷＬと上端縁Ａとの位置差Δｄは呑み込み量である。
【００２９】
次に、図３は本発明に用いる水位センサの一例を説明する図である。この水位センサ１０は、電極保護カバー１１から突出した長さを変えた２本の電極１２、１３と、これらの電極に接続されるケーブル１４とから大略構成されている。ここで、電極１３は、電極１２よりも５０ｍｍ程度長く設計されている。そこで、この発明では、短い電極１２の先端１２ａの延長線上に、呑み込み量Δｄ（２０〜３０ｍｍの範囲内の任意の値で、例えば、２５ｍｍ）だけ延長された位置を符号Ａ´で示し、電極１２の仮想先端と呼称する。
【００３０】
これにより、電極１２，１３を下に向けて移動させ、二本の電極１２，１３が共に沈み込むとき、電極間に電流が流れてケーブル１４を介して水位センサ１０が沈んだことを報知するように構成されている。どちらか一方の電極（短い電極１２）が水面から露出すると、電極１２，１３間の電気抵抗が増大して水位センサ１０が水面から離脱したことが報知される。短い電極１２が水面上にある状態では、仮想先端Ａ´は呑み込み量Δｄだけ沈み込む。
【００３１】
次に、この水位センサ１０を先端に固定してスピンドル６の動きに連動して動く第２のリンク装置について説明する。
【００３２】
この第２のリンク装置は、図４に示すように、図１のリンク装置とスピンドル６に対して直交して設けられている。このスピンドル６に固定されてスカムスキマ１が延在する方向に平行に水平に延びるブラケット１５が設けられている。このブラケット１５に移動中心Ｃ´を軸支されたアーム１６が固定されている。このアーム１６は、アーム８と同一寸法である。ここで、このブラケット１５は、第２のリンク装置が既設の設備と干渉しないように設計するためのものであり、その長さは自由に設定できる。また、後述する実施例のようにこのブラケット１５は既設の設備との干渉がなければ設ける必要はない。
【００３３】
このアーム１６の先端に移動中心Ｂ´を軸支された所定寸法のアーム１７が設けられている。このアーム１７は、固定台４に固定されて垂下されるブラケット１８により固定された固定中心Ｏ´を回動軸として回動され、その先端には水位センサ１０が固定されている。
【００３４】
ここで、所定寸法とは、固定中心Ｏ´と移動中心Ｂ´との長さが、ＯＢに等しく、固定中心Ｏ´と固定中心Ｏとは同一高さに固定され、固定中心Ｏ´と仮想先端Ａ´との長さがＯＡに等しく、かつ、線Ａ´Ｏ´と線Ｏ´Ｂ´とのなす角度θ´が線ＡＯと線ＯＢとのなす角度θと等しく設計されているということである。
【００３５】
これにより、スピンドル６，ブラケット１５，アーム１６，アーム１７により第２のリンク装置が形成され、この第２のリンク装置は、固定中心Ｏと同一高さの固定中心Ｏ´を備え、この固定中心Ｏを回動軸として回動するアームＯＡと対称に固定中心Ｏ´を回動軸として回動するアームＯ´Ａ´を備えている。
【００３６】
これにより、スピンドル６が昇降することで、リンク装置によりスカムスキマ１が回動すると共に、第２のリンク装置により符号Ｏ´を固定中心として水位センサ１０の仮想先端Ａ´が、２点差線で示したスカムスキマ１の上端縁Ａの回動軌跡に沿って対称に回動する。
【００３７】
このように構成すれば、図５の状態からスピンドル６が上昇すると、図６に示すように第２のリンク装置によりブラケット１５が水平を維持しつつ移動中心Ｃ´を上昇させる。これにより、アーム１６が上昇されて、移動中心Ｂ´により軸支されたアーム１７が固定中心Ｏ´を回動軸として回動されて先端に固定された水位センサ１０を図６に示すように、下向きに回動させる。
【００３８】
二本の電極１２，１３（短い電極１２）が水面に到達した状態でモータ５が停止するように制御されているが、このときの仮想先端Ａ´の位置は呑み込み量Δｄだけ水面ＷＬから沈み込んでいる。この仮想先端Ａ´の位置はスカムスキマ１の上端縁Ａの位置と対称であるので、この状態ではスカムスキマ１の上端縁Ａの位置は呑み込み量Δｄだけ沈み込むことになる。
【００３９】
以上の構成の水位検出器を備えたスカム除去装置によれば、沈殿池の状況により水位が変動しても、常に正確に所望の呑み込み量を維持することができる。
【００４０】
また、この水位検出器の動きは、リンク装置によるので、動きが軽快であり、かつ、他の機構に比べて摩擦損失も少なく、従って、長期の運転に対して支障が少ない。
【００４１】
また、この水位検出器の可動部は、スカムスキマ１を移動させるリンク装置と略同一のリンク装置であるので、長期間の運転実績にも係わらず安定で確実性がある。
【００４２】
また、以上の実施例１で、第２のリンク装置が図１のリンク装置と直交して設けられていたのは、既設の点検台を固定台４として利用して固定中心Ｏ´を固定するための設計であり、固定中心Ｏ´が固定でき、かつ、スカムスキマ１の下流側に水位検出器１０が配設できれば、既設のリンク装置と第２のリンク装置とのなす角度は自由に設計できる。
【実施例２】
【００４３】
以下、実施例２について図７を参照しつつ説明する。実施例１と同一乃至は均等な部位部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００４４】
先ず、図７は、この実施例２の水位検出器の動きを説明する図である。この図において、不図示のモータ５に昇降されてスピンドル６が上下されてスカムスキマ１が回動される。
【００４５】
このスカムスキマ１には、図１のフランジ部２と同一又は異なる位置のフランジ部２Ａにアーム９と同一寸法のアーム９Ａが同一角度で固定されている。
【００４６】
このアーム９Ａの先端には、アーム８と同一寸法のアーム８Ａが符号Ｂを移動中心として固定されている。このアーム８Ａの先端はスピンドル６Ａに符号Ｃを移動中心として固定されている。このスピンドル６Ａは、上下を軸受ブラケット７Ａ，７Ａにより軸支されて鉛直方向に昇降可能である。
【００４７】
また、このスピンドル６Ａにはアーム１６と同一寸法のアーム１６Ａが符号Ｃを移動中心として固定されている。このアーム１６Ａの先端は符号Ｂ´を移動中心としてアーム１７と同一寸法のアーム１７Ａが不図示の固定台に固定中心Ｏと同一高さに固定された固定中心Ｏ´を回動するように固定されている。また、このアーム１７Ａの先端には実施例１と同様な配置により水位センサ１０が固定されている。
【００４８】
これにより、スピンドル６Ａと各アーム９Ａ，８Ａとで第１のリンク装置が構成され、スピンドル６Ａと各アーム１６Ａ，１７Ａとで第１のリンク装置に対称な第２のリンク装置が形成されている。これらのリンク装置は、実施例１のリンク装置と大略同一であり、共に同一高さの固定中心Ｏ、Ｏ´を備えている。
【００４９】
これにより、不図示のモータが稼動されてスカムスキマ１の開口部３が上流側に転倒すると第１のリンク装置によりスピンドル６Ａが上方に移動し、このスピンドル６Ａの動きに連動して第２のリンク装置が動くことにより水位センサ１０の仮想先端Ａ´は、スカムスキマ１の上端縁Ａの動きと対称に二点鎖線で示す回動軌跡に沿って回動する。
【００５０】
これらの装置はいずれもリンク装置であるので、長期間の運転でも確実である点など実施例と同一の作用効果を奏する。
【００５１】
なお、実施例１では、スカムスキマ１を回動する回動装置としては、図１に記載のリンク装置によっていたが、この回動装置は本発明の本質ではない。この実施例２により明らかなとおり、スカムスキマ１が回動すれば、その回動の程度に応じて水位センサ１０が移動するので、スカムスキマ１がリンク装置でない回動機構（例えば、モータの回転を減速ギヤ、チェーンなどの伝達機構を介して回動させる回動機構）によっても同一の作用効果を奏することは明らかである。
【００５２】
なお、このような構成では、アーム８Ａとアーム１６Ａの寸法が同一であれば、アーム８Ａの寸法がアーム８の寸法と異なっても同様に機能する。
【００５３】
すなわち、本発明においては、アーム９Ａを含むＢＯＡの寸法とアーム１７Ａを含むＢ´Ｏ´Ａ´の寸法を同一とし、回動中心である二つの固定中心Ｏ，Ｏ´の位置を同一高さに設定すれば、第１のリンク装置と第２のリンク装置とはスピンドル６Ａに対して対称となるので、上端縁Ａが回動する軌跡と、仮想先端Ａ´が回動する軌跡とは常に対称となり、水位の変動があっても水位センサ１０は所望の位置を指すことになる。
【００５４】
これにより、水位センサ１０を保持する第２のリンク装置は、既存の設備に拘らずに所望の寸法をとることができる。
【実施例３】
【００５５】
以下、実施例３について図８を参照しつつ説明する。実施例１又は２と同一乃至は均等な部位部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
この実施例３は、スカムスキマ１の動きにリンクして昇降する鍵穴部材１９が用いられる。この鍵穴部材１９は、両端に一対の長孔１９ａ、１９ｂを備えている。フランジ部２に固定されたアーム９Ａの末端が一方の長孔１９ａに回動可能に軸支され、その移動中心は符号Ｄで示されている。また、実施例１のアーム１７と同一寸法であるアーム１７Ａの末端が他方の長孔１９ｂに回動可能に軸支され、その移動中心は符号Ｄ´で示されている。このアーム１７Ａの先端には実施例２と同一寸法の水位センサ１０が同様に固定され、固定中心Ｏと固定中心Ｏ´とが同一高さに設定されていることは他の実施例と同一である。
【００５７】
この鍵穴部材１９の中央部にはボス２０が設けられ、このボス２０にはスプライン軸６Ｂが貫通している。このスプライン軸６Ｂの上下端は、固定されていてもよいが、この例では上下端は実施例２と同様に一対の軸受ブラケット７Ａ，７Ａにより軸支されている。
【００５８】
これにより、スカムスキマ１が上流側に回動すると移動中心Ｄ、Ｄ´が中央に向けてスライドされつつアーム９Ａが鍵穴部材１９を押し上げ、この鍵穴部材１９の上昇によりアーム１７Ａが押し上げられて水位センサ１０の電極１３の仮想先端Ａ´の高低位置はスカムスキマ１の上端縁Ａの高低位置と常に一定に保たれる。これにより、開口部３が所定の呑み込み量Δｄで沈み込むと、水位センサ１０の先端の両電極１２，１３が水面に接したことを報知する。
【００５９】
長孔１９ａ、１９ｂを利用するので、リンク装置に比べて軽快さは劣るものの、実施例１，２と同様に正確に所望の呑み込み量となる水位を検出することができる。
【００６０】
水位センサが下流側に配設されているので、ゴミの付着が少ないが、可動部を二点鎖線で示すように、適宜に保護することにより、実質的に浮遊物を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るスカムスキマを回動する回動装置を説明する図である。
【図２】本発明に係るスカムスキマを回動する回動装置を説明する図である。
【図３】本発明に用いる水位センサの一例を説明する図である。
【図４】実施例１に係る第２のリンク装置を説明する図である。
【図５】実施例１に係る第２のリンク装置により水位センサが回動する状況を説明する図である。
【図６】実施例１に係る第２のリンク装置により水位センサが回動する状況を説明する図である。
【図７】実施例２に係るスカム除去装置を説明する図である。
【図８】実施例３に係るスカム除去装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６２】
１：スカムスキマ
２：フランジ部
３：開口部
４：固定台
５：モータ
６，６Ａ：スピンドル
６Ｂ：スプライン軸
７：軸受ブラケット
８：アーム
９：アーム
１０：水位センサ
１１：電極保護カバー
１２：電極
１２ａ：先端
１３：電極
１４：ケーブル
１５：ブラケット
１６、１６Ａ：アーム
１７，１７Ａ：アーム
１８：ブラケット
１９：鍵穴部材
１９ａ、１９ｂ：長孔
Ａ：上端縁
Ａ´：仮想先端
ＷＬ：水面
Ｏ、Ｏ´：固定中心
Ｂ、Ｂ´、Ｃ、Ｃ´、Ｄ、Ｄ´：移動中心
【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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