(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈砂池の底部に堆積した沈砂を集める集砂装置であって、
複数本のアームと各アームを連結する複数の関節を有し、前記各々のアーム間に配設したシリンダの伸縮によりアームを屈伸させる屈伸手段を有する多関節式アームと、
この多関節式アームの基端部が固定され、旋回用モータの正逆回転駆動により多関節式アームを鉛直軸回りに旋回させる本体旋回部、又は、沈砂池の全幅に亘り配設されたガイドに沿ってモータの駆動により多関節式アームを直線移動させる移動本体部から構成される、沈砂池の屋上に設置された多関節式アームの移動手段と、
前記多関節式アームの先端に固定され、ポンプからホースを介して供給される圧力水の噴射により沈砂池の底部に堆積した沈砂を沈砂池の長手方向一端に形成された砂だめ部に移動させる噴射ノズルと、
前記圧力水の噴射の作動及び前記多関節式アームとその移動手段の作動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする沈砂池の集砂装置。
【請求項２】
前記砂だめ部の屋上に備えられ、砂だめ部に集砂された沈砂を吸い上げ、沈砂池の外に回収するポンプを有することを特徴とする請求項１に記載の沈砂池の集砂装置。
【請求項３】
沈砂池の底部に堆積した沈砂を回収する集砂装置であって、
複数本のアームと各アームを連結する複数の関節を有し、前記各々のアーム間に配設したシリンダの伸縮によりアームを屈伸させる屈伸手段を有する多関節式アームと、
この多関節式アームの基端部が固定され、旋回用モータの正逆回転駆動により多関節式アームを鉛直軸回りに旋回させる本体旋回部、又は、沈砂池の全幅に亘り配設されたガイドに沿ってモータの駆動により多関節式アームを直線移動させる移動本体部から構成される、沈砂池の屋上に設置された多関節式アームの移動手段と、
前記多関節式アームの先端に取り付けられた吸い込み口より、ホースを介して沈砂池の底部に堆積した沈砂を吸い上げて回収するポンプと、
前記沈砂の吸い上げ作動及び前記多関節式アームとその移動手段の作動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする沈砂池の集砂装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水処理施設や下水処理施設に設けられる沈砂池において、沈砂池の底部に堆積した砂を集める集砂装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
浄水水処理施設や下水処理施設などにおいて、廃水を処理する場合、多量の砂や砂と同様な沈降性を有する無機物質を含んでいるような廃水は、沈殿池に入れる前に沈砂池に入れ、砂などの無機物質を除去する方法が一般的に行われている。そこで、沈砂池に堆積した砂等を回収する方法が開発され、実施されてきた。１つ目の方法は、前もって沈砂池底部に設置した機械式掻き寄せ機により堆積した砂を１ヵ所に集砂し、ポンプによって吸い上げる方法である。掻き寄せ機の方式には、水中牽引式、水中リンクベルト式、水中回転式等があり、沈砂池のサイズ、砂の発生量などにより選定される。
【０００３】
２つ目の方法は、上記機械式掻き寄せ機を設置する代わりに、噴射ノズルを設置する方法である。特開昭６３−６２５０８号公報に見られる方法は、沈砂池の底面に一方向に向けて噴射ノズルを複数個設置し、噴射ノズルから圧力水を噴射することにより堆積した砂を１ヵ所に集砂し、ポンプによって吸い上げる方法で回収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１つ目の掻き寄せ方式では、池底に設置した機械式掻き寄せ機は年中水没しているため腐食が進行し、故障が起きやすい。修理のためには、廃水を抜き取り、砂を掻き出す必要があり、修理するまでがたいへんであるという問題を抱えていた。
また、２つ目の噴射ノズル固定方式では、底面に固定した噴射ノズルが邪魔をして堆積した砂を１ヵ所に集砂できないという問題や、堆積した砂をまんべんなく集砂するためには、噴射ノズルを密に設置する必要があり、ノズルの個数が多くなって、目詰まりなどへの対応で、ノズルのメンテナンスが厄介になるなどの問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、沈砂池の外で点検や修理ができ、効率的に集砂ができる沈砂池の集砂装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【発明が解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、請求項１に記載された発明に係る集砂装置は、沈砂池の底部に堆積した沈砂を集める集砂装置であって、複数本のアームと各アームを連結する複数の関節を有し、前記各々のアーム間に配設したシリンダの伸縮によりアームを屈伸させる屈伸手段を有する多関節式アームと、この多関節式アームの基端部が固定され、旋回用モータの正逆回転駆動により多関節式アームを鉛直軸回りに旋回させる本体旋回部、又は、沈砂池の全幅に亘り配設されたガイドに沿ってモータの駆動により多関節式アームを直線移動させる移動本体部から構成される、沈砂池の屋上に設置された多関節式アームの移動手段と、前記多関節式アームの先端に固定され、ポンプからホースを介して供給される圧力水の噴射により沈砂池の底部に堆積した沈砂を沈砂池の長手方向一端に形成された砂だめ部に移動させる噴射ノズルと、前記圧力水の噴射の作動及び前記多関節式アームとその移動手段の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載された発明は、噴射ノズルを移動自在とすることで、単体のノズルで沈砂池の底部全体の集砂をカバーする。また、沈砂池の底面には干渉物はなく、底面はフラットであり、事前に用意されたプログラムにより、噴射ノズルの移動が制御され、噴射ノズルから圧力水を噴射することにより堆積沈砂を砂だめに集砂できる。また、集砂した砂は、ポンプによって吸い上げ、回収する。
さらに、集砂装置は、沈砂池の屋外に退避できることから、外で点検や修理を行う。
多関節式アームは、アームの屈伸と旋回又は直線移動により噴射ノズルの移動範囲は、沈砂池底部全体をカバーする。また、本発明の集砂装置は、外部に設置した多関節式アームであるため、沈砂池内には一切の集砂装置が不要となる。
【０００８】
請求項１に記載された発明において、前記圧力水の噴射の作動は、ポンプの起動指令により行い、移動手段の作動を制御する制御手段は、油圧シリンダに供給する油量を制御する制御弁により行う。また、旋回等の制御は、旋回部に設けたモ−タの回転を制御することで行う。尚、前記モータは、サーボモータとするが、回転を制御可能な他のモータでもよい。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の沈砂池の集砂装置であって、前記砂だめ部の屋上に備えられ、砂だめ部に集砂された沈砂を吸い上げ、沈砂池の外に回収するポンプを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載された発明に係る集砂装置は、沈砂池の底部に堆積した沈砂を回収する集砂装置であって、複数本のアームと各アームを連結する複数の関節を有し、前記各々のアーム間に配設したシリンダの伸縮によりアームを屈伸させる屈伸手段を有する多関節式アームと、この多関節式アームの基端部が固定され、旋回用モータの正逆回転駆動により多関節式アームを鉛直軸回りに旋回させる本体旋回部、又は、沈砂池の全幅に亘り配設されたガイドに沿ってモータの駆動により多関節式アームを直線移動させる移動本体部から構成される、沈砂池の屋上に設置された多関節式アームの移動手段と、前記多関節式アームの先端に取り付けられた吸い込み口より、ホースを介して沈砂池の底部に堆積した沈砂を吸い上げて回収するポンプと、前記沈砂の吸い上げ作動及び前記多関節式アームとその移動手段の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、吸い込み口を移動式とすることにより、この１台で沈砂池をカバーする。また、沈砂池の底面には干渉物はなく、底面はフラットであり、事前に用意されたプログラムにより、吸い込み口の移動が制御され、吸い込み口から真空ポンプの吸引力により堆積した砂を直接吸い上げる。これにより、砂だめの溝が不要で、しかも集砂した砂を吸い上げるためのポンプは不要となるため、より簡素化される。
【００１３】
【発明の実施に形態】
次に、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を説明するための集砂装置の側面図であり、沈砂池１を断面して図示したもので、図２はその平面図である。
図１において、砂を含んだ廃水は、入水口２より沈砂池１に流れ込み、砂は自然沈降して、例えば底面のａ，ｂ，ｃ，ｄに堆積する。砂だめａ部の屋上にはポンプ３を複数個備え、砂だめに集砂された砂を沈砂池１の外に回収する。
【００１４】
本発明の集砂装置５の移動手段の機構は、多関節式アーム７と本体旋回部６から構成される。本体旋回部６は、旋回用モータＭを有し、モータの正回転、逆回転駆動により多関節式アーム７が左右に旋回する。駆動機構はウオームとウオームホイールの組合わせとする。
多関節式アーム７は、例えば４本のアーム（７ａ〜７ｄ）から成り、３個の関節を有し、各々のアーム間には３本のシリンダ（８ａ〜８ｃ）を配設している。これらのシリンダは油圧式等であり、シリンダに油圧を供給してシリンダを伸縮させることにより、アームは自在に屈伸する。図２において、２５は油圧装置であり、３ａは噴射ノズルに圧力水を供給するポンプである。また、２７は操作盤、２８は制御盤であり、請求項１に記載の制御手段に該当する。アームの直線移動の例については、図３、図４に示す。説明については後述する。
【００１５】
図１において、本発明の集砂装置５は、アーム７ｄの先端までホース１０が付設され、その先端に噴射ノズル４が固定されている。したがって、噴射ノズル４の移動は、多関節式アーム７の屈伸動作と旋回動作のどちらか１つの単独動作を交互に組み合わせるにより底面全体を広くカバーすることができ、まんべんなく、堆積した砂を砂だめａ部に移動させることができる。尚、ここでは単独動作とするが、複合動作としても構わない。
【００１６】
また、事前に用意されたプログラムにより、噴射ノズル４の連続した移動が可能であり、自動運転、無人運転が可能である。以上により、噴射ノズル４からの圧力水によって堆積した砂は、砂だめに集砂され、集砂された砂は、ポンプ３によって吸い上げられ回収される。本集砂装置５は、沈砂池外に移動できることから、沈砂池の屋外で点検や修理が可能である。
【００１７】
図２に、噴射ノズル４の移動経路の一例を示す。先ず最初に、沈砂池外に退避格納した多関節式アーム７を屈伸させ、噴射ノズル４を、底面ｅ点の位置に移動する。ボンプ３ａを起動して圧力水を噴射する。噴射ノズル４がアームの旋回によりｅ点からｆ点に到着すると、次にアームの伸長によりｆ点からｇ点まで移動する。続いて、アームの旋回によりｇ点からｈ点まで移動する。以後同様に移動を繰り返すことによりｚ点に至る。移動の速度やピッチ幅等の変更は、底面に堆積した砂の量に合わせてプログラムを変更する。
【００１８】
図１、図２に基づき、本発明の第２実施形態を説明する図である。
図１において、アーム７ｄの先端には、カメラ１９が固定される。又は沈砂池の天井にはセンサ２０が配置される。アーム７ｄの先端には、カメラ１９の他にライト（図示無し）も固定することで、沈砂池の内部をモニタにはっきりと映すことができ、集砂中の様子がモニタ画面で確認できることから、集砂作業の改善が立てやすく、集砂作業の評価も容易となる。また、センサ２０は超音波センサ等で有り、底部で所定の堆積量に達したことを検知させ、その底部のみ選択的に噴射ノズルで圧力水を噴射する構成とすることもできる。尚、カメラは小型水中カメラであり、ライトは防水機能付きであることは、言うまでもない。
【００１９】
図３は、本発明の第３実施形態を説明するための沈砂池１の断面図であり、図４はその平面図である。
図３において、第１実施形態と同様に、砂を含んだ廃水は、入水口２より沈砂池１に流れ込むと、砂は、例えば底面のａ，ｂ，ｃ，ｄに堆積する。底部に堆積した沈砂は、多関節式アーム７のアーム７ｄの先端に取り付けられた吸い込み口１１よりダイレクトに回収される。したがって、砂だめａ部の溝、及び屋上に設置されたポンプ３は不要となる。
本発明の集砂装置５の機構部は、大きく分けて多関節式アーム７と移動本体部１３とから構成する。移動本体部１３は、沈砂池の全幅に亘り配設された２本のレール状のガイド１４上を沈砂池の幅方向に直線移動する。
【００２０】
図３、図４において、ホース１０は、アーム７ａを通りアーム７ｄの先端まで付設され、その先端に吸い込み口１１が固定されている。したがって、吸い込み口１１の移動は、第１実施形態と同様に、多関節式アーム７の屈伸動作と移動動作のどちらか１つの単独動作を交互に組み合わせることにより、底面全体を広くカバーすることができ、まんべんなく集砂可能となる。また、事前に用意されたプログラムにより、吸い込み口１１の連続移動が可能であり、自動運転が可能となる。
ここでの特徴は、砂だめａ部に集砂する工程が省かれ、ダイレクトにポンプ２６によって吸い上げられることにある。
また、集砂装置５が沈砂池外に移動できることから、屋外での点検や修理が可能となる点は、第１実施形態と同様である。
【００２１】
図４において、実施形態の移動経路を説明する。先ず最初に、沈砂池外に退避格納した多関節式アーム７を屈伸させ、アーム７ｄ先端の吸い込み口１１を、底面のｅ点の位置に移動する。真空ポンプ２６を起動し、堆積した砂を吸い上げる。次にアーム本体の直線移動によりｅ点からｆ点に到達するとアームの伸長によりｆ点からｇ点まで移動する。続いて、アームの直線移動によりｇ点からｈ点まで移動する。以後同様の移動を繰り返すことによりｚ点に至る。移動の速度やピッチ幅等の変更は、プログラムの変更により行う。
【００２２】
図５は、直線移動式の集砂装置５を複数個の沈砂池に配置した平面図である。ガイド１４を延長することにより、１台の集砂装置５が複数個の沈砂池をカバーすることが可能となり、集砂装置５の稼動率の向上、コストの低減が図られる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、ムラなく効率的な集砂が可能である。また、外部に設置したことにより点検作業が簡単にでき、修理やメンテナンスが容易であり、管理コストを低減する。
【００２４】
また、多関節式アームの屈伸動作と旋回動作又は直線移動により広い範囲の集砂が可能となり、沈砂池内には一切の集砂装置が不要となる。また、簡易な構成の集砂装置となる。
【００２６】
請求項３に記載された発明によれば、ムラなく効率的な集砂が可能となり、１台の集砂装置で複数個の沈砂池をカバーすることが可能であることから、稼動率を向上させ、コスト低減が可能である。また、砂だめの溝や集砂した砂の吸上ポンプが不要となるため、沈砂池はより簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１、２実施形態である集砂装置の側面図であり、沈砂池を断面して図示したものある。
【図２】本発明の第１、２実施形態である集砂装置の平面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である集砂装置の側面図であり、沈砂池を断面して図示したものある。
【図４】本発明の第３実施形態である集砂装置の平面図である
【図５】本発明の第３実施形態である集砂装置の平面図で、複数個の沈砂池を１台の集砂装置が稼動するケースを図示したものである。
【符号の説明】
１      沈砂池
２      入水口
３      ポンプ
４      噴射ノズル
５      集砂装置
６      本体旋回部
７（７ａ〜７ｄ）  多関節式アーム
８（８ａ〜８ｃ）  シリンダ
１０    ホース
１３    移動本体部
１４    ガイド
１９    カメラ
２０    センサ
２５    油圧装置
２６    真空ポンプ
２８    制御盤
【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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