(57)【要約】【課題】電力消費を少なくしながら、攪拌槽全体の液体を極めて効率よく攪拌する。【解決手段】攪拌装置は、攪拌槽１の液体を攪拌ポンプ２で上下に移動させて攪拌する。攪拌ポンプ２は、底部から吸入して上部に排出し、あるいは上部から吸入して底部に排出して攪拌槽１の液体を攪拌する。攪拌ポンプ２は、攪拌槽１の底部から液面に伸びるように配設されて、底部に底部開口部７を、底部開口部７よりも上方に複数の上方開口部６を開口してなる上下管３と、上下管３内で回転して液体を上下方向に移送するフィン４を有する回転軸５と、回転軸５を回転させる動力源９とを備える。攪拌装置は、回転するフィン４で底部開口部７から吸入する液体を上昇させて上方開口部６から排出し、あるいは液面レベルないし液面レベル以下の上方開口部６から吸入する液体を降下させて底部開口部７から排出して攪拌槽１内の液体を攪拌する。【選択図】図５
2013139008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の液体を蓄える攪拌槽(1)と、この攪拌槽(1)の液体を上下に移動させて攪拌する攪拌ポンプ(2)とを備え、攪拌ポンプ(2)が底部から吸入して上部に排出し、あるいは上部から吸入して底部に排出して攪拌槽(1)の液体を攪拌するようにしてなる攪拌装置であって、
前記攪拌ポンプ(2)が、攪拌槽(1)の底部から液面に伸びるように配設されて、底部に開口部してなる底部開口部(7)と、底部開口部(7)よりも上方に開口してなる複数の上方開口部(6)とを有する上下管(3)と、この上下管(3)内に回転できるように配設されて、回転して液体を上下方向に移送するフィン(4)を有する回転軸(5)と、この回転軸(5)を回転させる動力源(9)とを備えており、
前記回転軸(5)が回転されて、前記フィン(4)が底部開口部(7)から吸入する液体を上昇させて上方開口部(6)から排出し、あるいは液面レベルないし液面レベル以下であって液面レベルに最も近い位置に開口する上方開口部(6)から液体を吸入し、吸入する液体を降下させて底部開口部(7)から排出して攪拌槽(1)内の液体を攪拌するようにしてなる攪拌装置。
【請求項２】
前記フィン(4)が螺旋状フィン(4A)で、この螺旋状フィン(4A)が複数の上方開口部(6)と対向する位置に跨って設けられており、前記回転軸(5)が回転されて、前記螺旋状フィン(4A)が底部開口部(7)から吸入する液体を上昇させて複数の上方開口部(6)から排出し、あるいは液面レベルないし液面レベル以下であって液面レベルに最も近い位置に開口する上方開口部(6)から吸入する液体を降下させて、液体を吸入する上方開口部(6)よりも下方に位置する上方開口部(6)と底部開口部(7)から排出して攪拌槽(1)内の液体を攪拌する請求項１に記載される攪拌装置。
【請求項３】
前記フィン(4)が螺旋状フィン(4A)又はスクリュウ(4B)で、この螺旋状フィン(4A)又はスクリュウ(4B)からなるフィン(4)が、前記上下管(3)の下端部であって、前記底部開口部(7)と前記上方開口部(6)との間に設けられており、
前記回転軸(5)が回転されて、前記螺旋状フィン(4A)又はスクリュウ(4B)からなるフィン(4)が底部開口部(7)から吸入する液体を上昇させて複数の上方開口部(6)から排出し、あるいは複数の上方開口部(6)から液体を吸入して、吸入する液体を降下させて底部開口部(7)から排出して攪拌槽(1)内の液体を攪拌する請求項１に記載される攪拌装置。
【請求項４】
前記フィン(4)が螺旋状フィン(4A)又はスクリュウ(4B)で、この螺旋状フィン(4A)又はスクリュウ(4B)からなるフィン(4)が、前記上下管(3)の内部であって、前記複数の上方開口部(6)の間に位置して設けられており、
前記回転軸(5)が回転されて、前記螺旋状フィン(4A)又はスクリュウ(4B)からなるフィン(4)が、このフィン(4)よりも下方に位置する上方開口部(6)及び底部開口部(7)から吸入する液体を上昇させて、このフィン(4)よりも上方に位置する上方開口部(6)から排出し、あるいは、このフィン(4)よりも上方に位置する上方開口部(6)から吸入する液体を降下させて、このフィン(4)よりも下方に位置する上方開口部(6)及び底部開口部(7)から排出して攪拌槽(1)内の液体を攪拌する請求項１に記載される攪拌装置。
【請求項５】
前記動力源(9)が、前記回転軸(5)を正逆に回転させる回転方向の切り換え機構を有し、この切り換え機構が回転軸(5)を正転させて液体を上下管(3)で上昇して移送し、前記切り換え機構が前記回転軸(5)を逆転させて、液体を上下管(3)で降下させるようにしてなる請求項１ないし４のいずれかに記載される攪拌装置。
【請求項６】
前記上方開口部(6)に、上下方向から水平方向に湾曲する水平ダクト(8)を設けている請求項１ないし５のいずれかに記載される攪拌装置。
【請求項７】
前記攪拌槽(1)に複数の攪拌ポンプ(2)を配置しており、各々の上下管(3)が、水平ダクト(8)でもって、攪拌槽(1)内の液体を水平面内において一定の方向に回転させるように配置してなる請求項６に記載される攪拌装置。
【請求項８】
前記攪拌槽(1)の水平断面形状が円形で、複数の上下管(3)の水平ダクト(8)が、液体を円形攪拌槽(1A)の接線方向に液体を排出して水平面内で回転させる請求項７に記載される攪拌装置。
【請求項９】
前記上下管(3)が、両側に開口する上方開口部(6)を有する請求項１ないし８のいずれかに記載される攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下方向に延びる移送管を攪拌槽に設けて、上下管でもって攪拌槽の液体を垂直方向に移送して攪拌する攪拌装置に関し、とくに、ビル排水槽や化学薬品などの液体を攪拌するのに最適な攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、ビル排水槽の排水を攪拌する装置を開発した。（特許文献１参照）
この攪拌装置は、図１に示すように、攪拌槽９１にエアーリフトポンプ９２を設けている。エアーリフトポンプ９２は、攪拌槽９１の液体を底部から吸入して上部に移送して攪拌する。エアーリフトポンプ９２は、上昇管９３の底部に空気ポンプ９４で空気を供給して、液体を上昇させる。上昇管９３は、底部に吸入口９７を、上部に吐出口９６を開口して、中間には複数の吐出口９６を分岐して設けている。このエアーリフトポンプ９２は、攪拌槽９１の水深によって排出する吐出口９６を変更するので、攪拌槽９１の水深が変化しても排水を効果的に攪拌できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７２８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１の攪拌装置は、消費電力を小さくしながら、液面レベルが変動する液体を効率よく攪拌できる。しかしながら、この攪拌装置は、深い攪拌槽において液体全体を効率よく攪拌するのが難しい欠点がある。それは、エアーリフトポンプが、攪拌槽の底部から液体を吸入して液面に排出するので、液体は矢印で示すように、底部と液面近傍とを対流するように循環されて、中間部分の液体を効率よく攪拌できないからである。とくに、エアーリフトポンプは、上昇管の内部に無数の気泡を上昇させて液体を上方に移送するが、上昇管内の気泡は上端まで勢いよく上昇して、中間の吐出口から排出されることがない。このため、上昇管の中間に吐出口を設けても、ここからはほとんど液体が排出されず、攪拌槽全体の液体を速やかに攪拌できない。
【０００５】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電力消費を少なくしながら、攪拌槽全体の液体を極めて効率よく攪拌できる攪拌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の攪拌装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
攪拌装置は、所定量の液体を蓄える攪拌槽１と、この攪拌槽１の液体を上下に移動させて攪拌する攪拌ポンプ２とを備える。攪拌ポンプ２は、底部から吸入して上部に排出し、あるいは上部から吸入して底部に排出して攪拌槽１の液体を攪拌する。攪拌ポンプ２は、攪拌槽１の底部から液面に伸びるように配設されて、底部に開口してなる底部開口部７と、底部開口部７よりも上方に開口している複数の上方開口部６とを有する上下管３と、この上下管３内に回転できるように配設されて、回転して液体を上下方向に移送するフィン４を有する回転軸５と、この回転軸５を回転させる動力源９とを備えている。以上の攪拌装置は、回転軸５を回転して、フィン４でもって底部開口部７から吸入する液体を上昇させて上方開口部６から排出し、あるいは液面レベルないし液面レベル以下であって液面レベルに最も近い位置に開口する上方開口部６から液体を吸入し、吸入する液体を降下させて底部開口部７から排出して攪拌槽１内の液体を攪拌する。
【０００７】
以上の攪拌装置は、電力消費を少なくしながら、攪拌槽全体の液体を極めて効率よく攪拌できる特徴がある。それは、以上の攪拌装置が、攪拌ポンプの上下管に、底部開口部と複数の上方開口部とを設けて、回転軸のフィンでもって底部開口部から吸入する液体を複数の上方開口部から排出し、あるいは液面レベル以下であって液面レベルに最も近い上方開口部から吸入する液体を底部開口部から排出するからである。この状態で攪拌槽の液体を攪拌する攪拌ポンプは、底部開口部から吸入する液体を上方開口部から排出する状態、あるいは液面レベル以下で液面レベルに最も近い上方開口部から吸入する液体を底部開口部から排出する状態において、中間に開口された複数の上方開口部からも液体を排出し、あるいは吸入する。このため、この攪拌装置は、上下部分のみでなく中間部分からも液体を排出または吸入して攪拌槽全体の液体を均一に斑なく速やかに攪拌できる。
【０００８】
さらに、攪拌ポンプは、回転するフィンで、吸入した液体を上下管の内部で垂直方向に移送する。この攪拌ポンプは、フィンを固定している回転軸を正逆に回転することで、上下管の内部で液体を上昇させ、あるいは降下させるように移送できる。この構造は、攪拌する液体の種類に最適な回転方向として、攪拌槽内の液体をより効率よく攪拌できる。たとえば、底部に沈降する混合物を含む液体は、上下管の底部開口部から吸入して、吸入する液体を上方開口部から排出して効果的に攪拌でき、液面に浮上する混合物を含む液体は、液面の上方開口部から吸入して上下管の底部開口部から排出することでより効果的に攪拌できる。
【０００９】
本発明の攪拌装置は、フィン４を螺旋状フィン４Ａとして、この螺旋状フィン４Ａを複数の上方開口部６と対向する位置に跨って設けることができる。この攪拌装置は、回転軸５を回転させる状態で、螺旋状フィン４Ａが底部開口部７から吸入する液体を上昇させて複数の上方開口部６から排出し、あるいは液面レベルないし液面レベル以下であって液面レベルに最も近いに位置に開口する上方開口部６から吸入する液体を降下させて、液体を吸入する上方開口部６よりも下方に位置する上方開口部６と底部開口部７から排出して攪拌槽１内の液体を攪拌することができる。
【００１０】
以上の攪拌装置は、攪拌ポンプが、図５の矢印で示すように、底部から液体を吸入する状態にあっては、攪拌槽１の中間と上部とに液体を排出し、図６の矢印で示すように、液面から液体を吸入する状態にあっては、攪拌槽１の中間と底部に液体を排出する。このため、この攪拌装置は、上下部分のみでなく中間部分にも液体を排出して、攪拌槽全体の液体を均一に斑なく速やかに攪拌できる。
【００１１】
さらに、以上の攪拌装置は、フィンを螺旋状フィンとするので、攪拌ポンプがほとんど０楊程の状態で液体を垂直方向に移送し、さらに液面下にも吸入した液面を排出して攪拌するので、回転軸を回転する動力源の消費電力を少なくしながら、多量の液体を上下に、さらに中間にも排出して、液体全体を極めて効率よく攪拌できる。
【００１２】
本発明の攪拌装置は、フィン４を螺旋状フィン４Ａ又はスクリュウ４Ｂとして、この螺旋状フィン４Ａ又はスクリュウ４Ｂからなるフィン４を、上下管３の下端部であって、底部開口部７と上方開口部６との間に設けることができる。この攪拌装置は、回転軸５を回転させる状態で、螺旋状フィン４Ａ又はスクリュウ４Ｂからなるフィン４が底部開口部７から吸入する液体を上昇させて複数の上方開口部６から排出し、あるいは複数の上方開口部６から液体を吸入して、吸入する液体を降下させて底部開口部７から排出して攪拌槽１内の液体を攪拌することができる。
【００１３】
以上の攪拌装置は、攪拌ポンプが、図１０と図１２の矢印で示すように、底部から液体を吸入する状態にあっては、攪拌槽１の中間と上部とに液体を排出し、図１１と図１３の矢印で示すように、底部から液体を排出する状態にあっては、複数の上方開口部６から液体を吸入する。このため、この攪拌装置は、底部から液体を吸入する状態にあっては、液面付近のみでなく中間部分にも液体を排出し、また、底部から液体を排出する状態にあっては、液面付近のみでなく中間部分からも液体を吸入して、攪拌槽全体の液体を均一に斑なく速やかに攪拌できる。とくに、フィンを螺旋状フィンとする攪拌装置は、攪拌ポンプがほとんど０楊程の状態で液体を垂直方向に移送するので、回転軸を回転する動力源の消費電力を少なくしながら、多量の液体を上下に移動させて液体全体を極めて効率よく攪拌できる。
【００１４】
本発明の攪拌装置は、フィン４を螺旋状フィン４Ａ又はスクリュウ４Ｂとして、この螺旋状フィン４Ａ又はスクリュウ４Ｂからなるフィン４を、上下管３の内部であって、複数の上方開口部６の間に位置して設けることができる。この攪拌装置は、回転軸５を回転させる状態で、螺旋状フィン４Ａ又はスクリュウ４Ｂからなるフィン４が、このフィン４よりも下方に位置する上方開口部６及び底部開口部７から吸入する液体を上昇させて、このフィン４よりも上方に位置する上方開口部６から排出し、あるいは、このフィン４よりも上方に位置する上方開口部６から吸入する液体を降下させて、このフィン４よりも下方に位置する上方開口部６及び底部開口部７から排出して攪拌槽１内の液体を攪拌することができる。
【００１５】
以上の攪拌装置は、攪拌ポンプが、図１４の矢印で示すように、フィン４よりも下方に位置する上方開口部６及び底部開口部７から液体を吸入する状態にあっては、フィン４よりも上方に位置する上方開口部６から液体を排出し、図１５の矢印で示すように、フィン４よりも上方に位置する上方開口部６から液体を吸入する状態にあっては、フィン４よりも下方に位置する上方開口部６と底部開口部７から液体を排出する。このため、この攪拌装置は、上下部分のみでなく中間部分からも液体を排出または吸入して攪拌槽全体の液体を均一に斑なく速やかに攪拌できる。とくに、フィンを螺旋状フィンとする攪拌装置は、攪拌ポンプがほとんど０楊程の状態で液体を垂直方向に移送するので、回転軸を回転する動力源の消費電力を少なくしながら、多量の液体を上下に移動させて液体全体を極めて効率よく攪拌できる。
【００１６】
本発明の攪拌装置は、動力源９に、回転軸５を正逆に回転させる回転方向の切り換え機構を設け、この切り換え機構で回転軸５を正転させて液体を上下管３で上昇し、また切り換え機構で回転軸５を逆転させて、液体を上下管３で降下させて攪拌できる。
以上の攪拌装置は、攪拌槽内の液体を上方と下方とに移送して攪拌するので、内部の液体をより効率よく攪拌できる。
【００１７】
本発明の攪拌装置は、上下管３の上方開口部６に、上下方向から水平方向に湾曲する水平ダクト８を設けることができる。
この攪拌装置は、上方開口部の水平ダクトでもって、液体を水平方向に排出し、あるいは水平方向に吸入して、攪拌槽内の液体全体を対流させるように流して効果的に攪拌できる。
【００１８】
さらに、以上の攪拌装置は、攪拌槽１に複数の攪拌ポンプ２を配置して、各々の攪拌ポンプ２の上下管３に設けた水平ダクト８でもって、攪拌槽１内の液体を水平面内において一定の方向に回転させるように配置することができる。
以上の攪拌装置は、複数の攪拌ポンプでもって、攪拌槽全体の液体を効果的に攪拌できる。それは、各々の攪拌ポンプが攪拌槽内の液体を水平面内において回転させながら、上下に対流して攪拌するからである。とくに、この攪拌装置は、各々の攪拌ポンプの水平ダクトから排出させる液体を各々の水平ダクトで加速して攪拌するので、攪拌槽内において、液体を効果的に水平面内で回転させながら全体を効率よく攪拌することができる。
【００１９】
本発明の攪拌装置は、攪拌槽１の水平断面形状を円形として、複数の上下管３の水平ダクト８でもって、液体を円形攪拌槽１Ａの接線方向に液体を排出することができる。
この攪拌装置は、円形攪拌槽の内部で液体を効果的に水平面内に回転させることで、より効果的に液体を攪拌できる。
【００２０】
本発明の攪拌装置は、上下管３の両側に上方開口部６を設けることができる。
この攪拌装置は、上下管の両側に設けた複数の上方開口部から液体を排出し、あるいは吸入するので、攪拌槽全体の液面を効果的に攪拌できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の攪拌装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例１にかかる撹拌装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施例２にかかる撹拌装置の概略平面図である。
【図４】図２に示す攪拌装置の使用例を示す概略図である。
【図５】図２に示す攪拌ポンプの拡大断面図である。
【図６】図５に示す攪拌ポンプを逆転して使用する状態を示す拡大断面図である。
【図７】攪拌ポンプの他の一例を示す拡大断面図である。
【図８】図５に示す攪拌ポンプの使用状態から液面が低下した状態を示す拡大断面図である。
【図９】図６に示す攪拌ポンプの使用状態から液面が低下した状態を示す拡大断面図である。
【図１０】攪拌ポンプの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１１】図１０に示す攪拌ポンプを逆転して使用する状態を示す拡大断面図である。
【図１２】攪拌ポンプの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１３】図１２に示す攪拌ポンプを逆転して使用する状態を示す拡大断面図である。
【図１４】攪拌ポンプの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１５】図１４に示す攪拌ポンプを逆転して使用する状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための攪拌装置を例示するものであって、本発明は攪拌装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
本発明の攪拌装置は、凝集剤を添加している濁水を攪拌して凝固・沈殿させ、化学薬品を攪拌して化学反応させ、あるいはビル排水槽の汚水を攪拌する等の種々の用途に使用される。図２は実施例１の攪拌装置の概略断面図を、図３は実施例２の攪拌装置の概略平面図をそれぞれ示している。図２の攪拌装置は、攪拌槽１に１つの攪拌ポンプ２を、図３の攪拌装置は、攪拌槽１に複数の攪拌ポンプ２を設けている。以下、攪拌槽１をビル排水槽２１として、ビルピットの汚水である液体を攪拌する攪拌装置を詳述する。ただし、本発明は攪拌装置をこの用途に特定するものではなく、種々の用途の攪拌装置として使用できる。
【００２４】
ビル排水槽２１の液体を攪拌する攪拌装置は、図４に示すように、ビルピット２０であるビル排水槽２１を攪拌槽１として、ビルピット２０の汚水である液体を攪拌して汚泥の堆積を防止する。ビルピット２０で発生する硫化水素などの悪臭成分は、マンホール２２から漏れて悪臭の原因となり、さらに、これが下水道３０に排水されると下水道３０を腐食する原因となる。下水道３０が腐食して穴があくと、道路が陥没する等の大きな弊害が発生する。このことから、ビルピット２０の汚水は、硫化水素などの悪臭成分の発生を防止することが大切である。
【００２５】
ビル排水槽２１は、図４に示すように、ここに蓄える汚水である液体を排水ポンプ２３でもって公共ます２４から下水道３０に排水する。図２の攪拌槽１は、ビル排水槽２１である攪拌槽１に攪拌ポンプ２を設けている。攪拌ポンプ２は、上下管３内に、フィン４を固定する回転軸５を回転できるように設けている。
【００２６】
攪拌ポンプ２は、図５と図６に示すように、攪拌槽１の底部から液面に伸びるように上下管３を配設している。攪拌ポンプ２は、上下管３の内部に設けている回転軸５を回転し、回転軸５に固定しているフィン４でもって、上下管３内の液体を上昇させて、攪拌槽１であるビル排水槽２１の液体を攪拌する。ビル排水槽２１の攪拌ポンプ２は、上下管３の内部で液体を上昇させて攪拌槽１内の液体を攪拌するが、上下管３の内部で液体を降下させて攪拌槽１の液体を攪拌することもでき、また、上下管３の内部で、液体を上昇させる状態と、降下させる状態とを繰り返して攪拌槽１の液体を攪拌することもできる。
【００２７】
上下管３は、上下の両端部を開口している円筒状のパイプで、攪拌槽１に垂直に配置される。上下管３は、垂直姿勢として最も効率よく汚水を上昇して攪拌できる。ただ、上下管は、傾斜して配置して汚水を上昇することもできるので、必ずしも垂直姿勢に配置する必要はない。上下管３は、下端に底部開口部７を設けて、ここから攪拌槽１底部の液体を吸入し、また、ここから液体を排出する。図５と図６の上下管３は、下端を攪拌槽１の底面から離すように配置して、下端に底部開口部７を設けている。ただし、上下管は、図示しないが、下端にＬ字状に湾曲するエルボを連結して、底部開口部を水平方向に開口することもできる。
【００２８】
図５と図６の上下管３は、連結アーム１１を介して底プレート１０に下部を連結して、底プレート１０で垂直姿勢に自立できる構造としている。底プレート１０は金属板で、上下管３を攪拌槽１の内部で自立できる大きさと重さとしている。底プレート１０は、ビル排水槽２１のマンホール２２を通過できる大きさとしている。この攪拌ポンプ２は、マンホール２２からビル排水槽２１に挿入して簡単に設置できる特徴がある。ただ、本発明の攪拌装置は、用途をビル排水槽の汚水攪拌と曝気には特定しないので、底プレートの大きさは、各々の用途に最適な大きさとすることができる。上下管３は、連結アーム１１を介して底プレート１０の上面から離して配置して、下端を開口して底部開口部７としている。
【００２９】
上下管３は、底部開口部７よりも上方に複数の上方開口部６を設けている。図５と図６上下管３は、上端と中間に全体で３つの上方開口部６を設けている。ただ、上下管は、２つの上方開口部を設け、あるいは４つ以上の上方開口部を設けることができる。とくに、深い攪拌槽の液体を効率よく攪拌する上下管は、上方開口部を多くして、液体全体をより効率よく攪拌する。
【００３０】
上方開口部６は、上下方向から水平方向に湾曲する水平ダクト８を設けている。この上方開口部６は、水平ダクト８でもって液体を水平方向に排出して、攪拌槽１全体の液体を効率よく攪拌する。この構造の上方開口部６は、排水管の継ぎ手に使用される「９０°大曲りＹ」を使用して水平ダクト８を設けることができる。排水管用の継ぎ手は、排出する液体をスムーズに流すように、所定の曲率半径で湾曲するように水平ダクト８を連結している。図５と図６の上下管３は、全ての上方開口部６に、開口部が同じ方向を向くように水平ダクト８を設けて、上下管３の片方に向けて開口している。この上下管３は、吸入する液体を上下管３の片側に排出し、また片方から吸入する。この上下管３は、図２に示すように、攪拌槽１であるビル排水槽２１の片側に設置されて、吸入する液体を中央に向けて噴射して、全体を均一に攪拌する。
【００３１】
さらに、図３の攪拌装置は、攪拌槽１に複数の攪拌ポンプ２を配置している。図に示す攪拌装置は、攪拌槽１を、水平断面形状を円形とする円形攪拌槽１Ａとしており、この円形攪拌槽１Ａの内周面に沿って、複数の攪拌ポンプ２を等間隔で配置している。図に示す攪拌装置は、円形攪拌槽１Ａの内周面に沿って、４台の攪拌ポンプ２を等間隔で配置している。ただ、攪拌装置は、２台ないし３台の攪拌ポンプを配置することも、５台以上の攪拌ポンプを配置することもできる。各々の攪拌ポンプ２は、上下管３に設けた水平ダクト８でもって、攪拌槽１内の液体を水平面内において一定の方向に回転させるように配置している。図に示す攪拌装置は、各々の攪拌ポンプ２が上下管３の水平ダクト８で円形攪拌槽１Ａの接線方向に液体を排出するように各々の攪拌ポンプ２を配置している。この攪拌装置は、複数の攪拌ポンプ２でもって、円形攪拌槽１Ａの内部で液体を効果的に水平面内に回転させることで、より効果的に液体を攪拌できる。とくに、各々の攪拌ポンプ２が攪拌槽１内の液体を水平面内において回転させながら上下に対流して攪拌するので、攪拌槽内において、液体を効果的に水平面内で回転させながら全体を効率よく攪拌することができる。
【００３２】
また、図７に示す上下管３は、互いに異なる方向、図にあっては、互いに反対方向に向かって液体を排出する水平ダクト８を上下管３の両側に設けた上方開口部６に設けている。この上下管３は、上方開口部６の水平ダクト８を、対向する両側に向かって突出するように設けている。この上下管３は、液体を互いに反対方向に向けて水平方向に排出して全体を効率よく攪拌する。とくに、この上下管３は、攪拌槽１の中央部に設置されて、全体の液体を効率よく攪拌する。
【００３３】
以上の上下管３は、上方開口部６を、水平ダクト８でもって、上下方向から水平方向にほぼ９０度に湾曲または折曲する形状としているが、上下管の水平ダクトは、必ずしも９０度に湾曲または折曲する必要はなく、９０度よりも小さい角度に湾曲または折曲し、あるいは９０度よりも大きな角度に湾曲または折曲することができる。水平ダクトでもって、上方開口部を湾曲または折曲する上下管は、たとえば３０度よりも大きく９０度よりも小さい角度に湾曲または折曲して、液体を水平方向に排出し、また吸入して攪拌する。
【００３４】
回転軸５は、図５ないし図７に示すように、円筒状の上下管３の中心に同軸に配設されて、両端部を軸受１２で上下管３に回転できるように連結している。上端の軸受１２は、上下管３の上端に固定している閉塞プレート１３の中心に固定されて、回転軸５を回転できるが軸方向に移動しないように上下管３に連結している。下端の軸受１２は、底プレート１０に回転軸５を回転できるように連結している。
【００３５】
動力源９は、回転軸５を正逆に回転する回転方向の切り換え機構を有する減速モータ１４である。減速モータ１４は、カップリング１５を介して出力軸１４Ａを回転軸５の上端に連結している。切り換え機構を有する動力源９は、回転軸５を正逆に回転して、液体を下から上に、また上から下に移送してより効率よく攪拌できる。ただし、動力源は、必ずしも正逆に回転できる減速モータとする必要はなく、たとえば、ベルトやプーリを介してモータに連結して、モータの回転をプーリとベルトで減速する構造、あるいはエンジンなどの、回転軸を回転できる全ての動力源が使用できる。
【００３６】
図２ないし図７の撹拌ポンプ２は、回転軸５に固定するフィン４を螺旋状フィン４Ａとしている。螺旋状フィン４Ａからなるフィン４は金属板などの板材を螺旋状に成形して、回転軸５の周囲に固定している。螺旋状フィン４Ａからなるフィン４は、外径を上下管３の内径よりもわずかに小さくして、上下管３の内面に接触しないが接近する形状としている。図５ないし図７に示す撹拌ポンプ２は、上下に配設された回転軸５のほぼ全体にわたって、正確には、回転軸５の上端部と下端部とを除く中間部分のほぼ全体にわたって螺旋状フィン４Ａを設けている。このように、回転軸５の上端部や下端部に螺旋状フィン４Ａを設けない構造は、螺旋状フィン４Ａの長さを短くして低コストに製造できる。また、図に示すように、上下管３の内部のほぼ全体にわたって螺旋状フィン４Ａを配置する構造は、効率よく多量の液体を上下に移動できる。
【００３７】
螺旋状フィン４Ａであるフィン４は、たとえば、図５ないし図７に示すように、複数の上方開口部６と対向する位置に跨って設けることで、多量の液体を複数の上方開口部６に跨って上昇させ、あるいは降下できる。これらの図に示す撹拌ポンプ２は、底部開口部７から吸入する液体を上昇させて複数の上方開口部６から排出し、あるいは液面レベルないし液面レベル以下であって液面レベルに最も近いに位置に開口する上方開口部６から吸入する液体を降下させて、液体を吸入する上方開口部６よりも下方に位置する上方開口部６と底部開口部７から排出できる。ただ、攪拌ポンプは、必ずしも回転軸に設ける螺旋状フィンを、複数の上方開口部と対向する位置に跨って設ける必要はない。螺旋状フィンは、上下に配設される回転軸に対して部分的に設けることも、複数箇所に分割して設けることもできる。
【００３８】
螺旋状フィン４Ａは、ピッチと回転軸５の回転数とで、上下管３に移送する液体の流量を特定する。螺旋状フィン４Ａのピッチを大きくして、回転軸５の回転数を多くすると移送される液体の流量は増加する。この状態で、回転軸５を回転させる動力源９の回転トルクは大きくなる。反対に螺旋状フィン４Ａのピッチを小さくして回転軸５の回転数を低くすると流量は少なくなり、動力源９の回転トルクも小さくなる。したがって、螺旋状フィン４Ａのピッチは、要求される流量や動力源９の回転トルクを考慮して最適値に設定される。たとえば、螺旋状フィン４Ａのピッチは、上下管３の内径の２５％〜１００％に設定される。
【００３９】
上端と中間とに複数の上方開口部６を有する上下管３が、液体を底部開口部７から吸入して複数の上方開口部６から排出する状態を、図２、図５、及び図７に示す。これ等の図は、液面レベルが最上の上方開口部６の近傍にある状態を示している。この状態で、上下管３は、底部開口部７から吸入する液体を、複数の上方開口部６から排出する。回転する螺旋状フィン４Ａは、液体を上下管３の内面で回転させながら移送する。回転しながら移送される液体は、遠心力で半径方向に加速されて、各々の上方開口部６から排出される。液面レベルよりも下方に位置する上方開口部６は、移送される液体の一部を排水し、液面まで移送される液体は、液面に開口する上方開口部６から排出される。
【００４０】
以上の上下管３は、液体を上方に移動するが、回転軸５を反対方向に回転して、液体を下方に移送することができる。この状態を図６に示している。この図は、液面レベルが最上の上方開口部６の近傍にある状態を示している。この状態で、上下管３は、最も上部の上方開口部６から吸入する液体を、この上方開口部６よりも下方の上方開口部６と底部開口部７から排出する。回転する螺旋状フィン４Ａは、液体を上下管３の内面で回転させながら下方に移送する。回転する螺旋状フィン４Ａで移送される液体は、回転する螺旋状フィン４Ａの遠心力で半径方向に加速されて、液面の中間に開口している上方開口部６と底部開口部７から排出される。液面レベルよりも下方に位置する上方開口部６は、移送される液体の一部を排出し、底部まで移送される液体は底部開口部７から排出されて、攪拌槽１の液体は全体が効率よく攪拌される。
【００４１】
図５に示すように、正転する螺旋状フィン４Ａが、上下管３内の液体を上昇させるように移送する状態において、液面レベルが低くなる状態を図８に示している。この図に示すように、底部開口部７から上下管３に吸入された液体は、液面レベルに開口する上方開口部６と、液面下にある上方開口部６から排出される。螺旋状フィン４Ａが、上下管３の内部で液面を回転させながら上昇させるので、上下管３内の液体は、遠心力で半径方向に加速されて、液面下に開口する上方開口部６から排出され、さらに、上昇されて液面レベルに開口する上方開口部６からも排出されるからである。
【００４２】
図６に示す状態から液面レベルが低くなって、螺旋状フィン４Ａを逆転させて液体を下方に移送する状態を図９に示している。この図に示すように、液体は、液面レベルに開口する上方開口部６から上下管３に吸入される。吸入された液体は、上下管３の内部で回転されなが下方に移送される。回転しながら移送される液体は、遠心力で半径方向に加速されて、液面下に開口する上方開口部６から排出され、さらに降下されて底部開口部７も排出される。すなわち、この状態においても、液面レベルに開口する上方開口部６から吸入された液体は、液面下の上方開口部６と底部開口部７の両方から排出される。攪拌ポンプ２がこの状態で移送することで、攪拌槽１内全体の液体が効率よく速やかに拡散される。
【００４３】
さらに、図１０と図１１に示す撹拌ポンプ２は、上下管３の下端部であって、底部開口部７と上方開口部６との間の領域に螺旋状フィン４Ａを設けている。この構造は、螺旋状フィン４Ａの長さを短くして、さらに低コストに製造できる。この構造の攪拌ポンプ２は、回転軸５を回転させる状態では、図１０の矢印で示すように、底部開口部７から吸入する液体を上昇させて複数の上方開口部６から排出する。さらに、この攪拌ポンプ２は、回転軸５を反対方向に回転させる状態では、図１１の矢印で示すように、複数の上方開口部６から液体を吸入し、吸入する液体を降下させて底部開口部７から排出する。したがって、底部から液体を吸入する状態にあっては、液面付近のみでなく中間部分にも液体を排出し、また、底部から液体を排出する状態にあっては、液面付近のみでなく中間部分からも液体を吸入して、攪拌槽全体の液体を均一に斑なく速やかに攪拌できる。
【００４４】
さらに、攪拌ポンプは、図示しないが、上下管の下端部に配設される螺旋状フィンを、図１０と図１１に示す位置からさらに上段の上方開口部まで延長して設けることもできる。さらにまた、撹拌ポンプは、図示しないが、上下管の内部であって、上下に隣接する上方開口部の間に位置して螺旋状フィン設けることもできる。この攪拌ポンプは、螺旋状フィンの下方に位置する上方開口部から吸入する液体を上昇させて上方に位置する上方開口部から排出し、あるいは上方の上方開口部から吸入する液体を降下させて下方の上方開口部から排出する。
【００４５】
さらに、図１２ないし図１５の撹拌ポンプ２は、フィン４をスクリュウ４Ｂとしている。スクリュウ４Ｂであるフィン４は、複数枚の金属板１６を回転軸５に放射状に固定している。このスクリュウ４Ｂも、外径を上下管３の内径よりもわずかに小さくして、上下管３の内面に接触しないが接近する形状としている。スクリュウ４Ｂは、複数の金属板１６が、回転軸５と直交する面内に対して傾斜するように固定されて、回転軸５の回転で液体を上下管３の内部で移送する。この構造のスクリュウ４Ｂは、回転軸５に固定する金属板１６の枚数と傾斜角と回転軸５の回転数とで、上下管３に移送する液体の流量を特定する。スクリュウ４Ｂは、金属板１６の枚数を多くして傾斜角を大きくし、また回転軸５の回転数を多くすると移送される液体の流量が増加する。ただ、この状態で、回転軸５を回転させる動力源９の回転トルクは大きくなる。反対に、金属板１６の枚数を少なくして傾斜角を小さくし、また回転軸５の回転数を少なくすると移送される液体の流量が少なくなり、動力源９の回転トルクも小さくなる。したがって、スクリュウ４Ｂを構成する金属板１６の枚数及び傾斜角は、要求される流量や動力源９の回転トルクを考慮して最適値に設定される。
【００４６】
図１２と図１３に示す撹拌ポンプ２は、上下管３の下端部であって、底部開口部７と上方開口部６との間に位置してスクリュウ４Ｂを設けている。図に示す攪拌ポンプ２は、上下管３の内部に配置する回転軸５を上下管３の底部開口部７から突出させることなく、回転軸５の下端を上下管３の下端部の内部に配置して、この回転軸５の下端にスクリュウ４Ｂからなるフィン４を設けている。図に示す回転軸５は、その上端を、軸受１２と閉塞プレート１３とを介して、上下管３の上端に連結すると共に、下端部を軸受１２と連結アームとを介して、上下管３の下端部の中心に配設している。この構造の攪拌ポンプ２は、回転軸５を回転させる状態では、図１２の矢印で示すように、底部開口部７から吸入する液体を上昇させて複数の上方開口部６から排出する。さらに、この攪拌ポンプ２は、回転軸５を反対方向に回転させる状態では、図１３の矢印で示すように、複数の上方開口部６から液体を吸入し、吸入する液体を降下させて底部開口部７から排出する。したがって、底部から液体を吸入する状態にあっては、液面付近のみでなく中間部分にも液体を排出し、また、底部から液体を排出する状態にあっては、液面付近のみでなく中間部分からも液体を吸入して、攪拌槽全体の液体を均一に斑なく速やかに攪拌できる。
【００４７】
さらに、図１４と図１５に示す撹拌ポンプ２は、上下管３の内部であって、上下に隣接する上方開口部６の間に位置してスクリュウ４Ｂを設けている。この構造の攪拌ポンプ２は、回転軸５を回転させる状態では、図１４の矢印で示すように、スクリュウ４Ｂの下方に位置する上方開口部６及び底部開口部７から吸入する液体を上昇させて、スクリュウ４Ｂよりも上方に位置する上方開口部６から排出する。さらに、この攪拌ポンプ２は、回転軸５を反対方向に回転させる状態では、図１５の矢印で示すように、スクリュウ４Ｂよりも上方に位置する上方開口部６から吸入する液体を降下させて、スクリュウ４Ｂよりも下方に位置する上方開口部６及び底部開口部７からから排出する。したがって、上下部分のみでなく中間部分からも液体を排出または吸入して攪拌槽全体の液体を均一に斑なく速やかに攪拌できる。
【００４８】
以上の攪拌装置は、攪拌ポンプ２の動力源９で回転軸５を正転させて攪拌槽１の液体を攪拌し、また、逆転して攪拌槽１の液体を攪拌する。切り換え機構を有する動力源９の攪拌ポンプ２は、動力源９でもって、一定の時間毎に、回転軸５の正転と逆転とを繰り返すことで、上下管３で液体を上昇し、また降下させることで攪拌槽１内全体の液体を極めて効果的に攪拌できる。
【符号の説明】
【００４９】
１…攪拌槽                      １Ａ…円形攪拌槽
２…攪拌ポンプ
３…上昇管
４…フィン                      ４Ａ…螺旋状フィン
４Ｂ…スクリュウ
５…回転軸
６…上方開口部
７…底部開口部
８…水平ダクト
９…動力源
１０…底プレート
１１…連結アーム
１２…軸受
１３…閉塞プレート
１４…減速モータ                １４Ａ…出力軸
１５…カップリング
１６…金属板
１７…連結アーム
２０…ビルピット
２１…ビル排水槽
２２…マンホール
２３…排水ポンプ
２４…公共ます
３０…下水道
９１…攪拌槽
９２…エアーリフトポンプ
９３…上昇管
９４…空気ポンプ
９６…吐出口
９７…吸入口
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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