(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトがモータケーシングから下方に突出するように該モータケーシングに収納されたモータと、該モータケーシングの下側に設けられて該モータケーシングを固定支持するとともに該モータのシャフトを回転自在に支持する支持部材と、該支持部材の下方において該シャフトに固定され、被処理液を上方から吸引する駆動力を発生させる羽根車とを備える本体部と、
所定の気体を供給する給気管と、
該羽根車を収納するとともに、吸引した被処理液を該給気管からの該気体と撹拌混合させて吐出する流路を区画形成するケーシング部とを備えた曝気装置において、
上記本体部と上記ケーシング部とは、上記支持部材の一部が該ケーシング部の外周囲に至るまで外方に延びて構成された取付用アーム部によって取付固定されている
ことを特徴とする曝気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の曝気装置において、
本体部の支持部材は、モータのシャフトの軸封部に潤滑剤を供給する潤滑室を区画形成する潤滑ケーシングを備え、
取付用アーム部は、該潤滑ケーシングの一部によって構成されている
ことを特徴とする曝気装置。
【請求項３】
請求項１に記載の曝気装置において、
本体部の支持部材は、モータのシャフトを軸支する軸受けを保持する軸受ケーシングを備え、
取付用アーム部は、該軸受ケーシングの一部によって構成されている
ことを特徴とする曝気装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の曝気装置において、
取付用アーム部の上面における羽根車の回転方向側が、反回転方向側よりも羽根車の回転方向に向かって下方に急傾斜に形成されている
ことを特徴とする曝気装置。
【請求項５】
請求項４に記載の曝気装置において、
取付用アーム部は、本体部の中心部から水平方向外向きに放射状に延びるとともに、断面形状が下向きに凹状に形成され、
取付用アーム部の上面における羽根車の反回転方向側は、水平面に形成される一方、
該取付用アーム部の上面における羽根車の回転方向側は、該水平面に対して所定角度をもって回転方向下向きに傾斜した傾斜面に形成されている
ことを特徴とする曝気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水の浄化等に用いられる曝気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水中モータと当該水中モータの出力軸端に固定された羽根車とを備え、羽根車の回転によって被処理液を吸引し、当該被処理液に空気を供給して曝気を行う曝気装置が知られている。
【０００３】
従来、この種の曝気装置は、以下のようにして製造されていた。すなわち、水中モータをいったん曝気装置ケーシングに取り付けた後、当該ケーシング内において羽根車を水中モータに取り付けていた。あるいは、図４に示すように、モータや羽根車ｆ等を組み立てて本体部ａを製造した後、羽根車ｆが曝気装置ケーシングｂ内に収納されるように当該本体部ａを曝気装置ケーシングｂに挿入し、本体部ａと曝気装置ケーシングｂとを取付金具ｅを介して固定していた。つまり、本体部ａと取付金具ｅ、及び曝気装置ケーシングｂと取付金具ｅをボルトで締結していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の曝気装置では、取付金具が別途必要であった。そのため、部品点数が多く、機械加工部分が多いので、製作に時間がかかり、コストが高いという問題があった。
【０００５】
一方、図５に示すように、特公昭６３−５１７６０号公報に開示された曝気装置では、本体部（ギヤケーシングやメカニカルシールケーシング等のモータ側非回転部分）を固定する取付金具ｈを曝気装置ケーシングｉに直接形成することにより、部品点数の低減を図っている。しかし、この曝気装置では、本体部を曝気装置ケーシングｉに取り付ける際に、隣り合う取付金具ｈ，ｈ間の隙間ｊに上方から羽根車を挿入しなければならず、取り付け作業に慎重を要していた。そのため、部品点数は低減したとしても、取付作業は容易ではなかった。
【０００６】
また、羽根車の形状によっては、上記隙間ｊに挿入することが困難な場合もあり、羽根車の形状が変更されると、それに合わせて取付金具ｈの形状を設計変更する必要があった。つまり、羽根車の形状の自由度が少なかった。その結果、曝気装置ケーシングｉの種類によって使用可能な羽根車の種類が制限され、常に最適な羽根車を選定することができる訳ではなかった。従って、装置全体として考えた場合に、ポンプ効率が十分に高いとは言い難かった。
【０００７】
また、繊維物を含んだ被処理液を曝気する際には、取付金具ｈに繊維物がからまり、取付金具ｈが装置の性能及び信頼性を低下させる原因となっていた。
【０００８】
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、部品点数を少なくしてコストを低減するとともに取付作業を容易化し、加えて、性能及び信頼性を向上することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、取付用部材を別個に設けるのではなく、本体部の支持部材の一部を外方に延長することによって取付用アーム部を構成し、当該取付用アーム部によって本体部とケーシング部とを取り付けることとした。
【００１０】
具体的には、第１の発明が講じた手段は、シャフトがモータケーシングから下方に突出するように該モータケーシングに収納されたモータと、該モータケーシングの下側に設けられて該モータケーシングを固定支持するとともに該モータのシャフトを回転自在に支持する支持部材と、該支持部材の下方において該シャフトに固定され、被処理液を上方から吸引する駆動力を発生させる羽根車とを備える本体部と、所定の気体を供給する給気管と、該羽根車を収納するとともに、吸引した被処理液を該給気管からの該気体と撹拌混合させて吐出する流路を区画形成するケーシング部とを備えた曝気装置において、上記本体部と上記ケーシング部とは、上記支持部材の一部が該ケーシング部の外周囲に至るまで外方に延びて構成された取付用アーム部によって取付固定されていることとしたものである。
【００１１】
第２の発明が講じた手段は、上記第１の発明において、本体部の支持部材は、モータのシャフトの軸封部に潤滑剤を供給する潤滑室を区画形成する潤滑ケーシングを備え、取付用アーム部は、該潤滑ケーシングの一部によって構成されていることとしたものである。
【００１２】
第３の発明が講じた手段は、上記第１の発明において、本体部の支持部材は、モータのシャフトを軸支する軸受けを保持する軸受ケーシングを備え、取付用アーム部は、該軸受ケーシングの一部によって構成されていることとしたものである。
【００１３】
上記第１〜第３の発明の各発明特定事項により、本体部をケーシング部に挿入し、取付用アーム部をケーシング部に取り付けることにより、本体部とケーシング部とが取付固定される。取付用アーム部は支持部材の一部で構成されているため、部品点数が低減するとともに、本体部とケーシング部との取付が容易になる。また、羽根車は常に取付用アーム部の下方に位置することになるので、取付に際して取付用アーム部が邪魔になることはない。このように、取付に際して羽根車の形状の影響を受けることがないため、羽根車の設計自由度が拡大する。
【００１４】
第４の発明が講じた手段は、上記第１〜第３の発明において、取付用アーム部の上面における羽根車の回転方向側が、反回転方向側よりも羽根車の回転方向に向かって下方に急傾斜に形成されていることとしたものである。
【００１５】
第５の発明が講じた手段は、上記第４の発明において、取付用アーム部は、本体部の中心部から水平方向外向きに放射状に延びるとともに、断面形状が下向きに凹状に形成され、取付用アーム部の上面における羽根車の反回転方向側は、水平面に形成される一方、該取付用アーム部の上面における羽根車の回転方向側は、該水平面に対して所定角度をもって回転方向下向きに傾斜した傾斜面に形成されていることとしたものである。
【００１６】
上記第４〜第５の発明の各発明特定事項により、羽根車の回転によって被処理液が吸引され、被処理液はケーシング部に対し、モータの回転方向に向かって斜め下向きに流入する。その際、被処理液は取付用アーム部上を流れることになるが、取付用アーム部の上面における羽根車の回転方向側が回転方向に向かって下方に傾斜しているので、被処理液は当該上面に沿って滑らかに流入する。そのため、被処理液の流れがスムーズになって装置の効率が向上する。また、被処理液中に繊維物が含まれている場合には、繊維物が取付用アーム部の上記上面に沿って流れやすいので、取付用アーム部への繊維物のからみつきが防止される。従って、装置の性能及び信頼性が向上する。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る曝気装置２０は、羽根車８の回転によって上方から被処理液を吸い込み、給気管１１を通じて供給した空気を当該被処理液に攪拌混合して、下方の吐出口１５から略水平方向に吐出するものである。
【００１９】
まず、本曝気装置２０の構成を説明する。曝気装置２０のケーシング部Ｂは、吐出ケーシング１０の上に吸込ケーシング９が取付固定されることによって形成されている。吸込ケーシング９は略円筒形状に形成され、被処理液の吸入を容易にするため、上側開口に向かって末広がり状になっている。吸込ケーシング９の下側開口の外周囲には、吐出ケーシング１０との接続部となるフランジ３１が設けられている。吐出ケーシング１０の上端は、吸込ケーシング９の下側開口と滑らかに連続するように当該下側開口と同心円状に開口し、その外周囲には上記フランジ３１と当接するフランジ３２が形成されている。このフランジ３１とフランジ３２とがボルト（図示せず）で締結されることにより、吸込ケーシング９と吐出ケーシング１０とが固定されている。
【００２０】
吐出ケーシング１０の底部には、中心部に給気管１１用の挿通孔３４が設けられた平坦部３３が形成され、その平坦部３３の周囲には、外側に向かって下向きに傾斜した内側斜面３５が形成されている。そして、この内側斜面３５と、内側斜面３５と同様に傾斜した外枠部分との間に、全周に開口する吐出口１５が形成されている。このように、ケーシング部Ｂ内には、吸込口１４を通じて上方から吸い込んだ被処理液が流れ方向を変化させて吐出口１５から略水平方向に向かって吐出されるような流路１６が形成されている。
【００２１】
吐出ケーシング１０の平坦部３３には、空気の供給源としてのブロア（図示せず）に接続された給気管１１が接続されている。給気管１１は挿通孔３４を貫通し、その開口部は吐出ケーシング１０の下端面から上方に突出している。この給気管１１の開口は、空気室１７と流路１６とを区画する空気室ケーシング１２の上面と所定間隔を存して対向している。空気室ケーシング１２は、給気管１１から供給された空気をいったん貯留した後、流路１６に対して均等に供給するための空気室１７を区画形成している。空気室ケーシング１２の側面は吐出ケーシング１０の内側斜面３５に沿って傾斜しており、その下端部には、空気室１７内の空気を流路１６内の被処理液に供給して攪拌混合するための供給路１８が形成されている。
【００２２】
ケーシング部Ｂの上部には、被処理液を吸引して攪拌する駆動力を付与する本体部Ａが設けられている。本体部Ａは、モータケーシング１、モータケーシング１に収納されたモータ２、モータ２のシャフト１３、支持部材５０、及び羽根車８等が組み立てられて構成されている。支持部材５０は、潤滑ケーシングであるオイルケーシング３と、下部軸受４と、メカニカルシール６と、メカニカルシールブラケット７とにより構成されている。
【００２３】
モータケーシング１は、上側が閉鎖された略円筒形状に形成されている。モータケーシング１の内部には、モータ室４０が区画形成されている。モータ２は、モータケーシング１の内壁面に固定された円筒状のステータ２ａと、ステータ２ａの内部にステータ２ａと同心円状に配置されたロータ２ｂとを備えている。
【００２４】
ロータ２ｂの内周面には、下方に向かって延びるシャフト１３が固定されている。シャフト１３は、オイルケーシング３の上部に保持された下部軸受４によって、回転自在に支持されている。オイル室２５を区画形成するオイルケーシング３は、中央部が下方に向かって階段状に陥没するように形成され、中心部にはシャフト１３が貫通している。上部軸受（図示せず）と共にシャフト１３を軸支する下部軸受４は、オイルケーシング３における底部に向かって一段目の部分に保持されている。オイルケーシング３の外周部２１の下端部は、メカニカルシールブラケット７の外周部２２に固定されている。一方、オイルケーシング３の内周部２３の下端部は、メカニカルシール６を介して、メカニカルシールブラケット７の内周部２４と接続されている。その結果、オイルケーシング３及びメカニカルシールブラケット７によって、シャフト１３の軸封部であるメカニカルシール６に潤滑剤としてのオイルを供給するオイル室２５が区画形成されている。また、モータ室４０がオイルケーシング３によって封止され、モータ室４０に被処理液が侵入しないように構成されている。つまり、オイルケーシング３は、オイル室２５を区画形成する潤滑ケーシングと、下部軸受４を保持する軸受ケーシングとを兼用している。
【００２５】
モータケーシング１とオイルケーシング３とは、ボルト４１によって締結されている。従って、オイルケーシング３はモータケーシング１を固定支持するとともに、下部軸受４を介してシャフト１３を回転自在に支持している。
【００２６】
シャフト１３の先端部には、羽根車８が締結されている。羽根車８は、略円筒形状のハブ３６と、ハブ３６の外周面に突設された複数の羽根３７とから構成されている。シャフト１３は、ハブ３６の中央部に設けられた取付孔に挿通されて締結されている。これにより、シャフト１３の回転に従って羽根車８が回転し、被処理液を上方から下方に導く吸引力が発生するようになっている。
【００２７】
そして、本発明の特徴として、オイルケーシング３の一部が中心部から外側に向かって延びることによって、取付用アーム部５が構成されている。つまり、取付用アーム部５はオイルケーシング３に一体ものとして形成され、オイルケーシング３の一部によって取付用アーム部５が構成されている。言い換えると、オイルケーシング３は取付用のアーム部を兼用している。具体的には、図２に示すように、オイルケーシング３の中心部から、３本の取付用アーム部５が互いに均等の角度（１２０゜）を保つように、放射状に延びている。取付用アーム部５の先端部には、取付孔２６が形成されている。そして、吸込ケーシング９に形成された取付孔２７と当該取付孔２６とを重ね合わせることによって本体部Ａを位置決めし、ボルト２８をこれら取付孔２６，２７に挿通させて締結することにより、本体部Ａとケーシング部Ｂとが固定されている。
【００２８】
図３に示すように、取付用アーム部５は、断面形状が下向きに凹状の略コ字形に形成されている。そして、取付用アーム部５の上面における羽根車８の反回転方向側は水平面Ｐ１に形成され、回転方向側は、回転方向に向かって下方に急傾斜した傾斜面Ｐ２に形成されている。つまり、取付用アーム部５の断面形状は左右に非対称な略コ字形になっており、回転方向側（図３における左側）の傾斜面Ｐ２は、被処理液の流入方向に沿うように傾斜している。詳しくは、傾斜面Ｐ２は、取付用アーム部５の強度を維持し且つ被処理液中の繊維物のからみつきを防止するのに好適なように、水平面Ｐ１に対して１０゜〜４０゜の所定角度をなすように傾斜している。なお、本実施形態では特に、傾斜面Ｐ２は水平面Ｐ１に対して２０゜の角度をなすように形成されている。このように、取付用アーム部５は、被処理液中の繊維物の堆積を抑制して繊維物がからみつかないように、繊維物がその表面上を滑って下流側に流れやすい形状に形成されている。
【００２９】
次に、曝気装置２０の動作を説明する。
【００３０】
モータ２を駆動させると、シャフト１３の回転に従って羽根車８が回転し、被処理液が吸込口１４を通じて流路１６に対して斜め下向きに吸い込まれる。一方、ブロア（図示せず）から給気管１１を通じて送風された空気は、空気室１７に放出された後、供給路１８を通じて流路１６中の被処理液に混合攪拌される。そして、気泡を含んだ混合液は、流れ方向を下向き方向から水平方向に変化させつつ流路１６を流通し、吐出口１５から略水平方向に向かって吐出される。
【００３１】
このように、本曝気装置２０によれば、オイルケーシング３から延びる取付用アーム部５によって本体部Ａとケーシング部Ｂとを固定しているので、取付用部材を別途設ける必要がなく、取付用部材と本体部Ａとの接続工程が不要となる。そのため、部品点数を少なくすることができ、製造組立を容易にすることができる。また、コストを低減することが可能となる。
【００３２】
取付用部材をケーシング部Ｂに設ける形式の従来の曝気装置と異なり、羽根車８をケーシング部Ｂ内に挿入する際には、ケーシング部Ｂの上面全体が開口しているので、羽根車８の挿入を邪魔するものがない。従って、どのような形状の羽根車８であっても、挿入が容易である。そのため、製造組立が非常に容易になる。また、任意の形状の羽根車を利用することができるので、羽根形状の設計自由度が拡大する。従って、装置に応じた羽根形状の選定が容易になり、装置の高効率化を促進することができる。
【００３３】
取付用アーム部５は、上面の片側が被処理液の流入方向に沿った傾斜面に形成されているので、取付用アーム部５に衝突した被処理液中の繊維物は、取付用アーム部５に滞留しにくく、流路１６内に円滑に流れ込むことになる。その結果、取付用アーム部５における繊維物のからみつきを防止することができる。従って、装置の性能及び信頼性を向上させることができる。
【００３４】
なお、上記実施形態は、取付用アーム部５をオイルケーシング３から延長するような構成であったが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、メカニカルシールブラケット７の一部を延長して取付用アーム部５を形成してもよい。また、モータの軸受を保持する軸受ケーシングを設け、当該軸受ケーシングの一部を外方に延長して取付用アーム部としてもよい。従って、潤滑剤が不要なモータを備える曝気装置に対しても、本発明を適用することが可能である。つまり、取付用アーム部５は、支持部材５０の一部を外方に延長することによって形成することができる。
【００３５】
さらに、支持部材に限らず、モータケーシング１の一部を延長することによって取付用アーム部を形成してもよい。
【００３６】
取付用アーム部５の本数は３本に限定されるものではなく、４本以上設けてもよいことは勿論であり、２本であってもよい。
【００３７】
上記実施形態では、取付用アーム部５の上面の片側のみを傾斜させていたが、上面全体を水平方向から１０゜〜４０゜傾斜させるようにしてもよい。また、傾斜面は直線状に傾斜していてもよいし、傾斜角が連続的に変わるように曲面状に形成してもよい。
【００３８】
被処理液に供給する気体は空気に限らず、酸素等の他の気体であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、本体部の支持部材の一部によって形成された取付用アーム部によって本体部とケーシング部とを取付固定することとしたので、部品点数を低減することができ、コストを低減することができる。また、取付を容易に行うことができる。
【００４０】
組立に際して羽根車は常に取付用アーム部の下方に位置することになるので、ケーシング部への羽根車の収納時に取付用アーム部が邪魔になることがない。そのため、どのような形状の羽根車であっても組立が容易であり、羽根車の設計自由度を拡大することができる。
【００４１】
また、取付用アーム部の羽根車回転方向側を傾斜面に形成したので、被処理液中に含まれる繊維物が取付用アーム部にからまることを抑制することができる。従って、装置の性能及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】曝気装置の縦断面図である。
【図２】曝気装置の上面図である。
【図３】取付用アーム部の断面図である。
【図４】従来の曝気装置の縦断面図である。
【図５】従来の曝気装置の上面図である。
【符号の説明】
１    モータケーシング
２    モータ
３    オイルケーシング
４    下部軸受
５    取付用アーム部
６    メカニカルシール
７    メカニカルシールブラケット
８    羽根車
９    吸込ケーシング
１０  吐出ケーシング
１１  給気管
１２  空気室ケーシング
Ａ    本体部
Ｂ    ケーシング部
【図１】
0003948808.tif 000002
【図２】
0003948808.tif 000003
【図３】
0003948808.tif 000004
【図４】
0003948808.tif 000005
【図５】
0003948808.tif 000006