(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面に浮上しているスカムを吸引パイプを用いて吸引除去するためのスカム吸引装置において、
流れてくるスカムを前記吸引パイプに向けて寄せる寄せ板を前記吸引パイプを頂点とする三角形の２辺に沿って設け、
前記吸引パイプの下端側面をスカムが流れてくる側に開口するように切欠いて形成されたスカム吸引口を設けるとともに、
前記吸引口の下端面に取付けられ、かつ、前記スカム吸引口の下端部から前記寄せ板の間において前記スカムが流れてくる方向に水平に延び、流れてくるスカムを水から分離する案内板を設け、
所定の水位を検知し、検知した水位に応じて前記吸引パイプの昇降を、前記スカム吸引口の上端部から水面までの距離をＨ1 とし、前記スカム吸引口の下端部から水面までの距離をＨ2 とすると、Ｈ1 ：Ｈ2 が１：１ないし１：３の範囲となるように制御する手段を備えたこと、
を特徴とするスカム吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水面に浮上している物質（スカム）を吸引パイプを用いて吸引し除去するスカム吸引装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６（ａ）は、下水処理場における最初沈殿池の平面図であって、各最初沈殿池（図示では沈殿池。以下、「沈殿池」という。）Ｓ1 ，Ｓ2 …には、原水を分配する導水渠Ｇが設けられている。この導水渠Ｇの下流側には、特に、原水中に含まれる浮上性物質であるスカムが水面に集積しやすいので、その水面に集積したスカムを、従来は、作業員が定期的に柄杓により汲み出したり、あるいは、バキュームカーのホースを手に持って吸引したりしていた。なお、図６（ａ）中、ａは、後述する本発明に係るスカム除去装置を示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスカムの除去は、作業員が手作業で行っていたので、スカム除去の自動化が望まれていた。このような要望に応えるために、例えば、特開昭４９−７７２６２号公報に開示されているような、真空ポンプに連なる吸引パイプを水面に配置してスカムを自動的に除去することも考えられるが、このスカム吸引装置は、吸引パイプを固定しているために、スカムを吸引パイプに向けて移動させることに支障を来たすことが懸念される。すなわち、スカムは水流に乗って流れるので、吸引パイプに自動的に集まることはなく、液体（原水）のみを吸引する割合が多くなって、吸引したスカムの濃度が低下するため、スカムの後処理の負荷が増大する。したがって、従来のスカム吸引装置をそのまま採用できないという問題点があった。
【０００４】
また、スカムは、上述の導水渠Ｇに限らず、図６（ｂ）に示されるように、各沈殿池Ｓ1 〜Ｓ3 でも発生するが、この沈殿池においても、吸引パイプが固定されているスカム除去装置では、吸引されるスカムの濃度を常時一定に保つことに困難が予想される。なお、図６（ｂ）中、ａは、後述する本発明に係るスカム除去装置を示している。
【０００５】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、スカムを、常時、安定した一定の濃度を保って吸引することのできるスカム吸引装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスカム吸引装置は、上記目的を達成するために、水面上に浮上しているスカムを吸引パイプを用いて吸引除去するためのスカム吸引装置において、（ａ）流れてくるスカムを前記吸引パイプに向けて寄せる寄せ板を前記吸引パイプを頂点とする三角形の２辺に沿って設け、（ｂ）前記吸引パイプの下端側面をスカムが流れてくる側に開口するように切欠いて形成されたスカム吸引口を設けるとともに、（ｃ）前記吸引口の下端面に取付けられ、かつ、前記スカム吸引口の下端部から前記寄せ板の間において前記スカムが流れてくる方向に水平に延び、流れてくるスカムを水から分離する案内板を設け、(ｄ)所定の水位を検知し、検知した水位に応じて前記吸引パイプの昇降を、前記スカム吸引口の上端部から水面までの距離をＨ1 とし、前記スカム吸引口の下端部から水面までの距離をＨ2 とすると、Ｈ1 ：Ｈ2 が１：１ないし１：３の範囲となるように制御する手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
【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。図１は、本発明に係るスカム吸引装置を導水渠に適用したときの概略構成図、図２は、その一部の詳細図、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【０００８】
スカム吸引装置ａは、図６（ａ）に示されるように、導水渠Ｇの下流側端部に設けられている。図１では省略されているが、図２及び図３に示されるように、流れてくるスカム（図示せず）を吸引パイプ１に向けて徐々に寄せ集めるための寄せ板２が、吸引パイプ１を頂点とする平面三角形の２辺に沿って設けられている。なお、図２及び図３中、２′は、図１では省略されている寄せ板２の先端部と導水渠Ｇの壁間との間隙を塞ぐ補助板である。
【０００９】
吸引パイプ１は、その上部１ｃが図示しない真空ポンプに連結されている排出管３内にシール部材３ａを介して挿入されている。
【００１０】
吸引パイプ１は、図１の丸１の矢印に示されるスカムが流れてくる方向に対して、つまり、原水の流れてくる方向に対して１３５°〜１６５°の鈍角を有して上向に伸びている。すなわち、吸引パイプ１は、スカムの吸引における抵抗を減少させるため、スカムが流れてくる側と反対側に傾斜されている。そして、吸引パイプ１の下端部には、スカムが流れてくる方向に開口するように切欠いて形成されたスカム吸引口（以下、単に吸引口という。）１ａが設けられている。なお、この吸引口１ａの開口形状は、後述の図５に示されるように、矩形に形成されているが三角形状や半円状等の形状にすることもできる。
【００１１】
吸引口１ａの下端面に案内板１ｂが取付けられている。案内板１ｂの平面形状は、両側の寄せ板２の間の形状と相似の逆三角形であって、かつ、吸引パイプ１を中心とする扇状に延在し、その寄せ板２の長さよりも少し小さく、さらに、スカムが流れてくる側の先端側（図１〜図３では左側）に下方へ傾斜する傾斜面１ｂ′が形成されている。したがって、この案内板１ｂが無い場合は、吸引パイプ１の吸引力による水流が原因で吸引パイプ方向に流れ、吸引パイプに接近するスカムは沈降してしまうが、案内板１ｂが後述される所定深さに存在することに伴って、流れてくるスカムが案内板１ｂにより水面に沿って吸引パイプ方向に流れるように案内誘導されるため、スカムの沈降は発生せず、円滑に吸引パイプ１に吸引される。また、水面部のみが吸引できるので、スカムと原水との濃度がいつも一定に保たれて、高濃度のスカムを効率よく吸引することができる。
【００１２】
吸引口１ａの水面Ｌに対する位置関係を、図４に示される拡大図及びその斜視図である図５を用いて説明する。吸引口１ａの水面Ｌに対する関係は、吸引口１ａの上端部から水面Ｌまでの距離をＨ1 とし、水面Ｌから吸引口１ａの下端面までの距離をＨ2 とすると、Ｈ1 ：Ｈ2 は、ほぼ１：１〜１：３の範囲で設定されている。
【００１３】
Ｈ1 とＨ2 の適正値は、吸引パイプ１の大きさ（断面積）によっても変化するが、例えば、吸引パイプ１の断面積が６５Ａ（６５mm2 ）のＳＵＳからなるときは、Ｈ1 ＝２５ｍｍ，Ｈ2 ＝５０ｍｍとされる。いずれにしても、Ｈ1 が大きくなると、気体（空気）の流れが生じてスカムを寄せる効果を発揮する利点はあるが、液体（原水）の吸引量は減少して、好ましくない。また、Ｈ1 が大きすぎると、吸引する気体（空気）量が増加してスカムの吸引効率が低下するばかりか、吸引口１ａの開口縁にスカムが引っ掛かってしまうおそれがある。また、Ｈ1 を小さくすると、気体の吸引量が減少して、液体量が多くなり、その分だけ吸引したスカムの濃度が低下し、スカムの後処理の負荷が増加してしまう。
【００１４】
図１中、４は水面Ｌ上に設けられている移動機構であって、モータＭの回転により上下動する、吸引パイプ１と平行した連接棒４ａを有している。そして、この連接棒４ａの下端は、吸引パイプ１に連結部材４ｂを介して固定されている。したがって、モータＭが正転又は逆転することにより、吸引パイプ１を上方又は下方へ移動(昇降)させることができる。
【００１５】
図１中、５は、水位を検出する電極である。すなわち、この電極５間に電流が流れたか否かにより、水面Ｌを検出することができるように構成されている。
【００１６】
なお、水面Ｌの水位の検出は、上述のような電極式によらず、水面Ｌに向けて超音波を照射する超音波式等の各種の水位計を採用することができる。
【００１７】
制御器Ｃは、電極５から得た水位信号を入力し、モータＭを駆動制御する機能を有している。
【００１８】
上記構成のスカム吸引装置ａは、電極５を介して導水渠Ｇの水面Ｌの水位を常時検出する。そして、制御器Ｃは、その検出信号に基づいて、吸引パイプ１の吸引口１ａの位置が水面Ｌに対して、前述したＨ1 とＨ2 が１：１ないし１：３となるように、すなわち、吸引する液体（原水）の量を極力少なく、かつ、スカム量が極力大きくなるようにモータＭを回転駆動して吸引パイプ１の昇降を制御する（図１の二点鎖線の１ｂ参照）。
【００１９】
そして、案内板１ｂにより、吸引パイプ１の吸引により水流が乱れてスカムが沈降することが防止されるので、吸引パイプ１は、導水渠Ｇの水面Ｌの水位が変動しても、常時、安定した濃度のスカムを吸引することができる。
【００２０】
なお、上述の例では、吸引パイプ１の上部１ｃを排出管３内にシール部材３ａを介して出入自在に挿入したが、吸引パイプ１の上部１ｃと排出管３の下部とをフレキシブルチューブで接続し、吸引パイプ１が自由に上下動できるようにしてもよい。
【００２１】
また、上述の例では、スカム吸引装置ａを導水渠Ｇに適用したが、上記図６（ｂ）に示される沈殿池Ｓ1 〜Ｓ3 に設けるようにしてもよく、さらには、他のスカム除去装置に適用するようにしてもよい。沈殿池のように面積の広いスカムを除去する場合は、図６（ｂ）に示されるように、水面全体をカバーできるように、複数個のスカム除去装置ａ，ａ…が設けられる。
【００２２】
次に、上述した構成のスカム吸引装置ａの技術的事項を包含するいくつかの発明の態様を記載する。
（１）水面上に浮上しているスカムを吸引パイプを用いて吸引除去するためのスカム吸引装置において、前記吸引パイプの吸引口を前記水面に直交する方向に沿って移動させる移動機構と、前記水面の水位を検出する検出手段と、前記吸引パイプの吸引口が前記水面の水位と所定の位置関係を保つように前記移動機構を制御する制御手段と、を有することを特徴とするスカム吸引装置。
（２）水面上に浮上しているスカムを吸引パイプを用いて吸引除去するためのスカム吸引装置において、前記吸引パイプの下端部の側壁のうち、前記スカムが流れてくる側を切欠いてスカムを吸引するスカム吸引口としたことを特徴とするスカム吸引装置。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、水面上に浮上しているスカムを吸引パイプを用いて吸引除去するためのスカム吸引装置において、（あ）流れてくるスカムを前記吸引パイプに向けて寄せる寄せ板を前記吸引パイプを頂点とする三角形の２辺に沿って設けたので、スカムが効率よく吸引パイプに寄せ集められる。（い）吸引パイプの下端側面をスカムが流れてくる側に開口するように切欠いて形成されたスカム吸引口を設けるとともに、所定の水位を検知し、検知した水位に応じて前記吸引パイプの昇降を、前記スカム吸引口の上端部から水面までの距離をＨ1 とし、前記スカム吸引口の下端部から水面までの距離をＨ2 とすると、Ｈ1 ：Ｈ2 が１：１ないし１：３の範囲となるように制御する手段を備えたので、吸引口に吸引される空気が多すぎてスカムの吸引効率が低下したり、逆に、気体の吸引量が減少して液体量が多くなり、その分だけ吸引したスカムの濃度が低下して、スカムの後処理の負荷が増加することが防止される。つまり、適量の気体の吸引によりスカムの吸引が促進され、かつ、適量の液体の吸引により適度な高濃度のスカムが吸引される。（う）スカム吸引口の下端部から前記寄せ板の間においてスカムが流れてくる方向に水平に延び、流れてくるスカムを水から分離する案内板を設けたので、流れてくるスカムが案内板により案内板の上側を水面に沿って吸引パイプ方向に流れるように案内誘導されるため、スカムは沈降することなく円滑に吸引パイプに吸引される。従って、（え）相乗的効果として、水面の水位が変動しても、常時、安定した高濃度のスカムを効率的に吸引することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスカム吸引装置を導水渠に適用したときの概略構成図である。
【図２】  図１の吸引部部分の詳細図である。
【図３】  図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  吸引部分の拡大図である。
【図５】  図４の斜視図である。
【図６】  （ａ）は沈殿池及び導水渠の平面図、（ｂ）は沈殿池の平面図である。
【符号の説明】
ａ    スカム吸引装置
１    吸引パイプ
１ａ  吸引部
１ｂ  案内板
１ｂ′  傾斜面
１ｃ  上部
２    寄せ板
２′  補助板
３    排出管
４    移動機構
５    電極
Ｃ    制御器
Ｍ    モータ
Ｇ    導水渠
Ｓ，Ｓ1 ，Ｓ2 …  沈殿池
【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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