(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈殿池の水面付近に浮遊する浮遊物を掻き寄せて回収するための浮遊物回収装置において、
沈殿池の中心位置に設けられた回転駆動機構と一体に回動して周囲の水面付近を周回する掻寄せ板と、掻寄せ板により掻き寄せられた浮遊物を回収する回収口を有する回収機構と、浮遊物を回収しないときは回収口が水面より高い位置に位置し浮遊物を回収するときは回収口が水面付近に位置するように前記回収機構を上下に変位させる駆動機構とから成り、
前記駆動機構は、前記回転駆動機構の回転角度位置によって前記回収機構を変位させるタイミングを設定するタイミング設定機構を含み、
前記タイミング設定機構は、回転駆動機構と一体に回動し外周に凹面および凸面より成るカム面が形成されたリング状のカム板と、カム板の回動に伴って前記カム面の凹面および凸面を転動するガイドローラとを備え、前記カム面の凹凸によるガイドローラの上下変位に応じて前記回収機構を変位させるものであり、
前記カム面の凹面は、設置個数により凹面がなす角度を調整して浮遊物の回収開始時期を自在に設定するための調整部材が着脱可能になっている浮遊物回収装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、回収機構を傾動させることにより回収口の高さと向きとを変化させる機構である請求項１に記載された浮遊物回収装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、回転駆動機構を駆動源としている請求項１または２に記載された浮遊物回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、下水処理施設や汚泥処理施設などにおいて、沈殿池の水面付近に浮遊する浮遊物を掻き寄せて回収するための浮遊物回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、下水処理施設では、下水から固形物などが除去された後、汚泥を含む処理前の水が沈殿池へ送り込まれる。沈殿池の池底には、沈降した汚泥が堆積するが、この堆積物のうち、腐敗などにより発生するガスを含んだ汚泥がスカムとなって浮上し、水面付近に浮遊する。このスカムなどの浮遊物（以下、単に「浮遊物」という。）を浮遊物回収装置の掻寄せ板により掻き寄せて回収機構により回収する。この回収機構は、前記掻寄せ板が周回する軌道上に位置させてあり、浮遊物を回収するための回収口を有している。回収口には浮遊物を排出するための流出管が連通し、回収口で回収された浮遊物は前記流出管を通って外部へ排出される。
【０００３】
従来の浮遊物回収装置として、図１０および図１１に示す構成のものがある。図示の浮遊物回収装置は、浮遊物を掻き寄せる掻寄せ板１０１と、沈殿池の外周位置に配置される回収機構１００とから成る。なお、図１０において、１０２は沈殿池の外周沿いに設けられた掻寄せ板１０１の周回ガイドである。前記回収機構１００には、浮遊物を回収するための回収口１０３が、水が入り込まないように、水面ｈより高い位置に設けてある。
【０００４】
この回収機構１００は、回収口１０３に向けて上向きに傾斜する水切り板１０４を備えている。この水切り板１０４上を掻寄せ板１０１が摺動するとき、掻寄せ板１０１により掻き集められた浮遊物の水切りが行われ、水が切られた浮遊物が回収口１０３で回収される。
ところが、水切り板１０４上で浮遊物の水切りが行われるとき、水と一緒に浮遊物も水切り板１０４を流下するため、浮遊物の回収効率が悪いという問題がある。
【０００５】
この問題を解消する浮遊物回収装置として、図１２および図１３に示す構成のものが提案されている。図示の浮遊物回収装置における回収機構１１１は、上記した水切り板１０４に相当する構成をなくしたもので、上面に回収口１１４を有する回収ボックス１１５の両側位置に左右一対のガイドレール１１２，１１２を設けている。前記回収ボックス１１５は適所ａで傾動可能に支持されており、左右のガイドレール１１２，１１２上に掻寄せ板１１０に設けられた左右一対のガイドローラ１１３，１１３が乗り上がったとき、回収ボックス１１５が下方へ押されて前側へ傾くようになっている。この回収ボックス１１５の傾動により回収口１１４の位置が水面ｈの付近まで下がり、掻寄せ板１１０により掻き寄せられた浮遊物は回収口１１４に回収される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した浮遊物回収装置では、掻寄せ板１１０の各ガイドローラ１１３が両側のガイドレール１１２に乗り上がった時点で浮遊物の回収が可能となるため、浮遊物が多量に生じる沈殿池では、浮遊物の回収が可能となった時点では、すでに相当量の浮遊物が回収口１１４の位置を通り過ぎており、多量の回収漏れが生じるという問題がある。前記ガイドレール１１１の長さを長く設定すれば、浮遊物の回収開始時期を早めることもできるが、ガイドレール１１１の長さを長くするには機構上、限界があるため、浮遊物の量に応じた設計が困難である。
【０００７】
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、浮遊物の量に応じて回収口による浮遊物の回収開始時期を自在に設定できる浮遊物回収装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明による浮遊物回収装置は、沈殿池の水面付近に浮遊する浮遊物を掻き寄せて回収するためのものであって、前期沈殿池の中心位置に設けられた回転駆動機構と一体に回動して周囲の水面付近を周回する掻寄せ板と、掻寄せ板により掻き寄せられた浮遊物を回収する回収口を有する回収機構と、浮遊物を回収しないときは回収口が水面より高い位置に位置し浮遊物を回収するときは回収口が水面付近に位置するように前記回収機構を上下に変位させる駆動機構とから成る。前記駆動機構は、前記回転駆動機構の回転角度位置によって前記回収機構を変位させるタイミングを設定するタイミング設定機構を含んでいる。前記タイミング設定機構は、回転駆動機構と一体に回動し外周に凹面および凸面より成るカム面が形成されたリング状のカム板と、カム板の回動に伴って前記カム面の凹面および凸面を転動するガイドローラとを備え、前記カム面の凹凸によるガイドローラの上下変位に応じて前記回収機構を変位させるものである。前記カム面の凹面は、設置個数により凹面がなす角度を調整して浮遊物の回収開始時期を自在に設定するための調整部材が着脱可能になっている。
【０００９】
この発明の好ましい一実施態様においては、前記駆動機構として、回収機構を傾動させることにより回収口の高さと向きを変化させる機構が用いられる。この実施態様によれば、回収口を掻寄せ板が近づいてくる方向を向くように水面付近に位置させることができるので、浮遊物の回収が容易かつ確実となる。
【００１０】
この発明のさらに好ましい実施態様においては、前記駆動機構は、回転駆動機構を駆動源としたものを用いる。この実施態様によれば、駆動機構のための駆動源を別に設ける必要がなく、制御の複雑化やコスト高を防止できる。
【００１２】
【作用】
この発明による浮遊物回収装置において、回転駆動機構が駆動すると、掻寄せ板が回転駆動機構と一体に回動して沈殿池の水面付近に浮遊する浮遊物を掻き寄せる。掻寄せ板が回収機構の回収口へ近づく所定の回転角度位置に達したとき、駆動機構は回収機構を変位させ、回収機構の回収口を浮遊物の回収が可能な水面付近に位置させる。これにより掻寄せ板により掻き寄せられた浮遊物は回収口に回収されて排出される。
この浮遊物回収装置によれば、カム板のカム面に調整部材を着脱し、カム面の凹凸形状を変更することで回収機構を変位させるタイミングを容易に調整できるので、沈殿池の浮遊物の量に応じて回収機構の回収口による浮遊物の回収開始時期を自在に設定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、この発明の一実施例である浮遊物回収装置を下水処理施設における最終処理工程の沈殿池に設置した例を示す。なお、この発明の浮遊物回収装置は、下水処理施設の沈殿池に限らず、汚泥処理施設などの他の沈殿池にも適用できる。
【００１４】
図示例の沈殿池１は、平面形状が正方形状であり、各コーナー１ａは円弧状に形成されている。沈殿池１の池底１ｂは中心に向かって低く傾斜する傾斜面になっており、池底１ｂの中心位置には上方へ突出する筒状部２が形成されている。この筒状部２の内部には、固形物などが除去された後の処理前の汚水（以下「原水」という。）Ｗ0を沈殿池１へ流入するための流入管３が貫通している。
沈殿池１の池底１ｂには筒状部２の外周沿いに汚泥Ｍを集積するための環状溝４が形成されており、この環状溝４に汚泥Ｍを外部に引き抜くための引抜管５が連通させてある。
【００１５】
沈殿池１の外周壁の上部位置には、沈殿池１を一周する水路６が形成されている。この水路６には、原水Ｗ0からスカムを除去した後の処理水Ｗが流入する。水路６の内側には堰を兼ねた第２の掻寄せ板３１（後述する。）の周回ガイド７が取り付けてあり、この周回ガイド７によって沈殿池１の水面付近に浮遊するスカムが水路６に流入するのを阻止している。なお、図１において、８，８０は沈殿池１の上方に架設された橋である。
【００１６】
沈殿池１の中心位置には、モータ１１を駆動源とする回転駆動機構１０が設けられている。前記モータ１１は、図３に示すように、橋８に固定された円盤状の取付基板１２上に設置されている。このモータ１１のモータ軸は取付基板１２を貫通して下方へ突出し、この突出部分に図示しないピニオンギヤが装着されている。
前記回転駆動機構１０は、前記筒状部２の外周を囲むように配備された回転枠１３と、この回転枠１３の上端に設けられた回転リング１４とを含んでいる。この回転リング１４の内周面は前記ピニオンギヤと噛み合う内歯車に形成されており、ピニオンギヤが回転すると、これと連動して回転リング１４が回転する。
【００１７】
前記回転枠１３の上部位置には、「フィードウェル」と呼ばれる円筒形状の囲い板１５が取り付けられている。この囲い板１５は前記流入管３の上端部の出口から送り出される原水Ｗ0を沈殿池１に分散して供給するためのものである。囲い板１５の上端にはブラケット１６を介して後述するカム板６３が取り付けてある。
【００１８】
前記回転枠１３の外周面の下部には、トラス形の構体から成る一対のアーム２１Ａ，２１Ｂが径方向に突設されている。各アーム２１Ａ，２１Ｂには、池底１ｂを摺動して池底１ｂに堆積した汚泥Ｍを前記環状溝４に掻き集める汚泥掻取用のブレード２２と、前記環状溝４内を周回して汚泥Ｍを集める羽根板２３とが設けられている。環状溝４は引抜管５に連通させており、この引抜管５によって環状溝４内で集められた汚泥Ｍが外部へ引き抜かれる。
【００１９】
沈殿池１の水面ｈの付近に浮遊するスカムは、この発明の浮遊物回収装置によって掻き寄せられ、回収機構４０の回収口４１に回収される。
前記浮遊物回収装置は、上記した回転駆動機構１０の回転枠１１と一体に回動して回転枠１１の周囲の水面ｈの付近を周回する第１、第２の各掻寄せ板３０，３１と、各掻寄せ板３０，３１により掻き寄せられたスカムを回収するための回収口４１を有する回収機構４０とを備えている。
【００２０】
第１の掻寄せ板３０は、沈殿池１の中央部分に浮遊するスカムを掻き寄せて外周方向へ導く。第１の掻寄せ板３０はその全長が前記アーム２１Ａに縦設された複数の支柱３２によって水平に支持されている。第１の掻寄せ板３０の一端は中心方向へ延びて回転枠１３の付近に達しており、他端は外周方向へ延びて第２の掻寄せ板３１に連結されている。
【００２１】
第２の掻寄せ板３１は、第１の掻寄せ板３０により掻き寄せられたスカムと沈殿池１の外周部に浮遊するスカムとを掻き集め、屈曲した先端部により回収口４１へ導く。第２の掻寄せ板３１の先端部は外周方向へ延び、屈曲した先端部に前記周回ガイド７の表面を摺動するガイドローラ３３が取り付けてある。第２の掻寄せ板３１の基端部は支え軸３５に回動自由に支持されている。また、第２の掻寄せ板３１の基端部にはバランス腕３４が一体に設けてあり、このバランス腕３４にワイヤー３６が接続してある。このワイヤー３６は中心方向へ引っ張られており、これにより第１の掻寄せ板３０の先端部が外周方向へ付勢され、ガイドローラ３３が周回ガイド７の表面へ押し付けられる。
【００２２】
前記回収機構４０は、図４に示すように、上面にスカムを回収するための回収口４１が開口されたスカム回収ボックス４２と、スカム回収ボックス４２の下部に位置するスカム排出口４２ａに蛇腹構造の可撓管４３を介して接続されたスカム流出管４４とを備えたものである。前記スカム流出管４４はスカムを沈殿池１より排出するためのもので、沈殿池１の外周壁を貫通して沈殿池１の外部へ導かれている。前記可撓管４３はスカム回収ボックス４２が傾動することが可能なようにスカム流出管４４との間に介装されたものである。
【００２３】
前記スカム回収ボックス４２には平面形状が矩形状のハンドル４５が連設されるとともに、ハンドル４５の基端部に支え軸４６が水平に設けられている。前記支え軸４６の両端部は支持基板４７に取り付けられた軸受４８，４８により揺動自由に支持されており、これによりスカム回収ボックス４２が図５に示すように傾動して回収口４１の高さと向きとが変化する。前記支持基板４７は取付フレーム４９の下端に固定され、取付フレーム４９の上端は左右一対の調節ボルト５０，５０を介して沈殿池１の池縁に設置された基台５１に支持されている。前記スカム回収ボックス４２は調節ボルト５０によって水面ｈの高さに応じて設置高さを調節することが可能である。
【００２４】
前記スカム回収ボックス４２は、第２の掻寄せ板３１の屈曲した先端部が通過する周回軌道上に配置され、回収口４１は、スカムを回収しないとき、水面より高い位置に位置し、水が入らないようになっている（図４の状態）。一方、スカムを回収するときは回収口４１は水面ｈの付近に位置するとともに、第２の掻寄せ板３１の先端部が近づいてくる方向（図５において矢印Ｐで示す。）へ傾いてスカムを呑み込めるようになっている（図５の状態）。このように回収口４１の上下位置と姿勢とを変化させるために、前記スカム回収ボックス４２に駆動機構６０の動力伝達機構６２（詳細は後述する。）を連繋してスカム回収ボックス４２を傾動可能な構成としている。
【００２５】
前記駆動機構６０は、前記回転駆動機構１０を駆動源とするもので、回転駆動機構１０の回転角度位置に対応させて前記スカム回収ボックス４２を変位させるタイミングを設定するための図６に示すようなタイミング設定機構６１と、タイミング設定機構６１により設定されたタイミングに基づいてスカム回収ボックス４２を傾動させる駆動力を発生させて前記ハンドル４５に伝達するための図６〜図９に示すような動力伝達機構６２とを備えている。
【００２６】
前記タイミング設定機構６１は、回転駆動機構１０の回転枠１１の上端に回転枠１１と一体に設けられたリング状のカム板６３と、カム板６３の外周の所定位置にカム板６３の回動に伴ってカム面６４を転動するように配置されたガイドローラ６６とを備えたものである。
前記カム板６３のカム面６４は、直径の大きな円曲面より成る凸面６４Ａと、直径の小さな円曲面より成る凹面６４Ｂとで構成されるもので、１個以上の調整リング６５を凹面６４Ｂに着脱することにより凹面６４Ｂがなす角度αが調整される。この凹面６４Ｂがなす角度αはスカムの回収が可能な時間長さに相応するもので、スカムの量が多い場合は、調整リング６５の設置個数をゼロまたは少数にして前記角度αを大きくすれば、スカムの回収開始時期を早く設定できる。スカムの量が少ない場合は、調整リング６５の設置個数を多くして前記角度αを小さくすれば、スカムの回収開始時期を遅く設定できる。
【００２７】
前記ガイドローラ６６は、前記カム面６４の凹凸によって上下に変位するもので、図７（１）に示すように、ガイドローラ６６がカム面６４の凸面６４Ａを転動する間は前記スカム回収ボックス４２は傾かず、回収口４１は高い位置にある（図４参照）。一方、図７（２）に示すように、ガイドローラ６７がカム面６４の凹面６４Ｂを転動する間はスカム回収ボックス４２が傾き、回収口４１は低い位置へ変位する（図５参照）。
【００２８】
前記ガイドローラ６６は長さ中央部を支点とする揺動アーム６６の一端に取り付けられている。なお、支点を構成する軸７５は後述する橋８０に支持されている。前記揺動アーム６６は、後述する駆動軸７１、リンク機構７２、駆動ワイヤー７３などとともに動力伝達機構６２を構成するもので、揺動アーム６６の他端にワイヤー６７の一端が接続され、ワイヤー６７の他端に錘６８が取り付けられている。前記ワイヤー６７は、図８に示すように、ホイール６９により下方へ導かれて前記錘６８が下方へ吊り下げられ、これによりガイドローラ６６がカム面６４へ付勢されるようになっている。
【００２９】
前記揺動アーム６６には連結軸７０を介して駆動軸７１の一端が連結されている。この駆動軸７１は、図１に示されるように、前記橋８０に沿って外周方向へ延びており、橋８０に設けられた複数個の軸受７４によって往復動可能に支持されている。前記駆動軸７１の他端は、図９に示すように、リンク機構７２を介して駆動ワイヤー７３に接続されている。この駆動ワイヤー７３は、図４および図５に示すように、前記スカム回収ボックス４２のハンドル４５の先端に接続されるものである。
【００３０】
上記構成の動力伝達機構６２によれば、カム板６３の回動に伴ってガイドローラ６６が前記カム面６４の凸面６４Ａを転動するとき（図７（１）に示す状態）、駆動軸７１およびリンク機構７２に引張力は作用せず、また、駆動ワイヤー７３にも引張力が作用しないので（図９（１）の状態）、スカム回収ボックス４２は傾動しない（図４の状態）。
これに対して、ガイドローラ６６が前記カム面６４の凹面６４Ｂを転動するとき（図７（２）に示す状態）、駆動軸７１およびリンク機構４２に引張力Ｑが作用し、さらに駆動ワイヤー７３にも引張力Ｑが作用する結果（図９（２）の状態）、スカム回収ボックス４２が傾動する（図５の状態）。
【００３１】
なお、上記の実施例では、スカム回収ボックス４２を上下に変位させる駆動機構６０は、掻寄せ板３０，３１を回転させる回転駆動機構１０を駆動源としているが、これに限らず、シリンダ機構などの専用の駆動源を用いてもよい。また、駆動機構６０のタイミング設定機構６１としてカム板６３を用いているが、これに限らず、リミットスイッチや光電スイッチなどを用いて構成することも可能である。
【００３２】
上記した構成の浮遊物回収装置において、回転駆動機構１０が駆動すると、第１、第２の各掻寄せ板３０，３１が回転駆動機構１０と一体に回動して沈殿池１の水面ｈの付近に浮遊するスカムを掻き寄せる。
第２の掻寄せ板３１の屈曲した先端部がスカム回収ボックス４２の回収口４１から離れた位置にあるとき、タイミング設定機構６１のガイドローラ６６はカム板６３のカム面６４の凸面６４Ａを転動しているので、動力伝達機構６２の駆動軸７１および駆動ワイヤー７３には引張力が作用せず、スカム回収ボックス４２は傾動しない。従って、回収口４１は水面ｈより高い位置に位置し、回収口４１から水が入り込むことはない。
【００３３】
第２の掻寄せ板３１の屈曲した先端部がスカム回収ボックス４２の回収口４１へ近づくと、前記ガイドローラ６６はカム面６４の凸面６４Ａから凹面６４Ｂに転落して凹面６４Ｂを転動するので、動力伝達機構６２の駆動軸７１、リンク機構７２、および駆動ワイヤー７３に引張力が作用し、スカム回収ボックス４２が傾動する。これにより、回収口４１はスカムの回収が可能な水面ｈの付近に位置し、掻寄せ板３０，３１により掻き寄せられたスカムは回収口４１に回収されて排出される。
第２の掻寄せ板３１の屈曲した先端部が回収口４１の位置を通過したとき、ガイドローラ６６はカム面６４の凸面６４Ａに乗り上がり、その結果、回収口４１は水面ｈより高い元の位置に復帰する。
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、カム板のカム面に調整部材を着脱し、カム面の凹凸形状を変更することで回収機構を変位させるタイミングを容易に調整できるので、沈殿池の浮遊物の量に応じて回収口による浮遊物の回収開始時期や回収終了時期を自在に設定でき、浮遊物を効率良く回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例である浮遊物回収装置が沈殿池に設置された状態を示す平面図である。
【図２】図１の実施例の縦断面図である。
【図３】回転駆動機構の構成を示す斜視図である。
【図４】回収機構の構成を示す側面図である。
【図５】スカム回収ボックスが傾いた状態を示す側面図である。
【図６】タイミング設定機構の構成を示す平面図である。
【図７】タイミング設定機構の動作を示す平面図である。
【図８】動力伝達機構の一部分の構成を示す側面図である。
【図９】動力伝達機構の一部分の構成および動作を示す側面図である。
【図１０】従来例の構成を示す平面図である。
【図１１】図１１の従来例の構成を示す側面図である。
【図１２】他の従来例の構成を示す平面図である。
【図１３】図１２の従来例の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１    沈殿池
１０  回転駆動機構
３０，３１  掻寄せ板
４０  回収機構
４１  回収口
６０  駆動機構
６１  タイミング設定機構
６３  カム板
６４  カム面
６６  ガイドローラ
【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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