(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理施設においてスカムのかき寄せに使用するための水噴出具であって、パイプ状本体と、パイプ状本体に固定され、パイプ状本体の軸線と交叉するように延出する案内板とを具備し、前記案内板との接合部においてパイプ状本体の側壁は案内板の前記延出方向に開口する切欠部を形成していることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記案内板は開口部からの水の噴出方向に延出しつつその前端縁は水の噴出方向と交叉する方向に延びていることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具。
【請求項３】
請求項２に記載の発明において、案内板の前記前端縁は円弧状をなしていることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具。
【請求項４】
請求項１に記載の発明において、前記案内板は両側側縁において規制板を有していることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具。
【請求項５】
導水渠や沈殿池などの水処理施設において水流によってスカムのかき寄せを行う装置であって、幅方向に間隔をおいて設置された複数の水噴出具と、前記複数の水噴出具をスカムかき寄せ用水のための水源に接続する配管系とを備え、前記各水噴出具は、前記配管系に接続されるパイプ状本体と、パイプ状本体に固定され、パイプ状本体の軸線と交叉するように少なくともスカムのかき寄せ方向に延出する案内板とを具備し、前記案内板との接合部においてパイプ状本体の側壁は案内板の前記延出方向に開口する切欠部を形成していることを特徴とするスカムかき寄せ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発明において、水噴出具との接続箇所の直前において前記配管系は水噴出具に対して落差を形成するように持ち上げられていることを特徴とするスカムかき寄せ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は上下水処理施設における導水渠や沈殿池においてスカムのかき寄せに使用するための水噴出具及び水流式のスカムかき寄せ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上下水の処理施設における導水渠や沈殿池などにおいてスカムのかき寄せのために従来よりスプレーノズルが使用されている。スカムは放置すると水面に凝集し、そのままでは硬い殻のように固化してしまい排出困難となる恐れがあるが、スプレーノズルから扇状に噴出される水の勢いによってスカムを細分し、細分されたスカムを水の流れに乗せるようにして、スカムをかき寄せ導水渠端部に設置したスカムピットから排出するようにしている。そして、スプレーノズルは導水渠や沈殿池の幅方向に間隔をおいて複数設置されるが、１本のスプレーノズルによって導水渠のある程度の幅にわたってスカムのかき寄せを行いうるように噴出口から扇状に拡開した噴出流を得るべく、噴出口を絞ると共に水流の元圧（ポンプ吐出圧）を高くしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術におけるスプレーノズルでは元圧を高くし、噴出口径を数（最小２〜３）mmと大きく絞る（圧力損失を大きくする）ことによって扇状に拡開した噴出流を得るようにしている。一般にスカムかき寄せに使用する水源は下水処理水（いわゆる二次処理水や三次処理水）であるが、二次処理水や三次処理水は藻が発生しやすいため、スプレーノズルへの異物の詰まりが生じ易く、スプレーノズルの頻繁なメンテナンス作業が必須であった。ところが、導水渠などでは防臭の観点でコンクリートで覆蓋をしていることが多いため、スプレーノズルのメンテナンスは容易ではなく、そのまま長期間にわたって放置されることが多く、ノズルから水が出ないためスカムの堆積・固化につながってしまっていた。
【０００４】
この発明は以上説明した従来のスプレーノズルの問題点に鑑みてなされたものであり、頻繁なメンテナンス作業を要求することなく異物による詰まりが生ずることのないようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、水処理施設においてスカムのかき寄せに使用するための水噴出具であって、パイプ状本体と、パイプ状本体に固定され、パイプ状本体の軸線と交叉するように延出する案内板とを具備し、前記案内板との接合部においてパイプ状本体の側壁は案内板の前記延出方向に開口する切欠部を形成していることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具が提供される。
【０００６】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、パイプ状本体に導入されたスカムかき寄せ用の水はパイプ状本体内を通過し、パイプ状本体と交叉した案内板と衝突する。そして、パイプ状本体の下端の切欠部が案内板の延出方向に開口しているため、水は案内板に沿って案内される。従って、案内板の形状に応じた任意な噴出形状の水流（例えば、従来のスプレーノズルによる扇状の水流）を得ることができる。そして、案内板に衝突させ、衝突時のエネルギと案内板の形状の選択とによって任意の形状の強力な水流を得ており、従来のように圧力損失によるものでないため、水流を絞る部分がなく、詰まりの発生はないため、殆どメンテナンスフリーなスカムのかき寄せを行うことができる効果がある。また、詰まりのおそれが少ないため水源として処理度の低い水、例えば、導水渠や沈殿池などの中間水などの高度処理を受けていない水を使用することもできる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記案内板は開口部からの水の噴出方向に延出しつつその前端縁は水の噴出方向と交叉する方向に延びていることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具が提供される。
【０００８】
請求項２の発明の作用・効果を説明すると、案内板はその前端縁が水の噴出方向と交叉する方向に延びているため、前端縁の形状の選定により幅方向における噴出流の任意の形状を得ることができる効果がある。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明において、案内板の前記前端縁は円弧状をなしていることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具が提供される。
【００１０】
請求項３の発明の作用・効果を説明すると、案内板の前端縁を円弧状とすることにより従来のスプレーノズルと同様な扇状の噴出パターンを得ることができ、導水渠の幅方向における水噴出具の設置数を抑えつつ導水渠の全幅を賄うことができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記案内板は両側側縁において規制板を有していることを特徴とするスカムかき寄せ用の水噴出具が提供される。
【００１２】
請求項４の発明の作用・効果を説明すると、案内板の両側に規制板を有しているため、水を案内板の全面に案内することができ、側面から垂れ落ちることがないため、効率的なスカムかき寄せを実現することができる効果がある。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、導水渠や沈殿池などの水処理施設において水流によってスカムのかき寄せを行う装置であって、幅方向に間隔をおいて設置された複数の水噴出具と、前記複数の水噴出具をスカムかき寄せ用水のための水源に接続する配管系とを備え、前記各水噴出具は、前記配管系に接続されるパイプ状本体と、パイプ状本体に固定され、パイプ状本体の軸線と交叉するように少なくともスカムのかき寄せ方向に延出する案内板とを具備し、前記案内板との接合部においてパイプ状本体の側壁は案内板の前記延出方向に開口する切欠部を形成していることを特徴とするスカムかき寄せ装置が提供される。
【００１４】
請求項５の発明の作用効果を説明すると、配管系より各水噴出具に導入されたスカムかき寄せ用の水はパイプ状本体内を通過し、パイプ状本体と交叉した案内板と衝突する。そして、パイプ状本体内に導入された水は衝突時のエネルギで切欠部より案内板の案内を受けながら流出されるが、案内板はスカムのかき寄せ方向に延出しているため、流出された水によってスカムのかき寄せを行うことができる。そして、水噴出具は実質的に絞り部を有さず、請求項１の発明と同様に殆どメンテナンスフリーのスカムかき寄せを行うことができる効果がある。また、案内板の形状の選択によって任意の形状の水流を得ることができ、従来のスプレーノズルによる扇状の水流を得ることもできるため、水噴出具を幅方向に間隔をおいて配置し、最小限の本数の水噴出具によって導水渠や沈殿池の全幅にわたったスカムのかき寄せを行うことができる効果がある。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明において、水噴出具との接続箇所の直前において前記配管系は水噴出具に対して落差を形成するように持ち上げられていることを特徴とするスカムかき寄せ装置が提供される。
【００１６】
水噴出具との接続箇所の直前において配管系は水噴出具に対して落差を形成しているため、落差によって必要な大きさの水勢を得ることができ、元圧が低くてもスカムを破砕することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明を下水処理装置の沈殿池への導水渠において実施した場合を示しており、１０は沈殿池であり、地方公共団体などの公的な下水処理施設などの大型の施設においては、多数の沈殿池が平行に並べて設置されている。導水渠１２は沈殿池１０の片側に沿って延びるように配置され、各沈殿池１０に対して流入口１４によって接続されている。図においては導水渠１２には中央から矢印ａのように被処理水が導入され、被処理水は矢印ｂのように左右に分かれて導水渠１２を進み、各流入口１４より矢印ｃのように各沈殿池１０に流入されるようになっている。導水渠１２はその左右両端にスカムピット１５を備えている。
【００１８】
導水渠１２においてその表面に発生したスカムをかき寄せるため水流型のかき寄せ装置が設けられる。このかき寄せ装置はこの実施形態では図２に示すように４個の水噴出具１６と配管１８とからなる組立体２０を図１に示すように導水渠１２の長手方向の間隔をおいて配置して構成される。
【００１９】
図１において、各水噴出具１６からはスカムのかき寄せ方向に水が噴出される。スカムのかき寄せ方向は右半分の導水渠１２においては図１の右端側、左半分の導水渠１２においては図１の左端側である。そのため、導水渠１２の右半分に設けた組立体２０の各水噴出具１６からは矢印ｅ１のように右方向に水が噴出され、噴出された水勢により導水渠１２における水の表面のスカムは図の右方向にかき寄せられ、最終的には右端側のスカムピット１５に集められ、図示しないスカムポンプによって吸引除去される。同様に導水渠１２の左半分に設けた水噴出具１６からは矢印ｅ２のように左方向に水が噴出され、表面のスカムは図の左方向にかき寄せられ、最終的には左端側のスカムピット１５に集められ、スカムポンプによって吸引除去される。
【００２０】
図２において、水噴出具組立体２０を構成する４本の水噴出具１６が導水渠１２の幅方向に間隔をおいて設置される。４本の水噴出具１６は配管１８に対して後述のようにねじ止めされており、その水噴出具１６の開口方向はスカムのかき寄せ方向（図２では紙面に直交する方向）である。配管１８は水噴出具１６の設置箇所では導水渠１２における水面Ｌと近接して平行に延びているが、その直ぐ上流側では垂直に直立した部分１８´を有しており、この直立配管部分１８´が共通配管２２（各水噴出具組立体２０の直立配管部分１８´が集合している）及び共通配管２２上の水ポンプ（図示しない）を介して水源（下水処理施設における２次処理水又は３次処理水）に接続される。直立配管部分１８´は0.5〜１ｍ程度の落差Ｈを有しており、この落差によってスカムを破砕するための水噴出具１６からの水勢を得るようにしている。
【００２１】
次ぎに、各水噴出具１６の構成を図３〜図５によって説明すると、水噴出具１６はパイプ状本体２４と、パイプ状本体２４の下端に固定され、パイプ状本体の軸線と交叉するようにパイプ状本体の片側に延出する案内板２６と、案内板２６の両側縁部に直立固定される規制板２８とから構成される。案内板２６と接合されるパイプ状本体２４の下端における約１２０度の円弧部分は約２０mmの高さにわたって切欠部３０を形成している。切欠部３０はその開口方向は図４において矢印ｅ１、ｅ２にて示すスカムのかき寄せ方向（図１において導水渠１２の長手方向）である。そのため、切欠部３０からスカムのかき寄せ方向ｅ１、ｅ２に水を噴出することができる。図４に示すように案内板２６は、切欠部３０の開口方向において拡開した扇形状をなしており、前端縁26-1は円弧状をなしている。
【００２２】
切欠部３０はその大きさはパイプ状本体２４（径は例えばφ１９）の有効断面（パイプ状本体２４におけるもっとも径の絞られた部位における断面）とほとんど同程度（絞ったとしても８０％程度）の断面積となるようにその切欠角度及び高さが決められている。そのため、パイプ状本体２４に入ってきた水は殆ど絞り（圧力損失）を受けることなく案内板２６に衝突し、案内板２６の案内を受けつつスカムかき寄せ方向ｅ１、ｅ２に流出される。
【００２３】
図３に示すようにパイプ状本体２４はその上端においてナット部３２を有しているとと共にねじ部３４を形成している。ねじ部３４は配管１８のボス部18-1に螺合される。この螺合された状態において切欠部３０及び案内板２６がスカムかき寄せ方向ｅ１、ｅ２を向くように配管１８に対する各水噴出具１６の取付は行われる。
【００２４】
以上述べたこの発明の水噴出具１６によるスカムかき寄せ動作について説明すると、スカムかき寄せの水源となる下水処理施設における２次若しくは３次の処理水は図示しないポンプより共通配管２２（図２）及び直立配管部分１８´を経て各水噴出具組立体２０の配管１８に導入される。そして、各水噴出具１６のパイプ状本体２４に図５の矢印ｊのように導入される。パイプ状本体２４の下端には案内板２６が直交するように固定されているため、水流は案内板２６に衝突される。案内板２６に衝突することにより水は方向性を一瞬失うが、パイプ状本体２４の下端に切欠部３０が設けられているため、衝突エネルギで一斉に切欠部３０に向かい、案内板２６の案内を受け、案内板２６の形状に沿って流出される。即ち、図示の実施形態では案内板２６はその前端縁26-1が円弧状をなしているため、扇状に拡開した水流ｋ（図５参照）を得ることができる。この水流は落差Ｈ（図２）に応じた水勢を有している。そのため、案内板２６からの水流ｋの幅ｗの部分において導水渠の表面に形成されたスカムは細分され、導水渠をスカムピットに向けて矢印ｍのように流れ、導水渠の液面に形成されたスカムを細分することができる。
【００２５】
案内板２６の両側縁に規制板２８が設けられていることから、水が側面から垂れ落ちることはなく、案内板２６の所期の拡開範囲を得ることができ、スカムの効果的なかき寄せ作動の実現に寄与させることができる。
【００２６】
この発明の実施形態において案内板２６から矢印ｋのように流出される水は落差Ｈに応じた位置エネルギに基づく水勢を有している。そのため、パイプ状本体２４の有効径に対して切欠部３０の開口径を殆ど絞ることなくスカムを破砕しかつかき寄せするに十分なエネルギを得ることができる。水噴出具１６内に絞られた部分がない（切欠部３０はパイプ状本体２４の径（例えばφ１９）と殆ど同じで従来のスプレーノズルの数mm（２〜３mm）と比較し圧倒的に大きい）ため異物の詰まりは長期間にわたって殆ど生ぜず、従来のように下水処理施設の２次処理水や３次処理水だけでなく、沈殿池の水をそのまま水噴出具に導くことによりスカムのかき寄せをしても問題は生じない。
【００２７】
また、この発明では切欠部３０では水流は絞られないため、圧力損失がなく、元圧が低くても（即ち共通配管２２に接続されるスカムかき寄せ用ポンプの吐出圧が低くても）よいため、ポンプの設備コストを下げることができ、そのメンテナンスも容易となる効果がある。
【００２８】
以上説明したこの発明の実施形態では案内板は導水渠の幅方向に所定範囲で拡開した噴出形状を得るため前端縁26-1が円弧状をなしているが、案内板２６の前端縁の形状を適宜選定することにより所期の噴出水の形状を得ることができる。例えば、図６のように直線状の前端縁26-2とすれば図示のように直線方向に水を噴出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は沈殿池に対する導水渠の接続部分における平面図であり、この発明の実施形態における水流によるスカムかき寄せ装置の全体的概略構成を示している。
【図２】図２はこの発明の実施形態の水噴出具組立体の側面図であり図１のII−II線に沿って表される矢視図である。
【図３】図３は水噴出具の一部破断側面図であり、図２のIII−III線に沿って表される矢視図である。
【図４】図４は水噴出具の横断面図であり、図３のIV−IV線に沿って表される矢視断面図である。
【図５】図５は水噴出具の斜視図である。
【図６】図６は図４と同様であるが別実施例を示している。
【符号の説明】
１０…沈殿池
１２…導水渠
１４…流入口
１５…スカムピット
１６…水噴出具
１８…配管
１８´…直立配管部分
２４…パイプ状本体
２６…案内板
２８…規制板
26-1…案内板前端縁
３０…切欠部
３２…ナット部
ｅ１、ｅ２…導水渠におけるスカムかき寄せ方向
【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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