(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈澱水槽の上部を移動する走行機体に取り付けられ、前記走行機体と一体に動いて槽底部の沈砂を吸い上げる揚砂装置であって、
フード内において槽底部に対向させて形成した沈砂の吸い込み口を有する吸い込み手段と、
前記吸い込み口周りを内部空間が形成されるように覆い、かつ、揚砂装置の移動方向に対向して開口形成させた沈砂の取り入れ口を有する前記フードと、
前記沈砂の取り入れ口に設けられて、通常時は、自重により鉛直に位置して該取り入れ口を閉じ、揚砂装置が移動した際、該取り入れ口から流入しようとする沈砂に押されて、上部の支軸回りに前記フードの内側に沈砂の高さ分のみ開くフラップ板と、
前記沈砂の高さ分のみ開いた沈砂の取り入れ口から取り入れた沈砂を、前記フード内に噴射した圧水に混ぜ合わせて攪拌させ、前記吸い込み手段の吸い込み口から吸い込ませる攪拌手段と、
を有し、
前記フラップ板と槽底部に堆積する沈砂と前記フードとにより、フード内の空間をほぼ密閉状態にして、前記攪拌手段によって攪拌された砂の前記フードからの漏れを防ぐことを特徴とする揚砂装置。
【請求項２】
前記フードは、揚砂装置の移動方向と直交する方向に沿う前方縁部と、該前方縁部の両端部から後方に向かうに従い幅が漸次狭くなる後方縁部とを有した天板と、前記天板の全縁部から鉛直に垂下形成される壁板とから構成され、
前記前方縁部に垂下形成した壁板の下方に前記沈砂の取り入れ口が形成され、
該前方縁部に垂下形成した壁板の上方には、前記フード内に圧水を噴射する前記攪拌手段としての噴射管が取り付けられ、
該噴射管の噴射口は、圧水が沈砂に向けてかつ後方に向けて噴射されるように、後方斜め下に向いていることを特徴とする請求項１に記載の揚砂装置。
【請求項３】
前記吸い込み手段の駆動源と、前記攪拌手段における圧水噴射の駆動源とを、１つのポンプに共用させる構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の揚砂装置。
【請求項４】
前記フードは、姿勢が常に一定となるように、各一端が走行機体に対して沈澱水槽の幅方向に沿う軸回りに回転自在に枢支され、各他端がフードに対して沈澱水槽の幅方向に沿う軸回りに回転自在に枢支された互いに平行な第１リンクアームおよび第２リンクアームからなる平行リンク機構を介して前記走行機体に回転昇降自在に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の揚砂装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理施設の沈砂池等の沈澱水槽において、槽底部に沈澱した砂を吸い上げて槽外部に排出する揚砂装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
沈澱水槽の底部に堆積した沈殿物を除去する装置としては、様々な方式のものが提案されており、具体的な従来例として特許文献１〜３に記載のものが挙げられる。
【特許文献１】特開平６−１２８７７３号公報
【特許文献２】特許第３７０２３０２号公報
【特許文献３】特許第３８９５５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水処理施設の沈砂池のように槽寸法が大きく、沈殿物の除去装置を槽内で移動させて処理する場合で、沈殿物が砂のように比重が小さいものの場合、除去装置の移動に伴って沈殿物が水中で拡散し、処理効率が低下しやすいという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような問題を解決するために創作されたものであり、沈澱した砂の拡散を防止して、砂を効率良く除去可能な揚砂装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するため、沈澱水槽の上部を移動する走行機体に取り付けられ、前記走行機体と一体に動いて槽底部の沈砂を吸い上げる揚砂装置であって、フード内において槽底部に対向させて形成した沈砂の吸い込み口を有する吸い込み手段と、前記吸い込み口周りを内部空間が形成されるように覆い、かつ、揚砂装置の移動方向に対向して開口形成させた沈砂の取り入れ口を有する前記フードと、前記沈砂の取り入れ口に設けられて、通常時は、自重により鉛直に位置して該取り入れ口を閉じ、揚砂装置が移動した際、該取り入れ口から流入しようとする沈砂に押されて、上部の支軸回りに前記フードの内側に沈砂の高さ分のみ開くフラップ板と、前記沈砂の高さ分のみ開いた沈砂の取り入れ口から取り入れた沈砂を、前記フード内に噴射した圧水に混ぜ合わせて攪拌させ、前記吸い込み手段の吸い込み口から吸い込ませる攪拌手段と、を有し、前記フラップ板と槽底部に堆積する沈砂と前記フードとにより、フード内の空間をほぼ密閉状態にして、前記攪拌手段によって攪拌された砂の前記フードからの漏れを防ぐことを特徴とする揚砂装置とした。
【０００６】
この揚砂装置によれば、圧水によりフード内で砂を水に混ぜ合わせて攪拌でき、かつフードにより砂の拡散を防止できるので、砂を効率良く吸い込み手段により吸い込むことができる。
そして、この揚砂装置によれば、取り入れ口には、沈砂の高さ分のみ開くフラップ板が存在するので、フード内の空間はほぼ密閉状態となり、攪拌された砂のフードからの漏れ量もごく僅かとなり、揚砂効率が向上する。
【０００７】
また本発明では、前記フードは、揚砂装置の移動方向と直交する方向に沿う前方縁部と、該前方縁部の両端部から後方に向かうに従い幅が漸次狭くなる後方縁部とを有した天板と、前記天板の全縁部から鉛直に垂下形成される壁板とから構成され、前記前方縁部に垂下形成した壁板の下方に前記沈砂の取り入れ口が形成され、該前方縁部に垂下形成した壁板の上方には、前記フード内に圧水を噴射する前記攪拌手段としての噴射管が取り付けられ、該噴射管の噴射口は、圧水が沈砂に向けてかつ後方に向けて噴射されるように、後方斜め下に向いていることを特徴とする揚砂装置とした。
【０００８】
この揚砂装置によれば、フードは後方に向かうに従い幅が漸次狭くなるように形成されることから、フード内に流入した沈砂は分散することなく、ひとまとまりになりやすい。したがって、圧水により砂を多量にまきあげることができ、揚砂効率が一層向上する。
【００１１】
また本発明では、前記吸い込み手段の駆動源と、前記攪拌手段における圧水噴射の駆動源とを、１つのポンプに共用させる構成としたことを特徴とする揚砂装置とした。
【００１２】
この揚砂装置によれば、部品点数が少なく、経済的な揚砂装置となる。
【００１３】
また本発明では、  前記フードは、姿勢が常に一定となるように、各一端が走行機体に対して沈澱水槽の幅方向に沿う軸回りに回転自在に枢支され、各他端がフードに対して沈澱水槽の幅方向に沿う軸回りに回転自在に枢支された互いに平行な第１リンクアームおよび第２リンクアームからなる平行リンク機構を介して前記走行機体に回転昇降自在に取り付けられることを特徴とする揚砂装置とした。
【００１４】
この揚砂装置によれば、槽の底部に凹凸がある場合であっても、フードの姿勢が一定となるので、フード内の密閉空間が安定し、揚砂効率が一定に維持される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧水によりフード内で砂を水に混ぜ合わせて攪拌でき、かつフードにより砂の拡散を防止できるので、砂を効率良く吸い込み手段により吸い込むことができ、揚砂効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を水処理施設の沈砂池に適用した場合について説明する。図１は、沈砂池１と、沈砂池１の上部を走行する走行機体５と、走行機体５に取り付けられる揚砂装置７とを示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ側面図、平面図、正面図である。沈砂池１では、長手方向一端側から処理水が流入し、その上澄み水が他端側（図示せず）から取り出されて次工程へと流れる。なお図１では、沈砂池１を２連に並設した水処理施設について示している。
【００１７】
沈砂池１の上部には沈砂池１の幅方向に沿って一対のガータ２が掛け渡される。２つの沈砂池１の両脇には、沈砂池１の長手方向に沿って走行レール３が延設されており、この走行レール３上を走行する台車４に各ガータ２の両端部が固設されている。ガータ２間には、走行機体５がローラ６を介してガータ２に沿って移動可能に取り付けられている。走行機体５は、例えば、オペレータが乗り込む運転室５Ａと、運転室５Ａを支える枠組み５Ｂとから構成され、枠組み５Ｂの下部に本発明の揚砂装置７が取り付けられる。
【００１８】
以上により、台車４が走行レール３上を走行することで、ガータ２上の走行機体５が沈砂池１の長手方向に移動し、これに伴って揚砂装置７も沈砂池１の長手方向に移動する。本実施形態では、沈砂池１の前記長手方向一端側（処理水の流入口側）に向けての移動方向を揚砂装置７の進行方向というものとする。沈砂池１内でのあるレーンの揚砂処理が終わると、後記するように揚砂装置７を一旦上昇させたうえで台車４を後方の起点位置まで走行させ、走行機体５を隣の未処理レーン上まで移動させてから揚砂装置７を下降させ、再び揚砂処理を行っていく。
【００１９】
図２は揚砂装置７の側面図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図、図４（ａ）、（ｂ）は揚砂装置７をそれぞれ斜め前方、斜め後方から見た外観斜視図、図５は揚砂装置７の作用側面図である。揚砂装置７は、沈砂の吸い込み口８Ａを有する吸い込み手段８と、吸い込み口８Ａ周りを覆い、進行方向に沈砂の取り入れ口９Ａを形成したフード９と、フード９内に圧水を噴射してフード９内の砂を攪拌させる攪拌手段１０と、を備える。
【００２０】
本実施形態では、吸い込み手段８の駆動源を水中ポンプ１１としており、水中ポンプ１１の吸水口を前記吸い込み口８Ａとして使用し、この吸い込み口８Ａを槽底部に対向させている。水中ポンプ１１に吸い込まれた沈砂および水は、排出管１２等を介して沈砂池１の上部に排出される。本実施形態では、水中ポンプ１１を複数設けた構成としてあり、沈砂池１の幅方向に３つ設けている。
【００２１】
フード９は、攪拌手段１０で攪拌された砂の拡散を防いで、砂を効率良く吸い込み口８Ａに導くために設けられる。本実施形態では、同一形状のフード９を沈砂池１の幅方向に３つ連設して一体に固着している。各フード９は、進行方向に対しての左右、つまり沈砂池１の幅方向に沿う前方縁部１３Ａと、後方に向かうに従い幅が漸次狭くなる後方縁部１３Ｂとを有した天板１３と、天板１３の全縁部から鉛直に垂下形成される壁板１４とから構成される。天板１３は、後端が円弧状に湾曲形成され、全体が略三角形状を呈している。進行方向に対向する壁板１４の下方、つまり、前方縁部１３Ａから鉛直に垂下形成される分の壁板１４の下方に、前記した沈砂の取り入れ口９Ａが矩形状に開口形成される。天板１３において、中央部付近には水中ポンプ１１の上端部が固設されるとともに、後部付近には排出管１２が挿通している。
【００２２】
取り入れ口９Ａには、揚砂装置７が移動した際、沈砂から押圧されることにより上部の支軸１５回りにフード９の内側に開くフラップ板１６が設けられる。フラップ板１６は取り入れ口９Ａの形状に合わせて横長矩形状を呈しており、通常時では、自重により鉛直に位置して取り入れ口９Ａを閉じた状態とする。支軸１５としては例えば蝶番等を利用する。勿論、フラップ板１６が開いた際にはフラップ板１６と壁板１４とが接触しないようになっている。
【００２３】
隣接し合うフード９の壁板１４間に形成される空間には、ポンプ支持板１７が壁板１４に固設されて水平状に位置しており、このポンプ支持板１７に水中ポンプ１８が載置されている。水中ポンプ１８に連結した排水管１９は、天板１３の前方縁部１３Ａの前方斜め上方において前方縁部１３Ａに沿って延設された噴射基管２０に連通している。噴射基管２０には、各フード９に対応して複数の噴射管２１が下方に向けて分岐形成されている。噴射管２１は途中で屈曲して壁板１４を挿通し、先端周りがフード９の内部に位置する。噴射管２１の噴射口は、圧水が沈砂に向けて噴射されるように沈砂池１の底部に向けられている。勿論、噴射管２１の管口に専用の噴射ノズルを取り付ける構成にしてもよい。
【００２４】
次に、フード９は、姿勢が常に一定となるように、平行リンク機構を介して走行機体５に回転昇降自在に取り付けられている。図２において、走行機体５の枠組み５Ｂの底部前端にはブラケット２２が左右一対に取り付けられており、各ブラケット２２において、第１リンクアーム２３、第２リンクアーム２４の各一端が沈砂池１の幅方向に沿う軸回りに回転自在に枢支される。そして、例えば第１リンクアーム２３の他端はフード９の壁板１４に回転自在に枢支され、第２リンクアーム２４は第１リンクアーム２３と平行に位置して、その他端がフード９の天板１３に回転自在に枢支される。走行機体５の枠組み５Ｂにはウインチ２５が搭載されていて、ワイヤ２６の一端が第２リンクアーム２４に連結されている。
【００２５】
なお、フード９（揚砂装置７）が回転昇降することに伴い、揚砂用の配管にはその回転運動を許容する構造が必要となる。例えば前記した水中ポンプ１１の排出管１２には、図３に示すように、水平軸回りの回転を許容するカップリング２７を介して揚砂基管２８の一端を連結する。揚砂基管２８は第２リンクアーム２４に沿って延設され、他端が同様のカップリング２７を介して揚砂管２９に連結される。揚砂管２９は枠組み５Ｂに固定され、その先端口は図２に示すように排水溝３０に臨む。排水溝３０はガータ２と平行に延設され、ガータ２と一体に沈砂池１の長手方向に移動する。揚砂管２９から排水溝３０に流れた砂および水は、沈砂池１よりも外側に位置した排水溝３０の端部に達し、所定の排出部へと送られる。
【００２６】
揚砂用の配管は上記の構成に限られず、例えば、排出管１２、揚砂基管２８、揚砂管２９を互いにフレキシブルホースで接続してもよく、或いは排出管１２、揚砂基管２８、揚砂管２９の全体をフレキシブルホースから構成してもよい。
【００２７】
符号３１は、揚砂装置７を沈砂池１の底部で走行させるためのローラであり、その下端が壁板１４の下縁よりも下方に突出した状態で、フード９に固設したブラケット３２に回転自在に枢支されている。
【００２８】
以上の構成からなる揚砂装置７の作用について説明する。先ずガータ２は沈砂池１上の起点位置にあり、走行機体５は所定のレーン上に位置し、揚砂装置７は図２に実線で示すように上昇位置にある。この状態からウインチ２５を駆動してワイヤ２６を緩めると、揚砂装置７は、自重により、第１リンクアーム２３、第２リンクアーム２４からなる平行リンク機構を介してその姿勢を維持したまま回転下降し、仮想線で示すように沈砂内に埋没して、ローラ３１が槽底部に接輪する。
【００２９】
次いで、図１に示す台車４が走行レール３上を走行することで、ガータ２上の走行機体５が沈砂池１の長手方向に移動し、揚砂装置７も沈砂池１の長手方向に移動する。移動する際、例えば槽底部に沈砂が部分的に固形化し、この部分にローラ３１が乗り上げるような場合であっても、前記平行リンク機構の介在によりフード９の姿勢は常に一定に維持される。平行リンク機構は、沈砂池１の幅方向の軸回りに回転して動作するので、揚砂装置７は槽底部の凹凸形状に追従するように移動する。
【００３０】
揚砂装置７が移動すると、図５に示すように、前方の沈砂に押されてフラップ板１６が開き、沈砂がフード９内に流入する。フード９内では、噴射管２１から圧水が沈砂に向けて噴射され、沈砂はこの圧水によりまきあげられて攪拌される。攪拌された砂はフード９により拡散が防止され、水中ポンプ１１の吸水口から効率良く吸い取られる。取り入れ口９Ａには、沈砂の高さ分のみ開くフラップ板１６が存在するので、フード９内の空間はほぼ密閉状態となり、攪拌された砂のフード９からの漏れ量もごく僅かとなる。
【００３１】
また、フード９は、壁板１４が後方に向かうに従い幅が漸次狭くなるように形成されているため、フード９内に流入した沈砂は分散することなく、まとまりが良好となる。したがって、噴射管２１からの圧水により砂を多量にまきあげることができ、揚砂効率が一層向上することとなる。水中ポンプ１１で吸い取られた砂および水は、排出管１２、揚砂基管２８、揚砂管２９を介して排水溝３０に排出される。
【００３２】
そして、あるレーンでの揚砂処理が終了すると、ウインチ２５によりワイヤ２６を巻いて、平行リンク機構を介して揚砂装置７を上昇させる。次いで、台車４を後方の起点位置まで走行させ、走行機体５を隣の未処理レーン上まで移動させてから揚砂装置７を下降させ、再び揚砂処理を行う。勿論、同じレーンで揚砂処理を繰り返し行う場合もある。
【００３３】
以上のように、沈砂の吸い込み口８Ａを有する吸い込み手段８（水中ポンプ１１）と、吸い込み口８Ａ周りを覆い、進行方向に沈砂の取り入れ口９Ａを形成したフード９と、フード９内に圧水を噴射してフード９内の砂を攪拌させる攪拌手段１０（噴射管２１）と、備える揚砂装置とすれば、圧水によりフード９内で砂を水に混ぜ合わせて攪拌でき、かつフード９により砂の拡散を防止できるので、砂を効率良く吸い込み手段８により吸い込むことができる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。説明した実施形態では、吸い込み手段８、攪拌手段１０にそれぞれ水中ポンプ１１、１８を要する構成としたが、変形例として、吸い込み手段８の駆動源と、攪拌手段１０における圧水噴射の駆動源とを、１つのポンプに共用させる構成としてもよい。図６は、吸い込み手段８の駆動源と、攪拌手段１０における圧水噴射の駆動源とを水中ポンプ１１に共用させた場合を示し、具体的には、水中ポンプ１１の排出管１２の途中に三方弁３３を設け、この三方弁３３に噴射管２１を連通させた場合を示している。
【００３５】
これにより、水中ポンプ１１で吸い上げた水を圧水として循環利用できる。なお、圧水の噴射タイミングについては、水中ポンプ１１で吸い上げた水の一部を常に噴射させる連続処理にしてもよいし、三方弁３３をタイマー制御して、水中ポンプ１１で吸い上げた水の一部或いは全てを間欠的に噴射させるバッチ処理にしてもよい。このように、吸い込み手段８の駆動源と、攪拌手段１０における圧水噴射の駆動源とを、１つのポンプに共用させる構成とすれば、部品点数が少なくなり、経済的な揚砂装置となる。
【００３６】
また他の変形例として、図７に示すように、フード９の内部には、吸い込み口８Ａを形成した揚砂管３４のみを配設し、負圧を発生させるポンプは例えば図１に示した走行機体５側に搭載してもよい。
【００３７】
また、本発明では、排出対象は厳密な砂に限定されるものではなく、汚泥なども対象となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】沈砂池、走行機体および揚砂装置を示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ側面図、平面図、正面図である。
【図２】揚砂装置の側面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は揚砂装置をそれぞれ斜め前方、斜め後方から見た場合の外観斜視図である。
【図５】揚砂装置の作用側面図である。
【図６】揚砂装置の変形例の側面図である。
【図７】揚砂装置の他の変形例の側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      沈砂池（沈澱水槽）
５      走行機体
７      揚砂装置
８      吸い込み手段
８Ａ    吸い込み口
９      フード
９      取り入れ口
１０      攪拌手段
１６      フラップ板
２３      第１リンクアーム（平行リンク機構）
２４      第２リンクアーム（平行リンク機構）
【図１】
0005005473.tif 000002
【図２】
0005005473.tif 000003
【図３】
0005005473.tif 000004
【図４】
0005005473.tif 000005
【図５】
0005005473.tif 000006
【図６】
0005005473.tif 000007
【図７】
0005005473.tif 000008