(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、維持管理が容易な汚泥掻き寄せ機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、沈殿池に沈殿した汚泥を掻き寄せる汚泥掻き寄せ機において、前記沈殿池の水面の上方に設けられ、水平方向に延びる旋回アームと、前記旋回アームを回転させる駆動装置と、前記旋回アームから前記沈殿池内に吊り下げられた複数の懸垂棒と、前記複数の懸垂棒に固定された取り付け部材と、前記旋回アームの中心線に対して傾斜して配置され、前記取り付け部材に取り付けられた掻き寄せ板とを備えており、前記懸垂棒は前記旋回アームに着脱可能に連結されており、
前記懸垂棒を鉛直方向に上昇させて前記懸垂棒を前記旋回アームから取り外すことで、前記懸垂棒、前記取り付け部材、及び前記掻き寄せ板を水面から引き上げることが可能に構成されていることを特徴とする。
【0007】
本発明の好ましい態様は、前記取り付け部材は前記懸垂棒に着脱可能に固定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記懸垂棒は、1つの取り付け部材に対して3本以上設けられ、前記懸垂棒はその進行方向から見て重ならないように配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の懸垂棒の間には斜材が斜めに延びており、前記複数の懸垂棒と前記斜材とでトラス構造体を形成していることを特徴とする。
本発明の
他の態様は、
沈殿池に沈殿した汚泥を掻き寄せる汚泥掻き寄せ機において、前記沈殿池の水面の上方に設けられ、水平方向に延びる旋回アームと、前記旋回アームを回転させる駆動装置と、前記旋回アームから前記沈殿池内に吊り下げられた複数の懸垂棒と、前記複数の懸垂棒に固定された取り付け部材と、前記旋回アームの中心線に対して傾斜して配置され、前記取り付け部材に取り付けられた掻き寄せ板とを備えており、前記懸垂棒は前記旋回アームに着脱可能に連結されており、前記懸垂棒を前記旋回アームから取り外すことで、前記懸垂棒、前記取り付け部材、及び前記掻き寄せ板を水面から引き上げることが可能に構成されており、前記複数の懸垂棒の間には斜材が斜めに延びており、前記複数の懸垂棒と前記斜材とでトラス構造体を形成しており、前記懸垂棒及び前記斜材は、前記旋回アーム及び前記取り付け部材にピン結合されており、前記斜材の一部は、伸縮自在な伸縮部材から構成されていることを特徴とする。
【0008】
本発明の好ましい態様は、前記沈殿池の水面よりも上方に位置し、前記掻き寄せ板への過負荷を検知する過負荷検知機構をさらに備え、前記過負荷検知機構は、前記懸垂棒に直接的または間接的に接続され、該懸垂棒と同期して動くように構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記旋回アームは、前記懸垂棒及び前記掻き寄せ板を昇降させる昇降機構をさらに備え、前記掻き寄せ板は、前記昇降機構により上昇または下降した位置において前記沈殿池の汚泥を掻き寄せることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、懸垂棒は旋回アームから取り外すことができるため、懸垂棒及びこれに連結された掻き寄せ板を沈殿池からチェーンブロックなどを用いて引き上げることができる。したがって、掻き寄せ板の修理、交換が可能となり、汚泥掻き寄せ機の維持管理が容易となる。
【0010】
また、本発明によれば、掻き寄せ板は懸垂棒により旋回アームから吊り下げられるので、掻き寄せ板を池底から支持するためのキャスターなどの機構は不要となる。したがって、汚泥掻き寄せ機の維持管理性が向上する。さらに、本発明によれば、掻き寄せ板はトラス構造体により堅固に支持されているので、池底に堆積している汚泥を確実に掻き寄せることができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る汚泥掻き寄せ機の正面図であり、
図2は、
図1に示す掻き寄せ板、取り付けフレーム、及び旋回アームを上から見た図である。汚泥掻き寄せ機1は、円形の沈殿池5の中に設置されている。汚泥掻き寄せ機1は、沈殿池5の水面の上方に配置された、水平方向に延びる旋回アーム16と、旋回アーム16を回転させる駆動装置20と、旋回アーム16から沈殿池5内に吊り下げられた懸垂棒14と、懸垂棒14の下端に固定された取り付けフレーム(取り付け部材)12と、沈殿池5の底部に沈殿した汚泥を沈殿池5の中心に掻き寄せる複数の掻き寄せ板10とを備えている。掻き寄せ板10は、沈殿池5の底部からわずかに離間して取り付けフレーム12に取り付けられている。
【0013】
図2に示すように、各掻き寄せ板10は、旋回アーム16の中心線に対して所定の角度だけ傾斜している。したがって、
図2の矢印に示す方向に旋回アーム16が回転すると、掻き寄せ板10は池底上の汚泥を沈殿池5の中心に向かって掻き寄せる。
【0014】
図1に示すように、懸垂棒14は沈殿池5の水面よりも上方に延びている。旋回アーム16は、沈殿池5の中央に設けられた回転支持機構22に取り付けられており、回転支持機構22とともに回転する。旋回アーム16の上方には、歩廊100が設けられている。回転支持機構22には駆動装置20が連結されており、駆動装置20によって旋回アーム16が回転される。本実施形態では、中心駆動式の汚泥掻き寄せ機を採用しているが、周辺駆動式の汚泥掻き寄せ機を採用してもよい。具体的な例は、旋回アーム16を囲むように歯車が旋回アーム16に固定され、この歯車と噛み合う歯車及びこの歯車を駆動するモータが沈殿池5の周辺部に設けられる。歯車の代わりにチェーンを旋回アーム16に設け、このチェーンに噛み合うスプロケットホイールを、沈殿池5の周辺部に設けられたモータにより駆動してもよい。
【0015】
沈殿池5の底部の中央には環状のサンプ25が設けられており、掻き寄せ板10によって掻き寄せられた汚泥はサンプ25内に集められるようになっている。サンプ25には、掻き集められた汚泥を排出する汚泥引き抜き管26が接続されている。サンプ25内にはサンプスクレーパ24が設けられている。このサンプスクレーパ24は、連結部材28により懸垂棒14と連結されており、懸垂棒14が回転するとともにサンプスクレーパ24がサンプ25内を回転する。
【0016】
回転支持機構22は、沈殿池5の中央に設けられた支柱30の上端に載置されている。回転支持機構22は図示しない軸受を有しており、回転支持機構22は支柱30に対して回転可能となっている。支柱30の底には、汚水を沈殿池5に供給するための汚水流入管32が接続されている。支柱30の上部には汚水出口34が設けられている。支柱30の周囲には、支柱30の上部を取り囲むように円筒状のフィードウェル36が設けられている。フィードウェル36は支柱30と同軸状に配置されている。汚水は、汚水流入管32を通って支柱30に供給され、汚水出口34から排出される。さらに、汚水はフィードウェル36の下部開口を通って沈殿池5内に流入する。
【0017】
懸垂棒14には、沈殿池5の水面に浮かぶスカムを掻き寄せるスカムブレード38が取り付けられている。スカムとは、沈降しない油脂や繊維分などから構成される集合物である。沈殿池5の内周面には、スカムボックス39が設けられており、スカムブレード38により掻き寄せられたスカムは、スカムボックス39の中に投入されるようになっている。沈殿池5の内周面には、汚泥から分離された上澄水を排出する排水トラフ41が設けられており、上澄水は排水トラフ41から排出されるようになっている。
【0018】
図3は旋回アーム16,懸垂棒14,取り付けフレーム12,及び掻き寄せ板10を模式的に示す斜視図であり、
図4は
図3の一部を示す図である。旋回アーム16は、一対の水平アーム17,17を備えている。懸垂棒14は懸垂フレーム(連結ベース)40を介して水平アーム17,17に着脱可能に連結されている。懸垂棒14は懸垂フレーム40から懸垂しており、取り付けフレーム12は懸垂棒14の下端に保持されている。
【0019】
図4に示すように懸垂フレーム40と取り付けフレーム12との間には、3本の懸垂棒14と2本の斜材44が設けられている。3本の懸垂棒14は鉛直に延びており、斜材44は隣り合う2本の懸垂棒14の間を斜めに延びている。これら3本の懸垂棒14と2本の斜材44とで1つのトラス構造体43を形成している。なお、トラス構造体に代えて、ラーメン構造体を採用してもよい。本実施形態では、複数のトラス構造体43が設けられ、各トラス構造体43に複数の掻き寄せ板10が着脱可能に取り付けられている。このトラス構造体43により掻き寄せ板10が堅固に支持される。懸垂棒14は懸垂フレーム40に着脱可能に取り付けられており、掻き寄せ板10は取り付けフレーム12に着脱可能に取り付けられている。
【0020】
図1乃至
図3に示すように、各取り付けフレーム12には複数の掻き寄せ板10が取り付けられている。本実施形態においては、1つの取り付けフレームに対して2つまたは3つの掻き寄せ板が取り付けられているが、1つの取り付けフレームに対して1つの掻き寄せ板が取り付けられてもよいし、4つ以上の掻き寄せ板が取り付けられてもよい。
【0021】
図5(a)は懸垂フレーム40と懸垂棒14との結合部、及び懸垂フレーム40と水平アーム17との結合部を示す拡大図であり、
図5(b)は懸垂棒14が懸垂フレーム40に連結される様子を示す図である。
図5(a)に示すように、懸垂フレーム40と懸垂棒14の一端部14aとは、ボルト(連結部材)50によって結合されている。
図5(b)に示すように、懸垂棒14の一端部14aには孔が設けられており、懸垂フレーム40に固定された嵌合部51,51にも孔が設けられている。これらの孔が一致するように、懸垂棒14の一端部14aが嵌合部51,51に嵌め込まれ、この孔にボルト50が挿入される。ボルト50にはナット52が締め付けられ、これにより、懸垂棒14が懸垂フレーム40に結合される。
【0022】
さらに、ナット52をボルト50から外し、ボルト50を懸垂棒14の一端部14a及び嵌合部51,51の孔から取り出すことで、懸垂棒14は懸垂フレーム40から切り離される。取り付けフレーム12と懸垂棒14の他端部14b(
図4参照)とは、
図5(b)と同様に連結部材としてのボルト(図示せず)によって結合されている。したがって、このボルトを取り外すことによって取り付けフレーム12及び掻き寄せ板10を懸垂棒14から切り離すことが可能である。図示しないが、斜材44の両端部も、連結部材としてのボルトにより懸垂フレーム40および取り付けフレーム12に結合されている。
【0023】
図5(a)に示すように、旋回アーム16は、懸垂棒14を昇降させる昇降機構55をさらに備えている。懸垂フレーム40と水平アーム17,17とは昇降機構55により連結されている。昇降機構55は、懸垂フレーム40に固定された支持部材55aと、水平アーム17に固定された保持部材55bと、保持部材55bに固定された鉛直方向に延びるジャッキボルト55cとを備えている。ジャッキボルト55cは支持部材55aを貫通して延びている。ジャッキボルト55cにはナット55d及びナット55eが螺合されており、このナット55d及びナット55eの間に支持部材55aが挟まれている。ジャッキボルト55c上のナット55d及びナット55eの位置を変えることによって懸垂フレーム40及び懸垂棒14を上昇または下降させることができる。さらに、ナット55dをジャッキボルト55cから取り外すことにより、懸垂フレーム40及びこれに連結された懸垂棒14,取り付けフレーム12,掻き寄せ板10を旋回アーム16から切り離すことができる。このように、昇降機構55は、懸垂棒14を着脱可能に旋回アーム16に連結する連結機構としても機能する。昇降機構55として、ジャッキボルトに代えてエアシリンダを用いてもよい。
【0024】
図6に示すように、懸垂フレーム40の上下動を案内するガイド部材56を水平アーム17,17に設けてもよい。ガイド部材56はL字形断面を有し、懸垂フレーム40の角部をスライド自在に支持している。
図6には1つのガイド部材56のみが示されているが、4つのガイド部材56が懸垂フレーム40の四隅に配置されており、各ガイド部材56が懸垂フレーム40の角部を支持している。これらのガイド部材56は、汚泥掻き寄せ時に発生する負荷を支持することができ、昇降機構55のジャッキボルト55cに負荷が掛からないようにすることができる。
【0025】
図7に示すように、昇降機構55により懸垂棒14が上昇されると、掻き寄せ板10も上昇される。例えば、沈殿池5の底に異物がある場合、掻き寄せ板10は異物よりも高い位置まで上昇される。この状態で、掻き寄せ板10は異物を避けて汚泥を掻き寄せることができる。また、汚泥の掻き寄せにより掻き寄せ板10に掛かる負荷が増えた場合、掻き寄せ板10をある程度上昇させることで、掻き寄せ板10は負荷が軽減された状態で汚泥を掻き寄せることができる。このように、昇降機構55は、汚泥を掻き寄せるときの掻き寄せ板10の位置を調整することができる。
【0026】
次に、上述のように構成された汚泥掻き寄せ機の動作について説明する。
駆動装置20により回転支持機構22が回転すると、回転支持機構22を中心に旋回アーム16が
図2に示す矢印方向に回転する。旋回アーム16が回転することで、懸垂棒14及び掻き寄せ板10も回転する。
【0027】
汚水流入管32には汚水が流入し、汚水は支柱30の上部に設けられた汚水出口34から排出される。さらに汚水はフィードウェル36を通して沈殿池5内に供給される。フィードウェル36は汚水出口34から排出された汚水を整流する役割を持っている。
図2に示すように、掻き寄せ板10は、旋回アーム16の中心線に対して、所定の角度だけ傾斜しているので、掻き寄せ板10が
図2の矢印方向に回転することで、池底上の汚泥は沈殿池5の中心方向にかき集められる。
【0028】
かき集められた汚泥は、沈殿池5の中央に設けられたサンプ25内に溜まる。懸垂棒14が回転すると、サンプスクレーパ24も回転するため、サンプスクレーパ24によりサンプ25内の汚泥の流動状態が維持される。サンプ25に溜まった汚泥は、汚泥引き抜き管26から引き抜かれる。沈殿池5の水面に浮かぶスカムはスカムブレード38によって沈殿池5の半径方向外側へ移動され、スカムボックス39の中に投入される。汚泥から分離された上澄水は、排水トラフ41から排出される。
【0029】
懸垂棒14は、沈殿池5内の汚泥を横切ることによってピケットフェンスの効果を発揮する。このピケットフェンスの効果(みずみち(水路)形成効果ともいう)とは、汚泥の濃縮性を高める効果である。すなわち、懸垂棒14が沈殿池5内を進むと、沈殿池5内に沈殿した汚泥は懸垂棒14により切断され、鉛直方向に延びる水路が汚泥に形成される。汚泥の中には気泡が含まれているため、形成された水路を通って気泡が抜ける。これにより、汚泥の濃縮性が高まる。複数の懸垂棒が重なって配置されると、懸垂棒のピケットフェンスの効果が薄れてしまう。そこで、それぞれの懸垂棒14がピケットフェンスの効果を発揮しうるように、各トラス構造体43を構成する3本の懸垂棒14はその進行方向(
図4の矢印で示す)において正面から見て重ならないように配置されている。懸垂棒14は水面よりも上方に延びているので、汚泥が水面付近まで沈殿していても、懸垂棒14は確実に汚泥を切断して水路を形成することができる。各トラス構造体43に4本以上の懸垂棒14を設け、これら懸垂棒14をその進行方向から見て重ならないように配置してもよい。
【0030】
図8は、トラス構造体43及び掻き寄せ板10が引き上げられる様子を示す図である。複数の掻き寄せ板10のうちのいずれかに異物が噛み込んで汚泥掻き寄せ機1が動かなくなった場合には、
図8に示すように、噛み込んだ掻き寄せ板10が取り付けられているトラス構造体43を引き上げることで問題は解消される。掻き寄せ板10が異物を噛み込み、掻き寄せ板10が破損した場合は、破損した掻き寄せ板10を引き上げることで、掻き寄せ板10の修理、交換が可能となる。したがって、汚泥掻き寄せ機の維持管理が容易となる。特に、複数のトラス構造体43のそれぞれが旋回アーム16に取り外し可能に連結されているので、トラス構造体43ごとに個別に引き上げることができる。
【0031】
掻き寄せ板10の引き上げは次のようにして行われる。
図5(a)及び
図5(b)に示すように、旋回アーム16と懸垂フレーム40とは昇降機構(連結機構)55によって結合されているため、昇降機構55のナット55dを外すことで、懸垂フレーム40が旋回アーム16から切り離される。懸垂フレーム40及びこれに連結されている懸垂棒14は、
図8に示すように、歩廊100から図示しないチェーンブロックにより引き上げられる。このようにして、懸垂棒14と共に取り付けフレーム12及び掻き寄せ板10を沈殿池5の水面から引き上げることができる。なお、懸垂棒14と懸垂フレーム40とを連結するボルト50を外すことによって、懸垂棒14を旋回アーム16から切り離すことも可能である。
【0032】
取り付けフレーム12に浮力を持たせたり、取り付けフレーム12を樹脂で構成してもよい。このような構成により、取り付けフレーム12が軽くなるため、掻き寄せ板10をより引き上げやすくなる。また、取り付けフレーム12が樹脂により構成されることで、耐食性が向上するため、さらに維持管理が容易となる。取り付けフレーム12に浮力を持たせる例として、取り付けフレーム12にフロートを設けてもよく、または、取り付けフレーム12を中空パイプから構成してもよい。
【0033】
懸垂棒14は単一部材により構成されているが、懸垂棒14にヒンジを設けてもよい。ヒンジは、懸垂棒14が進む方向には屈折しないように構成されている。ヒンジの屈折部をワイヤーや紐などにより引き上げることにより、掻き寄せ板10を容易に引き上げることができる。したがって、汚泥掻き寄せ機の維持管理がより容易となる。
【0034】
図9はトラス構造体の他の実施形態を示す斜視図である。斜材44の一部は、ばねからなる伸縮部材45から構成されている。
図9に示す実施形態では、2本の斜材44の一部が1つの共通の伸縮部材45から構成されているが、それぞれの斜材44の一部がそれぞれ別の伸縮部材45から構成されていてもよい。伸縮部材45として、ばねに代えてダンパーを用いてもよい。
【0035】
懸垂棒14の一端部14aは懸垂フレーム40にピン結合されており、懸垂棒14の他端部14bは取り付けフレーム12にピン結合されている。さらに、斜材44の一端部44bは懸垂フレーム40にピン結合されており、斜材44の他端部44bは取り付けフレーム12にピン結合されている。このような構成により、トラス構造体43は変形可能となっている。本実施形態では、懸垂棒14及び斜材44は、懸垂フレーム40を介して間接的に旋回アーム16にピン結合により連結されているが、懸垂棒14及び斜材44は、直接に旋回アーム16にピン結合により連結されてもよい。
【0036】
図10は、
図9に示すトラス構造体及び掻き寄せ板の側面図であり、
図11は、掻き寄せ板に負荷が掛かったときに
図10に示すトラス構造体が変形する様子を示す図である。
図11に示すように、掻き寄せ板10は矢印A方向に進む。汚泥の掻き寄せや異物の噛み込みにより、掻き寄せ板10に過負荷が掛かった場合、掻き寄せ板10は矢印B方向に示すように、進行方向に対して後ろに、かつ上方に移動する。斜材44の一部は伸縮部材45から構成されているので、懸垂棒14及び斜材44は2点鎖線で示す方向に移動し、掻き寄せ板10の矢印B方向への移動を許容する。したがって、掻き寄せ板10に掛かる負荷が軽減され、掻き寄せ板10の破損や変形が防止される。
【0037】
図10に示すように、懸垂棒14の上部には負荷検知棒(過負荷検知機構)60が直接またはリンク等を介して間接的に接続されている。この負荷検知棒60は水面よりも上方に設けられている。負荷検知棒60は、懸垂棒14と同期して動くようになっている。例えば、掻き寄せ板10に過負荷が掛かると、掻き寄せ板10は矢印B方向に移動する。このとき、懸垂棒14が
図11の2点鎖線に示すように傾くと、負荷検知棒60も2点鎖線に示すように傾く。負荷検知棒60は水面よりも上方に延びているため、どの掻き寄せ板10に負荷が掛かっているのか容易に発見できる。したがって、汚泥掻き寄せ機の維持管理が容易になる。
【0038】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。