特開 2023-103554 汚泥掻き寄せ機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023103554

(43)【公開日】2023-07-27

(54)【発明の名称】汚泥掻き寄せ機

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/18 20060101AFI20230720BHJP

   B01D 21/22 20060101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

B01D21/18 G

B01D21/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022004139

(22)【出願日】2022-01-14

(71)【出願人】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆洋

(72)【発明者】

【氏名】石川 良

(72)【発明者】

【氏名】新井 稔

(72)【発明者】

【氏名】板垣 海渡

(57)【要約】

【課題】スロッシングに起因してフライト可動体がガイドレールの下側にもぐり込んだ場合でも、ガイドレールの変形を防止しつつ、フライト可動体を正常な位置に戻すことができる汚泥掻き寄せ機を提供する。
【解決手段】汚泥掻き寄せ機は、沈殿池１内に配置されたガイドホイール５と、ガイドホイール５に掛けられたチェーン７と、チェーン７により駆動され、沈殿池１内の汚泥を掻き寄せるフライト可動体８と、フライト可動体８の走行をガイドするガイドレール１１を備え、ガイドホイール５の軸心方向から見たときのガイドレール１１の端部１１ａとガイドホイール５との間には隙間Ｇ１が形成されており、隙間Ｇ１は、フライト可動体８のチェーン７が固定される部分の高さＨ１よりも大きい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

沈殿池内に配置されたガイドホイールと、
前記ガイドホイールに掛けられたチェーンと、
前記チェーンにより駆動され、前記沈殿池内の汚泥を掻き寄せるフライト可動体と、
前記フライト可動体の走行をガイドするガイドレールを備え、
前記ガイドホイールの軸心方向から見たときの前記ガイドレールの端部と前記ガイドホイールとの間には隙間が形成されており、
前記隙間は、前記フライト可動体の前記チェーンが固定される部分の高さよりも大きい、汚泥掻き寄せ機。

【請求項2】

前記隙間は、前記フライト可動体の前記チェーンが固定される部分の高さの１～８倍である、汚泥掻き寄せ機。

【請求項3】

沈殿池内に配置されたガイドホイールと、
前記ガイドホイールに掛けられたチェーンと、
前記チェーンにより駆動され、前記沈殿池内の汚泥を掻き寄せるフライト可動体と、
前記フライト可動体の走行をガイドするガイドレールと、
前記ガイドレールの端部に連結された、上方に傾動可能な傾動レールを備えており、
前記傾動レールは、前記ガイドレールの前記端部と前記ガイドホイールとの間に位置している、汚泥掻き寄せ機。

【請求項4】

前記傾動レールは、ヒンジにより前記ガイドレールの前記端部に連結されている、請求項３に記載の汚泥掻き寄せ機。

【請求項5】

前記ヒンジは、前記傾動レールが下方に傾動することを許容しない、請求項４に記載の汚泥掻き寄せ機。

【請求項6】

前記傾動レールの少なくとも一部は、可撓性を有する、請求項３に記載の汚泥掻き寄せ機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、沈殿池内に設置されて、沈殿池の池底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、沈殿池の水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻き寄せ機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺のフライト板が循環し、フライト板が沈殿池の池底を走行するときに池底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、フライト板が沈殿池の水面を走行するときに水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻き寄せ機が知られている（例えば特許文献１参照）。これらの汚泥掻き寄せ機においては、スプロケットホイールに掛け渡されたチェーンの走行に伴って沈殿池の内部をフライト板がガイドレールに沿って走行しつつ、上述したように、汚泥やスカムの掻き寄せを行っている。

【0003】

近年、日本各地で地震が発生し大きな被害を出しているが、下水処理場の主たる設備である沈殿池の上述した汚泥掻き寄せ機にも被害が出ている。地震により沈殿池内の水が大きくうねるスロッシングと呼ばれる現象が起こり、走行中のフライト板が大きく揺れてガイドレールから脱落したり、チェーンがスプロケットホイールから外れてしまうことが報告されている。

【0004】

このような地震によるフライト板の脱落を防ぐために、特許文献１に示すように、フライト板に隣接してガード板を設けるという対策がなされている。このガード板は、フライト板の縦方向および横方向の動きを規制するものであり、これにより地震が起きても、フライト板の落下が防止され、チェーンがスプロケットホイールから脱落してしまうことが防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－３２６４８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

通常、フライト板は、その走行軌道に沿って配置された複数のガイドレールに支持されながら沈殿池内を循環する。しかしながら、地震による沈殿池内の水のうねりは予想以上に大きく、水の揺れはフライト板に大きな力を加え、ガイドレールから外れてしまうことが実際に起こっている。特に、水面ガイドレールと水中ガイドレールとの間ではフライト板は揺れやすい。実際の事例では、フライト板が水面ガイドレールから水中ガイドレールに移動するときに、フライト板は水中ガイドレールの上側に着地せず、水中ガイドレールの下側にもぐってしまうことが起きている。

【0007】

例えば、図１３に示すように、通常、フライト板５００はチェーン５０１に駆動されてガイドレール５０５の上側を走行するのであるが、スロッシングに起因して、図１４に示すように、フライト板５００がガイドレール５０５の上側への着地に失敗し、ガイドレール５０５の下側を走行することがある。ガイドレール５０５の下流側にはガイドホイール５０７があり、ガイドレール５０５の下側を走行するフライト板５００はガイドホイール５０７に引き上げられて、図１５に示すように、ガイドレール５０５を変形させてしまうことがある。このようなガイドレール５０５の変形は、汚泥掻き寄せ機の安全な運転を妨げるおそれがある。

【0008】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、スロッシングに起因してフライト可動体がガイドレールの下側にもぐり込んだ場合でも、ガイドレールの変形を防止しつつ、フライト可動体を正常な位置に戻すことができる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】

【0009】

一態様では、沈殿池内に配置されたガイドホイールと、前記ガイドホイールに掛けられたチェーンと、前記チェーンにより駆動され、前記沈殿池内の汚泥を掻き寄せるフライト可動体と、前記フライト可動体の走行をガイドするガイドレールを備え、前記ガイドホイールの軸心方向から見たときの前記ガイドレールの端部と前記ガイドホイールとの間には隙間が形成されており、前記隙間は、前記フライト可動体の前記チェーンが固定される部分の高さよりも大きい、汚泥掻き寄せ機が提供される。

【0010】

一態様では、前記隙間は、前記フライト可動体の前記チェーンが固定される部分の高さの１～８倍である。

【0011】

一態様では、沈殿池内に配置されたガイドホイールと、前記ガイドホイールに掛けられたチェーンと、前記チェーンにより駆動され、前記沈殿池内の汚泥を掻き寄せるフライト可動体と、前記フライト可動体の走行をガイドするガイドレールと、前記ガイドレールの端部に連結された、上方に傾動可能な傾動レールを備えており、前記傾動レールは、前記ガイドレールの前記端部と前記ガイドホイールとの間に位置している、汚泥掻き寄せ機が提供される。

【0012】

一態様では、前記傾動レールは、ヒンジにより前記ガイドレールの前記端部に連結されている。
一態様では、前記ヒンジは、前記傾動レールが下方に傾動することを許容しない。
一態様では、前記傾動レールの少なくとも一部は、可撓性を有する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、フライト可動体は、ガイドレールからガイドホイールに乗り移るときに隙間を通過するので、ガイドレールに無理な力をかけない。したがって、ガイドレールは変形することがない。
また、本発明によれば、フライト可動体は、ガイドレールからガイドホイールに乗り移るときに傾動レールを上方に傾斜させるので、ガイドレールに無理な力をかけない。したがって、ガイドレールは損傷することがない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】汚泥掻き寄せ機の一実施形態を示す図である。

【図2】フライト可動体の一実施形態を示す図である。

【図3】水面ガイドレール上のフライト可動体を示す図である。

【図4】水中ガイドレールとガイドホイールの配置の一実施形態を示す図である。

【図5】フライト可動体が水中ガイドレールの下側にもぐり込んだ様子を説明する図である。

【図6】フライト可動体がガイドホイールの下側から隙間を通ってチェーンによって引き上げられる様子を説明する図である。

【図7】フライト可動体の他の実施形態を示す図である。

【図8】汚泥掻き寄せ機の他の実施形態を示す図である。

【図9】ヒンジおよび傾動レールの一実施形態を示す図である。

【図10】フライト可動体によって傾動レールが上方に傾く様子を説明する図である。

【図11】傾動レールの他の実施形態を示す図である。

【図12】フライト可動体によって傾動レールが上方に傾く様子を説明する図である。

【図13】フライト板がガイドレールの上側を走行する様子を説明する図である。

【図14】フライト板がガイドレールの上側への着地に失敗し、ガイドレールの下側を走行する様子を説明する図である。

【図15】ガイドレールの下側を走行するフライト板がガイドホイールに引き上げられて、ガイドレールを変形させる様子を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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、汚泥掻き寄せ機の一実施形態を示す図である。汚泥掻き寄せ機は、例えば下水処理場の沈殿池に配置される。この汚泥掻き寄せ機は、駆動装置２と、沈殿池１の内部に配置された駆動ホイール３と、ガイドホイール４，５，６と、これらホイール３～６に掛けられた一対の無端状チェーン７と、このチェーン７に所定の間隔で固定された複数のフライト可動体８とを備えている。

【0016】

一対のチェーン７は、沈殿池１内に並列に配置され、駆動装置２に連結された駆動ホイール３によってこれらのチェーン７が循環する。そして、このチェーン７の循環に伴ってフライト可動体８が沈殿池１の内部を走行するようになっている。

【0017】

フライト可動体８が沈殿池２の池底側を走行する時には、図１に示すように、フライト可動体８は池底に溜まった汚泥を汚泥貯留部１ａに掻き寄せ、水面側を走行する時には水面に浮遊するスカムをスカムスキマ９に掻き寄せる。フライト可動体８の走行をガイドするため、沈殿池１の側壁に沿って水面ガイドレール１０および水中ガイドレール１１が配置されている。更に池底には、フライト可動体８の走行をガイドする池底ガイドレール１２が敷設されている。水面ガイドレール１０、水中ガイドレール１１、および池底ガイドレール１２は、ステンレス鋼などの金属、または硬質の樹脂から構成されている。

【0018】

駆動ホイール３は、その回転をチェーン７に伝えるスプロケットホイールである。駆動ホイール３は、駆動チェーン２ａを介して駆動装置２からの動力を受けるスプロケットホイール（図示せず）に連結されている。ガイドホイール４，５，６は、いずれも従動ホイールである。水中ガイドホイール５は、水平方向に前後動してチェーン７の張力を調節できるよう構成されている。

【0019】

スカムスキマ９には、溢流堰が開閉自在に取付けられており、沈殿池１の液面に浮遊しているスカムをフライト可動体８により、水と共にトラフ９ａ内に流入させるように構成されている。スカムスキマ９は、切欠き部のあるパイプを回転させるパイプスキマでも良い。沈殿池１には、越流堰１４が設けられており、沈殿池１内の水がこの越流堰１４を越えて排出されることにより、沈殿池１の水位が一定に保たれている。

【0020】

図２は、フライト可動体８の一実施形態を示す図である。フライト可動体８は、汚泥やスカムを掻き寄せるフライト板（掻き寄せ板）２０と、フライト板２０の両側の上部に取り付けられた第１のガイドシュー２３と、フライト板２０の両側の下部に取り付けられた第２のガイドシュー２４とを備えている。チェーン７はフライト板２０の下部に固定されており、フライト可動体８はチェーン７に引っ張られて走行するようになっている。

【0021】

図３は、水面ガイドレール１０上のフライト可動体８を示す図である。水面ガイドレール１０は、沈殿池１の側壁１ｂに固定されたレールブラケット３０により支持されている。レールブラケット３０は、水面ガイドレール１０に沿って等間隔に配列されている。第２のガイドシュー２４は、水面ガイドレール１０の上に位置している。図示しないが、水中ガイドレール１１も沈殿池１の側壁１ｂに固定されたレールブラケットにより支持されている。

【0022】

チェーン７が駆動ホイール３により駆動され、フライト可動体８が水面を走行するとき、第２のガイドシュー２４が水面ガイドレール１０上を滑り、第２のガイドシュー２４が水面ガイドレール１０に案内されて走行する。フライト可動体８が水中ガイドレール１１上を走行するときも、第２のガイドシュー２４が水中ガイドレール１１上を滑り、第２のガイドシュー２４が水中ガイドレール１１に案内されて走行する。第１のガイドシュー２３は、フライト可動体８が池底を走行するときに、池底ガイドレール１２によって案内されて走行するためのものである。

【0023】

このように、フライト可動体８は、池底用と水面および水中用の２種のガイドシュー２３，２４を有しており、フライト可動体８は、池底ガイドレール１２、水中ガイドレール１１、および水面ガイドレール１０上を摺接しつつ走行する。

【0024】

図４は、水中ガイドレール１１と、ガイドホイール５の配置の一実施形態を示す図である。ガイドホイール５は、フライト可動体８の進行方向において水中ガイドレール１１の下流に位置している。水中ガイドレール１１は、ガイドホイール５の頂部よりも低い位置にある。図４に示すように、ガイドホイール５の軸心方向から見たときの水中ガイドレール１１の端部１１ａとガイドホイール５との間には隙間Ｇ１が形成されている。より具体的には、隙間Ｇ１は、水中ガイドレール１１の端部１１ａと、ガイドホイール５の内側端部との隙間である。この隙間Ｇ１は、フライト可動体８のチェーン７が固定される部分の高さＨ１よりも大きい。本実施形態では、図２に示すように、チェーン７はフライト可動体８のフライト板２０に固定されているので、隙間Ｇ１はフライト板２０の高さＨ１よりも大きい。

【0025】

図１に示すように、水面ガイドレール１０と水中ガイドレール１１との間には、カテナリーと呼ばれる区間Ｃがある。この区間Ｃではフライト可動体８はガイドレール１０，１１に支持されない。このため、スロッシングが発生したときに、フライト可動体８は区間Ｃで大きく揺れやすく、図５に示すように、水中ガイドレール１１の下側にもぐりこむことがある。このような場合、フライト可動体８は水中ガイドレール１１の下側を摺動してガイドホイール５に向かって移動する。そして、図６に示すように、フライト可動体８は、水中ガイドレール１１の下側から隙間Ｇ１を通ってチェーン７によって引き上げられ、ガイドホイール５に移動する。

【0026】

このように、フライト可動体８は、水中ガイドレール１１からガイドホイール５に乗り移るときに隙間Ｇ１を通過するので、水中ガイドレール１１を強く押し上げることがない。したがって、水中ガイドレール１１の変形が防止される。隙間Ｇ１が小さすぎると、フライト可動体８が隙間Ｇ１を通過することができず、水中ガイドレール１１を押し上げて水中ガイドレール１１を変形させてしまう。その一方で、隙間Ｇ１が大きすぎると、異物噛み込みを解消するためにフライト可動体８を逆走させるときに、ガイドホイール５と水中ガイドレール１１との間の隙間Ｇ１にあるフライト可動体８がその自重で下降し、フライト可動体８の第２のガイドシュー２４が水中ガイドレール１１に衝突する可能性がある。

【0027】

このような観点から、一実施形態では、隙間Ｇ１の大きさは、フライト可動体８のチェーン７が固定される部分の高さＨ１の１～８倍、好ましくは１．５～５倍である。一例を挙げると、フライト可動体８のチェーン７が固定されるフライト板の高さＨ１が２００ｍｍである場合、隙間Ｇ１の大きさは、２００ｍｍ～１６００ｍｍ、好ましくは３００ｍｍ～１０００ｍｍである。

【0028】

図７は、フライト可動体８の他の実施形態を示す図である。本実施形態のフライト可動体８は、汚泥やスカムを掻き寄せるフライト板（掻き寄せ板）２０と、このフライト板２０の両端部に取り付けられたエンドピース２１と、各エンドピース２１の上部に固定された第１のガイドシュー２３と、各エンドピース２１の下部に固定された第２のガイドシュー２４とを有している。エンドピース２１の下部には、チェーン７が固定されており、フライト可動体８がチェーン７に引っ張られて走行するようになっている。

【0029】

図７に示す実施形態では、チェーン７はエンドピース２１に固定されているので、水中ガイドレール１１の端部１１ａとガイドホイール５との間の隙間Ｇ１は、エンドピース２１の高さＨ１よりも大きい。隙間Ｇ１とエンドピース２１の高さＨ１との関係は、図４乃至図６を参照して説明した実施形態と同じである。

【0030】

今まで説明した実施形態は、水中ガイドレール１１とガイドホイール５との間の隙間Ｇ１について適用されるのみならず、水面ガイドレール１０とガイドホイール４との間の隙間についても同様に適用できる。すなわち、水面ガイドレール１０の端部とガイドホイール４との間に、フライト可動体８のチェーン７が固定される部分の高さよりも大きな隙間を設けてもよい。これは、水面ガイドレール１０上を走行しているフライト可動体８が、スロッシングに起因して水面ガイドレール１０の下側にもぐり込んでしまうことがあるからである。

【0031】

次に、汚泥掻き寄せ機の他の実施形態について図８乃至図１０を参照して説明する。特に説明しない本実施形態の構成は、図１乃至図７を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図８に示すように、汚泥掻き寄せ機は、水中ガイドレール１１の端部１１ａに連結された、上方に傾動可能な傾動レール２７を備えている。傾動レール２７は、水中ガイドレール１１の端部１１ａとガイドホイール５との間に位置している。傾動レール２７は、ヒンジ２８により水中ガイドレール１１の端部１１ａに傾動可能に連結されている。

【0032】

図９に示すように、ヒンジ２８は、傾動レール２７が水中ガイドレール１１よりも上方に傾動することを許容するが、水中ガイドレール１１よりも下方に傾動することを許容しないように構成されている。水中ガイドレール１１の下側にもぐり込んだ場合、フライト可動体８は水中ガイドレール１１の下側を摺動してガイドホイール５に向かって移動する。そして、図１０に示すように、フライト可動体８は、傾動レール２７を押し上げながら水中ガイドレール１１の下側からチェーン７によって引き上げられ、ガイドホイール５に移動する。フライト可動体８が傾動レール２７から離れると、傾動レール２７はその自重により、または図示しないばねにより、元の位置に戻る。

【0033】

このように、フライト可動体８は、水中ガイドレール１１からガイドホイール５に乗り移るときに傾動レール２７を上方に傾斜させるので、水中ガイドレール１１を強く押し上げることがない。したがって、水中ガイドレール１１の変形が防止される。異物噛み込みを解消するためにフライト可動体８を逆走させるときに、傾動レール２７は下方には傾斜しないので、フライト可動体８はガイドホイール５から傾動レール２７を経由して水中ガイドレール１１にスムーズに乗り移ることができる。

【0034】

傾動レール２７が短すぎると、フライト可動体８は、上方に傾斜した傾動レール２７とガイドホイール５との隙間を通過することができず、水中ガイドレール１１を変形させてしまう。この観点から、傾動レール２７の長さＬ１は、フライト可動体８のチェーン７が固定される部分の高さＨ１よりも大きい。

【0035】

図１１は、傾動レール２７の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図８乃至図１０を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１１に示す実施形態では、傾動レール２７の少なくとも一部は、可撓性を有している。傾動レール２７の全部が可撓性を有してもよいし、あるいは水中ガイドレール１１に接続される傾動レール２７の上流側部分のみが可撓性を有してもよい。傾動レール２７に可撓性を持たせるために、傾動レール２７の少なくとも一部はゴムなどの弾性材料から構成されている。傾動レール２７の長さＬ１は、フライト可動体８のチェーン７が固定される部分の高さＨ１よりも大きい。

【0036】

本実施形態によれば、図１２に示すように、水中ガイドレール１１の下側にもぐり込んだフライト可動体８は、傾動レール２７を押し上げながら水中ガイドレール１１の下側からチェーン７によって引き上げられ、ガイドホイール５に移動する。フライト可動体８が傾動レール２７から離れると、傾動レール２７はその自重により、および／またはその弾性により、元の位置に戻る。

【0037】

フライト可動体８は、水中ガイドレール１１からガイドホイール５に乗り移るときに傾動レール２７を上方に傾斜させるので、水中ガイドレール１１を強く押し上げることがない。したがって、水中ガイドレール１１の変形が防止される。異物噛み込みを解消するためにフライト可動体８を逆走させるときにフライト可動体８がガイドホイール５から傾動レール２７に移動すると、傾動レール２７はわずかに下方に傾斜するが、フライト可動体８の第２のガイドシュー２４（図２，図７参照）が水中ガイドレール１１に衝突することは傾動レール２７によって防止される。したがって、フライト可動体８はガイドホイール５から傾動レール２７を経由して水中ガイドレール１１にスムーズに乗り移ることができる。

【0038】

図８乃至図１２を参照して説明した実施形態の傾動レール２７は、水中ガイドレール１１とガイドホイール５との間のみならず、水面ガイドレール１０とガイドホイール４との間に設けてもよい。すなわち、水面ガイドレール１０の端部に傾動レール２７を連結してもよい。

【0039】

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。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に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0040】

１ 沈殿池
１ａ 汚泥貯留部
２ 駆動装置
２ａ 駆動チェーン
３ 駆動ホイール
４，５，６ ガイドホイール
７ チェーン
８ フライト可動体
９ スカムスキマ
９ａ トラフ
１０ 水面ガイドレール
１１ 水中ガイドレール
１２ 池底ガイドレール
１４ 越流堰
２０ フライト板（掻き寄せ板）
２１ エンドピース
２３ 第１のガイドシュー
２４ 第２のガイドシュー
２７ 傾動レール
２８ ヒンジ
３０ レールブラケット
Ｇ１ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】