特開 2024-175557 急速混和槽

(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】P2024175557

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】急速混和槽

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/52 20230101AFI20241211BHJP

   B01F 27/112 20220101ALI20241211BHJP

   B01F 35/53 20220101ALI20241211BHJP

   B01F 27/90 20220101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

C02F1/52 Z

B01F27/112

B01F35/53

B01F27/90

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093429

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】390014074

【氏名又は名称】前澤工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(74)【代理人】

【識別番号】100139516

【弁理士】

【氏名又は名称】藤浪 一郎

(72)【発明者】

【氏名】田名部 直勝

【テーマコード（参考）】

4D015

4G037

4G078

【Ｆターム（参考）】

4D015BA28

4D015BB05

4D015CA14

4D015DA04

4D015DC02

4D015EA02

4D015EA06

4D015EA32

4G037EA04

4G078AA02

4G078AA13

4G078BA05

4G078CA06

4G078CA07

4G078CA08

4G078DA01

4G078EA10

(57)【要約】

【課題】原水と薬品を効率よく攪拌させることができる急速混和槽を提供することを課題とする。
【解決手段】混和槽２０に流入された原水と該原水に添加された薬品とを急速に攪拌する攪拌機２２を備えた急速混和槽１において、混和槽２０に配設した攪拌機２２の攪拌翼２２ｂと、混和槽２０内の上部に設置され、攪拌翼２２ｂの上方に原水を導く原水流入樋１１と、原水流入樋１１から流下する原水を攪拌翼２２ｂに向けてガイドするスカート部２３と、原水流入樋１１から流下する原水に薬品を添加する薬品供給管２１ａと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

混和槽に流入された原水と該原水に添加された薬品とを急速に攪拌する攪拌機を備えた急速混和槽において、
前記混和槽に配設した前記攪拌機の攪拌翼と、
前記混和槽の上部に設置され、前記攪拌翼の上方に原水を導く原水流入樋と、
前記原水流入樋から流下する前記原水を前記攪拌翼に向けてガイドするスカート部と、
前記原水流入樋から流下する前記原水に薬品を添加する薬品供給管と、を備えることを特徴とする急速混和槽。

【請求項2】

前記スカート部は、筒状で一端を前記原水流入樋の開口部に配設されると共に、他端を前記攪拌翼の近方に延設され、
前記攪拌翼は、前記開口部内と前記スカート部内に位置する回転軸の先端に配設されていることを特徴とする請求項１記載の急速混和槽。

【請求項3】

前記スカート部には、外周面から内周面へ貫通する貫通孔が多数形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の急速混和槽。

【請求項4】

前記スカート部には、外周面から内周面へ貫通する上下方向のスリットが複数形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の急速混和槽。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は浄水施設に係り、特に浄水処理設備の急速混和槽に関する。

【背景技術】

【0002】

急速混和槽には、原水に添加された凝集剤などの薬品を急速に攪拌するため、攪拌機が設置されている。この攪拌機は、混和槽の中央に攪拌翼を配置し、その攪拌翼により混和槽の中央から壁側へ流れる方向に水流が形成され、混和槽の側壁に衝突した水流は反射して上部から攪拌翼の中央に戻ってくる一連の循環流が形成される。原水の流入は、急速混和槽の下部から流入させる方法が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１３１０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

原水を急速混和槽の下部から流入させる場合には、薬品を原水の流入管に注入するため、流入管内でスケールが発生する。流入管でスケールが発生すると流入配管の閉塞を引き起こすという問題がある。また、原水を急速混和槽の上方から流入させる方法もあるが、この場合には越流堰を用いて原水を混和槽内に流入させるため、原水が混和槽内の側壁に沿って流れ、短絡流となる場合があり、原水と薬品を効率的に攪拌することができないといった問題がある。

【0005】

このような課題を踏まえ、本発明は、原水と薬品とを効率よく攪拌させることができる急速混和槽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】

上記目的を達成するために、本発明は、混和槽に流入された原水と該原水に添加された薬品とを急速に攪拌する攪拌機を備えた急速混和槽において、前記混和槽に配設した前記攪拌機の攪拌翼と、前記混和槽の上部に設置され、前記攪拌翼の上方に原水を導く原水流入樋と、前記原水流入樋から流下する前記原水を前記攪拌翼に向けてガイドするスカート部と、前記原水流入樋から流下する前記原水に薬品を添加する薬品供給管と、を備えることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、原水流入樋により原水が攪拌翼の上方に導かれ流下し、その流下する原水に薬品が添加されると共にスカート部により原水が攪拌翼に向けてガイドされることになる。これにより、原水と薬品が攪拌翼に導入され直接攪拌されるので、攪拌効率を向上させることができる。

【0008】

前記スカート部は、筒状で一端を前記原水流入樋の開口部に配設されると共に、他端を前記攪拌翼の近方に延設され、前記攪拌翼は、前記開口部内と前記スカート部内に位置する回転軸の先端に配設されていることが好ましい。

【0009】

本発明によれば、スカート部が攪拌翼の近方に延設され、しかも攪拌翼がスカート部内に位置する回転軸の先端に配設されているので、原水と薬品が攪拌翼の中心に流れ、攪拌効率をさらに向上させることができる。

【0010】

前記スカート部には、外周面から内周面へ貫通する貫通孔が多数形成されていることが好ましい。また、前記スカート部には、外周面から内周面へ貫通する上下方向のスリットが複数形成されていることが好ましい。

【0011】

本発明によれば、スカート部の貫通孔又はスリットにより、攪拌翼に戻る混和槽の循環流の一部がスカート部内に流れるので、攪拌効率をさらに向上させることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の急速混和槽によれば、原水と薬品が攪拌翼に導入されるので、短絡流を防止でき、原水と薬品を効率よく攪拌させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る浄水処理設備を示す簡略構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係る急速混和槽を示す平面図である。

【図3】スカート部を示す斜視図である。

【図4】混和槽を示す側面図である。

【図5】スカート部の変形例を示す斜視図である。

【図6】スカート部の変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

【0015】

本発明の実施形態に係る急速混和槽について説明する。図１は、浄水施設の一例である浄水処理設備１００に急速混和槽１（急速混和池とも言う）を適用した例を示す簡略構成図である。浄水処理設備１００は、図示しない沈砂池と、着水井１０（設備によっては、原水槽とも言う）と、急速混和槽１（混和槽２０）と、図示しないフロック形成池、沈殿池及びろ過地等を含んで構成されている。

【0016】

河川等の水源から取得した原水は、沈砂池に貯留され、比較的に大きい砂等が原水から除去される。その原水は、着水井１０、混和槽２０、フロック形成池、沈殿池、ろ過池の順番で浄化処理される。浄化された処理水は、消毒された後に、水道水として各家庭、施設へと供給される。

【0017】

図１に示すように、急速混和槽１は、混和槽２０に流入された原水とその原水に添加された薬品とを急速に攪拌する攪拌機２２を備えている。また、混和槽２０に原水を供給する着水井１０、攪拌機２２により攪拌された原水を混和槽２０から排出する流路３０、そその流路３０からフロック形成池に原水を配るゲート室４０がある。

【0018】

急速混和槽１は、混和槽２０に配設した攪拌機２２の攪拌翼２２ｂと、混和槽２０の上部に設置され、攪拌翼２２ｂの上方に原水を導く原水流入樋１１と、原水流入樋１１から流下する原水を攪拌翼２２ｂに向けてガイドするスカート部２３と、原水流入樋１１から流下する原水に薬品を添加する薬品供給管２１ａと、を備えている。

【0019】

また、スカート部２３は、筒状で一端を原水流入樋１１の開口部２６ｃに配設されると共に、他端を攪拌翼２２ｂの近方に延設されており、攪拌翼２２ｂは、原水流入樋１１の開口部２６ｃ内とスカート部２３内に位置する回転軸２２ａの先端に配設されている。

【0020】

図１及び図２に示すように、混和槽２０は、着水井１０から流入した原水と薬品供給部２１から供給された薬品（例えば、凝集剤）とを攪拌することで、マイクロフロックを形成する部位である。混和槽２０は、コンクリート等で形成された躯体構造物である。混和槽２０と着水井１０とを隔てる側壁には、着水井１０と原水流入樋１１とに連通する開口が設けられ、その開口に設けた越流堰により越流して着水井１０の原水が原水流入樋１１に流入する。また、凝集剤としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等を用いることができる。

【0021】

薬品供給管２１ａは、薬品供給部２１に接続されており、薬品供給管２１ａの出口（薬品が供給される位置）は、上方から見てスカート部２３内であり、かつ、攪拌翼２２ｂと重なる位置に配設されている。換言すると、薬品供給部２１の薬品供給管２１ａは、薬品を攪拌翼２２ｂに向かって滴下するように配置されている。つまり、薬品供給管２１ａから滴下された薬品は、スカート部２３内を流下する原水に添加される。

【0022】

原水流入樋１１は、着水井１０から混和槽２０へと原水を流下させる流路であり、着水井１０の上部端から、混和槽２０の上部中央にかけて延設している。図２に示すように、原水流入樋１１は、着水井１０と混和槽２０の間に配置されるエントランス部１２と、混和槽２０の上部に配置され、幅の広い幅広部１３と、幅広部１３に連続して形成され、下流側に向かうにつれて徐々に幅が狭くなる中間部１４と、中間部１４に連続して形成され、幅広部１３よりも幅が狭く形成された幅狭部１５と、を備えている。原水流入樋１１は、エントランス部１２が躯体に支持され、幅狭部１５の先端部が躯体に設けられた支持材２７により支持されている。

【0023】

図２に示すように、幅広部１３には、幅広部１３の両側から上方に向けて立設する一対の側板部１３ａ，１３ｂが形成されている。中間部１４には中間部１４の両側から上方に向けて立設する一対の側板部１４ａ，１４ｂが形成されている。幅狭部１５の両側及び、下流側の端部には上方に向けて立設する側板部１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成されている。幅狭部１５には、プレート部２６を介してスカート部２３の一端が取付けられる開口部２６ｃが形成されている。開口部２６ｃは攪拌機２２に対応する位置に設けられており、攪拌機２２の攪拌翼２２ｂの上方に配置されている。また、幅狭部１５には、大開口１６が形成されている。大開口１６は、攪拌機２２対応する位置に設けられており、攪拌機２２の攪拌翼２２ｂの上方に配置されている。この大開口１６は、攪拌機２２の攪拌翼２２ｂを混和槽２０内に搬入したり、メンテナンスするためのものである。

【0024】

図２、図３及び図４に示すように、プレート部２６は、原水流入樋１１の幅狭部１５に載置される板状部材であり、原水流入樋１１の構成要素の一つである。プレート部２６は、本体部２６ａと、複数のボルト締め孔２６ｂと、開口部２６ｃと、リブ２６ｄ，２６ｅと、を備えている。本体部２６ａは矩形板状を呈し、外縁部には複数のボルト締め孔２６ｂが形成されている。本体部２６ａは、原水流入樋１１の幅狭部１５に形成された大開口１６よりも大きく形成されている。

【0025】

本体部２６ａの中心部には上下方向に貫通する円形の開口部２６ｃが形成されている。リブ２６ｄは、本体部２６ａに立設するとともに、開口部２６ｃから四方に延設された板状部材である。リブ２６ｅは、本体部２６ａの四隅に立設する板状部材である。リブ２６ｄ，２６ｅはプレート部２６を補強する部位である。

【0026】

図３及び図４に示すように、スカート部２３は円筒形状のガイド部材であり、金属材料によって形成されている。スカート部２３は、開口部２６ｃの周囲から攪拌翼２２ｂに向けて延設されている。スカート部２３は、例えばプレート部２６に溶接によって固定され、一体形成されている。

【0027】

原水流入樋１１にプレート部２６を固定する場合には、原水流入樋１１の大開口１６の上方からスカート部２３を挿通させつつ、プレート部２６を幅狭部１５に載置する。ボルト締め孔２６ｂにボルトを挿通し、原水流入樋１１の幅狭部１５に対してボルト締めをすることで、プレート部２６が幅狭部１５に固定される。これにより、原水は開口部２６ｃからスカート部２３を介して混和槽２０へと流れる構成となっている。開口部２６ｃはプレート部２６に形成されているがプレート部２６を設けなくてよい場合には、原水流入樋１１に形成しても良い。

【0028】

図４に示すように、攪拌機２２は、回転軸２２ａと、攪拌翼２２ｂとを備えている。回転軸２２ａは軸状の部材であり、回転駆動装置によって回転可能になっている。回転軸２２ａは、スカート部２３内の軸方向に沿ってほぼ中央に配置されている。攪拌翼２２ｂは、回転軸２２ａの先端に取り付けられる複数の板状部材によって構成されている。回転軸２２ａの回転により攪拌翼２２ｂを回転させることで、混和槽２０内の原水を攪拌することができる。

【0029】

攪拌機２２によって、混和槽２０内に循環流（図１の矢印参照）を形成することができる。つまり、混和槽２０の中央から側壁側へ流れる方向に水流が形成され、混和槽２０の側壁に衝突した原水は反射し、混和槽２０の上部から攪拌翼２２ｂに戻ってくる循環流となる。

【0030】

以上説明した急速混和槽１によれば、着水井１０の原水が原水流入樋１１を流れて、混和槽２０の上方から混和槽２０へと流下する。その際に原水は、スカート部２３の内部に沿って流れ、混和槽２０の中央に設置された攪拌機２２の攪拌翼２２ｂへ向かって流れることになる。また、薬品は、薬品供給部２１から薬品供給管２１ａを介してスカート部２３の内部に添加される。これにより、原水と薬品が攪拌翼２２ｂに直接導入され攪拌されるので、側壁に沿って流れる短絡流を防止でき、原水と薬品を効率よく攪拌させることができる。

【0031】

また、原水流入樋１１を設けているため、原水を混和槽２０の中央側で流下させることができる。また、下流側に向けて幅を狭くすることにより原水が集まるようになっている。これにより、原水をスカート部２３に効率よく導くことができる。また、スカート部２３が円筒状に形成され、開口部２６ｃから攪拌翼２２ｂの近方に延設されているため、原水をより効率的に攪拌翼２２ｂに向けて流下させることができる。

【0032】

また、プレート部２６にスカート部２３を設け、プレート部２６を原水流入樋１１にポルト等により着脱可能に設置したことにより、原水流入樋１１を撤去しなくても大開口１６を開閉することができ、攪拌翼２２ｂ等のメンテナンスが可能となる。

【0033】

また、攪拌翼２２ｂは、原水流入樋１１の開口部２６ｃ内とスカート部２３内に位置する回転軸２２ａの先端に配設されているため、スカート部２３内を流下する原水は、攪拌翼２２ｂの中央に導入されることになる。これにより、上方から攪拌翼２２ｂに戻ってくる混和槽２０内の循環流を促進あるいは阻害することがない。しかもスカート部２３から導入される原水と薬品は、混和槽２０内の循環流により攪拌翼２２ｂの中央から混和槽２０の側壁側に流れるので、攪拌翼２２ｂに接触する時間が長くなり、原水と薬品を効率よく攪拌させることができる。

【0034】

＜変形例＞
次にスカート部の変形例について説明する。
図５に示すように、スカート部２３Ａには、外周面から内周面へ貫通する貫通孔２５Ａが多数形成されている。また、図６に示すように、スカート部２３Ｂには、外周面から内周面へ貫通する上下方向のスリット２５Ｂが複数形成されている

【0035】

このような変形例によれば、混和槽２０内の循環流により中央側に戻ってきた原水がスカート部の貫通孔２５Ａ又はスリット２５Ｂを介してスカート部２３Ａ，２３Ｂ内に入り、導入された原水と合流するため、より効率的に攪拌することができる。戻ってきた原水の流量は、貫通孔２５Ａやスリット２５Ｂの大きさや形状で調整することができる。

【0036】

以上本発明の実施形態について説明したが、発明の趣旨に反しない範囲において、適宜設計変更が可能である。例えば、スカート部は、円筒形状としたが、角筒形状や複数のパイプを束ねた形状であってもよい。また、スカート部を半円状に形成し、斜め上から原水を導入してもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 急速混和槽
１０ 着水井
１１ 原水流入樋
１６ 大開口
２０ 混和槽
２１ 薬品供給部
２１ａ 薬品供給管
２２ 攪拌機
２２ａ 回転軸
２２ｂ 攪拌翼
２３ スカート部
２６ｃ 開口部
３０ 流路
４０ ゲート室
１００ 浄水処理設備

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】