(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】P2024018003
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】インペラ
(51)【国際特許分類】
B01F 23/234 20220101AFI20240201BHJP
B01F 27/112 20220101ALI20240201BHJP
B01F 27/90 20220101ALI20240201BHJP
C02F 7/00 20060101ALI20240201BHJP
C02F 3/12 20230101ALI20240201BHJP
【ＦＩ】
B01F23/234
B01F27/112
B01F27/90
C02F7/00
C02F3/12 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022121032
(22)【出願日】2022-07-28
(71)【出願人】
【識別番号】507036050
【氏名又は名称】住友重機械エンバイロメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002826
【氏名又は名称】弁理士法人雄渾
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 茂
(72)【発明者】
【氏名】谷本 礼佳
【テーマコード（参考）】
4D028
4D029
4G035
4G078
【Ｆターム（参考）】
4D028BB03
4D028BC24
4D028BD06
4D028BD10
4D029AA05
4D029BB01
4G035AB24
4G078BA05
4G078DA01
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、被処理水に対する酸素の供給効率を向上させることにより、回転に必要な動力を低下させることができるインペラを提供することである。
【解決手段】上記課題を解決するために、被処理水に対して曝気及び／又は撹拌を行うインペラであって、被処理水を曝気する曝気翼と、被処理水を撹拌する撹拌翼と、を備え、曝気翼と撹拌翼は、それぞれ径方向外側に放射状に形成されており、撹拌翼は、曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることを特徴とする、インペラを提供する。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】上記課題を解決するために、被処理水に対して曝気及び／又は撹拌を行うインペラであって、被処理水を曝気する曝気翼と、被処理水を撹拌する撹拌翼と、を備え、曝気翼と撹拌翼は、それぞれ径方向外側に放射状に形成されており、撹拌翼は、曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることを特徴とする、インペラを提供する。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理水に対して曝気及び／又は撹拌を行うインペラであって、
前記被処理水を曝気する曝気翼と、
前記被処理水を撹拌する撹拌翼と、を備え、
前記曝気翼と前記撹拌翼は、それぞれ径方向外側に放射状に形成されており、
前記撹拌翼は、前記曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることを特徴とする、インペラ。
前記被処理水を曝気する曝気翼と、
前記被処理水を撹拌する撹拌翼と、を備え、
前記曝気翼と前記撹拌翼は、それぞれ径方向外側に放射状に形成されており、
前記撹拌翼は、前記曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることを特徴とする、インペラ。
【請求項2】
前記撹拌翼は、平面形状の板を複数の箇所で屈曲することにより前記曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載のインペラ。
【請求項3】
前記曝気翼の上端は、回転方向側に向かって屈曲又は湾曲することを特徴とする、請求項１又は２に記載のインペラ。
【請求項4】
請求項１～３何れか一項に記載のインペラを備えることを特徴とする、撹拌装置。
【請求項5】
請求項４に記載の撹拌装置を用いた水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生物学的水処理設備用の縦軸型曝気撹拌装置のインペラに関するものである。
【背景技術】
【0002】
下水や汚水等の被処理水を生物処理する生物処理設備として、無終端状の循環水路が形成されたオキシデーションディッチ槽を使用する方法が知られている。このオキシデーションディッチ槽における曝気撹拌装置としては、縦軸型、横軸型及び斜軸型の３種類が知られている。
特許文献１には、オキシデーションディッチ槽内に配置され、排水の液面に略垂直な方向、すなわち、液面に対して交差する方向を軸方向として回転して、排水の曝気撹拌を行うインペラが記載されている。
特許文献１には、オキシデーションディッチ槽内に配置され、排水の液面に略垂直な方向、すなわち、液面に対して交差する方向を軸方向として回転して、排水の曝気撹拌を行うインペラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－００５７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
オキシデーションディッチ槽において被処理水を曝気撹拌するためには、曝気撹拌装置を長時間可動させ続ける必要がある。そのため、被処理水と常に接しているインペラは、曝気撹拌装置の動力を増加させることなく、被処理水に対する酸素の供給効率を向上させることが望まれている。
【0005】
そこで、本発明の課題は、被処理水に対する酸素の供給効率を向上させることにより、回転に必要な動力を低下させることができるインペラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は上記課題について鋭意検討した結果、被処理水を曝気する曝気翼と、被処理水を撹拌する撹拌翼とを備えるインペラにおいて、撹拌翼は、曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることにより、被処理水に対する酸素の供給効率を維持したまま必要な動力を低下させることができることを見出して本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下のインペラである。
【0007】
上記課題を解決するための本発明のインペラは、被処理水に対して曝気及び／又は撹拌を行うインペラであって、被処理水を曝気する曝気翼と、被処理水を撹拌する撹拌翼と、を備え、曝気翼と撹拌翼は、それぞれ径方向外側に放射状に形成されており、撹拌翼は、曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることを特徴とする。
【0008】
本発明のインペラによれば、撹拌翼が曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることにより、撹拌翼の動作に係る被処理水の抵抗を低下させ、曝気翼による所定の曝気性能を維持したまま、低動力で被処理水の曝気・撹拌を行うことができる。これにより、省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となるインペラを提供することができる。換言すれば、このインペラを用いることにより省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となる水処理装置を提供することができる。
【0009】
また、本発明のインペラの一実施態様としては、撹拌翼は、平面形状の板を複数の箇所で屈曲することにより曝気翼よりインペラの回転方向後方に向かって傾斜していることを特徴とする。
この特徴によれば、平面状の板を無段階に曲げることで湾曲した羽根部を形成する場合と比較して、少ない作業工程で羽根部を製造することができる。これにより、インペラの製造コストを大幅に下げることや、インペラの製造時間を短縮することが可能となる。換言すれば、このインペラを用いた曝気撹拌装置の製造コストや製造時間を大幅に短縮することができる。
この特徴によれば、平面状の板を無段階に曲げることで湾曲した羽根部を形成する場合と比較して、少ない作業工程で羽根部を製造することができる。これにより、インペラの製造コストを大幅に下げることや、インペラの製造時間を短縮することが可能となる。換言すれば、このインペラを用いた曝気撹拌装置の製造コストや製造時間を大幅に短縮することができる。
【0010】
また、本発明のインペラの一実施態様としては、曝気翼の上端は、回転方向側に向かって屈曲又は湾曲することを特徴とする。
この特徴によれば、曝気翼の上端が、回転方向側に向かって屈曲又は湾曲することにより、インペラ上の被処理水を効率良く加速させることが可能となり、曝気効率を向上させることができる。
この特徴によれば、曝気翼の上端が、回転方向側に向かって屈曲又は湾曲することにより、インペラ上の被処理水を効率良く加速させることが可能となり、曝気効率を向上させることができる。
【0011】
また、本発明のインペラを用いた撹拌装置によれば、省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となる水処理装置を提供することができる。
【0012】
また、本発明の撹拌装置を用いた水処理方法によれば、省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、被処理水に対する酸素の供給効率を向上させることにより、回転に必要な動力を低下させることができるインペラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1A】無終端水路を平面から見た場合における、本発明の生物処理設備の構成を示す概略説明図である。
【図1B】無終端水路を平面から見た場合における、本発明の生物処理設備の構成を示す概略説明図である。
【図2】無終端水路の断面における、本発明の縦軸型曝気撹拌装置の構造を示す概略説明図である。
【図3A】本発明の第一の実施態様におけるインペラを示す概略斜視図である。
【図3B】本発明の第一の実施態様におけるインペラを示す概略平面図である。
【図3C】本発明の第一の実施態様におけるインペラを示す概略平面図である。
【図3D】本発明の第一の実施態様におけるインペラを示す概略底面図である。
【図3E】本発明の第一の実施態様におけるインペラを示す概略底面図である。
【図3F】本発明の第一の実施態様におけるインペラを示す概略底面図である。
【図4A】本発明の第ニの実施態様におけるインペラを示す概略斜視図である。
【図5A】本発明の第三の実施態様におけるインペラを示す概略斜視図である。
【図5B】本発明の第三の実施態様におけるインペラを示す概略平面図である。
【図6A】本発明の第四の実施態様のインペラの外観を表す平面図である。
【図6B】本発明の第四の実施態様のインペラの外観を表す底面図である。
【図6C】本発明の第四の実施態様のインペラの外観を示す正面図である。
【図6D】本発明の第四の実施態様のインペラの外観を示す背面図である。
【図6E】本発明の第四の実施態様のインペラの外観を示す左側面図である。
【図6F】本発明の第四の実施態様のインペラの外観を示す右側面図である。
【図6G】本発明の第四の実施態様のインペラの外観を示す斜視図である。
【図7A】本発明の第五の実施態様のインペラの外観を表す平面図である。
【図7B】本発明の第五の実施態様のインペラの外観を表す底面図である。
【図7C】本発明の第五の実施態様のインペラの外観を示す正面図である。
【図7D】本発明の第五の実施態様のインペラの外観を示す背面図である。
【図7E】本発明の第五の実施態様のインペラの外観を示す左側面図である。
【図7F】本発明の第五の実施態様のインペラの外観を示す右側面図である。
【図7G】本発明の第五の実施態様のインペラの外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明のインペラ、撹拌装置、水処理方法は主に、生物学的水処理設備用の縦軸型曝気撹拌装置や、生物学的水処理方法に利用するものである。
また、以下のインペラ、撹拌装置に対する説明は、水処理方法の説明も兼ねるものである。
また、以下のインペラ、撹拌装置に対する説明は、水処理方法の説明も兼ねるものである。
【0016】
［第一の実施態様］
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１Ａは、第一の実施態様における無終端水路２を平面から見た場合における、生物処理設備１の構成を示す概略説明図である。なお、図中の矢印は、無終端水路２を流れる循環流を表したものである。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１Ａは、第一の実施態様における無終端水路２を平面から見た場合における、生物処理設備１の構成を示す概略説明図である。なお、図中の矢印は、無終端水路２を流れる循環流を表したものである。
【0017】
（生物処理設備）
本発明における生物処理設備１は、無終端水路２内で被処理水を循環しながら生物処理を行うオキシデーションディッチ法に使用するものである。被処理水は、特に制限されないが、例えば、下水、畜産廃水、工場廃水等の有機性廃水が挙げられる。
生物処理設備１は、図１Ａに示すように周囲壁２１及び区画壁２２により形成された無終端水路２、無終端水路２に設置された縦軸型曝気撹拌装置３及びガイド板７を備えている。
本発明における生物処理設備１は、無終端水路２内で被処理水を循環しながら生物処理を行うオキシデーションディッチ法に使用するものである。被処理水は、特に制限されないが、例えば、下水、畜産廃水、工場廃水等の有機性廃水が挙げられる。
生物処理設備１は、図１Ａに示すように周囲壁２１及び区画壁２２により形成された無終端水路２、無終端水路２に設置された縦軸型曝気撹拌装置３及びガイド板７を備えている。
【0018】
無終端水路２は、平行に延びる直線状の２本の直線水路２ａと、２本の直線水路２ａの両端において直線水路２ａを連結して被処理の循環流を形成する循環水路２ｂからなる。
第一の実施態様の生物処理設備１では、図１Ａに示すように直線水路２ａの区画壁２２の近傍に縦軸型曝気撹拌装置３が設置されている。
また、図１Ｂに示すように、縦軸型曝気撹拌装置３は、無終端水路２の循環流路２ｂに配置してもよい。
第一の実施態様の生物処理設備１では、図１Ａに示すように直線水路２ａの区画壁２２の近傍に縦軸型曝気撹拌装置３が設置されている。
また、図１Ｂに示すように、縦軸型曝気撹拌装置３は、無終端水路２の循環流路２ｂに配置してもよい。
【0019】
縦軸型曝気撹拌装置３は、流路内の被処理水に対して表面曝気を行い、被処理水に酸素を供給するものである。また、縦軸型曝気撹拌装置３は、近傍に配置されたガイド板７と共に、無終端水路２に循環流を形成する。具体的には、縦軸型曝気撹拌装置３が被処理水内に撹拌流を発生し、この撹拌流の流れを、近傍に配置されたガイド板７が案内することにより無終端水路２に循環流を形成する。
【0020】
（縦軸型曝気撹拌装置）
図２は、本実施態様における縦軸型曝気撹拌装置３の構造を示す概略説明図である。図２に示すように、縦軸型曝気撹拌装置３は、被処理水を曝気撹拌するためのインペラ３１、インペラ３１を回転するための動力を供給する駆動部３３を備えている。
また、本実施態様におけるインペラ３１は、駆動部３３に連結された軸３１Ｃと、軸３１Ｃに放射状に取り付けられた複数の曝気翼３１Ａと、複数の曝気翼３１Ａを連結するつなぎ板３１Ｂを備える。
図２は、本実施態様における縦軸型曝気撹拌装置３の構造を示す概略説明図である。図２に示すように、縦軸型曝気撹拌装置３は、被処理水を曝気撹拌するためのインペラ３１、インペラ３１を回転するための動力を供給する駆動部３３を備えている。
また、本実施態様におけるインペラ３１は、駆動部３３に連結された軸３１Ｃと、軸３１Ｃに放射状に取り付けられた複数の曝気翼３１Ａと、複数の曝気翼３１Ａを連結するつなぎ板３１Ｂを備える。
【0021】
また、図３Ａには、本発明の第一の実施態様のインペラ３１の斜視図を示し、図３Ｂには、本発明の第一の実施態様のインペラ３１を軸方向から見た平面図を、図３Ｃには本発明の第一の実施態様のインペラ３１を軸方向から見た底面図示す。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示すように、つなぎ板３１Ｂは、軸３１Ｃとの間に、隙間を介して設置されており、この隙間は、被処理水を揚水するための通水孔３１Ｄを形成する。
【0022】
次に、縦軸型曝気撹拌装置３の動作について説明する。
図２に示すように、縦軸型曝気撹拌装置３は、通水孔３１Ｄを被処理水中に配置し、曝気翼３１Ａの先端が水面上に出るように設置する。この位置でインペラ３１を回転すると、曝気翼３１Ａにより掻き寄せられた被処理水は、遠心力により曝気翼３１Ａの先端から飛沫として周囲に飛散する。縦軸型曝気撹拌装置３の近傍に配置されたガイド板７は、上端が水面付近に位置するように設置されており、被処理水の飛沫は、ガイド板７を越えて遠方まで飛散することができる。被処理水の飛沫は、大気中を飛散する間に空気を取り込み、空気を含む状態で被処理水に着水する。これにより、被処理水に酸素を供給することができる。
図２に示すように、縦軸型曝気撹拌装置３は、通水孔３１Ｄを被処理水中に配置し、曝気翼３１Ａの先端が水面上に出るように設置する。この位置でインペラ３１を回転すると、曝気翼３１Ａにより掻き寄せられた被処理水は、遠心力により曝気翼３１Ａの先端から飛沫として周囲に飛散する。縦軸型曝気撹拌装置３の近傍に配置されたガイド板７は、上端が水面付近に位置するように設置されており、被処理水の飛沫は、ガイド板７を越えて遠方まで飛散することができる。被処理水の飛沫は、大気中を飛散する間に空気を取り込み、空気を含む状態で被処理水に着水する。これにより、被処理水に酸素を供給することができる。
【0023】
曝気翼３１Ａから被処理水が飛散すると、つなぎ板３１Ｂと軸３１Ｃの間に形成された通水孔３１Ｄから被処理水が流れ込むため、連続して被処理水をインペラ３１の周囲に飛散することができる。
【0024】
また、被処理水中には、軸３１Ｃに放射状に取り付けられた複数の撹拌翼３１Ｅが設置されている。撹拌翼３１Ｅは、被処理水中に撹拌流を形成する。撹拌流は、ガイド板７により下流側に向かって案内され、無終端水路２に循環流を形成する。
【0025】
次に、インペラ３１の各部について詳細に説明する。
＜軸＞
軸３１Ｃは、図２に示すように、駆動部３３に連結されており、駆動部３３からの動力によりインペラ３１を回転駆動させることを目的とするものである。
軸３１Ｃは、駆動部３３からの動力によりインペラ３１を回転駆動させることができれば、形状等は特に限定されるものではない。例えば、円柱状、多角柱状などの形状のものが挙げられる。また、軸３１Ｃは、内部が空洞である中空構造でもよい。この場合、軸３１Ｃの強度を保ちつつ、インペラ３１全体を軽量化できるため、低い動力で被処理水を曝気撹拌することができる。
＜軸＞
軸３１Ｃは、図２に示すように、駆動部３３に連結されており、駆動部３３からの動力によりインペラ３１を回転駆動させることを目的とするものである。
軸３１Ｃは、駆動部３３からの動力によりインペラ３１を回転駆動させることができれば、形状等は特に限定されるものではない。例えば、円柱状、多角柱状などの形状のものが挙げられる。また、軸３１Ｃは、内部が空洞である中空構造でもよい。この場合、軸３１Ｃの強度を保ちつつ、インペラ３１全体を軽量化できるため、低い動力で被処理水を曝気撹拌することができる。
【0026】
軸の材質は、特に制限されないが、例えば、鉄やステンレスなどの金属製、硬質プラスチックなどの樹脂製などが挙げられる。強度や耐腐食性の観点から、ステンレスなどの耐腐食性の金属が好ましい。
【0027】
図２に示すように、軸３１Ｃは、複数の軸からなり、複数の軸を連結する連結部３１Ｆを備える。軸３１Ｃを複数の軸に分割可能とすることにより、インペラ３１の被処理水の水深に対する位置を調整することができる。例えば、被処理水の底部付近にインペラ３１を設置する場合には、連結部３１Ｆを分割して、延伸のための軸（不図示）を追加して、軸３１Ｃの長さを延伸することができる。
【0028】
また、図２に示すように、昇降装置３１Ｇを備えてもよい。昇降装置３１Ｇは、インペラ３１を昇降させるための装置であり、昇降装置３１Ｆを備えることにより、インペラ３１の高さ位置を微調整することが可能となる。インペラ３１の高さを微調整することにより、インペラ３１により形成する飛沫の量や飛散距離を調整することができるため、被処理水に対する酸素の供給効率を向上させることで、回転に必要な動力を低下させるという本発明の効果をより発揮することができる。
【0029】
＜曝気翼＞
図３Ａに示すように、曝気翼３１Ａは、被処理水を飛散させ曝気する目的で、つなぎ板３１Ｂから上部に形成されている。また、曝気翼３１Ａは、軸３１Ｃから径方向外側に向かって延伸するように形成されており、かつ後述する曲部Ｏ３０１を支点にインペラ３１の回転方向に向けて上端を屈曲するように形成されている。そして、軸３１Ｃには、複数の曝気翼３１Ａが放射状に取り付けられている。
第一の実施態様の曝気翼３１Ａは、軸３１Ｃの軸方向（略鉛直方向）と略平行に設置された羽根板３１０Ａと羽根板３１０Ｂによって構成されている。
羽根板３１０Ａは、羽根板３１０Ａで掻き寄せた被処理水を羽根板３１０Ａに沿って径方向外側に案内する。また、羽根板３１０Ｂを設けることにより、被処理水の飛散量が増加して酸素供給効率を一層向上することができる。
また、図３Ｂに示すように、羽根板３１０Ａ（破線まで）は、軸３１Ｃの軸心から放射状に固定されている。羽根板３１０Ａを軸心から放射状に固定することにより、インペラ３１の回転時のバランスが取り易い。
図３Ａに示すように、曝気翼３１Ａは、被処理水を飛散させ曝気する目的で、つなぎ板３１Ｂから上部に形成されている。また、曝気翼３１Ａは、軸３１Ｃから径方向外側に向かって延伸するように形成されており、かつ後述する曲部Ｏ３０１を支点にインペラ３１の回転方向に向けて上端を屈曲するように形成されている。そして、軸３１Ｃには、複数の曝気翼３１Ａが放射状に取り付けられている。
第一の実施態様の曝気翼３１Ａは、軸３１Ｃの軸方向（略鉛直方向）と略平行に設置された羽根板３１０Ａと羽根板３１０Ｂによって構成されている。
羽根板３１０Ａは、羽根板３１０Ａで掻き寄せた被処理水を羽根板３１０Ａに沿って径方向外側に案内する。また、羽根板３１０Ｂを設けることにより、被処理水の飛散量が増加して酸素供給効率を一層向上することができる。
また、図３Ｂに示すように、羽根板３１０Ａ（破線まで）は、軸３１Ｃの軸心から放射状に固定されている。羽根板３１０Ａを軸心から放射状に固定することにより、インペラ３１の回転時のバランスが取り易い。
【0030】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、羽根板３１０Ｂは、羽根板３１０Ａの上端をインペラ３１の回転方向前方に向けて、後述する曲部Ｏ３０１を支点に屈曲させたものである。これにより、羽根板３１０Ｂは、軸３１Ｃからインペラ径方向外側に向かって上向きに傾斜している。そのため、被処理水を遠方まで飛散させることができるため、酸素の供給率効率を高めることができる。なお、羽根板３１０Ｂと被処理水の水面とのなす角は、例えば、１０～８０°であり、好ましくは２０～６０°である。
【0031】
また、図３Ｃに示すように、羽根板３１０Ｂは、インペラ径方向外側の先端部分のみにおいて、羽根板３１０Ａの上端をインペラ３１の回転方向前方に向けて、曲部Ｏ３０１を支点に屈曲させたものであってもよい。
これによれば、最低限の加工で、曝気効率の良い曝気翼３１Ａを作成することができるため、インペラの製造コストや製造時間を大幅に削減することができる。
これによれば、最低限の加工で、曝気効率の良い曝気翼３１Ａを作成することができるため、インペラの製造コストや製造時間を大幅に削減することができる。
【0032】
曝気翼３１Ａの設置数は、特に限定されない。曝気翼３１Ａの設置数は、好ましくは、インペラ３１を平面視した場合において等間隔に２～１２枚程度であることが挙げられる。この場合、効果的に被処理水を撹拌及び大気中に飛散させることができる。さらに好ましくは、曝気翼３１Ａの設置数は、インペラ３１を平面視した場合において等間隔に６～８枚であることが挙げられる。この場合、発生する撹拌流の強さと大気中に飛散される被処理水の水量が最適となるため、効率よく被処理水を曝気撹拌することができる。
【0033】
また、図３Ａ、図３Ｂに示すように、周方向に隣り合う曝気翼３１Ａの間には、つなぎ板３１Ｂが連結する。また、図３Ｇに示すように、つなぎ板３１Ｂは、羽根板３１０Ａと後述する後述する撹拌翼３１Ｅの中腹に固定されている。羽根板３１０Ｂは、インペラ３１が回転により通水孔３１Ｄより揚水された被処理水を、インペラ３１の周囲に飛散させる機能を有する。
【0034】
曝気翼３１Ａ及び撹拌翼３１Ｅの材質は、特に制限されないが、例えば、鉄やステンレスなどの金属製、硬質プラスチックなどの樹脂製などが挙げられる。強度や耐腐食性の観点から、ステンレスなどの耐腐食性の金属が好ましい。
また、曝気翼３１Ａと撹拌翼３１Ｅの材質は同一でも異なっていてもよい。
また、曝気翼３１Ａと撹拌翼３１Ｅの材質は同一でも異なっていてもよい。
【0035】
なお、曝気翼３１Ａの形状は、特に制限されず、例えば、第一の実施態様では、羽根板３１０Ａの板面が軸３１Ｃの軸方向（略鉛直方向）と略平行に設置されるが、羽根板３１０Ａの板面を水面に対して傾斜して固定してもよい。
【0036】
＜曲部Ｏ＞
図３Ｉ（ａ）に示すように、曲部Ｏは、径方向外側の先端部分において、各曝気翼３１Ａの上端をインペラ３１の回転方向前方に向けて傾斜させる支点となる部分である。
曲部Ｏは、曝気翼３１Ａにつき、Ｏ３０１の１ヶ所のみである。これによると、最低限の曲げ加工を行うことで、インペラの製造コストや製造時間を大幅に削減することができる。また、つなぎ板３１Ｂの上面又は下面に沿って通過する被処理水を効率よく大気中に飛散させることができる上、被処理水の飛散量が増加して酸素供給効率を一層向上することができる。なお、曲部Ｏ３０１における羽根板３１０Ｂと羽根板３１０Ａのなす角は、例えば、好ましくは１００～１７０°であり、より好ましくは１１０～１６０°である。
また、図３Ｉ（ｂ）に示すように、特定の曲部Ｏを設けず、羽根板３１０Ａの上端がインペラ３１の回転方向前方に向けて全体的に緩やかに湾曲するように傾斜させてもよい。これによると、つなぎ板３１Ｂの上面又は下面に沿って通過する被処理水をより安定して大気中に飛散させることができる上、酸素供給効率を一層向上することができる。
図３Ｉ（ａ）に示すように、曲部Ｏは、径方向外側の先端部分において、各曝気翼３１Ａの上端をインペラ３１の回転方向前方に向けて傾斜させる支点となる部分である。
曲部Ｏは、曝気翼３１Ａにつき、Ｏ３０１の１ヶ所のみである。これによると、最低限の曲げ加工を行うことで、インペラの製造コストや製造時間を大幅に削減することができる。また、つなぎ板３１Ｂの上面又は下面に沿って通過する被処理水を効率よく大気中に飛散させることができる上、被処理水の飛散量が増加して酸素供給効率を一層向上することができる。なお、曲部Ｏ３０１における羽根板３１０Ｂと羽根板３１０Ａのなす角は、例えば、好ましくは１００～１７０°であり、より好ましくは１１０～１６０°である。
また、図３Ｉ（ｂ）に示すように、特定の曲部Ｏを設けず、羽根板３１０Ａの上端がインペラ３１の回転方向前方に向けて全体的に緩やかに湾曲するように傾斜させてもよい。これによると、つなぎ板３１Ｂの上面又は下面に沿って通過する被処理水をより安定して大気中に飛散させることができる上、酸素供給効率を一層向上することができる。
【0037】
＜撹拌翼＞
図２に示すように、撹拌翼３１Ｅは、被処理水に没するように、つなぎ板３１Ｂより下部に形成されている。また、攪拌翼３１Ｅは、軸３１Ｃに放射状に複数取り付けられており、被処理水中に撹拌流を形成するものである。
また、図２に示すように撹拌翼３１Ｅの形状は、インペラ径方向外側端部から軸３１Ｃに向かって、撹拌翼３１Ｅの幅が拡大している。これにより、被処理水の内部に配置される軸３１Ｃ付近では、撹拌翼３１Ｅが大きくなるため、被処理水に強い撹拌流を形成することができる。
図２に示すように、撹拌翼３１Ｅは、被処理水に没するように、つなぎ板３１Ｂより下部に形成されている。また、攪拌翼３１Ｅは、軸３１Ｃに放射状に複数取り付けられており、被処理水中に撹拌流を形成するものである。
また、図２に示すように撹拌翼３１Ｅの形状は、インペラ径方向外側端部から軸３１Ｃに向かって、撹拌翼３１Ｅの幅が拡大している。これにより、被処理水の内部に配置される軸３１Ｃ付近では、撹拌翼３１Ｅが大きくなるため、被処理水に強い撹拌流を形成することができる。
【0038】
図３Ｄ、Ｅ、Ｆは、本実施態様における撹拌翼３１Ｅの形状の一例を示したものである。図３Ｄ、Ｅ、Ｆに示すように、撹拌翼３１Ｅは、インペラ３１の径方向外側に放射状に形成されている。そして、撹拌翼３１Ｅは、図３Ｄ、Ｅ、Ｆにおいて曝気翼３１Ａよりインペラ３１の回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲していることを特徴とする。
この特徴によれば、曝気翼による所定の曝気性能を維持したまま、撹拌翼の動作に係る被処理水の抵抗を低下させ、低動力で被処理水の曝気・撹拌を行うことができるため、省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となるインペラを提供することができる。換言すれば、このインペラを用いることにより省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となる水処理装置を提供することができる。
この特徴によれば、曝気翼による所定の曝気性能を維持したまま、撹拌翼の動作に係る被処理水の抵抗を低下させ、低動力で被処理水の曝気・撹拌を行うことができるため、省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となるインペラを提供することができる。換言すれば、このインペラを用いることにより省エネルギーで酸素供給効率を効果的に増加させることが可能となる水処理装置を提供することができる。
【0039】
ここで、本発明において、「回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲している」とは、撹拌翼と、形状を対比する曝気翼の軸側の始点をそれぞれ同じ位置と仮定したときに、撹拌翼の径方向外側の終点が、曝気翼の径方向外側の終点よりも回転方向後方に位置することを意味する。以下、具体例を図３Ｄ、図３Ｅ及び図３Ｆにより具体的に説明する。
図３Ｄには、インペラ３１の回転方向後方に向かって傾斜するように直線状の板材を複数配置した撹拌翼３１Ｅ１が示されている。
図３Ｄには、インペラ３１の回転方向後方に向かって傾斜するように直線状の板材を複数配置した撹拌翼３１Ｅ１が示されている。
【0040】
ここで、図３Ｄにおいて、曝気翼３１Ａの軸３１Ｃ側の始点を始点Ｐ１とし、インペラ径方向外側において曝気翼３１Ａがつなぎ板３１Ｂと接する点を終点Ｐ２と仮定する。
そして、その曝気翼３１Ａとインペラ回転方向後方に隣り合う撹拌翼３１Ｅ１の軸３１Ｃ側の始点を、曝気翼３１Ａの始点Ｐ１と同位置とした場合（図３Ｄ中に破線において示す。）、撹拌翼３１Ｅ１の終点Ｐ３は、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方に位置する。
つまり図３Ｄには、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりも撹拌翼３１Ｅ１の終点Ｐ３がインペラ３１の回転方向に対して後方になるよう、撹拌翼３１Ｅ１が傾斜しているという特徴が示されている。
そして、その曝気翼３１Ａとインペラ回転方向後方に隣り合う撹拌翼３１Ｅ１の軸３１Ｃ側の始点を、曝気翼３１Ａの始点Ｐ１と同位置とした場合（図３Ｄ中に破線において示す。）、撹拌翼３１Ｅ１の終点Ｐ３は、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方に位置する。
つまり図３Ｄには、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりも撹拌翼３１Ｅ１の終点Ｐ３がインペラ３１の回転方向に対して後方になるよう、撹拌翼３１Ｅ１が傾斜しているという特徴が示されている。
【0041】
上記特徴によれば、撹拌翼を複数の直線状の板材を配置することにより撹拌翼とすることで、板部材を湾曲又は屈曲させる曲げ加工を行うことで撹拌翼を製造する場合と比較して、インペラの製造コストと製造時間を大幅に縮小することができるうえ、曝気翼の所定の曝気効率を保ちつつ低動力で被処理水を効率よく撹拌することが可能となる。
【0042】
また、本実施態様における撹拌翼３１Ｅの形状の別の一例として、図３Ｅには、後述する複数の曲部Ｋ３０１～Ｋ３０３によって屈曲することでインペラ３１の回転方向後方に向かって傾斜するように配置された撹拌翼３１Ｅ２が示されている。
ここで、図３Ｅにおいて、曝気翼３１Ａの軸３１Ｃ側の始点を始点Ｐ１とし、インペラ径方向外側において曝気翼３１Ａがつなぎ板３１Ｂと接する点を終点Ｐ２と仮定する。
そして、その曝気翼３１Ａとインペラ回転方向後方に隣り合う撹拌翼３１Ｅ２の軸３１Ｃ側の始点が、曝気翼３１Ａの始点Ｐ１と同位置である場合、撹拌翼３１Ｅ２のインペラ３１の径方向外側の端部を終点Ｐ３は、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方に位置する。よって、図３Ｅには、撹拌翼３１Ｅ２の終点Ｐ３が曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方になるよう、撹拌翼が傾斜している特徴が示されている。
ここで、図３Ｅにおいて、曝気翼３１Ａの軸３１Ｃ側の始点を始点Ｐ１とし、インペラ径方向外側において曝気翼３１Ａがつなぎ板３１Ｂと接する点を終点Ｐ２と仮定する。
そして、その曝気翼３１Ａとインペラ回転方向後方に隣り合う撹拌翼３１Ｅ２の軸３１Ｃ側の始点が、曝気翼３１Ａの始点Ｐ１と同位置である場合、撹拌翼３１Ｅ２のインペラ３１の径方向外側の端部を終点Ｐ３は、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方に位置する。よって、図３Ｅには、撹拌翼３１Ｅ２の終点Ｐ３が曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方になるよう、撹拌翼が傾斜している特徴が示されている。
【0043】
＜曲部Ｋ＞
図３Ｅに示すように、曲部Ｋは撹拌翼３１Ｅ２を特定の方向へ傾斜させる支点となる部分である。
曲部Ｋは、撹拌翼３１Ｅ２をインペラ３１の回転方向後方に向かって傾斜させる複数の部分である。図３Ｅでは曲部をＫ３０１～Ｋ３０３の３ヶ所設けているが、複数であれがこれに限定されない。例えば、曲部Ｋの数は、撹拌翼３１Ｅ２につき２ヶ所から１０ヶ所であることが挙げられる。これによると、板部材を無段階に曲線を描くように湾曲させる曲げ加工を行うことで撹拌翼を製造する場合と比較して、インペラの製造コストと製造時間を大幅に縮小することができるうえ、曝気翼の所定の曝気効率を保ちつつ低動力で被処理水を効率よく撹拌することが可能となる。また、好ましくは、曲部Ｋの数は各羽根板３１０Ａにつき３～５ヶ所であることが挙げられる。これによれば、最低限の曲げ加工を行うことで、更にインペラの製造コストと製造時間を大幅に縮小することができるうえ、被処理水を効率よく撹拌することが可能となる。なお、各曲部Ｋ３０１～Ｋ３０３における羽根部３１０Ａの傾斜角度は、例えば、好ましくは１００～１７０°であり、より好ましくは１１０～１６０°である。
図３Ｅに示すように、曲部Ｋは撹拌翼３１Ｅ２を特定の方向へ傾斜させる支点となる部分である。
曲部Ｋは、撹拌翼３１Ｅ２をインペラ３１の回転方向後方に向かって傾斜させる複数の部分である。図３Ｅでは曲部をＫ３０１～Ｋ３０３の３ヶ所設けているが、複数であれがこれに限定されない。例えば、曲部Ｋの数は、撹拌翼３１Ｅ２につき２ヶ所から１０ヶ所であることが挙げられる。これによると、板部材を無段階に曲線を描くように湾曲させる曲げ加工を行うことで撹拌翼を製造する場合と比較して、インペラの製造コストと製造時間を大幅に縮小することができるうえ、曝気翼の所定の曝気効率を保ちつつ低動力で被処理水を効率よく撹拌することが可能となる。また、好ましくは、曲部Ｋの数は各羽根板３１０Ａにつき３～５ヶ所であることが挙げられる。これによれば、最低限の曲げ加工を行うことで、更にインペラの製造コストと製造時間を大幅に縮小することができるうえ、被処理水を効率よく撹拌することが可能となる。なお、各曲部Ｋ３０１～Ｋ３０３における羽根部３１０Ａの傾斜角度は、例えば、好ましくは１００～１７０°であり、より好ましくは１１０～１６０°である。
【0044】
また、本実施態様における撹拌翼３１Ｅの形状の別の一例として、図３Ｆには、特定の曲部Ｋを設けず、全体的にインペラ３１の回転方向後方に向かって湾曲する撹拌翼３１Ｅ３が示されている。
ここで、図３Ｆにおいて、曝気翼３１Ａの軸３１Ｃ側の始点を始点Ｐ１とし、インペラ径方向外側において曝気翼３１Ａがつなぎ板３１Ｂと接する点を終点Ｐ２と仮定する。
そして、その曝気翼３１Ａとインペラ回転方向後方に隣り合う撹拌翼３１Ｅ３の軸３１Ｃ側の始点が、曝気翼３１Ａの始点Ｐ１と同位置である場合、撹拌翼３１Ｅ３のインペラ３１の径方向外側の端部を終点Ｐ３は、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方に位置する。よって、図３Ｆには、撹拌翼３１Ｅ３の終点Ｐ３が曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方になるよう、撹拌翼が湾曲している特徴が示されている。
ここで、図３Ｆにおいて、曝気翼３１Ａの軸３１Ｃ側の始点を始点Ｐ１とし、インペラ径方向外側において曝気翼３１Ａがつなぎ板３１Ｂと接する点を終点Ｐ２と仮定する。
そして、その曝気翼３１Ａとインペラ回転方向後方に隣り合う撹拌翼３１Ｅ３の軸３１Ｃ側の始点が、曝気翼３１Ａの始点Ｐ１と同位置である場合、撹拌翼３１Ｅ３のインペラ３１の径方向外側の端部を終点Ｐ３は、曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方に位置する。よって、図３Ｆには、撹拌翼３１Ｅ３の終点Ｐ３が曝気翼３１Ａの終点Ｐ２よりもインペラ３１の回転方向に対して後方になるよう、撹拌翼が湾曲している特徴が示されている。
【0045】
撹拌翼３１Ｅ１～３１Ｅ３の例により、本発明における「回転方向後方に向かって傾斜又は湾曲している」とは、曝気翼の終点Ｐ２よりも撹拌翼の終点Ｐ３がインペラ３１の回転方向に対して後方になるよう、撹拌翼が傾斜又は湾曲していることを意味するものである。
【0046】
＜つなぎ板＞
図３Ａに示すように、つなぎ板３１Ｂは、軸３１Ｃとの間に隙間を介して曝気翼３１Ａに固定されており、当該隙間は、被処理水が通過する通水孔３１Ｄを形成する。
図３Ａに示すように、つなぎ板３１Ｂは、軸３１Ｃとの間に隙間を介して曝気翼３１Ａに固定されており、当該隙間は、被処理水が通過する通水孔３１Ｄを形成する。
【0047】
つなぎ板３１Ｂは、図３Ｇに示すように、図３ＢのＶ－Ｖ方向において、通水孔３１Ｄからインペラの外径に向かい曝気翼３１Ａ及び撹拌翼３１Ｅの形状に沿うように、傾斜して設置される。これにより、つなぎ板３１Ｂの上面又は下面に沿って通過する被処理水を効率よく大気中に飛散させることができる。
【0048】
また、つなぎ板３１Ｂの別の態様として、つなぎ板３１Ｂは、羽根部３１Ａから隣り合う回転方向前方の曝気翼３１Ａに向けて外周から通水孔３１Ｄへ向かう傾斜角度が高くなるように設置してもよい。すなわち図３Ｂの星印に示す位置が最も低い位置となる。これにより、図３Ｂの星印の位置から被処理水をすくい上げることで、通水孔３１Ｄより効率良く曝気翼３１Ａへ吸い上げる可能となる。なお、すくい上げられた被処理水の流れは、矢印に示す。
【0049】
また、つなぎ板３１Ｂの別の態様として、図３Ｈに示すように、図３ＢのＶ－Ｖ方向において、つなぎ板３１Ｂは、通水孔３１Ｄからインペラ外径に向けて、上方に更に傾斜させてもよい。これにより、通水孔３１Ｄから吸い上げた被処理水が効率よく羽根板上部３１１の上端付近に導くことが可能となり、更に効率よく被処理水を大気中に飛散させることができる。
【0050】
つなぎ板３１Ｂは、図３Ｉ（ａ）に示すように、図３ＧのＶ－Ｖ方向において隣り合う曝気翼３１Ａの羽根板３１０Ａ同士をフラットに接続している。
また、つなぎ板３１Ｂの別の態様として、図３Ｉ（ｂ）に示すように、つなぎ板３１Ｂは、図３ＧのＶ－Ｖ方向において隣り合う曝気翼３１Ａ同士をインペラの回転方向に向かって図３Ｉ（ｂ）における下方向に下がるように傾斜するように接続してもよい。これにより、被処理水を通水孔３１Ｄより効率良く曝気翼３１Ａへ吸い上げる可能となる。
また、つなぎ板３１Ｂの別の態様として、図３Ｉ（ｂ）に示すように、つなぎ板３１Ｂは、図３ＧのＶ－Ｖ方向において隣り合う曝気翼３１Ａ同士をインペラの回転方向に向かって図３Ｉ（ｂ）における下方向に下がるように傾斜するように接続してもよい。これにより、被処理水を通水孔３１Ｄより効率良く曝気翼３１Ａへ吸い上げる可能となる。
【0051】
つなぎ板３１Ｂは、板部材により形成され、その材質は、特に制限されないが、例えば、鉄やステンレスなどの金属製、硬質プラスチックなどの樹脂製などが挙げられる。強度や耐腐食性の観点から、ステンレスなどの耐腐食性の金属が好ましい。
【0052】
なお、軸３１Ｃ、曝気翼３１Ａ、つなぎ板３１Ｂ、撹拌翼３１Ｅは、それぞれ別体として連結しても、一体として形成してもよい。
【0053】
（ガイド板）
ガイド板７は、図１Ａに示すように、縦軸型曝気撹拌装置３を直線流路２ａに配置する際に縦軸型曝気撹拌装置３のインペラ３１によって発生した撹拌流を整流することで、無終端水路２内の被処理水を撹拌及び循環させることを目的とするものである。縦軸型曝気撹拌装置３の上流側を覆うように区画壁２２に固定されている。
ガイド板の設置高さは、図２に示すように、上端は被処理水の略水面に位置し、下端は縦軸型曝気撹拌装置の下端と同等、もしくはやや上位に位置している。ガイド板の上端を略水面に位置することにより、インペラ３１の回転により飛散する飛沫が周囲に着水し、酸素供給効率を高めることができる。また、浮遊するスカムを消失させる作用に優れる。
また、ガイド板の下端を、縦軸型曝気撹拌装置の下端と同等に設置することにより、インペラ３１の回転により発生した撹拌流を所定の位置に誘導することができる。
また、図１Ｂに示すように、縦軸型曝気撹拌装置３を循環水路２ｂに配置する際は、循環水路２ｂ近傍の周囲壁２１がガイド板７と同様の働きをするため、ガイド板７を設けることを要しない。
ガイド板７は、図１Ａに示すように、縦軸型曝気撹拌装置３を直線流路２ａに配置する際に縦軸型曝気撹拌装置３のインペラ３１によって発生した撹拌流を整流することで、無終端水路２内の被処理水を撹拌及び循環させることを目的とするものである。縦軸型曝気撹拌装置３の上流側を覆うように区画壁２２に固定されている。
ガイド板の設置高さは、図２に示すように、上端は被処理水の略水面に位置し、下端は縦軸型曝気撹拌装置の下端と同等、もしくはやや上位に位置している。ガイド板の上端を略水面に位置することにより、インペラ３１の回転により飛散する飛沫が周囲に着水し、酸素供給効率を高めることができる。また、浮遊するスカムを消失させる作用に優れる。
また、ガイド板の下端を、縦軸型曝気撹拌装置の下端と同等に設置することにより、インペラ３１の回転により発生した撹拌流を所定の位置に誘導することができる。
また、図１Ｂに示すように、縦軸型曝気撹拌装置３を循環水路２ｂに配置する際は、循環水路２ｂ近傍の周囲壁２１がガイド板７と同様の働きをするため、ガイド板７を設けることを要しない。
【0054】
［第二の実施態様］
図４Ａ、図４Ｂは、各々第二の実施態様におけるインペラ４１の構造を示す斜視図、断面図である。
以下、図面を用いて詳細に解説していく。なお、軸４１Ｃ、つなぎ板４１Ｂ及び通水孔４１Ｄについては、第一の実施態様における軸３１Ｃ、つなぎ板３１Ｂ及び通水孔３１Ｄと同一の内容であるため説明を省略する。
図４Ａ、図４Ｂは、各々第二の実施態様におけるインペラ４１の構造を示す斜視図、断面図である。
以下、図面を用いて詳細に解説していく。なお、軸４１Ｃ、つなぎ板４１Ｂ及び通水孔４１Ｄについては、第一の実施態様における軸３１Ｃ、つなぎ板３１Ｂ及び通水孔３１Ｄと同一の内容であるため説明を省略する。
【0055】
＜羽根部＞
第二の実施態様におけるインペラ４１は、図４Ａの斜線部分に示すように、各曝気翼４１Ａにおける、各々の羽根板４１０Ａのインペラ径方向先端部分が、つなぎ板４１Ｂより下方向に伸長している点で、第一の実施態様における各種のインペラ３１と異なる。その他の、羽根板４１０Ｂ、撹拌翼４１Ｅ、曲部Ｋ４０１～Ｋ４０３については、第一の実施態様における羽根板３１０Ｂ、撹拌翼３１Ｅ、曲部Ｋ３０１～Ｋ３０３と同一の内容であるため説明を省略する。
第二の実施態様におけるインペラ４１は、図４Ａの斜線部分に示すように、各曝気翼４１Ａにおける、各々の羽根板４１０Ａのインペラ径方向先端部分が、つなぎ板４１Ｂより下方向に伸長している点で、第一の実施態様における各種のインペラ３１と異なる。その他の、羽根板４１０Ｂ、撹拌翼４１Ｅ、曲部Ｋ４０１～Ｋ４０３については、第一の実施態様における羽根板３１０Ｂ、撹拌翼３１Ｅ、曲部Ｋ３０１～Ｋ３０３と同一の内容であるため説明を省略する。
【0056】
第二の実施態様における羽根板４１０Ａは、図４Ａ、図４Ｂ斜線部分において示されるように、各曝気翼４１Ａの各々の羽根板４１０Ａのインペラ径方向先端部分をつなぎ板４１Ｂより下方向に伸長させたものである。
これによれば、インペラの回転速度を上昇させても更に安定して被処理水の飛散量が増加させることが可能となり、酸素供給効率を一層向上することができる。
また、羽根板４１０Ａは図４Ｂに示すように、撹拌翼４１Ｅの端部と接合されているものとしてもよい。これによれば、撹拌翼４１Ｅによって撹拌され、つなぎ板４１Ｂの下面を伝ってインペラ径方向へ移動する被処理水を、羽根板４１０Ａの伸長部分が受け取ることで、被処理水に強い遠心力を加えることが可能となり、被処理水を効率よく飛散させることができるため一層曝気効率を高めることが可能となる。
これによれば、インペラの回転速度を上昇させても更に安定して被処理水の飛散量が増加させることが可能となり、酸素供給効率を一層向上することができる。
また、羽根板４１０Ａは図４Ｂに示すように、撹拌翼４１Ｅの端部と接合されているものとしてもよい。これによれば、撹拌翼４１Ｅによって撹拌され、つなぎ板４１Ｂの下面を伝ってインペラ径方向へ移動する被処理水を、羽根板４１０Ａの伸長部分が受け取ることで、被処理水に強い遠心力を加えることが可能となり、被処理水を効率よく飛散させることができるため一層曝気効率を高めることが可能となる。
【0057】
［第三の実施態様］
図５Ａ、図５Ｂは、各々第三の実施態様におけるインペラ５１の構造を示す斜視図、断面図である。
以下、図面を用いて詳細に解説していく。なお、軸５１Ｃ、つなぎ板５１Ｂ及び通水孔５１Ｄについては、第一の実施態様における軸３１Ｃ、つなぎ板３１Ｂ、通水孔３１Ｄ及び第二の実施態様における軸４１Ｃ、つなぎ板４１Ｂ、通水孔４１Ｄと同一の内容であるため説明を省略する。
図５Ａ、図５Ｂは、各々第三の実施態様におけるインペラ５１の構造を示す斜視図、断面図である。
以下、図面を用いて詳細に解説していく。なお、軸５１Ｃ、つなぎ板５１Ｂ及び通水孔５１Ｄについては、第一の実施態様における軸３１Ｃ、つなぎ板３１Ｂ、通水孔３１Ｄ及び第二の実施態様における軸４１Ｃ、つなぎ板４１Ｂ、通水孔４１Ｄと同一の内容であるため説明を省略する。
【0058】
＜羽根部＞
第三の実施態様におけるインペラ５１は、図５Ａに示すように、各曝気翼５１Ａにおける、各々の羽根板５１０Ａのインペラ径方向先端部分（斜線部分）が、つなぎ板５１Ｂより下方向に伸長し、かつ、後述する曲部５０２においてインペラ５１の回転方向後方に向かって傾斜している点で、第一の実施態様及び第二の実施態様における各種のインペラ３１、４１と異なる。その他の、羽根板５１０Ｂ、撹拌翼５１Ｅ（非図示）、曲部Ｋ５０１～Ｋ５０３（非図示）については、第一の実施態様における羽根板３１０Ｂ、撹拌翼３１Ｅ、曲部Ｋ３０１～Ｋ３０３、及び第二の実施態様における羽根板４１０Ｂ、撹拌翼４１Ｅ、曲部Ｋ４０１～Ｋ４０３と同一の内容であるため説明を省略する。
第三の実施態様におけるインペラ５１は、図５Ａに示すように、各曝気翼５１Ａにおける、各々の羽根板５１０Ａのインペラ径方向先端部分（斜線部分）が、つなぎ板５１Ｂより下方向に伸長し、かつ、後述する曲部５０２においてインペラ５１の回転方向後方に向かって傾斜している点で、第一の実施態様及び第二の実施態様における各種のインペラ３１、４１と異なる。その他の、羽根板５１０Ｂ、撹拌翼５１Ｅ（非図示）、曲部Ｋ５０１～Ｋ５０３（非図示）については、第一の実施態様における羽根板３１０Ｂ、撹拌翼３１Ｅ、曲部Ｋ３０１～Ｋ３０３、及び第二の実施態様における羽根板４１０Ｂ、撹拌翼４１Ｅ、曲部Ｋ４０１～Ｋ４０３と同一の内容であるため説明を省略する。
【0059】
＜曲部Ｏ＞
図５Ｂに示すように、曲部Ｏ５０２は、径方向外側の先端部分において、各曝気翼５１Ａの先端をインペラ３１の回転方向後方に向けて傾斜させる支点となる部分である。
曲部Ｏ５０１における曝気翼５１Ａの傾斜した先端部分と直線部分のなす角は、例えば、好ましくは１００～１７０°であり、より好ましくは１１０～１６０°である。
また、特定の曲部Ｏ５０２を設けず、各曝気翼５１Ａの先端がインペラ３１の回転方向後方に向けて全体的に緩やかに湾曲するように傾斜させてもよい。
図５Ｂに示すように、曲部Ｏ５０２は、径方向外側の先端部分において、各曝気翼５１Ａの先端をインペラ３１の回転方向後方に向けて傾斜させる支点となる部分である。
曲部Ｏ５０１における曝気翼５１Ａの傾斜した先端部分と直線部分のなす角は、例えば、好ましくは１００～１７０°であり、より好ましくは１１０～１６０°である。
また、特定の曲部Ｏ５０２を設けず、各曝気翼５１Ａの先端がインペラ３１の回転方向後方に向けて全体的に緩やかに湾曲するように傾斜させてもよい。
【0060】
第三の実施態様における羽根板５１０Ａは、図５Ａの斜線部分において示されるように、各曝気翼５１Ａの各々の羽根板５１０Ａのインペラ径方向先端部分をつなぎ板５１Ｂより下方向に伸長させ、かつ、曲部５０２においてインペラ５１の回転方向後方に向かって傾斜していることにより、被処理水の飛散量が増加させつつ、インペラの回転にかかる被処理水からの抵抗を抑えることができるため、省エネルギーかつ高い酸素供給効率を有するインペラを提供することができる。
【0061】
［第四の実施態様］
図６Ａ～図６Ｇは、各々第四の実施態様におけるインペラの形状を示す平面図、底面図、正面図、背面図、左側面図、右側面図、斜視図である。
図６Ａ～図６Ｇの図中において、破線で示されている部分は、本実施態様におけるインペラの軸部分の形状を表している。実線で示されている部分は、軸部分以外である本実施態様のインペラの羽根部及び、つなぎ板の形状を示している。
本実施態様のインペラにおける軸部分の形状はどのようなものであってもよい。例えば、円柱状、多角柱状などの形状のものが挙げられる。
図６Ａ～図６Ｇは、各々第四の実施態様におけるインペラの形状を示す平面図、底面図、正面図、背面図、左側面図、右側面図、斜視図である。
図６Ａ～図６Ｇの図中において、破線で示されている部分は、本実施態様におけるインペラの軸部分の形状を表している。実線で示されている部分は、軸部分以外である本実施態様のインペラの羽根部及び、つなぎ板の形状を示している。
本実施態様のインペラにおける軸部分の形状はどのようなものであってもよい。例えば、円柱状、多角柱状などの形状のものが挙げられる。
【0062】
第四の実施態様におけるインペラは、水処理槽内に配置され、被処理水の液面に略垂直な方向、すなわち、液面に対して交差する方向を軸方向として回転して、被処理水の曝気撹拌を行うものである。
【0063】
［第五の実施態様］
図７Ａ～図７Ｇは、各々第五の実施態様におけるインペラの形状を示す平面図、底面図、正面図、背面図、左側面図、右側面図、斜視図である。
図７Ａ～図７Ｇの図中において、破線で示されている部分は、本実施態様におけるインペラの軸部分の形状を表している。実線で示されている部分は、軸部分以外である本実施態様のインペラの羽根部及び、つなぎ板の形状を示している。
本実施態様のインペラにおける軸部分の形状はどのようなものであってもよい。例えば、円柱状、多角柱状などの形状のものが挙げられる。
図７Ａ～図７Ｇは、各々第五の実施態様におけるインペラの形状を示す平面図、底面図、正面図、背面図、左側面図、右側面図、斜視図である。
図７Ａ～図７Ｇの図中において、破線で示されている部分は、本実施態様におけるインペラの軸部分の形状を表している。実線で示されている部分は、軸部分以外である本実施態様のインペラの羽根部及び、つなぎ板の形状を示している。
本実施態様のインペラにおける軸部分の形状はどのようなものであってもよい。例えば、円柱状、多角柱状などの形状のものが挙げられる。
【0064】
第五の実施態様におけるインペラは、水処理槽内に配置され、被処理水の液面に略垂直な方向、すなわち、液面に対して交差する方向を軸方向として回転して、被処理水の曝気撹拌を行うものである。
【0065】
なお、上述した実施態様は曝気撹拌装置のインペラの一例を示すものである。本発明に係るインペラは、上述した実施態様に限られるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係るインペラを変形してもよい。
【0066】
例えば、曝気翼、撹拌翼及びつなぎ板を同軸上に縦に二つ設置してもよい。
これにより、下側に配置されたインペラを被処理水に完全に水没させることで被処理水を撹拌し、上側に配置されたインペラで被処理水を大気中に飛散させることができるため、曝気効率を維持しながら撹拌力を向上させることができる。
これにより、下側に配置されたインペラを被処理水に完全に水没させることで被処理水を撹拌し、上側に配置されたインペラで被処理水を大気中に飛散させることができるため、曝気効率を維持しながら撹拌力を向上させることができる。
【0067】
また、曝気翼又は撹拌翼の軸に対する角度や、曝気翼や撹拌翼及びつなぎ板の軸に対する角度を、インペラ設置後に容易に変更できるような構造としてもよい。この場合、被処理水の粘性等に対応して、容易に最適な曝気撹拌能力を発揮するように現場でインペラの形状を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明のインペラは、生物学的水処理設備用の縦軸型曝気撹拌装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0069】
１ 生物処理設備、２ 無終端水路、２ａ 直線水路、２ｂ 循環水路、２１ 周囲壁、２２ 区画壁、３ 縦軸型曝気撹拌装置、３１ インペラ、３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ 曝気翼、３１Ｂ，４１Ｂ，５１Ｂ つなぎ板、３１Ｃ，４１Ｃ，５１Ｃ 軸、３１Ｄ，４１Ｄ，５１Ｄ 通水孔、３１０Ａ，３１０Ｂ，４１０Ａ，４１０Ｂ，５１０Ａ，５１０Ｂ 羽根板、３１Ｅ，４１Ｅ 撹拌翼、３１Ｆ 連結部、３１Ｇ 昇降装置、３３ 駆動部、７ ガイド板、３０１～３０３，４０１～４０３ 曲部Ｋ、３０１，４０１，５０１，５０２ 曲部Ｏ、Ｐ１ 始点、Ｐ２，Ｐ３ 終点
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3I】
【図3J】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】
【図7G】
