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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-01
(45)【発行日】2024-07-09
(54)【発明の名称】撹拌機
(51)【国際特許分類】
B01F 27/90 20220101AFI20240702BHJP
【ＦＩ】
B01F27/90
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021180369
(22)【出願日】2021-11-04
(62)【分割の表示】P 2017201012の分割
【原出願日】2017-10-17
(65)【公開番号】P2022010024
(43)【公開日】2022-01-14
【審査請求日】2021-12-02
【審判番号】
【審判請求日】2023-08-02
(73)【特許権者】
【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】柄澤 俊康
【合議体】
【審判長】三崎 仁
【審判官】金 公彦
【審判官】後藤 政博
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５７－１３２５４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２４８５６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５８－８２８３７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特公昭５８－１２０４８（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開平７－１５５５７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２６０６１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２４５１３０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
B01D 21/00
B01F 27/00-27/96
C02F 1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
撹拌翼軸と、前記撹拌翼軸に固定された撹拌羽根を備える排水処理用の撹拌翼であって、前記撹拌翼軸は、軸方向に離間して設けられる複数の前記撹拌羽根と前記撹拌翼軸に取り付けられる筒体を有し、かつ、前記筒体は、前記複数の撹拌羽根の間に設けられることを特徴とする、繊維状の物質を含む被処理水を撹拌する撹拌翼。
【請求項2】
前記軸方向に隣り合う撹拌羽根同士は、回転方向において９０度の間隔となるように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の撹拌翼。
【請求項3】
前記撹拌翼は、前記撹拌翼軸が被処理水の流れに沿って配置され、
前記撹拌翼軸は、周方向に複数の撹拌羽根が固定された撹拌羽根群を有し、前記撹拌羽根群における撹拌羽根の枚数は、被処理水の流れ方向上流側が多くなることを特徴とする、請求項１に記載の撹拌翼。
【請求項4】
前記筒体は、表面に凹凸のない筒状構造であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の撹拌翼。
【請求項5】
前記筒体の断面最大径は、撹拌羽根を固定している領域における前記撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の撹拌翼。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか一項に記載の撹拌翼を備えたことを特徴とする、排水処理用の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、繊維状の物質を含む被処理水を撹拌するための撹拌翼に関するものである。特に、排水処理において発生する汚泥の処理において、汚泥と凝集剤を撹拌混合する凝集装置における撹拌翼に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的に、下水処理場、排水処理場、浄水場等の排水処理において発生する汚泥は、汚泥を減容するため脱水処理されている。この脱水処理の効果を高めるために、前処理として汚泥と凝集剤を撹拌混合して脱水に適した凝集フロックを形成することが行われており、汚泥の調質処理とも呼ばれている。
【0003】
このような前処理を行う装置としては、例えば、特許文献１に記載されるように、槽の下部に汚泥供給口と凝集剤供給口を備え、槽の上部にはフロック化した汚泥の排出口を備えた調質混合槽内に、複数枚の撹拌翼を有する撹拌軸が回転可能に垂直に取り付けられた凝集装置（汚泥調質装置とも呼ばれる）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平５－２６９４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１のような撹拌翼では、処理中に汚泥中に含まれる繊維が絡み付いてしまうという問題がある。撹拌翼に繊維が絡まることで、撹拌の効率が低下して十分なフロック形成ができなくなるだけではなく、一度絡まった繊維を除去するための作業も煩雑なものとなるという問題がある。
【0006】
本発明の課題は、汚泥の調質処理のように繊維状の物質を含む被処理水の撹拌を行う撹拌翼において、繊維の絡み付きが少なく、撹拌効果が低下することなく、かつメンテナンス容易な撹拌翼を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、繊維状物質が撹拌翼に絡み付く原因として、多段に設けられた撹拌羽根の羽根と羽根の間の軸部分に繊維状物質が引っかかり、絡み付くことを発見した。そこで、軸方向に隣り合う撹拌羽根を、回転方向において重なるように配置することにより、羽根と羽根の間の軸部分への繊維の絡まりが抑制されることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の撹拌翼である。
すなわち、本発明は、以下の撹拌翼である。
【0008】
上記課題を解決するための本発明の撹拌翼は、攪拌翼軸と撹拌羽根を備えた繊維状の物質を含む被処理水を撹拌する撹拌翼であって、前記攪拌翼軸は、軸方向に複数の前記撹拌羽根を有し、かつ、軸方向に隣り合う前記撹拌羽根は、回転方向において重なる領域を有するという特徴を有する。
本発明の撹拌翼は、回転方向において重なる領域を有するように撹拌羽根を配置するため、軸部分への繊維状の物質の引っかかりが阻害され、繊維状の物質が撹拌翼へ絡まることを抑制する。そして、本発明の撹拌翼によれば、繊維状の物質が絡まりにくくなることで、撹拌効率を低下させることなく、かつ、メンテナンスが容易な撹拌翼を提供することができる。
本発明の撹拌翼は、回転方向において重なる領域を有するように撹拌羽根を配置するため、軸部分への繊維状の物質の引っかかりが阻害され、繊維状の物質が撹拌翼へ絡まることを抑制する。そして、本発明の撹拌翼によれば、繊維状の物質が絡まりにくくなることで、撹拌効率を低下させることなく、かつ、メンテナンスが容易な撹拌翼を提供することができる。
【0009】
また、本発明の撹拌翼の一実施態様としては、撹拌羽根が回転方向において重なる領域は、撹拌羽根の軸方向の長さに対して１０％以上であるという特徴を有する。
この特徴によれば、繊維状の物質が攪拌翼軸への絡まることを抑制するという本発明の効果がより発揮される。
この特徴によれば、繊維状の物質が攪拌翼軸への絡まることを抑制するという本発明の効果がより発揮される。
【0010】
また、本発明の撹拌翼の一実施態様としては、攪拌翼軸は、周方向に複数の撹拌羽根が固定された撹拌羽根群を有し、撹拌羽根群における撹拌羽根の枚数は、被処理水の流れ方向上流側が多くなるという特徴を有する。
この特徴によれば、被処理水の流れ方向上流側に撹拌羽根を多く設けるため、被処理水の流れ方向上流側で他の薬剤等を添加する際に、薬剤添加箇所付近での撹拌強度を高めて混合効率を向上させることが可能となる。特に、汚泥の調質処理のように、被処理水の上流側から下流側にかけて撹拌強度を弱めていくような撹拌処理に適した撹拌翼を提供することができる。
この特徴によれば、被処理水の流れ方向上流側に撹拌羽根を多く設けるため、被処理水の流れ方向上流側で他の薬剤等を添加する際に、薬剤添加箇所付近での撹拌強度を高めて混合効率を向上させることが可能となる。特に、汚泥の調質処理のように、被処理水の上流側から下流側にかけて撹拌強度を弱めていくような撹拌処理に適した撹拌翼を提供することができる。
【0011】
また、本発明の撹拌翼の一実施態様としては、攪拌翼軸の断面最大径は、撹拌羽根を固定している領域より、撹拌羽根を固定していない領域の方が太いという特徴を有する。
攪拌翼軸に対する繊維状の物質の引っかかりは、攪拌翼軸が太いほど阻害される。その一方で、攪拌翼軸を太くすると撹拌翼の重量が増加し、製造コストの上昇やモーター等の駆動装置への負荷が高まる。上記の特徴によれば、撹拌羽根を固定していない領域の攪拌翼軸の断面最大径を、撹拌羽根を固定している領域の断面最大径より太くすることで、撹拌羽根を固定していない攪拌翼軸に対する繊維状の物質の絡まりを防ぎつつ、撹拌翼全体としての重量の増加を抑えることができる。
攪拌翼軸に対する繊維状の物質の引っかかりは、攪拌翼軸が太いほど阻害される。その一方で、攪拌翼軸を太くすると撹拌翼の重量が増加し、製造コストの上昇やモーター等の駆動装置への負荷が高まる。上記の特徴によれば、撹拌羽根を固定していない領域の攪拌翼軸の断面最大径を、撹拌羽根を固定している領域の断面最大径より太くすることで、撹拌羽根を固定していない攪拌翼軸に対する繊維状の物質の絡まりを防ぎつつ、撹拌翼全体としての重量の増加を抑えることができる。
【0012】
さらに、本発明の撹拌翼の一実施態様としては、撹拌羽根を固定していない領域の攪拌翼軸の断面最大径は、撹拌羽根を固定している領域における撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上であるという特徴を有する。
この特徴によれば、撹拌羽根を固定していない領域の攪拌翼軸の断面最大径を、撹拌羽根を固定している領域における前記撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上とするため、撹拌羽根を固定していない攪拌翼軸に対する繊維状の物質の絡まりをより確実に防ぐことができる。
この特徴によれば、撹拌羽根を固定していない領域の攪拌翼軸の断面最大径を、撹拌羽根を固定している領域における前記撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上とするため、撹拌羽根を固定していない攪拌翼軸に対する繊維状の物質の絡まりをより確実に防ぐことができる。
【0013】
また、上記課題を解決するための本発明の撹拌翼は、攪拌翼軸と、撹拌羽根を備えた繊維状の物質を含む被処理水を撹拌する撹拌翼であって、前記攪拌翼軸は、軸方向に複数の前記撹拌羽根を有し、かつ、撹拌羽根を固定していない領域の前記攪拌翼軸の断面最大径は、撹拌羽根を固定している領域における前記撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上であるという特徴を有する。
本発明の撹拌翼は、撹拌羽根を固定していない領域の攪拌翼軸の断面最大径を、撹拌羽根を固定している領域における前記撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上とするため、撹拌羽根を固定していない攪拌翼軸に対する繊維状の物質の絡まりをより確実に防ぐことができる。また、本発明の撹拌翼によれば、繊維状の物質が絡まりにくくなることで、撹拌効率を低下させることなく、かつ、メンテナンスが容易な撹拌翼を提供することができる。
さらに、本発明の撹拌翼によれば、攪拌翼軸全体の断面最大径を大きくするのではなく、攪拌翼軸の一部の断面最大径について相対的に大きくすることで、撹拌翼全体としての重量の増加を抑えることができる。
本発明の撹拌翼は、撹拌羽根を固定していない領域の攪拌翼軸の断面最大径を、撹拌羽根を固定している領域における前記撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上とするため、撹拌羽根を固定していない攪拌翼軸に対する繊維状の物質の絡まりをより確実に防ぐことができる。また、本発明の撹拌翼によれば、繊維状の物質が絡まりにくくなることで、撹拌効率を低下させることなく、かつ、メンテナンスが容易な撹拌翼を提供することができる。
さらに、本発明の撹拌翼によれば、攪拌翼軸全体の断面最大径を大きくするのではなく、攪拌翼軸の一部の断面最大径について相対的に大きくすることで、撹拌翼全体としての重量の増加を抑えることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によると、繊維状の物質を含む被処理水の撹拌を行う撹拌翼において、繊維の絡み付きが少なく、撹拌効果が低下することなく、かつメンテナンス容易な撹拌翼を提供することができる。特に、本発明の撹拌翼は、繊維状の物質を含む汚泥の調質処理を行う凝集装置に適用することで、良質な凝集フロック生成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の撹拌翼は、攪拌翼軸と、撹拌羽根を備え、前記攪拌翼軸は、軸方向に複数の前記撹拌羽根を有し、かつ、軸方向に隣り合う前記撹拌羽根は、回転方向において重なる領域を有することを特徴とするものである。
【0017】
また、本発明の撹拌翼は、攪拌翼軸と、撹拌羽根を備え、前記攪拌翼軸は、軸方向に複数の前記撹拌羽根を有し、かつ、撹拌羽根を固定していない領域の前記攪拌翼軸の断面最大径は、撹拌羽根を固定している領域における前記撹拌羽根の回転軌道の最大直径の１／４以上であることを特徴とするものである。
【0018】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る撹拌翼の実施態様を詳細に説明する。なお、実施態様に記載する撹拌翼及び撹拌翼を備えた撹拌装置の構造については、本発明に係る撹拌翼及び撹拌翼を備えた撹拌装置を説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。
【0019】
［撹拌翼］
本実施態様の撹拌翼は、攪拌翼軸に対して複数の撹拌羽根を多段に設けた構成からなる。
攪拌翼軸に対して複数の撹拌羽根を多段に設けた撹拌翼とすることで、撹拌羽根同士の間で循環流（渦流）が発生するため、攪拌翼軸に対して１枚の羽根を設ける撹拌翼の構成よりも槽内の撹拌効率を向上させることができる。
本実施態様の撹拌翼は、攪拌翼軸に対して複数の撹拌羽根を多段に設けた構成からなる。
攪拌翼軸に対して複数の撹拌羽根を多段に設けた撹拌翼とすることで、撹拌羽根同士の間で循環流（渦流）が発生するため、攪拌翼軸に対して１枚の羽根を設ける撹拌翼の構成よりも槽内の撹拌効率を向上させることができる。
【0020】
［第１の実施態様］
図１Ａ～図１Ｄには、第１の実施態様の撹拌翼の概略説明図が図示されている。図１Ａは斜め上方から見た斜視図、図１Ｂは撹拌羽根の回転軌道領域の模式図、図１Ｃは側面図、図１Ｄは平面図（図１ＣのＩ－Ｉ矢視図）である。
図１Ａ～図１Ｄには、第１の実施態様の撹拌翼の概略説明図が図示されている。図１Ａは斜め上方から見た斜視図、図１Ｂは撹拌羽根の回転軌道領域の模式図、図１Ｃは側面図、図１Ｄは平面図（図１ＣのＩ－Ｉ矢視図）である。
【0021】
図１Ａに示すように、撹拌翼１０ａは、棒状の攪拌翼軸２０と、攪拌翼軸の軸方向に複数の平板形状の撹拌羽根３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂから構成され、攪拌翼軸２０の周方向に固定された複数の撹拌羽根を撹拌羽根群３０、３１、３２とするものである。なお、図１Ａにおける撹拌羽根３０ａ及び３０ｂから構成される撹拌羽根群を第１の撹拌羽根群３０とし、以下、撹拌羽根３１ａ及び３１ｂから構成される第２の撹拌羽根群３１、撹拌羽根３２ａ及び３２ｂから構成される第３の撹拌羽根群３２とする。
図１Ｂは、図１Ａに示した撹拌翼１０ａの回転時の撹拌羽根の移動範囲を示す回転軌道領域の模式図である。図１Ｂ中の破線は、撹拌羽根の回転軌道Ｒを示している。なお、図１Ｂには撹拌羽根全体ではなく、それぞれの撹拌羽根が固定されている位置を図示している。図１Ｂに示すように、軸方向に隣り合う撹拌羽根群３０と撹拌羽根群３１はそれぞれの回転軌道領域Ａ１、Ａ２において重なり部分Ｂ１を有し、同様に、軸方向に隣り合う撹拌羽根群３１と撹拌羽根群３２はそれぞれの回転軌道領域Ａ２、Ａ３において重なり部分Ｂ２を有するものである。
図１Ｂは、図１Ａに示した撹拌翼１０ａの回転時の撹拌羽根の移動範囲を示す回転軌道領域の模式図である。図１Ｂ中の破線は、撹拌羽根の回転軌道Ｒを示している。なお、図１Ｂには撹拌羽根全体ではなく、それぞれの撹拌羽根が固定されている位置を図示している。図１Ｂに示すように、軸方向に隣り合う撹拌羽根群３０と撹拌羽根群３１はそれぞれの回転軌道領域Ａ１、Ａ２において重なり部分Ｂ１を有し、同様に、軸方向に隣り合う撹拌羽根群３１と撹拌羽根群３２はそれぞれの回転軌道領域Ａ２、Ａ３において重なり部分Ｂ２を有するものである。
【0022】
撹拌翼１０ａの具体的構成としては、図１Ｃに示すように、軸方向に隣り合う撹拌羽根群３０及び３１において、それぞれを構成する撹拌羽根３０ａ及び３１ａは、撹拌羽根の軸方向の長さＬ１及びＬ２が重なり合う範囲（長さＬ３）を有するように設けられている。これにより、撹拌羽根３０ａ及び３１ａは、図１Ｂに示すような回転方向における重なり領域Ｂ１を有することになる。同様に、他の隣り合う撹拌羽根群３１及び３２においても、構成する撹拌羽根の軸方向の長さが重なり合う領域を有するように設け、回転方向における重なり領域Ｂ２を有するものとする。
また、図１Ｄに示すように、撹拌羽根群３１内の撹拌羽根３１ａ及び３１ｂは、攪拌翼軸２０の周方向にそれぞれ１８０度の間隔で設けられており、同様に撹拌羽根群３２内の撹拌羽根３２ａ及び３２ｂも攪拌翼軸２０の周方向にそれぞれ１８０度の間隔で設けられている。さらに、隣り合う撹拌羽根群３１、３２同士は攪拌翼軸２０の周方向に９０度の間隔となるように設けられている。なお、図１Ｄ中の破線は、撹拌羽根の回転軌道Ｒを示す。
このような構成とすることで、撹拌翼１０ａを用いて繊維状の物質を含む被処理水を撹拌する際に、攪拌翼軸２０に対して繊維状の物質が引っかかる確率を下げ、絡まりを防ぐことが可能となるものである。
なお、撹拌翼１０ａの攪拌翼軸２０に繊維状物質が絡まることを効果的に防ぐためには、撹拌羽根が固定される位置が、それぞれの撹拌羽根の軸方向の長さに対して１０％以上重なり合うように配置することが好ましい。すなわち、図１Ｃに示した長さＬ３が、軸方向の長さＬ１又はＬ２の１０％以上となるように配置することが好ましい。
これにより、繊維状の物質の撹拌翼への絡み付きをより確実に低減することが可能となる。
また、図１Ｄに示すように、撹拌羽根群３１内の撹拌羽根３１ａ及び３１ｂは、攪拌翼軸２０の周方向にそれぞれ１８０度の間隔で設けられており、同様に撹拌羽根群３２内の撹拌羽根３２ａ及び３２ｂも攪拌翼軸２０の周方向にそれぞれ１８０度の間隔で設けられている。さらに、隣り合う撹拌羽根群３１、３２同士は攪拌翼軸２０の周方向に９０度の間隔となるように設けられている。なお、図１Ｄ中の破線は、撹拌羽根の回転軌道Ｒを示す。
このような構成とすることで、撹拌翼１０ａを用いて繊維状の物質を含む被処理水を撹拌する際に、攪拌翼軸２０に対して繊維状の物質が引っかかる確率を下げ、絡まりを防ぐことが可能となるものである。
なお、撹拌翼１０ａの攪拌翼軸２０に繊維状物質が絡まることを効果的に防ぐためには、撹拌羽根が固定される位置が、それぞれの撹拌羽根の軸方向の長さに対して１０％以上重なり合うように配置することが好ましい。すなわち、図１Ｃに示した長さＬ３が、軸方向の長さＬ１又はＬ２の１０％以上となるように配置することが好ましい。
これにより、繊維状の物質の撹拌翼への絡み付きをより確実に低減することが可能となる。
【0023】
［第２の実施態様］
図２は、本発明の第２の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。
第２の実施態様の撹拌翼１０ｂは、図２に示すように、撹拌羽根３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂの形状が攪拌翼軸に固定された側から先端に向かって幅が狭くなるテーパ形状としたものである。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
撹拌羽根をこのようなテーパ形状にすることで、繊維状の物質が撹拌翼から剥離しやすくなり、繊維の絡み付き防止効果を向上させることができる。
なお、図２では、撹拌羽根３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂの上下部分がテーパ形状となっているが、上部のみ、あるいは下部のみをテーパ形状とするものであってもよい。また、撹拌羽根群３３～３５ごとで、異なる形状・大きさの撹拌羽根を組み合わせるものとしてもよい。
図２は、本発明の第２の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。
第２の実施態様の撹拌翼１０ｂは、図２に示すように、撹拌羽根３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂの形状が攪拌翼軸に固定された側から先端に向かって幅が狭くなるテーパ形状としたものである。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
撹拌羽根をこのようなテーパ形状にすることで、繊維状の物質が撹拌翼から剥離しやすくなり、繊維の絡み付き防止効果を向上させることができる。
なお、図２では、撹拌羽根３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂの上下部分がテーパ形状となっているが、上部のみ、あるいは下部のみをテーパ形状とするものであってもよい。また、撹拌羽根群３３～３５ごとで、異なる形状・大きさの撹拌羽根を組み合わせるものとしてもよい。
【0024】
［第３の実施態様］
図３Ａ～図３Ｃは、本発明の第３の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。図３Ａは斜め上方から見た斜視図、図３Ｂは側面図、図３Ｃは平面図（図３ＢのＩＩ－ＩＩ矢視図）である。
第３の実施態様の撹拌翼１０ｃは、図３Ａ～図３Ｃの下側から被処理水Ｗが供給されるものとした場合において、被処理水Ｗの流れ方向上流側の撹拌羽根の枚数が多くなるように構成されたものである。具体的には、図３Ａに示すように、撹拌羽根群３８において４枚の撹拌羽根３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを備え、それ以外の撹拌羽根群３６、３７は２枚の撹拌羽根３６ａ、３６ｂ又は撹拌羽根３７ａ、３７ｂからなる。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
これにより、被処理水Ｗの流れ方向上流側で他の薬剤等を添加する際に、薬剤添加箇所付近での撹拌強度を高めて混合効率を向上させることが可能となる。
また、この構成とすることで、被処理水の流れ方向下流側では相対的に撹拌強度が減少するが、特に、汚泥の調質処理のように、被処理水の上流側においては被処理水と薬剤の十分な混合のために撹拌強度を強くし、被処理水の下流側から排出口にかけては凝集フロックが破壊されることなく良質なフロック形成がされるように撹拌強度を弱めていくことが求められる処理に対して好適に使用される撹拌翼となる。
図３Ａ～図３Ｃは、本発明の第３の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。図３Ａは斜め上方から見た斜視図、図３Ｂは側面図、図３Ｃは平面図（図３ＢのＩＩ－ＩＩ矢視図）である。
第３の実施態様の撹拌翼１０ｃは、図３Ａ～図３Ｃの下側から被処理水Ｗが供給されるものとした場合において、被処理水Ｗの流れ方向上流側の撹拌羽根の枚数が多くなるように構成されたものである。具体的には、図３Ａに示すように、撹拌羽根群３８において４枚の撹拌羽根３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを備え、それ以外の撹拌羽根群３６、３７は２枚の撹拌羽根３６ａ、３６ｂ又は撹拌羽根３７ａ、３７ｂからなる。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
これにより、被処理水Ｗの流れ方向上流側で他の薬剤等を添加する際に、薬剤添加箇所付近での撹拌強度を高めて混合効率を向上させることが可能となる。
また、この構成とすることで、被処理水の流れ方向下流側では相対的に撹拌強度が減少するが、特に、汚泥の調質処理のように、被処理水の上流側においては被処理水と薬剤の十分な混合のために撹拌強度を強くし、被処理水の下流側から排出口にかけては凝集フロックが破壊されることなく良質なフロック形成がされるように撹拌強度を弱めていくことが求められる処理に対して好適に使用される撹拌翼となる。
【0025】
［第４の実施態様］
図４Ａ、図４Ｂは、本発明の第４の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。図４Ａは側面図、図４Ｂは平面図（図４ＡのＩＩＩ－ＩＩＩ矢視図）である。
第４の実施態様の撹拌翼１０ｄは、図４Ｂに示すように撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸の断面最大直径Ｄ１を撹拌羽根群が設けられている領域の攪拌翼軸断面最大直径Ｄ２よりも太くなるように構成したものである。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
具体的な構成は、図４Ａに示すように、撹拌羽根が設けられていない領域の攪拌翼軸２０に筒体４０を取り付ける。これにより、筒体４０の最大直径が、撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸の断面最大直径Ｄ１に相当することになる。
筒体４０の素材は、攪拌翼軸２０と同素材の金属であってもよく、表面のすべり性を高めるために、表面に凹凸のない筒状構造としたポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂を用いてもよい。これにより、撹拌羽根が設けられていない攪拌翼軸の領域においても、繊維の絡み付きを防止することが可能となる。
繊維状の物質は攪拌翼軸の相対的に細い箇所に密集して絡まりやすいため、撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸が、撹拌羽根群が設けられている領域の攪拌翼軸よりも太くなることで、繊維状の物質が攪拌翼軸に絡み付くことを防止できる。
また、攪拌翼軸全体の断面最大径を大きくするのではなく、攪拌翼軸の一部の断面最大径について相対的に大きくすることで、撹拌翼全体としての重量が増加することを抑えることができる。
図４Ａ、図４Ｂは、本発明の第４の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。図４Ａは側面図、図４Ｂは平面図（図４ＡのＩＩＩ－ＩＩＩ矢視図）である。
第４の実施態様の撹拌翼１０ｄは、図４Ｂに示すように撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸の断面最大直径Ｄ１を撹拌羽根群が設けられている領域の攪拌翼軸断面最大直径Ｄ２よりも太くなるように構成したものである。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
具体的な構成は、図４Ａに示すように、撹拌羽根が設けられていない領域の攪拌翼軸２０に筒体４０を取り付ける。これにより、筒体４０の最大直径が、撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸の断面最大直径Ｄ１に相当することになる。
筒体４０の素材は、攪拌翼軸２０と同素材の金属であってもよく、表面のすべり性を高めるために、表面に凹凸のない筒状構造としたポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂を用いてもよい。これにより、撹拌羽根が設けられていない攪拌翼軸の領域においても、繊維の絡み付きを防止することが可能となる。
繊維状の物質は攪拌翼軸の相対的に細い箇所に密集して絡まりやすいため、撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸が、撹拌羽根群が設けられている領域の攪拌翼軸よりも太くなることで、繊維状の物質が攪拌翼軸に絡み付くことを防止できる。
また、攪拌翼軸全体の断面最大径を大きくするのではなく、攪拌翼軸の一部の断面最大径について相対的に大きくすることで、撹拌翼全体としての重量が増加することを抑えることができる。
【0026】
なお、撹拌翼１０ｄの攪拌翼軸２０に繊維状物質が絡まることを効果的に防ぐためには、図４Ｂに示すように、撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸の断面最大直径Ｄ１（筒体４０の最大直径に相当）を、撹拌羽根の回転軌道Ｒの最大直径Ｄ３の１／４以上にすることが好ましい。
【0027】
［第５の実施態様］
図５Ａ～図５Ｃは、本発明の第５の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。図５Ａは斜め上方から見た斜視図、図５Ｂは側面図、図５Ｃは平面図（図５ＢのＩＶ－ＩＶ矢視図）である。
第５の実施態様の撹拌翼１０ｅは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、棒状の攪拌翼軸２０と、攪拌翼軸２０の軸方向に複数の平板形状の撹拌羽根５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂと、撹拌羽根が設けられていない領域の攪拌翼軸２０に取り付けられる筒体６０から構成され、攪拌翼軸２０の周方向に固定された複数の撹拌羽根を撹拌羽根群５０、５１、５２とするものである。撹拌翼１ｅは、撹拌羽根群５０、５１、５２のそれぞれの間に筒体６０を設け、さらに、撹拌羽根群５０の上方にも筒体６０を設けている。
また、撹拌翼１０ｅは、図５Ｃに示すように、撹拌羽根群５０、５１、５２が設けられていない領域の攪拌翼軸２０の断面最大直径Ｄ４（筒体６０の最大直径に相当）が、撹拌羽根の回転軌道Ｒの最大直径Ｄ５の１／４以上となるように構成されている。
繊維状の物質は攪拌翼軸の相対的に細い箇所に密集して絡まりやすいため、撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸の太さが、撹拌羽根の回転軌道の最大直径に対して一定値以上を満たすように撹拌翼を構成することで、繊維状の物質が攪拌翼軸に絡み付くことを防止することが可能となる。
また、攪拌翼軸全体の断面最大径を大きくするのではなく、攪拌翼軸の一部の断面最大径について相対的に大きくすることで、撹拌翼全体としての重量が重くなることを抑えて回転駆動力への影響を最小限とすることができる。
図５Ａ～図５Ｃは、本発明の第５の実施態様の撹拌翼の構成を示す概略図である。図５Ａは斜め上方から見た斜視図、図５Ｂは側面図、図５Ｃは平面図（図５ＢのＩＶ－ＩＶ矢視図）である。
第５の実施態様の撹拌翼１０ｅは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、棒状の攪拌翼軸２０と、攪拌翼軸２０の軸方向に複数の平板形状の撹拌羽根５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂと、撹拌羽根が設けられていない領域の攪拌翼軸２０に取り付けられる筒体６０から構成され、攪拌翼軸２０の周方向に固定された複数の撹拌羽根を撹拌羽根群５０、５１、５２とするものである。撹拌翼１ｅは、撹拌羽根群５０、５１、５２のそれぞれの間に筒体６０を設け、さらに、撹拌羽根群５０の上方にも筒体６０を設けている。
また、撹拌翼１０ｅは、図５Ｃに示すように、撹拌羽根群５０、５１、５２が設けられていない領域の攪拌翼軸２０の断面最大直径Ｄ４（筒体６０の最大直径に相当）が、撹拌羽根の回転軌道Ｒの最大直径Ｄ５の１／４以上となるように構成されている。
繊維状の物質は攪拌翼軸の相対的に細い箇所に密集して絡まりやすいため、撹拌羽根群が設けられていない領域の攪拌翼軸の太さが、撹拌羽根の回転軌道の最大直径に対して一定値以上を満たすように撹拌翼を構成することで、繊維状の物質が攪拌翼軸に絡み付くことを防止することが可能となる。
また、攪拌翼軸全体の断面最大径を大きくするのではなく、攪拌翼軸の一部の断面最大径について相対的に大きくすることで、撹拌翼全体としての重量が重くなることを抑えて回転駆動力への影響を最小限とすることができる。
【0028】
筒体６０の素材は、攪拌翼軸２０と同素材の金属であってもよく、表面のすべり性を高めるために、表面に凹凸のない筒状構造としたポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂を用いてもよい。これにより、撹拌羽根が設けられていない領域においても、繊維の絡み付きをより一層防止することが可能となる。
【0029】
また、筒体６０の構造として、攪拌翼軸２０から着脱自在で交換可能な構成とすることもできる。これにより、仮に筒体６０に繊維状の物質が絡まることがあっても、洗浄工程を伴わずに交換のみで作業が完了するため、メンテナンスの作業効率を改善することが可能となる。また、攪拌翼軸に撹拌羽根が設けられていない領域が存在する従来の撹拌翼に、筒体６０を取り付けて使用することも可能となる。
【0030】
［凝集装置］
図６は、本発明の撹拌翼を備えた撹拌装置の一例として、汚泥の調質処理に供する凝集装置の構造を示す概略説明図である。
図６に示すように、凝集装置１００は、円筒状の調質槽１１０を有する装置であって、調質槽１１０の下部には、汚泥供給管１２０と凝集剤供給管１３０が近接して設けられている。また、調質槽１１０の上部には凝集した汚泥を槽外に排出するための排出管１４０が設けられている。
図６は、本発明の撹拌翼を備えた撹拌装置の一例として、汚泥の調質処理に供する凝集装置の構造を示す概略説明図である。
図６に示すように、凝集装置１００は、円筒状の調質槽１１０を有する装置であって、調質槽１１０の下部には、汚泥供給管１２０と凝集剤供給管１３０が近接して設けられている。また、調質槽１１０の上部には凝集した汚泥を槽外に排出するための排出管１４０が設けられている。
【0031】
また、調質槽１１０内には、槽の上方に固定配置され回転駆動力を発生する駆動装置１５０と、駆動装置１５０に接続されて回転駆動する撹拌翼１０ａを備える。ここで、撹拌翼１０ａは、第１の実施形態の構成を図示しているが、本発明の撹拌翼の構成を満たすものであれば他の実施形態の撹拌翼を用いてもよい。
さらに、調質槽１１０の内壁には、バッフルプレートを設けてもよい。これにより、供回りを防止し乱流を起こすことで、撹拌混合効率を向上させることができる。
さらに、調質槽１１０の内壁には、バッフルプレートを設けてもよい。これにより、供回りを防止し乱流を起こすことで、撹拌混合効率を向上させることができる。
【0032】
凝集装置１００は、調質槽１１０内及び撹拌翼１０ａの清掃のための洗浄水を供給するための洗浄ノズルを備えるものであってもよい。
【0033】
この凝集装置１００において、下水処理場や浄水場等からの汚泥を含む被処理水が汚泥供給管１２０を通して調質槽内に供給されて、凝集剤供給管１３０から供給される凝集剤と混合される。そして、回転駆動する撹拌翼１０ａによって汚泥と凝集剤が撹拌混合されることで凝集フロックを形成し、形成した凝集フロックは槽の上部へ送られて排出管１４０から槽外へ排出される。
なお、槽外に排出された凝集フロックは、さらに別の処理（脱水、焼却など）に供してもよい。
なお、槽外に排出された凝集フロックは、さらに別の処理（脱水、焼却など）に供してもよい。
【0034】
なお、上述した実施態様は撹拌翼及び撹拌翼を備える撹拌装置の一例を示すものである。本発明に係る撹拌翼は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る撹拌翼を変形してもよい。また、本発明の撹拌翼は、他の撹拌装置に適用してもよい。
【0035】
例えば、本実施態様の撹拌翼における攪拌翼軸は、断面円形の棒状に限るものではなく、断面が多角形構造であってもよい。
また、本実施態様の撹拌翼における撹拌羽根は、平板ではなく、曲面（弧）状や屈曲した形状であってもよい。さらに、所望する撹拌強度や回転駆動効率を鑑み、撹拌羽根の面積及び重量を減少させるために、撹拌羽根に孔を設ける構成としてもよい。
また、本実施態様の撹拌翼における撹拌羽根は、平板ではなく、曲面（弧）状や屈曲した形状であってもよい。さらに、所望する撹拌強度や回転駆動効率を鑑み、撹拌羽根の面積及び重量を減少させるために、撹拌羽根に孔を設ける構成としてもよい。
【0036】
さらに、本実施態様の撹拌翼は、多段に設けた撹拌羽根群とは離間して、別の一対の撹拌羽根を設ける構成としてもよい。さらに、一対の撹拌羽根の面積は、多段に設けられた撹拌羽根の面積よりも小さくなるような構成としてもよい。これによって、攪拌翼軸の上下方向において、さらに段階的に撹拌強度を下げることができる。
この構成の撹拌翼は、特に処理槽の下部から汚泥と凝集剤とを供給して撹拌混合する汚泥調質処理の凝集装置の撹拌翼として用いることで、処理槽の下部において汚泥と凝集剤とを十分混合させた後に、生成した凝集フロックを破壊することなく調質槽上部で良質な凝集フロックとして取り出すことを可能とするものである。
この構成の撹拌翼は、特に処理槽の下部から汚泥と凝集剤とを供給して撹拌混合する汚泥調質処理の凝集装置の撹拌翼として用いることで、処理槽の下部において汚泥と凝集剤とを十分混合させた後に、生成した凝集フロックを破壊することなく調質槽上部で良質な凝集フロックとして取り出すことを可能とするものである。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明の撹拌翼は、繊維状の物質を含む被処理水を撹拌する撹拌装置に利用される。例えば、下水処理場、廃水処理場、浄水場等における排水処理で発生する汚泥の調質処理において、汚泥と凝集剤を撹拌混合する凝集装置に利用される。
【符号の説明】
【0038】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 撹拌翼、２０ 攪拌翼軸、３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ 撹拌羽根、３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８ 撹拌羽根群、４０ 筒体、５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ 撹拌羽根、５０，５１，５２ 撹拌羽根群、６０ 筒体、１００ 凝集装置、１１０ 調質槽、１２０ 汚泥供給管、１３０ 凝集剤供給管、１４０ 排出管、１５０ 駆動装置、Ａ１，Ａ２，Ａ３ 回転軌道領域、Ｂ１，Ｂ２ 回転軌道領域の重なり部分、Ｄ１，Ｄ４ 撹拌羽根が設けられていない領域の攪拌翼軸の断面最大直径、Ｄ２ 撹拌羽根が設けられている領域の攪拌翼軸の断面最大直径、Ｄ３，Ｄ５ 撹拌羽根の回転軌道の最大直径、Ｌ１，Ｌ２ 撹拌羽根の軸方向の長さ、Ｌ３ 撹拌羽根の重なり領域の長さ、Ｒ 撹拌羽根の回転軌道
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
