特許 7599689 汚泥かき寄せ装置

(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】2024-12-06

(45)【発行日】2024-12-16

(54)【発明の名称】汚泥かき寄せ装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/18 20060101AFI20241209BHJP

   B01D 21/24 20060101ALI20241209BHJP

【ＦＩ】

B01D21/18 F

B01D21/18 A

B01D21/24 G

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020183541

(22)【出願日】2020-11-02

(65)【公開番号】P2022073513

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-10-30

(73)【特許権者】

【識別番号】508165490

【氏名又は名称】アクアインテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107102

【弁理士】

【氏名又は名称】吉延 彰広

(74)【代理人】

【識別番号】100172498

【弁理士】

【氏名又は名称】八木 秀幸

(74)【代理人】

【識別番号】100164242

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 直人

(72)【発明者】

【氏名】藤原 康人

(72)【発明者】

【氏名】大塚 修史

【審査官】目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０２４７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１３７９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５３９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５３９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３５５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５３４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１０４７２８５（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ２１／００－２１／３４

Ｃ０２Ｆ１／５２－１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受け入れた懸濁水に含まれている汚泥が池底面に沈殿する沈殿池に設けられ、該池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる汚泥かき寄せ装置において、
水中に没する位置に配置され、池幅方向に延在した駆動軸と、
地上に設置され、前記駆動軸を回転させるモータと、
前記モータの回転駆動力を前記駆動軸に伝達する駆動力伝達機構と、
前記駆動軸の一端側に配置され、前記池幅方向と直交する往復移動方向に繰り返し移動することで前記池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる第１かき寄せ部材が連結された第１プルロッドと、
前記駆動軸の他端側に配置され、前記往復移動方向に繰り返し移動することで前記池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる第２かき寄せ部材が連結された第２プルロッドと、
前記駆動軸の一端部分に接続されて該駆動軸の一方向の回転運動を前記第１プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第１変換装置と、
前記駆動軸の他端部分に接続されて該駆動軸の一方向の回転運動を前記第２プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第２変換装置とを備えたことを特徴とする汚泥かき寄せ装置。

【請求項2】

前記第１変換装置は、前記駆動軸の一方向の回転運動を前記第１プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第１リンク機構を備えたものであり、
前記第２変換装置は、前記駆動軸の一方向の回転運動を前記第２プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第２リンク機構を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の汚泥かき寄せ装置。

【請求項3】

前記駆動軸は、前記第１変換装置が配置された前記一端側と前記第２変換装置が配置された前記他端側の間に、前記モータの回転駆動力が伝達される被伝達部が固定されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の汚泥かき寄せ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受け入れた懸濁水に含まれている汚泥が池底面に沈殿する沈殿池に設けられ、該池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる汚泥かき寄せ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

沈殿池の池底部において往復移動方向に移動するかき寄せ部材を備え、そのかき寄せ部材を往復移動方向に繰り返し移動させることで、池底面に沈殿した汚泥を段階的にかき寄せていく、いわゆるレシプロ式の汚泥かき寄せ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の汚泥かき寄せ装置では、地上に設置されたモータを両方向に回転させることで、ピストンロッドが上下運動し、そのピストンロッドの下端に連結された概略三角形状をしたアングルアームが揺動中心軸を中心にして揺動することでプルロッドが往復移動方向に直線移動する。そして、そのプルロッドに取り付けられたかき寄せ部材がプルロッドとともに繰り返し往復移動方向に移動することで池底面に沈殿した汚泥がかき寄せられる。

【0003】

ところで、沈殿池には複数の水路が並列に形成されたものがある。このような複数水路を有する沈殿池の池底面に沈殿した汚泥を特許文献１に記載された汚泥かき寄せ装置によってかき寄せる場合、水路ごとに汚泥かき寄せ装置が配置されることになる。このため、水路の数に汚泥かき寄せ装置１台あたりの価格を乗じた費用がかかってしまう。また、１つの水路しかない沈殿池においても、池幅が広い沈殿池では、池幅方向に複数の汚泥かき寄せ装置を設置する場合がある。この場合にも複数水路がある場合と同様に、汚泥かき寄せ装置の台数が増加し、台数に応じた費用がかかってしまう。これに対し、揺動中心軸を池幅方向に延在させ、１つのモータで２つのプルロッドを往復移動方向に移動させることでモータの数を減らして上述したような沈殿池に設置される汚泥かき寄せ装置の価格を低下させる試みがなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１８０２４７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、揺動中心軸は、プルロッドの往方向への移動と復方向への移動で異なる方向に回転するため、揺動中心軸には荷重の方向が繰り返し変動する交番荷重が加わる。このため、池幅方向に離れた２つのプルロッドの間に延在する長尺な揺動中心軸は、交番荷重に対して十分な強さを得るために軸径を相当程度太くする必要が生じて軸が高価になってしまう。また、長尺で重量が重い揺動中心軸を沈殿池まで運搬し、沈殿池に設置することは非常に困難な作業になるため運搬費用および設置費用も高価になってしまう。その結果、モータの数を減らせてもその他の費用が増加して結局は汚泥かき寄せ装置が高価になってしまう。一方、揺動中心軸を延在方向の途中で分割し、沈殿池への設置時に分割部分をカップリングによって連結することで、沈殿池までの運搬費用や沈殿池への設置費用を抑制することが考えられる。しかし、カップリングを用いる場合は、交番荷重が加わっても外れにくい高価なカップリングを用いることになるため、やはり汚泥かき寄せ装置が高価になってしまう。

【0006】

本発明は上記事情に鑑み、安価な汚泥かき寄せ装置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】

【0007】

上記目的を解決する本発明の汚泥かき寄せ装置は、
受け入れた懸濁水に含まれている汚泥が池底面に沈殿する沈殿池に設けられ、該池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる汚泥かき寄せ装置において、
水中に没する位置に配置され、池幅方向に延在した駆動軸と、
地上に設置され、前記駆動軸を回転させるモータと、
前記モータの回転駆動力を前記駆動軸に伝達する駆動力伝達機構と、
前記駆動軸の一端側に配置され、前記池幅方向と直交する往復移動方向に繰り返し移動することで前記池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる第１かき寄せ部材が連結された第１プルロッドと、
前記駆動軸の他端側に配置され、前記往復移動方向に繰り返し移動することで前記池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる第２かき寄せ部材が連結された第２プルロッドと、
前記駆動軸の一端部分に接続されて該駆動軸の一方向の回転運動を前記第１プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第１変換装置と、
前記駆動軸の他端部分に接続されて該駆動軸の一方向の回転運動を前記第２プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第２変換装置とを備えたことを特徴とする。
また、受け入れた懸濁水に含まれている汚泥が池底面に沈殿する沈殿池に設けられ、該池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる汚泥かき寄せ装置において、
池幅方向に延在した駆動軸と、
前記駆動軸を回転させるモータと、
前記駆動軸の一端側に配置され、前記池幅方向と直交する往復移動方向に繰り返し移動することで前記池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる第１かき寄せ部材が連結された第１プルロッドと、
前記駆動軸の他端側に配置され、前記往復移動方向に繰り返し移動することで前記池底面に沈殿した汚泥をかき寄せる第２かき寄せ部材が連結された第２プルロッドと、
前記駆動軸の一端側に配置されて該駆動軸の一方向の回転運動を前記第１プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第１変換装置と、
前記駆動軸の他端側に配置されて該駆動軸の一方向の回転運動を前記第２プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第２変換装置とを備えたことを特徴としてもよい。

【0008】

本発明の汚泥かき寄せ装置によれば、前記駆動軸の一方向の回転運動に応じて前記第１プルロッドと前記第２プルロッドが前記往復移動方向に直線運動するので、該駆動軸にねじり方向の交番荷重が加わらない。これにより、前記駆動軸の軸径をそれほど太くする必要もなく、カップリングを用いる場合には交番荷重を考慮する必要がないので安価なものを用いることが可能になり、結果としてこの汚泥かき寄せ装置を安価に提供することができる。

【0009】

また、このかき寄せ装置において、
前記第１変換装置は、前記駆動軸の一方向の回転運動を前記第１プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第１リンク機構を備えたものであり、
前記第２変換装置は、前記駆動軸の一方向の回転運動を前記第２プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第２リンク機構を備えたものであってもよい。

【0010】

前記第１リンク機構と前記第２リンク機構を採用することで、前記駆動軸の一方向の回転運動を前記第１プルロッドと前記第２プルロッドの直線運動に簡易な構成で変換することができる。なお、前記駆動軸は、水中に没した位置に配置されたものであってもよい。

【0011】

また、このかき寄せ装置において、
前記第１変換装置は、上下方向に延在する第１ピストンロッドを有し前記駆動軸の一方向の回転運動を該第１ピストンロッドの上下運動に変換する第３リンク機構と、該第１ピストンロッドの上下運動を前記第１プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第１揺動機構とを備えたものであり、
前記第２変換装置は、上下方向に延在する第２ピストンロッドを有し前記駆動軸の一方向の回転運動を該第２ピストンロッドの上下運動に変換する第４リンク機構と、該第２ピストンロッドの上下運動を前記第２プルロッドの前記往復移動方向の直線運動に変換する第２揺動機構とを備えたものであってもよい。

【0012】

この構成においても、前記駆動軸の一方向の回転運動を前記第１プルロッドと前記第２プルロッドの直線運動に変換することができる。なお、前記駆動軸は、大気中に設置されたものであってもよい。また、前記第１揺動機構および前記第２揺動機構は、水中に没する位置に配置されたものであってもよい。

【0013】

また、このかき寄せ装置において、
前記駆動軸は、前記第１変換装置が配置された前記一端側と前記第２変換装置が配置された前記他端側の間に、前記モータの回転駆動力が伝達される被伝達部が固定されたものであってもよい。

【0014】

こうすることで、前記駆動軸に加わる曲げモーメントを小さくすることができるので、該駆動軸の耐久性を高めることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、安価な汚泥かき寄せ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態である汚泥かき寄せ装置が設置された沈殿池の下側部分を上方からみた平面図である。

【図2】図１の矢印Ａの方向に沈殿池を見たＡ矢視図である。

【図3】図１に示す汚泥かき寄せ装置を側面から見た側面図である。

【図4】第２実施形態の汚泥かき寄せ装置が設置された沈殿池の下側部分を上方からみた、図１と同様の平面図である。

【図5】図４の矢印Ｂの方向に沈殿池を見たＢ矢視図である。

【図6】図４に示す汚泥かき寄せ装置を側面から見た側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施形態の説明では、本発明の汚泥かき寄せ装置を下水処理施設に設けられた沈殿池に設置した例を用いる。本実施形態の汚泥かき寄せ装置は、かき寄せ部材を往復移動方向に移動させることで汚泥をかき寄せるいわゆるレシプロ式の汚泥かき寄せ装置である。また、本実施形態の汚泥かき寄せ装置は、２つの水路を有する沈殿池に配置され、２つの水路それぞれに配置された汚泥かき寄せ部材を１つのモータで往復移動方向に移動させるものである。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態である汚泥かき寄せ装置が設置された沈殿池の下側部分を上方からみた平面図である。また、図２は、図１の矢印Ａの方向に沈殿池を見たＡ矢視図である。なお、見やすさを考慮して、図２では図の上下方向と沈殿池の上下方向とを一致させている。

【0019】

図１および図２に示す沈殿池９は、平面視で略長方形状をした池である。なお、図１では、沈殿池９の下流側部分（図１における右側部分）を省略して示している。この沈殿池９は、沈殿池９内に並列に配置された第１水路９ａと第２水路９ｂとを備えている。第１水路９ａと第２水路９ｂは、ほぼ同一の形状をしている。第１水路９ａと第２水路９ｂは、仕切壁９０によって仕切られている。第１水路９ａと第２水路９ｂは、それぞれ図１では左側にある導水渠から汚水や雨水といった下水を受け入れ、図１では右側から排水する。この下水は、懸濁水の一例に相当する。沈殿池９が受け入れた下水に含まれる汚泥は、第１水路９ａと第２水路９ｂを流れる間に、図２に示した第１池底面９１ａおよび第２池底面９１ｂに沈殿する。以下、図１における左側を上流側と称し、図１における右側を下流側と称し、図１における左右方向を沈殿池９の長手方向と称することがある。また、以下、図１における上下方向を池幅方向と称し、図１における紙面に直交する方向を上下方向と称することがある。なお、第１池底面９１ａおよび第２池底面９１ｂは、上流側に向かうに従って第２水路９ｂの水深が増加するように少しだけ傾斜した傾斜面になっている。

【0020】

図１に示すように、第１水路９ａの上流側部分には、第１汚泥ピット９２ａが設けられている。同様に第２水路９ｂの上流側部分には、第２汚泥ピット９２ｂが設けられている。第１汚泥ピット９２ａおよび第２汚泥ピット９２ｂにかき寄せられた汚泥は、図示しない汚泥ポンプによって沈殿池９の外部に排出される。

【0021】

沈殿池９には、汚泥かき寄せ装置１が設置されている。図１では、汚泥かき寄せ装置１のうち、水中に没している下側部分のみを示している。本実施形態の汚泥かき寄せ装置１は、３本の第１ガイドレール１１ａと、複数の第１かき寄せ部材１２ａと、３本の第１滑り板１３ａ（図２参照）と、第１プルロッド１４ａと、第１リンク機構１５ａと、３本の第２ガイドレール１１ｂと、複数の第２かき寄せ部材１２ｂと、３本の第２滑り板１３ｂ（図２参照）と、第２プルロッド１４ｂと、第２リンク機構１５ｂと、駆動軸１６と、モータ１７（図２参照）と、駆動力伝達機構１８（図２参照）とを備えている。第１ガイドレール１１ａ、第１かき寄せ部材１２ａ、第１滑り板１３ａ、第１プルロッド１４ａおよび第１リンク機構１５ａは、第１水路９ａ側に配置されている。また、第２ガイドレール１１ｂ、第２かき寄せ部材１２ｂ、第２滑り板１３ｂ、第２プルロッド１４ｂおよび第２リンク機構１５ｂは、第２水路９ｂ側に配置されている。第１ガイドレール１１ａと第２ガイドレール１１ｂ、複数の第１かき寄せ部材１２ａと複数の第２かき寄せ部材１２ｂ、第１滑り板１３ａと第２滑り板１３ｂ、第１プルロッド１４ａと第２プルロッド１４ｂ、第１リンク機構１５ａと第２リンク機構１５ｂは、池幅方向と直交する、仕切壁９０の中心面を基準面としてそれぞれ面対称に構成されている。以下の説明では、これらの面対称の構成要素のうちの一方のみを説明し、他方の説明は省略することがある。

【0022】

図２に示すように、第１ガイドレール１１ａ、第１かき寄せ部材１２ａ、第１滑り板１３ａ、第１プルロッド１４ａ、第１リンク機構１５ａおよび駆動軸１６は、第１水路９ａが受け入れた下水における水中に没する位置に配置されている。なお、図２では、第１ガイドレール１１ａ、第２ガイドレール１１ｂ、第１滑り板１３ａおよび第２滑り板１３ｂの厚みを誇張して示している。本実施形態では、池幅方向中央部と池幅方向両端部の計３本の第１ガイドレール１１ａが第１水路９ａの第１池底面９１ａに固定されている。第１ガイドレール１１ａは、例えば超高分子量ポリエチレン製のものである。また、図１に示すように、第１ガイドレール１１ａは、第１水路９ａの長手方向に延在している。

【0023】

図１に示すように、各第１かき寄せ部材１２ａは、沈殿池９の長手方向に均等あるいは略均等の間隔で複数配置されている。第１かき寄せ部材１２ａそれぞれは、第１水路９ａの池幅方向に延在している。各第１かき寄せ部材１２ａは、第１プルロッド１４ａに連結されており、第１プルロッド１４ａが長手方向に往復移動することで、第１ガイドレール１１ａに沿って上流側と下流側との間で往復移動する。以下、第１かき寄せ部材１２ａが往復移動する方向を、往復移動方向と称することがある。この往復移動方向は、沈殿池９の長手方向と一致している。第１かき寄せ部材１２ａの往復移動のストロークは、第１かき寄せ部材１２ａが配置された往復移動方向の間隔以上の距離に設定されている。第１池底面９１ａに沈殿した汚泥は、第１かき寄せ部材１２ａの上流側への移動の際に第１汚泥ピット９２ａ側にかき寄せられる。その沈殿した汚泥は、第１かき寄せ部材１２ａを複数回往復移動させることにより、１ストロークづつ段階的にかき寄せられて第１汚泥ピット９２ａに送り込まれる。

【0024】

第１滑り板１３ａは、複数の第１かき寄せ部材１２ａを連結している。第１滑り板１３ａは、池幅方向中央部と池幅方向両端部の計３本設けられ、各々第１ガイドレール１１ａの上面に接している。第１滑り板１３ａは、板状のステンレス製のものである。第１滑り板１３ａは、複数の第１かき寄せ部材１２ａが配置された往復移動方向の全長にわたって延在している。各第１滑り板１３ａには、複数の第１かき寄せ部材１２ａそれぞれが固定されている。これにより、第１滑り板１３ａは、複数の第１かき寄せ部材１２ａ全てを連結している。各第１かき寄せ部材１２ａが池幅方向中央部と池幅方向両端側部分において第１滑り板１３ａによって連結されているので、各第１かき寄せ部材１２ａが池幅方向中央部と池幅方向両側部分において一体化されて第１かき寄せ部材１２ａ全体として剛性が高まる。これにより、各第１かき寄せ部材１２ａの池幅方向両端側部分が往復移動方向に撓んでしまうことを抑制できる。第１かき寄せ部材１２ａが撓んでしまうと、池幅方向端側に汚泥のかき残しが生じてしまう虞がある。第１かき寄せ部材１２ａが往復移動すると、第１滑り板１３ａの下面が、第１ガイドレール１１ａ上を摺動する。

【0025】

第１プルロッド１４ａは、第１かき寄せ部材１２ａを往復移動方向に移動させるものである。第１プルロッド１４ａは、池幅方向中央部で第１かき寄せ部材１２ａの上端に接するように配置され、第１かき寄せ部材１２ａの往復移動方向に延在している。第１プルロッド１４ａには、第１かき寄せ部材１２ａと池幅方向中央に配置された第１滑り板１３ａが固定機構によって固定されている。

【0026】

第１リンク機構１５ａは、第１駆動アーム１５１ａと第１リンクアーム１５２ａとを備えている。第１リンク機構１５ａは、駆動軸１６の一方向の回転運動を第１プルロッド１４ａの往復移動方向の直線運動に変換するスライダクランク型のリンク機構である。この第１リンク機構１５ａは、第１変換装置の一例に相当する。なお、図１では、第１リンクアーム１５２ａが簡略化されて一点鎖線で示されている。第１駆動アーム１５１ａは、リブによって補強された板状をしている。この第１駆動アーム１５１ａは、その基端が駆動軸１６の一端部分に固定され、その固定された部分から駆動軸１６の径方向に向かって延在している。第１駆動アーム１５１ａの先端には、駆動軸１６と平行に、駆動軸１６よりも池幅方向外側に向かって突出した軸が形成されている。その軸には、第１リンクアーム１５２ａの上流側端部が回転自在に取り付けられている。第１リンクアーム１５２ａは、概略往復移動方向に延在するパイプである。第１リンクアーム１５２ａの両端部分それぞれには、軸が挿入可能な孔が形成されている。第１リンクアーム１５２ａの上流端部分の孔には、第１駆動アーム１５１ａ先端に形成された軸が回転自在に挿入されている。また、第１リンクアーム１５２ａの下流端部分の孔には、第１プルロッド１４ａの上流側部分に設けられた軸が回転自在に挿入されている。

【0027】

第２リンク機構１５ｂは、第２駆動アーム１５１ｂと第２リンクアーム１５２ｂとを備えている。第２リンク機構１５ｂは、駆動軸１６の一方向の回転運動を第２プルロッド１４ｂの往復移動方向の直線運動に変換するスライダクランク型のリンク機構である。この第２リンク機構１５ｂは、第２変換装置の一例に相当する。なお、図１では、第２リンクアーム１５２ｂが簡略化されて一点鎖線で示されている。第２駆動アーム１５１ｂは、リブによって補強された板状をしている。この第２駆動アーム１５１ｂは、その基端が駆動軸１６の他端部分に固定され、その固定された部分から駆動軸１６の径方向に向かって延在している。第２駆動アーム１５１ｂの先端には、駆動軸１６と平行に、駆動軸１６よりも池幅方向外側に向かって突出した軸が形成されている。その軸には、第２リンクアーム１５２ｂの上流側端部が回転自在に取り付けられている。第２リンクアーム１５２ｂは、概略往復移動方向に延在するパイプである。第２リンクアーム１５２ｂの両端部分それぞれには、軸が挿入可能な孔が形成されている。第２リンクアーム１５２ｂの上流端部分の孔には、第２駆動アーム１５１ｂ先端に形成された軸が回転自在に挿入されている。また、第２リンクアーム１５２ｂの下流端部分の孔には、第２プルロッド１４ｂの上流側部分に設けられた軸が回転自在に挿入されている。

【0028】

駆動軸１６は、池幅方向に延在した軸である。この駆動軸１６は、仕切壁９０に形成された貫通孔９０１を貫通し、第１水路９ａの池幅方向中央部分から第２水路９ｂの池幅方向中央部分まで延在している。沈殿池９の上流側の壁には４つの軸受台１６１が固定されている。駆動軸１６は、その軸受台１６１それぞれに設けられた軸受１６２によって軸線周りに回転自在に支持されている。駆動軸１６は、３本の軸が２つのカップリング１６３によって連結されることで構成されている。駆動軸１６を長尺の１本の軸で構成していてもよい。ただし、駆動軸１６を１本の軸で構成すると、駆動軸１６を沈殿池９まで運搬する際や、駆動軸１６を沈殿池９に設置する際に運搬費用および設置費用が高価になってしまう。このため、駆動軸１６は、複数本に分割してカップリングで連結することが好ましい。上述したように、この駆動軸１６の一端部分には、第１リンク機構１５ａが接続されている。また、駆動軸１６の他端部分には、第２リンク機構１５ｂが接続されている。

【0029】

図２に示すように、モータ１７は、大気中であって、沈殿池９よりも上方の地上に設置されている。このモータ１７は、駆動軸１６を回転させるためのものである。モータ１７の回転駆動力は、駆動力伝達機構１８を介して駆動軸１６に伝達される。

【0030】

駆動力伝達機構１８は、駆動スプロケット１８１と、従動スプロケット１８２と、チェーン１８３とを備えている。駆動スプロケット１８１は、モータ１７の出力軸に固定されている。従動スプロケット１８２は、駆動軸１６の、第１リンク機構１５ａが配置された一端側と第２リンク機構１５ｂが配置された他端側の間に固定されている。この従動スプロケット１８２は、被伝達部の一例に相当する。チェーン１８３は、駆動スプロケット１８１と従動スプロケット１８２それぞれに巻き掛けられている。なお、図２ではチェーン１８３が一点鎖線で示されている。

【0031】

次に、図１に示す汚泥かき寄せ装置１の動作について主に図３を用いて説明する。この動作の説明では、駆動軸１６、モータ１７および駆動力伝達機構１８によって実行される、第１ガイドレール１１ａ、第１かき寄せ部材１２ａ、第１滑り板１３ａ、第１プルロッド１４ａ、第１リンク機構１５ａの動作について説明するが、駆動軸１６、モータ１７および駆動力伝達機構１８によって、第２ガイドレール１１ｂ、第２かき寄せ部材１２ｂ、第２滑り板１３ｂ、第２プルロッド１４ｂ、第２リンク機構１５ｂも同時に同一の動作が行われる。同一の動作であるので、後者の説明は省略する。なお、前者の第１駆動アーム１５１ａと後者の第２駆動アーム１５１ｂの、駆動軸１６への取付位相をずらして、前者の第１かき寄せ部材１２ａが往移動しているときに後者の第２かき寄せ部材１２ｂが復移動し、前者の第１かき寄せ部材１２ａが復移動しているときに後者の第２かき寄せ部材１２ｂが往移動するように構成してもよい。こうすることで、モータ１７に加わる負荷を平均化してモータ寿命を延ばすことができる。

【0032】

図３は、図１に示す汚泥かき寄せ装置を側面から見た側面図である。この図３では、第１ガイドレール１１ａおよび第１滑り板１３ａの厚みを誇張して示している。

【0033】

モータ１７の出力軸が１方向に回転すると、駆動スプロケット１８１とチェーン１８３を介して従動スプロケット１８２に回転駆動力が伝達されて駆動軸１６はモータ１７の出力軸と同一方向に回転する。図３には、駆動軸１６が回転する方向が円弧状の４つの矢印で示されている。図３に二点鎖線で示すように、駆動軸１６が回転すると、第１リンクアーム１５２ａの、第１駆動アーム１５１ａに回転自在に取り付けられた上流側端部は回転運動を行う。そして、第１リンクアーム１５２ａの、第１プルロッド１４ａが回転自在に取り付けられた下流側端部は往復移動方向に直線運動をする。詳細には、第１リンクアーム１５２ａの上流側端部が駆動軸１６よりも上方で回転運動しているときは、第１プルロッド１４ａは下流側に移動し、第１リンクアーム１５２ａの上流側端部が駆動軸１６よりも下方で回転運動しているときは、第１プルロッド１４ａは上流側に移動する。すなわち、駆動軸１６が１方向に複数回回転すると、第１プルロッド１４ａは、その回転と同数だけ往復運動を繰り返す。そして、第１プルロッド１４ａに連結された全ての第１かき寄せ部材１２ａおよび３本の第１滑り板１３ａも同様に往復方向に繰り返し移動する。これにより、第１水路９ａの第１池底面９１ａに沈殿した汚泥は、第１汚泥ピット９２ａ側に１ストロークづつ段階的にかき寄せられ、第１汚泥ピット９２ａに送り込まれる。なお、モータ１７を逆回転させて、図３に示した円弧状の矢印とは逆方向に駆動軸１６を回転させることでも第１かき寄せ部材１２ａを往復移動方向に直線運動させることができる。ただし、第１かき寄せ部材１２ａは、下流側への移動に対して上流側への移動の方が汚泥をかき寄せる分の移動負荷が増加する。このため、その上流側への移動において駆動力の伝達ロスが少なくなる方向に駆動軸１６を回転させることが好ましい。図３に示した円弧状の矢印の方向に駆動軸１６を回転させると、第１かき寄せ部材１２ａを下流側へ移動させるときと比較して、第１かき寄せ部材１２ａを上流側へ移動させるときに駆動軸１６から第１プルロッド１４ａに伝達される駆動力における移動方向への分力がより大きくなり、駆動力の伝達ロスが少なくなる。つまり、第１駆動アーム１５１ａと第１リンクアーム１５２ａの連結部が駆動軸１６よりも下方にある場合、その連結部の高さ位置が、第１リンクアーム１５２ａと第１プルロッド１４ａの連結部の高さ位置により近くなるので、駆動軸１６の回転駆動力を第１プルロッド１４ａの直線運動の力として効率的に変換できる。

【0034】

この実施形態によれば、駆動軸１６の一方向の回転運動に応じて第１プルロッド１４ａと第２プルロッド１４ｂが往復移動方向に直線運動するので、通常の汚泥のかき寄せ動作において駆動軸１６にねじり方向の交番荷重が加わらない。これにより、交番荷重を考慮した強度を駆動軸１６に必要としないため、駆動軸１６の軸径を細くすることができる。また、カップリング１６３にも交番荷重が加わらないので、カップリング１６３に安価なものを用いることが可能になる。さらに、リンク機構を用いているので、簡易な構成で駆動軸１６の回転運動を直線運動に変換することができる。加えて、駆動軸１６は、第１リンク機構１５ａが配置された一端側と第２リンク機構１５ｂが配置された他端側の間に従動スプロケット１８２が固定されたものであるので、それらが配置された位置の外側に従動スプロケット１８２が固定された場合と比較して駆動軸１６に加わる曲げモーメントが小さくなり、駆動軸１６の軸径を細くすることができる。これらの結果、汚泥かき寄せ装置１を安価に構成することができる。また、駆動軸１６の軸径を細くすることで、駆動軸１６の慣性モーメントが低下するため、モータ１７を回転させるための電力量を低下させることもできる。

【0035】

次に、第２実施形態の汚泥かき寄せ装置１について説明する。これより後の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。

【0036】

図４は、第２実施形態の汚泥かき寄せ装置が設置された沈殿池の下側部分を上方からみた、図１と同様の平面図である。図５は、図４の矢印Ｂの方向に沈殿池を見たＢ矢視図である。図６は、図４に示す汚泥かき寄せ装置を側面から見た側面図である。なお、見やすさを考慮して、図５では図の上下方向と沈殿池の上下方向とを一致させている。また、図５および図６では、第１ガイドレール１１ａおよび第１滑り板１３ａの厚みを誇張して示し、図５では、第２ガイドレール１１ｂおよび第２滑り板１３ｂの厚みも誇張して示している。ている。加えて、図４および図６では、沈殿池９の下流側部分を省略して示している。

【0037】

図４～６に示す汚泥かき寄せ装置１は、先の実施形態における第１リンク機構１５ａと第２リンク機構１５ｂの代わりに、第１揺動機構２１ａ、第３リンク機構２３ａ、第２揺動機構２１ｂおよび第４リンク機構２３ｂが設けられている点と、駆動軸１６が配置されている位置が地上である点とが先の実施形態に示した汚泥かき寄せ装置１とは異なる。図４に示すように、沈殿池９は、ほぼ同一の形状をした第１水路９ａと第２水路９ｂとを並列に備えている。第１水路９ａと第２水路９ｂは、仕切壁９０によって仕切られている。図５に示すように、第１揺動機構２１ａおよび第３リンク機構２３ａは、第１水路９ａ側に配置され、第２揺動機構２１ｂおよび第４リンク機構２３ｂは、第２水路９ｂ側に配置されている。第２実施形態では、これら第１揺動機構２１ａおよび第３リンク機構２３ａが第１変換装置の一例に相当し、第２揺動機構２１ｂおよび第４リンク機構２３ｂが、第２変換装置の一例に相当する。第１ガイドレール１１ａと第２ガイドレール１１ｂ、複数の第１かき寄せ部材１２ａと複数の第２かき寄せ部材１２ｂ、第１滑り板１３ａと第２滑り板１３ｂ、第１プルロッド１４ａと第２プルロッド１４ｂ、第１揺動機構２１ａと第２揺動機構２１ｂ、第３リンク機構２３ａと第４リンク機構２３ｂは、池幅方向と直交する、仕切壁９０の中心面を基準面としてそれぞれ面対称に構成されている。以下の説明では、これらの面対称の構成要素のうちの一方のみを説明し、他方の説明は省略することがある。

【0038】

図５および図６に示すように、第１揺動機構２１ａは、第１ブラケット２１１ａと、第１アングルアーム２１２ａと、第１リンクアーム２１３ａとを備えている。第１揺動機構２１ａは、第３リンク機構２３ａに設けられた第１ピストンロッド２３２ａの上下運動を第１プルロッド１４ａの往復移動方向の直線運動に変換する機構である。第１ブラケット２１１ａは、池幅方向から見てＡ字状をした一対の第１フレーム２１１１ａと、その一対の第１フレーム２１１１ａ間に掛け渡された第１揺動中心軸２１１２ａとを備えている。一対の第１フレーム２１１１ａは、根元部分が第１水路９ａの上流側の壁に固定され、先端部分が下流側に向かって突出したものである。第１揺動中心軸２１１２ａは、池幅方向に軸心を向けて一対の第１フレーム２１１１ａの先端部分に固定されている。第１アングルアーム２１２ａは、その第１揺動中心軸２１１２ａに揺動自在に取り付けられている。第１アングルアーム２１２ａは、池幅方向から見て概略三角形状をした枠体で構成されている。第１アングルアーム２１２ａの下端には、池幅方向に軸心を向けた下部ジョイント軸が固定されている。また、第１アングルアーム２１２ａの上端には、池幅方向に軸心を向けた上部ジョイント軸が固定されている。第１リンクアーム２１３ａは、概略往復移動方向に延在するパイプである。第１リンクアーム２１３ａの両端部分それぞれには、軸が挿入可能な孔が形成されている。第１リンクアーム２１３ａの上流端部分の孔には、下部ジョイント軸が回転自在に挿入されている。また、第１リンクアーム２１３ａの下流端部分の孔には、第１プルロッド１４ａの上流側部分に固定された軸が回転自在に挿入されている。なお、図４では、第１リンクアーム２１３ａを簡略化して一点鎖線で示しており、図５では、第１リンクアーム２１３ａを図示省略している。

【0039】

図５に示すように、第３リンク機構２３ａは、第３駆動アーム２３１ａと第１ピストンロッド２３２ａとを備えている。第３リンク機構２３ａは、駆動軸１６の一方向の回転運動を第１ピストンロッド２３２ａの上下運動に変換するスライダクランク型のリンク機構である。第３駆動アーム２３１ａは、リブによって補強された板状をしている。この第３駆動アーム２３１ａは、その基端が駆動軸１６の一端部分に固定され、その固定された部分から駆動軸１６の径方向に向かって延在している。第３駆動アーム２３１ａの先端には、駆動軸１６と平行に、駆動軸１６よりも池幅方向外側に向かって突出した軸が形成されている。第１ピストンロッド２３２ａは、地上から第１池底面９１ａ近傍まで上下方向に延在するパイプである。第１ピストンロッド２３２ａの上端部分と下端部分それぞれには、軸が挿入可能な孔が形成されている。第１ピストンロッド２３２ａの上端部分の孔には、第３駆動アーム２３１ａ先端に形成された軸が回転自在に挿入されている。また、第１ピストンロッド２３２ａの下端部分の孔には、第１アングルアーム２１２ａの上部ジョイント軸が回転自在に挿入されている。

【0040】

第２揺動機構２１ｂは、第２ブラケット２１１ｂと、第２アングルアーム２１２ｂと、第２リンクアーム２１３ｂ（図４参照）とを備えている。第２揺動機構２１ｂは、第４リンク機構２３ｂに設けられた第２ピストンロッド２３２ｂの上下運動を第２プルロッド１４ｂの往復移動方向の直線運動に変換する機構である。第２ブラケット２１１ｂは、池幅方向から見てＡ字状をした一対の第２フレーム２１１１ｂと、その一対の第２フレーム２１１１ｂ間に掛け渡された第２揺動中心軸２１１２ｂとを備えている。一対の第２フレーム２１１１ｂは、根元部分が第２水路９ｂの上流側の壁に固定され、先端部分が下流側に向かって突出したものである。第２揺動中心軸２１１２ｂは、池幅方向に軸心を向けて一対の第２フレーム２１１１ｂの先端部分に固定されている。第２アングルアーム２１２ｂは、その第２揺動中心軸２１１２ｂに揺動自在に取り付けられている。第２アングルアーム２１２ｂは、池幅方向から見て概略三角形状をした枠体で構成されている。第２アングルアーム２１２ｂの下端には、池幅方向に軸心を向けた下部ジョイント軸が固定されている。また、第２アングルアーム２１２ｂの上端には、池幅方向に軸心を向けた上部ジョイント軸が固定されている。第２リンクアーム２１３ｂは、概略往復移動方向に延在するパイプである。第２リンクアーム２１３ｂの両端部分それぞれには、軸が挿入可能な孔が形成されている。第２リンクアーム２１３ｂの上流端部分の孔には、下部ジョイント軸が回転自在に挿入されている。また、第２リンクアーム２１３ｂの下流端部分の孔には、第２プルロッド１４ｂの上流側部分に固定された軸が回転自在に挿入されている。なお、図４では、第２リンクアーム２１３ｂを簡略化して一点鎖線で示しており、図５では、第２リンクアーム２１３ｂを図示省略している。

【0041】

第４リンク機構２３ｂは、第４駆動アーム２３１ｂと第２ピストンロッド２３２ｂとを備えている。第４リンク機構２３ｂは、駆動軸１６の一方向の回転運動を第２ピストンロッド２３２ｂの上下運動に変換するスライダクランク型のリンク機構である。第４駆動アーム２３１ｂは、リブによって補強された板状をしている。この第４駆動アーム２３１ｂは、その基端が駆動軸１６の他端部分に固定され、その固定された部分から駆動軸１６の径方向に向かって延在している。第４駆動アーム２３１ｂの先端には、駆動軸１６と平行に、駆動軸１６よりも池幅方向外側に向かって突出した軸が形成されている。第２ピストンロッド２３２ｂは、地上から第２池底面９１ｂ近傍まで上下方向に延在するパイプである。第２ピストンロッド２３２ｂの上端部分と下端部分それぞれには、軸が挿入可能な孔が形成されている。第２ピストンロッド２３２ｂの上端部分の孔には、第４駆動アーム２３１ｂ先端に形成された軸が回転自在に挿入されている。また、第２ピストンロッド２３２ｂの下端部分の孔には、第２アングルアーム２１２ｂの上部ジョイント軸が回転自在に挿入されている。

【0042】

図６に示すように、駆動軸１６、モータ１７および駆動力伝達機構１８は、大気中であって、沈殿池９よりも上方の地上に設置されている。駆動軸１６は、地上において、第１水路９ａの池幅方向中央部分から第２水路９ｂの池幅方向中央部分まで延在している。駆動力伝達機構１８の従動スプロケット１８２は、仕切壁９０の真上に配置されている。また、先の実施形態に対して、駆動軸１６とモータ１７が近接して配置されているため、チェーン１８３は、先の実施形態のものよりも短い。

【0043】

次に、図４～６に示す汚泥かき寄せ装置１の動作について主に図６を用いて説明する。この動作の説明では、駆動軸１６、モータ１７および駆動力伝達機構１８によって実行される、第１ガイドレール１１ａ、第１かき寄せ部材１２ａ、第１滑り板１３ａ、第１プルロッド１４ａ、第１揺動機構２１ａおよび第３リンク機構２３ａの動作について説明するが、駆動軸１６、モータ１７および駆動力伝達機構１８によって、第２ガイドレール１１ｂ、第２かき寄せ部材１２ｂ、第２滑り板１３ｂ、第２プルロッド１４ｂ、第２揺動機構２１ｂおよび第４リンク機構２３ｂも同時に同一の動作が行われる。同一の動作であるので、後者の説明は省略する。なお、前者の第３駆動アーム２３１ａと後者の第４駆動アーム２３１ｂの、駆動軸１６への取付位相をずらして、前者の第１かき寄せ部材１２ａが往移動しているときに後者の第２かき寄せ部材１２ｂが復移動し、前者の第１かき寄せ部材１２ａが復移動しているときに後者の第２かき寄せ部材１２ｂが往移動するように構成してもよい。こうすることで、モータ１７に加わる負荷を平均化してモータ寿命を延ばすことができる。

【0044】

モータ１７の出力軸が回転すると、駆動スプロケット１８１とチェーン１８３を介して従動スプロケット１８２に回転駆動力が伝達されて駆動軸１６はモータ１７の出力軸と同一方向に回転する。モータ１７および駆動軸１６は、図６における時計回りまたは反時計回りのどちらか一方向にのみ回転する。駆動軸１６が回転すると、第１ピストンロッド２３２ａの、第３駆動アーム２３１ａに回転自在に取り付けられた上端部分は回転運動し、第１アングルアーム２１２ａの上部ジョイント軸が回転自在に取り付けられた下端部分は上下運動する。図６に二点鎖線で示すように、第１ピストンロッド２３２ａ下端部分の上下運動によって、第１揺動機構２１ａの第１アングルアーム２１２ａは第１揺動中心軸２１１２ａを中心として揺動する。図６には、両端に矢印を有する円弧によって揺動方向が示されている。第１アングルアーム２１２ａが揺動運動すると、第１リンクアーム２１３ａの、第１アングルアーム２１２ａに回転自在に取り付けられた上流側端部も揺動運動を行う。そして、第１リンクアーム２１３ａの、第１プルロッド１４ａが回転自在に取り付けられた下流側端部は往復移動方向に直線運動を行う。詳細には、第１ピストンロッド２３２ａが上方向に移動すると、第１アングルアーム２１２ａが図６における反時計回りに揺動し、第１プルロッド１４ａは上流側に進出（往移動）する。反対に、第１ピストンロッド２３２ａが下方向に移動すると、第１アングルアーム２１２ａが図６における反時計回りに揺動し、第１プルロッド１４ａは下流側に後退（復移動）する。すなわち、駆動軸１６が１方向に複数回回転すると、第１プルロッド１４ａは、その回転と同数だけ往復移動方向に往復運動を繰り返す。そして、第１プルロッド１４ａに連結された全ての第１かき寄せ部材１２ａおよび３本の第１滑り板１３ａも同様に往復方向に繰り返し移動する。これにより、第１水路９ａの第１池底面９１ａに沈殿した汚泥は、第１汚泥ピット９２ａ側に１ストロークづつ段階的にかき寄せられ、第１汚泥ピット９２ａに送り込まれる。

【0045】

この第２実施形態の汚泥かき寄せ装置１においても、先の実施形態と同様の効果を奏する。

【0046】

本発明は上述の実施の形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、本実施形態では、２水路を有する沈殿池９において、その２水路にまたがって延在し、その２水路それぞれで汚泥をかき寄せる汚泥かき寄せ装置１を設置した例で説明したが、第１かき寄せ部材１２ａと第２かき寄せ部材１２ｂを１つの水路に並列に配置した沈殿池にこの汚泥かき寄せ装置１を適用してもよい。また、カップリング１６３を省略し、長尺の駆動軸１６を用いてもよい。さらに、本実施形態では下水処理施設の沈殿池に汚泥かき寄せ装置を設置した例を用いたが、河川などから取水した原水を浄水処理する浄水施設の沈殿池に本発明の汚泥かき寄せ装置を設置してもよい。浄水施設の沈殿池に本発明の汚泥かき寄せ装置を設置した場合、原水が、懸濁水の一例に相当する。

【0047】

なお、以上説明した実施形態や変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の実施形態や他の変形例に適用してもよい。

【符号の説明】

【0048】

１ 汚泥かき寄せ装置
９ 沈殿池
１２ａ 第１かき寄せ部材
１２ｂ 第２かき寄せ部材
１４ａ 第１プルロッド
１４ｂ 第２プルロッド
１５ａ 第１リンク機構
１５ｂ 第２リンク機構
１６ 駆動軸
１７ モータ
９１ａ 第１池底面
９１ｂ 第２池底面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】