JP2002018260A

JP2002018260A - 液体貯槽用の撹拌装置

Info

Publication number: JP2002018260A
Application number: JP2000207245A
Authority: JP
Inventors: Kin Tomita; 欣富田; Toshihiko Abe; 俊彦安部; Norio Yamaguchi; 則雄山口
Original assignee: UNOZAWA GUMI IRON WORKS; Sumitomo Heavy Industries Ltd; Unozawa gumi Iron Works Ltd
Current assignee: UNOZAWA GUMI IRON WORKS; Sumitomo Heavy Industries Ltd; Unozawa gumi Iron Works Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力が少なく、機器の維持管理が容易で
ある液体貯槽用の撹拌装置を提供すること。【解決手段】本発明の撹拌装置１０は、液体貯槽１２
の液面の上方に配置され、貯槽内に延びる出力軸３０を
有する駆動装置２２と、出力軸の下端に接続された上向
流式のインペラー３４と、インペラーを囲んで揚水ポン
プ４２を構成するケーシング３６と、ケーシングを架台
から吊支する吊支手段４４と、上端部がケーシング下部
の流入口４０に接続され、下端部が槽底面の近傍で開口
される揚水筒４６とを備え、インペラーが液面の近傍に
配置されるよう構成したことを特徴とする。この構成で
は、駆動装置が液面上に配置されるので、複雑なシール
構造が不要であり、揚水ポンプの引上げが容易で、装置
の維持管理が容易となる。また、インペラーが液面の近
傍にあるので、低動力化に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場、し尿
処理場、農村集落排水処理場、漁村集落排水処理場、産
業排水処理場等における液体貯槽で用いられる撹拌装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば汚水処理場における反応槽のよう
な液体貯槽では、脱窒処理や脱リン処理等の種々の処理
のために槽内の液体を撹拌することが重要である。この
ため、従来においては、水中撹拌装置を用いて液体の撹
拌を行うことが一般的となっている。

【０００３】水中撹拌装置は、基本的には、液体の流入
口及び流出口を有すると共に内部に液体の流路が形成さ
れたケーシングと、その内部に配置された送水用のイン
ペラーと、インペラーの駆動手段としての水中電動機
と、水中電動機の回転速度を減速してインペラーに伝え
る減速機とから構成されている。かかる構成の水中撹拌
装置は、その全体が液体貯槽の底部に降ろされた状態で
運転に供され、電動機が駆動されてインペラーが回転さ
れると、液体を槽底部からケーシング内に取り込み、流
出口から吐出して槽内の液体を撹拌するようになってい
る。

【０００４】また、従来の撹拌装置としては、陸上型撹
拌装置と称されるものが知られている。陸上型撹拌装置
では、電動機及び減速機からなる駆動装置が液体貯槽の
上方に配設された架台に設置されている。駆動装置から
は出力軸が液体貯槽の底部まで延び、その下端部にイン
ペラーが取り付けられている。このインペラーを回転駆
動させることで、下向流を発生し、液体貯槽内の液体を
撹拌しようとするものである。、

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の水中撹拌装置及び陸上型撹拌装置には種
々の問題がある。

【０００６】まず、従来の水中撹拌装置では、駆動装置
である電動機及び減速機が液体中に浸漬されるため、軸
封水にメカニカルシール等の複雑な構造のシールを用い
る必要があり、装置の維持管理、例えば点検や給油、メ
カニカルシール等の交換を比較的短いサイクルで定期的
に行わなければならない。

【０００７】また、インペラー周りの清掃等を含めて、
装置の維持管理のためには水中撹拌装置全体を引き上げ
る必要があるが、電動機及び減速機は重量があるため、
その作業には多大な手間と費用を要する。

【０００８】更に、従来の水中撹拌装置は槽底部に設置
されるが、構造的に局所的な撹拌流しか作ることができ
ず、槽内全域の液体を撹拌しようとした場合、インペラ
ーの回転速度を高める必要があり、電動機の電力消費量
が多くなるという問題もある。

【０００９】一方、陸上型撹拌装置は、駆動装置が陸上
にあるため、軸封水に複雑なシールを必要とせず、構造
が簡単なため維持管理も容易である。しかしながら、イ
ンペラー及び該インペラーを収容するケーシング内の詰
まりの点検や清掃等のために、インペラー及びケーシン
グを引き上げる必要があるが、これらは槽底部に配置さ
れているため、引上げ作業に手間がかかるという問題が
ある。

【００１０】また、水中撹拌装置と同様、インペラーが
槽底部に配置されるため、電動機の電力消費量が多い。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、消費電力が少なく、機器の維持管理
が容易である液体貯槽用の撹拌装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による撹拌装置は、液体貯槽の液面の上方に
配設される架台と、架台上に設置され、液体貯槽内の液
体中に延びる出力軸を有する駆動装置と、出力軸の下端
に接続された上向流式のインペラーと、インペラーを囲
み、上部に流出口が形成され、下端開口部が流入口とな
っているケーシングと、ケーシングを架台から吊支する
吊支手段と、上端部がケーシングの流入口に接続され、
下端部が液体貯槽の底面の近傍で開口される揚水筒とを
備え、インペラーが液面の近傍に配置されるよう構成し
たことを特徴としている。

【００１３】かかる構成においては、駆動装置が液面上
に配置されるので、複雑なシール構造が不要である。ま
た、インペラー及びケーシングは液面の近傍に配置され
るため、僅かな引上げ量で当該部位の点検や清掃等の維
持管理を行うことができる。更に、インペラーが液面の
近傍にあるので、インペラー及びケーシングで構成され
る揚水ポンプの吐出し揚程（必要水頭）が小さく、低動
力化に寄与する。更にまた、液体は揚水筒により槽底部
から取り入れられ、液面近傍で吐出されるため、液体貯
槽全体に大きな旋回流が生じ、撹拌が効率よく行われ
る。

【００１４】液体貯槽が深い場合には、ケーシングと揚
水筒とを分離可能な継手により接続し、揚水筒を液体貯
槽の底面に固定することが有効である。これにより、揚
水ポンプを揚水筒から切り離して液面上に引き上げるこ
とができる。

【００１５】また、ケーシングと揚水筒とを伸縮可能な
継手により接続した場合には、揚水ポンプのみを液面上
に引き上げることができる。

【００１６】なお、吊支手段としては種々考えられる
が、出力軸の保護の観点から、架台とケーシングとの間
に取り付けられ、出力軸を囲むシャフトカバーとするこ
とが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明によ
る撹拌装置の好適な実施形態について説明する。

【００１８】図示の撹拌装置１０はいわゆる陸上型であ
り、本実施形態では水深が深い液体貯槽（例えば水深５
ｍ以上のもの）１２に用いられるものとする。液体貯槽
１２の対向する側壁１２ａ，１２ｂの上端間には支持台
１４が橋架されており、支持台１４の適所には撹拌装置
１０の架台１６が取り付けられている。架台１６は、支
持台１４に形成された貫通孔１８を覆う形で、ボルト２
０により取外し可能に取り付けられている。

【００１９】架台１６上には、駆動装置２２が支持フレ
ーム２４を介して設置されている。図示の駆動装置２２
は、電動機２６と、この電動機２６の出力軸（図示しな
い）の回転速度を減速する減速機２８とを一体化したも
のであり、減速機２８から延びる出力軸（駆動装置２２
の出力軸）３０は支持フレーム２４及び架台１６を貫
き、支持台１４の貫通孔１８を通って垂直下方に延びて
いる。架台１６及び支持フレーム２４には上下２段に軸
受３２が設けられており、駆動装置２２の出力軸３０を
上下２カ所で回転可能に支持している。これにより、出
力軸３０はブレの少ない安定した回転を行うことができ
る。

【００２０】出力軸３０の下端は、液体貯槽１２に貯留
された液体Ｌの液面の近傍位置にて終端しており、そこ
に上向流を発生させる軸流型のインペラー３４が取り付
けられている。

【００２１】インペラー３４の周囲には、該インペラー
３４を囲むようにケーシング３６が配置されている。ケ
ーシング３６は、内部が液体の流路となるものであり、
上部がフレア状に広がっている胴部分３６ａと、この胴
部分３６ａのフレア状上部と協働して液体の流出口３８
を形成する上部部分３６ｂとから構成されている。ま
た、胴部分３６ａの下端部は開放され、液体の流入口４
０となっている。このケーシング３６とインペラー３６
は上向流式の軸流型揚水ポンプ４２を構成している。

【００２２】流出口３８（ケーシング３６の上面）の位
置は液面から０．１〜０．５ｍ程度下方の位置が好まし
く、液面レベルが変動する場合には、最も液面が下がっ
た状態を基準として配置される。

【００２３】ケーシング３６の上面と架台１６の下面と
の間には、出力軸３０を囲むシャフトカバー４４が液密
に取り付けられている。これにより出力軸３０を液体や
そこに含まれている異物から保護することができる。ま
た、このシャフトカバー４４は揚水ポンプ４２を架台１
６から吊支する吊支手段としても機能している。

【００２４】揚水ポンプ４２の流入口４０には揚水筒４
６が接続されている。この揚水筒４６は、槽底面１２ｃ
の近傍まで略垂直下方に延びている。また、揚水筒４６
は、支持台１４と槽底面１２ｃとの間で立設されている
ガイドパイプ４８によって、槽底面１２ｃ付近に固定さ
れている。なお、ガイドパイプ４８が設けられていない
場合には、脚部材により槽底面１２ｃに固定してもよ
い。

【００２５】図示実施形態では、ケーシング３６と揚水
筒４６との接続部は差込み継手５０となっている。すな
わち、ケーシング３６の下端部の外径は揚水筒４６の上
端部の内径よりも僅かに小さくされており、ケーシング
３６の下端部を揚水筒４６の上端部に摺動可能に且つ分
離可能に挿入することができるようになっている。この
結果、液体の実質的な流入口は、槽底面１２ｃの近傍で
開口している揚水筒４６の下端部となる。

【００２６】なお、圧力損失を低減するために、揚水筒
４６及びケーシング３６の下部部分の内径と、インペラ
ー３４の外径とは同等とすることが好ましい。

【００２７】次に、このような構成において、本発明に
よる撹拌装置１０の作用について説明する。

【００２８】まず、電動機２６を駆動すると、出力軸３
０は減速機２８により適当な回転速度とされ、インペラ
ー３４が出力軸３０と一体的に回転駆動される。これに
より、槽底面１２ｃの近傍にある液体が揚水筒４６の下
端部から吸い上げられ、揚水ポンプ４２のケーシング３
６内を通り、上部の流出口３８から吐出される。流出口
３８からの液体は液面に沿って略水平方向に流れ、ま
た、揚水筒４６に吸い込まれる液体は槽底面１２ｃに沿
う流れとなっているため、液体貯槽１２全域の液体Ｌに
大きな旋回流が発生し、液体は効率よく撹拌される。

【００２９】また、揚水ポンプ４２の位置が液面の近傍
とされているため、吐出し実揚程（必要水頭）が小さ
く、揚水量を多くとることができる。これにより、揚水
筒４６内及びケーシング３６内の流路を大きくし、イン
ペラー３４の径を大きくすることが可能となる。或いは
また、インペラー３４の回転速度を低くすることができ
る。この結果、揚水筒４６内及びケーシング３６内の流
速が遅くなって流体抵抗も小さくなることと相俟って、
電動機２６の消費電力量が低減され、軸受３２等の摩耗
も抑制される。

【００３０】また、陸上型の撹拌装置１０であるため、
駆動装置２２や軸受３２等に対する軸封水のために複雑
な構造のシールを設けるは必要なく、点検等は少なくて
すむが、それらの点検等を行う場合にも設置状態のまま
で行うこができる。

【００３１】一方、揚水ポンプ４２に関しては、異物が
付着して流路が閉塞する等の不具合が生ずることがある
ため、揚水ポンプ４２を定期的に引き上げて点検や清掃
等を行う必要がある。この場合、本実施形態の撹拌装置
１０では、架台１６を支持台１４に取り付けているボル
ト２０を外し、架台１６を持ち上げると、架台１６から
シャフトカバー４４により吊り下げられている揚水ポン
プ４２を液中から引き上げることができる。この際、揚
水ポンプ４２のケーシング３６は揚水筒４６に差込み継
手５０により分離可能に接続されているので、揚水ポン
プ４２のみを軽く引き上げることができる。しかも、前
述したように、揚水ポンプ４２の位置は液面の近傍であ
るため、引上げ量は少なくてすむ。従って、撹拌装置１
０の維持管理は水中撹拌装置や従来の陸上型撹拌装置に
比して極めてを容易となる。

【００３２】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。

【００３３】例えば、上記実施形態では、揚水筒４６と
揚水ポンプ４２のケーシング３６とが分離可能となって
いるが、揚水ポンプ４６を液面上に露出させるという目
的においては、蛇腹式や入れ子式の伸縮継手により両者
を接続することとしてもよい。また、浅い液体貯槽の場
合、揚水筒４６の長さも短く軽量であるので、揚水筒４
６は槽底面１２ｃに固定せず、揚水ポンプ４２を引き上
げる際、揚水筒４６も揚水ポンプ４２と一体的に引き上
げるようにしてもよい。

【００３４】また、上記実施形態では、揚水ポンプ４２
はシャフトカバー４４により吊支される構造としている
が、出力軸３０に異物が付着する等の問題がないような
場合には、チェーン等の他の吊支手段により架台１６か
ら吊支してもよい。

【００３５】更に、本発明による撹拌装置は、下水処理
場、し尿処理場、農村集落排水処理場、漁村集落排水処
理場、産業排水処理場等における生物反応槽や貯留槽に
有効であるが、液体貯槽はこれらに限定されるものでは
なく、名称についても「槽」に拘泥する必要はない。例
えば、液面レベルの変動がない或いは少ないものであれ
ば、養殖池や堀、池等において腐敗、富栄養化防止用の
撹拌装置として用いることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、駆
動装置の低動力化が可能となる。例えば、本発明による
撹拌装置では、従来の水中撹拌装置と比して２０％低い
消費電力量で同程度の効果をあげることが可能となる。

【００３７】また、インペラーの回転速度が少なくてす
むので、軸受等の損傷が少なく、駆動装置が陸上に配置
されることと相俟って、長期にわたる運転が可能とな
る。更に、揚水ポンプの点検や清掃も容易であるため、
装置の維持管理に要する手間や費用が大幅に削減される
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による撹拌装置を示す概略説明図であ
る。

【符号の説明】

１０…撹拌装置、１２…液体貯槽、１４…支持台、１６
…架台、２２…駆動装置、２６…電動機、２８…減速
機、３０…出力軸、３２…軸受、３４…インペラー、３
６…ケーシング、３８…流出口、４０…流入口、４２…
揚水ポンプ、４４…シャフトカバー（吊支手段）、４６
…揚水筒、５０…差込み継手。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安部俊彦東京都品川区北品川五丁目９番11号住友重機械工業株式会社内 (72)発明者山口則雄東京都大田区下丸子二丁目36番40号株式会社宇野澤組鉄工所内Ｆターム(参考） 4D027 AA16 AB16 4G078 AA13 AB20 BA05 CA01 CA06 CA19 DA19 DB10 EA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体貯槽の液面の上方に配設される架台
と、前記架台上に設置され、前記液体貯槽内の液体中に延び
る出力軸を有する駆動装置と、前記出力軸の下端に接続された上向流式のインペラー
と、前記インペラーを囲み、上部に流出口が形成され、下端
開口部が流入口となっているケーシングと、前記ケーシングを前記架台から吊支する吊支手段と、上端部が前記ケーシングの前記流入口に接続され、下端
部が前記液体貯槽の底面の近傍で開口される揚水筒とを
備え、前記インペラーが液面の近傍に配置されるよう構
成したことを特徴とする液体貯槽用の撹拌装置。
【請求項２】前記ケーシングと前記揚水筒とが分離可
能な継手により接続され、前記揚水筒が前記液体貯槽の
底面又は底面付近に固定されることを特徴とする請求項
１に記載の液体貯槽用の撹拌装置。
【請求項３】前記ケーシングと前記揚水筒とが伸縮可
能な継手により接続され、前記揚水筒が前記液体貯槽の
底面又は底面付近に固定されることを特徴とする請求項
１に記載の液体貯槽用の撹拌装置。