JP2002346359A - プロペラ及び水中ミキサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中ミキサに用いられるプロペラについて、
その羽根２２の基端部２２ａの形状を変えることなくボ
ス部２１への取付角度を変更できるようにするととも
に、プロペラ１近傍に異物が溜まるのを可及的に抑制す
る。 【解決手段】 先端に向かって小径となる球面からなる
外周面を有する略半球形状のボス部２１と、基端部２２
ａがボス部２１の外周面と同じ径の円弧形状を有しかつ
基端部にてボス部２１外周面にボス部２１周方向に間隔
をあけて接合された複数の羽根２２とを有するプロペラ
１を備え、ケーシング５の前端部外周面がボス部２１の
後端部外周面に略面一に連続するように構成する。

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、貯水
場等において貯留されている貯留水等を攪拌するために
使用されるプロペラ及びそれを備えた水中ミキサに関す
る技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば下水処理場や貯水場等に
貯留されている貯留水を浄化する目的で、その貯留水を
攪拌するプロペラを備えた水中ミキサが知られている。
この水中ミキサは、ケーシングと、出力軸がケーシング
前端部に突出した状態でケーシング内部に配設されたモ
ータと、ケーシング前端部でモータ出力軸の先端に回転
一体に取り付けられたプロペラとを備えている。そし
て、水中ミキサは、貯留水中に設置され、そのモータを
作動してプロペラを回転させることにより、貯留水中に
旋回流を発生させるようになされている。

【０００３】また、一般に、プロペラは、水中ミキサの
モータ出力軸に一体的に取り付けられるボス部と、基端
部がそのボス部にそれぞれ接合される複数の羽根とから
構成されており、従来、例えば円筒状やテーパ状のボス
部の外周面に３枚の羽根の基端部が、ボス部外周面の周
方向に対して所定の角度（以降、仰角と称する）で斜め
方向に沿うようにそれぞれ接合されているものが知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プロペラを
製作する場合、羽根のボス部への取付角度たる仰角を、
要求される種々の仕様に応じて変えることを要求される
ことがある。しかし、上記従来のものでは、ボス部の外
周面が円筒面又はテーパ円筒面であるので、所定の仰角
に対応するように形成された羽根の基端部は、他の仰角
に変更されると、同じボス部外周面に適合しなくなると
いう問題がある。

【０００５】従って、仰角の大きさに応じて基端部形状
の異なる多種類の羽根を製作する必要があるため、製作
コストが高くなるのは避けられない。また、複数の仰角
に対応して羽根の種類が多くなるため、各羽根の部品管
理に要する労力が大きくなるという問題もある。

【０００６】一方、水中ミキサを作動させる貯留水中に
は、一般に、ごみや汚泥等の異物が混在している。従っ
て、モータを内部に有する水中ミキサのケーシングと、
このケーシング先端に隣接して設けられるプロペラのボ
ス部との間にくびれ部分があると、このくびれ部分に上
記異物が溜まりやすくなり、さらには、この異物が回転
中のボス部に絡みつきやすくなるため、プロペラ及び水
中ミキサの能力低下や故障引き起こす虞れがあった。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主たる目的とするところは、水中ミキサに
用いられるプロペラの構造を改良することにより、その
羽根の基端部形状を変えることなくボス部への取付角度
を変更できるようにするとともに、プロペラ近傍に異物
が溜まるのを可及的に抑制することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】具体的には、請求項１の
発明では、プロペラとして、先端に向かって小径となる
球面からなる外周面を有する略半球形状のボス部と、基
端部が上記ボス部の外周面と同じ径の円弧形状を有しか
つ該基端部にてボス部外周面にボス部周方向に間隔をあ
けて接合された複数の羽根とを備える。

【０００９】上記の構成により、ボス部外周面は球面か
らなる一方、羽根の基端部はそのボス部外周面の球面と
同じ径の円弧形状を有しているので、羽根基端部は、ボ
ス部外周面上の取付位置及び取付方向に拘わらず、ボス
部外周面に適合させることができる。

【００１０】つまり、羽根の基端部形状は、羽根のボス
部への取付角度である仰角の変更に応じて変化させる必
要がなく、単一の基端部形状を有する羽根によって仰角
の変更に対応することができる。

【００１１】従って、羽根の種類が大幅に減少するの
で、製作コストの低減を図ることができるとともに、部
品管理に要する労力も低減させることができる。

【００１２】請求項２の発明では、請求項１のプロペラ
において、羽根は３枚設けられていることを特徴とす
る。このことにより、水等の攪拌に望ましい羽根を有す
るプロペラを具体的に得ることができる。

【００１３】請求項３の発明では、水中ミキサとして、
請求項１又は２のプロペラを備えることを特徴とする。
このことにより、水中ミキサの製作コスト及び部品管理
に要する労力を低減させることができる。

【００１４】請求項４の発明では、請求項３の水中ミキ
サにおいて、前端部外周面がボス部の後端部外周面に略
面一となるように連続しているケーシングを備えること
を特徴とする。

【００１５】上記の構成により、水中ミキサのケーシン
グとボス部との当接部分は略面一となるように滑らかに
連続していて、ボス部近傍にくびれ部分がないため、そ
のようなくびれ部分に水中の異物が溜まるのを防ぐこと
ができる。すなわち、回転するボス部への異物の絡みつ
きを効果的に抑制して、プロペラ及び水中ミキサの能力
低下や故障を未然に防止することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明の実施形態
に係るプロペラ及び水中ミキサを示す。同図に示すよう
に、水中ミキサ１０は、内部にモータ３を有する本体部
２と、この本体部２のモータ出力軸たるシャフト４に回
転一体に設けられていて複数枚の羽根を有するプロペラ
１とを備えている。プロペラ１は、例えばステンレス鋼
等からなる。

【００１７】すなわち、本体部２は、前方に開口する有
底略円筒状のケーシング５を有しており、このケーシン
グ５後方の底部には、対向した状態で後方に延びる一対
の支持板６ａ，６ａを有するコ字状の支持部６が固着し
て設けられている。そして、支持板６ａ，６ａは、その
間に貯水場等の壁面に固定されている固定支柱（図７参
照）を挟み込んだ状態で、この固定支柱にボルト等によ
り締結固定されることによって、本体部２を固定支柱に
固定できるようになされている。

【００１８】また、ケーシング５底部の支持部６近傍に
は、ケーシング５の内外を連通するポート７が一体的に
形成されており、このポート７には、モータ３に電力を
供給するための電線とモータ３を制御するための電線と
を内部に有する電力ケーブル８が接続されている。そし
て、ケーシング５内部への浸水を防止するために、この
ポート７の連通口は気密状にシールされている。

【００１９】そして、ケーシング５の外周面には、上方
（図１における上側）に延びる支持プレート９が固着さ
れている。この支持プレート９にチェーン等の一端を接
続する一方、他端を上記固定支柱の上部等に接続するこ
とによって、本体部２を吊り下げた状態で支持できるよ
うになされている。

【００２０】ケーシング５の内部にはモータ３が配設さ
れている。すなわち、図１にも示すように、前側に位置
する第１玉軸受１２と、後側に位置する第２玉軸受１３
とからなる一対の玉軸受１２，１３がケーシング５内部
に前後方向に所定の間隔をあけて配設されており、この
第１及び第２玉軸受１２，１３にシャフト４が回転自在
に支持されている。そして、このシャフト４の第１及び
第２玉軸受１２，１３の間の外周部分には、永久磁石か
らなるロータ１４が回転一体に固着支持されている。さ
らに、このロータ１４の外側には、巻線を備えるステー
タ１５が配設されていて、ケーシング５内部に固定支持
されている。また、このステータ１５には、電力ケーブ
ル８からの電線が接続されていて、モータ３の駆動電力
が供給されるようになされている。

【００２１】また、シャフト４の第１玉軸受１２よりも
前方部分には、外部からの水のモータ室１８への侵入を
防止する目的で、例えば超硬合金やセラミック等からな
る円筒状のシール部材たるメカニカルシール１６が嵌挿
されている。そして、ケーシング５内部のメカニカルシ
ール１６の周囲には、オイルケーシング１７が区画形成
されており、このオイルケーシング１７には、メカニカ
ルシール１６とシャフト４との間の摩擦を低減させかつ
油密状にシールするための潤滑油が充填されている。

【００２２】そして、ケーシング５の先端部５ａは前方
に向かって径が小さくなるテーパ形状となっている。そ
して、シャフト４はケーシング５の先端の開口部よりも
さらに前方に延びており、このシャフト４の先端部分に
は軸方向に延びる突条たるキー部４ａが固着して設けら
れている。そして、このキー部４ａでプロペラ１がシャ
フト４に結合されている。

【００２３】さらに、遠距離まで攪拌エネルギを持続さ
せる目的で、プロペラ１の周囲にリング状のドラフトリ
ング２０が配置され、ケーシング５に固定支持されてい
る。

【００２４】そして、本発明の特徴として、プロペラ１
は、先端に向かって小径となる球面からなる外周面を有
する略半球形状のボス部２１と、基端部２２ａがボス部
２１の外周面と同じ径の円弧形状を有しかつ基端部２２
ａにてボス部２１外周面にボス部周方向に間隔をあけて
接合された複数の羽根２２とを備えている。特に、本実
施形態では、羽根２２は３枚設けられている。

【００２５】すなわち、図１、図４及び図５に示すよう
に、ボス部２１は略半球形状であり、先端部分には、こ
のボス部２１をシャフト４に締結固定するためのボルト
２３が挿入される開口２１ａが形成されており、さら
に、この開口２１ａは略円盤状の蓋２４により閉塞され
ている。一方、ボス部２１の後端部分には、ケーシング
５先端の開口まわりに配設されるリング状のゴムシーリ
ング２５に当接する円筒状の当接部２６が形成されてい
る。従って、このボス部２１外周面のうち、先端部分の
蓋２４と後端部分の当接部２６とを除くその他の部分は
球面となる。

【００２６】そして、３枚の羽根２２，２２，…は、そ
の羽根幅が基端から先端に向かって略小さくなるような
形状をそれぞれ有しており、円弧状の基端部２２ａ，２
２ａ，…にて、ボス部周方向に等間隔に配置された状態
でそれぞれ接合されている。さらに、このとき、図４及
び図５にも示すように、羽根２２，２２，…は基端部２
２ａからボス部外周面たる球面の半径方向Ａに沿って延
びるようにボス部２１にそれぞれ接合されている。そし
て、３枚の羽根２２，２２，…の基端部２２ａ，２２
ａ，…は、ボス部２１外周面の周方向（換言すれば、ボ
ス部２１後端部まわりの周方向）に対して、所定の角度
（以降、仰角とも称する）で斜め方向に沿うようにそれ
ぞれ接合されている。

【００２７】また、図６に示すように、ボス部２１の内
部後側には、キー部４ａを有するシャフト４と同じ形状
の嵌合穴２７が形成されている。そして、ボス部２１
は、嵌合穴２７に嵌挿されたキー部４ａ及びシャフト４
に、ボルト２３により締結固定されている。このように
して、プロペラ１のボス部２１はシャフト４に回転一体
に取付固定されている。

【００２８】さらに、水中ミキサ１０のケーシング５
は、その前端部外周面がボス部２１の後端部外周面に略
面一となるように連続している。すなわち、ケーシング
５の前端部５ａのテーパ状外周面と、ボス部２１の後端
部外周面との当接部分が滑らかに連続している。

【００２９】次に、本実施形態に係る水中ミキサ１０の
作動について説明する。まず、図７に示すように、例え
ば貯水場等の水槽Ｐに、その側壁面Ｐ１及び底面Ｐ２に
固定されかつ水面Ｗから突出して上方に延びる固定支柱
３０が配設されており、水中ミキサ１０は、この固定支
柱３０に取付固定された状態で使用される。具体的に
は、水中ミキサ１０を、支持部６で固定支柱３０に取付
固定して、さらに、支持プレート９でチェーン３１によ
り吊り下げた状態とする。

【００３０】そして、チェーン３１に沿って設けられて
いる電力ケーブル８を介してモータ３へ電力を供給する
ことにより、モータ３のシャフト４がロータ１４と一体
に回転作動する。このとき、ゴムシーリング２５及びメ
カニカルシーリング１６によって、水槽Ｐの水が水中ミ
キサ１０のモータ室１８内部への浸水が防止される。そ
して、シャフト４の回転によりこのシャフト４と一体に
プロペラ１が回転して、プロペラ１後方の水を前方へ流
して貯留水中に旋回流を発生させる。以上のようにし
て、水槽Ｐ内の貯留水を攪拌して浄化を促進させる。

【００３１】そのとき、ボス部２１外周面は球面からな
る一方、羽根２２の基端部２２ａはそのボス部２１外周
面の球面と同じ径の円弧形状を有しているので、羽根基
端部２２ａは、ボス部２１外周面上の取付位置及び取付
方向に拘わらず、ボス部２１外周面に適合させることが
できる。

【００３２】つまり、羽根２２の基端部形状は、羽根２
２のボス部２１への取付角度である仰角の変更に応じて
変化させる必要がなく、単一の基端部形状を有する羽根
２２によって仰角の変更に対応することができる。

【００３３】従って、羽根２２の種類が大幅に減少する
ので、製作コストの低減を図ることができるとともに、
部品管理に要する労力も低減させることができる。

【００３４】そして、水中ミキサ１０のケーシング５の
前端部外周面がボス部２１の後端部外周面に略面一とな
るように連続しているので、本体部２のケーシング５と
ボス部２１との当接部分は略面一となるように滑らかに
連続していて、ボス部２１近傍にくびれ部分がないた
め、そのようなくびれ部分に水中の異物が溜まるのを防
ぐことができる。すなわち、回転するボス部２１への異
物の絡みつきを効果的に抑制して、プロペラ１及び水中
ミキサ１０の能力低下や故障を未然に防止することがで
きる。

【００３５】尚、本実施形態では、羽根２２を３枚設け
るようにしたが、本発明はこれに限るものではなく、そ
の他複数枚の羽根を設けるようにしてもよいのは勿論で
ある。

【００３６】また、本実施形態では、水中ミキサ１０の
ケーシング５の前端部外周面を、ボス部の後端部外周面
に略面一状に連続するような構成としたが、本発明はこ
れに限定されるものではない。すなわち、ケーシング５
の前端部外周面の形状をその他の形状としてもよい。し
かしながら、作動に伴うボス部２１への異物の絡みつき
を防止するという観点から、上記実施形態のように構成
することが望ましい。

【００３７】さらに、ボス部２１の外周面形状は、球面
を有する略半球形状であればよく、例えば、その外周面
形状を、外周面の球面の中心がボス部２１後端部分より
も少し前方（又は後方）に位置するような形状としても
よい。換言すれば、先端に向かって小径となる半球の後
端部の球面が少し後方へ延長（前方へ短縮）された形状
としてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、プロペラについて、先端に向かって小径となる
球面からなる外周面を有する略半球形状のボス部と、基
端部がボス部の外周面と同じ径の円弧形状を有しかつ基
端部にてボス部外周面にボス部周方向に間隔をあけて接
合された複数の羽根とを備えることにより、単一の基端
部形状を有する羽根によって仰角の変更に対応すること
ができる。また、製作コスト及び部品管理に要する労力
を低減させることができる。

【００３９】請求項３の発明では、水中ミキサとして、
請求項１又は２のプロペラを備えることを特徴とする。
このことにより、水中ミキサの製作コスト及び部品管理
に要する労力を低減させることができる。

【００４０】請求項４の発明によると、上記プロペラを
備える水中ミキサについて、前端部外周面がボス部の後
端部外周面に略面一となるように連続しているケーシン
グを備えることにより、回転するボス部への異物の絡み
つきを効果的に抑制して、プロペラ及び水中ミキサの能
力低下や故障を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る水中ミキサの側面を一部破断
して示す断面図である。

【図２】本実施形態に係る水中ミキサを示す正面図であ
る。

【図３】本実施形態に係る水中ミキサの概観を示す斜視
図である。

【図４】本実施形態に係るプロペラを示す正面図であ
る。

【図５】本実施形態に係るプロペラを示す平面図であ
る。

【図６】本実施形態に係るプロペラを示す背面図であ
る。

【図７】貯水槽に設置された水中ミキサを示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ プロペラ ５ ケーシング ５ａ 先端部（ケーシングの前端部） １０ 水中ミキサ ２１ ボス部 ２２ａ 基端部 ２２ 羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 剛久 兵庫県小野市匠台14 新明和工業株式会社 産機システム事業部内 (72)発明者 竹内 一喜 兵庫県小野市匠台14 新明和工業株式会社 産機システム事業部内 Ｆターム(参考） 4D029 AA04 BB10 DD01 4G035 AB39 4G037 DA21 DA23 EA03 4G078 AA13 AB20 BA01 CA23 DA19 DB08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に向かって小径となる球面からなる
   外周面を有する略半球形状のボス部と、 基端部が上記ボス部の外周面と同じ径の円弧形状を有し
   かつ該基端部にてボス部外周面にボス部周方向に間隔を
   あけて接合された複数の羽根とを備えることを特徴とす
   るプロペラ。
2. 【請求項２】 請求項１のプロペラにおいて、 羽根は３枚設けられていることを特徴とするプロペラ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のプロペラを備えること
   を特徴とする水中ミキサ。
4. 【請求項４】 請求項３の水中ミキサにおいて、 前端部外周面がボス部の後端部外周面に略面一となるよ
   うに連続しているケーシングを備えることを特徴とする
   水中ミキサ。