JP2003236309A - フライトおよびそれを有する汚泥掻寄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フライトの材質をアルミニウム合金製にする
ことにより、使用済みのフライトを資源として再利用で
きる汚泥掻寄機を提供する。 【解決手段】 沈殿池内に配設された無端チェンに所定
の間隔でフライトを取り付け、この無端チェンの走行に
伴ってフライトが沈殿池内を循環走行するような汚泥掻
寄機において、フライトは封孔処理を施した陽極酸化皮
膜を有するアルミニウム合金製、無端チェンはステンレ
ス鋼製とし、さらにフライトはこの無端チェンに、耐電
食性皮膜を有する締結具により接続した汚泥掻寄機であ
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、下水を処理するた
めに沈殿池に設置されている汚泥掻寄機に関するもので
ある。

【０００２】従来から、下水を処理する沈殿池には、沈
殿した汚泥や浮上したスカム等を所定の位置に掻き寄せ
て排出するために汚泥掻寄機が設置されている。このよ
うな汚泥掻寄機は、沈殿池内を走行する一対の無端チェ
ンに所定の間隔で多数の板状のフライトを取り付け、こ
のフライトが沈殿池内を循環して走行することにより、
汚泥やスカムを所定の位置に掻き寄せるような構成にな
っている。

【０００３】上記のような構成の汚泥掻寄機は、下水中
の劣悪な環境で使用されるため、特にフライト及び無端
チェンについて、耐食性、耐摩耗性、強度が要求されて
いる。このためフライトの材質は、従来の天然木材に代
えて、特開２０００−３３４２１６号公報に記載されて
いるように耐腐食鋼、あるいは合成樹脂、繊維強化プラ
スチック（ＦＲＰ）等が使用されている。また、無端チ
ェンも、鋳鉄製、ステンレス鋼、あるいは合成樹脂、繊
維強化プラスチック等が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フライトの材質をステ
ンレス等の耐食性のある鋼を使用すると、フライトの全
重量が大きくなり、無端チェンを走行させる駆動装置と
して大容量のモータを必要とする不具合が生じる。ま
た、合成樹脂製のフライトを使用すると、耐食性及び重
量の軽減には効果があるが、使用済みのフライトを再利
用する場合にはチップ状に破砕する必要があるため、手
間がかかりコスト高になる欠点がある。また、産業廃棄
物として焼却処理する場合には、環境上の大きな問題が
生じることもある。さらに、ＦＲＰ製フライトを使用し
た場合には、合成樹脂製フライトと比較して強度の向上
は得られるが、ＦＲＰの引張り強度、曲げ強度等には方
向性があるため、強度に関する特性値を考慮して設計、
製作を行う必要がある。また、使用済みのＦＲＰ製フラ
イトについては、前記した合成樹脂製フライトと同様の
課題がある。

【０００５】無端チェンの重量を軽減するために、合成
樹脂製、あるいはアルミニウム合金製のチェンを使用す
ることも提案されている。しかし、合成樹脂製の無端チ
ェンを使用した場合には、初期延びの問題、十分な引張
り強度が得られないこと、及び使用済みの合成樹脂製チ
ェンには、上記合成樹脂製フライトと同様に環境上の問
題が生じるという不具合がある。

【０００６】下水処理設備用部材にアルミニウム合金を
使用する例としては、特開昭６３−２１４３０６号公報
に、硬質アルマイト処理を施したアルミニウム合金製無
端チェンが提案されている。しかし、アルミニウム合金
製無端チェンは、スプロケットホイールと噛み合いなが
ら過酷な環境下で循環走行するために、硬質アルマイト
処理を施しても摩耗しやすくなり、この摩耗した部分か
ら腐食が進行する。このため、アルミニウム合金製チェ
ンを使用した場合には、このチェンと噛み合うスプロケ
ットホイールの歯先部に、チェンに対する耐摩耗対策を
行う必要が生じるという欠点がある。

【０００７】そこで本発明の目的は、上記の従来技術の
課題を解決し、十分な強度と耐食性を備えたフライトお
よび汚泥掻寄機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フライト
をアルミニウム合金製とすることによりフライトの重量
を軽減するとともに、使用済みのフライトを資源として
容易に再利用できることを見出して本願発明に至った。

【０００９】すなわち、本願第一の発明は、表面に封孔
処理を施した陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金か
らなるフライトである。

【００１０】本願第二の発明は、沈殿池内に配設された
無端チェンに所定の間隔でフライトを取り付け、この無
端チェンの走行に伴ってフライトが沈殿池内を循環走行
するような汚泥掻寄機において、このフライトは封孔処
理を施した陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金製と
した汚泥掻寄機である。

【００１１】さらに本発明の汚泥掻寄機は、無端チェン
はステンレス鋼製とし、アルミニウム合金製のフライト
はこの無端チェンに、耐電食性皮膜を有する締結具を用
いて接続されている汚泥掻寄機である。

【００１２】本発明の汚泥掻寄機においてアルミニウム
合金からなるフライトは、押出し成形により製造し、そ
の厚さは２．５〜７ｍｍ程度の板状としたものである。
そして、アルミニウム合金製フライトの全表面には、耐
食性を向上させるために陽極酸化処理を施して陽極酸化
皮膜（アルマイト）を形成する。アルミニウム合金の表
面に陽極酸化皮膜を施すと、その表面は微細な多孔質層
になる。陽極酸化皮膜を施したアルミニウム合金部材を
湿潤雰囲気下で使用すると、この孔に水分が侵入し腐食
が進行し易くなる。従って本発明においては、このフラ
イトの陽極酸化皮膜に封孔処理を施して耐食性をさらに
向上させるようにしたものである。この封孔処理の方法
としては、従来から実施されている沸騰水処理、加熱蒸
気処理等を採用することができる。なお、この封孔処理
を施した陽極酸化皮膜の厚さは、１０μｍ以上、望まし
くは１５〜２５μｍにするとよい。

【００１３】本発明のフライトに適用できるアルミニウ
ム合金材としては、アルミニウム合金押出形材（ＪＩＳ
Ｈ４１００、合金番号６０６３Ｓ−Ｔ５）を使用する
とよい。このアルミニウム合金材は、１４７Ｎ／ｍｍ^２
以上の引張強さを有し、汚泥掻寄機用フライトとして十
分な強度を有している。なお、フライトの材質として、
アルミニウムの純度が高い純アルミニウム材を使用する
ことも可能であるが、この場合には、アルミニウム合金
材に比べて強度が低下するので、アルミニウム合金製フ
ライトよりその厚さを大きくする必要がある。

【００１４】さらに本発明の汚泥掻寄機は、フライトは
前記のようにアルミニウム合金製としたが、このフライ
トを接続する無端チェンはオーステナイト系ステンレス
鋼製（ＳＵＳ３０４）を使用したことに特徴がある。こ
の理由は、ステンレス鋼製のチェンは十分な強度（合成
樹脂製チェンの２倍）を有し、耐食性にも優れ、アルミ
ニウム合金製フライトとともに資源として容易にリサイ
クルが可能であるからである。

【００１５】本発明の汚泥掻寄機において、ステンレス
鋼製無端チェンのアタッチメントプレートに、金属製ボ
ルト、ナット等の締結具を使用して、アルミニウム合金
製のフライトを接続して固着すると、フライトと無端チ
ェンとの電位差により自然電流が流れ、アルミニウム合
金製フライトは電食が発生し易くなる。本発明において
は、この電食を防止するために耐電食性皮膜を有するボ
ルト及びナット等の締結具を使用して、無端チェンのア
タッチメントプレートにフライトを接続するようにし
た。さらに、アタッチメントプレートとフライトとは直
接接触しないように絶縁性シート材を介在させて、前記
耐電食性皮膜を有するボルト、ナット等により接続して
耐電食性を向上させるようにした。

【００１６】この耐電食性皮膜は、予めボルト、ナット
及びワッシャーの表面部に燐酸亜鉛皮膜を形成し、さら
にこの皮膜の上にフッソ系樹脂をコーティングしたもの
であり、その厚さは３０μｍ以上としたものである。ま
た、絶縁性シート材は、合成ゴム等からなる厚さ０．５
〜１ｍｍ程度のシート材を使用するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明を適用した汚泥掻寄機の実
施の形態を示す要部縦断面図である。図１において、１
は流入口Ａから流入した下水に含まれる汚泥を沈降させ
るための沈殿池である。２は、沈殿池１の上部に軸支さ
れた一対の駆動スプロケットホイールであり、３、４、
５は同じく沈殿池１内に軸支された一対の従動スプロケ
ットホイールである。スプロケットホイール２、３、
４、５の材質は、ステンレス鋼製を使用するとよい。こ
れら一対の駆動スプロケットホイール２、従動スプロケ
ットホイール３、４、５には、一対の無端チェン６、７
（以下、無端チェン６という）が巻回されている。この
無端チェンの材質としては、高強度で耐食性を有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼、例えばＳＵＳ３０４等を
使用するとよい。一対の無端チェン６間には、所定の間
隔で長尺板状のフライト８が強固に接続され固定されて
いる。本発明においてこのフライト８の材質は、資源の
再利用を目的としてアルミニウム合金、例えば、ＪＩＳ
Ｈ４１００、合金番号６０６３Ｓ−Ｔ５を使用すると
よい。９は、駆動スプロケット２を回転させるための駆
動モータである。

【００１８】１０は、沈殿池１の池底に設置された左右
１対の案内レール、１１は同じく沈殿池１の上部に設置
された左右一対の案内レールである。これらの案内レー
ル１０、１１は、フライト８の走行を案内するために設
置されている。案内レール１０、１１の材質は、耐食性
が高いステンレス鋼を使用するとよい。１２は、フライ
ト８により掻き寄せた汚泥等を一次溜めるための汚泥溜
りである。

【００１９】無端チェン６の上面図及び側面図を図２
（ａ）及び図２（ｂ）に示している。図２において、無
端チェン６は、リンクプレート１３、アタッチメントプ
レート１４、ブッシュ１５、ピン１６を主要な構成部品
として組立てられている。そして、アタッチメントプレ
ート１４の突出部１４ａにフライト８がボルト等の締結
具により固定される。本発明において、無端チェン６を
構成するリンクプレート１３、アタッチメントプレート
１４、ブッシュ１５、ピン１６の材質は、耐食性があ
り、かつ高張力であるステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を
使用する。

【００２０】本発明に用いるフライト８の側面図を図３
（ａ）、正面図を図３（ｂ）に示す。図３に示すよう
に、フライト８の断面形状はコの字形をした長尺の薄板
であり、その厚さｄは２．５〜７ｍｍ程度にしたもので
ある。そして、フライト８の長手方向の中央部にはその
全長にわたって中央平坦部８ａ、上端部には中央平坦部
８ａに対して９０度ほど角度を変えた上方突出部８ｂ、
同じく下端部にも上方突出部８ｂと同方向に９０度ほど
角度を変えた下方突出部８ｃを設け、さらに中央平坦部
８ａの下端部にも突出部８ｄを設けている。突出部８ｄ
はシュー（図４に示すシュー１８）等を接続するために
使用する。なお、フライト８は、アルミニウム合金（Ｊ
ＩＳ Ｈ４１００、合金番号６０６３Ｓ−Ｔ５、等）か
らなる溶湯を押出し成形等により製造することができ
る。また、フライト８の高さＨは１５０〜２００ｍｍ、
長さＬは沈殿池の仕様にもよるが、２．５〜４ｍ程度で
ある。

【００２１】アルミニウム合金からなるフライト８は、
下水という腐食され易い環境下で使用されるので、耐食
性を持たせる必要がある。そこで本発明においては、ま
ず、フライト８の全表面に陽極酸化処理を施して硬質な
陽極酸化皮膜（アルマイト）を形成している。この陽極
酸化皮膜は、微細な多孔質層になっている。この微細な
孔に水分が入り込むと、腐食を促進させることになる。
そこで、本発明においては、この陽極酸化皮膜に封孔処
理を施してこの微細な孔を塞いだフライト８を使用する
ようにした。この封孔処理は、公知の沸騰水処理、加熱
蒸気処理等を採用することができる。なお、この封孔処
理を施した陽極酸化皮膜の厚さは、１０μｍ以上、望ま
しくは１５〜２５μｍにするとよい。

【００２２】続いて、無端チェン６とフライト８との接
続部の構造について説明する。図４は、一対の無端チェ
ン６、７にフライト８を固定し、このフライト８が沈殿
池１の池底に設置された一対の案内レール１０、１０を
摺動しているときの状態を示す。図４に示すように、フ
ライト８は無端チェン６、７のアタッチメントプレート
１４に複数本のボルト１７により固定されている。

【００２３】フライト８の下端の突出部８ｄであって案
内レール１０と接する位置には一対のシュー１８、同じ
くフライト８の上方突出部８ｂにも案内レール１１と接
する位置には一対のシュー１９が、図示しないボルト、
ナット、ワッシャーにより接続固定されている。これら
のシュー１８、１９は、フライト８を案内レール１０、
１１と摺動させながら循環走行を案内するために設ける
ものである。従って、シュー１８、１９は耐摩耗性を持
たせることが必要であり、その材質はアルミナ、窒化珪
素等のセラミックス製のシューを使用するとよい。

【００２４】無端チェン６とフライト８との接続構造に
ついてさらに詳細に説明する。図５（ａ）に示すよう
に、フライト８はその上方突出部８ｂを上向きにして、
アタッチメントプレート１４の突出部１４ａにディスタ
ンスブロック２０を介してボルト１７、ナット２１、ワ
ッシャー２２（図５（ｂ）に示す）により固定されてい
る。このとき、アタッチメントプレート１４とフライト
８の上方突出部８ｂとには若干の隙間ｄ１を設けるよう
にする。すなわち、アタッチメントプレート１４とフラ
イト８の上方突出部８ｂとが接触しないようにする。こ
の間隔ｄ１は、２〜３ｍｍ程度でよい。

【００２５】ディスタンスブロック２０は、フライト８
をアタッチメントプレート１４に接続して固定するとき
の位置決めと補強の役目をする部材である。特に、上記
間隔ｄ１を確保するために重要である。上記ディスタン
スブロック２０の形状は、フライト８の中央平坦部８ａ
と接する面を削除した箱形とし、その材質は重量を軽減
するためにフライト８と同様に、アルミニウム合金製と
し、その表面には封孔処理を施した陽極酸化皮膜を形成
する。さらに、図５（ａ）におけるボルト１７部分の拡
大図を図５（ｂ）に示すように、アタッチメントプレー
ト１４の突出部１４ａとアルミニウム合金製ディスタン
スブロック２０との間には、絶縁性シート材２３を挿入
し、ステンレス鋼からなるアタッチメントプレート１４
の突出部１４ａとアルミニウム合金材からなるディスタ
ンスブロック２０とが直接接触しないようにして、電食
の発生を防止する。

【００２６】同様に、フライト８の中央平坦部８ａにボ
ルト１７を挿入する部分は、図５（ｂ）及び図５（ｃ）
に示すように、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる
当板２４を介してボルト１７により接続する。そして、
フライト８の中央平坦部８ａと当板２４との間には、絶
縁性シート材２５を挿入し、ステンレス鋼からなる当板
２４とアルミニウム合金材からなるフライト８とが直接
接触しないようにして、電食の発生を防止している。な
お、絶縁性シート２３、２５としては、公知の合成ゴム
等を使用し、その厚さは０．５〜１ｍｍ程度にするとよ
い。

【００２７】また、アタッチメントプレート１４にフラ
イト８を接続するためのボルト１７、ナット２１、ワッ
シャー２２の材質は、高強度及び耐食性を待たせるため
にステンレス鋼、例えばＳＵＳ３０４を使用することが
望ましい。しかし、アルミニウム合金製のフライト８と
ＳＵＳ３０４製のアタッチメントプレート１４を接続す
ると、ボルト１７を介してフライト８とアタッチメント
プレート１４との間に自然電流が流れ、その電位差によ
りフライト８に電食が発生する恐れがある。そこで本発
明においては、耐電食性皮膜を設けたボルト１７、ナッ
ト２１、及びワッシャー２２を使用するようにしてい
る。

【００２８】この耐電食性皮膜は、予め、これらボルト
１７、ナット２１、ワッシャー２２に燐酸亜鉛の皮膜処
理を施した後、この皮膜の上にフッ素樹脂系皮膜を形成
することにより、耐食性と絶縁性を有する皮膜を形成し
たものである。この耐電食性皮膜の厚さは、少なくとも
３０μｍ以上、望ましくは３０〜６０μｍにするとよ
い。

【００２９】この耐電食性皮膜は、次の構成とすること
が更に好ましい。すなわち、相異なった防食機構を持つ
表面処理被膜と有機被膜とを組み合わせたもので、表面
処理被膜は犠牲防食効果のある亜鉛層と、塗膜の密着性
を高める特殊なリン酸塩被膜の二層膜から構成されてお
り、有機被膜は耐候性、耐食性、耐薬品性、耐汚染性お
よび潤滑性のある四弗化エチレンをベースとした多機能
被膜からなっている。このような耐電食性皮膜を形成す
るには、例えばクロノックスＰＦコート（商品名）を好
適に使用することができる。

【００３０】さらに本発明の汚泥掻寄機においては、フ
ライト８にシュー１８、１９を接続して固定するときに
も、上記の耐電食性皮膜を施したステンレス鋼製ボル
ト、ナット、ワッシャーを用い、フライト８の電食を防
止するようにする。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明した本発明の汚泥掻寄機は、
次のような効果を有している。 １）フライト及びディスタンスブロックの材質をアルミ
ニウム合金製としたので、使用済みのフライトを再度溶
解し、資源として容易に再利用することができる。さら
に、無端チェン、スプロケットホイール、案内レール、
ボルト等の締結具も耐食性が高いステンレス鋼を使用し
ているので、使用済みのこれら部材も資源として容易に
再利用することができ、資源として極めてリサイクル性
の高い汚泥掻寄機を提供することができる。 ２）アルミニウム合金製フライトおよびディスタンスブ
ロックの表面には、封孔処理を施した陽極酸化皮膜を形
成しているので、軽く、かつ耐食性の高いフライトを提
供することができる。 ３）無端チェンとフライトとを接続するボルト等の締結
具に耐電食性皮膜を施しているので、アルミニウム合金
製フライトの電食が防止できるので、長期間にわたって
耐久性のある汚泥掻寄機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の汚泥掻寄機を適用した沈殿池の要部
縦断面図である。

【図２】 図１に示す無端チェンの構成を示す図であ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】 図１に示すフライトの形状を説明するための
図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図４】 図１に示す無端チェンにフライトを接続した
ときの状態を説明するための説明図である。

【図５】 図４において、無端チェンにフライトを接続
した状況を説明するための拡大図であり、（ａ）はアタ
ッチメントプレートとフライトとの接続状況を説明する
ための要部断面図、（ｂ）はボルトで接続した部分の要
部拡大断面図、（ｃ）は図５（ａ）における当板部分の
正面図である。

【符号の説明】

１：沈殿池、２：駆動スプロケットホイール ３，４，５：従動スプロケットホイール、６，７：無端
チェン、８：フライト ８ａ：中央平坦部、８ｂ：上方突出部、８ｃ：下方突出
部、９：駆動モータ １０，１１：案内レール、１２：汚泥溜り、１３：リン
クプレート １４：アタッチメントプレート、１４ａ：突出部、１
５：ブッシュ １６：ピン、１７：ボルト、１８、１９：シュー、２
０：ディスタンスブロック ２１：ナット、２２：ワッシャー、２３：絶縁性シー
ト、２４：当板 ２５：絶縁性シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 貴司 東京都港区芝浦一丁目２番１号日立金属株 式会社内 (72)発明者 宮井 孝 東京都中央区銀座二丁目６番12号 日機プ ランテック株式会社内 (72)発明者 田村 悦朗 東京都中央区銀座二丁目６番12号 日機プ ランテック株式会社内 (72)発明者 山田 治男 東京都千代田区内神田ニ丁目16番８号古河 アルテック株式会社内 (72)発明者 伊藤 康範 東京都千代田区内神田ニ丁目16番８号古河 アルテック株式会社内 (72)発明者 原田 哲己 東京都港区浜松町一丁目７番１号南町産業 株式会社内 (72)発明者 小川 洋 東京都港区浜松町一丁目７番１号南町産業 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に封孔処理を施した陽極酸化皮膜を
   有するアルミニウム合金からなることを特徴とするフラ
   イト。
2. 【請求項２】 沈殿池内に配設された無端チェンに所定
   の間隔でフライトを取り付け、前記無端チェンの走行に
   伴って前記フライトが前記沈殿池内を循環走行するよう
   な汚泥掻寄機において、前記フライトは表面に封孔処理
   を施した陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金からな
   ることを特徴とする汚泥掻寄機。
3. 【請求項３】 無端チェンはステンレス鋼製であり、フ
   ライトは前記無端チェンに耐電食性皮膜を有する締結具
   により接続したことを特徴とする請求項２に記載の汚泥
   掻寄機。