JP2004267954A

JP2004267954A - 汚泥掻寄機における変速機構

Info

Publication number: JP2004267954A
Application number: JP2003064458A
Authority: JP
Inventors: Terukazu Araoka; 輝一新阜; Takuya Morisawa; 卓矢森澤
Original assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Current assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: JP4015575B2

Abstract

【課題】センサーやインバータを使用せず、汚泥掻寄機の前進時と後退時との駆動速度の切替を、予め設定した定位置において機械的に行い、信頼性の向上と設備費の低廉化を図るようにした汚泥掻寄機における変速機構を提供すること。
【解決手段】汚水処理槽１の槽底に沿って往復移動する汚泥掻寄装置４を、ピンラック式の駆動装置により汚泥を掻き寄せる往路方向を低速で、復帰方向を高速で変速移動するよう構成した汚泥掻寄機において、予め定めた汚泥掻寄装置４の高速移動区間を、機械式変速機構により変速比を変えて駆動するよう駆動装置を構成する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥掻寄機に関し、特に、槽底に沿って移動して汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄装置を、前後進移動によりその移動速度を簡易な機構で、確実に切り替えて、沈澱汚泥の掻き寄せ効率を向上するようにした汚泥掻寄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汚泥掻寄機（沈砂を対象とする沈砂掻寄機、除塵機を含み、本明細書において、単に、「汚泥掻寄機」という。）は、図１、６に示すように、片端に沈降した汚泥を掻き集めて一時貯留する汚泥ピットＰを備えた汚水処理槽１内に、汚水処理槽の槽底１１に沿って往復移動及び昇降動作とを組み合わせた蠕動運動を行わせ、汚泥を掻寄せるようにした汚泥掻寄装置を、水面上に設置した駆動装置にて吊垂支持して構成する汚泥掻寄機が提案されている。
ところで、ピンラック式により往復移動させる汚泥掻寄機は、下部に多数のフライトＦを定ピッチで備えた汚泥掻寄装置を、槽底に沈降した汚泥をフライトの移動により汚泥ピットＰ側に掻き寄せるときには、槽底１１に沿うよう降下させて低速で前進させ、また後退するときには槽底にフライトＦが近接しないよう上昇させ、槽底１１に沿って高速で後退移動するよう予め定めた一定のストロークで前後進させるようにしている。
【０００３】
また、汚泥掻き寄せるときには、汚泥掻寄装置に汚泥掻き寄せの負荷もかかり、さらにはフライトにて槽底１１の汚泥を水中に舞い上がるのを防止して掻き寄せられるようにするため低速で移動し、後退時には汚泥掻寄装置にかかる負荷も無負荷あるいは低負荷となり、さらに後退時間を短縮して汚泥掻き寄せ効率を向上させるため、掻き寄せのときよりも高速で後退するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の往復移動式汚泥掻寄機は、汚泥掻き寄せ効率を向上させるため、汚泥掻寄装置の前進時低速に、後退時高速で移動するよう駆動装置のモータＭを、高低速の切替位置の２カ所に配設した位置検出センサーＳ１，Ｓ２にて駆動装置５の位置を検出し、この位置検出信号をインバータに入力し、周波数を変更することにより制御し、ガイドレールＧに沿って配設されたピンラックＰＬに噛合されるピニオンＰＷの回転数を制御して駆動速度を低速から高速、又は低速から高速へと、選択的に切り替えるようにしている。
【０００５】
このため、汚泥掻寄機の前進後退時に伴う高低速の速度切替を、位置検出センサー及びインバータ付のモータとにより行っているため、インバータの特性上使用環境によってその寿命が大きく左右されるので、一定の環境を保持するための設備が必要となり、また回転数制御のための電気機器、センサーが多く、電気回路や設備が複雑になり、さらにインバータの長寿命化のための部品点数が増す等のため、設備費が高価になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の汚泥掻寄機の有する問題点に鑑み、センサーやインバータを使用せず、汚泥掻寄機の前進時と後退時との駆動速度の切替を、予め設定した定位置において機械的に行い、信頼性の向上と設備費の低廉化を図るようにした汚泥掻寄機における変速機構を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥掻寄機における変速機構は、汚水処理槽の槽底に沿って往復移動する汚泥掻寄装置を、ピンラック式の駆動装置により汚泥を掻き寄せる往路方向を低速で、復帰方向を高速で変速移動するよう構成した汚泥掻寄機において、予め定めた汚泥掻寄装置の高速移動区間を、機械式変速機構により変速比を変えて駆動するよう駆動装置を構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の汚泥掻寄機における変速機構は、汚泥掻寄装置の高速移動区間を、機械的に検出して変速比を変えることにより変速させるようにしているため、従来のようにモータの制御を、電気的に制御する必要がなく、モータを常に定速で駆動しつつ変速できるので、信頼性の向上が図れ、また、構成も簡易となり装置のコストダウン化を図ることができる。
【０００９】
また、機械式変速機構を、高速移動方向に沿って配設した変速用ガイドと、該ガイドに沿って摺動し、変速操作されるよう汚泥掻寄機の駆動装置側に配設した変速操作レバーとより構成することができる。
【００１０】
これにより、汚泥掻寄装置を高速で移動する区間の設定、及びその微調整も変速用ガイドの設置位置を調整するのみで簡単に行え、しかも既設の汚泥掻寄機においても容易に適用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚泥掻寄機における変速機構の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図５に、汚泥沈澱池、沈砂池等の汚水処理槽１に設置した本発明の汚泥掻寄機Ａを示す。
汚水処理槽１には、その一端側から汚水が導入されるとともに、この汚水供給側の底部に汚泥ピットＰを備え、この汚泥ピットＰ内に集泥された汚泥は、汚泥ピットＰに備えた汚泥引抜管２にて汚水処理槽１外に引き抜き、排出するようにしている。
この汚水処理槽１の槽底１１は、好ましくは、槽底１１に沈降した汚泥が汚泥ピットＰに流入し易いように、汚泥ピットＰ側槽底が低くなるように傾斜して形成するようにする。
【００１３】
また、汚水処理槽１には、汚水処理槽１に導入された汚水に含まれるスカム分が分離して浮遊する位置、特に限定されるものではないが、例えば、汚水処理槽１のほぼ中央付近の水面にスカムスキマＫを配設して、水面に浮遊するスカムを汚水処理槽１外に排出するとともに、スカムスキマＫの後方の水面に１又は複数の流出樋３を配設して、汚泥を沈降分離し、かつスカムを除去した処理後の汚水を汚水処理槽１外に排出するように構成する。
さらに、汚水処理槽１には、槽底１１に沈降した汚泥を、掻き寄せ、汚泥ピットＰに集泥する汚泥掻寄機Ａを配置する。
【００１４】
この汚泥掻寄機Ａは、図１〜図５に示すように、汚水処理槽１の槽底１１に沈降した汚泥をフライトにて掻き寄せるようにした汚泥掻寄装置４と、この汚泥掻寄装置４を吊垂支持し、フライトピッチと同等若しくはこれよりも少し大となるようにした所定のストローク長Ｌで汚水処理槽１の長手方向に沿って往復移動させるように水面上の本体フレームＦに設置した駆動装置５とからなる。
【００１５】
汚泥掻寄装置４は、図１に示すように汚水処理槽１の槽底１１、例えば、汚泥ピットＰとストローク長Ｌを除いた槽底１１の長手方向のほぼ全長に亘って、槽底１１の幅方向で所定間隔となるよう２本のビーム４１を平行に配設し、この２本のビーム４１間に掛け渡すようにして沈澱汚泥を一方向に掻き寄せるためのフライト４２を所定間隔で多数架設して構成する。
この汚泥掻寄装置４のビーム４１は、特に限定されるものではないが、例えばその前部分を、フライト４２が槽底１１に接触して摺動しないように、駆動装置５から１本の吊りロッド４３（又は逆Ｖ字形に配設した吊りロッド）を介して吊垂支持するようにするとともに、後部分は、槽底１１に接触して移動するようにした移動体４４にて支持し、かつ駆動装置５の駆動により前部分の前後進移動に追従して移動するようにする。
【００１６】
なお、駆動装置５により、ビーム４１が汚泥掻寄方向に前進移動するときは、ビーム４１下面のフライト４２が槽底１１に接触若しくは槽底１１から少しの隙間、具体的には、１０ｍｍ程度の隙間をあけて移動し、これにより沈澱汚泥を掻き寄せるも槽底には直接接触しないようにし、また反対方向に後退移動するときは、槽底１１から予め定めた高さＨだけ持ち上げられて沈降汚泥を後方へ押し戻さないように槽底１１より離れて移動するように構成する。
この持ち上げ高さＨは、図６に示すように、ループ状のガイドレール５Ａの上ガイドレール５１ａと下ガイドレール５１ｂとの間隔Ｈにより決定される。
【００１７】
また、駆動装置５により汚泥掻寄装置４が前進駆動される汚泥掻き寄せときは、負荷がかかるとともに、沈澱汚泥が妄りに浮遊しないように、かつその掻き寄せが過負荷にならないようにして低速で移動するよう低速移動区間ＬＳを設定し、反対に後退移動するときには汚泥掻寄装置４は沈澱汚泥面より浮上した位置となっているので軽負荷又は無負荷となり、高速で移動するよう高速移動区間ＨＳを設定する。これにより、装置の大型化を防いで動力ロスをなくすことができる。
また、この汚泥掻寄装置４の前後進による移動速度の高速、低速の切替は、図１〜図３に示すように、駆動装置５の移動方向により駆動装置５側に備えた機械式変速機構により自動的に、かつ機械的に行うことができる。
【００１８】
これにより、沈降する汚泥量が多く、さらに、汚泥掻寄装置４によって掻き寄せられることにより、汚泥の押し戻しを防ぐことができ、多量の汚泥が堆積する汚泥掻寄装置４のビーム４１の往復移動を円滑に行うことができ、沈降した汚泥の汚泥ピット側への掻き寄せを、確実に、かつ、安定して、しかも、動力ロスを少なくして行うことができるものとなる。
【００１９】
駆動装置５は、図１〜図３に示すように、汚水処理槽１の中央部より前方、すなわち、汚泥ピットＰ側の水面上に設置した本体フレームＦに取り付けたループ状のガイドレール５Ａと、該ガイドレール５Ａに沿って周回移動するようにモータにて駆動される駆動体５Ｂとより構成する。
このループ状のガイドレール５Ａは、扁平ループとした上ガイドレール５１ａと下ガイドレール５１ｂとの中間位置で、かつガイドレール５Ａの長手方向水平にピンラック５２を配設して構成し、ループ状のガイドレール５Ａの両端間が駆動装置５の往復移動するストローク長Ｌとなるようにし、ピンラック５２の全長はこのストローク長Ｌよりも少し短く設定する。
また、駆動体５Ｂは、モータＭと、該モータにて駆動されるようにした変速機５３及び減速機５４とよりなり、減速機５４には、該減速機５４により駆動され、かつ前記ピンラック５２と噛合するようにしたピニオン５５を突設し、変速機５３には、駆動体５Ｂを高速駆動と低速駆動とを選択的に切り替えるための変速操作レバー５６を突設する。
【００２０】
また、変速機５３は、モータＭが定速で回転するもピニオン５５を予め設定した高速と低速とに選択的に切替可能とした構成とするが、その構成は、特に限定されるものではない。
この高速と低速との切替は、変速機５３より出没可能に突設した変速操作レバー５６と、変速用ガイド５７とより構成する機械式変速機構にて行うものである。この変速操作レバー５６の構成は、特に限定されるものではないが、例えば図２，５に示すように、変速用ガイド５７に当接し摺動し易いように該レバー先端にローラ５６Ｒを回転可能にして取り付け、変速用ガイド５７に当接し、押圧されない限り突出するように構成する。これは図４に示すように、変速操作レバー５６にばね５６Ｓを付設し、レバー先端のローラ５６Ｒが変速用ガイド５７に当接し、押圧されるとき、変速用ガイド５７にてばね５６Ｓを撓ませて変速操作レバー５６を押し込む、又は押し下げるようになり、変速機５３が低速より高速に切り替えられるようになり、またレバー先端のローラ５６Ｒが変速用ガイド５７による押圧が解除されるとばね５６Ｓの弾発力にて変速操作レバー５６が復帰し、高速より低速に機械的に切り替えられるようにする。
【００２１】
変速用ガイド５７は、図２に示すよう、汚泥掻寄装置４の高速で移動する高速移動区間ＨＳの長さを有するバー形状とし、その両端部分を変速機の高低速を切替可能とするための変速操作レバー５６が出没動作をするように段差Ｗ、すなわち、変速操作レバー５６の操作に必要なストロークを有し、かつレバー先端に取り付けたローラ５６Ｒが円滑に摺動移動し易いように傾斜面とする。
これにより、モータ回転数は一定のまま、変速機５３の変速比を変えて所定の速度を得ることができるようにする。これにより、汚泥掻寄装置を高速で移動する区間の設定、及びその微調整も変速用ガイドの設置位置を調整するのみで簡単に行え、しかも既設の汚泥掻寄機においても容易に適用することができる。
なお、この変速用ガイド５７は、ガイドレール５Ａに沿って移動する駆動装置５の移動軌跡と平行するよう配設し、かつ変速操作レバー５６と当接可能とすれば、図２に示すように、ガイドレール５Ａの上方位置に配設することも、あるいは図５に示すように、ガイドレールの側方位置に配設することも可能で、その配置位置は、特に限定されるものではない。
また、図５は、機械式変速機構を備えた駆動装置部の異なる実施例で、ガイドレールの側方位置に、高速用ガイド５７ａと、低速用ガイド５７ｂとをその端部位置を異なるようにして対抗して配設し、変速操作用レバー５６を水平に摺動可能とし、この変速操作用レバー５６の先端にそれぞれローラ５６Ｒ，５６Ｒを備え、選択的にいずれか片方のローラ５６Ｒが高速用ガイド５７ａあるいは低速用ガイド５７ｂと当接することにより、変速操作用レバー５６ほ水平方向に移動させて高低速の切替を行うようにしたものである。
【００２２】
ピンラック式駆動装置を備えた汚泥掻寄機Ａは、ループ状のガイドレール５Ａに導かれてピンラック５２の周りをピニオン５５が周回運動するとき、水面上に設置した駆動装置にて吊垂支持した汚泥掻寄装置を、汚水処理槽の槽底１１に沿って往復移動する動作と昇降動作とを組み合わせた蠕動運動を行わせ、汚泥を掻寄せる。このとき、効率よく汚泥を掻き寄せるため、掻き寄せ時と後退時で運転速度を切り替えるが、この速度の切替を機械式変速機構にて行うため、従来のようにモータの制御を、電気的に制御する必要がなく、モータを常に定速で駆動しつつ変速できるので、信頼性の向上が図れる。また、構成も簡易となり装置のコストダウン化を図ることができる。
【００２３】
以上、本発明の汚泥掻寄機における変速機構について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば変速操作用レバーの押し込みは、この変速用ガイドにより直接押し込む方法の他、変速操作用レバーとは別に設けたローラ付の傾転バーの先端に取り付けた軸の回転成分を大歯車でロッドに取り付けたボールねじに伝達するように形成したもの等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の汚泥掻寄機における変速機構によれば、汚泥掻寄装置の高速移動区間を、機械的に検出して変速比を変えることにより変速させるようにしているため、従来のようにモータの制御を、電気的に制御する必要がなく、モータを常に定速で駆動しつつ変速できるので、信頼性の向上が図れ、また、構成も簡易となり装置のコストダウン化を図ることができる。
【００２５】
また、汚泥掻寄装置を高速で移動する区間の設定、及びその微調整も変速用ガイドの設置位置を調整するのみで簡単に行え、しかも既設の汚泥掻寄機においても容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥掻寄機における変速機構を汚水処理槽に設置した実施例を示す縦断正面図である。
【図２】機械式変速機構を備えた駆動装置部の説明図である。
【図３】駆動装置部の説明図である。
【図４】変速操作レバーの先端部の説明図である。
【図５】機械式変速機構を備えた駆動装置部の異なる実施例の説明図である。
【図６】ピンラック式駆動装置の説明図である。
【符号の説明】
Ａ汚泥掻寄機
１汚水処理槽
４汚泥掻寄装置
５駆動装置
５Ａループ状のガイドレール
５Ｂ駆動体
５２ピンラック
５３変速機
５４減速機
５５ピニオン
５６変速操作レバー
５７変速用ガイド

Claims

汚水処理槽の槽底に沿って往復移動する汚泥掻寄装置を、ピンラック式の駆動装置により汚泥を掻き寄せる往路方向を低速で、復帰方向を高速で変速移動するよう構成した汚泥掻寄機において、予め定めた汚泥掻寄装置の高速移動区間を、機械式変速機構により変速比を変えて駆動するよう駆動装置を構成したことを特徴とした汚泥掻寄機における変速機構。
機械式変速機構を、高速移動方向に沿って配設した変速用ガイドと、該ガイドに沿って摺動し、変速操作されるよう汚泥掻寄機の駆動装置側に配設した変速操作レバーとより構成したことを特徴とする請求項１記載の汚泥掻寄機における変速機構。