JP2006239567A - 羽根車 - Google Patents
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Abstract
【課題】
羽根車を液槽中に露出して回転させる自吸吸気式の曝気攪拌装置の羽根車は、ケーシング等の容器の中に納められた羽根車に比べ曝気攪拌が効率的でないという課題があった。
【解決手段】
縦向きに置かれ回転可能な中空軸の下端に取り付けた曝気攪拌用の羽根車にあって、第1の発明は、上下の表面が平板に覆われ、側面に渦巻羽根を設け、渦巻羽根の先部と隣接する他の渦巻羽根の基部との間に気体吐出口を設けた扁平状の中空羽根車であり、第2の発明は、一定の間隙を保持するように上下に複数の渦巻羽根を取り付け、前記複数の渦巻羽根は2枚の平板の間に収められ、前記間隙の外側の平板は中央部に開口部を有し、前記間隙の内側の上部の平板は中空軸と連通し、前記間隙の内側の下部の平板は上部の平板と一定の間隙を保持するように固定された羽根車である。
【選択図】 図1
Description
従来、液槽内でケーシング等の容器の中で羽根車を回転し、負圧部へ外部より気体を吸引して曝気し攪拌する自吸吸気式の曝気攪拌装置の羽根車はあった。(例えば特許文献1、2参照、以下前者という)
また、液槽内で露出した羽根車を回転し、負圧部へ外部より気体を吸引して曝気し攪拌する自吸吸気式の曝気攪拌装置の羽根車はあった。(例えば特許文献3、4参照、以下後者という)
特許文献1は軸流羽根車を使用しており設置水深が深くなれば羽根車の吸気した気体の送気圧が外水圧に負けて自吸吸気の機能が喪失するが、特許文献2の攪拌用羽根車では高速回転駆動を行い設置水深が深い場合でも曝気作用は行われる。
しかし、羽根車が液槽内に露出しており、中空円盤の表面に取り付けた表面ブレードの高さを中空円盤の中心から外側に向けて次第に高くしているので羽根車に水中の夾雑物が噛み込んだり絡まることはない。
本発明は、従来技術のうち後者に属する曝気攪拌装置の羽根車を特殊な形状にすることにより、曝気攪拌力を増大し、夾雑物が羽根車に噛み込んだり絡まることのない、そして水深が深くなっても曝気攪拌作用を維持し、安価でメンテナンスの容易な自吸吸気式の曝気攪拌装置の羽根車を提供することを目的とする。
本発明の第1の発明となる羽根車の課題解決手段による作用は次の通りである。
中空羽根車が高速回転すると、水は渦巻羽根の基部より渦巻羽根の表面に沿って流速が加速され、渦巻羽根の先端から水の遠心力により外周に向かって流出する。
よって、渦巻羽根の先端からの水の速い流速により、羽根の回転方向の後方にある気体吐出口は大気圧に対して著しく負圧になり、気体が外部から中空軸を経て吸引され、気体吐出口から水の流出方向に曝気され、中空羽根車の周囲は気液混合の渦流となって攪拌される。
羽根車が高速回転すると、水は回転軸の上方からと下方から開口部に流入して、平板で覆われた渦巻羽根の基部より先部に向けて水の流速が加速され、渦巻羽根の先端から水の遠心力により外周に向かって流出する。
よって、渦巻羽根の先端からの水の速い流速により、間隙は大気圧に対して著しく負圧になり、気体は外部から中空軸を経て吸引され、間隙より曝気され、羽根車の周囲は気液混合の渦流となって攪拌される。
ちなみに、本発明の第2発明である羽根車は渦巻羽根が平板に覆われた形状であるので、従来技術では前者に属しているケーシング等で覆われた羽根車と同じように水が渦巻羽根に流入して外周に流出するまでの間周囲に拡散せず、水の早い流速が効率良く得られ、強い曝気攪拌力が得られる。
平板の開口部の端部に取り付けられた突起片は、中空軸側に傾斜し、基部より先端にかけて回転方向の幅が狭くなり、また回転方向に対して先端が尖った刃状になっており、羽根車と共に高速回転し、水の中に含まれている夾雑物が開口部に近ずき突起片に触れると夾雑物を切断、粉砕、払い除ける。
水中に露出した渦巻羽根を高速回転することにより水の速い流速を作り、気体吐出口を渦巻羽根一枚につき一個ずつ設け、渦巻羽根の先端の方向と略同一方向に向け、そして水の流速が最大になる渦巻羽根の先端を残した位置に取り付けているので気体を効率良く吸引し曝気量が多い。
また、羽根車は水中に露出し、羽根車の上方と下方の表面は平板であり、渦巻羽根は曲面になって流れに向かって突起状のものがないので、水中に粗大な夾雑物が混入していても羽根車に夾雑物が噛み込んだり絡むことはない。
平板で覆われた渦巻羽根を高速回転することにより水の速い流速を作り、間隙を回転軸の上下方向にある複数の渦巻羽根の真中に設け、間隙の内側の平板は回転軸に直角な回転面では水の流速が最大になる直前の位置まで設けられ外周側は開放されているので気体を効率よく吸引し曝気量が多い。
水は渦巻羽根の高速回転により回転軸方向では羽根車の上方と下方から開口部に向かって流入し、渦巻羽根の外周に向けて流出し、羽根車を中心にして回転軸の上方と下方に二つの水の循環流ができるので攪拌が立体的かつ広範囲に行われる。
また、汚水の場合浅い水深に設置すると、スカムが破砕攪拌され有機物の好気性生物処理に有効である。
曝気攪拌部が羽根車だけでケーシング等の容器が不要になるので、製作が容易で製造費が安価になり、設置後のメンテナンスにも手間がかからず、液槽内の限られたスペースでも容易に置くことができる。
従って、本発明の第1および第2の発明である羽根車は水中に夾雑物の含まれている液槽はもとより夾雑物の含まれていない液槽等においても有用である。
本発明の第1の発明である羽根車の実施例として図1に概略の平面図を示し、図2に概略のA−A断面図を示す。
渦巻羽根3の先端に水の速い流速が作られると、気体吐出口4が渦巻羽根3の回転方向に対して後方に一個ずつ、渦巻羽根3の先端の方向と略同一方向に向いて設けられ、水の流速が最大となる渦巻羽根3の先端を残して取り付けられており、気体吐出口4は著しく負圧になり、外部より中空軸1を経て吸引された気体は気体吐出口4より曝気され、気液混合の渦流となって周囲を攪拌する。
縦向きに中空回転軸を有する水中モータ5を設け、電力ケーブル7により外部より電気を供給し、水中モータ5の下部の中空軸1の下端に羽根車9を取り付け、外部の気体を導管6、水中モータの中空回転軸さらに中空軸1より吸引して羽根車9から曝気し攪拌を行うものである。
本発明の第2発明である羽根車に突起片を取り付けた実施例として図4に概略の平面図を示し、図5に概略のB−B断面図、図6に概略のC−C断面図および図7に概略のD−D断面図を示す。
渦巻羽根15の先端より水が高速で流出されると、間隙16は回転軸の上下方向にある渦巻羽根15の真中に位置し、かつ回転軸と直角な回転面では水の流速が最大になる直前の位置まで平板13、14が設けられているので、間隙16は著しく負圧になり、外部より中空軸10を経て吸引された気体が間隙16から曝気され、気液混合の渦流となって周囲が攪拌される。
突起片17は平板12の開口部11の端部に回転軸側に傾斜し取り付けられ、図8のE−E断面に示すように回転方向に先端を刃状に尖らせている。
突起片17は、羽根車と共に回転し、水の中に含まれている夾雑物が開口部11に近ずき突起片17に接触すると夾雑物を切断、粉砕、払い除ける。
モータ20と中空軸10をVベルト22により回転を伝達できるようにし、中空軸10の下端に羽根車23を取り付けて曝気攪拌を行うものである。
また、外部より中空軸に導き羽根車より曝気される気体は空気以外に酸素、窒素等でもよく、途中に流量調整弁を設けて気体の流量の調整や曝気の気泡の大きさを変えることも可能である。
2 平板
3 渦巻羽根
4 気体吐出口
10 中空軸
11 開口部
12 外側の平板
13 内側の上部の平板
14 内側の下部の平板
15 渦巻羽根
16 間隙
17 突起片
Claims (3)
- 縦向きに置かれた回転可能な中空軸の下端に取り付けた中空羽根車に、外部から前記中空軸を経て気体を吸引し前記中空羽根車から曝気し攪拌する羽根車であって、前記中空羽根車は前記中空軸の上下方向の表面が平板で覆われた扁平状の中空羽根車であり、側面に複数の渦巻羽根が前記中空羽根車の回転方向の後方に先端を残す様に設けられ、前記渦巻羽根の先部と隣接する他の渦巻羽根の基部の間に気体吐出口が設けられたことを特徴とする羽根車。
- 縦向きに置かれた回転可能な中空軸の下端に、一定の間隙を保持するように2枚の平板を介して上下に複数の渦巻羽根が取り付けられ、前記中空軸を経て外部から気体を吸引し前記間隙より曝気し攪拌する羽根車であって、前記複数の渦巻羽根は前記間隙の内外側の表面を覆った平板の間に設けられ、前記平板のうち外側の平板は中央部がくり抜かれた開口部を有し、内側の平板は前記複数の渦巻羽根の出口側の先端を残すように取り付けられ、内側の上部の平板は前記中空軸と連通し、内側の下部の平板は一定の間隙を保持するように前記中空軸の下端部に前記上部の平板を挟んで取り付けられたことを特徴とする羽根車。
- 請求項2の羽根車において、前記外側の平板の前記開口部の端部に先端が尖った突起片を前記中空軸側に傾斜させて複数片立設したことを特徴とする羽根車。
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