JP2006326378A - Underwater stirrer - Google Patents
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Description
本発明は、水中攪拌機に関し、特に、水中攪拌機の昇降体体積を、浮上したその上方位置と沈降した下方位置において内部の流体の移動によって変化させて昇降させることで、高深度槽などにおいても小動力で、攪拌槽内の攪拌流体の均一攪拌を長時間に亘って行うことができるようにした水中攪拌機に関するものである。 The present invention relates to an underwater stirrer, and in particular, by moving the lifting body volume of the underwater stirrer up and down by changing the movement of the internal fluid in the upper position where it floated and the lower position where it sinks, The present invention relates to an underwater stirrer that can perform uniform stirring of a stirring fluid in a stirring tank over a long period of time by power.
従来、下水処理、工事用排水の処理等においては、土砂、汚泥などの不純物が含まれた汚水等の流体を処理する場合、例えば、汚泥水を処理する場合、この汚泥水に凝集剤、殺菌剤等の薬剤を、汚泥水を供給した攪拌槽内に投入するとともに、該攪拌槽内に同様に投入した水中攪拌機により攪拌して、所要の凝集、殺菌などの処理を行うようにしている。 Conventionally, in sewage treatment, construction wastewater treatment, etc., when treating a fluid such as sewage containing impurities such as earth and sand, sludge, for example, when treating sludge water, flocculant, sterilizing A chemical such as an agent is put into a stirring tank to which sludge water is supplied, and is stirred by an underwater stirrer that is similarly put into the stirring tank to perform a required treatment such as aggregation and sterilization.
ところで、水中攪拌機は、液体又は流体をモータなどの駆動体にて攪拌羽根を回転させ、これにより発生する水流を利用して槽内を循環するようにして槽内全体を強制的に攪拌するようにしているが、この方法では攪拌動力が大となるため外部から電力を取り入れているので、商用電力がない箇所では使用することができず、また、高深度槽においてはさらに攪拌動力が大となるため電力費が嵩み、ランニングコストが高くなるという問題があった。 By the way, an underwater stirrer forcibly stirs the entire tank by rotating a stirring blade with a driving body such as a motor to rotate liquid or fluid, and circulating in the tank using a water flow generated thereby. However, in this method, since the stirring power becomes large, electric power is taken in from the outside, so it cannot be used in a place where there is no commercial power. Therefore, there is a problem that the power cost increases and the running cost becomes high.
このため、水中攪拌機内の重量を、水中攪拌機内に収容する汚泥水を、内部に設置したポンプの吸排によって変動させて上下運動を行うとともに、この水中攪拌機の外周部に配設した攪拌羽根を、その上下動時に攪拌槽内の汚泥水の抵抗を受けて自転するように構成した水中攪拌機が提案されている。
しかし、この水中攪拌機は攪拌槽内の汚泥水の一部を直接給排水するようにしているから、汚泥水が下水のように夾雑物(異物)が多い場合は、フィルター或いは吸排するポンプに目詰まりが発生して長期の連続運転が不可能となり、しばしばメンテナンスを行わなければならないという問題があった。
Therefore, the weight of the submerged stirrer is moved up and down by changing the sludge water contained in the submerged stirrer by the suction and discharge of the pump installed inside, and the stirring blade disposed on the outer periphery of the submerged stirrer There has been proposed an underwater agitator configured to rotate by receiving the resistance of sludge water in the agitation tank during its vertical movement.
However, this submerged stirrer directly feeds and drains part of the sludge water in the agitation tank, so if the sludge water contains a lot of foreign matter (foreign matter) like sewage, the filter or pump that sucks and discharges is clogged. Has occurred, making long-term continuous operation impossible, and often requiring maintenance.
本発明は、上記従来の水中攪拌機の有する問題点に鑑み、槽内全体を小動力、かつ高い効率で、しかも均一な攪拌を長期の連続運転にて行えるようにした水中攪拌機を提供することを目的とする。 In view of the problems of the conventional underwater stirrer, the present invention provides an underwater stirrer that can perform uniform stirring over a long period of continuous operation with low power and high efficiency throughout the tank. Objective.
上記目的を達成するため、本発明の水中攪拌機は、外周部に配設した攪拌羽根により、その浮沈により上下動時に攪拌槽内の汚泥水の抵抗を受けて自転するようにした水中攪拌機であって、攪拌体内に流体の移動にて攪拌体の体積を変化させて、槽内攪拌流体中を浮沈して上下動するように構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the underwater agitator of the present invention is an underwater agitator that is rotated by a stirring blade disposed on the outer periphery due to the sludge water resistance in the agitation tank when it moves up and down due to its ups and downs. The volume of the stirring body is changed by the movement of the fluid in the stirring body, and the structure is configured to move up and down in the tank stirring fluid.
この場合において、攪拌体内部に収容した流体を、攪拌体外部に配設した可撓性のタンク内に給排出することで移動させて攪拌体本体の体積を変化させるように構成することができる。 In this case, it is possible to change the volume of the agitator body by moving the fluid contained in the agitator body by supplying and discharging the fluid into and out of a flexible tank disposed outside the agitator body. .
また、浮沈する攪拌体の昇降位置を検知して攪拌体内部に設けた駆動エネルギ源によりポンプを駆動して攪拌体内部に収容した流体を移動させるように構成することができる。 Further, it is possible to detect the ascending / descending position of the stirrer that floats and sinks and to move the fluid stored inside the stirrer by driving the pump with a drive energy source provided inside the stirrer.
また、攪拌体の昇降位置を、攪拌体に配設したセンサにて検知するように構成することができる。 Moreover, it can comprise so that the raising / lowering position of a stirring body may be detected with the sensor arrange | positioned at the stirring body.
また、駆動エネルギ源を蓄電池とし、攪拌体の上昇位置にて非接触にて給充電可能に構成することができる。 Moreover, it can comprise so that a drive energy source can be set as a storage battery and can be charged and charged in non-contact in the raising position of a stirring body.
また、外部に配設した可撓性のタンクを、形状記憶合金にて体積変化するように製作し、攪拌体昇降位置の攪拌体外部温度変化を検知して変化させて攪拌体内の流体の給排を行うように構成することができる。 In addition, a flexible tank provided outside is manufactured so as to change its volume with a shape memory alloy, and a change in temperature of the stirrer ascending / descending position is detected and changed to supply fluid in the stirrer. It can be configured to drain.
本発明の攪拌機によれば、外周部に配設した攪拌羽根により、その浮沈により上下動時に攪拌槽内の汚泥水の抵抗を受けて自転するようにした水中攪拌機であって、攪拌体内に流体の移動にて攪拌体の体積を変化させて、槽内攪拌流体中を浮沈して上下動するように構成することにより、収容する流体を清浄水とすることで流体の給排を行うポンプ、配管などの目詰まりを未然に防止し、長期間の連続運転が可能となり、高深度槽などにおいても小動力で、攪拌槽内の攪拌流体の均一攪拌を簡易に行うことができる。 According to the stirrer of the present invention, the agitator blades disposed on the outer periphery of the agitator are submersible agitators that are rotated by receiving the resistance of sludge water in the agitation tank during the vertical movement due to the ups and downs. By changing the volume of the stirring body by moving the pump, and moving up and down in the stirring fluid in the tank and moving up and down, thereby supplying and discharging the fluid by making the contained fluid clean water, Clogging of piping and the like can be prevented in advance, and long-term continuous operation is possible. Even in a high-depth tank or the like, uniform stirring of the stirring fluid in the stirring tank can be easily performed with low power.
また、攪拌体内部に収容した流体を、攪拌体外部に配設した可撓性のタンク内に給排出することにより攪拌機本体の体積を変化させるように構成することにより、構成が簡単で、攪拌体の浮沈が簡易に、確実に行え、攪拌流体の性状に関係なく攪拌が容易に行うことができる。 In addition, the fluid contained in the stirrer is configured to change the volume of the stirrer main body by supplying and discharging the fluid into and out of a flexible tank disposed outside the stirrer. The body can be floated and settled easily and reliably, and stirring can be easily performed regardless of the properties of the stirring fluid.
また、攪拌体の昇降位置を検知して攪拌体内部に設けた駆動エネルギ源によりポンプを駆動して攪拌体内部に収容した流体を移動させるように構成することにより、攪拌体が昇降するだけで自動的に浮沈を切り替えられ、攪拌流体の攪拌が容易に連続的に行うことができる。 In addition, by detecting the raising / lowering position of the stirring body and driving the pump by the drive energy source provided in the stirring body to move the fluid stored in the stirring body, the stirring body can be moved up and down. Floating and sinking can be automatically switched, and the stirring fluid can be easily and continuously stirred.
また、攪拌体の昇降位置を、攪拌体に配設したセンサにて検知するように構成することにより、攪拌体の昇降位置の検知が簡易で、かつ流体の外部タンクへの給排出切り替えも確実に行うことができる。 In addition, by configuring the ascending / descending position of the agitator with a sensor disposed on the agitator, it is easy to detect the ascending / descending position of the agitator, and the supply / discharge switching of the fluid to the external tank is reliable. Can be done.
また、駆動エネルギ源を蓄電池とし、攪拌体の上昇時に非接触にて給電可能に構成することにより、給電ケーブル等にて外部から電力を供給することなく、必要電力の供給が簡易に行うことができる。 In addition, by using a storage battery as the drive energy source and enabling power supply without contact when the stirrer is raised, it is possible to easily supply the necessary power without supplying power from the outside with a power supply cable or the like. it can.
また、外部に配設した可撓性のタンクを、形状記憶合金にて体積変化するように製作し、攪拌体の昇降時の温度変化を検知して攪拌体内の流体の給排を行うように構成することにより、攪拌体の昇降位置の温度変化だけで、簡易にかつ確実に攪拌体の体積を変化させて浮沈させることができ、構造が簡単となる。 In addition, a flexible tank arranged outside is manufactured so as to change its volume with a shape memory alloy, and the temperature change during raising and lowering of the stirring body is detected to supply and discharge the fluid in the stirring body. By configuring, it is possible to change the volume of the stirrer simply and surely by only changing the temperature of the raising / lowering position of the stirrer, and the structure can be simplified.
以下、本発明の攪拌機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the stirrer of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4に、本発明の攪拌機の一実施例を示す。
この水中攪拌機Aは、汚水等の攪拌流体Wを導入した攪拌槽1内に、浮沈昇降する際、その攪拌流体Wの抵抗を受けて自転するように形成した攪拌羽根3を突設した攪拌体2を配設するとともに、該攪拌体2にはその浮力を変化させる機構、具体的には、攪拌体内に所定量の流体wを収容し、この流体wを攪拌体2の外部或いは外周部に配設した可撓性のタンク4内に給排することで攪拌体2の体積を変化させることで浮力を変化させ、浮沈させるように構成し、これにより、高深度槽においても小動力で、攪拌槽内の攪拌流体Wの均一攪拌を効率的に、確実に行えるようにする。
1 to 4 show an embodiment of the stirrer of the present invention.
This underwater stirrer A has a stirring body provided with a
この攪拌槽1は、特に限定されるものではないが、所要の内容積を有する立方体、矩形等、攪拌流体Wの攪拌が行える形状を備え、攪拌槽1内に攪拌する攪拌流体Wを供給し、攪拌した後の処理水を排水できるように構成するとともに、攪拌槽上部に配設した攪拌体支持枠7にガイド機構としてのガイド棒5を直接鉛直に吊り下げるように取り付けるか、又は攪拌体支持枠7にガイド棒支持具6を取り付け、該ガイド棒支持具6にガイド棒5を取り付け、これにより規定の位置で攪拌槽1内を水中攪拌機Aの攪拌体2が浮沈して昇降するようにする。
なお、この攪拌槽1の上面は開口しているが、密閉式とすることも可能である。
The
In addition, although the upper surface of this stirring
攪拌体2は、図1〜図2に示すように、攪拌体本体の中央部に上下に貫通するようにした透孔21を形成した円筒タンク形に形成し、この攪拌体本体の外周面に複数、特に限定されるものではないが、図示の実施例では4枚の攪拌羽根3を、ほぼ等間隔で放射方向に突設するようにして設け、これにより攪拌体2が浮沈して昇降動作をする際、攪拌羽根3が液体の抵抗力により攪拌体2を自転させながら浮沈、即ち上昇又は下降するようにする。
なお、この攪拌羽根3の大きさ、形状及び個数は、特に限定されるものではなく、攪拌槽の大きさに対応したものとする。
As shown in FIGS. 1 to 2, the
The size, shape and number of the
また、この攪拌体2は、密閉式のタンク形とし、外部には可撓性のタンク4を配設し、攪拌体内部に所定量の清浄な流体w、特に限定されるものではないが、例えば、水道水などの清浄水を収容し、この流体wを外部タンクへ流体給排手段により給排水することで攪拌体の体積を変化させ、その浮力を変化させて昇降させるようにする。
これにより、攪拌体内に収容する清浄な流体wは、給排水の水路を目詰まりさせることがないので、目詰まり等のトラブルがなく長期の連続運転が可能となる。
さらにこのタンク形とした攪拌体2にはその中心に上下に貫通するように透孔21を穿設し、該透孔21内に前記ガイド棒5を貫通する。これにより、攪拌体2が攪拌槽1内で浮沈昇降する際、このガイド棒5にて攪拌体2の上下移動の際の平面位置範囲が拘束されつつガイドされ、円滑に昇降できるようにする。
Further, the stirring
As a result, the clean fluid w contained in the stirring body does not clog the water supply / drainage channel, so that it can be operated continuously for a long time without any trouble such as clogging.
Further, the tank-shaped
外部タンク4への液体給排手段として、特に限定されるものではないが、例えば、給排可能なポンプPと、該ポンプ駆動用電源としての非接触にて充電可能な蓄電池Bと、及び攪拌体2の昇降位置を検知するセンサC及びコントローラCTとより構成し、これを攪拌体2内に電気的に接続するようにして配設する。
なお、Dは槽外に配設された地上充電装置で、攪拌体2の浮上時非接触の電極間で蓄電池Bに充電できるようにする。
また、このセンサCとしては、特に限定されるものではないが、例えば、圧力センサを採用し、攪拌体2の深度を検出してその浮上した上昇位置或いは沈降した下降位置を検知するようにする。
The liquid supply / discharge means for the
In addition, D is a ground charging device arranged outside the tank so that the storage battery B can be charged between the non-contact electrodes when the stirrer 2 floats.
The sensor C is not particularly limited. For example, a pressure sensor is used to detect the depth of the
攪拌体2の外部に取り付ける可撓性のタンク4は、特に限定されるものではないが、例えば、図1、図2及び図4に示すように、ゴム、合成樹脂製で可撓性の蛇腹式とし、攪拌体2からの流体wのポンプPによる給排にて、該タンク4が図2の右半に示すように膨張或いは図2の左半に示すように縮小することにより実質的に攪拌体2の体積を変化させるようにする。
The
このほか、図3に示すように、可撓性を有するタンク4を形状記憶合金にて体積変化するように製作し、攪拌体2の深度に応じた外部温度による温度差を利用してタンク形状を変化させ、このタンク形状の変化に伴って攪拌体2からの流体wの給排を行ってタンク4の体積を変化させるようにする。図3において、左半はタンク4が縮小した状態を、また右半はタンク4が膨張した状態を示す。
ここで、形状記憶合金にてタンク4を体積変化させる方法としては、例えば、蛇腹式等の可撓性を有するタンク4の内部に形状記憶合金で形成した付勢片を取り付け、この付勢片の全長を温度差によって変化させることにより、タンク4の体積を変化させるようにすることができる。
なお、タンク4を形状記憶合金にて体積変化するように製作するようにした場合、温度差にてタンク形状を変化させることができるので、このタンク4の形状変化に応じて流体wが自動的に給排されるため、液体給排手段としてのポンプP、蓄電池B、センサC、コントローラCTは不要とすることもできる。
In addition, as shown in FIG. 3, a
Here, as a method of changing the volume of the
When the
次に、この攪拌機の作用について説明する。
水中攪拌機Aを備えた攪拌槽1内に所定量の攪拌流体Wを供給し、攪拌体2内のポンプPを駆動することで、このポンプPの回転方向により、例えば、正回転することで外部の膨出した形状となって水面に浮上しているタンク4内の流体wを吸引し、このポンプに配管接続された攪拌体2内に戻すと、このタンク4の形状は流出する流体wの量に応じて膨出状態から縮小するようになる。
このように流体wを外部のタンク4内から攪拌体内へ戻すことで、攪拌体内の空気aは圧縮され、かつタンク4の縮小量に応じて実質的に攪拌体2の体積が減少するよう変化する。このタンク4の縮小量にて攪拌体の全体が押しのける攪拌流体W量も減少することとなり、アルキメデスの原理から浮力減少して、水面位置に浮上していた攪拌体2は沈降するようになり、この攪拌体2が沈降時、攪拌羽根3に攪拌流体Wの抵抗を受けて自転するようになる。
なお、この場合、ポンプの駆動は設定時間によって、或いは所定量の流体wをタンク4内から排出した時点で停止するように設定する。
Next, the operation of this stirrer will be described.
A predetermined amount of agitation fluid W is supplied into the
By returning the fluid w from the
In this case, the driving of the pump is set to stop at a set time or when a predetermined amount of fluid w is discharged from the
自転しつつ沈降してきた攪拌体2が、センサCにて沈降位置を槽底部に達したと検知したとき、次にポンプPの回転駆動方向を切り替えて逆回転(反時計方向)させると、流体wは攪拌体2内からタンク4内へ流出されるようになって攪拌体2内である程度圧縮されていた空気aは膨張するようになるとともに、可撓性のタンク4は流入する流体w量に応じて膨出するようになる。このとき、タンク4の膨出量に応じて攪拌体2の実質的体積が膨出して浮力が増大するようになり、攪拌体2は水面に向かって浮上するようになる。この場合も、攪拌羽根3に攪拌流体Wの抵抗を受けて自転するが、この時の回転方向は沈降時と反対方向の反時計方向になる。
また、この場合もポンプの駆動を設定時間、或いは所定量の流体wを攪拌体2内から排出した時点で停止するように設定する。
When the stirring
Also in this case, the driving of the pump is set to stop at a set time or when a predetermined amount of fluid w is discharged from the stirring
浮上して水面位置に達した攪拌体2は、センサCにて浮上して上昇位置を水面位置に達したと検知すると、ポンプPの回転方向を切り替えることにより、再び流体wの移動が生じて攪拌体2の体積が変化することで沈降を始める。この動作を順次繰り返すことで小電力にて攪拌槽1内の攪拌流体Wを攪拌することができる。
When the
また、図3に示すように、タンク4を形状記憶合金にて体積変化するように製作するようにした場合、温度差にてタンク形状を自動的に変化させることができるので、ポンプを駆動することなく、このタンク4の形状変化に応じて流体wが自然とタンク4より給排され、攪拌体2は自動的に浮沈を繰り返すことができる。
この動作を繰り返すことにより、攪拌体2の上昇中と下降中とにおいて、攪拌体2の回転方向を切り替え、攪拌流体を攪拌することで、槽内全体を高い効率で均一攪拌することができる。
Also, as shown in FIG. 3, when the
By repeating this operation, it is possible to uniformly stir the entire tank with high efficiency by switching the rotation direction of the
以上、本発明の水中攪拌機について、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、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。 As mentioned above, although the underwater stirrer of this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the structure described in the said Example, The structure is changed suitably in the range which does not deviate from the meaning. It is something that can be done.
本発明の水中攪拌機は、攪拌体内に収容している流体wを、攪拌体の外部に配設した可撓性のタンクとの間で給排することで攪拌体の実質的な体積変化に応じて浮力を調節して浮沈させつつ、自転させて槽内攪拌流体の攪拌を行うという特性を有していることから、下水処理場の反応槽(嫌気槽又は無酸素槽)の攪拌の用途に好適に用いることができるほか、例えば、ダム湖の攪拌、化学反応槽の攪拌、槽底部状況のセンシングマシン(槽底でセンシングしたデータを液上部で人が確認する)の用途にも用いることができる。 The underwater agitator of the present invention responds to a substantial volume change of the agitator by supplying and discharging the fluid w contained in the agitator with a flexible tank disposed outside the agitator. Because it has the property of rotating and stirring the stirring fluid in the tank while adjusting the buoyancy to float and sink, it can be used for stirring the reaction tank (anaerobic tank or anaerobic tank) in the sewage treatment plant In addition to being suitable for use, it can also be used for, for example, the use of dam lake agitation, chemical reaction tank agitation, tank bottom condition sensing machine (human confirms data sensed at tank bottom) it can.
1 攪拌槽
2 攪拌体
3 攪拌羽根
4 可撓性の外部タンク
5 ガイド棒(ガイド機構)
6 ガイド棒支持具
7 ガイド棒支持用枠体
P ポンプ
B 蓄電池
C センサ
CT コントローラ
a 空気
W 攪拌流体
w 攪拌体内の流体
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