JP2016209839A - 汚泥掻寄機のチェーン送り装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成でスロッシングの影響を抑制することができる汚泥掻寄機のチェーン送り装置を提供する。【解決手段】フライトを取り付けるアタッチメント20が接続部材18aを介して接合された無端金属製チェーン(一部樹脂製)と、無端金属製チェーンを巻き掛けるスプロケットと、接続部材18aの幅方向の両側に配置された一対のガイド部材24a,24bとを設け、接続部材18aは、無端金属製チェーンの幅(L2)より狭い(幅L1の)段差部23を有し、一対のガイド部材24a,24bを、段差部23の幅(L1)より広く、無端金属製チェーンの幅(L2)より狭い間隔(L3)で対向させることによりスロッシングが発生しても、無端金属製チェーンの脱輪、脱落を効果的に抑制するチェーン送り装置。【選択図】図3
Description
本発明は、汚泥掻寄機のチェーン送り装置に係り、特に、下水処理場または浄水場で使用される汚泥掻寄機のチェーン送り装置に関する。
一般に、下水処理場や浄水場においては、汚泥が混入している流入水を一旦沈殿槽に導入し、流入水に含まれている汚泥を沈殿させ分離している。沈殿した汚泥は、沈殿槽底部に設置した汚泥掻寄機によって沈殿槽底部の一側部に設けた汚泥ピット内に集泥した後、沈殿槽外へ排出し処理するようにしている。
近年、首都直下型地震や南海トラフ地震などを警戒する中で、汚泥掻寄機においても、地震発生時などに生じる槽の水面の揺れ(以下、「スロッシング」ともいう)によりチェーンが脱落することを防止する措置が取られている。
スロッシング対策としては、フライト上面に抑制ガイドレールを設置する方法、チェーン緊張装置を設置する方法があり、例えば、下記の特許文献1には、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の周回軌道に沿ってガイドレールを形成した汚泥掻寄機が記載されている。
しかしながら、引用文献1に記載の装置では、ガイドレールが、チェーンの周回軌道に沿って複数の箇所に設けられているので、コストがかかるという問題があった。また、掻寄機の修理、部品の交換時などは、ガイドレールを全て取り外さなくてはならず、作業が煩雑であり、掻寄機が設置される槽は、一般的に高さが4〜5mであるため、高所での作業となり、危険度が高くなるという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でスロッシングの影響を抑制することができる汚泥掻寄機のチェーン送り装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、フライトを取り付けるアタッチメントが接続部材を介して接合された無端金属製チェーン(一部樹脂製)と、無端金属製チェーン(一部樹脂製)を巻き掛けるスプロケットと、接続部材の幅方向の両側に配置された一対のガイド部材とを備え、接続部材は、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅より狭い段差部を有し、一対のガイド部材は、段差部の幅より広く、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅より狭い間隔で対向する汚泥掻寄機のチェーン送り装置を提供する。
本発明の汚泥掻寄機のチェーン送り装置によれば、無端金属製チェーン(一部樹脂製)とアタッチメントを取り付ける接続部材を、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅より狭くすることで、段差部を設け、この段差部に、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅より狭い間隔で一対のガイド部材を備えることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)がスプロケットから外れることを防止することができる。したがって、スロッシングが発生しても、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の脱輪、脱落を効果的に抑制することができる。
本発明の別の態様においては、スプロケットを駆動させる駆動手段をさらに有し、接続部材は、無端金属製チェーン(一部樹脂製)とアタッチメントとともに一体形成されており、段差部は、接続部材を無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅方向内側に折り曲げることで形成されていることができる。
この態様は、接続部材の他の例を示したものであり、無端金属製チェーン(一部樹脂製)に一体に形成されたアタッチメントを折り曲げることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅より狭い接続部材を構成することができる。
本発明の別の態様においては、スプロケットは、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の周回軌道の前後上下に設けられており、ガイド部材は、少なくとも無端金属製チェーン(一部樹脂製)の上側のスプロケットに備えることができる。
この態様によれば、ガイド部材を無端金属製チェーン(一部樹脂製)が周回する軌道上の上側のスプロケットに備えることで、スロッシングによる無端金属製チェーン(一部樹脂製)の脱輪、脱落を抑制することができる。スロッシングにより生じる揺れは、槽の水面付近が激しく揺れ、底面付近では揺れが少ないので、少なくとも上側のスプロケットに設けることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)の脱輪、脱落を抑制することができる。
本発明の他の態様においては、アタッチメント、ガイド部材、および、接続部材の材質がSUSであることができる。
この態様によれば、アタッチメント、ガイド部材、および、接続部材の材質をSUSとすることで、強度と耐食性を有することができる。
本発明の汚泥掻寄機のチェーン送り装置によれば、無端状の金属チェーンとアタッチメントを接合する接続部材に段差部を設け、この段差部を挟む一対のガイド部材を備えることにより、スロッシングにより、チェーンのスプロケットからの脱輪、脱落を効果的に抑制することができる。
以下、添付図面に従って、本発明に係る汚泥掻寄機のチェーン送り装置の好ましい実施の形態について説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味である。
[汚泥掻寄機]
図1は、本発明の汚泥掻寄機のチェーン送り装置が組み込まれる汚泥掻寄機100の概略図である。
図1は、本発明の汚泥掻寄機のチェーン送り装置が組み込まれる汚泥掻寄機100の概略図である。
下水処理場や浄水場などの水処理施設では、汚水を沈殿槽1に導入し、ここで、汚泥と水とに分離させている。汚水に含まれる汚泥は、沈殿槽1の底部に沈殿し、沈殿槽1の内部に配置されたフライト2によって汚泥が掻き寄せられ汚泥ピット3に集積される。
図1に示すように、汚泥掻寄機100は、沈殿槽1の対面する両側面に無端状の金属チェーン(以下、「無端金属製チェーン(一部樹脂製)」という)4が設けられ、2条の無端金属製チェーン(一部樹脂製)4には、複数のフライト2が橋渡しされている。無端金属製チェーン(一部樹脂製)4には、駆動スプロケット6Aを介して駆動力が与えられている。また、第1,第2,第3従動スプロケット6B,6C,6Dは、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4に従動して回転する。以下、駆動スプロケット6Aおよび第1,第2,第3従動スプロケット6B,6C,6Dを総称して、「スプロケット6」と呼ぶ。無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、図中の矢印で示すように、沈殿槽1底部を汚泥ピット3に向かう方向に移動した後、上方に方向転換して、沈殿槽1の水面付近を底部の進行方向と逆に移動し、沈殿槽1内部を周回する。したがって、フライト2は、沈殿槽1底部を滑走移動することによって、底部の汚泥を掻き寄せて汚泥ピット3に集積し、その後、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4に案内されて上方を周回し、再び底部へと戻るサイクル運動を行う。
図2は、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4のセグメント18を示す斜視図である。無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、複数のセグメント18を無端状に連結した構成である。セグメント18は、長手方向の両端にセグメント18同士をピン連結する連結部19が設けられており、この連結部19のピンをスプロケット6の歯10(図4、図5参照)に係合する係合軸として用いることができる。セグメント18の長手方向の長さは、セグメント18同士を連結した時に、スプロケット6の歯10のピッチ間隔と、セグメント18の連結部19の間隔(ピンの間隔)とが等しくなるような長さとする。
図1に戻り、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4には、沈殿槽1の汚泥を掻き寄せられる複数のフライト2が等間隔に取り付けられている。フライト2は、沈殿槽1底部の横断面とほぼ等しい長さを有した板状の部材であり、接続部材、アタッチメント20を介して無端金属製チェーン(一部樹脂製)4に取り付けられる。
図4、図5に示すように、スプロケット6は、外周に複数の歯10が等ピッチで設けられた円盤である。それぞれの歯10の間の凹部30には、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の連結部(係合軸)19が掛け渡される。従って、駆動スプロケット6Aの回転にともない、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が周回し、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4に従動して第1,第2,第3従動スプロケット6B,6C,6Dが回転する。このようなスプロケット6は、沈殿槽1の前後上下に4箇所設けられ、これを1セットとして左右の両側面に1セットずつ配置し、合計で8箇所に設けられる。図1において、沈殿槽1の水面側を上側、底面を下側とする。また、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の上側の走行方向を前側、反対方向を後側とする。駆動スプロケット6Aの中心軸には、駆動軸8が挿入され、駆動手段であるモータ9により回転力が付与されている。沈殿槽1の上部略中央部には、第1従動スプロケット6Bが駆動スプロケット6Aに平行に設けられており、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、駆動スプロケット6Aおよび第1従動スプロケット6Bに掛け渡され、沈殿槽1の水面下で、水面に沿うように無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が走行する。また、沈殿槽1の下部一方側には、第2従動スプロケット6Cが設けられており、下部他方側には、第3従動スプロケット6Dが、第2従動スプロケット6Cに平行に設けられている。駆動スプロケット6A、第1従動スプロケット6Bに掛け渡された無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、第2従動スプロケット6Cと第3従動スプロケット6Dに掛け渡され、駆動スプロケット6Aから、第1従動スプロケット6B、第2従動スプロケット6C、および、第3従動スプロケット6D、に沿って無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が走行し、第2従動スプロケット6Cおよび第3従動スプロケット6Dの間は、沈殿槽1の底面に沿うように走行する。なお、図1については、前後上下の4箇所に設けられているが、スプロケットを設ける位置は特に限定されず、例えば、駆動スプロケット6Aと第1従動スプロケット6Bの間に設けることもできる。
沈殿槽1の上側に配置されるスプロケット6、すなわち、駆動スプロケット6A、および、第1従動スプロケット6Bには、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4がスプロケット6から脱輪することを防止するため、それぞれチェーンガイド24,26が設けられている。無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、セグメント18とアタッチメント20との間に、セグメント18の幅より狭い段差部23(図3(b)参照)を有する。図3(b)において、チェーンガイド24は、一対のガイド部材24a,24bを有している。これらガイド部材24a,24bの先端が段差部23に配置されるようにチェーンガイド24を設けることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の脱輪、脱落を防止する。なお、当該部分については、チェーンガイド26もチェーンガイド24と同様に構成されている。無端金属製チェーン(一部樹脂製)4とアタッチメント20の接続部、チェーンガイド24,26の詳細構成については、後述する。
[接続部の構成]
図3は、アタッチメント20と無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の接続部の構成を説明する(a)側面図および(b)正面図、(c)平面図である。
図3は、アタッチメント20と無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の接続部の構成を説明する(a)側面図および(b)正面図、(c)平面図である。
本実施形態においては、フライト2(図1参照)を接続するアタッチメント20と、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4を構成するセグメント18とが、セグメント18の側面を折り曲げ加工することで一体形成されている。そして、セグメント18の側面を形成する部材を、フライト2を設置する方向(図3(b)にて上方)に延設する途中で、セグメント18の幅を狭める方向、すなわち、幅方向内側に折り曲げ加工し、再度、フライト2を設置する方向に折り曲げ加工している。本実施形態においては、セグメント18の側面の延設部分が接続部材18aとなる。このような構成とすることで、折り曲げ加工した部分で段差部23を設けることができる。
図3(b)について上述したように、チェーンガイド24は、一対のガイド部材24a,24bを有している。そして、アタッチメント20の段差部23を介して、ガイド部材24a,24bの先端部分が対向するように、チェーンガイド24を設ける。折り曲げ加工後の段差部23の幅をL1、セグメント18の幅(セグメント18の長手方向に直交する水平方向の幅)をL2、一対のガイド部材24a,24bの先端同士の間隔をL3とした場合、一対のガイド部材24a,24bの先端同士の間隔L3が、段差部23の幅L1より広く、セグメント18の幅L2より狭い間隔で、チェーンガイド24を配置する。間隔L3を、段差部23の幅L1より広くすることで、アタッチメント20がチェーンガイド24に当たることなく、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の走行を行うことができる。また、一対のガイド部材24a,24bの先端同士の間隔L3をセグメント18の幅L2より短くすることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4がスプロケット6から外れることを防止することができる。間隔L3は、セグメント18の幅L2の半分以下とすることが好ましく、より好ましくは1/3以下である。セグメント18の幅L2と一対のガイド部材24a,24bの先端同士の間隔L3を上記範囲とすることにより、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4がスプロケット6から外れることを防止することができる。
段差部23を形成するための折り曲げ加工する折り曲げ部41は、段差部23の幅L1をセグメント18の幅L2より狭くすることができれば特に限定されないが、垂直に折り曲げ、L字状とすることが好ましい。L字状とすることで、折り曲げ部41がチェーンガイド24に当たることを防止することができ、スプロケット6とチェーンガイド24のクリアランスを小さくすることができる。折り曲げ加工後の段差部23の幅L1は、図3に示すように、セグメント18の側面を構成する部材同士を接触させて折り曲げてもよく、接触させず間を設けて折り曲げてもよい。段差部23の幅L1は特に限定されず、セグメント18の幅L2より狭くすることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4がスプロケット6から外れることを防止することができる。段差部23の幅L1は、セグメント18の幅L2の半分以下、すなわちL1/L2≦1/2とすることが好ましく、より好ましくは、1/3以下、すなわちL1/L2≦1/3にするとよい。段差部23の幅L1とセグメント18の幅L2を上記範囲とすることにより、一対のチェーンガイド24の先端を段差部23に配置、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4がスプロケット6から外れることを防止することができる。
フライト2を取り付けるアタッチメント20は、セグメント18から折り曲げ加工されている。このアタッチメント20をさらに左右方向に折り曲げることにより、フライト取付面42が形成されている。なお、アタッチメント20に対して、溶接などによりフライト取付面42を取り付けてもよい。フライト2は、このフライト取付面42にボルトおよびナットなどにより取り付けることができる。なお、図3(b)には、チェーンガイド24を構成するガイド部材24a,24bの先端付近の断面形状を示したが、図示の部分については、チェーンガイド26もチェーンガイド24と同様の断面形状を有する。
チェーンガイド24,26は、図1に示す汚泥掻寄機100の無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の周回軌道の少なくとも上側、すなわち、図1における駆動スプロケット6A、および、第1従動スプロケット6Bに設けることが好ましい。スロッシングにより、沈殿槽1の水面が揺れる場合、水面に近い部分の揺れが激しくなり、沈殿槽1の底面側の揺れは激しくないので、少なくとも水面側に設けることが好ましい。また、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4がスプロケット6から外れる場合は、スプロケット6の上側に外れるため、スプロケット6の上側から無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が外れることを防止するチェーンガイド24,26が設けられていればよい。また、第2従動スプロケット6C、第3従動スプロケット6Dに同様のチェーンガイドを設けてもよい。
チェーンガイド24,26は、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の周回軌道に沿って設けることが好ましい。図4は図1における駆動スプロケット6Aに設けられたチェーンガイド24の配置箇所を示す図であり、図5は図1における第1従動スプロケット6Bに設けられたチェーンガイド26の配置箇所を示す図である。
駆動スプロケット6Aにおいては、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、周回軌道に沿って沈殿槽1の底面から走行し、駆動スプロケット6Aの回転に従って、水平方向に走行する。したがって、チェーンガイド24も、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の軌道に沿って、駆動スプロケット6Aの無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の走行方向上流側から、駆動スプロケット6Aの回転に沿って、湾曲して配置され、無端金属製チェーン(一部樹脂製)が水平となる位置まで、すなわち、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が、駆動スプロケット6Aに巻き掛けられている位置に設けられていることが好ましい。なお、チェーンガイド24を設ける範囲は、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が駆動スプロケット6Aから脱輪、脱落を防止することができ、走行する無端金属製チェーン(一部樹脂製)4に接触しなければ、図4の範囲に限定されず、設けることができる。
また、駆動スプロケット6Aのチェーンガイド24は、沈殿槽1の側面に設置された支持架台25に接合されている。駆動スプロケット6Aは、モータ9により駆動軸8が回転することで、駆動スプロケット6Aが回転するため、チェーンガイド24は、駆動軸8には接触しないように配置されている。
図5は、第1従動スプロケット6Bに設けられたチェーンガイド26の配置箇所を示す図である。第1従動スプロケット6Bにおいては、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が周回軌道の上側を通り、第1従動スプロケット6Bの回転に従って、沈殿槽1の底面に向かって走行する。したがって、チェーンガイド26も、第1従動スプロケット6Bの回転に沿って、下方に湾曲するように配置することが好ましい。第1従動スプロケット6Bにおいては、チェーンガイド26を設ける範囲は、図5に示すように、第1従動スプロケット6Bに無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が巻き掛けられてから、走行方向下流側で無端金属製チェーン(一部樹脂製)4が第1従動スプロケット6Bから外れるまでの範囲を覆うように、チェーンガイド26を設けることが好ましい。ただし、無端金属製チェーン(一部樹脂製)が第1従動スプロケット6Bから脱輪、脱落を防止することができ、走行する無端金属製チェーン(一部樹脂製)4に接触しなければ図5の範囲に限定されず、設けることができる。
第1従動スプロケット6Bのチェーンガイド26は、第1従動スプロケット6Bの軸部に固定して設けることが好ましい。第1従動スプロケット6Bは、駆動スプロケット6Aを駆動させることによる無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の走行に従動して回転しているため、第1従動スプロケット6Bの軸は、回転しない。したがって、第1従動スプロケット6Bの軸にチェーンガイド24を固定することで装置を簡略化することができる。
スプロケット6にチェーンガイド24,26を設ける位置は、チェーンガイド24,26がスプロケット6の回転に沿って湾曲している部分のスプロケット6の円周の1%以上を覆うように配置することが好ましい。チェーンガイド24,26を上記範囲とすることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の脱輪、脱落を防止することができる。チェーンガイド24,26の配置位置が長いほど、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の脱輪、脱落を防止することができるので、上限は特に限定されないが、コスト、作業の容易性を考慮すると25%以下とすることが好ましい。
チェーンガイド24,26とスプロケット6(凹部30)とのクリアランスは、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4がチェーンガイド24,26に接触しないように設定する。上述したように、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、スプロケット6の歯10に無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の連結部19が掛け渡されて走行する。無端金属製チェーン(一部樹脂製)4は、所定の長さを有するセグメント18を複数繋ぎ合わせて形成されているため、図4、5に示すように、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4のセグメント18の長手方向の前後の連結部19の両方がスプロケット6の歯10に掛け合わされている場合は、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の浮きは見られない。しかしながら、スプロケット6の回転により、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の連結部19が、スプロケット6から浮いた状態で走行する。したがって、スプロケット6とチェーンガイド24,26のクリアランスは、スプロケット6からの無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の浮きを考慮して設けることが好ましい。
無端金属製チェーン(一部樹脂製)4の材質としては、SUS(ステンレス鋼:steel use stainless)を用いることができ、例えば、SUS304、SUS403などを用いることができる。また、連結部19は、樹脂とすることができ、樹脂としては、ポリオキシメチレン(POM)、超高分子量ポリエチレン(UHMW)、ポリアミド樹脂(PA)などを用いることができる。
チェーンガイド24,26についても、同様に、SUS(ステンレス鋼:steel use stainless)を用いることができ、例えば、SUS304、SUS403などを用いることができる。
スプロケット6の材質としては、SS(一般構造用圧延鋼材:steel structure)、樹脂類、SUS304、ダクタイル鋳鉄、ステンレス鋳鋼品(SCS13)などを用いることができる。連結部19を樹脂とした場合、スプロケット6の歯10を樹脂とすることで、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4とスプロケット6の歯10との接触の自己潤滑性と耐摩耗性を向上させることができる。樹脂類としては、無端金属製チェーン(一部樹脂製)4と同様の材料を用いることができる。
1…沈殿槽、2…フライト、3…汚泥ピット、4…無端金属製チェーン(一部樹脂製)(無端状の金属チェーン)、6…スプロケット、9…モータ(駆動手段)、10…歯、18…セグメント、18a…接続部材、19…連結部(係合軸)、20…アタッチメント、21…ボルト、22…ナット、23…段差部、24,26…チェーンガイド、24a,24b…ガイド部材、25…支持架台、30…凹部、41…折り曲げ部、42…フライト取付面、100…汚泥掻寄機
Claims (4)
- フライトを取り付けるアタッチメントが接続部材を介して接合された無端金属製チェーン(一部樹脂製)と、
前記無端金属製チェーン(一部樹脂製)を巻き掛けるスプロケットと、
前記接続部材の幅方向の両側に配置された一対のガイド部材と
を備え、
前記接続部材は、前記無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅より狭い段差部を有し、
前記一対のガイド部材は、前記段差部の幅より広く、前記無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅より狭い間隔で対向する
ことを特徴とする汚泥掻寄機のチェーン送り装置。 - 前記スプロケットを駆動させる駆動手段をさらに有し、
前記接続部材は、前記無端金属製チェーン(一部樹脂製)と前記アタッチメントとともに一体形成されており、
前記段差部は、前記接続部材を前記無端金属製チェーン(一部樹脂製)の幅方向内側に折り曲げることで形成されていること
を特徴とする請求項1に記載の汚泥掻寄機のチェーン送り装置。 - 前記スプロケットは、前記無端金属製チェーン(一部樹脂製)の周回軌道の前後上下に設けられており、
前記ガイド部材は、少なくとも前記無端金属製チェーン(一部樹脂製)の上側の前記スプロケットに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の汚泥掻寄機のチェーン送り装置。 - 前記アタッチメント、前記ガイド部材、および、前記接続部材の材質がステンレス鋼であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の汚泥掻寄機のチェーン送り装置。
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