JP2021154200A - 汚泥掻寄機 - Google Patents

Abstract

【課題】スロッシングによる無端チェーンのスプロケットからの脱輪を防止する汚泥掻寄機の提供。【解決手段】無端チェーン１０と、ガイドレール１２と、無端チェーン１０に固定されたフライト１１と、フライト両端の側面外側に、ガイドレールに沿って、フライトから離隔した位置に設けられたガイド部材３２と、ガイドレール１２に固定され、ガイド部材３２を支持するガイド支持部材３１とを有し、ガイド部材３２はフライト１１の横方向の動きを規制する垂直ガイド部３２ａと、フライト１１の上方向の動きを規制する水平ガイド部３２ｂとからなり、ガイド支持部材３１は垂直部材３１ａと水平部材３１ｂとからなり、水平部材３１ｂの一方の端部はガイドレール１２に固着され、他方の端部は垂直部材３１ａの下端部に固着されて、垂直部材３１ａを立設支持し、垂直部材３１ａの上端部はガイド部材３２の垂直ガイド部３２ａと固着されている、汚泥掻寄機。【選択図】図４

Description

本発明は、下水処理施設又は上水処理施設に備えられる沈殿池の池底に堆積した汚泥や、水面に浮遊するスカムを掻き寄せるための汚泥掻寄機に関する。

下水又は上水の処理において、沈殿池内に導入される原水に含まれる砂等の無機物や有機物等の不純物を除去するため、沈殿池内に汚泥掻寄機が設置されている。汚泥掻寄機としては、駆動輪や従動輪といった回転輪に一部が巻き掛けられた無端チェーンにフライト板を取り付け、無端チェーンを正転走行させることでフライト板を循環移動させるものが知られている。

この汚泥掻寄機の無端チェーンは、沈殿池の池底部に沿って延在する掻き寄せ軌道と、水面側に延在する水面軌道とがつながった周回軌道を走行する。スプロケットは、各軌道の両端部分に配置されている。フライト板は、沈殿池の池底部を走行するときには池底に沈殿した汚泥をかき寄せ、水面側を走行するときには水面に浮かんだスカムを掻き寄せるものである。

ところで、汚泥掻寄機が設置された沈殿池では、地震発生時に沈殿池の水面が大きく波打つ現象（以下、スロッシングと称す）により、無端チェーンの巻き掛け部分がスプロケットから脱輪してしまうことがある。
特許文献１では、無端チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライト板がガイドレールに沿って走行するようにした汚泥掻寄せ機において、前記フライトの両端の側面外側に、前記ガイドレールに沿って、ガイドレールブラケットに前記フライト板から離隔した位置に、ガイド板を配置することにより、無端チェーンの上方向及び池幅方向の動きを規制するようにした汚泥掻寄機が記載されている。

特開２００６−３２６４８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、ガイドレールブラケットにガイド部材を取付ける必要がある。特に、スロッシング対策が施されていない既設の汚泥掻寄機に対し、スロッシング対策としてガイドレールブラケットにガイド板を別途設ける際、既存のガイドレールブラケットにガイド板を取付けるための穴あけ加工が必要となり作業が面倒である。この穴あけ加工を施す位置は、池底から約２．５〜３ｍ、更に池側壁から約３００ｍｍの箇所にある狭隘部にあるため、穴あけ工具等を用いての作業は作業性や安全性の観点からも不適である

本発明は、スロッシングによる無端チェーンのスプロケットからの脱輪を防止し得ると共に、施工が容易で、工期の短縮や施工費用の削減が可能な汚泥掻寄機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る汚泥掻寄機は、以下に記載するとおりの構成を有する。
無端チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライトがガイドレールに沿って走行するようにした汚泥掻寄機において、
無端チェーンと、
ガイドレールと
前記無端チェーンに固定されたフライトであって、その上下面に前記ガイドレールに係合してフライトを前記ガイドレールに沿って走行するようにしたフライトシューを備えたフライトと、
前記フライト両端の側面外側に、前記ガイドレールに沿って、前記フライトから離隔した位置に設けられたガイド部材と、
前記ガイドレールに固定され、前記ガイド部材を支持するガイド支持部材と、を有し、
前記ガイド部材は、フライトの横方向の動きを規制する垂直ガイド部と、フライトの上方向の動きを規制する水平ガイド部とからなり、
前記ガイド支持部材は垂直部材と水平部材とからなっており、前記水平部材の一方の端部はガイドレールに固着され、他方の端部は前記垂直部材の下端部に固着されて、前記垂直部材を立設支持し、前記垂直部材の上端部は前記ガイド部材の前記垂直ガイド部と固着されている、
ことを特徴とする汚泥掻寄機。

本発明によれば、スロッシングによる無端チェーンのスプロケットからの脱輪を防止し得ると共に、ガイド部材据え付け作業の容易化を可能とする汚泥掻寄機を提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態の汚泥掻寄機の概要を示す図である。 図２は、本発明の実施形態の汚泥掻寄機におけるガイドレールの支持構造を示す図である。 図３は、本発明の実施形態の汚泥掻寄機におけるガイド支持部材、ガイド部材、ガイドレール及びフライトの位置関係を示す図である。 図４は、図３に示す汚泥掻寄機におけるガイド支持部材のガイドレールへの取り付け構造を示す図である。 図５は、本発明の他の実施形態の汚泥掻寄機におけるフライトの構造を示す図である。 図６は、図５に示すフライトとガイド支持部材及びガイド部材との位置関係を示す図である。

本発明は下記（１）に記載の汚泥掻寄機に係るものであるが、その実施形態として下記（２）〜（７）を含む。
（１）無端チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライトがガイドレールに沿って走行するようにした汚泥掻寄機において、
無端チェーンと、
ガイドレールと
前記無端チェーンに固定されたフライトであって、その上下面に前記ガイドレールに係合してフライトを前記ガイドレールに沿って走行するようにしたフライトシューを備えたフライトと、
前記フライト両端の側面外側に、前記ガイドレールに沿って、前記フライトから離隔した位置に設けられたガイド部材と、
前記ガイドレールに固定され、前記ガイド部材を支持するガイド支持部材と、を有し、
前記ガイド部材は、フライトの横方向の動きを規制する垂直ガイド部と、フライトの上方向の動きを規制する水平ガイド部とからなり、
前記ガイド支持部材は垂直部材と水平部材とからなっており、前記水平部材の一方の端部は前記ガイドレールに固着され、他方の端部は前記垂直部材の下端部に固着されて、前記垂直部材を立設支持し、前記垂直部材の上端部は前記ガイド部材の前記垂直ガイド部と固着されている、
ことを特徴とする汚泥掻寄機。
（２）前記ガイド部材は前記フライトの側端面及び前記フライトの上端面から離隔した位置に配置され、スロッシング発生時には、前記ガイド部材の前記垂直ガイド部はフライトの側端面と当接することによって前記フライトの横方向の動きを規制し、前記ガイド部材の水平ガイド部は前記フライトの上端面と当接することによって前記フライトの上方向の動きを規制するようにした、上記（１）に記載の汚泥掻寄機。
（３）前記フライトの側端面にはピン部材が沈殿池の側壁側に伸びるように水平方向に設けられており、前記ガイド部材の前記垂直ガイド部は前記ピン部材の先端部から離隔した位置に配置され、前記水平ガイド部は前記ピン部材の上面から離隔した位置に配置され、スロッシング発生時には、前記ガイド部材の前記垂直ガイド部は前記ピン部材の先端部と当接することによって前記フライトの横方向の動きを規制し、前記ガイド部材の前記水平ガイド部は前記ピン部材の上面と当接することによって前記フライトの上方向の動きを規制するようにした、上記（１）に記載の汚泥掻寄機。
（４）前記ガイド部材は、山形の形状を有する鋼からなり、前記山形の形状を有する鋼の一辺が前記垂直ガイド部を形成し、前記山形の形状を有する鋼の他の一辺が前記水平ガイド部を形成している、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。
（５）前記ガイド支持部材は、形鋼からなり、そのフランジ部に前記ガイド部材の前記垂直ガイド部が固着されている、上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。
（６）前記ガイド支持部材の前記水平部材は前記ガイドレールにレールクリップによって固着されている、上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。
（７）前記ガイド支持部材は前記ガイドレールが支持されているガイドレールブラケットに近い位置に設けられている、上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。

まず、図１に基づいて汚泥掻寄機の概要を説明する。
本発明の一実施形態に係る汚泥掻寄機１は、図１に示すように、沈殿池２を形成する槽３の底部４近傍に設置された一対の第１従動軸５、第１従動軸５から所定の距離を離して底部４の近傍に設置された一対の第２従動軸６、沈殿池２の水面近傍に設置された一対の駆動軸７、駆動軸７から所定の距離を離して水面近傍に設置された一対の第３従動軸８と、これら第１従動軸５、第２従動軸６、第３従動軸８、駆動軸７のそれぞれに設けられたスプロケット１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ａに張設されて沈殿池２内を周回する一対の無端チェーン１０と、一対の無端チェーン１０に亘るようにして周回方向に複数取り付けられたフライト１１と、を有している。

さらに、駆動軸７と第３従動軸８の間においてフライト１１の下端面に当接してフライト１１の走行をガイドする上部ガイドレール１２ａ、第３従動軸８と第２従動軸６との間の水中を走行するフライト１１の下端面に当接してフライト１１の走行をガイドする下部ガイドレール１２ｂ、及び第２従動軸６と第１従動軸５との間においてフライト１１の下端面に当接して底部４上を走行するフライト１１の走行をガイドする池底レール１３を備えている。

次に図２に基づいて汚泥掻寄機１におけるガイドレール１２の支持構造を説明する。
以下では、上部ガイドレール１２ａの支持構造について説明するが下部ガイドレール１２ｂの支持構造も上部ガイドレール１２ａの支持構造と同様である。
以下では上部ガイドレール１２ａをガイドレール１２ということがある。

汚泥掻寄機１は、一端が沈殿池２の一対の側壁１４に固定され、他端側で上部ガイドレール１２をその下方より支持するガイドレールブラケット２０を有する。このガイドレールブラケット２０は、水面軌道に沿って所定間隔にて複数設けられている。ガイドレールブラケット２０は一端が沈殿池の側壁１４に固定され、他端が沈殿池２の中央部側へと突出している。
ガイドレールブラケット２０の池幅方向先端部寄りの上面にはガイドレール１２が載置されており、ガイドレールブラケット２０がガイドレール１２を下方より支持している。
ガイドレール１２上を摺動し走行するフライト１１は、ガイドレール１２と接触する位置に、第１フライトシュー２１を備える。また、フライト１１の上面側に第２フライトシュー２２を有する。

第１フライトシュー２１は、フライト１１がガイドレール１２上を走行する際、ガイドレール１２と接触し、摺動することで摩耗する。これにより、フライト１１本体が、直接、上部ガイドレール１２と接触することにより摩耗するのを防止できる。
また、フライト１１の上面に設けられた第２フライトシュー２２は、フライト１１が池底側を池底レール１３によって案内されて走行するためのものである。

図１に示す一般的な汚泥掻寄機は、大きな地震が発生すると、地震の揺れにより発生する沈殿池内の水流により、フライト１１や無端チェーン１０に力が加わり、従来の装置では、これらが移動することにより、無端チェーン１０がスプロケット１７から脱輪したり、フライト１１がガイドレール１２から脱線したりする。そして、一旦脱輪・脱線が起きると、フライト１１の破損や無端チェーン１０の破断という大きな事故につながる。

そこで、本発明の汚泥掻寄機１では、無端チェーン１０がスプロケット１７から脱輪したり、フライト１１がガイドレール１２から脱線したりすることを防止し、大きな地震があっても安全に運転を続けられるようにしたものである。

本発明の汚泥掻寄機１における脱輪防止機構の第１の実施形態を図３に基づいて説明する。
本発明に於いては脱輪を防止するための部材として、走行するフライト１１の両端の外側に脱輪防止用のガイド部材３２を配置する。
図３に示した実施形態におけるガイド部材３２は、ガイド支持部材３１によって支持されており、このガイド支持部材３１はガイドレール１２に固定され支持されている。

図４に基づいてガイド支持部材３１をガイドレール１２に固定する方法について説明する。
ガイド支持部材３１は垂直部材３１ａと水平部材３１ｂとからなっている。
ガイド支持部材３１の垂直部材３１ａは、その下端部に溶接によって取り付けられた接合板３４をガイド支持部材３１の水平部材３１ｂの端部にボルト３３によって取り付けることによって水平部材３１ｂ上に立設支持される。

ガイド支持部材３１の水平部材３１ｂの一方の端はガイドレール１２に取り付けられる。水平部材３１ｂのガイドレール１２への取付けはガイドレール１２の底部にレールクリップ３５の端部を被せ、レールクリップ３５の他端を、ボルト３３を用いて水平部材３１ｂに締め付け固定することによって行うことができる。

次にガイド部材３２をガイド支持部材３１によって支持する方法について述べる。
ガイド部材３２はガイドレール１２に沿って平行に、走行するフライト１１の両端の側面外側に配置されるようにガイド支持部材３１に取り付けられる。
ガイド部材３２は垂直方向に伸びる垂直ガイド部３２ａと、沈殿池２の中央部側に伸びる水平ガイド部３２ｂとからなっている。ガイド部材３２としては山形の形状を有する鋼を用いることができ、例えば、市販の山型鋼又はＨ形鋼等を用いるのが好ましい。

図４に示した例ではガイド支持部材３１及びガイド部材３２としてＴ形鋼を用いている。
図４に示すように、ガイド支持部材３１のＴ形鋼のフランジの上端部にガイド部材３２の垂直ガイド部３２ａとなる山形鋼の一辺を溶接又はボルトによって固定し、ガイド部材３２の山形鋼の他の辺をガイド部材３２の水平ガイド部３２ｂとする。

ガイド部材３２の垂直ガイド部３２ａはフライト１１の側端面１１ａから所定の距離だけ離隔している。これにより、フライト１１に対して横方向に力が働いても、フライト１１の側端面１１ａは垂直ガイド部３２ａに当たって動きを規制され、それ以上横方向に移動することが出来なくなる。垂直ガイド部３２ａとフライト１１の側端面１１ａとの離隔距離は、第１フライトシュー２１がガイドレール１２から脱線しない範囲であれば適宜の寸法を用いることができる。例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定することにより脱線を防止できる。

ガイド部材３２の水平ガイド部３２ｂはフライト１１の上端面１１ｂから所定の距離だけ離隔している。これにより、地震の震動に伴う水流により、フライト１１が下から押し上げられた時にも、フライト１１の上端面１１ｂは水平ガイド部３２ｂに当たって動きを規制され、それ以上垂直方向に移動することができなくなり、フライト１１の脱線をより確実に防止できる。

ガイド部材３２の材料としてはステンレス鋼（ＳＵＳ材）を用いることが好ましいが、一般構造用圧延鋼（ＳＳ材）を用いても良い。また、十分な強度が得られるのであれば、樹脂材等のその他の材料を用いても良い。

このガイド部材３２を支持するガイド支持部材３１は各ガイドレールブラケット２０に近い位置に取り付けることが好ましい。ガイド部材３１とガイドレールブラケット２０との距離が大きいとガイドレール１２に大きなモーメントが加わるので、好ましくない。

ガイド支持部材３１としては市販の山形鋼、Ｔ形鋼又はＨ形鋼を用いることができる。
図４に示した例ではガイド支持部材３１としてＴ形鋼を用い、ガイド部材３２として山形鋼を用いている。
また、ガイド支持部材３１の垂直部材３１ａの水平部材３１ｂへの取付けは溶接又はボルトを用いることができ、水平部材３１ｂのガイドレール１２への取り付けはレールクリップ３５及びボルト３３を用いて行うことができる。
本発明は、上記のように、市販の材料を用いて既存の水処理施設にスロッシング防止用の設備を簡便に設けることができる点も特徴の一つである。

また、既存の水処理施設にスロッシング防止用のガイド部材を設けるに際しては予め工場でガイド支持部材３１とガイド部材３２とを組み立てておき、これを水処理施設の現場でガイドレール１２に取り付けることができる。
このため、ドリルによって沈殿池の壁やブラケット２０に穴を開ける必要もないので、簡便かつ安全にガイド部材の取り付け作業を行うことができる。

上記のように構成された本実施形態の動作を説明する。
駆動軸７を図示しないモータによって駆動することで、駆動軸７に取り付けられたスプロケット１７ａが回転し、無端チェーン１０が周回する。無端チェーン１０が周回することにより、無端チェーン１０に取り付けられたフライト１１が上部ガイドレール１２ａ、下部ガイドレール１２ｂ、池底レール１３にガイドされながら無端チェーン１０と共に周回し、底部４に沈殿している汚泥等を底部４に形成されたピット１５に掻き寄せる。

装置を駆動中に地震が発生し、スロッシングが生ずると、水面近くにある無端チェーン１０が波によって上下及び左右に動く。
このとき、フライト１１の側端面１１ａはガイド部材の垂直ガイド部３２ａに当接して無端チェーン１０の横方向の動きが規制され、無端チェーン１０がガイドレール１２から脱線するのを防止する。
また、フライト１１の上端面１１ｂはガイド部材の水平ガイド部３２ｂに当接して無端チェーン１０の上方への動きが規制され、無端チェーン１０がスプロケット１７から脱落するのを防止する。

次に本発明の汚泥掻寄機１における脱輪防止機構の第２の実施形態を図５、６に基づいて説明する。
本実施形態では図５に示すように、フライト１１の端面にピン部材４０を設ける。
図６に示すように、支持部材３１の水平部材３１ｂがガイドレール１２にレールクリップ３５及びボルト３３によって取り付けられる。
ガイド部材３２はガイド支持部材３１の上端部に溶接又はボルトによって固定される。
一方、ガイド部材３２の垂直ガイド部３２ａはこのピン部材４０の端部と距離を置いて配置され、また、ガイド部材３２の水平ガイド部３２ｂはピン部材の上方にピン部材４０と距離を置いて配置される。

上記のように構成された本実施形態の動作を説明する。
装置を駆動中に地震が発生し、スロッシングが生ずると、水面近くにある無端チェーン１０が波によって上下及び左右に動く。このとき、ピン部材４０の端部がガイド部材３２の垂直ガイド部３２ａに当接して無端チェーン１０の横方向の動きを規制し、無端チェーン１０がガイドレールから脱線するのを防止する。
また、ピン部材４０の上面がガイド部材３２の水平ガイド部３２ｂに当接して無端チェーン１０の上方への動きを規制し、無端チェーン１０がスプロケット１７から脱落するのを防止する。

１ 汚泥掻寄機
２ 沈殿池
３ 槽
４ 底部
５ 第１従動軸
６ 第２従動軸
７ 駆動軸
８ 第３従動軸
１０ チェーン、無端チェーン
１１ フライト
１１ａ フライトの側端面
１１ｂ フライトの上端面
１２ ガイドレール
１２ａ 上部ガイドレール
１２ｂ 下部ガイドレール
１３ 池底レール
１４ 沈殿池の側壁
１５ ピット
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ スプロケット
２０ ガイドレールブラケット
２１ 第１フライトシュー
２２ 第２フライトシュー
３１ ガイド支持部材
３１ａ 垂直部材
３１ｂ 水平部材
３２ ガイド部材
３２ａ 垂直ガイド部
３２ｂ 水平ガイド部
３３ ボルト
３４ 接合板
３５ レールクリップ
４０ ピン部材

Claims (7)

1. 無端チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライトがガイドレールに沿って走行するようにした汚泥掻寄機において、
   無端チェーンと、
   ガイドレールと
   前記無端チェーンに固定されたフライトであって、その上下面に前記ガイドレールに係合してフライトを前記ガイドレールに沿って走行するようにしたフライトシューを備えたフライトと、
   前記フライト両端の側面外側に、前記ガイドレールに沿って、前記フライトから離隔した位置に設けられたガイド部材と、
   前記ガイドレールに固定され、前記ガイド部材を支持するガイド支持部材と、を有し、
   前記ガイド部材は、フライトの横方向の動きを規制する垂直ガイド部と、フライトの上方向の動きを規制する水平ガイド部とからなり、
   前記ガイド支持部材は垂直部材と水平部材とからなっており、前記水平部材の一方の端部は前記ガイドレールに固着され、他方の端部は前記垂直部材の下端部に固着されて、前記垂直部材を立設支持し、前記垂直部材の上端部は前記ガイド部材の前記垂直ガイド部と固着されている、
   ことを特徴とする汚泥掻寄機。
2. 前記ガイド部材は前記フライトの側端面及び前記フライトの上端面から離隔した位置に配置され、スロッシング発生時には、前記ガイド部材の前記垂直ガイド部はフライトの側端面と当接することによって前記フライトの横方向の動きを規制し、前記ガイド部材の水平ガイド部は前記フライトの上端面と当接することによって前記フライトの上方向の動きを規制するようにした、請求項１に記載の汚泥掻寄機。
3. 前記フライトの側端面にはピン部材が沈殿池の側壁側に伸びるように水平方向に設けられており、前記ガイド部材の前記垂直ガイド部は前記ピン部材の先端部から離隔した位置に配置され、前記水平ガイド部は前記ピン部材の上面から離隔した位置に配置され、スロッシング発生時には、前記ガイド部材の前記垂直ガイド部は前記ピン部材の先端部と当接することによって前記フライトの横方向の動きを規制し、前記ガイド部材の前記水平ガイド部は前記ピン部材の上面と当接することによって前記フライトの上方向の動きを規制するようにした、請求項１に記載の汚泥掻寄機。
4. 前記ガイド部材は、山形の形状を有する鋼からなり、前記山形の形状を有する鋼の一辺が前記垂直ガイド部を形成し、前記山形の形状を有する鋼の他の一辺が前記水平ガイド部を形成している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。
5. 前記ガイド支持部材は、形鋼からなり、そのフランジ部に前記ガイド部材の前記垂直ガイド部が固着されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。
6. 前記ガイド支持部材の前記水平部材は前記ガイドレールにレールクリップによって固着されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。
7. 前記ガイド支持部材は前記ガイドレールが支持されているガイドレールブラケットに近い位置に設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の汚泥掻寄機。

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