JP2897717B2 - 掻寄機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掻寄機、特に汚泥
濃縮装置において、スクレーパを軸中心に円周方向に回
転させて、浮上分離槽上部に形成された浮上固形物を切
断・掻取るとともに、このスクレーパ上に設けた掻寄板
によってその浮上固形物を槽中心に設けられたホッパー
内に掻寄せ、投入する掻寄機に関する。

【０００２】

【従来の技術および問題点】例えば、汚泥濃縮装置にお
いて見られる固−液分離操作に際しては、浮上分離した
固形分は、浮上分離槽の上部から分離除去しなければな
らない。

【０００３】従来、そのような汚泥濃縮装置において、
浮上分離槽上部に浮上した浮上固形物の表面部を、回転
軸を有するスクレーパを軸中心に回動させることで外周
部に掻寄せ、浮上分離槽の外側に設けた回収装置に排出
する掻寄機はすでに公知である。

【０００４】例えば、特公昭59−2553号公報に開示され
ているように、浮上固形物表面部を軸中心に回動するス
クレーパで切断・掻取り、周壁部に設けたトラフに掻寄
せて排出する掻寄機がある。

【０００５】図３は上記公報に開示された汚泥濃縮装置
における掻寄機を構成する浮上分離槽を一部破壊して示
す略式斜視図である。

【０００６】浮上分離槽41の底部に設けた導入口42から
泡沫と共に導入された処理すべき汚泥、例えば濃縮汚泥
はその固形分に泡沫が吸着して浮上分離する。

【０００７】掻寄機44は、浮上分離槽41とその内部に設
けた中心回転軸45に高さが調節自在に取り付けられた水
平掻取刃からなるスクレーパ47とを備えている。このス
クレーパの上に設けられたチェーン49には一定間隔で複
数の掻寄板51が取り付けられており、スクレーパ47の進
行方向側では浮上分離槽41の半径方向を外側に向かって
移動する。

【０００８】回転軸45に取り付けた固定歯車52はスクレ
ーパ47に設けた回転歯車53とチェーンで連結し、一方、
この回転歯車53の回転に伴って前記掻寄板51を取り付け
たチェーンが回転される。かくして、減速機構54を介し
て回転される回転軸45の回転に伴ってスクレーパ47は浮
上分離槽の上部を回転移動しながら浮上固形分を水平方
向に切断して進む。一方、掻寄板51は固定歯車52および
回転歯車53の回転に伴ってチェーン49が回転する結果、
スクレーパ47の進行方向側ではスクレーパの上部におい
て半径方向に外側に向かって移動し、かくして、スクレ
ーパの上部に切り取られ載置された固形浮上物を、何ら
混練作用を与えることなく、そのまま浮上分離槽41の外
周に沿って設けたピット55に搬送除去する。

【０００９】しかしながら、かかる従来の掻寄機には次
のような問題点がある。

【００１０】浮上分離槽が例えば、半径2000mm以上の
大型槽になると、浮上分離槽円周上部に設けるトラフも
大型となり、装置外径が大きくなる。

【００１１】大型槽になると、それだけ掻寄せ領域も
広くなり、それに伴いスクレーパの長さが長くなり、主
軸にかかるトルクが大きくなるため、駆動部 (主軸 電
動機、減速機、チェーン等) が過大となる。

【００１２】その結果、経済的に浮上分離槽を設計す
ることができなくなる。

【００１３】しかしながら、処理能力を高めるために
は浮上分離槽の大型化は避けられない。

【００１４】このように長大化したスクレーパの場合、
中間部にスクレーパの支持腕を設け、それを浮上分離槽
の半径中心部に設けたレールに車輪で受ける構造も考え
らえるが、そのような方式の問題点は、 i)車輪のレールのレベルと汚泥掻取面のレベルが同じで
あるため、汚泥水分により車輪がスリップし、車輪が回
転しないことがあり、接触面が片減りして円滑に回転し
なくなる。

【００１５】ii) 汚泥掻取量が増えると、汚泥中の夾雑
物が車輪軸にからみつき円滑に回転しなくなる。

【００１６】iii)砂分を多く含む汚泥の場合、車輪とレ
ールの間に砂分が入り込み、長時間の運転で両者が摩耗
する。

【００１７】しかも、大規模装置の場合、スクレーパ支
持腕にかかる重量が増加するため、上記の問題で実用
化はできない。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明の目
的は、装置の大型化に対応できる効率的な掻寄機を提供
することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明者らは、
汚泥濃縮装置の処理能力を高めるためには浮上分離装置
の大型化は避けられず、それを進めるに当たって、単に
装置を大型化するだけでは、上述のような駆動部の負荷
の増加は免れず、現実的ではないことに着目した。

【００２０】また、本発明者らは、従来の掻寄機に用い
られる浮上分離槽のように中心から外側に向かって浮上
固形分を掻寄せる形態では効率的な大型化を図れず、浮
上分離槽の中心部に浮上固形物を掻寄せる方式が有効で
あることに着目した。

【００２１】なお、前述の公告公報には浮上分離槽の中
心部に向かって浮上固形分を掻寄せる態様についても言
及しているが、その趣旨は、単に掻寄板の移動方向を逆
転させると浮上固形分は中心方向に掻寄せられることを
示しているにすぎず、それ以上の具体的態様については
何一つ示唆することがない。

【００２２】かくして、本発明者らは、装置の大型化と
掻寄せ面積の増加は必ずしも同一でないことに着想し、
装置自体の容積は大型化して処理能力の増加を図る一方
で、浮上した固形分の掻寄せ面積の増大を抑えるため
に、上部が開口した逆円錐体形のような上広形のホッパ
ーを開口部を上にして槽内頂部に設け、上述の中心掻寄
せ方式によりこのホッパー内に浮上固形分を掻寄せれば
上述のような問題点が解決することを知り、本発明を完
成した。

【００２３】すでに述べたように上述の従来技術におい
ても浮上固形分を浮上分離槽周囲に掻き出す代わりに槽
中心に掻き出すことを示唆しているが、単にそれだけで
は本発明の課題が達成されないことは明らかである。

【００２４】また、本発明によれば、スクレーパの支持
についても、それを直接支持する支持腕の先端に回転案
内部材を設け、これを浮上槽掻取面上部内壁に沿って転
動させる、つまりそれに接触しながら転動させることで
その安定化を図っている。

【００２５】すなわち、本発明によれば、浮上分離槽の
実際の容積が増大すれば、つまり直径が大きくなればそ
れだけ処理能率は向上し、一方、頂部に例えば逆円錐体
形のホッパーを開口部を上にして設置すれば、槽表面積
からホッパーの開口部の占有面積を引いた面積領域に浮
上固形分は浮上することになり、それだけ浮上固形分の
掻出し領域の面積は減少することになる。したがって、
スクレーパの長さも槽半径からホッパー開口部の半径を
引いただけの長さであれば十分であり、それだけ掻出し
機構をコンパクトなものとすることが可能となる。

【００２６】また、浮上分離槽が大型化すればそれだけ
回転時のスクレーパの安定性を確保する必要があり、本
発明の場合には、そのために浮上分離槽の内壁に沿って
転動する回転案内部材を上記支持腕に好ましくは固定し
て設けることでスクレーパのより確実な支持と、その回
転の安定性をさらに確保している。

【００２７】よって、本発明は、浮上分離槽とその中央
部に設けられた上部が開口した上広形のホッパーとを備
えた掻寄機であって、該浮上分離槽の中心に設けられた
垂直回転軸と、該垂直回転軸を中心に回転自在に設けら
れ、半径方向に延在している支持腕と、該支持腕の先端
部に支持されて、前記浮上分離槽の内壁に接触して転動
する回転案内部材と、前記垂直回転軸の回転力を水平方
向の回転力に変更して前記回転案内部材に伝える動力伝
達機構と、前記支持腕によって前記垂直回転軸に対して
回転自在に支持され、該垂直回転軸を中心に回転しなが
ら浮上固形分を切断するスクレーパと、該スクレーパ上
に設けられ、該スクレーパによって切断された浮上固形
分を、前記動力伝達機構によって伝えられた動力をもっ
て前記浮上分離槽の中心に向かって移動させ前記ホッパ
ー内に投入する掻寄機構とから構成される掻寄機であ
る。

【００２８】本発明の別の態様によれば、前記動力伝達
機構が、横回転軸と、該横回転軸の両端に設けた歯車機
構とから構成され、前記垂直回転軸に係合する側の歯車
機構が傘歯車であるように構成してもよい。

【００２９】さらに別の態様によれば、前記掻寄機構
が、前記スクレーパの外周端に沿って周回するチェーン
と、それに所定間隔で取付けられた掻寄板と、前記動力
伝達機構から該チェーンに歯車機構を介して動力を伝達
する手段から構成されるようにしてもよい。

【００３０】このように、本発明の具体的態様によれ
ば、浮上分離槽の半径Ｄ、上広形のホッパーの開口部の
半径をｄとすると、本来の掻寄せ領域はπＤ² である
が、上広形のホッパーを設けることで (Ｄ² −ｒ²)×π
となり、スクレーパの長さも (Ｄ−ｄ) であればよく、
それだけスクレーパの駆動機構の負荷を少なくできる。

【００３１】なおホッパーの高さ (深さ) ｔは可及的小
であるのが好ましいが、中心部下方からの固形分の浮上
を助けるために底面を傾斜面とすることが必要であり、
好ましくはその角度を45度以上であり、そのとき、ｄ／
ｔは１以下となる。

【００３２】本発明の具体的態様によれば、垂直回転軸
からの回転力を水平方向に伝える横回転軸と前記支持腕
とを兼用させ、この横回転軸外側端部に設けた傘歯車に
より回転する第二垂直回転軸によって前記動力伝達機構
を構成し、この第二垂直回転軸により前記回転案内部材
および前記掻寄機構を駆動させるようにしてもよい。

【００３３】さらに別の具体的態様によれば、前記掻寄
機構をチェーン駆動する複数の掻寄せゴム板を備えるよ
うにしてもよく、また前記回転案内部材を前記横回転軸
外側端部スプロケットによりチェーン駆動する車輪を備
えるようにしてもよい。

【００３４】かくして、本発明によれば、浮上分離槽12
を大形化しても、むしろ掻寄機の中心部の構造が簡単に
され、動力伝達機構が簡便化され、さらにスクレーパ全
体の機構が支持腕に支持されていることから、回転時の
スクレーパの安定性が確保されるのである。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる掻寄機の
縦断面図であり、図２はその一部の平面図である。

【００３６】図中、本発明にかかる掻寄機10は、浮上分
離槽12と、その中央部に設けられ上部が開口した上広形
のホッパー14とを備えており、次の各要素から構成され
る。

【００３７】垂直回転軸16:ホッパー14内に配設された
垂直回転軸16は、浮上分離槽12の中心に配置され、図示
例ではホッパー14の中心を貫通して設けられており、中
間部にギアボックス18が設置され、頂部に設けた電動モ
ータ (減速機)19 により駆動される。適宜固定手段があ
れば、垂直回転軸は浮上分離槽12上からの垂下式として
もよい。

【００３８】支持腕20:支持腕20は垂直回転軸16を中心
に回動自在に設けられ、半径方向に延在している。支持
腕20と垂直回転軸16との接続の様子は図示しないが、ギ
アボックス18において垂直回転軸16に設けられた傘歯車
と支持腕20の先端に設けた同じく傘歯車が係合してい
る。これにより、垂直回転軸16の回転力が水平方向の回
転力に変換される。もちろん、この支持腕と水平方向の
回転軸とを別々に設けてもよいが、装置全体の構成を簡
略にするためにはそれらの両者を兼用させるのが好まし
い。

【００３９】回転案内部材22:支持腕20の他方の先端部
には、前記浮上分離槽12の内壁23に沿って転動する回転
案内部材24が支持されている。回転案内部材22は、例え
ばゴム製の車輪であり、後述する動力伝達機構によって
駆動力が与えられて内壁23に沿って転動することによっ
て、これも後述するスクレーパを垂直回転軸16を中心に
回動させる。

【００４０】動力伝達機構24:垂直回転軸16の回転力を
水平方向の回転力に変更して回転案内部材22に伝える機
構を動力伝達機構または第一動力伝達機構と称し、具体
的には、これはギアボックス18に設けた傘歯車、それと
係合する同じく傘歯車、横回転軸( 支持腕と兼用であっ
てもよい) 、横回転軸の反対側に設けた歯車機構( 図示
せず) によって構成されるが、当業者であればこれ以上
の説明を要することなく、図面から容易に理解されよ
う。

【００４１】このように、本発明にかかる動力伝達機構
は、好ましくは、横回転軸と、この横回転軸の両端に設
けた歯車機構とから構成されるが、その他の機構であっ
ても、回転案内部材に回転力を伝達できれば特定のもの
に制限されない。

【００４２】また別の構成としては、後述するスクレー
パ自体の回動運動を可能とするものであれば、上記回転
案内部材は単に回転自在の案内部材として機能させ、ス
クレーパ自体の回転運動は垂直回転軸16から、例えば支
持部材25を介して直接スクレーパに与えるように構成し
てもよい。

【００４３】スクレーパ26:スクレーパ26は、支持腕20
によって垂直回転軸16に対して回動自在に支持され、こ
の垂直回転軸16を中心に回動しながら浮上固形分を切断
する機能を有する。具体的構成としては、平板状の部材
であればよい。

【００４４】掻寄機構30:掻寄機構30は、その機能から
言えば、スクレーパ26上に設けられ、このスクレーパの
回動に伴って水平面で切断された浮上固形分を、前述の
動力伝達機構24から第二の動力伝達機構を介して伝えら
れた動力をもって浮上分離槽12の中心に向かって移動さ
せる。

【００４５】具体的な態様によれば、この掻寄機構30
は、スクレーパ26の外周端に沿って周回するチェーン32
と、それに所定間隔で取付けられた複数の例えばゴム板
製の掻寄板34と、動力伝達機構24からチェーン32に適宜
歯車機構( 図示せず) を介して動力を伝達する例えばス
プロケット36のような第二動力伝達機構とから構成され
る。なお、図２においては掻寄板34については代表例一
つだけを示し、全体としてはその軌跡のみ示す。

【００４６】かかる掻寄機構30の具体的構成は、例えば
スクリュー方式であっても浮上固形分を中心部分に掻寄
せることができればよく、特に制限されない。

【００４７】なお、以上の説明は、支持腕、スクレーパ
等については垂直回転軸中心に対称に二つ設けられてい
る例についてのものであるが、それらを２以上設けても
よく、好ましくはそれらは軸中心に対称に設けられる。

【００４８】ここで、本発明にかかる掻寄機の操作につ
いて説明すると次の通りである。

【００４９】まず、浮上分離槽12には汚泥を含むスラリ
が空気等の泡沫と共に給気口38から連続的に供給されて
凝集した汚泥に泡沫が付着することによって汚泥は槽内
を浮上する。このように浮上した固形分は液表面に集積
する。

【００５０】このとき電動モータ (減速機) により垂直
回転軸16を時計回りに回転させる。同時にこの垂直回転
軸16の下部のギアボックス18において軸に固定された傘
歯車が回転し、横回転軸である支持腕20に回転を伝え
る。この水平方向の回転力により、支持腕20の外側端部
の歯車手段ならびにスプロケットおよびチェーンにより
周壁部の回転案内部材22である車輪を回転させると同時
に、図１では上記ギャボックスに支持部材25を介して固
定されたスクレーパ26をこのギャボックス18と共に矢印
方向に反時計回りに動かす。なお、スクレーパ26の内側
端部をギャボックス18に固定したのは、スクレーパ26を
内側からも支持するためであり、図示例の場合はこれに
よってスクレーパ26に回動運動を与えるものではない。

【００５１】一方、横回転軸は端部の傘歯車( 図示せ
ず) にてスクレーパ軸35を回転させ、チェーン駆動によ
り、スクレーパ26を構成する板上部の一連の掻寄せゴム
板34を動かす。この動作により、浮上固形物を中心方向
に掻取り、中心部にあるホッパー14に浮上固形物を掻寄
せ、排出させる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、次のような優れた作用効果が得られる。

【００５３】大型の浮上分離装置の製造コスト、ラン
ニングコストの大幅な低下が実現でき、直径4000mm程度
の浮上分離槽が経済的に設計可能となる。

【００５４】従来必要とされてきた浮上分離槽円周上
部のトラフが不要となり、その分だけ装置の小型化が可
能となる。

【００５５】同一容量であっても、収容用建築物の床
面積が小さくなり、建築物の工事費が安くなる。

【００５６】スクレーパの長さを比較的短くすること
ができ、駆動用電動機および減速機の大きさを小さくで
き、イニシャルコスト、ランニングコストの大幅な低減
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる掻寄機の縦断面図である。

【図２】本発明にかかる掻寄機の部分略式平面図であ
る。

【図３】従来の掻寄機の略式斜視図である。

【符号の説明】 16：垂直回転軸 20：支持腕 22：回転案内部材 24：動力伝達機構 26：スクレーパ 30：掻寄機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 1/40 C02F 1/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮上分離槽とその中央部に設けられた上
   部が開口した上広形のホッパーとを備えた掻寄機であっ
   て、 該浮上分離槽の中心に設けられた垂直回転軸と、 該垂直回転軸を中心に回転自在に設けられ、半径方向に
   延在している支持腕と、 該支持腕の先端部に支持されて、前記浮上分離槽の内壁
   に接触して転動する回転案内部材と、 前記垂直回転軸の回転力を水平方向の回転力に変更して
   前記回転案内部材に伝える動力伝達機構と、 前記支持腕によって前記垂直回転軸に対して回転自在に
   支持され、該垂直回転軸を中心に回転しながら浮上固形
   分を切断するスクレーパと、 該スクレーパ上に設けられ、該スクレーパによって切断
   された浮上固形分を、前記動力伝達機構によって伝えら
   れた動力をもって前記浮上分離槽の中心に向かって移動
   させ前記ホッパー内に投入する掻寄機構とから構成され
   る掻寄機。
2. 【請求項２】 前記動力伝達機構が、横回転軸と、該横
   回転軸の両端に設けた歯車機構とから構成され、前記垂
   直回転軸に係合する側の歯車機構が傘歯車である請求項
   １記載の掻寄機。
3. 【請求項３】 前記掻寄機構が、前記スクレーパの外周
   端に沿って周回するチェーンと、それに所定間隔で取付
   けられた掻寄板と、前記動力伝達機構から該チェーンに
   歯車機構を介して動力を伝達する手段から構成される請
   求項１または２項記載の掻寄機。