JP3590035B2

JP3590035B2 - 三次元回転ノズル及びそれを用いた排水処理装置

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Publication number: JP3590035B2
Application number: JP2002146577A
Authority: JP
Inventors: 明弘唐澤
Original assignee: 株式会社水光社
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2022-05-21
Also published as: JP2003334471A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元の全方向に流体を噴射することができる三次元回転ノズル及びそれを用いた排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンク等の内部を迅速に洗浄する装置として、三次元方向に洗浄水を噴射する三次元回転ノズル駆動装置が従来から使用されている。この従来から使用されている三次元回転ノズル駆動装置としては、例えば、特開平９−２２０４９４号公報に記載されているものがある。
【０００３】
このものは、洗浄ノズルの取り付け位置を調整してその噴射に伴う反力により装置本体を所望の回転速度で回転駆動し、噴水を三次元方向に噴射するとともに、オイルの摩擦力により回転速度の制御を行うものである。
【０００４】
しかしながら、例えば、特開平９−２２０４９４号公報に記載されている従来の三次元回転ノズル駆動装置は、ノズルの回転制御、位置制御等を精度良く行うことが可能であるが、構造が複雑であった。このため、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
ところで、ビル等から排出される排水を大別すると屎尿排水と屎尿以外の排水、すなわち厨房排水、風呂排水、手洗水等の雑排水とに区分される。この雑排水（以下、単に「排水」という。）の処理は、従来、図８に示す排水槽１００によって行われてきた。
【０００６】
すなわち、ビル等の各階Ｆに設置されている風呂８１や厨房８２、洗面所（図示せず）等の雑排水源からの排水が排水管８１ａ、８２ａ及び雑排水用幹線８３、流入管８４を介して地下に設置された水槽５２に流入して貯留され、排出手段（水中ポンプ）１０５によって排出管６３、放流桝９０を介して下水道に放流される。水槽５２内の水位は、通常、制御手段１０１によって排出手段１０５の頂部から上に設定される通常時許容下限水位Ｌ_２から、通常時許容上限水位Ｌ_３までの間、すなわち通常時自動排出領域内Ａａ内に維持される。制御手段１０２は、電極棒からなる検知部１０４と水位の上昇によって水位電極Ｅ_２，Ｅ_３，Ｅ_４のそれぞれと接電極Ｅ_０との間が短絡されたとき、その水位Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４に達したことを検知して排出手段１０５をＯＮ−ＯＦＦする駆動部１０３とで構成される。警報電極Ｅ_４は、その先端が水中ポンプの故障などによって排水槽からあふれるおそれのある警報水位Ｌ_４に位置する電極であり、上限電極Ｅ_３は、その先端が通常時、許容上限水位Ｌ_３に位置し、水位がその位置に達したとき、水中ポンプ１０５が駆動（ＯＮ）される。下限電極Ｅ_２はその先端が通常許容下限水位Ｌ_２に位置し、水位がこの先端より下に下がると、水中ポンプが停止（ＯＦＦ）される。
【０００７】
このような自動排出工程において、水位が通常時自動排水領域Ａａ内に維持されている間に、排水中に含まれていた非水溶性物は、水槽底面に沈殿しあるいは排水表面に浮遊し、さらには水槽壁に付着し汚染する。厨房等から誤って流されたタワシや布巾、ゴキブリなどの虫の死骸、砂、泥等の非水溶性物で比重の大きいものは沈殿物となり、油脂等有機物で比重の小さいものは、排水表面への浮遊物または水槽内面への付着物となる。
【０００８】
「建築物における衛生的環境の確保に関する法律」（ビル管理法）は排水に関する設備の掃除を６ヶ月以内に１回の清掃を義務付けていることからも明らかなように、清掃、洗浄が必要であり、従来は６ヶ月に１回定期清掃を行ってきた。定期清掃時には、作業員が排水をすべて排出し、手作業で水槽内面の付着物を除去し、除去された付着物などを沈殿物とともにバキュームカーＶで汲み取り、洗浄、消毒を行ってきた。この作業はバキュームカーＶを必要とし、大変手間がかかる作業であった。そして、バキュームカーＶで汲み取った汚物は、「産業廃棄物に該当するので産業廃棄物収集運搬に関する法律」が適用され、法改正（平成１３年４月）によって、その最終処分をする地方自治体にとっては大きな負担がかかることになった。
【０００９】
そのため、この６ヶ月に１回の定期的な清掃時の負担を少なくするために、最近では、前述の三次元回転ノズル駆動装置を水槽５２内に設け、毎日水槽５２内を洗浄し、６ヶ月に１回の定期的な洗浄時の作業員の負担及び産業廃棄物の処分費用を軽減する試みが行われている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来の三次元回転ノズル駆動装置は、ノズルの回転制御、位置制御等を精度良く行うことを目的に作製されたものであり、構造が複雑なため、製造コストが高く、水槽内への導入コストが高くなるという問題があった。そのため、三次元の全方向に確実に洗浄水等の流体を噴射できるのであれば、ノズルの回転制御等の精度がそれ程高くなくてもよく、できる限り安価な三次元回転ノズルが要望されるようになってきている。
【００１１】
本発明は、前記要望に応え得るものであり、簡単な構造で、水槽等の容器内のすみずみを確実に洗浄できるように、三次元の全方向に流体を噴出することができる三次元回転ノズル及びそれを用いた排水処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明に係る三次元回転ノズルは、内部に流体が通過する中空の固定配管に接続され、前記固定配管に一端が回転自在に連結される中空の第１軸部と、前記第１軸部の略中央に前記第１軸部に対して略直角に突出し、開口が形成されたノズルが両端に脱着自在に設けられた第１ノズル部と、前記第１軸部の他端に３０〜６０度の範囲で一端が回転自在に連結された中空の第２軸部と、前記第２軸部の他端に前記第２軸部に対して略直角に連設され、開口が形成されたノズルが両端に脱着自在に設けられた第２ノズル部と、を備えてなる三次元回転ノズルであって、前記ノズルの前記開口がそれぞれ反対方向に開口し、前記開口のそれぞれから噴射される流体の噴射力によって、前記第１軸部及び前記第２軸部のそれぞれが独立して回転し、前記第１ノズル部の一端に設けられたノズルが前記第１軸部に対して直角な仮想回転面に対して前記固定配管側に３０〜６０度の範囲で傾斜し、他端に設けられたノズルが前記仮想回転面に対して前記一端のノズルと反対側に３０〜６０度の範囲で傾斜し、前記開口のそれぞれから噴出する流体が三次元の全方向に噴射することを特徴とする。
【００１５】
第２軸部に設けられた第２ノズル部に加え、第１軸部にも第１ノズル部が設けられ、第１軸部、第２軸部の回転運動が完全に独立して行われるようになる。また、第１のノズル部及び第２のノズル部に設けられたノズルはそれぞれ脱着自在なので、水槽等の形状に合わせてノズルの開口形状を適宜選択することによって、水槽内の隅々にまで洗浄水等の流体を行きわたらせることが可能となる。また、各ノズル部のノズルから噴出する流体は、三次元の全方向に噴出することができる。さらに、各軸部を通過する流体の流量、圧力等を制御することによって、ノズル部の回転速度を制御することができる。
【００１６】
また、本発明に係る三次元回転ノズルは、前述の構成に加え、前記第１軸部と前記第２軸部のそれぞれの回転摩擦力が略同じであるものである。
【００１７】
第１軸部と第２軸部との回転摩擦力が略同じであるため、各軸部の回転運動が均等に行われ、両軸部が確実に回転運動を行うようになり、三次元の全方向に、より確実に流体を噴出することができる。
【００１８】
また、本発明に係る三次元回転ノズルは、前述の構成に加え、前記ノズルが脱着自在に設けられているものである。
【００１９】
各ノズル部に設けられたノズルが脱着自在であるため、各ノズルの開口から噴出される流体の噴出形態を開口形状を変えることによって自在に変化させることができる。このため、水槽の大きさ、形状等に合わせてノズルの開口を適宜選択して変えることによって水槽内の隅々にまで流体を噴射して行きわたらせることができる。
【００２０】
また、本発明に係る排水処理装置は、流入する排水を貯留し前記排水中に含まれる非水溶性物を沈殿させる水槽の底部に設けられ、前記底部に沈殿する沈殿物を排水とともに前記水槽外へ排出する排出手段と、前記水槽内を洗浄する洗浄手段と、前記水槽に貯留される排水の水位を検知し、検知された水位に応じて前記排出手段及び洗浄手段を制御する制御手段と、設定された所定の時間帯に前記制御手段が前記洗浄手段を作動可能とするタイマーとを備え、前記制御手段は、所定の水位を検知する検知部と、検知された水位に応じて前記排出手段及び洗浄手段を作動させる駆動部とを有し、前記検知部は、前記排出手段の下部に設けられた吸水口の上限付近に設定される準ゼロ水位を検知する準ゼロ水位センサを有し、前記タイマーがＯＦＦのときは通常モードとなり、前記タイマーがＯＮのときは洗浄モードとなり、前記通常モードにおいては、前記洗浄手段をＯＦＦとし、前記排出手段を制御して、前記水槽の水位を、水槽の底部に設けられた排出手段よりも上部に設定される通常自動排出領域内に制御し、前記洗浄モードにおいては、前記貯留された排水を排出するとともに、前記準ゼロ水位センサが準ゼロ水位を検出したとき、前記洗浄手段をＯＮして、水槽の内面を自動洗浄することを特徴とする排水処理装置であって、前記洗浄手段に用いられる洗浄ノズルに前述の構成の三次元回転ノズルを用いたものである。
【００２１】
ここに、「沈殿物」とは、タワシや布巾、ゴキブリなどの虫の死骸、砂、泥等の非水溶性物で自重で沈殿するもの、または洗浄時に水槽内面から洗い落とされる付着物、浮遊物等をいう。
この排水処理装置によると、タイマーがＯＦＦのとき、制御手段は通常モードとなり、排出手段を制御して、水位を通常自動排出領域内に維持しつつ、底部に沈殿する沈殿物を排水とともに下水道へ排出する。タイマーがＯＮになり、水位が通常時許容下限水位をきると、制御手段は洗浄モードとなり、準ゼロ水位センサが、準ゼロ水位をきったことを検知すると、洗浄手段から、三次元の全方向に洗浄液を噴出して自動洗浄を開始し、水槽内面の隅々を洗浄し、水槽内面に付着した付着物を洗い落とす。洗い落とされた付着物や沈殿物とともに、タイマーがＯＦＦになると、通常モードに戻り、洗い落とされた付着物も含む沈殿物等を排水とともに下水道へ排出する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の一例を図面に基いて説明する。図１は、本発明に係る三次元回転ノズルの第１の実施形態例を示す概略図、図２は、本発明に係る三次元回転ノズルの第２の実施形態例を示す概略図、図３は、本発明の排水処理装置の実施形態の一例の説明図、図４は、排水処理装置の洗浄手段の説明図、図５は、排水処理装置の制御手段の説明図、図６は動作の説明図、図７は、本発明の排水処理装置の他の実施形態の説明図である。
【００２３】
図１において、第１の実施形態に係る三次元回転ノズル１は、内部に流体が通過する中空の固定配管に接続され、固定配管に所定角度で一端２ａが回転自在に連結される中空の第１軸部２と、第１軸部２の他端２ｂに所定角度で一端３ａが回転自在に連結された中空の第２軸部３と、第２軸部３の他端３ｂにこの第２軸部３に対して略直角に連結され、両端に開口５ａ、５ｂが形成されたノズル７ａ、７ｂを有するノズル部６と、で構成されている。
【００２４】
第１軸部２は、一端２ａに所定角度で曲折された回転自在継手４ａが設けられており、図示しない排水槽等の水槽等に設けられている内部に流体が通過する中空の固定配管８に接続されている。回転自在継手４ａは、固定配管８から第１軸部２に向って、流体の流路を３０度から６０度の範囲で、好ましくは４５度の角度で偏向できるように曲折されているものが好ましい。このような角度で曲折されていることによって、ノズル７ａ、７ｂから噴出する流体が三次元の全方向に噴出するようになる。
【００２５】
また、第１軸部２の他端２ｂ側にも、回転自在継手４ｂが設けられている。この回転自在継手４ｂも前述の一端２ａ側に設けられている回転自在継手４ａと同様に所定角度で曲折されているものであることがノズル部６の回転運動を三次元的にするため好ましい。
【００２６】
この回転自在継手４ｂの他方側には、第２軸部３の一端３ａが連結されている。この第２軸部３の他端３ｂには、第２軸部３の軸に対して略直角に流体の流路を分流できる３口の軸継手１２が設けられている。この軸継手１２の両端にはそれぞれ軸が接続されて、ノズル部６を形成している。
【００２７】
このノズル部６の両端には、略直角に曲折した継手９ａ、９ｂが設けられている。そして、この継手９ａ、９ｂにはそれぞれ開口５ａ、５ｂを有したノズル７ａ、７ｂが設けられ、それぞれの開口５ａ、５ｂが反対方向を向くように形成されている。また、継手９ａ、９ｂは、それぞれに設けられているノズル７ａ、７ｂのいずれか一方をノズル部６の回転軸（第２軸部３）に対して直角な仮想回転面に対して０度〜６０度、好ましくは３０度〜６０度、より好ましくは４５度上側に傾斜させて、他方を下側に傾斜できるように設けられていることが好ましい。このように、ノズル７ａ，７ｂをノズル部６の軸に対して傾斜して設けることによって、これらノズル７ａ、７ｂから流体を三次元の全方向に噴出するようにできるとともに、その回転トルクによって第１軸部２を回転させることができる。ここで、ノズル７ａ、７ｂはそれぞれ継手９ａ、９ｂから脱着自在に設けられている。このため、水槽等の形状に合わせてこれらノズル７ａ、７ｂの開口形状を適宜選択することによって、ノズル開口から噴射される流体の噴射形状を例えば、扇状や円錐状等に変化させることができる。これによって、水槽内の隅々にまで洗浄水等の流体を行きわたらせることが可能となる。
【００２８】
以上のように構成されている本発明の第１の実施形態例に係る三次元回転ノズルは、水槽等の内部に流体が通過する中空の固定配管８からの流体が第１軸部２及び第２軸部３を通過し、ノズル部６の両端に設けられているノズル７ａ、７ｂから噴射する流体の噴射力の反力によって、ノズル部６及び第２軸部３は、図１に示す矢印Ｉ方向に回転運動を開始する。このノズル部６及び第２軸部３の回転運動に連動して第１軸部２も、図１の矢印ＩＩ方向に回転運動を開始するようになる。これら第１軸部２及び第２軸部３の回転速度は、内部を通過する流体の流速等によって制御することができる。また、ノズル部６の回転運動は、第１軸部２及び第２軸部３がそれぞれ所定角度を持って連結されているため、三次元的に回転運動を行う。これによって、ノズル７ａ、７ｂから噴射される流体は、三次元の全方向に向って噴射されるようになる。
【００２９】
次に、図２により、本発明に係る三次元回転ノズルの第２の実施形態例を説明する。なお、図２において、図１と同一の部品を示すものは、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３０】
図２において、第２の実施形態例に係る三次元回転ノズル１は、第１軸部２の略中央に十字継手１０が設けられ、第１軸部２に対して略直角に突出し、端部に開口を有するノズル１１ａ、１１ｂが設けられた第１ノズル部１５が設けられている。
【００３１】
ノズル１１ａ、１１ｂは、第１ノズル部１５両端に第１ノズル部１５の軸に対して略直角に曲折して設けられている継手１３ａ、１３ｂに連結され、それぞれの開口が反対方向を向くように設けられている。また、継手１３ａ、１３ｂは、ノズル１１ａ、１１ｂのいずれか一方を第１ノズル部１５の回転軸（第１軸部２）に対して直角な仮想回転面に対して０度〜６０度、好ましくは３０度〜６０度、より好ましくは４５度上側に傾斜させて、他方を下側に傾斜できるように設けられていることが好ましい。これによって、ノズル１１ａ、１１ｂから噴射される流体が三次元の全方向に噴射されるようになる。そして、ノズル１１ａ、１１ｂから噴射される流体の噴射力の反力によって第１ノズル部１５及び第１軸部２は、図２に示す矢印ＩＩの回転運動をする。
【００３２】
また、一方で、第２軸部３及びこれに連結する第２ノズル部１４は、ノズル７ａ、７ｂから噴射する流体の噴射力の反力によって、図２に示す矢印Ｉの回転運動をする。そして、前述の第１の実施形態例に係る三次元回転ノズルと同様に、第１軸部２及び第２軸部３はそれぞれ所定角度で連結されているため、各ノズル部１５、１２に設けられているノズル１１ａ、１１ｂ、７ａ、７ｂから噴射する流体は三次元の全方向に噴射されるようになる。なお、これらノズル１１ａ、１１ｂ、７ａ、７ｂはそれぞれ継手１３ａ、１３ｂ、９ａ、９ｂから脱着自在に設けられている。このため、水槽等の形状に合わせてこれらノズル１１ａ、１１ｂ、７ａ、７ｂの開口形状を適宜選択することによって、ノズル開口から噴射される流体の噴射形状を例えば、扇状や円錐状等に変化させることができる。これによって、水槽内の隅々にまで洗浄水等の流体を行きわたらせることが可能となる。また、第１軸部２と第２軸部３のそれぞれの回転摩擦力を略同じにすることによって、両者の回転速度が略同じになり、噴射される流体が三次元の全方向に均等に噴射されるようになり、いずれかの方向に偏って噴射されることを防止できる。
【００３３】
なお、本発明に係る三次元回転ノズルは、前記の実施形態例に限定されるものではなく、例えば、以下のようにすることも可能である。
【００３４】
例えば、第１軸部２の内部に、前述の特開平９−２２０４９４号公報に記載されているような、回転羽根車と、固定羽根車を形成し、第１軸部２の内部を通過する流体により、第１軸部２が回転するようにする。この場合、第１軸部２は、ノズル部６の回転運動による回転トルクに加えて、この軸部内部に形成される羽根車の回転に連動することによってスムーズに回転運動をすることが可能となる。
【００３５】
次に、以上の構成の三次元回転ノズル１を用いた排水処理装置の実施の形態の一例について説明する。
【００３６】
図３に示すように、排水槽１００は、排水処理装置６１を、既設の水槽５２に設置したものである。排水処理装置６１は、排出手段６２と、洗浄手段６５と制御手段７１とタイマー７４、流入管８４、排出管６３等を備えている。水槽５２には、蓋５３が設けられており、排水の流入管８４や排出管６３が貫通している。流入管８４から流入する排水中の非水溶性物は貯留中に、沈殿し、水槽の底部に設けられた排出手段６２によって排出管６３、逆流防止弁６４を介して排出される。
【００３７】
排出手段６２には、底部に沈殿する沈殿物等を排水とともに水槽外へ排出できる水中ポンプが用いられる。水中ポンプ６２は、羽根車と、それを回転させる水中電動機とケーシングとを備えているが、ケーシングの吸い込み口から排出口にいたるまでの流路の大きいものが好ましい。底部に沈殿する非溶解性物には、タワシ、布巾などが含まれているので、それらのものも排出できるようにするためである。したがって、クロレスポンプのように羽根車の径が小さくケーシングとの間に大きい流路が形成されるものがよい。そのかわり必要な押し上げ力を得るため、羽根車の羽根の数を増やす必要がある。また、当然ケーシングの吸込部６２ａに設けられた吸込口も上部６２ｂに設けられた排出口も沈殿する非水溶性物を排出できる大きさのものにしなければならない。排出手段６２によって吸い込まれた沈殿物は排水とともに逆止弁６４、排水管６３、放流桝９０を介して下水道に放流される。
【００３８】
洗浄手段６５は少なくとも１回の洗浄に必要な洗浄液を貯留できる洗浄タンク６７と洗浄タンク６７内に貯留された洗浄液７０を汲み上げて排出管６８、洗浄ノズル６９を介して水槽内面に撒布する洗浄ポンプ６６とで構成されている。洗浄ノズル６９は、２個しか図示していないが、水槽５２の大きさによっては複数個設けることもできる。また、洗浄ノズル６９には、前述した図１及び図２に示す本発明に係る三次元回転ノズルを使用する。これによって、洗浄する排水槽５２がどの様な形状であっても、洗浄ノズル６９が三次元の全方向に流体を噴射できるので、排水槽５２内の全面を洗浄できる。
【００３９】
洗浄に用いる洗浄液７０は、例えば、図４に示すように固形の洗剤及び殺虫剤７０ａを網状の袋７０ｂに入れて洗浄タンク６７の上部に吊るし、一方電磁弁Ｂを介して水道水Ｗを供給できるようにする。満水になると、満水センサＦが検知し、電磁弁Ｂに信号を送り、これを受けて電磁弁Ｂが閉止される。後述する制御手段が通常モードにある間は、この状態で固形の洗剤及び殺虫剤７０ａが水に溶けて洗浄液７０となり、洗浄モードになると、制御手段７１からの信号を受けて、洗浄ポンプ６６が作動し、洗浄液７０を排出管７０、ノズル６９を介して排水槽５２内に撒布する。このようにしておくと、固形の洗剤及び殺虫剤７０ａがなくなるまで、洗浄液７０が自動的に補給される。
【００４０】
排水槽５２には、従来から用いられていた既設の排水槽又はそれと同様のものが用いられ、洗浄手段６５の洗浄液排出管６８を通す穴を設けるだけでよい。
底部に傾斜部５２ａを設けておくと、沈殿する非溶解性物が排出手段（水中ポンプ）６２の吸込部６２ａの近傍に集まり、排出手段６２によって確実に吸い込まれ、排出される。傾斜部５２ａは、底面５２ｂに対して一定角度をなす斜面５２ａ_１だけを有するものでもよいが、側面近くでさらに急な斜面５２ａ_２を有するものとすると、非溶解性物がいっそう底面５２ｂに集まり易い。また、これらに限定されるものではなく、排出手段の吸水部に設けられた吸水口へ前記沈殿物等を含む排水が流入容易なように形成されればよい。
【００４１】
次に、図３及び図５に基づいて、制御手段７１及びタイマー７４について説明する。
図３に示すように、制御手段７１は、４本の水位電極Ｅ_１，Ｅ_２，Ｅ_３，Ｅ_４及び１本の接地電極Ｅ_５からなる検知部７２と、検知された水位及び後述するタイマー７４からの信号に応じて排出手段６２及び洗浄手段６５を作動させる駆動部７４とからなる。
検知部７２は、水位が水位電極Ｅ_１，Ｅ_２，Ｅ_３，Ｅ_４のうちどの電極の先端まで達しているかを接地電極Ｅ_５との間の導通状態から検知する。
【００４２】
図５に示すように、排出手段６２である水中ポンプＰ_１とサーマルリレーＲｈ及び洗浄手段６５の洗浄ポンプ６６であるポンプＰ_２とサーマルリレーＲｈはそれぞれ電磁接触器ＭＣ１及び電磁接触器ＭＣ２を介して電源に接続され、三相配線Ｄ及び遮断器ＭＣＢとともに主回路を構成している。制御手段７１は、その操作部であり、駆動部７３は、この電磁接触器ＭＣ１及び電磁接触器ＭＣ２を作動させるコイル部を含む論理回路からなる。
【００４３】
タイマー７４は、例えば１日の所定の時刻にＯＮとなり、その所定時間後ＯＦＦとなるよう設定できるタイマーであり、後述するように、例えばタイマーがＯＦＦのとき、またはタイマーがＯＮで水位が通常時許容下限水位Ｌ_２をきっていないとき制御手段７１を通常モードとし、タイマーがＯＮで通常時許容下限水位をきっているとき洗浄モードとなる。
【００４４】
次に、図６に基づいて、排出槽１０１の動作について説明する。
図５の配線用遮断器ＭＣＢを投入すると、動作がスタートする。
制御手段７１の駆動部７３がタイマーＯＮか否かを判定する（Ｓ１）。ＯＦＦであれば通常モードＴＭに入り、ＯＮであれば、水位が検知部の下限電極Ｅ_２の先端の位置Ｌ_２（通常時下限水位）に達しているか否かを判定する（Ｓ２）。達していれば、通常モードＴＭに入り、達していなければ洗浄モードＳＭに入る。
【００４５】
通常モードＴＭにおける動作は、図６に示すフローチャートの通りである。
先ず、洗浄手段６５をＯＦＦとし（Ｓ３）、排出手段６２もＯＦＦとする（Ｓ４）。排水手段６２をＯＦＦにすると、流入管８４から流入する排水によって、水位内の水位が上昇する。水位が上限電極Ｅ_３の先端の位置Ｌ_３（通常時上限水位）に達しているか否かを判定する（Ｓ５）。達していれば、排出手段６２がＯＮになり、水槽中に貯留された排水を排出し、達していなければ通常時許容上限水位Ｌ_３に達するか、タイマーがＯＮでかつ水位電極Ｅ_２が排水を検知しなくなるまで（水位が通常時許容下限水位Ｌ_３をきるまで）、スタートからの動作を繰り返す。達している場合は、次の水位電極Ｅ_４の先端の位置Ｌ_４（警報水位）に達しているか否かを判定する（Ｓ７）。排水手段１２が故障しているか、異常な流入がある場合には、この警報水位Ｌ_４に達することがあり、警報ブザー７５がＯＮし警報音を発して（Ｓ８）、警報モードＫＭに入る。警報モードＫＭでは、水位電極Ｅ_４の先端がひき続き排水を検知しているか否かを監視し（Ｓ９）、検知しなくなるまで（水位が通常上限水位Ｌ_３をきるまで）繰り返す。検知しなくなったら警報ブザーを停止する（Ｓ１０）とともにステップＳ５に戻る。
【００４６】
ステップＳ２において、下限電極Ｅ_２が排水を検知しなくなったとき（水位が通常時許容下限水位Ｌ_２をきったとき）、洗浄モードＳＭに入る。洗浄モードＳＭにおける動作は次の通りである。
先ず、排出手段６２をＯＮとし（Ｓ１１）、排水を続ける。水位が準ゼロ水位電極Ｅ_１の先端の位置Ｌ_１（準ゼロ水位）以上にあるか否かを判定し（Ｓ１２）、準ゼロ水位Ｌ_１をきるまで排水を続ける。準ゼロ水位Ｌ_１をきったとき、洗浄手段６５をＯＮして（Ｓ１３）、洗浄液７０を洗浄ノズル６９を介して撒布し、水槽内面を洗浄する。洗浄モードＳＭは、タイマーがＯＦＦとなるか、下限電極Ｅ_２が排水を検知するまで続けられる。
【００４７】
本発明の排水処理方法は、以上の動作のように、流入する排水Ｈを水槽２に貯留し、排出手段６２により自動排出して下水道に放流する自動排出工程と、自動排出工程中に汚れた水槽５２の内面を洗浄する洗浄工程とを含む排水処理方法である。そして、貯留される排水Ｈの水位を、少なくとも、水槽５２の底部に設けられた排出手段６２の頂部から上に設定される通常時許容下限水位Ｌ_２から、通常時許容上限水位Ｌ_３までの通常時自動排出領域Ａａと、水槽５２の底面２ｂから通常時許容下限水位Ｌ_２までの洗浄時排出領域Ａｂとに区分する。
排出工程は、排出手段６２を制御して水槽５２の水位を通常時自動排出領域Ａａ内に維持し、その間に沈殿する沈殿物等を排水とともに自動排出する工程とする。そして、洗浄工程は、水槽５２の貯溜水Ｈの水位が少なくとも排出手段６２の下部に設けられた吸込部６２ａの吸水口上限付近に設定された準ゼロ水位Ｌ_１以下になるまで貯留水Ｈを排出する排出ステップと、貯留水Ｈの水位が準ゼロ水位Ｌ_１をきったとき洗浄手段６５を駆動して、水槽内面を自動洗浄する自動洗浄ステップと、貯留水Ｈの水位が通常時自動排出領域Ａａに復帰する復帰ステップとからなるものである。
【００４８】
このようにすると、排出工程において、沈殿する非水溶性物を排水とともにリアルタイムに自動排出し、また、洗浄工程において、準ゼロ水位Ｌ_１まで水位を落とした後、自動洗浄ステップで水槽内面を自動洗浄するので、６ヶ月に１回手作業で洗浄したり、バキュームカーで非溶解性物を汲み取る必要がなくなり、産業廃棄物は発生しない。
【００４９】
また、排水処理装置６１は、タイマー７４がＯＦＦであるか、または水位が準ゼロ水位Ｌ_１以上であるとき、制御手段７１が通常モードとなり、排出手段６２を制御して、水位を通常自動排出領域Ａａ内に維持しつつ、底部に沈殿する非溶解性物を排水とともに下水道へ排出する。タイマーがＯＮでかつ水位が準ゼロ水位Ｌ_１をきると、制御手段６２は洗浄モードとなり、準ゼロ水位電極Ｅ_１が、排出手段６２の吸水口の上限付近に設定される準ゼロ水位Ｌ_１を検知すると、洗浄手段６５が自動洗浄を開始し、水槽内面を洗浄し、水槽内面に付着した付着物を洗い落とす。タイマー７４がＯＦＦになると、通常モードに戻り、洗い落とされた付着物や新たな沈殿物を排水とともに下水道へ排出する。したがって、排出工程も洗浄工程も自動化される。
【００５０】
また、水中ポンプＰ_１は、通常モードにおいては排水中にあるので、排水によって冷却され、洗浄モードの自動洗浄ステップにおいては、洗浄手段６５から撒布される洗浄液によって、冷却される。洗浄モードの排出ステップと復帰ステップでは、下降または上昇する排水から水中ポンプＰ_１の露出する部分が生じるが短時間であるから、過熱するおそれはない。万一過熱することがあれば、サーマルリレーＲｈが働いて水中ポンプＰ_１は停止するので、故障することはない。
【００５１】
また、排水処理装置６１の洗浄手段６５は、タイマー７４によって設定される少なくとも１回の洗浄に必要な量の洗浄液を貯留可能な洗浄タンク６７と、洗浄タンク６７内の洗浄液７０を排出する洗浄ポンプ６６と、配管６８を介して排出される洗浄液７０を水槽内面に撒布するノズル６９などを具備している。したがって、例えばタイマー７４を毎日午前零時にＯＮとなり、１０分後にＯＦＦとなるように設定すると、一日１回自動的に洗浄が行われる。洗浄タンク６７には少なくとも１回の洗浄に必要な洗浄液を貯留できるようになっているから、通常モードの間に洗浄液７０を補給できるようにしておけば、連続して次の日もまた次の日も洗浄工程が自動的に行われる。洗浄ポンプＰ_２が過負荷になったときは、サーマルリレーＲｓが働いて洗浄ポンプを停止するので、故障することはない。
【００５２】
また、洗浄ノズル６９に三次元回転ノズルを用いるため、洗浄液７０が水槽５２内の全域にわたって噴射される。このため、水槽５２の全域を確実に洗浄することができる。また、これら洗浄ノズル６９は、簡易な構造であり、噴射する洗浄液７０の噴射力によって回転する構造となっているため、故障もほとんどなく、導入コスト、維持コスト等を考慮した場合であっても、従来の排水処理装置に比べてその洗浄コストを大幅に低減することができる。
【００５３】
排水処理装置６１の洗浄手段６５では、洗浄タンク６７内に給水された水Ｗが所定の水位Ｌ_ｓに達していれば、洗浄剤保持具７０ｂに保持された洗浄剤７０ａが水に溶解し、洗浄液７０を生成する。この洗浄液７０が洗浄に使用され、一定の水位が下がると、給水センサＦが働き、給水弁Ｂが開いて給水され、常時洗浄液が供給されるので好ましいが、必要な洗浄液を手作業で補給するものも本発明に含まれる。
【００５４】
この実施形態では、制御手段７１の検知部７２は、電極Ｅ_１〜Ｅ_５で構成されるものとしたので可動部分がなく、簡単で故障の可能性が小さいので好ましいが、フロートセンサなど各種の水位センサを用いることができる。
また、駆動部７３には、リレー回路またはマイクロプロセッサとリレー回路とを組合せたものなど種々のものが適用可能である。
【００５５】
次に、図７に基づいて、本発明の排水槽の別の実施形態について説明する。
排水槽５５は、可搬型の水槽５６に排水処理装置６１をセットしたものであり、排水槽１００と異なるところは、水槽だけである。水槽５２が既設の固定型水槽であったのに対し、水槽５６は、たとえば、ＦＲＰからなる可搬型のものである。図７は、既設の水槽５２内にこの可搬型の排水槽５５を設置した例を示している。既設の水槽５２が大きすぎるとき、余分な排水能力を有する排水処理装置を設置することなく、必要な能力に合わせて形成できる利点がある。また、既設の水槽がない場合、地下室等に設置するだけでよいので水槽を新設する必要がない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の三次元回転ノズルによると、簡易な構造であるため、故障が少ないとともに、従来の三次元回転ノズルに比較するとその製造コストを大幅に低減することが可能となる。また、確実に三次元の全方向に流体を噴射することができるので、水槽等のタンク内の全面を確実に洗浄することができる洗浄ノズルとして使用することができる。
また、これら三次元回転ノズルを排水処理装置に用いることによって、産業廃棄物を低減することが可能となり、洗浄処理に要する労力等を含めたコストの大幅な削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る三次元回転ノズルの第１の実施形態例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る三次元回転ノズルの第２の実施形態例を示す概略図である。
【図３】本発明の排水槽一実施形態の説明図である。
【図４】本発明の排水処理装置の洗浄手段の説明図である。
【図５】本発明の排水処理装置の制御手段の説明図である。
【図６】本発明の排水槽の動作の説明図である。
【図７】本発明の排水槽の他の実施形態の説明図である。
【図８】従来の排水槽の説明図である。
【符号の説明】
１三次元回転ノズル
２第１軸部
３第２軸部
４ａ、４ｂ回転自在継手
５ａ、５ｂ開口
６ノズル部
７ａ、７ｂノズル

Claims

内部に流体が通過する中空の固定配管に接続され、前記固定配管に一端が回転自在に連結される中空の第１軸部と、前記第１軸部の略中央に前記第１軸部に対して略直角に突出し、開口が形成されたノズルが両端に脱着自在に設けられた第１ノズル部と、前記第１軸部の他端に３０〜６０度の範囲で一端が回転自在に連結された中空の第２軸部と、前記第２軸部の他端に前記第２軸部に対して略直角に連設され、開口が形成されたノズルが両端に脱着自在に設けられた第２ノズル部と、を備えてなる三次元回転ノズルであって、
前記ノズルの前記開口が、それぞれ反対方向に開口し、前記開口のそれぞれから噴射される流体の噴射力によって、前記第１軸部及び前記第２軸部のそれぞれが独立して回転し、
前記第１ノズル部の一端に設けられたノズルが前記第１軸部に対して直角な仮想回転面に対して前記固定配管側に３０〜６０度の範囲で傾斜し、他端に設けられたノズルが前記仮想回転面に対して前記一端に設けられたノズルと反対側に３０〜６０度の範囲で傾斜し、
前記開口のそれぞれから噴出する流体が三次元の全方向に噴射することを特徴とする三次元回転ノズル。
前記第１軸部と前記第２軸部のそれぞれの回転摩擦力が略同じである請求項１に記載の三次元回転ノズル。
流入する排水を貯留し前記排水中に含まれる非水溶性物を沈殿させる水槽の底部に設けられ、前記底部に沈殿する沈殿物を排水とともに前記水槽外へ排出する排出手段と、
前記水槽内を洗浄する洗浄手段と、
前記水槽に貯留される排水の水位を検知し、検知された水位に応じて前記排出手段及び洗浄手段を制御する制御手段と、
設定された所定の時間帯に前記制御手段が前記洗浄手段を作動可能とするタイマーとを備え、
前記制御手段は、所定の水位を検知する検知部と、検知された水位に応じて前記排出手段及び洗浄手段を作動させる駆動部とを有し、前記検知部は、前記排出手段の下部に設けられた吸水口の上限付近に設定される準ゼロ水位を検知する準ゼロ水位センサを有し、
前記タイマーがＯＦＦのときは通常モードとなり、前記タイマーがＯＮのときは洗浄モードとなり、
前記通常モードにおいては、前記洗浄手段をＯＦＦとし、前記排出手段を制御して、前記水槽の水位を、水槽の底部に設けられた排出手段よりも上部に設定される通常自動排出領域内に制御し、
前記洗浄モードにおいては、前記貯留された排水を排出するとともに、前記準ゼロ水位センサが準ゼロ水位を検出したとき、前記洗浄手段をＯＮして、水槽の内面を自動洗浄することを特徴とする排水処理装置であって、
前記洗浄手段に用いられる洗浄ノズルに請求項１又は２に記載の三次元回転ノズルを用いた排水処理装置。