JP3699817B2 - 曝気装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水の浄化等に用いられる曝気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特公昭６３−５１７６０号公報に開示されているように、羽根車の回転によって汚水等の被処理液を吸引し、当該被処理液に空気を供給して曝気を行う曝気装置が知られている。図６に示すように、上記曝気装置は、水中ギヤードモータａの軸端に羽根車ｃを取り付けて形成された本体部Ａと、被処理液の流路ｅを形成する装置ケーシングＢとにより構成されている。この本体部Ａと装置ケーシングＢとは、取付金具ｄを介して固定されている。水中ギヤードモータａは、水中モータａ１と減速機ａ２とにより構成されている。
【０００３】
水中ギヤードモータａに交流電力を供給すると、水中モータａ１が駆動して、羽根車ｃが回転する。その結果、被処理液は流路ｅ中に吸引され、散気管ｆから供給された空気と撹拌混合した後、水平方向に開口した吐出口ｇから吐出される。
【０００４】
一般に、曝気装置の性能は、ポンプの単位出力当たりの吐出流量に大きく左右され、吐出流量が多くなるほど装置の性能も良くなる。吐出流量を多くするためには、大きな羽根車を低速で回転させることが望ましい。そのため、上記のような曝気装置では、通常、極数が４の水中モータａ１を減速機ａ２で減速させていた。このように、羽根車ｃには減速機ａ２によって減速された回転駆動力が伝達されるので、羽根車ｃは低速で回転する。その結果、単位出力あたりの吐出流量が十分な量に確保されていた。
【０００５】
ところで、水中ギヤードモータａに供給される交流電力の周波数は、曝気装置が使用される地域によって異なる。例えば、関東地域では５０Ｈｚの交流電力が供給され、関西地域では６０Ｈｚの交流電力が供給される。ところが、電源周波数が異なると、モータの回転数、ひいては羽根車ｃの回転数が異なってくる。そのため、電源周波数が異なる複数の地域において同一規格（同一吐出流量）の曝気装置を提供するためには、各地域ごとに種類の異なった羽根車を使用しなければならなかった。つまり、従来は、電源周波数の小さな地域では、回転数当たりの吐出流量が相対的に大きな羽根車を使用する一方、電源周波数の大きな地域では、回転数当たりの吐出流量が相対的に小さな羽根車を使用することにより、いずれの地域においても吐出流量が同一になるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の曝気装置では、羽根車ｃの回転数を低下させるために減速機ａ２が必要であったため、部品点数が増加していた。そのため、製造工程が複雑であった。また、減速機ａ２は比較的高価な機器であるため、曝気装置のコスト低減の妨げとなっていた。
【０００７】
また、減速機ａ２内には減速ギアとしての歯車が設けられており、この歯車を潤滑するために、ギアオイルが必要である。ギアオイルは劣化しやすいため、定期的に交換を行わなければならない。そのため、頻繁にメンテナンスを行わなければならず、多くのメンテナンス費用が必要であった。
【０００８】
また、減速機ａ２において相当量の動力損失が起こるため、曝気装置全体として、多くの損失が発生していた。そのため、減速機ａ２を使用する以上、装置の飛躍的な効率向上は困難であった。
【０００９】
さらに、各地域ごとに電源周波数に応じた羽根車を設計及び製作する必要があったため、同一規格の曝気装置に対して羽根車を共通化できないという課題があった。通常、羽根車の設計及び製造には、多大のコストと時間が必要とされる。そのため、各地域ごとに別種類の羽根車が必要となり、曝気装置全体の開発及び製作に多くの時間とコストがかかっていた。その結果、規格統一による部品共通化のメリットが十分に享受できないという課題があった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、減速機を不要にするとともに羽根車を共通化して、装置の製造を簡易かつ安価に行い、加えて、羽根車の回転に伴う損失を低減して、性能を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、減速機を用いることなく、モータを羽根車に直接接続（直結）することとし、加えて、使用電源周波数に応じて相対的に極数の大きなモータを用いることとした。また、電源周波数が異なる複数の地域で使用される複数の機種に対し、羽根車の回転数がいずれの地域においても同一となるように、それぞれの電源周波数に応じた極数のモータを設ける一方、羽根車を含む他の部品は共通化することとした。
【００１２】
具体的には、第１の発明が講じた手段は、所定の第１設計周波数の交流電力が供給されて所定回転数で回転する第１モータと、所定の第２設計周波数の交流電力が供給されて該所定回転数で回転するように該第１モータと極数が異なる第２モータとのいずれをも取付自在なモータ取付部が形成されたモータケーシングに、該第１モータまたは該第２モータのいずれか一方のモータが取り付けられ、上記第１モータのシャフト及び上記第２モータのシャフトのいずれもが接続自在なシャフト接続部が設けられた羽根車が上記一方のモータに接続されて本体部が構成され、上記モータケーシングに上記第１モータを取り付けると共に該第１モータのシャフトに上記羽根車を接続して成る第１本体部と、上記モータケーシングに上記第２モータを取り付けると共に該第２モータのシャフトに上記羽根車を接続して成る第２本体部とのいずれをも取付固定自在に形成された装置ケーシングに対し、上記本体部が取付固定されて構成されていることとしたものである。
【００１３】
上記発明特定事項により、第１設計周波数の交流電力が供給される第１モータを備える装置と、第２設計周波数の交流電力が供給される第２モータを備える装置とが、モータケーシング、羽根車及び装置ケーシングを共通化したうえで得られることになる。それら装置の羽根車の回転数はともに所定回転数であるため、それらの装置はいずれも所定の定格能力を発揮することになる。そのため、電源の周波数が異なる複数の地域で使用される複数種類の曝気装置に対し、モータ以外の部品を共通化することができる。また、減速機を用いないため、安価に構成されるとともに、メンテナンス周期が長期化し、さらに、減速に伴う損失が低減し、装置の効率が向上する。
【００１４】
第２の発明が講じた手段は、上記第１の発明において、第１設計周波数は５０Ｈｚであり、第１モータの極数は１０である一方、第２設計周波数は６０Ｈｚであり、第２モータの極数は１２であることとしたものである。
【００１５】
上記発明特定事項により、電源周波数が５０Ｈｚの地域で使用される曝気装置と、電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用される曝気装置との間で、羽根車を含め、モータ以外の部品が共通化されることになる。
【００１６】
第３の発明が講じた手段は、設計周波数が１０×ｎ（ｎは自然数）Ｈｚの第１曝気装置、及び設計周波数が１０×ｍ（ｍはｎと異なる自然数）Ｈｚの第２曝気装置を製造する曝気装置の製造方法であって、極数が２×ｎの第１モータを製作する第１モータ製作工程と、上記第１モータと同一形状を有し且つ極数が２×ｍの第２モータを製作する第２モータ製作工程と、上記第１モータ及び第２モータのいずれも取付自在に構成された所定のモータ取付部を有するモータケーシングを製作するモータケーシング製作工程と、上記第１モータ及び第２モータのいずれのシャフトにも接続自在に構成された所定のシャフト接続部を有する羽根車を製作する羽根車製作工程と、羽根車を収納すると共に、羽根車の回転によって吸引した被処理液を気体と撹拌混合させて吐出する流路を区画形成する装置ケーシングを製作する装置ケーシング製作工程と、上記モータケーシングのモータ取付部に上記第１モータを取り付けると共に上記羽根車を該第１モータの上記シャフト接続部に接続して第１本体部を形成し、該第１本体部を上記ケーシングに取付固定する第１曝気装置組立工程と、上記モータケーシングのモータ取付部に上記第２モータを取り付けると共に上記羽根車を該第２モータの上記シャフト接続部に接続して第２本体部を形成し、該第２本体部を上記ケーシングに取付固定する第２曝気装置組立工程とを包含していることとしたものである。
【００１７】
上記発明特定事項により、モータケーシング製作工程において製作したモータケーシング、羽根車製作工程において製作した羽根車、及び装置ケーシング製作工程において製作した装置ケーシングは、第１曝気装置及び第２曝気装置のいずれにも使用されるので、それらの工程は、第１曝気装置の製造工程及び第２曝気装置の製造工程において共通化されることになる。また、第１曝気装置組立工程と第２曝気装置組立工程とは、モータケーシングの取付部に取り付けるモータの種類、及び羽根車のシャフト接続部に接続するモータの種類が異なっているのみであり、製造の工程自体は同様である。そのため、製造工程の共通化を一層促進することができ、使用電源周波数の異なる２種類の曝気装置がより安価かつ迅速に製造されることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１及び図４に示すように、本発明の実施の形態としての第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２は、所定の定格能力を出力するように規格化された種類の異なる装置である。第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とは、設計周波数（供給される電源周波数）がそれぞれ異なっている。
【００２０】
−第１曝気装置６１−
第１曝気装置６１は、電源周波数が５０Ｈｚ（第１設計周波数）の地域で使用される装置である。図１に示すように、第１曝気装置６１は、第１モータ２のシャフト１３に直結された羽根車８の回転によって、上方から被処理液を吸い込み、給気管１１を通じて供給した空気を当該被処理液に撹拌混合して、下方の吐出口１５から略水平方向に吐出するものである。
【００２１】
まず、第１曝気装置６１の構成を説明する。第１曝気装置６１の装置ケーシングＢは、吐出ケーシング１０の上に吸込ケーシング９が取付固定されることによって形成されている。吸込ケーシング９は略円筒形状に形成され、被処理液の吸入を容易にするため、上側開口に向かって末広がり状になっている。吸込ケーシング９の下側開口の外周囲には、吐出ケーシング１０との接続部となるフランジ３１が設けられている。吐出ケーシング１０の上端は、吸込ケーシング９の下側開口と滑らかに連続するように当該下側開口と同心円状に開口し、その外周囲には上記フランジ３１と当接するフランジ３２が形成されている。このフランジ３１とフランジ３２とがボルト（図示せず）で締結されることにより、吸込ケーシング９と吐出ケーシング１０とが固定されている。
【００２２】
吐出ケーシング１０の底部には、中心部に給気管１１用の挿通孔３４が設けられた平坦部３３が形成され、その平坦部３３の周囲には、外側に向かって下向きに傾斜した内側斜面３５が形成されている。そして、この内側斜面３５と、内側斜面３５と同様に傾斜した外枠部分との間に、全周に開口する吐出口１５が形成されている。このように、装置ケーシングＢ内には、吸込口１４を通じて上方から吸い込んだ被処理液が流れ方向を変化させて吐出口１５から略水平方向に向かって吐出されるような流路１６が形成されている。
【００２３】
吐出ケーシング１０の平坦部３３には、空気の供給源としてのブロア（図示せず）に接続された給気管１１が接続されている。給気管１１は挿通孔３４を貫通し、その開口部は吐出ケーシング１０の下端面から上方に突出している。この給気管１１の開口は、空気室１７と流路１６とを区画する空気室ケーシング１２の上面と所定間隔を存して対向している。空気室ケーシング１２は、給気管１１から供給された空気をいったん貯留した後、流路１６に対して均等に供給するための空気室１７を区画形成している。空気室ケーシング１２の側面は吐出ケーシング１０の内側斜面３５に沿って傾斜しており、その下端部には、空気室１７内の空気を流路１６内の被処理液に供給して撹拌混合するための供給路１８が形成されている。
【００２４】
装置ケーシングＢの上部には、被処理液を吸引して撹拌する駆動力を付与する本体部Ａが設けられている。本体部Ａは、モータケーシング１、モータケーシング１に収納された第１モータ２、第１モータ２のシャフト１３、オイルケーシング３、及び羽根車８等が組み立てられて構成されている。
【００２５】
モータケーシング１は、上側が閉鎖された略円筒形状に形成されている。モータケーシング１の内径は、所定形状を有する第１モータ２の外径に等しい。モータケーシング１の内部には、モータ室４０が区画形成されている。このモータケーシング１の内壁は、第１モータ２を取り付けるためのモータ取付部８１を形成している。
【００２６】
第１モータ２は、モータケーシング１の内壁のモータ取付部８１に固定された円筒状のステータ２ａと、ステータ２ａの内部にステータ２ａと同心円状に配置されたロータ２ｂとを備えている。そして、第１曝気装置６１の特徴として、第１モータ２は、極数が１０のモータで構成されている。つまり、第１モータ２は、周波数が５０Ｈｚの交流電力が供給された場合に、回転数が６００ｒｐｍとなるように構成されている。
【００２７】
ロータ２ｂの内周面には、下方に向かって延びるシャフト１３が固定されている。シャフト１３は、図示しない上部軸受けと、オイルケーシング３の上部に保持された下部軸受４とによって、回転自在に支持されている。オイル室２５を区画形成するオイルケーシング３は、中央部が下方に向かって階段状に陥没するように形成され、中心部にはシャフト１３が貫通している。シャフト１３を軸支する下部軸受４は、オイルケーシング３における底部に向かって一段目の部分に保持されている。オイルケーシング３の外周部２１の下端部は、メカニカルシールブラケット７の外周部２２に固定されている。一方、オイルケーシング３の内周部２３の下端部は、メカニカルシール６を介して、メカニカルシールブラケット７の内周部２４と接続されている。その結果、オイルケーシング３及びメカニカルシールブラケット７によって、シャフト１３の軸封部であるメカニカルシール６に潤滑剤としてのオイルを供給するオイル室２５が区画形成されている。また、モータ室４０がオイルケーシング３によって封止され、モータ室４０に被処理液が侵入しないように構成されている。
【００２８】
モータケーシング１とオイルケーシング３とは、ボルト４１によって締結されている。従って、オイルケーシング３はモータケーシング１を固定支持するとともに、下部軸受４を介してシャフト１３を回転自在に支持している。
【００２９】
そして、本発明の特徴として、羽根車８は、ナット５１によって、第１モータ２のシャフト１３の先端部に締結されている。詳しくは、羽根車８は、シャフト１３の先端部を挿通させると共に当該先端部をナット５１によって締結することによって羽根車８とシャフト１３とを接続するためのシャフト接続部８２を備えている。そして、当該シャフト接続部８２において、第１モータ２と羽根車８とが直接接続されている。
【００３０】
羽根車８は、略円筒形状のハブ３６と、ハブ３６の外周面に突設された複数の羽根３７とから構成されている。シャフト１３は、ハブ３６の中央部に設けられた取付孔に挿通されて締結されている。この取付孔は、シャフト接続部８２の一部を構成している。これにより、シャフト１３の回転に従って羽根車８が回転し、被処理液を上方から下方に導く吸引力が発生するようになっている。
【００３１】
この第１曝気装置６１では、オイルケーシング３の一部が中心部から外側に向かって延び、本体部Ａと装置ケーシングＢとを固定する固定部材としての取付用アーム部５が構成されている。つまり、取付用アーム部５はオイルケーシング３に一体ものとして形成されている。具体的には、図２に示すように、オイルケーシング３の中心部から、３本の取付用アーム部５が互いに均等の角度（１２０゜）を保つように、放射状に延びている。取付用アーム部５の先端部には、取付孔２６が形成されている。そして、吸込ケーシング９に形成された取付孔２７と当該取付孔２６とを重ね合わせることによって本体部Ａを位置決めし、ボルト２８をこれら取付孔２６，２７に挿通させて締結することにより、本体部Ａと装置ケーシングＢとが固定されている。
【００３２】
図３に示すように、取付用アーム部５は、断面形状が下向きに凹状の略コ字形に形成されている。そして、取付用アーム部５の上面における羽根車８の反回転方向側は水平面Ｐ１に形成され、回転方向側は、回転方向に向かって下方に傾斜した傾斜面Ｐ２に形成されている。つまり、取付用アーム部５の断面形状は左右に非対称な略コ字形になっており、回転方向側（図３における左側）の傾斜面Ｐ２は、被処理液の流入方向に沿うように傾斜している。詳しくは、傾斜面Ｐ２は、取付用アーム部５の強度を維持し且つ被処理液中の繊維物のからみつきを防止するのに好適なように、水平面Ｐ１に対して１０゜〜４０゜の所定角度をなすように傾斜している。なお、本実施形態では特に、傾斜面Ｐ２は水平面Ｐ１に対して２０゜の角度をなすように形成されている。このように、取付用アーム部５は、被処理液中の繊維物の堆積を抑制して繊維物がからみつかないように、繊維物がその表面上を滑って下流側に流れやすい形状に形成されている。
【００３３】
モータケーシング１の上面には、電源ケーブル５５を挿通するためのケーブル取出部５６が形成されている。電源ケーブル５５には防水処理がなされている。この電源ケーブル５５は、５０Ｈｚの交流電力を供給する図示しない交流電源と第１モータ２とを接続しており、当該交流電源から供給された交流電力を第１モータ２に供給する。
【００３４】
次に、第１曝気装置６１の動作を説明する。
【００３５】
電源ケーブル５５を介して第１モータ２に５０Ｈｚの交流電力が供給されると、第１モータ２が駆動し、シャフト１３の回転に従って羽根車８が約６００ｒｐｍの回転数で回転する。この羽根車８の回転によって、被処理液が吸込口１４を通じて流路１６に対して斜め下向きに吸い込まれる。一方、ブロア（図示せず）から給気管１１を通じて送風された空気は、空気室１７に放出された後、供給路１８を通じて流路１６中の被処理液に混合撹拌される。そして、気泡を含んだ混合液は、流れ方向を下向き方向から水平方向に変化させつつ流路１６を流通し、吐出口１５から略水平方向に向かって吐出される。
【００３６】
−第２曝気装置６２−
次に、第２曝気装置６２について説明する。図４に示すように、第２曝気装置６２は、第１曝気装置６１と同様、羽根車８が第２モータ７２のシャフト１３に直結された曝気装置である。しかし、第２曝気装置６２は、第１曝気装置６１と異なり、設計周波数が６０Ｈｚ（第２設計周波数）の曝気装置である。つまり、第２曝気装置６２は、使用電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用される曝気装置である。
【００３７】
この第２曝気装置６２は、第１曝気装置６１において、第１モータ２を第２モータ７２に置き換えた構成をしている。つまり、第２曝気装置６２は、第２モータ７２以外の部分はすべて第１曝気装置６１と同様である。
【００３８】
第２曝気装置６２の第２モータ７２は、第１曝気装置６１の第１モータ２と同一形状かつ同一寸法に構成され、第１曝気装置６１と同様、モータケーシング１の所定のモータ取付部８１に取り付けられている。しかし、第２モータ７２は、第１モータ２と異なり、周波数が６０Ｈｚの交流電力が供給された場合に回転数が６００ｒｐｍとなるように、極数が１２のモータによって構成されている。
【００３９】
電源ケーブル５５は、６０Ｈｚの交流電力を供給する交流電源（図示せず）と第２モータ７２とを接続している。
【００４０】
第２曝気装置６２の運転時には、電源ケーブル５５を介して上記交流電源から６０Ｈｚの交流電力が供給され、第２モータ７２が駆動してシャフト１３が約６００ｒｐｍの回転数で回転する。このシャフト１３の回転に従って羽根車８も約６００ｒｐｍの回転数で回転し、第１曝気装置６１と同様に、被処理液が流路１６に吸引され、空気と撹拌混合された後に、吐出口１５から吐出される。
【００４１】
このように、第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とでは、各モータ２，７２の形状及び寸法を同一とすることにより、モータ２，７２以外の部品を共通化している。
【００４２】
−第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２の製造方法−
第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とは、モータ２，７２以外の部品が共通化されていることから、同一の製造工程に従って製造される。次に、図５を参照しながら、第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２の製造方法を説明する。
【００４３】
まず、ステップＳＴ１〜ＳＴ５において、各要素部品を製作する。ステップＳＴ１は、極数が１０の第１モータ２を製作する第１モータ製作工程である。ステップＳＴ２は、極数が１２の第２モータ７２を製作する第２モータ製作工程である。ステップＳＴ３の羽根車製作工程では、回転数が６００ｒｐｍのときに所定の定格流量の被処理液を吐出するような羽根車８を製作する。ステップＳＴ４のモータケーシング製作工程においては、第１モータ２または第２モータ７２を取り付けるための所定の容積及びモータ取付部８１を有するモータケーシング１を製作する。ステップＳＴ５では、第１モータ２または第２モータ７２のシャフト１３に応じたオイルケーシング３、メカニカルシールブラケット７等を製作する。なお、上記ステップＳＴ１〜ＳＴ５は、互いに独立して行われる製作工程であるので、それぞれの工程はどのような順序で行ってもよく、また、並行して行ってもよいことは勿論である。
【００４４】
上記ステップＳＴ１〜ＳＴ５が終了した後は、ステップＳＴ６及びＳＴ７に進み、各要素部品を組み立てて本体部Ａを製作する。この際、まず、製造しようとする曝気装置の種類に応じて、モータケーシング１に第１モータ２または第２モータ７２のいずれかを取り付ける。
【００４５】
具体的には、ステップＳＴ６では、モータケーシング１に第１モータ２を取り付け、モータケーシング１にオイルケーシング３を取り付け、オイルケーシング３上に下部軸受４を固定する。また、オイルケーシング３にメカニカルシールブラケット７を固定するとともに、オイルケーシング３とメカニカルシールブラケット７との間に、シャフト１３を軸封するメカニカルシール６を取り付ける。そして、ナット５１を用いてシャフト１３の先端部に羽根車８を締結する。このようにして、第１本体部が組み立てられる。
【００４６】
一方、ステップＳＴ７では、モータケーシング１に第２モータ７２を取り付け、その後は上記ステップＳＴ６と同様にして、第２本体部を組み立てる。
【００４７】
ステップＳＴ８においては、装置ケーシングＢを組み立てる。詳しくは、吐出ケーシング１０に給気管１１を取り付けるとともに、吐出ケーシング１０の上に吸込ケーシング９を固定する。
【００４８】
なお、ステップＳＴ６〜ＳＴ８は、互いに独立した工程であるので、それぞれの工程はどのような順序で行ってもよく、また、並行して行ってもよい。
【００４９】
そして、上記ステップＳＴ６〜ＳＴ８が終了した後は、ステップＳＴ９及びＳＴ１０において、本体部と装置ケーシングＢとを組み立てて、曝気装置を完成する。
【００５０】
具体的には、ステップＳＴ９において、上記第１本体部のオイルケーシング３から延びる取付用アーム部５を装置ケーシングＢに締結し、第１本体部と装置ケーシングＢとを固定する。このことにより、第１曝気装置６１が完成する。
【００５１】
一方、ステップＳＴ１０においては、ステップＳＴ９と同様にして、上記第２本体部と装置ケーシングＢとを固定することによって、第２曝気装置６２が完成する。
【００５２】
なお、上記ステップＳＴ６、ＳＴ８及びＳＴ９の工程により、第１曝気装置組立工程が構成され、上記ステップＳＴ７、ＳＴ８及びＳＴ１０の工程により、第２曝気装置組立工程が構成されている。
【００５３】
−本実施形態の効果−
第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２では、比較的極数の多いモータ２，７２で羽根車８を回転させることとしたので、羽根車８の回転数を低く抑えるために減速機を設ける必要がなく、モータ２，７２と羽根車８とを直結することができる。そのため、高価な減速機が不要なので、曝気装置を安価に構成することが可能となる。また、本体部Ａに減速機を組み立てる工程が不要となり、製造が簡単になる。さらに、ギアオイルの交換が不要となり、メンテナンスの周期を長期化することができるので、メンテナンス性が向上する。また、減速機による動力損失がないので、ポンプ効率を従来以上に高めることが可能となる。
【００５４】
第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とは、モータ２，７２以外の部分は互いに共通しているため、部品の共通化によるコスト低減及び製造工程の簡単化を図ることができる。特に、設計及び製造に多大の時間及びコストが必要とされる羽根車８を共通化することができるため、部品共通化のメリットを著しく発揮させることが可能となる。
【００５５】
なお、モータの極数は１０または１２に限定されるものではなく、電源周波数に応じて、種々の極数のモータを使用することができる。例えば、羽根車の定格回転数が６００ｒｐｍである場合には、電源周波数が１０×ｎ（ｎは自然数）Ｈｚの地域では、極数が２×ｎのモータを使用することができる。また、羽根車の定格回転数が３００ｒｐｍである場合には、電源周波数が１０×ｎＨｚの地域では、極数が４×ｎのモータを使用することができる。
【００５６】
電源周波数が５０Ｈｚの地域で使用するモータの極数と電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用するモータの極数とが５対６の比例関係にあるような２種類のモータを、各地域に応じて使い分けるようにしてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、モータ以外の部品はすべて共通化していたが、羽根車を含む一部の部品のみを共通化した場合であっても、本発明の効果が得られることは勿論である。
【００５８】
また、モータ２とモータ７２とは互いに同一形状且つ同一寸法のモータであったが、羽根車を含む一部の部品を共通化できるのであれば、それらは同一の形状でなくても、同一の寸法でなくてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、第１〜第２の発明によれば、第１モータは第１設計周波数の交流電力の供給により所定回転数で回転し、第２モータは第２設計周波数の交流電力の供給により第１モータと同一の回転数で回転するので、電源周波数が第１設計周波数の地域では第１モータを搭載した装置を使用する一方、電源周波数が第２設計周波数の地域では第２モータを搭載した装置を使用することにより、モータ以外の部品を共通化することができる。特に、モータケーシングには所定のモータ取付部が形成され、羽根車には所定のシャフト接続部が形成され、装置ケーシングは第１及び第２本体部の双方を取付固定自在に形成されているので、製造組立が容易であり、部品を共通化することのメリットを十分に享受することができる。また、減速機が不要であるため、低コスト化、メンテナンス周期の長期化、装置の効率向上の効果が得られる。
【００６０】
第３の発明によれば、電源周波数の異なる２つの地域で使用される同一能力の第１曝気装置及び第２曝気装置を、同一の製造工程に従って、簡易かつ安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１曝気装置の縦断面図である。
【図２】 第１曝気装置の上面図である。
【図３】 取付用アーム部の断面図である。
【図４】 第２曝気装置の縦断面図である。
【図５】 第１曝気装置及び第２曝気装置の製造工程図である。
【図６】 従来の曝気装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ モータケーシング
２ 第１モータ
３ オイルケーシング
５ 取付用アーム部
６ メカニカルシール
８ 羽根車
１１ 給気管
１３ シャフト
１６ 流路
６１ 第１曝気装置
６２ 第２曝気装置
８１ モータ取付部
８２ シャフト接続部
Ａ 本体部
Ｂ 装置ケーシング
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水の浄化等に用いられる曝気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特公昭６３−５１７６０号公報に開示されているように、羽根車の回転によって汚水等の被処理液を吸引し、当該被処理液に空気を供給して曝気を行う曝気装置が知られている。図６に示すように、上記曝気装置は、水中ギヤードモータａの軸端に羽根車ｃを取り付けて形成された本体部Ａと、被処理液の流路ｅを形成する装置ケーシングＢとにより構成されている。この本体部Ａと装置ケーシングＢとは、取付金具ｄを介して固定されている。水中ギヤードモータａは、水中モータａ１と減速機ａ２とにより構成されている。
【０００３】
水中ギヤードモータａに交流電力を供給すると、水中モータａ１が駆動して、羽根車ｃが回転する。その結果、被処理液は流路ｅ中に吸引され、散気管ｆから供給された空気と撹拌混合した後、水平方向に開口した吐出口ｇから吐出される。
【０００４】
一般に、曝気装置の性能は、ポンプの単位出力当たりの吐出流量に大きく左右され、吐出流量が多くなるほど装置の性能も良くなる。吐出流量を多くするためには、大きな羽根車を低速で回転させることが望ましい。そのため、上記のような曝気装置では、通常、極数が４の水中モータａ１を減速機ａ２で減速させていた。このように、羽根車ｃには減速機ａ２によって減速された回転駆動力が伝達されるので、羽根車ｃは低速で回転する。その結果、単位出力あたりの吐出流量が十分な量に確保されていた。
【０００５】
ところで、水中ギヤードモータａに供給される交流電力の周波数は、曝気装置が使用される地域によって異なる。例えば、関東地域では５０Ｈｚの交流電力が供給され、関西地域では６０Ｈｚの交流電力が供給される。ところが、電源周波数が異なると、モータの回転数、ひいては羽根車ｃの回転数が異なってくる。そのため、電源周波数が異なる複数の地域において同一規格（同一吐出流量）の曝気装置を提供するためには、各地域ごとに種類の異なった羽根車を使用しなければならなかった。つまり、従来は、電源周波数の小さな地域では、回転数当たりの吐出流量が相対的に大きな羽根車を使用する一方、電源周波数の大きな地域では、回転数当たりの吐出流量が相対的に小さな羽根車を使用することにより、いずれの地域においても吐出流量が同一になるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の曝気装置では、羽根車ｃの回転数を低下させるために減速機ａ２が必要であったため、部品点数が増加していた。そのため、製造工程が複雑であった。また、減速機ａ２は比較的高価な機器であるため、曝気装置のコスト低減の妨げとなっていた。
【０００７】
また、減速機ａ２内には減速ギアとしての歯車が設けられており、この歯車を潤滑するために、ギアオイルが必要である。ギアオイルは劣化しやすいため、定期的に交換を行わなければならない。そのため、頻繁にメンテナンスを行わなければならず、多くのメンテナンス費用が必要であった。
【０００８】
また、減速機ａ２において相当量の動力損失が起こるため、曝気装置全体として、多くの損失が発生していた。そのため、減速機ａ２を使用する以上、装置の飛躍的な効率向上は困難であった。
【０００９】
さらに、各地域ごとに電源周波数に応じた羽根車を設計及び製作する必要があったため、同一規格の曝気装置に対して羽根車を共通化できないという課題があった。通常、羽根車の設計及び製造には、多大のコストと時間が必要とされる。そのため、各地域ごとに別種類の羽根車が必要となり、曝気装置全体の開発及び製作に多くの時間とコストがかかっていた。その結果、規格統一による部品共通化のメリットが十分に享受できないという課題があった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、減速機を不要にするとともに羽根車を共通化して、装置の製造を簡易かつ安価に行い、加えて、羽根車の回転に伴う損失を低減して、性能を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、減速機を用いることなく、モータを羽根車に直接接続（直結）することとし、加えて、使用電源周波数に応じて相対的に極数の大きなモータを用いることとした。また、電源周波数が異なる複数の地域で使用される複数の機種に対し、羽根車の回転数がいずれの地域においても同一となるように、それぞれの電源周波数に応じた極数のモータを設ける一方、羽根車を含む他の部品は共通化することとした。
【００１２】
具体的には、第１の発明が講じた手段は、所定の第１設計周波数の交流電力が供給されて所定回転数で回転する第１モータと、所定の第２設計周波数の交流電力が供給されて該所定回転数で回転するように該第１モータと極数が異なる第２モータとのいずれをも取付自在なモータ取付部が形成されたモータケーシングに、該第１モータまたは該第２モータのいずれか一方のモータが取り付けられ、上記第１モータのシャフト及び上記第２モータのシャフトのいずれもが接続自在なシャフト接続部が設けられた羽根車が上記一方のモータに接続されて本体部が構成され、上記モータケーシングに上記第１モータを取り付けると共に該第１モータのシャフトに上記羽根車を接続して成る第１本体部と、上記モータケーシングに上記第２モータを取り付けると共に該第２モータのシャフトに上記羽根車を接続して成る第２本体部とのいずれをも取付固定自在に形成された装置ケーシングに対し、上記本体部が取付固定されて構成されていることとしたものである。
【００１３】
上記発明特定事項により、第１設計周波数の交流電力が供給される第１モータを備える装置と、第２設計周波数の交流電力が供給される第２モータを備える装置とが、モータケーシング、羽根車及び装置ケーシングを共通化したうえで得られることになる。それら装置の羽根車の回転数はともに所定回転数であるため、それらの装置はいずれも所定の定格能力を発揮することになる。そのため、電源の周波数が異なる複数の地域で使用される複数種類の曝気装置に対し、モータ以外の部品を共通化することができる。また、減速機を用いないため、安価に構成されるとともに、メンテナンス周期が長期化し、さらに、減速に伴う損失が低減し、装置の効率が向上する。
【００１４】
第２の発明が講じた手段は、上記第１の発明において、第１設計周波数は５０Ｈｚであり、第１モータの極数は１０である一方、第２設計周波数は６０Ｈｚであり、第２モータの極数は１２であることとしたものである。
【００１５】
上記発明特定事項により、電源周波数が５０Ｈｚの地域で使用される曝気装置と、電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用される曝気装置との間で、羽根車を含め、モータ以外の部品が共通化されることになる。
【００１６】
第３の発明が講じた手段は、設計周波数が１０×ｎ（ｎは自然数）Ｈｚの第１曝気装置、及び設計周波数が１０×ｍ（ｍはｎと異なる自然数）Ｈｚの第２曝気装置を製造する曝気装置の製造方法であって、極数が２×ｎの第１モータを製作する第１モータ製作工程と、上記第１モータと同一形状を有し且つ極数が２×ｍの第２モータを製作する第２モータ製作工程と、上記第１モータ及び第２モータのいずれも取付自在に構成された所定のモータ取付部を有するモータケーシングを製作するモータケーシング製作工程と、上記第１モータ及び第２モータのいずれのシャフトにも接続自在に構成された所定のシャフト接続部を有する羽根車を製作する羽根車製作工程と、羽根車を収納すると共に、羽根車の回転によって吸引した被処理液を気体と撹拌混合させて吐出する流路を区画形成する装置ケーシングを製作する装置ケーシング製作工程と、上記モータケーシングのモータ取付部に上記第１モータを取り付けると共に上記羽根車を該第１モータの上記シャフト接続部に接続して第１本体部を形成し、該第１本体部を上記ケーシングに取付固定する第１曝気装置組立工程と、上記モータケーシングのモータ取付部に上記第２モータを取り付けると共に上記羽根車を該第２モータの上記シャフト接続部に接続して第２本体部を形成し、該第２本体部を上記ケーシングに取付固定する第２曝気装置組立工程とを包含していることとしたものである。
【００１７】
上記発明特定事項により、モータケーシング製作工程において製作したモータケーシング、羽根車製作工程において製作した羽根車、及び装置ケーシング製作工程において製作した装置ケーシングは、第１曝気装置及び第２曝気装置のいずれにも使用されるので、それらの工程は、第１曝気装置の製造工程及び第２曝気装置の製造工程において共通化されることになる。また、第１曝気装置組立工程と第２曝気装置組立工程とは、モータケーシングの取付部に取り付けるモータの種類、及び羽根車のシャフト接続部に接続するモータの種類が異なっているのみであり、製造の工程自体は同様である。そのため、製造工程の共通化を一層促進することができ、使用電源周波数の異なる２種類の曝気装置がより安価かつ迅速に製造されることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１及び図４に示すように、本発明の実施の形態としての第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２は、所定の定格能力を出力するように規格化された種類の異なる装置である。第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とは、設計周波数（供給される電源周波数）がそれぞれ異なっている。
【００２０】
−第１曝気装置６１−
第１曝気装置６１は、電源周波数が５０Ｈｚ（第１設計周波数）の地域で使用される装置である。図１に示すように、第１曝気装置６１は、第１モータ２のシャフト１３に直結された羽根車８の回転によって、上方から被処理液を吸い込み、給気管１１を通じて供給した空気を当該被処理液に撹拌混合して、下方の吐出口１５から略水平方向に吐出するものである。
【００２１】
まず、第１曝気装置６１の構成を説明する。第１曝気装置６１の装置ケーシングＢは、吐出ケーシング１０の上に吸込ケーシング９が取付固定されることによって形成されている。吸込ケーシング９は略円筒形状に形成され、被処理液の吸入を容易にするため、上側開口に向かって末広がり状になっている。吸込ケーシング９の下側開口の外周囲には、吐出ケーシング１０との接続部となるフランジ３１が設けられている。吐出ケーシング１０の上端は、吸込ケーシング９の下側開口と滑らかに連続するように当該下側開口と同心円状に開口し、その外周囲には上記フランジ３１と当接するフランジ３２が形成されている。このフランジ３１とフランジ３２とがボルト（図示せず）で締結されることにより、吸込ケーシング９と吐出ケーシング１０とが固定されている。
【００２２】
吐出ケーシング１０の底部には、中心部に給気管１１用の挿通孔３４が設けられた平坦部３３が形成され、その平坦部３３の周囲には、外側に向かって下向きに傾斜した内側斜面３５が形成されている。そして、この内側斜面３５と、内側斜面３５と同様に傾斜した外枠部分との間に、全周に開口する吐出口１５が形成されている。このように、装置ケーシングＢ内には、吸込口１４を通じて上方から吸い込んだ被処理液が流れ方向を変化させて吐出口１５から略水平方向に向かって吐出されるような流路１６が形成されている。
【００２３】
吐出ケーシング１０の平坦部３３には、空気の供給源としてのブロア（図示せず）に接続された給気管１１が接続されている。給気管１１は挿通孔３４を貫通し、その開口部は吐出ケーシング１０の下端面から上方に突出している。この給気管１１の開口は、空気室１７と流路１６とを区画する空気室ケーシング１２の上面と所定間隔を存して対向している。空気室ケーシング１２は、給気管１１から供給された空気をいったん貯留した後、流路１６に対して均等に供給するための空気室１７を区画形成している。空気室ケーシング１２の側面は吐出ケーシング１０の内側斜面３５に沿って傾斜しており、その下端部には、空気室１７内の空気を流路１６内の被処理液に供給して撹拌混合するための供給路１８が形成されている。
【００２４】
装置ケーシングＢの上部には、被処理液を吸引して撹拌する駆動力を付与する本体部Ａが設けられている。本体部Ａは、モータケーシング１、モータケーシング１に収納された第１モータ２、第１モータ２のシャフト１３、オイルケーシング３、及び羽根車８等が組み立てられて構成されている。
【００２５】
モータケーシング１は、上側が閉鎖された略円筒形状に形成されている。モータケーシング１の内径は、所定形状を有する第１モータ２の外径に等しい。モータケーシング１の内部には、モータ室４０が区画形成されている。このモータケーシング１の内壁は、第１モータ２を取り付けるためのモータ取付部８１を形成している。
【００２６】
第１モータ２は、モータケーシング１の内壁のモータ取付部８１に固定された円筒状のステータ２ａと、ステータ２ａの内部にステータ２ａと同心円状に配置されたロータ２ｂとを備えている。そして、第１曝気装置６１の特徴として、第１モータ２は、極数が１０のモータで構成されている。つまり、第１モータ２は、周波数が５０Ｈｚの交流電力が供給された場合に、回転数が６００ｒｐｍとなるように構成されている。
【００２７】
ロータ２ｂの内周面には、下方に向かって延びるシャフト１３が固定されている。シャフト１３は、図示しない上部軸受けと、オイルケーシング３の上部に保持された下部軸受４とによって、回転自在に支持されている。オイル室２５を区画形成するオイルケーシング３は、中央部が下方に向かって階段状に陥没するように形成され、中心部にはシャフト１３が貫通している。シャフト１３を軸支する下部軸受４は、オイルケーシング３における底部に向かって一段目の部分に保持されている。オイルケーシング３の外周部２１の下端部は、メカニカルシールブラケット７の外周部２２に固定されている。一方、オイルケーシング３の内周部２３の下端部は、メカニカルシール６を介して、メカニカルシールブラケット７の内周部２４と接続されている。その結果、オイルケーシング３及びメカニカルシールブラケット７によって、シャフト１３の軸封部であるメカニカルシール６に潤滑剤としてのオイルを供給するオイル室２５が区画形成されている。また、モータ室４０がオイルケーシング３によって封止され、モータ室４０に被処理液が侵入しないように構成されている。
【００２８】
モータケーシング１とオイルケーシング３とは、ボルト４１によって締結されている。従って、オイルケーシング３はモータケーシング１を固定支持するとともに、下部軸受４を介してシャフト１３を回転自在に支持している。
【００２９】
そして、本発明の特徴として、羽根車８は、ナット５１によって、第１モータ２のシャフト１３の先端部に締結されている。詳しくは、羽根車８は、シャフト１３の先端部を挿通させると共に当該先端部をナット５１によって締結することによって羽根車８とシャフト１３とを接続するためのシャフト接続部８２を備えている。そして、当該シャフト接続部８２において、第１モータ２と羽根車８とが直接接続されている。
【００３０】
羽根車８は、略円筒形状のハブ３６と、ハブ３６の外周面に突設された複数の羽根３７とから構成されている。シャフト１３は、ハブ３６の中央部に設けられた取付孔に挿通されて締結されている。この取付孔は、シャフト接続部８２の一部を構成している。これにより、シャフト１３の回転に従って羽根車８が回転し、被処理液を上方から下方に導く吸引力が発生するようになっている。
【００３１】
この第１曝気装置６１では、オイルケーシング３の一部が中心部から外側に向かって延び、本体部Ａと装置ケーシングＢとを固定する固定部材としての取付用アーム部５が構成されている。つまり、取付用アーム部５はオイルケーシング３に一体ものとして形成されている。具体的には、図２に示すように、オイルケーシング３の中心部から、３本の取付用アーム部５が互いに均等の角度（１２０゜）を保つように、放射状に延びている。取付用アーム部５の先端部には、取付孔２６が形成されている。そして、吸込ケーシング９に形成された取付孔２７と当該取付孔２６とを重ね合わせることによって本体部Ａを位置決めし、ボルト２８をこれら取付孔２６，２７に挿通させて締結することにより、本体部Ａと装置ケーシングＢとが固定されている。
【００３２】
図３に示すように、取付用アーム部５は、断面形状が下向きに凹状の略コ字形に形成されている。そして、取付用アーム部５の上面における羽根車８の反回転方向側は水平面Ｐ１に形成され、回転方向側は、回転方向に向かって下方に傾斜した傾斜面Ｐ２に形成されている。つまり、取付用アーム部５の断面形状は左右に非対称な略コ字形になっており、回転方向側（図３における左側）の傾斜面Ｐ２は、被処理液の流入方向に沿うように傾斜している。詳しくは、傾斜面Ｐ２は、取付用アーム部５の強度を維持し且つ被処理液中の繊維物のからみつきを防止するのに好適なように、水平面Ｐ１に対して１０゜〜４０゜の所定角度をなすように傾斜している。なお、本実施形態では特に、傾斜面Ｐ２は水平面Ｐ１に対して２０゜の角度をなすように形成されている。このように、取付用アーム部５は、被処理液中の繊維物の堆積を抑制して繊維物がからみつかないように、繊維物がその表面上を滑って下流側に流れやすい形状に形成されている。
【００３３】
モータケーシング１の上面には、電源ケーブル５５を挿通するためのケーブル取出部５６が形成されている。電源ケーブル５５には防水処理がなされている。この電源ケーブル５５は、５０Ｈｚの交流電力を供給する図示しない交流電源と第１モータ２とを接続しており、当該交流電源から供給された交流電力を第１モータ２に供給する。
【００３４】
次に、第１曝気装置６１の動作を説明する。
【００３５】
電源ケーブル５５を介して第１モータ２に５０Ｈｚの交流電力が供給されると、第１モータ２が駆動し、シャフト１３の回転に従って羽根車８が約６００ｒｐｍの回転数で回転する。この羽根車８の回転によって、被処理液が吸込口１４を通じて流路１６に対して斜め下向きに吸い込まれる。一方、ブロア（図示せず）から給気管１１を通じて送風された空気は、空気室１７に放出された後、供給路１８を通じて流路１６中の被処理液に混合撹拌される。そして、気泡を含んだ混合液は、流れ方向を下向き方向から水平方向に変化させつつ流路１６を流通し、吐出口１５から略水平方向に向かって吐出される。
【００３６】
−第２曝気装置６２−
次に、第２曝気装置６２について説明する。図４に示すように、第２曝気装置６２は、第１曝気装置６１と同様、羽根車８が第２モータ７２のシャフト１３に直結された曝気装置である。しかし、第２曝気装置６２は、第１曝気装置６１と異なり、設計周波数が６０Ｈｚ（第２設計周波数）の曝気装置である。つまり、第２曝気装置６２は、使用電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用される曝気装置である。
【００３７】
この第２曝気装置６２は、第１曝気装置６１において、第１モータ２を第２モータ７２に置き換えた構成をしている。つまり、第２曝気装置６２は、第２モータ７２以外の部分はすべて第１曝気装置６１と同様である。
【００３８】
第２曝気装置６２の第２モータ７２は、第１曝気装置６１の第１モータ２と同一形状かつ同一寸法に構成され、第１曝気装置６１と同様、モータケーシング１の所定のモータ取付部８１に取り付けられている。しかし、第２モータ７２は、第１モータ２と異なり、周波数が６０Ｈｚの交流電力が供給された場合に回転数が６００ｒｐｍとなるように、極数が１２のモータによって構成されている。
【００３９】
電源ケーブル５５は、６０Ｈｚの交流電力を供給する交流電源（図示せず）と第２モータ７２とを接続している。
【００４０】
第２曝気装置６２の運転時には、電源ケーブル５５を介して上記交流電源から６０Ｈｚの交流電力が供給され、第２モータ７２が駆動してシャフト１３が約６００ｒｐｍの回転数で回転する。このシャフト１３の回転に従って羽根車８も約６００ｒｐｍの回転数で回転し、第１曝気装置６１と同様に、被処理液が流路１６に吸引され、空気と撹拌混合された後に、吐出口１５から吐出される。
【００４１】
このように、第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とでは、各モータ２，７２の形状及び寸法を同一とすることにより、モータ２，７２以外の部品を共通化している。
【００４２】
−第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２の製造方法−
第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とは、モータ２，７２以外の部品が共通化されていることから、同一の製造工程に従って製造される。次に、図５を参照しながら、第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２の製造方法を説明する。
【００４３】
まず、ステップＳＴ１〜ＳＴ５において、各要素部品を製作する。ステップＳＴ１は、極数が１０の第１モータ２を製作する第１モータ製作工程である。ステップＳＴ２は、極数が１２の第２モータ７２を製作する第２モータ製作工程である。ステップＳＴ３の羽根車製作工程では、回転数が６００ｒｐｍのときに所定の定格流量の被処理液を吐出するような羽根車８を製作する。ステップＳＴ４のモータケーシング製作工程においては、第１モータ２または第２モータ７２を取り付けるための所定の容積及びモータ取付部８１を有するモータケーシング１を製作する。ステップＳＴ５では、第１モータ２または第２モータ７２のシャフト１３に応じたオイルケーシング３、メカニカルシールブラケット７等を製作する。なお、上記ステップＳＴ１〜ＳＴ５は、互いに独立して行われる製作工程であるので、それぞれの工程はどのような順序で行ってもよく、また、並行して行ってもよいことは勿論である。
【００４４】
上記ステップＳＴ１〜ＳＴ５が終了した後は、ステップＳＴ６及びＳＴ７に進み、各要素部品を組み立てて本体部Ａを製作する。この際、まず、製造しようとする曝気装置の種類に応じて、モータケーシング１に第１モータ２または第２モータ７２のいずれかを取り付ける。
【００４５】
具体的には、ステップＳＴ６では、モータケーシング１に第１モータ２を取り付け、モータケーシング１にオイルケーシング３を取り付け、オイルケーシング３上に下部軸受４を固定する。また、オイルケーシング３にメカニカルシールブラケット７を固定するとともに、オイルケーシング３とメカニカルシールブラケット７との間に、シャフト１３を軸封するメカニカルシール６を取り付ける。そして、ナット５１を用いてシャフト１３の先端部に羽根車８を締結する。このようにして、第１本体部が組み立てられる。
【００４６】
一方、ステップＳＴ７では、モータケーシング１に第２モータ７２を取り付け、その後は上記ステップＳＴ６と同様にして、第２本体部を組み立てる。
【００４７】
ステップＳＴ８においては、装置ケーシングＢを組み立てる。詳しくは、吐出ケーシング１０に給気管１１を取り付けるとともに、吐出ケーシング１０の上に吸込ケーシング９を固定する。
【００４８】
なお、ステップＳＴ６〜ＳＴ８は、互いに独立した工程であるので、それぞれの工程はどのような順序で行ってもよく、また、並行して行ってもよい。
【００４９】
そして、上記ステップＳＴ６〜ＳＴ８が終了した後は、ステップＳＴ９及びＳＴ１０において、本体部と装置ケーシングＢとを組み立てて、曝気装置を完成する。
【００５０】
具体的には、ステップＳＴ９において、上記第１本体部のオイルケーシング３から延びる取付用アーム部５を装置ケーシングＢに締結し、第１本体部と装置ケーシングＢとを固定する。このことにより、第１曝気装置６１が完成する。
【００５１】
一方、ステップＳＴ１０においては、ステップＳＴ９と同様にして、上記第２本体部と装置ケーシングＢとを固定することによって、第２曝気装置６２が完成する。
【００５２】
なお、上記ステップＳＴ６、ＳＴ８及びＳＴ９の工程により、第１曝気装置組立工程が構成され、上記ステップＳＴ７、ＳＴ８及びＳＴ１０の工程により、第２曝気装置組立工程が構成されている。
【００５３】
−本実施形態の効果−
第１曝気装置６１及び第２曝気装置６２では、比較的極数の多いモータ２，７２で羽根車８を回転させることとしたので、羽根車８の回転数を低く抑えるために減速機を設ける必要がなく、モータ２，７２と羽根車８とを直結することができる。そのため、高価な減速機が不要なので、曝気装置を安価に構成することが可能となる。また、本体部Ａに減速機を組み立てる工程が不要となり、製造が簡単になる。さらに、ギアオイルの交換が不要となり、メンテナンスの周期を長期化することができるので、メンテナンス性が向上する。また、減速機による動力損失がないので、ポンプ効率を従来以上に高めることが可能となる。
【００５４】
第１曝気装置６１と第２曝気装置６２とは、モータ２，７２以外の部分は互いに共通しているため、部品の共通化によるコスト低減及び製造工程の簡単化を図ることができる。特に、設計及び製造に多大の時間及びコストが必要とされる羽根車８を共通化することができるため、部品共通化のメリットを著しく発揮させることが可能となる。
【００５５】
なお、モータの極数は１０または１２に限定されるものではなく、電源周波数に応じて、種々の極数のモータを使用することができる。例えば、羽根車の定格回転数が６００ｒｐｍである場合には、電源周波数が１０×ｎ（ｎは自然数）Ｈｚの地域では、極数が２×ｎのモータを使用することができる。また、羽根車の定格回転数が３００ｒｐｍである場合には、電源周波数が１０×ｎＨｚの地域では、極数が４×ｎのモータを使用することができる。
【００５６】
電源周波数が５０Ｈｚの地域で使用するモータの極数と電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用するモータの極数とが５対６の比例関係にあるような２種類のモータを、各地域に応じて使い分けるようにしてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、モータ以外の部品はすべて共通化していたが、羽根車を含む一部の部品のみを共通化した場合であっても、本発明の効果が得られることは勿論である。
【００５８】
また、モータ２とモータ７２とは互いに同一形状且つ同一寸法のモータであったが、羽根車を含む一部の部品を共通化できるのであれば、それらは同一の形状でなくても、同一の寸法でなくてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、第１〜第２の発明によれば、第１モータは第１設計周波数の交流電力の供給により所定回転数で回転し、第２モータは第２設計周波数の交流電力の供給により第１モータと同一の回転数で回転するので、電源周波数が第１設計周波数の地域では第１モータを搭載した装置を使用する一方、電源周波数が第２設計周波数の地域では第２モータを搭載した装置を使用することにより、モータ以外の部品を共通化することができる。特に、モータケーシングには所定のモータ取付部が形成され、羽根車には所定のシャフト接続部が形成され、装置ケーシングは第１及び第２本体部の双方を取付固定自在に形成されているので、製造組立が容易であり、部品を共通化することのメリットを十分に享受することができる。また、減速機が不要であるため、低コスト化、メンテナンス周期の長期化、装置の効率向上の効果が得られる。
【００６０】
第３の発明によれば、電源周波数の異なる２つの地域で使用される同一能力の第１曝気装置及び第２曝気装置を、同一の製造工程に従って、簡易かつ安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１曝気装置の縦断面図である。
【図２】 第１曝気装置の上面図である。
【図３】 取付用アーム部の断面図である。
【図４】 第２曝気装置の縦断面図である。
【図５】 第１曝気装置及び第２曝気装置の製造工程図である。
【図６】 従来の曝気装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ モータケーシング
２ 第１モータ
３ オイルケーシング
５ 取付用アーム部
６ メカニカルシール
８ 羽根車
１１ 給気管
１３ シャフト
１６ 流路
６１ 第１曝気装置
６２ 第２曝気装置
８１ モータ取付部
８２ シャフト接続部
Ａ 本体部
Ｂ 装置ケーシング
Claims (3)
- 所定の第１設計周波数の交流電力が供給されて所定回転数で回転する第１モータと、所定の第２設計周波数の交流電力が供給されて該所定回転数で回転するように該第１モータと極数が異なる第２モータとのいずれをも取付自在なモータ取付部が形成されたモータケーシングに、該第１モータまたは該第２モータのいずれか一方のモータが取り付けられ、
上記第１モータのシャフト及び上記第２モータのシャフトのいずれもが接続自在なシャフト接続部が設けられた羽根車が上記一方のモータに接続されて本体部が構成され、
上記モータケーシングに上記第１モータを取り付けると共に該第１モータのシャフトに上記羽根車を接続して成る第１本体部と、上記モータケーシングに上記第２モータを取り付けると共に該第２モータのシャフトに上記羽根車を接続して成る第２本体部とのいずれをも取付固定自在に形成された装置ケーシングに対し、上記本体部が取付固定されて構成されている
ことを特徴とする曝気装置。 - 請求項１に記載の曝気装置において、
第１設計周波数は５０Ｈｚであり、第１モータの極数は１０である一方、
第２設計周波数は６０Ｈｚであり、第２モータの極数は１２である
ことを特徴とする曝気装置。 - 設計周波数が１０×ｎ（ｎは自然数）Ｈｚの第１曝気装置、及び設計周波数が１０×ｍ（ｍはｎと異なる自然数）Ｈｚの第２曝気装置を製造する曝気装置の製造方法であって、
極数が２×ｎの第１モータを製作する第１モータ製作工程と、
上記第１モータと同一形状を有し且つ極数が２×ｍの第２モータを製作する第２モータ製作工程と、
上記第１モータ及び第２モータのいずれも取付自在に構成された所定のモータ取付部を有するモータケーシングを製作するモータケーシング製作工程と、
上記第１モータ及び第２モータのいずれのシャフトにも接続自在に構成された所定のシャフト接続部を有する羽根車を製作する羽根車製作工程と、
羽根車を収納すると共に、羽根車の回転によって吸引した被処理液を気体と撹拌混合させて吐出する流路を区画形成する装置ケーシングを製作する装置ケーシング製作工程と、
上記モータケーシングのモータ取付部に上記第１モータを取り付けると共に上記羽根車を該第１モータの上記シャフト接続部に接続して第１本体部を形成し、該第１本体部を上記ケーシングに取付固定する第１曝気装置組立工程と、
上記モータケーシングのモータ取付部に上記第２モータを取り付けると共に上記羽根車を該第２モータの上記シャフト接続部に接続して第２本体部を形成し、該第２本体部を上記ケーシングに取付固定する第２曝気装置組立工程と
を包含していることを特徴とする曝気装置の製造方法。
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| JP03113098A JP3699817B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 曝気装置及びその製造方法 |
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-
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