JP4408594B2

JP4408594B2 - 水中ミキサ

Info

Publication number: JP4408594B2
Application number: JP2001229355A
Authority: JP
Inventors: 一喜竹内; 昭則梅田; 義行堀江; 剛久渡部
Original assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003038945A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場や、貯水場等の水槽に貯留されている貯留水等を攪拌するために使用される横向き配置の水中ミキサに関し、特に低水位での利用における水流の安定化に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば下水処理場や貯水場等に貯留されている貯留水を浄化する目的で、その貯留水を攪拌するプロペラを備えた水中ミキサが知られている。この水中ミキサは、例えば図６に示すように、密閉円筒状のケーシング１７を備え、そのケーシング１７内部にはモータ（図示せず）が収容されている。そして、ケーシング１７の前側には、上記モータの出力軸（図示せず）に取付けられかつモータに回転駆動されて前方に向かう水流を発生させるプロペラ１８が設けられている。さらに、効果的に遠距離まで攪拌エネルギを持続させる目的で、上記プロペラ１８の周りに、前方に向かって小径となる環状の案内板１９がケーシング外周に固定されて配置されており、プロペラ１８の回転により貯留水中に旋回流を発生させ、貯留水を攪拌するように使用される。
【０００３】
ところで、このような横置き配置の水中ミキサを貯留水の水面に近い状態（例えば低水位状態）で使用すると、プロペラの回転により発生した吸い込み流Ａに水面Ｗからの空気が巻き込まれるようになり、この空気の巻き込みにより貯留水の充分な攪拌効果が得られない上に、渦の発生による振動によって故障を引き起す場合があった。
【０００４】
そこで、このような吸い込み流を防止し、空気の巻き込みを防止するために、従来、図７に示すように、上記ケーシング１７の上側に、前端が上記案内板１９の上部に連続し、かつケーシング１７の上方を覆うようにケーシング１７後部まで延びる断面略円弧状の整流板２０を設けることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この提案のものでは、横置き配置の水中ミキサに整流板２０を設けたことで、プロペラ１８近傍からの吸い込み流を防止できるが、さらに水面が近づくと整流板２０の後端上縁部近傍からの吸い込み流Ａが発生する。従って、未だ横置き配置の水中ミキサを低水位状態等で使用するときの空気の巻き込みは克服できていない。
【０００６】
本発明は斯かる諸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、横置き配置の水中ミキサを低水位状態等で使用する場合であっても、水中ミキサ本来の水流発生機能を阻害することなく、水中ミキサ上方の整流板の上縁部近傍からの空気の巻き込みを防止しようとすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、整流板の後端部に水流を変化させる部材を設けて、整流板の上縁部近傍からの空気の巻き込みを防止するようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、ケーシングの前側に、回転により前方に向かう水流を発生させるプロペラを有し、上記プロペラの周りに環状の案内板が配設され、上記ケーシングの上側に、前端が上記案内板の上部に連続し、かつケーシングの上方を覆うようにケーシング後部まで延びる断面略円弧状の整流板が設けられた横向き配置の水中ミキサとして、上記整流板の後端部に、後方に向かって下方に向かうように傾斜すると共に、上記ケーシングの後方から前方に向かう水流を上下に分流させるバッフルプレートを設けるようにした。
【０００９】
上記の構成によると、整流板の後端部に、後方に向かって下方に向かうように傾斜するバッフルプレートを設けたことで、低水位時であっても整流板の後端上縁部近傍からの吸い込み流を阻止し、かつケーシング後方から前方への水流を上下に円滑に分流することができる。そして、この上方に分流された水流がケーシング上方を覆った整流板上方を流れるため、整流板の上縁部近傍からの空気の巻き込みを有効に防止することができる。
【００１０】
請求項２の発明では、バッフルプレートの後端をケーシングの後端外周面に近接させるようにした。
【００１１】
上記の構成によると、ケーシング後端の外周面とバッフルプレートとの間隙を最小限にすることができ、これらの間隙に入り込む水流を減らして、低水位時の整流板の上縁部近傍からの空気の巻き込みをさらに有効に防止することができる。
【００１２】
請求項３の発明では、案内板は、前方に向かって小径となるものとした。
【００１３】
上記の構成によると、案内板内を流れる水流は前方に進むほど流速が上がるため、貯留水に対する攪拌エネルギーをさらに遠距離まで持続することができる。
【００１４】
請求項４の発明では、整流板の両下端部が前方に向かって下方に傾斜しているものにした。
【００１５】
上記の構成によると、側方からの空気の巻き込みを防止できる範囲を保ちつつ、貯留水を吸い込むことができる領域を広げることができ、攪拌作用を阻害することなく空気の巻き込みを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図４は本発明の実施形態を示し、Ｐは水槽で、例えば下水処理場、各種工場等での貯水場、池湖水、壕、養魚場等からなる。この水槽Ｐの側壁Ｐ１にはガイドバー１が水槽Ｐ内の水中位置たる底面Ｐ２近くから水面Ｗよりも上方の位置たる水槽Ｐ周りの床面Ｐ３近くまで延びるように立設され、このガイドバー１の上端部は支持ブラケットとしての上部ブラケット８により、また下端部は下部ベース１２によりそれぞれ回転可能に支持されている。
【００１７】
すなわち、ガイドバー１は中空角筒状のもので、その上下端部の後側面における幅方向中央部にはそれぞれ支持部２，３が突設され、これら支持部２，３の先端（後端）にはガイドバー１と平行にかつ互いに同心状に延びる円筒状の上下の軸部４，５が一体に固定されている。
【００１８】
そして、上部ブラケット８は、水槽Ｐの側壁Ｐ１において水面Ｗの上方位置にアンカボルトＢ，Ｂ，…を介して取付固定された板状の取付部９と、この取付部９の表面に水平方向に延びる連結部（図示せず）を介して取付固定され、上下方向の軸線を持つ円筒状の軸受部１０とを備え、この軸受部１０の下半部は連結部よりも下側に突出しており、この軸受部１０の下半部に上記ガイドバー１の上側軸部４が回転可能に外嵌合状態で支持されている。
【００１９】
一方、下部ベース１２は、水槽Ｐ内の水中位置たる底面Ｐ２上にアンカボルトＢ，Ｂ，…を介して取付固定された板状の取付部１３と、この取付部１３の上面に上記上部ブラケット８の軸受部１０の直下方に位置するように配置されて突設され、上下方向の軸線を持つ円筒状の軸受部１４とを備え、この軸受部１４に上側から上記ガイドバー１の下側軸部５が回転可能に嵌合支持されている。
【００２０】
尚、水槽Ｐが池湖水、壕、養魚場であって、その側壁Ｐ１や底面Ｐ２が土である場合には、例えば側壁Ｐ１や底面Ｐ２をコンクリート等で固めた上で、アンカボルトＢ，Ｂ，…を埋め込めばよい。
【００２１】
そして、このようなガイドバー１の支持構造により、ガイドバー１が上下の軸部４，５にて上下方向の軸線回りに回転可動に支持され、このことで後述する水中ミキサ１６がガイドバー１と共に水平面内で揺動して、その水平面での向きが変更可能とされている。尚、６はガイドバー１の上端部に取外し可能にかつ回転一体に設けられたハンドルで、水中ミキサ１６の向きを調整するためのものである。
【００２２】
上記ガイドバー１には、本発明の実施形態に係る横置き配置の水中ミキサ１６が昇降可能に支持されている。図１は、この水中ミキサ１６を示しており、水中ミキサ１６は密閉円筒状のケーシング１７を備え、そのケーシング１７内部にはモータが収容されている。そして、ケーシング１７の前側には、上記モータの出力軸に取付けられかつモータに回転駆動されて前方に向かう水流を発生させるプロペラ１８が設けられている。さらに、効果的に遠距離まで攪拌エネルギを持続させる目的で、上記プロペラ１８の周りに、前方に向かって小径となる環状の案内板１９が設けられている。
【００２３】
すなわち、図２に示すように、上記ケーシング１７の外周に設けたリング状支持部材１９ａに棒状支持部材１９ｂ，１９ｂ，…が固定され、これら棒状支持部材１９ｂ，１９ｂ，…に案内板１９がボルト等により締結され、この案内板１９はケーシング１７と同心状態で支持されている。尚、貯留水に対する攪拌エネルギーをより遠くまで持続させるためには、図１に示すように、案内板１９のプロペラ１８よりも前側の部分はテーパ状とせずに一定の径の円筒形状であることが望ましい。
【００２４】
さらに、上記ケーシング１７の上側に、前端が上記案内板１９の上部に連続しかつケーシング１７の上方を覆うようにケーシング１７後部まで延びる断面略円弧状の整流板２０が設けられている。この整流板２０は、側方からの空気の巻き込みが生じない程度に両下端部が前方に向かって下方に傾斜している。
【００２５】
具体的には、上記整流板２０は上記案内板１９の棒状支持材１９ｂ，１９ｂ，…にボルト等により締結支持されている。また、整流板２０は前方に向かうに連れて上記ケーシング１７の周りを覆う面積が広くなり、前端は案内板１９と連続している。
【００２６】
さらに、本発明の特徴として、上記整流板２０の後端部に、後方に向かって下方に向かうように傾斜するバッフルプレート２１が前方に向かう水流を滑らかに上下に分流させるために設けられている。また、このバッフルプレート２１の後端は上記ケーシング１７の後端の外周面に近接している。
【００２７】
すなわち、上記バッフルプレート２１は、後方から前方に向かう水流を阻害しないように水面に対して角度が大きくなりすぎない程度に、上記整流板２０後端部から上記ケーシング１７に近づく方向に傾斜されている。そして、バッフルプレート２１の後端はケーシング１７の外周面近傍まで延長されている。
【００２８】
さらに、図２及び図３に示すように、バッフルプレート２１の後端部中央を後述する電力ケーブル２４等との干渉防止の目的で切り欠くことにより、バッフルプレート２１とケーシング１７との隙間は最小限に保たれている。
【００２９】
このような特徴を備えた水中ミキサ１６は、上記ケーシング１７の後端部にコ字状の支持部２２が固着して設けられており、支持部２２は、対向した状態で後方に延びる一対の支持板２２ａ，２２ａを有し、この支持板２２ａ，２２ａによって上記ガイドバー１を挟み込んだ状態で、ボルト等により締結固定されている。
【００３０】
さらに、ケーシング１７の後端部の支持部２２近傍には、ケーシング１７の内外を連通するポート（図示せず）が一体的に形成されており、このポートには、内部のモータに電力を供給するための電線（図示せず）とモータを制御するための電線（図示せず）とを内部に有する電力ケーブル２４が接続されている。そして、ケーシング１７内部への浸水を防止するために、このポートの連通口は気密状にシールされている。
【００３１】
そして、整流板２０の外周面には、上方（図４における上側）に延びる支持プレート２５が固着されている。この支持プレート２５の貫通孔２５ａ，２５ａのいずれか一つにチェーン２６の下端部を接続する一方、上端部を上部ブラケット８に係止保持することによって、水中ミキサ１６が吊り下げられた状態で支持されている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る横置き配置の水中ミキサ１６の作用について説明する。チェーン２６に沿って設けられている電力ケーブル２４を介して、モータへ電力を供給しプロペラ１８が回転して、プロペラ１８後方の水を前方へ流すことにより、貯留水中に旋回流が発生する。このとき、案内板１９は前方に向かって小径となっており、案内板内を流れる水流は前方に進むほど流速が上がるため、貯留水に対する攪拌エネルギーをさらに遠距離まで持続することができる。かかる旋回流により、水槽Ｐ内の貯留水を攪拌して浄化を促進させる。
【００３３】
このような横置き配置の水中ミキサを低水位状態（水面からの深さが浅い状態）で使用した場合には、図５に示すように、上記ケーシング１７の後方から前方への水流は、ケーシング１７の後方に向かって下方に向かうように傾斜したバッフルプレート２１によって、円滑に上下に分流され、上方に分流された水流（図５でＣで示す）は整流板２０上方を流れる。このため、整流板２０の上縁部近傍からの吸い込み流を阻止し、空気の巻き込みを防止することができる。
【００３４】
さらに、上記バッフルプレート２１の後端が上記ケーシング１７の後端の外周面に近接しているため、ケーシング１７後端の外周面とバッフルプレート２１との間隙を最小限にすることができ、これらの間隙に入り込む水流を削減し、低水位時の整流板の上縁部近傍からの空気の巻き込みを有効に防止することができる。
【００３５】
また、整流板２０は側方からの空気の巻き込みを防止できる範囲を保ちつつ、貯留水を吸い込むことができる領域を広げるように両下端部が前方に向かって下方に傾斜する形状となっているため、上方からの空気の巻き込みを起こすことなく、下方より効果的に貯留水を吸い込んで攪拌することができる。
【００３６】
尚、上記実施形態では、バッフルプレート２１は、後端がケーシング１７の外周面に近接するようにしているが、必ずしも外周面に近接するまで延長する必要はない。しかし、効果的に空気の巻き込みを防止するためには、バッフルプレート２１は、外周面に近接するようするのが望ましい。
【００３７】
また、上記実施形態では、案内板１９は前方に向かって小径となる形状をしているが、必ずしも前方に向かって小径にする必要はなく、例えば、案内板１９と整流板２０との径は全体で一律としてもよい。しかし、貯留水に対する攪拌エネルギーをさらに遠距離まで持続するには、プロペラ１８近傍は前方に向かって小径にするのが望ましい。
【００３８】
また、上記実施形態では、整流板２０は、両下端部が前方に向かって下方に傾斜しているが、必ずしも前方に向かって下方に傾斜させる必要はなく、水平であってもよい。しかし、攪拌作用を阻害することなく空気の巻き込みを防止するためには、前方に向かって下方に傾斜させるのが望ましい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明では、横向き配置の水中ミキサにおいて、整流板の後端部に、後方に向かって下方に向かうように傾斜すると共に、ケーシングの後方から前方に向かう水流を上下に分流させるバッフルプレートを設けるようにしているため、低水位時であっても整流板の後端上縁部近傍からの吸い込み流を阻止し、かつ上方に分流された水流がケーシング上方を覆った整流板上方を流れて、整流板の上縁部近傍からの空気の巻き込みを有効に防止することができる。
【００４０】
請求項２の発明では、バッフルプレートの後端をケーシングの後端外周面に近接させているため、ケーシング後端の外周面とバッフルプレートとの間隙に入り込む水流を減らして、低水位時の整流板の上縁部近傍からの空気の巻き込みをさらに有効に防止することができる。
【００４１】
請求項３の発明では、案内板は、前方に向かって小径となるものとしているため、貯留水に対する攪拌エネルギーをさらに遠距離まで持続することができる。
【００４２】
請求項４の発明では、整流板の両下端部が前方に向かって下方に傾斜しているため、攪拌作用を阻害することなく空気の巻き込みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る水中ミキサの概要を示す正面図である。
【図２】案内板、整流板及びバッフルプレートを後方から見た側面図である。
【図３】案内板、整流板及びバッフルプレートを上方から見た平面図である。
【図４】貯水槽に設置された水中ミキサを示す斜視図である。
【図５】バッフルプレートの近傍での水流を示した図である。
【図６】従来例を示す図１相当図である。
【図７】他の従来例を示す図１相当図である。
【符号の説明】
１６水中ミキサ
１７ケーシング
１８プロペラ
１９案内板
２０整流板

Claims

ケーシングの前側に、回転により前方に向かう水流を発生させるプロペラを有し、
上記プロペラの周りに環状の案内板が配設され、
上記ケーシングの上側に、前端が上記案内板の上部に連続しかつケーシングの上方を覆うようにケーシング後部まで延びる断面略円弧状の整流板が設けられた横向き配置の水中ミキサであって、
上記整流板の後端部に、後方に向かって下方向かうように傾斜すると共に、上記ケーシングの後方から前方に向かう水流を上下に分流させるバッフルプレートが設けられていること特徴とする水中ミキサ。
請求項１の水中ミキサにおいて、
バッフルプレートの後端がケーシングの後端外周面に近接していることを特徴とする水中ミキサ。
請求項１又は２の水中ミキサにおいて、
案内板は、前方に向かって小径となるものであることを特徴とする水中ミキサ。
請求項１〜３のいずれか１つの水中ミキサにおいて、
整流板の両下端部が前方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする水中ミキサ。