JP4542716B2 - Underwater stirrer and stirrer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は水中攪拌機及び撹拌装置に関し、詳しくは、空気の給排気により液体を広範囲に攪拌することのできる構造簡単な水中攪拌機及びこれを用いた撹拌装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水処理装置、汚水処理装置、汚水浄化装置等において、被処理水に凝集剤を添加して撹拌処理を行うために撹拌機が用いられている。
【0003】
このような撹拌機としては、例えば被処理水が貯留された水槽や貯留タンク上にモータ等の駆動手段を設置し、該駆動手段から水槽や貯留タンク内の被処理水中に延在させた駆動軸の先端に撹拌翼を設け、該撹拌翼を駆動手段により回転駆動させることにより、水槽や貯留タンク内の被処理水に上昇流若しくは下降流を作り出して被処理水を撹拌するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような撹拌機では、水槽や貯留タンク上に設置される駆動手段を保持するために、堅牢な固定台を設ける必要がある。また、一般に水槽や貯留タンク上には、被処理水を槽内に供給したり処理水を槽外に排出するための各種配管類が設けられるが、水槽や貯留タンク上に駆動手段を設けると、これら配管類の配設位置に制約を受けてしまい、配管設計の自由度を大きく損ねてしまう問題がある。
【0005】
一方、同じく被処理水を撹拌するために、駆動系を含めた撹拌機自体を被処理水中に設置し、それを被処理水中で駆動させることにより撹拌翼を回転させて撹拌を行うようにした水中撹拌機も知られている。このような水中撹拌機によれば、駆動手段を水槽や貯留タンク上に設置する場合に見られる上記問題は生じないが、水中設置する関係上、厳重な水密構造が要求され、その分コストアップにつながる問題がある。
【0006】
また、両者に共通する問題として、いずれも被処理水中に存在する撹拌翼が常に一定の位置において回転動作するだけであるため、水槽や貯留タンク内の被処理水を広範囲に満遍なく撹拌させることが困難であり、特に、撹拌翼を低速で回転させることにより被処理水をゆっくりとした動作で撹拌させる緩速撹拌を行う場合には、被処理水を均一に攪拌することができず、撹拌効率が極めて悪い問題がある。
【0007】
本発明は、このような従来事情に鑑みてなされたものであり、被処理水の攪拌効率が高く、簡素な構造で安価な水中攪拌機及びこれを用いた攪拌装置を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、空気の給排気により膨張及び収縮可能な浮き袋を取り付けた錘部材に攪拌羽根を設けてなり、前記浮き袋の膨張によりその浮力によって前記錘部材と共に浮上し、前記浮き袋の収縮により前記錘部材の自重によって沈降することにより、前記攪拌羽根によって液体を攪拌するようにした水中攪拌機であって、
前記錘部材は筒状に形成されており、
前記浮き袋は、金属又は合成樹脂材からなる網目状部材、格子状部材或いは多孔部材により内部が該浮き袋の膨張時の形状と同一形状に形成されたかご内に収容され、前記かごが前記錘部材に挿入されて該錘部材の上端開口部周縁に固定されていることを特徴とする水中攪拌機である。
【0009】
請求項2記載の発明は、前記攪拌羽根は、沈降動作時の液体の抵抗により側方へ張り出してその抵抗を増加させる拡開位置と浮上動作時の液体の抵抗により閉じてその抵抗を減少させる収納位置との間を揺動可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載の水中攪拌機である。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の水中攪拌機の浮き袋に可撓性パイプを介して地上に設置される給排気手段を接続し、該可撓性パイプを通して給排気手段により上記浮き袋に対して空気の給排気を行うようにしたことを特徴とする攪拌装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る水中撹拌機を示す一部破断する側面図、図2はその平面図である。
【0012】
水中攪拌機Aは、錘部材1、浮き袋2、錘部材1に取り付けられた撹拌羽根3を有して構成されている。
【0013】
錘部材1は、耐蝕性に優れた金属、例えばステンレス等により筒状に形成されており、水中に投入した際に自重により沈降する重量物からなる。また、金属表面に耐薬・耐蝕性に優れた合成樹脂を被覆して耐薬・耐蝕性を付与するようにしてもよい。なお、図示例では円筒状のものを示しているが、後述する浮き袋2及び撹拌羽根3が取り付け可能であれば、筒状に限らずその形状は任意である。
【0014】
錘部材1の下端開口部周縁11には緩衝部材12が全周に亘って設けられており、錘部材1が沈降して、万一、水槽底部等へ衝突した際の衝撃を緩和し得るようになっている。
【0015】
浮き袋2は、耐薬・耐水ゴム、ポリエチレン繊維等により膨張時に略球状となる袋状に形成されており、金属又は合成樹脂材等からなる網目状部材、格子状部材或いは表面に多数の開孔を形成した多孔部材等により内部が浮き袋2の膨張時の形状と略同一形状に形成されたかご21内に収容されており、該かご21が円筒状の錘部材1の上側開口部から挿入され、その上端開口部周縁13にボルトナット14等の適宜の固定具によって固定されることにより錘部材1に取り付けられており、これによって浮き袋2が膨張した際の浮力を錘部材1に及ぼし得るようにしている。
【0016】
なお、この浮き袋2が取り付けられた錘部材1は、浮き袋2の膨張時に発生する浮力によって共に浮上し得る程度の重量を有するように設計されており、従って、浮き袋1の膨張時には錘部材1も共に浮上動作し、浮き袋2の収縮時に錘部材1の自重により沈降動作するようになっている。
【0017】
また、15は水中攪拌機Aを水中に係留して浮上及び沈降動作時の挙動を安定させるための保持ロープを係止するアイボルトであり、錘部材1の上端開口部周縁13に適宜数設けられている。
【0018】
かご部材21の頂部にはエアー継ぎ手22を介して可撓性パイプ23が接続されており、該可撓性パイプ23を介して図示しない給排気手段(後述する)により浮き袋2内への空気の供給を行うことにより浮き袋2を膨張させ、浮き袋2内の排気を行うことにより収縮させるようになっている。なお、24はエアー継ぎ手22を覆って保護する耐薬、耐水ゴム等からなる保護カバーである。
【0019】
撹拌羽根3は、金属板又は合成樹脂板により略平板状に形成されており、錘部材1の外周面に略等間隔に多数取り付けられている。
【0020】
これら攪拌羽根3は、図示するように、蝶番31を用いて図1における上下方向に回動可能となるように取り付けられていることが好ましい。即ち、各撹拌羽根3を取り付けている蝶番31には該撹拌羽根3の回動範囲を規制するストッパ32が設けられており、撹拌羽根3が蝶番31を支軸として回動して錘部材1の側方へ最も張り出した位置で該撹拌羽根3の下面側を支持してそれ以上の回動を規制するようになっている。これにより各撹拌羽根3は、錘部材1の側方へ張り出してその下面がストッパ32に当接し、それ以上の回動が規制された状態となる拡開位置(図1の実線位置)と、蝶番31を支軸として上方へ回動し、錘部材1の外周面に当接状に収納される収納位置(図1の破線位置)との間で揺動可能とされる。
【0021】
このように攪拌羽根3が拡開位置と収納位置との間を揺動することで、水中攪拌機Aの浮上動作又は沈降動作のいずれかの動作時(図1の態様では浮上動作時)において、拡開した攪拌羽根3によって被処理水を攪拌することができ、水中攪拌機Aの浮上及び沈降動作の繰り返しによって被処理水に上昇流又は下降流を作り出すことができる。
【0022】
かかる水中攪拌機Aを用いた攪拌装置100は、図3に示すように、上記水中攪拌機Aと該水中攪拌機Aの浮き袋2に給排気を行なう給排気手段BであるコンプレッサB1及び該コンプレッサB1の駆動を制御するコントローラB2を有して構成されている。コンプレッサB1及びコントローラB2は地上に設置されており、被処理水が貯留された水槽4内に水没されて保持ロープ5によって上下方向への移動が可能となるように係留されている水中攪拌機AとコンプレッサB1とは可撓性パイプ23によって接続されている。
【0023】
なお、コンプレッサB1には、図4に示すように、複数台の水中攪拌機A1、A2、A3、A4…を可撓性パイプ23によって給排気可能に接続し、この1組のコンプレッサB1及びコントローラB2で複数台の水中攪拌機A1、A2、A3、A4…を同時に駆動制御するようにしてもよい。このとき各水中攪拌機A1、A2、A3、A4…は、一つの水槽若しくは貯留タンクに複数台設置されることで、その水槽若しくは貯留タンク内の被処理水の攪拌を2台以上の水中攪拌機が同時に受け持つようにしてもよい。
【0024】
次に、本発明に係る水中攪拌機A及び該水中攪拌機Aを用いた攪拌装置100の作用について図3を用いて説明すると、水槽4中に錘部材1の自重により水槽4底部付近に沈降待機している水中攪拌機Aの浮き袋2内へ、コントローラBの制御によりコンプレッサB1によって可撓性パイプ23を介して空気が供給されると、浮き袋2の膨張により浮力が発生し、水中攪拌機Aは保持ロープ5に保持されることによって水中で略垂直体位を保ちながら浮上動作を開始する。この浮上動作により各撹拌羽根3は、被処理水の抵抗を受けて蝶番31を支軸として側方へ回動し、やがてその下面がストッパ32に当接して拡開位置に止まる。この状態で更に浮上動作することにより、拡開した撹拌羽根3によって水槽4中の被処理水を下から上へと徐々に撹拌していく。
【0025】
水中攪拌機Aが被処理水の水面近くまで浮上すると、次いで、コントローラBの制御により浮き袋2内の空気を可撓性パイプ23を介して排出させる。これにより浮き袋2は収縮し、水中攪拌機Aは浮力を失って沈降動作を開始する。この沈降動作により、拡開位置にあった各撹拌羽根3は、液体の抵抗を受けて蝶番31を支軸として上方へ回動し、錘部材1の外周面に当接して液体の抵抗を受けないように収納される。これにより錘部材1は水槽4底部付近の沈降待機位置まで速やかに沈降し、次の浮上動作に備える。
【0026】
以後、同様にして浮上及び沈降動作が繰り返されることにより、水槽4内の被処理水に矢印で示す上昇流が作り出され、被処理水全体が均一に攪拌される。
【0027】
以上のように、本発明に係る水中攪拌機Aは、浮き袋2の浮力と錘部材1の自重を利用した緩慢な動作をなすため、水槽4中の被処理水を緩速攪拌する場合に非常に適している。しかも、水中攪拌機Aはの動作中は被処理水中の一点に止まることなく、水槽4の底部付近から水面近くまでの間を移動することにより被処理水の攪拌を行なうため、被処理水全体を均一に攪拌することができ、攪拌効率に極めて優れている。
【0028】
また、水中攪拌機Aには、従来の水中攪拌機に設けられているモータのような電気的駆動部は存在しないため、構造が簡素化されると共に、比較的軽量であり、稼動音も極めて静粛であるという利点もある。
【0029】
更に、本発明に係る攪拌装置100は、給排気手段Bによる給排気によって水中攪拌機Aによる攪拌動作が可能であるため、ランニングコスト(電力費)も低く抑えられる上に、水中攪拌機Aと地上設置される給排気手段BのコンプレッサB1とは、可撓性パイプ23を介して接続するだけでよいため、各水中攪拌機Aに対して電気配線を敷設する必要がなく、大掛かりな電気工事を必要としない利点がある。また、例えば、図5に示すように、上面が被蓋されている貯留タンク6内に水中攪拌機Aを設置した場合でも、従来のように、貯留タンク6上に攪拌機設置のための堅牢な固定台を設ける必要がなく、配管設計の自由度が向上すると共に設備コストも大幅に削減できるようになる。
【0030】
以上説明した水中攪拌機Aは、浮上動作時に各攪拌羽根3が拡開位置となって被処理水の攪拌を行なうように、蝶番31のストッパ32が攪拌羽根3の下面に当接してその回動を規制するようにしているが、図6に示すように、ストッパ32を、撹拌羽根3が蝶番31を支軸として回動して錘部材1の側方へ最も張り出した位置で該攪拌羽根3の上面を支持してその回動を規制するように設けてもよい。これにより各撹拌羽根3は、錘部材1の側方へ張り出してストッパ32に当接し、それ以上の回動が規制された状態となる拡開位置と、蝶番31を支軸として下方へ回動し、錘部材1の外周面に当接状に収納される収納位置との間で揺動可能となる。
【0031】
従って、浮き袋2の膨張により浮上動作すると、各撹拌羽根3は被処理水の抵抗を受けて蝶番31を支軸として下方へ回動し、錘部材1の外周面に当接して液体の抵抗を受けないように収納される。これにより錘部材1は速やかに浮上する。また、浮き袋2の収縮により沈降動作すると、各撹拌羽根3は被処理水の抵抗を受けて蝶番31を支軸として側方へ回動し、やがてその上面がストッパ32に当接して拡開位置に止まる。この状態で更に沈降動作することにより、拡開した撹拌羽根3によって被処理水を撹拌することになり、上記態様とは逆の動作により攪拌を行なう。
【0032】
この態様では、水中攪拌機Aの沈降動作時に攪拌羽根3が拡開するため、水中攪拌機Aが水槽4や貯留タンク6の底部に勢いよく衝突する虞れがなく、また、水中攪拌機Aが保持ロープ5により係留されている場合には、保持ロープ5への負荷も軽減される。
【0033】
なお、図示しないが、略平板状の板材によって形成される撹拌羽根3に代えて、撹拌羽根自体を空気袋によって形成することも可能である。すなわち、給排気手段Bから空気が供給されることにより膨張した際に錘部材1の側方へ張り出すように形成された空気袋をその外周に取り付け、該空気袋を膨張させることにより側方へ張り出させて撹拌羽根として機能するようにし、また、空気袋を収縮させることにより抵抗を減らすようにする。このとき、膨張した空気袋自体が浮き袋の役目をなすため、必ずしも浮き袋2を設けなくてもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、被処理水の攪拌効率が高く、簡素な構造で安価な水中攪拌機及びこれを用いた攪拌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水中撹拌機の一部破断する側面図
【図2】水中攪拌機の平面図
【図3】攪拌装置の構成を示す説明図
【図4】攪拌装置の他の構成を示す説明図
【図5】水中攪拌機を貯留タンクに用いた場合を示す側面図
【図6】攪拌羽根の他の態様を示す部分側面図
【符号の説明】
A:水中攪拌機
B:給排気手段
B1:コンプレッサ
B2:コントローラ
1:錘部材
2:浮き袋
3:攪拌羽根
4:水槽
5:保持ロープ
6:貯留タンク
23:可撓性パイプ
100:攪拌装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an underwater stirrer and an agitator, and more particularly to an underwater agitator having a simple structure capable of agitating a liquid over a wide range by supplying and exhausting air and an agitator using the same.
[0002]
[Prior art]
In a water treatment device, a sewage treatment device, a sewage purification device, and the like, a stirrer is used to perform a stirring treatment by adding a flocculant to water to be treated.
[0003]
As such a stirrer, for example, a drive unit such as a motor is installed on a water tank or a storage tank in which water to be treated is stored, and the drive is extended from the drive means into the water to be treated in the water tank or the storage tank. A stirrer blade is provided at the tip of the shaft, and the stirrer blade is rotated by a drive means, thereby creating an upward flow or a downward flow in the water to be treated in the water tank or the storage tank to stir the water to be treated. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a stirrer, in order to hold the drive means installed on a water tank or a storage tank, it is necessary to provide a robust fixing base. Also, in general, on the water tank or storage tank, various pipes for supplying the treated water into the tank or discharging the treated water to the outside of the tank are provided, but if a driving means is provided on the water tank or the storage tank, However, there is a problem that the placement position of these pipes is restricted and the degree of freedom in pipe design is greatly impaired.
[0005]
On the other hand, in order to stir the water to be treated, the stirrer itself including the drive system is installed in the water to be treated, and the stirring blades are rotated to drive the water in the water to be treated for stirring. An underwater stirrer is also known. According to such an underwater stirrer, the above-mentioned problem that occurs when the drive means is installed on a water tank or a storage tank does not occur, but a severe watertight structure is required for the installation in the water, and the cost increases accordingly. There is a problem that leads to
[0006]
In addition, as a problem common to both, since the stirring blades existing in the water to be treated only rotate at a fixed position, the water to be treated in the water tank and the storage tank can be uniformly stirred over a wide range. In particular, when performing slow agitation where the water to be treated is agitated slowly by rotating the stirring blade at a low speed, the water to be treated cannot be uniformly agitated, and the stirring efficiency There is a very bad problem.
[0007]
This invention is made | formed in view of such a conventional situation, and makes it a subject to provide the stirring efficiency using water with high stirring efficiency of a to-be-processed water with a simple structure, and this. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
First aspect of the present invention, be provided with a stirring blade to the weight member attached expansion and contractible bladders by supply and exhaust of air, floated together with the weight member by its buoyancy by inflation of the bladder, the bladder by settling by the weight of the weight member by contraction, a underwater stirrer to stir the liquid by the agitating blade,
The weight member is formed in a cylindrical shape,
The floating bag is housed in a cage formed by a mesh-like member, a lattice-like member or a porous member made of metal or a synthetic resin material in the same shape as the shape of the floating bag when expanded, and the cage is the weight member The underwater stirrer is characterized in that it is inserted into and fixed to the periphery of the upper end opening of the weight member .
[0009]
According to a second aspect of the present invention, the agitating blade is extended by a resistance of the liquid at the time of settling operation to increase its resistance and closed by a resistance of the liquid at the time of the floating operation to reduce the resistance. 2. The underwater agitator according to
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the air supply / exhaust means installed on the ground is connected to the floating bag of the underwater agitator according to the first or second aspect via a flexible pipe, and the above-mentioned supply / exhaust means is connected to the floating pipe through the flexible pipe. A stirrer characterized in that air is supplied to and exhausted from a float bag.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a partially broken side view showing an underwater stirrer according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof.
[0012]
The underwater agitator A includes a
[0013]
The
[0014]
A
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
[0018]
A
[0019]
The stirring
[0020]
As shown in the figure, these stirring
[0021]
In this way, when the
[0022]
As shown in FIG. 3, the stirring
[0023]
As shown in FIG. 4, a plurality of underwater agitators A1, A2, A3, A4,... Are connected to the compressor B1 through a
[0024]
Next, the operation of the underwater agitator A according to the present invention and the operation of the
[0025]
When the underwater stirrer A rises to near the surface of the water to be treated, the air in the
[0026]
Thereafter, ascending and sinking operations are repeated in the same manner, an upward flow indicated by an arrow is created in the water to be treated in the
[0027]
As described above, the underwater stirrer A according to the present invention performs a slow operation using the buoyancy of the
[0028]
In addition, since the underwater agitator A does not have an electric drive unit such as a motor provided in a conventional underwater agitator, the structure is simplified, the weight is relatively light, and the operation sound is extremely quiet. There is also an advantage of being.
[0029]
Furthermore, since the stirring
[0030]
In the underwater agitator A described above, the
[0031]
Therefore, when the floating operation is performed by the expansion of the
[0032]
In this aspect, since the
[0033]
Although not shown, instead of the
[0034]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stirring efficiency using to-be-processed water is high, and it is cheap with a simple structure, and a stirring apparatus using the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken side view of an underwater stirrer. FIG. 2 is a plan view of an underwater stirrer. FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the stirrer. FIG. 5 is a side view showing a case where an underwater agitator is used in a storage tank. FIG. 6 is a partial side view showing another aspect of a stirring blade.
A: Underwater stirrer B: Supply / exhaust means B1: Compressor B2: Controller 1: Weight member 2: Floating bag 3: Stirring blade 4: Water tank 5: Holding rope 6: Storage tank 23: Flexible pipe 100: Stirring device
Claims (3)
前記錘部材は筒状に形成されており、
前記浮き袋は、金属又は合成樹脂材からなる網目状部材、格子状部材或いは多孔部材により内部が該浮き袋の膨張時の形状と同一形状に形成されたかご内に収容され、前記かごが前記錘部材に挿入されて該錘部材の上端開口部周縁に固定されていることを特徴とする水中攪拌機。Will provide a stirring blade to the weight member attached expansion and contractible bladders by supply and exhaust of air, the floats with the weight member by its buoyancy by inflation of the bladder, by the weight of the weight member by contraction of the bladder by settling a underwater stirrer to stir the liquid by the agitating blade,
The weight member is formed in a cylindrical shape,
The floating bag is housed in a cage formed by a mesh-like member, a lattice-like member or a porous member made of metal or a synthetic resin material in the same shape as the shape of the floating bag when expanded, and the cage is the weight member An underwater agitator, which is inserted into the weight member and fixed to the periphery of the upper end opening of the weight member .
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