JP5313139B2 - 井戸洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、排水溜め、汚水槽、グリース止めおよび下水穴を含む井戸を洗浄するための装置に関する。

下水システムは家庭、工場および農業用地からの廃水を除去するために広く用いられている。廃水はパイプを経て中間井戸に流れ、そして最後に処理プラントまたはごみ捨て場に流れる。流れを維持し、井戸を最高容量以下に保つために、一般的に複数の電動ポンプが使用される。これらのポンプは、井戸内のレベルが流れがポンプ送出を必要とすることを示す、予め定めた限界に達するときに作動するように構成されている。

井戸のレベルが最低レベルに低下すると、ポンプはスイッチを切られ、このレベルはしばらく維持され、その間最高レベルと最低レベルの間で井戸の壁に生物膜残留物が残る。この残留物は硬化し、成長する傾向が有り、それにより井戸の容量を低減し、ポンプの作動頻度を高めることになる。

下水収集処理システムは悪臭源であり、最も一般的な悪臭は硫化水素から生じ、そして有毒および腐食性ガスの源であり、特徴のある腐卵臭を伴う。これは、汚水排出システムの水中部分で発生する細菌媒介プロセスである。これは水面下のスライム層の定着によって開始され、このスライム層は細菌と他の不活性固体からなり、この不活性固体には生物分泌タンパク質「グルー（ｇｌｕｅ）」または粘着集落と呼ばれる生物膜が結合している。この生物膜が溶存酸素の拡散を防止するのに充分なほど厚くなると、水面下に無酸素領域が出現する。

硫化水素は硫酸生成の前駆物質である。この硫酸は下水設備および収集ステーション内の金属とコンクリート層と付属器具の破壊を生じる。バイオジェニック硫化物腐食作用と、下水環境にさらされるコンクリート表面での７％の硫酸溶液の生成は、きわめて破壊的である。ポンプステーション全体とマンホールと阻集器の大部分は、コンクリート内の構造健全性の喪失によって崩壊した。

従って、残留物を周期的に井戸の壁から洗浄除去し、下水表面から取り除かなければならない。それによって、システムが良好な運転状態に維持され、コンクリート構造体が下水収集処理システム内のバイオジェニック硫化物腐食に対して保護され、その結果構造体の予想設計寿命を満たし、かつ周囲の地上インフラおよび環境が守られる。

井戸の手動式洗浄は時間および費用がかかり、かつ汚れる仕事であり、洗浄を自動化するためおよび洗浄コストを低減するために多数の装置が開発された。例えば特許文献１は噴射アームを有する噴射ヘッドを備えた装置を開示している。この噴射アームはモータで駆動される軸によって垂直軸回りに回転させられ、かつ水平軸回りに回転させられる。噴射ヘッドの機構が複雑であると同時に、装置は予熱された水と化学洗浄液の供給流を必要とする。装置が井戸内で手動で操作されるので、汚水井戸を洗浄するためのコストかかる解決策である。

他の装置が特許文献２に開示されている。この装置は井戸内で、支持アーム上に永久的に取付けられ、洗浄液体供給部に接続されている。この洗浄液体供給部は井戸内のレベルセンサで操作される液体制御弁によって作動および停止させられる。しかしながら、この装置は別個の洗浄液供給部を必要とし、稀少な飲用水源から供給しなければならない多量の水を使用する。

特許文献３は井戸内に永久的に取付けられた本発明の前駆装置を開示している。この装置は壁洗浄作用を一層効果的にすることを目指した多数の変形と、脱臭機能を有する。しかしながら、この装置はまだ完全には効果的ではなく、井戸の壁の周期的な手動洗浄と装置のメンテナンスは手間のかかる分解と再組み立てを必要とする。装置は稀少な飲用水の外部供給部から多量の水を必要とする。

特許文献３は洗浄装置に供給するために井戸内の下水を使用することを開示している。しかしながら、この装置は、供給流内に送出するために水中ポンプ内に吸い込まれる下水から固体を取り除くためにフィルタを使用する。しかし、このフィルタは短時間で目詰まりし、ポンプは効果的に稼働せず、装置は再び外部の水供給部を使用しなければならなくなる。さらに、このろ過された下水を使用する方法は生物膜構造を細断し、除去するのに効果的ではない。

米国特許第４，４３１，２３２号 国際公開第０１／５８６０５号 米国特許第６，８６８，８５７号

本発明の目的
そこで、本発明の目的は、従来技術のシステムによる井戸の洗浄に関する問題を克服するかまたは少なくともかなり低減した装置を提供することである。本発明は特に、噴射ノズルと水中ポンプシステムを使用する。この水中ポンプシステムにより、装置は壁を洗浄するために井戸内の下水を使用することができ、その際取り入れられた下水に空気を混和し、生物膜の原因になるグリース、オイル、脂肪を水和することができ、それによってそれを処理のために下水システムを経て処理プラントに容易に搬送可能である。これは、従来の装置では達成されなかった、固体物質を含む液体流を使用できるシステムを必要とする。他の目的は井戸開口部に装置を設けることであり、狭いスペースに入る必要性を排除する。その装置は井戸入口個所から容易に再配置でき、井戸へのアクセスを可能にしてメンテナンスを容易にすることができる。

本発明の説明
本発明によれば、垂直供給管上で回転する水ノズルを備え、この垂直供給管が井戸の上部に回転可能に取付けられ、液体流が垂直供給管に供給される、井戸洗浄装置が提供される。

垂直供給管は好ましくは、井戸の壁から中央まで延在するようにオフセット部を有する。

好ましくは、水中ポンプによって井戸からオフセット部の上方の供給管の流入管までくみ上げられた下水が装置に供給される。

供給管は好ましくは、オフセット部の下方の区間にテレスコープ式延長部を有する。

供給管は流入管の上方に取付けられたハウジングを備え、このハウジングが脱臭剤または酵素のような化学物質を含み、この脱臭剤が供給流によって脱臭蒸気を供給管内に引き込むことを可能にし、従って入ってくる下水と混合され、井戸の基部の沈殿物を除去する。

水ノズルは好ましくは、垂直供給管の基部に取付けられた軸受または回転ユニオンの回りに回転する。

水ノズルから送出される下水を案内するために、水ノズルは好ましくはその端部に取付けられたハングアップのない、そらせ板を備えている。

そらせ板は好ましくは手動でまたは圧力センサによって３６０度回転制御され、この圧力センサが圧力と流れに依存して回転速度と噴射の方向を制御する。

井戸の上部における装置の取付け部は好ましくは井戸アクセス部に近接しており、そして井戸内の他の要素へのアクセスを容易にするために一方の側から他方の側への装置の回転を可能にする旋回機構を備えている。

好ましくは噴霧ノズルが設けられ、この噴霧ノズルが酸化に基づいて噴霧された蒸気を周囲温度でおよびいろいろなガロン／時で供給し、この蒸気が排水管および構造体内の水線の上方のヘッドスペース内の硫化水素ガス活性を中和し、噴霧ノズルがいろいろなピーク時において作動するようにプログラミングされている。

添付の図を参照して、本発明のいろいろな実施の形態を例示的にのみ説明する。
壁の上部に取付けられた洗浄装置を備えた井戸を見下ろす斜視図である。 井戸内に取付けられた洗浄装置の正面図である。 図２の洗浄装置の拡大正面図である。 噴射ノズルヘッドの詳細図である。 図４の噴射ヘッドに取付けられた、そらせ板の詳細図である。 代替的なそらせ板を示す図である。 代替的なそらせ板を示す図である。

図１は井戸の壁の上部に位置するブラケット１１に取付けられた洗浄装置を示す。水は外部の源１からホース２を経て垂直供給管３に供給される。井戸の中央の方に向いた管３の面に、複数のノズル４が取付けられている。管３の底には、アーム５がブラケット６の回りに回転可能に設けられている。アーム５の自由端において軸受または垂直荷重回転ユニオン８には、回転水ノズル７が取付けられている。この回転水ノズルは管３からホース９を経て供給される水の圧力を受けて回転する。従って、作動時に、ノズル４と７は井戸の壁、井戸内の下水の表面および井戸内の他の機器に水を噴射する。アーム５は井戸の側方に回転ノズル７を引っ込めるために上方、左側または右側へ回転可能であり、それによって井戸のメンテナンスのために自由にアクセス可能である。

図２は代替的な洗浄装置を示している。この洗浄装置は井戸の縁１２に固定されたブラケット１１によって井戸内に取付けられている。装置の管１３は１４のところでオフセットされており、それによって管１３の下端１６回りに回転する噴射ノズルアーム１５が井戸の中央に位置している。噴射ノズルアーム１５に液体を供給するホース１７は、入口１８のところで管１３に接続されている。外側の水源からホース１７に水を供給可能であるかあるいは既存の水中ポンプによって、または低水システム１９の場合には挿入された水中ポンプによって、井戸からくみ上げられた下水をホース１７に供給可能である。ポンプ１９、管１３、オフセット部１４およびノズルアーム１５は、直径が５０ｍｍ、長さ９０ｍｍ以下の固体を含む汚水流の通過を可能にするように設計されている。

図３はブラケット１１によって吊り下げられた装置を示している。この装置は井戸の両側への装置の回転を可能にする旋回機構を備えている。供給マスト２０は管１３に取付けられて管に連通する噴霧器を備えている。この噴霧器は入口１８から入る供給流内に蒸気を引き込む。予め定めたレベルで、センサが電磁弁と通信する。この電磁弁は、水、酵素および脱臭剤のミクロン噴霧排出を供給流内に噴射するために噴霧器を作動させる。この供給流は硫化水素と他の有毒ガスを捕捉する。これらのガスの酸分は液化および中和され、そして供給流に再循環される。

オフセット部１４の下方の管はテレスコープ式延長部２１を備えている。この延長部は管１６内でスライドし、クランプ２２によって要求された長さに締付け固定される。これは手動で調節可能であるかあるいはレベルセンサによって作動することができる。このレベルセンサは、下水表面からの予め定めた高さ位置に、延長部の高さを調節し、延長部を水面からの設定入力された高さにとどまらせる。前記レベルセンサは機械的駆動装置と通信し、それによってこの駆動装置は水位に適合するように高さを調節する。

図４は噴射ノズルアーム１５を詳細に示している。この噴射ノズルアームは軸受／垂直荷重回転ユニオン２３を介して延長部２１に取付けられ、噴流によって生じる接線方向の力を受けて回転する。噴流は要求される井戸壁区間に噴射するために、そらせ板２４によって偏向させられる。そらせ板の角度はカラー２５を調節することによって変更可能である。円錐２６，２７の形をした代替的なそらせ板が図６，７に示してある。

洗浄装置への液体供給は、ソレノイドと井戸内の下水レベルを検出するセンサスイッチによって自動的に行うことができる。レベルが予め定めた最低レベルよりも下に低下すると、液体供給部が作動を開始し、ノズルが回転し、井戸の壁と下水表面に残った残留物に液体を噴射する。レベルが予め定めた最高レベルまで上昇すると、液体供給部が遮断され、噴射を停止する。従って、井戸の壁から残留物が自動的に除去される。更に、下水が装置によって井戸からくみ出されるので、きれいな水を外部から供給せずに洗浄が行われる。

変形例
以上、本発明の図示した例に基づいて説明したが、当業者にとって明らかであるそのようなおよび他の変形および変更がすべて、ここに述べるように本発明の広い範囲および領域に含まれることは理解されるであろう。例えば、つり合っているのであれば、タービンが２個よりも多い半径方向アームと水ノズルとブラシを備えていてもよいことは明らかである。更に、洗浄のやり方を変えてもよいことは明らかである。

本明細書および特許請求の範囲において、用語「からなる」と、「からなっている」のようなこの用語の変形は、他の付加物、要素、完全体またはステップを排除するものではない。

１ 外部の源 ２ ホース
３ 垂直供給管 ４ ノズル
７ 回転水ノズル ５ アーム
１１ ブラケット １３ 管
１４ オフセット部 １８ 入口
２１ テレスコープ式延長部 ２４ そらせ板

Claims (13)

1. 井戸の頂部に回転可能に取付けられ、そして液体流が供給される垂直供給管上で回転する水ノズルを有し、
   前記液体流は、前記井戸の壁部を洗浄するために使用され、そして前記井戸から汲み上げられた濾過されない下水からなり、
   ここにおいて前記濾過されない下水の中の固形物は前記水ノズルを通過する、
   ことを特徴とする井戸洗浄装置。
2. 前記垂直供給管が、前記井戸の壁から離れ中央に延在するようなオフセット部を有する、ことを特徴とする請求項１記載の井戸洗浄装置。
3. 前記水ノズルは、前記濾過されない下水を前記井戸から前記供給管の前記オフセット部より上方の部分へくみ上げることにより供給される、ことを特徴とする請求項２記載の井戸洗浄装置。
4. 前記濾過されない下水は、前もって濾過されずに水中ポンプによってくみ上げられる、ことを特徴とする請求項２記載の井戸洗浄装置。
5. 前記供給管が前記オフセット部より下方の区間にテレスコープ式延長部を有し、前記延長部が手動操作される機械的駆動装置によって、あるいは前記井戸の作業レベルを読み取るレベルセンサによって自動的に、長さ調節可能である、ことを特徴とする請求項２記載の井戸洗浄装置。
6. 前記供給管が流入管の上方に取付けられたハウジングを備え、前記ハウジングが、供給流によって脱臭蒸気を前記供給管内に引き込むことができる噴霧器を保持している、ことを特徴とする請求項２記載の井戸洗浄装置。
7. 前記水ノズルが前記垂直供給管の基部に取付けられた軸受の回りに回転する、ことを特徴とする請求項１記載の井戸洗浄装置。
8. 前記水ノズルから送出される下水を案内するために、前記水ノズルが前記水ノズルの端部に取付けられた、そらせ板を備えていることを特徴とする請求項１記載の井戸洗浄装置。
9. 前記井戸の頂部における前記井戸洗浄装置の取付け部が、井戸アクセス部に近接しており、そして前記井戸へのアクセスを容易にするため前記装置の一方の側から他方の側への回転を可能にする旋回機構を備えている、ことを特徴とする請求項２記載の井戸洗浄装置。
10. 前記液体流は、ソレノイドと前記井戸内の下水レベルを検出するセンサスイッチとによって自動的に制御され、前記レベルが既定の最低レベルを下回ると、前記液体供給部が起動され、かつ前記ノズルが回転して前記井戸の壁に残る残留物に液体を噴射し、そしてレベルが既定の最高レベルまで上昇すると、前記液体供給部が遮断されて噴射を停止する、ことを特徴とする請求項１記載の井戸洗浄装置。
11. 前記水ノズルが前記液体流内の直径５０ミリメートルまでの前記固形物の通過を許容するように適応されている、ことを特徴とする請求項１記載の井戸洗浄装置。
12. 前記水ノズルが前記液体流内の長さ９０ミリメートルまでの前記固形物の通過を許容するように適応されている、ことを特徴とする請求項１１記載の井戸洗浄装置。
13. 前記水ノズルが前記液体流内の長さ９０ミリメートルまでの前記固形物の通過を許容するように適応されている、ことを特徴とする請求項１記載の井戸洗浄装置。

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