JP5657077B1

JP5657077B1 - 撹拌機

Info

Publication number: JP5657077B1
Application number: JP2013217021A
Authority: JP
Inventors: 毅宮脇; 大輔内藤; 矢田　修平; 修平矢田; 智之栗崎; 渡辺　真也; 真也渡辺
Original assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Current assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: JP2015077574A

Abstract

【課題】撹拌機を組み立てる際に、撹拌軸に配設されるアームフランジの位置を軸方向に変更しても、アームを懸架するように結合する撹拌翼の雄螺子の位置を自在に変更することができる撹拌機を提供する。【解決手段】接合部１１で連結される撹拌軸１０と、軸方向に所定間隔で撹拌軸１０に配設されるアームフランジ２０と、アームフランジ２０に連結され放射状に延在するアーム３０と、径方向に複数配設されアーム３０を懸架するよう雄螺子６０にて結合する撹拌翼４０とを備えた撹拌機１において、撹拌翼４０に、雄螺子６０の頭部６１が嵌合する断面Ｃ型形状で軸方向に所定長さの嵌合部４１を形成し、更に嵌合部４１の径方向両側に中空部４２を形成した。【選択図】図２

Description

本発明は、水処理施設で使用される撹拌機に関する。

撹拌機は、水処理施設で使用される大型設備であり、撹拌機が水中に設置されていることによる維持管理の煩雑さの軽減及び軸受の摩耗による交換頻度を減少させるための軽量化を目的に、本出願人は撹拌機に繊維強化樹脂を用いることを提案している（下記特許文献１参照）。

撹拌機は、接合部で複数が連結された撹拌軸と、撹拌軸に所定間隔で配設されるアームフランジと、アームフランジに連結され放射状に延在するアームと、径方向に複数が配設されアームを懸架するように雄螺子にてアームと結合される撹拌翼とから構成され、図４に示す通り、撹拌翼１０１には、雄螺子１０２にてアームと結合させるための雄螺子１０２の螺子部１０３を挿通することができる螺子孔１０４が穿孔されている。

撹拌機は、設備が大型であるので組み立て状態で運搬することは困難であり、一般には、水処理施設付近に部品を搬入しそこで組み立てて撹拌機とすることが行われている。また、水処理施設は設置場所毎に大きさが異なっているので、水処理施設に使用される撹拌機も水処理施設に合わせた大きさとすることが要請され、そのため撹拌機の大きさは水処理施設毎に異なっている。

従って、事前に個々の水処理施設の大きさに適応した部品を用意し、その部品を用いて水処理施設付近にて撹拌機の組み立てを行うのであるが、実際の組み立て段階において、撹拌軸に所定間隔で配設されるアームフランジの位置を軸方向に変更する必要が生じることがある。撹拌翼は、アームフランジと連結され放射状に延在するアームを懸架するようにアームと雄螺子にて結合されるので、撹拌翼にはアームフランジの間隔に合わせて螺子孔が事前に穿孔されている。それ故、アームフランジの位置が軸方向に変更されると、それに対応して事前に軸方向所定間隔で撹拌翼に穿孔されている螺子孔の位置を変更する必要があった。また、撹拌軸に配設されるアームフランジの軸方向の間隔が撹拌機毎に異なると、それに対応した撹拌翼の螺子孔位置も異なるので、撹拌機に合わせて撹拌翼にその都度穿孔しており、螺子孔を有する撹拌翼を事前に予備として保管することは在庫量が膨大となるので実施するのが難しかった。

更に、撹拌機は、材料を繊維強化樹脂に変更して軽量化が図られたといえ大型設備であるので、多大な重量が軸受に掛かることにより軸受の摩耗が進行する。軸受の交換は、撹拌機が大型設備であるので作業が大掛かりとなり、軸受の交換頻度の減少が望まれており、更なる軽量化が要請されていた。また、撹拌翼を穿孔して螺子孔に雄螺子の螺子部を挿通してアームと結合させる場合、螺子孔部に強化繊維を増量して補強する必要があった。

特許第４９１２３６５号

本発明は上述の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、撹拌機を組み立てる際に、撹拌軸に配設されるアームフランジの位置を軸方向に変更しても、アームフランジと連結しているアームを懸架するように雄螺子にて結合される撹拌翼の雄螺子の位置を自在に変更できる撹拌機を提供することである。

また別の目的とするところは、繊維強化樹脂で成形されている撹拌機について、水処理施設での使用時に、浮力により更に軽量化される撹拌機を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る撹拌機は、水処理施設で使用され、接合部で連結され水平に設置される撹拌軸と、軸方向に所定の間隔で前記撹拌軸に配設されるアームフランジと、前記アームフランジに連結され放射状に延在するアームと、径方向に複数配設され前記アームを懸架するよう雄螺子にて結合される前記撹拌軸と略同等の長さを有し前記撹拌軸と平行に設置される撹拌翼とを備えたユニットが複数連結した撹拌機において、前記アームと前記雄螺子にて結合される前記撹拌翼には前記雄螺子の螺子孔は形成されず、前記撹拌翼に付設された前記雄螺子の頭部が嵌合する断面Ｃ型形状で軸方向に所定の長さの嵌合部に頭部が収容されるように嵌合された前記雄螺子を軸方向に移動し、前記雄螺子の間隔を前記アームフランジの軸方向の間隔に合わせるようにし、前記アームを懸架するように前記雄螺子で前記撹拌翼を前記アームと結合させ、前記嵌合部が形成されることによる前記撹拌翼の本体の高さは、前記撹拌翼の本体の幅に対し、１／６〜１／３の割合で形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に係る撹拌機は、請求項１に記載の撹拌機において、前記嵌合部の径方向両側で軸方向に所定の長さの中空部を前記撹拌翼に形成したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に係る撹拌機は、請求項１に記載の撹拌機において、前記嵌合部の径方向両側で軸方向に所定の長さの空気を封入する容器を収容させることができる凹部を前記撹拌翼に形成したことを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の撹拌機は、撹拌翼に雄螺子の頭部が嵌合する断面Ｃ型形状で軸方向に所定長さの嵌合部が形成されているので、撹拌軸に配設されているアームフランジが軸方向に移動し、それに対応する撹拌翼の雄螺子の軸方向の間隔が変更される場合でも、嵌合部に頭部が嵌合された雄螺子を軸方向に移動させて対応することができるので、アームを懸架するように撹拌翼と結合させることができる。

また、本発明の撹拌機は、撹拌機が異なることでアームフランジの軸方向間隔が異なり、それに対応する撹拌翼の雄螺子の軸方向の間隔が異なる場合であっても、撹拌翼に形成されている断面Ｃ型形状の嵌合部に雄螺子の頭部が嵌合しているので雄螺子を軸方向に自在に移動させることができ、異なる撹拌機でも同一の撹拌翼で対応することが可能となるので、撹拌翼を共通化することができる。

更に、撹拌翼には、嵌合部の径方向両側に軸方向に所定の長さの中空部又軸方向に所定の長さで空気を封入する容器を嵌合させることができる凹部が形成されているので、撹拌機が水処理施設で使用される場合、浮力を利用して撹拌機の重量をより軽減することができる。従って、軸受の摩耗を減少することができ、軸受の交換頻度を減少することができる。

更に、撹拌翼には螺子孔が形成されていないので、螺子孔に応力が集中することがなく、螺子孔部分に強化繊維を増量して補強することを不要にすることができる。

撹拌機の概略説明図図１のＡ―Ａの位置で切断した本発明の撹拌翼の拡大断面図図１のＡ―Ａの位置で切断した本発明の別の撹拌翼の拡大断面図従来例の撹拌翼の拡大断面図

以下に図面を参照して、この発明の実施形態に係る撹拌機について、例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。

図１は撹拌機の概略説明図、図２は図１のＡ―Ａの位置で切断した本発明の撹拌翼の拡大断面図、図３は図１のＡ―Ａの位置で切断した本発明の別の撹拌翼の拡大断面図である。

本発明に係る撹拌機１は、図１に示す通り、撹拌軸１０と、アームフランジ２０と、アーム３０と、撹拌翼４０とを備えている。

撹拌軸１０は、筒状であって両端に接合部１１が嵌合され、その接合部１１が両隣の撹拌軸１０に嵌合されている接合部１１と結合することで、複数の撹拌軸１０が連結される。撹拌軸１０は、軸受５０により支持され回転するようになっていて、撹拌軸１０の材質は、繊維強化プラスチックで形成されている。繊維強化プラスチックに使用される強化繊維には、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ステンレス繊維、チタン繊維、アルミニウム繊維、ボロン系繊維、ＣＶＤ繊維等が含まれる。

アームフランジ２０は、軸方向に所定間隔で撹拌軸１０に複数配設されている。アームフランジ２０の材質は、繊維強化プラスチックで形成されている。繊維強化プラスチックに使用される強化繊維には、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ステンレス繊維、チタン繊維、アルミニウム繊維、ボロン系繊維、ＣＶＤ繊維等が含まれる。

アーム３０は、各アームフランジ２０に複数が周方向等間隔で連結し、各アーム３０は放射状に延在している。アーム３０の材質は、繊維強化プラスチックで形成されている。繊維強化プラスチックに使用される強化繊維には、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ステンレス繊維、チタン繊維、アルミニウム繊維、ボロン系繊維、ＣＶＤ繊維等が含まれる。

撹拌翼４０は、径方向に所定間隔で複数配設され、各撹拌翼４０は、複数のアーム３０を懸架するように雄螺子にてアーム３０と結合している。撹拌翼４０の材質は、繊維強化プラスチックで形成されている。繊維強化プラスチックに使用される強化繊維には、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ステンレス繊維、チタン繊維、アルミニウム繊維、ボロン系繊維、ＣＶＤ繊維等が含まれる。

撹拌翼４０の図１に示すＡ―Ａの位置での切断した断面形状は、図２に示す通りであり、撹拌翼４０の本体の中央部に、雄螺子６０の頭部６１が嵌合される断面Ｃ型形状の嵌合部４１が、軸方向に所定の長さで形成されている。断面Ｃ型形状とは、雄螺子６０の頭部６１の内側部６２と接する凸部４５が、嵌合部４１に形成されている形状をいう。断面Ｃ型形状の嵌合部４１は、本実施例では、撹拌翼４０の本体と一体で成形されているが、別に成形された嵌合部４１が撹拌翼４０の本体に結合されていても良い。嵌合部４１が形成されることによる撹拌翼４０の本体の高さＨは，１５〜１００ｍｍに設定するのが良く、撹拌翼４０の本体の幅Ｗは７５〜３００ｍｍに設定されるので、撹拌翼４０の本体の幅Ｗに対し、１／６〜１／３の割合で形成されているのが良い。
嵌合部４１の径方向両側には中空部４２が軸方向に所定の長さで形成されている。尚、中空部４２は、図３に示す通り、断面Ｕ型形状又はＣ型形状等の凹部４３とし、凹部４３に空気を封入する容器４４を嵌合させることができる形状としても良い。尚、本実施例では、中空部４２又は凹部４３が形成されている場合について説明したが、中空部４２及び凹部４３共に形成されていない場合であっても良いことは言うまでもない。

次に、上記構成の撹拌機１を組み立てる場合について説明する。

撹拌軸１０Ａの両端に接合部（１１Ａ１，１１Ａ２）を嵌合させ、右側の接合部１１Ａ１は右隣の撹拌軸１０Ｂに嵌合している接合部１１Ｂと連結させることで撹拌軸１０Ａと撹拌軸１０Ｂとを結合させる。同様に、左側の接合部１１Ａ２は、左隣の撹拌軸１０Ｃに嵌合している接合部１１Ｃと連結させすることで撹拌軸１０Ａと撹拌軸１０Ｃとを結合させる。このようにして、例えば、複数の撹拌軸（１０Ａ，１０Ｂ、０Ｃ）を軸方向に結合する。

次に、例えば、撹拌軸１０Ａに、複数（図１では、４個）のアームフランジ（２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を軸方向に等間隔で配設する。

次に、例えば、アームフランジ２０Ａに、複数（図１では、２個）のアーム（３０Ａ，３０Ｂ）を周方向に等間隔で放射状に配設し、アーム（３０Ａ，３０Ｂ）は径方向に延在するようにアームフランジ２０Ａと連結する。

次に、撹拌翼４０を周方向にアーム３０と同位置の２箇所に配設し、例えば、同一周方向箇所（３０Ａ）においては、径方向に等間隔で複数（図では、６個）の撹拌翼（４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３，４０Ａ４，４０Ａ５，４０Ａ６）を配設する。

各撹拌翼４０Ａは、図１では、４個のアーム（３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ａ３，３０Ａ４）を懸架するように、雄螺子６０で結合させる。そのためには、撹拌翼４０Ａを雄螺子６０でアーム３０Ａと軸方向に懸架するように結合させるときの雄螺子６０の間隔を、アームフランジ２０が撹拌軸１０に軸方向に配設されている間隔と同一となるように調整する。

即ち、撹拌機１の組み立て時に、撹拌翼４０に形成されている嵌合部４１に雄螺子６０の頭部６１が嵌合されている雄螺子６０を軸方向に移動させ、撹拌翼４０の雄螺子６０の間隔を撹拌軸１０に配設されているアームフランジ２０の軸方向の間隔に合わせるようにして、４個のアーム（３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ａ３，３０Ａ４）を懸架するように撹拌翼４０Ａを結合する。

以上の通り、本発明の撹拌機１は、撹拌翼４０に雄螺子６０の頭部６１が嵌合する断面Ｃ型形状で軸方向に所定の長さの嵌合部４１が形成されているので、撹拌軸１０に配設されているアームフランジ２０が軸方向に移動し、アームフランジ２０と連結するアーム３０を懸架するように結合する撹拌翼４０の雄螺子６０の軸方向の間隔が変更される場合でも、嵌合部４１に頭部６１が嵌合されている雄螺子６０を軸方向に移動させ、撹拌翼４０の雄螺子６０の軸方向の間隔を変更することができるので、アーム３０を懸架するように撹拌翼４０を雄螺子６０で結合させることが可能となる。

また、本発明の撹拌機１は、撹拌機１が異なることでアームフランジ２０の軸方向間隔が異なり、それに対応する撹拌翼４０の雄螺子６０の軸方向の間隔が異なる場合であっても、撹拌翼４０に形成されている断面Ｃ型形状の嵌合部４１に雄螺子６０の頭部６１が嵌合されているので、雄螺子６０を軸方向に自在に移動させ撹拌翼４０の雄螺子６０の軸方向の間隔を変更することが可能となり、撹拌翼４０を共通化することが可能となる。従って、異なる撹拌機１でも同一の撹拌翼４０で対応することが可能となり、撹拌翼４０を備蓄することが可能となる。

更に、撹拌翼４０に、嵌合部４１の径方向両側に軸方向に所定の長さの中空部４２又軸方向に所定の長さで空気を封入する容器を嵌合させることができる凹部４３が形成されている場合には、撹拌機１が水処理施設で使用されるとき、浮力を利用して撹拌機１の重量をより軽減することができ、軸受５０の摩耗を減少させることができ、摩耗による軸受５０の交換頻度を減少することが可能となる。

更に、撹拌翼４０には螺子孔が形成されていないので、螺子孔に応力が集中することがなく、螺子孔部分に強化繊維を増量して補強することを不要にすることが可能となる。

１撹拌機
１０撹拌軸
１１接合部
２０アームフランジ
３０アーム
４０撹拌翼
４１嵌合部
４２中空部
４３凹部
４４容器
４５凸部
５０軸受
６０雄螺子
６１頭部
６２内側部
Ｈ撹拌翼の本体の高さ
Ｗ撹拌翼の本体の幅

Claims

水処理施設で使用され、接合部で連結され水平に設置される撹拌軸と、軸方向に所定の間隔で前記撹拌軸に配設されるアームフランジと、前記アームフランジに連結され放射状に延在するアームと、径方向に複数配設され前記アームを懸架するよう雄螺子にて結合される前記撹拌軸と略同等の長さを有し前記撹拌軸と平行に設置される撹拌翼とを備えたユニットが複数連結した撹拌機において、
前記アームと前記雄螺子にて結合される前記撹拌翼には前記雄螺子の螺子孔は形成されず、
前記撹拌翼に付設された前記雄螺子の頭部が嵌合する断面Ｃ型形状で軸方向に所定の長さの嵌合部に頭部が収容されるように嵌合された前記雄螺子を軸方向に移動し、前記雄螺子の間隔を前記アームフランジの軸方向の間隔に合わせるようにし、前記アームを懸架するように前記雄螺子で前記撹拌翼を前記アームと結合させ、
前記嵌合部が形成されることによる前記撹拌翼の本体の高さは、前記撹拌翼の本体の幅に対し、１／６〜１／３の割合で形成されていることを特徴とする撹拌機。
請求項１に記載の撹拌機において、
前記嵌合部の径方向両側で軸方向に所定の長さの中空部を前記撹拌翼に形成したことを特徴とする撹拌機。
請求項１に記載の撹拌機において、
前記嵌合部の径方向両側で軸方向に所定の長さの空気を封入する容器を収容させることができる凹部を前記撹拌翼に形成したことを特徴とする撹拌機。