JP6162865B1

JP6162865B1 - 沈殿物掻寄機及びその運転方法

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Publication number: JP6162865B1
Application number: JP2016137959A
Authority: JP
Inventors: 山田　直美; 直美山田
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Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2036-07-12
Also published as: JP2018008202A

Abstract

【課題】沈殿物の掻き寄せを過負荷状態のまま継続することなく、運転を継続でき、さらに過負荷状態を解消できる沈殿物掻寄機及びその運転方法を提供すること。【解決手段】上部に旋回支持部５０を有する中央支柱３０と、一端が旋回支持部５０に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アーム６１と、旋回アーム６１の他端に設置され且つ旋回アーム６１を旋回させる駆動手段７１と、旋回アーム６１から沈殿池１０内に上下動自在に吊り下げられ旋回アーム６１と共に旋回することで沈殿池１０に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段１０１と、掻寄手段１０１を昇降させる昇降手段１２１と、掻寄手段１０１を旋回した際の負荷を検出する負荷検出手段（回転検出センサ）９１と、負荷検出手段９１が検出した掻寄手段１０１の負荷が過負荷である場合に、昇降手段１２１に対して掻寄手段１０１を上昇させる指示を出力する制御手段１５０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、液体から固体を分離するために使用される沈殿物掻寄機及びその運転方法に関するものである。

液体と固体の分離は、下水、し尿、工場廃水、上水処理においてだけでなく、工場（例えば製紙工場等）の生産工程等においても重要な操作の一つである。液体と固体の分離には沈殿池が用いられる。そして沈殿池の底に沈殿した沈殿物を除去するために沈殿物掻寄機が設置される。即ち、民間工場の排水処理施設や、官公庁汚水下水道施設等で使用される沈殿池では、固液分離した沈殿物（沈殿汚泥）を掻き集めて系外に搬出するために沈殿物掻寄機が利用されている。

従来、この種の沈殿物掻寄機は、沈殿池の中央部を旋回中心とする旋回アームを具備し、この旋回アームに沈殿池の底に沈殿した沈殿物を掻き寄せるスクレーパ（掻寄部）を取り付け、このスクレーパで掻き寄せた沈殿物を、この旋回アームに取り付けた吸い上げ用のポンプで吸い上げて配管輸送し（又は沈殿池の底に設けた沈殿物ピットに回収したものを配管輸送し）、沈殿池の系外に排出するように構成されている。

特許第５８４４９３２号公報

しかしながら、上記従来の沈殿物掻寄機においては、以下のような問題があった。即ち、沈殿物の性状や、沈殿物量や、沈殿物の大きな負荷変動等により、スクレーパに設計値以上の過負荷がかかると、沈殿物掻寄機の駆動装置が高負荷状態になり、この高負荷状態が検出されることで、駆動手段の運転が停止される。そして、駆動装置の運転を再開するには、前記沈殿した沈殿物を、別途の作業によって取り除くなどの処置を施さなければならない。例えば、高負荷状態で沈殿物掻寄機が停止すると、水処理の継続処理は困難で、沈殿槽内の水抜き清掃を行い、沈殿物を搬出したり、沈殿物を破砕したりすることで沈殿物の負荷を軽減させる等して復旧する方法を取る必要がある。沈殿物掻寄機の停止中は沈殿処理が困難になり、水質悪化による工場の操業停止等のトラブルに発展する恐れもある。

特に、旋回アームの旋回中心部分（根元部分）に駆動装置を設置する比較的小型の沈殿物掻寄機（中央駆動型沈殿物掻寄機）に比べ、旋回アームの先端部分に駆動装置を設置して沈殿池の外周壁部分に駆動力を印加することで旋回する大型の沈殿物掻寄機（周辺駆動型沈殿物掻寄機）の場合は、処理を行う沈殿物が多いので、沈殿物の過負荷によって運転が停止されると、その復旧作業に多くの労力と時間が必要となり、上記問題が大きくなる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、沈殿物の掻き寄せを高負荷状態のまま行うことがなくなり、且つ運転を継続して行うことができ、さらに前記高負荷状態を解消していくことができる沈殿物掻寄機及びその運転方法を提供することにある。

本発明に係る沈殿物掻寄機は、沈殿池内に設置され且つ上部に旋回支持部を有する中央支柱と、一端が前記旋回支持部に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アームと、前記旋回アームの他端に設置され且つ沈殿池の周辺部分に駆動力を印加することで前記旋回アームを旋回させる駆動手段と、前記旋回アームから前記沈殿池内に上下動自在に吊り下げられ前記旋回アームと共に旋回することで沈殿池に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段と、前記掻寄手段を昇降させる昇降手段と、前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段により掻き寄られた沈殿物を吸い上げて排出するポンプ手段と、前記掻寄手段の旋回による負荷と前記昇降手段による沈殿物押圧負荷とをそれぞれ検出する負荷検出手段と、通常運転時（ＳＴ１−１）に前記掻寄手段の旋回による負荷が過負荷になった場合（ＳＴ１−２）、前記掻寄手段を停止（ＳＴ１−３）、上昇させて（ＳＴ１−４，５）、該掻寄手段を再び運転し（ＳＴ１−７）、前記再運転による前記掻寄手段の旋回による負荷が過負荷でない場合（ＳＴ１−８）、前記掻寄手段を停止して（ＳＴ１−９）、その後所定寸法下降し（ＳＴ１−１０）、前記所定寸法下降する際に、前記昇降手段による沈殿物押圧負荷が所定値以下であり、且つ前記掻寄手段が通常運転位置に至っていない場合（ＳＴ１−１１，１２）は、所定時間通常運転を行って（ＳＴ１−１６）再び前記掻寄手段を停止し（ＳＴ１−９）所定寸法下降する動作を行い（ＳＴ１−１０）、一方前記所定寸法下降する動作（ＳＴ１−１０）の内の何れを行った場合でも、前記昇降手段による沈殿物押圧負荷が所定値以上の場合（ＳＴ１−１１）は、前記掻寄手段の下降を停止し（ＳＴ１−１７）所定寸法上昇させて（ＳＴ１−１８）、所定時間通常運転を行い（ＳＴ１−１９）、その後、旋回による負荷が過負荷でない場合（ＳＴ１−２０）、再度、前記掻寄手段を停止して（ＳＴ１−９）所定寸法下降する（ＳＴ１−１０）ことで、前記沈殿物を上から少しずつ掻き取り、前記ポンプ手段で排出する制御を行う制御手段と、を有することを特徴としている。
本発明によれば、掻寄手段の負荷が過負荷である場合は掻寄手段が上昇するので、沈殿物の掻き寄せを過負荷状態（高負荷状態）のまま継続して行う虞がなくなる。これによって装置の故障を防止できるばかりか、装置の運転を適正負荷で継続でき、沈殿物の除去を継続して行うことができる。

また本発明は、前記掻寄手段が、前記旋回アームに上下動自在に吊り下げられる支柱と、前記支柱の下部に取り付けられて沈殿物を掻き寄せるスクレーパとを具備し、前記昇降手段は、前記旋回アームに取り付けられて前記支柱を上下動させることを特徴としている。
これによって、スクレーパを容易に昇降させることができる。

また本発明は、前記支柱が複数本あり、且つ前記スクレーパは一体又は複数枚に分割されており、前記制御手段は、前記分割されたスクレーパの場合、スクレーパ毎にその上下動を制御することが好ましい。
分割されたスクレーパ毎に制御することによって、場所によって異なる沈殿物の状態に応じて、過負荷となった部分のスクレーパのみを上昇でき、過負荷状態を回避できると共に、より効率的に沈殿物の除去を行うことができる。

また本発明は、前記負荷検出手段が、前記駆動手段内に設置されるトルクリミッタ又はトルク感知機構であるか、或いは、前記沈殿池周囲の側壁上面に載置される前記駆動手段の車輪のスリップを検出するスリップ感知手段であるか、或いは、過負荷時の旋回アームのねじれを検出するねじれ検出手段であることを特徴としている。

また本発明は、前記制御手段が、過負荷発生時の前記掻寄手段の上昇速度を、上昇した掻寄機を元の位置に下降する際の下降速度よりも速くするように制御することが好ましい。
過負荷発生時の掻寄手段の上昇速度を速くすることで、過負荷状態から速く解放でき、また下降速度を遅くすることで、急激に過負荷状態に戻ることを防止できる。

また本発明は、沈殿池内に設置され且つ上部に旋回支持部を有する中央支柱と、一端が前記旋回支持部に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アームと、前記旋回アームの他端に設置され且つ沈殿池の周辺部分に駆動力を印加することで前記旋回アームを旋回させる駆動手段と、前記旋回アームから前記沈殿池内に上下動自在に吊り下げられ前記旋回アームと共に旋回することで沈殿池に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段と、前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段を昇降させる昇降手段と、前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段により掻き寄られた沈殿物を吸い上げて排出するポンプ手段と、前記旋回アームと共に前記掻寄手段を旋回した際の旋回による負荷と前記昇降手段によって前記掻寄手段を下降した際の沈殿物押圧負荷をそれぞれ検出する負荷検出手段と、上昇させた前記掻寄手段を元の位置に下降する際、該掻寄手段の旋回時の負荷又は前記昇降手段による該掻寄手段の下降時の沈殿物押圧負荷が所定値以上を検出した場合は、その掻寄手段の下降を停止して上昇させ、再び下降を開始する動作を、通常運転時の位置になるまで繰り返し行うことで、前記掻寄手段により沈殿物を高負荷状態とならないように上から少しずつ掻き取り、前記ポンプ手段で排出、除去しながら、通常運転に戻す制御を行う制御手段と、を有することを特徴としている。
これによって、高負荷とならないように、掻寄手段を下降させていくことができ、一旦高負荷状態となった沈殿物を、無理なく除去しながら、通常運転に戻すことができる。ここでいう所定値以上の負荷とは、前記掻寄手段を旋回した際の負荷が所定値以上である場合と、掻寄手段を下降する際に沈殿物を押圧する負荷が所定値以上である場合の２種類がある。何れの負荷も所定値以上であれば、掻寄手段に沈殿物による無理な力が印加され、装置故障の原因になる。

また本発明にかかる沈殿物掻寄機の運転方法は、沈殿池内に設置され且つ上部に旋回支持部を有する中央支柱と、一端が前記旋回支持部に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アームと、前記旋回アームの他端に設置され且つ沈殿池の周辺部分に駆動力を印加することで前記旋回アームを旋回させる駆動手段と、前記旋回アームから前記沈殿池内に上下動自在に吊り下げられ前記旋回アームと共に旋回することで沈殿池に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段と、前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段を昇降させる昇降手段と、前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段により掻き寄られた沈殿物を吸い上げて排出するポンプ手段と、前記掻寄手段の旋回による負荷と前記昇降手段による沈殿物押圧負荷とをそれぞれ検出する負荷検出手段と、を有し、前記旋回アームに設けられた掻寄手段により沈澱池の底部に沈殿した沈殿物を掻き寄せ、該沈殿物を前記ポンプ手段で吸い上げて前記沈澱池系外に排出する沈殿物掻寄機の運転方法において、前記旋回アームと共に、前記掻寄手段を旋回した際、又は掻寄手段を下降し、沈殿物を押圧した際、負荷検出手段により該掻寄手段の負荷を検出し、制御手段により、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段、前記掻寄手段、前記昇降手段、前記ポンプ手段の動作を制御すると共に、前記掻寄手段の負荷が過負荷になった場合に、前記昇降手段によって前記掻寄手段を上昇させることで高負荷を回避させ、その後、前記掻寄手段を下降させ、所定値以上の負荷を検出した場合は、高負荷にならない様に掻寄手段の上昇と下降を前記昇降手段で繰り返し行うことで、沈殿物の上の部分を少しずつ掻き取り前記ポンプ手段で沈殿物を除去しながら通常運転に戻す制御を行うことにより、沈殿物の掻き寄せを高負荷状態のまま行うことなく継続運転を行うことを特徴としている。
これによって、高負荷とならないように、掻寄手段を下降させていくことができ、一旦高負荷状態となった沈殿物を、無理なく除去しながら、通常運転に戻すことができる。この場合の所定値以上の負荷も、前記掻寄手段を旋回した際の負荷が所定値以上である場合と、掻寄手段を下降する際に沈殿物を押圧する負荷が所定値以上である場合の２種類がある。

本発明によれば、沈殿物の掻き寄せを高負荷状態のまま行うことがなくなり、且つ運転を継続して行うことが可能になる。さらに一旦高負荷状態となった沈殿物を除去していくことが可能になる。

沈殿物掻寄機１の概略断面図である。駆動手段７１を示す図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は正面図である。スクレーパ１０５及び昇降手段１２１と、沈殿物排出管１３１の開口部１３３とを示す概略図である。旋回アーム６１と掻寄手段１０１と沈殿池１０とを側面側から見たときの位置関係を示す概略図である。沈殿物掻寄機１の動作の一例を示す概略動作フロー図である。掻寄手段１０１を上昇させたときの沈殿物掻寄機１を示す概略断面図である。沈殿物掻寄機１の動作の他の例を示す概略動作フロー図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる沈殿物掻寄機１の概略断面図である。同図では、沈殿池１０の中央付近から一方の外周に至る範囲を一部断面にして示している。

同図に示すように沈殿物掻寄機１は、円形に形成された沈殿池１０と、沈殿池１０の中央に設置された中央支柱３０と、一端が中央支柱３０上部の旋回支持部５０に取り付けられ旋回支持部５０を中心に沈殿池１０上を旋回（回転）する沈殿物掻寄除去部６０と、前記沈殿物掻寄除去部６０の動作を制御する制御手段１５０を具備して構成されている。

沈殿池１０は、円形の底部１１と、その周囲を囲む円筒状の側壁１３とを有し、さらに側壁１３の外周側に、この側壁１３をリング状に囲む凹状の溝からなる排泥樋１５を設けて構成されている。側壁１３の上面は、下記する駆動手段７１の車輪８３，８５を載置する駆動面（動力伝達面）１７となっている。

中央支柱３０は、沈殿池１０内に設置される攪拌整流部４０と、攪拌整流部４０上（沈殿池１０上）に設置される旋回支持部５０とを具備して構成されている。攪拌整流部４０には、被処理水（原水）を導入する導入管４１が接続されており、この導入管４１によって攪拌整流部４０内に導入された被処理水は、攪拌・整流された後、沈殿池１０内に流出する。旋回支持部５０は、攪拌整流部４０の上部に設置された回転軸受を具備して構成されており、沈殿物掻寄除去部６０を回動自在に支持している。

沈殿物掻寄除去部６０は、一端が前記旋回支持部５０に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アーム６１と、旋回アーム６１の他端に設置されて旋回アーム６１を旋回させる駆動手段７１と、旋回アーム６１から沈殿池１０内に上下動自在に吊り下げられ旋回アーム６１と共に旋回することで沈殿池１０に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段１０１と、掻寄手段１０１を昇降させる昇降手段１２１と、旋回アーム６１に取り付けられる沈殿物排出管１３１と、沈殿物排出管１３１に取り付けられるポンプ１４１とを具備して構成されている。

旋回アーム６１は、鉄骨を略矩形柱状に組んで構成されている。図示はしないが一般にその上部には歩廊が設けられる。

図２は駆動手段７１を示す図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は正面図である。これらの図に示すように、駆動手段７１は、旋回アーム６１の先端部分から下方向に延びる一対の取付部７３に設けた軸受部７５に駆動手段本体７７を揺動自在に取り付け、この駆動手段本体７７の上面側に駆動モータ７９及び減速機８１を、下面側に一対の車輪８３，８５を設置して構成されている。車輪８３が前輪であり、車輪８５が後輪である。駆動モータ７９と減速機８１間は、チェーン（又はベルト）からなる巻掛け体８７によって動力が伝達される。一対の車輪８３，８５は、何れも沈殿池１０の側壁１３の駆動面１７上に載置されるように、水平に前後に設置されている。一方の車輪８５の回転軸８５ａにはスプロケット８５ｂが取り付けられ、減速機８１の出力側の軸８１ａに取り付けたスプロケット８１ｂとの間に、チェーン等の巻掛け体８９を巻き掛けている。即ち、車輪８３は従動輪、車輪８５は駆動輪である。従動輪である車輪８３近傍には、車輪８３の回転検出用の回転検出センサ９１が設置されている。この回転検出センサ９１は、車輪８３の回転状態から、掻寄手段１０１を旋回した際の沈殿物の負荷を検出する負荷検出手段である。

図４は旋回アーム６１と掻寄手段１０１と沈殿池１０とを側面側から見たときの位置関係を示す概略図であり、図４（ａ）は図１に対応し、図４（ｂ）は図６に対応している。図１及び図４（ａ）に示すように、掻寄手段１０１は、旋回アーム６１に上下動自在に吊り下げられる複数本の支柱１０３と、支柱１０３の下部に取り付けられて沈殿物Ａ１を掻き寄せるスクレーパ１０５とを具備して構成されている。図３はスクレーパ１０５及び昇降手段１２１と、下記する沈殿物排出管１３１の開口部１３３の位置とを示す概略図である。図１及び図３に示すようにスクレーパ１０５は、沈殿池１０の底部１１近傍に設置され、スクレーパ１０５の移動方向Ｂ（図３参照）に向かって前後に複数回折り曲げることで、複数の凹部からなる沈殿物集積部１０７を設けて構成されている。

昇降手段１２１は、旋回アーム６１に取り付けられていて、支柱１０３、即ち掻寄手段１０１を昇降させる。昇降手段１２１としてこの例では、モータの回転運動を直線運動に変換するパワーシリンダを用いている。もちろん昇降手段としては、パワーシリンダに限らず、掻寄手段１０１を昇降させる（支柱１０３を上下動させる）ことができる装置であれば、油圧シリンダー、エアシリンダー、ワイヤー・シーブ車等を用いた他の各種装置であってもよい。なお、昇降手段１２１には、掻寄手段１０１を下降する際に沈殿物Ａ１を押圧することによって印加される負荷を検出する負荷検出手段（トルクリミッタ等）が取り付けられている。

沈殿物排出管１３１は、一端側が複数本（図では３本）に分岐して前記スクレーパ１０５近傍（さらには沈殿物集積部１０７近傍）の開口部１３３において開口し、他端側が１本に集合されて旋回アーム６１の先端側から側壁１３の外側に設置されている排泥樋１５内の開口１３５に開口している。

ポンプ１４１は、沈殿物排出管１３１の分岐している各部分に取り付けられており、各ポンプ１４１を駆動することで、スクレーパ１０５近傍の開口部１３３から沈殿物を吸い上げて、排泥樋１５側の開口１３５から排出させる。ポンプ１４１及びポンプ１４１の下流側（開口１３５側）の沈殿物排出管１３１全体は、旋回アーム６１に固定されており、旋回アーム６１と一体に旋回（回転）する。ポンプ１４１の下流側の沈殿物排出管１３１は、金属製又は樹脂製等の硬質のパイプである。一方、ポンプ１４１の上流側の沈殿物排出管１３１は、可撓性を有するパイプによって構成されており、さらにその先端部分（開口部１３３の部分）はスクレーパ１０５（場合によっては支柱１０３等の掻寄手段１０１の他の部分）に固定されている。

制御手段１５０は、前記沈殿物掻寄除去部６０の動作を制御する制御装置であり、例えば各種電気回路やコンピュータ等によって構成されている。制御手段１５０は、前記回転検出センサ９１からの信号を入力すること等によって、前記駆動手段７１（駆動モータ７９）、昇降手段１２１、ポンプ１４１等の運転制御を行う。

図５は、上記沈殿物掻寄機１の動作の一例を示す概略動作フロー図である。同図に示すように、まず通常は、通常運転を行う（ステップＳＴ１−１）。通常運転の制御も制御手段１５０によって行われる。即ち、通常は、被処理水が導入管４１から中央支柱３０の攪拌整流部４０内に導入され、攪拌されると共に、図示しない薬液供給管から薬液が供給された後、整流され、その後、沈殿池１０内に導入される。その間、前記薬液によって固形分の凝集が進行する。

沈殿池１０内に導入された被処理水中の凝集された沈殿物は、沈殿池１０の底に沈殿していく。固形分が取り除かれた被処理水（上澄み水）は、図示しない所定の位置で前記側壁１３を乗り越えて次の工程に移送される。一方、駆動手段７１（駆動モータ７９）を起動して車輪８５を駆動面１７上で走行させ、旋回アーム６１を旋回させる。これによって旋回アーム６１と共に掻寄手段１０１が回転し、そのスクレーパ１０５によって、沈殿池１０の底に堆積した沈殿物が、各沈殿物集積部１０７の部分、即ち各開口部１３３の近傍位置に集められる。

各開口部１３３近傍に集められた沈殿物は、各ポンプ１４１を駆動することで沈殿物排出管１３１に吸い込まれ、排泥樋１５に排出される。排泥樋１５に排出された沈殿物は、次の工程に移送される。

上記通常運転を行っている際、制御手段１５０は、回転検出センサ９１からの信号を入力することによって、駆動側の車輪８５にスリップが発生しているか否かを検出する。即ち、駆動側の車輪８５に駆動するための電力を供給しているにもかかわらず、従動側の車輪８３が回転していない場合（又はその回転数が少ない場合）は、車輪８５が回転しているにもかかわらず、旋回アーム６１が旋回していない（又は正規の速度よりゆっくり旋回している）ことを意味する。この場合は、制御手段１５０は、掻寄手段１０１の旋回による負荷が過負荷であると判断し（ステップＳＴ１−２）、ステップＳＴ１−３に移行する。制御手段１５０は、ステップＳＴ１−３において、沈殿物掻寄機１の運転を停止し、次に、昇降手段１２１を起動し、支柱１０３及びスクレーパ１０５を所定位置（上限位置）まで上昇させ、停止させる（ステップＳＴ１−４，ＳＴ１−５，ＳＴ１−６）。ここで上限位置とは、掻寄手段１０１の上昇する最も上の地点（スクレーパ１０５が上昇できる限界点）である。これによって、沈殿物Ａ１によって過負荷となった掻寄手段１０１の前記過負荷を解消できる。なお、掻寄手段１０１の上昇速度は、なるべく高速とし、過負荷の状態を速やかに解消して掻寄手段１０１へのダメージを少なくさせる。

図６は、掻寄手段１０１を上昇させたときの沈殿物掻寄機１の状態を示す概略断面図である。同図に示すように、このときスクレーパ１０５は上昇し、同時にスクレーパ１０５に取り付けた開口部１３３も同時に上昇するが、ポンプ１４１の上流側の沈殿物排出管１３１は、可撓性を有するので、撓むだけであり、吸引動作を行うことができる。

スクレーパ１０５が最も高い位置まで上昇した直後、またはタイマー等を用いて所定時間経過した後、再び沈殿物掻寄機１の運転を行う（ステップＳＴ１−７）。例えば、掻寄手段１０１を所定時間旋回してみる。そしてこのとき再び過負荷を検出した場合は（ステップＳＴ１−８）、掻寄手段１０１を上昇させても旋回時の過負荷状態が解消されなかったことを意味するので、ステップＳＴ１−１４に移行し、警報を発すると共に、沈殿物掻寄機１の運転を停止し（ステップ１−１５）、運転制御を終了する。この場合は、作業員自ら、沈殿物の除去作業等を行う。

一方、沈殿物掻寄機１を所定時間運転した際に、過負荷ではなくなっていた場合は（ステップＳＴ１−８）、再び沈殿物掻寄機１を停止し（ステップＳＴ１−９）、掻寄手段１０１を所定深さ寸法だけ下降する（ステップＳＴ１−１０）。このときの下降速度は、前記上昇速度に比べて遅くし、ゆっくりと下降させる。掻寄手段１０１を所定深さ寸法だけ下降する際に、前記昇降手段１２１に取り付けた負荷検出手段によって検出される沈殿物Ａ１の押圧による負荷が、予め定めておいた所定値以上とならない場合であって、且つ未だ掻寄手段１０１が通常運転位置に至っていない場合（ステップＳＴ１−１１，ＳＴ１−１２）は、沈殿物掻寄機１を所定時間運転した後（ステップＳＴ１−１６）、再び沈殿物掻寄機１の運転を停止して（ステップＳＴ１−９）、再び掻寄手段１０１を所定深さ寸法だけ下降させ、上記ステップＳＴ１−１０〜ＳＴ１６を繰り返し行う。そして掻寄手段１０１が通常運転位置まで下降した場合は、ステップＳＴ１−１２からステップＳＴ１−１３に移行し、掻寄手段１０１の下降を停止し、ステップＳＴ１−１に戻って沈殿物掻寄機１の通常運転を再開する。

一方、掻寄手段１０１の下降を所定深さ寸法毎に続けている途中に、前記昇降手段１２１に取り付けた負荷検出手段によって検出される沈殿物Ａ１の押圧による負荷が、予め定めておいた所定値以上となった場合は、ステップＳＴ１−１１からステップＳＴ１−１７に移行し、掻寄手段１０１の下降を停止し（ステップＳＴ１−１７）、次に掻寄手段１０１を所定寸法だけ上昇する（ステップＳＴ１−１８）。そして再び所定時間、沈殿物掻寄機１の運転を再開し（ステップＳＴ１−１９）、その際に掻寄手段１０１の旋回による負荷が過負荷であると判断した場合は、ステップＳＴ１−２０からステップＳＴ１−３に戻って再び沈殿物掻寄機１の運転を停止し、掻寄手段１０１を最上位置まで戻すステップからやり直す。一方、ステップＳＴ１−２０において過負荷を検出しなかった場合は、ステップＳＴ１−９に戻って、引き続き掻寄手段１０１を所定寸法ずつ下降していく動作を行う。

つまり、ステップＳＴ１−１６や、ステップＳＴ１−１７〜ＳＴ１−２０の動作によって、沈殿物Ａ１の上の部分を少しずつスクレーパ１０５によって掻き取る等しながら、掻き寄せた沈殿物Ａ１を開口部１３３から吸引し、系外に排出することができ、沈殿物Ａ１の量を減少させていくことができる。

図７は、上記沈殿物掻寄機１の動作の他の一例を示す概略動作フロー図である。同図に示す動作フローにおいて、ステップＳＴ２−１〜ＳＴ２−８及びステップＳＴ２−１３，ＳＴ２−１４は、前記図５に示す動作フローのステップＳＴ１−１〜ＳＴ１−８及びステップＳＴ１−１４，ＳＴ１−１５と同一なので、その説明は省略する。

そしてステップＳＴ２−８において、沈殿物掻寄機１を運転した際に、旋回による負荷が過負荷ではなかった場合は（ステップＳＴ２−８）、そのまま掻寄手段１０１を段階的に下降する（ステップＳＴ２−９）。下降した際に、掻寄手段１０１の旋回に対する負荷が所定値以上になった場合は（ステップＳＴ２−１０の「Ｙ」）、ステップＳＴ２−３に戻り、再び沈殿物掻寄機１を停止し、掻寄手段１０１を上限位置まで上昇する等の操作に戻る。一方、掻寄手段１０１を段階的に下降した際に、掻寄手段１０１の旋回に対する負荷が所定値以上にならないで（ステップＳＴ２−１０の「Ｎ」）、且つ未だ掻寄手段１０１が通常運転位置に至っていない場合（ステップＳＴ２−１０，ＳＴ２−１１）は、沈殿物掻寄機１を通常運転しながら（ステップＳＴ２−１５）、掻寄手段１０１を再び段階的に下降させ、上記ステップＳＴ２−９〜ＳＴ２−１５を繰り返す。そして掻寄手段１０１が通常運転位置まで下降した場合は、ステップＳＴ２−１１からＳＴ２−１２に移行し、掻寄手段１０１の下降を停止し、通常運転に戻る（ステップＳＴ２−１）。

以上説明したように、上記沈殿物掻寄機１の図５、図７に示す動作フローによれば、回転検出センサ（負荷検出手段）９１が検出した掻寄手段１０１の旋回による負荷が過負荷になった場合に、掻寄手段１０１を上昇させて高負荷を回避するので、沈殿物Ａ１の掻き寄せを過負荷状態（高負荷状態）のまま継続して行う虞がなくなる。これによって装置の故障を防止できるばかりか、装置の運転を適正負荷で継続でき、沈殿物Ａ１の除去を継続して行うことができる。

また掻寄手段１０１の旋回による負荷が過負荷になった場合に掻寄手段１０１を上昇させて一時的に高負荷を回避させた後、掻寄手段１０１を下降させて行き、所定値以上の負荷（掻寄手段１０１の旋回に対する負荷、または掻寄手段１０１下降に対する沈殿物Ａ１の押圧負荷）を検出した場合はその下降を停止すると共に掻寄手段１０１を上昇して掻寄手段１０１の旋回に対する負荷が所定値以下になったら前記下降を再開する動作を繰り返し、最終的に通常運転時の位置まで下降するようにしているので、過負荷とならないように、掻寄手段１０１を下降させていくことができ、一旦過負荷状態となった沈殿物Ａ１を、無理なく除去していくことが可能になる。そして装置を通常運転に戻すことができる。

また上記例では、過負荷発生時の掻寄手段１０１の上昇速度を、上昇した掻寄手段１０１を元の位置に下降させる際の下降速度よりも速くしたので、過負荷状態から速く解放でき、また下降速度を遅くすることで急激に過負荷状態に戻ることを防止でき、装置の故障等を未然に防ぐことができる。

なお上記例では、過負荷の場合に掻寄手段１０１を一旦上昇させた後、負荷の状態を検出しながら下降させていくように構成したが、負荷の状態を検出せず、例えば一定の速度（下降位置に応じて速度を変更しても良い）で掻寄手段１０１を下降させていくように構成しても良い。また過負荷の場合に掻寄手段１０１を上昇させ、上昇させた位置で停止させたままとするように動作させても良い。この場合は例えば、掻寄手段１０１を過負荷によって上昇したことを作業員などに報知し、作業員が装置を停止して過負荷となった沈殿物を別途の作業によって取り除き、その後運転を再開する等しても良い。

また上記沈殿物掻寄機１では、１枚の（一体の）スクレーパ１０５を複数本の支柱１０３によって支持しているが、スクレーパ１０５を分割し、分割したスクレーパ１０５毎に支柱１０３を取り付け、各スクレーパ１０５毎にその上下動を制御しても良い。即ちこの場合、制御手段１５０は、掻寄手段１０１の一部を上昇させる指示を出力する。このように構成すれば、場所によって異なる沈殿物の状態に応じて、過負荷となった部分のスクレーパ１０５のみを上昇でき、過負荷状態を回避できると共に、より効率的に沈殿物の除去を行うことができる。

また上記沈殿物掻寄機１では、負荷検出手段として、駆動手段７１の車輪８５のスリップを検出するスリップ感知手段（回転検出センサ９１及びこのセンサの出力を用いてスリップの有無を判断する制御手段１５０）を用いたが、その代りに（またはそれと共に）、減速機８１に内蔵されるトルクリミッタ又はトルク感知機構９３（図２（ｂ）に点線で示す）を用いても良いし、或いは、旋回アーム６１上面に設置して過負荷時の旋回アーム６１のねじれを検出するねじれ検出手段（角度センサ）９５（図２（ａ），（ｂ）に点線で示す）を用いても良い。トルクリミッタ又はトルク感知機構９３は、減速機８１内の動力伝達機構における負荷を検出することで、過負荷状態を検知できる。ねじれ検出手段９５は、過負荷の際の旋回アーム６１のねじれを検出することで、過負荷状態を検知できる。また上記スリップ感知手段は、２輪１駆動方式を用い、従動輪に回転検出機構（回転検出センサ９１）を設置したが、１輪１駆動方式を用いた場合は、旋回支持部５０近傍に設置した回転検出機構（回転検出センサ９７）（図１に点線で示す）によりスリップを感知しても良い。さらに上記以外の各種構造の負荷検出手段であっても良く、要は、掻寄手段１０１を旋回した際の負荷を検出する負荷検出手段であればどのような構成のものであっても良い。なお本実施形態のように、車輪８５のスリップを検出するスリップ感知手段を用いて負荷検出手段を構成すれば、実際に旋回アーム６１が正規の状態で旋回していないことを直接検知できるので、過負荷を判断する方法として好適である。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、中央支柱、旋回アーム、駆動手段、掻寄手段、昇降手段等の形状・構造は、種々の変更が可能である。また掻寄手段を構成する支柱や昇降手段の数は１以上であれば良い。また場合によっては、過負荷発生時の掻寄手段の上昇速度と下降速度を同一、さらには下降速度の方を速くしても良い。

また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１沈殿物掻寄機
１０沈殿池
３０中央支柱
５０旋回支持部
６０沈殿物掻寄除去部
６１旋回アーム
７１駆動手段
９１回転検出センサ（スリップ感知手段、負荷検出手段）
９３トルクリミッタ又はトルク感知機構（負荷検出手段）
９５ねじれ検出手段（負荷検出手段）
９７回転検出センサ（スリップ感知手段、負荷検出手段）
１０１掻寄手段
１０３支柱
１０５スクレーパ
１２１昇降手段（昇降用駆動手段）
１５０制御手段
Ａ１沈殿物

Claims

沈殿池内に設置され且つ上部に旋回支持部を有する中央支柱と、
一端が前記旋回支持部に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アームと、
前記旋回アームの他端に設置され且つ沈殿池の周辺部分に駆動力を印加することで前記旋回アームを旋回させる駆動手段と、
前記旋回アームから前記沈殿池内に上下動自在に吊り下げられ前記旋回アームと共に旋回することで沈殿池に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段と、
前記掻寄手段を昇降させる昇降手段と、
前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段により掻き寄られた沈殿物を吸い上げて排出するポンプ手段と、
前記掻寄手段の旋回による負荷と前記昇降手段による沈殿物押圧負荷とをそれぞれ検出する負荷検出手段と、
通常運転時（ＳＴ１−１）に前記掻寄手段の旋回による負荷が過負荷になった場合（ＳＴ１−２）、前記掻寄手段を停止（ＳＴ１−３）、上昇させて（ＳＴ１−４，５）、該掻寄手段を再び運転し（ＳＴ１−７）、
前記再運転による前記掻寄手段の旋回による負荷が過負荷でない場合（ＳＴ１−８）、前記掻寄手段を停止して（ＳＴ１−９）、その後所定寸法下降し（ＳＴ１−１０）、
前記所定寸法下降する際に、前記昇降手段による沈殿物押圧負荷が所定値以下であり、且つ前記掻寄手段が通常運転位置に至っていない場合（ＳＴ１−１１，１２）は、所定時間通常運転を行って（ＳＴ１−１６）再び前記掻寄手段を停止し（ＳＴ１−９）所定寸法下降する動作を行い（ＳＴ１−１０）、
一方前記所定寸法下降する動作（ＳＴ１−１０）の内の何れを行った場合でも、前記昇降手段による沈殿物押圧負荷が所定値以上の場合（ＳＴ１−１１）は、前記掻寄手段の下降を停止し（ＳＴ１−１７）所定寸法上昇させて（ＳＴ１−１８）、所定時間通常運転を行い（ＳＴ１−１９）、その後、旋回による負荷が過負荷でない場合（ＳＴ１−２０）、再度、前記掻寄手段を停止して（ＳＴ１−９）所定寸法下降する（ＳＴ１−１０）ことで、前記沈殿物を上から少しずつ掻き取り、前記ポンプ手段で排出する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする沈殿物掻寄機。
請求項１に記載の沈殿物掻寄機であって、
前記掻寄手段は、前記旋回アームに上下動自在に吊り下げられる支柱と、前記支柱の下部に取り付けられて沈殿物を掻き寄せるスクレーパと、を具備し、
前記昇降手段は、前記旋回アームに取り付けられて前記支柱を上下動させることを特徴とする沈殿物掻寄機。
請求項１に記載の沈殿物掻寄機であって、
前記負荷検出手段は、前記駆動手段内に設置されるトルクリミッタ又はトルク感知機構であるか、或いは、前記沈殿池周囲の側壁上面に載置される前記駆動手段の車輪のスリップを検出するスリップ感知手段であるか、或いは、過負荷時の旋回アームのねじれを検出するねじれ検出手段であることを特徴とする沈殿物掻寄機。
沈殿池内に設置され且つ上部に旋回支持部を有する中央支柱と、
一端が前記旋回支持部に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アームと、
前記旋回アームの他端に設置され且つ沈殿池の周辺部分に駆動力を印加することで前記旋回アームを旋回させる駆動手段と、
前記旋回アームから前記沈殿池内に上下動自在に吊り下げられ前記旋回アームと共に旋回することで沈殿池に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段と、
前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段を昇降させる昇降手段と、
前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段により掻き寄られた沈殿物を吸い上げて排出するポンプ手段と、
前記旋回アームと共に前記掻寄手段を旋回した際の旋回による負荷と前記昇降手段によって前記掻寄手段を下降した際の沈殿物押圧負荷をそれぞれ検出する負荷検出手段と、
上昇させた前記掻寄手段を元の位置に下降する際、該掻寄手段の旋回時の負荷又は前記昇降手段による該掻寄手段の下降時の沈殿物押圧負荷が所定値以上を検出した場合は、その掻寄手段の下降を停止して上昇させ、再び下降を開始する動作を、通常運転時の位置になるまで繰り返し行うことで、前記掻寄手段により沈殿物を高負荷状態とならないように上から少しずつ掻き取り、前記ポンプ手段で排出、除去しながら、通常運転に戻す制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする沈殿物掻寄機。
沈殿池内に設置され且つ上部に旋回支持部を有する中央支柱と、
一端が前記旋回支持部に旋回自在に取り付けられ且つ水平方向に延びる旋回アームと、
前記旋回アームの他端に設置され且つ沈殿池の周辺部分に駆動力を印加することで前記旋回アームを旋回させる駆動手段と、
前記旋回アームから前記沈殿池内に上下動自在に吊り下げられ前記旋回アームと共に旋回することで沈殿池に沈殿した沈殿物を掻き寄せる掻寄手段と、
前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段を昇降させる昇降手段と、
前記旋回アームに設けられ、前記掻寄手段により掻き寄られた沈殿物を吸い上げて排出するポンプ手段と、
前記掻寄手段の旋回による負荷と前記昇降手段による沈殿物押圧負荷とをそれぞれ検出する負荷検出手段と、を有し、
前記旋回アームに設けられた掻寄手段により沈澱池の底部に沈殿した沈殿物を掻き寄せ、該沈殿物を前記ポンプ手段で吸い上げて前記沈澱池系外に排出する沈殿物掻寄機の運転方法において、
前記旋回アームと共に、前記掻寄手段を旋回した際、又は掻寄手段を下降し、沈殿物を押圧した際、負荷検出手段により該掻寄手段の負荷を検出し、
制御手段により、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段、前記掻寄手段、前記昇降手段、前記ポンプ手段の動作を制御すると共に、前記掻寄手段の負荷が過負荷になった場合に、前記昇降手段によって前記掻寄手段を上昇させることで高負荷を回避させ、その後、前記掻寄手段を下降させ、所定値以上の負荷を検出した場合は、高負荷にならない様に掻寄手段の上昇と下降を前記昇降手段で繰り返し行うことで、沈殿物の上の部分を少しずつ掻き取り前記ポンプ手段で沈殿物を除去しながら通常運転に戻す制御を行うことにより、沈殿物の掻き寄せを高負荷状態のまま行うことなく継続運転を行うことを特徴とする沈殿物掻寄機の運転方法。