JP6415567B2 - 貯水体中の廃水を循環させる撹拌体および装置 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1の前段部に記載された撹拌体および装置に関する。
撹拌体が繊維強化プラスチック製の部品から製造される装置は特許文献1(ドイツ特許出願公開第4218027号)から知られている。このような公知の撹拌体は、手作業で製造され、高価な型枠の準備を必要とする。
ドイツ特許出願公開第4218027号
本発明は、前記先行技術における難点を克服することを目的とする。特に、可能なかぎり簡単かつ経済的に製造しうる撹拌体および装置が示される。
上記目的は、請求項1〜18に記載の構成により達成される。本発明の好適な実施形態は、従属請求項の構成に示される。
本発明の提案するところによれば、撹拌体は金属製の複数のセグメント(部分構造)から形成され、該セグメントは、撹拌シャフトから撹拌体の外周縁まで延びる接合領域(第一接合領域)に沿って連結される。撹拌体を構成するセグメントが金属から製造されるので、高額の出費を伴う型枠は必要としない。セグメントは、工作機械を用いて製造することができる。セグメントは、使用場所で連結することができるので、従来の撹拌体に比べると、輸送に要する容積は大幅に低減される。接続体から撹拌体の外周縁までの接合領域のプロファイル(断面形状)を本発明が提案する構成とすることにより、好適に、各セグメントを同一の構造で形成することができる。提案される装置は、簡単かつ経済的に製造することができる。
前記接合領域は、仮想的な円の中心から延びており、この円の外周は、撹拌体の外周に一致する。すなわち、接合領域は、中心点から撹拌体の外周縁に向かう方向に延びている。平面視で、撹拌体の接合領域はまっすぐであってもよく、湾曲していてもよい。接合領域は、角度をつけて屈曲して(折れ曲がって)いてもよく、かつ/または、周方向に複数の変位を有してもよい。
好適な実施形態において、前記接合領域は少なくとも部分的に径方向と平行であってもよく、かつ/または、部分的に径方向に対し傾斜していてもよい。特に、平面視で、接合領域は、複数の直状部(ストレート部)からなり、前記直状部が定角度で変向しながら、接続されたものであってもよい。ここで隣接する部分がなす角αは、130度〜170度であってもよい。この場合、略「湾曲」した、接合領域が提供される。また同時に、この種の接合領域は、湾曲した輸送リブの製造にも好適に用いることができる。
さらなる実施形態によれば、各セグメントは、径方向に延びる屈曲線(折り目)を有する。屈曲線に沿ったセグメントの屈曲によって、円錐状または双曲面体状の形状を撹拌体に付与することができる。
好適には、セグメントは厚み0.5〜15mm、好ましくは0.8〜3mmの高級鋼製の金属板から製造してもよい。高級鋼板は、堅牢でかつ耐久性があり、機械による成形、特に自動成形が可能である。
好適には、平面視で、セグメントは円の分割体に類似した形状を有する。ここで、略径方向に延びるセグメントの縁は、同じ向きに湾曲してもよい。好適には、各セグメントは、同一の構造を有する。これによって、セグメントにかかる製造コストを節約することができる。
さらなる実施形態においては、せん断リブがセグメントの外周縁部に、外周縁の一部をなして設置されている。この場合、撹拌体を用いて液体を気体にさらしたり、かつ/または、気体を液体に導入することができる。せん断リブは大きなガス泡をつぶし、小さなガス泡を多数発生させるので、気体と液体の界面を増大する。その結果、浄化の効率が向上する。
少なくとも、一つの輸送リブが、各セグメントの、撹拌シャフトに面する上側から延出していてもよい。輸送リブにより、撹拌効率が向上する。
好適な実施形態によれば、前記接合領域は、金属板の、セグメントの上側へむけて屈曲した部分から構成される。これによって、セグメントの剛性が向上するとともに、接続・機能表面が設けられる。二つのセグメントの、たとえば90度で屈曲した金属板部分は、接続状態において、好適に輸送リブを形成することができる。
好適には、せん断リブおよび/または輸送リブも、高級鋼製の金属板から形成され、少なくとも一つのスポット継手によって、セグメントに接合される。スポット継手は、好適には、リベット継手、ネジリベット継手、ネジ継手、またはスポット溶接継手であってもよい。
さらなる実施形態において、各セグメントの径方向内側端は、角度をつけて屈曲し(折れ曲がり)、孔を有する接続体部を備える。全セグメントが連結されると、接続体部の孔が、好適に円周上に配列する。これら接続体部は、撹拌体の接続体を形成し、これによって、撹拌体を撹拌シャフトの従来型の位置合わせフランジにとりつけることができる。
好ましくは、各セグメントは、複数の小セグメント(サブセグメント)から構成され、これらは、撹拌シャフトに対し略同心状に延在する接合帯(第二の接合領域)に沿って連結される。この種の小セグメントは、レーザ切断と、曲げ加工により、比較的簡単に製造することができる。
セグメントおよび/または小セグメントは、好適には、リベット、ネジリベット、ネジなどの締結手段を用いて、あるいはスポット溶接継手によって連結することができる。この種の継手は永久継手である。本発明の撹拌体は、すぐれた剛性と、耐久性を有する。
本発明のさらなる構成によれば、槽中に収納された廃水を循環(回転流動)させる装置であって、駆動系から延びる撹拌シャフトに、本発明にかかる撹拌体が設置された装置が提供される。撹拌体は、撹拌シャフトの終端に設けられたフランジに、接続体を介して、好適に設置される。
第一の撹拌体を示す斜視図である。 図1の撹拌体の側面図である。 図1の撹拌体の平面図である。 一つのセグメントの第1の斜視図である。 図4に示すセグメントの第2の斜視図である。 図4のセグメントの拡大図である。
以下、本発明を例示する実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図中、共通して符号2で示される撹拌体は、モータ(図示せず)から延びる鉛直の撹拌シャフト1の自由端に設置されている。撹拌体2は、双曲面体状の形状を有する。撹拌体2の直径は、少なくとも120cm、好ましくは少なくとも140から150cmである。外周縁URに対する中心位置に設置されている接続体Asは、撹拌シャフト1に設置される。撹拌体2の形状は、径方向の屈曲エッジ(折り目)Bに沿って、屈曲部を形成することにより付与される。複数の輸送リブ3が、撹拌シャフト1に面する上側Oに設置されている。輸送リブ3は、それぞれ、約145〜155度の角αで変向する、複数の角付変向部A1、A2、A3を有する。実質的に径方向に延出するせん断リブ4が第一の撹拌体2の下側U(上側Oの反対側)で、撹拌体2の径の外周縁部に設置されている。
撹拌体2は、同一の構造を有する複数のセグメントS、S’を連結したものである。セグメントS、S’は、接合領域F1に沿って相互に接続されている。一個のセグメントSを図4〜6に示す。セグメントSは、径方向における内側の端で折れ曲がる接続体部5を備え、これに孔6が設けられている。セグメントSは、平面視で円形の一部をなすように形成されており、径方向、または径方向に対して傾斜した方向に延びる縁部に、上側Oに対し約90度の角度をなして突出するウェブ(羽根板)7を有し、該ウェブ7は、曲げ加工または折り加工によって形成されている。ウェブ7は、セグメントSを他の隣接するセグメント(ここでは図示せず)に接続するための、接続面の役割をはたす。接続は、例えばリベット締め、またはスポット溶接によって行うことができる。二つの相互に接続されたセグメントSのウェブ7、7’は輸送リブ3を構成する。
位置決めフランジ8は撹拌シャフト1の自由端にとりつけられており、円周上に配列する複数の孔(第二の孔部)9を有する。孔9のそれぞれは、セグメントSの接続部5の孔6に対応している。これによって、各セグメントSを、ネジ止めにより位置決めフランジ8に接続することができる。図4から明らかなように、接続部5は、孔6が孔9に重なって配列するように、位置決めフランジ8の下側をささえる。他方の、位置決めフランジ8の上側には、接続用リブ10が設けられており、これは接続部材11を介して、接続体部5のウェブ7と接続される。符号12は、穿孔された環状板を示し、これは位置決めフランジ8に対応する形に形成されている。位置決めフランジ8に締結される接続体部5は、位置決めフランジ8と環状板12の間におさえ付けられる形でボルトにより締結することができる。
図6は、セグメントSの拡大図である。セグメントSは、複数の小セグメントT1、T2、T3、T4から形成される。各小セグメントT1、T2、T3、T4の径方向の縁部は、それぞれウェブ7、7’の部分を備える。各小セグメントT1、T2、T3、T4はまた、撹拌シャフト1に対し、略同心状の配列となる接合帯F2を備え、これは接続タブ13と、隣接する小セグメントT1、T2、T3、T4において、該接続タブに対応する孔配列部14とで構成される。各小セグメントT1、T2、T3、T4は、いずれもU字状の断面を有する形に形成されている。隣接する小セグメントのウェブ7、7’を接続し、さらに第二接合領域F2に沿って接続した結果、径方向の縁が角度αで変向する、円の分割体に対応するセグメントが形成される。セグメントSは、すぐれた安定性およびねじり剛性を有する。
撹拌体2は、セグメントSから形成され、該セグメントSは厚さが例えば1.0〜2.0mmの高級鋼板から形成される。ウェブ7、7’は、屈曲部を形成することにより作製されることが好ましい。好ましくは、これらはウェブ7、7’(ここでは図示せず)の延在方向に沿って配列した、複数のリベット継手によって接続することができる。せん断リブ4は、スポット溶接継手または別のリベット継手によってセグメントSに接合することができる。リベット継手に代え、ネジリベット継手またはネジ継手を用いてもよい。
撹拌体は、回転対称性を有する。本実施形態では、対称性は8回回転軸で定義される。回転軸は、構造上同一なセグメントの個数に対応する。撹拌体2は、n回回転軸(n-fold axis of rotation)を有する対称性(つまり360°/nごとの対称性)を備えてもよく、ここでnは、好ましくは6〜12の整数である。
本実施形態においては、双曲面体形状を有する撹拌体2が示されているが、撹拌体2は、他の形状をとってもよい。例えば、撹拌体は円錐状であってもよく、先端の切り落とされた円錐状(円錐台状)の形を備えてもよい。輸送リブ3は、直線状に径方向に延在するものであってもよい。これらの輸送リブ3は、円錐状や先落ち円錐状の撹拌体2の実施形態においても、上記実施形態で例示したものと同様に形成されていてもよい。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様1〕
槽内に収納された廃水を循環させるための撹拌体(2)で、円錐状または双曲面体状の形状を有し、撹拌シャフト(1)に接続するための中心部の接続体(As)を備える撹拌体(2)において、
該撹拌体(2)が、複数のセグメント(S、S’)から形成され、複数のセグメント(S、S’)が金属製であって、撹拌シャフト(1)から、撹拌体(2)の外周縁(UR)まで延びる接合領域(F1)に沿って連結されることを特徴とする、撹拌体。
〔態様2〕
態様1に記載の撹拌体において、前記接合領域(F1)は、少なくとも部分的に、径方向に対し平行かつ/または傾斜して延在している撹拌体。
〔態様3〕
態様1または2に記載の撹拌体において、前記接合領域が、平面視で、複数の直状部(A1、A2、A3)からなり、各直状部は、角度をつけて変向しながら接続されている、撹拌体。
〔態様4〕
態様3に記載の撹拌体において、隣接する直状部(A1、A2、A3)がなす角度(α)が130〜165度である撹拌体。
〔態様5〕
態様1〜4のいずれか一態様に記載の撹拌体において、各セグメント(S、S’)が径方向にのびる屈曲線(B)を有する、撹拌体。
〔態様6〕
態様1〜5のいずれか一態様に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)が、厚さ0.5〜15mm(好ましくは0.8〜3mm)の、高級鋼製の金属板から製造されたものである、撹拌体。
〔態様7〕
態様1〜6のいずれか一態様に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)は、平面視で円の分割体に相当する形状を有する、撹拌体。
〔態様8〕
態様1〜7のいずれか一態様に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)が、いずれも同一の構造を有する、撹拌体。
〔態様9〕
態様1〜8のいずれか一態様に記載の撹拌体において、せん断リブ(4)が、セグメント(S、S’)の周縁部領域に、外周縁(UR)の一部をなす形で設置されている、撹拌体。
〔態様10〕
態様1〜9のいずれか一態様に記載の撹拌体において、各セグメント(S,S’)の、撹拌シャフト(1)に面する上側(O)から、少なくとも一つの輸送リブ(3)が延出している、撹拌体。
〔態様11〕
態様1〜10のいずれか一態様に記載の撹拌体において、前記接合領域が、セグメント(S、S’)の上側(O)へ屈曲した金属板部分(7、7’)から形成される、撹拌体。
〔態様12〕
態様1〜11のいずれか一態様に記載の撹拌体において、隣接する二つのセグメント(S、S’)の屈曲された金属板部(7、7’)が、接続された状態で、輸送リブ(3)を構成する、撹拌体。
〔態様13〕
態様9〜12のいずれか一態様に記載の撹拌体において、前記せん断リブ(4)および/または輸送リブ(3)が、高級鋼製の金属板からなり、各セグメント(S)に対し、少なくとも一つのスポット継手を介して接続されている、撹拌体。
〔態様14〕
態様1〜13のいずれか一態様に記載の撹拌体において、各セグメント(S、S’)の径方向内側端が、角度をつけて曲がり、孔(6)を設けられた接続体部(5)を備える、撹拌体。
〔態様15〕
態様14に記載の撹拌体において、全セグメント(S、S’)の前記接続体部(5)の孔(6)が、仮想円上にのる、撹拌体。
〔態様16〕
態様1〜15のいずれか一態様に記載の撹拌体において、前記セグメントがそれぞれ複数の小セグメント(T1、T2、T3、T4)から構成され、該小セグメントは、撹拌シャフト(1)に対し略同心状に延在する接合帯に沿って連結されている、撹拌体。
〔態様17〕
態様1〜16のいずれか一態様に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)および/または小セグメント(T1、T2、T3、T4)が、リベット継手またはスポット溶接継手によって連結されている、撹拌体。
〔態様18〕
槽内に収納された廃水を循環させるための装置であって、態様1〜17のいずれか一項に記載の撹拌体(2)が、駆動系から延出する撹拌シャフト(1)に設置されている、装置。
1 撹拌シャフト
2 撹拌体
3、3 輸送リブ
4 せん断リブ
5 接続体部
6 孔
7、7’ ウェブ
8 取り付けフランジ
9 孔
10 接続リブ
11 接続部材
12 環状板
A1、A2、A3 角付偏向部
As 接続体
B 径方向の曲げ線
α 角
O 上側
S、S’ セグメント
U 下側
UR 外周縁
F1 接合領域(第一接合領域)
F2 接合帯(第二接合領域)
T1、T2、T3、T4 小セグメント

Claims (17)

  1. 槽内に収納された廃水を循環させるための撹拌体(2)で、円錐状または双曲面体状の形状を有し、撹拌シャフト(1)に接続するための中心部の接続体を備える撹拌体(2)において、
    該撹拌体(2)が、複数のセグメント(S、S’)から形成され、複数のセグメント(S、S’)が金属製であって、撹拌シャフト(1)から、撹拌体(2)の外周縁まで延びる接合領域(F1)に沿って連結され
    各セグメント(S,S’)の上側(O)、すなわち撹拌シャフトを望む側から、少なくとも一つの輸送リブ(3)が延出していることを特徴とする、撹拌体。
  2. 請求項1に記載の撹拌体において、前記接合領域(F1)は、少なくとも部分的に、平面視で径方向に対し平行かつ/または傾斜して延在している撹拌体。
  3. 請求項1または2に記載の撹拌体において、前記接合領域が、平面視で直線状の、複数の直状部からなり、各直状部は、角度をつけて変向しながら接続されている、撹拌体。
  4. 請求項3に記載の撹拌体において、隣接する前記直状部がなす角度(α)が130〜165度である撹拌体。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の撹拌体において、各セグメント(S、S’)が径方向にのびる屈曲線(B)を有する、撹拌体。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)が、厚さ0.5〜15mmの、高級鋼製の金属板から製造されたものである、撹拌体。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)は、平面視で円の分割体に相当する形状を有する、撹拌体。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)が、いずれも同一の構造を有する、撹拌体。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の撹拌体において、せん断リブ(4)が、セグメント(S、S’)の周縁部領域に、撹拌体の外周縁の一部をなす形で設置されている、撹拌体。
  10. 請求項1〜のいずれか一項に記載の撹拌体において、前記接合領域が、セグメント(S、S’)の上側(O)へ屈曲した金属板部分(7、7’)から形成される、撹拌体。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の撹拌体において、隣接する二つのセグメント(S、S’)の屈曲された金属板部(7、7’)が、接続された状態で、輸送リブ(3)を構成する、撹拌体。
  12. 請求項9〜11のいずれか一項に記載の撹拌体において、前記せん断リブ(4)および/または輸送リブ(3)が、高級鋼製の金属板からなり、各セグメント(S)に対し、少なくとも一つのスポット継手を介して接続されている、撹拌体。
  13. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の撹拌体において、各セグメント(S、S’)の径方向内側端が、角度をつけて曲がり、孔(6)を設けられた接続体部(5)を備える、撹拌体。
  14. 請求項13に記載の撹拌体において、全セグメント(S、S’)の前記接続体部(5)の孔(6)が、円周上に配列している、撹拌体。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の撹拌体において、前記セグメントがそれぞれ複数の小セグメント(T1、T2、T3、T4)から構成され、該小セグメントは、撹拌シャフト(1)に対し略同心状に延在する接合帯に沿って連結されている、撹拌体。
  16. 請求項1〜15のいずれか一項に記載の撹拌体において、前記セグメント(S、S’)および/または小セグメント(T1、T2、T3、T4)が、リベット継手またはスポット溶接継手によって連結されている、撹拌体。
  17. 槽内に収納された廃水を循環させるための装置であって、請求項1〜16のいずれか一項に記載の撹拌体(2)が、駆動系から延出する撹拌シャフト(1)に設置されている、装置。
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