JP7092285B1 - スカム除去装置付き汚泥掻寄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スカムの呑込みが常に大きく円滑かつ確実に得られるスカム除去装置付き汚泥掻寄装置を提供する。【解決手段】矩形をした沈澱池１内に周回型チェーン８によりピット方向に汚泥掻寄のため前進駆動可能とされているフライト１１が複数枚離間して配備され、フライトの特定のものには、周回するチェーンの内周側に位置するようにして駆動ローラー２１を備えるとともに、駆動ローラーに連動して水面を境に上下動可能とした堰き止め手段２９を有するスカム除去装置と、進行してくる駆動ローラーにより押し上げられる倣い部材１７と、同倣い部材と堰き止め手段２９との間に縦長状に連結されて倣い部材に応じて堰き止め手段を下げる方向に連動させる連動部材１９とを少なくとも有して構成されたスカム除去装置付き汚泥掻寄装置において、前記フライトの掻寄方向側である前側には、案内レール上面を含む池底面１２を転動可能な前倒れ阻止ローラーを設けた。【選択図】図１

Description

この発明はスカム除去装置付き汚泥掻寄装置に関する。

矩形沈澱池は上からみて矩形をした沈澱池で、その矩形のうちの短辺である前後の端壁と左右の長辺である両側壁とを有するもので、その池底（底壁）の汚泥掻寄方向となる前側には汚泥ピットを備え、これらで立体躯体構造を形成したものでなっている。前側の端壁は低くその上側には、多孔付きの整流壁（板）が縦壁状に設けられ、その多孔からは、上流側の流入渠から導かれた汚水が整流化されて極く緩徐に流出するようになっており、そうしたことから汚水が下流側へ流される間において汚泥が沈降しその沈澱した汚泥を掻き寄せてピットまで収集し排出するように構成してある。
ここで、池底上に沈澱した汚泥は掻寄装置によりピット方向に掻き寄せられるようになっている一方において水面上に分離浮上してくるスカムについてはスカム除去装置（スカムスキマー）によって捕集するようになっている。スカム除去装置は、開口前側に堰き止め手段（堰き止め部）をもつ横長状呑込み口を形成し円筒中心回りの前後に往復回転可能とした円筒形スキマーパイプを有するものが従来からあり、同パイプを手動レバーにより定期的に手動操作することでスカムを呑み込むようにしてあったが、そののち手動式は電動シリンダ式によるものに変わり、さらには掻寄装置の機械的運動を利用したフライト連動式（池上での駆動式と池底での駆動式とがある）に変わってきた。
その一つの例として特許文献１に示すものがある。

特開平１１－２２１５５９

特許文献１に開示のスカム除去装置は、チェーンフライト式汚泥掻寄装置の下回りの運動に連動してスキマーパイプを前後回転させて水面のスカムを溜めながら効率的に呑み込むことができるようにした池底駆動式と称するものの一例である。
池底駆動式スカム除去装置が構成されるチェーンフライト式汚泥掻寄装置の概要は、実施を予定する本件図１に示してある。即ち、図１に示すように、汚泥掻寄装置は、矩形の沈澱池１内に、駆動軸２・中間軸３・テール軸４・従動軸５を配し、各軸回りに左右一対のスプロケット７…を備え付けるとともに、これらスプロケット７…の周りにチェーン８を掛け回して駆動源９により矢印方向（図の左方向）に駆動するようになっている。チェーン８は左右一対設けられていてそのそれぞれにはフライト１１…が列設され、池底１２上を駆動されることで池底に溜まる汚泥をピット１３まで捕集し、フライト１１が水面１４上にくることによりスカムを図の右方向に送るようになっている。そのスカムの送り先にスカム除去装置が設置される。
特許文献１に示すスカム除去装置は、該公報の図８に示すように、上部を呑込み口としたスキマーパイプを水面に設置して図上の左回りに回転させることにより開口が水面より一定に下がってきてスカムを呑み込み、フロートによる浮力により右回りに回転復帰させることによりスカムの呑込みが停止され、この往復回転が定期的に行われるようになっている。この往復回転のうち左回りの回転は、池底よりやや上方に設定された支点に上下動自在に設けられた倣い部材（カム）付き連動アームと、同アームに下端が連結されて縦向きに長く伸びた連動部材（連動ロッド）と、クラッチ爪を備えて前端が連動部材の上端に連結され後端が回転支点に取り付けられたクラッチ板（作動アーム）と、下端がスキマーパイプのブラケットに連結されて上部がクラッチ板に開けた通孔に挿通されたクラッチ軸（押下部材）とでなっている。
池底に配置されたフライトはその上端に連結されたチェーンが該公報の図８の左方向に駆動されることによりその上端に取り付けられた駆動ローラーが定置で待機する倣い部材（カム）を押し上げ、それにより連動部材が引き下げられることによりクラッチ板は前下がりに連動され、そのとき、クラッチ爪も下がりながらクラッチ軸（押下部材）を噛合して押し下げることによりスキマーパイプを左回りに回転させ、水面のスカムを水とともに呑み込むようにさせる。駆動ローラーが倣い部材を通過すると、倣い部材が下降するとともに連動部材と作動アームが持ち上がり、それと同時にクラッチ爪は上昇しながらクラッチ軸から離脱することでクラッチ軸の上下動を自由にし、その結果、フロートの浮力によりスキマーパイプは右回りに回転して元の状態に復帰することとなる。クラッチ軸がクラッチ爪から自由になった復帰状態においては、水位変動があればそれにスキマーパイプが回転追従し、その結果、呑込み口前の堰き止め手段の水面に対する堰き止め高さが一定に確保されることで呑込み代が一定化してスカムの呑込みが円滑かつ確実化することになる。
こうした池底駆動方式を本出願人が同様に採用する実施予定中のスカム除去装置付き汚泥掻寄装置を本件図２および図３に示す。１６は支点軸、１７は倣い部材、１８は連動アーム、１９は連動部材（ロッド）であり、池底１２には、既設の金属製案内レール２０が左右一対配設されている。チェーン８に設けられたフライト１１…のうち、図１に示す離間配置した３個のものには、図２および図３のような駆動ローラー２１がローラーブラケット２２を介して取り付けられている。駆動ローラー２１はチェーン８よりも内周側に設けられている。チェーン８のうち８ａは側面Ｌ字形のフライト連結片、８ｂはフライト間連結片であり、フライト１１はその底部に左右一対備えた金属製下回り用シュー２４が前記案内レール２０上に添って摺動してゆくものとし、またフライト１１両端に備えた上回り用シュー２５は、図１のようにフライト１１が上回りに来たときに上案内レール２６上を摺動するようになっている。図１に示す２８は固定のトラフ、２９は上下動可能な堰（堰き止め手段）、３０は作動アーム、３２は作動アーム３０の支点軸、５０は軸通孔を有しその前後にクラッチ爪３１を備えたクラッチ板、３３は押下部材（ロッド）である。ここで、倣い部材１７・連動部材１９・作動アーム３０・押下部材３３までは堰２９を上下させるための連動機構３５を構成し、その機構の中で、クラッチ板５０・クラッチ爪３１などはクラッチ機構５３を構成する。
ところで、フライト１１が直立姿勢のまま平行に進行して倣い部材１７を一杯に持ち上げれば図２の矢印Ｒのように連動部材１９が６３ｍｍ程度下がってそれに応じて堰２９も６３ｍｍ下がることにより水面１４と沈んだ堰２９先端との上下寸法差である呑込み水深は所定のＬ＝２５ｍｍ前後確保されてスカムの呑込みが円滑かつ確実になされるようになっている。
しかし、図２および図３に示す実施予定の装置においては、下回り用シュー２４だけでなくそれを摺動案内する下側の案内レール２０もが金属製であることから大きな摺動抵抗が発生し勝ちで、駆動ローラー２１が倣い部材１７の下側にさしかかる前の段階から図４に示すようにチェーン８によって牽引されながらシュー２４の前先端エッジが案内レール２０に喰い込む形になってフライト１１は前倒れになってしまうことがあり、駆動ローラー２１が倣い部材１７下に入って転動する一方フライト１１は喰い込みにより抵抗を受けるとともにチェーンに緩みがある状況下にあれば一層その前傾度が大きくなったまま倣い部材１７の下を通過し同倣い部材１７を持ち上げるようにすると、前傾している関係で、倣い部材１７は所定のように持ち上がらず、連動部材１９を図４のｒ程しか引き下げられないものとなる。ここで、ｒは前記Ｒが６３ｍｍであるのに対し５０ｍｍ程度の小さいもので、その結果として呑込み量も前記Ｌでは２５ｍｍ程度得られて

なることで、スカムを円滑かつ確実に呑込むことができなくなっていた。特に、下回り用シュー２４は案内レール２０上を常時摺動していることからその経時的損耗は大きく、その損耗量が大きくなるとその分倣い部材１７の持ち上げ量を加算的に少なくし、その結果、連動部材１９の引き下げ量を小さくして呑込み量を少なくし呑込み不良を招くおそれもあった。また、図４の右上欄に示すものは駆動ローラー２１がフライト１１の前側に配置されたタイプのものであるが、このタイプであると、呑込み量が可成り少なく制限されることになって前記呑込み不良の問題は一層深刻なものになるおそれがあった。

この発明は、上記問題を解決しようとするもので、スカムの呑込みが常に大きく円滑かつ確実に得られるようにしたスカム除去装置付き汚泥掻寄装置を提供することを目的とする。

この発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、矩形をした沈澱池内には、板状の部材であってその底部のシューが池底の案内レールに沿って摺動して該部材上部に連結された周回型チェーンによりピット方向に汚泥掻寄のため前進駆動可能とされているフライトが複数枚離間して配備され、それらフライトのうち周方向に離れた特定のものには、周回するチェーンの内周に相当する側に位置するようにして駆動ローラーを備えるとともに、水面側には、スカム除去装置が設けられ、このスカム除去装置は、水面を境に上下動可能とされた堰き止め手段を有するとともに水面からのスカムを呑み込みかつ排出可能なスカム導出手段と、前記駆動ローラーの通過軌道上と堰き止め手段側とを連動可能につないで堰き止め手段を上下に作動させ得る連動機構とを備え、同連動機構は、支点軸を介して支持されて駆動ローラーの通過軌道上に臨むように設けられ進行してくる駆動ローラーにより押し上げられる倣い部材と、同倣い部材と前記堰き止め手段との間に縦長状に連結されて倣い部材に応じて堰き止め手段を下げる方向に連動させる連動部材とを少なくとも有して構成されたスカム除去装置付き汚泥掻寄装置において、前記フライトの掻寄方向側である前側には、案内レール上面を含む池底面を転動可能な前倒れ阻止ローラーが設けられていることを特徴とする。スカム除去装置は、少なくともパイプスキマータイプと可動堰付き固定トラフタイプが含まれる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前倒れ阻止ローラーはフライトの左右対称位置に一対配備されている。

上述したように、請求項１に記載の発明は、矩形をした沈澱池内には、板状の部材であってその底部のシューが池底の案内レールに沿って摺動して該部材上部に連結された周回型チェーンによりピット方向に汚泥掻寄のため前進駆動可能とされているフライトが複数枚離間して配備され、それらフライトのうち周方向に離れた特定のものには、周回するチェーンの内周に相当する側に位置するようにして駆動ローラーを備えるとともに、水面側には、スカム除去装置が設けられ、このスカム除去装置は、水面を境に上下動可能とされた堰き止め手段を有するとともに水面からのスカムを呑み込みかつ排出可能なスカム導出手段と、前記駆動ローラーの通過軌道上と堰き止め手段側とを連動可能につないで堰き止め手段を上下に作動させ得る連動機構とを備え、同連動機構は、支点軸を介して支持されて駆動ローラーの通過軌道上に臨むように設けられ進行してくる駆動ローラーにより押し上げられる倣い部材と、同倣い部材と前記堰き止め手段との間に縦長状に連結されて倣い部材に応じて堰き止め手段を下げる方向に連動させる連動部材とを少なくとも有して構成されたスカム除去装置付き汚泥掻寄装置において、前記フライトの掻寄方向側である前側には、案内レール上面を含む池底面を転動可能な前倒れ阻止ローラーが設けられていることを特徴とするので、スカムの呑込みが常に大きく円滑かつ確実に得られるようにしたスカム除去装置付き汚泥掻寄装置を提供することができる。

スカム除去装置付き汚泥掻寄装置の実施予定の概要模式図。 図１の要部を示す図３のＩＩ－ＩＩ線側断面図。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。 図２の作用説明図。 本発明のスカム除去装置付き汚泥掻寄装置の一例を図６のＶ－Ｖ線に沿って示す断面図。 図５のＶＩ－ＶＩ線断面図。 図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図。 図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図。 他の実施形態を示す断面図。 他の実施形態を示す断面図。 他の実施形態を示す断面図。

以下、この発明の一実施形態を示す図５ないし図８によって説明する。図５ないし図８はフライトが前進掻寄状態で倣い部材を正に押し上げようとする直前にあるときの様子を示している。図５は図１（実施予定の概要模式図）の右半分の部分を拡大したものに相当する。
これらの図５ないし図８における符号は図１ないし図３に示すものと同じものを使用するものとする。図５ないし図８における１は矩形の沈澱池を示し、この沈澱池１の長辺は左右の側壁１ａで短辺は前側端壁と後側端壁とで形成され、前側端壁の上部には図示しない整流孔付きの整流板（壁）が設けられて同孔を通じて導入される汚水を極く緩徐な速度でもって沈澱池１内に導入するようになっている。４０はピット壁、４１はスカム排出共用トラフで、ピット壁４０は、１つの側壁１ａに対しその左右両側に突隆状に設けられてその隣り合う間に共通のスカム導出ピット４２を備え、そのスカム導出ピット４２内には排出管４３を通じてのスカムが流れ込むようになっているとともに、そのスカムはスカム排出共用トラフ４１を通じて排出されるようになっている。ピット４２は、図示範囲以外に並ぶ沈澱池１…の側壁１ａ…に同じように構成されており、それらを１本のトラフ４１によって結ぶことで一方向にスカムを排出できるようになっている。トラフ２８・排出管４３・ピット壁４０・スカム排出共用トラフ４１・スカム導出ピット４２はスカム導出手段を構成する。
１２は池底（底壁）で、その前側端壁側である汚泥掻寄方向側にはピット１３が凹設されている。池底１２には、左右一対の金属製案内レール２０，２０がその上端一部を池底１２より突き出す形で埋め込まれている。

この形式のチェーンフライト式汚泥掻寄装置は、図１にその実施予定の概要模式図として示すように、矩形の沈澱池１内に、駆動軸２・中間軸３・テール軸４・従動軸５を配し、各軸回りに左右一対のスプロケット７…を備え付けるとともに、これらスプロケット７…の周りにチェーン８を掛け回して駆動源９により矢印方向（図の左方向）に駆動するようになっている。チェーン８は左右一対設けられていてそのそれぞれにはフライト１１…が列設され、池底１２上を駆動されることで池底に溜まる汚泥をピット１３まで捕集し、フライト１１が水面１４上にくることによりスカムを図の右方向に送るようになっている。そのスカムの送り先にスカム除去装置（スカムスキマー）が設置される。

１６は支点軸で、沈澱池１の池底１２より少し上側に離れた高さ位置にあるようにして左右両側壁１ａ間に水平に横架され、各ブラケット４５を介して回転自在に支持されている。１７は倣い部材で、水平な部分を基部１７ｂとしその先部１７ａに弓形に下方湾曲した部分を一体に備えた丸パイプからなる部材であり、支点軸１６の左右対称位置に設けた取付板４７を介して左右一対取り付けられている。
１８は連動アームで角パイプでなり、支点軸１６の一方の端部に設けた側板４８を介して掻寄方向に水平に突き出すように取り付けられている。倣い部材１７と連動アーム１８とは一体に上下する関係にある。

１９は連動部材で連動アーム１８を下端とし上端を水面１４よりやや高めとするような縦長丸パイプ製のものであり、２本の倣い部材１７は、連動アーム１８および連動部材１９を合わせたものよりも回転モーメントが大きく下がり勝手になるように設定されている。４９は戻りストッパで、倣い部材１７の基部が水平に戻って保持されるようにするものである。

一方、池底１２には、既設の金属製案内レール２０が左右一対配設されている。チェーン８に設けられたフライト１１…のうち、図１に示す３個のものには、図５および図６のような駆動ローラー２１がローラーブラケット２２を介して取り付けられている。駆動ローラー２１はチェーン８よりも内周側に設けられている。チェーン８のうち８ａはＬ字形のフライト連結片、８ｂはフライト間連結片であり、フライト１１はその底部に左右一対備えた金属製下回り用シュー２４が前記案内レール２０上に添って摺動してゆくものとし、またフライト１１両端に備えた上回り用シュー２５は、図１のようにフライト１１が上回りに来たときに上案内レール２６上を摺動するようになっている。

図５ないし図８に示す２８は固定のトラフ（スカム導出手段の一つ）、２９は上下動可能な堰（堰き止め手段）、３０は作動アーム、３２は作動アーム３０の支点軸、３３は押下部材（ロッド）である。トラフ２８は、図５にその断面を示すように前面を開放状にしＪ字形に形成したものになっている。このトラフ２８の一端（図６の右端）は閉止されているが他端（図６の左端）は開放状とされその通口に前記排出管４３が連通状に接続されていてスカムを導出できるようになっている。堰２９は、扁平矩形断面をした中空横長体からできていてトラフ２８の前端部を介して斜め前上がり状に取り付けられた横長状のゴム質でなる堰支持板２９ａを介して傾斜支持されており、その上端部は水面１４より４０ｍｍ弱浮上した状態を堰き止め状態とする一方水面１４より約２５ｍｍ程度押し下げられた状態をスカム呑み込み状態とするようになっている。

前記作動アーム３０は、トラフ２８の前記他端に設けた開口付き側板の上端に取り付けた支点軸３２を介して水平姿勢と前下がり姿勢とが得られるように上下動自在に支持されている。この作動アーム３０の後端には復帰ストッパが設けられている一方、同アーム３０の先端には、前記連動部材１９の上端から水平に伸びた横軸３０ａが通されている。この横軸３０ａの軸回りにはクラッチ板５０の先端に設けたボス５０ａが回転自在に取り付けられている。このボス５０ａは、横軸３０ａ周りに設けたコイルバネにより図５の半時計回りに持ち上げられるようにされ、クラッチ板５０も後上がりに付勢された形になっている。ここで、クラッチ板５０・クラッチ爪３１・押さえストッパ５１などはクラッチ機構５３を構成する。
このクラッチ機構は、特許第３７１１５２５号公報に記載された機構を採用することもある。

クラッチ板５０は、堰き止め時、押さえストッパ５１によりその後端を押し下げられて水平になっている。
倣い部材１７が駆動ローラー２１の進行により押し上げられて連動部材１９が引下げられると、ボス５０ａも下がってクラッチ板５０は押さえストッパ５１から離れながら前下がりに傾斜してゆき、これにより、クラッチ爪３１は押下部材３３を捉えて押し下げることになり、その押し下げにより堰２９は所定量下げられることになる。堰２９の押し下げが一定の長さ続き駆動ローラー２１が倣い部材１７を通過することによって、今度は、倣い部材１７の重さが作用することにより連動部材１９が持ち上げられ、それにより、作動アーム３０とボス５０ａが持ち上がることによりクラッチ板５０と押下ロッド３３も持ち上がってのち、クラッチ板５０が押さえストッパ５１により押し下げられて元の水平姿勢に戻されて押下部材３３は爪３１から解放されたフリーな水位追従可能状態にされる。連動機構３５は、倣い部材１７・連動アーム１８・連動部材１９・作動アーム３０・押下部材３３等で構成され、その一部にクラッチ機構５３が構成されている。

こうしたものにおいて、前記フライト１１の掻寄方向側である前側には、倣い部材１７，１７と同芯状をなすようにして、金属、樹脂あるいはゴム製でなる前倒れ阻止ローラー５５が左右一対設けられている。各前倒れ阻止ローラー５５は、フライト１１の前面に取り付けられたアングル型のブラケット５６の下部前端を介して回転自在に取り付けられており、ここでは、フライト１１が図５のように正立姿勢でかつシュー２４が案内レール２０上に正規状態で摺動する姿勢において池底１２上を抵抗なく転動する関係に設定されている。

これにより、駆動ローラー２１が倣い部材１７下にさしかかって進行してゆく時点で、下回り用シュー２４が案内レール２０上で咬み込み抵抗を受けて前倒れしようとしても前倒れ阻止ローラー５５がそれを阻止しようとするのでフライト１１は図５の正立姿勢を保ったまま平行に進行し、その結果、連動部材１９は所定の好適深さ程押下げられ、堰２９もそれに応じて所定の呑込み量となるように押し下げられることになる。従って、スカムは常に円滑かつ確実に流入されることになる。

前倒れ阻止ローラー５５は案内レール２０上に転動するようにシュー２４と同芯配置にしてもよいし、倣い部材１７に同芯状あるいはシュー２４に同芯状以外の配置にしてもよい。
前倒れ阻止ローラー５５は、左右一対でなくフライト１１の幅間中央に単一個設けたり、幅間中央と前記左右一対の合計３個所に配置してもよい。それ以外の４個所、５個所配置にしてもよい。
駆動ローラー２１は、フライト１１の前側に設けてもよい。
フライト１１は、ＦＦＵ（合成木材）以外にＦＲＰなどを素材とすることができる。また、フライト１１は、図９のように、ＳＵＳやＦＲＰなどによりＣ形チャンネルで形成し、その内部にスペーサ５７を介して駆動ローラー２１付きローラーブラケット２２を取り付けるようにしてもよい。さらに、フライト１１は、図１０のように、ＳＵＳやＦＲＰなどで横長状の三角形あるいは矩形断面の部材としてその前側に共通ブラケット５８を取り付け、同ブラケット５８の上部に駆動ローラー２１をまた下部前側に前倒れ阻止ローラー５５を取り付けるようにしてもよい。５９はホルダーである。
前記実施形態では、駆動ローラー２１が倣い部材１７の先端側から接触するようになっていたが、図１１のように、倣い部材１７が前記とは逆向きとされて駆動ローラー２１が同倣い部材１７の先部１７ａの基部１７ｂ寄りの部分から接触するようにしてもよい。

１…沈澱池 ８…チェーン １１…フライト １２…池底 １３…ピット １４…水面 １６…支点軸 １７…倣い部材 １９…連動部材 ２０…案内レール ２１…駆動ローラー ２４…下回り用シュー ２８…トラフ（スカム導出手段） ２９…堰（堰き止め手段） ３５…連動機構 ５３…クラッチ機構 ５５…前倒れ阻止ローラー。

Claims (2)

1. 矩形をした沈澱池内には、板状の部材であってその底部のシューが池底の案内レールに沿って摺動して該部材上部に連結された周回型チェーンによりピット方向に汚泥掻寄のため前進駆動可能とされているフライトが複数枚離間して配備され、それらフライトのうち周方向に離れた特定のものには、周回するチェーンの内周に相当する側に位置するようにして駆動ローラーを備えるとともに、水面側には、スカム除去装置が設けられ、このスカム除去装置は、水面を境に上下動可能とされた堰き止め手段を有するとともに水面からのスカムを呑み込みかつ排出可能なスカム導出手段と、前記駆動ローラーの通過軌道上と堰き止め手段側とを連動可能につないで堰き止め手段を上下に作動させ得る連動機構とを備え、同連動機構は、支点軸を介して支持されて駆動ローラーの通過軌道上に臨むように設けられ進行してくる駆動ローラーにより押し上げられる倣い部材と、同倣い部材と前記堰き止め手段との間に縦長状に連結されて倣い部材に応じて堰き止め手段を下げる方向に連動させる連動部材とを少なくとも有して構成されたスカム除去装置付き汚泥掻寄装置において、前記フライトの掻寄方向側である前側には、案内レール上面を含む池底面を転動可能な前倒れ阻止ローラーが設けられていることを特徴とするスカム除去装置付き汚泥掻寄装置。
2. 請求項１に記載のスカム除去装置付き汚泥掻寄装置において、前倒れ阻止ローラーはフライトの左右対称位置に一対配備されているスカム除去装置付き汚泥掻寄装置。

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