JP7366298B1

JP7366298B1 - 横軸型槽外撹拌機およびそのメンテナンス方法

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Publication number: JP7366298B1
Application number: JP2023023644A
Authority: JP
Inventors: 準種市
Original assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2022-05-24
Filing date: 2023-02-17
Publication date: 2023-10-20
Anticipated expiration: 2043-02-17
Also published as: JP2023172877A

Abstract

【課題】インペラシャフトのメンテナンス性に優れた横軸型槽外撹拌機を提供する。【解決手段】横軸型槽外撹拌機１０は、中央上部にメンテナンスホール１１ｈが設けられて軸線を水平に配置される本管１１と、本管１１左右に接続される一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂと、一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂの外側面に接続される二つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂと、二つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂで支持されて本管１１内に配置されるインペラシャフト組１４と、を備える。インペラシャフト組１４は、シャフト本体３０と、シャフト本体３０の中央に配置されるインペラ本体４０と、を有し、メンテナンスホール１１ｈは、インペラ本体４０の両端の位置よりもシャフト本体３０の両端部寄りの位置それぞれにシャフト本体３０の軸部に対してそのメンテナンス時の水平姿勢を確保するための可撓性吊下手段を巻回可能に開口している。【選択図】図４

Description

特許法第３０条第２項適用令和３年８月６日、古河産機システムズ株式会社が、古河産機システムズ株式会社小山工場にて、種市準が発明した槽外撹拌機の実機について、新潟県流域下水道事務所に立合を実施して公開した。

特許法第３０条第２項適用令和３年８月２３日、古河産機システムズ株式会社が、古河産機システムズ株式会社小山工場にて、種市準が発明した槽外撹拌機を、新潟県流域下水道事務所に出荷して公開した。

本発明は、消化槽の槽外に付設される横軸型槽外撹拌機のメンテナンス技術に関する。

消化槽の槽外に付設される撹拌機として、両持ち支持されたシャフトの軸方向中央にインペラが設けられたインペラシャフトを有し、シャフトの正転・逆転の切替に応じて撹拌液を管路の送液方向のどちらからでも吸い込みと吐き出しができる槽外撹拌機が知られている。この種の槽外撹拌機において、シャフト両端は、軸封装置で軸封されるとともに軸受によって回転自在に支持される（例えば特許文献１参照）。

特開２００５－３１５１２１号公報

ここで、この種の槽外撹拌機は、消化槽に付設されて用いられるため、撹拌液が消化汚泥であり、撹拌液の温度が４０℃程度の中温に管理される。また、インペラシャフトは、消化汚泥に対する耐食性に鑑みて、例えばオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４）製とされ、鉄よりも熱線膨張係数が高い材料で製作される。そのため、この種の槽外撹拌機においては、インペラシャフトの軸方向の熱膨張量が比較的に大きくなる。

さらに、この種の槽外撹拌機においては、インペラシャフトが両持ち構造であるとはいえ、軸部中央に設けられたインペラの部分が重い上、インペラシャフトが比較的に長尺であることから軸振れが生じるところ、長期に亘って安定して稼働するように管理することも重要である。

このように、この種の槽外撹拌機では、長尺なインペラシャフトを中温管理下で保持しつつ長期に亘って安定して稼働することが要求される。そのため、インペラシャフトのメンテナンス性を確保することが重要となるところ、大型の機器においては、その設置姿勢が作業性・メンテナンス性に大きく影響することから、軸線を水平に配置した設置姿勢とされる横軸型槽外撹拌機においては、槽外撹拌機自体のメンテナンス性を向上させる上で未だ検討の余地が残されている。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、軸線を水平に配置した設置姿勢において、インペラシャフトのメンテナンス性（分解・組付け性）に優れた横軸型槽外撹拌機およびそのメンテナンス方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る横軸型槽外撹拌機は、消化槽の槽外に付設されてインペラの正転・逆転の切替に応じて撹拌液を送液方向の一方から吸い込み他方に吐き出す２つの吸込吐出口のどちら向きにも送出できる横軸型槽外撹拌機であって、自身の中央上部に上面に開口するメンテナンスホールが設けられるとともに軸線を水平に配置される本管と、該本管の左右開口に自身基端部が着脱可能に接続されるとともに自身他端部が前記消化槽側に着脱可能に消化槽側に向けて屈曲する屈曲部と該屈曲部の側方から前記本管と同軸に張り出す軸支管部とを有して構成されて前記本管と共にＵ字状管路を構成する一対の屈曲管と、前記一対の屈曲管の各軸支管部の外側面にそれぞれ着脱可能に接続される二つの軸支ハウジングと、該二つの軸支ハウジングそれぞれのメカニカルシールで軸封され且つ軸受で両持ち支持されるとともに前記本管内に配置されるインペラが軸方向中央に設けられるインペラシャフト組と、を備え、前記インペラシャフト組は、シャフト本体と、該シャフト本体とは別個な部品として設けられて該シャフト本体の軸方向中央であって前記メンテナンスホールから視認可能な位置に配置されるインペラ本体と、該インペラ本体を前記シャフト本体に固定する固定カラーと、を有し、前記メンテナンスホールは、前記シャフト本体の軸方向において、前記インペラ本体の両端の位置よりも前記シャフト本体の両端部寄りの位置それぞれに前記シャフト本体の軸部に対して前記シャフト本体のメンテナンス時の水平姿勢を確保するための可撓性吊下手段を巻回可能に開口していることを特徴とする。

ここで、本発明の一態様に係る横軸型槽外撹拌機において、前記シャフト本体は、前記消化槽側と連通する管路内に位置する軸部であって前記メンテナンスホールから視認可能な位置に該軸部と一体形成されるとともに端面が位置決め面とされた位置決め鍔部と、前記位置決め面側に前記軸部と同軸に設けられて前記インペラ本体を保持するインペラ保持部と、該インペラ保持部の前記位置決め面とは反対側の外周面に形成された締結用雄ねじと、を有し、前記インペラ本体は、前記軸部と同軸に挿抜可能な中空円筒状の円筒部と、該円筒部の外周面に螺旋状に付設されて前記シャフト本体の正転・逆転の切替で前記Ｕ字状管路のどちらからでも吸い込みと吐き出しを可能とする撹拌羽根と、を有し、前記固定カラーは、前記軸部と同軸に形成された外形円錐台状で且つ内部が中空円筒状であって前記締結用雄ねじに螺合される締結用雌ねじが形成され、前記インペラ本体の円筒部の端面が前記位置決め面に突き当てられた位置で前記固定カラーが締めこまれた上で前記固定カラーにその外周面の軸直方向から貫通する固定ねじが前記軸部に締結固定されていることは好ましい。

また、前記シャフト本体は、前記軸部の外径が、前記一対の屈曲管の前記曲管部内では同一径とされ、各軸支管部の内部で一段小径とされて各軸支ハウジングに突設されていることは好ましい。

本発明の一態様に係る横軸型槽外撹拌機によれば、インペラシャフト組は、シャフト本体と、このシャフト本体の軸方向中央であってメンテナンスホールから視認可能な位置に配置されるインペラ本体と、このインペラ本体をシャフト本体に固定する固定カラーと、を備え、メンテナンスホールは、シャフト本体の軸方向において、インペラ本体の両端の位置よりもシャフト本体の両端部寄りの位置それぞれにシャフト本体の軸部に対してシャフト本体のメンテナンス時の水平姿勢を確保するための可撓性吊下手段を巻回可能に開口しているので、軸線を水平に配置した設置姿勢において、インペラシャフトを安定した姿勢で作業効率良く分解可能な上、メンテナンスホールからのインペラ本体部分のメンテナンスも容易である。よって、インペラシャフトのメンテナンス性に優れている。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る横軸型槽外撹拌機のメンテナンス方法は、本発明の一態様に係る横軸型槽外撹拌機において前記インペラシャフト組をメンテナンスする方法であって、メンテナンス作業時に、前記メンテナンスホールの開口から前記インペラ本体の両側それぞれの軸部分に前記可撓性吊下手段を巻回し、前記可撓性吊下手段によって上方から前記シャフト本体を吊下げてメンテナンス作業時の水平姿勢を確保し、前記軸支ハウジングまたは前記屈曲管の着脱作業を、前記シャフト本体の水平姿勢を確保しつつ行うことを特徴とする。
本発明の一態様に係る横軸型槽外撹拌機のメンテナンス方法によれば、インペラシャフトを安定した姿勢で作業効率良く、軸支ハウジングのメンテナンス作業やインペラシャフトのオーバーホール作業を行える。そのため、インペラシャフトのメンテナンス性に優れている。

上述のように、本発明によれば、軸線を水平に配置した設置姿勢において、インペラシャフトのメンテナンス性に優れている。

本実施形態の横軸型槽外撹拌機を備える消化槽の説明図であり、同図（ａ）はその模式的縦断面図、（ｂ）は模式的横断面図（（ａ）でのＺ－Ｚ断面）である。本実施形態の横軸型槽外撹拌機の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図である。本実施形態の横軸型槽外撹拌機の説明図であり、同図では、平面視方向において、インペラシャフト組の軸線に沿った断面を示している。本実施形態の横軸型槽外撹拌機でインペラシャフトの軸線を水平に配置した設置姿勢において、重力方向での最上部に開口するメンテナンスホールを用いて行う、軸支ハウジング部分の分解・組付け作業を説明する図である。本実施形態の横軸型槽外撹拌機でインペラシャフトの軸線を水平に配置した設置姿勢において、重力方向での最上部に開口するメンテナンスホールを用いて行う、インペラシャフトの分解・組付け作業を含むオーバーホール作業を説明する図である。図３の横軸型槽外撹拌機の構成部品を分解した状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

［消化槽］
まず、消化槽について説明する。
図１に示すように、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０は、下水処理場の消化槽１００の槽外に設置される。消化槽１００には汚泥が貯留され、この汚泥が横軸型槽外撹拌機１０の被送液体となる。消化槽１００は、下側の略半分が地下に設けられており、横軸型槽外撹拌機１０が付設される位置が、丁度、地上に位置している。
同図の例では、消化槽１００には、槽外から２本の送液パイプ１１０Ａ、１１０Ｂが挿入され、送液パイプ１１０Ａの一端が消化槽１００の汚泥の液面よりもやや下方に開口し、送液パイプ１１０Ａの他端が横軸型槽外撹拌機１０の一方の吸込吐出口１３Ａに接続される。また、送液パイプ１１０Ｂの一端は、消化槽１００の底面よりもやや上方に開口し、送液パイプ１１０Ｂの他端が横軸型槽外撹拌機１０の他方の吸込吐出口１３Ｂに接続される。

［槽外撹拌機］
次に、上記横軸型槽外撹拌機１０について説明する。
本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０は、図２に示すように、軸線を水平に配置される中空円筒状の本管１１と、本管１１の両端に接続される一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂと、を備える。本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０では、本管１１および一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂは、ステンレス鋳物（ＳＣＳ１３）製である。

本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０では、本管１１と、本管１１の両端に着脱可能に接続されてＵ字状管路をなして配管される一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂとによって、Ｕ字状管路が構成される。一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂには、横断面円形の吸込吐出口１３Ａ、１３Ｂが端面に開口している。

一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂは、本管１１の左右開口に自身基端部が着脱可能に接続されるとともに他端部が消化槽１００側に着脱可能に消化槽１００側に向けて屈曲する屈曲部１２ｆと曲管部１２ｆの側方から本管１１と同軸に張り出す軸支管部１２ｊとを有して構成されて本管１１と共にＵ字状の管路をなして配管される。
各屈曲管１２Ａ、１２Ｂには、外面の適所にリブを設けている。これにより、強度が向上し、特に、両端フランジ部での鋳造歪みが防止されるととともに、機械加工時には工作機械のチャッキング部として機能する。

本管１１には、自身の中央上部に作業用のメンテナンスホール１１ｈが設けられる。
図２および図３に示すように、メンテナンスホール１１ｈは、本管１１の中央上部に上面に矩形状に開口している。メンテナンスホール１１ｈは、本管１１の軸線を水平に配置した設置姿勢において、重力方向での最上部に開口する長方形状であって軸線方向に沿って長辺が配置される。メンテナンスホール１１ｈには、メンテナンスホール１１ｈ周囲のフランジ部にボルト締結でメンテナンスホールカバー１８が着脱可能になっている。

特に、本実施形態のメンテナンスホール１１ｈは、シャフト本体３０の軸方向において、インペラ本体４０の両端の位置よりもシャフト本体３０の両端部寄りの位置まで開口している。これにより、水平な両持ち構造のインペラシャフト組１４において、インペラ本体４０は、シャフト本体３０の軸方向中央であってメンテナンスホール１１ｈから自身両端のそれぞれにおいて視認可能な位置に配置される。

さらに、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０は、図３及び図６に示すように、本管１１内で正逆両方向に回転可能なインペラシャフト組１４と、インペラシャフト組１４の軸方向中央に設けられたインペラ部１５と、を備える。両持ち支持されるインペラシャフト組１４の中央にインペラ部１５が設けられる。インペラシャフト組１４のシャフト本体３０の一端（図３及び図６に示す例では右側）に不図示の駆動装置が接続され、インペラシャフト組１４を正逆両方向に回転させる。なお、シャフト本体３０は、駆動装置側の端部が固定端とされて軸方向の位置が決められるとともに、反対側が軸方向に拘束されない自由端とされて軸方向の熱膨張が逃がされるようになっている。

インペラシャフト組１４は、二つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂそれぞれに着脱可能に軸封部を介して軸受１７Ａ、１７Ｂで両持ち支持されるとともに本管１１内に配置されるインペラ部１５が軸方向の中央に設けられる。これにより、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０は、インペラシャフト組１４の正転・逆転の切替で、本管１１の両端に接続された２つの屈曲管１３Ａ、１３Ｂのどちらからでも吐出可能になっている。

シャフト本体３０の両端は、上記Ｕ字状管路を貫通するとともにＵ字状管路の外に突出する両端の突出部分がＵ字状管路に付設された軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂに両持ちで支持される。二つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂは、一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂの各軸支管部１２ｊの外側面にそれぞれ着脱可能に接続される。
本実施形態では、Ｕ字状管路を構成する一方の屈曲管１２Ａの側部に一方の軸支ハウジング１６Ａが付設されている。また、Ｕ字状管路を構成する他方の吸込吐出口１２Ｂの側部に他方の軸支ハウジング１６Ｂが付設されている。

インペラシャフト組１４は、図６に示すように、オーステナイト系ステンレス製のシャフト本体３０と、シャフト本体３０とは別個な部品として設けられて、シャフト本体３０の軸方向中央であって、上述したメンテナンスホール１１ｈから視認可能な位置に配置されるインペラ本体４０と、インペラ本体４０をシャフト本体３０に固定する固定カラー５０と、を有する。

シャフト本体３０は、消化槽１００側と連通する管路内に位置する軸部３１であってメンテナンスホール１１ｈから視認可能な位置に該軸部３１と一体形成されるとともに端面が位置決め面３２ｍとされた円錐台形状の位置決め鍔部３２と、位置決め面３２ｍ側に軸部３１と同軸に設けられてインペラ本体４０を保持するインペラ保持部３３と、インペラ保持部３３の位置決め面３２ｍとは反対側の外周面に形成された締結用雄ねじ３４と、を有する。

インペラ本体４０は、軸部３１と同軸に挿抜可能な中空円筒状の円筒部４１と、円筒部４１の外周面に螺旋状に付設されてシャフト本体３０の正転・逆転の切替でＵ字状管路のどちらからでも吸い込みと吐き出しを可能とする二枚の撹拌羽根４２Ａ、４２Ｂと、を有する。

固定カラー５０は、軸部３１と同軸に形成された外形円錐台状で且つ内部が中空円筒状であって締結用雄ねじ３４に螺合される締結用雌ねじ５１が内面に形成されている。固定カラー５０は、外形の円錐台形状が、軸方向外側に向けてシャフト本体３０と同程度の径まで縮径するテーパ面とされており、これにより、撹拌液の送液抵抗が低減されるようになっている。

シャフト本体３０は、軸部３１の外径が、一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂの曲管部１２ｆ内では同一径とされ、各軸支管部１２ｊの内部で一段小径とされて各軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂに突設されている。

インペラシャフト組１４を組み立てる際は、インペラ本体４０の円筒部端面が位置決め面３２ｍに突き当てられ、その突き当て位置で固定カラー５０が締めこまれる。このとき、固定カラー５０の円錐台形状の部分には、メンテナンスホール１１ｈから手を差し込んでスパナを掛けることができるように、径方向で対向する二面幅が形成されており、これにより、固定カラー５０でインペラ本体４０を絞め込む際の分解・組立（メンテナンス性）が向上している。
その後、固定カラー５０にその外周面の軸直方向から貫通する固定ねじ６０が軸部３１に締結固定される。固定ねじ６０は、締結時に、固定ねじ６０の頭部が固定カラー５０の外周面と面一または外周面よりも内側に位置するように締結される。これにより、撹拌液の送液抵抗が低減されるようになっている。

シャフト本体３０の両端は、２つの屈曲管１２Ａ、１２Ｂをインペラシャフト組１４の軸方向に沿って貫通し、各屈曲管１２Ａ、１２Ｂの外部に突出したシャフト本体３０の突出部分が２つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂによってそれぞれ支持される。

本実施形態では、シャフト本体３０両端の突出部分は、各軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂにそれぞれ、軸受１７Ａ、１７Ｂで回転自在に支承される。さらに、一方の軸支ハウジング１６Ａの端部にはメカニカルシール２０Ａが装着され、他方の軸支ハウジング１６Ｂの端部にメカニカルシール２０Ｂが装着される。各メカニカルシール２０Ａ、２０Ｂが各軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂに収容されているので、軸方向に沿った分解・組立作業性に優れている。

なお、同図の例では、シャフト本体３０の両端は、同図右側の軸受１７Ａが、シャフト本体３０の軸方向の移動を拘束する固定端とされ、左側の軸受１７Ｂがシャフト本体３０の軸方向の移動を許容する自由端とされている。これにより、比較的に長尺なインペラシャフト組１４が熱膨張した際、熱膨張によるインペラシャフト組１４の伸び量を自由端側で吸収可能になっている。

各メカニカルシール２０Ａ、２０Ｂは、各軸受１７Ａ、１７Ｂよりも軸方向内側のＵ字状管路との連通部分である、シャフト本体３０の突出部分と屈曲管１２Ａ、１２Ｂの軸支管部１２ｊとの間をシールしている。

このような構成により、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０では、インペラシャフト組１４のシャフト本体３０両端が、軸封装置としてのメカニカルシール２０Ａ、２０Ｂで軸封されるとともに軸受１７Ａ、１７Ｂによって回転自在に支持される。
これにより、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０は、インペラ部１５が正方向に回転すると、一方の吸込吐出口１３Ａから吸い込まれた被送液体を他方の吸込吐出口１３Ｂから吐出し、インペラ部１５が逆方向に回転すると、他方の吸込吐出口１３Ｂから吸い込まれた被送液体を一方の吸込吐出口１３Ａから吐出し、消化槽１００の汚泥を撹拌できる。

［動作並びにメンテナンス作業および作用効果］
次に、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０の動作並びにメンテナンス作業および作用効果について説明する。
本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０において、インペラシャフト組１４を正方向に回転させると、同軸上に固定されたインペラ部１５が本管１１内で正方向に回転する。これにより、消化槽１００の上方にある汚泥が送液パイプ１１０Ａに吸い込まれ、一方の吸込吐出口１３Ａから屈曲管１２Ａを通って本管１１に流入する。
本管１１に流入した汚泥は、インペラ部１５によって昇圧されて高圧となって他方の屈曲管１２Ｂに流入し、屈曲管１２Ｂから吸込吐出口１３Ｂを通って送液パイプ１１０Ｂに吐出され、送液パイプ１１０Ｂから消化槽１００の下方に吐出される。

また、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０において、インペラシャフト組１４を逆方向に回転させると、インペラ部１５が本管１１内で逆方向に回転する。これにより、消化槽１００の下方にある汚泥が送液パイプ１１０Ｂから他方の吸込吐出口１３Ｂから屈曲管１２Ｂを通って本管１１に流入する。
本管１１に流入した汚泥は、インペラ部１５によって昇圧されて高圧となって一方の屈曲管１２Ａに流入し、屈曲管１２Ａから吸込吐出口１３Ａを通って送液パイプ１１０Ａに吐出され、送液パイプ１１０Ａから消化槽１００の上方に吐出される。

ここで、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０は、インペラシャフト組１４が比較的に長尺なので、熱膨張によるオーステナイト系ステンレス製のシャフト本体３０の伸び量が大きく、また、シャフト本体３０の両端を支持する二つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂの位置が離れている。
そのため、軸方向中央のインペラ部１５の部分でのたわみ量も大きくなるため、回転力によるインペラ部１５の振れ廻りも大きくなるところ、長尺なインペラシャフトを中温管理下で保持しつつ長期に亘って安定して稼働するように機器を管理しなければならない。よって、インペラシャフトのメンテナンス性（分解・組立作業性）を確保することが重要となる。

これに対し、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０は、消化槽の槽外に付設される槽外撹拌機であって、上述したように、本管１１と、本管１１の左右開口に自身基端部が着脱可能に接続されるとともに他端部が消化槽１００側に着脱可能に槽側に向けて屈曲する屈曲部１２ｆと曲管部１２ｆの側方から本管１１と同軸に張り出す軸支管部１２ｊとを有して構成されて本管１１と共にＵ字状管路を構成する一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂと、一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂの各軸支管部１２ｊの外側面にそれぞれ着脱可能に接続される二つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂと、二つの軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂそれぞれにメカニカルシール２０Ａ、２０Ｂで軸封され且つ軸受１７Ａ、１７Ｂで両持ち支持されるとともに本管１１内に配置されるインペラ部１５が軸方向中央に設けられるインペラシャフト組１４と、を備える。

そして、本実施形態のインペラシャフト組１４は、シャフト本体３０と、シャフト本体３０の軸方向中央であってメンテナンスホール１１ｈから視認可能な位置に配置されるインペラ本体４０と、インペラ本体４０をシャフト本体３０に固定する固定カラー５０と、を有し、メンテナンスホール１１ｈは、シャフト本体３０の軸方向において、インペラ本体４０の両端の位置よりもシャフト本体３０の両端部寄りの位置まで開口しているので、メンテナンスホール１１ｈからのインペラ本体４０の部分のメンテナンスも容易である。

つまり、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０では、消化槽の槽外に付設される付設姿勢において、本管１１はその軸線を水平に配置され、本管１１の中央上部には、上面に開口するメンテナンス作業用のメンテナンスホール１１ｈが設けられ、メンテナンスホール１１ｈは、インペラシャフト組１４を吊下時の姿勢安定性を考慮して、重力方向での最上部に設けられるとともに、軸方向を長辺とする矩形状の開口形状が、可撓性吊下手段Ｗを巻回支持可能に開口形成されているので、インペラシャフトのメンテナンス性（分解・組立作業性）を確保する上で好適である。さらに、本実施形態のメンテナンスホール１１ｈは、シャフト本体３０の軸部に対してシャフト本体３０のメンテナンス時の水平姿勢を確保するための可撓性吊下手段Ｗを巻回可能に開口されているので、軸線を水平に配置した設置姿勢において、各軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂに対する定期メンテナンス作業も行い易い。よって、インペラシャフトのメンテナンス性に優れた構成とする上で好適である［発明１］。

特に、本実施形態のメンテナンスホール１１ｈは、インペラ本体４０の両端の位置よりもシャフト本体３０の両端部寄りの位置それぞれにシャフト本体３０の軸部に対してそのメンテナンス時の水平姿勢を確保するための可撓性吊下手段Ｗを巻回可能に開口する構成を採用することにより、インペラシャフトに対する高いメンテナンス性を確保することができる。

つまり、図３に示したように、インペラ本体４０は、シャフト本体３０の軸方向中央であってメンテナンスホール１１ｈから自身両端のそれぞれにおいて視認可能な位置に配置されているので、メンテナンス作業時に、メンテナンスホール１１ｈからのインペラ本体４０の部分へのアクセスが容易であり、インペラシャフト全体のメンテナンス性に優れている。特に、本実施形態では、槽外撹拌機としての基本的撹拌性能に対する考慮は勿論、現場での定期メンテナンス作業やオーバーホール作業を予め考慮して管路内の広さやメンテナンスホール１１ｈの口径等を設定している。

より具体的には、オーバーホール作業時には、図４に示すように、シャフト本体３０の軸方向において、屈曲管１２Ｂを含めた管路内スペースは、固定カラー５０を中央の固定位置から取り外したときに、インペラ本体４０および固定カラー５０を、同図に示すようにシャフト本体３０に沿ってシャフト本体３０の端部を視認可能な位置まで屈曲管１２Ｂ側に移動可能とする移動量が考慮されている。
これにより、オーバーホール作業の際は、まず、インペラ本体４０および固定カラー５０を同図の退避位置に移動させることができる。そして、その後に、締結用雄ねじ３４よりも軸方向外側の位置に、例えばワイヤやチェーン等の可撓性吊下手段Ｗを巻回して支持可能である。そのため、シャフト本体３０に対し、同図に示すような吊下状態とすることが容易に可能なので、インペラ本体４０の部分や、インペラシャフト全体の分解・組付け時のメンテナンス性に極めて優れる。

さらに、本実施形態のシャフト本体３０は、消化槽１００側と連通する管路内に位置する軸部であってメンテナンスホール１１ｈから視認可能な位置に軸部３１と一体形成されるとともに端面が位置決め面３２ｍとされた位置決め鍔部３２と、位置決め面３２ｍ側に軸部３１と同軸に設けられてインペラ本体４０を保持するインペラ保持部３３と、インペラ保持部３３の位置決め面３２ｍとは反対側の外周面に形成された締結用雄ねじ３４と、を有するので、上述した分解・組付け性に優れたインペラシャフト組１４を構成する上でより好適である。

つまり、定期メンテナンス作業にあっては、軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂの部分での軸受けやベアリング交換等の作業が主となる。そのため、軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂについてのメンテナンス作業時には、図５に示すように、固定カラー５０およびインペラ本体４０は稼働時装着状態のままとされる。

そして、同図に示すように、メンテナンスホール１１ｈからインペラ本体４０の両側それぞれの軸部分に可撓性吊下手段Ｗを巻回し、その可撓性吊下手段Ｗによって上方からシャフト本体３０吊下げてシャフト本体３０の水平姿勢を確保する。これにより、定期メンテナンス作業時は、固定カラー５０およびインペラ本体４０をそのままに、左右の軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂや一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂの着脱作業を、シャフト本体３０の水平姿勢を確実に確保しつつ容易に行うことができる。
その際、可撓性吊下手段Ｗは、同図に示すように、インペラ本体４０の両側にて、固定カラー５０の円錐台形状の部分と位置決め鍔部３２円錐台形状の部分とに巻回されるため、左右の円錐台形状の斜面の効果によって巻回保持位置のずれを効果的に防止して、吊下姿勢をより安定させることができる。

そのため、本実施形態によれば、水平な両持ち構造のインペラシャフト組１４に対して、軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂの部分での軸受けやベアリング交換等の作業が主となる定期メンテナンス作業においても、メンテナンスホール１１ｈからのシャフト本体３０の水平姿勢を確実に確保できるため、インペラシャフトのメンテナンス性に極めて優れているといえる。

また、上述したように、本実施形態のインペラ本体４０は、軸線を水平に配置した設置姿勢において、軸部３１と同軸に挿抜可能な中空円筒状の円筒部４１と、円筒部４１の外周面に螺旋状に付設されてシャフト本体３０の正転・逆転の切替でＵ字状管路のどちらからでも吸い込みと吐き出しを可能とする二枚の撹拌羽根４２Ａ、４２Ｂと、を有する構成を採用している。

そして、固定カラー５０は、軸部３１と同軸に形成された外形円錐台状で且つ内部が中空円筒状であって締結用雄ねじ３４に螺合される締結用雌ねじ５１が形成され、インペラ本体４０の円筒部４１の端面が位置決め面３２ｍに突き当てられた位置で固定カラー５０が締めこまれた上で固定カラー５０にその外周面の軸直方向から貫通する固定ねじ６０が軸部３１に締結固定されるため、分解・組付け性に優れたインペラシャフト組１４を構成する上でより一層好適である［発明２］。

特に、オーバーホール作業時には、図４に示したように、シャフト本体３０の軸方向において、屈曲管１２Ｂを含めた管路内スペースは、固定カラー５０を中央の固定位置から取り外したときに、インペラ本体４０および固定カラー５０を、シャフト本体３０に沿ってシャフト本体３０の端部を視認可能な位置まで屈曲管１２Ｂ側に移動可能になっているので、現場においても、インペラシャフト組１４を図６に示すような複数の部品に容易に分解可能であり、オーバーホール作業性に優れる。

また、本実施形態のシャフト本体３０は、軸部３１の外径が、一対の屈曲管１２Ａ、１２Ｂの屈曲部１２ｆ内では同一径とされ、各軸支管部１２ｊの内部で一段小径とされて各軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂに突設されているので、各軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂでの分解・組付け性に優れたインペラシャフト組１４を構成する上でより好適である［発明３］。

また、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０のメンテナンス方法によれば、メンテナンス作業時に、メンテナンスホール１１ｈの開口からインペラ本体４０の両側それぞれの軸部分に可撓性吊下手段Ｗを巻回し、可撓性吊下手段Ｗによって上方からシャフト本体３０を吊下げてメンテナンス作業時の水平姿勢を確保し、各軸支ハウジング１６Ａ、１６Ｂおよび／または各屈曲管１２Ａ、１２Ｂの着脱作業を、シャフト本体３０の水平姿勢を確保しつつ行うので、軸線を水平に配置した設置姿勢でのインペラシャフト組１４のメンテナンス性に優れている［発明４］。

以上説明したように、本実施形態の横軸型槽外撹拌機１０およびそのメンテナンス方法によれば、軸線を水平に配置した設置姿勢において、インペラシャフトのメンテナンス性に優れている。なお、本発明に係る槽外撹拌機およびそのメンテナンス方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。

１０槽外撹拌機
１１本管
１１ｈメンテナンスホール
１２Ａ、１２Ｂ屈曲管
１２ｆ屈曲部
１２ｊ軸支管部
１３Ａ、１３Ｂ吸込吐出口
１４インペラシャフト組
１５インペラ部
１６Ａ、１６Ｂ軸支ハウジング
１７Ａ、１７Ｂ軸受
１８メンテナンスホールカバー
２０Ａ、２０Ｂメカニカルシール
３０シャフト本体
３１軸部
３２位置決め鍔部
３２ｍ位置決め面
３３インペラ保持部
３４締結用雄ねじ
４０インペラ本体
４１円筒部
４２Ａ、４２Ｂ撹拌羽根
５０固定カラー
５１締結用雌ねじ
６０固定ねじ
１００消化槽
１１０Ａ、１１０Ｂ送液パイプ
Ｗ可撓性吊下手段
Ｇ地上

Claims

消化槽の槽外に付設されてインペラの正転・逆転の切替に応じて撹拌液を送液方向の一方から吸い込み他方に吐き出す２つの吸込吐出口のどちら向きにも送出できる横軸型槽外撹拌機であって、
自身の中央上部に上面に開口するメンテナンスホールが設けられるとともに軸線を水平に配置される本管と、
該本管の左右開口に自身基端部が着脱可能に接続されるとともに自身他端部が前記消化槽側に着脱可能に消化槽側に向けて屈曲する屈曲部と該屈曲部の側方から前記本管と同軸に張り出す軸支管部とを有して構成されて前記本管と共にＵ字状管路を構成する一対の屈曲管と、
前記一対の屈曲管の各軸支管部の外側面にそれぞれ着脱可能に接続される二つの軸支ハウジングと、
該二つの軸支ハウジングそれぞれのメカニカルシールで軸封され且つ軸受で両持ち支持されるとともに前記本管内に配置されるインペラが軸方向中央に設けられるインペラシャフト組と、を備え、
前記インペラシャフト組は、シャフト本体と、該シャフト本体とは別個な部品として設けられて該シャフト本体の軸方向中央であって前記メンテナンスホール上方から自身両端まで視認可能な位置に配置されるインペラ本体と、該インペラ本体を前記シャフト本体に固定する固定カラーと、を有し、
前記メンテナンスホールは、前記シャフト本体の軸方向を長辺とする矩形形状に開口するとともに、該矩形形状の開口面積が、前記シャフト本体の軸部に対して前記シャフト本体のメンテナンス時の水平姿勢を確保するための可撓性吊下手段を前記インペラ本体の両側それぞれの軸部分に巻回可能な大きさに開口していることを特徴とする横軸型槽外撹拌機。
前記シャフト本体は、
前記消化槽側と連通する管路内に位置する軸部であって前記メンテナンスホールから視認可能な位置に該軸部と一体形成されるとともに端面が位置決め面とされた位置決め鍔部と、前記位置決め面側に前記軸部と同軸に設けられて前記インペラ本体を保持するインペラ保持部と、該インペラ保持部の前記位置決め面とは反対側の外周面に形成された締結用雄ねじと、を有し、
前記インペラ本体は、
前記軸部と同軸に挿抜可能な中空円筒状の円筒部と、該円筒部の外周面に螺旋状に付設されて前記シャフト本体の正転・逆転の切替で前記Ｕ字状管路のどちらからでも吸い込みと吐き出しを可能とする撹拌羽根と、を有し、
前記固定カラーは、
前記軸部と同軸に形成された外形円錐台状で且つ内部が中空円筒状であって前記締結用雄ねじに螺合される締結用雌ねじが形成され、
前記インペラ本体の円筒部の端面が前記位置決め面に突き当てられた位置で前記固定カラーが締めこまれた上で前記固定カラーにその外周面の軸直方向から貫通する固定ねじが前記軸部に締結固定されている請求項１に記載の横軸型槽外撹拌機。
前記シャフト本体は、前記軸部の外径が、前記一対の屈曲管の前記屈曲部内では同一径とされ、各軸支管部の内部で一段小径とされて各軸支ハウジングに突設されている請求項２に記載の横軸型槽外撹拌機。
請求項１～３のいずれか一項に記載の横軸型槽外撹拌機において前記インペラシャフト組をメンテナンスする方法であって、
メンテナンス作業時に、前記メンテナンスホールの開口から前記インペラ本体の両側それぞれの軸部分に前記可撓性吊下手段を巻回し、前記可撓性吊下手段によって上方から前記シャフト本体を吊下げてメンテナンス作業時の水平姿勢を確保し、前記軸支ハウジングまたは前記屈曲管の着脱作業を、前記シャフト本体の水平姿勢を確保しつつ行うことを特徴とする横軸型槽外撹拌機のメンテナンス方法。