JPH06503514A - 下水の円形槽中央注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 下水の円形槽中央注入装置 本発明は，垂直管によって下水を円形槽に中央から注入する装置に関するもので ある。

下水技術の分野においては、公知のように、相当の直径を有する円形沈殿槽が、 公共又は地方自治体の下水事業において予備沈殿用として又は活性化に続く沈殿 物分離用の最終沈殿槽として用いられている。これらの円形槽に共通しているこ とは、槽内に垂直に導入した管を介して円形槽の中央に流入が生じるということ である。半径方向対称流を円形槽内にできるだけ均等につくるために、ジェット 流が水平方向に大きく変更を加えた設計の構造によって偏向されている。しかし ながら、これらのすべての装置は，第１にそれらは構造上非常に複雑であり、ま た第２に例えばジェット流と外部流との間で温度と固体含有量との差によって生 じる可能な密度差を補償するために半径方向流の制御された案内を許さないとい う欠点を有している。

技術的背景は、流体の密度が槽内のスラッジ粒子の沈殿によって変えられること である。注入はいわゆる“中央構造”を介して生じる。中央構造から外側空間ま での流体の出口後に、清浄水に比べて懸濁液の密度差がそれ自体を明白にする。

半径方向において、円形槽の幾何学的形状が流れ方向に顕著な流入の遅延を生じ る。遅延運動は一般に妨害に対して非常に敏感に反応し且つ分離する傾向がある ので、半径方向流の注意深い案内が非常に重要になってくる．ここで注意すべき ことは、外側領域への流呂時の固体混入流が高密度のために全体的に下方に偏向 されるということである（バレンチン教授２水力学・本文学部，ミュンヘン工科 大学，５０，１９８８，ＩＳＳＮ　０３４３−１１７７）。

本発明は、垂直ジェット流の偏向及び流れの均等な半径方向対称分布を達成する 下水を円形槽に中央から注入する構造の簡単な装置を提供することにある。新規 な装置は、固体混入流体ジェット流が円形槽内に装置からの流出の際に高密度の ために下方に偏向されるということを防止できる。

これは、垂直管から円滑に連続して結合するトランペット状拡大部までの遷移領 域において中央から挿入されておりその縁の内周に環状ギャップを形成する水平 円形制御円板によって、本発明によって驚異的に達成される。

いわゆるコアンダ効果を用いる気体又は液体ジェット流に異なる方向を与える装 置及び方法が知られていること見落とされてはいない。しかし、それは下水技術 においてではない。

公知のように、これらの中央構造においては入口における密度はそれ以降の密度 よりも大きい。しかしながら、高密度のために流れが下方に動き、そして沈殿し たスラッジを再び上方に撹拌する．現実には，要求された８０％効率に代えて、 ６０％だけの効率が達成されているに過ぎない。ここで、本発明の工程は次に示 すような意外な工程を示す。

本発明によって達成される利点は、排水後のジェット流の偏向及び案内がコアン ダ効果を用いたトランペット状又はトロイダル本体の縁における環状ギャップを 介して起こり、従って正確に予測できることである。環状ギャップの全周にわた る出口速度は、一定で且つ静圧によってのみ定まる。更に、外側流の乱流混合に よるジェット流の広がり，ジェット流速の所望の低下及びトランペット状又はト ロイダル本体の縁における分離規準が予測できる。

トランペット状とは、例えば純粋に垂直から水平又はほぼ水平に連続して遷移す る曲線状の環状体を言う。出口におけるコアンダ効果とは、流れが縁に付着して 残ることを言う。

本発明の有利な実施例によれば、トランペット状又はトロイダル本体の偏向角β を変えることによって１円形槽内に流れ込むジェット流の方向が分離点が正確に 確定されるので特別に影響を受け得る。このことは、ジェット流と外側の流れと の間の温度及び固体含有量の差のために生じる密度差を補償することを可能にす る。対応する背圧及びトロイダル半径又はトランペット状本体の半径Ｒと環状ギ ャップ幅との対応する比によっては、トランペット状本体の縁において１８０’ までの偏向がなされ得る。

本発明に係る装置は、制御円板に置き換えることによって、環状ギャップの出口 領域を変えることを適宜に可能にするということが重要である。このようにして 簡単な方法で動作変更を順次採択できる。更に適切な展開は別の従属請求項中に おいて特定されている。好都合に装着できるものとして、薄板リング構造が等間 隔で流入方向に対して特定の角度でトランペット状本体の全周上に設けられる。

これは、ジェット流に半径方向成分に加えて接線方向成分を与えるために特に簡 単で信頼性のある方法である。これは、主として円形槽内の流路を延長し、そし て沈殿槽内で改良された沈殿及びいわゆるティーカップ効果をもたらす。

更に、すべての薄板を流入方向に対して所定の角度で均等に曲げることによって 薄板を装着する実施例においては、接線方向の成分の大きさは影響を受け得る。

本発明の別の展開においては、本装置はその水平軸の周りで１８０’回転されて もよい。このことは、例えば動作上の要求に対して供給導管が下方からに代えて 上方から垂直に円形槽内に誘導された場合には、格別になされ得る。

本発明の主題は、円形槽に注入する方法でもある。この方法は、コアンダ効果が 垂直注入ジェット流を水平方向に偏向及び案内し、且つ半径方向に対称に分布さ せるように利用される点で特徴付けられる。

本発明の格別の別の展開によれば、本装置は１８０°回転され得る。

本発明の実施例は、添付図面を参照して詳細に説明されるであろう。

第１図は第１実施例の平面図である。

第２図は第１図の側断面図である。

第３図から第６図までは第１図に示す実施例の可能な変更及び拡張を示す図であ る。

第１図及び第２図に示す本発明の実施例においては、トランペット状又はトロイ ダル本体（４）がトランペット状本体として以下に述べられるように設けられて いる。環状ギャップ（３）を形成するために、円形制御円板（２）がフランジの レベルに装着され、且つその直径は垂直管（７）の内径よりも小さくなければな らない。前記制御円板（２）は垂直管（７）の中央に配置された中実円筒（１） に固定され、そして矢印で示す方向に流れさせたときに、ジェット流分割器とし て作用する。中実円筒（１）は４本の中心棒（５）を介して順次垂直管（７）に 固定される０曲線（ｃｕｒｖａｔｏｒ）効果が生じる。ジェット流分離が約８５ °の偏向で自動的に生じる。

第３図及び第４図はねじり室（９）と関連した実施例を示す、水平管（１０）を 介して矢印方向に示すように、下水がねじり又はスピン室（９）内に誘導される 。このように発生された螺旋流が垂直管（７）を介してねじり室（９）に残る。

流れの螺施運動が環状ギャップ（３）を介して出口後にも保持され、その結果、 トランペット状本体（４）の縁における垂直流の偏向後に、半径方向成分に加え て接線方向成分を生じる。螺旋流が生じ且つその経路が増大されるが、しかしそ の流速は例えば１ｍ／秒から約１０ｃｍ／秒まで非常に減少さ九る。ねじり室を 設けることによって、速度プロフィールによって管流の歪曲を補償する。

第５図及び第６図はトランペット状又はトロイダル本体への装着物（１１゜１２ ）の変更された実施例を示す。後者は、流れがトランペット状本体（４）の縁か ら分離する位置において分離縁（８）において薄板（１２）を設けられている。

薄板（１２）はトランペット状本体（４）の分離縁（８）の周りに等間隔に配置 され、またリング（１１）によって頂部に保持され且つトランペット状本体（４ ）の分離縁（８）に固定された手段によって底部に保持される。その結果、接線 方向成分は半径方向成分に加えてジェット流に与えられる。その結果、円形槽内 の流路が延長される。この結果、改良された沈殿が生じ、いわゆるティーカップ 効果を誘導する。薄板（１２）は例えば所定の角度だけ作用方向に均等に向けら れ、こ九により接線方向成分の大きさに影響を及ぼすことができる。

トロイダルの定義に関して、後者は単純化された定義を与える凸に湾曲した連続 空間湾曲である″トランペット状″から成る回転体として考えられ得ることに注 意されたい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　垂直管（７）から円滑に連続して結合したトランペット状拡大部（４）まで の遷移領域において中央に挿入された水平円形制御円板（２）を設け、該制御円 板（２）が縁の内周に環状ギャップ（３）を成形することを特徴とする垂直管に よって下水を円形槽に中央から注入する装置。 ２　トランペット状拡大部がトランペット状に広がり且つフランジ（６）を介し て垂直管（７）に接続された分離体（４）であることを特徴とする請求項１に記 載の装置。 ３　水平及び水平方向に対称に分布するように垂直ジェット流の偏向がつくられ 得るようにコアンダ効果を利用することを特徴とする前記請求項のうちの任意の １項に記載の装置。 ４　トランペット状又はトロイダル本体（４）の偏向角（β）が変えられ得るよ うになされていることを特徴とする前記請求項のうちの任意の１項に記載の装置 。 ５　異なる寸法又は形状の制御円板（２）によって環状ギャップ（３）の出口面 積を変えることを特徴とする前記請求項のうちの任意の１項に記載の装置。 ６　取付け自在の薄板（１２）が等間隔で且つ流入方向に対して特別の角度でト ランペット状又はトロイダル本体（４）の全周に環状に配置されていることを特 徴とする前記請求項のうちの任意の１項に記載の装置。 ７　公知のねじれ室（第３図，９）を接続していることを特徴とする前記請求項 のうち任意の１項に記載の装置。 ８　装置の水平軸の周りで１８０°回転された動作位置を設け、注入がその上方 からなされることを特徴とする前記請求項のうちの任意の１項に記載の装置。 ９　垂直注入ジェット流を水平に偏向及び案内し且つ半径方向に対称分布させる ようにコアンダ効果が用いられることを特徴とする下水を垂直流入にして円形槽 に中央から注入する方法。 １０　動作が１８０°回転されて行われることを特徴とする請求項９に記載の方 法。