JPS6097009A - 過剰オーバーフロー用オリフイス管 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、廃水処理プラントの沈澱タンクに関し、特に
そこで使われる過剰オーバーフロー用のオリフィス管に
関するものでおる。

従来技術 一般的な廃水地理プラントは最終浄化器を備え、そこで
前処理工程からの懸濁固体が沈澱される。これらの固体
は一般に極めて低層沈降速度を持つため、タンクはその
設計平均流量と共に設計最大流量で動作するよう設計さ
れることが重要である。適切な動作を行うには、設計範
囲内のヘッド損（無効水頭落差）に保つこと、及び流入
口の周囲に液体を一様に分布させることも必要である。

１９５８年よシリ前に製造された浄化器は、通常中心供
給型でおった。その後、米国特計第２．９８１，０９９
号、第２，９６１，１００号及び第３．７１７，２５７
号に開示されているような周辺供給型浄化器の利点が明
白となシ、この型の方が主流となった。

かかる浄化器では、周辺供給チャネルの流れ断面積が流
れ方向に沿って次第に減少１７、詰まりにくい一連の大
径ホードを通常備えている。一般に、このようなポート
は全て同サイズで、ポート間の間隔はベイスンの周囲に
一様な分布の供給を与えるように選定されている。

比較的長い流入チャネルの流れ断面積は、流れ方向に沿
って次第に減少しなければならず、一方オーバーフロー
用樋は、流れ速度とヘッド損のどちらも過剰とならない
ように、流れ方向に沿って断面積が次第に増加しなけれ
ばならない。チャネルの流れ断面積における変化は、そ
の長さ方向に沿って巾を変えるか又はチャネルフロアを
傾斜することによって達成される。

浄化器の設計では、最小、平均、最大及び液圧ピークを
含む流れの巾範囲を考慮に入れなければならない。プラ
ントは通常、長年にわた如その期間の９０優を平均（設
計）流量で運転される。最大つｔｊ１１ピーク流量は、
湿っぽい天候又は暴風雨の下で生じる。又、下水系が拡
張されると、平均つま如設計流量が越えられることもあ
る。

現在一般的な施工によれば、流入チ、ヤネルからベイス
ンへのオリフィスは所定の流量範囲について設計され、
ヘッド損はオリフィス流量比の平方の関数である。この
関係は、次のオリフィス方程式に基く： （５） 但しＡｏ−オリフィス面積 Ｑ−オリフィス流量 Ｃ＝放出係数 ｇ　−重力による加速（３２，２ｆｔ／ｓｅｅ”）ＨＬ
＝オリフィスヘッド損 １つの流量に対１−ヘツド損と面積が定められると、別
の流量におけるヘッド損は次式で与えられる。

但しＨＬｌ！”設定オリフィスヘッド損ＨＬＵ３未知の
オリフィスヘッド損 Ｑｓ　＝設定流量でのオリフィス流量 Ｑｏ　−別の流量でのオリフィス流量 例えば、オリフィス流量が設定流量の１単位に対し未知
のピークで５単位とし、設定ヘッド損が０．２フイー）
（６ｃｍ）とすると、未知のへ（６） ラド損は上式から次のようになる： 従ってこの例では、更に５フイー）　（１５０ｃｒｎ）
のヘッド損を受け入れるサイズとし、ピーク流量を許容
できるようにしなければならない。

最終浄化器のヘッド損は、設備資本と運転コストに直接
影響を及はす。高いヘッド損では、周辺供給チャネルの
壁を最大水位における液体を受け入れるのに充分な高さ
とする必要があ〕、又最終浄化器の上流側における系は
設計流量の流れが浄化器へ入るのに充分なヘッドを持つ
ように設計される必要がある。これはポンプと追加の保
持関さを必要とするため、運転（エネルギー及び保守）
コスト及び資本コストが増大する。

従って当該分野では、浄化器が設計つま）設定流量で適
切に動作するのを許容しながら、過剰のヘッド損となら
ずに最大つま多ピーク流量で流れを扱えるような浄化器
における簡単、安価及び高信頼のシステムが要望されて
きた。

ｊｊμｍ皇 本発明の目的は、設計ヘッド損設定点の他に１つ又はそ
れよシ多くの設定点でベイスンを動作可能とするような
、周辺送り型浄化器の流入チャネルにおけるオリフィス
システムを提供することにある。

本発明の別の目的は、一定の流量以上で使用可能なオリ
フィス面積を増加し、て、設計ヘッド損を犠牲にせずに
最大つま如ピークヘッド損の制限を満たせるような、浄
化器用のオリフィスシステムを提供することにある。

清１１す１」 上記の目的は本発明によれば、平均設定水位と設計最大
レベル間の高さで流入チャネルに開口する追加の一組の
オリフィスを含むことによって達成される。流量が平均
レベルから設計最大レベルへ向って増大すると、流量増
加によってヘッド損が増加すると共に、チャネルの液面
レベルが追加オリフィスの設けられている高さまで上昇
し、その高さで実効オリフィス面積が追加オリフィスの
流れ断面積によって増大する。

これら追加オリフィスの高さと位置は、流れの設計条件
に依存している。又本発明は、チャネルスキマーが何の
障害もなくチャネルを通過するのを可能とする。

実施例 以下図面を参照して、本発明を説明する。尚図面中、同
じ参照番号は同−又は対応部品を示している。まず第１
．２図を参照すると、フロア１２及び円筒状の側壁１３
を有するコンクリート構造の沈澱タンクつｔｂ浄化器１
１が示しである。フロア１２は中央取付ハブ１４へ向っ
て下方に傾斜しておシ、スラッジ取出管、つまシ排除器
１５がハブ１４に取付けられている。排除管１５は、浄
化器１１の底に沈澱したスラッジを吸引するため、吸引
口に接続されている。

スラッジは排除器１５及び取出管１６を介して、脱水又
は分解施設へ取出される。

（９） 片持ち式フロア１８が側壁１３から半径方向へ内側に延
び、タンク壁１３と同心円的な直立の渦巻状又はラセン
状の中間壁１９と内壁２゜を支持している。側壁１３の
上方部と渦巻状又はラセン状の中間壁１９が流入っまシ
供給チャネル２２の側面を限定し、該チャネル２２はそ
の入口端の供給がツクス２４で広くなっている−１、他
端へ向かい次第に狭まっている。供給チャネル２２は、
供給がツクス２４がらタンク１１を完全に一周し、供給
ボックス２４がら角度的に隔った端部にある浮きかす除
去管２５まで延びている。フロア１８の放射方向外側部
１８ｍが、流入チャネル２２のフロアを構成すると共に
、一連のｙＪｅ−）　２７を備えている。流入液体はこ
れらのポート２７を通じ、タンク１１の全周にわたって
延びた大径環状配分チャンバ３３の上端部に入る。配分
チャンバ３３は、流入チャネルフロア１８ｍの下側面と
、そこから下方へ延びた環状スカート３４と、タンクの
側壁１３とによって限定される。

（ｌＯ） 第１ポー）２７ｍが供給ボックス２４に隣接して位置し
、一連のポート２７ｂ〜０がチャネル２２の周囲に設け
られ、チャネル２２の狭巾端で浮きかす除去管２５に隣
接して位置しだポー）２７ｐで終っている。タンク１１
の上記構造において、ポート２７ａ＝ｐは鋼製ライナー
３１（第３図）で形成されている。各ライナー３１はコ
ンクリートが注入される前に型枠の所定位置に固定され
、コンクリート型枠を取り除いた後そこに残される。

流入液体はチャネル２２に沿９て流れ、ボー）　２７　
ａ　”　ｐを通シ、スカート３４の下を通過してタンク
に入る。液圧ヘッドを与えて液体をタンク内へ駆動し、
正しい液路を生じる一方、沈澱する前に固体が内壁２０
内のオーバ−フロー管３０を越えて短絡するのを防ぐた
めに、流入チャネル２２内の液体は一定の最小高さを持
つことが望ましい。液体は中心へ向ってゆつく静流れる
一方、固体はタンクフロア１２へ沈降し、そこで回転す
る排除器１５によって除去される。次いで浄化された流
れは、カラー渦巻と似＊　ノｆターンで周辺オーバーフ
ロー樋３５へ向かって上方且つ外方へ移動し、樋３５は
渦巻状中間壁１９と、片持ちフロア１８の内側部１８ｂ
と、側壁１３に対し同心円状の内壁２０によって形成さ
れている。図示した流入供給チャネル２２と流出トラフ
又は樋３５は、全てコンクリート構造で、側壁１３と一
体状である。流出管３８は樋３５から出て、スカート３
４及び１１１１１壁１３を貫き、最終処理施設又は放水
流のための仕上げ用２次系へと延びている。

タンク１１のフロアから沈澱スラッジを取除くには、各
種手段を設けることができる。好ましい実施例では、排
除器１５が使われる。排除器は駆動支柱４２によ如支持
されて、フロア１２の周方向に移動し、駆動支柱４２は
上方の駆動機構４３によってゆりくシ及び／又は間欠的
に回転される。駆動機構４３は、中央支柱（図示せず）
へ取付はたジ、ブリッジ（図示せず）で支持してもよい
。

第２図に示すごとく、駆動支柱４２は更に、支柱４２の
垂直軸を中心に回転するタンク表面スキマーブレード４
５を支持している。上方延出アーム５０がブレード４５
上に支持され、ブレード４５が支柱４２で回転されると
き、チャネル２２及び３５上に延びている。アーム５０
は、側壁１３と中間壁１９０間を下方へ延び九可撓性の
抑圧ブレード５１を保持する。押圧ブレード５１が浮遊
物を浮きかず除去管２５円へ押入れ、次いで浮遊物は処
理プラントの流入端へ戻されるか、おるいは溶解エア浮
選ユニット等の固体取扱い装置へ排出される。

タンク１１の動作時、流入物は供給管５２から供Ｍ＆ッ
クス２４へ入シ、チャネル２２内を流れる。ここで、次
の２点に注意することが重要である；（ａ）タンク内に
おける液表面の高さは、低流量における内壁２０の堰３
０上号数分の１インチから、タンクの最大又は設計流量
における堰上方２インチ（５，０８３）までの範凹でだ
け変化すること、及び（ｂ）ポー）２７ａ”ｐを通（１
３） じたヘッド損はチャネル２２内における水位の関数であ
ること。例えば、一般的な装置において、ボー）２７ａ
−ｐを通じたヘッド損は１／４インチ（６，４ｍ）から
ｌフィー）　（３０ａｎ　）以上変化する。

第３．４図に示すごとく、−組の２次的オリフィス６１
がタンク壁１３に形成され、各オリフィスはオーバーフ
ロー管又は導管６２に開口している。あるいは第５ｊ６
図に示すごとく、これらオーバーフロー導管（両図中６
４で示しである）は、流入出チャネル間の共通（中間）
壁に形成してもよい。又第１．４図に示すごとく％２次
的オリフィス６１はチャネル２２に形成された幾つかの
１次的オリフィス２７毎に隣接オリフィス２７間に形成
されている。２次的オリフィス６１の高さは、チャネル
中の流れの平均及び最大高さの中間に位置する。個々の
ケースで選定すべき特定の高さは、オリフィス径、設計
平均ヘッド損、最大流量における設計ヘッド損及びタン
クのサイズの関数である。通常、（１４） オリフィス６１の高さは、流入チャネル２２内における
設計平均水位の上方約２〜６インチ（５，０８〜２５．
２ｃｒｎ）である。低流量で液面が２次的オリフィス６
１の下縁よシ下にあるとき、これは平均（設計）条件に
合致しているので、液圧パターンは影響されない。

プラントを通過する流量が増大すると、チャネル内の流
れが２次的オリフィス６１の下縁よｐ上方へと上昇する
。チャネル内の流れは常時、チャネル２２０表面から連
続的に下方へ引かれて、２次的オリフィス６１と独立に
動作するポー　）　２７　ａ〜ｐを通じて流れている。

チャネル２２内に供給される流入液面が２次的オリフィ
ス６１の下縁よシ上方へ上昇すると、流れが２次的オリ
フィス６１に入り、オーバーフロー導管６２を通って配
分チャンバ３３へ流れ込ｔｒ。

このように、流量の増大に基くはずの追加のヘッド損は
、２次的オリフィス６１で与えられる追加のオリフィス
流れ面積によって妨げられる。この点が第９図に示して
ア如、同図から明らかなように、２次的オリフィスのレ
ベルに達するまで流入流量が増加するにつれ、フロアオ
リフィスを通じたヘッド損はほぼ放物曲線（局に沿って
上昇する。そして点（均で、流れが２次的オリフィスを
通じて流れ始める。２次的オリフィスの容量は、２次的
オリフィスの容量に至る（０点まで、２次的オリフィス
へ達したときの値をかなり越えて流入流量が増加で＊、
（Ｃｊ点後再び液面が上昇し始めるように機能する。

第４図に示すごとく、各２次的オリフィス６１は、オー
ツ譬−フ四−導管６２の前面プレート６６の頂部に位置
する。２次的オリフィスの高さは、取付具６９によって
前面プレート６６へ固定された可動堰プレート６８で示
しであるように、調節可能である。２次的オリフィスの
高さを変えるためには、取付具６９を緩め、可動堰プレ
ート６８を位置決めし直した後、取付具６９を再び締め
るだけでよい。オー／４−フロー導管６２はコンクリー
ト側壁１３中に形成され、同側壁の頂部からチャネル２
２のフロア２５ｍのわずか下方の地点まで延びている。

第５図は、共通（中間）壁１９中にオーバーフロー導管
６４が設けられた場合の構成を示している。つまシ、ス
カートバッフル３４とタンク側壁１３の方へ流れを分散
させるために、そらせバッフル７０が追加されている。

第７，８図は更に本発明の第３実施例を示してお）、こ
の例ではオーバーフロー導管が鋼製内側ライナー７２に
よって与えられ、浮きかす止めとして機能するバッフル
７４を備えている。

ＷＫ、第７図のライナー７２はフロアレベルの開ロア５
を備え、これによって標準的なオリフィスライナー３１
を設ける必要が除かれている。

上記のように、本発明による２次的オリフィス６１け各
種地点へ任意に形成できる。例えば必要なら、オリフィ
ス６１は！１次的オリフィス２７間に設けてもよｈｏ チャネル２２の一部の形状を第３図に示す。

図中、水平の上下破線が最大及び平均流量でのチャネル
内における液面レベルをそれぞれ示しく１７） ている。前述のように、２次的オリフィス６１は、これ
ら上下両レベル間に選択されて位置される。２次的オリ
フィス６１の位置決めは、平均（設計）条件以上の広い
範囲の流量かヘッド損の制約に応じて可能となるように
定められる。

追加の２次的オリフィス６１は、適切な流れ分布を得る
ため、必要に応じチャネル２２全体にわたって配置され
る。第３図申告ボート２７から下方へ引かれた破線は、
ポートから、流れがタンクへ入るタンク１１のスカート
３４下縁へ至る流れの分布を模式的に示したものである
。

上述した実施例について、各種の変更及び変形が可能な
ことは当業者にとって明らかであろう。例えば、鋼構造
の流入出用流れチャネルを使ってもよく、又ここで説明
した一方向の流れに代え、米国時ｉＦＦ第３，７１７，
２５７号に示されているよりな２方向の流れも採用でき
る。チャネル２２．３５の流れ断面積は、チャネルフロ
アのピッチ″：）まシ各壁の間隔で決められるチャネル
の巾によって変えられる。従って、こうした変（１８） 更及びその同等物も、請求の範囲に示す発明の主旨及び
範囲を逸脱しない限り使用できることが理解されるべき
である。

発明の効果 以上の構成によって本発明の所期の目的を達成するヒと
ができることは明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による周辺流入供給及び流出チャネルと
２次的オリフィスを備えた浄化器の平面図； 第２図は第１図の２−２８に沿った断面図；第３図は第
１．２図に示した浄化器タンクの周辺供給チャネルの一
部を示す概略形状図；第４図は第１図の４−４線に沿っ
た断面図；第５図は本発明による周辺供給型浄化器の別
の実施例における周辺流入供給及び流出チャネルの断面
図； 第６図は第５図の６−６線に沿った断面図；第７図は本
発明による浄化器タンクの第３実施例における流入チャ
ネルの一部を示す断面図で、浮きかすバッフルを含めて
示した図；第８図は第７図の８−８８に沿った平面図；
及び 第９図は供給チャネルへ流入する体積流量を関数として
供給チャネル内のヘッド損を示したグラフである。 １１・・・浄化器（タンク）、１２・・・フロア、１３
・・・側壁（周辺外壁）、１９・・・中間壁（周辺内壁
）、２２・・・周辺供給チャネル、２４．ｆｓ２・・・
流体導入手段、２７ａｘｐ・・・下方ポート、３０・・
・オーバーフロー（流出）堰、３５・・・周辺オーバー
フロー樋、６１・・・２次的オリフィス、６２．６４・
・・オーバーフロー導管、６８・・・２次的オリフィス
高さ調整手段（可動堰プレート）、７０・・・そらせバ
ッフル、７４・・・浮きかす除去バッフル、７５・・・
フロアレベル開口。 出　願　人　エンビレシフスインコーホレーテッド代　
理　人　丸　山　幸　雄 り鴛ｆ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）フロアと一連の下方ホードを備え、該下方ポート
   を通じて液体が周辺供給チャネルから沈澱タンクへ流れ
   る周辺供給チャネル、沈澱タンク内に所定の液面レベル
   を維持する流出堰及び液体を上記供給チャネル内へ導入
   する手段を備えた型の沈澱タンクにおいて、周１辺供給
   チャネルのフロア上方で、該供給チャネル内における平
   均設定高さと設計最大高さの間に位置する高さにおいて
   周辺供給チャネルへ開口した２次的オリフィスを備える
   ことにより、周辺供給チャネル内のヘッド損を最小限化
   するように成したことを特徴とする沈澱タンク。
2. （２）前記周辺供給チャネルのフロアを貫いて突出し、
   フロアの表面上方へと延びた少くとも１本のオー・櫂−
   フロー導管を更に備え、前記２次的オリフィスがオーバ
   ーフロー導管に開口したことを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の沈澱タンク。
3. （３）前記オーバーフロー導管が周辺供給チャネル内に
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第（２
   ）項記載の沈澱タンク。
4. （４）前記オーバーフロー導管が前記下方ポートを構成
   するフロアレベルの開口を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第（３）項記載の沈澱タンク。
5. （５）前記周辺供給チャネルが前記フロアと中径方向に
   離間した内外周辺壁とによって限定され、前記オーバー
   フロー管が該内壁に形成されたことを特徴とする特許請
   求の範囲第（３）項記載の沈澱タンク。
6. （６）前記オーバーフロー導管がその下端に、オーバー
   フロー管を介し沈殿タンク内へ流れを分散させるための
   そらせバッフルを備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲＠　（３）項記載の沈澱タンク。
7. （７）前記オーバーフロー導管が浮きかす除去バッフル
   と堰を有し、浮遊物が２次的オリフィスへ入らないよう
   に防ぎながら、１配・童ツフルの下を通り堰を越えて液
   体が流れる構成としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第（３）項記載の沈澱タンク。
8. （８）前記２次的オリフィスの高さを調整するだめの手
   段を更に備えたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の沈澱タンク。
9. （９）前記調整手段がオーバーフロー導管に固定された
   堰プレートから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   （８）項記載の沈澱タンク。