WO2015163239A1 - 攪拌装置 - Google Patents

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WO2015163239A1
WO2015163239A1 PCT/JP2015/061758 JP2015061758W WO2015163239A1 WO 2015163239 A1 WO2015163239 A1 WO 2015163239A1 JP 2015061758 W JP2015061758 W JP 2015061758W WO 2015163239 A1 WO2015163239 A1 WO 2015163239A1
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WO
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central axis
draft tube
liquid
impeller
peripheral surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/061758
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀治 白井
山下　耕司
Original Assignee
日立造船株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a stirring device.
  • an anaerobic biological treatment and an aerobic biological treatment are sequentially performed on the liquid to be treated.
  • the stirrer of Japanese Patent No. 4200193 reference 1
  • the aerobic biological treatment for example, the stirrer of Japanese Patent No. 4875777 (Reference 2) is used.
  • the stirrer in Documents 1 and 2 includes a processing tank for storing a liquid to be processed, a draft tube provided in the liquid to be processed, an axial impeller that feeds the liquid to be processed downward by rotating in the draft tube, And a plurality of guide vanes provided below the axial flow impeller in the draft tube.
  • an air supply unit that supplies air into the draft tube is further provided.
  • stirrer disclosed in JP-T-2001-507623 discloses anti-vortex means formed by three vertical plates placed in a sheath.
  • the present invention is directed to a stirrer and has an object to suppress the entanglement of impurities at the base of the guide blade or impeller blade.
  • One stirrer includes a processing tank for storing a liquid to be processed, a cylindrical draft tube provided in the liquid to be processed and centered on a predetermined central axis, and provided in the draft tube.
  • An axial flow impeller that feeds the liquid to be treated in the liquid feeding direction along the central axis in the draft tube by rotating around the central axis by rotation of the shaft.
  • the plate has a plate shape that protrudes from the inner peripheral surface of the draft tube toward the central axis and extends along the central axis, and is close to the axial flow impeller on the upstream side and / or the downstream side in the liquid feeding direction.
  • the stirring device further includes a boss cap provided at an end portion of the boss portion of the axial flow impeller on the downstream side in the liquid feeding direction, and the boss cap has a circular cross section perpendicular to the central axis. And having a tip portion that gradually decreases in diameter toward the downstream side in the liquid feeding direction.
  • the plurality of guide vanes be disposed downstream of the axial flow impeller in the liquid feeding direction, and at least a part of the upstream edge of each of the plurality of guide vanes is , Opposite to the tip of the boss cap in the radial direction.
  • the axial-flow impeller has a cylindrical shape centered on the central axis, a boss portion attached to the shaft, and provided on an outer peripheral surface of the boss portion, and are arranged in the circumferential direction.
  • the front edge in the rotational direction of each of the plurality of impeller blades is approximately along the tangential direction of the outer peripheral surface in the vicinity of the outer peripheral surface.
  • Another stirrer includes a treatment tank for storing a liquid to be treated, a cylindrical draft tube provided in the liquid to be treated and centered on a predetermined central axis, and provided in the draft tube.
  • An axial flow impeller that feeds the liquid to be treated in the liquid feeding direction along the central axis in the draft tube by rotating around the central axis by rotation of the shaft.
  • the plate has a plate shape that protrudes from the inner peripheral surface of the draft tube toward the central axis and extends along the central axis, and is close to the axial flow impeller on the upstream side and / or the downstream side in the liquid feeding direction.
  • a plurality of guide vanes arranged in the circumferential direction, and the axial impeller is cylindrical with the central axis as a center, and a boss portion attached to the shaft;
  • a plurality of impeller blades arranged on the outer peripheral surface of the boss portion and arranged in the circumferential direction, and when viewed along the central axis, the front edge in the rotational direction of each of the plurality of impeller blades is In the vicinity of the outer peripheral surface, it is approximately along the tangential direction of the outer peripheral surface. Thereby, it can suppress that a foreign material becomes entangled with the root of the several impeller blade
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of a stirring apparatus. It is a figure which shows a holding
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a stirring device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the agitator 100 in FIG. 1 agitates a liquid to be treated such as sewage stored in a treatment tank TK, and is used for, for example, anaerobic biological treatment.
  • the stirring device 100 includes a holding unit 20, a stirring unit 40, and a draft tube 30.
  • the holding unit 20 holds the stirring unit 40 and the draft tube 30.
  • FIG. 2 is a view showing the holding unit 20 and the draft tube 30.
  • the holding unit 20 includes a gantry 21 and a support portion 22.
  • the gantry 21 is fixed to the upper surface of the processing tank TK so as to close an upper opening provided in the processing tank TK.
  • the gantry 21 has an opening 21 a into which the stirring unit 40 is inserted.
  • the above-described support portion 22 for holding the draft tube 30 is fixed to the gantry 21.
  • the support unit 22 has four support columns disposed in the treatment tank TK, and the four support columns are respectively disposed at the positions of four apexes of the square when viewed along the vertical direction.
  • Each support column 22 has an upper support column 22a and a lower support column 22b, which are connected to each other using a flange joint or the like above the water level Wmax of the liquid to be treated. Therefore, the upper support column 22a is located in the atmosphere of the processing tank TK, and most of the lower support column 22b is located in the liquid to be processed.
  • Each combination of the two upper struts 22a (except for the combination arranged on the diagonal of the square) is connected by a reinforcing material 22X such as a brace, and the entire supporting portion 22 is connected by this reinforcing material 22X.
  • reinforcement by a brace is not performed on the lower column 22b so as not to prevent the suction flow around the stagnation mouth at the upper end of the draft tube 30.
  • a bearing support portion 25 that supports a second bearing 52 described later is attached to the upper support column 22a.
  • a rectifying plate 23 for rectifying the suction flow around the stagnation mouth at the upper end of the draft tube 30 is disposed on the side surface of the lower support column 22b.
  • the rectifying plate 23 extends in the vertical direction (Z direction) and is formed radially on the diagonal lines of the four columns.
  • the rectifying plate 23 also acts as a flow resistor when the draft tube 30 vibrates on a horizontal plane, and attenuates the vibration of the support portion 22.
  • FIG. 4 is a view of the draft tube 30 as viewed from above
  • FIG. 5 is a view showing a portion around the mouth of the draft tube 30.
  • the draft tube 30 has a cylindrical shape centered on a predetermined central axis J1, is attached to the lower column 22b, and is provided in the liquid to be processed in the processing tank TK.
  • the holding unit 20 is positioned at a predetermined position of the processing tank TK so that the draft tube 30 is arranged at a position where the stirring of the processing tank TK is optimal.
  • the first conical portion 30a, the first cylindrical portion 30b, the second conical portion 30c, and the second cylindrical portion are sequentially arranged from the upper side to the lower side (along the upstream side to the downstream side in the liquid feeding direction described later).
  • 30d is provided.
  • an axial flow impeller 45 of the stirring unit 40 is disposed in the first cylindrical portion 30b.
  • the liquid to be treated flows into the draft tube 30 from the upper end of the first conical portion 30a, and is discharged from the lower end of the second cylindrical portion 30d (see FIG. 2).
  • a downward flow of the liquid to be processed is formed by the stirring unit 40.
  • the ( ⁇ Z) direction in FIG. 2 is referred to as “liquid feeding direction”.
  • the first conical portion 30a has a substantially conical shape in which the inner diameter gradually decreases from the upper end toward the lower end. Accordingly, when the liquid to be processed flows into the draft tube 30 from the upper part of the first conical portion 30a, the inlet loss can be reduced and the suction flow can be efficiently guided to the axial flow impeller 45.
  • the first cylindrical portion 30b has a substantially constant inner diameter, and the axial impeller 45 is accommodated therein as described above.
  • a plurality of (four in this embodiment) guide vanes 32 are provided in the first cylindrical portion 30b. Details of the guide vane 32 will be described later.
  • the second conical portion 30c communicates with the first cylindrical portion 30b and has a substantially conical shape in which the inner diameter gradually increases from the upper end toward the lower end.
  • the second conical part 30c functions as a diffuser part.
  • the second cylindrical portion 30d has a substantially constant inner diameter, and an opening for discharging the liquid to be processed in the draft tube 30 toward the bottom of the processing tank TK is formed at the lower end.
  • FIG. 6 is a diagram showing the stirring unit 40.
  • the agitation unit 40 includes a base 41, a rotation drive unit 42, a drive shaft 44, and an axial flow impeller 45.
  • the base 41 has a substantially rectangular flat surface larger than the opening 21 a (see FIG. 3) of the gantry 21.
  • the base 41 of the stirring unit 40 serves as the holding unit 20. It is held on the gantry 21.
  • the rotation drive unit 42 includes a motor 42 a and a speed reducer 42 b, and the motor 42 a and the speed reducer 42 b are fixed to the base 41. In the stirring unit 40, the start and stop of rotation and the number of rotations are controlled by the motor 42a and the speed reducer 42b.
  • the drive shaft 44 is a shaft extending from the rotation drive unit 42 into the processing tank TK, and rotates by driving of the rotation drive unit 42.
  • the axial flow impeller 45 is attached to the tip of the drive shaft 44 and is disposed in the draft tube 30 together with the drive shaft 44.
  • the axial flow impeller 45 rotates around the central axis J1 by the rotation of the drive shaft 44, so that the liquid to be treated is fed in the liquid feeding direction along the central axis J1 in the draft tube 30. It is done. Thereby, the to-be-processed liquid in the processing tank TK circulates. Details of the axial flow impeller 45 will be described later.
  • the stirring unit 40 further includes a support cylinder 50, a first bearing 51, and a second bearing 52.
  • One end of the support tube 50 is fixed to the base 41.
  • the drive shaft 44 passes through the support cylinder 50 and protrudes from the tip (lower end) of the support cylinder 50.
  • the first bearing 51 rotatably holds the rotation drive unit 42 side of the drive shaft 44 and is accommodated on the base 41 side inside the support tube 50.
  • the second bearing 52 is attached to the tip of the support cylinder 50 and rotatably holds the height position in the Z direction at the approximate center of the drive shaft 44.
  • FIG. 8 is a plan view showing the axial flow impeller 45.
  • the axial flow impeller 45 includes a boss portion 451 and a plurality of (three in FIG. 8) impeller blades 452.
  • the boss portion 451 has a cylindrical shape centered on the central axis J ⁇ b> 1 and is attached to the drive shaft 44.
  • the plurality of impeller blades 452 are provided on the outer peripheral surface of the boss portion 451, and are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction around the central axis J1.
  • the axial flow impeller 45 of FIG. 8 rotates clockwise about the central axis J1, as indicated by the arrow with the symbol R1.
  • the angle B1 formed by the tangential direction of the surface and the front edge 453 is preferably 135 degrees or more and 180 degrees or less.
  • the front edge 453 can be regarded as being approximately along the tangential direction of the outer peripheral surface in the vicinity of the outer peripheral surface of the boss portion 451.
  • the axial flow impeller 45 is a high skew type propeller having a relatively large skew angle S1.
  • the skew angle S1 is a straight line connecting the propeller axis center (center axis J1) and the blade tip point of the blade width center line (shown by a broken line in FIG. 8), and the propeller axis center to the blade width center. This is the angle formed by the tangent drawn to the line.
  • the skew angle S1 in the axial flow impeller 45 is preferably 40 degrees or more (more preferably 45 degrees or more).
  • the fibrous impurities in the liquid to be treated are axially impeller 45 as described later. It becomes easy to guide to the outer peripheral side along the front side edge 453, without being entangled.
  • the skew angle S1 is preferably 90 degrees or less, which prevents the impeller blade 452 from being difficult to manufacture.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the axial impeller 45 and the plurality of guide vanes 32, and shows a state seen through the draft tube 30.
  • a boss cap 46 is provided at the downstream end of the boss portion 451 of the axial flow impeller 45 in the liquid feeding direction.
  • the boss cap 46 has a so-called bullet shape.
  • the upper part of the boss cap 46 has a columnar shape with the central axis J1 as the center, and the outer diameter of the upper part is substantially equal to the outer diameter of the boss part 451.
  • the lower portion of the boss cap 46 is a substantially conical tip portion 461 whose apex is located on the lower side.
  • the cross section perpendicular to the central axis J1 of the tip 461 is circular, and the diameter of the cross section gradually decreases toward the downstream side in the liquid feeding direction.
  • the boss cap 46 it is possible to suppress a hub vortex that is generated behind the boss portion of the axial impeller 45 and causes energy loss.
  • the plurality of guide blades 32 described above are arranged around the boss cap 46.
  • the plurality of guide blades 32 are arranged at the same position in the central axis J1 direction, and are arranged at equiangular intervals (here, 90 degrees intervals) in the circumferential direction around the central axis J1.
  • the upper end of each guide blade 32 is located slightly below the lower ends of the plurality of impeller blades 452, that is, on the downstream side in the liquid feeding direction.
  • the plurality of guide vanes 32 are close to the axial flow impeller 45 on the downstream side in the liquid feeding direction.
  • FIG. 10 is a plan view showing the axial impeller 45 and the plurality of guide vanes 32.
  • each guide vane 32 has a plate shape that protrudes from the inner peripheral surface of the draft tube 30 toward the central axis J ⁇ b> 1 and substantially extends along the central axis J ⁇ b> 1.
  • the guide vanes 32 are supported by the draft tube 30 in a cantilever state, and do not contact components other than the draft tube 30 in the stirring device 100.
  • the guide blade 32 is fixed to the inner peripheral surface of the draft tube 30 by welding, for example. In a section (see FIG.
  • an edge 331 that is not in contact with the inner peripheral surface of the draft tube 30 (that is, the upstream edge in the liquid feeding direction in the guide blade 32, "Upstream edge 331”) gradually goes downstream in the liquid feeding direction from the inner peripheral surface toward the central axis J1.
  • the upstream edge 331 is provided with a receding angle A1 that is inclined downstream in the liquid feeding direction with respect to the normal direction (radial direction) of the inner peripheral surface of the draft tube 30.
  • the upstream edge 331 is curved in a substantially arc shape, and the upper portion 33 of the guide vane 32 can be regarded as a shoulder shape.
  • the normal direction of the edge 331 gradually goes from the vertical direction toward the central axis J1 as it goes downstream in the liquid feeding direction. Further, a part of the upstream edge 331 of each guide blade 32 faces the tip 461 of the boss cap 46 in the radial direction centering on the central axis J1 (facing each other). In other words, in the guide vane 32, the range in the Z direction of the central axis J1 where the curved upstream edge 331 exists and the range in the Z direction of the central axis J1 where the tip portion 461 of the boss cap 46 exists partially. Overlap.
  • downstream edge 341 in the liquid feeding direction of each of the plurality of guide blades 32 heads upstream in the liquid feeding direction toward the central axis J1.
  • the downstream edge 341 is linear, but may be curved.
  • an edge parallel to the central axis J1 is provided between the upstream edge 331 and the downstream edge 341, and the width of the guide blade 32 in the direction perpendicular to the central axis J1 at the position of this edge. Is the maximum.
  • a part of the upstream edge 331 faces the tip portion 461 of the boss cap 46 in the radial direction.
  • the portion having the maximum width in the guide vane 32 does not oppose the portion in the boss cap 46 having the maximum diameter (a cylindrical portion above the tip portion 461) in the radial direction. Thereby, a certain amount of clearance is secured between the plurality of guide blades 32 and the boss cap 46 while bringing the plurality of guide blades 32 close to the axial impeller 45.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing a part of the stirring device of the comparative example, and corresponding to FIG. 9 and FIG.
  • the stirring device of the comparative example includes a plurality of guide vanes 91, one fixed portion (hub) 93, and one axial flow impeller 94.
  • the fixed portion 93 has a so-called bullet shape, and a plurality of guide vanes 91 are connected to the fixed portion 93 in the vicinity of the central axis J1.
  • the upper part of each guide vane 91 has an edge 921 perpendicular to the central axis J ⁇ b> 1, and the edge 921 continues from the inner peripheral surface of the draft tube 90 to the fixed portion 93.
  • the axial flow impeller 94 is disposed above the fixed portion 93 and the plurality of guide vanes 91, and a minute gap is provided between the boss portion 941 of the axial flow impeller 94 and the fixed portion 93.
  • FIG. 13 is a plan view showing an axial impeller 94 in the stirring device of the comparative example.
  • the front edge 943 of each impeller blade 942 in the rotational direction R ⁇ b> 1 is connected to the outer peripheral surface of the boss portion 941.
  • An angle B2 formed by the tangential direction of the outer peripheral surface and the edge 943 is less than 135 degrees, which is significantly smaller than the angle B1 of the axial flow impeller 45 in FIG.
  • the skew angle S2 of the impeller blade 942 is also significantly smaller than the skew angle S1 of the axial flow impeller 45 of FIG.
  • the pressure in the gap between the boss portion 941 of the axial flow impeller 94 and the fixed portion 93 is lower than the surroundings, so that fibrous contaminants mixed in the liquid to be treated enter the gap.
  • the foreign substance continuously enters and stops in the gap, the foreign substance becomes a lump.
  • the load on the rotation of the axial flow impeller 94 increases, and the drive shaft may vibrate, possibly causing damage to the apparatus.
  • the fibrous impurities are easily bent and caught at the upper edge 921 of the guide vane 91 extending perpendicularly to the central axis J1, and the accumulated impurities come into contact with the impeller vane 942 to increase the load.
  • impurities are easily entangled with the roots of the impeller blades 942 rising with respect to the outer peripheral surface of the boss portion 941, and in this case, the rotational load of the axial flow impeller 94 is increased.
  • each of the plurality of guide blades 32 is supported by the draft tube 30 in a cantilever state, and the fixing portion 93 in the stirring device of the comparative example is omitted.
  • the foreign matter staying in the gap between the boss portion 941 and the fixed portion 93 does not cause any trouble in the rotation of the axial impeller.
  • the upstream edge 331 in each of the plurality of guide blades 32 gradually moves toward the downstream side in the liquid feeding direction toward the central axis J1, so that the fibrous contaminants easily move along the upstream edge 331. Therefore, it is possible to suppress the entanglement of impurities in the guide blade 32. As a result, it is possible to prevent the rotation of the axial impeller 45 from being hindered by foreign matters entangled with the guide vanes 32.
  • each guide blade 32 faces the tip portion 461 of the boss cap 46 in the radial direction, thereby ensuring a certain gap between the boss cap 46 and the plurality of guide blades 32. can do.
  • the solid matter is caught between the boss cap 46 and the guide vane 32 and the rotation of the axial flow impeller 45 is hindered. It can be prevented from occurring.
  • each impeller blade 452 when viewed along the central axis J1, the edge 453 on the front side in the rotation direction of each impeller blade 452 is approximately along the tangential direction of the outer peripheral surface in the vicinity of the outer peripheral surface of the boss portion 451.
  • the fibrous contaminants can easily move to the outer peripheral side along the front edge 453, and the contaminants are also entangled at other than the root of the impeller blade 452. Can be suppressed.
  • the agitator 100 can be variously modified.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of such a stirring device.
  • the draft tube 31 of the stirring apparatus 100a of FIG. 14 has an inflow part 31a, a processing part 31b, and an outflow part 31c, and an axial flow impeller 45 is disposed therein.
  • the liquid to be processed flows into the draft tube 31 from the upper end of the inflow portion 31a and is discharged from the lower end of the outflow portion 31c.
  • a plurality of guide vanes 32 are provided on the inner peripheral surface of the processing unit 31b.
  • the upper end portion of the outflow portion 31c surrounds the periphery of the lower end portion of the processing portion 31b, and a slit extending in the circumferential direction is formed as an ejection port 390 therebetween.
  • An air chamber 391 is provided around the processing unit 31b, and an upper end of the outflow part 31c is connected to the air chamber 391. Air from an external blower is supplied to the air chamber 391 through a supply pipe 392. Air in the air chamber 391 is discharged into the draft tube 31 from the discharge port 390. Also in the stirring apparatus 100a of FIG. 14, it is suppressed that fibrous impurities are entangled with the roots of the guide blade 32 and the impeller blade 452.
  • a gas other than air may be discharged into the draft tube 31.
  • a ring-shaped diffuser tube may be provided in the draft tube 31, and air may be supplied from the diffuser tube into the liquid to be treated.
  • the upstream edge 331 of each guide vane 32 is curved, but if it gradually goes downstream in the liquid feeding direction toward the central axis J1, the upstream edge 331 is linear. There may be. Even in this case, it is possible to prevent the fibrous impurities from being entangled with the guide vanes 32.
  • the upstream edge 331 of the guide vane 32 may have a curved portion 332 that curves in the vicinity of the inner peripheral surface of the draft tube 30 so as to substantially follow the inner peripheral surface. Thereby, it is further suppressed that impurities are entangled with the guide blade 32 in the vicinity of the inner peripheral surface.
  • the upstream edge 331 of the guide vane 32 faces the tip portion 461 of the boss cap 46 in the radial direction, but the entire upstream edge 331 may face the tip portion 461. . That is, in the stirring devices 100 and 100a, it is preferable that at least a part of the upstream edge 331 is opposed to the tip portion 461 of the boss cap 46 in the radial direction.
  • the plurality of guide blades 32 may be arranged on the upstream side in the liquid feeding direction with respect to the axial flow impeller 45, or may be arranged on both the upstream side and the downstream side in the liquid feeding direction. Good. That is, in the stirring device, the plurality of guide blades 32 are provided close to the axial flow impeller 45 on the upstream side and / or downstream side (at least one of the upstream side and the downstream side) in the liquid feeding direction. That's fine.
  • the fixing portion 93 is omitted, and the guide blade 32 that gradually goes downstream in the liquid feeding direction as the upstream edge 331 moves toward the central axis J ⁇ b> 1 is used instead of the guide blade 91. Good.
  • the stirring device it is possible to suppress entanglement of fibrous impurities in the guide blade 32.
  • an axial flow impeller 45 in which the front edge 453 of the impeller blade 452 is approximately in the tangential direction of the outer peripheral surface in the vicinity of the outer peripheral surface of the boss portion 451 is used instead of the axial flow impeller 94. It's okay.
  • the stirring device it is possible to suppress the entanglement of impurities at the roots of the plurality of impeller blades 452.
  • the central axis J1 of the draft tubes 30 and 31 is arranged in parallel to the vertical direction (gravity direction). However, the central axis J1 may be inclined with respect to the vertical direction. Depending on the design, the central axis J1 may be parallel to the horizontal direction. Further, the shapes of the draft tubes 30 and 31 may be appropriately changed as long as they are cylindrical with the central axis J1 as the center.
  • the stirring devices 100 and 100a are particularly suitable for processing a liquid to be processed including sewage waste water, human waste and the like, but may be used for stirring a liquid to be processed.

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Abstract

　攪拌装置では、処理槽に貯溜される被処理液中に、中心軸（Ｊ１）を中心とするドラフトチューブ（３０）が設けられる。ドラフトチューブ内には軸流インペラ（４５）が設けられ、中心軸を中心として回転することにより、ドラフトチューブ内において中心軸に沿う送液方向へと被処理液が送られる。ドラフトチューブ内では、軸流インペラに対して送液方向の下流側に近接して、複数の案内羽根（３２）が設けられる。各案内羽根は、ドラフトチューブの内周面から中心軸に向かって突出するとともに中心軸に沿う板状であり、片持ち状態にてドラフトチューブに支持される。各案内羽根における送液方向の上流側のエッジ（３３１）が、中心軸に向かうに従って漸次送液方向の下流側に向かうことにより、被処理液中の夾雑物が案内羽根に絡むことが抑制される。

Description

攪拌装置
　本発明は、攪拌装置に関する。
　近年、下水処理において、環境保全（特に、湖沼や閉鎖性の湾等における富栄養化対策）を目的として、被処理液中の窒素やリンの除去を行う高度処理が実施されている。当該高度処理では、被処理液に対して嫌気性の生物処理、および、好気性の生物処理が順次行われる。嫌気性の生物処理では、例えば特許第４２００１８３号公報（文献１）の攪拌装置が利用され、好気性の生物処理では、例えば特許第４８７５７７７号公報（文献２）の攪拌装置が利用される。文献１および２の攪拌装置は、被処理液を貯溜する処理槽と、被処理液中に設けられるドラフトチューブと、ドラフトチューブ内において回転することにより被処理液を下方に送る軸流インペラと、ドラフトチューブ内において軸流インペラの下方に設けられる複数の案内羽根とを備える。文献２の攪拌装置では、ドラフトチューブ内へ空気を供給する空気供給部がさらに設けられる。
　なお、特表２００１－５０７６２３号公報（文献３）の攪拌装置では、シース内に置かれた３つの垂直プレートによって形成される反渦流手段が開示されている。
　ところで、文献１および２の攪拌装置では、ドラフトチューブ内にて周方向に取り付けられた複数の案内羽根が、軸流インペラのボスの下方に位置する１つの固定部（ハブ）に固定される。したがって、被処理液中に含まれる繊維状の夾雑物が、軸流インペラのボスと固定部との間に入り込んだり、案内羽根に絡まり易い。また、固定部を省略した文献３の攪拌装置においても、案内羽根である垂直プレートの上端に夾雑物が絡まり易い。さらに、被処理液中に含まれる夾雑物は、軸流インペラのインペラ羽根の根元に絡まることもある。
　本発明は、攪拌装置に向けられており、案内羽根またはインペラ羽根の根元に夾雑物が絡むことを抑制することを目的としている。
　本発明に係る一の攪拌装置は、被処理液を貯溜する処理槽と、前記被処理液中に設けられ、所定の中心軸を中心とする筒状のドラフトチューブと、前記ドラフトチューブ内に設けられるシャフトに取り付けられ、前記シャフトの回転により前記中心軸を中心として回転することにより、前記ドラフトチューブ内において前記中心軸に沿う送液方向へと前記被処理液を送る軸流インペラと、それぞれが前記ドラフトチューブの内周面から前記中心軸に向かって突出するとともに前記中心軸に沿う板状であり、前記軸流インペラに対して前記送液方向の上流側または／および下流側にて近接しつつ周方向に配列される複数の案内羽根とを備え、前記複数の案内羽根のそれぞれが、片持ち状態にて前記ドラフトチューブに支持され、前記複数の案内羽根のそれぞれにおける前記送液方向の上流側のエッジが、前記中心軸に向かうに従って漸次前記送液方向の下流側に向かう。これにより、被処理液中の夾雑物が案内羽根に絡むことを抑制することができる。
　一の局面では、攪拌装置が、前記軸流インペラのボス部における前記送液方向の下流側の端部に設けられるボスキャップをさらに備え、前記ボスキャップが、前記中心軸に垂直な断面が円形であり、前記断面の直径が前記送液方向の下流側に向かうに従って漸次減少する先端部を有する。
　この場合に、好ましくは、前記複数の案内羽根が、前記軸流インペラに対して前記送液方向の下流側に配置され、前記複数の案内羽根のそれぞれにおける前記上流側のエッジの少なくとも一部が、径方向において前記ボスキャップの前記先端部に対向する。
　他の局面では、前記軸流インペラが、前記中心軸を中心とする筒状であり前記シャフトに取り付けられるボス部と、前記ボス部の外周面に設けられ、前記周方向に配列される複数のインペラ羽根とを備え、前記中心軸に沿って見た場合において、前記複数のインペラ羽根のそれぞれにおける回転方向前側のエッジが、前記外周面近傍において前記外周面の接線方向におよそ沿う。
　本発明に係る他の攪拌装置は、被処理液を貯溜する処理槽と、前記被処理液中に設けられ、所定の中心軸を中心とする筒状のドラフトチューブと、前記ドラフトチューブ内に設けられるシャフトに取り付けられ、前記シャフトの回転により前記中心軸を中心として回転することにより、前記ドラフトチューブ内において前記中心軸に沿う送液方向へと前記被処理液を送る軸流インペラと、それぞれが前記ドラフトチューブの内周面から前記中心軸に向かって突出するとともに前記中心軸に沿う板状であり、前記軸流インペラに対して前記送液方向の上流側または／および下流側にて近接しつつ周方向に配列される複数の案内羽根とを備え、前記軸流インペラが、前記中心軸を中心とする筒状であり、前記シャフトに取り付けられるボス部と、前記ボス部の外周面に設けられ、前記周方向に配列される複数のインペラ羽根とを備え、前記中心軸に沿って見た場合において、前記複数のインペラ羽根のそれぞれにおける回転方向前側のエッジが、前記外周面近傍において前記外周面の接線方向におよそ沿う。これにより、軸流インペラの複数のインペラ羽根の根元に夾雑物が絡むことを抑制することができる。
　上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
攪拌装置の構成を示す図である。 保持ユニットおよびドラフトチューブを示す図である。 保持ユニットを示す平面図である。 ドラフトチューブを示す平面図である。 ドラフトチューブの呑み口周辺部位を示す図である。 攪拌ユニットを示す図である。 攪拌ユニットおよび保持ユニットを示す平面図である。 軸流インペラを示す平面図である。 軸流インペラおよび複数の案内羽根を示す斜視図である。 軸流インペラおよび複数の案内羽根を示す平面図である。 比較例の攪拌装置の一部を示す斜視図である。 比較例の攪拌装置の一部を示す平面図である。 比較例の攪拌装置における軸流インペラを示す平面図である。 攪拌装置の他の例を示す図である。 案内羽根の他の例を示す図である。
　図１は、本発明の一の実施の形態に係る攪拌装置１００の構成を示す図である。図１の攪拌装置１００は、処理槽ＴＫ内に貯溜された汚水等の被処理液を攪拌するものであり、例えば、嫌気性の生物処理に利用される。攪拌装置１００は、保持ユニット２０と、攪拌ユニット４０と、ドラフトチューブ３０とを備える。保持ユニット２０は、攪拌ユニット４０およびドラフトチューブ３０を保持する。
　図２は保持ユニット２０およびドラフトチューブ３０を示す図である。保持ユニット２０は、架台２１と、支持部２２とを備える。架台２１は、処理槽ＴＫに設けられた上部開口を閉塞するように、処理槽ＴＫの上面に固定される。図３に示すように、架台２１は、攪拌ユニット４０が挿入される開口部２１ａを有する。図２に示すように、架台２１にはドラフトチューブ３０を保持するための既述の支持部２２が固定される。支持部２２は、処理槽ＴＫ内に配置される４本の支柱を有し、当該４本の支柱は、鉛直方向に沿って見た場合に、正方形の４個の頂点の位置にそれぞれ配置される。
　また、支持部２２の各支柱は、上部支柱２２ａと下部支柱２２ｂとを有し、両者は被処理液の水位Ｗｍａｘよりも上方においてフランジ継ぎ手等を用いて接続される。したがって、上部支柱２２ａは処理槽ＴＫの大気中に位置し、下部支柱２２ｂの大部分は被処理液中に位置する。また、２つの上部支柱２２ａの各組合せ（ただし、上記正方形の対角に配置される組合せを除く。）は筋かい等の補強材２２Ｘにより接続されており、この補強材２２Ｘにより支持部２２全体の剛性が高まり、制振性能の向上を図ることができる。一方、下部支柱２２ｂには、ドラフトチューブ３０上端の呑み口周辺の吸い込み流れを妨げないように筋かいによる補強は行われない。
　上部支柱２２ａには、後述の第２軸受け５２を支持する軸受け支持部２５が取り付けられる。また、下部支柱２２ｂの側面にはドラフトチューブ３０上端の呑み口周辺の吸い込み流れを整流するための整流板２３が配置される。整流板２３は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びるとともに、４本の支柱の対角線上において放射状に形成されている。整流板２３は、ドラフトチューブ３０が水平平面上にて振動したときに流動抵抗体としても作用し、支持部２２の振動を減衰させる。
　図４はドラフトチューブ３０を上部から見た図であり、図５はドラフトチューブ３０の呑み口周辺部位を示す図である。図２および図４に示すように、ドラフトチューブ３０は、所定の中心軸Ｊ１を中心とする筒状であり、下部支柱２２ｂに取り付けられて処理槽ＴＫ内の被処理液中に設けられる。実際には、ドラフトチューブ３０が、処理槽ＴＫの攪拌が最適となる位置に配置されるように、上述の保持ユニット２０が処理槽ＴＫの所定の場所に位置決めされる。
　ドラフトチューブ３０では、上方から下方に向かって（後述の送液方向の上流側から下流側に沿って）順に第１円錐部３０ａ、第１円筒部３０ｂ、第２円錐部３０ｃ、第２円筒部３０ｄが設けられる。図５に示すように、第１円筒部３０ｂ内には、攪拌ユニット４０の軸流インペラ４５が配置される。軸流インペラ４５の回転により、被処理液が第１円錐部３０ａの上端からドラフトチューブ３０内に流入し、第２円筒部３０ｄ（図２参照）の下端から排出される。このように、ドラフトチューブ３０内では、攪拌ユニット４０により被処理液の下向きの流れが形成される。以下の説明では、図２中の（－Ｚ）方向を「送液方向」と呼ぶ。
　第１円錐部３０ａは、上端から下端に向かって内径が漸次小さくなる略円錐形状を有する。これにより、第１円錐部３０ａの上部からドラフトチューブ３０内に被処理液が流入する際、入口損失を小さくして吸い込み流れを効率良く軸流インペラ４５に導くことができる。第１円筒部３０ｂは略一定の内径を有し、既述のように、内部に軸流インペラ４５が収容される。また、第１円筒部３０ｂ内には、複数の（本実施の形態では、４個の）案内羽根３２が設けられる。案内羽根３２の詳細については後述する。
　第２円錐部３０ｃは、第１円筒部３０ｂに連通し、上端から下端に向かって内径が漸次大きくなる略円錐形状を有する。第２円錐部３０ｃはディフューザ部として機能するものである。第２円筒部３０ｄは、略一定の内径を有し、ドラフトチューブ３０内の被処理液を処理槽ＴＫの底部に向けて排出する開口が下端に形成される。
　図６は攪拌ユニット４０を示す図である。攪拌ユニット４０は、基台４１と、回転駆動部４２と、駆動軸４４と、軸流インペラ４５とを備える。基台４１は、架台２１の開口部２１ａ（図３参照）よりも大きい略矩形状の平坦面を有しており、図７に示すように、攪拌ユニット４０の基台４１が保持ユニット２０の架台２１に保持される。図６に示すように、回転駆動部４２は、モータ４２ａと、減速機４２ｂとを備え、モータ４２ａおよび減速機４２ｂは、基台４１に固定される。攪拌ユニット４０では、モータ４２ａおよび減速機４２ｂにより回転の開始・停止および回転数が制御される。
　図１に示すように、駆動軸４４は、回転駆動部４２から処理槽ＴＫ内へ向かって延びるシャフトであり、回転駆動部４２の駆動により回転する。軸流インペラ４５は駆動軸４４の先端に取り付けられ、駆動軸４４と共にドラフトチューブ３０内に配置される。既述のように、軸流インペラ４５が、駆動軸４４の回転により中心軸Ｊ１を中心として回転することにより、ドラフトチューブ３０内において、中心軸Ｊ１に沿う送液方向へと被処理液が送られる。これにより、処理槽ＴＫ内の被処理液が循環する。軸流インペラ４５の詳細については後述する。
　攪拌ユニット４０は、支持筒５０と、第１軸受け５１と、第２軸受け５２とをさらに備える。支持筒５０は一端側が基台４１に固定される。支持筒５０の内部には駆動軸４４が貫通しており、支持筒５０の先端（下端）から突出する。第１軸受け５１は、駆動軸４４の回転駆動部４２側を回転可能に保持し、支持筒５０の内部において基台４１側に収容される。第２軸受け５２は支持筒５０の先端に取り付けられ、駆動軸４４のおよそ中央のＺ方向の高さ位置を回転可能に保持する。
　図８は、軸流インペラ４５を示す平面図である。軸流インペラ４５は、ボス部４５１と、複数の（図８では、３個の）インペラ羽根４５２とを備える。ボス部４５１は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状であり、駆動軸４４に取り付けられる。複数のインペラ羽根４５２は、ボス部４５１の外周面に設けられ、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等角度間隔にて配列される。本実施の形態では、図８の軸流インペラ４５は、符号Ｒ１を付す矢印にて示すように、中心軸Ｊ１を中心として時計回りに回転する。中心軸Ｊ１に沿って見た場合に、各インペラ羽根４５２における回転方向Ｒ１の前側のエッジ４５３（以下、「前側エッジ４５３」と呼ぶ。）がボス部４５１の外周面と接続する位置における当該外周面の接線方向と前側エッジ４５３とがなす角度Ｂ１は、好ましくは１３５度以上かつ１８０度以下である。この場合に、前側エッジ４５３は、ボス部４５１の外周面近傍において当該外周面の接線方向におよそ沿うものと捉えることができる。
　また、軸流インペラ４５は、スキュー角Ｓ１が比較的大きいハイスキュー型のプロペラである。ここで、スキュー角Ｓ１は、プロペラ軸中心（中心軸Ｊ１）と羽根幅中心線（図８中にて破線にて示す。）の羽根先端点とを結ぶ直線と、プロペラ軸中心から羽根幅中心線へ引いた接線とがなす角度である。軸流インペラ４５におけるスキュー角Ｓ１は、好ましくは４０度以上（より好ましくは、４５度以上）であり、これにより、後述するように、被処理液中の繊維状の夾雑物が軸流インペラ４５に絡まることなく、前側エッジ４５３に沿って外周側へと案内され易くなる。また、スキュー角Ｓ１は、好ましくは９０度以下であり、これにより、インペラ羽根４５２の製造が困難となることが防止される。
　図９は、軸流インペラ４５および複数の案内羽根３２を示す斜視図であり、ドラフトチューブ３０を透過して見た様子を示している。図９に示すように、軸流インペラ４５のボス部４５１における送液方向の下流側の端部には、ボスキャップ４６が設けられる。ボスキャップ４６は、いわゆる砲弾形状である。ボスキャップ４６の上部は中心軸Ｊ１を中心とする円柱状であり、当該上部の外径はボス部４５１の外径とほぼ等しい。ボスキャップ４６の下部は、頂点が下側に位置する略円錐状の先端部４６１である。すなわち、先端部４６１の中心軸Ｊ１に垂直な断面は円形であり、当該断面の直径は、送液方向の下流側に向かうに従って漸次減少する。攪拌装置１００では、ボスキャップ４６を設けることにより、軸流インペラ４５のボス部後方に発生してエネルギー損失の原因となるハブ渦を抑制することが可能となる。
　図５および図９に示すように、ボスキャップ４６の周囲には、既述の複数の案内羽根３２が配置される。複数の案内羽根３２は、中心軸Ｊ１方向において互いに同じ位置に配置され、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等角度間隔（ここでは、９０度間隔）にて配列される。各案内羽根３２の上端は、複数のインペラ羽根４５２の下端よりも僅かに下方、すなわち、送液方向の下流側に位置する。このように、複数の案内羽根３２は、軸流インペラ４５に対して送液方向の下流側にて近接する。
　図１０は、軸流インペラ４５および複数の案内羽根３２を示す平面図である。図９および図１０に示すように、各案内羽根３２は、ドラフトチューブ３０の内周面から中心軸Ｊ１に向かって突出するとともに中心軸Ｊ１におよそ沿う板状である。案内羽根３２は、片持ち状態にてドラフトチューブ３０に支持され、攪拌装置１００におけるドラフトチューブ３０以外の構成要素には接しない。案内羽根３２は、例えば溶接にてドラフトチューブ３０の内周面に固定される。中心軸Ｊ１を中心とする円筒面にて案内羽根３２を切断した断面（図９参照）において、案内羽根３２における送液方向の上流側の部位３３（以下、「上部３３」という。）は、送液方向の上流側に向かうに従って回転方向Ｒ１の逆向きへと向かうように湾曲する。
　図５に示すように、各案内羽根３２の上部３３において、ドラフトチューブ３０の内周面と非接触であるエッジ３３１（すなわち、案内羽根３２における送液方向の上流側のエッジであり、以下、「上流側エッジ３３１」という。）は、当該内周面から中心軸Ｊ１に向かうに従って漸次送液方向の下流側に向かう。換言すると、上流側エッジ３３１には、ドラフトチューブ３０の内周面の法線方向（径方向）に対して、送液方向の下流側に傾斜する後退角Ａ１が設けられる。本実施の形態では、上流側エッジ３３１は略円弧状に湾曲し、案内羽根３２の上部３３は、なで肩形状と捉えることもできる。案内羽根３２の上流側エッジ３３１に着目すると、当該エッジ３３１の法線方向は、送液方向の下流側に向かうに従って、鉛直方向上方から漸次中心軸Ｊ１に向かう。また、各案内羽根３２の上流側エッジ３３１の一部は、中心軸Ｊ１を中心とする径方向においてボスキャップ４６の先端部４６１に対向する（互いに向かい合う）。換言すると、案内羽根３２において、湾曲する上流側エッジ３３１が存在する中心軸Ｊ１のＺ方向の範囲と、ボスキャップ４６の先端部４６１が存在する中心軸Ｊ１のＺ方向の範囲とが部分的に重なる。
　複数の案内羽根３２のそれぞれにおける送液方向の下流側のエッジ３４１（以下、「下流側エッジ３４１」という。）は、中心軸Ｊ１に向かうに従って送液方向の上流側に向かう。本実施の形態では、下流側エッジ３４１は直線状であるが、曲線状であってもよい。各案内羽根３２では、上流側エッジ３３１と下流側エッジ３４１との間において、中心軸Ｊ１に平行なエッジが設けられ、このエッジの位置において、中心軸Ｊ１に垂直な方向における案内羽根３２の幅が最大となる。既述のように、上流側エッジ３３１の一部は径方向においてボスキャップ４６の先端部４６１に対向する。したがって、案内羽根３２において幅が最大となる部位は、ボスキャップ４６において直径が最大となる部位（先端部４６１よりも上方の円柱状の部位）と径方向に対向しない。これにより、複数の案内羽根３２を軸流インペラ４５に近接させつつ、複数の案内羽根３２とボスキャップ４６との間において、ある程度の隙間が確保される。
　図１１および図１２は、比較例の攪拌装置の一部を示す図であり、図９および図１０にそれぞれ対応する図である。比較例の攪拌装置は、複数の案内羽根９１と、１つの固定部（ハブ）９３と、１つの軸流インペラ９４とを備える。固定部９３は、いわゆる砲弾形状であり、複数の案内羽根９１が中心軸Ｊ１近傍にて固定部９３に接続される。各案内羽根９１の上部は、中心軸Ｊ１に垂直なエッジ９２１を有し、当該エッジ９２１はドラフトチューブ９０の内周面から固定部９３まで連続する。また、軸流インペラ９４は、固定部９３および複数の案内羽根９１の上方に配置され、軸流インペラ９４のボス部９４１と固定部９３との間には微小な間隙が設けられる。
　図１３は、比較例の攪拌装置における軸流インペラ９４を示す平面図である。図１３に示すように中心軸Ｊ１に沿って＋Ｚ側（鉛直上方）から見た場合に、各インペラ羽根９４２における回転方向Ｒ１の前側のエッジ９４３がボス部９４１の外周面と接続する位置における当該外周面の接線方向と当該エッジ９４３とがなす角度Ｂ２は１３５度未満であり、図８の軸流インペラ４５の角度Ｂ１よりも大幅に小さい。また、インペラ羽根９４２のスキュー角Ｓ２も、図８の軸流インペラ４５のスキュー角Ｓ１よりも大幅に小さい。
　比較例の攪拌装置では、軸流インペラ９４のボス部９４１と固定部９３との間の間隙の圧力が周囲よりも低くなるため、被処理液に混ざっている繊維状の夾雑物が当該間隙に入り込み易い。当該間隙には、夾雑物が継続的に入り込んで停留するため、夾雑物が塊となる。その結果、軸流インペラ９４の回転に対する負荷が増大するとともに、駆動軸の振動が発生して、装置が破損する可能性がある。また、中心軸Ｊ１に垂直に延びる案内羽根９１の上部のエッジ９２１にて繊維状の夾雑物がくの字に折れ曲がって引っ掛かり易く、積み重なった当該夾雑物がインペラ羽根９４２に接触して、負荷が増大することもある。さらに、ボス部９４１の外周面に対して立ち上がっているインペラ羽根９４２の根元にも夾雑物が絡み易く、この場合も、軸流インペラ９４の回転の負荷が増大する。
　これに対し、図５の攪拌装置１００では、複数の案内羽根３２のそれぞれが、片持ち状態にてドラフトチューブ３０に支持され、比較例の攪拌装置における固定部９３が省略される。これにより、比較例の攪拌装置のように、ボス部９４１と固定部９３との間の間隙に停留する夾雑物により軸流インペラの回転に支障が生じることがなくなる。また、複数の案内羽根３２のそれぞれにおける上流側エッジ３３１が、中心軸Ｊ１に向かうに従って漸次送液方向の下流側に向かうことにより、繊維状の夾雑物が上流側エッジ３３１に沿って移動し易くなり、案内羽根３２に夾雑物が絡むことを抑制することができる。その結果、案内羽根３２に絡む夾雑物により、軸流インペラ４５の回転に支障が生じることを防止することができる。
　さらに、各案内羽根３２における上流側エッジ３３１の一部が、径方向においてボスキャップ４６の先端部４６１に対向することにより、ボスキャップ４６と複数の案内羽根３２との間の一定の隙間を確保することができる。その結果、仮に、被処理液中に比較的大きい固形状の異物が混ざっている場合でも、当該固形物がボスキャップ４６と案内羽根３２との間に引っ掛かって軸流インペラ４５の回転に支障が生じることを防止することができる。
　攪拌装置１００では、中心軸Ｊ１に沿って見た場合において、各インペラ羽根４５２における回転方向前側のエッジ４５３が、ボス部４５１の外周面近傍において当該外周面の接線方向におよそ沿う。これにより、複数のインペラ羽根４５２の根元に繊維状の夾雑物が絡むことを抑制することができ、インペラ羽根４５２に絡む夾雑物により、軸流インペラ４５の回転に支障が生じることを防止することができる。また、インペラ羽根４５２のスキュー角Ｓ１が比較的大きいことにより、繊維状の夾雑物が前側エッジ４５３に沿って外周側に移動し易くなり、インペラ羽根４５２の根元以外においても、夾雑物が絡むことを抑制することができる。
　上記攪拌装置１００では様々な変形が可能である。
　上記攪拌装置１００における軸流インペラ４５および複数の案内羽根３２は、被処理液中に空気を吹き込んで酸素を溶解させることにより、好気性の生物処理を行う攪拌装置（曝気攪拌装置とも呼ばれる。）にて利用されてよい。図１４は、このような攪拌装置の一例を示す図である。図１４の攪拌装置１００ａのドラフトチューブ３１は、流入部３１ａと、処理部３１ｂと、流出部３１ｃとを有し、内部に軸流インペラ４５が配置される。軸流インペラ４５の回転により、被処理液が流入部３１ａの上端からドラフトチューブ３１内に流入し、流出部３１ｃの下端から排出される。処理部３１ｂの内周面には、複数の案内羽根３２が設けられる。
　流出部３１ｃの上端部は、処理部３１ｂの下端部の周囲を囲み、両者の間にて周方向に延びるスリットが吐出口３９０として形成される。処理部３１ｂの周囲には、エアチャンバ３９１が設けられ、流出部３１ｃの上端は、エアチャンバ３９１に接続される。エアチャンバ３９１には、外部の送風機からの空気が供給管３９２を介して供給される。エアチャンバ３９１内の空気は、吐出口３９０からドラフトチューブ３１内に吐出される。図１４の攪拌装置１００ａにおいても、案内羽根３２やインペラ羽根４５２の根元に繊維状の夾雑物が絡むことが抑制される。なお、攪拌装置１００ａでは、空気以外の気体がドラフトチューブ３１内に吐出されてよい。また、攪拌装置の設計によっては、ドラフトチューブ３１内にリング状の散気管が設けられ、当該散気管から被処理液中に空気が供給されてよい。
　上記実施の形態では、各案内羽根３２の上流側エッジ３３１は曲線状であるが、中心軸Ｊ１に向かうに従って漸次送液方向の下流側に向かうのであるならば、上流側エッジ３３１は直線状であってもよい。この場合でも、案内羽根３２に繊維状の夾雑物が絡むことを抑制することができる。また、図１５に示すように、案内羽根３２の上流側エッジ３３１が、ドラフトチューブ３０の内周面近傍において当該内周面におよそ沿うように湾曲する湾曲部３３２を有してもよい。これにより、当該内周面近傍において案内羽根３２に夾雑物が絡むことがさらに抑制される。
　上記実施の形態では、案内羽根３２における上流側エッジ３３１の一部のみが径方向においてボスキャップ４６の先端部４６１と対向するが、上流側エッジ３３１の全体が先端部４６１と対向してもよい。すなわち、攪拌装置１００，１００ａでは、上流側エッジ３３１の少なくとも一部が、径方向においてボスキャップ４６の先端部４６１と対向することが好ましい。
　攪拌装置１００，１００ａでは、複数の案内羽根３２が軸流インペラ４５に対して送液方向の上流側に配置されてよく、また、送液方向の上流側および下流側の双方に配置されてもよい。すなわち、攪拌装置では、複数の案内羽根３２は、軸流インペラ４５に対して送液方向の上流側または／および下流側（上流側および下流側の少なくとも一方）にて近接して設けられていればよい。
　図１１の攪拌装置において、固定部９３が省略されるとともに、上流側エッジ３３１が中心軸Ｊ１に向かうに従って漸次送液方向の下流側に向かう案内羽根３２が、案内羽根９１に代えて用いられてよい。この場合、当該攪拌装置において、案内羽根３２に繊維状の夾雑物が絡むことを抑制することができる。同様に、図１１の攪拌装置において、インペラ羽根４５２の前側エッジ４５３がボス部４５１の外周面近傍において当該外周面の接線方向におよそ沿う軸流インペラ４５が、軸流インペラ９４に代えて用いられてよい。この場合、当該攪拌装置において、複数のインペラ羽根４５２の根元に夾雑物が絡むことを抑制することができる。
　上記攪拌装置１００，１００ａでは、ドラフトチューブ３０，３１の中心軸Ｊ１が鉛直方向（重力方向）に平行に配置されるが、上記中心軸Ｊ１は鉛直方向に対して傾斜してもよく、攪拌装置の設計によっては、上記中心軸Ｊ１が水平方向に平行であってもよい。また、ドラフトチューブ３０，３１の形状は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状である限り、適宜変更されてよい。
　攪拌装置１００，１００ａは、下廃水、し尿等を含む被処理液の処理に特に適しているが、他の被処理液の攪拌処理に利用されてもよい。
　上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
　発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
　３０，３１　　ドラフトチューブ
　３２　　案内羽根
　４４　　駆動軸
　４５　　軸流インペラ
　４６　　ボスキャップ
　１００，１００ａ　　攪拌装置
　３３１　　（案内羽根の）上流側エッジ
　４５１　　ボス部
　４５２　　インペラ羽根
　４５３　　（インペラ羽根の）前側エッジ
　４６１　　先端部
　Ｊ１　　中心軸
　Ｒ１　　回転方向
　ＴＫ　　処理槽

Claims (5)

  1. 　攪拌装置であって、
    　被処理液を貯溜する処理槽と、
    　前記被処理液中に設けられ、所定の中心軸を中心とする筒状のドラフトチューブと、
    　前記ドラフトチューブ内に設けられるシャフトに取り付けられ、前記シャフトの回転により前記中心軸を中心として回転することにより、前記ドラフトチューブ内において前記中心軸に沿う送液方向へと前記被処理液を送る軸流インペラと、
    　それぞれが前記ドラフトチューブの内周面から前記中心軸に向かって突出するとともに前記中心軸に沿う板状であり、前記軸流インペラに対して前記送液方向の上流側または／および下流側にて近接しつつ周方向に配列される複数の案内羽根と、
    を備え、
    　前記複数の案内羽根のそれぞれが、片持ち状態にて前記ドラフトチューブに支持され、
    　前記複数の案内羽根のそれぞれにおける前記送液方向の上流側のエッジが、前記中心軸に向かうに従って漸次前記送液方向の下流側に向かう。
  2. 　請求項１に記載の攪拌装置であって、
    　前記軸流インペラのボス部における前記送液方向の下流側の端部に設けられるボスキャップをさらに備え、
    　前記ボスキャップが、前記中心軸に垂直な断面が円形であり、前記断面の直径が前記送液方向の下流側に向かうに従って漸次減少する先端部を有する。
  3. 　請求項２に記載の攪拌装置であって、
    　前記複数の案内羽根が、前記軸流インペラに対して前記送液方向の下流側に配置され、
    　前記複数の案内羽根のそれぞれにおける前記上流側のエッジの少なくとも一部が、径方向において前記ボスキャップの前記先端部に対向する。
  4. 　請求項１ないし３のいずれかに記載の攪拌装置であって、
    　前記軸流インペラが、
    　前記中心軸を中心とする筒状であり前記シャフトに取り付けられるボス部と、
    　前記ボス部の外周面に設けられ、前記周方向に配列される複数のインペラ羽根と、
    を備え、
    　前記中心軸に沿って見た場合において、前記複数のインペラ羽根のそれぞれにおける回転方向前側のエッジが、前記外周面近傍において前記外周面の接線方向におよそ沿う。
  5. 　攪拌装置であって、
    　被処理液を貯溜する処理槽と、
    　前記被処理液中に設けられ、所定の中心軸を中心とする筒状のドラフトチューブと、
    　前記ドラフトチューブ内に設けられるシャフトに取り付けられ、前記シャフトの回転により前記中心軸を中心として回転することにより、前記ドラフトチューブ内において前記中心軸に沿う送液方向へと前記被処理液を送る軸流インペラと、
    　それぞれが前記ドラフトチューブの内周面から前記中心軸に向かって突出するとともに前記中心軸に沿う板状であり、前記軸流インペラに対して前記送液方向の上流側または／および下流側にて近接しつつ周方向に配列される複数の案内羽根と、
    を備え、
    　前記軸流インペラが、
    　前記中心軸を中心とする筒状であり、前記シャフトに取り付けられるボス部と、
    　前記ボス部の外周面に設けられ、前記周方向に配列される複数のインペラ羽根と、
    を備え、
    　前記中心軸に沿って見た場合において、前記複数のインペラ羽根のそれぞれにおける回転方向前側のエッジが、前記外周面近傍において前記外周面の接線方向におよそ沿う。
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