JP3919510B2

JP3919510B2 - Sedimentation separation storage hopper device

Info

Publication number: JP3919510B2
Application number: JP2001354610A
Authority: JP
Inventors: 志郎小高; 祐資小海
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: JP2003154208A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、水処理設備の沈砂池等から揚砂装置によって汲み上げられた原水より、沈砂を分離して貯留する機能を果たす沈砂分離貯留ホッパ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、下水処理場や浄水場あるいは各種工場排水処理場等の水処理設備には、特開平８−２２９３１０号公報に示されるように、原水中に含まれる土砂分を沈降分離させる沈砂池と、沈砂池で沈降分離された沈砂（土砂）を原水と共に地上に搬送する揚砂装置と、地上に搬送された原水から沈砂を分離する沈砂分離装置と、沈砂分離装置によって分離された沈砂を貯留する沈砂貯留ホッパとが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、沈砂の分離と貯留は、別の機能をもった独立の装置（沈砂分離装置と沈砂貯留ホッパ）で行っていたため、ライン上に少なくとも２つの設備が必要であり、設備効率が悪かった。
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮し、沈砂の分離と貯留を１つの装置で行えるようにすることで、設備効率の向上を図れるようにした沈砂分離貯留ホッパ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の沈砂分離貯留ホッパ装置は、原水からその中に混在する沈砂を分離する沈砂分離装置と、沈砂分離装置によって分離された沈砂を貯留する沈砂貯留ホッパとを上部と下部に一体に設け、前記沈砂分離装置に、外部から導入した原水を流通させながらその間に原水中に混在する沈砂を分離させる沈砂流路と、沈砂を分離した後の原水を排水管へ向けてオーバーフローさせるオーバーフロー流出部とを設け、沈砂流路の底部に、沈砂貯留ホッパとの隔壁を兼ねる沈砂流路底板と、前記沈砂流路を原水が流通している間に分離された沈砂を下部の沈砂貯留ホッパ内へ落下させる沈砂落下用スリットとを設け、沈砂貯留ホッパに、沈砂貯留ホッパ内に堆積した沈砂を外部に排出する沈砂排出機構と、沈砂貯留ホッパ内の上澄み水を排出する上澄み水排出機構とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
この装置では、沈砂分離装置に、原水の流通する沈砂流路を形成したことにより、低速で原水を流動させる領域を作り出して、この領域で混入砂の重力沈降を生じさせることができるようにしている。そして、その結果、沈砂分離装置の小型化を図ることが可能になることから、沈砂貯留ホッパの上部に直接、沈砂分離装置を一体的に設けている。このように沈砂分離装置と沈砂貯留ホッパを一体化したことにより、設備のコンパクト化ができて設備効率が向上する。また、沈砂貯留ホッパに、沈砂排出機構と上澄み水排出機構を設けたので、貯留ホッパ内の原水と沈砂とをそれぞれ分離した状態で適宜に外へ排出することができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記沈砂流路として螺旋流路を設けると共に、前記沈砂落下用スリットとして、前記螺旋流路の遠心方向外周に沿った壁面下方に渦巻き型スリットを形成し、更に、前記沈砂分離底板として、前記渦巻き型スリットを下降端とする傾斜底板を設けたことを特徴とする。
【０００８】
この装置では、沈砂流路を螺旋流路とすることによって、原水に混入する砂に遠心力を与えることができる。また、遠心方向外周に沿った壁面下方に渦巻き型スリットを形成すると共に、沈砂流路の底板を渦巻き型スリットに向けて傾斜する傾斜底板としたことにより、原水中に混在する沈砂を、渦巻き型スリットに集中させることができ、しかもこの渦巻き型スリットから下部の沈砂貯留ホッパ内に落下させることができる。従って、沈砂分離装置で分離され、渦巻き型スリットから落下する沈砂は、沈砂貯留ホッパ内の底部に分散しながら効率よく堆積してゆくことになる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記上澄み水排出機構が、沈砂貯留ホッパ内への原水の充満によってサイホン作用を開始する上下首振り可能なドレン管と、そのドレン管の吸引口部に取り付けられたフロートとを備え、水位に追従しつつ上澄み水を排出するサイホンドレン構造をなしていることを特徴とする。
【００１０】
この装置では、沈砂貯留ホッパの上澄み水排出機構にサイホンドレン構造を採用したことにより、沈砂貯留ホッパ内の流体（上澄み水）を効果的に外部へ排出することが可能になる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の沈砂分離貯留ホッパ装置に対して更に、前記沈砂貯留ホッパの重量を検知する手段と、該手段が所定重量になったことを検知した信号に応じて前記沈砂排出機構を作動させる制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
この装置では、沈砂貯留ホッパ内の沈砂の貯留重量が所定値に達すると、自動的に内容物の排出が行われるので、人手がかからず操業性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態の沈砂分離貯留ホッパ装置の縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は沈砂分離貯留ホッパ装置の平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、図５は図３のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【００１４】
この沈砂分離貯留ホッパ装置１は、図１、図２に示すように、上部の沈砂分離装置２と下部の沈砂貯留ホッパ３を１つの装置に合体したものである。沈砂分離装置２は、原水からその中に混在する沈砂Ｐを分離するものであり、沈砂貯留ホッパ３は沈砂分離装置２によって分離された沈砂Ｐを貯留するものである。以下において、各要素について個別に説明する。
【００１５】
＜沈砂分離装置２＞
まず、沈砂分離装置２について説明する。沈砂分離装置２は、外部から導入した原水を水平面内でゆっくりと流通させながらその間に原水中に混在する沈砂Ｐを分離させる沈砂流路２１と、沈砂Ｐを分離した後の原水を排水ドレン管４１へ向けてオーバーフローさせるオーバーフロー流出部２２とを有している。沈砂流路２１としては、図３に示すように、外部から原水を導入する減速流路２３と、それにつながる螺旋流路２４とが設けられている。
【００１６】
図３〜図５に示すように、減速流路２３には、原水搬送管５１の先端が挿入されている。減速流路２３は、流路断面積が原水搬送管５１のそれよりもかなり大きく形成されることで、減速室機能を果たすようになっており、原水搬送管５１から減速流路２３に流入した原水はここで減速される。この減速流路２３は、螺旋流路２４の外周端に連絡している。螺旋流路２４は減速流路２３の下方に位置しており、減速流路２３に連絡した外周端から中心方向内側に向けて渦巻き状に形成されている。
【００１７】
螺旋流路２４の中心部には、下方が沈砂貯留ホッパ３に向けて開放し且つ上方に向かって延びる筒形のホッパ中央排出口２５が形成されており、このホッパ中央排出口２５の上部にオーバーフロー室２６が連絡している。オーバーフロー室２６は、螺旋流路２４の上方を乗り越えて螺旋流路２４の外側まで延びており、その先端が外部ドレン管（排水管）４１に連絡している。この場合、オーバーフロー排出部２２は、ホッパ中央排出口２５及びオーバーフロー室２６とによって構成されている。
【００１８】
オーバーフロー室２６は減速流路２３に対して低い位置にあり、減速流路２３とオーバーフロー室２６の水位差Ｈ（図２及び図４参照）によって、原水搬送管５１から減速通路２３に送られてきた原水は、螺旋流路２４に沿って緩やかに流れた後、ホッパ中央排出口２５を通ってオーバーフロー室２６に流入し、外部ドレン管４１を通って系外に排出されるようになっている。なお、図中の記号Ａ、Ｂは、螺旋流路２４における原水の流れ方向を示すもので、記号Ａは紙面の向こう側から手前側に向かって原水が流れることを示し、記号Ｂは紙面の手前側から向こう側に向かって原水が流れることを示している。
【００１９】
原水に混入する沈砂の分離は、螺旋流路２４内で行われる。螺旋流路２４の底部には、沈砂貯留ホッパ３との隔壁を兼ねる沈砂流路底板として、流路外側（遠心方向）に向けて下方傾斜する傾斜底板２４ａが備えられると共に、螺旋流路２４を流通している間に分離された沈砂Ｐを下部の沈砂貯留ホッパ３内へ落下させる沈砂落下用スリット２４ｂが設けられている。このスリット２４ｂは、螺旋流路２４の遠心方向外周に沿った壁面下方に形成されており、渦巻き型をなしているので、以下「渦巻き型スリット２４ｂ」と呼ぶ。
【００２０】
原水が螺旋流路２４を緩やかに流れることにより、その中に混入する沈砂Ｐは沈澱下降する。その際、原水は螺旋に沿った移動をするため、沈澱下降する沈砂に遠心力が作用する。従って、沈降する砂は、傾斜底板２４ａの傾斜面の作用と原水の流れによる遠心力の作用とにより、渦巻き型スリット２４ｂの位置に集まり、そこから下方へ抜け落ちることになる。なお、螺旋流路２４において沈降し切れなかった沈砂の多くは、最終的に、流れ方向の大きく変化するホッパ中央排出口２５にて沈砂貯留ホッパ３内に沈降する。
【００２１】
ここで、沈砂の分離作用をなす螺旋流路２４の傾斜底板２４ａは、沈砂貯留ホッパ３との間を画成する隔壁の作用をなすものであるから、沈砂貯留ホッパ３内を静状態に保つ作用も果たすことになる。なお、沈砂分離用の流路は、必ずしも螺旋形のものに限定されない。ただし、負圧ポンプ等による揚砂のために高速（２ｍ／ｓ）で汲み上げられた原水が減速流路２３にて十分に減速され、沈砂可能な状態となるように流路設計を行う必要がある。
【００２２】
＜沈砂貯留ホッパ３＞
次に沈砂貯留ホッパ３について説明する。沈砂貯留ホッパ３は、沈砂分離装置２の下部に配置されている。そのため、渦巻き型スリット２４ａ及びホッパ中央排出口２５にて分離された沈砂Ｐは、沈砂貯留ホッパ３の中に沈んでいき、その底部に徐々に堆積していく。
【００２３】
その堆積沈砂Ｐを外部へ搬出するため、沈砂貯留ホッパ３の下部には、スクリューコンベヤ搬出機（沈砂排出機構）３０が設けられている。本実施形態のスクリューコンベヤ搬出機３０では、二軸のスクリュー３１が並列に配されている。また、排出側の端部にはゲート３２が設けられており、スクリューコンベヤ搬出機３０によって送られてきた沈砂Ｐが、ゲート３２の開閉によって外部へ排出されるようになっている。なお、このゲート３２には、開状態で原水の一部を排出するゲート排水トイ３３が付設されている。また、符号３４はスクリューコンベヤ駆動部であり、符号３５はゲート駆動部である。
【００２４】
また、図１に示すように、沈砂貯留ホッパ３の側部には、沈砂貯留ホッパ３内の上澄み水を排出するための上澄み水排出機構４２が設けられている。上澄み水排出機構４２は、図２に示すように、沈砂貯留ホッパ３内への原水の充満によってサイホン作用を開始する上下首振り可能なサイホンドレン管４３と、そのサイホンドレン管４３の吸引口部４３ａに取り付けられたフロート４４とを備え、沈砂貯留ホッパ３内の水位に追従しつつ上澄み水を排出することのできるサイホンドレン構造をなしている。
【００２５】
具体的に述べると、サイホンドレン管４３の基端部は、沈砂貯留ホッパ３の壁部にフレキシブル管４５を介して固定されており、それにより、サイホンドレン管４３の先端部が上下動可能となっている。また、サイホンドレン管４３の吸引口部４３ａにはフロート４４が取り付けられており、原水の水面高さに応じてサイホンドレン管４３の吸引口部４３ａの高さが設定されるようになっている。つまり、フロート４４の作用によって、吸引口部４３ａは常に原水の上澄み部分に位置することになる。その結果、サイホンドレン管４３が、そのサイホン作用によって原水の上澄み水のみを吸い込み、該上澄み水を、外部に連結された連絡管５２を通して外部ドレン管４１に排出することができることになる。
【００２６】
なお、図１に示すように、本実施の形態に係るサイホンドレン管４３の備え付け位置には、下端に沈砂貯留ホッパ３内への連通口４６ａを有する隔壁４６を設けることによって、サイホンドレン用の部屋（以下、サイホン部屋）４７が確保されており、このサイホン部屋４７の中にサイホンドレン管４３が配置されている。このサイホン部屋４７には、原水のみが流入し、基本的に沈砂の流入を阻止することができる。そのため、サイホンドレン管４３の吸引口部４３ａは、堆積する沈砂に邪魔されずに、原水のみを効率良く排出することができる。
【００２７】
図２に示すように、サイホン部屋４７の天井面には、吸引口部４３ａの上昇限を定める上部ストッパ４８、床面には下降限を定める下部ストッパ４９が設けられている。上部ストッパ４８の高さは、オーバーフロー室２２内の水面高さよりも低い位置にあり、吸引口部４３ａが上部ストッパ４８の位置まで上昇した段階で、サイホンドレン管４３内に原水が充満した状態となって、サイホン作用が開始されるようになっている。
【００２８】
また、図２に示すように、沈砂分離装置２及び沈砂貯留ホッパ３は、架台６１に対して重量検出器６２を介して支持されており、沈砂貯留ホッパ３内に堆積する沈砂の重量を重量検出器６２によって検出できるようになっている。この重量検出器６２の信号は制御装置６５に入力されており、制御装置６５は、重量検出器６２によって検出した重量が所定値になったと判断した段階で、スクリューコンベヤ駆動部３４及びゲート駆動部３５に駆動信号を出力し、スクリューコンベヤ搬出機３０及びゲート３２を動かして、沈砂貯留ホッパ３内の堆積沈砂を外部へ排出する。
【００２９】
次に作用を説明する。
土砂が混入する原水は、原水搬送管５１によって搬送されて来て、沈砂分離装置２に送り込まれる（原水の流入を図１において矢印Ｅで示す）。沈砂貯留ホッパ３及び沈砂分離装置２内に原水が満たされると、オーバーフロー室２６から原水が流出する。この状態で原水を沈砂分離装置２に送り込むと、原水中の沈砂分離が行われる。
【００３０】
以下、具体的に説明する。
原水搬送管５１によって送り込まれた原水は、まず、減速流路２３に入る。この減速流路２３は、原水搬送管５１に比べて流路断面積が大きいため、流速が減少し、その後、原水は螺旋流路２４に流入する。この螺旋流路２４では、螺旋に沿って原水が流れることにより、原水に遠心力が働き、流体より重い固形分（土砂）は、外周方向に押し出される。また、沈降した砂も、螺旋流路２４の傾斜底板２４ａの傾斜に沿って外周方向に送られる。
【００３１】
この２つの作用（傾斜による沈降作用と遠心力作用）により、沈砂Ｐは、螺旋流路２４の外周方向の底部に形成された渦巻き型スリット２４ｂに集まり、渦巻き型スリット２４ｂから沈砂貯留ホッパ３内に沈んでいく。なお、螺旋流路２４での流速は非常に緩やかであり、実際に働く遠心力は、螺旋流路２４内の整流状態を乱すほどには大きくない。そのため、砂は静かに沈降していく。
【００３２】
原水中の流体分は、螺旋流路２４を通り抜け、ホッパ中央排水口２５からオーバーフロー室２６に入り、その上澄みのみがドレン管４１に排出される。ホッパ中央排水口２５は沈砂貯留ホッパ３に連通しているので、この段階まで流体と一緒に移動して来た砂分は、ホッパ中央排水口２５において流れの向きが大きく変わることにより、沈砂貯留ホッパ３内に沈降していく。
【００３３】
沈砂貯留ホッパ３内が原水で満たされているとき、沈砂貯留ホッパ３の側部に設けられたサイホンドレン管４３の吸引口部４３ａは、フロート４４の作用で上限位置まで持ち上がっており、サイホンドレン管４３内には原水が充満した状態となる。従って、サイホン作用により、沈砂貯留ホッパ３内の上澄み水が外部ドレン管４１に排出される。また、原水の流入が停止され、サイホンドレン管４３による上澄み水の排出によって沈砂貯留ホッパ３内の水位が低下していくと、その水位の低下に追従してサイホンドレン管４３の吸引口部４３ａも下降していくので、サイホン作用は継続し、上澄み水のみの排出が可能となる。ただし、吸引口部４３ａが下部ストッパ４９まで到達した段階、もしくは、堆積沈砂Ｐに下降を阻止された段階で、原水の排出は完了する。その後の排水は、ゲート排水トイ３３によって、配管接続されている外部ドレン管４１に対して行われる。
【００３４】
以上の「原水の流入」、「上澄み水の排出」を繰り返すことにより、沈砂貯留ホッパ３内には、沈砂が堆積していく。揚砂作業（原水の流入）の終了後、排水が完了すると、重量検出器６２によって適宜に重量を検出し、沈砂貯留ホッパ３内の堆積量を推定する。その結果、一定量（例えば、満杯）になったら、制御装置６５によりゲート３２を開く。そして、スクリューコンベヤ駆動部３４を運転し、スクリューコンベヤ搬出機３０によって貯留沈砂Ｐをトラックの荷台上へ排出する。そして、その作業が終了した後は、スクリューコンベヤ搬出機３０を停止し、ゲート３２を閉じて、一連のサイクルを終了する。
【００３５】
この沈砂分離貯留ホッパ装置１では、沈砂分離装置２に、減速流路２３と螺旋流路２４よりなる沈砂流路２１を形成し、沈砂を含む原水をその沈砂流路２１にゆっくりと流通させることで、原水中に混在する沈砂を遠心力を利用しながら沈降分離させるようにしているので、沈砂分離装置２の小型コンパクト化が可能となっている。そして、その沈砂分離装置２の小型コンパクト化が可能となったことにより、沈砂分離装置２を沈砂貯留ホッパ３の上部に一体的に組み合わせて、一つの装置化を実現し得ている。従って、ライン上に別々に沈砂分離装置と沈砂貯留ホッパを設備する必要がなく、設備効率が向上する。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、沈砂分離装置に、原水の流れる沈砂流路を確保して沈砂を重力沈降させるようにし、それにより、沈砂分離装置の小型コンパクト化を図って、これを沈砂貯留ホッパの上部に一体的に設けると共に、沈砂流路の底部に確保した沈砂落下用スリットから沈砂を下部の沈砂貯留ホッパ内に落下させるようにしたので、沈砂の分離と貯留とを１つの装置で行うことができ、設備効率の向上が図れる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、沈砂流路として螺旋流路を設けると共に、螺旋流路の外周に渦巻き型スリットを確保し、螺旋流路の底面に渦巻き型スリットを下降端とする傾斜底板を設けたので、原水中に混在する沈砂を遠心力と傾斜面の作用で渦巻き型スリットに集中させることができ、そこから下部の沈砂貯留ホッパ内に落下させることができる。従って、沈砂分離装置にて分離された沈砂を、渦巻き型スリットを通して、沈砂貯留ホッパ内の底部に分散しながら効率よく堆積させることができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、沈砂貯留ホッパの上澄み水排出機構にサイホンドレン構造を採用したので、沈砂貯留ホッパ内の流体（上澄み水）を効果的に外部へ排出することができる。
【００３９】
請求項４の発明によれば、沈砂貯留ホッパ内の沈砂の貯留重量が所定値に達した段階で、自動的に堆積沈砂の排出を行えるようにしたので、操業性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の沈砂分離貯留ホッパ装置の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】実施形態の沈砂分離貯留ホッパ装置の平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【符号の説明】
１沈砂分離貯留ホッパ装置
２沈砂分離装置
３沈砂貯留ホッパ
２１沈砂流路
２２オーバーフロー流出部
２３減速流路
２４螺旋流路
２４ａ傾斜底板
２４ｂスリット
３０スクリューコンベヤ搬出機（沈砂排出機構）
４１外部ドレン管
４２上澄み水排出機構
４３サイホンドレン管
４４フロート
６２重量検出器
６５制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sand settling / separating hopper device that performs a function of separating and storing settling sand from raw water pumped by a sand raising device from a sand settling basin or the like of a water treatment facility, for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a water treatment facility such as a sewage treatment plant, a water purification plant, or various industrial wastewater treatment plants, as shown in JP-A-8-229310, a sand basin that settles and separates earth and sand contained in raw water , A sand-carrying device that transports the sediment (sediment) that has been separated and settled in the sand basin together with the raw water to the ground, a sand-carrying device that separates the sediment from the raw water that has been transported to the ground, and the sand that has been separated by the sand-carrying device And a settling sand storage hopper.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the separation and storage of sedimentation was performed by independent devices with different functions (sedimentation separation device and sedimentation storage hopper), so at least two facilities were required on the line, and the facility efficiency was poor. .
[0004]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a sedimentation separation / storage hopper apparatus that can improve facility efficiency by enabling separation and storage of sedimentation by a single device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a sand settling / separation hopper device in which an upper portion and a lower portion are integrated with a sand settling device that separates the settling sand mixed therein from raw water and a sand settling storage hopper that stores the settling sand separated by the settling device. The sand settling device is provided with a sand settling channel for separating the settling sand mixed in the raw water while circulating the raw water introduced from outside, and an overflow for overflowing the settling water after separating the settling sand toward the drainage pipe A sand sink channel bottom plate that also serves as a partition wall with the sand sediment storage hopper, and the sand sediment separated while the raw water is flowing through the sand sediment channel is disposed at the bottom of the sand sediment channel. A sedimentation fall slit is provided to allow the sedimentation to drop into the sedimentation hopper, and the sedimentation discharge mechanism for discharging the sedimentation sediment accumulated in the sedimentation hopper and the supernatant water in the sedimentation hopper are drained. Characterized by providing the supernatant water discharge mechanism.
[0006]
In this device, by forming a sedimentation flow path through which raw water flows in the sedimentation separator, it is possible to create a region where raw water flows at a low speed and to cause gravity sedimentation of mixed sand in this region. Yes. As a result, it is possible to reduce the size of the sand settling device, and therefore, the sand settling device is integrally provided directly on the top of the sand settling hopper. By integrating the sand settling device and the sand settling hopper in this way, the equipment can be made compact and the equipment efficiency can be improved. Moreover, since the sedimentation storage hopper is provided with the sedimentation discharge mechanism and the supernatant water discharge mechanism, the raw water and the sedimentation in the storage hopper can be appropriately discharged to the outside.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a spiral flow path is provided as the sand settling flow path, and a spiral slit is formed below the wall surface along the outer periphery in the centrifugal direction of the spiral flow path as the sand settling slit. In addition, an inclined bottom plate having the spiral slit as a descending end is provided as the sand settling separation bottom plate.
[0008]
In this apparatus, a centrifugal force can be applied to the sand mixed in the raw water by using a sand flow path as a spiral flow path. In addition, a spiral slit is formed below the wall surface along the outer periphery in the centrifugal direction, and the bottom plate of the sand settling channel is an inclined bottom plate that is inclined toward the spiral slit. It can be concentrated in the slit, and it can be dropped into the lower sedimentation reservoir hopper from this spiral slit. Accordingly, the sand settling separated by the sand settling device and falling from the spiral slit is efficiently accumulated while being dispersed at the bottom of the sand settling hopper.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the drain pipe according to the first or second aspect, wherein the supernatant water discharging mechanism starts a siphon action by filling the raw water in the sand sediment storage hopper, and a drain pipe capable of swinging up and down, and suction of the drain pipe And a float attached to the mouth, and has a siphon drain structure for discharging the supernatant water while following the water level.
[0010]
In this apparatus, the siphon drain structure is adopted in the supernatant water discharge mechanism of the sand sediment storage hopper, so that the fluid (supernatant water) in the sand sediment storage hopper can be effectively discharged to the outside.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a means for detecting the weight of the sand settling hopper according to any one of the first to third aspects, and a means for detecting the weight of the sand settling hopper. Control means for operating the sand settling mechanism according to the detected signal is provided.
[0012]
In this apparatus, when the stored weight of the settling sand in the settling sand storage hopper reaches a predetermined value, the contents are automatically discharged, so that manpower is not required and the operability is improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a sand sediment separation and storage hopper device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of the sand sediment separation and storage hopper device, and FIG. IV-IV arrow sectional drawing, FIG. 5 is VV arrow sectional drawing of FIG.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, the sand settling / separation hopper device 1 is formed by combining an upper sand settling separation device 2 and a lower sand settling storage hopper 3 into one device. The sedimentation separator 2 separates the sedimentation sand P mixed therein from the raw water, and the sedimentation storage hopper 3 stores the sedimentation sand P separated by the sedimentation separator 2. In the following, each element will be described individually.
[0015]
<Sedimentation separator 2>
First, the sand settling device 2 will be described. The sand settling device 2 is configured to circulate raw water introduced from the outside slowly in a horizontal plane while separating sand settling channels 21 for separating the settling sand P mixed in the raw water, and drainage drain pipes for the raw water after separating the settling sand P. And an overflow outflow portion 22 that overflows toward 41. As shown in FIG. 3, the sand settling channel 21 is provided with a speed reducing channel 23 for introducing raw water from the outside and a spiral channel 24 connected thereto.
[0016]
As shown in FIGS. 3 to 5, the leading end of the raw water transport pipe 51 is inserted into the deceleration channel 23. The decelerating channel 23 has a channel cross-sectional area that is considerably larger than that of the raw water transport pipe 51 so that it functions as a deceleration chamber, and flows into the decelerating channel 23 from the raw water transport pipe 51. Raw water is decelerated here. The deceleration channel 23 communicates with the outer peripheral end of the spiral channel 24. The spiral channel 24 is located below the deceleration channel 23 and is formed in a spiral shape from the outer peripheral end connected to the deceleration channel 23 toward the inside in the central direction.
[0017]
A cylindrical hopper central discharge port 25 is formed at the center of the spiral flow path 24, and the lower portion opens toward the sand sediment storage hopper 3 and extends upward. The overflow chamber 26 is in communication. The overflow chamber 26 extends over the spiral channel 24 and extends to the outside of the spiral channel 24, and the tip thereof communicates with an external drain pipe (drain pipe) 41. In this case, the overflow discharge part 22 is constituted by a hopper center discharge port 25 and an overflow chamber 26.
[0018]
The overflow chamber 26 is located at a lower position with respect to the deceleration channel 23, and is sent from the raw water transport pipe 51 to the deceleration channel 23 due to a water level difference H between the deceleration channel 23 and the overflow chamber 26 (see FIGS. 2 and 4). The raw water flows gently along the spiral flow path 24, then flows into the overflow chamber 26 through the hopper center discharge port 25, and is discharged out of the system through the external drain pipe 41. . The symbols A and B in the figure indicate the flow direction of the raw water in the spiral flow path 24, the symbol A indicates that the raw water flows from the far side to the near side of the paper surface, and the symbol B indicates the paper surface. It shows that raw water flows from the near side to the other side.
[0019]
Separation of the settling sand mixed into the raw water is performed in the spiral flow path 24. The bottom of the spiral flow path 24 is provided with an inclined bottom plate 24a that slopes downward toward the outside of the flow path (centrifugal direction) as a sand sediment flow path bottom plate that also serves as a partition wall with the sand sediment storage hopper 3. A sand settling slit 24b is provided for dropping the sand settling P separated during distribution into the sand settling hopper 3 at the bottom. The slit 24b is formed below the wall surface along the outer periphery in the centrifugal direction of the spiral flow path 24 and has a spiral shape, and is hereinafter referred to as a “spiral slit 24b”.
[0020]
When the raw water gently flows through the spiral flow path 24, the sedimentation sand P mixed therein settles down. At that time, since the raw water moves along the spiral, centrifugal force acts on the settling sand. Accordingly, the settling sand gathers at the position of the spiral slit 24b by the action of the inclined surface of the inclined bottom plate 24a and the action of the centrifugal force due to the flow of raw water, and falls down from there. Note that most of the sand that has not settled in the spiral flow path 24 finally settles in the sand sediment storage hopper 3 at the hopper center discharge port 25 in which the flow direction changes greatly.
[0021]
Here, since the inclined bottom plate 24a of the spiral flow path 24 that performs the sedimentation action of the sand sink functions as a partition wall that defines the sand sediment storage hopper 3, the inside of the sand sediment storage hopper 3 is kept stationary. It will also work. In addition, the flow path for sand settling is not necessarily limited to a spiral one. However, it is necessary to design the flow path so that the raw water pumped at a high speed (2 m / s) due to sand pumping by a negative pressure pump or the like is sufficiently decelerated in the deceleration flow path 23 so that the sand can be settled. is there.
[0022]
<Sedimentation storage hopper 3>
Next, the sand storage reservoir hopper 3 will be described. The sand settling hopper 3 is disposed at the bottom of the sand settling device 2. Therefore, the sand sediment P separated by the spiral slit 24a and the hopper center discharge port 25 sinks into the sand sediment storage hopper 3 and gradually accumulates at the bottom thereof.
[0023]
A screw conveyor unloader (sand sediment discharge mechanism) 30 is provided below the sand sediment storage hopper 3 in order to carry the accumulated sand sediment P to the outside. In the screw conveyor unloader 30 of the present embodiment, biaxial screws 31 are arranged in parallel. Moreover, the gate 32 is provided in the edge part by the side of discharge, The sedimentation sand P sent by the screw conveyor carry-out machine 30 is discharged | emitted outside by opening and closing of the gate 32. FIG. The gate 32 is provided with a gate drainage toy 33 for discharging a part of the raw water in the open state. Reference numeral 34 denotes a screw conveyor drive unit, and reference numeral 35 denotes a gate drive unit.
[0024]
Further, as shown in FIG. 1, a supernatant water discharge mechanism 42 for discharging the supernatant water in the sand settling hopper 3 is provided at the side of the sand settling hopper 3. As shown in FIG. 2, the supernatant water discharge mechanism 42 includes a siphon drain pipe 43 that can be swung up and down to start siphon action by filling raw water in the sand sediment storage hopper 3, and a suction port portion of the siphon drain pipe 43. And a float 44 attached to 43 a, and has a siphon drain structure capable of discharging the supernatant water while following the water level in the sand storage reservoir hopper 3.
[0025]
More specifically, the base end portion of the siphon drain pipe 43 is fixed to the wall portion of the sand settling hopper 3 via the flexible pipe 45, so that the tip end portion of the siphon drain pipe 43 can move up and down. It has become. Further, a float 44 is attached to the suction port 43a of the siphon drain tube 43, and the height of the suction port 43a of the siphon drain tube 43 is set according to the surface level of the raw water. . That is, due to the action of the float 44, the suction port 43a is always located in the supernatant portion of the raw water. As a result, the siphon drain pipe 43 sucks only the supernatant water of the raw water by its siphon action, and the supernatant water can be discharged to the external drain pipe 41 through the connecting pipe 52 connected to the outside.
[0026]
As shown in FIG. 1, the siphon drain pipe 43 according to the present embodiment is provided with a partition wall 46 having a communication port 46 a into the sand sediment storage hopper 3 at the lower end so that the siphon drain pipe 43 according to the present embodiment is provided. A room (hereinafter referred to as a siphon room) 47 is secured, and a siphon drain pipe 43 is disposed in the siphon room 47. Only the raw water flows into the siphon room 47, and basically it is possible to prevent the inflow of sand. Therefore, the suction port 43a of the siphon drain pipe 43 can efficiently discharge only the raw water without being disturbed by the accumulated sand.
[0027]
As shown in FIG. 2, an upper stopper 48 that defines the rising limit of the suction port portion 43 a is provided on the ceiling surface of the siphon room 47, and a lower stopper 49 that defines the lowering limit is provided on the floor surface. The height of the upper stopper 48 is lower than the water surface height in the overflow chamber 22, and the siphon drain pipe 43 is filled with raw water when the suction port 43 a is raised to the position of the upper stopper 48. Thus, the siphon action is started.
[0028]
In addition, as shown in FIG. 2, the sand settling device 2 and the sand settling hopper 3 are supported by a gantry 61 via a weight detector 62, and the weight of the sand settling in the sand settling hopper 3 is weighted. It can be detected by the detector 62. The signal of the weight detector 62 is input to the control device 65, and when the control device 65 determines that the weight detected by the weight detector 62 has reached a predetermined value, the screw conveyor driving unit 34 and the gate driving unit. A drive signal is output to 35, the screw conveyor carry-out machine 30 and the gate 32 are moved, and sedimentation sedimentation in the sedimentation reservoir hopper 3 is discharged to the outside.
[0029]
Next, the operation will be described.
The raw water mixed with earth and sand is transported by the raw water transport pipe 51 and sent to the sedimentation separator 2 (inflow of the raw water is indicated by an arrow E in FIG. 1). When raw water is filled in the sand settling hopper 3 and the sand settling device 2, the raw water flows out from the overflow chamber 26. In this state, when the raw water is fed into the sand settling device 2, the sand settling in the raw water is performed.
[0030]
This will be specifically described below.
The raw water sent by the raw water transport pipe 51 first enters the deceleration channel 23. Since the decelerating channel 23 has a channel cross-sectional area larger than that of the raw water transport pipe 51, the flow velocity decreases, and then the raw water flows into the spiral channel 24. In the spiral flow path 24, the raw water flows along the spiral, whereby a centrifugal force acts on the raw water, and solid content (earth and sand) heavier than the fluid is pushed out in the outer circumferential direction. The sedimented sand is also sent in the outer circumferential direction along the inclination of the inclined bottom plate 24a of the spiral flow path 24.
[0031]
Due to these two actions (sedimentation action due to inclination and centrifugal action), the sedimentation sand P gathers in the spiral slit 24b formed at the bottom in the outer peripheral direction of the spiral flow path 24, and from the spiral slit 24b into the sand sediment storage hopper 3. It will sink into. It should be noted that the flow velocity in the spiral flow path 24 is very slow, and the centrifugal force that actually acts is not so great as to disturb the rectification state in the spiral flow path 24. As a result, the sand settles gently.
[0032]
The fluid in the raw water passes through the spiral flow path 24, enters the overflow chamber 26 from the hopper central drain 25, and only the supernatant is discharged to the drain pipe 41. Since the hopper central drain 25 communicates with the sand settling hopper 3, the sand that has moved together with the fluid up to this stage is greatly changed in the direction of flow at the hopper central drain 25, thereby storing the sand settling. It sinks into the hopper 3.
[0033]
When the sand settling hopper 3 is filled with raw water, the suction port 43a of the siphon drain pipe 43 provided at the side of the sand settling hopper 3 is lifted to the upper limit position by the action of the float 44. The pipe 43 is filled with raw water. Therefore, the supernatant water in the sedimentation reservoir hopper 3 is discharged to the external drain pipe 41 by the siphon action. In addition, when the inflow of the raw water is stopped and the water level in the sedimentation storage hopper 3 is lowered by discharging the supernatant water through the siphon drain pipe 43, the suction port 43a of the siphon drain pipe 43 follows the lowering of the water level. , The siphon action continues and only the supernatant water can be discharged. However, the discharge of the raw water is completed when the suction port 43a reaches the lower stopper 49 or when the sedimentation sediment P prevents the lowering. Subsequent drainage is performed by the gate drainage toy 33 to the external drain pipe 41 connected by piping.
[0034]
By repeating the above-described “inflow of raw water” and “discharge of supernatant water”, sedimentation is accumulated in the sedimentation storage hopper 3. When draining is completed after completion of the sanding operation (inflow of raw water), the weight is appropriately detected by the weight detector 62, and the amount of sediment in the sand settling hopper 3 is estimated. As a result, when the amount reaches a certain amount (for example, full), the control device 65 opens the gate 32. And the screw conveyor drive part 34 is drive | operated and the stored sedimentation sand P is discharged | emitted on the loading platform of a truck by the screw conveyor unloader 30. FIG. Then, after the operation is completed, the screw conveyor unloader 30 is stopped, the gate 32 is closed, and the series of cycles is completed.
[0035]
In the sand settling / separation hopper device 1, a sand settling channel 21 composed of a deceleration channel 23 and a spiral channel 24 is formed in the sand settling device 2, and raw water containing sand settling is slowly circulated through the sand settling channel 21. Therefore, since the sedimentation sand mixed in the raw water is settled and separated using the centrifugal force, the sand sedimentation separation device 2 can be made compact and compact. Then, since the sand settling device 2 can be made compact and compact, the sand settling device 2 can be integrated with the upper part of the sand settling hopper 3 to realize one device. Accordingly, it is not necessary to separately install a sand settling device and a sand settling hopper on the line, and the equipment efficiency is improved.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the sedimentation separator is provided with a sedimentation flow path through which raw water flows, and the sedimentation is gravity-sedged, thereby achieving a compact and compact sedimentation apparatus. In addition, it is provided integrally with the upper part of the sand settling hopper, and the sand settling is dropped into the sand settling hopper at the bottom through the sand settling slit secured at the bottom of the sand settling channel. Can be performed with one apparatus, and the efficiency of the facility can be improved.
[0037]
According to invention of Claim 2, while providing a spiral flow path as a sand flow path, the spiral bottom plate which secures a spiral-shaped slit in the outer periphery of a spiral flow path, and uses a spiral-shaped slit as a falling end on the bottom face of a spiral flow path is provided. Since it is provided, the sand sediment mixed in the raw water can be concentrated on the spiral slit by the action of the centrifugal force and the inclined surface, and can be dropped into the sand sediment storage hopper below. Therefore, the sand settled by the sand settling device can be efficiently deposited while being distributed to the bottom of the sand settling hopper through the spiral slit.
[0038]
According to the invention of claim 3, since the siphon drain structure is adopted for the supernatant water discharge mechanism of the sand sediment storage hopper, the fluid (supernatant water) in the sand sediment storage hopper can be effectively discharged to the outside.
[0039]
According to the invention of claim 4, since the sedimentation sedimentation can be automatically discharged when the sedimentation weight of the sedimentation sediment in the sedimentation reservoir hopper reaches a predetermined value, the operability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a sedimentation separation and storage hopper device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a plan view of the sand sediment separation and storage hopper device according to the embodiment.
4 is a cross-sectional view taken along arrow IV-IV in FIG. 3;
5 is a cross-sectional view taken along the arrow VV in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sedimentation separation storage hopper apparatus 2 Sedimentation separation apparatus 3 Sedimentation storage hopper 21 Sedimentation flow path 22 Overflow outflow part 23 Deceleration flow path 24 Spiral flow path 24a Inclined bottom plate 24b Slit 30 Screw conveyor unloader (Sedimentation discharge mechanism)
41 External drain pipe 42 Supernatant water discharge mechanism 43 Siphon drain pipe 44 Float 62 Weight detector 65 Control device

Claims

原水からその中に混在する沈砂を分離する沈砂分離装置と、該沈砂分離装置によって分離された沈砂を貯留する沈砂貯留ホッパとを上部と下部に一体に設け、前記沈砂分離装置に、外部から導入した原水を流通させながらその間に原水中に混在する沈砂を分離させる沈砂流路と、沈砂を分離した後の原水を排水管へ向けてオーバーフローさせるオーバーフロー流出部とを設け、前記沈砂流路の底部に、前記沈砂貯留ホッパとの隔壁を兼ねる沈砂流路底板と、前記沈砂流路を原水が流通している間に分離された沈砂を下部の沈砂貯留ホッパ内へ落下させる沈砂落下用スリットとを設け、前記沈砂貯留ホッパに、該沈砂貯留ホッパ内に堆積した沈砂を外部に排出する沈砂排出機構と、沈砂貯留ホッパ内の上澄み水を排出する上澄み水排出機構とを設けたことを特徴とする沈砂分離貯留ホッパ装置。A sand settling device for separating the sand settling in the raw water and a sand settling storage hopper for storing the settling sand separated by the sand settling device are integrally provided at the upper and lower portions, and introduced into the sand settling device from the outside. A sedimentation channel that separates the sand that is mixed in the raw water while circulating the raw water, and an overflow outflow portion that overflows the raw water after separating the sediment toward the drainage pipe, and the bottom of the sedimentation channel In addition, a sand settling channel bottom plate also serving as a partition wall with the sand settling hopper, and a sand settling slit for dropping the settling sand separated while raw water is flowing through the settling channel into the settling sand storage hopper below. And a sand sediment discharge mechanism for discharging the sediment deposited in the sand sediment storage hopper to the outside, and a supernatant water discharge mechanism for discharging the supernatant water in the sand sediment storage hopper. Grit separator member hopper and wherein the digit.

前記沈砂流路として螺旋流路を設けると共に、前記沈砂落下用スリットとして、前記螺旋流路の遠心方向外周に沿った壁面下方に渦巻き型スリットを形成し、更に、前記沈砂分離底板として、前記渦巻き型スリットを下降端とする傾斜底板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の沈砂貯留ホッパ装置。A spiral channel is provided as the sand settling channel, and a spiral slit is formed below the wall surface along the centrifugal direction outer periphery of the spiral channel as the sand settling slit, and further, the spiral set as the sand settling bottom plate. 2. The sand storage reservoir hopper device according to claim 1, further comprising an inclined bottom plate having a mold slit as a descending end.

前記上澄み水排出機構が、沈砂貯留ホッパ内への原水の充満によってサイホン作用を開始する上下首振り可能なドレン管と、そのドレン管の吸引口部に取り付けられたフロートとを備え、水位に追従しつつ上澄み水を排出するサイホンドレン構造をなしていることを特徴とする請求項１または２に記載の沈砂貯留ホッパ装置。The supernatant water discharge mechanism includes a drain pipe that can be swung up and down to start siphon action when raw water is filled into the sediment storage hopper, and a float that is attached to the suction port of the drain pipe to follow the water level. 3. A sand sediment storage hopper device according to claim 1 or 2, wherein a siphon drain structure for discharging the supernatant water is formed.

請求項１〜３のいずれかに記載の沈砂分離貯留ホッパ装置に対して更に、前記沈砂貯留ホッパの重量を検知する手段と、該手段が所定重量になったことを検知した信号に応じて前記沈砂排出機構を作動させる制御手段とを設けたことを特徴とする沈砂分離貯留ホッパ装置。In addition to means for detecting the weight of the sand settling hopper device according to any one of claims 1 to 3, and according to a signal detected that the means has reached a predetermined weight. A sand sediment separation and storage hopper device, comprising: a control means for operating a sand sediment discharge mechanism.