JP5704981B2 - タンク及びこのタンクを搭載した汚泥収集車 - Google Patents
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Description
そして、特許文献1及び特許文献2では、汚泥分離を気泡流によって行うことが提案されている。
なお、バキュームカーに用いられるタンクは、断面が楕円形のものが一般的であり、断面が楕円形のタンクは、浄化槽清掃車にも多く利用されてきた。
また、内外で圧力差が生じることのあるタンクには、断面が円形のものも広く利用されてきている。
また、本発明者らが解析した結果として、断面が円形のタンクにおいても、時間経過によって対流が安定していないことが判明した。
また本発明は、タンク内での安定した対流を維持することができ、攪拌による汚泥分離を短時間で行うことができる汚泥収集車を提供することを目的とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載のタンクにおいて、前記胴部は、車両搭載時において、上方に位置する天面胴部と、下方に位置する前記底面胴部とを有し、前記天面胴部を天面曲率Ra、前記底面胴部を底面曲率Rbで構成し、前記天面曲率Raを前記底面曲率Rbよりも大きな曲率で構成したことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1に記載のタンクにおいて、前記胴部の曲率を全周において同じとしたことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1に記載のタンクにおいて、前記胴部は、車両搭載時において、上方に位置する天面胴部と、下方に位置する前記底面胴部と、前記天面胴部と前記底面胴部とをつなぐ一対の前記側面胴部とを有し、前記天面胴部の天面曲率と前記底面胴部の底面曲率とを同じ曲率Raで構成し、前記側面胴部の側面曲率を、曲率Raと異なる曲率Rcで構成したことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項2に記載のタンクにおいて、前記天面胴部と前記底面胴部とを一対の側面胴部でつなぎ、前記側面胴部を側面曲率Rcで構成し、前記側面曲率Rcを1つ又は複数の曲率で構成したことを特徴とする。
請求項6記載の本発明の汚泥収集車は、請求項1から請求項5のいずれかに記載のタンクを搭載した汚泥収集車であって、前記液状物が、家庭用汚泥や産業廃棄物汚泥などの汚泥であることを特徴とする。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態によるタンクにおいて、胴部は、車両搭載時において、上方に位置する天面胴部と、下方に位置する底面胴部とを有し、天面胴部を天面曲率Ra、底面胴部を底面曲率Rbで構成し、天面曲率Raを底面曲率Rbよりも大きな曲率で構成したものである。本実施の形態によれば、断面が円形のタンクや断面が楕円形のタンクと比較して、対流の速度を大きくできるとともに、時間経過による対流速度の減少も少なく、攪拌効果が高い。
本発明の第3の実施の形態は、第1の実施の形態によるタンクにおいて、胴部の曲率を全周において同じとしたものである。本実施の形態によれば、単一気泡流の場合と比較して時間経過による対流速度の減少が少なく、安定した攪拌効果を得ることができる。
本発明の第4の実施の形態は、第1の実施の形態によるタンクにおいて、胴部は、車両搭載時において、上方に位置する天面胴部と、下方に位置する底面胴部と、天面胴部と底面胴部とをつなぐ一対の側面胴部とを有し、天面胴部の天面曲率と底面胴部の底面曲率とを同じ曲率Raで構成し、側面胴部の側面曲率を、曲率Raと異なる曲率Rcで構成したものである。本実施の形態によれば、単一気泡流の場合と比較して時間経過による対流速度の減少が少なく、安定した攪拌効果を得ることができる。
本発明の第5の実施の形態は、第2の実施の形態によるタンクにおいて、天面胴部と底面胴部とを一対の側面胴部でつなぎ、側面胴部を側面曲率Rcで構成し、側面曲率Rcを1つ又は複数の曲率で構成したものである。本実施の形態によれば、断面が円形のタンクや断面が楕円形のタンクと比較して、対流の速度を大きくできるとともに、時間経過による対流速度の減少も少なく、攪拌効果が高い。
本発明の第6の実施の形態による汚泥収集車は、第1から第5のいずれかの実施の形態によるタンクを搭載した汚泥収集車において、液状物が、家庭用汚泥や産業廃棄物汚泥などの汚泥である。本実施の形態によれば、攪拌による汚泥分離を短時間で行うことができる。
図1は本実施例によるタンクを搭載した汚泥収集車の側面図である。
本実施例によるタンクを搭載した汚泥収集車は、車両フレーム10上に、乗車キャビン11とタンク20と汚泥分離機12とを搭載し、タンク20は乗車キャビン11の後方に配置され、汚泥分離機12はタンク20の後方に配置される。
タンク20は、隔壁21によって、内部が反応室20aと汚泥室20bに区分されている。反応室20aの上部には反応室用マンホール部22が、汚泥室20bの上部には汚泥室用マンホール部23が設置されている。また、タンク20の上部には、ホースリール13が設置されている。
反応室20aに収集された中間汚水には、凝集液が添加され、エアー吹き込みによるバブリングで真空攪拌されてフロックが形成される。そして、フロックを有する固液混合の汚泥が汚泥分離機12に移送されて、濃縮汚泥の固形分と水分に分離され、濃縮汚泥は汚泥室20bに給送され、水分(分離水)は浄化槽に張水として給送される。
本実施例で示すタンク20は、家庭用汚泥や産業廃棄物汚泥などの汚泥を収容し、又は反応処理するが、汚泥の収容時や反応処理時には、タンク内を負圧にするためタンク内外で圧力差が生じるものである。従って、タンク20は、所定の圧力に耐えうる耐圧構造であることが必要である。
図2(a)は本実施例によるタンクの正面図、図2(b)は同タンクの側面図である。
タンク20は、筒状に形成される胴部30と、胴部30の両端を閉塞する鏡板40とから構成される。
胴部30は、車両搭載時において、上方に位置する天面胴部31と、下方に位置する底面胴部32と、天面胴部31と底面胴部32とをつなぐ一対の側面胴部33とから構成される。
ここで、天面曲率Raは、底面曲率Rbよりも大きな曲率で構成し、側面曲率Rcよりも大きな曲率で構成する。また、底面曲率Rbは側面曲率Rcよりも大きな曲率で構成する。
なお、本実施例では、側面胴部33を一つの側面曲率Rcとしたが、側面曲率Rcを複数の曲率で構成してもよい。
図3に示すように、タンク20の反応室20a内の底部には、胴部30の長手方向に沿って散気管51を配置している。散気管51の下部には、複数のディフューザ52が設けられ、これらのディフューザ52の下部には、複数の散気用開口53が形成されている。ここでディフューザ52は、散気用開口53に対して十分な大きさの空気室を形成しており、このディフューザ52によって汚泥が散気管51に流れ込むことを防止している。
散気管51は、正面視でタンク中心を通る鉛直面Mに対して対称に2本設けている。この2本の散気管51によって、2列の散気用開口53が配置され、散気用開口53から浮上する気泡流を2列発生させることができる。
一つの列を構成する第1の気泡流Xは、汚泥水面Lに浮上した後に一方の側面胴部33Xに向かう流れを発生させることで、一方の側面胴部33Xにおいて底面胴部32に向かう流れを発生させ、一つの列を構成する第2の気泡流Yは、汚泥水面Lに浮上した後に他方の側面胴部33Yに向かう流れを発生させることで、他方の側面胴部33Yにおいて底面胴部32に向かう流れを発生させる。
本実施例によるタンク120は、胴部130の曲率を全周において同じとしたもので、断面が円形である。なお、以下においては、便宜上胴部130を、4等分して、側面胴部133X、133Y、底面胴部132として説明するが、いずれの曲率も同じである。
図4に示すように、タンク120の反応室20a内の底部には、胴部130の長手方向に沿って散気管51を配置している。散気管51の下部には、複数のディフューザ52が設けられ、これらのディフューザ52の下部には、複数の散気用開口53が形成されている。
散気管51は、正面視でタンク中心を通る鉛直面Mに対して対称に2本設けている。この2本の散気管51によって、2列の散気用開口53が配置され、散気用開口53から浮上する気泡流を2列発生させることができる。
一つの列を構成する第1の気泡流Xは、汚泥水面Lに浮上した後に一方の側面胴部133Xに向かう流れを発生させることで、一方の側面胴部133Xにおいて底面胴部132に向かう流れを発生させ、一つの列を構成する第2の気泡流Yは、汚泥水面Lに浮上した後に他方の側面胴部133Yに向かう流れを発生させることで、他方の側面胴部133Yにおいて底面胴部132に向かう流れを発生させる。
本実施例によるタンク220は、上方に位置する天面胴部231と、下方に位置する底面胴部232と、天面胴部231と底面胴部232とをつなぐ一対の側面胴部233X、233Yとを有し、天面胴部231の天面曲率と底面胴部232の底面曲率とを同じ曲率Raで構成し、側面胴部233X、233Yの側面曲率を、曲率Raと異なる曲率Rcで構成している。
図5に示すように、タンク220の反応室20a内の底部には、胴部230の長手方向に沿って散気管51を配置している。散気管51の下部には、複数のディフューザ52が設けられ、これらのディフューザ52の下部には、複数の散気用開口53が形成されている。
散気管51は、正面視でタンク中心を通る鉛直面Mに対して対称に2本設けている。この2本の散気管51によって、2列の散気用開口53が配置され、散気用開口53から浮上する気泡流を2列発生させることができる。
一つの列を構成する第1の気泡流Xは、汚泥水面Lに浮上した後に一方の側面胴部233Xに向かう流れを発生させることで、一方の側面胴部233Xにおいて底面胴部232に向かう流れを発生させ、一つの列を構成する第2の気泡流Yは、汚泥水面Lに浮上した後に他方の側面胴部233Yに向かう流れを発生させることで、他方の側面胴部233Yにおいて底面胴部232に向かう流れを発生させる。
なお、本実施例では、側面胴部233X、Yを一つの側面曲率Rcとしたが、側面曲率Rcを複数の曲率で構成してもよい。
図6に示すように、タンク20の反応室20a内の底部には、胴部30の長手方向に沿って散気管51を配置している。散気管51の下部には、複数のディフューザ52が設けられ、これらのディフューザ52の下部には、複数の散気用開口53が形成されている。
散気管51は、正面視でタンク中心を通る鉛直面M上に1本設けている。この1本の散気管51によって、1列の散気用開口53が配置され、散気用開口53から浮上する気泡流を発生させることができる。
気泡流は、汚泥水面Lに浮上した後に、一方の側面胴部33Xに向かう気泡流Xと、他方の側面胴部33Yに向かう気泡流Yとに分離し、気泡流Xは、一方の側面胴部33Xにおいて底面胴部32に向かう流れを発生させ、気泡流Yは、浮上した後に他方の側面胴部33Yに向かう流れを発生させることで、他方の側面胴部33Yにおいて底面胴部32に向かう流れを発生させる。
このシミュレーションでは、反応室20aを2500リットル相当の容量、2本の散気管に流す空気量を4000リットル/分、2本の散気管の間隔を360mmとしている。
図に示すように、正面視で対流を左右対称に発生させることができとともに、時間経過による対流速度の減少も少なく、攪拌効果が高いことがわかる。
このシミュレーションでは、反応室20aを2500リットル相当の容量、2本の散気管に流す空気量を4000リットル/分、2本の散気管の間隔を240mmとしている。また、比較例における1本の散気管にも同じ空気量を流している。
図に示すように、正面視で対流を左右対称に発生させることができとともに、単一気泡流の場合と比較して時間経過による対流速度の減少が少なく、安定した攪拌効果を得ることができる。
このシミュレーションでは、反応室20aを2500リットル相当の容量、2本の散気管に流す空気量を4000リットル/分、2本の散気管の間隔を400mmとしている。また、比較例における1本の散気管にも同じ空気量を流している。
図に示すように、正面視で対流を左右対称に発生させることができとともに、単一気泡流の場合と比較して時間経過による対流速度の減少が少なく、安定した攪拌効果を得ることができる。
このシミュレーションでは、反応室20aを2500リットル相当の容量、散気管に流す空気量を4000リットル/分としている。
図10に示す第4の実施例によるタンクを、図8(d)から(f)に示す比較例1、図9(d)から(f)に示す比較例2と比較すると、図10に示すように、正面視で対流を左右対称に発生させることができることがわかる。
なお、第1の実施例は2本の散気管の間隔を360mmとしたのに対し、第5の実施例では2本の散気管の間隔を560mm、第6の実施例では2本の散気管の間隔を240mmとし、その他の条件は第1の実施例と同じとしたものである。
また、第1の実施例は散気管に流す空気量を4000リットル/分としたのに対し、第7の実施例では散気管に流す空気量を2500リットル/分とし、その他の条件は第1の実施例と同じとしたものである。
図11に示すように、第1の実施例によるタンクは、他の実施例や比較例と比較して、対流速度も大きく時間経過による対流速度の減少も少ない。
第2の実施例によるタンクは、比較例1と比較して、対流速度も大きく時間経過による対流速度の減少も少ない。
第3の実施例によるタンクは、比較例2と比較して、時間経過による対流速度の減少が少ない。
第4の実施例によるタンクは、立ち上がりに対して時間経過による対流速度の減少が見られるが、比較例1や比較例2と比較して、対流速度が大きく時間経過による対流速度の減少が少ない。
また、第5の実施例及び第6の実施例より、少なくとも2本の散気管の間隔は240mm〜560mmにおいて1本の散気管よりも良好な結果を得ることができ、散気管の間隔により特性が多少変動することがあっても1本の散気管よりも2本の散気管が優れていることがわかる。
また、第1の実施例及び第7の実施例より、散気管に流す空気量を変更しても、1本の散気管よりも良好な結果を得ることができ、少なくとも1本の散気管よりも2本の散気管が優れていることがわかる。
なお、上記実施例では、2本の散気管51を用いて説明したが、1本の散気管51の底部から、2列のディフューザ52が形成されるように、複数のディフューザ52を配置してもよく、又は複数のディフューザ52は1列に形成し、散気用開口53の配置によって散気用開口53から浮上する気泡流を2列発生させるものでもよい。
また、散気用開口53から浮上する気泡流を3列又はそれ以上発生させるものであってもよい。
20 タンク
30 胴部
31 天面胴部
32 底面胴部
33 側面胴部
33X 側面胴部
33Y 側面胴部
40 鏡板
51 散気管
52 ディフューザ
53 散気用開口
120 タンク
130 胴部
132 底面胴部
133X 側面胴部
133Y 側面胴部
220 タンク
230 胴部
231 天面胴部
232 底面胴部
233X 側面胴部
233Y 側面胴部
M 鉛直面
L 汚泥水面
X 第1の気泡流
Y 第2の気泡流
Claims (6)
- 筒状に形成される胴部と、前記胴部の両端を閉塞する鏡板とによって形成され、
前記胴部内の底部には前記胴部の長手方向に沿って散気管を配置し、
前記散気管には複数の散気用開口を形成し、
液状物を収容するとともに内外で圧力差が生じることのあるタンクであって、
複数の前記散気用開口の配置によって、前記散気用開口から浮上する気泡流を複数列発生させ、
一つの列を構成する第1の前記気泡流は、
浮上した後に一方の側面胴部に向かう流れを発生させることで、一方の前記側面胴部において底面胴部に向かう流れを発生させ、
一つの列を構成する第2の前記気泡流は、
浮上した後に他方の前記側面胴部に向かう流れを発生させることで、他方の前記側面胴部において底面胴部に向かう流れを発生させ、
前記散気管を少なくとも2本設けることで、第1の前記気泡流と第2の前記気泡流とを発生させたことを特徴とするタンク。 - 前記胴部は、車両搭載時において、上方に位置する天面胴部と、下方に位置する前記底面胴部とを有し、
前記天面胴部を天面曲率Ra、前記底面胴部を底面曲率Rbで構成し、
前記天面曲率Raを前記底面曲率Rbよりも大きな曲率で構成したことを特徴とする請求項1に記載のタンク。 - 前記胴部の曲率を全周において同じとしたことを特徴とする請求項1に記載のタンク。
- 前記胴部は、車両搭載時において、上方に位置する天面胴部と、下方に位置する前記底面胴部と、前記天面胴部と前記底面胴部とをつなぐ一対の前記側面胴部とを有し、
前記天面胴部の天面曲率と前記底面胴部の底面曲率とを同じ曲率Raで構成し、
前記側面胴部の側面曲率を、曲率Raと異なる曲率Rcで構成したことを特徴とする請求項1に記載のタンク。 - 前記天面胴部と前記底面胴部とを一対の側面胴部でつなぎ、
前記側面胴部を側面曲率Rcで構成し、
前記側面曲率Rcを1つ又は複数の曲率で構成したことを特徴とする請求項2に記載のタンク。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のタンクを搭載した汚泥収集車であって、
前記液状物が、家庭用汚泥や産業廃棄物汚泥などの汚泥であることを特徴とする汚泥収集車。
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