JP6009346B2 - フロック形成池に設置されるフロック形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、水中に含まれる不純物からフロックを形成するフロック形成装置に関し、特にフロック形成装置の構造に関するものである。

懸濁物や微生物などからなる不純物は、凝集操作により集塊され、微小フロックとなる。集塊された微小フロックは、フロック形成池において撹拌されることでフロックとなる。その後、フロックは沈殿池で除去される。フロックを形成する手段には、フロキュレータと呼ばれる撹拌機により撹拌する機械撹拌方式がある。この機械撹拌方式では、集塊された微小フロック同士がフロキュレータにより衝突させられることで、フロックを形成する。

特許文献１には、フロック形成池に設置されたフロキュレータが開示されている。特許文献１では、フロキュレータの駆動軸は、フロック形成池の外壁を貫通してフロック形成池の外部に配置された駆動装置に接続されている。フロック形成池の外壁には、外壁に形成された貫通孔と駆動軸との間の隙間を埋めるための水封装置が設けられている。フロキュレータは、駆動装置によって回転され、これにより池内の微小フロックが撹拌される。

しかしながら、水封装置は一般的に高価であり、数年の使用で貫通孔から漏水が発生することがある。さらに、駆動軸が外壁を貫通しているために、フロキュレータをフロック形成池に設置するのには多くの時間と労力がかかる。

特開２０１０−１７６３７号公報 特開２００６−２７２２５７号公報

本発明は上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、水封装置を使用せずにフロキュレータを駆動することができ、さらにフロック形成池に容易に設置することができるフロック形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、フロック形成池に流入する水を撹拌するための撹拌翼を有するフロキュレータと、前記フロキュレータを回転自在に支持する支持機構と、前記フロキュレータを回転させる駆動装置と、前記フロキュレータと前記駆動装置とを連結する動力伝達機構と、前記駆動装置が固定される架台とを備え、前記支持機構は、前記架台に支持されており、前記駆動装置は、前記フロック形成池の水面よりも上方に配置されており、前記フロキュレータの回転軸心は水平方向に延びていることを特徴とするフロック形成装置である。

本発明の好ましい態様は、前記フロキュレータ、前記支持機構、前記駆動装置、および前記動力伝達機構は、前記架台を介して一体に組み立てられたユニットを構成していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記架台は、前記フロック形成池の底から水面の上方まで延びる支柱を具備することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記支柱は、前記フロック形成池の底に基礎ボルトによって固定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記動力伝達機構は、前記駆動装置の駆動軸に固定された駆動スプロケットと、前記フロキュレータに固定された従動スプロケットと、前記駆動スプロケットと前記従動スプロケットとの間に掛け渡されたチェーンとを備えることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記フロキュレータは、前記架台によって前記フロック形成池内に吊り下げられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記フロック形成装置は、前記フロック形成池の上に配置される共通ベースをさらに備えており、前記架台は、前記共通ベースに係合するフック部材を有し、前記フック部材を前記共通ベースに引っ掛けることで前記フロキュレータが前記フロック形成池内に吊り下げられることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記架台の一部を前記フロック形成池の外壁に引っ掛けることで前記フロキュレータが前記フロック形成池内に吊り下げられることを特徴とする。

本発明によれば、駆動装置は水面よりも上方に配置されているので、フロキュレータ駆動軸をフロック形成池の外壁を貫通させる必要がない。したがって、水封装置が不要となり、漏水の問題が起こらない。さらに、本発明によれば、フロック形成装置の全体をフロック形成池の上方から池内に搬入し、土木躯体に固定するだけで設置が完了する。したがって、施工期間を大幅に短縮することができる。

本発明の一実施形態に係るフロック形成装置を示す図である。 図１に示すフロック形成装置を横から見た図である。 図２に示すIII−III線断面図である。 図４（ａ）は回転体およびガイドレールの拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す回転体の正面図である。 本発明の他の実施形態に係るフロック形成装置を示す図である。 図５に示すフロック形成装置を横から見た図である。 フロック形成池および共通ベースを上から見た図である。 図５に示す実施形態の変形例を示す図である。 図５に示す実施形態のさらに変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１から図９において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係るフロック形成装置１０を示す図である。図１に示すように、フロック形成池１内には阻流壁または整流壁（以下、整流壁２という）と外壁３とで形成された複数の水槽４Ａ，４Ｂ，４Ｃが設けられており、これら水槽４Ａ，４Ｂ，４Ｃ内に３台のフロック形成装置１０がそれぞれ設置されている。整流壁２には、水を通過させるための複数の孔６が空いている。フロック形成装置１０は、フロック形成池１内の水の流れ方向に沿って並列に配置されている。なお、本実施形態ではフロック形成池１に３台のフロック形成装置１０が設置されているが、設置台数は特に３台に限定されるものではない。

図２は、図１に示すフロック形成装置１０を横から見た図である。図２に示すように、フロック形成装置１０は、フロック形成池１内に流入した水を撹拌するフロキュレータ１１と、このフロキュレータ１１を回転自在に支持する支持機構５０と、フロキュレータ１１を回転させる駆動装置６０と、駆動装置６０とフロキュレータ１１とを連結する動力伝達機構７０と、駆動装置６０が固定される架台８０とを備えている。支持機構５０は架台８０に支持されている。

駆動装置６０は、フロック形成池１の水面よりも上方に配置されている。架台８０は、駆動装置６０が設置される設置台８１と、この設置台８１を支持する複数の支柱８２とを備えている。支柱８２は、フロック形成池１の底から水面の上方にまで延びている。設置台８１はフロック形成池１の水面よりも上方に位置している。フロキュレータ１１の両端は２つの支持機構５０によって回転自在に支持されており、これら支持機構５０は架台８０の支柱８２によって支持されている。２つの支持機構５０のうちの一方を支持する支柱８２と、他方を支持する支柱８２とは連結部材８５によって連結されている。

設置台８１の上面には駆動装置６０が固定されている。この設置台８１は水面よりも上方に位置している。したがって、駆動装置６０は水面よりも上方に配置されている。さらに、駆動装置６０は、フロキュレータ１１の上方に位置している。駆動装置６０は、電動機から構成されている。この駆動装置６０とフロキュレータ１１とは動力伝達機構７０を介して連結されており、フロキュレータ１１は動力伝達機構７０を介して駆動装置６０によって回転される。このように、架台８０をフロック形成池１の上方まで延ばし、駆動装置６０をフロック形成池１の水面よりも上方に配置することにより、水封装置を使用せずにフロキュレータ１１をフロック形成池１内に簡単に設置することができる。

フロキュレータ１１は、フロック形成池１内に流入した水を撹拌するための複数の撹拌翼１２と、これら攪拌翼１２を支持する支持フレーム３０とを備えている。撹拌翼１２は、複数の羽根板２０と、羽根板２０が固定される固定部材２２とを備えている。撹拌翼１２は四方に延びており、撹拌翼１２の両端は支持フレーム３０に支持されている。撹拌翼１２の中間部分は、中間フレーム３５により支持されている。

撹拌翼１２と支持フレーム３０との接合部分には、ロッド固定部３６が設けられており、撹拌翼１２と中間フレーム３５との接合部分には、ロッド固定部３７が設けられている。ロッド固定部３６とロッド固定部３７との間には、テンションロッド４０が斜めに延びている。撹拌翼１２はフロック形成池１の底部付近の水を下流側へ押し流す方向に回転する。駆動装置６０の回転力は支持フレーム３０を通じて撹拌翼１２に伝達されるため、撹拌翼１２には回転方向にねじり荷重が作用する。このねじり荷重を支持するためにテンションロッド４０が設けられている。

フロキュレータ１１にはその中心を延びるセンターシャフトは設けられていない。撹拌翼１２、支持フレーム３０、中間フレーム３５、およびテンションロッド４０は、全体としてトラス構造体を構成しており、このトラス構造体が駆動装置６０により回転される。このようなトラス構造体は、センターシャフトが撹拌翼を支える従来の構造よりも高い強度を有しているため、従来のフロキュレータと比べて撹拌翼１２を長くすることができる。

図３は、図２に示すIII−III線断面図である。動力伝達機構７０は、駆動装置６０の駆動軸に固定された駆動スプロケット（駆動ホイール）７１と、フロキュレータ１１に固定された従動スプロケット（従動ホイール）７２と、駆動スプロケット７１と従動スプロケット７２との間に掛け渡されたチェーン７３とを備えている。従動スプロケット７２は、フロキュレータ１１の回転軸心と同心状に配置されている。このような構成により、駆動装置６０の回転力は、駆動スプロケット７１、チェーン７３、および従動スプロケット７２を介してフロキュレータ１１に伝達され、フロキュレータ１１がその軸心まわりに回転する。チェーン７３には、チェーンの伸びを吸収するためのチェーンテンショナーを設けてもよい。

架台８０は、略鉛直方向に延びる４本の支柱８２と、支柱８２に支持された設置台８１とを備えている。ただし、支柱８２の本数は図示の例に限られない。図３においては、４本の支柱８２のうちの２本が描かれている。支柱８２の下端８２ａは基礎ボルト（アンカーボルト）８４により着脱可能に池底に固定されている。各支持機構５０は４本の支柱８２のうちの２本によって支えられている。支持機構５０は、フロキュレータ１１に固定された複数の回転体５１と、架台８０に固定された環状のガイドレール５３とを備えている。回転体５１は、フロキュレータ１１の回転軸心まわりに等間隔に配列されており、放射状に延びる複数のアーム５８によりそれぞれ回転自在に支持されている。アーム５８は支持フレーム３０に固定されたリング部材５９に固定されている。回転体５１は、ガイドレール５３の内周面に支持されている。このような構成により、回転体５１はフロキュレータ１１とともに回転し、ガイドレール５３の内周面に転がり接触する。

ガイドレール５３は、架台８０の支柱８２に固定されている。より具体的には、ガイドレール５３の両側部は保持部材９０を介して支柱８２に固定されており、ガイドレール５３の上部および下部は保持部材９１および横梁９２を介して支柱８２に固定されている。横梁９２は２本の支柱８２を互いに連結し、保持部材９１はこの横梁９２に固定されている。

図４（ａ）は、回転体５１およびガイドレール５３の拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す回転体５１の正面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、回転体５１は、一対のアーム５８に回転自在に支持されたローラー５１ａと、これらローラー５１ａの両側部に設けられたガイド円板５１ｂ，５１ｂとから構成されている。ガイド円板５１ｂ，５１ｂは、ローラー５１ａの外径よりも大きい外径を有している。ガイド円板５１ｂ，５１ｂの間の間隔はガイドレール５３の幅よりも若干大きくなっている。このような構成により、ガイド円板５１ｂとガイド円板５１ｂとの間にガイドレール５３を挟みながら、ローラー５１ａがガイドレール５３の内周面上を転がる。ガイドレール５３上のローラー５１ａの動きはガイド円板５１ｂ，５１ｂによってガイドされるので、回転体５１がガイドレール５３から外れることはない。さらに、フロキュレータ１１の軸方向の動きはガイド円板５１ｂ，５１ｂによって制限される。なお、上述したガイドレール５３および回転体５１の構成は、フロキュレータ１１の両端部に配置された両方の支持機構５０に採用することができる。

上述したフロキュレータ１１、支持機構５０、駆動装置６０、および動力伝達機構７０は、架台８０を介して一体に組み立てられ、１つのユニットを構成している。すなわち、支持機構５０および駆動装置６０は架台８０に固定されており、フロキュレータ１１は支持機構５０に支持されており、動力伝達機構７０は駆動装置６０およびフロキュレータ１１に支持されている。したがって、これらフロキュレータ１１、支持機構５０、駆動装置６０、動力伝達機構７０、および架台８０は、一体化されたユニットとして組み立てることができる。このように組み立てられたユニット（フロック形成装置）を、フロック形成池１内にその上から搬入し、支柱８２の下端８２ａを基礎ボルト（アンカーボルト）８４によって池底に固定することで、フロック形成装置１０の設置が完了する。本発明によれば、フロキュレータ駆動軸をフロック形成池１の外壁を貫通させる必要はなく、よって水封装置を設ける必要もない。したがって、従来のフロキュレータに比べて設置時間を大幅に短縮することができる。さらに、水封装置が不要であるので、コストを削減することができ、かつ漏水の問題が起こることもない。

次に、本発明の他の実施形態に係るフロック形成装置について説明する。図５は、本発明の他の実施形態に係るフロック形成装置１００を示す図であり、図６は図５に示すフロック形成装置１００を横から見た図である。本実施形態では、フロキュレータ１１がフロック形成池１内に吊り下げられている。図５に示すように、フロック形成池１の上、すなわちフロック形成池１の外壁３の上面３ａには共通ベース１０２が配置されている。図６に示すように、２つの共通ベース１０２，１０２が外壁３の上面３ａ，３ａ上にそれぞれ配置されている。共通ベース１０２，１０２はフロック形成池１の内方に突出している。

図７は、フロック形成池１および共通ベース１０２，１０２を上から見た図である。図７では、共通ベース１０２，１０２を表示するために、駆動装置６０、駆動伝達機構７０、架台８０などのいくつかの要素が省略されている。図７に示すように、共通ベース１０２，１０２は、フロック形成池１に設置された複数のフロキュレータ１１の配列方向に沿って延びており、外壁３の上面３ａ，３ａに固定されている。

図６に示すように、架台８０は、共通ベース１０２に係合するフック部材１０４を有している。このフック部材１０４は連結部材８５に固定されている。フック部材１０４は、フロキュレータ１１よりも上方に位置し、さらにフロック形成池１の水面よりも上方に位置している。このフック部材１０４と設置台８１が共通ベース１０２，１０２の上面にそれぞれ引っ掛けられることで、フロキュレータ１１はフロック形成池１内に吊り下げられる。この場合、設置台８１は、共通ベース１０２に係合するフック部材としても機能する。フロキュレータ１１はフロック形成池１の池底からわずかに離間するように吊り下げられている。

図８に示すように、設置台８１とは別にフック部材１０５を設けてもよい。これらフック部材１０４，１０５はフロキュレータ１１の上方に配置される。フック部材１０４，１０５が共通ベース１０２，１０２の上面にそれぞれ引っ掛けられることで、フロキュレータ１１はフロック形成池１内に吊り下げられる。

図９に示すように、共通ベース１０２，１０２を設けず、架台８０の一部をフロック形成池１の外壁３に直接引っ掛けるようにしてもよい。図９に示す例では、架台８０の両側端部が外壁３の上面３ａ，３ａに固定されている。より具体的には、駆動装置６０が設置される設置台８１は、フロキュレータ１１の長手方向に沿って、フロック形成池１を横断して延びている。設置台８１の一方の端部は外壁３の一方の上面３ａに係合し、設置台８１の他方の端部は外壁３の他方の上面３ａに係合する。このように、架台８０の一部を直接フロック形成池１の外壁３に係合させることにより、フロキュレータ１１をフロック形成池１内に吊り下げることができる。この例では、設置台８１は、２つの支持機構５０を支持する支柱８２同士を連結するための連結部材８５としても機能している。

フロキュレータ１１をフロック形成池１内に吊り下げることで、水槽４Ａ，４Ｂ，４Ｃ内に基礎ボルト８４は不要となる。したがって、図５の矢印に示すように、フロック形成池１内の水を排出することなく、フロック形成装置１００をフロック形成池１から引き上げたり、フロック形成池１内に設置することができる。さらに、基礎ボルト８４を池底に固定する必要がないため、フロック形成池１内の防食塗装を傷めることもない。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１ フロック形成池
２ 整流壁
３ 外壁
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 水槽
６ 孔
１０，１００ フロック形成装置
１１ フロキュレータ
１２ 攪拌翼
２０ 羽根板
２２ 固定部材
３６，３７ ロッド固定部
４０ テンションロッド
５０ 支持機構
５１ 回転体
５１ａ ローラー
５１ｂ ガイド円板
５３ ガイドレール
５８ アーム
５９ リング部材
６０ 駆動装置
７０ 動力伝達機構
７１ 駆動スプロケット
７２ 従動スプロケット
７３ チェーン
８０ 架台
８１ 設置台
８２ 支柱
８４ 基礎ボルト（アンカーボルト）
８５ 連結部材
９０，９１ 保持部材
９２ 横梁
１０２ 共通ベース
１０４，１０５ フック部材

Claims (8)

1. フロック形成池に流入する水を撹拌するための撹拌翼を有するフロキュレータと、
   前記フロキュレータを回転自在に支持する支持機構と、
   前記フロキュレータを回転させる駆動装置と、
   前記フロキュレータと前記駆動装置とを連結する動力伝達機構と、
   前記駆動装置が固定される架台とを備え、
   前記支持機構は、前記架台に支持されており、
   前記駆動装置は、前記フロック形成池の水面よりも上方に配置されており、
   前記フロキュレータの回転軸心は水平方向に延びていることを特徴とするフロック形成装置。
2. 前記フロキュレータ、前記支持機構、前記駆動装置、および前記動力伝達機構は、前記架台を介して一体に組み立てられたユニットを構成していることを特徴とする請求項１に記載のフロック形成装置。
3. 前記架台は、前記フロック形成池の底から水面の上方まで延びる支柱を具備することを特徴とする請求項１または２に記載のフロック形成装置。
4. 前記支柱は、前記フロック形成池の底に基礎ボルトによって固定されていることを特徴とする請求項３に記載のフロック形成装置。
5. 前記動力伝達機構は、前記駆動装置の駆動軸に固定された駆動スプロケットと、前記フロキュレータに固定された従動スプロケットと、前記駆動スプロケットと前記従動スプロケットとの間に掛け渡されたチェーンとを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のフロック形成装置。
6. 前記フロキュレータは、前記架台によって前記フロック形成池内に吊り下げられていることを特徴とする請求項１または２に記載のフロック形成装置。
7. 前記フロック形成装置は、前記フロック形成池の上に配置される共通ベースをさらに備えており、
   前記架台は、前記共通ベースに係合するフック部材を有し、
   前記フック部材を前記共通ベースに引っ掛けることで前記フロキュレータが前記フロック形成池内に吊り下げられることを特徴とする請求項６に記載のフロック形成装置。
8. 前記架台の一部を前記フロック形成池の外壁に引っ掛けることで前記フロキュレータが前記フロック形成池内に吊り下げられることを特徴とする請求項６に記載のフロック形成装置。

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