JPH1073471A - 廃液処理装置の界面深さ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔課題〕音波の送受波器に対する昇降機構が不要で、し
かも、水面検出用の音波の送受波器を別途必要としない
簡易・安価な界面深さ検出装置を提供する。 〔解決手段〕処理対象の廃液の液面に浮遊せしめられる
浮遊体(11)及びこの浮遊体(11)に固定された音波の送受
波器(13)から成る本体部分(10)と、この本体部分(10)
を、廃液の液面の変化に伴う鉛直方向への変位を許容す
ると共に水平方向への変位及び水平面内に想定した軸の
周りの回転を拘束する変位・回転拘束手段 (21〜28,30
) とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚水処理装置など
に利用される送受波器を用いた界面深さ検出装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、汚水などの生活排水や工場排水
などの廃液を対象とする廃液処理装置では、処理対象の
廃液を処理槽内に溜めておくことにより、表面側の上澄
水の層とその下部の沈殿物の層とに分離させ、それぞれ
に対して異なる処理を施している。例えば、上澄水につ
いては処理槽から汲み出したのち消毒剤を混ぜて無害化
したのち河川などに放流し、汚泥などの沈殿物について
は処理槽の底部を通して抜取り、処理工場に搬送して最
終的な処理を施したのち再利用したり埋め立て地などに
投棄したりしている。

【０００３】処理対象の汚水の量や、上澄水の層と沈殿
物の層の分離の進行具合は、時間と共に変化する。この
ような状況のもとで、処理の効率化や自動化などを計る
ために、上澄水の層や、沈殿層の深さ、すなわち、上澄
層の水面から沈殿層の表面までの距離や、沈殿層の表面
から処理槽の底面までの距離を自動的に計測する音波式
の界面深さ計が利用されてきた。

【０００４】このような音波式の界面深さ計は、上澄層
の水面に音波の送受波器を配置して真下に向けて音波を
放射したのち、上澄槽と沈殿層との界面や、沈殿層と処
理槽の界面（処理槽の底面）で反射されて戻ってきた反
射波を受信し、音波の放射からその反射波の受信までに
要した音波の伝播時間を検出し、この伝播時間から上澄
層の深さや沈殿層の深さを計測している。

【０００５】上述のようにして得た、界面深さのデータ
は、ディジタルデータとして記録され処理されると共
に、図５に例示するように、ブラウン管や液晶パネル上
などにアナログ表示される。すなわち、図５に示すよう
に、所定の周期で検出された沈殿層の水面（０ｍ）から
の界面深さが縦軸に、経過時間が横軸に表示される。表
示データの幅は時間的なばらつきの大きさを示してい
る。また、時間軸を拡大した界面深さの計測データも一
緒に表示される。

【０００６】前述のように、上澄層の水面の位置は時間
的に変動するため、音波の送受波器を常時水面近傍に位
置させるように制御する必要がある。このための方法と
して、水面にブイを浮かべ、このブイに音波の送受波器
を取り付ける方法が考えられる。しかしながら、上澄層
と沈殿層との分離に先立って攪拌などの処理が行われた
り、分離後に沈殿層の抜取り処理などが行われ、これに
伴い液面がかなり揺れ動くことから、ブイの傾斜に伴っ
て音波の伝播経路が斜めになったり、ブイの移動に伴っ
て測定箇所が変動したりし、測定精度が低下するという
問題がある。

【０００７】水面への自動追随機能を備えた従来装置と
して、界面深さ検出用の音波の送受波器に、汚水濃度検
出用の音波の送受波器を付加したものをワイヤーで吊り
下げておき、汚水濃度検出用の送受波器で検出した水面
に２種類の送受波器が位置するようにワイヤーの繰り出
し長さを調整する機能を備えた界面深さ検出装置が知ら
れている。

【０００８】また、特開平８ー101058号公報には、処理
槽の上空に別途固定した音波の送受波器によって汚水の
水面位置を検出し、この検出した水面位置に合わせて上
下動自在に設置してある界面深さ検出用の送受波器を処
理槽内で上下させるという構成が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置のうち、
音波の送受波器をワイヤーで吊り下げる構成の界面深さ
検出装置は、界面深さの測定用と水面の自動検出用に２
種類の音波の送受波器が必要になるため、ワイヤーの吊
り下げ負荷が大きくなり、これを上下動させる機構も大
型になるなどの問題がある。

【００１０】また、上記特開平８ー101058号公報に記載
された界面深さ検出装置では、水面を検出するための音
波の送受波器と界面深さを検出するための音波の送受波
器とが必要になるという点で、装置が高価になるという
問題がある。

【００１１】さらに、上記従来の界面深さの検出装置
は、いずれも、界面深さ検出用の音波の送受波器を水面
の高さに応じて上下させるための昇降機構を処理槽内に
設置することが必要になる。しかしながら、処理槽内の
汚水からは種々の腐食性の気体が発生するため、そのよ
うな昇降機構が腐食されてしまい動作不能になり兼ねな
いという問題もある。

【００１２】従って、本発明の目的は、音波の送受波器
に対する昇降機構が不要で、しかも水面検出用の音波の
送受波器を別途必要としない簡易・安価な界面深さ検出
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明に係わる廃液処理装置の界面深さ検出装置
は、廃液の液面に浮遊せしめられる浮遊体とこの浮遊体
に固定された音波の送受波器とを備えた本体部分と、こ
の本体部分の廃液の液面の変化に伴う鉛直方向への変位
を許容しかつその水平方向への変位及び水平面内に想定
した軸の周りの回転を拘束する変位・回転拘束手段とを
備えている。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一つの好適な実施の形態
によれば、変位・回転拘束手段は、処理槽の内部の複数
箇所から鉛直上方に延長されるガイドポストと、本体部
分の複数箇所からガイドポストの一つまで延長されて摺
動自在に保持される連結体とを備えている。本発明の他
の好適な実施の形態によれば、変位・回転拘束手段は、
処理槽の上方において鉛直上方に延長されるガイドポス
トと、本体部分の中央部から鉛直上方に延長されガイド
ポストに摺動自在に係合される棒状体とを備えている。
以下、本発明の更なる詳細を実施例と共に説明する。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の界面深さ検出装
置の構成を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。図
２は、図１の界面深さ検出装置の本体部分１０を拡大し
て示す拡大断面図である。

【００１６】本体部分１０は、図２に示すように、樹脂
製の円環状の浮遊体１１と、この浮遊体１１の底部に固
定された円形の樹脂製の底板１２と、この底板の中央部
分に固定された超音波の送受波器１３と、この送受波器
１３の送受波面に水を噴射するノズル１４とを備えてい
る。更に、この本体部分は、電磁弁１５と、ケーブル１
６と、水を供給するためのホース１７とを備えている。

【００１７】送受波器１３の送受波面は、底板１２に形
成された開口を通過してその底面の高さと一致するよう
に配置されており、この送受波面から直接汚水中に超音
波パルスが放射され、界面で発生し上方に伝播してきた
反射パルスがこの送受波面に直接受信される。超音波パ
ルスに変換される前の送信電気パルスと、反射パルスか
ら変換された受信電気パルスはケーブル１６を通して図
示しない処理槽の外部に設置されている装置と送受され
る。

【００１８】圧縮空気を供給するためのホース１７内に
は、電磁弁１５に開閉制御信号を伝達するケーブルが内
蔵されている。処理槽の外部からこのケーブルを介して
電磁弁にパルス状の開信号が伝達することにより、ノズ
ル１４から送受波器１３の送受波面に水を噴射させ、送
受波面に付着した汚泥を吹き飛ばすことにより、送受波
面を清浄化する。

【００１９】上記構成の本体部分１０に対する変位と回
転とを拘束する変位・回転拘束機構２０は、図１に示す
ように、処理槽の内部から真上に向けて直立するガイド
ポスト２７，２８と、これらガイドポスト２７，２８の
それぞれに摺動自在に係合せしめられる円環２３，２６
と、円環２３と本体部分１０の一方の側を連結する連結
体の対（２１，２２）と、円環２６と本体部分１０の他
方の側を連結する連結体の対（２４，２５）とから構成
されている。

【００２０】汚水の水面が、図１の（Ｂ）に実線と点線
とによって例示するように変動すると、本体部分１０も
水面と共に上下する。本体部分１０の水平方向への変位
と、水平面内に想定した軸の周りの本体部分１０の回転
は拘束機構２０によってかなりの程度拘束される。すな
わち、水面に立った波によって本体部分１０が水平面か
ら傾斜しようとしても、この傾斜はかなりの程度拘束さ
れる。このため、送受波器１３からは超音波が鉛直下方
に放射されると共に沈殿層の界面からは鉛直上方に伝播
される反射波が発生する。この結果、超音波が鉛直方向
から傾いて伝播することに伴って生じる測定データのば
らつきとこれに伴う表示画面の乱れがかなりの程度緩和
される。

【００２１】図３は、図１の実施例における本体部分１
０とは異なる構成の本体部分４０の構成を示す斜視図で
ある。この本体部分４０では、浮遊体が２本の中空円筒
体４１，４２と、これらの連結する連結板４３，４４と
から構成されると共に、超音波の送受波器４６が連結板
４３に固定された取付け具４５を介して中空円筒体４
１，４２の中心線の周りに回転自在に装着されている。

【００２２】図１の実施例では、ガイドポスト２７，２
８と限られた剛性の連結体の対（２１，２２）、（２
４，２５）とによって本体部粉１０の変位と回転とを拘
束する構成では、水面の傾斜に伴う本体部分１０の回
転、特にガイドポスト２７，２８と本体部分１０を通る
直線の周りの回転を十分には抑制できない。そこで、図
３に示すように、送受波器４６を取付け具４５によって
中空円筒体４１，４２の中心線と平行な直線の周りに回
転自在に保持すると共に、中空円筒体４１，４２の中心
線がガイドポスト２７と２８とを通る直線に平行になる
ように配置することにより、このガイドポスト２７と２
８とを通る直線の周りに回転しても、送受波器４６がそ
の自重によって鉛直状態を保持することができる。

【００２３】図４は、本発明の他の実施例の界面深さ検
出装置の構成を示す断面図である。本体部分１０は、図
２を参照しながら既に説明した第１の実施例のものとほ
ぼ同様であるが、送受波器１３の上面には鉛直上方に延
長される中空のパイプ１８が固定されると共に、このパ
イプ１８内に電気パルス信号を伝達するケーブル１６が
処理槽の外部に延長されている。また、送受波器１３の
送受波面に水を噴射するノズル、電磁弁及びホースは省
略されている。

【００２４】上記構成の本体部分１０の変位と回転とを
拘束するための拘束機構３０は、図４に示すように、処
理槽の上方に鉛直に設置される円筒のガイドポスト３１
と、このガイドポスト３１を保持するアーム３２，３３
とから構成されている。本体部分１０から直立するパイ
プ１８は、その外周面がガイドポスト３１の内周面との
間に多少の間隙を形成する状態で、このガイドポスト３
１内に収容される。

【００２５】このように、本体部分１０は、上記拘束機
構３０によって、処理槽内に想定した水平面内の同一箇
所の水面上に位置するように拘束されている。すなわ
ち、汚水の水面が図４中に実線と点線とによって例示す
るように変動した場合でも、本体部分１０は、水面面内
では同一の位置に留まりながら水面の上下と共に上下す
る。

【００２６】このような拘束機構であるから、本体部分
１０の水平面内の変位だけではなく水面が傾いても本体
部分１０の傾斜は生じなくなり、送受波器１３からは超
音波が鉛直下方に放射されると共に沈殿層の界面からは
鉛直上方に伝播される反射波が発生する。この結果、超
音波が鉛直方向から傾いて伝播することに伴って生じる
測定値のばらつきと表示画面上のばらつきが軽減され
る。

【００２７】以上詳細に説明したように、本発明の界面
深さ検出装置は、廃液の液面に浮遊せしめられる本体部
分に対し、廃液の液面の変化に伴う鉛直方向への変位を
許容しかつその水平方向への変位及び水平面内に想定し
た軸の周りの回転を拘束する変位・回転拘束手段を備え
る構成であるから、音波の送受波器に対する昇降機構が
不要で、しかも水面検出用の音波の送受波器を別途必要
としない簡易・安価な界面深さ検出装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の界面深さ検出装置の構成を
示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。

【図２】図１の界面深さ検出装置の本体部分を拡大して
示す拡大断面図である。

【図３】図１の界面深さ検出装置の本体部分の他の構成
例を拡大して示す拡大断面図である。

【図４】本発明の他の実施例の界面深さ検出装置の構成
を示す断面図である。

【図５】ブラウン管や液晶パネル上などにアナログ表示
される測定データの表示画面の一例を示す図である。

【符号の説明】

10,40 本体部分 11 浮遊体 12 底板 13 送受波器 14 水噴射用ノズル 18 パイプ 21,22 連結体 24,25 連結体 23,26 円環 27,28,31ガイドポスト

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃液の液面に浮遊せしめられる浮遊体とこ
   の浮遊体に固定された音波の送受波器とを備えた本体部
   分と、 前記本体部分を、前記廃液の液面の変化に伴う鉛直方向
   への変位を許容すると共に水平方向への変位及び水平面
   内に想定した軸の周りの回転を拘束する変位・回転拘束
   手段とを備えたことを特徴とする廃液処理装置の界面深
   さ検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記変位・回転拘束手段は、 前記処理槽の内部の複数箇所から鉛直上方に延長される
   ガイドポストと、 前記本体部分の複数箇所から前記ガイドポストの一つま
   で延長されて摺動自在に保持される連結体とを備えたこ
   とを特徴とする廃液処理装置の界面深さ検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記変位・回転拘束手段は、 前記処理槽の上方において鉛直上方に延長されるガイド
   ポストと、 前記本体部分の中央部から鉛直上方に延長され前記ガイ
   ドポストに摺動自在に係合される棒状体とを備えたこと
   を特徴とする廃液処理装置の界面深さ検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のそれぞれにおいて、 前記送受波器の送受波面に圧縮空気を噴射しこれに付着
   した異物を吹き飛ばす水噴射手段を更に備えたことを特
   徴とする廃液処理装置の界面深さ検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のそれぞれにおいて、 前記浮遊体は、環状中空体と、この環状中空体の底部に
   取付けられると共に前記音波の送受波器が設置される板
   状体とを備えたことを特徴とする廃液処理装置の界面深
   さ検出装置。