JP5758345B2

JP5758345B2 - インペラ

Info

Publication number: JP5758345B2
Application number: JP2012107411A
Authority: JP
Inventors: 俊康柄澤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: JP2013233507A

Description

本発明は、縦軸型の曝気装置に設けられるインペラに関する。

下水処理施設等における被処理水の曝気に使用するものとして、縦軸型の曝気装置が知られている。この縦軸型の曝気装置に設けられるインペラとして、例えば、特許文献１には、縦軸から径方向外側に突出する複数の撹拌羽根と、撹拌羽根同士を連結する複数のコーン状板（つなぎ板）と、を備えるものが記載されている。縦軸とコーン状板との間には、径方向の隙間が設けられている。このようなインペラを、撹拌羽根の一部が水面上に突出すると共にコーン状板が水面下に隠れるように槽内の被処理水に水没させて回転させると、被処理水が撹拌されると同時に、インペラのポンプ作用により被処理水が揚水され、揚水された被処理水の一部は、コーン状板の下面に沿って流動し、撹拌羽根においてコーン状板よりも下方に突出する部分により加速されて、遠心力により大気中に飛ばされる。また、揚水された被処理水の残りは、軸とコーン状板との隙間からコーン状板の上面に移動し、撹拌羽根においてコーン状板よりも上方に突出する部分により加速されて大気中に飛ばされる。そして、大気中に飛ばされた被処理水は、酸素が取り込まれた状態で槽内に戻される。

特許第３９０８３６５号

上述のようなインペラにおいては、動力を増加させることなく、被処理水に対する酸素の供給効率を向上することが望まれている。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、動力を増加させることなく、被処理水に対する酸素の供給効率を向上できるインペラを提供することを目的とする。

本発明に係るインペラは、縦軸型の曝気装置の縦軸に設けられ、被処理水に浸漬し回転することで被処理水を曝気するインペラであって、縦軸から径方向外側に延びる複数の主撹拌羽根と、周方向において隣り合う二つの主撹拌羽根の間に配置されて当該二つの主撹拌羽根同士を連結し、径方向において縦軸との間に隙間を介して配置される複数のつなぎ板と、周方向において隣り合う二つの主撹拌羽根の間に当該二つの主撹拌羽根と離間して配置され、つなぎ板の上面から上方に突出すると共に径方向外側に延びる補助撹拌羽根と、を備える。

本発明に係るインペラでは、隣り合う二つの主撹拌羽根は、縦軸との間に隙間を設けて配置されるつなぎ板により連結されており、このつなぎ板には、その上面から上方に突出すると共に径方向外側に延びる補助撹拌羽根が設けられている。従って、主撹拌羽根及び補助撹拌羽根の一部が水面上に突出すると共につなぎ板が水面に隠れる程度にインペラを被処理水に水没させて回転させると、縦軸とつなぎ板との間の隙間からつなぎ板の上方に進入した被処理水は、主撹拌羽根及び補助撹拌羽根の双方によってより細かく分割された状態で加速されて大気中に飛ばされるため、主撹拌羽根のみを備えた従来のインペラに比して、飛沫が小さくなる。従って、飛沫と大気との接触面積が増加し、酸素の供給効率が向上する。一方、補助撹拌羽根はつなぎ板よりも下方には突出していないため、つなぎ板よりも下方において被処理水を撹拌するのは、従来のインペラと同様、主撹拌羽根のみとなる。従って、撹拌抵抗による動力の上昇が抑制される。また、縦軸とつなぎ板との間の隙間からつなぎ板の上面に移動する被処理水の量は、従来のインペラと略同様になるため、主撹拌羽根及び補助撹拌羽根による被処理水の加速に必要な動力は、従来のインペラと略同様になり、つなぎ板の上方の被処理水を飛ばすための動力の上昇も抑制される。よって、動力を増加させることなく、被処理水に対する酸素の供給効率を向上できる。

ここで、つなぎ板は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って上側に傾斜すると、つなぎ板の上方の被処理水は傾斜したつなぎ板に沿って上向きに良好に飛ばされ、当該箇所に縦軸とつなぎ板との間の隙間から被処理水が好適に進入しこれが連続するため、酸素の供給効率を一層向上できる。

本発明によれば、動力を増加させることなく、被処理水に対する酸素の供給効率を向上できるインペラを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るインペラを示す斜視図である。図１のインペラを示す平面図である。図２中のIII-III矢視図である。本発明の第２実施形態に係るインペラを示す平面図である。図４中のV-V矢視図である。

以下、本発明のインペラに係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は本発明の第１実施形態に係るインペラを示す斜視図、図２は図１のインペラを示す平面図、図３は図２中のIII-III矢視図である。

インペラ１Ａは、縦軸型の曝気装置の縦軸２に設けられ、被処理水に浸漬し回転することで被処理水を曝気するものであり、図１〜図３に示すように、主撹拌羽根３、つなぎ板４及び補助撹拌羽根５を備えている。

主撹拌羽根３は、被処理水を曝気及び撹拌するための板状の部材であって、縦軸２に対して周方向に沿って複数（ここでは８つ）設けられている。この主撹拌羽根３は、縦軸２から径方向外側に延びており、径方向内側から外側に向かうに従って上側に傾斜している。主撹拌羽根３は、ここでは、径方向視において断面略への字状を呈しており、への字状の下側の直線部分は上下方向に延在し（以下、垂直部分と呼ぶ）、上側の直線部分は回転方向に向けて屈曲されている。

つなぎ板４は、揚水性能と曝気性能とを両立するための板状の部材であって、主撹拌羽根３の個数と対応するように周方向に沿って複数（８つ）設けられており、周方向において隣り合う二つの主撹拌羽根３，３の間にそれぞれ配置されている。このつなぎ板４は、周方向に沿うと共に、主撹拌羽根３が延びる方向に沿って設けられており、隣り合う二つの主撹拌羽根３，３同士を連結している。つなぎ板４は、主撹拌羽根３の垂直部分に対して、上下方向の略中程に連結されている。つなぎ板４は、径方向において、縦軸２との間に隙間ｄを介して配置されており、径方向内側から外側に向かうに従って上側に傾斜して、主撹拌羽根３の外周側の端部よりもやや手前の位置まで延在している。

補助撹拌羽根５は、曝気性能を向上させるための板状の部材であって、ここでは、周方向において隣り合う二つの主撹拌羽根３，３の間にそれぞれ１つずつ配置されている。この補助撹拌羽根５は、隣り合う二つの主撹拌羽根３，３の間の略中央部に配置されており、これら二つの主撹拌羽根３，３と離間して配置されている。補助撹拌羽根５は、つなぎ板４の上面と連結されており、つなぎ板４の上面から上方に突出している。補助撹拌羽根５は、径方向において縦軸２との間に隙間ｄと略同様な隙間を介して配置されると共に、径方向外側に向けて延びており、つなぎ板４の外周側の端部よりも外側まで延びている。補助撹拌羽根５は、主撹拌羽根３と同様に、ここでは、径方向視において断面略への字状を呈しており、への字状の下側の直線部分は垂直方向に延在し、上側の直線部分は回転方向に向けて屈曲されている。補助撹拌羽根５を形成する材料としては、例えば、ステンレス等を採用することができる。

このようなインペラ１Ａを備える縦軸型の曝気装置では、主撹拌羽根３及び補助撹拌羽根５の径方向外側部分が水面上に突出すると共につなぎ板４が水面下に隠れるように、インペラ１Ａを槽内の被処理水に水没させた状態で回転させる。これにより、主撹拌羽根３においてつなぎ板４よりも下方に突出した部分により、被処理水が撹拌される。同時に、インペラ１Ａのポンプ作用により被処理水が揚水され、揚水された被処理水の一部は、つなぎ板４の下面に沿って流動し、主撹拌羽根３により加速されて、遠心力により大気中に飛ばされる。

特に、本発明に係るインペラ１Ａでは、隣り合う二つの主撹拌羽根３，３は、縦軸２との間に隙間ｄを設けて配置されたつなぎ板４により連結され、つなぎ板４には、その上面から上方に突出する補助撹拌羽根５が設けられているため、揚水され隙間ｄからつなぎ板４の上方に進入した被処理水は、主撹拌羽根３及び補助撹拌羽根５の双方によってより細かく分割された状態で加速されて大気中に飛ばされる。その結果、インペラ１Ａでは、主撹拌羽根３のみを備えた従来のインペラに比して、飛沫が小さくなり、飛沫と大気との接触面積が増加して酸素の供給効率が向上する。一方、補助撹拌羽根５はつなぎ板４よりも下方には突出していないため、つなぎ板４よりも下方において被処理水を撹拌するのは、従来のインペラと同様、主撹拌羽根３のみとなる。従って、撹拌抵抗による動力の上昇が抑制される。また、隙間ｄからつなぎ板４の上面に移動する被処理水の量は、従来のインペラと略同様になるため、主撹拌羽根３及び補助撹拌羽根５による被処理水の加速に必要な動力は、従来のインペラと略同様になり、つなぎ板４の上方の被処理水を飛ばすための動力の上昇も抑制される。よって、動力を増加させることなく、被処理水に対する酸素の供給効率を向上できる。

また、インペラ１Ａでは、主撹拌羽根３及び補助撹拌羽根５の双方がつなぎ板４の上方の被処理水を受け止めて加速するため、例えば、高速回転により曝気を行う場合においても、つなぎ板４の上方の被処理水を主撹拌羽根３及び補助撹拌羽根５の双方で好適に受け止めることができるため、被処理水が周方向に沿って主撹拌羽根３及び補助撹拌羽根５の上端部を乗り越えることが抑制される。その結果、飛沫が大きくなることなく、酸素の供給効率が低下することが抑制される。従って、高速回転により曝気を行う場合においても、被処理水に対する酸素の供給効率を向上できる。

また、インペラ１Ａでは、つなぎ板４は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って上側に傾斜しているため、つなぎ板４の上方の被処理水は傾斜したつなぎ板４に沿って上向きに良好に飛ばされ、当該箇所に隙間ｄから被処理水が好適に進入してこれが連続するため、酸素の供給効率を一層向上できる。

なお、インペラ１Ａを備える曝気装置をオキシデーションディッチに適用する場合、無酸素状態を形成する際に、インペラ１Ａを完全に水没させて回転させる。この場合、インペラ１Ａは低速回転させられるため、補助撹拌羽根５を追加したことによる撹拌抵抗の増加は問題とならない。

次に、第２実施形態に係るインペラについて説明する。

図４は本発明の第２実施形態に係るインペラを示す平面図、図５は図４中のV-V矢視図である。図４，５に示すように、本実施形態に係るインペラ１Ｂが第１実施形態に係るインペラ１Ａ（図２，３参照）と異なる点は、補助撹拌羽根５に代えて、これよりも短い補助撹拌羽根６を備えた点である。より具体的には、補助撹拌羽根６は、つなぎ板４の外周側の端部と略同様な位置まで延びている。このような補助撹拌羽根６を備えたインペラ１Ｂは、第１実施形態に係るインペラ１Ａと略同様な効果を奏する。

以上、本発明のインペラに係る実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、特に好ましいとして、補助撹拌羽根５，６は、縦軸２との間に隙間を介して配置されているが、縦軸２と連結されていてもよい。

また、上記実施形態では、補助撹拌羽根５，６は、隣り合う二つの主撹拌羽根３，３の間にそれぞれ１つずつ配置されているが、これら主撹拌羽根３，３の間に複数配置されていてもよい。また、隣り合う二つの主撹拌羽根３，３のうち、一部の主撹拌羽根３，３の間には、補助撹拌羽根５が設けられていない構成であってもよい。

また、上記実施形態では、主撹拌羽根３及び補助撹拌羽根５，６は、それぞれ断面略への字状を呈しているが、それ以外の形状の断面を呈していてもよい。

１Ａ，１Ｂ…インペラ、２…縦軸、３…主撹拌羽根、４…つなぎ板、５，６…補助撹拌羽根。

Claims

縦軸型の曝気装置の縦軸に設けられ、被処理水に浸漬し回転することで前記被処理水を曝気するインペラであって、
前記縦軸から径方向外側に延びる複数の主撹拌羽根と、
周方向において隣り合う二つの前記主撹拌羽根の間に配置されて当該二つの前記主撹拌羽根同士を連結し、径方向において前記縦軸との間に隙間を介して配置される複数のつなぎ板と、
周方向において隣り合う二つの前記主撹拌羽根の間に当該二つの前記主撹拌羽根と離間して配置され、前記つなぎ板の上面から上方に突出すると共に径方向外側に延びる補助撹拌羽根と、を備え、
前記つなぎ板は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って上側に傾斜する、
インペラ。