JP2002240960A - ホッパ貯留物の掻き均し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な構造であり、且つ構成部材の損傷防止が
図れるホッパ貯留物の掻き均し装置を提供する。 【解決手段】ホッパＨ内の貯留物Ｆを掻き均す掻き均し
装置１において、貯留物Ｆに接触して貯留物Ｆを均す均
し部材２と、均し部材２を垂下支持し、水平面上を回転
する回転部材３と、貯留物Ｆとの接触により均し部材２
に加わる負荷を緩衝させる負荷緩衝手段４と、を備える
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホッパ貯留物の掻
き均し装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水処理システムにおいては沈砂やスクリ
ーンかす（し渣）等を一時的に貯留する目的でホッパが
設けられることが多く、その場合、上方に配設したシュ
ータから沈砂やし渣等をホッパに落下投入するというラ
イン形態が一般的である。これら水処理システムにおけ
る処理対象物はその性質上、ホッパに落下投入された際
には平坦状とはならずに山形に堆積し易く、ホッパ内に
非貯留部の無駄なスペースが生じやすいという問題があ
る。

【０００３】この問題に対し、ホッパ内の貯留物を平坦
状に均す均し装置を別途設けるという手法が従来より行
われており、その均し方法としては主に次のようなもの
がある。先ず第１には図５（ａ）に示すようにホッパＨ
のケーシングに振動を与えることにより貯留物Ｆの山形
の堆積形状を崩していくという方法、第２には図５
（ｂ）に示すようにフライト式の掻き均し装置５１を設
け、そのエンドレスチェン５２に間隔的に複数取り付け
た掻き寄せ板５３により貯留物Ｆを掻き均していく方
法、第３には図５（ｃ）に示すようにホッパＨ内におい
て回転するアーム部材６１を設け、このアーム部材６１
自体により、或いは先端に取り付けた攪拌板６２により
貯留物Ｆを掻き均していく方法などがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先ず振動を与
える方法では高価な振動発生装置を要するという点や、
ホッパにおいては耐振性のケーシングとしなければなら
ないという問題があり、コスト面において問題があっ
た。また、フライト式の掻き均し装置５１による場合に
おいても装置が複雑で高価なものとなり、また大型とな
るためレイアウトスペースを広く必要とするという問題
があった。これらの方法に比して図５（ｃ）に示した掻
き均し方法によれば装置の構造も簡易なものとなり、コ
スト面において有利である。しかしながら、前記したよ
うに貯留物Ｆの粘性が高い場合などには、掻き均しの際
に貯留物Ｆから受ける負荷が大きくなり、アーム部材６
１や攪拌板６２、また軸体６３やその駆動源のモータ
（図示せず）にそのまま過度の負荷がかかって、これら
の構成部材が損傷しやすいという問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
に創作されたものであり、簡易な構造であり、且つ構成
部材の損傷防止が図れるホッパ貯留物の掻き均し装置を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、ホッパ内の貯留物を掻き均す掻き均し装置に
おいて、貯留物に接触して貯留物を均す均し部材と、均
し部材を垂下支持し、水平面上を回転する回転部材と、
貯留物との接触により均し部材に加わる負荷を緩衝させ
る負荷緩衝手段と、を備える構成とした。これにより、
モータや軸体等、装置を構成する部材の損傷防止及び使
用寿命の長期化が実現される。また、前記負荷緩衝手段
を、前記均し部材を柔軟性を有する部材とする構成とす
れば、均し部材が貯留物の表層の凹凸に追従して屈曲し
ながら掻き均していくことになり、より効率的に貯留物
を掻き均すことができる。

【０００７】また、上下方向における前記均し部材の下
端部の位置を調整可能とする位置調整手段を備える構成
とすれば、貯留物の種類、粘性、堆積レベル、貯留時
間、その他の状態に応じて均し部材の下端部の位置を適
宜に調整できるため、効率的な掻き均しが可能となる。

【０００８】また、貯留物の堆積レベルを検知する検知
手段を設け、該検知手段の検知信号に基づいて前記位置
調整手段を作動させる構成とすれば、貯留物に対する均
し部材の高さ位置の調整が素早く、無人で自動的に行わ
れるようになり、安定した掻き均し作業及び人的コスト
の削減が実現される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明について図１〜図４を参照
しながら説明する。先ず、ホッパＨは例えば水処理シス
テム中において設置され、シュータＳから落下投入され
る沈砂やし渣等を貯留物として一時的に貯留する。ホッ
パＨは、図に示すように上部に大きく開口した投入部Ｈ
ａ、下部に排出部Ｈｂを形成した略四角錘台形状を呈す
るものの他、円錐台形状を呈するものなど貯留物を貯留
可能であれば、そのケーシングの形状は特に限定される
ものではない。排出部Ｈｂの下方には例えばベルトコン
ベアＣ等が配設される。

【００１０】本発明にかかるホッパ貯留物の掻き均し装
置１は、貯留物Ｆに接触して貯留物Ｆを均す均し部材２
と、均し部材２を垂下支持し、水平面上を回転する回転
部材３と、貯留物Ｆとの接触により均し部材２に加わる
負荷が直接的に回転部材３に伝達しないように前記負荷
を緩衝させる負荷緩衝手段４と、を備えることを主な特
徴とするものである。本形態では、負荷緩衝手段４とし
て、均し部材２を柔軟性を有する部材とする構成として
いる。

【００１１】ホッパＨの上方には、その出力軸Ｍａを下
方に向けた減速機付きのモータＭが図示しないブラケッ
トに取り付けられて配設されており、出力軸Ｍａにはカ
ップリング５等を介して軸体６が鉛直状に取り付けられ
ている。軸体６の下端には、Ｌ形鋼材などからなるアー
ム７が平面視十文字状となるように水平方向に延設され
ており、このアーム７が前記回転部材３に相当する。モ
ータＭを駆動すると、各アーム７は軸体６を中心に水平
面上を回転する。

【００１２】各アーム７には、均し部材２としてリンク
チェン８が複数列にわたって吊り掛けられている。吊り
掛け態様としては、例えばアーム７にその長手方向に沿
って適宜間隔にて複数の吊り掛け用孔７ａを穿設し、こ
の各吊り掛け用孔７ａにフック部材９等を介してリンク
チェン８を垂下させる。フック部材９は吊り掛け用孔７
ａに対して自由度をもって、つまり可動となるように吊
り掛けられ、フック部材９とリンクチェン８の上端のチ
ェン片も互いに可動となるように連結される。無論、ア
ーム７に直接リンクチェン８を垂下させるようにしても
良い。また、柔軟性を有する均し部材２としてはリンク
チェン８に限らず、互いに自由度をもって連結された多
関節式の条体や帯状体、また場合によっては可撓性を有
する部材、例えば合成ゴム材などの弾性部材から構成す
ることも可能である。

【００１３】以上の構成により、モータＭを駆動すると
アーム７が軸体６を中心に回転し、垂下した各リンクチ
ェン８がホッパＨ内の貯留物Ｆを回転しながら掻き均し
ていく。貯留物Ｆが例えば高い粘性を有していたり、或
いは局部的に固形化して接触抵抗が大きい場合であって
も、貯留物Ｆとの接触によりリンクチェン８が受ける負
荷はリンクチェン８の各リンク部において、またフック
部材９とアーム７との連結部において緩衝されることと
なり、アーム７や軸体６、モータＭの出力軸Ｍａにおい
ては貯留物Ｆから受ける負荷がほとんど無視できる程度
にまで低減されることとなる。これにより駆動源たるモ
ータＭや軸体６、アーム７等、装置を構成する部材の損
傷防止及び使用寿命の長期化が実現される。

【００１４】また、均し部材２を柔軟性を有さない部材
とした場合、例えば図４に示すように単なる鋼棒１０な
どから構成した場合の一例としては、前記フック部材９
にてこの鋼棒１０をアーム７に対し可動として複数列垂
下させる構造とする。これにより鋼棒１０が貯留物Ｆか
ら受ける負荷はフック部材９とアーム７（吊り掛け用孔
７ａ）との自由度を有した連結部（負荷緩衝手段４に相
当）にて緩衝されることになり、この場合も、軸体６や
モータＭの出力軸Ｍａにおいて貯留物Ｆに起因する負荷
がほとんど無視できる程度にまで低減されることとな
る。しかし、均し部材２を柔軟性を有した部材とすれ
ば、特に前記したようにリンクチェン８等の多関節式の
部材とすれば、貯留物Ｆの表層の凹凸に追従して屈曲し
ながら掻き均していくため、より効率的に貯留物Ｆを掻
き均すことができる。また、汎用性のあるリンクチェン
を用いることで経済的な掻き均し装置１とすることがで
きる。

【００１５】さて、掻き均し効率の点から見ると均し部
材２の下端部が常に貯留物Ｆの表層部に接触している状
態が好ましく、定量的にし渣等が投入される場合には予
め均し部材２を適宜な高さ位置に調整しておくことで貯
留物Ｆを効率的に掻き均すことができるようになる。し
かし、シュータＳから投入されるし渣等は必ずしも定量
とならない場合が多く、加えてし渣自体の粘性や局部的
な固形化に起因してホッパＨ内における貯留物Ｆの貯留
レベル（堆積レベル），貯留分布は絶えず変化しやす
く、予めセッティングした均し部材２と貯留物Ｆとの位
置関係がずれてきて、例えば均し部材２が貯留物Ｆに対
し非接触となって空回り状態になるなどの事態も起こり
得る。

【００１６】そこで本発明では、上下方向における均し
部材２の下端部の位置を調整可能とする位置調整手段１
１（図３（ｂ））を設ける構成としている。この位置調
整手段１１としてはフック部材９に対するリンクチェン
８の引っ掛け位置を変更するなど均し部材２自体の長さ
を調整する方法や均し装置１全体を上下に昇降させる方
法等がある。後者の方法としては例えば前記モータＭを
取り付けたブラケットごと送りねじ機構により昇降させ
る構造などであり、オートとする場合には別途に電動モ
ータを設けてスイッチ操作により当該電動モータを正逆
回転させ掻き均し装置１全体を昇降させるようにすれば
良い。

【００１７】以上のように位置調整手段１１を設ける構
成とすれば貯留物Ｆの種類、粘性、堆積レベル、貯留時
間、その他の状態に応じて均し部材２の下端部の位置を
適宜に調整できるため、効率的な掻き均しが可能とな
る。また、ホッパＨ内の洗浄、その他のメンテナンス作
業を行う場合においても、位置調整手段１１により均し
部材２の位置を上昇させておくことで作業空間を広く確
保でき、作業効率が向上するという効果が奏される。さ
らに、前記したようにスイッチ操作により電動モータを
正逆駆動させて位置調整を行う構成とすれば、定期巡回
中の作業員がその都度貯留物Ｆの状態をチェックして調
整する際、容易に且つ素早い位置調整が可能となる。

【００１８】ここで例えば作業員の巡回チェックの間隔
が長いと長時間にわたる均し部材２と貯留物Ｆの位置関
係のずれに気づきにくいという事態も考えられ、掻き均
し効率が低下するという問題がある。この問題に対し、
本発明では人が介在することなく均し部材２の高さ位置
が素早く自動的に調整される構成とし、具体的には貯留
物Ｆの堆積レベルを検知する検知手段１２を設け、該検
知手段１２の検知信号に基づいて前記位置調整手段１１
を作動させる構成としている。

【００１９】検知手段１２としては、光学式のセンサに
より貯留物Ｆの表面高さを検知する方法などもあるが、
本形態においては、構造の簡易性及び検知精度の向上の
観点から均し部材２（チェンリンク８）に感圧式センサ
１３を取り付ける構成としている。感圧式センサ１３は
例えば抵抗歪式のセンサであり、その受力部１４を下方
に向けてチェンリンク８にねじ止めなどにより固定す
る。感圧式センサ１３はチェンリンク８の最下端のチェ
ン片に取り付けることにより受力部１４が直接貯留物Ｆ
から力を受けるようにしても良いが、本形態では図３
（ａ−１）等に示すように、例えば最下から数個目のチ
ェン片８ａに第１の感圧式センサ１３ａを、その数個上
方のチェン片８ｂに第２の感圧式センサ１３ｂを固定
し、そのそれぞれ直下に連結するチェン片８ｃ，８ｄと
の接触により各受力部１４が受力する構成としてある。
チェン片８ｃ，８ｄは回転方向における前後どちらにも
屈曲する可能性があるため、図３（ａ−１）等に示すよ
うに感圧式センサ１３ａ，１３ｂはそれぞれ前後一対と
して設ける態様が望ましい。なお、本形態においては感
圧式センサ１３ａ，１３ｂを図３（ｂ）に示すように複
数列（３列）のチェンリンク８にそれぞれ取り付けてい
る。

【００２０】作用を説明すると、先ず図３（ａ−１）は
最下端のチェン片８ｅが貯留物Ｆと非接触の状態を示し
ており、全てのチェン片が垂直に吊り下げられた状態と
なるため、感圧式センサ１３ａ，１３ｂはいずれもＯＦ
Ｆの状態にある。このとき図３（ｂ）に示す制御装置１
５は位置調整手段１１を制御し、掻き均し装置１を下降
させる。そして、図３（ａ−２）に示すように、下降途
中において最下のチェン片８ｅが貯留物Ｆの表層部に接
触し、続いてチェン片８ｃも屈曲して感圧式センサ１３
ａの受力部１４に接触して押圧すると、貯留物Ｆの所定
の堆積レベルに対する信号として図３（ｂ）に示すよう
に検知信号ｓ１が感圧式センサ１３ａから制御装置１５
に送信される。制御装置１５はこの検知信号ｓ１を受信
すると位置調整手段１１の作動を停止させる。つまり掻
き均し装置１の下降動作を停止させる。これにより貯留
物Ｆは図３（ａ−２）のように常に所定のチェン片８
ｃ，８ｅにより表層部の掻き均しが行われることとな
る。

【００２１】なお、貯留物Ｆの表層部の凹凸形状が甚だ
しい場合においては、制御装置１５への検知信号ｓ１の
入力が途絶えた場合、単にチェンリンク８が局所的な凹
部を通過しているだけなのか、それとも貯留物Ｆ全体の
堆積レベルが低下してきたことによるものなのかその判
定は困難である。そこで、ある検知信号ｓ１の入力から
一定時間、例えば６０秒間において次の検知信号ｓ１の
入力がなかった場合には、既に貯留物Ｆ全体の堆積レベ
ルが低下したものとして、再び制御装置１５により掻き
均し装置１を下降させ、再び新たな検知信号ｓ１が入力
されたら下降停止させるようにすれば良い。これによ
り、図３（ａ−２）の状態が維持されることになるの
で、安定した掻き均しが実現されることとなる。

【００２２】逆に図３（ａ−２）の状態から例えばシュ
ータＳからの投入量が不意に多くなり、貯留物Ｆ全体の
堆積レベルが図３（ａ−３）に示すように上昇した場合
にはチェン片８ｄが屈曲して第２の感圧式センサ１３ｂ
の受力部１４に接触することになる。このときに感圧式
センサ１３ｂにおいて発せられる検知信号ｓ２が制御装
置１５に送信されると、制御装置１５は位置調整手段１
１を制御して掻き均し装置１を上昇させる。この場合の
上昇ストロークは予めシミュレーション等により定めて
おいても良いし、また感圧式センサ１３ａ，１３ｂの検
知信号ｓ１，ｓ２が共にＯＦＦとなる位置まで一旦上昇
させ、その後、下降させて検知信号ｓ１のみが発せられ
る状態、つまり図３（ａ−２）の状態となるようにする
構成としても良い。

【００２３】なお、前記したように本形態では複数列の
チェンリンク８（図３（ｂ）には３列として図示され
る）にそれぞれ感圧式センサ１３ａ，１３ｂを取り付け
ているが、以上に説明した制御装置１５による制御は、
これら複数列のチェンリンク８の内、いずれか１つにお
ける検知信号ｓ１，ｓ２に基づいて行うようにしても良
いし、いずれか複数のチェンリンク８における検知信号
ｓ１，ｓ２に基づいて、或いは全てのチェンリンク８に
おける検知信号ｓ１，ｓ２に基づいて行うようにしても
良い。

【００２４】以上のように、貯留物Ｆの堆積レベルを検
知する検知手段１２を設け、検知手段１２の検知信号に
基づいて位置調整手段１１を作動させる構成とすれば、
貯留物Ｆに対する均し部材２の高さ位置の調整が素早
く、無人で自動的に行われるようになり、安定した掻き
均し作業及び人的コストの削減が実現される。また、検
知手段１２として、均し部材２においてその上下方向に
複数の感圧式センサ１３（感圧式センサ１３ａ，１３
ｂ）を取り付ける構成とすれば、簡易な構造及び貯留物
Ｆの堆積レベルの検知精度の向上が実現される。

【００２５】以上、本発明について好適な実施形態を説
明したが、本発明はこれらの実施形態に限られることな
く、その趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能
である。また、貯留物として沈砂やし渣に限られること
なく乾燥した粉体などにおいても本発明は適用可能であ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が奏さ
れる。 （１）貯留物に接触して貯留物を均す均し部材と、均し
部材を垂下支持し、水平面上を回転する回転部材と、貯
留物との接触により均し部材に加わる負荷を緩衝させる
負荷緩衝手段と、を備える構成とすれば、モータや軸体
等、装置を構成する部材の損傷防止及び使用寿命の長期
化が実現される。 （２）また、上下方向における均し部材の下端部の位置
を調整可能とする位置調整手段を設ける構成とすれば貯
留物の種類、粘性、堆積レベル、貯留時間、その他の状
態に応じて均し部材の下端部の位置を適宜に調整できる
ため、効率的な掻き均しが可能となる。 （３）貯留物の堆積レベルを検知する検知手段を設け、
検知手段の検知信号に基づいて位置調整手段を作動させ
る構成とすれば、貯留物に対する均し部材の高さ位置の
調整が素早く、無人で自動的に行われるようになり、安
定した掻き均し作業及び人的コストの削減が実現され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るホッパ貯留物の掻き均し装置を示
す側面説明図である。

【図２】本発明に係るホッパ貯留物の掻き均し装置を示
す外観斜視図である。

【図３】位置調整手段及び検知手段を示す説明図であ
る。

【図４】均し部材を鋼棒とした場合における掻き均し装
置を示す側面説明図である。

【図５】従来のホッパ貯留物の掻き均し装置を示す側面
説明図である。

【符号の説明】

Ｆ 貯留物 Ｈ ホッパ １ 掻き均し装置 ２ 均し部材 ３ 回転部材 ４ 負荷緩衝手段 ８ リンクチェン １１ 位置調整手段 １２ 検知手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホッパ内の貯留物を掻き均す掻き均し装
   置であって、 貯留物に接触して貯留物を均す均し部材と、 均し部材を垂下支持し、水平面上を回転する回転部材
   と、 貯留物との接触により均し部材に加わる負荷を緩衝させ
   る負荷緩衝手段と、 を備えることを特徴とするホッパ貯留物の掻き均し装
   置。
2. 【請求項２】 上下方向における前記均し部材の下端部
   の位置を調整可能とする位置調整手段を備えることを特
   徴とする請求項１に記載のホッパ貯留物の掻き均し装
   置。
3. 【請求項３】 貯留物の堆積レベルを検知する検知手段
   を設け、該検知手段の検知信号に基づいて前記位置調整
   手段を作動させる構成としたことを特徴とする請求項２
   に記載のホッパ貯留物の掻き均し装置。