JP2005186036A

JP2005186036A - 振動ふるい装置

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Publication number: JP2005186036A
Application number: JP2003434491A
Authority: JP
Inventors: Koji Tachibana; 孝次橘; Masataka Omagari; 正孝尾曲; Takeyuki Kawanishi; 健之川西
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP4514451B2

Abstract

【課題】低周波音の発生を抑制するために、複雑な制御装置等を必要とせず、簡易且つ安価に稼働中の低周波音を低減することのできる振動ふるい装置を提案する。
【解決手段】枠体（１０）と、該枠体の内側に張設した網体（１２ａ，１２ｂ）と、枠体を振動させる起振体（１８）とを具備し、枠体が振動される間に、固形物を含む流動物を前記網体上で所定の方向に移動させながら、流動物から所定固形物をふるい分ける振動ふるい装置において、前記枠体の内部に、網体上を流動物が移動する領域（Ａ）と、移動しない領域（Ｂ）とに分割する区画部材（４０，４２，４４）を設けたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明はシールド工法などの土木工事における泥水処理等に使用される、砂利、砂、鉱石、廃棄物等の粒状体を泥水等の流動物からふるい分ける振動ふるい装置に関する。

従来、地下鉄等のトンネル工事、下水配管工事などの掘削工事において実施される泥水シールド工法においては、泥水中の固形物を分離するために振動ふるい装置が使用される。一般的に、この種の振動ふるい装置は、上段網状スクリーン及び下段網状スクリーンが枠体に取り付けられており、枠体の上部に加振体が固定されている。

加振体は不釣り合いの重りを持つ１対の偏心軸で構成され、枠体に取り付けた電動機からＶベルトなどの伝達手段を通じて、１０００ｒｐｍ程度で回転駆動される。回転により加振体及びこれに接合した枠体は水平に対して４５°程度の直線振動が与えられる。枠体は、所定の支持スプリングで支障されているので、枠体の振動は、設置床には直接的には伝わらない。

泥水は下段スクリーンに投入され、粗い粒子が除去される。下段スクリーンの網を落下したスラリーは、ふるい下の受け槽に溜まり、ポンプで上段スクリーンに投入される。上段スクリーンでは、スラリー中の固形物及びスラリーが濃縮された状態で網上に排出され、網下には液分が落下する。

投入された原水は、液分はスクリーンの網目を通過するが、網上に残るスラリー分は脱水され固形物だけに濃縮され、排出方向に移送される。

網上にスラリーが堆積した状態で振動ふるい装置を運転するため、枠体の振動に伴い、板状となったスクリーンから低周波音が発生し、空気中に伝搬する。伝搬した振動は、振動数が２０Ｈｚ程度以下であるため、低周波音であって耳には聞こえないが、家屋や建具などをがたつかせたり、人体への圧迫感が振動感など不快感を与えるなどの問題点があった。

上述の低周波の発生を防止するために、振動ふるい装置を複数台設置し、半数の振動ふるい装置を他の半数の振動ふるい装置に対して逆位相で運転する方法や、振動ふるい装置を上下に分割し、上下の枠体にそれぞれ起振機を互いに逆位相で振動させる方法が提案されている。しかしながら、前者では振動ふるいの設置台数を増加させなければならず、設置面積の増加も伴うという問題点があり、また後者では、２つの起振機が必要となり、これらを互いに逆位相で振動させるための複雑な制御装置が必要であるという問題点があった。

特許文献１では、低周波音の発生を防止するために、枠体と、枠体内に設置されたスクリーンと、枠体に固定された加振体とを備えた振動ふるい装置において、振動ふるい装置の近傍に振動板を設置し、加振体の回転軸と振動板とを伝達手段を介して連結し、振動板にスクリーンの振動と逆位相の振動を付与するようにした振動ふるい装置が開示されている。このように、特許文献１に開示されている振動ふるい装置によると、振動板にスクリーンの振動と逆位相の振動を付与するように加振体の回転軸と振動板とが伝達手段により連結されているので、振動ふるい装置を運転すると、スクリーンの振動によって加振体の振動による位相と同位相の低周波音が発生して、それぞれの低周波音が相殺されて振動の音圧レベルを低減させることができる。

特開平１１−１３８１０２号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来の振動ふるい装置によると、振動板にスクリーンの振動と逆位相の振動を付与するための特別な手段を必要とするので、振動の音圧レベルを低減さるための費用が高価なものとなる。

そこで、本発明では、低周波音の発生を抑制するために、複雑な制御装置等を必要とせず、簡易且つ安価に稼働中の低周波音を低減することのできる振動ふるい装置を提案するものである。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、枠体と、該枠体の内側に張設した網体と、枠体を振動させる起振体とを具備し、枠体が振動される間に、固形物を含む流動物を前記網体上で所定の方向に移動させながら、流動物から所定固形物をふるい分ける振動ふるい装置において、前記枠体の内部に、網体上を流動物が移動する領域と、移動しない領域とに分割する区画部材を設けたことを特徴とする振動ふるい装置が提供される。

本発明の振動ふるい装置によると、網体上を流動物が移動する領域と、移動しない領域とに分割する区画部材を設けたことにより、流動物が網体上を流動する際に、流動物は区画部材により所定の領域に流れるようになり、一方で流動物の流れない領域が形成される。これにより、空気振動の原因となる空気を通さない膜の面積、即ち振動する領域の面積が変化して、低周波領域の振動により空気を揺らすエネルギーが少なくなり、音圧レベルを低くすることが出来る。また、流動物の流れる幅が二分されて、振動する流動物の流れる幅が狭くなるとともに狭い幅で網が固定されているので、網体自体の振動幅が小さくなり、網体の振動に起因する空気の振動幅つまり音圧レベルを低くすることができる。さらに、振動する流動物の流れる幅が狭くなることで、網体上の流動物の固有振動数が高くなり、網の振動による空気の卓越振動数が高くなる。つまり障害となる低周波音領域（例えば２０Ｈｚ域）である起振機の振動と共振しなく、障害となる低周波音の振動域での振動が減少し、その域での音圧レベルを低くすることができる。また、周波数が高くなることで伝播する距離に応じた音圧の減衰が大きくなる。

前記枠体及び網体は、流動物の移動方向に関し所定の幅を有し、前記区画部材を前記網体の幅方向の中央部に設け、流動物の移動する領域が区画部材の両側となるようにしたことを特徴とする。これにより上記と同様の効果が得られる。或いは、前記枠体及び網体は、流動物の移動方向に関し所定の幅を有し、前記区画部材を前記網体の幅方向に関する中央部よりいずれかの側へ片寄って設け、流動物の移動する領域の面積が区画部材の両側で異なるようにしたことを特徴とする。振動する流動物の流れる幅が狭くなるとともに両側で幅が異なるので、網体上の流動物の固有振動数が高くなるとともに網の振動による空気の卓越振動数が異なる。つまり障害となる低周波音領域である起振機の振動と共振しなく、障害となる低周波音の振動域での振動が減少し、その域での音圧レベルをさらに低くすることができるとともに高周波数域における音圧レベルも低くすることができる。

前記区画部材は、流動物の網体への投入口の下側に設けた受け板と、該受け板の下側で流動物の移動方向に沿って略平行に設けた１対の仕切板からなり、投入口から投入された流動物が、前記受け板により前記１対の仕切板の外側の網体上の領域に導入され、前記１対の仕切板の間の領域には導入されないよう分割されることを特徴とする。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明を適用することのできる振動ふるい装置の平面図、図２はその正面図、図３はその側面図である。

振動ふるい装置は、略矩形の枠体１０と、この枠体１０の内側に張設された上下２段の下段網体（下段スクリーン）１２ａと上段網体（上段スクリーン）１２ｂとを具備する。枠体１０は、前後左右の支持部において、スプリング１４を含む支持装置を介して支持脚１６により適当な個所の設置面１７に設置される。

下段スクリーン１２ａと上段スクリーン１２ｂは互いに略平行に配置され、ふるい分けの対象物である、砂利、砂等の固形物や泥水等を含む流動物が移動する方向Ｑにやや上向きになるように傾斜して設置される。下段スクリーン１２ａは、比較的粗な網目、例えば２．０ｍｍの網目を有し、上段スクリーン１２ｂは比較的密な網目、例えば０．８ｍｍの網目を有する。また、本実施形態においては、下段スクリーン１２ａ及び上段スクリーン１２ｂとも流動物の移動方向に沿った長さは約３６０ｃｍ、幅は約１５０ｃｍである。

下段スクリーン１２ａ及び上段スクリーン１２ｂを含む枠体１０の全体を振動させる起振装置１８は、左右２つのモータ２０の回転がタイミングベルト２２を介して伝達され、矢印Ｐ方向の振動を発生させる。モータ２０の出力は、例えば、７．５ｋＷ×２、回転数は１０００ｒｐｍであるが、一方のタイミングベルト２２のプーリ径（例えば、モータ側２０ｃｍ、起振体側３０ｃｍ）を他方のタイミングベルト２２のプーリ径（例えば、モータ側１９ｃｍ、起振体側３０ｃｍ）と異ならせることによって、枠体１０の左右に加えられる振動の周波数を若干異ならせるようにしている。

振動ふるい装置に供給される流動物は、最初に、回転するサイクロン２４に供給され（矢印Ｎ１）、第１投入口２６から下段スクリーン１２ａの始端側（図２の左端側）に導入される。枠体１０の矢印Ｐ方向の振動に伴い、流動物は下段スクリーン１２ａ上を矢印Ｑ方向に移動されながら、下段スクリーン１２ａの網目（２０ｍｍ）を通過する泥水を含む砂、砂利等は、下方へ落下してシュート２８により回収される（矢印Ｒ）。一方、下段スクリーン１２ａの網目を通過しないで最後まで移動された粗な砂利等は、下段スクリーン１２ａの終端側（図２の右端側）から回収口３０を経て回収される（矢印Ｓ）。

シュート２８により回収された、泥水を含む砂、砂利等の流動物（矢印Ｒ）は、再度サイクロン２４（矢印Ｎ２）に供給され、今度は、第２投入口３２から上段スクリーン１２ｂの始端側（図２の左端側）に導入され、再度、枠体１０の矢印Ｐ方向の振動によって上段スクリーン１２ｂ上を矢印Ｑ方向に移動されながら、上段スクリーン１２ｂの網目（０．８ｍｍ）を通過する泥水等は、下方へ落下して下段スクリーン１２ａの網目も通過して、シュート２８により回収される（矢印Ｒ）。一方、通過しないで最後まで移動された砂、砂利等は、上段スクリーン１２ｂの終端側（図２の右端側）から回収口３０を経て回収される（矢印Ｓ）。この作業を繰り返すことにより、下段のスクリーン１２ｂ又は上段スクリーン１２ｂの網目を通過しない砂利、砂等は、回収口３０より回収され、両者を通過した水に近い流動物はサイクロン２４の排水口から排水される（矢印Ｔ）。

図４は本発明の一実施形態を示す平面図、図５は正面図である。この実施形態では、上段スクリーン１２ｂに、網状スクリーン上を流動物が移動する領域と、移動しない領域とに分割する区画部材４０を設けたものである。この区画部材４０は、流動物の投入口３２の下側に、投入口の側に固定して設けられた、受け板４２と、この受け板４２の下側で、上段スクリーン１２ｂに固定して設けられた１対の仕切板４４とからなる。このような、受け板４２や仕切板４４は板材、例えば鋼板により形成することができる。

これらの１対の仕切板４４は、流動物の移動方向（矢印Ｑ）に沿って、即ち上段スクリーン１２ｂの長さ方向に沿って、略平行に所定の間隔ｔをあけて配置されている。図４に示す実施形態では、１対の仕切板４４は上段スクリーン１２ｂの長さに対して約半分の長さの位置まで延びている。そして網体の下に配したリブ材と仕切板４４とで網体を挟むように固定している。したがって、投入口３２から下方へ投入された流動物は、先ず受け板４２に当たり、１対の仕切板４４の外側のスクリーン上の領域Ａに導入され、仕切板４４の間の領域Ｂには導入されない。

流動物は、枠体１０の矢印Ｐ方向の振動と共に、上段スクリーン１２ｂの網目上を矢印Ｑに移動しながらふるい分けられるが、少なくとも１対の仕切板４４の延びている長さの領域までは、１対の仕切板４４により、流動物が分離され、領域Ａのみを移動し、領域Ｂには浸入しない。これにより、流動物が網状スクリーン上に導入される際に、部分的に流動物が移動しないスクリーン上の領域が形成されることになる。なお、実施形態では１対の仕切板４４が上段スクリーン１２ｂの長さに対して約半分の長さの位置までとしているが、１対の仕切板４４は枠体１０に張設した網体の上にその全長に亘って設けることができる。

起振装置１８の振動に伴う、低周波の空気振動の発生原因となる、比較的密な網目のスクリーン上の流動物によって形成される「膜」の領域の面積が少なくなり、低周波の音圧レベルが低下して、比較的遠くまで伝達する好ましくない低周波の音圧が低くなる、即ち、振動による空気を揺らすエネルギーが少なくなるものと考えられる。

また、流動物の流れる幅が二分されて、振動する流動物の流れる幅が狭くなるとともに狭い幅で網が固定されているので、網体自体の振動幅が小さくなり、網体の振動に起因する空気の振動幅つまり音圧レベルを低くすることができると考えられる。さらに、振動する流動物の流れる幅が狭くなることで、網体上の流動物の固有振動数が高くなり、網体の振動による空気の卓越振動数が高くなる。つまり障害となる低周波音領域である起振機の振動と共振しなく、障害となる低周波音の振動域での振動が減少し、その域での音圧レベルを低くすることができると考えられる。また、周波数が高くなることで伝播する距離に応じた音圧の減衰が大きくなることも一因と考えられる。

また、１対の仕切板４４をスクリーンの中央部よりも片寄って設けた場合には、振動する流動物の流れる幅が狭くなるとともに両側で幅が異なるので、網体上の流動物の固有振動数が高くなるとともに網の振動による空気の卓越振動数が異なる。つまり障害となる低周波音領域である起振機の振動と共振しなく、障害となる低周波音の振動域での振動が減少し、その域での音圧レベルをさらに低くすることができるとともに高周波数域における音圧レベルも低くすることができる。

次に、上記のような条件のもとで、図４及び図５に示した区画部材４０を構成する受け板４２及び仕切板４４を設けたもの（本発明）と、このような区画部材を何ら設けない場合（従来例）における低周波音障害の発生した２０Ｈｚ付近の音圧レベルを測定した結果について説明する。図６はシールド工法による掘削工事現場と、その現場内及び周囲の種々の場所Ａ〜Ｈにおいて測定を行なった状況を示している。工事現場５０を約３０ｍ×４３ｍの防音ドーム５２で覆い工事現場内の振動ふるい装置５４の近傍の地点Ａ、工事現場５０内の発進立坑５６の付近の地点Ｂ、工事現場の外側の道路等の地点Ｃ〜Ｈにおける測定結果は次の表１に示すとおりであった。

以上のように、本発明のように、流動物を移動させる領域を区切ることにより工事現場の周囲における２０Ｈｚ付近の音圧のレベルが相当程度に減少したことがわかる。例えば、振動ふるい装置５４から約６５ｍ離れた民家Ｈ地点においても、８６ｄＢから７０ｄＢへと大幅に減少していることがわかる。

図７は本発明の他の実施形態を示す平面図である。前述の実施形態では、区画部材４０を１対の仕切板４４で構成したが、この実施形態では、２個の円形の仕切板５０で構成する。これらの仕切板５０も同様に例えば鋼板により形成することができる。これらの２個の仕切板５０は、一方が流動物の移動方向（矢印Ｑ）の上流側に、他方が下流側に配置され、幅方向には略中央部に設けられている。図７に示す実施形態では、２個の円形仕切板５０は略同一の大きさであるが、両者を異なる大きさとしてもよい。この実施形態では、投入口３２から下方へ投入された流動物は、２つの円形仕切板５０の外側領域Ａを通過し、これらの円形仕切板５０、５２の内側には導入されず、網状スクリーン上で流動物が移動しない領域Ｂが形成されることになり、前述の実施形態と同様な作用が得られる。

以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。

なお、上記の実施形態では、流動物が移動しない領域Ｂの部分も網状スクリーンの一部として、即ち網目を配した領域として構成しているが、流動物が移動しない領域Ｂの部分には網目を配することなく、空気が自由に流通する開口部としておいてもよい。これにより、枠体１０と共に網状スクリーンが振動する際における、領域Ｂでの空気抵抗を減少ないしなくすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、枠体の内部に、網体上を流動物が移動する領域と、移動しない領域とに分割する区画部材を設けたことことにより、流動物が網体上を流動する際、流動物は区画部材により所定の領域に流れるようになり、一方で流動物の流れない領域が形成され、これにより、網面上に形成される、空気を振動させる原因となる空気を通さない膜の面積、即ち振動する領域の面積が変化して、低周波領域の振動によりる空気を揺らすエネルギーが少なくなり、音圧レベルが低くなる。

また、流動物の流れる幅が二分されて、振動する流動物の流れる幅が狭くなるとともに狭い幅で網が固定されているので、網体自体の振動幅が小さくなり、網体の振動に起因する空気の振動幅つまり音圧レベルを低くすることができる。さらに、振動する流動物の流れる幅が狭くなることで、網体上の流動物の固有振動数が高くなり、網の振動による空気の卓越振動数が高くなる。つまり障害となる低周波音領域（例えば２０Ｈｚ域）である起振機の振動と共振しなく、障害となる低周波音の振動域での振動が減少し、その域での音圧レベルを低くすることができる。また、周波数が高くなることで伝播する距離に応じた音圧の減衰が大きくなる。

本発明を適用可能な振動ふるい装置の平面図である。同振動ふるい装置の正面図である。同振動ふるい装置の側面図である。本発明の実施形態に係る振動ふるい装置の一部を示す平面図である。同振動ふるい装置の一部を示す正面図である。音圧レベルを測定した地点を示す概略図である。本発明の他の実施形態に係る振動ふるい装置の一部を示す平面図である。

符号の説明

１０…枠体
１２ａ、１２ｂ…スクリーン（網体）
１８…起振装置
３２…投入口
４０…区画部材
４２…受け板
４４…仕切板
５０…円形仕切板

Claims

枠体と、該枠体の内側に張設した網体と、枠体を振動させる起振体とを具備し、枠体が振動される間に、固形物を含む流動物を前記網体上で所定の方向に移動させながら、流動物から固形物をふるい分ける振動ふるい装置において、前記枠体の内部に、網面上を流動物が移動する領域と、移動しない領域とに分割する区画部材を設け、前記枠体の振動により発生する低周波音の影響を低減するようにしたことを特徴とする振動ふるい装置。
前記枠体及び網体は、流動物の移動方向に関し所定の幅を有し、前記区画部材を前記網体の幅方向の中央部に設け、流動物の移動する領域が区画部材の両側となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の振動ふるい装置。
前記枠体及び網体は、流動物の移動方向に関し所定の幅を有し、前記区画部材を前記網体の幅方向に関する中央部よりいずれかの側へ片寄って設け、流動物の移動する領域の面積が区画部材の両側で異なるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の振動ふるい装置。
前記区画部材は、流動物の網体への投入口の下側に設けた受け板と、該受け板の下側で流動物の移動方向に沿って略平行に設けた１対の仕切板からなり、投入口から投入された流動物が、前記受け板により前記１対の仕切板の外側の網体上の領域に導入され、前記１対の仕切板の間の領域には導入されないよう分割されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動ふるい装置。