JP2013151352A - サイロおよびサイロの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貯留物の貯留条件に影響されず、ブリッジ等の発生を適切に判断して、安定的に貯留物を落出させることができるサイロ及びサイロの運転方法を提供する。
【解決手段】貯留槽１１と、貯留槽１１の底部に形成され貯留槽１１内から貯留物Ａを自然落出させる排出口１４と、貯留槽１１の底部に堆積した貯留物Ａを排出口１４方向に掻き寄せる掻寄機構１５とを備えたサイロ１０であって、排出口１４から自然落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量Ｑｘが予め設定された第一閾値Ｔｈ１以下になると掻寄機構１５を駆動する制御部２０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、貯留槽と、貯留槽に形成され貯留槽内から貯留物を自然落出させる排出口と、貯留槽の底部に堆積した貯留物を排出口方向に掻き寄せる掻寄機構とを備えたサイロ及びサイロの運転方法に関する。

特許文献１には、汚泥を貯留対象物としたサイロが開示されている。
図６に示すように、当該サイロは、最上部に投入口１１が設けられ、底面に排出口１２が形成された貯留槽１を備えている。

貯留物２となる汚泥は、ポンプｐによって圧送されて投入口１１から貯留槽１に投入される。貯留後に排出口１２から落出した貯留物２は、排出口１２に連続するシュート１２ａ及びスクリュー式排出装置４を経由して外部に排出される。

そして、貯留槽１の底面上には、貯留物２を掻き寄せて排出口１２に送り込む回転可能な羽根部３１を有する掻き寄せ装置３が配置されている。

掻き寄せ装置３を常時駆動するために要する消費電力を抑制するため、貯留物２の物量を高さで示す貯留レベルを求める貯留レベル検知手段を備え、貯留レベルが予め設定した停止レベルより大きい場合に、掻き寄せ装置３の運転を停止し、貯留レベルが予め設定した運転レベルより低くなると、掻き寄せ装置３を駆動するように構成されている。貯留レベルが高い場合には、羽根部３１を駆動するためのトルクが大きくなり消費電力が嵩むため、トルクが小さくなった後に掻き寄せ装置３を駆動するのである。

当該特許文献１によれば、貯留レベル検知手段として超音波センサ５が用いられ、貯留物２の上面から反射される超音波を計測して貯留物の上面までの距離が算出される。他に、圧力センサが用いられ、貯留槽１の底部にかかる圧力を検知して貯留レベルが推定され、或いは、重量センサが用いられ、貯留物の重量を検知して貯留レベルが推定される。

特許第３８７４３４９号公報

上述した従来技術は、掻き寄せ装置３に要する消費電力を抑制することを目的としたものであり、掻き寄せ装置３が運転されるまでの間に、排出口から貯留物が安定して落出することが前提とされている。

しかし、貯留物の性状によっては、掻き寄せ装置３を運転しないと貯留槽内の貯留物が排出口から安定的に落出しない場合があるという問題があった。例えば、貯留物が貯留槽内で圧密化されて部分的に固まり、アーチングやブリッジが発生したり、中央部にラットホールが発生したり、さらには、貯留物が壁面に付着すると、掻き寄せ装置３の運転が開始されるまでに排出口から貯留物が安定的に落出しない状態に陥る虞があった。

そこで、そのような状態に陥ったか否かを貯留レベル検知手段によって検知されるレベルに基づいて判定することも考えられるが、ブリッジ等の発生する条件は一定ではなく、貯留物のそのときの性状、温度、湿度、貯留期間等の貯留条件に応じて区々であり、貯留レベルで一律に判定できないという問題があった。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、貯留物の貯留条件に影響されず、ブリッジ等の発生を適切に判断して、安定的に貯留物を落出させることができるサイロ及びサイロの運転方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるサイロの第一特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、貯留槽と、前記貯留槽に形成され前記貯留槽内から貯留物を自然落出させる排出口と、前記貯留槽の底部に堆積した貯留物を前記排出口方向に掻き寄せる掻寄機構とを備えたサイロであって、前記排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量が第一閾値以下になると前記掻寄機構を駆動する制御部を備えた点にある。

貯留槽に貯留された貯留物の残量にかかわらず、排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量を計測することによって、排出口から安定的に自然落出しているか否かを判定することができる。単位時間当たりの排出量が少なくなると、何らかの事情により貯留物にアーチングやブリッジが発生し、中央部にラットホールが発生し、或いは貯留物が壁面に付着して固化しつつあると判定するのである。また、貯留物の残量が少なくなると、排出口の周りに貯留物固有の安息角で堆積する結果、排出口からの自然落出が困難な状態になるが、この場合でも同様に単位時間当たりの排出量が少なくなる。

そこで、制御部は、貯留物の性状や温度、湿度、貯留期間等の貯留条件にかかわらず、排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量と予め設定した第一閾値とを比較することによって、貯留物が排出口から良好に自然落出しているか否かを適切に判定できるようになり、単位時間当たりの排出量が第一閾値以下になると、掻寄機構を駆動することにより、強制的に貯留物を排出口から落出させる。

掻寄機構の駆動により、貯留槽の底部に堆積した貯留物が排出口方向に掻き寄せられ、これを契機として貯留物に発生したアーチングやブリッジ等が崩壊するので、以後も安定的に排出口から自然落出するようになる。単位時間当たりの排出量を算出するための計測時間、計測インタバル、第一閾値の値等は特に限定するものではなく、実験等により適宜設定される値である。例えば、数分のインタバルで数十秒の間に自然落出した貯留物の重量を計測して単位時間当たりの排出量を算出し、その値が平均的な自然落出量の５０％を下回るときに掻寄機構を駆動することができる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制御部は、前記貯留槽内の貯留物全体の重量を計測する重量計の出力値をサンプリングし、当該出力値に基づいて前記排出量を算出する点にある。

重量計により計測される重量は、貯留槽の重量と貯留槽内の貯留物の残量を加算した重量となる。従って、例えば、所定時間の経過の前後に計測した貯留槽の重量の差分を所定時間で除すれば、容易に排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量を算出することができる。尚、貯留槽内の貯留物の残量や、貯留物が全て排出されたか否か等を把握するために貯留槽の重量を計測する重量計が配置されている場合には、排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量を算出するために、当該重量計の計測値を用いることができるので、別途の重量計を設置する必要がないという良さもある。貯留物の投入を止めてバッチ処理することで、単位時間当たりの排出量を正確に算出することができる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制御部は、前記排出口から自然落出した貯留物の排出量を計測する排出量検出手段の出力値をサンプリングし、当該出力値に基づいて前記排出量を算出する点にある。

排出量検出手段は、排出口から自然落出する貯留物の重量を検出する重量計、または貯留槽内の貯留物の貯留高さを計測するレベル計、または貯留槽の底部にかかる圧力を検出する圧力計により構成される。排出量検出手段として、例えば、重量計を採用し、所定時間の経過の前後に自然落出した貯留物の重量をサンプリングして、その差分を算出し、前記所定時間で除すれば単位時間当たりの排出量を算出することができる。

排出口からの貯留物の落出経路に二重ダンパ機構を備えると、二重ダンパ機構の作動時等にそれまでに自然落出した貯留物の重量をバッチで計測することができる。重量物である貯留槽全体の重量を計測する重量計よりも、軽量物を計測する小型で精度の良い重量計を用いることができるので、計測精度を向上させることができるという良さがある。貯留物が連続投入されても、単位時間当たりの排出量を正確に算出することができる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記制御部は、前記排出量が前記第一閾値より大きい値に設定された第二閾値以上になると前記掻寄機構を停止する点にある。

排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量が第一閾値以下となり掻寄機構を駆動した後に、前記排出量が第一閾値より大きな第二閾値以上となると、制御部は掻寄機構によって貯留物の自然落出が十分に促されていると判定して、掻寄機構を停止することにより掻寄機構に要する無駄な消費電力を抑制することもできる。尚、その後再び排出量が第一閾値以下となれば、制御部は、再度掻寄機構を駆動して底部に堆積した貯留物を排出口方向に掻き寄せる。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記制御部は、前記掻寄機構を駆動した後、前記貯留槽内の貯留物の排出を終了するまでの間、前記掻寄機構を連続または間歇的に駆動する点にある。

制御部は、排出量が第一閾値以下になり掻寄機構を一旦駆動すると、貯留槽内の貯留物の排出が完了するまでの間、掻寄機構を連続で駆動することによって常時安定的に排出口から貯留物を落出させることができる。また間歇的に駆動することによって消費電力を低減しながら安定的に排出口から貯留物を落出させることができる。

同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記掻寄機構は、前記排出口を横切るように前記貯留槽の底面に沿って移動する掻寄部材を備え、前記掻寄部材が前記排出口と平面視で重畳する部位の最大面積が前記排出口の開口面積の６０％以下に設定されている点にある。

掻寄部材が排出口と重畳して停止すると、排出口の開口面積が小さくなり貯留物の自然落出が妨げられる虞があるため、掻寄部材の位置を検知するためのセンサを設置して掻寄部材の停止位置を制御する必要性が生じる。しかし、掻寄部材が排出口と平面視で重畳する部位の最大面積を排出口の開口面積の６０％以下に設定すれば、掻寄部材が排出口と完全に重畳した状態で停止しても、排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量を計測する上で何ら障害が生じることがなく、排出口から貯留物の自然落出に影響が発生しないことが確認されたのである。このことにより、掻寄部材の停止位置を制御するための別途のセンサを備える必要もなくなる。

本発明によるサイロの運転方法の第一特徴構成は、同請求項７に記載した通り、貯留槽と、前記貯留槽に形成され前記貯留槽内から貯留物を自然落出させる排出口と、前記貯留槽の底部に堆積した貯留物を前記排出口方向に掻き寄せる掻寄機構とを備えたサイロの運転方法であって、前記掻寄機構が停止した状態で前記排出口から貯留物を自然落出させる排出ステップと、前記排出口から自然落出した貯留物の排出量を検出する排出量検出ステップと、前記排出量検出ステップで検出された貯留物の排出量に基づいて、前記排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量を算出する排出量算出ステップと、前記排出量算出ステップで算出された前記排出量と第一閾値とを比較する比較ステップと、前記比較ステップで前記排出量が第一閾値以下であると判断すると、前記掻寄機構を駆動する掻寄ステップと、を含む点にある。

同第二特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記掻寄ステップの実行後に、前記排出量が前記第一閾値より大きい値に設定された第二閾値以上であると判断すると、前記掻寄機構を停止する停止ステップを備えている点にある。

同第三特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記掻寄ステップの実行後に、前記貯留槽内の貯留物が空になったと判断すると、前記掻寄機構を停止する排出終了ステップを備えている点にある。

以上説明した通り、本発明によれば、貯留物の貯留条件に影響されず、ブリッジ等の発生を適切に判断して、安定的に貯留物を落出させることができるサイロ及びサイロの運転方法を提供することができるようになった。

サイロの説明図 （ａ）はサイロの底面に備えた掻寄装置の平面図、（ｂ）は同側断面図 制御装置の説明図 （ａ）は制御部による制御のフローチャート、（ｂ）は排出量の算出制御のフローチャート 排出量算出の説明図 従来のサイロの説明図

以下、本発明によるサイロ及びサイロの運転方法を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、サイロ１０は、円筒状の側壁を有する貯留槽１１と、貯留物Ａを貯留槽１１に投入する投入機構１３と、貯留槽１１の底面１１ａに形成された排出口１４と、掻寄機構１５を備えている。

搬入経路１２から搬入される貯留物Ａが投入機構１３を介して貯留槽１１に投入され、貯留槽１１に蓄積された貯留物Ａが排出口１４を介して槽外に自然落出するように構成されている。

本実施形態では、貯留物Ａが、下水処理場で発生し脱水処理された汚泥であって、加熱された廃油等で乾燥され含水率が数％となった高カロリーの粒状の汚泥である場合について説明する。このような貯留物Ａは、貯留槽１１にある期間貯留され、成分分析された後、一定の許容範囲に入っていれば、燃料として再利用されるべく、貯留槽１１から排出され需要先に搬出される。

排出口１４から自然落出した貯留物Ａは、排出シュート１４ａを介してスクリューコンベア機構１６へ送られ、スクリューコンベア機構１６によって搬送された貯留物Ａは、排出ゲート１８を介して排出経路１７に排出される。

掻寄機構１５は、貯留槽１１の底面１１ａに堆積した貯留物Ａを排出口１４方向に掻き寄せる掻寄部材としての掻寄羽根１５ｂを備えている。

搬送経路１２にはケースコンベア機構が設置され、サイロ１０の上流側の処理設備から搬入された貯留物Ａが貯留槽１１に搬送される。

投入機構１３には電動ダンパ１３ａが設けられ、電動ダンパ１３ａが開閉されることで、搬送経路１２を搬送される貯留物Ａが貯留槽１１へ投入または停止される。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、掻寄機構１５は、油圧モータまたは電動モータで駆動されるロータ１５ａと、ロータ１５ａの回転軸心Ｐ周りに径方向に延出配置された一対の掻寄羽根１５ｂを備えている。なお、掻寄羽根１５ｂは、２枚である構成に限らず１枚であってもよく、３枚以上の複数枚で構成されてもよい。

排出口１４は貯留槽１１の底面１１ａの中央部から周方向へ偏移した位置であって、底面１１ａの中心に対して対称となる２箇所に形成されており、掻寄羽根１５ｂが排出口１４と平面視で重畳する部位の最大面積は、排出口１４の開口面積の７０％以下、好ましくは６０％以下に設定されている。尚、掻寄羽根１５ｂと排出口１４の開口部との重畳面積の下限値は、掻寄羽根１５ｂの機械的強度が確保できる限り特に制限されるものではない。

ロータ１５ａが駆動されると、掻寄機構１５の掻寄羽根１５ｂが排出口１４を横切るように貯留槽１１の底面１１ａに沿って回転軸心Ｐ周りに回転し、貯留槽１１の底部に堆積した貯留物が排出口１４方向へ掻き寄せられ、排出口１４から自然落出する。

排出ゲート１８は電動ダンパ１８ａで構成されている。電動ダンパ１８ａが開閉されることで、スクリューコンベア機構１６により搬送されてきた貯留物Ａが排出経路１７へ排出される。

サイロ１０には制御部２０が設けられ、上述した電動ダンパ１３ａ，１８ａの開閉制御や掻寄機構１５の駆動等が行なわれる。

貯留槽１１に貯留された汚泥のような貯留物は、その自重や投入時の落下衝撃により次第に圧密化され、その集合体がある程度の強度を持つようになる。サイロの形状や内壁と貯留物との摩擦等の影響で発生するせん断力よりも集合体の強度が上回る場合に、アーチングやブリッジ現象が発生したり、また、中央部にラットホールが発生したり、貯留物が壁面に付着して残留し、貯留槽１１の底部の排出口１４から貯留物が自然落出しにくくなる。

当該制御部は、そのような場合であっても、安定的に排出口１４から貯留物が自然落出するように制御する。

尚、サイロ１０に貯留された貯留物Ａは排出口１４から自然落出しても、スクリューコンベア機構１６が駆動されるまでは、排出シュート１４ａに止まり、系外に排出されることはない。

貯留槽１１の底部には、貯留槽１１の重量を計測する重量計１９が備えられている。また、貯留槽１１と投入機構１３、及び排出ゲート１８と排出経路１７は可撓性の継ぎ手で接続されている。一方、貯留槽１１とスクリューコンベア機構１６は排出シュート１４ａで接続され、スクリューコンベア機構１６と排出ゲート１８は接続されている。

つまり、重量計１９によって、貯留槽１１、掻寄機構１５、排出シュート１４ａ、スクリューコンベア機構１６、排出ゲート１８と、貯留槽１１、掻寄機構１５、排出シュート１４ａ、スクリューコンベア機構１６、排出ゲート１８内に貯留されている貯留物Ａの重量が計測されることになるが、ある時刻に計測された重量とそれから所定時間経過後に計測された重量の差分の絶対値を経過時間で除することにより貯留物Ａの単位時間当たりの排出量が算出できる。

また、貯留槽１１、掻寄機構１５、排出シュート１４ａ、スクリューコンベア機構１６、排出ゲート１８の重量を予め計測しておくことで、貯留されている貯留物Ａの重量が算出でき、サイロ内の貯留量を把握することで、サイロ内の貯留物Ａの残存量や排出量の調整や、投入機構１３の開閉制御タイミングや、排出経路１７の後段に設置された貯留物Ａの焼却設備や溶融設備の制御を適切に行うことができる。

次に、図３と図４（ａ），（ｂ）に基づいて制御部２０を説明する。
制御部２０は、経過時間を計測する計時部２２と、重量計１９によって計測された貯留槽１１の重量の出力値が入力される入力部２３と、計時部２２と入力部２３に入力された重量値に基づいて、排出口１４から自然落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量を算出する算出部２４と、算出部２４で算出された排出量Ｑｘと予め実験で得られた結果に基づいて設定された第一閾値Ｔｈ１を記憶する記憶部２５と、排出量Ｑｘと第一閾値Ｔｈ１を比較する比較部２６と、スクリューコンベア機構１６の駆動、停止や、排出ゲート１８の開閉をするとともに、比較部２６の結果に基づいて掻寄機構１５の駆動、停止をする駆動制御部２１と、を備えている。

駆動制御部２１は、掻寄機構１５が停止した状態で（ＳＡ１：Ｙ）、排出ゲート１８を開放した後に、スクリューコンベア機構１６を駆動して、排出口１４から自然落出した貯留物Ａを搬送経路１７に排出する排出ステップ（ＳＡ２）を実行する。

重量計１９及び入力部２３は、排出口１４から自然落出する貯留物Ａの重量を検出する重量検出ステップを実行する。

算出部２４は、計時部２２と重量検出ステップで検出された貯留物Ａの重量に基づいて、排出口１４から貯留物Ａを落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量Ｑｘを算出する排出量算出ステップ（ＳＡ４）を実行する。

比較部２５は、排出量算出ステップで算出された排出量Ｑｘと予め設定された第一閾値Ｔｈ１とを比較する比較ステップ（ＳＡ５）を実行する。

駆動制御部２１は、比較ステップで排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１以下であると判断すると（ＳＡ５：Ｙ）、掻寄機構１５を駆動する掻寄ステップ（ＳＡ６）と、掻寄ステップ（ＳＡ６）の実行後に、貯留槽１１内の貯留物Ａの空を検出する検出ステップ（ＳＡ７）を実行し、検出ステップで貯留物Ａの空を検出すると（ＳＡ７：Ｙ）、掻寄機構１５を停止する排出終了ステップ（ＳＡ９）を実行する。

検出ステップ（ＳＡ７）は、重量計１９の計測値に基づいて貯留物Ａが空になったことを検出してもよいし、掻寄機構１５のロータ１５ａの油圧モータまたは電動モータの電流電圧をモニタして、掻寄羽根１５ｂのトルクを算出して貯留物Ａが空になったことを検出してもよい。

貯留槽１１内の貯留物Ａの排出開始直後は、排出口１４から自然落出した貯留物Ａが、スクリューコンベア機構１６により搬送されて排出ゲート１８を通過して貯留槽１１の重量が軽くなりはじめるまでにタイムラグがあるため、所定の遅延時間経過してから（ＳＡ３）、排出量算出ステップ（ＳＡ４）を実行する。これにより、貯留物Ａの排出開始時点で排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１以下となっているために掻寄機構１５の駆動してしまうことを防止している。

算出部２４による排出口１４から自然落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量の排出量算出ステップ（ＳＡ４）について説明する。

図５に示すように、ある時刻ｔ１のときに入力部２３に入力された重量計１９の出力値がｗ１で、所定時間経過後の時刻ｔ２のときに入力部２３に入力された重量計１９の出力値がｗ２であるとすると、前記排出量Ｑｘは以下の式で算出することができる。Ｑｘ＝（ｗ１−ｗ２）／（ｔ２−ｔ１）

つまり、時間（ｔ２−ｔ１）の経過したときの、貯留槽１１の重量の変化（ｗ１−ｗ２）が、貯留槽１１から排出された貯留物Ａの排出量Ｑｘとなる。

このように、本実施形態では、算出部２４は、貯留槽１１の重量を計測することで、間接的に貯留物Ａの排出量Ｑｘを算出する。

算出部２４が実行する重量検出ステップでは、貯留槽１１の容量と、貯留物Ａの排出量Ｑｘ、及び後段の処理設備の処理能力に応じて重量をサンプリングするタイミングを適宜設定すればよい。なお、貯留槽１１への貯留物Ａの投入がバッチ処理される場合は、貯留物Ａの投入が停止している間に貯留物Ａの重量のサンプリングを行うが、貯留物Ａの投入が連続して行われる場合は、重量のサンプリングは行わない。

図４（ｂ）に示すように、重量検出ステップは、例えば、ある１回目の重量の検出（ＳＢ１）から、３〜５分の時間をおいて（ＳＢ２：Ｙ）、２回目の重量の検出を行い（ＳＢ３）、排出量を算出する（ＳＢ４）ように構成する。前記２回目の重量の検出から３０秒程度のインタバルをおいて（ＳＢ５：Ｙ）、次の排出量を算出するための１回目の重量を検出する（ＳＢ１）ように構成する。

ここで、貯留槽１１内に貯留物Ａが十分にあり、貯留物Ａが自重で排出口１４から自然落出している状態のときの、排出口１４から自然落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量Ｑｘを定常排出量とした場合、第一閾値Ｔｈ１を、例えば定常排出量の５０％に設定する。あるときの排出量Ｑｘが５０％以下となったときは、貯留量が減少して自重で自然落出しにくくなっていたり、ブリッジ等が発生したりして自然落出しにくくなっていると判断できる。

比較部２６は、算出した排出量Ｑｘと、記憶部２５に記憶された第一閾値Ｔｈ１とを比較する。Ｑｘ＞Ｔｈ１であれば、貯留物Ａは滞りなく自然落出されていると判断できるため、掻寄機構１５を駆動する必要はない。一方、Ｑｘ≦Ｔｈ１であれば、貯留物Ａの排出量が低下しているため、掻寄機構１５を駆動する必要があると判断できる。

駆動制御部２１は、比較部２６の比較結果に基づいて、Ｑｘ≦Ｔｈ１であれば、掻寄機構１５を駆動する。

このように、制御部２０は、貯留物Ａの貯留量の多少にかかわらず、排出口１４から自然落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量Ｑｘが予め設定された第一閾値Ｔｈ１以下になると掻寄機構１５を駆動して、貯留物Ａのアーチングやブリッジ、ラットホールや壁面付着を崩して自然落出させることができ、貯留量が減少すると排出口１４周りに所定の安息角で堆積する貯留物Ａを排出口方向に掻き寄せて自然落出させることができる。

尚、掻寄羽根１５ｂが排出口１４と平面視で重畳して停止しているときは、貯留物Ａが通過できる開口面積が狭くなるが、掻寄羽根１５ｂが排出口１４と重畳する部位の最大面積を排出口１４の開口面積の７０％以下、好ましくは６０％以下に設定すれば、掻寄羽根１５ｂが排出口１４と重畳した状態で停止しても、排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量を計測する上で何ら障害が生じることがなく、排出口からの貯留物の自然落出に影響が発生しない。よって、掻寄羽根１５ｂの位置を検出するためのセンサや、停止位置を制御する制御機構を備える必要がないので、制御部２０を簡単で安価に構成することができる。

尚、第一閾値Ｔｈ１は、定常排出量Ｑの５０％に限らず、貯留物Ａの性状や貯留環境等の各条件に応じて、適宜設定すればよい。また、第一閾値Ｔｈ１は、定常排出量Ｑではなく、排出口１４から自然落出する貯留物Ａの重量を経時的にサンプリングして、今回サンプリングした重量が、前回サンプリングしたときの重量、または、前回までにサンプリングした重量の平均値の５０％以下となるときのように設定してもよい。

制御部２０は、掻寄機構１５を一旦駆動した後は、貯留槽１１内の貯留物Ａの排出を終了するまでの間、掻寄機構１５を連続的に駆動する。これにより、貯留槽１１底部で確実に貯留物Ａの掻き寄せができる。

貯留槽１１、掻寄機構１５、排出シュート１４ａ、スクリューコンベア機構１６、排出ゲート１８の重量を予め計測しておくことで、貯留物Ａの重量が算出できるので、貯留槽１１内の貯留物Ａの排出完了が把握できる。

上述した構成から、掻寄機構１５が停止した状態で、排出口１４から貯留物Ａを落出する排出ステップと、排出口１４から落出する貯留物Ａの重量を検出する重量検出ステップと、重量検出ステップで検出された貯留物Ａの重量に基づいて、排出口１４から貯留物Ａを落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量Ｑｘを算出する排出量算出ステップと、排出量算出ステップで算出された排出量Ｑｘと予め設定された第一閾値Ｔｈ１とを比較する比較ステップと、比較ステップで排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１以下であると判断すると、掻寄機構１５を駆動する掻寄ステップと、掻寄ステップの実行後に、貯留槽１１内の貯留物Ａが空になったと判断すると、掻寄機構１５を停止する排出終了ステップを備えているサイロ１０の運転方法が実現される。

よって、貯留物の貯留条件に影響されず、安定した貯留物の自然落出が可能なサイロ及びサイロの運転方法を提供することができるようになる。

以下、本発明によるサイロ及びサイロの運転方法の別実施形態について説明する。
上述した実施形態では、制御部２０は、掻寄機構１５を一旦駆動した後は、貯留槽１１内の貯留物Ａの排出を終了するまでの間、掻寄機構１５を連続的に駆動する構成について説明したが、間歇的に駆動するように構成してもよい。間歇的に駆動することで、消費電力を低減しながら貯留物Ａの掻き寄せをすることができる。

また、制御部２０は、排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１より大きい値に設定された第二閾値Ｔｈ２以上になると掻寄機構１５を停止してもよい。

図４（ａ）に示すように、掻寄ステップ（ＳＡ６）の実行後に、排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１より大きい値に設定された第二閾値Ｔｈ２以上であると判断すると（ＳＡ１０：Ｙ）、掻寄機構１５を停止する停止ステップが実行される（ＳＡ１１）。

排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１以下となり、制御部２０が掻寄機構１５を駆動したあとに、例えば、定常排出量Ｑの８０％に設定された第二閾値Ｔｈ２以上となったときは、掻寄機構１５によって貯留物Ａの自然落出が十分に促されていると考えられるため、掻寄機構１５を停止することで消費電力を低減することができる。その後、再び排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１以下となれば、制御部２０は再度掻寄機構を１５駆動して、底部に堆積した貯留物Ａを排出口１４方向に掻き寄せる。

なお、第二閾値は、前記定常排出量の８０％に限らず、貯留物Ａの性状や貯留環境等の各条件に応じて、適宜設定すればよい。

上述した実施形態では、重量計１９は、貯留槽１１、掻寄機構１５、排出シュート１４ａ、スクリューコンベア機構１６、排出ゲート１８と、貯留槽１１、掻寄機構１５、排出シュート１４ａ、スクリューコンベア機構１６、排出ゲート１８内に貯留されている貯留物Ａの合計重量に基づいて、排出量を算出する構成について説明したが、これに限らない。

排出口１４から自然落出した貯留物Ａの排出量を計測する排出量検出手段として、排出口から自然落出する貯留物Ａの重量を検出する重量計、または貯留槽１１内の貯留物Ａの貯留高さを計測するレベル計、または貯留槽１１の底部にかかる圧力を検出する圧力計を備え、前記排出量検出手段の出力値をサンプリングし、当該出力値に基づいて排出量Ｑｘを算出するように構成してもよい。

排出量検出手段として重量計を採用する場合は、例えば、排出口１４の下流側の排出経路中の排出ゲート１８に重量計を設置して、所定時間の経過の前後に排出口１４から自然落出して排出ゲート１８に堆積する貯留物Ａの重量を計測するように構成する。

制御部２０は、ある時刻から所定時刻経過時点までに、排出口１４から自然落出した貯留物Ａの重量を計測することで、排出口１４から自然落出する貯留物Ａの単位時間当たりの排出量Ｑｘを算出することができる。

また、排出口１４からの貯留物Ａの落出経路に二重ダンパ機構を備えると、二重ダンパ機構の作動時等にそれまでに自然落出した貯留物Ａの重量をバッチで計測することができる。

貯留槽１１全体の重量の差分から計測する構成の場合は、重量物を計測でき、かつ、分解能が高い大型の重量計を用いる必要があるが、排出口１４から自然落出した貯留物Ａの重量を計測する構成の場合は、単位時間当たりに自然落出した貯留物Ａを計測できる程度の小型の重量計を用いればよいため、重量計自体のコストを下げながらも精度の良い計測が可能となる。

また、貯留槽１１全体の重量の差分から計測する構成の場合は、貯留物Ａの排出中に、新たな貯留物が貯留槽１１に追加投入された場合に、実排出量が減少していなくても、貯留槽１１の重量から算出した排出量Ｑｘが第一閾値Ｔｈ１以下となる場合がある。この場合は、掻寄機構１５を無駄に駆動させてしまうことになる。しかし、排出ゲート１８から実際に排出される貯留物の重量を計測する構成にすることで、実際の排出量を算出することができるので、無駄のない掻寄機構１５の駆動が可能となる。貯留物が連続投入されても、単位時間当たりの排出量を正確に算出することができる。

上述した実施形態では、掻寄部材として平板状の掻寄羽根１５ｂが、貯留槽１１の底面１１ａの近傍であって、ロータ１５ａの回転軸心Ｐ周りに径方向に延出配置された構成について説明したが、掻寄部材の構成はこれに限らない。ロータ１５ａの高さ方向に複数段の掻寄羽根１５ｂを延出配置する構成であってもよい。また、掻寄羽根１５ｂはスクリューのようにロータ１５ａの回転軸心Ｐに対して適当な角度をもって配置されてもよい。また、掻寄羽根１５ｂの形状も平板状に限らず、ねじれた形状や、周方向に沿って幅の異なる形状や、角柱状であってもよい。

貯留物Ａの性状に応じて適切な掻寄部材の構成を採用することで、より効率的に貯留物Ａのアーチングやブリッジ、ラットホールや壁面付着を崩して自然落出させることができる。

上述した実施形態では、排出口１４が貯留槽１１の底面１１ａの２箇所に形成された構成について説明したが、排出口の数はこれに限らず単一であってもよく、３箇所以上の複数であってもよい。

また、排出口は貯留槽１１の底面１１ａに形成される場合に限らず、貯留槽１１の側壁に形成される構成であったり、側壁と底面１１ａの夫々に形成される構成であったり、貯留槽１１の底面１１ａから側壁下部に至る領域に形成される構成であってもよい。

何れにせよ、排出口の下流側に排出シュート１４ａやスクリューコンベア機構１６や排出ゲート１８を備えて、排出口から自然落出した貯留物Ａを排出経路１７へと導くように構成すればよい。

上述した実施形態では、下水処理場で発生した脱水汚泥であって、乾燥され燃料として再利用可能な汚泥を貯留物とする例を説明したが、本発明によるサイロの貯留物はこのような汚泥に限定されるものではなく、下水処理場で発生した脱水汚泥であって、焼却炉や溶融炉で減容化される前に一時的に貯留される湿潤な汚泥を貯留物とする場合であってもよい。また、下水処理場で発生した脱水汚泥に限るものでもなく、し尿処理場で発生し、脱水処理された汚泥等を貯留物とする場合であってもよい。

さらに、古紙及びプラスチックのような資源再生用の廃材を破砕機で破砕し、燃料等に再利用可能な粉粒体を貯留物とする場合であってもよい。このような貯留物は、サイロから切り出されてスクリューコンベア機構でペレットミルに定量搬送され、加圧処理して塊状の固形燃料であるＲＰＦ（Refuse Paper and Plastic Fuel）に加工され、ボイラ等の燃焼機に化石燃料の代替燃料として用いられる。

上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成や制御態様は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

１０：サイロ
１１：貯留槽
１１ａ：底面
１２：搬入経路
１３：投入機構
１３ａ：電動ダンパ
１４：排出口
１４ａ：排出シュート
１５：掻寄機構
１５ａ：ロータ
１５ｂ：掻寄羽根
１６：スクリューコンベア機構
１７：排出経路
１８：排出ゲート
１９：重量計
２０：制御部
２１：駆動制御部
２２：計時部
２３：入力部
２４：算出部
２５：記憶部
２６：比較部
Ａ：貯留物
Ｑｘ：排出量
Ｔｈ１：第一閾値
Ｔｈ２：第二閾値

Claims (9)

1. 貯留槽と、前記貯留槽に形成され前記貯留槽内から貯留物を自然落出させる排出口と、前記貯留槽の底部に堆積した貯留物を前記排出口方向に掻き寄せる掻寄機構とを備えたサイロであって、
   前記排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量が第一閾値以下になると前記掻寄機構を駆動する制御部を備えたサイロ。
2. 前記制御部は、前記貯留槽内の貯留物全体の重量を計測する重量計の出力値をサンプリングし、当該出力値に基づいて前記排出量を算出する請求項１記載のサイロ。
3. 前記制御部は、前記排出口から自然落出した貯留物の排出量を計測する排出量検出手段の出力値をサンプリングし、当該出力値に基づいて前記排出量を算出する請求項１記載のサイロ。
4. 前記制御部は、前記排出量が前記第一閾値より大きい値に設定された第二閾値以上になると前記掻寄機構を停止する請求項１から３の何れかに記載のサイロ。
5. 前記制御部は、前記掻寄機構を駆動した後、前記貯留槽内の貯留物の排出を終了するまでの間、前記掻寄機構を連続または間歇的に駆動する請求項１から３の何れかに記載のサイロ。
6. 前記掻寄機構は、前記排出口を横切るように前記貯留槽の底面に沿って移動する掻寄部材を備え、前記掻寄部材が前記排出口と平面視で重畳する部位の最大面積が前記排出口の開口面積の６０％以下に設定されている請求項１から５の何れかに記載のサイロ。
7. 貯留槽と、前記貯留槽に形成され前記貯留槽内から貯留物を自然落出させる排出口と、前記貯留槽の底部に堆積した貯留物を前記排出口方向に掻き寄せる掻寄機構とを備えたサイロの運転方法であって、
   前記掻寄機構が停止した状態で前記排出口から貯留物を自然落出させる排出ステップと、
   前記排出口から自然落出した貯留物の排出量を検出する排出量検出ステップと、
   前記排出量検出ステップで検出された貯留物の排出量に基づいて、前記排出口から自然落出する貯留物の単位時間当たりの排出量を算出する排出量算出ステップと、
   前記排出量算出ステップで算出された前記排出量と第一閾値とを比較する比較ステップと、
   前記比較ステップで前記排出量が第一閾値以下であると判断すると、前記掻寄機構を駆動する掻寄ステップと、
   を含むサイロの運転方法。
8. 前記掻寄ステップの実行後に、前記排出量が前記第一閾値より大きい値に設定された第二閾値以上であると判断すると、前記掻寄機構を停止する停止ステップを備えている請求項７記載のサイロの運転方法。
9. 前記掻寄ステップの実行後に、前記貯留槽内の貯留物が空になったと判断すると、前記掻寄機構を停止する排出終了ステップを備えている請求項７または８記載のサイロの運転方法。

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