JP2017078574A - ベルトコンベアの搬送物の搬送流量測定システム及び搬送流量測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトコンベアの長さが長い場合、あるいはベルトコンベアの重量が大きい場合でも、ベルトコンベアによって搬送されている搬送物の質量流量を適切かつ正確に検出することを可能にする手段を提供する。【解決手段】可撓性を有する搬送ベルト４を備えたベルトコンベア１の搬送流量測定システムＳは、互いに適度な間隔をあけて配置された第１、第２ローラ式計量機８、９と、それぞれ第１、第２ローラ式計量機８、９の後側及び前側に近接して配置された第１、第２支持ローラ７ａ、７ｂと、コンピュータ１１とを備えている。第１、第２ローラ式計量機８、９のローラ８ａ、９ａと第１、第２支持ローラ７ａ、７ｂとは、それぞれ搬送ベルト４の上側走行部分において、搬送ベルト４の下面に当接している。コンピュータ１１は、第１、第２ローラ式計量機８、９の検出値に基づいて搬送物６の質量搬送流量を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、最上部同士が同じ高さとなるように配置された駆動ローラ及び従動ローラと、駆動ローラと従動ローラとに巻き掛けられ、駆動ローラと従動ローラとにまたがる周回経路に沿って一定の速度で周回走行して搬送物を搬送する可撓性ないしは弾性を備えた無端の搬送ベルトとを備えているベルトコンベアのための搬送物の搬送流量測定システム及び搬送流量測定方法に関するものである。

一般に、ベルトコンベアは、例えば粒状ないしは粉体状の搬送物を、該搬送物に対して何らかの処理を施す処理装置に搬送するなどといった場面で広く用いられている。具体的には、例えば土壌の洗浄処理を行う場合、各地から土壌集積場に搬入された土壌が、ベルトコンベアにより土壌洗浄処理装置に搬送され、処理される。そして、このような処理装置（例えば、土壌洗浄処理装置）においては、通常、その運転状態等を監視するために、ベルトコンベアによって搬送されている搬送物の時々刻々の搬送流量、すなわち処理装置への搬送物の時々刻々の供給流量を測定することが必要である。

かくして、ベルトコンベアによって搬送されている搬送物の質量搬送流量を測定する手段として、ベルトコンベアの搬送ベルトの上面に載っている搬送物の全質量を連続的に測定し、その測定結果に基づいて搬送物の質量搬送流量を算出するようにした搬送流量測定手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５に示すように、特許文献１に開示されたこの形式の搬送流量測定手段を備えたベルトコンベア２０には、駆動ローラ２１と、従動ローラ２２と、駆動ローラ２１と従動ローラ２２とに巻き掛けられた無端の搬送ベルト２３と、駆動ローラ２１及び従動ローラ２２を回転可能に支持するフレーム構造２４とが設けられている。ここで、搬送ベルト２３は、駆動ローラ２１と従動ローラ２２とにまたがる周回経路に沿って走行し、周回経路の上側水平部分２３ａを走行しているときにその上面に搬送物を載せて搬送する。そして、フレーム構造２４には、搬送ベルト２３の上面に載っている搬送物の全質量を連続的に検出する計量センサ２５が組み込まれている。かくして、この搬送流量測定手段では、搬送ベルト２３の上面に載っている搬送物の全質量を、電子コンポーネント（図示せず）により搬送物の質量流量に変換するようにしている。

また、ベルトコンベアによって搬送されている搬送物の質量搬送流量を測定する手段として、上面に搬送物が載っている搬送ベルト（上側走行部分）の下面に当接する重量計を設け、この重量計により搬送物の質量搬送流量を測定するようにした搬送流量測定手段も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

図６に示すように、特許文献２に開示されたこの形式の搬送流量測定手段を備えたベルトコンベア３０には、駆動ローラ３１と、従動ローラ３２と、駆動ローラ３１と従動ローラ３２とに巻き掛けられた無端の搬送ベルト３３とが設けられている。ここで、搬送ベルト３３は、駆動ローラ３１と従動ローラ３２とにまたがる周回経路に沿って走行し、周回経路の上側水平部分３３ａを走行しているときにその上面に搬送物を載せて搬送する。そして、周回経路の上側水平部分３３ａを走行している搬送ベルト３３の下面に当接する重量計３４を設け、この重量計３４により搬送物の質量搬送流量を測定するようにしている。

特開２００９−５２６９８１号公報 特開２００９−２２２２６５号公報

しかしながら、例えば特許文献１に開示されている、搬送ベルトの上面に載っている搬送物の全質量を連続的に測定し、その測定結果に基づいて搬送物の質量搬送流量を算出するようにした搬送流量測定手段は比較的小規模であるので、全長が長いベルトコンベア（例えば、数十メートル）、あるいは重量が大きいベルトコンベア（例えば数十トン）、例えば大量の土壌の洗浄処理を行う土壌洗浄処理装置のためのベルトコンベアには用いることができないといった問題がある。なお、特許文献１には、搬送ベルトの上面に載っている搬送物の全質量を搬送物の質量流量に変換する具体的な手法は開示されていない。

また、例えば特許文献２に開示されている、上面に搬送物が載っている搬送ベルト（上側走行部分）の下面に当接する重量計により搬送物の質量搬送流量を測定するようにした搬送流量測定手段では、重量計の検出値、すなわち搬送ベルトが重量計を下方に押す力が、ベルト走行方向に関して搬送ベルト上のどの範囲の搬送物の質量に起因するものであるかが明らかではなく、重量計の検出値と搬送物の質量流量の関係が明らかでないといった問題がある。すなわち、１つの重量計の検出値のみにより、どのようにして搬送物の質量搬送流量が測定できるのかが明らかでない。例えば、搬送物が同一であっても、搬送ベルトの可撓性が大きい場合（例えば、ゴムベルト、樹脂ベルト）と小さい場合（例えば、金属ベルト）とでは、重量計の検出値が異なるものと考察される。また、搬送ベルトの厚さが厚い場合と薄い場合とでも、重量計の検出値が異なるものと考察される。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、ベルトコンベアの長さが長い場合、あるいはベルトコンベアの重量が大きい場合でも、ベルトコンベアによって搬送されている搬送物、例えば土壌や砂などの質量流量を適切に検出することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る搬送物の搬送流量測定システムを備えたベルトコンベアは、最上部同士が同じ高さとなるように配置された駆動ローラ及び従動ローラ（被駆動ローラ）と、駆動ローラと従動ローラとに巻き掛けられた可撓性又は弾性を有する無端の搬送ベルト（エンドレスベルト）とを備えている。ここで、搬送ベルトは、駆動ローラと従動ローラとにまたがる周回経路（以下、単に「周回経路」という。）に沿って一定の速度で周回走行して搬送物を搬送する。そして、本発明に係る搬送流量測定システムは、第１及び第２のローラ式計量機（計量ローラ）と、第１及び第２の支持ローラと、質量算出手段と、搬送流量算出手段とを備えている。なお、質量算出手段及び搬送流量算出手段は、これらの機能を実行するソフトウェアを備えた１つ又は複数のコンピュータで構成される。

本発明に係る搬送流量測定システムにおいて、第１のローラ式計量機は、周回経路の上側水平部分において搬送ベルトの下面に当接するように配置されている。第２のローラ式計量機は、周回経路の上側水平部分において、搬送ベルトの走行方向（以下「ベルト走行方向」という。）に関して第１のローラ式計量機より前側（リーディング側）の位置で第１のローラ式計量機との間に所定の間隔をあけて、搬送ベルトの下面に当接するように配置されている。

第１の支持ローラは、周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機より後側（トレーリング側）の位置で第１のローラ式計量機に近接して、搬送ベルトの下面に当接するように配置されている。第２の支持ローラは、周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第２のローラ式計量機より前側の位置で第２のローラ式計量機に近接して、搬送ベルトの下面に当接するように配置されている。質量算出手段は、第１のローラ式計量機の検出値と第２のローラ式計量機の検出値とに基づいて、第１のローラ式計量機と第１の支持ローラの間の第１中間点と、第２のローラ式計量機と第２の支持ローラの間の第２中間点との間において、搬送ベルトの上に載っている搬送物の質量を算出する。搬送流量算出手段は、質量算出手段によって算出された搬送物の質量と、第１中間点と第２中間点の間隔と、搬送ベルトの走行速度（一定速度）とに基づいて搬送物の質量搬送流量を算出する。

本発明に係る搬送流量測定システムにおいては、第１及び第２のローラ式計量機が、それぞれ、搬送ベルトの下面に当接するように配置されたローラと、該ローラにかかる荷重を検出する重量計とを有し、第１及び第２のローラ式計量機のローラと第１及び第２の支持ローラとが、同一直径であり、同一の高さの位置に配設されているのが好ましい。

本発明に係る搬送流量測定システムは、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機と第２のローラ式計量機との間において搬送ベルトの上方に配置され搬送物の含水率を測定する近赤外線吸収式水分計と、近赤外線吸収式水分計によって検出された搬送物の含水率と搬送流量算出手段によって算出された搬送物の質量搬送流量とに基づいて搬送物の乾燥質量搬送流量を算出する乾燥質量流量算出手段とを備えているのが好ましい。

本発明に係る、最上部同士が同じ高さとなるように配置された駆動ローラ及び従動ローラと、駆動ローラと従動ローラとに巻き掛けられ、駆動ローラと従動ローラとにまたがる周回経路に沿って一定の速度で周回走行して搬送物を搬送する可撓性又は弾性を備えた無端の搬送ベルトとを備えているベルトコンベアのための搬送物の搬送流量測定方法は、下記の各ステップ（１）〜（６）を有する。

（１） 周回経路の上側水平部分において搬送ベルトの下面に当接するように第１のローラ式計量機を配置するステップ。
（２） 周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機より前側の位置で第１のローラ式計量機との間に所定の間隔をあけて、搬送ベルトの下面に当接するように第２のローラ式計量機を配置するステップ。
（３） 周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機より後側の位置で第１のローラ式計量機に近接して、搬送ベルトの下面に当接するように第１の支持ローラを配置するステップ。

（４） 周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第２のローラ式計量機より前側の位置で第２のローラ式計量機に近接して、搬送ベルトの下面に当接するように第２の支持ローラを配置するステップ。
（５） 第１のローラ式計量機の検出値と第２のローラ式計量機の検出値とに基づいて、第１のローラ式計量機と第１の支持ローラの間の第１中間点と、第２のローラ式計量機と第２の支持ローラの間の第２中間点との間において、搬送ベルトの上に載っている搬送物の質量を算出するステップ。
（６） ステップ（５）で算出された搬送物の質量と、第１中間点と第２中間点の間隔と、搬送ベルトの走行速度とに基づいて搬送物の質量搬送流量を算出するステップ。

本発明に係る搬送流量測定方法においては、第１及び第２のローラ式計量機として、それぞれ、搬送ベルトの下面に当接するように配置されたローラと、該ローラにかかる荷重を検出する重量計とを有するものを用いた上で、第１及び第２のローラ式計量機のローラと第１及び第２の支持ローラとを、同一直径とした上で同一の高さの位置に配設するのが好ましい。

本発明に係る搬送流量測定方法においては、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機と第２のローラ式計量機との間において搬送ベルトの上方に、搬送物の含水率を測定する近赤外線吸収式水分計を配置した上で、この近赤外線吸収式水分計によって検出された搬送物の含水率と、搬送物の質量搬送流量とに基づいて、搬送物の乾燥質量搬送流量を算出するようにしてもよい。

本発明に係る搬送流量測定システム又は搬送流量測定方法によれば、搬送物を水平方向に搬送する既設のベルトコンベアにおいて、適度な可撓性ないしは弾性を有する搬送ベルトを用いる一方、それぞれ搬送ベルトの上側走行部分の下面に当接する第１及び第２ローラ式計量機並びに第１及び第２の支持ローラを設けた上で、例えば質量算出機能と搬送流量算出機能とを実行するソフトウェアを備えたコンピュータ等を付設するだけで、ベルトコンベアの長さが長い場合、あるいはベルトコンベアの重量が大きい場合でも、ベルトコンベアによって搬送されている搬送物、例えば土壌や砂などの質量流量を適切かつ正確に検出することができる。

本発明に係る搬送流量測定システムを備えた、ないしは本発明に係る搬送流量測定方法を用いるベルトコンベアの概略構成を示す模式的な側面図である。 図１に示すベルトコンベアと、該ベルトコンベアに設けられたローラ式計量機及び支持ローラの概略構成を示す模式的な一部断面斜視図である。 搬送物の搬送時における図１に示すベルトコンベアの一部を拡大して示す模式的な側面図である。 第１、第２ローラ式計量機の近傍におけるベルトコンベアの搬送物の搬送状態を示す図である。 ベルトコンベアの搬送ベルトの上面に載っている搬送物の全質量の測定値に基づいて搬送物の質量搬送流量を算出するようにした従来の搬送流量測定手段を備えたベルトコンベアの模式的な側面図である。 搬送ベルトの上側走行部分の下面に当接する重量計により搬送物の質量搬送流量を測定するようにした従来の搬送流量測定手段を備えたベルトコンベアの模式的な側面図である。

以下、図１〜図４を参照しつつ、本発明の実施形態を具体的に説明する。
図１及び図２に示すように、本発明に係る搬送流量測定システムＳを備えた、ないしは本発明に係る搬送流量測定方法を用いるベルトコンベア１は、電動機（図示せず）によって回転駆動されるシャフト２ａに同軸状に取り付けられた略円柱形の駆動ローラ２と、駆動源には接続されていないシャフト３ａに同軸状に取り付けられた略円柱形の従動ローラ３と、駆動ローラ２と従動ローラ３とに巻き掛けられた輪状ないしは無端（エンドレス）の搬送ベルト４とを備えている。

搬送ベルト４は平ベルトであり、可撓性ないしは弾性を有するゴム材料（例えば、帆布の表裏にゴムを接合したもの）、あるいは合成樹脂材料（例えば、ポリエステル帆布の表裏にポリウレタン層を接合したもの）等で形成されている。駆動ローラ２と従動ローラ３とは、その直径が同一であり、同一の高さの位置に配置されている。なお、駆動ローラ２の直径と従動ローラ３の直径が異なる場合は、駆動ローラ２と従動ローラ３は、これらの最上部が同一の高さとなるように配置される。

ベルトコンベア１の稼働時には、駆動ローラ２が矢印Ａ１で示す方向に一定の回転速度で回転する一方、従動ローラ３が矢印Ａ２で示す方向に同一の回転速度で従動回転する。そして、搬送ベルト４は、駆動ローラ２と従動ローラ３とにまたがる周回経路に沿って、一定速度で周回走行する。搬送ベルト４の周回経路は、側面視では、搬送ベルト４が駆動ローラ２又は従動ローラ３と当接する部分では半円形であり、駆動ローラ２又は従動ローラ３と当接しない部分（両ローラ間）では水平方向に直線状に伸びる、全体的にはフィールドトラック形のものである。かくして、搬送ベルト４は、駆動ローラ２と従動ローラ３の間において、周回経路の上側水平部分４ａを走行するときには矢印Ａ３で示す方向に一定速度で水平に走行し、周回経路の下側水平部分４ｂを走行するときには矢印Ａ４で示す方向に一定速度で水平に走行する。

ベルトコンベア１の稼働時に、従動ローラ３よりやや駆動ローラ側の位置においてベルトコンベア１の上方に配置された搬送物供給部５（ホッパー）から、粒状ないしは粉体状の搬送物６が、周回経路の上側水平部分４ａを走行している搬送ベルト４の上面に連続的に供給される。この搬送物６は、搬送ベルト４によって矢印Ａ３で示す方向に搬送され、搬送ベルト４が駆動ローラ２のまわりで反転する部位で重力により下方に落下し、搬送物６の処理装置（図示せず）に投入される。

ベルトコンベア１によって搬送される粒状ないしは粉体状の搬送物６としては、これらに限定されるわけではないが、例えば有害物で汚染された土地の掘削により生じた汚染土壌や、石及び／又は岩を破砕することにより生成された砕砂などが挙げられる。ベルトコンベア１により搬送された搬送物６を処理する処理装置（図示せず）は、搬送物６が汚染土壌である場合は例えばキレート剤を用いる汚染土壌洗浄処理装置等であり、搬送物６が砕砂である場合は例えば砕砂水洗装置等である。

なお、以下では、ベルトコンベア１における各装置ないしは各部材の位置関係を簡明に表現するため、上側水平部分４ａにおけるベルト走行方向（矢印Ｐ３で示す方向）に関して、進行方向側ないしはリーディング側（図１中の位置関係では右側）を「前」といい、進行方向と反対側ないしはトレーリング側（図１中の位置関係では左側）を「後」ということにする。すなわち、搬送物６の流れ方向についてみれば、「前」は下流側であり、「後」は上流側である。

ベルトコンベア１の周回経路の上側水平部分４ａにおいて搬送ベルト４の下側には、複数（ないしは多数）の支持ローラ７が、前後方向（ベルト走行方向）に互いに適当な間隔を隔てて搬送ベルト４の下面に当接するように配置されている。これらの支持ローラ７は、ベルトコンベア１のフレーム構造（図示せず）によって回転自在に支持され、回転（自転）しつつ搬送ベルト４及び搬送物６を支持する。ここで、各支持ローラ７の前後方向の間隔（以下「基本ローラ間隔」という。）は、基本的には（後記の特定の２つの支持ローラ７ａ、７ｂの間隔以外）、搬送物６の質量により搬送ベルト４がさほど下方に撓まず、搬送ベルト４及び搬送物６が波打たず概ね水平方向に搬送されるように設定される（例えば、土壌又は砂を搬送する場合は２０〜３０ｃｍ）。

詳しくは図示していないが、各支持ローラ７は、その中心軸が搬送ベルト幅方向、すなわち水平面内においてベルトコンベア１の前後方向と垂直な方向に伸びる円柱形のローラであり、その搬送ベルト幅方向の長さは搬送ベルト４の幅と同一か、又はこれよりやや長くなっている（例えば数ｃｍ〜十数ｃｍ長い）。なお、各支持ローラ７の直径（外径）は、とくに限定されるわけではないが、例えば土壌あるいは砂を搬送する場合は４〜１０ｃｍ程度に設定するのが実用的である。

これらの複数の支持ローラ７うち、前後方向に隣り合う特定の２つの支持ローラ（以下、これらのうち後側の支持ローラを「第１支持ローラ７ａ」といい、前側の支持ローラを「第２支持ローラ７ｂ」という。）は、後で詳しく説明するように、前後方向に基本ローラ間隔より長い間隔（例えば、５０〜８０ｃｍ）でもって配置されている。

そして、上側水平部分４ａに位置する搬送ベルト４の下側において第１支持ローラ７ａの前側（下流側）に、第１ローラ式計量機８が、第１支持ローラ７ａと当接はしないが近接して配設されている（例えば、５〜２０ｍｍの間隔）。第１ローラ式計量機８は、ローラ８ａと重量計８ｂとを有し、ローラ８ａは、搬送ベルト４の下面に当接するように配置され、回転（自転）しつつ、搬送ベルト４及びその上の搬送物６を支持する。ここで、ローラ８ａの形状ないしは寸法（直径、長さ等）は、第１支持ローラ７ａと同一であり、同一の高さの位置に配置されている。

他方、上側水平部分４ａに位置する搬送ベルト４の下側において第２支持ローラ７ｂの後側（上流側）に、第２ローラ式計量機９が、第２支持ローラ７ｂと当接はしないが近接して配設されている（例えば、５〜２０ｍｍの間隔）。なお、第２ローラ式計量機９は、第１ローラ式計量機８と同一の構成のものである。第２ローラ式計量機９は、ローラ９ａと重量計９ｂとを有し、ローラ９ａは、搬送ベルト４の下面に当接するように配置され、回転（自転）しつつ、搬送ベルト４及びその上の搬送物６を支持する。ここで、ローラ９ａの形状ないしは寸法（直径、長さ等）は、第２支持ローラ７ｂと同一であり、同一の高さの位置に配置されている。

第１ローラ式計量機８及び第２ローラ式計量機９の各重量計８ｂ、９ｂは、それぞれ、例えばロードセルなどを用いた重量計であり、ローラ８ａ、９ａを支持するとともに、搬送ベルト４及び搬送物６がローラ８ａ、９ａを下向きに押す力の大きさを検出する。なお、重量計８ｂ、９ｂは、ベルトコンベア１のフレーム構造（図示せず）によって支持されている。重量計８ｂ、９ｂの検出値は、コンピュータ１１に送られ、後で説明するように、コンピュータ１１による最終的には搬送物６の質量搬送流量及乾燥質量搬送流量を求めるための種々の演算処理に用いられる。

さらに、前後方向に関して第１ローラ式計量機８と第２ローラ式計量機９の間（例えば、中間部）において、搬送ベルト４の上方には、搬送物６の含水率を測定する近赤外線吸収式水分計１０が配設されている。そして、近赤外線吸収式水分計１０の検出値はコンピュータ１１に送られ、コンピュータ１１による搬送物６の乾燥質量搬送流量を求めるための演算処理に用いられる。

近赤外線吸収式水分計１０は、詳しくは図示していないが、近赤外線領域における所定の波長帯の光を搬送物６に照射し、搬送物６の含水率に応じて光の吸収率が変化する性質を利用したものであり、所定の波長帯の光を搬送物６に照射して、この光の反射量（又は反射率）を受光モジュールで測定し、その測定結果に基づいて搬送物６の含水率を算出するものである。なお、このような近赤外線吸収式水分計１０としては、例えばｉ−ＮＥＡＴ株式会社から発売されているオンライン水分計ＭＣＴ４６０などを用いることができる。

要するに、ベルトコンベア１においては、下記の各データが検出ないしは取得される。
（１） 第１ローラ式計量機８によって検出される搬送ベルト４及びその上の搬送物６がローラ８ａを下向きに押す力Ｐ_１、すなわちローラ８ａが搬送ベルト４及び搬送物６を支持している力Ｐ_１（以下「第１ローラ荷重Ｐ_１」という。）。
（２） 第２ローラ式計量機９によって検出される搬送ベルト４及びその上の搬送物６がローラ９ａを下向きに押す力Ｐ_２、すなわちローラ９ａが搬送ベルト４及び搬送物６を支持している力Ｐ_２（以下「第２ローラ荷重Ｐ_２」という。）。
（３） 近赤外線吸収式水分計１０によって検出される、前後方向に関して第１ローラ式計量機８と第２ローラ式計量機９の間の搬送物６の含水率φ（以下「搬送物含水率φ」という。）。

コンピュータ１１は、このように検出ないしは取得された第１ローラ荷重Ｐ_１と、第２ローラ荷重Ｐ_２と、搬送物含水率φと、ベルトコンベア１の構造（第１、第２支持ローラ７ａ、７ｂ及び第１、第２ローラ式計量機８、９の形状、寸法、位置等）ないしは運転状態（搬送ベルト４の走行速度等）とに基づいて、搬送物６の質量搬送流量及び乾燥質量搬送流量を算出する。以下、図３及び図４を参照しつつ、コンピュータ１１による搬送物６の質量搬送流量及び乾燥質量搬送流量の算出手法ないしは算出手順を説明する。

図３は、ベルトコンベア１の稼動時において搬送ベルト４への搬送物６の連続的な供給が開始された後、ある時点Ｔ_０において、連続的に前方に搬送される搬送物６が、第１ローラ式計量機８と第２ローラ式計量機９とを経由して前方へ搬送されている状態を示している。この時点Ｔ_０においては、前後方向に関して、第１支持ローラ７ａと第１ローラ式計量機８のローラ８ａの中間点Ｌ_１（以下「第１中間点Ｌ_１」という。）と、第２ローラ式計量機９のローラ９ａと第２支持ローラ７ｂの中間点Ｌ_２（以下「第２中間点Ｌ_２」という。）との間に位置する搬送ベルト４及びその上の搬送物６は、以下で説明するように、実質的には第１ローラ式計量機８（ローラ８ａ）及び第２ローラ式計量機９（ローラ９ａ）のみによって支持され、第１、第２支持ローラ７ａ、７ｂ又はその他の支持ローラ７によっては支持されない。

図４に拡大して示すように、搬送ベルト４は適度な可撓性ないしは弾性を有し、かつ前後方向に関して、第１ローラ式計量機８と第２ローラ式計量機９とは比較的長い間隔Ｄ（例えば、４０〜７０ｃｍ）を隔てて配置されているので、第１ローラ式計量機８のローラ８ａと第２ローラ式計量機９のローラ９ａの間の領域（以下「計量機間領域」という。）では、搬送ベルト４は下方に軽く撓んで湾曲する。このため、計量機間領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６は、実質的には両ローラ８ａ、９ａのみによって支持され、第１、第２支持ローラ７ａ、７ｂ又はその他の前後の支持ローラ７によっては支持されない。比喩的に表現すれば、計量機間領域では、搬送ベルト４は、その前後の両端が両ローラ８ａ、９ａによって二点支持された「もっこ」のような状態となる。

したがって、計量機間領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量Ｍ_１は、第１ローラ式計量機８及び第２ローラ式計量機９のみに作用を及ぼす。すなわち、第１ローラ式計量機８及び第２ローラ式計量機９の検出値（第１ローラ荷重Ｐ_１及び第２ローラ荷重Ｐ_２）の合算値は、計量機間領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量Ｍ_１を含むものとなる。

一方、前後方向に関して、第１支持ローラ７ａと第１ローラ式計量機８のローラ８ａの間の領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６は、実質的には第１支持ローラ７ａ及びローラ８ａのみによって支持される。そして、第１支持ローラ７ａとローラ８ａの間隔は非常に短く（例えば、５〜２０ｍｍ）、かつ第１支持ローラ７ａとローラ８ａとは直径及び高さが等しいので、この領域内における第１中間点Ｌ_１より後側（上流側）の搬送ベルト４及びその上の搬送物６は第１支持ローラ７ａによって支持され、第１中間点Ｌ_１より前側（下流側）の搬送ベルト４及びその上の搬送物６はローラ８ａによって支持されるものとみなしても、誤差は非常に小さく（４％未満と推測される）、実用上問題は生じない。したがって、実質的には、この領域内における第１中間点Ｌ_１より前側の搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量Ｍ_２は、第１ローラ式計量機８のみに作用するものとみなすことができる。すなわち、第１ローラ式計量機８の検出値（第１ローラ荷重Ｐ_１）は、この領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量Ｍ_２を含む。

また、前後方向に関して、第２ローラ式計量機９のローラ９ａと第２支持ローラ７ｂの間の領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６は、実質的にはローラ９ａ及び第２支持ローラ７ｂのみによって支持される。そして、ローラ９ａと第２支持ローラ７ｂの間隔は非常に短く（例えば、５〜２０ｍｍ）、かつローラ９ａと第２支持ローラ７ｂとは直径及び高さが等しいので、この領域内における第２中間点Ｌ_２より後側（上流側）の搬送ベルト４及びその上の搬送物６はローラ９ａによって支持され、第２中間点Ｌ_２より前側（下流側）の搬送ベルト４及びその上の搬送物６は第２支持ローラ７ｂによって支持されるものとみなしても、誤差は非常に小さく（４％未満と推測される）、実用上問題は生じない。したがって、実質的には、この領域内における第２中間点Ｌ_２より後側の搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量Ｍ_３は、第２ローラ式計量機９のみに作用するものとみなすことができる。すなわち、第２ローラ式計量機９の検出値（第２ローラ荷重Ｐ_２）は、この領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量Ｍ_３を含む。

かくして、ある時点Ｔ_０における第１ローラ式計量機８及び第２ローラ式計量機９の検出値（第１ローラ荷重Ｐ_１及び第２ローラ荷重Ｐ_２）の合算値は、この時点Ｔ_０での、前後方向に関して第１中間点Ｌ_１と第２中間点Ｌ_２の間の領域（以下「計量領域」という。）における搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量（Ｍ_１+Ｍ_２+Ｍ_３）を示すことになる。したがって、このような計量領域における搬送ベルト４及びその上の搬送物６の質量から、計量領域における搬送ベルト４の質量（既知）を差し引けば、この時点Ｔ_０での計量領域における搬送ベルト４上の搬送物６の質量Ｍ（以下「測定質量Ｍ」という。）が求められる。

このような測定質量Ｍは連続的に検出ないしは算出されているが、コンピュータ１１は、このような連続的な測定質量Ｍから、質量搬送ベルト４の走行速度に応じて一定の時間間隔Δｔで間欠的に、一連の時点Ｔ_ｉ（Δｔ＝Ｔ_ｉ−Ｔ_ｉ−１）における測定質量Ｍ（以下「ピンポイント測定質量Ｍ_ｉ」という。）を抽出する。ここで、ピンポイント測定質量Ｍ_ｉを抽出する時間間隔Δｔ（以下「データ抽出間隔Δｔ」という。）は、第１中間点Ｌ_１と第２中間点Ｌ_２の前後方向の距離Ｈと搬送ベルトの走行速度Ｖとに基づいて、下記の式１により設定される。

Δｔ＝Ｈ／Ｖ…………………………………………………………………式１
Δｔ：データ抽出時間間隔
Ｈ：第１中間点Ｌ_１と第２中間点Ｌ_２の間隔
Ｖ：搬送ベルトの走行速度

そして、コンピュータ１１は、下記の式２を用いて、次々に算出される各時点Ｔ_ｉにおけるピンポイント測定質量Ｍ_ｉを、一定値であるデータ抽出間隔Δｔ（＝Ｈ／Ｖ）で除算することにより、各時点Ｔ_ｉにおける搬送物６の質量搬送流量Ｆ_ｉを算出する。

Ｆ_ｉ＝Ｍ_ｉ／Δｔ＝Ｍ_ｉ／（Ｈ／Ｖ）………………………………………式２
Ｆ_ｉ：時点Ｔ_ｉにおける質量搬送流量
Ｍ_ｉ：時点Ｔ_ｉにおけるピンポイント測定質量
Δｔ：データ抽出間隔
Ｈ：第１中間点Ｌ_１と第２中間点Ｌ_２の間隔
Ｖ：搬送ベルトの走行速度

さらに、コンピュータ１１は、このようにして算出した各時点Ｔ_ｉにおける搬送物６の質量搬送流量Ｆ_ｉと、各時点Ｔ_ｉにおいて近赤外線吸収式水分計１０により検出された搬送物６の含水率φ_ｉ（０≦φ_ｉ＜１）とに基づいて、下記の式３により、各時点Ｔ_ｉにおける搬送物６の質量乾燥流量Ｇ_ｉを算出する。

Ｇ_ｉ＝Ｆ_ｉ・（１−φ_ｉ）………………………………………………………式３
Ｇ_ｉ：時点Ｔ_ｉにおける搬送物の質量乾燥流量
Ｆ_ｉ：時点Ｔ_ｉにおける質量搬送流量
φ_ｉ：時点Ｔ_ｉにおける搬送物の含水率

前記のとおり、本発明の実施形態に係る搬送物６の搬送流量測定システム又は搬送流量測定方法によれば、例えば搬送物６を水平方向に搬送する普通のベルトコンベア１において、例えばゴム、合成樹脂等を用いた適度な可撓性ないしは弾性を有する搬送ベルト４を採用する一方、それぞれ搬送ベルト４の上側走行部分４ａの下面に当接する第１ローラ式計量機８と第２ローラ式計量機９とを、適度な間隔で配置された隣り合う２つの支持ローラ７ａ、７ｂに近接して設け、さらに近赤外線吸収式水分計１０とを設けた上で、質量算出機能及び搬送流量算出機能を実行するソフトウェア、及び、その他の普通の演算機能を実行するソフトウェア等を備えたコンピュータ１１を付設するだけで、ベルトコンベア１の長さが長い場合、あるいはベルトコンベア１の重量が大きい場合でも、ベルトコンベア１によって搬送されている搬送物６、例えば土壌や砂などの質量流量及び乾燥質量流量を適切かつ正確に検出することができる。

Ｓ 搬送流量測定システム、１ ベルトコンベア、２ 駆動ローラ、２ａ シャフト、３ 従動ローラ、３ａ シャフト、４ 搬送ベルト、４ａ 周回経路の上側水平部分、４ｂ 周回経路の下側水平部分、５ 搬送物供給部、６ 搬送物、７ 支持ローラ、７ａ 第１支持ローラ、７ｂ 第２支持ローラ、８ 第１ローラ式計量機、８ａ ローラ、８ｂ 重量計、９ 第２ローラ式計量機、９ａ ローラ、９ｂ 重量計、１０ 近赤外線吸収式水分計、１１ コンピュータ、２０ ベルトコンベア、２１ 駆動ローラ、２２ 従動ローラ、２３ 搬送ベルト、２３ａ 上側水平部分、２４ フレーム構造、２５ 計量センサ、３０ ベルトコンベア、３１ 駆動ローラ、３２ 従動ローラ、３３ 搬送ベルト、３３ａ 上側水平部分、３４ 重量計。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る搬送物の搬送流量測定システムを備えた、土壌洗浄処理装置用又は砕砂水洗装置用のベルトコンベアは、最上部同士が同じ高さとなるように配置された駆動ローラ及び従動ローラ（被駆動ローラ）と、駆動ローラと従動ローラとに巻き掛けられたポリエステル帆布の表裏にポリウレタンが接合されてなる平ベルトで形成された無端の搬送ベルト（エンドレスベルト）とを備えている。ここで、搬送ベルトは、駆動ローラと従動ローラとにまたがる周回経路（以下、単に「周回経路」という。）に沿って一定の速度で周回走行して土壌又は砕砂からなる搬送物を搬送する。そして、本発明に係る搬送流量測定システムは、第１及び第２のローラ式計量機（計量ローラ）と、第１及び第２の支持ローラと、質量算出手段と、搬送流量算出手段とを備えている。なお、質量算出手段及び搬送流量算出手段は、これらの機能を実行するソフトウェアを備えた１つ又は複数のコンピュータで構成される。

本発明に係る搬送流量測定システムにおいて、第１のローラ式計量機は、周回経路の上側水平部分において搬送ベルトの下面に当接するように配置された単一のローラを有している。第２のローラ式計量機は、周回経路の上側水平部分において、搬送ベルトの走行方向（以下「ベルト走行方向」という。）に関して第１のローラ式計量機より前側（リーディング側）の位置で第１のローラ式計量機のローラとの間に所定の間隔をあけて、搬送ベルトの下面に当接するように配置された単一のローラを有している。

第１の支持ローラは、周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機より後側（トレーリング側）の位置で、第１のローラ式計量機のローラに対して５〜２０ｍｍの間隔をあけて、搬送ベルトの下面に当接するように配置されている。第２の支持ローラは、周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第２のローラ式計量機より前側の位置で、第２のローラ式計量機のローラに対して５〜２０ｍｍの間隔をあけて、搬送ベルトの下面に当接するように配置されている。質量算出手段は、第１のローラ式計量機の検出値と第２のローラ式計量機の検出値の合算値を算出して該合算値に基づいて、第１のローラ式計量機と第１の支持ローラの間の第１中間点と、第２のローラ式計量機と第２の支持ローラの間の第２中間点との間において、搬送ベルトの上に載っている搬送物の質量Ｍ _ｉ を算出する。搬送流量算出手段は、質量算出手段によって算出された搬送物の質量Ｍ _ｉ と、第１中間点と第２中間点の間隔と、搬送ベルトの走行速度（一定速度）とに基づいて搬送物の質量搬送流量Ｆ _ｉ を算出する。
質量算出手段は、第１中間点と第２中間点の間隔をＨとし、搬送ベルトの走行速度をＶとすれば、下記の式１であらわされる時間間隔Δｔで間欠的に、前記合算値を算出して搬送物の質量Ｍ _ｉ を算出する。
Δｔ＝Ｈ／Ｖ………………………………………………………………式１
搬送流量算出手段は、下記の式２により、時間間隔Δｔで間欠的に質量搬送流量Ｆ _ｉ を算出する。
Ｆ _ｉ ＝Ｍ _ｉ ／Δｔ＝Ｍ _ｉ ／（Ｈ／Ｖ）……………………………………式２

本発明に係る、最上部同士が同じ高さとなるように配置された駆動ローラ及び従動ローラと、駆動ローラと従動ローラとに巻き掛けられ、駆動ローラと従動ローラとにまたがる周回経路に沿って一定の速度で周回走行して土壌又は砕砂からなる搬送物を搬送する、ポリエステル帆布の表裏にポリウレタンが接合されてなる平ベルトで形成された無端の搬送ベルトとを備えている、土壌洗浄処理装置用又は砕砂水洗装置用のベルトコンベアのための搬送物の搬送流量測定方法は、下記の各ステップ（１）〜（６）を有する。

（１） 単一のローラを有する第１のローラ式計量機を、該ローラが周回経路の上側水平部分において搬送ベルトの下面に当接するように配置するステップ。
（２） 単一のローラを有する第２のローラ式計量機を、該ローラが、周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機より前側の位置で第１のローラ式計量機のローラとの間に所定の間隔をあけて搬送ベルトの下面に当接するように配置するステップ。
（３） 周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第１のローラ式計量機より後側の位置で、第１のローラ式計量機のローラに対して５〜２０ｍｍの間隔をあけて、搬送ベルトの下面に当接するように第１の支持ローラを配置するステップ。

（４） 周回経路の上側水平部分において、ベルト走行方向に関して第２のローラ式計量機より前側の位置で、第２のローラ式計量機のローラに対して５〜２０ｍｍの間隔をあけて、搬送ベルトの下面に当接するように第２の支持ローラを配置するステップ。
（５） 第１のローラ式計量機の検出値と第２のローラ式計量機の検出値の合算値を算出して該合算値に基づいて、第１のローラ式計量機と第１の支持ローラの間の第１中間点と、第２のローラ式計量機と第２の支持ローラの間の第２中間点との間において、搬送ベルトの上に載っている搬送物の質量Ｍ _ｉ を算出するステップ。
（６） ステップ（５）で算出された搬送物の質量Ｍ _ｉ と、第１中間点と第２中間点の間隔と、搬送ベルトの走行速度とに基づいて搬送物の質量搬送流量Ｆ _ｉ を算出するステップ。
この搬送物の搬送流量測定方法においては、第１中間点と第２中間点の間隔をＨとし、搬送ベルトの走行速度をＶとすれば、下記の式１であらわされる時間間隔Δｔで間欠的に、前記合算値を算出して搬送物の質量Ｍ _ｉ を算出する。
Δｔ＝Ｈ／Ｖ………………………………………………………………式１
そして、下記の式２により、時間間隔Δｔで間欠的に質量搬送流量Ｆ _ｉ を算出する。
Ｆ _ｉ ＝Ｍ _ｉ ／Δｔ＝Ｍ _ｉ ／（Ｈ／Ｖ）……………………………………式２

本発明に係る搬送流量測定システム又は搬送流量測定方法によれば、土壌又は砕砂からなる搬送物を水平方向に搬送する既設の土壌洗浄処理装置用又は砕砂水洗装置用のベルトコンベアにおいて、ポリエステル帆布の表裏にポリウレタンが接合されてなる平ベルトで形成された搬送ベルトを用いる一方、それぞれ搬送ベルトの上側走行部分の下面に当接する第１及び第２ローラ式計量機並びに第１及び第２の支持ローラを設けた上で、例えば質量算出機能と搬送流量算出機能とを実行するソフトウェアを備えたコンピュータ等を付設するだけで、ベルトコンベアの長さが長い場合、あるいはベルトコンベアの重量が大きい場合でも、ベルトコンベアによって搬送されている土壌又は砕砂からなる搬送物の質量流量を適切かつ正確に検出することができる。

Claims (6)

1. 最上部同士が同じ高さとなるように配置された駆動ローラ及び従動ローラと、
   前記駆動ローラと前記従動ローラとに巻き掛けられ、前記駆動ローラと前記従動ローラとにまたがる周回経路に沿って一定の速度で周回走行して搬送物を搬送する可撓性又は弾性を備えた無端の搬送ベルトとを備えているベルトコンベアのための搬送物の搬送流量測定システムであって、
   前記周回経路の上側水平部分において前記搬送ベルトの下面に当接するように配置された第１のローラ式計量機と、
   前記上側水平部分において、前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第１のローラ式計量機より前側の位置で前記第１のローラ式計量機との間に所定の間隔をあけて、前記搬送ベルトの下面に当接するように配置された第２のローラ式計量機と、
   前記周回経路の上側水平部分において、前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第１のローラ式計量機より後側の位置で前記第１のローラ式計量機に近接して、前記搬送ベルトの下面に当接するように配置された第１の支持ローラと、
   前記周回経路の上側水平部分において、前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第２のローラ式計量機より前側の位置で前記第２のローラ式計量機に近接して、前記搬送ベルトの下面に当接するように配置された第２の支持ローラと、
   前記第１のローラ式計量機の検出値と前記第２のローラ式計量機の検出値とに基づいて、前記第１のローラ式計量機と前記第１の支持ローラの間の第１中間点と、前記第２のローラ式計量機と前記第２の支持ローラの間の第２中間点との間において、前記搬送ベルトの上に載っている搬送物の質量を算出する質量算出手段と、
   前記質量算出手段によって算出された前記搬送物の質量と、前記第１中間点と前記第２中間点の間隔と、前記搬送ベルトの走行速度とに基づいて搬送物の質量搬送流量を算出する搬送流量算出手段とを備えていることを特徴とする搬送物の搬送流量測定システム。
2. 前記第１及び第２のローラ式計量機は、それぞれ、前記搬送ベルトの下面に当接するように配置されたローラと、前記ローラにかかる荷重を検出する重量計とを有し、
   前記第１及び第２のローラ式計量機のローラと前記第１及び第２の支持ローラとは、同一直径であり、同一の高さの位置に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の搬送物の搬送流量測定システム。
3. 前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第１のローラ式計量機と前記第２のローラ式計量機との間において前記搬送ベルトの上方に配置され、搬送物の含水率を測定する近赤外線吸収式水分計と、
   前記近赤外線吸収式水分計によって検出された搬送物の含水率と、前記搬送流量算出手段によって算出された搬送物の質量搬送流量とに基づいて、搬送物の乾燥質量搬送流量を算出する乾燥質量流量算出手段とを備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の搬送物の搬送流量測定システム。
4. 最上部同士が同じ高さとなるように配置された駆動ローラ及び従動ローラと、
   前記駆動ローラと前記従動ローラとに巻き掛けられ、前記駆動ローラと前記従動ローラとにまたがる周回経路に沿って一定の速度で周回走行して搬送物を搬送する可撓性又は弾性を備えた無端の搬送ベルトとを備えているベルトコンベアのための搬送物の搬送流量測定方法であって、
   前記周回経路の上側水平部分において前記搬送ベルトの下面に当接するように第１のローラ式計量機を配置し、
   前記上側水平部分において、前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第１のローラ式計量機より前側の位置で前記第１のローラ式計量機との間に所定の間隔をあけて、前記搬送ベルトの下面に当接するように第２のローラ式計量機を配置し、
   前記周回経路の上側水平部分において、前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第１のローラ式計量機より後側の位置で前記第１のローラ式計量機に近接して、前記搬送ベルトの下面に当接するように第１の支持ローラを配置し、
   前記周回経路の上側水平部分において、前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第２のローラ式計量機より前側の位置で前記第２のローラ式計量機に近接して、前記搬送ベルトの下面に当接するように第２の支持ローラを配置し、
   前記第１のローラ式計量機の検出値と前記第２のローラ式計量機の検出値とに基づいて、前記第１のローラ式計量機と前記第１の支持ローラの間の第１中間点と、前記第２のローラ式計量機と前記第２の支持ローラの間の第２中間点との間において、前記搬送ベルトの上に載っている搬送物の質量を算出し、
   前記搬送物の質量と、前記第１中間点と前記第２中間点の間隔と、前記搬送ベルトの走行速度とに基づいて搬送物の質量搬送流量を算出することを特徴とする搬送物の搬送流量測定方法。
5. 前記第１及び第２のローラ式計量機は、それぞれ、前記搬送ベルトの下面に当接するように配置されたローラと、前記ローラにかかる荷重を検出する重量計とを有していて、
   前記第１及び第２のローラ式計量機のローラと前記第１及び第２の支持ローラとを、同一直径とした上で同一の高さの位置に配設することを特徴とする、請求項４に記載の搬送物の搬送流量測定方法。
6. 前記搬送ベルトの走行方向に関して前記第１のローラ式計量機と前記第２のローラ式計量機との間において前記搬送ベルトの上方に、搬送物の含水率を測定する近赤外線吸収式水分計を配置し、
   前記近赤外線吸収式水分計によって検出された搬送物の含水率と、前記搬送物の質量搬送流量とに基づいて、搬送物の乾燥質量搬送流量を算出することを特徴とする、請求項４又は５に記載の搬送物の搬送流量測定方法。

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