JP3874349B2 - サイロの運転方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイロの運転方法に関するものであって、特に、流動性汚泥などを貯留する大型のサイロの運転方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サイロは一般に図２に示すように、対象物を貯留するための貯留槽１には、貯留物２を投入する投入口１１が最上部に設けられ、貯留物２を排出するための排出口１２が底面に設けられている。そして、この貯留槽の底面上には、貯留物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、排出口１２に送り込まれた貯留物２は、排出口１２から連続するシュート１２ａを通じて、スクリュー式排出装置４によって外部に排出するよう構成されている。また、貯留槽１内の貯留物２の物量を超音波センサ６５にて検知し、超音波センサ６５に付属する発信部６１５１にて貯留レベルが予め設定したレベル値より大の場合には貯留物２の投入を停止し、貯留レベルが予め設定したレベル値より小の場合には貯留物２の排出を停止する。
【０００３】
このようなサイロでは、前記掻き寄せ装置３は、貯留物の貯留量、すなわち貯留レベルとは無関係に排出装置４が運転中には常時運転しているのが一般的であった。そのため、羽根駆動装置の設計トルクは、貯留槽１が満杯状態のときに羽根部３１にかかる貯留物圧力を基準に設定していたうえ、電力消費量も相当量に達していた。さらに、貯留槽１が空の場合に貯留物を投入するときに、最上部から落下する貯留物の衝突によって、前記掻き寄せ装置３の羽根部３１を破損するおそれもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、前記掻き寄せ装置の電力消費量を削減できるサイロの運転方法を提供し、また、前記掻き寄せ装置の羽根部の破損を防止できるサイロの運転方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、貯留物を底面の排出口を通じてスクリュー排出装置により排出するために、貯留槽の底面上に、回転可能な羽根部を有する掻き寄せ装置を配置したサイロの運転方法であって、貯留物の貯留レベルが、貯留物が自重で排出口に送り込まれるレベルより小の場合に掻き寄せ装置を運転し、貯留レベルが、貯留物が自重で排出口に送り込まれるレベルより大の場合に運転を中止することを特徴とするサイロの運転方法によって、解決することができる。
【０００６】
また、上記の問題は、前記掻き寄せ装置を配置したサイロの運転方法と、最上部の投入口から投入される貯留物を底面の排出口から排出するために、貯留槽の底面上に、回転可能な羽根部を有する掻き寄せ装置を配置したサイロの運転方法であって、貯留物の貯留レベルが、前記羽根部が貯留物内に埋没し最上部の投入口から投入される貯留物による破損が避けられるレベルより大の場合に貯留槽の最上部に設けた貯留物投入口から貯留物を投入し、貯留レベルが前記レベルより小の場合には、予め貯留槽の側面の投入される貯留物による羽根部の破損が避けられる位置に設けた貯留物投入口から貯留物を投入するサイロの運転方法とを併用することを特徴とするサイロの運転方法によって、解決することができる。
【０００７】
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のサイロの運転方法に係る実施形態について、図１を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
本発明のサイロの運転方法を実施するサイロの基本的構造は、先に説明したものと変わりはない。すなわち、図１に示すように、貯留槽１には、ポンプｐによって圧送された対象物例えば汚泥を投入するための投入口１１が最上部に設けられ、貯留物２を排出するための排出口１２が底面に設けられ、かつこの貯留槽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、排出口１２に送り込まれた貯留物２は、排出口１２から連続するシュート１２ａを通じて、スクリュー式排出装置４によって外部に排出するよう構成されている。
【０００９】
本発明は、このようなサイロの運転方法であって、その特徴とするところは、貯留槽１内の貯留物２の物量を高さで表示する貯留レベルを貯留レベル検知手段、例えば超音波センサ５によって適時に検知し、貯留レベルが予め設定した運転開始レベル値より小の場合に、超音波センサ５に付属する発信部５１から運転開始信号を掻き寄せ装置３の駆動部３２に伝達し、掻き寄せ装置３を運転し、また貯留レベルが予め設定した運転停止レベル値より大の場合には同様に掻き寄せ装置３の運転を中止する点にある。
【００１０】
本発明は、貯留物２がある程度の貯留レベル、通常、２〜３ｍ以上の場合には、その自重によって排出口１２に送り込まれるという現象に着目して完成したものであり、貯留物が自重で排出口１２に送り込まれる貯留レベルの間は、掻き寄せ装置３の運転を中止することによって、消費電力を節減できるうえ、羽根駆動装置の設定トルクを１０〜３０％低減できるので、設備がコンパクトに設計できるという利点が得られるのである。
【００１１】
次に、前記した運転停止レベルまたは運転開始のレベルについて説明する。
この運転を調節する貯留物レベルは、貯留物２が自重によって排出シュート部を流動してスクリュー式排出装置４に到達できる場合の最低の高さ意味するのであるから、以下の手順で推定することが可能である。
先ず、貯留物の自重とシュート部圧損Ｐ［MPa］とが均衡する貯留レベルＨ_０［m］は、貯留物の密度をρ［Kg/m³］として次の式１で求められる。
（式１） Ｈ_０=Ｐ／9.8×10^{− 6}・ρ
【００１２】
ここで、シュート部圧損Ｐ［MPa］は、シュート部の高さｈ［m］（図１参照）、ずり応力τ［MPa］、排出口径Ｄ「m」から次の式２によって求めることができる。
（式２）Ｐ＝（４τ×ｈ／Ｄ）×１０^―４［MPa］
なお、排出口径Ｄ「m」は、排出口が矩形の場合には、その開口面積に相当する円孔の直径を示す。また、ずり応力τ［MPa］は、スクリュー式排出装置４の時間当たり排出量Ｑ［m³／時間］とした場合、式３で求められるずり速度ｖ［1/sec］と貯留物の含水率等から算出される。
（式３） ｖ＝８・Ｑ／π・Ｄ^３×3600［1/sec］
【００１３】
このように求められた貯留レベルＨ_０［m］は、貯留レベルがこれより大であれば貯留部は自重で排出口に流入する、また小であれば自重では流入しないことを意味するものであるが、実機では安全率を加味した貯留レベルＨ［m］を想定したうえ、シーケンス制御値としてこの理論的な貯留レベルＨ［m］の上側に運転停止レベル値および運転開始レベル値を設定すればよい。なお、この設定値は実機の試運転によって再調整されるのは勿論である。そして、汚泥を貯留物とする多くの場合には、運転停止レベル値は５〜６ｍ、運転開始レベル値は３〜４ｍに設定すれば目的が達せられるのである。
【００１４】
なお、前記実施では、貯留物の貯留レベル検知手段として、貯留槽１内部の上部に配置した超音波センサ５により貯留物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を算出し、貯留レベルを求めるようにした超音波センサを用いた事例であったが、貯留レベル検知手段としては、貯留槽底部にかかる圧力を検知して貯留レベルを推定するよう貯留槽底部に圧力センサを配置したり、貯留物の重量を検知して貯留レベルを推定するよう貯留槽底部に重量センサを配置して用いることもできる。
【００１５】
また、貯留レベルが運転停止レベルを上回って掻き寄せ装置３を停止する際、羽根部３１が排出口１２を覆うように位置した場合には貯留物２が円滑に排出されないおそれがある。そこで、このような事態を避けるため、羽根部３１の回転位置を検出して、その停止位置が排出口１２に重ならないよう調節するのがよい。例えば、羽根部３１の槽外の駆動軸に近接スイッチに作用する凸部（図示せず）を設け、かつ槽側には羽根部３１を停止させたい位置に近接スイッチ（図示せず）を設けて、運転停止レベルを下回った信号を受けた後、近接スイッチが作動した段階で掻き寄せ装置３を停止させるようにすればよい。
【００１６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、同じく図１を参照しながら説明する。
この実施形態の特徴とするところは、前記サイロの運転方法と以下の方法とを併用するところにあり、併用方法は具体的には、前記同様な基本構造からなるサイロにおいて、最上部に設けた貯留物投入口１１の他に、第２の貯留物投入口１３を貯留槽１の側面に設けておき、貯留物２の貯留レベルが所定値より大の状態を超音波センサ５が検知した場合には、その発信部５１から伝達される制御信号によって、投入口１１、１３のそれぞれに連結された貯留対象物配管に設けた電動バルブ１１ａ、１３ａを開閉操作して、前記貯留物投入口１１から貯留物を投入するようにし、貯留レベルが所定値より小の場合には、同様な検知手段によって前記第２の貯留物投入口１３から貯留物を投入するように、投入口を切り換える点にある。
【００１７】
この場合、投入口を切り換える基準となる前記のバルブ切換レベル値は、掻き寄せ装置３の羽根部３１が貯留物２内に埋没し、最上部の投入口１１から汚泥など貯留物が投入されても羽根部３１の破損が避けられるようなレベルに設定すればよく、通常、その所定値は２〜３ｍとすればよい。
【００１８】
かくして、これによれば、掻き寄せ装置３の羽根部３１が露出した状態で、最上部の投入口１１から汚泥など投入時の衝撃を受けることがなくなるから、羽根部３１の破損が完全に防止できるのである。また、投入口１１より低い位置に設けられた第２の投入口１３を用いるので、貯留物の圧送距離が短縮され圧送ポンプｐの電力消費量も削減できる利点が得られる。
【００１９】
なお、第２の投入口１３の設置高さは、この第２の投入口１３から投入される貯留物によって前記羽根部３１の破損が避けられるような位置に設定すればよいのはいうまでもない。また、第２発明においても、貯留物の貯留レベル検知手段として、超音波センサまたは圧力センサまたは重量センサが好適に用いられる。
【００２０】
なお、上記各実施形態における超音波センサ５と発信部５１は、先に説明した貯留物の投入、排出を制御するための超音波センサ６および発信部６１（図２参照）と兼用することができ、この場合にはそれぞれ専用の機器を付設する必要がないという利点が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のサイロの運転方法は、以上説明したように構成されているので、第１実施形態によれば、掻き寄せ装置の電力消費量を削減でき、掻き寄せ装置のコンパクト化によりコストダウンも可能となる。また、第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えるに掻き寄せ装置の羽根部の破損を防止できる、圧送ポンプの電力消費量が節減できる、などの優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消したサイロの運転方法として、実用的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するためのサイロの要部断面略図。
【図２】従来のサイロを説明するためのサイロの要部断面略図。
【符号の説明】
１ 貯留槽、１１ 投入口、１２ 排出口、１２ａ シュート、２ 貯留物、３ 掻き寄せ装置、３１ 羽根部、３２ 駆動部、４ スクリュー式排出装置、５ 超音波センサ、５１ 発信部、ｐ 圧送ポンプ。

Claims (2)

1. 貯留物を底面の排出口を通じてスクリュー排出装置により排出するために、貯留槽の底面上に、回転可能な羽根部を有する掻き寄せ装置を配置したサイロの運転方法であって、貯留物の貯留レベルが、貯留物が自重で排出口に送り込まれるレベルより小の場合に掻き寄せ装置を運転し、貯留レベルが、貯留物が自重で排出口に送り込まれるレベルより大の場合に運転を中止することを特徴とするサイロの運転方法。
2. 請求項１記載の掻き寄せ装置を配置したサイロの運転方法と、最上部の投入口から投入される貯留物を底面の排出口から排出するために、貯留槽の底面上に、回転可能な羽根部を有する掻き寄せ装置を配置したサイロの運転方法であって、貯留物の貯留レベルが、前記羽根部が貯留物内に埋没し最上部の投入口から投入される貯留物による破損が避けられるレベルより大の場合に貯留槽の最上部に設けた貯留物投入口から貯留物を投入し、貯留レベルが前記レベルより小の場合には、予め貯留槽の側面の投入される貯留物による羽根部の破損が避けられる位置に設けた貯留物投入口から貯留物を投入するサイロの運転方法とを併用することを特徴とするサイロの運転方法。

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