JP6009261B2 - 汚泥掻き寄せ機のチェーン破断検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、沈殿池内に設置されて、沈殿池の池底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、沈殿池の水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻き寄せ機のチェーン破断検出装置に関する。

チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺のフライト板が循環し、フライト板が沈殿池の池底を走行するときに池底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、フライト板が沈殿池の水面を走行するときに水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻き寄せ機が知られている（例えば特許文献１参照）。これらの汚泥掻き寄せ機においては、スプロケットホイールに掛け渡されたチェーンの走行に伴って沈殿池の内部をフライト板がガイドレールに沿って走行しつつ、上述したように、汚泥やスカムの掻き寄せを行っている。

チェーンがプラスチックなどの合成樹脂から形成される場合、軽量であるために、設置が容易であり、しかも耐食性に優れているという利点を有する反面、施工時の傷や想定外の衝撃などにより破損（破断）しやすい。チェーンが破断した状態で汚泥掻き寄せ機の運転を継続すると、フライト板の脱落などにより、チェーンやフライト板が損傷するおそれがある。

チェーンの歯飛び検出器として、フィンチェーン社から提供されているチェーンウォッチと称されるチェーン監視装置が知られている。このチェーンウォッチは、駆動ホイール上のチェーンに沿って配置された検出アームがチェーンによって押し上げられたことを検出することで、チェーンの歯飛びを検出するという装置である。このチェーンウォッチはチェーンの歯飛び検出器としては優れているが、チェーンの破断を検出するには長い時間がかかり、またはチェーンの破断を検出することができない場合もあった。

特開２００６−３２６４８３号公報 特許第３９８８５４２号公報 特開平９−１２２４０４号公報 特開平１０−１６５７１５号公報

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、汚泥掻き寄せ機のチェーンの破断を速やかに、かつ確実に検出することができるチェーン破断検出装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、駆動ホイールによりチェーンを駆動することで該チェーンに固定されたフライト可動体を走行させて沈殿池内の汚泥を掻き寄せる汚泥掻き寄せ機のチェーン破断検出装置であって、前記駆動ホイール上の前記チェーンに沿って配置された検出アームと、前記検出アームが前記チェーンによって押されたことを検出するセンサとを有するチェーン監視装置と、前記チェーンの動きを拘束するチェーン保持具とを備え、前記チェーン保持具は、前記駆動ホイールに隣接して配置され、前記チェーンの下方に配置されていることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記チェーン保持具は、前記チェーンに形成されたノッチに係合する少なくとも１つの係合部材を備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記少なくとも１つの係合部材は、複数の係合部材であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の係合部材の前記駆動ホイールからの配列方向は、水平方向に対して下方に傾斜する方向であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記係合部材は、水平に延びる棒状の部材であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記センサは、前記沈殿池の水面よりも上方に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、チェーンが破断すると、チェーンのテンションが失われるためチェーンが緩み、チェーンがチェーン保持具に保持される。この状態で駆動ホイールがチェーンを送り続けると、行き場を失ったチェーンが駆動ホイール付近で持ち上がり、チェーンが検出アームを押す。これをセンサが検出することでチェーンの破断を検出することができる。

本発明の一実施形態に係る汚泥掻き寄せ機の概要を示す図である。 フライト可動体を示す図である。 フライト可動体及び水面ガイドレールを示す図である。 図３に示すフライト可動体及び水面ガイドレールを上から見た図である。 図５（ａ）は駆動ホイールの正面図であり、図５（ｂ）は駆動ホイールの上面図である チェーン監視装置およびチェーンを示す図である。 チェーン保持具の上面図である。 チェーンが破断したときのチェーンおよびチェーン監視装置の動きを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、汚泥掻き寄せ機の概要を示す図である。汚泥掻き寄せ機は、例えば下水処理場の沈殿池に配置される。この汚泥掻き寄せ機は、駆動装置２と、沈殿池１の内部に配置された駆動ホイール３、水面ホイール４、水中ホイール５，６と、これらの各ホイール間に掛け渡された一対の無端状チェーン７と、このチェーン７に所定の間隔で固定されたフライト可動体８とを備えている。

一対のチェーン７は、沈殿池１内に並列に配置され、駆動装置２に連結された駆動ホイール３によってこれらのチェーン７が循環する。そして、このチェーン７の循環に伴ってフライト可動体８が沈殿池１の内部を走行するようになっている。

フライト可動体８が沈殿池１の池底側を走行する時には、図１に示すように、フライト可動体８は池底に溜まった汚泥を汚泥貯留部１ａに掻き寄せ、また水面側を走行する時には水面に浮遊するスカムをスカムスキマ９に掻き寄せるようになっている。フライト可動体８の走行をガイドするため、沈殿池１の側壁に沿って、例えば軽量で耐食性に優れた水面ガイドレール２７および水中ガイドレール１１が配置されている。更に池底には、フライト可動体８の走行をガイドする池底ガイドレール１２が敷設されている。

駆動ホイール３は、駆動チェーン２ａを介して駆動装置２からの動力を受けるスプロケットホイール（図示せず）に連結されている。水面ホイール４、水中ホイール５，及び水中ホイール６は、いずれも従動ホイールである。水中ホイール５は、水平方向に前後動してチェーン７の張力を調節できるよう構成されている。

スカムスキマ９には、溢流堰が開閉自在に取り付けられており、沈殿池１の液面に浮遊しているスカムをフライト可動体８により、水と共にトラフ９ａ内に流入させるように構成されている。スカムスキマ９は、切欠き部のあるパイプを回転させるパイプスキマでも良い。沈殿池１には、越流堰１４が設けられており、沈殿池１内の水がこの越流堰１４を越えて排出されることにより、沈殿池１の水位が一定に保たれている。

図２は、フライト可動体８を示す図である。図２に示すように、フライト可動体８は、汚泥やスカムを掻き寄せるフライト板（掻き寄せ板）２０と、このフライト板２０の両端部に取り付けられたアタッチメントピース２１と、各アタッチメントピース２１の上部に固定された第１のガイドシュー２３と、各アタッチメントピース２１の下部に固定された基台１０と、基台１０の下部に固定された第２のガイドシュー２４とを有している。アタッチメントピース２１の下部にはチェーン７が固定されており、フライト可動体８がチェーン７に引っ張られて走行するようになっている。

駆動ホイール３の一部を囲むようにチェーン監視装置１６が配置されている。チェーン監視装置１６は、図示しないブラケットに固定されている。このチェーン監視装置１６は、チェーン７の歯飛びおよび破断を検出する装置である。アタッチメントピース２１のチェーン７が固定された部分の反対側には、凹部２５が形成されている。フライト可動体８が駆動ホイール３の周りを走行するときは、チェーン監視装置１６が凹部２５の中に入り込むようになっている。凹部２５とチェーン監視装置１６との間には微小な隙間が形成されており、フライト可動体８はチェーン監視装置１６に接触せずに走行できるようになっている。

図３は、フライト可動体８及び水面ガイドレール２７を示す図であり、図４は、フライト可動体８及び水面ガイドレール２７を上から見た図（平面図）である。図３および図４に示すように、水面ガイドレール２７は、沈殿池１の側壁１ｂに固定された水面ガイドレールサポート部材３０により支持されている。水面ガイドレールサポート部材３０は、水面ガイドレール２７に沿って等間隔に配列されている。第２のガイドシュー２４は基台１０の下部に固定されており、水面ガイドレール２７の上に位置している。

チェーン７が駆動ホイール３により駆動され、フライト可動体８が水面を走行すると、ガイドシュー２４が水面ガイドレール２７上を滑り、ガイドシュー２４が水面ガイドレール２７に案内されて走行する。フライト可動体８が水中ガイドレール１１上を走行するときは、ガイドシュー２４が水中ガイドレール１１上を滑り、ガイドシュー２４が水中ガイドレール１１に案内されて走行する。第１のガイドシュー２３は、フライト可動体８が池底を走行するときに、池底ガイドレール１２によって案内されて走行するためのものである。

このように、フライト可動体８は、池底用と水面および水中用の２種のガイドシュー２３，２４を有しており、フライト可動体８は、池底ガイドレール１２、水中ガイドレール１１、および水面ガイドレール２７上を摺接しつつ走行する。なお、水面ガイドレール２７および水中ガイドレール１１用のガイドシュー２４がフライト可動体８の端部に付いているのは、沈殿池１の側壁１ｂから延びる水面ガイドレールサポート部材３０を出来るだけ小さくするためである。

池底ガイドレール１２用のガイドシュー２３はフライト可動体８の端部から内側に寄ったところに設置されているので、一旦脱線してもフライト可動体８は池底ガイドレール１２の上にある。このため、チェーン７がホイールから外れることが無い限り、フライト可動体８はチェーン７により引っ張られて走行するので、脱線したフライト可動体８のガイドシュー２３がホイールの近くまで走行すると、ガイドシュー２３が池底ガイドレール１２の上に自動的に復帰する。

沈殿池１の水位は、上述したように、越流堰１４によって一定に保たれており、水位は、図３に示すように、フライト可動体８の上端よりもやや下である。水面ガイドレール２７は水面よりも下に位置している。さらに、水面ガイドレールサポート部材３０も水面よりも下に位置している。

図５（ａ）は駆動ホイール３の正面図であり、図５（ｂ）は駆動ホイール３の上面図である。駆動ホイール３は、チェーン７に形成されたノッチ（切り欠き）に係合する複数のピン３ａを有している。これらのピン３ａは駆動ホイール３の周縁部に配置され、駆動ホイール３の周方向において等間隔に配列されている。

図６は、チェーン監視装置１６およびチェーン７を示す図である。図６において、駆動ホイール３は仮想線で示され、チェーン７の一部のみが描かれている。図６に示すように、チェーン７の内周部には、複数のノッチ（切り欠き）７ａが形成されている。駆動ホイール３のピン３ａがこれらノッチ７ａに係合した状態で駆動ホイール３が回転することでチェーン７が駆動され、チェーン７に固定されたフライト可動体８が沈殿池内を走行する。

チェーン監視装置１６は、駆動ホイール３上のチェーン７に近接して配置されている。チェーン監視装置１６は、駆動ホイール３上のチェーン７に沿って配置された一対の検出アーム３１，３１と、これら検出アーム３１，３１をそれぞれ回転自在に支持する支持軸３２，３２と、２つの検出アーム３１，３１の一方に固定された近接センサ３３と、２つの検出アーム３１，３１の他方に固定されたストライカ３４と、近接センサ３３およびストライカ３４を互いに離間させる方向に検出アーム３１，３１を付勢するばね３５とを備えている。

近接センサ３３、ストライカ３４、およびばね３５は沈殿池の水面ＷＬよりも上方に配置されている。したがって、近接センサ３４、ストライカ３４、およびばね３５のメンテナンスがしやすく、またこれらを防水構造とすることは不要である。したがって、チェーン監視装置１６のコストを下げることができる。

検出アーム３１，３１の湾曲面３１ａ，３１ａとチェーン７との間には微小な隙間が形成されており、正常時にはチェーン７は検出アーム３１，３１と非接触となっている。チェーン７の歯飛びや破断などに起因してチェーン７が駆動ホイール３から持ち上がって検出アーム３１に接触すると、検出アーム３１が支持軸３２周りに回転し、近接センサ３３およびストライカ３４が互いに接近する。近接センサ３３は、ストライカ３４が所定の距離以内に近づくと、外部に信号を発するようになっている。汚泥掻き寄せ機の動作を制御する制御装置（図示せず）は、近接センサ３３からの信号を受け取ると、駆動装置２（図１参照）の運転を停止させるようになっている。

駆動ホイール３に隣接した位置には、チェーン７の動きを拘束するチェーン保持具４０が配置されている。図７は、チェーン保持具４０の上面図である。チェーン保持具４０は、チェーン７の進行方向において駆動ホイール３の下流側に位置している。チェーン保持具４０は、３本のロッド（係合部材）４１と、これらロッド４１を支持する支持プレート（支持部材）４２とを備えている。ロッド４１は、水平に延びる棒状の部材であり、互いに平行に配列されている。ロッド４１はチェーン７の下方に位置しており、チェーン７のピッチと同じ間隔で配列されている。各ロッド４１は円形の断面を有し、チェーン７の各ノッチ７ａが各ロッド４１に係合できる断面寸法を有している。

通常の運転時では、チェーン７にはある程度の張力が与えられているので、チェーン７はロッド４１に接触しない。しかしながら、チェーン７が破断すると、チェーン７全体の張力が失われ、チェーン７が下方に撓んでロッド４１の上に乗る。チェーン７のノッチ７ａはロッド４１に係合し、これによりチェーン７がロッド４１に保持され、チェーン７の動きがロッド４１により拘束される。チェーン７がロッド４１に保持された状態で駆動ホイール３が回転し続けると、行き場を失ったチェーン７が駆動ホイール３から持ち上げられ、検出アーム３１を押し上げる。

図８は、チェーン７が破断したときのチェーン７およびチェーン監視装置１６の動きを示す図である。図８に示すように、チェーン７がロッド４１に保持されると、チェーン７が持ち上がって検出アーム３１に接触し、これを押し上げる。すると、検出アーム３１が支持軸３２を中心に回転してストライカ３４（または近接センサ３３）が近接センサ３３（またはストライカ３４）に近づき、近接センサ３３はチェーン７の異常を知らせる信号を外部に発信する。

チェーン７のどの部分が破断しても、チェーン７の張力が失われるので、チェーン７が直ちに下降してチェーン保持具４０のロッド４１がノッチ７ａに入り込み、チェーン７の進行が強制的に停止される。したがって、チェーン監視装置１６はチェーン７の破断を速やかに検出することができる。さらに、チェーン７の破断を検出した時に、直ちに駆動装置２を停止することにより、フライト可動体８の破損を防止することができる。

１本のロッド４１でもチェーン７を保持することは可能であるが、確実にチェーン７を拘束するためには、複数のロッド４１を設けることが好ましい。図６乃至図８では３本のロッド４１が設けられているが、２本のロッドでもよい。ただし、２本のロッドよりも３本のロッドの方がチェーン７の拘束力が高いことが実験により示されている。

複数のロッド４１の駆動ホイール３からの配列方向は、図６および図８に示すように、水平方向に対して下方に傾斜する方向であることが好ましい。すなわち、駆動ホイール３から離れた位置にあるロッド４１ほど、より下方に位置するように配置されていることが好ましい。このように斜め下方向に沿って配列された複数のロッド４１は、張力を失って撓んだチェーン７の延びる方向に沿って並んでいるので、複数のロッド４１は対応するノッチ７ａにほぼ同時に入り込み、より速やかにチェーン７を拘束することができる。

ロッド４１が駆動ホイール３から離れ過ぎた位置にあると、破断したチェーン７が駆動ホイール３とロッド４１との隙間に入り込む可能性がある。チェーン７が駆動ホイール３とロッド４１との隙間に入り込むと、チェーン７が検出アーム３１を押し上げるのに時間がかかり、またはチェーン７が検出アーム３１を押し上げないことがある。したがって、複数のロッド４１のうちの１つは、駆動ホイール３の近くに配置されることが好ましい。より具体的には、駆動ホイール３とロッド４１との隙間は、チェーン７の厚さ以下であることが好ましい。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは勿論である。

１ 沈殿池
１ａ 汚泥貯留部
１ｂ 側壁
２ 駆動装置
３ 駆動ホイール
３ａ ピン
４ 水面ホイール（従動ホイール）
５，６ 水中ホイール（従動ホイール）
７ チェーン
７ａ ノッチ
８ フライト可動体
９ スカムスキマ
１０ 基台
１１ 水中ガイドレール
１２ 池底ガイドレール
１４ 越流堰
１６ チェーン監視装置
２０ フライト板
２１ アタッチメントピース
２３ 池底ガイドレール用ガイドシュー
２４ ガードレールおよび水中ガイドレール用ガイドシュー
２５ 凹部
３０ 水面ガイドレールサポート部材
３１ 検出アーム
３２ 支持軸
３３ 近接センサ
３４ ストライカ
３５ ばね
４０ チェーン保持具
４１ ロッド（係合部材）
４２ 支持プレート

Claims (6)

1. 駆動ホイールによりチェーンを駆動することで該チェーンに固定されたフライト可動体を走行させて沈殿池内の汚泥を掻き寄せる汚泥掻き寄せ機のチェーン破断検出装置であって、
   前記駆動ホイール上の前記チェーンに沿って配置された検出アームと、前記検出アームが前記チェーンによって押されたことを検出するセンサとを有するチェーン監視装置と、
   前記チェーンの動きを拘束するチェーン保持具とを備え、
   前記チェーン保持具は、前記駆動ホイールに隣接して配置され、前記チェーンの下方に配置されていることを特徴とするチェーン破断検出装置。
2. 前記チェーン保持具は、前記チェーンに形成されたノッチに係合する少なくとも１つの係合部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のチェーン破断検出装置。
3. 前記少なくとも１つの係合部材は、複数の係合部材であることを特徴とする請求項２に記載のチェーン破断検出装置。
4. 前記複数の係合部材の前記駆動ホイールからの配列方向は、水平方向に対して下方に傾斜する方向であることを特徴とする請求項３に記載のチェーン破断検出装置。
5. 前記係合部材は、水平に延びる棒状の部材であることを特徴とする請求項２に記載のチェーン破断検出装置。
6. 前記センサは、前記沈殿池の水面よりも上方に位置していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のチェーン破断検出装置。

Images