JP6128876B2

JP6128876B2 - 除塵装置用レーキ

Info

Publication number: JP6128876B2
Application number: JP2013024340A
Authority: JP
Inventors: 道雄高嶋; 英実太幡; 裕次廣東
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: JP2014152547A

Description

本発明は、水路中に浮遊するゴミ類を捕捉し、取り除くための除塵装置に用いられるレーキに関する。

水路中に浮遊するゴミ類を取り除く除塵装置として、用水路並びに排水路等の水路内に設けられたバースクリーンと、これらスクリーンに沿ってゴミ類を掻き上げるための複数のレーキを備えたものがある。スクリーンは上下に延びる板状部材が水路幅方向に等間隔に配置されることにより構成されている。水路内に流入する雑多なゴミはこのスクリーンに係止し、巡回走行するレーキにより掻き上げられ、ベルトコンベアに落とされ搬送される。

図１は、上記除塵装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、除塵装置Ａは、水路Ｗの全幅に渡って設けられた前衛スクリーン１及び主スクリーン２と、これら前衛スクリーン１及び主スクリーン２に沿ってゴミ（塵芥）１５を掻き上げるため複数のレーキ３と、レーキ３の両端を支持し巡回走行させるエンドレスレーキチェーン１１を備えている。

前衛スクリーン１は、幅方向に延びる支持部材１ｂに複数の板状片１ａを略垂直に等間隔に固定した構造で、主スクリーン２のやや前方（水路Ｗの上流側）に接近して配置されている。主スクリーン２は多数の長尺の板状部材２ａを略垂直に等間隔に配置した構造である。この前衛スクリーン１と主スクリーン２とで除塵装置のバースクリーンを構成している。なお、前衛スクリーン１は場合によっては設けなくてもよい。また主スクリーン２の上部には下部案内板７及び上部案内板８が順次設けられている。

レーキ３は等間隔で配置された複数の掻き上げ部３ａと支持部３ｂとが一体に形成された櫛状の構造であり、複数個のレーキ３は、両端をエンドレスレーキチェーン１１，１１に取り付けられて等間隔に配置されている。エンドレスレーキチェーン１１は、上部折り返し部分Ｂに配置されたスプロケット１２，１２に係合して該スプロケット１２の回転により巡回走行する。エンドレスレーキチェーン１１の走行により、各レーキ３は前衛スクリーン１、主スクリーン２に沿って上昇し、上部折り返し部分Ｂで反転し、主スクリーン２の裏側を通って下部折り返し部分Ｃで反転し、これを繰り返す。レーキ３の上部折り返し部Ｂの下方には落下するゴミを搬出するベルトコンベア１３が設置されている。

特許文献１には、図１に示す構成を備えた除塵装置において、レーキ３の掻き上げ面の表面すなわち掻き上げ部３ａの進行方向の面にエンボス加工などにより多数の突起を形成して表面に凹凸を設けることにより、水で濡れた紙、ダンボール箱、ビニール袋、ナイロン袋等がレーキの表面に密着するのを妨げ、掻き上げ部で掻き上げられた塵芥が確実にベルトコンベア上に落下して排出されるようにした除塵装置が記載されている。

特許第３１９４４２１号公報

本発明者らは、特許文献１に開示されているような、掻き上げ面の表面に多数の突起を形成して表面に凹凸を設けたレーキを用いて長期間の運転を行う過程で以下の知見を得、本発明に至った。
すなわち、レーキの掻き上げ面の表面に設けた凹凸により、水で濡れた紙、ダンボール箱、ビニール袋、ナイロン袋等が密着するのが妨げられるが、多数の突起はレーキ自体の強度を上げているわけではなく、レーキの強度は、突起がない部分であってレーキ表面および裏面ともに平坦な部分の断面形状、すなわち矩形の断面形状に依存している。レーキは、様々なゴミを掻き上げるために先端に想定以上の荷重が掛かると、矩形の断面形状のため変形して、掻き上げがうまくいかなくなることがある。
また、レーキの掻き上げ面の表面のみに凹凸が設けられており、掻き上げ面の裏面は平坦であるため、この部分に、水で濡れた紙、ビニール袋、ナイロン袋などが貼り付き、ベルトコンベアへの落とし込みが困難になるという問題がある。

本発明者らは、上記知見に基づいて、レーキ自体の強度を高め、かつレーキ表面および裏面へのビニール袋などのシート状物が密着することを防止するためには、レーキの断面形状を改良することを着想し、本発明の創案に至ったものである。
すなわち、本発明は、レーキの断面形状を波形にすることにより、レーキ自体の強度を高くして薄板化を図ることができ、かつレーキ表面および裏面へのビニール袋などのシート状物が密着することを防止することができる除塵装置用レーキを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の除塵装置用レーキは、無端状のチェーンによって水路中に設けたバースクリーンに沿って走行可能に設置される除塵装置用レーキであって、前記除塵装置用レーキは、前記バースクリーンに捕捉されたごみ類を掻き上げる掻き上げ部を有し、前記掻き上げ部の水路幅方向の断面形状を波形とし、前記掻き上げ部の断面形状を波形にすることにより、前記掻き上げ部の表面及び裏面に凹凸を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、バースクリーンに捕捉されたごみ類を掻き上げる除塵装置用レーキの掻き上げ部の水路幅方向の断面形状を波形にしたため、除塵装置用レーキ自体の強度を高くすることができるので、除塵装置用レーキの板厚を薄くすることにより軽量化を図ることができる。

本発明によれば、レーキ表面及び裏面を波形とすることでレーキ表面及び裏面とゴミとの隙間を作ることができ、水切りを効果的に行うことができる。したがって、レーキ表面および裏面へビニール袋などのシート状物が密着することを防止できる。

本発明の好ましい態様によれば、前記除塵装置用レーキは、水路幅の全幅に亘って延びる梁部材に固定されていることを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記除塵装置用レーキは、水路幅方向に分割された複数のレーキ片からなることを特徴とする。
本発明によれば、除塵装置用レーキが水路幅方向に分割された複数のレーキ片から構成されているため、レーキ片の個数を水路幅に応じて適宜変更することにより、水路幅が如何なるサイズであっても対応することが可能である。

本発明の好ましい態様によれば、前記除塵装置用レーキは、金属又は樹脂材料からなることを特徴とする。
本発明によれば、除塵装置用レーキがステンレス鋼等の金属からなる場合には、除塵装置用レーキの薄板化を図ることができる。また、除塵装置用レーキが樹脂材料からなる場合には、高い耐食性を付与することができ、しかも柔軟で変形しにくいのでメンテナンスの手間が掛からず、さらに、除塵装置用レーキが振動を吸収するので、環境に悪影響を与えることがない実用性の高い除塵装置用レーキとすることができる。

本発明の第二の態様は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の除塵装置用レーキを備えた除塵装置である。

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）バースクリーンに捕捉されたごみ類を掻き上げるレーキの掻き上げ部の水路幅方向の断面形状を波形にしたため、レーキ自体の強度を高くすることができるので、レーキの板厚を薄くすることで軽量化を図ることができ、動力負荷を軽減することができる。
（２）レーキ表面及び裏面を波形とすることでレーキ表面及び裏面とゴミとの隙間を作ることができ、水切りを効果的に行うことができる。したがって、レーキ表面および裏面へのビニール袋などのシート状物が密着することを防止することができる。

図１は、除塵装置の全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明のレーキを示す平面図である。図３は図２のIII−III線断面図である。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）はレーキ片を示す図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図である。図５は、「平板」の断面係数と「45°傾けた板」の断面係数を比較した図である。図６は、図２のＶＩ矢視図である。図７（ａ）〜（ｇ）は、レーキの断面形状である波形形状の各種例を示す模式図である。

以下、本発明に係る除塵装置用レーキの実施形態を図２乃至図７を参照して説明する。図２乃至図７において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
本発明に係る除塵装置用レーキは、図１に示す除塵装置のレーキ３に適用されるものである。図２は、本発明のレーキ３を示す平面図であり、図３は図２のIII−III線断面図である。図２および図３に示すように、レーキ３は、水路幅の全幅に亘って延びる梁部材４と、梁部材４に固定されゴミ類を掻き上げるレーキ部５とで構成されている。レーキ部５は、ボルト等の締結具６によって梁部材４に固定されている。レーキ部５を保持する梁部材４はコ字状断面を有しており、その両端がエンドレスレーキチェーン１１（図１参照）に固定される。レーキ部５は二相ステンレス鋼材等の強度がある材料からなる。本実施形態では、レーキ部５は、水路幅方向に分割された３個のレーキ片５Ａ，５Ｂ，５Ｃから構成されている。レーキ片５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、等間隔で配置された多数の掻き上げ部５ａと支持部５ｂとが一体に形成された櫛状の構造である。レーキ片５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、略同一の構成であり、レーキ片の個数は水路幅に応じて適宜変更される。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ）はレーキ片５Ａを示す図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーキ片５Ａは水路幅の方向Ｈに波形の断面形状を有し、レーキ表面５Ｓおよびレーキ裏面５Ｒのいずれの面も凹凸が水路幅の方向Ｈに繰り返すように構成されている。レーキ片５Ａは、板厚６ｍｍ〜９ｍｍの二相ステンレス鋼板等からなり耐食性および強度が高い金属板を波形に成形したものである。なお、他のレーキ片５Ｂ，５Ｃもレーキ片５Ａと同一の構成である。

図２乃至図４に示すレーキ３により、前衛スクリーン１及び主スクリーン２（図１参照）に沿ってゴミ類を掻き上げる際には、レーキ部５の掻き上げ部５ａに荷重が掛かる。レーキ部５の掻き上げ部５ａに加わる荷重によりレーキ部５には、レーキ部５の固定位置（梁部材４に固定された位置）を支点として曲げモーメントＭが働く。
上記曲げモーメントＭと、材質特有の許容引張応力（圧縮応力）σと、断面の形状から決まる断面係数Ｚとの間には、以下の関係がある。
σ＝Ｍ／Ｚ・・・・・（１）
（１）式から許容応力σを一定とした場合、許容曲げモーメントＭを大きくするためには断面係数Ｚを大きくする必要がある。

次に、従来のレーキにおける「平板（矩形）」の断面係数と本発明のレーキにおける「波形」の断面係数を比較する。「平板」の断面係数と「波形」の断面係数を比較する場合、同一重量、すなわち同一断面積で比較すれば均等な評価が可能となる。そして、「平板」の断面積と「波形」の断面積とを同一にする場合、上がって下がる「１つの波形」の断面積と「平板」の断面積を同一にすればよい。しかしながら、断面係数を求める場合、「１つの波形」は中心線に対して線対称であるため、「半分の波形」の断面係数を求めればよい。そこで、比較例として、図５（ａ）に示す幅Ｗ（５０ｍｍ）で厚みＴ（５ｍｍ）の「平板」の断面係数と、図５（ｂ）に示す幅Ｗで厚みＴの９０°に曲げた型鋼（１つの波形に相当）の半分（半分の波形に相当）を想定した「４５°傾けた板」の断面係数を比較する。「平板」と「４５°傾けた板」は、同一面積（同一重量）である。
（１）平板の断面係数Ｚ_１
断面二次モーメントＩ_１は以下の式で表わせる。
Ｉ_１＝（１／１２）×Ｗ×Ｔ^３
中立軸からの距離eは（１／２）Ｔである。よって、
Ｚ_１＝Ｉ_１／ｅ＝（１／６）×Ｗ×Ｔ^２＝２０８．３ｍｍ^３
（２）４５°傾けた板の断面係数Ｚ_２
断面二次モーメントＩ_２は、欠落三角部を含んだモーメントから欠落三角部のモーメントを減算すればよく、以下の式で表わせる。
Ｉ_２＝（１／１２）×Ｗ×（Ｗ＋Ｔ）^３−２×（（１／３６）×Ｗ×Ｗ^３＋（１／２）×Ｗ^２×（（Ｗ＋Ｔ）／２−Ｗ／３）^２
＝５２６０４ｍｍ^４
中立軸からの距離eは（１／２）（Ｗ＋Ｔ）＝２７．５ｍｍである。よって、
Ｚ_２＝Ｉ_２／ｅ＝Ｉ_２／(１／２)（Ｗ＋Ｔ）＝１９１３ｍｍ^３
（１）、（２）より、同一重量の場合は、平板に対して波形の曲げ鋼材は８倍以上の強度を有することがわかる。したがって、本発明のレーキでは、レーキ自体の強度を上げることができるため、レーキの板厚を薄くすることにより軽量化を図ることができる。

図６は、図２のＶＩ矢視図である。図６に示すように、レーキ部５は梁部材４に固定されており、レーキ部５のレーキ表面５Ｓおよびレーキ裏面５Ｒのいずれの面も凹凸が水路幅の方向Ｈに繰り返すように構成されている。
図６に示すように、レーキ部５の表裏面に凹凸を設けるため、レーキ部５に、水で濡れた紙、ダンボール箱、ビニール袋、ナイロン袋等が密着することが妨げられる。これは、凹凸がある程度細かいと、これらの素材が凹凸に隙間無く接触する程度まで変形することが出来ず、凹凸と素材の間に空間が残るためである、そして、凹凸の間の空間を介して水や空気が移動することにより、これらの空間を拡大し、両者の剥離を促すので、レーキ部５からベルトコンベアへのゴミの落下が円滑に行われる。

図７（ａ）〜（ｇ）は、レーキの断面形状である波形形状の各種例を示す模式図である。図７（ａ）〜（ｇ）においては、レーキの板厚は無視して形状のみを示す。
図７（ａ）は正弦波、図７（ｂ）は円形波、図７（ｃ）はサイクロイド、図７（ｄ）は三角波、図７（ｅ）は台形波、図７（ｆ）は矩形波である。さらに、波形形状は連続波ではなく、図７（ｇ）に示すような断続波でもよい。

図２乃至図４に示す実施形態においては、レーキ部５をステンレス鋼板等の金属板により形成した例を説明したが、レーキ部５を樹脂材料で成形したものでもよい。好ましい樹脂材料としては、常温かつ短時間で成形可能な２液混合成形材料であるエラストマーで改質された三環体以上のノルボルネン系モノマーの開環重合体で、成形された破断時伸びが１０〜１００％である弾性に飛んだ樹脂材料である。また、ＡＢＳ樹脂，ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂で成形された破断時伸びが１０〜１００％である弾性及び靭性に富んだ樹脂材料でもよい。
レーキ部５を上記樹脂材料で成形した場合にも、レーキ部５を水路幅方向に分割された複数のレーキ片で構成し、これら複数のレーキ片を水路幅の梁部材に固定すればよい。

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、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１前衛スクリーン
１ａ板状片
１ｂ支持部材
２主スクリーン
２ａ板状部材
３レーキ
３ａ掻き上げ部
３ｂ支持部
４梁部材
５レーキ部
５ａ掻き上げ部
５ｂ支持部
５Ａ，５Ｂ，５Ｃレーキ片
５Ｓレーキ表面
５Ｒレーキ裏面
６締結具
７下部案内板
８上部案内板
１１エンドレスレーキチェーン
１２スプロケット
１５ゴミ（塵芥）
Ｂ上部折り返し部分
Ｃ下部折り返し部分

Claims

無端状のチェーンによって水路中に設けたバースクリーンに沿って走行可能に設置される除塵装置用レーキであって、
前記除塵装置用レーキは、前記バースクリーンに捕捉されたごみ類を掻き上げる掻き上げ部を有し、前記掻き上げ部の水路幅方向の断面形状を波形とし、
前記掻き上げ部の断面形状を波形にすることにより、前記掻き上げ部の表面及び裏面に凹凸を形成したことを特徴とする除塵装置用レーキ。
前記除塵装置用レーキは、水路幅の全幅に亘って延びる梁部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の除塵装置用レーキ。
前記除塵装置用レーキは、水路幅方向に分割された複数のレーキ片からなることを特徴とする請求項１または２に記載の除塵装置用レーキ。
前記除塵装置用レーキは、金属又は樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の除塵装置用レーキ。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の除塵装置用レーキを備えた除塵装置。