JP6596387B2 - 汚泥掻き寄せ機 - Google Patents

Description

本発明は、沈殿池内に設置され、沈殿池の底部に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻き寄せ機に関する。

チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を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。この汚泥掻き寄せ機においては、駆動ホイールと従動ホイールと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が行われる。

チェーンの一部には、カテナリー部と呼ばれるチェーンの弛みが存在する。このカテナリー部は、チェーンに過度なテンションが加わらないようにするため、およびチェーンの自重によってチェーンに適度なテンションが加わるようにするために設けられている。通常、カテナリー部の一端は、沈殿池の水面近くに位置し、カテナリー部の他端は沈殿池の底部近くに位置している。

汚泥掻き寄せ機は、フライト板で汚泥をかき寄せることでチェーンに引張応力がかかるため、汚泥掻き寄せ機の運転時間とともにチェーンは徐々に伸びてくる。チェーンが過度に伸びると、駆動ホイールの歯飛びが起こることがあり、その結果、最悪の場合には、チェーンが破断されることがある。

特開２０１５−１４７１６１号公報 特開２０１１−７２９５１号公報 特開２００９−２４１０２２号公報

カテナリー部の長さを一定とするために、特許文献１乃至３に示すような、チェーンにテンションを与えてチェーンの伸びを解消する技術が開発されている。しかしながら、チェーンにテンションを与えると、チェーンに加わる負荷が増加する。結果として、チェーンの寿命が短くなり、さらにはチェーンの伸びが助長されてしまう。チェーンにテンションを掛けずに、汚泥掻き寄せ機の安全な運転を確保するためには、定期的にチェーンのカテナリー部の長さを調べることが必要とされる。しかしながら、カテナリー部の長さを測定するためには、沈殿池から水を抜く必要があり、その間、汚泥掻き寄せ機の運転を停止させる必要がある。

そこで、本発明は、沈殿池から水を抜くことなく、チェーンのカテナリー部の長さの変化を検出することができる汚泥掻き寄せ機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、駆動ホイールと、第１従動ホイールおよび第２従動ホイールと、前記駆動ホイール、前記第１従動ホイール、および前記第２従動ホイールに掛け渡されたチェーンと、前記駆動ホイールを回転させる駆動装置と、前記駆動装置の動作を制御する動作制御部と、前記チェーンに取り付けられた、汚泥を掻き寄せるための複数のフライト板と、前記チェーンを検知する第１チェーン検知器および第２チェーン検知器とを備え、前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記第１従動ホイールと前記第２従動ホイールとの間に位置する、前記チェーンのカテナリー部の下方に配置されており、前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記カテナリー部から離れて配置されており、前記カテナリー部が前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器に接触したときに、チェーン検知信号を発するように構成されており、前記第１チェーン検知器と前記カテナリー部との距離は、前記第２チェーン検知器と前記カテナリー部との距離よりも短く、前記動作制御部は、前記第１チェーン検知器からチェーン検知信号を受けた場合は警報を発し、前記第２チェーン検知器からチェーン検知信号を受けた場合は前記駆動装置を停止させるように構成されていることを特徴とする汚泥掻き寄せ機である。

一実施形態では、前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、異なる高さに配置されていることを特徴とする。

一実施形態では、前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記チェーンとの接触によって動く可動部を有する接触タイプのチェーン検知器であることを特徴とする。
一実施形態では、前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記チェーンに接触することなく該チェーンを検知することができる非接触タイプのチェーン検知器であることを特徴とする。
本発明の一参考例は、駆動ホイールと、第１従動ホイールおよび第２従動ホイールと、前記駆動ホイール、前記第１従動ホイール、および前記第２従動ホイールに掛け渡されたチェーンと、前記駆動ホイールを回転させる駆動装置と、前記チェーンに取り付けられた、水中の汚泥を掻き寄せるための複数のフライト板と、前記チェーンを検知するチェーン検知器とを備え、前記チェーン検知器は、前記第１従動ホイールと前記第２従動ホイールとの間に位置する、前記チェーンのカテナリー部の下方に配置されており、前記チェーン検知器は、前記カテナリー部の下方に配置された棒と、前記棒を回転可能に支持する支持軸と、前記棒の端部に接続された紐と、前記紐の先端に取り付けられた浮きと、前記紐を支持する支持部材とを備えており、前記浮きは、水面に浮かんでおり、前記棒は、前記カテナリー部から離れて配置されており、前記チェーンの伸びに起因して前記カテナリー部が下降すると、前記カテナリー部は、前記棒の端部に接触し、前記棒を前記支持軸を中心として回転させ、前記棒の回転が前記紐を引き下げることで前記浮きが水中に没するように構成されていることを特徴とする汚泥掻き寄せ機である。

本発明によれば、チェーン検知器は、チェーンにテンションを加えることなく、かつ沈殿池から水を排出することなく、チェーンの伸び、すなわちカテナリー部の長さが許容範囲を超えたことを検知することができる。

汚泥掻き寄せ機の一実施形態を示す図である。 カテナリー部を示す拡大図である。 カテナリー部がチェーン検知器に接触した状態を示す図である。 汚泥掻き寄せ機の他の実施形態を示す図である。 第１チェーン検知器および第２チェーン検知器を異なる高さに配置した実施形態を示す図である。 汚泥掻き寄せ機のさらに他の実施形態を示す図である。 伸びたチェーンのカテナリー部によってチェーン検知器が動作する様子を示す図である。 汚泥掻き寄せ機のさらに他の実施形態を示す図である。 伸びたチェーンのカテナリー部によってチェーン検知器が動作する様子を示す図である。

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、汚泥掻き寄せ機の一実施形態を示す図である。この汚泥掻き寄せ機は、沈殿池１に設置される。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、第１従動ホイール４、第２従動ホイール５、第３従動ホイール６と、これらの各ホイール３，４，５，６に掛け渡された一対の無端状のチェーン７と、このチェーン７に所定の間隔で取り付けられた複数のフライト板８とを備えている。本実施形態では、チェーン７は、ポリアセタールなどの樹脂から形成されている。樹脂製のチェーン７は、金属製のチェーンに比べて軽量であり、成形しやすいといった利点がある。一実施形態では、チェーン７は、金属製のチェーンであってもよい。

駆動ホイール３は、駆動チェーン２ａを介して駆動装置２に連結されている。一対のチェーン７は、沈殿池１内に並列に配置されている。駆動装置２が駆動ホイール３を回転させると、沈殿池１内に配置されたチェーン７が図１の矢印で示す方向に循環し、チェーン７の循環に伴って従動ホイール４，５，６が回転する。さらに、このチェーン７の循環に伴ってフライト板８が沈殿池１の内部を走行するようになっている。

フライト板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、フライト板８は池底に溜まった汚泥をピット１ａに掻き寄せ、また水面側を走行する時には、フライト板８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。フライト板８の走行をガイドするため、沈殿池１の側壁に水面ガイドレール２７および水中ガイドレール１１が固定されている。更に池底には、フライト板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。

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板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が設けられている。沈殿池１内の水は、この越流堰１４を越えて排出される。

駆動ホイール３および第１従動ホイール４は、沈殿池１の水面付近に配置され、第２従動ホイール５および第３従動ホイール６は、沈殿池１の底部付近に配置されている。第１従動ホイール４と第２従動ホイール５との間には、チェーン７の弛みが意図的に設けられている。このチェーン７の弛みは、カテナリー部７ａである。カテナリー部７ａは、チェーン７に過度なテンションが加わらないようにするため、およびチェーン７の自重によってチェーン７に適度なテンションが加わるようにするために設けられている。カテナリー部７ａの一端は、第１従動ホイール４に支持され、カテナリー部７ａの他端は水中ガイドレール１１に支持されている。

図２は、カテナリー部７ａを示す拡大図である。カテナリー部７ａは、第１従動ホイール４から、チェーン７と水中ガイドレール１１との接点まで延びるチェーン７の一部である。カテナリー部７ａの長さＬは、第１従動ホイール４の中心軸から、チェーン７と水中ガイドレール１１との接点までの水平方向の距離である。このカテナリー部７ａの長さＬには、最適な値がある。チェーン７は、汚泥掻き寄せ機の運転に伴い、徐々に伸びてくる。特に、樹脂製のチェーン７は、金属製のチェーンに比べて伸びやすい。チェーン７が伸びると、カテナリー部７ａが下降し、カテナリー部７ａの一部が水中ガイドレール１１に接触する。結果として、カテナリー部７ａの長さＬが許容範囲から逸脱することがある。

そこで、本実施形態に係る汚泥掻き寄せ機は、伸びたチェーン７を検知することができるチェーン検知器３０を備えている。このチェーン検知器３０はカテナリー部７ａの下方に配置されている。チェーン検知器３０は、一対のチェーン７のうちのいずれか一方のカテナリー部７ａの下方に設けてもよいし、一対のチェーン７の両方のカテナリー部７ａの下方にそれぞれ設けてもよい。本実施形態では、チェーン検知器３０は水中ガイドレール１１に固定されているが、沈殿池１の側壁に固定されてもよい。本実施形態では、チェーン検知器３０は、チェーン７との接触によって動く可動部３１を有する接触タイプのチェーン検知器である。

図３は、カテナリー部７ａがチェーン検知器３０に接触した状態を示す図である。図３に示すように、チェーン７の伸びに起因してカテナリー部７ａが下降し、カテナリー部７ａがチェーン検知器３０の可動部３１に接触すると、可動部３１が動き、チェーン検知器３０はチェーン７を検知したことを示すチェーン検知信号を発する。本実施形態によれば、チェーン検知器３０は、チェーン７にテンションを加えることなく、かつ沈殿池１から水を排出することなく、チェーン７の伸び、すなわちカテナリー部７ａの長さが許容範囲を超えたことを検知することができる。

図１に示すように、駆動装置２およびチェーン検知器３０は、駆動装置２の動作を制御する動作制御部３５に接続されている。チェーン検知器３０がチェーン７を検知すると、チェーン検知器３０はチェーン検知信号を動作制御部３５に送信する。動作制御部３５は、このチェーン検知信号をチェーン検知器３０から受けた場合は、駆動装置２を停止させるように構成されている。本実施形態によれば、チェーン７の伸びに起因してカテナリー部７ａがチェーン検知器３０によって検知されると、駆動装置２の運転、すなわちチェーン７の循環が停止される。カテナリー部７ａの長さが許容範囲を逸脱する前に、チェーン７の循環が停止されるので、チェーン７の伸びに起因した駆動ホイール３の歯飛びや、チェーン７の破断を未然に防止することができる。

チェーン検知器３０は沈殿池１の水中に配置されているため、チェーン検知器３０は防水性を有している。このような防水性を有した接触タイプのチェーン検知器３０としては、市販の検知センサを使用することができる。一実施形態では、チェーン検知器３０は、チェーン７に接触することなく該チェーン７を検知することができる非接触タイプのチェーン検知器であってもよい。非接触タイプのチェーン検知器としては、渦電流センサ、距離センサなどの、防水性を有した市販の非接触タイプのセンサを使用することができる。渦電流センサを用いる場合、樹脂製のチェーン７には、所定の間隔で複数のセンサターゲットが固定される。

図４は、汚泥掻き寄せ機の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図３を参照して説明した上述の実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の汚泥掻き寄せ機は、チェーン７に沿って配列された２つのチェーン検知器、すなわち第１チェーン検知器３０Ａおよび第２チェーン検知器３０Ｂを備えている。

第１チェーン検知器３０Ａおよび第２チェーン検知器３０Ｂは、どちらも水中ガイドレール１１に固定されており、同じ高さに配置されている。第１チェーン検知器３０Ａは、第２チェーン検知器３０Ｂよりも第２従動ホイール５により近い位置に配置されている。第１チェーン検知器３０Ａおよび第２チェーン検知器３０Ｂは、同じ構成を有しており、両方とも、図１に示す動作制御部３５に接続されている。第１チェーン検知器３０Ａおよび第２チェーン検知器３０Ｂは、図２および図３に示したチェーン検知器３０と同じ構造を持つ接触タイプのチェーン検知器である。一実施形態では、第１チェーン検知器３０Ａおよび第２チェーン検知器３０Ｂは、非接触タイプのチェーン検知器であってもよい。

チェーン７の伸びに起因してカテナリー部７ａが下降すると、チェーン７は、まず第１チェーン検知器３０Ａによって検知される。動作制御部３５は、チェーン検知信号を第１チェーン検知器３０Ａから受けた場合は、警報を発するように構成されている。チェーン７がさらに伸びてカテナリー部７ａがさらに下降すると、チェーン７は、第２チェーン検知器３０Ｂによって検知される。動作制御部３５は、チェーン検知信号を第２チェーン検知器３０Ｂから受けた場合は、駆動装置２の運転、すなわちチェーン７の循環を停止するように構成されている。

図５に示すように、第１チェーン検知器３０Ａおよび第２チェーン検知器３０Ｂを異なる高さに配置してもよい。図示しないが、３つ以上のチェーン検知器をカテナリー部７ａに沿って、同じ高さまたは異なる高さに配置してもよい。

図６は、汚泥掻き寄せ機のさらに他の実施形態を示す図である。この実施形態では、チェーン検知器３０は、チェーン７との接触によって動く可動部としてリンク機構を備えている。より具体的には、リンク機構は、カテナリー部７ａの下方に配置された第１リンク４１と、第１リンク４１の両端の間に位置し、第１リンク４１を回転可能に支持する支持軸４２と、第１リンク４１の端部にジョイント４４により連結された第２リンク４６とを備えている。第２リンク４６は支持部材４８によって上下動可能に支持されている。本実施形態では、支持軸４２および支持部材４８は、沈殿池１の側壁に固定されている。支持軸４２は水中ガイドレール１１に固定されてもよい。

第２リンク４６は、第１リンク４１の端部から上方に延び、第２リンク４６の上端は沈殿池１の水面よりも上方に位置している。第２リンク４６は沈殿池１内の水よりも比重の高い材料から構成され、水中に沈みうる構造を有している。第２リンク４６には目印４９が設けられている。この目印４９は、通常の状態では、水中に没している。

図７に示すように、チェーン７の伸びに起因してカテナリー部７ａが下降すると、チェーン７のカテナリー部７ａは、第１リンク４１の端部に接触し、第１リンク４１を支持軸４２を中心として回転させる。この第１リンク４１の回転は、第２リンク４６を上方に押し上げる。その結果、第２リンク４６の目印４９が水面から現れる。作業員は、目印４９を目視することにより、カテナリー部７ａの長さが許容範囲を逸脱したことを知ることができる。

図８は、汚泥掻き寄せ機のさらに他の実施形態を示す図である。この実施形態では、チェーン検知器３０は、チェーン７との接触によって動く可動部として、支持軸５２に支持された棒５１を備えている。より具体的には、チェーン検知器３０は、カテナリー部７ａの下方に配置された棒５１と、棒５１を回転可能に支持する支持軸５２と、棒５１の端部に接続された紐５４と、紐５４の先端に取り付けられた浮き５７と、紐５４を支持する支持部材５８とを備えている。浮き５７は、通常の状態では、水面に浮かんでいる。本実施形態では、支持軸５２および支持部材５８は、沈殿池１の側壁に固定されている。支持軸５２および支持部材５８は水中ガイドレール１１に固定されてもよい。

図９に示すように、チェーン７の伸びに起因してカテナリー部７ａが下降すると、チェーン７のカテナリー部７ａは、棒５１の端部に接触し、棒５１を支持軸５２を中心として回転させる。この棒５１の回転は、紐５４を引き下げる。その結果、浮き５７が水中に没する。作業員は、浮き５７が水面から消えたことを目視することにより、カテナリー部７ａの長さが許容範囲を逸脱したことを知ることができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ａ ピット
１ 沈殿池
２ 駆動装置
３ 駆動ホイール
４ 第１従動ホイール
５ 第２従動ホイール
６ 第３従動ホイール
７ チェーン
７ａ カテナリー部
８ フライト板
９ スカムスキマ
１１ 水中ガイドレール
１２ 池底ガイドレール
２７ 水面ガイドレール
３０，３０Ａ，３０Ｂ チェーン検知器
３１ 可動部
３５ 動作制御部
４１ 第１リンク
４２ 支持軸
４４ ジョイント
４６ 第２リンク
４８ 支持部材
４９ 目印
５１ 棒
５２ 支持軸
５４ 紐
５７ 浮き
５８ 支持部材

Claims (4)

1. 駆動ホイールと、
   第１従動ホイールおよび第２従動ホイールと、
   前記駆動ホイール、前記第１従動ホイール、および前記第２従動ホイールに掛け渡されたチェーンと、
   前記駆動ホイールを回転させる駆動装置と、
   前記駆動装置の動作を制御する動作制御部と、
   前記チェーンに取り付けられた、汚泥を掻き寄せるための複数のフライト板と、
   前記チェーンを検知する第１チェーン検知器および第２チェーン検知器とを備え、
   前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記第１従動ホイールと前記第２従動ホイールとの間に位置する、前記チェーンのカテナリー部の下方に配置されており、
   前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記カテナリー部から離れて配置されており、前記カテナリー部が前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器に接触したときに、チェーン検知信号を発するように構成されており、
   前記第１チェーン検知器と前記カテナリー部との距離は、前記第２チェーン検知器と前記カテナリー部との距離よりも短く、
   前記動作制御部は、前記第１チェーン検知器からチェーン検知信号を受けた場合は警報を発し、前記第２チェーン検知器からチェーン検知信号を受けた場合は前記駆動装置を停止させるように構成されていることを特徴とする汚泥掻き寄せ機。
2. 前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、異なる高さに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の汚泥掻き寄せ機。
3. 前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記チェーンとの接触によって動く可動部を有する接触タイプのチェーン検知器であることを特徴とする請求項１または２に記載の汚泥掻き寄せ機。
4. 前記第１チェーン検知器および前記第２チェーン検知器は、前記チェーンに接触することなく該チェーンを検知することができる非接触タイプのチェーン検知器であることを特徴とする請求項１または２に記載の汚泥掻き寄せ機。

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