JP7403039B2 - スラッジ移送装置 - Google Patents

Description

スラッジ含有液貯留槽内の底部において、ヘドロ状の固形物が堆積するのを防止する為に吸引した固形物と液体を固液分離機に伸縮送液管で移送するスラッジ移送装置に関するものである。

研削盤等の工作機械や圧延加工機等の加工液は、回収して再使用する事が殆どである。使用した加工液には金属粉やスラッジ等が含まれており、この使用済みの加工液は一旦貯留槽に回収された後、加工液を清浄化するために遠心分離機等の固液分離機に送液する事になる。しかし、金属粉やスラッジ等が含まれた加工液を回収した貯留槽内底部は金属粉やスラッジが堆積する為、定期的に清掃する必要がある。

そこで、貯留槽内底部に堆積した金属粉やスラッジを除去する手段が講じられている。例えば、前記貯留槽内の液体と貯留槽内の底部に堆積するスラッジを同時に吸引し、固液分離機に送液する手段を備えた吸引口が設けてあり、前記吸引口は移動機構を介して貯留槽内の底部を平面方向に移動するように構成した移動吸引口であることを特徴としたスラッジ堆積防止液体移送装置（特許文献１）が提案されている。

移動吸引口と固液分離機側の固定された流入口の間を接続するホースは、移動吸引口と固定された流入口が一番離れた距離と同等な長い物にする必要があり、移動吸引口と固定された流入口が近くなると直線であったホースを湾曲させる必要がある。しかし、一般に吸引用のサクションホースは潰れず、折れないホースであることが求められ、湾曲させる為の力が非常に大きく、実用的な力では大きな湾曲にしかならず、固液分離機側に広いホース動作スペースが必要となる。そして、ホース動作スペースを小さくするために湾曲させる為の力を大きくすればするほど、その力に対応するため移動機構の剛性と馬力アップが必要となり省スペース化と低コスト化の両立は困難であった。

次に省スペースを実現するためにサクションホースをホースリールで巻取る場合も、湾曲させる為に大きな力が必要で、結果としてホースに大きなテンションが掛かる事から、馬力の強い巻取機が必要となり、対する移動機構もより一層の剛性と馬力が必要となるため、省スペースを実現しても大幅なコストアップとなる問題があった。

更に、樹脂製及びゴム製等のホースでは、耐油性及び耐薬品性等に優れたホース材質を選択することが最優先である為、可撓性や硬度といったホースの機械的性質との両立は困難であり、使用液体毎の設計対応が困難であった。

次にジャバラの様な伸縮し易いホースの場合は、内圧変化に弱いという物理的な耐久性の問題があり、更にはジャバラのひだ部にスラッジが堆積して縮まらなくなる問題から定期的な堆積スラッジの除去清掃が必要であった。

特許第６９９９１４２号公報

本発明は上記問題を解決する為になされたものであって、スラッジ含有液貯留槽内底面を移動する移動吸引口から固定されたポンプまたは固液分離機等の流入口までの相対距離変化を許容する伸縮送液管を省スペース且つ低コストで提供する事を課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、貯留槽内の液体と貯留槽内の底部に堆積するスラッジを平面方向に移動しながら同時に吸引して固液分離機に液送する移動吸引口を設けたスラッジ移送装置において、前記移動吸引口と固液分離機側の固定された流入口とを伸縮送液管で連結し、該伸縮送液管は、両端部に回動継手を装着可能な複数の送液短管を有し、該送液短管同士を前記回動継手を介して連結して構成され、該複数の回動継手により各送液短管同士の連設角度が変化することで、前記移動吸引口の移動による前記流入口との相対位置変化を許容する構成としたことを特徴とするスラッジ移送装置である。

また、前記送液短管には、前記移動吸引口の移動に伴う伸縮送液管の移動範囲を制限する制限機構を設けたことを特徴とするスラッジ移送装置である。

さらに、前記制限機構は、前記伸縮送液管に設けられ、前記送液短管が前記移動吸引口の移動に追従する際に、それぞれの送液短管同士が成す回転角度が略均等になるようにするものであることを特徴とするスラッジ移送装置である。

そして、前記制限機構は前記送液短管に設けた環状体や並柱状体等の拘束体にシャフトを通し、各拘束体が常にシャフト線上に配置されるように構成したことを特徴とするスラッジ移送装置である。

本願発明は、相対距離変化を許容する伸縮送液管を具備し、伸縮送液管は、その両端部に回動継手を装着可能な複数の送液短管（１）を有し、該送液短管同士を前記回動継手を介して連結して構成され、該複数の回動継手により各送液短管同士の連設角度が変化することで、前記移動吸引口の移動による前記流入口との相対位置変化を許容する構成としたことで、配管の大幅な省スペース化が図れ、また、管内の清掃等、管自体のメンテナンスの頻度も減らすことができ、高額な設備コストを抑える事ができる。

移動吸引口（４）の移動に伴う伸縮送液管の移動範囲を制限する制限機構を設けたので、前記伸縮送液管の配置スペース幅が制限され、必要以上な装置の大型化を避けることができる。

さらに、前記制限機構を、前記伸縮送液管に設け、前記送液短管（１）が前記移動吸引口（４）の移動に追従する際に、それぞれの送液短管（１）同士が成す回転角度が略均等になるようにしたので、各送液短管（１）の長さを超えない範囲で各送液短管（１）が追従するから、移動吸引口（４）とポンプまたは固液分離機側に固定された流入口（２０）とを結ぶ直線を中心とした左右に必要最小減のスペースにすることができる。

そして、前記制限機構を拘束体（１４）にシャフト（１３）を通し、各拘束体（１４）が常にシャフト線上に配置されるように構成すると、制限機構が移動吸引口（４）に掛ける負荷は拘束体（１４）とシャフト（１３）との微小な摩擦抵抗力だけで済むため、移動吸引口（４）の移動機構に剛性及び動力の増強が不要でコストを最小限にすることができる。

本願発明を実施した場合の一例で、伸縮送液管を用いたスラッジ移送装置を示す平面図である。 図１を側面から見た断面図である。 本発明を実施した場合の一例で、伸縮送液管の全体を示す斜視図である。 図３の変形例で、送液短管（１）を全て同じ長さにした斜視図である。 図３の変形例で、丸パイプを使用した斜視図である。 移動吸引口（４）と固定部である流入口（２０）をホース（１５）で配管した場合の平面図である。 図６の移動吸引口（４）が貯留槽（３）の対面壁に移動した場合の平面図である。 ホース（１５）を巻取る為にホースリール（１６）を設置した平面図である。 図８の移動吸引口（４）が貯留槽（３）の対面壁に移動した場合の平面図である。 図１の移動吸引口（４）の位置が貯留槽の壁面に近くにあり、５０％程度に縮んだ伸縮送液管の平面図である。 図１０と同じ移動吸引口（４）の位置において、伸縮送液管を制御せず不規則な伸縮をした場合の平面図である。 制限機構の一例で、送液短管（１）に固定された止めブロック（８）と相対的に回転する回動継手として回転流体継手（２）に固定されたピン（７）の関係を示した斜視図である。 制限機構の一例で、送液短管（１）に引張バネ（９）を設けた斜視図である。 制限機構の一例で、送液短管（１）におもり（１０）を設けた斜視図である。 制限機構の一例で、送液短管（１）にダンパー（１１）を設けた斜視図である。 制限機構の一例で、制限壁（１２）を設けた平面図である。 制限機構の一例で、シャフト（１３）、拘束体（１４）を設けた斜視図である。 拘束体（１４）の変形例で、環状体（１４ａ）と並柱状体（１４ｂ）を示し、シャフト（１３）、追随板（１８）および固定板（１９）の関係を示す斜視図である。 図１７の伸縮送液管を貯留槽（３）に設置したもので、移動吸引口（４）と固定部が一番離れた場合の平面図である。 図１７の伸縮送液管を貯留槽（３）に設置したもので、移動吸引口（４）の位置が貯留槽（３）の壁面の近くにあり、５０％程度に縮んだ伸縮送液管で、配置スペース幅を図示した平面図である。 図１７の伸縮送液管を貯留槽（３）に設置したもので、一番縮んだ伸縮送液管の平面図である。

本願発明を実施するための形態について、添付図面によって説明する。先ず、図１及び図２に示される実施形態について説明する。図１は本発明に係るスラッジ含有液貯留槽におけるスラッジ移送装置の平面図、図２はその側面からみた縦断面図で、図中の貯留槽（３）は、四角形である事が好ましいが、それに限られる訳ではない。

貯留槽（３）の底部近傍には平面方向に移動しながら堆積したスラッジと液体を同時に吸引する移動吸引口（４）があり、複数の送液短管（１）が回転液体継手（２）を介して連結されて構成された伸縮送液管で移動吸引口（４）と固定された流入口（２０）を接続している。

この流入口（２０）は固液分離機側に固定されており、ポンプ（５）等の送液機器の吸引口でもよく、流入口（２０）から吸引された液体は固液分離機等（図記載は省略）へ送液される。又、流入口（２０）は、送液機器と固液分離機等のどちらの吸引口でもよく、送液機器と固液分離機等の位置関係は送液の上流、下流のどちらでも良い。

図３は、伸縮送液管の一実施例として、６本の送液短管（１）と7個の回動継手として回転流体継手（２）を用いた構成を示したもので、送液短管（１）は回転流体継手（２）を介して相対回動可能に連結して構成したものを示し、伸縮送液管は角形パイプの両端面を閉じた形状の両端閉塞筒の長手方向両端の長手方向と直行する面に穴を設けた送液短管（１）で構成し、その穴に回転流体継手（２）を接合し、回転流体継手（２）を介して送液短管（１）を相対回動可能に連結している。但し、送液短管（１）を極小さな力で相対回動できるように連結して、抵抗なく液体が流れるように構成出来れば、ゴム管等を利用した回動継手でも良く、本形態に限定しない。

伸縮送液管は回転流体継手（２）の回転機構により、送液短管（１）同士の連結角度が変化し伸縮送液管の両端の回転流体継手（２）間の直線距離を自由に変える事ができる。

又、伸縮送液管の両端に位置する送液短管（１）の長さを他の送液短管（１）の半分にする事で、伸縮送液管の両端の回転流体継手（２）を結ぶ直線軸に対して、伸縮送液管の両端の回転流体継手（２）以外の回転流体継手（２）を両側の等距離に振り分けて縮める事が出来るので、効率的な伸縮送液管の稼働占有面積をもたらす。

ここで、稼働占有面積とは、移動吸引口（４）の移動に伴って伸縮送液管やホース（１５）全体が移動に支障なく動く範囲の平面面積として定義している。

図４は、全ての送液短管（１）の長さを同一にして偶数本を連結した例で、伸縮送液管の両端の回転流体継手（２）を結ぶ直線軸に対して、直線軸上及び片側に回転流体継手（２）を配置する事が出来るので、貯留槽（３）の壁面に沿って移動吸引口（４）を移動させたい場合に有効である。

又、全ての送液短管（１）の長さを同一にして奇数本を連結した場合は、伸縮送液管の両端の回転流体継手（２）を結ぶ直線軸に対して、伸縮送液管の両端の回転流体継手（２）以外の回転流体継手（２）を両側の等距離に振り分ける事が出来るので、効率的な伸縮送液管の稼働占有面積をもたらす。但し、図３の場合と比べ伸縮送液管の両端の回転流体継手（２）を結ぶ直線距離が少し長くなる。
但し、送液短管（１）の長さを同一にする必要はなく、異なる長さを連結させてもよい。

図５は図３の変形例で、送液短管（１a）は丸パイプの両端にエルボ（１７）を連接して構成し、回転流体継手（２）で連結した伸縮送液管である。

図６及び図７は、ホース（１５）で移動吸引口（４）と固定された流入口（２０）を接続した場合のホース（１５）の振る舞いをしめしたもので、ホース（１５）の問題点を説明する為の図である。一般的な工業用のホース（１５）の曲げ半径は大きく、曲がり癖もついているので、稼働占有面積が広く必要となっている。さらに一般的に吸引に用いるサクションホースは負圧でも潰れない仕様の為、湾曲させる場合も直線にする場合も抵抗力が強く、移動させるだけでも移動部の機構剛性と馬力が数十倍と必要で想像以上に高コストとなる。さらに移動部の機構剛性と馬力を大きくしてもホース（１５）の移動吸引口（４）と固定された流入口（２０）が近くなるとホース（１５）のダブつきが多くなるので、結果として稼働占有面積を小さくする事ができない。

図８及び図９はホース（１５）を巻取る為のホースリール（１６）を設置した場合の問題点を説明する図である。この場合、ホースリール（１６）の巻取り馬力が足りないと図８及ぶ図９の様にホース（１５）を巻取りしきれず、ダブついてしまうが、このホース（１５）のダブつきを解消するには、ホースリール（１６）の巻取り力を非常に大きくしなければならず、また、前記移動吸引口（４）の移動部をこの巻取り力に打ち勝つ力で移動させなければならなくなるため、ホースリールの大型化及び移動部の大型化がより一層必要となり、コストがかかる問題があった。

図１０は図１の移動吸引口（４）の位置が貯留槽（３）の壁面近くにあり、５０％程度に縮んだ伸縮送液管の状態を示しており、図１１との比較の為に記している。

図１１は図１０と同じ位置に移動吸引口（４）があるが、移動吸引口（４）の移動を繰り返すと各送液短管（１）同士が成す角度が大きく異なり、伸縮送液管の稼働占有面積が増える事を示した例である。これらは図６～図９に示すホース（１５）で動吸引口（４）と固定された流入口（２０）を接続した場合と比べ、稼働占有面積はかなり少ない。しかし、更なる稼働占有面積を抑える事を可能とする方法を次に述べる。

図１２は各送液短管（１）同士が成す角度が大きく異なる事を防ぐ制限機構の1例として、送液短管（１）に固定された止めブロック（８）と回転流体継手（２）に固定したピン（７）が当たる事で各送液短管（１）同士が成す角度範囲を制限するものである。この時、止めブロック（８）とピン（７）に限定するものではなく当たって角度範囲を制限できれば、どの様な形状でもよい。

図１３は引張バネ（９）を設けて拘束する制限機構の１例で、各送液短管（１）同士が成す角度を一定にしている。この時のバネはトーションバネでも渦巻バネでもよく、更にはゴムで代用してもよく一定の力を加える事が出来ればよい。但し、各引張バネ（９）の強さを個々に変更して各送液短管（１）の成す角度を変える事で、伸縮送液管の全体形状を湾曲に設計でき、貯留槽（３）の壁等が湾曲している場合等にフィットさせるようにしても良い。

図１４は、おもり（１０）を設けて拘束する制限機構の１例で、軽い力を与える事で各送液短管（１）同士が成す角度を一定にしている。この実施例においても、各おもり（１０）の質量を個々に変える事で、伸縮送液管の全体形状を設計できる。

図１５は、ダンパー（１１）を設けて拘束する制限機構の１例で、各送液短管（１）同士が成す角度を一定にしている。この時のダンパー（１１）はロータリーダンパーでも一定の力を加える事が出来ればよい。この実施例においても各ダンパー（１１）の強さを個々に変更すれば、伸縮送液管の全体形状を設計できる。

尚、引張バネ（９）、おもり（１０）及びダンパー（１１）等の制限機構の種類を問わず組合せが可能で、各送液短管（１）同士が成す角度を一定にする事に限定せず、部分的に角度を変えて湾曲した伸縮送液管の全体形状にすることで、当該伸縮送液管の振舞いを変える事が出来る。

図１６は制限壁（１２）を設けて送液短管（１）全体の動く範囲を拘束する制限機構の１例で、各送液短管（１）同士が成す角度を一定にしていないが、本来の目的の伸縮送液管の稼働占有面積を小さくできる。

以上、図１２～図１６の制限機構は、必要な位置に必要な数量を取付ける事も可能であり、異種の制限機構を組合せる事もできる。

図１７は送液短管（１）に設けた環状の拘束体（１４）にシャフト（１３）を通し、各拘束体（１４）がシャフト線上に配置されるようにする事で、各送液短管（１）が成す角度が一定となり、更には角度を一定にする為の力も略不要で、同図に示す矢印方向の移動部の動きに負荷を与えない画期的な方法である。これにより、移動吸引口（４）に掛かる力は拘束体（１４）とシャフト（１３）との無視可能な摩擦抵抗だけで済むため、移動吸引口（４）の移動機構の剛性と馬力アップは不要で、安価にすることができる。

ここで、拘束体（１４）はシャフト（１３）によりシャフト線上に並び易くする為に回転機構を備えていてもよい。

又、シャフト（１３）の一端部は固定板（１９）で固定している。更に、シャフト（１３）は一本物でもよく伸縮棒となる様なテレスコピック構造でもよい。図１７のシャフト（１３）はパイプ２本を使って入れ子となって摺動するテレスコピック構造を記載しており、テレスコピック構造の入れ子のパイプ本数は何本でもよい。図１７のテレスコピック構造の場合は、伸縮送液管の伸縮に追随する様に固定されていないパイプが貫通する拘束体（１４）を挟んで追随板（１８）２個をパイプに設け、挟まれた拘束体（１４）が追随板（１８）を押す事でテレスコピック構造のパイプが伸縮する。尚、テレスコピック構造の複数のパイプが伸ばされても抜けない構造であれば、追随板（１８）は不要で、シャフト（１３）の両端が固定板（１９）のように固定された仕組みでよいが、固定方法を限定するものではない。

図１８は図１７を補足するもので、拘束体（１４）の変形例である環状体（１４a）と並柱状体（１４ｂ）を示し、拘束体（１４）はシャフト（１３）線上に並ぶ様であれば、特に形状を問わない。テレスコピック構造のシャフト（１３）は追随板（１８）を設けたパイプが並柱状体（１４ａ）に押されて伸縮可能としてあり、各拘束体（１４）の間隔が長短してもシャフト（１３）上に並ぶようにしてある。

図１９は貯留槽（３）上にシャフト（１３）と拘束体（１４）を配した伸縮送液管が最も長く伸びた状態の平面図で、最長においても各送液短管（１）を直線状に並べず１８０度未満の角度を持たせる事が出来るので、同じ方向の折り畳みを抵抗なく出来るようにしている。この１８０度未満の角度を持たせる事を可能にしている点は、前記制限機構の全てに該当する。

尚、拘束体（１４）は全ての送液短管（１）に取付けてもよいが、必要に応じて一部に取付けてもよい。

図２０は伸縮送液管が５０％程度に縮んだ状態の平面図で、図１１のような不規則な送液短管（１）の並びにならず、規則的で決まった最小範囲の配置スペース幅で移動させる事を可能としている。

図２１では伸縮送液管が最も縮んだ状態で、移動吸引口（４）の移動機構に負荷を掛けず、綺麗に折り畳まれる状態をしめしている。

以上の図１９～図２１により、移動吸引口（４）が、どの方向でも、どの様な距離においても、伸縮送液管が移動吸引口（４）の駆動機構に負荷を掛けず、スムーズに最小の稼働占有面積で固定された流入口（２０）の相対距離変化を許容する低コストで省スペースとなる画期的な初めてのスラッジ移送装置である。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成する事が出来る事は明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

１ 送液短管
１ａ 送液短管（変形例）
２ 回転流体継手
３ 貯留槽
４ 移動吸引口
５ ポンプ
６ 駆動モーター
７ ピン
８ 止めブロック
９ 引張バネ
１０ おもり
１１ ダンパー
１２ 制限壁
１３ シャフト
１４ 拘束体
１４ａ 環状体
１４ｂ 並柱状体
１５ ホース
１６ ホースリール
１７ エルボ
１８ 追随板
１９ 固定板
２０ 流入口

Claims (4)

1. 貯留槽内の液体と貯留槽内の底部に堆積するスラッジを平面方向に移動しながら同時に吸引して固液分離機に液送する移動吸引口を設けたスラッジ移送装置において、前記移動吸引口と固液分離機側の固定された流入口とを伸縮送液管で連結し、該伸縮送液管は、両端部に回動継手を装着可能な複数の送液短管を有し、該送液短管同士を前記回動継手を介して連結して構成され、該複数の回動継手により各送液短管同士の連設角度が変化することで、前記移動吸引口の移動による前記流入口との相対位置変化を許容する構成としたことを特徴とするスラッジ移送装置。
2. 前記送液短管には、前記移動吸引口の移動に伴う伸縮送液管の移動範囲を制限する制限機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスラッジ移送装置。
3. 前記制限機構は、前記伸縮送液管に設けられ、前記送液短管が前記移動吸引口の移動に追従する際に、それぞれの送液短管同士が成す回転角度が略均等になるようにするものであることを特徴とする請求項２に記載のスラッジ移送装置。
4. 前記制限機構は前記送液短管に設けた環状体や並柱状体等の拘束体にシャフトを通し、各拘束体が常にシャフト線上に配置されるように構成したことを特徴とする請求項２～３のいずれか一つに記載のスラッジ移送装置。