WO2002000532A1 - Dispositif transporteur a vis a charge elevee et a gradient eleve - Google Patents

Description

明 細 書

急傾斜 · 高揚程用スクリユーコンペャ装置

技術分野

本発明は、 土砂や鉱石などの塑性体や穀物、 撒物などの粉粒体の 搬送物を急傾斜、 高揚程で搬送する急傾斜 · 高揚程用スクリューコ ンべャ装置に関する。

背景技術

公知の技術として、 船倉からの荷揚げ作業やトンネル立坑から土 砂排出作業などにおいて、 穀物、 撒物や土砂を急傾斜 （ 3 0 ° 以上 で 9 0 ° までの範囲をいう） を搬送するスクリユーコンペャは、 た とえば本発明者が特公昭 6 0 — 4 3 5 1 8号公報で提案したものが ある。 これは、 筒状ケ一シング内に、 リポンスクリューを頂部で回 転 · 支持する構造とし、 リポンスクリューの中空部に中心軸を配置 したものである。 なお、 ここでいう 「リポンスクリユー」 は、 中心 軸や支持スポークを有しない螺旋体（helical twisted strip)を指す。 しかし、 上記従来構成において、 急傾斜 （水平線に対して 3 0 ° 〜 9 0 ° ) で、 かったとえばスクリユー外径の約 2 0倍以上の高揚 程になると、 搬送物の自重が大きくなってリポンスクリユーが軸心 方向に伸びたり、 また搬送物がリポンスクリユーと中心軸との隙間 や筒状ケ一シングとの隙間に嚙み込むことにより、 リポンスクリュ 一が捩じれて橈むとともに軸心方向に伸縮し、 これにより搬送能力 が低下して搬送物をスムーズに搬送できないという問題があった。 この対策として、 リポンスクリューの肉厚を大きくすることが考 えられるが、 肉厚を大きくするとリポンスクリユーの自重が増大し て大きい駆動動力が必要になるとともに、 製造コス トが嵩むという 問題がある。

また高揚程化する場合には、 スクリューコンペャをスクリュー軸 心をずらした状態でスクリユー重複部を介して複数段に接続するこ とも可能であるが、 この場合にはスクリユー重複部に乗り移り抵抗 が発生して搬送物の詰まりの原因となることがあった。

したがって、 リポンスクリューの厚みを大きくにすることなく、 急傾斜、 高揚程であってもリポンスクリューの橈みや伸縮を防止し て効率良く搬送できる急傾斜 · 高揚程用スクリユーコンペャ装置を 提供することを目的とする。 発明の開示

クレーム 1記載の本発明は、 筒状のケ一シング内にリボンスクリ ユーを軸心周りに回転自在に配設した急傾斜 · 高揚程用スクリュー コンペャ装置において、 軸心方向の所定位置で前記リポンスクリュ 一に外嵌固定された回転リ ングと、 前記ケーシングに設けられて前 記回転リングを回転自在に支持する外周支持部とを具備したことを 特徴とする。

上記構成によれば、 リポンスクリユーがケ一シングに外周支持部 を介して支持されるので、 搬送物がリボンスクリューとケーシング の隙間に嚙み込んだり、 または搬送物により大きい荷重がリポンス クリューに負荷されても、 リポンスクリユーの捻じりゃ撓み、 変形 、 軸心方向の伸縮を防止することができ、 搬送効率が低下すること がない。 クレーム 2記載の発明は、 筒状のケーシング内にリポンスクリュ 一を軸心周りに回転自在に配設した急傾斜 · 高揚程用スクリューコ ンべャ装置において、 軸心方向の所定位置で前記リポンスクリユー に外嵌固定された回転リングと、 前記ケーシングに設けられて前記 回転リングを回転自在に支持する外周支持部と、 前記ケーシングの 所定位置に設けられてリポンスクリユーを回転駆動する主スクリュ 一回転装置と、 少なく とも 1つの前記外周支持部に設けられて、 回 転リングを介してリポンスクリユーを回転駆動する捕助スクリュー 回転装置とを具備したことを特徴とする。

上記構成によれば、 主スクリユー回転装置により リボンスクリュ 一を回転駆動するとともに、 補助スクリュー回転装置により外周支 持部を介して、 ケーシングの中間部でリポンスクリユーに回転駆動 力を付与することができるので、 リポンスクリユーの回転支持と駆 動力の伝達を分散することができ、 リポンスクリユーの捩じれゃ撓 み、 変形、 伸縮を解消することができ、 高揚程であつ.てもスクリュ 一をスム一ズに回転駆動することができ.る。 クレーム 3記載の発明は、 クレーム 1 または 2において、 リポン スクリューは軸心方向に複数本のスクリユーピースが接続されて形 成され、 前記スクリユーピースの接続端部にスクリュー面内で互い に係合可能な凹凸部を形成してスクリュ一ピースが連結離脱自在に 構成され、 前記凹凸部でスクリューピースを互いに連結する連結具 を設けたことを特徴とする。

上記構成によれば、 複数のスクリューピースを接続して長尺のリ ボンスクリューを形成するので、 高揚程のスクリユーコンペャを容 易 提供することができる。 またスクリューピースの接続端部は、 凹凸部を互いに係合して連結具により接続するので、 スクリユーピ ースを容易かつ強固に連結することができる クレーム 4記載の発明は、 クレーム 1 または 2において、 リポン スクリューは軸心方向に複数本のスクリユーピースが接続されて形 成され、 前記スクリユーピースの各接続端部は、 軸心に垂直な横断 面で切断されるとともに、 該切断部に接続リングが外嵌固定され、 前記接続リングが互いに連結されてスクリユーピースが接続され、 前記接続リ ングが連結された合体接続リングが、 ケーシングに軸心 回りに回転自在に支持されてリポンスクリユーをケーシングに支持 する外周支持部を形成したことを特徴とする。

上記構成によれば、 スクリユーピースを接続する合体接続リング を、 ケ一シングに回転自在に支持することにより、 強度が低下しや すいスクリユーピースの接続部を補強して、 捩じれゃ撓みと軸心方 向の伸縮を効果的に防止することができ、 長尺のリポンスクリュー を容易に形成できるとともに、 高揚程の搬送が可能となる。 クレーム 5記載の発明は、 クレーム 1 または 2において、 リポン スクリューは、 軸心方向に複数本のスクリューピースが連結ピース を介して接続されて形成され、 前記連結ピースが回転リングに連結 手段を介して固定され、 前記連結ピースの端部およびスクリューピ ースの接続端部に、 スクリュー面内で互いに係合可能な凹凸部がそ れぞれ形成され、 前記各スクリユーピースと連結ピースとがスクリ ュ一面に沿って同一勾配で連続するように構成されたことを特徴と する。

上記構成によれば、 連結ピースを介して複数のスクリューピース を接続しリポンスクリュ一を形成するので、 長尺で高揚程のスクリ ュ一コンペャを容易に提供することができる。 またスクリユーピー スと連結ピースの接続端部にそれぞれ形成された凹凸部を互いに係 合して連結具により接続するので、 連結ピースを介してスクリユー ピースを容易かつ強固に連結することができる。 また連結ピースを 、 上位および下位のスクリユーピースの間でスクリューピースに同 一勾配で連続させたので、 連結ピースにより搬送能力が低下される ことなく、 搬送物をスムーズに搬送することができる。 さらにメン テナンス時に、 連結ピースとスクリューピースとを離脱させること により、 スクリユーピースや回転リングの着脱を容易に行うことが でき、 摩耗部品の交換や補修、 分解調整を容易に行うことができる

クレーム 6記載の発明は、 クレーム 1 または 2において、 リポン スクリユーは、 軸心方向に'複数本のスクリューピースが連結ピース を介して接続されて形成され、 前記連結ピースが回転リングに連結 手段を介して固定され、 前記連結ピースの端部およびスクリューピ ースの接続端部に、 スクリュ一面内で互いに係合可能な凹凸部がそ れぞれ形成され、 前記各スクリュ一ピースと連結ピースとがスクリ ユー面に沿って同一勾配で連続するように構成され、 前記連結手段 は、 回転リ ングの内面に対応する連結ピースの所定位置に形成され た切欠き部と、 該切欠き部に嵌脱自在な取付片と、 前記取付片を切 欠き部に嵌合して連結ピースに固定する固定具と、 前記取付片を回 転リングに接合した溶接部とで構成されたことを特徴とする。 上記構成によれば、 連結ピースの切欠き部に、 取付片を嵌合して 回転リングと連結するので、 回転リングに溶接ざれた取付片を連結 ピースの切欠き部から取り外すことにより、 連結ピースと回転リン グとを容易に分解することができ、 摩耗や損傷が大きい連結ピース を容易に分離することができて、 メンテナンス性を高めることがで きる。 クレーム 7記載の発明は、 クレーム 1 または 2において、 ケ一シ ング内に露出する回転リングの軸心方向の幅が、 スクリュー外径の

0 . 0 5〜 0 . 6倍の範囲とされたことを特徴とする。

上記構成によれば、 搬送物といつしょに共廻りする回転リ ングの 幅をスクリュー外径の 0 . 0 5〜 0 . 6倍の範囲としたので、 回転 リングによるスクリユーコンペャの圧力損失を小さくできて搬送効 率のわずかな低下に止めることができ、 また荷重支持や動力伝達に 寄与する機械的な強度を確保することができる。 クレーム 8記載の発明は、 クレーム 1 において、 ケーシングが外 周支持部に対応して軸心方向に複数に分割されたケーシングピース と、 前記ケーシングピースの接続端部にそれぞれ取付けられた支持 リングと、 これら支持リングの間にシール部を介して回転自在に支 持された回転リングと、 前記両支持リング間に設けられて回転リン グを覆う軸受箱とを具備したことを特徴とする。

上記構成によれば、 ケーシングピースの端部に取付けた支持リン グにより、 回転リングを回転自在に支持するので、 回転リ ングおよ び支持リ ングの組立分解を容易に行え、 かつ回転リ ングを安定して 支持することができる。 クレーム 9記載の発明は、 クレ一ム 2において、 ケ一シングが外 周支持部に対応して軸心方向に複数に分割されたケ一シングピース と、 前記ケーシングピースの接続端部にそれぞれ取付けられた支持 リングと、 これら支持リングの間にシール部を介して回転自在に支 持された回転リングと、 前記両支持リング間に設けられて回転リン グを覆う軸受箱と、 該軸受箱内に、 回転リ ングに設けられた受動ギ ャに嚙合う駆動ピニオン、 および該駆動ピニオンを回転駆動する回 転駆動装置からなる補助スクリュー回転装置とを具備したことを特 徴とする。 上記構成によれば、 ケーシングピースの端部に取付けた支持リ ン グにより、 回転リングを回転自在に支持するので、 回転リ ングおよ び支持リングの組立分解を容易に行え、 かつ回転リ ングを安定して 支持することができる。 また外周支持部を利用して、 ケーシングの 中間部に、 容易に補助スクリュー回転装置を配置することができる

クレーム 1 0記載の発明は、 クレーム 1 または 2において、 ケー シングの下端部に投入用スクリュ一コンペャが接続され、 該投入用 スクリューコンペャの先端部に、 搬送物を集めて投入コンペャに供 給する投入手段が設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、 投入手段により搬送物を投入用スクリューコ ンべャに供給し、 さらに投入用スクリューコンペャから筒状ケーシ ング内に強制的に供給するので、 搬送物が粉体であっても高揚程 · 急傾斜で搬送することができる。 また投入手段により、 たとえば隅 部があるような運搬船の船倉などから容易かつスムーズに搬送物を 荷揚げすることができる。 クレーム 1 1記載の発明は、 クレーム 1 または 2において、 ケー シングの下端部に投入用スクリューコンペャが接続され、 該投入用 スクリューコンべャの先端部に、 搬送物を集めて投入コンペャに供 給する投入手段が設けられ、 該投入手段は、 所定軸心周りに回転駆 動されるバケツ トホイールを有するリクレーマ装置により構成され たたことを特徴とする。

このような構成によれば、 リクレーマ装置により、 大量の搬送物 を投入用スクリューコンペャを介してケーシングに送り込むことが でき、 ケーシング内に搬送物を充満させて能率良く揚収作業を行う ことができる。 図面の簡単な説明

図 1は本発明に係るスクリューコンペャ装置の第 1実施の形態に を示す全体側面断面図である。

図 2は同装置の外周支持部を示す拡大側面断面図である。

図 3は図 1 に示す A— A断面図である。

図 4は同装置のスクリユーピース接続部を示す側面図である。 図 5は図 4に示す B— B断面図である。

図 6は同接続部の第 2具体例を示す平面図である。

図 7は同接続部の第 3具体例を示す平面図である。

図 8は同接続部の第 4具体例を示す分解側面図である。

図 9は同接続部の第 4具体例の組立部の拡大側面断面図である。 図 1 0は本発明に係るスクリューコンペャ装置の第 2実施の形態 にを示す全体側面断面図である。

図 1 1は同装置の補助スクリュー回転装置の第 2具体例を示す拡 大側面断面図である。

図 1 2は同装置の補助スクリュー回転装置の第 3具体例を示す拡 大側面断面図である。

図 1 3は同装置の連結ピ一ス接続部の具体例を示す部分平面断面 図である。

図 1 4は同装置の連結ピース接続部の他の具体例を示す部分平面 断面図である。

図 1 5は同装置の補助スクリュー回転装置の第 4具体例を示す拡 大側面断面図である。

図 1 6 a , 図 1 6 bは同装置の連結ピースと駆動用回転リングの 連結部の第 1形式を示す部分平面図および側面図である。

図 1 7は同装置の連結ピースと駆動用回転リングの連結部の第 1 形式の変形例を示す部分平面図である。

図 1 8は同装置の連結ピースと駆動用回転リングの連結部の第 2 形式を示す部分平面図である。

図 1 9 a , 図 1 9 bは同装置の連結ピースと駆動用回転リングの 連結部の第 3形式を示す部分平面図および側面図である。

図 2 0はスクリユーコンペャ装置におれる回転リングの高さと圧 力損失を示すグラフである。

図 2 l a , 図 2 1 bは補助スクリュー回転装置の第 4具体例を示 す側面断面図および背面正面図である。

図 2 2は本発明に係るスクリユーコンペャ装置の第 3実施の形態 にを示す全体側面断面図である。

図 2 3はケーシングの下部に搔き込み部材を設けた変形例を示す 側面断面図である。

図 2 4は本発明に係るスクリユーコンべャ装置の第 4実施の形態 にを示す全体側面断面図である。

図 2 5は図 2 4に示す C一 C断面図である。

図 2 6は同装置の使用状態を示す側面図である。

図 2 7は第 4実施例の変形例を示す平面断面図である。

図 2 8 a， 図 2 8 bは第 4実施例の他の変形例を示す平面断面図 および側面正面図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説明するために、 添付図面に従ってこれを説 明する。

(第 1実施例）

第 1実施例を図 1〜図 5を参照して説明する。

このスクリューコンペャは、 たとえば卜ンネル掘削機等で掘削さ れた土砂 （搬送物） を立坑を介して地上側に搬送するもので、 図 1 に示すように、 下端部に入口 2が形成され上端部に排出口 3が形成 された筒状ケーシング 1内に、 リポンスクリュー 4が同一軸心 O上 に設けられている。 筒状ケ一シング 1の上端部には、 排出口 3に接 続された排出シュート 6が取付けられるとともに、 リポンスクリュ 一 4を軸心 0回りに回転駆動するスクリュー回転装置 8が設けられ ている。 1 0は排出シュート 6から土砂が投入される投入ホッパー である。

なお、 排出口 3に代えて、 上端部材 7を削除するか、 または上端 部材 7に排出口を形成して、 筒状ケ一シング 1の上端部から土砂を 排出する構造であってもよい。

リポンスクリュー 4の上端部には駆動リング 9が固着されており 、 この駆動リング 9は外軸受 1 0 を介して筒状ケーシング 1の上端 部に軸心 O周りに回転自在に支持されている。 スクリユー回転装置 8は、 この駆動リング 9の外周部に取付けられた受動リングギヤ 8 aと、 受動リ ングギヤ 8 aに嚙み合う駆動ピニオン 8 bと、 この駆 動ピニオン 8 bを回転駆動するスクリュー回転駆動装置 （油圧式モ —夕、 電動式モータ） 8 c とにより構成されている。

また筒状ケ一シング 1には、 リポンスクリユー 4を回転自在に支 持する外周支持部 1 1が軸心方向に所定間隔をあけて複数 （図 1で は 2個所） 設けられている。 前記外周支持部 1 1 は、 図 2， 図 3に 示すように、 リポンスクリユー 4の任意位置に回転リング 1 2が外 嵌固定され、 この回転リング 1 2が筒状ケ一シング 1に軸心〇周り に回転自在に支持される。 すなわち、 図 2に示すように、 筒状ケー シング 1の外周支持部 1 1 には、 フランジ部 1 3 A , 1 3 Bが取付 けられて環状空間 1 7が形成されている。 この環状空間 1 7内でフ ランジ部 1 3 A， 1 3 Bの上下対向面に、 回転リング 1 2 に摺接す る内周側のシール部材 1 4と、 スラス ト方向の負荷を支持する外周 軸受 1 5が配設されている。 またフランジ部 1 3 A， 1 3 Bの外周 部には、 周方向所定角度ごと （図では 1 2 0 ° ごと） に回転リング 1 2の回転を案内してラジアル方向の負荷を支持する複数のガイ ド ローラ 1 6が所定角度 （たとえば 1 2 0 ° ごと 3個所） ごとに軸心 〇と平行な軸心周りに回転自在に配置されている。 したがって、 リ ポンスクリュー 4に加わるスラス ト方向およびラジアル方向の負荷 を回転リング 1 2を介して支持することができ、 リボンスクリュー 4の橈みや捩じれ、 伸縮を効果的に防止することができる。

さらに、 このスクリューコンペャのリポンスクリユー 4は、 複数

(図では 3本） のスクリユーピース 4 a〜4 cを接続して 1本に形 成されている。 これら接続部 2 0の第 1具体例は、 図 4および図 5 に示すように、 スクリューピース 4 a〜 4 cの接続端部で、 土砂の 押出面の裏面側にそれぞれ接続凹部 2 1 を形成し、 これら接続凹部 2 1に継ぎ板 2 2を嵌合してポルト 2 3により継ぎ板 2 2 とスクリ ュ一ピース 4 a〜4 cに結合することにより、 リポンスクリユー 4 を形成している。 そして、 この接続部 2 0の厚みはスクリユーピー ス 4 a〜4 cの厚みと同一に形成されて、 接続部 2 0を介して上位 のスクリューピース 4 aから下位のスクリューピース 4 c に回転力 が効果的に伝達される。

図 6および図 7はそれぞれ接続部の第 2具体例および第 3具体例 を示す。 すなわち、 図 6の第 2具体例の接続部 3 0は、 一方のスク リューピース 4 a ( 4 b ) の接続端部に、 スクリュー軸心〇を中心 とする所定角度の扇形面内に平面視凹状の連結凹部 （凹凸部） 3 1 を形成するとともに、 他方のスクリユーピース 4 b ( 4 c ) の接続 端部に、 連結凹部 3 1 に嵌合する平面視凸状の連結凸部 （凹凸部） 3 2を形成している。 そして、 これら連結凹部 3 1および連結凸部 3 2の嵌合部にピン孔 3 3 を半径方向に形成し、 前記ピン孔 3 3に 連結ピン 3 4を嵌合して連結固定するとともに、 ピン孔 3 3の開口 部にねじ式盲栓 3 5を連結ピン 3 4を埋め込んで抜け止めしている 図 7の第 3具体例の接続部 4 0は、 一方のスクリューピース 4 a ( 4 b ) の接続端部に、 スクリュー面に平面視 L形の連結段部 （凹 凸部） 4 1 を形成するとともに、 他方のスクリューピース 4 b ( 4 c ) の接続端部に、 連結段部 4 1 に係合する平面視逆 L形の連結逆 段部 4 2 (凹凸部） を形成している。 そして、 連結段部 4 1 , .4 2 の係合部にピン孔 4 3を半径方向に形成し、 前記ピン孔 4 3に連結 ピン 4 4を嵌合して連結固定するとともに、 前記ピン孔 4 3の開口 部にねじ式盲栓 4 5を埋め込み連結ピン 4 4を抜け止めしている。

上記第 2具体例および第 3具体例によれば、 互いに嚙合うスクリ ユーピース 4 a 〜 4 cの接続端部の形状により、 半径方向の連結ピ ン 3 4 ， 4 4を介して強固に連結することができ、 また突出もなく 、 土砂の搬送を阻害することがない。 なお、 第 2具体例および第 3 具体例では、 ピン孔 3 3 ， 4 .3をリポンスクリュー 4の外周側から 軸心〇に向かって形成したが、 もちろん内周側から形成してもよい 次に第 4具体例である接続部 5 0は、 図 8 , 図 9に示すように、 高揚程のスクリューコンペャに最適なものである。 すなわち、 この スクリユーピース 4 a 〜 4 cは、 接続端部が軸心〇に直交する横断 面に沿って切断されており、 切断した端面にそれぞれ接続リ ング 5 1 a , 5 1 bが溶接によりそれぞれ外嵌固着され、 これら接続リ ン グ 5 1 a ， 5 1 bにより外周支持部 1 1の回転リ ングを構成してい る。

すなわち、 接続リング 5 l a , 5 l bは、 スクリューピース 4 a 〜 4 c に外嵌する大きさに形成されるとともに、 接続リング 5 l a , 5 l bを上下に重ねた状態で固定具である複数の固定ポルト 5 2 により連結固定される。 そして、 接続リング 5 1 a ， 5 l bからな る合体接続リング 5 1がシール部材 1 4と外周軸受 1 5 とガイ ド口 ーラ 1 6 とを介して回転自在に支持される。

したがって、 長尺のリポンスクリユー 4を複数のスクリューピ一 ス 4 a 〜 4 cを接続して形成し、 この接続部 5 0でスクリューピ一 ス 4 a 〜 4 cの端部同士を接続する合体接続リング 5 1により、 長 尺のリボンスクリュー 4を容易に製作することができ、 しかも強度 が低下しやすいスクリユーピース 4 a 〜 4 cの接続部 5 0 を接続リ ング 5 2により補強できるとともに、 連結した合体接続リ ング 5 1 を介して筒状ケーシング 1の外周支持部 1 1で支持させることで、 リポンスクリュー 4の撓み、 捩じれや伸縮を効果的に防止できる。

(第 2実施例）

第 2実施例を図 1 0を参照して説明する。 この第 2実施例は、 第 1実施例の外周支持部 1 1の少なく とも 1つで、 リポンスクリュー

4に回転駆動力を伝達するように構成したものである。

すなわち、 第 1実施例のスクリユー回転装置 8 と同一構成の主ス クリュー回転装置 6 1を設け、 任意の （図ではすべての） 外周支持 部 1 1 に補助スクリュー回転装置 6 2を設けたものである。

この補助スクリュー回転装置 6 2の第 1具体例は、 外周支持部 1 1の回転リングを構成する駆動用回転リング （回転リング） 6 0に それぞれリングギヤ 6 3 を設け、 ガイ ドローラに代えて複数個所に 配置されたガイ ドピニオン 6 4のうちの 1つ、 または 1個所にのみ 設けられたものを駆動ピニオン 6 5 としている。 そして駆動源とし て、 主スクリュー回転装置 6 1のスクリュー回転駆動装置 8 cが利 用されており、 主スクリユー回転装置 3 1の駆動ピニオン 8 bと補 助スクリュー回転装置 6 2の駆動ピニオン 6 5， 6 5 とが連動軸 6 6を介して連結連動されている。 これにより、 主スクリュー回転装 置 6 2により リポンスクリユー 4を外周支持部 1 1で回転駆動する ことができる。

図 1 1 は、 図 9を基本とした補助スクリユー回転装置の第 2具体 例を示すもので、 同一部材には同一符号を付している。 すなわち、 補助スクリュー回転装置 7 1は、 接続リング 5 l a , 5 l bを上下 に重ねて固定した合体接続リング （駆動用回転リング） 5 1 に、 リ ングギヤ 7 2を取付け、 補助回転駆動装置 7 3に回転駆動される駆 動ピニオン 7 4がリングギヤ 7 2に嚙合されている。

したがって、 合体接続リングにより リポンスクリュー 4に係る負 荷を中間部で支持するとともに、 補助スクリュー回転装置 7 1 によ り、 リポンスクリュー 4に中間部から回転駆動力を付与することが できるので、 リポンスクリュー 4の撓みや伸びを無く して、 高揚程 の搬送が可能となる。

図 1 2は、 補助スクリュー回転装置 8 1の第 3具体例を示すもの である。

すなわち、 筒状ケーシング 1は軸心〇方向に複数に分割されて複 数のケ一シングピ一ス 1 u， I dを具備しており、 上位の筒状ケー シングピース l uの接続端部と下位の筒状ケーシングピース 1 dの 接続端部には、 それぞれフランジ部 1 aに連結ポルト 8 2を介して 支持リング （ウェアーリングともいう） 8 3 u， 8 3 dが固定され ている。 そして、 これら両支持リング 8 3 u， 8 3 d間にシール部 材および軸受部材 8 3 aを介して駆動用回転リ ング （回転リ ング） 8 0が軸心 O周りに回転自在に支持されている。 また両支持リング

8 3 u， 8 3 d間には、 駆動用回転リング 8 0を覆う軸受カパー 8 4が取付けられるとともに、 この軸受カバー 8 4内には、 駆動用回 転リング 8 0に一体に取付けられた受動リングギヤ 8 5 と、 この受 動リングギヤ 8 5に嚙合する駆動ピニオン 8 6 と、 駆動ピニオン 8 6を回転駆動する補助回転駆動装置 8 7 とが設けられて、 補助スク リュ一回転装置 8 1が構成されている。 なお、 この補助スクリュー 回転装置 8 1 を主スクリュー回転装置として用いることもできる。

したがって、 補助回転駆動装置 8 7により駆動ピニオン 8 6、 受 動リングギヤ 8 5を介して駆動用回転リング 8 0が回転駆動される またリポンスクリュー 4は軸心 0方向に複数に分割されており、 外周支持部 1 1で互いに接続されている。 すなわち、 駆動用回転リ ング 8 0に対応して連結ピース 9 1が設けられており、 この連結ピ ース 9 1 により上位のスクリューピース 4 a ( 4 b ) と下位のスク リューピース 4 b ( c ) がー体的に接続され、 また図 1 3に示す ように、 連結ピース 9 1が駆動用回転リング 8 0の内面に溶接部 9 2を介して接合されている。

図 1 3は連結ピース接続部の具体例である。 この連結ピース 9 1 の上位および下位の接続部は、 スクリユー面内で平面視凹状の連結 凹部 （凹凸部） 9 3 u， 9 3 dがそれぞれ形成されている。 一方、 スクリューピ一ス 4 a， 4 bの接続端部には、 スクリュー面内で平 面視凸状の嵌合凹部 9 3 u , 9 3 dに嵌合可能な連結凸部 （凹凸部 ) 9 4 u , 9 4 dが形成されている。 そして、 これら連結凹部 9 3 u , 9 3 dおよび連結凸部 9 4 11， 9 4 dには、 半径方向のピン孔

9 6 u , 9 6 dがそれぞれ形成されて連結ピン 9 5 u , 9 5 dが装 着され、 ねじ式盲栓 9 7より抜け止めされている。 上記構成によれば、 スクリューピース 4 a， 4 bを連結ピース 9 1 により連結ピン 9 5 u , 9 5 dを介して連結するとともに、 前記 連結ピース 9 1 を溶接部 9 2を介して駆動リング 8 0に固着したの で、 駆動用回転リング 8 0や支持リング 8 3 u， 8 3 d、 スクリュ —ピース 4 a〜 4 cなどの摩耗部品の点検や取り替え、 補修を容易 に行うことができる。 また連結ピース 9 1を取付けた駆動用回転リ ング 8 0を補助スクリュー回転装置 8 1 と一体化したので、 交換や 組立、 運搬や保管が容易となる。

図 1 4は連結ピース接続部の他の具体例で、 図 1 3を変形したも のである。 すなわち、 スクリューピース 4 a， 4 b側に嵌合凹部 9 8 u , 9 8 dを形成し、 連結ピース 9 1 に連結凸部 9 9 u， 9 9 d を形成したものである。 上記構成でも同様の作用効果を奏すること ができる。

図 1 5は、 補助スクリユー回転装置 （主スクリュー回転装置にも 適用可能） の第 4具体例を示すもので、 この補助スクリユー回転装 置 1 0 1は、 駆動ピニオン 1 0 2の回転軸 1 0 3 a， 1 0 3 bと、 回転駆動リング 1 0 0の軸受 1 0 4とを一体に組み立てたュニッ ト 構造で、 高さ H 1 に形成されて運搬および取り扱いを行うものであ る。

すなわち、 前記連結ピース 1 0 5は、 リポンスクリユー 4の 1 ピ ツチ分前後の高さ H 2でスクリューピース 4 a ~ 4 cから連結分離 可能に構成され、 前記高さ H 2をユニッ ト高さ H 1の範囲内に形成 することにより、 運搬時や保管時に連結ピース 1 0 5が邪魔になる ことがないように構成されている。 また連結ピース 1 0 5の上下接 続端には、 上位および下位のスクリューピース 4 a (4 b ) , 4 b ( 4 c ) に嵌合されて接続可能な連結凸部 1 0 6 IIと嵌合凹部 1 0 6 dとがそれぞれ形成されている。 さらに、 前記駆動用回転リング 1 0 0には、 前記軸受 1 0 4がー体に取付けられており、 旋回軸受 1 0 4が軸受箱 1 0 Ίの下部にポルトにより固定されている。 また 連結ピース 1 0 5は、 駆動用回転リ ング 1 0 0に直接溶接で固着さ れている。

なお、 上記連結ピース 1 0 5 と駆動用回転リング 1 0 0 との連結 部については、 下記に示すように他の複数の形式がある。

第 1形式は、 図 1 6 ( a) , ( b ) に示すように、 取付片 1 1 1 と固定ポルト 1 1 2を使用したものである。 すなわち、 連結ピース 1 0 5の外周部に切欠き部 1 1 3が形成されるとともに、 駆動用回 転リング 1 0 0の内面に溶接接合された取付片 1 1 1が前記切欠き 部 1 1 3に嵌合ざれている。 そして、 連結ピース 1 0 5に形成され た取付け孔 1 0 5 aから取付片 1 1 1のポルト孔 1 1 1 aに固定具 である 2本の固定ポルト 1 1 2が装着され、 連結ピース 1 0 5が取 付片 1 1 1 を介して駆動用回転リング 1 0 0に連結固定されている 。 なお、 図 1 7に示すように、 連結ピース 1 0 5 と取付片 1 1 1 と を 3本以上の固定ポルト 1 1 2を使用して固定することもできる。 また 1 1 5は盲栓である。

第 2形式は、 図 1 8に示すように、 駆動用回転リング 1 0 0 と連 結ピース' 1 0 5とをたとえば 1本の連結ピン 1 2 1で固定したもの である。 駆動用回転リング 1 0 0の内面には 1本の連結ピン 1 2 1 が半径方向に植設され、 連結ピース 1 0 0 には連結ピン 1 2 1が嵌 合可能なピン孔 1 0 0 aが形成されている。 また連結ピン 1 2 1 の 頭部に固定ナツ 卜 1 2 2が装着されて駆動用回転リ ング 1 0 0 と連 結ピース 1 0 5 とが連結固定されている。

第 3形式は、 図 1 9 ( a) (b) に示すように、 駆動用回転リン グ 1 0 0の内面に連結ブロック （取付片） 1 3 1 を突設しておき、 連結ピース 1 0 5に溝部 1 3 2を形成するとともに、 この溝部 1 3 2を連結ブロック 1 3 1を嵌合している。 そして、 連結ピース 1 0 5 と連結ブロック 1 3 1のそれぞれのポルト孔 1 0 5 b , 1 3 1 a に固定ポルト 1 3 3を装着したものである。

ここで回転リング 1 2， 合体接続リング 5 1 を含む駆動用回転 リ ング 5 0， 8 0， 1 0 0の軸心〇方向の幅 （高さ） は、 大きく するほどリボンスクリュー 4の取付強度が向上するが、 図 2 0に 示すように、 搬送する土砂が回転リ ングと共廻りし、 回転リング 内では搬送力がなくなる。 このため、 回転リングの高さを小さく して搬送効率を向上させることが望ましい。 この回転リ ングの共 廻りによる圧力損失は、 ¾明者が （社） 日本建設機械化協会、 「 平成 1 1年度建設機械と施工シンポジウム」 で 「土圧式シールド 用スクリユーコンペャの土圧保持特性」 の欄において発表してい る。

たとえばスクリュー寸法を、 外径 ： D b = l、 ピッチ ： t = l . 2 D b、 羽根厚 ： e = 0. 0 7 D b、 羽根高さ ： H= 0. 3 D bと した時、 回転リングの圧力損失の割合を、 コンペ'ャ長さに対して回 転リングの高さ hとの関係を図 2 0に示す。 伹し、 このグラフでは 、 コンペャ長さ Lに対して 1個所回転リングを設けた場合である。 また上記発表文献の式で、 排出角 ： 6» = 1 0 ° とした。

通常、 コンペャ長さ Lは、 スクリュー外径 D bの 1 0〜2 5倍程 度であるので、 回転リング 1個所当たりの圧力損失 ： i =約 5 %を 目標とすると、 回転リ ングの高さ h≤ 0. 6 D bとする必要があり 、 0. 6 D b以上となると圧力損失が大きくなつて搬送効率が低下 する。 また回転リングの高さ h< 0. 0 5 D bではスクリューの取 付強度が不足する。 もちろん、 回転リングが 2個所では圧力損失 ： i = 1 0 %となる。 上記実施の形態では、 駆動用も含む回転リング の幅を数値で示すことができ、 設計段階で運搬効率の予測、 運搬動 力損失が見込める。

図 2 1 ( a ) (b ) は、 補助スクリュー回転装置 （主スクリュー 回転装置にも適用可能） の第 5具体例を示すもので、 筒状ケーシン グ 1の改良に関するものである。

すなわち、 軸心方向に複数に分割したケーシングピースを形成す るとともに、 これらケーシングピースをさらに軸心 0を含む平面で 二分割して半割ケーシングピース 1 u a , I d a, 1 u b , l d b により筒状ケーシング 1 を構成したものである。 駆動用回転リング 1 3 を支持する連結部近傍で、 一方の半割ケ一シングピース 1 u a , 1 d aを分割して開閉ピース 1 u c , l d cを形成し、 これら 開閉ピース l u c , l d c をフランジ部に取付ポルトを介してそれ ぞれ着脱自在に連結されている。 これにより、 連結部の点検や摩耗 部品の交換などのメンテナンス時に開閉ピースを取り外すことによ り、 作業を容易に行うことができる。

(第 3実施例）

この第 3実施例は、 図 2 2に示すように、 第 2実施例のリポンス クリュー 4の中空部に中心軸 1 4 1 を配設したものである。

すなわち、 ケ一シング 1の軸心 0上にリポンスクリユー 4の中空 部に所定隙間を空けて回転自在に配置された中心軸 1 4 1は、 上端 部が中心軸回転装置 1 4 2を介してケ一シング 1の上端部に支持さ れ、 下端部は、 ケーシング 1 に取付けられて搬送物 （土砂） を案内 する搔き込み羽根 （支持部材） 1 4 3に軸受 1 44を介して支持さ れている。 中心軸 1 4 1が上端部材 7に内軸受 1 4 2を介して軸心 〇周り回転自在に支持されて、 中心軸回転装置 1 4 2の受動ギヤ 1 4 2 aと、 この受動ギヤ 1 4 2 aに嚙み合う駆動ピニオン 1 4 2 b と、 この駆動ピニオン 1 4 2 bを回転駆動する中心軸回転駆動装置 (油圧式、 電動式モータ） 1 4 2 c により回転駆動される。 また搔 き込み羽根 1 4 3により下端軸受 1 4 4を介して中心軸 1 4 1の下 端部が支持されるので、 中心軸 1 4 1の振れや変形が効果的に防止 される。

なお、 図 2 3のように、 ケーシング 1下端部に、 回転駆動装置 1 5 1 により回転される回転ケーシング 1 5 2を設け、 この回転ケー シング 1 5 2の胴部に搔き込み部材 1 5 3を取付けるとともに、 中 心軸 1 4 1 との間に搔き込み羽根 1 5 4を設けることもできる。

また中心軸 1 4 1 を固定式とすることもできる。

上記実施の形態によれば、 リポンスクリュー 4の中空部に、 中心 軸を配置することにより、 リポンスクリュー 4の搬送能力を高め、 さらに中心軸 1 4 1をリポンスクリュー 4の回転方向と逆方向に低 速で回転させることにより、 中心軸 1 4 1の外周面と土砂との摩擦 力により、 土砂がリポンスクリュー 4の回転方向に旋回移動する共 回り現象を防止することができ、 効率よく土砂を搬送することがで きる。

(第 4実施例）

図 2 4〜図 2 6は搬送物が穀物や石炭などの粉粒体の場合の第 4 実施例を示すもので、 図 1 0の第 2実施例のスクリユーコンべャに 、 筒状ケーシング 1の下端部に搬送物を強制的に押し込む投入用ス クリューコンペャ （供給手段） 2 1 1 と、 搬送物を搔き集めるため にたとえばバケツ トホイール 2 1 3を有するリクレーマ装置 （投入 手段） 2 1 2を設けたもので、 リクレーマ装置に替えて他の搔き集 め装置であってもよい。

すなわち、 筒状ケーシング 1の下端部が閉塞板 2 1 4で閉止され るとともに、 下端近傍の側面に投入開口部 2 1 5が形成されている 。 そして、 投入開口部 2 1 5に球面軸受 2 1 6 を介して軸心〇と直 交する方向に投入用スクリューンべャ 2 1 1の筒状の投入用ケーシ ング 2 1 7が所定角度範囲で揺動自在に取り付けられている。 この 投入用ケーシング 2 1 7はその基端部が球面軸受 2 1 6に接続され 、 投入用ケ一シング 2 1 7内に投入用リポンスクリュー 2 1 8が第 2軸心 O ' 周りに回転自在に配置されている。 そして、 前記投入用 リポンスクリュー 2 1 8は、 必要に応じて基端側に外嵌固定された 回転リング 2 2 2がシール部材ゃ軸受を介して支持される外周支持 部 2 2 3が設けられるとともに、 先端部が投入用ケーシング 2 1 7 に設けられた投入用スクリュー回転駆動装置 2 1 9 の出力軸に連結 されて、 投入用リポンスクリュー 1 1 8が回転自在に支持されると ともに回転駆動される。 また筒状ケーシング 1 と投入用ケーシング 2 1 7の間には、 投入用スクリューコンペャ 2 1 1 を上下方向に揺 動させる上下揺動装置 （油圧シリンダ） 2 2 0 と左右揺動装置 （油 圧シリンダ） 2 2 1がそれぞれ連結されている。

リクレーマ装置 2 1 2は、 投入用スクリューコンペャ 2 1 1の先 端側一側部に、 バケツ トホイール 2 1 3が投入用ケーシング 2 1 5 の軸心〇 ' と直交する水平軸心周りに回転自在に支持されており、 パケッ トホイール 2 1 3は、 円筒体 2 1 3 bの外周部に接き取り用 のバケツ ト 2 1 3 aが一定間隔ごとに取り付けられて、 図示しない ホイール駆動装置により矢印方向に回転駆動されて構成される。 ま た投入用ケーシング 2 1 7には、 先端側上面に投入口 2 2 4が開口 され、 バケツ ト 2 1 3 aから投下された搬送物を投入口 2 2 4に案 内するシュート 2 2 5が設けられている。

もちろん、 図 2 7 の変形例に示すように、 パケッ トホイール 2 1 3 を投入用スクリユーコンペャ 2 1 1 の両側にそれぞれ設けてもよ い。

上記スクリューコンペャ装置は、 図 2 6に示すように、 たとえば 大型運搬船 2 3 0から鉱石や穀物などの粉粒体状の搬送物を荷揚げ する揚収採集設備 2 3 1 として使用され、 荷揚げ用岸壁などに走行 自在に設置された走行式門形クレーン装置 2 3 2に装備される。 そ して、 筒状ケ一シング 1の下端部に投入用スクリューコンペャ 2 1 1 を介して設けられたリクレーマ装置 2 1 2 のバゲッ トホイール 2 1 3により、 船倉 2 3 3内の隅部まで搬送物を搔き集めて容易かつ 短時間に荷揚げすることができる。 なお、 投入手段をリクレーマ装 置 2 1 2 としたが、 これに代えてバックホーやベルトコンペャ装置 などを使用することもできる。

また図 2 8 ( a ) ( b ) はリクレーマ装置 2 1 2および投入用ス クリューコンペャ 2 1 1 の他の変形例を示し、 バケツ トホイール 1 1 3の取付け方向を変更したものである。

すなわち、 リクレーマ装置 2 1 2のバケツ 卜ホイール 2 5 1 は、 投入用ケ一シング 2 1 7 の軸心 O ' と平行な軸心 O h周りに回転自 在に配置され、 投入用駆動モータ 2 4 4により一体に回転駆動され る。

この投入用ケーシング 2 1 7に投入用軸付スクリュー 2 5 2が配 置されており、 投入用ケーシング 2 1 7から突出された投入用軸付 スクリュー 2 5 3の軸部 2 5 3 aとバケツ トホイール 2 5 1 とがギ ャ機構 2 5 4により連結連動されている。 もちろんパケッ トホイ一 ル 2 5 1 と投入用軸付スクリュー 2 5 3 とはそれぞれ独立した駆動 装置を使用してもよい。

上記第 2実施例によれば、 先の実施例の効果に加えて、 筒状ケー シング 1の下端部に、 投入用スクリューコンペャ 2 1 1 を介してリ クレ一マ装置 2 5 1 を配置したので、 大型運搬船 2 3 0の船倉 2 3 3からよりスムーズに粉粒体などの搬送物を効率よく荷揚げするこ とができ、 船倉 2 3 3の隅部まで容易に搬送物を寄せ集めて短時間 で荷揚げを完了することができる。

また筒状ケ一シング 1 に球面軸受 2 1 6 を介して投入用スクリュ —コンペャ 2 1 1 を設けたので、 上下揺動装置 2 2 0および左右揺 動装置 2 2 1 によりバケツ トホイール 2 1 3， 2 5 2を任意方向に 回動させて、 搬送物の取り込みを能率良く行うことができる。 この とき、 スクリューコンペャ装置全体を筒状ケーシング 1の軸心 0周 りに回動させてバケツ 卜ホイール 2 1 3， 2 5 2を変位することも できる。

なお、 上記実施の形態では、 円筒状の筒状ケーシング 1 としたが 、 多角形状の角筒であってもよい。 産業上の利用可能性

以上のように本発明に係る急傾斜 · 高揚程で塑性体や粉粒体を搬 送するスクリューコンペャで、 特に同一軸心上に長尺に延長したス クリユーコンべャに適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 筒状のケーシング内にリポンスクリユーを軸心周りに回転自在 に配設した急傾斜 · 高揚程用スクリユーコンペャ装置において、 軸心方向の所定位置で前記リポンスクリユーに外嵌固定された回 転リ ングと、

前記ケーシングに設けられて前記回転リングを回転自在に支持す る外周支持部とを具備した

ことを特徴とする急傾斜 · 高揚程用スクリューコンペャ装置。

2 . 筒状のケ一シング内にリポンスクリューを軸心周りに回転自在 に配設した急傾斜 · 高揚程用スクリユーコンペャ装置において、 軸心方向の所定位置で前記リポンスクリュ一に外嵌固定された回 転リングと、

前記ケーシングに設けられて前記回転リングを回転自在に支持す る外周支持部と、

前記ケ一シングの所定位置に設けられてリポンスクリユーを回転 駆動する主スクリュー回転装置と、

少なく とも 1つの前記外周支持部に設けられて、 回転リングを介 してリボンスクリュ一を回転駆動する補助スクリュー回転装置とを 具備した

ことを特徴とする急傾斜 · 高揚程用スクリューコンペャ装置。

3 . リポンスクリューは軸心方向に複数本のスクリューピースが接 続されて形成され、

前記スクリユーピースの接続端部にスクリュ一面内で互いに係合 可能な凹凸部を形成してスクリユーピースが連結離脱自在に構成さ れ、 前記凹凸部でスクリユーピースを互いに連結する連結具を設けた ことを特徴とする請求項 1 または 2に記載の急傾斜 · 高揚程用ス クリューコンペャ装置。

4 . リポンスクリユーは軸心方向に複数本のスクリユーピースが接 続されて形成され、

前記スクリューピースの各接続端部は、 軸心に垂直な横断面で切 断されるとともに、 該切断部に接続リングが外嵌固定され、

前記接続リングが互いに連結されてスクリユーピースが接続され 前記接続リングが連結された合体接続リングが、 ケーシングに軸 心回りに回転自在に支持されてリポンスクリューをケーシングに支 持する外周支持部を形成した

ことを特徴とするクレーム 1または 2記載の急傾斜 · 高揚程用ス クリユーコンべャ装置。

5 . リポンスクリユーは、 軸心方向に複数本のスクリユーピースが 連結ピースを介して接続されて形成され、

前記連結ピースが回転リングに連結手段を介して固定され、 前記連結ピースの端部およびスクリユーピースの接続端部に、 ス クリュー面内で互いに係合可能な凹凸部がそれぞれ形成され、 前記各スクリュ一ピースと連結ピースとがスクリュー面に沿って 同一勾配で連続するように構成された

ことを特徴とするクレーム 1 または 2記載の急傾斜 · 高揚程用ス クリユーコンべャ装置。

6 . リポンスクリューは、 軸心方向に複数本のスクリューピースが 連結ピースを介して接続されて形成され、 前記連結ピースが回転リングに連結手段を介して固定され、 前記連結ピースの端部およびスクリユーピースの接続端部に、 ス クリュー面内で互いに係合可能な凹凸部がそれぞれ形成され、 前記各スクリューピースと連結ピースとがスクリュー面に沿って 同一勾配で連続するように構成され、

前記連結手段は、 回転リングの内面に対応するリポンスクリュー の所定位置に形成された切欠き部と、 該切欠き部に嵌脱自在な取付 片と、 前記取付片を切欠き部に嵌合してリポンスクリューに固定す る固定具と、 前記取付片を回転リングに接合した溶接部とで構成さ れた

ことを特徴とするクレーム 1 または 2記載の急傾斜， 高揚程用ス クリユーコンべャ装置。

7 . ケーシング内に露出する回転リングの軸心方向の幅が、 スクリ ュ一外径の 0 . 0 5〜 0 . 6倍の範囲とされた

ことを特徴とするクレーム 1 または 2に記載の急傾斜 · 高揚程用 スクリユーコンペャ装置。

8 . ケーシングが外周支持部に対応して軸心方向に複数に分割され たケーシングピースと、

前記ケ一シングピースの接続端部にそれぞれ取付けられた支持リ ングと、

これら支持リングの間にシール部を介して回転自在に支持された 回転リングと、

前記両支持リング間に設けられて回転リ ングを覆う軸受箱とを具 備した

ことを特徴とするクレーム 1記載の急傾斜 · 高揚程用スクリユー コンべャ装置。

9 . ケーシングが外周支持部に対応して軸心方向に複数に分割され たケーシングピースと、

前記ケ一シングピースの接続端部にそれぞれ取付けられた支持リ ングと、

これら支持リングの間にシール部を介して回転自在に支持された 回転リングと、

前記両支持リング間に設けられて回転リングを覆う軸受箱と、 該軸受箱内に、 回転リ ングに設けられた受動ギヤに嚙合う駆動ピ 二オン、 および該駆動ピ二すンを回転駆動する回転駆動装置からな る補助スクリユー回転装置とを具備した

ことを特徵とするクレーム 2記載の急傾斜 · 高揚程用スクリュー コンべャ装置。

1 0 . ケ一シングの下端部に投入用スクリューコンペャが接続され 該投入用スクリューコンペャの先端部に、 搬送物を集めて投入コ ンべャに供給する投入手段が設けられた

ことを特徵とするクレーム 1 または 2記載の急傾斜 · 高揚程用ス クリユーコンべャ装置。

1 1 . ケーシングの下端部に投入用スクリューコンペャが接続され 該投入用スクリューコンべャの先端部に、 搬送物を集めて投入コ ンべャに供給する投入手段が設けられ、

該投入手段は、 所定軸心周りに回転駆動されるバケツ トホイール を有するリクレーマ装置により構成されたた

ことを特徴とするクレーム 1 または 2記載の急傾斜用スクリュー コンべャ装置。