(57)【要約】【課題】鉛直方向の搬送高さが５０〜１００ｍとなった場合でも、被搬送物を鉛直上方の地上に簡単に確実に搬送できる被搬送物の搬送方法および装置を提供すること。【解決手段】掘削土砂を鉛直方向上方に搬送する搬送装置１０は、それぞれが掘削土砂の上方への搬送を可能とした複数の縦搬送管１４と、各縦搬送管１４が鉛直方向に対して傾斜しつつ上下方向に延在するように、上下に隣り合う縦搬送管１４の端部どうしを屈曲させた状態で連結する複数の連結部１６とを備える。縦搬送管１４は、直線状に延在する所定の長さの筒状ケーシング１４０２と、筒状ケーシング１４０２の内部に組み込まれたリボンスクリュー１４０４と、筒状ケーシング１４０２に取着されリボンスクリュー１４０４を回転駆動する回転駆動部１４０６とを含んで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物を鉛直方向上方に搬送する搬送方法であって、
直線状に延在する所定の長さの筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの内部に組み込まれた搬送用部材と、前記筒状ケーシングに取着され前記搬送用部材を駆動する駆動部とを含んで構成された縦搬送管を複数設け、
前記被搬送物を上方に搬送する搬送路を、前記筒状ケーシングの長手方向を上下方向に向けて上下方向に並べられた前記複数の縦搬送管と、前記各縦搬送管の前記筒状ケーシングの端部どうしを屈曲させた状態で連結する複数の連結部とで構成し、
前記複数の連結部を介して前記各縦搬送管の前記筒状ケーシングを、鉛直方向に対して傾斜させつつ上下方向に延在させるようにした、
ことを特徴とする被搬送物の搬送方法。
【請求項２】
前記各縦搬送管の前記筒状ケーシングは、鉛直方向に対して２０度〜３０度の範囲で傾斜している、
ことを特徴とする請求項１記載の被搬送物の搬送方法。
【請求項３】
被搬送物を鉛直方向上方に搬送する搬送装置であって、
直線状に延在する所定の長さの筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの内部に組み込まれた搬送用部材と、前記筒状ケーシングに取着され前記搬送用部材を駆動する駆動部とを含んで構成された複数の縦搬送管と、
前記各縦搬送管の前記筒状ケーシングが鉛直方向に対して傾斜しつつ上下方向に延在するように、前記縦搬送管の前記筒状ケーシングの端部どうしを屈曲させた状態で連結する複数の連結部と、
を備えることを特徴とする被搬送物の搬送装置。
【請求項４】
前記縦搬送管はスクリューコンベヤであり、前記搬送用部材は前記筒状ケーシングの内部に回転可能に組み込まれたリボンスクリューである、
ことを特徴とする請求項３記載の被搬送物の搬送装置。
【請求項５】
前記連結部は、鉛直方向と交差する横方向に延在して上下方向において隣り合う一方の前記縦搬送管の下端と他方の前記縦搬送管の上端とを接続する横搬送管で構成され、
前記横搬送管は、直線状に延在し前記縦搬送管よりも短い長さの筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの内部に回転可能に組み込まれたリボンスクリューと、前記筒状ケーシングに取着され前記リボンスクリューを回転駆動する駆動部とを含んだスクリューコンベヤである、
ことを特徴とする請求項３または４記載の被搬送物の搬送装置。
【請求項６】
前記縦搬送管の前記筒状ケーシングは、鉛直方向に対して２０度〜３０度の範囲で傾斜している、
ことを特徴とする請求項３〜５に何れか１項記載の被搬送物の搬送装置。
【請求項７】
前記被搬送物は掘削土砂である、
ことを特徴とする請求項３〜６に何れか１項記載の被搬送物の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被搬送物の搬送方法および装置に関し、より詳細には、被搬送物を鉛直上方に５０〜１００ｍ搬送する場合に好適な被搬送物の搬送方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、被搬送物が、トンネル工事で掘削された掘削土砂である場合、掘削土砂を立坑内で立坑の底部から地上に搬送するため、垂直搬送用スクリューコンベヤが用いられている（特許文献１）。
この垂直搬送用スクリューコンベヤは、筒状ケーシングの内部にリボンスクリューを回転可能に組み込んだものである。
垂直搬送用スクリューコンベヤでは、一般に、筒状ケーシングは直線状を呈しており、その長手方向を鉛直方向に向けて配置されて使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２８３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、直線状の筒状ケーシングを鉛直に向けて配置した場合、立坑の深さが５０〜１００ｍとなる場合には、従来の垂直搬送用スクリューコンベヤでは、掘削土砂を搬送することができない。
すなわち、筒状ケーシングの長さが５０〜１００ｍと大きくなると、立坑の底部において筒状ケーシングの下端から掘削土砂を筒状ケーシングに押し込んでも、掘削土砂はある程度の高さまで上昇するものの、その高さ以上では、リボンスクリューが回転しても掘削土砂は同じ高さの箇所に留まり、リボンスクリューのみが空転することによる。
【０００５】
これは、筒状ケーシングの下端からの掘削土砂の筒状ケーシングへの押し込みと、リボンスクリューの回転による掘削土砂を鉛直上方に上昇させる上昇力には限度があるためである。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、鉛直上方への搬送高さが５０〜１００ｍとなった場合でも、被搬送物を鉛直上方に簡単に確実に搬送できる被搬送物の搬送方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明は、被搬送物を鉛直方向上方に搬送する搬送方法であって、直線状に延在する所定の長さの筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの内部に組み込まれた搬送用部材と、前記筒状ケーシングに取着され前記搬送用部材を駆動する駆動部とを含んで構成された縦搬送管を複数設け、前記被搬送物を上方に搬送する搬送路を、前記筒状ケーシングの長手方向を上下方向に向けて上下方向に並べられた前記複数の縦搬送管と、前記各縦搬送管の前記筒状ケーシングの端部どうしを屈曲させた状態で連結する複数の連結部とで構成し、前記複数の連結部を介して前記各縦搬送管の前記筒状ケーシングを、鉛直方向に対して傾斜させつつ上下方向に延在させるようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、被搬送物を鉛直方向上方に搬送する搬送装置であって、直線状に延在する所定の長さの筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの内部に組み込まれた搬送用部材と、前記筒状ケーシングに取着され前記搬送用部材を駆動する駆動部とを含んで構成された複数の縦搬送管と、前記各縦搬送管の前記筒状ケーシングが鉛直方向に対して傾斜しつつ上下方向に延在するように、前記縦搬送管の前記筒状ケーシングの端部どうしを屈曲させた状態で連結する複数の連結部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被搬送物を鉛直上方に搬送する搬送路が、複数の連結部により連結され、それぞれが鉛直方向に対して傾斜しつつ上下方向に延在する複数の縦搬送管で構成されている。
各縦搬送管を鉛直方向に対して傾斜させると、各縦搬送路を構成する筒状ケーシングをその長手方向と直交する面で切断した場合に、特にその下半部をなす筒状ケーシングの内周面が、筒状ケーシングの内部に組み込まれた搬送用部材に対して、掘削土砂をより効果的に上方に搬送させるように貢献する。
したがって、立坑の深さが５０〜１００ｍと大きくなった場合でも、筒状ケーシングの内周面が搬送用部材と協働することにより、掘削土砂を鉛直上方の地上に簡単に確実に搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態の搬送装置の正面図である。
【図２】第１の実施の形態の搬送装置の側面図である。
【図３】第２の実施の形態の搬送装置の正面図である。
【図４】第２の実施の形態の搬送装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
本実施の形態では、トンネル工事で掘削された掘削土砂を、立坑内で地上に向けて搬送する場合について説明する。
したがって、以下の実施の形態では、被搬送物は、トンネル工事で掘削された掘削土砂である。
立坑の深さは、５０〜１００ｍであり、掘削土砂は、立坑の底部から地上に向けて鉛直上方に５０〜１００ｍ搬送される。
まず、図１、図２を参照して第１の実施の形態の方法を装置と共に説明する。
掘削土砂を鉛直方向上方に搬送する搬送装置１０は、掘削土砂が投入されるホッパー部１２と、複数の縦搬送管１４と、複数の連結部１６とを含んで構成されている。
【００１０】
ホッパー部１２は、ホッパー本体１２０２と、ホッパー本体１２０２の下部側面から突設された筒状ケーシング１２０４と、ホッパー本体１２０２の底部から筒状ケーシング１２０４の内部に挿通されたリボンスクリュー１２０６と、リボンスクリュー１２０６を回転駆動する回転駆動部１２０８とを備えている。
筒状ケーシング１２０４の先端は、最も下位に位置する縦搬送管１４の下部に連結されている。
回転駆動部１２０８は、例えば、油圧式モータや電動式モータ、減速機構を含んで構成されている。
トンネル工事で掘削された掘削土砂は、例えば、ベルトコンベアにより搬送され、ホッパー本体１２０２に投入される。
【００１１】
複数の縦搬送管１４は、上下方向に直線状に延在して上下方向に並べられ、それぞれが掘削土砂の上方への搬送を可能に構成されている。
縦搬送管１４は、筒状ケーシング１４０２と、リボンスクリュー１４０４と、回転駆動部１４０６とを含んで構成され、本実施の形態では、縦搬送管１４にスクリューコンベヤが用いられている。
【００１２】
筒状ケーシング１４０２は、断面が円形で所定の長さで直線状に延在している。本実施の形態では、１本の筒状ケーシング１４０２の長さは１０ｍである。図面では立坑の下部に位置する４つの縦搬送管１４のみが描かれているが、立坑の深さが５０ｍの場合には、例えば、６つから７つの縦搬送管１４が用いられ、立坑の深さが１００ｍの場合には、１２から１４の縦搬送管１４が用いられる。
なお、筒状ケーシング１４０２の長さは、１０ｍに限定されず、例えば、５ｍ〜２０ｍの範囲で適宜決定され、筒状ケーシング１４０２の長さを大きくした場合には、単一の筒状ケーシング１４０２に回転駆動部１４０６を複数設けるなど任意である。
【００１３】
リボンスクリュー１４０４は、筒状ケーシング１４０２の内部に組み込まれている。本実施の形態では、リボンスクリュー１４０４が、筒状ケーシング１４０２の内部に組み込まれた搬送用部材に相当している。
本実施の形態では、リボンスクリュー１４０４は、その外周部が筒状ケーシング１４０２の内周面に回転可能に支持された外周支持方式である。
回転駆動部１４０６は、リボンスクリュー１４０４を回転駆動するもので、筒状ケーシング１４０２の長手方向の中間部に取着されている。本実施の形態では、回転駆動部１４０６が、搬送用部材を駆動する駆動部に相当している。
【００１４】
回転駆動部１４０６は、例えば、油圧式モータや電動式モータ、減速機構を含んで構成されている。すなわち、油圧式モータや電動式モータの駆動力が減速機構に伝達され、減速機構の駆動歯車が、リボンスクリュー１４０４の外周部に形成された歯部に、筒状ケーシング１４０２の開口部を介して噛合することで、リボンスクリュー１４０４が回転駆動される。
したがって、本実施の形態では、上下方向に直線状に延在し上下方向に並べられそれぞれが掘削土砂の上方への搬送を可能とした複数の縦搬送路が、それぞれ縦搬送管１４により構成されている。
なお、リボンスクリュー１４０４には、中心軸の周囲に螺旋羽根が取着されたもの、中心軸を有さずに螺旋羽根の長手方向の端部に軸部が設けられたものなど、従来公知の様々な形式のものが採用可能であり、用いるリボンスクリュー１４０４の形式に応じて回転駆動部１４０６とリボンスクリュー１４０４の連結構造が適宜決定される。
【００１５】
複数の連結部１６は、各縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２が鉛直方向に対して傾斜しつつ上下方向に延在するように、上下に隣り合う縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２の端部どうしを連結するものである。
上下に隣り合う縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２の端部どうしが連結部１６で連結されることにより、上下に隣り合う縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２は、互いに逆向きに鉛直方向に対して傾斜しつつ上下に延在する。
本実施の形態では、連結部１６は、Ｖ字状に湾曲した配管で構成されている。
配管の一端は、上下方向において隣り合う一方の縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２の下端に連結され、配管の他端は、上下方向において隣り合う他方の縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２の上端に連結されている。
連結部１６により各縦搬送管１４を鉛直方向に対して傾斜させる傾斜角度θは、全ての連結部１６において同一の角度とすると、組み立ての簡易化や搬送装置１０のバランスを図る上で有利となる。
【００１６】
なお、以上の複数の縦搬送管１４と複数の連結部１６を含む搬送装置１０は、例えば、立坑の底部に、地上に至る塔を立設し、この塔に組み付けて配置するなど任意である。
【００１７】
次に、作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、掘削土砂を鉛直上方に搬送する搬送路が、複数の連結部１６により連結されそれぞれが鉛直方向に対して傾斜しつつ上下方向に延在する複数の縦搬送管１４で構成されている。
各縦搬送管１４を鉛直方向に対して傾斜させると、各縦搬送管１４を構成する筒状ケーシング１４０２をその長手方向と直交する面で切断した場合に、特にその下半部をなす筒状ケーシング１４０２の内周面が、リボンスクリュー１４０４が掘削土砂をより効果的に上方に搬送させるように貢献する。
したがって、立坑の深さが５０〜１００ｍと大きくなった場合でも、リボンスクリュー１４０４のみが空転し、掘削土砂が同じ高さの箇所に留まるといった不具合がなくなり、筒状ケーシング１４０２の内周面がリボンスクリュー１４０４と協働することにより、掘削土砂を鉛直上方の地上に簡単に確実に搬送できる。
【００１８】
なお、連結部１６により各縦搬送管１４を鉛直方向に対して傾斜させる傾斜角度θが小さいと、掘削土砂の鉛直方向上方への搬送力が大きくなるもののその度合いは少ない。
一方、傾斜角度θを大きくすればするほど、リボンスクリュー１４０４が掘削土砂を上昇させる上昇力に対して筒状ケーシング１４０２の内周面の貢献度が高まり、掘削土砂の鉛直方向上方への搬送力が増大するが、傾斜角度θを大きくすると、立坑の直径を大きくしなければならず、また、用いる縦搬送管１４の本数、すなわち筒状ケーシング１４０２、リボンスクリュー１４０４、回転駆動部１４０６の数が増大してしまう。
そこで、立坑の直径を大きくせず、また、縦搬送管１４の数を増大せず、掘削土砂の鉛直方向上方への搬送力を考慮すると、傾斜角度θは、２０度〜３０度の範囲が好ましい。
なお、傾斜角度θは、掘削土砂の含水比にもより、掘削土砂の含水比が低い場合には、傾斜角度θは小さくてよく、含水比が高い場合には、傾斜角度θは大きい方が好ましい。
【００１９】
次に、図３、図４を参照して第２の実施の形態について説明する。
この第２実施の形態では、連結部１６の構成が第１の実施の形態と異なり、その他の箇所の構成は第１の実施の形態と同様であるため、第１の実施の形態と異なる箇所を重点的に説明する。
【００２０】
第２の実施の形態では、連結部１６は横搬送管１８により構成されている。
横搬送管１８は、鉛直方向と交差する横方向に延在し上下方向において隣り合う一方の縦搬送管１４の下端と他方の縦搬送管１４の上端とを接続しそれぞれが掘削土砂の前記横方向への搬送を可能に構成されている。
横搬送管１８が鉛直方向と交差する角度は、鉛直方向に対して９０度の場合、すなわち、横搬送管１８が水平方向に向けられている場合が、縦搬送管１４の下端に掘削土砂を押し込む折り込み力が最も大きく、本実施の形態では、横搬送管１８は水平方向に向けられている。
横搬送管１８は、筒状ケーシング１８０２と、リボンスクリュー１８０４と、回転駆動部１８０６とを含んで構成され、本実施の形態では、縦搬送管１４にスクリューコンベヤが用いられている。
【００２１】
筒状ケーシング１８０２は、縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２よりも短い長さで直線状に延在し、その長手方向が水平方向に向けられて配置されている。
筒状ケーシング１８０２の長手方向の一端は、上下方向において隣り合う一方の縦搬送管１４の下端に連結され、長手方向の他端は、上下方向において隣り合う他方の縦搬送路１４の上端に連結されている。
【００２２】
リボンスクリュー１８０４は、筒状ケーシング１８０２の内部に組み込まれ、その長手方向の端部に軸部を有している。
回転駆動部１８０６は、リボンスクリュー１８０４を回転駆動するもので、筒状ケーシング１８０２の長手方向の端部に取着されている。
回転駆動部１８０６は、例えば、油圧式モータや電動式モータ、減速機構を含んで構成され、本実施の形態では、モータがリボンスクリュー１８０４の前記軸部に直結され、モータの駆動力によりリボンスクリュー１８０４が回転駆動される。
なお、縦搬送管１４では、筒状ケーシング１４０２内において掘削土砂が適切な充満率で搬送されることが好ましく、充満率が高いと筒状ケーシング１４０２内が閉塞し、充満率が低いと搬送効率が低下する。
そこで、縦搬送管１４の回転駆動部１４０６を構成するモータの駆動電流を監視し、縦搬送管１４の充満率が高くなり、モータに過負荷が掛かった場合には、横搬送管１８の回転駆動部１８０６を構成するモータの回転数を低下させ、横搬送管１８による掘削土砂の縦搬送管１４下端への押し込み力を弱め、縦搬送管１４の充満率を適切な値に戻し、その後、横搬送管１８の回転駆動部１８０６を構成するモータの回転数を当初の回転するに復帰させ、縦搬送管１４の搬送効率を設計通りの値に元に戻すことを行なうと、掘削土砂の搬送効率を高める上でより有利となる。
また、リボンスクリュー１８０４には、中心軸の周囲に螺旋羽根が取着されたもの、中心軸を有さずに螺旋羽根の長手方向の端部に軸部が設けられたものなど、従来公知の様々な形式のものが採用可能であり、用いるリボンスクリュー１８０４の形式に応じて回転駆動部１８０６とリボンスクリュー１８０４の連結構造が適宜決定される。
【００２３】
このような第２の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様な効果が奏されることは無論のこと、第１の実施の形態に加え次の効果が奏される。
最も下位に位置する縦搬送管１４を除き、上下に隣り合う縦搬送管１４の間に横搬送管１８が位置しているので、各縦搬送管１４の下端に横搬送管１８から掘削土砂が押し込まれる。
この横搬送管１８による掘削土砂の押し込みにより、掘削土砂を鉛直方向上方へ搬送する各縦搬送管１４の搬送力が大きくなる。
したがって、第２の実施の形態によれば、掘削土砂を鉛直上方の地上に簡単に確実に搬送する上でより有利となる。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、被搬送物が掘削土砂である場合について説明したが、被搬送物は掘削土砂に限定されず、鉛直上方に搬送されるさまざまな被搬送物に適用可能である。
また、本実施の形態では、縦搬送管１４にスクリューコンベヤを用いた場合について説明したが、縦搬送管１４はスクリューコンベヤに限定されず、筒状ケーシングの内部に搬送用部材が組み込まれた形式の搬送装置であればよく、搬送装置の形式は、被搬送物に応じて適宜決定され、筒状ケーシングの断面形状も円形に限定されず搬送部材に応じて適宜決定される。
【符号の説明】
【００２５】
１０……搬送装置、１２……ホッパー部、１２０２……ホッパー本体、１２０４……筒状ケーシング、１２０６……リボンスクリュー、１２０８……回転駆動部、１４……縦搬送管、１４０２……筒状ケーシング、１４０４……リボンスクリュー、１４０６……回転駆動部、１６……連結部、１８……横搬送管、１８０２……筒状ケーシング、１８０４……リボンスクリュー、１８０６……回転駆動部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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