(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、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管１４と、水平方向に延在して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を縦搬送管１４の下端から縦搬送管１４の上端への搬送を可能とした複数の横搬送管１８とを備える。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、第１の回転駆動部１４０６とで構成されている。横搬送管１８は、縦搬送管１４よりも短い長さの筒状ケーシング１８０２と、リボンスクリュー１８０４と、第２の回転駆動部１８０６とで構成されている。【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、
前記被搬送物を上方に搬送する搬送路を、
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前記被搬送物の上方への搬送を可能とした複数の縦搬送路と、
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路の下端と他方の前記縦搬送路の上端とを接続し、それぞれが前記被搬送物を前記縦搬送路の下端から前記縦搬送路の上端への搬送を可能とした複数の横搬送路と、
で構成す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】
前記横方向は水平方向である、
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、
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前記被搬送物の上方への搬送を可能とした複数の縦搬送管と、
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し、それぞれが前記被搬送物を前記縦搬送管の下端から前記縦搬送管の上端への搬送を可能とした複数の横搬送管と、
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、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第１の回転駆動部とを含んだスクリューコンベヤであり、
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第２の回転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記載の被搬送物の搬送装置。
【請求項５】
前記第１の回転駆動部に加わる負荷を検出する負荷検出部と、
前記負荷検出部で検出された負荷に基づいて前記第２の回転駆動部を制御する回転制御部とを備え、
前記回転制御部による前記第２の回転駆動部の制御は、前記検出された負荷が予め定められた閾値以上となった場合に前記横搬送管のリボンスクリューの回転数を低下させ、前記検出された負荷が前記閾値未満となった場合に前記横搬送管のリボンスクリューの回転数を前記回転数の低下前の値に戻すようになされる、
ことを特徴とする請求項４記載の被搬送物の搬送装置。
【請求項６】
前記横方向は水平方向である、
ことを特徴とする請求項３〜５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、前記被搬送物を上方に搬送する搬送路を、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前記被搬送物の上方への搬送を可能とした複数の縦搬送路と、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路の下端と他方の前記縦搬送路の上端とを接続し、それぞれが前記被搬送物を前記縦搬送路の下端から前記縦搬送路の上端への搬送を可能とした複数の横搬送路とで構成す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、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前記被搬送物の上方への搬送を可能とした複数の縦搬送管と、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し、それぞれが前記被搬送物を前記縦搬送管の下端から前記縦搬送管の上端への搬送を可能とした複数の横搬送管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、上下に隣り合う縦搬送路の間に横搬送路が位置し、各縦搬送路の下端に横搬送路から被搬送物が押し込まれる。
この横搬送路による被搬送物の押し込みにより、被搬送物を鉛直方向上方へ搬送する各縦搬送路の搬送力が大きくなる。
したがって、鉛直上方への搬送高さが５０〜１００ｍと大きくなった場合でも、横搬送路を設けることにより、被搬送物を鉛直上方に簡単に確実に搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の搬送装置の正面図である。
【図２】実施の形態の搬送装置の側面図である。
【図３】実施の形態の搬送装置における制御系の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態の方法を装置と共に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。
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、複数の横搬送管１８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、第１の回転駆動部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３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に第１の回転駆動部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。
第１の回転駆動部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。
【００１４】
第１の回転駆動部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の形式に応じて第１の回転駆動部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】
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を縦搬送管１４の下端から縦搬送管１４の上端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、第２の回転駆動部１８０６とを含んで構成され、本実施の形態では、横搬送管１８にスクリューコンベヤが用いられている。
【００１６】
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。横搬送管１８の筒状ケーシング１８０２の長さは、縦搬送管１４の下端へ掘削土砂を押し込む押し込み力に基づき適宜決定される。
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管１４の上端に連結されている。
【００１７】
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。
第２の回転駆動部１８０６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１８０２の長手方向の端部に取着されている。
第２の回転駆動部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。
したがって、本実施の形態では、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縦搬送路の下端と他方の縦搬送路の上端とを接続し、それぞれが掘削土砂を縦搬送路の下端から縦搬送路の上端への搬送を可能とした複数の横搬送路が、それぞれ横搬送管１８により構成されている。
【００１８】
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の第１の回転駆動部１４０６を構成するモータの負荷を監視し、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の第２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の第２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数に復帰させることを行なうと、掘削土砂の搬送効率を高める上でより有利となる。
【００１９】
本実施の形態では、図３に示すように、負荷検出部２０と、回転制御部２２とが設けられている。
負荷検出部２０は、第１の回転駆動部１４０６に加わる負荷を検出するものである。第１の回転駆動部１４０６が電動式モータである場合、負荷は電動式モータに供給される駆動電流を測定することで検出される。また、第１の回転駆動部１４０６が油圧式モータである場合、負荷は油圧式モータに供給される油圧を測定することで検出される。
回転制御部２２は、負荷検出部２０で検出された負荷に基づいて第２の回転駆動部１８０６を制御するものである。
すなわち、回転制御部２２は、負荷検出部２０で検出された負荷が過負荷に対応する予め定められた閾値以上となった場合に、横搬送管１８のリボンスクリュー１８０４の回転数を低下させるように第２の回転駆動部１８０６を制御する。
また、回転制御部２２は、負荷検出部２０で検出された負荷が閾値未満となった場合に、横搬送管１８のリボンスクリュー１８０６の回転数を、回転数の低下前の値に戻すようにように第２の回転駆動部１８０６を制御する。
ここで、回転数の低下前の値とは、縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２内において掘削土砂を適切な充満率で搬送するに足る横搬送管１８のリボンスクリュー１８０６の回転数であって、モータの定格トルクや筒状ケーシング１４０２の長さ、掘削土砂の密度などに基づいて算出される設計値である。
【００２０】
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の形式に応じて第２の回転駆動部１８０６とリボンスクリュー１８０４の連結構造が適宜決定される。
【００２１】
なお、以上の複数の縦搬送管１４と複数の横搬送管１８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。
【００２２】
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、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管１４と、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を縦搬送管１４の下端から縦搬送管１４の上端への搬送を可能とした複数の横搬送管１８とで構成されている。
すなわち、ホッパー部１２の筒状ケーシング１２０４が連結された最も下位に位置する縦搬送管１４を除き、残りの縦搬送管１４の全てにおいて、上下に隣り合う縦搬送管１４の間に横搬送管１８が位置し、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、立坑の深さが５０〜１００ｍと大きくなった場合でも、縦搬送管１４内でリボンスクリュー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、横搬送管１８を設けることにより、掘削土砂を鉛直上方の地上に簡単に確実に搬送できる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、上下方向において隣り合う縦搬送管１４の筒状ケーシング１４０２を互いに逆向きに鉛直方向に対して傾斜させた場合について説明したが、本発明では、無論、縦搬送管１４を鉛直方向に延在させてもよい。
ただし、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ため、掘削土砂を鉛直上方に効果的に搬送する上で有利となる。
なお、縦搬送管１４を鉛直方向に対して傾斜させる傾斜角度は、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小さくてよく、含水比が高い場合には大きい方が好ましい。
【００２４】
また、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と横搬送管１８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と横搬送管１８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……第１の回転駆動部、１８……横搬送管、１８０２……筒状ケーシング、１８０４……リボンスクリュー、１８０６……第２の回転駆動部。
【図１】
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【図２】
2014189363.tif 000004
【図３】
2014189363.tif 000005