(57)【要約】【課題】礫、ロープ、シート等の夾雑物を多く含む低含水比粘土であっても処理することができるスクリューコンベアの提供。【解決手段】筒状のケーシング１１と、ケーシング内に回転自在に支持された駆動伝達シャフト１２と、駆動伝達シャフト１２の外周側に配置され、駆動伝達シャフト１２に連動して回転する螺旋状のスクリュー１３と、駆動伝達シャフト１２を回転させる駆動装置１４とを備えたスクリューコンベア１０において、スクリュー１３の外周と、ケーシング１１の内周面との間に間隙を設けるとともに、スクリュー１３の回転中心軸がケーシング１１の軸心に対し変位自在となるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシングと、該ケーシング内に回転自在に支持された駆動伝達シャフトと、該駆動伝達シャフトの外周側に配置され、該駆動伝達シャフトに連動して回転する螺旋状のスクリューと、前記駆動伝達シャフトを回転させる駆動装置とを備えたスクリューコンベアにおいて、
前記スクリューの外周と、前記ケーシングの内周面との間に間隙を設けるとともに、前記スクリューの回転中心軸がケーシングの軸心に対し変位自在となるようにしたことを特徴としてなるスクリューコンベア。
【請求項２】
複数のスクリューをその回転中心軸方向に間隔を隔てて配置した請求項１に記載のスクリューコンベア。
【請求項３】
駆動伝達シャフトは、回転軸方向で複数に分割されて形成され、該分割された駆動伝達シャフト間が自在継手により連結された請求項２に記載のスクリューコンベア。
【請求項４】
スクリューをリボンスクリューとし、該リボンスクリューを前記駆動伝達シャフトに対し、その回転中心軸が駆動伝達シャフトの回転軸に対して変位自在となるように配置した請求項１又は２に記載のスクリューコンベア。
【請求項５】
リボンスクリューは、可撓性を有する線状材を介して駆動伝達シャフトと連動する請求項４に記載のスクリューコンベア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に浚渫土等の低含水比粘土を解泥しながら搬送するスクリューコンベアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浚渫等により発生した低含水比粘土は、複数の泥槽内に投入され、これに注水しながらバックホウやスケルトンバケット等の重機を用いて解泥作業を行うことにより、再利用を目的とした均質化が図られるとともに、振動篩により礫、ロープ、シート等の夾雑物を除去する作業を好適に行う為に粘土の流動化とが図られている。
【０００３】
しかし、このような従来の解泥作業では、泥槽の大きさやバックホウアームの長さに制約されて大容量のものは処理できず、また、この解泥作業は、複数の泥槽に対し解泥と粘土供給とを交互に行うバッチ方式で行われる為、能力の割に設備が大がかりになってしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、図６に示す如きスクリューコンベアを用いて連続的に解泥作業を行うことによって、小規模な設備でも大容量の低含水比粘土について処理が行える方法が提供されている。
【０００５】
このスクリューコンベア１は、円筒状或いは断面Ｕ字型の筒状のケーシング２と、ケーシング２内に回転自在に支持された駆動伝達シャフト３と、駆動伝達シャフト３の外周に支持された螺旋状のスクリュー４と、駆動伝達シャフトを回転させる駆動装置５とを備え、駆動装置５を作動させることにより駆動伝達シャフト３に支持されたスクリュー４が回転し、このスクリュー４の回転によって、投入口２ａより投入された低含水比粘土等の搬送物を排出口２ｂまで搬送するようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２―３２１８１２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平０９−３１５５４８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来のスクリューコンベアでは、低含水比粘土内に礫、ロープ、シート等の夾雑物が多く含まれる場合、スクリューがこれらの夾雑物を噛み込んでしまいスクリューの回転が停止してしまうおそれがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術の状況を鑑み、礫、ロープ、シート等の夾雑物を多く含む低含水比粘土であってもスクリューが夾雑物を噛み込むことなく、円滑に処理することができるスクリューコンベアの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１の発明は、筒状のケーシングと、該ケーシング内に回転自在に支持された駆動伝達シャフトと、該駆動伝達シャフトの外周側に配置され、該駆動伝達シャフトに連動して回転する螺旋状のスクリューと、前記駆動伝達シャフトを回転させる駆動装置とを備えたスクリューコンベアにおいて、前記スクリューの外周と、前記ケーシングの内周面との間に間隙を設けるとともに、前記スクリューの回転中心軸がケーシングの軸心に対し変位自在となるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
このように構成することによって、小規模設備で大容量の低含水比粘土を処理することが可能となるとともに、低含水比粘土中に礫、ロープ、シート等の夾雑物が含まれていてもこれらの夾雑物をスクリューが噛み込むことがなく、作業が中断されることがないので、円滑に作業を行うことができる。
【００１２】
また、スクリューが夾雑物を回避すること及びその回避に起因する復原力により、スクリューが回転とともに上下に振動するので、低含水比粘土に剪断作用や圧潰作用が働き、好適に攪拌、均質化が図られる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加え、複数のスクリューをその回転中心軸方向に間隔を隔てて配置したことを特徴とする。
【００１４】
このように構成することによって、各スクリューが独立して動作するので、より好適に夾雑物を噛み込まないように回避することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成に加え、駆動伝達シャフトが、回転軸方向で複数に分割されて形成され、該分割された駆動伝達シャフト間が自在継手により連結されたことを特徴とする。
【００１６】
このように構成することによって、スクリューは夾雑物を噛み込まないように好適に回避することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２の構成に加え、スクリューをリボンスクリューとし、該リボンスクリューがその回転中心軸が駆動伝達シャフトの回転軸に対して変位自在となるように配置されたことを特徴とする。
【００１８】
このように構成することによって、リボンスクリューは夾雑物を噛み込まないように好適に回避することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成に加え、リボンスクリューが、可撓性を有する線状材を介して駆動伝達シャフトと連動することを特徴とする。
【００２０】
このように構成することにより、リボンスクリューの回転中心軸を駆動伝達シャフトの回転軸に対して変位自在とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るスクリューコンベアの実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２２】
図１は本発明に係るスクリューコンベアを示している。
【００２３】
スクリューコンベア１０は、筒状のケーシング１１と、ケーシング１１内に回転自在に支持された駆動伝達シャフト１２と、駆動伝達シャフト１２に連動して回転する螺旋状のリボンスクリュー１３と、駆動伝達シャフト１２を回転させる駆動装置１４とを備え、駆動装置１４を作動させることにより駆動伝達シャフト１２と連動したリボンスクリュー１３を回転させ、このリボンスクリュー１３の回転によって、投入された低含水比粘土を攪拌するとともに搬送するようになっている。
【００２４】
ケーシング１１は、鋳鉄等の比較的硬質の材料により両端面が端板１５，１５によって閉鎖された円筒状に形成されている。
【００２５】
このケーシング１１の一方の端部、即ち搬送基端部には、上方に開口し、ケーシング１１内と連通した投入口１６が形成され、他方の端部、即ち搬送終端部には、下方に開口し、ケーシング内と連通した排出口１７が形成されている。
【００２６】
また、ケーシング１１の両端板１５の中央には、駆動伝達シャフト１２の端部を回転自在に支持する軸受け１８，１８が備えられている。
【００２７】
駆動装置１４は、電動機１９を備え、この電動機１９の回転をチェーンベルト２０等により駆動伝達シャフト１２に伝達し、駆動伝達シャフト１２を回転させるようになっている。
【００２８】
リボンスクリュー１３は、ケーシングと比較して比較的軟質な材料を用いて螺旋形状に形成され、リボンスクリュー１３の内周と駆動伝達シャフト１２の外周との間に十分な間隙が形成された状態で、駆動伝達シャフト１２の外周側に配置されている。
【００２９】
また、このリボンスクリュー１３の外周は、ケーシングの内周面に比べて小さく形成され、リボンスクリュー１３の外周と、ケーシング１１の内周面との間には、間隙が形成されている。
【００３０】
リボンスクリュー１３は、複数の連動伝達部材２１，２１…を介して駆動伝達シャフト１２の回転に連動するようになっており、その回転中心軸は、駆動伝達シャフト１２の回転軸に対して回転半径方向で変位自在となっている。従って、リボンスクリュー１３の回転中心軸は、ケーシング１１の軸心、即ち、円筒の中心軸に対しても回転半径方向で変位自在になっている。
【００３１】
連動伝達部材２１は、チェーン、ワイヤーロープ等の可撓性を有する線状材をもって形成され、未作動時には緩んだ状態、即ち弛むように、一方の端部を駆動伝達シャフト１２の外周面に固定し、他方の端部をリボンスクリュー１３の内周に固定している。
【００３２】
この線状材２１の取付方向は、リボンスクリュー１３の回転によって生じる粘土の送り反力に対抗することができるようにするため、リボンスクリュー側の端部をシャフト側端部に対して搬送方向上流側に配置する。
【００３３】
このリボンスクリュー１３の回転中心軸は、通常、図２に示すように、リボンスクリュー１３の自重によりケーシング１１の軸心よりも下方の位置となり、その回転により低含水比粘土を攪拌・均質化しながら搬送する。
【００３４】
しかし、その低含水比粘土中に礫、ロープ、シート等の夾雑物ａが含まれている場合、図３に示すように、その夾雑物ａによりリボンスクリュー１３が押し上げられ、その回転中心軸がケーシングの軸心よりも上方、即ち逃げる方向に変位するのでリボンスクリュー１３が夾雑物ａを噛み込むことがなく、回転停止を防止することができるようになっている。
【００３５】
また、リボンスクリュー１３は、夾雑物ａを乗り越えた後、リボンスクリューの自重と変位に起因する復原力とにより図２に示す状態に戻るので、複数の夾雑物を乗り越えることを繰り返すと、振動、即ち上下に変位を繰り返しながら回転する。
【００３６】
従って、この上下間の変位挙動を繰り返すことによって、好適に剪断作用や圧潰作用が働き、好適に低含水比粘土を攪拌・均質化し解泥するようになっている。
【００３７】
尚、駆動伝達シャフト１２に対し、図４に示すように、短尺に形成された複数のリボンスクリュー２５，２５…を回転中心軸方向に間隔を隔てて配置し、各リボンスクリュー２５が独立して動作できるようにしてもよい。
【００３８】
このとき、隣り合うリボンスクリュー２５，２５は、その螺旋形状が間隔を隔てて連続するように配置することが好ましい。
【００３９】
また、上述の実施例では、線状材からなる連動伝達部材２１をリボンスクリュー側の端部をシャフト側端部に対して搬送方向上流側に配置されるように取り付けた例について説明したが、連動伝達部材２１のリボンスクリュー側端部とシャフト側端部の搬送方向相対距離を短くし、リボンスクリュー側端部とシャフト側端部とがリボンスクリューの回転半径上或いはそれに近い位置に配置されるようにしてもよい。
【００４０】
次に、本発明に係るスクリューコンベアの他の一例を図５に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
スクリューコンベア３０は、筒状のケーシング１１と、ケーシング１１内に回転自在に支持された駆動伝達シャフト３１と、駆動伝達シャフト３１に連動して回転する螺旋状のスクリュー３２，３２…と、駆動伝達シャフト３１を回転させる駆動装置とを備え、駆動装置を作動させることにより駆動伝達シャフト３１と連動したスクリュー３２，３２…を回転させ、このスクリュー３２，３２…の回転によって、投入された低含水比粘土を攪拌・均質化しながら搬送するようになっている。
【００４２】
駆動伝達シャフト３１は、複数に分割された分割シャフト３３，３３…が、相互に自在継手３４，３４を介して連結されて形成されている。
【００４３】
スクリュー３２は、螺旋状に形成され、分割シャフト３３毎にその外周に支持されている。
【００４４】
このスクリューコンベア３０では、搬送される低含水比粘土中に礫、ロープ、シート等の夾雑物ａが含まれている場合、その夾雑物ａによりスクリュー３２及び分割シャフト３３が押し上げられ、その回転中心軸がケーシング１１の軸心よりも上方に変位し、夾雑物ａを回避するようになっている。
【００４５】
次に、本発明に係るスクリューコンベアの動作実験について述べる。
１．実験（１）
本発明に係るスクリューコンベア及び従来方式のスクリューコンベアにそれぞれ含水比１２０％の貝殻や礫を含む未攪乱状態のグラブ浚渫粘土（１％ｗｔ加水）を投入し、各スクリューコンベアより排出された低含水比粘土の状態について比較した。
【００４６】
従来方式のスクリューを用いた場合では、スクリューコンベアより排出された後にも小粘土塊が残存し、スクリューコンベアによる解泥処理が施された粘土を１０ｍｍメッシュの振動篩にかけたところ、目詰まりを起こしメッシュ上で滞留した。
【００４７】
一方、本発明のようにリボンスクリューを用いた場合には、小粘土塊のない状態にまで解泥され、同様にスクリューコンベアによる解泥処理が施された粘土を１０ｍｍメッシュの振動篩にかけたところ、メッシュ上には貝殻や礫のみが残存し、ほぼ均質な流動性粘土に解泥できたことが確認された。
２．実験（２）
本発明に係るスクリューコンベア及び従来方式のスクリューコンベアにそれぞれ敢えて礫、ロープ、シート等の夾雑物を加えた低含水比粘土を投入し、その動作状況を比較した。
【００４８】
従来方式のスクリューを用いた場合では、夾雑物をスクリューが噛み込み、スクリューの回転が停止してしまう場面が見られた。
【００４９】
一方、本発明のようにリボンスクリューを用いた場合には、夾雑物をリボンスクリューが噛み込むことによる回転停止は見られず、それらの夾雑物は排出口より排出されたのが確認された。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るスクリューコンベアは、連続作業が行えることにより、小規模設備で大容量の低含水比粘土を処理することが可能となり、スクリューの回転中心軸をケーシングの軸心に対して変位自在としたことで、低含水比粘土中に礫、ロープ、シート等の夾雑物が含まれていてもこれらの夾雑物をスクリューが噛み込むことがなく、作業が中断されることがないので、円滑に作業を行うことができる。
【００５１】
また、スクリューが夾雑物を回避すること及びその回避に起因する復原力により、スクリューが回転とともに上下に振動するので、低含水比粘土に剪断作用や圧潰作用が働き、好適に攪拌、均質化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリューコンベアを示す断面図である。
【図２】（ａ）は同上の動作状態を示す部分拡大断面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は同上の夾雑物が存在する際の動作状態を示す部分拡大断面図、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明に係るスクリューコンベアの他の一例を示す断面図である。
【図５】同上の他の一例を示す断面図である。
【図６】従来のスクリューコンベアの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  スクリューコンベア
１１  ケーシング
１２  駆動伝達シャフト
１３  リボンスクリュー
１４  駆動装置
１５  端板
１６  投入口
１７  排出口
１８  軸受け
１９  電動機
２０  チェーンベルト
２１  連動伝達部材
２５  リボンスクリュー
３０  スクリューコンベア
３１  駆動伝達シャフト
３２  スクリュー
３３  分割シャフト
３４  自在継手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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