(57)【要約】【課題】リボン状スクリュウを用いて被搬送物を垂直に搬送する際に、搬送効率が低下するのを防止し得る垂直搬送用スクリュウコンベヤを提供する。【解決手段】垂直に配置された筒状ケーシング１１内に、被搬送物である土砂を搬送するリボン状スクリュウ１２が回転自在に配置されてなるスクリュウコンベヤにおいて、筒状ケーシング１１の下部内周径を下端開口に近づくにしたがって漸次拡げるとともに、リボン状スクリュウ１２の外周径についても、漸次大きくし、さらにリボン状スクリュウ１２の下部における中心穴部１２ａの内径ｄ′を下端に近づくにしたがって漸次小さくしたものである。【選択図】      図３
2005022832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直にまたは傾斜して配置された筒状ケーシング内に、被搬送物を搬送するリボン状スクリュウが回転自在に配置されてなるスクリュウコンベヤにおいて、
上記筒状ケーシングの下部内周径を下端開口に近づくにしたがって漸次拡げるとともに、リボン状スクリュウの外周径についても、漸次大きくしたことを特徴とする垂直搬送用スクリュウコンベヤ。
【請求項２】
リボン状スクリュウの下部における中心穴部の内径を下端に近づくにしたがって漸次小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の垂直搬送用スクリュウコンベヤ。
【請求項３】
垂直にまたは傾斜して配置された筒状ケーシング内に、被搬送物を搬送するリボン状スクリュウが回転自在に配置されてなるスクリュウコンベヤにおいて、
上記リボン状スクリュウの下部における中心穴部の内径を下端に近づくにしたがって漸次小さくしたことを特徴とする垂直搬送用スクリュウコンベヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土砂・粉粒体などの被搬送物を垂直にまたは傾斜して下方から上方に搬送するための垂直搬送用スクリュウコンベヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ケーソン工法において、穴底で掘削された土砂を地上に搬送する装置として、スクリュウコンベヤが使用されており、またこの種のスクリュウコンベヤとしては、リボン状スクリュウを用いたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
このリボン状スクリュウを用いたスクリュウコンベヤは、例えば垂直方向（鉛直方向である）に配置される筒状ケーシング内に、リボン状スクリュウを回転自在に配置するとともに、このリボン状スクリュウを回転駆動装置により回転させることにより、筒状ケーシングの下端開口から被搬送物を取り込み上方に搬送するようにしたものである。なお、中心回転軸が取り除かれて中心穴部が形成されたリボン状スクリュウを用いるのは、中心回転軸があると、軸部と羽根部との間の被搬送物が一緒に回転して上方に搬送されなくなるのを防止するとともに、できるだけ大きい塊状のものも搬送し得るようにするためである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５２４５９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の構成によると、リボン状スクリュウの回転により、筒状ケーシングの下端開口内に被搬送物を取り込むようにしているが、実際には、リボン状スクリュウの回転により被搬送物を周囲に押し出す状態となり（管を押し込むのではなく、棒を押し込む状態である）、筒状ケーシング内に充分な量の被搬送物を取り込むことができず、したがって搬送効率が低下するという問題があり、また筒状ケーシング内に被搬送物を取り込んだとしても、リボン状スクリュウの中心穴部から被搬送物が落下し、やはり、搬送効率の低下をきたすという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、リボン状スクリュウを用いて被搬送物を垂直にまたは傾斜させて搬送する際に、搬送効率が低下するのを防止し得る垂直搬送用スクリュウコンベヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤは、垂直にまたは傾斜して配置された筒状ケーシング内に、被搬送物を搬送するリボン状スクリュウが回転自在に配置されてなるスクリュウコンベヤにおいて、
上記筒状ケーシングの下部内周径を下端開口に近づくにしたがって漸次拡げるとともに、リボン状スクリュウの外周径についても、漸次大きくしたものである。
【０００８】
上記の構成によると、筒状ケーシングおよびリボン状スクリュウの下部を、漸次拡げおよび大きくしたので、筒状ケーシング内への土砂の取込み量が多くなり、搬送効率の向上を図り得る。
【０００９】
また、請求項２に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤは、請求項１に記載のスクリュウコンベヤのリボン状スクリュウの下部における中心穴部の内径を下端に近づくにしたがって漸次小さくしたものである。
【００１０】
この構成によると、リボン状スクリュウの中心穴部の内径を漸次小さくしたので、筒状ケーシング内に一旦取り込まれた土砂がリボン状スクリュウの中心穴部から落下するのが防止され、したがって土砂の搬送効率の一層の向上を図り得る。
【００１１】
さらに、請求項３に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤは、垂直にまたは傾斜して配置された筒状ケーシング内に、被搬送物を搬送するリボン状スクリュウが回転自在に配置されてなるスクリュウコンベヤにおいて、
上記リボン状スクリュウの下部における中心穴部の内径を下端に近づくにしたがって漸次小さくしたものである。
【００１２】
この構成によると、リボン状スクリュウの中心穴部の内径を漸次小さくしたので、筒状ケーシング内に一旦取り込まれた土砂がリボン状スクリュウの中心穴部から落下するのが防止され、したがって土砂の搬送効率の向上を図り得る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤを、図１〜図３に基づき説明する。
【００１４】
本実施の形態における垂直搬送用スクリュウコンベヤは、中心に穴部が形成されたリボン状スクリュウを有するものであり、また圧気ケーソン工法（ニューマチックケーソン工法）に用いられるものについて説明する。
【００１５】
このケーソン工法においては、図１〜図３に示すように、地中にケーソン１が設置されて、その外周胴体部２の下部内に設けられた底板部３と、上記外周胴体部２の下端から下方に突設された食込尖端部４とにより圧気作業空間Ｓが形成され、この圧気作業空間Ｓにおいて土砂が掘削されるとともに、この掘削された土砂が底板部３を挿通して配置された垂直搬送用スクリュウコンベヤ５により、地上側に垂直に（鉛直に）搬送される。
【００１６】
この垂直搬送用スクリュウコンベヤ５は、垂直方向すなわち上下方向に配置される搬送用筒状ケーシング１１と、この筒状ケーシング１１内に回転自在に配置されて中心回転軸のない所定内径ｄの中心穴部１２ａが形成されてなる搬送用リボン状スクリュウ１２と、このリボン状スクリュウ１２を回転させる回転駆動装置１３と、上記筒状ケーシング１１の上端部に接続されて土砂を大気圧の地上側（以下、大気圧側ともいう）に排出するための土砂排出装置１４と、筒状ケーシング１１が底板部３に形成された挿通穴３ａを挿通された状態で当該筒状ケーシング１１を底板部３の上面に支持するとともに圧気作業空間Ｓ側と大気圧側とのシールを行う密封支持装置１５とから構成されている。
【００１７】
また、この垂直搬送用スクリュウコンベヤ５における土砂取込部分について説明すると、図２および図３に示すように、筒状ケーシング１１の上部は直線部（ストレート部）１１ａにされるとともに下端近傍部は拡大部１１ｂにされている。具体的には、筒状ケーシング１１の下端近傍部が、所定高さＨに亘って、下端開口の内周径Ｄ２が直線部１１ａの内周径（筒状ケーシング本来の内周径でもある）Ｄ１よりも直線状（テーパ状）でもって漸次拡がるように円錐形状（正確には、截頭円錐形状である）に形成され（好ましく、Ｈ≒２×Ｄ１，Ｄ２≒１．２×Ｄ１程度にされる）、また当該筒状ケーシング１１の拡大部１１ｂと同様に、リボン状スクリュウ１２の外周径についても漸次大きくされ、またこの拡大部１１ｂに対応するリボン状スクリュウ１２の中心穴部１２ａの内径ｄ′については、逆に、漸次小さくされている。
【００１８】
なお、上記回転駆動装置１３は、リボン状スクリュウ１２の外周を回転させるものであり、当該リボン状スクリュウ１２が長い場合に、その途中の部分においても回転力を付与し得るようにされている。
【００１９】
すなわち、この回転駆動装置１３は、リボン状スクリュウ１２の軸心方向の適所、例えば上下４箇所において、リボン状スクリュウ１２の外周に固着されるとともに筒状ケーシング１１側に設けられた環状支持部１１ｃに回転自在に支持され且つその外周面にリングギアが形成された駆動用リング体（図示せず）と、同じくこれら各環状支持部１１ｃに回転自在に支持されて上記駆動用リング体のリングギアに噛合されたピニオン（図示せず）と、筒状ケーシング１１の上端壁部側に取り付けられて、上記各ピニオンをそれぞれ伝導軸１６を介して一緒に回転させるための電動機１７とから構成されている。
【００２０】
また、上記土砂排出装置１４は、搬送用筒状ケーシング１１の上端側部に形成された排出口１１ｄに水平方向で一端側開口部が接続された排出用筒状ケーシング２１と、この筒状ケーシング２１内に回転自在に配置された排出用リボン状スクリュウ２２と、このリボン状スクリュウ２２を、上述した搬送用リボン状スクリュウ１２とほぼ同様の駆動機構（スクリュウの外周に設けられた駆動用リング体を介して回転させる機構）により回転させる回転駆動装置２３と、上記筒状ケーシング２１の他端側に設けられて当該筒状ケーシング２１内の圧力をほぼ維持した状態で土砂を大気圧側に排出するための排出ゲート装置２４とから構成されている。
【００２１】
この排出ゲート装置２４は、図２に示すように、上部が筒状ケーシング２１の他端側の排出口２１ａを覆うとともに下部左右に２個の排出用取出口３１Ａ，３１Ｂが形成された箱状ガイド体３２と、排出口２１ａの下方位置で鉛直方向に設けられて土砂を左右の排出用取出口３１Ａ，３１Ｂに導く取出用通路３３Ａ，３３Ｂを形成するための仕切板３４と、上記排出口２１ａの下方位置で且つ仕切板３４の上端縁部に設けられた水平支持軸３５により鉛直面内で揺動自在に支持されるとともに一対の揺動用シリンダ装置３６Ａ，３６Ｂにて実線位置（イ）と仮想腺位置（ロ）との間で揺動されて排出口２１ａから排出された土砂を上記いずれかの取出用通路３３Ａ，３３Ｂに案内するための揺動板３７と、それぞれ開閉用シリンダ装置３８Ａ，３８Ｂに連結されて上記各排出用取出口３１Ａ，３１Ｂを開閉する開閉蓋３９Ａ，３９Ｂとから構成されている。なお、揺動板３７の実線位置（イ）および仮想線位置（ロ）においては、揺動された側の取出用通路３３Ａ，３３Ｂに対しては、当該揺動板３７により密封状態になっている。
【００２２】
したがって、排出用リボン状スクリュウ２２により排出用筒状ケーシング２１内に取り込まれた土砂を大気圧側に排出する場合、例えば揺動板３７を実線位置（イ）に揺動させて左側の取出用通路３３Ａを閉鎖するとともに開閉蓋３９Ｂにより右側の排出用取出口３１Ｂを閉じた状態で、排出口２１ａから土砂を右側の取出用通路３３Ｂ内に導いた後、揺動板３７を仮想線位置（ロ）に揺動させて右側の取出用通路３３Ｂを閉鎖した状態で、開閉蓋３９Ｂを開いて排出用取出口３１Ｂを開放することにより、筒状ケーシング２１内を、大気圧側に連通させることなくすなわち遮断した状態で、土砂を大気圧側に排出することができる。この動作を、左右で繰り返すことにより、搬送用リボン状スクリュウ１２にて搬送される土砂を、連続的に、排出用リボン状スクリュウ２２にて排出することができる。
【００２３】
さらに、上記密封支持装置１５は、底板部３の挿通穴３ａの周囲から上方に立設された所定高さの大径筒状体４１と、この大径筒状体４１の内側に上下方向で移動可能に設けられるとともにその上端壁板部４２ａが搬送用筒状ケーシング１１の上部に外嵌固着された小径筒状体４２と、これら両筒状体４１，４２間に介装された環状シール材４３と、同じく両筒状体４１，４２間に亘って且つ複数箇所で連結されて大径筒状体４１に対して小径筒状体４２を昇降させるための昇降用シリンダ装置４４とから構成されている。これら昇降用シリンダ装置４４により、搬送用筒状ケーシング１１を圧気作業空間Ｓと大気圧側とを遮断した状態で昇降させることができる。すなわち、搬送用筒状ケーシング１１および搬送用リボン状スクリュウ１２を、圧気作業空間Ｓ内の土砂側に押し込むことができる。
なお、図１において、大径筒状体４１、小径筒状体４２および環状シール材４３は、断面として図示されるべきであるが、見やすくするためにハッチングを省略している。
【００２４】
上記構成において、圧気ケーソン工法にて穴を掘削する場合、ケーソン１を所定場所に設置するとともに、その下端の食込尖端部４を掘削面に食い込ませ、そして圧気作業空間Ｓ内に圧縮空気を供給して所定の圧力に維持する。
【００２５】
そして、この状態で、回転駆動装置１３にて、搬送用筒状ケーシング１１内の搬送用リボン状スクリュウ１２を回転させながら、昇降用シリンダ装置４４により搬送用筒状ケーシング１１を下降させて、当該筒状ケーシング１１およびリボン状スクリュウ１２を被搬送物である土砂に押し込み、そして回転するリボン状スクリュウ１２にて土砂を上方に搬送する。
【００２６】
ところで、土砂を搬送する際に、搬送用筒状ケーシング１１の下部は円錐形状の拡大部１１ｂにされるとともに、搬送用リボン状スクリュウ１２についても、その外周径が大きくされているため、その下端開口から取り込まれる土砂の量が多くなり、したがってこの多く取り込まれた土砂が内周径が小さい直線部１１ａに搬送されると、ケーシング内では充満状態となり搬送効率が向上する。さらに、搬送用リボン状スクリュウ１２の下部の中心穴部１２ａの内径については、下方に行くにしたがって小さくされているため、土砂の上方への搬送時に中心穴部１２ａから、土砂が下方に落下するのが防止され、したがって土砂の搬送効率がより一層向上する。
【００２７】
勿論、筒状ケーシング１１内を搬送用リボン状スクリュウ１２にて上方に搬送された土砂は、土砂排出装置１４により、排出用筒状ケーシング２１内に導かれた後、排出ゲート装置２４から大気圧側に排出される。
【００２８】
このように、筒状ケーシング１１の内周径および搬送用リボン状スクリュウ１２の外周径の下部を、所定高さに亘って、漸次拡げおよび大きくしたので、筒状ケーシングの内周径およびリボン状スクリュウの外周径が全長に亘って一定（ストレート）である場合に比べて、筒状ケーシング１１内への土砂の取込み量が多くなり、搬送効率が向上する。
【００２９】
さらに、筒状ケーシング１１の拡大部１１ｂにおけるリボン状スクリュウ１２の中心穴部１２ａの内径ｄ′を、スクリュウ外周径とは逆に漸次小さくしたので、筒状ケーシング１１内に一旦取り込まれた土砂がリボン状スクリュウ１２の中心穴部１２ａから落下するのが防止され、したがって土砂の搬送効率の一層の向上を図ることができる。
【００３０】
ところで、上記実施の形態においては、圧気作業空間Ｓ内の土砂をそのまま搬送用筒状ケーシング１１に取り込み上方に搬送するように説明したが、例えば土砂の押込み装置を具備させて、土砂を搬送用筒状ケーシング１１内に押し込むようにしたものであってもよい。
【００３１】
また、上記実施の形態においては、搬送用筒状ケーシング１１を垂直に（９０度の状態）配置した場合について説明したが、例えば７０〜９０度の範囲で傾斜させた場合（鉛直線に対する傾斜角としては、０〜２０度の範囲となる）にでも適用することができる。
【００３２】
また、上記実施の形態においては、被搬送物として土砂について説明したが、スクリュウコンベヤにて搬送し得るものであればなんでもよく、例えば粉粒体であってもよい。すなわち、貨物船の船倉内に積載された穀物などを搬送する装置にも適用することができる。さらに、ケーソン工法ではなく、シールド工法にて掘削された土砂の搬送にも適用し得る。
【００３３】
また、上記実施の形態においては、搬送用筒状ケーシング１１の下部を、直線状に拡がる円錐形状にしたが、図４に示すように、外側に膨らむ湾曲状（釣鐘形状）にしてもよく、または図５に示すように、下端開口側が一層拡くなる喇叭状にしてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態においては、搬送用リボン状スクリュウ１２の中心穴部１２ａの内径ｄ′を下方に行くにしたがって漸次小さくするように説明したが、例えば図６〜図８に示すように、中心穴部１２ａの内径ｄを変化させずに、全長に亘って同一の内径としてもよい。勿論、この場合でも、搬送用筒状ケーシング１１内への土砂の取込み量が多くなり、土砂の搬送効率を高めることができる。
【００３５】
さらに、上記実施の形態においては、搬送用筒状ケーシング１１の下部内周径を拡げるように説明したが、例えば搬送用筒状ケーシングの内周径を全長に亘って一定にするとともに（勿論、搬送用リボン状スクリュウの外周径についても一定である）、搬送用リボン状スクリュウの下部内径については、漸次小さくしたものであってもよい。この場合も、リボン状スクリュウの中心穴部からの土砂の落下を防止し得るため、やはり、土砂の搬送効率の向上を図ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤの構成によると、筒状ケーシングおよびリボン状スクリュウの下部を、漸次拡げおよび大きくしたので、筒状ケーシング内への土砂の取込み量が多くなり、搬送効率の向上を図ることができる。
【００３７】
また、請求項２に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤの構成によると、リボン状スクリュウの中心穴部の内径を漸次小さくしたので、筒状ケーシング内に一旦取り込まれた土砂がリボン状スクリュウの中心穴部から落下するのが防止され、したがって土砂の搬送効率の一層の向上を図り得る。
【００３８】
さらに、請求項３に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤの構成によると、リボン状スクリュウの中心穴部の内径を漸次小さくしたので、筒状ケーシング内に一旦取り込まれた土砂がリボン状スクリュウの中心穴部から落下するのが防止され、したがって土砂の搬送効率の向上を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る垂直搬送用スクリュウコンベヤを示す一部切欠側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同垂直搬送用スクリュウコンベヤの要部断面図である。
【図４】同垂直搬送用スクリュウコンベヤにおける変形例の要部断面図である。
【図５】同垂直搬送用スクリュウコンベヤにおける変形例の要部断面図である。
【図６】同垂直搬送用スクリュウコンベヤにおける変形例の要部断面図である。
【図７】同垂直搬送用スクリュウコンベヤにおける変形例の要部断面図である。
【図８】同垂直搬送用スクリュウコンベヤにおける変形例の要部断面図である。
【符号の説明】
１      ケーソン
２      外周胴体部
３      底板部
３ａ    挿通穴
４      食込尖端部
５      垂直搬送用スクリュウコンベヤ
１１      筒状ケーシング
１１ｂ    拡大部
１２      リボン状スクリュウ
１２ａ    中心穴部
【図１】
2005022832.tif 000003
【図２】
2005022832.tif 000004
【図３】
2005022832.tif 000005
【図４】
2005022832.tif 000006
【図５】
2005022832.tif 000007
【図６】
2005022832.tif 000008
【図７】
2005022832.tif 000009
【図８】
2005022832.tif 000010