(57)【要約】【課題】チェンの伸びが予め決めた所定量になったことを検出してその後の保守管理に役立てて事故を未然に防ぐようにすることができ、また、チェンが切断した場合にも速やかに検出することができるようなチェンの異常検出装置を、信頼性高くかつ安価に提供することを目的としている。【解決手段】チェンフライト式汚泥掻寄機のチェンの異常を検知する装置において、線状体１１を、チェン２の下方を移動方向に交差するように配設し、一端を一方の池側部に固定し、他端を他方の池側部の池上に設けた検知部２０に接続するように取り回し、検知部２０で線状体１１の他端位置の変動を検知することでチェン２の異常を検出するチェンの異常検出装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェンフライト式汚泥掻寄機のチェンの異常を検知する装置において、線状体を、チェンの下方を移動方向に交差するように配設し、一端を一方の池側部に固定し、他端を他方の池側部の池上に設けた検知部に接続するように取り回し、検知部で線状体の他端位置の変動を検知することでチェンの異常を検出することを特徴とするチェンの異常検出装置。
【請求項２】
線状体の少なくともチェンの下方を移動方向に交差するように配設する部分は、ポリ塩化ビニリデン系合成繊維であることを特徴とする請求項１記載のチェンの異常検出装置。
【請求項３】
検知部は、線状体の他端が接続されるとともに線状体に張力を作用する荷重が付与された可動部材と、線状体が切れた時の可動部材の位置を検知するスイッチとを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のチェンの異常検出装置。
【請求項４】
駆動スプロケットから押出されるチェンがカテナリーを形成する部分に配置されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のチェンの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェンフライト式汚泥掻寄機に使用するチェンの過剰な伸び・切断等の異常を検出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、下水処理場の沈殿池や沈砂池には、沈殿した汚泥を汚泥排出溝へ掻き集めるためのチェンフライト式汚泥掻寄機が用いられている。チェンフライト式汚泥掻寄機は、駆動スプロケットと従動スプロケットを池内に設置し、これらのスプロケット間に複数のフライトが取り付けられた一対の平行したチェンをエンドレスに張り、これを池底を移動させることにより沈殿物を掻き集めるものである。チェンには大きな張力が作用するため、長時間稼動させていくと伸びが発生して弛み、スプロケットから離脱したり切断することがある。これらの事故が発生すると、直ちに汚泥掻寄機を停止してチェンの交換等を行なわないと、フライトやスプロケットなどへと破損が及び、長期にわたって下水処理設備が使えなくなってしまう。このため、チェンの所定量以上の伸び、或いは切断などの異常発生を速やかに検出するための装置が望まれており、例えば特開平１０−１６５７１５号公報（特許文献１）や実開昭５６−３１８０７号公報（特許文献２）に提案されている。
【０００３】
特許文献１には、チェンの破断を検出するための装置が開示されており、チェンの破断を正確に検出することができ、さらに一度据付けた後は調整作業をほとんど必要としない破断検出装置を提供するとしている。即ち、該検出装置は、一端に非接触式金属検知センサーとその前面を覆うガイド板が取り付けられた棒状アームを、他端を中心に揺動可能に、ガイド板がフライト表面に取り付けた検出体にぶつかるように吊り下げられた構成である。これにより、正常時には、フライトがガイド板にぶつかって棒状アームを揺動しながら通過するので、その度にセンサーが検出信号を出力するが、チェンが切れた場合には、フライトが回らなくなってガイド板はフライトとぶつからなくなるので、センサーからの検出信号は出力されなり、従って、検出信号の出力タイミングを監視することでチェンが切れたか否かを検出することができる、というものである。
【０００４】
また、特許文献２には、汚泥掻寄機の無端チェンの弛みの過剰あるいは切断等を検出することができる検出装置が開示されている。即ち、水平軸心回りに回動自在で、かつ一端部が浮力等で無端チェンにその移動経路内側から接当するようなレバーが設けられ、レバーにはワイヤーロープの一端が接続され、ワイヤーロープの他端は池上の巻取り装置に接続されている。無端チェンに伸びが発生すると弛んで行き、その弛み程度に応じた距離だけレバーの一端部は下方に回動させられる。これにより、ワイヤーロープが下方に移動するので、この移動距離を検知することで、弛み量が許容範囲を越えたことや、チェンが切断されたことを検出することができる、というものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１６５７１５号公報（段落番号００２６〜００２９）
【特許文献２】
実開昭５６−３１８０７号公報（２〜３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
チェンが切断した場合は、特許文献１にも記載されているが速やかに汚泥掻寄機を停止させることが重要である。しかし、特許文献１の検出装置は設置場所に制約がないとされているが、設置場所とチェン切断位置との関係によっては、検出装置へフライトが回らなくなるとは限らず、チェンが切断した後もしばらくはフライトが送られて検出信号が出力される可能性がある。例えば、検出装置を、駆動スプロケットから送り出されたチェンが戻り用レールで支持されているような場所に設置した場合、チェンが駆動スプロケット出口付近で切断された時は、戻りレール上にあるフライトは平面的に傾いた状態にはなるが、そのままレール上を移動してガイド板にぶつかるので、検出信号は次々出力され、早急に切断を検知することはできない。
【０００７】
ところで、チェンが切断した後の修復処理は、池から汚泥水を抜いてからでなければ損傷した部材を交換することができないため、大掛かりな作業となる。このため、突然切断検出信号が出力されても、まず正しい情報であるか否かを確認する必要があり、これに手間取ると汚泥掻寄機全体に破損が拡大してしまうため、その対応は難しい。従って、切断される前に危険性を予知して警報が出されていれば、種々の対応が準備できるので望ましいが、特許文献１ではこのような警報を出力することはできない。
【０００８】
この点で、特許文献２は、チェンの弛みを継続的に検出できるので、過剰の弛みや切断の危険性を予見し、異常事態が生じる前に取替えるなど対応することができるし、事故に備えて準備もしておける。
しかし、該検出装置は、１対の平行な無端チェンの各々に対して設置する必要があり、機械装置、制御装置は少なくとも２式必要である。また、機械装置的には、水平軸心回りに回動自在となるように他端が軸受で支持されたレバーを、その一端を無端チェンにその移動経路内側から接当させるように据付ける必要があり、設備費用が高くなる。さらに、レバーの一端は汚泥水中でチェンに常時摺動しているので摩耗し、これを放置しておくと摩耗量分のチェンの弛みは検出できなくなるため、定期的にレバーを取替える必要がある。また、レバーの回動部は汚泥水中に長期に浸漬されているので、汚物が詰まったり腐食したりしてレバーが回動不能となる恐れがあり、検出の信頼性にも問題がある。
【０００９】
従って、本発明は、チェンの伸びが予め決めた所定量になったことを検出してその後の保守管理に役立てて事故を未然に防ぐようにすることができ、また、チェンが切断した場合にも速やかに検出することができるようなチェンの異常検出装置を、信頼性高くかつ安価に提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、チェンフライト式汚泥掻寄機のチェンの異常を検出する装置において、線状体を、チェンの下方を移動方向に交差するように配設し、一端を一方の池側部に固定し、他端を他方の池側部の池上に設けた検知部に接続するように取り回し、検知部で線状体の他端位置の変動を検知することでチェンの異常を検出することを特徴としている。
本発明において、線状体の少なくともチェンの下方を移動方向に交差するように配設する部分は、ポリ塩化ビニリデン系合成繊維とすることが好ましい。
また、本発明における検知部は、線状体の他端が接続されるとともに線状体に張力を作用する荷重が付与された可動部材と、線状体が切れた時の可動部材の位置を検知するスイッチとを備えるようにするとよい。
また、本発明は、駆動スプロケットから押出されるチェンがカテナリーを形成する部分に配置されることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のチェンの異常検出装置（以下、検出装置と略す）を、チェンの伸びが予め決めた所定量になったことを検出する場合を例に図面をもとに説明する。
図１は沈殿池中のチェンフライト式汚泥掻寄機１に検出装置１０を設置した図、図２は図１のＡ矢視図で検出装置１０の概要を示す図、図３は検出装置１０の検知部２０を示す平面図、図４はチェンが弛んだ時の検出装置１０の状態を示す図である。図１に示す汚泥掻寄機１は、１対の平行な無端チェン２を駆動スプロケット３と従動スプロケット４ａ、４ｂの回りに巻き掛けた構成であり、チェン２には所定ピッチ毎に多数のフライト５が取り付けられている。チェン２は、駆動スプロケット３のトルクを受けて矢印方向に移動する。従動スプロケット４ａ、４ｂ間では、フライト５は支持レール６（図２に図示）でガイドされて池底に沿って移動し、堆積物を排出溝７に掻き集める。駆動スプロケット３と従動スプロケット４ａの間では、フライト５は戻り用レール８で支持されて移動する。検出装置１０は、チェン２が駆動スプロケット３から離れて戻り用レール８で支持される間の懸垂状態を呈するカテナリー部ｃに配置する。このカテナリー部ｃは、チェン２がどの位置で破断してもまず最初にチェン２が弛んだり停滞する場所である。
【００１２】
図２に示すように、検出装置１０は、合成繊維の線状体１１を、その一端を池の一方の側壁側の固定具１２に取り付け、シーブ１３ａを介してカテナリー部ｃの１対の平行するチェン２の下方を横断してその移動方向に略直交するように取り回し、対向する側壁面側に設けたシーブ１３ｂを介してその他端を池の上に設置した検知部２０に接続する。池を横断している線状体１１とその上方のチェン下部までの距離ｄは、チェン２が予め決めた所定量伸びた時に生じる、検出装置１０の配置位置における弛み量をもとに設定する。なお、チェン２が切断する時のチェンの伸び量は、設計面或いは実績面から適切な値を得ることができるので、前記所定の伸び量は、この切断時伸び量より小さな値を適宜用いればよい。また、弛み量は、汚泥掻寄機１の構造をもとに算出したり、過去の同種汚泥掻寄機の稼動実績から求めることができる。従って、正常時には線状体１１とチェン２とは接触しない。
【００１３】
図３に示すように、検知部２０は、線状体１１の他端が接続された可動部材１４と、可動部材１４を押圧して、取り回された線状体１１に所定張力を付与するバネ１５と、線状体１１がバネ力に抗して所定量移動した時の可動部材位置を検知するスイッチ１６ｓと、線状体が切れた時の可動部材位置を検知するスイッチ１６ｃを有している。図３では、スイッチ１６ｓは、線状体１１がバネ力に抗して移動する場合、可動部材１４はガイド棒１７にそって右方向に移動するので右側に示し、線状体１１が切れた場合は、バネ力で可動部材１４はガイド棒１７にそって左方向に移動するので、スイッチ１６ｃは左側に示している。
【００１４】
次に検出動作について説明する。
チェン２は、伸びが小さい正常時はカテナリー部ｃにおける弛みは少ないので、図２に示すように線状体１１とは接していない。従って、線状体１１にはチェン２からの力は作用しないので、接続された可動部材１４の位置は変化しない。稼動時間が経過するにしたがってチェ２ンは伸び、カテナリー部ｃのチェン弛みは大きくなるので、やがて図４に示すように、線状体１１はチェン２の下部で摺られながら下方へ押し下げられるようになる。その後の線状体１１の挙動は一律ではなく、主として次のような場合が生じる。
【００１５】
１）線状体１１がチェン２の弛みに合わせて下に押されていく場合。
線状体１１の取り回し経路が少しずつ長くなることになるので、線状体１１が接続された可動部材１４は、バネ力に抗して図３中で右方へゆっくりと移動して行き、やがては右スイッチ１６ｓをＯＮさせる。スイッチ１６ｓのＯＮ出力は、チェン２の伸びが所定量を越えたことを示す警報信号とすることができる。
２）線状体１１がチェン２に引っ掛かり、チェン２の移動方向に引っ張られる場合。
上記と同様に線状体１１の取り回し経路が長くなることになるので、線状体１１が接続された検知部の可動部材１４は、バネ力に抗して図３中で右方へ、上記１）の場合に比して極めて短時間で移動して行く。線状体１１の引っ掛かりがすぐにとれれば、可動部材１４は少し移動しただけで直ぐに元の位置に戻るので、右スイッチ１６ｓはＯＮしない。線状体１１の引っ掛かりが解除されない場合、可動部材１４は移動しつづけ、右スイッチ１６ｓをＯＮする。この場合のチェン２の伸びは、上述の場合のチェンの伸びよりも通常小さいが、上記と同様に、スイッチ１６ｓからのＯＮ出力をチェン２の伸びが所定量を越えたことを警報信号とすることができる。
【００１６】
その後、上記１）の場合に線状体１１が下方に押され続けたり、２）の場合に線状体１１が引っ張られ続けると、可動部材１４はさらに右方へ移動してストッパー１８に達して停止し、張力が引張り強度以上になると線状体１１は切れる。なお、線状体１１は、チェン２で摺られることで切れたり、戻り用レール８が図１に示すように駆動スプロケット３側に延びた構造では、戻り用レール８に押し付けられることで切れたりする場合もある。線状体１１が切れると、可動部材１４に作用していた張力がなくなるので、バネ力で図３中で左方に移動し、左スイッチ１６ｃをＯＮさせる。また、上記２）の場合には、線状体１１がシーブ１３ａ又は１３ｂから外れてしまうことがあるが、この時は取り回し経路が短くなることになって張力がなくなるので、同様に可動部材１４はバネ力で図３中で左方に移動し、左スイッチ１６ｃをＯＮさせる。このように、左スイッチ１６ｃからの信号は線状体１１が切れたか又は外れたことを表すもので、少なくとも線状体１１がチェン２と接触した後、大きく移動させられたことを示している。
【００１７】
上述したように、チェン２が所定量以上伸びると、まず右スイッチ１６ｓがＯＮとなるので、これを警報信号とすることができるが、フライト５は水位変動などで上下に揺動することがあり、チェン２がまだ所定量まで伸びていない時でも右スイッチ１６ｓがＯＮする場合がある。従って、右スイッチ１６ｓのＯＮ出力を用いて警報信号とすると、早期に警報を出すことができるが、ノイズによる誤出力である可能性もある。従って、左スイッチ１６ｃのＯＮ出力を用いる方が精度の高い警報信号とすることができる。
警報信号が出た後は、チェンが切断に至るまでにチェンやスプロケットの交換を行なうように保守管理をするとよい。なお、警報信号が出てから切断に至るまでの時間は、設定した所定伸び量、稼動開始から警報信号が出るまでの時間、切断伸びまでの余裕代などをもとに予測することができる。
【００１８】
以上説明したように、本発明の検出装置１０は、汚泥水中には、１対の平行するチェン２の下方を横断してその移動方向に交差するように一本の線状体１１を張っただけであり、軸受部など機械的可動部を有する構造体を用いないため、構成が極めて簡単で施工も容易であり、長時間経過後も動作信頼性が高い。なお、線状体１１は、チェン２に引っ掛かった時にチェン２の移動を妨げないような引張り強度のもので、検出感度が高くなるよう伸びは小さい方が好ましい。また、汚泥水中で用いられるため、そのような環境下でも長期に亘って性能が低下しないようなものを用いる。即ち、耐薬品性が強く、吸水性がほとんどなく、カビ・バクテリアにほとんど侵されず、表面が平滑で異物がつきにくく離れがよい、例えばポリ塩化ビニリデン系合成繊維で、直径０．１〜１ｍｍ程度の略円形断面形状で、引張り強度が（１〜３）×９．８×１０−３ニュートン／デニール、引張り伸度が３０％以下のものを用いるとよい。なお、線状体１１は、上述したような合成繊維系のものを全長に亘って用いなくても、少なくともシーブ１３ａ、１３ｂ間でチェン２と接触する部分に用いればよい。また、検知部２０の可動部材１４に作用して線状体１１に張力を付与するバネ力は、用いる線状体１１の引張り強度、伸びに合わせて適宜設定するとよい。
【００１９】
以上、検出装置１０をカテナリー部ｃに１式設けた場合について説明したが、検出装置１０を２式以上設置して、より詳細に保守管理のための情報を出力したり、また、チェンが切断した場合にこれを検知するようにすることもできる。例えば第１の検出装置と第２の検出装置と２式設置すれば、チェン２と線状体１１の間隔ｄを２種類設定できるので、２段階の警報信号を出力することができる。また、第１の検出装置を警報信号出力用とし、第２の検出装置をチェン切断検出用とすることもできる。
【００２０】
第２の検出装置をチェン切断検出用として使用する場合、チェン２と線状体１１の間隔ｄは、前述したようにして設定する警報信号出力用の数値よりも大きな値を設定する。
チェン２が切断すると、切断されたチェンの張力が開放されるので、切断箇所がどこであってもカテナリー部ｃではチェン２に弛みが生じる。この弛み速度と弛み量は、通常のチェン伸びに起因する時に比べてはるかに早く大きいため、チェン切断後フライトが１ピッチ送られるまでの時間内には線状体１１は切れて、左スイッチ１６ｃはＯＮとなる。なお、弛み速度は、チェン２がどこで切断されたかにより異なるが、例えばカテナリー部ｃで切断された場合、チェン２は線状体１１上に落下するように弛み、一気に線状体１１が切れるため、左スイッチ１６ｃはチェン切断後直ちにＯＮとなる。これは、チェン２がレールで支持されていない駆動スプロケット３と従動スプロケット４ｂ間でも同様であり、この場所にも検出装置１０を設置しておけば、ここでチェン２が切れた場合、直ぐに検出できる。
【００２１】
通常は、第１の検出装置からの左スイッチ１６ｃのＯＮ信号を受けて警報情報とし、適当な時期にチェンを交換するような保守管理体制を取るようにすればよいが、チェンを交換する前に第２の検出装置の左スイッチ１６ｃがＯＮした場合は、チェンが切断したとして、直ちに汚泥掻寄機を停止し補修作業を行なうようにする。なお、第２の検出装置の左スイッチ１６ｃがＯＮする前に右スイッチ１６ｓがＯＮした場合は、切断でなく弛みである可能性もあるが、安全を見て汚泥掻寄機は停止する方が好ましい。また、第１の検出装置から警報情報が出される前に、何らかの事故でチェンが切断されることもあり得、この場合は、第１の検出装置と第２の検出装置からの左スイッチ１６ｃのＯＮ出力はあまり間を置かずに出される。いずれにしても、第１の検出装置からの左スイッチのＯＮ出力が出されたら保守管理体制をとり、その後第２の検出装置からの左スイッチのＯＮ出力が出されたら、直ちに汚泥掻寄機を停止するようにするとよい。これは、検出装置を複数台、汚泥掻寄機のどの場所に設置した場合でも同様である。
【００２２】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明の異常検出装置は簡単な構成であり、安価に製作でき、施工も容易で、汚泥水中に可動部を持たず動作信頼性が高い。また、チェンが予め設定した伸びとなったことを検出できるので、その後適宜なタイミングをとらえてチェンやスプロケットを交換することにより、チェンの伸びに起因する事故を未然に防ぐことができる。また、汚泥掻寄機の複数の箇所に設置することで、より綿密な保守管理のための情報を出力することができるとともに、チェンの切断も直ちに検出することができるので、重大事故への波及を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチェンの異常検出装置を沈殿池中の汚泥掻寄機に設置した図。
【図２】図１のＡ矢視図で本発明の検出装置の概要を示す図。
【図３】本発明の検出装置の検知部を示す平面図。
【図４】チェンが弛んだ時の本発明の検出装置の状態を示す図。
【符号の説明】
１…汚泥掻寄機、  ２…チェン、  ３…駆動スプロケット、
４…従動スプロケット、  ５…フライト、  ８…戻り用レール、
１０…チェン異常検出装置、  １１…線状体、  １３…シーブ、
１４…可動部材、  １５…バネ、  １６…スイッチ、２０…検知部
ｄ…チェン下部と線状体の間隔寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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