(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広幅の板状に垂れ下がって連続的に排出される非流動性帯に対向して設けられた複数の櫛歯を有するくし形固定刃と、前記非流動性帯の幅と平行な回転軸に軸方向に間隔を保って取付けられ、両端の刃先の回転軌跡が前記くし形固定刃の櫛歯の隣接間隔を通過し、非流動性帯の幅の一部をくし形固定刃の櫛歯の隣接間隔に押込みながら複数条の細い試料帯に切断しながら掻き落とす複数の帯板からなる回転式切出し刃と、上記くし形固定刃と回転式切出し刃とが非流動性帯から切断しながら掻き落とす試料帯を移送する移送手段とを有することを特徴とする非流動性帯のサンプリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非流動性帯のサンプリング装置において、回転式切出し刃の複数の帯板は円周方向に等間隔の位相角で回転軸に取付けられていることを特徴とする非流動性帯のサンプリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の非流動性帯のサンプリング装置において、回転式切出し刃の複数の帯板の両端の刃先の一方は鋭利なナイフ状、他方は半円形の丸刃であることを特徴とする非流動性帯のサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルトプレス型等の汚泥脱水機の排出部から広幅の板状に垂れ下がって連続的に排出される脱水ケーキなど、含水率が比較的に高い非流動性物の帯状体（本書では非流動性帯と記す。）の所定の幅方向の領域を一定量宛切断、カットして複数条の細い試料帯を得る非流動性帯のサンプリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば下水処理施設では、下水を沈殿処理、曝気処理、生物処理、凝集処理などを経て浄化し、放流するが、その際に多量の汚泥が発生する。この汚泥はベルトプレス型等の汚泥脱水機により脱水して脱水ケーキとし、焼却処分する。脱水ケーキの含水率が多いと、焼却処分の燃料コストが高くなる。又、脱水ケーキの含水率を低くするには、汚泥脱水機に供給する汚泥に凝集剤等の薬品を多量に添加する必要があり、薬品コストが嵩む。このため、焼却用の燃料コストと、汚泥に添加する薬品代との合計費用を最小限にするために、薬品の添加量を調節し、脱水ケーキの含水率を所定の値に保つことが必要である。
【０００３】
従来は汚泥脱水機の排出部から排出される脱水ケーキの一部を試料として手作業で所定量宛採取していた。そして、採取した試料を秤量し、その後、秤量した試料を赤外線で加熱して乾燥し、乾燥した試料を秤量し、乾燥前の試料の重量と、乾燥後の試料の重量に基づいて脱水ケーキの含水率を演算して求めていた。上述の採取した試料の秤量、その後の乾燥、乾燥後の秤量、含水率の演算は自動赤外線加熱乾燥水分計（栗田工業株式会社製、商品名クリケットオート）などにより自動的に行える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
下水処理施設での下水の処理、汚泥脱水機の運転は２４時間、休みなく行われる。従って、汚泥脱水機の排出部から排出される脱水ケーキの試料の採取は、数人の作業員が交代して２４時間、汚泥脱水機につき添って行わねばならず、非常に手数がかゝる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、脱水ケーキの試料の採取など、非流動性帯の一部の採取、分配を機械で自動的に行うことにより省力化して、上述の問題点を解消したのであって、広幅の板状に垂れ下がって連続的に排出される非流動性帯に対向して設けられた複数の櫛歯を有するくし形固定刃と、前記非流動性帯の幅と平行な回転軸に軸方向に間隔を保って取付けられ、両端の刃先の回転軌跡が前記くし形固定刃の櫛歯の隣接間隔を通過し、非流動性帯の幅の一部をくし形固定刃の櫛歯の隣接間隔に押込みながら複数条の細い試料帯に切断しながら掻き落とす複数の帯板からなる回転式切出し刃と、上記くし形固定刃と回転式切出し刃とが非流動性帯から切断しながら掻き落とす試料帯を移送する移送手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
１と３は汚泥を上下から挟んで脱水するベルトプレス型汚泥脱水機の幅が３ｍ程度もある無端の上下の濾布ベルトで、上の濾布ベルト１は最終段の回帰ロール２をめぐって上向きに折返し、下の濾布ベルト３は最終段の回帰ロール４をめぐって下向きに折返し、夫々汚泥の供給部に向かって進行する。最終段の各回帰ロールをめぐって折返す両濾布ベルトによって脱水ケーキの排出部５が形成され、この排出部５の下の濾布ベルト３からはスクレーパブレード６で剥された脱水ケーキ７が広幅の板状に垂れ下がって連続的に排出される。
【０００７】
１０は斜め下向きの斜面を上端に有する複数の櫛歯を所定の間隔を保って配列したくし形固定刃で、広幅の板状に垂れ下がって排出される脱水ケーキ７に対向して配置され、垂れ下がって排出される脱水ケーキの幅の一部７′を複数の櫛歯の斜め下向きの斜面で手前に導き、後述の回転式切出し刃と協同して脱水ケーキを複数条の細い試料帯に切断する。図示の実施形態では、くし形固定刃は、ほゞ三角形の左右２枚の外側櫛歯１１ａ，１１ａと、等間隔に配列された４枚の中間櫛歯１１ｂ…を有する櫛歯連結体１２とからなり、櫛歯連結体１２を２枚の外側櫛歯１１ａ，１１ａの間に固定し、６枚の櫛歯の下向き斜面１１′を揃え、且つ２枚の外側櫛歯１１ａ，１１ａと、各外側の中間櫛歯との間にも中間櫛歯相互の間隔と同じ間隔を保つ。
【０００８】
各櫛歯の斜め下向きの斜面１１′の垂直に対する角度αは約２２°、斜面の長さは約１００ｍｍ、各櫛歯の厚さは約３ｍｍ、櫛歯の間隔を約２０ｍｍ、２枚の外側櫛歯間のくし形固定刃１０の幅は約１２０ｍｍであり、約３ｍの幅で排出される脱水ケーキ７の幅の一部７′を、回転式切出し刃と協同して幅約２０ｍｍの細い５本の試料帯に切断する。
【０００９】
各外側櫛歯１１ａ，１１ａは櫛歯連結体１２よりも下向きに延長し、一旦外方に傾斜したのち再び垂下する脚１３を備え、その脚１３の下端部をくし形固定刃１０よりも幅が広い移送手段１４としての無端のベルトコンベア１５の左右の支持フレーム１６の後端部に固定し、コンベアの上を跨ぐ。各櫛歯１１ａ，１１ｂの斜面１１′とは反対側の垂直面１１″をスクレーパブレード６の前面に密接させることができるようにするため、脚１３，１３には長孔１３′を設け、この長孔に通したボルトでコンベアの左右の支持フレームに脚１３，１３を固定する。
【００１０】
コンベアの左右の支持フレーム１６，１６の内側には、該フレームのほゞ全長にわたって下端がベルトコンベア１５の上面に近接した左右の仕切板１７，１７を、前後方向に複数設けたクランク形断面の補助材１８，１８を介して取付けてある。この仕切板１７，１７の間隔は、くし形固定刃１０の幅に等しいか、それより少し広い。１９と２０はベルトコンべア１５を張設するため支持フレーム１６の前端間と、後端間に軸着した前後のプーリ、Ｍ1 は減速機付きモータで、モータＭ1 はプーリ２０を回転駆動し、脱水ケーキから切断した試料帯をベルトコンベア１５で後から前に運び、例えば前端の下に直交状に配置した試料搬出ベルトコンベア２１上に落す。
【００１１】
コンベアの左右の仕切板１７，１７の前部上には台座２２を固定し、この台座には後向きの二本の支持アーム２３，２３を平行に固定し、支持アーム２３，２３の後端間には非流動性帯の幅と平行に回転式切出し刃２４の回転軸２５を架設し、台座２２上に据えた減速機付きモータＭ2 が支持アーム２３の一方に沿って設けた無端のチェーン伝導装置２５′で回転軸２５を図１，図２の矢印ａ方向に回転駆動する。
【００１２】
回転式切出し刃２４は、両端に刃を有し、回転軸２５に軸方向に間隔を保って取付けられた複数の帯板２６…からなり、帯板の枚数はくし形固定刃の櫛歯の隣接間隔の数に一致し、各１枚の帯板２６の各端部の刃の回転軌跡は櫛歯の１つ宛の隣接間隔を通過する。図示の実施形態では櫛歯の隣接間隔は５つあるため回転式切出し刃は５枚の帯板から構成されている。
【００１３】
そして、全部の帯板を回転軸に対して同一角度に取付けて一直線状に揃えたり、又は９０°の位相角で取付けると、回転して刃が櫛歯の隣接間隙を通過して非流動性帯を櫛歯の隣接間隙に押込みながら切断を行う際に、回転式切出し刃は１８０°回転する毎に、又は４５°回転する毎に大きな衝撃を受けると共に、切断した試料帯が帯板の間に付着したり、切断した試料片の形状が大き過ぎたり、大きさにバラツキが生じて不安定になる。このため回転式切出し刃を構成する複数の帯板は円周方向に等間隔の位相角で回転軸に取付ける。例えば帯板２６が図示のように５枚の場合は、３６°の位相角で回転軸２５に取付け、３６°回転する毎にどれか１枚の帯板の一端の刃が順番に櫛歯の１つの間隔を通過して切断を行うようにする。
【００１４】
それには例えば回転軸２５の断面形状、及び帯板２６の両端間の中央の孔を夫々五角形にし、１枚宛の帯板の孔を回転軸２５上に３６°の位相角で嵌め、その際に回転軸２５にはカラーを帯板間に位置するように嵌め、帯板の間に櫛歯の間隔に対応した軸方向の間隔を保てばよい。
【００１５】
汚泥脱水機を運転し、その排出部５から脱水ケーキ７などの広幅の非流動性帯をスプレーパブレード６で剥して連続的に排出すると、非流動性帯の幅の一部７′はくし形固定刃１０の複数の櫛歯１１ａ，１１ｂの斜面１１′で手前に導かれる。そして、減速機付きモータＭ1 ，Ｍ2 を駆動することにより、モータＭ2 で回転駆動される回転式切出し刃２４の複数枚の帯板２６の一端と他端の歯は櫛歯１１ａ，１１ｂの全部の隣接間隔を順番に通過し、その際に非流動性帯を櫛歯の隣接間隔に向かって押付け、その押付力で櫛歯１１ａ，１１ｂに切断を行わせ、非流動性帯の幅の一部７′を細い複数本の試料帯にすると同時に、その細い複数本の細い試料帯をベルトコンベア１５の仕切板１７，１７の間隔に払い落し、ベルトコンベアの上面に乗せる。
【００１６】
回転式切出し刃を構成する複数の帯板２６の両端の刃は突起物がなく、引っかかりのない形にする。尚、帯板２６の一端の刃２６ａを鋭利な斜刃とすることにより刃２６ａは櫛歯の間隔を通過する際に非流動性帯を切り裂き、他端の刃２６ｂを帯板の厚さのまゝの半円形刃とすることにより櫛歯の間隔を通過する際に非流動性帯をたたき割る作用をし、これによって非流動性帯の切断部分中に毛髪等があっても絡み付くのを防止し、絡み付いたとしても抜け易くなる。尚、帯板２６の両端を半円形刃としてもよい。
【００１７】
こうして、仕切板１７，１７の間隔からベルトコンベア１５の上面上に落下した非流動性帯の複数本の試料帯はベルトコンベアで前に運ばれて試料搬出コンベア２１に落下して該コンベアで自動赤外線加熱水分計に供給し、含水率を演算して求め、その含水率に基づいて汚泥脱水機に供給する汚泥への凝集剤等の添加量を自動的に調整する。
【００１８】
脱水ケーキ等の非流動性帯の、くし形固定刃１０の複数の櫛歯の斜面で手前に導かれる一部の幅７′の両脇の部分は、図１，図４に示すように左右の外側櫛歯１１ａ，１１ａの下向きに延長する脚１３の途中に設けられた外向きの斜面１３ａ上を滑り、コンベア１５の左右のフレーム１６，１６の外に導かれるためコンベア上に落ちることがない。従って、非流動性帯の一部の幅７′だけを試料として正確に採取できる。
【００１９】
汚泥脱水機の排出部５から広い幅の板状に垂れ下がる脱水ケーキ７の含水率は中央部が少なく、左右の両側耳部が多く、幅方向に一定でない。従って、くし形固定刃１０が切断する試料帯が脱水ケーキの横幅全体の平均含水率を有するようにするため、脱水ケーキ７の横幅Ｗ（約３ｍ）をほゞ４等分する左又は右の線を中心にくし形固定刃１０で脱水ケーキ７を前述した幅１２０ｍｍで切断するようにすることが好ましい。
【００２０】
以上、この発明の実施例を含水率が高い脱水ケーキからのサンプリングについて説明したが、本発明はこれに限らず、食品、紙など、含水率が高い非流動性の帯からのサンプリング、分配にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のサンプリング装置の一実施例の一部を断面にした概略斜視図、（Ｂ）は同上のくし形固定刃と、回転式切出し刃の斜視図である。
【図２】図１（Ａ）の一部を断面にした側面図である。
【図３】図１（Ａ）の平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。
【符号の説明】
５    脱水機の脱水ケーキ排出部
７    脱水ケーキ（非流動性帯）
７′  脱水ケーキの試料と採取する一部の幅
１０    くし形固定刃
１１ａ  外側櫛歯
１１ｂ  中間櫛歯
１１′  櫛歯の斜下向き斜面
１４    移送手段
１５    ベルトコンベア
２４    回転式切出し刃
２５    回転式切出し刃の回転軸
２６    回転式切出し刃の帯板
２６ａ，２６ｂ  帯板の両端の刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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