JPH0251645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、上下水処理設備におけるバケツト
コンベア式埋没防止型沈砂掻揚機の運転制御方法
に関するものである。

［従来の技術］ 初期のバケツトコンベア式沈砂掻揚機は、軸や
スプロケツトホイール，コンベアフレーム等を池
底に固定したものが多く、豪雨時等一時的な大量
の土砂や異物の流入により埋没して運転不能に陥
ることが屡々であつた。

そこで、コンベアフレームを昇降自在とし不使
用時は池底から巻き上げておき、使用時に巻き下
げるようにし、巻下速度を掻揚用モータの負荷に
対応して制御するようにしたものが開発された。
（一例として、特開昭51―52671公報参照） しかし、作業時に池底の沈砂量が変化しないと
は限らず、土砂や異物の流入により沈砂量が増加
したときは、いくら巻下速度を制御しても埋没を
免れず、運転不能に陥るという問題点があつた。

この問題点に対処するため、コンベアフレーム
を互いに平行な前後のリンクで懸垂して揺動自在
に支持し、掻揚作業中に沈砂量が増加して掻寄抵
抗が増大したときは、懸垂リンクが後方にスイン
グしてコンベアフレームが上昇して埋没を免れる
ようにした埋没防止型沈砂掻揚機が開発されてい
る。（例えば、実開昭57―111306，実公昭59―
1683，1684，1686，1687公報参照） 上記埋没防止型沈砂掻揚機によれば、コンベア
フレームを互いに平行な前後のリンクで揺動自在
に懸垂支持しているので、沈砂量が増加したとき
はコンベアフレームが池底から上昇して埋没を免
れることができ、また、リンクの傾斜角度を適当
に選択することにより負荷に応じて円滑な運転が
できる等の利点がある。

この種埋没防止型沈砂掻揚機においては、運転
休止時にはコンベアフレームを規定位置まで巻き
上げた状態で待機させ、運転開始に当たつては、
数個のタイマーにより「停止→降下→停止→降下
……」を繰り返しながらコンベアフレームを降下
させつつ掻揚げ作業を行い、下限位置には降下を
制限するストツパーが設けられているのが普通で
ある。そして、掻揚げ作業中，掻寄抵抗が増大し
てコンベアフレームの自重による水平分力とのバ
ランスが崩れると、懸垂リンクが後方にスイング
しコンベアフレームが上昇してバランスするよう
に構成されている。

［この発明が解決しようとする問題点］ 上記運転方法によれば、沈砂堆積量とコンベア
フレームの運転深さが自動的にバランスし、過負
荷の場合には懸垂リンクが後方にスイングしてコ
ンベアフレームが後退しながら上昇し、バランス
のとれた状態で運転されるので一見合理的にみら
れるが、実際には、沈砂の地域的な性質の差異や
豪雨時とか晴天時とか、雨量の多寡その他の環境
条件の相違に起因する沈砂流入量の変動等から、
バランス点を設定することが困難な上に、バラン
ス点付近では僅かなアンバランス量でフレームの
前後移動が起こり、それに振動的要素も加わり、
安定運転上好ましくないこととなる。

したがつてこの状態を避ける意味で、コンベア
フレームの自重を沈み勝手に選択し、懸垂リンク
が常時下限ストツパーに接触した状態で運転し、
掻寄抵抗が或る限度以上の過負荷となつた場合に
のみ後退するよう設計するのが普通である。

その結果、沈砂堆積量の大小に拘らずコンベア
フレームは下限位置で運転されることが多く、沈
砂量が急激に増加したときには、後退（上昇）が
間に合わずバケツトが沈砂に埋没して運転不能に
陥り運転を停止せざるを得ないことになる場合も
考えられる。

このように、コンベアフレームの自重と負荷と
のバランスにより沈砂堆積量に応じた運転深さを
得ることは甚だ困難であつた。

一方、運転当初のコンベアフレーム下降時に
は、降下→停止→降下→停止……を繰り返しなが
ら徐々にコンベアフレームを降下させるため、タ
イマーの間隔の設定によつては空運転となる時間
が長く、これまた不経済である等種々の問題点が
あつた。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、前記従来技術の問題点を解決する
手段を提供するものであつて、図面に示した実施
例に従いその構成を説明すれば、沈砂池内の上流
側と下流側に互いに平行に設けられた支持軸１
ａ，１ｂに、それぞれ等長のリンク２ａ，２ｂの
上端を軸着し、該リンク２ａ，２ｂの下端にコン
ベアフレーム３の前後端を軸着して四節平行四辺
形リンクを構成し、該四節平行四辺形リンクの各
リンク節にバツケトコンベア案内用スプロケツト
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを配設し、地上に設置し
た駆動装置Ｍによりバケツトコンベア５を駆動
し、昇降装置M₁により巻上ロープＲを介してコ
ンベアフレーム３を昇降自在とした埋没防止型沈
砂掻揚機において、駆動装置Ｍにかかる負荷トル
クを検出してその大小により昇降装置M₁を比例
制御して巻上ロープＲを介してコンベアフレーム
３を昇降させ、その昇降速度を、下降時は負荷ト
ルクに逆比例制御、上昇時は正比例制御とすると
共に、常時巻上ロープＲに張力が付加された状態
で運転することを特徴とする埋没防止型沈砂掻揚
機の運転制御方法を発明要旨とするものである。

［作用］ まず、埋没防止型沈砂掻揚機の運転についてそ
の概略を説明すると、運転休止時には、昇降装置
M₁によつてコンベアフレーム３を図示鎖線位置
に上昇させて待機し、運転開始と共にこれを巻下
げて負荷に応じてコンベアフレーム３の高さを調
節しながら駆動装置Ｍによりバケツトコンベア５
を駆動して沈砂池底に堆積した沈砂を掻揚げ排出
することは公知のとおりである。

この場合、コンベアフレーム３の自重をＷ，懸
垂リンク２ａ，２ｂの傾斜角をθとすれば、コン
ベアフレームの自重による水平分力はWtanθで表
される。これをＦとし、バケツトコンベア５のチ
エーン張力をＴとし、巻上ロープＲに張力が付加
されていないと仮定すれば、 Ｗ＝コンベアフレーム自重 Ｆ＝Wtanθコンベアフレームの自重による水平
分力 Ｔ＝チエーン張力 において、 Ｆ＞Ｔならばコンベアフレームは下降 Ｆ＝Ｔの場合は釣合い Ｆ＜Ｔとなればコンベアフレームは後退上昇す
ることとなる。したがつて、沈砂による掻寄抵抗
が小であればコンベアフレームは下降し、適正負
荷の場合は釣合い、過負荷になれば後退しながら
上昇して過負荷を回避することができる。

理論的には上記のとおりであるが、前述したよ
うに安定したバランス点を見出すことは困難で、
また、何らかの理由によつて、沈砂量が急激に増
加してＦ＜Ｔとなつたときは、コンベアフレーム
の上昇回避が間に合わず、バケツトが沈砂に喰い
込んで運転停止のやむなきに至ることすら考えら
れる。

本発明は、上記問題点を解決する目的でなされ
たものであつて、コンベアフレーム３の昇降は昇
降装置M₁により巻上ロープＲを介して行い、巻
上ロープＲに常時張力を付加するように制御して
Ｆ＜Ｔとなることがないようにしたものである。

すなわち、バケツトコンベア５の駆動装置Ｍに
かかる負荷トルクＴを検出してその大小に応じて
昇降装置M₁を比例制御してコンベアフレーム３
を昇降させるようにし、下降時（Ｔを大ならしめ
る方向）にはトルク逆比例制御、上昇時（Ｔを小
ならしめる方向）にはトルク正比例制御としたた
め、下降時は、負荷トルクＴが小なるときは速や
かに下降しＴが大になるに従い下降速度を減じ、
また、上昇時には、負荷トルクＴが大なるときほ
ど速やかに上昇して過負荷を回避し、常にＦ―Ｔ
≧０の条件下，即ち、巻上ロープＲにテンシヨン
が付加された状態で運転されるのである。

［実施例］ 本発明の構成，作用は上記のとおりであるが、
第３図および第４図によりその実施例について説
明する。

バケツトコンベア５の駆動装置Ｍは、第３図に
示すように、ロードセルMbを内蔵した減速モー
タMa及び増幅器Mcにより構成され、減速モー
タMaにかかる負荷トルクＴをロードセルMbで
検出し、増幅器Mcにより増幅して電気信号
（DC4〜20mA）をコントロールＣに送るように
なつている。

コンベアフレーム３の昇降装置M₁は、巻上ド
ラムM₁a，減速モータM₁b，インバータM₁cから
構成され、インバータM₁cはコントローラＣから
の信号により制御されるようになつている。

コントローラＣは、駆動装置Ｍからの電気信号
を受け、予め設定された条件に従つてインバータ
M₁cに制御信号を送り、減速モータM₁bをインバ
ータ制御し、巻上ドラムM₁aを無段階に比例制御
するようになつている。また、上記条件設定値は
コントローラＣに任意設定できるようになつてい
る。

なお、図中、Ｓはシーケンサ，Tr_Lは駆動装置
Ｍのトルクリミツター，Ls_L及びLs_Hは昇降装置
M₁の下限及び上限のリミツトスイツチを示すも
のである。

第４図に示したダイヤグラムにより、具体的運
転方法を説明すると、まず運転モードを自動に選
択し、各運転条件及び各機器が正常であることを
確認すると準備完了信号が発信され、自動スター
ト指令により、バケツトコンベア駆動装置Ｍおよ
びコンベアフレーム昇降装置M₁が始動する。

以下に、数値による一例を示すと、運転開始の
当初は無負荷であるから昇降装置M₁は最高速度
でコンベアフレーム３を巻下すが、駆動装置Ｍの
減速モータMaに内蔵されたロードセルMbで検
出されるバケツトコンベアの負荷トルクＴが減速
モータMaの定格トルクの20％に達するとトルク
逆比例制御により下降速度を減じ、負荷トルクが
40％以上になれば昇降装置M₁は停止しその位置
で沈砂掻揚げ作業が行われる。

負荷トルクが定格トルクの40〜60％の間は昇降
装置M₁は停止し、コンベアフレーム３はその位
置を保ち、バケツトコンベア５は適正負荷で駆動
装置Ｍにより駆動され、沈砂掻揚げ作業が行われ
るが、沈砂流入量の増加その他何らかの理由によ
りロードセルMbで検出される負荷トルクが増大
し60％以上になつたときは、その信号が昇降装置
M₁に送られ、昇降装置M₁は上昇に転じ上昇速度
はトルク正比例制御で与えられる。

その結果、ロードセルMbの検出トルクが40％
以下になつたときは、昇降装置M₁は再び下降に
転じ下降速度はトルク逆比例制御により与えられ
る。そして、コンベアフレーム３が下限位置に達
したときは、昇降装置M₁のリミツトスイツチLs_L
が作動して巻上ドラムM₁aが停止し、巻上ロープ
Ｒに張力が付加されたままコンベアフレーム３は
下限位置を保つて掻揚げ作業が行われる。

作業が終了すると、自動的に昇降装置M₁は上
昇側に切り替わりコンベアフレーム３は引上げら
れる。上限位置に達するとリミツトスイツチLs_H
が作動して停止する。同時にバケツトコンベア５
も停止することはいうまでもない。

［効果］ 本発明によれば、沈砂池内の上流側と下流側に
互いに平行に設けられた支持軸１ａ，１ｂに、そ
れぞれ等長のリンク２ａ，２ｂの上端を軸着し、
該リンク２ａ，２ｂの下端にコンベアフレーム３
の前後端を軸着して四節平行四辺形リンクを構成
し、該四節平行四辺形リンクの各リンク節にバケ
ツトコンベア案内用スプロケツト４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄを配設し、地上に設置した駆動装置Ｍに
よりバケツトコンベア５を駆動し、昇降装置M₁
により巻上ロープＲを介してコンベアフレーム３
を昇降自在とした埋没防止型沈砂掻揚機の運転に
当たり、駆動装置Ｍにかかる負荷トルクを検出し
てその大小により昇降装置M₁を比例制御して巻
上ロープＲを介してコンベアフレーム３を昇降さ
せ、その昇降速度を、下降時は負荷トルクに逆比
例制御，上昇時は正比例制御とすると共に、常時
巻上ロープＲに張力が付加された状態で運転する
こととしたため、沈砂量に応じて適正なコンベア
フレーム３の運転高さが得られ、適正負荷で掻揚
作業をすることができる。しかも、運転開始時の
空運転時間を短縮して速やかに正常運転に入るこ
とができ、また、過負荷を検知したときはその回
避のためコンベアフレーム３を速やかに上昇させ
ることができ、また、常時巻上ロープＲに張力が
かかる状態で運転することとしたため、換言すれ
ば、前記Ｆ≧Ｔの条件下で運転されるので、負荷
によつてコンベアフレーム３が後退したり、バケ
ツトが沈砂に喰込んで運転停止に至るようなこと
は絶無であり、前掲した問題点の全てを解決する
ことができる効果がある。

なお、リンク２ａ，２ｂとコンベアフレーム３
により構成される四節平行四辺形リンクの各リン
ク節（回転中心）にバケツトコンベア案内用スプ
ロケツト４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを配設したの
で、上記のようにコンベアフレーム３を昇降させ
てもバケツトコンベア５の全長が変化しないの
で、スムーズな運転制御が可能であるという付随
的効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は埋没防止型バケツトコンベア式沈砂掻
揚機の側面図、第２図はコンベアフレームに作用
する力関係の説明図、第３図は実施例の操作回路
の説明図、第４図は実施例の運転ダイヤグラムを
示す説明図である。 １ａ，１ｂ………支持軸、２ａ，２ｂ……リン
ク、３……コンベアフレーム、３ａ，３ｂ……３
の前後軸着部、４ａ〜４ｄ……スプロケツトホイ
ール、５……バケツトコンベア、Ｍ……５の駆動
装置、Ma……減速モータ、Mb……ロードセル、
Mc……増幅器、M₁……３の昇降装置、M₁a……
巻上ドラム、M₁b……減速モータ、M₁c……イン
バータ、Ｒ……巻上ロープ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 沈砂池内の上流側と下流側に互いに平行に設
   けられた支持軸１ａ，１ｂに、それぞれ等長のリ
   ンク２ａ，２ｂの上端を軸着し、該リンク２ａ，
   ２ｂの下端にコンベアフレーム３の前後端を軸着
   して四節平行四辺形リンクを構成し、該四節平行
   四辺形リンクの各リンク節にバケツトコンベア案
   内用スプロケツト４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを配設
   し、地上に設置した駆動装置Ｍによりバケツトコ
   ンベア５を駆動し、昇降装置M₁により巻上ロー
   プＲを介してコンベアフレーム３を昇降自在とし
   た埋没防止型沈砂掻揚機において、掻揚作業中に
   駆動装置Ｍにかかる負荷トルクを検出してその大
   小により昇降装置M₁を比例制御して巻上ロープ
   Ｒを介してコンベアフレーム３を昇降させ、その
   昇降速度を、下降時は負荷トルクに逆比例制御，
   上昇時は正比例制御とすると共に、常時巻上ロー
   プＲに張力が付加された状態で運転することを特
   徴とする埋没防止型沈砂掻揚機の運転制御方法。