シュート

本発明は、シュートに関する。ベルトコンベア等の搬送設備は、被搬送物の搬送のために広く使用されており、複数の搬送設備を乗り継ぐ場合には、前の搬送設備と次の搬送設備との間をつなぐものとして、シュートを使用するのが一般的である。本発明は、このようなシュートに関する。

ベルトコンベアなどの搬送設備の末端部に設けられ、被搬送物を受け取ってこれを滑走させ、次の搬送設備の先端部に被搬送物を供給し、前の搬送設備から次の搬送設備に被搬送物を乗り継ぐためのシュートでは、被搬送物との連続的な摺動接触あるいは衝突による摩耗により変形や破損が生じやすい。

低品位Ni鉱の製錬プラントで用いられるシュートを例にとって説明する。鉱石スラリーを製造する工程において、原料であるNi鉱を搬送途中で段階的に分級を行い、アンダーサイズの鉱石(合格品)はレパルプしたのちにスラリーとして次工程であるHPAL工程に送られ、不要な岩石等を含むオーバーサイズ(不用品)の鉱石は専用の搬送コンベアで工程の外に排出している。分級設備から排出されたオーバーサイズ(不用品)の鉱石は、複数のベルトコンベアにより搬送され、工程外(ストックヤード)に排出されるが、複数のベルトコンベアを乗り継ぐために、シュートが設置されている。

通常は、被搬送物をシュートの滑走面を滑らせることで搬送しており、シュートの滑走面は引っかかりが少ないように平坦な形状となっている。また、シュートの材料としては、主にコストが安価な鉄系材料で製作されている。

しかし、複数のベルトコンベアや分級装置を介しストックヤードへと移す間に設置されているシュートには、鉱石や岩石等を含む塊の落下衝撃を繰り返し局部的に受けることがあり、このような環境で使用されるシュートは、その破損、変形並びに摩耗が早く補修頻度が高い。

補修方法は通常、電気溶接による当て板もしくは変形部分をガス切断機で切り取り、切り取り形状に合わせて新たな板をはめ込んで溶接取り付けする場合がほとんどであるが、摩耗が進んだ場合、板厚減少による強度不足により、補修した箇所が短時間で再破損することがあり、また、変形が進んだ場合は変形部分に塊等が引っかかることでシュート内に滞留もしくは堆積し最終的にシュートが閉塞するなど新たなトラブルを引き起こすことがある。

とくに操業上の問題となるのは、その原因となる破損や変形、摩耗などを回復するための補修が予定外の操業停止を伴う場合が多いからである。例えば、半年に1回程度行われる定期点検補修では、あらかじめ操業停止が計画されており、その期間中に点検補修を実施するので、操業計画に与える影響は小さい。ところが、連続的に操業を計画している期間に、すなわち、前回の定期点検と次回の定期点検の間の期間に、補修の必要な事態(これを突発補修という場合がある)が発生すると、操業計画に悪影響を与えることになる。

このため、シュートの破損、変形、摩耗(以下、単に「シュートの不具合」という場合がある。)を抑制する必要があり、対策としてシュートの耐摩耗性、耐衝撃性を高めることによって、前記の突発補修を抑制することが操業計画の達成のために重要である。

ところで、現実に採用されているシュートの耐摩耗性、耐衝撃性を高める技術には、一般的に、(1)シュートの摩耗箇所に板張り(犠牲板)をする方法、(2)耐摩耗材料の肉盛り溶接を行う方法、(3)耐衝撃性を高めるために緩衝材を貼り付ける方法などがある。しかし、これらの方法においては以下のような問題がある。

(1)犠牲板を貼り付けることに伴う問題 シュートに犠牲板を貼り付ける方法は、シュートと同じ材質と厚みをもつ犠牲板を溶接で取り付ける方法であり、同じ材料を用いるため安価で施工が容易である。 広く用いられる方法であるが、材料に耐摩耗性がないため寿命を延ばすべく板厚みを増加しても、板厚みはシュートの強度に影響を及ぼさない程度の厚み(シュート材の厚みに相当)とするのが一般的であり、多少厚みを増加しても数か月程度で消耗してしまい再補修が必要となる。このように効果が限定的であるため、同手段において、突発補修の抑制は困難であるという問題がある。

(2)耐摩耗性材料を貼り付けることに伴う問題 耐摩耗性材料はすでに様々な特性を持った材料が市場に流通しており多種多様かつ選定、入手も比較的容易であり、安価なものを選択できる。 ただし、これらの耐摩耗性材料はセラミック、硬化肉盛り、超高分子ポリエチレンなどに代表されるように流体摩耗や衝撃の少ない繰り返し摩耗に対して特化した材料が大半であり、耐衝撃性についてはこれらの耐摩耗材のほとんどが脆弱であり、衝撃で硬化部分が破損してしまうか、その部分のみ消耗するものが多い。 たとえば、突発補修を抑制するために、耐摩耗性と耐衝撃性の両方を兼ね備えた材料については高価であり、費用対効果の面からみて同シュートへの応用並びにこれを維持することは困難であるという問題がある。

(3)緩衝材を貼り付けることに伴う問題 緩衝材は主にゴム系材料に代表されるが、耐摩耗材と同様、様々な特性を持った材料が市場に流通しており多種多様かつ選定、入手も比較的容易であり、安価なものも選択できる。 しかし衝撃を緩衝することで落下エネルギーが吸収されると、塊がシュート上に滞留するので閉塞トラブルを引き起こすことがある。また耐摩耗性が脆弱なものについては損傷、摩耗が進み1〜2か月程度で消耗してしまい、消耗で破れた箇所に塊が滞留もしくは堆積することでシュートが閉塞するトラブルも引き起こしやすい。 耐摩耗性が犠牲板と同様に効果が限定的であるため、同手段においてこれ以上の効果を得ることは困難であるという問題がある。

また、文献に記載されているシュートの耐摩耗性、耐衝撃性を高める技術には、つぎのものがある。 (4)特開平11-061213号公報(特許文献1)には、被搬送物の衝突により摩耗されるシュート部材の寿命を延長するため、耐摩耗材を使用する上記(2)に類似した技術が記載されている。しかし高炉用の旋回シュートであり、先端部の反発部材に適用する技術であるため、適用が困難であり、しかも上記(2)と同様の問題がある。

(5)非特許文献「理論と計算 ベルトコンベア(工学図書(株) : 昭和55年4月15日 第4版)(非特許文献1)には、シュートの摩耗を防止するために、被搬送物の滞留されるポケットを設ける技術が記載されている。 この従来技術は、図4に示すように、上段のベルトコンベア101から下段のベルトコンベア102へ被搬送物gを落下させるシュート100を設けたもので、このシュート100は垂直方向に被搬送物の落下を案内する筒状の構造物である。そして、筒状構造物であるシュート100の一部に被搬送物gを貯留させるポケット110が形成されている。図4の(A)はシュート100における上段コンベア101の搬送方向前方にポケット110を設けたものであり、同図(B)はシュート100における上段コンベア101の搬送方向後方に設けたものである。 このシュート100ではポケット110に滞留させた被搬送物を緩衝材として使用し、滞留した被搬送物が形成する斜面をシュート滑走面として使用するものである。

しかるに上記従来技術(5)では、ポケット110を設けるためにシュート100のサイズが上下方向にも幅方向にも大きくなってしまうので設置に制限があるという問題点がある。 また、ポケット110に滞留させて斜面を形成している被搬送物は、供給される被搬送物と入れ替わりが発生しやすく、特に滞留物斜面の上端部(図4の(A))または下端部(図4の(B))という特定部位では、シュート100の壁面の摩耗が進行してしまうという問題点がある。

特開平11−061213号公報

「理論と計算 ベルトコンベア(工学図書(株))」昭和55年4月15日 第4版 p.132 図6.11(特殊シュート(3))

本発明は上記事情に鑑み、耐摩耗性や耐摩耗性を高め長寿命化を達成したシュートを提供することを目的とする。

第1発明のシュートは、被搬送物を搬送するコンベアの下方に傾斜して設置されたシュート(1)であって、該シュート(1)の滑走面上に、前記コンベアから落下する被搬送物の一部を滞留させる滞留手段が設けられており、前記滞留手段が、前記シュート(1)の長手方向に延びる複数枚の縦桟(12)と幅方向に延びる複数枚の横桟(13)とを組合せて格子状に形成された貯留部(11)と、該貯留部(11、12)の前方に被搬送物を滑走させる滑走部(16、26)とからなり、前記滞留手段が、前記貯留部(11、21)および前記滑走部(16,26)が底板(14、24)と側板(15、25)に結合されて一体化されたものであることを特徴とする。 第2発明のシュートは、第1発明において、前記滞留手段が、縦桟と横桟からなる貯留部を用いる代りに、前記シュート(1)の幅方向に延びる複数の横桟(23)を用い、該複数の横桟(23)を前記シュート(1)の長手方向において間隔をあけて設置して形成された貯留部を備えたものであることを特徴とする。 第3発明のシュートは、第1または第2発明において、前記滞留手段が、前記シュート(1)の底板(2)に結合して一体化されていることを特徴とする。 第4発明のシュートは、第1または第2発明において、該滞留手段が、取付具を介して前記シュート(1)に着脱自在に取付けられていることを特徴とする。

第1発明によれば、つぎの効果を奏する。 a)コンベアから落下した被搬送物が滞留手段で滞留するので、滞留物自体が犠牲緩衝材として機能する。このためシュートの損傷が少なくなり、補修頻度が少なくなる。 b)貯留部が格子状であることから、コンベアから落下した被搬送物の適量を貯留させ、かつずり落ちが生じないように保持できるので、いったん滞留した滞留物の入れ替わりが余り生じない。このため、長期にわたって犠牲緩衝材としての機能を発揮でき、シュート上に摩耗損傷個所を生じないようにできる。 c)貯留部に滞留している犠牲緩衝材の上面から転がっていく被搬送物が滑走部に落ちてから滑走してシュートの上面にたどりつくので、シュートに衝撃を与えることはなく、シュートの長寿命化を図れる。 d)滞留手段がシュートの底板に一体化されているが経年劣化時の取替えは可能なので、保守作業が可能である。 第2発明によれば、横桟からなる貯留部がコンベアから落下した被搬送物の適量を貯留させ、かつずり落ちが生じないように保持できるので、いったん滞留した滞留物の入れ替わりが余り生じない。このため、長期にわたって犠牲緩衝材としての機能を確実に発揮でき、シュート上に摩耗損傷個所を生じないようにできる。 第3発明によれば、滞留手段が一体物であるので、保守作業に当たっての取外し取付けが少ない工数で行える。 第4発明によれば、一体物の滞留手段がシュートに着脱自在に取付けられているので、シュートへの取付け取外しが短時間で容易に行える。このため、補修時間を短時間に抑制できる。

本発明の第1実施形態に係るシュートの斜視図である。

図1のシュートの側面図である。

本発明の第2実施形態に係るシュートの斜視図である。

従来のシュートの説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 本発明のシュートは、あらゆる産業分野に利用することができるが、以下ではNi鉱石の搬送用シュートを例にとって説明する。 以下の実施形態において、被搬送物gにはNi鉱石の塊や粒、微粉あるいはこれらの混合物を例示できる。なお、とくに塊と表現することもある。

(第1実施形態) 図1および図2において、1はシュートであり、50はコンベアである。シュート1は、被搬送物を搬送するコンベア50の先端部の下方に、傾斜して設置されている。このシュート1は、底板2とその両側縁から立ち上った側板3,3を有する公知の構造のシュートである。このシュート1の底板2の上面は滑走面2aとなっている。

本実施形態のシュート1には、この滑走面2a上にコンベア50から落下する被搬送物gの一部を滞留させる滞留手段10が設けられている。 滞留手段10は、貯留部11と滑走部16とからなる。貯留部11はシュート1の長手方向に延びる複数枚の縦桟12と幅方向に延びる複数枚の横桟13とを組合せて格子状に形成されている。また、貯留部11は底板14上に固定され、かつ左右の側板15,15で結合されて一体化されている。

滑走部16は貯留部11の前方に設けられている。この前方という意味は被搬送物gが転がりながら送られていく方向の下流側を指している。滑走部16は横桟を用いないで、底板14で構成されている。つまり、被搬送物gが前方に向け転がったり滑走しやすいように構成されている。なお、底板14と側板15は貯留部11のものを前方に延長させたものを用いている。

滞留手段10の幅と長さは、使用条件によって適宜選定すればよい。滞留手段10の幅はコンベア50のベルト幅と同一か、ベルトの蛇行を考慮して、1.2〜1.3倍程度であればよい。この場合、塊などの被搬送物gが落下しても充分に収容することができる。滞留手段10の長さは、塊が落下する範囲から定めればよい。落下の範囲はコンベアのベルト速度とシュートの角度θから求めることができる。

上記滞留手段10は、取付具17を介してシュート1の底板2に着脱自在に取付けられている。取付具17としては、側面視L形の金具を用いたボルト・ナットなど公知のものが特に制限なく用いられる。 なお、ボルト・ナットの代わりに適宜な形のブラケットを溶接してシュート1上に固定してもよい。ボルト結合はもとより溶接付けも溶断が可能なので、経年劣化時の取替えは容易である。また、滞留手段10が一体物であって、かつシュート1に着脱自在に取付けられているので、保守作業に当たっての取外し取付けが少ない工数で行える。

前記貯留部11における縦桟12と横桟13とから構成された枡のサイズは、Ni鉱石の性状に合わせ、縦横寸法が150mm〜200mm、高さが50mm〜70mm位が適切であるが、これらの寸法に限られることはない。被搬送物gがNi鉱石以外なら、前記枡サイズより小さいものも大きいものも適宜採用してよい。

滞留手段10を構成する材料の材質に、とくに制限はないが、シュート1と同じ材料なら、入手や加工が容易になるので好ましい。縦桟12や横桟13の板厚は、とくに制限ないが、16mm前後であると、塊との衝突によっても損傷も生じにくく、枡の内部空間も充分に確保できる。

図2に示すように、滞留手段10の貯留部11が格子状であると、枡の四面が囲まれているので被搬送物gが塊、粒状、微粉状であったり、これらの混合物であっても、格子の枡内に滞留させ、犠牲緩衝材として機能させることができる。つまり、操業中はコンベア50から落下した被搬送物gの一部を貯留させ、かつずり落ちが生じないように保持できるので、いったん滞留した滞留物gの入れ替わりが余り生じない。このため、長期にわたって犠牲緩衝材としての機能を確実に発揮できる。

上記のように、貯留部11に塊や粒、微粉を常時滞留させておけば、コンベア50から落下する塊が滞留している塊や粒、微粉と衝突すると、衝突エネルギーは吸収され、かつ余った運動エネルギーによって前方へ排出されていく。このようにして、シュート1と直接衝突することはないので、シュート1の損耗が抑制される。

また、貯留部11から排出される被搬送物gはいきなりシュート1に排出されるのではなく、滑走部16に転がり落ち、そこを滑って移動しながら、シュート1に乗り移っていく。このため、シュート1には全く衝撃が加わることがない。

(第2実施形態) 図3に示す第2実施形態では、シュート1自体が正面視で湾曲した樋状となっているので、これに合わせて滞留手段20も下縁が湾曲した形状に構成している。また、滞留手段20は、貯留部21と滑走部26とからなる。貯留部21は複数枚の横桟23を底板24に結合して一体化されている。さらに詳しく説明すると、貯留部21は、シュート1の幅方向に延びる複数の横桟23を用い、この複数の横桟23をシュート1の長手方向において間隔をあけて設置して構成されている。そして、各横桟23は下縁が湾曲した板材で構成されている。

滑走部26は底板24で構成されており、横桟は用いられていない。つまり、被搬送物gが滑って動きやすくなっている。 なお、4枚の横桟23は、左右の側板25,25でも固定されている。ただし、横桟23の高さが低い場合は、側板25を用いず、横桟23を底板24に固定した構造であってもよい。

本実施形態では滞留手段20が、下縁を湾曲させた形状となっているが、既述のごとくこれはシュート1の湾曲形状に合わせているので、同一の湾曲半径に構成するとよい。また、縦桟は用いられていないが、このような構造も、被搬送物gの性状によっては使用可能である。たとえば、被搬送物gである塊が小さいような場合は貯留部21の剛性は縦桟がなくても充分なものとなる。しかし、もちろん縦桟を用いた構造を採用することも可能である。

この第2実施形態においても、滞留手段20は適宜のブラケットを介した溶接やボルト・ナット等の取付具27を介してシュート1に着脱自在に取付けられている。

本実施例においても、横桟23がシュート1の幅方向に延びるよう存在しているので、コンベアから落下した被搬送物gの一部を貯留させ、かつずり落ちが生じないように保持できるので、いったん滞留した滞留物の入れ替わりが余り生じない。このため、長期にわたって犠牲緩衝材としての機能を確実に発揮できる。また、滞留手段20が一体物であって、シュート1に着脱自在に取付けられているので、保守作業に当たっての取外し取付けが少ない工数で行える。

(他の実施形態) 本発明において、滞留手段10,20における貯留部11,21の形状は上記実施形態に限られない。被搬送物gの形状、性質、硬度などに応じて格子状や棚状以外の適切な形状を採用できる。要は被搬送物gを一定量滞留させ犠牲緩衝材として機能させることができればよい。

以上のように、本発明の各実施形態においては、コンベアから落下した被搬送物gが滞留手段10で滞留し、滞留物自体が犠牲緩衝材として機能するのでシュート1の損傷が少なくなり、補修頻度が少なくなる。

1 シュート 10 滞留手段 11 滞留部 12 縦桟 13 横桟 14 側板 16 滑走部 20 滞留手段 21 滞留部 23 横桟 24 底板 25 側板 26 滑走部