JP2016023005A - ニューマチックアンローダの荷役量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バラ物の過剰な吸引を回避しつつ流量を一定に保持して荷役能力を維持し得、且つ消費エネルギの削減を図ることができ、更に検出精度向上並びに配管に対する取り付けや配線の作業性向上を図り得るニューマチックアンローダの荷役量検出装置を提供する。【解決手段】縦管１０の内部を流通するバラ物Ｂの流量を計測する流量センサ１６を備え、流量センサ１６は、バラ物Ｂに対し検出波を投射してその反射波を受信することによりバラ物Ｂの流量を計測するセンサであって、縦管１０の内面で反射する反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構３２を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、ニューマチックアンローダの荷役量検出装置に関するものである。

一般に、穀物等の各種バラ物を積載した船舶が出入する港湾の岸壁には、該船舶の貯槽内部に貯留されたバラ物を吸い上げて払い出すためのニューマチックアンローダが配備されている。

図７は従来のニューマチックアンローダの一例を示す概要構成図であって、該ニューマチックアンローダは、バラ物Ｂの貯槽１ａを装備した船舶１が停泊する港湾２の岸壁３に、内部にバラ物Ｂを導入可能なレシーバタンク４を、旋回機構（図示せず）により旋回自在に配設し、該レシーバタンク４の上部に、モータ５によって駆動されるルーツブロワ等の真空ポンプ６を空気吸引管７を介して接続し、前記レシーバタンク４に対し横方向へ張り出し且つその軸線方向へ伸縮機構（図示せず）により伸縮自在な横管８を、起伏機構（図示せず）により起伏自在となるよう管継手９を介して接続し、該横管８の先端側に、その軸線方向へ伸縮機構（図示せず）により伸縮自在な縦管１０を、ベンド管１１を介して接続し、前記縦管１０の下端に、前記貯槽１ａ内部に貯留されたバラ物Ｂを吸い上げる吸引ノズル１２を設け、該吸引ノズル１２から縦管１０と横管８とを介して前記レシーバタンク４内部に吸い上げられたバラ物Ｂを該レシーバタンク４内部の気密性を保持しつつ図示していないコンベヤやサイロ等へ搬出するロータリーフィーダ等の払出機１３を、前記レシーバタンク４の底部に取り付けてなる構成を有している。因みに、走行機構（図示せず）を具備した機種のニューマチックアンローダの場合、船舶１の長手方向（図７の紙面と直交する方向）へ走行できるようになっている。

尚、前記レシーバタンク４内上部には、真空ポンプ６側へバラ物Ｂが吸い込まれることを防止するためのフィルタ１４を設けてある。

又、前記空気吸引管７の途中には、バラ物Ｂの吸引過剰時に大気を吸入することによってバラ物Ｂの吸引量を低下させるための大気吸入弁１５を設けてある。

前記港湾２に停泊した船舶１の貯槽１ａからバラ物Ｂを払い出す際には、先ず、レシーバタンク４を旋回機構（図示せず）により旋回させて位置決めすると共に、横管８をその軸線方向へ伸縮機構（図示せず）により伸縮させて長さ調節しつつ起伏機構（図示せず）により起伏させ、更に、縦管１０をその軸線方向へ伸縮機構（図示せず）により伸縮させて長さ調節し、吸引ノズル１２を前記船舶１の貯槽１ａ内部のバラ物Ｂの上面付近に配置した状態で、真空ポンプ６をモータ５により駆動すると、レシーバタンク４内部が負圧となり、バラ物Ｂが吸引ノズル１２から縦管１０と横管８とを介して前記レシーバタンク４内部に吸い上げられ、該レシーバタンク４内部に吸い上げられたバラ物Ｂは、ロータリーフィーダ等の払出機１３の作動によりレシーバタンク４内部の気密性を保持しつつ図示していないコンベヤを介してサイロ或いは輸送用のトラック等へ搬出される。因みに、前記走行機構を具備した機種のニューマチックアンローダの場合、前記走行機構による走行と、前記旋回機構による旋回とによってレシーバタンク４の位置決めが行われる。

尚、図７に示されるような構造のニューマチックアンローダと関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１、２がある。

特開平６−６４７５８号公報 特開２０１１−１８４１２６号公報 特開２００３−３１５２６８号公報

従来のニューマチックアンローダでは、バラ物Ｂの吸引時に、縦管１０と横管８の内部における閉塞現象を防止する必要がある。

しかしながら、実際にどれだけの流量のバラ物Ｂが吸引されているのかをリアルタイムで監視する手段が従来のニューマチックアンローダには装備されていないため、真空ポンプ６による吸引能力を、常に余裕を持たせて高めに設定しなければならず、その分だけエネルギ（真空ポンプ６のモータ５の駆動電力）を余分に消費しており、改善が望まれていた。

又、バラ物Ｂの吸引過剰時には、前記空気吸引管７の途中に設けられた大気吸入弁１５を開き、大気を吸入することによってバラ物Ｂの吸引量を低下させることも行われる。しかしながら、このような大気吸入によるバラ物Ｂの吸引量低下時にも、真空ポンプ６のモータ５の駆動電力の消費量は低下するわけではなく変化しないため、やはり無駄が生じることとなる。

尚、配管の内部を流通する粉粒体を光量センサで検出する粉塵検出装置を開示するものとしては、例えば、特許文献３がある。特許文献３に開示されている粉塵検出装置の光量センサは、配管の対向する面に設けられた一対の透明窓と、一側の透明窓を介して配管内に検出光を投光する投光部と、該投光部から投光された検出光を他側の透明窓を介して受光する受光部とを備えている。しかし、このような光量センサを用いた場合、使用していくにつれ、透明窓の汚れが検出精度に影響を及ぼす可能性があった。又、投光部と受光部に分かれているため、配管に対する取り付けや配線の作業が煩雑になるという欠点も有していた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、バラ物の過剰な吸引を回避しつつ流量を一定に保持して荷役能力を維持し得、且つ消費エネルギの削減を図ることができ、更に検出精度向上並びに配管に対する取り付けや配線の作業性向上を図り得るニューマチックアンローダの荷役量検出装置を提供しようとするものである。

本発明は、内部にバラ物を導入可能となるよう配設されるレシーバタンクと、
該レシーバタンクに空気吸引管を介して接続され且つ該レシーバタンクの内部を負圧とする真空ポンプと、
前記レシーバタンクに対し横方向へ張り出すよう起伏自在に接続された横管と、
該横管の先端側から垂下するよう接続された縦管と、
該縦管の下端に設けられ且つ貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げる吸引ノズルと、
該吸引ノズルから縦管と横管とを介して前記レシーバタンクの内部に吸い上げられたバラ物を該レシーバタンクの内部の気密性を保持しつつ搬出する払出機と
を備え、前記貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げて払い出すためのニューマチックアンローダの荷役量検出装置において、
前記縦管の内部を流通するバラ物の流量を計測する流量センサを備え、
該流量センサは、前記バラ物に対し検出波を投射してその反射波を受信することにより前記バラ物の流量を計測するセンサであって、前記縦管の内面で反射する反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構を備えたことを特徴とするニューマチックアンローダの荷役量検出装置にかかるものである。

前記ニューマチックアンローダの荷役量検出装置において、前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサの検出波の投射方向が縦管の軸線に対し直角とならないよう前記流量センサが縦管に対し傾斜配置されることにより構成されることが好ましい。

前記ニューマチックアンローダの荷役量検出装置において、前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサの検出波の投射方向が縦管の軸線に対し直角となるよう前記流量センサが縦管に対し配置され、前記縦管の内面に、前記流量センサから投射される検出波の反射を防ぐ反射防止材が設けられることにより構成されることが好ましい。

前記ニューマチックアンローダの荷役量検出装置において、前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサの検出波の投射方向が縦管の軸線に対し平行で且つ前記バラ物の流通方向に対向するよう前記流量センサが縦管の内部に配設され、該流量センサが前記バラ物の流れを阻害しない絶縁体からなる流線型構造体で覆われることにより構成されることが好ましい。

前記ニューマチックアンローダの荷役量検出装置において、前記真空ポンプを駆動するモータの回転数を制御するインバータと、
前記吸引ノズルにおける空気の吸込量を調整する混合比調整弁と、
前記流量センサで計測されたバラ物の流量が予め設定された目標流量となるよう、前記インバータへ制御信号を出力し且つ前記混合比調整弁へ開度調整信号を出力する制御器と
を備えることが好ましい。

本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置によれば、バラ物の過剰な吸引を回避しつつ流量を一定に保持して荷役能力を維持し得、且つ消費エネルギの削減を図ることができ、更に検出精度向上並びに配管に対する取り付けや配線の作業性向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。

本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例を示す概要構成図である。 本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における吸引ノズルを示す断面図である。 本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における制御ブロック図である。 本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における流量センサの設置の第一例を示す断面図である。 本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における流量センサの設置の第二例を示す断面図である。 本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における流量センサの設置の第三例を示す断面図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平断面図である。 従来のニューマチックアンローダの一例を示す概要構成図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図４は本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例であって、図中、図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図７に示す従来のものと同様であるが、本実施例の特徴とするところは、図１〜図４に示す如く、縦管１０の内部を流通するバラ物Ｂの流量Ｑを計測する流量センサ１６を備え、該流量センサ１６は、前記バラ物Ｂに対し検出波を投射してその反射波を受信することにより前記バラ物Ｂの流量Ｑを計測するセンサであって、前記縦管１０の内面で反射する反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構３２（図４参照）を備えた点にある。

本実施例では更に、前記真空ポンプ６を駆動するモータ５の回転数を制御するインバータ１７と、前記吸引ノズル１２における空気の吸込量を調整する混合比調整弁１８と、前記流量センサ１６で計測されたバラ物Ｂの流量Ｑが予め設定された目標流量Ｑ_０となるよう、前記インバータ１７へ制御信号１７ａを出力し且つ前記混合比調整弁１８へ開度調整信号１８ａを出力する制御器１９とを備えている。

前記混合比調整弁１８は、図２に示す如く、前記縦管１０の下端に取り付けられる吸引ノズル１２の上部側面に接続されている。前記混合比調整弁１８の開度を大きくすると、導入される空気の流量が増加するため、吸引されるバラ物Ｂの密度を小さくすることができ、又、前記混合比調整弁１８の開度を小さくすると、導入される空気の流量が減少するため、吸引されるバラ物Ｂの密度を大きくすることができる。

図３は本実施例における制御ブロック図であり、前記制御器１９には、前記目標流量Ｑ_０と前記流量センサ１６で計測されたバラ物Ｂの流量Ｑとの偏差を０とするための制御信号１７ａを前記インバータ１７へ出力する比例積分調節器２０と、前記目標流量Ｑ_０と前記流量センサ１６で計測されたバラ物Ｂの流量Ｑとの偏差を０とするための開度調整信号１８ａを前記混合比調整弁１８のサーボユニット１８Ｓへ出力する比例積分調節器２１とが内蔵されている。尚、前記混合比調整弁１８の開度を小さくして、吸引されるバラ物Ｂの密度を大きくすれば、吸引効率は増す。しかし、前記バラ物Ｂの密度を大きくし過ぎると、縦管１０の詰りが生じてしまう。即ち、前記混合比調整弁１８の開度を小さくする開度調整信号１８ａを前記混合比調整弁１８のサーボユニット１８Ｓへ比例積分調節器２１から出力しつつ、前記真空ポンプ６を駆動するモータ５の回転数が最低限に抑えられる制御信号１７ａを比例積分調節器２０から前記インバータ１７へ出力するよう予め制御器１９の設定を行うことにより、前記縦管１０の詰りが生じない程度にバラ物Ｂの密度を最大としつつ、モータ５の回転数を下げて、前記バラ物Ｂの流量Ｑを目標流量Ｑ_０とすることが省エネルギの観点から好ましい。

図４は本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における流量センサ１６の設置の第一例を示す断面図であって、図４に示す第一例において、前記縦管内面反射波非受信機構３２は、前記流量センサ１６の検出波の投射方向が縦管１０の軸線に対し直角とならないよう前記流量センサ１６が縦管１０に対し傾斜配置されることにより構成されている。

前記流量センサ１６は、ドップラー効果を応用したマイクロ波を検出波とし、該検出波としてのマイクロ波によりバラ物Ｂの流量Ｑを計測する形式のセンサを用いるようにしてある。尚、前記流量センサ１６は、超音波を検出波とし、該検出波としての超音波によりバラ物Ｂの流量Ｑを計測する形式のセンサを用いるようにしても良い。

次に、上記実施例の作用を説明する。

ニューマチックアンローダの運転時には、流量センサ１６により縦管１０の内部を流通するバラ物Ｂの流量Ｑが計測されて制御器１９へ入力され、該制御器１９の比例積分調節器２０から、予め設定された目標流量Ｑ_０と前記流量センサ１６で計測されたバラ物Ｂの流量Ｑとの偏差を０とするための制御信号１７ａが前記インバータ１７へ出力されると共に、前記制御器１９の比例積分調節器２１から、予め設定された目標流量Ｑ_０と前記流量センサ１６で計測されたバラ物Ｂの流量Ｑとの偏差を０とするための開度調整信号１８ａが前記混合比調整弁１８のサーボユニット１８Ｓへ出力される。これにより、前記縦管１０の詰りが生じない程度にバラ物Ｂの密度を最大としつつ、モータ５の回転数を下げて、バラ物Ｂの流量Ｑを予め設定された目標流量Ｑ_０とすることが可能となる。

本実施例の場合、実際にどれだけの流量Ｑのバラ物Ｂが吸引されているのかをリアルタイムで監視することが可能となるため、真空ポンプ６による吸引能力を、常に余裕を持たせて高めに設定する必要がなくなり、エネルギ（真空ポンプ６のモータ５の駆動電力）を余分に消費しなくて済む。尚、前記真空ポンプ６のモータ５の動力をＰとし、該モータ５の回転数をＮとすると、
Ｐ∝Ｎ^３
となることから、前記縦管１０の詰りが生じない程度にバラ物Ｂの密度を最大としつつ、モータ５の回転数を下げて、バラ物Ｂの流量Ｑを予め設定された目標流量Ｑ_０とすることは、動力Ｐを低減する上できわめて有効となる。

又、バラ物Ｂの吸引過剰時には、従来のように前記空気吸引管７の途中に設けられた大気吸入弁１５を開き、大気を吸入することによってバラ物Ｂの吸引量を低下させなくても、インバータ１７の周波数制御による真空ポンプ６のモータ５の回転数制御と、混合比調整弁１８の開度調整による吸引ノズル１２における空気の吸込量調整とによって、バラ物Ｂの流量Ｑを適正に保持することができるため、真空ポンプ６のモータ５の駆動電力の消費量は低下し、無駄がなくなる。

一方、仮に、前記流量センサ１６の検出波の投射方向が縦管１０の軸線に対し直角となるよう前記流量センサ１６を縦管１０に対し配置した場合、縦管１０の内面で反射する反射波が流量センサ１６によって受信され、誤検出の可能性が高まり、計測精度の低下が懸念される。しかし、図４に示す如く、前記流量センサ１６を縦管１０に対し傾斜配置することで縦管内面反射波非受信機構３２を構成すると、縦管１０の内部を流通するバラ物Ｂに当たって反射する反射波だけが流量センサ１６によって受信され、縦管１０の内面で反射する反射波は流量センサ１６によって受信されないため、誤検出が避けられ、流量センサ１６によるバラ物Ｂの流量Ｑを精度良く計測することが可能となる。

しかも、特許文献３に開示されている粉塵検出装置の光量センサとは異なり、使用していくにつれ、透明窓の汚れが検出精度に影響を及ぼすような心配はなく、又、流量センサ１６の縦管１０に対する取り付けや配線の作業も容易に行える。

こうして、バラ物Ｂの過剰な吸引を回避しつつ流量Ｑを一定に保持して荷役能力を維持し得、且つ消費エネルギの削減を図ることができ、更に検出精度向上並びに配管（縦管１０）に対する取り付けや配線の作業性向上を図り得る。

図５は本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における流量センサ１６の設置の第二例を示す断面図である。図５に示す第二例において、前記縦管内面反射波非受信機構３２は、前記流量センサ１６の検出波の投射方向が縦管１０の軸線に対し直角となるよう前記流量センサ１６が縦管１０に対し配置され、前記縦管１０の内面に、前記流量センサ１６から投射される検出波の反射を防ぐ反射防止材３３が設けられることにより構成されている。前記反射防止材３３は、材料内部の抵抗により電波によって発生する電流を吸収する導電性電波吸収材料、或いは分子の分極反応に起因する誘電損失を利用し、カーボン粉等をゴム、発泡ウレタン、発泡ポリスチロール等の誘電体に混合して見かけ上の誘電損失を大きくした誘電性電波吸収材料を用いることができる。又、前記反射防止材３３は、その表面がガラス又はセラミックス等の保護材３４により覆われている。

前記流量センサ１６は、その検出波の投射方向が縦管１０の軸線に対し直角となるよう縦管１０に配置されているが、図５に示す如く、前記縦管１０の内面に反射防止材３３を設けることで縦管内面反射波非受信機構３２を構成すると、前記流量センサ１６から投射される検出波は反射防止材３３により縦管１０の内面で反射せず、縦管１０の内部を流通するバラ物Ｂに当たって反射する反射波だけが流量センサ１６によって受信されるため、誤検出が避けられ、流量センサ１６によるバラ物Ｂの流量Ｑを精度良く計測することが可能となる。

図６は本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置の実施例における流量センサの設置の第三例を示す断面図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平断面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す第三例において、前記縦管内面反射波非受信機構３２は、前記流量センサ１６の検出波の投射方向が縦管１０の軸線に対し平行で且つ前記バラ物Ｂの流通方向に対向するよう前記流量センサ１６が縦管１０の内部に配設され、該流量センサ１６が前記バラ物Ｂの流れを阻害しない絶縁体からなる流線型構造体３５で覆われることにより構成されている。尚、この場合、前記流量センサ１６は、前記バラ物Ｂに対し検出波としてマイクロ波を投射してその反射波を受信することにより前記バラ物Ｂの流量Ｑを計測するセンサとする。又、前記流線型構造体３５は、縦管１０の内面から中心部へ張り出す支持部材３６に取り付けられている。

前記流量センサ１６は、図６に示す如く、その検出波の投射方向が縦管１０の軸線に対し平行で且つ前記バラ物Ｂの流通方向に対向するよう縦管１０の内部に配設されているため、前記流量センサ１６から投射される検出波は縦管１０の内面で反射せず、縦管１０の内部を流通するバラ物Ｂに当たって反射する反射波だけが流量センサ１６によって受信されるため、誤検出が避けられ、流量センサ１６によるバラ物Ｂの流量Ｑを精度良く計測することが可能となる。しかも、前記流量センサ１６は流線型構造体３５で覆われているため、前記バラ物Ｂの流れを阻害する心配はなく、又、前記流線型構造体３５は絶縁体であるため、前記流量センサ１６から投射される検出波（マイクロ波）を通しやすく、バラ物Ｂの流量Ｑの測定に支障を来たす心配もない。

尚、本発明のニューマチックアンローダの荷役量検出装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ａ 貯槽
４ レシーバタンク
５ モータ
６ 真空ポンプ
７ 空気吸引管
８ 横管
１０ 縦管
１２ 吸引ノズル
１３ 払出機
１６ 流量センサ
１７ インバータ
１７ａ 制御信号
１８ 混合比調整弁
１８ａ 開度調整信号
１９ 制御器
３２ 縦管内面反射波非受信機構
３３ 反射防止材
３５ 流線型構造体
Ｂ バラ物
Ｑ 流量
Ｑ_０ 目標流量

Claims (5)

1. 内部にバラ物を導入可能となるよう配設されるレシーバタンクと、
   該レシーバタンクに空気吸引管を介して接続され且つ該レシーバタンクの内部を負圧とする真空ポンプと、
   前記レシーバタンクに対し横方向へ張り出すよう起伏自在に接続された横管と、
   該横管の先端側から垂下するよう接続された縦管と、
   該縦管の下端に設けられ且つ貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げる吸引ノズルと、
   該吸引ノズルから縦管と横管とを介して前記レシーバタンクの内部に吸い上げられたバラ物を該レシーバタンクの内部の気密性を保持しつつ搬出する払出機と
   を備え、前記貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げて払い出すためのニューマチックアンローダの荷役量検出装置において、
   前記縦管の内部を流通するバラ物の流量を計測する流量センサを備え、
   該流量センサは、前記バラ物に対し検出波を投射してその反射波を受信することにより前記バラ物の流量を計測するセンサであって、前記縦管の内面で反射する反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構を備えたことを特徴とするニューマチックアンローダの荷役量検出装置。
2. 前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサの検出波の投射方向が縦管の軸線に対し直角とならないよう前記流量センサが縦管に対し傾斜配置されることにより構成される請求項１記載のニューマチックアンローダの荷役量検出装置。
3. 前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサの検出波の投射方向が縦管の軸線に対し直角となるよう前記流量センサが縦管に対し配置され、前記縦管の内面に、前記流量センサから投射される検出波の反射を防ぐ反射防止材が設けられることにより構成される請求項１記載のニューマチックアンローダの荷役量検出装置。
4. 前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサの検出波の投射方向が縦管の軸線に対し平行で且つ前記バラ物の流通方向に対向するよう前記流量センサが縦管の内部に配設され、該流量センサが前記バラ物の流れを阻害しない絶縁体からなる流線型構造体で覆われることにより構成される請求項１記載のニューマチックアンローダの荷役量検出装置。
5. 前記真空ポンプを駆動するモータの回転数を制御するインバータと、
   前記吸引ノズルにおける空気の吸込量を調整する混合比調整弁と、
   前記流量センサで計測されたバラ物の流量が予め設定された目標流量となるよう、前記インバータへ制御信号を出力し且つ前記混合比調整弁へ開度調整信号を出力する制御器と
   を備えた請求項１〜４の何れか一項に記載のニューマチックアンローダの荷役量検出装置。

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