JP2016023039A

JP2016023039A - バルクハンドリング設備における払い出し管理方法及び払い出し管理システム

Info

Publication number: JP2016023039A
Application number: JP2014148035A
Authority: JP
Inventors: 田中　正吉; Masayoshi Tanaka; 正吉田中; 孝夫藤井; Takao Fujii; 晴輝荒井; Haruki Arai
Original assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Current assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: JP6298375B2

Abstract

【課題】荷揚げと払い出しの速度をマッチングでき、荷揚げからサイロに搬送するまでの効率を向上できるバルクハンドリング設備における払い出し管理方法を提供する。【解決手段】船倉２ａ内のバラ物をＰＵＬ４にて荷揚げすると共にこれを、払い出し位置Ｕに設けたホッパ１７からバラ物貯蔵サイロ５間を往復移動する搬送車両７に払い出すためのバルクハンドリング設備１における払い出し管理方法であって、バラ物の払い出しを待つ待機車両７ａの待機状態を監視し、かつ、ＰＵＬ４での荷揚げ能力を測定し、搬送車両７の待機状態と荷揚げ能力をマッチングさせるように荷揚げ能力を調節するものである。【選択図】図１

Description

本発明は、船倉内のバラ物をニューマチックアンローダにて荷揚げすると共に搬送車両に払い出すバルクハンドリング設備における払い出し管理方法及び払い出し管理システムに関するものである。

船倉内のバラ物をニューマチックアンローダ（Pneumatic Unloader：以下、ＰＵＬ）にて荷揚げするバルクハンドリング設備には、ＰＵＬが船倉内のバラ物を一旦ホッパに荷揚げし、ホッパからダンプトラックなどの搬送車両に払出し、バラ物を積んだ搬送車両が設備内のサイロまで走行してバラ物を搬送するものがある。

かかるバルクハンドリング設備では、ホッパとサイロとの間で搬送車両を往復移動させると共に、ホッパ側に戻ってきた搬送車両は、払出のために待機させておく必要がある。

特開２０１３−１５９４６８号公報

ところで、ＰＵＬは払い出し量を一定にして運転しているため、ＰＵＬの荷揚げと、搬送車両への払い出しの速度がマッチングしない場合、例えば、ＰＵＬは払い出し量が少なく、バラ物の払い出しを待つ搬送車両（以下、待機車両）が多い場合、待機車両は順番が来るまで長時間待つしかなかった。また、払い出し量が多く、待機車両がない場合、ホッパ積載レベルが最高になると荷役を休止しなければならず、ＰＵＬの停止、再起動に時間がかかると共に、エネルギーをロスするという問題があった。

そこで、本願発明の目的は、荷揚げと払い出しの速度をマッチングでき、荷揚げからサイロに搬送するまでの効率を向上できるバルクハンドリング設備における払い出し管理方法及び払い出し管理システムを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、船倉内のバラ物をニューマチックアンローダにて荷揚げすると共にこれを、払い出し位置に設けたホッパからバラ物貯蔵サイロ間を往復移動する搬送車両に払い出すためのバルクハンドリング設備における払い出し管理方法であって、前記バラ物の払い出しを待つ待機車両の待機状態を監視し、かつ、前記ニューマチックアンローダでの荷揚げ能力を測定し、前記搬送車両の待機状態と前記荷揚げ能力をマッチングさせるように前記荷揚げ能力を調節するものである。

本発明によれば、荷揚げと払い出しの速度をマッチングでき、荷揚げからサイロに搬送するまでの効率を向上できる。

本発明の一実施の形態に係るバルクハンドリング設備における払い出し管理システムの説明図である。ニューマチックアンローダの側面図である。バルクハンドリング設備の平面説明図である。計量センサの説明図である。他の実施の形態に係る計量センサの説明図である。バラ物の払い出し制御を説明する流れ図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１及び図３に示すように、バルクハンドリング設備１は、船舶２が係留される係船岸３と、係船岸３に設けられたＰＵＬ４と、バラ物を収容するバラ物貯蔵サイロ５と、ＰＵＬ４、バラ物貯蔵サイロ５間に敷設された搬送路６と、ＰＵＬ４にて荷揚げされたバラ物を積載すると共にそのバラ物をバラ物貯蔵サイロ５まで搬送する複数の搬送車両７と、バラ物の払い出しを待つ待機車両７ａの待機状態を監視する車両監視センサ８と、ＰＵＬ４でのバラ物の荷揚げ能力を測定する計量センサ９と、待機車両７ａの待機状態と荷揚げ能力をマッチングさせるように荷揚げ能力を調節する制御装置１０とを備える。

図１及び図２に示すように、ＰＵＬ４は、船倉２ａ内のバラ物に対して垂直に延び下端にバラ物を吸引するための吸引ノズル１１を有する垂直管１２と、垂直管１２で搬送されたバラ物を吸引流から分離するレシーバタンク１３と、レシーバタンク１３内を負圧に保持する吸引ポンプ１４と、吸引ポンプ１４とレシーバタンク１３を接続する吸引管１５と、吸引管１５に接続されレシーバタンク１３内の負圧を制御する大気吸入弁１５Ｖと、レシーバタンク１３からバラ物を受けて払い出し位置Ｕ近傍まで移送する機内コンベア１６と、払い出し位置Ｕに設けられ機内コンベア１６からのバラ物を積載すると共に搬送車両７の荷台に払い出すためのホッパ１７とを備える。

垂直管１２は、伸縮自在に形成されている。垂直管１２は、水平管１８を介してレシーバタンク１３に接続される。水平管１８は、伸縮自在に形成されており、一端がスイングジョイント１９を介して垂直管１２の上端と回動自在に接続され、他端がレシーバタンク１３の上下方向の中央にボールジョイント２０を介して俯仰自在に接続されている。また、水平管１８は、俯仰自在なブーム２１に沿って延びると共にブーム２１を介してワイヤ２２に支持されている。ワイヤ２２は、ブーム２１の先端側に接続されており、ブーム２１を俯仰自在に吊り上げるようになっている。また、ワイヤ２２は、レシーバタンク１３のマスト部２３の頂部を経て起伏装置２４に巻き掛けられており、起伏装置２４によって巻き出し長さが調節されるようになっている。また、ブーム２１には、スイングジョイント１９を支持する水平台車４３がブーム２１の長手方向に走行自在に設けられている。水平台車４３には、垂直管１２を伸縮させて吸引ノズル１１を昇降させるための垂直伸縮装置４４が設けられている。垂直伸縮装置４４は、ワイヤ４５の巻取、ふり出しが可能であり、ワイヤ４５の先端には垂直管１２の下部又は吸引ノズル１１が接続されている。垂直伸縮装置４４は、オペレータが操作できるように形成されると共に、制御装置１０によっても操作されるようになっている。

吸引ポンプ１４は、図示しないインバータにて回転数可変に駆動され、そのインバータが制御装置１０で制御されて吸引ポンプ１４の回転数が調節されるようになっている。

レシーバタンク１３は、上下に延びる容器状に形成され重力で吸引流からバラ物を分離するようになっている。レシーバタンクの上部には、図示しないバグフィルタが設けられており、レシーバタンク１３の下端にはロータリフィーダ２５が設けられている。ロータリフィーダ２５は、レシーバタンク１３内の負圧を維持しつつバラ物を機内コンベア１６に払い出す。

図４に示すように、機内コンベア１６は、チェーンコンベアからなる。機内コンベア１６は、両端に設けられたスプロケット２６と、これらスプロケット２６間に掛け渡された無端チェーン２７と、無端チェーン２７に所定ピッチで取り付けられたブレード２８とを備える。

図１及び図２に示すように、ホッパ１７は、一対隣接して配置されており、同時に二台の搬送車両７にバラ物を払い出せるようになっている。また、ホッパ１７の下端には、開度調節可能なゲート２９が設けられており、払い出し流量が調節できるようになっている。

図３に示すように、バラ物貯蔵サイロ５は、ＰＵＬ４から離間されて配置されている。また、バラ物貯蔵サイロ５は、搬送車両７からバラ物を受けるためのバラ物投入部３０を有する。

搬送路６は、ＰＵＬ４の払い出し位置Ｕからバラ物投入部３０に延びる往路６ａと、バラ物投入部３０から払い出し位置Ｕに戻る復路６ｂとからなる。復路６ｂには、搬送車両７が一時的に搬送作業から離脱して駐車又は停車するための駐停車エリア４１が設けられている。駐停車エリアは４１、複数台の搬送車両７が同時に駐停車できるように形成されている。

搬送車両７は、ダンプトラックからなる。搬送車両７には、最大積載量が異なる複数種類のものがある。例えば、搬送車両７には、最大積載量が１０トンのものと、１５トンのものとがある。また、搬送車両７と制御装置１０には、通信装置４２が設けられている。通信装置４２は、制御装置１０に設けられ搬送車両７に指示を出すための送信機４２ａと、搬送車両７に設けられ制御装置１０からの指示を受信するための受信機４２ｂとからなる。また、搬送車両７には、受信機４２ｂで受信した指示を運転手に伝達するための音響装置（図示せず）及び表示装置（図示せず）が設けられている。なお、通信装置４２は、制御装置１０と搬送車両７との間で双方向通信が可能なものであってもよい。この場合、搬送車両７がトラブル等によって搬送作業から離脱するとき、その旨を制御装置１０に連絡でき、搬送作業をより効率よく行うことができる。

図１に示すように、車両監視センサ８は、払い出し位置Ｕ近傍の復路６ｂに設けられる。車両監視センサ８は、バーコードやＱＲコード（登録商標）等のコード情報を非接触で読み取る光学式読み取り装置からなる。具体的には、バルクハンドリング設備１内の全ての搬送車両７には、予め識別番号がコード情報として記載された識別ラベル（図示せず）が設けられており、車両監視センサ８は、識別ラベルから搬送車両７の識別番号を読み取るようになっている。なお、車両監視センサ８は、光学式読み取り装置に限るものではない。例えば、車両監視センサ８はＩＣカードリーダ等からなるものとしてもよい。この場合、搬送車両７には、識別番号等が記録された非接触型、かつ、遠隔型のＩＣカード（図示せず）が設けられるとよい。

計量センサ９は、船倉２ａからホッパ１７に移送されるバラ物の流量をＰＵＬ４の荷揚げ能力として測定する。計量センサ９は、インパクト計量計からなり、機内コンベア１６の出口に設けられている。計量センサ９は、バラ物が落下する通路の壁にピン３１を介して回動自在に設けられ機内コンベア１６から落下するバラ物を受ける受け板３２と、受け板３２に作用する力を計測するロードセル３３とを備え、受け板３２に単位時間当たりに作用する力からＰＵＬの荷揚げ量を計測する。なお、計量センサ９は、これに限るものではない。例えば、図５に示すように、計量センサ９は、落下するバラ物に超音波を発し、反射波の周波数のシフト量から流量を測定するドップラー式の超音波流量計からなるものであってもよく、他の方式のものであってもよい。

制御装置１０は、車両監視センサ８、計量センサ９の測定値が入力され、これに基づいて、ゲート２９、垂直伸縮装置４４及び吸引ポンプ１４を制御する。また、制御装置１０には、バラ物の形状、比重（見掛け比重）及び安息角等の物性を入力するための入力装置３４が接続されている。具体的には、入力装置３４は、ボタン等を押すことにより、バラ物の種類を選択して入力できるように形成されている。また、制御装置１０は、複数種類のバラ物の物性が数値化して記憶された物性記憶部３５を有すると共に、バルクハンドリング設備１内の全ての搬送車両７の識別番号と最大積載量との対応関係が予め記憶された車両記憶部３６を有する。

制御装置１０は、バラ物の物性に応じた適正な効率で荷揚げを行うことを基本とするもので、バラ物の物性に応じて吸引ポンプ１４の回転数、大気吸入弁１５Ｖの開度、垂直伸縮装置４４による吸引ノズル１１の高さの制御を行う。ＰＵＬ４による荷揚げ能力はバラ物の物性に応じて大幅に相違するため、物性記憶部３５からのバラ物情報と、計量センサ９からの実際の荷揚げ量を基に吸引ポンプ１４の回転数、大気吸入弁１５Ｖの開度、垂直伸縮装置４４による吸引ノズル１１の高さの最適化を行う。また、制御装置１０は、車両記憶部３６からの待機している搬送車両７の情報を基に、ホッパ１７からこれら搬送車両７に払い出す払い出し量を求める。

この際、制御装置１０は、現状のＰＵＬ４による荷揚げ能力と、待機車両７ａの待機状態から求められる払い出し量とがマッチングしないとき、これらをマッチングさせるように荷揚げ能力を制御するか、待機車両７ａの待機状態を調節するか、或いは荷揚げ能力と待機車両７ａの待機状態の双方を制御・調節する。

すなわち、待機車両７ａが多いとき、制御装置１０は、バラ物の物性を基に、吸引ポンプ１４の回転数、大気吸入弁１５Ｖの開度、垂直伸縮装置４４による吸引ノズル１１の高さを制御して、現状の荷揚げ能力を待機状態から求められる払い出し量にマッチングさせるようにＰＵＬ４の能力を最大能力の範囲内で増大することで、荷揚げ量と払い出し量とをマッチングさせる。また、待機車両７ａが少ないときには、現状の荷揚げ能力を減少させるべく吸引ポンプ１４の回転数、大気吸入弁１５Ｖの開度、吸引ノズル１１の高さを制御することで、ＰＵＬ４を休止させることなく荷揚げ量と払い出し量とをマッチングさせる。

このように荷揚げ量と払い出し量とをマッチングさせたのち、ホッパ１７から搬送車両７への払い出しは、バラ物の性状に合わせてゲート２９の開度を調整して払い出せばよい。

この制御装置１０は、荷揚げするバラ物の物性で、ＰＵＬ４の荷揚げ能力が決定できるため、ホッパ１７とバラ物貯蔵サイロ間を往復移動する搬送車両の適正台数もＰＵＬ４の荷揚げ量から、求めることができるため、予め適正な搬送車両の台数を決定することで、荷揚げ量と払い出し量とをマッチングさせた荷揚げと払い出しが行える。

また、搬送車両７によるホッパとバラ物貯蔵サイロ間の往復時間は一定でなく待機車両７ａが変動する場合でもホッパ１７のゲート２９の開度を調整することで、待機時間の調整が行える。

次に、この制御装置１０の制御フローについて説明する。

図１及び図６に示すように、バラ物の払い出し制御は、まず、ステップＳ１にて入力装置３４からの入力を待ち、入力装置３４からバラ物の種類が入力されると、そのバラ物の物性を物性記憶部３５から取得する。物性は数値化されており、後述するバラ物の流量調節、ゲート２９の開度及びゲート２９の開時間の調節に用いられる。

この後、ステップＳ２にてバラ物の物性に応じた吸引力でＰＵＬ４を稼働させる。ＰＵＬ４は、バラ物を空気と共に吸引するものであるため、バラ物の比重、形状等によって効率の良い混合比（空気に対するバラ物の比）、吸引力が異なる。

しかるのち、ステップＳ３にてバラ物の流量を計量センサ９から取得する。ＰＵＬ４ではバラ物の流量は常に変動する。例えば、船倉２ａ内のバラ物が吸引されて減り、吸引ノズル１１がバラ物から離れたとき、バラ物の流量は減る。また、バラ物がバイオマス（例えば、おがくず状の木材をペレット状に固めたもの）である場合、ＰＵＬ４中でバラ物が割れて小さくなることがある。このとき、バラ物の流量は増す。

また、ステップＳ４にて待機台数を取得すると共に、ステップＳ５にて最大積載量を取得する。待機台数の取得は、搬送車両７の識別ラベルから識別番号を読み取り、読み取りに成功した数を待機台数とする。また、最大積載量の取得は、ステップＳ４にて読み取った識別番号を車両記憶部３６に照会することで行う。

この後、ステップＳ６にてバラ物の流量が待機台数に対して過多であるか否かを判断する。過多である場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７にてバラ物の流量が待機台数に対して適正な範囲内になるようにバラ物の流量を減少させる。具体的には、バラ物の流量が減るように垂直伸縮装置４４又は吸引ポンプ１４のインバータモータを制御する。例えば垂直伸縮装置４４の制御でバラ物の流量を減少させる場合、ワイヤ４５を巻き取って吸引ノズル１１を上昇させる。吸引ノズル１１が船倉２ａ内のバラ物から離間することで吸引ノズル１１に吸引される空気に対するバラ物の割合が減り、バラ物の流量が減る。また、垂直伸縮装置４４又はインバータモータのいずれを制御するかは、ＰＵＬ４の運転状態に応じて決定する。例えば、船倉２ａ内のバラ物に対する吸引ノズル１１の高さが上限に近い状態でバラ物の流量を減少させる場合、吸引ポンプ１４の回転数を減少させる。また逆に、吸引ポンプ１４の回転数が下限に近い状態でバラ物の流量を減少させる場合、垂直伸縮装置４４を制御して吸引ノズル１１を上昇させる。

この後、ステップＳ８にて払い出し流量をバラ物の流量に合わせて減少させる。具体的には、ゲート２９の開度を払い出し流量がバラ物の流量と同じになるようにバラ物の物性に合わせて減少させる。例えば細長い形状のバラ物は球状のバラ物よりゲート２９を通過し難い。このため、バラ物が細長い形状である場合、ゲート２９の開度は球状のバラ物を扱うときよりも開き気味となる。

また、ステップＳ９にて搬送車両７を通信装置４２を用いて呼び出す。このとき、呼び出す搬送車両７の台数は、ステップＳ２のバラ物の物性に応じた最大の流量に対して不足している台数とする。これにより、ＰＵＬ４の荷揚げ能力を最大化させた状態で荷揚げ能力と搬送能力とをマッチングさせることができる。この後、ステップＳ３に戻る。ただし、ステップＳ９にて搬送車両７を呼び出した後は、再度ステップＳ９に至った場合でも呼び出した搬送車両７が全て到着するまでは他の搬送車両７の呼び出しは行わない。具体的には、呼び出した搬送車両７の識別番号がステップＳ４にて読み込まれるまで、ステップＳ９をスキップし、実行しない。

また、ステップＳ６にて過多ではない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１０にてバラ物の流量が待機台数に対して過少であるか否かを判断する。過少である場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１にてバラ物の流量が待機台数に対して適正な範囲内になるようにバラ物の流量を増加させ、ステップＳ１２にて払い出し流量をバラ物の流量に合わせて増加させる。この後、ステップＳ３に戻る。また、バラ物投入部３０から払い出し位置Ｕに戻る搬送車両７は、呼び出しがあるまでは駐停車エリア４１で停車させる。搬送車両７の呼び出しを行わないことで待機台数を減らすことができる。

ステップＳ１０にてバラ物の流量が待機台数に対して過少でない場合（Ｎｏ）、すなわち、バラ物の流量が待機台数に対して適正な範囲にある場合、何も実行せずにステップＳ３に戻る。

このように、待機車両７ａの待機状態を監視し、かつ、ＰＵＬ４での荷揚げ能力を測定し、待機車両７ａの待機状態と荷揚げ能力をマッチングさせるように荷揚げ能力を調節するため、荷揚げと払い出しの速度をマッチングさせることができ、荷揚げからバラ物貯蔵サイロ５に搬送するまでの効率を改善できる。

なお、搬送車両は、ダンプトラックからなるものとしたが、制御装置からの命令で走行・ダンプする無人搬送車（ＡＧＶ）等であってもよい。

１バルクハンドリング設備
２ａ船倉
４ＰＵＬ
５バラ物貯蔵サイロ
７搬送車両
７ａ待機車両
１７ホッパ
Ｕ払い出し位置

Claims

船倉内のバラ物をニューマチックアンローダにて荷揚げすると共にこれを、払い出し位置に設けたホッパからバラ物貯蔵サイロ間を往復移動する搬送車両に払い出すためのバルクハンドリング設備における払い出し管理方法であって、
前記バラ物の払い出しを待つ待機車両の待機状態を監視し、かつ、前記ニューマチックアンローダでの荷揚げ能力を測定し、前記待機車両の待機状態と前記荷揚げ能力をマッチングさせるように前記荷揚げ能力を調節することを特徴とするバルクハンドリング設備における払い出し管理方法。
船倉内のバラ物をニューマチックアンローダにて荷揚げすると共にこれを、払い出し位置に設けたホッパからバラ物貯蔵サイロ間を往復移動する搬送車両に払い出すためのバルクハンドリング設備における払い出し管理システムであって、
前記バラ物の払い出しを待つ待機車両の待機状態を監視する車両監視センサと、前記ニューマチックアンローダの荷揚げ能力を測定するバラ物計量センサと、記搬送車両の待機状態と前記荷揚げ能力をマッチングさせるように前記荷揚げ能力を調節する制御装置とを備えることを特徴とするバルクハンドリング設備におけるトラック払い出し管理システム。
前記制御装置は、前記バラ物の物性が入力され、バラ物計量センサからの荷揚量を基にニューマチックアンローダの荷揚能力を、待機車両の待機状態に合わせて制御する請求項２に記載のバルクハンドリング設備におけるトラック払い出し管理システム。
前記ホッパには、開度調節可能なゲートが設けられ、前記制御装置は、前記荷揚げ能力に合わせて前記ゲートの開度及び開時間を調節する請求項３に記載のバルクハンドリング設備におけるトラック払い出し管理システム。
前記バルクハンドリング設備内の搬送車両には、予め識別番号が記載又は記憶された識別ラベルが設けられ、前記車両監視センサは、前記識別ラベルから前記識別番号を非接触で読み取る読み取り機能を有し、前記制御装置は、搬送車両の識別番号と最大積載量との対応関係が予め記憶された車両記憶部を有し、前記車両監視センサからの識別番号に対応する最大積載量を前記車両記憶部から取得し、前記払い出し位置に停車中の搬送車両の最大積載量に合わせて前記ゲートの開度及び開時間をさらに調節する請求項２又は３に記載のバルクハンドリング設備におけるトラック払い出し管理システム。
前記制御装置は、荷揚げするバラ物の荷揚げ能力に合わせて前記搬送車両の台数を調節する請求項２から５のいずれかに記載のバルクハンドリング設備におけるトラック払い出し管理システム。