JP5918558B2 - ニューマチックアンローダの先端ノズル - Google Patents

Description

本発明は、ニューマチックアンローダの先端ノズルに関し、特に、粒状の荷役物を荷揚げするニューマチックアンローダに適用される先端ノズルに関する。

岸壁に停泊中の船舶から積載されている粒状の荷役物（小麦、メイズ等）を荷揚げするアンローダとして、荷役物の中に先端ノズルを差し入れて吸入することにより荷揚げするニューマチックアンローダが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ニューマチックアンローダは、岸壁側に配設された分離器に接続されて横方向に延在する横搬送管と、この横搬送管に接続されて下方に向かい屈曲するベンド管と、このベンド管の先端に接続されて略垂直に下方に延在する垂直搬送管と、この垂直搬送管の先端に接続されて荷役物の中に差し入れられる先端ノズルとを備えており、真空ブロアの吸引力により先端ノズルから荷役物を吸い込むことで荷揚げを行うように構成されている。

また、従来の先端ノズル構造は外筒と内筒とを備えており、これら外筒と内筒との間に生じる二次空気流の流量を調整することで荷役能力の向上を図っている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−２４７３２２号公報 特開昭６０−１１８５３０号公報

ところで、上述した従来の先端ノズル構造では、図６に示すように、小麦やメイズ等の荷役物（以下、単に粒状物質という）は内筒１００と外筒１１０との間を流れる二次空気流により加速されて、この二次空気流に沿って上昇することで吸入される。そのため、この二次空気流から離間する深部の粒状物質ほど、静止状態から上昇させるのに必要となるエネルギは大きくなり、結果として真空ブロアを駆動させる電動機の消費電力が大きくなる可能性がある。また、電動機による消費電力を抑えようとすれば、真空ブロアの吸引力が低下して荷役効率の悪化を招く虞がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目的は、荷役物としての粒状物質に二次空気流よりも直接的に作用する上昇空気流を作り出すことで、荷役効率を効果的に向上することにある。

上記目的を達成するため、本発明のニューマチックアンローダの先端ノズルは、粒状物質を少なくとも一本の搬送管を介して吸入搬送することで荷役するニューマチックアンローダの先端ノズルであって、上端部が前記搬送管の先端に接続されると共に、下端部が粒状物質の吸入口を形成し、その中空部を粒状物質の吸入流路とする内筒と、前記内筒の外周を取り囲むと共に、その内周面と前記内筒の外周面との間で空気流路を形成する外筒と、前記外筒の外周に上下方向に延在すると共に、その下方端が前記外筒の下端部よりも下方から前記吸入口に向けて屈曲して形成され、その先端が前記吸入口に下方から臨んで開口する補助流路管とを備え、前記空気流路を流れて前記吸入口に向かう空気流と、前記補助流路管を流れて前記吸入口に向かい上昇する空気流とにより、粒状物質の前記吸入口への流動が助勢されることを特徴とする。

また、前記補助流路管に空気流量を調整する流量調整バルブを設けてもよい。

また、前記補助流路管の先端開口と前記外筒の下端部との距離を可変にすべく、前記補助流路管を前記外筒に対して上下方向に移動させるアクチェータを設けてもよい。

また、前記補助流路管は、前記外筒の外周に所定間隔で複数設けられるものであってもよい。

また、前記複数の補助流路管の下方端を周方向に連結する環状流路管をさらに備えてもよく、前記環状流路管の周方向に、前記吸入口に下方から臨んで開口する複数の開口孔を設けてもよい。

本発明のニューマチックアンローダの先端ノズルによれば、荷役物としての粒状物質に二次空気流よりも直接的に作用する上昇空気流を作り出すことで、荷役効率を効果的に向上することがきる。

本発明の一実施形態に係る先端ノズルが適用されたニューマチックアンローダの全体構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る先端ノズルの構造を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る先端ノズルの構造を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る先端ノズルによる空気流及び、荷役物の流動を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る先端ノズルの構造を示す模式的な斜視図である。 従来の先端ノズルによる空気流及び、荷役物の流動を示す説明図である。

以下、図１〜４に基づいて、本発明の一実施形態に係るニューマチックアンローダの先端ノズルを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

まず、本実施形態の先端ノズル３０が適用されるニューマチックアンローダ１の全体構成から説明する。

図１に示すように、ニューマチックアンローダ１は、岸壁２側に配設された分離機３と、分離機３に空気管１５を介して接続された真空ブロア１６と、分離機３に揺動可能に接続されて横方向に延在する横搬送管４と、横搬送管４を揺動させる揺動機構１３と、横搬送管４の先端に接続されて下方に向かい屈曲するベンド管５と、ベンド管５の先端に接続されて略垂直に下方に延出する垂直搬送管６と、垂直搬送管６の先端に接続されると共に、船舶７に積載された荷役物（以下、粒状物質ともいう）の中に差し入れられる先端ノズル３０とを備える。さらに、ベンド管５と垂直搬送管６との間には、フレキシブルホース９が介設されており、垂直搬送管６と先端ノズル３０との間にはフレキシブルホース１０及び短管１１が介設されている。

横搬送管４は、分離機３に接続された大径管部４ａと、この大径管部４ａに摺動可能に挿入された小径管部４ｂとを含み、伸縮機構１２によって大径管部４ａと小径管部４ｂとを相対移動させることで伸縮可能に構成されている。垂直搬送管６は、大径管部６ａと、この大径管部６ａに摺動可能に挿入された小径管部６ｂとを含み、伸縮機構１７によって大径管部６ａと小径管部６ｂとを相対移動させることで伸縮可能に構成されている。

本実施形態において、荷役物としての粒状物質は空気と共に先端ノズル３０に吸い込まれた後、短管１１、フレキシブルホース１０、垂直搬送管６、フレキシブルホース９、ベンド管５、横搬送管４を介して分離機３へと導入される。そして、分離機３により空気から分離された粒状物質は岸壁コンベヤ１４又は他の船舶（不図示）に供給される一方、粒状物質から分離された空気は空気管１５から真空ブロア１６に吸入されるように構成されている。

次に、本実施形態に係る先端ノズル３０の詳細構造について説明する。

図２に示すように、先端ノズル３０は、その筒内を粒状物質の吸入流路とする内筒３１と、内筒３１の外周に間隔を隔てて装着された外筒３２と、この外筒３２の外周に等間隔で設けられた複数本（本実施形態では５本）の補助流路管４０とを備える。なお、補助流路管４０の本数は４本以下であってもよく、６本以上であってもよい。

図３に示すように、内筒３１は、その上端部を短管１１の先端に接続されており、下端部が粒状物質を吸入する吸入口３１ａを形成する。外筒３２は複数の外筒ストローク調整用ターンバックル３７（図２参照）によって内筒３１に吊り下げされており、外筒３２の上端部には二次空気吸込口３３が設けられている。外筒ストローク調整用ターンバックル３７により内筒３１と外筒３２との軸方向相対位置を調整して内筒３１の下端部と外筒３２の下端部との間のギャップ３４を変化させることにより二次空気流の流量を調整するように構成されている。なお、二次空気流の流量は、二次空気吸込口３３の開口面積を変化させることで調整されてもよい。

補助流路管４０は、外筒３２の外周に上下方向に延在する垂直流路管４１と、垂直流路管４１の下端部に接続されたＬ字状の第１エルボ継手４２と、第１エルボ継手４２に接続されて横方向に延在する横流路管４３と、横流路管４３の先端部に接続されたＬ字状の第２エルボ継手４４と、第２エルボ継手４４に接続されて上下方向に延在する先端流路管４５とを備える。

垂直流路管４１は、上端部に上昇空気吸込口５０が設けられた大径管部４１ａと、この大径管部４１ａに下方から摺動可能に挿入された小径管部４１ｂとを含み、アクチュエータ４６により大径管部４１ａと小径管部４１ｂとを相対移動させることで伸縮可能に構成されている。大径管部４１ａは、外筒３２の外周に周方向に設けられたノズル保護用の保護枠３８に図示しないブラケットを介して固定されている。また、大径管部４１ａには、空気流量を調整する電磁バルブ４７が設けられている。なお、アクチュエータ４６及び電磁バルブ４７はコントローラ６０と電気的に接続されており、コントローラ６０から出力される指示信号に応じて駆動を制御される。

横流路管４３は、その一端部を第１エルボ継手４２に接続されており、小径管部４１ｂの下端から先端ノズル３０の軸心Ｘに向かって横方向に延在する。この横流路管４３の長さは、軸心Ｘ側に臨む端部が吸入口３１ａの真下に位置されるように形成されている。先端流路管４５の下端部は第２エルボ継手４４に接続されており、先端流路管４５の上端部には吸入口３１ａに向けて空気を送出する上昇空気送出口５１が設けられている。

すなわち、本実施形態の先端ノズル３０では、内筒３１と外筒３２との間を通ってギャップ３４から吸入口３１ａに向かう二次空気流の他、補助流路管４０内を流れた後、上昇空気送出口５１から吸入口３１ａに向かう上昇空気流が作り出される。これにより、二次空気流から離れた深部の粒状物質に対しても上昇空気流により均一な吸引力が付与されて、粒状物質の吸入口３１ａへの流動が助勢されるように構成されている。

コントローラ６０は、操作者の操作に応じてアクチュエータ４６及び電磁バルブ４７の駆動を制御する。より詳しくは、このコントローラ６０には、予め作成した粒状物質の種類と先端流路管４５の上端部から外筒３２の下端部までの最適な距離（以下、クリアランスという）との関係を示すクリアランス設定マップ（不図示）及び、粒状物質の種類と電磁バルブ４７の最適なバルブ開度との関係を示すバルブ開度設定マップ（不図示）が記憶されている。本実施形態において、最適なクリアランスは、粒状物質の安息角に応じて、この安息角が小さいものほどクリアランスは大きくなるように設定されている。また、最適なバルブ開度は、粒状物質の質量に応じて、質量が重いものほどバルブ開度は大きくなるように設定されている。

コントローラ６０は、操作者により粒状物質の種類が選択されると、これらのマップから選択された種類に対応する最適なクリアランスと最適なバルブ開度とをそれぞれ読み取ると共に、アクチェータ４６及び電磁バルブ４７に指示信号として出力する。これにより、クリアランスが粒状物質の安息角に応じた最適なクリアランスに調整されると共に、上昇空気流が粒状物質の種類に応じた最適な流量に調整されるように構成されている。

次に、本実施形態に係るニューマチックアンローダの先端ノズル３０による作用効果について説明する。

先端ノズル３０が荷役物である粒状物質の中に差し入れられて真空ブロア１６が駆動すると、図４に示すように、内筒３１と外筒３２との間を通ってギャップ３４から吸入口３１ａに向かう二次空気流の他、補助流路管４０内を流れた後、上昇空気送出口５１から吸入口３１ａに向けて上昇する上昇空気流が作り出される。その結果、ギャップ３４の近傍にある粒状物質は二次空気流に沿って吸入口３１ａに流動すると共に、この二次空気流から離れた深部の粒状物質は上昇空気流により上昇されて吸入口３１ａへと流動する。すなわち、二次空気流のみならず、この二次空気流よりも粒状物質に直接的に作用する上昇空気流により、吸引される範囲の粒状物質には均一な吸引力が付与されるようになっている。

したがって、本実施形態の先端ノズル３０によれば、上昇空気流により二次空気流から離れた深部の粒状物質に対しても均一に吸引力を付与することが可能となり、荷役効率を確実に向上することができる。

また、二次空気流のみを用いる従来の先端ノズル構造と同程度の荷役効率で荷揚げを行う場合は、真空ブロア１６の稼働を抑えることが可能となり、この真空ブロア１６を駆動させる電動機の消費電力を効果的に抑制することができる。

また、上昇空気流の流量は、粒状物質の質量に応じて電磁バルブ４７を制御することで適宜調整されると共に、先端流路管４５の上端部と外筒３２の下端部との間のクリアランスは、粒状物質の安息角に応じてアクチュエータ４６の駆動を制御することで適宜調整される。

したがって、本実施形態の先端ノズル３０によれば、安息角に沿って自重落下する粒状物質を上昇空気送出口５１と吸入口３１ａとの間に効率よく流し入れ、かつ、粒状物質の質量に応じた上昇空気流を送出することが可能となり、荷役効率を粒状物質の種類に応じて効果的に向上することができる。

また、補助流路管４０の垂直流路管４１は外筒３２の外周に上下方向に延在し、補助流路管４０の横流路管４３は吸入口３１ａの下方に横方向に延在する。

したがって、本実施形態の先端ノズル３０によれば、補助流路管４０を先端ノズル３０の外周面及び先端部の保護枠としても機能させることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、図５に示すように、補助流路管４０の一部を構成する横流路管４３の先端部を環状に形成された環状流路管４９で周方向に連結し、この環状流路管４９に先端流路管４５を周方向に等間隔で接続してもよい。この場合は、互いに隣り合う横流路管４３が確実に固定され、特にノズル先端部の保護枠としての機能を効果的に向上することができる。

また、補助流路管４０を固定する場所は保護枠３８に限定されず、例えば外筒３２の外周面にブラケット等で直接固定してもよい。この場合も上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

１ ニューマチックアンローダ
３０ 先端ノズル
３１ 内筒
３１ａ 吸入口
３２ 外筒
４０ 補助流路管
４１ 垂直流路管
４２ 第１エルボ継手
４３ 横流路管
４４ 第２エルボ継手
４５ 先端流路管
４６ アクチェータ
４７ 電磁バルブ（流量調整バルブ）
６０ コントローラ

Claims (6)

1. 粒状物質を少なくとも一本の搬送管を介して吸入搬送することで荷役するニューマチックアンローダの先端ノズルであって、
   上端部が前記搬送管の先端に接続されると共に、下端部が粒状物質の吸入口を形成し、その中空部を粒状物質の吸入流路とする内筒と、
   前記内筒の外周を取り囲むと共に、その内周面と前記内筒の外周面との間で空気流路を形成する外筒と、
   前記外筒の外周に上下方向に延在すると共に、その下方端が前記外筒の下端部よりも下方から前記吸入口に向けて屈曲して形成され、その先端が前記吸入口に下方から臨んで開口する補助流路管と、
   前記補助流路管の先端開口と前記外筒の下端部との距離を可変にすべく、前記補助流路管を前記外筒に対して上下方向に移動させるアクチェータとを備え、
   前記空気流路を流れて前記吸入口に向かう空気流と、前記補助流路管を流れて前記吸入口に向かい上昇する空気流とにより、粒状物質の前記吸入口への流動が助勢され、
   前記アクチェータは、粒状物質の安息角が小さいほど前記距離を大きくするように前記補助流路管を移動させることを特徴とするニューマチックアンローダの先端ノズル。
2. 前記補助流路管に空気流量を調整する流量調整バルブを設け、前記流量調整バルブは、粒状物質の質量が重いほどバルブ開度が大きくされる請求項１に記載のニューマチックアンローダの先端ノズル。
3. 前記補助流路管の先端開口が、前記内筒の吸入口の真下に位置される請求項１又は２に記載のニューマチックアンローダの先端ノズル。
4. 前記補助流路管は、前記外筒の外周に所定間隔で複数設けられている請求項１から３の何れかに記載のニューマチックアンローダの先端ノズル。
5. 前記複数の補助流路管の下方端を周方向に連結する環状流路管をさらに備える請求項４に記載のニューマチックアンローダの先端ノズル。
6. 前記環状流路管の周方向に、前記吸入口に下方から臨んで開口する複数の開口孔を設けた請求項５に記載のニューマチックアンローダの先端ノズル。