JP5928717B2 - 水平スクリュー式サイロ及びこれを備えた貨物運搬船 - Google Patents

Description

この発明は、粉体、細粒、塊状又はペレット状、高水分含有物等の貨物を積載する水平スクリュー式サイロに関し、特に貨物運搬船に搭載又は船体の一部として一体的に組み込まれる水平スクリュー式サイロ及びこれを備えた貨物運搬船に関する。

近年、粉体、細粒、塊状、高水分含有物等の貨物を輸送する貨物運搬船が提案されている（特許文献１，２）。これらの貨物運搬船では、荷役効率を如何に高めるかが課題となる。

一方、積み付け効率が良く、荷役効率が高いサイロとして、水平スクリュー式サイロが従来より知られている。水平スクリュー式サイロは、陸上において例えば円筒形の貨物倉に貨物をばら積み状態で積載することができるので、これを貨物運搬船に適用することが検討されている。

しかし、貨物運搬船は、洋上を航行し、着岸時にも海面上に停泊するので、陸上の荷役設備に比べると傾斜や揺れが発生し、貨物の積荷役や揚荷役時に種々の不具合が生じることが予想される。

特開２００５−２５５０１４号公報 特開２０１０−２０２０１５号公報

この発明は、貨物の荷役時の傾斜や揺れに伴う荷役量の変動を抑えて安定した荷役を行うことができる水平スクリュー式サイロ及びこれを備えた貨物運搬船を提供することを目的とする。

本発明に係る水平スクリュー式サイロは、上部に貨物の供給口を有し粉状、粒状、塊状又はペレット状の貨物を収容する内部に筒形の壁面を有する貨物倉と、前記貨物倉の内部の上部位置に配置されて前記貨物倉の中心軸を旋回軸として旋回駆動され、先端が前記壁面側に向かって延びる旋回フレームと、前記中心軸を旋回軸とし前記旋回フレームに吊下げワイヤを介して吊り下げられて前記旋回フレームの旋回動作に従動して旋回移動すると共に、前記吊下げワイヤの巻き上げ又は繰り出し動作によって上下方向に移動し、前記貨物を前記貨物倉の中心部と前記壁面との間で水平方向に搬送して散布及び集荷を行うスクリュー式の水平搬送装置とを備え、前記水平搬送装置によって集荷された前記貨物を前記貨物倉の外部に排出する水平スクリュー式サイロにおいて、前記水平搬送装置は、前記中心軸から前記壁面側に向かって延びるスクリューフレーム部と、前記スクリューフレーム部に支持されて前記貨物を水平方向に搬送する水平スクリューと、前記中心軸から前記スクリューフレーム部とは反対方向に向かって延びる延長フレーム部と、この延長フレーム部に前記水平搬送装置の質量中心位置が前記中心軸に一致するように設けられた重錘とを有することを特徴とする。

本発明の一実施形態においては、前記貨物倉の中心に上下方向に延びるように固定配置されたセンターコラムを有し、このセンターコラムを介して前記水平搬送装置からの前記貨物を前記貨物倉の外部に排出する。

本発明の他の実施形態においては、前記重錘が、前記延長フレーム部及び前記重錘の質量中心から前記中心軸までの距離に前記延長フレーム部及び前記重錘の質量を乗じた値と、前記スクリューフレーム部及び前記水平スクリューの質量中心から前記中心軸までの距離に前記スクリューフレーム部及び前記水平スクリューの質量を乗じた値とが、略等しくなる位置に配置される。

本発明の更に他の実施形態においては、前記旋回フレームと前記水平搬送装置との前記吊下げワイヤによる接続点が、前記水平搬送装置の長手方向の両端及びその中央部の３箇所において、それぞれ短手方向に２箇所ずつの少なくとも６箇所設けられる。

本発明の更に他の実施形態においては、前記水平搬送装置の延長フレーム部は、前記スクリューフレーム部にピンヒンジ部を介して上下方向に回動可能に接続される。

本発明の更に他の実施形態においては、前記水平搬送装置の前記貨物倉の中心軸側に前記貨物を供給するための上下方向に伸縮自在なシュート部材が接続されている。

本発明の更に他の実施形態においては、前記重錘が、前記延長フレーム部に沿って移動可能な移動台車装置を介して配置される。

本発明に係る貨物運搬船は、上記記載の水平スクリュー式サイロを船倉に搭載したものである。

本発明によれば、貨物の荷役時の傾斜や揺れに伴う荷役量の変動を抑えて安定した荷役を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る水平スクリュー式サイロを搭載した貨物運搬船の全体構成を示す側方断面図である。 同貨物運搬船の上方平面図である。 図２のＡ−Ａ’拡大断面図である。 図３のＢ−Ｂ’拡大上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る水平スクリュー式サイロの水平搬送装置における質量バランスの関係を説明するための図である。 同水平スクリュー式サイロの水平搬送装置の一部拡大概要図である。 本発明の第２の実施形態に係る水平スクリュー式サイロを示す断面図である。 図７のＣ−Ｃ’拡大上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る水平スクリュー式サイロの水平搬送装置の吊り下げ時における影響を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る水平スクリュー式サイロの水平搬送装置の吊り下げ時における影響を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る水平スクリュー式サイロを示す断面図である。 図１１のＤ−Ｄ’拡大上面図である。 図１２のＥ−Ｅ’拡大断面図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る水平スクリュー式サイロ及びこれを備えた貨物運搬船を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る水平スクリュー式サイロを搭載した貨物運搬船の全体構成を示す側方断面図である。また、図２は貨物運搬船の上方平面図、図３は図２のＡ−Ａ’断面図、図４は図３のＢ−Ｂ’拡大断面図である。図１及び図２に示すように、貨物運搬船１は、粉状、粒状、塊状又はペレット状の貨物や高水分含有物の貨物などを運搬する船舶である。

貨物運搬船１は、底部の船底外板２の上に二重底板３を有すると共に、側面部に外側外板４を有する。また、貨物運搬船１は、上部に上甲板５が設けられている。船首部６と船体の前後方向に反対側の船尾部７の機関室の上には、船橋７ａを備えている。船首部６と船尾部７との間には、貨物Ｃを収容する例えば円筒形の水平スクリュー式サイロ１０を複数有している。貨物運搬船１は、例えば推進装置を有さないメガフロートや艀等も含むものである。

図３に示すように、水平スクリュー式サイロ１０は、筒形の例えば円筒形の貨物倉２０を備える。貨物倉２０の内部の中心部には、垂直方向に延びるセンターコラム１４が固定され、その上部に貨物倉２０の上部中央まで延びる旋回筒１１が設けられている。貨物倉２０の内部の上方位置には、旋回筒１１と共に旋回して先端が貨物倉２０の内壁面まで延びる旋回フレーム３０が設けられている。旋回フレーム３０には、水平搬送装置４０が吊り下げられている。水平搬送装置４０は、貨物Ｃの上面高さに応じて旋回フレーム３０からの吊り下げ量の制御によって上下方向の位置を制御されると共に旋回フレーム３０と共に旋回する。

旋回筒１１の上端には、上から貨物Ｃを投入するための供給シュート１１ｃが設けられている。供給シュート１１ｃの下方には、水平スクリューコンベア１２が配置され、水平スクリューコンベア１２の排出部には、上下方向に伸縮するテレスコピックシュート１３が配置されている。テレスコピックシュート１３の排出口は、水平搬送装置４０の旋回中心側端部上に位置している。水平搬送装置４０は、供給シュート１１ｃ、水平スクリューコンベア１２、テレスコピックシュート１３を介して受け入れた貨物Ｃを径方向の外側に向けて搬送し、その過程で貨物Ｃを径方向に平均的に散布する。また、水平搬送装置４０は、旋回フレーム３０による旋回動作で貨物Ｃを周方向にも均一に散布する。また、水平搬送装置４０は、貨物Ｃを掻き取って径方向の内側に搬送し、センターコラム１４を介して貨物倉２０の中央下端に払い出す。貨物倉２０から払い出された貨物Ｃは、排出コンベア１８を介して外部に排出される。なお、付着性が低い貨物Ｃを取り扱う場合には、上記供給シュート１１ｃ及び水平スクリューコンベア１２を、図示しない傾斜シュートに置き換えるようにしても良い。

次に各部の詳細について説明する。
貨物倉２０は、円筒側壁部２０ａと、この円筒側壁部２０ａの下端を塞ぐ底面部２０ｂと、円筒側壁部２０ａの上端を塞ぐ上面部２０ｃとを備えて構成されている。円筒側壁部２０ａの内面は、円筒壁面２０ｄを形成している。底面部２０ｂ及び上面部２０ｃは、平面形状の円板形の部材からなる。なお、底面部２０ｂは、図示のように水平に形成することもできるが、貨物倉２０からの排水性を考慮する場合には、外周側から中央側に向かって下がる構造となるように形成するようにしても良い。

水平スクリュー式サイロ１０の上面部２０ｃには、貨物を受け入れるための穴が形成されており、この穴の部分に旋回筒１１の上端が旋回軸受１１ａを介して回転可能に取り付けられている。旋回筒１１の中央には、固定の貨物供給口１１ｂから続く旋回筒１１と共に旋回する供給シュート１１ｃが配置されている。センターコラム１４は、旋回筒１１の下端部に軸受１１ｄを介して接続されている。センターコラム１４は、旋回筒１１の下端部から貨物倉２０の中心を通り底面部２０ｂまで延びており、底面部２０ｂに固定されている。図示は省略するが、センターコラム１４は、ほぼ全周にわたって開口し、上下方向に多段に並んで形成された受入部（受入口）を有し、後述する水平搬送装置４０でセンターコラム１４側に搬送されてくる貨物Ｃをその内部に搬入できるように構成されている。

円筒側壁部２０ａの円筒壁面２０ｄの上部には、円筒壁面２０ｄを一周するように円筒壁面２０ｄから断続的又は連続的に突出したレール受け部２０ｆが形成されている。このレール受け部２０ｆの上面には円筒壁面２０ｄに沿ったレール部２０ｅが設けられている。旋回フレーム３０は、中央部を旋回筒１１に支持され、両端が円筒壁面２０ｄのレール部２０ｅに支持されている。旋回フレーム３０は、旋回筒１１と共に旋回駆動される。なお、図３に示す構成では、レール部２０ｅを円筒壁面２０ｄのレール受け部２０ｆに設けているが、例えば上面部２０ｃに設けられたレール受け部２０ｆに対して設けるようにしてもよい。

また、旋回フレーム３０の円筒壁面２０ｄ側の端部には、レール部２０ｅ上を移動するための走行車輪３１や、この走行車輪３１を駆動するための駆動装置３２が設けられている。また、旋回フレーム３０の上部には、吊下げワイヤ３４を巻き取るためのウィンチ３５やワイヤシーブ３６が設けられている。

水平搬送装置４０は、旋回フレーム３０に水平状態を維持した状態で複数の接続点３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（図４参照）で吊下げワイヤ３４に接続され、この吊下げワイヤ３４によって吊り下げられている。旋回フレーム３０は、ウィンチ３５によりこの吊下げワイヤ３４を旋回フレーム３０上のワイヤシーブ３６を介して巻き取ったり、繰り出したりすることで、水平搬送装置４０全体を上下移動可能に支持している。

水平搬送装置４０は、図４に示すように、例えばセンターコラム１４の周囲に配置された旋回ローラユニット４５と上記吊下げワイヤ３４とを介して、貨物倉２０内を旋回及び上下移動可能に取り付けられている。水平搬送装置４０は、貨物倉２０内の貨物Ｃを、貨物倉２０の中心部（ここでは、センターコラム１４）と円筒壁面２０ｄとの間で水平方向に搬送して散布及び集荷を行うものである。なお、旋回ローラユニット４５は、本例ではセンターコラム１４に対して水平方向に加わる力のみを支持する構造であるため、上下方向には自在に動けるように構成されている。

水平搬送装置４０は、貨物倉２０の中心軸から円筒壁面２０ｄに向かって径方向に延びるスクリューフレーム部４８と、中心軸からスクリューフレーム部４８とは反対方向に向かって延びる延長フレーム部４９とを有する。スクリューフレーム部４８及び延長フレーム部４９は、例えば旋回ローラユニット４５に一体接合されている。スクリューフレーム部４８は、貨物倉２０内の貨物Ｃを水平方向に搬送するための、水平搬送装置４０の長手方向に延びてその短手方向に並設された一対の水平スクリュー４１，４２を支持する。また、スクリューフレーム部４８は、水平スクリュー４１，４２を駆動するための駆動機４３，４４を円筒壁面２０ｄ側の端部に備える。駆動機４３，４４は、更にそれぞれ水平スクリュー４１，４２のスクリュー軸に取り付けられており、これにより、駆動機４３，４４が作動することにより発生する転倒反力をスクリューフレーム部４８が受け止めて駆動機４３，４４が転倒しないように構成されている。

なお、接続点３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、図４に示すように、水平搬送装置４０の長手方向の両端及びその中央部の３箇所において、それぞれ短手方向２箇所ずつの少なくとも６箇所設けられている。具体的には、接続点３４ａはスクリューフレーム部４８の円筒壁面２０ｄ側端部に、接続点３４ｂはスクリューフレーム部４８のセンターコラム１４側端部に、接続点３４ｃは延長フレーム部４９の円筒壁面２０ｄ側端部に、それぞれスクリューフレーム部４８及び延長フレーム部４９の短手方向に２箇所、計６箇所設けられている。なお、例えば接続点３４ｂを省略して４箇所とすることも可能であるが、より好適には６箇所以上で接続するようにすれば、水平搬送装置４０のスクリューフレーム部４８及び延長フレーム部４９の剛性を４箇所接続のときよりも低く構成することができ、経済的に望ましい。

更に、水平搬送装置４０は、延長フレーム部４９側の円筒壁面２０ｄに近い端部に設けられた重錘５０を備える。重錘５０は、図５に示すように、水平搬送装置４０の中心軸Ｐを通る径方向に延びる中心線Ｓ上に、水平搬送装置４０全体に関する質量中心が中心軸Ｐとほぼ一致するような位置に配置される。

スクリューフレーム部４８には、円筒壁面２０ｄに近い端部に、水平スクリュー４１，４２を駆動する駆動機４３，４４が貨物倉２０の径方向に異なる位置に設けられている。水平スクリュー４１は、図４及び図６に示すように、揚荷役時の水平搬送装置４０の旋回方向Ｔ（図６中矢印参照）の先行側（前方側）に配置され、水平スクリュー４２は後続側（後方側）に配置されている。各水平スクリュー４１，４２は、本例では水平スクリュー４１のスクリュー外径が水平スクリュー４２のスクリュー外径よりも小さくなるように、異径のスクリュー外径を備えて構成され、例えば積載されている貨物Ｃの上面ＣＳから深さＤ１だけ貨物Ｃを掻き取り可能に配置されている。スクリュー外径が上記のように異径に形成されることにより、例えば水平スクリュー４１が深さＤ１よりも浅い貨物Ｃを掻き取った後に、残りの貨物Ｃを水平スクリュー４２が掻き取って、一度の動作で深さＤ１に相当する厚さの貨物Ｃを掻き取り可能な構成となっている。

水平搬送装置４０の水平スクリュー４１，４２は、貨物Ｃを貨物倉２０の中心と円筒壁面２０ｄとの間で水平方向に搬送し、散布や分散、集荷や収集を行うものである。これらは、相互に逆方向に回転するように駆動機４３，４４により駆動される。

水平スクリュー４１，４２は、例えば正回転では貨物Ｃが円筒壁面２０ｄ側に移動し、逆回転では貨物Ｃがセンターコラム１４側に移動するように構成されている。

テレスコピックシュート１３は、水平スクリューコンベア１２からの貨物Ｃを、水平搬送装置４０に対して貨物Ｃの自由落下により供給するものであり、水平搬送装置４０の上下移動に伴って、伸縮するように構成されている。水平スクリューコンベア１２は、旋回フレーム３０の旋回に伴って旋回し、この水平スクリューコンベア１２の一端側が供給シュート１１ｃの下方に配置され、他端側がテレスコピックシュート１３の上方に配置されている。

テレスコピックシュート１３の下端は、水平スクリュー４１，４２間のセンターコラム１４の近傍位置に配置される。従って、テレスコピックシュート１３は、積荷役の際に貨物Ｃを旋回する水平搬送装置４０の上に確実に落とすためのフィーダの役割を担っている。

また、図３に示すように、水平スクリュー式サイロ１０の外部の揚荷役設備として、一端側がセンターコラム１４の排出口２９の下方に配置された水平方向搬送を行う排出コンベア１８と、この排出コンベア１８の他端側から貨物Ｃを上方向に搬送する上方向搬送装置８（図１参照）とを備える。揚荷役設備は、その他、図示は省略するが、上甲板５上に設けられた水平搬送装置や、陸上側荷役設備と接続される接続用搬送装置８ａ（図１参照）等を備えて構成される。

排出コンベア１８は、例えばスクリューコンベアやベルトコンベア等で構成される。上方向搬送装置８は、排出コンベア１８で搬送された貨物Ｃを、例えば上甲板５上に搬送する装置であり、垂直方向又は斜め上下方向に配置されたスクリューコンベア、ベルトコンベア、バケットコンベア等で構成され、船首部６側、船尾部７側、又はこれらの中央部分等に配置される。

接続用搬送装置８ａは、上方向搬送装置８で搬送された貨物Ｃを接続部を介して、陸上側荷役設備に搬送する装置であり、陸上側荷役設備に貨物Ｃを搬送することができる。

一方、水平スクリュー式サイロ１０の外部の積荷役設備としては、図２に示すように、一端が接続用搬送装置８ｂと接続された分配装置８ｃに接続されると共に他端が水平スクリュー式サイロ１０の貨物供給口１１ｂに接続された供給装置９を備える。陸上側荷役設備から搬送された貨物Ｃは、接続用搬送装置８ｂを介して分配装置８ｃにて分配され、各供給装置９を通して水平スクリュー式サイロ１０に適宜分配供給される。

供給装置９は、分配装置８ｃから供給される貨物Ｃを水平方向に搬送して、各水平スクリュー式サイロ１０の貨物供給口１１ｂに供給する装置である。この供給装置９は、例えば水平方向のスクリューコンベア、ベルトコンベア、バケットコンベア等で構成される。

ここで、水平スクリュー式サイロ１０を利用した積荷役について説明する。積荷役は、貨物Ｃを、陸上側荷役設備、接続用搬送装置８ｂ、分配装置８ｃ、供給装置９、水平スクリュー式サイロ１０の上部の貨物供給口１１ｂ、供給シュート１１ｃ、水平スクリューコンベア１２、テレスコピックシュート１３、水平搬送装置４０を経由して、貨物倉２０内に収容する荷役である。

すなわち、まず、貨物運搬船１が積荷地の岸壁に着岸すると、図示しない接続部により陸上側荷役設備と分配装置８ｃとを接続用搬送装置８ｂを介して接続する。そして、陸上側荷役設備から搬送された貨物Ｃを、接続用搬送装置８ｂを介して分配装置８ｃに供給し、供給装置９を介して各水平スクリュー式サイロ１０の貨物倉２０の上部に設けられた貨物供給口１１ｂに供給する。

貨物供給口１１ｂに供給された貨物Ｃは、供給シュート１１ｃから水平スクリューコンベア１２に落下し、水平方向に搬送されてテレスコピックシュート１３に供給される。テレスコピックシュート１３に供給された貨物Ｃは、テレスコピックシュート１３内を自由落下等することにより、水平搬送装置４０のセンターコラム１４側に搬送される。

水平搬送装置４０は、水平搬送装置４０に搬送された貨物Ｃが、例えば水平スクリュー４１，４２を正回転させることにより、水平搬送装置４０のセンターコラム１４側から円筒壁面２０ｄ側に水平搬送されるように構成されている。また、積荷役開始前に、水平搬送装置４０は、予め設定されている水平搬送装置４０の貨物倉２０内における下限位置レベルから所定の高さを維持する位置に移動される。

このような状態となった水平搬送装置４０に搬送された貨物Ｃは、水平搬送され、水平スクリュー４１，４２の近傍、下方の空間に、センターコラム１４側から円筒壁面２０ｄ側に向かって水平搬送装置４０に沿って順次収容される。このように、貨物Ｃは、貨物倉２０の遠心方向（放射方向）に散布される。

そして、この遠心方向の一帯に貨物Ｃが均されて収容されると、旋回フレーム３０を予定の角度だけ旋回させて水平搬送装置４０を円周方向（積荷役時の旋回方向Ｔ’、図４中矢印参照）に移動させ、更にその遠心方向の一帯に貨物Ｃを均して収容する。この処理を繰り返し或いは連続的に行って、水平搬送装置４０を中心軸Ｐを中心に３６０°旋回させて一周させると、その高さにおける貨物Ｃの均し及び収容の積荷が終了する。積荷役では、このような水平搬送装置４０の旋回によって、貨物Ｃを貨物倉２０の円周方向に均等に散布して収容する。

そして、円筒形の貨物倉２０における一周分の貨物Ｃの均し及び収容が終了した後、旋回フレーム３０のウィンチ３５により水平搬送装置４０を吊り下げている吊下げワイヤ３４を巻き上げて、水平搬送装置４０の高さを所定量高くする。その後、この高さにおける一周分の貨物Ｃの均し及び収容が終了したら、更に水平搬送装置４０の高さを所定量高くする。

このような処理を繰り返して、貨物Ｃの均し及び収容を底面部２０ｂの直上から満載状態まで行うことで貨物倉２０内に貨物Ｃを満載状態とし、積荷役を終了する。貨物倉２０内への貨物Ｃの積荷役を各水平スクリュー式サイロ１０で同時並行又は順次行って、全ての水平スクリュー式サイロ１０を貨物Ｃの満載状態とする。これにより、水平スクリュー式サイロ１０への貨物Ｃの積荷役を完了する。

次に、水平スクリュー式サイロ１０を利用した揚荷役について説明する。揚荷役は、水平スクリュー式サイロ１０の貨物倉２０内に積載された貨物Ｃを、水平搬送装置４０、センターコラム１４、排出コンベア１８、上方向搬送装置８、上甲板５上の水平搬送装置及び接続用搬送装置８ａを経由して、陸上側荷役設備に揚荷する荷役である。

すなわち、まず、貨物運搬船１が揚荷地の岸壁に着岸すると、接続部により陸上側荷役設備と接続用搬送装置８ａとを接続する。次に、水平搬送装置４０の水平スクリュー４１，４２を積荷役のときとは逆回転させ、その後、旋回フレーム３０から水平搬送装置４０を吊り下げている吊下げワイヤ３４をウィンチ３５により繰り出して、水平搬送装置４０を、その高さが搭載している貨物Ｃの上面ＣＳに対して、所定の相対高さとなるように移動させる。

次に、旋回フレーム３０を所定の旋回速度で旋回させ、水平搬送装置４０を積荷役のときとは反対の旋回方向Ｔに旋回させることにより、貨物Ｃを水平搬送装置４０の円筒壁面２０ｄ側からセンターコラム１４側へ掻き取りながら水平搬送する。この水平搬送により、貨物Ｃは、水平搬送装置４０の排出端から、センターコラム１４の受入部を通ってセンターコラム１４内に搬入され、内部で落下してセンターコラム１４の下部に搬送される。

そして、旋回フレーム３０を連続的に旋回させ、水平搬送装置４０を中心軸Ｐ周りに３６０°旋回させると、その高さにおける貨物Ｃのセンターコラム１４への搬送が終了する。揚荷役では、このような水平搬送装置４０の旋回によって、貨物Ｃを貨物倉２０からセンターコラム１４に集荷する。なお、旋回フレーム３０の旋回速度を制御することによって、時間当たりの揚荷量を制御することができる。

そして、円筒形の貨物倉２０における一周分の貨物Ｃの集荷が終了すると、旋回フレーム３０から水平搬送装置４０を吊り下げている吊下げワイヤ３４を繰り出して、水平搬送装置４０の高さを所定量低くする。その後、この高さにおける一周分の貨物Ｃの集荷が終了したら、更に水平搬送装置４０の高さを所定量低くする。

このような処理を繰り返して、貨物Ｃの集荷を貨物倉２０内で満載状態の貨物Ｃの上面ＣＳから底面部１０ｂの直上まで行うことで、貨物倉２０内の貨物Ｃをセンターコラム１４内に集荷して空荷状態とする。センターコラム１４の下部に搬送され排出口２９から排出された貨物Ｃを、水平スクリュー式サイロ１０の下方に配置された排出コンベア１８により水平方向に搬送する。

そして、この排出コンベア１８により搬送された貨物Ｃを、上方向搬送装置８により上甲板５上に搬送し、上甲板５上の水平搬送装置、接続用搬送装置８ａ及び接続部を介して陸上側荷役設備に搬送する。これを、各水平スクリュー式サイロ１０の貨物倉２０内の貨物Ｃの全てについて行う。これにより、水平スクリュー式サイロ１０の揚荷役を完了する。なお、例えば自由安息面を形成して自然落下（降下）により排出可能な貨物を扱うように構成したセンターコラム１４を有さない構造の水平スクリュー式サイロ１０においては、水平搬送装置４０の各フレーム部４８，４９の円筒壁面２０ｄ側の端部に、円筒壁面２０ｄと接触回転するローラ（図示せず）を設け、排出口２９の直下に図示しない振動払出装置を設け、更に底面部２０ｂの表面が貨物倉２０の外周側から中央に向かって傾斜するように構成することで、上記と同様に水平搬送装置４０を安定的に旋回させて貨物Ｃを収容、排出することができる構造を実現可能である。

次に、本実施形態において、延長フレーム部４９及び重錘５０を設ける理由について説明する。すなわち、仮に水平搬送装置４０がスクリューフレーム部４８側の構成のみを備えたものであるとすると、水平搬送装置４０の質量中心位置が、その旋回動作の中心軸Ｐから径方向に離れた位置となる。

この場合、旋回中心軸Ｐと鉛直方向とが一致している場合には、水平搬送装置４０の各質点に作用する重力の方向と旋回中心軸Ｐとは鉛直方向にあることになるため、重力による水平搬送装置４０の旋回モーメントは発生しないこととなる。しかし、船体が傾いたり揺れるなどして水平搬送装置４０の旋回中心軸Ｐが鉛直方向に対して傾いた場合には、各質点に作用する重力の方向と旋回中心軸Ｐの方向とが異なることになり、水平搬送装置４０には旋回中心軸Ｐを中心とした旋回モーメントが発生してしまう。このような旋回モーメントが発生すると、水平搬送装置４０は、旋回フレーム３０から吊下げワイヤ３４で吊り下げられているので、旋回フレーム３０の動きに追従させて水平搬送装置４０を一定の速度で旋回動作させることが困難になる。これより、水平スクリュー４１，４２による貨物Ｃの掘削量が一定にならず、水平スクリュー式サイロ１０からの貨物Ｃの払出量（時間当たりの揚荷量）が設定量に対して変動したり、散布が不均一になったりする。

このような不具合を防止するため、本実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０では、水平搬送装置４０に、旋回中心軸Ｐからスクリューフレーム部４８とは反対方向に延びる延長フレーム部４９を設け、水平搬送装置４０の質量中心位置が旋回中心軸Ｐと一致するように重錘５０を具備するように構成した。すなわち、図５に示すように、重錘５０の質量と重錘５０の配置位置は、スクリューフレーム部４８及びこれに加わる質量Ｍ１と、これらの質量中心から旋回中心軸Ｐまでの距離Ｌ１との積（Ｍ１×Ｌ１）と、延長フレーム部４９及びこれに加わる質量並びに重錘５０の質量Ｍ２と、これらの質量中心から旋回中心軸Ｐまでの距離Ｌ２との積（Ｍ２×Ｌ２）とが、ほぼ等しくなるように決定される。

この場合には、旋回中心軸Ｐと水平搬送装置４０に関する全質量中心とが一致することとなり、上記のように船体の傾きや揺れなどにより旋回中心軸Ｐが鉛直方向から逸脱しても、重力による旋回モーメントが水平搬送装置４０に発生しない構造とすることができる。従って、旋回フレーム３０の旋回による旋回モーメントのみが安定的に水平搬送装置４０に作用するので、水平搬送装置４０の安定した旋回が可能となる。

このように、本発明の第１の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０を備えた貨物運搬船１では、水平搬送装置４０が、旋回フレーム３０の旋回による旋回モーメントのみが安定的に作用するように、旋回中心軸Ｐと水平搬送装置４０に関する全質量の中心とが一致するような条件の下で構成されたスクリューフレーム部４８、延長フレーム部４９及び重錘５０を備える。

これにより、水平スクリュー式サイロ１０の貨物倉２０内での貨物Ｃの各荷役時に船体の傾きや揺れが発生したとしても、水平搬送装置４０を安定的に旋回させて発生した傾きや揺れに伴う時間当たりの荷役量の変動を抑えることができるので、安定した積荷役や揚荷役を行うことが可能となる。

［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る水平スクリュー式サイロを示す断面図である。図８は、図７のＣ−Ｃ’拡大上面図である。また、図９及び図１０は、水平搬送装置の吊り下げ時における影響を説明するための図であり、図９は第１の実施形態に対応し、図１０は第２の実施形態に対応している。なお、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を割愛する。

図７及び図８に示すように、第２の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０Ａは、水平搬送装置４０の一部を構成する延長フレーム部４９の一部構成が異なる点が、第１の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０と相違している。すなわち、第２の実施形態における水平搬送装置４０は、スクリューフレーム部４８及び延長フレーム部４９を備える点は同じであるが、延長フレーム部４９の一部が、上述した中心線Ｓに直交する線上において、ピンヒンジ部４７を介してスクリューフレーム部４８に接続されている点が異なっている。

これにより、延長フレーム部４９は、貨物倉２０の上下方向にピンヒンジ部４７を中心としてある程度回動可能に接続される。このように構成することにより、第１の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０で採用した、水平搬送装置４０を３箇所（実際は２倍の６箇所）の接続点３４ａ，３４ｂ，３４ｃで吊り下げ支持することで発生しうる不具合を解消することが可能となる。

すなわち、図９に示すように、第１の実施形態の水平搬送装置４０を側方から見て３箇所の接続点３４ａ，３４ｂ，３４ｃで吊り下げ支持した場合、水平搬送装置４０は３点で旋回フレーム３０に支持されることになる。この場合、吊下げワイヤ３４の初期設定時の吊り点における張力の不均一や延びの影響等により、次のような状態になる場合がある。

例えば、接続点３４ｃが旋回中心軸Ｐの近傍の接続点３４ｂと比べて、初期設定時に旋回フレーム３０からの距離が長くなる位置に設定された場合や、運転中の吊下げワイヤ３４の延びによって旋回フレーム３０からの距離が長くなった場合には、図９中二点鎖線で示すように、延長フレーム部４９側の質量により、水平スクリュー４１，４２を備えたスクリューフレーム部４８が持ち上がり、接続点３４ａの吊下げワイヤ３４が予定した張力よりも小さな張力で吊り下げられることとなる。

水平スクリュー４１，４２の回転により貨物Ｃを掻き取りや水平搬送する際に発生するスクリューフレーム部４８を上向きに持ち上げようとする力に対する抵抗力は、スクリューフレーム部４８の自重によって担保されているが、上記のような場合は水平搬送装置４０全体が二点鎖線で示すように傾く傾向にあり、安定した掻き取り等ができなくなる可能性がある。

これに対し、図１０に示すように、第２の実施形態の水平搬送装置４０のように、延長フレーム部４９をピンヒンジ部４７を介して接続した場合は、接続点３４ｃにおける旋回フレーム３０からの距離が接続点３４ｂにおけるものよりも長くなったとしても、ピンヒンジ部４７を中心として延長フレーム部４９側のみが図１０中二点鎖線で示すように傾き、スクリューフレーム部４８側へ影響を与えることはなく、接続点３４ａ，３４ｂの吊下げワイヤ３４の張力へ影響を及ぼすことはない。このため、スクリューフレーム部４８を持ち上げようとする力に対する抵抗力は、設計時に予定した値となる。これにより、安定的に荷役を行うことが可能となる。

［第３の実施形態］
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る水平スクリュー式サイロを示す断面図である。図１２は図１１のＤ−Ｄ’拡大上面図、図１３は図１２のＥ−Ｅ’拡大断面図である。図１１〜図１３に示すように、第３の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０Ｂは、水平搬送装置４０における重錘５０の配置構造が異なる点が、第２の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０Ａと相違している。

前述したように、例えばテレスコピックシュート１３は伸縮するため、伸縮状態によって水平搬送装置４０のスクリューフレーム部４８側に加わる質量が変化する場合がある。また、延長フレーム部４９側に加わる質量も、関連する各部（関連機器等）の状態によって変化する場合がある。このような場合には、延長フレーム部４９側の重錘５０の位置を変化させることにより、上記旋回モーメントの問題を解決することが可能である。すなわち、第３の実施形態における水平搬送装置４０は、スクリューフレーム部４８及びピンヒンジ部４７を有する延長フレーム部４９を備える点は同じであるが、重錘５０が移動台車部５１を介して延長フレーム部４９に取り付けられている点が異なっている。

移動台車部５１は、上述した中心線Ｓに沿って延長フレーム部４９に取り付けられている。移動台車部５１は、重錘５０を載置すると共に中心線Ｓに沿って移動自在な台車５９と、この台車５９に接続されたつば付きの車輪５６と、この車輪５６が移動する凹状の移動用レール５５とにより構成されている。また、移動台車部５１は、移動用レール５５の上部に設けられたラック５４と、このラック５４に噛み合うピニオン５３と、このピニオン５３を回転駆動する駆動機５２とを備えて構成されている。

移動用レール５５は、延長フレーム部４９の上部に固定取付され、駆動機５２は、台車５９に固定された図示しない回転止め用の金具を備えている。台車５９は、駆動機の駆動によりピニオン５３が回転し、ラック５４と噛み合うことで径方向に移動する。なお、移動台車部５１には、台車５９の移動範囲を制限する移動範囲における前進限と後退限を検知する図示しないセンサと、ピニオン５３の駆動軸の回転数を積算するエンコーダとを備えている。

エンコーダにより台車５９の移動範囲内における位置を検知することができ、上記センサからの前進限及び後退限の検知信号によりエンコーダの積算値をリセットすることができるように構成されている。なお、水平搬送装置４０の上下方向の位置と移動台車部５１の台車５９の位置との関係は、予め計算により求められている。この計算結果を用いて、移動台車部５１の台車５９の位置は、水平搬送装置４０の上下方向の位置に連動して制御される。

このように構成された第３の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ１０Ｂでは、上述したようなテレスコピックシュート１３の伸縮等により、水平搬送装置４０の上下方向の位置変化により影響する水平搬送装置４０にかかわる質量の変化が生じる場合でも、移動台車部５１の台車５９を移動させて重錘５０を含む台車５９に関連する全質量の質量中心位置を変化させ、水平搬送装置４０にかかわる全質量の中心と旋回中心軸Ｐとが一致するように制御することが可能となる。これにより、水平搬送装置４０の旋回中心軸が傾いても水平搬送装置４０に重力による旋回モーメントが発生しないようにすることができ、水平搬送装置４０を旋回フレーム３０の旋回に安定的に追従させて旋回させることが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、好ましい一例として貨物倉２０が円筒形である場合について説明したが、本発明における筒形は、円筒形、楕円筒形、多角筒形等を含むものである。

また、本発明における貨物倉２０の中心部（中心軸の位置）は、貨物倉２０の内部に円を仮想し、この仮想した円の中心を指す。そして、好ましい中心位置は、貨物倉２０が円筒形の場合は円の中心であり、貨物倉２０が円筒形以外の場合（多角形や楕円形の場合）は、次のようになる。すなわち、円筒形以外で（ａ）貨物倉２０の形状が矩形の場合や、対辺が互いに平行となる多角筒形の場合は、各辺と対辺の中点を結ぶ線の交点を貨物倉２０の中心部とする。また、貨物倉２０の形状が円筒形以外で上記（ａ）以外の場合は、筒形の壁面の少なくとも２箇所に内接し、壁面と交差しない最大直径の円を仮想し、この仮想した円の中心を貨物倉２０の中心部とする。なお、条件次第で複数の円が仮想される場合は、その中の任意の一つを選択し、選択した仮想円の中心を貨物倉２０の中心部としても良い。

１ 貨物運搬船
１０ 水平スクリュー式サイロ
１１ 旋回筒
１２ 水平スクリューコンベア
１３ テレスコピックシュート
１４ センターコラム
２０ 貨物倉
３０ 旋回フレーム
３４ 吊下げワイヤ
４０ 水平搬送装置
４１，４２ 水平スクリュー
４３，４４ 駆動機
４５ 旋回ローラユニット
４７ ピンヒンジ部
４８ スクリューフレーム部
４９ 延長フレーム部
５０ 重錘

Claims (8)

1. 上部に貨物の供給口を有し粉状、粒状、塊状又はペレット状の貨物を収容する内部に筒形の壁面を有する貨物倉と、
   前記貨物倉の内部の上部位置に配置されて前記貨物倉の中心軸を旋回軸として旋回駆動され、先端が前記壁面側に向かって延びる旋回フレームと、
   前記中心軸を旋回軸とし前記旋回フレームに吊下げワイヤを介して吊り下げられて前記旋回フレームの旋回動作に従動して旋回移動すると共に、前記吊下げワイヤの巻き上げ又は繰り出し動作によって上下方向に移動し、前記貨物を前記貨物倉の中心部と前記壁面との間で水平方向に搬送して散布及び集荷を行うスクリュー式の水平搬送装置とを備え、
   前記水平搬送装置によって集荷された前記貨物を前記貨物倉の外部に排出する水平スクリュー式サイロにおいて、
   前記水平搬送装置は、
   前記中心軸から前記壁面側に向かって延びるスクリューフレーム部と、
   前記スクリューフレーム部に支持されて前記貨物を水平方向に搬送する水平スクリューと、
   前記中心軸から前記スクリューフレーム部とは反対方向に向かって延びる延長フレーム部と、
   この延長フレーム部に前記水平搬送装置の質量中心位置が前記中心軸に一致するように設けられた重錘とを有する
   ことを特徴とする水平スクリュー式サイロ。
2. 前記貨物倉の中心に上下方向に延びるように固定配置されたセンターコラムを有し、このセンターコラムを介して前記水平搬送装置からの前記貨物を前記貨物倉の外部に排出する
   ことを特徴とする請求項１記載の水平スクリュー式サイロ。
3. 前記重錘は、前記延長フレーム部及び前記重錘の質量中心から前記中心軸までの距離に前記延長フレーム部及び前記重錘の質量を乗じた値と、前記スクリューフレーム部及び前記水平スクリューの質量中心から前記中心軸までの距離に前記スクリューフレーム部及び前記水平スクリューの質量を乗じた値とが、略等しくなる位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の水平スクリュー式サイロ。
4. 前記旋回フレームと前記水平搬送装置との前記吊下げワイヤによる接続点は、前記水平搬送装置の長手方向の両端及びその中央部の３箇所において、それぞれ短手方向に２箇所ずつの少なくとも６箇所設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の水平スクリュー式サイロ。
5. 前記水平搬送装置の延長フレーム部は、前記スクリューフレーム部にピンヒンジ部を介して上下方向に回動可能に接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の水平スクリュー式サイロ。
6. 前記水平搬送装置の前記貨物倉の中心軸側に前記貨物を供給するための上下方向に伸縮自在なシュート部材が接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の水平スクリュー式サイロ。
7. 前記重錘は、前記延長フレーム部に沿って移動可能な移動台車装置を介して配置されている
   ことを特徴とする請求項６項記載の水平スクリュー式サイロ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項記載の水平スクリュー式サイロを船倉に搭載した貨物運搬船。

Images