JP5940412B2

JP5940412B2 - アンローダ

Info

Publication number: JP5940412B2
Application number: JP2012178423A
Authority: JP
Inventors: 治彦続木
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-08-10
Also published as: JP2014034468A

Description

本発明は、対象物を荷揚げするアンローダに関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１のアンローダが知られている。このアンローダは、ばら物を吊り上げるグラブバケットと、グラブバケットのばら物を受け取りホッパに搬送するトラバーサとを備えたものである。このアンローダでは、グラブバケットの巻き下げ時に発生する回生電力をトラバーサの移動電力の一部として使用することにより、消費電力の低減を可能としている。

特開２０１１−２１３４６１号公報

しかしながら、上記のアンローダでは、グラブバケットが吊り上げたばら物を、単にトラバーサが投下するものであるため、ばら物の上げ下げで生じるエネルギーを有効活用できておらず、エネルギー効率が低いという問題がある。

この問題に鑑み、本発明は、荷の上げ下げで生じるエネルギーを有効活用し、エネルギー効率を向上させたアンローダを提供することを目的とする。

本発明のアンローダは、対象物を荷揚げする荷揚げ部と、荷揚げ部を先端に支持し、起伏可能なブームと、荷揚げ部によって荷揚げされた対象物を搬送する搬送部と、搬送部によって搬送された対象物を落下させる落下部と、落下部を落下する対象物の落下エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部と、を備え、搬送部は、ブームに配置されており、変換部は、対象物の衝突により回転する羽根車を有し、落下部は、対象物を羽根車の羽根に衝突させるように、対象物を案内する案内部と、筒状のシュートと、を備え、シュートは、上方に向かうに従って、その内部空間の領域が大きくなるように形成されており、対象物は、シュートの内部を落下し、羽根車は、シュートの下端側に設けられている。

このような変換部を備えた構成によれば、対象物を荷揚げしたときの位置エネルギーが対象物の落下時に電気エネルギーに変換されることとなる。よって、変換後の電気エネルギーを利用可能となるため、荷の上げ下げで生じるエネルギーを有効活用することができ、エネルギー効率を向上させることができる。また、変換部は、対象物の衝突により回転する羽根車を有する。よって、落下エネルギーを電気エネルギーに変換しエネルギーを有効活用するための構成を簡易な構造で実現できる。また、落下部は、対象物を羽根車の羽根に衝突させるように、対象物を案内する案内部を備えている。よって、より大量の対象物を羽根に衝突させることができるため、エネルギー効率をより向上させることができる。また、落下部は、筒状のシュートを備え、対象物は、シュートの内部を落下する。従って、対象物がシュートの内部を落下することによって対象物から発生する粉塵等の拡散を抑制することができる。

また、荷揚げ部は、対象物を連続的に荷揚げするようにしてもよい。この場合、荷揚げ部が連続的に対象物を荷揚げすることにより、落下部に連続的に対象物が落下することとなるため、落下エネルギーを連続的に電気エネルギーに変換できることとなり、大量且つコンスタントに電気エネルギーを得ることができる。

また、羽根車は、シュートの下端側に設けられていてもよく、更に、シュートの下側には対象物を貯蔵するホッパが設けられており、羽根車は、ホッパにおける対象物の貯蔵限界高さよりも高い位置に設けられていてもよい。この場合、落下部の上端と、羽根車との上下距離を長くすることができるため、落下エネルギーを大きくすることによってより多くの電気エネルギーを得ることができる。

また、シュートには、内部を視認可能な覗き窓が設けられていてもよい。この場合、シュート内部の羽根車がシュートの外側から視認可能となるため、シュート内部の羽根車等のメンテナンスを容易に行うことができる。

本発明によれば、荷の上げ下げで生じるエネルギーを有効活用し、エネルギー効率を向上させたアンローダを提供することができる。

本発明の実施形態に係るアンローダを示す図である。図１のアンローダのバケットエレベータ上部の一部破断斜視図である。図１のアンローダにおける落下部の内部を示す斜視図である。図１のアンローダにおける落下部を図３の反対方向から見たときの斜視図である。図３の落下部におけるシュートの下部とホッパの内部とを示す側面図である。図１のアンローダにおける電気系統の概略構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るアンローダの実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、アンローダ１は、バケットエレベータ式の船舶用連続アンローダ（ＣＳＵ）であり、船舶の船倉１０３から対象物であるバラ荷Ｍ（例えば、コークスや鉱石等）を連続的に陸揚げする装置である。アンローダ１は、岸壁１０１と平行に敷設された２本のレール３ａにより、当該岸壁１０１に沿って走行可能なガーダ２を備えている。ガーダ２の上には、旋回フレーム５が旋回可能に支持され、その旋回フレーム５から横方向に突設されたブーム７の先端部にバケットエレベータ９（荷揚げ部）が支持されている。バケットエレベータ９は、バランシングレバー１２及びカウンタウエイト１３によって、ブーム７の起伏角度に関係なく鉛直を保持するようになっている。

アンローダ１は、ブーム７の起伏角度を調整するためのシリンダ１５を備えている。このシリンダ１５を伸ばすとブーム７は上向きとなってバケットエレベータ９が上昇し、シリンダ１５を縮めるとブーム７は下向きとなってバケットエレベータ９が下降するようになっている。

バケットエレベータ９は、その下部に設けられた側面掘削方式の掻き取り部１１により、船倉１０３内のバラ荷Ｍを連続的に掘削し掻き取ると共に、掻き取ったバラ荷Ｍを上方に搬送して、バラ荷Ｍを荷揚げする。

バケットエレベータ９は、エレベータシャフト２１を構成するエレベータ本体２３と、エレベータ本体２３に対して周回運動するチェーンバケット２９とを備えている。チェーンバケット２９は、無端状に連結された一対のローラチェーンであるチェーン２５と、当該一対のチェーン２５に両持ち支持された複数のバケット２７と、を備えている。具体的には、２本のチェーン２５は、図１の紙面に直交する方向に並設されており、各バケット２７は、図２に示されるように、２本のチェーン２５の間に吊り下げられるようにして当該チェーン２５，２５に所定の取付具を介し取り付けられている。

更に、バケットエレベータ９は、チェーン２５が架け渡される駆動ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、チェーン２５をガイドする転向ローラ３３と、を備えている。駆動ローラ３１ａはバケットエレベータ９の最上部９ａに設けられ、駆動ローラ３１ｂは掻き取り部１１の前部に設けられ、駆動ローラ３１ｃは掻き取り部１１の後部に設けられている。転向ローラ３３は、駆動ローラ３１ａのやや下方に位置する従動ローラであり、チェーン２５をガイドすると共にチェーン２５の進行方向を転換する。また、駆動ローラ３１ｂと駆動ローラ３１ｃとの間にはシリンダ３５が介装され、このシリンダ３５を伸縮することで両駆動ローラ３１ｂ，３１ｃの配設軸間距離を変化させて、チェーンバケット２９の移動周回軌跡を変えられるようになっている。なお、チェーン２５が２本存在することに対応して、駆動ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと転向ローラ３３も、各々２個ずつ存在し、図１の紙面に直交する方向に並設されている。

駆動ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃがチェーン２５を駆動することで、チェーン２５が、エレベータ本体２３に対し所定の軌跡で矢印Ｗ方向に周回移動し、チェーンバケット２９は、バケットエレベータ９の最上部９ａと掻き取り部１１との間を移動周回しながら循環する。

チェーンバケット２９のバケット２７は、図２に示されるように、その開口部２７ａを上に向けた姿勢で上昇する。そして、バケットエレベータ９の最上部９ａでは、駆動ローラ３１ａを通過するときにチェーン２５が上向きから下向きに方向転換し、バケット２７の開口部２７ａが下向きに転回する。このように下向きになったバケット２７の開口部２７ａの下方に排出用シュート３６が形成されている。この排出用シュート３６の下端は、バケットエレベータ９の外周に配設された回転フィーダ３７に接続されている。

回転フィーダ３７は、排出用シュート３６から搬出されるバラ荷Ｍをブーム７側に搬送するものである。ブーム７には、図１に示されるように、バケットエレベータ９によって荷揚げされたバラ荷Ｍを搬送する搬送部であるブームコンベヤ３９が配置されており、このブームコンベヤ３９は、回転フィーダ３７から乗り換えたバラ荷Ｍを後述する落下部６０に供給する。落下部６０の下方には機内のベルトフィーダ４３や機内コンベヤ４５が配置されている。

このアンローダ１を用いたバラ荷Ｍの陸揚げは、以下のようにして行われる。バケットエレベータ９の下端部の掻き取り部１１を船倉１０３内に挿し入れて、チェーン２５を図中矢印Ｗの方向に周回させる。そうすると、掻き取り部１１に位置するバケット２７が、連続的にコークスや鉱石等のバラ荷Ｍの掘削及び掻き取りを行う。そして、これらのバケット２７に掻き取られ積載されたバラ荷Ｍは、チェーン２５の上昇に伴ってバケットエレベータ９の最上部９ａまで鉛直上方に搬送される。

その後、バケット２７が駆動ローラ３１ａの位置を通過し、当該バケット２７が転回することで、バラ荷Ｍがバケット２７から落下する。バケット２７から落下したバラ荷Ｍは、排出用シュート３６内に落ち込んで回転フィーダ３７側に搬出され、更にブームコンベヤ３９に乗り継いで落下部６０の上端に搬送される。そして、バラ荷Ｍは落下部６０を落下し、ベルトフィーダ４３及び機内コンベヤ４５を介して地上側設備４９に搬出される。以上のような動作が複数のバケット２７を用いて繰り返し行われることで、船倉１０３内のバラ荷Ｍは連続的に陸揚げされる。

続いて、落下部６０の詳細について説明する。

図３〜図５に示されるように、落下部６０は、バラ荷Ｍを落下させるための筒状のシュート６１と、シュート６１内部を落下したバラ荷Ｍを受け入れるホッパ６８とを備えている。シュート６１の下端側には、バラ荷Ｍの衝突により回転する羽根６５ａを備えた羽根車６５が設けられている。シュート６１は、下方に向かうに従って、その内部空間の領域が小さくなるように形成されており、このように形成されることによって内部を落下するバラ荷Ｍの落下経路が定まると共に、バラ荷Ｍによる粉塵等の拡散を抑止することができる。

シュート６１の上部には、ブームコンベヤ３９によって搬送されたバラ荷Ｍを受け入れると共に、バラ荷Ｍを羽根車６５の羽根６５ａに衝突させるようにバラ荷Ｍを案内するガイド板６２ａ，６２ｂが設けられている。ガイド板６２ａはブームコンベヤ３９に対向する位置に上下に延在するように設けられており、ガイド板６２ｂはブームコンベヤ３９の下部から斜めに延在するように設けられている。ガイド板６２ａ，６２ｂは、互いに対向するように設けられており、ブームコンベヤ３９によって搬送されたバラ荷Ｍはガイド板６２ａ，６２ｂに衝突しながらシュート６１内を落下し羽根車６５の片側の羽根６５ａに衝突する。なお、バラ荷Ｍを羽根車６５の片側の羽根６５ａに衝突させるために、ガイド板６２ａは羽根車６５の中心よりもガイド板６２ｂ側に設けられることが好ましい。

また、シュート６１には、その内部を視認可能な覗き窓６３が設けられている。覗き窓６３は、例えば開口である。操作者等は、この覗き窓６３からシュート６１内部の羽根車６５を見ることができるようになっており、羽根車６５のメンテナンス等を容易に行うことができる。なお、覗き窓６３の構造、位置及び個数は、特に限定されない。すなわち、覗き窓６３は、図３及び図４に示されるような単なる開口でなくてもよく、例えば開閉自在な扉が設けられていてもよい。

羽根車６５は、水平方向に延びる軸回りに回転する軸部６５ｂに対して羽根６５ａを８枚備えており、落下するバラ荷Ｍが羽根６５ａに衝突することによって軸部６５ｂが回転するようになっている。シュート６１の羽根車６５の背後の部分には軸部６５ｂを挿通するための孔部（不図示）が形成されており、図４に示されるように、その孔部の外側には増速機６６が設けられている。また、増速機６６に隣接する位置には発電機６７が設けられている。軸部６５ｂは増速機６６に接続されており、軸部６５ｂの回転は増速機６６に伝達され、増速機６６はその回転を回転数を増加させて発電機６７に伝達する。こうして、バラ荷Ｍの羽根６５ａへの衝突によって得られた軸部６５ｂの回転は、増速機６６を介して発電機６７に伝達され、発電機６７によって電気エネルギーに変換されるようになっている。

ホッパ６８は、バラ荷Ｍを貯蔵するためのものであり、図５に示されるように、シュート６１の下側に設けられている。ホッパ６８は、筒状になっており、下方に向かうに従って内部空間の領域が小さくなるように形成されている。また、ホッパ６８には、水平方向に回転する羽根６９ａを備えたリミットスイッチ６９が設けられている。リミットスイッチ６９の羽根６９ａの高さ位置は、ホッパ６８におけるバラ荷Ｍの貯蔵限界高さＬに一致している。よって、ホッパ６８内に蓄積されたバラ荷Ｍが貯蔵限界高さＬに達していない状態では羽根６９ａは回転し続け、バラ荷Ｍが貯蔵限界高さＬに達すると羽根６９ａの回転がバラ荷Ｍによって妨げられ、羽根６９ａの回転が停止する。リミットスイッチ６９は、この羽根６９ａの回転が停止した状態を検出することによって、バラ荷Ｍが貯蔵限界高さＬに達したことを検知し、アンローダ１の制御部（不図示）に信号を出力する。

制御部は、リミットスイッチ６９からの信号を受けると、バケットエレベータ９によるバラ荷Ｍの荷揚げ、及びブームコンベヤ３９によるバラ荷Ｍの搬送を停止させるよう、バケットエレベータ９及びブームコンベヤ３９の動作を制御する。また、制御部は、落下部６０を落下するバラ荷Ｍの量が一定となるように、バケットエレベータ９及びブームコンベヤ３９を制御し、例えばバケットエレベータ９が大量にバラ荷Ｍを荷揚げしている場合にはバケット２７及びブームコンベヤ３９の移動速度を遅くしたり、バケットエレベータ９のバラ荷Ｍの荷揚げ量が少ない場合はバケット２７及びブームコンベヤ３９の移動速度を速めたりして、単位時間あたりに落下部６０を落下するバラ荷Ｍの量が一定となるようにしている。

ところで、上記のように発電機６７で変換された電気エネルギーは、図６に示されるように、アンローダ１の電源システム７０において、上述した駆動ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを駆動する負荷モータ７５に供給される。電源システム７０は、この負荷モータ７５と、電源７１と、変圧器７２と、ＡＣ／ＡＣコンバータ７３と、インバータ７４とを備えている。変圧器７２、ＡＣ／ＡＣコンバータ７３及びインバータ７４は、アンローダ１の電気室Ｅに設けられている。

電源７１は、地上電源であり、交流電力を変圧器７２に供給する。変圧器７２は、電源７１から供給された交流電力の電圧を所定の電圧に変換してインバータ７４に供給する。インバータ７４は変圧器７２からの供給電力を負荷モータ７５に供給し、負荷モータ７５はインバータ７４からの電力によって作動する。こうして負荷モータ７５が作動することによって駆動ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃが駆動し、チェーン２５が矢印Ｗ方向に周回してバケットエレベータ９が駆動する。

また、本実施形態では、上記のように発電機６７及びＡＣ／ＡＣコンバータ７３を備えており、発電機６７は電力をＡＣ／ＡＣコンバータ７３に供給する。ＡＣ／ＡＣコンバータ７３は、発電機６７からの電力の周波数を所定の周波数に変換して電力をインバータ７４に供給する。そして、インバータ７４はＡＣ／ＡＣコンバータ７３からの供給電力を負荷モータ７５に供給し、電源７１から負荷モータ７５への電力の供給を補うように機能する。

以上、本実施形態に係るアンローダ１では、変換部として機能する羽根車６５、増速機６６及び発電機６７を備えることにより、バラ荷Ｍを荷揚げしたときの位置エネルギーが落下時に電気エネルギーに変換され、変換後の電気エネルギーを利用可能となるため、バラ荷Ｍの上げ下げで生じるエネルギーを有効活用することができ、エネルギー効率を向上させることができる。さらに、発電機６７からの電力供給が可能となることから、電源７１からの電力消費を低減でき、電源７１から負荷モータ７５に電力を供給する電気機器の容量を低減し、機器にかかるコストを低減させることもできる。

また、アンローダ１はバケットエレベータ式の連続アンローダであり、上記のようにバケットエレベータ９はバラ荷Ｍを連続的に荷揚げし、落下部６０にバラ荷Ｍが落下したときの落下エネルギーを連続的に電気エネルギーに変換できることとなるため、大量且つコンスタントに電気エネルギーを得ることができる。

また、羽根車６５を変換部として備えているため、エネルギー効率を有効活用するための構成を簡易な構造で実現でき、更に、案内部として機能するガイド板６２ａ，６２ｂを備えることにより、より大量のバラ荷Ｍを羽根６５ａに衝突させることができるため、エネルギー効率をより向上させることができる。

また、羽根車６５は、シュート６１の下端側に設けられており、且つホッパ６８におけるバラ荷Ｍの貯蔵限界高さＬよりも高い位置に設けられている。このため、落下部６０の上端と、羽根車６５との上下距離を長くすることができ、バラ荷Ｍの落下エネルギーを大きくすることによってより多くの電気エネルギーを得ることができる。更に、羽根車６５の羽根６５ａにバラ荷Ｍを衝突させることにより、バラ荷Ｍがホッパ６８内へ落下するときの衝撃を緩和することもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。例えば、上記実施形態では案内部として機能するガイド板６２ａ，６２ｂが互いに対向するように２枚設けられる例について説明したが、案内部の形状、個数、及び配置はこの例に限られない。また、ガイド板６２ａ，６２ｂの代わりに、例えばハンドル等によって角度を調整可能なガイド板を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、８枚の羽根６５ａを有する羽根車６５を用いた例について説明したが、羽根６５ａは８枚でなくてもよく、羽根車６５の形状もこの例に限られない。さらに、羽根車６５以外の構成を採用してもよく、要は、バラ荷Ｍの落下時の衝突エネルギーを電気エネルギーに変換可能な構成であればよい。

また、上記実施形態では、羽根車６５がシュート６１の下端側に設けられる例について説明したが、シュート６１の下端側に限られず、例えばシュート６１の中央付近に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、変換部として、羽根車６５、増速機６６及び発電機６７が設けられる例について説明したが、変換部の構成もこの例に限られない。すなわち、羽根車６５、増速機６６及び発電機６７の代わりに、シュート６１内に圧電素子を設けるようにしてもよい。この場合、バラ荷Ｍを圧電素子に衝突させて、バラ荷Ｍの落下エネルギーを圧力エネルギーに変換し、圧力エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では、水平方向に回転する羽根６９ａを備えたリミットスイッチ６９を用いた例について説明したが、バラ荷Ｍが貯蔵限界高さＬに達したことを検知するスイッチの構成もこの例に限られない。例えば、リミットスイッチ６９の代わりに、内部に空気を含んだ風船状のスイッチや棒状のスイッチ等を用いることも可能であり、いずれのスイッチもバラ荷Ｍのスイッチへの接触によりバラ荷Ｍが貯蔵限界高さＬに達したことを検知できる。さらに、このリミットスイッチ６９は無くてもよく、ホッパ６８内のバラ荷Ｍの貯蔵量を作業者等が目視やカメラで確認するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、リミットスイッチ６９が、バラ荷Ｍが貯蔵限界高さＬに達したことを検知した際、バラ荷Ｍの搬送を停止させる例について説明したが、バラ荷Ｍの搬送を停止させなくてもよい。具体的には、例えば、バラ荷Ｍの搬送を停止させる代わりに、バラ荷Ｍの荷揚げ等の速度を変更させてもよく、また、バラ荷Ｍが貯蔵限界高さＬに達したことを運転室のモニタ等に出力させて運転者に手動で制御させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、発電機６７で変換された電気エネルギーを負荷モータ７５の作動に用いる例について説明したが、上記電気エネルギーは、例えばブームコンベヤ３９や電灯等、アンローダ１内の他の装置、あるいはアンローダ１以外の他の機器に供給されてもよい。さらに、蓄電器を設けて、上記電気エネルギーを蓄電させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、バケットエレベータ９を備えたアンローダ１に対して本発明を適用した例について説明したが、バケットエレベータ９を備えていなくてもよく、例えば吸い込み式や挟み込み式等、バケットエレベータ式以外のアンローダに対しても本発明を適用させることができる。

また、上記実施形態では、シュート６１に覗き窓６３が設けられる例について説明したが、この覗き窓６３は無くてもよい。さらに、覗き窓６３に代えて、シュート６１内部にカメラを設けてもよく、この場合、カメラからの映像でシュート６１内部を視認することができる。

１…アンローダ、９…バケットエレベータ（荷揚げ部）、３９…ブームコンベヤ（搬送部）、６０…落下部、６１…シュート、６２ａ，６２ｂ…ガイド板（案内部）、６３…覗き窓、６５…羽根車（変換部）、６５ａ…羽根、６６…増速機（変換部）、６７…発電機（変換部）、６８…ホッパ、Ｌ…貯蔵限界高さ、Ｍ…バラ荷。

Claims

対象物を荷揚げする荷揚げ部と、
前記荷揚げ部を先端に支持し、起伏可能なブームと、
前記荷揚げ部によって荷揚げされた前記対象物を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送された前記対象物を落下させる落下部と、
前記落下部を落下する前記対象物の落下エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部と、を備え、
前記搬送部は、前記ブームに配置されており、
前記変換部は、前記対象物の衝突により回転する羽根車を有し、
前記落下部は、前記対象物を前記羽根車の羽根に衝突させるように、前記対象物を案内する案内部と、筒状のシュートと、を備え、
前記シュートは、上方に向かうに従って、その内部空間の領域が大きくなるように形成されており、
前記対象物は、前記シュートの内部を落下し、
前記羽根車は、前記シュートの下端側に設けられている、
ことを特徴とするアンローダ。
前記荷揚げ部は、前記対象物を連続的に荷揚げすることを特徴とする請求項１に記載のアンローダ。
前記シュートの下側には前記対象物を貯蔵するホッパが設けられており、
前記羽根車は、前記ホッパにおける前記対象物の貯蔵限界高さよりも高い位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンローダ。
前記シュートには、内部を視認可能な覗き窓が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンローダ。
前記案内部は、２枚のガイド板によって構成されており、
一の前記ガイド板は、前記羽根車の中心よりも他の前記ガイド板側に設けられている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンローダ。