JP7388210B2 - 粉粒体空気送出システム、粉粒体空気送出方法 - Google Patents
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Description
本発明はタンク内の粉粒体を連続的に送出可能な粉粒体空気送出システム、粉粒体空気送出方法に関する。
大量の粉粒体を専用船で運搬して港湾内の地上サイロに荷下ろしする際に粉粒体空気送出装置（以下、セラ式空気送出装置ということあり）が利用されている。通常の運転方法は、粉粒体を運搬してきた船舶に設置された空気送出装置により、地上に設置された受け入れサイロ内へ粉粒体を空気送出している。
粉粒体空気送出装置は、一般的に二槽で１組の双胴型が多く、交互に受け入れ又は排出を自動的に繰り返してほぼ連続的に送出作業が行えるようにしている。この送出圧縮空気は船舶に設置されたエンジン駆動のコンプレッサで圧送空気を発生させている。運搬する船舶の粉粒体量が多い場合には、二槽で１組の空気送出装置を複数設置して短時間で荷揚げ作業が完了できるように同時運転を行う場合もある。
粉粒体空気送出装置は、一般的に二槽で１組の双胴型が多く、交互に受け入れ又は排出を自動的に繰り返してほぼ連続的に送出作業が行えるようにしている。この送出圧縮空気は船舶に設置されたエンジン駆動のコンプレッサで圧送空気を発生させている。運搬する船舶の粉粒体量が多い場合には、二槽で１組の空気送出装置を複数設置して短時間で荷揚げ作業が完了できるように同時運転を行う場合もある。
また各港の受け入れ設備の仕様（スペック）は様々で、受け入れ先によって異なる。一例として地上サイロの受け入れ能力はサイロ側に設置された集塵機の能力で船からの送出量が制限されてしまう。このとき時間当たりの送出量と風量は比例関係にあり、短時間で送出する場合は地上サイロのサイズだけでなく固気分離する集塵機の能力も求められる。従って、荷下ろし時には船側のオペレータが地上サイロの集塵機能力に合わせて手動で空気送出装置を操作している。
しかし粉粒体の船荷が多い場合、セラ式空気送出装置の２槽を交互に切り替えながら操作したり、受け入れ量のばらつき、荷切れが無いように粉粒体の供給量を調整したり、船荷の送出後に船の傾きが発生しないようにバランス良く荷下ろしするなどオペレータの作業が多くなる。特に専用船に搭載されるセラ式空気送出装置の場合には、港湾内において短時間で荷下ろし又は積み荷することが求められるため負担が大きい。
特許文献１に開示の運転方法は、一方のタンクへの供給空気をその圧送完了前に他方のタンクへ切り替えて供給することにより、バグフィルタの容量を軽減させている。しかし、集塵機の負担は供給空気の切り替え時だけでなく荷切れ、投入量のばらつきによっても発生する。
しかし粉粒体の船荷が多い場合、セラ式空気送出装置の２槽を交互に切り替えながら操作したり、受け入れ量のばらつき、荷切れが無いように粉粒体の供給量を調整したり、船荷の送出後に船の傾きが発生しないようにバランス良く荷下ろしするなどオペレータの作業が多くなる。特に専用船に搭載されるセラ式空気送出装置の場合には、港湾内において短時間で荷下ろし又は積み荷することが求められるため負担が大きい。
特許文献１に開示の運転方法は、一方のタンクへの供給空気をその圧送完了前に他方のタンクへ切り替えて供給することにより、バグフィルタの容量を軽減させている。しかし、集塵機の負担は供給空気の切り替え時だけでなく荷切れ、投入量のばらつきによっても発生する。
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、船舶の２以上のセラポンプを同時運転して地上サイロへ粉粒体を送出する際にオペレータ作業を軽減できる粉粒体空気送出システム、粉粒体空気送出方法を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、船舶の２以上のセラ式空気送出部から地上サイロへ粉粒体を同時送出するときに前記地上サイロの集塵機の入口圧力を測定する圧力センサと、
前記セラ式空気送出部の夫々へ供給する粉粒体の残量を検出する船荷残量センサと、
前記船舶の傾きを検出する傾斜センサと、
前記圧力センサの測定値が設定値を満たすように前記セラ式空気送出部の風量を調整して、前記船荷残量センサの測定値が残量設定値を下回ったとき、又は前記傾斜センサの測定値が設定範囲外のときに前記粉粒体の掻き寄せ部を交互に運転して荷切れ又は前記船舶の傾きを解消する制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする粉粒体空気送出システムを提供することにある。
上記第１の手段によれば、集塵機の集塵能力を超えない最大圧力で、荷切れ又は船舶の傾きで投入量のばらつきによる不連続運転を回避して安定した粉粒体の送出を実現できる。
前記セラ式空気送出部の夫々へ供給する粉粒体の残量を検出する船荷残量センサと、
前記船舶の傾きを検出する傾斜センサと、
前記圧力センサの測定値が設定値を満たすように前記セラ式空気送出部の風量を調整して、前記船荷残量センサの測定値が残量設定値を下回ったとき、又は前記傾斜センサの測定値が設定範囲外のときに前記粉粒体の掻き寄せ部を交互に運転して荷切れ又は前記船舶の傾きを解消する制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする粉粒体空気送出システムを提供することにある。
上記第１の手段によれば、集塵機の集塵能力を超えない最大圧力で、荷切れ又は船舶の傾きで投入量のばらつきによる不連続運転を回避して安定した粉粒体の送出を実現できる。
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、船舶の２以上のセラ式空気送出部から地上サイロへ粉粒体を同時送出するときに前記地上サイロの集塵機の入口圧力の設定値を満たすように前記セラ式空気送出部の風量を制御する工程と、
前記セラ式空気送出部へ供給する前記粉粒体の船内残量が設定値を下回ったとき、又は前記船舶の傾きを測定する傾斜センサの測定値が設定範囲外のときに、前記セラ式空気送出部へ前記粉粒体を夫々供給する掻き寄せ部を交互に運転して荷切れ又は船舶の傾きを解消する制御を行う工程と、
を有することを特徴とする粉粒体空気送出方法を提供することにある。
上記第２の手段によれば、集塵機の集塵能力を超えない最大圧力で、荷切れ又は船舶の傾きで投入量のばらつきによる不連続運転を回避して安定した粉粒体の送出を実現できる。
前記セラ式空気送出部へ供給する前記粉粒体の船内残量が設定値を下回ったとき、又は前記船舶の傾きを測定する傾斜センサの測定値が設定範囲外のときに、前記セラ式空気送出部へ前記粉粒体を夫々供給する掻き寄せ部を交互に運転して荷切れ又は船舶の傾きを解消する制御を行う工程と、
を有することを特徴とする粉粒体空気送出方法を提供することにある。
上記第２の手段によれば、集塵機の集塵能力を超えない最大圧力で、荷切れ又は船舶の傾きで投入量のばらつきによる不連続運転を回避して安定した粉粒体の送出を実現できる。
本発明によれば、地上サイロの集塵機の集塵能力を超えない最大圧力で運転できる。また複数の高圧タンクから同時供給の際、荷切れ又は船舶の傾きに起因する投入量のばらつきによる不連続運転を回避でき、オペレータの作業負担を軽減できる。
本発明の粉粒体空気送出システム、粉粒体空気送出方法の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
［粉粒体空気送出システム１０］
図１は、本発明の粉粒体空気送出システムの構成概略図である。
まず船舶に搭載された粉粒体空気送出装置の搬送方法を以下に示す。船輸送して接岸した船舶の粉粒体が、複数（本実施形態では２つ）の供給部１ａ，１ｂ（バケットコンベアなど）によってセラ式空気送出部（粉粒体空気送出部、セラポンプともいう）２ａ，２ｂの上部まで搬送される。
高圧タンク３の上部には受入弁４が設置されている。粉粒体を受け入れる際、空気圧シリンダによって受入弁４を開放して粉粒体をタンク内に受け入れる。
高圧タンク３のあらかじめ設定した量まで粉粒体を受け入れた後、受入弁４を閉じてタンク内への供給を停止する。
次に高圧タンク３の下部に設けた排出弁５を開放し、タンク内に圧縮空気を供給して高圧タンク３に接続した輸送管６内の抵抗によってタンク内圧を上昇させる。搬送時のタンク内圧は一般的に０．３９～０．６９ＭＰａ程度の高圧に保持しながら粉粒体を地上サイロ７へ輸送管６を経由して送出する。セラ式空気送出部２ａ，２ｂの輸送原理はタンク内の高圧空気と粉粒体の混合体をタンク内圧よりも低い供給先へ圧力差を利用して送出している。この送出プロセスはバッチ式となり、一般的には２槽で一組の双胴型が多く適用されている。供給部１ａ，１ｂから高圧タンク３に粉粒体を受け入れて搬送を繰り返して、ほぼ自動的かつ連続的に送出作業が行えるようにしている。粉粒体が多い場合には複数組のセラ式空気送出部２ａ，２ｂを設置して同時運転している。本実施形態の粉粒体空気送出システム１０は、２以上のセラ式空気送出部２ａ，２ｂを備えて粉粒体を同時送出可能な船舶を対象としている。
図１は、本発明の粉粒体空気送出システムの構成概略図である。
まず船舶に搭載された粉粒体空気送出装置の搬送方法を以下に示す。船輸送して接岸した船舶の粉粒体が、複数（本実施形態では２つ）の供給部１ａ，１ｂ（バケットコンベアなど）によってセラ式空気送出部（粉粒体空気送出部、セラポンプともいう）２ａ，２ｂの上部まで搬送される。
高圧タンク３の上部には受入弁４が設置されている。粉粒体を受け入れる際、空気圧シリンダによって受入弁４を開放して粉粒体をタンク内に受け入れる。
高圧タンク３のあらかじめ設定した量まで粉粒体を受け入れた後、受入弁４を閉じてタンク内への供給を停止する。
次に高圧タンク３の下部に設けた排出弁５を開放し、タンク内に圧縮空気を供給して高圧タンク３に接続した輸送管６内の抵抗によってタンク内圧を上昇させる。搬送時のタンク内圧は一般的に０．３９～０．６９ＭＰａ程度の高圧に保持しながら粉粒体を地上サイロ７へ輸送管６を経由して送出する。セラ式空気送出部２ａ，２ｂの輸送原理はタンク内の高圧空気と粉粒体の混合体をタンク内圧よりも低い供給先へ圧力差を利用して送出している。この送出プロセスはバッチ式となり、一般的には２槽で一組の双胴型が多く適用されている。供給部１ａ，１ｂから高圧タンク３に粉粒体を受け入れて搬送を繰り返して、ほぼ自動的かつ連続的に送出作業が行えるようにしている。粉粒体が多い場合には複数組のセラ式空気送出部２ａ，２ｂを設置して同時運転している。本実施形態の粉粒体空気送出システム１０は、２以上のセラ式空気送出部２ａ，２ｂを備えて粉粒体を同時送出可能な船舶を対象としている。
前記地上サイロ７には粉粒体と空気を固気分離する集塵機８を取り付けている。本実施形態の粉粒体空気送出装置１０は、集塵機８の入り口圧力を測定可能な圧力センサ２０を取り付けている。圧力センサ２０は後述する制御部５０と電気的に接続し測定値を送信可能に構成している。
前記供給部１ａ，１ｂには船内の粉粒体を供給するスクリューコンベア、チェーンコンベアなどの掻き寄せ部９ａ，９ｂを夫々取り付けている。掻き寄せ部９ａ，９ｂ及び供給部１ａ，１ｂは２以上のセラ式空気送出部２ａ，２ｂごとに取り付けている。掻き寄せ部９ａ，９ｂの近辺には船舶の粉粒体の残量を測定可能な船荷残量センサ３０ａ，３０ｂを取り付けている。船荷残量センサ３０ａ，３０ｂは後述する制御部５０と電気的に接続し測定値を送信可能に構成している。
船舶は粉粒体の部分的な送出作業によって偏りが生じ、船体が傾いてしまう場合がある。船体が傾くと粉粒体の送出量にばらつきが生じることがある。このため船舶には船体の傾きを測定可能な傾斜センサ４０を取り付けている。傾斜センサ４０は後述する制御部５０と電気的に接続し測定値を送信可能に構成している。
前記供給部１ａ，１ｂには船内の粉粒体を供給するスクリューコンベア、チェーンコンベアなどの掻き寄せ部９ａ，９ｂを夫々取り付けている。掻き寄せ部９ａ，９ｂ及び供給部１ａ，１ｂは２以上のセラ式空気送出部２ａ，２ｂごとに取り付けている。掻き寄せ部９ａ，９ｂの近辺には船舶の粉粒体の残量を測定可能な船荷残量センサ３０ａ，３０ｂを取り付けている。船荷残量センサ３０ａ，３０ｂは後述する制御部５０と電気的に接続し測定値を送信可能に構成している。
船舶は粉粒体の部分的な送出作業によって偏りが生じ、船体が傾いてしまう場合がある。船体が傾くと粉粒体の送出量にばらつきが生じることがある。このため船舶には船体の傾きを測定可能な傾斜センサ４０を取り付けている。傾斜センサ４０は後述する制御部５０と電気的に接続し測定値を送信可能に構成している。
制御部５０は、圧力センサ２０の測定値を受信可能とし、この測定値に基づいてセラ式空気送出部２ａ，２ｂのコンプレッサの風量を調整する制御を行っている。本実施形態の集塵機８の入口圧力の設定値は集塵機８の集塵能力の最大圧力に設定している。最大圧力を超えると集塵機に負荷が掛かり安定した送出作業が妨げられてしまう。集塵機圧力はセラ式空気送出部２ａ，２ｂの風量によって決まるため、集塵圧力の設定値を満たすようにセラ式空気送出部２ａ，２ｂのコンプレッサで風量を制御部５０により増減制御している。
また制御部５０は、船荷残量センサ３０ａ，３０ｂの測定値及び傾斜センサ４０の測定値を受信可能とし、この測定値に基づいて粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互に運転する制御を行っている。荷切れ、又は粉粒体の送出量がばらつくと安定した送出ができず、集塵機８に負荷が掛かるため、いずれかの船荷残量センサ３０ａ，３０ｂの測定値があらかじめ設定した残量設定値を下回ったときに船荷残量センサ３０ａ，３０ｂを取り付けた掻き寄せ部９ａ，９ｂを運転させて粉粒体を該当する供給部１ａ，１ｂへ供給するように制御を行っている。
さらに送出作業によって船舶の粉粒体が減少してくると船体が傾き、粉粒体の送出量にばらつきが生じてしまう。そこであらかじめ船体が水平となる設定値を設定し、傾斜センサ４０の測定値が設定範囲外のときに粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互に運転して船舶の粉粒体を均して傾きを解消するように制御を行っている。
また制御部５０は、船荷残量センサ３０ａ，３０ｂの測定値及び傾斜センサ４０の測定値を受信可能とし、この測定値に基づいて粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互に運転する制御を行っている。荷切れ、又は粉粒体の送出量がばらつくと安定した送出ができず、集塵機８に負荷が掛かるため、いずれかの船荷残量センサ３０ａ，３０ｂの測定値があらかじめ設定した残量設定値を下回ったときに船荷残量センサ３０ａ，３０ｂを取り付けた掻き寄せ部９ａ，９ｂを運転させて粉粒体を該当する供給部１ａ，１ｂへ供給するように制御を行っている。
さらに送出作業によって船舶の粉粒体が減少してくると船体が傾き、粉粒体の送出量にばらつきが生じてしまう。そこであらかじめ船体が水平となる設定値を設定し、傾斜センサ４０の測定値が設定範囲外のときに粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互に運転して船舶の粉粒体を均して傾きを解消するように制御を行っている。
［粉粒体空気送出方法］
図２は、本発明の粉粒体空気送出方法のフロー図である。
１号セラ式空気送出部２ａの運転を開始する（ステップ１）。高圧タンク３のあらかじめ設定した量まで粉粒体を受け入れた後、高圧タンク３の下部に設けた排出弁５を開放し、粉粒体を地上サイロ７へ輸送管６を経由して送出する。
集塵機８の入口圧力が設定値外か否か判定する（ステップ２）。
入口圧力が設定値外のとき（ＮＯ）、圧力センサ２０の測定値が設定値を満たすように１号セラ式空気送出部２ａのコンプレッサにより風量を増減調整する（ステップ３）。
入口圧力が設定値のとき（ＹＥＳ）、２号セラ式空気送出部２ｂの運転を開始する（ステップ４）。高圧タンク３のあらかじめ設定した量まで粉粒体を受け入れた後、高圧タンク３の下部に設けた排出弁５を開放し、粉粒体を地上サイロ７へ輸送管６を経由して送出する。
１号及び２号セラ式空気送出部２ａ，２ｂが同時運転の状態となる（ステップ５）。
集塵機８の入口圧力が設定値外か否か判定する（ステップ６）。１号セラ式空気送出部２ａの風量調整は完了しているため、２号セラ式空気送出部２ｂの風量調整を行う。
図２は、本発明の粉粒体空気送出方法のフロー図である。
１号セラ式空気送出部２ａの運転を開始する（ステップ１）。高圧タンク３のあらかじめ設定した量まで粉粒体を受け入れた後、高圧タンク３の下部に設けた排出弁５を開放し、粉粒体を地上サイロ７へ輸送管６を経由して送出する。
集塵機８の入口圧力が設定値外か否か判定する（ステップ２）。
入口圧力が設定値外のとき（ＮＯ）、圧力センサ２０の測定値が設定値を満たすように１号セラ式空気送出部２ａのコンプレッサにより風量を増減調整する（ステップ３）。
入口圧力が設定値のとき（ＹＥＳ）、２号セラ式空気送出部２ｂの運転を開始する（ステップ４）。高圧タンク３のあらかじめ設定した量まで粉粒体を受け入れた後、高圧タンク３の下部に設けた排出弁５を開放し、粉粒体を地上サイロ７へ輸送管６を経由して送出する。
１号及び２号セラ式空気送出部２ａ，２ｂが同時運転の状態となる（ステップ５）。
集塵機８の入口圧力が設定値外か否か判定する（ステップ６）。１号セラ式空気送出部２ａの風量調整は完了しているため、２号セラ式空気送出部２ｂの風量調整を行う。
入口圧力が設定値外のとき（ＮＯ）、圧力センサ２０の測定値が設定値を満たすように２号セラ式空気送出部２ｂのコンプレッサにより風量を増減調整する（ステップ７）。
入口圧力が設定値のとき（ＹＥＳ）、以降、集塵機が最大圧力の状態で粉粒体の送出作業を実施できる。粉粒体の送出作業中は、船荷残量センサ３０ａ，３０ｂにより１号及び２号船内粉粒体残量を測定する。また傾斜センサ４０により船舶の傾きを測定する（ステップ８）。
船荷残量センサ３０ａ，３０ｂの測定値が粉粒体の残量設定値を下回った場合、１号及び２号用船内粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互運転して、粉粒体の荷切れ、送出量のばらつきを解消する（ステップ９）。
船舶の傾きが設定範囲外か否か判定する（ステップ１０）。
船舶の傾きが設定範囲外のとき（ＹＥＳ）、１号及び２号用船内粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互運転して、船舶に残っている粉粒体を均して粉粒体の送出作業によって発生した船舶の傾きを解消する（ステップ１１）。
船舶の傾きが設定範囲内のとき（ＮＯ）、１号及び２号用船内粉粒体の残量が０（積み荷を全量排出した）か否か判定する（ステップ１２）。
粉粒体の残量がある場合（ＹＥＳ）、ステップ８以降の工程を繰り返す。
一方、残量が０の場合（ＮＯ）、送出作業を終了する。
入口圧力が設定値のとき（ＹＥＳ）、以降、集塵機が最大圧力の状態で粉粒体の送出作業を実施できる。粉粒体の送出作業中は、船荷残量センサ３０ａ，３０ｂにより１号及び２号船内粉粒体残量を測定する。また傾斜センサ４０により船舶の傾きを測定する（ステップ８）。
船荷残量センサ３０ａ，３０ｂの測定値が粉粒体の残量設定値を下回った場合、１号及び２号用船内粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互運転して、粉粒体の荷切れ、送出量のばらつきを解消する（ステップ９）。
船舶の傾きが設定範囲外か否か判定する（ステップ１０）。
船舶の傾きが設定範囲外のとき（ＹＥＳ）、１号及び２号用船内粉粒体の掻き寄せ部９ａ，９ｂを交互運転して、船舶に残っている粉粒体を均して粉粒体の送出作業によって発生した船舶の傾きを解消する（ステップ１１）。
船舶の傾きが設定範囲内のとき（ＮＯ）、１号及び２号用船内粉粒体の残量が０（積み荷を全量排出した）か否か判定する（ステップ１２）。
粉粒体の残量がある場合（ＹＥＳ）、ステップ８以降の工程を繰り返す。
一方、残量が０の場合（ＮＯ）、送出作業を終了する。
このような本発明によれば、集塵機の集塵能力を超えない最大圧力で、荷切れ又は船舶の傾きで投入量のばらつきによる不連続運転を回避して安定した粉粒体の送出を実現できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
１ａ，１ｂ 供給部
２ａ，２ｂ セラ式空気送出部
３ 高圧タンク
４ 受入弁
５ 排出弁
６ 輸送管
７ 地上サイロ
８ 集塵機
９ａ，９ｂ 掻き寄せ部
１０ 粉粒体空気送出システム
２０ 圧力センサ
３０ａ，３０ｂ 船荷残量センサ
４０ 傾斜センサ
５０ 制御部
２ａ，２ｂ セラ式空気送出部
３ 高圧タンク
４ 受入弁
５ 排出弁
６ 輸送管
７ 地上サイロ
８ 集塵機
９ａ，９ｂ 掻き寄せ部
１０ 粉粒体空気送出システム
２０ 圧力センサ
３０ａ，３０ｂ 船荷残量センサ
４０ 傾斜センサ
５０ 制御部
Claims (2)
- 船舶の２以上のセラ式空気送出部から地上サイロへ粉粒体を同時送出するときに前記地上サイロの集塵機の入口圧力を測定する圧力センサと、
前記セラ式空気送出部の夫々へ供給する粉粒体の残量を検出する船荷残量センサと、
前記船舶の傾きを検出する傾斜センサと、
前記圧力センサの測定値が設定値を満たすように前記セラ式空気送出部の風量を調整して、前記船荷残量センサの測定値が残量設定値を下回ったとき、又は前記傾斜センサの測定値が設定範囲外のときに前記粉粒体の掻き寄せ部を交互に運転して荷切れ又は前記船舶の傾きを解消する制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする粉粒体空気送出システム。 - 船舶の２以上のセラ式空気送出部から地上サイロへ粉粒体を同時送出するときに前記地上サイロの集塵機の入口圧力の設定値を満たすように前記セラ式空気送出部の風量を制御する工程と、
前記セラ式空気送出部へ供給する前記粉粒体の船内残量が設定値を下回ったとき、又は前記船舶の傾きを測定する傾斜センサの測定値が設定範囲外のときに、前記セラ式空気送出部へ前記粉粒体を夫々供給する掻き寄せ部を交互に運転して荷切れ又は船舶の傾きを解消する制御を行う工程と、
を有することを特徴とする粉粒体空気送出方法。
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2020
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