JP7401315B2 - 異物除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、異物除去装置に関する。

ニューマチックアンローダは、例えば、岸壁に停泊中の船舶に積載されている粒状の荷役物を、吸引ノズルから吸引して吸入搬送する荷役機械である。

従来より、ニューマチックアンローダは、穀物（大豆やメイズ等）を荷役する際に多く使用されている。

一方、近年では、例えば、火力発電所で燃料の一部として用いられるバイオマスペレットを荷役する際にも、荷役時の粉塵の発生を抑制する目的で、ニューマチックアンローダが使用されている。

特開２０１３－１５９４６８号公報

しかしながら、バイオマスペレット等では、穀物に比べて混入される異物（例えば、作業員の装備品、工具、飲料容器）の量が非常に多いという問題がある。このような異物は、吸引ノズルから吸引されると、ニューマチックアンローダを損傷させる可能性がある。また、異物を除去するためには、荷役作業を停止させなければならず、荷役停止時間の増加により作業効率が低下する虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ニューマチックアンローダを保護すると共に、荷役停止時間の増加を抑制できる異物除去装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、ニューマチックアンローダで粒状物質を吸入搬送することで荷役する際に、粒状物質から異物を除去するための異物除去装置であって、粒状物質を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルの吸引口を覆って配置され、粒状物質を通過させると共に、粒状物質に含まれる異物を捕集するフィルタ部材と、を備えることを特徴とする異物除去装置が提供される。

また、前記フィルタ部材は、有底筒状に形成され、その底部が前記吸引口に臨んで配置され、前記吸引ノズルと前記フィルタ部材との間に配置され、前記フィルタ部材を前記吸引ノズルに保持する保持部材を更に備えることが好ましい。

また、前記吸引ノズルの吸引口と前記フィルタ部材の底部との距離を変更する可変機構を備えることが好ましい。

また、前記フィルタ部材は、その筒部を径方向の外側から覆って配置された外側フィルタ部を有することが好ましい。

本発明は、ニューマチックアンローダを保護すると共に、荷役停止時間の増加を抑制できる異物除去装置を提供する。

第１実施形態のニューマチックアンローダの概略構成を示す側面図である。 図１のＩＩ部に示した異物除去装置の拡大断面図ある。 図２に示したＩＩＩ－ＩＩＩ線の断面図である。 図２に示したフィルタ部材の下面図である。 第２実施形態の異物除去装置の拡大断面図ある。 図５に示したＶＩ－ＶＩ線の断面図である。 可変機構の作用を示す拡大断面図である。 第３実施形態の異物除去装置の拡大断面図ある。 図８に示したＩＸ－ＩＸ線の断面図である。 図８に示したフィルタ部材の下面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図中に示す上下前後左右の各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。

（第１実施形態）
先ず、図１及び図２を参照して、第１実施形態のニューマチックアンローダ１の全体構成を説明する。なお、図中に示す点線矢印Ａは、空気の流れを表す。

図１に示すように、ニューマチックアンローダ１は、岸壁Ｂ側に配設された吸引ポンプ２及びレシーバタンク３と、レシーバタンク３に接続されたブーム４と、ブーム４を俯仰させる起伏装置５と、ブーム４に沿って延びる水平管６と、水平管６の先端に接続されたベンド管７と、ベンド管７の先端に接続された垂直管８と、を備える。また、ニューマチックアンローダ１は、垂直管８の先端に接続され、船舶の船倉Ｓ内に積載された粒状の荷役物（粒状物質Ｇ）を吸引する吸引ノズル１０を備える。

粒状物質Ｇは、火力発電所等で燃料の一部として用いられるバイオマスペレットである。但し、粒状物質Ｇは、バイオマスペレット以外の種類であっても良い。

吸引ポンプ２は、真空ポンプからなり、吸引流を発生させる。また、吸引ポンプ２は、吸引管２ａを介してレシーバタンク３に接続される。

レシーバタンク３は、鉛直方向に延びる容器状に形成されたタンク本体３ａと、タンク本体３ａの側部に設けられ、タンク本体３ａよりも上方に延在したマスト部３ｂと、タンク本体３ａの下端に接続されたロータリフィーダ３ｃと、を備える。

タンク本体３ａは、重力によって吸引流から粒状物質を分離するように構成される。マスト部３ｂの上部には、起伏装置５が設けられる。ロータリフィーダ３ｃは、タンク本体３ａ内の負圧を維持しつつ粒状物質ＧをコンベアＣに払い出すように構成される。

ブーム４は、マスト部３ｂに対して俯仰自在に接続され、横方向に延びる。ブーム４の先端部には、ワイヤ５ａが接続される。ワイヤ５ａは、起伏装置５に巻き掛けられ、ブーム４を支持する。

起伏装置５は、ワイヤ５ａの巻き出し長さを調節することで、ブーム４の俯仰角度を調節するように構成される。

水平管６は、ブーム４を介してワイヤ５ａで支持される。また、水平管６は、ブーム４と共に俯仰し、かつ、管軸方向に伸縮可能に構成される。ベンド管７は、水平管６の先端位置から下方に向かって屈曲される。垂直管８は、ベンド管７の下端位置から鉛直方向の下方に延び、かつ、管軸方向に伸縮可能に構成される。

第１実施形態のニューマチックアンローダ１では、水平管６の俯仰角度が調節され、また、水平管６及び垂直管８のそれぞれの管軸方向の長さが調節されることで、船倉Ｓ内の任意の位置に吸引ノズル１０を移動できるようになっている。

図２に示すように、吸引ノズル１０には、二重管構造のノズルが用いられる。図２中、符号Ｘは、吸引ノズル１０の中心軸を示す。

吸引ノズル１０は、鉛直方向に延びる内管１１と、内管１１よりも径方向の外側に隙間を空けて配置された外管１２と、内管１１の上端に設けられた接続管１３と、を備える。これらの管１１～１３は、互いに同軸に配置される。

内管１１の上端は、接続管１３を介して垂直管８（図１を参照）の下端に接続される。一方、外管１２の上端は、大気開放され、内管１１及び外管１２の隙間に空気を導入できるようになっている。

外管１２は、ブラケット（不図示）を介して、内管１１に支持される。また、外管１２は、内管１１の外周面に沿って下方に延びる。外管１２の下端部１２ａは、内管１１の下端よりも下方に延在され、かつ、径方向の内側に曲げられる。吸引ノズル１０の吸引口１０ａは、外管１２の下端に位置される。

粒状物質Ｇを荷役する際には、吸引ポンプ２（図１を参照）を作動させた状態で、吸引ノズル１０を移動させ、船倉Ｓ内に積載された粒状物質Ｇに対して、吸引ノズル１０の吸引口１０ａを差し入れる。

吸引ノズル１０では、吸引ポンプ２の吸引流によって、吸引口１０ａから内管１１に粒状物質Ｇが吸引される。また、粒状物質Ｇは、内管１１及び外管１２の隙間から内管１１内に流れる空気によって加速される。

図１に示すように、吸引ノズル１０で吸引された粒状物質Ｇは、接続管１３から垂直管８、ベンド管７及び水平管６を通じて、レシーバタンク３のタンク本体３ａ内に吸い込まれ、タンク本体３ａ内で吸引流から分離されて落下し、ロータリフィーダ３ｃからコンベアＣに払い出される。また、粒状物質Ｇが分離された吸引流は、吸引管２ａを通じて吸引ポンプ２に吸い込まれる。

このように、ニューマチックアンローダ１によれば、船倉Ｓ内に積載された粒状物質Ｇを、吸引ノズル１０から吸引して吸入搬送して荷役できる。

ところで、従来より、ニューマチックアンローダは、粒状物質である穀物（大豆やメイズ等）を荷役する際に多く使用されている。一方、近年では、上述したように、粒状物質Ｇであるバイオマスペレットを荷役する際にも、ニューマチックアンローダ１が使用されている。

バイオマスペレットは、穀物に比べて荷役時に粉塵が発生し易いが、ニューマチックアンローダ１であれば、バケットエレベータを備えた連続アンローダ等に比べて、粉塵の発生を抑制しつつ荷役できる。

しかしながら、バイオマスペレットは、穀物に比べて混入される異物（例えば、作業員の装備品、工具、飲料容器）の量が非常に多いという問題がある。このような異物は、吸引ノズル１０から吸引されると、レシーバタンク３のロータリフィーダ３ｃに詰まる等して、ニューマチックアンローダ１を損傷させる可能性がある。また、異物を除去するためには、荷役作業を停止させなければならず、荷役停止時間の増加により作業効率が低下する虞がある。

そこで、第１実施形態のニューマチックアンローダ１には、粒状物質Ｇから異物を除去するための異物除去装置１００が設けられる。

図２～図４に示すように、異物除去装置１００は、吸引ノズル１０と、吸引ノズル１０の吸引口１０ａを覆って配置されたフィルタ部材２０と、を備える。

また、異物除去装置１００は、吸引ノズル１０とフィルタ部材２０との間に配置され、フィルタ部材２０を吸引ノズル１０に保持（吊持）する保持部材３０を更に備える。

フィルタ部材２０は、粒状物質Ｇを通過させると共に、粒状物質Ｇに含まれる異物を捕集するように構成される。また、フィルタ部材２０は、有底筒状に形成され、吸引ノズル１０の下部を下側から覆って配置される。

フィルタ部材２０の底部２１及び筒部２２は、金網部材からなり、底部フレーム２０ａ、筒部フレーム２０ｂ及び縁部フレーム２０ｃによって支持される。

底部２１は、円盤状に形成され、吸引ノズル１０と同軸に配置される。筒部２２は、円筒状に形成され、吸引ノズル１０と同軸に配置される。

また、底部２１は、吸引ノズル１０の吸引口１０ａに臨んで配置される。詳細は後述するが、吸引ノズル１０の吸引口１０ａとフィルタ部材２０の底部２１との距離は、吸引口１０ａと底部２１とが接触または近接する距離Ｌに設定される。

筒部２２の上端は、例えば、船倉Ｓ内に積載された粒状物質Ｇに対して、吸引ノズル１０の吸引口１０ａを差し入れて吸引する際に、粒状物質Ｇに含まれる異物が筒部２２を乗り越えられない高さ位置に設定される。

底部フレーム２０ａは、円環状に形成され、底部２１の外周部に配置される。筒部フレーム２２ａは、柱状に形成され、底部フレーム２０ａから鉛直方向の上方に延びて配置される。また、筒部フレーム２０ｂは、複数（図示例では、８本）設けられ、周方向に等間隔に配置される。縁部フレーム２０ｃは、円環状に形成され、筒部２２の上端部に配置される。

保持部材３０は、外管１２の外周面に接続された水平部材３１と、水平部材３１に接続された垂直部材３２と、を備える。但し、水平部材３１は、外管１２の外周面ではなく接続管１３の外周面に接続されても良い。

第１実施形態の水平部材３１は、板状に形成され、外管１２の外周面から径方向の外側に向かって水平方向に延びる。垂直部材３２は、板状に形成され、水平部材３１の下面から鉛直方向の下方に延びる。垂直部材３２の下端は、縁部フレーム２０ｃの上部に設置された接続部材３３を介して、縁部フレーム２０ｃに接続される。

水平部材３１、垂直部材３２及び接続部材３３は、それぞれ複数（図示例では、４つずつ）設けられ、吸引ノズル１０の周方向において、それぞれ等間隔に配置される。

第１実施形態の異物除去装置１００では、粒状物質Ｇを吸引ノズル１０で吸引する際に、粒状物質Ｇに含まれる異物がフィルタ部材２０で捕集される。これにより、粒状物質Ｇから異物が除去され、粒状物質Ｇのみを吸入ノズル１０で吸引できるようになる。

その結果、異物によるロータリフィーダ３ｃの詰まり等を抑制でき、ニューマチックアンローダ１の損傷を抑制できる。また、異物を除去するために荷役作業を停止させる必要がなくなるので、荷役停止時間の増加が抑えられ、作業効率の低下を抑制できる。

よって、第１実施形態の異物除去装置１００であれば、ニューマチックアンローダ１を保護すると共に、荷役停止時間の増加を抑制できる。

また、第１実施形態では、フィルタ部材２０が有底筒状に形成され、その底部２１が吸引ノズル１０の吸引口１０ａに臨んで配置される。このようなフィルタ部材２０であれば、吸引口１０ａ全体を下側から覆うことができるので、粒状物質Ｇに含まれる異物を効果的に除去できる。

（第２実施形態）
図５～図７に示すように、第２実施形態の異物除去装置１００は、吸引ノズル１０の吸引口１０ａとフィルタ部材２０の底部２１との距離Ｌ１，Ｌ２を変更する可変機構４０を備える。なお、その他の部分は、第１実施形態と同じである。

図５及び図６に示すように、可変機構４０は、保持部材３０に設けられる。第２実施形態の保持部材３０は、図２及び図３に示した第１実施形態の垂直部材３２の代わりに、互いに重なるように配置された第１及び第２部材４１，４２を備える。

第１部材４１は、板状に形成され、水平部材３１の先端部の下面から鉛直方向の下方に延びる。第２部材４２は、板状に形成され、接続部材３３の上面から鉛直方向の上方に延びる。また、第２部材４２は、吸引ノズル１０の径方向において、第１部材４１よりも内側に配置される。

他方、第２実施形態の水平部材３１には、鉛直方向に貫通されたスリット３１ａが形成される。第２部材４２は、このスリット３１ａに挿通されて嵌合され、水平部材３１に対して鉛直方向に移動可能に保持される。

第１部材４１には、吸引ノズル１０の径方向に貫通された挿通孔４１ａが１つ形成される。一方、第２部材４２には、吸引ノズル１０の径方向に貫通された複数（図示例では、２つ）の挿通孔４２ａ，４２ｂが、鉛直方向に間隔を空けて形成される。

図５及び図７に示すように、第１部材４１の挿通孔４１ａは、第２部材４２の下側の挿通孔４２ａまたは上側の挿通孔４２ｂと同軸に配置される。そして、同軸に配置された挿通孔４１ａ，４２ａ，４２ｂには、ピン部材４３が挿通される。これにより、第１部材４１に対する第２部材４２の鉛直方向の移動が規制され、フィルタ部材２０が保持部材３０によって保持（吊持）される。なお、ピン部材４３の先端部には、抜け止め防止用のトグル機構４３ａが設けられる。

可変機構４０は、ピン部材４３を抜いて、第１部材４１の挿通孔４１ａと同軸に配置される第２部材４２の挿通孔４２ａ，４２ｂを切り替えることで、第１部材４１に対する第２部材４２の高さ位置を変更できるようになっている。これにより、吸引ノズル１０に対するフィルタ部材２０の高さ位置が変更され、吸引ノズル１０の吸引口１０ａとフィルタ部材２０の底部２１との距離Ｌ１，Ｌ２が変更される。

図５において、第１部材４１の挿通孔４１ａは、第２部材４２の下側の挿通孔４２ａと同軸に配置され、これらの挿通孔４１ａ，４２ａにピン部材４３が挿通される。このとき、吸引ノズル１０の吸引口１０ａとフィルタ部材２０の底部２１との距離は、第１実施形態で述べた距離Ｌと同様、吸引口１０ａと底部２１とが接触または近接する第１距離Ｌ１に設定される（Ｌ＝Ｌ１）。

ここでいう「近接」とは、例えば、船倉Ｓの底面Ｓａに残った粒状物質Ｇを吸引ノズル１０で吸引する際に、吸引口１０ａと底部２１との距離Ｌによって、吸引口１０ａと粒状物質Ｇとに隙間が生じる場合でも、粒状物質Ｇの吸引が阻害されない距離を意味する。

一方、図７において、第１部材４１の挿通孔４１ａは、第２部材４２の上側の挿通孔４２ｂと同軸に配置され、これらの挿通孔４１ａ，４２ｂにピン部材４３が挿通される。このとき、吸引ノズル１０の吸引口１０ａとフィルタ部材２０の底部２１との距離は、吸引口１０ａと底部２１が離間した、第１距離Ｌ１よりも大きい第２距離Ｌ２に設定される（Ｌ＝Ｌ１＜Ｌ２）。

ここでいう「離間」とは、例えば、船倉Ｓ内に積載された粒状物質Ｇに対して、吸引ノズル１０の吸引口１０ａを差し入れて吸引する際に、フィルタ部材２０の底部２１が吸引の妨げにならない距離を意味する。

すなわち、船倉Ｓ内に積載された粒状物質Ｇに対して、吸引ノズル１０の吸引口１０ａを差し入れて吸引する際には、仮に、吸引口１０ａと底部２１とが接触または近接していると、底部２１が抵抗になって粒状物質Ｇを吸引し難くなる可能性がある。

これに対して、第２実施形態であれば、可変機構４０によって吸引口１０ａと底部２１との距離が第２距離Ｌ２に設定されることで、吸引口１０ａと底部２１とが離間される。これにより、底部２１による抵抗が抑えられ、粒状物質Ｇを吸引し易くできる。

一方、船倉Ｓの底面Ｓａに残った粒状物質Ｇを吸引ノズル１０で吸引する際には、仮に、吸引口１０ａと底部２１とが離間していると、吸引口１０ａと粒状物質Ｇとの隙間によって粒状物質Ｇの吸引が阻害される可能性がある。

これに対して、第２実施形態であれば、可変機構４０によって吸引口１０ａと底部２１との距離が第１距離Ｌ１に設定されることで、吸引口１０ａと底部２１とが接触または近接される。これにより、吸引口１０ａと粒状物質Ｇとの隙間を小さくできるので、粒状物質Ｇの吸引が阻害されるのを抑制できる。

（第３実施形態）
図８～図１０に示すように、第３実施形態のフィルタ部材２０は、筒部２２を径方向の外側から覆って配置された外側フィルタ部２３を有する。なお、その他の部分は、第１実施形態と同じである。

外側フィルタ部２３は、底部２１を筒部２２よりも径方向の外側に延在させた外側底部２３ａと、筒部２２よりも径方向の外側に配置された外側筒部２３ｂと、を備える。

外側底部２３ａは、円環状に形成され、底部２１と同軸に配置される。外側筒部２３ｂは、円筒状に形成され、外側底部２３ａの外周部から鉛直方向の上方に延びる。

外側底部２３ａ及び外側筒部２３ｂは、金網部材からなり、外側底部フレーム２０ｄ、外側筒部フレーム２０ｅ及び外側縁部フレーム２０ｆによって支持される。また、外側筒部２３ｂの上端は、筒部２２と同じ高さ位置に設定される。

外側底部フレーム２０ｄは、円環状に形成され、外側底部２３ａの外周部に配置される。また、外側底部フレーム２０ｄは、径方向に延びる柱状の下端フレーム２０ｇを介して、底部フレーム２０ａに接続される。外側筒部フレーム２０ｅは、柱状に形成され、外側底部フレーム２０ｄから鉛直方向の上方に延びて配置される。外側縁部フレーム２０ｆは、円環状に形成され、外側筒部２３ｂの上端部に配置される。また、外側縁部フレーム２０ｆは、径方向に延びる柱状の上端フレーム２０ｈを介して、縁部フレーム２０ｃに接続される。外側筒部フレーム２０ｅ、下端フレーム２０ｇ及び上端フレーム２０ｈは、それぞれ複数（図示例では、８本）設けられ、それぞれ周方向に等間隔に配置される。

第３実施形態によれば、例えば、船倉Ｓ内に積載された粒状物質Ｇに対して、吸引ノズル１０の吸引口１０ａを差し入れて吸引する際に、吸引口１０ａに向かって径方向の外側から流れ込もうとする異物を、筒部２２及び外側フィルタ部２３によって二重に捕集できる。

その結果、底部２１と筒部２２のみで構成された第１実施形態のフィルタ部材２０に比べて、確実に異物を除去できる。なお、第３実施形態は、上述した第２実施形態に適用することも可能である。

他方、図示しないが、上述した実施形態は、以下のような変形例またはそれら変形例の組み合わせとすることができる。

（第１変形例）
フィルタ部材２０の形状は、有底筒状に限定されず、任意の形状であって良い。例えば、第１変形例では、フィルタ部材２０の形状が、鉛直方向の下方に湾曲した半球状に形成される。

（第２変形例）
フィルタ部材２０の保持手段は、保持部材３０に限定されず、任意の手段であって良い。例えば、第２変形例では、保持部材３０が省略され、フィルタ部材自体が吸引ノズルに接続される。

（第３変形例）
吸引ノズル１０の吸引口１０ａとフィルタ部材２０の底部２１との距離は、任意であって良い。特に、第２実施形態の可変機構４０は、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２の２段階で距離を変更するだけでなく、それより多い多段階で距離を変更しても良い。例えば、第３変形例の可変機構４０では、第２部材４２に３つの挿通孔が形成され、粒状物質の種類や残量に応じて３段階で距離が変更される。

（第４変形例）
第３実施形態において、フィルタ部材２０は、外側フィルタ部２３だけでなく、底部２１の下側を覆う下側フィルタ部を備えても良い。例えば、第４変形例のフィルタ部材２０では、金網部材からなる下側フィルタ部材が、底部２１及び外側底部２３ａの下面に隣接して設けられる。

前述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ ニューマチックアンローダ
１０ 吸引ノズル
１０ａ 吸引口
２０ フィルタ部材
２１ 底部
３０ 保持部材
１００ 異物除去装置
Ｇ 粒状物質

Claims (2)

1. ニューマチックアンローダで粒状物質を吸入搬送することで荷役する際に、粒状物質から異物を除去するための異物除去装置であって、
   粒状物質を吸引する吸引ノズルと、
   前記吸引ノズルの吸引口を覆って配置され、粒状物質を通過させると共に、粒状物質に含まれる異物を捕集するフィルタ部材であって、有底筒状に形成され、その底部が前記吸引口に臨んで配置されるフィルタ部材と、
   前記吸引ノズルと前記フィルタ部材との間に配置され、前記フィルタ部材を前記吸引ノズルに保持する保持部材と、を備え、
   前記保持部材は、前記吸引ノズルの吸引口と前記フィルタ部材の底部との距離を変更する可変機構を備え、
   前記保持部材は、
   前記吸引ノズルの外周面に接続された水平部材と、
   前記水平部材から下方に延びる第１部材と、
   前記フィルタ部材から上方に延びる第２部材と、
   前記第１部材に形成された第１挿通孔と、
   前記第２部材の長手方向に間隔を空けて形成された複数の第２挿通孔と、
   前記第１挿通孔と、いずれかの前記第２挿通孔とに挿通されるピン部材と、
   を備える
   ことを特徴とする異物除去装置。
2. 前記フィルタ部材は、その筒部を径方向の外側から覆って配置された外側フィルタ部を有する
   請求項１に記載の異物除去装置。

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