JPS6164611A

JPS6164611A - ベルトコンベヤ

Info

Publication number: JPS6164611A
Application number: JP60191790A
Authority: JP
Inventors: コーネリアス　オツトー　ジヨンカーズ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1986-04-03
Also published as: EP0175405B1; AU569172B2; US4779718A; DE3561874D1; CA1229815A; AU4649185A; EP0175405A1; ZA856357B; NL8402628A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、ガス層を介して価壁によって支持されたベ
ルトの緊張側をもつベルトコンベヤに関する。このよう
なベルトコンベヤはオランダ特許該第７０．０５５３８
号及び同第７１．１２４４６号から知ることができる。

このベルトコンベヤは、かさばる物品を搬送するのに最
も広く用いられている装置の１つである。これは一部に
はその比較的低いエネルギ消費量による。例えば振動式
あるいはスクリューコンベヤのような他のコンベヤは、
トン／キロメータ当りのエネルギとして１０〜１００倍
を使う。特に大きい搬送能力をもつ設備に対し、九送さ
れたかさばり物品のトン／キロメータ当りのエネルギ消
費量を低くするということは、費用というａ点から極め
て重要である。したがってこのような設備の計画におい
ては、すべての努力は低いエネルギ消費量を達成するた
めになされるであろう。

従来、最も一般に用いられているペルトコ／ベヤは、ベ
ルトが支持ローラによって支持されている。搬送された
材料のトン／キロメータ当りのエネルギ消賢倣は、この
場合、ベルトがＰλ送を実施している間に遭遇する抵抗
力によって決定される。ｖｒ現な設備においては、すべ
てのローラは円滑に走り、丁べての込抗力の和であるベ
ルトの鉱抗力は低いであろう。しかし、時が経つにつれ
て、軸受のネ耗と汚れが引ずり奮起すローラの数ｔ−ｍ
犬さゼ、これがベルト抵抗を増や丁。許容限度を超えて
太ぎくなったベルト抵抗は、引ずりローラを〃「品と父
換し、ぼたはローラを修理ｊることによってのみ遊げら
れる。しかし、これを行うには費用がかかり、ベルトの
総運転貿用のかなりな部分を占め、最適条件は、一方に
おける余りに頻繁な保守作菜と、他方における引ずりロ
ーラによるあまりに高いエネルギ消父りのいずれを辷け
るかについても断じなければならない。

他の態様のベルトコンベヤは、上述のを鎖式ベルトコン
ベヤである。この場合、ベルトはその全長にわたって樋
によって支持される。例えば遠心圧縮機などの圧縮機に
よって、樋に訊けた開口ｔＷてベルトの下側に空気を吹
込むことによって、空気の薄膜がベルトと樋との間に発
生し、その結果ベルト抵抗は空気薄膜が無いときよりも
大いに低（なる。

支持ローラを用いるベルトコンベヤと異なり、空気式ベ
ルトコンベヤの場合、エネルギ消費量は、べ〃トを駆動
するのに必要なエネルギによって決められるばかりでな
（、圧縮機を駆動するのに要するエネルギによっても決
定される。

ゆえに、総エネルギ消費量はベルトの駆動と圧縮機の態
動用のエネルギの和である。空気式ベルトコンベヤの設
計において、圧縮機の空気流量能力もまた決定されなけ
ればならない。大きい能力、従って空気の吐出量が太き
いということは厚さの大きい空気薄膜が形成され、低い
ベルト抵抗をもたらすことを意味する。ベルトを駆動す
るのに要するエネルギは低いが、圧縮機を駆動するのに
必要なエネルギの消費量は大きいので、合計のエネルギ
消費量は支持ローラ付きベルトコンベヤのエネルギ消’
ＲｆＬと同じ位い高くなる。同様に小能力の圧縮機はそ
れを駆動するのに必要とするエネルギは少ないが、空気
薄膜の厚さは小さいので、ベルト抵抗は高（、これによ
り総エネルギ消費量は高くなるであろう。コンベヤの設
計者の仕事は、エネルギ旧費量の総和が低くなるように
、適正な能力をもつ圧縮機を選択することにある。

ここで存在する１つの困雉なことは、；／ベヤの作動が
一定でないことである。総エネルギ消費量に対する空気
ポンプの最適能力は多くの因子によって決定される。そ
のうち１つの重要な因子は、例えばベルトの負荷である
。一般に十分に積載されたベルトを使って運転するコン
ベヤにおいて、最適圧縮機は、一般に半分だけ積荷され
たベルト全周いて運転するコンベヤのそれとは全（相違
する。１つの効果をもつ別の因子はベルトが連続して均
等に負荷されているか否か、または一定の負荷が広い範
囲にわたって連続するか、負荷が広い範囲に変動するか
、あるいは頻繁に中断されるかであり、こｈによリベル
トのある部品には負荷がかかるものもあるが、他の部品
には負荷がかからないものもある。樋の品質も重要な役
割を朱丁。もし樋が。

例えば不良に製造されまたは取付けられると、樋の表面
は多くの不均等区域をもち、その結果、ベルトと樋との
間で局部的な直接接触を生じ、それにより大きなベルト
抵抗、厚い空気薄膜、従って大能力の圧縮機が必要とな
るであろう。

しかし使用中に製造不良の樋の不均等区域は、時間の経
過とともにベルトによって継続的にその上をこすられて
次第に摩損するので、コンベヤは著しく平滑になり、ベ
ルト抵抗は減する。

最適の圧縮機能力値も時間の経過につれて減少するであ
ろう。

空気式ベルトコンベヤの場合には、２つの点においてエ
ネルギが給送されなければならないという事実は、一方
において、２つのエネルギ供給量の比の正しい選択によ
って、最小の総エネルギ消費量をもつ最適状態を達成す
る可能性を設計者に与える。他方において、正しい選択
を行うことは極めてｌＬＩ難で、変動丁ゐ影俳因子のた
めに、エネルギ消費に関する実際の状態は。

一般に最適状態とは異って（る。

この発明の目的は、ここにおいて、上記事項を改良する
ことにある。すべての環境においてベルト駆動装置への
エネルギ供給量と、圧縮機駆動装置へのエネルギ供給量
との間に、実質的に最適比が存在し、従って総エネルギ
消５ｔｆ＋ｔが常に最小となるように配置することが可
能であることが平ｊ明した。この発明によれは、単数ま
たは複数の圧縮機を駆動するのに必要なエネルギはガス
出力と同一方向に変化するので、調節可能な出力をもつ
単数または複数のガス圧縮機などによってガス層ｔｌ−
維持するだめのガス流量が得られるようになっており、
ガス圧縮機の枢動用動力の測定装置及びベルト駆動用動
力の測定装置と、これらの動力及びその合計動力の変更
を決定し、そのような変動を基鍵にしてガス流量を維持
してベルトを駆動するのに喪する総動力が最小に保たれ
るようにガス流量を変更する装Ｒを具備することを特徴
とする。

このことは、単数または複数の圧縮機が、低い出力値に
対しては圧縮機を駆動するのに要するエネルギも低いよ
うに調節可能となっていることを意味する。これは、例
えば圧縮機の速度を変更することによって達成されるが
、圧縮機の型式によっては他の方法も考えられる。例え
ば、もし遠心圧縮機を使用すれば、ガス流量はスロット
ルを用いて変更できる。しかし容積変更型の圧縮機、い
わゆるルーツプロワを使用する場合には、所要、駆動力
をガス出力と同一傾向に変更する出力制御はスロットル
手段ではできない。

この発明はコンベヤの；転動機構も圧縮機のガス出力も
調節でざる制御装置を有する。これは、例えばガス出力
を調節する適切な装置をもつプロセスコンピュータを用
いることができる。この発明はまた、単ｆ２または複数
の測定装置を有し、これを用いてベルト及び圧縮機を駆
動するために供給される疵、ｔｊ力、または２つの動力
供給をそれぞれ別個に測定することかできる。これら動
力の測定された値は測定信号の形で制御装置に伝送され
る。これは、もし圧縮機とベルトの両方が、例えば実際
の場合には普通性われるように電動機によって駆動され
れば、単純な方法で災施できる。供給された動力の値は
、次に電力計で測定され、これらの動力値に対応する測
定信号が制御装す【に送られる。制御襄針において、２
つの信号は総供給動力に対応する１つの信号に重畳され
る。また１つの゛電力計を用いて総供給電力１ｒ、１ｌ
ｌｌｌ定し、対応する６Ｉす定信号を制御装置に伝達す
ることもできる。この制御装置は、コンベヤの所定の作
動状態において供給された総動力が最小であるように圧
縮様のガス出力を調節する。もしこれらの作動状態に変
化が起れば、それによって総供給動力が笈化し、制御装
置が作動して、新規の状態において総供給動力が再び最
小になるように圧縮機のガス出力を調節する。作動状態
の変化とは、例えばベルトへの材料の供給り土の久化で
あり、これによリベルトの負荷が変化し、従ってベルト
抵抗も変化し、ひいてはベルトを荒１へ動するのに少す
る動力も変動する。測定装置から制御装置への徂り定信
号もこれに伴って変化し、制御装置はこの信号に対して
ガス出力を調節することによって反応する。このガス出
力の変化はベルト抵抗を変化させて、総供給出力に対応
する信号に対する信号に対する新規の値を生ずる。

もしこの動力が新規状態において低ければ。

制御装置はさらにガス出力を調節し、この動作はガス出
力の変更が総供給動力を増大させるまで絖げられる。こ
のようにして最小値に達すると、制御装置はガス出力を
それまでに丁度達した値に設定し、同時に動力供給量に
ｉ！増加が起らす、このようにして総供給動力が最小に
される。もしガスの最初の脚部を行った後に、総動力が
減少せずに増加すれば、この設定値は不適正であったこ
とになり、制御装置はこれに反応してガス出力を反対方
向に調節し、総供給動力の最小値に遅丁；ｂｉで継続す
る。もちろん、ガス出力の調節は常に限度内で行われ、
これらの限度内では最小総供給動力が存在しない１つの
状態が起こる。よって制御装置は最低の供給動力をもつ
制限値にガス出力を調節する。

また秘供給動力に対応する信号に反応する制御装置を備
えることもできる。これは、例えは電力計が総供給電力
を測定するのに用いられれば、上記制御装置が使用でき
、それからの信号はただ１つのみが利用できる。

それらからの結論の抽出及びこれらの結識を出力信号に
変換して空気出力を設定するという様な９能を果すこと
ができなげればならない。これらの機能の数と性格を与
え、埃在の技術を利用すれは、デジタル論理を発火とす
る制御装置は、アナログ式制御装置よりも好ましいもの
である。

制御装置は、特にこの目的に対して比較的ｆ＾１単にプ
ログラムを行うことができるが、それでも数種の機能を
行うプロセスコンピュータまたはプロセッサのような複
雑な制御装置である。

例えば関連のコンベヤが極めて長ければ、ベルトを複数
の駆動ドラムで駆動すれば効果的であり、この場合、し
ばしばドラムごとに複数の駆動モータが使用される。完
全なベルト起動を実施するためには、従って多数の駆動
モータが用いられる。エネルギ消費量に関しては、もち
ろんモータの効率も重要である。一般にこの効率は、モ
ータが低負荷状態にあれば、モータ負荷の増大とともに
増大する。そこで、ベルトが軽負荷状態にあればモータ
負荷は低く、従ってモータは低効率で作用するであろう
。このような場合、エネルギという点では、この発明の
装置を用いしかも１つ以上のモータをしゃ断し、しゃ断
されないモータを高負荷状態で使用すれば一層高い効率
が得られて有効である。このモータの断続を？！ｉｌ制
御するのに特別な自動式作用装置を用いることができる
が、プロセスコンピュータを用いて七−夕の断続を制＠
ｌ￥ることも容易にできる。このようにして、すべての
状態にオ６いて最小のエネルギをもって駆動されるベル
トコンベヤが得られる。

図面に示す実施例を参照して、以下にこの発明の詳細な
説明する。

図において、給電ケーブルは実線で示し、押」定佃号用
のケーブル（信号ライン）はイａ号の方向を示す矢印を
付した破線で示す。

第１図に、この発明の第１実施例の概略構成を示す。ベ
ルトｌは反転ドラム２、及び駆動ドラム３との間に張力
をもって廼びる。ベルトの緊張側は空気ケース４によっ
て支持され、空気ケース４の上側は樋状となっている。

駆動ドラム３は歯車箱をもつ電動機盆具えた駆動仮積５
（説明を容易にするため９０°転回して示す）によって
、駆動されろ。空気圧扁機６がパイプ７を介して空気ケ
ース４に圧ｎＴＪ　Ｌ気を給送する。ここに示すものは
遠心型圧縮機であるが、ルーツプロワーヤピストン圧稲
機のような他の圧ｕ６４６も使用でざる。圧輸様ｆ″ｉ
ｉＭ；ｊ　！ｉｏ」可能なム動機猶８によって駆動され
る。この機構は１例えば調節弐周波数変換様と組合わせ
た三相電動機または同期電動機からなることができる。

この′電動機は、直接式にまたは例えば歯車伝動装置に
よって圧縮機’を駆動し、速度（Ｔｓｐｐｍｐ）は周波
数制御装置によって制御される。調節可能な躯動機拷８
の別の実施例は、例えば、調節可能な機械式またほぼ圧
式伝動後悔と組合わされた非同期式三相電動機からなる
。２つの駆動機構５゜８の電動機へのエネルギの給送は
電気ケーブル９による。この例では、三相電流ヲ用いる
ので３つの動カケープルが示される。２つの駆動機構の
それぞれに供給された電力は電力計１０゜１１によって
それぞれ測定される。これらの電力計からの信号は信号
ライン１２　、１３　ｔｌ−通って。

ふ動機ｇ５，８への電力を示して、制御装置１４に送ら
れ、この制御装置は例えば適切な入出力装ｕｋもつマイ
ク實コンピュータを有する。

この例で（ゲ、２つの駆動機構５，８それぞれの動力は
個別に測定され、２つの測定値は制御装置１４内で器供
給出力１直に重畳される。この時点で！ｔｉ制御衾程１
４は、１５号ライン１２．１３で達人された信号の一方
または両方に変化が起これば、それに反応する。この反
応は、もし没化貨が成るしきい値を超えたときにのみ反
応し、従って制御裏ｆ２ｊ１４は小変化には反応しない
ように行われる。　　。

′例えば運転中に、コンベヤへの材料の給送が無（なる
と、それによってベルトは負和丁が＜ｇｌじ、ベルト抵
抗も減少し、従って駆動機構５への供給動力も減少する
。これによる信号ライン１２の信号の変化は制御装置１
４を作動させる。制御装ｋ１４かもの信号ライン１５の
信号が例えば圧縮機６の速度がある範囲に減少し、これ
に対応する空気が圧縮機６から空気ケース４に流れるよ
うに調節する駆動機構８に送られる。この時点で、圧縮
機６の駆動機構８は低い動力を安来し、この動力の要求
は電力計１１によって信号ライン１３の信号の変化とし
て制御装置１４に送られる。空気流量の減少の結果、ベ
ルト１とケース４との間の空気薄膜は薄くなり、これに
よってベルト抵抗が増大する。その結果。

信号ライン１２の信号は高い値を示す。制御装［１４に
お−・て、２つの供給動力の耕規の値はｗ舞さｎ、この
新しい総動力が変化が起こる前の動力と比較される。も
しこの新しい値が低ければ、制御装置１４は上記の手順
を繰返し、別の信号ライン１５の信号を駆動機構８に送
り、その結果圧剤機６の速腿がさらに減少される。

この処理は、制御装置１４が総動力の低下を認めずに増
大を認めるまで繰返され、これに伴って制御装置１４は
圧縮機６の速度を、酩動力が上昇する直前、すなわち最
小総動力に対応する値のときの直ｒ４１工の血に設定す
る。

また制御装置１４による圧縮機６の最初の速度低下後に
、総動力が下降せずに上昇することもある。この場合、
制御装置１４は反対方向へ、すなわち減少せずに増大す
るように、圧縮機６の速度に対して第２の変７１１１１
をあられｊｏもしこれがｉ；ち動力の減少に閃辻丁れは
、１■り御訣直１４Ｆｉ総動力が減少せずに上昇に移る
まで、圧ｆｆ６機６の速度をさらに増大するように処理
し、これに伴って最小総動力に対応する領が定められる
。

第２図に他の実施例の概略構成を示す。これは数ｋｍに
わたるペルトコ／ベヤであって、ベルトは排出端におい
て２つのドラムによって駆動される。コンベヤの長さが
大きいので、全長にわたって均等に分布されたし数の全
気圧Ｍｏｂが例えば１５００　ｍごとに１つの割合で配
設される。

図面を簡明にするため、反転ドラム及び駆動ドラムをも
つコンベヤのベルトの排出端のみが示され、また２つの
圧縮機のみが示されている。

ベルト２１は、駆動ドラム２２．２３によって駆動され
、ドラム２４は反転兼緊張ドラムとして作用する。ドラ
ム２２上のベルト２１の張力はドラム２３上の張力より
大きいので、ドラム２２はより大きいモーメントを伝え
ることができ、従ってこのドラム２２は２つの鳴ｉ、力
儂信２５．２６で、砧勤され、一方ドラム２３は１つの
祁８俵４Ｉ”（２７でＪ駆動される。各１１へ動イ、３
４．陽の：□力は電力計２８．２９．３０によって測定
され、これらの電力計２８　ｓ　２９　ｐ　３０かもの
辿」定信号は制御装置３１に送られる。駆動機構２５，
２６．２７は制御装置３１からの制御信号によって作動
される断続装置を具備する。圧線：）Ｊ３ｓ、３ｓは調
節可能な駆動機構３７．３８によって駆動される。

これらの機構３７．３８への総電力は′諷力計３９によ
って仙ｊ定され、対応する信号は制御装置３１にとられ
る。この節」御装置３１は第１寅施例において述べた方
法と同様にして、′電力計２８．２９，３０，３９から
の信号の変化に反応する。

ｆｔｔｉＪ　１ｉ１１装ｆ）ｔ３ｘはまた、測定された
電力がある値以下に低下すると、ベルトを駆動する１つ
ｆたは複数の電動機がしゃ断されるように、電力計２８
．２９．３０からの測定信号の値に反応する。

負荷が減少すると、例えば駆動機構２５がまずしゃ断さ
れ、次いで駆動機構２７がしゃ断される。同様にして負
荷が増大すると、これらの剰動徐栴は再び順次接続され
る。

制御装＃ｌ　４　、３１の設計は上記で明瞭に述べた機
能に鑑みて、熱拙者にはｆｉＪ等間粗を提起しない。空
気圧縮機へ供給される！；う）刀の鴇々のλ更段階の大
ぎさの選択、第２図に示す実施ｆ１１において、１つま
たは複数の枢動機上りがしゃ断される制限値、順次に行
う測定間隔時間、及び反応を起こす各動力変化の最ｌＪ
Ｓ値などは、一部では制御装置の所望のやｎ度によって
、容易に選択できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例の概略可成図、第２図
は、この発明の第２実施例の既略憑成図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、ガス層を介して樋壁によつて支持されるベルトの緊
張側をもつベルトコンベヤであつて、ガス層を維持する
ガスの流量が、出力の調節可能な単数または複数のガス
圧縮機によつてえられ、ガス圧縮機の、駆動機構に必要
とするエネルギはガス出力と同一傾向をもつて変化する
ようになつており、ガス圧縮機の駆動機構用の動力及び
ベルト駆動用の動力を測定する装置と、これらの動力ま
たはその合計動力の変動を決定し、そのような変動を基
礎にしてガス流量を維持し、ベルトを駆動するのに要す
る総動力が最小に保たれるようにガス流量を変更する装
置とを有することを特徴とするベルトコンベヤ。２、測定装置が、ガスの流量を調節するためにベルト及
び圧縮機を駆動する単数または複数の電動機によつて使
用された電力を測定するようになつていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のベルトコンベヤ。３、測定装置が上記２つの目的のために電動機へともに
送られる総電力を測定するようになつていることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載のベルトコンベヤ。４、制御装置が、総供給動力が変化するとき、ガス流量
を調節する動力が新規の値に変更され、このような変更
の後に供給された少量の総動力を測定し、ガス調節用の
動力が前記総供給動力が降下しない状態まで同一携行に
段階的に変更され、それに続いて最低の総エネルギ供給
量が起こるレベルにおいてガス流量を発生するように前
記動力が維持されるようになつていることを特徴とする
特許請求の範囲上記各項のいずれか一項記載のベルトコ
ンベヤ。