KR20150021999A

KR20150021999A - 언로더

Info

Publication number: KR20150021999A
Application number: KR20157000490A
Authority: KR
Inventors: 하루히코 쯔즈키; 마사키 카와라바야시
Original assignee: 스미도모쥬기가이 한소시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2015-03-03
Also published as: TWI583611B; TW201408572A; CN104507837A; WO2014024563A1; KR101766774B1; CN104507837B

Abstract

산적화물(M)을 양하하는 버킷엘리베이터(9)와, 버킷엘리베이터(9)가 양하한 산적화물(M)을 반송하는 붐컨베이어(39)와, 붐컨베이어(39)가 반송한 산적화물(M)을 낙하시키는 낙하부(60)와, 낙하부(60)를 낙하하는 산적화물(M)의 낙하에너지를 전기에너지로 변환하는 임펠러(65), 증속기(66) 및 발전기(67)를 구비하고 있다. 이렇게 하여, 산적화물(M)을 양하했을 때의 위치에너지를 낙하 시에 전기에너지로 변환하고, 변환 후의 전기에너지를 이용 가능하게 한다.

Description

언로더{Unloader}

본 발명은, 대상물을 양하하는 언로더에 관한 것이다.

종래, 이러한 분야의 기술로서, 하기 특허문헌 1의 언로더가 알려져 있다. 이 언로더는, 산적물을 매달아 올리는 그래브버킷과, 그래브버킷의 산적물을 받아 호퍼에 반송하는 트래버서를 구비한 것이다. 이 언로더에서는, 그래브버킷의 권하(卷下) 시에 발생하는 회생전력을 트래버서의 이동전력의 일부로서 사용함으로써, 소비전력의 저감을 가능하게 하고 있다.

선행기술문헌

(특허문헌)

특허문헌 1: 일본 특허공개공보 2011-213461호

그러나, 상기의 언로더는, 그래브버킷이 매달아 올린 산적물을 단순히 트래버서가 투하하는 것이다. 따라서, 에너지를 유효하게 이용하는 점에 있어서 아직도 개선의 여지가 있어, 에너지효율의 향상이 요구되고 있다.

본 발명은, 에너지효율을 향상시킨 언로더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 언로더는, 대상물을 양하하는 양하부와, 양하부에 의하여 양하된 대상물을 반송하는 반송부와, 반송부에 의하여 반송된 대상물을 낙하시키는 낙하부와, 낙하부를 낙하하는 대상물의 낙하에너지를 전기에너지로 변환하는 변환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 변환부를 구비한 구성에 의하면, 대상물을 양하했을 때의 위치에너지가 대상물의 낙하 시에 전기에너지로 변환되게 된다. 따라서, 변환 후의 전기에너지를 이용 가능하게 되기 때문에, 화물의 상승 및 하강으로 발생하는 에너지를 유효하게 활용할 수 있어, 에너지효율을 향상시킬 수 있다.

또, 양하부는, 대상물을 연속적으로 양하하도록 해도 된다. 이 경우, 양하부가 연속적으로 대상물을 양하함으로써, 낙하부에 연속적으로 대상물이 낙하하게 되기 때문에, 낙하에너지를 연속적으로 전기에너지로 변환할 수 있게 되어, 대량으로 또한, 일정하게 전기에너지를 얻을 수 있다.

또, 변환부는, 대상물의 충돌에 의하여 회전하는 임펠러를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 낙하에너지를 전기에너지로 변환하고 에너지를 유효하게 활용하기 위한 구성을 간단한 구조로 실현할 수 있다.

또, 낙하부는, 대상물을 임펠러의 날개에 충돌시키도록, 대상물을 안내하는 안내부를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 보다 대량의 대상물을 날개에 충돌시킬 수 있기 때문에, 에너지효율을 보다 향상시킬 수 있다.

또, 낙하부는, 통형상의 슈트를 구비하고, 대상물은, 슈트의 내부를 낙하하도록 해도 된다. 이 경우, 대상물이 슈트의 내부를 낙하함으로써 대상물로부터 발생하는 분진 등의 확산을 억제할 수 있다.

또, 임펠러는, 슈트의 하단측에 마련되어 있어도 되고, 또한, 슈트의 하측에는 대상물을 저장하는 호퍼가 마련되어 있으며, 임펠러는, 호퍼에 있어서의 대상물의 저장한계높이보다 높은 위치에 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 낙하부의 상단과, 임펠러와의 상하거리를 길게 할 수 있기 때문에, 낙하에너지를 크게 함으로써 보다 많은 전기에너지를 얻을 수 있다.

또, 슈트에는, 내부를 시인 가능한 확인창이 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 슈트 내부의 임펠러를 슈트의 외측으로부터 시인 가능하게 되기 때문에, 슈트 내부의 임펠러 등의 메인터넌스를 용이하게 행할 수 있다.

본 발명의 언로더는, 대상물을 긁어 모아 적재하는 복수의 버킷과, 복수의 버킷을 지지하는 무단체인을 가지고, 대상물을 연속적으로 반송하는 버킷엘리베이터를 구비한 버킷엘리베이터식의 언로더로서, 전원에 접속된 컨버터와, 컨버터에 접속된 인버터와, 인버터에 접속된 부하모터를 구비하고, 컨버터와 인버터는 직류모선을 통하여 접속되어 있으며, 컨버터는, 부하모터의 제동동작에 의하여 발생하는 에너지로부터 에너지회생을 행하는 것을 특징으로 한다.

이러한 컨버터를 구비한 구성에 의하면, 부하모터의 제동동작에 의하여 발생하는 에너지가 전기에너지로 변환되어 에너지회생이 행해진다. 따라서, 브레이크에 의하여 제동동작이 행해질 때에 에너지가 열로서 대기에 방출되는 일이 없어져, 상기 에너지는 전기에너지로 회생되기 때문에, 에너지효율을 향상시킬 수 있다.

또, 부하모터는, 무단체인을 구동하여 주회(周回)시키는 모터이며, 무단체인은, 대상물을 반송할 때에 정방향으로 주회하고, 컨버터는, 무단체인이 역방향으로 회전했을 때에, 에너지회생을 행하도록 해도 된다. 이 경우, 체인이 역방향으로 주회했을 때의 제동동작을 이용하여 에너지회생을 행하기 때문에, 역회전 시의 에너지를 유효하게 이용하여 에너지효율을 높일 수 있다.

또, 언로더는, 안벽의 상면에 설치 가능한 본체부와, 본체부에 대하여 선회 가능하게 마련되어 버킷엘리베이터가 마련된 붐을 구비하고, 부하모터는, 붐을 선회시키는 모터여도 된다. 또, 언로더는, 안벽의 상면을 주행 가능한 거더를 구비하고, 부하모터는, 거더를 주행시키는 모터여도 된다.

본 발명에 의하면, 에너지효율을 향상시킨 언로더를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 관한 언로더를 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 언로더의 버킷엘리베이터 상부의 일부 파단사시도이다.
도 3은 도 1의 언로더에 있어서의 낙하부의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 언로더에 있어서의 낙하부를 도 3의 반대방향에서 보았을 때의 사시도이다.
도 5는 도 3의 낙하부에 있어서의 슈트의 하부와 호퍼의 내부를 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 1의 언로더에 있어서의 전기계통의 개략구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 제2 실시형태에 관한 언로더에 있어서의 전기계통의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 제2 실시형태에 관한 언로더에 있어서의 시간경과와 소비에너지와의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 언로더의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.

(제1 실시형태)

도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이, 언로더(1)는, 버킷엘리베이터식의 선박용 연속언로더(CSU)이며, 선박의 선창(103)으로부터 대상물인 산적화물(M)(예를 들면, 코크스나 광석 등)을 연속적으로 양륙하는 장치이다. 언로더(1)는, 안벽(岸壁)(101)과 평행하게 부설된 2개의 레일(3a)에 의하여, 당해 안벽(101)을 따라 주행 가능한 거더(2)를 구비하고 있다. 거더(2)는, 안벽(101)의 상면에 설치 가능한 본체부이다. 거더(2) 위에는, 선회프레임(5)이 선회 가능하게 지지되고, 그 선회프레임(5)으로부터 가로방향으로 돌출설치된 붐(7)의 선단부에 버킷엘리베이터(9)(양하부)가 지지되어 있다. 버킷엘리베이터(9)는, 밸런싱레버(12) 및 카운터웨이트(13)에 의하여, 붐(7)의 기복각도에 관계없이 연직을 유지하도록 되어 있다.

언로더(1)는, 붐(7)의 기복각도를 조정하기 위한 실린더(15)를 구비하고 있다. 이 실린더(15)를 신장시키면 붐(7)은 상향이 되어 버킷엘리베이터(9)가 상승하고, 실린더(15)를 수축시키면 붐(7)은 하향이 되어 버킷엘리베이터(9)가 하강하도록 되어 있다.

버킷엘리베이터(9)는, 그 하부에 마련된 측면 굴삭방식의 스크레이핑부(11)에 의하여, 선창(船倉)(103) 내의 산적화물(M)을 연속적으로 굴삭하여 긁어 모음과 함께, 긁어 모은 산적화물(M)을 상방으로 반송하여, 산적화물(M)을 양하한다.

버킷엘리베이터(9)는, 엘리베이터 샤프트(21)를 구성하는 엘리베이터 본체(23)와, 엘리베이터 본체(23)에 대하여 주회운동하는 체인버킷(29)을 구비하고 있다. 체인버킷(29)은, 무단형상으로 연결된 한 쌍의 롤러체인인 체인(무단체인)(25)과, 당해 한 쌍의 체인(25)에 양측 지지된 복수의 버킷(27)을 구비하고 있다. 구체적으로는, 2개의 체인(25)은, 도 1의 지면(紙面)에 직교하는 방향으로 병설되어 있으며, 각 버킷(27)은, 도 2에 나타나는 바와 같이, 2개의 체인(25)의 사이에 매달리도록 하여 당해 체인(25, 25)에 소정의 장착도구를 통하여 장착되어 있다.

또한, 버킷엘리베이터(9)는, 체인(25)이 걸쳐지는 구동롤러(31a, 31b, 31c)와, 체인(25)을 가이드하는 전향롤러(33)를 구비하고 있다. 구동롤러(31a)는 버킷엘리베이터(9)의 최상부(9a)에 마련되고, 구동롤러(31b)는 스크레이핑부(11)의 전부에 마련되며, 구동롤러(31c)는 스크레이핑부(11)의 후부에 마련되어 있다. 전향롤러(33)는, 구동롤러(31a)의 약간 하방에 위치하는 종동롤러이며, 체인(25)을 가이드함과 함께 체인(25)의 진행방향을 전환한다. 또, 구동롤러(31b)와 구동롤러(31c)와의 사이에는 실린더(35)가 개재되고, 이 실린더(35)를 신축함으로써 양 구동롤러(31b, 31c)의 배치축간 거리를 변화시켜, 체인버킷(29)의 이동 주회궤적을 변경할 수 있게 되어 있다. 다만, 체인(25)이 2개 존재하는 것에 대응하여, 구동롤러(31a, 31b, 31c)와 전향롤러(33)도, 각각 2개씩 존재하고, 도 1의 지면에 직교하는 방향으로 병설되어 있다.

구동롤러(31a, 31b, 31c)가 체인(25)을 구동함으로써, 체인(25)이, 엘리베이터 본체(23)에 대하여 소정의 궤적으로 화살표(W)방향으로 주회이동(정방향으로 주회운동)하고, 체인버킷(29)은, 버킷엘리베이터(9)의 최상부(9a)와 스크레이핑부(11)와의 사이를 이동 주회하면서 순환한다.

체인버킷(29)의 버킷(27)은, 도 2에 나타나는 바와 같이, 그 개구부(27a)를 위로 향하게 한 자세로 상승한다. 그리고, 버킷엘리베이터(9)의 최상부(9a)에서는, 구동롤러(31a)를 통과할 때에 체인(25)이 상향으로부터 하향으로 방향전환하여, 버킷(27)의 개구부(27a)가 하향으로 전환회전한다. 이와 같이 하향이 된 버킷(27)의 개구부(27a)의 하방에 배출용 슈트(36)가 형성되어 있다. 이 배출용 슈트(36)의 하단은, 버킷엘리베이터(9)의 외주에 배치된 회전피더(37)에 접속되어 있다.

회전피더(37)는, 배출용 슈트(36)로부터 반출되는 산적화물(M)을 붐(7)측에 반송하는 것이다. 붐(7)에는, 도 1에 나타나는 바와 같이, 버킷엘리베이터(9)에 의하여 양하된 산적화물(M)을 반송하는 반송부인 붐컨베이어(39)가 배치되어 있고, 이 붐컨베이어(39)는, 회전피더(37)로부터 옮겨진 산적화물(M)을 후술하는 낙하부(60)에 공급한다. 낙하부(60)의 하방에는 기내의 벨트피더(43)나 기내 컨베이어(45)가 배치되어 있다.

이 언로더(1)를 이용한 산적화물(M)의 양륙은, 이하와 같이 하여 행해진다. 버킷엘리베이터(9)의 하단부의 스크레이핑부(11)를 선창(103) 내에 삽입하여, 체인(25)을 도면 중 화살표(W)의 방향으로 주회시킨다. 그렇게 하면, 스크레이핑부(11)에 위치하는 버킷(27)이, 연속적으로 코크스나 광석 등의 산적화물(M)의 굴삭 및 긁어 모음을 행한다. 그리고, 이들의 버킷(27)에 긁어 모아져 적재된 산적화물(M)은, 체인(25)의 상승에 따라 버킷엘리베이터(9)의 최상부(9a)까지 연직 상방으로 반송된다.

그 후, 버킷(27)이 구동롤러(31a)의 위치를 통과하고, 당해 버킷(27)이 전환회전함으로써, 산적화물(M)이 버킷(27)으로부터 낙하한다. 버킷(27)으로부터 낙하한 산적화물(M)은, 배출용 슈트(36) 내에 떨어져 회전피더(37)측으로 반출되고, 또한, 붐컨베이어(39)로 옮겨져 낙하부(60)의 상단에 반송된다. 그리고, 산적화물(M)은 낙하부(60)를 낙하하고, 벨트피더(43) 및 기내 컨베이어(45)를 통하여 지상측 설비(49)로 반출된다. 이상과 같은 동작이 복수의 버킷(27)을 이용하여 반복하여 행해짐으로써, 선창(103) 내의 산적화물(M)은 연속적으로 양륙된다.

그런데, 종래의 언로더에서는, 산적화물의 상승 및 하강으로 발생하는 에너지를 유효하게 활용하지 못하여, 에너지효율이 낮다는 문제가 있었다. 따라서, 본 실시형태의 언로더(1)에서는, 낙하부(60)에 산적화물(M)이 낙하했을 때의 낙하에너지를 유효하게 활용하고 있다. 이하에서는, 낙하부(60)의 상세에 대하여 설명한다.

도 3~도 5에 나타나는 바와 같이, 낙하부(60)는, 산적화물(M)을 낙하시키기 위한 통형상의 슈트(61)와, 슈트(61) 내부를 낙하한 산적화물(M)을 받아들이는 호퍼(68)를 구비하고 있다. 슈트(61)의 하단측에는, 산적화물(M)의 충돌에 의하여 회전하는 날개(65a)를 구비한 임펠러(65)가 마련되어 있다. 슈트(61)는, 하방을 향함에 따라, 그 내부공간의 영역이 작아지도록 형성되어 있으며, 이와 같이 형성됨으로써 내부를 낙하하는 산적화물(M)의 낙하경로가 정해짐과 함께, 산적화물(M)에 의한 분진 등의 확산을 억제할 수 있다.

슈트(61)의 상부에는, 붐컨베이어(39)에 의하여 반송된 산적화물(M)을 받아들임과 함께, 산적화물(M)을 임펠러(65)의 날개(65a)에 충돌시키도록 산적화물(M)을 안내하는 가이드판(62a, 62b)이 마련되어 있다. 가이드판(62a)은 붐컨베이어(39)에 대향하는 위치에 상하로 연재하도록 마련되어 있으며, 가이드판(62b)은 붐컨베이어(39)의 하부로부터 비스듬하게 연재하도록 마련되어 있다. 가이드판(62a, 62b)은, 서로 대향하도록 마련되어 있으며, 붐컨베이어(39)에 의하여 반송된 산적화물(M)은 가이드판(62a, 62b)에 충돌하면서 슈트(61) 내를 낙하하여 임펠러(65)의 편측의 날개(65a)에 충돌한다. 다만, 산적화물(M)을 임펠러(65)의 편측의 날개(65a)에 충돌시키기 위하여, 가이드판(62a)은 임펠러(65)의 중심보다 가이드판(62b)측에 마련되는 것이 바람직하다.

또, 슈트(61)에는, 그 내부를 시인 가능한 확인창(63)이 마련되어 있다. 확인창(63)은, 예를 들면 개구이다. 조작자 등은, 이 확인창(63)으로부터 슈트(61) 내부의 임펠러(65)를 볼 수 있게 되어 있으며, 임펠러(65)의 메인터넌스 등을 용이하게 행할 수 있다. 다만, 확인창(63)의 구조, 위치 및 개수는, 특별히 한정되지 않는다. 즉, 확인창(63)은, 도 3 및 도 4에 나타나는 바와 같은 단순한 개구가 아니어도 되고, 예를 들면 개폐 가능한 문이 마련되어 있어도 된다.

임펠러(65)는, 수평방향으로 뻗는 축둘레로 회전하는 축부(65b)에 대하여 날개(65a)를 8개 구비하고 있으며, 낙하하는 산적화물(M)이 날개(65a)에 충돌함으로써 축부(65b)가 회전하도록 되어 있다. 슈트(61)의 임펠러(65)의 배후의 부분에는 축부(65b)를 삽통하기 위한 구멍부(도시생략)가 형성되어 있으며, 도 4에 나타나는 바와 같이, 그 구멍부의 외측에는 증속기(66)가 마련되어 있다. 또, 증속기(66)에 인접하는 위치에는 발전기(67)가 마련되어 있다. 축부(65b)는 증속기(66)에 접속되어 있으며, 축부(65b)의 회전은 증속기(66)에 전달되고, 증속기(66)는 그 회전을 회전수를 증가시켜 발전기(67)에 전달한다. 이렇게 하여, 산적화물(M)의 날개(65a)에 대한 충돌에 의하여 얻어진 축부(65b)의 회전은, 증속기(66)를 통하여 발전기(67)에 전달되고, 발전기(67)에 의하여 전기에너지로 변환되도록 되어 있다.

호퍼(68)는, 산적화물(M)을 저장하기 위한 것이며, 도 5에 나타나는 바와 같이, 슈트(61)의 하측에 마련되어 있다. 호퍼(68)는, 통형상으로 되어 있고, 하방을 향함에 따라 내부공간의 영역이 작아지도록 형성되어 있다. 또, 호퍼(68)에는, 수평방향으로 회전하는 날개(69a)를 구비한 리미트 스위치(69)가 마련되어 있다. 리미트 스위치(69)의 날개(69a)의 높이 위치는, 호퍼(68)에 있어서의 산적화물(M)의 저장한계높이(L)에 일치하고 있다. 따라서, 호퍼(68) 내에 축적된 산적화물(M)이 저장한계높이(L)에 이르지 않은 상태에서는 날개(69a)는 계속 회전하고, 산적화물(M)이 저장한계높이(L)에 이르면 날개(69a)의 회전이 산적화물(M)에 의하여 방해되어, 날개(69a)의 회전이 정지한다. 리미트 스위치(69)는, 이 날개(69a)의 회전이 정지한 상태를 검출함으로써, 산적화물(M)이 저장한계높이(L)에 이른 것을 검지하고, 언로더(1)의 제어부(도시생략)에 신호를 출력한다.

제어부는, 리미트 스위치(69)로부터의 신호를 받으면, 버킷엘리베이터(9)에 의한 산적화물(M)의 양하, 및 붐컨베이어(39)에 의한 산적화물(M)의 반송을 정지시키도록, 버킷엘리베이터(9) 및 붐컨베이어(39)의 동작을 제어한다. 또, 제어부는, 낙하부(60)를 낙하하는 산적화물(M)의 양이 일정하게 되도록, 버킷엘리베이터(9) 및 붐컨베이어(39)를 제어하고, 예를 들면 버킷엘리베이터(9)가 대량으로 산적화물(M)을 양하하고 있는 경우에는 버킷(27) 및 붐컨베이어(39)의 이동속도를 늦추거나, 버킷엘리베이터(9)의 산적화물(M)의 양하량이 적은 경우는 버킷(27) 및 붐컨베이어(39)의 이동속도를 빠르게 하거나 하여, 단위 시간당 낙하부(60)를 낙하하는 산적화물(M)의 양이 일정하게 되도록 하고 있다.

그런데, 상기와 같이 발전기(67)에서 변환된 전기에너지는, 도 6에 나타나는 바와 같이, 언로더(1)의 전원시스템(70)에 있어서, 상기 서술한 구동롤러(31a, 31b, 31c)를 구동하는 부하모터(75)에 공급된다. 전원시스템(70)은, 이 부하모터(75)와, 전원(71)과, 변압기(72)와, AC/AC 컨버터(73)와, 인버터(74)를 구비하고 있다. 변압기(72), AC/AC 컨버터(73) 및 인버터(74)는, 언로더(1)의 전기실(E)에 마련되어 있다.

전원(71)은, 지상전원이며, 교류전력을 변압기(72)에 공급한다. 변압기(72)는, 전원(71)으로부터 공급된 교류전력의 전압을 소정의 전압으로 변환하여 인버터(74)에 공급한다. 인버터(74)는 변압기(72)로부터의 공급전력을 부하모터(75)에 공급하고, 부하모터(75)는 인버터(74)로부터의 전력에 의하여 작동한다. 이렇게 하여 부하모터(75)가 작동함으로써 구동롤러(31a, 31b, 31c)가 구동하고, 체인(25)이 화살표(W)방향으로 주회하여 버킷엘리베이터(9)가 구동한다.

또, 본 실시형태에서는, 상기와 같이 발전기(67) 및 AC/AC 컨버터(73)를 구비하고 있으며, 발전기(67)는 전력을 AC/AC 컨버터(73)에 공급한다. AC/AC 컨버터(73)는, 발전기(67)로부터의 전력의 주파수를 소정의 주파수로 변환하여 전력을 인버터(74)에 공급한다. 그리고, 인버터(74)는 AC/AC 컨버터(73)로부터의 공급전력을 부하모터(75)에 공급하고, 전원(71)으로부터 부하모터(75)로의 전력의 공급을 보충하도록 기능한다.

이상, 본 실시형태에 관한 언로더(1)에서는, 변환부로서 기능하는 임펠러(65), 증속기(66) 및 발전기(67)를 구비함으로써, 산적화물(M)을 양하했을 때의 위치에너지가 낙하 시에 전기에너지로 변환되고, 변환 후의 전기에너지를 이용 가능하게 되기 때문에, 산적화물(M)의 상승 및 하강으로 발생하는 에너지를 유효하게 활용할 수 있어, 에너지효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발전기(67)로부터의 전력공급이 가능하게 되는 점에서, 전원(71)으로부터의 전력소비를 저감할 수 있고, 전원(71)으로부터 부하모터(75)에 전력을 공급하는 전기기기의 용량을 저감하여, 기기에 드는 코스트를 저감시킬 수도 있다.

또, 언로더(1)는 버킷엘리베이터식의 연속언로더이며, 상기와 같이 버킷엘리베이터(9)는 산적화물(M)을 연속적으로 양하하고, 낙하부(60)에 산적화물(M)이 낙하했을 때의 낙하에너지를 연속적으로 전기에너지로 변환할 수 있게 되기 때문에, 대량으로 또한, 일정하게 전기에너지를 얻을 수 있다.

또, 임펠러(65)를 변환부로서 구비하고 있기 때문에, 에너지효율을 유효하게 활용하기 위한 구성을 간단한 구조로 실현할 수 있고, 또한, 안내부로서 기능하는 가이드판(62a, 62b)을 구비함으로써, 보다 대량의 산적화물(M)을 날개(65a)에 충돌시킬 수 있기 때문에, 에너지효율을 보다 향상시킬 수 있다.

또, 임펠러(65)는, 슈트(61)의 하단측에 마련되어 있고, 또한, 호퍼(68)에 있어서의 산적화물(M)의 저장한계높이(L)보다 높은 위치에 마련되어 있다. 이로 인하여, 낙하부(60)의 상단과, 임펠러(65)와의 상하거리를 길게 할 수 있고, 산적화물(M)의 낙하에너지를 크게 함으로써 보다 많은 전기에너지를 얻을 수 있다. 또한, 임펠러(65)의 날개(65a)에 산적화물(M)을 충돌시킴으로써, 산적화물(M)이 호퍼(68) 내로 낙하할 때의 충격을 완화할 수도 있다.

(제2 실시형태)

다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 언로더의 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 제2 실시형태의 언로더는, 도 1 및 도 2에 나타나는 제1 실시형태의 언로더(1)와 마찬가지로, 버킷엘리베이터식의 선박용 연속언로더(CSU)이다. 이하에서는, 제2 실시형태의 언로더에 대하여, 제1 실시형태의 언로더(1)와 다른 부분에 대하여 중점적으로 설명하고, 중복되는 설명을 생략한다.

제2 실시형태의 언로더는, 구동롤러(31a, 31b, 31c)를 구동하는 버킷용 모터(도시생략)와, 선회프레임(5)을 선회하는 선회모터(도시생략)와, 거더(2)를 주행하는 주행모터(도시생략)와, 붐컨베이어(39)를 구동하는 붐컨베이어용 모터(도시생략)를 구비하고 있다. 버킷용 모터, 선회모터, 주행모터, 및 붐컨베이어용 모터는, 도 7에 나타내는 전원시스템(170)의 전원(171)으로부터 전력을 얻어 동작한다. 이하에서는, 버킷용 모터, 선회모터, 및 주행모터를 부하모터(175), 붐컨베이어용 모터를 모터(185)로 하여 설명한다.

전원시스템(170)은, 상기 서술한 전원(171)과, 컨버터(172)와, 인버터(173)와, 부하모터(175)와, 동력스위치(182)와, 모터(185)를 구비하고 있다. 전원(171)은, 상용전원이며, 교류전력을 컨버터(172)에 공급한다. 컨버터(172)는, 전원(171)으로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환한다. 컨버터(172)와 인버터(173)는 직류모선(B)을 통하여 접속되어 있으며, 컨버터(172)가 변환한 직류전력은 직류모선(B)을 통하여 인버터(173)에 공급된다. 인버터(173)는, 컨버터(172)로부터의 직류전력을 소정의 주파수의 교류전력으로 변환하여 이 교류전력을 부하모터(175)에 공급한다. 부하모터(175)는 인버터(173)로부터의 교류전력에 의하여 작동하고, 부하모터(175)의 작동에 의하여, 예를 들면 구동롤러(31a, 31b, 31c)의 구동, 선회프레임(5)의 선회, 및 거더(2)의 주행이 행해진다.

또, 전원(171)은, 동력스위치(182)를 통하여, 모터(185)에 교류전력을 공급한다. 동력스위치(182)는, 접촉기이며, 외부로부터의 스위치 조작에 의하여 ON/OFF되도록 되어 있다. 동력스위치(182)가 OFF 상태일 때에는 전원(171)으로부터 모터(185)로의 교류전력은 차단되고, 동력스위치(182)가 ON 상태일 때에는 전원(171)으로부터 모터(185)로 교류전력이 공급된다. 모터(185)는 전원(171)으로부터의 교류전력에 의하여 작동하고, 모터(185)의 작동에 의하여, 예를 들면 붐컨베이어(39)의 구동이 행해진다.

그런데, 본 실시형태의 언로더에서는, 브레이크(도시생략)에 의하여, 버킷(27)의 이동, 선회프레임(5)의 선회, 혹은 거더(2)의 주행이 제동될 때에, 그 제동 시의 에너지가 전기에너지로 변환된다. 또, 종래의 언로더에서는, 인버터에 제동저항이 접속되어 있으며, 상기의 제동동작이 이루어지면, 이 제동저항에 의하여 전기에너지가 다시 열에너지로 변환되어 대기에 방출된다.

언로더의 중량은 매우 크기 때문에 대기에 방출되는 열에너지의 양도 매우 커, 종래의 언로더에서는, 에너지효율이 낮은 데다가 제동 시의 에너지를 유효하게 이용하지 못했다는 문제가 있다. 또한, 종래의 언로더에서는, 예를 들면 강풍 발생 시 등에 있어서의 의도하지 않은 붐의 선회 등을 방지하기 위하여 대량의 전기에너지가 필요함과 함께, 제동 시에 대량으로 열에너지가 발생하는 경우에 대비하여 냉각장치를 마련할 필요가 있고, 또, 대량의 전기에너지를 받아 제동저항에 악영향을 미칠 우려가 있다는 문제도 있다.

따라서, 본 실시형태의 언로더에서는, 부하모터(175)의 제동동작에 의하여 발생하는 에너지가 전기에너지로 변환되어 에너지회생이 행해진다. 구체적으로는, 버킷(27)의 이동, 선회프레임(5)의 선회, 혹은 거더(2)의 주행이 제동되면, 부하모터(175)로부터 인버터(173) 및 직류모선(B)을 통하여 컨버터(172)에 전기에너지가 공급되고, 컨버터(172)는 공급된 전기에너지를 동력스위치(182)를 통하여 모터(185)에 공급한다.

또한, 컨버터(172)는, 버킷(27)의 산적화물(M)의 배출 등을 위하여, 버킷(27)이 중력 등으로 화살표(W)의 역방향으로 이동했을 때에도 에너지회생을 행한다. 이 때, 모터(185)는, 전원(171)으로부터의 전력과 컨버터(172)에 의하여 회생된 전력을 받아 작동한다. 이와 같이 동작하는 컨버터(172)로서는, 예를 들면 IGBT 컨버터 등을 들 수 있다.

본 실시형태에 관한 언로더에서는, 상기 서술과 같이 컨버터(172)가 부하모터(175)의 제동동작에 의하여 발생한 에너지로부터 에너지회생을 행한다. 따라서, 제동동작이 행해질 때에 에너지가 열로서 대기에 방출되는 것을 억제하고, 상기 에너지는 전기에너지로 회생되기 때문에, 전원(171)으로부터 공급되는 전력소비를 억제하여, 코스트삭감과 함께 에너지효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 일정량의 산적화물(M)을 양륙할 때에 필요한 에너지량인 원단위의 향상을 도모할 수도 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 언로더 전체에서 이용되는 소비에너지를 에너지 C, 제동 개시 시각을 시각 t₁, 제동 종료 시각을 시각 t₂, 종래의 언로더의 에너지 사용량을 사용량 L1, 본 실시형태의 언로더의 에너지 사용량을 사용량 L2로 하면, 시각 t₁과 시각 t₂와의 사이의 시간에 있어서의 사용량 L2는 당해 시간에 있어서의 사용량 L1을 하회하게 되어, 본 실시형태의 언로더에서는 시각 t₁과 시각 t₂와의 사이의 에너지 C를 줄일 수 있다.

또, 본 실시형태의 언로더에서는, 체인(25)이 역방향으로 회전했을 때에도 에너지회생을 행하기 때문에, 역회전 시의 에너지를 유효하게 이용하여 에너지효율을 높일 수 있다.

또, 본 실시형태의 언로더에서는, 상기 서술한 바와 같이, 부하모터(175)의 제동동작에 의하여 발생하는 에너지가 변환되어 에너지회생이 행해지기 때문에, 종래의 언로더에서 이용되고 있던 제동저항이 불필요해져, 제동저항에 의한 열에너지의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 대량의 열에너지의 방출이 없어짐과 함께, 열에너지가 큰 경우에 필요하게 되는 냉각장치가 불필요하게 되어, 더욱, 제동저항에 악영향을 미친다는 문제를 회피할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서 변형한 것이어도 된다. 예를 들면, 제1 실시형태에서는 안내부로서 기능하는 가이드판(62a, 62b)이 서로 대향하도록 2개 마련되는 예에 대하여 설명했지만, 안내부의 형상, 개수, 및 배치는 이 예에 한정되지 않는다. 또, 가이드판(62a, 62b) 대신에, 예를 들면 핸들 등에 의하여 각도를 조정 가능한 가이드판을 마련하도록 해도 된다.

또, 제1 실시형태에서는, 8개의 날개(65a)를 가지는 임펠러(65)를 이용한 예에 대하여 설명했지만, 날개(65a)는 8개가 아니어도 되고, 임펠러(65)의 형상도 이 예에 한정되지 않는다. 또한, 임펠러(65) 이외의 구성을 채용해도 되고, 요컨대, 산적화물(M)의 낙하 시의 충돌에너지를 전기에너지로 변환 가능한 구성이면 된다.

또, 제1 실시형태에서는, 임펠러(65)가 슈트(61)의 하단측에 마련되는 예에 대하여 설명했지만, 슈트(61)의 하단측에 한정되지 않고, 예를 들면 슈트(61)의 중앙 부근에 마련되어 있어도 된다.

또, 제1 실시형태에서는, 변환부로서, 임펠러(65), 증속기(66) 및 발전기(67)가 마련되는 예에 대하여 설명했지만, 변환부의 구성도 이 예에 한정되지 않는다. 즉, 임펠러(65), 증속기(66) 및 발전기(67) 대신에, 슈트(61) 내에 압전소자를 마련하도록 해도 된다. 이 경우, 산적화물(M)을 압전소자에 충돌시켜, 산적화물(M)의 낙하에너지를 압력에너지로 변환하고, 압력에너지를 전기에너지로 변환함으로써, 제1 실시형태와 동일한 효과가 얻어진다.

또, 제1 실시형태에서는, 수평방향으로 회전하는 날개(69a)를 구비한 리미트 스위치(69)를 이용한 예에 대하여 설명했지만, 산적화물(M)이 저장한계높이(L)에 이른 것을 검지하는 스위치의 구성도 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 리미트 스위치(69) 대신에, 내부에 공기를 포함한 풍선형상의 스위치나 봉형상의 스위치 등을 이용하는 것도 가능하고, 어느 스위치도 산적화물(M)의 스위치로의 접촉에 의하여 산적화물(M)이 저장한계높이(L)에 이른 것을 검지할 수 있다. 또한, 이 리미트 스위치(69)는 없어도 되고, 호퍼(68) 내의 산적화물(M)의 저장량을 작업자 등이 눈으로 보거나 카메라로 확인하도록 해도 된다.

또, 제1 실시형태에서는, 리미트 스위치(69)가, 산적화물(M)이 저장한계높이(L)에 이른 것을 검지했을 때, 산적화물(M)의 반송을 정지시키는 예에 대하여 설명했지만, 산적화물(M)의 반송을 정지시키지 않아도 된다. 구체적으로는, 예를 들면, 산적화물(M)의 반송을 정지시키는 대신에, 산적화물(M)의 양하 등의 속도를 변경시켜도 되고, 또, 산적화물(M)이 저장한계높이(L)에 이른 것을 운전실의 모니터 등에 출력시켜 운전자에게 수동으로 제어시키도록 해도 된다.

또, 제1 실시형태에서는, 발전기(67)에서 변환된 전기에너지를 부하모터(75)의 작동에 이용하는 예에 대하여 설명했지만, 상기 전기에너지는, 예를 들면 붐컨베이어(39)나 전등 등, 언로더(1) 내의 다른 장치, 혹은 언로더(1) 이외의 다른 기기에 공급되어도 된다. 또한, 축전기를 마련하여, 상기 전기에너지를 축전시키도록 해도 된다.

또, 제1 실시형태에서는, 버킷엘리베이터(9)를 구비한 언로더(1)에 대하여 본 발명을 적용한 예에 대하여 설명했지만, 버킷엘리베이터(9)를 구비하지 않아도 되고, 예를 들면 흡입식이나 삽입식 등, 버킷엘리베이터식 이외의 언로더에 대해서도 본 발명을 적용시킬 수 있다.

또, 제1 실시형태에서는, 슈트(61)에 확인창(63)이 마련되는 예에 대하여 설명했지만, 이 확인창(63)은 없어도 된다. 또한, 확인창(63) 대신에, 슈트(61) 내부에 카메라를 마련해도 되고, 이 경우, 카메라로부터의 영상으로 슈트(61) 내부를 시인할 수 있다.

또, 제2 실시형태에서는, 회생에너지를 발생시키는 구동원인 부하모터(175)로서, 버킷용 모터, 선회모터, 및 주행모터를 예시했지만, 회생에너지를 발생시키는 구동원으로서는 이들에 한정되지 않고, 예를 들면 바람에 의한 붐의 선회를 방지하기 위한 브레이크를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 강풍 발생 시에 대량의 회생에너지를 얻을 수 있다.

또, 제2 실시형태에서는, 회생에너지를 붐컨베이어용 모터인 모터(185)에 공급하고 있었지만, 모터(185)에 한정되지 않고, 언로더 내의 다른 장치 혹은 언로더 이외의 다른 기기에 회생에너지를 공급해도 된다. 또한, 축전기를 마련하여, 회생에너지를 축전시키도록 해도 된다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 에너지효율을 향상시킨 언로더로서 이용 가능하다.

1: 언로더
2: 거더(본체부)
7: 붐
9: 버킷엘리베이터(양하부)
25: 체인(무단체인)
27: 버킷
39: 붐컨베이어(반송부)
60: 낙하부
61: 슈트
62a, 62b: 가이드판(안내부)
63: 확인창
65: 임펠러(변환부)
65a: 날개
66: 증속기(변환부)
67: 발전기(변환부)
68: 호퍼
171: 전원
172: 컨버터
173: 인버터
175: 부하모터
B: 직류모선
L: 저장한계높이
M: 산적화물(대상물)

Claims

대상물을 양하하는 양하부와,
상기 양하부에 의하여 양하된 상기 대상물을 반송하는 반송부와,
상기 반송부에 의하여 반송된 상기 대상물을 낙하시키는 낙하부와,
상기 낙하부를 낙하하는 상기 대상물의 낙하에너지를 전기에너지로 변환하는 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 1 항에 있어서,
상기 양하부는, 상기 대상물을 연속적으로 양하하는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 변환부는, 상기 대상물의 충돌에 의하여 회전하는 임펠러를 가지는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 3 항에 있어서,
상기 낙하부는, 상기 대상물을 상기 임펠러의 날개에 충돌시키도록, 상기 대상물을 안내하는 안내부를 구비하는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 낙하부는, 통형상의 슈트를 구비하고,
상기 대상물은, 상기 슈트의 내부를 낙하하는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 5 항에 있어서,
상기 임펠러는, 상기 슈트의 하단측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 5 항에 있어서,
상기 슈트의 하측에는 상기 대상물을 저장하는 호퍼가 마련되어 있고,
상기 임펠러는, 상기 호퍼에 있어서의 상기 대상물의 저장한계높이보다 높은 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 5 항에 있어서,
상기 슈트에는, 내부를 시인 가능한 확인창이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 언로더.
대상물을 긁어 모아 적재하는 복수의 버킷과, 상기 복수의 버킷을 지지하는 무단체인을 가지고, 상기 대상물을 연속적으로 반송하는 버킷엘리베이터를 구비한 버킷엘리베이터식의 언로더로서,
전원에 접속된 컨버터와,
상기 컨버터에 접속된 인버터와,
상기 인버터에 접속된 부하모터를 구비하고,
상기 컨버터와 상기 인버터는 직류모선을 통하여 접속되어 있으며,
상기 컨버터는, 상기 부하모터의 제동동작에 의하여 발생하는 에너지로부터 에너지회생을 행하는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 9 항에 있어서,
상기 부하모터는, 상기 무단체인을 구동하여 주회시키는 모터이며,
상기 무단체인은, 상기 대상물을 반송할 때에 정방향으로 주회하고,
상기 컨버터는, 상기 무단체인이 역방향으로 회전했을 때에, 상기 에너지회생을 행하는 것을 특징으로 하는 언로더.
제 9 항에 있어서,
안벽의 상면에 설치 가능한 본체부와, 상기 본체부에 대하여 선회 가능하게 마련되어 상기 버킷엘리베이터가 마련된 붐을 구비하고,
상기 부하모터는, 상기 붐을 선회시키는 모터인 것을 특징으로 하는 언로더.
제 9 항에 있어서,
안벽의 상면을 주행 가능한 거더를 구비하고,
상기 부하모터는, 상기 거더를 주행시키는 모터인 것을 특징으로 하는 언로더.