(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記貨物倉の中心に上下方向に延びるように固定配置されたセンターコラムを有し、このセンターコラムを介して前記水平搬送装置からの前記貨物を前記貨物倉の外部に排出する
ことを特徴とする請求項1記載の水平スクリュー式サイロ。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る水平スクリュー式サイロ及びこれを備えた貨物運搬船を詳細に説明する。
【0013】
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る水平スクリュー式サイロを搭載した貨物運搬船の全体構成を示す側方断面図である。また、
図2は貨物運搬船の上方平面図、
図3は
図2のA−A’拡大断面図、
図4は
図3のB−B’拡大断面図、
図5は
図3のC−C’拡大断面図である。更に、
図6は水平スクリュー式サイロの水平搬送装置の一部拡大概要図、
図7は
図3の一部拡大断面図、
図8は
図7のD−D’断面図である。
図1及び
図2に示すように、貨物運搬船1は、粉体、細粒、塊状、ペレット状、高水分含有物等の貨物を運搬する船舶である。
【0014】
貨物運搬船1は、底部の船底外板2の上に二重底板3を有すると共に、側面部に外側外板4を有する。また、貨物運搬船1は、上部に上甲板5が設けられている。船首部6と船体の前後方向に反対側の船尾部7の機関室の上には、船橋7aを備えている。船首部6と船尾部7との間には、貨物Cを収容する例えば円筒形の水平スクリュー式サイロ10を複数有している。貨物運搬船1は、例えば推進装置を有さないメガフロートや艀等も含むものである。
【0015】
図3に示すように、水平スクリュー式サイロ10は、筒形の例えば円筒形の貨物倉20を備える。貨物倉20の内部の中心部には、垂直方向に延びるセンターコラム14が固定され、その上部に貨物倉20の上部中央まで延びる旋回筒11が設けられている。貨物倉20の内部の上部位置には、旋回装置39が設けられ、この旋回装置39は、旋回筒11と共に旋回して先端が貨物倉20の内壁面まで延びる旋回フレーム30を備えている。旋回フレーム30には、水平搬送装置40が吊り下げられている。水平搬送装置40は、貨物Cの上面高さに応じて旋回装置39の旋回フレーム30からの吊り下げ量の制御によって、上下方向の位置を制御されると共に旋回フレーム30と共に旋回する。
【0016】
旋回筒11の上端には、上から貨物Cを投入するための供給シュート11cが設けられている。供給シュート11cの下方には、水平スクリューコンベア12が配置され、水平スクリューコンベア12の排出部には、上下方向に伸縮するテレスコピックシュート13が配置されている。テレスコピックシュート13の排出口は、水平搬送装置40の旋回中心側端部上に位置している。水平搬送装置40は、供給シュート11c、水平スクリューコンベア12、テレスコピックシュート13を介して受け入れた貨物Cを径方向の外側に向けて搬送し、その過程で貨物Cを径方向に平均的に散布する。また、水平搬送装置40は、旋回装置39の旋回フレーム30の旋回動作に伴い旋回して、貨物Cを周方向に均一に散布する。また、水平搬送装置40は、貨物Cを掻き取って径方向の内側に搬送し、センターコラム14を介して貨物倉20の中央下端に払い出す。貨物倉20から払い出された貨物Cは、排出コンベア18を介して外部に排出される。なお、付着性が低い貨物Cを取り扱う場合には、上記供給シュート11c及び水平スクリューコンベア12を、図示しない傾斜シュートに置き換えることも可能である。
【0017】
次に、各部の詳細について説明する。
貨物倉20は、円筒側壁部20aと、この円筒側壁部20aの下端を塞ぐ底面部20bと、円筒側壁部20aの上端を塞ぐ上面部20cとを備えて構成されている。円筒側壁部20aの内面は、円筒壁面20dを形成している。底面部20b及び上面部20cは、平面形状の円板形の部材からなる。なお、底面部20bは、図示のように水平に形成することもできるが、貨物倉20からの排水性を考慮する場合には、外周側から中央側に向かって下がる構造となるように形成するようにしても良い。
【0018】
水平スクリュー式サイロ10の上面部20cには、貨物を受け入れるための穴が形成されており、この穴の部分に旋回筒11の上端が旋回軸受11aを介して回転可能に取り付けられている。旋回筒11の中央には、固定の貨物供給口11bから続く旋回筒11と共に旋回する供給シュート11cが配置されている。センターコラム14は、旋回筒11の下端部に軸受11dを介して接続されている。センターコラム14は、旋回筒11の下端部から貨物倉20の中心を通り底面部20bまで延びており、底面部20bに固定されている。図示は省略するが、センターコラム14は、ほぼ全周にわたって開口し、上下方向に多段に並んで形成された受入部(受入口)を有し、後述する水平搬送装置40でセンターコラム14側に搬送されてくる貨物Cをその内部に搬入できるように構成されている。
【0019】
円筒側壁部20aの円筒壁面20dの上部には、円筒壁面20dを一周するように円筒壁面20dから断続的又は連続的に突出したレール受け部20fが形成されている。このレール受け部20fの上面には、円筒壁面20dに沿ったレール台座部20g及びその上面に配置されたレール部20eが設けられている。
図4及び
図6に示すように、旋回装置39の旋回フレーム30は、中央部を旋回筒11に支持されると共に、円筒壁面20d側の端部が円筒壁面20dのレール部20e上に走行車輪31を介して支持されている。旋回フレーム30は、旋回筒11と共に旋回駆動される。走行車輪31は、旋回フレーム30の一部の荷重を支持しながら自由転動可能に旋回フレーム30に設けられている。
【0020】
また、旋回装置39は、旋回フレーム30の円筒壁面20d側の端部に設けられた、レール台座部20gの内周面側に取付ブラケット部33cを介して設けられた被噛合部のピンギア33bと噛合するピニオン(歯車部)33aと、このピニオン33aを回転駆動する駆動機32a及び減速機32bとを備えている。また、
図3に示すように、旋回装置39の旋回フレーム30の上部には、吊下げワイヤ34を巻き取るためのウィンチ35やワイヤシーブ36が設けられている。
【0021】
なお、旋回装置39のピニオン33aは、その回転軸と減速機32bの出力軸との間に延長軸やユニバーサルジョイント等を介して接続され駆動されるようにしても良い。ピニオン33aは、
図8に示すように、その回転軸33aaが旋回フレーム30の旋回の中心軸Pと平行となるように配置されている。また、ピンギア33bは、その配置ピッチ円の中心と上記中心軸Pとが一致するように設けられている。ピニオン33a及びピンギア33bは、それぞれのピッチ円がほぼ接するように配置されている。更に、駆動機32aの出力軸と減速機32bの入力軸とは結合されている。なお、ピンギア33bは、レール台座部20gに設けずに、レール受け部20fや円筒壁面20dに直接設けられた取付ブラケット部33cを介して配置するようにしても良い。
【0022】
水平搬送装置40は、旋回フレーム30に水平状態を維持した状態で複数の接続点34a,34b(
図5参照)で吊下げワイヤ34に接続され、この吊下げワイヤ34によって吊り下げられている。旋回装置39は、ウィンチ35によりこの吊下げワイヤ34を旋回フレーム30上のワイヤシーブ36を介して巻き取ったり、繰り出したりすることで、水平搬送装置40全体を上下移動可能に支持している。
【0023】
水平搬送装置40は、
図5に示すように、例えばセンターコラム14の周囲に配置された旋回ローラユニット45と上記吊下げワイヤ34とを介して、貨物倉20内を旋回及び上下移動可能に取り付けられている。水平搬送装置40は、貨物倉20内の貨物Cを、貨物倉20の中心部(ここでは、センターコラム14)と円筒壁面20dとの間で水平方向に搬送して散布及び集荷を行うものである。なお、旋回ローラユニット45は、本例ではセンターコラム14に対して水平方向に加わる力のみを支持する構造であるため、上下方向には自在に動けるように構成されている。
【0024】
水平搬送装置40は、貨物倉20の中心軸から円筒壁面20dに向かって径方向に延びるスクリューフレーム部48を有する。スクリューフレーム部48は、例えば旋回ローラユニット45に一体接合されている。スクリューフレーム部48は、貨物倉20内の貨物Cを水平方向に搬送するための、水平搬送装置40の長手方向に延びてその短手方向に並設された一対の水平スクリュー41,42を支持する。また、スクリューフレーム部48は、水平スクリュー41,42を駆動するための駆動機43,44を円筒壁面20d側の端部に備える。駆動機43,44は、更にそれぞれ水平スクリュー41,42のスクリュー軸に取り付けられており、これにより、駆動機43,44が作動することにより発生する転倒反力をスクリューフレーム部48が受け止めて駆動機43,44が転倒しないように構成されている。
【0025】
なお、上記各接続点34a,34bは、
図5に示すように、水平搬送装置40の長手方向の両端の2箇所において、それぞれ短手方向に2箇所ずつ設けられている。具体的には、接続点34aはスクリューフレーム部48の円筒壁面20d側端部に、接続点34bはスクリューフレーム部48のセンターコラム14側端部に、それぞれ設けられている。
【0026】
水平スクリュー41は、
図5及び
図6に示すように、図中矢印で示す水平搬送装置40の揚荷役時の旋回方向Tの先行側(前方側)に配置され、水平スクリュー42は後続側(後方側)に配置されている。各水平スクリュー41,42は、本例では水平スクリュー41のスクリュー外径が水平スクリュー42のスクリュー外径よりも小さくなるように異径のスクリュー外径を備えて構成され、例えば積載されている貨物Cの上面CS(
図6参照)から所定量の深さD1だけ貨物Cを掻き取り可能に配置されている。スクリュー外径が上記のように異径に形成されることにより、例えば水平スクリュー41が深さD1よりも浅い貨物Cを掻き取った後に、残りの貨物Cを水平スクリュー42が掻き取り、上記所定量の深さD1に相当する厚さの貨物Cを掻き取り可能な構成となっている。
【0027】
水平搬送装置40の各水平スクリュー41,42は、貨物Cを貨物倉20の中心と円筒壁面20dとの間で水平方向に搬送し、散布や分散、集荷や収集を行うものである。これらは、相互に逆方向に回転するように駆動機43,44により駆動される。各水平スクリュー41,42は、例えば正回転では貨物Cが円筒壁面20d側に移動し、逆回転では貨物Cがセンターコラム14側に移動するように構成されている。
【0028】
テレスコピックシュート13は、水平スクリューコンベア12からの貨物Cを、水平搬送装置40に対して貨物Cの自由落下(降下)により供給するものであり、水平搬送装置40の上下移動に伴って、伸縮するように構成されている。水平スクリューコンベア12は、旋回フレーム30の旋回に伴って旋回し、この水平スクリューコンベア12の一端側が供給シュート11cの下方に配置され、他端側がテレスコピックシュート13の上方に配置されている。
【0029】
テレスコピックシュート13の下端は、水平スクリュー41,42間のセンターコラム14の近傍位置に配置される。従って、テレスコピックシュート13は、積荷役の際に貨物Cを旋回する水平搬送装置40の上に確実に落とすためのフィーダの役割を担っている。
【0030】
また、
図3に示すように、水平スクリュー式サイロ10の外部の揚荷役設備として、一端側がセンターコラム14の排出口29の下方に配置された水平方向搬送を行う排出コンベア18と、この排出コンベア18の他端側から貨物Cを上方向に搬送する上方向搬送装置8(
図1参照)とを備える。揚荷役設備は、その他、図示は省略するが、上甲板5上に設けられた上部水平搬送装置や、陸上側荷役設備と接続される接続用搬送装置8a(
図1参照)等を備えて構成される。
【0031】
排出コンベア18は、例えばスクリューコンベアやベルトコンベア等で構成される。上方向搬送装置8は、排出コンベア18で搬送された貨物Cを、例えば上甲板5上に搬送する装置であり、垂直方向又は斜め上下方向に配置されたスクリューコンベア、ベルトコンベア、バケットコンベア等で構成され、船首部6側、船尾部7側、又はこれらの中央部分等に配置される。
【0032】
接続用搬送装置8aは、上方向搬送装置8で搬送された貨物Cを接続部を介して、陸上側荷役設備に搬送する装置であり、陸上側荷役設備に貨物Cを搬送することができる。
【0033】
一方、水平スクリュー式サイロ10の外部の積荷役設備としては、
図2に示すように、一端が接続用搬送装置8bに接続された分配装置8cに接続されると共に他端が水平スクリュー式サイロ10の貨物供給口11bに接続された供給装置9を備える。陸上側荷役設備から搬送された貨物Cは、接続用搬送装置8bを介して分配装置8cにて分配され、各供給装置9を通して水平スクリュー式サイロ10に適宜分配供給される。
【0034】
供給装置9は、分配装置8cから供給される貨物Cを水平方向に搬送して、各水平スクリュー式サイロ10の貨物供給口11bに供給する装置である。この供給装置9は、例えば水平方向のスクリューコンベア、ベルトコンベア、バケットコンベア等で構成される。
【0035】
ここで、水平スクリュー式サイロ10を利用した積荷役について説明する。積荷役は、貨物Cを、陸上側荷役設備、接続用搬送装置8b、分配装置8c、供給装置9、水平スクリュー式サイロ10の上部の貨物供給口11b、供給シュート11c、水平スクリューコンベア12、テレスコピックシュート13、水平搬送装置40を経由して、貨物倉20内に収容する荷役である。
【0036】
すなわち、まず、貨物運搬船1が積荷地の岸壁に着岸すると、図示しない接続部により陸上側荷役設備と分配装置8cとを接続用搬送装置8bを介して接続する。そして、陸上側荷役設備から搬送された貨物Cを、接続用搬送装置8bを介して分配装置8cに供給し、供給装置9を介して各水平スクリュー式サイロ10の貨物倉20の上部に設けられた貨物供給口11bに供給する。
【0037】
貨物供給口11bに供給された貨物Cは、供給シュート11cから水平スクリューコンベア12に落下し、水平方向に搬送されてテレスコピックシュート13に供給される。テレスコピックシュート13に供給された貨物Cは、テレスコピックシュート13内を自由落下等することにより、水平搬送装置40のセンターコラム14側に搬送される。
【0038】
水平搬送装置40は、水平搬送装置40に搬送された貨物Cが、例えば水平スクリュー41,42をそれぞれ設定された正回転させることにより、水平搬送装置40のセンターコラム14側から円筒壁面20d側に水平搬送されるように構成されている。また、積荷役開始前に、水平搬送装置40は、予め設定されている水平搬送装置40の貨物倉20内における下限位置レベルから所定の高さを維持する位置に移動される。
【0039】
このような状態となった水平搬送装置40に搬送された貨物Cは、水平搬送され、水平スクリュー41,42の近傍、下方の空間に、センターコラム14側から円筒壁面20d側に向かって水平搬送装置40に沿って順次収容される。このように、貨物Cは、貨物倉20の遠心方向(放射方向)に散布される。
【0040】
そして、この遠心方向の一帯に貨物Cが均されて収容されると、旋回装置39の駆動機32aを駆動して減速機32bを介してピニオン33aを回転させ、このピニオン33aがピンギア33bと噛合回転することで旋回フレーム30を予定の角度だけ旋回させて水平搬送装置40を円周方向(積荷役時の旋回方向T’、
図4及び
図5中矢印参照)に移動させ、更にその遠心方向の一帯に貨物Cを均して収容する。この処理を繰り返し或いは連続的に行って、水平搬送装置40を中心軸Pを中心に360°旋回させて一周させると、その高さにおける貨物Cの均し及び収容の積荷が終了する。積荷役では、このような旋回装置39の旋回フレーム30の旋回に伴う水平搬送装置40の旋回によって、貨物Cを貨物倉20の円周方向に均等に散布して収容する。
【0041】
そして、円筒形の貨物倉20における一周分の貨物Cの均し及び収容が終了した後、旋回フレーム30に設けられたウィンチ35により水平搬送装置40を吊り下げている吊下げワイヤ34を巻き上げて、水平搬送装置40の高さを所定量高くする。その後、この高さにおける一周分の貨物Cの均し及び収容が終了したら、更に水平搬送装置40の高さを所定量高くする。
【0042】
このような処理を繰り返して、貨物Cの均し及び収容を底面部20bの直上から満載状態まで行うことで貨物倉20内に貨物Cを満載状態とし、積荷役を終了する。貨物倉20内への貨物Cの積荷役を各水平スクリュー式サイロ10で同時並行又は順次行って、全ての水平スクリュー式サイロ10を貨物Cの満載状態とする。これにより、水平スクリュー式サイロ10への貨物Cの積荷役を完了する。
【0043】
次に、水平スクリュー式サイロ10を利用した揚荷役について説明する。揚荷役は、水平スクリュー式サイロ10の貨物倉20内に積載された貨物Cを、水平搬送装置40、センターコラム14、排出コンベア18、上方向搬送装置8、上甲板5上の水平搬送装置及び接続用搬送装置8a等を経由して、陸上側荷役設備に揚荷する荷役である。
【0044】
すなわち、まず、貨物運搬船1が揚荷地の岸壁に着岸すると、接続部により陸上側荷役設備と接続用搬送装置8aとを接続する。次に、水平搬送装置40の水平スクリュー41,42を積荷役のときとは逆回転させ、その後、旋回装置39の旋回フレーム30から水平搬送装置40を吊り下げている吊下げワイヤ34をウィンチ35により繰り出して、水平搬送装置40を、その高さが搭載している貨物Cの上面CSに対して、所定の相対高さとなるように移動させる。
【0045】
次に、旋回装置39の駆動機32aを駆動して減速機32bを介してピニオン33aを積荷役時とは逆回転させ、このピニオン33aがピンギア33bと噛合回転することで旋回フレーム30を所定の旋回速度で旋回させ、水平搬送装置40を積荷役のときとは反対の旋回方向Tに旋回させることにより、貨物Cを水平搬送装置40の円筒壁面20d側からセンターコラム14側へ掻き取りながら水平搬送する。この水平搬送により、貨物Cは、水平搬送装置40の排出端から、センターコラム14の受入部を通ってセンターコラム14内に搬入され、内部で落下してセンターコラム14の下部に搬送される。
【0046】
そして、旋回フレーム30を連続的に旋回させ、水平搬送装置40を中心軸P周りに360°旋回させると、その高さにおける貨物Cのセンターコラム14への搬送が終了する。揚荷役では、このような旋回装置39の旋回に伴う水平搬送装置40の旋回によって、貨物Cを貨物倉20からセンターコラム14に集荷する。なお、旋回フレーム30の旋回速度を制御することによって、時間当たりの揚荷量を制御することができる。
【0047】
そして、円筒形の貨物倉20における一周分の貨物Cの集荷が終了すると、旋回装置39の旋回フレーム30から水平搬送装置40を吊り下げている吊下げワイヤ34を繰り出して、水平搬送装置40の高さを所定量低くする。その後、この高さにおける一周分の貨物Cの集荷が終了したら、更に水平搬送装置40の高さを所定量低くする。
【0048】
このような処理を繰り返して、貨物Cの集荷を貨物倉20内で満載状態の貨物Cの上面CSから底面部20bの直上まで行うことで、貨物倉20内の貨物Cをセンターコラム14内に集荷して空荷状態とする。センターコラム14の下部に搬送され排出口29から排出された貨物Cを、水平スクリュー式サイロ10の下方に配置された排出コンベア18により水平方向に搬送する。
【0049】
そして、この排出コンベア18により搬送された貨物Cを、上方向搬送装置8により上甲板5上に搬送し、上甲板5上の水平搬送装置、接続用搬送装置8a及び接続部を介して陸上側荷役設備に搬送する。これを、各水平スクリュー式サイロ10の貨物倉20内の貨物Cの全てについて行う。これにより、水平スクリュー式サイロ10の揚荷役を完了する。
【0050】
なお、例えば自由安息面を形成して自然落下(降下)により排出可能な貨物を取り扱うように構成したセンターコラム14を有さない構造の水平スクリュー式サイロ10においては、スクリューフレーム部48は、スクリューフレーム部48の旋回中心と反対側に円筒壁面20d近傍まで達するように構成すると共に、水平搬送装置40のスクリューフレーム部48の円筒壁面20d側の端部に、円筒壁面20dと接触回転するローラ(図示せず)を設け、排出口29の直下に図示しない振動払出装置を設け、更に底面部20bの表面が貨物倉20の外周側から中央に向かって傾斜するように構成することで、上記と同様に水平搬送装置40を安定的に旋回させて貨物Cを収容、排出することができる構造を実現可能である。
【0051】
このように、本発明の第1の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ10を備えた貨物運搬船1では、旋回装置39が、ピニオン33aを回転動作させることによりピンギア33bと噛合させて旋回フレーム30を旋回動作させるので、走行車輪31を直接駆動する場合と比較して、スリップ等による不具合がなく旋回フレーム30と共に旋回する水平搬送装置40を安定的に旋回させることができ、安定した荷役を行うことが可能となる。
【0052】
この構成によれば、例えば貨物運搬船1が傾斜したり揺れたりしてレール部20eの上面が傾いた状態となっても、ピニオン33a及びピンギア33bが噛合状態となっているので、走行車輪31がスリップ等することなく安定した旋回速度で旋回フレーム30及び水平搬送装置40を旋回させることができる。
【0053】
[第2の実施形態]
図9は、本発明の第2の実施形態に係る水平スクリュー式サイロの一部構成を示す断面図である。なお、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を割愛する。
【0054】
図9に示すように、第2の実施形態に係る水平スクリュー式サイロは、第1の実施形態に係る水平スクリュー式サイロ10の旋回装置39において採用されたピンギア33bの代わりに、ピニオン33aと噛合するラック33dをレール受け部20gに設けた点が相違している。このような構成にしても、上述したような第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0055】
なお、上述した実施形態においては、好ましい一例として貨物倉20が円筒形である場合について説明したが、本発明における筒形は、円筒形、楕円筒形、多角筒形等を含むものである。
【0056】
また、本発明における貨物倉20の中心部(中心軸の位置)は、貨物倉20の内部に円を仮想し、この仮想した円の中心を指す。そして、好ましい中心位置は、貨物倉20が円筒形の場合は円の中心であり、貨物倉20が円筒形以外の場合(多角形や楕円形の場合)は、次のようになる。すなわち、円筒形以外で(a)貨物倉20の形状が矩形の場合や、対辺が互いに平行となる多角筒形の場合は、各辺と対辺の中点を結ぶ線の交点を貨物倉20の中心部とする。また、貨物倉20の形状が円筒形以外で上記(a)以外の場合は、筒形の壁面の少なくとも2箇所に内接し、壁面と交差しない最大直径の円を仮想し、この仮想した円の中心を貨物倉20の中心部とする。なお、条件次第で複数の円が仮想される場合は、その中の任意の一つを選択し、選択した仮想円の中心を貨物倉20の中心部としても良い。