(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
一般に、穀物等の各種バラ物を積載した船舶が出入する港湾の岸壁には、該船舶の貯槽内部に貯留されたバラ物を吸い上げて払い出すためのニューマチックアンローダが配備されている。
【0003】
図8は従来のニューマチックアンローダの一例を示す概要構成図であって、該ニューマチックアンローダは、バラ物Bの貯槽1aを装備した船舶1が停泊する港湾2の岸壁3に、内部にバラ物Bを導入可能なレシーバタンク4を、旋回機構(図示せず)により旋回自在に配設し、該レシーバタンク4の上部に、モータ5によって駆動されるルーツブロワ等の真空ポンプ6を空気吸引管7を介して接続し、前記レシーバタンク4に対し横方向へ張り出し且つその軸線方向へ伸縮機構(図示せず)により伸縮自在な横管8を、起伏機構(図示せず)により起伏自在となるよう管継手9を介して接続し、該横管8の先端側に、その軸線方向へ伸縮機構(図示せず)により伸縮自在な縦管10を、ベンド管11を介して接続し、前記縦管10の下端に、前記貯槽1a内部に貯留されたバラ物Bを吸い上げる吸引ノズル12を設け、該吸引ノズル12から縦管10と横管8とを介して前記レシーバタンク4内部に吸い上げられたバラ物Bを該レシーバタンク4内部の気密性を保持しつつ図示していないコンベヤやサイロ等へ搬出するロータリーフィーダ等の払出機13を、前記レシーバタンク4の底部に取り付けてなる構成を有している。因みに、走行機構(図示せず)を具備した機種のニューマチックアンローダの場合、船舶1の長手方向(
図8の紙面と直交する方向)へ走行できるようになっている。
【0004】
尚、前記レシーバタンク4内上部には、真空ポンプ6側へバラ物Bが吸い込まれることを防止するためのフィルタ14を設けてある。
【0005】
又、前記空気吸引管7の途中には、バラ物Bの吸引過剰時に大気を吸入することによってバラ物Bの吸引量を低下させるための大気吸入弁15を設けてある。
【0006】
前記港湾2に停泊した船舶1の貯槽1aからバラ物Bを払い出す際には、先ず、レシーバタンク4を旋回機構(図示せず)により旋回させて位置決めすると共に、横管8をその軸線方向へ伸縮機構(図示せず)により伸縮させて長さ調節しつつ起伏機構(図示せず)により起伏させ、更に、縦管10をその軸線方向へ伸縮機構(図示せず)により伸縮させて長さ調節し、吸引ノズル12を前記船舶1の貯槽1a内部のバラ物Bの上面付近に配置した状態で、真空ポンプ6をモータ5により駆動すると、レシーバタンク4内部が負圧となり、バラ物Bが吸引ノズル12から縦管10と横管8とを介して前記レシーバタンク4内部に吸い上げられ、該レシーバタンク4内部に吸い上げられたバラ物Bは、ロータリーフィーダ等の払出機13の作動によりレシーバタンク4内部の気密性を保持しつつ図示していないコンベヤを介してサイロ或いは輸送用のトラック等へ搬出される。因みに、前記走行機構を具備した機種のニューマチックアンローダの場合、前記走行機構による走行と、前記旋回機構による旋回とによってレシーバタンク4の位置決めが行われる。
【0007】
尚、
図8に示されるような構造のニューマチックアンローダと関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1、2がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従来のニューマチックアンローダでは、バラ物Bの吸引時に、縦管10と横管8の内部における閉塞現象を防止する必要がある。
【0010】
しかしながら、実際にどれだけの流量のバラ物Bが吸引されているのかをリアルタイムで監視する手段が従来のニューマチックアンローダには装備されていないため、真空ポンプ6による吸引能力を、常に余裕を持たせて高めに設定しなければならず、その分だけエネルギ(真空ポンプ6のモータ5の駆動電力)を余分に消費しており、改善が望まれていた。
【0011】
又、バラ物Bの吸引過剰時には、前記空気吸引管7の途中に設けられた大気吸入弁15を開き、大気を吸入することによってバラ物Bの吸引量を低下させることも行われる。しかしながら、このような大気吸入によるバラ物Bの吸引量低下時にも、真空ポンプ6のモータ5の駆動電力の消費量は低下するわけではなく変化しないため、やはり無駄が生じることとなる。
【0012】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、バラ物の過剰な吸引を回避しつつ流量を一定に保持して荷役能力を維持し得、且つ消費エネルギの削減を図り得るニューマチックアンローダの荷役量制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、内部にバラ物を導入可能となるよう配設されるレシーバタンクと、
該レシーバタンクに空気吸引管を介して接続され且つ該レシーバタンクの内部を負圧とする真空ポンプと、
前記レシーバタンクに対し横方向へ張り出すよう起伏自在に接続された横管と、
該横管の先端側から垂下するよう接続された縦管と、
該縦管の下端に設けられ且つ貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げる吸引ノズルと、
該吸引ノズルから縦管と横管とを介して前記レシーバタンクの内部に吸い上げられたバラ物を該レシーバタンクの内部の気密性を保持しつつ搬出する払出機と
を備え、前記貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げて払い出すためのニューマチックアンローダの荷役量制御装置において、
前記縦管の内部を流通するバラ物の流量を計測する流量センサと、
前記真空ポンプを駆動するモータの回転数を制御するインバータと、
前記吸引ノズルにおける空気の吸込量を調整する混合比調整弁と、
前記流量センサで計測されたバラ物の流量が予め設定された目標流量となるよう、前記インバータへ制御信号を出力し且つ前記混合比調整弁へ開度調整信号を出力する制御器と
を備え
、
前記流量センサは、前記バラ物に対しマイクロ波を投射してそのドップラー反射波を受信することにより、該ドップラー反射波の振幅から前記バラ物の密度ρを求め、前記ドップラー反射波の周波数から前記バラ物の流速vを求め、前記バラ物の流量Qを(密度ρ×流速v×流路断面積A)で計測するセンサであって、前記縦管の内面で反射するドップラー反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構を備え、
前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサのマイクロ波の投射方向が縦管の軸線に対し直角とならないよう前記流量センサが縦管に対し傾斜配置されることにより構成されることを特徴とするニューマチックアンローダの荷役量制御装置にかかるものである。
又、本発明は、内部にバラ物を導入可能となるよう配設されるレシーバタンクと、
該レシーバタンクに空気吸引管を介して接続され且つ該レシーバタンクの内部を負圧とする真空ポンプと、
前記レシーバタンクに対し横方向へ張り出すよう起伏自在に接続された横管と、
該横管の先端側から垂下するよう接続された縦管と、
該縦管の下端に設けられ且つ貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げる吸引ノズルと、
該吸引ノズルから縦管と横管とを介して前記レシーバタンクの内部に吸い上げられたバラ物を該レシーバタンクの内部の気密性を保持しつつ搬出する払出機と
を備え、前記貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げて払い出すためのニューマチックアンローダの荷役量制御装置において、
前記縦管の内部を流通するバラ物の流量を計測する流量センサと、
前記真空ポンプを駆動するモータの回転数を制御するインバータと、
前記吸引ノズルにおける空気の吸込量を調整する混合比調整弁と、
前記流量センサで計測されたバラ物の流量が予め設定された目標流量となるよう、前記インバータへ制御信号を出力し且つ前記混合比調整弁へ開度調整信号を出力する制御器と
を備え、
前記流量センサは、前記バラ物に対しマイクロ波を投射してそのドップラー反射波を受信することにより、該ドップラー反射波の振幅から前記バラ物の密度ρを求め、前記ドップラー反射波の周波数から前記バラ物の流速vを求め、前記バラ物の流量Qを(密度ρ×流速v×流路断面積A)で計測するセンサであって、前記縦管の内面で反射するドップラー反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構を備え、
前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサのマイクロ波の投射方向が縦管の軸線に対し平行で且つ前記バラ物の流通方向に対向するよう前記流量センサが縦管の内部に配設され、該流量センサが前記バラ物の流れを阻害しない絶縁体からなる流線型構造体で覆われることにより構成されることを特徴とするニューマチックアンローダの荷役量制御装置にかかるものである。
更に又、本発明は、内部にバラ物を導入可能となるよう配設されるレシーバタンクと、
該レシーバタンクに空気吸引管を介して接続され且つ該レシーバタンクの内部を負圧とする真空ポンプと、
前記レシーバタンクに対し横方向へ張り出すよう起伏自在に接続された横管と、
該横管の先端側から垂下するよう接続された縦管と、
該縦管の下端に設けられ且つ貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げる吸引ノズルと、
該吸引ノズルから縦管と横管とを介して前記レシーバタンクの内部に吸い上げられたバラ物を該レシーバタンクの内部の気密性を保持しつつ搬出する払出機と
を備え、前記貯槽の内部に貯留されたバラ物を吸い上げて払い出すためのニューマチックアンローダの荷役量制御装置において、
前記縦管の内部を流通するバラ物の流量を計測する流量センサと、
前記真空ポンプを駆動するモータの回転数を制御するインバータと、
前記吸引ノズルにおける空気の吸込量を調整する混合比調整弁と、
前記流量センサで計測されたバラ物の流量が予め設定された目標流量となるよう、前記インバータへ制御信号を出力し且つ前記混合比調整弁へ開度調整信号を出力する制御器と
を備え、
前記流量センサは、前記バラ物に対しマイクロ波を投射してそのドップラー反射波を受信することにより、該ドップラー反射波の振幅から前記バラ物の密度ρを求め、前記ドップラー反射波の周波数から前記バラ物の流速vを求め、前記バラ物の流量Qを(密度ρ×流速v×流路断面積A)で計測するセンサであって、前記縦管の内面で反射するドップラー反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構を備え、
前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサのマイクロ波の投射方向が縦管の軸線に対し直角となるよう前記流量センサが縦管に対し配置され、前記縦管の内面に、前記流量センサから投射されるマイクロ波の反射を防ぐ反射防止材が設けられることにより構成されることを特徴とするニューマチックアンローダの荷役量制御装置にかかるものである。
【0014】
前記ニューマチックアンローダの荷役量制御装置において、
前記縦管の伸縮に伴う長さを計測する縦管長センサと、
前記横管の伸縮に伴う長さを計測する横管長センサと、
前記横管の起伏角度を計測する起伏角度センサとを備え、
前記制御器は、
想定される前記縦管の長さと前記横管の長さと前記横管の起伏角度との組合せパターンに対応させて前記バラ物がレシーバタンクへ吸引される流量に基づく吸引効率を事前計測したデータテーブルが予め記憶され、実際の運転時に、前記縦管長センサで計測された縦管の長さと、前記横管長センサで計測された横管の長さと、前記起伏角度センサで計測された横管の起伏角度とに基づき前記吸引ノズルの位置を算出し、該吸引ノズルの位置に基づき前記縦管の伸縮可能範囲と前記横管の伸縮可能範囲と前記横管の起伏可能範囲とを求め、該各範囲内における前記縦管の長さと前記横管の長さと前記横管の起伏角度との組合せパターンを前記データテーブルより選出し、該選出された組合せパターンのうち吸引効率が最大の組合せパターンとなるよう前記縦管の長さと前記横管の長さと前記横管の起伏角度とを調整しつつ、前記流量が前記真空ポンプの駆動による定格流量に近づくよう、前記インバータへ制御信号を出力し且つ前記混合比調整弁へ開度調整信号を出力することが好ましい。
【0015】
前記ニューマチックアンローダの荷役量制御装置において、
前記レシーバタンクは走行自在且つ旋回自在に配設され、
前記レシーバタンクの走行位置を計測する走行位置センサと、
前記レシーバタンクの旋回角度を計測する旋回角度センサとを備え、
前記制御器は、
想定される前記縦管の長さと前記横管の長さと前記横管の起伏角度と前記レシーバタンクの走行位置と前記レシーバタンクの旋回角度との組合せパターンに対応させて前記バラ物がレシーバタンクへ吸引される流量に基づく吸引効率を事前計測したデータテーブルが予め記憶され、実際の運転時に、前記縦管長センサで計測された縦管の長さと、前記横管長センサで計測された横管の長さと、前記起伏角度センサで計測された横管の起伏角度と、前記走行位置センサで計測されたレシーバタンクの走行位置と、前記旋回角度センサで計測されたレシーバタンクの旋回角度とに基づき前記吸引ノズルの位置を算出し、該吸引ノズルの位置に基づき前記縦管の伸縮可能範囲と前記横管の伸縮可能範囲と前記横管の起伏可能範囲と前記レシーバタンクの走行可能範囲と前記レシーバタンクの旋回可能範囲とを求め、該各範囲内における前記縦管の長さと前記横管の長さと前記横管の起伏角度と前記レシーバタンクの走行位置と前記レシーバタンクの旋回角度との組合せパターンを前記データテーブルより選出し、該選出された組合せパターンのうち吸引効率が最大の組合せパターンとなるよう前記縦管の長さと前記横管の長さと前記横管の起伏角度と前記レシーバタンクの走行位置と前記レシーバタンクの旋回角度とを調整しつつ、前記流量が前記真空ポンプの駆動による定格流量に近づくよう、前記インバータへ制御信号を出力し且つ前記混合比調整弁へ開度調整信号を出力することが好ましい。
【0016】
前記ニューマチックアンローダの荷役量制御装置において、
前記流量センサで計測されたバラ物の流量を表示する流量表示器と、
該流量表示器に表示されたバラ物の流量に基づき前記インバータの周波数を操作するための周波数手動調節器と、
流量表示器に表示されたバラ物の流量に基づき前記混合比調整弁の開度を操作するための開度手動調節器と
を備えることが好ましい。
【0020】
前記ニューマチックアンローダの荷役量制御装置において、前記縦管内面反射波非受信機構は、前記流量センサの検出波の投射方向が縦管の軸線に対し平行で且つ前記バラ物の流通方向に対向するよう前記流量センサが縦管の内部に配設され、該流量センサが前記バラ物の流れを阻害しない絶縁体からなる流線型構造体で覆われることにより構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【0021】
本発明のニューマチックアンローダの荷役量制御装置によれば、バラ物の過剰な吸引を回避しつつ流量を一定に保持して荷役能力を維持し得、且つ消費エネルギの削減を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【0024】
図1〜
図3は本発明のニューマチックアンローダの荷役量制御装置の実施例であって、図中、
図8と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は
図8に示す従来のものと同様であるが、本実施例の特徴とするところは、
図1〜
図3に示す如く、縦管10の内部を流通するバラ物Bの流量Qを計測する流量センサ16と、前記真空ポンプ6を駆動するモータ5の回転数を制御するインバータ17と、前記吸引ノズル12における空気の吸込量を調整する混合比調整弁18と、前記流量センサ16で計測されたバラ物Bの流量Qが予め設定された目標流量Q
0となるよう、前記インバータ17へ制御信号17aを出力し且つ前記混合比調整弁18へ開度調整信号18aを出力する制御器19とを備えた点にある。
【0025】
前記混合比調整弁18は、
図2に示す如く、前記縦管10の下端に取り付けられる吸引ノズル12の上部側面に接続されている。前記混合比調整弁18の開度を大きくすると、導入される空気の流量が増加するため、吸引されるバラ物Bの密度を小さくすることができ、又、前記混合比調整弁18の開度を小さくすると、導入される空気の流量が減少するため、吸引されるバラ物Bの密度を大きくすることができる。
【0026】
図3は本実施例における制御ブロック図であり、前記制御器19には、前記目標流量Q
0と前記流量センサ16で計測されたバラ物Bの流量Qとの偏差を0とするための制御信号17aを前記インバータ17へ出力する比例積分調節器20と、前記目標流量Q
0と前記流量センサ16で計測されたバラ物Bの流量Qとの偏差を0とするための開度調整信号18aを前記混合比調整弁18のサーボユニット18Sへ出力する比例積分調節器21とが内蔵されている。尚、前記混合比調整弁18の開度を小さくして、吸引されるバラ物Bの密度を大きくすれば、吸引効率は増す。しかし、前記バラ物Bの密度を大きくし過ぎると、縦管10の詰りが生じてしまう。即ち、前記混合比調整弁18の開度を小さくする開度調整信号18aを前記混合比調整弁18のサーボユニット18Sへ比例積分調節器21から出力しつつ、前記真空ポンプ6を駆動するモータ5の回転数が最低限に抑えられる制御信号17aを比例積分調節器20から前記インバータ17へ出力するよう予め制御器19の設定を行うことにより、前記縦管10の詰りが生じない程度にバラ物Bの密度を最大としつつ、モータ5の回転数を下げて、前記バラ物Bの流量Qを目標流量Q
0とすることが省エネルギの観点から好ましい。
【0027】
前記流量センサ16は、ドップラー効果を応用したマイクロ波によりバラ物Bの流量Qを計測する形式のセンサを用いるようにしてある。
尚、前記バラ物Bの流量Qは(密度ρ×流速v×流路断面積A)で求められるため、前記流量センサ16の代わりに、バラ物Bの密度ρを計測する密度センサ22及びバラ物Bの流速vを計測する流速センサ23(
図3参照)を前記縦管10に設けて、流量Qを求めるようにすることも可能である。
【0029】
ニューマチックアンローダの運転時には、流量センサ16により縦管10の内部を流通するバラ物Bの流量Qが計測されて制御器19へ入力され、該制御器19の比例積分調節器20から、予め設定された目標流量Q
0と前記流量センサ16で計測されたバラ物Bの流量Qとの偏差を0とするための制御信号17aが前記インバータ17へ出力されると共に、前記制御器19の比例積分調節器21から、予め設定された目標流量Q
0と前記流量センサ16で計測されたバラ物Bの流量Qとの偏差を0とするための開度調整信号18aが前記混合比調整弁18のサーボユニット18Sへ出力される。これにより、前記縦管10の詰りが生じない程度にバラ物Bの密度を最大としつつ、モータ5の回転数を下げて、バラ物Bの流量Qを予め設定された目標流量Q
0とすることが可能となる。
【0030】
本実施例の場合、実際にどれだけの流量Qのバラ物Bが吸引されているのかをリアルタイムで監視することが可能となるため、真空ポンプ6による吸引能力を、常に余裕を持たせて高めに設定する必要がなくなり、エネルギ(真空ポンプ6のモータ5の駆動電力)を余分に消費しなくて済む。尚、前記真空ポンプ6のモータ5の動力をPとし、該モータ5の回転数をNとすると、
P∝N
3
となることから、前記縦管10の詰りが生じない程度にバラ物Bの密度を最大としつつ、モータ5の回転数を下げて、バラ物Bの流量Qを予め設定された目標流量Q
0とすることは、動力Pを低減する上できわめて有効となる。
【0031】
又、バラ物Bの吸引過剰時には、従来のように前記空気吸引管7の途中に設けられた大気吸入弁15を開き、大気を吸入することによってバラ物Bの吸引量を低下させなくても、インバータ17の周波数制御による真空ポンプ6のモータ5の回転数制御と、混合比調整弁18の開度調整による吸引ノズル12における空気の吸込量調整とによって、バラ物Bの流量Qを適正に保持することができるため、真空ポンプ6のモータ5の駆動電力の消費量は低下し、無駄がなくなる。
【0032】
こうして、バラ物Bの過剰な吸引を回避しつつ流量Qを一定に保持して荷役能力を維持し得、且つ消費エネルギの削減を図り得る。
【0033】
ところで、特許文献1に記載のものでは、任意の吸引ノズル12の位置において、バラ物Bの吸引効率が最大となるように、縦管10の長さと横管8の長さと横管8の起伏角度が設定されるようになっている。
【0034】
しかしながら、特許文献1に記載のもののように、任意の吸引ノズル12の位置において、バラ物Bの吸引効率が最大となるように、縦管10の長さと横管8の長さと横管8の起伏角度が設定されたとしても、真空ポンプ6のモータ5の周波数は、
図9(a)に示される如く一定(例えば、60Hz)に保持されているため、
図9(b)に示される如く、吸引ノズル12の位置が基準位置より高い領域Xでは、前記バラ物Bがレシーバタンク4へ吸引される流量が定格流量(例えば、500[ton/hr])を超え、吸引ノズル12の位置が基準位置より低い領域Yでは、前記流量が定格流量以下となり、更に、吸引ノズル12の位置が底ざらいの領域Zでは、前記流量が定格流量を大幅に下回ることとなる。
【0035】
そして、前記吸引ノズル12の位置が基準位置より高い領域Xでは、前記流量を低下させて真空ポンプ6のモータ5の駆動電力の消費量を減少させる一方、前記吸引ノズル12の位置が基準位置より低い領域Yや底ざらいの領域Zでは、極力、前記流量を定格流量に近づけた方が、前記駆動電力の消費量は若干増加するものの、全体の作業時間を短縮して省エネルギ化を図る上で好ましく、改善の余地が残されていることが、本発明者等の研究によって判明した。
【0036】
そこで、本実施例の場合、上記の構成に加え更に、
図3に示す如く、前記縦管10の伸縮に伴う長さL
Vを計測する縦管長センサ24と、前記横管8の伸縮に伴う長さL
Hを計測する横管長センサ25と、前記横管8の起伏角度θ
Dを計測する起伏角度センサ26とを備えるようにしてある。尚、図示していない走行機構と旋回機構とを具備した機種のニューマチックアンローダの場合、
図3に示す如く、前記レシーバタンク4の走行位置L
Tを計測する走行位置センサ40と、前記レシーバタンク4の旋回角度θ
Sを計測する旋回角度センサ41とが更に設けられる。
【0037】
前記制御器19には、想定される前記縦管10の長さL
Vと前記横管8の長さL
Hと前記横管8の起伏角度θ
Dと、更に前記レシーバタンク4の走行位置L
Tと前記レシーバタンク4の旋回角度θ
Sとの組合せパターンに対応させて前記バラ物Bがレシーバタンク4へ吸引される流量Qに基づく吸引効率を事前計測したデータテーブル44が予め記憶されている。実際の運転時には、前記縦管長センサ24で計測された縦管10の長さL
Vと、前記横管長センサ25で計測された横管8の長さL
Hと、前記起伏角度センサ26で計測された横管8の起伏角度θ
Dと、更に前記走行位置センサ40で計測されたレシーバタンク4の走行位置L
Tと、前記旋回角度センサ41で計測されたレシーバタンク4の旋回角度θ
Sとを現在の各モーションセンサ位置情報42として前記制御器19に入力し、現在の各モーションセンサ位置情報42に基づき前記制御器19の吸引ノズル位置座標演算部43で前記吸引ノズル12の位置を算出する。該吸引ノズル12の位置に基づき前記制御器19で前記縦管10の伸縮可能範囲と前記横管8の伸縮可能範囲と前記横管8の起伏可能範囲と、更に前記レシーバタンク4の走行可能範囲と前記レシーバタンク4の旋回可能範囲とを求める。該各範囲内における前記縦管10の長さL
Vと前記横管8の長さL
Hと前記横管8の起伏角度θ
Dと前記レシーバタンク4の走行位置L
Tと前記レシーバタンク4の旋回角度θ
Sとの組合せパターンを前記データテーブル44より選出する。該選出された組合せパターンのうち吸引効率が最大の組合せパターンと前記現在の各モーションセンサ位置情報42との差を求めて各モーション位置調整演算部45へ入力し、各モーション操作量46を求めて各モーションドライブ装置(前記縦管10及び横管8の伸縮機構、前記横管8を起伏させる起伏機構、前記レシーバタンク4を走行させる走行機構、並びに前記レシーバタンク4を旋回させる旋回機構)へ出力する。これにより、前記吸引効率が最大の組合せパターンとなるよう前記縦管10の長さL
Vと前記横管8の長さL
Hと前記横管8の起伏角度θ
Dと前記レシーバタンク4の走行位置L
Tと前記レシーバタンク4の旋回角度θ
Sとを調整しつつ、前記流量Qが前記真空ポンプ6の駆動による定格流量に近づくよう、前記制御器19から前記インバータ17へ制御信号17aを出力し且つ前記混合比調整弁18へ開度調整信号18aを出力するようにしてある。
【0038】
因みに、前記縦管10及び横管8の伸縮機構(図示せず)は、例えば、ラックアンドピニオン方式の直線移動機構であって、伸縮用モータによって作動するようになっている。このため、前記縦管長センサ24及び横管長センサ25としては、前記各伸縮用モータの回転角度をそれぞれ検出するエンコーダを用いることができ、該各エンコーダで各伸縮用モータの回転角度をそれぞれ検出することにより、前記各伸縮機構のストロークを検出し、前記縦管10の伸縮に伴う長さL
Vと、前記横管8の伸縮に伴う長さL
Hとを計測することができるようになっている。
【0039】
又、前記横管8を起伏させる起伏機構(図示せず)は、起伏用モータによって作動するようになっている。このため、前記起伏角度センサ26としては、前記起伏用モータの回転角度を検出するエンコーダを用いることができ、該エンコーダで起伏用モータの回転角度を検出することにより、前記横管8の起伏角度θ
Dを計測することができるようになっている。
【0040】
更に又、前記レシーバタンク4を走行させる走行機構(図示せず)は、走行用モータによって作動するようになっている。このため、前記走行位置センサ40としては、前記走行用モータの回転角度を検出するエンコーダを用いることができ、該エンコーダで走行用モータの回転角度を検出することにより、前記レシーバタンク4の走行位置L
Tを計測することができるようになっている。又、前記レシーバタンク4を旋回させる旋回機構(図示せず)は、旋回用モータによって作動するようになっている。このため、前記旋回角度センサ41としては、前記旋回用モータの回転角度を検出するエンコーダを用いることができ、該エンコーダで旋回用モータの回転角度を検出することにより、前記レシーバタンク4の旋回角度θ
Sを計測することができるようになっている。
【0041】
前記縦管長センサ24と横管長センサ25と起伏角度センサ26と、更に走行位置センサ40と旋回角度センサ41とを備えた場合の制御は、以下のように行われる。
【0042】
実際の運転時には、前記縦管長センサ24で計測された縦管10の長さL
Vと、前記横管長センサ25で計測された横管8の長さL
Hと、前記起伏角度センサ26で計測された横管8の起伏角度θ
Dと、更に前記走行位置センサ40で計測されたレシーバタンク4の走行位置L
Tと、前記旋回角度センサ41で計測されたレシーバタンク4の旋回角度θ
Sとが現在の各モーションセンサ位置情報42として前記制御器19に入力され、現在の各モーションセンサ位置情報42に基づき前記制御器19の吸引ノズル位置座標演算部43で前記吸引ノズル12の位置が算出される。該吸引ノズル12の位置に基づき前記制御器19で前記縦管10の伸縮可能範囲と前記横管8の伸縮可能範囲と前記横管8の起伏可能範囲と、更に前記レシーバタンク4の走行可能範囲と前記レシーバタンク4の旋回可能範囲とが求められる。該各範囲内における前記縦管10の長さL
Vと前記横管8の長さL
Hと前記横管8の起伏角度θ
Dと前記レシーバタンク4の走行位置L
Tと前記レシーバタンク4の旋回角度θ
Sとの組合せパターンが前記データテーブル44より選出される。該選出された組合せパターンのうち吸引効率が最大の組合せパターンと前記現在の各モーションセンサ位置情報42との差が求められて各モーション位置調整演算部45へ入力され、各モーション操作量46が求められて各モーションドライブ装置(前記縦管10及び横管8の伸縮機構、前記横管8を起伏させる起伏機構、前記レシーバタンク4を走行させる走行機構、並びに前記レシーバタンク4を旋回させる旋回機構)へ出力される。これにより、前記吸引効率が最大の組合せパターンとなるよう前記縦管10の長さL
Vと前記横管8の長さL
Hと前記横管8の起伏角度θ
Dと前記レシーバタンク4の走行位置L
Tと前記レシーバタンク4の旋回角度θ
Sとが調整されつつ、前記流量Qが前記真空ポンプ6の駆動による定格流量に近づくよう、前記制御器19から前記インバータ17へ制御信号17aが出力され且つ前記混合比調整弁18へ開度調整信号18aが出力される。
【0043】
これにより、特許文献1に記載のものと同様、任意の吸引ノズル12の位置において、バラ物Bの吸引効率が最大となるように、縦管10の長さL
Vと横管8の長さL
Hと横管8の起伏角度θ
Dが設定されることに加え、真空ポンプ6のモータ5の周波数は、
図4(a)に示す如く、吸引ノズル12の位置が基準位置より高い領域Xから吸引ノズル12の位置が基準位置より低い領域Yを経て、吸引ノズル12の位置が底ざらいの領域Zに至るまで緩やかに増加する形となって、単に一定(例えば、60Hz)に保持されるのとは異なった制御が行われる。このため、
図4(b)に示す如く、前記領域Xと前記領域Yにおいて、前記バラ物Bがレシーバタンク4へ吸引される流量Qが定格流量(例えば、500[ton/hr])に略一致する形で推移し、更に、前記領域Zでも、前記流量Qが定格流量を大幅に下回ってしまうことが避けられる。
【0044】
この結果、前記領域Xでは、前記流量Qを低下させて真空ポンプ6のモータ5の駆動電力の消費量を減少させることが可能となる一方、前記領域Yや領域Zでは、前記流量Qが定格流量に近づく形となり、前記駆動電力の消費量は若干増加するものの、全体の作業時間を短縮して省エネルギ化を図ることが可能となる。
【0045】
尚、この制御はオープンループ制御となっているが、前述の流量センサ16を用いたフィードバック制御と組合せても良い。
【0046】
又、前記走行機構と旋回機構とを具備しておらず、特許文献1に開示されているものと同じようにレシーバタンク4が固定されているニューマチックアンローダの場合、
図3に示す走行位置センサ40と旋回角度センサ41とを省略し、前記吸引効率が最大の組合せパターンとなるよう前記縦管10の長さL
Vと前記横管8の長さL
Hと前記横管8の起伏角度θ
Dのみを調整しつつ、前記流量Qが前記真空ポンプ6の駆動による定格流量に近づくよう、前記制御器19から前記インバータ17へ制御信号17aを出力し且つ前記混合比調整弁18へ開度調整信号18aを出力すれば良い。
【0047】
一方、従来のニューマチックアンローダでは、実際にどれだけの流量のバラ物Bが吸引されているのかをリアルタイムで監視できないため、コンベヤ等の後方設備への荷役量調整は、断続的な荷役実施やレシーバタンク4の底部に取り付けられたロータリーフィーダ等の払出機13の回転数制御で行われている。しかし、前記払出機13の回転数制御によって後方設備への荷役量調整を行うためには、レシーバタンク4の残量管理が必要であり、効率的であるとは言えなかった。
【0048】
そこで、本実施例の場合、上記の構成に加え更に、
図3に示す如く、前記流量センサ16で計測されたバラ物Bの流量Qを表示する流量表示器27と、該流量表示器27に表示されたバラ物Bの流量Qに基づき前記インバータ17の周波数を操作するための周波数手動調節器28と、流量表示器27に表示されたバラ物Bの流量Qに基づき前記混合比調整弁18の開度を操作するための開度手動調節器29とを備えるようにしてある。
【0049】
前記流量表示器27は、ニューマチックアンローダの運転室、屋外表示盤、地上監視室等のオペレータが目視できる箇所に設置される。
【0050】
前記周波数手動調節器28及び開度手動調節器29は、オペレータが前記流量表示器27の表示を見ながら操作できる箇所に設置され、例えば、回動させることによって操作量を調節できるツマミ等を用いることができる。
【0051】
尚、前記密度センサ22及び流速センサ23を設けた場合に、前記密度センサ22で計測されたバラ物Bの密度ρを表示する密度表示器30、及び前記流速センサ23で計測されたバラ物Bの流速vを表示する流速表示器31を設けても良い。
【0052】
前記流量表示器27と周波数手動調節器28と開度手動調節器29とを備えるようにすると、オペレータは、運転中、常に、流量表示器27に表示されたバラ物Bの流量Qを見ながら、周波数手動調節器28によってインバータ17の周波数を操作すると共に、開度手動調節器29によって混合比調整弁18の開度を操作し、荷役量の過不足を調整することが可能となる。
【0053】
これにより、実際にどれだけの流量のバラ物Bが吸引されているのかをリアルタイムで監視できるため、断続的な荷役を実施したり、レシーバタンク4の底部に取り付けられたロータリーフィーダ等の払出機13の回転数制御を行ったりしなくても、コンベヤ等の後方設備への荷役量を調整でき、レシーバタンク4の残量管理が不要となり、効率的な荷役が行える。
【0054】
図5は本発明のニューマチックアンローダの荷役量制御装置の実施例における流量センサ16の設置の第一例を示す断面図である。前記流量センサ16は、前記バラ物Bに対し検出波(
マイクロ波)を投射してその反射波を受信することにより前記バラ物Bの流量Qを計測するセンサであって、前記縦管10の内面で反射する反射波が受信されない縦管内面反射波非受信機構32を備えている。
図5に示す第一例において、前記縦管内面反射波非受信機構32は、前記流量センサ16の検出波の投射方向が縦管10の軸線に対し直角とならないよう前記流量センサ16が縦管10に対し傾斜配置されることにより構成されている。
【0055】
仮に、前記流量センサ16の検出波の投射方向が縦管10の軸線に対し直角となるよう前記流量センサ16を縦管10に対し配置した場合、縦管10の内面で反射する反射波が流量センサ16によって受信され、誤検出の可能性が高まり、計測精度の低下が懸念される。しかし、
図5に示す如く、前記流量センサ16を縦管10に対し傾斜配置することで縦管内面反射波非受信機構32を構成すると、縦管10の内部を流通するバラ物Bに当たって反射する反射波だけが流量センサ16によって受信され、縦管10の内面で反射する反射波は流量センサ16によって受信されないため、誤検出が避けられ、流量センサ16によるバラ物Bの流量Qを精度良く計測することが可能となる。
【0056】
図6は本発明のニューマチックアンローダの荷役量制御装置の実施例における流量センサ16の設置の第二例を示す断面図である。
図6に示す第二例において、前記縦管内面反射波非受信機構32は、前記流量センサ16の検出波の投射方向が縦管10の軸線に対し直角となるよう前記流量センサ16が縦管10に対し配置され、前記縦管10の内面に、前記流量センサ16から投射される検出波の反射を防ぐ反射防止材33が設けられることにより構成されている。前記反射防止材33は、材料内部の抵抗により電波によって発生する電流を吸収する導電性電波吸収材料、或いは分子の分極反応に起因する誘電損失を利用し、カーボン粉等をゴム、発泡ウレタン、発泡ポリスチロール等の誘電体に混合して見かけ上の誘電損失を大きくした誘電性電波吸収材料を用いることができる。又、前記反射防止材33は、その表面がガラス又はセラミックス等の保護材34により覆われている。
【0057】
前記流量センサ16は、その検出波の投射方向が縦管10の軸線に対し直角となるよう縦管10に配置されているが、
図6に示す如く、前記縦管10の内面に反射防止材33を設けることで縦管内面反射波非受信機構32を構成すると、前記流量センサ16から投射される検出波は反射防止材33により縦管10の内面で反射せず、縦管10の内部を流通するバラ物Bに当たって反射する反射波だけが流量センサ16によって受信されるため、誤検出が避けられ、流量センサ16によるバラ物Bの流量Qを精度良く計測することが可能となる。
【0058】
図7は本発明のニューマチックアンローダの荷役量制御装置の実施例における流量センサの設置の第三例を示す断面図であって、(a)は側断面図、(b)は平断面図である。
図7(a)及び
図7(b)に示す第三例において、前記縦管内面反射波非受信機構32は、前記流量センサ16の検出波の投射方向が縦管10の軸線に対し平行で且つ前記バラ物Bの流通方向に対向するよう前記流量センサ16が縦管10の内部に配設され、該流量センサ16が前記バラ物Bの流れを阻害しない絶縁体からなる流線型構造体35で覆われることにより構成されている。尚、この場合、前記流量センサ16は、前記バラ物Bに対し検出波としてマイクロ波を投射してその反射波を受信することにより前記バラ物Bの流量Qを計測するセンサとする。又、前記流線型構造体35は、縦管10の内面から中心部へ張り出す支持部材36に取り付けられている。
【0059】
前記流量センサ16は、
図7に示す如く、その検出波の投射方向が縦管10の軸線に対し平行で且つ前記バラ物Bの流通方向に対向するよう縦管10の内部に配設されているため、前記流量センサ16から投射される検出波は縦管10の内面で反射せず、縦管10の内部を流通するバラ物Bに当たって反射する反射波だけが流量センサ16によって受信されるため、誤検出が避けられ、流量センサ16によるバラ物Bの流量Qを精度良く計測することが可能となる。しかも、前記流量センサ16は流線型構造体35で覆われているため、前記バラ物Bの流れを阻害する心配はなく、又、前記流線型構造体35は絶縁体であるため、前記流量センサ16から投射される検出波(マイクロ波)を通しやすく、バラ物Bの流量Qの測定に支障を来たす心配もない。
【0060】
尚、本発明のニューマチックアンローダの荷役量制御装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。