特許 7530529 サイロの点検装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-30

(45)【発行日】2024-08-07

(54)【発明の名称】サイロの点検装置

(51)【国際特許分類】

   B65D 90/48 20060101AFI20240731BHJP

   A01F 25/16 20060101ALI20240731BHJP

   B65D 88/26 20060101ALI20240731BHJP

【ＦＩ】

B65D90/48 Z

A01F25/16

B65D88/26 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024017582

(22)【出願日】2024-02-08

【審査請求日】2024-02-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000153443

【氏名又は名称】株式会社 日立産業制御ソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】那須 清

(72)【発明者】

【氏名】村中 達弥

【審査官】佐藤 正宗

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－２２１８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１８４０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１３９０３８８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０８８６０８０７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２００１－２５３４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０６３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２９４５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２９４３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７６５３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｄ ８８／００－９０／６６

Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出部と、前記検出部に接続された吊り下げ用具と、を備え、サイロの内部を点検する点検装置であって、
前記検出部は、前記サイロの前記内部の温度若しくは湿度、貯蔵物の表面温度、及び所定のガスの濃度のうちの少なくとも一つを測定するセンサを有し、前記サイロの前記内部に吊下され、前記サイロの前記内部の状態を検出し、
前記点検装置の外部又は内部に配置された演算部により、前記サイロの前記内部の前記状態に基いて前記サイロの清掃又は修理を実施するかどうかの判定がなされる、サイロの点検装置。

【請求項2】

検出部と、前記検出部に接続された吊り下げ用具と、を備え、サイロの内部を点検する点検装置であって、
前記検出部は、全方位カメラを有し、前記サイロの前記内部に吊下され、前記サイロの前記内部の状態を検出し、
前記点検装置の外部又は内部に配置された演算部により、前記サイロの前記内部の前記状態に基いて前記サイロの清掃又は修理を実施するかどうかの判定がなされる、サイロの点検装置。

【請求項3】

検出部と、前記検出部に接続された吊り下げ用具と、前記吊り下げ用具を支持する吊り下げ用具支持部と、を備え、サイロの内部を点検する点検装置であって、
前記検出部は、前記サイロの前記内部に吊下され、前記サイロの前記内部の状態を検出し、
前記吊り下げ用具支持部の長軸は、略水平方向に配置され、
前記吊り下げ用具は、前記吊り下げ用具支持部の一方の端部に支持され、かつ、前記端部から鉛直下向きに前記サイロの前記内部に吊下されるように構成され、
前記検出部、前記吊り下げ用具又は前記吊り下げ用具支持部には、照明ユニットが設置され、
前記点検装置の外部又は内部に配置された演算部により、前記サイロの前記内部の前記状態に基いて前記サイロの清掃又は修理を実施するかどうかの判定がなされる、サイロの点検装置。

【請求項4】

検出部位置調整部を更に備え、
前記吊り下げ用具は、前記検出部位置調整部に接続され、
前記検出部位置調整部は、前記検出部を前記サイロの前記内部に吊下する、請求項１～３のいずれか一項に記載のサイロの点検装置。

【請求項5】

前記清掃又は前記修理を実施した後、再度、
前記検出部が前記サイロの前記内部に吊下され、
前記検出部は、前記サイロの前記内部の前記状態を検出し、
前記演算部は、前記サイロの前記内部の前記状態に基いて、前記清掃又は前記修理を実施するかどうかを判定する、請求項１～３のいずれか一項に記載のサイロの点検装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、サイロの点検装置に関する。

【背景技術】

【0002】

サイロは、穀物、石炭、砂利、セメント、鉱石、肥料等を貯蔵するために広く用いられている。サイロは、設置面積当たりの貯蔵量が多いことが利点であり、高さ３０メートルを超える円筒形状のものもある。

【0003】

サイロの点検は、作業員の目視による観察が通例であり、サイロの清掃は、作業員がサイロの内部に入って人力で行うことが通例である。

【0004】

従来、サイロの点検、清掃等の省力化、安全等の観点から、様々な自動化、機械化等が進められている。

【0005】

特許文献１には、投入量と排出量との差分から穀物在庫推定レベルを演算し、穀物在庫推定レベルと穀物在庫実測レベルとの差から得た穀物内空洞の発生履歴を用いて、所定の相関関係を学習（ニューロ等）により決定し、サイロ内在庫量の予測を行なうサイロ在庫管理計算機を備えたサイロ在庫管理装置が開示されている。

【0006】

特許文献２には、容器への搬入及び容器からの搬出の際に分解の必要が無く、かつ容器のコニカル部を十分に清掃できる容器内清掃器具として、加圧流体の通路となる可とう性を有する耐圧ゴムホースと、その耐圧ゴムホースと連通する剛性を有する水平管と、その水平管の両端にそれぞれ連結され、可とう性を有する２本のホースと、搬出用のロープと、を備えたものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開平６－２５９１３９号公報

【文献】特開２０１６－５２６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

サイロは、高さがあり、内部が暗いため、作業員が点検口等から目視により確認しても、内部の状態を十分に把握することができない場合がある。

【0009】

具体的には、サイロの内部の穀物等の貯蔵物の全てを出荷した後等に、サイロの天面部から貯蔵物の残存量等を作業員が目視により確認し、必要に応じて内部の清掃を実施している。しかしながら、このような方法は、作業員の視覚に依存するため、誤差も大きく、その後の対応についての判断が異なってしまう問題がある。このため、サイロの内部の状態を正確に把握し、適切な清掃計画を立案することが課題となっている。

【0010】

また、貯蔵物の全てを出荷する前においても、貯蔵物の残存量、温度、保存状態等を把握することができれば、貯蔵物の品質管理も容易になる。

【0011】

さらに、サイロの内壁面等に亀裂等の損傷部が発生しているかどうかについても、作業員が適切に判断する必要がある。

【0012】

特許文献１及び２においては、このような様々な点検を自動化するような手段は提案されていない。

【0013】

本開示の目的は、サイロの内部の状態を正確に検知し、サイロの適切な清掃計画、貯蔵物の品質管理、サイロの修理等のための基礎データを取得することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本開示のサイロの点検装置は、検出部と、検出部に接続された吊り下げ用具と、を備え、サイロの内部を点検する装置であって、検出部は、サイロの内部に吊下され、サイロの内部の状態を検出する。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、サイロの内部の状態を正確に検知し、サイロの適切な清掃計画、貯蔵物の品質管理、サイロの修理等のための基礎データを取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示の点検装置をサイロ内に吊下している状態を示す模式断面図である。

【図2】実施例１の点検装置を示す構成図である。

【図3】図２の点検装置の要部を示す斜視図である。

【図4】実施例２の点検装置を示す構成図である。

【図5】実施例３のサイロの点検方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示に係るサイロの点検方法及び点検装置について、図面を用いて説明する。

【0018】

図１は、本開示の点検装置をサイロ内に吊下している状態を示す模式断面図である。

【0019】

本図に示すサイロ１００は、胴部１０と、錐部１１と、を含む。サイロ１００の上面部には点検口１２、錐部１１には点検口１４が設けられている。また、錐部１１の内部には、燻蒸ガス供給部１６が設置されている。燻蒸ガス供給部１６の中央下面部には、ガス供給口（図示していない）が設けられている。胴部１０は、通常、外形が円柱形状又は四角柱状である。錐部１１は、胴部１０の形状に対応する形状を有し、外形が円錐形状若しくは円錐台形状又は四角錐形状若しくは四角錐台形状である。

【0020】

本図においては、サイロ１００の内部に、点検装置の本体である装置本体１８（検出部）を吊下している状態を示している。装置本体１８は、ロープ２０の下端部に固定されている。装置本体１８は、点検口１２からサイロ１００の内部に入れられている。装置本体１８は、ロープ２０の長さを調整することにより、サイロ１００の内部において鉛直方向に移動させることができるように構成されている。

【実施例1】

【0021】

図２は、実施例１の点検装置を示す構成図である。

【0022】

図２に示す点検装置２００は、装置本体１８と、ロープ２０と、ロープ支持部２２と、リール部２８（検出部位置調整部）と、を含む。装置本体１８とロープ２０とは、接続部２４により接続されている。したがって、装置本体１８とリール部２８とは、接続部２４及びロープ２０により接続されている。ロープ２０は、ロープ支持部２２に設置されたリール部２８により巻き取られるようになっている。これにより、ロープ２０の長さを調整することができる。なお、接続部２４は、装置本体１８の一部と解釈することもできる。また、ロープ支持部２２の長軸は、略水平方向に配置されていることが望ましい。ロープ２０は、ロープ支持部２２の一方の端部に支持され、かつ、その端部から鉛直下向きにサイロの内部に吊下されている。

【0023】

接続部２４は、ロープ２０の軸を中心として回転可能としてもよい。この場合、ロープ２０以外のワイヤ等（図示していない）により接続部２４の回転角を調整するように構成されていることが望ましい。ワイヤ等は、ロープ支持部２２等と接続部２４とを接続するように構成され、接続部２４に所定の張力を伝えることにより、接続部２４の回転角を調整することができるようになっている。

【0024】

なお、ロープ２０及びワイヤ等は、強度、耐久性等の観点から、金属、カーボンファイバ等で形成されていることが望ましい。ロープ２０の代わりに、ローラーチェーン（スプロケット）、リンクチェーン、ボールチェーン等（以下「チェーン等」という。）を用いてもよい。また、ワイヤ等の代わりに、チェーン等を用いてもよい。ロープ２０は、「吊り下げ用具」の一種である。また、ロープ支持部２２は、「吊り下げ用具支持部」の一種である。また、ワイヤは、「回転角調整用具」の一種である。このように、ロープ２０及びワイヤ等は、他の構成を有するものであってもよい。

【0025】

装置本体１８には、撮像部３０（カメラ等）が設置されている。撮像部３０は、３６０度カメラ（全方位カメラ）であってもよい。

【0026】

また、装置本体１８には、レーザ距離計（図示していない）を設置してもよい。レーザ距離計は、下向きにレーザを照射することができるようにすれば、サイロの下部までの距離、サイロ内に残存する貯蔵物の上面までの距離等を測定することができる。なお、距離計は、レーザを利用するもの以外でもよく、例えば、音波、超音波、電波等を利用するものであってもよい。

【0027】

さらに、装置本体１８には、サイロ内の環境温度を測定する温度センサ、サイロ内の湿度を測定する湿度センサ、貯蔵物の表面温度を測定する温度センサ、サイロ内の所定のガスの濃度を測定するガスセンサ、サイロ内の可視光による観察を容易にするための照明ユニット（ライト）等を設置することが望ましい。ここで、貯蔵物の表面温度を測定する温度センサは、感温部（プローブ）を貯蔵物の表面に直接接触させて温度を測定する構成を有するものであってもよいが、貯蔵物の表面から発せられる赤外線を検出する赤外線センサであってもよい。湿度センサのデータから貯蔵物に含まれる水分（湿分）を推定してもよい。

【0028】

ガスセンサとしては、ＣＯ_２センサ、Ｏ_２センサ、ＣＯセンサ、酢酸、メタノール、エタノール等のアルコール等を検出する臭気センサ等が挙げられる。これらのガスセンサを用いれば、貯蔵物が穀物である場合には、穀物の発酵や腐敗に伴って発生するガス、又は発酵や腐敗に伴って減少するＯ_２を検出することができる。

【0029】

また、装置本体１８で取得したデータ等は、装置本体１８に内蔵された記録装置に保存してもよい。また、当該データ等は、無線により作業員のスマートフォン、タブレット等の携帯端末（以下単に「携帯端末」という。）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に送信するように構成することが望ましい。また、当該データ等は、サイロから離れた場所に設置されたサーバ、記録装置等にインターネット等を介して送信するように構成してもよい。この場合においては、携帯端末、ＰＣ、サーバ、記録装置等に設けられたデータベースに当該データを蓄積し、携帯端末、ＰＣ、サーバ、記録装置等に設けられた演算部により当該データを用いた所定の計算を行い、その計算結果も携帯端末、ＰＣ、サーバ、記録装置等に蓄積するようにすることが望ましい。また、装置本体１８に内蔵された演算部により当該データを用いた所定の計算を行ってもよく、その計算結果を携帯端末、ＰＣ、サーバ、記録装置等に送信するように構成してもよい。したがって、演算部は、点検装置２００の外部に配置してもよく、点検装置２００の装置本体１８その他の所定の部位に配置してもよい。ここで、装置本体１８その他の所定の部位は、「点検装置２００の内部」と言い換えることができる。

【0030】

なお、本図に示す点検装置２００は、ロープ支持部２２及びリール部２８を含む構成としているが、本開示に係る点検装置は、これに限定されるものではなく、ロープ支持部２２及びリール部２８を用いないで、ロープ２０に接続した装置本体１８を、作業員が人力でサイロの内部に吊下してもよい。この場合、作業員が、吊下したロープ２０の長さを調整することにより、サイロの内部における装置本体１８の位置を定めることができる。

【0031】

図３は、図２の点検装置の要部を示す斜視図である。

【0032】

図３に示すように、点検装置のロープ支持部２２には、リール部２８が設置されている。そして、ロープ支持部２２は、可動部３２に固定されている。可動部３２は、固定レール部３４に支持されている。固定レール部３４の後端部には、ストッパ３６が設置されている。可動部３２は、固定レール部３４により移動する方向を制限されている。また、可動部３２は、ストッパ３６に接触する位置で停止するようになっている。これにより、可動部３２は、制限された範囲で水平方向にのみ移動するようになっている。

【実施例2】

【0033】

図４は、実施例２の点検装置を示す構成図である。

【0034】

本図に関しては、実施例１の図２と異なる点のみについて説明する。

【0035】

図４に示す点検装置４００においては、装置本体１８の上方の所定の位置（ロープ２０又はロープ支持部２２）に照明ユニット４２（ライト）が設置されている。照明ユニット４２には、その下方を重点的に照らすように、傘部が設けられていることが望ましい。照明ユニット４２を設けることにより、装置本体１８の上方についても、可視光による画像の取得が容易となる。

【0036】

なお、本図においては、ライトは、装置本体１８の上方に設置しているが、ライトの設置位置は、本図に示す例に限定されるものではなく、サイロの天面部の点検口に設置してもよい（構成Ｔ１）。また、ライトは、装置本体１８の側面部等に設置してもよく、撮像部３０（カメラ等）の近くであってカメラ等の上方に設置してもよい（構成Ｔ２）。

【0037】

構成Ｔ１の場合、構成Ｔ２のライトを点灯する場合と消灯する場合とがある。構成Ｔ１の場合であっても、構成Ｔ１のライトを点灯する場合と消灯する場合とがある。

【0038】

構成Ｔ１のライトは、カメラ撮影の際に用いることもできる。

【0039】

また、構成Ｔ１のライトは、照明だけに用いるものではなく、３６０度の球体モデルで撮影する場合に、撮影原点座標の光点（北斗七星）としてサイロ内の撮影画像の座標合わせに用いることもできる。これにより、サイロ内の実際の構造や状態を位置についてのぶれが生じないようにすることができる。

【0040】

撮影される光源（円：サイズ幅Ｗ、高さＨ）は、カメラと点検口（光源）との距離の計測に用いることができる。カメラで撮影する場合（ピンホールモデル単純化）、距離Ｌで撮影された撮影画像上の物体高さｈは、距離２Ｌで撮影されると、撮影画像上で２／ｈになる。これにより、相互の相対距離の計測ができる。なお、３６０度の撮影画像から光源に向けたカメラ撮影画像（Ｗ×Ｈ）への視点変換、カメラ焦点距離及びｃｃｄ等の受光部のサイズを用いる。

【0041】

カメラから一定距離に設置した構成Ｔ２のライトは、カメラの鉛直下方の穀物の表面の状態、及び、底面部に堆積した穀物の表面を撮影するための光源として用いることもできる。

【0042】

構成Ｔ１のライトは、全体撮影用の光源であり、構成Ｔ２のライトは、近接撮影用の光源である。

【0043】

吊り下げ距離を算出するための撮影を行う場合は、構成Ｔ２のライトを撮影中に消灯し、構成Ｔ１のライトを点灯する。サイロ壁面部の撮影を行う場合は、構成Ｔ１のライトを消灯し、構成Ｔ２のライトを点灯する。

【0044】

穀物の表面を撮影する際の構成Ｔ２のライトとカメラとの距離は、穀物の表面までの距離Ｌ１に合わせ、光量を調整する。サイロ壁面部を撮影する際の構成Ｔ２のライトとカメラとの距離は、サイロ壁面までの距離Ｌ２に合わせ、光量を調整する。

【0045】

つぎに、実施例１又は２の点検装置を用いて実施するサイロの点検方法について説明する。

【実施例3】

【0046】

図５は、実施例３のサイロの点検方法を示すフロー図である。

【0047】

本図に示すように、サイロの点検においては、検出部位置調整部が、サイロの内部に点検装置の検出部を吊下する（工程Ｓ１１）。そして、検出部は、サイロの内部を点検する（工程Ｓ１２）。言い換えると、工程Ｓ１２においては、検出部が、サイロの内部の所定の状態（画像、数値等を含む。）を取得する。その後、検出部を引き上げて回収する（工程Ｓ１３）。

【0048】

つぎに、演算部が、サイロの内部の清掃を実施するかどうかを判定する（工程Ｓ１４）。なお、工程Ｓ１４においては、サイロの修理の要否についても判定してもよい。この場合、画像データ等に基いて判定する。工程Ｓ１４においては、貯蔵物の品質等について判定してもよい。また、工程Ｓ１３は、工程Ｓ１４の後に行ってもよい。

【0049】

清掃を実施する場合には、所定の手順に従って、サイロの内部を清掃する（工程Ｓ１５）。清掃、修理等は、作業員がサイロの内部に入って行ってもよいが、清掃装置又は清掃ロボットにより行ってもよい。作業員による清掃、修理等が必要な場合は、作業員の携帯端末等にその旨の通知を送信する。

【0050】

清掃が終了した後は、再度、工程Ｓ１１に戻り、点検を行う（工程Ｓ１２）。

【0051】

工程Ｓ１４において清掃を実施しないと判定した場合には、サイロの点検を終了する。

【0052】

一方、工程Ｓ１４において清掃を実施すると判定した場合には、清掃及び点検を繰り返す（工程Ｓ１１～Ｓ１５）。

【0053】

このように、サイロの内部に点検装置を吊下して行う点検により、サイロの内部の状態を正確に検知することができ、サイロの清掃の要否を的確に判定することができる。これにより、不要な清掃を省略することができ、清掃の回数を減らすことができる。また、貯蔵物の残存量、位置等も把握することができるため、その後の作業員による作業の安全性を確保することができる。

【0054】

また、この点検により、サイロの内壁面等に亀裂等の損傷部が発生しているかどうかを判定することもできる。

【0055】

工程Ｓ１２において取得されたデータ、工程Ｓ１４において取得された清掃、修理等の要否、貯蔵物の品質等の判定結果のデータ等は、携帯端末、ＰＣ、サーバ、記録装置等に設けられたデータベースに蓄積することが望ましい。これらのデータ等を用いて、サイロの清掃計画の作成、貯蔵物の品質管理、サイロの修理、部品の交換等の時期の設定等を行うことができる。これらの処理において、人工知能（ＡＩ）、機械学習（マシンラーニング）、深層学習（ディープラーニング）等の技術を用いてもよい。

【0056】

なお、本図に示す工程Ｓ１１においては、検出部位置調整部が、サイロの内部に点検装置の検出部を吊下しているが、本開示のサイロの点検方法は、これに限定されるものではなく、検出部位置調整部によらないで、検出部を、作業員が人力でサイロの内部に吊下してもよい。この場合、作業員が、吊下した吊り下げ用具の長さを調整することにより、サイロの内部における検出部の位置を定めることができる。

【0057】

以下、本開示の上記以外の効果について、まとめて説明する。

【0058】

本開示によれば、サイロが複数ある場合には、新たに到着した貯蔵物をいずれのサイロに投入すべきかを判定することができ、投入の順序を事前に計画することができる。また、サイロの清掃の順序についても、事前に計画することができる。さらに、作業員に必要な作業の予定等について自動的に連絡することができる。

【0059】

言い換えると、サイロに関する情報を蓄積し、見える化することができる。また、サイロの内部の状態についての点検を自動化することができる。

【符号の説明】

【0060】

１０：胴部、１１：錐部、１２、１４：点検口、１６：燻蒸ガス供給部、１８：装置本体、２０：ロープ、２２：ロープ支持部、２８：リール部、３０：撮像部、３２：可動部、３４：固定レール部、３６：ストッパ、４２：照明ユニット、１００：サイロ、２００、４００：点検装置。

【要約】

【課題】サイロの内部の状態を正確に検知し、サイロの適切な清掃計画、貯蔵物の品質管理、サイロの修理等のための基礎データを取得する。
【解決手段】検出部（１８）と、検出部（１８）に接続された吊り下げ用具（２０）と、を備え、サイロの内部を点検する、サイロの点検装置（２００）であって、検出部（１８）は、サイロの内部に吊下され、サイロの内部の状態を検出する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】