ベルトコンベヤ装置の制御方法並びにベルトコンベヤ設備
【課題】 ベルトコンベヤ設備の省エネルギー化を図ると同時に、ローラ等の交換部品の長寿命化による保守コストの低減等を図る。
【解決手段】 バラ物を搬送物とするベルトコンベヤ装置で、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せる搬送物の量を設定載置量として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中にベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合に、搬送物の供給量の変化に対応させてベルトの速度を調整することによって、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する。本発明によれば、搬送物の量に合わせて必要最低限のベルト速度で運転するので、ベルト駆動力等のエネルギーを減少させることができ、さらに、ベルトコンベヤに使用されている軸受けの総回転数について、搬送量あたりの回転数を抑えることができるので、ローラ等の交換部品について長寿命化が可能になる。
【解決手段】 バラ物を搬送物とするベルトコンベヤ装置で、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せる搬送物の量を設定載置量として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中にベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合に、搬送物の供給量の変化に対応させてベルトの速度を調整することによって、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する。本発明によれば、搬送物の量に合わせて必要最低限のベルト速度で運転するので、ベルト駆動力等のエネルギーを減少させることができ、さらに、ベルトコンベヤに使用されている軸受けの総回転数について、搬送量あたりの回転数を抑えることができるので、ローラ等の交換部品について長寿命化が可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のベルトコンベヤ装置を上流側から下流側に連続的に並べることにより、搬送物を上流側から下流側のベルトコンベヤ装置に、順次、送給して搬送するベルトコンベヤ設備に係わり、特に、ベルトコンベヤ装置に対して搬送物の供給量が一定しないバラ物の搬送物を搬送するに好適なベルトコンベヤ装置の制御方法、並びにベルトコンベヤ設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２個のプーリ間に架け渡されて回転する輪状のベルトの上に、バラ物等の搬送物を載せて搬送するベルトコンベヤ装置は、古くから当業者に周知であって、様々な搬送物が、ベルトコンベヤ装置で搬送されている。
【０００３】
なお、搬送物の搬送距離が長い場合、或いは、搬送ラインが直線的でない場合等において、複数台のベルトコンベヤ装置を、上流（搬送物が送られてくる方向）側から下流（搬送物が流れて行く先側の方向）側に、連続的に並べて一つのベルトコンベヤ設備を構成する方法が一般的に採用されている。
【０００４】
各種の製造工場や発電所などにおいても、複数台のベルトコンベヤ装置が連続的に並べて配置されており、上流側から下流側に複数台並べられたベルトコンベヤ装置が、それぞれ連続的に搬送物を搬送する構成となっている。ただ、複数台並べられたベルトコンベヤ装置は、通常、運転中において、常に一定のベルト速度で搬送するように制御される。
【０００５】
なお、近年になって、複数台のコンベヤ装置を、まとめて一つの設備として考え、一つの制御装置で制御するケースも見受けられる。例えば、そのようなベルトコンベヤ設備の制御装置として、特許文献１に開示されたような技術が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−２０６１３３号公報
【０００７】
特許文献１に開示されたベルトコンベヤ制御装置の特徴は、最も上流側に配した１台のベルトコンベヤ装置を基準として、その基準となるベルトコンベヤ装置が下流側のベルトコンベヤ装置に送り出す、搬送物の量、並びに、それに要する時間等のファクターを算出して記憶するとともに、下流側のベルトコンベヤ装置が、送り出された搬送物を効率よく運搬できる条件（ベルト速度、時間等）を算出して、当該条件にて下流側のベルトコンベヤを制御するという点にある。
特許文献１に開示されたベルトコンベヤの制御装置は、前述の構成により、下流側に配したベルトコンベヤ装置のベルト速度を制御することによって、ベルトコンベヤ設備の省エネルギーを図るものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、セメント工場や発電所等においては、工場から遠く離れた遠隔地で採取されて荷揚げ等された石炭や石灰石等、所謂、バラ物を原料や燃料として使用する。
発電所で使用する石炭を例として説明すれば、海外にある石炭の産出地から、発電所近辺の港に設置した受け入れ設備まで、専用船（石炭運搬用船舶）を使用して石炭を輸送することが一般的である。
なお、遠隔地から工場近辺の受け入れ設備までバラ物を輸送するのに、前述した船舶以外にも、トラック、或いは貨車等の輸送手段が一般的に利用されている。
【０００９】
ここで、石炭運搬用の専用船で発電所に隣接する港まで石炭を輸送してきたケースを想定すると、専用船の船倉に蓄えられた石炭を、グラブバケット等のアンローダー（所謂、荷揚設備）によって船外に荷卸し、その後、港の受け入れ設備から工場内の石炭保管場所まで、ベルトコンベヤ設備で搬送するケースが多い。
【００１０】
しかし、グラブバケット等のアンローダを例にすれば、船倉から石炭を取り出す場合に、一回の取り出し動作で取り出すことのできる石炭の量は、必ずしも一定ではない。
例えば、船倉に石炭が満載されている場合、グラブバケットは、一回の取り出し動作で、グラブバケット一杯の石炭を容易に掴んで取り出すことが出来る。それに対して、船倉に石炭が残り少なくなった場合、グラブバケットで、単位時間あたりに掴める石炭の量が極端に少なくなる。特に、船倉の石炭が残り少なくなって、船倉の底に残る石炭の荷揚（所謂、底ざらえ）をするような状況下において、荷揚能力の低下は顕著である。
従って、グラブバケット等のアンローダで取り出したバラ物を、ベルトコンベヤ装置で搬送する際においては、ベルト上に供給される搬送物の量がばらついて一定にならず、コンベヤ上には、ほとんど搬送物が無いのにベルトだけが高速で走行しているという状態が生じる可能性がある。
【００１１】
前述したケース以外にも、ベルト上に供給される搬送物の量が一定とならないケース、或いは、極端に減少するケース等が、多々想定される。
例えば、ホッパに貯えられた原料を、その下部から取り出してベルトコンベヤ装置に供給する場合には、ホッパが十分に満たされている時と、満たされていない時で、その供給量に大きな差が生じてしまう。
また、例え、ベルトフィーダ等の計量装置を利用することによって、ホッパに貯えられた原料を定量的に取り出す構成にしたとしても、ホッパが空になる直前等については、ベルトフィーダで定量的に取り出せる搬送物の量に限界がある、又、取出しが断続的になる可能性がある、等の理由から、かならずしも一定量の搬送物をベルト上に供給することができるとは限らない。
例えば、前述したように、アンローダで取り出せる搬送物の量は、状況によって大きく左右される。ベルトフィーダによって搬送物をホッパからベルト上へ供給する能力が、アンローダによって搬送物をホッパに投入する能力よりも勝った場合に、ホッパはいずれ空になる。従って、ホッパを空にしないために、アンローダからホッパに投入される搬送物の量をみながら、ベルトフィーダの能力を調整するケースも想定される。
以上、いくつかの例を説明したが、それ以外の理由によっても、ベルトコンベヤ設備のベルト上に供給される搬送物の量が、一定にならず、又断続的になるようなケースは、存在する。
【００１２】
ベルトコンベヤ装置に供給される搬送物の量が一定にならないケースにおいて、前述した従来技術のように、ベルト速度一定でベルトコンベヤ装置を運転するとすれば、必然的に搬送量の多い場合を想定して、ベルト速度を設定せざるを得ない。
従って、前述したアンローダ等の荷揚設備につながるコンベヤ装置の能力については、通常、アンローダ等の最大荷揚能力を基準として設計されている。
また、シップローダ等の荷積設備につながるコンベヤ装置の能力については、通常、リクレーマなどの最大払出能力を基準として設計される。
【００１３】
ところで、ベルトコンベヤ装置の搬送能力を向上させる手段として、ベルト速度の高速化が効果的であるので、ベルトコンベヤ装置のベルト速度は、通常、高めの速度に設定されている。しかし、ベルトコンベヤ装置においては、ベルト上に載せられた搬送物の量の大小に係わらず、ベルトを下から支えるローラを回転させるための抵抗力と、ベルト速度を維持するための動力等が必要である。従って、ベルト速度を高めにした場合には、搬送物を搬送するために使用する以外の動力、即ち前述したローラを回転させるために必要な抵抗力等、非常に大きな動力を必要とするから、エネルギー効率を悪化させる。また、特に、前述のローラを支持する軸受け等の寿命は、実搬送量に係わらず、荷重とローラの総回転数で決まってしまうから、不必要にベルト速度を高めることは好ましくない。特に、ベルト速度が高速で一定となっている一般的なベルトコンベヤ装置は、この問題が顕著である。
【００１４】
なお、前述した特許文献１に記載された従来技術のベルトコンベヤ装置は、複数台並んだベルトコンベヤ装置について、最も上流側に配した１台のベルトコンベヤ装置を基準として、下流側のベルトコンベヤ装置を制御する。
この方法は、ベルト速度を一定とする前述の従来技術より、効率的な技術であると推察するが、基準とする上流側のベルトコンベヤ装置から、わずかでも搬送物が供給されると、下流側のベルトコンベヤ装置は、その流量に合わせて動き続けなければならないという問題点があって、やはり効率的な面で改善の必要性がある。
【００１５】
本発明は、以上、説明した問題点に鑑みてなされたものであり、ベルトコンベヤ設備の省エネルギー化を図ると同時に、ベルトコンベヤ装置に使用されているローラ等の交換部品の長寿命化による保守コストの低減並びに省資源化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１） 上記の目的を達成するため、本発明によるベルトコンベヤ装置の制御方法は、
バラ物を搬送物として搬送するベルトコンベヤ装置の制御方法であって、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せる搬送物の量を設定載置量として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中に、搬送物の供給機構からベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量を検知して、該ベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量が変化する場合に、搬送物の供給量の変化に対応させてベルトの速度を調整することにより、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する。
【００１７】
（２） （１）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする。
【００１８】
（３） （１）又は（２）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルトが設定載置量の搬送物を載せた際に、ベルトコンベヤ装置が搬送できる単位時間あたりの最大搬送量を、ベルトを駆動するプーリの最大定格回転速度で、除した値を算出し、基準値として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合において、変化した搬送物の量をプーリ回転速度で除した値が、該基準値から変化しないように、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する。
【００１９】
（４） （１）から（３）までのいずれか１項に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、予めベルトの最低速度を設定することにより、運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化して、一時的に、微少或いは零、という状態になった場合において、
前記設定載置量になるベルト速度が、該設定した最低速度を下まわる際に、ベルトが最低速度で走行するように制御する。
【００２０】
（５） （２）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルトコンベヤ装置の運転中に搬送物の比重が変化する際において、ベルトコンベヤ装置の定格載置量を再度演算する。
【００２１】
（６） （５）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルト上に載っている搬送物の積載断面を計測するとともに、ベルトの単位長さあたりに載置されている搬送物の重量を検知することによって、搬送物の比重を算出する。
【００２２】
（７） 上記の目的を達成するため、本発明によるベルトコンベヤ設備は、上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置を有するベルトコンベヤ設備であって、該上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置の全部、或いは少なくともその中の一台について、ベルト上に供給される単位時間あたりの搬送物量を測定して検知する検知器、又は、上流側に配したベルトフィーダ或いはベルトコンベヤ装置からの信号が入力されて単位時間あたりに供給される搬送物量を検知する検知器、を備えるとともに、ベルトを駆動するプーリの回転速度を制御してベルト速度を変化させる速度調整器を備えて、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の量を設定載置量として設定することによって、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合に、搬送物の量の変化に対応させて、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する制御装置を備えた構成とする。
【００２３】
（８） （７）に記載のベルトコンベヤ設備において、ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によるベルトコンベヤ装置の制御方法によれば、搬送物を搬送するにあたり、搬送物の量に合わせてベルト速度を調整することによって、必要最低限のベルト速度で運転する。その結果、ベルト速度に相関して上昇する「ベルト駆動力」又「ローラを回転させるための抵抗力」等のエネルギーについて、一定速度で運転する従来技術に比較して、減少させることができるので、搬送エネルギー効率が向上して、省エネルギー化が図れる。
【００２５】
さらに、ベルト速度を抑えた結果、ベルトコンベヤに使用されている軸受けの総回転数について、搬送量あたりの回転数を抑えることができるので、ベルトコンベヤ設備に使用しているローラ等の交換部品について長寿命化が可能になり、交換部材の省資源化と、保守のための負荷が減少するという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係わるベルトコンベヤ設備の１例を説明する図である。
【図２】本発明に係わるベルトコンベヤ設備の運転時挙動の１例を説明する図である。
【図３】本発明に係わりベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。
【図４】本発明に係わりベルト上における搬送物の載置状態を説明する概念図である。
【図５】本発明による他の実施形態に係わりベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。
【図６】従来技術に係わりベルト上における搬送物の載置状態を説明する概念図である。
【図７】従来技術に係わり新規搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面等に基づいて本発明に係わる実施形態の好ましい１例を詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態に係わり、図１はベルトコンベヤ設備全体の概要を説明する図であり、図２はベルトコンベヤ設備の運転時の挙動について１例を説明する図である。図３はベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図であり、図４はベルト上における搬送物の載置状態を説明するための概念図である。図５は本発明による他の実施形態に係わりベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。図６及び図７は従来技術を説明するための図である。
【００２８】
以下、図１を用いて本実施形態によるベルトコンベヤ設備１の構成について、その好ましい１例を説明する。
図１に示したベルトコンベヤ設備１は、ホッパ１３０の直下に配されたベルトフィーダ５、並びに、第１のベルトコンベヤ装置（第１ベルトコンベヤ装置と称することもある）から、第２のベルトコンベヤ装置、及び、第３のベルトコンベヤ装置まで、合計３台のベルトコンベヤ装置を備えており、ベルトフィーダ５を上流側として、下流側の第３のベルトコンベヤまで、搬送物が搬送される構成となっている。
なお、図１に示した実施形態においては、ベルトフィーダ５並びに３台のベルトコンベヤ装置に指令を送信してベルト速度を制御する制御装置５０を備えている。
【００２９】
ここで、ベルトフィーダ５は、一定長さのベルト上に載っている搬送物の重量を、リアルタイムで測定できるベルトスケール５２を備えており、ベルトスケール５２で測定した搬送物の流量測定信号が、制御装置５０まで送信され入力されることで、流量を検知できるシステムとなっている。制御装置５０は、ベルトスケール５２で測定し検知した搬送物の流量について、測定時刻と合わせて記憶し、第１ベルトコンベヤ装置１０の第１ベルト１５上に新たに供給された搬送物の量を算出することができる。
なお、図１に示すベルトコンベヤ設備１において、ベルトフィーダ５は、第１ベルトコンベヤ装置１０に対する搬送物の定量供給装置として配されており、ホッパ１３０内に搬送物が十分に貯えられている通常時において、単位時間当たりに設定した搬送量の搬送物を、ホッパ１３０から定量的に取り出して、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給する。
【００３０】
次に、ベルトコンベヤ装置１０の構成について簡単に説明する。
第１ベルトコンベヤ装置１０は、第１ヘッドプーリ１１と第１テールプーリ１３を備えて、その間に円環上に接続されてエンドレスとなった第１ベルト１５が掛け渡されている。そして、第１ヘッドプーリ１１を図示しない駆動源で駆動して回転させることによって、第１ベルト１５が回転（図１において時計回りの回転）して、第１ベルト１５上に載せた搬送物を、第１テールプーリ１３側から第１ヘッドプーリ１１側へと搬送する構造となっている。図１においては、上側に配されたベルトが搬送物を搬送するためのキャリア側ベルトになり、下側に配されたベルトがリターンベルトである。
なお、本実施形態においては、後述する第２ベルトコンベヤ装置２０と、第３ベルトコンベヤ装置も同様の構成となっている。
【００３１】
ここで、図１に示したベルトコンベヤ設備１は、第１ベルトコンベヤを上流側の１台として、第２、及び第３と、順次、下流側に複数台のベルトコンベヤ装置を配した構成となっており、第１から第３のベルトコンベヤ装置まで、順次、搬送物を送る構成となっている。従って、ホッパ１３０の直下に配されたベルトフィーダ５から供給された搬送物は、前述の構成によって、上流側にある第１ベルトコンベヤ装置１０から下流側の第３ベルトコンベヤ装置３０まで、順次、搬送されて移動する。
【００３２】
なお、本実施形態において、図１に示す３台のベルトコンベヤ装置は、それぞれ駆動源として、電動モータをインバータ制御する方式の装置を使用した。
従って、駆動モータは、制御装置５０からの信号によって、自在に停止及び運転することは勿論のこと、駆動モータにつながるプーリの回転速度を自在に変化させて、プーリ間に掛け渡されたベルトの速度を変化させることが可能である。
【００３３】
次に、図１に記載したホッパ１３０は、グラブバケット１５０から投入された搬送物を、その上部から受け入れて下部から排出する方式となっている。そして、本実施形態においては、ホッパ１３０の下部にベルトフィーダ５を配することにより、搬送物は、ホッパ１３０からベルトフィーダ５を介して第１ベルトコンベヤ装置１０に供給される構成となっている。
【００３４】
ここで、制御装置５０は、搬送物の流量と測定時刻をセットで記憶することによって、第１ベルトコンベヤ装置１０の第１ベルト１５上に供給される搬送物の量を算出することができる。
なお、前述したように、ベルトフィーダ５は、基本的に定量供給装置（所謂、定量払い出し装置）であるから、ホッパ１３０から、単位時間当たりに設定した搬送量の搬送物を取り出して、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給する。
しかしながら、従来技術の問題点で前述したように、例えば、船倉の底に残る石炭の荷揚げをするような状況下において、アンローダ等の荷揚設備の荷揚能力の低下は顕著であり、このような状況下では、ホッパ１３０内に搬送物が充分貯えられないような状況になることが想定され、ベルトフィーダ５を使用したとしても、下流側にある第１ベルトコンベヤ装置１０に搬送物を安定した状態で供給できない可能性がある。
【００３５】
以下、本実施形態における定格載置量の定義について説明する。
ホッパ１３０内に十分に搬送物が充填されている場合、ベルトフィーダ５は、安定した状態で、搬送物を取り出して、第１ベルトコンベヤ１０に供給する。
ベルトフィーダ５から第１ベルトコンベヤ１０への搬送物の供給量は、通常、ベルトフィーダ５より下流側に配されたベルトコンベヤ装置のサイズ、或いは駆動モータ等の能力を勘案して決められた値であり、ベルトフィーダ５より下流側に配されたベルトコンベヤ装置が支障なく運転できる搬送量の上限値が最大搬送量として決められる。
【００３６】
ここで、ベルトコンベヤ装置における最大搬送量は、ベルトコンベヤ装置のベルトを最大定格速度のＳｍａｘ（ｍ／ｍｉｎ）で運転した際に、ベルト上に載せて搬送できる搬送物の最大重量としてＭｍａｘ（ｋｇ／ｍｉｎ）、或いは、ベルト上に載せて搬送できる搬送物の最大容量であるＶｍａｘ（ｍ３／ｍｉｎ）で定められ、単位時間あたりに搬送できる搬送物の最大重量、又は、単位時間あたりに搬送できる搬送物の最大容量を基準として定義される。
【００３７】
なお、前述した最大搬送量は、通常、搬送物の最大重量に基づいて表記されることが多いが、比重が小さく容量あたりの重量が小さな搬送物を搬送する場合は、ベルト上に載せられる搬送物の容量がネック（容量が大きすぎてベルト上からこぼれ落ちる等）となって、最大搬送量が決まる場合がある。しかしながら、本明細書においては、説明を簡略化するため、最大容量を基準にして最大搬送量を算出したケースにおいても、表記としては、容量に比重をかけて重量で表すものとして、Ｍｍａｘ（ｋｇ／ｍｉｎ）で表現することにする。
【００３８】
本実施形態においては、前述した最大搬送量に着目して、最大搬送量の際において、ベルトの単位長さあたりに載っている搬送物の重量を定格載置量として定義し、以下の数式（１）により、Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）として表記した。
【００３９】
【数１】
【００４０】
本実施形態における定格載置量は、ベルトコンベヤ装置が、当該装置の最大搬送量で運転された際において、搬送物がベルト上に均一に載せられた状態であると仮定した場合に、ベルトの単位長さ（本実施形態においては長手方向に長さ１ｍ）あたりに載せられた搬送物の重量となる。
なお、ベルトコンベヤ装置において使用されるベルトは、通常、その全長に渡ってベルトの幅寸法が一定である。即ち、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量とは、単位長さにベルトの幅寸法を掛け合わせた面積に載せられた搬送物の重量を指し示めしている。従って、前記数式（１）について、例えば、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量を、ベルトの単位面積あたりに載せられた搬送物の重量と差し替えて制御することが、本発明の適応の範囲内であることは言うまでもない。
【００４１】
前述したように図１に示すベルトコンベヤ設備１においては、ホッパ１３０に原料が十分な量、或いは、少なくともベルトフィーダ５で搬送物を定量的に取り出すために必要最小限な量、に充填されているときに、ベルトフィーダ５は、搬送物を安定して取り出し、定量的に第１ベルトコンベヤ装置１０に搬送物を供給することができる。
しかしながら、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少して残りわずかになると、ベルトフィーダ５で安定的に搬送物を取り出せなくなり、極端なケースではホッパ１３０の中が空、或いは、空の直前になって、ベルトフィーダ５からベルトコンベヤ装置１０への搬送物の供給が停止する可能性もある。
【００４２】
言い換えれば、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少し、ベルトフィーダ５で安定的に搬送物を取り出せなくなった状況下において、ベルトフィーダ５から第１ベルトコンベヤ装置１０に供給される搬送物の供給量としてＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）は変化する。
本実施形態では、このようなケースにおいて、ベルトフィーダ５より下流のベルト上に載せる搬送物の量について、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量が、定格載置量としてＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を確保するように、第１ベルト１５のベルト速度を調整する。
【００４３】
そのような理由から、本実施形態においては、ベルトフィーダ５からの流量測定信号を制御装置５０で検知して、第１ベルトコンベヤ１０の第１ベルト１５上に投入される搬送物の量を算出する。より具体的に説明すれば、制御装置５０は、ベルトフィーダ５に備え付けたベルトスケール５２で測定した搬送物の流量を、測定時刻と共に記憶しており、搬送物の流量と時間経過から、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給された搬送物の量をＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）として算出する。
【００４４】
そして、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給された搬送物の量をＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）として、第１ベルト１５上の単位長さあたりに載せられた搬送物の重量が、定格載置量であるＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）とした場合に、ベルト速度がＳ（ｍ／ｍｉｎ）となるように制御する。前述した数値の関係は以下の数式（２）で表される。
【００４５】
【数２】
【００４６】
なお、定格載置量であるＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）の値は、ベルトコンベヤ装置の大きさ等により決定して設定した数値であるから、搬送物の重量に基づく流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を勘案して、載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）が維持できるベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を算出して、その速度になるようにベルト速度を制御すれば良い。
以上説明した方法によって、制御装置５０は、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、運転中に、Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｓ）を制御する。
【００４７】
以下、補足説明のため、参考となる１例について、要点のみを簡略に説明する。
例えば、グラブバケット等のアンローダからホッパ１３０に供給される搬送物の量が減少し、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少して、ベルトフィーダ５から供給される搬送物の供給量であるＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）が最大搬送量の半分（５０％）になったと仮定した場合には、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を、半分（５０％）の速度に減速することによって、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００４８】
以上、本発明を説明するための好ましい１例として、１つの実施形態を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲であれば変更は可能である。
【００４９】
また、前述の実施形態においては、ベルトコンベヤ装置のサイズ、或いは駆動モータ等の能力を勘案して、最大搬送量を算出し、その数値を利用して、定格載置量を決定し、制御装置５０に設定した。
しかしながら、本発明は、ベルトの単位長さあたりに載せる搬送物の量について、条件の許す限り大きくしたいとの考えに基づくものである。
言い換えれば、前述した実施形態は、制御装置５０に設定する設定載置量として、ベルトコンベヤ装置が、トラブルなく運転できる最大の載置量を、定格載置量として算出し、使用したものである。
従って、例えば、実際の運転時、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）で連続運転することにより荷こぼれ等のトラブルが心配な場合等、何らかの理由により、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）より小さな載置量でベルトコンベヤ装置を運転したい場合には、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）より小さな載置量を、設定載置量Ｂｓ（ｋｇ／ｍ）として制御装置５０に設定しても良い。そして、その場合は、ＢｍａｘをＢｓと置き換えて、数式（２）を利用することにより、設定載置量Ｂｓ（ｋｇ／ｍ）からベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を算出し、その速度になるようにベルト速度を制御すれば良い。
【００５０】
なお、ベルト速度であるＳ（ｍ／ｍｉｎ）を制御する方法としては、例えば、ベルト近傍にセンサーを取り付けることによって、実際のベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を検出しながら、プーリの駆動モータの回転速度を調整することによって、所望するベルト速度に制御することも可能である。
【００５１】
また、定格載置量で制御する方法として、プーリの最大定格回転速度であるＲｍａｘ（ｒｐｍ）、プーリ周長のＬ（ｍ）等を使用して、後述の数式（３）を利用することもできる。
【００５２】
【数３】
【００５３】
数式（３）を利用する場合には、Ｌ（ｍ）を一定値として、Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）の変化に合わせて、Ｒ（ｒｐｍ）を変更し、Ｂｍａｘで一定となるようにして、プーリ回転速度を制御すれば、定格載置量が確保される。この方法は、構成がシンプルで、かつ、制御が簡単であるという優れた作用効果を奏するものである。
【００５４】
以下、図１に示す第１ベルトコンベヤ装置１０の１つ下流側に配した第２ベルトコンベヤ装置２０について制御方法を説明する。
第２ベルトコンベヤ装置２０については、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給された搬送物の重量、ベルト速度変化、並びに経過時間から、第２ベルトコンベヤ装置２０に供給される搬送物のＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出する。
そして、前述の方法により算出された第２ベルトコンベヤ装置２０に供給される搬送物のＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）に基づいて、第１ベルトコンベヤ装置１０の制御と同様に、第２ベルト２５上に載せる搬送物の載置量が定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように、ベルト速度を制御する。
【００５５】
なお、図１に示したベルトコンベヤ設備１の実施形態においては、制御を簡単にするために、第１ベルトコンベヤ装置１０から第３ベルトコンベヤ装置４０まで、全て同一サイズで同一能力のベルトコンベヤ装置を使用した。
しかし、仮に、第１ベルトコンベヤ装置１０と、第２ベルトコンベヤ装置２０で、装置サイズが異なり最大定格搬送量、及び、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）の値が異なったとしても、原則、それぞれの装置における定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）で運転するように、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を制御すれば良い。
【００５６】
但し、上流側にある第１ベルトコンベヤ装置１０の方が、下流側にある第２ベルトコンベヤ装置２０より、最大定格搬送量が大きい場合に、第１ベルトコンベヤ装置１０から供給された搬送物を、第２ベルトコンベヤ装置２０で搬送しきれないという状態が発生する可能性がある。基本的に、そのようなケースはベルトコンベヤ装置のサイズ選定ミスとも言えることであろうが、そのような場合には、最も小さい最大定格搬送量の装置を基準にして、各々の装置について、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を決定することが好ましい。そして、ホッパ１３０から供給される搬送物の量についても調整して、定格載置量を超えないように制御する。
【００５７】
なお、第３のベルトコンベヤ装置についても、第２のベルトコンベヤ装置２０と同様に、それぞれ隣接する一つ前の上流側に配したベルトコンベヤ装置１０から排出される新規搬送物の量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出して、第２ベルトコンベヤ装置２０と同様に、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）で、一定となるように、ベルト速度制御を行う。
【００５８】
なお、図１に示した本実施形態においては、ベルトフィーダ５にのみ、ベルトスケール５２を配し、時間経過と合わせて搬送物の流量を測定し、その時間経過と流量データ等から、第１ベルトコンベヤに供給する搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）と、第２ベルトコンベヤ装置に供給する搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出した。
【００５９】
以下、ベルトコンベヤ設備１の制御方法について、その好ましい１例を、専用船で輸入した石炭を搬送する例を参考にして、図２から図５を用いて説明する。
海外から国内工場近くの港まで石炭運搬用の専用船で輸送されてきた石炭は、専用船の庫内に貯えられており、それを、グラブバケット１５０によりホッパ１３０に移送する。そして、ホッパ１３０の下部からベルトフィーダ５を介して、石炭を、第１ベルトコンベヤ装置１０の第１ベルト１５上に供給する。
【００６０】
ここで、ホッパ１３０内に石炭が十分貯えられている場合に、ベルトフィーダ５は、搬送物を安定して取り出し、定量的に第１ベルトコンベヤ装置１０に搬送物を供給することができる。この場合には、ベルト速度を最大のＳｍａｘ（ｍ／ｍｉｎ）して、ベルト上に載せられた搬送物の量が、定格載置量Ｂｍａｘで一定となるように制御する。
【００６１】
そして、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少し、ベルトフィーダ５で安定的に搬送物を取り出せなくなった状況下等において、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給される搬送物の搬送量であるＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）は変化する場合がある。本実施形態においては、このような場合に、ベルト上に載せる搬送物の量について、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量が、定格載置量としてＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を確保するように、ベルト速度を調整する。
【００６２】
ホッパ１３０から取り出される搬送物の量については、特に荷揚開始時と荷揚終了時において、ホッパ１３０内に搬送物がほとんど入っていない状況下になりやすくなり、そのような場合に、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を減速することによって、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００６３】
図３及び図４に制御方法のイメージを概念的に説明する。
例えば、船舶から荷降ろしする都合で、グラブバケット１５０によって船舶から取り出せる搬送物の量が減少し、ホッパ１３０に投入される搬送物の量が減少した場合に、ホッパ１３０が空になるのを防止するために、ベルトコンベヤ設備１のオペレータが操作、或いは自動的制御によって、ベルトフィーダ５に対して指令を発信し、ベルトコンベヤ装置１０に供給する搬送物の量を減少させる場合がある。そのようなケースにおいて、搬送物の供給量とベルト速度の関係について、そのイメージを図３に示す。
まず、ホッパ１３０内の搬送物の量が極端に少なくなった場合に、ベルトフィーダ５をコントロールして、ベルト上に供給される搬送物の量を減少させると、制御装置５０は搬送物の供給量が減少したのを検知して、ベルト速度をそれにあわせて低下させて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する
【００６４】
その後、ホッパ１３０内に搬送物が投入されて、ホッパ１３０内に貯えられた搬送物の量が大きくなり、ホッパ１３０が空になる危険性が小さくなると、オペレータ等は、ベルトフィーダ５をコントロールして、ベルト上に供給する搬送物の量を増加させる。
そのような場合に、制御装置５０は、搬送物の供給量の増加を検知して、ベルト速度を上げて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
なお、図３に示した制御方法では、その後も同様に、ベルトフィーダ５コントロールしてベルト上に供給する搬送物の量を減少させた場合に、ベルト速度をそれにあわせて低下させて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御している。
【００６５】
図４にベルト上における搬送物の載置状態を説明する。
ベルトフィーダ５により供給される搬送物の重量が、例え、運転中に変更されたとしても、ベルト上に載せる搬送物の載置量を、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御していれば、図４に示したように、ベルト上に載置された搬送物の積載物の断面（積載断面と称することもある）は、ベルトの単位長さあたりに載せられる搬送物の最大量が積載された状態になる（積載断面Ｈ１からＨ３を比較すると類似する寸法形状となっている）。
【００６６】
以下、本発明に係わる制御方法として、先に説明したものと異なる他の実施形態について、図５を用いて説明する。
例えば、前述の実施形態と同様に船舶から荷降ろしする都合により、グラブバケット１５０によって船舶から取り出せる搬送物の量が減少し、ホッパ１３０が、ほとんど空になった場合において、ベルトフィーダ５からベルトコンベヤ装置１０に対して供給される搬送物の量とベルト速度の関係について、そのイメージを図５に示す。
ホッパ１３０内の搬送物の量が極端に少なくなった場合に、ベルトフィーダ５により、ベルト上に供給される搬送物の量が急激に減少するので、ベルト速度をそれにあわせて低下させて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する
【００６７】
その後、ホッパ内に搬送物が投入されて、ホッパ内の搬送物の量が大きくなると、ベルトフィーダ５によってベルト上に供給される搬送物の量が急激に増加した際には、ベルト速度を上げて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００６８】
なお、ベルトフィーダ５からベルト装置１０への搬送物の供給が停止した場合、或いは、供給量がわずかになって実質停止させた場合に、前述した定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を守ろうとすれば、ベルトを停止させる必要があるが、図５に示した実施形態では、ベルトを停止させず、予め決めたベルト最低速度でベルトが走行するようにプーリを駆動する。これは、ベルトコンベヤ装置１０においては、再起動時において、第１ベルト１５などに対して機械的又電気的に大きな負荷がかかり、更に、起動完了までに要する時間が必要という理由からによる。
また、ベルトコンベヤ装置が複数台並んだベルトコンベヤ設備１においては、起動時に複数台並んだベルトコンベヤ装置について、起動開始する順番を注意しなければならない等、制約条件が多い。
図５に例を示した実施形態では、制御装置５０に、予めベルトの最低速度を設定しておき、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を守ろうとしてベルト速度を制御した場合に、最低速度を下回る場合には、制御ロジックを切り替えて、ベルトが最低速度で走行するようプログラムした。図５に示す実施形態では、搬送物の供給が停止した場合においても、ベルトを停止させないので、前述の問題点を防止できるという利点を有している。
【００６９】
なお、運転中に搬送物の種類が変化して、比重が変わる場合がある。このような場合には、ベルト上に載置できる搬送物の最大量が変化する。従って、ベルトコンベヤ装置の運転中に搬送物の比重が変化した場合には、ベルトコンベヤ装置の定格載置量を、再度演算しなおすことが有効である。
なお、搬送物の比重が変化したことについて検知する手段として、公知の測定方法がいくつか知られているが、例えば、ベルト上の搬送物の積載断面を、レーザ変位計等で測定することにより、ベルトの単位長さあたりの重量測定値と合わせて演算することによって、搬送物の比重を検知する方法が、運転中でも、常にリアルタイムで搬送物の比重を測定できるという点で非常に有効である。
【００７０】
なお、参考として、図６及び図７に従来技術による制御方法のイメージを概念的に説明する。従来技術におけるベルトコンベヤ設備の運転方法は、第１ベルトコンベヤ装置を、通常、定格速度で回転させている。
従って、例えば、前述した図３の実施例のように、ベルトフィーダ５から供給される搬送物の量に変動があった場合に、図６に示したように、ベルト上に載った搬送物の積載断面ｈ１からｈ３を比較すると、それぞれ全く異なった断面形状となっており、載置量が一定となっていない。
【００７１】
以下、本実施形態においては、下流側に配した第２ベルトコンベヤ装置２０についても同様に、第１ベルトコンベヤ装置１０で時間経過と共に記憶した搬送物の重量から、第２ベルトコンベヤ装置２０に供給される新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出して、第１ベルトコンベヤ装置１０の制御と同様に、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるようにベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を制御する。
【００７２】
なお、第１ベルトコンベヤ装置１０と第２ベルトコンベヤ装置２０が同一サイズで同一能力のものであった場合には、第１ベルトコンベヤ装置１０において、新規搬送物がベルト上に載置されてから第２ベルトコンベヤ装置２０に送給されるまでの時間を算出し、その算出した時間分だけを、時間遅れとして、第２ベルトコンベヤ装置２０を、第１ベルトコンベヤ装置１０と、同様のベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）で制御すれば良く、この制御方法は、演算も簡単で、好ましい制御方法の１つである。
【００７３】
そして、第２ベルトコンベヤ装置２０の下流側に配した第３ベルトコンベヤ装置３０についても、第２ベルトコンベヤ装置２０と同様に、第１ベルトコンベヤ装置１０で時間経過と共に記憶した搬送物の重量変化から、ベルト上の載せられる新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出して、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００７４】
なお、本実施形態においては、ベルトスケール５２により、搬送物の重量変化を測定し、ベルトコンベヤ設備１に配した複数台のベルトコンベヤ装置について、新規搬送物の流量、並びに下流側のベルトコンベヤ装置に供給する搬送物の流量等を算出した。
しかし、搬送物の流量変化を測定する方法が、これに限らないことは勿論であって、他の公知の方法を採用して良く、さらに言えば、搬送物の流量を測定する箇所も、本実施形態で説明したものに限る必要はなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で変更して良く、例えば、ホッパ１３０の重量変化、或いは、排出物の重量を測定して、ベルト上に載置された新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出しても良い。
また、第１ベルトコンベヤ装置のみならず、第２ベルトコンベヤから第３ベルトコンベヤ装置まで全てベルトスケールを配して、その重量変化から、ベルト上に載置された新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出しても良い。
【００７５】
前述した実施形態は、ベルト上に載置できる単位長さあたりの搬送物の重量について、定格載置量を設定して、その値で一定になるようベルト速度を制御した。従って、ベルトコンベヤ設備の有する各ベルトコンベヤ装置について、問題が発生しない範囲で、ベルト速度を小さくして運転することができる。
その結果、ベルト速度に相関して必要となる抵抗力をまかなう為の動力が小さくなり、搬送エネルギー効率が向上するので、省エネルギー化が図れる。
【００７６】
また、搬送物を搬送するにあたり、必要最低限のベルト速度で運転するので、ベルトコンベヤ装置に使用されている軸受けの総回転数が抑えられる。その結果、ベルトコンベヤ設備の運転寿命が延び、交換材料の低減、保守のための負荷が減少、並びにローラ等の交換部材の省資源化が図れるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように本願発明に係わるベルトコンベヤの制御方法並びにベルトコンベヤ設備によれば、省エネルギー化、省資源化、又省メンテナンス化に効果があり、特に、搬送物の供給量が変化する可能性のある搬送物を搬送するのに好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１ ベルトコンベヤ設備
１０ 第１ベルトコンベヤ装置
１１ 第１ヘッドプーリ（ＨＰ）
１３ 第１テールプーリ（ＴＰ）
１５ 第１ベルト
２０ 第２ベルトコンベヤ装置
２１ 第２ヘッドプーリ（ＨＰ）
２３ 第２テールプーリ（ＴＰ）
２５ 第２ベルト
３０ 第３ベルトコンベヤ装置
３１ 第３ヘッドプーリ（ＨＰ）
３３ 第３テールプーリ（ＴＰ）
３５ 第３ベルト
４０ 第４ベルトコンベヤ装置
４１ 第３ヘッドプーリ（ＨＰ）
４３ 第３テールプーリ（ＴＰ）
４５ 第４ベルト
５２ ベルトスケール
１３０ ホッパ
１５０ グラブバケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のベルトコンベヤ装置を上流側から下流側に連続的に並べることにより、搬送物を上流側から下流側のベルトコンベヤ装置に、順次、送給して搬送するベルトコンベヤ設備に係わり、特に、ベルトコンベヤ装置に対して搬送物の供給量が一定しないバラ物の搬送物を搬送するに好適なベルトコンベヤ装置の制御方法、並びにベルトコンベヤ設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２個のプーリ間に架け渡されて回転する輪状のベルトの上に、バラ物等の搬送物を載せて搬送するベルトコンベヤ装置は、古くから当業者に周知であって、様々な搬送物が、ベルトコンベヤ装置で搬送されている。
【０００３】
なお、搬送物の搬送距離が長い場合、或いは、搬送ラインが直線的でない場合等において、複数台のベルトコンベヤ装置を、上流（搬送物が送られてくる方向）側から下流（搬送物が流れて行く先側の方向）側に、連続的に並べて一つのベルトコンベヤ設備を構成する方法が一般的に採用されている。
【０００４】
各種の製造工場や発電所などにおいても、複数台のベルトコンベヤ装置が連続的に並べて配置されており、上流側から下流側に複数台並べられたベルトコンベヤ装置が、それぞれ連続的に搬送物を搬送する構成となっている。ただ、複数台並べられたベルトコンベヤ装置は、通常、運転中において、常に一定のベルト速度で搬送するように制御される。
【０００５】
なお、近年になって、複数台のコンベヤ装置を、まとめて一つの設備として考え、一つの制御装置で制御するケースも見受けられる。例えば、そのようなベルトコンベヤ設備の制御装置として、特許文献１に開示されたような技術が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−２０６１３３号公報
【０００７】
特許文献１に開示されたベルトコンベヤ制御装置の特徴は、最も上流側に配した１台のベルトコンベヤ装置を基準として、その基準となるベルトコンベヤ装置が下流側のベルトコンベヤ装置に送り出す、搬送物の量、並びに、それに要する時間等のファクターを算出して記憶するとともに、下流側のベルトコンベヤ装置が、送り出された搬送物を効率よく運搬できる条件（ベルト速度、時間等）を算出して、当該条件にて下流側のベルトコンベヤを制御するという点にある。
特許文献１に開示されたベルトコンベヤの制御装置は、前述の構成により、下流側に配したベルトコンベヤ装置のベルト速度を制御することによって、ベルトコンベヤ設備の省エネルギーを図るものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、セメント工場や発電所等においては、工場から遠く離れた遠隔地で採取されて荷揚げ等された石炭や石灰石等、所謂、バラ物を原料や燃料として使用する。
発電所で使用する石炭を例として説明すれば、海外にある石炭の産出地から、発電所近辺の港に設置した受け入れ設備まで、専用船（石炭運搬用船舶）を使用して石炭を輸送することが一般的である。
なお、遠隔地から工場近辺の受け入れ設備までバラ物を輸送するのに、前述した船舶以外にも、トラック、或いは貨車等の輸送手段が一般的に利用されている。
【０００９】
ここで、石炭運搬用の専用船で発電所に隣接する港まで石炭を輸送してきたケースを想定すると、専用船の船倉に蓄えられた石炭を、グラブバケット等のアンローダー（所謂、荷揚設備）によって船外に荷卸し、その後、港の受け入れ設備から工場内の石炭保管場所まで、ベルトコンベヤ設備で搬送するケースが多い。
【００１０】
しかし、グラブバケット等のアンローダを例にすれば、船倉から石炭を取り出す場合に、一回の取り出し動作で取り出すことのできる石炭の量は、必ずしも一定ではない。
例えば、船倉に石炭が満載されている場合、グラブバケットは、一回の取り出し動作で、グラブバケット一杯の石炭を容易に掴んで取り出すことが出来る。それに対して、船倉に石炭が残り少なくなった場合、グラブバケットで、単位時間あたりに掴める石炭の量が極端に少なくなる。特に、船倉の石炭が残り少なくなって、船倉の底に残る石炭の荷揚（所謂、底ざらえ）をするような状況下において、荷揚能力の低下は顕著である。
従って、グラブバケット等のアンローダで取り出したバラ物を、ベルトコンベヤ装置で搬送する際においては、ベルト上に供給される搬送物の量がばらついて一定にならず、コンベヤ上には、ほとんど搬送物が無いのにベルトだけが高速で走行しているという状態が生じる可能性がある。
【００１１】
前述したケース以外にも、ベルト上に供給される搬送物の量が一定とならないケース、或いは、極端に減少するケース等が、多々想定される。
例えば、ホッパに貯えられた原料を、その下部から取り出してベルトコンベヤ装置に供給する場合には、ホッパが十分に満たされている時と、満たされていない時で、その供給量に大きな差が生じてしまう。
また、例え、ベルトフィーダ等の計量装置を利用することによって、ホッパに貯えられた原料を定量的に取り出す構成にしたとしても、ホッパが空になる直前等については、ベルトフィーダで定量的に取り出せる搬送物の量に限界がある、又、取出しが断続的になる可能性がある、等の理由から、かならずしも一定量の搬送物をベルト上に供給することができるとは限らない。
例えば、前述したように、アンローダで取り出せる搬送物の量は、状況によって大きく左右される。ベルトフィーダによって搬送物をホッパからベルト上へ供給する能力が、アンローダによって搬送物をホッパに投入する能力よりも勝った場合に、ホッパはいずれ空になる。従って、ホッパを空にしないために、アンローダからホッパに投入される搬送物の量をみながら、ベルトフィーダの能力を調整するケースも想定される。
以上、いくつかの例を説明したが、それ以外の理由によっても、ベルトコンベヤ設備のベルト上に供給される搬送物の量が、一定にならず、又断続的になるようなケースは、存在する。
【００１２】
ベルトコンベヤ装置に供給される搬送物の量が一定にならないケースにおいて、前述した従来技術のように、ベルト速度一定でベルトコンベヤ装置を運転するとすれば、必然的に搬送量の多い場合を想定して、ベルト速度を設定せざるを得ない。
従って、前述したアンローダ等の荷揚設備につながるコンベヤ装置の能力については、通常、アンローダ等の最大荷揚能力を基準として設計されている。
また、シップローダ等の荷積設備につながるコンベヤ装置の能力については、通常、リクレーマなどの最大払出能力を基準として設計される。
【００１３】
ところで、ベルトコンベヤ装置の搬送能力を向上させる手段として、ベルト速度の高速化が効果的であるので、ベルトコンベヤ装置のベルト速度は、通常、高めの速度に設定されている。しかし、ベルトコンベヤ装置においては、ベルト上に載せられた搬送物の量の大小に係わらず、ベルトを下から支えるローラを回転させるための抵抗力と、ベルト速度を維持するための動力等が必要である。従って、ベルト速度を高めにした場合には、搬送物を搬送するために使用する以外の動力、即ち前述したローラを回転させるために必要な抵抗力等、非常に大きな動力を必要とするから、エネルギー効率を悪化させる。また、特に、前述のローラを支持する軸受け等の寿命は、実搬送量に係わらず、荷重とローラの総回転数で決まってしまうから、不必要にベルト速度を高めることは好ましくない。特に、ベルト速度が高速で一定となっている一般的なベルトコンベヤ装置は、この問題が顕著である。
【００１４】
なお、前述した特許文献１に記載された従来技術のベルトコンベヤ装置は、複数台並んだベルトコンベヤ装置について、最も上流側に配した１台のベルトコンベヤ装置を基準として、下流側のベルトコンベヤ装置を制御する。
この方法は、ベルト速度を一定とする前述の従来技術より、効率的な技術であると推察するが、基準とする上流側のベルトコンベヤ装置から、わずかでも搬送物が供給されると、下流側のベルトコンベヤ装置は、その流量に合わせて動き続けなければならないという問題点があって、やはり効率的な面で改善の必要性がある。
【００１５】
本発明は、以上、説明した問題点に鑑みてなされたものであり、ベルトコンベヤ設備の省エネルギー化を図ると同時に、ベルトコンベヤ装置に使用されているローラ等の交換部品の長寿命化による保守コストの低減並びに省資源化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１） 上記の目的を達成するため、本発明によるベルトコンベヤ装置の制御方法は、
バラ物を搬送物として搬送するベルトコンベヤ装置の制御方法であって、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せる搬送物の量を設定載置量として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中に、搬送物の供給機構からベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量を検知して、該ベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量が変化する場合に、搬送物の供給量の変化に対応させてベルトの速度を調整することにより、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する。
【００１７】
（２） （１）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする。
【００１８】
（３） （１）又は（２）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルトが設定載置量の搬送物を載せた際に、ベルトコンベヤ装置が搬送できる単位時間あたりの最大搬送量を、ベルトを駆動するプーリの最大定格回転速度で、除した値を算出し、基準値として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合において、変化した搬送物の量をプーリ回転速度で除した値が、該基準値から変化しないように、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する。
【００１９】
（４） （１）から（３）までのいずれか１項に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、予めベルトの最低速度を設定することにより、運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化して、一時的に、微少或いは零、という状態になった場合において、
前記設定載置量になるベルト速度が、該設定した最低速度を下まわる際に、ベルトが最低速度で走行するように制御する。
【００２０】
（５） （２）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルトコンベヤ装置の運転中に搬送物の比重が変化する際において、ベルトコンベヤ装置の定格載置量を再度演算する。
【００２１】
（６） （５）に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法において、ベルト上に載っている搬送物の積載断面を計測するとともに、ベルトの単位長さあたりに載置されている搬送物の重量を検知することによって、搬送物の比重を算出する。
【００２２】
（７） 上記の目的を達成するため、本発明によるベルトコンベヤ設備は、上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置を有するベルトコンベヤ設備であって、該上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置の全部、或いは少なくともその中の一台について、ベルト上に供給される単位時間あたりの搬送物量を測定して検知する検知器、又は、上流側に配したベルトフィーダ或いはベルトコンベヤ装置からの信号が入力されて単位時間あたりに供給される搬送物量を検知する検知器、を備えるとともに、ベルトを駆動するプーリの回転速度を制御してベルト速度を変化させる速度調整器を備えて、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の量を設定載置量として設定することによって、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合に、搬送物の量の変化に対応させて、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する制御装置を備えた構成とする。
【００２３】
（８） （７）に記載のベルトコンベヤ設備において、ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によるベルトコンベヤ装置の制御方法によれば、搬送物を搬送するにあたり、搬送物の量に合わせてベルト速度を調整することによって、必要最低限のベルト速度で運転する。その結果、ベルト速度に相関して上昇する「ベルト駆動力」又「ローラを回転させるための抵抗力」等のエネルギーについて、一定速度で運転する従来技術に比較して、減少させることができるので、搬送エネルギー効率が向上して、省エネルギー化が図れる。
【００２５】
さらに、ベルト速度を抑えた結果、ベルトコンベヤに使用されている軸受けの総回転数について、搬送量あたりの回転数を抑えることができるので、ベルトコンベヤ設備に使用しているローラ等の交換部品について長寿命化が可能になり、交換部材の省資源化と、保守のための負荷が減少するという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係わるベルトコンベヤ設備の１例を説明する図である。
【図２】本発明に係わるベルトコンベヤ設備の運転時挙動の１例を説明する図である。
【図３】本発明に係わりベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。
【図４】本発明に係わりベルト上における搬送物の載置状態を説明する概念図である。
【図５】本発明による他の実施形態に係わりベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。
【図６】従来技術に係わりベルト上における搬送物の載置状態を説明する概念図である。
【図７】従来技術に係わり新規搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面等に基づいて本発明に係わる実施形態の好ましい１例を詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態に係わり、図１はベルトコンベヤ設備全体の概要を説明する図であり、図２はベルトコンベヤ設備の運転時の挙動について１例を説明する図である。図３はベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図であり、図４はベルト上における搬送物の載置状態を説明するための概念図である。図５は本発明による他の実施形態に係わりベルト上に供給される搬送物の量とベルト速度の関係を説明する図である。図６及び図７は従来技術を説明するための図である。
【００２８】
以下、図１を用いて本実施形態によるベルトコンベヤ設備１の構成について、その好ましい１例を説明する。
図１に示したベルトコンベヤ設備１は、ホッパ１３０の直下に配されたベルトフィーダ５、並びに、第１のベルトコンベヤ装置（第１ベルトコンベヤ装置と称することもある）から、第２のベルトコンベヤ装置、及び、第３のベルトコンベヤ装置まで、合計３台のベルトコンベヤ装置を備えており、ベルトフィーダ５を上流側として、下流側の第３のベルトコンベヤまで、搬送物が搬送される構成となっている。
なお、図１に示した実施形態においては、ベルトフィーダ５並びに３台のベルトコンベヤ装置に指令を送信してベルト速度を制御する制御装置５０を備えている。
【００２９】
ここで、ベルトフィーダ５は、一定長さのベルト上に載っている搬送物の重量を、リアルタイムで測定できるベルトスケール５２を備えており、ベルトスケール５２で測定した搬送物の流量測定信号が、制御装置５０まで送信され入力されることで、流量を検知できるシステムとなっている。制御装置５０は、ベルトスケール５２で測定し検知した搬送物の流量について、測定時刻と合わせて記憶し、第１ベルトコンベヤ装置１０の第１ベルト１５上に新たに供給された搬送物の量を算出することができる。
なお、図１に示すベルトコンベヤ設備１において、ベルトフィーダ５は、第１ベルトコンベヤ装置１０に対する搬送物の定量供給装置として配されており、ホッパ１３０内に搬送物が十分に貯えられている通常時において、単位時間当たりに設定した搬送量の搬送物を、ホッパ１３０から定量的に取り出して、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給する。
【００３０】
次に、ベルトコンベヤ装置１０の構成について簡単に説明する。
第１ベルトコンベヤ装置１０は、第１ヘッドプーリ１１と第１テールプーリ１３を備えて、その間に円環上に接続されてエンドレスとなった第１ベルト１５が掛け渡されている。そして、第１ヘッドプーリ１１を図示しない駆動源で駆動して回転させることによって、第１ベルト１５が回転（図１において時計回りの回転）して、第１ベルト１５上に載せた搬送物を、第１テールプーリ１３側から第１ヘッドプーリ１１側へと搬送する構造となっている。図１においては、上側に配されたベルトが搬送物を搬送するためのキャリア側ベルトになり、下側に配されたベルトがリターンベルトである。
なお、本実施形態においては、後述する第２ベルトコンベヤ装置２０と、第３ベルトコンベヤ装置も同様の構成となっている。
【００３１】
ここで、図１に示したベルトコンベヤ設備１は、第１ベルトコンベヤを上流側の１台として、第２、及び第３と、順次、下流側に複数台のベルトコンベヤ装置を配した構成となっており、第１から第３のベルトコンベヤ装置まで、順次、搬送物を送る構成となっている。従って、ホッパ１３０の直下に配されたベルトフィーダ５から供給された搬送物は、前述の構成によって、上流側にある第１ベルトコンベヤ装置１０から下流側の第３ベルトコンベヤ装置３０まで、順次、搬送されて移動する。
【００３２】
なお、本実施形態において、図１に示す３台のベルトコンベヤ装置は、それぞれ駆動源として、電動モータをインバータ制御する方式の装置を使用した。
従って、駆動モータは、制御装置５０からの信号によって、自在に停止及び運転することは勿論のこと、駆動モータにつながるプーリの回転速度を自在に変化させて、プーリ間に掛け渡されたベルトの速度を変化させることが可能である。
【００３３】
次に、図１に記載したホッパ１３０は、グラブバケット１５０から投入された搬送物を、その上部から受け入れて下部から排出する方式となっている。そして、本実施形態においては、ホッパ１３０の下部にベルトフィーダ５を配することにより、搬送物は、ホッパ１３０からベルトフィーダ５を介して第１ベルトコンベヤ装置１０に供給される構成となっている。
【００３４】
ここで、制御装置５０は、搬送物の流量と測定時刻をセットで記憶することによって、第１ベルトコンベヤ装置１０の第１ベルト１５上に供給される搬送物の量を算出することができる。
なお、前述したように、ベルトフィーダ５は、基本的に定量供給装置（所謂、定量払い出し装置）であるから、ホッパ１３０から、単位時間当たりに設定した搬送量の搬送物を取り出して、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給する。
しかしながら、従来技術の問題点で前述したように、例えば、船倉の底に残る石炭の荷揚げをするような状況下において、アンローダ等の荷揚設備の荷揚能力の低下は顕著であり、このような状況下では、ホッパ１３０内に搬送物が充分貯えられないような状況になることが想定され、ベルトフィーダ５を使用したとしても、下流側にある第１ベルトコンベヤ装置１０に搬送物を安定した状態で供給できない可能性がある。
【００３５】
以下、本実施形態における定格載置量の定義について説明する。
ホッパ１３０内に十分に搬送物が充填されている場合、ベルトフィーダ５は、安定した状態で、搬送物を取り出して、第１ベルトコンベヤ１０に供給する。
ベルトフィーダ５から第１ベルトコンベヤ１０への搬送物の供給量は、通常、ベルトフィーダ５より下流側に配されたベルトコンベヤ装置のサイズ、或いは駆動モータ等の能力を勘案して決められた値であり、ベルトフィーダ５より下流側に配されたベルトコンベヤ装置が支障なく運転できる搬送量の上限値が最大搬送量として決められる。
【００３６】
ここで、ベルトコンベヤ装置における最大搬送量は、ベルトコンベヤ装置のベルトを最大定格速度のＳｍａｘ（ｍ／ｍｉｎ）で運転した際に、ベルト上に載せて搬送できる搬送物の最大重量としてＭｍａｘ（ｋｇ／ｍｉｎ）、或いは、ベルト上に載せて搬送できる搬送物の最大容量であるＶｍａｘ（ｍ３／ｍｉｎ）で定められ、単位時間あたりに搬送できる搬送物の最大重量、又は、単位時間あたりに搬送できる搬送物の最大容量を基準として定義される。
【００３７】
なお、前述した最大搬送量は、通常、搬送物の最大重量に基づいて表記されることが多いが、比重が小さく容量あたりの重量が小さな搬送物を搬送する場合は、ベルト上に載せられる搬送物の容量がネック（容量が大きすぎてベルト上からこぼれ落ちる等）となって、最大搬送量が決まる場合がある。しかしながら、本明細書においては、説明を簡略化するため、最大容量を基準にして最大搬送量を算出したケースにおいても、表記としては、容量に比重をかけて重量で表すものとして、Ｍｍａｘ（ｋｇ／ｍｉｎ）で表現することにする。
【００３８】
本実施形態においては、前述した最大搬送量に着目して、最大搬送量の際において、ベルトの単位長さあたりに載っている搬送物の重量を定格載置量として定義し、以下の数式（１）により、Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）として表記した。
【００３９】
【数１】
【００４０】
本実施形態における定格載置量は、ベルトコンベヤ装置が、当該装置の最大搬送量で運転された際において、搬送物がベルト上に均一に載せられた状態であると仮定した場合に、ベルトの単位長さ（本実施形態においては長手方向に長さ１ｍ）あたりに載せられた搬送物の重量となる。
なお、ベルトコンベヤ装置において使用されるベルトは、通常、その全長に渡ってベルトの幅寸法が一定である。即ち、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量とは、単位長さにベルトの幅寸法を掛け合わせた面積に載せられた搬送物の重量を指し示めしている。従って、前記数式（１）について、例えば、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量を、ベルトの単位面積あたりに載せられた搬送物の重量と差し替えて制御することが、本発明の適応の範囲内であることは言うまでもない。
【００４１】
前述したように図１に示すベルトコンベヤ設備１においては、ホッパ１３０に原料が十分な量、或いは、少なくともベルトフィーダ５で搬送物を定量的に取り出すために必要最小限な量、に充填されているときに、ベルトフィーダ５は、搬送物を安定して取り出し、定量的に第１ベルトコンベヤ装置１０に搬送物を供給することができる。
しかしながら、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少して残りわずかになると、ベルトフィーダ５で安定的に搬送物を取り出せなくなり、極端なケースではホッパ１３０の中が空、或いは、空の直前になって、ベルトフィーダ５からベルトコンベヤ装置１０への搬送物の供給が停止する可能性もある。
【００４２】
言い換えれば、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少し、ベルトフィーダ５で安定的に搬送物を取り出せなくなった状況下において、ベルトフィーダ５から第１ベルトコンベヤ装置１０に供給される搬送物の供給量としてＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）は変化する。
本実施形態では、このようなケースにおいて、ベルトフィーダ５より下流のベルト上に載せる搬送物の量について、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量が、定格載置量としてＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を確保するように、第１ベルト１５のベルト速度を調整する。
【００４３】
そのような理由から、本実施形態においては、ベルトフィーダ５からの流量測定信号を制御装置５０で検知して、第１ベルトコンベヤ１０の第１ベルト１５上に投入される搬送物の量を算出する。より具体的に説明すれば、制御装置５０は、ベルトフィーダ５に備え付けたベルトスケール５２で測定した搬送物の流量を、測定時刻と共に記憶しており、搬送物の流量と時間経過から、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給された搬送物の量をＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）として算出する。
【００４４】
そして、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給された搬送物の量をＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）として、第１ベルト１５上の単位長さあたりに載せられた搬送物の重量が、定格載置量であるＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）とした場合に、ベルト速度がＳ（ｍ／ｍｉｎ）となるように制御する。前述した数値の関係は以下の数式（２）で表される。
【００４５】
【数２】
【００４６】
なお、定格載置量であるＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）の値は、ベルトコンベヤ装置の大きさ等により決定して設定した数値であるから、搬送物の重量に基づく流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を勘案して、載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）が維持できるベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を算出して、その速度になるようにベルト速度を制御すれば良い。
以上説明した方法によって、制御装置５０は、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、運転中に、Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｓ）を制御する。
【００４７】
以下、補足説明のため、参考となる１例について、要点のみを簡略に説明する。
例えば、グラブバケット等のアンローダからホッパ１３０に供給される搬送物の量が減少し、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少して、ベルトフィーダ５から供給される搬送物の供給量であるＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）が最大搬送量の半分（５０％）になったと仮定した場合には、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を、半分（５０％）の速度に減速することによって、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００４８】
以上、本発明を説明するための好ましい１例として、１つの実施形態を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲であれば変更は可能である。
【００４９】
また、前述の実施形態においては、ベルトコンベヤ装置のサイズ、或いは駆動モータ等の能力を勘案して、最大搬送量を算出し、その数値を利用して、定格載置量を決定し、制御装置５０に設定した。
しかしながら、本発明は、ベルトの単位長さあたりに載せる搬送物の量について、条件の許す限り大きくしたいとの考えに基づくものである。
言い換えれば、前述した実施形態は、制御装置５０に設定する設定載置量として、ベルトコンベヤ装置が、トラブルなく運転できる最大の載置量を、定格載置量として算出し、使用したものである。
従って、例えば、実際の運転時、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）で連続運転することにより荷こぼれ等のトラブルが心配な場合等、何らかの理由により、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）より小さな載置量でベルトコンベヤ装置を運転したい場合には、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）より小さな載置量を、設定載置量Ｂｓ（ｋｇ／ｍ）として制御装置５０に設定しても良い。そして、その場合は、ＢｍａｘをＢｓと置き換えて、数式（２）を利用することにより、設定載置量Ｂｓ（ｋｇ／ｍ）からベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を算出し、その速度になるようにベルト速度を制御すれば良い。
【００５０】
なお、ベルト速度であるＳ（ｍ／ｍｉｎ）を制御する方法としては、例えば、ベルト近傍にセンサーを取り付けることによって、実際のベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を検出しながら、プーリの駆動モータの回転速度を調整することによって、所望するベルト速度に制御することも可能である。
【００５１】
また、定格載置量で制御する方法として、プーリの最大定格回転速度であるＲｍａｘ（ｒｐｍ）、プーリ周長のＬ（ｍ）等を使用して、後述の数式（３）を利用することもできる。
【００５２】
【数３】
【００５３】
数式（３）を利用する場合には、Ｌ（ｍ）を一定値として、Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）の変化に合わせて、Ｒ（ｒｐｍ）を変更し、Ｂｍａｘで一定となるようにして、プーリ回転速度を制御すれば、定格載置量が確保される。この方法は、構成がシンプルで、かつ、制御が簡単であるという優れた作用効果を奏するものである。
【００５４】
以下、図１に示す第１ベルトコンベヤ装置１０の１つ下流側に配した第２ベルトコンベヤ装置２０について制御方法を説明する。
第２ベルトコンベヤ装置２０については、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給された搬送物の重量、ベルト速度変化、並びに経過時間から、第２ベルトコンベヤ装置２０に供給される搬送物のＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出する。
そして、前述の方法により算出された第２ベルトコンベヤ装置２０に供給される搬送物のＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）に基づいて、第１ベルトコンベヤ装置１０の制御と同様に、第２ベルト２５上に載せる搬送物の載置量が定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように、ベルト速度を制御する。
【００５５】
なお、図１に示したベルトコンベヤ設備１の実施形態においては、制御を簡単にするために、第１ベルトコンベヤ装置１０から第３ベルトコンベヤ装置４０まで、全て同一サイズで同一能力のベルトコンベヤ装置を使用した。
しかし、仮に、第１ベルトコンベヤ装置１０と、第２ベルトコンベヤ装置２０で、装置サイズが異なり最大定格搬送量、及び、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）の値が異なったとしても、原則、それぞれの装置における定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）で運転するように、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を制御すれば良い。
【００５６】
但し、上流側にある第１ベルトコンベヤ装置１０の方が、下流側にある第２ベルトコンベヤ装置２０より、最大定格搬送量が大きい場合に、第１ベルトコンベヤ装置１０から供給された搬送物を、第２ベルトコンベヤ装置２０で搬送しきれないという状態が発生する可能性がある。基本的に、そのようなケースはベルトコンベヤ装置のサイズ選定ミスとも言えることであろうが、そのような場合には、最も小さい最大定格搬送量の装置を基準にして、各々の装置について、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を決定することが好ましい。そして、ホッパ１３０から供給される搬送物の量についても調整して、定格載置量を超えないように制御する。
【００５７】
なお、第３のベルトコンベヤ装置についても、第２のベルトコンベヤ装置２０と同様に、それぞれ隣接する一つ前の上流側に配したベルトコンベヤ装置１０から排出される新規搬送物の量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出して、第２ベルトコンベヤ装置２０と同様に、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）で、一定となるように、ベルト速度制御を行う。
【００５８】
なお、図１に示した本実施形態においては、ベルトフィーダ５にのみ、ベルトスケール５２を配し、時間経過と合わせて搬送物の流量を測定し、その時間経過と流量データ等から、第１ベルトコンベヤに供給する搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）と、第２ベルトコンベヤ装置に供給する搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出した。
【００５９】
以下、ベルトコンベヤ設備１の制御方法について、その好ましい１例を、専用船で輸入した石炭を搬送する例を参考にして、図２から図５を用いて説明する。
海外から国内工場近くの港まで石炭運搬用の専用船で輸送されてきた石炭は、専用船の庫内に貯えられており、それを、グラブバケット１５０によりホッパ１３０に移送する。そして、ホッパ１３０の下部からベルトフィーダ５を介して、石炭を、第１ベルトコンベヤ装置１０の第１ベルト１５上に供給する。
【００６０】
ここで、ホッパ１３０内に石炭が十分貯えられている場合に、ベルトフィーダ５は、搬送物を安定して取り出し、定量的に第１ベルトコンベヤ装置１０に搬送物を供給することができる。この場合には、ベルト速度を最大のＳｍａｘ（ｍ／ｍｉｎ）して、ベルト上に載せられた搬送物の量が、定格載置量Ｂｍａｘで一定となるように制御する。
【００６１】
そして、ホッパ１３０内の搬送物の量が減少し、ベルトフィーダ５で安定的に搬送物を取り出せなくなった状況下等において、第１ベルトコンベヤ装置１０に供給される搬送物の搬送量であるＭ（ｋｇ／ｍｉｎ）は変化する場合がある。本実施形態においては、このような場合に、ベルト上に載せる搬送物の量について、ベルトの単位長さあたりに載せられた搬送物の重量が、定格載置量としてＢｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を確保するように、ベルト速度を調整する。
【００６２】
ホッパ１３０から取り出される搬送物の量については、特に荷揚開始時と荷揚終了時において、ホッパ１３０内に搬送物がほとんど入っていない状況下になりやすくなり、そのような場合に、ベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を減速することによって、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００６３】
図３及び図４に制御方法のイメージを概念的に説明する。
例えば、船舶から荷降ろしする都合で、グラブバケット１５０によって船舶から取り出せる搬送物の量が減少し、ホッパ１３０に投入される搬送物の量が減少した場合に、ホッパ１３０が空になるのを防止するために、ベルトコンベヤ設備１のオペレータが操作、或いは自動的制御によって、ベルトフィーダ５に対して指令を発信し、ベルトコンベヤ装置１０に供給する搬送物の量を減少させる場合がある。そのようなケースにおいて、搬送物の供給量とベルト速度の関係について、そのイメージを図３に示す。
まず、ホッパ１３０内の搬送物の量が極端に少なくなった場合に、ベルトフィーダ５をコントロールして、ベルト上に供給される搬送物の量を減少させると、制御装置５０は搬送物の供給量が減少したのを検知して、ベルト速度をそれにあわせて低下させて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する
【００６４】
その後、ホッパ１３０内に搬送物が投入されて、ホッパ１３０内に貯えられた搬送物の量が大きくなり、ホッパ１３０が空になる危険性が小さくなると、オペレータ等は、ベルトフィーダ５をコントロールして、ベルト上に供給する搬送物の量を増加させる。
そのような場合に、制御装置５０は、搬送物の供給量の増加を検知して、ベルト速度を上げて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
なお、図３に示した制御方法では、その後も同様に、ベルトフィーダ５コントロールしてベルト上に供給する搬送物の量を減少させた場合に、ベルト速度をそれにあわせて低下させて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御している。
【００６５】
図４にベルト上における搬送物の載置状態を説明する。
ベルトフィーダ５により供給される搬送物の重量が、例え、運転中に変更されたとしても、ベルト上に載せる搬送物の載置量を、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御していれば、図４に示したように、ベルト上に載置された搬送物の積載物の断面（積載断面と称することもある）は、ベルトの単位長さあたりに載せられる搬送物の最大量が積載された状態になる（積載断面Ｈ１からＨ３を比較すると類似する寸法形状となっている）。
【００６６】
以下、本発明に係わる制御方法として、先に説明したものと異なる他の実施形態について、図５を用いて説明する。
例えば、前述の実施形態と同様に船舶から荷降ろしする都合により、グラブバケット１５０によって船舶から取り出せる搬送物の量が減少し、ホッパ１３０が、ほとんど空になった場合において、ベルトフィーダ５からベルトコンベヤ装置１０に対して供給される搬送物の量とベルト速度の関係について、そのイメージを図５に示す。
ホッパ１３０内の搬送物の量が極端に少なくなった場合に、ベルトフィーダ５により、ベルト上に供給される搬送物の量が急激に減少するので、ベルト速度をそれにあわせて低下させて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する
【００６７】
その後、ホッパ内に搬送物が投入されて、ホッパ内の搬送物の量が大きくなると、ベルトフィーダ５によってベルト上に供給される搬送物の量が急激に増加した際には、ベルト速度を上げて、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００６８】
なお、ベルトフィーダ５からベルト装置１０への搬送物の供給が停止した場合、或いは、供給量がわずかになって実質停止させた場合に、前述した定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を守ろうとすれば、ベルトを停止させる必要があるが、図５に示した実施形態では、ベルトを停止させず、予め決めたベルト最低速度でベルトが走行するようにプーリを駆動する。これは、ベルトコンベヤ装置１０においては、再起動時において、第１ベルト１５などに対して機械的又電気的に大きな負荷がかかり、更に、起動完了までに要する時間が必要という理由からによる。
また、ベルトコンベヤ装置が複数台並んだベルトコンベヤ設備１においては、起動時に複数台並んだベルトコンベヤ装置について、起動開始する順番を注意しなければならない等、制約条件が多い。
図５に例を示した実施形態では、制御装置５０に、予めベルトの最低速度を設定しておき、定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）を守ろうとしてベルト速度を制御した場合に、最低速度を下回る場合には、制御ロジックを切り替えて、ベルトが最低速度で走行するようプログラムした。図５に示す実施形態では、搬送物の供給が停止した場合においても、ベルトを停止させないので、前述の問題点を防止できるという利点を有している。
【００６９】
なお、運転中に搬送物の種類が変化して、比重が変わる場合がある。このような場合には、ベルト上に載置できる搬送物の最大量が変化する。従って、ベルトコンベヤ装置の運転中に搬送物の比重が変化した場合には、ベルトコンベヤ装置の定格載置量を、再度演算しなおすことが有効である。
なお、搬送物の比重が変化したことについて検知する手段として、公知の測定方法がいくつか知られているが、例えば、ベルト上の搬送物の積載断面を、レーザ変位計等で測定することにより、ベルトの単位長さあたりの重量測定値と合わせて演算することによって、搬送物の比重を検知する方法が、運転中でも、常にリアルタイムで搬送物の比重を測定できるという点で非常に有効である。
【００７０】
なお、参考として、図６及び図７に従来技術による制御方法のイメージを概念的に説明する。従来技術におけるベルトコンベヤ設備の運転方法は、第１ベルトコンベヤ装置を、通常、定格速度で回転させている。
従って、例えば、前述した図３の実施例のように、ベルトフィーダ５から供給される搬送物の量に変動があった場合に、図６に示したように、ベルト上に載った搬送物の積載断面ｈ１からｈ３を比較すると、それぞれ全く異なった断面形状となっており、載置量が一定となっていない。
【００７１】
以下、本実施形態においては、下流側に配した第２ベルトコンベヤ装置２０についても同様に、第１ベルトコンベヤ装置１０で時間経過と共に記憶した搬送物の重量から、第２ベルトコンベヤ装置２０に供給される新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出して、第１ベルトコンベヤ装置１０の制御と同様に、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるようにベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を制御する。
【００７２】
なお、第１ベルトコンベヤ装置１０と第２ベルトコンベヤ装置２０が同一サイズで同一能力のものであった場合には、第１ベルトコンベヤ装置１０において、新規搬送物がベルト上に載置されてから第２ベルトコンベヤ装置２０に送給されるまでの時間を算出し、その算出した時間分だけを、時間遅れとして、第２ベルトコンベヤ装置２０を、第１ベルトコンベヤ装置１０と、同様のベルト速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）で制御すれば良く、この制御方法は、演算も簡単で、好ましい制御方法の１つである。
【００７３】
そして、第２ベルトコンベヤ装置２０の下流側に配した第３ベルトコンベヤ装置３０についても、第２ベルトコンベヤ装置２０と同様に、第１ベルトコンベヤ装置１０で時間経過と共に記憶した搬送物の重量変化から、ベルト上の載せられる新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出して、ベルト上に載せる搬送物の載置量が、常に定格載置量Ｂｍａｘ（ｋｇ／ｍ）となるように制御する。
【００７４】
なお、本実施形態においては、ベルトスケール５２により、搬送物の重量変化を測定し、ベルトコンベヤ設備１に配した複数台のベルトコンベヤ装置について、新規搬送物の流量、並びに下流側のベルトコンベヤ装置に供給する搬送物の流量等を算出した。
しかし、搬送物の流量変化を測定する方法が、これに限らないことは勿論であって、他の公知の方法を採用して良く、さらに言えば、搬送物の流量を測定する箇所も、本実施形態で説明したものに限る必要はなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で変更して良く、例えば、ホッパ１３０の重量変化、或いは、排出物の重量を測定して、ベルト上に載置された新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出しても良い。
また、第１ベルトコンベヤ装置のみならず、第２ベルトコンベヤから第３ベルトコンベヤ装置まで全てベルトスケールを配して、その重量変化から、ベルト上に載置された新規搬送物の流量Ｍ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出しても良い。
【００７５】
前述した実施形態は、ベルト上に載置できる単位長さあたりの搬送物の重量について、定格載置量を設定して、その値で一定になるようベルト速度を制御した。従って、ベルトコンベヤ設備の有する各ベルトコンベヤ装置について、問題が発生しない範囲で、ベルト速度を小さくして運転することができる。
その結果、ベルト速度に相関して必要となる抵抗力をまかなう為の動力が小さくなり、搬送エネルギー効率が向上するので、省エネルギー化が図れる。
【００７６】
また、搬送物を搬送するにあたり、必要最低限のベルト速度で運転するので、ベルトコンベヤ装置に使用されている軸受けの総回転数が抑えられる。その結果、ベルトコンベヤ設備の運転寿命が延び、交換材料の低減、保守のための負荷が減少、並びにローラ等の交換部材の省資源化が図れるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように本願発明に係わるベルトコンベヤの制御方法並びにベルトコンベヤ設備によれば、省エネルギー化、省資源化、又省メンテナンス化に効果があり、特に、搬送物の供給量が変化する可能性のある搬送物を搬送するのに好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１ ベルトコンベヤ設備
１０ 第１ベルトコンベヤ装置
１１ 第１ヘッドプーリ（ＨＰ）
１３ 第１テールプーリ（ＴＰ）
１５ 第１ベルト
２０ 第２ベルトコンベヤ装置
２１ 第２ヘッドプーリ（ＨＰ）
２３ 第２テールプーリ（ＴＰ）
２５ 第２ベルト
３０ 第３ベルトコンベヤ装置
３１ 第３ヘッドプーリ（ＨＰ）
３３ 第３テールプーリ（ＴＰ）
３５ 第３ベルト
４０ 第４ベルトコンベヤ装置
４１ 第３ヘッドプーリ（ＨＰ）
４３ 第３テールプーリ（ＴＰ）
４５ 第４ベルト
５２ ベルトスケール
１３０ ホッパ
１５０ グラブバケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラ物を搬送物として搬送するベルトコンベヤ装置の制御方法であって、
走行しているベルト上の単位長さあたりに載せる搬送物の量を設定載置量として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中に、搬送物の供給機構からベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量を検知して、該ベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量が変化する場合に、搬送物の供給量の変化に対応させてベルトの速度を調整することにより、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御するベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項２】
ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする請求項１に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項３】
ベルトが設定載置量の搬送物を載せた際に、ベルトコンベヤ装置が搬送できる単位時間あたりの最大搬送量を、ベルトを駆動するプーリの最大定格回転速度で、除した値を算出し、基準値として設定し、
ベルトコンベヤ装置の運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合において、変化した搬送物の量をプーリ回転速度で除した値が、該基準値から変化しないように、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する請求項１又は請求項２記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項４】
予めベルトの最低速度を設定することにより、運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化して、一時的に、微少或いは零、という状態になった場合において、
前記設定載置量になるベルト速度が、該設定した最低速度を下まわる際に、ベルトが最低速度で走行するように制御する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項５】
ベルトコンベヤ装置の運転中に搬送物の比重が変化する際において、ベルトコンベヤ装置の定格載置量を再度演算する請求項２に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項６】
ベルト上に載っている搬送物の積載断面を計測するとともに、ベルトの単位長さあたりに載置されている搬送物の重量を検知することによって、搬送物の比重を算出する請求項５に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項７】
上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置を有するベルトコンベヤ設備であって、
該上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置の全部、或いは少なくともその中の一台について、
ベルト上に供給される単位時間あたりの搬送物量を測定して検知する検知器、又は、上流側に配したベルトフィーダ或いはベルトコンベヤ装置からの信号が入力されて単位時間あたりに供給される搬送物量を検知する検知器、を備えるとともに、ベルトを駆動するプーリの回転速度を制御してベルト速度を変化させる速度調整器を備えて、
走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の量を設定載置量として設定することによって、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合に、搬送物の量の変化に対応させて、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する制御装置を備えた、ベルトコンベヤ設備。
【請求項８】
ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする請求項７に記載のベルトコンベヤ設備。
【請求項１】
バラ物を搬送物として搬送するベルトコンベヤ装置の制御方法であって、
走行しているベルト上の単位長さあたりに載せる搬送物の量を設定載置量として設定し、ベルトコンベヤ装置の運転中に、搬送物の供給機構からベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量を検知して、該ベルト上に供給される搬送物の単位時間あたりの量が変化する場合に、搬送物の供給量の変化に対応させてベルトの速度を調整することにより、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御するベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項２】
ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする請求項１に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項３】
ベルトが設定載置量の搬送物を載せた際に、ベルトコンベヤ装置が搬送できる単位時間あたりの最大搬送量を、ベルトを駆動するプーリの最大定格回転速度で、除した値を算出し、基準値として設定し、
ベルトコンベヤ装置の運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合において、変化した搬送物の量をプーリ回転速度で除した値が、該基準値から変化しないように、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する請求項１又は請求項２記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項４】
予めベルトの最低速度を設定することにより、運転中に、ベルト上に供給される搬送物の量が変化して、一時的に、微少或いは零、という状態になった場合において、
前記設定載置量になるベルト速度が、該設定した最低速度を下まわる際に、ベルトが最低速度で走行するように制御する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項５】
ベルトコンベヤ装置の運転中に搬送物の比重が変化する際において、ベルトコンベヤ装置の定格載置量を再度演算する請求項２に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項６】
ベルト上に載っている搬送物の積載断面を計測するとともに、ベルトの単位長さあたりに載置されている搬送物の重量を検知することによって、搬送物の比重を算出する請求項５に記載のベルトコンベヤ装置の制御方法。
【請求項７】
上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置を有するベルトコンベヤ設備であって、
該上流側から下流側に並んで配された複数台のベルトコンベヤ装置の全部、或いは少なくともその中の一台について、
ベルト上に供給される単位時間あたりの搬送物量を測定して検知する検知器、又は、上流側に配したベルトフィーダ或いはベルトコンベヤ装置からの信号が入力されて単位時間あたりに供給される搬送物量を検知する検知器、を備えるとともに、ベルトを駆動するプーリの回転速度を制御してベルト速度を変化させる速度調整器を備えて、
走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の量を設定載置量として設定することによって、ベルト上に供給される搬送物の量が変化する場合に、搬送物の量の変化に対応させて、プーリ回転速度を制御することによりベルトの速度を調整して、ベルト上に載せられた搬送物が設定載置量になるように制御する制御装置を備えた、ベルトコンベヤ設備。
【請求項８】
ベルトコンベヤ装置のベルトが最大定格速度で走行している状態において、走行しているベルト上の単位長さあたりに載せることができる搬送物の最大の量を定格載置量として、該定格載置量を前記設定載置量とする請求項７に記載のベルトコンベヤ設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１２４８３（Ｐ２０１３−１１２４８３Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１３８９（Ｐ２０１１−２６１３８９）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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