(57)【要約】【課題】複数の収容層に区分されているとともに各収容層の下部に貫通孔を有する容器内における各収容層に進入できる物品移動装置を提供する。【解決手段】物品移動装置１は、長尺状の撹拌羽根４と、胴体部５と、胴体部５を吊り下げる索体６とを備える。胴体部５は、撹拌羽根４を回転する回転胴５１と、胴体部５を貫通孔２５に固定するための下部固定胴５２とを有する。撹拌羽根４は、回転の軸Ｚ方向と動径方向との間の所定の角度範囲で開閉可能に基端側が回転胴５１に枢設され、物品を着脱自在に保持する保持部７を先端側に備える。撹拌羽根４及び胴体部５は、撹拌羽根４が閉じられたときに容器２の上部開口及び貫通孔２５を通過可能な大きさである。これにより、物品移動装置１は、撹拌羽根４が閉じられたときに貫通孔２５を通過可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を収容する複数の収容層に区分されているとともに各収容層の下部に貫通孔を有する容器内に上部開口から進入して粉粒体を撹拌する撹拌装置であって、
長尺状の撹拌羽根と、前記撹拌羽根を有する胴体部と、前記胴体部を吊り下げる索体とを備え、
前記胴体部は、前記撹拌羽根を回転する回転胴と、前記回転胴の下部に位置して該胴体部を前記貫通孔に固定するための下部固定胴とを有し、
前記撹拌羽根は、回転の軸方向と動径方向との間の所定の角度範囲で開閉可能に基端側が前記回転胴に枢設され、
前記撹拌羽根及び胴体部は、該撹拌羽根が前記軸方向に閉じられたときに前記上部開口及び貫通孔を通過可能な大きさであることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
前記下部固定胴は、前記貫通孔の内面を押圧する複数の押圧部材を有することを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撹拌装置を有し、
前記撹拌羽根は、物品を着脱自在に保持する保持部を先端側に備えることを特徴とする物品移動装置。
【請求項４】
前記容器は、炭化水素油を精製する反応炉であり、
前記保持部は、反応炉内の物理量を検出するセンサを物品として保持することを特徴とする請求項３に記載の物品移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応炉等の容器内で触媒等の粉粒体を撹拌する撹拌装置、及びその撹拌装置を有し、センサ等の物品を容器内で移動する物品移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、製油所において、原油（炭化水素油）を反応炉で水素化脱硫処理する精製が行われている。この処理には粒状の触媒が用いられている。図３に示されるように、反応炉１０２は、化学反応を行うための容器であり、触媒１０３を収容する収容層２１、２２を複数有するものがある。各収容層２１、２２は、床板２４を下部に有する。炭化水素油は床板２４を透過し、触媒１０３は床板２４を通り抜けない。床板２４は、触媒１０３が通り抜ける貫通孔２５を有する。床板２４上には、貫通孔２５の周囲に安息角を成す残触媒の斜面が形成される。残触媒を反応炉１０２外に排出するため、反応炉１０２の上部開口２３から反応炉１０２内に梯子２６を仮設し、作業員が最上の収容層２１に入って残触媒の斜面を崩し、触媒１０３を貫通孔２５から下の収容層２２に排出する。作業員は、最上の収容層２１から触媒１０３を排出した後、床板２４に設けられた人孔蓋１２７を開け、梯子を仮設して下の収容層２２に移動し、触媒１０３をさらに下の収容層又は反応炉１０２外に排出する。反応炉１０２外に排出された触媒１０３は、回収され、再生される。
【０００３】
反応炉１０２内は、揮発油や水素など爆発や火災の危険性がある物質が存在する。爆発や火災を防止するため、作業時に反応炉１０２内に窒素を充満させ、無酸素状態にされる場合がある。また、反応炉１０２内は、薄暗く、粉塵が立ちこめており、視界が良くない。このように、反応炉１０２内の作業環境は、大変厳しい。反応炉１０２内の作業に先立って、残触媒を水漬け状態にする場合もある。この場合、反応炉１０２全体が水で満たされ、所定時間経過後に水抜きが行われる。これにより、反応炉１０２内が洗浄され、反応炉１０２内に残った触媒１０３は、水を含んだ状態となる。触媒１０３が水を含むと、爆発や火災が防止され、粉塵も低減される。また、酸素を反応炉１０２内に入れても触媒１０３の発熱が抑えられるので、作業員の酸欠作業が回避される。しかし、水を含んだ触媒１０３は、再生することができない。触媒１０３は高価であるため、触媒１０３の再生ができないと、原油精製のコストが著しく増大する。
【０００４】
作業員を反応炉１０２内の過酷な作業から解放するため、各収容層２１、２２にある残触媒を排出する装置の開発が望まれている。タンク内の粒状物を排出する装置として、撹拌翼で粒状物を撹拌し、粒状物を吸引して排出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、撹拌翼の回転に伴う反力に対抗するために、タンクの内面に突っ張る支持アームを有する。しかしながら、このような装置を反応炉１０２内で使おうとすると、支持アームが長くなって装置が大型化し、装置を貫通孔２５を通過させて下の収容層２２に進入させることができない。また、粒状の触媒１０３は、吸引して排出すると粉砕されるので、再生することができなくなる。
【０００５】
また、反応炉１０２内で残触媒を排出するロボットの開発が行われている。ロボットを反応炉１０２内で用いる場合、ロボットの位置や残触媒の状況等を検出するため、反応炉１０２の各収容層にセンサが設置される。センサを人手を使わずに反応炉１０２内に設置するため、センサ（物品）を最上の収容層２１より下の収容層２２に移動する装置の開発が望まれている。また、触媒１０３を撹拌した状態をセンサで測定するため、収容層２１、２２に進入して触媒１０３を撹拌する装置の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３５２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するものであり、複数の収容層に区分されているとともに各収容層の下部に貫通孔を有する容器内における各収容層に進入できる撹拌装置及び物品移動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撹拌装置は、粉粒体を収容する複数の収容層に区分されているとともに各収容層の下部に貫通孔を有する容器内に上部開口から進入して粉粒体を撹拌するものであって、長尺状の撹拌羽根と、前記撹拌羽根を有する胴体部と、前記胴体部を吊り下げる索体とを備え、前記胴体部は、前記撹拌羽根を回転する回転胴と、前記回転胴の下部に位置して該胴体部を前記貫通孔に固定するための下部固定胴とを有し、前記撹拌羽根は、回転の軸方向と動径方向との間の所定の角度範囲で開閉可能に基端側が前記回転胴に枢設され、前記撹拌羽根及び胴体部は、該撹拌羽根が前記軸方向に閉じられたときに前記上部開口及び貫通孔を通過可能な大きさであることを特徴とする。
【０００９】
この撹拌装置において、前記下部固定胴は、前記貫通孔の内面を押圧する複数の押圧部材を有することが好ましい。
【００１０】
本発明の物品移動装置は、この撹拌装置を有し、前記撹拌羽根は、物品を着脱自在に保持する保持部を先端側に備えることを特徴とする。
【００１１】
この物品移動装置において、前記容器は、炭化水素油を精製する反応炉であり、前記保持部は、反応炉内の物理量を検出するセンサを物品として保持することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、胴体部が貫通孔に固定されるので、容器の内面に固定するよりも小型化され、撹拌羽根が閉じられたときに貫通孔を通過可能となり、容器内の各収容層に進入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る物品移動装置が設けられた反応炉の断面図。
【図２】同装置の正面図。
【図３】従来の反応炉の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る物品移動装置を図１及び図２を参照して説明する。物品移動装置１は、容器２内において用いられる。容器２は、粉粒体３を収容する複数の収容層２１、２２に区分されている。収容層は、３層以上あってもよい。容器２は、上部に上部開口２３を有し、各収容層２１、２２の下部に床板２４を有する。床板２４は、貫通孔２５を有する。物品移動装置１は、容器２内に上部開口２３から進入して粉粒体３を撹拌する撹拌装置としても用いられる。
【００１５】
物品移動装置１は、長尺状の撹拌羽根４と、撹拌羽根４を有する胴体部５と、索体６とを備える。索体６は、胴体部５を吊り下げる。胴体部５は、回転胴５１と、回転胴５１の下部に位置する下部固定胴５２とを有する。回転胴５１は、撹拌羽根４を回転する。下部固定胴５２は、胴体部５を貫通孔２５に固定する。撹拌羽根４は、回転の軸Ｚ方向と動径方向との間の所定の角度範囲で開閉可能に基端側が回転胴５１に枢設されている。所定の角度は、９０°よりも若干大きい。撹拌羽根４及び胴体部５は、撹拌羽根４が軸Ｚ方向に閉じられたときに上部開口２３及び貫通孔２５を通過可能な大きさである。
【００１６】
下部固定胴５２は、複数の押圧部材５３を有する。押圧部材５３は、貫通孔２５の内面を押圧する部材である。
【００１７】
撹拌羽根４は、物品を着脱自在に保持する保持部７を先端側に備える。物品は、容器２内の物理量を検出するセンサである。センサは、例えば、画像センサ、測距センサ等である。
【００１８】
物品移動装置１は、動作用のエネルギー源として圧縮空気を胴体部５に送るエアホース５４を有する。下部固定胴５２は、下端にビデオカメラ５５を有する。索体６は、中間部にカメラ取付座６１を有する。カメラ取付座６１の幅は、貫通孔２５の径以下である。カメラ取付座６１には、ビデオカメラ６２が取り付けられている。ビデオカメラ５５、６２が撮影した映像は、容器２外に伝送され、物品移動装置１の遠隔制御及び容器２内の状況の監視等に用いられる。なお、カメラ取付座６１、ビデオカメラ６２、６２は省略されることがある。
【００１９】
物品移動装置１についてさらに詳述する。本実施形態では、容器２は、炭化水素油を精製する反応炉である。容器２は、床板２４によって複数の収容層２１、２２に区分される。各収容層２１、２２は、内部に粉粒体３が充填される。本実施形態では、粉粒体３は、粒状の触媒である。触媒は、経時変化によって一部が粉状になることがある。床板２４は、多数の細かな孔が開いている。炭化水素油のような液体は、床板２４を透過し、粉粒体３は、床板２４を通り抜けない。容器２内に充填されていた粉粒体３は、貫通孔２５から自然落下によって、下の収容層又は容器２外に排出される。床板２４上には、貫通孔２５の周囲に安息角を成す粉粒体３の斜面が形成される。なお、上部開口２３の径は、容器２の内径よりも小さく、貫通孔２５の径は、上部開口２３の径よりも小さい。
【００２０】
撹拌羽根４は、粉粒体３を撹拌する羽根であり、物品を保持するためのアームを兼ねる。撹拌羽根４は、空気を噴出するノズル４１を先端近傍に有する。撹拌羽根４は、上下逆向きの傘の骨のように胴体部５に対して開閉可能とされている。撹拌羽根４の開閉は、容器２外に設けられたコントローラ（図示せず）によって遠隔制御され、回転胴５１に内蔵されたエアモータ又はエアアクチュエータによって駆動される。撹拌羽根４は、閉じられたとき、胴体部５の側面に形成された凹部に収容され、胴体部５から動径方向に張り出さない。
【００２１】
胴体部５は、略円柱形状であり、下部固定胴５２の側面に、粉粒体３の通過を促進するための縦溝を形成してもよい。下部固定胴５２の押圧部材５３は、かまぼこ形の構造体であり、平面視で対称に複数設けられる。下部固定胴５２は、各々の押圧部材５３を動径方向にスライドするスライド機構（図示せず）を有する。複数の押圧部材５３は、スライド機構が下部固定胴５２内で干渉しないように、上下にずらして配置されている。押圧部材５３が引き込まれた状態において、下部固定胴５２の径は、貫通孔２５の径よりも小さい。押圧部材５３のスライドは、コントローラによって遠隔制御され、スライド機構のエアアクチュエータによって駆動される。押圧部材５３がスライドして貫通孔２５の内面を押圧することによって、胴体部５が固定される。胴体部５は、内蔵するエアモータによって回転胴５１を回転する。回転胴５１の回転及び停止並びに回転方向の切替は、コントローラによって遠隔制御される。回転胴５１の回転によって、撹拌羽根４が回転される。下部固定胴５２は、撹拌羽根４の回転に伴う反力に対抗する。
【００２２】
索体６は、本実施形態では２列のチェーンである。索体６をワイヤ又はロープにしてもよい。索体６を支持する構成は、限定されるものではなく、本実施形態では、索体６は、ブーム６３の先端側に支持される。ブーム６３の基端は、ロッド６４の下端に旋回可能に設けられる。ロッド６４の上端は、容器２外に設けられた荷役機械（図示せず）によって昇降可能に支持される。また、上部開口２３に設けたドラムによって索体６の上端を支持し、ブーム６３に滑車を設け、索体６の中間部をその滑車で支持してもよい。貫通孔２５が上部開口２３の真下に位置する場合、ブーム６３及びロッド６４を省略し、上部開口２３に設けたドラムによって索体６を直接支持してもよい。
【００２３】
保持部７は、移動する物品に応じた機構を有し、例えば、空気力によって物品を吸引、又は物品を機械的に把持する。保持部７を取替可能としてもよい。保持部７の動作は、コントローラによって遠隔制御される。
【００２４】
上記のように構成された物品移動装置１は、容器２である反応炉の内部に窒素が充満された後に、撹拌羽根４が上向きに閉じた状態で、容器２の上部開口２３から容器２内の最上の収容層２１に入れられる。下部固定胴５２は、収容層２１の下部にある床板２４の貫通孔２５に入れられ、押圧部材５３を動径方向にスライドして胴体部５を固定する。撹拌羽根４は、横向きに開かれ、粉粒体３の上面に当たって止まる。撹拌羽根４は、回転胴５１の回転によって、左右に回転され、粉粒体３を撹拌する。撹拌によって、撹拌羽根４に接している箇所の粉粒体３が崩落する。崩落した粉粒体３は、下部固定胴５２と貫通孔２５との隙間から下の収容層２２に落ちる。撹拌羽根４で粉粒体３を落としきれない状態になるまで、撹拌羽根４が回転される。
【００２５】
次に、押圧部材５３がスライド機構によって引き込まれ、撹拌羽根４が再度上向きに閉じられる。物品移動装置１は、収容層２１の下部にある床板２４の貫通孔２５を通過して、下の収容層２２に入れられる。物品移動装置１は、収容層２１内と同様に、収容層２２内の粉粒体３をさらに下の収容層または容器２外に落として排出する。
【００２６】
物品移動装置１は、保持部７によって物品であるセンサを保持している場合、撹拌羽根４を開く動作等によって容器２の内面にセンサを取付ける。宙吊り状態の物品移動装置１によってセンサを容器２内に支持してもよい。
【００２７】
センサやロボットの試験を行う場合、撹拌羽根４は、粉粒体３である触媒の斜面の崩落を再現するために用いられ、ノズル４１から空気を噴出し、粉粒体３による粉塵の様子を再現する。
【００２８】
本実施形態に係る物品移動装置１は、胴体部５が貫通孔２５に固定されるので、容器２の内面に固定するよりも小型化され、撹拌羽根４が閉じられたときに貫通孔２５を通過可能となり、容器２内の各収容層２１、２２に進入することができる。
【００２９】
下部固定胴５２が押圧部材５３によって胴体部５を貫通孔２５に固定するので、撹拌羽根４の回転に伴う反力に対抗することができる。
【００３０】
保持部７が物品を保持するので、物品を容器２内の各収容層２１、２２に移動させることができる。
【００３１】
保持部７が反応炉内の物理量を検出するセンサを保持するので、作業員が反応炉内に入らなくてもセンサを反応炉内の各収容層２１、２２に移動させることができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、撹拌羽根４の保持部７を省略してもよい。この場合、本発明は専ら撹拌装置として用いられる。また、容器２は、炭化水素油を精製する反応炉に限定されず、粉粒体３は、触媒に限定されない。
【符号の説明】
【００３３】
１  物品移動装置（撹拌装置）
４  撹拌羽根
５  胴体部
５１  回転胴
５２  下部固定胴
５３  押圧部材
６  索体
７  保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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