(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉にごみを投入するクレーンを使用し、ごみ収集車から搬入されたごみピット内の搬入ゲート側のごみを、反搬入ゲート側に積み上げるよう搬入ゲート側を掘り下げて溝掘りを行う作業において、搬入ゲート側のごみを掴んで吊り上げたグラブバケットを、積み上げる場所のごみ上へ吊り降ろし着床にて突き固めを繰り返した後、グラブバケットを開放してごみを積み上げ、これをグラブバケットの幅毎に順次自動的に繰り返して行うようにするに際して、グラブバケットの巻上げ位置を記憶しておき、ごみの堆積している高さまでバケット先端を下げ、バケット先端がごみに接している状態でグラブバケットを開放してごみを積み上げることを特徴とするごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法。
【請求項２】
ごみを掴んだグラブバケットのごみ上への着床検知を、巻上げ用モータの電力遷移点から一定時間経過したこと、又は一定角度以上のグラブバケット傾斜で検知してモータを停止するようにすることを特徴とする請求項１記載のごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法に関し、特に、従来クレーン運転手により手動運転で行われていた清掃工場のごみ投入クレーンによる反搬入ゲート側の積み上げと、搬入ゲート側の溝掘り下げを、自動で行うことができるようにしたごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１日の処理量が１００〜２００ｔ前後の小規模清掃工場においては、収集車によるごみの収集は早朝から行われるため、清掃工場への搬入を午前８時頃から午後４時頃の間に行われている。また、焼却炉の運転は、現在１日当たり８〜１６時間の運転であるが、ダイオキシンの排出量削減のためには、２４時間の連続運転が望ましい。
ところで、この焼却炉運転に際してクレーンの運転は、手動運転が主で、昼間は搬入されたごみの移動、ごみの均質化のための撹拌、焼却炉ホッパヘの投入等の作業をクレーン運転手による手動運転で行い、ごみ収集車によるごみの搬入がない夜間の時間帯に、クレーン運転手は、ごみの均質化のための撹拌、焼却炉ホッパヘの投入を行いつつ、これら攪拌、投入作業をしていない時間帯の空いているクレーンを用いて、翌日のごみ収集車によるごみの搬入に備え、搬入ゲート前下方位置のごみをピットの反ゲート側に移動し、かつゲート前を掘り下げ、溝を形成する作業を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のクレーンによるごみピット内の溝掘り作業運転は、ごみ収集車によるごみ搬入のない夜間に行う必要があり、クレーンの運転手が、自分の目で、クレーンの運転状況、詳しくはごみの堆積状況、固化状況、グラブバケットの傾転状況、グラブバケットでのごみの掴み量等を確認して手動で運転を行なわねばならないため、この夜間のクレーン運転手の確保とその人件費がかかるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来のクレーンによるごみピット内の溝掘り運転の有する問題点を解決し、クレーンによる夜間の溝掘り運転を、既設クレーンを用いて、自動で運転することができるごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法は、焼却炉にごみを投入するクレーンを使用し、ごみ収集車から搬入されたごみピット内の搬入ゲート側のごみを、反搬入ゲート側に積み上げるよう搬入ゲート側を掘り下げて溝掘りを行う作業において、搬入ゲート側のごみを掴んで吊り上げたグラブバケットを、積み上げる場所のごみ上へ吊り降ろし着床にて突き固めを繰り返した後、グラブバケットを開放してごみを積み上げ、これをグラブバケットの幅毎に順次自動的に繰り返して行うようにするに際して、グラブバケットの巻上げ位置を記憶しておき、ごみの堆積している高さまでバケット先端を下げ、バケット先端がごみに接している状態でグラブバケットを開放してごみを積み上げることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成からなる本発明のごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法は、反搬入ゲート側のごみを積み上げる位置で、グラブバケットの自重を利用して突き固めを行った後、グラブバケットの巻上げ位置を記憶しておき、ごみの堆積している高さまでバケット先端を下げ、バケット先端がごみに接している状態でグラブバケットを開放してごみを積み上げるようにしているので、積み上げごみが崩落することなく、反搬入ゲート側の積み上げと、搬入ゲート側の溝掘り下げを、自動で、かつ確実に行うことができる。
【０００７】
この場合において、ごみを掴んだグラブバケットのごみ上への着床検知を、巻上げ用モータの電力遷移点から一定時間経過したこと、又は一定角度以上のグラブバケット傾斜で検知してモータを停止することができる。
【０００８】
これにより、グラブバケットのごみ上への着床を確実に検知することができるとともに、グラブバケットが傾転することがなく、ごみの突き固めと積み上げが自動的に、かつ確実に行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に、本発明のごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法に用いるクレーンの制御装置の一例を示す。
一般に、清掃工場におけるごみ投入用クレーンは、クレーンの制御装置１を、地上の電気室に設置し、この電気室と別に配設した運転室からクレーン運転手が遠隔操作にて操作するようにしている。
ごみ投入用クレーンは、ごみピット上方を走行するガーダ２に、走行用モータ２１を設置するとともに、ガーダ２上に横行用モータ３１、巻上げモータ３２により駆動されるドラム（図示省略）を設置したクラブ３を配設する。
ドラムにはワイヤーロープを介して巻上げ下げするグラブバケット４を吊垂支持するとともに、グラブバケット４には、油圧機構により開閉し、その駆動源としての開閉用モータ４１と、グラブバケットの傾斜角度を検出するバケットの傾斜検出器４２とを設置する。
【００１１】
また、地上の電気室からごみ投入用クレーンまでの配線は、カーテンケーブルＣ等により行い、動力用電源の供給と、リミットスイッチ等のセンサ信号を伝達するように構成する。
【００１２】
制御装置１は、図１に示すようにクレーン全体の受電部分である共通の保護回路１０に、走行モータ駆動回路１１、横行モータ駆動回路１２、巻上げモータ駆動回路１３、開閉モータ駆動回路１４を接続して構成し、各回路１１〜１４にて各モータ２１，３１，３２，４１と接続してこれらを駆動する。
また、巻上げモータ駆動回路１３の３相の出力電圧のうち、２相にカーレントトランス（ＣＴ）１５ａ，１５ｂを配設して、２相の出力電流を検出し、この検出出力電流値と、２相の出力電圧を電力検出回路１６を介して、巻上げモータ３２の正転、逆転運転の力行電力、回生電力を自動制御装置１７に入力する。
自動制御装置１７は、マイクロコンピュータあるいはプログラマブルコントローラで構成し、各モータ２１，３１，３２の駆動を指令する。
【００１３】
ごみを掴み、積み替え、焼却炉ホッパへの投入を行うグラブバケット４には、バケットをごみ上に着床させた時、グラブバケット４の傾斜角を検出するバケットの傾斜検出器４２を設けているが、これはグラブバケット４がクレーンで懸垂されている鉛直方向を基準として、一定角度以上傾斜した場合に信号を出力するようにするものである。
なお、従来手動で運転しているクレーンを、自動運転に切り替えるためには、巻上げモータ駆動回路の２相に、この２相の出力電流を検出するカーレントトランス（ＣＴ）１５ａ，１５ｂを配設するともに、この検出信号と、グラブバケット４に取り付けるバケットの傾斜検出器２２と、前記カーレントトランス（ＣＴ）１５ａ，１５ｂと、カーレントトランス（ＣＴ）１５ａ，１５ｂの検出した２相の電流と、その２相電圧とを入力する電力検出回路１７を、クレーン制御回路に追加するものとする。
【００１４】
次に、本発明のごみ投入用クレーンの運転制御方法について、図２に基づいて説明する。
図２は、ごみピット５を側面から見た状態で、グラブバケット４の操作にてごみピット５内にて溝掘り作業を行う動作順序を示す。
まず、ごみを貯留するごみピット５内に、ごみ６が貯留、堆積している状態を図２（１）に示す。
ごみはごみ収集車により搬入ゲート５１からごみピット５内に投入される。
昼間の作業が終わり、夜間の自動運転が始まるまでは、ごみ投入用クレーンをクレーン運転手による手動運転することにより、ごみピット５内のごみを焼却炉内に投入、積み替えが行われる。
この場合、グラブバケット４で掴んだごみを搬入ゲート５１の反対側に移動し、焼却炉ホッパから投入要求が発生すれば、反搬入ゲート側に移動されたごみを掴んでホッパに投入するようにする。
なお、搬入ゲートから投入されたごみは均質化がなされていないため、これを直接焼却炉ホッパに投入することはなく、積み替えによるごみの均質化を行ったものを投入するようにしている。
【００１５】
次に、搬入ゲート５１の直下位置でごみを掴んだ後、グラブバケット４を吊り上げ、ごみピット中央の溝掘りの土手の上になる部分６１まで移動し、低速で巻下げる。この状態を図２（２）に示す。
この場合、グラブバケット４を閉じたまま巻下げてごみ上にグラブバケット４を着床させて、グラブバケット４の自重とごみの重量でグラブバケット４下のごみを押し固める。この場合の巻上げモータ３２の回転と、モータの消費電力の関係は、図３に示すようになる。
巻上げモータ３２を正転し、グラブバケット４を巻上げている場合には、モータの消費電力はモータで消費する力行運転となり、また、巻下げ運転ではモータは回生運転となり、一定速度で巻下げ中の消費電力は負の一定値を示す。
グラブバケット４の先端がごみ上に着床して、グラブバケット４の荷重が徐々にごみにかかるにつれ消費電力は減少し、すべての荷重が堆積しているごみにかかった時点では、モータの負荷は駆動系の軸受、減速機の損失、バケットを吊り上げるワイヤーロープの自重を支持するのみとなり、通常のごみクレーンでは、定格負荷電力の数％の値を示すものとなる。
【００１６】
ごみを押し固める初回の巻下げ運転では、巻上げモータ３２の停止条件はモータの消費電力の微分値を監視し、微分係数の平均値がゼロから正に転じる電力遷移点がバケット先端がごみに接した着床点と見なし、電力遷移点から一定時間の経過後モータを停止する。
また、バケットに設置した傾斜検出器の出力信号を監視し、バケットが一定以上の角度に傾斜した時点でモータを停止する。
この２条件の論理和を停止条件とする。
電力遷移点から一定時間経過したこと、又は一定角度以上のバケット傾斜でモータを停止することにより、ワイヤーロープの弛みの発生、グラブバケットの転倒、斜面の崩落等を起こすことなくグラブバケット４をごみ上におろし、グラブバケット４下のごみを押し固めることができる。
【００１７】
さらに、図２（３）に示すように、グラブバケット４の着床後に巻上げ、再度巻下げ運転を行ってごみの圧密化を行う。２回目以降の巻下げ運転では初回の巻下げ停止条件に加え、巻上げ開始点まで到達した時点でモータを停止する条件を付加する。
この操作を行った時の巻上げ位置を記憶しておき、ごみの堆積している高さまでバケット先端を下げ、バケット先端がごみに接している状態でバケットを開くようにする。
グラブバケット４は前回の巻上げ開始点よりも低速からの減速距離以上に下がることはなく、斜面の崩落に対し、グラブバケット４の傾転をより効果的に防止できる。
この動作を溝掘りを行う走行の区間に対し、数回繰り返し、グラブバケット４にて掴んでいるごみを反搬入ゲート側に置く。
【００１８】
搬入ゲート側から掴んだごみを、前工程でグラブバケット４で押し固めた線に沿って置く。この状態を図２（４）に示す。
グラブバケット４を開く高さは、巻上げ上限のように高い位置から開き、ごみを落とすとごみが飛散するのを未然に防止するため、グラブバケット４にて掴むごみを予め押し固めておくものとする。
【００１９】
次に、図２（５）に示すようにグラブバケット４でごみを押し固めた部分より、僅かに搬入ゲート側になるようにして、開いたグラブバケット４の先端が来るようにクラブ３を横行移動し、その位置でクラブを停止して、グラブバケット４を吊り下ろす。これによりグラブバケット４は開いているので、ごみ上に着床することによりごみ内に開いたグラブバケット４の先端は侵入するようになり、次いでグラブバケット４を閉じると、グラブバケット４にてごみを掴むことになる。この時、ごみは押し固められた部分を境界としてグラブバケット４による掴み作業が行われても、ごみ山は崩落せずに急斜面にて溝が形成される。
【００２０】
グラブバケット４を、ごみを掴んだ状態で、前工程でごみを押し固めた位置６１の上にグラブバケット４を下ろす。この状態を図２（６）に示す。
【００２１】
次いで、このグラブバケット４は閉じたまま、少し吊り上げた後ごみの上に吊り降ろす。このグラブバケット４を同一場所で吊り上げ吊り降ろしの操作を、２乃至３回行って、ごみの押し固めを行う。この状態を図２（７）に示す。
【００２２】
そして、ごみを十分に押し固めた場所にて、グラブバケット４を開いて掴んでいたごみを置く。
このときの巻上げの高さは、図２（４）に示したと同様にバケット先端がごみ山の頂面に接する位置まで巻下げ、バケットを開くものとする。
この図２（４）から図２（８）に示す操作を繰り返して行うが、この場合、グラブバケット４の幅だけグラブバケット４を走行位置にて位置をずらす。
このグラブバケット４の吊り上げ吊り降ろしの動作と、グラブバケット４の位置をずらす操作とを組み合わせて繰り返し、図２（７）に示すようにピット内のごみ搬入ゲート５１の下方位置に溝６２を掘り進む。
【００２３】
なお、この溝６２を深くする場合は、走行方向に溝掘りを行う範囲を一旦掘り、浅く広く掘る操作を繰り返して行う。これは、一度に深く掘り下げるとバケット傾転が発生するためである。また、ごみを下に掘り下げるにつれ、ごみが固化しているため、一度にごみを掴むつかみ効率が低下する。翌日の搬入に備え一ヵ所だけを掘り下げるよりも、全体を均一に掘り下げる方が、自動運転の規範とする手動運転の運用方法に近いものとなる。
なお、夜間の自動運転中に、焼却炉内にごみの投入要求が発生した場合には、溝掘り作業中のごみをホッパに投入せず、すでに反搬入ゲート側に積まれている均質化したごみを掴み、ホッパに投入して行う。
【００２４】
本実施例では搬入は昼間に行われ、夜間作業を自動運転で行う例を説明したが、本方法は夜間運転に限定するものではなく、ごみ収集車によるごみ搬入が行われていない時間帯であれば昼夜を問わず、いかなる時間帯でも実施可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法によれば、反搬入ゲート側のごみを積み上げる位置で、グラブバケットの自重を利用して突き固めを行った後、グラブバケットの巻上げ位置を記憶しておき、ごみの堆積している高さまでバケット先端を下げ、バケット先端がごみに接している状態でグラブバケットを開放してごみを積み上げるようにしているので、積み上げごみが崩落することなく、反搬入ゲート側の積み上げと、搬入ゲート側の溝掘り下げを、自動で、かつ確実に行うことができる。
【００２６】
また、ごみを掴んだグラブバケットのごみ上への着床を、巻上げ用モータの電力遷移点から一定時間経過したこと、又は一定角度以上のグラブバケット傾斜で検知してモータを停止するようにしているので、グラブバケットのごみ上への着床を確実に検知することができるとともに、グラブバケットが傾転することがなく、これにより、グラブバケットが傾転し、ワイヤーロープが緩んだ状態で巻き上げが行われることにより、ワイヤーロープがシーブから外れたり、損傷を受けることを防止することができ、ごみの突き固めと積み上げを、安全に、かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のごみピット内の溝掘り作業におけるクレーンの自動運転方法に用いるクレーンの制御装置の一例を示す構成図である。
【図２】  本発明のごみピット内の溝掘り作業における自動クレーンの運転方法の説明図である。
【図３】  巻上げモータの回転数と消費電力の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１    制御装置
１０  保護回路
１１  走行モータ駆動回路
１２  横行モータ駆動回路
１３  巻上げモータ駆動回路
１４  開閉モータ駆動回路
１５ａ  カーレントトランス（ＣＴ）
１５ｂ  カーレントトランス（ＣＴ）
１６  電力検出回路
１７  自動制御装置
２    ガーダ
２１  走行用モータ
３    クラブ
３１  横行用モータ
３２  巻上げモータ
４    グラブバケット
４１  開閉用モータ
４２  バケットの傾斜検出器
５    ごみピット
５１  搬入ゲート
６    ごみ
６１  ごみ山の頂面
６２  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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