浚渫船
【課題】回生電力を有効利用できる浚渫船を提供する。
【解決手段】浚渫船１０は、グラブバケット１４を有する。浚渫船１０は、グラブバケット１４を駆動するモータと、電力を発生させるエンジン発電機４４と、モータ５４とエンジン発電機４４との間に設けられ、エンジン発電機４４で発生した電力を調整する第１コンバータ４６と、モータ５４と第１コンバータ４６との間に設けられ、モータ５４の動作を制御するインバータ５２と、エンジン発電機４４と並列に設けられ、モータ５４からの回生電力を蓄電する蓄電器４８と、インバータ５２と蓄電器４８との間に設けられ、蓄電器４８から送り出される電力を調整する第２コンバータ５０と、を備える。
【解決手段】浚渫船１０は、グラブバケット１４を有する。浚渫船１０は、グラブバケット１４を駆動するモータと、電力を発生させるエンジン発電機４４と、モータ５４とエンジン発電機４４との間に設けられ、エンジン発電機４４で発生した電力を調整する第１コンバータ４６と、モータ５４と第１コンバータ４６との間に設けられ、モータ５４の動作を制御するインバータ５２と、エンジン発電機４４と並列に設けられ、モータ５４からの回生電力を蓄電する蓄電器４８と、インバータ５２と蓄電器４８との間に設けられ、蓄電器４８から送り出される電力を調整する第２コンバータ５０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫船に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾・河川・運河などの底面を浚（さら）って土砂などを取り去る機械として、浚渫機（浚渫船）が知られている。特許文献１には、浚渫船１が記載されている。該文献では、土砂を掴むグラブバケット９が主索１０によって吊り下げられており、主索１０は主索巻取ウインチ１６に連結している。この浚渫機１では、主索巻取ウインチを回転・逆回転させることで、主索１０に連結されたグラブバケット９を巻き上げ・巻き下げしている。湾岸の底面の土砂等を浚う際には、グラブバケット９を巻き下げた上で、グラブバケット９で土砂等を掴み、その後、グラブバケット９を巻き上げている。
【０００３】
上述のような浚渫船では、巻取ウインチはエンジン及び電動機（発電機）に接続され、エンジン及び電動機によって巻取ウインチは回転される。グラブバケットを巻き上げる際には、エンジン及び電動機により巻取ウインチに回転トルクを与えることでグラブバケットが巻き上げられる。逆に、グラブバケットを巻き下げる際には、エンジン及び電動機からは巻取ウインチにはトルクを与えず、グラブバケットの自重により巻取ウインチに巻き取られていた索が巻き出されてグラブバケットが巻き下げられる。この際、巻取ウインチに接続された電動機には回生電力が生じる。グラブバケットはひじょうに高重量であるため、この回生電力はとても大きな値となる。電動機の回生電力が許容値を超えると電動機が破損するおそれがあるため、従来では抵抗器によって回生電力を熱に変換して放出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−１００５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の通り浚渫船での回生電力は大きな値となるため、この回生電力を熱に変換して捨ててしまうことはエネルギーの有効利用の観点から、改善の余地がある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は回生電力を有効利用できる浚渫船の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は浚渫船に関する。この浚渫船は、浚渫対象を掘削する掘削手段を有する浚渫船であって、掘削手段を駆動するモータと、電力を発生させるエンジン発電機と、モータとエンジン発電機との間に設けられ、エンジン発電機で発生した電力を調整する第１のコンバータと、モータと第１のコンバータとの間に設けられ、モータの動作を制御するインバータと、エンジン発電機と並列に設けられ、モータからの回生電力を蓄電する蓄電器と、インバータと蓄電器との間に設けられ、蓄電器から送り出される電力を調整する第２のコンバータと、を備える。
【０００８】
この態様によると、モータからの回生電力を蓄電器に蓄電して利用することができる。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回生電力を有効利用できる浚渫船を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る浚渫船およびその駆動源の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１３】
図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る浚渫船１０およびその駆動源１８の構成を示す模式図である。図１（ａ）は浚渫船１０の側面図である。水面１２に浮かぶ船体１６の上には、旋回フレーム２２が旋回可能に設けられている。旋回フレーム２２には、ジブ３４と、ジブ３４を起伏ワイヤ３８を介して起伏させる起伏ドラム２４と、グラブバケット１４を開閉ワイヤ４２を介して開閉する開閉ドラム２８と、グラブバケット１４を支持ワイヤ４０を介して支持する支持ドラム２６と、が設けられている。起伏ワイヤ３８、支持ワイヤ４０、開閉ワイヤ４２はいずれも中継フレーム３２によって中継される。ジブ３４の一端は旋回フレーム２２に起伏可能に取り付けられる。ジブ３４の他端部にはジブ先シーブ３６が回転可能に設けられている。
【００１４】
浚渫船１０の各ドラムには、そのドラムにトルクを与えるためのモータが接続されている。船体１６内の駆動源１８から各モータに電力が供給される。
図１（ｂ）は、駆動源１８およびその周辺の構成を示すブロック図である。駆動源１８は、インバータ５２に直流電力を供給する。インバータ５２は供給された直流電力を交流電力に変換してモータ５４に供給することで、モータ５４の動作を制御する。駆動源１８は、エンジン発電機４４と、第１コンバータ４６と、蓄電器４８と、第２コンバータ５０と、を含む。
【００１５】
エンジン発電機４４は電力を発生させる。第１コンバータ４６は、モータ５４とエンジン発電機４４との間に設けられ、エンジン発電機４４で発生した電力を調整する。蓄電器４８は、エンジン発電機４４と並列に設けられ、モータ５４からの回生電力を蓄電する。第２コンバータ５０は、インバータ５２と蓄電器４８との間に設けられ、蓄電器４８から送り出される電力を調整する。
【００１６】
エンジン発電機４４は、交流電力を発生させるエンジン発電機であって、自動電圧調整器（ＡＶＲ）を有しており、出力電圧の変動が少ないものである。第１コンバータ４６はダイオードコンバータ（不図示）と昇圧コンバータ（不図示）とを有する。ダイオードコンバータは、エンジン発電機４４からの交流電力を直流電力に変換して昇圧コンバータに供給する。
【００１７】
なお、エンジン発電機４４は、ターボチャージャー等の過給機構を備えたディーゼル発電機等を採用することができるが、交流電力を発生させるエンジン発電機であれば、とくに限定はない。また、エンジン発電機４４によって発生した交流電力を直流電力に変換して出力する機器はダイオードコンバータに限られない。
【００１８】
昇圧コンバータは、ダイオードコンバータによって変換された直流電力の電圧を昇圧して出力する。昇圧コンバータの出力電流は、電流フィードバック制御により調節される。
【００１９】
蓄電器４８は、充放電が可能なバッテリやキャパシタ等である。
第２コンバータ５０は昇降圧コンバータであり、蓄電器４８から供給される直流電力の電圧を昇圧して出力したり降圧して低くしたりする。昇圧制御時の第２コンバータ５０の出力電流は、電流フィードバック制御により調節される。降圧制御時は第２コンバータ５０は、インバータ５２側から蓄電器４８に直流電流を供給する。
【００２０】
実施の形態に係る浚渫船は蓄電器を有する。この浚渫船では、回生電力を蓄電器に蓄え、必要に応じて蓄電器に蓄えた回生電力を利用するようにした。これにより、従来は熱に変換して捨てていた回生電力を有効に利用でき、エネルギー利用効率を向上させることができる。すなわち、エンジンの燃費を向上させることができる。また消費電力の一部を蓄電器側に負担させるため、その分エンジン発電機の負担電力を減少させることができ、エンジンを小型化することができる。エンジンを小型化することで、浚渫船の本体の大型化を防ぐこともできる。
【００２１】
以上、実施の形態に係る浚渫船１０について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００２２】
１０ 浚渫船、 ４４ エンジン発電機、 ４８ 蓄電器、 ５２ インバータ、 ５４ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫船に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾・河川・運河などの底面を浚（さら）って土砂などを取り去る機械として、浚渫機（浚渫船）が知られている。特許文献１には、浚渫船１が記載されている。該文献では、土砂を掴むグラブバケット９が主索１０によって吊り下げられており、主索１０は主索巻取ウインチ１６に連結している。この浚渫機１では、主索巻取ウインチを回転・逆回転させることで、主索１０に連結されたグラブバケット９を巻き上げ・巻き下げしている。湾岸の底面の土砂等を浚う際には、グラブバケット９を巻き下げた上で、グラブバケット９で土砂等を掴み、その後、グラブバケット９を巻き上げている。
【０００３】
上述のような浚渫船では、巻取ウインチはエンジン及び電動機（発電機）に接続され、エンジン及び電動機によって巻取ウインチは回転される。グラブバケットを巻き上げる際には、エンジン及び電動機により巻取ウインチに回転トルクを与えることでグラブバケットが巻き上げられる。逆に、グラブバケットを巻き下げる際には、エンジン及び電動機からは巻取ウインチにはトルクを与えず、グラブバケットの自重により巻取ウインチに巻き取られていた索が巻き出されてグラブバケットが巻き下げられる。この際、巻取ウインチに接続された電動機には回生電力が生じる。グラブバケットはひじょうに高重量であるため、この回生電力はとても大きな値となる。電動機の回生電力が許容値を超えると電動機が破損するおそれがあるため、従来では抵抗器によって回生電力を熱に変換して放出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−１００５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の通り浚渫船での回生電力は大きな値となるため、この回生電力を熱に変換して捨ててしまうことはエネルギーの有効利用の観点から、改善の余地がある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は回生電力を有効利用できる浚渫船の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は浚渫船に関する。この浚渫船は、浚渫対象を掘削する掘削手段を有する浚渫船であって、掘削手段を駆動するモータと、電力を発生させるエンジン発電機と、モータとエンジン発電機との間に設けられ、エンジン発電機で発生した電力を調整する第１のコンバータと、モータと第１のコンバータとの間に設けられ、モータの動作を制御するインバータと、エンジン発電機と並列に設けられ、モータからの回生電力を蓄電する蓄電器と、インバータと蓄電器との間に設けられ、蓄電器から送り出される電力を調整する第２のコンバータと、を備える。
【０００８】
この態様によると、モータからの回生電力を蓄電器に蓄電して利用することができる。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回生電力を有効利用できる浚渫船を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る浚渫船およびその駆動源の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１３】
図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る浚渫船１０およびその駆動源１８の構成を示す模式図である。図１（ａ）は浚渫船１０の側面図である。水面１２に浮かぶ船体１６の上には、旋回フレーム２２が旋回可能に設けられている。旋回フレーム２２には、ジブ３４と、ジブ３４を起伏ワイヤ３８を介して起伏させる起伏ドラム２４と、グラブバケット１４を開閉ワイヤ４２を介して開閉する開閉ドラム２８と、グラブバケット１４を支持ワイヤ４０を介して支持する支持ドラム２６と、が設けられている。起伏ワイヤ３８、支持ワイヤ４０、開閉ワイヤ４２はいずれも中継フレーム３２によって中継される。ジブ３４の一端は旋回フレーム２２に起伏可能に取り付けられる。ジブ３４の他端部にはジブ先シーブ３６が回転可能に設けられている。
【００１４】
浚渫船１０の各ドラムには、そのドラムにトルクを与えるためのモータが接続されている。船体１６内の駆動源１８から各モータに電力が供給される。
図１（ｂ）は、駆動源１８およびその周辺の構成を示すブロック図である。駆動源１８は、インバータ５２に直流電力を供給する。インバータ５２は供給された直流電力を交流電力に変換してモータ５４に供給することで、モータ５４の動作を制御する。駆動源１８は、エンジン発電機４４と、第１コンバータ４６と、蓄電器４８と、第２コンバータ５０と、を含む。
【００１５】
エンジン発電機４４は電力を発生させる。第１コンバータ４６は、モータ５４とエンジン発電機４４との間に設けられ、エンジン発電機４４で発生した電力を調整する。蓄電器４８は、エンジン発電機４４と並列に設けられ、モータ５４からの回生電力を蓄電する。第２コンバータ５０は、インバータ５２と蓄電器４８との間に設けられ、蓄電器４８から送り出される電力を調整する。
【００１６】
エンジン発電機４４は、交流電力を発生させるエンジン発電機であって、自動電圧調整器（ＡＶＲ）を有しており、出力電圧の変動が少ないものである。第１コンバータ４６はダイオードコンバータ（不図示）と昇圧コンバータ（不図示）とを有する。ダイオードコンバータは、エンジン発電機４４からの交流電力を直流電力に変換して昇圧コンバータに供給する。
【００１７】
なお、エンジン発電機４４は、ターボチャージャー等の過給機構を備えたディーゼル発電機等を採用することができるが、交流電力を発生させるエンジン発電機であれば、とくに限定はない。また、エンジン発電機４４によって発生した交流電力を直流電力に変換して出力する機器はダイオードコンバータに限られない。
【００１８】
昇圧コンバータは、ダイオードコンバータによって変換された直流電力の電圧を昇圧して出力する。昇圧コンバータの出力電流は、電流フィードバック制御により調節される。
【００１９】
蓄電器４８は、充放電が可能なバッテリやキャパシタ等である。
第２コンバータ５０は昇降圧コンバータであり、蓄電器４８から供給される直流電力の電圧を昇圧して出力したり降圧して低くしたりする。昇圧制御時の第２コンバータ５０の出力電流は、電流フィードバック制御により調節される。降圧制御時は第２コンバータ５０は、インバータ５２側から蓄電器４８に直流電流を供給する。
【００２０】
実施の形態に係る浚渫船は蓄電器を有する。この浚渫船では、回生電力を蓄電器に蓄え、必要に応じて蓄電器に蓄えた回生電力を利用するようにした。これにより、従来は熱に変換して捨てていた回生電力を有効に利用でき、エネルギー利用効率を向上させることができる。すなわち、エンジンの燃費を向上させることができる。また消費電力の一部を蓄電器側に負担させるため、その分エンジン発電機の負担電力を減少させることができ、エンジンを小型化することができる。エンジンを小型化することで、浚渫船の本体の大型化を防ぐこともできる。
【００２１】
以上、実施の形態に係る浚渫船１０について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００２２】
１０ 浚渫船、 ４４ エンジン発電機、 ４８ 蓄電器、 ５２ インバータ、 ５４ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浚渫対象を掘削する掘削手段を有する浚渫船であって、
前記掘削手段を駆動するモータと、
電力を発生させるエンジン発電機と、
前記モータと前記エンジン発電機との間に設けられ、前記エンジン発電機で発生した電力を調整する第１のコンバータと、
前記モータと前記第１のコンバータとの間に設けられ、前記モータの動作を制御するインバータと、
前記エンジン発電機と並列に設けられ、前記モータからの回生電力を蓄電する蓄電器と、
前記インバータと前記蓄電器との間に設けられ、前記蓄電器から送り出される電力を調整する第２のコンバータと、を備えることを特徴とする浚渫船。
【請求項１】
浚渫対象を掘削する掘削手段を有する浚渫船であって、
前記掘削手段を駆動するモータと、
電力を発生させるエンジン発電機と、
前記モータと前記エンジン発電機との間に設けられ、前記エンジン発電機で発生した電力を調整する第１のコンバータと、
前記モータと前記第１のコンバータとの間に設けられ、前記モータの動作を制御するインバータと、
前記エンジン発電機と並列に設けられ、前記モータからの回生電力を蓄電する蓄電器と、
前記インバータと前記蓄電器との間に設けられ、前記蓄電器から送り出される電力を調整する第２のコンバータと、を備えることを特徴とする浚渫船。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−７２１７８（Ｐ２０１３−７２１７８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９６７０（Ｐ２０１１−２０９６７０）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（５０３００２７３２）住友重機械エンジニアリングサービス株式会社 (25)
【出願人】（５９１０４３４７７）寄神建設株式会社 (17)
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（５０３００２７３２）住友重機械エンジニアリングサービス株式会社 (25)
【出願人】（５９１０４３４７７）寄神建設株式会社 (17)
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