JP5173228B2 - クレーン装置 - Google Patents

Description

本発明は、クレーン装置に関し、特に駆動電力をエンジン駆動で発電するエンジン駆動発電方式のクレーン装置に関する。

港湾などのヤードにおいて、船舶やトレーラに対するコンテナなどの荷物の積み降ろしを行うクレーン装置では、複数の電動機を用いて、荷物の昇降、さらには架台の走行や横行などの動作を行っている。また、これら電動機へ動作電力を供給するため、エンジン駆動発電方式では、ディーゼルエンジンを用いて発電機を駆動するエンジン発電装置を用いて必要な電力を各電動機へ供給する構成となっている。

このようなクレーン装置では、荷物の吊り上げ時などは最大負荷となるが、荷物の吊り下げ時など電力をほとんど必要としない場合もあり、負荷変動が大きい。したがって、最大負荷時に見合った電力を発電機から供給するためにはディーゼルエンジンや発電機として大型のものが必要となるものの、平均負荷を上回る設備規模となるため、設備コストや運転コストの面で非効率であった。

従来、このようなクレーン装置に蓄電装置を設けて、常時、エンジン発電装置で発電するとともに、最大負荷時などに蓄電装置から並列的に電力を供給し、回生時に発生した余剰電力を蓄電装置へ充電するものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。これにより、蓄電装置から電動機に対して電力が一時的に供給されるため、ディーゼルエンジンや発電機の規模を縮小でき、設備コストや運転コストの面で効率を改善可能となる。

特開２００１−１６３５７４号公報

しかしながら、このような従来技術では、蓄電装置自体が比較的高価なものであるため、クレーン動作終了まで長期間にわたり比較的大きな電力を蓄電装置から供給することはできず、エンジン発電装置から最大負荷電力の大部分を供給する必要がある。したがって、エンジン発電装置の設備規模をあまり縮小できず、またこのようなエンジン発電装置で常時発電するため、運転コストの大幅な削減は実現できないという問題点があった。また、設備規模の大幅な縮小を期待できないだけでなく、高価な蓄電装置が必要となるため効果的な設備コストの削減も得られないという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、運転コストの大幅な削減を実現できるとともに、効果的な設備コストの削減を得ることができるクレーン装置を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるクレーン装置は、エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給することにより、共通母線に接続された電動機を駆動して荷物の積み降ろしを行うクレーン装置であって、エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給する主エンジン発電装置と、エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給する副エンジン発電装置と、共通母線に対する主エンジン発電装置および／または副エンジン発電装置からの電力供給状況に基づいて、発電要否を示す運転指示を主エンジン発電装置へ出力するコントローラとを備えている。

この際、コントローラで、共通母線に対する副エンジン発電装置からの電力供給の不足に基づいて、発電開始を示す運転指示を主エンジン発電装置へ出力するようにしてもよい。

また、コントローラで、共通母線に対する主エンジン発電装置および副エンジン発電装置からの電力供給の過剰に基づいて、発電停止を示す運転指示を主エンジン発電装置へ出力するようにしてもよい。

また、コントローラで、少なくとも、共通母線へ供給されている電力の変動、電動機の回転速度、または操作者による指令入力のうちのいずれか１つに基づいて電力供給の過不足を検出するようにしてもよい。

また、コントローラで、主エンジン発電装置から電力供給が行われている期間において、副エンジン発電装置での発電を停止させる運転指示を出力するようにしてもよい。

また、コントローラで、共通母線に対する主エンジン発電装置および副エンジン発電装置からの電力供給が過剰な場合、当該過剰が所定の監視期間にわたり継続することを確認した後、発電停止を示す運転指示を主エンジン発電装置へ出力するようにしてもよい。

また、電池やコンデンサなどの蓄電池を有し、主エンジン発電装置および／または副エンジン発電装置から共通母線に対する電力供給状況に応じて、共通母線に対して蓄電池による充放電を行う蓄電装置をさらに備えてもよい。

また、電池やコンデンサなどの蓄電池を有し、共通母線の直流電圧が所定の放電しきい値以下に低下した場合に、蓄電池に蓄積されている直流電力を共通母線に供給し、共通母線の直流電圧が所定の充電しきい値以上に上昇した場合に、共通母線から直流電力を蓄電池へ充電する蓄電装置をさらに備えてもよい。

本発明によれば、共通母線に対する主エンジン発電装置および／または副エンジン発電装置からの電力供給状況に基づいて、コントローラから、発電要否を示す運転指示が主エンジン発電装置へ出力されるため、高負荷時にのみ主エンジン発電装置で発電が行われて副エンジン発電装置との両方から電力供給が行われ、低負荷時には主エンジン発電装置での発電が停止されて副エンジン発電装置からのみ電力供給が行われる。
このため、設備規模の大きい主エンジン発電装置で常時発電する必要がなくなり、運転コストを大幅に削減できるとともに、環境への影響も大幅に削減できる。

特に、架台が走行するような大規模なクレーン装置では、負荷側で必要な最大負荷電力はその平均負荷電力の数倍に相当し、副エンジン発電装置で発電する電力は平均負荷電力以下で十分である。したがって、最大負荷電力が必要な際に発電する主エンジン発電装置の設備規模に比較して、副エンジン発電装置の設備規模を大幅に削減でき、運転コストを大幅に削減できるとともに、環境への影響も大幅に削減できる。

また、副エンジン発電装置は、一般的に、蓄電装置より安価なコストの設備規模で、クレーン動作終了までの長期間にわたって蓄電装置より大きな電力を安定して供給することができる。したがって、主エンジン発電装置の設備規模すなわちディーゼルエンジンや交流発電機の規模を削減することができ、同規模の蓄電装置を用いた場合と比較して設備コストを大幅に削減できる。これにより、クレーン装置全体として効果的なコスト削減が得られる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示す機能ブロック図である。
このクレーン装置１は、エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給することにより、共通母線に接続された電動機を駆動して荷物の積み降ろしを行う装置であり、主な構成として、主エンジン発電装置１、副エンジン発電装置２、コンバータ１３，２３、主巻電動機３０、走行電動機３１，３２、横行電動機３３、インバータ４１〜４４、放電装置５、蓄電装置６、コントローラ７、および共通母線９が設けられている。

本実施の形態は、コントローラ７により、共通母線９に対する主エンジン発電装置１および／または副エンジン発電装置２からの電力供給状況に基づいて、発電要否を示す運転指示を主エンジン発電装置１へ出力するようにしたものである。

以下、本実施の形態にかかるクレーン装置の構成について詳細に説明する。
主エンジン発電装置１は、ディーゼルエンジン（ＤＥ）１１と交流発電機（Ｇ）１２を有し、ディーセルエンジン１１で交流発電機１２を駆動することにより交流電力を発電して出力する装置であり、発電要否を示すコントローラ７からの運転指示１０に基づいて、ディーゼルエンジン１１の運転の開始／停止または交流発電機１２の励磁の開始／停止を制御する機能を有している。
コンバータ１３は、主エンジン発電装置１と共通母線９との間に接続され、主エンジン発電装置１から出力された交流電力を直流電力に整流して共通母線９へ供給する整流装置である。

副エンジン発電装置２は、ディーゼルエンジン（ＤＥ）２１と交流発電機（Ｇ）２２を有し、ディーセルエンジン２１で交流発電機２２を駆動することにより交流電力を発電して出力する装置であり、発電要否を示すコントローラ７からの運転指示２０に基づいて、ディーゼルエンジン２１の運転の開始／停止または交流発電機２２の励磁の開始／停止を制御する機能を有している。
コンバータ２３は、副エンジン発電装置２と共通母線９との間に接続され、副エンジン発電装置２から出力された交流電力を直流電力に整流して共通母線９へ供給する整流装置である。

主巻電動機３０は、荷物の昇降を行うための交流電動機である。走行電動機３１，４２は、架台の走行を行うための交流電動機である。横行電動機３３は、架台の横行を行うための交流電動機である。
インバータ４１は、共通母線９上の直流電力を交流電力に変換して主巻電動機３０および走行電動機３１へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
インバータ４２は、共通母線９上の直流電力を交流電力に変換して主巻電動機３０および走行電動機３２へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
インバータ４３は、共通母線９上の直流電力を交流電力に変換して横行電動機３３へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。

インバータ４４は、共通母線９上の直流電力を交流電力に変換して照明、空調、および各種補機の電源として供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
放電装置５は、荷物の吊り降ろし時などの回生時に共通母線９上に発生した余剰直流電力を、抵抗器などを用いて放電する回路装置である。
蓄電装置６は、電池やコンデンサなどの蓄電池を内蔵する回路装置であり、主エンジン発電装置１および／または副エンジン発電装置２から共通母線９に対する電力供給状況に応じて、共通母線９に対して蓄電池による充放電を行う機能を有している。

コントローラ７は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、マイクロプロセッサまたは周辺回路に設けられたメモリからプログラムを読み込んで実行することにより、プログラムと上記ハードウェアとを協働させて、クレーン装置全体を制御するための各種機能を有している。

コントローラ７の主な機能としては、操作レバーや操作スイッチを介して検出した操作者の指令入力７０に基づいて、インバータ４１〜４４を制御して、荷物の昇降、架台の走行や横行などの運転を制御するクレーン運転機能、共通母線９に対する主エンジン発電装置１および／または副エンジン発電装置２からの電力供給状況を確認する電力供給状況確認機能、および確認した電力供給状況に基づいて発電要否を示す運転指示１０を主エンジン発電装置１へ出力する発電制御機能がある。

電力供給状況確認機能により、共通母線９に対する主エンジン発電装置１および／または副エンジン発電装置２からの電力供給状況を確認する場合、必要とされる負荷電力と所定のしきい値とを比較すれば、電力供給の過不足を確認できる。

負荷電力を求めるための具体的方法としては、共通母線９へ供給されている電力の変動、電動機３０〜３３の単位時間当たりの回転数すなわち回転速度、または操作者による指令入力７０から求める方法が考えられ、少なくともこれら３つの方法のいずれかを用いればよい。
共通母線９へ供給されている電力の変動を用いる方法については、例えば整流器１３，２３から共通母線９へ供給される電力の電流および電圧を監視し、これら電流および電圧から実際に供給されている電力を負荷電力として算出すればよい。

電動機３０〜３３の回転速度４５を用いる方法については、コントローラ７からインバータ４１〜４４へ指示した回転速度を用い、この回転速度と各電動機３０〜３３の動作特性とから電動機３０〜３３で消費する負荷電力を算出すればよい。なお、回転速度４５は、インバータ４１〜４４から電動機３０〜３３へ出力される交流電力の出力周波数と等しいため、インバータ４１〜４４の出力周波数を回転速度４５として取得して用いてもよい。
指令入力７０を用いる方法については、荷物の昇降、架台の走行や横行などの運転操作ごとに必要な負荷電力を予め計測してメモリに保存しておき、実際に検出した指令入力７０に対応する負荷電力をメモリから読み出せばよい。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図２および図３を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置の動作としてコントローラ７における発電制御処理について詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置の発電制御処理を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。ここでは、共通母線９へ供給されている電力の変動に基づいて電力供給状況を確認する場合を例として説明する。

コントローラ７は、操作者による運転開始操作の検出に応じて、図２の発電制御処理を開始する。
コントローラ７は、まず、発電制御機能により、副エンジン発電装置２に対して発電開始を示す運転指示２０を出力する（ステップ１００）。これにより、図３の時刻Ｔ０以前の期間に示すように、副エンジン発電装置２で発電された副供給電力２４のみがコンバータ２３を介して共通母線９へ供給される。この場合、主エンジン発電装置１では発電を行っていない。

次に、コントローラ７は、電力供給状況確認機能により、主エンジン発電装置１で発電された主供給電力１４と副エンジン発電装置２で発電された副供給電力２４とを検出し（ステップ１０１）、主エンジン発電装置１が現在発電停止中かどうか確認する（ステップ１０２）。この発電停止中かどうかの確認については、コントローラ７で保持している動作状況情報に基づいて確認してもよく、実際に検出した主供給電力１４に基づき確認してもよい。

ここで、主エンジン発電装置１が現在発電停止中の場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、検出した主供給電力１４と副供給電力２４の和からなる負荷電力３４を予めメモリに保存してある発電開始しきい値Ｐｔｈと比較する（ステップ１０３）。この発電開始しきい値Ｐｔｈとしては、例えば副エンジン発電装置２で供給しうる最大供給電力ＰＳと等しい値を用いる。これにより、負荷電力３４が発電開始しきい値Ｐｔｈを上回った場合、副エンジン発電装置２からの副供給電力２４では供給不足であり主エンジン発電装置１での発電開始が必要と判断でき、負荷電力３４が発電開始しきい値Ｐｔｈ以下の場合、副エンジン発電装置２からの副供給電力２４で供給過剰であり主エンジン発電装置１での発電不要と判断できる。

ステップ１０３において、負荷電力３４が発電開始しきい値Ｐｔｈ以下の場合（ステップ１０３：ＮＯ）、主エンジン発電装置１に対する発電開始を指示することなく、ステップ１０１へ戻る。一方、負荷電力が発電開始しきい値Ｐｔｈを上回った場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）、運転指示１０により主エンジン発電装置１に対する発電開始を指示した後（ステップ１０４）、ステップ１０１へ戻る。

したがって、図３の時刻Ｔ０において、指令入力が行われてクレーン動作が開始された場合、まずインバータ４１〜４４での負荷電力３４として副供給電力２４が使用される。その後、時刻Ｔ１において負荷電力３４が発電開始しきい値Ｐｔｈを上回った時点で、運転指示２０により主エンジン発電装置１の発電開始が指示される。これにより、主供給電力１４と副供給電力２４の両方が共通母線９へ供給され、時刻Ｔ２に主供給電力１４が最大値ＰＭとなり、負荷電力３４も最大値ＰＬとなる。

また、ステップ１０２において、主エンジン発電装置１が現在発電中の場合（ステップ１０２：ＮＯ）、検出した主供給電力１４と副供給電力２４の和からなる負荷電力３４を予めメモリに保存してある発電停止しきい値Ｐｔｈと比較する（ステップ１０５）。この発電停止しきい値Ｐｔｈとしては、例えば副エンジン発電装置２で供給しうる最大供給電力ＰＳと等しいを用いる。これにより、負荷電力３４が発電停止しきい値Ｐｔｈ以上の場合、副エンジン発電装置２からの副供給電力２４では供給不足であり主エンジン発電装置１での発電継続が必要と判断でき、負荷電力３４が発電停止しきい値Ｐｔｈ以下の場合、副エンジン発電装置２からの副供給電力２４で供給過剰であり主エンジン発電装置１での発電不要と判断できる。

ステップ１０５において、負荷電力３４が発電停止しきい値Ｐｔｈ以上の場合（ステップ１０５：ＮＯ）、主エンジン発電装置１に対する発電停止を指示することなく、ステップ１０１へ戻る。一方、負荷電力３４が発電停止しきい値Ｐｔｈを下回った場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）、運転指示２０により主エンジン発電装置１に対する発電停止を指示した後（ステップ１０７）、ステップ１０１へ戻る。

したがって、図３の時刻Ｔ３において、指令入力が行われてクレーン動作が停止した場合、負荷電力３４が低下する。その後、時刻Ｔ４において発電停止しきい値Ｐｔｈを下回った時点で、運転指示１０により主エンジン発電装置１の発電停止が指示される。これにより、副供給電力２４のみが共通母線９へ供給されることになる。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、コントローラ７により、共通母線９に対する主エンジン発電装置１および／または副エンジン発電装置２からの電力供給状況に基づいて、発電要否を示す運転指示を主エンジン発電装置１へ出力するようにしたので、高負荷時にのみ主エンジン発電装置１で発電が行われて副エンジン発電装置２との両方から電力供給が行われ、低負荷時には主エンジン発電装置１での発電が停止されて副エンジン発電装置２からのみ電力供給が行われる。
このため、設備規模の大きい主エンジン発電装置１で常時発電する必要がなくなり、運転コストを大幅に削減できるとともに、環境への影響も大幅に削減できる。

特に、架台が走行するような大規模なクレーン装置では、負荷側で必要な最大負荷電力はその平均負荷電力の数倍に相当し、副エンジン発電装置２で発電する電力は平均負荷電力以下で十分である。したがって、最大負荷電力が必要な際に発電する主エンジン発電装置１の設備規模に比較して、副エンジン発電装置２の設備規模を大幅に削減でき、運転コストを大幅に削減できるとともに、環境への影響も大幅に削減できる。

また、副エンジン発電装置２は、一般的に、蓄電装置より安価なコストの設備規模で、クレーン動作終了までの長期間にわたって蓄電装置より大きな電力を安定して供給することができる。したがって、主エンジン発電装置１の設備規模すなわちディーゼルエンジン１１や交流発電機１２の規模を削減することができ、同規模の蓄電装置を用いた場合と比較して設備コストを大幅に削減できる。これにより、クレーン装置全体として効果的なコスト削減が得られる。

また、本実施の形態において、図１に示すように、蓄電装置６を共通母線９に接続して、主エンジン発電装置１および／または副エンジン発電装置２から共通母線９に対する電力供給状況に応じて、共通母線９に対して蓄電池による充放電を行うようにしてもよい。

例えば図２に示すように、時刻Ｔ１において主エンジン発電装置１での発電が開始されてから主供給電力１４が最大値ＰＭに達する時刻Ｔ２までの間、主エンジン発電装置１から共通母線９に対する電力供給が追いつかない場合がある。このような場合には、蓄電装置６の蓄電池から共通母線９に対して放電し、不足分の電力を補うことができる。また時刻Ｔ３からの回生時や電動機３０〜３３での消費電力が低い期間に共通母線９に発生した余剰電力を蓄電装置６の蓄電池に充電すれば、余剰電力を有効利用できる。

蓄電装置６での充放電制御については、例えば、主エンジン発電装置１や副エンジン発電装置２に対する運転指示と同様にして、コントローラ７により、共通母線９に対する主エンジン発電装置１および／または副エンジン発電装置２からの電力供給状況に基づいて、蓄電装置６に対する充放電指示を出力するようにしてもよい。
あるいは、蓄電装置６に充放電制御機能を設け、共通母線９の直流電圧が所定の放電しきい値以下に低下した場合に、蓄電池に蓄積されている直流電力を共通母線９に供給し、共通母線９の直流電圧が所定の充電しきい値以上に上昇した場合に、共通母線９上の直流電力を蓄電池へ充電するようにしてもよい。

これにより、電動機３０〜３３の回転加速時など多くの電力が必要となる期間において、主エンジン発電装置１や副エンジン発電装置２に対して大きな負荷がかかるのを回避することができる。また、蓄電装置６は、このような負荷電力がピークとなる期間だけ一時的に使用されるため、大きな蓄電容量を必要とせず、前述した従来技術と比較して蓄電装置６に必要な設備コストを低減できる。

［第２の実施の形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。
第１の実施の形態では、副エンジン発電装置２を常時運転する場合を例として説明したが、本実施の形態では、副エンジン発電装置２を必要に応じて発電停止する場合を例として説明する。なお、クレーン装置の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

本実施の形態において、コントローラ７の発電制御機能は、主エンジン発電装置１から供給される主供給電力１４の供給状態に基づいて副エンジン発電装置２に対する発電停止制御を行う。すなわち、図４に示すように、時刻Ｔ２において主エンジン発電装置１からの主供給電力１４が所定の値まで上昇した時点で、副エンジン発電装置２に対して発電停止を指示する運転指示２０を出力する。また、時刻Ｔ３において主エンジン発電装置１の発電が停止され主供給電力１４の低下が開始された時点で、副エンジン発電装置２に対して発電再開を指示する運転指示２０を出力する。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、主エンジン発電装置１から電力供給が行われている期間において、副エンジン発電装置２での発電を停止させる運転指示を出力するようにしたので、副エンジン発電装置２での消費燃料を削減でき、運転コストを削減できる。

また、主エンジン発電装置１から供給される主供給電力１４の供給状態に基づいて副エンジン発電装置２に対する発電停止制御を行うようにしたので極めて効率よく消費燃料を削減でき、運転コストを削減できる。特に、主供給電力１４が所定の値まで上昇した時点から主供給電力１４の低下が開始された時点までの期間で副エンジン発電装置２での発電を停止させるようにしたので、主供給電力１４から安定して主供給電力１４が供給されている期間に副エンジン発電装置２の発電を停止することができ、安定した電力供給状態を維持することができる。

なお、副エンジン発電装置２での発電を停止させる期間のタイミングについては、主エンジン発電装置１から電力供給が行われている期間であれば、いずれのタイミングで発電の停止および再開を行ってもよい。

［第３の実施の形態］
次に、図５を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるクレーン装置について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。
第１の実施の形態では、負荷電力３４が発電停止しきい値を下回った時点で、主エンジン発電装置１での発電を停止する場合を例として説明した。本実施の形態では、負荷電力３４が発電停止しきい値を下回った時点から所定の監視期間にわたり電力供給が過剰な状態が継続することを確認した後、発電を停止する場合について説明する。なお、クレーン装置の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

本実施の形態において、コントローラ７の発電制御機能は、負荷電力３４が発電停止しきい値を下回った時点から所定の監視期間にわたり電力供給が過剰な状態が継続することを確認した後、発電を停止する。すなわち、図５に示すように、時刻Ｔ４において、負荷電力３４が発電停止しきい値Ｐｔｈを下回った時点から監視期間Ｔｗが開始され、電力供給状況確認機能により、この監視期間Ｔｗにおいて負荷電力３４が発電停止しきい値Ｐｔｈを下回った状態、すなわち電力供給が過剰な状態が継続しているかどうか確認される。

ここで、監視期間Ｔｗにおいて負荷電力３４が発電停止しきい値Ｐｔｈ以上となった場合、発電制御機能は、主エンジン発電装置１に対する発電停止を行わず、主供給電力１４の供給を継続する。一方、監視期間Ｔｗにわたり電力供給が過剰な状態が継続して時刻Ｔ５に至った場合、発電制御機能は、運転指示１０により主エンジン発電装置１に対する発電開始を指示する。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、負荷電力３４が発電停止しきい値を下回った時点から所定の監視期間にわたり電力供給が過剰な状態が継続することを確認した後、発電を停止するようにしたので、電力供給が過剰な状態となったことを確実に判断できる。
特に、クレーン装置では、荷物の高さや方位方向において位置を調整するため、短い間隔でクレーン動作の開始と停止を連続して行う、いわゆるインチング操作を行う場合がある。このような場合には、負荷電力が一旦低下するもののすぐに上昇するため、このような短い間隔で主エンジン発電装置に対して発電開始／停止を繰り返し指示することは、主エンジン発電装置の動作負担になる。本実施の形態によれば、電力供給が過剰な状態となったことを確実に判断できるため、主エンジン発電装置の動作負担を回避することができる。

［実施の形態の拡張］
以上の各実施の形態では、コントローラ７により負荷電力を取得するための具体的構成として、共通母線９へ供給されている電力の変動を算出する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、電動機３０〜３３の回転速度４５や操作者による指令入力７０に応じて負荷電力を算出してもよく、前述と同様の作用効果が得られる。

例えば、電動機３０〜３３の回転速度４５は、それぞれの消費電力と密接な関係があり、各電動機３０〜３３の動作特性として示すことができる。またこれら回転速度４５は、各インバータ４１〜４４から出力する交流電力の周波数と等しい。したがって、コントローラ７において、予めメモリに保存しておいた各電動機３０〜３３の動作特性を参照して、各インバータ４１〜４４から取得した回転速度４５に対応する消費電力を求め、これら消費電力の総和により負荷電力３４を算出すればよい。

また、荷物の昇降、さらには架台の走行や横行などの個々のクレーン動作は、それぞれ固有の負荷電力を必要とし、両者の関係はある程度固定的な関係として捉えることができる。したがって、コントローラ７のメモリにクレーン動作とその動作に必要な負荷電力との対応関係を予め保存しておき、指令入力７０の操作入力に応じて上記対応関係を参照し、操作入力されたクレーン操作に必要なクレーン動作ごとに負荷電力を取得し、これらの総和から操作入力されたクレーン操作に必要な負荷電力を算出すればよい。

また、各実施の形態では、主エンジン発電装置１での発電開始／停止を判断する際に用いる発電開始しきい値と発電停止しきい値の両方がＰｔｈと一致する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、両者の値が異なっていてもよい。例えば、図３において、発電停止しきい値を発電開始しきい値より高く設定すれば、時刻Ｔ３からの負荷電力の低減開始に応じて、時刻Ｔ４より手前で主エンジン発電装置１での発電を停止することができ、その分運転コストを削減できる。

また、コントローラ７からの運転指示１０に基づいて、主エンジン発電装置１が発電の開始／停止を行う場合、具体的には、ディーゼルエンジン１１の運転の開始／停止を行う方法と、交流発電機１２の励磁の開始／停止を行う方法があり、いずれを用いてもよい。また、副エンジン発電装置２についても同様である。

例えば、ディーゼルエンジン１１の運転の開始／停止を行う方法によれば、発電停止期間においてディーゼルエンジンが完全に停止する。したがって、運転コストを効果的に削減することができるものの、発電開始の運転指示から主供給電力１４の供給開始までに多少の遅れが生じるため、どちらかといえば主エンジン発電装置１の規模が比較的小さい場合に適している。

一方、交流発電機１２の励磁の開始／停止を行う方法によれば、発電停止期間においてディーゼルエンジンは完全に停止せず、負荷のない空転状態（アイドリング回転状態）となる。したがって、発電開始の運転指示から主供給電力１４の供給開始までにほとんど遅れが生じないものの、発電停止期間においてディーゼルエンジンの空転に応じた多少の運転コストを必要とするため、どちらかといえば主エンジン発電装置１の規模が比較的大きい場合に適している。

本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置の発電制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…主エンジン発電装置、１０…運転指示、１１…ディーゼルエンジン、１２…交流発電機、１３…コンバータ、１４…主供給電力、２…副エンジン発電装置、２０…運転指示、２１…ディーゼルエンジン、２２…交流発電機、２３…コンバータ、２４…副供給電力、３０…主巻電動機、３１，３２…走行電動機、３３…横行電動機、３４…負荷電力、４１〜４４…インバータ、４５…回転速度、５…放電装置、６…蓄電装置、７…コントローラ、７０…指令入力、９…共通母線。

Claims (8)

1. エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給することにより、共通母線にインバータを介して接続された電動機を駆動して荷物の積み降ろしを行うクレーン装置であって、
   エンジン駆動で発電した電力を前記共通母線に供給する主エンジン発電装置と、
   エンジン駆動で発電した電力を前記共通母線に供給する副エンジン発電装置と、
   前記共通母線に対する前記主エンジン発電装置および／または前記副エンジン発電装置からの電力供給状況に基づいて、発電要否を示す運転指示を前記主エンジン発電装置へ出力するコントローラと
   を備え、
   前記副エンジン発電装置の最大供給電力は、前記主エンジン発電装置の供給電力の最大値より小さいことを特徴とするクレーン装置。
2. 請求項１に記載のクレーン装置において、
   前記コントローラは、前記共通母線に対する前記副エンジン発電装置からの電力供給の不足に基づいて、発電開始を示す運転指示を前記主エンジン発電装置へ出力することを特徴とするクレーン装置。
3. 請求項１に記載のクレーン装置において、
   前記コントローラは、前記共通母線に対する前記主エンジン発電装置および前記副エンジン発電装置からの電力供給の過剰に基づいて、発電停止を示す運転指示を前記主エンジン発電装置へ出力することを特徴とするクレーン装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のクレーン装置において、
   前記コントローラは、少なくとも、前記共通母線へ供給されている電力の変動、前記電動機の回転速度、または操作者による指令入力のうちのいずれか１つに基づいて前記電力供給の過不足を検出することを特徴とするクレーン装置。
5. 請求項１に記載のクレーン装置において、
   前記コントローラは、前記主エンジン発電装置から電力供給が行われている期間において、前記副エンジン発電装置での発電を停止させる運転指示を出力することを特徴とするクレーン装置。
6. 請求項１に記載のクレーン装置において、
   前記コントローラは、前記共通母線に対する前記主エンジン発電装置および前記副エンジン発電装置からの電力供給が過剰な場合、当該過剰が所定の監視期間にわたり継続することを確認した後、発電停止を示す運転指示を前記主エンジン発電装置へ出力することを特徴とするクレーン装置。
7. 請求項１に記載のクレーン装置において、
   電池やコンデンサなどの蓄電池を有し、前記主エンジン発電装置および／または前記副エンジン発電装置から前記共通母線に対する電力供給状況に応じて、前記共通母線に対して前記蓄電池による充放電を行う蓄電装置をさらに備えることを特徴とするクレーン装置。
8. 請求項１に記載のクレーン装置において、
   電池やコンデンサなどの蓄電池を有し、前記共通母線の直流電圧が所定の放電しきい値以下に低下した場合に、前記蓄電池に蓄積されている直流電力を前記共通母線に供給し、前記共通母線の直流電圧が所定の充電しきい値以上に上昇した場合に、前記共通母線から直流電力を前記蓄電池へ充電する蓄電装置をさらに備えることを特徴とするクレーン装置。
   

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