CN102148513A - 馈电装置以及包括其的橡胶轮胎门式起重机 - Google Patents

Abstract

馈电装置包括两个蓄电池(45、46)，并将电力从两个蓄电池(45、46)之一供应到RTG 18的负载(25A到25D、28、29、76)。另一蓄电池(46)连接到蓄电池馈电部件(26、41到44、91、92)，并因此被置于利用从蓄电池馈电部件(26、41到44、91、92)供应的电力来充电的可充电状态。馈电装置同时允许放电状态中的蓄电池(45)的放电和可充电状态中的蓄电池(46)的充电。此外，馈电装置包括蓄电池切换部件(蓄电池切换开关(47、48)和控制装置(77))，用于重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池(45)切换到可充电状态并同时将可充电状态中的蓄电池(46)切换到放电状态。

Description

馈电装置以及包括其的橡胶轮胎门式起重机

技术领域

本发明涉及一种馈电装置以及包括该馈电装置的橡胶轮胎门式起重机。

背景技术

在港口集装箱装卸区(terminal)上的集装箱堆置场中(参见图1；稍后将描述细节)，使用橡胶轮胎门式起重机(下文中，也称为RTG)来执行集装箱装卸操作。作为它自己的负载，所述RTG包括用于驱动轮胎的驱动电动机、用于升起和降低(举起和放下)集装箱的升起电动机、用于横向移动台车(trolley)的横向移动电动机等。

作为这样的RTG之一，近年来，在其商业化中已经积极地推广了混合式RTG。

这个混合式RTG配备有发电装置(柴油机和发电机)和蓄电池(副电池)，以供应电力到诸如驱动电动机和升起电动机之类的负载。采用蓄电池主要是为了对发电机进行削峰和收集当降低集装箱时生成的再生能量的目的。这使能够减少发电机上的负载波动，导致减少了发电机的尺寸。相应地，实现了燃料效率提高的效果。

其间，已经发明了用于进一步提高燃料效率的方法，其中在备用状态期间，停止发电机，并且备用操作所需要的能量单独由蓄电池来负责(cover)。

在这些混合式RTG技术中，期望蓄电池3运转如下。具体地，如图10所示，当发电装置1在操作中时、并且当由诸如升起电动机2之类的负载所消耗的能量小、或者从负载生成再生能量时，应该对蓄电池3充电。如图11所示，当由负载所消耗的能量大、或者发电装置1处于静止时，蓄电池3应该放电。

也就是说，这些传统的技术不需要同时地执行充电和放电，并因此单个蓄电池构成了蓄电池3。要注意，在图10和图11中，附图标记4表示换流器(inverter)单元，其由执行AC/DC转换的转换器5和执行DC/AC转换的换流器6的组合而形成。

{引用列表}

{专利文献}

接下来是所公开的关于RTG的传统馈电装置的传统技术文献的示例。

{专利文献1}日本专利申请公布第2009-242088号

{专利文献2}日本专利申请公布第2009-23816号

发明内容

技术问题

在基于传统技术的如上所述配置的混合式RTG中，发电装置1用作用于操作负载的主能源，而蓄电池3处于支持发电装置1的位置。这样，发电装置1的尺寸减少尚未被实现到最终级别。结果，逻辑燃料效率提高率逗留在大约60％(实际上，大约40％)。

考虑到这些事实，本申请的发明人已经尝试开发全电池供电的RTG，作为从中排除发电装置的彻底电RTG。全电池供电的RTG指的是其中蓄电池负责负载所需要的全部操作能量、并且因此可以单独由蓄电池来操作的RTG。

为了达到该目标，蓄电池各自需要具有高输出以及非常长的持久性能。此外，由于随着蓄电池的容量的巨大增加、对蓄电池充电所需要的时间不可避免地变得更长，所以如何有效地对蓄电池充电依旧成为问题。

已经鉴于以上情况而作出了本发明，并因此本发明具有以下目标，即提供一种可利用其来实现全电池供电的RTG等的馈电装置、以及还提供一种包括所述馈电装置的橡胶轮胎门式起重机。

技术解决方案

本发明的第一方面提供了一种安装在输送机器上的馈电装置，包括多个蓄电池，并将电力从多个蓄电池中的至少一个供应到输送机器的负载，所述馈电装置的特征在于，

其它蓄电池连接到蓄电池馈电部件，并因此被置于利用从蓄电池馈电部件供应的电力来充电的可充电状态，并且所述馈电装置同时允许放电状态中的蓄电池的放电和可充电状态中的其他蓄电池的充电，

所述馈电装置的特征在于，包括蓄电池切换部件，该蓄电池切换部件用于重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池切换到可充电状态，并同时将可充电状态中的蓄电池切换到放电状态。

本发明的第二方面提供了根据本发明第一方面的馈电装置，其特征在于，所述蓄电池切换部件被配置为以规则的时间检测、或者在放电状态中的蓄电池的剩余容量达到阈值或降到低于阈值时的时刻执行蓄电池切换，所述剩余容量通过剩余容量检测器来检测。

本发明的第三方面提供了根据本发明第二方面的馈电装置，其特征在于，所述蓄电池的剩余容量的阈值对应于利用其能馈送大到足以使输送机器完成一个工作单位的电力的剩余容量。

本发明的第四方面提供了根据本发明第一到第三方面中任一个的馈电装置，其特征在于，所述蓄电池馈电部件是非接触类型馈电系统、接触类型接地(ground)馈电设备、和安装在输送机器上的发电设备中的任一个。

本发明的第五方面提供了一种橡胶轮胎门式起重机，包括用于驱动轮胎的驱动电动机、用于升起和降低输送目标的升起电动机、和用于横向移动台车的横向移动电动机，以作为所述橡胶轮胎门式起重机自己的负载，所述橡胶轮胎门式起重机的特征在于，包括根据权利要求1到4中任一项的馈电装置，所述橡胶轮胎门式起重机被配置为从放电状态中的蓄电池向所述负载供应电力。

本发明的有益效果

根据第一方面的馈电装置提供了一种安装在输送机器上的馈电装置，它包括多个蓄电池，并且从所述多个蓄电池的至少一个向输送机器的负载供应电力。所述馈电装置的特征在于：其它蓄电池连接到蓄电池馈电部件，并因此被置于其中利用从蓄电池馈电部件供应的电力来充电其它蓄电池的可充电状态，并且所述馈电装置同时允许在放电状态中的蓄电池进行放电和在可充电状态中的其它蓄电池进行充电；并且所述馈电装置包括蓄电池切换部件，用于重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池切换到可充电状态，并同时将可充电状态中的蓄电池切换到放电状态。由于可同时执行充电和放电，所以可能实现这样的输送机器(例如，全电池供电的RTG)，其中蓄电池负责输送机器的负载所需要的全部操作能量(电力)，并因此其可以单独通过蓄电池来操作。

此外，可能大大减少蓄电池馈电部件的尺寸。这是因为在蓄电池馈电部件中，可充电状态中的蓄电池仅仅需要作为在考虑了(添加了)蓄电池能量的损耗情况下的、由输送机器的负载所需要的操作能量(电力)的平均值的能量供应。

根据本发明第二方面的馈电装置的特征在于，在根据第一方面的馈电装置中，蓄电池切换部件被配置为当放电状态中的蓄电池的剩余容量达到或降到低于一阈值时、或者以规则的时间间隔，来执行蓄电池切换，通过剩余容量检测器来检测所述剩余容量。这样，可以以简单的方式、在合适的时刻执行蓄电池切换。

根据本发明第三方面的馈电装置的特征在于，在根据第二方面的馈电装置中，蓄电池的剩余容量的阈值对应于利用其可馈送大到足以使输送机器完成一个工作单位的电力的剩余容量。这样，无论何时放电状态中的蓄电池的剩余容量达到或降到低于利用其可馈送大到足以使输送机器完成一个工作单位的电力的剩余容量时，可以执行蓄电池切换。

根据本发明第四方面的馈电装置的特征在于，在根据第一到第三方面中的任一个的馈电装置中，蓄电池馈电部件是非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、和安装在输送机器上的发电设备中的任一个。这样，可能大大减少非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、或发电设备的尺寸。从而，可能实现可由蓄电池单独操作的输送机器(例如，全电池供电的RTG)。具体地，可使用难以实现大容量的非接触类型馈电系统来实现非接触类型接地馈送类型的全电池供电的RTG，其被认为具有最高的未来潜力。

根据第五方面的橡胶轮胎门式起重机包括用于驱动轮胎的驱动电动机、用于升起和降低输送目标的升起电动机、用于横向移动台车的横向移动电动机，以作为它自己的负载。橡胶轮胎门式起重机的特征在于，包括根据第一到第四方面中的任一个的馈电装置，并且其被配置为从馈电装置中的处于放电状态中的蓄电池向负载供应电力。这样，可能大大减少蓄电池馈电部件(非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、发电设备等)的尺寸。由此，可能实现可由蓄电池单独操作的全电池供电的RTG。

附图说明

图1是示出了向其应用根据本发明实施例的橡胶轮胎门式起重机的一般集装箱堆置场的配置示例的视图。

图2是根据本发明实施例的橡胶轮胎门式起重机的放大透视图。

图3是示出了根据本发明实施例的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

图4是示出了根据本发明实施例的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

图5是示出了根据本发明实施例的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的不同配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

图6是示出了根据本发明实施例的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的不同配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

图7是示出了根据参考示例的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

图8是示出了根据参考示例的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

图9是示出了在集装箱装卸期间、实施例的橡胶轮胎门式起重机如何消耗和生成能量的图表。

图10是示出了传统的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

图11是示出了传统的橡胶轮胎门式起重机的馈电装置的配置以及该馈电装置中的充电和放电状态的图。

具体实施方式

下面，将基于所述图来详细描述本发明的实施例。

首先，将基于图1来描述向其应用根据本发明实施例的橡胶轮胎门式起重机的一般集装箱堆置场的配置。

如图1所示，集装箱船12停泊在港口集装箱装卸区11的码头处。装载在集装箱船12上的集装箱13由在码头处提供的门式起重机(下文中，也称为GC)来卸载，并然后装载到在集装箱堆置场15上自动运行的自动化引导车辆(下文中，也称为AGV)上。装载在AGV 16上的集装箱13被AGV 16运输到集装箱堆置场15中的对应的集装箱存储区域17。

这个实施例的橡胶轮胎门式起重机(RTG)18被放在集装箱堆置场15中的每个集装箱存储区域17中。通过RTG 18的货物装卸操作，由AGV 16运输的集装箱13被放在集装箱存储区域17中的期望位置上。

其间，当在集装箱船12上装载集装箱13的情况下，通过RTG 18的货物装卸操作来将放在集装箱存储区域17上的集装箱13装载在AGV 16上。装载在AGV 16上的集装箱13被AGV 16运输到GC 14，并且通过GC 14的货物装卸操作而装载在集装箱船12上。

接下来，将基于图2来描述RTG 18的概要。

如图2所示，RTG 18包括通过将水平延展的两个梁21A整体地连接到在梁21A的两侧处提供的四个腿21B而形成的门形状台架21。台车22被提供在梁21A上，并且底座(dolly)23A、23B、23C、和23D被分别附着到腿21B的低端部分。底座23A、23B、23C、和23D分别配备有成对的轮胎24A、24B、24C、和24D以及驱动电动机25A、25B、25C、和25D。

这样，当从驱动电动机25A至25D向轮胎24A到24D应用旋转驱动时，RTG 18可沿着放置在集装箱堆置场15中的集装箱存储区域17上的馈电线缆26(即，沿着集装箱存储区域17的纵向方向，如箭头A所指示的)移动。要注意，尽管未图示，但是RTG 18可将底座23A到23D(轮胎24A到24D)水平地转动90度。通过这个90度的转动，RTG 18可在如箭头B所指示的与馈电线缆26垂直的方向上移动，并因此被转移到另一集装箱存储区域17。

其间，台车22配备有绞车(hoist)27、升起电动机28、和横向移动电动机29。多个钢丝绳30被附着到绞车27。用于提升集装箱13的集装箱吊具(spreader)31被附着到钢丝绳30的下端部分。因此，通过将旋转驱动应用到升起电动机28而进行的绞车27的正常和反向旋转导致绞车27缠绕或展开钢丝绳30，并因此升起或降低集装箱13连同集装箱吊具31。

此外，当从横向移动电动机29应用旋转驱动以驱动台车22的轮子(未图示)时，台车22横向地移动，即如箭头C所指示的在梁21A的纵向方向上沿着梁21A的轨道(未图示)而移动。

馈电装置32被安装在台架21的支架(support)21C上。从馈电装置32向诸如RTG 18的电动机25A到25D、28和29之类的负载供应电力。

接下来，将基于图3和图4来描述馈电装置32的配置等。

如图3和图4所示，作为初级线圈的馈电线缆26经由充电板41、接地变压器42、和接地高电压板43而连接到电力系统(未图示)。其间，向RTG

18提供包括次级线圈的非接触类型的电力接收单元44。这个电力接收单元44被布置为使得当RTG 18沿着馈电线缆26移动(如箭头A所指示的)时处于馈电线缆26附近。

换言之，在图3和图4中，部署接地馈电设备的非接触类型馈电系统，作为蓄电池馈电部件。

在这个非接触类型的馈电系统中，接地变压器42将经由接地高电压板43而从电力系统供应的电力从6600V的高电压变换到440V的低电压。所述电力然后通过充电板41而改变为高频波，并此后供应到馈电线缆26。这样，由于在馈电线缆26(初级线圈)与电力接收单元44(次级线圈)之间的电磁感应效应，所以在馈电线缆26附近的电力接收单元44上获得交流电力。通过电力接收单元44的整流电路进行整流，这个交流电力被转换为直流电力并然后输出。

这样从电力接收单元44输出的直流电力(经历恒定电流和恒定电压控制的电力)然后被供应并充电到馈电装置32的两个蓄电池45和46中的任一个。

蓄电池45的负极端子45a接地。蓄电池45的正极端子45b经由蓄电池切换开关47的第一接触点47a而连接到电力接收单元44，并且还经由蓄电池切换开关48的第一接触点48a而连接到换流器单元49、50、51、52、53和54。换流器单元49、50、51、52、53和54分别由执行AC/DC转换的转换器55、56、57、58、59和60与换流器61、62、63、64、65和66的组合而形成。蓄电池45的正极端子45b连接到换流器61、62、63、64、65和66的每一个的直流电(DC)侧。

蓄电池46的负极端子46a接地。蓄电池46的正极端子46b经由蓄电池切换开关47的第二接触点47b而连接到电力接收单元44，并且还经由蓄电池切换开关48的第二接触点48b而连接到换流器单元49、50、51、52、53和54的换流器61、62、63、64、65和66的每一个的直流电(DC)侧。

换流器61的交流电(AC)侧经由电磁开关67而连接到其容量例如是22kW的交流电横向移动电动机29。换流器62、63、64和65的交流电(AC)侧分别经由电磁开关68、69、70和71而连接到其容量例如是30kW的交流电驱动电动机25A、25B、25C和25D。换流器64和65的交流电(AC)侧还分别经由电磁开关72和73而连接到其容量例如是150kW的交流电升起动电动机28。

此外，换流器66的交流电(AC)侧经由电抗器(reactor)74和变压器75而连接到各种辅助设备76，诸如RTG 18所配备的空调系统和照明。

总之，两个蓄电池45和46经由蓄电池切换开关46(接触点46a和46b)而并行地连接到非接触类型馈电系统(电力接收单元44)，并且还经由蓄电池切换开关47(接触点47a和47b)而并行地连接到RTG 18的负载(电动机25A到25D、28和29以及辅助设备76)。

其间，向蓄电池45提供剩余容量检测器78。剩余容量检测器78基于诸如监视蓄电池45的端子电压之类的检测原理来检测蓄电池45的剩余容量，并向控制装置77输出关于剩余容量的已检测信号。向蓄电池46提供剩余容量检测器79。剩余容量检测器79基于诸如监视蓄电池46的端子电压之类的检测原理来检测蓄电池46的剩余容量，并向控制装置77输出关于剩余容量的已检测信号。要注意，控制装置77可专用于蓄电池切换或用于RTG 18的总体控制。

控制装置77基于由剩余容量检测器78和79所检测的蓄电池45和46的剩余容量，来输出蓄电池切换命令信号到蓄电池切换开关47和48。

蓄电池切换开关47基于来自控制装置77的蓄电池切换命令信号，通过第一接触点47a和第二接触点47b的断开和闭合操作，来执行要连接到非接触类型馈电系统(电力接收单元44)的蓄电池从蓄电池45到蓄电池46的切换或者从蓄电池46到蓄电池45的切换。

同时，蓄电池切换开关48基于来自控制装置77的蓄电池切换命令信号，通过第一接触点48a和第二接触点48b的断开和闭合操作，来执行要连接到RTG 18的负载(电动机25A到25D、28和29以及辅助设备76)的蓄电池从蓄电池45到蓄电池46的切换或者从蓄电池46到蓄电池45的切换。

将基于图3和图4来详细描述由控制装置77进行的蓄电池切换控制。

图3示出了如下的状态，其中蓄电池切换开关47的第一接触点47a断开，并且其第二接触点47b闭合，从而蓄电池46连接到非接触类型馈电系统(电力接收单元44)，而蓄电池切换开关48的第一接触点48a闭合，并且其第二接触点48b断开，从而蓄电池45连接到RTG 18的负载(电动机25A到25D、28和29以及辅助设备76)。

在这个状态期间，蓄电池45处于放电状态，如图3中的箭头D所指示的，因此向RTG 18的负载供电，或者当从诸如升起电动机28之类的负载再生电力时利用所再生的电力来充电。相反，在这个状态期间，蓄电池46处于可充电状态，如图3中的箭头E所指示的，因此利用从非接触类型馈电系统供应的电力来充电。

在这样的状态中，蓄电池46的剩余容量增加，而蓄电池45的剩余容量逐渐减少。然后，控制装置77在比较由剩余容量检测器78所检测的蓄电池45的剩余容量与阈值、并判断剩余容量已经达到或降到低于阈值之后，输出蓄电池切换命令信号到蓄电池切换开关47和48。

结果，蓄电池切换开关47的第一接触点47a闭合，并且其第二接触点47b断开，由此要连接到非接触类型馈电系统的蓄电池从蓄电池46切换到蓄电池45。同时，蓄电池切换开关48的第一接触点48a断开，并且其第二接触点48b闭合，由此要连接到RTG 18的负载的蓄电池从蓄电池45切换到蓄电池46。

在图4中示出了这个切换后的状态。在这个状态期间，蓄电池46处于放电状态，如图4中的箭头F所指示的，因此向RTG 18的负载供电，或者当从诸如升起电动机28之类的负载再生电力时利用所再生的电力来充电。相反，在这个状态期间，蓄电池45处于可充电状态，如图4中的箭头G所指示的，因此利用从非接触类型馈电系统供应的电力来充电。

在这样的状态中，蓄电池45的剩余容量增加，而蓄电池46的剩余容量逐渐减少。然后，控制装置77在比较由剩余容量检测器79所检测的蓄电池46的剩余容量与阈值、并判断剩余容量已经达到或降到低于阈值之后，输出蓄电池切换命令信号到蓄电池切换开关47和48。

结果，蓄电池切换开关47的第一接触点47a断开，并且其第二接触点47b闭合，由此要连接到非接触类型馈电系统的蓄电池从蓄电池45切换到蓄电池46。同时，蓄电池切换开关48的第一接触点48a闭合，并且其第二接触点48b断开，由此要连接到RTG 18的负载的蓄电池从蓄电池46切换到蓄电池45。换言之，获得了图3中的先前状态。这里，蓄电池45和46的每一个的剩余容量的阈值例如对应于以下剩余容量，利用所述剩余容量，可馈送大到足以使RTG 18完成一个工作单位的电力(货物装卸的一个周期；后面将详细描述)。

此后，重复如上面的蓄电池切换，并因此一直同时执行充电和放电。

具体地，蓄电池切换开关47和48以及控制装置77构成蓄电池切换部件，并且这个蓄电池切换部件重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池45(或蓄电池46)切换到可充电状态，并同时将可充电状态中的蓄电池46(或者蓄电池45)切换到放电状态。

顺便提及的是，这样的蓄电池切换也称为组(bank)切换，这是因为它将利用电力而充电(累积)的蓄电池45(或蓄电池46)切换到其剩余容量由于放电而减少的蓄电池46(或蓄电池45)。

已经基于其中根据关于剩余容量的检测信号来执行蓄电池切换的情况而给出了上面的描述。然而，本发明不一定限于这个情况。例如，蓄电池切换命令信号可以以规则的时间间隔而从控制装置77输出到蓄电池切换开关47和48。然后，可基于蓄电池切换命令信号来切换蓄电池切换开关47的第一接触点47a和第二接触点47b的断开/闭合状态、以及蓄电池切换开关48的第一接触点48a和第二接触点48b的断开/闭合状态。以这个方式，要连接到非接触类型馈电系统的蓄电池(即，可充电状态中的蓄电池)可以以规则的时间间隔而从蓄电池45(或蓄电池46)切换到蓄电池46(或蓄电池45)，并且要连接到RTG 18的负载的蓄电池(即，处于放电状态中的蓄电池)可以以规则的时间间隔而从蓄电池46(或蓄电池45)切换到蓄电池45(或蓄电池46)

此外，非接触类型馈电系统不限于通过气隙来产生电磁感应效应的系统。当适当时，可使用其中经由铁心的插入来实现变压器耦合的馈电系统、微波电力传送类型的馈电系统等。

此外，蓄电池馈电部件不一定限于非接触类型的馈电系统。尽管未图示，但是可使用接触类型的接地馈电设备(例如，导电弓(pantograph)类型)作为蓄电池馈电部件。即使在这个情况下，在蓄电池45和46之间的组切换方案也保持与使用非接触类型馈电系统的情况下相同。

此外，如图5和图6所示，发电设备91可安装在RTG 18上(即，可提供混合式RTG)，并用作蓄电池馈电部件。发电设备91包括诸如柴油机之类的引擎、以及通过应用旋转驱动到引擎来生成电力的发电机。由发电设备91生成的电力通过转换器92而经历AC/DC转换。然后，从转换器92输出的直流电力(经历恒定电流和恒定电压控制的电力)被供应并充电到馈电装置32的两个蓄电池45和46中的任一个。即使在这个情况下，蓄电池45和46之间的组切换方案也保持与使用非接触类型馈电系统的情况下相同。

图5示出了如下的状态，其中蓄电池切换开关47的第一接触点47a断开，并且其第二接触点47b闭合，从而蓄电池46连接到发电设备91，而蓄电池切换开关48的第一接触点48a闭合，以及其第二接触点48b断开，从而蓄电池45连接到RTG 18的负载。在这个状态期间，蓄电池45处于放电状态，如图5中的箭头L所指示的，因此向RTG 18的负载供电，或者当从诸如升起电动机28之类的负载再生电力时利用所再生的电力来充电。相反，在这个状态期间，蓄电池46处于可充电状态，如图5中的箭头M所指示的，因此利用从发电设备91供应的电力来充电。

图6示出了如下的状态，其中蓄电池切换开关47的第一接触点47a闭合，并且其第二接触点47b断开，从而蓄电池45连接到发电设备91，而蓄电池切换开关48的第一接触点48a断开，并且其第二接触点48b闭合，从而蓄电池46连接到RTG 18的负载。在这个状态期间，蓄电池46处于放电状态，如图6中的箭头N所指示的，因此向RTG 18的负载供电，或者当从诸如升起电动机28之类的负载再生电力时利用所再生的电力来充电。相反，在这个状态期间，蓄电池45处于可充电状态，如图6中的箭头O所指示的，因此利用从发电设备91供应的电力来充电。

如上所述，这个实施例的馈电装置32的特征如下。具体地，馈电装置32是包括两个蓄电池45和46并从两个蓄电池45和46中的任一个(蓄电池45(或蓄电池46))向RTG 18的负载供电的馈电装置。另一蓄电池46(或蓄电池45)连接到蓄电池馈电部件(非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、或者发电设备91)，并因此被置于其中利用从蓄电池馈电部件供应的电力来充电蓄电池46的可充电状态。馈电装置同时允许放电状态中的蓄电池45(或蓄电池46)的放电和可充电状态中的蓄电池46(或蓄电池45)的充电。此外，馈电装置包括蓄电池切换部件(蓄电池切换开关47和48以及控制装置77)，以用于重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池45(或蓄电池46)切换到可充电状态，并同时将可充电状态中的蓄电池46(或蓄电池45)切换到放电状态。由于可同时执行充电和放电，所以可能实现其中蓄电池负责RTG 18的负载所需要的全部操作能量(电力)并且因此可以单独由蓄电池操作的全电池供电的RTG。

此外，可能大大减少蓄电池馈电部件(非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、或者发电设备91)的尺寸。这是因为在蓄电池馈电部件(非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、或者发电设备91)中，可充电状态中的蓄电池仅仅需要作为在考虑了(添加了)蓄电池能量的损耗情况下的、由RTG 18的负载所需要的操作能量(电力)的平均值的能量供应。具体地，可使用难以实现大容量的非接触类型馈电系统来实现非接触接地馈送类型的全电池供电的RTG 18，其被认为具有最高的未来潜力。

此外，这个实施例的馈电装置32的特征在于：蓄电池切换部件被配置为当放电状态中的蓄电池45(或蓄电池46)的剩余容量达到或降到低于一阈值时、或者以规则的时间间隔，来执行蓄电池切换，其中通过剩余容量检测器78(或剩余容量检测器79)来检测所述剩余容量。这样，可以以简单的方式、在合适的时刻执行蓄电池切换。

此外，这个实施例的馈电装置32的特征在于：蓄电池45和46的每一个的剩余容量的阈值对应于利用其可馈送大到足以使RTG 18完成一个工作单位的电力的剩余容量。这样，无论何时放电状态中的蓄电池45(或蓄电池46)的剩余容量达到或降到低于利用其可馈送大到足以使RTG 18完成一个工作单位的电力的剩余容量时，可以执行蓄电池切换。

现在，将基于图7到图9来进一步详细描述本发明的有益效果。

当按照原样地应用作为传统技术的混合式RTG的电路配置时，该电路包括如图7和图8中的参考示例所示的单个蓄电池81。由于此原因，所以不能利用蓄电池81来同时执行充电和放电。

具体地，如图7中的箭头H和I所指示的，接地馈电设备(非接触类型馈电系统)需要在它正在对蓄电池81充电的同时负责负载操作能量。此外，如图8中的箭头J和K所指示的，在蓄电池81的放电期间，来自接地馈电设备(非接触类型馈电系统)的能量不馈送到任何地方，或作为负载操作能量来应用。来自接地馈电设备(非接触类型馈电系统)的能量供应因此取决于负载的状况和蓄电池81的状态而波动。

为此，需要具有大容量以保证峰值电力的接地馈电设备(非接触类型馈电系统)，并且其本身正极大地阻碍了其实际应用。

相反，如上所述，这个实施例的馈电装置32包括两个蓄电池45和46，并从两个蓄电池45和46中的任一个(蓄电池45(或蓄电池46))向RTG 18的负载供电。另一蓄电池46(或蓄电池45)连接到蓄电池馈电部件(非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、或者发电设备91)，并因此被置于其中利用从蓄电池馈电部件供应的电力来充电蓄电池46(或蓄电池45)的可充电状态。馈电装置32被配置为同时允许放电状态中的蓄电池45(或蓄电池46)的放电和可充电状态中的蓄电池46(或蓄电池45)的充电。此外，馈电装置32被配置为重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池45(或蓄电池46)切换到可充电状态，并同时将可充电状态中的蓄电池46(或蓄电池45)切换到放电状态。这样，可能大大减少非接触类型馈电系统的尺寸，由此可实现使用非接触类型馈电系统的接地馈电。

图9示出了在由RTG 18进行的集装箱装卸操作期间如何消耗(在图9中用正值侧的电力所指示)和生成(在图9中用负值侧的电力所指示)能量。在图9中，部分a代表当由升起电动机28升起集装箱吊具31时、恰在集装箱吊具31被降低之前的稳定状态中的能量消耗。部分b代表当由升起电动机28降低集装箱吊具31时的能量生成(再生的电力)。部分c代表当由升起电动机28升起集装箱13时的能量消耗。部分d代表当由横向电动机29横向移动台车22时的能量消耗。部分e代表当由升起电动机28降低集装箱13时的能量消耗(再生的电力)。部分f代表当由升起电动机28升起集装箱吊具31时的能量消耗。部分g代表当由驱动电动机25A到25D移动RTG 18时的能量消耗。从部分a到部分g的区域对应于集装箱装卸的一个周期(一个工作单位)。

如图9中所示，负载所需要的能量消耗最大达到或超过300kW。然而，可以看出，当按照集装箱装卸的一个周期进行平均时，能量消耗仅仅是大约30kW。即使当蓄电池45和46的每一个的能量损耗被认为处于在一个稳定周期中发生的用于升起和降低集装箱以及横向移动台车22和移动RTG 18所需要的能量(30kW)时，大约45kW的稳定能量供应也应该大概平衡能量的供应和需求。相应地，蓄电池45和46确实需要放电300kW以上的峰值电力，但是仅仅暂时地并且仅仅需要放电平均上大约30kW的电力。

总之，这个实施例的馈电装置32能够充分地负责操作能量，只要它是能够稳定地供应电力(大约45kW)的蓄电池馈电部件(非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、或者发电设备91)(即，能够利用稳定的低电力来对蓄电池45和46充电的蓄电池馈电部件)，所述电力(大约45kW)是在考虑了蓄电池45和46的能量损耗的情况下的、由负载消耗的能量的平均数(大约30kW)。

结果，这使得即使在从馈送容量和设备成本的角度来看目前被认为难以进行其实际应用的非接触类型馈电系统的情况下、也可能实现全电池供电的RTG 18。在实现的方面中，认为这个非接触接地馈电类型的全电池供电的RTG 18具有最高的未来潜力。然而，所述实现当然不限于此。还可以实现其中安装小发电设备91的最终混合式RTG 18、或者具有小容量的接地馈电类型的电RTG 18。

要注意，已经基于使用两个蓄电池45和46的情况而给出了以上描述；然而，本发明不限于此，并且可使用三个或更多蓄电池。即使当使用三个或更多蓄电池时，馈电装置也使用多个(三个或更多)蓄电池中的至少一个来向RTG的负载供应电力。其它蓄电池连接到蓄电池馈电部件，并因此被置于其中利用从蓄电池馈电部件供应的电力来充电蓄电池的可充电状态。馈电装置同时允许放电状态中的蓄电池的放电和可充电状态中的蓄电池的充电。此外，馈电装置包括蓄电池切换部件，其重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池切换到可充电状态，并同时将可充电状态中的蓄电池切换到放电状态。

此外，在以上描述中，当接地馈电设备(非接触类型馈电系统)要馈送电力时，沿着RTG 18在其上移动的全部集装箱存储区域17来铺设馈电线缆。然而，本发明不限于此。可以向集装箱存储区域17提供用于充电接地馈电设备(非接触类型馈电系统)的特定数目的点，所述特定数目对应于货物装卸点的数目(例如，10个充电点用于100个货物装卸点)。

此外，本发明的馈电装置在应用到RTG时是有用的。然而，本发明的馈电装置还可应用到除了RTG之外的输送机器(例如，在预定地区中移动的AGV)。

{工业适用性}

本发明涉及一种馈电装置和包括所述馈电装置的橡胶轮胎门式起重机。具体地，当应用于其中要实现使用非接触类型馈电系统的非接触接地馈电类型全电池供电的RTG的情况、和其它情况时，本发明是有用的。

{附图标记列表}

11集装箱装卸区

12集装箱船

13集装箱

14门式起重机(GC)

15集装箱堆置场

16自动化引导车辆(AGV)

17集装箱存储区域

18橡胶轮胎门式起重机(RTG)

21台架

21A梁

21B腿

21C支架

22台车

23A、23B、23C、23D底座

24A、24B、24C、24D轮胎

25A、25B、25C、25D驱动电动机

26馈电线缆

27绞车

28升起电动机

29横向移动电动机

30钢丝绳

31集装箱吊具

32馈电装置

41充电板

42接地变压器

43接地高电压板

44电力接收单元

45、46蓄电池

47蓄电池切换开关

47a第一接触点

48b第二接触点

48蓄电池切换开关

48a第一接触点

48b第二接触点

49、50、51、52、53、54换流器单元

55、56、57、58、59、60转换器

61、62、63、64、65、66换流器

67、68、69、70、71、72、73电磁开关

74电抗器

75变压器

76辅助设备

77控制装置

81蓄电池

91发电设备

92转换器

Claims (6)

1.一种安装在输送机器上的馈电装置，包括多个蓄电池，并将电力从多个蓄电池中的至少一个供应到输送机器的负载，所述馈电装置的特征在于，

其它蓄电池连接到蓄电池馈电部件，并因此被置于利用从蓄电池馈电部件供应的电力来充电的可充电状态，并且所述馈电装置同时允许放电状态中的蓄电池的放电和可充电状态中的蓄电池的充电，

所述馈电装置的特征在于，包括蓄电池切换部件，该蓄电池切换部件用于重复地执行蓄电池切换，以将放电状态中的蓄电池切换到可充电状态，并同时将可充电状态中的蓄电池切换到放电状态。

2.根据权利要求1的馈电装置，其特征在于，所述蓄电池切换部件被配置为以规则的时间检测、或者在放电状态中的蓄电池的剩余容量达到阈值或降到低于阈值时的时刻执行蓄电池切换，所述剩余容量通过剩余容量检测器来检测。

3.根据权利要求2的馈电装置，其特征在于，所述蓄电池的剩余容量的阈值对应于利用其能馈送大到足以使输送机器完成一个工作单位的电力的剩余容量。

4.根据权利要求1到3中任一项的馈电装置，其特征在于，所述蓄电池馈电部件是非接触类型馈电系统、接触类型接地馈电设备、和安装在输送机器上的发电设备中的任一个。

5.一种橡胶轮胎门式起重机，包括用于驱动轮胎的驱动电动机、用于升起和降低输送目标的升起电动机、和用于横向移动台车的横向移动电动机，以作为所述橡胶轮胎门式起重机自己的负载，所述橡胶轮胎门式起重机的特征在于，包括根据权利要求1到3中任一项的馈电装置，所述橡胶轮胎门式起重机被配置为从放电状态中的蓄电池向所述负载供应电力。

6.一种橡胶轮胎门式起重机，包括用于驱动轮胎的驱动电动机、用于升起和降低输送目标的升起电动机、和用于横向移动台车的横向移动电动机，作为所述橡胶轮胎门式起重机自己的负载，所述橡胶轮胎门式起重机的特征在于，包括根据权利要求4的馈电装置，所述橡胶轮胎门式起重机被配置为从放电状态中的蓄电池向所述负载供应电力。

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