JP2012121675A - System and method for utilizing regenerative electric power of cargo handling device - Google Patents

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和也 矢田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a remarkable energy-saving effect, by utilizing regenerative electric power generated in an electric motor of a motor-driven cargo handling device.SOLUTION: This system 100 utilizing the regenerative electric power of an overhead crane 10 utilizes the regenerative electric power generated in the electric motor 24 of the overhead crane 10, at the time of an unloading operation in the overhead crane 10, and the overhead crane 10 is used for cargo handling work of unloading, to a bottom part of a vertical shaft, a material such as a segment for constructing a shield tunnel in the bottom part of the vertical shaft, and includes a utilizing means for supplying the regenerative electric power generated in the electric motor 24, to an electric power consumption line within a construction field such as a water supply pump 32 or the like.

Description

本発明は、電動式の荷役装置の降荷時に該荷役装置の電動機で発生する回生電力を利用するシステム及び方法に関する。   The present invention relates to a system and method for using regenerative electric power generated by an electric motor of a cargo handling device when the electric cargo handling device is unloaded.

建設工事現場や港湾での荷役作業に用いられる電動式クレーンの消費エネルギーを低減することを目的として、電動式クレーンの電動機(モーター)で発生する回生電力を蓄電装置に蓄電するように構成したクレーン制御システムが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。これらのシステムでは、クレーンの降荷動作時に電動機で発生する回生電力を蓄電装置に蓄電し、クレーンの揚荷動作時に、蓄電装置に蓄電された電力や商用電源からの電力を消費する。   A crane configured to store the regenerative power generated by the electric motor (motor) of the electric crane in the power storage device for the purpose of reducing the energy consumption of the electric crane used for cargo handling work at construction sites and ports. Control systems are known (see, for example, Patent Documents 1 to 3). In these systems, the regenerative power generated by the electric motor during the crane unloading operation is stored in the power storage device, and the power stored in the power storage device and the power from the commercial power source are consumed during the crane unloading operation.

特開2007―166775号公報JP 2007-166775 A 特開2006−225093号公報JP 2006-225093 A 特開平9−295793号公報JP-A-9-295793

特許文献1〜3に記載のクレーン制御システムのように、消費エネルギーの低減を目的として回生電力を利用することは、種々検討されている。しかし、何れの場合においても、回生電力の発生量はクレーンの消費電力量と比して微量であることから、回生電力の利用による省エネルギー効果は大きいものではない。   As in the crane control systems described in Patent Documents 1 to 3, various studies have been made on using regenerative power for the purpose of reducing energy consumption. However, in any case, the amount of regenerative power generated is very small compared to the amount of power consumed by the crane, so the energy saving effect by using the regenerative power is not significant.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電動式荷役装置の電動機で発生する回生電力を利用して顕著な省エネルギー効果を得ることを課題とするものである。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to obtain the remarkable energy saving effect using the regenerative electric power which generate | occur | produces with the electric motor of an electric-type cargo handling apparatus.

上記課題を解決するために、本発明に係る荷役装置の回生電力の利用システムは、電動式の荷役装置の荷降し動作時に該荷役装置の電動機で発生する回生電力を利用する荷役装置の回生電力の利用システムであって、前記荷役装置は、立坑の底部で地下構造物を構築するための資材を、前記立坑の底部に荷降しする荷役作業に用いられ、前記回生電力を、前記立坑が設けられる工事現場内の電力消費系統に供給し、蓄電装置に蓄電させ、又は、電力事業者の配電系統に供給する利用手段を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a system for using regenerative power of a cargo handling device according to the present invention provides a regeneration system for a cargo handling device that uses regenerative power generated by an electric motor of the cargo handling device during unloading operation of the electric cargo handling device. An electric power utilization system, wherein the cargo handling device is used for a cargo handling operation for unloading materials for constructing an underground structure at a bottom of a shaft to the bottom of the shaft, and the regenerative power is used for the shaft. Is provided with a utilization means for supplying power to a power consuming system in a construction site where power is supplied, storing power in a power storage device, or supplying power to a power distribution system of a power company.

上記荷役装置の回生電力の利用システムにおいて、前記利用手段は、前記回生電力を前記工事現場内の電力消費系統に供給してもよい。   In the utilization system of the regenerative power of the cargo handling device, the utilization means may supply the regenerative power to a power consumption system in the construction site.

また、上記荷役装置の回生電力の利用システムは、前記回生電力の発生量を表示する表示装置を備えてもよい。   Moreover, the utilization system of the regenerative electric power of the said cargo handling apparatus may be provided with the display apparatus which displays the generation amount of the said regenerative electric power.

また、本発明に係る荷役装置の回生電力の利用方法は、電動式の荷役装置の荷降し動作時に該荷役装置の電動機で発生する回生電力を利用する荷役装置の回生電力の利用方法であって、前記荷役装置を、立坑の底部で地下構造物を構築するための資材を、前記立坑の底部に荷降しする荷役作業に用い、前記回生電力を、前記立坑が設けられる工事現場内の電力消費系統に供給し、蓄電装置に蓄電させ、又は、電力事業者の配電系統に供給することを特徴とする。   Further, the method of using the regenerative power of the cargo handling device according to the present invention is a method of using the regenerative power of the cargo handling device that uses the regenerative power generated by the motor of the cargo handling device during the unloading operation of the electric cargo handling device. The material handling equipment is used for material handling work for unloading the material for constructing an underground structure at the bottom of the shaft to the bottom of the shaft, and the regenerative power is used in a construction site where the shaft is installed. The power is supplied to a power consumption system, is stored in a power storage device, or is supplied to a power provider's distribution system.

上記荷役装置の回生電力の利用方法において、前記回生電力の発生量が、前記荷役装置の電力の消費量よりも多くなるように、前記荷役装置を稼動させてもよい。   In the method of using regenerative power of the cargo handling device, the cargo handling device may be operated so that the amount of regenerative power generated is greater than the power consumption of the cargo handling device.

上記荷役装置の回生電力の利用システム及び方法によれば、電動式荷役装置の電動機で発生する回生電力を利用して顕著な省エネルギー効果を得ることができる。   According to the system and method for using the regenerative power of the cargo handling device, a significant energy saving effect can be obtained by using the regenerative power generated by the electric motor of the electric cargo handling device.

一実施形態に係る回生電力利用システムを採用したシールドトンネルの工事現場を示す立面断面図である。It is an elevational sectional view showing a construction site of a shield tunnel employing a regenerative power utilization system according to an embodiment. 天井クレーンを示す立面図である。It is an elevation view showing an overhead crane. 一実施形態に係る回生電力利用システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the regenerative electric power utilization system which concerns on one Embodiment. 他の実施形態に係る回生電力利用システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the regenerative electric power utilization system which concerns on other embodiment.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係る天井クレーン10の回生電力の利用システム(以下、回生電力利用システムという)100(図3参照)を採用したシールドトンネル1の工事現場を示す立面断面図である。この図に示すように、天井クレーン10は、立坑2の上部に設置されており、シールドトンネル1の覆工面を構成するセグメント3や床版等の資材や機材を、立坑2の底部まで荷降しする。なお、本実施形態では、立坑2の底部から両側へ、片側2機のシールド掘進機を発進させて、立坑2の底部を貫通する2本のシールドトンネル1を構築する。また、シールド掘進機と同数の天井クレーン10を、立坑2の上部に、それぞれ各シールド掘進機に対応するように設置する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an elevational sectional view showing a construction site of a shield tunnel 1 that employs a regenerative power utilization system (hereinafter referred to as a regenerative power utilization system) 100 (refer to FIG. 3) of an overhead crane 10 according to an embodiment. . As shown in this figure, the overhead crane 10 is installed in the upper part of the shaft 2 and unloads materials and equipment such as segments 3 and floor slabs that constitute the lining surface of the shield tunnel 1 to the bottom of the shaft 2. To do. In the present embodiment, two shield tunneling machines on one side are started from the bottom of the shaft 2 to both sides to construct two shield tunnels 1 penetrating the bottom of the shaft 2. Moreover, the same number of overhead cranes 10 as the shield machine are installed at the upper part of the shaft 2 so as to correspond to each shield machine.

図2は、天井クレーン10を示す立面図である。この図に示すように、天井クレーン10は、立坑2の上部に跨るように設置されたガータ12と、ガータ12上を横行するトロリ14と、トロリ14からワイヤー15で吊り下げられたフックブロック16と、ワイヤー15の巻き取り、巻き出しをすることによりフックブロック16を昇降させる昇降装置18とを備える。昇降装置18は、フックブロック16とトロリ14とにそれぞれ設けられたプーリ20と、トロリ14に設けられた巻取りドラム22と、巻取りドラム22を回転駆動する電動機(モーター)24とを備える。   FIG. 2 is an elevational view showing the overhead crane 10. As shown in this figure, the overhead crane 10 includes a garter 12 installed so as to straddle the upper portion of the shaft 2, a trolley 14 traversing the garter 12, and a hook block 16 suspended from the trolley 14 by a wire 15. And a lifting device 18 that lifts and lowers the hook block 16 by winding and unwinding the wire 15. The elevating device 18 includes a pulley 20 provided on each of the hook block 16 and the trolley 14, a winding drum 22 provided on the trolley 14, and an electric motor (motor) 24 that rotationally drives the winding drum 22.

天井クレーン10の荷揚げ動作時には、電動機24の力行動作により巻取りドラム22がワイヤー15を巻き取る方向に回転される。一方、天井クレーン10の荷降し動作時には、巻取りドラム22が吊り荷の荷重によりワイヤー15を巻き出す方向に回転される。この際、巻取りドラム22に電動機24の回生ブレーキが作用することで、巻取りドラム22は低速で回転し、吊荷は低速で降下する。また、電動機24は回生電力を発生する。   During the unloading operation of the overhead crane 10, the winding drum 22 is rotated in the direction of winding the wire 15 by the power running operation of the electric motor 24. On the other hand, when the overhead crane 10 is unloaded, the winding drum 22 is rotated in the direction of unwinding the wire 15 by the load of the suspended load. At this time, the regenerative brake of the electric motor 24 acts on the winding drum 22, so that the winding drum 22 rotates at a low speed, and the suspended load descends at a low speed. The electric motor 24 generates regenerative power.

図3は、回生電力利用システム100の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、回生電力利用システム100は、電力系統から高圧(例えば、6600V)の電力を受電するキュービクル式高圧受電設備(以下、キュービクルという)110と、キュービクル110に接続された分電盤120、122と、分電盤120に接続された制御盤130と、制御盤130に接続された電動機24と、電動機24からの回生電力の発生量等を表示する表示装置140とを備えている。分電盤120には、複数の天井クレーン10の他に、掘削土等を地上に搬送するための垂直ベルトコンベア30等が接続されている。また、分電盤122には、立坑2内や立坑2の周辺に設置された給水ポンプ32や保安照明34等の設備が接続されている。即ち、キュービクル110は、天井クレーン10や垂直ベルトコンベア30や給水ポンプ32や保安照明34等の負荷(電力消費系統)に電源を供給する。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the regenerative power utilization system 100. As shown in this figure, a regenerative power utilization system 100 includes a cubicle type high-voltage power receiving facility (hereinafter referred to as cubicle) 110 that receives high-voltage (for example, 6600 V) power from a power system, and a power distribution unit connected to the cubicle 110. Panels 120 and 122, a control panel 130 connected to the distribution board 120, a motor 24 connected to the control panel 130, and a display device 140 that displays the amount of regenerative power generated from the motor 24 and the like. Yes. In addition to the plurality of overhead cranes 10, the distribution board 120 is connected to a vertical belt conveyor 30 for conveying excavated soil or the like to the ground. In addition, the distribution board 122 is connected to facilities such as a water supply pump 32 and a security light 34 installed in the shaft 2 or in the vicinity of the shaft 2. That is, the cubicle 110 supplies power to loads (power consumption system) such as the overhead crane 10, the vertical belt conveyor 30, the water supply pump 32, the security lighting 34, and the like.

キュービクル110は、地上に設置されて変圧器や開閉器等を収容しており、高圧で受電した電気を、400Vに変換して分電盤120へ、200Vに変換して分電盤122へ送電する。また、分電盤120、122は、地上に設置されて漏電遮断器等を収容している。分電盤120は、受電した400Vの交流を、制御盤130やその他の接続された400V系の設備に分電し、分電盤122は、受電した200Vの交流を、給水ポンプ32や保安照明34等の200V系の設備に分電する。   The cubicle 110 is installed on the ground and accommodates a transformer, a switch, and the like. Electricity received at a high voltage is converted to 400V and converted to the distribution panel 120, and then converted to 200V and transmitted to the distribution panel 122. To do. In addition, the distribution boards 120 and 122 are installed on the ground and accommodate an earth leakage breaker or the like. The distribution board 120 distributes the received AC of 400V to the control panel 130 and other connected 400V system facilities, and the distribution board 122 supplies the received 200V AC to the water supply pump 32 and security lighting. Distributes electricity to equipment of 200V system such as 34.

制御盤130は、天井クレーン10のガータ12上に設置されてPWMサイクロコンバータ132(マトリックスコンバータ)や電力量計等を収容している。PWMサイクロコンバータ132は、小形の入力フィルタと複数個の双方向スイッチとから構成された主回路部を備えるAC/AC変換器であり、三相交流電源の交流電圧を、PWM制御により任意の電圧・周波数の交流電圧に直接変換して電動機24に出力すると共に、電動機24で発生した回生電力を交流電源側へ還流させる。   The control panel 130 is installed on the garter 12 of the overhead crane 10 and accommodates a PWM cycloconverter 132 (matrix converter), a watt hour meter, and the like. The PWM cycloconverter 132 is an AC / AC converter including a main circuit unit composed of a small input filter and a plurality of bidirectional switches. An AC voltage of a three-phase AC power source is converted into an arbitrary voltage by PWM control. -It converts directly into the alternating voltage of a frequency, outputs it to the electric motor 24, and recirculates the regenerated electric power which generate | occur | produced in the electric motor 24 to the alternating current power supply side.

表示装置140は、地上に設置され、制御盤130等に設けられた電力量計に接続されており、電力量計により計測された電力消費系統全体の現在の消費電力量(kWh)、電力量計により計測された電動機24の現在の回生電力量(kWh)、及び、電力消費系統全体の最大需要電力量(最大デマンド)(kWh)を表示する。   The display device 140 is installed on the ground and connected to a watt hour meter provided on the control panel 130 or the like, and the current power consumption (kWh) and power amount of the entire power consumption system measured by the watt hour meter. The current regenerative power amount (kWh) of the electric motor 24 measured by the meter and the maximum demand power amount (maximum demand) (kWh) of the entire power consumption system are displayed.

ところで、制御盤130には、分電盤120を介して他の天井クレーン10や垂直ベルトコンベア30等の400V系の設備が接続されており、図中矢印で示すように、電動機24で発生した回生電力は、作動中の他の天井クレーン10や作動中の垂直ベルトコンベア30に供給される。また、制御盤130には、分電盤120、キュービクル110及び分電盤122を介して給水ポンプ32や保安照明34等の200V系の設備が接続されており、図中矢印で示すように、電動機24の回生動作で発生した回生電力は、キュービクル110の変圧器で200Vに変圧されてから作動中の200V系の設備に供給される。即ち、回生電力利用システム100は、回生電力を立坑2が設けられた工事現場内の電力消費系統に供給する利用手段を備えている。   By the way, 400 V equipment such as another overhead crane 10 and the vertical belt conveyor 30 is connected to the control panel 130 via the distribution board 120, and is generated by the electric motor 24 as indicated by an arrow in the figure. The regenerative electric power is supplied to the other overhead crane 10 in operation and the vertical belt conveyor 30 in operation. The control panel 130 is connected to 200V equipment such as the water supply pump 32 and the security lighting 34 via the distribution board 120, the cubicle 110, and the distribution board 122. As shown by arrows in the figure, The regenerative electric power generated by the regenerative operation of the electric motor 24 is transformed to 200V by the transformer of the cubicle 110 and then supplied to the operating 200V equipment. In other words, the regenerative power utilization system 100 includes utilization means for supplying regenerative power to the power consumption system in the construction site where the shaft 2 is provided.

ここで、キュービクル110から配電される設備の容量(kW)の一例を挙げると、天井クレーン10や垂直ベルトコンベア30等の400V系の設備の総容量は615kW、給水ポンプ32や保安照明34等の200V系の設備の総容量は193.4kWであり、これらの合計量、即ち、キュービクル110から配電される設備の総容量は808.4kWである。これに対し、天井クレーン10の電動機24の容量は90kWであり、キュービクル110から配電される設備の総容量と比して小さい。   Here, as an example of the capacity (kW) of equipment distributed from the cubicle 110, the total capacity of 400V equipment such as the overhead crane 10 and the vertical belt conveyor 30 is 615 kW, such as the water supply pump 32 and the security lighting 34. The total capacity of the 200V equipment is 193.4 kW, and the total capacity thereof, that is, the total capacity of the equipment distributed from the cubicle 110 is 808.4 kW. On the other hand, the capacity of the electric motor 24 of the overhead crane 10 is 90 kW, which is smaller than the total capacity of facilities distributed from the cubicle 110.

このように、回生電力を発生する電動機24に接続された負荷の容量が、当該電動機24の容量と比して格段に大きく、キュービクル110に接続された電力消費系統全体の回生容量には十分な余裕がある。従って、電動機24で発生した回生電力を、電動機24に接続された電力消費系統で全て消費することができ、使用されずに捨てる電力が生じないため、電力消費系統全体の電力の消費量を効果的に低減できる。   Thus, the capacity of the load connected to the electric motor 24 that generates regenerative power is much larger than the capacity of the electric motor 24, which is sufficient for the regenerative capacity of the entire power consumption system connected to the cubicle 110. Afford. Therefore, all the regenerative power generated in the motor 24 can be consumed by the power consumption system connected to the motor 24, and no power is thrown away without being used. Can be reduced.

特に、本実施形態では、立坑2の底部でシールドトンネル1を構築することから、そのためのセグメント3や床版等の資材を、天井クレーン10の荷降し動作により立坑2の底部まで降ろし、天井クレーン10を空荷の状態で巻き上げる、という作業を繰返す。なお、上述のように、シールド掘進機が地中を掘削することにより発生した土砂は、垂直ベルトコンベア30により地上に搬送するため、天井クレーン10によっては揚重されない。   In particular, in this embodiment, since the shield tunnel 1 is constructed at the bottom of the vertical shaft 2, materials such as the segment 3 and the floor slab are lowered to the bottom of the vertical shaft 2 by the unloading operation of the overhead crane 10, and the ceiling The operation of hoisting the crane 10 in an empty state is repeated. As described above, since the earth and sand generated by the excavation of the shield machine by the shield machine is transported to the ground by the vertical belt conveyor 30, it is not lifted by the overhead crane 10.

そして、天井クレーン10の巻下げ時には、吊り荷の重量に応じた位置エネルギーが電動機24から電気エネルギーとして回生されるところ、巻下げ時にはセグメント3等の吊り荷が存在する場合が多く、一方、天井クレーン10の巻上げ時には、電気エネルギーが吊り荷の重量に応じた運動エネルギーとして電動機24で消費されるところ、巻上げ時には吊り荷が存在しない場合が多い。このため、天井クレーン10では、電動機24からの回生電力の発生量が電動機24での電力の消費量を上回ることになり、天井クレーン10では消費されない余剰電力が生じる。そして、天井クレーン10において多量に発生する余剰電力である回生電力を、他の天井クレーン10や給水ポンプ32等の電力消費系統の設備に供給して消費する。これにより、電力消費系統全体の電力の消費量をより効果的に低減でき、顕著な省エネルギー効果を得ることができる。   When the overhead crane 10 is lowered, the potential energy corresponding to the weight of the suspended load is regenerated as electric energy from the electric motor 24. When the overhead crane 10 is lowered, the suspended load such as the segment 3 is often present. When the crane 10 is hoisted, electric energy is consumed by the electric motor 24 as kinetic energy corresponding to the weight of the hoisted load. For this reason, in the overhead crane 10, the amount of regenerative electric power generated from the electric motor 24 exceeds the electric power consumption in the electric motor 24, and surplus electric power that is not consumed in the overhead crane 10 is generated. And the regenerative electric power which is surplus electric power which generate | occur | produces in large quantities in the overhead crane 10 is supplied to the equipment of electric power consumption systems, such as another overhead crane 10 and the water supply pump 32, and is consumed. Thereby, the power consumption of the whole power consumption system can be reduced more effectively, and a remarkable energy saving effect can be obtained.

また、本実施形態では、電動機24で発生した回生電力を、蓄電装置で蓄電するのではなく、電動機24に接続された電力消費系統で全て消費するように構成したことにより、キャパシタやバッテリ等の蓄電装置を設置するコストを低減できる。   In the present embodiment, the regenerative power generated in the electric motor 24 is not stored in the power storage device but is consumed in the power consumption system connected to the electric motor 24, so that a capacitor, a battery, etc. The cost for installing the power storage device can be reduced.

また、本実施形態では、インバータと電力回生コンバータとの機能を併せ持つPWMサイクロコンバータ132を制御盤130に設けたことにより、インバータとコンバータとを別個に設ける場合と比して省スペース化でき、制御盤130を小型化できる。また、インバータの構成部品であるダイオードが存在しないことから、高調波の発生を防止できる。さらに、PWMサイクロコンバータ132は、一般的に回生用コンバータと比して回生効率が高いことから、電動機24からの回生電力を効率よく回収することができる。   In this embodiment, the PWM cycloconverter 132 having both functions of the inverter and the power regeneration converter is provided in the control panel 130, so that space can be saved as compared with the case where the inverter and the converter are provided separately, and the control is performed. The board 130 can be reduced in size. Moreover, since there is no diode that is a component of the inverter, generation of harmonics can be prevented. Furthermore, since the PWM cycloconverter 132 generally has a higher regenerative efficiency than the regenerative converter, the regenerative power from the electric motor 24 can be efficiently recovered.

また、本実施形態では、電動機24からの回生電力の発生量が、表示装置140により表示される。また、表示装置140には電力消費系統全体の現在の消費電力量や最大需要電力量が表示される。これにより、作業者等の省エネルギーに対する意識を高揚させることができる。また、作業者等は、回生電力の発生量を考慮したうえで、電力消費系統全体の電力の消費量を、最大需要電力量を超えないように調整することができる。   In the present embodiment, the amount of regenerative power generated from the electric motor 24 is displayed on the display device 140. The display device 140 displays the current power consumption amount and the maximum demand power amount of the entire power consumption system. Thereby, the consciousness with respect to energy saving of an operator etc. can be raised. In addition, the operator and the like can adjust the power consumption of the entire power consumption system so as not to exceed the maximum demand power amount in consideration of the amount of regenerative power generated.

図4は、他の実施形態に係る回生電力利用システム200の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、回生電力利用システム200は、上述の制御盤130に替えて制御盤230を備える。この制御盤230は、AC/DCコンバータ232と、インバータ234と、回生用コンバータ235と、キャパシタやバッテリ等の蓄電装置236と、制御装置238とを備えている。AC/DCコンバータ232は、400Vの交流を直流に変換してインバータ234に出力する。インバータ234は、AC/DCコンバータ232で変換された直流を、任意の電圧・周波数の交流に変換して電動機24に出力すると共に、図中実線矢印で示すように、電動機24の回生動作で発生した交流を直流に変換して蓄電装置236に蓄電させる。また、図中鎖線矢印で示すように、回生用コンバータ235は、インバータ234と並列に接続されており、電動機24の回生動作で発生した交流を電源側へ還流させる。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a regenerative power utilization system 200 according to another embodiment. As shown in this figure, the regenerative power utilization system 200 includes a control panel 230 instead of the control panel 130 described above. The control panel 230 includes an AC / DC converter 232, an inverter 234, a regeneration converter 235, a power storage device 236 such as a capacitor or a battery, and a control device 238. The AC / DC converter 232 converts 400V alternating current into direct current and outputs the direct current to the inverter 234. The inverter 234 converts the direct current converted by the AC / DC converter 232 into alternating current of arbitrary voltage / frequency and outputs it to the electric motor 24, and is generated by the regenerative operation of the electric motor 24 as shown by the solid line arrow in the figure. The alternating current converted into direct current is stored in the power storage device 236. Further, as indicated by a chain line arrow in the figure, regeneration converter 235 is connected in parallel with inverter 234 and recirculates the alternating current generated by the regeneration operation of electric motor 24 to the power supply side.

制御装置238は、蓄電装置236の残容量に応じて、電動機24への電力供給経路を切り替える。例えば、制御装置238は、蓄電装置236の残容量が所定の閾値以上である場合に、蓄電装置236から電動機24への電力供給に切り替え、蓄電装置236の残容量が所定の閾値未満である場合に、キュービクル110から電動機24への電力供給に切り替える。   Control device 238 switches the power supply path to electric motor 24 in accordance with the remaining capacity of power storage device 236. For example, when the remaining capacity of the power storage device 236 is equal to or greater than a predetermined threshold, the control device 238 switches to power supply from the power storage device 236 to the motor 24, and the remaining capacity of the power storage device 236 is less than the predetermined threshold. In addition, power is switched from the cubicle 110 to the electric motor 24.

また、制御装置238は、蓄電装置236の残容量と電力消費系統の電力の消費量とに応じて、電動機24からの回生電力の供給経路を切り替える。例えば、制御装置238は、蓄電装置236が満充電状態になった場合に、図中鎖線矢印で示すように、回生用コンバータ235を介して、電動機24から電気事業者の配電系統240への電力供給に切り替える。また、制御装置238は、場内の電力消費系統の電力の消費量が所定の閾値以上になった場合に、回生用コンバータ235を介して、電動機24から場内の電力消費系統への電力供給に切り替える。これにより、場内の電力消費系統の電力の消費量が最大需要電力量を超えることを抑制できる。   Further, the control device 238 switches the supply path of the regenerative power from the electric motor 24 according to the remaining capacity of the power storage device 236 and the power consumption of the power consumption system. For example, when the power storage device 236 is in a fully charged state, the control device 238 receives power from the electric motor 24 to the electric utility distribution system 240 via the regenerative converter 235 as indicated by a chain line arrow in the figure. Switch to supply. Further, the control device 238 switches the power supply from the electric motor 24 to the power consumption system in the field via the regeneration converter 235 when the power consumption of the power consumption system in the field becomes equal to or greater than a predetermined threshold value. . Thereby, it can suppress that the electric power consumption of the electric power consumption system in a field exceeds the maximum demand electric energy.

このように、回生電力利用システム200は、回生電力を、立坑2が設けられた工事現場内の電力消費系統に供給し、蓄電装置236に蓄電させ、電力事業者の配電系統240へ供給する利用手段を備える。   In this way, the regenerative power utilization system 200 supplies regenerative power to the power consumption system in the construction site where the shaft 2 is provided, stores the regenerative power in the power storage device 236, and supplies it to the power distribution system 240 of the power company. Means.

ここで、本実施形態においても上述の実施形態と同様に、天井クレーン10の巻下げ時にはセグメント3等の吊り荷が存在する場合が多く、一方、天井クレーン10の巻上げ時には吊り荷が存在しない場合が多いことにより、電動機24からの回生電力の発生量が電動機24での電力の消費量を上回ることになる。従って、蓄電装置236の蓄電量を高いレベルに維持することが可能である。また、蓄電装置236の蓄電容量を超える回生電力については、電動機24に接続された場内の電力消費系統や電力事業者の配電系統240に供給することにより、場内で消費したり、電力会社に売電したりすることができる。以上により、顕著な省エネルギー効果を得ることができる。   Here, also in the present embodiment, as in the above-described embodiment, there are many cases where there is a suspended load such as the segment 3 when the overhead crane 10 is lowered, while there is no suspended load when the overhead crane 10 is rolled up. Therefore, the amount of regenerative power generated from the motor 24 exceeds the amount of power consumed by the motor 24. Therefore, the amount of power stored in the power storage device 236 can be maintained at a high level. Further, regenerative power exceeding the storage capacity of the power storage device 236 is consumed in the field or sold to the power company by supplying it to the power consumption system in the field connected to the electric motor 24 or the distribution system 240 of the power company. Or can be electrified. As described above, a remarkable energy saving effect can be obtained.

なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。   In addition, the above-mentioned embodiment is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.

例えば、上述の各実施形態では、立坑2の底部に構築する地下構造物としてシールドトンネル1を例に挙げて本発明を説明したが、立坑自体を地下構造物とする場合等、他の地下構造物を構築する場合にも本発明を適用することができる。また、電動式の荷役装置として天井クレーン10を例に挙げて本発明を説明したが、ウインチ等の他の電動式の荷役装置を用いる場合にも本発明を適用することができる。   For example, in each of the above-described embodiments, the present invention has been described by taking the shield tunnel 1 as an example of an underground structure to be constructed at the bottom of the shaft 2, but other underground structures such as a case where the shaft itself is an underground structure. The present invention can also be applied when constructing an object. Moreover, although the present invention has been described by taking the overhead crane 10 as an example of the electric cargo handling device, the present invention can also be applied to the case where other electric cargo handling devices such as winches are used.

1 シールドトンネル(地下構築物)、2 立坑、3 セグメント(資材)、10 天井クレーン(荷役装置)、12 ガータ、14 トロリ、15 ワイヤー、16 フックブロック、18 昇降装置、20 プーリ、22 巻取りドラム、24 電動機、30 垂直ベルトコンベア、32 給水ポンプ、34 保安照明、100 回生電力利用システム、110 キュービクル、120、122 分電盤、130 制御盤、132 PWMサイクロコンバータ、140 表示装置、230 制御盤、232 AC/DCコンバータ、234 インバータ、235 回生用コンバータ、236 蓄電装置、238 制御装置、240 電力事業者の配電系統 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield tunnel (underground structure), 2 shafts, 3 segments (materials), 10 Overhead crane (handling device), 12 Garter, 14 Trolley, 15 Wire, 16 Hook block, 18 Lifting device, 20 Pulley, 22 Winding drum, 24 electric motor, 30 vertical belt conveyor, 32 water supply pump, 34 security lighting, 100 regenerative power utilization system, 110 cubicle, 120, 122 distribution panel, 130 control panel, 132 PWM cycloconverter, 140 display device, 230 control panel, 232 AC / DC converter, 234 inverter, 235 regenerative converter, 236 power storage device, 238 control device, 240 distribution system of electric power company

Claims (5)

電動式の荷役装置の荷降し動作時に該荷役装置の電動機で発生する回生電力を利用する荷役装置の回生電力の利用システムであって、
前記荷役装置は、立坑の底部で地下構造物を構築するための資材を、前記立坑の底部に荷降しする荷役作業に用いられ、
前記回生電力を、前記立坑が設けられる工事現場内の電力消費系統に供給し、蓄電装置に蓄電させ、又は、電力事業者の配電系統に供給する利用手段を備えることを特徴とする荷役装置の回生電力の利用システム。
A system for using regenerative power of a cargo handling device that uses regenerative power generated by an electric motor of the cargo handling device during unloading operation of the electric cargo handling device,
The cargo handling device is used for cargo handling work for unloading materials for constructing an underground structure at the bottom of a shaft to the bottom of the shaft,
Supplying the regenerative power to a power consuming system in a construction site where the shaft is provided, storing the regenerative power in a power storage device, or using a supply means for supplying to a power distribution system of a power company Regenerative power usage system.
前記利用手段は、前記回生電力を前記工事現場内の電力消費系統に供給することを特徴とする請求項1に記載の荷役装置の回生電力の利用システム。   The said utilization means supplies the said regenerative electric power to the electric power consumption system in the said construction site, The utilization system of the regenerative electric power of the cargo handling apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記回生電力の発生量を表示する表示装置を備える請求項1又は請求項2に記載の荷役装置の回生電力の利用システム。   The utilization system of the regenerative electric power of the cargo handling apparatus of Claim 1 or Claim 2 provided with the display apparatus which displays the generation amount of the said regenerative electric power. 電動式の荷役装置の荷降し動作時に該荷役装置の電動機で発生する回生電力を利用する荷役装置の回生電力の利用方法であって、
前記荷役装置を、立坑の底部で地下構造物を構築するための資材を、前記立坑の底部に荷降しする荷役作業に用い、
前記回生電力を、前記立坑が設けられる工事現場内の電力消費系統に供給し、蓄電装置に蓄電させ、又は、電力事業者の配電系統に供給することを特徴とする荷役装置の回生電力の利用方法。
A method of using regenerative power of a cargo handling device that uses regenerative power generated by an electric motor of the cargo handling device during unloading operation of an electric cargo handling device,
The material handling equipment is used for material handling work for unloading the material for constructing an underground structure at the bottom of the shaft to the bottom of the shaft,
Supplying the regenerative power to a power consumption system in a construction site where the vertical shaft is provided, storing the regenerative power in a power storage device, or supplying the regenerative power to a power provider's power distribution system, Method.
前記回生電力の発生量が、前記荷役装置の電力の消費量よりも多くなるように、前記荷役装置を稼動させることを特徴とする請求項4に記載の荷役装置の回生電力の利用方法。   The method for using regenerative power of a cargo handling device according to claim 4, wherein the cargo handling device is operated so that the amount of generated regenerative power is greater than the power consumption of the cargo handling device.
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