JP2017193400A

JP2017193400A - Grab dredge machine

Info

Publication number: JP2017193400A
Application number: JP2016083817A
Authority: JP
Inventors: 浩昭小島; Hiroaki Kojima
Original assignee: S K K KK
Current assignee: S K K KK
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: JP6284569B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grab dredge machine capable of achieving both of conflicting problems, namely, a reduction in environmental load and enhancement of work efficiency, as well as achieving a novel subject of securing safety upon occurrence of trouble.SOLUTION: A grab dredge machine 1 comprises: a speed reducer 30 connected to an electric motor 10; an electricity storage 13 connected to the electric motor 10 through an inverter/converter 11 and an electricity charger/discharger 12; a grab bucket 60, kinetic energy of which generated at unwinding is converted to electric energy, as regenerative electric power, through the electric motor 10, and the regenerative electric power is stored in the electricity storage 13 through the inverter/converter 11 and charger/discharger 12; and a diesel engine 20, power of which is used to assist to wind up the grab bucket 60, by the power supplied to the electric motor 10 from the electricity storage 13 through the charger/discharger 12 and the inverter/converter 11 at the winding up of the grab bucket 60.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、グラブ浚渫船に装備したクレーンのジブから吊支したグラブバケットによる［旋回］→［巻下］→［掴み］→［巻上］→［旋回］→［開口］の各動作を１サイクルとして、所定水域の水底を掘削する浚渫作業を行うためのグラブ浚渫機に関する。 In the present invention, each operation of [turn] → [lower] → [grip] → [turn] → [open] by a grab bucket suspended from a jib of a crane equipped on a grab dredger is performed in one cycle. The present invention relates to a grab dredge for performing dredging work for excavating the bottom of a predetermined water area.

浚渫作業は船舶の航路や泊地の確保等を主たる目的として、一定容量のグラブバケットの巻上・巻下及び開閉操作等を繰り返す作業であり、作業効率を追求した結果、グラブ浚渫機は大型化する傾向にある。特に近年は、成長戦略の一環として、港の強化と国際競争力の増強を目的とした国際コンテナ・バルク戦略港湾の整備を行っており、船舶の大型化や港湾設備の大規模化に伴って、グラブ浚渫機もより大型化するとともに、更なる作業効率の向上が求められている。 Dredging work is a work that repeats hoisting / unwinding and opening / closing operation of a fixed capacity grab bucket mainly for the purpose of securing the ship's route and anchorage. As a result of pursuing work efficiency, the grab dredger becomes larger Tend to. Particularly in recent years, as part of our growth strategy, we have been developing international container / bulk strategic ports for the purpose of strengthening ports and increasing international competitiveness. Grab dredging machines are also becoming larger and further work efficiency is required.

グラブ浚渫機を使用した浚渫作業の作業効率を向上させるためには、使用機材の大小を問わず土砂を掴んだ負荷の大きい状態でのグラブバケットの巻上速度を向上させることが本質的な課題となる。そのため、グラブ浚渫機の動力源として、大型高出力のディーゼルエンジンが搭載されるようになっており、その結果、燃料の消費量も多くなり、燃料効率が悪化している。 In order to improve the efficiency of dredging work using a grab dredge, it is essential to improve the hoisting speed of the grab bucket with a heavy load, grabbing the soil regardless of the size of the equipment used. It becomes. Therefore, a large-sized high-power diesel engine has been installed as a power source for the grab dredger. As a result, fuel consumption has increased and fuel efficiency has deteriorated.

併せて、環境問題の１つとして、地球温暖化に対する危機意識の高まりとともに、温暖化防止のために二酸化炭素排出量の抑制が強く求められている。例えば、２０１５年末に開催されたＣＯＰ２１（国連気候変動枠組条約第２１回締約国会議）において、２０２０年以降の温暖化対策の国際枠組み「パリ協定」が採択され、途上国を含むすべての国（１９６カ国・地域）が史上初めて温暖化防止にともに努めると約束している。グラブ浚渫機の多くはディーゼルエンジンを動力源として、グラブバケットの巻上・巻下及び開閉操作等を行っており、作業時には大量の運動エネルギーを消費し、二酸化炭素を排出している。特に大型高出力のディーゼルエンジンは、燃料消費量も多く、二酸化炭素の排出量も多い。グラブ浚渫機は地球環境に対する配慮がなされていない時代に遅れた土木機械といっても過言ではない。そのため、グラブ浚渫機においても二酸化炭素の排出量を減らすことが、最早避けて通れない社会的な課題となっている。 At the same time, as one of the environmental problems, there is a strong demand for the suppression of carbon dioxide emissions to prevent global warming along with the heightened awareness of global warming. For example, at COP21 (the 21st Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change) held at the end of 2015, the international framework “Paris Agreement” for global warming countermeasures after 2020 was adopted, and all countries including developing countries ( (196 countries / regions) promise to work together to prevent global warming for the first time in history. Many grab dredgers use a diesel engine as a power source for hoisting and lowering grab buckets, opening and closing operations, etc. During work, they consume a large amount of kinetic energy and emit carbon dioxide. In particular, a large high-power diesel engine consumes a large amount of fuel and emits a large amount of carbon dioxide. It is no exaggeration to say that the Grab dredge is a civil engineering machine that has been lagging behind when the global environment is not considered. For this reason, reducing carbon dioxide emissions in grab dredging machines has become an unavoidable social issue.

そのため、グラブ浚渫機においても、環境への負荷を低減させるため、ディーゼルエンジンの動力に換えて、エンジン発電機によって発電した電力によって、即ちモータによってグラブバケットの巻上・巻下及び開閉操作等を行うグラブ浚渫機が提供されている。例えば、特許文献１に示す浚渫船では、モータによって巻上ドラム、支持ドラムを駆動させ、グラブバケット巻下時のモータの逆回転による回生電力を蓄電器に蓄電し、その電力をグラブバケットの巻上時にモータに供給して再利用している。 Therefore, in the grab dredge machine, in order to reduce the load on the environment, the grab bucket hoisting / unwinding and opening / closing operations are performed by the electric power generated by the engine generator instead of the power of the diesel engine, that is, by the motor. A grab drone to perform is provided. For example, in a dredger shown in Patent Document 1, a hoisting drum and a support drum are driven by a motor, regenerative power due to reverse rotation of the motor when the grab bucket is lowered is stored in a capacitor, and the electric power is supplied when the grab bucket is hoisted. Recycled by supplying to the motor.

特開２０１３−７２１７８号公報JP2013-72178A

しかしながら、ディーゼルエンジンの動力によって、グラブバケットの巻上・巻下及び開閉操作等を行う従来タイプのグラブ浚渫機では、依然として環境への負荷を低減するという社会的な課題に対する対策が遅れており、二酸化炭素の排出，騒音の解消，ディーゼルエンジンの高出力時の黒煙の削減等の環境への負荷低減が強く求められている。 However, with the conventional type grab dredge that performs the hoisting / lowering of the grab bucket and opening / closing operation etc. by the power of the diesel engine, measures against the social problem of reducing the environmental load are still delayed, There is a strong demand for reducing environmental burdens such as carbon dioxide emission, noise reduction, and reduction of black smoke at high output of diesel engines.

同時に、作業効率の向上という本質的な課題の解決のため、サイクルタイムに占める割合の多い巻上動作における巻上速度の向上をディーゼルエンジンの大型化，高出力化によることなく実現することも求められている。 At the same time, in order to solve the essential problem of improving work efficiency, it is also required to improve the hoisting speed in hoisting operation, which accounts for a large percentage of the cycle time, without increasing the size and output of the diesel engine. It has been.

更に、フェイルセーフ（fail safe）の観点からも、グラブ浚渫機の動力源に何らかの障害が発生した場合にも作業を継続でき、グラブバケットが海中に在る場合は、少なくともこれを巻上ることができることが望ましい。この点、特許文献１に示すシステムでは、モータに何らかの障害が発生した場合には、最早作業を継続することができない。また、蓄電した回生電力もモータに供給することによって利用するものであり、既存のディーゼルエンジンを動力源とするグラブ浚渫機には適用することができないし、モータに障害が生じれば利用することができないため、緊急時の安全対策とはなり得ていない。即ち、特許文献１に示すシステムは動力源であるモータそのものを補助するために回生電力を使用するものであって動力源と同一系統上の補助手段であり、動力源とは別系統でグラブ浚渫機を補助するものではない。 Furthermore, from the point of view of fail safe, the work can be continued even if some trouble occurs in the power source of the grab dredge. If the grab bucket is in the sea, it can be rolled up at least. It is desirable to be able to do it. In this regard, in the system shown in Patent Document 1, when some trouble occurs in the motor, the work can no longer be continued. The stored regenerative power is also used by supplying it to the motor, and it cannot be applied to grab dredgers that use an existing diesel engine as a power source. Cannot be an emergency safety measure. That is, the system shown in Patent Document 1 uses regenerative power to assist the motor itself, which is a power source, and is auxiliary means on the same system as the power source. It does not assist the machine.

そこで、本発明は、社会的な課題である環境への負荷低減と、本質的な課題である作業効率の向上という相反する双方の課題を同時に達成するとともに、障害発生時の安全性を確保するという新たな課題を達成するグラブ浚渫機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention simultaneously achieves both conflicting issues of reducing environmental burden, which is a social issue, and improving work efficiency, which is an essential issue, and ensures safety in the event of a failure. The purpose is to provide a grab machine that achieves the new problem.

本発明は、上記課題を解決するために、ディーゼルエンジンの動力をオメガクラッチ付トルクコンバータを介して、支持ドラム及び開閉ドラムを連結した減速機に伝達することによって、支持ドラムに繰出・巻取可能に巻回した支持ロープ及び開閉ドラムに繰出・巻取可能に巻回した開閉ロープに吊支したグラブバケットを巻上・巻下及び開閉操作するグラブ浚渫機において、減速機に電動機を連結し、電動機にインバータ／コンバータ及び充／放電器を介して蓄電器を接続することによって、グラブバケットの巻下時の運動エネルギーを電動機によって電気エネルギーに変換した回生電力をインバータ／コンバータ及び充／放電器を介して蓄電器に蓄電し、グラブバケットの巻上時には蓄電器から充／放電器及びインバータ／コンバータを介して電動機に供給する電力によって、ディーゼルエンジンの動力によるグラブバケットの巻上を補助するグラブ浚渫機を基本として提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention allows the power of a diesel engine to be transferred to and wound on a support drum by transmitting the power of the diesel engine to a reduction gear connected to the support drum and the open / close drum via a torque converter with an omega clutch. In the grab dredge machine that hoists, unwinds and opens / closes the grab bucket suspended on the support rope and the open / close drum wound around the support rope and the open / close drum wound around, the motor is connected to the speed reducer, By connecting the electric storage device to the electric motor through an inverter / converter and a charger / discharger, the regenerative power obtained by converting the kinetic energy at the time of lowering the grab bucket into electric energy by the electric motor is transferred via the inverter / converter and the charger / discharger. To store the charge / discharger and inverter / converter from the capacitor when the grab bucket is wound up. The power supplied to the motor to provide a grab dredger to assist Volume 1 of the grab bucket according to the power of the diesel engine as a base.

そして、減速機の入力軸の一方にオメガクラッチ付トルクコンバータを連結し、減速機の入力軸の他方に電動機を連結した構成、減速機の入力軸の一方にオメガクラッチ付トルクコンバータを連結し、減速機の入力軸の他方に電動機を連結するとともに、ディスクブレーキを装備した構成、及びディスクブレーキによる制動によって、ディーゼルエンジンの動力を使用してオメガクラッチ付きトルクコンバータをストール状態とすることなく、グラブバケットを任意の高さに停止させて吊支可能な構成を提供する。 Then, a torque converter with an omega clutch is connected to one of the input shafts of the speed reducer, an electric motor is connected to the other of the input shafts of the speed reducer, a torque converter with an omega clutch is connected to one of the input shafts of the speed reducer, The motor is connected to the other input shaft of the reducer, and the configuration equipped with a disc brake and braking by the disc brake makes it possible to use the power of the diesel engine without causing the torque converter with an omega clutch to stall. Provided is a configuration in which a bucket can be suspended by being stopped at an arbitrary height.

また、グラブバケットの巻上時において、蓄電器から充／放電器及びインバータ／コンバータを介して電動機に供給する電力による補助によって、ディーゼルエンジンの燃料削減を実現する構成、グラブバケットの巻上時において、蓄電器から充／放電器及びインバータ／コンバータを介して電動機に供給する電力による補助によって、ディーゼルエンジンの出力のピークカットを実現する構成を提供する。 In addition, at the time of hoisting the grab bucket, at the time of hoisting the grab bucket, the structure that realizes fuel reduction of the diesel engine by assisting with the electric power supplied from the capacitor to the electric motor via the charger / discharger and the inverter / converter. Provided is a configuration for realizing a peak cut in the output of a diesel engine by assisting with electric power supplied from a battery to a motor via a charger / discharger and an inverter / converter.

更に、回生電力の発生をグラブバケットの巻下時における制動力として利用する構成、回生電力の発生による制動力に代えて、ディーゼルエンジンの動力をオメガクラッチ付トルクコンバータで制御することによって、グラブバケットの巻下時における制動力を得る構成を提供する。 Further, a configuration in which the generation of regenerative power is used as a braking force when the grab bucket is unwound, and instead of the braking force due to the generation of regenerative power, the power of the diesel engine is controlled by a torque converter with an omega clutch. The structure which obtains the braking force at the time of winding down is provided.

そして、グラブバケットの巻上時において、蓄電器からの電力を使用することなく、ディーゼルエンジンの動力のみでグラブバケットを巻上可能とした構成、ディーゼルエンジンの動力が使用できない場合に、蓄電器からの電力のみによって、グラブバケットを巻上可能とした構成、及び蓄電器として、キャパシタ，電気二重層キャパシタ，リチウムイオン電池から選択した一種を使用する構成を提供する。 When the grab bucket is hoisted, the configuration that allows the grab bucket to be hoisted only with the power of the diesel engine without using the electric power from the accumulator. Only by this, a configuration in which a grab bucket can be rolled up and a configuration in which one kind selected from a capacitor, an electric double layer capacitor, and a lithium ion battery is used as a capacitor are provided.

本発明にかかるグラブ浚渫機によれば、グラブバケットの巻下時の運動エネルギーを電動機によって電気エネルギーに変換した回生電力を蓄電し、蓄電した電力によって、最も負荷の大きいグラブバケットの巻上時における動力を補助することができ、特にはディーゼルエンジンの出力のピークをカットすることが可能である。そのため、蓄電した電力を使用する分だけ、ディーゼルエンジンのサイズダウンを図ることができ、その燃料及び二酸化炭素の排出量を削減でき、環境への負荷を緩和することができる。また、ディーゼルエンジンのサイズダウンに併せてオメガクラッチ付トルクコンバータもサイズダウンを図ることができる。或いは、ディーゼルエンジンやオメガクラッチ付トルクコンバータをサイズダウンすることなく、電力による補助を巻上速度の向上に利用することも可能となる。 According to the grab dredge machine of the present invention, the regenerative power obtained by converting the kinetic energy at the time of lowering the grab bucket into electric energy by the electric motor is stored, and the stored electric power is used for winding the grab bucket with the largest load. Power can be assisted, and in particular, the peak of the output of a diesel engine can be cut. Therefore, the diesel engine can be reduced in size by the amount of stored electric power used, the amount of fuel and carbon dioxide emissions can be reduced, and the burden on the environment can be reduced. In addition, the torque converter with an omega clutch can be downsized along with the downsizing of the diesel engine. Alternatively, it is possible to use electric power assistance to improve the hoisting speed without downsizing the diesel engine or the torque converter with an omega clutch.

また、電動機を連結した減速機の入力軸にディスクブレーキを装備するとともに、蓄電器に蓄電した電力によって制動することにより、ディーゼルエンジンに連結したオメガクラッチ付トルクコンバータをストール状態とすることなく、即ち、ディーゼルエンジンの動力によることなく、グラブバケットを任意の高さに停止させて吊支することができる。よって、従来のディーゼルエンジンのストール時における燃料を削減することができる。浚渫作業の１サイクルにおける旋回と開口に要する時間は１／３以上を占めているため、燃料節約に十分資することができる。 In addition, a disc brake is provided on the input shaft of the speed reducer connected to the electric motor, and the torque converter with the omega clutch connected to the diesel engine is put into a stalled state by braking with the electric power stored in the capacitor, that is, The grab bucket can be suspended at a desired height without being driven by the power of the diesel engine. Therefore, the fuel at the time of the stall of the conventional diesel engine can be reduced. Since the time required for turning and opening in one cycle of dredging work occupies 1/3 or more, it can sufficiently contribute to fuel saving.

しかも、グラブバケットの巻上時は蓄電器から電動機へ、又グラブバケットの巻下時は電動機から蓄電器への電力移動があるだけで、作業船に補助のための発電機を設備する必要性はない。そのため、既存の浚渫機でも本発明を適用することが可能である。更に、仮に電動機や蓄電器の機能が喪失したとしても、従来型浚渫機としてディーゼルエンジンのみによって浚渫作業を継続することができる。また、ディーゼルエンジンやオメガクラッチ付トルクコンバータに故障が発生した場合においても、蓄電器に蓄電した電力によって電動機だけで海底や海中に在るグラブバケットを安全な高さまで巻上げ、作業現場より避難することができ、ディーゼルエンジンと蓄電器という２系統の動力源を装備することができるため、フェイルセーフ（fail safe）を実現することができる。 Moreover, when the grab bucket is rolled up, there is no need to equip the work ship with an auxiliary generator, since there is only power transfer from the battery to the electric motor and when the grab bucket is rolled down, the electric power is transferred from the motor to the battery. . Therefore, the present invention can be applied to existing dredgers. Furthermore, even if the functions of the electric motor and the storage device are lost, the dredging operation can be continued only with the diesel engine as a conventional dredge. Also, even when a failure occurs in a diesel engine or a torque converter with an omega clutch, it is possible to evacuate from the work site by hoisting the grab bucket at the bottom of the sea or in the sea with only the electric motor using the electric power stored in the capacitor. In addition, since it is possible to equip two power sources, ie, a diesel engine and a capacitor, fail safe can be realized.

本発明にかかるグラブ浚渫機の第１実施形態の要部説明図。Explanatory drawing of the principal part of 1st Embodiment of the grab dredge concerning this invention. 本発明にかかるグラブ浚渫機の第２実施形態の要部説明図。Explanatory drawing of the principal part of 2nd Embodiment of the grab dredge concerning this invention. 第１実施形態の動力線図。The power diagram of a 1st embodiment. 第２実施形態の動力線図。The power diagram of a 2nd embodiment. グラブ浚渫機の外観説明図。External appearance explanatory drawing of the grab machine.

以下図面に基づいて本発明にかかるグラブ浚渫機の実施形態を説明する。図１は本発明にかかるグラブ浚渫機１の第１実施形態の要部説明図、図５はその外観説明図である。図５において、６１は作業船上に設置された旋回輪であり、旋回輪６１に円周状に配置されたローラを介して旋回フレーム６２が旋回可能に設置されている。旋回フレーム６２内には、オペレータの運転室が装備されるとともに、図１に示すように、グラブ浚渫機１の各構成部材が配置されている。 Embodiments of a grab machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a main part explanatory view of a first embodiment of a grab machine 1 according to the present invention, and FIG. In FIG. 5, reference numeral 61 denotes a turning wheel installed on the work boat. A turning frame 62 is turnably installed on the turning wheel 61 via a roller arranged circumferentially. In the revolving frame 62, an operator's cab is installed, and as shown in FIG. 1, the constituent members of the grab dredger 1 are arranged.

２０はディーゼルエンジンであり、グラブ浚渫機１の動力源である。ディーゼルエンジン２０の一方の出力軸２０ａに装備したフライホイール２１に連結したオメガクラッチ付トルクコンバータ２２を減速機３０の一方の入力軸３０ａに連結している。ディーゼルエンジン２０の他方側の出力軸２０ｂには旋回油圧ポンプ５１及び起伏油圧ポンプ５２が連結される。ディーゼルエンジン２０の動力によって、旋回油圧ポンプ５１から旋回モータ５３に圧油を供給して旋回輪６１を駆動してグラブ浚渫機１を旋回させる。同様に、ディーゼルエンジン２０の動力によって、起伏油圧ポンプ５２から起伏モータ５４に圧油を供給して起伏ドラム４２を回転駆動させる。 Reference numeral 20 denotes a diesel engine, which is a power source of the grab dredger 1. A torque converter 22 with an omega clutch connected to a flywheel 21 mounted on one output shaft 20 a of the diesel engine 20 is connected to one input shaft 30 a of the speed reducer 30. A swing hydraulic pump 51 and a undulating hydraulic pump 52 are connected to the output shaft 20 b on the other side of the diesel engine 20. With the power of the diesel engine 20, pressure oil is supplied from the turning hydraulic pump 51 to the turning motor 53 to drive the turning wheel 61 to turn the grab dredger 1. Similarly, pressure oil is supplied from the hoisting hydraulic pump 52 to the hoisting motor 54 by the power of the diesel engine 20 to drive the hoisting drum 42 to rotate.

図５において、６３はガントリーフレームであって、旋回フレーム６２の上面に立設され、先端に配備した起伏シーブ６４を介して起伏ドラム４２から起伏ロープ６５を繰り出して旋回フレーム６２に立設したジブ６６の先端に固着している。よって、ジブ６６は、起伏ドラム４２から起伏ロープ６５を巻取・繰出すことによって起伏可能である。 In FIG. 5, reference numeral 63 denotes a gantry frame, which is erected on the upper surface of the swivel frame 62, and a jib that is erected on the swirl frame 62 by feeding the undulation rope 65 from the undulation drum 42 via the undulation sheave 64 arranged at the tip. It is fixed to the tip of 66. Therefore, the jib 66 can be raised and lowered by winding and unwinding the hoisting rope 65 from the hoisting drum 42.

減速機３０の出力軸３０ｃに支持ドラム４０が、出力軸３０ｄには開閉ドラム４１が連結され、オメガクラッチ付トルクコンバータ２２を介して伝達されたディーゼルエンジン２０の動力によって回転駆動する。６７は支持ロープであり、支持ドラム４０から支持シーブ６８及びジブ６６の先端に設置した先端シーブ６９を介してグラブバケット６０に固着されている。７０は開閉ロープであり、開閉ドラム４１から開閉シーブ７１及びジブ６６の先端に設置した先端シーブ７２を介してグラブバケット６０のシーブボックスに固着されている。 A support drum 40 is connected to the output shaft 30c of the speed reducer 30, and an open / close drum 41 is connected to the output shaft 30d. The support drum 40 is rotationally driven by the power of the diesel engine 20 transmitted through the torque converter 22 with an omega clutch. A support rope 67 is fixed to the grab bucket 60 through a support sheave 68 and a tip sheave 69 installed at the tips of the support sheave 68 and the jib 66. An open / close rope 70 is fixed to the sheave box of the grab bucket 60 from the open / close drum 41 through the open / close sheave 71 and the tip sheave 72 installed at the tip of the jib 66.

よって、支持ドラム４０から支持ロープ６７を、開閉ドラム４１から開閉ロープ７０を巻取・繰出すことによって、グラブバケット６０を巻上・巻下することができ、支持ロープ６７を停止させた状態で開閉ロープ７０を巻取・繰出すことによってグラブバケット６０を開閉操作することができる。なお、支持ドラム４０及び開閉ドラム４１の両端には、それぞれ内部拡張式のバンドクラッチ及び外締め式のバンドブレーキを装備している。 Thus, the grab bucket 60 can be wound and unwound by winding and unwinding the support rope 67 from the support drum 40 and the opening and closing rope 70 from the opening and closing drum 41, and the support rope 67 is stopped. The grab bucket 60 can be opened and closed by winding and unwinding the opening and closing rope 70. Note that both ends of the support drum 40 and the open / close drum 41 are equipped with an internal expansion type band clutch and an external tightening type band brake, respectively.

オメガクラッチ付トルクコンバータ２２のオメガクラッチは、連続スリップ可能な油圧クラッチであり、制御圧力をコントロールすることにより、油圧クラッチの結合度を任意に変化させることができる。そのため、制御圧力を０にすると、クラッチは切り離され、ディーゼルエンジン２０の回転はオメガクラッチ付トルクコンバータ２２には伝わらない。一方、制御圧力を最大にするとクラッチは完全結合し、ディーゼルエンジン２０の定格回転数をオメガクラッチ付トルクコンバータ２２に伝えることができる。その中間の制御圧力では圧力に応じてオメガクラッチはスリップしながら任意の回転数をオメガクラッチ付トルクコンバータ２２に伝える。 The omega clutch of the torque converter 22 with the omega clutch is a hydraulic clutch capable of continuous slipping, and the degree of coupling of the hydraulic clutch can be arbitrarily changed by controlling the control pressure. Therefore, when the control pressure is set to 0, the clutch is disconnected, and the rotation of the diesel engine 20 is not transmitted to the torque converter 22 with the omega clutch. On the other hand, when the control pressure is maximized, the clutch is completely coupled, and the rated rotational speed of the diesel engine 20 can be transmitted to the torque converter 22 with the omega clutch. At an intermediate control pressure, the omega clutch transmits an arbitrary rotational speed to the torque converter 22 with the omega clutch while slipping according to the pressure.

グラブバケット６０の加速時や巻上時には最大トルクを必要とするため、オメガクラッチ付トルクコンバータ２２のオメガクラッチを完全結合させている。そして、オメガクラッチ付トルクコンバータ２２のトルクを調節することによって、グラブバケット６０を一定高さに停止させて吊支することをストール状態という。 Since the maximum torque is required when the grab bucket 60 is accelerated or hoisted, the omega clutch of the torque converter 22 with the omega clutch is completely coupled. Then, by adjusting the torque of the torque converter 22 with the omega clutch and stopping the grab bucket 60 at a certain height, it is called a stalled state.

上記したように、本発明にかかるグラブ浚渫機１は、ディーゼルエンジン２０の動力をオメガクラッチ付トルクコンバータ２２を介して、支持ドラム４０及び開閉ドラム４１を連結した減速機３０に伝達することによって、支持ドラム４０に繰出・巻取可能に巻回した支持ロープ６７及び開閉ドラム４１に繰出・巻取可能に巻回した開閉ロープ７０に吊支したグラブバケット６０を巻上・巻下及び開閉操作する構成であれば、特に限定はなく、公知のグラブ浚渫機を使用することができる。 As described above, the grab drone 1 according to the present invention transmits the power of the diesel engine 20 to the speed reducer 30 that connects the support drum 40 and the opening / closing drum 41 via the torque converter 22 with the omega clutch. The grab bucket 60 suspended from the support rope 67 wound around the support drum 40 so as to be fed and wound up and the opening and closing rope 70 wound around the opening and closing drum 41 so as to be wound up and wound up is wound up, down, and opened and closed. If it is a structure, there will be no limitation in particular and a well-known grab machine can be used.

本発明にかかるグラブ浚渫機１は、上記した公知のグラブ浚渫機に、図１において２点鎖線で囲繞した蓄電／放電機構Ｓを付加したことに特徴を有する。減速機３０の他方の入力軸３０ｂに電動機１０を連結するとともに、電動機１０にインバータ／コンバータ１１及び充／放電器１２を介して蓄電器１３を接続する。これによりグラブバケット６０の巻下時の運動エネルギーによって電動機１０を逆回転させて電気エネルギーに変換した交流の回生電力をインバータ／コンバータ１１のコンバータ機能によって直流に変換し、充／放電器１２の充電機能によって蓄電器１３に蓄電する。蓄電器１３としては、蓄電／放電可能であれば特に限定はなく、キャパシタ，電気二重層キャパシタ，リチウムイオン電池等から選択した一種を使用する。 The grab drone 1 according to the present invention is characterized in that a storage / discharge mechanism S surrounded by a two-dot chain line in FIG. 1 is added to the above-described known grab dredge. The electric motor 10 is connected to the other input shaft 30 b of the speed reducer 30, and the capacitor 13 is connected to the electric motor 10 via the inverter / converter 11 and the charger / discharger 12. As a result, the AC regenerative power, which is converted into electric energy by reversely rotating the electric motor 10 by the kinetic energy when the grab bucket 60 is rolled down, is converted into DC by the converter function of the inverter / converter 11, and the charger / discharger 12 is charged. The battery 13 is charged with the function. The capacitor 13 is not particularly limited as long as it can store / discharge, and one type selected from a capacitor, an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, or the like is used.

そして、グラブバケット６０の巻上時には蓄電器１３から充／放電器１２の放電機能を介してインバータ／コンバータ１１のインバータ機能によって、直流から交流に変換し、電動機１０の動力として供給する。そのため、グラブバケット６０の巻上時にはディーゼルエンジン２０の動力に加えて、蓄電器１３からの電力による電動機１０の動力を減速機３０を介して、支持ドラム４０及び開閉ドラム４１に供給することによりグラブバケット６０の巻上を補助する。 Then, when the grab bucket 60 is wound up, it is converted from direct current to alternating current by the inverter function of the inverter / converter 11 from the capacitor 13 through the discharge function of the charger / discharger 12, and supplied as power of the electric motor 10. Therefore, when the grab bucket 60 is wound, the power of the electric motor 10 by the electric power from the capacitor 13 is supplied to the support drum 40 and the open / close drum 41 via the speed reducer 30 in addition to the power of the diesel engine 20. Assist 60 hoisting.

次に図２に基づいて、本発明にかかるグラブ浚渫機１の第２実施形態を説明する。図１に示す第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、減速機３０の一方の入力軸３０ａにオメガクラッチ付トルクコンバータ２２を連結し、減速機３０の他方の入力軸３０ｂに電動機１０を連結するとともに、入力軸３０ｂ上にディスクブレーキ１４を装備する。このディスクブレーキ１４による制動によって、ディーゼルエンジン２０の動力を使用することなく、グラブバケット６０を任意の高さに停止させて吊支することが可能となる。よって、グラブバケット６０を任意の高さに停止させる吊支時において、ディーゼルエンジン２０の動力を使用してオメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態とする必要がない。その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、ディスクブレーキ１４は電磁ブレーキであって、作業船本体から供給された電力に駆動する。 Next, based on FIG. 2, 2nd Embodiment of the grab drone 1 concerning this invention is described. The same components as those in the first embodiment shown in FIG. In the second embodiment, the torque converter 22 with an omega clutch is connected to one input shaft 30a of the speed reducer 30, the electric motor 10 is connected to the other input shaft 30b of the speed reducer 30, and a disc brake is mounted on the input shaft 30b. Equip 14 The braking by the disc brake 14 makes it possible to stop and suspend the grab bucket 60 at an arbitrary height without using the power of the diesel engine 20. Therefore, it is not necessary to stall the torque converter 22 with the omega clutch using the power of the diesel engine 20 during suspension to stop the grab bucket 60 at an arbitrary height. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The disc brake 14 is an electromagnetic brake and is driven by electric power supplied from the work boat body.

上記した構成のグラブ浚渫機１の第１実施形態の使用方法について、浚渫作業の１サイクルを構成するグラブバケット６０の［旋回］→［巻下］→［掴み］→［巻上］→［旋回］→［開口］の各動作をそれぞれ説明する。 About the usage method of 1st Embodiment of the grab dredge machine 1 of the above-described structure, [swivel] → [roll down] → [grip] → [wind up] → [swivel of the grab bucket 60 constituting one cycle of dredging work. ] [Open] operation will be described.

［旋回動作］
ディーゼルエンジン２０の動力を、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態に保つことにより、グラブバケット６０を所定高さに吊支するとともに、ディーゼルエンジン２０の動力によって旋回油圧ポンプ５１から旋回モータ５３に圧油を供給して、旋回輪６１を駆動させジブ６６を旋回させることによって、グラブバケット６０を投入する海域の上空に移動させる。このとき、グラブバケット６０は開口している。なお、ジブ６６の起伏角度は、起伏モータ５４によって起伏ドラム４２を回転駆動させ、起伏ロープ６５を繰出し、或いは巻取ることによって、任意の角度に調節する。 [Swivel motion]
By keeping the torque converter 22 with the omega clutch in a stalled state, the power of the diesel engine 20 is suspended from the grab bucket 60 at a predetermined height, and the power of the diesel engine 20 is pressurized from the swing hydraulic pump 51 to the swing motor 53. By supplying oil, the swivel wheel 61 is driven and the jib 66 is swung, thereby moving the grab bucket 60 over the sea area. At this time, the grab bucket 60 is open. The raising / lowering angle of the jib 66 is adjusted to an arbitrary angle by rotating the raising / lowering drum 42 by the raising / lowering motor 54 and feeding or winding the raising / lowering rope 65.

［巻下動作］
グラブバケット６０を開口した状態で、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態から緩めていくと、重量物であるグラブバケット６０の自重により落下し、支持ドラム４０から支持ロープ６７が、又開閉ドラム４１から開閉ロープ７０が、それぞれ繰り出されて、グラブバケット６０が所定の位置まで巻下げられる。 [Unwinding operation]
When the torque converter 22 with the omega clutch is loosened from the stalled state with the grab bucket 60 opened, the grab bucket 60, which is a heavy object, falls due to its own weight, and the support rope 67 and the opening / closing drum 41 are also dropped. The open / close ropes 70 are respectively fed out and the grab bucket 60 is lowered to a predetermined position.

このとき、グラブバケット６０の自重落下による運動エネルギーによって、減速機３０の入力軸３０ｂに連結した電動機１０が逆回転して発電作用をする。即ち、グラブバケット６０の巻下時の運動エネルギーを電動機１０によって電気エネルギーに変換した回生電力を得ることができる。得られた回生電力を、インバータ／コンバータ１１のコンバータ機能によって交流電流から直流電流に変換し、充／放電器１２の充電機能によって蓄電器１３に蓄電する。 At this time, the electric motor 10 connected to the input shaft 30b of the speed reducer 30 reversely rotates due to the kinetic energy caused by the gravity drop of the grab bucket 60 to generate power. That is, regenerative electric power obtained by converting the kinetic energy when the grab bucket 60 is rolled down into electric energy by the electric motor 10 can be obtained. The obtained regenerative power is converted from an alternating current to a direct current by the converter function of the inverter / converter 11, and is stored in the capacitor 13 by the charging function of the charger / discharger 12.

また、電動機１０が発電すると、そのトルクが制動力に変換されるため、その分、巻下時における制動力としてのディーゼルエンジン２０の動力を軽減することができる。なお、巻下時に蓄電器１３が満充電になると、電動機１０は発電作用を停止して空転することとなるが、その場合にはオメガクラッチ付きトルクコンバータ２２による制動力を調節することによって、巻下動作を継続することができる。 Further, when the electric motor 10 generates power, the torque is converted into a braking force, so that the power of the diesel engine 20 as a braking force at the time of lowering can be reduced accordingly. When the battery 13 is fully charged at the time of lowering, the electric motor 10 stops generating power and runs idle. In this case, by adjusting the braking force by the torque converter 22 with the omega clutch, The operation can be continued.

［掴み動作］
所定の浚渫箇所にグラブバケット６０を着底させた後、開閉ドラム４１のバンドクラッチを結合するとともに、支持ドラム４０のバンドブレーキを緊締した状態で、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２の結合度を上げて、支持ドラム４０を停止させた状態で開閉ドラム４１で開閉ロープ７０を巻取ってグラブバケット６０を閉じることにより、土砂を掘削してグラブバケット６０に取り込んで掴む。なお、支持ドラム４０，開閉ドラム４１の双方ともに、バンドブレーキを緊締するとバンドクラッチが開放され、バンドクラッチを結合するとバンドブレーキが開放される構成である。 [Grabbing motion]
After the grab bucket 60 is bottomed at a predetermined saddle point, the band clutch of the opening / closing drum 41 is coupled, and the coupling of the torque converter 22 with the omega clutch is increased with the band brake of the support drum 40 tightened. In the state in which the support drum 40 is stopped, the open / close rope 70 is wound around the open / close drum 41 and the grab bucket 60 is closed, so that the earth and sand are excavated and taken into the grab bucket 60 and grasped. Both the support drum 40 and the open / close drum 41 are configured such that the band clutch is released when the band brake is tightened, and the band brake is released when the band clutch is coupled.

［巻上動作］
グラブバケット６０を閉じた状態で、支持ドラム４０及び開閉ドラム４１の双方のバンドクラッチを結合し、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２のクラッチ機構を完全に結合させることによって、ディーゼルエンジン２０の動力によって、支持ドラム４０及び開閉ドラム４１を巻上方向に回転させ、掘削土砂を掴んだグラブバケット６０を巻上げる。従来、この巻上動作は負荷が大きく、又巻上速度を上げてサイクルタイムを短縮するため、ディーゼルエンジン２０の最大出力で作業を行うことが多い。そのため、ディーゼルエンジン２０の燃料効率が悪く、ピーク出力時には黒煙が発生する等環境に負荷を与えていた。 [Hoisting operation]
With the grab bucket 60 closed, the band clutches of both the support drum 40 and the open / close drum 41 are coupled, and the clutch mechanism of the torque converter 22 with the omega clutch is completely coupled, thereby supporting the power by the diesel engine 20. The drum 40 and the open / close drum 41 are rotated in the hoisting direction, and the grab bucket 60 holding the excavated soil is wound up. Conventionally, this hoisting operation has a heavy load, and in order to shorten the cycle time by increasing the hoisting speed, the work is often performed at the maximum output of the diesel engine 20. Therefore, the fuel efficiency of the diesel engine 20 is poor, and a load is given to the environment such as black smoke is generated at the peak output.

これに対し、本発明の巻上動作では、ディーゼルエンジン２０の動力とともに、蓄電器１３に蓄電した電力を充／放電器１２の放電機構を介して、インバータ／コンバータ１１に供給し、インバータ／コンバータ１１のインバータ機能によって直流電流から交流電流に変換して電動機１０に供給し、減速機３０を介して支持ドラム４０及び開閉ドラム４１の動力として使用する。これにより、ディーゼルエンジン２０の動力によるグラブバケット６０の巻上動作を補助する。 On the other hand, in the hoisting operation of the present invention, together with the power of the diesel engine 20, the power stored in the battery 13 is supplied to the inverter / converter 11 via the discharge mechanism of the charger / discharger 12, and the inverter / converter 11 The inverter function converts the direct current into an alternating current and supplies it to the electric motor 10 to be used as power for the support drum 40 and the open / close drum 41 via the speed reducer 30. Thereby, the hoisting operation of the grab bucket 60 by the power of the diesel engine 20 is assisted.

この蓄電器１３からの電力の供給は、支持ドラム４０及び開閉ドラム４１のバンドクラッチが結合した状態で、電動機１０が巻上方向であるという条件が満たされれば、自動的に供給されるように設定する。また、グラブバケット６０の巻上を停止すると、蓄電器１３からの電力の供給は停止する。 The power supply from the battery 13 is set to be automatically supplied if the condition that the motor 10 is in the hoisting direction is satisfied with the band clutch of the support drum 40 and the opening / closing drum 41 coupled. To do. Further, when the hoisting of the grab bucket 60 is stopped, the supply of electric power from the battery 13 is stopped.

［旋回動作］及び［開口動作］
所定の高さまで、グラブバケット６０の巻上を完了すると、支持ドラム４０及び開閉ドラム４１のバンドクラッチを結合した状態で、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態として、所定の高さでグラブバケット６０を吊支し、ジブ６６を旋回させて、グラブバケット６０をバージ上空まで移動させる。そして、開閉ドラム４１のバンドクラッチを開放し、グラブバケット６０のシーブボックスの自重で開閉ロープ７０を巻出すことによって、グラブバケット６０を開口して掘削した土砂を放出する。これによって１サイクルの浚渫動作が終了し、以後浚渫作業を終了するまで、この動作を繰り返す。 [Swivel action] and [Opening action]
When the hoisting of the grab bucket 60 is completed up to a predetermined height, the torque converter 22 with the omega clutch is stalled in a state where the band clutches of the support drum 40 and the opening / closing drum 41 are coupled, and the grab bucket 60 is set at a predetermined height. Is suspended and the jib 66 is swung to move the grab bucket 60 to the sky above the barge. Then, the band clutch of the opening / closing drum 41 is released, and the opening / closing rope 70 is unwound by the weight of the sheave box of the grab bucket 60, thereby opening the grab bucket 60 and discharging the excavated earth and sand. As a result, one cycle of the dredging operation is completed, and thereafter this operation is repeated until the dredging operation is completed.

次に、グラブ浚渫機１の第２実施形態の使用方法について、前記した第１実施形態と異なる使用方法について説明する。その他の使用方法は、第１実施形態と同様である。第２実施形態では、第１実施形態の構成に付加して、減速機３０の他方の入力軸３０ｂに電動機１０を連結するとともに、入力軸３０ｂ上にディスクブレーキ１４を装備している。このディスクブレーキ１４を緊締することによって、グラブバケット６０を制動することができ、ディーゼルエンジン２０の動力を使用することなく、グラブバケット６０を任意の高さに停止させて吊支することができる。よって、グラブバケット６０の旋回動作時や掘削した土砂の放出時において、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態とする必要がなく、この動作時の間はディーゼルエンジン２０の動力をジブ６６の旋回操作以外には使用する必要がない。 Next, the usage method of the second embodiment of the grab machine 1 will be described, which is different from the above-described first embodiment. Other usage methods are the same as those in the first embodiment. In the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the electric motor 10 is connected to the other input shaft 30b of the speed reducer 30, and the disc brake 14 is provided on the input shaft 30b. By tightening the disc brake 14, the grab bucket 60 can be braked, and the grab bucket 60 can be suspended and supported at an arbitrary height without using the power of the diesel engine 20. Therefore, it is not necessary to put the torque converter 22 with the omega clutch into a stalled state during the turning operation of the grab bucket 60 or when discharging the excavated earth and sand, and during this operation, the power of the diesel engine 20 is not limited to the turning operation of the jib 66. Does not need to be used.

図３は第１実施形態のグラブ浚渫機１を使用した浚渫作業におけるグラブバケット６０の各動作におけるディーゼルエンジン２０の出力と、蓄電器１３からの補助電力Ｓ１の供給及び蓄電器１３へ蓄電する発電力Ｓ２の発生との関係を示す動力線図である。 FIG. 3 shows the output of the diesel engine 20 in each operation of the grab bucket 60 in the dredging operation using the grab dredge 1 of the first embodiment, the supply of the auxiliary power S1 from the battery 13 and the power generation S2 stored in the battery 13. It is a power diagram which shows the relationship with generation | occurrence | production of this.

［工程Ａ：掴み動作］
工程Ａに示す掴み動作においては、ディーゼルエンジン２０の動力のみによってグラブバケット６０を閉じており、蓄電器１３からの電力供給及び蓄電器１３への蓄電は行われていない。 [Step A: Grabbing operation]
In the gripping operation shown in step A, the grab bucket 60 is closed only by the power of the diesel engine 20, and power supply from the capacitor 13 and power storage to the capacitor 13 are not performed.

［工程Ｂ：巻上動作］
工程Ｂはグラブバケット６０の巻上動作を示しており、最大Ｑ１の動力を出力しているが、蓄電器１３から補助電力Ｓ１がＱ３分の動力を補助している。そのため、ディーゼルエンジン２０の出力はＱ２（Ｑ１−Ｑ３）でよい。よって、ディーゼルエンジン２０の出力は、Ｑ３分だけ軽減される。即ち、蓄電器１３からの電力の補助がなければ、ディーゼルエンジン２０はＱ１の出力が必要となるところ、Ｑ２の出力でＱ１の出力と同等の巻上動作ができる。よって、最も負荷の大きい加速時において、ディーゼルエンジン２０の出力のピークカットを実現することができる。そのため、省エネを実現でき、ディーゼルエンジン２０及びオメガクラッチ付トルクコンバータ２２のサイズダウンを図ることが可能である。 [Process B: Hoisting operation]
Process B shows the hoisting operation of the grab bucket 60 and outputs the maximum power of Q1, but the auxiliary power S1 from the battery 13 assists the power of Q3. Therefore, the output of the diesel engine 20 may be Q2 (Q1-Q3). Therefore, the output of the diesel engine 20 is reduced by Q3. That is, if there is no power assistance from the battery 13, the diesel engine 20 needs the output of Q1, but the output of Q2 can perform a hoisting operation equivalent to the output of Q1. Therefore, the peak cut of the output of the diesel engine 20 can be realized at the time of acceleration with the largest load. Therefore, energy saving can be realized, and the size of the diesel engine 20 and the torque converter 22 with the omega clutch can be reduced.

一方、ディーゼルエンジン２０の出力をＱ１に維持すれば、蓄電器１３からの補助電力分Ｑ３によって、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２の出力軸トルクが小さくなり、その分巻上速度が向上し、作業効率が向上する。 On the other hand, if the output of the diesel engine 20 is maintained at Q1, the output shaft torque of the torque converter 22 with the omega clutch is reduced by the auxiliary power component Q3 from the battery 13, and the winding speed is increased by that amount, and the working efficiency is improved. improves.

［工程Ｃ：旋回動作，工程Ｄ：開口動作，工程Ｅ：旋回動作］
工程Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ旋回動作，開口動作，旋回動作を示しており、ディーゼルエンジン２０の動力によって、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態に維持することによって、ディーゼルエンジン２０の動力のみによってグラブバケット６０を操作しており、蓄電器１３からの電力供給及び蓄電器１３への蓄電は行われていない。 [Process C: turning operation, process D: opening operation, process E: turning operation]
Processes C, D, and E show a turning operation, an opening operation, and a turning operation, respectively. By maintaining the torque converter 22 with the omega clutch in a stalled state by the power of the diesel engine 20, only the power of the diesel engine 20 is obtained. The grab bucket 60 is being operated, and the power supply from the battery 13 and the power storage to the battery 13 are not performed.

［工程Ｆ：巻下動作］
工程Ｆはグラブバケット６０の巻下動作を示しており、グラブバケット６０の自重落下を制御するために、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２の出力を調節して、Ｑ４の動力を制動力として出力しているが、グラブバケット６０の自重落下により電動機１０の逆回転による発電力Ｓ２がＱ６分だけ制動力を補助している。そのため、制動力としてのディーゼルエンジン２０の出力はＱ５（Ｑ４−Ｑ６）でよい。このＱ６に示すグラブバケット６０の自重落下により電動機１０の逆回転によって発電した発電力Ｓ２（回生電力）を蓄電器１３に蓄電し、工程Ｂにおける補助電力として使用する。 [Process F: unwinding operation]
Process F shows the lowering operation of the grab bucket 60, and in order to control the fall of the grab bucket 60 by its own weight, the output of the torque converter 22 with the omega clutch is adjusted to output the power of Q4 as a braking force. However, the power generation S2 due to the reverse rotation of the electric motor 10 assists the braking force by Q6 due to the gravity drop of the grab bucket 60. Therefore, the output of the diesel engine 20 as a braking force may be Q5 (Q4-Q6). The generated power S2 (regenerative power) generated by the reverse rotation of the electric motor 10 due to the gravity drop of the grab bucket 60 shown in Q6 is stored in the battery 13 and used as auxiliary power in the process B.

図４は第２実施形態のグラブ浚渫機１を使用した浚渫作業におけるグラブバケット６０の各動作におけるディーゼルエンジン２０の出力と、蓄電器１３からの補助電力の供給及び蓄電器１３への蓄電とディスクブレーキ１４の緊締による代替出力との関係を示す動力線図である。図３に示す第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 4 shows the output of the diesel engine 20 in each operation of the grab bucket 60 in the dredging work using the grab dredge 1 of the second embodiment, the supply of auxiliary power from the capacitor 13, the power storage to the capacitor 13, and the disc brake 14. It is a power diagram which shows the relationship with the alternative output by tightening of. The same components as those in the first embodiment shown in FIG.

［工程Ｃ：旋回動作，工程Ｄ：開口動作，工程Ｅ：旋回動作］
工程Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ旋回動作，開口動作，旋回動作を示しており、第２実施形態では、各動作において、ディスクブレーキ１４を緊締することによって、グラブバケット６０を制動することができ、ディーゼルエンジン２０の動力を使用することなく、グラブバケット６０を任意の高さに停止させて吊支することができる。そのため、ディーゼルエンジン２０の動力を使用してオメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態とする必要がない。ディーゼルエンジン２０の動力は僅かにジブ６６の旋回動作に使用されるのみである。 [Process C: turning operation, process D: opening operation, process E: turning operation]
Steps C, D, and E show a turning operation, an opening operation, and a turning operation, respectively. In the second embodiment, the grab bucket 60 can be braked by tightening the disc brake 14 in each operation. Without using the power of the diesel engine 20, the grab bucket 60 can be suspended and supported at an arbitrary height. Therefore, it is not necessary to put the torque converter 22 with the omega clutch into a stalled state using the power of the diesel engine 20. The power of the diesel engine 20 is only used for turning the jib 66 slightly.

図４の工程Ｃ，Ｄ，Ｅにおいて、グラブバケット６０を任意の高さに停止させて吊支するために、ディーゼルエンジン２０は本来オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２のストール状態を維持する必要があり、最大Ｑ７の動力を出力する必要があるところ、第２実施形態ではディスクブレーキ１４を緊締してグラブバケット６０を制動して任意の高さに停止させて吊支するため、ディーゼルエンジン２０はオメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストール状態とするために必要とするＱ８分の動力を出力する必要がない。Ｑ８分の動力はディスクブレーキ１４が代替出力Ｓ３として代替する。その結果、ディーゼルエンジン２０はＱ９分の動力によって、工程Ｃ，Ｄ，Ｅの各作業を行うことができる。よって、オメガクラッチ付きトルクコンバータ２２をストールさせる動力を削減することができ、ディーゼルエンジン２０の出力は、Ｑ８分だけ軽減されたＱ９（Ｑ７−Ｑ８）でよく、Ｑ９の出力でＱ７の出力と同等の旋回動作を行うことができる。 In order to stop and suspend the grab bucket 60 at an arbitrary height in steps C, D, and E of FIG. 4, the diesel engine 20 must originally maintain the stall state of the torque converter 22 with the omega clutch. Where it is necessary to output the power of Q7 at the maximum, in the second embodiment, the disc brake 14 is tightened to brake the grab bucket 60 and stopped at an arbitrary height to be suspended. It is not necessary to output the power for Q8 that is required to put the attached torque converter 22 in a stalled state. The power for Q8 is replaced by the disc brake 14 as an alternative output S3. As a result, the diesel engine 20 can perform the operations of steps C, D, and E with power of Q9. Therefore, the power for stalling the torque converter 22 with the omega clutch can be reduced, and the output of the diesel engine 20 may be Q9 (Q7-Q8) reduced by Q8, and the output of Q9 is equivalent to the output of Q7. Can be swiveled.

Ｓ…蓄電／放電機構
Ｓ１…補助電力
Ｓ２…発電力
Ｓ３…代替出力
１…グラブ浚渫機
１０…電動機
１１…インバータ／コンバータ
１２…充／放電器
１３…蓄電器
１４…ディスクブレーキ
２０…ディーゼルエンジン
２０ａ，２０ｂ…出力軸
２１…フライホイール
２２…オメガクラッチ付きトルクコンバータ
３０…減速機
３０ａ，３０ｂ…入力軸
３０ｃ，３０ｄ…出力軸
４０…支持ドラム
４１…開閉ドラム
４２…起伏ドラム
５１…旋回油圧ポンプ
５２…起伏油圧ポンプ
５３…旋回モータ
５４…起伏モータ
６０…グラブバケット
６１…旋回輪
６２…旋回フレーム
６３…ガントリーフレーム
６４…起伏シーブ
６５…起伏ロープ
６６…ジブ
６７…支持ロープ
６８…支持シーブ
６９，７２…先端シーブ
７０…開閉ロープ
７１…開閉シーブ DESCRIPTION OF SYMBOLS S ... Power storage / discharge mechanism S1 ... Auxiliary power S2 ... Generating power S3 ... Alternative output 1 ... Grab dredging machine 10 ... Electric motor 11 ... Inverter / converter 12 ... Charge / discharger 13 ... Battery 14 ... Disc brake 20 ... Diesel engine 20a, 20b ... output shaft 21 ... flywheel 22 ... torque converter with omega clutch 30 ... reduction gear 30a, 30b ... input shaft 30c, 30d ... output shaft 40 ... support drum 41 ... opening / closing drum 42 ... undulation drum 51 ... swivel hydraulic pump 52 ... Hoisting hydraulic pump 53 ... Swivel motor 54 ... Hoisting motor 60 ... Grab bucket 61 ... Swivel wheel 62 ... Swivel frame 63 ... Gantry frame 64 ... Elevation sheave 65 ... Elevation rope 66 ... Jib 67 ... Support rope 68 ... Support sheave 69,72 ... Tip sheave 70 ... Opening / closing rope 71 ... Opening / closing Over Breakfast

本発明は、上記課題を解決するために、ディーゼルエンジンの動力をオメガクラッチ付トルクコンバータを介して、支持ドラム及び開閉ドラムを連結した減速機に伝達することによって、支持ドラムに繰出・巻取可能に巻回した支持ロープ及び開閉ドラムに繰出・巻取可能に巻回した開閉ロープに吊支したグラブバケットを巻上・巻下及び開閉操作するグラブ浚渫機において、減速機の入力軸の一方にオメガクラッチ付トルクコンバータを連結し、減速機の入力軸の他方に電動機を連結し、電動機にインバータ／コンバータ及び充／放電器を介して蓄電器を接続することによって、グラブバケットの巻下時の運動エネルギーを電動機によって電気エネルギーに変換した回生電力をインバータ／コンバータ及び充／放電器を介して蓄電器に蓄電し、グラブバケットの巻上時にはディーゼルエンジンの動力に加えて、蓄電器に蓄電した電力を充／放電器及びインバータ／コンバータを介して電動機に供給し、減速機を介して支持ドラム及び開閉ドラムの動力として使用することによって、ディーゼルエンジンの動力によるグラブバケットの巻上を補助するグラブ浚渫機を基本として提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention allows the power of a diesel engine to be transferred to and wound on a support drum by transmitting the power of the diesel engine to a reduction gear connected to the support drum and the open / close drum via a torque converter with an omega clutch. In a grab dredge that winds, unwinds and opens / closes a grab bucket suspended on a support rope wound around and an opening / closing drum wound around an opening / closing drum so as to be able to be wound and wound on one of the input shafts of the speed reducer Connecting a torque converter with an omega clutch, connecting an electric motor to the other input shaft of the speed reducer, and connecting an electric motor to the electric motor via an inverter / converter and a charger / discharger, the motion during the grab bucket unwinding Regenerative power converted from electric energy to electric energy by an electric motor is stored in a capacitor via an inverter / converter and charger / discharger. , During the winding of the grab bucket in addition to the power of the diesel engine, the electric power charged in the capacitor is supplied to the electric motor via a charge / discharge device and the inverter / converter, as the power of the support drum and closing the drum via a reduction gear By using it , a grab dredger that assists the hoisting of the grab bucket by the power of the diesel engine is provided as a basis.

そして、減速機の入力軸の他方に電動機を連結するとともに、ディスクブレーキを装備した構成、及びディスクブレーキによる制動によって、ディーゼルエンジンの動力を使用してオメガクラッチ付きトルクコンバータをストール状態とすることなく、グラブバケットを任意の高さに停止させて吊支可能な構成を提供する。 And, the addition to connecting the motor to the other input shaft of the speed reducer, the configuration equipped with disk brakes, and the braking by the disc brake, be stalled torque converter with Omega clutch using the power of the diesel engine In addition, it is possible to provide a configuration in which the grab bucket can be suspended by being stopped at an arbitrary height.

Claims

The power of the diesel engine is transmitted to a reduction gear connected to the support drum and the open / close drum via a torque converter with an omega clutch, and then supplied to the support rope and open / close drum wound around the support drum. In a grab dredge machine that hoists, unwinds and opens / closes a grab bucket suspended on an open / close rope wound so as to be wound,
By connecting an electric motor to the speed reducer and connecting a capacitor to the electric motor via an inverter / converter and a charger / discharger,
Regenerative power obtained by converting kinetic energy at the time of lowering of the grab bucket into electric energy by an electric motor is stored in a capacitor through an inverter / converter and a charger / discharger,
A grab dredger that assists in the hoisting of the grab bucket by the power of the diesel engine by the electric power supplied from the electric storage device to the electric motor via the charger / discharger and the inverter / converter when the grab bucket is hoisted.

The grab dredger according to claim 1, wherein a torque converter with an omega clutch is connected to one of the input shafts of the speed reducer and an electric motor is connected to the other of the input shafts of the speed reducer.

The grab dredger according to claim 1, wherein a torque converter with an omega clutch is connected to one of the input shafts of the speed reducer, an electric motor is connected to the other input shaft of the speed reducer, and a disc brake is provided.

4. A grab dredge machine according to claim 3, wherein the grab bucket can be suspended and suspended at an arbitrary height without using the power of the diesel engine to stall the torque converter with an omega clutch by the braking by the disc brake. .

The grab according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein fuel reduction of the diesel engine is realized by assisting with electric power supplied from the electric storage device to the electric motor through the charger / discharger and the inverter / converter when the grab bucket is wound up. Dredge machine.

The peak cut of the output of the diesel engine is realized by assisting with the electric power supplied from the electric storage device to the electric motor via the charger / discharger and the inverter / converter at the time of winding the grab bucket. 5. A grab machine according to 5.

The grab dredge according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the generation of regenerative electric power is used as a braking force when the grab bucket is rolled down.

The grab drone according to claim 7, wherein a braking force at the time of lowering of the grab bucket is obtained by controlling the power of the diesel engine with a torque converter with an omega clutch instead of the braking force due to the generation of regenerative electric power.

9. The grab bucket can be wound only by the power of the diesel engine without using the electric power from the battery when the grab bucket is wound. Grab dredge machine.

The grab dredge according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, wherein the grab bucket can be wound up only by electric power from the storage device when the power of the diesel engine cannot be used.

The grab machine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, wherein one kind selected from a capacitor, an electric double layer capacitor, and a lithium ion battery is used as a capacitor.