JP5559936B2 - 削岩リグ、その駆動装置の温度制御方法および液体冷却システム - Google Patents
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Description
Claims (25)
- 穿孔現場での穿孔に使用され、該穿孔現場間を移動運転され、
可動キャリアと、
削岩リグの移動運転を行なう燃焼エンジンフリー駆動装置とを含み、該駆動装置は、少なくとも1つの電気モータおよび前記移動運転に影響を及ぼす少なくとも1つの電気制御装置を含み、
少なくとも前記移動運転に必要な電気エネルギーを蓄積できる少なくとも1つのエネルギー貯蔵部と、
前記キャリアに対して移動可能な少なくとも1つのブームと、
該少なくとも1つのブームに配置された少なくとも1つの削岩機と、
少なくとも1つの制御ユニットとを含む削岩リグにおいて、
該削岩リグは少なくとも1つの液体冷却システムを含み、該液体冷却システムには、前記移動運転に影響を及ぼす少なくとも1つの電気部品が接続され、
前記制御ユニットは、前記液体冷却システムに接続された前記電気部品の冷却を制御するように構成され、
前記冷却システムは、次の移動運転に先立って予冷可能であり、
前記制御ユニットは少なくとも1つの制御手順を含み、該制御手順に従って前記制御ユニットは、前記移動運転に影響を及ぼす電気部品の温度を所定の最大温度より低く維持するように構成され、
前記制御ユニットは、前記部品の温度上昇に応じて第1の制御ステップにおいて該部品の冷却を制御するように構成され、
第2の制御ステップにおいて、前記制御ユニットは第1の制御ステップで不十分な場合に前記部品の通過電流を制限するように構成されていることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1に記載の削岩リグにおいて、
該削岩リグは、前記駆動装置の少なくとも1つの電気部品をモニタするように構成された少なくとも1つの温度センサを含み、
前記制御ユニットは、前記液体冷却システムに接続された前記電気部品の冷却を温度検出に基づき制御するように構成されていることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1または2に記載の削岩リグにおいて、
前記制御ユニットは制御手順を含み、該制御手順に従って前記制御ユニットは、前記駆動装置の少なくとも1つの電気部品の爾後の温度上昇を予測し、事前に冷却力を高めることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記制御ユニットは制御手順を含み、該制御手順に従って前記制御ユニットは、前記移動運転に影響を及ぼす少なくとも1つの電気部品の冷却力を以下の基準、すなわち前記電気部品に供給される電力、周囲空間の温度、次の移動運転の予定した所要時間のうちの少なくとも1つを考慮することにより、高めることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記駆動装置は、電気モータを制御する少なくとも1つの周波数変換器を含み、
前記電気モータおよび周波数変換器は、前記液体冷却システムに接続されていることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記電気モータは駆動モータとして機能し、
前記電気駆動モータと少なくとも1つの駆動輪との間には、固定の機械的な動力伝動接続部があり、
前記電気駆動モータは、前記移動運転中の制動時に発電機として機能するように構成され、該削岩リグの電気系統用に電気エネルギーを生成し、
該電気系統は、制動時に生成された余剰の電気エネルギーを熱に変換する少なくとも1つの電気制動用抵抗を備え、
該制動用抵抗は前記液体冷却システムに接続されていることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記エネルギー貯蔵部は前記液体冷却システムに接続されていることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記駆動装置は、前記移動運転に影響を及ぼす複数の電気部品を含み、
これらの部品のそれぞれは、前記液体冷却システムの一部を構成するそれ自身の冷却回路を備え、
各冷却回路は、液体流を制御する少なくとも1つの制御手段を備え、
前記制御ユニットは、前記制御手段を制御して前記冷却回路に接続された部品の冷却に影響を及ぼすように構成されていることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし8のいずれかに記載の削岩リグにおいて、該削岩リグは、
前記移動運転に関するデータが前記制御ユニットに設定され、
該制御ユニットは制御手順を含み、該制御手順に従って前記制御ユニットは、前記移動運転を開始する前に、少なくとも1つの部品に対して前記移動運転によって生ずる次の予測負荷を考慮して、該移動運転に影響を及ぼす該電気部品の冷却を高めるように構成されていることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし9のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
該削岩リグは、少なくとも1つの液圧システムを含み、
前記液体冷却システムは、該液体冷却システムと前記液圧システムとの間で熱を移動させる少なくとも1つの熱交換器を含むことを特徴とする削岩リグ。 - 請求項10に記載の削岩リグにおいて、
前記熱交換器はヒートポンプであることを特徴とする削岩リグ。 - 請求項1ないし11のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
該削岩リグは少なくとも1つの液圧システムを含み、
該液圧システムの液圧流体を前記液体冷却システム内で循環させて少なくとも1つの電気部品を冷却することを特徴とする削岩リグ。 - 請求項12に記載の削岩リグにおいて、
該削岩リグは穿孔液圧システムを含み、該穿孔液圧システムには、少なくとも1つの削岩機と前記穿孔ブームを動かす少なくとも1つのアクチュエータとが接続されていることを特徴とする削岩リグ。 - 削岩リグの移動運転中、駆動装置に含まれる少なくとも1つの電気部品の温度をモニタし、
該モニタ対象の電気部品の温度を所定の最大温度より低く維持する削岩リグの駆動伝動部の温度制御方法において、該方法は、
前記モニタ対象の電気部品を液体冷却システムにより冷却し、
前記移動運転を開始する前に前記液体冷却システムを予冷し、それによって前記移動運転における爾後の温度上昇に事前に備え、
前記駆動装置に含まれる少なくとも1つの電気部品の温度を少なくとも1つの温度センサにより測定し、
前記モニタ対象の部品に供給された電流では該部品の温度が前記冷却にもかかわらず上昇してしまう電流をセンサデータに応じて制限することを特徴とする削岩リグの駆動伝動部の温度制御方法。 - 請求項14に記載の方法において、該方法は、
前記駆動装置に含まれ前記移動運転に影響を及ぼす以下の電気部品、すなわち駆動モータ、該駆動モータの周波数変換器、制動用抵抗、エネルギー貯蔵部のうちの少なくとも1つを冷却することを特徴とする方法。 - 請求項14または15に記載の方法において、該方法は、
前記駆動装置に含まれる複数の部品を、部品別の冷却回路を使用して1つの共通液体冷却システムに接続し、
各冷却回路内の冷却液の流れを制御手段を使用して個別に制御することを特徴とする方法。 - 請求項14ないし16のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記駆動装置に含まれる少なくとも1つの電気部品の温度を少なくとも1つの温度センサにより測定することを特徴とする方法。 - 請求項14ないし16のいずれかに記載の方法において、該方法は、
制御ユニットにおいて、前記移動運転に影響を及ぼす少なくとも1つの電気部品の冷却の必要性を以下の基準、すなわち該部品に供給する電力、周囲空間の温度、次の移動運転の予定した所要時間のうちの少なくとも1つを考慮して判断し、
この予測された冷却の必要性に基づき前記冷却を制御することを特徴とする方法。 - 請求項14ないし18のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記液体冷却システムの冷却液を予冷することを特徴とする方法。 - 請求項14ないし19のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記駆動装置の少なくとも1つの電気部品を前記移動運転の開始前に予冷しておき、それによって該移動運転における前記部品の爾後の温度上昇に事前に備えることを特徴とする方法。 - 請求項14ないし18のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記液体冷却システムを穿孔中に予冷することを特徴とする方法。 - 請求項14ないし21のいずれかに記載の方法において、該方法は、
穿孔で使用されるフラッシング流体により前記液体冷却システムを予冷することを特徴とする方法。 - 請求項14ないし22のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記冷却の制御において、前記削岩リグの爾後の移動運転の運転経路起伏および距離、ならびに前記駆動装置の電気部品に生ずる負荷を事前に考慮することを特徴とする方法。 - 電気駆動される削岩リグの液体冷却システムであって、
冷却対象部品として、駆動装置に含まれ移動運転に影響を及ぼす少なくとも1つの電気部品が該液体冷却システムに接続され、
該液体冷却システムは、前記移動運転前に自身を予冷する手段を含み、
前記削岩リグは少なくとも1つの制御ユニットを含み、該制御ユニットは、前記液体冷却システムに接続された前記電気部品の冷却を制御するように構成され、
前記制御ユニットは少なくとも1つの制御手順を含み、該制御手順に従って前記制御ユニットは、前記移動運転に影響を及ぼす電気部品の温度を所定の最大温度より低く維持するように構成され、
前記制御ユニットは、前記部品の温度上昇に応じて第1の制御ステップにおいて該部品の冷却を制御するように構成され、
第2の制御ステップにおいて、前記制御ユニットは第1の制御ステップで不十分な場合に前記部品の通過電流を制限するように構成されていることを特徴とする液体冷却システム。 - 請求項24に記載のシステムにおいて、
該システムは、前記駆動装置に含まれる少なくとも1つの電気部品の温度をモニタする少なくとも1つの温度センサを含み、
該システムは少なくとも1つの制御ユニットを含み、該制御ユニットは、前記モニタ対象の電気部品の冷却を温度センサデータに基づき制御する少なくとも1つの制御手順を含むことを特徴とするシステム。
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