WO2008059884A1

WO2008059884A1 - Dispositif de commande

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Publication number: WO2008059884A1
Application number: PCT/JP2007/072108
Authority: WO
Inventors: Tsunemitsu Tsuji; Masashi Toyonaga
Original assignee: Tsuji Heavy Industries Co., Ltd.
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2008-05-22
Also published as: JP2008126776A; CN101595028B; CN101595028A; JP4402678B2

Description

明細書

制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、制御装置に関する。特に本発明は、デッキクレーンを備えた船におけるクレーンの動作を制御する制御装置に関する。本出願は、下記の日本出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。

1.特願 2006— 312231 出願曰 2006年 11月 17曰

背景技術

[0002] 船荷役用にデッキクレーンを搭載した船舶がある（例えば、特許文献 1)。これらのデッキクレーンは個別に操縦することができ、多くの場合、個別の操縦者により操縦されて独立に動作する。なお、このようなデッキクレーンの多くは、電動機を動力源として、直接にあるいは油圧回路等を介して駆動される。

[0003] 一方、船は、クレーンの他にも、灯火機器、通信機器、測位装置等の他、ムァリングウィンチ、ウィンドラス等の多くの電気設備を備える。これらの電気設備を動作させる電力は、接岸中に僅かな電力を陸上の商用電力から供給される場合を除いて、その船の原動機または専用の内燃機関により駆動された発電機で発電して、船内で賄われている。このため、電力消費の増カロは燃料消費の増加にもつながる。よって、船内全体として電力消費を低減することが好ましい。

[0004] 電力消費を低減すべく、太陽電池ユニットを設けた船用電源装置がある（例えば、特許文献 2)。この船用電源装置は、配電線を含む配電盤を介して船内負荷に接続された常用発電機を備え、更に、電力供給源として太陽電池ユニットも併せて備える。これにより、船が太陽光線から得たエネルギーを有効活用して発電用の燃料消費を抑制する。水中翼船に容量の大きな燃料電池を搭載して、停泊中の船内電気設備に対する電力を燃料電池から供給するものもある（例えば、特許文献 3)。

特許文献 1 :特開平 10— 250678号公報

特許文献 2：特開平 10— 032942号公報特許文献 3 :特開 2004— 066917号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しかしながら、太陽電池ユニットまたは燃料電池の搭載には多大なコストがかかり、それらのデバイスが発生する電力によりコストを回収することは難しい。また、太陽電池ユニットの発電効率は低ぐ太陽電池ユニットにより獲得された電力で船内電気設備の電力を賄うことは難しい。一方、燃料電池は、それ自体のコストが高い上に、全く新しい設備を搭載しなければならないので、決して導入が容易な設備ではない。このように、船上の電力供給システム効率化に対する旧来の提案には搭載へのインセンティブが少なぐ実用化には至って V、なレ、。

[0006] そこで、回生制動機を備えた電動クレーンを搭載した船において、回生制動機が発生した回生電力を 2次電池、キャパシタ等の蓄電器に蓄積して利用する電力供給システムが提案される。この電力供給システムは、当初より船に搭載されたクレーンを利用して発電するので初期費用が少なぐコストの回収が容易であると予測される。し力、しながら、実際の稼働においては、回生電力と消費電力とが程よく釣り合うとは限らず、蓄電器の過充電あるレ、は完全放電が発生するとレ、う課題がある。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明の第 1の形態として、荷役対象を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ユニットを各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンと、回生ユニットが発生した電力を蓄積し、かつ、電動機が消費する電力の少なくとも一部を供給する蓄電器とを備えた船においてクレーンの動作を制御する制御装置であって、クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、指示の各々による動作を実行した場合の回生電力の予測値を算出する指示受付部と、蓄電器に充電できる空き電力容量を蓄電器から獲得して予測値と比較し、予測値が空き電力容量を上回る場合は、空き電力容量が予測値を上回るまでの間、当該予測値に対応する指示を当該クレーンに伝達するよりも、他のクレーンに対する電力消費を伴う動作を当該他のクレーンに先に伝達する指示伝達部とを備える制御装置が提供される [0008] また、本発明の第 2の形態として、荷役対象を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ユニットを各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンと、回生ユニットが発生した電力を充電されて蓄積し、且つ、電動機が消費する電力の少なくとも一部を供給する蓄電器とを備えた船においてクレーンの動作を制御する制御装置であって、クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、指示の各々による動作を実行した場合の消費電力の予測値を算出する指示受付部と、蓄電器に充電された蓄積電力量を蓄電器から獲得して予測値と比較し、予測値が蓄積電力量を上回る場合は、蓄積電力量が予測値を上回るまでの間、当該予測値に対応する指示を当該クレーンに伝達するよりも、他のクレーンに対する回生電力が発生する動作の指示を当該他のクレーンに先に伝達する指示伝達部とを備える制御装置が提供される。

[0009] 更に、本発明の第 3の形態として、荷役対象を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ユニットを各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンを備えた船において、クレーンの動作を制御する制御装置であって、クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、指示の各々による動作を実行した場合に消費電力を伴うか回生電力を伴うかを判断する指示受付部と、指示受付部により、クレーンのひとつに対する指示による動作が消費電力を伴い、かつ、クレーンの他のひとつに対する指示による動作が回生電力を伴うと判断された場合に、ひとつのクレーンの動作の指示と、他のクレーンの動作の指示を、当該動作が実行される期間が重なるタイミングで伝達する指示伝達部とを備える制御装置が提供される。

[0010] なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない

。上記の特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]ひとつの実施形態に係る貨物船 100の外観を模式的に示す斜視図である。

[図 2]貨物船 100の船内の電気設備 200を模式的に示す図である。 [図 3]起重機 300の電気的な構造を模式的に示す図である。

[図 4]船内の電気設備 200の接続状態を模式的に示す図である。

[図 5]電気設備 200における電力量の推移を示すグラフである。

[図 6コ操縦席 322、 324、 326、 328およびデッキクレーン 122、 124、 126、 128の間に配置された制御装置 410の構造を模式的に示す図である。

[図 7]制御装置 410におけるひとつの制御手順を示す流れ図 F100である。

[図 8]制御装置 410における他の制御手順を示す流れ図 F200である。

符号の説明

[0012] 100 貨物船、 110 船体、 121 荷役対象、 122、 124、 126、 128 デッキクレーン、 130 船橋、 140 発電機、 142 常用発電機、 144 非常用発電機、 150 配電盤、 152 母線、 154、 156 遮断器、 200 電気設備、 210 ウィンドラス、 212 ァンカー、 220 ムァリングウィンチ、 222 ムァリングワイヤ、 230 電動ハッチ、 232 ハッチカバー、 240 居住区電気設備、 241、 252、 262 制御装置、 242 ブロワ、 244 投光機、 246 室内灯、 248 航海灯、 250 二次電池、 260 蓄電器、 300 起重機、 310 旋回塔、 320、 322、 324、 326、 328 操縦席、 330 ジブ、 340 ィンバータ、 342 ジブモータ、 344 ホイストモータ、 346 旋回モータ、 350 回生ュニット、 360 スリップリング、 410 制御装置、 412 指示受付部、 414 指示伝達部発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなぐまた実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

[0014] 図 1は、ひとつの実施形態に係る貨物船 100の外観を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、この貨物船 100は、船体 110の内部に複数の貨物室を備え、それぞれの貨物室の天面は開閉できるハッチカバー 232により封止できる。また、ハツチカバー 232の各々の近傍には、それぞれ、デッキクレーン 122、 124、 126、 128 が設けられる。このような設備を備えた貨物船 100は、ハッチカバー 232を開いた状態で、デッキクレーン 122、 124、 126、 128を稼働させることにより、船体 110内の船倉に荷役対象 121を運び込み、また、運び出すことができる。 [0015] 更に、貨物船 100の船体 110の後端近傍には、船員が搭乗する居住区を含む船橋 130が配置される。また、船橋 130の下方の船体 110内には、後述する発電機 14 0および配電盤 150が搭載される。配電盤 150は、後述する母線 152を介して船内の各部に電力を供給する。

[0016] 図 2は、貨物船 100の船内の電気設備 200を模式的に示す図である。同図に示すよう ίこ、この貨物口、 100の電気設備 200 (ま、複数のデッキクレーン 122、 124、 126、 128、ウィンド、ラス 210、ムァリングウィンチ 220、電動ノヽツチ 230、 232等の電動機器、および、これらの電動機器を関連付けて制御する制御装置 410を有する。

[0017] デッキクレーン 122、 124、 126、 128の各々は、船体 110に対して固定されたベース部 301の上端に装着された旋回塔 310旋回塔 310を備える。旋回塔 310は旋回できる。更に、旋回塔 310は、昇降できるジブ 330をそれぞれ備える。ジブ 330は、それ自体を昇降させることができると共に、その先端から垂下したワイヤを巻上げまたは巻き下げて、ワイヤの先端に懸架された荷役対象 121を昇降させることができる。

[0018] なお、デッキクレーン 122、 124、 126、 128が荷役対象 121を上昇させる場合は、荷役対象 121の重量に応じて大きな電力が消費される。一方、荷役対象 121を降下させる場合は、荷役対象 121およびジブ 330の重量に対抗して可動部に制動をかけながら、適切な速度で降下させる。

[0019] また、この貨物船 100は、ウィンドラス 210、ムァリングウィンチ 220等の大きな電力を消費する設備を備える。ウィンドラス 210は、重量の大きなアンカー 212を巻上げる場合に大きな電力を消費する。また、ムァリングウィンチ 220も、ムァリングワイヤ 222 (ムァリングチェーン)を巻上げる場合に大きな電力を消費する。これらの電気機器は、この貨物船 100の母線 152に接続される。

[0020] 一方、船橋 130の居住区には、ブロワ 242、投光機 244、室内灯 246、航海灯 248 等の、やはり電力を消費する居住区電気設備 240を備える。図示は省略したが、居住区電気設備 240には、通信機器、レーダー、航法装置、調理機器等、他にも多くのものが含まれる。これらの電気機器も、母線 152に接続されて電力の供給を受ける 1 相対的に電力消費が少ないこと、陸上の商用電源を前提として製造された機器が多いことから、居住区電気設備 240には、 100V程度の電圧で電源が供給される。 [0021] 更に、この貨物船 100は、上記のような電力を消費する電気機器に供給する電力を発生または保持する二次電池 250、蓄電器 260、発電機 140等を搭載する。発電機 140は母線 152に接続され、母線 152を介して船内の各部に電力を供給する。このように、船において、母線 152に接続された発電機 140を備えることにより、船内の電動機器および電気機器の稼働に大きな電力が求められる場合に、発電機 140を稼働させて十分な電力を供給できる。

[0022] 二次電池 250および蓄電器 260もまた母線 152に接続され、母線 152を介して発電機 140の発生した電力により充電される。また、二次電池 250および蓄電器 260は、それぞれ個別の制御装置 252、 262を介して母線 152に接続され、過充電等を防止する。なお、二次電池 250は、主に停泊中に居住区電気設備 240に電力を供給する場合に利用される。

[0023] 蓄電器 260は、二次電池 250に対してより大きな容量を有して、後述する回生ュニット 350が発生した大きな電力も蓄積できる。これにより、より大きな電力を備蓄して船内の電力消費が増大した場合の電力供給を補うことができる。換言すれば、蓄電器 2 60を搭載することにより、発電機 140のピーク発電容量を抑制することができる。

[0024] このような用途で用いる蓄電器 260としては、電気二重層キャパシタを用いた蓄電装置を好ましく使用できる。電気二重層キャパシタは、電極および電解液の境界に発生した電気二重層に電荷が蓄積される。電気二重層は 1分子相当と!/、う極限まで薄いギャップを形成するので、非常に大きなエネルギー密度で電力を蓄積できる。ただし、印加電圧が耐圧を越えると電気二重層が破れるので、印加電圧を管理する制御装置 262と組み合わせて蓄電装置が形成される。

[0025] 図 3は、図 1および図 2に示したデッキクレーン 122、 124、 126、 128として使用する起重機 300の電気的な構造を模式的に示す図である。なお、図 3は、旋回塔 310 を抜き出して描かれている。

[0026] 同図に示すように、旋回塔 310の外側には、起重機 300の操縦装置が配置された操縦席 320が設けられる。また、旋回塔 310の外側には、ジブ 330が側方に装着される。

[0027] 一方、旋回塔 310の内部には、ジブ 330を昇降させるジブモータ 342、フックを懸架したワイヤを巻上げるホイストモータ 344、旋回塔 310自体を旋回させる旋回モータ 346がそれぞれ配置される。また、母線 152から供給される電力を制御してこれらジブモータ 342、ホイストモータ 344および旋回モータ 346に供給するインバータ 34 0も装備される。各モータを駆動する電力は、旋回塔 310の底部に設けられたスリツプリング 360を介して母線 152より供給される。

[0028] 更に、旋回塔 310には、回生ユニット 350が装備される。回生ユニット 350は、起重機 300が取り扱う荷役対象 121が降下する場合に、荷役対象 121およびジブ 330の運動エネルギーを電力に変換することにより、荷役対象 121およびジブ 330の降下速度を低減させる。回生ユニット 350により発生した電力は、スリップリング 360を介して船体 110内の母線 152に戻される。

[0029] なお、起重機 300は、荷役対象 121が懸架されていない場合においても、ジブ 330 の重量およびワイヤの先端に装着されたフックの重量によりジブ 330を降下させて、回生ユニット 350から電力を発生させることができる。この場合に発生した電力も、二次電池 250および蓄電器 260に蓄積させて、船内の他の居住区電気設備 240において利用することができる。

[0030] 図 4は、貨物船 100の船内の電気設備 200の接続状態を模式的に示す図である。

同図に示すように、この電気設備 200において、配電盤 150に設けられた母線 152 に対して、電気設備 200の各々が遮断器 156を介して接続される。また、蓄電器 260 および二次電池 250も、それぞれ制御装置 241、 252、 262を介して母,線 152に接続される。更に、発電機 140も、遮断器 154を介して母線 152に接続される。なお、発電機 140は、常用発電機 142および非常用発電機 144を含み、それぞれ個別に、遮断器 154を介して母線 152に接続される。

[0031] 上記のような電気設備 200において、遮断器 154、 156および制御装置 241、 252 、 262が電気的な接続を遮断していない限り、電気設備 200の各々は母線 152に電気的に結合されている。従って、この母線 152に対する電力源となる発電機 140、二次電池 250、蓄電器 260および回生ユニット 350のいずれかにより十分な電力が供給されていれば、電気設備 200は稼働できる。

[0032] また、デッキクレーン 122、 124、 126、 128、ウィンドラス 210、ムァリングウィンチ 2 20、電動ハッチ 230のように電力消費の大きな機器が稼働している場合は、発電機 140を稼働させて消費電力に見合った電力が供給される。また、例えば停泊中で、表示灯等のわずかな電力しか消費しない場合は、二次電池 250が供給する電力で船内の消費電力を賄うことができることができる。

[0033] 一方、荷役作業中は 4基のデッキクレーン 122、 124、 126、 128が集中的に可動する。従って、電気設備 200の電気機器には、それに見合った電力を供給することが求められる。そのような電力を発電機 140から供給するには、発電量の大きな発電機 140を装備しなければならない。従って、電気設備 200の容量は、デッキクレーン 12 2、 124、 126、 128が荷役作業をする場合の消費電力を考慮して決定される。

[0034] なお、この口、のデッキクレーン 122、 124、 126、 128 (ま、図 3ίこ示したよう ίこ、操縦装置が搭載された操縦席 320に搭乗した操縦者により独立して稼働する。し力もながら、操縦席 320の各々と、デッキクレーン 122、 124、 126、 128の各々の間には、 ftflj 卸装置 410カ設けられる。操縦席 320およびデッキクレーン 122、 124、 126、 128 はそれぞれ独立している力制御装置 410は、後述するように、すべてのデッキタレーン 122、 124、 126、 128の動作に関連している。また、蓄電器 260の蓄電状態も監視している。

[0035] 図 5(ま、図；こ示した貨物口、 ΙΟΟίこおレヽて、デッキクレーン 122、 124、 126、 128のいずれかを稼働させた場合の電力量の推移を示すグラフである。なお、蓄電器 260 としては、内部抵抗が十分に小さな電気二重層キャパシタを備えた蓄電装置を用いた。

[0036] 図 5に示すように、デッキクレーン 122、 124、 126、 128のひとつカ荷役対象 121 に対して巻上げ、巻下げおよびジブ 330の昇降を行った場合、動作開始当初は電動機の突入電流等により消費電力が 250kWを越える。その後、荷役対象 121またはジブ 330を上昇させる動作の場合は電力消費が継続する力降下させる動作の場合は回生電力が発生する。また、荷役対象 121またはジブ 330を上昇させる動作においても、各動作期間の終期に回生電力が発生する。

[0037] このように、巻上げ、ジフ上げ、巻下げ、およびジブ下げを含むデッキクレーン 122 、 124、 126、 128における一連の動作では、その各々の段階において、電動機の起動当初の突入電力による電力消費と、各段階を停止させる制動による回生電力とが発生する。しかしながら、各段階全体に着目した場合は、巻上げ、ジブ上げ等、荷役対象 121等の負荷を上昇させる動作では電力が消費される。また、巻下げ等、負荷となる荷役対象 121等を降下させる動作では、回生電力が発生する。

[0038] 図 6は、制御装置 410の内部構造を模式的に示すブロック図である。同図に示すように、制卸装置 410は、操縦席 322、 324、 326、 328とデッキクレーン 122、 124、 1 26、 128との間に酉己置され、操縦席 322、 324、 326、 328の各々力、ら発信された動作の指示を受ける指示受付部 412と、指示受付部 412が受け付けた指示をデッキクレーン 122、 124、 126、 128に伝達する指示伝達部 414とを備えている。

[0039] ここで、指示受付部 412は、操縦席 322、 324、 326、 328の各々力も発信された、デッキクレーン 122、 124、 126、 128の各々に対する指示を受け付けて保持する。従って、指示受付部 412が指示を保持している期間は、デッキクレーン 122、 124、 1 26、 128の動作は保留される。また、指示受付部 412は、受け付けた指示の内容を判断して、その指示に基づいてデッキクレーン 122、 124、 126、 128を動作させた場合には発生する回生電力量の予測値を生成する。後述する指示伝達部 414が指示を伝達するか否かは、この予測値を用いて判断される。

[0040] 一方、指示伝達部 414は、指示受付部 412から、特定のデッキクレーン 122、 124 、 126、 128に対して指示が発生した旨と、その指示に基づく動作の予測値を獲得する。また、蓄電器 260の制御装置 262から、そのときの蓄電器 260に残された空き容量の値を受け取る。これら予測値および空き容量値を比較して、動作を実行した場合に発生する回生電力を蓄電器 260に無駄なく蓄積できるかどうかを判断する。判断の結果、当該指示を実行すべき場合は、該当するデッキクレーン 122、 124、 126 、 128に対して指示を伝達する。

[0041] 図 7は、上記のような制御装置 410における制御手順を示す流れ図 F100である。

同図に示すように、操縦席 322、 324、 326、 328からの指示を制御装置 410が受け取ると、まず、その指示に基づくデッキクレーン 122、 124、 126、 128の動作力回生電力を発生するかどうかが調べられる（ステップ S101)。その指示による動作が回生電力を発生するものではなレ、場合 (ステップ S 101： NO)制御は、図 8に示す電力消費を伴う動作の指示に対する別の制御に移る。一方、その指示が回生電力を発生させる動作である場合 (ステップ S 101： YES)は、指示受付部 412にて指示を保持する（ステップ S102)と共に、その動作を実行した場合に発生する回生電力の予測値を算出する (ステップ S 103)。

[0042] 次に、指示伝達部 414において、上記の予測値は、そのときの蓄電器 260の空き容量と比較される（ステップ S104)。ここで、空き容量が十分に大きぐ予測値に係る回生電力をすベて蓄電器 260に蓄積できる場合 (ステップ S 104 :YES)、指示伝達きは、当該旨示を対応するデッキクレーン 122、 124、 126、 128のひとつに伝達して、指示に応じた動作を実行させる (ステップ S 105)。この場合、指示に基づく動作により発生した回生電力は、すべて蓄電器 260に蓄積される。

[0043] 一方、蓄電器 260に、発生する回生電力をすベて蓄積できる空き容量がなかった場合（ステップ S 104 : NO)、指示伝達部 414は、他のデッキクレーン 122、 124、 12 6、 128に対して、まず、動作の指示が発生しているかどうさを検索する (ステップ S 10 6)。他のデッキクレーン 122、 124、 126、 128に対して発生した指示があった場合（ステップ S 106 :YES)は、その指示に基づく動作力電力消費を伴うかどうかを調べる（ステップ S107)。ここで、他のデッキクレーン 122、 124、 126、 128に旨示された動作が電力消費を伴う場合 (ステップ S107 : YES)は、最初に受けた指示を保留したまま、この電力消費を発生させる指示を、該当するデッキクレーン 122、 124、 126 、 128に伝達する（ステップ S108)。これにより電力が消費され、蓄電器 260の空き容量が増加する（ステップ S108)。この後、指示伝達部 414の処理は、予測値と空き容量を比較するステップ (ステップ S104)に戻り、改めて予測値および空き容量を比較する。

[0044] なお、他のデッキクレーン 122、 124、 126、 128に対する旨示力発生してレヽなレヽ場合（ステップ S 106 : NO)、あるいは、指示は発生している（ステップ S106 : YES)がその指示が指定する動作が電力消費を伴うものではなかった場合 (ステップ S 107： NO )は、そのような指示が発生するのを待つ。こうして、蓄電器 260の容量に対して過剰な回生電力を発生させて、それを蓄積することなく無駄にしてしまうことが防止される。これにより、この貨物船 100の総合的なエネルギー効率が向上される。 [0045] このように、荷役対象 121を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象 121の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ュニット 350を各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンと、回生ュニット 350が発生した電力を蓄積し、且つ、電動機が消費する電力の少なくとも一部を供給する蓄電器 260と、を備えた船において、クレーンの動作を制御する制御装置 410であって、クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、指示の各々による動作を実行した場合の消費電力または回生電力の予測値を算出する指示受付部 412と、蓄電器 260に充電できる空き電力容量を蓄電器 260から獲得して予測値と比較し、予測値が空き電力容量を上回る回生電力である場合は、空き電力容量が予測値を上回るまでの間は、電力消費を伴う動作を指示する他のタレーンに対する指示をクレーンのいずれかに先に伝達する指示伝達部 414とを備える制御装置 410が提供される。これにより、蓄電器 260の容量を越えて発生した回生電力を熱として無駄に放散することが避けられ、船の閉じたエネルギー系におけるエネルギー効率を向上させることができる。

[0046] なお、デッキクレーン 122、 124、 126、 128は、制卸装置 410を介して操縦される。

し力、しな力ら、操縦席 322、 324、 326、 328におレヽてデッキクレーン 122、 124、 12 6、 128を操縦する操縦者からは、デッキクレーン 122、 124、 126、 128を直接に操縦しているように見える。また、上記した制御装置 410の動作により、指示伝達部 414 がデッキクレーン 122、 124、 126、 128に指示を伝達するまでにタイムラグが生じる場合がある力図 5に示した通り、デッキクレーン 122、 124、 126、 128は十数秒から数十秒単位で動作するので、数秒程度のタイムラグにより、操縦者が違和感を感じることはほとんどない。

[0047] 一方、操縦装置を操作してからデッキクレーン 122、 124、 126、 128が動作するまでのタイムラグが操縦者に違和感を与えるほど長くなつた場合は、操縦性の劣化や荷役作業の効率低下を生じる場合がある。そこで、図 7にステップ S109として示すように、制御装置 410が指示を保留し続ける時間に制限を設け、保留時間が制限時間を越えた場合 (ステップ S 109 :YES)は、指示伝達部 414が強制的に指示をデッキクレーン 122、 124、 126、 128に伝達するように制卸することカ好ましい。これにより、デメリットなしに、デッキクレーン 122、 124、 126、 128のエネノレギー効率を向上させること力 Sでさる。

[0048] このように、指示伝達部 414は、予測値が空き電力容量を上回る回生電力である場合においても、指示受付部 412が指示を受け付けてから一定の時間が経過すると、指示をクレーンに対して伝達することができる。これにより、指示に対する動作を保留するデメリットを感じさせることなぐエネルギー効率を向上させることができる。なお、蓄電器 260の蓄電容量を越えて発生した回生電力は、熱として容易に放散できる。このような過剰な回生電力を放散させる抵抗器は、蓄電器 260に付随する制御装置 262に設けることができる。

[0049] 図 8は、図 7に示した制御手順において、指示受付部 412に受け付けられた指示が、デッキクレーン 122、 124、 126、 128に対して、電力消費を伴う動作を指示するものであった場合 (ステップ S 101： NO)であった場合の、制御装置 410における制御手順を示す流れ図 F200である。同図に示すように、指示受付部 412が受け付けた指示が、電力消費を伴うものであった場合 (ステップ S 101 : NO)、指示受付部 412 は、指示を保持する (ステップ S202)と共に、その動作を実行した場合の消費電力の予測値を算出する（ステップ S203)。

[0050] 次に、指示伝達部 414において、消費電力の予測値が、そのときの蓄電器 260の蓄電量と比較される（ステップ S204)。ここで、蓄電量が十分に大きぐ予測値に係る消費電力をすベて蓄電器 260で賄うことができる場合 (ステップ S204 : YES)は、指示伝達きは、当該旨示を対応するデッキクレーン 122、 124、 126、 128のひとつに伝達して、指示に応じた動作を実行させる（ステップ S205)。この場合、デッキクレーン 122、 124、 126、 128は、蓄電器 260力、ら供給された電力で動作を完遂でき

[0051] 一方、蓄電器 260の蓄電量が、指示に基づく動作を完了するには不足する場合（ステップ S204 : NO)、旨示伝達き (ま、まず、他のデッキクレーン 122、 124、 12 6、 128に対して動作の指示が発生しているかどうかを検索する (ステップ S206)。次に、他のデッキクレーン 122、 124、 126、 128に対して発生した指示があった場合（ステップ S206： YES)は、その指示に基づく動作が回生電力を発生するかどうかを調べる（ステップ S207)。ここで、他のデッキクレーン 122、 124、 126、 128に旨示された動作が回生電力を発生する場合 (ステップ S207 : YES)は、最初に受けた指示を保留したまま、この回生電力を発生させる指示を該当するデッキクレーン 122、 12 4、 126、 128に先に伝達する（ステップ S208)。これにより電力が蓄積され、蓄電器 260の蓄電量が増加する（ステップ S208)。この後、指示伝達部 414の処理は、予測値と蓄電量を比較するステップ (ステップ S204)に戻り、改めて予測値および蓄電量を比較する。

[0052] なお、他のデッキクレーン 122、 124、 126、 128に対する指示が発生していない場合（ステップ S206 : NO)、あるいは、指示が発生している（ステップ S206 : YES)がその指示が指定する動作が回生電力を発生しなレ、場合 (ステップ S207： NO)は、そのような指示が発生するのを待つ。こうして、当初の指示に基づく動作を完遂させ得る電力が蓄電器 260に蓄積されるまで、回生電力を発生する他の動作をさせる指示を伝達することにより、デッキクレーン 122、 124、 126、 128の動作を蓄電器 260に蓄積された電力で完遂できる。

[0053] なお、操縦装置を操作してからデッキクレーン 122、 124、 126、 128が動作するまでのタイムラグが操縦者に違和感を与えるほど長くなつた場合は、操縦性の劣化や荷役作業の効率低下を生じる場合がある。そこで、ステップ S209として示すように、制御装置 410が指示を保留し続ける時間に制限を設け、保留時間が制限時間を越えた場合 (ステップ S209 : YES)は、蓄電量が不足していても、指示伝達部 414が強制的に指示をデッキクレーン 122、 124、 126、 128に伝達するように制御することが好ましい。これにより、動作遅延のデメリットを感じさせることなぐデッキクレーン 122 、 124、 126、 128のエネノレギー効串を向上させることカできる。なお、蓄電器 260の蓄電量が不足しているにも関わらず電力消費を伴う動作が指示された場合は、デッキクレーン 122、 124、 126、 128と共通の母泉 152に接続された発電機 140力、ら電力を供給することにより、デッキクレーン 122、 124、 126、 128を滞りなく動作させること力 Sでさる。

[0054] このようにして、荷役対象 121を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象 121の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ュニット 350を各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンと、回生ユニット 350が発生した電力を充電されて蓄積し、且つ、電動機が消費する電力の少なくとも一部を供給する蓄電器 260と、を備えた船において、クレーンの動作を制御する制御装置 410であって、クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、指示の各々による動作を実行した場合の消費電力または回生電力の予測値を算出する指示受付部 412と、蓄電器 260に充電された蓄積電力量を蓄電器 2 60から獲得して予測値と比較し、予測値が蓄積電力量を上回る消費電力である場合は、蓄積電力量が予測値を上回るまでの間は、回生電力が発生する動作を指示する他のクレーンに対する指示をクレーンのいずれかに先に伝達する指示伝達部 4 14とを備える制御装置 410が提供される。これにより、船上の発電機 140の負荷を軽減し、その船における総合的な燃料消費を低減できる。

[0055] なお、操縦装置を操作してからデッキクレーン 122、 124、 126、 128が動作するまでのタイムラグが操縦者に違和感を与えるほど長くなつた場合は、操縦性の劣化や荷役作業の効率低下を生じる場合がある。そこで、ステップ S209として示すように、制御装置 410が指示を保留し続ける時間に制限を設け、保留時間が制限時間を越えた場合 (ステップ S209 : YES)は、蓄電量が不足していても、指示伝達部 414が強制的に指示をデッキクレーン 122、 124、 126、 128に伝達するように制御することが好ましい。これにより、動作遅延のデメリットを感じさせることなぐデッキクレーン 122 、 124、 126、 128のエネノレギー効串を向上させることカできる。なお、蓄電器 260の蓄電量が不足しているにも関わらず電力消費を伴う動作が指示された場合は、デッキクレーン 122、 124、 126、 128と共通の母泉 152に接続された発電機 140力、ら電力を供給することにより、デッキクレーン 122、 124、 126、 128を滞りなく動作させること力 Sでさる。

[0056] このように、指示伝達部 414は、予測値が蓄積電力量を上回る消費電力である場合においても、指示受付部 412が指示を受け付けてから一定の時間が経過すると、指示をクレーンに対して伝達することができる。これにより、指示に対する動作を保留するデメリットを感じさせることなく上記の効果を享受できる。

[0057] これにより、起重機 300において荷役対象 121を降下させる場合に熱エネルギーとして放散されていたエネルギーを効率よく回収して、船内の電気設備 200の稼働に利用できる。また、電力供給のための燃料消費を低減できるので、燃料費の削減に加えて、炭酸ガス、窒素酸化物、硫黄酸化物等の排出量も抑制でき、環境負荷も低減できる。

[0058] 更に、上記の一連の制御において、消費電力を発生する動作の指示と、回生電力を発生する動作の指示との両方が指示受付部 412に入力された場合、指示伝達部 4 14は、実行期間が重なるようなタイミングで、デッキクレーン 122、 124、 126、 128に指示を伝達してもよい。これにより、消費電力と回生電力は母線 152上で電力を相殺し、蓄電器 260に対する充放電のロスなぐ回生電力を有効利用できる。また、この場合は蓄電器 260に対する過充電または過放電が生じる可能性も低くなる。

[0059] ただし、デッキクレーン 122、 124、 126、 128の各々力 S装備する、ジブモータ 342、ホイストモータ 344、旋回モータ 346等の電動機は、起動時には突入電流による消費電力のピークを発生する。また、停止時には、回生制動による回生電力のピークを発生する。そこで、指示伝達部 414が、同じ種類のピークが重ならないようにタイミングをとつて指示を伝達することが好ましい。これにより、電気設備 200の全体のピーク容量の余裕を抑制できる。

[0060] なお、制御装置 410は、各操縦席 322、 324、 326、 328に酉己され、電力調整と操作性との間のレ、ずれを優先するかを操縦者から入力する入力部を有してもょレ、。この入力部の一例は、電力調整優先モードと操作性優先モードとが択一的に入力されるスィッチである。この場合に、特定のデッキクレーン 122の操縦席 322の入力部において電力調整優先モードが入力されているときは、制御装置 410は、上記図 7および図 8の制御手順に従って、当該デッキクレーン 122に動作の指示を伝達する。一方、当該デッキクレーン 122の操縦席 322の入力部において操作性優先モードが入力されているとき、制御装置 410は、当該操縦席 322から動作の指示を受け付けたら、上記図 7および図 8の制御手順に従わずに、そのまま当該デッキクレーン 122に対してこの指示を伝達する。これにより、電力調整と操作性との優先順位を選択することができる。さらに、択一的な上記スィッチに代えて、入力部として、電力調整と操作性とのいずれを優先するかの程度を入力させるダイアルを用いてもよい。この場合に、制御装置 410は、特定のデッキクレーン 122の操縦席 322において、電力調整をより優先するダイアル値が入力されているほど、図 7のステップ S109および図 8のステップ S209の待機時間を長くする。これにより、電力調整と操作性との優先順位をより細かく選択すること力できる。さらにまた、制御装置 410は、電力調整と操作性との優先順位を、操縦席の操縦桿、操作ボタンの操作等に基づいて自動的に判断してもよい。例えば、制御装置 410は、操縦桿が大きく操作されるほど、または、操縦桿の操作の加速度が小さ V、ほど、電力調整の優先順位をより高 V、と判断してもよ!/、。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載力も明らかである。

Claims

請求の範囲

[1] 荷役対象を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ユニットを各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンと、

前記回生ユニットが発生した電力を蓄積し、かつ、前記電動機が消費する電力の少なくとも一部を供給する蓄電器と

を備えた船にお!/、て、前記クレーンの動作を制御する制御装置であって、

前記クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、前記指示の各々による動作を実行した場合の回生電力の予測値を算出する指示受付部と、前記蓄電器に充電できる空き電力容量を前記蓄電器から獲得して前記予測値と比較し、前記予測値が前記空き電力容量を上回る場合は、前記空き電力容量が前記予測値を上回るまでの間、前記予測値に対応する前記指示を前記クレーンに伝達するよりも、他のクレーンに対する電力消費を伴う動作の指示を前記他のクレーンに先に伝達する指示伝達部と

を備える制御装置。

[2] 前記指示伝達部は、前記予測値が前記空き電力容量を上回る回生電力である場合においても、前記指示受付部が前記指示を受け付けてから一定の時間が経過すると、前記予測値に対応する前記指示を前記クレーンに対して伝達する請求項 1に記載の制御装置。

[3] 荷役対象を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ユニットを各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンと、

前記回生ユニットが発生した電力を充電されて蓄積し、かつ、前記電動機が消費する電力の少なくとも一部を供給する蓄電器と

前記クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、前記指示の各々による動作を実行した場合の消費電力の予測値を算出する指示受付部と、前記蓄電器に充電された蓄積電力量を前記蓄電器から獲得して前記予測値と比較し、前記予測値が前記蓄積電力量を上回る場合は、前記蓄積電力量が前記予測値を上回るまでの間、前記予測値に対応する前記指示を前記クレーンに伝達するよりも、他のクレーンに対する回生電力が発生する動作の指示を前記他のクレーンに先に伝達する指示伝達部と

を備える制御装置。

[4] 前記指示伝達部は、前記予測値が前記蓄積電力量を上回る消費電力である場合においても、前記指示受付部が前記指示を受け付けてから一定の時間が経過すると、前記予測値に対応する前記指示を前記クレーンに対して伝達する請求項 3に記載の制御装置。

[5] 荷役対象を移動させる場合に動力源として電力を消費する電動機、および、荷役対象の移動を制動する場合に回生電力を発生させる回生ユニットを各々が有して、外部からの指示に応じて動作する複数のクレーンを備えた船において、前記クレーンの動作を制御する制御装置であって、

前記クレーンの各々に対する動作の指示を受け付けてそれを保持し、前記指示の各々による動作を実行した場合に消費電力を伴うか回生電力を伴うかを判断する指示受付部と、

前記指示受付部により、前記クレーンのひとつに対する指示による動作が消費電力を伴い、かつ、前記クレーンの他のひとつに対する指示による動作が回生電力を伴うと判断された場合に、前記ひとつのクレーンの動作の指示と、前記他のクレーンの動作の指示を、当該動作が実行される期間が重なるタイミングで伝達する指示伝達部と

を備える制御装置。

[6] 前記指示伝達部は、前記クレーンの各々が備える電動機の起動時の突入電流が発生する期間がずれるタイミングで前記指示の各々を伝達する請求項 5に記載の制御装置。

[7] 前記指示伝達部は、前記クレーンの各々が備える電動機を制動させる場合に回生電力が発生する期間がずれるタイミングで前記指示の各々を伝達する請求項 5に記載の制御装置。