(57)【要約】【課題】監視制御ユニット（１０)、充電器（２０）、スーパーキャパシタ（３０）、キャパシタ監視制御モジュール（３２）及びインバーター（４０）を有するタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムを提供する。【解決手段】監視制御ユニットがクレーンの待機状態を判定すると充電信号を発信し、キャパシタ監視制御モジュールがその充電信号を受信して充電開始信号を発信し、充電器がスーパーキャパシタを充電するように制御し、また、監視制御ユニットがスーパーキャパシタの電圧の充電完了を検出するとディーゼル機−発電ユニットを中止かアイドルさせ、スーパーキャパシタによりクレーンの補助システムに給電し、そして、インバーターによりスーパーキャパシタの直流電流を交流電流に変換し補助システムに供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンが待機すると、ディーゼル機−発電ユニットを中止させ、エネルギー貯蔵装置によりクレーンの補助システムにオンライン給電するように制御するタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムであり、
ディーゼル機−発電ユニットが中止されると、ディーゼル機−発電ユニットの運転中に貯蔵したエネルギーでクレーンの補助システムに給電するスーパーキャパシタと、
前記スーパーキャパシタと前記補助システムの間に接続され、スーパーキャパシタの直流電流を交流電流に変換し前記補助システムに供給するインバーターと、
充電信号を受信した場合、或いは前記スーパーキャパシタの電圧が第一所定値より低いと検出した場合、充電開始信号を発信するキャパシタ監視制御モジュールと、
ディーゼル機−発電ユニットからの給電により、前記充電開始信号を受信して前記スーパーキャパシタを充電する充電器と、
前記クレーンが待機状態であると検出すると、前記充電信号を前記キャパシタ監視制御モジュールに発信し、また、スーパーキャパシタの充電完了を検出すると、ディーゼル機−発電ユニットを中止かアイドルさせる一方、ディーゼル機−発電ユニットが中止かアイドルさせられた後、スーパーキャパシタの電圧が前記第一所定値より低いと前記監視制御ユニットが検出すると、前記ディーゼル機−発電ユニットを起動か全速運転させる監視制御ユニットとを有することを特徴とするタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項２】
前記監視制御ユニットが待機信号により、前記クレーンが待機状態であると判定し、前記待機信号は前記クレーンの操作パネルの上に設置された省エネルギーボタンより発信されるものであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項３】
前記クレーンの操作レバーが所定時間内に動作なしと判定すると、前記監視制御ユニットは前記クレーンが待機状態であると判定し、前記充電信号を発信することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項４】
前記監視制御ユニットが復元信号により、前記ディーゼル機−発電ユニットを起動か全速運転させ、前記復元信号は前記クレーンの操作パネルの上に設置される復元ボタンにより発信されるものであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項５】
更に静的スイッチを有し、前記スーパーキャパシタと前記ディーゼル機−発電ユニットは前記静的スイッチを介して前記インバーターと接続され、前記静的スイッチは前記監視制御ユニットにより制御され、また、スーパーキャパシタかディーゼル機−発電ユニットのいずれかが給電できない場合は、前記静的スイッチがディーゼル機−発電ユニットかスーパーキャパシタの給電状態に切替えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項６】
前記静的スイッチは切替リレーと、その常閉接点に並列される双方向サイリスタからなり、前記切替リレーと双方向サイリスタは前記監視制御ユニットにより制御されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項７】
更に第一接触器を有し、前記スーパーキャパシタは前記第一接触器を介して前記充電器と接続され、前記第一接触器は前記キャパシタ監視制御モジュールにより制御されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項８】
前記キャパシタ監視制御モジュールはディーゼル機−発電ユニットにより給電され、前記キャパシタ監視制御モジュールが給電されると、スーパーキャパシタの電圧が第二所定値より高いと検出し、前記第一接触器をオンにする一方、前記キャパシタ監視制御モジュールが給電されなくなると、前記第一接触器をオフにすることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項９】
更に第二接触器を有し、前記スーパーキャパシタは前記第二接触器を介して前記インバーターと接続され、前記第二接触器は前記第一接触器及び、前記監視制御ユニット内に設置されたセルフロックスイッチにより制御され、前記第一接触器及び/又はセルフロックスイッチがオンになると、前記第二接触器もオンになることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【請求項１０】
前記監視制御ユニットが前記第二接触器のオン状態を検出すると、前記セルフロックスイッチをオンにする一方、前記監視制御ユニットが前記スーパーキャパシタの電圧が第三所定値より低いと検出すると、前記セルフロックスイッチをオフにすることを特徴とする請求項９に記載のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の世界中の燃油価格の連続向上に従い、市販の燃油供給も不足になる一方である。それと同時に、グローバルマーケットの国際貿易取引量の更なる増大で、コンテナ運輸の業務を扱うターミナルの数と規模も大きくなりつつあり、ターミナル運営コストでの燃油費用の比率も高まっている。
【０００３】
集計したデータから見れば、タイヤ式門型コンテナクレーン（ＲＴＧという）のディーゼル消耗費用は大きな割合を占めていることがわかる。現場での調査により、ＲＴＧの作業中に、ヤードでの有効作業時間は５０％に過ぎなく、他の時間は全部待機状態であるが、その時、運転室のエアコン、ＩＴ、照明及びソケット、並びに電気室のエアコン、ＩＴ、照明、並びに台車治具スポットライト、クレーン歩道照明などの設備を含む補助システムの電源への継続給電が必要であるので、ディーゼル機−発電ユニットは中止できない。
【０００４】
しかし、この時のディーゼル機−発電ユニットの負荷が非常に小さく、ディーゼル機−発電ユニットは大きなパワーで電気エネルギー需要の小さい補助システムに給電しているので、燃油の大部分が無駄である。小型のディーゼル機−発電ユニットの設置で待機時の補助システムの電源供給問題が解決できるが、小型ディーゼル機の燃油消耗も少なくはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述問題を解決するために提供する本発明は、クレーン待機時にディーゼル機−発電ユニットを中止させ、エネルギー貯蔵装置によりクレーンの補助システムに給電するようにし、ＲＴＧのディーゼル機−発電ユニットの間欠運転を実現したタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述問題を解決するために提供する本発明は、ディーゼル機−発電ユニットが中止されると、ディーゼル機−発電ユニットの運転中に貯蔵したエネルギーでクレーンの補助システムに給電するスーパーキャパシタと、前記スーパーキャパシタと前記補助システムの間に接続され、スーパーキャパシタの直流電流を交流電流に変換し前記補助システムに供給するインバーターと、充電信号を受信した場合、或いは前記スーパーキャパシタの電圧が第一所定値より低いと検出した場合、充電開始信号を発信するキャパシタ監視制御モジュールと、ディーゼル機−発電ユニットからの給電により、前記充電開始信号を受信して前記スーパーキャパシタを充電する充電器と、前記クレーンが待機状態であると検出すると、前記充電信号を前記キャパシタ監視制御モジュールに発信し、また、スーパーキャパシタの充電完了を検出すると、ディーゼル機−発電ユニットを中止かアイドルさせる一方、ディーゼル機−発電ユニットが中止かアイドルさせされた後、スーパーキャパシタの電圧が前記第一所定値より低いと前記監視制御ユニットが検出すると、前記ディーゼル機−発電ユニットを起動か全速運転させる監視制御ユニットと、を有するタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムである。
【０００７】
前記監視制御ユニットが待機信号により前記クレーンが待機していると判定でき、前記待機信号は前記クレーン操作パネルの上に設置された省エネルギーボタンより発信されたものであり、前記監視制御ユニットはまた前記クレーンの操作レバーが所定時間内に動作無しと判定すると、前記クレーンが待機状態であると判定できる。
【０００８】
スーパーキャパシタの電圧が前記第一所定値より低いと検出すると、前記ディーゼル機−発電ユニットを起動か全速運転させる以外に、前記監視制御ユニットは復元信号により、前記ディーゼル機−発電ユニットを起動か全速運転させることができ、前記復元信号は前記クレーンの操作パネルの上に設置された復元ボタンより発信されるものである。
【０００９】
前記タイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムは更に静的スイッチを有し、前記スーパーキャパシタと前記ディーゼル機−発電ユニットは前記静的スイッチを介して前記インバーターと接続され、前記静的スイッチは前記監視制御ユニットにより制御され、また、スーパーキャパシタかディーゼル機−発電ユニットのいずれかが給電できない場合は、前記静的スイッチがディーゼル機−発電ユニットかスーパーキャパシタの給電状態に切替える。
【００１０】
前記静的スイッチは切替リレーと、その常閉接点に並列された双方向サイリスタからなり、前記切替リレーと双方向サイリスタは前記監視制御ユニットにより制御される。補助システムへの給電は前記スーパーキャパシタと前記ディーゼル機−発電ユニットとの交替で行い、いずれかが故障になった場合は他方の給電に切替えられ、前記切替は手動でも操作できる。
【００１１】
前記タイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムは更に第一接触器を有し、前記スーパーキャパシタは前記第一接触器を介して前記充電器と接続され、前記第一接触器は前記キャパシタ監視制御モジュールにより制御される。前記キャパシタ監視制御モジュールはディーゼル機−発電ユニットにより給電され、前記キャパシタ監視制御モジュールがディーゼル機−発電ユニットにより給電されると、スーパーキャパシタの電圧が第二所定値より高いと検出し、前記第一接触器をオンにする一方、前記キャパシタ監視制御モジュールがディーゼル機−発電ユニットにより給電されなくなると、前記第一接触器をオフにする。第一接触器をオフにすることにより、過放電にならないようにスーパーキャパシタを保護することができる。
【００１２】
前記タイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムは更に第二接触器を有し、前記スーパーキャパシタは前記第二接触器を介して前記インバーターと接続され、前記第二接触器は前記第一接触器及び、前記監視制御ユニット内に設置されたセルフロックスイッチにより制御され、前記第一接触器及び/又はセルフロックスイッチがオンになると、前記第二接触器もオンになる。
【００１３】
前記セルフロックスイッチは前記監視制御ユニットにより制御され、前記監視制御ユニットが前記第二接触器のオン状態を検出すると、前記セルフロックスイッチをオンにする一方、前記監視制御ユニットが前記スーパーキャパシタの電圧が第三所定値より低いと検出すると、前記セルフロックスイッチをオフにする。
【００１４】
本発明のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムの作業フローとして、ＲＴＧのディーゼル機−発電ユニットが起動・運転されると、キャパシタ監視制御モジュールが給電され、運転し始まり、スーパーキャパシタの電圧が第二所定値を越えるとキャパシタ監視制御モジュールは第一接触器をオンにすることにより、第二接触器がオンにされ、そして、インバーターが給電されると、ＲＴＧの補助システムにオンライン給電する。
【００１５】
ＲＴＧが待機状態である場合、ＲＴＧ運転者は前記省エネルギーボタンを押し省エネルギー制御システムを省エネルギーモードにすることができ、また、省エネルギー制御システムにより現在ＲＴＧの状態を判定してもよい。
【００１６】
例えば操作レバーが何分間にも動作無しと判定されると自動的に省エネルギーモードに入る。省エネルギーモードでは、監視制御ユニットがキャパシタ監視制御モジュールに充電信号を発信し、キャパシタ監視制御モジュールがそして充電器に充電開始信号を発信しスーパーキャパシタを充電するように指示し、その後、監視制御ユニットは電圧検出の方式でスーパーキャパシタの充電完了を判定するとディーゼル発電機を中止かアイドルさせる。また、インバーターを利用して、スーパーキャパシタに貯蔵した直流電流を安定した交流電流に変換し、補助システムに提供する。
【００１７】
ディーゼル機−発電ユニットで発電する場合、スーパーキャパシタの電圧が前記第一所定値より低くなると、キャパシタ監視制御モジュールは直接に充電開始信号を発信し、充電器にスーパーキャパシタを充電するように指示し、スーパーキャパシタの電量が満了すると、キャパシタ監視制御モジュールが充電開始信号の発信を中止し、スーパーキャパシタが続いて補助システムに給電することを繰り返す。
【００１８】
省エネルギーモードで、スーパーキャパシタの電圧が前記第一所定値より低い場合、或いは運転者が作業に当たり復元ボタンを押した場合、監視制御ユニットは自動的にディーゼル機−発電ユニットを正常運転の回転速度に起動させて、充電信号をキャパシタ監視制御モジュールに発信し、キャパシタ監視制御モジュールがそして充電器に充電開始信号を発信しスーパーキャパシタを充電させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムはスーパーキャパシタに貯蔵した電気エネルギーを利用してＲＴＧ上の補助システムの電源に給電するので、ＲＴＧ待機時にディーゼル機−発電ユニットを中止することができ、間欠運転、省エネルギー効果の実現ができる。
【００２０】
省エネルギー試験からのデータにより、本発明のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムを利用することで、ＲＴＧ全体の燃油消耗節約率が４０％以上に達することが分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。
本発明のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムの原理図である図１をご参照ください。当該省エネルギー制御システムは監視制御ユニット１０、充電器２０、スーパーキャパシタ３０、キャパシタ監視制御モジュール３２及びインバーター４０を有する。
【００２２】
監視制御ユニット１０はクレーン操作パネル２００とディーゼル機−発電ユニット３００と接続され、インプットのＩＮ１、ＩＮ２とＩＮ３を介して操作パネル２００（図２の示した内容をご参照）からの制御情報を受信し、そのうちＩＮ１（ＡＵＴＯ）は操作レバー２１０からの動作情報のインプットで、ＩＮ２（ＭＡＮＵＡＬ）は省エネルギーボタン２２０からの情報のインプットで、ＩＮ３（ＲＥＳＴＡＲＴ）は復元ボタン２３０からの情報のインプットである。
【００２３】
監視制御ユニット１０は操作パネル２００によりクレーンが待機しているかを判定し、アウトプットのＯＵＴ１（ＳＴＯＰ）とＯＵＴ３（ＳＴＡＲＴ）でディーゼル機−発電ユニット３００の中止と起動を制御するとともに、アウトプットのＯＵＴ２（ＩＤＬＥ／ＦＵＬＬ）でディーゼル機−発電ユニット３００の全速か低速（全速の半分のスピード）運転を制御し、アウトプットのＯＵＴ５（ＣＨＡＲＧＥ）で充電信号をキャパシタ監視制御モジュール３２に発信する。
【００２４】
図1では監視制御ユニット１０はインバーター４０とともに一つの電源インバーター４００に設置したが、監視制御ユニット１０は電源インバーター４００以外の他場所に設置しても良い。監視制御ユニット１０はシングルチップ、ＰＬＣ（プログラマブル論理制御装置）か他制御デバイスから構成できる。
【００２５】
スーパーキャパシタ３０はシステムでのエネルギー貯蔵装置として、インバーター４０の故障でディーゼル機−発電ユニット３００が直接に補助システム５００に充電する場合を除き、ほとんどの時間はクレーンの補助システム５００に給電するが、それは本発明への制限にはならなく、スーパーキャパシタ３０はディーゼル機−発電ユニットが中止された期間のみ補助システム５００に給電しても良い。
【００２６】
スーパーキャパシタ（ｓｕｐｅｒ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ、ｕｌｔｒａ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は近年現れた画期的なエネルギー貯蔵素子であり、電解コンデンサかバッテリーによく似ている構造を持ち、主要差異は使う電極材料の違いにある。スーパーキャパシタでは電気二重層原理及び多孔化活性炭技術の利用で、非常に広い表面面積の提供ができる。広い表面面積とナノレベルの電極間隔により、スーパーキャパシタの高いエネルギー密度を実現できる。
【００２７】
スーパーキャパシタのパワーがバッテリーの１０倍以上であり、電荷を貯蔵する能力も普通のキャパシタより高いうえ、充電・放電のスピードが速く、繰返し寿命が長いという特徴も持っているから、本発明のような繰返した急速充電・放電の場合に好適である。本実施例では、スーパーキャパシタ３０は複数のキャパシタの並列・直列から構成され、単体キャパシタの容量が１０，００００Ｆにも達する。
【００２８】
給電中、スーパーキャパシタ３０の電圧は、第二所定値と称する最低電圧より低くなってはいけない。本実施例での当該第二所定値が４６０ＶＤＣである。スーパーキャパシタ３０の電圧がその第二所定値より高くなると、補助システムに給電することができる。一方の場合は、スーパーキャパシタ３０が第一所定値より低い電圧まで放電してしまうと、スーパーキャパシタ３０を保護するために充電しなければいけない。
【００２９】
システムにある程度の反応時間（ディーゼル機−発電ユニットの起動時間）を用意するように、その第一所定値は第二所定値より高い値である。それは具体的な状況により調整したりできるが、本実施例では第一所定値が５００ＶＤＣである。
【００３０】
もう一方の場合は、クレーンが作業を中止し（例えば仕事が終わった時）、ディーゼル機−発電ユニット３００が既にオフになっている時、スーパーキャパシタ３０の電圧が４８０ＶＤＣである第三所定値より低いと、システムはスーパーキャパシタ３０が放電し続けないように、スーパーキャパシタ３０と充電器２０とインバーター４０とがそれぞれ遮断されるように制御する。それについては以下の説明に提示する。
【００３１】
スーパーキャパシタ３０は接触器Ｃ５を介して充電器２０と接続され、接触器Ｃ６を介してインバーター４０と接続される。接触器Ｃ５は本システムで第一接触器とし、接触器Ｃ６は本システムで第二接触器として使われる。
【００３２】
キャパシタ監視制御モジュール３２はディーゼル機−発電ユニット３００により給電され、キャパシタの電圧を検出するものとしてスーパーキャパシタと接続され、キャパシタの電圧値により充電開始信号を発信か中止するように充電器２０の充電動作を制御する。また、キャパシタ監視制御モジュール３２は、監視制御ユニット１０からの充電信号を受信し充電開始信号を発信できるように、監視制御ユニット１０のアウトプットのＯＵＴ５（ＣＨＡＲＧＥ）とも接続されている。
【００３３】
キャパシタ監視制御モジュール３２は同時に、スーパーキャパシタを保護するために接触器Ｃ５の開閉も制御する。ディーゼル機−発電ユニット３００が起動か全速運転されると、当該キャパシタ監視制御モジュール３２は給電され、スーパーキャパシタ３０の電圧が第二所定値より高くなるように接触器Ｃ５をオンにする一方、ディーゼル機−発電ユニット３００が中止かアイドルさせされると、当該キャパシタ監視制御モジュール３２は給電を失い、スーパーキャパシタ３０と充電器２０と離れるように接触器Ｃ５をオフにする。当該キャパシタ監視制御モジュール３２はＰＬＣから構成されてよい。
【００３４】
充電器２０は変圧器２１と定電流充電増圧装置２２との直列からなる。充電器２０はディーゼル機−発電ユニット３００により給電され、キャパシタ監視制御モジュール３２からの充電開始信号を受信しスーパーキャパシタ３０を電量満了まで充電する。本実施例では、スーパーキャパシタ３０の電圧が７６０ＶＤＣになると、容量が満たされたと認める。
【００３５】
インバーター４０の直流電流インプットは接触器Ｃ６を介してスーパーキャパシタ３０の両端と接続され、図１に示すように、当該接触器Ｃ６は監視制御ユニット１０のアウトプットのＯＵＴ４（ＳＥＬＦ  ＣＵＴ）と、接触器Ｃ５の両方に共同制御されている。アウトプットのＯＵＴ４はセルフロックスイッチであり、アウトプットのＯＵＴ４がオンである場合、或いは接触器Ｃ５がオンである場合、接触器Ｃ６は給電されオンになるが、この部分の動作原理については以下明細書に説明がある。
【００３６】
インバーター４０はスーパーキャパシタ３０からの直流電流を２２０Ｖ、５０Ｈｚの交流電流に変換し、補助システム５００に提供する。補助システム５００には、運転室のエアコン１台、ＩＴ、照明及びソケット等、並びに電気室のエアコン１台、ＩＴ、照明、並びに台車治具スポットライト４つ、クレーン歩道照明などの負荷を含む。
【００３７】
インバーター４０、ディーゼル機−発電ユニット３００と補助システム５００との間は直列された静的スイッチＣ２がある。図３に示すように、静的スイッチＣ２は切替リレーＪＤと、双方向サイリスタＳ１を有する。そのうち、双方向サイリスタＳ１は切替リレーＪＤの常閉接点に並列されている。切替リレーＪＤは監視制御ユニット１０からのＪＫ−ＣＴＬ信号により制御され、双方向サイリスタＳ１は監視制御ユニット１０からのＣＲ−ＣＴＬ信号により制御される。ディーゼル機−発電ユニット３００は切替リレーＪＤの常閉接点１に接続され、インバーター４０は切替リレーＪＤの常開接点２に接続される。
【００３８】
監視制御ユニット１０がインバート正常を検出すると、インバーター４０をオンにする同時に、ディーゼル機−発電ユニット３００はディーゼル機−発電ユニット３００から提供した交流電源の周波数、位相、電圧を追従する。
【００３９】
位相ロックなどの切替え条件が完成すると、制御信号のＪＫ−ＣＴＬを発信し、切替リレーＪＤの常閉接点１をオフにしてから、常開接点２をオンにする。リレーは動作時間があるのでＣＲ−ＣＴＬが少し遅れてからオフになるから、継続的に“バイパス運転状態”（即ちディーゼル機−発電ユニット３００から給電）から“インバートモード”（即ちインバーター４０から給電）へ変換することができ、その変換動作の遅れはわずかの１ｍｓよりも大幅に短い。
【００４０】
ＲＴＧ作業中の大部分の時間には、監視制御ユニット１０は常開接点２をオンにし、インバーター４０を補助システム５００に接続する。インバーター４０故障、出力過負荷などの場合、監視制御ユニット１０はＣＲ−ＣＴＬ制御信号を発信し、即時に双方向サイリスタＳ１をオンにする同時に、ＪＫ−ＣＴＬ信号を発信し、切替リレーＪＤの常開接点２をオフに、常閉接点１をオンにし、“バイパス運転状態” から“インバートモード”への変換を実現する。その変換の遅れは３ｍｓより短い。
【００４１】
もちろん、以上のような変換をする時、操作パネル３００の上のボタンで発信し、監視制御ユニット１０を制御するようにしてもよい。
【００４２】
インバーター４０のアウトプットは定格周波数変圧器４１により離隔されているから、その干渉抵抗性能及び負荷衝撃抵抗能力が効果的に高まる。インバーター４０のインプットには接触器のＢＲＥＡＫ１、ＢＲＥＡＫ２を設置し、必要に応じてスーパーキャパシタ３０とインバーター４０を離隔するようにしてよい。
【００４３】
以下は本発明のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムの作業フローについて詳しく説明する。
【００４４】
クレーンが正常作業している時、ディーゼル機−発電ユニット３００が全速運転し、キャパシタ監視制御モジュール３２は給電され動作し始め、保護として、スーパーキャパシタ３０の電圧値が第二所定値（４６０Ｖ）より高いように接触器Ｃ５をオンにし、接触器Ｃ６は接触器Ｃ５から制御を受けオンになる。そして、インバーター４０が充電を受け、監視制御ユニット１０、接触器Ｃ６、セルフロックスイッチＯＵＴ４がオンになり、また、接触器Ｃ５がオフになっても接触器Ｃ６がオン状態であるように接触器Ｃ６をセルフロック状態にさせる。
【００４５】
監視制御ユニット１０はインバーター４０を補助システム５００に接続するように、同時に静的スイッチＣ２を制御するから、スーパーキャパシタ３０での直流電流はインバーター４０での変換で、安定的で信頼性のある交流電流になり、補助システム５００に供給される。
【００４６】
キャパシタ監視制御モジュール３２はスーパーキャパシタ３０の電圧値が第一所定値（５００Ｖ）より低いと検出すると、充電開始信号を発信し、そして、充電器２０がスーパーキャパシタ３０に対して充電完了まで充電した後、スーパーキャパシタ３０が続いて放電することを繰り返す。
【００４７】
運転者が省エネルギーボタン２２０を押し、或は何分間も操作レバー２１０を操作しないと、監視制御ユニット１０は省エネルギーボタン２２０からの待機信号を検出し、或は操作レバー２１０の何分間も動作無しの状態を判定し、自動的に省エネルギーモードに入る。省エネルギーモードで、監視制御ユニット１０は充電信号をキャパシタ監視制御モジュール３２に発信するから、キャパシタ監視制御モジュール３２は充電開始信号を発信し、充電器２０がスーパーキャパシタ３０に対して充電するように制御する。
【００４８】
そして、監視制御ユニット１０がスーパーキャパシタの充電完了（即ち電圧が７６０Ｖになるまで）を検出すると、ディーゼル機−発電ユニット３００を中止させる。この時、キャパシタ監視制御モジュール３２は既に給電されなくなり、接触器Ｃ５も既にオフになるが、接触器Ｃ６はセルフロックスイッチＯＵＴ４（ＳＥＬＦ−ＣＵＴ）によりまだオンの状態である。システムはインバーター４０を介して、スーパーキャパシタ３０に貯蔵された直流電流を安定的な２２０Ｖ、５０Ｈｚの交流電流に変換し、補助システム５００に提供する。
【００４９】
監視制御ユニット１０はスーパーキャパシタ３０の電圧が第一所定値（５００Ｖ）より低いと検出すると、自動的にディーゼル機−発電ユニット３００を全速運転まで起動させる同時に、キャパシタ監視制御モジュール３２はスーパーキャパシタ３０の電圧値が第一所定値（５００Ｖ）より低いと検出すると、或は監視制御ユニット１０からのＯＵＴ５（ＣＨＡＲＧＥ）信号を受信すると、充電開始信号を発信し、充電器２０を通してスーパーキャパシタ３０を充電するように制御する。そして、監視制御ユニット１０がスーパーキャパシタの充電完了（即ち電圧が７６０Ｖになるまで）を検出すると、ディーゼル機−発電ユニット３００を中止させることを繰り返す。監視制御ユニット１０は復元ボタン２３０からの復元信号を受信すると、ディーゼル機−発電ユニット３００が正常モードに戻り動作できるように、その全速運転を起動させるか、アイドルさせてから全速運転へ行かせる。
【００５０】
前記のような作業フローにより、ディーゼル機−発電ユニット３００の間欠運転が実現でき、省エネルギーの効果も図れる。
【００５１】
作業中、作業員がクレーンを停止させ、強制的にディーゼル機−発電ユニット３００を停止させる場合もあるが、この時、ディーゼル機−発電ユニット３００の停止でキャパシタ監視制御モジュール３２が給電を失い、接触器Ｃ５をオフにするが、接触器Ｃ６はまだオンの状態であるので、スーパーキャパシタ３０は継続放電の状態のままである場合もある。そのため、監視制御ユニット１０はスーパーキャパシタの電圧値が第三所定値（４８０Ｖ）より低いと検出すると、セルフロックスイッチＯＵＴ４をオフにする。それで、スーパーキャパシタ３０がインバーター４０から離れられ、過放電にならないように、接触器Ｃ６がオフの状態になる。それで、次回の初期化の時、スーパーキャパシタ３０の電圧がまだ第二所定値（４６０Ｖ）より高いので、接触器Ｃ５をオンにし、運転し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムの一つの実施例の原理図である。
【図２】本発明のタイヤ式門型コンテナクレーンの省エネルギー制御システムの一つの実施例の操作パネルのイメージ図である。
【図３】図1に示した実施例での静的スイッチの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  監視制御ユニット、２０  充電器、２１  変圧器、２２  定電流充電増圧装置、３０  スーパーキャパシタ、３２  キャパシタ監視制御モジュール、４０  インバーター、３００  ディーゼル機−発電ユニット、４００  電源インバーター、５００  補助システム
【図１】
2007197216.tif 000003
【図２】
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【図３】
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