JP5830841B2 - Low oscillating offshore cargo handling system or offshore floating body equipped with the same - Google Patents

Description

本発明は、ウィンチ等の荷役機構で吊荷を水中に安定に保持するにあたり、特に荷役機構の効率的な駆動を通じて省エネルギ化を図った低揺動洋上荷役システム又はこれを備えた洋上浮遊体に関するものである。 The present invention, when retaining the load hanging at an unloading mechanism winch such stable in water, offshore floating body, especially with low swing offshore handling system or it was tried to energy saving through efficient drive of the handling mechanism It is about.

船舶、洋上浮体構造物などに設置されたウィンチやクレーン等の荷役機構で吊荷を水中に安定に保持するためには、波やうねりなどの影響を打ち消すための揺動制御を行うことが不可欠である。   In order to stably hold a suspended load underwater by a cargo handling mechanism such as a winch or crane installed on a ship or offshore floating structure, it is essential to perform swing control to counteract the effects of waves and swells. It is.

そこで、このような荷役システムを洋上で構築する上で参考になるものとして、特許文献１に示すものが挙げられる。   Then, what is shown in patent document 1 is mentioned as a reference when constructing such a cargo handling system offshore.

このものは、フローティングクレーンのブームより垂下させたワイヤロープに物品を吊下げて作業を行うときに、フローティングクレーンが上下に揺動することによってブームに作用する上下方向の加速度を検知し、該加速度からブームの上下方向の変位量を求め、前記変位量を相殺するように電動モータを制御することによってワイヤロープを繰り出しあるいは巻き取ることによりフローティングクレーンの上下揺動による物品変位すなわち物品の揺動を抑制するようにしたものである。かかる物品を水中の吊荷に置き換えれば、洋上で当該吊荷を安定に保持することが期待できる。   This system detects the vertical acceleration acting on the boom when the floating crane swings up and down when an article is suspended from a wire rope suspended from the boom of the floating crane. The amount of displacement in the vertical direction of the boom is obtained from the above, and the displacement of the article by the vertical swing of the floating crane, that is, the swing of the article is controlled by feeding or winding the wire rope by controlling the electric motor so as to cancel the displacement. It is intended to suppress. If such an article is replaced with an underwater suspended load, it can be expected that the suspended load is stably held at sea.

特開平４−１９１２９６号公報JP-A-4-191296

ところで、波やうねりに応じ電動モータを頻繁に駆動してワイヤロープの繰り出しや巻き取りを行う揺動制御時には、大きなエネルギの力行と回生が繰り返し発生する。かかる揺動制御時に負荷（吊荷）自体の平均高さすなわち位置エネルギには変化がないので、力行時に消費するエネルギと回生されるエネルギは等しくなり、電動モータそれ自体から見ればその収支は０となる。   By the way, at the time of swing control in which the electric motor is frequently driven in response to waves and undulations to feed and wind the wire rope, large energy power running and regeneration are repeatedly generated. Since the average height of the load (suspended load), that is, the potential energy does not change during such swing control, the energy consumed during power running and the regenerated energy are equal, and the balance of the electric motor is 0 when viewed from the electric motor itself. It becomes.

しかしながら、上記特許文献１のものは、揺動制御時には回生エネルギを吸収抵抗などによって熱として放散し、力行時に制御に必要なエネルギ分の発電を行い、電動モータに供給している。このため、ピークエネルギ量を見込んだ大容量の発電機が必要となり、エネルギ損失も多く効率の悪いものになっている。   However, in the above-mentioned Patent Document 1, regenerative energy is dissipated as heat by an absorption resistor or the like at the time of swing control, and power is generated for energy necessary for control at power running and supplied to the electric motor. For this reason, a large-capacity generator that anticipates the amount of peak energy is required, resulting in a high energy loss and inefficiency.

本発明は、このような課題に着目し、洋上において荷役機構の上下動に起因した吊荷の揺動を抑制しその位置を一定に保つ揺動制御を行うにあたり、より小型で高効率の低揺動洋上荷役システム又はこれを備えた洋上浮遊体を新たに提供することを目的としている。 The present invention focuses on such problems, when suppressing the oscillation of the resulting the load-suspending the vertical movement of the handling mechanism performs swing control to keep its position constant at sea, high efficiency low in smaller The object is to newly provide a swinging offshore cargo handling system or an offshore floating body equipped with the same.

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。   In order to achieve this object, the present invention takes the following measures.

すなわち、本発明の低揺動洋上荷役システムは、エンジンを動力源とする発電機と、この発電機が発生する電力を直流に変換する整流部と、この整流部が発生する直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータからの出力により駆動される電動モータと、この電動モータの動力で吊索の繰り出し又は巻き取りを行うウィンチ等の荷役機構と、洋上での揺動に伴う荷役機構若しくは荷役機構が設置された部位の上下方向の変位に応じて前記インバータを通じ前記荷役機構による吊索の昇降を制御することで当該吊索に懸下された水中の吊荷の位置を略一定に保つ制御を行う揺動制御部とを具備するとともに、前記発電機から前記インバータに向かう給電ラインの一部に直流電力を備蓄する蓄電部を接続して、前記揺動制御部による回生時に前記電動モータから回生エネルギを蓄え、蓄えたエネルギを力行時に前記電動モータに供給し得るようにしたものであって、
前記荷役機構、前記電動モータ及び前記インバータからなる駆動ユニットを、船舶、洋上浮体構造物等の洋上浮遊体の重心位置またはローリングの中心位置を挟んで進行方向と直交する左右方向両側の略対称な位置に配置し、又は、船舶、洋上浮体構造物等の洋上浮遊体の重心位置またはピッチングの中心位置を挟んで進行方向両側の略対称な位置に配置し、各駆動ユニットを、前記エンジン、前記発電機、前記整流部及び前記蓄電部からなる共通の電源ユニットの給電ラインに並列的に接続して、各駆動ユニットの吊索で水中の板状物である吊り荷の複数箇所を協働して支持したことを特徴とする。 That is, the low-oscillation offshore cargo handling system of the present invention includes a generator using an engine as a power source, a rectifying unit that converts electric power generated by the generator into direct current, and direct-current power generated by the rectifying unit as AC power. , An electric motor driven by the output from the inverter, a cargo handling mechanism such as a winch that feeds or winds the suspension cable with the power of the electric motor, and a cargo handling mechanism associated with rocking on the ocean or the position of the suspended load suspended Do underwater to the slings by controlling the elevation of slings by the handling mechanism through the inverter in response to vertical displacement of the site where handling mechanism is installed to be substantially constant A swing control unit that performs control to maintain, and a power storage unit that stores DC power is connected to a part of a power supply line from the generator to the inverter. The accumulated regenerative energy from the electric motor during regenerative, the stored energy be one obtained by adapted to supply to the electric motor during power running,
The drive unit comprising the cargo handling mechanism, the electric motor, and the inverter is substantially symmetrical on both sides in the left-right direction perpendicular to the traveling direction across the center of gravity position of the floating body such as a ship or a floating structure on the ocean or the center position of the rolling. Arranged at positions, or arranged at substantially symmetrical positions on both sides of the advancing direction across the center of gravity position or pitching center position of an offshore floating body such as a ship, offshore floating body structure, etc. Connected in parallel to a power supply line of a common power supply unit consisting of a generator, the rectifying unit, and the power storage unit, and the suspension line of each drive unit cooperates with multiple locations of underwater plate-like objects. It is characterized by having supported.

このように構成すれば、揺動制御時に発生する回生エネルギを蓄電部に蓄え、蓄えたエネルギを力行時に利用することができるため、蓄電部や発電機の負荷が軽減して小型化が図れ、またエネルギ効率が向上して省エネルギ化を果たすことも可能となる。 If comprised in this way, since the regenerative energy generated at the time of swing control can be stored in the power storage unit, and the stored energy can be used during powering, the load on the power storage unit and the generator can be reduced, and the size can be reduced. Further, energy efficiency can be improved and energy saving can be achieved.

この場合、前記荷役機構、前記電動モータ及び前記インバータからなる駆動ユニットを複数ユニット備え、各駆動ユニットを、前記エンジン、前記発電機、前記整流部及び前記蓄電部からなる共通の電源ユニットの給電ラインに並列的に接続しているので、各荷役機構を駆動する電動モータがエネルギを補完し合い、また電流の位相が逆相となる各荷役機構を駆動する電動モータの電流成分が給電ライン上で打ち消し合って蓄電部への電流の出入りが減少する。このため、荷役機構毎に蓄電部を接続する場合に比べて、蓄電部の容量を小さくすることができる。 In this case, a plurality of drive units including the cargo handling mechanism, the electric motor, and the inverter are provided, and each drive unit includes a power supply line of a common power supply unit including the engine, the generator, the rectifier unit, and the power storage unit. Are connected in parallel to each other, the electric motors that drive the respective cargo handling mechanisms complement each other, and the current components of the electric motors that drive the respective cargo handling mechanisms whose current phases are opposite to each other are The amount of current flowing into and out of the power storage unit is reduced by canceling each other. For this reason, the capacity | capacitance of an electrical storage part can be made small compared with the case where an electrical storage part is connected for every cargo handling mechanism.

特に、船舶、洋上浮体構造物等の洋上浮遊体の重心位置またはローリングの中心位置を挟んで進行方向と直交する左右方向両側の略対称な位置に駆動ユニットを対をなして配置し、あるいは、船舶、洋上浮体構造物等の洋上浮遊体の重心位置またはピッチングの中心位置を挟んで進行方向両側の略対称な位置に駆動ユニットを対をなして配置しているので、ローリングやピッチング時に左右方向あるいは前後方向に対をなす駆動ユニットの一方で生じる回生電流と他方で必要とされる力行電流とがほぼ同じ大きさになるため、特に効率的となる。
加えて、各駆動ユニットの吊索で水中の板状物である吊り荷の複数箇所を協働して支持しているので、吊り荷の揺動を抑えつつ水中で吊荷を一定の姿勢に保つことができる。 In particular, the drive units are arranged in pairs at substantially symmetrical positions on both sides in the left-right direction perpendicular to the traveling direction across the center of gravity position of the floating body such as a ship or offshore structure, or the center position of the rolling, or The drive units are arranged in pairs at approximately symmetrical positions on both sides of the traveling direction across the center of gravity or pitching center position of a floating body such as a ship or offshore floating structure. Alternatively, the regenerative current generated on one side of the drive units paired in the front-rear direction and the powering current required on the other side are approximately the same magnitude, which is particularly efficient.
In addition, since the suspension rope of each drive unit supports multiple parts of the suspended load, which is an underwater plate-like object, it keeps the suspended load in a constant posture while suppressing the swinging of the suspended load. Can keep.

さらに、電動モータで発生する回生エネルギの余剰分を放散する吸収抵抗を前記給電ラインに更に設ければ、コンデンサ容量を超えてエネルギが回生される場合に、パワー吸収抵抗により熱としてエネルギが放散されるので、蓄電部をコンパクトにしつつ、有効に活用することができる。また、船舶などに設置する場合には、船体の省スペース化を促進することもできるようになる。   Furthermore, if the power supply line is further provided with an absorption resistor that dissipates surplus regenerative energy generated by the electric motor, the energy is dissipated as heat by the power absorption resistor when the energy is regenerated exceeding the capacitor capacity. Therefore, the power storage unit can be effectively utilized while being made compact. Moreover, when installing in a ship etc., space saving of a hull can also be promoted now.

特に、前記蓄電部は電気二重層キャパシタであることが効果的である。   In particular, it is effective that the power storage unit is an electric double layer capacitor.

そして、以上の低揺動洋上荷役システムを船舶、洋上浮体構造物その他の洋上浮遊体に備えることによって、洋上で効率の良い荷役作業を行うことが可能となる。   By providing the above-described low-oscillation offshore cargo handling system on a ship, an offshore floating structure or other offshore floating bodies, efficient cargo handling operations can be performed on the ocean.

本発明は、以上説明したように、モータ駆動用のインバータに蓄電部を接続して、揺動制御時に発生するエネルギの力行と回生に対して、回生時にエネルギを蓄電部に吸収し、力行時に蓄電部に蓄えたエネルギを制御用に供給することができる。このように回生エネルギを有効利用することで、発電機容量を抑えることによる小型化やコストダウンを図ることができ、また、エネルギ効率が高くエコロジーにも資する低揺動洋上荷役システム又はこれを備えた洋上浮遊体を提供することが可能となる。   In the present invention, as described above, the power storage unit is connected to the inverter for driving the motor, and the energy is absorbed by the power storage unit during the regenerative operation against the powering and regeneration of the energy generated during the swing control. The energy stored in the power storage unit can be supplied for control. By effectively using regenerative energy in this way, it is possible to achieve downsizing and cost reduction by suppressing the generator capacity, and also equipped with a low oscillating offshore cargo handling system that contributes to ecology and high energy efficiency. It is possible to provide an offshore floating body.

本発明の第１実施形態に係る低揺動船上荷役システムの模式的な構成図。1 is a schematic configuration diagram of a low oscillating ship cargo handling system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係る低揺動船上荷役システムの模式的な構成図。The typical block diagram of the low oscillating ship loading system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る低揺動船上荷役システムの模式的な構成図。The typical block diagram of the low rocking ship cargo handling system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る低揺動船上荷役システムの模式的な構成図。The typical block diagram of the low rocking ship cargo handling system which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る低揺動船上荷役システムの模式的な構成図。The typical block diagram of the low rocking ship cargo handling system which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の幾つかの実施形態を、図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞ Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>

図１は、本実施形態の低揺動洋上荷役システムたる低揺動船上ウィンチシステムＷＳ１のシステム構成を模式的に示す図である。このウィンチシステムＷＳ１は、洋上浮遊体である船舶の船体１に設置した荷役機構すなわちウィンチ２から、吊索であるワイヤ３を垂下させて水中に負荷である吊荷４を懸下し、ウィンチ２をインバータ７を通じて制御することで波やうねりなどの影響を排して吊荷４を水中のほぼ定位置に保持するものである。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a system configuration of a low oscillating shipboard winch system WS1 which is a low oscillating offshore cargo handling system of the present embodiment. This winch system WS1 hangs a suspended load 4 as a load by hanging a wire 3 as a suspension rope from a cargo handling mechanism, that is, a winch 2 installed on a hull 1 of a ship as a floating body on the ocean. Is controlled through the inverter 7 to eliminate the influence of waves and swells and hold the suspended load 4 at a substantially fixed position in the water.

そのためにこのシステムは、発電機５の電力を整流部６を通してインバータ７に供給し、インバータ７はウィンチ２の取付場所の上下方向の変位に応じて揺動制御部８からかかる変位に起因したワイヤ３への影響を打ち消す制御信号を入力されて、電動モータ９を駆動しワイヤ３の張力を一定に保つようにウィンチ２を回転させてワイヤ３の昇降すなわち繰り出し又は巻き取りを行う。   For this purpose, this system supplies the electric power of the generator 5 to the inverter 7 through the rectifier 6, and the inverter 7 is a wire resulting from the displacement from the swing controller 8 according to the vertical displacement of the mounting location of the winch 2. When the control signal for canceling the influence on the wire 3 is inputted, the electric motor 9 is driven and the winch 2 is rotated so as to keep the tension of the wire 3 constant, so that the wire 3 is moved up and down, that is, fed or wound.

具体的に説明すると、発電機５は重油をエネルギ源としたディーゼルエンジン１０の動力によって稼動し、交流電力を発生する。整流部６は、発電機の交流出力を直流出力へ変換する変換器、および電圧・電流の調整器、および直流リアクトルなどで構成されており、当該三相交流電圧を直流電圧に変換して給電ライン１１に印加する。   More specifically, the generator 5 is operated by the power of the diesel engine 10 using heavy oil as an energy source, and generates AC power. The rectifying unit 6 includes a converter that converts the AC output of the generator into a DC output, a voltage / current regulator, a DC reactor, and the like, and converts the three-phase AC voltage into a DC voltage to supply power. Apply to line 11.

インバータ７は、トランジスタ、サイリスタ、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子と平滑用コンデンサなどから構成され、揺動制御部８からのＰＷＭ制御信号に基づき、所要電圧、所要周波数の三相交流電圧に変換する。   The inverter 7 includes a switching element such as a transistor, a thyristor, and an IGBT and a smoothing capacitor, and converts the voltage into a three-phase AC voltage having a required voltage and a required frequency based on a PWM control signal from the oscillation control unit 8.

電動モータ９は三相交流モータであり、前記インバータ７によって所要方向に所要速度で駆動される。   The electric motor 9 is a three-phase AC motor, and is driven by the inverter 7 in a required direction at a required speed.

揺動制御部８は、ウィンチ２又は当該ウィンチ２の設置場所に設けた加速度センサ１２から入力される加速度信号を積分してウィンチ２が上下変位する際の速度情報を取得し、この速度を打ち消す速度をワイヤ３に与えるべく、前記インバータ７を通じて電動モータ９の回転方向と回転速度を決定する。   The swing control unit 8 integrates acceleration signals input from the winch 2 or the acceleration sensor 12 provided at the place where the winch 2 is installed, acquires speed information when the winch 2 is displaced up and down, and cancels this speed. In order to give the speed to the wire 3, the rotation direction and the rotation speed of the electric motor 9 are determined through the inverter 7.

かかる揺動制御により、船体１の揺れによって水中の吊荷４に対してワイヤ３の引っ張り又は弛みが生じないように、ウィンチ２が上昇すればワイヤ３を繰り出し、ウィンチ２が降下すればワイヤ３を巻き取って、水中の吊荷４が力を受けないように制御する。万一ワイヤ３にテンションが発生したときのために、ウィンチ２に不図示のトルクセンサを設け、このトルクセンサが張力を検知した場合にウィンチ２を繰り出す２段階の制御を行うようにしてもよい。   By such swing control, the wire 3 is fed out when the winch 2 is raised and the wire 3 is drawn when the winch 2 is lowered so that the wire 3 is not pulled or loosened with respect to the underwater suspended load 4 due to the swing of the hull 1. The underwater suspended load 4 is controlled so as not to receive a force. In the unlikely event that tension occurs in the wire 3, a torque sensor (not shown) may be provided in the winch 2, and when this torque sensor detects tension, two-stage control for extending the winch 2 may be performed. .

このような構成に加えて、本実施形態は、前記発電機５から前記インバータ７に至る給電ライン１１上、具体的には整流部６と前記インバータ７の間に、前記平滑用コンデンサとは別に、更に直流電力を備蓄するバッテリやコンデンサ、電気二重層キャパシタ等からなる蓄電部１３を設けている。そして、前記揺動制御部８による制御時に、電動モータ９からの駆動によるウィンチ２のワイヤ繰り出し速度を越えて吊荷４側からワイヤ３が引っ張られた際に電動モータ９で発生する回生エネルギを前記蓄電部１３に蓄え、この蓄電部１３に蓄えたエネルギを、電動モータ１３によるワイヤ３の巻き取り時すなわち力行時に前記キャパシタ蓄電部１３から電動モータ１３に供給することでウィンチ２に対する駆動電力の一部をまかなうようにしている。   In addition to such a configuration, this embodiment is different from the smoothing capacitor on the power supply line 11 from the generator 5 to the inverter 7, specifically between the rectifier 6 and the inverter 7. Further, a power storage unit 13 including a battery, a capacitor, an electric double layer capacitor, or the like that stores DC power is provided. During the control by the swing control unit 8, the regenerative energy generated in the electric motor 9 when the wire 3 is pulled from the suspended load 4 side beyond the wire feed speed of the winch 2 driven by the electric motor 9 is generated. The energy stored in the power storage unit 13 and the energy stored in the power storage unit 13 is supplied from the capacitor power storage unit 13 to the electric motor 13 during winding of the wire 3 by the electric motor 13, that is, powering. I try to cover a part.

加えて本実施形態は、前記キャパシタ蓄電部１３と並列にパワー吸収抵抗１４を設け、このパワー吸収抵抗１４を切替スイッチ１５を介してグランド部位に選択的に導通させるようにしている。前記揺動制御部８は、回生電圧がキャパシタ容量を超える電圧となったことを適宜の手段により検知して切替スイッチ１５をＯＮにし、電動モータ９で発生する回生エネルギの余剰分を熱エネルギとして放散する制御を併せて行うようにしている。   In addition, in the present embodiment, a power absorption resistor 14 is provided in parallel with the capacitor power storage unit 13, and the power absorption resistor 14 is selectively conducted to the ground portion via the changeover switch 15. The swing control unit 8 detects that the regenerative voltage has exceeded the capacitor capacity by an appropriate means, turns on the changeover switch 15, and uses the surplus regenerative energy generated by the electric motor 9 as thermal energy. The control to dissipate is also performed.

このような回生電力の構成を船上ウィンチシステムＷＳ１に付加すると、揺動制御時に発生するエネルギの力行と回生に対して、回生時にはエネルギをキャパシタ蓄電部１３に吸収する一方、力行時にはキャパシタ蓄電部１３に蓄えたエネルギを制御用に供給することができ、回生エネルギを有効利用してシステムＷＳ１の省エネルギ化を図ることができるとともに、発電機５の負荷も軽減して、発電機５の小型化を図ることが可能となる。 When such a configuration of regenerative power is added to the onboard winch system WS 1 , energy is absorbed by the capacitor power storage unit 13 during regeneration while the power storage unit 13 absorbs energy during regenerative operation, while the power storage and regeneration are performed during swing control. 13 can be supplied for control, the regenerative energy can be effectively used to save energy in the system WS 1 and the load on the generator 5 can be reduced. It is possible to reduce the size.

また、揺動量は気象条件によって変わるほか、まれに大きな波が発生し、瞬間的に大きな振動となる場合がある。このような想定される揺動量の最大値から回生エネルギを見積もってキャパシタ蓄電部１３を設置すると、使用時間の大部分は設置容量の極一部しか使用しない状態となり、キャパシタ蓄電部１３が無駄になるばかりか、設置スペースも大きくなってしまう。これに対し本実施形態は、上記のパワー吸収抵抗１４を設け、キャパシタ蓄電部１３の容量を超えてエネルギが回生される場合には、パワー吸収抵抗１４により、熱としてエネルギを放散するようにしているので、キャパシタ蓄電部１３をコンパクトにしつつ、必要なときには有効利用できるようにして、船舶上での省スペース化も果たすことが可能となる。 In addition, the amount of rocking varies depending on weather conditions, and in some rare cases, a large wave is generated, causing a large vibration instantaneously. If such estimates regenerative energy from the maximum value envisioned swing amount installing capacitor charge reservoir unit 13, the majority of the operating time is a state that does not use only small part of the installation capacity, the capacitor charge reservoir section 13 Not only will it be wasted, but the installation space will also increase. In contrast, the present embodiment the power absorption resistance 14 of the provided, if the energy exceeds the capacity of the capacitor charge reservoir portion 13 is regenerated, due power absorption resistance 14, so as to dissipate energy as heat As a result, the capacitor power storage unit 13 can be made compact and can be used effectively when necessary, thereby saving space on the ship.

特に、前記蓄電部１３に電気二重層キャパシタを採用しているため、小型にして極めて高効率なものになる。   In particular, since an electric double layer capacitor is used for the power storage unit 13, the power storage unit 13 can be made compact and extremely efficient.

そして、以上の低揺動船上ウィンチシステムＷＳ１を船舶の船体１に備えることによって、洋上で効率の良い荷役作業を行うことが可能となる。
＜第２実施形態＞ Then, by providing the hull 1 of the ship with the above-described low swing on-board winch system WS 1 , efficient cargo handling work can be performed on the ocean.
Second Embodiment

図２に示す低揺動洋上荷役システムたるウィンチシステムＷＳ２は、船舶の船体１に設置した複数のウィンチ２ａ〜２ｄからそれぞれワイヤ３ａ〜３ｄを垂下させて各々のワイヤ３ａ〜３ｄで水中に負荷である吊荷（台）４ａ〜４ｄを懸下し、各ウィンチ２ａ〜２ｄをそれぞれインバータ７ａ〜７ｄを通じて制御することで波やうねりなどの影響を排して吊荷４ａ〜４ｄを低揺動で水中に保持するものである。図１と共通する部分には同一符号を付している。 Winch system W S 2 serving low swing offshore handling system shown in FIG. 2, each of a plurality of winch 2a~2d installed in the hull 1 of the ship by hanging wire 3a~3d in water in each of the wire 3a~3d Suspended suspended loads (bases) 4a to 4d are controlled, and winches 2a to 2d are controlled through inverters 7a to 7d, respectively, so that influences such as waves and undulations can be eliminated to reduce suspended loads 4a to 4d. It is kept underwater by movement. Portions common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

そのために、ウインチ２ａ、前記電動モータ９ａ及びインバータ８ａによって駆動ユニットＵａが構成され、他のウィンチ２ｂ〜２ｄ、電動モータ９ｂ〜９ｄ、インバータ７ｂ〜７ｄによっても駆動ユニットＵｂ、Ｕｃ、Ｕｄが構成される。そして、各駆動ユニットＵａ〜Ｕｄを、前記エンジン１０、前記発電機５、前記整流部６及び前記蓄電部１３からなる共通の電源ユニットＵｚの給電ライン１１に並列的に接続している。揺動制御部８は各々のウィンチ２ａ〜２ｄ若しくはウィンチ設置場所の加速度信号から速度を取得して対応するインバータ７ａ〜７ｄに制御信号を入力し、各電動モータ９ａ〜９ｄを駆動するように構成される。各々のウィンチ２ａ〜２ｄが船体１の浮き沈みを打ち消すようにワイヤ３ａ〜３ｄの繰り出し又は巻き取りを行う結果、各ワイヤ３ａ〜３ｄが引っ張られ又は弛んだ状態になることが防止されて、吊荷４ａ〜４ｄをそれぞれ波の影響を受けずに水中に安定的に保持する。 Therefore, the drive unit Ua is configured by the winch 2a, the electric motor 9a, and the inverter 8a, and the drive units Ub, Uc, Ud are also configured by the other winches 2b to 2d, the electric motors 9b to 9d, and the inverters 7b to 7d. The And each drive unit Ua-Ud is connected in parallel with the electric power feeding line 11 of the common power supply unit Uz which consists of the said engine 10, the said generator 5, the said rectification | straightening part 6, and the said electrical storage part 13. FIG. The swing control unit 8 is configured to acquire the speed from the acceleration signal of each winch 2a to 2d or the winch installation location, input the control signal to the corresponding inverter 7a to 7d, and drive each electric motor 9a to 9d. Is done. As a result of feeding or winding the wires 3a to 3d so that each winch 2a to 2d cancels the ups and downs of the hull 1, the wires 3a to 3d are prevented from being pulled or slackened, and suspended. The loads 4a to 4d are each stably held in water without being affected by waves.

このように、前記ウインチ２ａ〜２ｄ、前記電動モータ９ａ〜９ｄ及び前記インバータ７ａ〜７ｄからなる複数の駆動ユニットＵａ、Ｕｂ、Ｕｃ、Ｕｄを備え、各駆動ユニットＵａ、Ｕｂ、Ｕｃ、Ｕｄを、前記エンジン１０、前記発電機５、前記整流部及び前記蓄電部１３からなる共通の電源ユニットＵｚの給電ライン１１に並列的に接続しているので、例えば駆動ユニットＵａ、Ｕｂ、Ｕｃ、Ｕｄごとに蓄電部１３を設けた場合に比べて、揺動制御時に発生する供給と吸収といったエネルギの脈動を平滑化することができ、必要電力を有効に低減することが可能になる。揺動制御時には、複数の駆動ユニットＵａ、Ｕｂ、Ｕｃ、Ｕｄを給電ライン１１上の共通の蓄電部１３に接続することで、各ウインチ２ａ〜２ｄを駆動する電動モータ９ａ〜９ｄがエネルギを補完し合い、また電流の位相が逆相となる各ウインチ２ａ〜２ｄを駆動する電動モータ９ａ〜９ｄの電流成分が給電ライン１１上で打ち消し合って蓄電部１３への電流の出入りが減少する。このため、それぞれのウインチ２ａ〜２ｄを駆動する電動モータ９ａ〜９ｄのピークに合った容量の蓄電部１３を用意する必要がなく、ウィンチ２ａ〜２ｄの駆動にあたってトータルで生じる損失分のみを供給できる程度の容量にまで発電機５を小型化することが可能になる。
＜第３実施形態＞ As described above, the winch 2a to 2d, the electric motors 9a to 9d and the inverters 7a to 7d are provided with a plurality of drive units Ua, Ub, Uc, Ud, and the drive units Ua, Ub, Uc, Ud are Since the power supply line 11 of the common power supply unit Uz including the engine 10, the generator 5, the rectifier unit, and the power storage unit 13 is connected in parallel, for example, for each drive unit Ua, Ub, Uc, Ud Compared with the case where the power storage unit 13 is provided, energy pulsations such as supply and absorption that occur during swing control can be smoothed, and the required power can be effectively reduced. At the time of swing control, the drive motors Ua, Ub, Uc, Ud are connected to the common power storage unit 13 on the power supply line 11, so that the electric motors 9a-9d driving the winches 2a-2d supplement the energy. In addition, the current components of the electric motors 9a to 9d that drive the winches 2a to 2d whose current phases are opposite to each other cancel each other on the power supply line 11, so that the current flowing into and out of the power storage unit 13 is reduced. For this reason, it is not necessary to prepare the power storage unit 13 having a capacity that matches the peak of the electric motors 9a to 9d for driving the winches 2a to 2d, and it is possible to supply only the total loss that occurs when driving the winches 2a to 2d. It is possible to reduce the size of the generator 5 to a certain level.
<Third Embodiment>

図３に示す低揺動洋上荷役システムたる低揺動船上ウィンチシステムＷＳ３は、吊荷４の揺動を抑えつつ水中に吊荷４を一定の姿勢に保つために、複数のウィンチ２ｅ〜２ｈを船体１に配置し、各々のウィンチ２ｅ〜２ｈからそれぞれワイヤ３ｅ〜３ｈを垂下させて、これらのワイヤ３ｅ〜３ｈにより、水中の共通の吊荷４の複数個所を協働して支持するものである。図２と共通する部分には同一符号を付している。 Low swing shipboard winch system WS3 serving low swing offshore handling system shown in Figure 3, in order to keep the suspended load 4 in water while suppressing swing of the suspended load 4 in a fixed position, a plurality of winch 2E～2 h was placed in the hull 1, respectively from each of the winch 2E～2 h by hanging wire 3E～3 h, these wires 3E～3 h, in cooperation common plurality of locations suspended load 4 in water It is something to support. Portions common to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

各駆動ユニットＵｅ、Ｕｆ、Ｕｇ，Ｕｈは、船上の４箇所に配置されている。駆動ユニットＵｅ、Ｕｇと駆動ユニットＵｆ，Ｕｈとは、船体１の重心位置Ｏ１またはローリングの中心位置Ｏｒを挟んで進行方向と直交する左右方向両側に略対称な位置関係に配置され、また、駆動ユニットＵｅ、Ｕｆと駆動ユニットＵｇ，Ｕｈとは、船体１の重心位置Ｏｇまたはピッチングの中心位置Ｏｐを挟んで進行方向両側に略対称な位置関係に配置されている。   Each drive unit Ue, Uf, Ug, Uh is arranged at four places on the ship. The drive units Ue, Ug and the drive units Uf, Uh are arranged in a substantially symmetrical positional relationship on both sides in the left-right direction perpendicular to the traveling direction across the center of gravity O1 of the hull 1 or the center position Or of the rolling. The units Ue and Uf and the drive units Ug and Uh are arranged in a substantially symmetrical positional relationship on both sides in the traveling direction with the center of gravity Og of the hull 1 or the centering Op of pitching interposed therebetween.

このため、船体１が左右に揺れるローリング時には、駆動ユニットＵｅ、Ｕｇと駆動ユニットＵｆ、Ｕｇとは、何れか一方が回生となるときには他方が力行となって、回生電流と力行電流が同期して表れ大きさもほぼ釣り合うので、キャパシタ蓄電部１３や発電機５の効率的な負荷軽減が図られ、また、船体１が前後に揺れるピッチング時には、駆動ユニットＵｅ、Ｕｆと駆動ユニットＵｇ、Ｕｈとは、何れか一方が回生となるときには他方が力行となって、回生電流と力行電流が同期して表れ大きさもほぼ釣り合うので、この場合にもキャパシタ蓄電部１３や発電機５の効率的な負荷軽減が図られることとなる。
＜第４実施形態＞ For this reason, when rolling the ship body 1 to the left or right, when one of the drive units Ue, Ug and the drive unit Uf, Ug is regenerated, the other becomes power running, and the regenerative current and power running current are synchronized. Since the appearance size is almost balanced, efficient load reduction of the capacitor power storage unit 13 and the generator 5 is achieved, and when the hull 1 swings back and forth, the drive units Ue, Uf and the drive units Ug, Uh are: When either one is regenerative, the other becomes power running, and the regenerative current and power running current appear in synchronism with each other, so that the load balance of the capacitor power storage unit 13 and the generator 5 can be reduced efficiently. Will be illustrated.
<Fourth embodiment>

図４に示す低揺動洋上荷役システムたる低揺動船上ウィンチシステムＷＳ４は、４つの駆動ユニットＵａ〜Ｕｄを有している点で第２実施形態と同様であるが、キャパシタ蓄電部１３´を含む電源ユニットＵｚ´の構成を異にしている。   The low oscillating shipboard winch system WS4 as the low oscillating offshore cargo handling system shown in FIG. 4 is similar to the second embodiment in that it has four drive units Ua to Ud. The configuration of the power supply unit Uz ′ is different.

すなわち、この電源ユニットＵｚ´は、発電機５からの交流出力が整流部６によって整流されるまでの間の給電ライン１１上に整流部６´を介してキャパシタ蓄電部１３´を接続し、また、給電ライン１１上、発電機５のすぐ出口にパワー吸収抵抗１４´を配置したものである。符号２０で示すものはＡＣインバータである。このように、各要素部品の配置は上記各実施形態においても種々に変形が可能である。
＜第５実施形態＞ That is, the power supply unit Uz ′ connects the capacitor power storage unit 13 ′ via the rectification unit 6 ′ on the power supply line 11 until the AC output from the generator 5 is rectified by the rectification unit 6. The power absorption resistor 14 ′ is arranged on the power supply line 11 at the exit of the generator 5. What is denoted by reference numeral 20 is an AC inverter. Thus, the arrangement of the component parts can be variously modified in the above embodiments.
<Fifth Embodiment>

図５に示す低揺動洋上荷役システムたる低揺動船上ウィンチシステムＷＳ５は、船体１１の船底から吊索であるウィンチ２ａ´〜２ｄ´のワイヤ３ａ´〜３ｄ´を水中に垂下させた点で、船体の側壁の外側にウィンチの繰り出し端を持ち出してそこからワイヤを水中に垂下させた上記各実施形態とは構成が異なるものである。このように、吊索の水中への垂れ下げ方も、種々の変形実施が可能である。   A low-oscillation shipboard winch system WS5, which is a low-oscillation offshore cargo handling system shown in FIG. The configuration differs from the above-described embodiments in which the feeding end of the winch is brought out on the outside of the side wall of the hull and the wire is suspended from there. As described above, various modifications can be made in the manner of hanging the suspension cable into the water.

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, the specific structure of each part is not limited only to embodiment mentioned above.

例えば、本発明を低揺動船上クレーンシステムとして構成してもよいし、船体以外にも洋上の種々の浮遊物に対して本発明を適用することもできる。   For example, the present invention may be configured as a low-oscillation shipboard crane system, and the present invention can also be applied to various floating matters on the ocean besides the hull.

また、荷役機構はウィンチに限らず、クレーンの昇降であってもよい。   Further, the cargo handling mechanism is not limited to a winch, and may be lifting and lowering a crane.

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   Other configurations can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

１…船体
２、２ａ〜２ｄ、２ｅ〜２ｈ…荷役機構（ウィンチ）
３、３ａ〜３ｄ、３ｅ〜３ｈ…ワイヤ
５…発電機
６…整流部
７、７ａ〜７ｄ、７ｅ〜７ｈ…インバータ
８…揺動制御部
９…電動モータ
１０…エンジン
１１…給電ライン
１３…蓄電部
１４…吸収抵抗
Ｏｇ…重心位置
Ｏｒ…ローリングの中心位置
Ｏｐ…ピッチングの中心位置
Ｕａ〜Ｕｄ…駆動ユニット
Ｕｅ〜Ｕｈ…駆動ユニット
Ｕｚ…電源ユニット
ＷＳ１〜ＷＳ４…低揺動洋上荷役システム（低揺動船上ウィンチシステム）

1 ... Hull 2, 2a-2d, 2e-2h ... Cargo handling mechanism (winch)
3, 3a to 3d, 3e to 3h ... wire 5 ... generator 6 ... rectifier 7,7a-7d, 7e-7h ... inverter 8 ... oscillation controller 9 ... electric motor 10 ... engine 11 ... feed line 13 ... electric storage Part 14 ... Absorption resistance Og ... Center of gravity position Or ... Rolling center position Op ... Pitching center position Ua-Ud ... Drive unit Ue-Uh ... Drive unit Uz ... Power supply unit WS1-WS4 ... Low swing offshore cargo handling system (low swing) (Driving ship winch system)

Claims (4)

エンジンを動力源とする発電機と、この発電機が発生する電力を直流に変換する整流部と、この整流部が発生する直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータからの出力により駆動される電動モータと、この電動モータの動力で吊索の繰り出し又は巻き取りを行うウィンチ等の荷役機構と、洋上での揺動に伴う荷役機構若しくは荷役機構が設置された部位の上下方向の変位に応じて前記インバータを通じ前記荷役機構による吊索の昇降を制御することで当該吊索に懸下された水中の吊荷の位置を略一定に保つ制御を行う揺動制御部とを具備するとともに、前記発電機から前記インバータに向かう給電ラインの一部に直流電力を備蓄する蓄電部を接続して、前記揺動制御部による回生時に前記電動モータから回生エネルギを蓄え、蓄えたエネルギを力行時に前記電動モータに供給し得るようにしたものであって、
前記荷役機構、前記電動モータ及び前記インバータからなる駆動ユニットを、船舶、洋上浮体構造物等の洋上浮遊体の重心位置またはローリングの中心位置を挟んで進行方向と直交する左右方向両側の略対称な位置に配置し、又は、船舶、洋上浮体構造物等の洋上浮遊体の重心位置またはピッチングの中心位置を挟んで進行方向両側の略対称な位置に配置し、各駆動ユニットを、前記エンジン、前記発電機、前記整流部及び前記蓄電部からなる共通の電源ユニットの給電ラインに並列的に接続して、各駆動ユニットの吊索で水中の板状物である吊り荷の複数箇所を協働して支持したことを特徴とする低揺動洋上荷役システム。 Driven by an output from the generator, a generator using the engine as a power source, a rectifier that converts the electric power generated by the generator into direct current, an inverter that converts the direct-current power generated by the rectifier into alternating current power Electric motor, a cargo handling mechanism such as a winch that feeds or winds a suspension rope with the power of the electric motor, and a vertical displacement of a cargo handling mechanism or a part where the cargo handling mechanism is installed in association with rocking on the ocean And a swing control unit for controlling the lifting / lowering of the suspension line by the cargo handling mechanism through the inverter to keep the position of the suspended load underwater suspended by the suspension line substantially constant. A power storage unit storing DC power is connected to a part of a power supply line from the generator to the inverter, and regenerative energy is stored from the electric motor during regeneration by the swing control unit. , It is one obtained by the energy accumulated adapted to supply to the electric motor during power running,
The drive unit comprising the cargo handling mechanism, the electric motor, and the inverter is substantially symmetrical on both sides in the left-right direction perpendicular to the traveling direction across the center of gravity position of the floating body such as a ship or a floating structure on the ocean or the center position of the rolling. Arranged at positions, or arranged at substantially symmetrical positions on both sides of the advancing direction across the center of gravity position or pitching center position of an offshore floating body such as a ship, offshore floating body structure, etc. Connected in parallel to a power supply line of a common power supply unit consisting of a generator, the rectifying unit, and the power storage unit, and the suspension line of each drive unit cooperates with multiple locations of underwater plate-like objects. low swing offshore handling system, characterized in that the supporting Te. 電動モータで発生する回生エネルギの余剰分を放散する吸収抵抗を前記給電ラインに更に設けている請求項１に記載の低揺動洋上荷役システム。 The low-oscillation offshore cargo handling system according to claim 1, further comprising an absorption resistor for dissipating surplus regenerative energy generated by the electric motor in the power supply line. 前記蓄電部は電気二重層キャパシタである請求項１又は２に記載の低揺動洋上荷役システム。 Low swing offshore handling system according to claim 1 or 2, wherein the power storage unit is an electric double layer capacitor. 請求項１〜３の何れかに記載の低揺動洋上荷役システムを備えた船舶、洋上浮体構造物その他の洋上浮遊体。 Ships, offshore floating structures and other offshore floating bodies provided with the low oscillating offshore cargo handling system according to any one of claims 1 to 3 .

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