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技術 発電設備付高圧受電設備

出願人 パナソニック株式会社
発明者 中出且元
出願日 1995年3月31日 (25年8ヶ月経過) 出願番号 1995-075454
公開日 1996年10月18日 (24年2ヶ月経過) 公開番号 1996-275319
状態 特許登録済
技術分野 人力操作始動装置、始動装置細部 内燃機関の始動装置 予備電源装置 配電盤
主要キーワード 相互特性 温度センサー付き 非常用発電設備 総合コスト 風圧シャッタ 入出力ケーブル 起動待機 キュービクル式高圧受電設備
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年10月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

目的

発電設備起動性を確保するとともに、総合コストを低減した発電設備付高圧受電設備を提供することを目的とする。

構成

ハウジング1内を仕切壁3にて区分し、高圧受電設備室1aと発電設備室1bとを設ける。仕切壁3に温度センサー付きファン20を設け、高圧受電設備室1aの暖気を発電設備室1bに送り込む。このようにして、発電設備室1bのエンジン5を暖めることができ、エンジン5の起動性を確保するとともに、両設備一体化により基礎工事スペース配線工事等の合理化を図ることができる。

概要

背景

従来、キュービクル式高圧受電設備非常用発電設備とは取り扱う業界を異にしており、同じ場所に設置する場合でも、図8に示すようにコンクリート製の第1および第2の基礎構造物31,32を別々に形成し、その上に高圧受電設備33および発電設備34をそれぞれ独立して設置しており、また、両設備間の配線基礎コンクリート36内に埋め込まれた耐火ダクト35内を通している場合が多い。

また、消防法建築基準法においては10秒以内に発電機電圧送電を実現するよう定められており、このためには素早いエンジンの立上がり性能が必要であり、エンジンルーム温度管理は必要不可欠である。この低温時のエンジン起動失敗は5℃以下で起こり易いため、寒冷地に設置される場合は、発電設備34のエンジン起動を確実にするために、発電設備34内にエンジン本体や起動用バッテリーを加温する赤外線ランプヒーター等(いずれも図示せず)を特別に設けている。

このように、従来は両設備間の特性の援助性に欠け、発電設備34の起動待機温度環境の維持に対しても、高圧受電設備33から発生する熱エネルギー活用する等の構造のものは存在しなかった。

概要

発電設備の起動性を確保するとともに、総合コストを低減した発電設備付高圧受電設備を提供することを目的とする。

ハウジング1内を仕切壁3にて区分し、高圧受電設備室1aと発電設備室1bとを設ける。仕切壁3に温度センサー付きファン20を設け、高圧受電設備室1aの暖気を発電設備室1bに送り込む。このようにして、発電設備室1bのエンジン5を暖めることができ、エンジン5の起動性を確保するとともに、両設備の一体化により基礎工事スペース配線工事等の合理化を図ることができる。

目的

さらに、これらの結果、総合コストが高くなるという問題があった。本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、両設備の一体化により基礎工事、スペース、配線工事等を合理化するとともに、高圧受電設備の発熱、発電設備の冷却風等のエネルギーを有効に利用し、設備の冷却やエンジンの起動性確保を合理的に行い、異種の特性を持つ両設備の相互特性援助により発電機の設備の起動条件を良化させ、さらに、これらにより総合コストを低減した発電設備付高圧受電設備を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

高圧受電部と、この高圧受電部を収納する高圧受電部収納部と、発電部と、この発電部を収納する発電部収納部とを備え、前記高圧受電部収納部と前記発電部収納部との間にそれぞれの空間を接続する通気部を備えるとともに、前記高圧受電部収納部の暖気を前記発電部収納部に送り込む暖気送り込み手段を備えた発電設備高圧受電設備

請求項2

高圧受電部と、この高圧受電部を収納する高圧受電部収納部と、発電部と、この発電部を収納する発電部収納部とを備え、前記高圧受電部収納部と前記発電部収納部との間にそれぞれの上部空間を接続する第1の通気部とそれぞれの下部空間を接続する第2の通気部とを備えるとともに、前記高圧受電部収納部の暖気を前記発電部収納部に送り込む暖気送り込み手段を前記第1の通気部に備え、さらに前記高圧受電部収納部内における前記第1の通気部と前記第2の通気部との間の空気流上にトランスを備えた発電設備付高圧受電設備。

請求項3

ひとつの箱体と、この箱体内区分する区分手段とにより、高圧受電部収納部と発電部収納部とを設け、前記区分手段に通気部を備えた請求項1または2記載の発電設備付高圧受電設備。

請求項4

発電部収納部の温度を測定する温度測定手段と、この温度測定手段の測定結果を受けて、前記発電部収納部が所定の温度になると暖気送り込み手段を作動させる制御手段とを備えた請求項1または2記載の発電設備付高圧受電設備。

請求項5

発電部が少なくともエンジン起動用バッテリーとを備え、暖気送り込み手段によって送り込まれた暖気を前記エンジンもしくは前記起動用バッテリーの内少なくとも一方に当たるように誘導する誘導手段を発電部収納部内に設けた請求項1または2記載の発電設備付高圧受電設備。

請求項6

高圧受電部が少なくともトランス部を備え、高圧受電部収納部が外部の空気を取り込む吸気部を備えるとともに、前記吸気部と通気部との間の空気流上に前記トランスを備えた請求項1または2記載の発電設備付高圧受電設備。

請求項7

発電部の作動中、発電部収納部内の空気を排出するとともに、少なくとも前記発電部の停止中には前記空気の排出を行わない排出手段を備えた請求項1または2記載の発電設備付高圧受電設備。

請求項8

高圧受電部が受電している場合には負荷設備に対して前記高圧受電部より電力を供給し、前記高圧受電部が受電できない場合には発電設備によって前記負荷設備に電力を供給する切り換え手段を設けた請求項1または2記載の発電設備付高圧受電設備。

技術分野

0001

本発明は、高圧受電設備非常用発電設備を同一又は近接させた箱体ハウジング)内に収納した発電設備付高圧受電設備に関するものであり、商業用ビル銀行スーパーパチンコ店等)、工場、学校、ゴルフ場病院等高圧受電設備と防災発電機を必要とする、建築エレクトロニクス分野に利用できるものである。特にエレベーター照明器具換気扇冷暖房設備消火スプリンクラー消火栓ポンプ等、停電が許されない負荷に対し信頼性の高い電力を供給できる発電設備付高圧受電設備に関するものである。

背景技術

0002

従来、キュービクル式高圧受電設備と非常用発電設備とは取り扱う業界を異にしており、同じ場所に設置する場合でも、図8に示すようにコンクリート製の第1および第2の基礎構造物31,32を別々に形成し、その上に高圧受電設備33および発電設備34をそれぞれ独立して設置しており、また、両設備間の配線基礎コンクリート36内に埋め込まれた耐火ダクト35内を通している場合が多い。

0003

また、消防法建築基準法においては10秒以内に発電機電圧送電を実現するよう定められており、このためには素早いエンジンの立上がり性能が必要であり、エンジンルーム温度管理は必要不可欠である。この低温時のエンジン起動失敗は5℃以下で起こり易いため、寒冷地に設置される場合は、発電設備34のエンジン起動を確実にするために、発電設備34内にエンジン本体や起動用バッテリーを加温する赤外線ランプヒーター等(いずれも図示せず)を特別に設けている。

0004

このように、従来は両設備間の特性の援助性に欠け、発電設備34の起動待機温度環境の維持に対しても、高圧受電設備33から発生する熱エネルギー活用する等の構造のものは存在しなかった。

発明が解決しようとする課題

0005

このため、同じような基礎構造物31,32が二つ必要となり、その構造も複雑化して配線工事に長時間を要し、必要な資材も多くなるという問題があった。

0006

また、両設備間に保守管理のための一定のスペースを確保する必要があって全体のスペースが大きくなるという問題があった。

0007

さらに、これらの結果、総合コストが高くなるという問題があった。本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、両設備の一体化により基礎工事、スペース、配線工事等を合理化するとともに、高圧受電設備の発熱、発電設備の冷却風等のエネルギーを有効に利用し、設備の冷却やエンジンの起動性確保を合理的に行い、異種の特性を持つ両設備の相互特性援助により発電機の設備の起動条件を良化させ、さらに、これらにより総合コストを低減した発電設備付高圧受電設備を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明の第1の発電設備付高圧受電設備は、高圧受電部と、この高圧受電部を収納する高圧受電部収納部と、発電部と、この発電部を収納する発電部収納部とを備え、前記高圧受電部収納部と前記発電部収納部との間にそれぞれの空間を接続する通気部を備えるとともに、前記高圧受電部収納部の暖気を前記発電部収納部に送り込む暖気送り込み手段を備えたものである。

0009

また、本発明の第2の発電設備付高圧受電設備は、高圧受電部と、この高圧受電部を収納する高圧受電部収納部と、発電部と、この発電部を収納する発電部収納部とを備え、前記高圧受電部収納部と前記発電部収納部との間にそれぞれの上部空間を接続する第1の通気部とそれぞれの下部空間を接続する第2の通気部とを備えるとともに、前記高圧受電部収納部の暖気を前記発電部収納部に送り込む暖気送り込み手段を前記第1の通気部に備え、さらに前記高圧受電部収納部内における前記第1の通気部と前記第2の通気部との間の空気流上にトランスを備えたものである。

0010

また、本発明の第3の発電設備付高圧受電設備は、ひとつの箱体と、この箱体内区分する区分手段とにより、高圧受電部収納部と発電部収納部とを設け、前記区分手段に通気部を設けたものである。

0011

また、本発明の第4の発電設備付高圧受電設備は、発電部収納部の温度を測定する温度測定手段と、この温度測定手段の測定結果を受けて、前記発電部収納部が所定の温度になると暖気送り込み手段を作動させる制御手段とを備えたものである。

0012

また、本発明の第5の発電設備付高圧受電設備は、発電部が少なくともエンジンと起動用バッテリーとを備え、暖気送り込み手段によって送り込まれた暖気を前記エンジンもしくは前記起動用バッテリーの内少なくとも一方に当たるように誘導する誘導手段を発電部収納部内に設けたものである。

0013

また、本発明の第6の発電設備付高圧受電設備は、高圧受電部が少なくともトランス部を備え、高圧受電部収納部が外部の空気を取り込む吸気部を備えるとともに、前記吸気部と通気部との間の空気流上に前記トランスを備えたものである。

0014

また、本発明の第7の発電設備付高圧受電設備は、発電部の作動中、発電部収納部内の空気を排出するとともに、少なくとも前記発電部の停止中には前記空気の排出を行わない排出手段を備えたものである。

0015

また、本発明の第8の発電設備付高圧受電設備は、高圧受電部が受電している場合には負荷設備に対して前記高圧受電部より電力を供給し、前記高圧受電部が受電できない場合には発電設備によって前記負荷設備に電力を供給する切り換え手段を設けたものである。

0016

上記構成によって、本発明の第1の発電設備付高圧受電設備は、高圧受電部の作動時に発生する熱エネルギーを用いて、発電部収納部を暖めておくことができ、発電設備の始動が確実に行えるものである。

0017

また、本発明の第2の発電設備付高圧受電設備は、高圧受電部収納部→第1の通気部→発電部収納部→第2の通気部→高圧受電部収納部という空気の循環が生じ、発電部収納部内の空気流上に、トランスを設けているので、前記トランスにより最も効率的に空気を暖めることができ、かつ、暖まった空気をスムーズに発電部収納部に送り込むことができる。

0018

また、本発明の第3の発電設備付高圧受電設備は、ひとつの箱体を区分手段により区分しているので、設備全体の小型化を図ることができるとともに、基礎工事が簡単となり、資材やスペースが節約され、配線工事も容易に実施できる。

0019

また、本発明の第4の発電設備付高圧受電設備は、発電部収納部を所定の温度以上に保つことができ、発電部の始動が確実に行えるものである。

0020

また、本発明の第5の発電設備付高圧受電設備は、誘導手段により発電部のエンジンまたは起動用バッテリーの内少なくとも一方を確実に暖めることができるので、よりいっそう確実に発電部の始動が行えるものである。

0021

また、本発明の第6の発電設備付高圧受電設備は、吸気部と通気部との間の空気流上にトランスを配しているので、トランスの冷却をより効率的に行うことができるものである。

0022

また、本発明の第7の発電設備付高圧受電設備は、発電部の停止中は発電部収納部内の空気の排出を行わないので、発電部収納部をより効率的に暖めることができ、よりいっそう確実に発電部の始動が行えるものである。

0023

また、本発明の第8の発電設備付高圧受電設備は、切り換え手段により、高圧受電部が受電できない非常の場合にも、発電設備により電力の供給が確実に行えるものである。

0024

以下、本発明の一実施例の発電設備付高圧受電設備について、図面を用いて説明する。図1は本発明の一実施例における発電設備付高圧受電設備の概略構造図図2は同ハウジング内の構造を示す図である。図において、1はハウジングでありコンクリート製の基礎構造物2の上に設置され、内部は仕切壁3で高圧受電設備室1aと発電設備室1bとに二分されている。4は入出力ケーブルであり、負荷側に接続される低圧側の負荷ケーブル高圧側より配線される入力側のケーブルである。

0025

図2に示すように発電設備室1b内はエンジン5と発電機6とが直結され、中央に配置されている。エンジン5にはマフラー7が付いており、排気ガス室外へ排出される。一方エンジン5より出される熱はファン8によって、ラジエーター9および自動風圧シャッター10を通して室外へ温風として排出される。自動風圧シャッター10はファン8の風圧により開口して発電設備室1b内の空気を排出するが、ファン8が休止中は点線のように自動的に閉じる構造となっており、発電設備室1bを密閉状態とする。

0026

高圧受電設備室1aは中央部にトランス11、高圧コンデンサ12を配置し、高圧(AC6600V)から低圧(AC220V)に電圧を低下させ、分岐回路を構成するために低圧側ブレーカー13を配列している。トランス11と高圧コンデンサ12は負荷へ電力を供給しているため、常時通電中であり、発熱して高圧受電設備室1a内の空気を温暖化させている。

0027

図3は本発明の一実施例における発電設備付高圧受電設備の温度センサー付きファンの動作説明図であり、発電設備室1b内の室温が例えば20℃に低下すると、仕切壁3に設けられた温度センサー付きファン20が動作し高圧受電設備室1a内のトランス11、高圧コンデンサ12の発熱により高温となった空気を発電設備室1bへ流入させ、発電設備室1b内の温度が例えば25℃以上に上昇すると、温度センサー付きファン20が自動的に休止する状態を示している。

0028

このときの空気の流れを説明すると、エンジン5が休止中に室外の気温が低下し、発電設備室1b内の気温が下がると、温度センサー付きファン20が動作し、高圧受電設備室1a→温度センサー付きファン20→発電設備室1b→通風口15→高圧受電設備室1aへと空気循環が起こり、エンジン5全体を温暖化して、エンジン5の低温による起動失敗を防止し、安定確実な起動環境を形成する。

0029

また、高圧受電設備室1a内のトランス11は、高圧受電設備の運転時に最も熱を帯びるものであるので、上記空気循環の空気流上にトランス11を配すると、最も効率的に発電設備室1bを温暖化することができる。このため、温度センサー付きファン20を仕切壁3の上部に設け、通風口15を仕切壁3の下部に設けるとともに、トランス11を通風口15近傍に設けることにより、トランス11を空気循環の空気流上に配している。これにより、通風口15から高圧受電設備室1a側に入ってきた冷たい空気をトランス11が温暖化し、暖められた空気は上昇して温度センサー付きファン20を通って、発電設備室1b側に送り込まれることとなり、発電設備室1b内の温暖化が促進されるため、効率的である。

0030

なお、図2に示すようにエアダクト16を設け、暖気がエンジン5本体あるいは起動用バッテリー22に効果的に当たるようにすることが望ましい。

0031

次に、温度センサー付きファン20の動作温度について説明する。図4はエンジン・発電機の起動時における立上り特性を示す図であり、即時形(10秒送電)のタイムスケジュールである。また、図5は各種エンジン(船用エンジン自動車用ディーゼルエンジンに発電機を直結している)の周囲温度と起動安定性を示す図である。先に述べたように、法律上10秒以内の送電が求められているため、図4に示すエンジン始動立上り時間が10秒を超える場合には、起動失敗ととらえている。

0032

図5に示すように、ディーゼルエンジンメーカーの差やエンジンの種類により15℃前後でも起動失敗を起こす場合がある。したがって、高圧受電設備室1a側で発生した温風をエンジン5側に送風し、20℃以上に周囲温度を保持しておけば安定した起動特性を得ることができる。

0033

また、本実施例では、温風の循環によって発電設備室1bを加温することによりエンジン5全体を暖めるため、局部的なヒーター等による加温方法に比して温暖化効果は大きい。

0034

特に、上記のように、発電設備室1b全体を加温することによって、起動用バッテリー22を加温することもでき、起動用バッテリー22の低温時における容量低下性能を防止できる。さらに、一般的に0℃以下に周囲温度が低下するとラジエーター9内の冷却水凍結しエンジン5を破壊するため、不凍液注入し、保護しているのであるが、発電設備室1b全体を加温することによって、ラジエーター9を加温することもでき、不凍液を使用する必要もなくなる。

0035

このように、本実施例においては、多くの効果を得ることができる。特に、高圧受電設備室1a側より発生する熱は排熱エネルギーとして放出されているものであり、この熱エネルギーを有効活用するメリットは大きい。

0036

エンジン5が起動して運転状態に入ると、エンジン5に直結されたファン8によって、発電設備室1b内の空気はラジエーター9、自動風圧シャッター10を通して室外へ排出される。このときの空気の流れは吸気口21→高圧受電設備室1a→通風口15→発電設備室1b→室外の経路出来上がり、高圧受電設備室1aと発電設備室1b内を冷却させる。

0037

なお、高圧受電設備と発電設備の双方を備えた主な目的は、高圧受電設備の停止時に、発電設備より負荷に対して電力を供給するためであるが、例えば電力需要増大時等には、双方より負荷に対して電力を供給することも可能である。

0038

この場合には、高圧受電設備側は既に最大限に作動しているため、トランス11は最も熱を持った状態になっている。さらに真夏の炎天下においては、高圧受電設備の停止時でさえ周囲温度が40℃程度にまでなるため、運転時の高圧受電設備室1a内は、100℃近くになる場合がある。そのため、高圧受電設備室1a内、さらにはトランス11の温度を低下させるため、上記のように発電設備室1bの冷却に用いる冷却風を高圧受電設備室1aを通して供給することにより、両設備の冷却を効率的に行うことができる。

0039

さらにこの際、トランス11の冷却効果を高めるために吸気口21と通風口15とを結ぶ直線的な位置にトランス11を配置すると、空気流上にトランス11が存在することになるため、冷却風が当たりやすくなり、より冷却効果が大きい。

0040

図6は本発明の一実施例における発電設備付高圧受電設備の高圧受電設備室内の結線図であり高圧入力側からはAC6600Vの高圧電圧入り断路器17、高圧コンデンサ12、トランス11が結線される。低圧側は温度センサー付きファン20が結線され、室温の状態によってON,OFF状態となるが、温度センサー付きファン20は発電設備室1b内の温度を検出するように配置する。さらに低圧側には分岐回路を形成する低圧側ブレーカー13が結線され負荷へ電力が供給される。

0041

図7は本発明の一実施例における発電設備付高圧受電設備の全体の概略結線図であり、高圧受電設備室1aと発電設備室1bの関係を示している。常時は高圧受電設備室1aのUVより発電設備室1b内のリレー18がON状態となり、負荷へ電力を供給している。高圧受電設備室1aが停電状態となると、発電設備室1b内の発電機6が運転し、リレー18がOFF、リレー19がON状態となることにより発電設備室1b側から、電力供給が行われる。

発明の効果

0042

以上の説明から明らかなように、本発明により、特別な加温装置を用いることなく発電部収納部を暖めておくことができ、発電設備の始動を確実に行うことができ、また、高圧受電部のトランスの冷却を発電部に用いる冷却風により同時に、より効率的に行うことができる。

0043

さらに、設備全体の小型化を図ることができるとともに、基礎工事が簡単となり、資材やスペースが節約され、配線工事も容易に実施できる。

0044

また、高圧受電部が受電できない非常の場合にも、電力の供給が確実に行えるものである。

図面の簡単な説明

0045

図1本発明の一実施例における発電設備付高圧受電設備の概略構造図
図2同ハウジング内の構造を示す図
図3同温度センサー付きファンの動作説明図
図4エンジン・発電機の起動時における立上り特性を示す図
図5各種エンジンの周囲温度と起動安定性を示す図
図6同高圧受電設備室内の結線図
図7同全体の概略結線図
図8従来例の概略構造図

--

0046

1ハウジング
1a高圧受電設備室
1b発電設備室
2基礎構造物
3仕切壁
4入出力ケーブル
5エンジン
6発電機
7マフラー
8ファン
9ラジエーター
10 自動風圧シャッター
11トランス
12高圧コンデンサ
13低圧側ブレーカー
15通風口
16エアダクト
17断路器
18リレー
19 リレー
20温度センサー付きファン
21吸気口
22起動用バッテリー

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