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技術 エンジン発電機の運転方法

出願人 日本車輌製造株式会社
発明者 田中克明
出願日 2010年6月10日 (10年6ヶ月経過) 出願番号 2010-132761
公開日 2011年12月22日 (9年0ヶ月経過) 公開番号 2011-256801
状態 拒絶査定
技術分野 特殊用途機関の応用、補機、細部 車両用機関または特定用途機関の制御
主要キーワード 定格回転状態 機器停止 確認指定 定格回転 電源出力端子 空運転 両ポンプ 大排気量
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(2011年12月22日)のものです。
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図面 (4)

課題

出力が異なる複数の機器を1台のエンジン発電機に接続したときの電力供給を効率よく行うことができるエンジン発電機の運転方法を提供する。

解決手段

あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換える機器の動力源となる電力を、エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機から供給する際の前記エンジン発電機の運転方法において、前記エンジン発電機から電力供給する前記機器が複数設けられ、かつ、複数の機器の出力が異なる際に、出力が大きな機器の始動を、出力が小さな機器への電力供給が遮断されている状態で行う。

概要

背景

あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換え機器、例えば、水位の変動に応じて始動と停止とを切り換えるポンプでは、水位の変動を検出するフロートスイッチを設け、該フロートスイッチで検出した水位の変動に応じてポンプの始動と停止とを切り換えることにより、渇水時のポンプのカラ運転空運転)を防止するとともに、消費電力の削減を図っている(例えば、特許文献1参照。)。

また、1台のエンジン発電機複数台の機器を接続した場合、複数台の機器への電力供給開始操作を同時に行わず、一つの機器に対する電力供給開始動作が終了してから他の機器の電力供給開始動作を開始することにより、大きな始動電流に対応可能としたエンジン発電機の運転方法も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。

概要

出力が異なる複数の機器を1台のエンジン発電機に接続したときの電力供給を効率よく行うことができるエンジン発電機の運転方法を提供する。あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換える機器の動力源となる電力を、エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機から供給する際の前記エンジン発電機の運転方法において、前記エンジン発電機から電力供給する前記機器が複数設けられ、かつ、複数の機器の出力が異なる際に、出力が大きな機器の始動を、出力が小さな機器への電力供給が遮断されている状態で行う。

目的

本発明は、出力が異なる複数の機器を1台のエンジン発電機に接続したときの電力供給を効率よく行うことができるエンジン発電機の運転方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換え機器動力源となる電力を、エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機から供給する際の前記エンジン発電機の運転方法において、前記エンジン発電機から電力供給する前記機器が複数設けられ、かつ、複数の機器の出力が異なる際に、出力が大きな機器の始動を、出力が小さな機器への電力供給が遮断されている状態で行うことを特徴とするエンジン発電機の運転方法。

請求項2

あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換える機器の動力源となる電力を、エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機から供給する際の前記エンジン発電機の運転方法において、前記エンジン発電機から電力供給する前記機器が複数設けられ、かつ、複数の機器の出力が異なる際に、全ての機器の前記判定結果が機器停止になったときには、全ての機器への電力供給を遮断して機器を停止し、一つの機器の判定結果が機器始動になり、他の機器の判定結果が機器停止のときには、判定結果が機器始動になった機器への電力供給を開始して判定結果が機器始動になった機器を始動し、複数の機器の判定結果が同時に機器始動になったときには、出力の大きな機器から順番に電力供給を開始して各機器を始動し、一つの機器の判定結果が機器始動になったときに、他の機器への電力供給が行われている場合は、判定結果が機器始動になった機器の出力と電力供給中の機器の出力とを比較し、電力供給中の機器の出力より判定結果が機器始動になった機器の出力が小さいときには、電力供給中の機器への電力供給を継続したまま判定結果が機器始動になった機器への電力供給を開始して判定結果が機器始動になった機器を始動し、電力供給中の機器の出力より判定結果が機器始動になった機器の出力が大きいときには、電力供給中の機器への電力供給を遮断してから判定結果が機器始動になった機器への電力供給を開始して判定結果が機器始動になった機器を始動し、次いで、電力供給を遮断した機器への電力供給を再開することを特徴とするエンジン発電機の運転方法。

技術分野

0001

本発明は、エンジン発電機運転方法に関し、詳しくは、水位の変動に応じて始動と停止とを切り換え運転される水中ポンプのような機器電力を供給するエンジン発電機の運転方法に関する。

背景技術

0002

あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換える機器、例えば、水位の変動に応じて始動と停止とを切り換えるポンプでは、水位の変動を検出するフロートスイッチを設け、該フロートスイッチで検出した水位の変動に応じてポンプの始動と停止とを切り換えることにより、渇水時のポンプのカラ運転(空運転)を防止するとともに、消費電力の削減を図っている(例えば、特許文献1参照。)。

0003

また、1台のエンジン発電機に複数台の機器を接続した場合、複数台の機器への電力供給開始操作を同時に行わず、一つの機器に対する電力供給開始動作が終了してから他の機器の電力供給開始動作を開始することにより、大きな始動電流に対応可能としたエンジン発電機の運転方法も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。

先行技術

0004

特開2006−283739号公報
特開2010−106745号公報

発明が解決しようとする課題

0005

前述のように、複数台の機器への電力供給開始操作を同時に行わず、一つの機器に対する電力供給開始動作が終了してから他の機器の電力供給開始動作を開始する方法は、接続した複数の機器の出力が同程度の場合には有効であるが、1台のエンジン発電機に出力が異なる複数の機器を接続する場合には、必ずしも有効であるとはいえない。

0006

そこで本発明は、出力が異なる複数の機器を1台のエンジン発電機に接続したときの電力供給を効率よく行うことができるエンジン発電機の運転方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため、本発明のエンジン発電機の運転方法は、あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換える機器の動力源となる電力を、エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機から供給する際の前記エンジン発電機の運転方法において、前記エンジン発電機から電力供給する前記機器が複数設けられ、かつ、複数の機器の出力が異なる際に、出力が大きな機器の始動を、出力が小さな機器への電力供給が遮断されている状態で行うことを特徴としている。

0008

さらに、本発明のエンジン発電機の運転方法においては、あらかじめ設定された条件に基づく判定結果により始動と停止とを切り換える機器の動力源となる電力を、エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機から供給する際の前記エンジン発電機の運転方法において、前記エンジン発電機から電力供給する前記機器が複数設けられ、かつ、複数の機器の出力が異なる際に、全ての機器の前記判定結果が機器停止になったときには、全ての機器への電力供給を遮断して機器を停止し、一つの機器の判定結果が機器始動になり、他の機器の判定結果が機器停止のときには、判定結果が機器始動になった機器への電力供給を開始して判定結果が機器始動になった機器を始動し、複数の機器の判定結果が同時に機器始動になったときには、出力の大きな機器から順番に電力供給を開始して各機器を始動し、一つの機器の判定結果が機器始動になったときに、他の機器への電力供給が行われている場合は、判定結果が機器始動になった機器の出力と電力供給中の機器の出力とを比較し、電力供給中の機器の出力より判定結果が機器始動になった機器の出力が小さいときには、電力供給中の機器への電力供給を継続したまま判定結果が機器始動になった機器への電力供給を開始して判定結果が機器始動になった機器を始動し、電力供給中の機器の出力より判定結果が機器始動になった機器の出力が大きいときには、電力供給中の機器への電力供給を遮断してから判定結果が機器始動になった機器への電力供給を開始して判定結果が機器始動になった機器を始動し、次いで、電力供給を遮断した機器への電力供給を再開することを特徴とするエンジン発電機の運転方法。

発明の効果

0009

本発明のエンジン発電機の運転方法によれば、出力が大きな機器への電力供給開始を、出力が小さな機器への電力供給を遮断した状態で行うようにしているので、出力が大きな機器の突入電流が大きくても小型のエンジン発電機で対応することが可能となる。

図面の簡単な説明

0010

本発明のエンジン発電機の運転方法の一形態例を示すフローチャートである。
1台のエンジン発電機に出力が異なる2台のポンプを接続した状態を示す説明図である。
必要発電機出力を比較して示す説明図である。

実施例

0011

本形態例に示すエンジン発電機の運転方法は、例えば、図2に示すように、1台のエンジン発電機11から二つの槽12a、12b(以下、A槽,B槽という)にそれぞれ設置された出力が異なる2台のポンプ13a、13b(以下、ポンプA,ポンプBという)に電力供給する場合に適用される。

0012

エンジン発電機11には、該エンジン発電機11のエンジンを制御するためのエンジン制御器(ECU)11aと、電力供給用電源出力端子11bとが設けられており、エンジン制御器11a及び電源出力端子11bに、ポンプA,ポンプBの始動、停止を制御するための制御装置14a、14bが接続されている。各制御装置14a、14bの信号入力部15a,15bには、対応するフロートスイッチ16a、16b(以下、フロートスイッチA,フロートスイッチBという)がそれぞれ接続されるとともに、接触器17a,17b(以下、接触器A,接触器Bという)を有する給電部には対応するポンプA,Bがそれぞれ接続される。

0013

A槽に設けられたポンプAは、A槽内の水位変動に応じて作動するフロートスイッチAからの信号を受けた制御装置14aにより接触器AがON・OFFすることで始動と停止とが制御され、B槽に設けられたポンプBは、B槽内の水位変動に応じて作動するフロートスイッチBからの信号を受けた制御装置14bにより接触器BがON・OFFすることで始動と停止とが制御され、さらに、エンジン発電機11のエンジンは、両制御装置14a、14bからの信号を受けたエンジン制御器11aにより、定格回転アイドリングとに、あるいは、運転と停止とに切り替えられる。

0014

以下、ポンプAの出力がポンプBの出力より大きい場合の運転方法を、図1に基づいて説明する。なお、図2では、ポンプAの制御装置14aとポンプBの制御装置14bとを、ポンプAの制御装置14aをエンジン発電機11側に配置して直列に接続しているが、両制御装置14a、14bを逆に配置して直列に接続することもでき、エンジン発電機11に並列に接続することもできる。

0015

ポンプAの制御装置14aにポンプBよりも出力が大きなポンプが接続されていること、ポンプBの制御装置14bに出力が小さなポンプが接続されていることをそれぞれ設定した後、ステップ101で制御装置14aによるポンプAの自動運転を開始するとともに、ステップ201で制御装置14bによるポンプBの自動運転を開始する。

0016

ポンプAの制御装置14aでは、ステップ102でフロートスイッチAからのON・OFF信号により、A槽内の水位が設定水位以上であるか否かを判断する。フロートスイッチAからの信号でA槽内の水位が設定水位以上ではないと判断した場合は(No)、ステップ102からステップ103に進む。ステップ103ではポンプBが運転中であるか否かを制御装置14bからの信号に基づいて判断する。ステップ103でポンプBが運転中ではないと判断したときには(No)、ステップ104に進んでエンジンをアイドリング状態とする信号あるいはエンジンを停止させる信号をエンジン制御器11aに出力する。一方、ステップ103でポンプBが運転中であると判断したときには(Yes)、ステップ105に進んでエンジンを定格回転状態とする信号をエンジン制御器11aに出力する。

0017

ステップ102でフロートスイッチAからの信号でA槽内の水位が設定水位以上になったと判断したときには(Yes)、ステップ106に進み、ステップ103と同様に、ポンプBが運転中であるか否かを判断する。ステップ106でポンプBが運転中であると判断したときには(Yes)、ステップ107に進んでポンプBを停止させるためのOFF信号をポンプBの制御装置14bに出力し、ステップ108でエンジン発電機11からポンプBへの電力供給がOFFになったことを確認するまで待機する。

0018

一方、ステップ106でポンプBが運転中ではないと判断した場合は(No)、ステップ109に進んでエンジンを定格回転状態とする信号をエンジン制御器11aに出力した後、ステップ110でポンプBの制御装置14bが接触器Bを投入動作中(電力供給開始動作中)であるか否かを判断する。ステップ110で接触器Bが投入動作中であると判断したときには(Yes)、前記ステップ107に進んでポンプBのOFF信号を制御装置14bに出力し、接触器Bの投入動作を中断させ、ステップ108で接触器Bの投入動作が中断されてポンプBがOFFになったことを確認するまで待機する。

0019

このようにしてポンプBがOFFであることを確認指定からステップ111に進み、ポンプAの制御装置14aが接触器Aを投入してポンプAを始動し、ポンプAによるA槽内からの排水を開始する。

0020

ポンプAの運転中は、ステップ112でポンプAの自動運転がOFFになったか否かを判断し、ポンプAの自動運転がOFFになったときには(Yes)、ステップ113に進んで制御装置14aが接触器AをOFFとし、ステップ114にてポンプAの自動運転を終了する。ステップ112でポンプAの自動運転がOFFになっていない場合は(No)、ステップ115でフロートスイッチ11からの信号によりA槽内の水位が設定水位以下になったか否かを判断する。ステップ115でA槽内が設定水位以下になっていないと判断した場合は(No)、ステップ112に戻り、ポンプAの自動運転がOFFになった場合を除いてポンプAの運転を継続し、A槽内からの排水を続ける。

0021

ステップ115でA槽内が設定水位以下になったと判断した場合は(Yes)、ステップ116に進んでポンプBが運転中であるか否かを判断し、ポンプBが運転中であると判断したときには(Yes)、ステップ117に進んで接触器AをOFFとし、ポンプAを停止させて前記ステップ102に戻る。ステップ116でポンプBが運転中ではないと判断したときには(No)、ステップ118に進んでポンプAを停止させるとともに、前記ステップ104と同様にエンジンをアイドリング又は停止させる信号を出力して前記ステップ102に戻り、ポンプAの自動運転を継続する。

0022

一方、ポンプBの制御装置14bでは、ステップ202でフロートスイッチBからのON・OFF信号により、B槽内の水位が設定水位以上であるか否かを判断する。フロートスイッチBからの信号でB槽内が設定水位以上ではないと判断した場合は(No)、ステップ202からステップ203に進んでポンプAが運転中であるか否かを制御装置14aからの信号に基づいて判断する。ステップ203でポンプAが運転中ではないと判断したときには(No)、ステップ204に進んでエンジンをアイドリング又は停止させる信号をエンジン制御器11bに出力する。ステップ203でポンプAが運転中であると判断したときには(Yes)、ステップ205に進んでエンジンを定格回転状態とする信号をエンジン制御器11bに出力する。

0023

ステップ202でB槽内の水位が設定水位以上になったと判断したときには(Yes)、ステップ206に進んでポンプAが運転中であるか否かを判断する。ステップ206でポンプAが運転中ではないと判断した場合は(No)、ステップ207に進んでエンジンを定格回転状態とする信号をエンジン制御器11bに出力してからステップ208に進む。また、ステップ206でポンプAが運転中であると判断したときには(Yes)、エンジンがすでに定格回転状態となっているので、そのままステップ208に進む。

0024

ステップ208では、ポンプAの制御装置14aが接触器Aを投入動作中であるか否かを判断し、接触器Aが投入動作中であると判断したときには(Yes)、両ポンプA,Bの同時始動を避けるためにステップ208で接触器Aの投入が終了したと判断するまで待機し(No)、接触器Aの投入が終了してポンプAが定常運転状態になってからステップ209に進み、ポンプBの制御装置14bが接触器Bを投入してポンプBを始動し、ポンプBによるB槽内からの排水を開始する。

0025

ポンプBの運転中は、ステップ210において前記ステップ107でポンプBを停止させるためのOFF信号が制御装置14bに出力されているか否かを判断し、ポンプBのOFF信号を受信したときには(Yes)、ステップ211に進んで接触器Bを解放し、ポンプBを停止させて前記ステップ202に戻る。ステップ210でOFF信号が無いと判断した場合は(No)、ステップ212に進んでポンプBの自動運転がOFFになったか否かを判断し、ポンプBの自動運転がOFFになったときには(Yes)、ステップ213に進んで制御装置14bが接触器BをOFFとし、ステップ214にてポンプBの自動運転を終了する。ステップ212でポンプBの自動運転がOFFになっていない場合は(No)、ステップ215でフロートスイッチBからの信号によりB槽内の水位が設定水位以下になったか否かを判断し、B槽内が設定水位以下になっていないと判断した場合は(No)、ステップ210に戻り、ポンプBのOFF信号を受信したときと、ポンプBの自動運転がOFFになった場合を除いてポンプBの運転を継続し、B槽内からの排水を続ける。

0026

ステップ215でB槽内が設定水位以下になったと判断した場合は(Yes)、ステップ216に進んでポンプAが運転中であるか否かを判断し、ポンプAが運転中であると判断したときには(Yes)、ステップ217に進んで接触器BをOFFとし、ポンプBを停止させて前記ステップ202に戻る。ステップ216でポンプAが運転中ではないと判断したときには(No)、ステップ218に進んでポンプBを停止させるとともに、エンジンをアイドリング又は停止させる信号を出力して前記ステップ202に戻り、ポンプBの自動運転を継続する。

0027

このように、ステップ110及びステップ208にて他方のポンプが電力供給開始動作中のときには、電力供給開始動作を遅らせて両ポンプA,Bが同時に始動しないように設定することにより、2台のポンプの始動電流を考慮する必要がなくなり、これだけでも、エンジン発電機を小型化することができるが、さらに、出力が大きなポンプAを接続した制御装置14aでは、出力が小さなポンプBが運転中のときにはポンプBを停止させる信号を出力し、ポンプBに電力供給する遮断器BがOFFになってからポンプAの遮断器を投入して電力供給を開始するように設定しているので、エンジン発電機を更に小型化することができる。

0028

すなわち、図3(a)に示すように、出力が小さな負荷B(ポンプB)が運転中に、出力が大きな負荷A(ポンプA)を始動すると、エンジン発電機からは、運転中の負荷Bに供給する出力P1に加えて負荷Aの大きな突入電流を賄う出力P2が必要になる。一方、図3(b)に示すように、負荷Aが運転中に負荷Bを始動した場合は、運転中の負荷Aに供給する出力P3に加えて負荷Bの突入電流を賄う出力P4が必要になるが、出力が大きな負荷Aの突入電流に比べて負荷Bの突入電流が小さいため、負荷Bが運転中に負荷Aを始動したときに必要となる出力P2に比べて、負荷Aが運転中に負荷Bを始動したときに必要となる出力P4は小さくなる。

0029

したがって、負荷A(ポンプA)を始動する際に負荷B(ポンプB)の状態を確認し、負荷Bが運転中の場合には、図3(c)に示すように、負荷BをOFFにしてから負荷Aを始動することにより、エンジン発電機に必要な出力を小さくすることができる。

0030

例えば、負荷容量が11kWのポンプAと負荷容量が7.5kWのポンプBとを使用する場合、両ポンプが同時に始動することを考慮したときには、出力が100kVA程度のエンジン発電機を選定することになる。また、両ポンプの出力の大小は問わずに両ポンプの同時始動のみ回避するように設定したときには、出力が60kVA程度のエンジン発電機を選定することになる。そして、両ポンプの同時始動を回避するのに加えて大出力のポンプを始動する際には小出力のポンプをOFFにするように設定したときには、出力が45kVA程度のエンジン発電機を選定することができる。

0031

一般的に、出力が大きなエンジン発電機は、大排気量のエンジンを使用するため、燃料消費量も多くなり、例えば、前述の11kWのポンプAと7.5kWのポンプBとを使用した場合で、出力100kVA程度のエンジン発電機の燃料消費量を100とすれば、出力が60kVA程度のエンジン発電機の燃料消費量は約84、出力が45kVA程度のエンジン発電機の燃料消費量は約75となる。したがって、同時始動を回避するとともに出力の大小を考慮して始動するように設定することにより、同時始動を回避しないものに比べて約25%、同時始動を回避したものに比べて約10%の省燃費を図ることができ、燃料コストの削減を図れるとともに二酸化炭素排出量も大幅に低減することができる。さらに、エンジン発電機の大きさや重さについても、小型軽量化を図ることができるので、運搬や設置に要するコストの削減も図ることができる。

0032

また、両ポンプを停止する際に、ポンプへの電力供給を遮断するだけではなく、エンジンをアイドリング状態又は停止状態とすることにより、定格回転のままエンジンの運転を継続する場合に比べて燃料消費量を削減できるだけでなく、エンジンが空ぶかし状態になって排気系統から未燃焼ガス漏れ出すことを防止できるとともに、エンジンや発電機の作動音を低減することができる。

0033

なお、本形態例では出力が異なる2台のポンプを例に挙げて説明したが、3台以上の負荷に電力を供給する場合も同様であり、出力が大きな負荷を始動する際には、この負荷より出力が小さな負荷をOFFとすることにより、出力が大きな負荷を始動する際にエンジン発電機が必要とする出力を、前記同様に小さくすることができる。

0034

11…エンジン発電機、11a…エンジン制御器、11b…電源出力端子、12a、12b…槽、13a、13b…ポンプ、14a、14b…制御装置、15a,15b…信号入力部、16a、16b…フロートスイッチ、17a,17b…接触器

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