JP2000337231A - Ｇｈｐ式空調用エンジン - Google Patents
Ｇｈｐ式空調用エンジンInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 始動時の音を抑えるとともに耐久性を向上さ
せ、さらに最もエンジン効率がよいポイントで運転して
エネルギーの変換効率を向上させることができるＧＨＰ
式空調用エンジンを提供する。 【解決手段】 ＧＨＰ式空調用エンジンを用いた空調機
システムであって、エンジンフライホイール一体型の発
電・電動機１、ロータ位置センサ２、ブラシレスモータ
駆動回路３、直流電源４、インバータ回路５、出力電源
６を商用電源７に重畳する電力重畳回路８、切替スイッ
チ９、エンジン１０、空調機本体１１などから構成さ
れ、発電・電動機１がエンジン１０の始動後は発電機と
して用いられ、この発電機のインバータ回路５からの出
力はエンジン１０によって駆動される空調機本体１１の
コンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン１０の
負荷が常に一定になるように出力制御するように構成さ
れている。
せ、さらに最もエンジン効率がよいポイントで運転して
エネルギーの変換効率を向上させることができるＧＨＰ
式空調用エンジンを提供する。 【解決手段】 ＧＨＰ式空調用エンジンを用いた空調機
システムであって、エンジンフライホイール一体型の発
電・電動機１、ロータ位置センサ２、ブラシレスモータ
駆動回路３、直流電源４、インバータ回路５、出力電源
６を商用電源７に重畳する電力重畳回路８、切替スイッ
チ９、エンジン１０、空調機本体１１などから構成さ
れ、発電・電動機１がエンジン１０の始動後は発電機と
して用いられ、この発電機のインバータ回路５からの出
力はエンジン１０によって駆動される空調機本体１１の
コンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン１０の
負荷が常に一定になるように出力制御するように構成さ
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）に関し、特にエンジンを動力源とするＧＨＰ（ガス
ヒートポンプ）式空調装置のシステムに適用して有効な
技術に関する。
ン）に関し、特にエンジンを動力源とするＧＨＰ（ガス
ヒートポンプ）式空調装置のシステムに適用して有効な
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＧＨＰ式空調装置の動力源とな
るＧＨＰ式空調用エンジンでは、エンジン始動方法とし
て自動車用のスタータモータと同形式のものが用いられ
ている。また、運転方法として、エンジンによってコン
プレッサを回し、冷暖房を行う方式の空調装置では、温
度制御のためにコンプレッサをＯＮ−ＯＦＦ制御した
り、冷媒の一部をバイパスして能力調整を行うのが一般
的に用いられている。
るＧＨＰ式空調用エンジンでは、エンジン始動方法とし
て自動車用のスタータモータと同形式のものが用いられ
ている。また、運転方法として、エンジンによってコン
プレッサを回し、冷暖房を行う方式の空調装置では、温
度制御のためにコンプレッサをＯＮ−ＯＦＦ制御した
り、冷媒の一部をバイパスして能力調整を行うのが一般
的に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なＧＨＰ式空調用エンジンは、エンジン始動方法として
自動車用のスタータモータと同形式のものが用いられる
ため、始動時の音、たとえばギヤ飛び込み音、クランキ
ング音が大きい。さらに、自動車エンジンと比較して起
動回数が格段に多いため、ブラシやギヤの磨耗が多く、
耐久性が悪いという問題点がある。
なＧＨＰ式空調用エンジンは、エンジン始動方法として
自動車用のスタータモータと同形式のものが用いられる
ため、始動時の音、たとえばギヤ飛び込み音、クランキ
ング音が大きい。さらに、自動車エンジンと比較して起
動回数が格段に多いため、ブラシやギヤの磨耗が多く、
耐久性が悪いという問題点がある。
【０００４】また、運転方法においては、コンプレッサ
の回転数、すなわちエンジン回転数は一定の使い方であ
るため、エンジンはコンプレッサ負荷の変動に応じてス
ロットル調整をしている。しかし、エンジンを一番効率
よく使うためには一定回転数で一定負荷、すなわち一定
出力にする方が良く、またエンジンのセッティングがし
易い。ここに、エンジン式の空調装置のシステムの効率
を最大限に上げられないという問題点がある。
の回転数、すなわちエンジン回転数は一定の使い方であ
るため、エンジンはコンプレッサ負荷の変動に応じてス
ロットル調整をしている。しかし、エンジンを一番効率
よく使うためには一定回転数で一定負荷、すなわち一定
出力にする方が良く、またエンジンのセッティングがし
易い。ここに、エンジン式の空調装置のシステムの効率
を最大限に上げられないという問題点がある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、前記のようなエ
ンジン始動方法における始動時の音および耐久性、運転
方法におけるシステム効率の面に着目し、始動時の音を
抑えるとともに耐久性を向上させ、さらに最もエンジン
効率がよいポイントで運転してエネルギーの変換効率を
向上させることができるＧＨＰ式空調用エンジンを提供
することにある。
ンジン始動方法における始動時の音および耐久性、運転
方法におけるシステム効率の面に着目し、始動時の音を
抑えるとともに耐久性を向上させ、さらに最もエンジン
効率がよいポイントで運転してエネルギーの変換効率を
向上させることができるＧＨＰ式空調用エンジンを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＧＨＰ式空調用
エンジンは、エンジンのクランクシャフトに同軸に直結
されたフライホイール（はずみ車）、このフライホイー
ルに界磁手段（マグネット）を配して構成した回転子、
この回転子に対向して磁気回路を構成する固定子、およ
びこの固定子に巻線されたコイルを含む発電・電動機
と、回転子の回転位置を検出する検出手段と、この検出
手段からの信号をもとにコイルに回転磁界を発生するよ
うに通電する通電手段とを有し、フライホイールをエン
ジンの始動用電動機の回転子として用いることを特徴と
するものである。
エンジンは、エンジンのクランクシャフトに同軸に直結
されたフライホイール（はずみ車）、このフライホイー
ルに界磁手段（マグネット）を配して構成した回転子、
この回転子に対向して磁気回路を構成する固定子、およ
びこの固定子に巻線されたコイルを含む発電・電動機
と、回転子の回転位置を検出する検出手段と、この検出
手段からの信号をもとにコイルに回転磁界を発生するよ
うに通電する通電手段とを有し、フライホイールをエン
ジンの始動用電動機の回転子として用いることを特徴と
するものである。
【０００７】この構成において、発電・電動機をエンジ
ンの始動後は発電機として用い、発電機の出力をインバ
ータ手段を用いて商用電源と同じ電圧・周波数に変換
し、電力重畳手段により商用電源と位相を合わせた後に
商用電力線に重畳することができるようにしたものであ
る。
ンの始動後は発電機として用い、発電機の出力をインバ
ータ手段を用いて商用電源と同じ電圧・周波数に変換
し、電力重畳手段により商用電源と位相を合わせた後に
商用電力線に重畳することができるようにしたものであ
る。
【０００８】さらに、インバータ手段の出力は、エンジ
ンによって駆動されるコンプレッサの負荷変動に応じて
エンジンの負荷が常に一定になるように出力制御した
り、エンジンの回転数が一定になるように発電機の発電
量を制御することができるようにしたものである。
ンによって駆動されるコンプレッサの負荷変動に応じて
エンジンの負荷が常に一定になるように出力制御した
り、エンジンの回転数が一定になるように発電機の発電
量を制御することができるようにしたものである。
【０００９】また、商用電源の電圧を電圧検出手段を用
いて検出し、所定の電圧以下になった場合に、切り替え
手段により発電機の出力と商用電源との接続を切り離
し、独立した電源（非常用電源）とすることができるよ
うにしたものである。
いて検出し、所定の電圧以下になった場合に、切り替え
手段により発電機の出力と商用電源との接続を切り離
し、独立した電源（非常用電源）とすることができるよ
うにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１であるＧＨＰ式空調用エンジンを用いた空調機シス
テムを示す機能構成図である。
態１であるＧＨＰ式空調用エンジンを用いた空調機シス
テムを示す機能構成図である。
【００１２】まず、図１により本実施の形態１のＧＨＰ
式空調用エンジンを用いた空調機システムの一例の機能
構成を説明する。
式空調用エンジンを用いた空調機システムの一例の機能
構成を説明する。
【００１３】本実施の形態１のＧＨＰ式空調用エンジン
を用いた空調機システムは、たとえばエンジンフライホ
イール一体型の発電・電動機１と、発電・電動機１の回
転子の回転位置を検出する検出手段であるロータ位置セ
ンサ２と、ロータ位置センサ２からの信号をもとに発電
・電動機１のコイルに回転磁界を発生するように通電す
る通電手段であるブラシレスモータ駆動回路３と、ブラ
スレスモータ駆動回路３などに電圧を供給する直流電源
４と、発電・電動機１の発電出力を交流出力に変換する
インバータ手段であるインバータ回路５と、交流電圧の
出力電源６を商用電源７に重畳する電力重畳手段である
電力重畳回路８と、始動時と運転時とを切り替える切替
スイッチ９と、発電・電動機１に結合されるエンジン１
０、空調機本体１１などから構成されている。
を用いた空調機システムは、たとえばエンジンフライホ
イール一体型の発電・電動機１と、発電・電動機１の回
転子の回転位置を検出する検出手段であるロータ位置セ
ンサ２と、ロータ位置センサ２からの信号をもとに発電
・電動機１のコイルに回転磁界を発生するように通電す
る通電手段であるブラシレスモータ駆動回路３と、ブラ
スレスモータ駆動回路３などに電圧を供給する直流電源
４と、発電・電動機１の発電出力を交流出力に変換する
インバータ手段であるインバータ回路５と、交流電圧の
出力電源６を商用電源７に重畳する電力重畳手段である
電力重畳回路８と、始動時と運転時とを切り替える切替
スイッチ９と、発電・電動機１に結合されるエンジン１
０、空調機本体１１などから構成されている。
【００１４】発電・電動機１は、図示しない、たとえば
エンジン１０のクランクシャフトに同軸に直結されたフ
ライホイールを回転子と兼用するブラシレスモータとさ
れ、このフライホイールに界磁手段であるマグネットを
配して構成された回転子と、この回転子に対向して磁気
回路を構成する固定子と、この固定子に巻線されたモー
タと発電機とで兼用する３相Ｙ結線によるコイル１２な
どから構成されている。この発電・電動機１のブラシレ
スモータは、たとえばアウタロータ形とされ、固定子の
周囲に回転子が回転自在に配設されている。この発電・
電動機１の回転子は、コンプレッサ１３などからなる空
調機本体１１に接続されるエンジン１０のクランクシャ
フトに直結されている。
エンジン１０のクランクシャフトに同軸に直結されたフ
ライホイールを回転子と兼用するブラシレスモータとさ
れ、このフライホイールに界磁手段であるマグネットを
配して構成された回転子と、この回転子に対向して磁気
回路を構成する固定子と、この固定子に巻線されたモー
タと発電機とで兼用する３相Ｙ結線によるコイル１２な
どから構成されている。この発電・電動機１のブラシレ
スモータは、たとえばアウタロータ形とされ、固定子の
周囲に回転子が回転自在に配設されている。この発電・
電動機１の回転子は、コンプレッサ１３などからなる空
調機本体１１に接続されるエンジン１０のクランクシャ
フトに直結されている。
【００１５】ブラシレスモータ駆動回路３は、発電・電
動機１のコイル１２の各相に接続され、図示しない、た
とえば複数のＦＥＴからなるＦＥＴブリッジ回路などを
有し、このＦＥＴブリッジ回路により各相のコイル１２
が順に通電されてブラシレスモータが転流制御される。
このブラシレスモータ駆動回路３にはロータ位置センサ
２が接続され、この検出信号はコイル１２の通電を転流
制御するために用いられる。このブラシレスモータ駆動
回路３は、切替スイッチ９の始動時側への切り替えによ
り、始動時には直流電源４に接続されて電圧が供給され
る。
動機１のコイル１２の各相に接続され、図示しない、た
とえば複数のＦＥＴからなるＦＥＴブリッジ回路などを
有し、このＦＥＴブリッジ回路により各相のコイル１２
が順に通電されてブラシレスモータが転流制御される。
このブラシレスモータ駆動回路３にはロータ位置センサ
２が接続され、この検出信号はコイル１２の通電を転流
制御するために用いられる。このブラシレスモータ駆動
回路３は、切替スイッチ９の始動時側への切り替えによ
り、始動時には直流電源４に接続されて電圧が供給され
る。
【００１６】インバータ回路５は、ブラシレスモータ駆
動回路３、切替スイッチ９を介して発電・電動機１のコ
イル１２の各相に接続され、発電・電動機１のコイル１
２からの出力を用いて交流正弦波出力が作られ、たとえ
ば商用電源７と同じＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚの電
圧・周波数に変換され、出力電源６として出力される。
このインバータ回路５は、切替スイッチ９の運転時側へ
の切り替えにより、運転時にはブラシレスモータ駆動回
路３を介して発電・電動機１のコイル１２に接続され
る。
動回路３、切替スイッチ９を介して発電・電動機１のコ
イル１２の各相に接続され、発電・電動機１のコイル１
２からの出力を用いて交流正弦波出力が作られ、たとえ
ば商用電源７と同じＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚの電
圧・周波数に変換され、出力電源６として出力される。
このインバータ回路５は、切替スイッチ９の運転時側へ
の切り替えにより、運転時にはブラシレスモータ駆動回
路３を介して発電・電動機１のコイル１２に接続され
る。
【００１７】電力重畳回路８は、インバータ回路５から
の交流電圧の出力電源６と商用電源７との間に接続さ
れ、たとえばＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚの出力電源
６が位相が合わせられた後にＡＣ１００Ｖ、５０／６０
Ｈｚの商用電源７の電力線に重畳される。この電力重畳
回路８は、余剰電力を売り買いする電力売買装置と兼用
される。
の交流電圧の出力電源６と商用電源７との間に接続さ
れ、たとえばＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚの出力電源
６が位相が合わせられた後にＡＣ１００Ｖ、５０／６０
Ｈｚの商用電源７の電力線に重畳される。この電力重畳
回路８は、余剰電力を売り買いする電力売買装置と兼用
される。
【００１８】以上のように構成される空調機システムに
おいては、発電・電動機１がエンジン１０の始動後は発
電機として用いられ、この発電機のインバータ回路５か
らの出力はエンジン１０によって駆動される空調機本体
１１のコンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン
１０の負荷が常に一定になるように出力制御するように
構成されている。
おいては、発電・電動機１がエンジン１０の始動後は発
電機として用いられ、この発電機のインバータ回路５か
らの出力はエンジン１０によって駆動される空調機本体
１１のコンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン
１０の負荷が常に一定になるように出力制御するように
構成されている。
【００１９】次に、本実施の形態１の作用について、ス
タータモータとして動作させる始動時、発電機として動
作させる運転時のそれぞれの動作を説明する。
タータモータとして動作させる始動時、発電機として動
作させる運転時のそれぞれの動作を説明する。
【００２０】まず、エンジン１０が始動される際、スタ
ータモータとして動作させる始動時は、切替スイッチ９
を始動時側に切り替える。この始動時は、発電・電動機
１におけるコイル１２にブラシレスモータ駆動回路３か
ら駆動信号に相当する位相の電圧が印加される。このコ
イル１２への通電によって形成される回転磁界と回転子
のマグネットによる磁界の相互作用により回転子は回転
される。この回転する回転子の位置は、ロータ位置セン
サ２によって検出することによって時々刻々と計測され
る。そして、この計測情報がブラシレスモータ駆動回路
３に送信され、ブラシレスモータ駆動回路３は回転子を
継続かつ安定して回転させる。
ータモータとして動作させる始動時は、切替スイッチ９
を始動時側に切り替える。この始動時は、発電・電動機
１におけるコイル１２にブラシレスモータ駆動回路３か
ら駆動信号に相当する位相の電圧が印加される。このコ
イル１２への通電によって形成される回転磁界と回転子
のマグネットによる磁界の相互作用により回転子は回転
される。この回転する回転子の位置は、ロータ位置セン
サ２によって検出することによって時々刻々と計測され
る。そして、この計測情報がブラシレスモータ駆動回路
３に送信され、ブラシレスモータ駆動回路３は回転子を
継続かつ安定して回転させる。
【００２１】さらに、エンジン１０が始動されると、ロ
ータ位置センサ２による検出信号に基づいて、ブラシレ
スモータ駆動回路３が駆動信号の発信を自動的に停止し
てモータから発電機に切り替わる。そして、発電・電動
機１を発電機として動作させる運転時は、切替スイッチ
９を運転時側に切り替える。この運転時は、クランクシ
ャフトに連結された回転子が固定子の周囲を回転する状
態になる。このため、回転子のマグネットの磁束が回転
磁界を形成してコイル１２を切る状態になり、このコイ
ル１２において起電力が発生する。
ータ位置センサ２による検出信号に基づいて、ブラシレ
スモータ駆動回路３が駆動信号の発信を自動的に停止し
てモータから発電機に切り替わる。そして、発電・電動
機１を発電機として動作させる運転時は、切替スイッチ
９を運転時側に切り替える。この運転時は、クランクシ
ャフトに連結された回転子が固定子の周囲を回転する状
態になる。このため、回転子のマグネットの磁束が回転
磁界を形成してコイル１２を切る状態になり、このコイ
ル１２において起電力が発生する。
【００２２】このコイル１２において発生した起電力
は、これに接続されたインバータ回路５により商用電源
７と同じＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚの電圧・周波数
に変換して出力電源６として取り出し、さらにこの出力
電源６を電力重畳回路８により位相を合わせた後に商用
電源７の電力線に重畳させる。
は、これに接続されたインバータ回路５により商用電源
７と同じＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚの電圧・周波数
に変換して出力電源６として取り出し、さらにこの出力
電源６を電力重畳回路８により位相を合わせた後に商用
電源７の電力線に重畳させる。
【００２３】この際に、インバータ回路５からの出力
は、エンジン１０によって駆動される空調機本体１１の
コンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン１０の
負荷が常に一定になるように制御する。すなわち、発電
出力は、エンジン１０にとっては負荷となるので、空調
機本体１１のコンプレッサ１３の負荷と合わせてその合
計が常に一定となるように制御する。
は、エンジン１０によって駆動される空調機本体１１の
コンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン１０の
負荷が常に一定になるように制御する。すなわち、発電
出力は、エンジン１０にとっては負荷となるので、空調
機本体１１のコンプレッサ１３の負荷と合わせてその合
計が常に一定となるように制御する。
【００２４】このように、本実施の形態１の空調機シス
テムによれば、エンジン１０のフライホイールを回転子
と兼用させたブラシレスモータを発電・電動機１として
用い、エンジン１０の始動時はブラシレスモータでダイ
レクトに行い、始動後の運転時は発電機として用い、こ
の発電機の出力電源６をインバータ回路５により商用電
源７と同一の周波数・電圧に変換し、それを商用電源７
に位相を合わせて電力重畳回路８により重畳させ、その
ときインバータ回路５からの出力はコンプレッサ１３の
負荷変動に応じてエンジン１０の負荷が常に一定になる
ように制御することにより、エンジン１０を一定回転・
一定負荷で使用できるので、最もエンジン効率がよいポ
イントで使え、エネルギーの変換効率が高くなる。
テムによれば、エンジン１０のフライホイールを回転子
と兼用させたブラシレスモータを発電・電動機１として
用い、エンジン１０の始動時はブラシレスモータでダイ
レクトに行い、始動後の運転時は発電機として用い、こ
の発電機の出力電源６をインバータ回路５により商用電
源７と同一の周波数・電圧に変換し、それを商用電源７
に位相を合わせて電力重畳回路８により重畳させ、その
ときインバータ回路５からの出力はコンプレッサ１３の
負荷変動に応じてエンジン１０の負荷が常に一定になる
ように制御することにより、エンジン１０を一定回転・
一定負荷で使用できるので、最もエンジン効率がよいポ
イントで使え、エネルギーの変換効率が高くなる。
【００２５】さらに、運転時に、空調機システムでの必
要動力以上のエンジン余剰動力は、電力として回収でき
る商用電源７に返せるので電気代の節約になり、ランニ
ングコストが通常のものより安くなる。
要動力以上のエンジン余剰動力は、電力として回収でき
る商用電源７に返せるので電気代の節約になり、ランニ
ングコストが通常のものより安くなる。
【００２６】また、始動時においては、スタータモータ
としてもダイレクトドライブ方式、かつブラシレス方式
なので、従来の問題点である始動時の音、耐久性の問題
が解決でき、始動時の音を抑えるとともに耐久性が向上
できる。
としてもダイレクトドライブ方式、かつブラシレス方式
なので、従来の問題点である始動時の音、耐久性の問題
が解決でき、始動時の音を抑えるとともに耐久性が向上
できる。
【００２７】また、本実施の形態１のような空調機シス
テムによれば、発電・電動機１のインバータ回路５から
の出力は、エンジン１０の回転数が一定になるように発
電機の発電量を制御することも可能であり、この場合に
も前記のような運転時の効果、始動時の効果を得ること
ができる。
テムによれば、発電・電動機１のインバータ回路５から
の出力は、エンジン１０の回転数が一定になるように発
電機の発電量を制御することも可能であり、この場合に
も前記のような運転時の効果、始動時の効果を得ること
ができる。
【００２８】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２であるＧＨＰ式空調用エンジンを用いた空調機シス
テムを示す機能構成図である。
態２であるＧＨＰ式空調用エンジンを用いた空調機シス
テムを示す機能構成図である。
【００２９】本実施の形態２のＧＨＰ式空調用エンジン
を用いた空調機システムは、前記実施の形態１と比較し
て、モータと発電機とで兼用するコイルに代えて、モー
タコイルと発電機コイルとを別々に設けて発電・電動機
の固定子に巻線するようにした点が異なり、それに伴っ
て切替スイッチが不要となる他は前記実施の形態１と同
様の構成となる。
を用いた空調機システムは、前記実施の形態１と比較し
て、モータと発電機とで兼用するコイルに代えて、モー
タコイルと発電機コイルとを別々に設けて発電・電動機
の固定子に巻線するようにした点が異なり、それに伴っ
て切替スイッチが不要となる他は前記実施の形態１と同
様の構成となる。
【００３０】すなわち、本実施の形態２の空調機システ
ムは、図２に一例を示すように、エンジンフライホイー
ル一体型の発電・電動機１と、発電・電動機１の回転子
の回転位置を検出するロータ位置センサ２と、ロータ位
置センサ２からの信号をもとに発電・電動機１のコイル
に回転磁界を発生するように通電するブラシレスモータ
駆動回路３と、ブラスレスモータ駆動回路３などに電圧
を供給する直流電源４と、発電・電動機１の発電出力を
交流出力に変換するインバータ回路５と、交流電圧の出
力電源６を商用電源７に重畳する電力重畳回路８と、発
電・電動機１に結合されるエンジン１０、空調機本体１
１などから構成されている。
ムは、図２に一例を示すように、エンジンフライホイー
ル一体型の発電・電動機１と、発電・電動機１の回転子
の回転位置を検出するロータ位置センサ２と、ロータ位
置センサ２からの信号をもとに発電・電動機１のコイル
に回転磁界を発生するように通電するブラシレスモータ
駆動回路３と、ブラスレスモータ駆動回路３などに電圧
を供給する直流電源４と、発電・電動機１の発電出力を
交流出力に変換するインバータ回路５と、交流電圧の出
力電源６を商用電源７に重畳する電力重畳回路８と、発
電・電動機１に結合されるエンジン１０、空調機本体１
１などから構成されている。
【００３１】発電・電動機１は、前記実施の形態１と同
様に、エンジン１０のクランクシャフトに同軸に直結さ
れたフライホイールを回転子と兼用するブラシレスモー
タとされ、特に固定子に巻線されたコイルとして、スタ
ータモータとして動作させる始動時のためのモータコイ
ル１２ａと、発電機として動作させる運転時のための発
電機コイル１２ｂとを専用に持っている。
様に、エンジン１０のクランクシャフトに同軸に直結さ
れたフライホイールを回転子と兼用するブラシレスモー
タとされ、特に固定子に巻線されたコイルとして、スタ
ータモータとして動作させる始動時のためのモータコイ
ル１２ａと、発電機として動作させる運転時のための発
電機コイル１２ｂとを専用に持っている。
【００３２】これにより、スタータモータとして動作さ
せる始動時は、発電・電動機１におけるモータコイル１
２ａにブラシレスモータ駆動回路３から駆動信号に相当
する位相の電圧が印加されて回転子が回転され、そして
ロータ位置センサ２による回転子の位置計測情報によ
り、ブラシレスモータ駆動回路３は回転子を継続かつ安
定して回転させる。
せる始動時は、発電・電動機１におけるモータコイル１
２ａにブラシレスモータ駆動回路３から駆動信号に相当
する位相の電圧が印加されて回転子が回転され、そして
ロータ位置センサ２による回転子の位置計測情報によ
り、ブラシレスモータ駆動回路３は回転子を継続かつ安
定して回転させる。
【００３３】また、エンジン１０の始動後、発電機とし
て動作させる運転時は、回転子のマグネットの磁束が回
転磁界を形成して発電機コイル１２ｂを切る状態にな
り、この発電機コイル１２ｂにおいて発生した起電力を
インバータ回路５により商用電源７と同じ電圧・周波数
に変換し、さらにこの出力電源６を電力重畳回路８によ
り位相を合わせた後に商用電源７の電力線に重畳させ
る。
て動作させる運転時は、回転子のマグネットの磁束が回
転磁界を形成して発電機コイル１２ｂを切る状態にな
り、この発電機コイル１２ｂにおいて発生した起電力を
インバータ回路５により商用電源７と同じ電圧・周波数
に変換し、さらにこの出力電源６を電力重畳回路８によ
り位相を合わせた後に商用電源７の電力線に重畳させ
る。
【００３４】この際に、インバータ回路５からの出力
は、エンジン１０によって駆動される空調機本体１１の
コンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン１０の
負荷が常に一定になるように制御する。あるいは、イン
バータ回路５からの出力は、エンジン１０の回転数が一
定になるように発電機の発電量を制御する。
は、エンジン１０によって駆動される空調機本体１１の
コンプレッサ１３の負荷変動に応じて、エンジン１０の
負荷が常に一定になるように制御する。あるいは、イン
バータ回路５からの出力は、エンジン１０の回転数が一
定になるように発電機の発電量を制御する。
【００３５】このように、本実施の形態２の空調機シス
テムによれば、モータコイル１２ａと発電機コイル１２
ｂとを専用に持つ違いはあるものの、前記実施の形態１
と同様に、インバータ回路５からの出力はコンプレッサ
１３の負荷変動に応じてエンジン１０の負荷が常に一定
になるように制御したり、あるいはエンジン１０の回転
数が一定になるように発電機の発電量を制御することに
より、エンジン１０を一定回転・一定負荷で使用できる
ので、最もエンジン効率がよいポイントで使え、エネル
ギーの変換効率が高くなる。さらに、必要動力以上のエ
ンジン余剰動力は電力として回収できる商用電源７に返
せるので電気代の節約になり、ランニングコストが通常
のものより安くなる。また、スタータモータとしてもダ
イレクトドライブ方式、かつブラシレス方式なので、従
来の問題点が解決でき、始動時の音を抑えるとともに耐
久性が向上できる。
テムによれば、モータコイル１２ａと発電機コイル１２
ｂとを専用に持つ違いはあるものの、前記実施の形態１
と同様に、インバータ回路５からの出力はコンプレッサ
１３の負荷変動に応じてエンジン１０の負荷が常に一定
になるように制御したり、あるいはエンジン１０の回転
数が一定になるように発電機の発電量を制御することに
より、エンジン１０を一定回転・一定負荷で使用できる
ので、最もエンジン効率がよいポイントで使え、エネル
ギーの変換効率が高くなる。さらに、必要動力以上のエ
ンジン余剰動力は電力として回収できる商用電源７に返
せるので電気代の節約になり、ランニングコストが通常
のものより安くなる。また、スタータモータとしてもダ
イレクトドライブ方式、かつブラシレス方式なので、従
来の問題点が解決でき、始動時の音を抑えるとともに耐
久性が向上できる。
【００３６】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、前記した商用電
源の電圧検出手段と、所定の電圧以下になった場合に発
電出力と商用電源との接続を切り離し、独立した非常用
電源とする切り替え手段とを有することにより、応用と
して停電時に非常用発電機としての機能を持たせること
もできる。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、前記した商用電
源の電圧検出手段と、所定の電圧以下になった場合に発
電出力と商用電源との接続を切り離し、独立した非常用
電源とする切り替え手段とを有することにより、応用と
して停電時に非常用発電機としての機能を持たせること
もできる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の始動発電
機によれば、以下のような効果を得ることができる。
機によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３８】(1).ＧＨＰ式空調用エンジンにおいて、発
電・電動機をエンジンの始動後は発電機として用い、こ
の発電機のインバータ出力は、エンジンによって駆動さ
れるコンプレッサの負荷変動に応じてエンジンの負荷が
常に一定になるように出力制御したり、あるいはエンジ
ンの回転数が一定になるように発電機の発電量を制御す
ることで、エンジンを一定回転・一定負荷で使用するこ
とができるので、最もエンジン効率がよいポイントで使
え、エネルギーの変換効率を向上させることが可能とな
る。
電・電動機をエンジンの始動後は発電機として用い、こ
の発電機のインバータ出力は、エンジンによって駆動さ
れるコンプレッサの負荷変動に応じてエンジンの負荷が
常に一定になるように出力制御したり、あるいはエンジ
ンの回転数が一定になるように発電機の発電量を制御す
ることで、エンジンを一定回転・一定負荷で使用するこ
とができるので、最もエンジン効率がよいポイントで使
え、エネルギーの変換効率を向上させることが可能とな
る。
【００３９】(2).発電機の出力をインバータ手段を用い
て商用電源と同じ電圧・周波数に変換し、電力重畳手段
により商用電源と位相を合わせた後に商用電力線に重畳
することで、空調装置での必要動力以上のエンジン余剰
動力は電力として回収できる商用電源に返すことができ
るので、電気代の節約になり、ランニングコストを通常
のものより安価にすることが可能となる。
て商用電源と同じ電圧・周波数に変換し、電力重畳手段
により商用電源と位相を合わせた後に商用電力線に重畳
することで、空調装置での必要動力以上のエンジン余剰
動力は電力として回収できる商用電源に返すことができ
るので、電気代の節約になり、ランニングコストを通常
のものより安価にすることが可能となる。
【００４０】(3).発電・電動機をエンジンの始動時はス
タータモータとして用い、ダイレクトドライブ方式、か
つブラシレス方式のモータとして動作させることができ
るので、従来の問題点を解決して、始動時の音を抑える
とともに耐久性を向上させることが可能となる。
タータモータとして用い、ダイレクトドライブ方式、か
つブラシレス方式のモータとして動作させることができ
るので、従来の問題点を解決して、始動時の音を抑える
とともに耐久性を向上させることが可能となる。
【００４１】(4).商用電源の電圧を電圧検出手段を用い
て検出し、所定の電圧以下になった場合に、切り替え手
段により発電機の出力と商用電源との接続を切り離し、
独立した非常用電源とすることで、停電時に非常用発電
機として機能させることができるので、停電時に非常用
電源として使用することが可能となる。
て検出し、所定の電圧以下になった場合に、切り替え手
段により発電機の出力と商用電源との接続を切り離し、
独立した非常用電源とすることで、停電時に非常用発電
機として機能させることができるので、停電時に非常用
電源として使用することが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態１であるＧＨＰ式空調用エ
ンジンを用いた空調機システムを示す機能構成図であ
る。
ンジンを用いた空調機システムを示す機能構成図であ
る。
【図２】本発明の実施の形態２であるＧＨＰ式空調用エ
ンジンを用いた空調機システムを示す機能構成図であ
る。
ンジンを用いた空調機システムを示す機能構成図であ
る。
１ 発電・電動機 ２ ロータ位置センサ ３ ブラシレスモータ駆動回路 ４ 直流電源 ５ インバータ回路 ６ 出力電源 ７ 商用電源 ８ 電力重畳回路 ９ 切替スイッチ １０ エンジン １１ 空調機本体 １２ コイル １２ａ モータコイル １２ｂ 発電機コイル １３ コンプレッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｎ 11/00 Ｆ０２Ｎ 11/00 Ｚ 11/04 11/04 Ａ Ｆ２４Ｆ 5/00 Ｆ２４Ｆ 5/00 Ｘ Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｊ Ｆターム(参考） 3G093 AA12 AA16 BA17 BA19 BA32 CA01 CA05 DA01 DB00 DB01 EA02 EA03 EB09 EC02 FA12 FB00 5H590 AA06 AA10 AA30 CA07 CA26 CC02 CC05 CC18 CC24 CC34 CC40 CD03 CE01 EA10 EA20 EB11 FA08 FC12 FC14 HA11
Claims (5)
- 【請求項１】 ＧＨＰ式空調装置の動力源となるエンジ
ンであって、 前記エンジンのクランクシャフトに同軸に直結されたフ
ライホイール、前記フライホイールに界磁手段を配して
構成した回転子、前記回転子に対向して磁気回路を構成
する固定子、および前記固定子に巻線されたコイルを含
む発電・電動機と、 前記回転子の回転位置を検出する検出手段と、 前記検出手段からの信号をもとに前記コイルに回転磁界
を発生するように通電する通電手段と、を有し、 前記フライホイールを前記エンジンの始動用電動機の回
転子として用いる、ことを特徴とするＧＨＰ式空調用エ
ンジン。 - 【請求項２】 請求項１記載のＧＨＰ式空調用エンジン
であって、前記発電・電動機を前記エンジンの始動後は
発電機として用い、前記発電機の出力を商用電源と同じ
電圧・周波数に変換するインバータ手段と、前記商用電
源と位相を合わせた後に商用電力線に重畳する電力重畳
手段とを有する、ことを特徴とするＧＨＰ式空調用エン
ジン。 - 【請求項３】 請求項２記載のＧＨＰ式空調用エンジン
であって、前記インバータ手段の出力は、前記エンジン
によって駆動されるコンプレッサの負荷変動に応じて前
記エンジンの負荷が常に一定になるように出力制御す
る、ことを特徴とするＧＨＰ式空調用エンジン。 - 【請求項４】 請求項２記載のＧＨＰ式空調用エンジン
であって、前記インバータ手段の出力は、前記エンジン
の回転数が一定になるように前記発電機の発電量を制御
する、ことを特徴とするＧＨＰ式空調用エンジン。 - 【請求項５】 請求項２記載のＧＨＰ式空調用エンジン
であって、前記商用電源の電圧検出手段と、所定の電圧
以下になった場合に前記発電機の出力と前記商用電源と
の接続を切り離し、独立した電源とする切り替え手段と
を有する、ことを特徴とするＧＨＰ式空調用エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142762A JP2000337231A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | Ｇｈｐ式空調用エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142762A JP2000337231A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | Ｇｈｐ式空調用エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337231A true JP2000337231A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15323001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11142762A Pending JP2000337231A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | Ｇｈｐ式空調用エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000337231A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064299A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Aisin Seiki Co Ltd | ハイブリッド駆動ヒートポンプ式空調装置 |
| JP2013190110A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 発電空気調和システム |
-
1999
- 1999-05-24 JP JP11142762A patent/JP2000337231A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064299A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Aisin Seiki Co Ltd | ハイブリッド駆動ヒートポンプ式空調装置 |
| JP4682558B2 (ja) * | 2004-08-27 | 2011-05-11 | アイシン精機株式会社 | ハイブリッド駆動ヒートポンプ式空調装置 |
| JP2013190110A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 発電空気調和システム |
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