JP2002204598A

JP2002204598A - 発電兼用原動機及びその運転制御方法

Info

Publication number: JP2002204598A
Application number: JP2001001352A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Yamaguchi; 口和也山
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、空調機の負荷変動に関わら
ず、周波数一定の良質な電力を供給し、高効率な運転を
可能とし、騒音・防振施工を容易とする発電兼用原動機
及び運転制御方法の提供。【解決手段】本発明によれば、原動機により発電機と
空調機とを駆動する装置の運転制御装置において、原動
機（１）の一方の出力軸が発電機（２）に、他方の出力
軸が変速機（３）を介して負荷センサ（４）を有する空
調機（５）の入力軸（５１）に接続され、前記空調機の
入力軸（５２）には回転数センサ（６）が設けてあり、
コントローラ（７）が前記負荷センサ（４）及び回転数
センサ（６）からの入力情報により、前記空調機（５）
の負荷が変動しても、前記発電機（３）の回転数を一定
にすべく、前記変速機（３）の変速比を変えて制御する
様に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原動機により発電
機と空調機とを駆動する発電兼用原動機と、その運転制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一つの原動機で二つの被動機を駆動する
原動機装置はよく知られている。そして、被動機として
発電機と空調用コンプレッサを駆動するもの（発電兼用
原動機：例えば、特開昭和５１―１１８０２８号公報）
等が提案されている。

【０００３】これらはエンジン等の原動機によりコンプ
レッサを駆動し、空調機の運転に必要な補機類の電力
を、コンプレッサ駆動用の原動機により駆動される発電
機の出力電力により賄うことで、商用電源に接続しなく
とも空調機が運転出来るというものである。

【０００４】しかし、上記装置においては、空調機のコ
ンプレッサと原動機とが直結しているため、空調機の負
荷が変動した場合には、それに合わせて原動機の出力も
変動させなければならない。その結果、原動機が定格運
転点を大きく外れ、結果として原動機の効率が低下して
しまうという問題があった。

【０００５】また、空調負荷に合わせて原動機の出力を
低下させる場合には、原動機回転数を下げるのが一般的
である。ここで、交流発電機も原動機の出力軸と直結さ
れているので、原動機回転数を下げた場合、発電機の出
力電力の周波数も下がってしまい、周波数一定の良質な
電力を供給できない、という問題が存在する。

【０００６】さらに、原動機の回転数が空調負荷によっ
て変動すると、原動機の支持部の共振点にかかり、騒音
や振動の対策（例えば、原動機据え付け部分における減
衰材の選択等）が困難になる、という問題もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術に鑑みて提案されたものであり、被動機の負荷変動
に関わらず電圧及び周波数が一定の良質な電力を供給
し、高効率な運転を可能とし、騒音・防振施工を容易に
する事が出来る様な発電兼用原動機及びその運転制御方
法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の発電兼用原動機
は、発電機（２）及び空調機（５）を同時に駆動する様
に構成され、原動機（１）の一方の出力軸は発電機
（２）に接続され、原動機（１）の他方の出力軸は変速
機（３）を介して空調機（５）の入力軸（５２）に接続
され、空調機（５）の入力軸（５２）に設けられた回転
数検出手段（６）と、空調機（５）に設けられた負荷検
出手段（４）と、回転数検出手段（６）及び負荷検出手
段（４）から検出信号が入力され且つ変速機（８）に制
御信号を出力する制御手段（７）とを備え、該制御手段
（７）は、前記負荷検出手段（４）及び回転数検出手段
（８）の検出信号に基づき、空調機（５）の負荷が変動
しても発電機（２）の回転数を一定に維持するべく前記
変速機（３）の変速比を制御する様に構成されている
（請求項１、図１、第一実施形態）。ここで、変速機
（３）としては、無断変速機（例えばＣＶＴ）が好まし
いが、これに限定されるものではない。例えば、１００
ｒｐｍ程度に回転数帯域を分割出来るのであれば、歯車
変速機構その他の段付きの変速機を使用することが出来
る。或いは、クラッチ（８、９）の様な断続機構を変速
機（３）として使用する事も可能である。

【０００９】また本発明の発電兼用原動機は、発電機
（２）及び空調機（５）を同時に駆動する様に構成さ
れ、原動機（１）の一方の出力軸が変速機（３）を介し
て発電機（２）に接続され、原動機（１）の他方の出力
軸が空調機（５）に接続され、発電機（２）に設けられ
た回転数検出手段（６）と、空調機（５）に設けられた
負荷検出手段（４）と、回転数検出手段（６）及び負荷
検出手段（４）から検出信号が入力され且つ変速機
（３）に制御信号を出力する制御手段（７）とを備え、
該制御手段（７）は、前記負荷検出手段（４）及び回転
数検出手段（６）の検出信号に基づき、空調機（５）の
負荷が変動しても発電機（２）の回転数を一定に維持す
るべく前記変速機（３）の変速比を制御する様に構成さ
れている（請求項２、図２、第二実施形態）。本発明の
実施に際して、原動機（１）の双方の出力軸の各々に、
変速機（３）を介装しても良い（図３、第三実施形
態）。

【００１０】そして本発明の発電兼用原動機は、発電機
（２）及び空調機（５）を同時に駆動する様に構成さ
れ、原動機（１）の一方の出力軸が発電機（２）に接続
され、原動機（１）の他方の出力軸が空調機（５）の入
力軸（５２）に接続されており、前記発電機（２）の出
力電力はインバータ（２３）を介して電力負荷（２２）
に供給され、空調機（５）の負荷が変動した場合におい
てもインバータ（２３）によって適正な周波数に調整す
る様に構成されていることを特徴としている（請求項
３、図５、第四実施形態）。ここで、（空調負荷の変動
に基づく）原動機の回転数の変動に伴う発電機の出力電
圧の変動は、当該発電機に設けられている自動電圧調整
装置（ＡＶＲ）により自動的に調整される様に構成する
のが好ましい。

【００１１】本発明の発電兼用原動機の運転制御方法
は、発電機（２）及び空調機（５）を駆動する発電兼用
原動機の運転制御方法において、空調機（５）の空調負
荷を負荷検出手段（４）によって検出する空調負荷検出
工程（Ｓ１）と、回転数検出手段（６、６２）により空
調機（５）の入力軸（５２）の回転数を検出する回転数
検出工程（Ｓ２）と、負荷検出手段（４）及び回転数検
出手段（６、６２）の検出結果により空調負荷変動を判
断する空調負荷変動判断工程（Ｓ３）と、発電機の回転
数を一定に維持するべく前記変速機（３）の変速比を制
御する変速機制御工程（Ｓ５）、とを含んでいる（請求
項４、図４）。ここで、前記変速機制御工程（Ｓ５）に
際しては、前記空調機側の回転数が目標回転数に達した
か否かを判断する目標回転数確認工程（Ｓ６）と、前記
制御手段が制御を終了させるか否かを判断する制御終了
判断工程（Ｓ７）、とを含んでいる事が好ましい。

【００１２】さらに本発明の発電兼用原動機の運転制御
方法では、空調機（５）の空調負荷と発電機（２）出力
電力負荷との合計と原動機（１）定格出力とを比較し、
原動機（１）定格出力に余裕がある場合に電力負荷を増
加するよう制御する電力量調整工程を含んでいる（請求
項５、図６、第五実施形態）。

【００１３】上述した様な構成を具備する本発明によれ
ば、空調機（５）の負荷が変動して、空調機（５）のコ
ンプレッサ（５１）の回転数が変動したとしても、当該
回転数の変動は、変速機（３）により吸収されるので、
原動機（１）回転数或いは発電機（２）の入力軸（２
１）の回転数は一定に保たれる。従って、発電機（２）
からは電圧及び周波数が一定の良質な電力が供給され、
高効率な運転が可能となる。また、原動機（１）回転数
が一定或いは所定の範囲内に収まるので、騒音・防振の
ための材質の選定が容易となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１５】先ず、図１に基づいて第一実施形態を説明
する。原動機１（例えばガスエンジン）の一方の出力軸
はクラッチ８を介して発電機２の入力軸２１に接続され
ている。一方、原動機１の他方の出力軸は、クラッチ９
および無段変速比式変速機３を介して、空調機５のコン
プレッサ５１の入力軸５２と接続されている。

【００１６】前記空調機５は、以下に述べる構成ユニッ
ト間を、空調用配管５６で循環する様に連通している。
なお、以下において、空調機を単に「冷房機」と表現す
る場合がある。図１では空調機５を冷房機として構成し
ており、その場合、冷房機ユニットとしては、冷媒を圧
縮するコンプレッサ５１と、圧縮された冷媒を冷えた液
体に凝縮する凝縮器５３と、液相冷媒を断熱膨張して冷
媒の圧力と温度を下げ霧状化する膨張弁５４と、霧状化
した冷媒を電動ファン等により導入風の当たる細管内を
通過させることにより外部からの熱を吸収して気化させ
る蒸発器５５とを含む。そして図１の冷房状態から暖房
状態へ切換える為には、四方弁５７を操作して配管５６
を切換えれば良い。すなわち、空調機５を冷房として使
用する際には、室内で温まった空気が蒸発器５５を通過
することで室内空気熱を奪い、室内を冷やしている。そ
れに対して、空調機５を暖房として使用する場合には、
四方弁５７を切換えることにより、蒸発器５５を通過す
る際に冷媒が保有する熱量を室内空気に放出することに
より、室内を暖めている。

【００１７】制御を行う機器は、空調機５に設けられた
空調負荷センサ４と、コンプレッサ５１側に設けられた
回転数センサ６と、コントローラ７（制御手段）とを有
している。ここで、コントローラ７には、センサ４、６
からの検出信号が信号伝達ラインＬＩ１、ＬＩ２を介し
て伝達される。そしてコントローラ７は、該検出信号に
基づいて空調負荷を変動させるのか否かを判断し、原動
機１側の回転数を一定に保ちつつ、目標とする空調環境
（例えば、目標室温）となるよう、図示しないデータベ
ース中に記憶された空調マップや特性図等から、変速機
３における好適な変速比を決定し、信号伝達ラインＬＯ
を介して、変速機３に変速比の変更を出力或いは指令す
る。

【００１８】他方、空調機の前記凝縮器５３、蒸発器５
５、膨張弁５４には室内空気を導入するための図示せぬ
電動ファンや、開閉駆動のための図示せぬ電磁バルブ等
の補機が設けられており、これらを作動する電力負荷２
２は、例えば前記発電機２の出力からインバータ２３を
介して賄われている。図１において、インバータ２３
は、発電機出力の周波数をより確実に一定にして運転す
るために設けられているが、省略しても良い。換言すれ
ば、図１、図２、図３、図６において点線で示すインバ
ータ２３は、省略可能である。また、上述した各機器
は、その他の動力源を有しており、それにより駆動する
タイプであっても良い。

【００１９】変速機３として前述の無段階変速比変速機
（ＣＶＴ）は制御上好ましいものである。しかし、これ
に限定されるものではなく、複数の固定変速比を有する
変速機を用いてもよい。又、原動機１と発電機２の間に
必ずしもクラッチ８は要さず、直結であってもよい。

【００２０】この様に構成された本発明によれば、例え
ば、何れかの室内機において室温を更に下げるべく、図
示せぬ室温コントロールパネルを操作し、低い温度を設
定し、或いは、それまで空調を行っていなかった部屋で
空調（冷房）を開始すると、空調機５の負荷が増大す
る。そして図示しない空調機制御装置（或いは後述する
コントローラ７でも良い）は、現在の室温と設定温度と
の差、その他から、風量や現在のコンプレッサ５１の回
転数や圧力等から空調負荷を判断し、必要な冷房負荷に
対応する様に、コンプレッサ５１の回転数を変動させ
る。空調機５における係る負荷の変動は負荷センサ４で
検出され、且つ、コンプレッサ５１の入力軸５２（空調
機側の入力軸）の回転数もセンサ６により検出され、コ
ントローラ（制御手段）７に入力される。コントローラ
７は、原動機１或いは出力軸２１の回転数を変動させる
事無く（或いは回転数の変動量を許容範囲に収めるべ
く）、変速機３における変速比を設定し、設定された変
速比を、信号伝達ラインＬＯを介して変速機３に伝達
し、変速比を変更・制御する。制御については、図４を
参照して、さらに詳細に後述する。

【００２１】この様に、図１の実施形態によれば、空調
負荷が変動しても、原動機１は一定回転で運転可能とな
り、原動機１に直結に接続された発電機２も一定回転で
運転されるので、電圧及び周波数が一定の安定した発電
機出力電力が得られる。更に、従来原動機の回転数が大
きく変動した場合に、全ての回転域に合った防振材が存
在しないため十分でなかった原動機の防振が、原動機１
が一定回転で運転されるために防振が容易で確実なもの
となった。

【００２２】次に、図２に基づいて第二実施形態を説明
する。原動機１の一方の出力軸は、無段変速比式変速機
３を介して発電機２の入力軸２１に接続されている。他
方の出力軸は、クラッチ９を介して空調機５のコンプレ
ッサ５１の入力軸５２と接続されている。尚、空調機５
の構成ユニット及び空調機用補機の電源としての電力供
給方法に関しては、前述の第一実施形態と同様である。

【００２３】制御に関連する機器としては、空調機５に
設けられた空調負荷センサ４と、コンプレッサ５１側に
設けられた回転数センサ６と、コントローラ７（制御手
段）とを備えており、コントローラ７は、センサ４、６
からの検出結果を信号伝達ラインＬＩ１、ＬＩ２を介し
て受信し、変速機３の変速比を、空調機５或いはそれに
直結している原動機１の回転数が空調負荷に対応しつ
つ、発電機２の回転数を一定に保つ様な変速比にせしめ
る。換言すれば、コントローラ７は、変速機３を上述し
た様な変速比とするべく、信号伝達ラインＬＯを介し
て、指令信号を変速機３に対して出力する。なお、セン
サ４、６からの検出結果から空調負荷が変動したか否か
を判断し、目標とする空調環境（例えば、目標室温）と
なるよう、データベースである空調マップや、特性図に
基づいて空調機用コンプレッサ５１の回転数を制御する
のは、図示しない空調機制御装置である。しかしなが
ら、図示しない空調機制御装置に代えて、コントローラ
７でコンプレッサ５１の回転数を制御しても良い。

【００２４】例えば、室温を更に下げたい場合、図示し
ない室温コントロールパネルを操作し、低い温度を設定
する。すると、図示しない空調機制御装置が現在の室温
と設定温度との差及び、風量や現在のコンプレッサ５１
の回転数を決定する。ここで、図２の実施形態では、コ
ンプレッサ５１の入力軸５２と電動機１の空調機側出力
軸とは（クラッチ９を介して）結合されているので、コ
ンプレッサ５１の回転数が変動すれば、原動機１の出力
軸（発電機２側の出力軸も同様）の回転数も変動する。
しかし、コントローラ７は、空調負荷センサ４と、回転
数センサ６の検出結果に応答して、発電機２の回転数を
一定に保つべく、変速機３の変速比を制御する。

【００２５】したがって、空調負荷が変動して原動機１
の出力軸回転数が変動しても、発電機２は一定回転で運
転可能となり、電圧及び周波数が一定な安定した発電機
出力電力が得られる。

【００２６】次に、図３を参照しつつ第三実施形態を説
明する。原動機１の一方の出力軸は、第一の無段変速比
式変速機３１を介して、発電機２の入力軸２１に接続さ
れている。また原動機１の他方の出力軸は、第二の無断
変速比式変速機３２を介して、空調機５のコンプレッサ
５１の入力軸５２と接続されている。尚、空調機５の構
成ユニット及び空調機用補機の電源としての電力供給方
法に関しては、前述の第一実施形態及び第二実施形態と
同様であるので説明を省略する。

【００２７】空調機５には空調負荷センサ４が設けら
れ、発電機２の入力軸２１には第一の回転数センサ６１
が設けられ、前記コンプレッサ５の入力軸５２には第二
の回転数センサ６２が取付けられている。負荷センサ４
の検出結果は信号伝達ラインＬＩ１を介してコントロー
ラ７に入力され、第一の回転数センサ６１の検出結果は
信号伝達ラインＬＩ２を介してコントローラ７に入力さ
れ、第二の回転数センサ６２の検出結果は信号伝達ライ
ンＬ１３を介してコントローラ７に入力される。コント
ローラ７はこれらの入力情報に基づいて、第一の変速機
３１、第二の変速機３２に夫々適正な出力信号ＬＯ１、
ＬＯ２を発し、各々の変速比が、空調機５の負荷が変動
して、エンジンの回転数及び、空調機のコンプレッサ５
１の回転数が変わっても、発電機２の回転数は常に一定
となる様な変速比とするべく制御する様に構成されてい
る。

【００２８】図３の実施形態において、例えば、室温を
更に下げたい場合、図示せぬ室温コントロールパネルを
操作し、低い温度を設定すると、図示しない空調機制御
装置（コントローラ７でも可）は、現在の室温と設定温
度との差及び、風量や現在のコンプレッサの回転数等か
ら空調負荷を判断する。一方、回転数センサ６１、６
２、負荷センサ４の検出結果より、発電機の回転数を一
定に保ったまま、室温を設定温度にすべく、変速機３、
３２の変速比がそれぞれ制御されるのである。

【００２９】尚、コンプレッサ５１と原動機１との間、
原動機１と発電機２との間の二箇所で回転数が変えられ
る様に構成されているため、前述の第一の実施形態や第
二の実施形態に対して、より大きな空調機５の負荷変動
（或いはコンプレッサ５１のより大きな回転数変動）に
対応することが出来る。

【００３０】上述した通り、図３の実施形態において
も、空調負荷が変動しても、発電機２は一定回転で運転
可能となり、電圧及び周波数が一定な安定した発電機出
力電力が得られる。

【００３１】次に、図４に基づいて、上述したコントロ
ーラ７の制御方法を説明する。なお、図４では図１の第
一実施形態における制御を説明するが、図２、図３の実
施形態の制御も概略同様である。図４において、原動機
１の運転をスタートしたならば、空調負荷センサ４によ
り空調負荷を検出し（ステップＳ１）、回転数センサ６
によりコンプレッサ５１の回転数を検出し（ステップＳ
２）、次のステップＳ３に進む。

【００３２】ステップＳ３では、図示しない空調制御装
置或いはコントローラ７が、前記検出された空調負荷の
情報や、コンプレッサ５１の回転情報から空調負荷に変
動の必要があるか否か、即ち、空調を強めたいのか、弱
めたいのかを判断する。空調負荷を変える必要がある場
合（ステップＳ３においてＹＥＳ）には、ステップＳ４
に進み、空調負荷を変える必要が無い場合、即ち室温は
このままで良い場合（ステップＳ３においてＮＯ）であ
ればステップＳ７に進む。

【００３３】ステップＳ４では、コントローラ７が回転
数センサ６及び空調負荷センサ４の検出結果より、原動
機１の空調機５側出力軸の回転数が一定となる様に（す
なわち、発電機２の回転数が一定となる様に）、変速機
３の変速比を決定し（ステップＳ４）、当該変速比とす
るべく無段階変速比変速機３を作動する（変速機制御工
程：ステップＳ５）。

【００３４】次にコントローラ７は、変速機３の変速比
がステップＳ４で決定された値となったか否かを判断し
（ステップＳ６）、当該変速比となった場合（ステップ
Ｓ６においてＹＥＳ）にはステップＳ１に戻り、上述の
制御を繰り返す。一方、ステップＳ４で決定された変速
比となっていない場合（ステップＳ６においてＮＯ）は
ステップＳ５に戻る。

【００３５】ステップＳ７では制御を終了するか否かを
判断し、続行すると判断すれば（ステップＳ７において
ＮＯ）、制御はステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ
７で終了すると判断すれば（ステップＳ７においてＹＥ
Ｓ）、制御を終了する。

【００３６】尚、変速機３として無段階変速比変速機を
用いた場合には、ステップＳ４において設定された変速
比を細かく設定できるので、制御が高精度に行える。但
し、前述の様に、複数の固定変速比を有する複数の固定
変速比を有する変速機を用いても良く、この場合には、
変速比は、例えば回転数に換算した場合に±５ｒｐｍ程
度の範囲の差異を有する程度に設定するのが良い。尚、
作用・効果に関しては、前述の第一実施形態と同じであ
るので説明を省略する。

【００３７】次に、図５に基づいて第四実施形態を説明
する。原動機１の一方の出力軸は、クラッチ８を介して
発電機２の入力軸２１に接続されている。また他方の出
力軸は、クラッチ９を介して空調機５のコンプレッサ５
１の入力軸５２と接続されている。尚、空調機５の構成
ユニットに関しては、前述の第一実施形態と同様であ
る。そして、発電機２の出力はインバータ２３を介して
電気負荷２２としての空調機補機の駆動に用いられてい
る。この実施形態では、空調機の負荷変動が生じた場
合、図示しない空調機制御装置によって原動機１の回転
数を変化させる。そして原動機１の回転数変化に伴う発
電機２の出力周波数の変動は、インバータ２３によって
適正な周波数に調整される。明確には図示していない
が、原動機１の回転数の変動に伴う発電機２の出力電圧
の変動は、発電機２に設けられている自動電圧調整装置
（ＡＶＲ）により、自動的に調整されることが望まし
い。

【００３８】次に、図６に基づいて第五実施形態を説明
する。原動機１の一方の出力軸はクラッチ８を介して発
電機２の入力軸２１に接続されている。そして、他方の
出力軸は、クラッチ９および無段変速比式変速機３を介
して、空調機５のコンプレッサ５１の入力軸５２と接続
されている。なお、空調機５の構成ユニットの構成につ
いては、前述の第一実施形態と同様であり、制御を行う
のに必要な機器も同様である。但し、発電機２の出力側
には、インバータ２３（必須ではない）と電力負荷２２
との間に電力量調整装置２４が介装され、コントローラ
７から信号伝達ラインＬＯ３を介して制御されている。
そして、電力負荷検出装置２５が設けられ、コントロー
ラ７へ信号伝達ラインＬＩ４で接続されている。

【００３９】この実施形態においては、図４を参照して
説明した制御方法に加えて、空調機（５）の空調負荷と
発電機（２）の出力電力負荷との合計が、原動機（１）
定格出力に対して余裕があるか判断（例えば、スロット
ル開度から判断）し、余裕があればコントローラ７の指
示で電力量調整装置２４が空調補機の駆動以外にも出力
させ（例えば、他の装置の駆動、あるいは売電なども含
む）、使用電力量を増加するような制御が行われる。す
なわち、原動機１に余裕がある限り発電を行う様に制御
がされており、原動機１は最も効率が良い定格出力付近
で運転されることになる。したがって、原動機１は、常
に定格出力付近で運転され、原動機１の熱効率および空
調機５の空調効率（ＣＯＰ：後記図７で説明する）の向
上が図られる。

【００４０】ここで、本発明の第一実施形態を実施した
場合の装置全体の効率について、図７を用いて説明す
る。図７は、原動機（ここではガスエンジンを用いてい
る）を回転数１５００ｒｐｍで一定とし、空調負荷を２
８ｋＷで一定とし、発電機出力を０〜７ｋＷに変化させ
た場合の発電効率ηと空調効率ＣＯＰの変化を示すグラ
フである。尚、ＣＯＰ＝（空調機側の出力）／（空調機
側に投入された入力）である。

【００４１】図７から明らかに様に、発電量が無い場合
（空調機のみ運転）では空調効率ＣＯＰが１１０％程度
であるのに対し、発電量を７ｋＷとした場合の空調効率
ＣＯＰは１３８％まで向上する。この時の発電効率ηは
３０．８％という高効率を示す。これにより、図１で示
す第一実施形態を図５で示すように制御した場合におい
ては、原動機１の出力のうち、空調機５側に割り振られ
た出力が増加しても、発電効率及び空調機ＣＯＰは共に
低下せず、かえって高効率となっていることが理解され
る。

【００４２】上述した様な発電兼用原動機の空調制御に
ついては、図８（冷房時の制御）及び図９（暖房時の制
御）を参照して、説明する。上述した通り、空調制御に
ついては、図１−図４で図示しない空調制御装置を用い
て行うが、変速機３、３１、３２の変速比を制御するコ
ントローラ７に空調制御機能をもたせても良い。図８、
図９に関連した説明において、特に指定が無い場合は、
図示しない空調制御装置により空調制御を行うものとす
る。

【００４３】図８で示す冷房時においては、発電兼用原
動機１を作動したならば、ステップＳ１１において空調
機５が運転中か否かを判断する。運転中であれば（ステ
ップＳ１１においてＹＥＳ）、ステップＳ１２に進み、
運転中でなければ（ステップＳ１１においてＮＯ）、ス
テップＳ１３に進む。

【００４４】ステップＳ１２では、冷媒の低圧側の圧力
値が低圧設定値以下であるか否か、即ち冷房負荷を超え
ていないか否かを判断する。冷媒の低圧側の圧力値が低
圧設定値以下であれば（ステップＳ１２においてＹＥ
Ｓ）ステップＳ１３に進み、冷媒の低圧側の圧力値が低
圧設定値以下でなければ（ステップＳ１２においてＮ
Ｏ）、ステップＳ１７に進む。

【００４５】ステップＳ１３では、発電量が電力負荷以
下であるか否か判断し、発電量が電力負荷以下であれば
（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、ステップＳ１４に
進み、発電量が電力負荷以下でなければ（ステップＳ１
３においてＮＯ）、ステップＳ１８に進む。

【００４６】ステップＳ１４では、発電機２の発電量が
設定値（上限値）以下であるか否かを判断して、発電量
が設定値以下であれば（ステップＳ１４においてＹＥ
Ｓ）、空調機５に余裕があると判断して、ステップＳ１
５に進む。一方、発電機２の発電量が設定値以下でなけ
れば（ステップＳ１４においてＮＯ）、空調機５に余裕
がないと判断して、ステップＳ１６に進む。

【００４７】ステップＳ１５では、発電量を今までの発
電量に所定値（例えば０．５ｋＷ）を加算した値（発電
量の増加）に設定し直し、特定時間待機し（ステップＳ
１６）、ステップＳ１１に戻り、制御を繰り返す。

【００４８】前記ステップＳ１７では、発電量がゼロで
あるか否かを判断し、発電量がゼロでない場合（ステッ
プＳ１７においてＮＯ）、即ち発電している場合はステ
ップＳ１８に進み、発電量がゼロの場合（ステップＳ１
７においてＹＥＳ）、即ち発電していない場合はステッ
プＳ１６に進む。

【００４９】ステップＳ１８では、発電量を今までの発
電量から所定値（例えば０．５ｋＷ）を引いた値（発電
量の減少）に設定し直し、ステップＳ１６に進む。

【００５０】つぎに、ステップＳ１６では特定時間待機
し、ステップＳ１１に戻り、冷房運転の制御を繰り返
す。

【００５１】図９における暖房運転制御においては、原
動機１をスタートした後、ステップＳ１１において、空
調機が運転中か否かを判断して、運転中であれば（ステ
ップＳ１１においてＹＥＳ）ステップＳ２に進み、運転
中でなければ（ステップＳ１１においてＮＯ）ステップ
Ｓ１３に進む。

【００５２】ステップＳ１２では、冷媒の高圧側の圧力
値が低圧設定値以上であるか否かを判断して、冷媒の高
圧側の圧力値が低圧設定値以上であれば（ステップＳ１
２においてＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。一方、冷
媒の高圧側の圧力値が低圧設定値以上でなければ（ステ
ップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ１７に進む。

【００５３】ステップＳ１３では、発電量が電力負荷以
下であるか否か判断し、発電量が電力負荷以下であれば
（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、ステップＳ１４に
進み、発電量が電力負荷以下でなければ（ステップＳ１
３においてＮＯ）、ステップＳ１８に進む。

【００５４】ステップＳ１４では、発電機の発電量が設
定値以下であるか否かを判断して、発電量が設定値以下
であれば（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、空調機５
に余裕があると判断し、ステップＳ１５に進む。発電機
２の発電量が設定値以下でなければ（ステップＳ１４に
おいてＮＯ）、空調機に余裕が無いと判断し、ステップ
Ｓ１６に進む。

【００５５】ステップＳ１５では、発電量を今までの発
電量に所定値を加算した値（発電量の増加）に設定し直
し、特定時間待機し（ステップＳ１６）、ステップＳ１
１に戻り、制御を繰り返す。

【００５６】ステップＳ１７では、発電量がゼロである
か否か（或いは発電しているか否か）を判断し、発電量
がゼロでない場合（発電している場合：ステップＳ１７
においてＮＯ）は、ステップＳ１８に進む。一方、発電
量がゼロの場合（発電していない場合：ステップＳ１７
においてＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。

【００５７】ステップＳ１８では、発電量を今までの発
電量から所定値を引いた値（発電量の減少）に設定し直
し、ステップＳ１６に進む。

【００５８】ステップＳ１６では特定時間待機し、ステ
ップＳ１１に戻り、暖房運転制御を繰り返す。

【００５９】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を狭める趣旨の記述ではない。例え
ば、上述した通り、コントローラ７は変速機３の変速比
の制御のみならず図８、図９で示す様な空調運転全般の
制御を行う様に構成することが可能である。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、以下の優れた効果を奏
する。（ａ）空調機負荷の変動に関わらず、電圧及び周波数
が一定な安定した発電機出力電力が得られる。（ｂ）発電機の出力電力と、空調機の負荷との合計が
原動機の定格出力と同一になる様に発電機の出力を調整
する運転を行うことにより、原動機は常に定格運転点、
即ち効率の良い運転点で運転することが出来る。（ｃ）原動機の回転数を一定で運転するために、騒音
や振動の対策が容易且つ安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態を示す発電兼用原動機の
構成図。

【図２】本発明の第二実施形態を示す発電兼用原動機の
構成図。

【図３】本発明の第三実施形態を示す発電兼用原動機の
構成図。

【図４】本発明の発電兼用原動機の運転制御フローを示
すフローチャート図。

【図５】本発明の第四実施形態を示す発電兼用原動機の
構成図。

【図６】本発明の第五実施形態を示す発電兼用原動機の
構成図。

【図７】本発明の第一実施形態を実施した場合で、発電
量を変化させたときの発電機の効率と、空調機の効率の
変化を示すグラフ。

【図８】発電兼用原動機の冷房運転制御フローを示すフ
ローチャート図。

【図９】発電兼用原動機の暖房運転制御フローを示すフ
ローチャート図。

【符号の説明】

１・・・原動機２・・・発電機３・・・変速機４・・・負荷センサ５・・・空調機６・・・回転数センサ７・・・コントローラ２３・・・インバータ５１・・・コンプレッサＬＩ１、ＬＩ２・・・入力信号ＬＯ・・・出力信号

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０２Ｐ 9/06 Ｈ０２Ｐ 9/06 9/30 9/30 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電機及び空調機を同時に駆動する様に
構成され、原動機の一方の出力軸は発電機に接続され、
原動機の他方の出力軸は変速機を介して空調機の入力軸
に接続され、空調機の入力軸に設けられた回転数検出手
段と、空調機に設けられた負荷検出手段と、回転数検出
手段及び負荷検出手段から検出信号が入力され且つ変速
機に制御信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段
は、前記負荷検出手段及び回転数検出手段の検出信号に
基づき、空調機の負荷が変動しても発電機の回転数を一
定に維持するべく前記変速機の変速比を制御する様に構
成されていることを特徴とする発電兼用原動機。
【請求項２】発電機及び空調機を同時に駆動する様に
構成され、原動機の一方の出力軸が変速機を介して発電
機に接続され、原動機の他方の出力軸が空調機に接続さ
れ、発電機に設けられた回転数検出手段と、空調機に設
けられた負荷検出手段と、回転数検出手段及び負荷検出
手段から検出信号が入力され且つ変速機に制御信号を出
力する制御手段とを備え、該制御手段は、前記負荷検出
手段及び回転数検出手段の検出信号に基づき、空調機の
負荷が変動しても発電機の回転数を一定に維持するべく
前記変速機の変速比を制御する様に構成されていること
を特徴とする発電兼用原動機。
【請求項３】発電機及び空調機を同時に駆動する様に
構成され、原動機の一方の出力軸が発電機に接続され、
原動機の他方の出力軸が空調機の入力軸に接続されてお
り、前記発電機の出力電力はインバータを介して電力負
荷に供給され、空調機の負荷が変動した場合においても
インバータによって適正な周波数に調整する様に構成さ
れていることを特徴とする発電兼用原動機。
【請求項４】発電機及び空調機を駆動する発電兼用原
動機の運転制御方法において、空調機の空調負荷を負荷
検出手段によって検出する空調負荷検出工程と、回転数
検出手段により空調機の入力軸の回転数を検出する回転
数検出工程と、負荷検出手段及び回転数検出手段の検出
結果により空調負荷変動を判断する空調負荷変動判断工
程と、発電機の回転数を一定に維持するべく前記変速機
の変速比を制御する変速機制御工程、とを含むことを特
徴とする発電兼用原動機の運転制御方法。
【請求項５】空調機の空調負荷と発電機の出力電力負
荷との合計と原動機定格出力とを比較し、原動機定格出
力に余裕がある場合に電力負荷を増加するよう制御する
電力量調整工程を含む請求項４の発電兼用原動機の運転
制御方法。