JP2005299601A - 自家用発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自家用発電装置1にエンジン3が発電機4を駆動することにより発生する発電電力の制御を行う発電機盤5と、補助アクチュエータの制御を行う補機盤7と、状態監視用端末の制御を行う端末盤8と、を具備し、該発電機盤と端末盤とをCAN通信で接続し、端末盤を各監視対象の近傍に分割配置し、補機盤はモータ駆動する補助アクチュエータをインバータ制御する構成とした。
【選択図】図1
Description
このような自家用発電装置は、商用電力と、発電電力(駆動源により発電機を駆動して得られる電力)とを必要に応じて切り替えることにより、負荷の需要電力を賄う形式のものが知られている。また、自家用発電装置に熱交換器や水の供給配管等を設け、駆動源から発生する排熱を利用して水を昇温し、温水を供給可能としたコージェネレーション装置としたものも知られている。例えば、特許文献1に記載の如くである。
また、状態監視用端末が温度センサ等、検知したデータを微弱電流の大きさとして表す場合、制御装置との間の配線が長くなると配線自体の抵抗や外乱等により検知データの信号が小さくなるとともに、ノイズの影響が大きくなるという問題がある。
該発電機盤と端末盤とをCAN通信で接続し、
端末盤を各監視対象の近傍に分割配置し、
補機盤はモータ駆動する補助アクチュエータをインバータ制御する構成としたものである。
相反する一対の操作機能を、操作対象を挟んで画面の上下または左右に離して配置して表示するタッチパネルを発電機盤に設け、
該タッチパネルは警報および運転状況に係るデータを表示可能とし、
端子台への接続を選択してタッチパネルを仕様に応じて使い分け可能としたものである。
また、発電機盤は端末盤との間で大量のデータをリアルタイムで送受信することが可能であり、外部負荷の電力需要に応じてエンジン、発電機、その他の補助アクチュエータ等を所望の条件で運転および停止させることが可能である。
さらに、端末盤を監視対象の近傍に配置することにより、従来の配線にて接続される区間を短くし、その分をCAN通信ケーブルに置換することが可能であり、データ信号を途中で増幅せずに長距離のデータ転送が可能でデータ伝送の信頼性が高い。
なお、本明細書における「自家用発電装置」は、本実施例の自家用発電装置1に限定されず、駆動源(エンジン)と発電機とを具備し、駆動源により発電機を駆動して電力(発電電力)を発生し、該電力を外部負荷に供給可能なものを広く指すものとする。また、駆動源から発生する排熱を利用して温水を供給可能としたコージェネレーション装置も自家用発電装置に含まれるものとする。
エンジン3は発電機4を駆動するための駆動源であり、具体的にはガスエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンからなる。エンジン3には燃料を供給するための配管および燃料の供給および停止を行うバルブ群が接続される。
発電機盤5は主に箱体11、発電機コントローラ(GCU)12、集合形保護継電器13、電気通信ユニット14、タッチパネル15等で構成される。
このとき、GCU12には、現在自家用発電装置1に設けられているエンジン3に関する制御プログラムおよび制御データだけでなく、エンジン3とは種類の異なるエンジンであって、仕様が異なる場合に設ける可能性があるもの(すなわち、予め定められたもの)に関する制御プログラムおよび制御データもメモリに格納されている。
そして、自家用発電装置1を運転制御する際には、設けられるエンジン3に対応する制御プログラムおよび制御データを用いることとしている。
このように構成することにより、仕様毎に異なる発電機盤を用意する必要がなく、組み立て時の作業性に優れるとともに、部品の共通化によるコスト削減を図ることが可能である。
GCU12は、発電機4から出力される交流電流の周波数に係るデータに基づいて、外部負荷に電力を供給する際に周波数を合わせる(すなわち、エンジン盤6と連係してエンジン3の回転数を調整する)。
なお、電気通信ユニット14は通常はモデムを具備しているが、自家用発電装置1を複数台連係させて使用する場合には、各自家用発電装置1の電気通信ユニット14を電気通信回線にて接続し、複数の自家用発電装置1のいずれかの電気通信ユニット14にのみモデムを具備し、他の自家用発電装置1については電気通信ユニット14のモデムを省略することが可能である。
タッチパネル15は、表示面15aの中心の高さが自家用発電機1のパッケージ2の底面から約120cm程度となる位置(すなわち、作業者がタッチパネル15の正面に立ったときに、視線の方向が水平よりもやや下方に傾き、かつ、タッチパネル15を操作する手を大きく上方に上げる必要が無く、作業者が楽な姿勢でタッチパネル15の操作をすることが可能な位置)に配置される。
このように構成することにより、タッチパネル15の視認性および操作性が向上する。
このように構成することにより、作業者が誤った機能ボタンを操作することを防止可能であり、作業性に優れる。
なお、本実施例では相対する一対の機能ボタンを、操作対象を挟んで表示面15aの左右に離して配置したが、表示面15aの上下に離して配置しても良い。
このように構成することにより、発電機盤6の正面等に従来設けていた運転状況や警報を示すランプを省略することが可能である。
このように構成することにより、作業者は自家用発電装置1に故障が発生した場合でも故障原因を容易に把握することができ、作業性に優れる。
具体的には、タッチパネル15の表示及び触れた部分を検知する部分の選択は、GCU12のプログラムの変更により制御可能であるが、GCU12に接続される端子台26に接続する端子の選択により防水仕様や寒冷地仕様、防災兼用仕様等を決められるようにしている。つまり、タッチパネル15の端子台26には自家用発電装置1の各仕様に必要な端子が全て設けられており、ある仕様としたときに使用しない機能に対応する端子には配線をせず空けておく。
例えば、防災兼用仕様においては商用電力が停電した時にその旨をタッチパネル15に表示する必要があるため、系統の不足電圧接点とタッチパネル15の端子台26に設けられた対応する接点とを配線にて接続しておく必要があるが、他の仕様においてはこのような機能は必要でないため、当該配線を接続しないで空けておくのである。
また、タッチパネル15の機能(表示画面のパターン等)についても、タッチパネル15を適用し得る仕様に必要な機能は予め全て設けられており、組み立て時にある仕様としたときに使用しない機能については選択不可能とするように構成している。
このように、端子台26への接続を選択してタッチパネル15を仕様に応じて使い分け可能としたことにより、仕様毎に異なるタッチパネル15を用意する必要が無く、部品の共通化を図ることが可能であり、コスト削減に寄与する。また、組み立て作業時に異なる仕様のタッチパネルを組み付けるといったミスを防止することが可能であり作業性に優れる。
なお、本実施例では発電機盤5とエンジン盤6とを別体としているが、発電機盤5内にエンジン3の運転制御に係るプログラムおよびデータ等を格納し、エンジン盤6を省略することも可能である。
状態監視用端末の具体例としては、エンジン3の冷却水温度を監視する温度センサ31、エンジン3の回転数を検出する回転数センサ32、燃料の流量を検知する流量センサ(図示せず)、自家用発電装置1がコージェネレーション装置である場合に設けられる温水の温度を計測する温度センサ(図示せず)、温水の流量を検知する流量センサ(図示せず)等が挙げられる。
なお、端末盤8を状態監視用端末が配置されている場所の近傍に適宜分割配置し、端末盤8と状態監視用端末との間の距離を極力小さくすることが望ましい。
ここで、「外部」とは、自家用発電装置1が設置されている建物内において、該自家用発電装置1から離れた位置(例えば、監視モニター室等)に設置されたパソコンや、自家用発電装置1を複数台設置してこれらを連係させて使用する場合における他の自家用発電装置1を指す。
また、発電機盤5はエンジン盤6、補機盤7および端末盤8等との間で大量のデータ(自家用発電装置1の運転状況に係るデータ)をリアルタイムで送受信することが可能であり、外部負荷の電力需要に応じてエンジン3、発電機4、その他の補助アクチュエータ等を所望の条件で運転および停止させることが可能である。
さらに、自家用発電装置1の仕様(エンジンの種類や出力の大きさ)によってはパッケージ2内部のレイアウトの制約上、状態監視用端末(センサ等)と発電機盤5との距離が長くなる場合があるが、このような場合でも、端末盤8を各監視対象(エンジン3や発電機4等)の近傍に分割配置することにより、従来の配線にて接続される区間を短くし、その分を内部CAN通信ケーブル20に置換することが可能であり、データ信号を途中で増幅する必要が無く、長距離のデータ転送が可能であるとともに配線が簡単(シンプル)でデータ伝送の信頼性が高い。
そこで、本実施例の自家用発電装置1においては、パッケージ2の適当な場所(エンジン3等騒音の発生源から離れた位置が望ましい)に開放部(複数の小さな孔等)を形成し、パッケージ2の内部において該開放部の近傍に防水仕様の音声による警報手段(ベル、ブザー、スピーカ等)を設けている。
このように構成することにより、警報ベルの警報音が外からも聞こえるとともに、自家用発電装置1を屋外に設置した場合に、雨水等が開放部から侵入しても警報ベルが故障することがない。
そして、自家用発電装置1を防災仕様または防災兼用仕様とする場合にはこれらの外部表示手段とGCU12とを配線で接続し、自家用発電装置1を他の仕様とする場合にはこれらの外部表示手段とGCU12とを配線で接続しないようにしている。
このように構成することにより、仕様毎に異なる発電機盤5を用意する必要が無く、部品の共通化を図ることが可能であり、コスト削減に寄与する。
本実施例の自家用発電装置1においては、上記AC電源遮断器および断線検出手段を設けている。
そして、自家用発電装置1を寒冷地仕様とする場合には凍結防止用のヒータとAC電源遮断器、およびAC電源遮断器と直流電源盤9(ヒータに電力を供給する)とを配線で接続するとともに断線検知手段とGCU12とを接続する。また、自家用発電装置1を他の仕様とする場合には、AC電源遮断器を残したままで凍結防止用のヒータを省略し、断線検知手段とGCU12とを接続する配線を省略する。
このように構成することにより、仕様毎に異なる発電機盤5を用意する必要が無く、部品の共通化を図ることが可能であり、コスト削減に寄与する。
さらに、自家用発電装置1がコージェネレーション装置である場合には、上記燃費に加えて、燃料の流量センサに係るデータ(燃料の使用量に係るデータ)と、排熱を利用して得られる温水の供給量に係るデータと、温水の温度(より厳密には、エンジンの排熱により昇温される前の水温と、排熱により昇温された後の温水の温度差)に係るデータと、発電電力に係るデータと、に基づいて、エネルギー効率(発電電力と温水が得た熱エネルギーとの和を、燃料を燃焼させたときに発生する熱エネルギーで割った値)を算出し、該算出結果をタッチパネル15の表示面15aに表示可能としている。
このように構成することにより、自家用発電機1の燃費またはエネルギー効率を把握し、コストメリット(商用電力のみを外部負荷に供給する場合と比較してどれだけ電力コストが削減されているか)を把握することが容易である。
また、当該燃費およびエネルギー効率に関するデータをGCU12に蓄積したり、あるいは外部のパソコンに送信してモニタリングすることにより、自家用発電装置1のメンテナンスの時期を決める材料とすることもできる(例えば、エネルギー効率が下がってきた場合には、自家用発電装置1の各種軸受部に注油を行う等)。
3 エンジン
4 発電機
5 発電機盤
7 補機盤
8 端末盤
Claims (8)
- エンジンが発電機を駆動することにより発生する発電電力の制御を行う発電機盤と、補助アクチュエータの制御を行う補機盤と、状態監視用端末の制御を行う端末盤と、を具備する自家用発電装置において、
該発電機盤と端末盤とをCAN通信で接続し、
端末盤を各監視対象の近傍に分割配置し、
補機盤はモータ駆動する補助アクチュエータをインバータ制御する構成としたことを特徴とする自家用発電装置。 - 予め定められた種類の異なるエンジンに関する制御プログラムを具備し、自家用発電装置に設けたエンジンに対応する制御プログラムを用いてエンジンの制御を行うとともに、
相反する一対の操作機能を、操作対象を挟んで画面の上下または左右に離して配置して表示するタッチパネルを発電機盤に設け、
該タッチパネルは警報および運転状況に係るデータを表示可能とし、
端子台への接続を選択してタッチパネルを仕様に応じて使い分け可能としたことを特徴とする請求項1に記載の自家用発電装置。 - 前記タッチパネルの表示面を発電機盤の盤面に対して傾斜させたことを特徴とする請求項2に記載の自家用発電装置。
- 前記タッチパネルの表示面に故障履歴に関するデータを表示可能としたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の自家用発電装置。
- 筐体の開放部に防水仕様の警報手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の自家用発電装置。
- 防災仕様の外部表示手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の自家用発電装置。
- 寒冷地仕様のAC電源遮断器および断線検出手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の自家用発電装置。
- エンジンの燃料の使用量、排熱を利用して得られる温水の供給量および温水の温度に関するデータを取得可能とし、該取得したデータと、該エンジンが発電機を駆動することにより発生した発電電力に関するデータと、に基づいて燃費を算出可能としたことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の自家用発電装置。
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