JP2015127611A - エンジン駆動ヒートポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】発電機を搭載して停電時の電源装置として使用するエンジン駆動ヒートポンプにおいて、自立運転時に使用される自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成を提示する。【解決手段】エンジン駆動ヒートポンプは、インバータ１６３の周囲温度に応じて開閉する温度スイッチ１６７と、信号受信部１１ａを有する制御装置１１とを備え、温度スイッチには、所定温度以上で開く温度開放接点１６７ａが設けられており、バッテリ充電回路１６２には、該バッテリ充電回路に異常が発生した時に開く異常時開放接点１６８ａが設けられており、インバータには、該インバータの状態を示す状態信号を発生させる信号発生接点１６３ａが設けられており、温度スイッチにおける温度開放接点と、バッテリ充電回路における異常時開放接点と、インバータにおける信号発生接点とは、制御装置における信号受信部に対して直列に接続されている。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンで駆動される圧縮機により吸入・吐出されて冷媒回路に流れる冷媒を用いて熱交換を行うエンジン駆動ヒートポンプに関する。

エンジンで駆動される圧縮機により吸入・吐出されて冷媒回路に流れる冷媒を用いて熱交換を行うエンジン駆動ヒートポンプにおいて、発電機を搭載することは、従来から知られている（例えば特許文献１参照）。

そして、特許文献１は、発電機を搭載したエンジン駆動ヒートポンプを停電時の電源装置として使用することを開示している（００３８段落等）。

特許第４６８２５５８号公報

しかしながら、特許文献１は、発電機を搭載したエンジン駆動ヒートポンプを停電時の電源装置として使用することを開示しているものの、自立運転時に使用される自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成については何も開示していない。

そこで、本発明は、発電機を搭載して停電時の電源装置として使用するエンジン駆動ヒートポンプにおいて、自立運転時に使用される自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成を提示することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンで駆動される圧縮機と、前記圧縮機により吸入・吐出される冷媒を流す冷媒回路と、前記エンジンで駆動される発電機とを備えるエンジン駆動ヒートポンプであって、前記エンジンを起動するエンジン起動用バッテリと、前記エンジン起動用バッテリを充電するバッテリ充電回路と、前記発電機からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータと、前記インバータの周囲温度に応じて開閉する温度スイッチと、信号受信部を有する制御装置とを備え、前記温度スイッチには、所定温度以上で開く温度開放接点が設けられており、前記バッテリ充電回路には、該バッテリ充電回路に異常が発生した時に開く異常時開放接点が設けられており、前記インバータには、該インバータの状態を示す状態信号を発生させる信号発生接点が設けられており、前記温度スイッチにおける前記温度開放接点と、前記バッテリ充電回路における前記異常時開放接点と、前記インバータにおける前記信号発生接点とは、前記制御装置における前記信号受信部に対して直列に接続されていることを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプを提供する。

本発明において、前記インバータは、前記状態信号として、正常時には所定周期のパルス信号を発生させ、異常時には異常状態に応じた前記正常時のパルス信号とは相違する所定周期のパルス信号を発生させる態様を例示できる。

本発明によると、発電機を搭載して停電時の電源装置として使用するエンジン駆動ヒートポンプにおいて、自立運転時に使用される自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成を提示することができる。

本発明の実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプを備えた熱交換システムの一例を示す概略ブロック図である。 第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプにおける電気回路の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプにおける電気回路の詳細図である。 第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプの具体的な回路動作を示すタイムチャートである。 本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプにおいて、温度スイッチにおける温度開放接点とバッテリ充電回路における異常時開放接点とインバータにおける信号発生接点との制御部における信号受信部に対する接続状態を示す概略ブロック図である。 温度開放接点と異常時開放接点と信号発生接点とを通る直列回路が短絡または開放した状態を示す短絡開放パターンの一例を示すタイムチャートであって、（ａ）は、正常時短絡開放パターンを示す図であり、（ｂ）は、異常時短絡開放パターンを示す図であり、（ｃ）は、異常時開放パターンを示す図であり、（ｄ）は、異常時短絡パターンを示す図である。 制御部における信号受信部で受信される信号の一例を示すタイムチャートであって、（ａ）は、正常時パルス信号を示す図であり、（ｂ）は、異常時パルス信号を示す図であり、（ｃ）は、異常時開放信号を示す図であり、（ｄ）は、異常時短絡信号を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００を備えた熱交換システム５００の一例を示す概略ブロック図である。

図１に示す熱交換システム５００は、エンジン駆動ヒートポンプ１００により、冷媒を減圧して低温になる状態と、冷媒を加圧して高温になる状態とを繰り返しながら冷媒循環路３００によって冷媒を循環させるようになっている。

詳しくは、冷媒循環路３００は、エンジン駆動ヒートポンプ１００（この例では空調装置を構成する室外機）に設けられる第１冷媒回路３１０（冷媒回路の一例）と、熱交換部２００（この例では空調装置を構成する室内機）に設けられる第２冷媒回路３２０と、第１冷媒回路３１０と第２冷媒回路３２０とを連通する第３冷媒回路３３０と、エンジン駆動ヒートポンプ１００に設けられて第１冷媒回路３１０に介装される第１熱交換器３４０と、熱交換部２００に設けられて第２冷媒回路３２０に介装される第２熱交換器３５０と、第１熱交換器３４０と第２熱交換器３５０との間に設けられる冷媒回路（この例では第１冷媒回路３１０）に介装される膨張弁３６０とを備えている。

エンジン駆動ヒートポンプ１００における第１冷媒回路３１０は、エンジン１１０で駆動されて冷媒を吸入・吐出する圧縮機１２０の吐出側に接続される吐出側第１冷媒管３１１と、第３冷媒回路３３０の一方側の第３冷媒管３３１に接続される一方側第１冷媒管３１２と、第３冷媒回路３３０の他方側の第３冷媒管３３２に接続される他方側第１冷媒管３１３と、圧縮機１２０の吸入側に接続される吸入側第１冷媒管３１４と、吐出側第１冷媒管３１１、一方側第１冷媒管３１２、他方側第１冷媒管３１３および吸入側第１冷媒管３１４に接続されて吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を一方側第１冷媒管３１２に導き、かつ、他方側第１冷媒管３１３からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くか、或いは、吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を他方側第１冷媒管３１３に導き、かつ、一方側第１冷媒管３１２からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くかを切り替え可能とされた四方弁３１５とを備えている。第１熱交換器３４０は、他方側第１冷媒管３１３に設けられており、膨張弁３６０は、他方側第１冷媒管３１３において第１熱交換器３４０と第３冷媒回路３３０の他方側の第３冷媒管３３２との間に設けられている。熱交換部２００における第２冷媒回路３２０は、第３冷媒回路３３０の一方側の第３冷媒管３３１および他方側の第３冷媒管３３２に接続される第２冷媒管３２１を備えている。第２熱交換器３５０は、第２冷媒管３２１に設けられている。

かかる構成を備えることにより、熱交換システム５００は、暖房や給湯（この例では暖房）に利用する場合は、吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を一方側第１冷媒管３１２に導き、かつ、他方側第１冷媒管３１３からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くように四方弁３１５を切り替えて、低温の冷媒を外気や水などと第１熱交換器３４０を介して間接的に接触させて熱を取り込み、さらに冷媒を圧縮機１２０で圧縮して高温にしてから、第２熱交換器３５０を介して室内の空気や給湯用の水（この例では室内の空気）を温めるようになっている。一方、熱交換システム５００は、冷房や冷蔵（この例では冷房）に利用する場合は、吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を他方側第１冷媒管３１３に導き、かつ、一方側第１冷媒管３１２からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くように四方弁３１５を切り替えて、高温の冷媒を外気などと第１熱交換器３４０を介して間接的に接触させて熱を放出し、さらに膨張弁３６０で減圧して低温にしてから、第２熱交換器３５０を介して室内や冷蔵庫内（この例では室内）の空気を冷却するようになっている。

また、熱交換システム５００は、エンジン１１０の回転駆動により出力電力が出力される発電機１３０を搭載したエンジン駆動ヒートポンプ１００を系統Ｅ（具体的には商用電源）の停電時に電源装置として使用するようになっており、系統運転と系統Ｅの停電時に運転する自立運転とを切り替える自立運転切替装置４００をさらに備えている。

自立運転切替装置４００は、系統Ｅと宅内の差込プラグやコンセント等の配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを配線用遮断器（ブレーカ）ＢＫ〜ＢＫを介して接続するか、或いは、エンジン駆動ヒートポンプ１００の自立出力部１０１と宅内の配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを配線用遮断器ＢＫ〜ＢＫを介して接続するかを切り替える切替器４１０を備えている。

本実施の形態では、切替器４１０は、系統Ｅからの系統電力の供給時に系統Ｅと配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを接続する系統接続状態と、停電時にエンジン駆動ヒートポンプ１００の自立出力部１０１と配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを接続する停電接続状態とを自動的に切り替えるようになっている。なお、切替器４１０は、系統接続状態と停電接続状態とを手動で切り替えるようになっていてもよい。

また、自立運転切替装置４００は、変圧器４２０をさらに備えている。変圧器４２０は、２００Ｖ系の電圧を１００Ｖ系の電圧に変換するものである。変圧器４２０は、２００Ｖ系の配線用差込接続器ＰＬ（この例では熱交換部２００に接続される接続器）に対応する配線用遮断器ＢＫと、１００Ｖ系の配線用差込接続器ＰＬ（この例では通常使用する照明やテレビジョン等の一般負荷Ｌｏに接続される接続器）に対応する配線用遮断器ＢＫとの間の接続配線に設けられている。

本実施の形態では、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン１１０（この例ではガスエンジン）と、エンジン１１０で駆動される圧縮機１２０と、圧縮機１２０により吸入・吐出される冷媒を流す第１冷媒回路３１０と、エンジン１１０で駆動される発電機１３０とが本体パッケージ１５０に収納されている。詳しくは、圧縮機１２０は、エンジン１１０からの駆動力が電磁クラッチ１２１を介して伝達されるようになっている。発電機１３０は、エンジン１１０からの駆動力が直接的に或いは図示しない駆動伝達手段を介して間接的に伝達されるようになっている。なお、エンジン１１０は、ここでは、ガスエンジンとされているが、それに限定されるものではなく、ガスエンジン以外のエンジンであってもよい。

エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン１１０を始動するエンジンスタータ１４０（具体的にはスタータモータ）に電力を供給してエンジン１１０を起動するエンジン起動用バッテリ１６１と、エンジン起動用バッテリ１６１を充電するバッテリ充電回路１６２（具体的にはバッテリ充電器）と、発電機１３０からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータ１６３（具体的には自立運転用インバータ）とを含む自立運転用電源装置１６０を備えている。本実施の形態では、自立運転用電源装置１６０は、スタータリレー１６４をさらに含んでいる。スタータリレー１６４は、エンジンスタータ１４０とエンジン起動用バッテリ１６１との間に接続されてエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をエンジンスタータ１４０に供給するようになっている。

なお、インバータ１６３は、互いに異なる２つの周波数（具体的には５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に切り替え可能とされている。エンジン駆動ヒートポンプ１００は、自立運転用電源装置１６０が本体パッケージ１５０とは別体とされた別体パッケージ１７０に収納されている。自立運転用電源装置１６０および別体パッケージ１７０でバッテリユニット１８０を構成している。

＜エンジン駆動ヒートポンプにおける電気回路について＞
次に、第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００における電気回路について説明する。

図２は、第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００における電気回路の概略構成を示すブロック図である。

図２に示すように、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、既述したエンジン１１０、圧縮機１２０、発電機１３０、エンジン起動用バッテリ１６１、バッテリ充電回路１６２、インバータ１６３、スタータリレー１６４、エンジンスタータ１４０および自立出力部１０１に加えて、制御部１１（制御装置の一例）、電源回路１２、系統遮断リレー１３、自立電源リレー１４および自立運転スイッチ１０２を備えている。

制御部１１は、エンジン駆動ヒートポンプ１００全体の制御を司るものであり、制御基板を構成している。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部（図示せず）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリやフラッシュメモリなどの書き込み可能な不揮発性メモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリを含む記憶部（図示せず）とを備えている。エンジン駆動ヒートポンプ１００は、制御部１１の処理部が記憶部のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部のＲＡＭ上にロードして実行することにより、各種構成要素を制御するようになっている。また、記憶部における不揮発性メモリには、エンジン駆動ヒートポンプ１００の動作パラメータや設定データなどの各種システム情報が格納されている。

そして、制御部１１は、ユーザからのヒートポンプ動作（この例では空調）の要求（ユーザによる指示）がある場合にエンジン１１０を駆動する通常運転モードと、ヒートポンプ動作（この例では空調）の要求と関係なくエンジン１１０を駆動する自立運転モードとに切り替え可能な構成とされている。

電源回路１２は、エンジン駆動ヒートポンプ１００における電気機器（この例では制御部１１やエンジン１１０の図示を省略した点火プラグ）に電力を供給するものであり、電源基板を構成している。電源回路１２は、交流の入力電力を直流の出力電力に変換するようになっており、この例では、制御部１１の供給電源やエンジン１１０の点火プラグの供給電源とされている。

系統遮断リレー１３は、系統Ｅの電力によって閉状態を自己保持して系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２とを接続して系統Ｅからの系統電力を電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給する一方、停電時に開状態となって系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を遮断するように構成されている。

自立電源リレー１４は、電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に対して系統遮断リレー１３と並列に接続されて系統Ｅから電力が供給されているときは、開状態となって系統遮断リレー１３と電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を遮断する一方、停電時にインバータ１６３からの出力電力によって閉状態を自己保持してインバータ１６３と電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２とを接続し、インバータ１６３からの出力電力を電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給するように構成されている。

自立運転スイッチ１０２は、ユーザによりオン操作されることで、オン状態を維持する一方、オン状態からユーザによりオフ操作されることで、オフされてオフ状態を維持する構成とされている。詳しくは、自立運転スイッチ１０２は、停電中のみエンジン起動用バッテリ１６１と制御部１１との接続または遮断を手動で切り替え、かつ、制御部１１に対して自立運転を指示する自立運転信号のオンオフ（有無）を手動で切り替える機能を有している。なお、自立運転スイッチ１０２は、宅内の操作盤３０から操作できるようになっている。

本実施の形態では、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、入力電源リレー１５をさらに備えている。

入力電源リレー１５は、電源回路１２からの出力電力を制御部１１に供給する一方、停電時に自立運転スイッチ１０２がオンされると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力を制御部１１に供給するように構成されている。

なお、図２において説明していない部材については、以下の具体的な回路構成で説明する。

＜具体的な回路構成について＞
次に、第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００の具体的な回路構成について図３を参照しながら説明する。

図３は、第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００における電気回路の詳細図である。

（系統電力供給時での回路動作に関与する回路構成）
系統遮断リレー１３は、励磁コイルが励磁されている励磁状態では導通（閉）とされる一方、励磁コイルが励磁されていない非励磁状態では非導通（開）とされるＡ接点（図３では○で示す）と、励磁状態では非導通（開）とされる一方、非励磁状態では導通（閉）とされるＢ接点（図３では●で示す）とを備えている。ここで、Ａ接点やＢ接点の意味は、自立電源リレー１４、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａ、点火電源リレー１５ｂ）、後述するバッテリリレー２２、自立運転入力リレー２３、スタータリレー１６４、制御リレー２４、バッテリ充電回路１６２、冷却ファンリレー１６６ａ、冷却ファンスイッチ１６６ｂ、温度スイッチ１６７についても同様である。

系統遮断リレー１３は、３つのＡ接点（○）と、２つのＢ接点（●）とを備えており、自立電源リレー１４は、４つのＡ接点（○）と、１つのＢ接点（●）とを備えている。入力電源リレー１５は、制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂで構成されている。入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）は、２つのＡ接点（○）と、２つのＢ接点（●）とを備えている。

エンジン駆動ヒートポンプ１００は、系統Ｅに接続される系統入力部１０３と、系統Ｅの系統電圧を降圧する始動トランス１７と、始動トランス１７からの交流電力を直流電力に変換する整流回路１８（具体的には整流器）と、発電機１３０からの出力電力（交流電力）を出力制御して発電に必要な発電電力（直流電力）を得る発電機コントローラ１９と、発電機コントローラ１９からの発電電力によって内部機器用電力変換器２０を介して駆動されるエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２を含む内部機器２１（内部電気機器）とをさらに備えている。内部機器用電力変換器２０は、発電機コントローラ１９からの発電電力（直流電力）を駆動電力（交流電力）に変換して得られた駆動電力をエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２を含む内部機器２１に供給するようになっている。ここで、発電機コントローラ１９は、発電機１３０からの出力電圧（交流電圧）が一定の発電電圧（直流電圧）になるように発電機１３０からの出力電圧を出力制御する直流安定化電源として作用する。内部機器用電力変換器２０は、発電機コントローラ１９からの発電電力（直流電力）を駆動電力（交流電力）に変換する内部機器用インバータとして作用する。

系統入力部１０３は、外部入力端子を構成しており、系統Ｅからの系統電力が入力されるようになっている。

系統入力部１０３は、系統遮断リレー１３における３つのＡ接点（○）を介して、電源回路１２の交流側と、始動トランス１７の入力側と、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における励磁コイルと、バッテリ充電回路１６２の入力側とに接続されている。また、系統入力部１０３は、自立電源リレー１４における１つのＢ接点（●）を介して系統遮断リレー１３における励磁コイルに接続されている。

始動トランス１７の出力側は、整流回路１８を介してエンジンスタータ１４０に接続されている。

制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）は、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における２つのＡ接点（○）を介して電源回路１２の直流側に接続されている。

また、電源回路１２の直流側および発電機コントローラ１９の直流側は、内部機器用電力変換器２０を介して内部機器２１に接続されている。発電機コントローラ１９の交流側は、発電機１３０に接続されている。

さらに、バッテリ充電回路１６２の出力側は、エンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

なお、図示を省略したが、系統入力部１０３と系統遮断リレー１３および自立電源リレー１４との間には、漏電遮断器（ＥＬＢ：Earth Leakage circuit Breaker）が接続されており、整流回路１８とエンジンスタータ１４０との間には、制御部１１により作動制御されるスタータリレーが接続されており、制御電源リレー１５ａと制御部１１の制御電源ポートとの間の２つのＡ接点（○）の配線間には、停電用キャパシタが接続されており、発電機１３０と発電機コントローラ１９の入力側との間には、発電機リアクトルが接続されている。

（停電時での回路動作に関与する回路構成）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、バッテリリレー２２、自立運転入力リレー２３および制御リレー２４をさらに備えている。

バッテリリレー２２は、エンジン起動用バッテリ１６１と自立運転入力リレー２３における励磁コイルとの接続を遮断する一方、ユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力を自立運転入力リレー２３における励磁コイルに供給するように構成されている。

自立運転入力リレー２３は、制御部１１の自立運転指示ポートの導通を遮断する一方、バッテリリレー２２を介してエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が励磁コイルに供給されると、制御部１１の自立運転指示ポートが導通するように構成されている。ここで、制御部１１は、自立運転指示ポートが導通して自立運転信号を受信すると、ユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされて自立運転が指示されていることを認識することができ、これにより、制御部１１は、運転モードを自立運転モードに切り替えることができる。

制御リレー２４は、エンジン起動用バッテリ１６１とスタータリレー１６４における励磁コイルとの接続を遮断する一方、制御部１１からのエンジン始動電力が励磁コイルに供給されると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をスタータリレー１６４における励磁コイルに供給するように構成されている。

スタータリレー１６４は、エンジン起動用バッテリ１６１とエンジンスタータ１４０との接続を遮断する一方、制御リレー２４を介してエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が励磁コイルに供給されると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をエンジンスタータ１４０に供給するように構成されている。

具体的には、バッテリリレー２２、自立運転入力リレー２３、制御リレー２４、スタータリレー１６４は、何れも１つのＡ接点（○）を備えている。

バッテリリレー２２における励磁コイルは、自立運転スイッチ１０２を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

自立運転入力リレー２３における励磁コイルは、バッテリリレー２２におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。制御部１１の自立運転指示ポートは、自立運転入力リレー２３におけるＡ接点（○）と系統遮断リレー１３における一つのＢ接点（●）とを介して接続されて自立運転信号の閉回路を構成している。

制御リレー２４における励磁コイルは、制御部１１のエンジン始動出力ポートに接続されている。

スタータリレー１６４における励磁コイルは、制御リレー２４におけるＡ接点（○）およびバッテリリレー２２におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。エンジンスタータ１４０は、スタータリレー１６４におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）は、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における２つのＢ接点（●）およびバッテリリレー２２におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

インバータ１６３の信号入力側は、制御部１１のインバータ出力指示ポートに接続されている。

さらに、発電機コントローラ１９の直流側は、インバータ１６３の入力側（直流側）に接続されている。

ここで、図示を省略したが、スタータリレー１６４のＡ接点（○）とバッテリリレー２２における励磁コイルとの間、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）のＢ接点（●）とバッテリリレー２２のＡ接点（○）との間には、ヒューズが接続されており、自立運転スイッチ１０２とバッテリリレー２２における励磁コイルとの間には、ヒューズおよびバッテリスイッチが直列に接続されており、自立運転入力リレー２３の励磁コイルの端子間には、自立運転入力リレー２３と並列の関係となるヒューズおよび自立起動表示ランプが直列に接続されている。

なお、停電時での回路動作に関与する回路構成におけるその他の回路構成は、既に説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

（自立運転時での回路動作に関与する回路構成）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、発電機１３０の電圧確立後でインバータ１６３からの出力電力を受けたときにインバータ１６３からの出力電力を、自立電源リレー１４により電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給し、かつ、自立出力部１０１を介してエンジン駆動ヒートポンプ１００外に供給する構成とされている。

また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力の供給中は系統遮断リレー１３による系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続の遮断を持続し、自立運転信号が切れるまでインバータ１６３からの出力電力を持続する構成とされている。

また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、復電かつインバータ１６３からの出力電力が切れたときに系統遮断リレー１３による系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を回復する構成とされている。

本実施の形態では、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力が切れたときに自立電源リレー１４によりインバータ１６３と電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を遮断する構成とされている。

詳しくは、自立出力部１０１は、インバータ１６３に対して自立電源リレー１４と並列に接続されており、外部出力端子を構成している。自立出力部１０１は、図１に示す切替器４１０に接続されてインバータ１６３からの出力電力を切替器４１０に供給するようになっている。

自立電源リレー１４は、インバータ１６３からの出力電力が励磁コイルに供給されると、インバータ１６３からの出力電力を電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給し、かつ、制御部１１のインバータ出力確認ポートが導通するように構成されている。ここで、制御部１１は、インバータ出力確認ポートが導通し、インバータ出力信号を受信すると、インバータ１６３から出力電力が出力されていることを認識することができる。

具体的には、インバータ１６３の出力側（交流側）は、自立電源リレー１４における３つのＡ接点（○）を介して、電源回路１２の交流側と、始動トランス１７の入力側と、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における励磁コイルと、バッテリ充電回路１６２の入力側とに接続されている。また、インバータ１６３の出力側は、自立出力部１０１に接続されている。さらに、インバータ１６３の出力側は、系統遮断リレー１３における１つのＢ接点（●）を介して、自立電源リレー１４における励磁コイルに接続されている。ここで、既述したように、系統入力部１０３が自立電源リレー１４におけるＢ接点（●）を介して系統遮断リレー１３における励磁コイルに接続されており、インバータ１６３の出力側が系統遮断リレー１３におけるＢ接点（●）を介して自立電源リレー１４における励磁コイルに接続されているが、このように接続された系統遮断リレー１３と自立電源リレー１４との間で構成される回路は、系統遮断リレー１３および自立電源リレー１４のうち、先に動作（励磁）した一方側のリレーが優先し、他方側のリレーの動作（励磁）を禁止する回路（いわゆるインターロック回路）を構成している。

また、制御部１１のインバータ出力確認ポートは、自立電源リレー１４における１つＡ接点（○）を介して接続されてインバータ出力信号の閉回路を構成している。

エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３を冷却する冷却ファン１６５と、バッテリ充電回路１６２の入力ラインから冷却ファン１６５への交流電力の有無を切り替える切替器１６６とをさらに備えている（図２では図示省略、図３参照）。冷却ファン１６５は、インバータ１６３に送風するようにインバータ１６３の近傍またはインバータ１６３に近接した位置に設けられている。切替器１６６は、インバータ１６３から出力電力が出力されるか、或いは／さらに、インバータ１６３の周囲温度が予め定めた所定温度（例えば３０℃）以上になると、バッテリ充電回路１６２の入力ラインから冷却ファン１６５へ交流電力を供給する構成とされている。換言すれば、切替器１６６は、インバータ１６３からの出力電力の出力がなくなり、かつ、インバータ１６３の周囲温度が所定温度（例えば３０℃）を下回った場合に限り、バッテリ充電回路１６２の入力ラインから冷却ファン１６５への交流電力の供給を遮断するようになっている。

詳しくは、切替器１６６は、インバータ１６３からの出力電力の有無に応じて開閉する冷却ファンリレー１６６ａと、インバータ１６３の周囲温度に応じて開閉する冷却ファンスイッチ１６６ｂとを備えている。

冷却ファンリレー１６６ａは、インバータ１６３から出力電力が出力されていないときには、バッテリ充電回路１６２の入力ラインと冷却ファン１６５との間の接続を遮断する一方、インバータ１６３から出力電力が出力されると、インバータ１６３からの出力電力が供給されることでバッテリ充電回路１６２の入力ラインと冷却ファン１６５との間を接続してバッテリ充電回路１６２の入力ラインからの交流電力を冷却ファン１６５に供給するように構成されている。

具体的には、冷却ファンリレー１６６ａは、１つのＡ接点（○）を備えている。冷却ファンリレー１６６ａにおける励磁コイルは、インバータ１６３の出力側（交流側）に接続されている。これにより、冷却ファンリレー１６６ａは、インバータ１６３から出力電力が出力されているときには、励磁コイルに出力電力が供給されてＡ接点（○）が導通（閉）となる一方、インバータ１６３から出力電力が出力されなくなると、励磁コイルへの出力電力の供給が遮断されてＡ接点（○）が非導通（開）となる。

冷却ファンスイッチ１６６ｂは、感温部が予め定めた所定温度（例えば３０℃）以上になると閉じる温度閉塞接点を有しており、感温部が所定温度（例えば３０℃）を下回っているときには、温度閉塞接点が開放されることでバッテリ充電回路１６２の入力ラインと冷却ファン１６５との間の接続を遮断する一方、感温部が所定温度（例えば３０℃）以上になると、温度閉塞接点が閉じられることでバッテリ充電回路１６２の入力ラインと冷却ファン１６５との間を接続してバッテリ充電回路１６２の入力ラインからの交流電力を冷却ファン１６５に供給するように構成されている。冷却ファンスイッチ１６６ｂは、インバータ１６３の周囲温度に反応するようにインバータ１６３の近傍またはインバータ１６３に近接した位置に設けられている。

具体的には、冷却ファンスイッチ１６６ｂは、１つのＡ接点（○）（温度閉塞接点）を備えている。冷却ファンスイッチ１６６ｂは、サーミスター等の温度センサを含む感温部と、感温部からの信号により感温部が所定温度以上で閉じる一方、所定温度を下回ると開く開閉リレー等の切替器を含む切替部とを備えている。切替部における切替駆動部（具体的には励磁コイル）は、感温部を介してバッテリ充電回路１６２の入力ラインに接続されている。これにより、冷却ファンスイッチ１６６ｂは、インバータ１６３の周囲温度が所定温度（例えば３０℃）を下回っているときには、バッテリ充電回路１６２の入力ラインから切替部における切替駆動部（具体的には励磁コイル）への交流電力の供給が遮断されてＡ接点（○）が非導通（開）となる一方、インバータ１６３の周囲温度が所定温度（例えば３０℃）以上になると、バッテリ充電回路１６２の入力ラインから切替部における切替駆動部（具体的には励磁コイル）に交流電力が供給されてＡ接点（○）が導通（閉）となる。なお、冷却ファンスイッチ１６６ｂは、この例では、感温部および切替部を用いた温度スイッチとしているが、電源不要なサーモスタット式の温度スイッチであってもよい。

そして、冷却ファンリレー１６６ａにおけるＡ接点および冷却ファンスイッチ１６６ｂにおけるＡ接点は並列に接続されており、冷却ファン１６５は、並列に接続された冷却ファンリレー１６６ａにおけるＡ接点および冷却ファンスイッチ１６６ｂにおけるＡ接点を介してバッテリ充電回路１６２の入力ラインに接続されている。

ここで、図示を省略したが、自立電源リレー１４とインバータ１６３の出力側の自立電源リレー１４側への分岐部との間には、横流防止用トランスが接続されており、自立出力部１０１とインバータ１６３の出力側の自立出力部１０１側への分岐部との間には、回路保護器（ＣＰ：Circuit Protector）が設けられている。

なお、自立運転時での回路動作に関与する回路構成におけるその他の回路構成は、既に説明済みであるため、ここでは説明を省略する。また、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａ、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａおよびインバータ１６３における信号発生接点１６３ａについては後述する。

図４は、第１実施形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００の具体的な回路動作を示すタイムチャートである。

以上説明したエンジン駆動ヒートポンプ１００では、系統電力供給時、停電時および自立運転時等において、自立運転スイッチ１０２、交流電力供給、直流電力供給、エンジン１１０、系統遮断リレー１３、自立電源リレー１４、バッテリリレー２２、スタータリレー１６４、制御電源リレー１５ａ、点火電源リレー１５ｂ、インバータ１６３および制御部１１の運転モードは、図４に示すような動作状態となる。

ここで、停電時および自立運転時でのエンジン駆動ヒートポンプ１００の回路動作について以下に説明し、系統電力供給時等でのエンジン駆動ヒートポンプ１００の回路動作については説明を省略する。なお、系統電力供給時等でのエンジン駆動ヒートポンプ１００の回路動作については、本出願人が出願した特願２０１３−１９３２３７号の明細書に記載している。

（停電時でのエンジン駆動ヒートポンプの回路動作）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、系統Ｅが停電している状態からユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力がバッテリリレー２２における励磁コイルに供給されてバッテリリレー２２におけるＡ接点（○）が導通する。そうすると、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が、バッテリリレー２２における導通状態のＡ接点（○）と入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における導通状態のＢ接点（●）とを介して制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）に供給され、さらに、バッテリリレー２２における導通状態のＡ接点（○）を介して自立運転入力リレー２３における励磁コイルに供給され、自立運転入力リレー２３におけるＡ接点（○）が導通される。

これにより、制御部１１は、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が供給され、自立運転指示ポートが自立運転入力リレー２３における導通状態のＡ接点（○）を介して導通することで自立運転信号を受信することができる。従って、制御部１１は、作動状態となり、さらに、ユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされて自立運転が指示されていることを認識することができる。

そして、制御部１１は、ユーザにより自立運転が指示されていることを認識すると、運転モードを自立運転モードに切り替え、ユーザからのヒートポンプ動作（この例では空調）の要求に関わらず、エンジン始動出力ポートから制御リレー２４における励磁コイルにエンジン始動電力を所定時間供給し（具体的には、所定時間（例えば５秒間）の送信を所定間隔（例えば３秒間隔）で所定回数繰り返し）、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力を、制御リレー２４におけるＡ接点（○）を介してスタータリレー１６４における励磁コイルに供給する。そうすると、スタータリレー１６４におけるＡ接点（○）が所定時間導通してスタータリレー１６４におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をエンジンスタータ１４０に供給し、これにより、エンジン１１０が始動し、ひいては発電機１３０が始動する。

また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、発電機１３０からの出力電力が発電機コントローラ１９を介してインバータ１６３の入力側に供給され、かつ、発電機１３０からの出力電力が発電機コントローラ１９および内部機器用電力変換器２０を介して内部機器２１に供給される。

（自立運転時でのエンジン駆動ヒートポンプの回路動作）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、発電機１３０が起動した回路動作の状態において、制御部１１は、発電機１３０の電圧確立後（所定電圧以上になった時或いは所定時間経過後）にインバータ出力指示ポートから出力指示信号をインバータ１６３の信号入力側に送信し、インバータ１６３を作動させると、インバータ１６３からの出力電力が系統遮断リレー１３における導通状態のＢ接点（●）を介して自立電源リレー１４における励磁コイルに供給されて自立電源リレー１４におけるＡ接点（○）が導通する一方、自立電源リレー１４におけるＢ接点（●）が非導通状態になる。そうすると、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力が自立電源リレー１４における導通状態のＡ接点（○）を介して、電源回路１２の交流側と、始動トランス１７の入力側と、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における励磁コイルと、バッテリ充電回路１６２の入力側とに供給され、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）におけるＡ接点（○）が導通される一方、入力電源リレー１５におけるＢ接点（●）が非導通状態とされる。

これにより、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力に代えて、インバータ１６３からの出力電力を、電源回路１２と入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における導通状態のＡ接点（○）とを介して制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）に供給することができる。また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力を、始動トランス１７を介して整流回路１８に供給し、バッテリ充電回路１６２を介してエンジン起動用バッテリ１６１に供給することができる。また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力を、冷却ファンリレー１６６ａにおける励磁コイルに供給して冷却ファンリレー１６６ａにおけるＡ接点を介してバッテリ充電回路１６２の入力ラインからの交流電力を冷却ファン１６５に供給することができ、或いは／さらに、インバータ１６３の周囲温度が所定温度（例えば３０℃）以上の場合に冷却ファンスイッチ１６６ｂにおけるＡ接点を介してバッテリ充電回路１６２の入力ラインからの交流電力を冷却ファン１６５に供給することができ、これにより冷却ファン１６５を回転駆動させることができ、ひいてはインバータ１６３を冷却することができる。さらに、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力を、自立出力部１０１を介してエンジン駆動ヒートポンプ１００外（この例では自立運転切替装置４００における切替器４１０（図１参照））に供給することができる。

＜自立運転時に使用される自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成について＞
ところで、自立運転時に使用される自立運転用機器に異常が発生した場合、エンジン駆動ヒートポンプ１００が自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成を備えていないと、自立運転用機器の異常発生を制御部１１に検出させたり、さらには、ユーザに認識させたりすることができない。そして、制御構成をできるだけ簡素化する観点から、自立運転用機器の異常発生を検出する制御部１１のポートはできるだけ少ない方が好ましい。

この点に関し、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００では、自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成を次のようにしている。

すなわち、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００は、自立運転用機器として、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２およびインバータ１６３の異常発生を監視する監視構成を備えている。ここで、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材としては、例えば、冷却ファン１６５、切替器１６６（この例では冷却ファンリレー１６６ａおよび冷却ファンスイッチ１６６ｂ）、冷却ファン１６５に設けられたフィルタ、冷却ファン１６５からインバータ１６３に送風した空気を換気する換気口などを挙げることができる。

図５は、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００において、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａとバッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａとインバータ１６３における信号発生接点１６３ａとの制御部１１における信号受信部１１ａに対する接続状態を示す概略ブロック図である。

エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３の周囲温度に応じて開閉する温度スイッチ１６７（図２では図示省略、図３および図５参照）をさらに備えている。

温度スイッチ１６７には、感温部ＳＮ（図３参照）が予め定めた所定温度（例えば５０℃）以上になると開く温度開放接点１６７ａが設けられている。詳しくは、温度スイッチ１６７は、感温部ＳＮが所定温度（例えば５０℃）を下回っているときには温度開放接点１６７ａが閉じる一方、感温部ＳＮが所定温度（例えば５０℃）以上になると温度開放接点１６７ａが開くようになっている。温度スイッチ１６７は、インバータ１６３の周囲温度に反応するようにインバータ１６３の近傍またはインバータ１６３に近接した位置に設けられている。

具体的には、温度スイッチ１６７は、１つのＢ接点（●）（温度開放接点１６７ａ）を備えている。温度スイッチ１６７は、サーミスター等の温度センサを含む感温部ＳＮと、感温部ＳＮからの信号により感温部ＳＮが所定温度以上で開く一方、所定温度を下回ると閉じる開閉リレー等の切替器を含む切替部ＲＹ（図３参照）とを備えている。切替部ＲＹにおける切替駆動部（具体的には励磁コイル）は、感温部ＳＮを介してバッテリ充電回路１６２の入力ラインに接続されている。これにより、温度スイッチ１６７は、インバータ１６３の周囲温度が所定温度（例えば５０℃）を下回っているときには、バッテリ充電回路１６２の入力ラインから切替部ＲＹにおける切替駆動部（具体的には励磁コイル）への交流電力の供給が遮断されてＢ接点（●）（温度開放接点１６７ａ）が導通（閉）となる一方、インバータ１６３の周囲温度が所定温度（例えば５０℃）以上になると、バッテリ充電回路１６２の入力ラインから切替部ＲＹにおける切替駆動部（具体的には励磁コイル）に交流電力が供給されてＢ接点（●）（温度開放接点１６７ａ）が非導通（開）となる。なお、温度スイッチ１６７は、この例では、感温部ＳＮおよび切替部ＲＹを用いた温度スイッチとしているが、電源不要なサーモスタット式の温度スイッチであってもよい。

ここで、インバータ１６３の周囲温度が高くなる態様としては、例えば、インバータ１６３を冷却する冷却ファン１６５の回転不良、切替器１６６（この例では冷却ファンリレー１６６ａおよび冷却ファンスイッチ１６６ｂ）の不良、冷却ファン１６５に設けられたフィルタ（図示せず）の目詰まり、冷却ファン１６５からインバータ１６３に送風した空気を換気する換気口（図示せず）の閉塞等を挙げることができる。

バッテリ充電回路１６２には、バッテリ充電回路１６２に異常（この例ではバッテリ充電回路１６２から出力電力を出力しない異常）が発生した時に開く異常時開放接点１６８ａ（図３および図５参照）が設けられている。詳しくは、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、異常時開放接点１６８ａを有する切替器１６８（図３参照）を備えている。切替器１６８は、バッテリ充電回路１６２が正常の（この例ではバッテリ充電回路１６２から出力電力が出力されている）ときには異常時開放接点１６８ａが閉じる一方、バッテリ充電回路１６２に異常（この例ではバッテリ充電回路１６２から出力電力を出力しない異常）が発生すると異常時開放接点１６８ａが開くようになっている。

具体的には、切替器１６８は、バッテリ充電回路１６２の出力側からの出力電力が有るときには異常時開放接点１６８ａを閉じる一方、無いときには異常時開放接点１６８ａを開放する出力検出リレーとされている。切替器１６８は、１つのＡ接点（○）（異常時開放接点１６８ａ）を備えている。切替器１６８における励磁コイルは、バッテリ充電回路１６２の出力側に接続されている。これにより、切替器１６８は、バッテリ充電回路１６２の出力側から出力電力が出力されているときには、励磁コイルに出力電力が供給されてＡ接点（○）（異常時開放接点１６８ａ）が導通（閉）となる一方、バッテリ充電回路１６２の出力側から出力電力が出力されなくなると、励磁コイルへの出力電力の供給が遮断されてＡ接点（○）（異常時開放接点１６８ａ）が非導通（開）となる。

インバータ１６３には、インバータ１６３の状態を示す状態信号Ｐ（後述する図７（ａ）および図７（ｂ）参照）を発生させる信号発生接点１６３ａ（図３および図５参照）が設けられている。詳しくは、インバータ１６３は、半導体素子で構成された信号発生用スイッチング素子１６３ｂ（図５参照）と、信号発生用スイッチング素子１６３ｂのスイッチング制御を行う制御部１６３ｃ（図５参照）とを備えている。信号発生接点１６３ａは、信号発生用スイッチング素子１６３ｂのスイッチング接点とされており、制御部１６３ｃの指示の下、制御部１６３ｃから信号発生用スイッチング素子１６３ｂに、信号発生接点１６３ａを閉じるオン信号が入力されると閉じる一方、信号発生接点１６３ａを開くオフ信号が入力されると開くようになっている。制御部１６３ｃは、インバータ１６３の状態（正常状態および異常状態）に応じて、オン信号およびオフ信号を信号発生用スイッチング素子１６３ｂに送信するようになっている。これにより、制御部１６３ｃは、インバータ１６３の状態（正常状態および異常状態）に応じて、信号発生接点１６３ａを開閉することができる。

具体的には、信号発生用スイッチング素子１６３ｂは、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタとされており、制御部１６３ｃからベース側にオン信号が入力されているときには、コレクタ−エミッタ間が導通（閉）となる一方、オフ信号が入力されているときには、コレクタ−エミッタ間が非導通（開）となる。なお、信号発生用スイッチング素子１６３ｂは、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタとされていてもよいし、電界効果トランジスタとされていてもよい。

制御部１１は、信号受信部１１ａを有し、信号受信部１１ａで受信した信号により、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２（図５参照）間が開放状態にあるか或いは短絡状態にあるかを検出する構成とされている。詳しくは、制御部１１は、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間の電圧状態に応じて両端子ｔ１，ｔ２間が開放状態にあるか或いは短絡状態にあるかを検出するようになっている。具体的には、制御部１１は、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間の電圧が所定電圧（例えばＤＣ１２Ｖ）になっていると、両端子ｔ１，ｔ２間が開放状態にあることを検出する一方、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間の電圧が０Ｖになっていると、両端子ｔ１，ｔ２間が短絡状態にあることを検出するようになっている。

そして、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａと、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａと、インバータ１６３における信号発生接点１６３ａとは、制御部１１における単一の信号受信部１１ａ（ポート）に対して直列に接続されて直列回路Ｌを構成している（図５参照）。

温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａ、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａおよびインバータ１６３における信号発生接点１６３ａを直列に接続した直列回路Ｌは、両端が制御部１１における単一の信号受信部１１ａ（ポート）の両端子ｔ１，ｔ２にそれぞれ接続されている。かかる構成を備えることにより、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、単一の信号受信部１１ａ（ポート）に対して、温度開放接点１６７ａと異常時開放接点１６８ａと信号発生接点１６３ａとを通る閉回路を構成することができる。これにより、制御部１１における信号受信部１１ａは、インバータ１６３における信号発生接点１６３ａで発生した状態信号Ｐを、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａおよびバッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａを経由して受信することができる。

制御部１１は、インバータ１６３における信号発生接点１６３ａで発生した状態信号Ｐを信号受信部１１ａで受信した場合には（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２およびインバータ１６３の３種類すべてが正常であること（図７（ａ）参照）を検出するか或いはインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材およびバッテリ充電回路１６２の２種類が正常であり、かつ、インバータ１６３の異常状態（図７（ｂ）参照）を検出する構成とされている。

また、制御部１１は、信号受信部１１ａで電圧が常時印加される（具体的には所定電圧Ｖａとなる）異常時開放信号Ｐａを受信した場合には（図７（ｃ）参照）、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａが開放されたことによるインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材の異常、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａが開放されたことによるバッテリ充電回路１６２の異常（すなわちバッテリ充電回路１６２が正常に出力電力を出力しないことによるバッテリ充電回路１６２の異常）、インバータ１６３の異常（例えば信号発生接点１６３ａが常時非導通状態となるインバータ１６３における制御部１６３ｃの異常）および直列回路Ｌの断線のうち何れか少なくとも一つが発生したことを検出する構成とされている。

また、制御部１１は、信号受信部１１ａで電圧が常時印加されない（具体的には電圧が０Ｖとなる）異常時短絡信号Ｐｂを受信した場合には（図７（ｄ）参照）、インバータ１６３の異常（例えば信号発生接点１６３ａが常時導通状態となるインバータ１６３における制御部１６３ｃの異常）および直列回路Ｌにおける信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間での短絡のうち何れか少なくとも一つが発生したことを検出する構成とされている。

本実施の形態では、インバータ１６３は、状態信号Ｐとして、正常時には予め定めた所定周期のパルス信号（インバータ１６３が正常状態であることを示す正常時パルス信号Ｐ１）を発生させ、異常時には異常状態に応じた正常時のパルス信号（正常時パルス信号Ｐ１）とは相違する予め定めた所定周期のパルス信号（インバータ１６３の異常状態を示す異常時パルス信号Ｐ２）を発生させる構成とされている。

ここで、インバータ１６３の状態としては、例えば、正常状態、インバータ用スイッチング素子の温度の異常上昇状態、インバータ１６３への入力電圧の異常低下状態、インバータ１６３への入力電圧の異常上昇状態、インバータ１６３の出力電流の異常上昇状態、インバータ１６３の出力電圧の異常上昇状態等を挙げることができる。

図６は、温度開放接点１６７ａと異常時開放接点１６８ａと信号発生接点１６３ａとを通る直列回路Ｌが短絡または開放した状態を示す短絡開放パターンＳの一例を示すタイムチャートである。図６（ａ）は、正常時短絡開放パターンＳ１を示している。図６（ｂ）は、異常時短絡開放パターンＳ２を示している。図６（ｃ）は、異常時開放パターンＳａを示している。また、図６（ｄ）は、異常時短絡パターンＳｂを示している。なお、図６（ｂ）に示す異常時短絡開放パターンＳ２は、異常状態としてインバータ１６３の出力電圧の異常上昇状態を示す短絡開放パターンを例示している。

図６（ａ）に示す正常時短絡開放パターンＳ１は、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａが閉じており（すなわちインバータ１６３の周囲温度が所定温度を下回ってインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材が正常となっており）、かつ、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａが閉じており（すなわちバッテリ充電回路１６２が正常な出力電力を出力して正常となっており）、インバータ１６３が正常状態であるときに、インバータ１６３における制御部１６３ｃからのオン信号およびオフ信号により、信号発生接点１６３ａを所定周期で導通または非導通とする短絡開放パターンとなる。

図６（ｂ）に示す異常時短絡開放パターンＳ２は、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａが閉じており（すなわちインバータ１６３の周囲温度が所定温度を下回ってインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材が正常となっており）、かつ、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａが閉じており（すなわちバッテリ充電回路１６２が正常な出力電力を出力して正常となっており）、インバータ１６３が異常状態であるときに、インバータ１６３における制御部１６３ｃからのオン信号およびオフ信号により、信号発生接点１６３ａを正常時短絡開放パターンＳ１とは相違する所定周期で導通または非導通とする短絡開放パターンとなる。

図６（ｃ）に示す異常時開放パターンＳａは、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａの開放（すなわちインバータ１６３の周囲温度が所定温度以上となったことによるインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材の異常）、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａの開放（すなわちバッテリ充電回路１６２が正常に出力電力を出力しないことによるバッテリ充電回路１６２の異常）、インバータ１６３の異常（例えば信号発生接点１６３ａが常時非導通状態となるインバータ１６３における制御部１６３ｃの異常）および直列回路Ｌの断線のうち何れか少なくとも一つが発生したときに、直列回路Ｌが常時開放状態となる。

また、図６（ｄ）に示す異常時短絡パターンＳｂは、インバータ１６３の異常（例えば信号発生接点１６３ａが常時導通状態となるインバータ１６３における制御部１６３ｃの異常）および直列回路Ｌにおける信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間での短絡のうち何れか少なくとも一つが発生したときに、直列回路Ｌが常時短絡状態となる。

図７は、制御部１１における信号受信部１１ａで受信される信号の一例を示すタイムチャートである。図７（ａ）は、正常時パルス信号Ｐ１を示している。図７（ｂ）は、異常時パルス信号Ｐ２を示している。図７（ｃ）は、異常時開放信号Ｐａを示している。また、図７（ｄ）は、異常時短絡信号Ｐｂを示している。なお、図７（ｂ）に示す異常時パルス信号Ｐ２は、異常状態としてインバータ１６３の出力電圧の異常上昇状態を示すパルス信号を例示している。

図７に示すように、正常時パルス信号Ｐ１は、所定周期である第１周期Ｔ１のパルス信号とされており、異常時パルス信号Ｐ２は、第１周期Ｔ１とは異なる所定周期である第２周期Ｔ２のパルス信号とされている。

正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１および異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２は、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間が開放状態となる時間である予め定めた所定の開放時間Ｔａと、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間が短絡状態となる時間である予め定めた所定の短絡時間Ｔｂとで構成されている。

正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１において、開放時間Ｔａと短絡時間Ｔｂとを等しくしてもよいし、異ならせてもよい。また、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２において、開放時間Ｔａと短絡時間Ｔｂとを等しくしてもよいし、異ならせてもよい。

正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１における開放時間Ｔａと異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における開放時間Ｔａとを等しくしてもよい。また、正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１における短絡時間Ｔｂと異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における短絡時間Ｔｂとを等しくしてもよい。

正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１における開放時間Ｔａと異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における開放時間Ｔａとを等しくした場合、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における短絡時間Ｔｂの長さを各異常状態間で異ならせることができる。また、正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１における短絡時間Ｔｂと異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における短絡時間Ｔｂとを等しくした場合、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における開放時間Ｔａの長さを各異常状態間で異ならせることができる。なお、正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１および異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２において、開放時間Ｔａと短絡時間Ｔｂとが異なる場合、短絡時間Ｔｂを開放時間Ｔａよりも長くしてもよいし、開放時間Ｔａを短絡時間Ｔｂよりも長くしてもよい。

この例では、正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１における開放時間Ｔａと異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における開放時間Ｔａとを等しくしており、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２における短絡時間Ｔｂの長さを各異常状態間で異ならせている。

詳しくは、正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１において、開放時間Ｔａと短絡時間Ｔｂとを等しくしており、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２において、開放時間Ｔａと短絡時間Ｔｂとを異ならせている。また、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２において、短絡時間Ｔｂを開放時間Ｔａよりも長くしている。なお、正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１において、開放時間Ｔａと短絡時間Ｔｂとを異ならせ、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２のうち、何れか一つの信号の第２周期Ｔ２において、開放時間Ｔａと短絡時間Ｔｂとを等しくし、かつ、残り信号の第２周期Ｔ２において、短絡時間Ｔｂの長さを各異常状態間で異ならせてもよい。

具体的には、図７（ａ）に示す正常時パルス信号Ｐ１は、図６（ａ）に示す正常時短絡開放パターンＳ１により、第１周期Ｔ１における開放時間Ｔａが１秒間とされ、第１周期Ｔ１における短絡時間Ｔｂが１秒間とされた信号となっている。図７（ｂ）に示す異常時パルス信号Ｐ２は、図６（ｂ）に示す異常時短絡開放パターンＳ２により、第２周期Ｔ２における開放時間Ｔａが１秒間とされ、第２周期Ｔ２における短絡時間Ｔｂが第２周期Ｔ２における開放時間Ｔａのｎ倍秒（ｎは２以上の整数、この例では２秒間）とされた信号となっている。そして、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２は、何れも正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１よりも長くなっている。但し、それに限定されるものではなく、異常時パルス信号Ｐ２の第２周期Ｔ２は、何れも正常時パルス信号Ｐ１の第１周期Ｔ１よりも短くなっていてもよい。

一方、図７（ｃ）に示す異常時開放信号Ｐａは、図６（ｃ）に示す異常時開放パターンＳａにより、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間に所定電圧Ｖａが常時印加された信号となっている。図７（ｄ）に示す異常時短絡信号Ｐｂは、図６（ｄ）に示す異常時短絡パターンＳｂにより、信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間に所定電圧Ｖａが常時印加されていない信号となっている。

制御部１１は、インバータ１６３における信号発生接点１６３ａで発生した正常時パルス信号Ｐ１を信号受信部１１ａで受信した場合には（図７（ａ）参照）、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２およびインバータ１６３の３種類のすべてが正常であることを検出することに加えて、インバータ１６３における信号発生接点１６３ａで発生した異常時パルス信号Ｐ２を信号受信部１１ａで受信した場合には（図７（ｂ）参照）、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材およびバッテリ充電回路１６２は正常であることを検出する一方で、インバータ１６３の異常時パルス信号Ｐ２に応じた異常状態（例えば、インバータ用スイッチング素子の温度の異常上昇状態、インバータ１６３への入力電圧の異常低下状態、インバータ１６３への入力電圧の異常上昇状態、インバータ１６３の出力電流の異常上昇状態、インバータ１６３の出力電圧の異常上昇状態等）を検出する構成とされている。

以上説明したように、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００によれば、
温度スイッチ１６７には、所定温度（例えば５０℃）以上で開く温度開放接点１６７ａが設けられており、バッテリ充電回路１６２には、バッテリ充電回路１６２に異常が発生した時に開く異常時開放接点１６８ａが設けられており、インバータ１６３には、インバータ１６３の状態を示す状態信号を発生させる信号発生接点１６３ａが設けられており、温度スイッチ１６７における温度開放接点１６７ａと、バッテリ充電回路１６２における異常時開放接点１６８ａと、インバータ１６３における信号発生接点１６３ａとは、制御部１１における信号受信部１１ａに対して直列に接続されているので、自立運転時に使用されるインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２およびインバータ１６３の自立運転用機器の異常発生を監視する監視構成を提示することができる。すなわち、温度開放接点１６７ａと異常時開放接点１６８ａと信号発生接点１６３ａとが制御部１１における信号受信部１１ａに対して直列に接続されていることで、制御部１１が状態信号Ｐを受信しているときは、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２およびインバータ１６３の３種類すべてが正常であることを検出するか或いはインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材およびバッテリ充電回路１６２の２種類が正常であり、かつ、インバータ１６３の異常状態（すなわちインバータ１６３においてどのような異常が発生したのか）を検出することができると共に、制御部１１が状態信号Ｐを受信できないときには、信号受信部１１ａで電圧が常時印加される異常時開放信号Ｐａを受信することで、インバータ１６３の周囲温度が所定温度以上となったことによるインバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材の異常、バッテリ充電回路１６２の異常（すなわちバッテリ充電回路１６２が正常に出力電力を出力しないことによるバッテリ充電回路１６２の異常）、インバータ１６３の異常（例えば信号発生接点１６３ａが常時開放状態となるインバータ１６３における制御部１６３ｃの異常）および直列回路Ｌの断線のうち何れか少なくとも一つが発生したことを検出することができるか、或いは、信号受信部１１ａで電圧が常時印加されない異常時短絡信号Ｐｂを受信することで、インバータ１６３の異常（例えば信号発生接点１６３ａが常時短絡状態となるインバータ１６３における制御部１６３ｃの異常）および直列回路Ｌにおける信号受信部１１ａの両端子ｔ１，ｔ２間での短絡のうち何れか少なくとも一つが発生したことを検出することができる。これにより、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２およびインバータ１６３の異常発生を制御部１１における単一の信号受信部１１ａ（ポート）で監視することができる。

また、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００において、インバータ１６３は、状態信号Ｐとして、正常時には所定周期のパルス信号（正常時パルス信号Ｐ１）を発生させ、異常時には異常状態に応じた正常時のパルス信号（正常時パルス信号Ｐ１）とは相違する所定周期のパルス信号（異常時パルス信号Ｐ２）を発生させることで、パルス信号を発生させるといった簡単な制御構成でありながら、制御部１１が正常時パルス信号Ｐ１を受信しているときは、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２およびインバータ１６３が全て正常であることを判定することに加えて、制御部１１が特定のパルス信号（すなわち異常時パルス信号Ｐ２）を受信しているときは、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材およびバッテリ充電回路１６２が正常であることを判定する一方で、インバータ１６３の異常状態（例えば、インバータ１６３の出力電圧の異常上昇状態等）を確実に特定することができると共に、制御部１１が正常時パルス信号Ｐ１も異常時パルス信号Ｐ２も受信できずに異常時開放信号Ｐａまたは異常時短絡信号Ｐｂを受信しているときには、既述したように、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材の異常、バッテリ充電回路１６２の異常、インバータ１６３の異常、直列回路Ｌの断線または短絡の少なくとも何れか一つが発生していること（すなわち、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材、バッテリ充電回路１６２、インバータ１６３および直列回路Ｌの少なくとも何れか１つで異常が発生したこと）を判定することができる。

本実施の形態において、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３の周囲温度の変動に関連する部材の異常発生と、バッテリ充電回路１６２の異常発生と、インバータ１６３の異常発生と、インバータ１６３の状態とを報知する報知装置（例えばメッセージを表示する表示装置やランプを点灯させる表示装置）を備えていてもよい。こうすることで、これらの異常発生およびインバータ１６３の状態をユーザに認識させることができる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１１ 制御部（制御装置の一例）
１１ａ 信号受信部
１２ 電源回路
１３ 系統遮断リレー
１４ 自立電源リレー
１５ 入力電源リレー
１５ａ 制御電源リレー
１５ｂ 点火電源リレー
１７ 始動トランス
１８ 整流回路
１９ 発電機コントローラ
２０ 内部機器用電力変換器
２１ 内部機器
２２ バッテリリレー
２３ 自立運転入力リレー
２４ 制御リレー
１００ エンジン駆動ヒートポンプ
１０１ 自立出力部
１０２ 自立運転スイッチ
１０３ 系統入力部
１１０ エンジン
１２０ 圧縮機
１２１ 電磁クラッチ
１３０ 発電機
１４０ エンジンスタータ
１５０ 本体パッケージ
１６０ 自立運転用電源装置
１６１ エンジン起動用バッテリ
１６２ バッテリ充電回路
１６３ インバータ
１６３ａ 信号発生接点
１６３ｂ 信号発生用スイッチング素子
１６３ｃ 制御部
１６４ スタータリレー
１６５ 冷却ファン
１６６ 切替器
１６６ａ 冷却ファンリレー
１６６ｂ 冷却ファンスイッチ
１６７ 温度スイッチ
１６７ａ 温度開放接点
１６８ 切替器
１６８ａ 異常時開放接点
２１１ エンジン冷却水ポンプ
２１２ 室外ファン
５００ 熱交換システム
Ｌ 直列回路
Ｐ 状態信号
Ｐ１ 正常時パルス信号
Ｐ２ 異常時パルス信号
Ｐａ 異常時開放信号
Ｐｂ 異常時短絡信号
ＲＹ 切替部
Ｓ 短絡開放パターン
Ｓ１ 正常時短絡開放パターン
Ｓ２ 異常時短絡開放パターン
Ｓａ 異常時開放パターン
Ｓｂ 異常時短絡パターン
ＳＮ 感温部
Ｔ１ 第１周期
Ｔ２ 第２周期
Ｔａ 開放時間
Ｔｂ 短絡時間
Ｖａ 所定電圧
ｔ１ 端子
ｔ２ 端子

Claims (2)

1. エンジンと、前記エンジンで駆動される圧縮機と、前記圧縮機により吸入・吐出される冷媒を流す冷媒回路と、前記エンジンで駆動される発電機とを備えるエンジン駆動ヒートポンプであって、
   前記エンジンを起動するエンジン起動用バッテリと、前記エンジン起動用バッテリを充電するバッテリ充電回路と、前記発電機からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータと、前記インバータの周囲温度に応じて開閉する温度スイッチと、信号受信部を有する制御装置とを備え、
   前記温度スイッチには、所定温度以上で開く温度開放接点が設けられており、
   前記バッテリ充電回路には、該バッテリ充電回路に異常が発生した時に開く異常時開放接点が設けられており、
   前記インバータには、該インバータの状態を示す状態信号を発生させる信号発生接点が設けられており、
   前記温度スイッチにおける前記温度開放接点と、前記バッテリ充電回路における前記異常時開放接点と、前記インバータにおける前記信号発生接点とは、前記制御装置における前記信号受信部に対して直列に接続されていることを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。
2. 請求項１に記載のエンジン駆動ヒートポンプであって、
   前記インバータは、前記状態信号として、正常時には所定周期のパルス信号を発生させ、異常時には異常状態に応じた前記正常時のパルス信号とは相違する所定周期のパルス信号を発生させることを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。

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