JP2017180097A

JP2017180097A - エンジン発電機の運転方法

Info

Publication number: JP2017180097A
Application number: JP2016063020A
Authority: JP
Inventors: 学鷲津; Manabu Washizu
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2017-10-05

Abstract

【課題】マフラー内に溜まった未燃焼燃料やカーボンを良好に燃焼させて除去させる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】軽負荷運転が継続したときに、ディーゼルエンジン１３に負荷を掛け、高出力の再生運転を行い、排気系の再生を行うエンジン発電機の運転方法において、エンジン発電機の排気部に温度センサ１８を設け、ディーゼルエンジン１３に、制御装置３２を介して電気的接続をＯＮ・ＯＦＦする負荷３３，３４，３５，３６を接続する。再生運転は、温度センサ１８によって排気温度を測定しながら、制御装置３２を介してディーゼルエンジンと負荷３３，３４，３５，３６との電気的接続のＯＮ・ＯＦＦを切り換えて、ディーゼルエンジン１３に掛ける負荷を徐々に上げる。【選択図】図１

Description

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

発電機の駆動源としてディーゼルエンジンを使用したエンジン発電機は、建設現場などの幅広い用途に用いられているが、例えば、河川工事で水汲ポンプの電源としてエンジン発電機を用いる場合、ポンプの始動電流を考慮してポンプの定常運転に必要な電力の３倍以上の発電能力を有するエンジン発電機を用いる必要がある。また、水量が少ない場合には、ポンプの負荷量も少なくなる。このため、ポンプ運転中は、エンジン発電機を２０時間〜３０時間の長時間に亘って軽負荷（低負荷）で運転することもあり、シリンダ内での燃焼温度が低下して未燃焼燃料やカーボンが排ガスに混入し、これらがマフラー内に溜まって目詰まり状態になってしまうなどの様々な不具合が発生する虞があった。特に、第３次排ガス規制対応エンジンでは、マフラー内に未燃焼燃料やカーボンが溜まりやすいという問題がある。

このため、エンジン発電機を軽負荷で所定時間運転した後、エンジン発電機に負荷装置を接続し、ディーゼルエンジンの負荷を上げ、排ガスの温度を上昇させて、高温の排ガスによってマフラー内に溜まった未燃焼燃料やカーボンを燃焼させて除去する再生運転を行うものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４−１４３７９０号公報

しかし、上述の特許文献１では、マフラー内の未燃焼燃料やカーボンの蓄積量が多い場合に、短い時間でエンジンに高い負荷を掛けると、未燃焼燃料やカーボンが激しく燃焼しマフラーを損傷する虞があった。

そこで本発明は、マフラー内に溜まった未燃焼燃料やカーボンを良好に燃焼させて除去させる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。

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、軽負荷運転が継続したときに、ディーゼルエンジンに負荷を掛け、高出力の再生運転を行い、排気系の再生を行う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の排気部に温度センサを設けるとともに、前記ディーゼルエンジンに、制御装置を介して電気的接続をＯＮ・ＯＦＦする複数の負荷を接続し、前記再生運転は、前記温度センサによって排気温度を測定しながら、前記制御装置を介して前記ディーゼルエンジンと前記複数の負荷との電気的接続のＯＮ・ＯＦＦを切り換えることを特徴としている。

また、前記再生運転時に、前記ディーゼルエンジンに掛ける負荷を徐々に上げると好適である。さらに、前記再生運転が終了した後、無負荷状態でディーゼルエンジンを稼働させる冷気運転を行うと好ましい。

本発明のエンジン発電機の運転方法によれば、軽負荷運転が継続したときに、再生運転を行い排気系の再生を行う際に、排気温度を測定しながらディーゼルエンジンに徐々に負荷を掛け、排気温度が規定の温度となった状態で、予め設定された時間の再生運転を行うことから、未燃焼燃料やカーボンが激しく燃焼することを防止しながら、未燃焼燃料やカーボンを良好に燃焼させ、マフラーを損傷させることなく再生運転を良好に行うことができる。また、再生運転終了後、冷気運転を行うことにより、温度上昇によるエンジントラブルを予防することができる。

本発明の第１形態例を示すエンジン発電機のブロック図である。負荷掛のパターンの負荷量と時間との関係を示すグラフである。排気運転時の負荷量と時間と排気ガス温度との関係を示すグラフである。本発明の第２形態例を示すエンジン発電機の要部ブロック図である。

図１は本発明のエンジン発電機の第１形態例を示す図で、本形態例のエンジン発電機１１は、例えば、河川工事で水汲ポンプ１２の電源として用いられるもので、水汲ポンプ１２は水位によって始動と停止とを切り換える制御手段を有している。

エンジン発電機１１は、一般のエンジン発電機と同様に、ディーゼルエンジン１３と、該ディーゼルエンジン１３で駆動される同期発電機１４とをケーシング１５内に備えている。ディーゼルエンジン１３は、上方から排気管１６を延出してマフラー１７に接続し、該マフラー１７の排気口をケーシング１５の天井壁に開口して排気径路を形成している。ケーシング１５の排気口の近傍には、マフラー１７からの排気の温度を測定する温度センサ１８が設けられている。

同期発電機１４は、水汲ポンプ１２に出力する出力回路２１に負荷装置３１が接続されている。負荷装置３１は、出力回路２１に制御装置接続回路２２を介して接続される制御装置３２と、負荷接続回路２３を介して接続される複数の負荷、例えば、２ｋＷの第１負荷３３，４ｋＷの第２負荷３４，８ｋＷの第３負荷３５，１６ｋＷの第４負荷３６とを備え、第１負荷３３，第２負荷３４，第３負荷３５，第４負荷３６は、制御装置３２からの指令で、それぞれ第１マグネットスイッチ３３ａ，第２マグネットスイッチ３４ａ，第３マグネットスイッチ３５ａ，第４マグネットスイッチ３６ａを介して負荷接続回路２３に適宜接続される。制御装置３２には、温度センサ接続回路２４を介して前記温度センサ１８が接続され、温度センサ１８によって測定された排気温度に応じて、制御装置３２を介して適宜、第１マグネットスイッチ３３ａ〜第４マグネットスイッチ３６ａをＯＮ・ＯＦＦさせて、第１負荷３３〜第４負荷３６を負荷接続回路２３に接続させ、ディーゼルエンジン１３に負荷を掛ける。

また、制御装置３２にはディーゼルエンジン１３への負荷掛の終了を知らせるブザー３７が接続されるとともに、第１マグネットスイッチ３３ａ〜第４マグネットスイッチ３６ａのＯＮ・ＯＦＦを選択する制御スイッチ３８が設けられ、制御スイッチ３８をＯＦＦとした際には、手動で第１マグネットスイッチ３３ａ〜第４マグネットスイッチ３６ａのＯＮ・ＯＦＦが可能になる。さらに、出力回路２１は、同期発電機１４と制御装置３２との間に遮断器３９を、制御装置３２と水汲ポンプ１２との間にポンプ用スイッチ４０をそれぞれ備え、制御装置接続回路２２と負荷接続回路２３との間の出力回路２１には、変流器４１が設けられている。

上述のように本形態例では、ディーゼルエンジン１３の軽負荷運転が継続した際に、再生運転が開始され排気系の再生を行うが、負荷装置３１を予めエンジン発電機１に接続して負荷試験を行い、負荷掛時の最大ｋＷを割り出して負荷掛のパターンを決め、第１マグネットスイッチ３３ａ〜第４マグネットスイッチ３６ａのＯＮ・ＯＦＦパターンを決めておく。

負荷掛のパターンとしては、例えば、図２に示されるように、まず、第１マグネットスイッチ３３ａをＯＮにして、第１負荷３３をディーゼルエンジン１３に繋ぎ、ディーゼルエンジン１３に２ｋＷの負荷を掛ける。所定時間経過後、第１マグネットスイッチ３３ａをＯＦＦ，第２マグネットスイッチをＯＮとし、第２負荷３４をディーゼルエンジン１３に繋ぎ、ディーゼルエンジン１３に４ｋＷの負荷を掛ける。次いで、所定時間経過後に、第１マグネットスイッチ３３ａをＯＮとし、第１負荷３３と第２負荷３４とをディーゼルエンジン１３に繋ぎ、ディーゼルエンジン１３に６ｋＷの負荷を掛ける。さらに、所定時間経過後に、第１マグネットスイッチ３３ａ及び第２マグネットスイッチ３４ａをＯＦＦとし、第３マグネットスイッチ３５ａをＯＮとし、第３負荷３５をディーゼルエンジンに繋ぎディーゼルエンジン１３に８ｋＷの負荷を掛ける。以下、同様の手順を繰り返すことにより、適宜、ディーゼルエンジン１３に負荷を掛け、最大３０ｋＷの負荷をディーゼルエンジン１３に掛けることができる。

次に、図３に示すグラフに基づいて、ディーゼルエンジン１３の排気運転の一例について説明する。制御スイッチ３８をＯＮとした状態で、ディーゼルエンジン１３の軽負荷運転が継続し所定時間が経過した後、排気温度を温度センサ１８で計測しながら、時間Ｔ１で制御装置３２を介して第１マグネットスイッチ３３ａをＯＮとし、第１負荷３３をディーゼルエンジン１３に繋ぎ、２ｋＷの負荷をディーゼルエンジン１３に掛けて、再生運転を開始する。

次いで、図３に示されるようなパターンで、制御装置３２を介して、第１マグネットスイッチ３３ａ、第２マグネットスイッチ３４ａ及び第３マグネットスイッチ３５ａを所定の順番でＯＮ・ＯＦＦし、所定の負荷、例えば、１４ｋＷの負荷をディーゼルエンジン１３に掛け、排気温度が予め設定された温度Ａ１に上がった時間Ｔ２から、ディーゼルエンジン１３に１４ｋＷの負荷を掛けた状態のまま再生運転を継続して未燃焼燃料やカーボンを燃焼させる。

予め設定された時間Ｔ３まで再生運転を行った後、第１マグネットスイッチ３３ａ、第２マグネットスイッチ３４ａ及び第３マグネットスイッチ３５ａをＯＦＦとして再生運転を終了し、ブザー３７で再生運転の終了を知らせる。

また、時間Ｔ２で排気温度が設定された温度まで達しない場合や、時間Ｔ２よりも以前で排気温度が設定温度まで達した場合などでは、制御装置３２で各マグネットスイッチ３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａを自動的にＯＮ・ＯＦＦさせることができ、また、制御スイッチ３８をＯＦＦとし、手動で負荷掛のパターンを変更させることができる。さらに、再生運転終了後に所定の負荷量で冷気運転を行ってもよい。

本形態例のエンジン発電機１１では、上述のように軽負荷運転が継続したときに、再生運転を行い排気系の再生を行う際に、排気温度を測定しながらディーゼルエンジンに徐々に負荷を掛け、排気温度が規定の温度となった状態で、予め設定された時間の再生運転を行うことから、未燃焼燃料やカーボンが激しく燃焼することを防止しながら、未燃焼燃料やカーボンを良好に燃焼させ、マフラーを損傷させることなく再生運転を良好に行うことができる。また、再生運転終了後、冷気運転を行うことにより、温度上昇によるエンジントラブルを予防することができる。

図４は、本発明のエンジン発電機に接続される負荷装置の第２形態例を示す図で、第１形態例と同様の構成要素を示すものには、同一の符号をそれぞれ付して、その詳細な説明は省略する。

本形態例のエンジン発電機５１は、同期発電機１４から水汲ポンプ１２に出力する出力回路５２と、同期発電機１４と負荷装置３１の制御装置３２とを繋ぐ負荷回路５３とを備えている。負荷回路５３には、負荷接続回路２３との接続をＯＮ・ＯＦＦさせる負荷スイッチ５４を備えており、再生運転を行わない際には、負荷スイッチ５４をＯＦＦにしておくことにより、消費電力の節約を図ることができる。

尚、本発明は上述の各形態例に限るものではなく、負荷の個数や、各負荷の消費電力は任意である。

１１…エンジン発電機、１２…水汲ポンプ、１３…ディーゼルエンジン、１４…同期発電機、１５…ケーシング、１６…排気管、１７…マフラー、１８…温度センサ、２１…出力回路、２２…制御装置接続回路、２３…負荷接続回路、２４…温度センサ接続回路、３１…負荷装置、３２…制御装置、３３…第１負荷、３３ａ…第１マグネットスイッチ、３４…第２負荷、３４ａ…第２マグネットスイッチ、３５…第３負荷、３５ａ…第３マグネットスイッチ、３６…第４負荷、３６ａ…第４マグネットスイッチ、３７…ブザー、３８…制御スイッチ、３９…遮断器、４０…ポンプ用スイッチ、４１…変流器、５１…負荷装置、５２…出力回路、５３…負荷回路、５４…負荷スイッチ

Claims

軽負荷運転が継続したときに、ディーゼルエンジンに負荷を掛け、高出力の再生運転を行い、排気系の再生を行う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の排気部に温度センサを設けるとともに、前記ディーゼルエンジンに、制御装置を介して電気的接続をＯＮ・ＯＦＦする複数の負荷を接続し、
前記再生運転は、前記温度センサによって排気温度を測定しながら、前記制御装置を介して前記ディーゼルエンジンと前記複数の負荷との電気的接続のＯＮ・ＯＦＦを切り換えることを特徴とするエンジン発電機の運転方法。
前記再生運転時に、前記ディーゼルエンジンに掛ける負荷を徐々に上げることを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機の運転方法。
前記再生運転が終了した後、無負荷状態でディーゼルエンジンを稼働させる冷気運転を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン発電機の運転方法。