JP2018204594A - Engine type power generation device and its manufacturing method - Google Patents
Engine type power generation device and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018204594A JP2018204594A JP2017114409A JP2017114409A JP2018204594A JP 2018204594 A JP2018204594 A JP 2018204594A JP 2017114409 A JP2017114409 A JP 2017114409A JP 2017114409 A JP2017114409 A JP 2017114409A JP 2018204594 A JP2018204594 A JP 2018204594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- vehicle
- fuel
- vehicle engines
- engines
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の車両用エンジンを備えて構成されるエンジン式発電装置、及び、その製造方法に関する。 The present invention relates to an engine-type power generator configured to include a plurality of vehicle engines and a method for manufacturing the same.
エンジン式発電装置は、用途、発電出力の大きさ、エンジンに供給する燃料等に応じて、多種多様なものが存在するが、一般的に、当該発電装置に使用される発電機に適合した専用のエンジンが用いられている。例えば、再生可能エネルギの一つであるバイオマスから生成されるバイオガスを燃料とするバイオガスエンジンを搭載したバイオガス発電装置の場合では、バイオガスエンジンとして専用に設計されたものが使用されており、非常に高額であり、バイオガス発電装置の普及を阻害している一要因となっている。 There are a wide variety of engine-type power generators depending on the application, the magnitude of power generation output, the fuel supplied to the engine, etc., but in general, a dedicated power generator suitable for the power generator used in the power generator The engine is used. For example, in the case of a biogas power generation device equipped with a biogas engine that uses biogas generated from biomass, which is one of renewable energies, a specially designed biogas engine is used. It is very expensive and is one factor that hinders the spread of biogas power generation devices.
ガスエンジンは、ガスを燃料として駆動するエンジンであり、基本的に、自動車用のガソリンエンジンと同様の原理で動作する。一般的な4ストロークエンジンの一連の行程は、1.シリンダ内(燃焼室)に燃料ガスと空気を予め混合して供給する吸気行程と、2.混合気をピストンにより圧縮し、電気火花で点火する圧縮行程と、3.混合気が燃焼(爆発)し、燃焼後の混合気(=燃焼ガス)が膨張しピストンを押し下げる燃焼行程と、4.最後にピストンにより燃焼ガスがシリンダから排出される排気行程を有する。燃焼行程時のピストンが下がるときに外部に仕事をし(クランク機構を経て回転力に変換)し、接続された発電機を回転させ、発電する(例えば、下記の特許文献1の段落0004及び0005等参照)。
A gas engine is an engine that uses gas as fuel, and basically operates on the same principle as a gasoline engine for automobiles. A series of strokes of a general 4-stroke engine is as follows: 1. an intake stroke in which fuel gas and air are mixed and supplied into the cylinder (combustion chamber) in advance; 2. a compression stroke in which the air-fuel mixture is compressed by a piston and ignited by an electric spark; 3. Combustion stroke in which the air-fuel mixture burns (explodes), the air-fuel mixture after combustion (= combustion gas) expands and pushes down the piston; Finally, it has an exhaust stroke in which combustion gas is discharged from the cylinder by the piston. When the piston is lowered during the combustion stroke, it works to the outside (converted into a rotational force through the crank mechanism), rotates the connected generator, and generates electric power (for example, paragraphs 0004 and 0005 of
一方、エンジン式発電機を複数台並列運転させて、同じ負荷に交流電力を共通に供給する方法として、自動並列運転装置を設け、各エンジン式発電機の周波数、位相、及び、電圧等を調整し、また、各エンジン式発電機間の負荷分担を均等にして、当該負荷に対して安定的に電力供給を行うようにしている(例えば、下記の特許文献2〜4等参照)。特許文献2〜4等に開示の複数台のエンジン式発電機からなるエンジン式発電装置では、自動並列運転装置等を設けることで、インバータ装置を介在させることなく、各エンジン式発電機が並列して同じ負荷に電力供給可能な構成となっている。 On the other hand, as a method of operating multiple engine generators in parallel and supplying AC power to the same load in common, an automatic parallel operation device is provided to adjust the frequency, phase, voltage, etc. of each engine generator In addition, the load sharing between the engine generators is made equal, and power is stably supplied to the load (for example, see Patent Documents 2 to 4 below). In the engine-type power generator including a plurality of engine-type power generators disclosed in Patent Documents 2 to 4 and the like, each engine-type power generator is connected in parallel without an inverter device by providing an automatic parallel operation device or the like. Power supply to the same load.
日本国内では、一般に普及している自家用乗用車等の自動車では、通常、10年10万kmの使用状態に至る前に買い替えられ、または、廃車処理される場合が多く、自動車に搭載されていたエンジンは、海外に輸出されて再利用されるか、廃棄されている。 In Japan, automobiles such as private passenger cars, which are widely used, are usually replaced or disposed of before the use of 100,000 km for 10 years. Are exported overseas and reused or discarded.
本願発明者は、当該一般に普及している自家用乗用車等の車両に搭載される、または、搭載されていた車両用エンジンを、エンジン式発電装置の発電機を駆動するための原動機として使用することで、専用エンジンを使用することで高額となるエンジン式発電装置を安価に提供し得ることに着目した。しかし、当該車両用エンジンを、通常の自家用乗用車等における連続運転時間より長時間に亘って連続運転をさせた場合、中古の車両用エンジンの場合は特に、車両用として想定していた運転条件より過酷な使用条件となり、早期に、或いは、頻繁に故障することが懸念される。 The inventor of the present application is mounted on a vehicle such as a privately-owned passenger car that is widely used, or a vehicle engine that has been mounted is used as a prime mover for driving a generator of an engine-type power generator. We paid attention to the fact that it is possible to provide a low-priced engine-type power generator by using a dedicated engine. However, when the vehicle engine is operated continuously for a longer time than the continuous operation time in a normal private passenger car or the like, especially in the case of a used vehicle engine, from the operating conditions assumed for vehicles. There is a concern that it may become a severe use condition and break down early or frequently.
一方、エンジン式発電装置の全体に亘って構成部品の劣化状態等を細かく監視して、必要に応じて、当該構成部品が故障する前に、事前に交換を行う等の細かなメンテナンスを行うと、メンテナンス自体の費用が高騰し、エンジン式発電装置のコストが全体として高騰することになり得る。車両用エンジンは、上述のように、エンジン式発電装置の中では、他の構成要素(例えば、発電機等)に比べて、故障し易いと考えられるため、故障した車両用エンジンを丸ごと、別の安価な車両用エンジンと交換することができれば、メンテナンスのコストも安価に抑えられ、エンジン式発電装置を使用に係るメンテナンス費用を含む全体のコストの低廉化が可能となる。 On the other hand, if you perform detailed maintenance such as replacing the engine parts before they fail, if necessary, carefully monitoring the deterioration status of the components over the entire engine power generator The cost of the maintenance itself will soar, and the cost of the engine-type power generator as a whole may soar. As described above, a vehicle engine is considered to be more likely to break down in an engine-type power generator than other components (for example, a generator, etc.). If the engine can be replaced with an inexpensive vehicle engine, the maintenance cost can be kept low, and the overall cost including the maintenance cost related to the use of the engine-type power generator can be reduced.
そこで、本願発明者は、エンジン式発電装置の原動機として、複数の車両用エンジンを使用することで、仮にその内の一部が故障して停止しても、残りの故障していない正常な車両用エンジンにより発電を続行することが可能となる構成とすることで、安定的に発電を持続可能なエンジン式発電装置を、安価に提供できることに想到した。 Therefore, the inventor of the present application uses a plurality of vehicle engines as the prime mover of the engine-type power generation device, so that even if some of them malfunction and stop, the remaining normal vehicles that are not broken It has been conceived that an engine-type power generator capable of stably generating power can be provided at low cost by adopting a configuration in which power generation can be continued by the engine.
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の車両用エンジンを備えたエンジン式発電装置であって、その内の1台以上が故障等によって停止しても、他の車両用エンジンの稼働させて、安定的に電力供給可能なエンジン式発電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is an engine-type power generation device including a plurality of vehicle engines, in which one or more of them are stopped due to a failure or the like. Another object of the present invention is to provide an engine-type power generator capable of stably supplying power by operating other vehicle engines.
本発明に係るエンジン式発電装置は、複数の車両用エンジンと、前記複数の車両用エンジンが燃料を消費して発生する運動エネルギによって、各別に駆動され発電する交流発電機である複数の発電機と、前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部と、前記複数の発電機が各別に発生した1次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の2次交流電力に変換するインバータ装置と、前記複数の車両用エンジンの内の運転中の1以上の車両用エンジンの台数に基づいて、前記運転中の車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を備え、
前記運転制御器が、前記台数が前記複数の車両用エンジンの全数である場合は、前記運転中の車両用エンジンの回転数を、当該運転中の車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第1回転数に設定し、前記台数が、当該運転中の車両用エンジンの一部が停止して減少した場合には、前記台数が少ないほど高い回転数に増加させる制御を行うことを第1の特徴とする。
The engine-type power generator according to the present invention includes a plurality of generators that are a plurality of vehicle engines and AC generators that are driven separately to generate electric power by kinetic energy generated by consumption of fuel by the plurality of vehicle engines. And a fuel supply unit that supplies the fuel to the plurality of vehicle engines, and converts the primary AC power generated by the plurality of generators into secondary AC power having a predetermined frequency, voltage, and format. An inverter device and an operation controller for controlling the number of rotations of the vehicle engine during operation based on the number of one or more vehicle engines during operation among the plurality of vehicle engines;
In the case where the operation controller is the total number of the plurality of vehicle engines, the number of rotations of the vehicle engine during operation is set to the maximum output of each vehicle engine during operation. Control that sets the first rotational speed lower than the maximum output rotational speed and increases the rotational speed as the number decreases when the number of the operating vehicle engine stops and decreases. The first feature is to perform the above.
上記第1の特徴のエンジン式発電装置によれば、先ず、複数の車両用エンジンを備えているため、その内の1台が仮に故障等によって停止しても、残りの車両用エンジンが発電機を駆動して発電を維持することができ、安定的に電力供給を維持することができる。更に、複数の車両用エンジンが相互に仕様及び性能等が異なり、車両用エンジンと発電機の各対が、相互に同じ周波数、位相、電圧で並列運転することが困難であっても、インバータ装置を介して、異なる周波数、位相、電圧でも並列運転が可能となる。更に、運転制御器による回転数制御によって、仮に複数の車両用エンジンの一部が故障等によって停止しても、残りの車両用エンジンの回転数を増加させて発電出力を増加できるので、停止した車両用エンジンに対応する発電機の発電出力分の出力低下とはならずに、エンジン式発電装置全体での発電出力の低下を抑制することが可能となり、安定的に電力供給が可能となる。 According to the engine-type power generator of the first feature, first, since a plurality of vehicle engines are provided, even if one of them is temporarily stopped due to a failure or the like, the remaining vehicle engines are generators. Can be driven to maintain power generation, and power supply can be stably maintained. Furthermore, even if a plurality of vehicle engines have different specifications and performances, and it is difficult for each pair of the vehicle engine and the generator to be operated in parallel at the same frequency, phase and voltage, the inverter device Through this, parallel operation is possible even at different frequencies, phases, and voltages. Furthermore, by controlling the number of revolutions by the operation controller, even if some of the plurality of vehicle engines are stopped due to a failure or the like, the number of revolutions of the remaining vehicle engines can be increased to increase the power generation output. The power generation output of the generator corresponding to the vehicle engine is not reduced, but the reduction of the power generation output of the entire engine-type power generation device can be suppressed, and stable power supply becomes possible.
ここで、「車両用エンジン」とは、自動車等の車両に搭載され車両の走行のための駆動力を発生する原動機としてのエンジンであり、車両の車輪を駆動するエンジンの他、電気自動車に搭載される発電機を駆動する発電用エンジンも含まれ、使用する燃料の種類は特定のものに限定されず、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPG(液化石油ガス)エンジン、CNG(圧縮天然ガス)エンジン等、更には、2種類以上の燃料を混合して或いは切り替えて使用可能なデュアルフューエルエンジンまたはバイフューエルエンジン等が想定され、更に、車両に搭載される前の未使用の新品エンジンと車両に搭載され使用されていた中古エンジンの区別を問わない。また、車両には、公道を走行することを目的とした一般的な自動車の他、建設用車両や農業用車両等の特殊用途の車両も含まれる。 Here, the “vehicle engine” is an engine as a prime mover that is mounted on a vehicle such as an automobile and generates a driving force for driving the vehicle. Including a power generation engine that drives a generator to be used, and the type of fuel used is not limited to a specific one, such as a gasoline engine, diesel engine, LPG (liquefied petroleum gas) engine, CNG (compressed natural gas) engine, etc. Furthermore, a dual fuel engine or a bi-fuel engine that can be used by mixing or switching two or more kinds of fuels is assumed, and further, it is mounted on an unused new engine and a vehicle before being mounted on the vehicle. Regardless of the used engine used. In addition to general automobiles intended to travel on public roads, vehicles include special purpose vehicles such as construction vehicles and agricultural vehicles.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第1の特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンの各出力が、前記複数の車両用エンジンの各最大出力の平均値の10%〜90%の範囲内において、前記台数が少ないほど大きくなるように、前記第1回転数が各別に設定されていることを第2の特徴とする。 Furthermore, in the engine type power generation device according to the present invention, in addition to the first feature, each output of the plurality of vehicle engines is 10% to 90% of an average value of each maximum output of the plurality of vehicle engines. In the range of%, the second feature is that the first rotational speed is set separately so that the smaller the number is, the larger the number is.
更に、上記第2の特徴のエンジン式発電装置は、前記複数の車両用エンジンの各出力の平均値が、前記複数の車両用エンジンの各最大出力の平均値の15%〜60%の範囲内において、前記台数が少ないほど大きくなるように、前記第1回転数が各別に設定されていることが好ましい。 Furthermore, in the engine type power generation device of the second feature, an average value of outputs of the plurality of vehicle engines is within a range of 15% to 60% of an average value of maximum outputs of the plurality of vehicle engines. In the above, it is preferable that the first rotation speed is set separately so that the smaller the number, the larger the rotation speed becomes.
上記第2の特徴のエンジン式発電装置によれば、運転中の車両用エンジンの台数が、複数の車両用エンジンの総数から減少しても、運転中の車両用エンジンの総軸出力を、一定またはほぼ一定の範囲内に維持でき、エンジン式発電装置の発電出力の変動を、より一層抑制することができる。特に、複数の車両用エンジンの総数が3以上で、運転中の車両用エンジンの台数が2以上の場合には、運転中の車両用エンジンの総軸出力を、ほぼ一定に維持することができる。 According to the engine-type power generator of the second feature, the total shaft output of the operating vehicle engine is constant even when the number of operating vehicle engines decreases from the total number of the plurality of vehicle engines. Or it can maintain in the substantially constant range, and can suppress further the fluctuation | variation of the electric power generation output of an engine type electric power generating apparatus. In particular, when the total number of the plurality of vehicle engines is 3 or more and the number of vehicle engines in operation is 2 or more, the total shaft output of the vehicle engines in operation can be maintained substantially constant. .
更に、上記第1または第2の特徴のエンジン式発電装置は、前記運転制御器が、前記複数の車両用エンジンに各別に設けられた所定の運転状態を検知するセンサまたはエンジン制御ユニットの出力状態に基づいて、前記運転中の車両用エンジンの何れかが、故障状態または故障となる可能性の高い準故障状態であることを検知すると、当該故障状態または準故障状態であると検知された前記車両用エンジンの運転を停止するとともに、当該故障状態または準故障状態であると検知されなかった残余の前記車両用エンジンに対して回転数を増加させる制御を行って運転を継続させることが好ましい。これにより、故障状態または準故障状態であると検知された車両用エンジンの運転を停止させることができ、しかも、他の車両用エンジンの運転を維持することで、上記第1または第2の特徴のエンジン式発電装置の作用効果をそのまま奏することができ、安定した電力供給が可能となる。 Further, in the engine type power generation device according to the first or second feature, the operation controller outputs an output state of a sensor or an engine control unit that detects a predetermined operation state provided for each of the plurality of vehicle engines. Based on the above, when it is detected that any of the driving vehicle engines is in a failure state or a quasi-failure state that is likely to become a failure, the failure state or the quasi-failure state is detected. It is preferable to stop the operation of the vehicle engine and to continue the operation by performing control to increase the rotational speed of the remaining vehicle engine that has not been detected as being in the failure state or the semi-failure state. As a result, the operation of the vehicle engine detected as being in a failure state or a quasi-failure state can be stopped, and the operation of the other vehicle engine can be maintained, whereby the first or second feature described above. Thus, the operational effect of the engine type power generator can be obtained as it is, and stable power supply can be achieved.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第1または第2の特徴に加えて、前記運転制御器が、所定の記憶装置を備え、前記記憶装置に、前記複数の車両用エンジンの夫々の累積運転時間または当該累積運転時間を計算可能な第1データを記憶しており、前記記憶装置に記憶された前記累積運転時間、または、前記第1データに基づいて計算された前記累積運転時間に基づいて、運転中の前記複数の車両用エンジンの一部の中から、運転を一時的に休止させる要休止エンジンを選択し、休止中の前記複数の車両用エンジンの一部の中から、運転を再開させる要再開エンジンを選択し、選択した前記要休止エンジンと前記要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行うことを第3の特徴とする。 Furthermore, in the engine type power generation device according to the present invention, in addition to the first or second feature, the operation controller includes a predetermined storage device, and each of the plurality of vehicle engines is included in the storage device. The accumulated operation time or the first data capable of calculating the accumulated operation time is stored, and the accumulated operation time stored in the storage device or the accumulated operation time calculated based on the first data Based on the above, from among a part of the plurality of vehicle engines that are in operation, select the engine that needs to be temporarily stopped to temporarily stop the operation, and from among some of the plurality of vehicle engines that are in suspension, A third feature is that a restart required engine for restarting operation is selected, and control for stopping the operation and control for restarting the operation are performed on the selected stop engine and restart required engine, respectively.
上記第3の特徴のエンジン式発電装置によれば、複数の車両用エンジンの少なくとも1台を、過去の運転履歴に基づいて順次交替しながら運転を休止できるため、複数の車両用エンジン全体での長寿命化が図れ、エンジン式発電装置の安定的な運用が図れる。 According to the engine type power generation device of the third feature, since at least one of the plurality of vehicle engines can be stopped while being sequentially replaced based on the past driving history, The service life can be extended and the engine generator can be operated stably.
更に、上記何れかの特徴のエンジン式発電装置は、前記複数の車両用エンジンが、車両に搭載するために製造された新品エンジン、及び、車両に搭載されていた中古エンジンの少なくとも何れか一方であることが好ましい。一般的に、中古エンジンの方が、新品エンジンより故障となるリスクは高いが、安価であり、エンジン式発電装置の導入コストを抑えることが可能となる。しかし、複数の車両用エンジンに当該中古エンジンが含まれているか否かに拘わらず、当該何れかの特徴のエンジン式発電装置は、故障状態または準故障状態となって運転が停止しても、上記第1乃至第3の特徴のエンジン式発電装置の作用効果をそのまま奏することができ、安定した電力供給が可能となる。 Furthermore, in any one of the above-described engine-type power generators, the plurality of vehicle engines may be at least one of a new engine manufactured for mounting on a vehicle and a used engine mounted on the vehicle. Preferably there is. In general, a used engine has a higher risk of failure than a new engine, but it is inexpensive and can reduce the introduction cost of an engine-type power generator. However, regardless of whether or not the used engine is included in a plurality of vehicle engines, the engine-type power generation device of any of the characteristics is in a failure state or a semi-failure state, The operational effects of the engine type power generator having the first to third characteristics can be obtained as they are, and stable power supply can be achieved.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記何れかの特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンの少なくとも一部が、前記燃料としてメタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンであることを第4の特徴とする。 Furthermore, in addition to any of the above features, the engine-type power generator according to the present invention is a methane gas engine in which at least a part of the plurality of vehicle engines can use fuel gas whose main fuel is methane gas as the fuel. This is the fourth feature.
燃料ガスとしてのメタンガスは、ガソリンや軽油と比較して、水素/炭素比が大きく、単位熱量当たりの二酸化炭素の発生量を低く抑えられ、環境性に優れている。また、メタンガスエンジンは、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンを一部改造するだけで容易に作製できる。よって、上記第4の特徴のエンジン式発電装置によれば、メタンガスエンジンを備えて構成される安価且つ環境性に優れたエンジン式発電装置の安定的な運用が可能となる。 Methane gas as a fuel gas has a larger hydrogen / carbon ratio than gasoline and light oil, can suppress the generation amount of carbon dioxide per unit calorie, and is excellent in environmental performance. In addition, a methane gas engine can be easily manufactured by only partially modifying a gasoline engine or a diesel engine. Therefore, according to the engine type power generation device of the fourth feature, it is possible to stably operate an inexpensive engine type power generation device configured with a methane gas engine.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記何れかの特徴に加えて、前記燃料供給部が、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に除去するCO2除去装置を備え、前記CO2除去装置によりCO2濃度が低下した前記燃料ガスを前記メタンガスエンジンに供給するように構成されていることを第5の特徴とする。 Furthermore, in addition to any of the above features, the engine-type power generation device according to the present invention is a CO 2 removal unit that selectively removes carbon dioxide contained in the fuel gas with respect to the methane gas. A fifth feature is that the fuel gas having a CO 2 concentration reduced by the CO 2 removal device is supplied to the methane gas engine.
上記第5の特徴のエンジン式発電装置によれば、CO2除去装置が、メタンガスを主燃料とする燃料ガス中の二酸化炭素濃度を一定値以下に抑制できるため、メタンガスエンジンの安定的且つ高効率運転が図れ、結果として、安価且つ環境性に優れたエンジン式発電装置の安定的な運用を提供することができる。 According to the engine-type power generation device of the fifth feature, the CO 2 removal device can suppress the carbon dioxide concentration in the fuel gas containing methane gas as the main fuel to a certain value or less, so that the stable and high efficiency of the methane gas engine As a result, it is possible to provide a stable operation of the engine-type power generation device that is inexpensive and excellent in environmental performance.
更に、上記第5の特徴のエンジン式発電装置は、前記CO2除去装置は、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に分離するCO2分離膜を備えて構成されていることが好ましい。これにより、CO2除去装置の小型化が図れ、結果として、メタンガスエンジンを備えたエンジン式発電装置の小型化が図れる。 Furthermore, the engine type power generation device of the fifth feature is configured such that the CO 2 removal device includes a CO 2 separation membrane that selectively separates carbon dioxide contained in the fuel gas from the methane gas. It is preferable. Accordingly, downsizing of the CO 2 removal device, as a result, can be made compact in engine generator apparatus having a methane engine.
更に、上記第4または第5の特徴のエンジン式発電装置は、前記燃料ガスがバイオガスであることが好ましい。これにより、バイオガスエンジンを備えて構成される安価且つ環境性に優れたエンジン式発電装置の安定的な運用が可能となり、再生可能エネルギの一種であるバイオガスによる発電の普及が促進される。 Furthermore, in the engine type power generation device according to the fourth or fifth feature, the fuel gas is preferably a biogas. Accordingly, it is possible to stably operate an inexpensive engine-type power generation apparatus configured with a biogas engine, and promote the spread of power generation using biogas, which is a kind of renewable energy.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第4または第5の特徴に加えて、前記運転制御器が、前記メタンガスエンジンの始動時において、定常運転時より二酸化炭素濃度が低く抑えられた前記燃料ガスを前記メタンガスエンジンに供給する制御を行うことを第6の特徴とする。 Furthermore, in the engine type power generation device according to the present invention, in addition to the fourth or fifth feature, the operation controller can suppress the carbon dioxide concentration at the time of starting the methane gas engine to be lower than that in the steady operation. A sixth feature is that control is performed to supply the fuel gas to the methane gas engine.
上記第6の特徴のエンジン式発電装置によれば、メタンガスエンジンの始動を安定的且つ容易に実施できる。 According to the engine type power generator of the sixth feature, the methane gas engine can be started stably and easily.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第4または第5の特徴に加えて、前記メタンガスエンジンが、前記燃料ガスと所定の液体燃料を切り替えて使用可能なバイフューエルエンジンであり、前記運転制御器が、前記メタンガスエンジンの始動時において、前記燃料ガスに代えて、前記液体燃料を前記メタンガスエンジンに供給する制御を行うことを第7の特徴とする。 Furthermore, in addition to the fourth or fifth feature, the engine-type power generator according to the present invention is a bi-fuel engine in which the methane gas engine can be used by switching between the fuel gas and a predetermined liquid fuel, A seventh feature is that the operation controller performs control to supply the liquid fuel to the methane gas engine instead of the fuel gas when the methane gas engine is started.
上記第7の特徴のエンジン式発電装置によれば、メタンガスエンジンの始動を安定的且つ容易に実施できる。 According to the engine type power generator of the seventh feature, the methane gas engine can be started stably and easily.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記何れかの特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンの夫々が、基台または筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールとして構成されていることを第8の特徴とする。 Furthermore, in addition to any of the above features, the engine-type power generator according to the present invention is configured such that each of the plurality of vehicle engines is an engine module that can be attached to and detached from a base or a casing. Is the eighth feature.
上記第8の特徴のエンジン式発電装置によれば、故障等により予備の車両用エンジンとの交換が必要となった場合に、当該交換が簡単化される。また、型式等の異なる他の車両用エンジンへの交換も簡単に行える。 According to the engine-type power generator of the eighth feature, when replacement with a spare vehicle engine becomes necessary due to a failure or the like, the replacement is simplified. In addition, it can be easily replaced with another vehicle engine of a different model.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、複数の車両用エンジンを備えたエンジン式発電装置の製造方法であって、
前記複数の車両用エンジンを準備する工程と、
回転子と固定子を備えた交流発電機である複数の発電機を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部を準備する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した1次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の2次交流電力に変換するインバータ装置を準備する工程と、
前記車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジン、前記複数の発電機、前記燃料供給部、前記インバータ装置、及び、前記運転制御器を、基台上または筐体内に組み立てる工程と、
前記複数の車両用エンジンの各軸出力が、前記複数の発電機の前記回転子を各別に駆動可能に、前記複数の車両用エンジンと前記発電機を1対1に接続する工程と、
前記燃料供給部から前記燃料を前記複数の車両用エンジンに供給可能に、前記燃料供給部と前記複数の車両用エンジンを接続する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した1次交流電力を前記インバータ装置に入力可能に、前記複数の発電機と前記インバータ装置を電気的に接続する工程と、
前記運転制御器からの制御信号が、前記複数の発電機及び前記インバータ装置に入力可能に、前記運転制御器を前記複数の車両用エンジン及び前記インバータ装置と電気的に接続する工程と、
前記運転制御器に対して、前記複数の車両用エンジンの前記回転数の目標値を、前記車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第1回転数に設定する目標値設定工程と、を有することを第1の特徴とする。
Furthermore, the manufacturing method of the engine type power generation device according to the present invention is a method of manufacturing an engine type power generation device including a plurality of vehicle engines,
Preparing the plurality of vehicle engines;
Preparing a plurality of generators that are AC generators including a rotor and a stator;
Preparing a fuel supply unit for supplying the fuel to the plurality of vehicle engines;
Preparing an inverter device that converts primary AC power generated by each of the plurality of generators into secondary AC power of a predetermined frequency, voltage, and format;
Preparing an operation controller for controlling the rotational speed of the vehicle engine;
Assembling the plurality of vehicle engines, the plurality of generators, the fuel supply unit, the inverter device, and the operation controller on a base or in a housing;
Connecting each of the plurality of vehicle engines and the generator on a one-to-one basis such that each shaft output of the plurality of vehicle engines can individually drive the rotors of the plurality of generators;
Connecting the fuel supply unit and the plurality of vehicle engines such that the fuel can be supplied from the fuel supply unit to the plurality of vehicle engines;
Electrically connecting the plurality of generators and the inverter device such that primary AC power generated by the plurality of generators can be input to the inverter device;
Electrically connecting the operation controller to the plurality of vehicle engines and the inverter device so that a control signal from the operation controller can be input to the plurality of generators and the inverter device;
A target for setting the rotation speed target value of the plurality of vehicle engines to a first rotation speed lower than each maximum output rotation speed at which each output of the vehicle engine is maximum for the operation controller. And a value setting step.
上記第1の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第1の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。 The engine type power generation device having the first characteristic can be provided by the method for manufacturing the engine type power generation device having the first characteristic.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記第1の特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンを準備する工程において、前記複数の車両用エンジンの内の少なくとも1台以上に、中古の車両用エンジンを用いることを第2の特徴とする。 Furthermore, in addition to the first feature, the method for manufacturing an engine-type power generation device according to the present invention includes at least one of the plurality of vehicle engines in the step of preparing the plurality of vehicle engines. The second feature is to use a used vehicle engine.
上記第2の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、少なくとも1台以上の中古の車両用エンジンを用いて複数の車両用エンジンを準備することで、中古の車両用エンジンの有効活用が図れるとともに、エンジン式発電装置を低コストで作製できるため、中古の車両用エンジンのを使用したエンジン式発電装置の普及が図れる。 By preparing a plurality of vehicle engines using at least one used vehicle engine by the method for manufacturing an engine-type power generation device of the second feature, the used vehicle engine can be effectively used. Since an engine type power generator can be produced at low cost, an engine type power generator using a used vehicle engine can be widely used.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記第1または第2の特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンを準備する工程が、ガソリンまたは軽油を燃料とする車両用エンジンを、メタンガスを主燃料とするメタンガスエンジンに改造する工程を含むことを第3の特徴とする。 In addition to the first or second feature, the method of manufacturing the engine-type power generation device according to the present invention further includes the step of preparing the plurality of vehicle engines in a vehicle engine using gasoline or light oil as fuel. The third feature is that it includes a step of remodeling a methane gas engine using methane gas as a main fuel.
上記第3の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第4の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。 The engine type power generation device having the fourth characteristic can be provided by the method for manufacturing the engine type power generation device having the third characteristic.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記第3の特徴に加えて、前記燃料供給部を準備する工程が、前記燃料供給部を、メタンガスを主燃料とする燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に除去するCO2除去装置を用いて製造する工程を含むことを第4の特徴とする。 Furthermore, in addition to the third feature, the method for manufacturing an engine-type power generator according to the present invention includes the step of preparing the fuel supply unit in the fuel gas containing methane gas as a main fuel. A fourth feature is that it includes a step of producing using a CO 2 removal device that selectively removes carbon dioxide contained in the methane gas.
上記第4の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第5の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。 The engine type power generation device having the fifth feature can be provided by the method for manufacturing the engine type power generation device having the fourth feature.
更に、上記第4の特徴のエンジン式発電装置の製造方法は、前記CO2除去装置が、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に分離するCO2分離膜を備えて構成されていることが好ましい。これにより、上記第5の特徴のエンジン式発電装置の小型化が図れる。 Furthermore, in the method for manufacturing the engine type power generation device of the fourth feature, the CO 2 removal device includes a CO 2 separation membrane that selectively separates carbon dioxide contained in the fuel gas from the methane gas. It is preferable to be configured. Thereby, size reduction of the engine type electric power generating apparatus of the said 5th characteristic can be achieved.
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記何れかの特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンを準備する工程において、前記基台または前記筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールを前記複数の車両用エンジンの台数分を準備し、
前記基台上または筐体内に組み立てる工程において、前記エンジンモジュールを、前記基台上または前記筐体内に設置することを第5の特徴とする。
Furthermore, in addition to any of the above features, the method for manufacturing an engine-type power generator according to the present invention provides an engine that can be attached to and detached from the base or the casing in the step of preparing the plurality of vehicle engines. Prepare modules for the number of the plurality of vehicle engines,
In the step of assembling on the base or in the housing, a fifth feature is that the engine module is installed on the base or in the housing.
上記第5の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第8の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。 The engine-type power generator of the eighth feature can be provided by the method of manufacturing the engine-type power generator of the fifth feature.
本発明に係るエンジン式発電装置及びその製造方法によれば、安定的に電力供給可能なエンジン式発電装置を提供することができる。 According to the engine-type power generation device and the method for manufacturing the same according to the present invention, an engine-type power generation device capable of stably supplying power can be provided.
以下、本発明の幾つかの実施形態に係るエンジン式発電装置(以下、適宜、「本発電装置」と称す。)について説明する。 Hereinafter, engine-type power generators (hereinafter referred to as “the power generator” as appropriate) according to some embodiments of the present invention will be described.
[第1実施形態]
最初に、第1実施形態における、本発電装置の概略構成について図面を参照して説明する。図1は、本発電装置10の概略の構成例を模式的に示すブロック図である。
[First Embodiment]
First, a schematic configuration of the power generation device in the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a schematic configuration example of the
図1に示すように、本発電装置10は、複数の車両用エンジン11、発電機12、燃料供給部13、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、及び、補助電源部17を備えて構成される。本実施形態では、複数の車両用エンジン11の夫々に、1台ずつ発電機12を配置して、各車両用エンジン11が、対応する1台の発電機12を各別に駆動する構成を想定する。つまり、発電機12は、車両用エンジン11と同数存在する。一例として、車両用エンジン11と発電機12の各台数は、2以上で、各車両用エンジン11の定常運転時の出力特性と、本発電装置10の発電出力の仕様値との関係で決定されるが、後述する理由より3以上が好ましい。
As shown in FIG. 1, the
車両用エンジン11に供給する燃料としては、液体であるガソリン、軽油の他、気体のLPG(液化石油ガス)や、メタンガスを主成分とする天然ガス等であってもよい。尚、本実施形態では、車両用エンジン11は、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンを想定する。メタンガスエンジンは、車両用のCNGエンジンであってもよく、また、車両用のガソリンエンジンを、周知の変換部品を用いて、メタンガスエンジン、或いは、ガソリンとメタンガスを切り替えて使用可能なバイフューエルエンジンに改造したものであってもよい。上述したように、メタンガスエンジンは、車両用のガソリンエンジンと同様の原理で動作する。車両用のディーゼルエンジンをメタンガスエンジンに改造することは技術的には可能と考えられるが、ディーゼルエンジンは、通常、点火プラグが不要な構造であるため、メタンガスエンジンに改造するには、点火プラグを別途取り付ける必要がある。
The fuel supplied to the
本実施形態では、車両用エンジン11の運転に必要な周辺装置で予め車両用エンジン11に付属しているものは、車両用エンジン11の一部としてそのまま利用する。当該周辺装置として、例えば、エンジン制御ユニット、エンジンオイル(潤滑油)関連装置、冷却水関連装置、吸気系関連装置、排気系関連装置、等が想定される。
In the present embodiment, peripheral devices necessary for driving the
エンジン制御ユニットは、車両用エンジンに一般的に使用されており、燃料ガスの供給量と供給タイミング(ガソリンエンジンの燃料噴射タイミング及び噴射量に相当)、点火タイミング、スロットルの開度(空気の供給量)、バルブタイミング(吸気バルブと排気バルブの開閉タイミング)、アイドリング回転数等の制御を、車両用エンジン11の各所に設けられたセンサ(空気の流量センサ、冷却水の温度センサ、排気ガス中の酸素センサ、等)の出力値に基づいて、電子的に行うマイクロコンピュータ等で構成された周知の演算処理装置である。燃料ガスの供給量とスロットルの開度によって、吸入空気量と燃料ガス流量の質量比(空燃比)が決まり、排気ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素センサによって、燃料ガスの燃焼度合い(完全燃焼または不完全燃焼)が分かり、理論空燃比に対する当該空燃比の大小が検知できる。尚、アイドリング回転数の制御は、車両用エンジン11の回転軸と発電機12の回転軸の連結が、車両用エンジン11の始動時等に解除されアイドリング状態となる構成の場合に、必要に応じて行われる。
The engine control unit is generally used for a vehicle engine. The supply amount and supply timing of fuel gas (equivalent to the fuel injection timing and injection amount of a gasoline engine), the ignition timing, and the throttle opening (air supply) Amount), valve timing (intake and exhaust valve opening / closing timing), idling speed, etc. are controlled at various points of the vehicle engine 11 (air flow sensor, cooling water temperature sensor, exhaust gas) This is a well-known arithmetic processing unit composed of an electronic microcomputer or the like based on the output value of the oxygen sensor. The mass ratio (air-fuel ratio) of the intake air amount and the fuel gas flow rate is determined by the fuel gas supply amount and the throttle opening, and the degree of combustion of the fuel gas (completely) by the oxygen sensor that detects the residual oxygen concentration in the exhaust gas Combustion or incomplete combustion), and the magnitude of the air-fuel ratio relative to the stoichiometric air-fuel ratio can be detected. It should be noted that the idling speed is controlled as necessary when the connection between the rotating shaft of the
エンジンオイル関連装置は、エンジンオイル(潤滑油)の循環路、当該循環路上に設けられたオイルパン、オイルストレーナ、オイルポンプ、オイルフィルタ等を備えて構成される。冷却水関連装置は、冷却水の循環路(ウォーターギャラリ)、ウォータージャケット、ラジエータ、冷却水ポンプ、温度センサ、リザーバータンク、ラジエータ用ファン等を備えて構成される。エンジンオイル関連装置、及び、冷却水関連装置において、車両用エンジン11毎に設けずに、車両用エンジン11間で共用できるものは、車両用エンジン11から除外して、複数の車両用エンジン11の外部に一括して設けるようにしてもよい。
The engine oil-related device includes an engine oil (lubricating oil) circulation path, an oil pan, an oil strainer, an oil pump, an oil filter, and the like provided on the circulation path. The cooling water related device includes a cooling water circulation path (water gallery), a water jacket, a radiator, a cooling water pump, a temperature sensor, a reservoir tank, a radiator fan, and the like. Among the engine oil-related devices and the cooling water-related devices, those that can be shared between the
吸気系関連装置は、インテークマニホールド等を備えて構成され、排気系関連装置は、排気マニホールド等を備えて構成される。エアフィルターは、車両用エンジン11毎に設けずに、必要に応じて、インテークマニホールドの上流側に一括して設けるようにしてもよい。また、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに設けられている排気ガス中の窒素酸化物等の有害物質を除去する排ガス処理装置は、車両用エンジン11毎に設ける必要はない。尚、メタンガスエンジン用の排ガス処理装置を設ける場合は、排気ガス排出部16の一部として設けるか、或いは、本発電装置10の外部に別途設ける。
The intake system related device is configured to include an intake manifold or the like, and the exhaust system related device is configured to include an exhaust manifold or the like. The air filter may not be provided for each
発電機12は、回転子と固定子を備えた同期発電機または誘導発電機等の交流発電機を用いて構成される。交流発電機の構造及び形式は、特定の構造及び形式に限定されるものではない。車両用エンジン11と同数の発電機12は、必ずしも、相互に同じ構造及び形式の交流発電機である必要はない。尚、車両用エンジン11の回転軸と、発電機12の回転軸は、直接、或いは、所定の連結機構(例えば、ギア、チェーン、ベルト等)を介して、接続され、車両用エンジン11の軸出力が、発電機12の回転軸に伝達される。
The
燃料供給部13は、燃料ガスを貯蔵する燃料ガスタンクと、燃料ガスタンクから排出される燃料ガスを所定の圧力に昇圧する圧縮機と、燃料ガスを各車両用エンジン11の燃料ガスの送入口まで配送する多岐配管を備えて構成され、複数の車両用エンジン11に燃料ガスの供給を行う。尚、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力に調整されている場合は、圧縮機は不要であり、また、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力より高い場合には、燃料ガスを当該所定の圧力に減圧する減圧機が備えられる。
The
インバータ装置14は、各発電機12が発生する対応する車両用エンジン11の回転数に応じた周波数の1次交流電力を、一旦直流電力に変換した後、所望の周波数、電圧、形式(単相または3相)の2次交流電力に変換する装置であり、発電機12毎に1つずつ設けてもよく、または、1つのインバータ装置14が複数の1次交流電力を入力可能な構成であってもよい。インバータ装置14は、発電機12毎に1つずつ設ける場合には、相互に連系して同じ周波数、電圧、位相、形式の2次交流電力を出力するように制御される。インバータ装置14は、更に、系統連系に必要なリレー及びスイッチ類を備え、系統連系に必要な制御を行う制御装置を備える。当該制御装置は、運転制御器15または外部からの指令に基づいて、インバータ装置14の各部の交流・直流変換及び直流・交流変化の各動作に必要な制御も行う。尚、図1では、運転制御器15からインバータ装置14に向けて各動作の開始または停止に関する指令が出される場合を例示している。
The
運転制御器15は、複数の車両用エンジン11に対して、各別に、運転の開始及び停止を制御するとともに、各車両用エンジン11の仕様及び性能に応じた所定の回転数で運転するように運転制御を行う制御装置である。運転制御器15は、CPU及びMPU等の演算処理装置と半導体メモリ等のメモリ装置を備えて構成され、演算処理装置が所定のプログラムを実行することによって後述する各種の制御処理等を行う。
The
運転制御器15は、個々の車両用エンジン11の運転制御を行うのではなく、当該個々の運転制御は、上述のエンジン制御ユニットが行い、運転制御器15は、各車両用エンジン11のエンジン制御ユニットに対して、運転の開始及び停止を制御するとともに、所定の回転数で運転するための制御値を出力する。一般的な車両用エンジンのエンジン制御ユニットの場合、回転数の制御は、アクセルペダルの踏み込み量に相当する制御信号を受け取り、スロットルの開度等を調整することで行われるが、本実施形態では、アクセルペダルの踏み込み量に相当する制御信号に代えて、運転制御器15が、所望の回転数に対応する制御値を、各車両用エンジン11のエンジン制御ユニットに対して出力する。
The
排気ガス排出部16は、各車両用エンジン11の排気マニホールドの排出口に接続し、各車両用エンジン11から排出される排気ガスを纏めて、本発電装置10の外部に排出する多岐配管を備えて構成される。尚、排気ガス中に含まれる未燃炭化水素及び二酸化炭素等の温室効果ガスを除去する排ガス処理装置、及び、窒素酸化物等の有害物質を除去する排ガス処理装置を、必要に応じて、上記多岐配管の下流側に、排気ガス排出部16の一部として、或いは、本発電装置10とは別体として、設けてもよい。更に、必要に応じて、排気音を軽減する消音装置を、例えば、上記多岐配管の下流側に、排気ガス排出部16の一部として、或いは、本発電装置10とは別体として、設けてもよい。尚、排気ガス排出部16が上記多岐配管のみで構成される場合は、当該排気ガス排出部16を、本発電装置10の一構成要素として設けず、別体として設けてもよい。
The exhaust
補助電源部17は、本発電装置10において使用する電気装置に必要な電力を供給する電源で、蓄電池(2次電池)を備えて構成される。当該蓄電池の充電には、外部の商用電源から供給される交流電力または本発電装置10が発電する交流電力が直流電力に変換されて利用される。蓄電池としては、鉛電池、リチウムイオン電池等、周知の蓄電池が利用可能である。上記電気装置には、車両用エンジン11に装着されているエンジン制御ユニット、点火プラグ、電磁弁、ポンプ類等、発電機12が外部から励磁用電力の供給を受ける必要がある場合の当該発電機12、燃料供給部13に電磁弁、ポンプ類等が設けられている場合の当該電磁弁、ポンプ類等、インバータ装置14、及び、運転制御器15が想定される。尚、補助電源部17を、本発電装置10の一構成要素として設けず、別体として設けてもよい。
The auxiliary
次に、運転制御器15による運転中の車両用エンジン11の回転数の制御について説明する。説明の便宜上、以下において、複数の車両用エンジン11の総数をn、運転中の車両用エンジン11の台数をmとする(m≦n)。また、i番目(i=1〜n)の車両用エンジン11(以下、エンジンEi)の軸出力が最大値(PMi)となる回転数(最大出力回転数)をRMiとし、エンジンEiに設定する目標回転数である第1回転数をR1i(m)とする。第1回転数R1i(m)は、運転中の車両用エンジン11の台数mに応じて変化する。尚、軸出力の最大値(PMi)は、車両用エンジン11が運転中で、対応する発電機12を駆動している負荷状態での値である。
Next, control of the rotational speed of the
運転制御器15は、全ての運転中の車両用エンジン11(エンジンEi)に対して、各々の第1回転数R1i(m)を、下記の第1条件と第2条件と第3条件を満足するように設定する。当該設定は、本発電装置10の運転開始前に、例えば、本発電装置10の設置時に行われる。
・第1条件) R1i(n)<RMi
・第2条件) R1i(m)>R1i(n) :m<n
・第3条件) R1i(k−1)>R1i(k) :k=2〜n
The
First condition) R1i (n) <RMi
Second condition) R1i (m)> R1i (n): m <n
Third condition) R1i (k-1)> R1i (k): k = 2 to n
上記第1条件は、運転中の車両用エンジン11の台数mが車両用エンジン11の総数nに等しい場合、各エンジンEiの第1回転数R1i(n)を、同じエンジンEiの最大出力回転数RMiより低く設定することを意味する。また、上記第2条件は、複数の車両用エンジン11の一部が運転を停止し、運転中の車両用エンジン11の台数mが車両用エンジン11の総数nより少なくなった場合、各エンジンEiの第1回転数R1i(m)が、車両用エンジン11の全数が運転される場合の同じエンジンEiの第1回転数R1i(n)より高く設定することを意味する。また、上記第3条件は、運転中の車両用エンジン11の台数mが少ないほど、第1回転数R1i(m)を高く設定することを意味する。尚、第2条件は、第3条件が満足されれば、自動的に満足される。
The first condition is that when the number m of the
当該設定に必要なデータとしては、複数の車両用エンジン11の夫々の軸出力特性に関する情報である。例えば、エンジンEi毎の軸出力と軸回転数の関係を、最大軸出力(PMi)の10%〜100%間の例えば1〜5%毎の離散値とそれに対応する軸回転数をテーブル化し、運転制御器15に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に記憶しておく。
The data necessary for the setting is information regarding the shaft output characteristics of each of the plurality of
ここで、第1乃至第3条件を満足する一方法として、運転中の車両用エンジン11の台数mが車両用エンジン11の総数nに等しい場合、各エンジンEiの第1回転数R1i(n)での軸出力Pniが、例えば、各エンジンEiの軸出力の最大値(PMi)の平均値PMaの10%〜50%の範囲内となるように、第1回転数R1i(n)を設定する。第1回転数R1i(n)の具体的な設定例としては、軸出力Pniの合計である総軸出力PTnの平均値PMaに対する倍率Mnを設定する。ここで、当該倍率Mnを総数nで除した値のパーセント値が10%〜50%の範囲内となるように設定し、当該パーセント値を平均値PMaに乗じて、各軸出力Pniを算出し、算出した各軸出力Pniに対応する第1回転数R1i(n)を、上記テーブルを参照して導出する。導出した第1回転数R1i(n)は、所定の記憶領域に記憶する。ここで、平均値PMaに乗じるパーセント値がエンジンEi毎に同じであるので、算出される各軸出力Pniは相互に等しく、総軸出力PTnがエンジンEi間で均等に分配されることになる。しかし、エンジンEi間で軸出力特性や軸トルク特性が同じとは限らないので、例えば、各エンジンEiの最大軸出力または最大軸トルクに応じて、エンジンEi間での総軸出力PTnの配分比を調整するようにしてもよい。
Here, as a method of satisfying the first to third conditions, when the number m of the
引き続き、運転中の車両用エンジン11の台数mが、nから1ずつ減って1になるまでについて、第1回転数R1i(m)での軸出力Pmiが、軸出力Pni(m=n)から、例えば、上記平均値PMaの60%〜90%の範囲内(m=1)まで、単調に増加する、第1回転数R1i(m)(但し、m=1〜n−1)を各別に設定する。但し、各エンジンEiの軸出力の最大値(PMi)は、平均値PMaの60%〜90%以上である場合を想定する。各エンジンEiの軸出力は、軸回転数の増加とともに、最大値(PMi)の60%〜90%程度に至るまでは、単調に増加するので、上記で例示した方法により、第3条件は満足される。
Subsequently, the shaft output Pmi at the first rotation speed R1i (m) is changed from the shaft output Pni (m = n) until the number m of the
第1回転数R1i(m)の具体的な設定例としては、軸出力Pmiの合計である総軸出力PTmの平均値PMaに対する倍率Mmを、上記倍率Mnを超えない範囲でなるべく上記倍率Mnと等しくなるように設定する。但し、倍率Mmを運転台数mで除した値のパーセント値が、上記60%〜90%の範囲内(m=1)の設定値を超えないようにする。当該パーセント値を平均値PMaに乗じて、各軸出力Pmiを算出し、算出した各軸出力Pmiに対応する第1回転数R1i(m)を、上記テーブルを参照して導出する。導出した第1回転数R1i(m)は、所定の記憶領域に記憶する。ここで、平均値PMaに乗じるパーセント値がエンジンEi毎に同じであるので、算出される各軸出力Pmiは相互に等しく、総軸出力PTmがエンジンEi間で均等に分配されることになる。しかし、エンジンEi間で軸出力特性や軸トルク特性が同じとは限らないので、例えば、各エンジンEiの最大軸出力または最大軸トルクに応じて、エンジンEi間での総軸出力PTmの配分比を調整するようにしてもよい。 As a specific setting example of the first rotation speed R1i (m), the magnification Mm with respect to the average value PMa of the total shaft output PTm, which is the sum of the shaft outputs Pmi, is set to the magnification Mn as much as possible within a range not exceeding the magnification Mn. Set to be equal. However, the percentage value of the value obtained by dividing the magnification Mm by the number m of operating units does not exceed the set value within the range of 60% to 90% (m = 1). Each axis output Pmi is calculated by multiplying the average value PMa by the percentage value, and the first rotation speed R1i (m) corresponding to each calculated axis output Pmi is derived with reference to the above table. The derived first rotation speed R1i (m) is stored in a predetermined storage area. Here, since the percentage value multiplied by the average value PMa is the same for each engine Ei, the calculated shaft outputs Pmi are equal to each other, and the total shaft output PTm is evenly distributed among the engines Ei. However, since the shaft output characteristics and the shaft torque characteristics are not always the same between the engines Ei, for example, the distribution ratio of the total shaft output PTm between the engines Ei according to the maximum shaft output or the maximum shaft torque of each engine Ei. May be adjusted.
上記の第1乃至第3条件を満足する一方法によれば、第1回転数R1i(m)(但し、m=1〜n)は、第1回転数R1i(m)での軸出力Pmiが、平均値PMaの10%〜90%の範囲内において、運転中の車両用エンジン11の台数mが、少ないほど大きくなるように、各別に設定されることになる。ここで、軸出力Pmiの平均値PMaに対する比率(以下、比率Ami、但し、m=1〜n)の範囲は、上記10%〜90%に対して、10%〜75%、或いは、15%〜75%、或いは、15%〜60%、或いは、20%〜60%、或いは、20%〜50%等のように、各車両用エンジン11の軸出力の最大値(PMi)及び最大出力回転数(RMi)、車両用エンジン11の総数n、及び、運転中の車両用エンジン11の台数mの下限値、等に応じて狭く設定してもよい。ここで、平均値PMaに乗じるパーセント値がエンジンEi毎に同じである場合は、算出される各軸出力Pmiは相互に等しく、各軸出力Pmiの平均値と同じになる。従って、各軸出力Pmiの平均値の平均値PMaに対する比率(以下、比率Bm、但し、m=1〜n)及びその範囲も、上記比率Ami及びその範囲と同じになる。しかし、上記のように、エンジンEi間での総軸出力PTmの配分比を調整する場合には、上記比率Bmの範囲を、上記比率Amiの範囲より狭く、例えば、上記比率Bmの範囲の下限値を上記比率Amiの範囲の下限値より大きく設定する、または、上記比率Bmの範囲の上限値を上記比率Amiの範囲の上限値より小さく設定する、または、その両方を行うようにしてもよい。一例として、上記比率Bmの範囲を、10%〜75%、或いは、15%〜75%、或いは、15%〜60%、或いは、20%〜60%、或いは、20%〜50%等に設定する。
According to one method that satisfies the first to third conditions, the first rotational speed R1i (m) (where m = 1 to n) is determined by the shaft output Pmi at the first rotational speed R1i (m). In the range of 10% to 90% of the average value PMa, the number m of the
例えば、第1回転数R1i(n)での軸出力Pniの平均値PMaに対する比率(比率Ami)を低めに設定する、或いは、運転中の車両用エンジン11の台数mを総数nから1まで減少させずに2以上に止めることにより、上記比率Amiの範囲の上限値を90%より低めに設定することが可能となる。上記比率Amiの範囲の上限値を低く抑えることで、運転中の車両用エンジン11の台数mが減少した場合における、運転中の車両用エンジン11の軸回転数の上昇を抑制でき、一部の少数の車両用エンジン11及び発電機12だけが極端に高回転運転状態となるのを防止でき、結果として、車両用エンジン11及び発電機12の長寿命化が図れる。一方、上記比率Amiの範囲の下限値を10%より高めに設定することで、運転中の車両用エンジン11の総軸出力PTmを高めに設定でき、複数の発電機12からの総発電出力を高く設定できる。比率Bmの範囲についても同様である。
For example, the ratio (ratio Ami) of the shaft output Pni with respect to the average value PMa at the first rotation speed R1i (n) is set low, or the number m of the
一例として、車両用エンジン11の総数nが4の場合、各エンジンEiに対して、第1回転数R1i(k)(但し、k=1〜4)を、第1回転数R1i(k)での軸出力Pkiが、例えば、上記平均値PMaの90%(k=1)、60%(k=2)、40%(k=3)、30%(k=4)となるように設定する。車両用エンジン11の全数(4台)が、夫々、第1回転数R1i(4)で運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、1.2PMaとなる。車両用エンジン11の1台が停止し、3台が運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、1.2PMaとなる。車両用エンジン11の2台が停止し、2台が運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、1.2PMaとなる。車両用エンジン11の3台が停止し、1台が運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、0.9PMaとなる。この一例では、車両用エンジン11の2〜4台が運転される場合は、車両用エンジン11の総軸出力は、1.2PMaと一定となる。尚、k=1〜4における、上述した第1回転数R1i(k)での軸出力Pkiの上記平均値PMaに対する比率は、一例であって、当該比率に限定されるものではない。
As an example, when the total number n of the
他の一例として、車両用エンジン11の総数nが5の場合、各エンジンEiに対して、第1回転数R1i(k)(但し、k=1〜5)を、第1回転数R1i(k)での軸出力Pkiが、例えば、上記平均値PMaの90%(k=1)、75%(k=2)、50%(k=3)、37.5%(k=4)、30%(k=5)となるように設定する。車両用エンジン11の全数(5台)が、夫々、第1回転数R1i(5)で運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、1.5PMaとなる。車両用エンジン11の1台が停止し、4台が運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、1.5PMaとなる。車両用エンジン11の2台が停止し、3台が運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、1.5PMaとなる。車両用エンジン11の3台が停止し、2台が運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、1.5PMaとなる。車両用エンジン11の4台が停止し、1台が運転される場合、車両用エンジン11の総軸出力は、0.9PMaとなる。この一例では、車両用エンジン11の2〜5台が運転される場合は、車両用エンジン11の総軸出力は、1.5PMaと一定となる。尚、k=1〜5における、上述した第1回転数R1i(k)での軸出力Pkiの上記平均値PMaに対する比率は、一例であって、当該比率に限定されるものではない。
As another example, when the total number n of the
車両用エンジン11の総数nが、2、3、または、6以上の場合も、上述の例示を参考に、各エンジンEiに対して、上記第1乃至第3条件を満足する、車両用エンジン11の運転台数mに応じた第1回転数R1i(m)を設定することができる。上述した運転制御器15による第1乃至第3条件を満足する車両用エンジン11の回転数の制御によって、車両用エンジン11の運転台数mが総数nから減少しても、運転中の車両用エンジン11の総軸出力を、一定の範囲内に維持でき、結果として、本発電装置10の発電出力の変動を抑制することができる。
When the total number n of the
尚、車両用エンジン11の総数nは2の場合もあり得るが、3以上であると、その内の1台が運転を停止しても、残りの2台以上が、運転を維持できるため、運転中の車両用エンジン11の総軸出力の減少を抑制できるため好ましい。
The total number n of the
運転制御器15は、上記要領で所定の記憶領域に記憶した、運転台数mが1〜nにおける各エンジンEiの第1回転数R1i(m)を用いて、運転する各車両用エンジン11のエンジン制御ユニットに対して、そのときの運転台数mに応じた第1回転数R1i(m)で運転するための制御値を出力する。運転制御器15は、運転台数mが変更になる度、また、運転する車両用エンジン11が変更になる度に、必要に応じて上記制御値を変更して出力する。
The
[第2実施形態]
最初に、第2実施形態における、本発電装置の概略構成について図面を参照して説明する。図2は、本発電装置20の概略の構成例を模式的に示すブロック図である。
[Second Embodiment]
First, a schematic configuration of the power generation device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a schematic configuration example of the
図2に示すように、本発電装置20は、複数の車両用エンジン11、発電機12、燃料供給部13、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、補助電源部17、及び、運転状態計測器18を備えて構成される。本実施形態では、第1実施形態と同様、複数の車両用エンジン11の夫々に、1台ずつ発電機12を配置して、各車両用エンジン11が、対応する1台の発電機12を各別に駆動する構成を想定する。車両用エンジン11、発電機12、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、及び、補助電源部17は、第1実施形態のエンジン式発電装置10のものと同じであるので、重複する説明は割愛する。尚、本実施形態においても、第1実施形態と同様、車両用エンジン11は、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンを想定する。
As shown in FIG. 2, the
運転状態計測器18は、複数の車両用エンジン11の内の、運転制御器15の運転制御により運転状態にある1台以上の車両用エンジン11の夫々の運転状態を示す1以上の運転状態値を計測する計測器であり、複数の車両用エンジン11に各別に設置されている。当該1以上の運転状態値は、一例として、車両用エンジン11の軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の内の少なくとも1つである。この場合、計測器は、軸出力計、軸回転数計、空燃比計、燃料ガスの流量センサ、冷却水の温度センサの内の少なくとも何れか1つ、或いは、当該各計測器の2以上の組み合わせである。車両用エンジン11の軸出力は、軸トルクと軸回転数の積に所定の係数を乗じて計算できるため、軸出力計は、軸トルク計と軸回転数計で実現できる。軸トルク計は、通常の車両用エンジン11には付属していないので、別途設ける必要があるため、軸出力を運転状態値として使用しない場合は、別途設ける必要はない。軸回転数計、空燃比計(排気ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素センサ)、燃料ガスの流量センサ、冷却水の温度センサは、車両用エンジン11の周辺装置の一部として付属している場合は、当該付属している軸回転数計、空燃比計、流量センサ、温度センサを利用して構成できる。但し、メタンガスの水素/炭素比がガソリンや軽油と比較して大きいため、メタンガスエンジンとガソリンエンジンでは、メタンガスエンジンの方が排気ガス中の水素濃度が高くなる。このため、本実施形態の車両用エンジン11であるメタンガスエンジンが、自動車用のガソリンエンジンを改造して作製されている場合は、元のガソリンエンジンに付属していた空燃比計(排気ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素センサ)の検出特性が変化する可能性があり、必要に応じて、付属している空燃比計を調整するか、別途メタンガスエンジン用の酸素センサに交換する。
The driving
運転状態計測器18は、一例として、軸トルク計、軸回転数計、空燃比計、燃料ガスの流量センサ、及び、冷却水の温度センサを備えて構成され、各計測器が、運転中の各車両用エンジン11の軸トルク、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度を夫々、連続的に計測する。運転状態計測器18は、更に、演算処理部19を備え、各計測器の計測値を、所定の単位期間(例えば、1時間)毎に集計して、各計測値の平均値、最大値、最小値の3種類の統計値を、運転状態データとして算出し、運転制御器15または運転状態計測器18に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に、各車両用エンジン11の識別情報及び算出日時情報とともに、運転状態データを算出する毎に記録する。運転状態データは、所定の保存期間分(例えば、1〜3日分、1〜3週間分、または、1〜3か月分)が保存され、新たな運転状態データが追加されると、当該所定時間より古い運転状態データは削除される。また、上記単位期間の間を通じて、運転停止中であった車両用エンジン11については、上記3種類の統計値を算出せず、運転状態データに、運転停止中であった旨を示す運転状態値が付加される。更に、上記単位期間の途中で、運転を停止または再開した車両用エンジン11については、運転中であった一部の期間の上記3種類の統計値に加えて、途中で運転を停止または再開した旨を示す運転状態値と、当該日時データが付加される。一例として、運転中であった一部の期間の上記3種類の統計値の算出には、運転停止直前の一定期間と運転再開直後の一定期間における軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の計測値は、定常運転時の値と異なる可能性があるため、考慮しないようにする。当該各一定期間は、車両用エンジン11の違いに拘わらず一定であってもよく、また、車両用エンジン11の種類毎に予め設定されていてもよい。演算処理部19は、運転制御器15と同様に、CPU及びMPU等の演算処理装置と半導体メモリ等のメモリ装置を備えて構成され、演算処理部19が所定のプログラムを実行することによって上記集計処理及び記憶処理を行う。尚、演算処理部19は、運転制御器15の演算処理装置を用いて構成してもよい。
As an example, the operating
本実施形態では、運転制御器15が、演算処理部19により上記所定の記憶領域に記録された各車両用エンジン11の上記保存期間分の運転状態データに基づいて、運転中の車両用エンジン11の何れかが、故障状態または故障となる可能性の高い準故障状態であるか否かを判定する(故障状態等判定処理)。以下、故障状態または準故障状態であると判定される車両用エンジン11を「故障状態エンジン」と称する。
In this embodiment, the driving
次に、故障状態等判定処理の一例を説明する。運転制御器15は、上記所定の記憶領域から、上記保存期間分の運転状態データを読み出し、当該運転状態データの車両用エンジン11の軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の何れか1つの平均値、最大値、最小値の3種類の統計値について、直近の単位期間(例えば、1時間)の平均値が、それより前の複数の単位期間の平均値の何れか1つまたは全てに対して、所定の基準変化率(例えば、±20%〜30%)を超える変動(上昇または低下)があった場合、または、直近の上記単位期間の最大値と最小値の幅(=最大値−最小値)が、それより前の複数の単位期間の最大値と最小値の幅の何れか1つまたは全てに対して、所定の基準増加率(例えば、+20%〜30%)を超える増加があった場合、または、その両方があった場合に、当該車両用エンジン11が、故障状態または準故障状態の故障状態エンジンであると判定する。或いは、軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の何れについても、上記判定基準では、故障状態エンジンであると判定されないが、基準変化率と基準増加率を僅かに緩和すると、軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の2以上について、故障状態エンジンであると判定される場合には、当該車両用エンジン11を、故障状態エンジンであると判定してもよい。或いは、軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の何れか1つの平均値、最大値、最小値の内の少なくとも1種類の統計値について、直近の所定数の単位期間(例えば、1時間)に亘って、予め設定した正常範囲を連続して逸脱した場合に、当該車両用エンジン11が、故障状態または準故障状態の故障状態エンジンであると判定してもよい。更に、故障状態エンジンであるか否かの判定は、上記例示した判定方法に限定されるものではない。
Next, an example of the failure state determination process will be described. The
尚、上記基準変化率と基準増加率は、車両用エンジン11の軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度毎に、決定されるが、相互に同じであっても異なっていてもよい。また、上記基準変化率と基準増加率は、車両用エンジン11の違いに拘わらず一定であってもよく、また、車両用エンジン11の種類毎に予め設定されていてもよい。
The reference change rate and the reference increase rate are determined for each shaft output, shaft rotation speed, air-fuel ratio, fuel supply amount, and coolant temperature of the
上記故障状態等判定処理は、定期的に、例えば、上記運転状態データが所定の単位期間(例えば、1時間)毎に更新される都度、或いは、1日の内の1以上の所定の時刻に、実施される。運転制御器15は、上記故障状態等判定処理において、複数の車両用エンジン11の中から、1以上の故障状態エンジンを検知すると、当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を、当該故障状態エンジンのエンジン制御ユニットに対して行う。そして、運転制御器15は、第1実施形態で説明した要領で所定の記憶領域に記憶した運転台数mが1〜nにおける各エンジンEiの第1回転数R1i(m)の中から、運転を停止した上記故障状態エンジンを除く運転台数mに応じた第1回転数R1i(m)を読み出し、故障状態エンジンであると検知されなかった残余の車両用エンジン11のエンジン制御ユニットに対して、当該運転台数mに応じた第1回転数R1i(m)で運転するための制御値を出力し、当該残余の車両用エンジン11の軸出力を増大させて運転を継続させる。
The failure state determination process is performed periodically, for example, every time the operation state data is updated every predetermined unit period (for example, 1 hour), or at one or more predetermined times within a day. Implemented. When the
運転状態データの別の形態として、運転状態計測器18は、上記3種類の統計値に代えて、生の計測値、或いは、より短い期間(例えば、1〜10分)毎の平均値を、運転状態データとして、上記所定の記憶領域に記録するようにしてもよい。更に、別の形態として、運転状態計測器18は、各車両用エンジン11のエンジン制御ユニットが個別に検知したエンジンの異常を示す信号値を、運転状態値の1つとして受け付け、当該運転状態値に基づいて、所定の単位期間(例えば、1時間)毎に、上記故障状態等判定処理を行うようにしてもよい。
As another form of the driving state data, the driving
本実施形態では、運転制御器15が、故障状態エンジンを検知して、当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を行ったが、第1実施形態では、運転制御器15は故障状態エンジンの検知を行わないので、車両用エンジン11の何れか1台が故障状態エンジンとなった場合は、例えば、当該状況を本発電装置10のユーザ等が検知して、当該ユーザ等が、運転制御器15に対して、所定の入力装置からの入力操作等により当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を指示することになる。尚、検知された故障状態エンジンの運転が、既に当該故障状態等によって停止している場合は、運転制御器15またはユーザ等による当該故障状態エンジンの運転を停止する制御は不要である。
In the present embodiment, the
[第3実施形態]
最初に、第3実施形態における本発電装置の概略構成について説明する。第3実施形態における本発電装置30(図示せず)の構成は、第1実施形態における本発電装置10または第2実施形態における本発電装置20の構成と同じであるので、図示を省略し、重複する説明は割愛する。本発電装置30の本発電装置10または本発電装置20との相違点は、運転制御器15が、以下に説明する運転休止再開処理を行う点である。運転休止再開処理は、運転中の複数の車両用エンジン11の一部の中から、運転を一時的に休止させる要休止エンジンを選択し、休止中の複数の車両用エンジン11の一部の中から、運転を再開させる要再開エンジンを選択し、選択した要休止エンジンと要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行う処理である。
[Third Embodiment]
First, a schematic configuration of the power generation device according to the third embodiment will be described. The configuration of the power generation device 30 (not shown) in the third embodiment is the same as the configuration of the
次に、運転休止再開処理に使用するエンジンデータの準備処理について説明する。当該エンジンデータは、複数の車両用エンジン11の夫々の累積運転時間または当該累積運転時間を計算可能な第1データであり、運転制御器15に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に記憶される。運転休止再開処理は、当該所定の記憶領域に記憶されている累積運転時間、または、当該所定の記憶領域に記憶されている第1データに基づいて計算された累積運転時間に基づいて、実施される。本実施形態では、第1データと当該第1データに基づいて計算された累積運転時間が、所定の記憶領域に記憶される。
Next, a preparation process for engine data used for the operation suspension resumption process will be described. The engine data is first data capable of calculating the cumulative operation time of each of the plurality of
第1データは、車両用エンジン11が車両に搭載するために製造された新品エンジンか車両に搭載されていた中古エンジンかの区別を示す情報と、車両用エンジン11が中古エンジンである場合は、車両に搭載されていた期間の累積走行距離に関する情報と、本発電装置30に搭載されてからの累積運転時間または当該累積運転時間を計算可能な情報と、運転中か停止中かの区別を示すまたは当該区別を判定可能な情報と、直近の運転開始日時を、車両用エンジン11別に備える。
The first data includes information indicating whether the
上記第1データの内の車両用エンジン11が新品エンジンか中古エンジンかの区別を示す情報と、中古エンジンである場合の累積走行距離に関する情報は、本発電装置30の製造時または設置時に、製造メーカまたは設置業者の担当者により、上記所定の記憶領域に記憶される。
Information indicating whether the
本実施形態では、運転制御器15が計時機能を備えており、運転制御部15が、複数の車両用エンジン11の何れかに対して、運転を開始または停止する制御を行った際に、当該運転の開始または停止日時を、上記所定の記憶領域に上書き記憶する。そして、運転の開始日時を記録した場合には、当該運転を開始した車両用エンジン11の運転状態を示すフラグを1(運転中を示す)に設定し、運転の停止日時を記録した場合には、当該運転をs停止した車両用エンジン11の運転状態を示すフラグを0(停止中を示す)に設定する。
In the present embodiment, the
車両用エンジン11の本発電装置30に搭載されてからの運転の開始日時と停止日時が夫々記録されることで、車両用エンジン11の本発電装置30に搭載されてからの累積運転時間が算出可能となる。また、当該運転の開始日時と停止日時から、開始日時と停止日時の何れが直近であるかが分かるため、各車両用エンジン11が運転中か停止中かを区別することができる。よって、本実施形態では、当該運転の開始日時と停止日時を、上記第1データの内の本発電装置30に搭載されてからの累積運転時間を計算可能な情報、運転中か停止中かの区別を判定可能な情報、及び、直近の運転開始日時として、使用する。
The operation start date and time and stop date and time after the
以下、具体的な実施例に基づいて説明する。本実施形態では、運転制御器15は、車両用エンジン11が本発電装置30に搭載されてから最初に停止された際に、上記所定の記憶領域に記憶する停止日時と、最初に運転を開始した際に上記所定の記憶領域に記憶した開始日時から、最初の運転期間の第1累積運転時間を計算して、上記所定の記憶領域に記憶する。
Hereinafter, description will be made based on specific examples. In the present embodiment, when the
運転制御器15は、停止中の車両用エンジン11の運転を再開させる制御を行った場合には、その開始日時を、既に上記所定の記憶領域に記憶されている開始日時に上書きして記憶するとともに、上記運転状態を示すフラグを0から1に設定する。
When the
運転制御器15は、運転中の車両用エンジン11の運転を停止させる2回目以降の制御を行った場合には、その停止日時を、既に上記所定の記憶領域に記憶されている停止日時に上書きして記憶するとともに、上記運転状態を示すフラグを1から0に設定する。更に、直近の開始日時から停止日時にまでの直近の運転期間の累積運転時間(以下、「第2累積運転時間」と称す)を計算し、既に登録済みの第1累積運転時間に当該直近の運転期間の第2累積運転時間を加算して、新たな第1累積運転時間として、既に上記所定の記憶領域に記憶されている第1累積運転時間に上書きして記憶する。
When the
次に、運転制御器15による上記運転休止再開処理について、図3を参照して説明する。図3は、運転制御器15の上記運転休止再開処理の手順の一例を示すフローチャートである。
Next, the operation suspension restart process by the
運転休止再開処理が開始すると、車両用エンジン11を区別する変数i(i=1〜n、nは複数の車両用エンジン11の総数である。)を1に初期化する(ステップ#11)。
When the operation suspension resumption process is started, a variable i (i = 1 to n, n is the total number of the plurality of vehicle engines 11) for distinguishing the
次に、現時点で特定されている変数iの車両用エンジン11の第1データの内の新品エンジンか中古エンジンかの区別を示す情報と、中古エンジンである場合の累積走行距離に関する情報と、第1累積運転時間と、直近の運転開始日時及び運転停止日時等のエンジンデータを、上記所定の記憶領域から読み出す。更に、変数iに対応する車両用エンジン11が、中古エンジンの場合は、累積走行距離に関する情報が示す、または、当該情報から算出される累積走行距離を、所定の変換式を用いて、または、所定の変換テーブルを参照して、累積運転時間に変換して、読み出した第1累積運転時間に加算し、更に、変数iに対応する車両用エンジン11の上記フラグF(i)が1の場合には、直近の運転開始日時と現在日時から直近の運転開始日時から現時点までの累積運転時間である第3累積運転時間を算出して第1累積運転時間に加算し、当該加算後の第1累積運転時間T1(i)と、第3累積運転時間T3(i)を、一時的に別の記憶領域(ワークエリア)に保存する(ステップ#12)。
Next, information indicating a distinction between a new engine and a used engine in the first data of the
次に、変数iに対応する車両用エンジン11が、最後の車両用エンジン(i=n)であるか否かを判定する(ステップ#13)。最後の車両用エンジンでない場合(NO分岐)は、変数iを1だけ増加して(ステップ#14)、次の車両用エンジン11に移行して、ステップ#12〜#13の処理を繰り返し、最後の車両用エンジンであった場合(YES分岐)は、次の要休止エンジン選択処理(ステップ#15)に移行する。
Next, it is determined whether or not the
ステップ#15では、第1累積運転時間T1と、第3累積運転時間T3の下限値T3Lと上限値T3Hの間の関係を定式化或いはテーブル化したものを用いて、フラグF(i)が1の現在運転中の車両用エンジン11の中から、第3累積運転時間T3(i)が下限値T3L以上のものを選択する。また、第1累積運転時間T1と、運転休止期間T4の下限値T4Lの間の関係を定式化或いはテーブル化したものを用いて、フラグF(i)が0の現在運転休止中の車両用エンジン11の内の運転休止期間T4(i)が下限値T4L以上の台数を、運転休止可能エンジン数Pとし、現在運転休止中の車両用エンジン11の総数を運転休止中エンジン数Qとする。運転休止期間T4(i)は、直近の運転停止日時から現在日時までの時間として算出される。P≦Qである。
In
第3累積運転時間T3(i)が下限値T3L以上の車両用エンジン11が、運転休止可能エンジン数P以下で0でない場合は、当該選択された車両用エンジン11を、要休止エンジンとして選択する。また、第3累積運転時間T3(i)が下限値T3L以上の車両用エンジン11が、運転休止可能エンジン数Pを超える場合は、第3累積運転時間T3(i)が上限値T3Hに近いものから、仮に、上限値T3Hを超えているものがあれば、上限値T3Hとの差が大きいものから、P台選択して、要休止エンジンとして選択する。尚、第3累積運転時間T3(i)が下限値T3L以上の車両用エンジン11で、P台に選択されなかったものの中に、上限値T3Hを超えているものがあれば、上限値T3Hとの差が大きいものから順に、(Q−P)台を選択して、合計Q台を要休止エンジンとして選択する。ここで、要休止エンジンとして選択された車両用エンジン11の数をRとする。尚、第3累積運転時間T3(i)が下限値T3L以上の車両用エンジン11が0の場合は、要休止エンジンの選択は行わず、R=0となる。
When the
第1累積運転時間T1と、第3累積運転時間T3の下限値T3Lと上限値T3Hの間の関係は、第1累積運転時間T1が大きくなるほど、下限値T3Lと上限値T3Hの両方が小さくなるように設定されている。これにより、第1累積運転時間T1(i)の大きい車両用エンジン11ほど、要休止エンジンとして選択され易く、逆に、第1累積運転時間T1(i)の小さい車両用エンジン11ほど、要休止エンジンとして選択され難いため、同じエンジン式発電装置100に搭載されている複数の車両用エンジン11の間で、第1累積運転時間T1(i)の平準化が進むことになり、複数の車両用エンジン11の全体での長寿命化が図れることになる。
The relationship between the first cumulative operation time T1 and the lower limit value T3L and the upper limit value T3H of the third cumulative operation time T3 is that both the lower limit value T3L and the upper limit value T3H decrease as the first cumulative operation time T1 increases. Is set to Thus, the
次に、フラグF(i)が0の現在運転休止中のQ台の車両用エンジン11の中から、R台の車両用エンジン11を要再開エンジンとして選択する要再開エンジン選択処理を行う(ステップ#16)。R=Qの場合は、現在運転休止中のQ台の車両用エンジン11の全てを要再開エンジンとして選択する。0<R<Qの場合は、現在運転休止中のQ台の車両用エンジン11の中から、運転休止期間T4が下限値T4Lを超える時間が長いものから順にR台を選択する。R>Pの場合は、運転休止期間T4が下限値T4Lを超えない車両用エンジン11も、例えば、運転休止期間T4の長いものから、或いは、運転休止期間T4が下限値T4Lに近いものから順に選択し、合計R台を選択して、要再開エンジンとする。R=0の場合は、要再開エンジンの選択は行わない。
Next, a restart required engine selection process for selecting the
本実施形態では、第1累積運転時間T1と、運転休止期間T4の下限値T4Lの間の関係は、第1累積運転時間T1が大きくなるほど、下限値T4Lが大きくなるように設定されている。しかし、下限値T4Lは、第1累積運転時間T1に関係なく一定値に設定してもよい。但し、第1累積運転時間T1が同じであれば、T4L<T3L<T3Hとなる。 In the present embodiment, the relationship between the first cumulative operation time T1 and the lower limit value T4L of the operation suspension period T4 is set such that the lower limit value T4L increases as the first cumulative operation time T1 increases. However, the lower limit value T4L may be set to a constant value regardless of the first cumulative operation time T1. However, if the first cumulative operation time T1 is the same, T4L <T3L <T3H.
次に、運転制御器15は、ステップ#15で選択した要休止エンジンと、ステップ#16で選択した要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行い(ステップ#17)、運転休止再開処理を終了する。
Next, the
[第4実施形態]
最初に、第4実施形態における、本発電装置の概略構成について図面を参照して説明する。図4は、本発電装置40の概略の構成例を模式的に示すブロック図である。
[Fourth Embodiment]
Initially, the schematic structure of this power generator in 4th Embodiment is demonstrated with reference to drawings. FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating a schematic configuration example of the
図4に示すように、本発電装置40は、複数の車両用エンジン11、発電機12、燃料供給部23、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、及び、補助電源部17を備えて構成される。本実施形態では、第1乃至第3実施形態と同様、複数の車両用エンジン11の夫々に、1台ずつ発電機12を配置して、各車両用エンジン11が、対応する1台の発電機12を各別に駆動する構成を想定する。車両用エンジン11、発電機12、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、及び、補助電源部17は、第1実施形態の本発電装置10のものと同じであるので、重複する説明は割愛する。本発電装置40は、更に、第2実施形態の本発電装置20の運転状態計測器18を備えて構成されてもよい。この場合は、運転制御器15は、上記第2実施形態で説明した故障状態等判定処理を実施可能であるのが好ましい。更に、運転制御器15は、上記第3実施形態で説明した運転休止再開処理を実施可能であるのが好ましく、この場合、当該処理に使用するエンジンデータを運転制御器15に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に記憶される。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態においても、第1乃至第3実施形態と同様、車両用エンジン11は、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンを想定する。しかし、本実施形態では、燃料ガスとして、メタンガスを主成分とするバイオガスの使用を想定する。当該バイオガスは、主成分のメタンガス以外に、二酸化炭素とバイオガス由来の成分を含む。
Also in the present embodiment, as in the first to third embodiments, the
燃料供給部23は、第1乃至第3実施形態のエンジン式発電装置10〜30の燃料供給部13と同様に、燃料ガスを貯蔵する燃料ガスタンクと、燃料ガスタンクから排出される燃料ガスを所定の圧力に昇圧する圧縮機と、燃料ガスを各車両用エンジン11の燃料ガスの送入口まで配送する配管を備え、更に、燃料ガス中に含まれる二酸化炭素をメタンガスに対して選択的に除去するCO2除去装置24を備える。尚、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力に調整されている場合は、圧縮機は不要であり、また、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力より高い場合には、燃料ガスを当該所定の圧力に減圧する減圧機が備えられる。また、本実施形態では、バイオガスに含まれる硫化水素、シロキサン等のバイオガス由来の成分は、既存の脱硫装置及びシロキサン除去装置等を用いて予め除去され、燃料ガスタンクに貯蔵される場合を想定する。
Similar to the
CO2除去装置24は、一例として、二酸化炭素と選択的に反応する周知のキャリア物質を例えばゲル膜中に添加して形成される促進輸送膜を備えて構成され、燃料ガスを促進輸送膜の供給側処理室に供給し、促進輸送膜の透過側処理室からメタンガスに対して二酸化炭素を選択的に透過させて分離する。二酸化炭素の分離除去された燃料ガスは、促進輸送膜の供給側処理室から取り出される。CO2除去装置24は、燃料ガスタンクと圧縮機の間、または、圧縮機の下流側に設置される。 For example, the CO 2 removal device 24 includes a facilitated transport film formed by adding a well-known carrier substance that selectively reacts with carbon dioxide into, for example, a gel film, and is configured to include fuel gas in the facilitated transport film. The carbon dioxide is selectively permeated into methane gas and separated from the permeation side treatment chamber of the facilitated transport membrane. The fuel gas from which carbon dioxide has been separated and removed is taken out from the supply-side treatment chamber of the facilitated transport membrane. The CO 2 removal device 24 is installed between the fuel gas tank and the compressor or on the downstream side of the compressor.
CO2除去装置24を設けることで、燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を一定濃度以下に抑制することができる。燃料ガス中に主燃料のメタンガス以外に二酸化炭素を多く含む場合、メタンガスエンジンの出力が、二酸化炭素濃度に比例して低下するため、CO2除去装置24を設けることで、メタンガスエンジンの出力低下を抑制できる。 By providing the CO 2 removal device 24, carbon dioxide contained in the fuel gas can be suppressed to a certain concentration or less. When the fuel gas contains a large amount of carbon dioxide in addition to the main fuel methane gas, the output of the methane gas engine decreases in proportion to the concentration of carbon dioxide, so the CO 2 removal device 24 is provided to reduce the output of the methane gas engine. Can be suppressed.
[第5実施形態]
次に、上記第1乃至第3実施形態の本発電装置10,20,30の製造方法について、簡単に説明する。本発電装置10,20,30を構成する車両用エンジン11、発電機12、燃料供給部13、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、及び、補助電源部17は、夫々、周知の装置及び部品を用いて作製可能であるので、個々の構成要素の製造方法については説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a method for manufacturing the
従って、本発電装置10,20,30の製造方法は、以下の第1工程乃至第8工程を備える。
第1工程:複数の車両用エンジン11を準備する工程。
第2工程:複数の交流発電機12を準備する工程。
第3工程:燃料供給部13を準備する工程。
第4工程:インバータ装置14を準備する工程。
第5工程:運転制御器15を準備する工程。
第6工程:排気ガス排出部16を準備する工程。
第7工程:補助電源部17を準備する工程。
第8工程:複数の車両用エンジン11、複数の発電機12、燃料供給部13、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、及び、補助電源部17を、基台上または筐体内に組み立て、相互に接続する工程。
Therefore, the method for manufacturing the
First step: A step of preparing a plurality of
Second step: A step of preparing a plurality of
Third step: A step of preparing the
Fourth step: A step of preparing the
Fifth step: a step of preparing the
Sixth step: a step of preparing the exhaust
Seventh step: a step of preparing the auxiliary
Eighth step: A plurality of
第1工程では、複数の車両用エンジン11を、車両に搭載される前の未使用の新品エンジンまたは車両に搭載され使用されていた中古エンジンを、例えば、車両用エンジンのメーカまたは車両用エンジンを取り扱う業者(代理店等)等から入手して準備する。尚、中古エンジンは、新品エンジンに比べて低価格で入手可能で、更に、新品エンジンは元来車両に搭載するために製造され、一方では、毎年相当数の車両(自動車)が廃車となる現状を考慮すると、他の用途に転用可能な余剰の新品エンジンより、中古エンジンの方が入手は容易と考えられる。
In the first step, a plurality of
また、上記第1乃至第4実施形態では、車両用エンジン11として、メタンガスエンジンを想定しているため、必要数のメタンガスエンジンが入手できない場合は、例えば、ガソリンエンジンを入手した後、第1工程において、当該ガソリンエンジンを、メタンガスエンジンに改造する工程が追加される。
Moreover, in the said 1st thru | or 4th embodiment, since the methane gas engine is assumed as the
第2工程では、複数の交流発電機12を、交流発電機のメーカまたは交流発電機を取り扱う業者(代理店等)等から入手して準備する。尚、本実施形態においても、車両用エンジン11と交流発電機12は、第1乃至第4実施形態と同様に同数とする。
In the second step, a plurality of
第3工程では、燃料供給部13を構成する装置及び部品等を、当該装置等のメーカまたは当該装置等を取り扱う業者(代理店等)等から入手し、当該装置及び部品等を組み立てて、燃料供給部13を準備する。
In the third step, the devices and parts that make up the
第4工程では、インバータ装置14を、インバータ装置のメーカまたはインバータ装置を取り扱う業者(代理店等)等から入手して準備する。
In the fourth step, the
第5工程では、運転制御器15を構成するCPU及びMPU等の演算処理装置、半導体メモリ等のメモリ装置等の電子装置を備えた汎用または準汎用の制御装置を、当該制御装置のメーカまたは当該制御装置を取り扱う業者(代理店等)等から入手し、或いは、上記演算処理装置、メモリ装置等の電子装置を個別に入手して、当該電子装置を組み立てて、上記制御装置を作製し、入手または作製した制御装置に、演算処理装置において実行する上記第1乃至第3実施形態で説明した運転制御器15が行う制御処理用のコンピュータプログラムをインストールすることで、運転制御器15を準備する。
In the fifth step, a general-purpose or semi-general-purpose control device including an arithmetic processing device such as a CPU and an MPU constituting the
第6工程では、排気ガス排出部16を構成する装置または部品等を、当該装置等のメーカまたは当該装置等を取り扱う業者(代理店等)等から入手し、当該装置または部品等を組み立てて、排気ガス排出部16を準備する。尚、当該排気ガス排出部16を、本発電装置10の一構成要素として設けず、別体として設ける場合は、第6工程は、本発電装置10の製造方法としては不要である。
In the sixth step, the device or parts constituting the exhaust
第7工程では、補助電源部17を構成する装置及び部品等を、当該装置等のメーカまたは当該装置等を取り扱う業者(代理店等)等から入手し、当該装置または部品等を組み立てて、排気ガス排出部16を準備する。尚、当該補助電源部17を、本発電装置10の一構成要素として設けず、別体として設ける場合は、第7工程は、本発電装置10の製造方法としては不要である。
In the seventh step, the device and parts constituting the auxiliary
第8工程では、第1乃至第7工程で準備した複数の車両用エンジン11、複数の発電機12、燃料供給部13、インバータ装置14、運転制御器15、排気ガス排出部16、及び、補助電源部17を、基台上または筐体内に組み立て、下記の要領で相互に接続される。
In the eighth step, the plurality of
1台の車両用エンジン11と対応する1台の発電機12は、車両用エンジン11の回転軸と発電機12の回転軸が、直接、或いは、所定の連結機構(例えば、ギア、チェーン、ベルト等)を介して、接続される。燃料供給部13の多岐配管の複数の出口は、複数の車両用エンジン11の燃料ガスの各送入口と各別に接続される。排気ガス排出部16の多岐配管の複数の入口は、複数の車両用エンジン11の各排気マニホールドの排出口と各別に接続される。各発電機12が各別に発生した1次交流電力をインバータ装置14に入力可能に、複数の発電機12の出力端子とインバータ装置14の入力端子が、所定の電力配線を介して電気的に接続する。補助電源部17から出力される電力は、所定の電力配線を介して、車両用エンジン11、発電機12、燃料供給部13、インバータ装置14、及び、運転制御器15等に供給される。尚、発電機12が自立運転可能な機種の場合は、補助電源部17からの電力供給は不要である。運転制御器15から出力される車両用エンジン11の運転開始及び停止に関する制御信号、及び、回転数制御に関する制御信号の各信号端子は、所定の信号線を介して、車両用エンジン11のエンジン制御ユニットの制御信号入力端子と接続される。また、必要に応じて、インバータ装置14に対する指令を出力する信号端子は、所定の信号線を介して、インバータ装置14の制御装置の当該指令を受け付ける制御信号入力端子と接続される。
One
上記第1工程乃至第8工程を経て作製された本発電装置10,20,30は、下記の目標値設定工程を完了した後、実用に供される。目標値設定工程は、運転制御器15に対して、複数の車両用エンジン11の回転数の目標値を、車両用エンジン11の夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第1回転数に設定する工程であって、一例として、第1回転数は、第1実施形態で説明した第1乃至第3条件を満足するように設定される。
The
本発電装置10,20,30の製造方法の変形例(別実施形態)として、上記第3工程において、燃料供給部13を、メタンガスを主燃料とする燃料ガス中に含まれる二酸化炭素をメタンガスに対して選択的に除去するCO2除去装置24を用いて製造する工程を含むようにする。CO2除去装置24は、上記第4実施形態で説明したもので、これにより、第4実施形態の本発電装置40が作製される。ここで、CO2除去装置24は、二酸化炭素と選択的に反応する周知のキャリア物質を例えばゲル膜中に添加して形成される促進輸送膜等の燃料ガス中に含まれる二酸化炭素をメタンガスに対して選択的に分離するCO2分離膜を備えて構成されていることが好ましい。
As a modified example (another embodiment) of the method of manufacturing the
[別実施形態]
次に、上記第1〜第5実施形態の変形例(別実施形態)について説明する。
[Another embodiment]
Next, a modified example (another embodiment) of the first to fifth embodiments will be described.
〈1〉上記第1乃至第5実施形態では、複数の車両用エンジン11の全てが、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンである場合を想定したが、複数の車両用エンジン11の一部または全部が、メタンガスエンジン以外の車両用エンジンであってもよい。
<1> In the first to fifth embodiments, it is assumed that all of the plurality of
例えば、複数の車両用エンジン11の一部を、メタンガスエンジンで構成し、他の一部をガソリンエンジンで構成してもよい。この場合、燃料供給部13は、メタンガスエンジン用の燃料供給部と、ガソリンエンジン用の燃料供給部を個別に用意すればよい。また、第2実施形態で説明した故障等により車両用エンジン11を交換する場合は、メタンガスエンジン用とガソリンエンジン用の2つの燃料供給部が存在するので、各燃料供給部の多岐配管の各出口を切替可能に相互に接続する等の対応を予め施しておくことで、メタンガスエンジンをガソリンエンジンに交換可能、或いは、ガソリンエンジンをメタンガスエンジンに交換可能となる。
For example, a part of the plurality of
〈2〉上記第1乃至第4実施形態において、車両用エンジン11がメタンガスエンジンで構成される場合に、当該メタンガスエンジンに供給される燃料ガスに関して、燃料ガスがバイオガス等の主燃料のメタンガス以外に二酸化炭素を多く含む場合、メタンガスエンジンの出力が、二酸化炭素濃度に比例して低下するため、第4実施形態で説明したように、CO2除去装置24を設けて、二酸化炭素濃度を一定値以下に抑制することが好ましい。しかし、二酸化炭素濃度を極めて低濃度に抑制しようとすると、CO2除去能力の高い高性能なCO2除去装置24を用意する必要があり、燃料供給部23が大型化或いは高コスト化する。
<2> In the first to fourth embodiments, when the
メタンガスエンジンは、上述の出力の低下とは別に、燃料ガス中の二酸化炭素濃度が高いと、始動が不安定となる可能性があるため、当該二酸化炭素濃度を、始動時において定常運転時より低濃度に抑制するのが好ましい。 In the methane gas engine, apart from the above-mentioned decrease in output, if the carbon dioxide concentration in the fuel gas is high, start-up may become unstable. The concentration is preferably suppressed.
例えば、燃料供給部23に補助ガスタンクを設け、第4実施形態で説明したCO2除去装置24を用いて燃料ガス中の二酸化炭素濃度を、定常運転時に供給する燃料ガスの二酸化炭素濃度より低下させた燃料ガス、或いは、別途用意した高純度(例えば、99%〜100%)のメタンガスを、当該補助ガスタンクに貯蔵しておき、始動する車両用エンジン11にだけ、燃料ガスを当該補助ガスタンクから供給可能なように、燃料供給部23を構成する。一実施例として、車両用エンジン11と同数の三方弁を用意し、各三方弁の一方の入口を、燃料供給部23の燃料ガスタンクと接続する多岐配管の出口に夫々接続し、各三方弁の他方の入口を、上記補助ガスタンクと接続する多岐配管の出口に夫々接続し、各三方弁の出口を複数の車両用エンジン11の各インテークマニホールドの吸気口と夫々接続する。
For example, an auxiliary gas tank is provided in the
〈3〉上記第1実施形態で説明したように、複数の車両用エンジン11の少なくとも一部は、ガソリンとメタンガスを切り替えて使用可能なバイフューエルエンジンであってもよい。車両用エンジン11がバイフューエルエンジンの場合、始動時において、始動が不安定なメタンガスエンジンとして使用せず、燃料としてガソリンを供給してガソリンエンジンとして始動させた後に、メタンガスエンジンに切り替えて定常運転に移行するようにしてもよい。この場合も、上記別実施形態〈1〉で説明したように、メタンガスエンジン用とガソリンエンジン用の2つの燃料供給部を用意する必要がある。
<3> As described in the first embodiment, at least a part of the plurality of
〈4〉上記第1乃至第5実施形態において、複数の車両用エンジン11の夫々が、基台または筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールとして構成されているのも、好ましい実施形態である。
<4> In the first to fifth embodiments, it is also a preferred embodiment that each of the plurality of
ここで、各エンジンモジュールの幅、奥行、高さの各寸法が同じであるのが好ましい。少なくとも、幅と奥行が同じであれば、車両用エンジン11を交換しても、本発電装置10〜40の床面積を一定に維持できる。尚、複数の車両用エンジン11は、上下方向に一層で配置してもよく、また、2層以上の多層に配置してもよい。多層に配置する場合は、各エンジンモジュールの高さも同じであるのが好ましい。
Here, it is preferable that each engine module has the same width, depth, and height. At least if the width and the depth are the same, even if the
更に、各エンジンモジュールは、車両用エンジン11の少なくとも回転軸、燃料ガスの送入口、及び、排気マニホールドの排出口の位置が、相対的に同じ方向に面して同じ位置に配置されているのが好ましい。これにより、各エンジンモジュールへの発電機12、燃料供給部13、排気ガス排出部16の接続が、統一され容易となる。
Further, each engine module is disposed at the same position in which at least the rotation shaft of the
更に、車両用エンジン11の吸気系関連装置として、エアフィルターを車両用エンジン11毎に設けずに、インテークマニホールドの上流側に一括して設ける場合は、車両用エンジン11のインテークマニホールドの入口の位置を、相対的に同じ方向に面して同じ位置に配置するのが好ましい。
Further, when an air filter is not provided for each
更に、車両用エンジン11のエンジンオイル関連装置、及び、冷却水関連装置において、車両用エンジン11毎に設けずに、車両用エンジン11間で共用できるものを、車両用エンジン11から除外して、複数の車両用エンジン11の外部に一括して設ける場合は、当該外部に一括して設ける装置と、車両用エンジン11内に残存する装置間の連絡口の位置を、相対的に同じ方向に面して同じ位置に配置するのが好ましい。
Further, in the engine oil related device and the coolant related device of the
〈5〉上記第3実施形態の運転休止再開処理において、運転制御器15が、上記第2実施形態で説明した故障状態等判定処理も並行して行う場合、当該故障状態等判定処理によって、複数の車両用エンジン11の内の1台以上が、故障状態エンジンとして検出され、運転が停止している、または、停止する必要がある場合には、要休止エンジン選択処理(ステップ#15)を止めて、つまり、要休止エンジンを新たに選択せずに、当該検出された故障状態エンジンに代えて、運転休止再開処理によって運転休止中となっている車両用エンジン11の中から、故障状態エンジンと同数の要再開エンジンを、要再開エンジン選択処理(ステップ#16)と同様の要領で選択して、速やかに運転を再開させるのが好ましい。
<5> In the operation suspension restart process of the third embodiment, when the
〈6〉上記第1乃至第5実施形態では、エンジン式発電装置10〜40を構成する複数の車両用エンジン11と発電機12は同数で、各車両用エンジン11が、対応する1台の発電機12を各別に駆動する構成(以下、「基本構成」と称す)を想定したが、当該エンジン式発電装置10〜40は、当該基本構成に追加して、(1)複数の車両用エンジンと1台の発電機を備え、当該複数の車両用エンジンに対して当該1台の発電機を割り当てて、当該複数の車両用エンジンを同期させて、当該1台の発電機を並列駆動する別構成、または、(2)1台の車両用エンジンと複数の発電機を備え、当該1台の車両用エンジンに対して当該複数の発電機を割り当てて、当該1台の車両用エンジンが、当該複数の発電機を並列駆動する別構成を備えてもよい。更に、上記(1)または(2)の別構成は、夫々複数組であってもよい。更に、上記(1)または(2)の別構成から出力される交流電力を、上記基本構成の発電機12から出力される交流電力とともに、インバータ装置14に入力するようにしてもよい。この場合、インバータ装置14と接続する上記(1)または(2)の別構成の車両用エンジンに対しても、運転制御器15が、上記基本構成の車両用エンジン11と同様に、各別に、運転の開始及び停止を制御するとともに、第1実施形態で説明した回転数の制御を行うのが好ましい。更に、運転制御器15は、上記(1)または(2)の別構成の車両用エンジンも、第2実施形態で説明した故障状態等判定処理の対象に含め、故障状態エンジンであるか否かを判定し、当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を行ってもよい。更に、運転制御器15は、上記(1)または(2)の別構成の車両用エンジンも、第3実施形態で説明した運転休止再開処理の対象に含め、選択した要休止エンジンと要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行ってもよい。また、上記(1)または(2)の別構成の発電機は、個別にインバータ装置を備えてもよい。更に、複数の車両用エンジン11に加えて上記(1)または(2)の別構成の車両用エンジンに対しても、燃料供給部13が燃料ガスの供給を行い、運転制御器15が、運転の開始及び停止を制御し、所定の回転数で運転するように運転制御を行い、排気ガス排出部16が、各車両用エンジンから排出される排気ガスを纏めて、本発電装置10〜40の外部に排出し、補助電源部17が、必要な電力を供給するようにしてもよい。
<6> In the first to fifth embodiments described above, the same number of the
〈7〉上記第1乃至第5実施形態のエンジン式発電装置10〜40は、複数の車両用エンジン11から放出される排熱を回収する熱交換器等により構成される排熱回収装置を備え、コジェネレーション(熱電併給)装置として構成してもよい。この場合、排熱回収装置を、車両用エンジン11に付属する冷却水関連装置を利用して構成してもよい。
<7> The engine-
本発明のエンジン式発電装置及びその製造方法は、複数の車両用エンジンを備えて構成されるエンジン式発電装置及びその製造方法に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The engine-type power generation device and the manufacturing method thereof according to the present invention can be used for an engine-type power generation device including a plurality of vehicle engines and a method for manufacturing the same.
10,20,30,40 : エンジン式発電装置
11 : 車両用エンジン
12 : 発電機
13,23 : 燃料供給部
14 : インバータ装置
15 : 運転制御器
16 : 排気ガス排出部
17 : 補助電源部
18 : 運転状態計測器
19 : 演算処理部
24 : CO2除去装置
10, 20, 30, 40: Engine-type power generator 11: Vehicle engine 12:
Claims (19)
前記複数の車両用エンジンが燃料を消費して発生する運動エネルギによって、各別に駆動され発電する交流発電機である複数の発電機と、
前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部と、
前記複数の発電機が各別に発生した1次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の2次交流電力に変換するインバータ装置と、
前記複数の車両用エンジンの内の運転中の1以上の車両用エンジンの台数に基づいて、前記運転中の車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を備え、
前記運転制御器は、前記台数が、前記複数の車両用エンジンの全数である場合は、前記運転中の車両用エンジンの回転数を、当該運転中の車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第1回転数に設定し、前記台数が、当該運転中の車両用エンジンの一部が停止して減少した場合には、前記台数が少ないほど高い回転数に増加させる制御を行うことを特徴とするエンジン式発電装置。 A plurality of vehicle engines;
A plurality of generators that are AC generators that are driven separately by each of the kinetic energy generated by the consumption of fuel by the plurality of vehicle engines;
A fuel supply section for supplying the fuel to the plurality of vehicle engines;
An inverter device that converts primary AC power generated by each of the plurality of generators into secondary AC power having a predetermined frequency, voltage, and format;
An operation controller that controls the number of rotations of the vehicle engine in operation based on the number of one or more vehicle engines in operation among the plurality of vehicle engines;
When the number of the operation controllers is the total number of the plurality of vehicle engines, the number of rotations of the vehicle engine during operation is maximized and the output of each vehicle engine during operation is maximized. The first rotational speed is set lower than each maximum output rotational speed, and when a part of the vehicle engine in operation stops and decreases, the number is increased to a higher rotational speed as the number decreases. An engine-type power generator that performs control.
前記運転制御器は、前記メタンガスエンジンの始動時において、前記燃料ガスに代えて、前記液体燃料を前記メタンガスエンジンに供給する制御を行うことを特徴とする請求項7〜10の何れか1項に記載のエンジン式発電装置。 The methane gas engine is a bi-fuel engine that can be used by switching between the fuel gas and a predetermined liquid fuel,
The said operation controller performs control which supplies the said liquid fuel to the said methane gas engine instead of the said fuel gas at the time of the start of the said methane gas engine, The one of Claims 7-10 characterized by the above-mentioned. The engine-type power generator as described.
前記複数の車両用エンジンを準備する工程と、
回転子と固定子を備えた交流発電機である複数の発電機を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部を準備する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した1次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の2次交流電力に変換するインバータ装置を準備する工程と、
前記車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジン、前記複数の発電機、前記燃料供給部、前記インバータ装置、及び、前記運転制御器を、基台上または筐体内に組み立てる工程と、
前記複数の車両用エンジンの各軸出力が、前記複数の発電機の前記回転子を各別に駆動可能に、前記複数の車両用エンジンと前記発電機を1対1に接続する工程と、
前記燃料供給部から前記燃料を前記複数の車両用エンジンに供給可能に、前記燃料供給部と前記複数の車両用エンジンを接続する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した1次交流電力を前記インバータ装置に入力可能に、前記複数の発電機と前記インバータ装置を電気的に接続する工程と、
前記運転制御器からの制御信号が、前記複数の発電機及び前記インバータ装置に入力可能に、前記運転制御器を前記複数の車両用エンジン及び前記インバータ装置と電気的に接続する工程と、
前記運転制御器に対して、前記複数の車両用エンジンの前記回転数の目標値を、前記車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第1回転数に設定する目標値設定工程と、
を有することを特徴とするエンジン式発電装置の製造方法。 A method for manufacturing an engine-type power generation device including a plurality of vehicle engines,
Preparing the plurality of vehicle engines;
Preparing a plurality of generators that are AC generators including a rotor and a stator;
Preparing a fuel supply unit for supplying the fuel to the plurality of vehicle engines;
Preparing an inverter device that converts primary AC power generated by each of the plurality of generators into secondary AC power of a predetermined frequency, voltage, and format;
Preparing an operation controller for controlling the rotational speed of the vehicle engine;
Assembling the plurality of vehicle engines, the plurality of generators, the fuel supply unit, the inverter device, and the operation controller on a base or in a housing;
Connecting each of the plurality of vehicle engines and the generator on a one-to-one basis such that each shaft output of the plurality of vehicle engines can individually drive the rotors of the plurality of generators;
Connecting the fuel supply unit and the plurality of vehicle engines such that the fuel can be supplied from the fuel supply unit to the plurality of vehicle engines;
Electrically connecting the plurality of generators and the inverter device such that primary AC power generated by the plurality of generators can be input to the inverter device;
Electrically connecting the operation controller to the plurality of vehicle engines and the inverter device so that a control signal from the operation controller can be input to the plurality of generators and the inverter device;
A target for setting the rotation speed target value of the plurality of vehicle engines to a first rotation speed lower than each maximum output rotation speed at which each output of the vehicle engine is maximum for the operation controller. A value setting process;
The manufacturing method of the engine type electric power generating apparatus characterized by having.
前記基台上または筐体内に組み立てる工程において、前記エンジンモジュールを、前記基台上または前記筐体内に設置することを特徴とする請求項14〜18の何れか1項に記載のエンジン式発電装置の製造方法。 In the step of preparing the plurality of vehicle engines, preparing an engine module detachable from the base or the housing for the number of the plurality of vehicle engines,
The engine-type power generator according to any one of claims 14 to 18, wherein in the step of assembling on the base or in the casing, the engine module is installed on the base or in the casing. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017114409A JP2018204594A (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Engine type power generation device and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017114409A JP2018204594A (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Engine type power generation device and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018204594A true JP2018204594A (en) | 2018-12-27 |
Family
ID=64956825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017114409A Pending JP2018204594A (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Engine type power generation device and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018204594A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020143615A (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generation system |
JP6818376B1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-01-20 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generation system |
WO2021193836A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
JP2021156285A (en) * | 2020-12-18 | 2021-10-07 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
WO2023139982A1 (en) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | 株式会社日立製作所 | Engine electricity generating system control device |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0427713A (en) * | 1990-05-21 | 1992-01-30 | Kubota Corp | Engine generating equipment type power supply equipment to plural demand equipments |
JP2002525473A (en) * | 1998-09-11 | 2002-08-13 | エコトランス プロプライエタリー リミティッド | Engine switching |
JP2005069061A (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Yanmar Co Ltd | Control method for dual fuel engine |
JP2006214787A (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Matsumasa Okuno | Start and testing arrangement of diesel engine |
JP2007325460A (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Osaka Gas Co Ltd | Control system |
JP2009036111A (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Meidensha Corp | Fuel change over method and fuel change over device for gas engine |
JP2009197697A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Yanmar Co Ltd | Inverter type engine power generation apparatus |
US20100289327A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Ryan Patrick Mackin | Generation And Starting System |
JP2012132633A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Honda Motor Co Ltd | Cogeneration system |
JP2012182876A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Yanmar Co Ltd | Bio gas power generation system |
JP2016082740A (en) * | 2014-10-17 | 2016-05-16 | 三菱重工業株式会社 | Operation control method for power generation facility, and operation control device |
JP2017008800A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 株式会社Gpe | Biomass utilization engine and power generating system |
JP2017029871A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-09 | 宇部興産株式会社 | Asymmetric gas separation membrane and method for separating and recovering gas |
-
2017
- 2017-06-09 JP JP2017114409A patent/JP2018204594A/en active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0427713A (en) * | 1990-05-21 | 1992-01-30 | Kubota Corp | Engine generating equipment type power supply equipment to plural demand equipments |
JP2002525473A (en) * | 1998-09-11 | 2002-08-13 | エコトランス プロプライエタリー リミティッド | Engine switching |
JP2005069061A (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Yanmar Co Ltd | Control method for dual fuel engine |
JP2006214787A (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Matsumasa Okuno | Start and testing arrangement of diesel engine |
JP2007325460A (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Osaka Gas Co Ltd | Control system |
JP2009036111A (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Meidensha Corp | Fuel change over method and fuel change over device for gas engine |
JP2009197697A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Yanmar Co Ltd | Inverter type engine power generation apparatus |
US20100289327A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Ryan Patrick Mackin | Generation And Starting System |
JP2012132633A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Honda Motor Co Ltd | Cogeneration system |
JP2012182876A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Yanmar Co Ltd | Bio gas power generation system |
JP2016082740A (en) * | 2014-10-17 | 2016-05-16 | 三菱重工業株式会社 | Operation control method for power generation facility, and operation control device |
JP2017008800A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 株式会社Gpe | Biomass utilization engine and power generating system |
JP2017029871A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-09 | 宇部興産株式会社 | Asymmetric gas separation membrane and method for separating and recovering gas |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
姫野 修司,他2名: "CO2分離膜による簡素な消化ガス精製と利活用技術の開発", 再生と利用,下水汚泥資源利用協議会誌, vol. 34, no. 128, JPN7021000368, 30 June 2010 (2010-06-30), pages 25 - 29, ISSN: 0004566347 * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020143615A (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generation system |
GB2608057A (en) * | 2020-03-26 | 2022-12-21 | Rise Pit Company Co Ltd | Gas engine power generating system |
WO2021193836A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
JP2021156279A (en) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
JP2021156204A (en) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
JP2021156278A (en) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
JP2021156280A (en) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
JP2021169820A (en) * | 2020-03-26 | 2021-10-28 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generation system |
JP6818376B1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-01-20 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generation system |
DE112021001853T5 (en) | 2020-03-26 | 2023-01-05 | Rise Pit Company Co., Ltd. | Gas engine power generation system |
GB2608057B (en) * | 2020-03-26 | 2023-12-06 | Rise Pit Company Co Ltd | Gas engine power generating system |
US11973404B2 (en) | 2020-03-26 | 2024-04-30 | Rise Pit Company Co., Ltd. | Gas engine power generation system |
JP2021156285A (en) * | 2020-12-18 | 2021-10-07 | ライズピットカンパニー株式会社 | Gas engine power generating system |
WO2023139982A1 (en) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | 株式会社日立製作所 | Engine electricity generating system control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018204594A (en) | Engine type power generation device and its manufacturing method | |
KR101714813B1 (en) | A Power Assisting System | |
US8143732B2 (en) | Stationary genset power system having turbo-compounding | |
JP5872298B2 (en) | Power supply system and automobile control device capable of supplying power to outside | |
EP1040260B1 (en) | Constant turbine inlet temperature control of a microturbine power generating system | |
AU2017212417B2 (en) | Air conditioning systems and methods for vehicle. | |
RU154667U1 (en) | ENGINE TORQUE DISTRIBUTION SYSTEM | |
CN105008198B (en) | Manage the efficiency of engine-driven generator | |
CA2857289A1 (en) | Fuel mixture system and assembly | |
JP2007505262A (en) | Altitude compensation in electric vehicles, including exhaust gas driven generators and hybrid vehicles | |
JP2008120266A (en) | Fuel property estimating apparatus of hybrid vehicle | |
CN101734138A (en) | Hybrid powertrain and method for controlling a hybrid powertrain | |
KR101728433B1 (en) | Hybrid vehicle control device | |
US20130340429A1 (en) | Turbocharger control | |
JP2008105639A (en) | Control device of hybrid vehicle | |
KR102484852B1 (en) | Apparatus and Method for daignosing deterioration of a drive belt in a vehicle | |
JP6923128B2 (en) | A management system that manages the replacement of parts for engine-powered generators | |
CN204109791U (en) | Generator set fuel injection apparatus | |
JPWO2012096044A1 (en) | Regenerative control device, hybrid vehicle, regenerative control method, and program | |
US9851736B2 (en) | System and method for controlling power output of a power source | |
US11973404B2 (en) | Gas engine power generation system | |
CN100422531C (en) | Method for reducing high cycle fatigue of turbosuperchargen | |
KR20100019892A (en) | A fuel pump control method of hybrids lpi vehicle | |
RU2666888C2 (en) | Ac generator control with drive of auxiliary foreunits | |
CN111173626A (en) | Gas internal combustion power generation experiment bench |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210209 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210402 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210810 |