JP2960607B2 - 熱電併給装置 - Google Patents
熱電併給装置Info
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力と蒸気および温水
を供給する熱電併給装置に係わり、特に、内燃機関の排
熱により温水を発生させる排熱熱交換器の温水負荷と、
内燃機関の排ガスを利用して蒸気を発生させ貯蔵する蒸
気蓄熱器の蒸気負荷と電力負荷の負荷要求量に対する負
荷変動を解消する熱電併給装置に関する。
を供給する熱電併給装置に係わり、特に、内燃機関の排
熱により温水を発生させる排熱熱交換器の温水負荷と、
内燃機関の排ガスを利用して蒸気を発生させ貯蔵する蒸
気蓄熱器の蒸気負荷と電力負荷の負荷要求量に対する負
荷変動を解消する熱電併給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱電併給装置は、発電機を駆動
する内燃機関を排熱熱交換器からの冷水により冷却し、
その排熱により冷水を温水に変えると共に、この温水を
排ガス熱交換器に導入し、内燃機関の排ガスにより、さ
らに、加熱し蒸気に変え、これらの温水と蒸気を温水ヘ
ッダおよび蓄熱タンクに貯蔵し、熱負荷装置により温水
負荷または蒸気負荷に供給するように構成されている。
する内燃機関を排熱熱交換器からの冷水により冷却し、
その排熱により冷水を温水に変えると共に、この温水を
排ガス熱交換器に導入し、内燃機関の排ガスにより、さ
らに、加熱し蒸気に変え、これらの温水と蒸気を温水ヘ
ッダおよび蓄熱タンクに貯蔵し、熱負荷装置により温水
負荷または蒸気負荷に供給するように構成されている。
【０００３】この熱電併給装置の蓄熱制御装置として
は、蓄熱タンクに蓄熱される蒸気の圧力が一定となるよ
うに、排ガス熱交換器の出口側の蒸気圧力検出値に基づ
いて、この排ガス熱交換器の受熱側入口に供給される温
水流量を制御している。
は、蓄熱タンクに蓄熱される蒸気の圧力が一定となるよ
うに、排ガス熱交換器の出口側の蒸気圧力検出値に基づ
いて、この排ガス熱交換器の受熱側入口に供給される温
水流量を制御している。
【０００４】また、温水負荷制御方式としては、温水熱
交換器および温水ヘッダから温水負荷に供給される温水
の温度が一定となるように、温水ヘッダ内の温度検出値
に基づいて、排熱熱交換器の受熱側（二次側）入口に供
給される冷水流量が設定値に合致するように制御してい
る。
交換器および温水ヘッダから温水負荷に供給される温水
の温度が一定となるように、温水ヘッダ内の温度検出値
に基づいて、排熱熱交換器の受熱側（二次側）入口に供
給される冷水流量が設定値に合致するように制御してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成した従来の熱電併給装置では、次の問題があ
る。
ように構成した従来の熱電併給装置では、次の問題があ
る。
【０００６】第一には、内燃機関の負荷が変動する場合
は、一次系の排ガス流量が変動すること、および、排ガ
ス熱交換器出口の蒸気圧力に基づいて温水流量調整の開
度制御が行われることにより排熱熱交換器の熱交換効率
が低下し、電気負荷、熱負荷（蒸気負荷および温水負
荷）要求量に対し、負荷変動が大きくなるという問題が
ある。
は、一次系の排ガス流量が変動すること、および、排ガ
ス熱交換器出口の蒸気圧力に基づいて温水流量調整の開
度制御が行われることにより排熱熱交換器の熱交換効率
が低下し、電気負荷、熱負荷（蒸気負荷および温水負
荷）要求量に対し、負荷変動が大きくなるという問題が
ある。
【０００７】第二には、熱負荷（蒸気負荷および温水負
荷）の負荷変動に対して内燃機関の排熱量が不足し、実
質上、熱負荷（蒸気負荷および温水負荷）の供給量の負
荷変動となる。上記排ガス熱交換器で発生させた蒸気は
蓄熱タンクに貯蔵されるが、蒸気負荷の増減によって
は、蓄熱タンクの器内圧力が蓄熱タンクの放熱等の影響
により低下する。蒸気負荷が減少した場合や温水負荷量
が増大した場合、内燃機関の排熱量を増大しなければな
らない。さらに、熱負荷（温水負荷）要求量の変動に対
して二次的な遅れが生じるという問題があった。
荷）の負荷変動に対して内燃機関の排熱量が不足し、実
質上、熱負荷（蒸気負荷および温水負荷）の供給量の負
荷変動となる。上記排ガス熱交換器で発生させた蒸気は
蓄熱タンクに貯蔵されるが、蒸気負荷の増減によって
は、蓄熱タンクの器内圧力が蓄熱タンクの放熱等の影響
により低下する。蒸気負荷が減少した場合や温水負荷量
が増大した場合、内燃機関の排熱量を増大しなければな
らない。さらに、熱負荷（温水負荷）要求量の変動に対
して二次的な遅れが生じるという問題があった。
【０００８】第三には、排熱熱交換器の受熱側（二次
側）出口から温水が供給される温水ヘッダの温度が設定
値に対して変動し、しかも、その温水は一次系の排熱流
量変動に伴って、排熱熱交換器の二次遅れ原因となり、
同様に熱交換量が実質上減少し、排熱熱交換器出口の温
水温度の変動幅が設定値に対して大きくなるという問題
点があつた。また、電気負荷追従運転時も同様に、電気
負荷要求量に対して電気負荷需要が変動するという問題
があった。
側）出口から温水が供給される温水ヘッダの温度が設定
値に対して変動し、しかも、その温水は一次系の排熱流
量変動に伴って、排熱熱交換器の二次遅れ原因となり、
同様に熱交換量が実質上減少し、排熱熱交換器出口の温
水温度の変動幅が設定値に対して大きくなるという問題
点があつた。また、電気負荷追従運転時も同様に、電気
負荷要求量に対して電気負荷需要が変動するという問題
があった。
【０００９】そこで、本発明は内燃機関の電力負荷要求
量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力や温水温度
の低下を防止し、熱・電気負荷量に応じて有効利用でき
る熱電併給装置を提供することを目的とする。
量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力や温水温度
の低下を防止し、熱・電気負荷量に応じて有効利用でき
る熱電併給装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、発電機を駆動
する内燃機関に燃料を供給する燃料系統と、前記内燃機
関の排熱が供給される排熱熱交換器の受熱側へ冷却水が
供給されて加熱された温水が温水ヘッダへ供給される温
水系統と、前記内燃機関からの排ガスにより前記温水ヘ
ッダの温水をさらに加熱するための排ガス熱交換器を有
する排ガス系統と、前記排ガス熱交換器の受熱側へ前記
温水ヘッダから温水を供給し、蒸気を発生させて蒸気蓄
熱器へ供給する蒸気系統と、前記温水ヘッダの温水を温
水負荷へ供給する温水負荷系統と、前記蒸気蓄熱器の蒸
気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統と、前記発電機に
より発電された電力を負荷装置に供給する電力負荷系統
とからなる熱電併給装置において、前記電力負荷系統へ
電力負荷を設定するために電力負荷パターン設定信号を
出力する電力負荷パターン設定手段と、前記電力負荷パ
ターン設定信号と前記発電機の電力検出信号とに基づい
て修正電力を演算し、電力負荷修正信号を出力する電力
負荷修正演算手段と、前記温水負荷系統と蒸気負荷系統
へ熱負荷を設定するために熱負荷パターン設定信号を出
力する熱負荷パターン設定手段と、前記熱負荷パターン
設定信号と前記温水負荷系統または蒸気負荷系統の流量
検出信号とに基づいて熱負荷修正信号を出力する熱負荷
修正演算手段と、電力負荷追従モード時に前記電力負荷
パターン設定信号を選択する一方、熱負荷追従モード時
に前記熱負荷パターン設定信号を選択して負荷設定信号
として出力する第１の切替手段と、この第１の切替手段
に対応して前記電力負荷追従モード時に前記電力負荷修
正信号を選択する一方、前記熱負荷追従モード時に前記
熱負荷修正信号を選択して第１のバイアス信号を出力す
る第２の切替手段と、前記蒸気系統の圧力検出信号と前
記蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏差に基づいて第２の
バイアス信号を出力する第２のバイアス設定手段と、前
記温水系統の温度検出信号と前記温水ヘッダの温度検出
信号との偏差に基づいて第３のバイアス信号を出力する
第３のバイアス設定手段と、前記負荷設定信号と前記第
１のバイアス信号とを加減算して流量設定信号を出力す
る第１の加減算手段と、前記燃料系統の流量検出信号と
前記流量設定信号との偏差信号に基づいて前記燃料系統
の流量調節弁を開閉動作させ燃料流量を制御する制御演
算手段とからなる第１の制御手段と、前記蒸気系統の圧
力設定信号と前記蒸気系統の圧力検出信号との偏差信号
に対して前記第１のバイアス信号と前記第２のバイアス
信号とを加減算して偏差信号を出力する第２の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記蒸気系統の圧力調節
弁を開閉動作させ前記蒸気系統の圧力を制御する制御演
算手段とからなる第２の制御手段と、前記温水系統の温
度設定信号と前記温水系統の温度検出信号との偏差信号
に対して前記第１のバイアス信号と前記第３のバイアス
信号とを力減算して偏差信号を出力する第３の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記温水系統の流量調節
弁を開閉動作させ前記温水系統の温度を制御する制御手
段とからなる第３の制御手段とを備え、電力負荷追従モ
ード時に前記電力負荷修正信号を前記第１のバイアス信
号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気系統の
圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し、熱負
荷追従モード時に前記熱負荷修正信号を前記第１のバイ
アス信号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気
系統の圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し
たものである。
する内燃機関に燃料を供給する燃料系統と、前記内燃機
関の排熱が供給される排熱熱交換器の受熱側へ冷却水が
供給されて加熱された温水が温水ヘッダへ供給される温
水系統と、前記内燃機関からの排ガスにより前記温水ヘ
ッダの温水をさらに加熱するための排ガス熱交換器を有
する排ガス系統と、前記排ガス熱交換器の受熱側へ前記
温水ヘッダから温水を供給し、蒸気を発生させて蒸気蓄
熱器へ供給する蒸気系統と、前記温水ヘッダの温水を温
水負荷へ供給する温水負荷系統と、前記蒸気蓄熱器の蒸
気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統と、前記発電機に
より発電された電力を負荷装置に供給する電力負荷系統
とからなる熱電併給装置において、前記電力負荷系統へ
電力負荷を設定するために電力負荷パターン設定信号を
出力する電力負荷パターン設定手段と、前記電力負荷パ
ターン設定信号と前記発電機の電力検出信号とに基づい
て修正電力を演算し、電力負荷修正信号を出力する電力
負荷修正演算手段と、前記温水負荷系統と蒸気負荷系統
へ熱負荷を設定するために熱負荷パターン設定信号を出
力する熱負荷パターン設定手段と、前記熱負荷パターン
設定信号と前記温水負荷系統または蒸気負荷系統の流量
検出信号とに基づいて熱負荷修正信号を出力する熱負荷
修正演算手段と、電力負荷追従モード時に前記電力負荷
パターン設定信号を選択する一方、熱負荷追従モード時
に前記熱負荷パターン設定信号を選択して負荷設定信号
として出力する第１の切替手段と、この第１の切替手段
に対応して前記電力負荷追従モード時に前記電力負荷修
正信号を選択する一方、前記熱負荷追従モード時に前記
熱負荷修正信号を選択して第１のバイアス信号を出力す
る第２の切替手段と、前記蒸気系統の圧力検出信号と前
記蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏差に基づいて第２の
バイアス信号を出力する第２のバイアス設定手段と、前
記温水系統の温度検出信号と前記温水ヘッダの温度検出
信号との偏差に基づいて第３のバイアス信号を出力する
第３のバイアス設定手段と、前記負荷設定信号と前記第
１のバイアス信号とを加減算して流量設定信号を出力す
る第１の加減算手段と、前記燃料系統の流量検出信号と
前記流量設定信号との偏差信号に基づいて前記燃料系統
の流量調節弁を開閉動作させ燃料流量を制御する制御演
算手段とからなる第１の制御手段と、前記蒸気系統の圧
力設定信号と前記蒸気系統の圧力検出信号との偏差信号
に対して前記第１のバイアス信号と前記第２のバイアス
信号とを加減算して偏差信号を出力する第２の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記蒸気系統の圧力調節
弁を開閉動作させ前記蒸気系統の圧力を制御する制御演
算手段とからなる第２の制御手段と、前記温水系統の温
度設定信号と前記温水系統の温度検出信号との偏差信号
に対して前記第１のバイアス信号と前記第３のバイアス
信号とを力減算して偏差信号を出力する第３の加減算手
段と、前記偏差信号に基づいて前記温水系統の流量調節
弁を開閉動作させ前記温水系統の温度を制御する制御手
段とからなる第３の制御手段とを備え、電力負荷追従モ
ード時に前記電力負荷修正信号を前記第１のバイアス信
号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気系統の
圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し、熱負
荷追従モード時に前記熱負荷修正信号を前記第１のバイ
アス信号として前記燃料系統の燃料流量制御、前記蒸気
系統の圧力制御および前記温水系統の温度制御に適用し
たものである。
【００１１】
【作用】上記構成により、電力負荷追従モード時に電力
負荷パターン設定信号が選択される一方、熱負荷追従モ
ード時に熱負荷パターン設定信号が選択され負荷設定信
号として出力される。これに対応して電力負荷追従モー
ド時に電力負荷修正信号が選択される一方、熱負荷追従
モード時に熱負荷修正信号が選択され第１のバイアス信
号として出力される。また、第２のバイアス信号が蒸気
系統の圧力検出信号と蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏
差に基づいて出力される。また、第３のバイアス信号が
温水系統の温度検出信号と温水ヘッダの温度検出信号と
の偏差に基づいて出力される。第１の制御手段では、負
荷設定信号と第１のバイアス信号とが加減算され、流量
設定信号が出力される。そして、燃料系統の流量検出信
号と流量設定信号との偏差信号に基づいて燃料系統の流
量調節弁が開閉動作され燃料流量が制御される。第２の
制御手段では、蒸気系統の圧力設定信号と蒸気系統の圧
力検出信号との偏差信号に対して第１のバイアス信号と
第２のバイアス信号とが加減算され偏差信号が出力され
る。そして、この偏差信号に基づいて蒸気系統の圧力調
節弁が開閉動作され蒸気系統の圧力が制御される。第３
の制御手段では、温水系統の温度設定信号と温水系統の
温度検出信号との偏差信号に対して第１のバイアス信号
と第３のバイアス信号とが加減算され偏差信号を出力さ
れる。そして、この偏差信号に基づいて温水系統の流量
調節弁が開閉動作され温度系統の温度を制御される。従
って、電気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給
される燃料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷
追従運転が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内
燃機関へ供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水
負荷の変動に追従して制御される。
負荷パターン設定信号が選択される一方、熱負荷追従モ
ード時に熱負荷パターン設定信号が選択され負荷設定信
号として出力される。これに対応して電力負荷追従モー
ド時に電力負荷修正信号が選択される一方、熱負荷追従
モード時に熱負荷修正信号が選択され第１のバイアス信
号として出力される。また、第２のバイアス信号が蒸気
系統の圧力検出信号と蒸気蓄熱器の圧力検出信号との偏
差に基づいて出力される。また、第３のバイアス信号が
温水系統の温度検出信号と温水ヘッダの温度検出信号と
の偏差に基づいて出力される。第１の制御手段では、負
荷設定信号と第１のバイアス信号とが加減算され、流量
設定信号が出力される。そして、燃料系統の流量検出信
号と流量設定信号との偏差信号に基づいて燃料系統の流
量調節弁が開閉動作され燃料流量が制御される。第２の
制御手段では、蒸気系統の圧力設定信号と蒸気系統の圧
力検出信号との偏差信号に対して第１のバイアス信号と
第２のバイアス信号とが加減算され偏差信号が出力され
る。そして、この偏差信号に基づいて蒸気系統の圧力調
節弁が開閉動作され蒸気系統の圧力が制御される。第３
の制御手段では、温水系統の温度設定信号と温水系統の
温度検出信号との偏差信号に対して第１のバイアス信号
と第３のバイアス信号とが加減算され偏差信号を出力さ
れる。そして、この偏差信号に基づいて温水系統の流量
調節弁が開閉動作され温度系統の温度を制御される。従
って、電気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給
される燃料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷
追従運転が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内
燃機関へ供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水
負荷の変動に追従して制御される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施例を示す熱電併給
装置の系統図である。図において、熱電併給装置は、発
電機１を駆動する内燃機関２に燃料を供給する燃料系統
３と、内燃機関２の排熱が供給される排熱熱交換器４の
受熱側へ冷却水ポンプ５により冷却水が供給され加熱さ
れた温水が温水ヘッダ６へ供給される温水系統７と、内
燃機関２の排ガスにより温水ヘッダ６の温水をさらに加
熱するための排ガス熱交換器８を有する排ガス系統９
と、排ガス熱交換器８の受熱側へ温水ヘッダ６から温水
を温水ポンプ１０により供給し、蒸気を発生させて蒸気
蓄熱器１１へ供給する蒸気系統１２と、温水ヘッダ６の
温水を温水負荷へ供給する温水負荷系統１３と、蒸気蓄
熱器１１の蒸気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統１４
と、発電機１により発電された電力を負荷装置１５に供
給する負荷系統１６とからなっている。
装置の系統図である。図において、熱電併給装置は、発
電機１を駆動する内燃機関２に燃料を供給する燃料系統
３と、内燃機関２の排熱が供給される排熱熱交換器４の
受熱側へ冷却水ポンプ５により冷却水が供給され加熱さ
れた温水が温水ヘッダ６へ供給される温水系統７と、内
燃機関２の排ガスにより温水ヘッダ６の温水をさらに加
熱するための排ガス熱交換器８を有する排ガス系統９
と、排ガス熱交換器８の受熱側へ温水ヘッダ６から温水
を温水ポンプ１０により供給し、蒸気を発生させて蒸気
蓄熱器１１へ供給する蒸気系統１２と、温水ヘッダ６の
温水を温水負荷へ供給する温水負荷系統１３と、蒸気蓄
熱器１１の蒸気を蒸気負荷へ供給する蒸気負荷系統１４
と、発電機１により発電された電力を負荷装置１５に供
給する負荷系統１６とからなっている。
【００１４】燃料系統３には、内燃機関２に供給される
燃料の流量を検出する燃料流量検出器１７と流量調節弁
１８とが配置されている。温水系統７には、温水温度検
出器１９と流量調節弁２０とが配置されている。蒸気系
統１２には、蒸気圧力検出器２１と圧力調節弁２２とが
配置されている。温水負荷系統１３には、温水負荷流量
検出器２３、蒸気負荷系統１４には、蒸気負荷流量検出
器２４とが各々配置されている。
燃料の流量を検出する燃料流量検出器１７と流量調節弁
１８とが配置されている。温水系統７には、温水温度検
出器１９と流量調節弁２０とが配置されている。蒸気系
統１２には、蒸気圧力検出器２１と圧力調節弁２２とが
配置されている。温水負荷系統１３には、温水負荷流量
検出器２３、蒸気負荷系統１４には、蒸気負荷流量検出
器２４とが各々配置されている。
【００１５】温水ヘッダ６には、温度検出器２５、蒸気
蓄熱器１１には、器内圧力検出器２６が配置され、さら
に、負荷装置１５には、電力検出器２７が配置されてい
る。
蓄熱器１１には、器内圧力検出器２６が配置され、さら
に、負荷装置１５には、電力検出器２７が配置されてい
る。
【００１６】発電機１を駆動する内燃機関２に供給され
る燃料の供給流量は、流量調節弁１８により制御され燃
料流量検出器１７により検出される。内燃機関２は、ウ
ォータジャケット等の排熱熱交換器４により冷却され、
また、その排ガスは、排ガス熱交換器８の与熱側胴内を
通して排出される。排熱熱交換器４の受熱側（二次側）
出口の温水温度は温水温度検出器１９で検出され、流量
調節弁２０により流量制御される。温水ヘッダ６から排
ガス熱交換器８へ温水が温水ポンプ１０により排ガス熱
交換器８に供給され、温水が内燃機関２からの排ガスに
より加熱されて蒸気を発生させるようになっている。排
ガス熱交換器８から蒸気は、蒸気系統１２を介して蒸気
蓄熱器１１へ供給される。
る燃料の供給流量は、流量調節弁１８により制御され燃
料流量検出器１７により検出される。内燃機関２は、ウ
ォータジャケット等の排熱熱交換器４により冷却され、
また、その排ガスは、排ガス熱交換器８の与熱側胴内を
通して排出される。排熱熱交換器４の受熱側（二次側）
出口の温水温度は温水温度検出器１９で検出され、流量
調節弁２０により流量制御される。温水ヘッダ６から排
ガス熱交換器８へ温水が温水ポンプ１０により排ガス熱
交換器８に供給され、温水が内燃機関２からの排ガスに
より加熱されて蒸気を発生させるようになっている。排
ガス熱交換器８から蒸気は、蒸気系統１２を介して蒸気
蓄熱器１１へ供給される。
【００１７】上記した各々の検出器は、図２に示す制御
装置２８に入力され、上記した各々の調節弁へ制御信号
を出力する。
装置２８に入力され、上記した各々の調節弁へ制御信号
を出力する。
【００１８】すなわち、制御装置２８は、燃料系統３の
流量を負荷設定に基づいて制御する第１の制御手段と、
蒸気系統１２の圧力を圧力設定に基づいて制御する第２
の制御手段と、温水系統７の温度を温度設定に基づいて
制御する第３の制御手段とからなっている。さらに、制
御装置２８は、上記第１〜第３の制御手段の各々の設定
へ第１のバイアス設定する第１のバイアス設定手段と、
蒸気蓄熱器１１の圧力に基づいて第２の制御手段の圧力
設定に第２のバイアス設定する第２のバイアス設定手段
と、温水ヘッダ６の温度に基づいて第３の制御手段の温
度設定に第３のバイアス設定する第３のバイアス設定手
段と、電気負荷追従モードと熱負荷追従モードとの切替
手段と各モードに対応した負荷設定手段とを設けてい
る。
流量を負荷設定に基づいて制御する第１の制御手段と、
蒸気系統１２の圧力を圧力設定に基づいて制御する第２
の制御手段と、温水系統７の温度を温度設定に基づいて
制御する第３の制御手段とからなっている。さらに、制
御装置２８は、上記第１〜第３の制御手段の各々の設定
へ第１のバイアス設定する第１のバイアス設定手段と、
蒸気蓄熱器１１の圧力に基づいて第２の制御手段の圧力
設定に第２のバイアス設定する第２のバイアス設定手段
と、温水ヘッダ６の温度に基づいて第３の制御手段の温
度設定に第３のバイアス設定する第３のバイアス設定手
段と、電気負荷追従モードと熱負荷追従モードとの切替
手段と各モードに対応した負荷設定手段とを設けてい
る。
【００１９】上記構成で、まず、第１の制御手段として
燃料流量検出器１７により検出された内燃機関２に供給
される燃料供給流量の信号が開平演算器２９でリニアに
され、負荷設定器３０で負荷に比例する設定信号と比較
される。
燃料流量検出器１７により検出された内燃機関２に供給
される燃料供給流量の信号が開平演算器２９でリニアに
され、負荷設定器３０で負荷に比例する設定信号と比較
される。
【００２０】すなわち、電気負荷追従時には、電気負荷
追従モード選択器３１がＯＮとなり、電力負荷パターン
設定値３２が切替器３３によりａ１→ｃ１方向に流れ、
設定器３４で設定された後、加減演算器３５に入力さ
れ、加減演算される。
追従モード選択器３１がＯＮとなり、電力負荷パターン
設定値３２が切替器３３によりａ１→ｃ１方向に流れ、
設定器３４で設定された後、加減演算器３５に入力さ
れ、加減演算される。
【００２１】また、電力検出器２７によって検出された
実負荷が、電力変換器３６で電圧信号に変換され、電力
負荷修正演算回路３７に入力される。ここで、電力負荷
パターン設定値３２と実負荷の補正量が切替器３８によ
りａ２→ｃ２方向に流れる。そして、第１のバイアス設
定手段としてのバイアス器３９から、第１のバイアス信
号が出力されて加減演算器３５に入力される。加減演算
器３５では、前記信号と第１のバイアス信号とが加減演
算され、この加減算信号が負荷設定信号として負荷設定
器３０に入力される。負荷設定器３０では負荷設定信号
と比較された偏差信号が、ＰＩＤ調節計４０で制御信号
となる。この制御信号は、電気信号を空気信号に変換す
る電空変換器４１で空気信号となり、流量調節弁１８の
開度が増減され、発電機１の出力が一定になるように制
御される。
実負荷が、電力変換器３６で電圧信号に変換され、電力
負荷修正演算回路３７に入力される。ここで、電力負荷
パターン設定値３２と実負荷の補正量が切替器３８によ
りａ２→ｃ２方向に流れる。そして、第１のバイアス設
定手段としてのバイアス器３９から、第１のバイアス信
号が出力されて加減演算器３５に入力される。加減演算
器３５では、前記信号と第１のバイアス信号とが加減演
算され、この加減算信号が負荷設定信号として負荷設定
器３０に入力される。負荷設定器３０では負荷設定信号
と比較された偏差信号が、ＰＩＤ調節計４０で制御信号
となる。この制御信号は、電気信号を空気信号に変換す
る電空変換器４１で空気信号となり、流量調節弁１８の
開度が増減され、発電機１の出力が一定になるように制
御される。
【００２２】次に、第２の制御手段として、排ガス熱交
換器８においての内燃機関２の排ガスとの熱交換によっ
て発生した蒸気の圧力は、蒸気圧力検出器２１によって
検出され、圧力設定器４２で圧力設定値と比較され、偏
差信号を出力する。
換器８においての内燃機関２の排ガスとの熱交換によっ
て発生した蒸気の圧力は、蒸気圧力検出器２１によって
検出され、圧力設定器４２で圧力設定値と比較され、偏
差信号を出力する。
【００２３】この場合、蒸気圧力検出器２１からの圧力
信号と蒸気蓄熱器１１の器内圧力検出器２６からの圧力
信号とが加減演算器４３で加減演算され、この信号を第
２のバイアス設定手段としてのバイアス器４４で第２の
バイアス信号が付加される。そして、圧力設定器４２か
らの偏差信号とバイアス器３９の第１のバイアス信号と
上記第２のバイアス信号と共に加減演算器４５に入力し
て加減演算される。加減演算器４５の出力信号は、ＰＩ
Ｄ調節計４６で制御信号となり、電空変換器４７で空気
信号となる。これによって、圧力調節弁２２の開度が増
減され、蒸気圧力が制御される。
信号と蒸気蓄熱器１１の器内圧力検出器２６からの圧力
信号とが加減演算器４３で加減演算され、この信号を第
２のバイアス設定手段としてのバイアス器４４で第２の
バイアス信号が付加される。そして、圧力設定器４２か
らの偏差信号とバイアス器３９の第１のバイアス信号と
上記第２のバイアス信号と共に加減演算器４５に入力し
て加減演算される。加減演算器４５の出力信号は、ＰＩ
Ｄ調節計４６で制御信号となり、電空変換器４７で空気
信号となる。これによって、圧力調節弁２２の開度が増
減され、蒸気圧力が制御される。
【００２４】次に、第３の制御手段として、排熱熱交換
器４の出口の温水温度は、温水温度検出器１９によって
検出され、温度変換器４８で電流信号に変換された後、
温度設定器４９において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
器４の出口の温水温度は、温水温度検出器１９によって
検出され、温度変換器４８で電流信号に変換された後、
温度設定器４９において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
【００２５】この場合、温水ヘッダ６の温度が温度検出
器２５により検出され、検出信号が温度変換器５０で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器１９から
の電流信号と温水ヘッダ６の温度検出器２５の電流信号
とが、加減演算器５１で加減演算され、この信号から、
第３のバイアス設定手段としてのバイアス器５２で第３
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器４９
からの偏差信号とバイアス器３９の第１のバイアス信号
と上記第３のバイアス信号と共に、加減演算器５３に入
力され加減算される。加減演算器５３の出力信号は、Ｐ
ＩＤ調節計５４で制御信号となり、電空変換器５５で電
気信号となる。これによって、流量調節弁２０の開度が
増減されて温水ヘッダ６の温度が制御される。
器２５により検出され、検出信号が温度変換器５０で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器１９から
の電流信号と温水ヘッダ６の温度検出器２５の電流信号
とが、加減演算器５１で加減演算され、この信号から、
第３のバイアス設定手段としてのバイアス器５２で第３
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器４９
からの偏差信号とバイアス器３９の第１のバイアス信号
と上記第３のバイアス信号と共に、加減演算器５３に入
力され加減算される。加減演算器５３の出力信号は、Ｐ
ＩＤ調節計５４で制御信号となり、電空変換器５５で電
気信号となる。これによって、流量調節弁２０の開度が
増減されて温水ヘッダ６の温度が制御される。
【００２６】一方、熱負荷追従時には、電気負荷追従モ
ード選択器３１が０ＦＦとされ、熱負荷パターン設定値
５６が切替器３３によりｂ１→ｃ１方向に流れるように
する。
ード選択器３１が０ＦＦとされ、熱負荷パターン設定値
５６が切替器３３によりｂ１→ｃ１方向に流れるように
する。
【００２７】まず、第１の制御手段では、負荷パターン
設定値５６が設定噐３４により付加された後、加減演算
器３５に入力され加減算される。また、蒸気負荷流量検
出器２４の検出信号が開平演算器５７により開平された
後に、熱負荷修正演算回路５８に入力される。さらに、
温水負荷流量検出器２３の検出信号が開平演算器５９で
開平され、熱負荷修正演算回路５８に入力される。ここ
で、開平演算器５７からの信号と比較され、これらの内
でいずれか高値の信号と、熱負荷パターン設定値５６と
が比較され、その偏差に応じた信号が切替器３８により
ｂ２→ｃ２方向に出力れる。そして、バイアス器３９で
は第１のバイアス信号が付加され、加減演算器３５に入
力し加減算される。
設定値５６が設定噐３４により付加された後、加減演算
器３５に入力され加減算される。また、蒸気負荷流量検
出器２４の検出信号が開平演算器５７により開平された
後に、熱負荷修正演算回路５８に入力される。さらに、
温水負荷流量検出器２３の検出信号が開平演算器５９で
開平され、熱負荷修正演算回路５８に入力される。ここ
で、開平演算器５７からの信号と比較され、これらの内
でいずれか高値の信号と、熱負荷パターン設定値５６と
が比較され、その偏差に応じた信号が切替器３８により
ｂ２→ｃ２方向に出力れる。そして、バイアス器３９で
は第１のバイアス信号が付加され、加減演算器３５に入
力し加減算される。
【００２８】加減演算器３５からの信号は負荷設定器３
０で負荷設定信号として比較され、その偏差信号は、Ｐ
ＩＤ調節計４０で制御信号となる。この制御信号は、電
気信号に変換する電空変換器４１で空気信号となる。こ
れによって、流量調節弁１８の開度が増減され、発電機
１の出力が一定になるように制御される。
０で負荷設定信号として比較され、その偏差信号は、Ｐ
ＩＤ調節計４０で制御信号となる。この制御信号は、電
気信号に変換する電空変換器４１で空気信号となる。こ
れによって、流量調節弁１８の開度が増減され、発電機
１の出力が一定になるように制御される。
【００２９】次に、第２制御手段では、内燃機関２の排
ガスとの熱交換によって発生した蒸気の圧力が蒸気圧力
検出器２１によって検出され、圧力設定器４２で圧力設
定値と比較され、偏差信号となる。また、蒸気圧力検出
器２１からの圧力信号と蒸気蓄熱器１１の器内圧力検出
器２６からの圧力信号は加減演算器４３で加減演算さ
れ、この信号は、バイアス器４４で第２のバイアス信号
が付加され、圧力設定器４２からの偏差信号と第１のバ
イアス信号と共に、加減演算器４５に入力し加減演算さ
れる。加減演算器４５の出力信号はＰＩＤ調節計４６で
制御信号となり、電空変換器４７で空気信号となり、流
量調節弁２２の開度が増減され、蒸気圧力が制御され
る。
ガスとの熱交換によって発生した蒸気の圧力が蒸気圧力
検出器２１によって検出され、圧力設定器４２で圧力設
定値と比較され、偏差信号となる。また、蒸気圧力検出
器２１からの圧力信号と蒸気蓄熱器１１の器内圧力検出
器２６からの圧力信号は加減演算器４３で加減演算さ
れ、この信号は、バイアス器４４で第２のバイアス信号
が付加され、圧力設定器４２からの偏差信号と第１のバ
イアス信号と共に、加減演算器４５に入力し加減演算さ
れる。加減演算器４５の出力信号はＰＩＤ調節計４６で
制御信号となり、電空変換器４７で空気信号となり、流
量調節弁２２の開度が増減され、蒸気圧力が制御され
る。
【００３０】次に、第３の制御手段として、排熱熱交換
器４の出口の温水温度は、温水温度検出器１９によって
検出され、温度変換器４８で電流信号に変換された後、
温度設定器４９において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
器４の出口の温水温度は、温水温度検出器１９によって
検出され、温度変換器４８で電流信号に変換された後、
温度設定器４９において温度設定値と比較され、電流信
号が出力される。
【００３１】この場合、温水ヘッダ６の温度が温度検出
器２５により検出され、検出信号が温度変換器５０で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器１９から
の電流信号と温水ヘッダ６の温度検出器２５の電流信号
とが、加減演算器５１で加減演算され、この信号から、
第３のバイアス設定手段としてのバイアス器５２で第３
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器４９
からの偏差信号とバイアス器３９の第１のバイアス信号
と上記第３のバイアス信号と共に、加減演算器５３に入
力され加減算される。加減演算器５３の出力信号は、Ｐ
ＩＤ調節計５４で制御信号となり、電空変換器５５で電
気信号となる。これによって、流量調節弁２０の開度が
増減されて温水ヘッダ６の温度が制御される。
器２５により検出され、検出信号が温度変換器５０で電
流信号に変換される。そして、温水温度検出器１９から
の電流信号と温水ヘッダ６の温度検出器２５の電流信号
とが、加減演算器５１で加減演算され、この信号から、
第３のバイアス設定手段としてのバイアス器５２で第３
のバイアス信号を付加される。さらに、温度設定器４９
からの偏差信号とバイアス器３９の第１のバイアス信号
と上記第３のバイアス信号と共に、加減演算器５３に入
力され加減算される。加減演算器５３の出力信号は、Ｐ
ＩＤ調節計５４で制御信号となり、電空変換器５５で電
気信号となる。これによって、流量調節弁２０の開度が
増減されて温水ヘッダ６の温度が制御される。
【００３２】以上のように、熱電併給装置の電気負荷追
従運転を実施する場合は、切替器の運転モードとして電
気負荷モード運転を選択すると、内燃機関に供給される
燃料の供給量を調整する燃料流量調節弁の開度がその燃
料供給量を検出する燃料供給量検出器の検出値と電力負
荷パターン設定値と電力負荷との偏差を電力負荷修正演
算回路で演算処理して付加した電力負荷パターン設定値
に対して電力負荷設定値との偏差が零になるように調整
され電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転を行うこ
とができる。
従運転を実施する場合は、切替器の運転モードとして電
気負荷モード運転を選択すると、内燃機関に供給される
燃料の供給量を調整する燃料流量調節弁の開度がその燃
料供給量を検出する燃料供給量検出器の検出値と電力負
荷パターン設定値と電力負荷との偏差を電力負荷修正演
算回路で演算処理して付加した電力負荷パターン設定値
に対して電力負荷設定値との偏差が零になるように調整
され電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転を行うこ
とができる。
【００３３】一方、熱電併給装置の熱負荷追従運転を実
施する場合は、切替器の運転モードとして熱負荷モード
運転を選択すると、内燃機関に供給される燃料の供給量
を調整する燃料流量調節弁の開度が、熱負荷パターン設
定値に対し、熱負荷パターン設定値と蒸気負荷および温
水負荷との偏差を熱負荷修正演算回路で修正分を演算処
理して付加した熱負荷設定値との偏差が零になるように
調整され熱負荷要求に対応した熱負荷追従運転が行われ
る。
施する場合は、切替器の運転モードとして熱負荷モード
運転を選択すると、内燃機関に供給される燃料の供給量
を調整する燃料流量調節弁の開度が、熱負荷パターン設
定値に対し、熱負荷パターン設定値と蒸気負荷および温
水負荷との偏差を熱負荷修正演算回路で修正分を演算処
理して付加した熱負荷設定値との偏差が零になるように
調整され熱負荷要求に対応した熱負荷追従運転が行われ
る。
【００３４】すなわち、燃料流量調節弁の調整は、蒸気
負荷および温水供給流量を検出する温水流量検出値を熱
負荷修正演算回路に入力処理し熱負荷パターン設定値と
比較し偏差分を修正演算したバイアス信号により、燃料
流量調節弁の開度が先行的に制御され、熱負荷の要求に
対応した熱負荷追従をすることができる。この場合に、
温水負荷、蒸気負荷が熱負荷パターン設定値と比較して
偏差があると、熱負荷修正演算回路により修正分を演算
処理し、バイアス信号として、冷水流量調節弁および温
水流量調節弁の開度を調整するから。温水負荷、熱負荷
需要に対応して安定に運転することができる。
負荷および温水供給流量を検出する温水流量検出値を熱
負荷修正演算回路に入力処理し熱負荷パターン設定値と
比較し偏差分を修正演算したバイアス信号により、燃料
流量調節弁の開度が先行的に制御され、熱負荷の要求に
対応した熱負荷追従をすることができる。この場合に、
温水負荷、蒸気負荷が熱負荷パターン設定値と比較して
偏差があると、熱負荷修正演算回路により修正分を演算
処理し、バイアス信号として、冷水流量調節弁および温
水流量調節弁の開度を調整するから。温水負荷、熱負荷
需要に対応して安定に運転することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給される燃
料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転
が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ
供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水負荷の変
動に追従して制御される。これによって、内燃機関の電
力負荷要求量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力
や温水温度の低下を防止できる。その上、熱負荷追従モ
ードおよび電気負荷追従モードにより、熱負荷要求量お
よび電気負荷要求量に応じて熱エネルギーの有効利用が
はかれる。
気負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ供給される燃
料の供給量が電気負荷要求に対応した電気負荷追従運転
が行われる。熱負荷追従運転を行う場合は、内燃機関へ
供給される燃料の供給量が蒸気負荷および温水負荷の変
動に追従して制御される。これによって、内燃機関の電
力負荷要求量の変更や熱負荷の変更時における蒸気圧力
や温水温度の低下を防止できる。その上、熱負荷追従モ
ードおよび電気負荷追従モードにより、熱負荷要求量お
よび電気負荷要求量に応じて熱エネルギーの有効利用が
はかれる。
【図１】本発明の一実施例を示す熱電併給装置の全体構
成図である。
成図である。
【図２】図１の制御装置のブロック構成図である。
２ 内燃機関 ３ 燃料系統 ４ 排熱熱交換器 ６ 温水ヘッダ ７ 温水系統 ８ 排ガス熱交換器 ９ 排ガス系統 １１ 蒸気蓄熱器 １２ 蒸気系統 １３ 温水負荷系統 １４ 蒸気負荷系統 １６ 負荷系統 ２８ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01K 23/10 F02G 5/04 H02J 3/38
Claims (1)
- 【請求項１】 発電機を駆動する内燃機関に燃料を供給
する燃料系統と、前記内燃機関の排熱が供給される排熱
熱交換器の受熱側へ冷却水が供給されて加熱された温水
が温水ヘッダへ供給される温水系統と、前記内燃機関か
らの排ガスにより前記温水ヘッダの温水をさらに加熱す
るための排ガス熱交換器を有する排ガス系統と、前記排
ガス熱交換器に受熱側へ前記温水ヘッダから温水を供給
し、蒸気を発生させて蒸気蓄熱器へ供給する蒸気系統
と、前記温水ヘッダの温水を温水負荷へ供給する温水負
荷系統と、前記蒸気蓄熱器の蒸気を蒸気負荷へ供給する
蒸気負荷系統と、前記発電機により発電された電力を負
荷装置に供給する電力負荷系統とからなる熱電併給装置
において、 前記電力負荷系統へ電力負荷を設定するために電力負荷
パターン設定信号を出力する電力負荷パターン設定手段
と、 前記電力負荷パターン設定信号と前記発電機の電力検出
信号とに基づいて修正電力を演算し、電力負荷修正信号
を出力する電力負荷修正演算手段と、 前記温水負荷系統と蒸気負荷系統へ熱負荷を設定するた
めに熱負荷パターン設定信号を出力する熱負荷パターン
設定手段と、 前記熱負荷パターン設定信号と前記温水負荷系統または
蒸気負荷系統の流量検出信号とに基づいて熱負荷修正信
号を出力する熱負荷修正演算手段と、 電力負荷追従モード時に前記電力負荷パターン設定信号
を選択する一方、熱負荷追従モード時に前記熱負荷パタ
ーン設定信号を選択して負荷設定信号として出力する第
１の切替手段と、 この第１の切替手段に対応して前記電力負荷追従モード
時に前記電力負荷修正信号を選択する一方、前記熱負荷
追従モード時に前記熱負荷修正信号を選択して第１のバ
イアス信号を出力する第２の切替手段と、 前記蒸気系統の圧力検出信号と前記蒸気蓄熱器の圧力検
出信号との偏差に基づいて第２のバイアス信号を出力す
る第２のバイアス設定手段と、 前記温水系統の温度検出信号と前記温水ヘッダの温度検
出信号との偏差に基づいて第３のバイアス信号を出力す
る第３のバイアス設定手段と、 前記負荷設定信号と前記第１のバイアス信号とを加減算
して流量設定信号を出力する第１の加減算手段と、前記
燃料系統の流量検出信号と前記流量設定信号との偏差信
号に基づいて前記燃料系統の流量調節弁を開閉動作させ
燃料流量を制御する制御演算手段とからなる第１の制御
手段と、 前記蒸気系統の圧力設定信号と前記蒸気系統の圧力検出
信号との偏差信号に対して前記第１のバイアス信号と前
記第２のバイアス信号とを加減算して偏差信号を出力す
る第２の加減算手段と、前記偏差信号に基づいて前記蒸
気系統の圧力調節弁を開閉動作させ前記蒸気系統の圧力
を制御する制御演算手段とからなる第２の制御手段と、 前記温水系統の温度設定信号と前記温水系統の温度検出
信号との偏差信号に対して前記第１のバイアス信号と前
記第３のバイアス信号とを加減算して偏差信号を出力す
る第３の加減算手段と、前記偏差信号に基づいて前記温
水系統の流量調節弁を開閉動作させ前記温水系統の温度
を制御する制御手段とからなる第３の制御手段とを備
え、電力負荷追従モード時に前記電力負荷修正信号を前
記第１のバイアス信号として前記燃料系統の燃料流量制
御、前記蒸気系統の圧力制御および前記温水系統の温度
制御に適用し、熱負荷追従モード時に前記熱負荷修正信
号を前記第１のバイアス信号として前記燃料系統の燃料
流量制御、前記蒸気系統の圧力制御および前記温水系統
の温度制御に適用してなる熱電併給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103868A JP2960607B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 熱電併給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103868A JP2960607B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 熱電併給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280304A JPH05280304A (ja) | 1993-10-26 |
| JP2960607B2 true JP2960607B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=14365423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4103868A Expired - Fee Related JP2960607B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 熱電併給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2960607B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5762042B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2015-08-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 温水製造供給ユニット |
| GB2509740A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | Dearman Engine Company Ltd | Cryogenic engine combined with a power generator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0633730B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1994-05-02 | 株式会社東芝 | 排熱利用システムの制御装置 |
| JPH0786329B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1995-09-20 | 株式会社東芝 | 熱電併給装置 |
| JP2593575B2 (ja) * | 1990-07-18 | 1997-03-26 | 株式会社東芝 | 熱電併給装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4103868A patent/JP2960607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05280304A (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |