JP3052479U - 夜間電力利用の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な夜間電力をバッテリーに蓄えて昼間給
電することで電力コストを安価に提供するとともに、バ
ッテリー劣化・低電圧・過電流が生じても安全且つ確実
に負荷に給電できるようにする。 【解決手段】 商用電源１を夜間において第１，２開閉
器１１，１２を介して整流器２、充電器３に給電し、バ
ッテリー４を充電し、又負荷９へ商用電源１を直接給電
する。一方昼において、バッテリー４の直流電力を第４
開閉器を介してＤＣ／ＡＣインバータ６へ送り、交流に
して負荷９に給電する。バッテリー４に低電圧検出セン
サー７を、又ＤＣ／ＡＣインバータ６に過電流検出セン
サー８を設け、低電圧及び過電流に対応するようにして
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本発明は、商用電源の安価な夜間においてバッテリーに充電し、昼間にこれを 使用して電力コストを低減する装置であり、店舗、個人住宅、ビル・マンション の電源として使用できる技術である。

【０００２】

【従来の技術】

電力源としては商用電源が通常使用されている。この商用電源は、電力需要の 少ない夜間（時間帯別電灯における夜間時間は通常夜の２３時から早朝の７時ま で）の電力は安価になっている。逆に、昼間の電力は夜に比べて割高であった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本発明は、安価な夜間電力を有効に利用して昼間に使用できるようにして電力 コストを低減でき、又繰り返し使用によってバッテリーが劣化したり、低電圧に なって昼間バッテリーから給電できなくなった場合には商用電源に自動的に切換 って安定した夜間電力の有効利用を図れる夜間電力利用の電源装置を提供するこ とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

かかる課題を解決した本発明の構成は、 １） 単相３線式商用電源を低圧直流に変換する整流器と、同整流器で変換され た低圧直流をバッテリーに充電させる充電器と、大容量のバッテリーと、同バッ テリーの直流を昇圧して単相３線式の交流に変換する２個一対のＤＣ／ＡＣイン バータと、負荷側と接続される単相３線式配電盤とを備え、 商用電源と整流器との間を直列の第１開閉器と第２開閉器とを介して接続し、充 電器とバッテリーとの間を第３開閉器介して接続し、バッテリーと各ＤＣ／ＡＣ インバータとの間を第４開閉器介して接続し、第１開閉器の第２開閉器側の端子 と配電盤とを同極性となるように接続するとともにその接続路の途中に２点切換 式第５開閉器を設け、第５開閉器の第１開閉器と接続されない側の端子をＤＣ／ ＡＣインバータの交流出力端子と接続し、又バッテリーの電圧低下を検出し制御 部へ出力する低電圧検出センサ−を設け、時計の時刻到来信号と低電圧検出セン サ−の信号を入力し且つ第１〜５開閉器を開閉制御する制御部を設け、 しかも同制御部は、商用電力が安価となる夜間時間帯において第１開閉器は商用 電源を第５開閉器側端子と接続するように閉路し、第２開閉器と第３開閉器は閉 路し、第４開閉器は開路し、第５開閉器は第１開閉器側と配電盤側とを接続する 側に切換わり、次に夜間時間帯以外の時間帯においては第１，２，３開閉器を開 路し、第４開閉器を閉路し、第５開閉器をＤＣ／ＡＣインバータ側と配電盤側と が接続するように切換え、しかも、低電圧検出センサ−からの低電圧検出信号に よって第１〜５開閉器の開閉を夜間時間帯の状態と同じように制御することを特 徴とする夜間電力利用の電源装置 ２） ＤＣ／ＡＣインバータ出力の交流が過電流となるのを検出して制御部にそ の検出信号を出力する過電流検出センサ−を設け、制御部は過電流検出センサ− からの検出信号を入力すると、第１開閉器を閉路し、第２，３，４開閉器を開路 し、第５開閉器を第１開閉器側と配電盤とが接続されるように切換える前記１） 記載の夜間電力利用の電源装置 にある。

【０００５】

【作用】

本発明では、制御部は時計からの安価な夜間電力の夜間時刻の到来信号を受け ると自動的に１，２，３開閉器は閉じ、第４開閉器は開き、又第５開閉器は配電 盤は第１開閉器側と接続する。従って、夜間においては、商用電源は第１，５開 閉器を介して直接配電盤に給電され、商用電源の電力が負荷に給電される。同時 に商用電源の電力は第２開閉器，整流器，充電器を介してバッテリーに充電を行 う。 又、制御部は、安価な夜間電力の夜間帯（通常２３：００〜７：００）を終了 すると、第１〜５の開閉の開閉を逆・他方側にし、商用電源は給電されず、バッ テリーの直流電力がＤＣ／ＡＣインバータによって交流に変換され、第５開閉器 を介して配電盤に送られ、昼間はバッテリーの電力が使用される。 ここで昼間の時間帯においてバッテリーが劣化又は低電圧となって充分な電力 が給電できないときは、上記の夜間型の開閉状態となり、昼であっても商用電源 が負荷に給電され、又同時にバッテリーに給電される。よって安定した給電がな される。 更に過電流検出センサーを設けたものでは、ＤＣ／ＡＣインバータの出力する 交流が過電流になると過電流検出センサーが感知してその信号を制御部に送り、 昼間においても第１，５開閉器を閉じて商用電源を直接負荷に給電する。又整流 器，充電器には商用電源を流さないようにし非充電状態でも、又放電状態いずれ でもない状態とし、バッテリーを切り離す。

【０００６】

【考案の実施の形態】

本発明における電力が安価となる夜間帯は通常２３：００〜７：００である。 本発明の時計はタイマーに内蔵され、夜間帯とそれ以外とで到来信号を発生させ るものであるが、時計が時刻信号だけを送り制御部で時刻到来の信号を生成させ てもよく本発明はこれをも包含する。 又、第１〜５開閉器は、他点切換の開閉器又は単純開閉器を多く組み合せるこ とによっても同等回路とすることができ、本発明はこれをも含むものである。 又、本電源装置の手前に商用電源を配電盤に接続できる手動非常時切換スイッ チを設けることが好ましい。

【０００７】

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は、実施例の回路図である。 図中、１はＵＶ，ＶＷは１０５ＶでＵＷ２１０Ｖの交流の商用電源、２は整流 器、３は充電器、４はバッテリー、５は配電盤、６はＤＣ／ＡＣインバータ、７ は低電圧検出センサー、８は過電流検出センサー、９は負荷、１０は制御部、１ １は第１開閉器、１２は第２開閉器、１３は第３開閉器、１４は第４開閉器、１ ５は第５開閉器、１６は時計を内蔵したタイマー、１７，１８は手動非常時切換 スイッチ、１９はＤＣブレーカーである。 この実施例では、タイマー１６は安価な夜間電力の夜間時間として２３：００ 〜７：００が設定され、夜間時間とそれ以外の時間（昼時間という）とは弁別す る信号を制御部１０に出力している。 制御部１０では、夜間時間では第１〜５開閉器１１〜１５を下記表１の開閉状 態にする。第１，２，３開閉器を閉じ、第４開閉器１４を開き、第５開閉器１５ を第１開閉器１１側と配電盤５とを接続している。従って、この夜間においては 第１，２開閉器を介して単相１０５Ｖが左右一対の整流器２へ給電され、整流さ れ充電器３により第３開閉器１３を介して２４Ｖの直流としてバッテリー４へ充 電される。 一方、商用電源は第１開閉器１１及び第５開閉器を介して配電盤５へ給電され 、負荷９へ送電される。このように夜間は負荷９へ商用電源の電力を送りながら 、同時にバッテリー４を充電している。この夜間電力は安価であるのでバッテリ ー４の給電コストは低い。 次に、タイマー１６が７：００〜２３：００の非夜間（昼時間という）になる と、制御部１０は第１〜５開閉器１１〜１５を表１の昼時間の状態にする。この 昼時間では、商用電源は第１開閉器１１によって切断されて使用されず、バッテ リー４の直流電力が閉路した第４開閉器１４を介して２個一対のＤＣ／ＡＣイン バータ６に送られて昇圧して１００Ｖの交流を出力して、中立接続して交流Ｖ， Ｖ，Ｗの出力を第５開閉器１５を介して配電盤５へ送り、負荷に交流電力として 給電する。 このように夜の安価な電力をバッテリー４に充電して昼間にこれを放電して負 荷９に給電するようにしたので電力コストをかなり安価にできる。 又、バッテリー４の充電が不足したり、バッテリー４の性能劣化の為にバッテ リー４の出力電圧が不足すれば、低電圧検出センサー７が作動し、その信号を受 けて制御部１０は、第１〜５開閉器１１〜１５の開閉状態を夜間時間帯と同じに し、負荷９に直接商用電源１を給電しながらバッテリーを充電させる。 次に昼間においてＤＣ／ＡＣインバータ６の交流に過電流が流れると、過電流 検出センサ−８が作動し、第１〜５開閉器１１〜１５を表１の状態にする。即ち 第１開閉器１１は閉じ、第２〜４開閉器１２〜１４は開き、第５開閉器１５は第 １開閉器側の接続となり、商用電源１が第１，５開閉器１１，１５を介して配電 盤５へ送られて負荷９へ商用電源１が直接送られるとともに、整流器２，充電器 ３，ＤＣ／ＡＣインバータ６への電力の供給はすべて遮断され、バッテリー４は 充電も放電もしない状態となる。これによって負荷６及び本装置の破損を防止す る。

【０００８】

【考案の効果】

以上の様に、本考案によれば安価な夜間電力を昼間において利用できるように することができ、電力コストをかなり低減させることができる。又バッテリーが 低電圧になれば昼間において負荷に対して商用電源を直接給電し、同時にバッテ リーを充電させるように出来、バッテリーの低電圧に対して対応でき、確実に給 電できるものとしている。 更に過電流検出センサ−を有するものでは、過電流があればバッテリーからの 給電を商用電源による直接給電に切換えられるので、負荷・装置の破損を防止で き安心して使用できるものとした。

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】（実施例の通り）

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ 整流器 ３ 充電器 ４ バッテリー ５ 配電盤 ６ ＤＣ／ＡＣインバータ ７ 低電圧検出センサ− ８ 過電流検出センサ− ９ 負荷 １０ 制御部 １１ 第１開閉器 １２ 第２開閉器 １３ 第３開閉器 １４ 第４開閉器 １５ 第５開閉器 １６ タイマー １７ 手動非常時切換スイッチ １８ 手動非常時切換スイッチ １９ ＤＣブレーカー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 15/00 Ｈ０２Ｊ 15/00 Ｄ Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｍ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 単相３線式商用電源を低圧直流に変換す
   る整流器と、同整流器で変換された低圧直流をバッテリ
   ーに充電させる充電器と、大容量のバッテリーと、同バ
   ッテリーの直流を昇圧して単相３線式の交流に変換する
   ２個一対のＤＣ／ＡＣインバータと、負荷側と接続され
   る単相３線式配電盤とを備え、商用電源と整流器との間
   を直列の第１開閉器と第２開閉器とを介して接続し、充
   電器とバッテリーとの間を第３開閉器介して接続し、バ
   ッテリーと各ＤＣ／ＡＣインバータとの間を第４開閉器
   介して接続し、第１開閉器の第２開閉器側の端子と配電
   盤とを同極性となるように接続するとともにその接続路
   の途中に２点切換式第５開閉器を設け、第５開閉器の第
   １開閉器と接続されない側の端子をＤＣ／ＡＣインバー
   タの交流出力端子と接続し、又バッテリーの電圧低下を
   検出し制御部へ出力する低電圧検出センサ−を設け、時
   計の時刻到来信号と低電圧検出センサ−の信号を入力し
   且つ第１〜５開閉器を開閉制御する制御部を設け、しか
   も同制御部は、商用電力が安価となる夜間時間帯におい
   て第１開閉器は商用電源を第５開閉器側端子と接続する
   ように閉路し、第２開閉器と第３開閉器は閉路し、第４
   開閉器は開路し、第５開閉器は第１開閉器側と配電盤側
   とを接続する側に切換わり、次に夜間時間帯以外の時間
   帯においては第１，２，３開閉器を開路し、第４開閉器
   を閉路し、第５開閉器をＤＣ／ＡＣインバータ側と配電
   盤側とが接続するように切換え、しかも、低電圧検出セ
   ンサ−からの低電圧検出信号によって第１〜５開閉器の
   開閉を夜間時間帯の状態と同じように制御することを特
   徴とする夜間電力利用の電源装置。
2. 【請求項２】 ＤＣ／ＡＣインバータ出力の交流が過電
   流となるのを検出して制御部にその検出信号を出力する
   過電流検出センサ−を設け、制御部は過電流検出センサ
   −からの検出信号を入力すると、第１開閉器を閉路し、
   第２，３，４開閉器を開路し、第５開閉器を第１開閉器
   側と配電盤とが接続されるように切換える請求項１記載
   の夜間電力利用の電源装置。