JP3163929U

JP3163929U - 給電装置

Info

Publication number: JP3163929U
Application number: JP2010005745U
Authority: JP
Inventors: 大成　栄司; 栄司大成
Original assignee: 株式会社栄興技研
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2020-08-27

Abstract

【課題】非停電時は商用電源を、停電時はバッテリーでもってエンジンを起動して発電機を作動して得た電力を給電する給電装置に於いて、バッテリーの充電器が雷等で故障してもバッテリーの電流消耗を抑えて長日数バッテリーでエンジンを駆動可能にする。【解決手段】商用電源Ｓを用いてバッテリーＢを充電する充電器Ｊと、商用電源の停電を感知する停電感知回路Ｔと、同停電感知回路Ｔの作動でエンジン起動制御回路Ｋを作動させる起動スタート回路Ｘと、電源制御状態を表示する表示灯回路Ｌと、エンジン機関異常表示灯回路Ａと、エンジンＥ・発電機Ｇ及び上記回路を収納した扉Ｈｄ付の函体Ｈとを有し、起動スタート回路Ｘの不作動状態でエンジン起動制御回路Ｋに用いられたリレーは全て無感動とし、扉を閉めると開路するドアスイッチＬａを介して表示灯回路Ｌ及びエンジン機関異常表示灯回路Ａにバッテリー電圧を印加する。【選択図】図１

Description

本願考案は、主に屋外・野外で使用される電気機器に対し、常時は商用電源を給電し、これが停電した場合に非停電時に商用電源の電力でもって充電器で絶えず充電させたバッテリーを使用してエンジンを起動し、エンジンによって発電機を作動させて発電した電源を電気機器に供給するようにする給電装置において、使用している充電器が雷等で故障した場合、充電していたバッテリーの電力消耗を抑えて長日数バッテリーによるエンジン駆動を可能にする技術に関する。

電気機器に常時は商用電源を給電し、商用電源が停電した場合にバッテリーでエンジンを駆動させて発電機を作動させ、その発電機の電源を電気機器に給電して停電時でも電気機器を作動できるようにする停電時発電装置を備えた給電装置は広く使用されている。例えば野外・道路傍に設置された監視カメラ等の電気機器では、商用電源とは別に、その近くにはエンジン、この動力によって回動されて発電する発電機、エンジン燃料タンク及びエンジンを起動させるためのバッテリー、同バッテリーの電源を使ったエンジン起動制御回路及びその制御・電源状態を表示する表示灯回路、油圧低下・過電圧・過電流等のエンジンと発電機の異常を表示するエンジン機関異常表示灯回路、バッテリーに商用電源を使って充電する充電器等を大きめのボックス型函体に収納した給電装置を近くに設けている。

これら回路・器具は、通常ボックス型扉付函体に収納されている。その技術は、実用新案登録第３０９１５２９号公報で知られて公知である。函体内で表示される表示灯回路は扉が閉められた状態でもバッテリー電源を使って点灯表示されている。又エンジン起動制御回路もその中のリレー・表示灯にバッテリー電力を消費している。これら回路・器具に電力を消費するためバッテリー容量は低下するが、非停電時の通常において商用電源から充電器によって電流の補給を受けているため、バッテリーは常時定格状態を保ちうる。
これら装置は、非停電時では商用電源の電力を充電器により直流に変換して前記バッテリーを絶えず充分な充電状態にするようにし、停電時ではバッテリーを用いてエンジンを起動して発電機を始動させて給電している。これら装置は特開２００８−１９３８２４号公報で知られている。又コンピュータの無停電発電装置でも、エンジン発電機を商用電源の停電時に作動させて負荷に対して給電できるようにしている。これは特開２００２−２３８１８４号公報で知られている。
上記給電装置では、エンジンを起動するバッテリーを非停電の通常時において充電器によって充分に充電状態にされていて、停電になれば停電感知装置によってこのバッテリーの電源を用いてエンジン起動制御回路が作動開始し、バッテリーでエンジンを駆動して、発電機を作動して発電し、負荷電機器具に給電が続行できるようになっている。

しかしながら、充電器が雷等によって作動不能になれば、バッテリーへの充電の続行がなされず、バッテリーは給電装置のエンジン起動制御回路及び電源・制御状態を示す表示灯回路のリレー・表示灯に電流が流れ続けて電力を消費してバッテリーの容量を低下させる。かかる状態で停電が発生すると、エンジンのセルモータを動かすに充分な電流を供給できずセルモータを作動できない場合が生じる。セルモータを全く始動できない程バッテリー容量が大きく低減していなくてもセルモータを１回又は数回作動できてもその作動にバッテリー電力が消費されてエンジンが起動できないレベルまで低下することがあった。上記の電流による消費はバッテリーの自己放電電流Ｉｃによるものに比べてはるかに大きいものであり、その消費によって短日数で定格のバッテリー能力が失われるものであった。

実用新案登録第３０９１５２９号公報特開２００８−１９３８２４号公報特開２００２−２３８１８４号公報

本考案が解決しようとする課題は、従来の問題点を解決し、充電器が故障してもバッテリーの消耗が小さくて長日数の間エンジンを起動できるという給電装置を提供するものである。

かかる課題を解決した本考案の構成は、
外部の電気機器に給電する電源として、商用電源とエンジン駆動の発電機による電源との二電源を備え、電源自動切替器によって常時は商用電源を給電し、同商用電源が停電するとバッテリーを用いてエンジンを駆動してその駆動力によって発電機を作動させて発電しその電源を外部に給電する、扉付函体に収められた給電装置に於いて、
商用電源を用いてエンジン駆動用バッテリーを充電する充電器と、同バッテリーによりエンジンを起動させるリレーを用いたエンジン起動制御回路と、エンジン側の異常を表示するエンジン機関異常表示灯回路と、商用電源が停電するとリレーのｂ接点が閉じて感知信号を出力する停電感知回路と、電源の切替及び制御の状態をリレーのリレー接点の開閉で表示灯を点滅させて表示する表示灯回路と、停電感知回路の停電信号出力用リレーのb接点によって自動的に又は手動あるいは遠隔操作信号によって前記エンジン起動制御回路にバッテリー電圧を印加して作動させてこの回路に使用したリレーを感動可能にさせるようにする起動スタート回路と、前記表示灯回路及びエンジン機関異常表示灯回路にバッテリー電圧を印加する給電線途中に設けられて装置の函体の扉が開くことで閉路してバッテリー電圧をこれら回路に印加する常開のドアスイッチとを備えるとともに、前記起動スタート回路の不作動の状態ではエンジン起動制御回路に使われた全てのリレーは無感動状態であるように回路構成し、充電器が作動不能又は商用電源が停電となってもバッテリーの電力消耗を少なくして長期間バッテリーによるエンジン起動を可能にすることを特徴とする給電装置
にある。

本考案では、充電器が使用中に故障しても故障するまでに商用電源を用いてバッテリーは絶えず充電されていて定格の充分なバッテリー容量がある。この状態で停電でなければ（商用電源が給電状態では）、停電感知回路が作動せず、起動スタート回路のそのリレーのｂ接点は開いていて起動スタート回路にはバッテリー電圧が印加されず作動しない。起動スタート回路が作動しないとこれによる印加電圧がエンジン起動制御回路に供給されずそのリレーは無感動でリレーに電流が流れない。更に、制御・電源の状態を示す表示灯回路及びエンジン機関異常表示灯回路は、点検・エンジンの手動操作・補修の場合以外の通常時では扉は開かれないので、扉ＳＷのドアスイッチは常開であるので表示灯回路及びエンジン機関異常表示灯回路にバッテリーからの電圧の印加はない。よって、バッテリーから流れる電流はほとんどなく、バッテリーの消費電流は略自己放電電流Ｉｃのみとなり、バッテリーの容量は長日数維持できる。この状態で充電器故障後の停電があれば、停電感知回路が商用電源が停電したことで停電感知回路中の停電信号出力用リレーが非通電となって、起動スタート回路中にあるそのｂ接点が閉じて、起動スタート回路が作動する。起動スタート回路が作動するとバッテリー電圧をエンジン起動制御回路に印加し、この回路を作動させる。上記のように、故障以後のバッテリーの消耗は少ないので、停電時に充分に充電されているバッテリーの容量でもってエンジン起動制御回路を作動させるので、エンジンのセルモータを１回〜数回作動させ得て、エンジンを確実に作動させることができ、よって発電機を作動させて発電した電流を確実に負荷に給電できるものとした。

このように本考案では、充電器が雷等で故障しても、バッテリーの容量の低下が抑えられてバッテリーによるエンジン起動ができる期間を長くでき、停電時の自動起動及び自動起動が失敗しても、手動操作あるいは遠隔操作によるエンジン起動を確実にできるようにできる。よって、停電時からエンジン起動の操作時までに長日数の余裕ができ、回復作業が容易となる。

図１は実施例の回路ブロック図である。図２は実施例の具体的な結線回路図である。図３は実施例の発電機起動タイムチャート図である。

本考案のエンジン起動制御回路は、予熱、セルモータ作動、起動検知（セルモータのカット）の手順が必要なためタイマーを一般に使用する。又停電感知回路も停電状態が続いていることを確認するためタイマーを使用することが多い。本考案では、エンジン起動制御回路は、実施例のリレー・結線のものに限るものでなく、他の公知のエンジン起動制御回路のものでもよい。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、道路傍に設置した監視用カメラに通常は商用電源を給電し、停電時にはエンジンを起動して発電機を作動させて発電した電力を給電する例である。

以下、図１，２に示す実施例について図面に基づいて説明する。図中、Ｓは商用電源、Ｃは道路傍に設置した監視用カメラ、Ｄは商用電源を通常使用し、商用電源停電時に発電機電源に自動的に切り替える、停電時電力を消費しない商用電源と発電機電源との電源自動切替器、Ｅは発電用エンジン、ＭはエンジンＥの始動用セルモータ、ＧはエンジンＥで回動されて所要の交流電力を発生させる発電機、ＮはエンジンＥで回動されて小電力発電して電圧を発生するタコジェネレータ、Ｈは本実施例の給電装置・エンジン・発電機等を収容したボックス型の扉付函体である。Ｈｄはその扉である。又Ｊは交流の商用電源を所定電圧の直流に変換してバッテリーＢを充電する充電器、Ｂはエンジン起動用バッテリー、ＫはエンジンＥを起動させるリレーとタイマーを用いたエンジン起動制御回路、Ｔは停電感知回路、Ａはエンジン機関異常表示灯回路、Ｌは本装置における電力状態・電源切替状態及び制御状態を表示する表示灯回路、Ｌａは同表示灯回路及びエンジン機関異常表示灯回路Ａにバッテリー電圧を印加するバッテリーの給電線途中に設けられ、扉Ｈｄが閉じている時は常開で、扉Ｈｄが開くと閉路するドアスイッチ、Ｘはリレー２７のｂ接点２７でもって停電出力信号を出力する起動スタート回路、Ｘａはエンジン起動制御回路Ｋを作動させる回路起動電圧印加端、ＹはタコジェネレータＮの出力電圧をＰＬ１，ＰＬ２から入力して直流電圧に変換され、リレー１４が感動してエンジンが起動したことを確認する起動検知回路、ＰＥはエンジン機関の油圧等の異常を検出してエンジン機関異常表示灯回路Ａを作動させるエンジン機関異常検出回路である。

本実施例のエンジン起動制御回路Ｋには、リレー８８Ｘ，２Ｒ，ＢＲ，５Ｘ，５Ｒ，４８Ｘ，８６Ｘがあり、又タイマー４８Ｔ，８８ＨＴがある。これらリレー及びタイマーは回路起動電圧印加端Ｘａに所定電圧が起動スタート回路Ｘによって印加されない場合は、無感動状態となっていて電流の消費はない。

本実施例のエンジン機関異常検出回路ＰＥは、エンジン機関の油圧低下・油面低下・過電圧・過電流の異常を示す異常信号でもって、リレー５９Ｘ，６３ＱＸ，３３ＱＸが作動するものであり、異常がない場合はこれらリレーは作動せず電流消費がなく、これが通常状態であるのでバッテリーの容量を低下させることはほとんどない。この回路のリレーの接点及び外部の異常信号によってエンジン機関異常表示灯回路Ａを作動させている。

エンジン機関異常表示灯回路Ａ及び表示灯回路Ｌに給電するバッテリーＢの電源線（ＧＮＤ側）の途中に扉Ｈｄに設けたドアスイッチＬａが設けられ、扉Ｈｄが閉じられている通常時ではドアスイッチＬａが開いてバッテリー電圧がこれら表示灯回路Ａ，Ｌには印加されず、通常時ではこれら回路の表示灯は点灯せず電流は流れない。点検・補修・エンジン始動において函体Ｈの扉Ｈｄが開かれる場合においてのみ、ドアスイッチＬａが閉じて、これら回路の表示灯は点灯可能となっている。

（商用電源非停電時の通常時）
本実施例では、商用電源Ｓが正常に供給される非停電時では、商用電源Ｓの電力は電源自動切替器Ｄを介して直接監視用カメラＣに供給されて、カメラＣは正常に作動する。
又非停電時では、商用電源Ｓは充電器が故障でない限り充電器Ｊによって所定電圧の直流電圧を出力して、バッテリーＢを常時その定格の容量まで充電させる。

又、この通常時では停電感知回路Ｔにその商用電源Ｓが供給され、それをトランスで変圧して整流した所定直流電圧が検知出力信号発生用のリレー２７に印加され、そのリレーｂ接点２７は開いてエンジン起動制御回路Ｋの回路起動電圧印加端Ｘａにはバッテリー電圧が印加されず、起動スタート回路Ｘ及びエンジン起動制御回路Ｋは作動しない状態である。

起動スタート回路Ｘが作動しないとエンジン起動制御回路Ｋも不作動であり、それに使用されているリレーは無感動であるので、この回路の電流消費はない。又ドアスイッチＬａは停電・点検・補修でない限り通常扉Ｈｄを開けないので「開」状態である。従って表示灯回路Ｌ及びエンジン機関異常表示灯回路ＡにはバッテリーＢの電圧が印加されず、この表示灯回路Ｌ及びエンジン機関異常表示灯回路Ａも作動せず、これに使用された各種表示灯には電流が流れずバッテリーＢの電流を消費しない。

この非停電時の通常時において、充電器Ｊが故障しても上記の通りと同じでバッテリーＢの電流をほとんど消費しないので、バッテリーＢは充分に充電された状態に近いものである。よって、バッテリーＢによって長日数エンジンの起動を可能とする状態にある。但し故障してもエンジンは自動的には駆動されない。

（充電器故障後の非停電状態時）
本実施例の充電器Ｊが雷等により故障すると、バッテリーＢへの充電が停止する。しかしこの場合も、カメラＣには非停電であるので商用電源Ｓの電力が電源自動切替器Ｄを介して自動的に供給されていてカメラＣは作動する。

この充電器Ｊの故障時以後において商用電源Ｓが非停電ならば、前記の如く停電感知回路Ｔは停電を感知せず、前記の非停電時と同じように起動スタート回路Ｘは作動せず、エンジン起動制御回路ＫにバッテリーＢの電流は消費されない。又扉Ｈｄは故障・点検又は補修時でない限り通常開かれないので表示灯回路Ｌ及びエンジン機関異常表示灯回路Ａも作動せずバッテリーＢの電流は消費されない。従って、バッテリーＢの容量の低下はほとんどない状態で定格状態又はそれに近い状態を維持する。

（充電器故障後の停電時／エンジン発電）
次に、充電器Ｊが故障した後商用電源Ｓが停電すると、停電感知回路Ｔが作動する。商用電源Ｓが停電すると停電感知回路Ｔのリレー２７には所定電圧が印加されず、起動スタート回路Ｘのリレーｂ接点２７は閉じ、バッテリー電圧は常閉の接点４３ＭＸと、使用しないので短絡させた外部停電信号端子と、リレーｂ接点２７とを介して、タイマー２７Ｔにバッテリー電圧が印加し、タイマー２７Ｔが作動し、印加されてからタイマー２７Ｔの設定時間Ｔ_１後も停電ならばその接点２７Ｔは開から閉になり、回路起動電圧印加端Ｘａにバッテリー電圧が印加される。

タイマー２７Ｔの設定時間Ｔ_１後に停電が継続していることを確認後、そのタイマー接点２７Ｔが閉じ、常閉接点５Ｘ，常閉接点１４，回路起動電圧印加端Ｘａを介して予熱タイマー８８ＨＴを起動させるとともに予熱栓の予熱信号を端子８８Ｈを介して出力して予熱を時間Ｔ_２だけ行わせる。

予熱タイマー８８ＨＴのタイマー時間Ｔ_２が経過すると、そのタイマー接点８８ＨＴが閉じて、セルモータＭにバッテリー電圧を端子８８Ｓを介して出力してセルモータＭを作動させる。及びタイマー４８Ｔも作動する。そしてセルモータＭによってエンジンＥが起動し、発電機Ｇが作動して発電する。又エンジンによってタコジェネレータＮが作動すると発電機運転信号が入力されて、起動検知回路Ｙのリレー１４が感動してそのリレー接点１４が作動して、セルモータカット信号が出力される。これらの作動は、図３のタイムチャート図でもって説明されている。予熱後セルモータＭを１５〜２０秒回しても発電機運転信号がこないとタイマー４８Ｔが作動して、予熱栓及びセルモータＭを停止させる。

このように、停電感知回路Ｔによって、停電すれば自動的に起動スタート回路Ｘが作動してセルモータＭを回転させエンジンＥを起動し、これによって発電機Ｇが作動し、所定の電力を発生させる。エンジンの作動でタコジェネレータＮが発電開始すると、発電された交流電圧はＰＬ１，ＰＬ２端子から起動検知回路Ｙに入力され、直流の所定電圧に変換されて、リレー１４に印加され、リレー１４が作動してリレー接点の開閉を逆にして、タイマー８８ＨＴに電圧が印加せずに停止してリレー接点８８ＨＴが開いてセルモータ起動信号の出力を停止し、セルモータを停止させる。エンジンＥは作動したままである。
発電機Ｇが発電した電力は電源自動切替器Ｄに送られ、商用電源が停電しているので、発電電力の方がカメラＣに給電される。

停電感知回路Ｔを自動起動させず、又は自動起動できない場合は、モード切替手動ＳＷ２を手操作で閉じるか、又は遠隔操作で外部手動選択端子４３Ｍ１，４３Ｍ２をショートさせるようにすれば、リレー４３ＭＸのリレー接点４３Ｍの４，３間が閉じ、そして起動ボタンＰＢ１を押すことでバッテリー電圧を回路起動電圧印加端Ｘａに印加する。
これによって、前記同様に、予熱タイマー８８ＨＴ，セルモータ起動信号出力、セルモータ始動、エンジン起動、発電機Ｇを発電させる。エンジンが起動し発電機Ｇが作動するとセルモータカット信号を出力してセルモータを停止させエンジンＥの作動を続行させ、発電機Ｇの発電電力を電源自動切替器Ｄへ送ってカメラＣの作動を続行させる。

以上の様に本実施例では、起動スタート回路Ｘが、停電感知回路Ｔによって自動的に、又は手動操作スイッチＳＷ２・遠隔外部手動選択・外部停電信号用電源及び起動ボタンＰＢ１の操作でもって、エンジンを起動して発電機Ｇを作動させて発電電力を供給する。

しかも、充電器Ｊが故障しても、停電があるまでエンジン起動制御回路Ｋ，表示灯回路Ｌ及びエンジン機関異常表示灯回路Ａにバッテリー電流がほとんど消耗されないので、バッテリーＢは充電器Ｊが故障時の充分に充電された状態を長く維持でき、よってセルモータの起動を長日数において可能にした。
尚、本実施例で充電器Ｊが故障しないで停電になった場合でも、同様にバッテリーの消耗が低く抑えられて、長日数の間エンジンの起動を可能にする。

本考案の実施例は、道路傍の野外で常時作動させる電気機器の停電時にエンジンで発電機を作動させて発電電力を給電する装置であるが、工場・遊技場・ビル等で商用電源を通常使用して停電した場合にエンジンを起動して発電する場合にも、本願考案は使用でき有益である。

Ａエンジン機関異常表示灯回路
Ｂバッテリー
Ｃカメラ
Ｄ電源自動切替器
Ｅエンジン
Ｇ発電機
Ｈ扉付函体
Ｈｄ扉
Ｊ充電器
Ｋエンジン起動制御回路
Ｌ表示灯回路
Ｌａドアスイッチ
Ｍセルモータ
Ｎタコジェネレータ
ＰＥエンジン機関異常検出回路
Ｘ起動スタート回路
Ｘａ回路起動電圧印加端
Ｙ起動検知回路
Ｓ商用電源
Ｔ停電感知回路
２７，１４，４３ＭＸ，２７Ｘ，５Ｘ，４８Ｘリレー
２７Ｔ，４８Ｔ，８８ＨＴタイマー

Claims

外部の電気機器に給電する電源として、商用電源とエンジン駆動の発電機による電源との二電源を備え、電源自動切替器によって常時は商用電源を給電し、同商用電源が停電するとバッテリーを用いてエンジンを駆動してその駆動力によって発電機を作動させて発電しその電源を外部に給電する、扉付函体に収められた給電装置に於いて、
商用電源を用いてエンジン駆動用バッテリーを充電する充電器と、同バッテリーによりエンジンを起動させるリレーを用いたエンジン起動制御回路と、エンジン側の異常を表示するエンジン機関異常表示灯回路と、商用電源が停電するとリレーのｂ接点が閉じて感知信号を出力する停電感知回路と、電源の切替及び制御の状態をリレーのリレー接点の開閉で表示灯を点滅させて表示する表示灯回路と、停電感知回路の停電信号出力用リレーのb接点によって自動的に又は手動あるいは遠隔操作信号によって前記エンジン起動制御回路にバッテリー電圧を印加して作動させてこの回路に使用したリレーを感動可能にさせるようにする起動スタート回路と、前記表示灯回路及びエンジン機関異常表示灯回路にバッテリー電圧を印加する給電線途中に設けられて装置の函体の扉が開くことで閉路してバッテリー電圧をこれら回路に印加する常開のドアスイッチとを備えるとともに、前記起動スタート回路の不作動の状態ではエンジン起動制御回路に使われた全てのリレーは無感動状態であるように回路構成し、充電器が作動不能又は商用電源が停電となってもバッテリーの電力消耗を少なくして長期間バッテリーによるエンジン起動を可能にすることを特徴とする給電装置。