JP3681609B2 - 発電装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路設備や屋外作業施設等の電源として使用される発電装置に関するものであり、特に無停電電源装置を備えたエンジン駆動型発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
信号機等の道路設備や屋外作業施設等の電源として使用されるエンジン駆動型発電装置は、常時風雨や塵埃、日照等に晒される可能性が高いので、長期にわたってこの自然環境に耐え得る構造であることが求められ、また、夜間運転される場合も考慮して騒音の低減化も求められる。
さらに、狭いスペースに設置することを求められる場合が多いことから、設置面積を小さくする等の小型化が求められる。
【０００３】
本出願人は、このような点を考慮した発電装置を特開平１０−１３１７６２号公報「発電装置」（以下、「従来の技術▲１▼」と言う。）で提案している。この従来の技術▲１▼は、同公報の図２に示される通り、縦長の箱型ハウジング２（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）にエンジン２１とこのエンジン２１で駆動される発電機２２を収納したものである。
【０００４】
ところで、この種の発電装置をコンピュータ等の電子機器の非常用バックアップ電源として使用する場合、停電したことを検出してから発電装置の出力が立上がるまでに時間遅れが発生する。
本出願人は、このような点を考慮した発電装置を特開平９−１６３６３４号公報「非常用電源システム」（以下、「従来の技術▲２▼」と言う。）で提案している。この従来の技術▲２▼は、同公報の図１に示される通り、停電検出センサ２９が停電したことを検出してから発動発電機１０の出力が立上がるまでの間、バッテリ５から電力を供給するようにした無停電電源装置１を備えたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術▲２▼の無停電電源装置１はバッテリ５を備えた比較的大型で大重量の制御ユニットであり、大きな収納スペースを必要とする。このような無停電電源装置１を上記従来の技術▲１▼の箱型ハウジングに収納したのでは、箱型ハウジングが大型になり設置スペースが大きくなる要因になる。しかも、バッテリ５の保守・点検作業も面倒である。さらには、無停電電源装置１は半導体等の制御部品を搭載したものであり、制御部品がエンジンや発電機の振動や熱の影響を受けないための配慮が必要である。また、長期にわたる気温等の設置環境に耐え得ることが求められる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、（１）無停電電源装置を備えた発電装置の設置面積を抑えることができ、（２）無停電電源装置がエンジンや発電機の振動や熱の影響を極力受けないようにすることができ、（３）無停電電源装置の保守・点検作業を容易にすることができる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、エンジンとこのエンジンで駆動される発電機とを箱形ケースに収納し、この箱形ケースの下部を接地面に固定できるように構成した発電装置において、箱形ケースを縦長ケースとするとともに、箱形ケースから外部へ出力する出力端子と外部電気ケーブルとの間に無停電電源装置を介在させ、この無停電電源装置を、上面及び下面に水平方向に延出する固定用フランジを有する筐体ケースに収納し、この筐体ケースの上面の固定用フランジを箱形ケースの下面に取付け、筐体ケースの下面の固定用フランジを接地面に固定するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
無停電電源装置を収納した筐体ケースの上面に、縦長の箱形ケースを重ねて設置した。無停電電源装置を備えた発電装置の設置面積は小さくてすむ。
無停電電源装置を収納した筐体ケースは接地面に固定したものである。無停電電源装置は、筐体ケースの上方に配置したエンジンや発電機の振動や熱の影響を受けにくい。
箱形ケースにエンジンや発電機を収納した発電装置は、無停電電源装置を用いる仕様と用いない仕様とで共用できる。
下方にある無停電電源装置の保守・点検作業は容易である。
【０００９】
請求項２は、箱形ケースを縦長ケースとしたことを特徴とする。
エンジンとこのエンジンで駆動される発電機とを縦長の箱形ケースに収納することによって、箱形ケースの設置面積を小さく抑えることができ、且つ、この設置面積に合せて形成した筐体ケースに無停電電源装置を収納するため、無停電電源装置を収納効率が高い状態で筐体ケースに収納することができる。しかも、全体が縦長になるにもかかわらず、全体の重心を低い状態に維持することができる。
【００１０】
請求項３は、無停電電源装置を制御ボックスに収納し、この制御ボックスを筐体ケースに一側方から出し入れ自在に且つ少なくとも両側に空間を有した状態で収納するように構成したことを特徴とする。
筐体ケースから制御ボックスを引出すことで、無停電電源装置を保守・点検することができる。筐体ケースからの熱を空間で断熱することで、無停電電源装置に与える熱影響を極力抑える。
【００１１】
請求項４は、筐体ケースの外側及びこの筐体ケースと固定される箱形ケースの下部外側全体を、筐体ケースと箱形ケースの下面を固定する固定用フランジに沿って、冷却風用の通風開口を有する保護カバーで覆ったことを特徴とする。
発電装置を長期間設置した状態であっても、保護カバーでによって雨水や塵埃等の影響を抑える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、発電装置の正面を「前」とし、これを基準に「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の方向を示し、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１３】
図１は本発明に係る発電装置のシステム図である。
発電装置１０は、商用電源１１と電気設備（負荷）１２との間に介在したものであり、発電電源装置２０と、無停電電源装置５０とからなる。例えば、発電装置１０を信号機等の道路設備のための非常用電源設備として使用する場合には、発電装置１０と信号機等とを地中配線された外部電気ケーブル７３で接続し、商用電源１１による通常給電ラインと発電装置１０からの臨時給電ラインとのうち、どちらか一方を切換え接続することになる。
【００１４】
発電電源装置２０は、商用電源１１からの入力電圧が停止したことを停電検出センサ２１が検出したとき、すなわち停電したときに、第１制御部２２にてエンジン２３及び発電機２４の自動始動・自動停止及び第１切換スイッチ２５で給電ラインの切換えを制御するものである。
【００１５】
無停電電源装置５０は、停電検出センサ２１が停電したことを検出してから発電機２４の出力が立上がるまでの間、内蔵したバッテリ５２から電力を供給するものである。すなわち、無停電電源装置５０は、停電検出センサ２１が停電を検出しないときには、充電器５１を介してバッテリ５２に充電する待機状態にあり、停電検出センサ２１が停電を検出したときには、バッテリ５２の直流電力をインバータ５３にて商用周波数の交流電力に変換し、第２制御部５４の制御信号に基づき第２切換スイッチ５５で給電ラインの切換えを制御するものである。
【００１６】
本発明は、発電電源装置２０を箱形ケース３０に収納し、無停電電源装置５０を制御ボックス６０に収納し、制御ボックス６０を筐体ケース７０に収納し、箱形ケース３０から外部へ出力する出力端子３２と外部電気ケーブル７３との間に無停電電源装置５０を介在させたものである。すなわち、商用電源１１に外部電気ケーブル１３を介して箱形ケース３０の入力端子３１を接続し、箱形ケース３０の出力端子３２に接続ケーブル３３を介して筐体ケース７０の入力端子７１を接続し、筐体ケース７０の出力端子７２に外部電気ケーブル７３を介して電気設備１２を接続した。
【００１７】
図２は本発明に係る発電装置のドアを閉じた状態の斜視図である。
箱形ケース３０は、下部左右、上部前部及び上部左右から外気を取入れ、上部後部から冷却排風及びエンジン排気を外部へ排出するようにした、防音構造の屋外設置型の縦長ケースであり、前面に片開きする錠付きドア３４を取付けたものである。
【００１８】
この図は、（１）接地面Ｇに筐体ケース７０を固定し、筐体ケース７０に箱形ケース３０の下部のベース３５を固定したこと、及び（２）筐体ケース７０の外側及び筐体ケース７０に固定する箱形ケース３０の下部外側（ベース３５の外側）を前後左右４つの保護カバー８０Ｆｒ，８０Ｒｒ，８０Ｌ，８０Ｒで覆うことができることを示す。
ベース３５は、箱形ケース３０の下部を接地面Ｇに固定できるように、箱形ケース３０に固定したものである。保護カバー８０Ｆｒ，８０Ｒｒ，８０Ｌ，８０Ｒは、互いにボルト８１・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ。）にて結合したものである。少なくとも左右の保護カバー８０Ｌ，８０Ｒは冷却風用の通風開口８２・・・を有する。
【００１９】
図３は本発明に係る発電装置のドアを開けた状態の斜視図である。
発電装置１０のうち、発電電源装置２０並びに発電電源装置２０を収納する箱形ケース３０については、特開平１０−１３１７６２号公報「発電装置」に示されるものとほぼ同様の構成である。以下、発電電源装置２０並びに箱形ケース３０の概要について説明する。
この図は、箱形ケース３０の内部前方に第１制御部２２、エンジン２３、燃料タンク３６、バッテリ３７を収納した状態であって、上記図２に示すベース３５の外側及び筐体ケース７０の外側を保護カバー８０Ｆｒ，８０Ｒｒ，８０Ｌ，８０Ｒ（この図では前・右の保護カバー８０Ｆｒ，８０Ｒのみ示す。）で覆ったことを示す。３８はエンジン用エアクリーナである。
【００２０】
図４は本発明に係る発電装置の下部の断面図（正面から見た図）であり、上記図３に示す第１制御部２２、ドア３４、燃料タンク３６、バッテリ３７、エアクリーナ３８を外して示す。
箱形ケース３０は、下部にエンジン２３とこのエンジン２３で駆動する発電機２４とを直結した状態で収納するとともに、ベース３５の左右両側壁に外気（冷却風）取入れのための吸気口４１・・・を開けたものである。吸気口４１・・・は、吸気口から箱形ケース３０内に空気を導くための通路を迷路通路にしたものである。
【００２１】
エンジン２３に取付けたエンジン冷却ファン４２は、箱形ケース３０内の左方から吸引して、エンジン用シュラウド４３に吐出するファンである。発電機２４に取付けた発電機冷却ファン４４は、箱形ケース３０内の右方から、発電機２４の内部を通して吸引するファンである。
４５はエンジン用カバー、４６は発電機用カバー、４７はマフラ、４８はマフラカバーである。
【００２２】
この図４は、無停電電源装置５０を制御ボックス６０に収納し、制御ボックス６０を箱形ケース３０とは別の筐体ケース７０に、少なくとも両側に空間Ｓ，Ｓを有した状態で収納したことを示す。
制御ボックス６０は、上並び後を開放したボックス部６１とボックス部６１の開口を塞いでビス止めしたリッド６２とからなる。このような制御ボックス６０は、内部部品が発した熱を放散するための多数の放散口６３・・・を有する。
【００２３】
ところで、筐体ケース７０は、上面に水平方向に延出する固定用フランジ７４（以下、「上部フランジ７４」と言う。）を有するとともに、下面に水平方向に延出する固定用フランジ７５（以下、「下部フランジ７５」と言う。）を有したものである。
上部フランジ７４を箱形ケース３０の下面、すなわちベース３５の下面にボルト７６・・・にて取付けることで、箱形ケース３０に筐体ケース７０を一体的に取付けることができる。一方、接地面Ｇに下部フランジ７５をアンカボルト７７等のボルトにて固定することで、接地面Ｇに筐体ケース７０を固定することができる。このようにして、無停電電源装置５０を収納した筐体ケース７０の上面に、縦長の箱形ケース３０を重ねて設置することができる。
【００２４】
発電装置１０は平面視で、箱形ケース３０に対してベース３５を小さく設定し、このベース３５に対して筐体ケース７０を概ね同じ大きさに設定したものである。従って、無停電電源装置５０を備えた発電装置１０の設置面積を抑えることができる。
【００２５】
さらにこの図４は、箱形ケース３０の下部外側全体（ベース３５外側全体）及び筐体ケース７０の外側を、筐体ケース７０と箱形ケース３０の下面を固定する上部フランジ７４に沿って、保護カバー８０Ｆｒ，８０Ｒｒ，８０Ｌ，８０Ｒ（この図では左右の保護カバー８０Ｌ，８０Ｒのみ示す。）で覆ったことを示す。外気（冷却風）は、左右の保護カバー８０Ｌ，８０Ｒの通風開口８２・・・、吸気口４１・・・、箱形ケース３０の下部開口４９を通って箱形ケース３０内に入ることができる。
このように、箱形ケース３０の下部外側全体及び筐体ケース７０の外側を、通風開口８２・・・を有する保護カバー８０Ｆｒ，８０Ｒｒ，８０Ｌ，８０Ｒで覆ったので、発電装置１０を長期間設置した状態であっても、雨水や塵埃等の影響を極力抑えることができる。従って、長期にわたる設置環境に耐え得ることができる。
【００２６】
さらには、制御ボックス６０を筐体ケース７０に少なくとも両側に空間Ｓ，Ｓを有した状態で収納するように構成したので、無停電電源装置５０が直射日光を受けない。しかも、筐体ケース７０側からの熱を空間で断熱することができる。従って、無停電電源装置５０に与える熱影響を極力抑えることができる。
【００２７】
図５は本発明に係る発電装置の下部の断面図（右側面から見た図）であり、制御ボックス６０を筐体ケース７０に一側方（前方）から出し入れ自在に収納したことを示す。
エンジン２３や発電機２４を収納した箱形ケース３０の下部に、比較的大型で大重量の無停電電源装置５０を別ユニットとして筐体ケース７０に収納し、この筐体ケース７０を接地面Ｇに固定したので、無停電電源装置５０がエンジン２３や発電機２４の振動や熱の影響を極力受けないようにすることができる。
さらにまた、箱形ケース３０の下方に無停電電源装置５０を配置したので、低い位置にある無停電電源装置５０を容易に保守・点検することができる。
【００２８】
しかも、箱形ケース３０に収納したエンジン２３や発電機２４とは別ユニットとして、筐体ケース７０に無停電電源装置５０を収納するので、箱形ケース３０にエンジン２３や発電機２４を収納した発電装置１０は、無停電電源装置５０を用いる仕様と用いない仕様とで共用することができる。
すなわち、接地面Ｇにベース３５を直接固定すれば、無停電電源装置５０を用いない仕様の発電装置１０として発電電源装置２０だけを設置することができる。
【００２９】
以上の説明をまとめると、本発明は発電電源装置２０と無停電電源装置５０とからなる発電装置１０であり、このような発電装置１０をできるだけ小型にするとともに、設置面積を小さくしたい。箱形ケース３０は、設置面積を小さくするために縦長にし、発電電源装置２０を収納するだけの小型のケースであり、収納スペースに余裕がない。
【００３０】
これに対して、無停電電源装置５０はバッテリを備えた比較的大型で大重量の制御ユニットであり、大きな収納スペースを必要とする。このように大型の無停電電源装置５０を収納するスペースを箱形ケース３０に設けると、箱形ケース３０が大型になるので得策ではない。このために、箱形ケース３０の外に無停電電源装置５０を取付けるようにした（外付け）。外付けなので、無停電電源装置５０の有無に関係なく発電電源装置２０並びに箱形ケース３０を生産でき、生産性が高まる。
【００３１】
ところで、停電しない通常状態においては、発電装置１０は保守・点検時のように定期的（例えば１ヵ月に１回）に運転して確認する以外に、長期にわたり停止状態にあるものである。しかし、停電時には速やかに確実に作動することが求められる。箱形ケース３０に単に無停電電源装置５０を外付けしたのでは、日照等に晒される可能性が高いので、長期にわたってこの自然環境に耐え得る配慮が必要である。
また、箱形ケース３０の側面に無停電電源装置５０を取付けたのでは、設置面積が増す。箱形ケース３０の上面に無停電電源装置５０を取付けたのでは、高い位置で重量物である無停電電源装置５０を保守・点検することになり、作業性が劣る。
【００３２】
このように種々の観点から考え、本発明は無停電電源装置５０を筐体ケース６０に収納して、箱形ケース３０の下に取付けたことを特徴とする。
従って、本発明によれば、（１）無停電電源装置５０を備えた発電装置１０の設置面積を抑えることができ、（２）無停電電源装置５０がエンジン２３や発電機２４の振動や熱の影響を極力受けないようにすることができ、（３）無停電電源装置５０の保守・点検作業を容易にすることができ、（４）無停電電源装置５０が直射日光を受けないようにすることができる。
【００３３】
図６は本発明に係る発電装置の下部の斜視図であり、筐体ケース７０から制御ボックス６０を引出した状態を示す。前の保護カバー８０Ｆｒを外し、筐体ケース７０の開口７８から制御ボックス６０を引出すことにより、無停電電源装置５０（図５参照）を保守・点検することができる。無停電電源装置５０を制御ボックス６０に収納し、この制御ボックス６０を筐体ケース７０に一側方（前方）から出し入れ自在に収納するように構成したので、無停電電源装置５０の保守・点検作業が一層容易になる。
図中、７９は制御ボックス６０のスライド抵抗低減部材である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、箱形ケースから外部へ出力する出力端子と外部電気ケーブルとの間に無停電電源装置を介在させ、この無停電電源装置を、上面及び下面に水平方向に延出する固定用フランジを有する筐体ケースに収納し、この筐体ケースの上面の固定用フランジを箱形ケースの下面に取付け、筐体ケースの下面の固定用フランジを接地面に固定するように構成することにより、無停電電源装置を収納した筐体ケースの上面に箱形ケースを重ねて設置することができるので、無停電電源装置を備えた発電装置の設置面積を抑えることができる。
さらには、エンジンや発電機を収納した箱形ケースの下部に、比較的大型で大重量の無停電電源装置を別ユニットとして筐体ケースに収納し、この筐体ケースを接地面に固定したので、全体の重心を低い状態に維持でき、しかも、無停電電源装置がエンジンや発電機の振動や熱の影響を極力受けないようにすることができる。
しかも、箱形ケースに収納したエンジンや発電機とは別ユニットとして、筐体ケースに無停電電源装置を収納するので、箱形ケースにエンジンや発電機を収納した発電装置は、無停電電源装置を用いる仕様と用いない仕様とで共用することができる。
さらにまた、下方に無停電電源装置を配置したので、無停電電源装置の保守・点検作業を容易にすることができる
【００３５】
請求項２は、箱形ケースを縦長ケースとしたので箱形ケースの設置面積を小さく抑えることができ、且つ、この設置面積に合せて筐体ケースを形成することになるので、無停電電源装置を収納効率が高い状態で筐体ケースに収納することができる。しかも、全体が縦長になるにもかかわらず、全体の重心を低い状態に維持することができる。
【００３６】
請求項３は、無停電電源装置を制御ボックスに収納し、この制御ボックスを筐体ケースに一側方から出し入れ自在に収納するように構成したので、無停電電源装置の保守・点検作業が一層容易になる。
さらには、無停電電源装置を収納した制御ボックスを、筐体ケースに少なくとも両側に空間を有した状態で収納するように構成したので、無停電電源装置が直射日光を受けない。しかも、筐体ケース側からの熱を空間で断熱することができる。従って、無停電電源装置に与える熱影響を極力抑えることができる。
【００３７】
請求項４は、筐体ケースの外側及びこの筐体ケースと固定される箱形ケースの下部外側全体を、筐体ケースと箱形ケースの下面を固定する固定用フランジに沿って、冷却風用の通風開口を有する保護カバーで覆ったので、発電装置を長期間設置した状態であっても、雨水や塵埃等の影響を極力抑えることができる。従って、長期にわたる設置環境に耐え得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電装置のシステム図
【図２】本発明に係る発電装置のドアを閉じた状態の斜視図
【図３】本発明に係る発電装置のドアを開けた状態の斜視図
【図４】本発明に係る発電装置の下部の断面図（正面から見た図）
【図５】本発明に係る発電装置の下部の断面図（右側面から見た図）
【図６】本発明に係る発電装置の下部の斜視図
【符号の説明】
１０…発電装置、２３…エンジン、２４…発電機、３０…箱形ケース、３２…出力端子、５０…無停電電源装置、６０…制御ボックス、７０…筐体ケース、７３…外部電気ケーブル、７４，７５…固定用フランジ（上部・下部フランジ）、８０Ｆｒ，８０Ｒｒ，８０Ｌ，８０Ｒ…保護カバー、８２…通風開口、Ｇ…接地面、Ｓ…空間。

Claims (4)

1. エンジンとこのエンジンで駆動される発電機とを箱形ケースに収納し、この箱形ケースの下部を接地面に固定できるように構成した発電装置において、前記箱形ケースから外部へ出力する出力端子と外部電気ケーブルとの間に無停電電源装置を介在させ、この無停電電源装置を、上面及び下面に水平方向に延出する固定用フランジを有する筐体ケースに収納し、この筐体ケースの上面の固定用フランジを前記箱形ケースの下面に取付け、筐体ケースの下面の固定用フランジを接地面に固定するように構成したことを特徴とする発電装置。
2. 前記箱形ケースを縦長ケースとしたことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
3. 前記無停電電源装置を制御ボックスに収納し、この制御ボックスを前記筐体ケースに一側方から出し入れ自在に且つ少なくとも両側に空間を有した状態で収納するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電装置。
4. 前記筐体ケースの外側及びこの筐体ケースと固定される前記箱形ケースの下部外側全体を、筐体ケースと箱形ケースの下面を固定する固定用フランジに沿って、冷却風用の通風開口を有する保護カバーで覆ったことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の発電装置。

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