JP6070271B2 - Engine-driven air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン駆動式空調装置に関する。 The present invention relates to an engine-driven air conditioner.
エンジン駆動式空調装置は、エンジンと空調ユニットとを備える。空調ユニットはエンジンの動力によって駆動する圧縮機を備える。圧縮機がエンジンの動力で駆動することにより空調ユニットが作動し、空調が行われる。 The engine-driven air conditioner includes an engine and an air conditioning unit. The air conditioning unit includes a compressor driven by engine power. When the compressor is driven by the engine power, the air conditioning unit operates and air conditioning is performed.
また、上記の構成に加え、エンジンの動力により発電する発電機を備える自立型エンジン駆動式空調装置が知られている。発電機で発電された電力は、電力で駆動する空調ユニットの構成部品(電気駆動部品)や外部負荷に供給される。このため、自立型エンジン駆動式空調装置は、商用電源などの外部電源から電力供給されることなく自立して空調運転を継続することができ、さらに、エンジンと圧縮機とを切り離して空調運転を停止させ、エンジンの動力で発電機を作動させる自立発電運転をも行うことができる。したがって、自立型エンジン駆動式空調装置は、自立空調運転時、自立発電運転時のいずれの場合においても外部負荷への電源として利用することができる。 In addition to the above-described configuration, a self-supporting engine-driven air conditioner that includes a generator that generates electric power using engine power is known. The electric power generated by the generator is supplied to the components (electrically driven parts) of the air conditioning unit that is driven by the electric power and to an external load. For this reason, the self-sustained engine-driven air conditioner can continue air-conditioning operation independently without being supplied with electric power from an external power source such as a commercial power source, and further, the engine and the compressor can be separated from each other for air-conditioning operation. It is also possible to perform a self-sustaining power generation operation in which the generator is operated with the power of the engine stopped. Therefore, the self-supporting engine-driven air conditioner can be used as a power source to the external load in both cases of the self-supporting air-conditioning operation and the self-supporting power generation operation.
特許文献1は、エンジンと、エンジンの動力により駆動する圧縮機を有する空調ユニットと、エンジンの動力により発電する発電機とを備え、発電機で発電された電力がパワーコンディショナを介して商用電源に系統連係されるように構成されたエンジン駆動式空調装置を開示する。このエンジン駆動式空調装置によれば、空調運転状態に基づいて、パワーコンディショナから出力される電力が最大となるように、発電機からパワーコンディショナに流れる電流が制御される。これにより発電機で発電した余剰電力が効率的に商用電源系統に供給される。その結果、効率的に、空調運転と発電が両立される。
(発明が解決しようとする課題)
一般にエンジン駆動式空調装置は、エンジンと圧縮機との間に設けられたクラッチを有する。クラッチは、エンジンと圧縮機との接続状態を、エンジンの動力が圧縮機に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動する。空調中に空調負荷が非常に小さくなった場合、あるいは空調要求が無くなった場合、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化される。一方、接続状態が遮断状態であるときに空調要求が発生した場合、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化される。
(Problems to be solved by the invention)
Generally, an engine-driven air conditioner has a clutch provided between an engine and a compressor. The clutch operates so that the connection state between the engine and the compressor can be switched between a transmission state in which engine power is transmitted to the compressor and a disconnected state in which the engine power is not transmitted. When the air conditioning load becomes very small during air conditioning or when the air conditioning request is lost, the clutch is operated and the connection state between the engine and the compressor is changed from the transmission state to the cutoff state. On the other hand, when an air conditioning request is generated when the connected state is the disconnected state, the clutch is operated and the connected state between the engine and the compressor is changed from the disconnected state to the transmission state.
ところで、エンジンが高速(例えば発電時の定格回転数)で回転しているときにクラッチを作動させてエンジンと圧縮機との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させた場合、急に圧縮機が高速で回転させられることにより圧縮機が故障するおそれがある。そのため、クラッチの接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させる場合、事前にエンジンの回転数を低下させる必要がある。また、エンジンが高速(例えば空調時の定格回転数)で回転しているときにクラッチを作動させてエンジンと圧縮機との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させた場合、エンジンから負荷(圧縮機)が切り離されることによりエンジン回転数が急上昇し、エンジン回転数が許容回転数を越えるためにエンジン回転数異常が発生してエンジンが停止するおそれがある。また、エンジン回転数の急上昇に伴い発電機に過剰な駆動力が伝達されて、発電異常によりエンジン駆動式空調装置が停止するおそれもある。よって、クラッチの接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させる場合も、エンジン回転数を事前に低下させる必要がある。 By the way, when the engine is rotating at a high speed (for example, the rated rotation speed during power generation) and the clutch is operated to change the connection state between the engine and the compressor from the shut-off state to the transmission state, the compressor suddenly If the compressor is rotated at a high speed, the compressor may break down. Therefore, when the clutch engagement state is changed from the disconnected state to the transmission state, it is necessary to reduce the engine speed in advance. In addition, when the engine is rotating at a high speed (for example, rated speed during air conditioning) and the connection state between the engine and the compressor is changed from the transmission state to the cutoff state when the clutch is operated, the load ( When the compressor is disconnected, the engine speed rapidly increases, and the engine speed exceeds the allowable speed, so that an engine speed abnormality may occur and the engine may stop. In addition, an excessive driving force is transmitted to the generator as the engine speed rapidly increases, and the engine-driven air conditioner may stop due to power generation abnormality. Therefore, even when the clutch engagement state is changed from the transmission state to the cutoff state, it is necessary to reduce the engine speed in advance.
この場合、エンジンの動力で発電する発電機を有する自立型エンジン駆動式空調装置においては、クラッチ作動の際に事前にエンジン回転数を低下させることによって発電機で発電される電力の大きさも低下するため、エンジン駆動式空調装置の各電気駆動部品や外部負荷が要求する電力に対する発電電力の不足が懸念される。発電機から外部負荷に供給する電力が不足した場合、外部負荷の駆動が停止するおそれがある。つまり、クラッチの接続状態を変化させるときにエンジン回転数を低下させた場合、発電機から外部負荷への電力の安定供給に支障を来すおそれがある。 In this case, in a self-supporting engine-driven air conditioner having a generator that generates power using engine power, the amount of power generated by the generator is reduced by reducing the engine speed in advance when the clutch is operated. Therefore, there is a concern about the shortage of generated power relative to the power required by each electric drive component and external load of the engine-driven air conditioner. If the power supplied from the generator to the external load is insufficient, the driving of the external load may stop. In other words, if the engine speed is reduced when changing the clutch connection state, there is a risk of hindering the stable supply of power from the generator to the external load.
本発明は、クラッチ作動時に事前にエンジン回転数を低下させた場合においても、発電機から電力を安定供給できるエンジン駆動式空調装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an engine-driven air conditioner that can stably supply power from a generator even when the engine speed is reduced in advance during clutch operation.
(課題を解決するための手段)
本発明は、エンジン駆動式空調装置であって、エンジンと、エンジンの動力によって駆動する圧縮機を備えるとともに圧縮機が駆動することにより空調する空調ユニットと、エンジンの動力によって発電するとともに、発電した電力を、外部負荷および、エンジン駆動式空調装置を構成する部品であって電力により駆動する電気駆動部品に供給可能に構成された発電機と、エンジンと圧縮機との間に設けられ、エンジンと圧縮機との接続状態を、エンジンの動力が圧縮機に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動するクラッチと、発電機が電気駆動部品に電力を供給しているときにクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を予め定められた所定の低い回転数である設定回転数に低下させるとともに発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさが低下するように、エンジンの回転数と発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさを制御する制御部と、を備える、エンジン駆動式空調装置を提供する。この場合、上記設定回転数は、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が変化する際に上述した不具合(圧縮機の故障、エンジン回転数の急上昇による異常停止等)を生じない程度に低い回転数(例えば1200rpm)であるのがよい。
(Means for solving the problem)
The present invention is an engine-driven air conditioner that includes an engine, a compressor that is driven by the power of the engine and that is air-conditioned when driven by the compressor, and that generates power and generates power by the power of the engine. A generator that is configured to be able to supply electric power to an external load and an electric drive component that is driven by the electric power and is a component that constitutes an engine-driven air conditioner, and is provided between the engine and the compressor. A clutch that operates so that the connection state of the compressor can be switched between a transmission state in which engine power is transmitted to the compressor and a shut-off state in which the engine power is not transmitted, and a generator supplies electric power to the electric drive parts. When the clutch operation request is input when the engine is running, the engine speed is set to a predetermined low value before the clutch is operated. The engine speed and the amount of power supplied from the generator to the electric drive parts are controlled so that the power supplied from the generator to the electric drive parts is reduced while the rotation speed is reduced to the set speed. An engine-driven air conditioner including a control unit that performs the operation. In this case, the set rotational speed does not cause the above-mentioned problems (compressor failure, abnormal stop due to sudden increase in engine speed, etc.) when the clutch is operated and the connection state between the engine and the compressor changes. It is preferable that the rotation speed is very low (for example, 1200 rpm).
本発明によれば、エンジン駆動式空調装置の発電機が電気駆動部品に電力を供給しているとき、つまりエンジン駆動式空調装置が自立運転しているときにクラッチの作動要求が入力された場合に、エンジンの回転数が所定の低い回転数(設定回転数)に低下されるとともに発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさが低下される。そして、その後にクラッチが作動して、エンジンと圧縮機との接続状態が変化される。このようにクラッチ作動時にはエンジン回転数が設定回転数に低下されているので、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が変化する際に上述した不具合の発生が抑えられる。また、エンジン回転数の低下とともに発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさが低くされている。したがって、エンジン回転数の低下により発電電力が低下した分に応じて電気駆動部品への供給電力の大きさを低下させることにより、外部負荷への電力供給不足を回避できる。その結果、クラッチ作動時に事前にエンジン回転数を低下させた場合においても、発電機から外部負荷に電力を安定供給できる。 According to the present invention, when an operation request for the clutch is input when the generator of the engine-driven air conditioner supplies power to the electric drive parts, that is, when the engine-driven air conditioner is operating independently. In addition, the rotational speed of the engine is reduced to a predetermined low rotational speed (set rotational speed), and the magnitude of power supplied from the generator to the electric drive component is reduced. Thereafter, the clutch is operated, and the connection state between the engine and the compressor is changed. Thus, since the engine speed is lowered to the set speed when the clutch is operated, the occurrence of the above-described problems can be suppressed when the clutch is operated and the connection state between the engine and the compressor changes. In addition, as the engine speed decreases, the amount of power supplied from the generator to the electric drive parts is reduced. Therefore, it is possible to avoid a shortage of power supply to the external load by reducing the magnitude of the power supplied to the electric drive component in accordance with the amount of power generation reduced due to the decrease in the engine speed. As a result, power can be stably supplied from the generator to the external load even when the engine speed is reduced in advance during clutch operation.
上記制御部は、クラッチの作動要求が入力されて発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさを制御するにあたり、供給電力を低下してもエンジン駆動式空調装置の運転に支障がでない電気駆動部品への供給電力を低下するように、発電機からの供給電力の大きさを制御するのがよい。これによれば、クラッチ作動前に制御部が発電機から電気駆動部品への供給電力を制御した場合に、電気駆動部品への供給電力不足によってエンジン駆動式空調装置が異常を来すことが防止される。 The control unit controls the magnitude of power supplied from the generator to the electric drive parts when a clutch operation request is input, and does not interfere with the operation of the engine-driven air conditioner even if the supply power is reduced. It is preferable to control the magnitude of the power supplied from the generator so as to reduce the power supplied to the drive component. According to this, when the control unit controls the power supplied from the generator to the electric drive parts before the clutch is actuated, the engine-driven air conditioner is prevented from becoming abnormal due to a shortage of power supplied to the electric drive parts. Is done.
この場合、本発明のエンジン駆動式空調装置は、エンジンを冷却するための冷却水が流通する冷却水配管と、冷却水配管の途中に介装されたラジエータとを有する冷却水ユニットを備えるのがよい。また、空調ユニットは、圧縮機に接続される冷媒配管と、冷媒配管の途中に設けられる室外熱交換器および室内熱交換器と、室内熱交換器に送風する電気駆動部品としての室内ファンと、室外熱交換器およびラジエータに送風する電気駆動部品としての室外ファンと、を備えるのがよい。そして、制御部は、発電機が電気駆動部品に電力を供給しているときにクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を設定回転数に低下させるとともに発電機から室内ファンへの電力供給が停止され且つ発電機から室外ファンへの最大供給電力が予め定められた上限電力に制限されるように、エンジンの回転数と発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御するとよい。 In this case, the engine-driven air conditioner of the present invention includes a cooling water unit having a cooling water pipe through which cooling water for cooling the engine flows and a radiator interposed in the middle of the cooling water pipe. Good. Further, the air conditioning unit includes a refrigerant pipe connected to the compressor, an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger provided in the middle of the refrigerant pipe, an indoor fan as an electric drive component that blows air to the indoor heat exchanger, It is preferable to include an outdoor heat exchanger and an outdoor fan as an electric drive component that blows air to the radiator. The control unit lowers the engine speed to the set speed before the clutch is actuated when a clutch actuating request is input while the generator is supplying electric power to the electric drive component. In addition, the engine speed and the generator to the indoor fan and the outdoor are set so that the power supply from the generator to the indoor fan is stopped and the maximum supply power from the generator to the outdoor fan is limited to a predetermined upper limit power. The magnitude of power supplied to the fan may be controlled.
さらにこの場合、制御部は、エンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態であって発電機が電気駆動部品に電力を供給しているとき(つまり自立空調運転中)に、エンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようなクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を設定回転数に低下させるとともに発電機から室内ファンへの電力供給が停止され且つ発電機から室外ファンへの最大供給電力が上限電力に制限されるように、エンジンの回転数と発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第1クラッチ作動前制御を実行するものであるのがよい。 Further, in this case, when the connection state between the engine and the compressor is a transmission state and the generator is supplying power to the electric drive parts (that is, during the independent air-conditioning operation), the control unit When the clutch operation request is changed so that the connection state of the engine changes from the transmission state to the cutoff state, the engine speed is reduced to the set speed before the clutch is operated, and the generator is moved to the indoor fan. The engine speed and the magnitude of power supplied from the generator to the indoor fan and outdoor fan are controlled so that the power supply of the engine is stopped and the maximum power supplied from the generator to the outdoor fan is limited to the upper limit power. It is preferable to execute the control before the first clutch operation.
同様に、制御部は、エンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態であって発電機が電気駆動部品に電力を供給しているとき(つまり自立発電運転中)に、エンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようなクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を設定回転数に低下させるとともに発電機から室内ファンへの電力供給が停止され且つ発電機から室外ファンへの最大供給電力が上限電力に制限されるように、エンジンの回転数と発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第2クラッチ作動前制御を実行するものであるのがよい。 Similarly, when the connection between the engine and the compressor is cut off and the generator is supplying power to the electric drive parts (that is, during the self-sustaining power generation operation), the control unit When a clutch operation request that changes the connection state from the disconnected state to the transmission state is input, before the clutch is operated, the engine speed is reduced to the set speed and the generator to the indoor fan. The engine speed and the magnitude of power supplied from the generator to the indoor fan and outdoor fan are controlled so that the power supply is stopped and the maximum power supplied from the generator to the outdoor fan is limited to the upper limit power. It is preferable that the two-clutch pre-operation control is executed.
室内ファンおよび室外ファンは消費電力が大きい。よって、これらのファン類への供給電力の大きさを小さくすることにより、発電機から外部負荷への電力の安定供給が実現できる。また、自立空調運転中にクラッチの作動によりエンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化した場合、それ以降に室内空調は行われないため、室内ファンへの電力供給を停止してもエンジン駆動式空調装置の運転に支障は生じない。同様に、自立発電運転中にクラッチの作動によりエンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化した場合、それ以前は空調が行われていないから、室内ファンへの電力供給を停止してもエンジン駆動式空調装置の運転に支障は生じない。一方、室外ファンは室外熱交換器のみならずラジエータにも送風しており、この室外ファンを停止させてしまうとエンジンが冷却されない。よって、室外ファンを停止させることはできないが、エンジンが冷却される程度に室外ファンへの最大供給電力を上限電力に制限して室外ファンへの電力供給量を低下させることはできる。したがって、制御部が上記した第1クラッチ作動前制御あるいは第2クラッチ作動前制御を実行することにより、電気駆動部品への供給電力の大きさを低下させたことに起因するエンジン駆動式空調装置の異常の発生を防止できる。 The indoor fan and outdoor fan consume a large amount of power. Therefore, by reducing the magnitude of the power supplied to these fans, stable power supply from the generator to the external load can be realized. Also, if the connection state between the engine and the compressor changes from the transmission state to the cutoff state due to the operation of the clutch during the independent air conditioning operation, the indoor air conditioning will not be performed after that, so the power supply to the indoor fan is stopped. However, there is no problem in the operation of the engine-driven air conditioner. Similarly, if the connection between the engine and the compressor changes from the shut-off state to the transmission state due to the operation of the clutch during the self-sustaining power generation operation, power supply to the indoor fan is stopped because air conditioning has not been performed before that. Even so, there is no problem in the operation of the engine-driven air conditioner. On the other hand, the outdoor fan blows air not only to the outdoor heat exchanger but also to the radiator. If the outdoor fan is stopped, the engine is not cooled. Therefore, the outdoor fan cannot be stopped, but the power supply amount to the outdoor fan can be reduced by limiting the maximum power supply to the outdoor fan to the upper limit power to such an extent that the engine is cooled. Therefore, when the control unit executes the first pre-clutch pre-control or the second pre-clutch pre-control, the engine-driven air conditioner is caused by reducing the amount of power supplied to the electric drive parts. Abnormality can be prevented.
前記上限電力は、エンジンが所定の閾値温度以上に加熱しないように冷却水を冷却するために必要とされる室外ファンへの供給電力の大きさとして予め定められているのがよい。室外ファンに上記のようにして定められた上限電力まで電力供給を可能にすることで、冷却水の冷却不足によるエンジンの焼き付きなどの異常を防止できるとともに、電気駆動部品への供給電力を小さくして発電機から外部負荷への必要な供給電力を確保することができる。 The upper limit power may be determined in advance as the amount of power supplied to the outdoor fan required to cool the cooling water so that the engine does not heat above a predetermined threshold temperature. By enabling the outdoor fan to supply power up to the upper limit power set as described above, it is possible to prevent abnormalities such as engine seizure due to insufficient cooling of the cooling water and to reduce the power supplied to the electric drive parts. Therefore, it is possible to secure necessary power supply from the generator to the external load.
また、前記制御部は、クラッチの作動が完了した後にエンジンの回転数が所定の定格回転数まで増加(上昇)した場合に、発電機から室内ファンへの電力供給の停止および発電機から室外ファンへの最大供給電力の制限を解除するように、エンジンの回転数および発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御するクラッチ作動後制御を実行するのがよい。これによれば、エンジン回転数が定格回転(例えば2400rpm)に復帰してから室内ファンへの給電停止および室外ファンへの給電制限を解除するので、クラッチ作動後であってエンジン回転数が十分に高くなっていないときにこれらのファンへの給電停止あるいは給電制限が先に解除されて電力不足に陥ることを防止できる。 In addition, when the engine speed has increased (increased) to a predetermined rated speed after the operation of the clutch is completed, the control unit stops the power supply from the generator to the indoor fan and the generator to the outdoor fan. It is preferable to execute post-clutch control that controls the engine speed and the magnitude of power supplied from the generator to the indoor fan and outdoor fan so as to release the restriction on the maximum power supply to the vehicle. According to this, since the power supply stop to the indoor fan and the power supply restriction to the outdoor fan are released after the engine speed returns to the rated speed (for example, 2400 rpm), the engine speed is sufficiently high after the clutch is operated. When it is not high, it is possible to prevent power supply from being stopped or power supply restriction to these fans to be canceled first and power shortage to occur.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係るエンジン駆動式空調装置の構成を示す概略図である。図1に示すように、このエンジン駆動式空調装置1は、ガスエンジン10と、空調ユニット20と、室内機リモコン30と、発電機40と、バッテリ50と、コントローラ60と、スタータモータ70と、エンジン冷却ユニット80とを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an engine-driven air conditioner according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the engine-driven
ガスエンジン10はガス配管11からガス燃料の供給を受けて駆動する。このガスエンジン10は出力軸12を備え、出力軸12からガスエンジン10の駆動力が外部に取り出される。出力軸12には、第1プーリ13および第2プーリ14が出力軸12と同軸的に連結している。ガスエンジン10は、スタータモータ70によって始動するように構成される。
The
空調ユニット20は空調に寄与する構成部品であり、圧縮機21と、冷媒配管22と、室内熱交換器23と、室内ファン231と、室外熱交換器24と、室外ファン241と、膨張弁25と、四方切換弁26と、アキュムレータ27と、クラッチ28と、を備える。室内熱交換器23、室外熱交換器24、膨張弁25、四方切換弁26は冷媒配管22の途中に介装される。冷媒配管22内を冷媒が流通する。
The
圧縮機21は、同軸配置された第1入力軸211と第2入力軸212を備える。第2入力軸212が回転した場合に圧縮機21が駆動される。第1入力軸211には第3プーリ213が同軸的に連結している。第1プーリ13と第3プーリ213との間にベルトが巻かれている。したがって、ガスエンジン10の出力軸12の回転駆動力は、第1プーリ13および第3プーリ213を介して第1入力軸211に伝達される。
The compressor 21 includes a first input shaft 211 and a second input shaft 212 that are coaxially arranged. When the second input shaft 212 rotates, the compressor 21 is driven. A
第1入力軸211と第2入力軸212の途中にクラッチ28が取付けられる。クラッチ28は、例えば2枚のクラッチ板が対面配置されるように構成され、それぞれのクラッチ板が接触した接触状態と離間した離間状態とを採り得ることが可能に構成されていてもよい。クラッチ28の作動は後述するコントローラ60により制御される。
The clutch 28 is attached midway between the first input shaft 211 and the second input shaft 212. For example, the clutch 28 may be configured such that two clutch plates face each other, and may be configured to be able to adopt a contact state in which the respective clutch plates are in contact with each other and a separated state in which the clutch plates are separated from each other. The operation of the clutch 28 is controlled by a
この場合、クラッチ28が接触状態であるとき、第1入力軸211の回転が第2入力軸212に伝達される。よって、ガスエンジン10の動力が圧縮機21に伝達される。一方、クラッチ28が離間状態であるとき、第1入力軸211の回転が第2入力軸212に伝達されない。よって、ガスエンジン10の動力は圧縮機21に伝達されない。すなわち、クラッチ28は、ガスエンジン10と圧縮機21との間に設けられ、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態を、ガスエンジン10の動力が圧縮機21に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動する。
In this case, when the clutch 28 is in a contact state, the rotation of the first input shaft 211 is transmitted to the second input shaft 212. Therefore, the power of the
また、圧縮機21は吸入口21aおよび吐出口21bを有する。圧縮機21が駆動した場合、吸入口21aから冷媒配管22中の低圧ガス冷媒を吸入し、吸入した低圧ガス冷媒を内部で圧縮するとともに、圧縮にした高圧ガス冷媒を吐出口21bから冷媒配管22に吐出する。
The compressor 21 has a
室内熱交換器23および室外熱交換器24は、それぞれ冷媒配管22内の冷媒を導入するとともに、導入した冷媒と周囲空気とを熱交換させる。図1からわかるように、室内熱交換器23と室外熱交換器24とをつなぐ冷媒配管22の途中に膨張弁25が介装される。膨張弁25はそこを通る冷媒配管22内の冷媒を膨張(低圧化)させる。
Each of the
四方切換弁26にはそれぞれ独立した2つの通路が内部に形成される。この四方切換弁26は、暖房接続状態と冷房接続状態とを選択的に切り換えることができるように構成される。四方切換弁26が暖房接続状態であるときは、圧縮機21の吐出口21bと室内熱交換器23とが四方切換弁26に形成された一方の通路で連通され、圧縮機21の吸入口21aと室外熱交換器24とが四方切換弁26に形成された他方の通路で連通される。一方、四方切換弁26が冷房接続状態であるときは、圧縮機21の吐出口21bと室外熱交換器24とが四方切換弁26に形成された一方の通路で連通され、圧縮機21の吸入口21aと室内熱交換器23とが四方切換弁26に形成された他方の通路で連通される。暖房運転時に四方切換弁26は暖房接続状態とされ、冷房運転時に四方切換弁26は冷房接続状態とされる。
Two independent passages are formed inside the four-
次に、このエンジン駆動式空調装置1の空調運転(暖房運転、冷房運転)について簡単に説明する。まず、暖房運転について説明する。圧縮機21がガスエンジン10により駆動されると、吸入口21aから低圧ガス冷媒が圧縮機21に吸入されるとともに吸入された低圧ガス冷媒が圧縮される。そして圧縮された高圧ガス冷媒が吐出口21bから吐出される。吐出口21bから吐出された高圧ガス冷媒は四方切換弁26を経由して室内熱交換器23に導入される。室内熱交換器23に導入された高圧ガス冷媒は室内熱交換器23内を流通する間に室内空気に熱を吐き出して凝縮する。このとき高圧ガス冷媒から吐き出された熱によって室内空気が暖められて、室内暖房される。
Next, the air conditioning operation (heating operation, cooling operation) of the engine-driven
室内空気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化して室内熱交換器23から排出される。そして、膨張弁25で膨張することにより蒸発しやすいように低圧化された後に室外熱交換器24に導入される。室外熱交換器24に導入された冷媒は室外熱交換器24内を流通する間に外気の熱を奪って蒸発する。
The refrigerant condensed by discharging heat to the indoor air is partially liquefied and discharged from the
外気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化して室外熱交換器24から排出され、四方切換弁26を経由してアキュムレータ27に供給される。アキュムレータ27では冷媒が液冷媒と低圧のガス冷媒とに分離される。そして、低圧ガス冷媒のみが圧縮機21の吸入口21aから圧縮機21に帰還する。
A part of the refrigerant evaporated by taking the heat of the outside air is vaporized and discharged from the
次に、冷房運転について説明する。圧縮機21がガスエンジン10により駆動されると、圧縮機21の吐出口21bから高圧ガス冷媒が吐出される。吐出口21bから吐出された高圧ガス冷媒は四方切換弁26を経由して室外熱交換器24に導入される。室外熱交換器24に導入された高圧ガス冷媒は室外熱交換器24内を流通する間に外気に熱を吐き出して凝縮する。
Next, the cooling operation will be described. When the compressor 21 is driven by the
外気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化して室外熱交換器24から排出される。そして、膨張弁25で膨張することにより蒸発しやすいように低圧化された後に室内熱交換器23に導入される。室内熱交換器23に導入された冷媒は室内熱交換器23内を流通する間に室内空気の熱を奪って蒸発する。このとき冷媒が室内空気の熱を奪うことによって室内空気が冷やされて、室内冷房される。
A part of the refrigerant condensed by exhausting heat to the outside air is liquefied and discharged from the
室内空気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化して室内熱交換器23から排出され、四方切換弁26を経由してアキュムレータ27に供給される。そして、低圧ガス冷媒のみが圧縮機21の吸入口21aから圧縮機21に帰還する。
The refrigerant that has evaporated the heat of the indoor air is partially vaporized and discharged from the
室内ファン231は、室内熱交換器23に送風することによって室内熱交換器23内を流れる冷媒と室内空気との間の熱交換を促進させる。室外ファン241は室外熱交換器24に送風することによって室外熱交換器24内を流れる冷媒と外気との間の熱交換を促進させる。なお、室外ファン241は後述するラジエータ81にも送風する。室内ファン231および室外ファン241は、エンジン駆動式空調装置1を構成する部品であって電力により駆動される部品、すなわち電気駆動部品である。
The
発電機40は入力軸41を有する。入力軸41には第4プーリ42が同軸的に連結している。第2プーリ14と第4プーリ42との間にベルトが巻き付けられる。したがって、ガスエンジン10の出力軸12の回転は、第2プーリ14および第4プーリ42を介して発電機40の入力軸41に伝達される。入力軸41が回転駆動することにより、発電機40で発電される。
The
発電機40は、エンジン駆動式空調装置1の構成部品であって電力により駆動する部品(電気駆動部品)に電気的に接続され、これらの電気駆動部品に電力を供給することができるように構成される。例えば、室内ファン231、室外ファン241、コントローラ60、および後述する冷却水ポンプ82に電気的に接続される。また、発電機40はバッテリ50にも電気的に接続される。さらに、発電機40は外部負荷にも電気的に接続され、発電機40で発電した電力で外部負荷が駆動できるようにされる。図1においては、発電機40は、外部負荷101、102、103に電気的に接続される。
The
バッテリ50は発電機40で発電された電力を蓄える。このバッテリ50は、コントローラ60およびスタータモータ70に電気的に接続され、これらに電力を供給することができるように構成される。
The
エンジン冷却ユニット80は、ラジエータ81、冷却水ポンプ82および冷却水配管83を備える。冷却水ポンプ82は冷却水配管83の途中に介装される。冷却水ポンプ82は電力により駆動する電動ポンプである。冷却水ポンプ82が駆動することによって冷却水配管83内を冷却水が流れる。冷却水配管83は、内部の冷却水がガスエンジン10を冷却することができるようにガスエンジン10に接続される。また、冷却水配管83は、ラジエータ81内を流れることができるようにラジエータ81にも接続される。このラジエータ81は、図1からわかるように室外ファン241に対面して配置される。したがって、室外ファン241はラジエータ81にも送風する。室外ファン241が駆動してラジエータ81に送風されることで、ラジエータ81内を流れる冷却水が冷却される。
The
室内機リモコン30は商用電源から電力供給されることにより作動する。この室内機リモコン30は、エンジン駆動式空調装置1の運転の開始および停止の指示や、空調条件等の設定を行うことができるように構成される。そして、設定された条件がコントローラ60に受信できるように、室内機リモコン30がコントローラ60と通信可能に構成される。
The indoor unit
スタータモータ70は上述したようにバッテリ50に電気的に接続されるとともに、商用電源にも電気的に接続される。したがってスタータモータ70は、商用電源あるいはバッテリ50から電力供給されて駆動して、ガスエンジン10を始動させる。なお、商用電源とバッテリ50の双方から電力供給が可能であるときは、スタータモータ70は商用電源から電力供給されて駆動する。
The
コントローラ60は、発電機40、バッテリ50、および商用電源に電気的に接続される。コントローラ60は、室内機リモコン30で設定された条件や、エンジン駆動式空調装置1に備えられている各種センサからの情報に基づいてエンジン駆動式空調装置1を制御する。特に、コントローラ60は、クラッチ28の作動、ガスエンジン10の回転数を制御する。さらにコントローラ60は、エンジン駆動式空調装置1が発電機40で発電した電力で運転している自立運転中に、発電機40からエンジン駆動式空調装置1内の電気駆動部品や外部負荷への供給電力の大きさを制御する。
The
図2は、エンジン駆動式空調装置1の空調運転を開始する場合の流れを表す図である。エンジン駆動式空調装置1の運転を開始させる場合、まず、図2のステップ(以下、Sと略記する)1に示すように、ユーザが室内機リモコン30の起動スイッチを押圧操作(オン操作)して、空調起動信号をコントローラ60に送信する。すると、コントローラ60はスタータモータ70に空調起動信号を出力する。スタータモータ70が空調起動信号を受けた場合、バッテリ50からスタータモータ70に電力供給される(S2)。スタータモータ70はバッテリ50から電力供給されることにより駆動する。スタータモータ70の駆動によってガスエンジン10が始動する(S3)。ガスエンジン10が一旦始動すれば、後はガス燃料の供給により駆動が継続されるため、スタータモータ70を駆動させる必要はない。よって、バッテリ50からスタータモータ70への電力供給を停止させる(S4)。
FIG. 2 is a diagram illustrating a flow when the air-conditioning operation of the engine-driven
また、S3にてガスエンジン10が始動されると、ガスエンジン10に動力伝達可能に連結された発電機40も駆動して発電する(S5)。ここで、本実施形態においては、エンジン駆動式空調装置1を構成する各電気駆動部品が発電機40および商用電源に電気的に接続されているので、商用電源が利用可能な時には商用電源から各電気駆動部品に電力供給してもよいし、図1のS6のように発電機40が各電気駆動部品に電力供給し、エンジン駆動式空調装置1を商用電力に頼らない自立運転させるように構成してもよい。特に、停電時等で商用電源が利用できないときは、発電機40から各電気駆動部品に電力供給されて、エンジン駆動式空調装置1が自立運転する。この場合において、ガスエンジン10と圧縮機21の接続状態が伝達状態であるときは、エンジン駆動式空調装置1は、空調および各電気駆動部品および外部負荷への電力供給を同時に行う。このような運転を本明細書では自立空調運転と呼ぶ。一方、ガスエンジン10と圧縮機21の接続状態が遮断状態であるときは、エンジン駆動式空調装置1は、現状の運転を継続するために電力供給が必要な電気駆動部品および外部負荷への電力供給のみを行う。このような運転を本明細書では自立発電運転と呼ぶ。いずれの自立運転においてもガスエンジン10は駆動している。
When the
また、S3にてガスエンジン10が始動された後にコントローラ60は、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態となるようにクラッチ28を作動させる(S7)。これによりガスエンジン10に動力伝達可能に連結された圧縮機21が駆動される(S8)。圧縮機21が駆動することによって、冷媒配管22中を冷媒が流れて空調運転が開始される。
Further, after the
エンジン駆動式空調装置1が自立運転しているときには、発電機40で発電された電力は外部負荷101、102、103にも供給される。したがって、例えば停電時においてはエンジン駆動式空調装置1(発電機40)が商用電源に代わって外部負荷に電源供給する。また、エンジン駆動式空調装置1が自立運転しているときにガスエンジン10はほぼ定格回転数で回転駆動している。本実施形態において定格回転数は2400rpmである。ガスエンジン10が定格回転数(2400rpm)で駆動している場合に、発電機40は約4.5kWの大きさの電力を発生する。このうち2kWが外部負荷に提供され、残りの電力(約2.5kW)がエンジン駆動式空調装置1の電気駆動部品に提供される。エンジン駆動式空調装置1に提供される電力のほとんどは、室内ファン231、室外ファン241、冷却水ポンプ82、コントローラ60に消費される。室内ファン231の最大消費電力は約1kWであり、室外ファン241の最大消費電力は約0.7kWである。したがって、室内ファン231および室外ファン241の消費電力が、エンジン駆動式空調装置1で消費される電力の大部分を占める。
When the engine-driven
エンジン駆動式空調装置1が自立空調運転しているときに、例えば室内機リモコン30の空調停止スイッチが操作されて、室内空調を停止する信号(空調停止信号)がコントローラ60に入力されたときには、コントローラ60はクラッチ28の作動要求が入力されたと認識し、クラッチ28を作動させてガスエンジン10と圧縮機21との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させる。この場合において、ガスエンジン10が定格回転数(2400rpm)で回転しているときに圧縮機21を切り離すと、ガスエンジン10に作用していた負荷が急に軽くなって、ガスエンジン10が許容回転数を越えた高速で回転し、回転異常によりガスエンジン10が緊急停止するおそれがある。また、発電機40も高速で回転し、発電異常によりエンジン駆動式空調装置1が停止するおそれがある。このようなガスエンジン10および発電機40の回転数のオーバーシュートを防止するために、コントローラ60は、自立空調運転中にクラッチ28の作動要求が入力された場合に、クラッチ28を作動させる前に第1クラッチ作動前制御を実行する。
When the engine-driven
図3は、コントローラ60が実行する第1クラッチ作動前制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン駆動式空調装置1が自立空調運転しているときに、所定の微小間隔ごとに繰り返し実行される。第1クラッチ作動前制御ルーチンが起動すると、コントローラ60は、まず図3のステップ11にて、室内機リモコン30あるいは外部の装置から、空調停止信号(クラッチ28の作動要求)が入力されたか否かを判断する。
FIG. 3 is a flowchart showing a control routine before the first clutch operation that is executed by the
空調停止信号が入力されていない場合(S11:No)、コントローラ60はこのルーチンを一旦終了する。一方、空調停止信号が入力されている場合(S11:Yes)、コントローラ60はS12に処理を進め、発電機40から室内ファン231への電力供給を停止させる。これにより室内ファン231の回転駆動が停止される。
When the air conditioning stop signal is not input (S11: No), the
次いで、コントローラ60は、発電機40から室外ファン241への最大供給電力Vmax(すなわち室外ファン241の最大消費電力)を予め定められた上限電力Vth1に制限し、室外ファン241に供給される電力の大きさが上限電力Vth1を越えないように、発電機40から室外ファン241に供給される電力を制御する。本実施形態では上限電力Vth1が0.5kWに設定される。この場合、室外ファン241で0.5kW以上の電力が消費されないように、発電機40から室外ファン241への電力供給が制御される。なお、室外ファン241の消費電力の大きさは、室外ファン241の回転速度に比例する。よって、室外ファン241の回転数の上限を設定してもよい。例えば、室外ファン241の回転数レベルが15であるときに最も高速回転であり、回転数レベルの大きさが小さくなるほど低速回転であるように回転数レベルが設定されている場合、例えばS13にて室外ファン241の回転数レベルを10以下に制限するようにしてもよい。
Next, the
続いて、コントローラ60は、ガスエンジン10の1分間あたりの回転数Rがクラッチ作動回転数R1まで低下するように、ガスエンジン10の回転数を漸減制御する。(S14)。なお、自立空調運転時におけるガスエンジン10の回転数は、通常はクラッチ作動回転数R1よりも大きい。本実施形態において、クラッチ作動回転数R1は1200rpmに設定される。また、自立空調運転時にはガスエンジン10は概ね定格回転数(2400rpm)で回転駆動している。S14にてエンジン回転数Rをクラッチ作動回転数R1まで低下させた後に、コントローラ60は第1クラッチ作動前制御ルーチンを終了する。
Subsequently, the
コントローラ60は、上記した第1クラッチ作動前制御を実行してエンジン回転数Rをクラッチ作動回転数R1に固定した後に、クラッチ28が接触状態から離間状態になるようクラッチ28を作動させる。クラッチ28が離間状態にされることにより、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態から遮断状態にされる。このため圧縮機21の駆動が停止されて、空調運転が停止される。
The
このようにクラッチ28の作動前にコントローラ60が上記した第1クラッチ作動前制御を実行することにより、クラッチ28が作動してガスエンジン10から圧縮機21が切り離されるときには、ガスエンジン10の回転数Rはクラッチ作動回転数R1まで低下している。そのため、クラッチ28が作動して圧縮機21がガスエンジン10から切り離されることによりガスエンジン10に作用する負荷が軽減されてガスエンジン10が勢いよく回転した場合でも、その回転数がガスエンジン10の許容回転数を越えることはない。また、発電機40も、ガスエンジン10からの圧縮機21の切り離し時に発電異常になるほど高速で回転することはない。
As described above, when the
第1クラッチ作動前制御によりガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数R1まで低下された場合には、ガスエンジン10により駆動される発電機40で発生される電力の大きさも低下する。例えば自立空調運転中であってガスエンジン10の回転数Rが定格回転数(2400rpm)であるときに発電機40で発電される電力は上述のように4.5kWであるが、ガスエンジン10の回転数Rがクラッチ作動回転数R1(1200rpm)である場合、発電機40で発電される電力は約2.7kWにすぎない。
When the rotational speed of the
一方、上述の第1クラッチ作動前制御によって室内ファン231の消費電力が0にされ、室外ファン241の最大消費電力が上限電力Vth1(0.5kW)に制限されている。したがって、外部負荷用に2kWの電力を供給したとしても、これらの総和は2.5Kwであり、エンジン回転数Rがクラッチ作動回転数R1(1200rpm)であるときに発電機40で発電される電力(2.7kW)よりも小さい。よって、残りの電力(0.2kW)で、冷却水ポンプ82、コントローラ60などに電力供給することができる。このため、外部負荷に提供する電力(2kW)を低下させることなく、電力不足によりガスエンジン10が緊急停止することを防止することができる。すなわち、クラッチ28を作動させる際における電力の安定供給を実現できる。
On the other hand, the power consumption of the
クラッチ28が作動してガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化した後に、コントローラ60は、第1クラッチ作動後制御を実行する。図4は、第1クラッチ作動後制御ルーチンを示すフローチャートである。第1クラッチ作動後制御ルーチンが起動すると、コントローラ60は、まず図4のS21にて、ガスエンジン10の回転数を漸増させる。次いで、S22にて、ガスエンジン10の回転数Rが自立発電時における定格回転数(2400rpm)まで上昇したか否かを判断する。
After the clutch 28 is operated and the connection state between the
回転数Rが定格回転数未満である場合(S22:No)、コントローラ60は処理をS21に戻す。一方、回転数Rが定格回転数に達した場合(S22:Yes)、コントローラ60は処理をS23に進め、発電機40から室内ファン231への電力供給の停止を解除する。これにより発電機40から室内ファン231への電力供給が可能になる。次いで、コントローラ60は、発電機40から室外ファン241への最大供給電力の制限を解除する(S24)。その後、コントローラ60は、このルーチンを終了する。コントローラ60が第1クラッチ作動後制御を実行した後に、エンジン駆動式空調装置1は自立発電運転を行う。なお、自立発電運転時には圧縮機21は駆動していない(空調停止中)ので、実質的に室内ファン231が発電機40から電力の供給を受けて回転することはない。
When the rotation speed R is less than the rated rotation speed (S22: No), the
図5は、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようにクラッチ28が作動してエンジン駆動式空調装置1の運転状態が自立空調運転から自立発電運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と、室内ファン231の消費電力(室内ファン電力)、室外ファン241の消費電力(室外ファン電力)、外部負荷に供給される電力(外部負荷電力)、発電機40に要求される電力(要求電力)、および発電機40で発電される実電力(実発電電力)の大きさの変化を示すグラフである。図5の上側のグラフがエンジン回転数の変化を示すグラフであり、下側のグラフが各電力の変化を示すグラフである。また、下側のグラフ中の線Aは実発電電力の変化を示し、線Bは要求電力の変化を示し、線Cは外部負荷電力の変化を示し、線Dは室内ファン電力の変化を示し、線Eは室外ファン電力の変化を示す。なお、要求電力Bは、発電機40がエンジン駆動式空調装置1の運転を継続させるために必要な電力であり、この電力Bの大きさは、外部負荷電力Cと、室内ファン電力Dと、室外ファン電力Eと、他の電気駆動部品で消費される電力との総和を表す。
FIG. 5 shows that the clutch 28 is operated so that the connection state between the
図5からわかるように、自立空調運転時、すなわちガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態であるときは、ガスエンジン10の回転数は定格回転数(2400rpm)であり、このとき発電機40では4.5kWの電力を発電する。また、外部負荷電力Cは2kW、室内ファン電力Dは1.0kW、室外ファン電力Eは約0.7kWである。これらの電力およびその他の電気駆動部品に消費される電力(約0.2kW)の総和が要求電力Bである。図5において、自立空調運転時における要求電力Bは3.9kWである。
As can be seen from FIG. 5, during the independent air-conditioning operation, that is, when the connection state between the
自立空調運転時に空調停止信号(クラッチ28の作動要求)がコントローラ60に入力された場合に、コントローラ60は第1クラッチ作動前制御を実行する。第1クラッチ作動前制御の実行によりガスエンジン10の回転数が定格回転数(2400rpm)からクラッチ作動回転数(1200rpm)に低下される。ガスエンジン10の回転数の低下に伴って実発電電力Aも、4.5kWから2.7kWまで低下する。また、第1クラッチ作動前制御の実行により、発電機40から室内ファン231への供給電力が0にされ、発電機40から室外ファン241への最大供給電力が上限電力Vth1(0.5kW)に制限される。したがって、要求電力Bも低下する。本実施形態では第1クラッチ作動前制御の実行時に、要求電力Bが実発電電力Aを越えないように、ガスエンジン10の回転数の低下速度や室内ファン231および室外ファン241への電力の供給量の低減速度が制御される。
When an air conditioning stop signal (operation request for the clutch 28) is input to the
ガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)まで低下したときに、クラッチ28が作動する。これによりクラッチ28が接触状態から離間状態に変化する。よって、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化する。クラッチ28が作動している間はガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200pm)で固定されている。ガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)であるとき、発電機40における発電電力は2.7kWである。このとき室内ファン電力Dは0、室外ファン電力Eは最高で0.5kWである。したがって、発電機40からその他の電気駆動部品に供給される電力が約0.2kWとすれば、エンジン駆動式空調装置1で消費される電力の最大値は0.7kWである。このため、ガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)であっても、外部負荷には2kWの電力を供給することができる。よって、電力不足により外部負荷への電力供給に支障を来すことはない。なお、第1クラッチ作動前制御の後のクラッチ作動により圧縮機21がガスエンジン10から切り離されて空調が停止されるので、クラッチ作動の前後で室内熱交換器23に送風する必要がなく、それ故、室内ファン231に電力を供給する必要はない。また、室外熱交換器24に送風する必要はないが、クラッチ28の作動の前後でガスエンジン10は駆動しているため、ガスエンジン10を冷却するための冷却水をラジエータ81内で冷却するために室外ファン241を駆動してラジエータ81に送風する必要はある。本実施形態では、ガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数R1(1200rpm)であるときに、発電機40から室外ファン241に0.5kWまで電力が供給される。供給電力が0.5kWあれば、室外ファン241の送風によってラジエータ81内の冷却水が十分に冷却できる。よって、クラッチ作動時に冷却水の冷却不足によってガスエンジン10が焼き付くことが防止される。このように、本実施形態によれば、クラッチ28を作動させるためにガスエンジン10の回転数を低下したことに起因した発電電力不足による不具合の発生を防止することができる。
When the rotation speed of the
図5に示すように、クラッチ28を作動させてガスエンジン10と圧縮機21との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させた後に、第1クラッチ作動後制御が実行される。この第1クラッチ作動後制御によってガスエンジン10のエンジン回転数が漸増する。そして、エンジン回転数が定格回転数(2400rpm)に達したときに、発電機40から室内ファン231への電力供給の停止を解除するとともに、発電機40から室外ファン241への最大供給電力の制限を解除する。なお、図5においては、時点Tsにて室内ファン231への電力供給の停止が解除され、室外ファン241への最大供給電力の制限が解除されている。しかしながら時点Ts以降もこれらの消費電力は上昇しない。自立発電時は空調が停止されているので室内ファン231は駆動しない。また、自立発電時でも室外ファンへの供給電力が0.5kWあれば、十分にラジエータ81内の冷却水を冷却できる。
As shown in FIG. 5, after the clutch 28 is operated to change the connection state between the
図6は、従来のエンジン駆動式空調装置において、ガスエンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようにクラッチを作動してエンジン駆動式空調装置の運転状態が自立空調運転から自立発電運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の変化を示すグラフである。なお、従来のエンジン駆動式空調装置においては、クラッチ作動時にエンジン回転数を低下させているが、そのときに発電機40から供給される電力の大きさは制限されていない。特に室内ファン電力や室外ファン電力は制限されていない。
FIG. 6 shows that in a conventional engine-driven air conditioner, the clutch is operated so that the connection state between the gas engine and the compressor changes from the transmission state to the shut-off state, and the operation state of the engine-driven air conditioner is the independent air-conditioning operation. It is a graph which shows the change of an engine speed, and the change of each electric power before and after changing to independent electric power generation driving | operation. In the conventional engine-driven air conditioner, the engine speed is reduced when the clutch is operated, but the magnitude of the electric power supplied from the
図6に示すエンジン回転数の変化は、図5に示すエンジン回転数の変化と同じである。すなわち、自立空調運転中に空調停止信号(クラッチ作動要求)が入力されてからクラッチ28が作動するまでの間に、エンジン回転数が定格回転数(2400rpm)からクラッチ作動回転数(1200rpm)にまで低下される。エンジン回転数が1200rpmまで低下した時点でクラッチ28を作動させて、ガスエンジンと圧縮機との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させる。遮断状態に変化させた後に、エンジン回転数が定格回転数(2400rpm)まで増加される。 The change in engine speed shown in FIG. 6 is the same as the change in engine speed shown in FIG. In other words, during the period from when the air conditioning stop signal (clutch operation request) is input during the independent air conditioning operation to when the clutch 28 is operated, the engine rotational speed is from the rated rotational speed (2400 rpm) to the clutch operating rotational speed (1200 rpm). Will be reduced. When the engine speed decreases to 1200 rpm, the clutch 28 is operated to change the connection state between the gas engine and the compressor from the transmission state to the cutoff state. After changing to the shut-off state, the engine speed is increased to the rated speed (2400 rpm).
エンジン回転数低下時においては、空調の残留運転が実施されるため、室内ファン231は駆動している。このときにおおける室内ファン電力Dは約0.8kWである。一方、室外ファン電力Eは全体を通じて約0.7kWである。このため外部負荷に供給する電力も含めた要求電力Bは3.7kWである。一方、エンジン回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)まで低下した場合、発電機40による実発電電力Aは2.9kWである。このため実発電電力Aが要求電力Bを下回り、電力不足が発生する。図6の矢印Fで示した領域が電力不足区間である。この電力不足区間Fでは電力の安定供給ができないため、そのことに起因して、ガスエンジンの停止や外部負荷を駆動させることができないなどの不具合が発生する。これに対して本実施形態によれば、電力不足が発生することはない。つまり、自立空調運転から自立発電運転に移行する際に外部負荷およびエンジン駆動式空調装置の電気駆動部品に電力を安定供給することができるのである。
When the engine speed decreases, the
また、エンジン駆動式空調装置1が自立発電運転しているときに、例えば室内機リモコン30の空調開始スイッチが操作されて、室内空調を開始する信号(空調開始信号)がコントローラ60に入力されたときには、コントローラ60はクラッチ28の作動要求が入力されたと認識し、クラッチ28を作動させてガスエンジン10と圧縮機21との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させる。この場合において、ガスエンジン10が定格回転数(2400rpm)で回転しているときに圧縮機21を接続すると、圧縮機21がいきなり高速で回されることによって故障するおそれがある。したがって、ガスエンジン10に圧縮機21を接続する際における圧縮機21の故障の発生を抑えるために、コントローラ60は、第2クラッチ作動前制御を実行する。
Further, when the engine-driven
図7は、コントローラ60が実行する第2クラッチ作動前制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン駆動式空調装置1が自立発電運転しているときに、所定の微小間隔ごとに繰り返し実行される。第2クラッチ作動前制御ルーチンが起動すると、コントローラ60は、まず、図7のS31にて空調開始信号(クラッチ28の作動要求)が入力されたか否かを判断する。
FIG. 7 is a flowchart showing a control routine before the second clutch operation executed by the
空調開始信号が入力されていない場合(S31:No)、コントローラ60はこのルーチンを一旦終了する。一方、空調開始信号が入力されている場合(S31:Yes)、コントローラ60は処理をS32に進め、発電機40から室内ファン231への電力供給を停止させる。これにより室内ファン231の回転駆動が停止される。
When the air conditioning start signal is not input (S31: No), the
次いで、コントローラ60は、発電機40から室外ファン241への最大供給電力Vmax(すなわち室外ファン241の最大消費電力)を予め定められた上限電力Vth2に制限し、室外ファン241に供給される電力の大きさが上限電力Vth2を越えないように、発電機40から室外ファン241に供給される電力を制御する。本実施形態では上限電力Vth2が0.5kWに設定される。この場合、室外ファン241で0.5kW以上の電力が消費されないように、発電機40から室外ファン241への電力供給が制御される。なお、室外ファン241の回転数レベルを所定レベル以下に制限するようにしてもよい。
Next, the
続いて、コントローラ60は、ガスエンジン10の1分間あたりの回転数Rがクラッチ作動回転数R2まで低下するように、ガスエンジン10の回転数を漸減制御する。(S34)。なお、自立発電運転時におけるガスエンジン10の回転数は、通常はクラッチ作動回転数R2よりも大きい。本実施形態において、クラッチ作動回転数R2は1200rpmに設定される。また、自立発電運転時にはガスエンジン10は概ね定格回転数(2400rpm)で回転駆動している。S34にてエンジン回転数Rをクラッチ作動回転数R2まで低下させた後に、コントローラ60は第2クラッチ作動前制御ルーチンを終了する。
Subsequently, the
コントローラ60は、上記した第2クラッチ作動前制御を実行してエンジン回転数Rをクラッチ作動回転数R2に固定した後に、クラッチ28が離間状態から接触状態になるようクラッチ28を作動させる。クラッチ28が接触状態にされることにより、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が遮断状態から伝達状態にされる。このため圧縮機21が駆動を開始して、空調運転が開始される。
The
このようにクラッチ28の作動前にコントローラ60が上記した第2クラッチ作動前制御を実行することにより、クラッチ28が作動して圧縮機21がガスエンジン10に接続されるときには、ガスエンジン10の回転数Rはクラッチ作動回転数R2まで低下している。そのため、クラッチ28が作動して圧縮機21がガスエンジン10に接続されることにより圧縮機21がいきなり高速で回転することに起因して圧縮機が故障するなどの不具合の発生を防止できる。
As described above, when the
第2クラッチ作動前制御によりガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数R2まで低下された場合には、ガスエンジン10により駆動される発電機40で発生される電力の大きさも低下する。例えば自立発電運転中であってガスエンジン10の回転数Rが定格回転数(2400rpm)であるときに発電機40で発電される電力は4.5kWであるが、ガスエンジン10の回転数Rがクラッチ作動回転数R2(1200rpm)である場合、発電機40で発電される電力は2.7kWにすぎない。
When the rotation speed of the
一方、上述の第2クラッチ作動前制御によって室内ファン231の消費電力が0にされ、室外ファン241の最大消費電力が上限電力Vth2(0.5kW)に制限されている。したがって、外部負荷用に2kWの電力を供給したとしても、これらの総和は2.5kWであり、エンジン回転数Rがクラッチ作動回転数R2(1200rpm)であるときに発電機40で発電される電力(2.7kW)よりも小さい。よって、残りの電力(0.2kW)で、冷却水ポンプ82、コントローラ60などに電力供給することができる。このため、外部負荷に提供する電力(2kW)を低下させることなく、電力不足によりガスエンジン10が緊急停止することが防止される。すなわち、クラッチ28を作動させる際における電力の安定供給を実現できる。
On the other hand, the power consumption of the
クラッチ28が作動してガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化した後に、コントローラ60は、第2クラッチ作動後制御を実行する。図8は、第2クラッチ作動後制御ルーチンを示すフローチャートである。第2クラッチ作動後制御ルーチンが起動すると、コントローラ60は、まず図8のS41にて、ガスエンジン10の回転数を漸増させる。次いで、S42にて、ガスエンジン10の回転数Rが自立空調時における定格回転数(2400rpm)まで上昇したか否かを判断する。
After the clutch 28 is operated and the connection state between the
回転数Rが定格回転数未満である場合(S42:No)、コントローラ60は処理をS41に戻す。一方、回転数Rが定格回転数に達した場合(S42:Yes)、コントローラ60は処理をS43に進め、発電機40から室内ファン231への電力供給の停止を解除する。これにより発電機40から室内ファン231への電力供給が可能になる。次いで、コントローラ60は、発電機40から室外ファン241への最大供給電力の制限を解除する(S44)。その後、コントローラ60は、このルーチンを終了する。コントローラ60が第2クラッチ作動後制御を実行した後に、エンジン駆動式空調装置1は自立空調運転を行う。
When the rotation speed R is less than the rated rotation speed (S42: No), the
図9は、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようにクラッチ28が作動してエンジン駆動式空調装置1の運転状態が自立発電運転から自立空調運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と、室内ファン231の消費電力(室内ファン電力)、室外ファン241の消費電力(室外ファン電力)、外部負荷に供給される電力(外部負荷電力)、発電機40に要求される電力(要求電力)、および発電機40で発電される実電力(実発電電力)の大きさの変化を示すグラフである。図5の上側のグラフがエンジン回転数の変化を示すグラフであり、下側のグラフが各電力の変化を示すグラフである。また、下側のグラフ中の線Aは実発電電力の変化を示し、線Bは要求電力の変化を示し、線Cは外部負荷電力の変化を示し、線Dは室内ファン電力の変化を示し、線Eは室外ファン電力の変化を示す。
FIG. 9 shows that the clutch 28 is operated so that the connection state between the
図9からわかるように、自立発電運転時、すなわちガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が遮断状態であるときは、ガスエンジン10の回転数は定格回転数(2400rpm)であり、このとき発電機40では4.5kWの電力を発電する。また、外部負荷電力Cは2kW、室内ファン電力Dは例えば室内送風している場合は1.0kW、室外ファン電力Eは約0.7kWである。これらの電力およびその他の電気駆動部品に消費される電力(約0.2kW)の総和が要求電力Bである。図9において自立発電運転時における要求電力Bは約3.9kWである。
As can be seen from FIG. 9, during the self-sustaining power generation operation, that is, when the connection state between the
自立発電運転時に空調開始信号(クラッチ28の作動要求)がコントローラ60に入力された場合に、コントローラ60は第2クラッチ作動前制御を実行する。第2クラッチ作動前制御の実行によりガスエンジン10の回転数が定格回転数(2400rpm)からクラッチ作動回転数(1200rpm)に低下される。ガスエンジン10の回転数の低下に伴って実発電電力Aも、4.5kWから2.7kWまで低下する。また、第2クラッチ作動前制御の実行により、発電機40から室内ファン231への供給電力が0にされ、発電機40から室外ファン241への最大供給電力が上限電力Vth2(0.5kW)に制限される。したがって、要求電力Bも低下する。本実施形態では第2クラッチ作動前制御の実行時に、要求電力Bが実発電電力Aを越えないように、ガスエンジン10の回転数の低下速度や室内ファン231および室外ファン241への電力の供給量の低減速度が制御される。
When an air conditioning start signal (operation request for the clutch 28) is input to the
ガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)まで低下したときに、クラッチ28が作動する。これによりクラッチ28が離間状態から接触状態に変化する。よって、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化する。クラッチ28が作動している間はガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200pm)で固定されている。ガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)であるとき、発電機40における発電電力は2.7kWである。このとき室内ファン電力Dは0、室外ファン電力Eは最高で0.5kWである。したがって、発電機40からその他の電気駆動部品に供給される電力が約0.2kWとすれば、エンジン駆動式空調装置1で消費される電力の最大値は0.7kWである。このため、ガスエンジン10の回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)であっても、外部負荷には2kWの電力を供給することができる。よって、電力不足により外部負荷への電力供給に支障を来すことはない。なお、第2クラッチ作動前制御の実行前には圧縮機21がガスエンジン10から切り離されていて空調が停止されているので、クラッチ作動の前後で室内熱交換器23に送風する必要はなく、それ故、室内ファン231に電力を供給する必要はない。また、室外熱交換器24にも送風する必要はないが、クラッチ28の作動の前後でガスエンジン10が駆動しているため、ガスエンジン10を冷却するために室外ファン241には0.5kWまで電力が供給される。供給電力が0.5kWあれば、室外ファン241の送風によってラジエータ81内の冷却水が十分に冷却できる。よって、クラッチ作動時に冷却水の冷却不足によってガスエンジン10が焼き付くことが防止される。このように、本実施形態によれば、クラッチ28を作動させるためにガスエンジン10の回転数を低下したことに起因した発電電力不足による不具合の発生を防止することができる
When the rotation speed of the
図9に示すように、クラッチ28を作動させてガスエンジン10と圧縮機21との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させた後に、第2クラッチ作動後制御が実行される。この第2クラッチ作動後制御によってガスエンジン10のエンジン回転数が漸増する。そして、エンジン回転数が定格回転数(2400rpm)に達したとき(図9の時点Ts)に、発電機40から室内ファン231への電力供給の停止を解除するとともに、発電機40から室外ファン241への最大供給電力の制限を解除する。このため図9からわかるように、室内ファン231に電力が供給されて室内ファン231が駆動を開始する。
As shown in FIG. 9, after the clutch 28 is operated to change the connection state between the
図10は、従来のエンジン駆動式空調装置において、ガスエンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようにクラッチを作動してエンジン駆動式空調装置1の運転状態が自立発電運転から自立空調運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の変化を示すグラフである。なお、従来のエンジン駆動式空調装置においては、クラッチ作動時にエンジン回転数を低下させているが、そのときに発電機40から供給される電力の大きさは制御されていない。特に室内ファン電力や室外ファン電力は制限されていない。
FIG. 10 shows that in a conventional engine-driven air conditioner, the clutch is operated so that the connection state between the gas engine and the compressor changes from the shut-off state to the transmission state, and the operation state of the engine-driven
図10に示すエンジン回転数の変化は、図9に示すエンジン回転数の変化と同じである。すなわち、自立発電運転中に空調開始信号(クラッチ作動要求)が入力されてからクラッチ28が作動するまでの間に、エンジン回転数が定格回転数(2400rpm)からクラッチ作動回転数(1200rpm)にまで低下される。エンジン回転数が1200rpmまで低下した時点でクラッチ28を作動させて、ガスエンジンと圧縮機との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させる。伝達状態に変化させた後に、エンジン回転数が定格回転数(2400rpm)まで増加される。 The change in engine speed shown in FIG. 10 is the same as the change in engine speed shown in FIG. That is, during the period from when the air conditioning start signal (clutch operation request) is input during the self-sustaining power generation operation until the clutch 28 is operated, the engine rotation speed is from the rated rotation speed (2400 rpm) to the clutch operation rotation speed (1200 rpm). Is lowered. When the engine speed decreases to 1200 rpm, the clutch 28 is operated to change the connection state between the gas engine and the compressor from the shut-off state to the transmission state. After changing to the transmission state, the engine speed is increased to the rated speed (2400 rpm).
エンジン回転数低下時においては室内ファン231および室外ファン241への供給電力は制限されていないので、室内ファン電力が0であっても室外ファン電力Eが例えば0.7kWである場合、外部負荷およびその他の電気駆動部品への供給電力と合わせた要求電力Bが2.9kW程度となる。一方、エンジン回転数がクラッチ作動回転数(1200rpm)まで低下されたときに発電機40で発生される電力の大きさは2.7kWである。よって、実発電電力Aが要求電力Bを下回るので、電力不足が発生する。図10の矢印Gで示した領域が電力不足区間である。この電力不足区間Gでは電力の安定供給ができないため、そのことに起因して、ガスエンジンの停止や外部負荷を駆動させることができないなどの不具合が発生する。これに対して本実施形態によれば、電力不足が発生することはない。つまり、自立発電運転から自立空調運転に移行する際に外部負荷およびエンジン駆動式空調装置の電気駆動部品に電力を安定供給することができるのである。
When the engine speed decreases, the power supplied to the
以上のように、本実施形態のエンジン駆動式空調装置1は、ガスエンジン10と、空調ユニット20と、発電機40と、クラッチ28と、コントローラ60とを備える。空調ユニット20は、ガスエンジン10の駆動力によって駆動する圧縮機21を備え、圧縮機21が駆動することにより空調する。発電機40は、ガスエンジン10の駆動力によって発電するとともに、発電した電力を、外部負荷および、エンジン駆動式空調装置1を構成する部品であって電力により駆動する電気駆動部品に供給可能に構成される。クラッチ28は、ガスエンジン10と圧縮機21との間に設けられ、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態を、ガスエンジン10の駆動力が圧縮機21に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動する。そして、コントローラ60は、発電機40が電気駆動部品に電力を供給しているとき、すなわち自立運転時にクラッチ28の作動要求が入力された場合に、クラッチ28が作動する前に、ガスエンジン10の回転数をクラッチ作動回転数(1200rpm)に低下させるとともに発電機40から電気駆動部品である室内ファン231および室外ファン241への供給電力の大きさが低下するように、ガスエンジン10の回転数と発電機40から室内ファン231および室外ファン241への供給電力の大きさを制御する。
As described above, the engine-driven
また、コントローラ60は、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態であって発電機40が電気駆動部品に電力を供給しているとき(自立空調運転時)に、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようなクラッチ28の作動要求(空調停止信号)が入力された場合に、クラッチ28が作動する前に、ガスエンジン10の回転数をクラッチ作動回転数R1(1200rpm)に低下させるとともに発電機40から室内ファン231への電力供給が停止され且つ発電機40から室外ファン241への最大供給電力が上限電力Vth1(0.5kW)に制限されるように、ガスエンジン10の回転数と発電機40から室内ファン231および室外ファン241への供給電力の大きさを制御する第1クラッチ作動前制御を実行する。
Further, the
さらに、コントローラ60は、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が遮断状態であって発電機40が電気駆動部品に電力を供給しているとき(自立発電運転時)に、ガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようなクラッチ28の作動要求(空調開始信号)が入力された場合に、クラッチ28が作動する前に、ガスエンジン10の回転数をクラッチ作動回転数R2(1200rpm)に低下させるとともに発電機40から室内ファン231への電力供給が停止され且つ発電機40から室外ファン241への最大供給電力が上限電力Vth2(0.5kW)に制限されるように、ガスエンジン10の回転数と発電機40から室内ファン231および室外ファン241への供給電力の大きさを制御する第2クラッチ作動前制御を実行する。
Further, the
本実施形態によれば、クラッチ作動時にはエンジン回転数がクラッチ作動回転数に低下されているので、クラッチ28が作動してガスエンジン10と圧縮機21との接続状態が変化する際にガスエンジン10や発電機40の回転異常や圧縮機21の故障等の不具合の発生が抑えられる。また、エンジン回転数の低下により発電機40による発電電力が低下するが、それに合わせて室内ファン231および室外ファン241への供給電力の大きさも低下していいるので、電力不足を回避できる。その結果、クラッチ作動時に事前にエンジン回転数を低下させた場合においても、発電機40から外部負荷に電力を安定供給できる。
According to this embodiment, since the engine speed is reduced to the clutch operating speed when the clutch is operated, the
また、コントローラ60は、クラッチ28の作動が完了した後にガスエンジン10の回転数が定格回転数(2400rpm)まで増加した場合に、発電機40から室内ファン231への電力供給の停止および発電機40から室外ファン241への最大供給電力の制限を解除するように、ガスエンジン10の回転数および発電機40から室内ファン231および室外ファン241への供給電力の大きさを制御するクラッチ作動後制御(第1クラッチ作動後制御、第2クラッチ作動後制御)を実行する。このようにエンジン回転数が定格回転(例えば2400rpm)に復帰してから室内ファン231への給電停止および室外ファン241への給電制限を解除するので、クラッチ作動後であってエンジン回転数が十分に高くなっていないときにこれらのファンへの給電停止あるいは給電制限が先に解除されて電力不足に陥ることを防止できる。
Further, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態においては、クラッチ作動前に室内ファン231および室外ファン241への供給電力が低下するように、発電機40からこれらのファンへの電力供給を制御する例を示したが、エンジン駆動式空調装置1の運転に支障を来さない限り、その他の電気駆動部品への電力が低下するようにしてもよい。また、上記実施形態においてはガスエンジンを用いて駆動力を得ているが、ガス燃料以外の燃料を用いるエンジンを採用してもよい。また、上記実施形態では、自立空調運転中および自立発電運転中のエンジン回転数が通常は2400rpmである例について説明したが、エンジン回転数はこれらの運転中に変化してもよい。例えば自立空調運転中には空調負荷に応じてエンジン回転数が変化してもよい。また、自立空調運転中および自立発電運転中であってもエンジン回転数が設定回転数(例えば許容下限回転数)以下となる場合も想定され得る。その場合は、運転時におけるエンジンの回転数が設定回転数よりも大きいときにクラッチ作動要求がコントローラに入力されたときに、本発明を適用すればよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention should not be limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, the example in which the power supply from the
1…エンジン駆動式空調装置、10…ガスエンジン(エンジン)、12…出力軸、20…空調ユニット、21…圧縮機、22…冷媒配管、23…室内熱交換器、231…室内ファン(電気駆動部品)、24…室外熱交換器、241…室外ファン(電気駆動部品)、25…膨張弁、26…四方切換弁、27…アキュムレータ、28…クラッチ、30…室内機リモコン、40…発電機、41…入力軸、50…バッテリ、60…コントローラ(制御部)、70…スタータモータ、80…エンジン冷却ユニット、81…ラジエータ、82…冷却水ポンプ、83…冷却水配管、101,102,103…外部負荷
DESCRIPTION OF
Claims (6)
エンジンと、
前記エンジンの動力によって駆動する圧縮機を備え、前記圧縮機が駆動することにより空調する空調ユニットと、
前記エンジンの動力によって発電するとともに、発電した電力を、外部負荷および、前記エンジン駆動式空調装置を構成する部品であって電力により駆動する電気駆動部品に供給可能に構成された発電機と、
前記エンジンと前記圧縮機との間に設けられ、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態を、前記エンジンの動力が前記圧縮機に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動するクラッチと、
前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を予め定められた所定の低い回転数である設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記電気駆動部品への供給電力の大きさが低下するように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記電気駆動部品への供給電力の大きさを制御する制御部と、
を備える、エンジン駆動式空調装置。 An engine driven air conditioner,
Engine,
An air conditioning unit that includes a compressor that is driven by the power of the engine, and that is air-conditioned when the compressor is driven;
A generator configured to generate electric power using the engine power, and to be able to supply the generated electric power to an external load and an electric drive component that is a component of the engine-driven air conditioner and is driven by the electric power;
Provided between the engine and the compressor, the connection state between the engine and the compressor can be switched between a transmission state where the power of the engine is transmitted to the compressor and a cutoff state where the power of the engine is not transmitted. A clutch that operates as
When an operation request for the clutch is input when the generator supplies power to the electric drive component, the engine speed is set to a predetermined low value before the clutch is operated. The rotational speed of the engine and the power supplied from the generator to the electric drive component so that the magnitude of the power supplied from the generator to the electric drive component is reduced as well as the set rotational speed that is the rotational speed. A control unit for controlling the size of
An engine-driven air conditioner.
前記エンジンを冷却するための冷却水が流通する冷却水配管と、前記冷却水配管の途中に介装されたラジエータとを有する冷却水ユニットを備え、
前記空調ユニットは、前記圧縮機に接続される冷媒配管と、前記冷媒配管の途中に設けられる室外熱交換器および室内熱交換器と、前記室内熱交換器に送風する前記電気駆動部品としての室内ファンと、前記室外熱交換器および前記ラジエータに送風する前記電気駆動部品としての室外ファンと、を備え、
前記制御部は、前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を前記設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記室内ファンへの電力供給が停止され且つ前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力が予め定められた上限電力に制限されるように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御する、エンジン駆動式空調装置。 The engine-driven air conditioner according to claim 1,
A cooling water unit having cooling water piping through which cooling water for cooling the engine flows, and a radiator interposed in the middle of the cooling water piping;
The air conditioning unit includes a refrigerant pipe connected to the compressor, an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger provided in the middle of the refrigerant pipe, and an indoor as an electric drive component that blows air to the indoor heat exchanger A fan, and an outdoor fan as the electric drive component that blows air to the outdoor heat exchanger and the radiator,
The control unit sets the engine speed before the clutch is operated when the clutch operation request is input when the generator is supplying power to the electric drive component. The engine speed is reduced so that the power supply from the generator to the indoor fan is stopped and the maximum supply power from the generator to the outdoor fan is limited to a predetermined upper limit power. An engine-driven air conditioner that controls the number of revolutions and the amount of power supplied from the generator to the indoor fan and the outdoor fan.
前記制御部は、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記伝達状態であって前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記伝達状態から遮断状態に変化するような前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を前記設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記室内ファンへの電力供給が停止され且つ前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力が前記上限電力に制限されるように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第1クラッチ作動前制御を実行する、エンジン駆動式空調装置。 The engine-driven air conditioner according to claim 2,
The control unit has a connection state between the engine and the compressor when a connection state between the engine and the compressor is the transmission state and the generator supplies power to the electric drive component. When an operation request for the clutch that changes from the transmission state to the shut-off state is input, before the clutch is operated, the engine speed is reduced to the set speed and from the generator. The engine speed and the generator to the indoor fan and the outdoor are set such that the power supply to the indoor fan is stopped and the maximum power supplied from the generator to the outdoor fan is limited to the upper limit power. An engine-driven air conditioner that executes first clutch pre-operation control that controls the magnitude of power supplied to a fan.
前記制御部は、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記遮断状態であって前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記遮断状態から伝達状態に変化するような前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を前記設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記室内ファンへの電力供給が停止され且つ前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力が前記上限電力に制限されるように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第2クラッチ作動前制御を実行する、エンジン駆動式空調装置。 The engine-driven air conditioner according to claim 2 or 3,
The control unit has a connection state between the engine and the compressor when a connection state between the engine and the compressor is the cut-off state and the generator supplies power to the electric drive component. When an operation request for the clutch that changes from the shut-off state to the transmission state is input, before the clutch is operated, the engine speed is reduced to the set speed and from the generator The engine speed and the generator to the indoor fan and the outdoor are set such that the power supply to the indoor fan is stopped and the maximum power supplied from the generator to the outdoor fan is limited to the upper limit power. An engine-driven air conditioner that executes control before operating the second clutch that controls the amount of power supplied to the fan.
前記上限電力は、前記エンジンが所定の閾値温度以上に加熱しないように前記冷却水を冷却するために必要とされる前記室外ファンへの供給電力の大きさとして予め定められている、エンジン駆動式空調装置。 The engine-driven air conditioner according to any one of claims 2 to 4,
The upper limit power is determined in advance as an amount of power supplied to the outdoor fan required to cool the cooling water so that the engine does not heat above a predetermined threshold temperature. Air conditioner.
前記制御部は、前記クラッチの作動が完了した後に前記エンジンの回転数が所定の定格回転数まで増加した場合に、前記発電機から前記室内ファンへの電力供給の停止および前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力の制限を解除するように、前記エンジンの回転数および前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御するクラッチ作動後制御を実行する、エンジン駆動式空調装置。 The engine-driven air conditioner according to any one of claims 2 to 5,
The controller is configured to stop power supply from the generator to the indoor fan and from the generator to the outdoor when the engine speed increases to a predetermined rated speed after the operation of the clutch is completed. An engine that performs post-clutch control that controls the rotational speed of the engine and the amount of power supplied from the generator to the indoor fan and the outdoor fan so as to release the restriction on the maximum power supply to the fan. Driven air conditioner.
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JP2014167365A (en) | 2014-09-11 |
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