JP6285294B2

JP6285294B2 - エンジンシステム

Info

Publication number: JP6285294B2
Application number: JP2014129483A
Authority: JP
Inventors: 孝之池田; 喜久金屋; 大塚　伸一; 伸一大塚
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: JP2016010234A; WO2015198749A1

Description

本発明は、例えば、温水運転または冷水運転を実行できるヒートポンプ式チラーに採用することができるエンジンシステムに関する。

従来、エンジンシステムとしては、例えば、特許文献１に記載のものが公知である。かかる特許文献１は、変圧器の一次側コイルの両端子を電源(ＡＣ２３０Ｖまたは２４０Ｖ)接続端子とし、分路巻線の両端子を補機類電源端子として一次側コイルを単巻変圧器として使用する構成、および二次側コイルをセルモータの電源として使用する構成を開示する。

特許第５３４５０１９号

ところで、仕向地の異なるエンジンシステムを生産するにあたっては、生産コストを低減させるという観点から、エンジンシステムの構成機器として仕向地に関係なく共通のものをできるだけ多く使用することが行われている。即ち、先行文献１の構成において、仕向地（例えば日本向けや欧州向け）によって、交流電源からの電源電圧の仕様（例えば、日本向けでＡＣ２００Ｖ仕様、欧州向けでＡＣ２３０Ｖ仕様又はＡＣ２４０Ｖ仕様）が仕向地の電源電圧に応じた一次側コイルがそれぞれ必要となる。

この不便さを解決するために発明者等は、一次側コイルに複数の電源電圧接続端子を設ける構成を提案することとした。この場合、特に変圧器のように高温度になり易い機器には、過熱保護を図る必要がある。変圧器の過熱保護を図るために、交流電源と接続する電源電圧接続端子の各々の電源側経路に過熱保護手段(例．温度ヒューズ)を予め設けるか、実際の使用端子が決まった時点でその端子の電源側経路に過熱保護手段を都度設ける必要があり、前者は余分な過熱保護手段が発生し、後者は組み立て現場での煩雑さが増し、組み立てミスを招来するおそれがある。

そこで、本発明は、一次側に複数の電源電圧接続端子と出力端子を設けた変圧器の過熱保護手段の効率的な配置を提示することを目的とする。

また、二次側をセルモータ電源として使用する場合の変圧器の定格容量の定め方を提示すことを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、一次側に補機類用の出力端子と電源電圧接続端子を設けた変圧器を有するエンジンシステムにおいて、変圧器に電源入力端子を設け、一次側の両端子間に、入力端子として複数の電源電圧接続端子を設け、変圧器に、複数の電源電圧接続端子のいずれか一つと接続する中継端子を設け、中継端子と電源入力端子の接続経路に過熱保護手段を設けたことを特徴とする。

前記本発明は、単一の過熱保護手段で複数の電源電圧接続端子のいずれを使用する場合も負荷側より上流で過熱保護を図ることが可能となる。

また、本発明は、二次側をエンジン起動用のセルモータ電源としてのみ使用し、変圧器の定格容量を補機類の定格出力に合わせて設定したことを特徴とする。

前記本発明は、エンジン起動時のみに大容量電力を必要とするセルモータ用電源基準で変圧器の定格容量を設定する場合と比較して低容量とすることができる。

本発明は、単一の過熱保護手段で複数の電源電圧接続端子のいずれを使用する場合であっても負荷側より上流で過熱保護を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係るエンジンシステムの概略を示す構成図である。本発明の実施形態に係るセルモータ用の二次側コイルを省略したエンジンシステムの概略配線図である。

以下、本発明に係る本実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係るエンジンシステム１の概略を示す構成図、図２はセルモータ用の二次側コイルを省略したエンジンシステムの概略配線図である。

エンジンシステム１は、例えば循環液流路を流れる循環液の温度を調節する（温水運転または冷水運転を実行できる）ヒートポンプ式チラーに採用するものである。

図１に示すエンジンシステム１は、エンジン１０と、セルモータ１１と、変圧器２と、補機類１３とを備えている。

セルモータ１１は、エンジン１０を始動させるものである。

変圧器２は、図１および図２に示すように、巻線（一次側コイル）の経路の一部を一次側２１と二次側２２とで共用するものであり、直列巻線と分路巻線で構成されている。また、変圧器２は、セルモータ１１への駆動電圧Ｖｄを二次側（二次側コイル）２３の出力としている。

巻線の経路における両端子２５、２６間には、入力端子としての複数の電源電圧接続端子が設けられている。すなわち、両端子２５、２６のうち一方の端子２５が一方の電源ライン１５ａに接続され、両端子２５、２６のうち他方の端子２６が第１電源電圧接続端子に該当する。第１電源電圧接続端子２６よりも一方の端子２５に向けて、第２電源電圧接続端子２７および第３電源電圧接続端子２８が順次設けられている。

ここで、仕様変更する電源電圧Ｖａが交流ＡＣ２２０Ｖ、ＡＣ２３０ＶおよびＡＣ２４０Ｖとする場合、両方の端子２５、２６間に印加される電源電圧Ｖａは、ＡＣ２４０Ｖに設定されている。一方の端子２５と第２電源電圧接続端子２７間に印加される電源電圧Ｖａは、ＡＣ２３０Ｖに設定されている。一方の端子２５と第３電源電圧接続端子２８間に印加される電源電圧Ｖａは、ＡＣ２２０Ｖに設定されている。

一次側２１の経路の途中に分岐端子としての出力端子２９ａが設けられ、分岐巻線経路における両端子２５、２９ａ間が、一次側と共有する共有二次側とされている。すなわち、一方の端子２５の接続された一方の電源ライン１５ａに出力端子２９ｂが設けられている。両出力端子２９ａ、２９ｂ間に印加される電圧Ｖｃは想定電圧（例えば日本向け補機類１３が許容する電圧ＡＣ２００Ｖ）に設定されている。補機類１３は、交流電源５０から供給される電圧を受電するものであり、両出力端子２９ａ、２９ｂ（電源ライン）に接続されている。

補機類１３は、冷却水ポンプや冷却ファン等のモータ類といった受電機器等とされている。補機類１３の一方の受電ライン１３ａと、変圧器２の一次側２１の経路における両端子２５、２６のうち一方の端子２５が接続された一方の電源ライン１５ａの出力端子２９ｂとが接続されている。補機類１３の他方の受電ライン１３ｂと、出力端子２９ａとが接続されている。

変圧器２は、二次側２３がセルモータ１１に接続されており、二次側２３の駆動電圧Ｖｄをセルモータ１１に供給する。セルモータ１１は、駆動電圧Ｖｄが供給されることにより、エンジン１０を始動させることが可能である。ここで、二次側２３をエンジン起動用のセルモータ電源としてのみ使用し、変圧器２の定格容量を補機類１３の定格出力に合わせて設定している。

変圧器２の一次側２１の両端子２５、２６のうち他方の端子２６に接続される他方の電源ライン１５ｂには、中継端子３０が設けられている。また、中継端子３０に対して、第１電源電圧接続端子２６、第２電源電圧接続端子２７および第３電源電圧接続端子２８のうち何れか一方を選択して接続することができるようになっている。

また、変圧器２は、一次側２１の経路における両端子２５、２６が交流電源５０に接続されており、交流電源５０からの電源電圧Ｖａが供給される。すなわち、変圧器２は、交流電源５０に接続される電源入力端子３１、３２を備えている。一方の電源入力端子３１は、変圧器２の一次側２１の両端子２５、２６のうち一方の端子２５が接続された電源ライン１５ａに接続されている。他方の電源入力端子３２は、中継端子３０が設けられている他方の電源ライン１５ｂに接続されている。

中継端子３０が設けられた他方の電源ライン１５ｂの中途部（中継端子３０と他方の電源入力端子３２との間の接続経路）には、過熱保護手段４０が設けられている。過熱保護手段４０としては、温度ヒューズを例示することができる。

本実施形態のエンジンシステム１は以上の構成からなり、次に、かかるエンジンシステム１をそれぞれの仕向地において使用する場合について説明する。

例えば、仕向地の供給電源がＡＣ２４０Ｖの交流電源５０である場合は、中継端子３０と第１電源電圧接続端子２６とを接続する（図２に実線で示す。）。これにより、仕向地の交流電源５０のＡＣ２４０Ｖが両端子２５、２６間に印加されるが、変圧器２の分路巻線経路における端子２５（出力端子２９ａ）と出力端子２９ｂ間の共用二次側で想定電圧（例えば日本向け補機類１３の許容電圧ＡＣ２００Ｖ）Ｖｃを補機類１３に供給することができる。

また、仕向地の供給電源がＡＣ２３０Ｖの交流電源５０である場合は、中継端子３０と第２電源電圧接続端子２７とを接続する。これにより、仕向地の交流電源５０のＡＣ２３０Ｖが両端子２５、２７間に印加されるが、ＡＣ２００Ｖの想定電圧Ｖｃを補機類１３に供給することができる。

また、仕向地の供給電源がＡＣ２２０Ｖの交流電源５０である場合は、中継端子３０と第３電源電圧接続端子２８とを接続する。これにより、仕向地の交流電源５０のＡＣ２２０Ｖが両端子２５、２８間に印加されるが、ＡＣ２００Ｖの想定電圧Ｖｃを補機類１３に供給することができる。

以上のように、仕様変更する電源電圧Ｖａが想定電圧（例えば日本向け補機類１３の許容電圧ＡＣ２００Ｖ）Ｖｃよりも高い電圧（例えば欧州向けＡＣ２２０〜ＡＣ２４０Ｖ）となる場合に、中継端子３０に対して、第１電源電圧接続端子２６、第２電源電圧接続端子２７および第３電源電圧接続端子２８のうち何れか一方と接続することで、仕様変更する電源電圧Ｖａ（例えば欧州向けＡＣ２２０〜ＡＣ２４０Ｖ）を変圧器２の分路巻線経路における共用二次側で想定電圧（例えば日本向け補機類１３の許容電圧ＡＣ２００Ｖ）Ｖｃに設定することができる。

従って、本発明の実施形態に係るエンジンシステム１によると、仕様変更する電源電圧Ｖａが想定電圧Ｖｃよりも高い電圧となる場合において、別途の変圧器を設けることなく、電源電圧Ｖａの仕様変更を実現することができる。

また、本発明の実施形態に係るエンジンシステム１は、単一の過熱保護手段４０で複数の電源電圧接続端子２６、２７、２８のいずれを使用する場合も負荷側より上流で過熱保護を図ることが可能となる。この結果、必要最小限の過熱保護手段４０を使用すればよく、余分な過熱保護手段４０が不要となり、しかも、仕向地の供給電源に応じて実際の使用端子が決まった時点で、その端子の電源側経路に過熱保護手段４０を都度設ける必要がないので、組み立て現場での煩雑さが解消でき、組み立てミスを防止することが可能となる。

また、二次側２３をエンジン起動用のセルモータ電源としてのみ使用し、変圧器２の定格容量を補機類１３の定格出力に合わせて設定したので、エンジン起動時のみに大容量電力を必要とするセルモータ用電源基準で変圧器の定格容量を設定する場合と比較して低容量とすることができる。

なお、本実施形態のエンジンシステムは、チラーに採用する以外に、エンジン発電機に採用することも可能である。

１エンジンシステム
２変圧器
１０エンジン
１１セルモータ
１３補機類
１３ａ一方の受電ライン
１３ｂ他方の受電ライン
１５ａ一方の電源ライン
１５ｂ他方の電源ライン
２１一次側（一次側コイル）
２２二次側
２３二次側（二次側コイル）
２５一方の端子
２６他方の端子（第１電源電圧接続端子）
２７第２電源電圧接続端子
２８第３電源電圧接続端子
２９ａ分岐端子（出力端子）
２９ｂ出力端子
３０中継端子
５０交流電源
Ｖａ電源電圧
Ｖｃ想定電圧
Ｖｄ駆動電圧

Claims

一次側に補機類用の出力端子と電源電圧接続端子を設けた変圧器を有するエンジンシステムにおいて、変圧器に電源入力端子を設け、一次側の両端子間に、入力端子として複数の電源電圧接続端子を設け、変圧器に、複数の電源電圧接続端子のいずれか一つと接続する中継端子を設け、中継端子と電源入力端子の接続経路に過熱保護手段を設けたことを特徴とするエンジンシステム。
請求項１に記載のエンジンシステムにおいて、二次側をエンジン起動用のセルモータ電源としてのみ使用し、変圧器の定格容量を補機類の定格出力に合わせて設定したことを特徴とするエンジンシステム。