JP6343385B1

JP6343385B1 - Simple emergency power supply device

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Publication number: JP6343385B1
Application number: JP2017254062A
Authority: JP
Inventors: 林　義正; 義正林; 山崎　正弘; 正弘山崎
Original assignee: Ｙｇｋ通商株式会社
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP2019122095A

Abstract

【目的】本発明は、排気量50cc〜500ccの小型のガスエンジン及び直流発電機を用いて、複数回又は何度でも停電事故が間欠的に続いても、高効率に非常用電力を供給できること。【構成】小型のＬＰＧ用のガスエンジン１と直流発電機３と蓄電池５１とを備えていること。シリンダ１１を平面的に見て点火プラグ１３，吸気バルブ１５，点火プラグ１３，排気バルブ１７が周回りに配され、且つ吸気バルブ１５からの吸気がシリンダ１１内を平面的に見て、接線方向乃至接線に近似する方向に流入するように構成されていること。何等かの事故等により商用電源が喪失した瞬間に蓄電池５１から電力供給側に給電すると共に、この間にガスエンジン１を起動させて直流発電機３にて発電し、ガスエンジン１が所定の回転数に達したときに蓄電池５１からの電力の供給を中止し、且つガスエンジン１で発電した電力の交流電力を屋内回路に供給し続けること。【選択図】図１[Objective] The present invention is capable of supplying emergency power with high efficiency even if power outage accidents continue intermittently multiple times or repeatedly using a small gas engine and DC generator with a displacement of 50cc to 500cc. . [Configuration] A small LPG gas engine 1, a DC generator 3, and a storage battery 51 are provided. A spark plug 13, an intake valve 15, a spark plug 13, and an exhaust valve 17 are arranged around the cylinder 11 when viewed in plan, and intake air from the intake valve 15 is tangential when the cylinder 11 is viewed in plan. Or configured to flow in a direction approximating a tangent. At the moment when the commercial power supply is lost due to some accident or the like, power is supplied from the storage battery 51 to the power supply side. The supply of power from the storage battery 51 is stopped when the power reaches the value, and the AC power generated by the gas engine 1 is continuously supplied to the indoor circuit. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、小型のガスエンジン及び直流発電機を用いて、複数回又は何度でも停電事故が間欠的に続いても、高効率に非常用電力を供給できる簡易型非常用電力供給装置に関する。 The present invention relates to a simplified emergency power supply device that can supply emergency power with high efficiency even if power failure accidents continue intermittently a plurality of times or using a small gas engine and a direct current generator.

災害などに備え家庭用や標識などで使う１０kW未満の停電時の小型の非常用電力供給装置(無停電電源装置など)としては、蓄電池式とエンジンにより発電する方式がある。蓄電池によるものは停電から点灯までの時間が短いことや、簡便なことなどの長所があるが質量が嵩むという大きな短所がある。 There are two types of emergency power supply devices (such as uninterruptible power supply devices) of less than 10 kW that are used for homes and signs in preparation for disasters. The storage battery has advantages such as a short time from power failure to lighting and simpleness, but has a large disadvantage that the mass is increased.

例えば、１kWの電力を７２時間(災害により破壊されたインフラの復旧の目処がつく３
日間)供給する場合の蓄電池の質量を求めてみる。1kWは1kJ/sであるから72時間では、1kJ/s×72×3600s＝259200kJとなる。しかし、蓄電池は直流であるので、これを交流に変換するインバータの効率を93%とすると、最低でも蓄電池には259200kJ/0.93＝278710kJ(≒2797MJ)の電気エネルギ−を蓄えていなければならない。エネルギ密度(単位質量あたりの電気エネルギ)が大きなリチウムイオン電池でもせいぜい100Wh/kgであるので100J/s×3600s＝360000J＝360kj、すなわち1kgあたり360kjとなる。従って、蓄電池の質量は278710kJ/(360kJ/kg)＝774kgの重さとなる。 For example, 1 kW of electricity can be used for 72 hours (3)
(Day) Find the mass of the storage battery to supply. Since 1kW is 1kJ / s, in 72 hours, 1kJ / s x 72 x 3600s = 259200kJ. However, since the storage battery is a direct current, assuming that the efficiency of the inverter that converts this into alternating current is 93%, the storage battery must at least store electrical energy of 259200 kJ / 0.93 = 278710 kJ (≈2797 MJ). Even a lithium ion battery having a large energy density (electric energy per unit mass) is at most 100 Wh / kg, so 100 J / s × 3600 s = 360,000 J = 360 kj, that is, 360 kj per kg. Therefore, the mass of the storage battery is 278710 kJ / (360 kJ / kg) = 774 kg.

一方、エンジンによる発電は燃料が続く限り発電できるが、エンジンを始動して安定した電気出力を供給できるまでには数十秒の時間が必要であり、この間は停電が続くことになる。さらに前記のように小型な装置では余力が少ないため要求電力(電気負荷)の急激な増大が生じた場合、エンジンの回転速度が低下して電力の供給が追いつかなくなったり、エンジンが停止してしまうことがある。このように、蓄電池式、エンジン発電機ともに大きな問題があった。 On the other hand, power generation by the engine can generate power as long as the fuel continues, but it takes several tens of seconds to start the engine and supply a stable electrical output, and power outages continue during this time. Furthermore, when the required power (electric load) suddenly increases because the small device has little surplus power as described above, the rotation speed of the engine decreases and the power supply cannot catch up, or the engine stops. Sometimes. As described above, both the storage battery type and the engine generator have a big problem.

また、交流無停電電源装置としては、特許文献１が存在するが、本文献は商用電源用ではないが、山間部や離島等にて用いられるもので、特に、周波数の低下をインバータ制御にて低下しないようにしたものであり、この装置にはエンジンは使用されてはいるが、構成としても全く相違している。 In addition, Patent Document 1 exists as an AC uninterruptible power supply, but this document is not for commercial power supply, but is used in mountainous areas, remote islands, etc. The engine is used in this device, but the configuration is completely different.

また、特許文献２では、蓄電池及びエンジンにて無停電電源装置であるが、
蓄電池の容量を小さくしてエンジンにて給電できるようにしたものであるが、特に、大災害などで、複数回に亘って、商用電源が喪失した場合には、引用文献２では到底対応できないものであった。 Moreover, in patent document 2, although it is an uninterruptible power supply device in a storage battery and an engine,
Although the capacity of the storage battery is reduced so that power can be supplied by the engine, especially when a commercial power source is lost multiple times due to a major disaster or the like, the reference document 2 cannot cope with it. Met.

特開平５−２０７６８４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-207684 特開２００１−４５６８１号公報JP 2001-45681 A

本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、大規模の非常用発電装置ではなく、家庭用のみならず信号機や各種の標識、監視カメラなどに簡易に電力を供給する小型の非常用電力供給装置を提供する。しかも、停電になると間髪をいれずに主電源と同じ電圧と周波数の交流電力を供給し、しかも3日間供給し続けることができ、特に、大
災害などで、複数回に亘って、商用電源が喪失した場合にも、十分に対応できることを実現することにある。 The problem (technical problem or purpose, etc.) to be solved by the present invention is not a large-scale emergency power generation device, but a small power supply that easily supplies power not only to home use but also to traffic lights, various signs, and surveillance cameras. An emergency power supply apparatus is provided. Moreover, in the event of a power outage, AC power with the same voltage and frequency as the main power supply can be supplied without interruption, and can continue to be supplied for 3 days. It is to realize that it can sufficiently cope with the loss.

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、排気量５０cc〜５００ccの小型のＬＰＧ用のガスエンジンと，該ガスエンジンの起動により発電する直流発電機と，電源用の蓄電池と，エンジン用バッテリを有するエンジンコントロールユニットと，複数のオン・オフスイッチと，該オン・オフスイッチを制御する総合コントロールユニットとを備え、前記ガスエンジンのシリンダには２個の点火プラグが設けられる共に、前記シリンダを平面的に見て、第１の点火プラグ，吸気バルブ，第２の点火プラグ，及び排気バルブが周回りに配され、且つ前記吸気バルブからの吸気が前記シリンダ内を平面的に見て、接線方向乃至接線に近似する方向に流入するように構成されてなり、通常時においては、前記オン・オフスイッチを介して商用電源の電力供給側を通電状態とし、何等かの事故等により前記商用電源が喪失した瞬間に前記蓄電池からインバータを介して応急的に前記商用電源と同等の電圧で同等の周波数の交流電力を前記電力供給側に給電すると共に、前記商用電源が失した瞬間から前記エンジン用バッテリ及び前記エンジンコントロールユニットにて前述した構成の前記ガスエンジンを起動させて該起動力により前記直流発電機にて発電し、
該発電中の前記ガスエンジンが所定の回転数に達したときに前記蓄電池からの電力の供給を中止すると同時に、前記ガスエンジンで発電した直流電力を前記電力供給側に給電し、前記商用電源の復帰時まで前記ガスエンジンのみの電力にて給電し続けることとし、前記事故時の前記ガスエンジンによる電力にても、或いは通常時の電力にても前記蓄電池及び前記エンジン用バッテリに対して充電作用を提供することを特徴とする簡易型非常用電力供給装置としたことにより、前記課題を解決した。 Therefore, as a result of earnest and research to solve the above-mentioned problems, the inventor has found that the invention of claim 1 is a direct current that generates power by starting a gas engine for a small LPG having a displacement of 50 cc to 500 cc and a small LPG. a generator, a battery for power, and an engine control unit having a battery for engine, a plurality of on-off switch, and a total control unit for controlling the on-off switch, the cylinder of the gas engine Two spark plugs are provided , and the first spark plug, the intake valve, the second spark plug, and the exhaust valve are arranged around the circumference when the cylinder is seen in plan view, and from the intake valve The intake air is configured to flow in a tangential direction or a direction approximating the tangent when the inside of the cylinder is viewed in a plan view. The power supply side of the commercial power supply is energized via an on / off switch, and at the moment when the commercial power supply is lost due to some accident etc., the voltage from the storage battery via the inverter is urgently equal to the commercial power supply. The AC power having the same frequency is supplied to the power supply side, and the gas engine having the above-described configuration is started by the engine battery and the engine control unit from the moment when the commercial power supply is lost. Generate power with the DC generator,
At the same time the gas engine in the power generation stops the power supply from the battery upon reaching a predetermined rotational speed, and feeding the direct current power generated by the gas engine to the power supply side, of the commercial power source It is assumed that power is supplied only by the power of the gas engine until the time of return, and charging operation is performed on the storage battery and the engine battery regardless of power from the gas engine at the time of the accident or power at normal time. The above-mentioned problem has been solved by providing a simple emergency power supply device characterized in that

請求項２の発明を、請求項１記載の簡易型非常用電力供給装置において、前記ガスエンジンの前記吸気バルブ，前記第１の点火プラグ，前記排気バルブ及び前記第２の点火プラグが４等分に配されてなることを特徴とする簡易型非常用電力供給装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２記載の簡易型非常用電力供給装置において、前記ガスエンジンのシリンダ内に流入した混合気の主流が前記点火プラグの点火点を直撃せず、かつその近傍を流れるように構成されてなることを特徴とする簡易型非常用電力供給装置としたことにより、前記課題を解決した。 According to a second aspect of the present invention, in the simplified emergency power supply device according to the first aspect , the intake valve, the first spark plug, the exhaust valve, and the second spark plug of the gas engine are divided into four equal parts. The above-mentioned problem has been solved by providing a simple emergency power supply device characterized by being arranged in The invention according to claim 3 is the simplified emergency power supply device according to claim 1 or 2, wherein the mainstream of the air-fuel mixture flowing into the cylinder of the gas engine does not directly hit the ignition point of the spark plug, and The above-described problems have been solved by providing a simple emergency power supply device that is configured to flow in the vicinity.

請求項４の発明を、請求項３記載の簡易型非常用電力供給装置において、前記ガスエンジンのシリンダ上部のシリンダヘッド下面が扁平球面状凹面に形成されつつ、該扁平球面状凹面の下側面に、膨出部が前記第１の点火プラグの手前側で且つ前記混合気の下流側になるようにして設けられてなることを特徴とする簡易型非常用電力供給装置としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４記載の簡易型非常用電力供給装置において、前記ガスエンジンと前記直流発電機との間にフライホイールが設けられてなることを特徴とする簡易型非常用電力供給装置としたことにより、前記課題を解決した。 According to a fourth aspect of the present invention, in the simplified emergency power supply device according to the third aspect, the cylinder head lower surface of the upper part of the cylinder of the gas engine is formed as a flat spherical concave surface on the lower surface of the flat spherical concave surface. By providing a simplified emergency power supply device, the bulging portion is provided in front of the first spark plug and downstream of the air-fuel mixture, Solved. According to a fifth aspect of the present invention, in the simplified emergency power supply device according to the first, second, third or fourth aspect, a flywheel is provided between the gas engine and the DC generator. The above-described problem has been solved by using a simplified emergency power supply device.

請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５記載の簡易型非常用電力供給装置において、複数の前記オン・オフスイッチを前記総合コントロールユニットからの信号でオン・オフさせ、且つその電力はエンジンコントロールユニットと同等の低電圧の前記エンジン用バッテリから供給することを特徴とする簡易型非常用電力供給装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項７の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６記載の簡易型非常用電力供給装置において、前記オン・オフスイッチをオン・オフリレースイッチとしたことを特徴とする簡易型非常用電力供給装置としたことにより前記課題を解決した。 The invention according to claim 6 is the simplified emergency power supply device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein a plurality of the on / off switches are turned on / off by a signal from the integrated control unit, And the said subject was solved by having set it as the simple type emergency power supply apparatus characterized by supplying the electric power from the said battery for engines of the low voltage equivalent to an engine control unit. The simplified emergency power supply apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the on / off switch is an on / off relay switch. The above-mentioned problem has been solved by using a type emergency power supply device.

請求項１の発明においては、本発明では、特に、大災害などで、複数回に亘って、商用電源が喪失した場合でも、良好に対応できる。これは、停電時であってもガスエンジンによっても蓄電できるためである。また、その蓄電池を停電の瞬間のみに使うことによりその質量を1/350以下とし、簡易なオン・オフスイッチによる制御で、蓄電池からの電力を
エンジンにより発電した電力に切り換えるともに、その電力の一部で先に消費した電気エネルギを補充するため、繰り返しの停電にも十分に対応できる利点がある。 According to the first aspect of the present invention, the present invention can cope well even when the commercial power supply is lost several times due to a catastrophic disaster or the like. This is because even a power failure can be stored by a gas engine. In addition, by using the storage battery only at the moment of a power failure, its mass is reduced to 1/350 or less, and the power from the storage battery is switched to the power generated by the engine by simple on / off switch control. Since the electrical energy previously consumed in the unit is replenished, there is an advantage that it can sufficiently cope with repeated power outages.

さらに、請求項１の発明では、小型エンジン故に不利な急激な負荷の増大に出力が追随しにくいことにも、回転慣性エネルギを増大させ、これを電気エネルギに換えて安定した電力を供給するとともに、蓄電池端子電圧と発電した交流を直流に変換後の電圧を同一にして、ごく短時間の電圧降下を防止する。また、ＬＰＧとした効果、日本全国のどこにでも存在しており、緊急時に極めて効率的な支援、復旧が可能にできる。 Furthermore, in the invention of claim 1, since the output is difficult to follow an unfavorable sudden load increase due to the small engine, the rotational inertia energy is increased, and this is replaced with electric energy to supply stable electric power. The voltage after converting the storage battery terminal voltage and the generated alternating current into direct current is made the same to prevent a voltage drop for a very short time. In addition, the effect of LPG, which exists everywhere in Japan, enables extremely efficient support and restoration in an emergency.

請求項２〜３の発明では、特に、燃焼効率を上げ、ガスエンジンの立上げを良好にできる。請求項４及び５の発明では、ガスエンジンのエンストを防止できる。請求項６の発明では、制御を簡易且つ確実にできる。請求項７の発明では、リレー装置が簡易な構成で安価に提供できる等の効果を奏する。 In the inventions of claims 2 to 3, in particular, the combustion efficiency can be increased and the gas engine can be started up satisfactorily. According to the fourth and fifth aspects of the present invention, the engine stall can be prevented. In the invention of claim 6, the control can be performed easily and reliably. According to the seventh aspect of the invention, the relay device can be provided at a low cost with a simple configuration.

電力会社や自家用発電機などの主電源から正常に電力が供給されているときの本発明の通常時の構成図である。It is a block diagram at the normal time of this invention when electric power is normally supplied from main power supplies, such as an electric power company and a private generator. 主電源からの供給が途絶えた瞬間の本発明の非常用の蓄電池から電力を供給している供給状態の過渡状態の構成図である。It is a block diagram of the transient state of the supply state which is supplying the electric power from the emergency storage battery of this invention of the moment when supply from the main power supply stopped. 非常時において、ガスエンジンが作動して直流発電機から安定して電力が供給しているときの状態の構成図である。It is a block diagram of a state when the gas engine operates and power is stably supplied from the DC generator in an emergency. 本発明の動作状態を示す簡易なフローチャート図である。It is a simple flowchart figure which shows the operation state of this invention. 本発明のフローを示す図表である。It is a chart which shows the flow of the present invention. 電気負荷の急激な増大への対応状態を模式的に示す図表である。It is a chart which shows typically the correspondence state to a sudden increase in electric load. 電気負荷の急激な増大のスロットル開度の制御特性を示す図表である。It is a graph which shows the control characteristic of the throttle opening of the sudden increase of an electrical load. （Ａ）は単気筒箇所の平面図、(Ｂ)は(Ａ)のＹ１−Ｎ−Ｏ−Ｘ線矢視拡大断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２矢視拡大断面図である。(A) is a plan view of a single cylinder location, (B) is an enlarged cross-sectional view taken along line Y1-N-O-X in (A), and (C) is an enlarged cross-sectional view taken along arrow Y2-Y2 in (A). is there. 単気筒箇所の一部断面を示す拡大状態斜視図である。It is an expanded state perspective view which shows the partial cross section of a single cylinder location.

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図１乃至図３は本発明の構成図及び動作を示した状態図である。図１が通常時の構成図であって、図２及び３が非常時の動作状態図である。これらの図において、本来なら単相交流や直流ならば配線は２本、３相交流なら３本の配線が必要であるが、図を見やすくするため１本の線で代表して、接続関係を表すことにする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 3 are configuration diagrams and state diagrams showing operations of the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram in a normal state, and FIGS. 2 and 3 are operation state diagrams in an emergency. In these figures, originally two wires are required for single-phase AC and DC, and three wires are required for three-phase AC. However, for easy understanding of the figure, the connection relationship is represented by a single line. I will represent it.

図１は、発電所や工場や船舶などの自家発電設備から通常時において、商用電源が供給されているときの状態を示す。本発明の主要な構成としては、小型のガスエンジン１と、該ガスエンジン１の起動により発電する直流発電機３と、電源用の直流用の蓄電池５１と、複数のオン・オフスイッチと、該オン・オフスイッチを制御する総合コントロールユニット６１（「ＴＣＵ」とも称する。）、低電圧のエンジン用バッテリ５２から供給されるエンジンコントロールユニット６２（「ＥＣＵ」とも称する。）等が備えられている。 FIG. 1 shows a state in which commercial power is supplied in a normal state from a private power generation facility such as a power plant, factory, or ship. The main configuration of the present invention includes a small gas engine 1, a DC generator 3 that generates power by starting the gas engine 1, a DC storage battery 51 for power supply, a plurality of on / off switches, A general control unit 61 (also referred to as “TCU”) for controlling an on / off switch, an engine control unit 62 (also referred to as “ECU”) supplied from a low-voltage engine battery 52, and the like are provided.

ここで前記総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１と前記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２は連携し合っているが機能分担について説明する。総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１は商用電源の喪失か否かの監視とオン・オフスイッチのオンオフおよびエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２にガスエンジン1の始動と停止の信号を発信する。これに加えて図３で説明する直流発電機３の励磁電流の制御などの電気出力系の制御を行う。 Here, although the total control unit (TCU) 61 and the engine control unit (ECU) 62 are linked to each other, the function sharing will be described. A total control unit (TCU) 61 monitors whether or not commercial power is lost, turns on / off an on / off switch, and sends a signal for starting and stopping the gas engine 1 to an engine control unit (ECU) 62. In addition to this, control of the electric output system such as control of the excitation current of the DC generator 3 described in FIG. 3 is performed.

一方、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２はガスエンジンへの燃料供給、点火時期やスロットルの開閉制御、ガスエンジン１の始動と停止、水温制御などを行う。前記総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１の電力はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２と同じの低電圧のエンジン用バッテリ５２から供給される。もしもこれに非常用の高い電圧の蓄電池５１を使うと、制御用の電源が2種類となるのでこれを避けるためである。 On the other hand, an engine control unit (ECU) 62 performs fuel supply to the gas engine, ignition timing and throttle opening / closing control, starting and stopping of the gas engine 1, water temperature control, and the like. The electric power of the total control unit (TCU) 61 is supplied from the same low-voltage engine battery 52 as the engine control unit (ECU) 62. If an extremely high voltage storage battery 51 is used for this, there are two types of control power supplies to avoid this.

図１において、ガスエンジン１と燃料供給装置２と直流発電機３とを備えた発電装置であって、燃料としては液化石油ガス（ＬＰＧ）用のガスボンベ２９が使用される。小型の非常用電源であるため前記ガスエンジン１は約５０cc〜約５００cc以下の小排気量である。該ガスエンジン１は一つのシリンダに２個の点火プラグを配設した多点点火エンジンである。これにより着火の機会を増やすとともに、急速燃焼を実現して熱効率（燃費）の改善を行う。 In FIG. 1, a power generation device including a gas engine 1, a fuel supply device 2, and a DC generator 3, and a gas cylinder 29 for liquefied petroleum gas (LPG) is used as fuel. Since it is a small emergency power source, the gas engine 1 has a small displacement of about 50 cc to about 500 cc or less. The gas engine 1 is a multi-point ignition engine in which two ignition plugs are arranged in one cylinder. This will increase the chances of ignition and realize rapid combustion to improve thermal efficiency (fuel efficiency).

前記ガスエンジン１は、ピストン１０が上下運動可能に収納されたシリンダ１１の上部にはシリンダヘッド１２が設けられ、該シリンダヘッド１２の下面が扁平球面状凹面１２ａとして形成されている。前記シリンダヘッド１２（又は前記シリンダ１１）の上面側から平面的に見て、点火プラグ１３を２個と吸気バルブ１５及び排気バルブ１７が設けられている。具体的には、前記吸気バルブ１５，第１の前記点火プラグ１３〔図８（Ａ）右側参照〕，前記排気バルブ１７及び第２の前記点火プラグ１３〔図８（Ａ）左側参照〕が４等分で周回りに配されている〔図８（Ａ）参照〕。 In the gas engine 1, a cylinder head 12 is provided on an upper portion of a cylinder 11 in which a piston 10 is housed so as to be movable up and down, and a lower surface of the cylinder head 12 is formed as a flat spherical concave surface 12a. Two spark plugs 13, an intake valve 15, and an exhaust valve 17 are provided as viewed in plan from the upper surface side of the cylinder head 12 (or the cylinder 11). Specifically, the intake valve 15 and the first spark plug 13 (see the right side in FIG. 8A) , the exhaust valve 17 and the second spark plug 13 (see the left side in FIG. 8A) are 4 in number. They are equally divided around the circumference (see FIG. 8A).

前記扁平球面状凹面１２ａの曲率半径Ｒは、前記シリンダ１１の中心軸ｎ上の任意の点Ｐに位置している。さらに、２個の前記点火プラグ１３の中心軸ｍも、前記吸気バルブ１５の中心軸ｗ及び排気バルブ１７の中心軸ｕも、それぞれ前記点Ｐ上を通過するように構成されている。つまり、前記点火プラグ１３の中心軸ｍも、前記吸気バルブ１５（吸気ポート１４の入口部）の中心軸ｗ及び排気バルブ１７（排気ポート１６の出口部）の中心軸ｕも、曲率半径Ｒなる前記扁平球面状凹面１２ａの球面の法線上に存在している。このような三次元としての燃焼室が構成されている〔図８（Ｂ）参照〕。 A radius of curvature R of the flat spherical concave surface 12 a is located at an arbitrary point P on the central axis n of the cylinder 11. Further, the central axis m of the two spark plugs 13, the central axis w of the intake valve 15, and the central axis u of the exhaust valve 17 are configured to pass on the point P, respectively. That is, the center axis m of the spark plug 13, the center axis w of the intake valve 15 (inlet part of the intake port 14), and the center axis u of the exhaust valve 17 (outlet part of the exhaust port 16) have the curvature radius R. It exists on the normal line of the spherical surface of the flat spherical concave surface 12a. Such a three-dimensional combustion chamber is configured (see FIG. 8B).

特に、前記吸気バルブ１５に吸気させる吸気ポート１４は、前記吸気バルブ１５からの吸気が前記シリンダ１１を平面的に見て、接線方向乃至接線に近似する方向から該シリンダ１１内に流入して渦流（スワールＧ）になるように構成されている。該シリンダ１１内のピストン１０が下降時において、このスワールＳ（渦流）が発生するようになっている〔図８（Ｂ）及び図９参照〕。 In particular, the intake port 14 that allows the intake valve 15 to intake air flows into the cylinder 11 from a direction tangential to or close to the tangent when the cylinder 11 is viewed from the plane when viewed from the plane of the cylinder 11. (Swirl G). This swirl S (vortex) is generated when the piston 10 in the cylinder 11 is lowered (see FIGS. 8B and 9).

該スワールＳ（渦流）にても方向性は確保できることがある。十分な方向性の確保のためには次の構成とすることが多い。特に、前記扁平球面状凹面１２ａの下側面に、略三日月状又は台形山形状等の膨出部１２ｂが、第１の前記点火プラグ１３〔図８（Ａ）右側参照〕の手前側であって、且つ前記スワールＳ（渦流）の下流側になるようにして設けられている。該スワールＳ（渦流）の内容を詳述すると、スワールＳ（渦流）の主流が前記第１の点火プラグ１３の点火点を直撃せず、かつその近傍を流れるように構成されている〔図８（Ａ）参照〕。 Directionality may be secured even in the swirl S (vortex). In order to ensure sufficient directionality, the following configuration is often used. In particular, on the lower surface of the flat spherical concave surface 12a, a bulging portion 12b having a substantially crescent shape or a trapezoidal mountain shape is on the near side of the first spark plug 13 (see the right side of FIG. 8A). And on the downstream side of the swirl S (vortex). The details of the swirl S (vortex) will be described in detail. The main flow of the swirl S (vortex) does not directly hit the ignition point of the first spark plug 13 and flows in the vicinity thereof (FIG. 8). (See (A)).

前記膨出部１２ｂは、略三日月状であって縦断面は略三角状をなし〔図８（Ａ）及び（Ｂ）参照〕、前記スワールＳ（渦流）の流れを変更する働きを成すものであり、最高位の高さは１ｍｍ前後でもよい。前記膨出部１２ｂ箇所でも、前記スワールＳ（渦流）は小さな乱流状態を起こし得る。また、前記膨出部１２ｂは、富士山を扁平状にした台形山形状又は該台形山形状を半分（縦割り）に形成されても（図示しない）、前述の三日月タイプの膨出部１２ｂと同様の効果を奏する。また、前記膨出部１２ｂは、前記スワールＳ（渦流）の方向性を変え得れば、その形状には限定されない。 The bulging portion 12b has a substantially crescent shape and a longitudinal cross-section having a substantially triangular shape (see FIGS. 8A and 8B), and functions to change the flow of the swirl S (vortex). Yes, the highest height may be around 1 mm. Even at the bulging portion 12b, the swirl S (vortex) can cause a small turbulent state. Further, the bulging portion 12b is the same as the crescent-shaped bulging portion 12b described above, even if it is formed in a trapezoidal mountain shape that flattened Mt. The effect of. Moreover, the said bulging part 12b will not be limited to the shape, if the directionality of the said swirl S (vortex | eddy_current) can be changed.

さらに、図８（Ａ）及び（Ｂ）においては、主流対反主流の流量が８対２程度が好適である。反主流が存在するために、気流の乱れが発生してミキシング改善と共にガス（ＬＰＧ）燃焼の促進を一層良好にできる。このような構成は従来には存在しない大きな利点である。特に、図９に示すように、前記スワールＳ（渦流）における主流は、前記シリンダ１１内において、反主流を受けて速度が徐々に遅くなると同時に細かな乱流状態を呈するものであり、このときこそが、気体なる空気（エア）と気体なるＬＰＧとを渾然一体にできる。 Further, in FIGS. 8A and 8B, the flow rate of the main flow versus the counter main flow is preferably about 8 to 2. Since the anti-main flow exists, the turbulence of the air flow is generated, and mixing (mixing) and gas (LPG) combustion can be further promoted. Such a configuration is a great advantage that does not exist in the prior art. In particular, as shown in FIG. 9, the main flow in the swirl S (vortex flow) exhibits a fine turbulent flow state at the same time as the speed gradually decreases in the cylinder 11 due to the anti-main flow. However, it is possible to unify the gas air (air) and the gas LPG.

仮に、強いスワールＳ（渦流）の主流が前記点火プラグ１３の点火点（スパークギャップ）を直撃すると、この部分の温度が下がり（例えば、４５０℃以下）、遊離カーボンが発生して先端部を汚損して火花が飛びにくくなるが、この先端部の直撃を避けながら、新しい混合気を点火点（スパークギャップ）に流れ込ませるようにする。そして、一旦、火がつくとスワールＳ（渦流）により火炎は極めて急激に燃焼空間（シリンダヘッド１２とシリンダ１１内壁面とピストン１０頂面で区画された空間全体）に三次元的に広がってゆきガスの燃焼効率を格段と上昇し得る。 If the main flow of strong swirl S (vortex) hits the ignition point (spark gap) of the spark plug 13 directly, the temperature of this portion decreases (for example, 450 ° C. or less), free carbon is generated, and the tip is soiled. As a result, it is difficult for the spark to fly, but a new air-fuel mixture is allowed to flow into the ignition point (spark gap) while avoiding the direct hit of the tip. Once fire is ignited, the swirl S (vortex) causes the flame to spread three-dimensionally into the combustion space (the entire space defined by the cylinder head 12, the inner wall surface of the cylinder 11 and the top surface of the piston 10). Gas combustion efficiency can be significantly increased.

この燃焼効率は、前記曲率半径Ｒなる前記扁平球面状凹面１２ａの球面としての三次元の燃焼室と、前記点火プラグ１３の点火点を避けたスワールＳ（渦流）とが相俟って極めて良好なる効果を奏する。さらに、停電直後におけるガスエンジン１の始動も極めて早期に立ち上げることができる最大の利点がある。
なお、前記点火プラグ１３の中心軸ｍと前記シリンダ１１の中心軸ｎとの角度θも、前記吸気バルブ１５の中心軸ｗと前記シリンダ１１の中心軸ｎとの角度θも、前記排気バルブ１７の中心軸ｕと前記シリンダ１１の中心軸ｎとの角度θもそれぞれ同一角度で、且つ約１２°〜約１４°に構成されている〔図８（Ｂ）参照〕。 This combustion efficiency is extremely good in combination with the three-dimensional combustion chamber as the spherical surface of the flat spherical concave surface 12a having the radius of curvature R and the swirl S (vortex) avoiding the ignition point of the spark plug 13. The effect which becomes. Furthermore, the gas engine 1 can be started immediately after a power outage with the greatest advantage that it can be started very quickly.
Note that the angle θ between the center axis m of the spark plug 13 and the center axis n of the cylinder 11 and the angle θ between the center axis w of the intake valve 15 and the center axis n of the cylinder 11 are both the exhaust valve 17. The angle θ between the center axis u of the cylinder 11 and the center axis n of the cylinder 11 is also the same angle and is about 12 ° to about 14 ° (see FIG. 8B).

前記ガスボンベ２９には減圧バルブ２８が設けられ、ここから供給配管２５が配置され、該供給配管２５の他端は、前記吸気ポート１２の手前の吸気ダクト１８に連続するミキサ１９のベンチュリ１９ａ内に連通するように構成されている。前記ガス配管２５には、電磁弁２７，調圧バルブ２６を介してＬＰＧが前記吸気ポート１２に流入され、最終的には、スロットルアクチュエータ２１によるスロットル２０を適宜開いて噴出される。つまり、図１及び図９に示すように、前記燃料供給装置２としては、該ロットル２０，スロットルアクチュエータ２１，ガス配管２５，調圧バルブ２６，電磁弁２７，減圧バルブ２８，ガスボンベ２９等にて構成されている。 The gas cylinder 29 is provided with a pressure reducing valve 28, from which a supply pipe 25 is disposed, and the other end of the supply pipe 25 is in a venturi 19 a of the mixer 19 that is continuous with the intake duct 18 in front of the intake port 12. It is configured to communicate. LPG flows into the gas pipe 25 via the electromagnetic valve 27 and the pressure regulating valve 26 and finally is injected by opening the throttle 20 by the throttle actuator 21 as appropriate. That is, as shown in FIGS. 1 and 9, the fuel supply device 2 includes the lottle 20, the throttle actuator 21, the gas pipe 25, the pressure regulating valve 26, the electromagnetic valve 27, the pressure reducing valve 28, the gas cylinder 29, and the like. It is configured.

さらに、燃料噴出箇所について説明すると、燃料（ＬＰＧ）は調圧バルブ２６で大気圧近くまで減圧され、オリフィス２５ａで計量され、前記ミキサ１９の中の燃料通路に導かれる。ベンチュリ１９ａのスリットステップホール２２およびアイドルミクスチャスクリュウ２３で調節され、スロットル２０の下流から吸入された空気に混合される。アイドリング時にはスロットル２０の下流、過渡時や低速時には主にスリットステップホール２２から燃料が供給される。ガスエンジン１の要求出力が大きくなると、ベンチュリ１９ａのスリットからの燃料の吸い出しが主になる。 Further, the fuel injection location will be described. The fuel (LPG) is depressurized to near atmospheric pressure by the pressure regulating valve 26, measured by the orifice 25 a, and guided to the fuel passage in the mixer 19. It is adjusted by the slit step hole 22 and the idle mixture screw 23 of the venturi 19 a and mixed with the air sucked from the downstream side of the throttle 20. Fuel is supplied mainly from the slit step hole 22 at the time of idling, downstream of the throttle 20, and at the time of transition or low speed. When the required output of the gas engine 1 is increased, fuel is mainly sucked out from the slit of the venturi 19a.

燃料は前述したように、入手が容易でガスボンベ２９に充填されていて輸送に便利な液化石油ガス（ＬＰＧ）を用いる。該ＬＰＧは長期間の保存でもガソリンや軽油のように変質しない利点がある。さらに、これまでの軽油を燃料とする圧縮着火のディーゼルエンジンよりも、始動時間が短く、二酸化炭素や窒素酸化物の排出が少ない利点もある。図１に示すように、図中４４はラジエータ、４５はファンモータである。 As described above, liquefied petroleum gas (LPG) that is easily available and filled in the gas cylinder 29 and is convenient for transportation is used as the fuel. The LPG has an advantage that it does not deteriorate like gasoline and light oil even after long-term storage. Furthermore, it has the advantages of shorter start-up time and less carbon dioxide and nitrogen oxide emissions than conventional compression ignition diesel engines using light oil as fuel. As shown in FIG. 1, in the figure, 44 is a radiator and 45 is a fan motor.

商用電源用としての直流用の蓄電池５１は非常時に使用する電源であり、該蓄電池５１の蓄電容量について説明する。前記ガスエンジン１が起動して安定した電力が直流発電機３から供給されるまでの時間は約１０秒から約４０秒である。この間を賄う電力は接合点Ｐ２から出力する電力を１kWとすると、最大でも１kJ/s×４０s＝４０kJとなる。ところがインバータ７１で所定の交流にする転換効率を９３%とすると、４０kJ/０．９３＝４３kJとなる。 The DC storage battery 51 for commercial power supply is a power supply used in an emergency, and the storage capacity of the storage battery 51 will be described. The time from when the gas engine 1 is started until stable power is supplied from the DC generator 3 is about 10 seconds to about 40 seconds. The power to cover this interval is 1 kJ / s × 40 s = 40 kJ at the maximum, assuming that the power output from the junction point P2 is 1 kW. However, assuming that the conversion efficiency at which the inverter 71 makes a predetermined alternating current is 93%, 40 kJ / 0.93 = 43 kJ.

前記蓄電池５１が一般的なリチウムイオン電池の場合、このエネルギ密度は３６０kJ/kg程度であるから４３kjの電気エネルギを蓄えるには、(43kj)/(360kJ/kg)＝０．１２kgでよいことになる。しかし、電池にはエネルギ密度(kJ/kg)とともに出力密度(W/kg)がある。リチウムイオン電池の場合、これが７００W/kg程度であるので、1kW/0.93＝１．０８kWを出力するためには、(1.08kW)/(0.7kW/kg)≒１．６kgが必要である。 In the case where the storage battery 51 is a general lithium ion battery, the energy density is about 360 kJ / kg. Therefore, (43 kj) / (360 kJ / kg) = 0.12 kg may be stored to store 43 kj of electric energy. Become. However, the battery has an energy density (kJ / kg) and an output density (W / kg). In the case of a lithium ion battery, since this is about 700 W / kg, (1.08 kW) / (0.7 kW / kg) ≈1.6 kg is necessary to output 1 kW / 0.93 = 1.08 kW.

エネルギ密度と出力密度を同時に満たす電池の質量は1.6kg以上となる。区切りのよいところで、２kgもあればエンジンによる発電が安定するまで所定の電力を十分に供給できる。前述のように、前記蓄電池５１からの電気エネルギの供給時間は直流発電機３の前記ガスエンジン１が起動するまでであり電力供給時間は短い。それをさらに短縮するには前記ガスエンジン１の起動時間をより短くすることが必須である。 The mass of the battery that simultaneously satisfies the energy density and the power density is 1.6 kg or more. Where the breakage is good, if there is 2 kg, the predetermined power can be sufficiently supplied until the power generation by the engine is stabilized. As described above, the supply time of electric energy from the storage battery 51 is until the gas engine 1 of the DC generator 3 is started, and the power supply time is short. In order to further shorten it, it is essential to shorten the startup time of the gas engine 1.

また、図１の日常時において、エンジン用バッテリ５２に交流→直流インバータ７４で低電圧（例えば１２Ｖ）の直流に変換して充電作業を行う（破線参照）。さらに、非常用の前記蓄電池５１にも交流→直流インバータ７１を介して充電作業も行う（破線参照）。なお、前記エンジン用バッテリ５２は、自動車用の１２Ｖの鉛・希硫酸バッテリなど、前記蓄電池５１は、満充電制御機能がついたリチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ、ニッケル水素電池などを用いることが多い。 Further, in the daily life of FIG. 1, the charging operation is performed by converting the engine battery 52 into a low voltage (for example, 12V) direct current by the alternating current → direct current inverter 74 (see the broken line). Further, the emergency storage battery 51 is also charged through an AC → DC inverter 71 (see broken line). The engine battery 52 may be a 12V lead / dilute sulfuric acid battery for automobiles, and the storage battery 51 may be a lithium ion battery, a lithium ion capacitor, a nickel metal hydride battery or the like with a full charge control function. .

図１の状態では、前記蓄電池５１や直流発電機３からの電力は使わないので、この回路（蓄電池５１と直流発電機３から商用電源出力側）のオン・オフイッチ８２及び８５は開位置を保持したままである。商用電源の状態(電気が来ているか否か)は接合点Ｐ１から固定抵抗９１を通して主電源信号ライン９０を経て前記総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１２にかかる電圧で判断するように構成されている。前記固定抵抗９１の存在にて前記総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１が微弱な電流で停電か否かを判断できるからである。該総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１内にも抵抗がありこの前後の電圧を監視しておけば、もし主電源（商用電源）が喪失すれば、この電圧がゼロとなる。 In the state of FIG. 1, since the power from the storage battery 51 and the DC generator 3 is not used, the on / off switches 82 and 85 of this circuit (commercial power output side from the storage battery 51 and the DC generator 3) hold the open position. It remains. The state of the commercial power supply (whether or not electricity is coming) is determined by the voltage applied to the total control unit (TCU) 612 from the junction point P1 through the fixed resistor 91 and the main power signal line 90. This is because the presence of the fixed resistor 91 allows the total control unit (TCU) 61 to determine whether or not a power failure occurs with a weak current. If there is a resistance in the total control unit (TCU) 61 and the voltage before and after this is monitored, if the main power supply (commercial power supply) is lost, this voltage becomes zero.

通常時においては、図１に示すように、オン・オフスイッチ８３は閉じており、主電源からの電力は太い矢印のように接合点Ｐ１から接合点Ｐ２を経て出力する。前記オン・オフスイッチ８３は前記総合コントロールユニット(ＴＣＵ：Total Control Unit)６１からの信号で回路をオン・オフする機能を具備している。スイッチは電磁的に接点を開閉しても、トランジスタを用いた通常の無接点スイッチでもよい。 In the normal state, as shown in FIG. 1, the on / off switch 83 is closed, and power from the main power supply is output from the junction point P1 through the junction point P2, as indicated by a thick arrow. The on / off switch 83 has a function of turning on / off the circuit with a signal from the total control unit (TCU) 61. The switch may be an electromagnetic contact opening / closing or a normal contactless switch using a transistor.

次に、非常時においての動作説明を図２及び図３に基づいて説明する。
何等かの事故等により商用電源が喪失したことを検出すると、図1において、前記総合コントロールユニット(ＴＣＵ)６１の作動にて前記オン・オフスイッチ８１，８３が開き、前記オン・オフスイッチ８２、８５が閉じる。このとき、前記総合コントロールユニット(ＴＣＵ)６１の出力信号に時定数を設け、各々が閉じるのを数msでも遅くしておけば、万一のショートを避けることができる。 Next, an explanation of the operation in an emergency will be described with reference to FIGS.
When it is detected that the commercial power source has been lost due to some accident or the like, in FIG. 1, the on / off switches 81 and 83 are opened by the operation of the integrated control unit (TCU) 61, and the on / off switch 82, 85 closes. At this time, if a time constant is provided in the output signal of the total control unit (TCU) 61 and the closing of each is delayed even by several ms, an emergency short circuit can be avoided.

前述の各オン・オフスイッチ８２、８５、８１及び８３のオン・オフ状態は瞬時であり、これらが図２の状態となる（非常時：過渡期）。すなわち、何等かの事故等により商用電源が喪失した瞬間に、非常用の前記蓄電池５１から接合点Ｐ４を経てインバータ７１を介して応急的に前記商用電源と同等の電圧で同等の周波数の交流電力を接合点Ｐ２を経て電力供給側に供給する。 The on / off states of the aforementioned on / off switches 82, 85, 81, and 83 are instantaneous, and these are in the state shown in FIG. 2 (emergency: transition period). That is, at the moment when the commercial power source is lost due to some accident or the like, the AC power having the same frequency and the same frequency as the commercial power source is urgently passed from the emergency storage battery 51 through the junction P4 through the inverter 71. Is supplied to the power supply side through the junction P2.

つまり、商用電源が喪失した瞬間に、非常用の前記蓄電池５１に蓄えられていた電力は、矢印のように接合点Ｐ４から直流→交流インバータ７１で主電源と同じ電圧と周波数となって、閉となったオン・オフスイッチ８２を通り接合点Ｐ２を経て電力供給側に出力する。図１乃至図３において、実線矢印は、電力出力の方向を示し、点線矢印は充電作用状態を示す。 In other words, at the moment when the commercial power source is lost, the power stored in the emergency storage battery 51 becomes the same voltage and frequency as that of the main power source from the junction point P4 to the DC-to-AC inverter 71 as shown by the arrow and is closed. It passes through the ON / OFF switch 82 and becomes the power supply side through the junction P2. 1 to 3, a solid arrow indicates the direction of power output, and a dotted arrow indicates a charging operation state.

また、オン・オフスイッチ８３が開となることによって前記蓄電池５１からの電力がＰ２を経て総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１に流れ、該総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１が主電源が復活したと誤認識しないようにする。同様にオン・オフスイッチ８３が開くのも逆流を防止するためである。それでも僅かな電力であるが、接合点Ｐ２からパワーコンディショナ７４を介して再び直流に変換されてエンジン用バッテリ５２に充電される。特に、非常時でも充電作用を提供できる Further, when the on / off switch 83 is opened, the power from the storage battery 51 flows to the general control unit (TCU) 61 through P2, and the general control unit (TCU) 61 erroneously recognizes that the main power supply has been restored. Do not. Similarly, the on / off switch 83 is opened to prevent backflow. Even though the electric power is still small, it is converted into direct current again from the junction point P2 via the power conditioner 74 and charged to the engine battery 52. In particular, charging can be provided even in an emergency.

次に、図３においてガスエンジン1にて発電し長時間に亘って本格的に電力を供給し続けるときの本発明の特徴について説明するが、その前に前記ガスエンジン１が始動するまでの過程について述べる。まず、前記総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１で、商用電源（主電源）の喪失を検出するとその信号は、該総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１からエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２に伝えられる。 Next, the characteristics of the present invention when generating power in the gas engine 1 in FIG. 3 and continuing to supply power over a long period of time will be described. Before the gas engine 1 starts, the process is described. Is described. First, when the total control unit (TCU) 61 detects the loss of commercial power (main power), the signal is transmitted from the total control unit (TCU) 61 to the engine control unit (ECU) 62.

該エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２からの信号でスターターリレー４２はエンジン用バッテリ（１２Ｖ）５２の電源でスターターモータ４１を駆動する。同時に前記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２の信号にてガスボンベ２９（ＬＰＧ用）から通常用いる機械式の減圧バルブ２８を経て来たガスを遮断していた電磁弁２７に通電してこれを開く。 In response to a signal from the engine control unit (ECU) 62, the starter relay 42 drives the starter motor 41 with the power source of the engine battery (12V) 52. At the same time, the signal from the engine control unit (ECU) 62 is energized to open the electromagnetic valve 27 that has shut off the gas that has flowed from the gas cylinder 29 (for LPG) through the mechanical pressure reducing valve 28 that is normally used.

同時に殆ど大気圧の燃料の圧力を調整する調圧バルブ２６を作動させ、燃料をガスエンジン1の燃料供給装置２に供給する態勢が整う。一方、ガスエンジン１の運転に不可欠なエンジンオイルの供給は電動のオイルポンプ４６で、冷却水も電動のウォーターポンプ４７で循環させる。 At the same time, the pressure regulating valve 26 that adjusts the pressure of the fuel at almost atmospheric pressure is operated, so that the fuel is supplied to the fuel supply device 2 of the gas engine 1. On the other hand, the supply of engine oil essential for the operation of the gas engine 1 is circulated by the electric oil pump 46, and the cooling water is also circulated by the electric water pump 47.

前記スターターモータ４１が回転すると、ガスエンジン１がクランキングされて吸入によって発生する負圧で燃料供給装置２で計量された燃料と空気を吸入して、圧縮し点火して始動する。この始動性は多点点火（２個の点火プラグ１３を配設した）とガス燃料のためディーゼルエンジンに比べると格段に優れている。 When the starter motor 41 rotates, the gas engine 1 is cranked and sucks the fuel and air measured by the fuel supply device 2 with the negative pressure generated by the suction, and then starts compression and ignition. This startability is remarkably superior to that of a diesel engine because of multipoint ignition (two spark plugs 13 are provided) and gas fuel.

ガスエンジン１が始動して定格の回転数に達し、これと同一回転数で回る直流発電機３から電力が供給できるようになると、オン・オフスイッチは図２の状態から図３のように切り換わる。ここで、ガスエンジン１の回転速度はクランク回転センサ４８で検出した点火時期制御用の上死点信号を勘定して回転数を算出する。これが所定の回転数、例えば、２０００rpmになるように、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２の信号にて燃料供給装置２のスロットル２０の開度を調整する。 When the gas engine 1 starts and reaches the rated speed, and power can be supplied from the DC generator 3 that rotates at the same speed, the on / off switch is turned off as shown in FIG. Change. Here, the rotational speed of the gas engine 1 is calculated by counting the top dead center signal for ignition timing control detected by the crank rotation sensor 48. The opening degree of the throttle 20 of the fuel supply device 2 is adjusted by a signal from the engine control unit (ECU) 62 so that this becomes a predetermined rotational speed, for example, 2000 rpm.

前記オン・オフスイッチ８３は開いたままであるがオン・オフスイッチ８５及び８２は閉じる。前記直流発電機３による直流は、矢印のように接合点Ｐ４から、前述の図２の蓄電池５１から供給されていたのと全く同じに、前記直流→交流インバータ７１で直流が主電源と同じ電力と周波数の交流に変換されて前記オン・オフスイッチ８２を経て接合点Ｐ２から出力される。このとき、前記ガスエンジン１による直流発電機３の直流電力にて接合点Ｐ４から蓄電池５１に供給されて充電する。 The on / off switch 83 remains open, but the on / off switches 85 and 82 are closed. The direct current from the direct current generator 3 is the same power as that supplied from the storage battery 51 of FIG. The frequency is converted to alternating current and output from the junction point P2 through the on / off switch 82. At this time, the storage battery 51 is supplied and charged from the junction point P4 with the DC power of the DC generator 3 by the gas engine 1.

これによって、先の放電で減少した該蓄電池５１の電気エネルギを満充電まで補充しておく。この非常時の充電機能が大きな利点である。これは主電源が回復後、また喪失したときに備えるためである。同様に前記パワーコンディショナ７４で低電圧の直流に変換されて前記エンジン用バッテリ５２も充電するように構成されている。 As a result, the electrical energy of the storage battery 51 reduced by the previous discharge is replenished until full charge. This emergency charging function is a great advantage. This is to prepare for when the main power supply is restored or lost. Likewise, the engine battery 52 is also charged by being converted into a low voltage direct current by the power conditioner 74.

ガスエンジン１の作動中に冷却水温度が上昇すると、サーモスタット４３が開いて、冷却水がラジエータ４４を循環する。さらに、水温が上がるとファンモータ４５に通電して、冷却風で前記ラジエータ４４からの放熱を促進する。 When the cooling water temperature rises during operation of the gas engine 1, the thermostat 43 is opened and the cooling water circulates through the radiator 44. Further, when the water temperature rises, the fan motor 45 is energized, and the heat radiation from the radiator 44 is promoted by the cooling air.

次に燃料の消費とこれによる発電エネルギについて説明する。例として、前記ガスボンベ２９にプロパンC₃H₈が２０kgが充填されっているボンベを使った場合を想定する。C₃H₈の分子量は44、すなわち1モル、標準状態（０℃，１気圧）22.4リットルの質量が44である。一方、標準状態におけるプロパンの低発熱量(以後、発熱量と略す)は90.7MJ/m³である。 Next, fuel consumption and power generation energy resulting therefrom will be described. As an example, a case is assumed where a gas cylinder 29 in which 20 kg of propane C ₃ H ₈ is filled is used. C ₃ H _{8 has} a molecular weight of 44, ie 1 mole, and a mass of 22.4 liters in a standard state (0 ° C., 1 atm) is 44. On the other hand, the low calorific value (hereinafter abbreviated as calorific value) of propane in the standard state is 90.7 MJ / m ³ .

C₃H₈の1m³の質量は44g×1000/22.4＝1964gである。従って、20kgボンベには標準状態で(20kg)/(1.964kg/m³)＝10.18m³のプロパンが充填されている。その発熱量は90.7MJ/m³×10.18m³=923MJ(=923×10³kJ)となる。これだけの熱量で発電できる電気エネルギを求め、72時間1kWを供給できるかを検討する。 The mass of 1 m ³ of C ₃ H ₈ is 44 g × 1000 / 22.4 = 1964 g. Therefore, in the standard state (20kg) / propane ^{(1.964kg / m 3) = 10.18m} 3 is filled with 20kg cylinder. Its calorific value becomes ^{^{90.7MJ / m 3 × 10.18m 3 =}} 923MJ (= 923 × 10 3 kJ). Obtain electric energy that can generate electricity with this amount of heat, and examine whether 1 kW can be supplied for 72 hours.

摩擦損失の小さい低速で回転する多点点火のエンジンで安定して得られた熱効率は36%
である。発電機の効率を95%、直流→交流インバータ７１の転換効率をともに93%とする。また、接合点Ｐ２からの出力を最大の1kWを出し続けるとして、エンジンで消費するエネ
ルギは、(1kJ/s)/(0.36×0.95×0.93)=3.1441kJ/sとなる。923×10³kJを消費する時間は(923×10³kJ)/(3.144kJ/s)≒294000s、即ち、20kgボンベ1本で８１時間以上の発電が可能であり、余裕をもって目標の７２時間を達成することができる。 Stable thermal efficiency of 36% in a multi-point ignition engine rotating at low speed with low friction loss
It is. The efficiency of the generator is 95%, and the conversion efficiency of the DC → AC inverter 71 is 93%. Further, assuming that the maximum output of 1 kW is output from the junction point P2, the energy consumed by the engine is (1 kJ / s) / (0.36 × 0.95 × 0.93) = 3.1441 kJ / s. The time to consume 923 × 10 ³ kJ is (923 × 10 ³ kJ) / (3.144 kJ / s) ≒ 294000 s, that is, it is possible to generate power for 81 hours or more with one 20 kg cylinder, 72 hours with a margin Can be achieved.

商用電源（主電源）が回復するとこれを前記総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１が関知し、前記オン・オフスイッチ８２、８５を開き、且つ前記オン・オフスイッチ８３を閉じて接合点Ｐ１からは接合２に主電源の電力が供給される。また、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２はエンジンを停止させると同時に前記電磁弁２７を閉じて、燃料を遮断する。そして図1の状態に戻る。 When the commercial power supply (main power supply) recovers, the integrated control unit (TCU) 61 is informed, opens the on / off switches 82 and 85, and closes the on / off switch 83 to join from the junction point P1. 2 is supplied with power from the main power source. The engine control unit (ECU) 62 stops the engine and simultaneously closes the electromagnetic valve 27 to shut off the fuel. Then, the state returns to the state of FIG.

ここで、各オン・オフスイッチの切り替え速度は遅くても１０msである。一方、健康な人間の目の残像時間である1/16秒、すなわち62.5msである。これは一瞬の停電を人間の目では気づかないことを意味する。前記ガスエンジン１が所定の出力より低い出力で定格の回転数で回っているとき、急に要求電気出力が増大したとする。負荷の増大によりエンジンの回転数は低下する。これを回復しようとしてエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２からの信号で燃料供給装置２のスロットルを開くが、所定の回転数に戻るまでには短時間ではあるが時間を要する。 Here, the switching speed of each on / off switch is 10 ms at the slowest. On the other hand, the afterimage time of healthy human eyes is 1/16 seconds, that is, 62.5 ms. This means that a momentary power failure is not noticed by the human eye. Assume that the required electrical output suddenly increases when the gas engine 1 is rotating at a rated rotational speed with an output lower than a predetermined output. The engine speed decreases as the load increases. In order to recover this, the throttle of the fuel supply device 2 is opened by a signal from the engine control unit (ECU) 62, but it takes a short time to return to the predetermined rotational speed.

出力の余力が少ない小型エンジンではこれに対抗できずに、接合点Ｐ２の出力電圧が低下したり、極端な場合にはガスエンジン１が止まってしまうことがある。これに対して一時的に蓄電池５１からの電力放出も効果的であるが、小型エンジンであってもガスエンジン自体で負荷の急な増大に対応できるようにしておくことも必要である。このような手段としてフライホイール９を設けることもある。 A small engine with a small output capacity cannot cope with this, and the output voltage at the junction point P2 may decrease, or the gas engine 1 may stop in an extreme case. On the other hand, it is also effective to temporarily release the electric power from the storage battery 51, but it is necessary that the gas engine itself can cope with a sudden increase in load even if it is a small engine. As such means, a flywheel 9 may be provided.

その構造としては、図１乃至図３に示すように、外周囲の厚肉外周部を有するフライホイール９は、前記ガスエンジン１のクランクシャフトの端部に止着ボルトにて固定されている。さらに、前記フライホイール９の中央位置に形成されたボス部内の雌型スプラインに、前記直流発電機３の中央に設けた雄型スプライン３５が嵌合して固着されている。極めて簡易な構成で取付られている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the flywheel 9 having a thick outer peripheral portion is fixed to the end of the crankshaft of the gas engine 1 with fastening bolts. Further, a male spline 35 provided at the center of the DC generator 3 is fitted and fixed to a female spline in a boss portion formed at the center of the flywheel 9. It is mounted with a very simple configuration.

回転慣性モーメントＩｐ（単位はkgm²）が大きいと回転の下りが緩やかとなる。突入直後のエンジン回転数は従来型より高い。高いと吸い込み回数が多いのでミキサから前記シリンダ１内を満たすまでの時間が短くなる。すると、その間に供給される混合気の量が増大する。発生する熱エネルギが多い、即ち、力強く吹き上がる。前記回転慣性モーメントＩｐの大きさは100cc〜300ccのエンジンで1.2kgm²〜1.0kgm²であり、４シリンダの2000cc〜3500ccの火花点火エンジンと略同じ大きさである。 When the rotational moment of inertia Ip (unit: kgm ² ) is large, the descending rotation becomes slow. The engine speed immediately after entering is higher than the conventional type. If it is high, the number of suctions is large, so the time from the mixer until the cylinder 1 is filled is shortened. Then, the amount of the air-fuel mixture supplied during that time increases. A large amount of heat energy is generated, that is, it blows up powerfully. The magnitude of the rotational moment of inertia Ip is 1.2kgm ^² ~1.0kgm ² at engine 100Cc～300cc, is substantially the same size as the spark ignition engine of 4 cylinder 2000Cc～3500cc.

また、前記フライホイール９を設けた本発明のグラフと従来技術とを比較すると、従来技術では、非常時におけるガスエンジン１に急激な電気負荷が発生したときに、エンジン回転数が低下してエンスト限界まで立上りが下がり、収束（収斂）されるが遅く、本発明の立上げによる収束（収斂）時間は約半分であり、極めてエンストしにくい構成にできる利点がある。 Further, when comparing the graph of the present invention provided with the flywheel 9 with the prior art, in the prior art, when a sudden electric load is generated in the gas engine 1 in an emergency, the engine speed decreases and the engine stalls. The rise falls to the limit and the convergence (convergence) is slow, but the convergence (convergence) time by the start-up of the present invention is about half, and there is an advantage that the configuration can be made extremely difficult to stall.

前記直流発電機３としては、前記ガスエンジン１からの前記フライホイール９に直結した回転子３１に整流子３２が設けられ、整流子３２にはブラシ３４が接触可能に取り付けられている。前記回転子３１には、ステーターコイル３３が設けられている。これによって、前記ガスエンジン１の回転と同速度で前記直流発電機の回転子28が回転する。発電する電力の制御はブラシ３４から整流子３２、そして回転子３１に供給される励磁電流で行う。 As the DC generator 3, a commutator 32 is provided on a rotor 31 directly connected to the flywheel 9 from the gas engine 1, and a brush 34 is attached to the commutator 32 so as to be in contact therewith. The rotor 31 is provided with a stator coil 33. Thereby, the rotor 28 of the DC generator rotates at the same speed as the rotation of the gas engine 1. The power to be generated is controlled by the excitation current supplied from the brush 34 to the commutator 32 and the rotor 31.

前記総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２から供給された電力で励磁電流を制御しながら回転子３１に供給する。これにより前記ステーターコイル３３には所定の電圧の電力が発生する。該ステーターコイル３３からの直流電力はオン・オフスイッチ８５を経て接合点Ｐ４で蓄電池５１との電力と並列となり、直流→交流インバータ７１で商用電源と同じ電圧と周波数の交流に変換され、オン・オフスイッチ８２を経て接合点Ｐ２から出力する。 The total control unit (TCU) 61 supplies the rotor 31 with the excitation current controlled by the electric power supplied from the engine control unit (ECU) 62. As a result, power of a predetermined voltage is generated in the stator coil 33. The DC power from the stator coil 33 is paralleled with the power of the storage battery 51 at the junction P4 via the on / off switch 85, and is converted into AC of the same voltage and frequency as the commercial power source by the DC → AC inverter 71. The signal is output from the junction point P2 via the off switch 82.

ここで、電気負荷が大きいとガスエンジン１の要求トルクが増大して回転数が下がるので、前記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２からの信号でスロットルアクチュエータ２１を作動させてスロットル２０の開度を増大させて所定の回転数に維持する。回転数が上がり過ぎるとこの逆の制御を行う。 Here, when the electric load is large, the required torque of the gas engine 1 increases and the rotational speed decreases. Therefore, the throttle actuator 21 is actuated by a signal from the engine control unit (ECU) 62 to increase the opening of the throttle 20. To maintain a predetermined rotational speed. If the rotational speed is too high, the reverse control is performed.

電気負荷の急な増大にフライホイール９の回転のエネルギだけでは不足するような場合の対策について図６に示す。図の下のグラフのように、電気負荷が急にＬ１からＬ２に増大すると、ガスエンジン１による発電だけでは接合点Ｐ４の電圧はＥｃから低下する。そしてガスエンジン１の回転数も所定の回転数Ｎｅ(例えば２０００rpm)から大きく低下する。ここで、ガスエンジン１の回転数が所定の値を維持している間は、電気負荷にバランスした電力を供給していることを意味する。 FIG. 6 shows a countermeasure for a case where the electric energy of the flywheel 9 is insufficient for the sudden increase in electric load. As shown in the lower graph, when the electric load suddenly increases from L1 to L2, the voltage at the junction P4 decreases from Ec only by the power generation by the gas engine 1. The rotational speed of the gas engine 1 is also greatly reduced from a predetermined rotational speed Ne (for example, 2000 rpm). Here, while the rotation speed of the gas engine 1 is maintained at a predetermined value, it means that electric power balanced to the electric load is supplied.

このようにガスエンジン１の回転数が下がりかけた場合は、直流発電機３の出力側と蓄電池５１の端子が並列につながっているから、もし発電電圧が蓄電池５１の端子電圧(例えば96V)より低下すると、自動的に蓄電池５１から直流電力が直流→交流インバータ７１に供給される。これにより、図６の上段のグラフのように出力電圧は所定の交流電圧Eを維持することができるが、この内、接合点Ｐ２の部分は蓄電池５１からの電力によるものである。その放電による蓄電池５１の電気エネルギはガスエンジン１が定常の運転状態に戻った後に充電される。 In this way, when the rotational speed of the gas engine 1 is decreasing, the output side of the DC generator 3 and the terminal of the storage battery 51 are connected in parallel, so that the generated voltage is greater than the terminal voltage of the storage battery 51 (for example, 96V). When the voltage drops, DC power is automatically supplied from the storage battery 51 to the DC → AC inverter 71. As a result, the output voltage can maintain a predetermined AC voltage E as shown in the upper graph of FIG. 6, and the portion of the junction point P <b> 2 is due to the power from the storage battery 51. The electric energy of the storage battery 51 due to the discharge is charged after the gas engine 1 returns to a steady operation state.

なお、ガスエンジンの吹き上がりが鈍く、発電機の発電電圧が蓄電池５１電圧より低くなったときに、電位差が大きいと蓄電池５１から直流発電機３への逆流が生じることがある。これを防止するためには、ステーターコイル３３とオン・オフスイッチ８５の間もしくはオン・オフスイッチ８５と接合点Ｐ４の間にステーターコイル３３方向への逆流遮断機を挿入する。 In addition, when the gas engine blows up slowly and the generated voltage of the generator becomes lower than the voltage of the storage battery 51, if the potential difference is large, a back flow from the storage battery 51 to the DC generator 3 may occur. In order to prevent this, a backflow breaker in the direction of the stator coil 33 is inserted between the stator coil 33 and the on / off switch 85 or between the on / off switch 85 and the junction P4.

蓄電池５１から電力が供給されると同時にエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２からの信号でスロットル２０は開度を増大させるので、ガスエンジン１の回転数は所定の回転速度Neに達する。しかし、そのままではさらに上昇し、発電電圧は所定の値を越してしまい、暴走状態になることがある。 At the same time when electric power is supplied from the storage battery 51, the throttle 20 increases the opening degree by a signal from the engine control unit (ECU) 62, so that the rotational speed of the gas engine 1 reaches a predetermined rotational speed Ne. However, if it is left as it is, the power generation voltage may exceed a predetermined value, resulting in a runaway state.

そこで、図7で説明するスロットル開度制御を行う。下段のように、時刻Ｔで電気負荷がＬ１からＬ２に増大すると、中段のように即座にＬ１のときに所定のガスエンジン回転数を維持してきたスロットル開度β1からフロスロットルの状態にする。すると、上段のように一旦(1)まで低下したガスエンジン回転数は上昇し出す。 Therefore, throttle opening control described in FIG. 7 is performed. As shown in the lower stage, when the electric load increases from L1 to L2 at time T, the flow is immediately changed to the throttle position from the throttle opening .beta.1 that has maintained the predetermined gas engine speed at L1 as in the middle stage. Then, as shown in the upper stage, the gas engine speed once decreased to (1) starts to increase.

そして(2)で所定の回転数Neに達する。そこで中段のようにスロットル開度を、例えば1秒当たりに徐々に5%、あるいは1秒毎にステップ状に5%閉じる。これによりガスエンジン回転数の上昇が鈍り、低下に転ずる。(2)でNeまで下がつた瞬間に今度は毎秒当たり徐々に4%あるいは、ステップ状に4%開く。そして(4)に達したら3%ずつ閉じる。これを繰り返すと所定の回転数(例えば1800rpm)を維持するスロットル開度に収束する。なお、この5%や4%などではなく実情により変えてもよいのは言うまでもない。 Then, in (2), the predetermined rotational speed Ne is reached. Therefore, the throttle opening is gradually closed, for example, 5% per second, or 5% stepwise every second, as in the middle. As a result, the increase in the number of revolutions of the gas engine becomes dull and starts to decrease. At the moment when it drops to Ne in (2), it will gradually open 4% per second or 4% stepwise. And when (4) is reached, close by 3%. When this is repeated, the throttle opening converges to maintain a predetermined rotational speed (for example, 1800 rpm). Needless to say, it may be changed depending on the actual situation, not 5% or 4%.

電気負荷が徐々に増大した場合にはガスエンジン１の回転数が徐々に下がるので、いきなりフルスロットルにせずにクランク回転センサ４８で検出した回転数が所定の回転数を維持するように、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２からの信号でスロットル２０を開く。ガスエンジン１の回転数が徐々に上がつた場合はこの逆で、前記クランク回転センサ４８で検出した回転数が所定の回転数を維持するように、前記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２からの信号で前記スロットル２０を閉じる。 When the electric load increases gradually, the rotational speed of the gas engine 1 gradually decreases, so that the engine control is performed so that the rotational speed detected by the crank rotation sensor 48 is maintained at a predetermined rotational speed without suddenly being fully throttled. The throttle 20 is opened by a signal from the unit (ECU) 62. When the rotational speed of the gas engine 1 gradually increases, the opposite is true, and a signal from the engine control unit (ECU) 62 is maintained so that the rotational speed detected by the crank rotational sensor 48 maintains a predetermined rotational speed. Then, the throttle 20 is closed.

商用電源の復帰を総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１が検出したら、該総合コントロールユニット（ＴＣＵ）６１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２にガスエンジン１の停止の信号を送るとともに、非常用電力系のオン・オフスイッチ８５と８２をオフにすると同時にオン・オフスイッチ８１と８３をオンにする。一方、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６２は点火をカットしスロットルアクチュエータ２１でスロットル２０を閉じ、電磁弁２７も閉じる。これで商用電源は接合点Ｐ１から本装置を素通りして接合点Ｐ２から出力される。なお、何らかの都合で点火カットが一瞬遅れても、前述のようにフライホイール９の回転慣性モーメントを大きく設定しておけば回転が上がり過ぎて、ガスエンジンを破壊するようなことはない。 When the total control unit (TCU) 61 detects the return of the commercial power supply, the total control unit (TCU) 61 sends a stop signal of the gas engine 1 to the engine control unit (ECU) 62 and turns on the emergency power system. • The on / off switches 81 and 83 are turned on simultaneously with the off switches 85 and 82 being turned off. On the other hand, the engine control unit (ECU) 62 cuts off the ignition, the throttle actuator 21 closes the throttle 20, and the electromagnetic valve 27 also closes. Thus, the commercial power source passes through the apparatus from the junction point P1 and is output from the junction point P2. Even if the ignition cut is delayed for some reason, if the rotational moment of inertia of the flywheel 9 is set large as described above, the rotation will increase too much and the gas engine will not be destroyed.

前記各オン・オフスイッチ８１、８２、８３及び８５は、各々オン・オフリレースイッチとして構成することもある。これらのリレースイッチは電磁的に接点を開閉しても半導体を用いた通常の無接点スイッチなどである。主に、経済性による。また、図４のフローチャート図は、本発明の基本のステップを表している。さらに、図５の表では、特に、本発明の特徴が表わされている。 Each of the on / off switches 81, 82, 83, and 85 may be configured as an on / off relay switch. These relay switches are ordinary contactless switches using semiconductors even if the contacts are electromagnetically opened and closed. Mainly due to economic efficiency. The flowchart of FIG. 4 represents the basic steps of the present invention. Furthermore, the table of FIG. 5 particularly shows the features of the present invention.

つまり、最下段のように、停電と復帰が所定時間（１日とから、３日とか）間隔で続いたとしても、その非常時においても、非常用の蓄電池５１等を充電する構成であることによる。かかる構成は従来には存在しなかった最大の利点である。例えば、最近では、熊本大地震で、２４時間以内に震度７が２度も続いた場合でも十分に対応できる発明である。 In other words, as in the bottom row, even if a power failure and recovery continue at predetermined time intervals (from 1 day to 3 days), the emergency storage battery 51 and the like are charged even in an emergency. by. Such a configuration is the greatest advantage that did not exist in the past. For example, recently, it is an invention that can sufficiently cope with the case where the seismic intensity 7 continues twice within 24 hours due to the Kumamoto earthquake.

一般には、公知技術であるスロットル２０を適宜開けると、ＬＰＧは前記オリフィス１８ａ箇所から吸気ダクト１８内に流入するが、あたかも、単に水道水が流入するようになっており、ＬＰＧも気体であり、空気とは、混合しにくい状況であり、前記ＬＰＧと空気との混合された混合気が、前述したように、前述したシリンダ１１内でのスワールＳ現象等によって、空気とＬＰＧとが良好に混合して、燃焼効率の良好なガスエンジン１を提供できるものである。 Generally, when the throttle 20 which is a known technique is appropriately opened, LPG flows into the intake duct 18 from the orifice 18a, but it is just as if tap water flows in, and LPG is also a gas. Air is difficult to mix, and as described above, the mixture of LPG and air mixes well with air due to the swirl S phenomenon in the cylinder 11 described above. Thus, the gas engine 1 having good combustion efficiency can be provided.

１…ガスエンジン、１１…シリンダ、１２…シリンダヘッド、１３…点火プラグ、
１５…吸気バルブ、１７…排気バルブ、１２ａ…扁平球面状凹面、１２ｂ…膨出部、
２…燃料供給装置、３…直流発電機、５１…蓄電池、５２…エンジン用バッテリ、
６１…総合コントロールユニット(ＴＣＵ)、
６２…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
８１，８２，８３，８５…オン・オフスイッチ、９…フライホイール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas engine, 11 ... Cylinder, 12 ... Cylinder head, 13 ... Spark plug,
15 ... intake valve, 17 ... exhaust valve, 12a ... flat spherical concave surface, 12b ... bulge,
2 ... Fuel supply device, 3 ... DC generator, 51 ... Storage battery, 52 ... Engine battery,
61 ... Total control unit (TCU),
62 ... Engine control unit (ECU)
81, 82, 83, 85 ... ON / OFF switch, 9 ... flywheel.

Claims

A small LPG gas engine with a displacement of 50 cc to 500 cc, a direct-current generator that generates power when the gas engine is started, a power storage battery, an engine control unit having an engine battery, and a plurality of on / off switches And a comprehensive control unit for controlling the on / off switch,
The cylinder of the gas engine is provided with two spark plugs, and a first spark plug, an intake valve, a second spark plug, and an exhaust valve are arranged around the circumference when the cylinder is viewed in plan. In addition, the intake air from the intake valve is configured to flow in a tangential direction or a direction approximating the tangential line when the inside of the cylinder is viewed in a plane.
In a normal state, the commercial power supply side is energized through the on / off switch, and the commercial battery is urgently passed through the inverter from the storage battery at the moment when the commercial power is lost due to some accident or the like. The AC power having the same voltage as that of the power source is supplied to the power supply side, and the gas engine having the above-described configuration is started by the engine battery and the engine control unit from the moment when the commercial power source is lost. Let the starting force generate power with the DC generator,
At the same time the gas engine in the power generation stops the power supply from the battery upon reaching a predetermined rotational speed, and feeding the direct current power generated by the gas engine to the power supply side, of the commercial power source It is assumed that power is supplied only by the power of the gas engine until the time of return, and charging operation is performed on the storage battery and the engine battery regardless of power from the gas engine at the time of the accident or power at normal time. A simple emergency power supply device characterized in that

2. The simplified emergency power supply apparatus according to claim 1, wherein the intake valve, the first spark plug, the exhaust valve, and the second spark plug of the gas engine are arranged in four equal parts. A simple emergency power supply device.

3. The simplified emergency power supply device according to claim 1, wherein the main flow of the air-fuel mixture flowing into the cylinder of the gas engine does not directly hit the ignition point of the spark plug and flows in the vicinity thereof. A simple emergency power supply device characterized in that

4. The simplified emergency power supply apparatus according to claim 3, wherein a cylinder head lower surface of an upper portion of the cylinder of the gas engine is formed as a flat spherical concave surface, and a bulging portion is formed on the lower side surface of the flat spherical concave surface . A simplified emergency power supply device, which is provided in front of one spark plug and downstream of the air-fuel mixture.

5. The simplified emergency power supply device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein a flywheel is provided between the gas engine and the DC generator. apparatus.

6. The simplified emergency power supply apparatus according to claim 1, wherein a plurality of on / off switches are turned on / off by a signal from the general control unit, and the power is supplied to an engine control unit. A simple emergency power supply device, characterized in that it is supplied from the engine battery having a low voltage equivalent to the above.

7. The simplified emergency power supply device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the on / off switch is an on / off relay switch.