JP6876285B2

JP6876285B2 - 電源システム

Info

Publication number: JP6876285B2
Application number: JP2017106941A
Authority: JP
Inventors: 斎岩間
Original assignee: 一般社団法人発電機協会; 川上高幸
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: JP2018207569A

Description

本発明は、電源システムに関する。

従来、無停電の電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、負荷への電力供給を、通常は商用電源から行い、商用電源の停電時には、まず、バッテリから電力供給を行い、その後、発電機を駆動させて発電機から電力供給を行うようにしている。
この場合、発電機の電圧波形が不安定となることがあるため、バッテリの電力を交流に変換するインバータの出力と発電機の出力とを同期させたり、インバータからの出力を所定の短時間停止させたりするなどの制御を行うようにしている。

特開２００４−２６０９５３号公報

しかしながら、上述の従来技術では、発電機の発電電力の供給後に、発電電力が不安定なる場合もあり、この場合、負荷の動作に悪影響を与えるおそれがある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電力供給網と発電機とのいずれの電力供給状態でも、安定して電力供給可能な電源システム提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の電源システムは、
負荷に対し常時交流電力の供給を行うバッテリおよびインバータと、
前記バッテリの充電を行う電源としての、電力供給網および発電機と、
前記バッテリへの電力供給を、前記電力供給網から行う状態と、前記発電機から行う状態とに切り替える電源切替部と、
前記電源切替部の切替作動を制御する制御部と
前記制御部は、
前記電力供給網の正常時は、前期電力供給網から充電を行い、
前期電力供給網の非正常時は、前記発電機の駆動により充電を行うように前記電源切り替え部を制御する電源システムにおいて、
液化ガスによりエンジンを駆動させ発電する発電機と、
液化ガスを貯留するガスボンベと、
電力供給を制御するコントロールユニットと、
前記発電機、前記ガスボンベ、前記コントロールユニットを収容する筐体収容部を備えた筐体を備えた電源装置は、
前記筐体収容部が、ガスボンベ収容部と、発電機収容部と、コントロールユニット収容部とに区画され、かつ、前記ガスボンベ収容部、前記発電機収容部および前記コントロールユニット収容部との区画には、防火隔壁が用いられ、
前記ガスボンベから前記発電機へ前記液化ガスを供給するガスパイプが、前記防火隔壁を除く壁を貫通して配策されていることを特徴とする、
電源システムとした。

本開示の電源システムでは、負荷に対する交流電力の供給を、常時、バッテリおよびインバータから行うため、電源の切替の影響や、発電機の発電電力の乱れなどの影響を受けることなく、安定して電力供給を行うことができる。よって、負荷を、常時、安定して作動させることができる。
また、バッテリへは、電力供給網と発電機とのいずれかから電力供給を行って充電するため、負荷への電力供給を安定させることができる。

実施の形態１の電源システムＡの構成を示すブロック図である。実施の形態１の電源システムにおけるガスエンジン、発電機、コントロールユニット、ガスボンベを収容する筐体を示す斜視図である。実施の形態１の電源システムに適用した圧力調整器を示す断面図である。実施の形態１の電源システムにおいて制御部によるバッテリの電池容量を所定容量に保つ処理の流れを示すフローチャートである。前記制御部による充電処理の流れを示すフローチャートである。前記制御部によるエンジン始動処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本開示の電源システムを実現する最良の形態を、図面に基づいて説明する。
まず、実施の形態１の電源システムＡの全体構成について説明する。

（全体構成）
図１は、実施の形態１の電源システムＡの構成を示すブロック図である。
この電源システムＡは、負荷１０に電力を供給するシステムであって、負荷１０への電力供給源であるバッテリ３１を備えたコントロールユニット３０と、バッテリ３１への電力供給源である電力供給網２０および発電機Ｇを備える。また、コントロールユニット３０は、バッテリ３１への電力供給を電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれかに切り替える電源切替部３４およびその切替制御を行う制御部３５を備える。

負荷１０は、本実施の形態１では、信号機とする。なお、負荷１０としては、信号機に限定されるものではなく、照明など、常時、電力により駆動させる必要があるものを適用することができる。

電力供給網２０は、商用電源などの交流電力を供給する。
発電機Ｇは、ガスエンジンＥＮＧにより駆動され、回転エネルギを電気エネルギに変換して交流電力を発電する。

ガスエンジンＥＮＧは、液化ガスとしてのＬＰガス（Liquefied Petroleum Gas(液化石油ガス)）を燃料として駆動する。また、ガスエンジンＥＮＧには、スタータモータＳＭが設けられており、ガスエンジンＥＮＧは、スタータモータＳＭの駆動によりクランキングを行う。

ＬＰガスは、ガスボンベ４０に液体の状態で貯留されている。
そして、ガスボンベ４０とガスエンジンＥＮＧの吸入側とが、ガス供給管５０により接続されており、さらに、このガス供給管５０には、ガスボンベ４０に近い側から開閉弁６０と、圧力調整器７０と、が設けられている。また、ガス供給管５０において、ガスエンジンＥＮＧの吸入側の直前には、ＬＰガスと空気とを混合するキャブレータ８０が設けられている。

なお、開閉弁６０は、ガスエンジンＥＮＧの停止時には閉弁されてガス供給管５０を遮断し、ガスエンジンＥＮＧの駆動時に開弁してガス供給管５０を連通させる弁である。また、この開閉弁６０は、図示を省略したソレノイドやモータなどのアクチュエータを駆動させることで、その開閉が自動的に成される。

圧力調整器７０は、ガスボンベ４０のＬＰガスを減圧して、ガスエンジンＥＮＧに供給する周知のものである。すなわち、ガスボンベ４０内のガス圧は、０．４〜１．２ＭＰａであり、これを圧力調整器７０により、２．０〜３．３ｋＰａの低圧ガスとしてガスエンジンＥＮＧに供給する。

コントロールユニット３０は、負荷１０への電力供給などを制御するもので、バッテリ３１、インバータ３２、コンバータ３３、電源切替部３４、制御部３５、電圧センサ３６，３７を備える。

本実施の形態１では、負荷１０に対して、バッテリ３１からの直流の放電電力を、インバータ３２により交流電力として供給する。また、バッテリ３１には、電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれかの交流電力を、コンバータ３３により直流電力として充電する。

電源切替部３４は、バッテリ３１へ充電する電力源を、電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれかに選択的に切り替える。
なお、バッテリ３１としては、鉛電池、ニッケル水素電位、リチウムイオン電池などを用いることができる。

制御部３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリを備え、バッテリ３１の充放電およびそれに伴うインバータ３２およびコンバータ３３の作動を制御するとともに、電源切替部３４の切替作動を制御する。具体的には、電力供給網２０が正常な電力供給状態であれば、電源切替部３４を、電力供給網２０からバッテリ３１に電力を供給する状態とする。一方、電力供給網２０が停電するなど正常な電力供給状態でない場合は、ガスエンジンＥＮＧを駆動させ、発電機Ｇの電力をバッテリ３１に供給する状態とする。

なお、電圧センサ３６は、電力供給網２０の電圧を検出する。また、電圧センサ３７は、バッテリ３１の電圧を検出する。ここで、電圧センサ３７の検出値は、バッテリ３１の電池容量（ＳＯＣ）を算出するのに用いるもので、望ましくは、電流および温度も併せて測定することにより、より正確に電池容量を求めることが可能である。

（筐体の構成）
次に、図２により、図１に示すガスエンジンＥＮＧ、発電機Ｇ、コントロールユニット３０、ガスボンベ４０を収容する筐体９０について説明する。
筐体９０は、鋼板製のもので、図１に示すように、筐体収容部１００を囲む直方体の箱状に形成されている。

筐体収容部１００は、２本のガスボンベ４０，４０を収容するガスボンベ収容部１１ａと、発電機ＧおよびガスエンジンＥＮＧを収容する発電機収容部１１ｂと、コントロールユニット３０を収容するコントロールユニット収容部１１ｃとに区画されている。なお、ガスボンベ収容部１１ａは、発電機収容部１１ｂおよびコントロールユニット収容部１１ｃとは、防火隔壁１０６により区画されている。この防火隔壁１０６は、側壁などの他壁よりも厚肉であって、所望の防火性能を得るべく２．３ｍｍ以上の厚さの鋼板により形成されている。

（ガス供給管の配索）
次に、ガスボンベ４０，４０とガスエンジンＥＮＧとを接続するガス供給管５０の配索について説明する。
図２に示すように、ガス供給管５０は、防火隔壁１０６を貫通することなく、ガスボンベ収容部１１ａの底壁１３を貫通し、筒状の底壁１３に沿って脚体１５の内側の空間部を通り、発電機収容部１１ｂの底壁１３を貫通して発電機ＧのガスエンジンＥＮＧに接続されている。

そして、ガス供給管５０は、２本のガスボンベ４０，４０と圧力調整器７０とを接続するボンベ側管部５０ａ，５０ａと、圧力調整器７０とガスエンジンＥＮＧとを接続するガスエンジン側管部５０ｂと、を備える。なお、このガスエンジン側管部５０ｂは、ガスエンジンＥＮＧのキャブレータ８０（図１参照）に接続されている。

（圧力調整器の構成）
次に、図３により、圧力調整器７０について説明する。
この圧力調整器７０は、前述のように、ガスボンベ４０の高圧ガスを、ガスエンジンＥＮＧでの燃焼用の所定の低圧に減圧する周知のものであり、その構成について、簡単に説明する。

圧力調整器７０は、外郭を構成するケース７１と、ケース７１の内部を、上側の第１室７２と下側の第２室７３とに区画するダイヤフラム７４と、を備える。
そして、ケース７１の第１室７２側には、図において左側の部位に、ガス供給管５０のボンベ側管部５０ａに接続されて、高圧のＬＰガスが導入されるガス導入ポート７１ａが形成されている。また、ケース７１には、図において右側の部位に、第２室７３と、ガス供給管５０のガスエンジン側管部５０ｂとを接続するガス排出路７１ｂが形成されている。

さらに、圧力調整器７０は、ガス導入ポート７１ａと第２室７３との間を、遮断および連通が可能な弁機構７５を備える。
弁機構７５は、弁体７５ａとレバー７５ｂとを備える。
レバー７５ｂは、ケース７１に対して枢軸７５ｃを中心に、図において上下方向に遥動可能に支持されている。そして、レバー７５ｂは、図において枢軸７５ｃに対して左側の端部が弁体７５ａに連結され、図において枢軸７５ｃに対して右側の端部がダイヤフラム７４の中央部に連結されている。

ここで、レバー７５ｂの図において右側端部は、その下側のダイヤフラム７４の中央部と、その上側の連動板７５ｇとに連結され、ダイヤフラム７４および連動板７５ｇと一体的に上下動する。

また、レバー７５ｂの図において左側端部は、付勢力の調整用のコイルスプリング７５ｆにより、反時計回り方向に付勢力が付与されている。

弁体７５ａは、円筒状の弁座部材７５ｄの上部に設けられたゲート部７５ｅに当接した閉弁状態と、ゲート部７５ｅから離間した開弁状態とが形成可能な略円盤状に形成され、レバー７５ｂに対してユニバーサルジョイント７５ｈを介して連結されている。
すなわち、レバー７５ｂが枢軸７５ｃを介して揺動することにより、弁体７５ａとゲート部７５ｅとの相対角度が変化しても、閉弁時に弁体７５ａがゲート部７５ｅに確実に全閉状態とすることができるように形成されている。

そして、弁体７５ａの閉弁時には、ガス導入ポート７１ａと第２室７３とが遮断される。一方、弁体７５ａの開弁時には、ガス導入ポート７１ａと第２室７３とを連通し、ガスボンベ４０側の高圧のＬＰガスが、第２室７３へ導入されるようになっている。

また、ダイヤフラム７４は、コイルスプリング７４ａ、７５ｆにより、第２室７３内の圧力（ガス圧）が所定の範囲となるように図において上下方向の所定位置に付勢されている。すなわち、第２室７３内のガス圧が所定圧以下では、ダイヤフラム７４が、図において相対的に下方に位置し、レバー７５ｂが、図において時計回り方向に遥動し、弁体７５ａを開状態とする。これにより、第２室７３へ、高圧のガスがガス導入ポート７１ａから高圧ガスが導入される。

一方、第２室７３内のガス圧が所定圧を超えてダイヤフラム７４が、図において上方に変位すると、レバー７５ｂが図において反時計回り方向に遥動し、弁体７５ａを閉状態とし、ガス導入ポート７１ａから第２室７３への高圧ガスの導入が遮断される。

すなわち、ガスエンジンＥＮＧは、駆動時には、圧力調整器７０の第２室７３内のＬＰガスを、吸引負圧により吸引する。その結果、第２室７３のガス圧が所定圧以下になると、ダイヤフラム７４が、図において下方に変位し、これに連動して弁体７５ａが上方に移動してゲート部７５ｅが開かれ、高圧のＬＰガスがガス導入ポート７１ａから第２室７３に供給される。ガスボンベ４０から供給されるガス圧は、高圧であるため、ダイヤフラム７４は、図において上方に変位し、これに連動して弁体７５ａが下方に移動し、ゲート部７５ｅが閉じられ、第２室７３へのガスの供給が停止される。以上の動作を繰り返すことにより、第２室７３内のガス圧は、ガスボンベ４０から供給されるガス圧よりも低圧に減圧されるとともに、所定の範囲内の圧力に維持される。なお、調整螺子７５ｊの螺子の噛み合い量を調整しコイルスプリング７５ｆの上端位置を調整することにより、レバー７５ｂに対する付勢力を調整できる。これにより、上記のダイヤフラム７４の動作により維持する上記の所定範囲内の圧力を調整することが可能となっている。

さらに、圧力調整器７０には、強制開弁機構７６が設けられている。
この強制開弁機構７６は、プッシュロッド７６ａとリターンスプリング７６ｂとソレノイド７６ｃとを備える。

プッシュロッド７６ａは、図３に示すように、レバー７５ｂのダイヤフラム７４との連結部の上方位置であって、連動板７５ｇの上方位置に配置されて、ケース７１に上下方向にスライド可能に支持されている。

そして、プッシュロッド７６ａは、ソレノイド７６ｃの非駆動時には、リターンスプリング７６ｂにより図において上方に付勢されており、図示のように、連動板７５ｇおよびレバー７５ｂに対して上方に離間して配置されている。

一方、ソレノイド７６ｃの駆動時には、プランジャ７６ｄが図において下方にスライドし、プッシュロッド７６ａをリターンスプリング７６ｂの付勢力に抗して下方に押し下げる。これにより、連動板７５ｇが押し下げられ、これに連動してレバー７５ｂが図において時計回り方向に揺動して弁体７５ａが上方に変位し、弁機構７５を強制的に開弁させることができる。

（コントロールユニットによる制御）
次に、コントロールユニット３０による制御について説明する。
コントロールユニット３０は、バッテリ３１から負荷１０に電力を供給するようインバータ３２を作動させるとともに、バッテリ３１の電池容量（バッテリＳＯＣ）を常に所定の範囲内に保つように制御する。

このバッテリ３１の電池容量制御を図４のフローチャートにより簡単に説明すると、ステップＳ１０１では、電池容量が、予め設定された下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下に低下したか否か判定する。そして、電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下の場合は、ステップＳ１０２に進み、電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍよりも大きい場合は、スタートに戻る。なお、この下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍは、電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍとなっても、ある程度の時間、負荷１０を駆動させることができる値に設定しており、少なくとも直ちに充電が必要な値ではない。

電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下の場合に進むステップＳ１０２では、バッテリ３１への充電処理を行う。なお、この充電処理の詳細については、後述する。

充電処理を開始した後に進むステップＳ１０３では、電池容量が予め設定された上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍ以上であるか判定する。そして、電池容量が上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍ以上の場合はステップＳ１０４に進んで、充電処理を終了する。一方、ステップＳ１０３において電池容量が上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍ未満の場合は、ステップＳ１０２に戻り、充電処理を継続する。なお、上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍは、バッテリ３１が満充電となったことを示す値に設定している。

次に、ステップＳ１０２において実行する充電処理の流れを図５のフローチャートに基づいて説明する。
すなわち、バッテリ３１に充電する場合、まず、ステップＳ２０１において、電力供給網２０が正常であるか否か判定する。なお、この電力供給網２０が正常であるか否かは、電圧センサ３６の検出値が所定値以上であるか否か、すなわち、電力供給網２０から供給する電力の電圧が、所定値以上であるか否かにより判定する。

そして、ステップＳ２０１において、電力供給網２０が正常であると判定した場合は、ステップＳ２０２に進んで、電源切替部３４を、バッテリ３１に電力供給網２０から電力供給を行う側に制御する。

一方、ステップＳ２０１において、電力供給網２０が非正常（例えば、停電）と判定した場合は、ステップＳ２０３に進んで、開閉弁６０を開いて、ガスエンジンＥＮＧの始動処理を実行して、ガスエンジンＥＮＧを始動させる。なお、ガスエンジンＥＮＧの始動処理の詳細は後述する。

そして、ステップＳ２０３のガスエンジン始動処理を実行した後、ステップＳ２０４に進んで、電源切替部３４を、バッテリ３１に発電機Ｇから電力供給を行う側に制御する。また、この際に、図示を省略したネットワークを介して、停電に対応して発電機Ｇによる発電を開始したことを、負荷１０（信号機）の制御を管轄する図示を省略した信号管制センターなどに報せる信号を出力する。

ステップＳ２０３により発電機Ｇによる発電電力の供給を開始した後に進むステップＳ２０４では、再び、電力供給網２０が正常であるか否か、すなわち、電力供給網２０が停電から復旧されたか否か判定する。そして、電力供給網２０が非正常である場合は、ステップＳ２０３に戻り発電機Ｇからの電力供給を継続する。一方、電力供給網２０が正常に復旧した場合はステップＳ２０５に進み、開閉弁６０を閉弁させるとともに、ガスエンジンＥＮＧを停止させた後、ステップＳ２０１に戻る。なお、この場合、ステップＳ２０２に進んで、復旧した電力供給網２０から電力供給を行う。

以上のように、バッテリ３１に充電する場合、電力供給網２０から正常に電力供給が行われている場合は、電力供給網２０からの電力を用いて充電を行う。一方、電力供給網２０が停電するなどの非正常時は、ガスエンジンＥＮＧを始動させて、発電機Ｇが発電する電力を充電する。

次に、ステップＳ２０３におけるガスエンジン始動処理について説明する。
図６はガスエンジン始動処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ３０１により開閉弁６０を開弁する。これにより、ガスボンベ４０のＬＰガスがガス供給管５０に供給される。

次に、ステップＳ３０２に進み、ソレノイド７６ｃを、所定回数ＯＮとする、あるいは、所定時間ＯＮとする。このソレノイド７６ｃをＯＮとすることにより、プランジャ７６ｄがプッシュロッド７６ａ、さらに連動板７５ｇを押し下げ、レバー７５ｂが図３において時計回り方向に揺動する。これにより、弁体７５ａが上方に移動し、ゲート部７５ｅが開かれ、高圧のＬＰガスがガスエンジンＥＮＧのキャブレータ８０に供給される。

この場合、弁体７５ａが強制的に開弁されるため、ダイヤフラム７４の所定の調整圧を超えたガス圧をキャブレータ８０側に供給することができる。したがって、ガス供給管５０において、圧力調整器７０とキャブレータ８０との間のガスエンジン側管部５０ｂでは、空気のみが充填された状態であっても、高圧のＬＰガスが供給されることで、ガス濃度をある程度の高濃度とすることができる。特に、本実施の形態１のように、圧力調整器７０からガスエンジンＥＮＧの吸入側までのガス供給管５０（ガスエンジン側管部５０ｂ）の長さが長い場合、その空気容量も大きい。このため、上記の強制的な開弁を行わない場合、その空気を排出するのに必要なクランキング動作時間が長くなる。

そこで、ステップＳ３０２によるソレノイド７６ｃの駆動回数あるいは駆動時間は、ガスエンジン側管部５０ｂに存在する空気と混合されたガス濃度を、ガスエンジンＥＮＧのクランキング時に、円滑な始動性が得られる濃度とすることができるように設定している。

ステップＳ３０２においてソレノイド７６ｃを駆動させた後に進むステップＳ３０３では、スタータモータＳＭを駆動させ、ガスエンジンＥＮＧのクランキングを行う。そして、続くステップＳ３０４においてガスエンジンＥＮＧが完爆したか否か判定し、完爆した場合は、ガスエンジン始動処理を終了し、完爆していない場合は、クランキングを継続する。なお、ガスエンジンＥＮＧの完爆は、ガスエンジン回転数が所定回転数を超えることにより判定することができる。

（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の電源システムＡの作用を説明する。
本実施の形態１では、負荷１０および制御部３５への電力供給を、バッテリ３１からの放電により行う。この場合、バッテリ３１への電力供給が電力供給網２０と発電機Ｇとの何れであっても、また、その切り替わり時においても、負荷１０に対しインバータ３２から、常に、安定した電力供給を行うことができる。また、常に、交流電力を供給するため、負荷１０である信号機としては、電力供給網２０からの電力で駆動する既存のものをそのまま使用することができる。なお、制御部３５に対しては、交流電力、直流電力のいずれを供給するようにしてもよい。

また、バッテリ３１を放電させて、電池容量が低下して、下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍを下回ると、バッテリ３１の充電を行う。この場合、電力供給網２０が正常であれば、電力供給網２０の電力により充電を行う。したがって、バッテリ３１は、常に下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍよりも大きな電池容量が確保され、負荷１０に対する電力供給が停止されることは無い。

次に、電力供給網２０が停電した場合（非正常時）について説明する。
上述のように、負荷１０の駆動は、バッテリ３１の放電電力により行うため、電力供給網２０が停電した場合でも、負荷１０への電力供給が直ちに停止することは無い。その後、バッテリ３１の放電により、その電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下に低下すると、ガスエンジンＥＮＧを始動させ、発電機Ｇの発電を開始し、この発電した電力によりバッテリ３１に充電する。

このガスエンジンＥＮＧの始動時には、まず、開閉弁６０を開き、さらに、ソレノイド７６ｃを駆動（ＯＮ）させる。これにより、圧力調整器７０では、ダイヤフラム７４による調整圧よりも高圧のＬＰガスを、ガス供給管５０のガスエンジン側管部５０ｂに供給し、ガスエンジン側管部５０ｂのガス濃度を、良好な始動性が得られる濃度とすることができる。

その後、ガスエンジンＥＮＧをクランキングして、ガスエンジンＥＮＧを始動させる。この際、ガスエンジン側管部５０ｂには、高濃度のＬＰガスが供給されているため、円滑に始動させることができる。

すなわち、ソレノイド７６ｃの駆動による強制開弁を行わない場合、ガスエンジンＥＮＧをクランキングさせる前の時点では、ガスエンジン側管部５０ｂには、空気が存在する。その状態からガスエンジンＥＮＧをクランキングさせると、圧力調整器７０から、所定圧力に減圧したＬＰガスが供給されるため、ＬＰガスの供給前に存在する空気が排出されるまで、ガスエンジンＥＮＧには、所望濃度のＬＰガスが吸気されず、その間、ガスエンジンＥＮＧを始動させるのが難しい。

このクランキング操作を、人が行う場合には、ガスエンジンＥＮＧが完爆するまで、繰り返し行うことができる。しかしながら、本実施の形態１のように、電力供給網２０の停電時に、自動的にガスエンジンＥＮＧを始動する場合、クランキングを所定回数繰り返しても、ガスエンジンＥＮＧが始動されないおそれがある。この場合、負荷１０としての信号機の駆動が停止され、交通の混乱を招くおそれがある。

それに対し、本実施の形態１では、ガスエンジンＥＮＧのクランキングを行う前に、ソレノイド７６ｃを駆動させ、自動により圧力調整器７０の弁機構７５を強制的に開弁し、圧力調整器７０の自動調圧機能による減圧を行うことなく、高圧のＬＰガスを供給する。このため、ガスエンジン側管部５０ｂに空気が存在していても、ガスエンジンＥＮＧにおいて良好な始動性が得られる濃度のＰガスをガスエンジン側管部５０ｂに供給することができる。
よって、自動的なクランキング作動であっても、確実にガスエンジンＥＮＧを始動させて、バッテリ３１への電力供給を行い、負荷１０の駆動が停止することが無いようにすることができる。

さらに、本実施の形態１では、電力供給源を、電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれの場合も、負荷１０に対しては、バッテリ３１から電力供給を行うようにしている。このため、電力供給源を切り換えた際に、負荷１０に対する電力供給が不安定になることがなく、負荷１０の動作の安定化を図ることができる。さらに、発電機Ｇの電力供給（電圧）が不安定になったとしても、その不安定な電力が、負荷１０に直接供給されることは無く、負荷の１０の動作を常に安定させることができる。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１のガスエンジン始動装置および電源システムの効果を列挙する。
１）実施の形態１の電源システムは、
負荷１０に対し交流電力の供給を行うバッテリ３１およびインバータ３２と、
バッテリ３１の充電を行う電源としての、電力供給網２０および発電機Ｇと、
バッテリ３１への電力供給を、電力供給網２０から行う状態と、発電機Ｇから行う状態とに切り替える電源切替部３４と、
電源切替部３４の切替作動を制御する制御部３５と、
を備える電源システムとした。
したがって、電力供給網２０や発電機Ｇの電力供給状態の影響や、その切り替えの影響を受けることなく、負荷１０に対して、常に、バッテリ３１およびインバータ３２から安定した電力供給を行うことができる。よって、負荷１０を、常に安定して作動させることができる。
また、バッテリ３１へは、電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれかから電力供給を行って充電するため、負荷１０への電力供給を安定させることができる。特に、発電機Ｇからの電力供給の際、例えば、太陽光発電、水力、風力発電、エンジンによる発電など、発電電力が不安定となるおそれがある。しかしながら、発電電力を、一旦、バッテリ３１に蓄電するため、発電電力が不安定になっても、直接、負荷１０に影響を与えることが無く、安定した電力供給が可能となる。

２）実施の形態１の電源システムは、
制御部３５は、電力供給網２０の正常時は、電力供給網２０からバッテリ３１へ電力供給を行い、電力供給網２０の非正常時は、発電機Ｇからバッテリ３１に電力供給を行うように電源切替部３４を制御する。
したがって、電力供給網２０の停電時などの異常時にも、バッテリ３１に充電し、負荷１０への電力供給が停止しないようにできる。

３）実施の形態１の電源システムは、
発電機Ｇは、エンジンとしてのガスエンジンＥＮＧの駆動により発電を行い、
制御部３５は、電力供給網２０の非正常時には、ガスエンジンＥＮＧを始動させて発電機Ｇを自動的に発電させる。
したがって、電力供給網２０の停電などの異常時には、自動的に発電機Ｇの発電を行って、バッテリ３１に電力供給を行うことができる。そして、ガスエンジンＥＮＧによる発電であるため、太陽光発電、水力発電、風力発電などの自然の力を利用した発電と比較して、常に、安定して発電を行って、バッテリ３１に電力を供給することができる。これにより、負荷１０の作動を安定させることができる。

４）実施の形態１の電源システムは、
発電機Ｇを発電させるエンジンは、ガスボンベ４０から供給される液化ガスを燃焼させて駆動するガスエンジンＥＮＧである。
したがって、発電機Ｇの駆動源としてエンジンを用いるのにあたり、ディーゼルエンジンなどの液体燃料を用いるものと比較して、燃料が揮発するおそれが無いとともに、大容量の確保が容易であり、電力供給網２０の異常時に長時間の発電を可能とする。例えば、本実施の形態１のように、２本のガスボンベ４０，４０を用いれば、７２時間以上の連続発電が可能となる。

以上、本開示の電源システムを実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態では、負荷として信号機を示したが、負荷は、信号機に限定されるものではない。すなわち、負荷は、停電による駆動停止を回避したいものであれば、例えば、照明、監視カメラ、防犯装置、警報装置なども負荷として適用可能である。

また、例えば、発電機の駆動源は、ガスエンジンに限定されず、ディーゼルエンジンなどの液体燃料により駆動するものを用いてもよい。さらに、発電機としては、エンジンにより発電するもの以外にも、太陽光により発電するもの、風力、水力、地熱などにより発電する自然力発電機を用いてもよい。この場合、制御部の制御としては、自然力発電機の発電時には、発電機の発電電力をバッテリに供給して充電し、発電機の非発電時には、電力供給網からの電力をバッテリに供給して充電することも可能である。
さらに、上記の太陽光、風力、水力、地熱などによる自然力発電機のほかに、エンジンを駆動させて発電するエンジン発電機も、さらに併用し、電力供給網の停電時であって、自然力発電機の非発電機に、エンジン発電機を始動させるようにしてもよい。

また、実施の形態では、ガスエンジンを自動的に始動させるものを示したが、これに限定されず、人の始動操作、例えば、スイッチ操作、遠隔始動操作により始動して発電するようにしてもよい。

１０負荷
２０電力供給網
３０コントロールユニット
３１バッテリ
３２インバータ
３４電源切替部
３５制御部
４０ガスボンベ
Ａ電源システム
ＥＮＧガスエンジン
Ｇ発電機

Claims

負荷に対し常時交流電力の供給を行うバッテリおよびインバータと、
前記バッテリの充電を行う電源としての、電力供給網および発電機と、
前記バッテリへの電力供給を、前記電力供給網から行う状態と、前記発電機から行う状態とに切り替える電源切替部と、
前記電源切替部の切替作動を制御する制御部と
前記制御部は、
前記電力供給網の正常時は、前期電力供給網から充電を行い、
前期電力供給網の非正常時は、前記発電機の駆動により充電を行うように前記電源切り替え部を制御する電源システムにおいて、
液化ガスによりエンジンを駆動させ発電する発電機と、
液化ガスを貯留するガスボンベと、
電力供給を制御するコントロールユニットと、
前記発電機、前記ガスボンベ、前記コントロールユニットを収容する筐体収容部を備えた筐体を備えた電源装置は、
前記筐体収容部が、ガスボンベ収容部と、発電機収容部と、コントロールユニット収容部とに区画され、かつ、前記ガスボンベ収容部、前記発電機収容部および前記コントロールユニット収容部との区画には、防火隔壁が用いられ、
前記ガスボンベから前記発電機へ前記液化ガスを供給するガスパイプが、前記防火隔壁を除く壁を貫通して配策されていることを特徴とする、
電源システム。