JP7377712B2

JP7377712B2 - コンパクト型負荷試験システム

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Publication number: JP7377712B2
Application number: JP2019523241A
Authority: JP
Inventors: 豊嗣近藤
Original assignee: Tatsumi Corp
Current assignee: Tatsumi Corp
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2023-11-10
Anticipated expiration: 2037-06-06
Also published as: JPWO2018225152A1; WO2018225152A1

Description

この発明は、非常用発電機などの負荷試験用の負荷試験装置を有する負荷試験システムに関するものである。

従来負荷試験装置には、複数の負荷抵抗の直列接続や並列接続の接続条件を選択的に切り替えることで、発電機などの電源の出力に応じた負荷試験を行うようにした、いわゆる乾式負荷試験装置が知られている(特許文献１参照)。

特開２０１０－２５７５２号公報

しかしながら、従来の負荷試験装置は、最下部に送風方向を上側に向けた冷却ファンが設置され、その上側に複数段の負荷抵抗器が設置され、負荷試験時には、下側の冷却ファンが上方に向かって送風し、その上に設置された負荷抵抗器の放熱を図るよう構成されていた。

よって、下から上方垂直方向に送風した風は、上方に排気しなければならず、特に負荷試験の行われている間は負荷試験装置の上方箇所は排気口として開口しておかなければならなかった。

しかしながら、外部と連通する開口を、特に上面に設けることは、外部からの湿気や塵、ゴミが試験装置の内部に容易に入り込みやすく、負荷試験に支障をきたすことがあった。さらに雨天時には負荷試験が行えないとの課題があった。

かくして、本発明は、上記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、外部からの湿気や塵、ゴミが試験装置の内部に容易に入り込めない構成としてあり、もって負荷試験に支障をきたすことがなく、さらに雨天時においても室外で負荷試験が行える負荷試験システムを提供することを目的とするものである。

本発明の負荷試験システムは、
車に搭載して運搬、移動し、所定の設置場所に設置して発電機の負荷試験を行えるコンパクト型負荷試験システムであり、
四側面の側面横長さのうち、側面横長さが短かい側面の間隔を厚みとし、側面横長さが長い側面の間隔を横幅とした縦長直方体の形状をなし、前記厚みや横幅より高さを高くして構成され、底面及び四側面、上面が壁材で覆われた抵抗器ユニットケースと、
前記抵抗器ユニットケースの前記厚み方向一方向側に寄せて収納、設置される、複数台積み重ねられ、各々の形状が直方体をなす抵抗器ユニットと、
前記複数台積み重ねられた抵抗器ユニットに隣接して設けられた冷却ファン及びフードと、を備え、
前記冷却ファン及びフードが、前記抵抗器ユニットケースの厚み方向を示す側面の上枠及び下枠の長さ方向略中間位置に垂直に立てられて取り付けられた取り付け壁を介して保持され、前記取り付け壁には、抵抗器ユニットの外形状を構成する抵抗器ユニット枠短手方向端面に対向する箇所に開口が設けられ、該開口を利用して取り付け壁の両側に冷却ファンとフードが取り付けられるよう構成されたコンパクト型負荷試験装置を有し、
前記コンパクト型負荷試験装置は、前記抵抗器ユニット内に取り付けられた複数本の棒状をなす抵抗体に前記発電機で発電された電力を送出して発電機の負荷試験を行う様構成され、
前記取り付け壁に取り付けられた冷却ファンは、前記積み重ねられた各抵抗器ユニットの、四側面のうちの側面横長さが長い側面に対向し、前記側面の長手方向である横に向かって一対並べて前記抵抗器ユニットケースの厚みを薄くすべく配置され、
前記取り付け壁に取り付けられたフードは、該フードと対向する抵抗器ユニット枠の開口内に、前記フードと抵抗器ユニット枠とが接触しないよう設置され、
前記積み重ねられた複数台の抵抗器ユニットは、前記抵抗器ユニットケースの上面と底面と前記積み重ねられた複数台の抵抗器ユニットの上面と下面との間に設けられた複数台の抵抗器ユニットの支持部材ともなる碍子を介して抵抗器ユニットケースに支持されてなり、
前記抵抗器ユニットケースの厚み方向前側側面を覆う壁材には前記冷却ファンの給気口となる開閉可能な給気部が設けられると共に、前記抵抗器ユニットケースの厚み方向前側側面に対向する厚み方向後側側面の壁材には排気口となる開閉可能な排気部が設けられ、
前記給気部と排気部は、負荷試験時に開き、負荷試験終了時には閉まるよう制御回路により制御され、
前記冷却ファン、給気部、排気部及び制御回路の動作電力は負荷試験装置が試験すべき発電機が発電した電力を使用する、
ことを特徴とし、
または、
前記給気部は、給気ガラリで構成され、前記排気部は排気ガラリで構成された、
ことを特徴とし、
または、
前記給気ガラリと排気ガラリは、負荷試験装置の負荷試験時に開扉し、負荷試験終了時には閉扉するよう制御回路により制御されてなり、
給気ガラリ及び排気ガラリ、制御回路の動作電力は負荷試験装置が試験すべき発電機が発電した電力を使用する、
ことを特徴とし、
または、
前記発電機から前記負荷試験装置への発電電力送出中、負荷試験装置に接続された電力貯蔵装置が前記発電電力を蓄電出来る構成とされ、負荷試験装置に対して発電機が発電した電力の供給が停止されたとき、前記冷却ファン、給気ガラリ及び排気ガラリ、制御回路の動作電力は前記電力貯蔵装置の電力が使用される、
ことを特徴とし、
または、
前記制御回路は、負荷試験装置の起動を検知したとき前記給気ガラリと排気ガラリの開扉制御を行い、負荷試験装置の作動停止を検知したとき前記給気ガラリと排気ガラリの閉扉制御を行う、
ことを特徴とし、
または、
前記給気ガラリは、開扉した状態で隣り合うガラリの端面が重なり合って、内部が可視不可であり、前記排気ガラリは、開扉した状態で隣り合うガラリの端面が重なり合って、内部が可視不可である、
ことを特徴とし、
または、
前記冷却ファンの作動停止は制御回路により制御され、前記負荷試験装置の作動停止が確認されたときから１分乃至６分経過後に、冷却ファンの作動停止が行われる、
ことを特徴とするものである。

本発明によれば、外部からの湿気や塵、ゴミが試験装置の内部に容易に入り込めない構成としてあり、もって負荷試験に支障をきたすことがなく、さらに雨天時においても室外で負荷試験が行える負荷試験システムを提供できるという優れた効果を奏する。

本発明による負荷試験システムの構成説明図（１）である。本発明による負荷試験システムの構成説明図（２）である。本発明による負荷試験システムの構成説明図（３）である。本発明による負荷試験システムの構成説明図（４）である。本発明による負荷試験システムの構成説明図（５）である。本発明による負荷試験システムの構成説明図（６）である。本発明による負荷試験システムの動作を説明するフロー（１）である。本発明による負荷試験システムの動作を説明するフロー（２）である。本発明による負荷試験システムの動作を説明するフロー（３）である。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１、図２などに第１実施例の構成を示す。

符号１は抵抗器ユニットケースを示す。該抵抗器ユニットケース１は、縦長の直方体に構成されている。すなわち、厚みや横幅より高さを高くして縦長直方体の形状として構成してある。たとえば、高さを２０１０ｍｍに、厚みは１０００ｍｍに、横幅は１４００ｍｍに構成するがごときである。また、抵抗器ユニットケース１は、図に示すようにいわゆるボックス型として形成してあり、底面及び四側面、さらには上面が壁材１５などで覆ってあり、外部から塵、ゴミ、雨水、湿気、塩害などを遮蔽出来るよう形成してある。

尚、壁材１５の材質については何ら限定されない。塵やゴミ、雨水、湿気や塩害などを被らないよう抵抗器ユニット２の内部を外部から確実に遮蔽でき、密閉できる壁材１５であることが好ましい。高圧電力を操作する負荷試験において塵やゴミ、湿気の侵入及び塩害は大敵だからである。

次に、抵抗器ユニット２は、前記した抵抗器ユニットケース１内に複数段積み重ねられる形状にして構成される。図１では３段に重ねた例を示したが、３段に限定されない。

従って、抵抗器ユニット２の外形状を構成する抵抗器ユニット枠３は、横長の直方体に形成される。そして、その中に、複数本の棒状をなす抵抗体４の一端が縦長長方形状の支持板５に取り付けられ、複数の抵抗体４を取り付けた支持板５を縦方向に取り付け、横長直方体の幅方向に向かって前記複数枚の支持板５を並べて組み込んで抵抗器ユニット２が構成される。

図１及び図２から理解される様に、複数本の棒状をなす抵抗体４の一端は前記抵抗器ユニット枠３の長手方向の一方側端面に組み込まれる支持板５を用いて取り付けられる。すなわち、支持板５は前記のように縦長長方形の形状となっており、抵抗器ユニット枠３の長手方向一方側端面内において、縦方向に立てて設置され、かつその複数枚が横方向に並べられて取り付けられる。

そして、前記抵抗体４はこの支持板５の長手方向（上下方向）に間隔を置いて複数個取り付けられるものとなる。

なお、この支持板５は図１に示す実施例では、抵抗器ユニット枠３の長手方向一方側端面内に横に向かって５枚並べて組み込まれている。
しかし、この組み込まれる支持板５の枚数には限定はないし、支持板５に取り付けられる抵抗体４についてもその取り付け個数に限定はない。

また、図１に示す実施例では、１枚の支持板５において、その長手方向（上下方向）に所定の間隔をおいて、６本の抵抗体４が取り付けられているのが理解できる。
そして、他の４枚の支持板５についても６本の抵抗体４が取り付けられているから、合計３０本の抵抗体４が一つの抵抗器ユニット枠３内に取り付けられ、抵抗器ユニット２が構成されているのがわかる。

さらに、この支持板５は、絶縁部材で構成されており、本発明による抵抗器ユニット２の絶縁性が企図されている。
尚、抵抗器ユニット枠３の長手方向他方側端面についての抵抗体４の取り付けであるが、前記一方側端面と同じように、複数枚の支持板５で抵抗体４の他端部側を支持してもかまわないし、他方側端面の全面を覆う大きさの支持板部材（図示していない）で、抵抗体４の他端部側を支持してもかまわない。ただ、他方側端面に取り付けられる縦長長方形状の支持板５あるいは全面を覆う支持板部材は、前記長手方向一方側端面の支持板５と同様に絶縁部材で構成されるものとなる。

ところで、前記抵抗器ユニット枠３の一方側端面では、一方側端面の全面を覆う様な一枚物の支持板部材は使用しない。前述のように、縦長長方形状をなす複数枚の支持板５を使用して抵抗体４を支持するものとなる。なぜなら、抵抗器ユニット枠３内に複数個の抵抗体４を取り付けるに際し、まず、複数個の抵抗体４の他端部を抵抗器ユニット枠３の長手方向他方側端面に固着した、たとえば一枚物で形成された支持板部材の取り付け穴に差し込み、ついで抵抗体４の一端部を１枚の縦長長方形状の支持板５の取り付け穴に差し込み、この支持板５を抵抗器ユニット枠３の一方向端面縦方向に立てた状態にして取り付けていかなければならない。

さらに、順次、前述の支持板５につき同じ作業をして複数枚の支持板５を並べるように隣接して取り付け、複数個の抵抗体４を取り付けていく。そして、最終的には、抵抗器ユニット枠３の一方側端面が全て複数枚の支持板５でふさがれる様にすべく取り付けるのである。

しかしながら、抵抗器ユニット枠３の一方側端面全面を覆う支持板部材を使用してでは、複数個の抵抗体４の取り付け作業が行えないのである。
すなわち、支持板部材の全面にわたって抵抗体４を取り付け、それを抵抗器ユニット枠３一方側端面に一気に取り付けることは出来ないのである。よって、長手方向一方側端面側については、縦長長方形状の支持板５に複数個の抵抗体４を縦方向に取り付けていき、その支持板５を一枚ずつ一方側端面に縦方向に立てて取り付けていくのである。
そして、その支持板５の横にさらに、抵抗体４を取り付けた支持板５を並べて取り付ける方法としたのである。

尚、この抵抗器ユニット枠３の幅方向両端面、すなわち抵抗器ユニット枠３の短手方向両端面には、何らのカバーもしていない。なぜなら、短手方向両端面は、後述する冷却ファン８から送風される空気の給気口となり、排気口となるからである。
また、上面及び下面についてはカバー部材により覆われることが好ましい。

なお、図１から理解されるように、冷却ファン８の給気口から排気口までの距離はきわめて短い。これも本発明の大きな特徴であり、支持板５の幅をできるだけ短くし、かつ横に並べる数もなるべく少なくしてあるため、前記距離の短縮が図れているのである。よって、この距離の短さと上面及び下面についてカバー部材で覆われていることが相まって冷却ファン８での熱を持った抵抗体４の放熱効率がきわめて高いものとなっている。

さらに、図１から理解されるように支持板５に取り付けられる複数個の抵抗体４は隣に取り付けられる支持板５の複数個の抵抗体４とは、水平方向から見て互いに重なる位置にはならずに、互い違いの位置になるように配置形成してある。このような配置にすれば、後述する冷却ファン８からの送風を直接各複数個の抵抗体４が受けられ、きわめて放熱効率が高いものとなる。

次に、図１などから理解されるように、１段目の抵抗器ユニット２の下面部などには絶縁用の碍子７が取り付けられており、グラウンド面及び抵抗器ユニットケース１との絶縁が図られている。さらに、１段目の抵抗器ユニット２の上には２段目の抵抗器ユニット２がやはり絶縁用の碍子７を介して積み重ねられている。そして、この２段目の抵抗器ユニット２の構成は１段目の抵抗器ユニット２の構成と変わりがなく、１枚の支持板５に６本の抵抗体４が組み込まれ、この組み込まれた支持板４が５枚組み込まれて構成されているものである。

さらに、２段目の抵抗器ユニット２の上にも絶縁用の碍子７を介して３段目の抵抗器ユニット２が積み重ねられている。この３段面の抵抗器ユニット２の構成も１段目や２段目の抵抗器ユニット２の構成と変わるものではない。

よって、この３台の抵抗器ユニット２では合計３０本の抵抗体４を直列につないで負荷試験を行ったり、３０本の抵抗器２を並列につないだり、オン、オフスイッチを切り替えたりして、各種、各容量の発電機について負荷試験が行えるようになっている。

なお、３段目の抵抗器ユニット２の上面例えば四隅にも碍子７を設置し、抵抗器ユニットケース１の上面との間を接続しておくものとする。
これにより絶縁性が大幅に向上できると共に、３台の抵抗器ユニット２を確実に抵抗器ユニットケース１内に支持出来るものとなる。よって、前記碍子７は絶縁性を確保すると共に、３台の抵抗器ユニット２の支持部材の機能をも果たしていると言える。

図１はコンパクト負荷試験システムの構成を側面から表しており、各々の構成部材、例えば抵抗器ユニット２あるいは冷却装置９あるいはフード１４などの取り付け構造が示されている。３段に積み重ねられた抵抗器ユニット２は、抵抗器ユニットケース１内に収納される前に、３段に積み重ねられてあらかじめ組み立てられる。
そして、この組み立てられた３段の抵抗器ユニット２は抵抗器ユニットケース１の前面側から抵抗器ユニットケース１内に収納されて設置される。

符号８は冷却ファンであり、一対の冷却ファン８が横方向に並べて配置され冷却装置９として構成されている（図２参照）。この冷却装置９については、本発明の抵抗器ユニット２の構成にあわせて発明されたものであって、該冷却装置９は、横長の抵抗器ユニット枠３に取り付けられた複数本の抵抗体４に直接冷却用の風が当たるように設計されたものである。そして、単体の冷却ファンであると、大型化してしまい、また装置自体も大きくなってしまう。そこで、この装置の厚みを薄くするため、冷却ファン８を複数にして冷却装置９を形成したのである。

しかして、この冷却装置９は、横方向に並べた一対の冷却ファン８と、前記横方向に並べた一対の冷却ファン８を抵抗器ユニットケース１の取り付け壁１０に接して固着する固着片１１とを有して構成されている。よって、図１に示すように、抵抗器ユニットケース１における上枠１２及び下枠１３の長さ方向（幅方向）略中間位置には取り付け壁１０が垂直に立てられて設けられている。

該取り付け壁１０には、３段に重ねられた抵抗器ユニット２の短手方向開口、すなわち抵抗器ユニット枠３の短手方向両端面に対向する箇所に同様な開口が設けられており、この開口を利用して冷却ファン８やフード１４が取り付けられるように構成されている。

まず、上枠１２側の取り付け壁１０と３段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の固着片１１とを接続する。ついで、前記冷却装置９の下側の固着片１１と中間の取り付け壁１０とを接続する。

さらに、２段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の上側の固着片１１と取り付け壁１０とを接続する。ついで、この２段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の下側の固着片１１と取り付け壁１０とを接続する。

最後に、１段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の上側の固着片１１と取り付け壁１０とを接続し、ついで、この１段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の下側の固着片１１と取り付け壁１０とを接続して冷却装置９の取り付けは終了する。尚、１段目から順に２段目、３段目と取り付けても構わない。いずれにせよ、３段の抵抗器ユニット２の短手方向開口と取り付け壁１０の開口とを対応させておくことが重要である。

次に、符号１４はフードであり、冷却装置９からの風が抵抗器ユニット枠３内に配置された複数本の抵抗体４に効率よく、もれなく当たり、電気抵抗による発生した抵抗熱が抵抗器ユニット２内に滞留して温度上昇しないようにフード設計されたものである。

図１に示すように、フード１４の縦幅は、冷却装置９を構成する冷却ファン８の上側固着片１１の外側面から下側固着片１１の外側面までの幅とされ、フード１４の横幅長さは図２に示すように、一対の冷却ファン８のおのおの外側に位置する固着片１１外側面までの横幅長さとされている。

しかして、前記フード１４は３段の抵抗器ユニット２に対応する３台の冷却装置９から各々対向する抵抗器ユニット２の短手方向端面開口の間におのおの取り付けられており、冷却装置９からの送風を確実に抵抗器ユニット２内に送り、抵抗熱により熱くなった抵抗体４を効率よく冷却できるよう構成されている。

ここで、このフード１４は、前記抵抗器ユニット枠３とは接触しないよう、すなわち抵抗器ユニット２には接触しないよう設置するのが好ましいものである。接触させてフード１４を取り付けるとその接触部分にゴミや塵が付着し、絶縁機能に好ましくない影響を与えるからである。

次に、図３に示すように抵抗器ユニットケース１において、内部に取り付けられた冷却装置９に対向する側面には、冷却ファン８の給気作業を妨げないように、換言すれば冷却装置９の給気作業をスムーズに行えるよう開閉自在に構成された給気ガラリ１６が設けられている。図３に示すように、該給気ガラリ１６は、開閉自在に構成されており、後述する制御回路２４により、自動的に開閉動作が出来るよう構成されている。

また、図３に示すように、給気ガラリ１６の給気口は下側に向いて構成される。すなわち、なるべく温度の低い下側の空気を取り込むためであるが、しかし下側に向けて給気口を形成することには限定されない。

また、給気ガラリ１６が開かれたときにおいて、前述したように、複数の給気口は下側を向いて開かれるが、正面の水平方向から見たとき、複数のガラリ同士が若干重なって内部が見えない構成とすることが好ましい。安全のためであり、塵やゴミ、湿気の侵入を防ぎ、塩害を防ぐためであり、風が冷却ファン８の作動に逆らって逆流するのを防止するためである。

次に、冷却ファン８の排気側には上斜め方向に排気する様構成されたガラリが複数設けられた排気ガラリ１７が設けられており、冷却ファン８の起動時に前記給気ガラリ１６と排気ガラリ１７とを開扉することにより、スムーズな放熱処理が行えるように構成されている。

この排気ガラリ１７の構成は給気ガラリ１６の構成とほぼ同様であり、異なるところは排気口が上を向いていることである。上に向けることにより熱せられた空気をスムーズに外部に放出できるからである。また、この排気ガラリ１７を正面水平方向から見たとき、やはり複数のガラリ同士がほぼ重なって内部が見えない構成としてある。これも安全のためであり、塵やゴミ、湿気の侵入を防ぎ、塩害を防ぐためであり、外部から風が内部に逆流するのを防止するためである。

そして、負荷試験を行わないときは、給気ガラリ１６も排気ガラリ１７も制御回路２４によって自動的に閉扉するよう構成されており、もって抵抗器ユニットケース１内に、また抵抗器ユニット２内部に塵やゴミ、あるいは雨水などが全く侵入せず、きわめて良好な設置環境及び作業環境、保存環境を作り出せるようになっている。

次に、図４を参照して第２実施例につき説明する。
本実施例での抵抗器ユニットケース１も、縦長の直方体に構成されている。すなわち、厚みや横幅より高さを高くして縦長直方体の形状として構成してある。たとえば、高さを２０１０ｍｍに、厚みは１３６０ｍｍに、横幅は１３００ｍｍに構成するがごときである。また、本実施例の抵抗器ユニットケース１も、いわゆるボックス型として形成してあり、底面及び四側面、さらには上面が壁材１５などで覆って形成してある。尚、壁材１５の材質については何ら限定されず、塵やゴミ、湿気が抵抗器ユニット２の内部に侵入しない様遮断、密閉できる壁材１５であることが好ましい。

次に、抵抗器ユニット２についても、第１実施例と同様に、抵抗器ユニットケース１内に複数段、積み重ねられる形状にして構成されている。
従って、抵抗器ユニット２の外形状を構成する抵抗器ユニット枠３は、横長の直方体に形成される。そして、その中に、複数本の抵抗体４が縦長長方形状の支持板５に取り付けられ、複数の抵抗体４を取り付けた支持板５を縦方向に取り付け、横長直方体の幅方向に向かって複数枚の支持板５を並べて組み込んで抵抗器ユニット２が構成される。

図４から理解される様に、複数本の抵抗体４は前記抵抗器ユニット枠３の長手方向の一方側端面に組み込まれる支持板５を用いて取り付けられる。すなわち、支持板５は縦長長方形の形状となっており、抵抗器ユニット枠３の長手方向一方側端面内において、縦方向に立てて設置され、かつその複数枚が横方向に並べられて取り付けられる。

そして、前記抵抗体４はこの支持板５の長手方向（上下方向）に間隔を置いて複数個取り付けられるものとなる。
なお、この支持板５は図４に示す実施例では、抵抗器ユニット枠３の長手方向一方側端面内に横に向かって１２枚並べて組み込まれている。

また、図４に示す実施例では、１枚の支持板５において、その長手方向（上下方向）に所定の間隔をおいて、６本の抵抗体４が取り付けられているのが理解できる。
そして、他の１１枚の支持板５についても６本の抵抗体４が取り付けられているから、合計７２本の抵抗体４が一つの抵抗器ユニット枠３内に取り付けられ、抵抗器ユニット２が構成されているのがわかる。
さらに、この支持板５は、絶縁部材で構成されており、本発明による抵抗器ユニット２の絶縁性が企図されている。

尚、抵抗器ユニット枠３の長手方向他方側端面であるが、前述した第１実施例と同じ説明が出来る。すなわち、前記一方側端面と同じように、複数枚の支持板５で抵抗体４を支持してもかまわないし、他方側端面の全面を覆う大きさの支持板部材（図示していない）で支持してもかまわない。ただ、他方側端面に取り付けられる縦長長方形状の支持板５あるいは全面を覆う支持板部材は、前記長手方向一方側端面の支持板５と同様に絶縁部材で構成されるものとなる。

ところで、前記抵抗器ユニット枠３の一方側端面では、一方側端面の全面を覆う様な一枚物の支持板部材は使用しないことも第１実施例と同様である。

なお、図４から理解されるように、冷却ファン８の給気口から排気口までの距離は、第１実施例に比較すれば長いが、それでも短く構成される。これも本発明の大きな特徴であり、支持板５の幅をできるだけ短くし、かつ横に並べる数もなるべく少なくしてあるため、前記距離の短縮が図れているのである。よって、この距離の短さと上面及び下面についてカバー部材で覆われていることとが相まって冷却ファン８での放熱効率がきわめて高いものとなっている。

次に、図４などから理解されるように、第２実施例においても、１段目の抵抗器ユニット２の下面部などには絶縁用の碍子７が取り付けられており、グラウンド面及び抵抗器ユニットケース１との絶縁が図られている。さらに、１段目の抵抗器ユニット２の上には２段目の抵抗器ユニット２がやはり絶縁用の碍子７を介して積み重ねられている。そして、この２段目の抵抗器ユニット２の構成は１段目の抵抗器ユニット２の構成と変わりがなく、１枚の支持板５に６本の抵抗体４が組み込まれ、この組み込まれた支持板４が１２枚組み込まれて構成されているものである。

さらに、２段目の抵抗器ユニット２の上にも絶縁用の碍子７を介して３段目の抵抗器ユニット２が積み重ねられている。この３段面の抵抗器ユニット２の構成も１段目や２段目の抵抗器ユニット２の構成と変わるものではない。よって、この３台の抵抗器ユニット２では合計７２本の抵抗体４を直列につないで負荷試験を行ったり、７２本の抵抗器２を並列につないだり、オン、オフスイッチを切り替えたりして、各種、各容量の発電機について負荷試験が行えるようになっている。

なお、３段目の抵抗器ユニット２の上面例えば四隅にも碍子７を設置し、抵抗器ユニットケース１の上面との間を接続しておくものとする。

これにより絶縁性が大幅に向上できると共に、３台の抵抗器ユニット２を確実に抵抗器ユニットケース１内に支持出来るものとなる。よって、前記碍子７は絶縁性を確保すると共に、３台の抵抗器ユニット２の支持部材の機能をも果たしている。

図４は第２実施例におけるコンパクト負荷試験システムの構成を断面で表しており、各々の構成部材の取り付け構造が示されている。３段に積み重ねられた抵抗器ユニット２は、抵抗器ユニットケース１内に収納される前に、３段に積み重ねられてあらかじめ組み立てられる。

そして、この組み立てられた３段の抵抗器ユニット２は抵抗器ユニットケース１の前面側から抵抗器ユニットケース１内に収納されて設置される。

一対の冷却ファン８は横方向に並べられ配置されて冷却装置９として構成されている。この冷却装置９については、本発明の抵抗器ユニット２の構成にあわせて発明されたものであって、該冷却装置９は、横長の抵抗器ユニット枠３に取り付けられた複数本の抵抗体４に直接冷却用の風が当たるように設計されたものである。

しかして、この冷却装置９は、横方向に並べた一対の冷却ファン８と、前記横方向に並べた一対の冷却ファン８を抵抗器ユニットケース１の取り付け壁１０に接して固着する固着片１１とを有して構成されている。よって、図４に示すように、抵抗器ユニットケース１における上枠１２及び下枠１３の長さ（幅）方向略中間位置には取り付け壁１０が設けられており、まず、上枠１２側の取り付け壁１０と３段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の固着片１１とを接続する。ついで、前記冷却装置９の下側の固着片１１と中間の取り付け壁１０とを接続する。

最後に、１段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の上側の固着片１１と取り付け壁１０とを接続し、ついで、この１段目の抵抗器ユニット２に対応する冷却装置９の下側の固着片１１と取り付け壁１０とを接続して冷却装置９の取り付けは終了する。
尚、冷却装置９の取り付けについては、１段目の冷却装置９から取り付けても構わない。

次に、符号１４はフードであり、冷却装置９からの風が抵抗器ユニット枠３内に配置された複数本の抵抗体４に効率よく当たり、電気抵抗による熱が滞留して温度上昇しないように設計されたものである。図４に示すように、フード１４の縦幅長さは、冷却装置９を構成する冷却ファン８の上側固着片１１の略外側面から下側固着片１１の略外側面までの長さとされ、フード１４の横幅長さは図４に示すように、一対の冷却ファン８のおのおの外側に位置する固着片１１の略外側面までの横幅長さとされている。

しかして、前記フード１４は３段の抵抗器ユニット２と、それに対応する３台の冷却装置９との間におのおの取り付けられており、冷却装置９からの送風を確実に抵抗熱により熱くなった抵抗体４を効率よく冷却できるように構成されている。

そして、このフード１４は、前記抵抗器ユニット枠３とは接触しないよう、少しの間隔をあけて設置するのが好ましい。前記抵抗器ユニット枠３、すなわち抵抗器ユニット２と接触させてフード１４を取り付けるとその部分にゴミや塵が付着し、絶縁機能に好ましくない影響があるからである。

次に、第２実施例においても、図３に示すように抵抗器ユニットケース１において、内部に取り付けられた冷却装置９の給気口に対向する側面には、冷却ファン８の給気作業を妨げないように、すなわち冷却ファン８につき給気作業がスムーズに行えるように開閉自在に構成された給気ガラリ１６が設けられている。そして、該給気ガラリ１６は、開閉自在に構成されており、後述する制御回路２４により、自動的に開閉動作が出来るよう構成されている。

また、給気ガラリ１６の給気口は下側に向いて構成される。すなわち、なるべく温度の低い下側の空気を取り込むためであるが、しかし下側に向けて給気口を形成することには限定されない。

また、給気ガラリ１６が開かれたときにおいて、前述したように、複数の給気口は下側を向いて開かれるが、正面の水平方向から見たとき、複数のガラリ同士が重なって内部が見えない構成とすることが好ましい。安全のためであり、塵やゴミ、湿気などの侵入を防ぐためであり、外部から内部へ風が逆流しない様にするためである。

この排気ガラリ１７の構成は給気ガラリ１６の構成とほぼ同様であり、異なるところは排気口が上を向いていることである。上に向けることにより熱せられた空気をスムーズに外部に放出できるからである。また、この排気ガラリ１７を正面水平方向から見たとき、やはり複数のガラリ同士がほぼ重なって内部が見えない構成としてある。これも安全のためであり、塵やゴミの侵入を防ぐためであり、さらに言えば内部に風が逆流して試験に悪影響を及ぼさないようにするためである。

そして、負荷試験を行わないときは、給気ガラリ１６も排気ガラリ１７も制御回路２４によって自動的に閉扉するよう構成されており、もって抵抗器ユニットケース１や抵抗ユニット２の内部に塵やゴミ、あるいは雨水など、湿気あるいは塩害などの影響を全く受けず、きわめて良好な設置環境及び作業環境を作り出せるようになっているのである。

次に、本発明による負荷試験システムの動作につき、図５及び図６の動作説明図さらには図７乃至図９のフローチャートを参照して説明する。

まず、本発明による負荷試験システムを所定の負荷試験を行う場所に設置する。この負荷試験システムは非常にコンパクトな構成にしてあり、簡単に車などに搭載して運搬、移動して設置することができる。所定の設置場所に設置したら、負荷試験を行うべき発電機、たとえば高圧の３相交流発電機などと接続する。

高圧発電機の電源が投入されると、例えば６６００Ｖの高圧電力が送出され、該電力はまずトランス１８により低圧とされて、略１１０Ｖの電力がマルチ計器２０側に操作電源として送出、供給される。マルチ計器２０では負荷試験システムにおける電圧、電流、容量、Ｈｚなどが計測される。

さらに、電力遮断装置１９、例えばＶＣＢなどを起動させた後、トランス１８により略２００Ｖの低圧にされた電力が補機電源２１に送出される。さらに、該電力は電力貯蔵装置２２、例えばＵＰＳなどに送出されて蓄電される。電力貯蔵装置２２での所定時間の蓄電が終了すると、その終了信号を検出器２３が検知し、該検知した信号を制御回路２４に送出する。制御回路２４では、前記の信号を受けて各冷却装置９の冷却ファン８を作動させる。ここで、各冷却ファン８の所定時間作動後、制御回路２４では、抵抗器ユニット２に電力を送出する各投入スイッチ２５をＯＮにし、抵抗体４で構成されている各高圧抵抗負荷２６に高圧電力を送出し、負荷試験がスタートする。この高圧抵抗負荷２６は抵抗器ユニット２の抵抗体４で構成されており、１枚の支持板５に取り付けられた６個の抵抗体４がそれに該当する。尚、前記投入スイッチ２５は図５、図６に示すように高圧抵抗負荷２６の後端側に設けられている。本発明ではこのように高圧抵抗負荷２６の先端側に投入スイッチ２５を設けるのではなく、後端側に設けたのが特徴である。高圧の電力が高圧抵抗負荷２６を通過した後の投入スイッチ２５のＯＮ、０ＦＦであるから、該投入スイッチ２５は破損せずに耐久性が向上するものとなった。

さらに、図７のフローチャートに基づいて動作を説明すると、まず、高圧発電機を起動させる（ステップ１００）。すると、制御回路２４が起動し、給気ガラリ１６及び排気ガラリ１７を作動させ、各ガラリを開扉させる（ステップ１０２）。前記各ガラリの開扉が確認されると、制御回路２４は各冷却装置９の冷却ファン８を順次作動させる（ステップ１０４）。そして電力遮断装置１９が起動後（ステップ１０６）、負荷装置に異常がないか否かが検知され（ステップ１０８）、異常が検知されたとき、例えば過電流、地絡、冷却ファン異常、排気温度異常などの場合の異常が検知されたときには（ステップ１０８でＹＥＳ）、電力遮断装置１９によって電力送出が遮断される。負荷装置に異常がないときには（ステップ１０８でＮＯ）、負荷試験が開始される（ステップ１１０）。

そして、負荷試験が終了したときには、電力送出を停止する（ステップ１１２）。その後、各冷却装置９の冷却ファン８が停止し（ステップ１１４）、給気ガラリ１６及び排気ガラリ１７が閉扉される（ステップ１１６）。

尚、前記したように電力遮断装置１９によって高圧発電機からの電力送出が遮断されるが、その後においても、負荷試験における抵抗熱により熱せられた抵抗体４の熱を放熱するため各冷却装置９の冷却ファン８を作動させなければならないし、給気ガラリ１６及び排気ガラリ１７を閉扉しなければならない。したがって、このような場合に対処すべく、制御回路２４によって自動的に電力貯蔵装置２２からの電力送出に切り替えられる。このように、本発明においては、負荷試験を行う発電機からの発電電力をまず、はじめに電力貯蔵装置２２に蓄電できる装置として開発したものである。従来は、必ず商用電源がとれる場所を探し、その近くで負荷試験を行わざるを得なかった。また、商用電源が近くにない場合は、別途補機電源を持参しなければならなかったのである。

次に、負荷試験の運転フローにつき、図８を参照して説明する。電力遮断装置１９が投入されると（ステップ２００）、電力貯蔵装置２２の充電が開始される（ステップ２０２）。その後、給気ガラリ１６及び排気ガラリ１７が開扉され（ステップ２０４）、開扉が確認されると、送風機、すなわち各冷却装置９の冷却ファン８が運転される（ステップ２０６）。そして、各冷却装置９の冷却ファン８の作動温度及び過電流の異常なしか否かが確認される（ステップ２０８）。

上記異常なしが確認されると、さらに各冷却装置９の冷却ファン８の送風圧の正常か否かが確認され（ステップ２１０）、正常であることが確認されると、負荷試験操作モードとなり、高圧発電機が正常運転できるか否かの試験、すなわち負荷試験が行われる。

次に、装置の故障などが招来し、緊急に停止せざるを得なくなったとき、すなわち緊急停止時の運転フローにつき図９を参照して説明する。

緊急停止信号が制御回路２４に送出されると、電力遮断装置１９が高圧発電機などからの送出電力を遮断する（ステップ３００）。ここで、予備電源モードとなり、電力貯蔵装置２２の充電量が確認されて、電力貯蔵装置２２からの送出電力により各機器が作動される（ステップ３０２）。制御回路２４によって各冷却装置９における冷却ファン８の作動温度や過電流などの異常がないか否かが確認され（ステップ３０４）、異常がないときには各冷却装置９の冷却ファン８が前記電力貯蔵装置２２の電力によって運転される（ステップ３０６）。

その後、所定時間の各冷却ファン８の運転後、給気ガラリ１６及び排気ガラリ１７が閉扉され（ステップ３０８）、負荷試験が終了する。

従来においては、負荷試験が終了すると、高圧発電機からの送電がないため、前述したように、商用電力などの外部商用電力から電力を供給してもらい、冷却装置９の冷却ファン８を作動していた。しかしながら、発電機に対する負荷試験は、前記発電機の設置場所周辺に商用電源が設置されていない場所も多くあり、もって商用電源などの外部電力が利用できないことが多々ある。

よって、従来は負荷試験終了後の冷却装置９における冷却ファン８の作動電力の確保が特に難しかったのである。本発明ではこのような事態を一気に解決することができた。

ここで、従来の負荷試験システムと本発明の負荷試験システムとを比較してみると、従来の負荷試験システムは、負荷試験装置を構成する抵抗器ユニット２の設置状態が異なっていた。

従来は、下側に冷却ファン８を配置し、その上に抵抗器ユニット２を複数段重ねて搭載していた。すなわち複数の抵抗体４につき、間隔をあけて水平方向に設置していたのである。そして、その抵抗体４群を上側に積み重ねて構成していたのである。
従って、下側からの冷却ファン８の風は、上側に向かって送風されていた。よって、少なくとも負荷試験中にあっては、負荷試験システムの上方部分は開放しておかなくてはならなかった。送風の排気口となるからである。しかしながら、上方を開口しておくことは、塵やゴミ、湿気、特に雨天時には雨が試験装置内に容易に侵入することとなり、負荷試験の安全上好ましくなかったのである。

これに対し、本発明の負荷試験システムでは、上記の課題が一気に解決されたのである。各図に示すように、本発明の負荷試験システムでは、上方部分に開口はない。抵抗器ユニットケース１の上面をふさぎ、他の面も塞いで密閉し、外部と遮断して試験が行えるようにしたのである。

１抵抗器ユニットケース
２抵抗器ユニット
３抵抗器ユニット枠
４抵抗体
５支持板
７碍子
８冷却ファン
９冷却装置
１０取り付け壁
１１固着片
１２上枠
１３下枠
１４フード
１５壁材
１６給気ガラリ
１７排気ガラリ
１８トランス
１９電力遮断装置
２０マルチ計器
２１補機電源
２２電力貯蔵装置
２３検出器
２４制御回路
２５投入スイッチ
２６高圧抵抗負荷

Claims

車に搭載して運搬、移動し、所定の設置場所に設置して発電機の負荷試験を行えるコンパクト型負荷試験システムであり、
四側面の側面横長さのうち、側面横長さが短かい側面の間隔を厚みとし、側面横長さが長い側面の間隔を横幅とした縦長直方体の形状をなし、前記厚みや横幅より高さを高くして構成され、底面及び四側面、上面が壁材で覆われた抵抗器ユニットケースと、
前記抵抗器ユニットケースの前記厚み方向一方向側に寄せて収納、設置される、複数台積み重ねられ、各々の形状が直方体をなす抵抗器ユニットと、
前記複数台積み重ねられた抵抗器ユニットに隣接して設けられた冷却ファン及びフードと、を備え、
前記冷却ファン及びフードが、前記抵抗器ユニットケースの厚み方向を示す側面の上枠及び下枠の長さ方向略中間位置に垂直に立てられて取り付けられた取り付け壁を介して保持され、前記取り付け壁には、抵抗器ユニットの外形状を構成する抵抗器ユニット枠短手方向端面に対向する箇所に開口が設けられ、該開口を利用して取り付け壁の両側に冷却ファンとフードが取り付けられるよう構成されたコンパクト型負荷試験装置を有し、
前記コンパクト型負荷試験装置は、前記抵抗器ユニット内に取り付けられた複数本の棒状をなす抵抗体に前記発電機で発電された電力を送出して発電機の負荷試験を行う様構成され、
前記取り付け壁に取り付けられた冷却ファンは、前記積み重ねられた各抵抗器ユニットの、四側面のうちの側面横長さが長い側面に対向し、前記側面の長手方向である横に向かって一対並べて前記抵抗器ユニットケースの厚みを薄くすべく配置され、
前記取り付け壁に取り付けられたフードは、該フードと対向する抵抗器ユニット枠の開口内に、前記フードと抵抗器ユニット枠とが接触しないよう設置され、
前記積み重ねられた複数台の抵抗器ユニットは、前記抵抗器ユニットケースの上面と底面と前記積み重ねられた複数台の抵抗器ユニットの上面と下面との間に設けられた複数台の抵抗器ユニットの支持部材ともなる碍子を介して抵抗器ユニットケースに支持されてなり、
前記抵抗器ユニットケースの厚み方向前側側面を覆う壁材には前記冷却ファンの給気口となる開閉可能な給気部が設けられると共に、前記抵抗器ユニットケースの厚み方向前側側面に対向する厚み方向後側側面の壁材には排気口となる開閉可能な排気部が設けられ、
前記給気部と排気部は、負荷試験時に開き、負荷試験終了時には閉まるよう制御回路により制御され、
前記冷却ファン、給気部、排気部及び制御回路の動作電力は負荷試験装置が試験すべき発電機が発電した電力を使用する、
ことを特徴とするコンパクト型負荷試験システム。
前記給気部は、給気ガラリで構成され、前記排気部は排気ガラリで構成された、
ことを特徴とする請求項１記載のコンパクト型負荷試験システム。
前記給気ガラリと排気ガラリは、負荷試験装置の負荷試験時に開扉し、負荷試験終了時には閉扉するよう制御回路により制御されてなり、
給気ガラリ及び排気ガラリ、制御回路の動作電力は負荷試験装置が試験すべき発電機が発電した電力を使用する、
ことを特徴とする請求項２記載のコンパクト型負荷試験システム。
前記発電機から前記負荷試験装置への発電電力送出中、負荷試験装置に接続された電力貯蔵装置が前記発電電力を蓄電出来る構成とされ、負荷試験装置に対して発電機が発電した電力の供給が停止されたとき、前記冷却ファン、給気ガラリ及び排気ガラリ、制御回路の動作電力は前記電力貯蔵装置の電力が使用される、
ことを特徴とする請求項３記載のコンパクト型負荷試験システム。
前記制御回路は、負荷試験装置の起動を検知したとき前記給気ガラリと排気ガラリの開扉制御を行い、負荷試験装置の作動停止を検知したとき前記給気ガラリと排気ガラリの閉扉制御を行う、
ことを特徴とする請求項３記載のコンパクト型負荷試験システム。
前記給気ガラリは、開扉した状態で隣り合うガラリの端面が重なり合って、内部が可視不可であり、前記排気ガラリは、開扉した状態で隣り合うガラリの端面が重なり合って、内部が可視不可である、
ことを特徴とする請求項３記載のコンパクト型負荷試験システム。
前記冷却ファンの作動停止は制御回路により制御され、前記負荷試験装置の作動停止が確認されたときから１分乃至６分経過後に、冷却ファンの作動停止が行われる、
ことを特徴とする請求項３記載のコンパクト型負荷試験システム。