JPH0774712B2 - エンジン駆動ヒ−トポンプシステムにおける起動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、エンジンによって駆動されるヒートポンプ
システムに関し、具体的には上記のエンジンを起動させ
るためのセルモータの起動装置に関する。

従来の技術 この種のエンジン駆動ヒートポンプシステムには、シス
テムを働かせるための電源として商用電源を使用したも
のがある。しかしながら、一般にこの種のヒートポンプ
システムでは、エンジンを起動させるセルモータとして
は、低電圧によって作動する直流式のものを使用するよ
うになっているため、交流式の商用電源を電源トランス
によって降圧し、その降圧された交流電流を整流回路を
介して直流電流に交換してから上記セルモータの起動回
路へ給電するようになっている。

ところで、この種のエンジン駆動ヒートポンプシステム
では無人運転されることが多く、しかも上記のエンジン
は運転・停止が断続して繰り返される。そのため、従来
では、前記のセルモータへの起動回路に起動スイッチ設
けるとともに、その起動スイッチを制御部によって制御
することにより、必要に応じて起動回路へ給電して、セ
ルモータを短時間回転させてエンジンを起動させるよう
になっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の起動回路に設けた起動スイッチの
接点部分が溶着したり、その起動スイッチを制御するた
めの制御部が暴走したりして、前記のセルモータへ長時
間に渡って通電されると、セルモータだけでなく電源ト
ランスや整流回路が焼損したり、最悪の場合には火災が
生じるという問題点があった。

この発明は、このような問題点に鑑みて、エンジンによ
って駆動されるヒートポンプと、上記のエンジンを起動
させるセルモータ等を制御する制御部とを有するエンジ
ン駆動ヒートポンプシステムにおいて、エンジンの起動
を安心して行なうことのできる起動装置を提供すること
を目的としてなされたものである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための手段を、この発明の一実施例
に対応する第１図を用いて説明する。

この発明では、前記のようなエンジン駆動ヒートポンプ
システムにおいて、セルモータ（５）への起動給電線
（25）に、その起動給電線（25）に通電開始してから所
定時間後にON動作する限時継電器（23）を接続するとと
もに、その限時継電器（23）のON動作によってOFF制御
される回路遮断スイッチ（22）を、ヒートポンプ（１）
へ給電する電源回路（２）における電源トランス（12）
の１次給電線（20a）に設けたことを特徴とする。

作用 すなわち、前記の限時継電器（23）の遅延時間を適当に
設定することにより、セルモータ（５）が回転し始めて
から所定時間経過するまで通電状態が続くと、限時継電
器（23）がON動作して回路遮断スイッチ（22）がOFF動
作し、電源トランス（12）の１次給電線（20a）が開い
て、セルモータ（５）が強制停止することになる。

実 施 例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、（１）はヒートポンプを示し、（２）
は、ヒートポンプ（１）に給電するための電源回路を示
している。

上記のヒートポンプ（１）は、図示しない熱交換機との
間で作動流体の交換を行なう圧縮機（３）と、この圧縮
機（３）を駆動するためのガスエンジン（４）とを有し
ている。このガスエンジン（４）には、所要の抵抗値を
有するブラシ（5a）を有する直流式のセルモータ（５）
が接続されている。また、ガスエンジン（４）と圧縮機
（３）との間には、電磁クラッチ（６）が介装されてい
る。更に、ヒートポンプ（１）には、上記ガスエンジン
（４）への燃料供給をON/OFFするための電磁燃料弁（7
a）や、その他各種の電磁弁（７）（７）……が設けら
れ、これらの電磁弁（７）（７）……によって、循環水
や冷却水の管路系或いは冷媒管路系の流路を切り換える
ようになっている。

そうして、前記のセルモータ（５）、電磁クラッチ
（６）、電磁燃料弁（7a）及び電磁弁（７）（７）……
への各給電線には、セルモータ（５）の起動スイッチ
（８）と、電磁クラッチ（６）の制御スイッチ（９）
と、電磁燃料弁（7a）の制御スイッチ（10a）と、その
他の電磁弁（７）（７）……の制御スイッチ（10）（1
0）……とが並列状態に介装されている。なお、上記起
動スイッチ（８）は、マグネットスイッチ等の主接点部
（8a）と、リレー接点等の副接点部（8b）とが並列状態
になった２重スイッチ構造となっている。

一方、（11）は、例えばマイクロコンピュータ等によっ
て構成される制御部を示し、ヒートポンプシステムの起
動操作に伴い、所定のプログラムに従って前記起動スイ
ッチ（８）や制御スイッチ（９）（10a）（10）（10）
……を開閉して、セルモータ（５）、電磁クラッチ
（６）、電磁燃料弁（7a）及びその他各種の電磁弁
（７）（７）……を作動させてヒートポンプ（１）の動
作を制御するようになっている。

次ぎに、前記の電源回路（２）は、降圧用の電源トラン
ス（12）と、その電源トランス（12）の２次側に接続さ
れた整流回路（13）とによって構成されている。この実
施例では、上記整流回路（13）に２個のダイオード（1
4）（15）を並列状態に装備し、それらのダイオード（1
4）（15）のカソード部（16a）（16b）を、上記の電源
トランス（12）の２次巻線（12a）に各々接続するとと
もに、同じくダイオード（14）（15）のアノード部（17
a）（17b）をコモン接地する一方、上記２次巻線（12
a）の中点タップ部（18）に主給電線（19）を接続して
いる。このようにして、主給電線（19）には上記の整流
回路（13）によって全波整流された直流電流が取り出さ
れるとともに、その主給電線（19）を介して、例えば12
Vの直流電圧が、セルモータ（５）や電磁クラッチ
（６）等に供給されることになる。

また、上記の電源回路（２）には、前記の電源トランス
（12）の１次巻線（12b）に接続された一対の１次給電
線（20a）（20b）を介して、交流200Vの商用電源（21）
が接続されるようになっている。そして、この実施例で
は、一方の１次給電線（20a）に、回路遮断スイッチと
して公知のデュアルコイル型のサーキットプロテクタ
（22）を介装している。このサーキットプロテクタ（2
2）は、メインコイル部（22a）を流れる過電流に対し
て、その電流値に対応した時間でスイッチ部（22c）を
開いて、１次給電線（20a）を遮断する機能と、入力コ
イル部（22b）を外部電流が流れると瞬時にしてスイッ
チ部（22c）を開いて、１次給電線（20a）を遮断する機
能とを有している。そして、前記の起動スイッチ（８）
とセルモータ（５）とを結ぶ起動給電線（25）から取り
出した出力信号線（26）を、上記サーキットプロテクタ
（22）の入力コイル部（22b）と、瞬時継電器としての
オンディレイタイムリレー（23）とを結ぶ２本の接続線
（24a）（24b）のうちの一方の接続線（24a）へ接続す
るようになっている。なお、上記のオンディレイタイム
リレー（23）は、上記の出力信号線（26）を介してコイ
ル部（23a）へ通電されると、所定の時間経過後にリレ
ー接点（23b）がON動作し、それによってサーキットプ
ロテクタ（22）の入力コイル部（22b）が通電するよう
になっている。

この場合において、前記の制御部（11）においては、セ
ルモータ（５）に給電するための起動スイッチ（８）
を、例えば６秒間連続してON動作状態に保持した後、次
の５秒間をOFF動作状態に保持するような制御信号を繰
り返し発生するようになっている。したがって、前記の
起動給電線（25）に連続して６秒以上通電されると、起
動スイッチ（８）の主接点部（8a）又は副接点部（8b）
が溶着したり、制御部（11）が誤動作したことが考えら
れる。そこで、前記のオンディレイタイムリレー（23）
の限時動作時間を例えば10秒と設定することにより、起
動給電線（25）になんらかの原因により10秒間電流が流
れたとすると、オンディレイタイムリレー（23）のリレ
ー接点（23b）が閉じ、サーキットプロテクタ（22）の
入力コイル部（22b）に通電されて、それと連動してス
イッチ部（22c）が開き、それによって電源回路（２）
が遮断されることになる。なお、このようにして開かれ
た１次給電線（20a）を閉じるときは、マニュアル操作
によって行なわれる。

そして、電源回路（２）が遮断されることにより、主給
電線（19）を介して接続された前記の燃料遮断弁（7a）
への通電が絶たれるから、それによって電磁燃料弁（7
a）がOFF作動して燃料カットが行なわれ、ガスエンジン
（４）がすみやかに停止する。このように、前記のサー
キットプロテクタ（22）が作動して主給電線（19）への
給電状態が停止すると、電磁燃料弁（7a）がOFF作動し
て燃料カットを行なうようにしたことにより、その給電
停止状態によって前記の電磁クラッチ（６）が切断され
て、ガスエンジン（４）と圧縮機（３）との間の接続状
態が絶たれたとしても、ガスエンジン（４）が無負荷状
態で高速回転し続けることがない。したがって、駆動ベ
ルト等が外れたりして駆動系に負担がかかることがな
く、駆動系の損壊を防止することができるという利点が
ある。

次ぎに、第２図は、この発明の別の実施例を示してい
る。この実施例では、電源回路（２）に設けた電源トラ
ンス（12）への一方の１次給電線（20b）に分配線（27
b）の一端側を接続して、その分配線（27b）の他端側を
制御スイッチ（10a）に接続する一方、その制御スイッ
チ（10a）に直列接続された電磁燃料弁（7b）に、もう
片方の分配線（27a）の一端側を接続し、その分配線（2
7a）の他端側を、同じく電源トランス（12）への他方の
１次給電線（20a）へ、前記サーキットプロテクタ（2
2）の出力側で接続している。したがって、この場合に
おいても、サーキットプロテクタ（22）が作動して電源
回路（２）が遮断されると、電磁燃料弁（7b）がOFF作
動して燃料カットが行なわれ、ガスエンジン（４）がす
みやかに停止することになる。

次ぎに、第３図は、前記のヒートポンプ（１）の電源回
路（２）にガス漏れ警報器（28）を接続した実施例を示
している。すなわち、この種のヒートポンプ（１）の電
源としては交流200Vの商用電源が使用されている。一
方、市販のガス漏れ警報器（28）は、交流100Vの商用電
源が使用される。そのため、従来ではガス漏れ警報器
（28）を取り付ける場合には、別配線としていたのを、
この実施例では、電源トランス（12）の１次巻線（12
b）に中点タップ部（29）を設けて、その中点タップ部
（29）と一方の１次給電線（20a）とから取り出した一
対の分配線（30）（30）によりガス漏れ警報器（28）に
給電するようになっている。

発明の効果 以上のように、この発明では、エンジンによって駆動さ
れるヒートポンプと、上記のエンジンを起動させるセル
モータ等を制御する制御部とを有するエンジン駆動ヒー
トポンプシステムにおいて、上記セルモータへの起動給
電線に、その起動給電線に通電開始してから所定時間後
にON動作する限時継電器を接続するとともに、その限時
継電器のON動作によってOFF制御される回路遮断スイッ
チを、上記ヒートポンプへ給電する電源回路における電
源トランスの１次給電線に設けたことにより、セルモー
タへ所定時間以上通電されると自動的に電源トランスの
１次給電線が遮断されることになり、セルモータの焼損
が防止されることになる。なお、この実施例のように、
回路遮断スイッチとしてデュアルコイル型のサーキット
プロテクタを使用することにより、電源トランス及び整
流回路自体の故障による過電流に対しても、１次給電線
が遮断されるという利点がある。

また、実施例で示したように、ヒートポンプの電源回路
の２次側直流電圧又は１次側交流電圧で作動する電磁燃
料弁を設けるようにすれば、前記の回路遮断スイッチが
作動して電源回路が遮断されて、エンジンの動力を嵌脱
する電磁クラッチが切断されてエンジンが無負荷状態に
なったとしても、電源回路の遮断と同時に電磁燃料弁が
OFF動作して燃料カットが行なわれてエンジンが停止す
ることになるから、エンジンが無負荷状態で高速回転す
ることがなく、駆動系の損壊を防止することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すエンジンヒートポ
ンプシステムの構成図、第２図は、この発明の別の実施
例を示すエンジンヒートポンプシステムの構成図、第３
図は、電源回路にガス漏れ警報器を接続した状態を示す
エンジンヒートポンプシステムの構成図である。 （１）……ヒートポンプ、（２）……電源回路、 （４）……ガスエンジン、（５）……セルモータ、 （7a）（7b）……電磁燃料弁、 （10a）……制御スイッチ、 （11）……制御部、（12）……電源トランス、 （20a）……１次給電線、 （22）……サーキットプロテクタ、 （23）……オンディレイタイムリレー、 （25）……起動給電線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンによって駆動されるヒートポンプ
   と、上記のエンジンを起動させるセルモータ等を制御す
   る制御部とを有するエンジン駆動ヒートポンプシステム
   において、 上記セルモータへの起動給電線に、その起動給電線に通
   電開始してから所定時間後にON動作する限時継電器を接
   続するとともに、その限時継電器のON動作によってOFF
   制御される回路遮断スイッチを、上記ヒートポンプへ給
   電する電源回路における電源トランスの１次給電線に設
   けたことを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプシステ
   ムにおける起動装置。
2. 【請求項２】電源回路に設けた整流回路を介してセルモ
   ータへ直流電圧を供給する主給電線に、前記の制御部に
   よってON/OFF制御される制御スイッチと、その制御スイ
   ッチに直列接続された電磁燃料弁とを、上記セルモータ
   に対して並列状態に設けた特許請求の範囲第１項記載の
   エンジン駆動ヒートポンプシステムにおける起動装置。
3. 【請求項３】電源回路に設けた電源トランスの一対の１
   次給電線に分配線を接続して、その分配線に前記の制御
   部によってON/OFF制御される制御スイッチと、その制御
   スイッチに直列接続された電磁燃料弁とを設けた特許請
   求の範囲第１項記載のエンジン駆動ヒートポンプシステ
   ムにおける起動装置。