JPS626268Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は特に非常用の電源装置に適するもの
であつて、エンジンにより発電機を駆動してその
発電機より複数の負荷に電力を供給するようにさ
れた電源装置においてエンジンの異常を検出して
そのエンジンを保護するようにした保護装置に関
する。

非常用の電源装置は例えば火災の発生或いは停
電時において自動的に起動されて電力を負荷に供
給するが、このような状態は一般に短かい期間電
力を供給するものであり、従つてその電源装置と
しての電力容量は最低限のものとされているのが
一般である。

従つてこのような電源装置においては過負荷に
なり易く、過負荷によつて電源装置が故障、不良
となることがある。このため従来よりその電源装
置における異常を検出してその電源装置を保護す
る装置が取付けられていた。従来は異常が検出さ
れると全ての負荷に対する電力の供給を遮断して
しまつていた。非常用電源装置は元来その異常状
態においても電力を供給するようにしたものであ
り、必要最小限の負荷へ電力を供給するが、それ
が完全に遮断されてしまうことは好ましくない。

しかしこの非常用電源装置において異常状態に
ついて良く考察すると、異常となつた場合にその
全ての負荷に対して電力の供給を遮断してしまわ
なくても、一部の負荷に対してのみ電力を遮断し
てしまえば、電源装置としての異常が解消される
ことがあるに気が付いた。

この考案においては異常が検出されると予め決
められた少なくとも一つの負荷をまず遮断し、所
定時間後においてもまだ異常が検出される場合に
おいては更に予め決められた他の負荷を遮断する
ようにする。このようにして重要度の少ない負荷
から順次遮断するようにし、最も重要なものにつ
いては最後に電力の供給を遮断し、その重要な負
荷についてはなるべく電力の供給を続けるように
される。

先ず従来の発電用エンジンの保護装置を第１図
を参照して説明しよう。商用電源が正常の場合は
負荷切替器S₁〜Ｓ_oは商用電源線１１側に切替え
られて、これ等切替器S₁〜Ｓ_oを通じてそれぞれ
負荷L₁〜Ｌ_oに商用電力が供給されている。自動
制御装置１２に対して、端子１３から商用電源が
停電になつたことを示す停電検出信号、或いは端
子１４から火災が発生したことを示す火災検出信
号が入力されると、この自動制御装置１２は端子
１５からサーモヒータスイツチ起動信号をエンジ
ン１６に与えてエンジンの起動を容易にするため
に燃料を予め予備加熱する。

又端子１７よりのポンプ起動信号を与えてエン
ジン１６に対する燃料の輸送ポンプを駆動する。
これに続いて端子１８がセルスイツチ起動信号を
与えてエンジン１６を起動させる。この動作によ
りエンジン１６は駆動され、続いて自動制御装置
１２の端子１９から初期励磁スイツチ起動信号が
発生されて発電機２１が励磁される。発電機２１
の出力は端子２２を通じて自動制御装置１２にも
入力されて発電機２１の周波数が一定周波数にな
つたか否かの検出が行なわれる。これが一定周波
数になつたことが検出されると、端子２３より電
圧安定化装置起動信号が電圧安定化装置２４に与
えられ、この安定化装置２４は発電機２１の出力
電圧を安定化して過電流遮断器２５を通じて発電
機出力線２６に発電機の電力が供給される。その
後自動制御装置１２は負荷切替用リレーR₁〜Ｒ_o
を順次駆動して負荷切替スイツチS₁〜Ｓ_oを順次
商用電源線１１より発電機出力線２６側に切替
る。従つて負荷L₁〜Ｌ_oに対する電力供給は発電
機の出力線２６より行われるようになる。なおエ
ンジン１６及び自動制御装置１２に必要な直流電
力は電源２７により供給される。

エンジン１６の冷却水の水温の温度上昇が発生
すると端子２８よりその温度上昇検出信号が自動
制御装置１２に与えられ、同様に潤滑油の油圧が
低下すると端子２９を通じてそのことを示す信号
が制御装置１２に与えられる。更に発電機２１の
出力は端子２２を通じて入力されてその電圧の加
速度信号或いは過電圧信号の検出が行なわれる。
更に出力線２６に設けられた電流変成器３１より
過電流が保護検出部３２で検出され、これが端子
３３を通じて自動制御装置１２に与えられる。こ
れらの各種異常の何れかが検出されると自動制御
装置１２は端子３４より警報信号を発生してこれ
が警報器３５に与えられ、例えばブザーが駆動さ
れる。これと共に端子３６より過電流遮断器２５
の信号に対する駆動信号を与えて遮断器２５を遮
断する。この結果発電機２１より負荷への電力の
供給は停止される。又自動制御装置１２は負荷切
替リレーR₁〜Ｒ_oを制御して負荷切替スイツチS₁
〜Ｓ_oを出力線２６より商用電源線１１側に切替
る。更に端子３７よりエンジン１６に停止指令を
発生してエンジン１６を停止する。尚前記異常の
場合においても過電流の検出に基づく場合はエン
ジン１６の停止は行なわれない。

以上述べたように従来の保護装置においてはエ
ンジン異常が検出されると全ての負荷は商用電源
側へ切替えられてしまう。例えば商用電源が停電
のために発電機２１が駆動された場合において、
その停電が回復されていない状態でエンジン１６
が異常となり、負荷が商用電源側へ切替えられる
と負荷に対する電力の供給は全く行なわれなくな
る。

この考案による発電用エンジンの保護装置にお
いては例えば第２図に示すような制御な行なわれ
る。即ち第２図において時点t₁にこの電源装置の
起動指令が与えられ、エンジン１６に対する起動
指令が与えられ、その後発電機２１が時点t₂に第
２図Ｂに示すように発電され、更に安定化した電
圧が得られると第２図Ｃに示すように時点t₃に負
荷L₁に対する電力の供給が行なわれる。その
後、第２図Ｄ，Ｅ，Ｆに示すように負荷L₂，
L₃，L₄に対して順次遅れて時点t₄，t₅，t₆電力の
供給が行なわれる。このように負荷に対する電力
の供給をそれぞれ一定時間T₁ずつ遅らすことは
従来も同様に行なつていることである。

第２図Ｇに示すように時点t₇に異常が検出され
ると先ず予め決められた負荷L₄に対する電力の
供給の遮断が行なわれ、つまり商用電源側への切
替が行なわれる。負荷L₁〜L₃についてはその
まゝ発電機の出力線側に接続されたまゝとされ
る。このように負荷L₄を遮断することによつて
第２図Ｇに示すように時点t₃に前記異常が解消さ
れた場合は、各負荷と出力線及び商用電源線との
接続状態は保持される。時点t₉に再び異常が検出
されると次に負荷L₃に対する遮断を第２図Ｅに
示すように行う。従つて負荷L₁，L₂に対し発電
機２１よりの電力の供給はそのまゝ継続される。
しかしこの例においてはこの負荷L₃に対する電
力供給遮断の後一定時間T₂を経過した時点t₁₀に
おいても異常が検出されたまゝとなつている。こ
のような場合においては更に負荷の遮断を行なう
がその場合はL₁，L₂の両者に対して第２図Ｃ，
Ｄに示すように行ない、更に第２図Ｈに示すよう
にエンジンの停止指令を出し、かつ第２図Ｉに示
すように過電流遮断器２５を遮断する。従つてこ
れにともなつてその後の時点t₁₁に第２図Ｂに示
すように発電機２１の発電が停止する。尚このよ
うな制御を行なう場合、当然考えられることであ
るが、これ等負荷L₁〜L₄の順番で負荷の重要度
が決められ、もつとも重要度の高いものから起動
時においては電力の供給を行ない、遮断時におい
てはもつとも重要度の低いものから遮断するよう
にされる。

第３図はこの考案による保護装置の一例を示
し、第１図と対応する部分に同一符号をつけてあ
る。第３図においては実際には第１図と同様に設
けられているが、図においては省略してあるもの
もある。又この例は第２図の例に合わせて負荷は
L₁〜L₄の４つを設けた例を示しているが、その
数に限定されるものではない。エンジン１６にお
いて例えば冷却水の温度や排気温度などが負温度
係数の感温抵抗素子により検出されて端子２８，
３９をそれぞれ通じて制御装置３８に入力され
る。又エンジンの潤滑油の油圧低下も感圧素子に
より検出されて端子２９より制御装置３８に入力
される。更に発電機の出力線２６に挿入された電
流変成器２６は制御装置３８内において電流電圧
変換器４１により電圧に変換される。端子２８，
２９，３９等の検出信号はそれぞれ電圧変換回路
４２，４３，４４により電圧に変換される。これ
等電圧変換回路４２〜４４の電圧はマルチコレク
タ４５に入力される。

この例においては自動制御装置３８をいわゆる
マイクロコンピユータを使つてその必要な制御処
理を行なつた場合であり、中央処理装置、いわゆ
るCPU４６及びこの制御処理に必要とするプロ
グラムが記憶され、また固定データが記憶された
読出し専用メモリ４７、この処理に必要とするデ
ータが記憶され、又読み出される読書き可能なメ
モリ４８がバス４９に接続される。更に各異常を
検出するための基準値等を入力するための設定ス
イツチ５１がバス４９に接続される。マルチプレ
クサ４５はCPU４６に制御されて入力の一つが
選択され、その選択された入力はAD変換器５２
によりデジタル信号に変換されてバス４９を介し
てCPU４６に取込まれる。このようにして取込
まれた各部の検出信号が設定値を超えているかど
うかの検出がCPU４６で行なわれ、つまり異常
か否かがチエツクされる。バス４９には入出力ポ
ート５３が接続さ、この入出力ポート５３を通じ
て例えばリレー駆動回路５４に各リレーに対する
制御信号が与えられてリレーR₁〜R₄を選択的に
制御するようにされる。更に入出力ポート５３か
ら端子３６に遮断器２５に対する制御信号の供
給、その他エンジン１６の停止信号等各種信号の
供給も図に示してないが行なわれるようにされて
いる。

この装置において第２図について説明したと同
様に電源装置に対する起動指令が与えられるとエ
ンジン１６に対する起動及び発電機２１、更に電
源安定化装置２４に対する起動やリレーR₁〜R₄
に対する順次駆動などがメモリ４７のプログラム
を読み出して解読実行することによつて順次行な
われる。発電機２１より負荷L₁〜L₄に対し電力
を供給する状態になるとエンジン１６の各部にお
ける温度を検出し、これがマルチプレクサ４５を
通じてCPU４６に送り込まれ、その値が予め決
められた設定値を超えたか或いは一定値以下とな
つたか等の判定が行なわれ、つまり異常か異常で
ないかが判定されて異常の場合においては第２図
について述べたように予め決められた重要度の低
い負荷に対する遮断が行なわれ、又遮断と同時に
一定時間T₂の計数がCPU４６において行なわれ
る。このようにして負荷を順次遮断する動作が行
なわれ、その途中において異常が検出されなくな
ればその時の状態で運転を続行するようにされ
る。負荷を順次遮断しても異常が検出される場合
は全ての負荷を遮断してエンジンの停止その他の
制御を行なう。

第３図においてはCPU４６で異常か否かの判
定を行なつたが、これ等の判定は各別に回路的に
行なつても良い。即ち例えば第４図に示すように
各電圧変換器４１〜４４の出力は比較器５１〜５
９で設定器６１〜６４の各設定値と比較し、その
比較結果を入力ポート６５を通じてCPU４６に
取込むようにされる。比較器より異常であること
がCPU４６に取込まれると入出力ポート５３を
通じてタイマ６６を駆動し、タイマ６６がT₂を
経過するか否かをCPU４６は監視する。もし異
常検出により一つの負荷を遮断した後、所定時間
T₂に達する前にその異常が解消されるとCPU４
６はタイマ６６をリセツトする。所定時間T₂内
に異常が解消されない場合はCPU４６は次の負
荷に対する遮断を行なつて再びタイマ６６を駆動
するようにされる。以上の動作を繰返すことにな
る。

以上述べたようにこの考案による発電用エンジ
ンの保護装置によれば特に非常用電源に用いる場
合に、その電源の容量が比較的小さなものが利用
され、従つて過負荷になり易いが、しかも非常用
であるため、重要な負荷に電力の供給を行つてお
り、そのような負荷に対し、過負荷になつた場
合、特に重要なものが後で遮断するようにされ、
過負荷になつたからと言つて全ての負荷に対する
電力が遮断されない。一部の負荷を遮断するだけ
でも過負荷が解消されることがあり、重要な負荷
に対する電力の供給が保持される。尚エンジンの
温度の検出は先の例においては三個所について行
つたが一個所の温度検出でも良い。又先の例のよ
うに特にCPUを使用して処理する場合において
は複数の異常要素を判定してそれに対応して負荷
の遮断制御を行なうことも可能である。例えば異
常が数個所同時に検出された場合には負荷を一つ
ずつ遮断することなく二つ同時に遮断するなどの
変更制御も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発電用エンジンの過負荷の保護
装置を示す構成図、第２図はこの考案による発電
用エンジンの保護装置の動作例を示すタイムチヤ
ート、第３図及び第４図はそれぞれこの考案によ
る発電用エンジンの保護装置の一例を示す構成図
である。 １１……商用電源線、１６……エンジン、２１
……発電機、２４……電圧安定側装置、２５……
過負荷遮断器、２６……電流変成器、２８，２
９，３９……エンジンの温度異常検出入力端子、
４１〜４４……電圧変換器、４５……マルチプレ
クサ、４６……CPU、５１……設定スイツチ、
５４……リレー駆動回路、５６〜５９……比較
器、６１〜６４……設定回路、R₁〜R₄……負荷
切替駆動リレー、S₁〜S₄……切替スイツチ、L₁〜
L₄……負荷。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンにより発電機を駆動し、その発電機の
   電力を複数の負荷へ供給すると共に上記エンジン
   の温度上昇が所定値以上になること、エンジンの
   潤滑油の油圧が所定値以下になることを検出する
   ようにされた発電用エンジンの保護装置におい
   て、上記温度上昇、又は油圧低下を検出すると予
   め決められた少なく共一つの負荷を直ちに遮断す
   る手段と、その遮断より所定時間後において上記
   温度上昇、又は油圧低下が検出されると他の予め
   決められた負荷を遮断することを特徴とする発電
   用エンジンの保護装置。