JPS63235649A - スタ−リング機関の回転数制御装置 - Google Patents
スタ−リング機関の回転数制御装置Info
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- JPS63235649A JPS63235649A JP62069350A JP6935087A JPS63235649A JP S63235649 A JPS63235649 A JP S63235649A JP 62069350 A JP62069350 A JP 62069350A JP 6935087 A JP6935087 A JP 6935087A JP S63235649 A JPS63235649 A JP S63235649A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
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- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/045—Controlling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
- F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
- F03G6/068—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having other power cycles, e.g. Stirling or transcritical, supercritical cycles; combined with other power sources, e.g. wind, gas or nuclear
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（Ｋ、東上の利用分野）
本発明は発Ｎ機を駆動するスターリング機関の回転数ｖ
制御装置にＩａｌ覆る。
制御装置にＩａｌ覆る。
（従来の技術）
近年、太陽熱を熱源とするスターリング機関で発ｉ’ｌ
ｆ ＩＩＩを駆動して電力を発生する！ｉｉ置が知られ
ている。
ｆ ＩＩＩを駆動して電力を発生する！ｉｉ置が知られ
ている。
この装置は、太陽熱を焦熱し、スターリング機関に供給
することにより、該機関を運転し、該機関の出ノＪ軸と
、発電機の駆動軸とをクラッチを介して互いに連結し、
スターリング機関のｌＪｌ、動力を発電機の駆ｌＪＪ軸
に伝達し、これにより発電機を駆動させ発電する構成で
ある。
することにより、該機関を運転し、該機関の出ノＪ軸と
、発電機の駆動軸とをクラッチを介して互いに連結し、
スターリング機関のｌＪｌ、動力を発電機の駆ｌＪＪ軸
に伝達し、これにより発電機を駆動させ発電する構成で
ある。
（発明が解決しようとする問題へ）
ところで上記した装置では、電力雪要の変動により、発
電機が受ける負荷が変動する際や、太陽熱の熱量が変動
づる際には、スターリングａｒＩ！の出力軸の回転数が
変動し、そのため、発電周波数を一定に保つに不利であ
った。
電機が受ける負荷が変動する際や、太陽熱の熱量が変動
づる際には、スターリングａｒＩ！の出力軸の回転数が
変動し、そのため、発電周波数を一定に保つに不利であ
った。
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、その
目的は、スターリング機関の出力軸の回転数の変動を抑
え、発電機の発電周波数を一定に保つに右利なスターリ
ングｌｆｆ１ｌ！Ｉの回転数＆ｌ ｔｉｌｌ Ｋ 四を
提供するにある。
目的は、スターリング機関の出力軸の回転数の変動を抑
え、発電機の発電周波数を一定に保つに右利なスターリ
ングｌｆｆ１ｌ！Ｉの回転数＆ｌ ｔｉｌｌ Ｋ 四を
提供するにある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明にかかるスターリング機関の回転数ａ、制御装置
は、太陽熱で加熱される焦熱部と、集熱部による熱によ
り往復動されるピストンとピストンの往復動により回転
される出力軸とをもつスターリング機関と、 スターリング機関で駆動される発電機と、発電機で発生
した電力で作動し、主負荷部と、主負荷部と独立の副負
荷部と、スターリング機関の出力軸の回転数を検出する
回転＠センサと、回転ａセンサの伯ｇに応じて主負荷部
Ｉりよび副負荷部への出力の分配率を７ＸＡ整する制御
部とからなる負荷装置と、で構成され、 制御部による分配率の調整により、集熱部の集熱ｆｆｉ
および主負荷部の負荷の変動により生じるスターリング
機関の出力軸の回転数の変動を抑えるようにしたことを
特徴とするものである。
は、太陽熱で加熱される焦熱部と、集熱部による熱によ
り往復動されるピストンとピストンの往復動により回転
される出力軸とをもつスターリング機関と、 スターリング機関で駆動される発電機と、発電機で発生
した電力で作動し、主負荷部と、主負荷部と独立の副負
荷部と、スターリング機関の出力軸の回転数を検出する
回転＠センサと、回転ａセンサの伯ｇに応じて主負荷部
Ｉりよび副負荷部への出力の分配率を７ＸＡ整する制御
部とからなる負荷装置と、で構成され、 制御部による分配率の調整により、集熱部の集熱ｆｆｉ
および主負荷部の負荷の変動により生じるスターリング
機関の出力軸の回転数の変動を抑えるようにしたことを
特徴とするものである。
集熱部は、太陽光を受けるソーラディツシュと、ソーラ
ディツシュで受けられた太陽光で加熱される加熱部とで
構成することができる。
ディツシュで受けられた太陽光で加熱される加熱部とで
構成することができる。
スターリング機関は、集熱部による熱により往復動され
るピストンと、ピストンの往復動により回転される出力
軸とをもつ。
るピストンと、ピストンの往復動により回転される出力
軸とをもつ。
発電機としては、同期型交流発電機を用いることができ
る。負荷装置は、発電機で発生したミノＪで作動するも
のであり、主負荷部と、主負荷部と独立のｎ１負荷部と
、スターリングＩａＩＩｌの出力軸の回転数を検出する
回転数センサと、回転数センサの信号に応じて主負荷部
および副負荷部への出力の分配率を調整するυ」御部と
からなる。
る。負荷装置は、発電機で発生したミノＪで作動するも
のであり、主負荷部と、主負荷部と独立のｎ１負荷部と
、スターリングＩａＩＩｌの出力軸の回転数を検出する
回転数センサと、回転数センサの信号に応じて主負荷部
および副負荷部への出力の分配率を調整するυ」御部と
からなる。
ｔｌｌ ｔｉｌｌ Ｉ！ｉｆ！は、発電機で発生させた
電気的エネルギーを主負荷部に優先的に分配し、残りの
電気的エネルギーを副負荷部に分配する構成とすること
ができる。このようにすれば、Ａペレータが設定した負
荷を主負荷部が行なう場合に有利である。
電気的エネルギーを主負荷部に優先的に分配し、残りの
電気的エネルギーを副負荷部に分配する構成とすること
ができる。このようにすれば、Ａペレータが設定した負
荷を主負荷部が行なう場合に有利である。
又、主負荷部が、少なくとも２個の負荷部からなる場合
には、制御部は、発電機で発生させた電気的エネルギー
を少なくとも１の負荷部に、他の残りの負荷部よりも優
先的に分配する構成とすることができる。
には、制御部は、発電機で発生させた電気的エネルギー
を少なくとも１の負荷部に、他の残りの負荷部よりも優
先的に分配する構成とすることができる。
制御部は、スターリングｔｌｌ！ｌのピストンを往復８
する作動ガスの圧力を調整する圧力調整器をもつことが
望ましい。
する作動ガスの圧力を調整する圧力調整器をもつことが
望ましい。
（作用）
本発明にかかるスターリングＩｆｆ Ｉｌｌの回転数＆
ｌＪ ａｌｌ装置では、焦熱部による熱でスターリング
ｖｉｉ関が駆＃Ｊ１′ると、発電機は駆動し、電力が発
生する。
ｌＪ ａｌｌ装置では、焦熱部による熱でスターリング
ｖｉｉ関が駆＃Ｊ１′ると、発電機は駆動し、電力が発
生する。
そして、この発生した電力により主負荷部および副負荷
部が適宜作動するものである。
部が適宜作動するものである。
ここで、入力側である集熱部の集熱量、出力側である主
負荷部の負荷吊に変動が生じた場合には、スターリング
機関の出力軸の回転数が変動し、そのためスターリング
機関で駆動される発電ｖ１″！：発生される電力の発電
周波数が変動する。
負荷部の負荷吊に変動が生じた場合には、スターリング
機関の出力軸の回転数が変動し、そのためスターリング
機関で駆動される発電ｖ１″！：発生される電力の発電
周波数が変動する。
この点本発明にかかる回転数制御装置では、スターリン
グ機関の出力軸の回転数に変動が生じろと、その′ｔｉ
動を回転数センサが検出し、回転数センサの信号に応じ
てシ１１１１７！ＩＳが、主負荷部および副負荷部への
出力の分配率を調整する。そのため、スターリング機関
の出力軸の回転数の変動は抑ｖ１される。
グ機関の出力軸の回転数に変動が生じろと、その′ｔｉ
動を回転数センサが検出し、回転数センサの信号に応じ
てシ１１１１７！ＩＳが、主負荷部および副負荷部への
出力の分配率を調整する。そのため、スターリング機関
の出力軸の回転数の変動は抑ｖ１される。
（実施例）
本発明にかかるスターリング機関の回転数制御装置の１
実施例について第１図〜第３図を参照して説明する。
実施例について第１図〜第３図を参照して説明する。
本実施例にかかるスターリング機関の回転＠υＩａｌｌ
装置は、太陽熱で加熱される集熱Ｎ１と、集熱部１によ
る熱で駆動するスターリング機ｒ！１２と、スターリン
グ機関２の駆動力で駆動される発Ｔｉ機３と、発電１３
で発生した電力で作動する負荷装置４とからなる。
装置は、太陽熱で加熱される集熱Ｎ１と、集熱部１によ
る熱で駆動するスターリング機ｒ！１２と、スターリン
グ機関２の駆動力で駆動される発Ｔｉ機３と、発電１３
で発生した電力で作動する負荷装置４とからなる。
集熱部１は、太陽光を受番プるソーラディツシュと、ソ
ーラディツシュで受けられた太陽光で加熱される加熱部
とで構成することができる。
ーラディツシュで受けられた太陽光で加熱される加熱部
とで構成することができる。
スターリング機＋３１２は、集熱部１による熱により往
復動されるピストンと、ピストンの往復動にＪ：り回転
される出力軸２０とをもつ。
復動されるピストンと、ピストンの往復動にＪ：り回転
される出力軸２０とをもつ。
発電蛎３は交流同期型である。発電機３の回転軸３０は
、クラッチ３１を介して断続可能にスターリング機関２
の出力＠２０に連結されている。
、クラッチ３１を介して断続可能にスターリング機関２
の出力＠２０に連結されている。
負荷装置４は、主負荷部４０と、副負荷部としての擬似
負荷部４１と、回転数センサとしての調速器４２と、主
負荷部４０および擬似負荷部４１への出力の分配率をＪ
整する＆ｌＪ御部ｉ３と、からなる。主負荷部４０は、
オペレーターの要求する仕小をする負荷部である。擬似
負荷部４１は、電気的エネルギーを水の熱としてＭｇｉ
するものであり、水を溜めたタンクと、タンク内の水を
加熱するヒータとで形成されている。調速器４２は、ス
ターリング機１［２の出力軸２０の回転数Ｎの変動を検
出するものである。！、ＩＩ罪部４３は、その構成図を
第１図にしめすように、調速器４２の信号に応じて主負
荷部４０および擬似負荷部４１への出力の分配率を調整
する分配器４３０と、主負荷部４０に行なわμる負荷量
をオペレータが設定づるオペレータ要求負荷設定器４３
１と、スターリング機関２の作動ガスの温度Ｔに応じて
作動ガスの圧力Ｐを調整する圧力調整器４３２とで形成
されている。
負荷部４１と、回転数センサとしての調速器４２と、主
負荷部４０および擬似負荷部４１への出力の分配率をＪ
整する＆ｌＪ御部ｉ３と、からなる。主負荷部４０は、
オペレーターの要求する仕小をする負荷部である。擬似
負荷部４１は、電気的エネルギーを水の熱としてＭｇｉ
するものであり、水を溜めたタンクと、タンク内の水を
加熱するヒータとで形成されている。調速器４２は、ス
ターリング機１［２の出力軸２０の回転数Ｎの変動を検
出するものである。！、ＩＩ罪部４３は、その構成図を
第１図にしめすように、調速器４２の信号に応じて主負
荷部４０および擬似負荷部４１への出力の分配率を調整
する分配器４３０と、主負荷部４０に行なわμる負荷量
をオペレータが設定づるオペレータ要求負荷設定器４３
１と、スターリング機関２の作動ガスの温度Ｔに応じて
作動ガスの圧力Ｐを調整する圧力調整器４３２とで形成
されている。
分配２！１４３０は、その構成図である第３図に一例を
示すように１発電機３の出力をうけ擬似負荷部４１に電
気的エネルギーＷｄを供給する擬似負荷用位相制御回路
４４０と、発電機３の出力をうけ主負荷部４０に電気的
エネルギーＷｄｅｍを供給する主負荷用位相ｉ、ＩＩ
１１０回路４４１と、擬似負荷１１位［１１，１ＪＩｌ
ｌＤｆｆｌ ４４０ ヲ１ＩＩＪｉｌｌ−！ｌ゛ルｆ［
負荷用Ｐ ＩＤ調節回路４４２と、主負荷用位相制御回
路４４１を制御する主負荷用ＰＩＤ調節回路４４３と、
調速１５４２で検出したスターリング機関１の出力軸２
０の現在の回転数Ｎの信号が入力される非反転入力端子
と出力軸２０の設定回転数Ｎ５ＥＴが入力される反転入
力端子とをもち回転数偏差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）が出力
される差紡増幅器４４４と、差動増幅器４４４から出力
された回転数偏差４８号（Ｎ−ＮＳＥＴ）が反転される
反転アンプ４４５と、反転アンプ４４５の出力イコ号が
反転入力端子に入力される比較器４４６と、比較器４４
６および４４９の出力信号が入力されるナンド回路４４
７と、ナンド回路４４７の出力（Ａ号で切換られ主負荷
用位相１ｉＩ１１！Ｄ回路４４１とオペレータ要求負荷
設定器４３１との間をＯＮ、ＯＦＦ切換かえるスイッチ
４４８と、擬似負荷用ｐｒｏｗＡｉ回路譬４４２からの
信号が反転入力端子に入力されナンド回路４４７に出力
する比較器４４９とをもつ。
示すように１発電機３の出力をうけ擬似負荷部４１に電
気的エネルギーＷｄを供給する擬似負荷用位相制御回路
４４０と、発電機３の出力をうけ主負荷部４０に電気的
エネルギーＷｄｅｍを供給する主負荷用位相ｉ、ＩＩ
１１０回路４４１と、擬似負荷１１位［１１，１ＪＩｌ
ｌＤｆｆｌ ４４０ ヲ１ＩＩＪｉｌｌ−！ｌ゛ルｆ［
負荷用Ｐ ＩＤ調節回路４４２と、主負荷用位相制御回
路４４１を制御する主負荷用ＰＩＤ調節回路４４３と、
調速１５４２で検出したスターリング機関１の出力軸２
０の現在の回転数Ｎの信号が入力される非反転入力端子
と出力軸２０の設定回転数Ｎ５ＥＴが入力される反転入
力端子とをもち回転数偏差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）が出力
される差紡増幅器４４４と、差動増幅器４４４から出力
された回転数偏差４８号（Ｎ−ＮＳＥＴ）が反転される
反転アンプ４４５と、反転アンプ４４５の出力イコ号が
反転入力端子に入力される比較器４４６と、比較器４４
６および４４９の出力信号が入力されるナンド回路４４
７と、ナンド回路４４７の出力（Ａ号で切換られ主負荷
用位相１ｉＩ１１！Ｄ回路４４１とオペレータ要求負荷
設定器４３１との間をＯＮ、ＯＦＦ切換かえるスイッチ
４４８と、擬似負荷用ｐｒｏｗＡｉ回路譬４４２からの
信号が反転入力端子に入力されナンド回路４４７に出力
する比較器４４９とをもつ。
ここで、擬似負荷用ＰＩＤ調節回路４４２には回転数偏
差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）信号が入力され、擬似負荷用Ｐ
ＩＤＩ節回路４４２は操作間ＭＶを出ノＪ−する。一方
、負荷用ＰｆＤ調節回路４４３には、反転アンプ４４５
により逆転した（ＮＳＥＴ−Ｎ）信号が入力され、主負
荷用Ｆ’ｌＤｇｌｆｌｆ５回路４４３は操作ｆｆｉＭＶ
′を出力する。
差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）信号が入力され、擬似負荷用Ｐ
ＩＤＩ節回路４４２は操作間ＭＶを出ノＪ−する。一方
、負荷用ＰｆＤ調節回路４４３には、反転アンプ４４５
により逆転した（ＮＳＥＴ−Ｎ）信号が入力され、主負
荷用Ｆ’ｌＤｇｌｆｌｆ５回路４４３は操作ｆｆｉＭＶ
′を出力する。
ここで、主負荷部４０が行なうべき負荷量をオペレータ
要求負ｉ′ｉＹ設定器４３１でオペレータが設定すると
、通常の状態では、スイッチ４４８を介して主負荷用位
相制御回路４４１が作動し、オペレータの設定負荷量に
応じた電気的エネルギーＷｄｅｍが主負荷部４０に供給
される。
要求負ｉ′ｉＹ設定器４３１でオペレータが設定すると
、通常の状態では、スイッチ４４８を介して主負荷用位
相制御回路４４１が作動し、オペレータの設定負荷量に
応じた電気的エネルギーＷｄｅｍが主負荷部４０に供給
される。
さて、本実施例にかかる装置の作用について説明すると
、スターリング機ｌ１１２が焦熱器１の熱で駆動すると
、発電ｔ１３が馴初し、発電する。その電気的エネルギ
ーＷｅは、第１図にしめすように分配２１ｉ４３０に送
られる。
、スターリング機ｌ１１２が焦熱器１の熱で駆動すると
、発電ｔ１３が馴初し、発電する。その電気的エネルギ
ーＷｅは、第１図にしめすように分配２１ｉ４３０に送
られる。
このとき、オペレータはオペレータ要求負荷設定１！４
３１で主負荷部４０の行なう負荷量を設定しているので
、分配器４３０は、主負荷部４０に要求された聞の電気
的エネルギーＷｄｅｍを分配する。このとき、主負荷部
４０に供給される電気的エネルギーＷｃ１ｃｍと、発電
機３で発生した電気的エネルギーＷｅとが等しい（Ｗｅ
−Ｗｄｅｍ）のであれば、入力側のエネルギーと出力側
のエネルギーとがつりあうため、スターリングＩｆｆ［
２の出力軸２０は一定回転速度を保ち、設定回転数Ｎと
なる。この場合疑似負荷部４１に供給される電気的エネ
ルギーＷｄは零であり、疑似負荷用ＰＩＤ調節回路４４
２の操作ｆｆｉＭＶも零である。
３１で主負荷部４０の行なう負荷量を設定しているので
、分配器４３０は、主負荷部４０に要求された聞の電気
的エネルギーＷｄｅｍを分配する。このとき、主負荷部
４０に供給される電気的エネルギーＷｃ１ｃｍと、発電
機３で発生した電気的エネルギーＷｅとが等しい（Ｗｅ
−Ｗｄｅｍ）のであれば、入力側のエネルギーと出力側
のエネルギーとがつりあうため、スターリングＩｆｆ［
２の出力軸２０は一定回転速度を保ち、設定回転数Ｎと
なる。この場合疑似負荷部４１に供給される電気的エネ
ルギーＷｄは零であり、疑似負荷用ＰＩＤ調節回路４４
２の操作ｆｆｉＭＶも零である。
史に本実施例にかかるスターリングＢｌ！３［１２の回
転数問罪装置の作用について説明を加える。第２図は、
入力側である焦熱部１の焦熱ｍの変動、出力側である主
負荷部４ ’Ｏに供給される電気的エネルギーＷｄｅｍ
の変動等を模式的に示したグラフである。第２図におい
て、焦熱部１ががうける焦熱部の変動を特性線Ａで示し
、スターリング機１」２の出力軸２０の軸出力の変動を
特性ｍ１ｌｅで示し、主負荷部４０に供給される電気的
エネルギーＷｄｅｍの変動を特性線Ｃで示し、擬似負荷
部４１に供給される電気的エネルギーＷｄの変動を特性
線りで示す。特性線へと特性線Ｂとの比較からあきらか
なように、焦熱部１がうける焦Ｐｌａに連動して、スタ
ーリングｌｌ１ｌｌ１０２の軸出力は変動する。
転数問罪装置の作用について説明を加える。第２図は、
入力側である焦熱部１の焦熱ｍの変動、出力側である主
負荷部４ ’Ｏに供給される電気的エネルギーＷｄｅｍ
の変動等を模式的に示したグラフである。第２図におい
て、焦熱部１ががうける焦熱部の変動を特性線Ａで示し
、スターリング機１」２の出力軸２０の軸出力の変動を
特性ｍ１ｌｅで示し、主負荷部４０に供給される電気的
エネルギーＷｄｅｍの変動を特性線Ｃで示し、擬似負荷
部４１に供給される電気的エネルギーＷｄの変動を特性
線りで示す。特性線へと特性線Ｂとの比較からあきらか
なように、焦熱部１がうける焦Ｐｌａに連動して、スタ
ーリングｌｌ１ｌｌ１０２の軸出力は変動する。
まず第２図の時刻ｔ１〜１４間のように、特性１！ｉｌ
Ａで示される焦熱部１の焦熱部が変動しない場合につい
て述べる。この場合、時刻１１〜１２間ではオペレータ
がオペレータ要求負荷設定器４３１で設定した設定負荷
量が小さく、Ｗｄｅｍが小のため、スターリング機関１
の出力軸２０は増速されるが、その回転数Ｎの増加は作
動増幅器４４４の非反転入力端子に入力される。すると
、差動増幅ｉ！１ｉ４４４から出力される回転数偏差信
号（Ｎ−ＮＳＥＴ）は、回転数Ｎが大きいために、正の
人ぎな植となる。故に擬似負荷用ＰｒＤ調節回路４４２
の操作ｆｆｉＭＶも大きくなる。その結果、擬似負荷用
位相制御回路４４０から疑似負荷部４１に出力される電
気的エネルギーＷｄはＷｄ＋という偵をとるようになり
、この時、発電機の生じる電気的エネルギーＷｅと、主
負荷部４０に供給される電気的エネルギーＷｄｅｍと疑
似負荷部４１に供給される電気的エネルギーＷｄ＋との
和はつり合い（Ｗｅ＝Ｗｄｅｍ＋Ｗｄ ＋ ） 、８１
間回転数Ｎは設定回転数Ｎ５ＥＴと等しくなる。
Ａで示される焦熱部１の焦熱部が変動しない場合につい
て述べる。この場合、時刻１１〜１２間ではオペレータ
がオペレータ要求負荷設定器４３１で設定した設定負荷
量が小さく、Ｗｄｅｍが小のため、スターリング機関１
の出力軸２０は増速されるが、その回転数Ｎの増加は作
動増幅器４４４の非反転入力端子に入力される。すると
、差動増幅ｉ！１ｉ４４４から出力される回転数偏差信
号（Ｎ−ＮＳＥＴ）は、回転数Ｎが大きいために、正の
人ぎな植となる。故に擬似負荷用ＰｒＤ調節回路４４２
の操作ｆｆｉＭＶも大きくなる。その結果、擬似負荷用
位相制御回路４４０から疑似負荷部４１に出力される電
気的エネルギーＷｄはＷｄ＋という偵をとるようになり
、この時、発電機の生じる電気的エネルギーＷｅと、主
負荷部４０に供給される電気的エネルギーＷｄｅｍと疑
似負荷部４１に供給される電気的エネルギーＷｄ＋との
和はつり合い（Ｗｅ＝Ｗｄｅｍ＋Ｗｄ ＋ ） 、８１
間回転数Ｎは設定回転数Ｎ５ＥＴと等しくなる。
時刻ｔ２をこえると、特性線Ｃでしめすようにオペレー
タがオペレータ要求負荷設定Ｎ４３１で設定する負荷が
大きくなり、主負荷用位相制御回路４４１を介して主負
荷部４０に供給される電気的エネルギーＷｄｅｍが特性
線Ｃに示すように増加する。すると、スターリング機関
閏２は過負荷状態となり、出力軸２０は減速され、その
回転数Ｎは低下し、設定回転数Ｎ５ＥＴよりも小さくな
る。
タがオペレータ要求負荷設定Ｎ４３１で設定する負荷が
大きくなり、主負荷用位相制御回路４４１を介して主負
荷部４０に供給される電気的エネルギーＷｄｅｍが特性
線Ｃに示すように増加する。すると、スターリング機関
閏２は過負荷状態となり、出力軸２０は減速され、その
回転数Ｎは低下し、設定回転数Ｎ５ＥＴよりも小さくな
る。
この回転数の低下は、調速器４２によって検出され、そ
の信号は分配器４３０の差動増幅器４４４の非反転入力
端子に入力される。すると、差動増幅器４４１からの回
転数偏差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）が負となるので、擬似負
荷用Ｐ［ＤｖＡ節回路４４２の操作１ｆｉＭＶが小さく
なり、擬似負荷用位相制御回路４４０は、電気的エネル
ギーＷｄを減少させる。つまり擬似負荷部４１へ供給づ
る分配率を減少する。この結果、第２図の時刻ｔ２〜ｔ
３間で示される特性１０に示すように、Ｗｄは減少づる
。このようにＷｄが減少するので、スターリング機関２
の負荷量が軽減され、出力軸２０の回転数Ｎは、設定回
転数Ｎになる。
の信号は分配器４３０の差動増幅器４４４の非反転入力
端子に入力される。すると、差動増幅器４４１からの回
転数偏差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）が負となるので、擬似負
荷用Ｐ［ＤｖＡ節回路４４２の操作１ｆｉＭＶが小さく
なり、擬似負荷用位相制御回路４４０は、電気的エネル
ギーＷｄを減少させる。つまり擬似負荷部４１へ供給づ
る分配率を減少する。この結果、第２図の時刻ｔ２〜ｔ
３間で示される特性１０に示すように、Ｗｄは減少づる
。このようにＷｄが減少するので、スターリング機関２
の負荷量が軽減され、出力軸２０の回転数Ｎは、設定回
転数Ｎになる。
又、夏期や昼間等のため、第２図で示す時刻１：４〜ｔ
５間のように、集熱部１の集熱量が増加するように変動
したときには、入力エネルギーが増加するためスターリ
ング機関２の出力軸２０は増速されるが、その出力軸２
０の回転数Ｎの増速は調速器４２で検出され、ぞの信号
は、調速器４２から分配器４３０の差動増幅器４４４の
非反転入力端子に出力される。このときオペレータがＡ
ベレータ要求負荷設定器４３１で設定した設定負荷ｈ％
は、時刻１３〜１４間と変わらない。
５間のように、集熱部１の集熱量が増加するように変動
したときには、入力エネルギーが増加するためスターリ
ング機関２の出力軸２０は増速されるが、その出力軸２
０の回転数Ｎの増速は調速器４２で検出され、ぞの信号
は、調速器４２から分配器４３０の差動増幅器４４４の
非反転入力端子に出力される。このときオペレータがＡ
ベレータ要求負荷設定器４３１で設定した設定負荷ｈ％
は、時刻１３〜１４間と変わらない。
このときの分配器４３０の作動を説明すると、出力軸２
０の回転数Ｎが設定回転数Ｎ５ＥＴよりも大きいため、
差動増幅器４４４から出力される回転数偏差信号（Ｎ−
ＮＳＥＴ）は正の蛸をとる。
０の回転数Ｎが設定回転数Ｎ５ＥＴよりも大きいため、
差動増幅器４４４から出力される回転数偏差信号（Ｎ−
ＮＳＥＴ）は正の蛸をとる。
すると、擬似負荷用Ｐｒｏ調節回路４４２は（Ｎ−ＮＳ
ＥＴ）にみあった操作ｆｆｉＭＶを擬似負荷用位相制御
回路４４０に供給し、従って、擬似負荷部４１がうける
電気的エネルギーＷｄは増加Ｊる。
ＥＴ）にみあった操作ｆｆｉＭＶを擬似負荷用位相制御
回路４４０に供給し、従って、擬似負荷部４１がうける
電気的エネルギーＷｄは増加Ｊる。
すなわち、分配器４３０は、分配率を変更する。
その結果、時刻ｔ４〜ｔ５間で示される特性線りのよう
に、Ｗｄは増加する。このように擬似負荷部４１がうけ
る電気的エネルギーＷｄが増すと、スターリング機ｆ！
１１の負荷が増加ブるので、出力軸２０の回転数（よ、
設定回転数Ｎ５ＥＴにならんとする。
に、Ｗｄは増加する。このように擬似負荷部４１がうけ
る電気的エネルギーＷｄが増すと、スターリング機ｆ！
１１の負荷が増加ブるので、出力軸２０の回転数（よ、
設定回転数Ｎ５ＥＴにならんとする。
又、第２図で示す時刻ｔ５〜ｔ６間の特性線Ａで示すよ
うに、集熱部１による焦熱量が減ったときであって、か
つ時刻ｔ５〜ｔ６間の特性線Ｃでしめ寸ように、オペレ
ータが大きな負荷量を主負荷部４０に要求している場合
には、スターリング機関２は過負荷となり、その出力軸
２０が減速される。その回転数Ｎは設定回転数Ｎ Ｓ
Ｅ １”よりも小さい。出力軸２０の回転数の変動は調
速器４２で検出され、その信号は調速器４２からに差動
増幅器４４４に出ツノされる。従って差動増幅器４４４
は、前述同様に−回転数ｌｌ差イを号（Ｎ−ＮＳＥＴ＞
を、擬似負荷ＰｆＤ調節回路４４２に出力し、故に擬似
負荷用ＰＩＤ調節回路４４２の操作量ＭＶは減少する。
うに、集熱部１による焦熱量が減ったときであって、か
つ時刻ｔ５〜ｔ６間の特性線Ｃでしめ寸ように、オペレ
ータが大きな負荷量を主負荷部４０に要求している場合
には、スターリング機関２は過負荷となり、その出力軸
２０が減速される。その回転数Ｎは設定回転数Ｎ Ｓ
Ｅ １”よりも小さい。出力軸２０の回転数の変動は調
速器４２で検出され、その信号は調速器４２からに差動
増幅器４４４に出ツノされる。従って差動増幅器４４４
は、前述同様に−回転数ｌｌ差イを号（Ｎ−ＮＳＥＴ＞
を、擬似負荷ＰｆＤ調節回路４４２に出力し、故に擬似
負荷用ＰＩＤ調節回路４４２の操作量ＭＶは減少する。
よって擬似負荷部４１へ供給する電気的エネルギーＷｄ
は出力軸２０の回転数ＮがＮ５ｅｔになるまで減少する
。その結果、時刻ｖ５〜ｔ６間では発電機３の生ずる電
気的エネルギーＷｅと主負荷部４０に供給する電気的エ
ネルギーＷｄが等しいので、疑似負荷部４１に供給され
るＷｄは零となり、出力軸２００回転数は、設定回転数
Ｎ５ＥＴに等しい状態で回り続ける。
は出力軸２０の回転数ＮがＮ５ｅｔになるまで減少する
。その結果、時刻ｖ５〜ｔ６間では発電機３の生ずる電
気的エネルギーＷｅと主負荷部４０に供給する電気的エ
ネルギーＷｄが等しいので、疑似負荷部４１に供給され
るＷｄは零となり、出力軸２００回転数は、設定回転数
Ｎ５ＥＴに等しい状態で回り続ける。
時刻ｔ６以後のように、集熱部１による焦熱端が更に減
り、オペレータが主負荷部４０に要求する負荷量が、発
１ｄｆ１３で発生した電気的エネルギーで不戻するとき
には（Ｗｄｅｍ＞Ｗｅ）、スターリング１１関２の出力
軸２０の回転数は一層減速されるが、その出力軸２００
回転数Ｎの減速は調速器４２で検出される。従って分配
′ａ４３０の差動増幅器４４４は、前述同様に回転数Ｑ
差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）を、擬似負荷ＰｒＤ調節回路４
４２に出力し、擬似負荷用ＰＩＤ調節回路４４２の操作
ｆｆｉＭＶはゼロのままである。よって擬似負荷部４１
へ供給する電気的エネルギーＷｄもゼロである。ととも
に、ナンド回路４４７が作動してスイッチ４４８を切換
るので、主負荷用位相制御回路４４１とオペレータ要求
負荷設定器４３１とはＩ［状態となる。したがってオペ
レータがオペレータ要求負荷設定器／Ｉ３１に設定した
設定（１荷聞と無関係に、主負荷用位相制御回路４４１
から主負荷１部４０へ、操作ｆｆｉＭＶ＝に相当する電
気的エネルギーＷｄｅｍが供給される。つまりこの場合
には、Ｗｄがゼロになると共に、ｊ−負萌部４０へ供給
される電気的エネルギーＷｄｅｍは、オペレータ設定植
よりも小さくなる。そのため、スターリング機関１の負
荷が軽減され、８１力軸２０の回転数Ｎが設定回転数Ｎ
５ＥＴから減速することを防止できる。
り、オペレータが主負荷部４０に要求する負荷量が、発
１ｄｆ１３で発生した電気的エネルギーで不戻するとき
には（Ｗｄｅｍ＞Ｗｅ）、スターリング１１関２の出力
軸２０の回転数は一層減速されるが、その出力軸２００
回転数Ｎの減速は調速器４２で検出される。従って分配
′ａ４３０の差動増幅器４４４は、前述同様に回転数Ｑ
差信号（Ｎ−ＮＳＥＴ）を、擬似負荷ＰｒＤ調節回路４
４２に出力し、擬似負荷用ＰＩＤ調節回路４４２の操作
ｆｆｉＭＶはゼロのままである。よって擬似負荷部４１
へ供給する電気的エネルギーＷｄもゼロである。ととも
に、ナンド回路４４７が作動してスイッチ４４８を切換
るので、主負荷用位相制御回路４４１とオペレータ要求
負荷設定器４３１とはＩ［状態となる。したがってオペ
レータがオペレータ要求負荷設定器／Ｉ３１に設定した
設定（１荷聞と無関係に、主負荷用位相制御回路４４１
から主負荷１部４０へ、操作ｆｆｉＭＶ＝に相当する電
気的エネルギーＷｄｅｍが供給される。つまりこの場合
には、Ｗｄがゼロになると共に、ｊ−負萌部４０へ供給
される電気的エネルギーＷｄｅｍは、オペレータ設定植
よりも小さくなる。そのため、スターリング機関１の負
荷が軽減され、８１力軸２０の回転数Ｎが設定回転数Ｎ
５ＥＴから減速することを防止できる。
双子説明したように本実施例にかかるスターリング機関
の回転数制御装置で【、艮、入力側である集熱部１の東
熱量、出力側である主負荷部４０の負荷の変動があって
も、スターリングｔ［２の出力軸２０の回転数を、設定
回転数Ｎ５ＥＴにすることができる。そのため、発電機
３で発生される発電周波数を一定に保つことが可能とな
る。
の回転数制御装置で【、艮、入力側である集熱部１の東
熱量、出力側である主負荷部４０の負荷の変動があって
も、スターリングｔ［２の出力軸２０の回転数を、設定
回転数Ｎ５ＥＴにすることができる。そのため、発電機
３で発生される発電周波数を一定に保つことが可能とな
る。
特に本実施例にかかるスターリングｙＸ１１Ｊの回転数
１１ｉ１１ｔｌｌｌ装置でｔよ、制御部４３の圧力調整
器４３２が、スターリング機関２のｆ１初ガスの圧力を
調整し、これにより出力軸２０の軸出力を制御する。
１１ｉ１１ｔｌｌｌ装置でｔよ、制御部４３の圧力調整
器４３２が、スターリング機関２のｆ１初ガスの圧力を
調整し、これにより出力軸２０の軸出力を制御する。
このように発電機３を駆動させるスターリング機関２の
軸出力を制御できるので、発電機３の駆動力を制御でき
、故に発電周波数を一定に保つのに有利である。
軸出力を制御できるので、発電機３の駆動力を制御でき
、故に発電周波数を一定に保つのに有利である。
１ｈに本発明にかがるスタ−リング機関の回転数制御ｌ
装置では、制御部が、スターリング機関のピストンをｔ
１復動する作動ガスの圧力を′、Ｊ４整オる圧力調整器
を６つ構成とすれば、発電機の入力側であるスターリン
グ機関を１．ＩＩ Ｉｎできるので、発電周波数を一定
に保つのに有利である。
装置では、制御部が、スターリング機関のピストンをｔ
１復動する作動ガスの圧力を′、Ｊ４整オる圧力調整器
を６つ構成とすれば、発電機の入力側であるスターリン
グ機関を１．ＩＩ Ｉｎできるので、発電周波数を一定
に保つのに有利である。
し発明の効果〕
以上説明したように本発明にかかるスターリング機関の
回転数制御装置では、集熱部の集熱Ｍ１主負荷部の負荷
の変動があってもスターリング機関の出力軸の変動を抑
えることができ、従って、スターリング機関の出力軸の
回転数を一定に保つのにイｉ利である。そのため、発電
機で発生される発電周波数を一定に保つのに有利である
。
回転数制御装置では、集熱部の集熱Ｍ１主負荷部の負荷
の変動があってもスターリング機関の出力軸の変動を抑
えることができ、従って、スターリング機関の出力軸の
回転数を一定に保つのにイｉ利である。そのため、発電
機で発生される発電周波数を一定に保つのに有利である
。
特に本発明にかかるスターリング機関の回転数側ｍ装置
では、制御部が、スターリング機関のピストンを１１復
肋する作動ガスの圧力を調整づる圧力調整器をもつ構成
とすれば、発電機の入力側であるスターリング機関を制
御できるので、発電周波数を一定に保つのに有利である
。
では、制御部が、スターリング機関のピストンを１１復
肋する作動ガスの圧力を調整づる圧力調整器をもつ構成
とすれば、発電機の入力側であるスターリング機関を制
御できるので、発電周波数を一定に保つのに有利である
。
第１図は本実施例にかかる制Ｗ装買の構成図であり、第
２図は作用状態を示すグラフであり、第３図は分配器付
近を主として示す構成図である。 図中、１は集熱部、２はスターリング機関、２０は出力
軸、３は発電機、４は負荷装置、４０は：′Ｉ−負葡部
、４１は擬似負荷部（副負向部）、４２は調速器〈回転
数センサ）、４３は制御部、４３０は分配器をそれぞれ
示す。
２図は作用状態を示すグラフであり、第３図は分配器付
近を主として示す構成図である。 図中、１は集熱部、２はスターリング機関、２０は出力
軸、３は発電機、４は負荷装置、４０は：′Ｉ−負葡部
、４１は擬似負荷部（副負向部）、４２は調速器〈回転
数センサ）、４３は制御部、４３０は分配器をそれぞれ
示す。
Claims (2)
- （１）太陽熱で加熱される焦熱部と、 該集熱部による熱により往復動されるピストンと該ピス
トンの往復動により回転される出力軸とをもつスターリ
ング機関と、 該スターリング機関で駆動される発電機と、該発電機で
発生した電力で作動し、主負荷部と、該主負荷部と独立
の副負荷部と、該スターリング機関の出力軸の回転数を
検出する回転数センサと、該回転数センサの信号に応じ
て該主負荷部および該副負荷部への出力の分配率を調整
する制御部とからなる負荷装置と、で構成され、 該制御部による分配率の調整により、該集熱部の集熱量
および該主負荷部の負荷の変動により生じるスターリン
グ機関の出力軸の回転数の変動を抑えるようにしたこと
を特徴とするスターリング機関の回転数制御装置。 - （２）制御部は、スターリング機関のピストンを往復動
させる作動ガスの圧力を調整する圧力調整器をもつ特許
請求の範囲第１項記載のスターリング機関の回転数制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069350A JP2590469B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | スタ−リング機関の回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62069350A JP2590469B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | スタ−リング機関の回転数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63235649A true JPS63235649A (ja) | 1988-09-30 |
| JP2590469B2 JP2590469B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=13400020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62069350A Expired - Lifetime JP2590469B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | スタ−リング機関の回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590469B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997034080A1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-18 | Stirling Thermal Motors, Inc. | Speed and power control of an engine by modulation of the load torque |
| WO2011039363A3 (de) * | 2009-10-01 | 2012-03-29 | Mithras Holding Gmbh & Co.Kg | Solarthermisches kraftwerk und verfahren zur steuerung eines solarthermischen kraftwerks |
| JP2015519529A (ja) * | 2012-03-16 | 2015-07-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 太陽熱蒸気発電所における出力調整および／または周波数調整 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207900A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-12-03 | Hitachi Zosen Corp | 発電機用負荷制御装置 |
| JPS59226699A (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-19 | Fuji Electric Co Ltd | 発電機の負荷制御装置 |
| JPS6043156A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング・エンジン・エネルギ−供給装置 |
-
1987
- 1987-03-24 JP JP62069350A patent/JP2590469B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207900A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-12-03 | Hitachi Zosen Corp | 発電機用負荷制御装置 |
| JPS59226699A (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-19 | Fuji Electric Co Ltd | 発電機の負荷制御装置 |
| JPS6043156A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング・エンジン・エネルギ−供給装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997034080A1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-18 | Stirling Thermal Motors, Inc. | Speed and power control of an engine by modulation of the load torque |
| US5864770A (en) * | 1996-03-14 | 1999-01-26 | Ziph; Benjamin | Speed and power control of an engine by modulation of the load torque |
| WO2011039363A3 (de) * | 2009-10-01 | 2012-03-29 | Mithras Holding Gmbh & Co.Kg | Solarthermisches kraftwerk und verfahren zur steuerung eines solarthermischen kraftwerks |
| JP2015519529A (ja) * | 2012-03-16 | 2015-07-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 太陽熱蒸気発電所における出力調整および／または周波数調整 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2590469B2 (ja) | 1997-03-12 |
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