KR20180070633A - 발전 시스템 - Google Patents
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Abstract
구성 부품이 열화되기 어려운 부하 시험 장치를 포함한 발전 시스템을 제공한다.
발전 시스템(1)은, 엔진 본체(11)와, 엔진 본체(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 열 교환을 수행하는 라디에이터(13)와, 라디에이터(13)를 냉각하는 팬(15)을 가지는 엔진(10)을 구비한다. 엔진 본체(11)에서 얻어진 회전력을 전기로 변환하는 발전기(20)를 구비한다. 복수의 저항기를 가지며, 발전기(20)의 부하 시험을 수행하기 위해서 사용되는 부하 시험 장치(40)를 구비한다. 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 부하 시험 장치(40)를 제외하거나, 부하 시험 시에 유로 상으로서 라디에이터(13)보다 하류에 부하 시험 장치(40)를 위치시키기 위해서, 부하 시험 장치(40)의 위치를 바꾸는 것과 유로를 바꾸는 것 중 적어도 일방을 수행하는 전환 장치(45a, 45b)를 구비한다.
발전 시스템(1)은, 엔진 본체(11)와, 엔진 본체(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 열 교환을 수행하는 라디에이터(13)와, 라디에이터(13)를 냉각하는 팬(15)을 가지는 엔진(10)을 구비한다. 엔진 본체(11)에서 얻어진 회전력을 전기로 변환하는 발전기(20)를 구비한다. 복수의 저항기를 가지며, 발전기(20)의 부하 시험을 수행하기 위해서 사용되는 부하 시험 장치(40)를 구비한다. 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 부하 시험 장치(40)를 제외하거나, 부하 시험 시에 유로 상으로서 라디에이터(13)보다 하류에 부하 시험 장치(40)를 위치시키기 위해서, 부하 시험 장치(40)의 위치를 바꾸는 것과 유로를 바꾸는 것 중 적어도 일방을 수행하는 전환 장치(45a, 45b)를 구비한다.
Description
본 발명은 부하 시험 장치를 포함한 발전 시스템에 관한 것이다.
종래, 특허문헌 1과 같이 발전기와 부하 시험 장치가 일체가 된 장치가 제안되어 있다.
그러나 부하 시험 장치는 팬으로부터의 냉각풍에 계속 노출되기 때문에 부하 시험 장치의 구성 부품이 열화될 우려가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 구성 부품이 열화되기 어려운 부하 시험 장치를 포함한 발전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 발전 시스템은, 엔진 본체와, 엔진 본체의 내부를 흐르는 냉각수의 열 교환을 수행하는 라디에이터와, 라디에이터를 냉각하는 팬을 가지는 엔진과; 엔진 본체에서 얻어진 회전력을 전기로 변환하는 발전기와; 복수의 저항기를 가지며 발전기의 부하 시험을 수행하기 위해서 사용되는 부하 시험 장치와; 팬으로부터의 냉각풍의 유로에서 부하 시험 장치를 제외하거나, 부하 시험 시에 유로 상으로서 라디에이터보다 하류에 부하 시험 장치를 위치시키기 위해서, 부하 시험 장치의 위치를 바꾸는 것과 유로를 바꾸는 것 중 적어도 일방을 수행하는 전환 장치를 구비한다.
부하 시험 장치의 냉각은, 엔진의 라디에이터를 냉각하는 팬을 겸용할 수 있으므로, 부하 시험 장치를 포함한 발전 시스템의 냉각 부재의 구성을 간소화할 수 있다.
부하 시험 장치는, 부하 시험 시 이외에는 전환 장치를 사용하여, 팬으로부터의 냉각풍의 유로에서 벗어나므로, 통상 사용 시(부하 시험 시 이외)에는 부하 시험 장치의 저항기 등은 팬으로부터의 냉각풍에 노출되지 않는다.
그렇기 때문에 라디에이터 냉각 후의 온풍에 노출되는 시간을 짧게 할 수 있고, 라디에이터 냉각 후의 온풍에 상시 노출되는 형태에 비교하여 저항기 등 부하 시험 장치의 구성 부품 열화를 늦추는 것이 가능해진다.
또한 부하 시험 시에는 전환 장치를 사용하여, 팬으로부터의 냉각풍의 유로 상에 부하 시험 장치가 배치되므로, 라디에이터 냉각 후의 온풍이 부하 시험 장치에 흐르고, 부하 시험 장치의 저항기를 냉각할 수 있다.
바람직하게는, 전환 장치는, 부하 시험 장치의 위치를 바꾸기 위해서, 부하 시험 장치를 슬라이드 가능한 상태로 유지하는 가이드를 가진다.
더욱 바람직하게는, 부하 시험 장치를 유로 상으로서 라디에이터보다 하류에 위치시켰을 때, 발전기로부터 부하 시험 장치로의 전력 공급을 유지하고, 부하 시험 장치가 유로에서 벗어났을 때, 발전기로부터 부하 시험 장치로의 전력 공급을 차단하는 전력 공급 제어부를 더욱 구비한다.
부하 시험 시 이외에는, 잘못하여 부하 시험 장치의 저항기에 전력이 공급되는 것을 방지할 수 있다.
또한 바람직하게는 엔진과 발전기를 수납하는 케이스를 더욱 구비하고, 부하 시험 장치와 가이드는, 케이스의 상부에 배치되며, 부하 시험 장치가 유로에서 벗어났을 때, 부하 시험 장치의 적어도 상면을 덮는 커버가 설치된다.
엔진과 발전기를 수납한 케이스에 간단히 부하 시험 장치를 추가하여, 발전 시스템을 형성할 수 있다.
또한 바람직하게는, 유로의 출구는, 부하 시험 장치와 대향하지 않는 제 1 출구와, 부하 시험 장치와 대향하는 제 2 출구를 가지고, 전환 장치는, 유로를 바꾸기 위해서, 제 1 출구와 제 2 출구 중 일방을 차폐하고 타방을 개구시키는 유로 전환판을 가진다.
더욱 바람직하게는, 엔진과 발전기를 수납하는 케이스를 더욱 구비하고, 제 1 출구는 케이스의 상면 개구에 설치되고, 제 2 출구는 케이스의 개구에 설치되며, 제 1 출구를 차폐하고 제 2 출구를 개구시키는 경우에는, 상면 개구 상에 유로 전환판이 배치되고, 제 2 출구를 차폐하고 제 1 출구를 개구시키는 경우에는, 전면 개구와 부하 시험 장치 사이에 유로 전환판이 배치된다.
또한 바람직하게는, 유로 전환판이 제 2 출구를 개구시켰을 때, 발전기로부터 부하 시험 장치로의 전력 공급을 유지하고, 유로 전환판이 제 2 출구를 차폐했을 때, 발전기로부터 부하 시험 장치로의 전력 공급을 차단하는 전력 공급 제어부를 더욱 구비한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 구성 부품이 열화되기 어려운 부하 시험 장치를 포함한 발전 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는, 제 1 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템으로서 내부 부재를 점선으로 도시한 사시도이다.
도 3은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
도 4는, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템으로서 내부 부재를 점선으로 도시한 사시도이다.
도 6은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
도 7은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템으로 커버가 장착된 구성을 도시한 사시도이다.
도 8은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템으로 커버가 장착된 구성을 도시한 사시도이다.
도 9는, 제 2 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
도 10은, 제 2 실시형태의 발전 시스템으로 제 1 상태와 제 2 상태를 전환하는 도중 단계의 구성을 도시한 모식도이다.
도 11은, 제 2 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
도 2는, 제 1 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템으로서 내부 부재를 점선으로 도시한 사시도이다.
도 3은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
도 4는, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템으로서 내부 부재를 점선으로 도시한 사시도이다.
도 6은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
도 7은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템으로 커버가 장착된 구성을 도시한 사시도이다.
도 8은, 제 1 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템으로 커버가 장착된 구성을 도시한 사시도이다.
도 9는, 제 2 실시형태의 부하 시험 시의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
도 10은, 제 2 실시형태의 발전 시스템으로 제 1 상태와 제 2 상태를 전환하는 도중 단계의 구성을 도시한 모식도이다.
도 11은, 제 2 실시형태의 부하 시험 시 이외의 발전 시스템 구성을 도시한 모식도이다.
이하, 본 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 제 1 실시형태의 발전 시스템(1)은 엔진(10), 발전기(20), 덕트(30), 부하 시험 장치(40), 전환 장치(상태 전환 장치, 45), 축전 장치(50), 제어부(61), 조작부(62), 계측부(63), 온도 센서(64), 표시부(65), 통신부(66), 케이스(70)를 구비한다(도 1 ~ 도 8 참조).
또한 도 2와 도 5의 사시도에서는, 케이스(70) 내부에 수납되는 발전기(20) 등의 기기를 점선으로 도시하지만, 제어부(61), 계측부(63), 온도 센서(64), 통신부(66)는 도시를 생략하고 있다.
엔진(10)은, 가솔린 등 가스의 폭발력에 기초하여 회전력을 발생시키고, 발전기(20)에 상기 회전력을 부여하는 장치로, 엔진 본체(11), 엔진 본체(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 열 교환을 수행하는 라디에이터(13), 라디에이터(13)를 냉각하는 팬(15), 배기가스관(17), 소음기(머플러, 18)를 가진다.
엔진 본체(11)의 연소실 주위에 있는 실린더 블록과 실린더 헤드에는, 워터 재킷이 설치되고, 냉각수가 워터 재킷을 통과함으로써 연소에 의한 엔진 본체(11)의 가열을 억제할 수 있다. 워터 재킷을 통과함으로써 가열된 냉각수는, 라디에이터(의 라디에이터 코어, 13)를 통과할 때, 팬(15)으로부터의 송풍에 의해 냉각된다. 냉각수는, 도시하지 않은 워터 펌프에 의해 워터 재킷과 라디에이터(13)의 내부를 순환한다.
팬(15)은, 라디에이터(13)에 냉각용 공기를 보내는 장치로, 엔진 본체(11)에서 발생한 회전력에 기초하여 구동하는 형태여도 되고, 도시하지 않은 전동 모터에 기초하여 구동하는 형태여도 된다.
제 1 실시형태에서는, 팬(15)은, 라디에이터(13) 냉각 이외에 부하 시험 시에 팬(15)으로부터 흐르는 냉각풍의 경로 상으로서 라디에이터(13)보다 하류에 배치된 부하 시험 장치(40)의 저항기(R) 냉각에도 사용된다.
라디에이터(13)는, 라디에이터 코어의 팬(15)과 대향하는 면이 수평 방향과 거의 수직이 되도록, 엔진 본체(11)의 측부에 배치된다. 팬(15)은, 측방향인 동시에 또한 라디에이터(13)의 라디에이터 코어 방향을 향해서 송풍이 이루어지도록, 엔진 본체(11)와 라디에이터(13) 사이에 배치된다.
배기가스관(17)은, 엔진 본체(11)로부터 배출되는 배기가스를 케이스(70)의 상부로부터 외부로 배출시키는 유도로이며, 케이스(70)의 상부에 설치된 개구부(상면 개구(71))로 연장된다.
상기 유도로에는, 배기음을 저감시키는 소음기(18)가 설치된다.
발전기(20)는, 엔진 본체(11)에서 얻어진 회전력을 전기로 변환하는 장치(발전하는 장치)로, 발전에 의해 얻어진 전력은, 발전기(20)에 접속된 외부의 전기 기구에 공급되거나 축전 장치(50)에 축전된다.
부하 시험을 수행할 때에는, 발전기(20)는, 부하 시험 장치(40)와 전기적으로 접속되고, 외부의 전기 기구와의 전기적인 접속은 차단된다.
덕트(30)는, 측면으로부터 봤을 때 유로가 거의 L자 형상을 가지고, 팬(15)으로부터의 측방향 송풍을 상방향으로 유도하는 유도로이며, 입구가 라디에이터(13)의 라디에이터 코어와 대향하고, 출구가 상면 개구(71)와 대향한다.
부하 시험 장치(40)는, 상면과 하면이 개구되고, 수평 방향으로 평행한 막대상의 저항기(R)가 소정의 간격을 두고 복수 개 배열되어 직렬 접속된 저항기군이, 연직 방향으로 1단 이상 배열된 것으로, 발전기(20)의 부하 시험을 수행하기 위해서 사용된다.
제 1 실시 형태에서는, 부하 시험 시에 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)가, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로상인 동시에 또한 라디에이터(13)보다 하류인 제 1 위치에 위치하도록, 전환 장치(45)를 사용하여, 부하 시험 장치(40)가 이동하게 된다(도 1 ~ 도 3 참조).
또한 부하 시험 시 이외에는, 부하 시험 장치(40)는, 상기 유로로부터 벗어난 제 2 위치에 위치하도록, 전환 장치(45)를 사용하여, 부하 시험 장치(40)가 이동하게 된다(도 4 ~ 도 6 참조).
부하 시험 장치(40)는, 도시한 것과 같이, 케이스(70) 상면에 배치하는 형태여도 되고, 케이스(70) 내부로서 상면에 가까운 위치에 배치하는 형태여도 된다.
케이스(70) 상면에 부하 시험 장치(40)를 배치하는 경우에는, 부하 시험 시 이외에 저항기(R) 등이 비바람에 노출되지 않도록, 부하 시험 장치(40)를 둘러싸는 커버(43)가 설치되는 것이 바람직하다(도 7, 도 8 참조).
부하 시험 장치(40)의 용량은, 발전기(20)의 정격 출력에 대해서 적어도 25 % 이상 가지는 것으로, 70 % 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면 발전기(20)의 정격 출력이 35 kVA인 경우에는, 부하 시험 장치(40)는 8.75 ~ 24.5 kW의 용량을 가지는 것이 바람직하다.
전환 장치(45)는, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 부하 시험 장치(40)를 제외하거나, 상기 유로 상으로서 라디에이터(13)의 하류에 부하 시험 장치(40)를 위치시키기 위해서 사용되는 장치로, 제 1 실시형태에서는, 부하 시험 장치(40)를 케이스(70) 상에서 수평 방향으로 이동시키는 액추에이터(45a)와, 레일과 홈 등으로 구성되어 부하 시험 장치(40)를 상기 수평 방향으로 슬라이드 가능한 상태로 유지하는 가이드(45b)를 가진다.
부하 시험 시에는, 액추에이터(45a)에 의해, 부하 시험 장치(40)는 상면 개구(71)와 대향하는 위치, 즉 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로 상의 제 1 위치로 이동하게 된다(도 1 ~ 도 3 참조).
부하 시험 시 이외에는, 액추에이터(45a)에 의해, 부하 시험 장치(40)는 상면 개구(71)와 대향하지 않는 위치, 즉 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 벗어난 제 2 위치로 이동하게 된다(도 4 ~도 6 참조).
부하 시험 시 이외에는, 잘못하여 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)에 전력이 공급되지 않도록, 상기 유로 상으로서 라디에이터(13)보다 하류에 부하 시험 장치(40)를 위치시켰을 때, 발전기(20)로부터 부하 시험 장치(40)로의 전력 공급을 유지하고, 부하 시험 장치(40)가 상기 유로에서 벗어났을 때, 발전기(20)로부터 부하 시험 장치(40)로의 전력 공급을 차단하는 전력 공급 제어부가 설치되는 것이 바람직하다.
전력 공급 제어부로서는, 발전기(20)와 접속되고, 상면 개구(71)의 근방 등에 배치되며, 부하 시험 장치(40)가 제 1 위치에 위치했을 때에 부하 시험 장치(40)와 접촉되고, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)와 전기적으로 접속되는 제 1 단자부(45c)가 사용될 수 있다. 발전기(20)와 부하 시험 장치(40)는, 상기 제 1 단자부(45c)를 통하여 전기적인 접속이 이루어진다.
부하 시험 장치(40)가 상기 유로로부터 벗어났을 때, 부하 시험 장치(40)는 제 1 단자부(45c)와 비접촉 상태가 되고, 발전기(20)와 부하 시험 장치(40)의 전기적인 접속 상태가 해제된다.
또한 부하 시험 장치(40)가 제 1 위치에 있는지 아닌지를 검지하는 위치 검출 센서(45d)와, 상기 위치 검출 센서(45d)에 의해 부하 시험 장치(40)가 제 1 위치에 있는 것이 검지되었을 때에만 발전기(20)로부터 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)로의 전력 공급을 수행시키는 제어부(61)가, 전력 공급 제어부로서 기능하는 형태도 생각된다.
또한 제 1 실시형태에서는, 액추에이터(45a)에 의해 자동적으로 부하 시험 장치(40)를 제 1 위치와 제 2 위치로 이동시키는 형태를 설명했지만, 액추에이터(45a)를 설치하지 않고, 사용자에 의한 수동으로 부하 시험 장치(40)를 제 1 위치와 제 2 위치로 이동시키는 형태여도 된다.
축전 장치(50)는, 축전부(51)와 AC/DC 컨버터(53)를 가진다. 축전부(51)는, AC/DC 컨버터(53)를 통하여 발전기(20)와 접속되며, 배터리와 콘덴서 등 발전기(20)에서 얻어진 전력을 축적하는 장치로, 축적한 전력은, 발전 시스템(1)의 각부와 축전 장치(50)에 접속된 외부 전기 기구에 공급된다.
또한 축전 장치(50)는, 도시하지 않은 AC 전원과 접속되고, 비상용 전원으로서 사용되는 형태여도 된다.
제어부(61)는, 발전 시스템(1)의 각부의 동작 제어(엔진(10)과 발전기(20)의 동작 제어, 부하 시험 장치(40)의 각부 제어, 액추에이터(45a)의 동작 제어, 축전 장치(50)의 축전 제어 등)를 수행하는 제어 장치이다.
부하 시험을 수행할 때에는, 제어부(61)는, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)와 발전기(20)를 전기적으로 접속시키는 스위치 제어와, 액추에이터(45a)를 구동하여 부하 시험 장치(40)를 제 1 위치로 이동시키는 이동 제어를 수행하고, 엔진 본체(11)와 팬(15)을 구동시킨다. 또한 냉각수의 온도가 소정 온도 이상이 될 때까지는, 라디에이터(13)를 통과하지 않고, 엔진 본체의 내부에서 냉각수를 순환시키는 것이 바람직하다.
부하 시험을 수행할 때에 팬(15)은, 라디에이터(13)의 냉각뿐만 아니라 부하 시험 장치(40)의 저항기(R) 냉각에도 사용되므로, 전동 모터로 구동하는 등 회전수를 제어할 수 있는 경우에는, 부하 시험을 수행하지 않고 엔진(10)과 발전기(20)를 구동할 때보다 큰 출력(큰 회전수)으로 구동시키는 것이 바람직하다.
단, 라디에이터(13)의 라디에이터 코어를 통과하는 냉각수는 높아도 80 ℃ 전후로, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R) 온도(약 200 ℃)보다 낮으므로, 팬(15)의 출력 제어를 수행하지 않았다고 하더라도, 라디에이터(13)에서의 열 교환 후의 공기로 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)를 냉각하는 것은 가능하다.
조작부(62)는, 엔진(10)과 발전기(20)의 온오프 조작, 부하 시험 장치(40)를 사용한 발전기(20)의 부하 시험 온오프 조작, 부하량과 그 부하 시험을 수행할 일시 설정을 수행하기 위해서 사용된다.
계측부(63)는, 발전기(20)와 접속되고, 부하 시험 장치(40)를 사용한 발전기(20)의 부하 시험 수행 횟수, 그 부하 시험에서 소정의 부하량(예를 들면 발전기(20)의 정격 출력의 30 %)을 발전기(20)에 걸은 것에 의해 실제로 발전기(20)에 걸려 있는 측정 부하량, 해당 부하 시험에 있어서 그 측정 부하량이 상기 소정의 부하량 이상이 되어 있는 시간을 측정한다. 측정 결과는, 표시부(65)에 표시된다. 또한 측정 결과는, 통신부(66)를 통하여 외부 장치에 송신하거나, 도시하지 않은 기록부에 기록시켜도 된다.
온도 센서(64)는, 부하 시험을 수행할 때에 엔진(10) 또는 발전기(20)의 주위 온도를 측정하고, 제어부(61)에 출력한다. 제어부(61)는, 상기 주위 온도가 문턱 값(예를 들면 소방법 등의 법률로 정해진 부하 시험 시의 조건에 대응한 온도(40 ℃ 등))보다 높은 경우에는, 그 주위 온도가 저하되도록 팬(15)의 출력(회전수)을 높이고, 그래도 그 주위 온도가 문턱 값 이하가 되지 않을 경우, 제어부(61)는 부하 시험을 중지하고, 표시부(65)에 경고를 표시한다.
또한 부하 시험 장치(40)의 근방에도 별도의 온도 센서(도시하지 않음)를 설치하고, 부하 시험 장치(40)의 주위 온도가 팬(15)에 의한 냉각 등으로도 일정 값(예를 들면 200 ℃)을 밑돌지 않는 경우, 제어부(61)는 부하 시험을 중지하고 표시부(65)에 경고를 표시하여도 된다.
표시부(65)는, 엔진(10), 발전기(20), 부하 시험 장치(40)의 운전 상태, 특히 계측부(63)에 의한 계측 결과와 온도 센서(64)에 의한 엔진(10) 또는 발전기(20)의 주위 온도 등 부하 시험에 관한 정보를 표시한다.
통신부(66)는, 네트워크를 통하여, 발전 시스템(1)의 외부 장치(예를 들면 발전 시스템(1)의 관리를 위해서 사용되는 컴퓨터)와 신호 송수신을 수행하는 장치로, 발전기(20)의 부하 시험에 관한 정보를 외부 장치에 송신하거나, 외부 장치로부터 부하 시험의 온오프 조작과 그 부하 시험을 수행할 일시 설정에 관한 정보를 수신한다.
케이스(70)는, 부하 시험 장치(40) 등 발전 시스템(1)을 구성하는 부재(중 적어도 상면, 측면, 전면, 배면)를 덮는 하우징으로, 배면에 조작부(62)와 표시부(65)가 설치된다.
또한 케이스(70)는, 상면으로서 덕트(30)의 출구 상방에 상면 개구(71)가 설치된다. 상면 개구(71)에는, 빗물이 들어가기 힘들어지도록 슬릿상의 덮개(도시하지 않음)가 설치되는 것이 바람직하다.
덕트(30)를 통하여 부하 시험 장치(40)에 냉각풍이 통과될 때, 냉각풍이 통과되기 쉽게 하기 위해서(부하 시험 장치(40)의 저항기(R)가 냉각풍 통과의 방해가 되기 어렵게 하기 위해서), 덕트(30)에 있어서의 유로와 케이스(7)의 상면 개구(71)는, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)가 배열된 영역보다 넓게 해두는 것이 바람직하다.
또한 케이스(70)는, 측면으로서 엔진 본체(11)와 팬(15), 발전기(20)의 측부에 측면 개구(73)가 설치되고, 측면 개구(73)에는 개폐 도어(74)가 설치된다.
또한 케이스(70)의 배면(축전 장치(50)와 발전기(20)가 설치된 측)에는, 도시하지 않은 개폐 도어가 설치되고, 상기 개폐 도어를 통하여, 축전 장치(50)와 발전기(20)가 외부 전기 기구와 접속된다. 조작부(62)와 표시부(65)는, 케이스(70)의 배면으로서 상기 개폐 도어의 내측에 설치되는 형태여도 된다.
제 1 실시형태에서는, 부하 시험 장치(40)의 냉각은, 엔진(10)의 라디에이터(13)를 냉각하는 팬(15)을 겸용할 수 있으므로, 부하 시험 장치(40)를 포함한 발전 시스템(1)의 냉각 부재 구성을 간소화 할 수 있다.
부하 시험 장치(40)는, 부하 시험 시 이외에는 전환 장치(45)를 사용하여, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 벗어난 제 2 위치에 배치되므로, 통상 사용 시(부하 시험 시 이외)에는, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R) 등은 팬(15)으로부터의 냉각풍에 노출되지 않는다.
그렇기 때문에 라디에이터(13) 냉각 후의 온풍에 노출되는 시간을 짧게 할 수 있고, 라디에이터(13) 냉각 후의 온풍에 상시 노출되는 형태에 비교하여 저항기(R) 등 부하 시험 장치(40)의 구성 부품 열화를 늦추는 것이 가능해진다.
또한 부하 시험 시에는 전환 장치(45)를 사용하여, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로 상의 제 1 위치에 부하 시험 장치(40)가 배치되므로, 라디에이터(13) 냉각 후의 온풍이 부하 시험 장치(40)에 흐르고, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)를 냉각할 수 있다.
또한 라디에이터(13)와 부하 시험 장치(40)에 있어서의 열 교환 후의 열풍은 케이스(70)의 상면 개구(71)로부터 상방으로 배출되므로, 사용자에게 열풍이 닿는 것을 방지할 수 있다.
또한 상면 개구(71)로부터 엔진 본체(11)의 배기가스도 배출하는 것이 가능해진다.
또한 상면 개구(71)와 측면 개구(73)로부터 외부 공기를 도입할 수 있으므로, 엔진(10) 또는 발전기(20)의 주위 온도 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
또한 엔진(10), 발전기(20), 부하 시험 장치(40)가 1개의 하우징(케이스(70))에 수납되므로, 발전기(20) 성능에 맞추어 필요 최소한의 크기(치수와 용량)인 동시에 또한 최적인 엔진(10)과 부하 시험 장치(40)를 조합할 수 있다. 특히 발전기(20)의 정격 출력에 대한 소정 비율(예를 들면 25 % ~ 70 %)의 부하량으로 부하 시험을 수행하기 위해서 필요한 최소한의 부하 시험 장치(40)를 조합할 수 있다.
또한 엔진(10), 발전기(20), 부하 시험 장치(40)가 1개의 하우징(케이스(70))에 수납되므로, 제어부(61)를 사용하여 이들을 제어함으로써, 자동적으로 엔진(10)과 발전기(20)를 구동하고, 부하 시험 장치(40)를 통하여 부하 시험을 수행하며, 그 결과를 표시부(65)에 표시시키거나, 통신부(66)를 통하여 외부 장치에 송신하거나 외부 장치로부터 부하 시험을 제어하는 것도 가능해진다. 또한 부하 시험의 변조 방지도 용이하게 수행할 수 있다.
특히 케이스(70)의 상면에 부하 시험 장치(40)를 배치한 경우에는, 엔진(10)과 발전기(20)를 수납한 케이스(70)에 간단히 부하 시험 장치(40)를 추가하여, 제 1 실시형태의 발전 시스템(1)을 형성할 수 있다.
제 1 실시형태에서는, 전환 장치(45, 가이드(45b) 등)를 사용하여 부하 시험 장치(40)의 위치를 바꿈으로써, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 부하 시험 장치(40)를 제외하거나, 상기 유로 상으로서 라디에이터(13)의 하류에 부하 시험 장치(40)를 위치시키는 형태를 설명했지만, 별도의 전환 장치(45, 유로 전환판(45e))를 사용하여 상기 유로를 바꿈으로써, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 부하 시험 장치(40)를 제외하거나, 상기 유로 상으로서 라디에이터(13)의 하류에 부하 시험 장치(40)를 위치시키는 형태여도 된다(제 2 실시형태, 도 9 ~ 도 11 참조).
제 2 실시형태의 부하 시험 장치(40)는, 측면이 개구되고, 수평 방향으로 평행한 막대상의 저항기(R)가 소정의 간격을 두고 복수 개 배열되어 직렬 접속된 저항기군이, 다른 수평 방향(케이스(70)로부터 멀어지는 전후 방향)으로 1단 이상 배열된 것으로, 발전기(20)의 부하 시험을 수행하기 위해서 사용되며, 케이스(70)의 전면 상방에 고정된다.
제 2 실시형태의 케이스(70)는, 상면 개구(71)와, 전면으로서 부하 시험 장치(40)와 대향하는 부분에 전면 개구(72)가 설치된다.
제 2 실시형태의 덕트(30)는, 측면으로부터 봤을 때 유로가 거의 L자 형상을 가지고, 팬(15)으로부터의 측방향 송풍을 상방향으로 유도하는 유도로이며, 입구가 라디에이터(13)의 라디에이터 코어와 대향하고, 출구의 일방(제 1 출구)이 상면 개구(71)와 대향하며, 출구의 타방(제 2 출구)이 전면 개구(72, 케이스(70)의 전면에 설치된 부하 시험 장치(40))와 대향한다.
제 2 실시형태의 전환 장치(45)는, 제 1 출구와 제 2 출구 중 어느 일방을 차폐하고 타방을 개구시키는 유로 전환판(45e)을 가진다.
유로 전환판(45e)은, 부하 시험 시에는 덕트(30)의 출구 중 일방(부하 시험 장치(40)와 대향하지 않는 제 1 출구)에 위치하도록 배치되고(제 1 상태, 도 9 참조), 부하 시험 시 이외에는 덕트(30)의 출구 중 타방(부하 시험 장치(40)와 대향하는 제 2 출구)과 부하 시험 장치(40) 사이에 위치하도록 배치된다(제 2 상태, 도 11 참조).
유로 전환판(45e)은, 제 1 상태(도 9 참조)로부터, 회전하여 회전축과 반대측 단부가 상방으로 들어 올려지고(도 10 참조), 그 후 하방으로 내려져서 제 2 상태(도 11 참조)로 전환된다.
또한 유로 전환판(45e)은, 제 2 상태(도 11 참조)로부터, 상방으로 들어 올려지고(도 10 참조), 그 후 회전시켜서 제 1 상태(도 9 참조)로 전환된다.
단, 유로 전환판(45e)은, 다른 방법으로 제 1 상태와 제 2 상태가 전환되는 형태여도 된다.
부하 시험 시 이외에는, 유로 전환판(45e)을 사용하여 덕트(30)의 출구 중 타방(제 2 출구, 전면 개구(72))이 차폐되고, 덕트(30)의 출구 중 일방(제 1 출구, 상면 개구(71))이 개구되므로, 부하 시험 장치(40)는, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 벗어나고, 통상 사용 시(부하 시험 시 이외)에는, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R) 등은 팬(15)으로부터의 냉각풍에 노출되지 않는다.
그렇기 때문에 라디에이터(13) 냉각 후의 온풍에 노출되는 시간을 짧게 할 수 있고, 라디에이터(13) 냉각 후의 온풍에 상시 노출되는 형태에 비교하여 저항기(R) 등 부하 시험 장치(40)의 구성 부품 열화를 늦추는 것이 가능해진다.
또한 부하 시험 시에는 유로 전환판(45e)을 사용하여, 덕트(30)의 출구 중 일방(제 1 출구, 상면 개구(71))이 차폐되고, 덕트(30)의 출구 중 타방(제 2 출구, 전면 개구(72))이 개구되므로, 부하 시험 장치(40)는, 팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로 상에 위치하게 되어, 라디에이터(13) 냉각 후의 온풍이 부하 시험 장치(40)에 흐르고 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)를 냉각할 수 있다.
유로 전환판(45e)은, 수동으로 제 1 상태와 제 2 상태가 전환되는 형태여도 되고, 액추에이터(도시하지 않음) 등을 사용하여 자동적으로 전환되는 형태여도 된다.
부하 시험 시 이외에는, 잘못하여 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)에 전력이 공급되지 않도록, 유로 전환판(45e)이 덕트(30)의 출구 중 타방(제 2 출구, 전면 개구(72))을 개구시키고 있을 때, 발전기(20)로부터 부하 시험 장치(40)로의 전력 공급을 유지하고, 유로 전환판(45e)이 덕트(30)의 출구 중 타방(제 2 출구, 전면 개구(72))을 차폐하고 있을 때, 발전기(20)로부터 부하 시험 장치(40)로의 전력 공급을 차단하는 전력 공급 제어부가 설치되는 것이 바람직하다.
전력 공급 제어부로서는, 발전기(20)와 접속되고, 부하 시험 장치(40)의 하방에 배치되며, 유로 전환판(45e)이 덕트(30)의 출구 중 타방(제 2 출구, 전면 개구(72))을 개구시키고 있을 때, 상방향의 가압력으로 부하 시험 장치(40)와 접촉하고, 부하 시험 장치(40)의 저항기(R)와 전기적으로 접속하는 제 2 단자부(45f)가 사용될 수 있다. 발전기(20)와 부하 시험 장치(40)는, 제 2 단자부(45f)를 통하여 전기적인 접속이 이루어진다.
유로 전환판(45e)이 덕트(30)의 출구 중 타방(제 2 출구, 전면 개구(72))을 차폐하고 있을 때, 유로 전환판(45e)에 의해 제 2 단자부(45f)가 눌려 내려가서, 부하 시험 장치(40)는 제 2 단자부(45f)와 비접촉 상태가 되고, 발전기(20)와 부하 시험 장치(40)의 전기적인 접속 상태가 해제된다.
팬(15)으로부터의 냉각풍의 유로에서 부하 시험 장치(40)를 제외하거나, 부하 시험 시에 상기 유로 상으로서 라디에이터(13)보다 하류에 부하 시험 장치(40)를 위치시키기 위해서, 전환 장치(45)를 사용하여 부하 시험 장치(40)의 위치를 바꾸는 것(제 1 실시형태)과, 상기 유로를 바꾸는 것(제 2 실시형태)은, 둘 다 수행하는 형태여도 되고, 하나만 수행하는 형태여도 된다.
1: 발전 시스템 10: 엔진
11: 엔진 본체 13: 라디에이터
15: 팬 17: 배기가스관
18: 소음기 20: 발전기
30: 덕트 40: 부하 시험 장치
43: 커버 45: 전환 장치
45a: 액추에이터 45b: 가이드
45c: 제 1 단자부 45d: 위치 검출 센서
45e: 유로 전환판 45f: 제 2 단자부
50: 축전 장치 51: 축전부
53: AC/DC 컨버터 61: 제어부
62: 조작부 63: 계측부
64: 온도 센서 65: 표시부
66: 통신부 70: 케이스
71: 상면 개구 72: 전면 개구
73: 측면 개구 74: 개폐 도어
11: 엔진 본체 13: 라디에이터
15: 팬 17: 배기가스관
18: 소음기 20: 발전기
30: 덕트 40: 부하 시험 장치
43: 커버 45: 전환 장치
45a: 액추에이터 45b: 가이드
45c: 제 1 단자부 45d: 위치 검출 센서
45e: 유로 전환판 45f: 제 2 단자부
50: 축전 장치 51: 축전부
53: AC/DC 컨버터 61: 제어부
62: 조작부 63: 계측부
64: 온도 센서 65: 표시부
66: 통신부 70: 케이스
71: 상면 개구 72: 전면 개구
73: 측면 개구 74: 개폐 도어
Claims (7)
- 엔진 본체와, 상기 엔진 본체의 내부를 흐르는 냉각수의 열 교환을 수행하는 라디에이터와, 상기 라디에이터를 냉각하는 팬을 가지는 엔진과,
상기 엔진 본체에서 얻어진 회전력을 전기로 변환하는 발전기와,
복수의 저항기를 가지며, 상기 발전기의 부하 시험을 수행하기 위해서 사용되는 부하 시험 장치와,
상기 팬으로부터의 냉각풍의 유로에서 상기 부하 시험 장치를 제외하거나, 상기 부하 시험 시에 상기 유로 상으로서 상기 라디에이터보다 하류에 상기 부하 시험 장치를 위치시키기 위해서, 상기 부하 시험 장치의 위치를 바꾸는 것과 상기 유로를 바꾸는 것 중 적어도 일방을 수행하는 전환 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전환 장치는, 상기 부하 시험 장치의 위치를 바꾸기 위해서, 상기 부하 시험 장치를 슬라이드 가능한 상태로 유지하는 가이드를 가지는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 부하 시험 장치를 상기 유로 상으로서 상기 라디에이터보다 하류에 위치시켰을 때, 상기 발전기로부터 상기 부하 시험 장치로의 전력 공급을 유지하고, 상기 부하 시험 장치가 상기 유로에서 벗어났을 때, 상기 발전기로부터 상기 부하 시험 장치로의 전력 공급을 차단하는 전력 공급 제어부를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 엔진과 상기 발전기를 수납하는 케이스를 더욱 구비하고,
상기 부하 시험 장치와 상기 가이드는, 상기 케이스의 상부에 배치되며,
상기 부하 시험 장치가 상기 유로에서 벗어났을 때, 상기 부하 시험 장치의 적어도 상면을 덮는 커버가 설치되는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유로의 출구는, 상기 부하 시험 장치와 대향하지 않는 제 1 출구와, 상기 부하 시험 장치와 대향하는 제 2 출구를 가지고,
상기 전환 장치는, 상기 유로를 바꾸기 위해서, 상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 중 일방을 차폐하고 타방을 개구시키는 유로 전환판을 가지는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 엔진과 상기 발전기를 수납하는 케이스를 더욱 구비하고,
상기 제 1 출구는, 상기 케이스의 상면 개구에 설치되고,
상기 제 2 출구는, 상기 케이스의 전면 개구에 설치되며,
상기 제 1 출구를 차폐하고 상기 제 2 출구를 개구시키는 경우에는, 상기 상면 개구 상에 상기 유로 전환판이 배치되고,
상기 제 2 출구를 차폐하고 상기 제 1 출구를 개구시키는 경우에는, 상기 전면 개구와 상기 부하 시험 장치 사이에 상기 유로 전환판이 배치되는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 유로 전환판이 상기 제 2 출구를 개구시켰을 때, 상기 발전기로부터 상기 부하 시험 장치로의 전력 공급을 유지하고, 상기 유로 전환판이 상기 제 2 출구를 차폐했을 때, 상기 발전기로부터 상기 부하 시험 장치로의 전력 공급을 차단하는 전력 공급 제어부를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
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