WO2017145615A1 - 発電システム - Google Patents

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WO2017145615A1
WO2017145615A1 PCT/JP2017/002466 JP2017002466W WO2017145615A1 WO 2017145615 A1 WO2017145615 A1 WO 2017145615A1 JP 2017002466 W JP2017002466 W JP 2017002466W WO 2017145615 A1 WO2017145615 A1 WO 2017145615A1
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load test
flow path
generator
outlet
test apparatus
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PCT/JP2017/002466
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French (fr)
Inventor
豊嗣 近藤
Original Assignee
株式会社辰巳菱機
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    • F01P1/00—Air cooling
    • F01P2001/005—Cooling engine rooms

Definitions

  • the present invention relates to a power generation system including a load test apparatus.
  • Patent Document 1 an apparatus in which a generator and a load test apparatus are integrated has been proposed.
  • an object of the present invention is to provide a power generation system including a load test apparatus in which components are not easily deteriorated.
  • An electric power generation system electrically converts an engine body, an engine having a radiator for exchanging heat of cooling water flowing inside the engine body, and a fan for cooling the radiator, and a rotational force obtained by the engine body.
  • a switching device that changes at least one of changing the position of the load test apparatus and changing the flow path.
  • the cooling of the load test device can also be used as a fan for cooling the engine radiator, so the configuration of the cooling member of the power generation system including the load test device can be simplified.
  • the switching device When the load test equipment is not in the load test, the switching device is used to remove the cooling air flow from the fan. Therefore, during normal use (other than the load test), the load test equipment resistors, etc. Not exposed to cooling air from the fan. For this reason, the time of exposure to the warm air after cooling the radiator can be shortened, and the deterioration of the components of the load test device such as resistors is reduced compared to the case where the air is always exposed to the warm air after cooling of the radiator. It becomes possible to delay.
  • the switching device is used to place the load test device on the cooling air flow path from the fan, so the warm air after cooling the radiator flows to the load test device and the resistance of the load test device
  • the vessel can be cooled.
  • the switching device has a guide for holding the load test device in a slidable state in order to change the position of the load test device.
  • the generator when the load test apparatus is positioned on the flow path and downstream of the radiator, the power supply from the generator to the load test apparatus is maintained, and when the load test apparatus is removed from the flow path, the generator Is further provided with a power supply control unit that cuts off the power supply to the load testing apparatus.
  • the apparatus further includes a case for housing the engine and the generator, and the load test device and the guide are arranged at an upper portion of the case, and when the load test device is removed from the flow path, at least the upper surface of the load test device is provided.
  • a cover is provided for covering.
  • a load generator can be easily added to the case that houses the engine and generator to form a power generation system.
  • the outlet of the flow path has a first outlet that does not face the load test device, and a second outlet that faces the load test device, and the switching device has a first outlet for changing the flow path.
  • a flow path switching plate is provided that shields one of the second outlets and opens the other.
  • the apparatus further includes a case for storing the engine and the generator, the first outlet is provided in the upper surface opening of the case, and the second outlet is provided in the opening of the case, shielding the first outlet and second.
  • a flow path switching plate is disposed on the upper surface opening, and when the second outlet is shielded and the first outlet is opened, the flow path switching plate is provided between the front opening and the load test apparatus. Is placed.
  • the flow path switching plate opens the second outlet
  • the power supply from the generator is maintained to the load testing device, and when the flow path switching plate shields the second outlet, the load is supplied from the generator.
  • a power supply control unit for cutting off power supply to the test apparatus is further provided.
  • the power generation system 1 includes an engine 10, a generator 20, a duct 30, a load test device 40, a switching device (state switching device) 45, a power storage device 50, a control unit 61, an operation unit 62, a measurement unit 63, A temperature sensor 64, a display unit 65, a communication unit 66, and a case 70 are provided (see FIGS. 1 to 8).
  • the engine 10 is a device that generates a rotational force based on the explosive force of a gas such as gasoline and applies the rotational force to the generator 20, and a radiator that performs heat exchange of the coolant flowing through the engine body 11 and the engine body 11. 13.
  • a fan 15 for cooling the radiator 13, an exhaust gas pipe 17, and a silencer (muffler) 18 are provided.
  • the cylinder block and the cylinder head around the combustion chamber of the engine body 11 are provided with a water jacket, and cooling water passes through the water jacket, thereby suppressing the heating of the engine body 11 due to combustion.
  • the cooling water heated by passing through the water jacket is cooled by blowing air from the fan 15 when passing through the radiator 13 (radiator core).
  • the cooling water circulates inside the water jacket and the radiator 13 by a water pump (not shown).
  • the fan 15 is a device that sends cooling air to the radiator 13 and may be driven based on the rotational force generated in the engine body 11 or driven based on an electric motor (not shown). Also good.
  • the fan 15 is not only for cooling the radiator 13, but also for the resistor R of the load test apparatus 40 disposed on the cooling air flow path flowing from the fan 15 and downstream of the radiator 13 during the load test. Also used for cooling.
  • the radiator 13 is disposed on the side of the engine body 11 so that the surface of the radiator core facing the fan 15 is substantially perpendicular to the horizontal direction.
  • the fan 15 is disposed between the engine body 11 and the radiator 13 so as to be blown sideways and directed toward the radiator core of the radiator 13.
  • the exhaust gas pipe 17 is a guide path that exhausts exhaust gas discharged from the engine body 11 to the outside from the upper part of the case 70, and extends to an opening (upper surface opening 71) provided in the upper part of the case 70.
  • a silencer 18 that reduces exhaust noise is provided in the guide path.
  • the generator 20 is a device that converts the rotational force obtained by the engine body 11 into electricity (a device that generates electricity), and the electric power obtained by the power generation is supplied to an external electric appliance connected to the generator 20.
  • the electricity is stored in the electricity storage device 50.
  • the generator 20 When performing a load test, the generator 20 is electrically connected to the load test apparatus 40, and the electrical connection with an external electric appliance is interrupted.
  • the duct 30 has a substantially L-shaped flow path when viewed from the side, and is a guide path that guides the lateral air flow from the fan 15 upward.
  • the inlet faces the radiator core of the radiator 13 and the outlet opens on the upper surface. It faces 71.
  • the load test apparatus 40 has an upper surface and a lower surface that are open, and a plurality of rod-shaped resistors R parallel to the horizontal direction are arranged in series with a predetermined interval, and one or more resistors are arranged in the vertical direction. Used to perform a load test of the generator 20.
  • the switching device 45 is arranged such that the resistor R of the load test device 40 is located on the cooling air flow path from the fan 15 and at the first position downstream of the radiator 13. Is used to move the load testing device 40 (see FIGS. 1 to 3).
  • the load test apparatus 40 is moved using the switching device 45 so that the load test apparatus 40 is located at the second position outside the flow path (FIGS. 4 to 5). 6).
  • the load test device 40 may be arranged on the upper surface of the case 70, or may be arranged inside the case 70 at a position close to the upper surface.
  • the capacity of the load test apparatus 40 is at least 25% or more with respect to the rated output of the generator 20, and is preferably 70% or less.
  • the load test apparatus 40 desirably has a capacity of 8.75 to 24.5 kW.
  • the switching device 45 is a device used to remove the load test device 40 from the cooling air flow path from the fan 15 or to position the load test device 40 on the flow channel and downstream of the radiator 13.
  • an actuator 45a that moves the load test device 40 in the horizontal direction on the case 70 and a rail, a groove, and the like are held in a state in which the load test device 40 is slidable in the horizontal direction.
  • a guide 45b is held in a guide 45b.
  • the load test device 40 is moved to a position facing the upper surface opening 71 by the actuator 45a, that is, the first position on the flow path of the cooling air from the fan 15 (see FIGS. 1 to 3).
  • the load test device 40 is moved to a position not facing the upper surface opening 71 by the actuator 45a, that is, to a second position outside the flow path of the cooling air from the fan 15 (FIGS. 4 to 6). reference).
  • the generator 20 Is provided with a power supply control unit that maintains power supply from the generator 20 to the load test apparatus 40 when the load test apparatus 40 is removed from the flow path. desirable.
  • the power supply control unit is connected to the generator 20 and arranged near the upper surface opening 71.
  • the load test device 40 comes into contact with the load test device 40.
  • the 1st terminal part 45c electrically connected with the resistor R can be considered.
  • the generator 20 and the load test apparatus 40 are electrically connected via the first terminal portion 45c.
  • the load test device 40 When the load test device 40 is removed from the flow path, the load test device 40 is in a non-contact state with the first terminal portion 45c, and the electrical connection state between the generator 20 and the load test device 40 is released.
  • the position detection sensor 45d that detects whether or not the load test apparatus 40 is in the first position, and the generator 20 only when the position detection sensor 45d detects that the load test apparatus 40 is in the first position. It is also conceivable that the control unit 61 that supplies power to the resistor R of the load test device 40 functions as a power supply control unit.
  • the mode in which the load test device 40 is automatically moved to the first position or the second position by the actuator 45a has been described.
  • the load test device is manually installed by the user without providing the actuator 45a.
  • the form which moves 40 to a 1st position or a 2nd position may be sufficient.
  • the power storage device 50 includes a power storage unit 51 and an AC / DC converter 53.
  • the power storage unit 51 is connected to the generator 20 via the AC / DC converter 53 and stores the power obtained by the power generator 20 such as a battery or a capacitor. , And supplied to an external electric appliance connected to the power storage device 50.
  • the power storage device 50 may be connected to an AC power source (not shown) and used as an emergency power source.
  • the control unit 61 performs control of operation of each part of the power generation system 1 (operation control of the engine 10 and the generator 20, control of each part of the load test device 40, operation control of the actuator 45a, power storage control of the power storage device 50, etc.). Device.
  • the control unit 61 switches the resistor R of the load test apparatus 40 and the generator 20 electrically, and drives the actuator 45a to place the load test apparatus 40 in the first position.
  • the movement control is performed to move the engine body 11 and the fan 15. It is desirable that the cooling water is circulated inside the engine body without passing through the radiator 13 until the temperature of the cooling water reaches a predetermined temperature or higher.
  • the fan 15 When performing the load test, the fan 15 is used not only for cooling the radiator 13 but also for cooling the resistor R of the load test apparatus 40. Therefore, when the rotational speed can be controlled, such as driving with an electric motor. It is desirable to drive the engine 10 and the generator 20 with a larger output (higher rotational speed) than when the engine 10 and the generator 20 are driven without performing a load test.
  • the cooling water passing through the radiator core of the radiator 13 is at most about 80 ° C. and lower than the temperature of the resistor R of the load test device 40 (about 200 ° C.), so the output control of the fan 15 is not performed. Even so, it is possible to cool the resistor R of the load test apparatus 40 with the air after heat exchange in the radiator 13.
  • the operation unit 62 is used to perform an on / off operation of the engine 10 and the generator 20, an on / off operation of a load test of the generator 20 using the load test apparatus 40, a load amount, and a date and time setting for performing the load test. .
  • the measuring unit 63 is connected to the generator 20, and the number of times the load test of the generator 20 using the load test apparatus 40 is performed. In the load test, a predetermined load amount (for example, 30% of the rated output of the generator 20). ) Is applied to the generator 20, and the measured load amount actually applied to the generator 20, and the time during which the measured load amount is equal to or greater than the predetermined load amount in the load test are measured.
  • the measurement result is displayed on the display unit 65. Further, the measurement result may be transmitted to an external device via the communication unit 66 or recorded in a recording unit (not shown).
  • the temperature sensor 64 measures the ambient temperature of the engine 10 or the generator 20 and outputs it to the control unit 61 when performing a load test.
  • a threshold value for example, a temperature corresponding to a load test condition defined by a law such as the Fire Service Act (40 ° C. or the like
  • the control unit 61 may decrease the ambient temperature.
  • the control unit 61 stops the load test and causes the display unit 65 to display a warning.
  • another temperature sensor (not shown) is provided in the vicinity of the load test apparatus 40, and when the ambient temperature of the load test apparatus 40 does not fall below a certain value (for example, 200 ° C.) even by cooling by the fan 15, The control unit 61 may cancel the load test and display a warning on the display unit 65.
  • a certain value for example, 200 ° C.
  • the display unit 65 displays information related to the load test such as the operating state of the engine 10, the generator 20, and the load test apparatus 40, particularly the measurement result by the measurement unit 63 and the ambient temperature of the engine 10 or the generator 20 by the temperature sensor 64.
  • the communication unit 66 is a device that transmits and receives signals to and from a device external to the power generation system 1 (for example, a computer used to manage the power generation system 1) via a network.
  • the information is transmitted to an external device, or information on the on / off operation of the load test and the date / time setting for performing the load test is received from the external device.
  • the case 70 is a casing that covers members (including at least the upper surface, the side surface, the front surface, and the back surface) of the power generation system 1 such as the load test apparatus 40, and the operation unit 62 and the display unit 65 are provided on the back surface.
  • the case 70 is provided with an upper surface opening 71 on the upper surface and above the outlet of the duct 30.
  • the upper surface opening 71 is preferably provided with a slit-like lid (not shown) so that rainwater is difficult to enter.
  • the cooling air passes through the load test device 40 through the duct 30, the cooling air easily passes (so that the resistor R of the load test device 40 does not obstruct the passage of the cooling air).
  • 30 and the upper surface opening 71 of the case 70 are preferably wider than the region where the resistors R of the load test apparatus 40 are arranged.
  • case 70 is a side surface, and a side opening 73 is provided on the side of the engine body 11, the fan 15, and the generator 20, and an opening / closing door 74 is provided in the side opening 73.
  • an opening / closing door (not shown) is provided on the back surface of the case 70 (on the side where the power storage device 50 and the generator 20 are provided), and the power storage device 50 and the generator 20 are connected to external electric appliances through the opening / closing door.
  • the operation unit 62 and the display unit 65 may be provided on the back surface of the case 70 and inside the opening / closing door.
  • the cooling of the load test apparatus 40 can also be used as the fan 15 that cools the radiator 13 of the engine 10
  • the configuration of the cooling member of the power generation system 1 including the load test apparatus 40 can be simplified.
  • the load test device 40 Since the load test device 40 is arranged at the second position outside the flow path of the cooling air from the fan 15 using the switching device 45 at times other than the load test, it is normally used (at the time other than the load test).
  • the resistor R of the load test apparatus 40 is not exposed to the cooling air from the fan 15. For this reason, it is possible to shorten the time for which the radiator 13 is exposed to the warm air after cooling, and the configuration of the load testing device 40 such as the resistor R as compared with the form in which the radiator 13 is always exposed to the warm air after cooling. It becomes possible to delay the deterioration of parts.
  • the switching device 45 is used to place the load test device 40 at the first position on the flow path of the cooling air from the fan 15, so that the warm air after cooling of the radiator 13 is used as the load test device.
  • the resistor R of the load test apparatus 40 can be cooled.
  • the exhaust gas of the engine body 11 can be discharged from the upper surface opening 71.
  • the minimum size (dimensions and capacity) necessary for the performance of the generator 20 is optimal.
  • the engine 10 and the load test apparatus 40 can be combined. In particular, it is possible to combine the minimum load test apparatus 40 necessary for performing a load test at a predetermined load ratio (for example, 25% to 70%) with respect to the rated output of the generator 20.
  • the engine 10 and the generator 20 are housed in one housing (case 70), the engine 10 and the generator 20 are automatically controlled by controlling them using the control unit 61. , And a load test is performed via the load test device 40, and the result is displayed on the display unit 65, transmitted to an external device via the communication unit 66, or the load test is controlled from an external device. It is also possible to do. It is also easy to prevent tampering of the load test.
  • the load test apparatus 40 when the load test apparatus 40 is arranged on the upper surface of the case 70, the load test apparatus 40 is simply added to the case 70 housing the engine 10 and the generator 20, and the power generation system 1 in the first embodiment is configured. Can be formed.
  • the load test device 40 by changing the position of the load test device 40 using the switching device 45 (guide 45b or the like), the load test device 40 is removed from the flow path of the cooling air from the fan 15 or on the flow path.
  • the load test device 40 is positioned downstream of the radiator 13.
  • another switching device 45 flow channel switching plate 45 e
  • the load test device 40 may be removed from the cooling air flow channel, or the load test device 40 may be positioned on the flow channel and downstream of the radiator 13 (second embodiment, FIGS. 9 to 9). 11).
  • a resistor group in which a plurality of rod-like resistors R parallel to the horizontal direction and arranged in series at a predetermined interval is connected in series is opened in another horizontal direction.
  • One or more stages are arranged in the front-rear direction away from the case 70 and are used to perform a load test of the generator 20 and are fixed above the front surface of the case 70.
  • the case 70 in the second embodiment is provided with an upper surface opening 71 and a front surface opening 72 at a portion facing the load test apparatus 40 on the front surface.
  • the duct 30 according to the second embodiment has a substantially L-shaped channel when viewed from the side, and is a guide path that guides the horizontal air flow from the fan 15 upward, with an inlet facing the radiator core of the radiator 13.
  • One of the outlets (first outlet) faces the upper surface opening 71, and the other outlet (second outlet) faces the front opening 72 (load test apparatus 40 provided on the front surface of the case 70).
  • the switching device 45 in the second embodiment includes a flow path switching plate 45e that shields one of the first outlet and the second outlet and opens the other.
  • the flow path switching plate 45e is disposed so as to be positioned at one of the outlets of the duct 30 (the first outlet that does not face the load test device 40) (first state, see FIG. 9).
  • the duct 30 is disposed so as to be located between the other outlet of the duct 30 (second outlet facing the load test apparatus 40) and the load test apparatus 40 (second state, see FIG. 11).
  • the flow path switching plate 45e is rotated from the first state (see FIG. 9), the end opposite to the rotation shaft is lifted upward (see FIG. 10), and then lowered downward to be in the second state (see FIG. 9). 11). Further, the flow path switching plate 45e is lifted upward (see FIG. 10) from the second state (see FIG. 11), and then rotated to be switched to the first state (see FIG. 9).
  • the flow path switching plate 45e may be configured to be switched between the first state and the second state by another method.
  • the other side of the outlet of the duct 30 (second outlet, front opening 72) is shielded by using the flow path switching plate 45e, and one of the outlets of the duct 30 (first outlet, upper surface opening 71) is blocked. Since it opens, the load test apparatus 40 is removed from the flow path of the cooling air from the fan 15, and the resistor R of the load test apparatus 40 is cooled from the fan 15 during normal use (other than the load test). Not exposed to the wind. For this reason, it is possible to shorten the time for which the radiator 13 is exposed to the warm air after cooling, and the configuration of the load testing device 40 such as the resistor R as compared with the form in which the radiator 13 is always exposed to the warm air after cooling. It becomes possible to delay the deterioration of parts.
  • the load test device 40 is positioned on the flow path of the cooling air from the fan 15, and the warm air after the cooling of the radiator 13 flows to the load test device 40, and the resistor of the load test device 40. R can be cooled.
  • the flow path switching plate 45e may be manually switched between the first state and the second state, or may be automatically switched using an actuator (not shown) or the like.
  • the flow path switching plate 45e opens the other outlet (second outlet, front opening 72) of the duct 30 so that power is not supplied to the resistor R of the load testing apparatus 40 by mistake at a time other than the load test.
  • the generator 20 It is desirable to provide a power supply control unit that cuts off the power supply from the power supply to the load test apparatus 40.
  • the power supply control unit is connected to the generator 20 and is disposed under the load test apparatus 40.
  • the flow path switching plate 45e opens the other outlet (second outlet, front opening 72) of the duct 30.
  • a second terminal portion 45f that contacts the load test device 40 with an upward biasing force and is electrically connected to the resistor R of the load test device 40 is conceivable.
  • the generator 20 and the load test apparatus 40 are electrically connected via the second terminal portion 45f.
  • the second terminal portion 45f is pushed down by the flow path switching plate 45e, and the load test apparatus 40 is The terminal portion 45f is brought into a non-contact state, and the electrical connection state between the generator 20 and the load test apparatus 40 is released.
  • the switching device 45 is provided.
  • Using and changing the position of the load test device 40 (first embodiment) and changing the flow path (second embodiment) may be both forms, or only one is performed. It may be.

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Abstract

構成部品が劣化しにくい負荷試験装置を含む発電システムを提供する。　発電システム１は、エンジン本体１１と、エンジン本体１１の内部を流れる冷却水の熱交換を行うラジエーター１３と、ラジエーター１３を冷却するファン１５とを有するエンジン１０を備える。エンジン本体１１で得られた回転力を電気に変換する発電機２０を備える。複数の抵抗器を有し、発電機２０の負荷試験を行うために使用される負荷試験装置４０を備える。ファン１５からの冷却風の流路から負荷試験装置４０を外したり、負荷試験の時に流路上であってラジエーター１３よりも下流に負荷試験装置４０を位置させたりするために、負荷試験装置４０の位置を変えることと流路を変えることの少なくとも一方を行う切替装置（４５ａ、４５ｂ）を備える。

Description

発電システム
　本発明は、負荷試験装置を含む発電システムに関する。
　従来、特許文献１のように、発電機と負荷試験装置とが一体となった装置が提案されている。
特許第５４２０７８２号公報
　しかし、負荷試験装置はファンからの冷却風にさらされ続けるため、負荷試験装置の構成部品が劣化するおそれがある。
ない。
　したがって本発明の目的は、構成部品が劣化しにくい負荷試験装置を含む発電システムを提供することである。
　本発明に係る発電システムは、エンジン本体と、エンジン本体の内部を流れる冷却水の熱交換を行うラジエーターと、ラジエーターを冷却するファンとを有するエンジンと、エンジン本体で得られた回転力を電気に変換する発電機と、複数の抵抗器を有し、発電機の負荷試験を行うために使用される負荷試験装置と、ファンからの冷却風の流路から負荷試験装置を外したり、負荷試験の時に流路上であってラジエーターよりも下流に負荷試験装置を位置させたりするために、負荷試験装置の位置を変えることと流路を変えることの少なくとも一方を行う切替装置とを備える。
　負荷試験装置の冷却は、エンジンのラジエーターを冷却するファンを兼用出来るため、負荷試験装置を含む発電システムの冷却部材の構成を簡素化出来る。
　負荷試験装置は、負荷試験以外の時には、切替装置を使って、ファンからの冷却風の流路から外れるため、通常使用時（負荷試験以外の時）には、負荷試験装置の抵抗器などはファンからの冷却風にさらされない。
　このため、ラジエーターの冷却後の温風にさらされる時間を短くすることが出来、常時、ラジエーターの冷却後の温風にさらされる形態に比べて、抵抗器など負荷試験装置の構成部品の劣化を遅らせることが可能になる。
　また、負荷試験時は、切替装置を使って、ファンからの冷却風の流路上に負荷試験装置が配置されるため、ラジエーターの冷却後の温風が負荷試験装置に流れ、負荷試験装置の抵抗器を冷却することが出来る。
　好ましくは、切替装置は、負荷試験装置の位置を変えるために、負荷試験装置を摺動可能な状態で保持するガイドを有する。
　さらに好ましくは、負荷試験装置を流路上であってラジエーターよりも下流に位置させた時に、発電機から負荷試験装置への電力供給を維持し、負荷試験装置が流路から外れた時に、発電機から負荷試験装置への電力供給を遮断する電力供給制御部を更に備える。
　負荷試験以外の時に、誤って、負荷試験装置の抵抗器に電力供給がされるのを防止することが出来る。
　また、好ましくは、エンジンと、発電機を収納するケースを更に備え、負荷試験装置と、ガイドは、ケースの上部に配置され、負荷試験装置が流路から外れた時に、負荷試験装置の少なくとも上面を覆うカバーが設けられる。
　エンジンと発電機を収納したケースに簡単に負荷試験装置を追加して、発電システムを形成することが出来る。
　また、好ましくは、流路の出口は、負荷試験装置と対向しない第１出口と、負荷試験装置と対向する第２出口を有し、切替装置は、流路を変えるために、第１出口と第２出口の一方を遮蔽し他方を開口させる流路切替板を有する。
　さらに好ましくは、エンジンと、発電機を収納するケースを更に備え、第１出口は、ケースの上面開口に設けられ、第２出口は、ケースの開口に設けられ、第１出口を遮蔽し第２出口を開口させる場合には、上面開口の上に流路切替板が配置され、第２出口を遮蔽し第１出口を開口させる場合には、前面開口と負荷試験装置の間に流路切替板が配置される。
　また、好ましくは、流路切替板が第２出口を開口させた時に、発電機から負荷試験装置への電力供給を維持し、流路切替板が第２出口を遮蔽した時に、発電機から負荷試験装置への電力供給を遮断する電力供給制御部を更に備える。
　以上のように本発明によれば、構成部品が劣化しにくい負荷試験装置を含む発電システムを提供することができる。
第１実施形態における負荷試験時の発電システムの構成を示す斜視図である。 第１実施形態における負荷試験時の発電システムであって内部の部材を点線で示した斜視図である。 第１実施形態における負荷試験時の発電システムの構成を示す模式図である。 第１実施形態における負荷試験以外の時の発電システムの構成を示す斜視図である。 第１実施形態における負荷試験以外の時の発電システムであって内部の部材を点線で示した斜視図である。 第１実施形態における負荷試験以外の時の発電システムの構成を示す模式図である。 第１実施形態における負荷試験時の発電システムでカバー付きのものの構成を示す斜視図である。 第１実施形態における負荷試験以外の時の発電システムでカバー付きのものの構成を示す斜視図である。 第２実施形態における負荷試験時の発電システムの構成を示す模式図である。 第２実施形態における発電システムで第１状態と第２状態を切り替える途中段階の構成を示す模式図である。 第２実施形態における負荷試験以外の時の発電システムの構成を示す模式図である。
　以下、本実施形態について、図を用いて説明する。第１実施形態における発電システム１は、エンジン１０、発電機２０、ダクト３０、負荷試験装置４０、切替装置（状態切替装置）４５、蓄電装置５０、制御部６１、操作部６２、計測部６３、温度センサ６４、表示部６５、通信部６６、ケース７０を備える（図１～図８参照）。
　なお、図２と図５の斜視図では、ケース７０の内部に収められる発電機２０などの機器を点線で示すが、制御部６１と計測部６３と温度センサ６４と通信部６６は図示を省略している。
　エンジン１０は、ガソリンなどガスの爆発力に基づいて回転力を発生させ、発電機２０に当該回転力を与える装置で、エンジン本体１１、エンジン本体１１の内部を流れる冷却水の熱交換を行うラジエーター１３、ラジエーター１３を冷却するファン１５、排気ガス管１７、消音器（マフラー）１８を有する。
　エンジン本体１１の燃焼室の周囲にあるシリンダーブロックやシリンダーヘッドには、ウォータージャケットが設けられ、ウォータージャケットに冷却水が通ることにより、燃焼によるエンジン本体１１の加熱を抑えられる。ウォータージャケットを通過したことで加熱した冷却水は、ラジエーター１３（のラジエーターコア）を通る際に、ファン１５からの送風により冷却される。冷却水は、図示しないウォーターポンプによって、ウォータージャケットやラジエーター１３の内部を循環する。
　ファン１５は、ラジエーター１３に冷却用の空気を送る装置で、エンジン本体１１で発生した回転力に基づいて駆動する形態であってもよいし、図示しない電動モーターに基づいて駆動する形態であってもよい。
　第１実施形態では、ファン１５は、ラジエーター１３の冷却の他、負荷試験時にファン１５から流れる冷却風の流路上であってラジエーター１３よりも下流に配置された負荷試験装置４０の抵抗器Ｒの冷却にも使用される。
　ラジエーター１３は、ラジエーターコアのファン１５と対向する面が水平方向と略垂直になるように、エンジン本体１１の側部に配置される。ファン１５は、横向きで且つラジエーター１３のラジエーターコアの方に向けて送風が行われるように、エンジン本体１１とラジエーター１３の間に配置される。
　排気ガス管１７は、エンジン本体１１から排出される排気ガスをケース７０の上部から外部に排出させる誘導路で、ケース７０の上部に設けられた開口部（上面開口７１）に延びる。
　当該誘導路には、排気音を低減させる消音器１８が設けられる。
　発電機２０は、エンジン本体１１で得られた回転力を電気に変換する装置（発電する装置）で、発電により得られた電力は、発電機２０に接続された外部の電気器具に供給されたり、蓄電装置５０に蓄電されたりする。
　負荷試験を行う際には、発電機２０は、負荷試験装置４０と電気的に接続され、外部の電気器具との電気的な接続は遮断される。
　ダクト３０は、流路が側面から見て略Ｌ字形状を有し、ファン１５からの横向きの送風を上方向に導く誘導路で、入口がラジエーター１３のラジエーターコアと対向し、出口が上面開口７１と対向する。
　負荷試験装置４０は、上面と下面が開口し、水平方向に平行な棒状の抵抗器Ｒが所定の間隔を空けて複数本並べられ直列接続された抵抗器群が、鉛直方向に１段以上並べられたもので、発電機２０の負荷試験を行うために用いられる。
　第１実施形態では、負荷試験時に、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒが、ファン１５からの冷却風の流路上で、且つラジエーター１３よりも下流の第１位置に位置するように、切替装置４５を使って、負荷試験装置４０が移動せしめられる（図１～図３参照）。
　また、負荷試験以外の時は、負荷試験装置４０は、当該流路から外れた第２位置に位置するように、切替装置４５を使って、負荷試験装置４０が移動せしめられる（図４～図６参照）。
　負荷試験装置４０は、図示するように、ケース７０の上面に配置する形態であってもよいし、ケース７０の内部であって上面に近い位置に配置する形態であってもよい。
　ケース７０の上面に負荷試験装置４０を配置する場合には、負荷試験以外の時に抵抗器Ｒなどが風雨にさらされないように、負荷試験装置４０を囲むカバー４３が設けられるのが望ましい（図７、図８参照）。
　負荷試験装置４０の容量は、発電機２０の定格出力に対して少なくとも２５％以上有するものであり、７０％以下であることが望ましい。例えば、発電機２０の定格出力が３５ｋＶＡである場合には、負荷試験装置４０は８．７５～２４．５ｋＷの容量を有するのが望ましい。
　切替装置４５は、ファン１５からの冷却風の流路から負荷試験装置４０を外したり、当該流路上であってラジエーター１３の下流に負荷試験装置４０を位置させたりするために使用される装置で、第１実施形態では、負荷試験装置４０をケース７０の上で水平方向に移動させるアクチュエータ４５ａと、レールや溝などで構成され負荷試験装置４０を当該水平方向に摺動可能な状態で保持するガイド４５ｂとを有する。
　負荷試験時は、アクチュエータ４５ａによって、負荷試験装置４０は上面開口７１と対向する位置、すなわちファン１５からの冷却風の流路上の第１位置に移動せしめられる（図１～図３参照）。
　負荷試験以外の時は、アクチュエータ４５ａによって、負荷試験装置４０は上面開口７１と対向しない位置、すなわちファン１５からの冷却風の流路から外れた第２位置に移動せしめられる（図４～図６参照）。
　負荷試験以外の時に、誤って、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒに電力供給がされないように、負荷試験装置４０を当該流路上であってラジエーター１３よりも下流に位置させた時に、発電機２０から負荷試験装置４０への電力供給を維持し、負荷試験装置４０が当該流路から外れた時に、発電機２０から負荷試験装置４０への電力供給を遮断する電力供給制御部が設けられるのが望ましい。
　電力供給制御部としては、発電機２０と接続され、上面開口７１の近傍などに配置され、負荷試験装置４０が第１位置に位置した時に、負荷試験装置４０と接触し、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒと電気的に接続する第１端子部４５ｃが考えられる。発電機２０と負荷試験装置４０とは、当該第１端子部４５ｃを介して電気的な接続が行われる。
　負荷試験装置４０が当該流路から外れた時、負荷試験装置４０は第１端子部４５ｃと非接触状態となり、発電機２０と負荷試験装置４０の電気的な接続状態が解除される。
　また、負荷試験装置４０が第１位置にいるか否かを検知する位置検出センサ４５ｄと、当該位置検出センサ４５ｄによって負荷試験装置４０が第１位置にいることが検知された時にだけ、発電機２０から負荷試験装置４０の抵抗器Ｒへの電力供給を行わせる制御部６１が、電力供給制御部として機能する形態も考えられる。
　なお、第１実施形態では、アクチュエータ４５ａによって自動的に負荷試験装置４０を第１位置や第２位置に移動させる形態を説明したが、アクチュエータ４５ａを設けずに、使用者による手動で負荷試験装置４０を第１位置や第２位置に移動させる形態であってもよい。
　蓄電装置５０は、蓄電部５１と、ＡＣ／ＤＣコンバーター５３を有する。蓄電部５１は、ＡＣ／ＤＣコンバーター５３を介して、発電機２０と接続され、バッテリーやコンデンサなど、発電機２０で得られた電力を蓄える装置で、蓄えた電力は、発電システム１の各部や、蓄電装置５０に接続された外部の電気器具に供給される。
　なお、蓄電装置５０は、図示しないＡＣ電源と接続されて、非常用電源として用いられる形態であってもよい。
　制御部６１は、発電システム１の各部の動作制御（エンジン１０や発電機２０の動作制御、負荷試験装置４０の各部の制御、アクチュエータ４５ａの動作制御、蓄電装置５０の蓄電制御など）を行う制御装置である。
　負荷試験を行う際には、制御部６１は、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒと発電機２０とを電気的に接続させるスイッチ制御と、アクチュエータ４５ａを駆動して負荷試験装置４０を第１位置に移動させる移動制御を行い、エンジン本体１１やファン１５を駆動させる。なお、冷却水の温度が所定の温度以上になるまでは、ラジエーター１３を通らずに、エンジン本体の内部で冷却水を循環させるのが望ましい。
　負荷試験を行う際に、ファン１５は、ラジエーター１３の冷却だけでなく、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒの冷却にも使用されるため、電動モーターで駆動するなど回転数を制御出来る場合には、負荷試験を行わずにエンジン１０や発電機２０を駆動する際よりも大きい出力（大きい回転数）で駆動させるのが望ましい。
　ただし、ラジエーター１３のラジエーターコアを通過する冷却水は高くても８０℃前後であり、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒの温度（約２００℃）よりは低いため、ファン１５の出力制御を行わなかったとしても、ラジエーター１３での熱交換後の空気で、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒを冷却することは可能である。
　操作部６２は、エンジン１０や発電機２０のオンオフ操作や、負荷試験装置４０を使った発電機２０の負荷試験のオンオフ操作や負荷量や該負荷試験を行う日時設定を行うために使用される。
　計測部６３は、発電機２０と接続され、負荷試験装置４０を使った発電機２０の負荷試験を行った回数、該負荷試験において所定の負荷量（例えば、発電機２０の定格出力の３０％）を発電機２０にかけたことによって実際に発電機２０にかかっている測定負荷量、該負荷試験において該測定負荷量が該所定の負荷量以上になっている時間を測定する。測定結果は、表示部６５に表示される。また、測定結果は、通信部６６を介して外部の装置に送信したり、図示しない記録部に記録させたりしてもよい。
　温度センサ６４は、負荷試験を行う際に、エンジン１０若しくは発電機２０の周囲温度を測定し、制御部６１に出力する。制御部６１は、該周囲温度が閾値（例えば、消防法などの法律で定められた負荷試験時の条件に対応した温度（４０℃など））よりも高い場合には、該周囲温度が下がるように、ファン１５の出力（回転数）を上げ、それでも該周囲温度が閾値以下にならない場合は、制御部６１は、負荷試験を中止し、表示部６５に警告表示させる。
　また、負荷試験装置４０の近傍にも別の温度センサ（不図示）を設け、負荷試験装置４０の周囲温度がファン１５による冷却などでも一定値（例えば、２００℃）を下回らない場合には、制御部６１は、負荷試験を中止し、表示部６５に警告表示させてもよい。
　表示部６５は、エンジン１０、発電機２０、負荷試験装置４０の運転状態、特に計測部６３による計測結果や温度センサ６４によるエンジン１０若しくは発電機２０の周囲温度など負荷試験に関する情報を表示する。
　通信部６６は、ネットワークを介して、発電システム１の外部の装置（例えば、発電システム１の管理するために使用されるコンピュータ）と信号送受信を行う装置で、発電機２０の負荷試験に関する情報を外部の装置に送信したり、外部の装置から負荷試験のオンオフ操作や該負荷試験を行う日時設定に関する情報を受信したりする。
　ケース７０は、負荷試験装置４０など、発電システム１を構成する部材（の少なくとも上面と側面と前面と背面）を覆う筐体であり、背面に操作部６２や表示部６５が設けられる。
　また、ケース７０は、上面であってダクト３０の出口の上方に上面開口７１が設けられる。上面開口７１には、雨水が入りにくくなるようにスリット状の蓋（不図示）が設けられるのが望ましい。
　ダクト３０を介して負荷試験装置４０に冷却風が通過する際に、冷却風が通過しやすくするため（負荷試験装置４０の抵抗器Ｒが冷却風の通過の妨げになりにくくするため）、ダクト３０における流路やケース７０の上面開口７１は、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒが並べられた領域よりも広くしておくのが望ましい。
　また、ケース７０は、側面であってエンジン本体１１やファン１５や発電機２０の側部に側面開口７３が設けられ、側面開口７３には開閉扉７４が設けられる。
　また、ケース７０の背面（蓄電装置５０や発電機２０が設けられた側）には、図示しない開閉ドアが設けられ、当該開閉ドアを介して、蓄電装置５０や発電機２０が外部の電気器具と接続される。操作部６２や表示部６５は、ケース７０の背面であって当該開閉ドアの内側に設けられる形態であってもよい。
　第１実施形態では、負荷試験装置４０の冷却は、エンジン１０のラジエーター１３を冷却するファン１５を兼用出来るため、負荷試験装置４０を含む発電システム１の冷却部材の構成を簡素化出来る。
　負荷試験装置４０は、負荷試験以外の時には、切替装置４５を使って、ファン１５からの冷却風の流路から外れた第２位置に配置されるため、通常使用時（負荷試験以外の時）には、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒなどはファン１５からの冷却風にさらされない。
　このため、ラジエーター１３の冷却後の温風にさらされる時間を短くすることが出来、常時、ラジエーター１３の冷却後の温風にさらされる形態に比べて、抵抗器Ｒなど負荷試験装置４０の構成部品の劣化を遅らせることが可能になる。
　また、負荷試験時は、切替装置４５を使って、ファン１５からの冷却風の流路上の第１位置に負荷試験装置４０が配置されるため、ラジエーター１３の冷却後の温風が負荷試験装置４０に流れ、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒを冷却することが出来る。
　また、ラジエーター１３や負荷試験装置４０における熱交換後の熱風はケース７０の上面開口７１から上方に排出されるため、使用者に熱風が当たるのを防止することが出来る。
　また、上面開口７１からエンジン本体１１の排気ガスも排出することが可能になる。
　また、上面開口７１や側面開口７３から外部の空気を導入出来るので、エンジン１０若しくは発電機２０の周囲温度上昇を抑えることが可能になる。
　また、エンジン１０、発電機２０、負荷試験装置４０が１つの筐体（ケース７０）に収められるので、発電機２０の性能に合わせて必要最小限の大きさ（寸法や容量）で且つ最適なエンジン１０や負荷試験装置４０を組み合わせることが出来る。特に、発電機２０の定格出力に対する所定の割合（たとえば、２５％～７０％）の負荷量で負荷試験を行うために必要最小限の負荷試験装置４０を組み合わせることが出来る。
　また、エンジン１０、発電機２０、負荷試験装置４０が１つの筐体（ケース７０）に収められるので、制御部６１を使ってこれらを制御することで、自動的に、エンジン１０や発電機２０を駆動し、負荷試験装置４０を介して負荷試験を行い、その結果を表示部６５に表示させたり、通信部６６を介して外部の装置に送信したり外部の装置から負荷試験を制御したりすることも可能になる。また、負荷試験の改ざん防止も容易に行える。
　特に、ケース７０の上面に負荷試験装置４０を配置した場合には、エンジン１０と発電機２０を収納したケース７０に簡単に負荷試験装置４０を追加して、第１実施形態における発電システム１を形成することが出来る。
　第１実施形態では、切替装置４５（ガイド４５ｂなど）を使って負荷試験装置４０の位置を変えることにより、ファン１５からの冷却風の流路から負荷試験装置４０を外したり、当該流路上であってラジエーター１３の下流に負荷試験装置４０を位置させたりする形態を説明したが、別の切替装置４５（流路切替板４５ｅ）を使って、当該流路を変えることにより、ファン１５からの冷却風の流路から負荷試験装置４０を外したり、当該流路上であってラジエーター１３の下流に負荷試験装置４０を位置させたりする形態であってもよい（第２実施形態、図９～図１１参照）。
　第２実施形態における負荷試験装置４０は、側面が開口し、水平方向に平行な棒状の抵抗器Ｒが所定の間隔を空けて複数本並べられ直列接続された抵抗器群が、別の水平方向（ケース７０から離れる前後方向）に１段以上並べられたもので、発電機２０の負荷試験を行うために用いられ、ケース７０の前面の上方に固定される。
　第２実施形態におけるケース７０は、上面開口７１と、前面であって負荷試験装置４０と対向する部分に前面開口７２が設けられる。
　第２実施形態におけるダクト３０は、流路が側面から見て略Ｌ字形状を有し、ファン１５からの横向きの送風を上方向に導く誘導路で、入口がラジエーター１３のラジエーターコアと対向し、出口の一方（第１出口）が上面開口７１と対向し、出口の他方（第２出口）が前面開口７２（ケース７０の前面に設けられた負荷試験装置４０）と対向する。
　第２実施形態における切替装置４５は、第１出口と第２出口のいずれか一方を遮蔽し、他方を開口させる流路切替板４５ｅを有する。
　流路切替板４５ｅは、負荷試験時は、ダクト３０の出口の一方（負荷試験装置４０と対向しない第１出口）に位置するように配置され（第１状態、図９参照）、負荷試験以外の時は、ダクト３０の出口の他方（負荷試験装置４０と対向する第２出口）と負荷試験装置４０の間に位置するように配置される（第２状態、図１１参照）。
　流路切替板４５ｅは、第１状態（図９参照）から、回転して回転軸と反対側の端部が上方に持ち上げられ（図１０参照）、その後下方に降ろされて第２状態（図１１参照）に切り替えられる。
　また、流路切替板４５ｅは、第２状態（図１１参照）から、上方に持ち上げられ（図１０参照）、その後回転させて第１状態（図９参照）に切り替えられる。
　ただし、流路切替板４５ｅは、他の方法で第１状態と第２状態とが切り替えられる形態であってもよい。
　負荷試験以外の時には、流路切替板４５ｅを使って、ダクト３０の出口の他方（第２出口、前面開口７２）が遮蔽され、ダクト３０の出口の一方（第１出口、上面開口７１）が開口するため、負荷試験装置４０は、ファン１５からの冷却風の流路から外れ、通常使用時（負荷試験以外の時）には、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒなどはファン１５からの冷却風にさらされない。
　このため、ラジエーター１３の冷却後の温風にさらされる時間を短くすることが出来、常時、ラジエーター１３の冷却後の温風にさらされる形態に比べて、抵抗器Ｒなど負荷試験装置４０の構成部品の劣化を遅らせることが可能になる。
　また、負荷試験時は、流路切替板４５ｅを使って、ダクト３０の出口の一方（第１出口、上面開口７１）が遮蔽され、ダクト３０の出口の他方（第２出口、前面開口７２）が開口するため、負荷試験装置４０は、ファン１５からの冷却風の流路上に位置することになり、ラジエーター１３の冷却後の温風が負荷試験装置４０に流れ、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒを冷却することが出来る。
　流路切替板４５ｅは、手動で第１状態と第２状態とが切り替えられる形態であってもよいし、アクチュエータ（不図示）などを使って自動的に切り替えられる形態であってもよい。
　負荷試験以外の時に、誤って、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒに電力供給がされないように、流路切替板４５ｅがダクト３０の出口の他方（第２出口、前面開口７２）を開口させている時に、発電機２０から負荷試験装置４０への電力供給を維持し、流路切替板４５ｅがダクト３０の出口の他方（第２出口、前面開口７２）を遮蔽している時に、発電機２０から負荷試験装置４０への電力供給を遮断する電力供給制御部が設けられるのが望ましい。
　電力供給制御部としては、発電機２０と接続され、負荷試験装置４０の下に配置され、流路切替板４５ｅがダクト３０の出口の他方（第２出口、前面開口７２）を開口させている時に、上方向の付勢力で負荷試験装置４０と接触し、負荷試験装置４０の抵抗器Ｒと電気的に接続する第２端子部４５ｆが考えられる。発電機２０と負荷試験装置４０とは、第２端子部４５ｆを介して電気的な接続が行われる。
　流路切替板４５ｅがダクト３０の出口の他方（第２出口、前面開口７２）を遮蔽している時、流路切替板４５ｅにより第２端子部４５ｆが押し下げられ、負荷試験装置４０は第２端子部４５ｆと非接触状態となり、発電機２０と負荷試験装置４０の電気的な接続状態が解除される。
　ファン１５からの冷却風の流路から負荷試験装置４０を外したり、負荷試験の時に当該流路上であってラジエーター１３よりも下流に負荷試験装置４０を位置させたりするために、切替装置４５を使って、負荷試験装置４０の位置を変えること（第１実施形態）と、当該流路を変えること（第２実施形態）は、両方を行う形態であってもよいし、一方だけを行う形態であってもよい。
　１　発電システム
　１０　エンジン
　１１　エンジン本体
　１３　ラジエーター
　１５　ファン
　１７　排気ガス管
　１８　消音器
　２０　発電機
　３０　ダクト
　４０　負荷試験装置
　４３　カバー
　４５　切替装置
　４５ａ　アクチュエータ
　４５ｂ　ガイド
　４５ｃ　第１端子部
　４５ｄ　位置検出センサ
　４５ｅ　流路切替板
　４５ｆ　第２端子部
　５０　蓄電装置
　５１　蓄電部
　５３　ＡＣ／ＤＣコンバーター
　６１　制御部
　６２　操作部
　６３　計測部
　６４　温度センサ
　６５　表示部
　６６　通信部
　７０　ケース
　７１　上面開口
　７２　前面開口
　７３　側面開口
　７４　開閉扉
 

Claims (7)

  1. 　エンジン本体と、前記エンジン本体の内部を流れる冷却水の熱交換を行うラジエーターと、前記ラジエーターを冷却するファンとを有するエンジンと、
    　前記エンジン本体で得られた回転力を電気に変換する発電機と、
    　複数の抵抗器を有し、前記発電機の負荷試験を行うために使用される負荷試験装置と、
    　前記ファンからの冷却風の流路から前記負荷試験装置を外したり、前記負荷試験の時に前記流路上であって前記ラジエーターよりも下流に前記負荷試験装置を位置させたりするために、前記負荷試験装置の位置を変えることと前記流路を変えることの少なくとも一方を行う切替装置とを備えることを特徴とする発電システム。
  2. 　前記切替装置は、前記負荷試験装置の位置を変えるために、前記負荷試験装置を摺動可能な状態で保持するガイドを有することを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
  3. 　前記負荷試験装置を前記流路上であって前記ラジエーターよりも下流に位置させた時に、前記発電機から前記負荷試験装置への電力供給を維持し、前記負荷試験装置が前記流路から外れた時に、前記発電機から前記負荷試験装置への電力供給を遮断する電力供給制御部を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
  4. 　前記エンジンと、前記発電機を収納するケースを更に備え、
    　前記負荷試験装置と、前記ガイドは、前記ケースの上部に配置され、
    　前記負荷試験装置が前記流路から外れた時に、前記負荷試験装置の少なくとも上面を覆うカバーが設けられることを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
  5. 　前記流路の出口は、前記負荷試験装置と対向しない第１出口と、前記負荷試験装置と対向する第２出口を有し、
    　前記切替装置は、前記流路を変えるために、前記第１出口と前記第２出口の一方を遮蔽し他方を開口させる流路切替板を有することを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
  6. 　前記エンジンと、前記発電機を収納するケースを更に備え、
    　前記第１出口は、前記ケースの上面開口に設けられ、
    　前記第２出口は、前記ケースの前面開口に設けられ、
    　前記第１出口を遮蔽し前記第２出口を開口させる場合には、前記上面開口の上に前記流路切替板が配置され、
    　前記第２出口を遮蔽し前記第１出口を開口させる場合には、前記前面開口と前記負荷試験装置の間に前記流路切替板が配置されることを特徴とする請求項５に記載の発電システム。
  7. 　前記流路切替板が前記第２出口を開口させた時に、前記発電機から前記負荷試験装置への電力供給を維持し、前記流路切替板が前記第２出口を遮蔽した時に、前記発電機から前記負荷試験装置への電力供給を遮断する電力供給制御部を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の発電システム。
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