(57)【要約】【課題】商用電源が停電しているときでも、容易かつ迅速に起動することができる非常用発電システム及び非常用発電装置を提供すること。【解決手段】非常用の電力を発電する発電部７と、前記発電部７を待機状態にするための電力を供給する蓄電部８と、前記蓄電部８に電力を蓄電する充電部９と、前記蓄電部８への充電指示を監視する充電指示監視部６と、前記負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎとの接続を、商用電源又は前記発電部７に択一的に切り替え可能な切替部４とを備え、前記切替部４の負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎ側の端子と、前記充電部９とが接続されており、前記充電指示監視部６は、前記切替部４を介して前記発電部７と前記負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎとが接続された状態において前記充電指示を受けると、前記発電部７を起動して、前記発電部７からの非常用の電力を前記充電部９に供給することを特徴とする。【選択図】図１
2010028950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常時に非常用の電力を必要に応じて負荷に供給する手動起動式の非常用発電システムであって、
前記非常用の電力を発電する発電部と、
前記発電部を待機状態にするための電力を供給する蓄電部と、
前記蓄電部に電力を蓄電する充電部と、
前記蓄電部への充電指示を監視する充電指示監視部と、
前記負荷との接続を、商用電源又は前記発電部に択一的に切り替え可能な切替部とを備え、
前記切替部の負荷側の端子と、前記充電部とが接続されており、
前記充電指示監視部は、
前記切替部を介して前記発電部と前記負荷とが接続された状態において前記充電指示を受けると、前記発電部を起動して、前記発電部からの非常用の電力を前記充電部に供給することを特徴とする非常用発電システム。
【請求項２】
前記充電指示は、前記蓄電部の電力の下限値を監視する電力検出部からの出力であることを特徴とする請求項１に記載の非常用発電システム。
【請求項３】
前記充電指示は、予め設定された時間間隔で信号を出力するタイマーからの出力であることを特徴とする請求項１に記載の非常用発電システム。
【請求項４】
前記充電指示は、操作者によって入力部から入力されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の非常用発電システム。
【請求項５】
非常時に非常用の電力を必要に応じて負荷に供給する手動起動式の非常用発電装置であって、
前記非常用の電力を発電する発電部と、
前記発電部を待機状態にするための電力を供給する蓄電部と、
前記蓄電部に電力を蓄電する充電部と、
前記蓄電部への充電指示を監視する充電指示監視部とを備え、
前記負荷との接続を、商用電源又は前記発電部に択一的に切り替え可能な切替部の負荷側の端子と、前記充電部とが接続されるようになっており、
前記充電指示監視部は、
前記切替部を介して前記発電部と前記負荷とが接続された状態において前記充電指示を受けると、前記発電部を起動して、前記発電部からの非常用の電力を前記充電部に供給することを特徴とする非常用発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常時に非常用の電力を供給する非常用発電システム及び非常用発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、商用電源に停電が起こると、商用電源から自動的に切り替えられて、非常用の電力を負荷に供給する種々の非常用発電システムが利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、例えば、廃水処理場のポンプや無人の室内の照明具などのように、負荷によっては、停電と同時には電力供給が不要なものがある。このような負荷を対象として、停電時に電力を供給する場合、発電機の燃料やバッテリの電力消費を抑制するために、電力供給が必要なときにのみ操作者が手動によって発電機を起動し、この発電機が発電した電力を負荷に供給することが行われている。
【特許文献１】特開２００４−６４９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のように商用電源の停電時に手動で発電機を起動するようにしても、発電機の起動のためには発電機を待機状態にしておく必要があるため、待機状態にしておくための待機電流がバッテリから発電機に流れ、これによりバッテリの電力が消費されてしまう。そのため、停電時に負荷への電力供給が必要になったときに、バッテリの電力が不足して発電機を起動することができなくなってしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、商用電源が停電しているときでも、容易かつ迅速に起動することができる非常用発電システム及び非常用発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、非常時に非常用の電力を必要に応じて負荷に供給する手動起動式の非常用発電システムであって、前記非常用の電力を発電する発電部と、前記発電部を待機状態にするための電力を供給する蓄電部と、前記蓄電部に電力を蓄電する充電部と、前記蓄電部への充電指示を監視する充電指示監視部と、前記負荷との接続を、商用電源又は前記発電部に択一的に切り替え可能な切替部とを備え、前記切替部の負荷側の端子と、前記充電部とが接続されており、前記充電指示監視部は、前記切替部を介して前記発電部と前記負荷とが接続された状態において前記充電指示を受けると、前記発電部を起動して、前記発電部からの非常用の電力を前記充電部に供給することを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、停電時であっても、充電部を介して蓄電部に電力を蓄電することができる。
【０００７】
また、本発明は、前記充電指示が、前記蓄電部の電力の下限値を監視する電力検出部からの出力であることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、停電時であっても、電力検出部の充電指示に応じて、発電部が自動起動されることによって、充電部を介して蓄電部に電力を蓄電することができる。
【０００９】
また、本発明は、前記充電指示が、予め設定された時間間隔で信号を出力するタイマーからの出力であることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、停電時であっても、タイマーからの充電指示に応じて、発電部が自動起動されることによって、充電部を介して蓄電部に電力を蓄電することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記充電指示が、操作者によって入力部から入力されることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、停電時であっても、操作者によって入力された充電指示に応じて、発電部が自動起動されることによって、充電部を介して蓄電部に電力を蓄電することができる。
【００１３】
また、本発明は、非常時に非常用の電力を必要に応じて負荷に供給する手動起動式の非常用発電装置であって、前記非常用の電力を発電する発電部と、前記発電部を待機状態にするための電力を供給する蓄電部と、前記蓄電部に電力を蓄電する充電部と、前記蓄電部への充電指示を監視する充電指示監視部とを備え、前記負荷との接続を、商用電源又は前記発電部に択一的に切り替え可能な切替部の負荷側の端子と、前記充電部とが接続されるようになっており、前記充電指示監視部は、前記切替部を介して前記発電部と前記負荷とが接続された状態において前記充電指示を受けると、前記発電部を起動して、前記発電部からの非常用の電力を前記充電部に供給することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、停電時であっても、充電部を介して蓄電部に電力を蓄電することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発電部を起動することによって、充電部を介して蓄電部に電力を蓄電することができることから、商用電源が停電しているときでも容易かつ迅速に起動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における非常用発電システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態としての非常用発電システムを示したものである。
非常用発電システム１は、商用電源２から負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎに電力を供給する電力システムに接続されるものであって、商用電源２の停電などの非常時に非常用の電力を供給する非常用発電装置５を備えている。
なお、負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎは、必ずしも商用電源２の停電と同時に非常用の電力を必要としないものである。
非常用発電装置５は、全体の動作を制御する制御部（充電監視部）６を備えている。
制御部６は、後述する充電指示を監視するものである。この制御部６は、非常用の電力を発電する発電部７と、起動信号などの信号を出力する入力部１１と、各種情報を記憶する記憶部１２とに接続されている。
【００１７】
発電部７は、例えば灯油や軽油などの燃料によって駆動される発電機（不図示）を備えている。また、発電部７は、バッテリ（蓄電部）８に接続されている。バッテリ８は、発電部７を待機状態にするための電力（待機電流）を発電部７に供給する。また、バッテリ８は、充電部９に接続されている。充電部９は、バッテリ８に電力を蓄電するものである。さらに、バッテリ８は、このバッテリ８に蓄電された電力を検出するバッテリ電力検出部（電力検出部）１０に接続されている。
バッテリ電力検出部１０は、制御部６に接続されており、バッテリ８に蓄電された電力の検出結果を検出信号（充電指示）として制御部６に出力する。
【００１８】
また、入力部１１は、操作者が充電指示を入力するためのものであり、例えば起動ボタン、停止ボタン及び入力ボタンなどを備えている。そして、入力部１１は、操作者によって起動ボタンが押下されると、制御部６に起動信号（充電指示）を出力し、これにより、制御部６は、発電部７を起動する。すなわち、発電部７は、操作者の操作によって手動起動される。また、入力部１１は、操作者によって停止ボタンが押下されると、制御部６に停止信号を出力し、これにより、制御部６は、起動された発電部７を停止する。さらに、入力部１１は、操作者によって入力ボタンが押下されると、バッテリ８の蓄電電力の上限閾値又は下限閾値を示す閾値信号を制御部６に出力し、これにより、制御部６は、記憶部１２に上限閾値及び下限閾値を記憶する。
【００１９】
また、非常用発電システム１は、商用電源２の電力を検出する商用電力検出部３と、負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎへの接続を択一的に切り替え可能な切替スイッチ（切替部）４とを備えている。
切替スイッチ４は、切り替え可能な切替接続部４ａ，４ｂに、それぞれ商用電源２及び発電部７が接続されている。また、切替不能な固定接続部４ｃには、負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎが並列に接続されている。さらに、固定接続部４ｃは、負荷Ｚ１を介して充電部９に接続されている。
【００２０】
また、商用電力検出部３は、商用電源２の停電判定時の閾値が記憶される記憶部（不図示）を備えている。そして、商用電力検出部３は、商用電源２の電力の検出結果が、不図示の記憶部に記憶された閾値よりも小さくなると、停電と判定し、切替スイッチ４を介して、負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎへの接続を、商用電源２から非常用発電装置５へと切り替える。すなわち、商用電力検出部３は、切替接続部４ｂと固定接続部４ｃとを接続する。また、商用電力検出部３は、制御部６に接続されており、商用電源２が停電すると、停電信号を制御部６に出力する。
さらに、商用電力検出部３は、停電後に、検出結果が閾値よりも大きくなると、停電解除と判定し、切替スイッチ４を切り替え、制御部６に停電解除信号を出力する。
【００２１】
次に、このように構成された本実施形態における非常用発電システム１の動作について説明する。
常時においては、切替接続部４ａと固定接続部４ｃとが接続されており、商用電源２から負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎに商用電力が供給される。なお、この場合、商用電力の一部は、負荷Ｚ１を介して充電部９に供給される。そのため、常時には、充電部９はバッテリ８に電力を供給することができ、バッテリ８の蓄電電力が不足することはない。また、バッテリ８の電力は、発電部７に供給され、これにより、発電部７は待機状態になっている。
【００２２】
一方、商用電源２の停電時には、切替スイッチ４が切り替えられる。そして、非常用の電力が必要なときに、操作者が入力部１１の起動ボタンを押下すると、入力部１１が制御部６に起動信号を出力する。制御部６は、発電部７を起動する。そして、発電部７からの非常用の電力は、負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎに供給される。さらに、非常用の電力の一部は、負荷Ｚ１を介して充電部９に供給され、これにより、バッテリ８に電力が蓄電される。
そして、非常用の電力が不要になると、操作者が入力部１１の停止ボタンを押下することにより、入力部１１が制御部６に停止信号を出力し、制御部６が発電部７を停止する。
【００２３】
ここで、停電時に発電部７を起動しない状態では、充電部９への電力の供給が停止することにより、バッテリ８への電力の蓄電が行われず、そのため、発電部７を待機状態にするために待機電流をながすことによってバッテリ８の蓄電電力は消費され、減少していく。その結果、発電部７の起動が必要なときに、バッテリ８の蓄電電力が残っておらず、発電部７を起動できなくなるおそれがある。
本実施形態における非常用発電システム１においては、停電時に、以下のようにしてバッテリ８に電力が蓄電される。
【００２４】
図２は、商用電源２の停電時における非常用発電システム１の動作を示すフローチャートである。
商用電力検出部３は、商用電源２が停電したか否かを判定する。すなわち、商用電力検出部３は、商用電源２からの電力を検出し、不図示の記憶部に記憶された閾値と検出結果とを比較する。そして、商用電力検出部３は、検出結果が閾値より大きいと判定すると（ステップＳ１；ＮＯ）、再度、商用電源２からの電力を検出し、ステップＳ１の処理を繰り返す。これにより、商用電力検出部３は、商用電源２が停電したか否かを監視する。
【００２５】
一方、商用電力検出部３は、検出結果が閾値より小さいと判定すると（ステップＳ１；ＹＥＳ）、切替スイッチ４を切り替える（ステップＳ２）。すなわち、商用電力検出部３は、切替接続部４ｂと固定接続部４ｃとを接続する。これにより、非常用発電装置５と負荷Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・Ｚｎとが接続される。
さらに、商用電力検出部３は、停電信号を制御部６に出力する（ステップＳ３）。
制御部６は、停電信号を受けると、バッテリ電力検出部１０の出力を読み出す。そして、制御部６は、バッテリ電力検出部１０の検出結果と、記憶部１２に予め記憶された下限閾値とを比較して、検出結果が下限閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳ４；ＮＯ）、発電部７の待機状態を継続する（ステップＳ５）。
【００２６】
一方、制御部６は、検出結果が下限閾値よりも小さいと判定すると（ステップＳ４；ＹＥＳ）、発電部７を自動起動する（ステップＳ６）。これにより、発電部７からの非常用の電力が負荷Ｚ１を介して充電部９に供給され、バッテリ８に電力が蓄電されていく。
さらに、制御部６は、バッテリ電力検出部１０の出力を読み出し、検出結果が、記憶部１２に予め記憶された上限閾値よりも小さいと判定すると（ステップＳ７；ＮＯ）、バッテリ電力検出部１０の出力を再度読み出してステップＳ７の処理を繰り返す。一方、制御部６は、検出結果が上限閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳ７；ＹＥＳ）、発電部７を停止する（ステップＳ８）。
【００２７】
次いで、商用電力検出部３は、検出結果と閾値とを比較して、検出結果が閾値よりも小さいと判定すると（ステップＳ９；ＮＯ）、停電解除信号を出力せず、そのため、非常用発電システム１は、ステップＳ４からステップＳ９の処理を繰り返す。
一方、商用電力検出部３は、検出結果が閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳ９；ＹＥＳ）、切替スイッチ４を切り替えて（ステップＳ１０）、停電解除信号を制御部６に出力する（ステップＳ１１）。これによって、制御部６は、ステップＳ４からステップＳ８の処理の繰り返しを停止し、非常用発電システム１の処理が終了する。
【００２８】
以上より、本実施形態における非常用発電システム１によれば、停電時であっても、発電部７を手動起動することによって、充電部９を介してバッテリ８に電力を蓄電することができる。そのため、商用電源２が停電しているときでも、発電部７を容易かつ迅速に起動することができる。
また、停電時であっても、バッテリ電力検出部１０の検出結果に応じて、発電部７を自動起動することによって、充電部９を介してバッテリ８に電力を蓄電することができる。
【００２９】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３及び図４は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図３及び図４において、図１及び図２に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。
【００３０】
本実施形態における非常用発電装置５ａは、上記第１の実施形態のバッテリ電力検出部１０に代えて、タイマー１５が設けられている。タイマー１５は、制御部６ａに接続されており、制御部６ａからの計時開始信号を受けて計時を開始し、予め定められた時間が経過すると、計時終了信号（充電指示）を制御部６ａに出力する。
制御部６ａは、タイマー１５からの計時終了信号を受けると、発電部７を起動する。
なお、タイマー１５の計時時間は、入力部１１を介して予め操作者によって入力された任意の時間に設定される。そして、タイマー１５は、計時を開始すると、予め設定された任意の時間間隔で周期的に計時終了信号を出力する。
【００３１】
図４は、商用電源２の停電時における非常用発電システム１ａの動作を示すフローチャートである。
制御部６ａは、商用電力検出部３から停電信号を受けると、計時開始信号を出力し、タイマー１５を起動する（ステップＳ２０）。
タイマー１５は、制御部６ａから計時開始信号を受けると、計時を開始し、予め設定された時間が経過すると、計時終了信号を制御部６ａに出力する。制御部６ａは、タイマー１５の出力を読み出して、計時終了信号が出力されていないと判定すると（ステップＳ２１；ＮＯ）、再度タイマー１５の出力を読み出してステップＳ２１の処理を繰り返す。
一方、制御部６ａは、タイマー１５から計時終了信号が出力されたと判定すると（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、発電部７を起動する（ステップＳ２２）。
【００３２】
そして、制御部６ａは、発電部７を起動してから所定の時間経過後、発電部７を停止する（ステップＳ２３）。ここで、タイマー１５に設定される時間間隔によって、バッテリ８の蓄電電力がどれくらい減少するかについて予め推定することができるので、その減少した分の電力が蓄電される時間についても予め推定することができる。そこで、予め推定された、発電部７を起動してから停止するまでの起動時間が、入力部１１を介して操作者によって入力され、記憶部１２に記憶される。すなわち、制御部６ａは、発電部７を起動してから、記憶部１２に予め記憶された起動時間の経過後、発電部７を停止する。
【００３３】
そして、商用電力検出部３は、検出結果と閾値とを比較して、検出結果が閾値よりも小さいと判定すると（ステップＳ９；ＮＯ）、停電解除信号を出力せず、そのため、非常用発電システム１ａは、ステップＳ２１からステップＳ９の処理を繰り返す。すなわち、タイマー１５は、計時開始信号を受けると、予め設定された時間間隔で計時終了信号を周期的に出力し続けるので、停電の間、予め設定された時間間隔で発電部７が起動する。
そして、制御部６ａは、商用電力検出部３からの停電解除信号を受けると、タイマー１５を停止し（ステップＳ２４）、これにより非常用発電システム１ａの処理が終了する。
【００３４】
以上より、本実施形態における非常用発電システム１によれば、操作者が予め定めた時間間隔で発電部７を周期的に起動することができることから、操作者が状況に応じて時間間隔を指定することにより、迅速かつ確実に発電部７を起動することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、制御部６ａが発電部７を起動してから停止するまでの起動時間を予め入力するとしたが、これに限ることはなく、タイマー１５に設定された時間間隔に基づいて、制御部６ａが、起動時間を演算し、記憶部１２に記憶するようにしてもよい。
また、バッテリ電力検出部１０を設けてもよい。これにより、制御部６ａは、発電部７を起動した後、バッテリ電力検出部１０の検出結果が予め設定された閾値より大きくなった場合に、発電部７を停止するようにしてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る非常用発電システムの第１の実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】図１の非常用発電システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る非常用発電システムの第２の実施形態を示すシステム構成図である。
【図４】図３の非常用発電システムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１，１ａ  非常用発電システム
２    商用電源
４    切替スイッチ（切替部）
５，５ａ  非常用発電装置
６，６ａ  制御部（充電指示監視部）
７    発電部
８    バッテリ（蓄電部）
９    充電部
１０  バッテリ電力検出部（電力検出部）
１１  入力部
１５  タイマー
【図１】
2010028950.tif 000003
【図２】
2010028950.tif 000004
【図３】
2010028950.tif 000005
【図４】
2010028950.tif 000006