(57)【要約】【課題】エンジンの温度が上昇する前に停止状態へ移行する場合の無駄なクーリングダウン運転を省略できる自家発電装置を提供する。【解決手段】エンジン１１で発電機１２を運転し電力供給を行う自家発電装置１０であって、エンジン冷却水ポンプ２１ａ、潤滑油プライミングポンプ２１ｂ、エンジン周囲空気換気ファン２１ｃ等の補機２１を、エンジン１１の停止指令の後に、所定の運転時間運転するクーリングダウン運転を行う自家発電装置１０において、エンジン１１の停止移行直前に、エンジン１１の潤滑油温度が所定の温度監視時間継続して所定温度以下の場合、前記クーリングダウン運転を省略する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで発電機を運転し電力供給を行う自家発電装置であって、エンジン冷却水ポンプ、潤滑油プライミングポンプ、エンジン周囲空気換気ファン等の補機を、前記エンジンの停止指令の後に、所定の運転時間運転するクーリングダウン運転を行う自家発電装置において、
前記エンジンの停止移行直前に、前記エンジンの潤滑油温度が所定の温度監視時間継続して所定温度以下の場合、前記クーリングダウン運転を省略することを特徴とする自家発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エンジンで発電機を運転し電力供給を行う自家発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンで発電機を運転し電力供給を行う自家発電装置において、エンジンの停止に際して、エンジンに対してクーリングダウンを行う構成は従来から公知である。
【０００３】
すなわち、従来のクーリングダウンを行う自家発電装置では、エンジン冷却水ポンプ、潤滑油プライミングポンプ、エンジン周囲空気換気ファン等の補機を、エンジンの停止指令の後に、所定時間運転してエンジンを冷却するようになっている。また、発電電力の供給を遮断する遮断器を遮断して送電を停止した後に、前記したような補機を所定時間運転してエンジンを冷却することもある（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
このような、従来の自家発電装置においては、エンジンの温度状態を考慮しないで一律にクーリングダウンを行うようになっていた。
【０００５】
例えば、エンジンの始動から時間が経過しないうちに、発電機側での過電流の発生等のトラブルやエンジン側での点火不良等のトラブルが生じ、これにより、エンジンを停止することがある。そうすると、エンジンの温度があまり上昇していないにもかかわらず、所定時間に亘ってクーリングダウンを行うことになり、無駄なクーリングダウン運転を行っていた。
【特許文献１】特開平１１−３５５９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、エンジンの温度が上昇する前に停止状態へ移行する場合の無駄なクーリングダウン運転を省略できる自家発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、エンジンで発電機を運転し電力供給を行う自家発電装置であって、エンジン冷却水ポンプ、潤滑油プライミングポンプ、エンジン周囲空気換気ファン等の補機を、前記エンジンの停止指令の後に、所定の運転時間運転するクーリングダウン運転を行う自家発電装置において、前記エンジンの停止移行直前に、前記エンジンの潤滑油温度が所定の温度監視時間継続して所定温度以下の場合、前記クーリングダウン運転を省略することを特徴とする自家発電装置を提供する。
【０００８】
本発明に係る自家発電装置によれば、前記エンジンの停止移行直前に、前記エンジンの潤滑油温度が前記所定の温度監視時間継続して前記所定温度以下の場合、前記クーリングダウン運転を省略するので、無駄なクーリングダウン運転を省略することができる。
【０００９】
前記所定温度監視時間としては、０．５分〜３０分程度或いはそれ以上を例示でき、前記所定温度としては、６０℃〜８０℃程度を例示できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によると、エンジンの温度が上昇する前に停止状態へ移行する場合の無駄なクーリングダウン運転を省略可能な自家発電装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る自家発電装置１０の概略構成を示すシステムブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、自家発電装置１０は、エンジン１１で発電機１２を運転し電力供給を行うものであり、ここでは、パッケージ型の自家発電装置とされている。この自家発電装置１０は、エンジン１１と、エンジン１１にて駆動される発電機１２と、遮断器５２Ｇと、補機２１と、自家発電装置１０全体の制御を司る制御部１６とを備えている。なお、制御部１６は、複数の制御盤で構成されており、各制御盤間は、ここでは、ＣＡＮ（Controller Area Network）規格によって接続され、相互にデータ転送されるようになっている。
【００１４】
詳しくは、エンジン１１は、発電機１２に連結されており、回転出力を発電機１２に伝達するようになっている。発電機１２は、エンジン１１の回転出力によって発電電力を供給するようになっている。遮断器５２Ｇは、発電機１２からの発電電力を供給又は遮断するものであり、高圧盤１３に設けられている。なお、遮断器５２Ｇは、制御部１６の出力系に接続されており、制御部１６からの作動信号により、閉じ状態のときは発電機１２からの発電電力を供給する一方、遮断状態のときは発電機１２からの発電電力の供給を遮断するようになっている。
【００１５】
補機２１は、複数の補機（ここでは、エンジン冷却水ポンプ２１ａ、潤滑油プライミングポンプ２１ｂ及びエンジン周囲空気換気ファン２１ｃ）とされている。なお、補機２１は、制御部１６の出力系に接続されており、制御部１６からの作動信号により、エンジン１１を冷却するようになっている。
【００１６】
エンジン冷却水ポンプ２１ａは、エンジン１１と、冷却水により熱交換を行うラジエータ（図示せず）との間で冷却水を循環させるものである。潤滑油プライミングポンプ２１ｂは、エンジン内部に潤滑油を循環させるものである。また、エンジン周囲空気換気ファン２１ｃは、エンジン１１周囲における空気の熱交換を行うものであり、ここでは、自家発電装置１０のパッケージ（図示せず）に設けられたパッケージ換気ファンとされている。なお、補機２１は、このようにエンジン１１を直接的に冷却するものであってもよいし、エンジン１１によって加熱された周辺機器を冷却するものであってもよい。
【００１７】
制御部１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置（図示せず）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部（図示せず）とを備えている。前記記憶部は、各種制御プログラムや必要な関数及びテーブルを記憶するようになっている。そして、制御部１６は、前記ＣＰＵによって、発電制御プログラムを前記記憶部から読み出し、該読み出した発電制御プログラムを実行するように構成されている。
【００１８】
図２は、自家発電装置１０におけるエンジン１１の回転速度の時間的変化及び制御部１６にて制御される補機２１のタイミングチャートを示す図である。
【００１９】
制御部１６は、エンジン１１の始動指令があると（図中「機関始動命令」参照）、補機２１を作動するように構成されている。
【００２０】
具体的には、制御部１６は、エンジン１１の始動指令と同時に潤滑油プライミングポンプ２１ｂ及びエンジン周囲空気換気ファン２１ｃを作動させる。なお、制御部１６は、図示を省略したが、エンジン１１が待機状態にあるときに、所定の一定間隔で所定時間（例えば８時間毎に５分間）、潤滑油プライミングポンプ２１ｂを作動して、潤滑油をエンジン１１内部に循環させるようになっている。
【００２１】
また、制御部１６は、エンジン１１の始動指令から所定の第１制御時間α（例えば３０秒）経過後にセルモータを始動することで、エンジン１１を始動し（図中「セルモータ始動」参照）、このとき、エンジン冷却水ポンプ２１ａも作動させる。
【００２２】
さらに、制御部１６は、エンジン１１が所定の低回転速度（例えば３００回転／分）を超えると、潤滑油プライミングポンプ２１ｂの作動を停止し、エンジン１１が所定の定格回転速度（例えば１５００回転／分）に達して規定電圧を維持するようになると（図中「規定電圧確立」参照）、その時点から所定の第２制御時間β（例えば１８０秒）経過後に遮断器５２Ｇを閉じる（図中「遮断器投入」参照）。
【００２３】
そして、制御部１６は、エンジン１１の停止指令があり（図中「機関停止命令」参照）、後述するクーリングダウン運転省略可能な条件を満足しない場合に、クーリングダウン運転（アフタークーリングともいう）を行うように構成されている。すなわち、制御部１６は、クーリングダウン運転省略可能な条件を満足しない場合に、補機２１を、エンジン１１の停止指令の後に、所定の一定の運転時間運転するように構成されている。前記クーリングダウン運転を行う時間は、各補機２１のそれぞれで設定することができる。また、前記クーリングダウン運転は、エンジン１１の停止指令と同時に行ってもよいし、エンジン１１の停止指令後、エンジン１１が所定の低回転速度以下になることで行ってもよく、また、エンジン１１の停止指令から所定時間経過後に行ってもよい。
【００２４】
具体的には、制御部１６は、クーリングダウン運転省略可能な条件を満足しない場合に、潤滑油プライミングポンプ２１ｂを、エンジン１１の停止指令の後、エンジン１１が所定の低回転速度以下になったときに、所定の第２運転時間ｂ（例えば１０分間）だけ運転すると共に、エンジン冷却水ポンプ２１ａ及びエンジン周囲空気換気ファン２１ｃを、エンジン１１の停止指令と同時に、それぞれ、所定の第１運転時間ａ（例えば１０分間）及び所定の第３運転時間ｃ（例えば３０分間）だけ運転する。なお、エンジン冷却水ポンプ２１ａ及びエンジン周囲空気換気ファン２１ｃは、始動から継続して作動し続けており、エンジン１１の停止指令の時点においても作動している。
【００２５】
さらに、制御部１６は、遮断器５２Ｇを遮断してから（図中「遮断器・切」参照）所定の第３制御時間γ（例えば６０秒）経過後にエンジン１１の停止指令を出力するように構成されている。
【００２６】
（本発明の特徴部分の説明）
自家発電装置１０は、図１に示すように、潤滑油温度検出装置１４をさらに備えている。潤滑油温度検出装置１４は、エンジン１１の潤滑油温度を検出するようになっている。なお、潤滑油温度検出装置１４は、制御部１６の入力系に接続されており、エンジン１１の潤滑油温度の検出値を制御部１６に送信するようになっている。
【００２７】
制御部１６は、潤滑油温度検出装置１４にて検出されたエンジン１１の潤滑油温度の温度データをサンプリングし、該サンプリングした温度データのうち検出時点から所定の一定の温度監視時間（例えば３０分以上の時間）内の温度データを前記記憶部に順次記憶するように構成されている。
【００２８】
そして、制御部１６は、潤滑油温度検出装置１４にて測定されたエンジン１１の潤滑油温度がエンジン１１の停止指令の時点から遡って前記温度監視時間（例えば３０分以上）において継続して所定の一定の規定温度（例えば７０℃）以下の場合に、前記クーリングダウン運転を省略するように構成されている。なお、前記温度監視時間及び前記規定温度は、予め前記記憶部に記憶しておくことができる。また、前記温度監視時間及び前記規定温度は、エンジンの特性に合わせて変更可能としてもよい。
【００２９】
図３は、自家発電装置１０の制御部１６による発電制御の一例を示すフローチャートである。
【００３０】
図３に示す発電制御を行うにあたって、前記記憶部に予め記憶しておいた前記温度監視時間及び前記規定温度を読み出しておく。
【００３１】
図３に示す発電制御において、先ず、エンジン１１の始動指令を発すると（ステップＳ１）、エンジン１１の始動指令と同時に潤滑油プライミングポンプ２１ｂ及びエンジン周囲空気換気ファン２１ｃを作動し、エンジン１１の始動指令から第１制御時間α経過後にセルモータを始動してエンジン１１を始動すると共にエンジン冷却水ポンプ２１ａを作動する（ステップＳ２）。このとき、潤滑油温度検出装置１４にて検出されたエンジン１１の潤滑油温度の温度データをサンプリングし、前記温度監視時間内の温度データを前記記憶部に順次記憶していく（ステップＳ３）。
【００３２】
次に、エンジン１１が前記低回転速度を超えると、潤滑油プライミングポンプ２１ｂの作動を停止し、エンジン１１が前記定格回転速度に達して規定電圧を維持するようになると、その時点から第２制御時間β経過後に遮断器５２Ｇを閉じ（ステップＳ４）、次に遮断器５２Ｇを遮断するまで（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ３，Ｓ４の処理を繰り返す。
【００３３】
そして、遮断器５２Ｇを遮断すると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、第３制御時間γが経過するまで待機し（ステップＳ６：Ｎｏ）、第３制御時間γが経過すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、エンジン１１の停止指令を発する（ステップＳ７）。なお、遮断器５２Ｇは、正常に運転している場合に必要に応じて遮断される他、発電機１２側での過電流の発生やエンジン１１側での点火不良といったトラブルが生じた場合でも遮断される。また、前記のトラブル等で遮断器５２Ｇを閉じる前にエンジン１１の停止指令を発することもある。
【００３４】
次に、温度データが前記温度監視時間内で前記規定温度以下となっているか否かを判断し（ステップＳ８）、温度データが全て前記規定温度以下となっている場合には（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、前記クーリングダウン運転を行うことなく、ステップＳ１０に移行する。一方、温度データにおいて前記規定温度より高いものがある場合には（ステップＳ８：Ｎｏ）、前記クーリングダウン運転（図２のアフタークーリングａ，ｂ，ｃ参照）を行った後（ステップＳ９）、ステップＳ１０に移行する。
【００３５】
ステップＳ１０では、次回の起動指令があるまで待機し（ステップＳ１０：Ｎｏ、ステップＳ１１：Ｎｏ）、次回の起動指令があると（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１へ移行する一方、発電制御の終了処理指示があると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、発電制御の処理を終了する。
【００３６】
なお、遮断器５２Ｇの遮断時からエンジン１１の停止指令までの第３制御時間γを０秒としてもよい。すなわち、制御部１６は、遮断器５２Ｇを遮断したときにエンジン１１の停止指令を出力するように構成されていてもよい。この場合、図３のフローチャートにおいてステップＳ６の処理を除去することで、ステップＳ５にて遮断器５２Ｇを遮断したときに（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ７にてエンジン１１の停止指令を発することができる。
【００３７】
以上説明した自家発電装置１０によれば、例えば、エンジン１１の始動から時間が経たないうちに、発電機１２側での過電流の発生等のトラブルや、エンジン１１側での点火不良等のトラブルが生じ、これにより、遮断器５２Ｇを遮断して（或いは遮断器５２Ｇを閉じる前に）エンジン１１の停止指令を発することがあっても、エンジン１１の停止移行直前に、エンジン１１の潤滑油温度が前記温度監視時間継続して前記規定温度以下の場合には、前記クーリングダウン運転を省略する。すなわち、エンジン１１の温度が前記クーリングダウン運転を必要としない温度であるとみなせる場合に、前記クーリングダウン運転を省略する。これにより、無駄なクーリングダウン運転を省略して次回の起動指令に直ちに備えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る自家発電装置の概略構成を示すシステムブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自家発電装置におけるエンジンの回転速度の時間的変化及び制御部にて制御される補機のタイミングチャートを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る自家発電装置の制御部による発電制御の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１０    自家発電装置
１１    エンジン
１２    発電機
２１    補機
２１ａ  エンジン冷却水ポンプ
２１ｂ  潤滑油プライミングポンプ
２１ｃ  エンジン周囲空気換気ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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