(57)【要約】【課題】  クラッチ作動時に事前にエンジン回転数を低下させた場合においても、発電機から電力を安定供給できるエンジン駆動式空調装置を提供すること。【解決手段】  エンジン駆動式空調装置１は、ガスエンジン１０と、空調ユニット２０と、発電機４０と、クラッチ２８と、コントローラ６０とを備える。コントローラ６０は、発電機４０が電気駆動部品に電力を供給しているとき（自立運転時）にクラッチ２８の作動要求が入力された場合に、クラッチ２８が作動する前に、ガスエンジン１０の回転数をクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）に低下させるとともに発電機４０から電気駆動部品である室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさが低下するように、ガスエンジン１０の回転数と発電機４０から室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさを制御する。【選択図】  図３
2014167365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン駆動式空調装置であって、
エンジンと、
前記エンジンの動力によって駆動する圧縮機を備え、前記圧縮機が駆動することにより空調する空調ユニットと、
前記エンジンの動力によって発電するとともに、発電した電力を、外部負荷および、前記エンジン駆動式空調装置を構成する部品であって電力により駆動する電気駆動部品に供給可能に構成された発電機と、
前記エンジンと前記圧縮機との間に設けられ、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態を、前記エンジンの動力が前記圧縮機に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動するクラッチと、
前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を予め定められた所定の低い回転数である設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記電気駆動部品への供給電力の大きさが低下するように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記電気駆動部品への供給電力の大きさを制御する制御部と、
を備える、エンジン駆動式空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン駆動式空調装置において、
前記エンジンを冷却するための冷却水が流通する冷却水配管と、前記冷却水配管の途中に介装されたラジエータとを有する冷却水ユニットを備え、
前記空調ユニットは、前記圧縮機に接続される冷媒配管と、前記冷媒配管の途中に設けられる室外熱交換器および室内熱交換器と、前記室内熱交換器に送風する前記電気駆動部品としての室内ファンと、前記室外熱交換器および前記ラジエータに送風する前記電気駆動部品としての室外ファンと、を備え、
前記制御部は、前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を前記設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記室内ファンへの電力供給が停止され且つ前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力が予め定められた上限電力に制限されるように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御する、エンジン駆動式空調装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジン駆動式空調装置において、
前記制御部は、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記伝達状態であって前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記伝達状態から遮断状態に変化するような前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を前記設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記室内ファンへの電力供給が停止され且つ前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力が前記上限電力に制限されるように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第１クラッチ作動前制御を実行する、エンジン駆動式空調装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のエンジン駆動式空調装置において、
前記制御部は、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記遮断状態であって前記発電機が前記電気駆動部品に電力を供給しているときに、前記エンジンと前記圧縮機との接続状態が前記遮断状態から伝達状態に変化するような前記クラッチの作動要求が入力された場合に、前記クラッチが作動する前に、前記エンジンの回転数を前記設定回転数に低下させるとともに前記発電機から前記室内ファンへの電力供給が停止され且つ前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力が前記上限電力に制限されるように、前記エンジンの回転数と前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第２クラッチ作動前制御を実行する、エンジン駆動式空調装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載のエンジン駆動式空調装置において、
前記上限電力は、前記エンジンが所定の閾値温度以上に加熱しないように前記冷却水を冷却するために必要とされる前記室外ファンへの供給電力の大きさとして予め定められている、エンジン駆動式空調装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載のエンジン駆動式空調装置において、
前記制御部は、前記クラッチの作動が完了した後に前記エンジンの回転数が所定の定格回転数まで増加した場合に、前記発電機から前記室内ファンへの電力供給の停止および前記発電機から前記室外ファンへの最大供給電力の制限を解除するように、前記エンジンの回転数および前記発電機から前記室内ファンおよび前記室外ファンへの供給電力の大きさを制御するクラッチ作動後制御を実行する、エンジン駆動式空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン駆動式空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動式空調装置は、エンジンと空調ユニットとを備える。空調ユニットはエンジンの動力によって駆動する圧縮機を備える。圧縮機がエンジンの動力で駆動することにより空調ユニットが作動し、空調が行われる。
【０００３】
また、上記の構成に加え、エンジンの動力により発電する発電機を備える自立型エンジン駆動式空調装置が知られている。発電機で発電された電力は、電力で駆動する空調ユニットの構成部品（電気駆動部品）や外部負荷に供給される。このため、自立型エンジン駆動式空調装置は、商用電源などの外部電源から電力供給されることなく自立して空調運転を継続することができ、さらに、エンジンと圧縮機とを切り離して空調運転を停止させ、エンジンの動力で発電機を作動させる自立発電運転をも行うことができる。したがって、自立型エンジン駆動式空調装置は、自立空調運転時、自立発電運転時のいずれの場合においても外部負荷への電源として利用することができる。
【０００４】
特許文献１は、エンジンと、エンジンの動力により駆動する圧縮機を有する空調ユニットと、エンジンの動力により発電する発電機とを備え、発電機で発電された電力がパワーコンディショナを介して商用電源に系統連係されるように構成されたエンジン駆動式空調装置を開示する。このエンジン駆動式空調装置によれば、空調運転状態に基づいて、パワーコンディショナから出力される電力が最大となるように、発電機からパワーコンディショナに流れる電流が制御される。これにより発電機で発電した余剰電力が効率的に商用電源系統に供給される。その結果、効率的に、空調運転と発電が両立される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２８４８号公報
【発明の概要】
【０００６】
（発明が解決しようとする課題）
一般にエンジン駆動式空調装置は、エンジンと圧縮機との間に設けられたクラッチを有する。クラッチは、エンジンと圧縮機との接続状態を、エンジンの動力が圧縮機に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動する。空調中に空調負荷が非常に小さくなった場合、あるいは空調要求が無くなった場合、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化される。一方、接続状態が遮断状態であるときに空調要求が発生した場合、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化される。
【０００７】
ところで、エンジンが高速（例えば発電時の定格回転数）で回転しているときにクラッチを作動させてエンジンと圧縮機との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させた場合、急に圧縮機が高速で回転させられることにより圧縮機が故障するおそれがある。そのため、クラッチの接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させる場合、事前にエンジンの回転数を低下させる必要がある。また、エンジンが高速（例えば空調時の定格回転数）で回転しているときにクラッチを作動させてエンジンと圧縮機との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させた場合、エンジンから負荷（圧縮機）が切り離されることによりエンジン回転数が急上昇し、エンジン回転数が許容回転数を越えるためにエンジン回転数異常が発生してエンジンが停止するおそれがある。また、エンジン回転数の急上昇に伴い発電機に過剰な駆動力が伝達されて、発電異常によりエンジン駆動式空調装置が停止するおそれもある。よって、クラッチの接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させる場合も、エンジン回転数を事前に低下させる必要がある。
【０００８】
この場合、エンジンの動力で発電する発電機を有する自立型エンジン駆動式空調装置においては、クラッチ作動の際に事前にエンジン回転数を低下させることによって発電機で発電される電力の大きさも低下するため、エンジン駆動式空調装置の各電気駆動部品や外部負荷が要求する電力に対する発電電力の不足が懸念される。発電機から外部負荷に供給する電力が不足した場合、外部負荷の駆動が停止するおそれがある。つまり、クラッチの接続状態を変化させるときにエンジン回転数を低下させた場合、発電機から外部負荷への電力の安定供給に支障を来すおそれがある。
【０００９】
本発明は、クラッチ作動時に事前にエンジン回転数を低下させた場合においても、発電機から電力を安定供給できるエンジン駆動式空調装置を提供することを目的とする。
【００１０】
（課題を解決するための手段）
本発明は、エンジン駆動式空調装置であって、エンジンと、エンジンの動力によって駆動する圧縮機を備えるとともに圧縮機が駆動することにより空調する空調ユニットと、エンジンの動力によって発電するとともに、発電した電力を、外部負荷および、エンジン駆動式空調装置を構成する部品であって電力により駆動する電気駆動部品に供給可能に構成された発電機と、エンジンと圧縮機との間に設けられ、エンジンと圧縮機との接続状態を、エンジンの動力が圧縮機に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動するクラッチと、発電機が電気駆動部品に電力を供給しているときにクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を予め定められた所定の低い回転数である設定回転数に低下させるとともに発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさが低下するように、エンジンの回転数と発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさを制御する制御部と、を備える、エンジン駆動式空調装置を提供する。この場合、上記設定回転数は、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が変化する際に上述した不具合（圧縮機の故障、エンジン回転数の急上昇による異常停止等）を生じない程度に低い回転数（例えば１２００ｒｐｍ）であるのがよい。
【００１１】
本発明によれば、エンジン駆動式空調装置の発電機が電気駆動部品に電力を供給しているとき、つまりエンジン駆動式空調装置が自立運転しているときにクラッチの作動要求が入力された場合に、エンジンの回転数が所定の低い回転数（設定回転数）に低下されるとともに発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさが低下される。そして、その後にクラッチが作動して、エンジンと圧縮機との接続状態が変化される。このようにクラッチ作動時にはエンジン回転数が設定回転数に低下されているので、クラッチが作動してエンジンと圧縮機との接続状態が変化する際に上述した不具合の発生が抑えられる。また、エンジン回転数の低下とともに発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさが低くされている。したがって、エンジン回転数の低下により発電電力が低下した分に応じて電気駆動部品への供給電力の大きさを低下させることにより、外部負荷への電力供給不足を回避できる。その結果、クラッチ作動時に事前にエンジン回転数を低下させた場合においても、発電機から外部負荷に電力を安定供給できる。
【００１２】
上記制御部は、クラッチの作動要求が入力されて発電機から電気駆動部品への供給電力の大きさを制御するにあたり、供給電力を低下してもエンジン駆動式空調装置の運転に支障がでない電気駆動部品への供給電力を低下するように、発電機からの供給電力の大きさを制御するのがよい。これによれば、クラッチ作動前に制御部が発電機から電気駆動部品への供給電力を制御した場合に、電気駆動部品への供給電力不足によってエンジン駆動式空調装置が異常を来すことが防止される。
【００１３】
この場合、本発明のエンジン駆動式空調装置は、エンジンを冷却するための冷却水が流通する冷却水配管と、冷却水配管の途中に介装されたラジエータとを有する冷却水ユニットを備えるのがよい。また、空調ユニットは、圧縮機に接続される冷媒配管と、冷媒配管の途中に設けられる室外熱交換器および室内熱交換器と、室内熱交換器に送風する電気駆動部品としての室内ファンと、室外熱交換器およびラジエータに送風する電気駆動部品としての室外ファンと、を備えるのがよい。そして、制御部は、発電機が電気駆動部品に電力を供給しているときにクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を設定回転数に低下させるとともに発電機から室内ファンへの電力供給が停止され且つ発電機から室外ファンへの最大供給電力が予め定められた上限電力に制限されるように、エンジンの回転数と発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御するとよい。
【００１４】
さらにこの場合、制御部は、エンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態であって発電機が電気駆動部品に電力を供給しているとき（つまり自立空調運転中）に、エンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようなクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を設定回転数に低下させるとともに発電機から室内ファンへの電力供給が停止され且つ発電機から室外ファンへの最大供給電力が上限電力に制限されるように、エンジンの回転数と発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第１クラッチ作動前制御を実行するものであるのがよい。
【００１５】
同様に、制御部は、エンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態であって発電機が電気駆動部品に電力を供給しているとき（つまり自立発電運転中）に、エンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようなクラッチの作動要求が入力された場合に、クラッチが作動する前に、エンジンの回転数を設定回転数に低下させるとともに発電機から室内ファンへの電力供給が停止され且つ発電機から室外ファンへの最大供給電力が上限電力に制限されるように、エンジンの回転数と発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御する第２クラッチ作動前制御を実行するものであるのがよい。
【００１６】
室内ファンおよび室外ファンは消費電力が大きい。よって、これらのファン類への供給電力の大きさを小さくすることにより、発電機から外部負荷への電力の安定供給が実現できる。また、自立空調運転中にクラッチの作動によりエンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化した場合、それ以降に室内空調は行われないため、室内ファンへの電力供給を停止してもエンジン駆動式空調装置の運転に支障は生じない。同様に、自立発電運転中にクラッチの作動によりエンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化した場合、それ以前は空調が行われていないから、室内ファンへの電力供給を停止してもエンジン駆動式空調装置の運転に支障は生じない。一方、室外ファンは室外熱交換器のみならずラジエータにも送風しており、この室外ファンを停止させてしまうとエンジンが冷却されない。よって、室外ファンを停止させることはできないが、エンジンが冷却される程度に室外ファンへの最大供給電力を上限電力に制限して室外ファンへの電力供給量を低下させることはできる。したがって、制御部が上記した第１クラッチ作動前制御あるいは第２クラッチ作動前制御を実行することにより、電気駆動部品への供給電力の大きさを低下させたことに起因するエンジン駆動式空調装置の異常の発生を防止できる。
【００１７】
前記上限電力は、エンジンが所定の閾値温度以上に加熱しないように冷却水を冷却するために必要とされる室外ファンへの供給電力の大きさとして予め定められているのがよい。室外ファンに上記のようにして定められた上限電力まで電力供給を可能にすることで、冷却水の冷却不足によるエンジンの焼き付きなどの異常を防止できるとともに、電気駆動部品への供給電力を小さくして発電機から外部負荷への必要な供給電力を確保することができる。
【００１８】
また、前記制御部は、クラッチの作動が完了した後にエンジンの回転数が所定の定格回転数まで増加（上昇）した場合に、発電機から室内ファンへの電力供給の停止および発電機から室外ファンへの最大供給電力の制限を解除するように、エンジンの回転数および発電機から室内ファンおよび室外ファンへの供給電力の大きさを制御するクラッチ作動後制御を実行するのがよい。これによれば、エンジン回転数が定格回転（例えば２４００ｒｐｍ）に復帰してから室内ファンへの給電停止および室外ファンへの給電制限を解除するので、クラッチ作動後であってエンジン回転数が十分に高くなっていないときにこれらのファンへの給電停止あるいは給電制限が先に解除されて電力不足に陥ることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るエンジン駆動式空調装置の構成を示す概略図である。
【図２】エンジン駆動式空調装置の空調運転を開始する場合の流れを表す図である。
【図３】コントローラが実行する第１クラッチ作動前制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】コントローラが実行する第１クラッチ作動後制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係るエンジン駆動式空調装置の運転状態が自立空調運転から自立発電運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の大きさの変化を示すグラフである。
【図６】従来のエンジン駆動式空調装置の運転状態が自立空調運転から自立発電運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の大きさの変化を示すグラフである。
【図７】コントローラが実行する第２クラッチ作動前制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】コントローラが実行する第２クラッチ作動後制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本実施形態に係るエンジン駆動式空調装置の運転状態が自立発電運転から自立空調運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の大きさの変化を示すグラフである。
【図１０】従来のエンジン駆動式空調装置の運転状態が自立発電運転から自立空調運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の大きさの変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るエンジン駆動式空調装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、このエンジン駆動式空調装置１は、ガスエンジン１０と、空調ユニット２０と、室内機リモコン３０と、発電機４０と、バッテリ５０と、コントローラ６０と、スタータモータ７０と、エンジン冷却ユニット８０とを備える。
【００２１】
ガスエンジン１０はガス配管１１からガス燃料の供給を受けて駆動する。このガスエンジン１０は出力軸１２を備え、出力軸１２からガスエンジン１０の駆動力が外部に取り出される。出力軸１２には、第１プーリ１３および第２プーリ１４が出力軸１２と同軸的に連結している。ガスエンジン１０は、スタータモータ７０によって始動するように構成される。
【００２２】
空調ユニット２０は空調に寄与する構成部品であり、圧縮機２１と、冷媒配管２２と、室内熱交換器２３と、室内ファン２３１と、室外熱交換器２４と、室外ファン２４１と、膨張弁２５と、四方切換弁２６と、アキュムレータ２７と、クラッチ２８と、を備える。室内熱交換器２３、室外熱交換器２４、膨張弁２５、四方切換弁２６は冷媒配管２２の途中に介装される。冷媒配管２２内を冷媒が流通する。
【００２３】
圧縮機２１は、同軸配置された第１入力軸２１１と第２入力軸２１２を備える。第２入力軸２１２が回転した場合に圧縮機２１が駆動される。第１入力軸２１１には第３プーリ２１３が同軸的に連結している。第１プーリ１３と第３プーリ２１３との間にベルトが巻かれている。したがって、ガスエンジン１０の出力軸１２の回転駆動力は、第１プーリ１３および第３プーリ２１３を介して第１入力軸２１１に伝達される。
【００２４】
第１入力軸２１１と第２入力軸２１２の途中にクラッチ２８が取付けられる。クラッチ２８は、例えば２枚のクラッチ板が対面配置されるように構成され、それぞれのクラッチ板が接触した接触状態と離間した離間状態とを採り得ることが可能に構成されていてもよい。クラッチ２８の作動は後述するコントローラ６０により制御される。
【００２５】
この場合、クラッチ２８が接触状態であるとき、第１入力軸２１１の回転が第２入力軸２１２に伝達される。よって、ガスエンジン１０の動力が圧縮機２１に伝達される。一方、クラッチ２８が離間状態であるとき、第１入力軸２１１の回転が第２入力軸２１２に伝達されない。よって、ガスエンジン１０の動力は圧縮機２１に伝達されない。すなわち、クラッチ２８は、ガスエンジン１０と圧縮機２１との間に設けられ、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態を、ガスエンジン１０の動力が圧縮機２１に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動する。
【００２６】
また、圧縮機２１は吸入口２１ａおよび吐出口２１ｂを有する。圧縮機２１が駆動した場合、吸入口２１ａから冷媒配管２２中の低圧ガス冷媒を吸入し、吸入した低圧ガス冷媒を内部で圧縮するとともに、圧縮にした高圧ガス冷媒を吐出口２１ｂから冷媒配管２２に吐出する。
【００２７】
室内熱交換器２３および室外熱交換器２４は、それぞれ冷媒配管２２内の冷媒を導入するとともに、導入した冷媒と周囲空気とを熱交換させる。図１からわかるように、室内熱交換器２３と室外熱交換器２４とをつなぐ冷媒配管２２の途中に膨張弁２５が介装される。膨張弁２５はそこを通る冷媒配管２２内の冷媒を膨張（低圧化）させる。
【００２８】
四方切換弁２６にはそれぞれ独立した２つの通路が内部に形成される。この四方切換弁２６は、暖房接続状態と冷房接続状態とを選択的に切り換えることができるように構成される。四方切換弁２６が暖房接続状態であるときは、圧縮機２１の吐出口２１ｂと室内熱交換器２３とが四方切換弁２６に形成された一方の通路で連通され、圧縮機２１の吸入口２１ａと室外熱交換器２４とが四方切換弁２６に形成された他方の通路で連通される。一方、四方切換弁２６が冷房接続状態であるときは、圧縮機２１の吐出口２１ｂと室外熱交換器２４とが四方切換弁２６に形成された一方の通路で連通され、圧縮機２１の吸入口２１ａと室内熱交換器２３とが四方切換弁２６に形成された他方の通路で連通される。暖房運転時に四方切換弁２６は暖房接続状態とされ、冷房運転時に四方切換弁２６は冷房接続状態とされる。
【００２９】
次に、このエンジン駆動式空調装置１の空調運転（暖房運転、冷房運転）について簡単に説明する。まず、暖房運転について説明する。圧縮機２１がガスエンジン１０により駆動されると、吸入口２１ａから低圧ガス冷媒が圧縮機２１に吸入されるとともに吸入された低圧ガス冷媒が圧縮される。そして圧縮された高圧ガス冷媒が吐出口２１ｂから吐出される。吐出口２１ｂから吐出された高圧ガス冷媒は四方切換弁２６を経由して室内熱交換器２３に導入される。室内熱交換器２３に導入された高圧ガス冷媒は室内熱交換器２３内を流通する間に室内空気に熱を吐き出して凝縮する。このとき高圧ガス冷媒から吐き出された熱によって室内空気が暖められて、室内暖房される。
【００３０】
室内空気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化して室内熱交換器２３から排出される。そして、膨張弁２５で膨張することにより蒸発しやすいように低圧化された後に室外熱交換器２４に導入される。室外熱交換器２４に導入された冷媒は室外熱交換器２４内を流通する間に外気の熱を奪って蒸発する。
【００３１】
外気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化して室外熱交換器２４から排出され、四方切換弁２６を経由してアキュムレータ２７に供給される。アキュムレータ２７では冷媒が液冷媒と低圧のガス冷媒とに分離される。そして、低圧ガス冷媒のみが圧縮機２１の吸入口２１ａから圧縮機２１に帰還する。
【００３２】
次に、冷房運転について説明する。圧縮機２１がガスエンジン１０により駆動されると、圧縮機２１の吐出口２１ｂから高圧ガス冷媒が吐出される。吐出口２１ｂから吐出された高圧ガス冷媒は四方切換弁２６を経由して室外熱交換器２４に導入される。室外熱交換器２４に導入された高圧ガス冷媒は室外熱交換器２４内を流通する間に外気に熱を吐き出して凝縮する。
【００３３】
外気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化して室外熱交換器２４から排出される。そして、膨張弁２５で膨張することにより蒸発しやすいように低圧化された後に室内熱交換器２３に導入される。室内熱交換器２３に導入された冷媒は室内熱交換器２３内を流通する間に室内空気の熱を奪って蒸発する。このとき冷媒が室内空気の熱を奪うことによって室内空気が冷やされて、室内冷房される。
【００３４】
室内空気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化して室内熱交換器２３から排出され、四方切換弁２６を経由してアキュムレータ２７に供給される。そして、低圧ガス冷媒のみが圧縮機２１の吸入口２１ａから圧縮機２１に帰還する。
【００３５】
室内ファン２３１は、室内熱交換器２３に送風することによって室内熱交換器２３内を流れる冷媒と室内空気との間の熱交換を促進させる。室外ファン２４１は室外熱交換器２４に送風することによって室外熱交換器２４内を流れる冷媒と外気との間の熱交換を促進させる。なお、室外ファン２４１は後述するラジエータ８１にも送風する。室内ファン２３１および室外ファン２４１は、エンジン駆動式空調装置１を構成する部品であって電力により駆動される部品、すなわち電気駆動部品である。
【００３６】
発電機４０は入力軸４１を有する。入力軸４１には第４プーリ４２が同軸的に連結している。第２プーリ１４と第４プーリ４２との間にベルトが巻き付けられる。したがって、ガスエンジン１０の出力軸１２の回転は、第２プーリ１４および第４プーリ４２を介して発電機４０の入力軸４１に伝達される。入力軸４１が回転駆動することにより、発電機４０で発電される。
【００３７】
発電機４０は、エンジン駆動式空調装置１の構成部品であって電力により駆動する部品（電気駆動部品）に電気的に接続され、これらの電気駆動部品に電力を供給することができるように構成される。例えば、室内ファン２３１、室外ファン２４１、コントローラ６０、および後述する冷却水ポンプ８２に電気的に接続される。また、発電機４０はバッテリ５０にも電気的に接続される。さらに、発電機４０は外部負荷にも電気的に接続され、発電機４０で発電した電力で外部負荷が駆動できるようにされる。図１においては、発電機４０は、外部負荷１０１、１０２、１０３に電気的に接続される。
【００３８】
バッテリ５０は発電機４０で発電された電力を蓄える。このバッテリ５０は、コントローラ６０およびスタータモータ７０に電気的に接続され、これらに電力を供給することができるように構成される。
【００３９】
エンジン冷却ユニット８０は、ラジエータ８１、冷却水ポンプ８２および冷却水配管８３を備える。冷却水ポンプ８２は冷却水配管８３の途中に介装される。冷却水ポンプ８２は電力により駆動する電動ポンプである。冷却水ポンプ８２が駆動することによって冷却水配管８３内を冷却水が流れる。冷却水配管８３は、内部の冷却水がガスエンジン１０を冷却することができるようにガスエンジン１０に接続される。また、冷却水配管８３は、ラジエータ８１内を流れることができるようにラジエータ８１にも接続される。このラジエータ８１は、図１からわかるように室外ファン２４１に対面して配置される。したがって、室外ファン２４１はラジエータ８１にも送風する。室外ファン２４１が駆動してラジエータ８１に送風されることで、ラジエータ８１内を流れる冷却水が冷却される。
【００４０】
室内機リモコン３０は商用電源から電力供給されることにより作動する。この室内機リモコン３０は、エンジン駆動式空調装置１の運転の開始および停止の指示や、空調条件等の設定を行うことができるように構成される。そして、設定された条件がコントローラ６０に受信できるように、室内機リモコン３０がコントローラ６０と通信可能に構成される。
【００４１】
スタータモータ７０は上述したようにバッテリ５０に電気的に接続されるとともに、商用電源にも電気的に接続される。したがってスタータモータ７０は、商用電源あるいはバッテリ５０から電力供給されて駆動して、ガスエンジン１０を始動させる。なお、商用電源とバッテリ５０の双方から電力供給が可能であるときは、スタータモータ７０は商用電源から電力供給されて駆動する。
【００４２】
コントローラ６０は、発電機４０、バッテリ５０、および商用電源に電気的に接続される。コントローラ６０は、室内機リモコン３０で設定された条件や、エンジン駆動式空調装置１に備えられている各種センサからの情報に基づいてエンジン駆動式空調装置１を制御する。特に、コントローラ６０は、クラッチ２８の作動、ガスエンジン１０の回転数を制御する。さらにコントローラ６０は、エンジン駆動式空調装置１が発電機４０で発電した電力で運転している自立運転中に、発電機４０からエンジン駆動式空調装置１内の電気駆動部品や外部負荷への供給電力の大きさを制御する。
【００４３】
図２は、エンジン駆動式空調装置１の空調運転を開始する場合の流れを表す図である。エンジン駆動式空調装置１の運転を開始させる場合、まず、図２のステップ（以下、Ｓと略記する）１に示すように、ユーザが室内機リモコン３０の起動スイッチを押圧操作（オン操作）して、空調起動信号をコントローラ６０に送信する。すると、コントローラ６０はスタータモータ７０に空調起動信号を出力する。スタータモータ７０が空調起動信号を受けた場合、バッテリ５０からスタータモータ７０に電力供給される（Ｓ２）。スタータモータ７０はバッテリ５０から電力供給されることにより駆動する。スタータモータ７０の駆動によってガスエンジン１０が始動する（Ｓ３）。ガスエンジン１０が一旦始動すれば、後はガス燃料の供給により駆動が継続されるため、スタータモータ７０を駆動させる必要はない。よって、バッテリ５０からスタータモータ７０への電力供給を停止させる（Ｓ４）。
【００４４】
また、Ｓ３にてガスエンジン１０が始動されると、ガスエンジン１０に動力伝達可能に連結された発電機４０も駆動して発電する（Ｓ５）。ここで、本実施形態においては、エンジン駆動式空調装置１を構成する各電気駆動部品が発電機４０および商用電源に電気的に接続されているので、商用電源が利用可能な時には商用電源から各電気駆動部品に電力供給してもよいし、図１のＳ６のように発電機４０が各電気駆動部品に電力供給し、エンジン駆動式空調装置１を商用電力に頼らない自立運転させるように構成してもよい。特に、停電時等で商用電源が利用できないときは、発電機４０から各電気駆動部品に電力供給されて、エンジン駆動式空調装置１が自立運転する。この場合において、ガスエンジン１０と圧縮機２１の接続状態が伝達状態であるときは、エンジン駆動式空調装置１は、空調および各電気駆動部品および外部負荷への電力供給を同時に行う。このような運転を本明細書では自立空調運転と呼ぶ。一方、ガスエンジン１０と圧縮機２１の接続状態が遮断状態であるときは、エンジン駆動式空調装置１は、現状の運転を継続するために電力供給が必要な電気駆動部品および外部負荷への電力供給のみを行う。このような運転を本明細書では自立発電運転と呼ぶ。いずれの自立運転においてもガスエンジン１０は駆動している。
【００４５】
また、Ｓ３にてガスエンジン１０が始動された後にコントローラ６０は、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態となるようにクラッチ２８を作動させる（Ｓ７）。これによりガスエンジン１０に動力伝達可能に連結された圧縮機２１が駆動される（Ｓ８）。圧縮機２１が駆動することによって、冷媒配管２２中を冷媒が流れて空調運転が開始される。
【００４６】
エンジン駆動式空調装置１が自立運転しているときには、発電機４０で発電された電力は外部負荷１０１、１０２、１０３にも供給される。したがって、例えば停電時においてはエンジン駆動式空調装置１（発電機４０）が商用電源に代わって外部負荷に電源供給する。また、エンジン駆動式空調装置１が自立運転しているときにガスエンジン１０はほぼ定格回転数で回転駆動している。本実施形態において定格回転数は２４００ｒｐｍである。ガスエンジン１０が定格回転数（２４００ｒｐｍ）で駆動している場合に、発電機４０は約４．５ｋＷの大きさの電力を発生する。このうち２ｋＷが外部負荷に提供され、残りの電力（約２．５ｋＷ）がエンジン駆動式空調装置１の電気駆動部品に提供される。エンジン駆動式空調装置１に提供される電力のほとんどは、室内ファン２３１、室外ファン２４１、冷却水ポンプ８２、コントローラ６０に消費される。室内ファン２３１の最大消費電力は約１ｋＷであり、室外ファン２４１の最大消費電力は約０．７ｋＷである。したがって、室内ファン２３１および室外ファン２４１の消費電力が、エンジン駆動式空調装置１で消費される電力の大部分を占める。
【００４７】
エンジン駆動式空調装置１が自立空調運転しているときに、例えば室内機リモコン３０の空調停止スイッチが操作されて、室内空調を停止する信号（空調停止信号）がコントローラ６０に入力されたときには、コントローラ６０はクラッチ２８の作動要求が入力されたと認識し、クラッチ２８を作動させてガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させる。この場合において、ガスエンジン１０が定格回転数（２４００ｒｐｍ）で回転しているときに圧縮機２１を切り離すと、ガスエンジン１０に作用していた負荷が急に軽くなって、ガスエンジン１０が許容回転数を越えた高速で回転し、回転異常によりガスエンジン１０が緊急停止するおそれがある。また、発電機４０も高速で回転し、発電異常によりエンジン駆動式空調装置１が停止するおそれがある。このようなガスエンジン１０および発電機４０の回転数のオーバーシュートを防止するために、コントローラ６０は、自立空調運転中にクラッチ２８の作動要求が入力された場合に、クラッチ２８を作動させる前に第１クラッチ作動前制御を実行する。
【００４８】
図３は、コントローラ６０が実行する第１クラッチ作動前制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン駆動式空調装置１が自立空調運転しているときに、所定の微小間隔ごとに繰り返し実行される。第１クラッチ作動前制御ルーチンが起動すると、コントローラ６０は、まず図３のステップ１１にて、室内機リモコン３０あるいは外部の装置から、空調停止信号（クラッチ２８の作動要求）が入力されたか否かを判断する。
【００４９】
空調停止信号が入力されていない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、コントローラ６０はこのルーチンを一旦終了する。一方、空調停止信号が入力されている場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、コントローラ６０はＳ１２に処理を進め、発電機４０から室内ファン２３１への電力供給を停止させる。これにより室内ファン２３１の回転駆動が停止される。
【００５０】
次いで、コントローラ６０は、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力Ｖｍａｘ（すなわち室外ファン２４１の最大消費電力）を予め定められた上限電力Ｖｔｈ１に制限し、室外ファン２４１に供給される電力の大きさが上限電力Ｖｔｈ１を越えないように、発電機４０から室外ファン２４１に供給される電力を制御する。本実施形態では上限電力Ｖｔｈ１が０．５ｋＷに設定される。この場合、室外ファン２４１で０．５ｋＷ以上の電力が消費されないように、発電機４０から室外ファン２４１への電力供給が制御される。なお、室外ファン２４１の消費電力の大きさは、室外ファン２４１の回転速度に比例する。よって、室外ファン２４１の回転数の上限を設定してもよい。例えば、室外ファン２４１の回転数レベルが１５であるときに最も高速回転であり、回転数レベルの大きさが小さくなるほど低速回転であるように回転数レベルが設定されている場合、例えばＳ１３にて室外ファン２４１の回転数レベルを１０以下に制限するようにしてもよい。
【００５１】
続いて、コントローラ６０は、ガスエンジン１０の１分間あたりの回転数Ｒがクラッチ作動回転数Ｒ１まで低下するように、ガスエンジン１０の回転数を漸減制御する。（Ｓ１４）。なお、自立空調運転時におけるガスエンジン１０の回転数は、通常はクラッチ作動回転数Ｒ１よりも大きい。本実施形態において、クラッチ作動回転数Ｒ１は１２００ｒｐｍに設定される。また、自立空調運転時にはガスエンジン１０は概ね定格回転数（２４００ｒｐｍ）で回転駆動している。Ｓ１４にてエンジン回転数Ｒをクラッチ作動回転数Ｒ１まで低下させた後に、コントローラ６０は第１クラッチ作動前制御ルーチンを終了する。
【００５２】
コントローラ６０は、上記した第１クラッチ作動前制御を実行してエンジン回転数Ｒをクラッチ作動回転数Ｒ１に固定した後に、クラッチ２８が接触状態から離間状態になるようクラッチ２８を作動させる。クラッチ２８が離間状態にされることにより、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態から遮断状態にされる。このため圧縮機２１の駆動が停止されて、空調運転が停止される。
【００５３】
このようにクラッチ２８の作動前にコントローラ６０が上記した第１クラッチ作動前制御を実行することにより、クラッチ２８が作動してガスエンジン１０から圧縮機２１が切り離されるときには、ガスエンジン１０の回転数Ｒはクラッチ作動回転数Ｒ１まで低下している。そのため、クラッチ２８が作動して圧縮機２１がガスエンジン１０から切り離されることによりガスエンジン１０に作用する負荷が軽減されてガスエンジン１０が勢いよく回転した場合でも、その回転数がガスエンジン１０の許容回転数を越えることはない。また、発電機４０も、ガスエンジン１０からの圧縮機２１の切り離し時に発電異常になるほど高速で回転することはない。
【００５４】
第１クラッチ作動前制御によりガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数Ｒ１まで低下された場合には、ガスエンジン１０により駆動される発電機４０で発生される電力の大きさも低下する。例えば自立空調運転中であってガスエンジン１０の回転数Ｒが定格回転数（２４００ｒｐｍ）であるときに発電機４０で発電される電力は上述のように４．５ｋＷであるが、ガスエンジン１０の回転数Ｒがクラッチ作動回転数Ｒ１（１２００ｒｐｍ）である場合、発電機４０で発電される電力は約２．７ｋＷにすぎない。
【００５５】
一方、上述の第１クラッチ作動前制御によって室内ファン２３１の消費電力が０にされ、室外ファン２４１の最大消費電力が上限電力Ｖｔｈ１（０．５ｋＷ）に制限されている。したがって、外部負荷用に２ｋＷの電力を供給したとしても、これらの総和は２．５Ｋｗであり、エンジン回転数Ｒがクラッチ作動回転数Ｒ１（１２００ｒｐｍ）であるときに発電機４０で発電される電力（２．７ｋＷ）よりも小さい。よって、残りの電力（０．２ｋＷ）で、冷却水ポンプ８２、コントローラ６０などに電力供給することができる。このため、外部負荷に提供する電力（２ｋＷ）を低下させることなく、電力不足によりガスエンジン１０が緊急停止することを防止することができる。すなわち、クラッチ２８を作動させる際における電力の安定供給を実現できる。
【００５６】
クラッチ２８が作動してガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化した後に、コントローラ６０は、第１クラッチ作動後制御を実行する。図４は、第１クラッチ作動後制御ルーチンを示すフローチャートである。第１クラッチ作動後制御ルーチンが起動すると、コントローラ６０は、まず図４のＳ２１にて、ガスエンジン１０の回転数を漸増させる。次いで、Ｓ２２にて、ガスエンジン１０の回転数Ｒが自立発電時における定格回転数（２４００ｒｐｍ）まで上昇したか否かを判断する。
【００５７】
回転数Ｒが定格回転数未満である場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、コントローラ６０は処理をＳ２１に戻す。一方、回転数Ｒが定格回転数に達した場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、コントローラ６０は処理をＳ２３に進め、発電機４０から室内ファン２３１への電力供給の停止を解除する。これにより発電機４０から室内ファン２３１への電力供給が可能になる。次いで、コントローラ６０は、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力の制限を解除する（Ｓ２４）。その後、コントローラ６０は、このルーチンを終了する。コントローラ６０が第１クラッチ作動後制御を実行した後に、エンジン駆動式空調装置１は自立発電運転を行う。なお、自立発電運転時には圧縮機２１は駆動していない（空調停止中）ので、実質的に室内ファン２３１が発電機４０から電力の供給を受けて回転することはない。
【００５８】
図５は、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようにクラッチ２８が作動してエンジン駆動式空調装置１の運転状態が自立空調運転から自立発電運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と、室内ファン２３１の消費電力（室内ファン電力）、室外ファン２４１の消費電力（室外ファン電力）、外部負荷に供給される電力（外部負荷電力）、発電機４０に要求される電力（要求電力）、および発電機４０で発電される実電力（実発電電力）の大きさの変化を示すグラフである。図５の上側のグラフがエンジン回転数の変化を示すグラフであり、下側のグラフが各電力の変化を示すグラフである。また、下側のグラフ中の線Ａは実発電電力の変化を示し、線Ｂは要求電力の変化を示し、線Ｃは外部負荷電力の変化を示し、線Ｄは室内ファン電力の変化を示し、線Ｅは室外ファン電力の変化を示す。なお、要求電力Ｂは、発電機４０がエンジン駆動式空調装置１の運転を継続させるために必要な電力であり、この電力Ｂの大きさは、外部負荷電力Ｃと、室内ファン電力Ｄと、室外ファン電力Ｅと、他の電気駆動部品で消費される電力との総和を表す。
【００５９】
図５からわかるように、自立空調運転時、すなわちガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態であるときは、ガスエンジン１０の回転数は定格回転数（２４００ｒｐｍ）であり、このとき発電機４０では４．５ｋＷの電力を発電する。また、外部負荷電力Ｃは２ｋＷ、室内ファン電力Ｄは１．０ｋＷ、室外ファン電力Ｅは約０．７ｋＷである。これらの電力およびその他の電気駆動部品に消費される電力（約０．２ｋＷ）の総和が要求電力Ｂである。図５において、自立空調運転時における要求電力Ｂは３．９ｋＷである。
【００６０】
自立空調運転時に空調停止信号（クラッチ２８の作動要求）がコントローラ６０に入力された場合に、コントローラ６０は第１クラッチ作動前制御を実行する。第１クラッチ作動前制御の実行によりガスエンジン１０の回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）からクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）に低下される。ガスエンジン１０の回転数の低下に伴って実発電電力Ａも、４．５ｋＷから２．７ｋＷまで低下する。また、第１クラッチ作動前制御の実行により、発電機４０から室内ファン２３１への供給電力が０にされ、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力が上限電力Ｖｔｈ１（０．５ｋＷ）に制限される。したがって、要求電力Ｂも低下する。本実施形態では第１クラッチ作動前制御の実行時に、要求電力Ｂが実発電電力Ａを越えないように、ガスエンジン１０の回転数の低下速度や室内ファン２３１および室外ファン２４１への電力の供給量の低減速度が制御される。
【００６１】
ガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）まで低下したときに、クラッチ２８が作動する。これによりクラッチ２８が接触状態から離間状態に変化する。よって、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化する。クラッチ２８が作動している間はガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｐｍ）で固定されている。ガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）であるとき、発電機４０における発電電力は２．７ｋＷである。このとき室内ファン電力Ｄは０、室外ファン電力Ｅは最高で０．５ｋＷである。したがって、発電機４０からその他の電気駆動部品に供給される電力が約０．２ｋＷとすれば、エンジン駆動式空調装置１で消費される電力の最大値は０．７ｋＷである。このため、ガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）であっても、外部負荷には２ｋＷの電力を供給することができる。よって、電力不足により外部負荷への電力供給に支障を来すことはない。なお、第１クラッチ作動前制御の後のクラッチ作動により圧縮機２１がガスエンジン１０から切り離されて空調が停止されるので、クラッチ作動の前後で室内熱交換器２３に送風する必要がなく、それ故、室内ファン２３１に電力を供給する必要はない。また、室外熱交換器２４に送風する必要はないが、クラッチ２８の作動の前後でガスエンジン１０は駆動しているため、ガスエンジン１０を冷却するための冷却水をラジエータ８１内で冷却するために室外ファン２４１を駆動してラジエータ８１に送風する必要はある。本実施形態では、ガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数Ｒ１（１２００ｒｐｍ）であるときに、発電機４０から室外ファン２４１に０．５ｋＷまで電力が供給される。供給電力が０．５ｋＷあれば、室外ファン２４１の送風によってラジエータ８１内の冷却水が十分に冷却できる。よって、クラッチ作動時に冷却水の冷却不足によってガスエンジン１０が焼き付くことが防止される。このように、本実施形態によれば、クラッチ２８を作動させるためにガスエンジン１０の回転数を低下したことに起因した発電電力不足による不具合の発生を防止することができる。
【００６２】
図５に示すように、クラッチ２８を作動させてガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させた後に、第１クラッチ作動後制御が実行される。この第１クラッチ作動後制御によってガスエンジン１０のエンジン回転数が漸増する。そして、エンジン回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）に達したときに、発電機４０から室内ファン２３１への電力供給の停止を解除するとともに、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力の制限を解除する。なお、図５においては、時点Ｔｓにて室内ファン２３１への電力供給の停止が解除され、室外ファン２４１への最大供給電力の制限が解除されている。しかしながら時点Ｔｓ以降もこれらの消費電力は上昇しない。自立発電時は空調が停止されているので室内ファン２３１は駆動しない。また、自立発電時でも室外ファンへの供給電力が０．５ｋＷあれば、十分にラジエータ８１内の冷却水を冷却できる。
【００６３】
図６は、従来のエンジン駆動式空調装置において、ガスエンジンと圧縮機との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようにクラッチを作動してエンジン駆動式空調装置の運転状態が自立空調運転から自立発電運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の変化を示すグラフである。なお、従来のエンジン駆動式空調装置においては、クラッチ作動時にエンジン回転数を低下させているが、そのときに発電機４０から供給される電力の大きさは制限されていない。特に室内ファン電力や室外ファン電力は制限されていない。
【００６４】
図６に示すエンジン回転数の変化は、図５に示すエンジン回転数の変化と同じである。すなわち、自立空調運転中に空調停止信号（クラッチ作動要求）が入力されてからクラッチ２８が作動するまでの間に、エンジン回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）からクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）にまで低下される。エンジン回転数が１２００ｒｐｍまで低下した時点でクラッチ２８を作動させて、ガスエンジンと圧縮機との接続状態を伝達状態から遮断状態に変化させる。遮断状態に変化させた後に、エンジン回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）まで増加される。
【００６５】
エンジン回転数低下時においては、空調の残留運転が実施されるため、室内ファン２３１は駆動している。このときにおおける室内ファン電力Ｄは約０．８ｋＷである。一方、室外ファン電力Ｅは全体を通じて約０．７ｋＷである。このため外部負荷に供給する電力も含めた要求電力Ｂは３．７ｋＷである。一方、エンジン回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）まで低下した場合、発電機４０による実発電電力Ａは２．９ｋＷである。このため実発電電力Ａが要求電力Ｂを下回り、電力不足が発生する。図６の矢印Ｆで示した領域が電力不足区間である。この電力不足区間Ｆでは電力の安定供給ができないため、そのことに起因して、ガスエンジンの停止や外部負荷を駆動させることができないなどの不具合が発生する。これに対して本実施形態によれば、電力不足が発生することはない。つまり、自立空調運転から自立発電運転に移行する際に外部負荷およびエンジン駆動式空調装置の電気駆動部品に電力を安定供給することができるのである。
【００６６】
また、エンジン駆動式空調装置１が自立発電運転しているときに、例えば室内機リモコン３０の空調開始スイッチが操作されて、室内空調を開始する信号（空調開始信号）がコントローラ６０に入力されたときには、コントローラ６０はクラッチ２８の作動要求が入力されたと認識し、クラッチ２８を作動させてガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させる。この場合において、ガスエンジン１０が定格回転数（２４００ｒｐｍ）で回転しているときに圧縮機２１を接続すると、圧縮機２１がいきなり高速で回されることによって故障するおそれがある。したがって、ガスエンジン１０に圧縮機２１を接続する際における圧縮機２１の故障の発生を抑えるために、コントローラ６０は、第２クラッチ作動前制御を実行する。
【００６７】
図７は、コントローラ６０が実行する第２クラッチ作動前制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン駆動式空調装置１が自立発電運転しているときに、所定の微小間隔ごとに繰り返し実行される。第２クラッチ作動前制御ルーチンが起動すると、コントローラ６０は、まず、図７のＳ３１にて空調開始信号（クラッチ２８の作動要求）が入力されたか否かを判断する。
【００６８】
空調開始信号が入力されていない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）、コントローラ６０はこのルーチンを一旦終了する。一方、空調開始信号が入力されている場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ)、コントローラ６０は処理をＳ３２に進め、発電機４０から室内ファン２３１への電力供給を停止させる。これにより室内ファン２３１の回転駆動が停止される。
【００６９】
次いで、コントローラ６０は、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力Ｖｍａｘ（すなわち室外ファン２４１の最大消費電力）を予め定められた上限電力Ｖｔｈ２に制限し、室外ファン２４１に供給される電力の大きさが上限電力Ｖｔｈ２を越えないように、発電機４０から室外ファン２４１に供給される電力を制御する。本実施形態では上限電力Ｖｔｈ２が０．５ｋＷに設定される。この場合、室外ファン２４１で０．５ｋＷ以上の電力が消費されないように、発電機４０から室外ファン２４１への電力供給が制御される。なお、室外ファン２４１の回転数レベルを所定レベル以下に制限するようにしてもよい。
【００７０】
続いて、コントローラ６０は、ガスエンジン１０の１分間あたりの回転数Ｒがクラッチ作動回転数Ｒ２まで低下するように、ガスエンジン１０の回転数を漸減制御する。（Ｓ３４）。なお、自立発電運転時におけるガスエンジン１０の回転数は、通常はクラッチ作動回転数Ｒ２よりも大きい。本実施形態において、クラッチ作動回転数Ｒ２は１２００ｒｐｍに設定される。また、自立発電運転時にはガスエンジン１０は概ね定格回転数（２４００ｒｐｍ）で回転駆動している。Ｓ３４にてエンジン回転数Ｒをクラッチ作動回転数Ｒ２まで低下させた後に、コントローラ６０は第２クラッチ作動前制御ルーチンを終了する。
【００７１】
コントローラ６０は、上記した第２クラッチ作動前制御を実行してエンジン回転数Ｒをクラッチ作動回転数Ｒ２に固定した後に、クラッチ２８が離間状態から接触状態になるようクラッチ２８を作動させる。クラッチ２８が接触状態にされることにより、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が遮断状態から伝達状態にされる。このため圧縮機２１が駆動を開始して、空調運転が開始される。
【００７２】
このようにクラッチ２８の作動前にコントローラ６０が上記した第２クラッチ作動前制御を実行することにより、クラッチ２８が作動して圧縮機２１がガスエンジン１０に接続されるときには、ガスエンジン１０の回転数Ｒはクラッチ作動回転数Ｒ２まで低下している。そのため、クラッチ２８が作動して圧縮機２１がガスエンジン１０に接続されることにより圧縮機２１がいきなり高速で回転することに起因して圧縮機が故障するなどの不具合の発生を防止できる。
【００７３】
第２クラッチ作動前制御によりガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数Ｒ２まで低下された場合には、ガスエンジン１０により駆動される発電機４０で発生される電力の大きさも低下する。例えば自立発電運転中であってガスエンジン１０の回転数Ｒが定格回転数（２４００ｒｐｍ）であるときに発電機４０で発電される電力は４．５ｋＷであるが、ガスエンジン１０の回転数Ｒがクラッチ作動回転数Ｒ２（１２００ｒｐｍ）である場合、発電機４０で発電される電力は２．７ｋＷにすぎない。
【００７４】
一方、上述の第２クラッチ作動前制御によって室内ファン２３１の消費電力が０にされ、室外ファン２４１の最大消費電力が上限電力Ｖｔｈ２（０．５ｋＷ）に制限されている。したがって、外部負荷用に２ｋＷの電力を供給したとしても、これらの総和は２．５ｋＷであり、エンジン回転数Ｒがクラッチ作動回転数Ｒ２（１２００ｒｐｍ）であるときに発電機４０で発電される電力（２．７ｋＷ）よりも小さい。よって、残りの電力（０．２ｋＷ）で、冷却水ポンプ８２、コントローラ６０などに電力供給することができる。このため、外部負荷に提供する電力（２ｋＷ）を低下させることなく、電力不足によりガスエンジン１０が緊急停止することが防止される。すなわち、クラッチ２８を作動させる際における電力の安定供給を実現できる。
【００７５】
クラッチ２８が作動してガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化した後に、コントローラ６０は、第２クラッチ作動後制御を実行する。図８は、第２クラッチ作動後制御ルーチンを示すフローチャートである。第２クラッチ作動後制御ルーチンが起動すると、コントローラ６０は、まず図８のＳ４１にて、ガスエンジン１０の回転数を漸増させる。次いで、Ｓ４２にて、ガスエンジン１０の回転数Ｒが自立空調時における定格回転数（２４００ｒｐｍ）まで上昇したか否かを判断する。
【００７６】
回転数Ｒが定格回転数未満である場合（Ｓ４２：Ｎｏ）、コントローラ６０は処理をＳ４１に戻す。一方、回転数Ｒが定格回転数に達した場合（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、コントローラ６０は処理をＳ４３に進め、発電機４０から室内ファン２３１への電力供給の停止を解除する。これにより発電機４０から室内ファン２３１への電力供給が可能になる。次いで、コントローラ６０は、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力の制限を解除する（Ｓ４４）。その後、コントローラ６０は、このルーチンを終了する。コントローラ６０が第２クラッチ作動後制御を実行した後に、エンジン駆動式空調装置１は自立空調運転を行う。
【００７７】
図９は、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようにクラッチ２８が作動してエンジン駆動式空調装置１の運転状態が自立発電運転から自立空調運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と、室内ファン２３１の消費電力（室内ファン電力）、室外ファン２４１の消費電力（室外ファン電力）、外部負荷に供給される電力（外部負荷電力）、発電機４０に要求される電力（要求電力）、および発電機４０で発電される実電力（実発電電力）の大きさの変化を示すグラフである。図５の上側のグラフがエンジン回転数の変化を示すグラフであり、下側のグラフが各電力の変化を示すグラフである。また、下側のグラフ中の線Ａは実発電電力の変化を示し、線Ｂは要求電力の変化を示し、線Ｃは外部負荷電力の変化を示し、線Ｄは室内ファン電力の変化を示し、線Ｅは室外ファン電力の変化を示す。
【００７８】
図９からわかるように、自立発電運転時、すなわちガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が遮断状態であるときは、ガスエンジン１０の回転数は定格回転数（２４００ｒｐｍ）であり、このとき発電機４０では４．５ｋＷの電力を発電する。また、外部負荷電力Ｃは２ｋＷ、室内ファン電力Ｄは例えば室内送風している場合は１．０ｋＷ、室外ファン電力Ｅは約０．７ｋＷである。これらの電力およびその他の電気駆動部品に消費される電力（約０．２ｋＷ）の総和が要求電力Ｂである。図９において自立発電運転時における要求電力Ｂは約３．９ｋＷである。
【００７９】
自立発電運転時に空調開始信号（クラッチ２８の作動要求）がコントローラ６０に入力された場合に、コントローラ６０は第２クラッチ作動前制御を実行する。第２クラッチ作動前制御の実行によりガスエンジン１０の回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）からクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）に低下される。ガスエンジン１０の回転数の低下に伴って実発電電力Ａも、４．５ｋＷから２．７ｋＷまで低下する。また、第２クラッチ作動前制御の実行により、発電機４０から室内ファン２３１への供給電力が０にされ、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力が上限電力Ｖｔｈ２（０．５ｋＷ）に制限される。したがって、要求電力Ｂも低下する。本実施形態では第２クラッチ作動前制御の実行時に、要求電力Ｂが実発電電力Ａを越えないように、ガスエンジン１０の回転数の低下速度や室内ファン２３１および室外ファン２４１への電力の供給量の低減速度が制御される。
【００８０】
ガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）まで低下したときに、クラッチ２８が作動する。これによりクラッチ２８が離間状態から接触状態に変化する。よって、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化する。クラッチ２８が作動している間はガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｐｍ）で固定されている。ガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）であるとき、発電機４０における発電電力は２．７ｋＷである。このとき室内ファン電力Ｄは０、室外ファン電力Ｅは最高で０．５ｋＷである。したがって、発電機４０からその他の電気駆動部品に供給される電力が約０．２ｋＷとすれば、エンジン駆動式空調装置１で消費される電力の最大値は０．７ｋＷである。このため、ガスエンジン１０の回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）であっても、外部負荷には２ｋＷの電力を供給することができる。よって、電力不足により外部負荷への電力供給に支障を来すことはない。なお、第２クラッチ作動前制御の実行前には圧縮機２１がガスエンジン１０から切り離されていて空調が停止されているので、クラッチ作動の前後で室内熱交換器２３に送風する必要はなく、それ故、室内ファン２３１に電力を供給する必要はない。また、室外熱交換器２４にも送風する必要はないが、クラッチ２８の作動の前後でガスエンジン１０が駆動しているため、ガスエンジン１０を冷却するために室外ファン２４１には０．５ｋＷまで電力が供給される。供給電力が０．５ｋＷあれば、室外ファン２４１の送風によってラジエータ８１内の冷却水が十分に冷却できる。よって、クラッチ作動時に冷却水の冷却不足によってガスエンジン１０が焼き付くことが防止される。このように、本実施形態によれば、クラッチ２８を作動させるためにガスエンジン１０の回転数を低下したことに起因した発電電力不足による不具合の発生を防止することができる
【００８１】
図９に示すように、クラッチ２８を作動させてガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させた後に、第２クラッチ作動後制御が実行される。この第２クラッチ作動後制御によってガスエンジン１０のエンジン回転数が漸増する。そして、エンジン回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）に達したとき（図９の時点Ｔｓ）に、発電機４０から室内ファン２３１への電力供給の停止を解除するとともに、発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力の制限を解除する。このため図９からわかるように、室内ファン２３１に電力が供給されて室内ファン２３１が駆動を開始する。
【００８２】
図１０は、従来のエンジン駆動式空調装置において、ガスエンジンと圧縮機との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようにクラッチを作動してエンジン駆動式空調装置１の運転状態が自立発電運転から自立空調運転に変化する前後における、エンジン回転数の変化と各電力の変化を示すグラフである。なお、従来のエンジン駆動式空調装置においては、クラッチ作動時にエンジン回転数を低下させているが、そのときに発電機４０から供給される電力の大きさは制御されていない。特に室内ファン電力や室外ファン電力は制限されていない。
【００８３】
図１０に示すエンジン回転数の変化は、図９に示すエンジン回転数の変化と同じである。すなわち、自立発電運転中に空調開始信号（クラッチ作動要求）が入力されてからクラッチ２８が作動するまでの間に、エンジン回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）からクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）にまで低下される。エンジン回転数が１２００ｒｐｍまで低下した時点でクラッチ２８を作動させて、ガスエンジンと圧縮機との接続状態を遮断状態から伝達状態に変化させる。伝達状態に変化させた後に、エンジン回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）まで増加される。
【００８４】
エンジン回転数低下時においては室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力は制限されていないので、室内ファン電力が０であっても室外ファン電力Ｅが例えば０．７ｋＷである場合、外部負荷およびその他の電気駆動部品への供給電力と合わせた要求電力Ｂが２．９ｋＷ程度となる。一方、エンジン回転数がクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）まで低下されたときに発電機４０で発生される電力の大きさは２．７ｋＷである。よって、実発電電力Ａが要求電力Ｂを下回るので、電力不足が発生する。図１０の矢印Ｇで示した領域が電力不足区間である。この電力不足区間Ｇでは電力の安定供給ができないため、そのことに起因して、ガスエンジンの停止や外部負荷を駆動させることができないなどの不具合が発生する。これに対して本実施形態によれば、電力不足が発生することはない。つまり、自立発電運転から自立空調運転に移行する際に外部負荷およびエンジン駆動式空調装置の電気駆動部品に電力を安定供給することができるのである。
【００８５】
以上のように、本実施形態のエンジン駆動式空調装置１は、ガスエンジン１０と、空調ユニット２０と、発電機４０と、クラッチ２８と、コントローラ６０とを備える。空調ユニット２０は、ガスエンジン１０の駆動力によって駆動する圧縮機２１を備え、圧縮機２１が駆動することにより空調する。発電機４０は、ガスエンジン１０の駆動力によって発電するとともに、発電した電力を、外部負荷および、エンジン駆動式空調装置１を構成する部品であって電力により駆動する電気駆動部品に供給可能に構成される。クラッチ２８は、ガスエンジン１０と圧縮機２１との間に設けられ、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態を、ガスエンジン１０の駆動力が圧縮機２１に伝達される伝達状態と伝達されない遮断状態とに切り替えることができるように作動する。そして、コントローラ６０は、発電機４０が電気駆動部品に電力を供給しているとき、すなわち自立運転時にクラッチ２８の作動要求が入力された場合に、クラッチ２８が作動する前に、ガスエンジン１０の回転数をクラッチ作動回転数（１２００ｒｐｍ）に低下させるとともに発電機４０から電気駆動部品である室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさが低下するように、ガスエンジン１０の回転数と発電機４０から室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさを制御する。
【００８６】
また、コントローラ６０は、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態であって発電機４０が電気駆動部品に電力を供給しているとき（自立空調運転時）に、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が伝達状態から遮断状態に変化するようなクラッチ２８の作動要求（空調停止信号）が入力された場合に、クラッチ２８が作動する前に、ガスエンジン１０の回転数をクラッチ作動回転数Ｒ１（１２００ｒｐｍ）に低下させるとともに発電機４０から室内ファン２３１への電力供給が停止され且つ発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力が上限電力Ｖｔｈ１（０．５ｋＷ）に制限されるように、ガスエンジン１０の回転数と発電機４０から室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさを制御する第１クラッチ作動前制御を実行する。
【００８７】
さらに、コントローラ６０は、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が遮断状態であって発電機４０が電気駆動部品に電力を供給しているとき（自立発電運転時）に、ガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が遮断状態から伝達状態に変化するようなクラッチ２８の作動要求（空調開始信号）が入力された場合に、クラッチ２８が作動する前に、ガスエンジン１０の回転数をクラッチ作動回転数Ｒ２（１２００ｒｐｍ）に低下させるとともに発電機４０から室内ファン２３１への電力供給が停止され且つ発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力が上限電力Ｖｔｈ２（０．５ｋＷ）に制限されるように、ガスエンジン１０の回転数と発電機４０から室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさを制御する第２クラッチ作動前制御を実行する。
【００８８】
本実施形態によれば、クラッチ作動時にはエンジン回転数がクラッチ作動回転数に低下されているので、クラッチ２８が作動してガスエンジン１０と圧縮機２１との接続状態が変化する際にガスエンジン１０や発電機４０の回転異常や圧縮機２１の故障等の不具合の発生が抑えられる。また、エンジン回転数の低下により発電機４０による発電電力が低下するが、それに合わせて室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさも低下していいるので、電力不足を回避できる。その結果、クラッチ作動時に事前にエンジン回転数を低下させた場合においても、発電機４０から外部負荷に電力を安定供給できる。
【００８９】
また、コントローラ６０は、クラッチ２８の作動が完了した後にガスエンジン１０の回転数が定格回転数（２４００ｒｐｍ）まで増加した場合に、発電機４０から室内ファン２３１への電力供給の停止および発電機４０から室外ファン２４１への最大供給電力の制限を解除するように、ガスエンジン１０の回転数および発電機４０から室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力の大きさを制御するクラッチ作動後制御（第１クラッチ作動後制御、第２クラッチ作動後制御）を実行する。このようにエンジン回転数が定格回転（例えば２４００ｒｐｍ）に復帰してから室内ファン２３１への給電停止および室外ファン２４１への給電制限を解除するので、クラッチ作動後であってエンジン回転数が十分に高くなっていないときにこれらのファンへの給電停止あるいは給電制限が先に解除されて電力不足に陥ることを防止できる。
【００９０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態においては、クラッチ作動前に室内ファン２３１および室外ファン２４１への供給電力が低下するように、発電機４０からこれらのファンへの電力供給を制御する例を示したが、エンジン駆動式空調装置１の運転に支障を来さない限り、その他の電気駆動部品への電力が低下するようにしてもよい。また、上記実施形態においてはガスエンジンを用いて駆動力を得ているが、ガス燃料以外の燃料を用いるエンジンを採用してもよい。また、上記実施形態では、自立空調運転中および自立発電運転中のエンジン回転数が通常は２４００ｒｐｍである例について説明したが、エンジン回転数はこれらの運転中に変化してもよい。例えば自立空調運転中には空調負荷に応じてエンジン回転数が変化してもよい。また、自立空調運転中および自立発電運転中であってもエンジン回転数が設定回転数（例えば許容下限回転数）以下となる場合も想定され得る。その場合は、運転時におけるエンジンの回転数が設定回転数よりも大きいときにクラッチ作動要求がコントローラに入力されたときに、本発明を適用すればよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…エンジン駆動式空調装置、１０…ガスエンジン（エンジン）、１２…出力軸、２０…空調ユニット、２１…圧縮機、２２…冷媒配管、２３…室内熱交換器、２３１…室内ファン（電気駆動部品）、２４…室外熱交換器、２４１…室外ファン（電気駆動部品）、２５…膨張弁、２６…四方切換弁、２７…アキュムレータ、２８…クラッチ、３０…室内機リモコン、４０…発電機、４１…入力軸、５０…バッテリ、６０…コントローラ（制御部）、７０…スタータモータ、８０…エンジン冷却ユニット、８１…ラジエータ、８２…冷却水ポンプ、８３…冷却水配管、１０１，１０２，１０３…外部負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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