(57)【要約】【課題】  電源の切替の際に切替停電が発生せず、無停電装置（ＵＰＳ）のバッテリ交換等の保守点検作業の際に保守停電が発生せず、且つ、無停電装置に故障が発生した際であっても負荷機器への電力供給が維持される非常用発電装置を提供する。【解決手段】  通常時には、入力端子２から電源切替器５及び出力端子４を介して負荷機器７に電気を供給し、停電発生時には発電機３から電源切替器５及び出力端子４を介して負荷機器７に電気を供給する非常用発電装置において、非常用発電装置１が、電源切替器５と出力端子４の間に接続された無停電装置１１と、無停電装置１１と並列に接続されたバイパス回路１２と、出力端子４に対して無停電装置１１又はバイパス回路１２を選択的に接続するバイパス切替器１３を有する。【選択図】図１
2014007930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常時には、入力端子から電源切替器及び出力端子を介して負荷機器に電気を供給し、停電発生時には発電機から電源切替器及び出力端子を介して負荷機器に電気を供給する非常用発電装置において、
前記非常用発電装置が、前記電源切替器と前記出力端子の間に接続された無停電装置と、前記無停電装置と並列に接続されたバイパス回路と、前記出力端子に対して前記無停電装置又は前記バイパス回路を選択的に接続するバイパス切替器を有することを特徴とする非常用発電装置。
【請求項２】
前記非常用発電装置が、制御装置を有しており、
前記制御装置が、前記電源切替器及び前記バイパス切替器の作動を制御して、
通常時に、前記入力端子から、前記電源切替器、前記無停電装置及び前記バイパス切替器を介して前記出力端子に電気を供給する通常制御を行う構成と、
停電発生時に、前記発電機から、前記電源切替器、前記無停電装置及び前記バイパス切替器を介して前記出力端子に電気を供給する非常用発電制御を行う構成と、
前記無停電装置の保守点検時又は故障時に、前記入力端子から、前記電源切替器、前記バイパス回路及び前記バイパス切替器を介して前記出力端子に電気を供給する保守制御を行う構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の非常用発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電発生時に負荷機器に電力を供給するように構成した非常用発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
停電発生時に負荷機器に電力を供給するために、非常用発電装置が利用されている（例えば特許文献１参照）。図４に、従来の非常用発電装置の概略を示す。非常用発電装置１Ｘは、外部の商用電源６側に接続される入力端子２と、入力端子２と並列に配置された発電機３と、外部の負荷機器７側に接続される出力端子４と、出力端子４に対して入力端子２又は発電機３を選択的に接続する電源切替器５Ｘを有している。この非常用発電装置１Ｘは、通常時には、入力端子２から電源切替器５及び出力端子４を介して負荷機器７に電気を供給し、停電発生時には発電機３から電源切替器５及び出力端子４を介して負荷機器７に電気を供給するように構成されている。
【０００３】
ここで、負荷機器７とは、電力の供給を受けて作動する機器であり、例えば信号機や、照明灯、コンピュータ等である。また、発電機３とは、ディーゼルエンジン等の動力装置と、動力装置の動力を電力に変換するモータ等の組み合わせで構成されている。なお、白抜き矢印は電気の流れを、概念的に示している。
【０００４】
次に、非常用発電装置１Ｘの作動について説明する。この非常用発電装置１Ｘは、通常時は、電源切替器５Ｘにより入力端子２と出力端子４が接続されている。この構成により、商用電源６から供給される電力を、負荷機器７に伝達することができる。
【０００５】
他方、停電が発生し、商用電源６からの電力供給が停止した場合には、非常用発電装置１Ｘは、電源切替器５Ｘを切り替えて、発電機３と出力端子４を接続する。同時に、発電機３は、ディーゼルエンジンを作動させ、ディーゼルエンジンの動力により発電を行い、電気を負荷機器７に供給する。この構成により、非常用発電装置１Ｘは、停電発生時であっても、負荷機器７に電力を供給することができる。
【０００６】
しかしながら、上記の非常用発電装置１Ｘは、電源切替器５Ｘを入力端子２側から発電機３側に切り替える際に、負荷機器７に電力が供給されない一時的な停電状態（切替停電）を生じさせてしまうという問題を有している。これは、発電機３のディーゼルエンジンが起動して、電力を供給し始めるまでに一定の時間（数十秒間）が必要となるために生じる問題である。また、スイッチである電源切替器５Ｘが、入力端子２側から発電機３側に切り替わる際に、電源切替器５Ｘが商用電源６側にも、発電機３側にも接触していない瞬間が発生するために生じる問題である。信号機等、負荷機器７によっては、この一時的な停電状態（切替停電）であっても許容することができないものがある。また、負荷機器７がコンピュータ等である場合、瞬間的な停電であっても、データのクラッシュ等を引き起こしてしまうという問題を有している。
【０００７】
そこで、非常用発電装置１Ｘに、無停電装置（ＵＰＳともいう）を接続して使用する構成が提案されている（例えば特許文献２参照）。図５に、ＵＰＳを併設された非常用発電装置の概略を示す。この非常用発電装置１Ｙは、出力端子４と負荷機器７の間に、ＵＰＳ１１Ｙを接続するように構成されている。ここで、ＵＰＳ１１Ｙとは、主にバッテリと、整流回路やインバータ等を内蔵するように構成された蓄電装置である。
【０００８】
このＵＰＳ１１Ｙを設置した構成により、電源切替器５Ｙを切り替える際に発生してい
た一時的な停電状態（切替停電）を回避することができる。これは、商用電源６又は発電機３から電力が供給されていない場合であっても、ＵＰＳ１１Ｙのバッテリから負荷機器７に電力を供給することができるからである。そのため、非常用発電装置１Ｙは、停電発生時であっても、負荷機器７に途切れることなく電力を供給することができる。
【０００９】
しかしながら、上記のＵＰＳ１１Ｙを併設された非常用発電装置１Ｙは、いくつかの問題点を有している。第１に、ＵＰＳ１１Ｙのバッテリの交換等の保守点検を行う際に一時的な停電状態（保守停電）が発生するという問題を有している。この保守停電は、突発的な停電ではないが、負荷機器７への電力供給が停止されるため、保守点検の間は負荷機器７を使用することができない。負荷機器７が例えば信号機、エレベータ等であれば、負荷機器７を安全に停止するために、交通整理等の作業が必要となる。
【００１０】
第２に、ＵＰＳ１１Ｙに故障が発生した際に、負荷機器７に電気が供給されないという問題を有している。商用電源６に停電が発生しない場合であっても、負荷機器７への電力供給が途絶える可能性がある。つまり、ＵＰＳ１１Ｙの設置により、負荷機器７の安定動作を妨げる新たな要因が増えてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−０２０８７９号公報
【特許文献２】特開平１０−２４３５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、商用電源と負荷機器の間に接続される非常用発電装置において、電源の切替の際に切替停電が発生せず、無停電装置（ＵＰＳ）のバッテリ交換等の保守点検作業の際に保守停電が発生せず、且つ、無停電装置に故障が発生した際であっても負荷機器への電力供給が維持される非常用発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明に係る非常用発電装置は、通常時には、入力端子から電源切替器及び出力端子を介して負荷機器に電気を供給し、停電発生時には発電機から電源切替器及び出力端子を介して負荷機器に電気を供給する非常用発電装置において、前記非常用発電装置が、前記電源切替器と前記出力端子の間に接続された無停電装置と、前記無停電装置と並列に接続されたバイパス回路と、前記出力端子に対して前記無停電装置又は前記バイパス回路を選択的に接続するバイパス切替器を有することを特徴とする。
【００１４】
この構成により、非常用発電装置は、停電発生時に切替停電が発生しない。これは、バイパス切替器を介して出力端子に接続された無停電装置から負荷機器に電力が供給されるからである。また、非常用発電装置は、無停電装置の保守点検時に保守停電が発生しない。これは、バイパス切替器の作動により、バイパス回路を介して電気を送ることができるからである。このバイパス回路により、無停電装置に故障等が発生した場合であっても、負荷機器への電力供給を維持することができる。なお、この無停電装置（ＵＰＳ）は、バッテリの他、整流回路やインバータ等を有している。
【００１５】
上記の非常用発電装置において、前記非常用発電装置が、制御装置を有しており、前記制御装置が、前記電源切替器及び前記バイパス切替器の作動を制御して、通常時に、前記入力端子から、前記電源切替器、前記無停電装置及び前記バイパス切替器を介して前記出力端子に電気を供給する通常制御を行う構成と、停電発生時に、前記発電機から、前記電
源切替器、前記無停電装置及び前記バイパス切替器を介して前記出力端子に電気を供給する非常用発電制御を行う構成と、前記無停電装置の保守点検時又は故障時に、前記入力端子から、前記電源切替器、前記バイパス回路及び前記バイパス切替器を介して前記出力端子に電気を供給する保守制御を行う構成を有していることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、上記と同様の作用効果を得ることができる。また、無停電装置は、通常制御のときに商用電源から常時充電することができるため、停電発生時に、負荷機器に十分な電力を供給することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による非常用発電装置によれば、電源の切替の際に切替停電が発生せず、無停電装置（ＵＰＳ）のバッテリ交換等の保守点検作業の際に保守停電が発生せず、且つ、無停電装置に故障が発生した際であっても負荷機器への電力供給が維持される非常用発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る実施の形態の非常用発電装置の通常制御の概略を示した図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の非常用発電装置の非常用発電制御の概略を示した図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の非常用発電装置の保守制御の概略を示した図である。
【図４】従来の非常用発電装置の概略を示した図である。
【図５】従来の非常用発電装置に無停電装置を併設した際の概略を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態の非常用発電装置について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る実施の形態の非常用発電装置１の通常制御の概略を示す。非常用発電装置１は、外部の商用電源６に接続された入力端子２と、発電装置３と、入力端子２又は発電装置３に選択的に接続される電源切替器５を有している。また、非常用発電装置１は、電源切替器５に並列に接続された無停電装置（ＵＰＳ）１１及びバイパス回路１２と、ＵＰＳ１１又はバイパス回路１２に選択的に接続されるバイパス切替器１３と、バイパス切替器１３に接続され且つ外部の負荷機器７に接続された出力端子４を有している。更に、非常用発電装置１は、制御装置１５を有している。この制御装置１５は、入力端子２の近傍に配置した電圧計２１の計測値やＵＰＳ１１の作動情報を取得したり、発電機３や電源切替器５及びバイパス切替器１３の作動を制御したりすることができる。なお、図１において、制御装置１５と各機器を結んだ一点鎖線は、信号線を示している。また、従来と異なるＵＰＳ１１は、非常用発電装置１の内部に設置されている。
【００２０】
次に、非常用発電装置１の作動について説明する。まず、通常時に行う通常制御について説明する。通常制御では、制御装置１５の指令信号により、電源切替器５を入力端子２側に接続し、バイパス切替器１３をＵＰＳ１１側に接続する。そのため、外部の商用電源６から供給される電気は、入力端子２から電源切替器５、ＵＰＳ１１、バイパス切替器１３及び出力端子４を介して、負荷機器７に供給される。このとき、ＵＰＳ１１に搭載されたバッテリは、同時に充電が行われるように構成されている。
【００２１】
次に、停電発生時に行う非常用発電制御について説明する。図２に、非常用発電装置１Ａの非常用発電制御の概略を示す。非常用発電制御は、制御装置１５が電圧計２１の値から停電発生を検知した際に開始される。
【００２２】
まず、制御装置１５は、発電機３に起動信号を送り、発電機３のディーゼルエンジンを始動させ、発電を開始させる。同時に、制御装置１５は、電源切替器５Ａに作動信号を送り、電源切替器５Ａを発電機３側に接続させる。このとき、負荷機器７は、バッテリを内蔵したＵＰＳ１１から途切れることなく電力の共有を受けている。その後、発電機３の起動が完了して、発電が開始された場合、電力は、ＵＰＳ１１を介して負荷機器７に送られる。このとき、ＵＰＳ１１に搭載されたバッテリは、同時に充電が行われるように構成されている。
【００２３】
制御装置１５が電圧計２１の値から停電からの回復を検知した場合、通常制御への復旧が行われる。通常制御への復旧は、制御装置１５が、電源切替器５Ａに作動信号を送り、電源切替器５Ａを入力端子２側に接続させる制御と、発電機３に停止信号を送り、発電機３のディーゼルエンジンを停止させる制御により実現される。
【００２４】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、非常用発電装置１は、停電発生時に切替停電が発生しない。これは、電源切替器５Ａを発電機３側に接続させる際、ＵＰＳ１１から負荷機器７に電力を連続して供給することができるからである。
【００２５】
第２に、非常用発電装置１は、停電から復旧する際に、切替停電が発生しない。これは、上記と同様、電源切替器５Ａを入力端子２側に接続させる際、発電機３の電気により十分に充電されたＵＰＳ１１から負荷機器７に電力を供給することができるからである。
【００２６】
次に、ＵＰＳ１１の保守点検時に行う保守制御について説明する。図３に、非常用発電装置１Ｂの保守制御の概略を示す。保守制御は、ＵＰＳ１１のバッテリ交換等の保守点検を行う際に開始される。具体的には、例えば作業者のスイッチ操作等により制御装置１５に信号が送られ開始される。
【００２７】
まず、制御装置１５は、バイパス切替器１３Ｂに作動信号を送り、バイパス切替器１３Ｂをバイパス回路１２側に接続させる。その後、作業者は、ＵＰＳ１１のバッテリ等の点検及び交換等を行う。ＵＰＳ１１の保守点検が完了した後、作業者のスイッチ操作等により、バイパス切替器１３ＢをＵＰＳ１１側に接続させ、保守点検作業を終了する。
【００２８】
この構成により、非常用発電装置１Ｂは、保守点検時に保守停電が発生しないという作用効果を得ることができる。これは、ＵＰＳ１１のバッテリ等を取り外す際、バイパス回路１２から負荷機器７に電力を供給することができるからである。そのため、ＵＰＳ１１の点検作業中であっても、負荷機器７への電力供給を実現することができる。具体的には、負荷機器７が信号機の場合、交通量の多い日中であっても、ＵＰＳ１１の保守点検作業を行うことが可能となる。そのため、ＵＰＳ１１の保守点検作業の時間的コスト及び金銭的コストを大幅に抑制することができる。
【００２９】
なお、ＵＰＳ１１に故障等が発生した場合も、保守制御を実行するように構成することがのぞましい。具体的には、制御装置１５は、ＵＰＳ１１の故障を検知した際、バイパス切替器１３Ｂに作動信号を送り、バイパス切替器１３Ｂをバイパス回路１２側に接続させる。この構成により、停電は発生していないが、ＵＰＳ１１の故障により、負荷機器７に電力が供給されないという事態を回避することができる。
【００３０】
ここで、バイパス切替器１３Ｂを切り替える際、負荷機器７への電力供給が瞬間的に途切れることになる。しかし、負荷機器７が信号機等である場合には、電力供給の途切れる時間が瞬間であるため、交通等に大きな支障が生じない。また、負荷機器７がコンピュータ等である場合には、バイパス切替器１３Ｂによる瞬間的な停電は、計画されたものであるため、コンピュータ等を停止する作業を行うことができる。
【００３１】
更に、非常用発電装置１の中に、発電機３、ＵＰＳ１１及び制御装置１５をユニットとして設置しているため、この非常用発電装置１を従来の非常用発電装置と交換するのみで、容易に本発明の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１、１Ａ、１Ｂ       非常用発電装置
２     入力端子
３     発電機
４     出力端子
５、５Ａ      電源切替器
６     商用電源
７     負荷機器
１１   無停電装置（ＵＰＳ）
１２   バイパス回路
１３、１３Ｂ  バイパス切替器
１５   制御装置
【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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