(57)【要約】【課題】検知精度が要求されない安価な可燃性ガス検知器を使用しても確実に可燃性ガスの漏洩を検出でき、且つ換気ファンの消費電力の低減を図ることにある。【解決手段】可燃性ガスを利用して発電出力を得る発電機３及びこの発電機を起動、運転、停止制御する制御装置４を換気用の吸気口１ａ及び排気口１ｂを有するパッケージ１内に設置し、且つ排気口１ｂに換気ファン５を取付けると共に、その近傍に可燃性ガス検知器６を設けたパッケージ型発電装置において、制御装置４にパッケージ１内の換気風量が予め求められる平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように変化させる制御手段を備える。【選択図】図１
2006196265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガスを利用して発電出力を得る発電機及びこの発電機を起動、運転、停止制御する制御装置を換気用の吸気口及び排気口を有するパッケージ内に設置し、且つ前記排気口に換気ファンを取付けると共に、その近傍に可燃性ガス検知器を設けたパッケージ型発電装置において、
前記制御装置に前記パッケージ内の換気風量が予め求められた平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように前記換気ファンの回転数を制御する制御手段を備えたことを特徴とするパッケージ型発電装置。
【請求項２】
可燃性ガスを利用して発電出力を得る発電機及びこの発電機を制御する制御装置を換気用の吸気口及び排気口を有するパッケージ内に設置し、且つ前記吸気口及び排気口の少なくとも一方に開口面積が可変可能なルーバーを取付けると共に、前記排気口に換気ファンを取付け、この換気ファンの近傍に可燃性ガス検知器を設けたパッケージ型発電装置において、
前記制御装置に前記換気ファンを所定の回転数で駆動すると共に、前記パッケージ内の換気風量が予め求められた平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように前記ルーバーの開口面積を可変制御する制御手段を備えたことを特徴とするパッケージ型発電装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のパッケージ型発電装置において、
前記制御手段は、前記発電出力又は前記発電機に利用される可燃性ガスの流量に応じて平均換気風量を補正するようにしたことを特徴とするパッケージ型発電装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパッケージ型発電装置において、
前記排気口の近傍に温度計測器を設け、この温度計測器により計測された温度計測値を前記制御手段に取込んで前記排気口近傍の温度が所定の範囲を保つように平均換気風量を補正するようにしたことを特徴とするパッケージ型発電装置。
【請求項５】
パッケージ内に設置された発電機に可燃性ガスを供給して発電出力を得るとき、前記パッケージに設けられた吸気口及び排気口を介して換気ファンによって換気を行い、可燃性ガス検知器により前記パッケージ内の可燃性ガスの漏洩を検知するようにしたパッケージ型発電装置の換気制御方法において、
前記パッケージ内の換気風量が予め求められる平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように前記換気ファンの回転数を制御して前記パッケージ内を換気することを特徴とするパッケージ型発電装置の換気制御方法。
【請求項６】
パッケージ内に設置された発電機に可燃性ガスを供給して発電出力を得るとき、前記パッケージに設けられた吸気口及び排気口を介して換気ファンによって換気を行い、可燃性ガス検知器により前記パッケージ内の可燃性ガスの漏洩を検知するようにしたパッケージ型発電装置の換気制御方法において、
前記換気ファンを所定の回転数で回転させ、前記パッケージの吸気口及び排気口の少なくとも一方に設けられたルーバーの開口面積を前記パッケージ内の換気風量が予め求められる平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように可変制御して前記パッケージ内を換気することを特徴とするパッケージ型発電装置の換気制御方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載のパッケージ型発電装置の換気制御方法において、前記換気ファンの回転数を制御するに際して、前記発電出力又は前記発電機に利用される可燃性ガスの流量に応じて平均換気風量を補正することを特徴とするパッケージ型発電装置の換気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池発電機やガスエンジン発電機、ガスタービン発電機等のように可燃性ガスを利用して発電出力を得る発電機をパッケージ内に設置し、このパッケージ内部を排気口に設けられた換気ファンにより換気するようにしたパッケージ型発電装置とその換気制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のパッケージ型発電装置は、一般的にパッケージに設けられた排気口に換気ファンを取付けて、パッケージ内部を換気するようにしている。その理由としては、主に以下のことが挙げられる。
【０００３】
（１）パッケージ内部の可燃性ガスの流通部から、可燃性ガスの漏洩が発生した場合を想定し、漏洩した可燃性ガスの滞留による爆発を防止すること。
【０００４】
（２）発電機等の発熱源でパッケージ内部の温度が過剰に上昇することを防止すること。
【０００５】
一方、可燃性ガスの漏洩を監視するための装置としては、排気口の近傍に可燃ガス検出器を設け、この可燃性ガス検出器により換気空気中の可燃性ガス濃度を判別して可燃性ガスの漏洩を検出するものがある。
【０００６】
因みに、可燃性ガス漏洩の有無を判断する基準としては、一般的に可燃性ガスの爆発下限界（ＬＥＬ）の２５％が用いられている。
【０００７】
ところで、パッケージ内部の排気口近傍に可燃性ガス検知器を設けて、換気風量を制御するようにしたパッケージ型発電装置が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
このパッケージ型発電装置は、図５に示すように吸気口１６ｂ及び排気口１６ａを有するパッケージ１６の内部に可燃性ガスが燃料弁４を介して供給される燃料処理装置１１、この燃料処理装置１１の処理により得られる水素と空気弁１５を介して空気とが供給されて発電出力を得る電池本体１２及びこれらを制御する制御装置１３が収容され、且つパッケージ１６の排気口１６ａに換気ファン１７とその近傍に可燃性ガス検知器１８をそれぞれ設けて、パッケージ１６内の換気と可燃性ガスの漏洩の検出を可能にしたものである。
【特許文献１】特開平１１−８６８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、このようなパッケージ型発電装置において、可燃性ガスの漏洩に対して例えば２５％ＬＥＬ程度の検出を正確に行うには、検出精度の高い可燃性ガス検知器が要求されるため、安価な可燃性ガス検知器が使用できないという問題があった。
【００１０】
また、パッケージ内の通風を良好な状態に維持するには、一定量以上の換気風量を常に確保する必要があるため、換気ファンの消費電力が負担となる問題があった。
【００１１】
本発明は上記のような問題点を解消し、検知精度が要求されない安価な可燃性ガス検知器を使用しても確実に可燃性ガスの漏洩を検出することができ、また換気ファンの消費電力の低減を図ることができるパッケージ型発電装置とその換気制御方法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】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するため、次のような手段及び方法によりパッケージ型発電装置を構成し、換気制御を行うものである
請求項１に対応する発明は、可燃性ガスを利用して発電出力を得る発電機及びこの発電機を起動、運転、停止制御する制御装置を換気用の吸気口及び排気口を有するパッケージ内に設置し、且つ前記排気口に換気ファンを取付けると共に、その近傍に可燃性ガス検知器を設けたパッケージ型発電装置において、前記制御装置に前記パッケージ内の換気風量が予め求められた平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように前記換気ファンの回転数を制御する制御手段を備える。
【００１３】
請求項２に対応する発明は、可燃性ガスを利用して発電出力を得る発電機及びこの発電機を制御する制御装置を換気用の吸気口及び排気口を有するパッケージ内に設置し、且つ前記吸気口及び排気口の少なくとも一方に開口面積が可変可能なルーバーを取付けると共に、前記排気口に換気ファンを取付け、この換気ファンの近傍に可燃性ガス検知器を設けたパッケージ型発電装置において、前記制御装置に前記換気ファンを所定の回転数で駆動すると共に、前記パッケージ内の換気風量が予め求められた平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように前記ルーバーの開口面積を可変制御する制御手段を備える。
【００１４】
請求項３に対応する発明は、請求項１又は請求項２に対応する発明のパッケージ型発電装置において、前記制御手段は、前記発電出力又は前記発電機に利用される可燃性ガスの流量に応じて平均換気風量を補正する。
【００１５】
請求項４に対応する発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに対応する発明のパッケージ型発電装置において、前記排気口の近傍に温度計測器を設け、この温度計測器により計測された温度計測値を前記制御手段に取込んで前記排気口近傍の温度が所定の範囲を保つように平均換気風量を補正する。
【００１６】
請求項５に対応する発明は、パッケージ内に設置された発電機に可燃性ガスを供給して発電出力を得るとき、前記パッケージに設けられた吸気口及び排気口を介して換気ファンによって換気を行い、可燃性ガス検知器により前記パッケージ内の可燃性ガスの漏洩を検知するようにしたパッケージ型発電装置の換気制御方法において、前記パッケージ内の換気風量が予め求められる平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように前記換気ファンの回転数を制御して前記パッケージ内を換気する。
【００１７】
請求項６に対応する発明は、パッケージ内に設置された発電機に可燃性ガスを供給して発電出力を得るとき、前記パッケージに設けられた吸気口及び排気口を介して換気ファンによって換気を行い、可燃性ガス検知器により前記パッケージ内の可燃性ガスの漏洩を検知するようにしたパッケージ型発電装置の換気制御方法において、前記換気ファンを所定の回転数で回転させ、前記パッケージの吸気口及び排気口の少なくとも一方に設けられたルーバーの開口面積を前記パッケージ内の換気風量が予め求められる平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように可変制御して前記パッケージ内を換気する。
【００１８】
請求項７に対応する発明は、請求項５又は請求項６に対応する発明のパッケージ型発電装置の換気制御方法において、前記換気ファンの回転数を制御するに際して、前記発電出力又は前記発電機に利用される可燃性ガスの流量に応じて平均換気風量を補正する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、パッケージ内の換気風量を増減させることで、パッケージ内部で可燃性ガスの漏洩が発生したとき、気中に含まれる可燃性ガスに濃淡ができるので、検知精度が要求されない安価な可燃性ガス検知器を使用しても確実に可燃性ガスの漏洩を検出することができ、また換気ファンの消費電力の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明によるパッケージ型発電装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【００２２】
図１において、１は対向する一方の壁面下部に吸気口１ａ、他方の壁面上部に排気口１ｂを設けた箱形のパッケージで、このパッケージ１内には燃料弁２を介して供給される可燃性ガスを用いて発電出力を得る例えば燃料電池や、ガスエンジン発電機又はマイクロガスタービン発電機等の発電機３と制御装置４が収容されている。
【００２３】
また、このパッケージ１に設けられた排気口１ｂには、パッケージ内での可燃性ガスの漏洩による滞留防止と温度上昇を防止する目的で換気ファン５が設置され、この換気ファン５の動力で吸気口１ａから取り入れた空気を排気口１ｂより排出するようにしている。
【００２４】
さらに、パッケージ１内の排気口１ｂ近傍に可燃性ガスの漏洩を検知する可燃性ガス検知器６が設けられている。
【００２５】
ここで、上記制御装置４は、発電機を起動、運転、停止制御する発電機制御機能と、燃料弁２を通して発電機３に供給される可燃性ガス流量を制御する燃料制御機能と、換気ファン５の動力を制御するファン動力制御機能と、可燃性ガス検知器６により可燃性ガスの漏洩が検知されると、発電機２ａの発電運転を自動停止させる緊急停止制御機能を有している。
【００２６】
このような構成のパッケージ型発電装置において、本実施形態では制御装置４にパッケージ１内の換気風量を予め求められる平均換気風量に対して予定時間間隔で増減させるプログラムを内蔵し、このプログラムにより上記ファン動力制御機能を介して換気ファン５の回転数を制御するものである。
【００２７】
上記プログラムとして、発電機３が定格発電出力で運転されている場合には、図２（ａ）に示すように換気風量が平均換気風量に対して予定時間間隔で連続的に増減するように変化させるか、或いは図２（ｂ）に示すように換気風量が平均換気風量に対して予定時間間隔で断続的に増減するように換気運転と換気停止を繰返すことで変化させるものとなっている。
【００２８】
具体的には、換気風量を平均換気風量に対して予定時間間隔で連続的に増減する例として、３秒間風量を増加制御し、２秒間風量を減少制御する。また、換気風量を平均換気風量に対して一定時間間隔で断続的に増減する例として、４秒間換気運転し、１秒間換気停止制御する。
【００２９】
また、発電出力が低下した場合、或いは発電機に供給する可燃性ガスの流量が低下した場合には、図２（ｃ）に示すように平均換気風量が定格発電出力時の平均換気風量より減少するように全体的に風量を下げて、予定時間間隔で連続的に増減するように変化させるか、図２（ｄ）に示すように換気減量時間を延ばし、換気運転と換気停止を繰返すことで変化させるものとなっている。
【００３０】
ここで、平均換気風量とは最大の燃料消費状態における設計上配慮すべき可燃性ガスのリーク量に対して、爆発下限界以下となる流量である。
【００３１】
上記以外に図２（ｅ）に示すように換気増量時間を短縮し、換気減量時間を延ばして予定時間間隔で連続的に増減するように変化させるか、図２（ｆ）に示すように換気増量時間を短縮して、換気運転と換気停止を繰返すことで変化させるようなプログラムであってもよい。
【００３２】
このように本実施形態では、発電機３が例えば定格発電出力で運転されている場合、制御装置４に内蔵されたプログラムにより換気風量が平均換気風量に対して予定時間間隔で増減、例えば図２（ａ）に示すようなパターンで増減するように換気ファン５の回転数を制御しているとき、設計上配慮される最大の可燃性ガスの漏洩が発生すると平均換気風量ベースで爆発下限界の２５％程度に維持されるが、換気風量の変化により可燃性ガスの濃度に濃淡ができる。
【００３３】
従って、微小な可燃性ガスの漏洩が発生した場合でも換気風量が減少した際には、気中に含まれる可燃性ガスの濃度が比較的高いため、可燃性ガス検知器６は可燃性ガスの漏洩を検知することが可能となる。このことにより、従来のように一定風量の換気では使用できなかった精度の低い比較的安価な可燃性ガス検知器６であっても可燃性ガスの漏洩を十分に検出することが可能となり、安全性を向上させることができる。
【００３４】
具体的には、仮に微小な一定流量の可燃性ガスが漏洩し、排気口１ｂで１５％ＬＥＬ程度の濃度のガスであったとしても、換気風量を１／２に減ずることで３０％ＬＥＬ程度まで濃度が増加するので、可燃性ガスが検知し易くなる。
【００３５】
図３は本発明によるパッケージ型発電装置の第２の実施形態を示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００３６】
第２の実施形態では、図３に示すようにパッケージ１に設けられた吸気口１ａ及び排気口１ｂに動力制御により開口面積が変化可能なルーバー７ａ，７ｂを設け、これらのルーバー７ａ，７ｂの開口面積を前述した制御装置４に内蔵のプログラムにより換気風量が平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように変化させるものである。この場合、換気ファン６は所定の回転数で回転駆動される。
【００３７】
このような構成としても、ルーバー７ａ，７ｂの動力制御により開口面積を換気風量が平均換気風量に対して予定時間間隔で増減するように変化させることが可能となるので、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
上記では吸気口１ａ及び排気口１ｂにルーバー７ａ，７ｂをそれぞれ設けて、動力制御によりその開口面積を変化させて換気風量を制御する場合について述べたが、吸気口１ａ及び排気口１ｂの何れか一方にルーバーを設けて動力制御によりその開口面積を変化させるようにしても、同様の換気風量の制御を行うことができる。
【００３９】
図４は本発明によるパッケージ型発電装置の第３の実施形態を示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００４０】
第３の実施形態では、図４に示すようにパッケージ１に設けられた排気口１ｂの近傍に温度計測器８を設け、また制御装置４に対しては温度計測器８により計測された温度計測信号を取込んで、パッケージ１内の排気口１ｂ側の温度が所定の範囲に保持されるように平均換気風量を補正する制御機能を持たせたものである。
【００４１】
このような構成としても第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加え、可燃性ガスの漏洩に対する設定換気量を超える範囲においては、排気温度により平均換気風量を補正することが可能となるので、換気ファン５の動力を低減することができる。
【００４２】
従来では、排気温度に関係なく換気ファンにより常に一定の風量で換気していたのに対し、本実施形態では例えば外気温度の高い場合には平均換気風量を増加させ、外気温度が低い場合には平均換気風量を減少させることにより、換気ファン５の消費電力を抑えると共に、換気による機器の放熱ロスを抑え、効率的な発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるパッケージ型発電装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】同実施形態において、発電機が定格発電出力運転時及び低発電出力運転時におけるパッケージ内の換気風量の制御パターンを示す図。
【図３】本発明によるパッケージ型発電装置の第２の実施形態を示す構成図。
【図４】本発明によるパッケージ型発電装置の第３の実施形態を示す構成図。
【図５】従来のパッケージ型発電装置を示す構成図。
【符号の説明】
【００４４】
１…パッケージ、１ａ…吸気口、１ｂ…排気口、２…燃料弁、３…発電機、４…制御装置、５…換気ファン、６…可燃性ガス検知器、７ａ，７ｂ…ルーバー、８…温度計測器
【図１】
2006196265.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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