(57)【要約】【課題】  複数の車両用エンジンを備え、安定的に電力供給可能なエンジン式発電装置を提供する。【解決手段】  エンジン式発電装置１０が、複数対の車両用エンジン１１と発電機１２、車両用エンジンに燃料の供給を行う燃料供給部１３、発電機１２が各別に発生した１次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の２次交流電力に変換するインバータ装置１４、運転中の車両用エンジン１１の回転数を制御する運転制御器１５を備え、運転制御器１５が、運転台数が車両用エンジン１１の全数である場合は、運転中の車両用エンジン１１の回転数を、当該運転中の車両用エンジン１１の夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第１回転数に設定し、運転台数が、当該運転中の車両用エンジン１１の一部が停止して減少した場合には、運転台数が少ないほど高い回転数に増加させる制御を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両用エンジンと、
前記複数の車両用エンジンが燃料を消費して発生する運動エネルギによって、各別に駆動され発電する交流発電機である複数の発電機と、
前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部と、
前記複数の発電機が各別に発生した１次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の２次交流電力に変換するインバータ装置と、
前記複数の車両用エンジンの内の運転中の１以上の車両用エンジンの台数に基づいて、前記運転中の車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を備え、
前記運転制御器は、前記台数が、前記複数の車両用エンジンの全数である場合は、前記運転中の車両用エンジンの回転数を、当該運転中の車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第１回転数に設定し、前記台数が、当該運転中の車両用エンジンの一部が停止して減少した場合には、前記台数が少ないほど高い回転数に増加させる制御を行うことを特徴とするエンジン式発電装置。
【請求項２】
前記第１回転数は、前記複数の車両用エンジンの各出力が、前記複数の車両用エンジンの各最大出力の平均値の１０％〜９０％の範囲内において、前記台数が少ないほど大きくなるように、各別に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン式発電装置。
【請求項３】
前記第１回転数は、前記複数の車両用エンジンの各出力の平均値が、前記複数の車両用エンジンの各最大出力の平均値の１５％〜６０％の範囲内において、前記台数が少ないほど大きくなるように、各別に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジン式発電装置。
【請求項４】
前記運転制御器は、前記複数の車両用エンジンに各別に設けられた所定の運転状態を検知するセンサまたはエンジン制御ユニットの出力状態に基づいて、前記運転中の車両用エンジンの何れかが、故障状態または故障となる可能性の高い準故障状態であることを検知すると、当該故障状態または準故障状態であると検知された前記車両用エンジンの運転を停止するとともに、当該故障状態または準故障状態であると検知されなかった残余の前記車両用エンジンに対して回転数を増加させる制御を行って運転を継続させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項５】
前記運転制御器は、所定の記憶装置を備え、前記記憶装置に、前記複数の車両用エンジンの夫々の累積運転時間または当該累積運転時間を計算可能な第１データを記憶しており、前記記憶装置に記憶された前記累積運転時間、または、前記第１データに基づいて計算された前記累積運転時間に基づいて、運転中の前記複数の車両用エンジンの一部の中から、運転を一時的に休止させる要休止エンジンを選択し、休止中の前記複数の車両用エンジンの一部の中から、運転を再開させる要再開エンジンを選択し、選択した前記要休止エンジンと前記要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項６】
前記複数の車両用エンジンは、車両に搭載するために製造された新品エンジン、及び、車両に搭載されていた中古エンジンの少なくとも何れか一方であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項７】
前記複数の車両用エンジンの少なくとも一部が、前記燃料としてメタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項８】
前記燃料供給部は、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に除去するＣＯ２除去装置を備え、前記ＣＯ２除去装置によりＣＯ２濃度が低下した前記燃料ガスを前記メタンガスエンジンに供給するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のエンジン式発電装置。
【請求項９】
前記ＣＯ２除去装置は、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に分離するＣＯ２分離膜を備えて構成されていることを特徴とする請求項８に記載のエンジン式発電装置。
【請求項１０】
前記燃料ガスがバイオガスであることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項１１】
前記運転制御器は、前記メタンガスエンジンの始動時において、定常運転時より二酸化炭素濃度が低く抑えられた前記燃料ガスを前記メタンガスエンジンに供給する制御を行うことを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項１２】
前記メタンガスエンジンが、前記燃料ガスと所定の液体燃料を切り替えて使用可能なバイフューエルエンジンであり、
前記運転制御器は、前記メタンガスエンジンの始動時において、前記燃料ガスに代えて、前記液体燃料を前記メタンガスエンジンに供給する制御を行うことを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項１３】
前記複数の車両用エンジンの夫々が、基台または筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールとして構成されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載のエンジン式発電装置。
【請求項１４】
複数の車両用エンジンを備えたエンジン式発電装置の製造方法であって、
前記複数の車両用エンジンを準備する工程と、
回転子と固定子を備えた交流発電機である複数の発電機を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部を準備する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した１次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の２次交流電力に変換するインバータ装置を準備する工程と、
前記車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジン、前記複数の発電機、前記燃料供給部、前記インバータ装置、及び、前記運転制御器を、基台上または筐体内に組み立てる工程と、
前記複数の車両用エンジンの各軸出力が、前記複数の発電機の前記回転子を各別に駆動可能に、前記複数の車両用エンジンと前記発電機を１対１に接続する工程と、
前記燃料供給部から前記燃料を前記複数の車両用エンジンに供給可能に、前記燃料供給部と前記複数の車両用エンジンを接続する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した１次交流電力を前記インバータ装置に入力可能に、前記複数の発電機と前記インバータ装置を電気的に接続する工程と、
前記運転制御器からの制御信号が、前記複数の発電機及び前記インバータ装置に入力可能に、前記運転制御器を前記複数の車両用エンジン及び前記インバータ装置と電気的に接続する工程と、
前記運転制御器に対して、前記複数の車両用エンジンの前記回転数の目標値を、前記車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第１回転数に設定する目標値設定工程と、
を有することを特徴とするエンジン式発電装置の製造方法。
【請求項１５】
前記複数の車両用エンジンを準備する工程において、前記複数の車両用エンジンの内の少なくとも１台以上に、中古の車両用エンジンを用いることを特徴とする請求項１４に記載のエンジン式発電装置の製造方法。
【請求項１６】
前記複数の車両用エンジンを準備する工程が、ガソリンまたは軽油を燃料とする車両用エンジンを、メタンガスを主燃料とするメタンガスエンジンに改造する工程を含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載のエンジン式発電装置の製造方法。
【請求項１７】
前記燃料供給部を準備する工程が、前記燃料供給部を、メタンガスを主燃料とする燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に除去するＣＯ２除去装置を用いて製造する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載のエンジン式発電装置の製造方法。
【請求項１８】
前記ＣＯ２除去装置は、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に分離するＣＯ２分離膜を備えて構成されていることを特徴とする請求項１７に記載のエンジン式発電装置の製造方法。
【請求項１９】
前記複数の車両用エンジンを準備する工程において、前記基台または前記筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールを前記複数の車両用エンジンの台数分を準備し、
前記基台上または筐体内に組み立てる工程において、前記エンジンモジュールを、前記基台上または前記筐体内に設置することを特徴とする請求項１４〜１８の何れか１項に記載のエンジン式発電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の車両用エンジンを備えて構成されるエンジン式発電装置、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン式発電装置は、用途、発電出力の大きさ、エンジンに供給する燃料等に応じて、多種多様なものが存在するが、一般的に、当該発電装置に使用される発電機に適合した専用のエンジンが用いられている。例えば、再生可能エネルギの一つであるバイオマスから生成されるバイオガスを燃料とするバイオガスエンジンを搭載したバイオガス発電装置の場合では、バイオガスエンジンとして専用に設計されたものが使用されており、非常に高額であり、バイオガス発電装置の普及を阻害している一要因となっている。
【０００３】
ガスエンジンは、ガスを燃料として駆動するエンジンであり、基本的に、自動車用のガソリンエンジンと同様の原理で動作する。一般的な４ストロークエンジンの一連の行程は、１．シリンダ内（燃焼室）に燃料ガスと空気を予め混合して供給する吸気行程と、２．混合気をピストンにより圧縮し、電気火花で点火する圧縮行程と、３．混合気が燃焼（爆発）し、燃焼後の混合気（＝燃焼ガス）が膨張しピストンを押し下げる燃焼行程と、４．最後にピストンにより燃焼ガスがシリンダから排出される排気行程を有する。燃焼行程時のピストンが下がるときに外部に仕事をし（クランク機構を経て回転力に変換）し、接続された発電機を回転させ、発電する（例えば、下記の特許文献１の段落０００４及び０００５等参照）。
【０００４】
一方、エンジン式発電機を複数台並列運転させて、同じ負荷に交流電力を共通に供給する方法として、自動並列運転装置を設け、各エンジン式発電機の周波数、位相、及び、電圧等を調整し、また、各エンジン式発電機間の負荷分担を均等にして、当該負荷に対して安定的に電力供給を行うようにしている（例えば、下記の特許文献２〜４等参照）。特許文献２〜４等に開示の複数台のエンジン式発電機からなるエンジン式発電装置では、自動並列運転装置等を設けることで、インバータ装置を介在させることなく、各エンジン式発電機が並列して同じ負荷に電力供給可能な構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７００６８４号公報
【特許文献２】特開平９−１３５５３８号公報
【特許文献３】特開２００９−１５３２５８号公報
【特許文献４】特開２００９−１５３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
日本国内では、一般に普及している自家用乗用車等の自動車では、通常、１０年１０万ｋｍの使用状態に至る前に買い替えられ、または、廃車処理される場合が多く、自動車に搭載されていたエンジンは、海外に輸出されて再利用されるか、廃棄されている。
【０００７】
本願発明者は、当該一般に普及している自家用乗用車等の車両に搭載される、または、搭載されていた車両用エンジンを、エンジン式発電装置の発電機を駆動するための原動機として使用することで、専用エンジンを使用することで高額となるエンジン式発電装置を安価に提供し得ることに着目した。しかし、当該車両用エンジンを、通常の自家用乗用車等における連続運転時間より長時間に亘って連続運転をさせた場合、中古の車両用エンジンの場合は特に、車両用として想定していた運転条件より過酷な使用条件となり、早期に、或いは、頻繁に故障することが懸念される。
【０００８】
一方、エンジン式発電装置の全体に亘って構成部品の劣化状態等を細かく監視して、必要に応じて、当該構成部品が故障する前に、事前に交換を行う等の細かなメンテナンスを行うと、メンテナンス自体の費用が高騰し、エンジン式発電装置のコストが全体として高騰することになり得る。車両用エンジンは、上述のように、エンジン式発電装置の中では、他の構成要素（例えば、発電機等）に比べて、故障し易いと考えられるため、故障した車両用エンジンを丸ごと、別の安価な車両用エンジンと交換することができれば、メンテナンスのコストも安価に抑えられ、エンジン式発電装置を使用に係るメンテナンス費用を含む全体のコストの低廉化が可能となる。
【０００９】
そこで、本願発明者は、エンジン式発電装置の原動機として、複数の車両用エンジンを使用することで、仮にその内の一部が故障して停止しても、残りの故障していない正常な車両用エンジンにより発電を続行することが可能となる構成とすることで、安定的に発電を持続可能なエンジン式発電装置を、安価に提供できることに想到した。
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の車両用エンジンを備えたエンジン式発電装置であって、その内の１台以上が故障等によって停止しても、他の車両用エンジンの稼働させて、安定的に電力供給可能なエンジン式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】
【００１１】
本発明に係るエンジン式発電装置は、複数の車両用エンジンと、前記複数の車両用エンジンが燃料を消費して発生する運動エネルギによって、各別に駆動され発電する交流発電機である複数の発電機と、前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部と、前記複数の発電機が各別に発生した１次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の２次交流電力に変換するインバータ装置と、前記複数の車両用エンジンの内の運転中の１以上の車両用エンジンの台数に基づいて、前記運転中の車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を備え、
前記運転制御器が、前記台数が前記複数の車両用エンジンの全数である場合は、前記運転中の車両用エンジンの回転数を、当該運転中の車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第１回転数に設定し、前記台数が、当該運転中の車両用エンジンの一部が停止して減少した場合には、前記台数が少ないほど高い回転数に増加させる制御を行うことを第１の特徴とする。
【００１２】
上記第１の特徴のエンジン式発電装置によれば、先ず、複数の車両用エンジンを備えているため、その内の１台が仮に故障等によって停止しても、残りの車両用エンジンが発電機を駆動して発電を維持することができ、安定的に電力供給を維持することができる。更に、複数の車両用エンジンが相互に仕様及び性能等が異なり、車両用エンジンと発電機の各対が、相互に同じ周波数、位相、電圧で並列運転することが困難であっても、インバータ装置を介して、異なる周波数、位相、電圧でも並列運転が可能となる。更に、運転制御器による回転数制御によって、仮に複数の車両用エンジンの一部が故障等によって停止しても、残りの車両用エンジンの回転数を増加させて発電出力を増加できるので、停止した車両用エンジンに対応する発電機の発電出力分の出力低下とはならずに、エンジン式発電装置全体での発電出力の低下を抑制することが可能となり、安定的に電力供給が可能となる。
【００１３】
ここで、「車両用エンジン」とは、自動車等の車両に搭載され車両の走行のための駆動力を発生する原動機としてのエンジンであり、車両の車輪を駆動するエンジンの他、電気自動車に搭載される発電機を駆動する発電用エンジンも含まれ、使用する燃料の種類は特定のものに限定されず、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧ（液化石油ガス）エンジン、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）エンジン等、更には、２種類以上の燃料を混合して或いは切り替えて使用可能なデュアルフューエルエンジンまたはバイフューエルエンジン等が想定され、更に、車両に搭載される前の未使用の新品エンジンと車両に搭載され使用されていた中古エンジンの区別を問わない。また、車両には、公道を走行することを目的とした一般的な自動車の他、建設用車両や農業用車両等の特殊用途の車両も含まれる。
【００１４】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第１の特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンの各出力が、前記複数の車両用エンジンの各最大出力の平均値の１０％〜９０％の範囲内において、前記台数が少ないほど大きくなるように、前記第１回転数が各別に設定されていることを第２の特徴とする。
【００１５】
更に、上記第２の特徴のエンジン式発電装置は、前記複数の車両用エンジンの各出力の平均値が、前記複数の車両用エンジンの各最大出力の平均値の１５％〜６０％の範囲内において、前記台数が少ないほど大きくなるように、前記第１回転数が各別に設定されていることが好ましい。
【００１６】
上記第２の特徴のエンジン式発電装置によれば、運転中の車両用エンジンの台数が、複数の車両用エンジンの総数から減少しても、運転中の車両用エンジンの総軸出力を、一定またはほぼ一定の範囲内に維持でき、エンジン式発電装置の発電出力の変動を、より一層抑制することができる。特に、複数の車両用エンジンの総数が３以上で、運転中の車両用エンジンの台数が２以上の場合には、運転中の車両用エンジンの総軸出力を、ほぼ一定に維持することができる。
【００１７】
更に、上記第１または第２の特徴のエンジン式発電装置は、前記運転制御器が、前記複数の車両用エンジンに各別に設けられた所定の運転状態を検知するセンサまたはエンジン制御ユニットの出力状態に基づいて、前記運転中の車両用エンジンの何れかが、故障状態または故障となる可能性の高い準故障状態であることを検知すると、当該故障状態または準故障状態であると検知された前記車両用エンジンの運転を停止するとともに、当該故障状態または準故障状態であると検知されなかった残余の前記車両用エンジンに対して回転数を増加させる制御を行って運転を継続させることが好ましい。これにより、故障状態または準故障状態であると検知された車両用エンジンの運転を停止させることができ、しかも、他の車両用エンジンの運転を維持することで、上記第１または第２の特徴のエンジン式発電装置の作用効果をそのまま奏することができ、安定した電力供給が可能となる。
【００１８】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第１または第２の特徴に加えて、前記運転制御器が、所定の記憶装置を備え、前記記憶装置に、前記複数の車両用エンジンの夫々の累積運転時間または当該累積運転時間を計算可能な第１データを記憶しており、前記記憶装置に記憶された前記累積運転時間、または、前記第１データに基づいて計算された前記累積運転時間に基づいて、運転中の前記複数の車両用エンジンの一部の中から、運転を一時的に休止させる要休止エンジンを選択し、休止中の前記複数の車両用エンジンの一部の中から、運転を再開させる要再開エンジンを選択し、選択した前記要休止エンジンと前記要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行うことを第３の特徴とする。
【００１９】
上記第３の特徴のエンジン式発電装置によれば、複数の車両用エンジンの少なくとも１台を、過去の運転履歴に基づいて順次交替しながら運転を休止できるため、複数の車両用エンジン全体での長寿命化が図れ、エンジン式発電装置の安定的な運用が図れる。
【００２０】
更に、上記何れかの特徴のエンジン式発電装置は、前記複数の車両用エンジンが、車両に搭載するために製造された新品エンジン、及び、車両に搭載されていた中古エンジンの少なくとも何れか一方であることが好ましい。一般的に、中古エンジンの方が、新品エンジンより故障となるリスクは高いが、安価であり、エンジン式発電装置の導入コストを抑えることが可能となる。しかし、複数の車両用エンジンに当該中古エンジンが含まれているか否かに拘わらず、当該何れかの特徴のエンジン式発電装置は、故障状態または準故障状態となって運転が停止しても、上記第１乃至第３の特徴のエンジン式発電装置の作用効果をそのまま奏することができ、安定した電力供給が可能となる。
【００２１】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記何れかの特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンの少なくとも一部が、前記燃料としてメタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンであることを第４の特徴とする。
【００２２】
燃料ガスとしてのメタンガスは、ガソリンや軽油と比較して、水素／炭素比が大きく、単位熱量当たりの二酸化炭素の発生量を低く抑えられ、環境性に優れている。また、メタンガスエンジンは、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンを一部改造するだけで容易に作製できる。よって、上記第４の特徴のエンジン式発電装置によれば、メタンガスエンジンを備えて構成される安価且つ環境性に優れたエンジン式発電装置の安定的な運用が可能となる。
【００２３】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記何れかの特徴に加えて、前記燃料供給部が、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に除去するＣＯ２除去装置を備え、前記ＣＯ２除去装置によりＣＯ２濃度が低下した前記燃料ガスを前記メタンガスエンジンに供給するように構成されていることを第５の特徴とする。
【００２４】
上記第５の特徴のエンジン式発電装置によれば、ＣＯ２除去装置が、メタンガスを主燃料とする燃料ガス中の二酸化炭素濃度を一定値以下に抑制できるため、メタンガスエンジンの安定的且つ高効率運転が図れ、結果として、安価且つ環境性に優れたエンジン式発電装置の安定的な運用を提供することができる。
【００２５】
更に、上記第５の特徴のエンジン式発電装置は、前記ＣＯ２除去装置は、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に分離するＣＯ２分離膜を備えて構成されていることが好ましい。これにより、ＣＯ２除去装置の小型化が図れ、結果として、メタンガスエンジンを備えたエンジン式発電装置の小型化が図れる。
【００２６】
更に、上記第４または第５の特徴のエンジン式発電装置は、前記燃料ガスがバイオガスであることが好ましい。これにより、バイオガスエンジンを備えて構成される安価且つ環境性に優れたエンジン式発電装置の安定的な運用が可能となり、再生可能エネルギの一種であるバイオガスによる発電の普及が促進される。
【００２７】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第４または第５の特徴に加えて、前記運転制御器が、前記メタンガスエンジンの始動時において、定常運転時より二酸化炭素濃度が低く抑えられた前記燃料ガスを前記メタンガスエンジンに供給する制御を行うことを第６の特徴とする。
【００２８】
上記第６の特徴のエンジン式発電装置によれば、メタンガスエンジンの始動を安定的且つ容易に実施できる。
【００２９】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記第４または第５の特徴に加えて、前記メタンガスエンジンが、前記燃料ガスと所定の液体燃料を切り替えて使用可能なバイフューエルエンジンであり、前記運転制御器が、前記メタンガスエンジンの始動時において、前記燃料ガスに代えて、前記液体燃料を前記メタンガスエンジンに供給する制御を行うことを第７の特徴とする。
【００３０】
上記第７の特徴のエンジン式発電装置によれば、メタンガスエンジンの始動を安定的且つ容易に実施できる。
【００３１】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置は、上記何れかの特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンの夫々が、基台または筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールとして構成されていることを第８の特徴とする。
【００３２】
上記第８の特徴のエンジン式発電装置によれば、故障等により予備の車両用エンジンとの交換が必要となった場合に、当該交換が簡単化される。また、型式等の異なる他の車両用エンジンへの交換も簡単に行える。
【００３３】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、複数の車両用エンジンを備えたエンジン式発電装置の製造方法であって、
前記複数の車両用エンジンを準備する工程と、
回転子と固定子を備えた交流発電機である複数の発電機を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジンに前記燃料の供給を行う燃料供給部を準備する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した１次交流電力を所定の周波数、電圧、形式の２次交流電力に変換するインバータ装置を準備する工程と、
前記車両用エンジンの回転数を制御する運転制御器を準備する工程と、
前記複数の車両用エンジン、前記複数の発電機、前記燃料供給部、前記インバータ装置、及び、前記運転制御器を、基台上または筐体内に組み立てる工程と、
前記複数の車両用エンジンの各軸出力が、前記複数の発電機の前記回転子を各別に駆動可能に、前記複数の車両用エンジンと前記発電機を１対１に接続する工程と、
前記燃料供給部から前記燃料を前記複数の車両用エンジンに供給可能に、前記燃料供給部と前記複数の車両用エンジンを接続する工程と、
前記複数の発電機が各別に発生した１次交流電力を前記インバータ装置に入力可能に、前記複数の発電機と前記インバータ装置を電気的に接続する工程と、
前記運転制御器からの制御信号が、前記複数の発電機及び前記インバータ装置に入力可能に、前記運転制御器を前記複数の車両用エンジン及び前記インバータ装置と電気的に接続する工程と、
前記運転制御器に対して、前記複数の車両用エンジンの前記回転数の目標値を、前記車両用エンジンの夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第１回転数に設定する目標値設定工程と、を有することを第１の特徴とする。
【００３４】
上記第１の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第１の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。
【００３５】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記第１の特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンを準備する工程において、前記複数の車両用エンジンの内の少なくとも１台以上に、中古の車両用エンジンを用いることを第２の特徴とする。
【００３６】
上記第２の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、少なくとも１台以上の中古の車両用エンジンを用いて複数の車両用エンジンを準備することで、中古の車両用エンジンの有効活用が図れるとともに、エンジン式発電装置を低コストで作製できるため、中古の車両用エンジンのを使用したエンジン式発電装置の普及が図れる。
【００３７】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記第１または第２の特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンを準備する工程が、ガソリンまたは軽油を燃料とする車両用エンジンを、メタンガスを主燃料とするメタンガスエンジンに改造する工程を含むことを第３の特徴とする。
【００３８】
上記第３の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第４の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。
【００３９】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記第３の特徴に加えて、前記燃料供給部を準備する工程が、前記燃料供給部を、メタンガスを主燃料とする燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に除去するＣＯ２除去装置を用いて製造する工程を含むことを第４の特徴とする。
【００４０】
上記第４の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第５の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。
【００４１】
更に、上記第４の特徴のエンジン式発電装置の製造方法は、前記ＣＯ２除去装置が、前記燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を前記メタンガスに対して選択的に分離するＣＯ２分離膜を備えて構成されていることが好ましい。これにより、上記第５の特徴のエンジン式発電装置の小型化が図れる。
【００４２】
更に、本発明に係るエンジン式発電装置の製造方法は、上記何れかの特徴に加えて、前記複数の車両用エンジンを準備する工程において、前記基台または前記筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールを前記複数の車両用エンジンの台数分を準備し、
前記基台上または筐体内に組み立てる工程において、前記エンジンモジュールを、前記基台上または前記筐体内に設置することを第５の特徴とする。
【００４３】
上記第５の特徴のエンジン式発電装置の製造方法により、上記第８の特徴のエンジン式発電装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係るエンジン式発電装置及びその製造方法によれば、安定的に電力供給可能なエンジン式発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジン式発電装置の概略の構成例を模式的に示すブロック図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るエンジン式発電装置の概略の構成例を模式的に示すブロック図。
【図３】本発明の第３実施形態に係るエンジン式発電装置の運転休止再開処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明の第４実施形態に係るエンジン式発電装置の概略の構成例を模式的に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の幾つかの実施形態に係るエンジン式発電装置（以下、適宜、「本発電装置」と称す。）について説明する。
【００４７】
［第１実施形態］
最初に、第１実施形態における、本発電装置の概略構成について図面を参照して説明する。図１は、本発電装置１０の概略の構成例を模式的に示すブロック図である。
【００４８】
図１に示すように、本発電装置１０は、複数の車両用エンジン１１、発電機１２、燃料供給部１３、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、及び、補助電源部１７を備えて構成される。本実施形態では、複数の車両用エンジン１１の夫々に、１台ずつ発電機１２を配置して、各車両用エンジン１１が、対応する１台の発電機１２を各別に駆動する構成を想定する。つまり、発電機１２は、車両用エンジン１１と同数存在する。一例として、車両用エンジン１１と発電機１２の各台数は、２以上で、各車両用エンジン１１の定常運転時の出力特性と、本発電装置１０の発電出力の仕様値との関係で決定されるが、後述する理由より３以上が好ましい。
【００４９】
車両用エンジン１１に供給する燃料としては、液体であるガソリン、軽油の他、気体のＬＰＧ（液化石油ガス）や、メタンガスを主成分とする天然ガス等であってもよい。尚、本実施形態では、車両用エンジン１１は、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンを想定する。メタンガスエンジンは、車両用のＣＮＧエンジンであってもよく、また、車両用のガソリンエンジンを、周知の変換部品を用いて、メタンガスエンジン、或いは、ガソリンとメタンガスを切り替えて使用可能なバイフューエルエンジンに改造したものであってもよい。上述したように、メタンガスエンジンは、車両用のガソリンエンジンと同様の原理で動作する。車両用のディーゼルエンジンをメタンガスエンジンに改造することは技術的には可能と考えられるが、ディーゼルエンジンは、通常、点火プラグが不要な構造であるため、メタンガスエンジンに改造するには、点火プラグを別途取り付ける必要がある。
【００５０】
本実施形態では、車両用エンジン１１の運転に必要な周辺装置で予め車両用エンジン１１に付属しているものは、車両用エンジン１１の一部としてそのまま利用する。当該周辺装置として、例えば、エンジン制御ユニット、エンジンオイル（潤滑油）関連装置、冷却水関連装置、吸気系関連装置、排気系関連装置、等が想定される。
【００５１】
エンジン制御ユニットは、車両用エンジンに一般的に使用されており、燃料ガスの供給量と供給タイミング（ガソリンエンジンの燃料噴射タイミング及び噴射量に相当）、点火タイミング、スロットルの開度（空気の供給量）、バルブタイミング（吸気バルブと排気バルブの開閉タイミング）、アイドリング回転数等の制御を、車両用エンジン１１の各所に設けられたセンサ（空気の流量センサ、冷却水の温度センサ、排気ガス中の酸素センサ、等）の出力値に基づいて、電子的に行うマイクロコンピュータ等で構成された周知の演算処理装置である。燃料ガスの供給量とスロットルの開度によって、吸入空気量と燃料ガス流量の質量比（空燃比）が決まり、排気ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素センサによって、燃料ガスの燃焼度合い（完全燃焼または不完全燃焼）が分かり、理論空燃比に対する当該空燃比の大小が検知できる。尚、アイドリング回転数の制御は、車両用エンジン１１の回転軸と発電機１２の回転軸の連結が、車両用エンジン１１の始動時等に解除されアイドリング状態となる構成の場合に、必要に応じて行われる。
【００５２】
エンジンオイル関連装置は、エンジンオイル（潤滑油）の循環路、当該循環路上に設けられたオイルパン、オイルストレーナ、オイルポンプ、オイルフィルタ等を備えて構成される。冷却水関連装置は、冷却水の循環路（ウォーターギャラリ）、ウォータージャケット、ラジエータ、冷却水ポンプ、温度センサ、リザーバータンク、ラジエータ用ファン等を備えて構成される。エンジンオイル関連装置、及び、冷却水関連装置において、車両用エンジン１１毎に設けずに、車両用エンジン１１間で共用できるものは、車両用エンジン１１から除外して、複数の車両用エンジン１１の外部に一括して設けるようにしてもよい。
【００５３】
吸気系関連装置は、インテークマニホールド等を備えて構成され、排気系関連装置は、排気マニホールド等を備えて構成される。エアフィルターは、車両用エンジン１１毎に設けずに、必要に応じて、インテークマニホールドの上流側に一括して設けるようにしてもよい。また、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに設けられている排気ガス中の窒素酸化物等の有害物質を除去する排ガス処理装置は、車両用エンジン１１毎に設ける必要はない。尚、メタンガスエンジン用の排ガス処理装置を設ける場合は、排気ガス排出部１６の一部として設けるか、或いは、本発電装置１０の外部に別途設ける。
【００５４】
発電機１２は、回転子と固定子を備えた同期発電機または誘導発電機等の交流発電機を用いて構成される。交流発電機の構造及び形式は、特定の構造及び形式に限定されるものではない。車両用エンジン１１と同数の発電機１２は、必ずしも、相互に同じ構造及び形式の交流発電機である必要はない。尚、車両用エンジン１１の回転軸と、発電機１２の回転軸は、直接、或いは、所定の連結機構（例えば、ギア、チェーン、ベルト等）を介して、接続され、車両用エンジン１１の軸出力が、発電機１２の回転軸に伝達される。
【００５５】
燃料供給部１３は、燃料ガスを貯蔵する燃料ガスタンクと、燃料ガスタンクから排出される燃料ガスを所定の圧力に昇圧する圧縮機と、燃料ガスを各車両用エンジン１１の燃料ガスの送入口まで配送する多岐配管を備えて構成され、複数の車両用エンジン１１に燃料ガスの供給を行う。尚、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力に調整されている場合は、圧縮機は不要であり、また、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力より高い場合には、燃料ガスを当該所定の圧力に減圧する減圧機が備えられる。
【００５６】
インバータ装置１４は、各発電機１２が発生する対応する車両用エンジン１１の回転数に応じた周波数の１次交流電力を、一旦直流電力に変換した後、所望の周波数、電圧、形式（単相または３相）の２次交流電力に変換する装置であり、発電機１２毎に１つずつ設けてもよく、または、１つのインバータ装置１４が複数の１次交流電力を入力可能な構成であってもよい。インバータ装置１４は、発電機１２毎に１つずつ設ける場合には、相互に連系して同じ周波数、電圧、位相、形式の２次交流電力を出力するように制御される。インバータ装置１４は、更に、系統連系に必要なリレー及びスイッチ類を備え、系統連系に必要な制御を行う制御装置を備える。当該制御装置は、運転制御器１５または外部からの指令に基づいて、インバータ装置１４の各部の交流・直流変換及び直流・交流変化の各動作に必要な制御も行う。尚、図１では、運転制御器１５からインバータ装置１４に向けて各動作の開始または停止に関する指令が出される場合を例示している。
【００５７】
運転制御器１５は、複数の車両用エンジン１１に対して、各別に、運転の開始及び停止を制御するとともに、各車両用エンジン１１の仕様及び性能に応じた所定の回転数で運転するように運転制御を行う制御装置である。運転制御器１５は、ＣＰＵ及びＭＰＵ等の演算処理装置と半導体メモリ等のメモリ装置を備えて構成され、演算処理装置が所定のプログラムを実行することによって後述する各種の制御処理等を行う。
【００５８】
運転制御器１５は、個々の車両用エンジン１１の運転制御を行うのではなく、当該個々の運転制御は、上述のエンジン制御ユニットが行い、運転制御器１５は、各車両用エンジン１１のエンジン制御ユニットに対して、運転の開始及び停止を制御するとともに、所定の回転数で運転するための制御値を出力する。一般的な車両用エンジンのエンジン制御ユニットの場合、回転数の制御は、アクセルペダルの踏み込み量に相当する制御信号を受け取り、スロットルの開度等を調整することで行われるが、本実施形態では、アクセルペダルの踏み込み量に相当する制御信号に代えて、運転制御器１５が、所望の回転数に対応する制御値を、各車両用エンジン１１のエンジン制御ユニットに対して出力する。
【００５９】
排気ガス排出部１６は、各車両用エンジン１１の排気マニホールドの排出口に接続し、各車両用エンジン１１から排出される排気ガスを纏めて、本発電装置１０の外部に排出する多岐配管を備えて構成される。尚、排気ガス中に含まれる未燃炭化水素及び二酸化炭素等の温室効果ガスを除去する排ガス処理装置、及び、窒素酸化物等の有害物質を除去する排ガス処理装置を、必要に応じて、上記多岐配管の下流側に、排気ガス排出部１６の一部として、或いは、本発電装置１０とは別体として、設けてもよい。更に、必要に応じて、排気音を軽減する消音装置を、例えば、上記多岐配管の下流側に、排気ガス排出部１６の一部として、或いは、本発電装置１０とは別体として、設けてもよい。尚、排気ガス排出部１６が上記多岐配管のみで構成される場合は、当該排気ガス排出部１６を、本発電装置１０の一構成要素として設けず、別体として設けてもよい。
【００６０】
補助電源部１７は、本発電装置１０において使用する電気装置に必要な電力を供給する電源で、蓄電池（２次電池）を備えて構成される。当該蓄電池の充電には、外部の商用電源から供給される交流電力または本発電装置１０が発電する交流電力が直流電力に変換されて利用される。蓄電池としては、鉛電池、リチウムイオン電池等、周知の蓄電池が利用可能である。上記電気装置には、車両用エンジン１１に装着されているエンジン制御ユニット、点火プラグ、電磁弁、ポンプ類等、発電機１２が外部から励磁用電力の供給を受ける必要がある場合の当該発電機１２、燃料供給部１３に電磁弁、ポンプ類等が設けられている場合の当該電磁弁、ポンプ類等、インバータ装置１４、及び、運転制御器１５が想定される。尚、補助電源部１７を、本発電装置１０の一構成要素として設けず、別体として設けてもよい。
【００６１】
次に、運転制御器１５による運転中の車両用エンジン１１の回転数の制御について説明する。説明の便宜上、以下において、複数の車両用エンジン１１の総数をｎ、運転中の車両用エンジン１１の台数をｍとする（ｍ≦ｎ）。また、ｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の車両用エンジン１１（以下、エンジンＥｉ）の軸出力が最大値（ＰＭｉ）となる回転数（最大出力回転数）をＲＭｉとし、エンジンＥｉに設定する目標回転数である第１回転数をＲ１ｉ（ｍ）とする。第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）は、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍに応じて変化する。尚、軸出力の最大値（ＰＭｉ）は、車両用エンジン１１が運転中で、対応する発電機１２を駆動している負荷状態での値である。
【００６２】
運転制御器１５は、全ての運転中の車両用エンジン１１（エンジンＥｉ）に対して、各々の第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）を、下記の第１条件と第２条件と第３条件を満足するように設定する。当該設定は、本発電装置１０の運転開始前に、例えば、本発電装置１０の設置時に行われる。
・第１条件）  Ｒ１ｉ（ｎ）＜ＲＭｉ
・第２条件）  Ｒ１ｉ（ｍ）＞Ｒ１ｉ（ｎ）      ：ｍ＜ｎ
・第３条件）  Ｒ１ｉ（ｋ−１）＞Ｒ１ｉ（ｋ）  ：ｋ＝２〜ｎ
【００６３】
上記第１条件は、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍが車両用エンジン１１の総数ｎに等しい場合、各エンジンＥｉの第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）を、同じエンジンＥｉの最大出力回転数ＲＭｉより低く設定することを意味する。また、上記第２条件は、複数の車両用エンジン１１の一部が運転を停止し、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍが車両用エンジン１１の総数ｎより少なくなった場合、各エンジンＥｉの第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）が、車両用エンジン１１の全数が運転される場合の同じエンジンＥｉの第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）より高く設定することを意味する。また、上記第３条件は、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍが少ないほど、第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）を高く設定することを意味する。尚、第２条件は、第３条件が満足されれば、自動的に満足される。
【００６４】
当該設定に必要なデータとしては、複数の車両用エンジン１１の夫々の軸出力特性に関する情報である。例えば、エンジンＥｉ毎の軸出力と軸回転数の関係を、最大軸出力（ＰＭｉ）の１０％〜１００％間の例えば１〜５％毎の離散値とそれに対応する軸回転数をテーブル化し、運転制御器１５に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に記憶しておく。
【００６５】
ここで、第１乃至第３条件を満足する一方法として、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍが車両用エンジン１１の総数ｎに等しい場合、各エンジンＥｉの第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）での軸出力Ｐｎｉが、例えば、各エンジンＥｉの軸出力の最大値（ＰＭｉ）の平均値ＰＭａの１０％〜５０％の範囲内となるように、第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）を設定する。第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）の具体的な設定例としては、軸出力Ｐｎｉの合計である総軸出力ＰＴｎの平均値ＰＭａに対する倍率Ｍｎを設定する。ここで、当該倍率Ｍｎを総数ｎで除した値のパーセント値が１０％〜５０％の範囲内となるように設定し、当該パーセント値を平均値ＰＭａに乗じて、各軸出力Ｐｎｉを算出し、算出した各軸出力Ｐｎｉに対応する第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）を、上記テーブルを参照して導出する。導出した第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）は、所定の記憶領域に記憶する。ここで、平均値ＰＭａに乗じるパーセント値がエンジンＥｉ毎に同じであるので、算出される各軸出力Ｐｎｉは相互に等しく、総軸出力ＰＴｎがエンジンＥｉ間で均等に分配されることになる。しかし、エンジンＥｉ間で軸出力特性や軸トルク特性が同じとは限らないので、例えば、各エンジンＥｉの最大軸出力または最大軸トルクに応じて、エンジンＥｉ間での総軸出力ＰＴｎの配分比を調整するようにしてもよい。
【００６６】
引き続き、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍが、ｎから１ずつ減って１になるまでについて、第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）での軸出力Ｐｍｉが、軸出力Ｐｎｉ（ｍ＝ｎ）から、例えば、上記平均値ＰＭａの６０％〜９０％の範囲内（ｍ＝１）まで、単調に増加する、第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）（但し、ｍ＝１〜ｎ−１）を各別に設定する。但し、各エンジンＥｉの軸出力の最大値（ＰＭｉ）は、平均値ＰＭａの６０％〜９０％以上である場合を想定する。各エンジンＥｉの軸出力は、軸回転数の増加とともに、最大値（ＰＭｉ）の６０％〜９０％程度に至るまでは、単調に増加するので、上記で例示した方法により、第３条件は満足される。
【００６７】
第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）の具体的な設定例としては、軸出力Ｐｍｉの合計である総軸出力ＰＴｍの平均値ＰＭａに対する倍率Ｍｍを、上記倍率Ｍｎを超えない範囲でなるべく上記倍率Ｍｎと等しくなるように設定する。但し、倍率Ｍｍを運転台数ｍで除した値のパーセント値が、上記６０％〜９０％の範囲内（ｍ＝１）の設定値を超えないようにする。当該パーセント値を平均値ＰＭａに乗じて、各軸出力Ｐｍｉを算出し、算出した各軸出力Ｐｍｉに対応する第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）を、上記テーブルを参照して導出する。導出した第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）は、所定の記憶領域に記憶する。ここで、平均値ＰＭａに乗じるパーセント値がエンジンＥｉ毎に同じであるので、算出される各軸出力Ｐｍｉは相互に等しく、総軸出力ＰＴｍがエンジンＥｉ間で均等に分配されることになる。しかし、エンジンＥｉ間で軸出力特性や軸トルク特性が同じとは限らないので、例えば、各エンジンＥｉの最大軸出力または最大軸トルクに応じて、エンジンＥｉ間での総軸出力ＰＴｍの配分比を調整するようにしてもよい。
【００６８】
上記の第１乃至第３条件を満足する一方法によれば、第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）（但し、ｍ＝１〜ｎ）は、第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）での軸出力Ｐｍｉが、平均値ＰＭａの１０％〜９０％の範囲内において、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍが、少ないほど大きくなるように、各別に設定されることになる。ここで、軸出力Ｐｍｉの平均値ＰＭａに対する比率（以下、比率Ａｍｉ、但し、ｍ＝１〜ｎ）の範囲は、上記１０％〜９０％に対して、１０％〜７５％、或いは、１５％〜７５％、或いは、１５％〜６０％、或いは、２０％〜６０％、或いは、２０％〜５０％等のように、各車両用エンジン１１の軸出力の最大値（ＰＭｉ）及び最大出力回転数（ＲＭｉ）、車両用エンジン１１の総数ｎ、及び、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍの下限値、等に応じて狭く設定してもよい。ここで、平均値ＰＭａに乗じるパーセント値がエンジンＥｉ毎に同じである場合は、算出される各軸出力Ｐｍｉは相互に等しく、各軸出力Ｐｍｉの平均値と同じになる。従って、各軸出力Ｐｍｉの平均値の平均値ＰＭａに対する比率（以下、比率Ｂｍ、但し、ｍ＝１〜ｎ）及びその範囲も、上記比率Ａｍｉ及びその範囲と同じになる。しかし、上記のように、エンジンＥｉ間での総軸出力ＰＴｍの配分比を調整する場合には、上記比率Ｂｍの範囲を、上記比率Ａｍｉの範囲より狭く、例えば、上記比率Ｂｍの範囲の下限値を上記比率Ａｍｉの範囲の下限値より大きく設定する、または、上記比率Ｂｍの範囲の上限値を上記比率Ａｍｉの範囲の上限値より小さく設定する、または、その両方を行うようにしてもよい。一例として、上記比率Ｂｍの範囲を、１０％〜７５％、或いは、１５％〜７５％、或いは、１５％〜６０％、或いは、２０％〜６０％、或いは、２０％〜５０％等に設定する。
【００６９】
例えば、第１回転数Ｒ１ｉ（ｎ）での軸出力Ｐｎｉの平均値ＰＭａに対する比率（比率Ａｍｉ）を低めに設定する、或いは、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍを総数ｎから１まで減少させずに２以上に止めることにより、上記比率Ａｍｉの範囲の上限値を９０％より低めに設定することが可能となる。上記比率Ａｍｉの範囲の上限値を低く抑えることで、運転中の車両用エンジン１１の台数ｍが減少した場合における、運転中の車両用エンジン１１の軸回転数の上昇を抑制でき、一部の少数の車両用エンジン１１及び発電機１２だけが極端に高回転運転状態となるのを防止でき、結果として、車両用エンジン１１及び発電機１２の長寿命化が図れる。一方、上記比率Ａｍｉの範囲の下限値を１０％より高めに設定することで、運転中の車両用エンジン１１の総軸出力ＰＴｍを高めに設定でき、複数の発電機１２からの総発電出力を高く設定できる。比率Ｂｍの範囲についても同様である。
【００７０】
一例として、車両用エンジン１１の総数ｎが４の場合、各エンジンＥｉに対して、第１回転数Ｒ１ｉ（ｋ）（但し、ｋ＝１〜４）を、第１回転数Ｒ１ｉ（ｋ）での軸出力Ｐｋｉが、例えば、上記平均値ＰＭａの９０％（ｋ＝１）、６０％（ｋ＝２）、４０％（ｋ＝３）、３０％（ｋ＝４）となるように設定する。車両用エンジン１１の全数（４台）が、夫々、第１回転数Ｒ１ｉ（４）で運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．２ＰＭａとなる。車両用エンジン１１の１台が停止し、３台が運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．２ＰＭａとなる。車両用エンジン１１の２台が停止し、２台が運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．２ＰＭａとなる。車両用エンジン１１の３台が停止し、１台が運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、０．９ＰＭａとなる。この一例では、車両用エンジン１１の２〜４台が運転される場合は、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．２ＰＭａと一定となる。尚、ｋ＝１〜４における、上述した第１回転数Ｒ１ｉ（ｋ）での軸出力Ｐｋｉの上記平均値ＰＭａに対する比率は、一例であって、当該比率に限定されるものではない。
【００７１】
他の一例として、車両用エンジン１１の総数ｎが５の場合、各エンジンＥｉに対して、第１回転数Ｒ１ｉ（ｋ）（但し、ｋ＝１〜５）を、第１回転数Ｒ１ｉ（ｋ）での軸出力Ｐｋｉが、例えば、上記平均値ＰＭａの９０％（ｋ＝１）、７５％（ｋ＝２）、５０％（ｋ＝３）、３７．５％（ｋ＝４）、３０％（ｋ＝５）となるように設定する。車両用エンジン１１の全数（５台）が、夫々、第１回転数Ｒ１ｉ（５）で運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．５ＰＭａとなる。車両用エンジン１１の１台が停止し、４台が運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．５ＰＭａとなる。車両用エンジン１１の２台が停止し、３台が運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．５ＰＭａとなる。車両用エンジン１１の３台が停止し、２台が運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．５ＰＭａとなる。車両用エンジン１１の４台が停止し、１台が運転される場合、車両用エンジン１１の総軸出力は、０．９ＰＭａとなる。この一例では、車両用エンジン１１の２〜５台が運転される場合は、車両用エンジン１１の総軸出力は、１．５ＰＭａと一定となる。尚、ｋ＝１〜５における、上述した第１回転数Ｒ１ｉ（ｋ）での軸出力Ｐｋｉの上記平均値ＰＭａに対する比率は、一例であって、当該比率に限定されるものではない。
【００７２】
車両用エンジン１１の総数ｎが、２、３、または、６以上の場合も、上述の例示を参考に、各エンジンＥｉに対して、上記第１乃至第３条件を満足する、車両用エンジン１１の運転台数ｍに応じた第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）を設定することができる。上述した運転制御器１５による第１乃至第３条件を満足する車両用エンジン１１の回転数の制御によって、車両用エンジン１１の運転台数ｍが総数ｎから減少しても、運転中の車両用エンジン１１の総軸出力を、一定の範囲内に維持でき、結果として、本発電装置１０の発電出力の変動を抑制することができる。
【００７３】
尚、車両用エンジン１１の総数ｎは２の場合もあり得るが、３以上であると、その内の１台が運転を停止しても、残りの２台以上が、運転を維持できるため、運転中の車両用エンジン１１の総軸出力の減少を抑制できるため好ましい。
【００７４】
運転制御器１５は、上記要領で所定の記憶領域に記憶した、運転台数ｍが１〜ｎにおける各エンジンＥｉの第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）を用いて、運転する各車両用エンジン１１のエンジン制御ユニットに対して、そのときの運転台数ｍに応じた第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）で運転するための制御値を出力する。運転制御器１５は、運転台数ｍが変更になる度、また、運転する車両用エンジン１１が変更になる度に、必要に応じて上記制御値を変更して出力する。
【００７５】
［第２実施形態］
最初に、第２実施形態における、本発電装置の概略構成について図面を参照して説明する。図２は、本発電装置２０の概略の構成例を模式的に示すブロック図である。
【００７６】
図２に示すように、本発電装置２０は、複数の車両用エンジン１１、発電機１２、燃料供給部１３、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、補助電源部１７、及び、運転状態計測器１８を備えて構成される。本実施形態では、第１実施形態と同様、複数の車両用エンジン１１の夫々に、１台ずつ発電機１２を配置して、各車両用エンジン１１が、対応する１台の発電機１２を各別に駆動する構成を想定する。車両用エンジン１１、発電機１２、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、及び、補助電源部１７は、第１実施形態のエンジン式発電装置１０のものと同じであるので、重複する説明は割愛する。尚、本実施形態においても、第１実施形態と同様、車両用エンジン１１は、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンを想定する。
【００７７】
運転状態計測器１８は、複数の車両用エンジン１１の内の、運転制御器１５の運転制御により運転状態にある１台以上の車両用エンジン１１の夫々の運転状態を示す１以上の運転状態値を計測する計測器であり、複数の車両用エンジン１１に各別に設置されている。当該１以上の運転状態値は、一例として、車両用エンジン１１の軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の内の少なくとも１つである。この場合、計測器は、軸出力計、軸回転数計、空燃比計、燃料ガスの流量センサ、冷却水の温度センサの内の少なくとも何れか１つ、或いは、当該各計測器の２以上の組み合わせである。車両用エンジン１１の軸出力は、軸トルクと軸回転数の積に所定の係数を乗じて計算できるため、軸出力計は、軸トルク計と軸回転数計で実現できる。軸トルク計は、通常の車両用エンジン１１には付属していないので、別途設ける必要があるため、軸出力を運転状態値として使用しない場合は、別途設ける必要はない。軸回転数計、空燃比計（排気ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素センサ）、燃料ガスの流量センサ、冷却水の温度センサは、車両用エンジン１１の周辺装置の一部として付属している場合は、当該付属している軸回転数計、空燃比計、流量センサ、温度センサを利用して構成できる。但し、メタンガスの水素／炭素比がガソリンや軽油と比較して大きいため、メタンガスエンジンとガソリンエンジンでは、メタンガスエンジンの方が排気ガス中の水素濃度が高くなる。このため、本実施形態の車両用エンジン１１であるメタンガスエンジンが、自動車用のガソリンエンジンを改造して作製されている場合は、元のガソリンエンジンに付属していた空燃比計（排気ガス中の残留酸素濃度を検出する酸素センサ）の検出特性が変化する可能性があり、必要に応じて、付属している空燃比計を調整するか、別途メタンガスエンジン用の酸素センサに交換する。
【００７８】
運転状態計測器１８は、一例として、軸トルク計、軸回転数計、空燃比計、燃料ガスの流量センサ、及び、冷却水の温度センサを備えて構成され、各計測器が、運転中の各車両用エンジン１１の軸トルク、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度を夫々、連続的に計測する。運転状態計測器１８は、更に、演算処理部１９を備え、各計測器の計測値を、所定の単位期間（例えば、１時間）毎に集計して、各計測値の平均値、最大値、最小値の３種類の統計値を、運転状態データとして算出し、運転制御器１５または運転状態計測器１８に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に、各車両用エンジン１１の識別情報及び算出日時情報とともに、運転状態データを算出する毎に記録する。運転状態データは、所定の保存期間分（例えば、１〜３日分、１〜３週間分、または、１〜３か月分）が保存され、新たな運転状態データが追加されると、当該所定時間より古い運転状態データは削除される。また、上記単位期間の間を通じて、運転停止中であった車両用エンジン１１については、上記３種類の統計値を算出せず、運転状態データに、運転停止中であった旨を示す運転状態値が付加される。更に、上記単位期間の途中で、運転を停止または再開した車両用エンジン１１については、運転中であった一部の期間の上記３種類の統計値に加えて、途中で運転を停止または再開した旨を示す運転状態値と、当該日時データが付加される。一例として、運転中であった一部の期間の上記３種類の統計値の算出には、運転停止直前の一定期間と運転再開直後の一定期間における軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の計測値は、定常運転時の値と異なる可能性があるため、考慮しないようにする。当該各一定期間は、車両用エンジン１１の違いに拘わらず一定であってもよく、また、車両用エンジン１１の種類毎に予め設定されていてもよい。演算処理部１９は、運転制御器１５と同様に、ＣＰＵ及びＭＰＵ等の演算処理装置と半導体メモリ等のメモリ装置を備えて構成され、演算処理部１９が所定のプログラムを実行することによって上記集計処理及び記憶処理を行う。尚、演算処理部１９は、運転制御器１５の演算処理装置を用いて構成してもよい。
【００７９】
本実施形態では、運転制御器１５が、演算処理部１９により上記所定の記憶領域に記録された各車両用エンジン１１の上記保存期間分の運転状態データに基づいて、運転中の車両用エンジン１１の何れかが、故障状態または故障となる可能性の高い準故障状態であるか否かを判定する（故障状態等判定処理）。以下、故障状態または準故障状態であると判定される車両用エンジン１１を「故障状態エンジン」と称する。
【００８０】
次に、故障状態等判定処理の一例を説明する。運転制御器１５は、上記所定の記憶領域から、上記保存期間分の運転状態データを読み出し、当該運転状態データの車両用エンジン１１の軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の何れか１つの平均値、最大値、最小値の３種類の統計値について、直近の単位期間（例えば、１時間）の平均値が、それより前の複数の単位期間の平均値の何れか１つまたは全てに対して、所定の基準変化率（例えば、±２０％〜３０％）を超える変動（上昇または低下）があった場合、または、直近の上記単位期間の最大値と最小値の幅（＝最大値−最小値）が、それより前の複数の単位期間の最大値と最小値の幅の何れか１つまたは全てに対して、所定の基準増加率（例えば、＋２０％〜３０％）を超える増加があった場合、または、その両方があった場合に、当該車両用エンジン１１が、故障状態または準故障状態の故障状態エンジンであると判定する。或いは、軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の何れについても、上記判定基準では、故障状態エンジンであると判定されないが、基準変化率と基準増加率を僅かに緩和すると、軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の２以上について、故障状態エンジンであると判定される場合には、当該車両用エンジン１１を、故障状態エンジンであると判定してもよい。或いは、軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度の各計測値の何れか１つの平均値、最大値、最小値の内の少なくとも１種類の統計値について、直近の所定数の単位期間（例えば、１時間）に亘って、予め設定した正常範囲を連続して逸脱した場合に、当該車両用エンジン１１が、故障状態または準故障状態の故障状態エンジンであると判定してもよい。更に、故障状態エンジンであるか否かの判定は、上記例示した判定方法に限定されるものではない。
【００８１】
尚、上記基準変化率と基準増加率は、車両用エンジン１１の軸出力、軸回転数、空燃比、燃料供給量、冷却水温度毎に、決定されるが、相互に同じであっても異なっていてもよい。また、上記基準変化率と基準増加率は、車両用エンジン１１の違いに拘わらず一定であってもよく、また、車両用エンジン１１の種類毎に予め設定されていてもよい。
【００８２】
上記故障状態等判定処理は、定期的に、例えば、上記運転状態データが所定の単位期間（例えば、１時間）毎に更新される都度、或いは、１日の内の１以上の所定の時刻に、実施される。運転制御器１５は、上記故障状態等判定処理において、複数の車両用エンジン１１の中から、１以上の故障状態エンジンを検知すると、当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を、当該故障状態エンジンのエンジン制御ユニットに対して行う。そして、運転制御器１５は、第１実施形態で説明した要領で所定の記憶領域に記憶した運転台数ｍが１〜ｎにおける各エンジンＥｉの第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）の中から、運転を停止した上記故障状態エンジンを除く運転台数ｍに応じた第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）を読み出し、故障状態エンジンであると検知されなかった残余の車両用エンジン１１のエンジン制御ユニットに対して、当該運転台数ｍに応じた第１回転数Ｒ１ｉ（ｍ）で運転するための制御値を出力し、当該残余の車両用エンジン１１の軸出力を増大させて運転を継続させる。
【００８３】
運転状態データの別の形態として、運転状態計測器１８は、上記３種類の統計値に代えて、生の計測値、或いは、より短い期間（例えば、１〜１０分）毎の平均値を、運転状態データとして、上記所定の記憶領域に記録するようにしてもよい。更に、別の形態として、運転状態計測器１８は、各車両用エンジン１１のエンジン制御ユニットが個別に検知したエンジンの異常を示す信号値を、運転状態値の１つとして受け付け、当該運転状態値に基づいて、所定の単位期間（例えば、１時間）毎に、上記故障状態等判定処理を行うようにしてもよい。
【００８４】
本実施形態では、運転制御器１５が、故障状態エンジンを検知して、当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を行ったが、第１実施形態では、運転制御器１５は故障状態エンジンの検知を行わないので、車両用エンジン１１の何れか１台が故障状態エンジンとなった場合は、例えば、当該状況を本発電装置１０のユーザ等が検知して、当該ユーザ等が、運転制御器１５に対して、所定の入力装置からの入力操作等により当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を指示することになる。尚、検知された故障状態エンジンの運転が、既に当該故障状態等によって停止している場合は、運転制御器１５またはユーザ等による当該故障状態エンジンの運転を停止する制御は不要である。
【００８５】
［第３実施形態］
最初に、第３実施形態における本発電装置の概略構成について説明する。第３実施形態における本発電装置３０（図示せず）の構成は、第１実施形態における本発電装置１０または第２実施形態における本発電装置２０の構成と同じであるので、図示を省略し、重複する説明は割愛する。本発電装置３０の本発電装置１０または本発電装置２０との相違点は、運転制御器１５が、以下に説明する運転休止再開処理を行う点である。運転休止再開処理は、運転中の複数の車両用エンジン１１の一部の中から、運転を一時的に休止させる要休止エンジンを選択し、休止中の複数の車両用エンジン１１の一部の中から、運転を再開させる要再開エンジンを選択し、選択した要休止エンジンと要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行う処理である。
【００８６】
次に、運転休止再開処理に使用するエンジンデータの準備処理について説明する。当該エンジンデータは、複数の車両用エンジン１１の夫々の累積運転時間または当該累積運転時間を計算可能な第１データであり、運転制御器１５に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に記憶される。運転休止再開処理は、当該所定の記憶領域に記憶されている累積運転時間、または、当該所定の記憶領域に記憶されている第１データに基づいて計算された累積運転時間に基づいて、実施される。本実施形態では、第１データと当該第１データに基づいて計算された累積運転時間が、所定の記憶領域に記憶される。
【００８７】
第１データは、車両用エンジン１１が車両に搭載するために製造された新品エンジンか車両に搭載されていた中古エンジンかの区別を示す情報と、車両用エンジン１１が中古エンジンである場合は、車両に搭載されていた期間の累積走行距離に関する情報と、本発電装置３０に搭載されてからの累積運転時間または当該累積運転時間を計算可能な情報と、運転中か停止中かの区別を示すまたは当該区別を判定可能な情報と、直近の運転開始日時を、車両用エンジン１１別に備える。
【００８８】
上記第１データの内の車両用エンジン１１が新品エンジンか中古エンジンかの区別を示す情報と、中古エンジンである場合の累積走行距離に関する情報は、本発電装置３０の製造時または設置時に、製造メーカまたは設置業者の担当者により、上記所定の記憶領域に記憶される。
【００８９】
本実施形態では、運転制御器１５が計時機能を備えており、運転制御部１５が、複数の車両用エンジン１１の何れかに対して、運転を開始または停止する制御を行った際に、当該運転の開始または停止日時を、上記所定の記憶領域に上書き記憶する。そして、運転の開始日時を記録した場合には、当該運転を開始した車両用エンジン１１の運転状態を示すフラグを１（運転中を示す）に設定し、運転の停止日時を記録した場合には、当該運転をｓ停止した車両用エンジン１１の運転状態を示すフラグを０（停止中を示す）に設定する。
【００９０】
車両用エンジン１１の本発電装置３０に搭載されてからの運転の開始日時と停止日時が夫々記録されることで、車両用エンジン１１の本発電装置３０に搭載されてからの累積運転時間が算出可能となる。また、当該運転の開始日時と停止日時から、開始日時と停止日時の何れが直近であるかが分かるため、各車両用エンジン１１が運転中か停止中かを区別することができる。よって、本実施形態では、当該運転の開始日時と停止日時を、上記第１データの内の本発電装置３０に搭載されてからの累積運転時間を計算可能な情報、運転中か停止中かの区別を判定可能な情報、及び、直近の運転開始日時として、使用する。
【００９１】
以下、具体的な実施例に基づいて説明する。本実施形態では、運転制御器１５は、車両用エンジン１１が本発電装置３０に搭載されてから最初に停止された際に、上記所定の記憶領域に記憶する停止日時と、最初に運転を開始した際に上記所定の記憶領域に記憶した開始日時から、最初の運転期間の第１累積運転時間を計算して、上記所定の記憶領域に記憶する。
【００９２】
運転制御器１５は、停止中の車両用エンジン１１の運転を再開させる制御を行った場合には、その開始日時を、既に上記所定の記憶領域に記憶されている開始日時に上書きして記憶するとともに、上記運転状態を示すフラグを０から１に設定する。
【００９３】
運転制御器１５は、運転中の車両用エンジン１１の運転を停止させる２回目以降の制御を行った場合には、その停止日時を、既に上記所定の記憶領域に記憶されている停止日時に上書きして記憶するとともに、上記運転状態を示すフラグを１から０に設定する。更に、直近の開始日時から停止日時にまでの直近の運転期間の累積運転時間（以下、「第２累積運転時間」と称す）を計算し、既に登録済みの第１累積運転時間に当該直近の運転期間の第２累積運転時間を加算して、新たな第１累積運転時間として、既に上記所定の記憶領域に記憶されている第１累積運転時間に上書きして記憶する。
【００９４】
次に、運転制御器１５による上記運転休止再開処理について、図３を参照して説明する。図３は、運転制御器１５の上記運転休止再開処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【００９５】
運転休止再開処理が開始すると、車両用エンジン１１を区別する変数ｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは複数の車両用エンジン１１の総数である。）を１に初期化する（ステップ＃１１）。
【００９６】
次に、現時点で特定されている変数ｉの車両用エンジン１１の第１データの内の新品エンジンか中古エンジンかの区別を示す情報と、中古エンジンである場合の累積走行距離に関する情報と、第１累積運転時間と、直近の運転開始日時及び運転停止日時等のエンジンデータを、上記所定の記憶領域から読み出す。更に、変数ｉに対応する車両用エンジン１１が、中古エンジンの場合は、累積走行距離に関する情報が示す、または、当該情報から算出される累積走行距離を、所定の変換式を用いて、または、所定の変換テーブルを参照して、累積運転時間に変換して、読み出した第１累積運転時間に加算し、更に、変数ｉに対応する車両用エンジン１１の上記フラグＦ（ｉ）が１の場合には、直近の運転開始日時と現在日時から直近の運転開始日時から現時点までの累積運転時間である第３累積運転時間を算出して第１累積運転時間に加算し、当該加算後の第１累積運転時間Ｔ１（ｉ）と、第３累積運転時間Ｔ３（ｉ）を、一時的に別の記憶領域（ワークエリア）に保存する（ステップ＃１２）。
【００９７】
次に、変数ｉに対応する車両用エンジン１１が、最後の車両用エンジン（ｉ＝ｎ）であるか否かを判定する（ステップ＃１３）。最後の車両用エンジンでない場合（ＮＯ分岐）は、変数ｉを１だけ増加して（ステップ＃１４）、次の車両用エンジン１１に移行して、ステップ＃１２〜＃１３の処理を繰り返し、最後の車両用エンジンであった場合（ＹＥＳ分岐）は、次の要休止エンジン選択処理（ステップ＃１５）に移行する。
【００９８】
ステップ＃１５では、第１累積運転時間Ｔ１と、第３累積運転時間Ｔ３の下限値Ｔ３Ｌと上限値Ｔ３Ｈの間の関係を定式化或いはテーブル化したものを用いて、フラグＦ（ｉ）が１の現在運転中の車両用エンジン１１の中から、第３累積運転時間Ｔ３（ｉ）が下限値Ｔ３Ｌ以上のものを選択する。また、第１累積運転時間Ｔ１と、運転休止期間Ｔ４の下限値Ｔ４Ｌの間の関係を定式化或いはテーブル化したものを用いて、フラグＦ（ｉ）が０の現在運転休止中の車両用エンジン１１の内の運転休止期間Ｔ４（ｉ）が下限値Ｔ４Ｌ以上の台数を、運転休止可能エンジン数Ｐとし、現在運転休止中の車両用エンジン１１の総数を運転休止中エンジン数Ｑとする。運転休止期間Ｔ４（ｉ）は、直近の運転停止日時から現在日時までの時間として算出される。Ｐ≦Ｑである。
【００９９】
第３累積運転時間Ｔ３（ｉ）が下限値Ｔ３Ｌ以上の車両用エンジン１１が、運転休止可能エンジン数Ｐ以下で０でない場合は、当該選択された車両用エンジン１１を、要休止エンジンとして選択する。また、第３累積運転時間Ｔ３（ｉ）が下限値Ｔ３Ｌ以上の車両用エンジン１１が、運転休止可能エンジン数Ｐを超える場合は、第３累積運転時間Ｔ３（ｉ）が上限値Ｔ３Ｈに近いものから、仮に、上限値Ｔ３Ｈを超えているものがあれば、上限値Ｔ３Ｈとの差が大きいものから、Ｐ台選択して、要休止エンジンとして選択する。尚、第３累積運転時間Ｔ３（ｉ）が下限値Ｔ３Ｌ以上の車両用エンジン１１で、Ｐ台に選択されなかったものの中に、上限値Ｔ３Ｈを超えているものがあれば、上限値Ｔ３Ｈとの差が大きいものから順に、（Ｑ−Ｐ）台を選択して、合計Ｑ台を要休止エンジンとして選択する。ここで、要休止エンジンとして選択された車両用エンジン１１の数をＲとする。尚、第３累積運転時間Ｔ３（ｉ）が下限値Ｔ３Ｌ以上の車両用エンジン１１が０の場合は、要休止エンジンの選択は行わず、Ｒ＝０となる。
【０１００】
第１累積運転時間Ｔ１と、第３累積運転時間Ｔ３の下限値Ｔ３Ｌと上限値Ｔ３Ｈの間の関係は、第１累積運転時間Ｔ１が大きくなるほど、下限値Ｔ３Ｌと上限値Ｔ３Ｈの両方が小さくなるように設定されている。これにより、第１累積運転時間Ｔ１（ｉ）の大きい車両用エンジン１１ほど、要休止エンジンとして選択され易く、逆に、第１累積運転時間Ｔ１（ｉ）の小さい車両用エンジン１１ほど、要休止エンジンとして選択され難いため、同じエンジン式発電装置１００に搭載されている複数の車両用エンジン１１の間で、第１累積運転時間Ｔ１（ｉ）の平準化が進むことになり、複数の車両用エンジン１１の全体での長寿命化が図れることになる。
【０１０１】
次に、フラグＦ（ｉ）が０の現在運転休止中のＱ台の車両用エンジン１１の中から、Ｒ台の車両用エンジン１１を要再開エンジンとして選択する要再開エンジン選択処理を行う（ステップ＃１６）。Ｒ＝Ｑの場合は、現在運転休止中のＱ台の車両用エンジン１１の全てを要再開エンジンとして選択する。０＜Ｒ＜Ｑの場合は、現在運転休止中のＱ台の車両用エンジン１１の中から、運転休止期間Ｔ４が下限値Ｔ４Ｌを超える時間が長いものから順にＲ台を選択する。Ｒ＞Ｐの場合は、運転休止期間Ｔ４が下限値Ｔ４Ｌを超えない車両用エンジン１１も、例えば、運転休止期間Ｔ４の長いものから、或いは、運転休止期間Ｔ４が下限値Ｔ４Ｌに近いものから順に選択し、合計Ｒ台を選択して、要再開エンジンとする。Ｒ＝０の場合は、要再開エンジンの選択は行わない。
【０１０２】
本実施形態では、第１累積運転時間Ｔ１と、運転休止期間Ｔ４の下限値Ｔ４Ｌの間の関係は、第１累積運転時間Ｔ１が大きくなるほど、下限値Ｔ４Ｌが大きくなるように設定されている。しかし、下限値Ｔ４Ｌは、第１累積運転時間Ｔ１に関係なく一定値に設定してもよい。但し、第１累積運転時間Ｔ１が同じであれば、Ｔ４Ｌ＜Ｔ３Ｌ＜Ｔ３Ｈとなる。
【０１０３】
次に、運転制御器１５は、ステップ＃１５で選択した要休止エンジンと、ステップ＃１６で選択した要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行い（ステップ＃１７）、運転休止再開処理を終了する。
【０１０４】
［第４実施形態］
最初に、第４実施形態における、本発電装置の概略構成について図面を参照して説明する。図４は、本発電装置４０の概略の構成例を模式的に示すブロック図である。
【０１０５】
図４に示すように、本発電装置４０は、複数の車両用エンジン１１、発電機１２、燃料供給部２３、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、及び、補助電源部１７を備えて構成される。本実施形態では、第１乃至第３実施形態と同様、複数の車両用エンジン１１の夫々に、１台ずつ発電機１２を配置して、各車両用エンジン１１が、対応する１台の発電機１２を各別に駆動する構成を想定する。車両用エンジン１１、発電機１２、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、及び、補助電源部１７は、第１実施形態の本発電装置１０のものと同じであるので、重複する説明は割愛する。本発電装置４０は、更に、第２実施形態の本発電装置２０の運転状態計測器１８を備えて構成されてもよい。この場合は、運転制御器１５は、上記第２実施形態で説明した故障状態等判定処理を実施可能であるのが好ましい。更に、運転制御器１５は、上記第３実施形態で説明した運転休止再開処理を実施可能であるのが好ましく、この場合、当該処理に使用するエンジンデータを運転制御器１５に設けられた記憶装置の所定の記憶領域に記憶される。
【０１０６】
本実施形態においても、第１乃至第３実施形態と同様、車両用エンジン１１は、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンを想定する。しかし、本実施形態では、燃料ガスとして、メタンガスを主成分とするバイオガスの使用を想定する。当該バイオガスは、主成分のメタンガス以外に、二酸化炭素とバイオガス由来の成分を含む。
【０１０７】
燃料供給部２３は、第１乃至第３実施形態のエンジン式発電装置１０〜３０の燃料供給部１３と同様に、燃料ガスを貯蔵する燃料ガスタンクと、燃料ガスタンクから排出される燃料ガスを所定の圧力に昇圧する圧縮機と、燃料ガスを各車両用エンジン１１の燃料ガスの送入口まで配送する配管を備え、更に、燃料ガス中に含まれる二酸化炭素をメタンガスに対して選択的に除去するＣＯ２除去装置２４を備える。尚、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力に調整されている場合は、圧縮機は不要であり、また、燃料ガスタンク内の燃料ガスが当該所定の圧力より高い場合には、燃料ガスを当該所定の圧力に減圧する減圧機が備えられる。また、本実施形態では、バイオガスに含まれる硫化水素、シロキサン等のバイオガス由来の成分は、既存の脱硫装置及びシロキサン除去装置等を用いて予め除去され、燃料ガスタンクに貯蔵される場合を想定する。
【０１０８】
ＣＯ２除去装置２４は、一例として、二酸化炭素と選択的に反応する周知のキャリア物質を例えばゲル膜中に添加して形成される促進輸送膜を備えて構成され、燃料ガスを促進輸送膜の供給側処理室に供給し、促進輸送膜の透過側処理室からメタンガスに対して二酸化炭素を選択的に透過させて分離する。二酸化炭素の分離除去された燃料ガスは、促進輸送膜の供給側処理室から取り出される。ＣＯ２除去装置２４は、燃料ガスタンクと圧縮機の間、または、圧縮機の下流側に設置される。
【０１０９】
ＣＯ２除去装置２４を設けることで、燃料ガス中に含まれる二酸化炭素を一定濃度以下に抑制することができる。燃料ガス中に主燃料のメタンガス以外に二酸化炭素を多く含む場合、メタンガスエンジンの出力が、二酸化炭素濃度に比例して低下するため、ＣＯ２除去装置２４を設けることで、メタンガスエンジンの出力低下を抑制できる。
【０１１０】
［第５実施形態］
次に、上記第１乃至第３実施形態の本発電装置１０，２０，３０の製造方法について、簡単に説明する。本発電装置１０，２０，３０を構成する車両用エンジン１１、発電機１２、燃料供給部１３、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、及び、補助電源部１７は、夫々、周知の装置及び部品を用いて作製可能であるので、個々の構成要素の製造方法については説明を省略する。
【０１１１】
従って、本発電装置１０，２０，３０の製造方法は、以下の第１工程乃至第８工程を備える。
第１工程：複数の車両用エンジン１１を準備する工程。
第２工程：複数の交流発電機１２を準備する工程。
第３工程：燃料供給部１３を準備する工程。
第４工程：インバータ装置１４を準備する工程。
第５工程：運転制御器１５を準備する工程。
第６工程：排気ガス排出部１６を準備する工程。
第７工程：補助電源部１７を準備する工程。
第８工程：複数の車両用エンジン１１、複数の発電機１２、燃料供給部１３、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、及び、補助電源部１７を、基台上または筐体内に組み立て、相互に接続する工程。
【０１１２】
第１工程では、複数の車両用エンジン１１を、車両に搭載される前の未使用の新品エンジンまたは車両に搭載され使用されていた中古エンジンを、例えば、車両用エンジンのメーカまたは車両用エンジンを取り扱う業者（代理店等）等から入手して準備する。尚、中古エンジンは、新品エンジンに比べて低価格で入手可能で、更に、新品エンジンは元来車両に搭載するために製造され、一方では、毎年相当数の車両（自動車）が廃車となる現状を考慮すると、他の用途に転用可能な余剰の新品エンジンより、中古エンジンの方が入手は容易と考えられる。
【０１１３】
また、上記第１乃至第４実施形態では、車両用エンジン１１として、メタンガスエンジンを想定しているため、必要数のメタンガスエンジンが入手できない場合は、例えば、ガソリンエンジンを入手した後、第１工程において、当該ガソリンエンジンを、メタンガスエンジンに改造する工程が追加される。
【０１１４】
第２工程では、複数の交流発電機１２を、交流発電機のメーカまたは交流発電機を取り扱う業者（代理店等）等から入手して準備する。尚、本実施形態においても、車両用エンジン１１と交流発電機１２は、第１乃至第４実施形態と同様に同数とする。
【０１１５】
第３工程では、燃料供給部１３を構成する装置及び部品等を、当該装置等のメーカまたは当該装置等を取り扱う業者（代理店等）等から入手し、当該装置及び部品等を組み立てて、燃料供給部１３を準備する。
【０１１６】
第４工程では、インバータ装置１４を、インバータ装置のメーカまたはインバータ装置を取り扱う業者（代理店等）等から入手して準備する。
【０１１７】
第５工程では、運転制御器１５を構成するＣＰＵ及びＭＰＵ等の演算処理装置、半導体メモリ等のメモリ装置等の電子装置を備えた汎用または準汎用の制御装置を、当該制御装置のメーカまたは当該制御装置を取り扱う業者（代理店等）等から入手し、或いは、上記演算処理装置、メモリ装置等の電子装置を個別に入手して、当該電子装置を組み立てて、上記制御装置を作製し、入手または作製した制御装置に、演算処理装置において実行する上記第１乃至第３実施形態で説明した運転制御器１５が行う制御処理用のコンピュータプログラムをインストールすることで、運転制御器１５を準備する。
【０１１８】
第６工程では、排気ガス排出部１６を構成する装置または部品等を、当該装置等のメーカまたは当該装置等を取り扱う業者（代理店等）等から入手し、当該装置または部品等を組み立てて、排気ガス排出部１６を準備する。尚、当該排気ガス排出部１６を、本発電装置１０の一構成要素として設けず、別体として設ける場合は、第６工程は、本発電装置１０の製造方法としては不要である。
【０１１９】
第７工程では、補助電源部１７を構成する装置及び部品等を、当該装置等のメーカまたは当該装置等を取り扱う業者（代理店等）等から入手し、当該装置または部品等を組み立てて、排気ガス排出部１６を準備する。尚、当該補助電源部１７を、本発電装置１０の一構成要素として設けず、別体として設ける場合は、第７工程は、本発電装置１０の製造方法としては不要である。
【０１２０】
第８工程では、第１乃至第７工程で準備した複数の車両用エンジン１１、複数の発電機１２、燃料供給部１３、インバータ装置１４、運転制御器１５、排気ガス排出部１６、及び、補助電源部１７を、基台上または筐体内に組み立て、下記の要領で相互に接続される。
【０１２１】
１台の車両用エンジン１１と対応する１台の発電機１２は、車両用エンジン１１の回転軸と発電機１２の回転軸が、直接、或いは、所定の連結機構（例えば、ギア、チェーン、ベルト等）を介して、接続される。燃料供給部１３の多岐配管の複数の出口は、複数の車両用エンジン１１の燃料ガスの各送入口と各別に接続される。排気ガス排出部１６の多岐配管の複数の入口は、複数の車両用エンジン１１の各排気マニホールドの排出口と各別に接続される。各発電機１２が各別に発生した１次交流電力をインバータ装置１４に入力可能に、複数の発電機１２の出力端子とインバータ装置１４の入力端子が、所定の電力配線を介して電気的に接続する。補助電源部１７から出力される電力は、所定の電力配線を介して、車両用エンジン１１、発電機１２、燃料供給部１３、インバータ装置１４、及び、運転制御器１５等に供給される。尚、発電機１２が自立運転可能な機種の場合は、補助電源部１７からの電力供給は不要である。運転制御器１５から出力される車両用エンジン１１の運転開始及び停止に関する制御信号、及び、回転数制御に関する制御信号の各信号端子は、所定の信号線を介して、車両用エンジン１１のエンジン制御ユニットの制御信号入力端子と接続される。また、必要に応じて、インバータ装置１４に対する指令を出力する信号端子は、所定の信号線を介して、インバータ装置１４の制御装置の当該指令を受け付ける制御信号入力端子と接続される。
【０１２２】
上記第１工程乃至第８工程を経て作製された本発電装置１０，２０，３０は、下記の目標値設定工程を完了した後、実用に供される。目標値設定工程は、運転制御器１５に対して、複数の車両用エンジン１１の回転数の目標値を、車両用エンジン１１の夫々の出力が最大となる各最大出力回転数より低い第１回転数に設定する工程であって、一例として、第１回転数は、第１実施形態で説明した第１乃至第３条件を満足するように設定される。
【０１２３】
本発電装置１０，２０，３０の製造方法の変形例（別実施形態）として、上記第３工程において、燃料供給部１３を、メタンガスを主燃料とする燃料ガス中に含まれる二酸化炭素をメタンガスに対して選択的に除去するＣＯ２除去装置２４を用いて製造する工程を含むようにする。ＣＯ２除去装置２４は、上記第４実施形態で説明したもので、これにより、第４実施形態の本発電装置４０が作製される。ここで、ＣＯ２除去装置２４は、二酸化炭素と選択的に反応する周知のキャリア物質を例えばゲル膜中に添加して形成される促進輸送膜等の燃料ガス中に含まれる二酸化炭素をメタンガスに対して選択的に分離するＣＯ２分離膜を備えて構成されていることが好ましい。
【０１２４】
［別実施形態］
次に、上記第１〜第５実施形態の変形例（別実施形態）について説明する。
【０１２５】
〈１〉上記第１乃至第５実施形態では、複数の車両用エンジン１１の全てが、メタンガスを主燃料とする燃料ガスを使用可能なメタンガスエンジンである場合を想定したが、複数の車両用エンジン１１の一部または全部が、メタンガスエンジン以外の車両用エンジンであってもよい。
【０１２６】
例えば、複数の車両用エンジン１１の一部を、メタンガスエンジンで構成し、他の一部をガソリンエンジンで構成してもよい。この場合、燃料供給部１３は、メタンガスエンジン用の燃料供給部と、ガソリンエンジン用の燃料供給部を個別に用意すればよい。また、第２実施形態で説明した故障等により車両用エンジン１１を交換する場合は、メタンガスエンジン用とガソリンエンジン用の２つの燃料供給部が存在するので、各燃料供給部の多岐配管の各出口を切替可能に相互に接続する等の対応を予め施しておくことで、メタンガスエンジンをガソリンエンジンに交換可能、或いは、ガソリンエンジンをメタンガスエンジンに交換可能となる。
【０１２７】
〈２〉上記第１乃至第４実施形態において、車両用エンジン１１がメタンガスエンジンで構成される場合に、当該メタンガスエンジンに供給される燃料ガスに関して、燃料ガスがバイオガス等の主燃料のメタンガス以外に二酸化炭素を多く含む場合、メタンガスエンジンの出力が、二酸化炭素濃度に比例して低下するため、第４実施形態で説明したように、ＣＯ２除去装置２４を設けて、二酸化炭素濃度を一定値以下に抑制することが好ましい。しかし、二酸化炭素濃度を極めて低濃度に抑制しようとすると、ＣＯ２除去能力の高い高性能なＣＯ２除去装置２４を用意する必要があり、燃料供給部２３が大型化或いは高コスト化する。
【０１２８】
メタンガスエンジンは、上述の出力の低下とは別に、燃料ガス中の二酸化炭素濃度が高いと、始動が不安定となる可能性があるため、当該二酸化炭素濃度を、始動時において定常運転時より低濃度に抑制するのが好ましい。
【０１２９】
例えば、燃料供給部２３に補助ガスタンクを設け、第４実施形態で説明したＣＯ２除去装置２４を用いて燃料ガス中の二酸化炭素濃度を、定常運転時に供給する燃料ガスの二酸化炭素濃度より低下させた燃料ガス、或いは、別途用意した高純度（例えば、９９％〜１００％）のメタンガスを、当該補助ガスタンクに貯蔵しておき、始動する車両用エンジン１１にだけ、燃料ガスを当該補助ガスタンクから供給可能なように、燃料供給部２３を構成する。一実施例として、車両用エンジン１１と同数の三方弁を用意し、各三方弁の一方の入口を、燃料供給部２３の燃料ガスタンクと接続する多岐配管の出口に夫々接続し、各三方弁の他方の入口を、上記補助ガスタンクと接続する多岐配管の出口に夫々接続し、各三方弁の出口を複数の車両用エンジン１１の各インテークマニホールドの吸気口と夫々接続する。
【０１３０】
〈３〉上記第１実施形態で説明したように、複数の車両用エンジン１１の少なくとも一部は、ガソリンとメタンガスを切り替えて使用可能なバイフューエルエンジンであってもよい。車両用エンジン１１がバイフューエルエンジンの場合、始動時において、始動が不安定なメタンガスエンジンとして使用せず、燃料としてガソリンを供給してガソリンエンジンとして始動させた後に、メタンガスエンジンに切り替えて定常運転に移行するようにしてもよい。この場合も、上記別実施形態〈１〉で説明したように、メタンガスエンジン用とガソリンエンジン用の２つの燃料供給部を用意する必要がある。
【０１３１】
〈４〉上記第１乃至第５実施形態において、複数の車両用エンジン１１の夫々が、基台または筐体に対して着脱可能なエンジンモジュールとして構成されているのも、好ましい実施形態である。
【０１３２】
ここで、各エンジンモジュールの幅、奥行、高さの各寸法が同じであるのが好ましい。少なくとも、幅と奥行が同じであれば、車両用エンジン１１を交換しても、本発電装置１０〜４０の床面積を一定に維持できる。尚、複数の車両用エンジン１１は、上下方向に一層で配置してもよく、また、２層以上の多層に配置してもよい。多層に配置する場合は、各エンジンモジュールの高さも同じであるのが好ましい。
【０１３３】
更に、各エンジンモジュールは、車両用エンジン１１の少なくとも回転軸、燃料ガスの送入口、及び、排気マニホールドの排出口の位置が、相対的に同じ方向に面して同じ位置に配置されているのが好ましい。これにより、各エンジンモジュールへの発電機１２、燃料供給部１３、排気ガス排出部１６の接続が、統一され容易となる。
【０１３４】
更に、車両用エンジン１１の吸気系関連装置として、エアフィルターを車両用エンジン１１毎に設けずに、インテークマニホールドの上流側に一括して設ける場合は、車両用エンジン１１のインテークマニホールドの入口の位置を、相対的に同じ方向に面して同じ位置に配置するのが好ましい。
【０１３５】
更に、車両用エンジン１１のエンジンオイル関連装置、及び、冷却水関連装置において、車両用エンジン１１毎に設けずに、車両用エンジン１１間で共用できるものを、車両用エンジン１１から除外して、複数の車両用エンジン１１の外部に一括して設ける場合は、当該外部に一括して設ける装置と、車両用エンジン１１内に残存する装置間の連絡口の位置を、相対的に同じ方向に面して同じ位置に配置するのが好ましい。
【０１３６】
〈５〉上記第３実施形態の運転休止再開処理において、運転制御器１５が、上記第２実施形態で説明した故障状態等判定処理も並行して行う場合、当該故障状態等判定処理によって、複数の車両用エンジン１１の内の１台以上が、故障状態エンジンとして検出され、運転が停止している、または、停止する必要がある場合には、要休止エンジン選択処理（ステップ＃１５）を止めて、つまり、要休止エンジンを新たに選択せずに、当該検出された故障状態エンジンに代えて、運転休止再開処理によって運転休止中となっている車両用エンジン１１の中から、故障状態エンジンと同数の要再開エンジンを、要再開エンジン選択処理（ステップ＃１６）と同様の要領で選択して、速やかに運転を再開させるのが好ましい。
【０１３７】
〈６〉上記第１乃至第５実施形態では、エンジン式発電装置１０〜４０を構成する複数の車両用エンジン１１と発電機１２は同数で、各車両用エンジン１１が、対応する１台の発電機１２を各別に駆動する構成（以下、「基本構成」と称す）を想定したが、当該エンジン式発電装置１０〜４０は、当該基本構成に追加して、（１）複数の車両用エンジンと１台の発電機を備え、当該複数の車両用エンジンに対して当該１台の発電機を割り当てて、当該複数の車両用エンジンを同期させて、当該１台の発電機を並列駆動する別構成、または、（２）１台の車両用エンジンと複数の発電機を備え、当該１台の車両用エンジンに対して当該複数の発電機を割り当てて、当該１台の車両用エンジンが、当該複数の発電機を並列駆動する別構成を備えてもよい。更に、上記（１）または（２）の別構成は、夫々複数組であってもよい。更に、上記（１）または（２）の別構成から出力される交流電力を、上記基本構成の発電機１２から出力される交流電力とともに、インバータ装置１４に入力するようにしてもよい。この場合、インバータ装置１４と接続する上記（１）または（２）の別構成の車両用エンジンに対しても、運転制御器１５が、上記基本構成の車両用エンジン１１と同様に、各別に、運転の開始及び停止を制御するとともに、第１実施形態で説明した回転数の制御を行うのが好ましい。更に、運転制御器１５は、上記（１）または（２）の別構成の車両用エンジンも、第２実施形態で説明した故障状態等判定処理の対象に含め、故障状態エンジンであるか否かを判定し、当該故障状態エンジンの運転を停止する制御を行ってもよい。更に、運転制御器１５は、上記（１）または（２）の別構成の車両用エンジンも、第３実施形態で説明した運転休止再開処理の対象に含め、選択した要休止エンジンと要再開エンジンに対して、夫々、運転を停止する制御と運転を再開させる制御を行ってもよい。また、上記（１）または（２）の別構成の発電機は、個別にインバータ装置を備えてもよい。更に、複数の車両用エンジン１１に加えて上記（１）または（２）の別構成の車両用エンジンに対しても、燃料供給部１３が燃料ガスの供給を行い、運転制御器１５が、運転の開始及び停止を制御し、所定の回転数で運転するように運転制御を行い、排気ガス排出部１６が、各車両用エンジンから排出される排気ガスを纏めて、本発電装置１０〜４０の外部に排出し、補助電源部１７が、必要な電力を供給するようにしてもよい。
【０１３８】
〈７〉上記第１乃至第５実施形態のエンジン式発電装置１０〜４０は、複数の車両用エンジン１１から放出される排熱を回収する熱交換器等により構成される排熱回収装置を備え、コジェネレーション（熱電併給）装置として構成してもよい。この場合、排熱回収装置を、車両用エンジン１１に付属する冷却水関連装置を利用して構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明のエンジン式発電装置及びその製造方法は、複数の車両用エンジンを備えて構成されるエンジン式発電装置及びその製造方法に利用できる。
【符号の説明】
【０１４０】
１０，２０，３０，４０  ：  エンジン式発電装置
１１            ：  車両用エンジン
１２            ：  発電機
１３，２３      ：  燃料供給部
１４            ：  インバータ装置
１５            ：  運転制御器
１６            ：  排気ガス排出部
１７            ：  補助電源部
１８            ：  運転状態計測器
１９            ：  演算処理部
２４            ：  ＣＯ２除去装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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