(57)【要約】      （修正有）【課題】経年劣化と共に上昇する点火プラグの要求電圧を遠隔監視して、劣化傾向を予測するデータを入手可能とする。【解決手段】エンジンの運転状態の遠隔監視装置は、点火プラグ１０毎に点火装置と接続する点火プラグコード１１に外装する電圧センサ２と、各電圧センサから得られた点火プラグ要求電圧データを遠隔監視センターへ通信する遠隔監視装置とを備えている。そして、無人で定期的、継続的にデータ取得できる。【選択図】図１
2011074825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態の遠隔監視装置において、
点火プラグ毎に点火装置と接続する点火プラグコードに外装する電圧センサと、各電圧センサから得られた点火プラグ要求電圧データを遠隔監視センターへ通信する遠隔監視部とを備えたことを特徴とする火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置において、
前記遠隔監視部は、前記電圧センサの検出信号を読み取り、検出信号を処理する要求電圧監視装置と、前記要求電圧監視装置で処理された点火プラグ要求電圧データが送信される遠隔監視端末子機と、前記遠隔監視端末子機から送信された点火プラグ要求電圧データを遠隔監視センターへ通信する送信遠隔監視端末親機とを備えたことを特徴とする火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載の火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置において、
いずれか一つの点火プラグの電圧検出値が所定電圧であることを検知したときは、エンジン負荷の許容上限値を所定負荷に抑制することを特徴とする火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスエンジン等のエンジンの動作状況を遠隔で監視するシステムとして、エンジンの気筒毎の筒内圧力、クランク角およびカム軸信号を計測してエンジンの燃焼状態を遠隔監視するシステムが公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、前記特許文献１のエンジンの燃焼状態を遠隔監視するシステムは、エンジンの失火や異常燃焼等を検知することは可能であるが、点火プラグの劣化度合いを直接的に検知することはできない。
【０００４】
そこで、点火プラグの劣化度合いを直接的に検知するためには、メンテナンス時にエンジン設置現場において、作業者が点火プラグ毎に要求電圧を計測装置で計測して劣化度合いを検知しているのが現状である。すなわち、かかる点火プラグの要求電圧は、電極の磨耗等による経年劣化に応じて高くなるが、かかる要求電圧を計測装置で計測することにより、点火プラグの交換時期を判断することができる。
【０００５】
従来の計測装置は、図６に示すように、点火プラグ１００の要求電圧を検知するプローブ１０１と、このプローブ１０１に接続されたケーブル１０２と、このケーブル１０２に接続された計測器１０３とから構成されている。
【０００６】
プローブ１０１は、点火プラグ１００と点火コイル１０４とを接続する点火プラググコード１０５が挿入される挿入孔が形成された環状を呈している。計測器１０３はプローブ１０１で検知された点火プラグ要求電圧波形の表示と計測電圧値を表示する機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２９１１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６に示す計測装置を用いて点火プラグ要求電圧の計測作業を行う場合、メンテナンス時にエンジン設置現場で点火プラグ１００毎に要求電圧を計測して劣化度合いを判断しているが、かかる計測作業に際して、作業者が、点火プラググコード１０５にプローブ１０１を挟み込んでいる。例えば、エンジンが６気筒である場合には、各気筒に対して６回付け外し作業を行いながら、それぞれの点火プラグの要求電圧を計測していた。このように、各気筒毎にプローブ１０１を着脱して点火プラグを計測する作業は、非常に煩雑となるため計測工数が掛かる上、また、計測者が必要に応じて行うスポット計測であると同時に、計測者による目視確認の為、計測装置や計測者によって計測値が異なるというケースも稀にあり、劣化傾向を予測するデータ入手が困難であった。
【０００９】
そこで、本発明は、経年劣化と共に上昇する点火プラグの要求電圧を遠隔監視して、劣化傾向を予測するデータを入手可能とする構成を提示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、従来、エンジン設置現場で計測器を使用して有人で不定期的、断続的にしか計測できなかった点火プラグの要求電圧を、無人で定期的、継続的にデータ取得できるように、点火プラグの要求電圧を遠隔監視できるシステムを構築したものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、エンジンの運転状態の遠隔監視装置において、点火プラグ毎に点火装置と接続する点火プラグコードに常時外装する電圧センサと、各電圧センサから得られた点火プラグ要求電圧データを遠隔監視センターへ通信する遠隔監視部とを備えたことにある。
【００１２】
前記本発明は、経年劣化と共に上昇する点火プラグの要求電圧を連続的に監視できるため、点火プラグの劣化度合いを検知して劣化傾向を予測するデータが入手可能となり、点火プラグの交換時期の予測が可能となる。
【００１３】
また、電圧センサを外装する構成であるので、既に現場に設置されている既存のエンジンにも後付けが可能である。
【００１４】
前記本発明の火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置において、前記遠隔監視部は、前記電圧センサの検出信号を読み取り、検出信号を処理する要求電圧監視装置と、前記要求電圧監視装置で処理された点火プラグ要求電圧データが送信される遠隔監視端末子機と、前記遠隔監視端末子機から送信された点火プラグ要求電圧データを遠隔監視センターへ通信する送信遠隔監視端末親機とを備えたことにある。
【００１５】
前記本発明は、遠隔監視端末親機を介して遠隔監視センターと通信する構成であるため、従来からエンジンの気筒毎の排気温度等の別項目である運転状態について遠隔監視端末親機により、遠隔監視を行っている場合においては、電圧センサから遠隔監視端末親機までの通信システムを確立するだけでよく、遠隔監視端末親機を利用することにより、点火プラグの要求電圧の遠隔監視装置設置工数及びコストを抑制できる利点がある。
【００１６】
前記本発明の火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置において、いずれか一つの点火プラグの電圧検出値が所定電圧であることを検知したときは、エンジン負荷の許容上限値を所定負荷に抑制することもできる。
【００１７】
前記本発明の点火プラグの要求電圧は、エンジン負荷抑制により低下するため、エンジン負荷の許容上限値を抑制することで、定格負荷での点火プラグの要求電圧が上昇した場合でも停止することなくメンテナンスまでエンジンの継続運転可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、経年劣化と共に上昇する点火プラグの要求電圧を継続的に遠隔監視できるため、点火プラグの劣化度合いを検知して交換時期の予測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態における点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置の概略を示す図である。
【図２】同遠隔監視装置に使用されるプローブを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部断面を含む側面図である。
【図３】点火プラグの要求電圧波形を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態における点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置の概略を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態における点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置の概略を示す図である。
【図６】従来の点火プラグの劣化度合いを検知するための計測装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態を示す。
【００２１】
本実施形態の火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置１は、例えば、エネルギー資源から電力や熱エネルギーを作り出すコージェネレーションシステムに採用可能である。かかる点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置１は、図１に示すように、電圧センサとしてのプローブ２、要求電圧監視装置３、通信変換器５、遠隔監視端末７とを備えている。なお、要求電圧監視装置３、通信変換器５および遠隔監視端末７により、遠隔監視部が構成されている。
【００２２】
プローブ２は、例えばガスエンジン用の点火プラグ１０と点火コイル１３とを接続する点火プラグコード１１に外装されるものである。プローブ２の内部は、二重の電極構造をなしており、点火プラグコード１１と内部電極間の距離および二重の電極間の距離が一定となるように成型されている。
【００２３】
また、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、点火プラグ測定時に点火プラグコード１１を点火プラグ１０から取り外すことなく、点火プラグ１０と点火コイル１３とを接続した状態の点火プラグコード１１に外装できるように、プローブ２には、切り欠き２１が形成されている。この切り欠き２１は、外周面から中心部にわたって設けられている。すなわち、切り欠き２１は、中心部の装着部２２と、この装着部２２に連続する案内部２３とからなり、案内部２３の間隔は、装着部２２の直径よりも小さく設定されている。従って、点火プラグコード１１が案内部２３を介して装着部２２に一旦嵌合されると、プローブ２は不用意に点火プラグコード１１から外れ難くなる構成になっている。また、常設が可能となる様に小形軽量化を図っている。
【００２４】
点火プラグコード１１内には、図示省略の点火装置より点火コイル１３を介して数十ｋＶレベルの負の電圧が印加されるため、プローブ２の内部電極との間に静電容量が発生すると同時に、二重の電極間にもそれに比例した静電容量が発生する。
【００２５】
この現象を利用して、プローブ２の二重の電極にそれぞれ接続されたケーブル１７の計測機側（要求電圧監視装置３）の途中に、予め定められた電圧比を出力するように調整された容量のコンデンサ１５を接続し、プローブ２の二重の電極間の電圧を要求電圧監視装置３で測定することにより、間接的に点火プラグ１０の要求電圧波形を計測することができる構成になっている。
【００２６】
前記のように、プローブ２からコンデンサ１５を経由したケーブル１７では、定められた比となった点火プラグ１０の要求電圧波形が計測できる。このような点火プラグ１０の評価に必要な点火プラグの要求電圧は、図３に示すＶ１の電圧である。すなわち、本実施の形態における要求電圧とは、点火プラグ１０が要求している放電に必要な印加電圧であって、電圧をかけている一番初期のピーク時の電圧をいう。本実施の形態では、要求電圧監視装置３に設けられたピークホールド回路３１にて、要求電圧を読み取るようにしている。また、要求電圧監視装置３には、前記ピークホールド回路３１の他、アナログ信号入力ユニット３２およびプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）３３が搭載されている。
【００２７】
したがって、要求電圧監視装置３は、ピークホールド回路３１にて読み取られた要求電圧信号を、アナログ信号入力ユニット３２を介してプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）３３により信号処理、演算、記憶、通信が可能となっている。
【００２８】
また、要求電圧監視装置３には、プログラマブルターミナル６を接続することができる。このようにプログラマブルターミナル６を設置することにより、プログラマブルターミナル６の画面にて、ＰＬＣ３３にて処理された各気筒の点火プラグ要求電圧が、エンジン設置現場において確認できるようになっている。
【００２９】
また、要求電圧監視装置３は通信変換器５を介して遠隔監視端末７に接続されている。この遠隔監視端末７は、既存の遠隔監視端末（遠隔監視端末親機）７１と、新たに設けられた遠隔監視端末（遠隔監視端末子機）７２とから構成されている。すなわち、エンジンの遠隔監視システムは、従来から行われているエンジンの運転状態を監視する遠隔監視システムも採用されている。従って、各気筒排気温度、エンジン回転数、運転時間等が、図示省略の計測装置により適宜計測され、それぞれの運転データが遠隔監視端末親機７１に送信される。そして、遠隔監視端末親機７１にはモデム７３が内蔵されており、遠隔監視端末親機７１は、計測装置から得られた運転データをモデム７３を介して一般公衆電話回線を経て遠隔監視センターに通信する構成である。
【００３０】
遠隔監視端末子機７２は、遠隔監視端末親機７１に接続されており、プローブ２および要求電圧監視装置３によって計測された各気筒の点火プラグ要求電圧データは、ＰＬＣ３３で遠隔監視端末子機７２と通信可能な形式にデータ処理され、処理された点火プラグ要求電圧データは、ＰＬＣの通信ポートより通信変換器５を介して遠隔監視端末子機７２に送信される構成である。
【００３１】
また、遠隔監視端末親機７１と遠隔監視端末子機７２とは、互いに通信できる機能を備えており、遠隔監視端末子機７２の点火プラグ要求電圧データは、遠隔監視端末親機７１に送信可能となっている。このため、ＰＬＣ３３で処理された点火プラグ要求電圧データは、遠隔監視端末子機７２から遠隔監視端末親機７１を介して遠隔監視センターに通信される構成である。
【００３２】
本実施形態の火花点火式エンジンの点火プラグ要求電圧の遠隔監視装置１は、以上の構成からなり、次にかかる装置１を使用する場合について説明する。
【００３３】
既にコージェネレーションシステムが設置されている場合には、作業者がプローブ２を点火プラグコード１１に外装する。このとき、プローブ２は、点火プラグコード１１に外嵌して装着することができるため、点火プラグコード１１を点火プラグ１０または点火コイル１３から取外す必要がなく、作業を容易且つ迅速に行うことができる。
【００３４】
次に、コージェネレーションシステムの運転を開始すると、プローブ２は、各点火プラグ１０の点火プラグの要求電圧を検知し、その信号がコンデンサ１５を介して要求電圧監視装置３に送られる。要求電圧監視装置３は、プローブ２が検出した検出信号をピークホールド回路３１にて読み取り、ＰＬＣ３３がその読み取られた信号を遠隔監視端末７と通信可能な形式にデータ処理し記憶する。
【００３５】
ＰＬＣ３３で処理された点火プラグ要求電圧データは、通信変換器５を介して遠隔監視端末７の遠隔監視端末子機７２に送信される。このように、プローブ２で測定された点火プラグ要求電圧データは、各エンジン毎に設けられた遠隔監視端末子機７２に送信されることとなる。さらに、遠隔監視端末子機７２に送られた点火プラグ要求電圧データは、遠隔監視端末親機７１に送信される。
【００３６】
遠隔監視端末親機７１には、前記プローブ２で検出された点火プラグ要求電圧データ以外にも、エンジンの運転状態のデータが送信されている。それぞれ得られたデータは、モデム７３を介して一般公衆電話回線を通して遠隔監視センターに送信される。
【００３７】
遠隔監視センターでは、例えば３０分毎のデータである日報データを毎日自動的にポーリングすることにより、３０分毎の要求電圧を遠隔監視することができる。そして、点火プラグの要求電圧が設定値に達した際に、その点火プラグの交換を知らせる警報ブザーを鳴らしたり、警報灯を点灯させたりする警報手段を作動させる。
【００３８】
なお、１分間毎、または１秒毎の点火プラグ要求電圧データも取得することができるが、点火プラグの要求電圧は長時間を経て上昇していくものであるため、本実施の形態のように３０分毎の要求電圧を遠隔監視するのが好ましい。
【００３９】
以上のように、本実施形態は、遠隔監視端末親機７１として、従来からエンジンの運転状態を監視する遠隔監視システム用で且つモデム７３が内蔵されている遠隔監視端末を遠隔監視端末親機７１として利用し、この遠隔監視端末親機７１に要求電圧遠隔監視装置用の遠隔監視端末子機７２を通信可能に構成している。従って、独立に遠隔監視センターと通信する要求電圧遠隔監視システムを構築することなく、エンジンの運転状態を監視する遠隔監視システムの回線を利用することができる。この結果、既に接続されている電話回線を通して遠隔監視センターにおいて各気筒の要求電圧データを取得することができる。
【００４０】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、発電制御装置８を設けることも可能である。この発電制御装置８は、いずれか一つの点火プラグ１０の電圧検出値が所定電圧であることを検知したときは、エンジン負荷の許容上限値を所定負荷に抑制するものである。すなわち、発電制御装置８は、いずれか一つの点火プラグ１０の電圧検出値が所定電圧であることを検知したとき、例えば、エンジンが４００ｋＷの定格出力である場合、３００ｋＷの出力に制御する。
【００４１】
このように、エンジン負荷の許容上限値を所定負荷に抑制制御することにより、点火プラグの要求電圧は低下するため、定格負荷での点火プラグ要求電圧が上昇した場合でも、エンジンが停止することなくメンテナンスまでエンジンの継続運転可能となる。
【００４２】
また、図４に示すように、通信変換器５は要求電圧監視装置３に内蔵することも可能であり、図５に示すように、通信変換器５及び遠隔監視端末子機７２を要求電圧監視装置３に内蔵することも可能である。
【００４３】
さらに、本実施の形態では、エンジンとしてガスエンジンを挙げたが、エンジンの種別は、ガスエンジンに限定されるものではなく、その他の燃料で駆動されるエンジンでもよい。しかも、コージェネレーション装置について例示したが、本発明は、発電機以外の機器を駆動するエンジンにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１          遠隔監視装置
２          プローブ（電圧センサ）
３          要求電圧監視装置
５          通信変換器
６          プログラマブルターミナル
７          遠隔監視端末
１０        点火プラグ
１１        点火プラグコード
７１        遠隔監視端末親機
７２        遠隔監視端末子機
７３        モデム
【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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