(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に供給する電力を発生させる発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、エンジン始動用電源及び制御機器用電源となるバッテリと、前記エンジンにより駆動されるバッテリ充電用発電機とを備え、前記バッテリの端子に外部から前記バッテリに充電するための外部充電回路を接続し、該外部充電回路に、該外部充電回路を流れる電流があらかじめ設定された電流許容値を超えたときに該外部充電回路を遮断する回路遮断器を設けるとともに、該外部充電回路に外部電源接続用端子を設けたエンジン発電機を複数台設置し、少なくとも１台のエンジン発電機を停止状態として運転するときに、該複数台のエンジン発電機の前記外部電源接続用端子同士を接続用電線にて接続し、運転中のエンジン発電機の前記バッテリ充電用発電機で発電した電力の一部によって停止状態のエンジン発電機のバッテリを充電することを特徴とするエンジン発電機。
【請求項２】
前記回路遮断器は、サーマルプロテクタであることを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機。
【請求項３】
前記回路遮断器に代えて抵抗を挿入したことを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン発電機に関し、詳しくは、エンジン発電機の発電機を駆動するエンジンに付属しているバッテリの回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源が十分に得られない工事現場などで使用する各種の負荷に電源を供給する場合、エンジンで発電機を駆動する可搬式のエンジン発電機が用いられる。この場合、エンジン発電機に異常が発生したときのために予備のエンジン発電機と電源切替装置とを配置しておき、電源供給中のエンジン発電機に異常が発生したときに、待機している予備のエンジン発電機を始動させて電源供給を行うようにしている。また、電力供給先の負荷容量の変動が大きい場合には、複数台のエンジン発電機を設置し、負荷容量が大きいときには複数台のエンジン発電機を運転し、負荷容量が小さいときには必要な台数のエンジン発電機だけを運転して他のエンジン発電機は待機状態とすることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
エンジン発電機は、エンジンの始動用電源及び制御機器用電源として、エンジンに付属したバッテリを搭載しており、発電運転中は、エンジンにより充電用オルタネータを駆動してバッテリを充電するように形成されている。したがって、運転中のエンジン発電機に搭載されているバッテリは、充電用オルタネータからの電力で常時充電されて常に十分な充電状態を保っている。一方、待機中のエンジン発電機は、制御機器にて他のエンジン発電機の状態や電力供給量などを常時監視する必要があり、バッテリを制御機器用電源として使用するため、いわゆる待機電力が発生し、待機時間が長くなるとバッテリが放電してエンジンが始動できなくなるおそれがある。特に，気温が低い寒冷地ではバッテリの能力が低下するため、短時間の待機であっても、エンジンを始動できなくなるおそれがあった。
【０００５】
このため、各エンジン発電機にバッテリ充電器をそれぞれ配置し、商用電源あるいは運転中のエンジン発電機から出力された交流電力を利用し、バッテリ充電器を介して各エンジン発電機のバッテリにそれぞれ充電するようにしており、バッテリ充電器の分だけコストアップになるだけでなく、無駄な電力消費を生じていた。また、バッテリ充電器を用意できない場合は、負荷容量が小さい場合でも、予備機を含めて全てのエンジン発電機を運転して各エンジン発電機のバッテリにそれぞれ充電しなければならず、燃料の無駄や二酸化炭素排出量増加などの問題がある。さらに、エンジン発電機を単独で使用する場合にはバッテリ充電器が不要であるから、エンジン発電機の用途に応じてバッテリ充電器を付属させるか否かの判断が必要であり、エンジン発電機及びバッテリ充電器の管理にも問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、簡単な電気回路を増設するだけで待機中のエンジン発電機のバッテリを、運転中のエンジンで駆動されているオルタネータで充電することができ、待機中のバッテリ電圧の低下を防止できるエンジン発電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のエンジン発電機は、負荷に供給する電力を発生させる発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、エンジン始動用電源及び制御機器用電源となるバッテリと、前記エンジンにより駆動されるバッテリ充電用発電機とを備え、前記バッテリの端子に外部から前記バッテリに充電するための外部充電回路を接続し、該外部充電回路に、該外部充電回路を流れる電流があらかじめ設定された電流許容値を超えたときに該外部充電回路を遮断する回路遮断器を設けるとともに、該外部充電回路に外部電源接続用端子を設けたエンジン発電機を複数台設置し、少なくとも１台のエンジン発電機を停止状態として運転するときに、該複数台のエンジン発電機の前記外部電源接続用端子同士を接続用電線にて接続し、運転中のエンジン発電機の前記バッテリ充電用発電機で発電した電力の一部によって停止状態のエンジン発電機のバッテリを充電することを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明のエンジン発電機は、前記回路遮断器がサーマルプロテクタであること、あるいは、前記回路遮断器に代えて抵抗を挿入したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエンジン発電機によれば、一つのエンジン発電機の外部に設置された他のエンジン発電機やエンジン作業機などに設けられているバッテリ充電用発電機で発電した電力の一部により、前記一つのエンジン発電機のバッテリを充電することができ、該一つのエンジン発電機が待機中であっても、該一つのエンジン発電機のバッテリが放電してしまうことを防止できる。特に、複数台のエンジン発電機を設置して少なくとも１台のエンジン発電機を停止状態として運転するときには、運転中のエンジン発電機のバッテリ充電用発電機からの電力の一部で停止状態のエンジン発電機のバッテリを充電することができるので、停止時間が長くなっても停止状態のエンジン発電機のバッテリが待機電力によって放電することを防止できる。また、回路遮断器としてサーマルプロテクタを採用することにより、低コストで外部充電回路を形成することができ、サーマルプロテクタに設定する電流許容値をバッテリ充電時の電流より僅かに高い電流値に設定することにより、バッテリから大電流が流れるエンジン始動時に外部充電回路を自動的に遮断するので、外部電源接続用端子に接続した電線に大電流が流れることがなくなり、細い電線を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のエンジン発電機の一形態例を示す回路図である。
【図２】エンジン発電機のブロック図である。
【図３】複数台のエンジン発電機を設置したときの接続状態を示す要部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本形態例に示すエンジン発電機１１は、負荷（Ｌ）１２に供給する電力を発生させる発電機（Ｇ）１３と、該発電機１３を駆動するエンジン（Ｅ）１４と、エンジン始動用モータ（セルモータ（Ｍ））１５の電源及び制御機器用電気回路（Ｃ）１６の電源となるバッテリ（Ｂ）１７と、前記エンジン１４により駆動されるバッテリ充電用発電機（オルタネータ（Ａ））１８とを備えるとともに、前記バッテリ１７に接続された外部充電回路（Ｔ）２１を備えている。
【００１２】
外部充電回路２１は、エンジン発電機１１のバッテリ１７の端子１７ａ，１７ｂに、前記オルタネータ１８に対して並列に接続される一対の配線２１ａ，２１ｂと、一方の配線２１ａに設けられた回路遮断器２２と、各配線２１ａ，２１ｂの先端に設けられた外部電源接続用端子２３ａ，２３ｂとを備えている。回路遮断器２２は、配線２１ａを流れる電流があらかじめ設定された電流許容値、例えば、バッテリ１７を普通充電する際の最大電流値を考慮した電流値を超えたときに外部充電回路２１を遮断し、配線２１ａを流れる電流が低下したとき、回路遮断器２２の温度が低下したとき、あるいは、あらかじめ設定された時間が経過したときに自動的に復帰するものであって、リレーを用いた電磁開閉器など、過電流を防止する各種機器を使用することができるが、安価な汎用品である市販のサーマルプロテクタを用いることにより、初期コストを大幅に削減することができる。また、回路遮断器２２に代えて、配線２１ａ，２１ｂに抵抗を挿入することにより、大電流が流れることを抑制することもできる。
【００１３】
前記外部電源接続用端子２３ａ，２３ｂには、接続用電線である接続線２４ａ、２４ｂを介して、エンジン発電機１１の近傍に配置されている他のエンジン発電機やエンジン作業機などのエンジン３１に付属するバッテリ３２の同極の端子３２ａ、３２ｂがそれぞれ接続される。このように、エンジン発電機１１のバッテリ１７と他のエンジン３１のバッテリ３２とを外部充電回路２１を介して接続することにより、他のエンジン３１が運転中は、他のエンジン３１によって駆動されるオルタネータ３３で発電した電力が、該他のエンジン３１に付属するバッテリ３２を充電するとともに、オルタネータ３３で発電した電力の一部が、接続線２４ａ、２４ｂ及び外部充電回路２１を介して前記エンジン発電機１１のバッテリ１７を充電する状態になる。
【００１４】
なお、両バッテリ１７，３２の基準電圧が同一ならば各種組み合わせが可能であるが、エンジン発電機１１のエンジン１４、オルタネータ１８及びバッテリ１７と、他のエンジン３１、バッテリ３２及びオルタネータ３３とは、同等の性能を有していることが好ましい。この場合、エンジン発電機１１のエンジン１４と他のエンジン３１とが共に運転中は、バッテリ１７とバッテリ３２とが同電位で、オルタネータ１８とオルタネータ３３との発電量が同等ならば、接続線２４ａ、２４ｂに電流はほとんど流れない。同様に、エンジン発電機１１のエンジン１４と他のエンジン３１とが停止中でバッテリ１７とバッテリ３２とが同電位のときにも、接続線２４ａ、２４ｂに電流はほとんど流れない。
【００１５】
そして、待機中で停止しているエンジン発電機１１のエンジン１４を始動するときには、エンジン１４を始動するためのセルモータ１５にバッテリ１７から電力が供給される。このとき、セルモータ１５の始動電流が大量に流れてバッテリ１７の電圧が一時的に大幅に低下するため、例えば、両バッテリ１７，３２の通常の電圧が１２Ｖの場合、セルモータ１５の始動電流によってバッテリ１７の電圧が８Ｖ以下まで急激に低下するため、エンジン発電機１１のバッテリ１７と、エンジン３１のバッテリ３２との間に４Ｖ以上の電位差が発生し、この電位差によってバッテリ３２からバッテリ１７に向かって数百Ａの大電流が流れることになる。
【００１６】
このとき、この種のバッテリにおける通常運転時の充電電流、例えば１０Ａ程度を考慮して、前記回路遮断器２２の電流許容値を２０Ａ程度に設定しておくことにより、エンジン１４を始動するときに、配線２１ａに大電流が流れ出すと同時に回路遮断器２２が作動して外部充電回路２１を遮断するので、前記配線２１ａ，２１ｂや前記接続線２４ａ、２４ｂに大電流が流れることを回避できる。これにより、配線２１ａ，２１ｂや前記接続線２４ａ、２４ｂとして、充電電流を考慮した電流、例えば２０Ａ程度の電流に対応した２ＳＱ（公称断面積２ｍｍ２）程度の細い電線を使用することができる。一方、回路遮断器２２を設けずに、単純にバッテリ端子同士を接続する場合は、数百Ａの大電流に対応した１００ＳＱ（公称断面積１００ｍｍ２）程度の電線を使用する必要がある。
【００１７】
したがって、外部充電回路２１に回路遮断器２２を設けることにより、外部充電回路２１の配線２１ａ，２１ｂや他のエンジン３１のバッテリ３２に接続するための接続線２４ａ、２４ｂに細くて軽い電線を使用することができ、これら要するコストを大幅に削減できるとともに、接続線２４ａ、２４ｂの接続作業や運搬作業の軽減を図ることができる。また、このような外部充電回路２１を設けることにより、バッテリ充電器を別に用意する必要がなくなり、エンジン発電機１１の管理も容易になるとともに、商用電源も確保する必要がなく、無駄な燃料消費や電力消費も発生することがなくなる。
【００１８】
図３に示すように、３台以上のエンジン発電機１１（第１発電機１１Ａ、第２発電機１１Ｂ、第３発電機１１Ｃ）を並列に設置して負荷へ電力供給を行う場合は、各発電機１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに設けられている外部充電回路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの外部電源接続用端子の同極同士を接続線２４ａ、２４ｂにより並列に接続する。
【００１９】
各発電機１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが停止状態のとき、各発電機１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各バッテリ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、接続線２４ａ、２４ｂ及び外部充電回路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを介して接続されているため、同電位、例えば１２Ｖとなっている。運転を開始する際、第１発電機１１Ａのエンジンをセルモータ１５Ａによって始動するときに、前述のように、セルモータ１５Ａの始動電流によって第１発電機１１Ａのバッテリ１７Ａの電圧が急激に低下し、他の発電機１１Ｂ，１１Ｃのバッテリ１７Ｂ，１７Ｃからバッテリ１７Ａへ数百Ａの大電流が流れようとするが、各外部充電回路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに設けられている回路遮断器がそれぞれ作動して各外部充電回路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを遮断するので、外部充電回路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ内の配線や接続用の接続線２４ａ、２４ｂに大電流が流れることはなく、これらを保護することができる。
【００２０】
第１発電機１１Ａのエンジンが運転を開始すると、第１発電機１１Ａのエンジンにより駆動されるオルタネータ１８Ａが発電した電力によって各バッテリ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが充電される状態になる。このときの充電電流は、通常、最大で１０Ａ程度に設定されているので、回路遮断器が作動することはなく、各バッテリ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが同電位となり、待機中の発電機１１Ｂ，１１Ｃのバッテリ１７Ｂ，１７Ｃが待機電力によって放電状態になることはない。
【００２１】
同様に、第２発電機１１Ｂのセルモータ１５Ｂによりエンジンを始動する際や、第３発電機１１Ｃのセルモータ１５Ｃによりエンジンを始動する際に、第２発電機１１Ｂのバッテリ１７Ｂや第３発電機１１Ｃのバッテリ１７Ｃの電圧が急激に低下した場合にも、回路遮断器がそれぞれ作動して各外部充電回路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを遮断し、外部充電回路２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ内の配線や接続用の接続線２４ａ、２４ｂを保護する。
【００２２】
したがって、複数のエンジン発電機１１を設置して少なくとも１台のエンジン発電機１１を予備として待機状態とするときや、前記特許文献１に記載された運転方法を実施する際に、各エンジン発電機１１の各外部充電回路２１同士を並列に接続しておくことにより、エンジン発電機１１が１台でも運転していれば全てのエンジン発電機１１の各バッテリ１７を同電位に保つことができ、待機電力によって待機中のエンジン発電機１１のバッテリ１７が放電状態になってしまうことを防止できる。これにより、待機状態から運転状態に切り替えるときに、バッテリ１７の電位低下によってエンジンを始動できなくなることを回避でき、エンジン発電機１１を待機状態から運転状態に確実に切り替えることができる。
【００２３】
さらに、エンジン発電機１１に外部充電回路２１をあらかじめ装備しておくことにより、エンジン発電機１１を使用する際に、単機使用か、複数台の並列使用か、バッテリ充電器を必要とするかといった確認作業が不要となり、エンジン発電機１１の管理が容易になるとともに、バッテリ充電器に要するコストの削減も図れる。
【符号の説明】
【００２４】
１１…エンジン発電機、１２…負荷、１３…発電機、１４…エンジン、１５…エンジン始動用モータ（セルモータ）、１６…制御機器用電気回路、１７…バッテリ、１７ａ，１７ｂ…端子、１８…バッテリ充電用発電機（オルタネータ）、２１…外部充電回路、２１ａ，２１ｂ…配線、２２…回路遮断器、２３ａ，２３ｂ…外部電源接続用端子、２４ａ、２４ｂ…接続線、３１…他のエンジン、３２…バッテリ、３２ａ、３２ｂ…端子、３３…オルタネータ
【図１】
0005657398.tif 000002
【図２】
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【図３】
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