(57)【要約】【課題】  排気温度，一次冷却水温度などのエンジン機関が異常になった場合、エンジンの運転継続が可能であれば制御ロジックにより簡単かつ自動で発電出力を降下させ運転の継続を図ることにある。【解決手段】  上記の課題は、シリンダの不調により排気温度が低下した場合に、温度が低下したシリンダを除いた残りの複数のシリンダで発電可能な領域までエンジンの発電出力を降下させる機能を有するエンジンの制御装置により達成される。【効果】  本発明によれば、運転員の無人化，複数ユニットの集中化等の運転の省力化による運転員の負担低減および無人化でも安定した電力供給できる効果がある。【選択図】図１
2005110340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダを有するエンジンの制御装置において、前記シリンダの不調により排気温度が低下した場合に、前記温度が低下したシリンダを除いた残りの前記複数のシリンダで発電可能な領域まで前記エンジンの発電出力を降下させる機能を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
複数のシリンダを有するエンジンと、前記エンジンを制御する制御装置とを有する発電用エンジン設備において、前記制御装置は、前記シリンダの不調により排気温度が低下した場合に、前記温度が低下したシリンダを除いた残りの前記複数のシリンダで発電可能な領域まで前記エンジンの発電出力を降下させる機能を有することを特徴とする発電用エンジン設備。
【請求項３】
複数のシリンダを有するエンジンを制御する制御装置と、前記エンジンに関する冷却水系統，潤滑油系統，燃料系統，空気系統及び排気ガス系統とを有するエンジンの制御システムにおいて、前記制御装置は、前記シリンダの不調により排気温度が低下した場合に、前記温度が低下したシリンダを除いた残りの前記複数のシリンダで発電可能な領域まで前記エンジンの発電出力を降下させる機能を有することを特徴とするエンジンの制御システム。
【請求項４】
エンジンに関するプロセスを監視し、前記プロセスが異常の場合に警報を発信する一段警報でエンジンの発電出力を自動で降下させ、前記一段警報の後に所定の条件で生ずる二段警報で前記エンジンを停止させる機能を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項５】
エンジンと、前記エンジンを制御する制御装置とを有する発電用エンジン設備において、前記制御装置は、前記エンジンに関するプロセスを監視し、前記プロセスが異常の場合に警報を表示する一段警報でエンジンの発電出力を自動で降下させ、前記一段警報の後に所定の条件で生ずる二段警報で前記エンジンを停止させる機能を有することを特徴とする発電用エンジン設備。
【請求項６】
エンジンを制御する制御装置と、前記エンジンに関する冷却水系統，潤滑油系統，燃料系統，空気系統及び排気ガス系統とを有するエンジンの制御システムにおいて、前記制御装置は、前記測定装置で測定した前記プロセスが異常の場合に警報を発信する一段警報でエンジンの発電出力を自動で降下させ、前記一段警報の後に所定の条件で生ずる二段警報で前記エンジンを停止させる機能を有することを特徴とするエンジンの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン機関の異常状態に応じて制御する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの異常により自動的にエンジンを制御する例としては、船舶エンジンのように傾斜計を設置して海面の揺れによるエンジンの傾斜が許容範囲であれば運転を継続させる事例がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現状では、発電設備を無人化しようとする場合に、エンジン機関が異常となったとき、対応に時間が必要となり発電出力を降下させる等の処置の遅れが生じて機関トリップにより運転停止に至るケースも出てくる。
【０００５】
本発明の課題は、エンジンによる発電設備の無人化，複数ユニットの集中化による運転の省力化でも安定した電力供給を続けるため排気出口温度，一次冷却水温度などのエンジン機関が異常になった場合、エンジンの運転継続が可能であれば、エンジン機関本体を変更することなく制御装置で構成する制御ロジックにより簡単かつ自動で発電出力を降下させ運転の継続を図ることにある。
【０００６】
また、無人化発電所のようにエンジン機関の異常の対応遅れによる発電停止および機器の損傷に至ることなく安全に運転を継続させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題は、シリンダの不調により排気温度が低下した場合に、温度が低下したシリンダを除いた残りのシリンダで発電可能な領域までエンジンの発電出力を降下させる制御装置により達成される。
【０００８】
また、エンジンに関するプロセスを監視し、プロセスが異常の場合に警報を発信する一段警報でエンジンの発電出力を自動で降下させ、一段警報の後に所定の条件で生ずる二段警報でエンジンを停止させる制御装置により達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排気出口温度高，一次冷却水温度高などのエンジン機関が異常となった場合、自動で発電負荷を降下させることにより運転員の無人化，複数ユニットの集中化等の運転の省力化による運転員の負担低減および無人化でも安定した電力供給できる効果がある。また、エンジン機関本体側を変更することなく制御装置のロジックによるシンプルな回路構成で簡単に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
【００１１】
発電用エンジン設備の構成例を図４に示す。発電用エンジン設備はエンジン機関，冷却塔３４，一次水を冷却する冷却クーラ３２，一次冷却水ポンプ３３，二次冷却水ポンプ
３５からなる冷却水系統，潤滑油補給槽３８，潤滑油ポンプ３７および潤滑油クーラ３６からなる潤滑油系統，エンジン機関に燃料を送る燃料系統３９，始動空気を送る空気圧縮機４１の空気系統およびエンジン機関から出る排気ガス系統４０，上記ポンプ等の補機起動停止，エンジン出力調整および系統への送電等これらを制御するための制御装置４２より構成されている。
【００１２】
エンジンを制御するために、エンジンを制御する制御装置と、エンジンに関する冷却水系統，潤滑油系統，燃料系統，空気系統及び排気ガス系統によりエンジンの制御システムが構成される。
【００１３】
エンジン機関は、発電出力を複数のシリンダ３１（気筒数）でまかなうため発電出力が大きくなるほどシリンダの台数が増える。
【００１４】
制御装置４２は、エンジン機関を安全に運転するため各プロセスを監視しており、図３に監視の一例を示す。排気出口温度は複数あるシリンダに各々温度検出器を設けて温度指示値の監視を行い指示値に異常が見られた場合、発電出力を下げて異常の回避または、発電を停止する操作を実施する。
【００１５】
また、エンジン機関の運転に重要な冷却水温度などは、温度高で一次冷却水温度高（一段警報）１０が発信されさらに温度が上昇し一次冷却水温度高（二段警報）１１のトリップ値に達すると制御回路によりエンジンが停止し自動で発電を停止させる。
【００１６】
一次冷却水温度高の場合も同様に、一次冷却水温度高（一段警報）１０が発生した段階で警報を表示し、発電出力を下げて異常の回避または、発電を停止する操作を実施する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、各シリンダの排気温度の監視をおこない排気温度異常を検出して自動で発電出力を降下させる回路の一例を示す。エンジンの発電出力は、複数のシリンダでまかなわれており、例えばエンジン出力が２,０００ｋＷで８シリンダ(８気筒)の場合、１台が分担する発電出力は２５０ｋＷとなる。各シリンダの排気温度を測定する測定装置により排気温度を測定すると、定格運転時の排気出口温度は通常３００度以上になり、シリンダがステック等により固着して動かなくなった場合の温度は常温＋α（約５０度前後）となるため、比較器３で予め設定される設定値（仮に６０度）を下回った場合シリンダが固着して動いていないと判断でき、発電出力を降下させるためにガバナ減指令８を出力すると同時に給電指令と合わなくなるためガバナ減操作を優先し給電指令を除外する。発電出力を下げる目標負荷降下指令７は、下記のようにあらかじめ決めることができ固定値として設定ができる。
（数１）
目標負荷降下指令７＝（全気筒数）−（減気筒数）／（全気筒数）×余裕度
上記式により８気筒のエンジン出力が２,０００ｋＷ で１気筒が異常となった場合、１気筒分は２５０ｋＷであるので余裕度も考慮し１,６００ｋＷ〜１,７００ｋＷ程度に発電出力を降下させることで運転継続ができる。余裕度は、エンジンとしてはバランスが悪くなるため多少発電出力を発電能力より下げて設定したほうが機関としては安全となる。ただし、起動時においては機関が冷えているため比較器３の設定値で動作することより発電出力が安定したのちに図１のロジックが働くようエンジン機関が負荷運転中であることを表す信号４と排気温度の信号を比較器３でＡＮＤにすることで本発明は実現できる。
【００１８】
負荷運転中の信号４の代わりにエンジン始動または、発電機しゃ断器閉の信号５に時限タイマ６で回路を構成しても実現することができる。
【００１９】
さらに温度検出器が断線していない条件９を入れることにより信頼性の高いロジックとすることができる。
【００２０】
エンジン機関は、発電出力が大きいほどシリンダ数が増える。例えば６，８，１２気筒等である。従って、シリンダの数でエンジンの定格出力が決まるためシリンダ１台がステック等に不調となった場合でもエンジンの発電能力は残りのシリンダの台数分は発電出力があることになり自動で１台分の発電出力を下げることにより安全にエンジンの運転を継続させることができる。
【００２１】
無人化及び運転員がシリンダの異常に気が付かない場合は、異常のシリンダ台数分の発電出力がでないことになるが、給電の発電指令に対して制御装置は、給電からの指令値に合わせようと動くため制御装置からガバナ増指令が連続的に出力される。そのため正常なシリンダに対して発電出力を上げるガバナ増信号が連続してくるためエンジンは過負荷状態で運転することにもなる。これに対して、エンジン機関側を変更することなくエンジン機関の運転，起動停止および制御・監視をつかさどる制御装置に組み込まれている制御ロジックの一部に上述したロジックを付加することによりこの様な過酷な運転を防ぐことも可能となる。
【実施例２】
【００２２】
図２は、一次冷却水温度高の一段警報の発生と同時に自動で発電出力を降下させる回路の一例を示す。制御装置は、エンジン機関の発電出力，各プロセス量の制御・監視をおこなっている。エンジン機関内の温度上昇を防ぐため冷却水を使用するが冷却水クーラ内部の汚れ等による機能低下および冷却水ポンプ性能劣化等の異常によりエンジン機関内の冷却水温度が上昇すると一段目の監視として警報を発信する。冷却水温度がさらに上昇し二段警報値に達するとエンジン機関はトリップして機関を停止させているが、一段目警報および機関停止の二段警報に至るまでには時間的な余裕がある場合が多い。仮に、一段目警報値８５度で二段目警報のトリップ値９０度とした場合、一段警報が発生しエンジン停止までには５度の余裕をもっていることになる。この機関停止する９０度になる前に発電出力を降下させることができれば運転は継続させることが可能となる。一次冷却水温度高
（一段警報）１０が動作するとエンジン機関に制御装置より自動でガバナ減指令８を出して発電出力を降下させる。目標負荷降下指令は、レートα％／分で降下させるもの１２又は固定的に発電出力を仮に出力１００％から７５％に降下させるもの１３により発電出力を下げることでエンジン機関内の温度を下げることができ運転を継続することができる。目標負荷降下指令は自己保持回路１４で一段警報条件が消えるまで連続信号とし、警報が解除された信号１５で自己保持回路１４を切るように構成することで自動により発電出力を降下できる。
【００２３】
冷却水温度の上昇には、エンジン機関への冷却水不足，冷却設備の汚れ等による冷却クーラの機能低下等が考えられるためエンジンが停止する二段警報値に達する前に、一段警報の発生と同時に発電出力を自動的に降下させることにより機関全体の負担が下がるため一次冷却水温度も低下し発電を継続させることができる。
【００２４】
また、一次冷却水温度高によりエンジン機関の発電出力を降下させても温度が下がらない場合は冷却系統に致命的な異常が発生していることが予想でき、一段警報の後に所定の条件で生ずる二段警報により機関停止させることでエンジン機関は保護できる。
【００２５】
上記の発明は、一次冷却水温度高について記載したが、潤滑油温度等、発電用エンジン機関に関して測定装置で測定した各プロセスについて一段警報および二段警報で監視している項目は、同様に一段警報が発生した段階で発電出力を自動で降下させることにより運転が継続できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例を示した排気出口温度の回路図。
【図２】本発明の実施例を示した一次冷却水温度の回路図。
【図３】排気出口温度と冷却水温度の監視回路を示す図。
【図４】発電用エンジンシステムの構成例を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１，２…排気出口温度、３…温度比較器、７…目標負荷降下指令、８…ガバナ減指令、１０…一次冷却水温度高（一段警報）、１１…一次冷却水温度高（二段警報）、１２…目標負荷降下（レート％／分）、１３…目標負荷降下（固定）、３１…シリンダ、３２…冷却クーラ、３３…一次冷却水ポンプ、３６…潤滑油クーラ、３７…潤滑油ポンプ、４２…制御装置。
【図１】
2005110340.tif 000003
【図２】
2005110340.tif 000004
【図３】
2005110340.tif 000005
【図４】
2005110340.tif 000006