(57)【要約】【課題】  系統連系状態において単独運転検知可能なスターリングエンジン熱電併給システムを提供する。【解決手段】  出力ピストン１５に永久磁石２０を備え、ケーシング１１側に電磁コイル２２，２３を固定し、出力ピストン１５の周期運動により発電する機械的駆動機構を用いないフリーピストンスターリングエンジン１と、出力ピストン１５の周期運動を発生させるために供給された熱を回収して利用する排熱回収機構２を備えた、スターリングエンジン熱電併給システム１０であって、フリーピストンスターリングエンジン１を発振させるための駆動用インバータ３と、フリーピストンスターリングエンジン１が発電した電力を、商用電力系統５に連系させるための系統連系用インバータ４を備えてなり、系統連系用インバータ４がフリーピストンスターリングエンジン１の単独運転検知機能を備える。【選択図】  図１
2005198383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力ピストンに永久磁石を固定し、ケーシング側に電磁コイルを固定し、前記出力ピストンの周期運動により発電する機械的駆動機構を用いないフリーピストンスターリングエンジンと、前記フリーピストンスターリングエンジン内の作動流体を加熱するために供給された熱を回収して利用する排熱回収機構を備えた、スターリングエンジン熱電併給システムであって、
前記フリーピストンスターリングエンジンを発振させるための駆動用インバータと、
前記フリーピストンスターリングエンジンが発電した電力を、商用電力系統に連系させるための系統連系用インバータと、
前記フリーピストンスターリングエンジンの単独運転を検知する単独運転検知装置と、
を備えてなるスターリングエンジン熱電併給システム。
【請求項２】
前記電磁コイルが、前記駆動用インバータに接続する駆動用コイルと、前記系統連系用インバータに接続する発電用コイルからなることを特徴とする請求項１に記載のスターリングエンジン熱電併給システム。
【請求項３】
前記電磁コイルが、前記駆動用インバータに接続する駆動用コイルと、前記系統連系用インバータに接続する発電用コイルの２つの機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項１に記載のスターリングエンジン熱電併給システム。
【請求項４】
前記駆動用インバータと前記系統連系用インバータが１つの双方向インバータで構成されていることを特徴とする請求項３に記載のスターリングエンジン熱電併給システム。
【請求項５】
前記系統連系用インバータが単独運転検知装置を内蔵していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のスターリングエンジン熱電併給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリーピストンスターリングエンジンを用いた熱電併給システムに関し、より詳細には、商用電力系統との連系接続が可能で、系統電源停電時における単独運転を防止する単独運転防止機能を備えたスターリングエンジン熱電併給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スターリングエンジンは、原理的には、膨張空間と圧縮空間において、「等温膨張・等容冷却・等温圧縮・等容加熱」を繰り返す基本熱サイクルによって機械的運動を発生するもので、機械的駆動機構によって種々の構成形式が存在する。しかし、機械的駆動機構を有するスターリングエンジンは、上記基本熱サイクルに関与するヘリウム等の作動流体がケーシング外部に漏れるという問題があり、性能を長時間に亘って維持することが困難であった。
【０００３】
そこで、機械的駆動機構を有しない、つまり、上記機械的運動を機械的運動として外部に出力せずに、一旦電気エネルギ等に変換して出力するフリーピストンスターリングエンジンが提案され、実用化されている。
【０００４】
上記のような発電機構を備えたフリーピストンスターリングエンジンの基本的な構成を図７に模式的に示す。フリーピストンスターリングエンジン１は、ケーシング１１内に往復動自在なディスプレーサ１２を設け、このディスプレーサ１２によって仕切られた膨張空間１３と圧縮空間１４を形成し、更に、ケーシング１１内にディスプレーサ１２の往復動に応じた作動流体の圧力変化に従って往復動する出力ピストン１５を、圧縮空間１４を挟んでディスプレーサ１２の反対側に設け、更に、出力ピストン１５の圧縮空間１４の反対側にバウンス空間１６にバネ機構（図示せず）を設けてある。また、ディスプレーサ１２は、出力ピストン１５に設けられた貫通孔を挿通するロッド１２ａを備え、ロッド１２ａの端部１２ｂでバウンス空間１６側の圧力を受圧可能な構成となっている。尚、上記バネ機構としては、コイルスプリングや板バネ等の機械式バネ、ガスバネ、或いは、電磁バネ等が用いられている。
【０００５】
更に、膨張空間１３は連通管を介して加熱部（高温熱交換器）１７に連絡し、圧縮空間１４は連通管を介して冷却部（低温熱交換器）１８に連絡し、加熱部１７と冷却部１８の間には作動流体が通過可能な蓄熱体を備えた再生器１９が設けられている。従って、膨張空間１３と圧縮空間１４は、冷却部１８、再生器１９、加熱部１７を介して連通しているため、ディスプレーサ１２の位置に拘わらず同じ圧力に調整される。更に、出力ピストン１５には永久磁石２０が設けられ、出力ピストン１５の往復動に伴って同様に往復動する永久磁石２０の磁界が横切る位置に電磁コイル２１を設け、永久磁石２０の往復動による磁界の交番変化を電磁コイル２１で交流電力に変換可能な構成となっている。
【０００６】
尚、フリーピストンスターリングエンジンについては、種々の形態のものが、下記の特許文献１〜３に開示されている。
【０００７】
ディスプレーサ１２の往復動の原理について簡単に説明すれば、図７においてディスプレーサ１２が下方（圧縮空間１４側）に移動すると、圧縮空間１４内の作動流体は、冷却部１８、再生器１９、加熱部１７を通って膨張空間１３に送出される。この過程で、作動流体は吸熱膨張して出力ピストン１５を押し下げる。ここで、バウンス空間１６側の方が、膨張空間１３と圧縮空間１４より高圧になると、ディスプレーサ１２が上方（膨張空間１３側）に押し上げられる。一方、ディスプレーサ１２が上方（膨張空間１３側）に移動すると、膨張空間１３内の作動流体は、加熱部１７、冷却部１８、再生器１９を逆に通って圧縮空間１４に送出される。この過程で、作動流体は冷却収縮して圧力が低下するので、出力ピストン１５が上方に押し上げられる。ここで、バウンス空間１６側の方が、膨張空間１３と圧縮空間１４より低圧になると、ディスプレーサ１２が下方（圧縮空間１４側）に押し下げられる。かかる出力ピストン１５の往復動によって発電されることになる。
【０００８】
フリーピストンスターリングエンジン１は、外部エネルギによって出力ピストン１５を往復動させることで始動し、冷却部１８、再生器１９、加熱部１７を介して連通している圧縮空間１４と膨張空間１３内の作動流体の圧力が周期的に変化することでディスプレーサ１２が往復動する。結果として上記各部の構成によって定まる固有振動数で、加熱部１７からの吸熱と冷却部１８での放熱を繰り返すことによって、出力ピストン１５の周期的な運動が継続し、当該固有振動で定まる周波数の交流電力を出力する。
【０００９】
また、上記構成のフリーピストンスターリングエンジン１では、加熱部１７で作動流体に与えた熱を冷却部１８で回収可能な構成とすることができるが、その熱効率が非常に高いことから、最近では熱電併給システムとして実用化されている（例えば、下記特許文献４等参照）。図８に、フリーピストンスターリングエンジン１を熱電併給システムとして使用する場合の構成例を示す。
【特許文献１】特開２００３−１３０４８０号公報
【特許文献２】特許第３１００１６３号明細書
【特許文献３】実公平８−５２０号公報
【特許文献４】特表２００３−５２５３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図８に示すように、フリーピストンスターリングエンジンを用いた熱電併給システムを実際に運用する場合、電力の使用効率を高めるために商用電力系統と系統連系する必要がある。しかし、フリーピストンスターリングエンジンは、系統連系させることはできても、商用電力系統が停電した場合にフリーピストンスターリングエンジンの単独運転検知ができず、系統事故や工事の際に危険な状態になる虞が高い。つまり、フリーピストンスターリングエンジンは定常運転状態では、駆動用電力の入力がなくてもフリーピストンスターリングエンジンの構造で規定される周波数で発電し、当該周波数が商用電力系統の周波数と同じに設定されているため、単独運転検知ができないことによる。
【００１１】
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、系統連系状態において単独運転検知可能なスターリングエンジン熱電併給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するための本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システムの第一の特徴構成は、出力ピストンに永久磁石を固定し、ケーシング側に電磁コイルを固定し、前記出力ピストンの周期運動により発電する機械的駆動機構を用いないフリーピストンスターリングエンジンと、前記フリーピストンスターリングエンジン内の作動流体を加熱するために供給された熱を回収して利用する排熱回収機構を備えた、スターリングエンジン熱電併給システムであって、前記フリーピストンスターリングエンジンを発振させるための駆動用インバータと、前記フリーピストンスターリングエンジンが発電した電力を、商用電力系統に連系させるための系統連系用インバータと、前記フリーピストンスターリングエンジンの単独運転を検知する単独運転検知装置と、を備えてなる点にある。
【００１３】
上記スターリングエンジン熱電併給システムの第一の特徴構成によれば、商用電力系統からの系統電力を、駆動用インバータを介してフリーピストンスターリングエンジンに入力することで、電磁コイルと永久磁石で形成されるリニアモータによって出力ピストンに往復動を与えてフリーピストンスターリングエンジンを始動でき、始動したフリーピストンスターリングエンジンの発電電力を、系統連系用インバータを介して商用電力系統と系統連系させることができる。ここで、フリーピストンスターリングエンジンの発電電力と商用電力系統が系統連系用インバータによって分離していることから、単独運転検知装置は商用電力系統の停電を検知してフリーピストンスターリングエンジンの単独運転を検知できる。そして、当該単独運転検知によって、系統連系用インバータの運転の停止と連系接続の遮断の少なくとも何れか一方を実行することにより、フリーピストンスターリングエンジンの単独運転を防止できる。
【００１４】
同第二の特徴構成は、上記第一の特徴構成に加えて、前記電磁コイルが、前記駆動用インバータに接続する駆動用コイルと、前記系統連系用インバータに接続する発電用コイルからなる点にある。これにより、駆動用コイルと永久磁石で出力ピストン駆動用のリニアモータが形成され、発電用コイルと永久磁石で出力ピストンの往復動を電力に変換する発電機が形成され、上記第１の特徴構成の作用効果を奏することができる。
【００１５】
同第三の特徴構成は、上記第一の特徴構成に加えて、前記電磁コイルが、前記駆動用インバータに接続する駆動用コイルと、前記系統連系用インバータに接続する発電用コイルの２つの機能を兼ね備えている点にある。これにより、電磁コイルと永久磁石で出力ピストン駆動用のリニアモータが形成され、電磁コイルと永久磁石で出力ピストンの往復動を電力に変換する発電機が形成され、上記第１の特徴構成の作用効果を奏することができる。また、駆動用コイルと発電用コイルを分離する必要がなく、電磁コイルの構成を簡単化できる。
【００１６】
同第四の特徴構成は、上記第三の特徴構成に加えて、前記駆動用インバータと前記系統連系用インバータが１つの双方向インバータで構成されている点にある。これにより、駆動用インバータと系統連系用インバータを一体化できるので、システム構成の簡素化が図れる。
【００１７】
同第五の特徴構成は、上記第一乃至第四の何れかの一つの特徴構成に加えて、前記系統連系用インバータが単独運転検知装置を内蔵している点にある。これにより、系統連系用インバータと単独運転検知装置を一体化できるので、システム構成の簡素化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システム（以下、適宜「本発明システム」という。）の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。尚、従来のフリーピストンスターリングエンジン（図７参照）と同じ構成部分については同じ符号を付して説明する。
【００１９】
〈第１実施形態〉
図１に示すように、本発明システム１０は、フリーピストンスターリングエンジン１、フリーピストンスターリングエンジン１からの放熱を回収する排熱回収機構２、商用電力系統５と接続してフリーピストンスターリングエンジン１を始動するための駆動電力を与える駆動用インバータ３、及び、フリーピストンスターリングエンジン１の発電電力を、商用電力系統５に連系させるためのインバータであって、単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４を備えて構成される。
【００２０】
フリーピストンスターリングエンジン１は、公知のフリーピストンスターリングエンジンであれば特に如何なる形式のものでも構わないが、基本的には、図１に示すように、従来技術として図７で説明したものと同じ構成である。従って、フリーピストンスターリングエンジン１は、ケーシング１１内に往復動自在なディスプレーサ１２を備え、このディスプレーサ１２によって仕切られた膨張空間１３と圧縮空間１４を形成し、膨張空間１３と圧縮空間１４内の圧力変化に従って往復動する出力ピストン１５を、圧縮空間１４を挟んでディスプレーサ１２の反対側に備え、更に、出力ピストン１５の圧縮空間１４の反対側にバウンス空間１６にバネ機構（図示せず）を備えている。また、ディスプレーサ１２は、出力ピストン１５に設けられた貫通孔を挿通するロッド１２ａを備え、ロッド１２ａの端部１２ｂでバウンス空間１６側の圧力を受圧可能な構成となっている。尚、上記バネ機構としては、コイルスプリングや板バネ等の機械式バネ、ガスバネ、或いは、電磁バネ等が適宜採用できる。更に、膨張空間１３は連通管を介して加熱部（高温熱交換器）１７に連絡し、圧縮空間１４は連通管を介して冷却部（低温熱交換器）１８に連絡し、加熱部１７と冷却部１８の間には作動流体が通過可能な蓄熱体を備えた再生器１９が設けられている。更に、ケーシング１１内において出力ピストン１５には永久磁石２０が設けられ、出力ピストン１５の往復動に伴って往復動する永久磁石２０の磁界が横切る位置に２つの電磁コイル２２、２３が設けられている。一方の電磁コイル２２は、出力ピストン１５に往復動を与えてフリーピストンスターリングエンジン１を発振させるための駆動用コイル２２で、他方の電磁コイル２３は、出力ピストン１５つまり永久磁石２０の往復動を電力に変換する発電機を構成する発電用コイル２３である。尚、作動流体としてはヘリウムが一般的に使用されるが、作動流体はヘリウムに限定されるものではない。
【００２１】
フリーピストンスターリングエンジン１の加熱部１７への加熱は、例えば、バーナ装置等で都市ガスを燃焼させることで実現可能であるが、本発明システム１０では、加熱手段は特に都市ガスの燃焼に限定されるものではない。
【００２２】
排熱回収機構２は、例えば、フリーピストンスターリングエンジン１の冷却部１８からの放熱を水等の排熱回収媒体の加熱に利用して温水として回収する機構で、冷却部１８が、排熱回収機構２の一部として、冷却部１８内の作動流体と排熱回収媒体の間の熱交換器で構成される。この場合、排熱回収機構２には、例えば、排熱回収により生成された温水を貯湯する貯湯タンク等が含まれる。尚、排熱回収機構２は、当該形態に限定されるものではない。
【００２３】
駆動用インバータ３は、図２に示すように、入力側で商用電力系統５に接続し、商用電力系統５の商用交流電力を内蔵のダイオードブリッジ等の整流器３１で一旦直流化した後に、内蔵のＩＧＢＴ（３端子バイポーラＭＯＳ複合半導体素子）等のパワートランジスタで構成されたブリッジ回路３２によりフリーピストンスターリングエンジン１の発電周波数に一致した周波数の交流電力に変換し、フリーピストンスターリングエンジン１の駆動用コイル２２に交流電流を通電する。つまり、駆動用インバータ３は、駆動用コイル２２に対して発振器として機能する。ブリッジ回路３２の制御は、パワートランジスタの各ゲートを駆動するゲート駆動部３３に対して正弦波ＰＷＭ方式等で制御する制御部３４で行われる。尚、駆動用インバータ３の出力は、出力ピストン１５の始動に必要十分な小出力で構わない。
【００２４】
単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４は、図３に示すように、駆動用インバータ３と同様の回路構成のＡＣ／ＡＣ変換部４１、連系継電器４２、単独運転検出部４３、出力制御部４４、電流検出部４５、及び、電圧検出部４６を備えて構成される。ＡＣ／ＡＣ変換部４１は、入力側でフリーピストンスターリングエンジン１の発電用コイル２３に接続し、フリーピストンスターリングエンジン１の発電電力を内蔵のダイオードブリッジ等の整流器４７で一旦直流化した後に、内蔵のＩＧＢＴ等のパワートランジスタで構成されたブリッジ回路４８により商用電力系統５の系統周波数に一致した周波数の交流電力に変換する。ブリッジ回路４８の制御は、パワートランジスタの各ゲートを駆動するゲート駆動部４９に対して正弦波ＰＷＭ方式等で制御する制御部５０で行われる。
【００２５】
連系継電器４２は、ＡＣ／ＡＣ変換部４１の出力側と商用電力系統５を接続する継電器で、単独運転（系統停電）検知時に出力制御部４４によって開成され通電状態が遮断される。
【００２６】
単独運転検出部４３は、系統電圧を監視して、系統停電による単独運転時に現れる変化を検出する受動的単独運転検出機能と、系統連系発電装置側（つまり、単独運転検出部４３）から出力に特定の変動を与えて単独運転時に現れる変化を検出する能動的単独運転検出機能の２方式の単独運転検出機能を、単独で、或いは両者を組み合わせて構成される。受動的方式としては、電圧位相跳躍検出式、３次高調波歪急増検出式、周波数変化率検出式等の方式がある。能動的方式としては、周波数シフト式、有効電力変動式、無効電力変動式等の方式がある。本発明システム１０では、系統連系において要求される精度に応じて適切な方式を採用すればよく、特定の方式に限定されるものではない。従って、これら単独運転検出機能を実現する公知の回路構成や検出アルゴリズムを採用すればよい。
【００２７】
出力制御部４４は、単独運転検出部４３で所定の単独運転検出方式で検出された単独運転（つまり、系統停電）の検出信号Ｓ１に基づいて、ＡＣ／ＡＣ変換部４１の運転停止を制御するゲートブロック５１と連系継電器４２の開閉を制御する解列制御部５２を備えて構成される。ゲートブロック５１は、単独運転検出信号Ｓ１を受け取ると、ＡＣ／ＡＣ変換部４１のゲート駆動部４９に対して運転停止信号Ｓ２を出力し、ＡＣ／ＡＣ変換部４１の運転を停止させる。解列制御部１６は、単独運転検出信号Ｓ１を受け取ると、連系継電器４２に対して解列信号Ｓ３を出力して連系継電器４２を開成させ、ＡＣ／ＡＣ変換部４１の出力と商用電力系統５との連系接続を遮断する。
【００２８】
電流検出部４５と電圧検出部４６は、夫々電流トランスや電圧トランス等で構成され、ＡＣ／ＡＣ変換部４１の出力と商用電力系統５の間に設置されている。単独運転検出部４３は、夫々の単独運転検出方式に基づいて電流検出部４５と電圧検出部４６の出力に基づいて単独運転検出を実行する。
【００２９】
図１に示すように本発明システム１０を構成することで、フリーピストンスターリングエンジン１の始動を、駆動用インバータ３を介して実行できるとともに、フリーピストンスターリングエンジン１の発電電力と商用電力系統５に系統連系した状態で、フリーピストンスターリングエンジン１の単独運転を単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４によって検出し、系統連系を遮断することで、単独運転状態を防止することができる。
【００３０】
〈第２実施形態〉
次に、本発明システムの第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る本発明システム３０は、図４に示すように、フリーピストンスターリングエンジン１、排熱回収機構２、駆動用インバータ３、及び、単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４を備えて構成される。排熱回収機構２、駆動用インバータ３、及び、単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４は、第１実施形態のものと同じであるので、重複する説明は省略する。
【００３１】
第１実施形態との相違点は、第２実施形態では、フリーピストンスターリングエンジン１の電磁コイル２４が１つ設けられており、第１実施形態のフリーピストンスターリングエンジン１の駆動用コイル２２と発電用コイル２３を兼ね備えた形態となっている点である。そして、フリーピストンスターリングエンジン１の発電電力が、駆動用インバータ３の出力を介して系統連系用インバータ４に入力されるように、或いは、駆動用インバータ３の出力電力が、系統連系用インバータ４の入力を介して電磁コイル２４に入力されるように、電磁コイル２４の一方端が系統連系用インバータ４の入力の一方端に、電磁コイル２４の他方端が駆動用インバータ３の出力の一方端に接続し、系統連系用インバータ４の入力の他方端と駆動用インバータ３の出力の他方端が接続している。
【００３２】
図４に示すように本発明システム３０を構成することにより、フリーピストンスターリングエンジン１の単独運転防止機能を担保した状態で、１つの電磁コイル２４で、フリーピストンスターリングエンジン１の始動と発電の両方を行うことが可能となる。
【００３３】
〈第３実施形態〉
次に、本発明システムの第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る本発明システム４０は、図５に示すように、フリーピストンスターリングエンジン１、排熱回収機構２、及び、単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ６を備えて構成される。フリーピストンスターリングエンジン１、及び、排熱回収機構２は、第２実施形態のものと同じであるので、重複する説明は省略する。
【００３４】
第２実施形態との相違点は、第３実施形態では、単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ６が双方向インバータで構成され、第２実施形態における駆動用インバータ３と単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４を兼ね備えた形態となっている点である。系統連系用インバータ６の一方の入出力端がフリーピストンスターリングエンジン１の電磁コイル２４に接続し、系統連系用インバータ６の他方の入出力端が商用電力系統５に連系接続している。
【００３５】
双方向インバータである単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ６は、図６に示すように、ＡＣ／ＡＣ変換部６１、連系継電器６２、単独運転検出部６３、出力制御部６４、電流検出部６５、及び、電圧検出部６６を備えて構成される。連系継電器６２、単独運転検出部６３、出力制御部６４、電流検出部６５、及び、電圧検出部６６は、第１及び第２実施形態の単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４の連系継電器４２、単独運転検出部４３、出力制御部４４、電流検出部４５、及び、電圧検出部４６と基本的に同じである。
【００３６】
第３実施形態の系統連系用インバータ６は、双方向機能を有するため、ＡＣ／ＡＣ変換部６１の構成が、第１及び第２実施形態のＡＣ／ＡＣ変換部４１と異なる。具体的には、ＡＣ／ＡＣ変換部６１は、ＡＣ／ＡＣ変換部４１の整流器４７に代えて、ブリッジ回路６８を２つ設けて構成されている。ブリッジ回路６８の制御がパワートランジスタの各ゲートを駆動するゲート駆動部６９に対して正弦波ＰＷＭ方式等で制御する制御部７０で行われる点は第１実施形態と同じである。
【００３７】
図５に示すように本発明システム４０を構成することにより、フリーピストンスターリングエンジン１の単独運転防止機能を担保した状態で、１つの電磁コイル２４と１つの系統連系用インバータ６で、フリーピストンスターリングエンジン１の始動と発電の両方を行うことが可能となる。
【００３８】
以上、単独運転検知機能を具備したスターリングエンジン熱電併給システムの実施形態につき詳細に説明したが、第１及び第２実施形態における単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ４の単独運転検出部４３または単独運転検出部４３と出力制御部４４、或いは、第３実施形態における単独運転検知機能付きの系統連系用インバータ６の単独運転検出部６３または単独運転検出部６３と出力制御部６４は、独立した単独運転検出装置として構成されても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システムの一実施形態を示す構成図
【図２】本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システムの駆動用インバータの一構成例を示すブロック構成図
【図３】本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システムの単独運転検知機能付きの系統連系用インバータの一構成例を示すブロック構成図
【図４】本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システムの他の実施形態を示す回構成図
【図５】本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システムの他の実施形態を示す回構成図
【図６】本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システムの単独運転検知機能付きの系統連系用双方向インバータの一構成例を示すブロック構成図
【図７】フリーピストンスターリングエンジンの基本的な構成を模式的に示す構成図
【図８】従来のフリーピストンスターリングエンジンを用いた熱電併給システムのシステム構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４０】
１０、３０、４０：本発明に係るスターリングエンジン熱電併給システム
１：      フリーピストンスターリングエンジン
２：      排熱回収機構
３：      駆動用インバータ
４：      単独運転検知機能付き系統連系用インバータ
５：      商用電力系統
６：      単独運転検知機能付き系統連系用インバータ（双方向インバータ）
１１：    ケーシング
１２：    ディスプレーサ
１２ａ：  ロッド
１２ｂ：  ロッド端部
１３：    膨張空間
１４：    圧縮空間
１５：    出力ピストン
１６：    バウンス空間
１７：    加熱部（高温熱交換器）
１８：    冷却部（低温熱交換器）
１９：    再生器
２０：    永久磁石
２１：    電磁コイル
２２：    電磁コイル（駆動用コイル）
２３：    電磁コイル（発電用コイル）
２４：    電磁コイル（駆動用、発電用兼用コイル）
４１、６１：    ＡＣ／ＡＣ変換部
４２、６２：    連系継電器
４３、６３：    単独運転検出部
４４、６４：    出力制御部
４５、６５：    電流検出部
４６、６６：    電圧検出部
３１、４７：    整流器
３２、４８、６８：    ブリッジ回路
３３、４９、６９：    ゲート駆動部
３４、５０、７０：    制御部
５１、７１：    ゲートブロック
５２、７２：    解列制御部
Ｓ１：    単独運転検出信号
Ｓ２：    運転停止信号
Ｓ３：    解列信号
【図１】
2005198383.tif 000003
【図２】
2005198383.tif 000004
【図３】
2005198383.tif 000005
【図４】
2005198383.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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