JP2013238161A

JP2013238161A - 可搬式エンジン発電機

Info

Publication number: JP2013238161A
Application number: JP2012111359A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Watanabe; 俊和渡辺; Taku Honma; 拓本間
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-11-28

Abstract

【課題】燃料漏れの発生及び発生部分を確実に検出することができる可搬式エンジン発電機を提供する。
【解決手段】防油堤２６を備えたケーシングの内部に、エンジン１１、発電機１２、燃料タンク１５、燃料送出管２２及び燃料返送管２３を備え、燃料送出管の両端部に第１流量計３１及び第２流量計３２を、燃料返送管の両端部に第３流量計３３及び第４流量計３４をそれぞれ設け、発電機の発電状態からエンジンの燃料消費量を求める手段３６を設けるとともに、第１流量計及び第２流量計の計測値から燃料送出管の燃料漏れを、第３流量計及び第４流量計の計測値から燃料返送管の燃料漏れを、第１流量計又は第２流量計の計測値と第３流量計又は第４流量計の計測値と燃料消費量とからエンジンの燃料漏れを検出する判定手段３７を設け、燃料漏れが発生したときに警報を発生する警報発生手段３９ａ，３９ｂを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、可搬式エンジン発電機に関し、詳しくは、下部に防油堤を備えたケーシングの内部にエンジン、発電機及び燃料タンクを収容した可搬式エンジン発電機に関する。

エンジンによって発電機を駆動する可搬式エンジン発電機では、エンジンなどから漏れた燃料が周囲に流出することを防止するための防油堤（オイルガード）を設けている（例えば、特許文献１参照。）。また、燃料タンクからエンジンに燃料を供給する燃料供給経路の途中に燃料小出し槽を設け、該燃料小出し槽内の燃料の状態から燃料漏れを検出するようにしたエンジン発電機が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００９−２９９６３３号公報特開２００２−３１００２４号公報

特許文献２に記載された燃料漏れの検出方法では、主燃料槽（燃料タンク）とは別に燃料小出し槽を設けなければならず、構成が複雑でコスト増になるだけでなく、主燃料槽と燃料小出し槽との間からの燃料漏れは検出することができなかった。また、可搬式エンジン発電機では、長時間連続運転に対応するため、燃料タンクの大容量化が進んでおり、これに伴って防油堤の容積も大きくする必要があることから、防油堤を含めたエンジン発電機が大型化する傾向にある。

そこで本発明は、燃料漏れの発生及び発生部分を確実に検出することができ、防油堤を含めたエンジン発電機の小型化を図ることができる可搬式エンジン発電機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の可搬式エンジン発電機は、下部に防油堤を備えたケーシングの内部に、エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、前記エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、該燃料タンク内から燃料フィードポンプで吸引した燃料を前記エンジンに供給する燃料送出管と、前記エンジンで消費されなかった燃料をエンジンから前記燃料タンクに返送する燃料返送管とを備えた可搬式エンジン発電機において、前記燃料送出管の前記燃料フィードポンプ側に第１流量計を、該燃料送出管の前記エンジン側に第２流量計を、前記燃料返送管のエンジン側に第３流量計を、該燃料返送管の前記燃料タンク側に第４流量計をそれぞれ設け、前記発電機の発電状態から前記エンジンの燃料消費量を求める燃料消費量算出手段を設けるとともに、前記第１流量計の計測値に対して前記第２流量計の計測値があらかじめ設定された流量差を超えたときに前記燃料送出管の部分で燃料漏れが発生したと判定し、前記第３流量計の計測値に対して前記第４流量計の計測値があらかじめ設定された流量差を超えたときに前記燃料返送管の部分で燃料漏れが発生したと判定し、前記第１流量計の計測値又は前記第２流量計の計測値から前記第３流量計の計測値又は前記第４流量計の計測値を差し引いた燃料供給量と前記燃料消費量算出手段で求めた燃料消費量とを比較し、燃料供給量が燃料消費量に対してあらかじめ設定された量以上に多くなったときに前記エンジンの部分で燃料漏れが発生したと判定する判定手段を設け、該判定手段が燃料漏れの発生を判定したときに警報を発生する警報発生手段を備えていることを特徴とし、さらに、前記判定手段が燃料漏れの発生を判定したときに、前記エンジンを停止させるエンジン制御手段を備えていることを特徴としている。

本発明の可搬式エンジン発電機によれば、各流量計の測定値とエンジンの燃料消費量とに基づいて燃料漏れの発生を確実に検出することができるとともに、燃料漏れの発生部分を燃料送出管、燃料返送管及びエンジンのいずれかに特定することもできる。これにより、燃料漏れの原因を容易に特定することができるので、大量の燃料が防油堤を越えて外部に漏れ出すことを防止でき、可搬式エンジン発電機に設けられている防油堤を省略したり、防油堤の容積を小さくしたりすることができ、防油堤を含めたエンジン発電機の小型化を図ることができる。

本発明のエンジン発電機の一形態例を示す断面正面図である。燃料漏れを検出する制御手段部分の一例を示すブロック図である。燃料漏れの検出手順の一例を示すフローチャートである。エンジンの負荷率と燃料消費量との関係の一例を示す図である。

まず、図１に示すように、本形態例に示す可搬式エンジン発電機は、エンジン（ディーゼルエンジン）１１で発電機１２を駆動して負荷に電力を供給するものであって、防音構造を有するケーシング１３の下部に設けられた架台１４上に前記エンジン１１及び発電機１２を水平方向に配列するとともに、架台１４の下方に大容量の燃料タンク１５を配置している。

また、架台１４上におけるエンジン１１側には、エンジン１１の運転に必要なバッテリ１６やラジエータ１７、エアクリーナ１８，排気管１９などが配置され、発電機１２側には、エンジン１１や発電機１２などを制御したりするための制御盤２０が設けられている。また、エンジン１１と燃料タンク１５との間には、燃料フィードポンプ２１及び燃料送出管２２、燃料返送管２３を含む燃料系統が設けられている。

架台１４の下部には、底板２４及び側壁２５により底部及び四周を密閉した防油堤２６が、前記燃料タンク１５の下半部を囲むようにして設けられている。発電機１２側の側壁２５の下部には、防油堤２６内の液を排出するためのドレン２７が設けられ、防油堤２６の内部には、防油堤２６内の液位があらかじめ設定された高液位に達したときに高液位信号を出力する高液位センサ２８と、防油堤２６内の液位が前記高液位より低いあらかじめ設定された低液位に達したときに低液位信号を出力する低液位センサ２９とが設けられている。

このように形成した可搬式エンジン発電機において、図２に示すように、前記燃料送出管２２の前記燃料フィードポンプ２１側には、前記燃料タンク１５内から燃料フィードポンプ２１で吸引して燃料送出管２２に流入する燃料の流量を計測する第１流量計３１が設けられるとともに、該燃料送出管２２の前記エンジン１１側には、該燃料送出管２２を通ってエンジン１１に供給される燃料の流量を計測する第２流量計３２が設けられている。

また、前記燃料返送管２３のエンジン１１側には、エンジン１１から燃料返送管２３に戻された燃料の流量を計測する第３流量計３３が設けられるとともに、該燃料返送管２３の燃料タンク１５側には、該燃料返送管２３を通って燃料タンク１５に戻される燃料の流量を計測する第４流量計３４が設けられている。

前記第１流量計３１は燃料フィードポンプ２１の燃料吐出部に、第２流量計３２はエンジン１１の燃料供給部にそれぞれ直結させた状態で燃料送出管２２の両端部に設けることが好ましく、第３流量計３３はエンジン１１の燃料返送部に、第４流量計３４は燃料タンク１５の燃料戻り部にそれぞれ直結させた状態で燃料返送管２３の両端部に設けることが好ましい。また、燃料フィードポンプ２１の燃料吸引側には、エンジン１１への燃料の供給を強制的に遮断するためのストップバルブ３５が設けられている。

エンジン１１によって駆動される前記発電機１２には、負荷に供給している電力量、周波数、力率などから発電機１２の発電状態を検出する電力量センサ３６ａが設けられている。さらに、該発電状態に基づいて前記エンジン１１の負荷率を求めることにより、エンジン１１の燃料消費量を求める燃料消費量算出手段３６ｂが設けられている。この燃料消費量算出手段３６ｂで求めた燃料消費量と、前記各流量計３１，３２，３３，３４で計測した燃料の流量計測値とは、燃料漏れの有無を判定するための演算用データとして判定手段３７に取り込まれる。さらに、判定手段３７には、該判定手段３７が燃料漏れが発生したと判定したときに、判定手段３７からの信号によって作動するエンジン制御手段３８と警報発生手段３９ａ，３９ｂとが接続されている。また、該判定手段３７には、両液位センサ２８，２９からの液位検出信号も入力されている。

判定手段３７では、前記各流量計３１，３２，３３，３４でそれぞれ計測した燃料の流量計測値と前記燃料消費量とに基づいて燃料漏れの有無を判定する。まず、前記第１流量計３１の計測値に対して前記第２流量計３２の計測値があらかじめ設定された流量差を超えたときに、前記燃料送出管２２の部分で燃料漏れが発生したと判定する。また、前記第３流量計３３の計測値に対して前記第４流量計３４の計測値があらかじめ設定された流量差を超えたときに前記燃料返送管２３の部分で燃料漏れが発生したと判定する。これにより、燃料送出管２２や燃料返送管２３の損傷による燃料漏れや配管接続部の緩みなどによる燃料漏れの発生を早期に確実に検出することができる。

さらに、判定手段３７では、第１流量計３１の計測値又は第２流量計３２の計測値と、第３流量計３３の計測値又は第４流量計３４の計測値と、燃料消費量算出手段３６ｂで求めた燃料消費量とに基づいて、エンジン１１の部分での燃料漏れの有無の判定を行う。このとき、第１流量計３１と第２流量計３２とは、１本の燃料送出管２２の両端部に設けられており、燃料送出管２２の部分に燃料漏れが無い場合には両流量計が同じ計測値を示すので、第１流量計３１の計測値及び第２流量計３２の計測値のいずれか一方の計測値を燃料送出量として採用すればよい。また、第３流量計３３と第４流量計３４とは、１本の燃料返送管２３の両端部に設けられており、燃料返送管２３の部分に燃料漏れが無い場合には両流量計が同じ計測値を示すので、第３流量計３３の計測値及び第４流量計３４の計測値のいずれか一方の計測値を燃料返送量として採用すればよい。

第１流量計３１又は第２流量計３２で計測した前記燃料送出量から第３流量計３３又は第４流量計３４で計測した前記燃料返送量を差し引いた燃料の量、すなわちエンジン１１への燃料供給量と、燃料消費量算出手段３６ｂで求めたエンジン１１の燃料消費量とを比較し、燃料供給量が燃料消費量をあらかじめ設定された量以上に超えたときにエンジン１１の部分で燃料漏れが発生していると判定する。

図３は、燃料漏れの有無を判定する手順の一例を示すもので、まず、最初のステップ５１でエンジンキーをＯＮにすると燃料フィードポンプ２１が作動を開始し、ステップ５２でストップバルブ３５が開くとエンジン１１への燃料の供給が始まる。この状態でエンジンキーをスタート位置にするとエンジン１１が始動して発電機１２が発電を開始する。

可搬式エンジン発電機の運転中、ステップ５３では、各流量計での燃料の流量計測が行われ、ステップ５４で前記燃料送出量と前記燃料返送量とに基づいてエンジン１１への燃料供給量が算出される。また、ステップ５５では、発電機１２の発電状態に基づいてエンジン１１の負荷率を求め、ステップ５６で、図４に示すエンジン１１の負荷率と燃料消費量との関係からエンジン１１における燃料消費量を求める。

ステップ５７では、ステップ５４で求めた燃料供給量とステップ５６で求めた燃料消費量とが比較され、燃料供給量が燃料消費量に対してあらかじめ設定された量以上に多い場合は、エンジン１１で燃料漏れが発生したと判定してステップ５８に進む。ステップ５８では、判定手段３７からの信号によってエンジン制御手段３８がエンジン１１を停止させ、続いてステップ５９でストップバルブ３５が閉じてエンジン１１への燃料の供給が遮断される。さらに、ステップ６０では、判定手段３７からのエンジン１１の部分で燃料漏れが発生したことに対応する信号により、警報発生手段３９ａ，３９ｂが作動して警報２が出力される。この警報２は、ステップ６１で警報リセット操作が行われるまで継続し、ステップ６１で警報リセット操作が行われるとステップ６２で警報２が停止して一連の手順が終了する。

また、ステップ５７で燃料供給量が燃料消費量に対してあらかじめ設定された量以上に多くなっていない場合には、エンジン１の部分で燃料漏れが発生していないと判定し、ステップ６３に進んで第１流量計３１の計測値（流量１）と第２流量計３２の計測値（流量２）とを比較する。このとき、流量１に比べて流量２が多い場合は、燃料送出管２２の上流側の流量より下流側の流量が多いことになり、第１流量計３１又は第２流量計３２が故障したことが考えられるので、ステップ６４に進んで警報発生手段３９ａ，３９ｂから警報１を出力し、第１流量計３１及び第２流量計３２の点検を促した状態にしてからステップ５３に戻る。

また、前記ステップ６３で流量１と流量２とが等しい場合は、正常な状態であると判定してステップ６５に進み、前記警報１が出力されている場合には警報１を停止してから運転中の最初のステップ５３に戻る。例えば、急激な流量変動などによる一時的な異常状態が発生してステップ６３からステップ６４に進んで警報１が出力された場合は、ステップ６３からステップ６５に進んだことによって警報１が停止するので、一時的な異常状態が解消されたことを確認できる。

そして、ステップ６３で流量１に比べて流量２が少ない場合は、燃料送出管２２の上流側の流量より下流側の流量が少なくなっていることから、燃料送出管２２の部分で液漏れが発生していると判定し、ステップ６６に進む。ステップ６６では、前記ステップ５８と同様に、判定手段３７からの信号によってエンジン制御手段３８がエンジン１１を停止させ、続いてステップ６７でストップバルブ３５が閉じてエンジン１１への燃料の供給が遮断される。さらに、ステップ６８で燃料送出管２２の部分で液漏れが発生したことに対応する信号により、警報発生手段３９ａ，３９ｂが作動して警報３が出力される。この警報３は、ステップ６９で警報リセット操作が行われるまで継続し、ステップ６９で警報リセット操作が行われるとステップ７０で警報３が停止して一連の手順が終了する。

また、第３流量計３３の計測値を流量１、第４流量計３４の計測値を流量２とすることにより、前記同様の手順で燃料返送管２３の部分における燃料漏れの有無の判定や両流量計３３，３４の状態を確認することができる。さらに、各流量計の計測値やエンジン１１への燃料供給量を監視することにより、各流量計の状態やエンジン１１の状態を確認することができる。

前記ステップ５７における燃料供給量と燃料消費量との比較においては、エンジンの個体差、経年変化、流量計の精度などの各種条件に応じた補正量を設定し、エンジン１１の負荷率から求めた燃料消費量に前記補正量を加えた量をあらかじめ設定し、燃料消費量に補正量を加えた量と前記燃料供給量とを比較して燃料漏れの有無を判定する。図４に示すように、負荷率１００％のときの燃料消費量が毎時１７０リットル、負荷率５０％のときの燃料消費量が毎時１０５リットル、負荷率０％（アイドリング）のときの燃料消費量が毎時３５リットルとなるエンジン１１の場合は、例えば、各負荷率における燃料消費量に、補正量として例えば毎時１リットルを加えた量を比較対象とする。例えば、負荷率が５０％の場合、通常の燃料消費量は毎時１０５リットルであるから、これに毎時１リットルを加えた毎時１０６リットルを燃料供給量との比較対象とし、燃料供給量が毎時１０６リットル以上になったときに燃料漏れと判定するように設定すればよい。同様に、ステップ６３における流量１と流量２との比較においても、流量１の上下１％未満の流量差の場合には、誤差範囲としてステップ６５に進むように設定することにより、判定動作の安定化を図ることができる。

また、燃料漏れの判定は、例えば、各流量や燃料消費量を数分間積算して判定に用いたり、流量１と流量２とが異なっている時間や流量差、燃料供給量が燃料消費量を超えている時間と超えた量とで判定したりするなど、エンジン発電機の運転状態、すなわち、負荷の変動状態に応じて判定条件を設定することが可能である。さらに、判定手段３７に前記両液位センサ２８，２９からの信号を取り込むことにより、雨水の浸入などによって高液位センサ２８が防油堤２６内の高液位を検出したときには少量の燃料漏れでも直ちにエンジン停止して警報出力を行うように設定し、防油堤２６内がほとんど空の状態で低液位センサ２９まで液位が上昇していないときには、警報出力のみを行ってエンジン停止を行わないように設定することもできる。

さらに、電力供給先の事情により、発電機１２の緊急停止が望ましくない場合、例えば、消防用ポンプや手術用電源などに電源を供給しており、僅かな燃料漏れよりも電源供給の継続が優先する場合は、前記ステップ５８，５９及びステップ６６，６７を無効とし、警報のみを出力するように設定し、消火や手術が終了してからエンジン１１を停止させるようにすることもできる。

また、燃料フィードポンプ２１として、エンジン１１の運転状態に関係なくバッテリーで作動するものを使用した場合は、エンジンキーをＯＮにすると、燃料フィードポンプ２１が作動するので、ストップバルブ３５が開いていれば、燃料タンク１５内の燃料は、燃料フィードポンプ２１から燃料送出管２２、エンジン１１、燃料返送管２３を通って燃料タンク１５に全量が循環するので、このときの各流量計の計測値が全て同一であれば、燃料漏れが発生していないこと、各流量計が正常に作動していることを確認できる。

本形態例に示す可搬式エンジン発電機では、燃料漏れが発生したときにエンジン１１を停止させるエンジン制御手段３８と警報を出力する警報発生手段３９ａ，３９ｂとを設けているが、通常運転時に発電機の操作員が操作可能な状態で使用される可搬式エンジン発電機では、警報発生手段３９ａ，３９ｂのみを設けるようにしてもよく、エンジン制御手段３８と警報発生手段３９ａ，３９ｂとを設け、エンジン制御手段３８の動作を有効／無効に切り替えるエンジン制御選択手段を設けるようにしてもよい。

また、警報発生手段３９ａ，３９ｂは、任意の警報出力手段を採用することができ、警告灯、警報などを適宜に組み合わせることができる。前記図３に示した手順における警報１，警報２，警報３は、例えば、警報１では一方の警報発生手段３９ａのみが作動し、警報２では他方の警報発生手段３９ｂのみが作動し、警報３では両方の警報発生手段３９ａ，３９ｂが作動するように設定することができる。

１１…エンジン、１２…発電機、１３…ケーシング、１４…架台、１５…燃料タンク、１６…バッテリ、１７…ラジエータ、１８…エアクリーナ、１９…排気管、２０…制御盤、２１…燃料フィードポンプ、２２…燃料送出管、２３…燃料返送管、２４…底板、２５…側壁、２６…防油堤、２７…ドレン、２８…高液位センサ、２９…低液位センサ、３１…第１流量計、３２…第２流量計、３３…第３流量計、３４…第４流量計、３５…ストップバルブ、３６ａ…電力量センサ、３６ｂ…燃料消費量算出手段、３７…判定手段、３８…エンジン制御手段、３９ａ，３９ｂ…警報発生手段

Claims

下部に防油堤を備えたケーシングの内部に、エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、前記エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、該燃料タンク内から燃料フィードポンプで吸引した燃料を前記エンジンに供給する燃料送出管と、前記エンジンで消費されなかった燃料をエンジンから前記燃料タンクに返送する燃料返送管とを備えた可搬式エンジン発電機において、前記燃料送出管の前記燃料フィードポンプ側に第１流量計を、該燃料送出管の前記エンジン側に第２流量計を、前記燃料返送管のエンジン側に第３流量計を、該燃料返送管の前記燃料タンク側に第４流量計をそれぞれ設け、前記発電機の発電状態から前記エンジンの燃料消費量を求める燃料消費量算出手段を設けるとともに、前記第１流量計の計測値に対して前記第２流量計の計測値があらかじめ設定された流量差を超えたときに前記燃料送出管の部分で燃料漏れが発生したと判定し、前記第３流量計の計測値に対して前記第４流量計の計測値があらかじめ設定された流量差を超えたときに前記燃料返送管の部分で燃料漏れが発生したと判定し、前記第１流量計の計測値又は前記第２流量計の計測値から前記第３流量計の計測値又は前記第４流量計の計測値を差し引いた燃料供給量と前記燃料消費量算出手段で求めた燃料消費量とを比較し、燃料供給量が燃料消費量に対してあらかじめ設定された量以上に多くなったときに前記エンジンの部分で燃料漏れが発生したと判定する判定手段を設け、該判定手段が燃料漏れの発生を判定したときに警報を発生する警報発生手段を備えていることを特徴とする可搬式エンジン発電機。
前記判定手段が燃料漏れの発生を判定したときに、前記エンジンを停止させるエンジン制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の可搬式エンジン発電機。