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JP4056286B2 - Control device for engine drive device - Google Patents
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JP4056286B2 - Control device for engine drive device - Google Patents

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JP4056286B2 JP2002118414A JP2002118414A JP4056286B2 JP 4056286 B2 JP4056286 B2 JP 4056286B2 JP 2002118414 A JP2002118414 A JP 2002118414A JP 2002118414 A JP2002118414 A JP 2002118414A JP 4056286 B2 JP4056286 B2 JP 4056286B2
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Landscapes

  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンにより駆動される空気調和装置、発電装置等のエンジン駆動装置の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高効率かつ低NOX運転を行うために、エンジンは希薄燃焼を行う必要がある。このため、一般にエンジンに導入される燃料ガスと空気とが混合された混合気は、あらかじめ希薄で運転できるように設計されて使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その一方で例えば圧縮機がガスエンジンにより駆動されるガスヒートポンプ式空気調和装置において、ツインコンプレッサのクラッチ機構を駆動する方に切り替える際には、エンジンのトルクを十分に確保する必要がある。そのために、エンジンに導入する混合気量を増加するなどして対応するが、この場合トルクが不十分(燃料量の不足)であるとエンストし、逆にトルクを確保しすぎる(燃料量の過多)とエンジンの回転数の跳ね上がりが生じる可能性がある。
【0004】
そこで本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ツインコンプレッサの両方を駆動させる際のエンジンの大きな回転数の落ち込みや跳ね上がりを抑え、空調性の向上や運転音の低減を図ることができるエンジン駆動装置の制御装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、エンジンにより駆動されるエンジン駆動装置の制御装置において、燃料ガスの流量を調整する燃料調整弁と、前記エンジンの燃焼室へ供給される空気と燃料ガスとの混合気の流量を調整するスロットル調整弁と、前記エンジンにより一方が負荷の状態にかかわらず常に駆動されると共に他方が負荷の状態に応じてクラッチ機構により駆動されるか非駆動されるかが選択されるツインコンプレッサと、このツインコンプレッサにつながって単一の冷凍サイクルを構成する室内熱交換器及び室外熱交換器と、前記ツインコンプレッサの冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、前記クラッチ機構を他方を駆動する方に切り替える際に前記圧力検出手段の検出状態に基づいて前記切り替えと同時に前記スロットル調整弁を所定開度となるように制御する制御手段とから構成したことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。図1は、本発明に係るヒートポンプ式空気調和装置の一実施の形態が適用された標準仕様の空気調和装置における冷媒回路を示す回路図である。
【0007】
この図1に示すように、冷凍装置としてのヒートポンプ式空気調和装置10は、室外機11、複数台(例えば2台)の室内機12A、12B及びマイクロコンピュータなどの制御装置13、44を有してなり、室外機11の室外冷媒配管14と室内機12A、12Bの各室内冷媒配管15A、15Bとが連結されている。
【0008】
前記室外機11は室外に設置され、室外冷媒配管14にはツインコンプレッサ16が配設されるとともに、このツインコンプレッサ16の吸込側に冷媒の圧力を検出する圧力検出センサS1、ストレーナ28及びアキュムレータ17が、吐出側に冷媒の圧力を検出する圧力検出センサS2及び四方弁18がそれぞれ配設され、この四方弁18側に室外熱交換器19、室外膨張弁24、ドライコア25が順次配設されて構成される。室外熱交換器19には、この室外熱交換器19へ向かって送風する室外ファン20が隣接して配置されている。
【0009】
また、ツインコンプレッサ16はクラッチ機構27を介してガスエンジン30に連結されており、このガスエンジン30により一方が駆動され、他方が前記クラッチ機構27により駆動されるか非駆動されるかが選択される。前記クラッチ機構27は、ガスエンジン30の出力軸に設けられたプーリ27Aと、ツインコンプレッサ16の一方側の伝達軸に設けられたプーリ27Bと、同じくツインコンプレッサ16の他方側の伝達軸に設けられたプーリ27Cと、これらの各プーリの掛け渡されたベルト27Dと、前記ツインコンプレッサ16の他方側の伝達軸の回転を該ツインコンプレッサ16の他方に伝達するか否かを切り替えるクラッチ27Eとから構成される。更に、室外膨張弁24をバイパスしてバイパス管26が配設されている。
【0010】
一方、前記室内機12A、12Bはそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管15A、15Bに室内熱交換器21A、21Bが配設されるとともに、室内冷媒配管15A、15Bのそれぞれにおいて室内熱交換器21A、21Bの近傍に室内膨張弁22A、22Bが配設されて構成される。上記室内熱交換器21A、21Bには、これらの室内熱交換器21A、21Bへ送風する室内ファン23A、23Bが隣接して配置されている。
【0011】
尚、図1中の符号28はストレーナを示す。また29は、ツインコンプレッサ16の吐出側の冷媒圧力をツインコンプレッサ16の吸込側へ逃す安全弁である。
【0012】
また、上記制御装置13は室外機11に設置され、室外機11及び室内機12A、12Bの運転を制御する。具体的には、制御装置13は、室外機11におけるガスエンジン30(即ちツインコンプレッサ16)、四方弁18、室外ファン20及び室外膨張弁24、並びに室内機12A、12Bにおける室内膨張弁22A、22B、及び室内ファン23A、23Bをそれぞれ制御する。
【0013】
前記制御装置13により四方弁18が切り替えられることにより、ヒートポンプ式空気調和装置10が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置13が四方弁18を冷房側に切り替えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器19が凝縮器に、室内熱交換器21A、21Bが蒸発器になって冷房運転状態となり、各室内熱交換器21A、21Bが室内を冷房する。また、制御装置13が四方弁18を暖房側に切り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器21A、21Bが凝縮器に、室外熱交換器19が蒸発器になって暖房運転状態となり、各室内熱交換器21A、21Bが室内を暖房する。
【0014】
また、制御装置13は、冷房運転時には、室内膨張弁22A、22Bのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。暖房運転時には、制御装置13は、室外膨張弁24及び室内膨張弁22A、22Bのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。
【0015】
一方、ツインコンプレッサ16を駆動するガスエンジン30の燃焼室(図示せず)には、制御装置44により制御されるエンジン燃料供給装置31から混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置31は、燃料供給配管32に、2個の燃料遮断弁33、ゼロガバナ34、燃料調整弁35及びスロットル調整弁36が順次配設され、この燃料供給配管32のスロットル調整弁36側端部がガスエンジン30の上記燃焼室に接続されて構成される。
【0016】
前記燃料遮断弁33は、直列に2個配設されて2閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、2個の燃料遮断弁33が連動して全閉または全開し、燃料ガスの漏れのない遮断と連通とを択一に実施する。
【0017】
前記ゼロガバナ34は、燃料供給配管32内における当該ゼロガバナ34の前後の1次側燃料ガス圧力(一次圧a)と2次側燃料ガス圧力(二次圧b)とのうち、一次圧aの変動によっても二次圧bを一定の所定圧に調整して、ガスエンジン30の運転を安定化させる。
【0018】
前記制御装置44に制御される燃料調整弁35は、スロットル調整弁36の上流側から空気が導入されることで生成される混合気の空燃比を最適に調整するものである。また、同じく前記制御装置44に制御されるスロットル調整弁36は、ガスエンジン30の燃焼室へ供給される混合気の供給量を調整して、ガスエンジン30の回転数を制御する。
【0019】
ガスエンジン30には、同じく前記制御装置44に制御されるエンジンオイル供給装置37が接続されている。このエンジンオイル供給装置37は、オイルサブタンク45に接続されるオイル供給配管38にオイル遮断弁39、サブオイルパン46及びオイル供給ポンプ40等が配設されたものであり、ガスエンジン30へエンジンオイルを適宜供給する。
【0020】
前記制御装置44によるガスエンジン30の制御は、具体的には、エンジン燃料供給装置31の燃料遮断弁33、ゼロガバナ34、燃料調整弁35及びスロットル調整弁36、並びにエンジンオイル供給装置37のオイル遮断弁39及びオイル供給ポンプ40を制御することによってなされる。
【0021】
また、48はカム角センサで、前記ガスエンジン30のどの気筒にイグニッションにより点火するかを判別するものであり、49はクランク角センサで、前記ガスエンジン30の回転速度を検出するもので、具体的にはエンジン30の各ピストンを連結するクランク軸の回転速度を検出するが、1分間当りの回転数を検出することとなる。
【0022】
そして、上記ガスエンジン30は、エンジン冷却装置41内を循環するエンジン冷却水により冷却される。このエンジン冷却装置41は、一端がガスエンジン30に付設された図示しない排ガス熱交換器を介してガスエンジン30に接続されると共に、他端がガスエンジン30に直接接続された略閉ループ形状の冷却水配管42にワックス三方弁43、ラジエータ46及び循環ポンプ47が順次配設されて構成される。
【0023】
上記循環ポンプ47は、稼働時にエンジン冷却水を昇圧して、このエンジン冷却水を冷却水配管42内で循環させる。
【0024】
上記ワックス三方弁43は、ガスエンジン30を速やかに暖機させるためのものである。このワックス三方弁43は、入口43Aが、冷却水配管42におけるガスエンジン30に、低温側出口43Bが冷却水配管42における循環ポンプ47の吸込側に、高温側出口43Cが冷却水配管42におけるラジエータ46側にそれぞれ接続される。
【0025】
エンジン冷却水は、循環ポンプ47の吐出側から約40℃でガスエンジン30の排ガス熱交換器へ流入し、ガスエンジン30の排熱(排気ガスの熱)を回収した後にガスエンジン30内を流れてこのガスエンジン30を冷却し、約80℃に加熱される。ガスエンジン30からワックス三方弁43に流入したエンジン冷却水は、低温(例えば80℃以下)のときには低温側出口43Bから循環ポンプ47に戻されてガスエンジン30を速やかに暖機し、高温(例えば80℃以上)のときには高温側出口43Cからラジエータ46へ流れる。
【0026】
このラジエータ46は、エンジン冷却水を放熱して、このエンジン冷却水を約40℃に冷却するものである。このラジエータ46にて冷却されたエンジン冷却水は、循環ポンプ47の吸込側を経てガスエンジン30の排ガス熱交換器へ戻され、ガスエンジン30を冷却する。また、このラジエータ46は、空気調和装置10の室外熱交換器19に隣接配置される。
【0027】
空気調和装置10の冷房または暖房運転時に、エンジン冷却装置41の循環ポンプ47が稼働されてエンジン冷却水が循環し、このエンジン冷却水がガスエンジン30を冷却する。ガスエンジン30を冷却したエンジン冷却水は、ラジエータ46にて放熱されて冷却される。特に、空気調和装置10の暖房運転時には、ラジエータ46にて放熱された熱は、蒸発器として機能する室外熱交換器19に取り込まれ、蒸発器の熱源として利用される。
【0028】
ところで、前記エンジン燃料供給装置31の燃料調整弁35は、図2及び図3に示すように、弁本体部51に、弁開度調整可能な弁機構、例えば電動弁53が設置され、更に切換え部材としての弁蓋50が取り付けられて構成される。この弁蓋50は、その表面50Aを外側にして取り付ける場合(図3(B))と、その裏面50Bを外側にして取り付ける場合(図3(A))とで、燃料調整弁35内を流れる燃料ガスの流路が切り替えられて、流路面積が変更可能に構成される。
【0029】
つまり、弁蓋50は、その表面50Aが平坦面に形成され、その裏面50Bに凹部52が形成されている。従って、図3(A)に示すように、裏面50Bを外側に向け、表面50Aを内側に向けて弁蓋50を弁本体部51に取り付けた場合には、ゼロガバナ34からの燃料ガスは、電動弁53のみを通ってスロットル調整弁36へ流れ、電動弁53の弁開度により流量調整される。このように、燃料ガスが電動弁53のみを通るような燃料調整弁35内の流路の選択は、発熱量が大きく(約24000kcal/m3)、燃料ガスを多量に必要としない燃料ガス種、例えばプロパンの場合である。
【0030】
また、図3(B)に示すように、表面50Aを外側に向け、裏面50Bを内側に向けて弁蓋50を弁本体部51に取り付ける場合には、ゼロガバナ34からの燃料ガスは、電動弁53を通るばかりか、弁本体部51の中央部及び弁蓋50の凹部52により形成される流路を通ってスロットル調整弁36へ流れ、電動弁53を流れる一部がこの電動弁53の弁開度により流量調整される。このように、燃料ガスが電動弁53と、凹部52等により形成された流路とをともに通る燃料調整弁35内の流路の選択は、発熱量が少なく(11000kcal/m3)、燃料ガスを多く必要とする燃料ガス種、例えば13Aの場合である。
【0031】
また、弁蓋50の側面には、図2(B)に示すように、スイッチ動作部材としての突起54が設けられている。この突起54は、燃料調整弁35の弁本体部51に設置された図4に示す弁蓋スイッチ55を押圧し、この弁蓋スイッチ55をONまたはOFF動作する。図3(A)に示すように、弁蓋50が裏面50Bを外側に向けて弁本体部51に取り付けられている場合には(プロパン仕様)、突起54が弁蓋スイッチ55を押圧することなく、この弁蓋スイッチ55はOFF動作される。また、図3(B)に示すように、弁蓋50が表面50Aを外側に向けて弁本体部51に取り付けられている場合には(13A仕様)、突起54が弁蓋50を押圧して、この弁蓋スイッチ55をON動作させる。
【0032】
この弁蓋スイッチ55のON、OFF動作により、弁蓋50の取付状態が、図4に示す制御装置44のCPU56に告知される。つまり、弁蓋スイッチ55からCPU56へOFF信号が送信されたときには、弁蓋50がプロパン仕様で取り付けられた旨が告知され、また、弁蓋スイッチ55からCPU56へON信号が送信されたときには、弁蓋50が13A仕様で取り付けられた旨が告知される。
【0033】
一方、この制御装置44には、燃料調整弁35における電動弁53の弁開度などを燃料ガスの種類に応じて異なって制御するための複数種類の制御データ、例えばプロパン仕様と13A仕様の2種類の制御データを格納するメモリ57(EEPROMなど)を備える。このメモリ57内の複数種類(2種類)の制御データは、制御装置44に装備されたディップスイッチ58等の操作により、燃料ガスの種類に対応して選択されて設定される。
【0034】
制御装置44のCPU56は、電源投入状態において、弁蓋50の取付状態(つまり燃料設定手段としての弁蓋スイッチ55のONまたはOFF信号の受信)と、同じく燃料設定手段としてのディップスイッチ58等により選択して設定されたメモリ57内の制御データの種類とに基づき、燃料調整弁35が燃料ガスの種類に適合しているか否かの判定を実施し、適合していない場合には、エラー停止の処理を行い、制御装置44の警報出力部59へ警報信号を送信して、この警報出力部59により警報を出力させる。
【0035】
つまり、CPU56は、この判定においては、図5に示すように、まずメモリ57内で設定された制御データの種類がプロパン仕様であるのか、都市ガス13A仕様であるのかを確認する。つぎに、CPU56は、弁蓋スイッチ55がON動作されて、弁蓋50の表面50Aが外側に向けて取り付けられて13A仕様になっているか(図3(B))、弁蓋スイッチ55がOFF操作されて、弁蓋50の裏面50Bが外側に向けて取り付けられてプロパン仕様になっているか(図3(A))を確認する。CPU56は、これらメモリ57内で設定された制御データの種類と弁蓋50の取付状態とが、同一の燃料ガスの種類に対応していない仕様のときにはエラーと判断して(図5のエラー▲1▼〜▲4▼)、警報出力部59に警報を出力させる。
【0036】
燃料調整弁35が燃料ガスの種類に適合している場合、すなわち、メモリ57内で設定された制御データの種類と弁蓋50の取付状態等が、同一の燃料ガスの種類に対応していると判断した場合に、引き続きCPU56は、ガスエンジン30を起動させ、燃料調整弁35と使用する燃料ガスの種類の適合状況を判定する。
【0037】
以上のように制御されてガスエンジン30が起動するが、次にガスエンジン30が起動した後の動作につき図6のフローチャートに基づき、説明する。先ず、冷媒制御からのクラッチオン信号があるか否か、言い換えると冷媒の循環量を増加する空調の状態が更なる冷却が必要か否かが制御装置44により判断される。
【0038】
そして、更なる冷却が必要と判断されると、制御装置44はガスエンジン30の設定回転数を1400min-1にセットし、燃料調整弁35を所定開度、例えば全開を410stepとしたときの250step分の開度に固定する。
【0039】
次に、制御装置44は、クラッチ機構27を作動させてガスエンジン30によりツインコンプレッサ16の両方を駆動するように制御する。そして、スロットル調整弁36をAstep分の開度とする。このAの値は、ガスエンジン30の種類がエンジンE1であれば、50×(冷媒低圧値)+10(step)であり、但し(スロットル現開度+A)<100の場合にはAは(100−スロットル調整弁現開度)である。また、ガスエンジン30の種類がエンジンE2であれば、50×(冷媒低圧値)−20(step)であり、但し(冷媒低圧値)<0.4の場合にはAは20である。なお、前記冷媒低圧値は、ゲージ圧値で、ツインコンプレッサ16の吸込側の圧力検出センサS1により検出された冷媒の圧力値である。
【0040】
そして、制御装置44は、前記燃料調整弁35の前記所定開度(250step)の固定を解除すると共に、ガスエンジン30の設定回転数のマスクを解除する。次いで、クラッチ完了信号を制御装置13に送り、以後空調の状態に合わせた制御がなされることとなる。
【0041】
以上のように、ツインコンプレッサ16のクラッチ機構27を駆動する方に切り替える際には、エンジンのトルクを十分に確保する必要があり、そのためエンジンに導入する混合気量を増加するなどして対応するのが一般的であるが、この場合トルクが不十分(燃料量の不足)であるとエンストし、逆にトルクを確保しすぎる(燃料量の過多)とエンジンの回転数の跳ね上がりが生じる可能性があるが、本発明の実施形態によれば、燃料調整弁35ばかりかスロットル調整弁36の開度をツインコンプレッサ16の必要とする出力に応じた開度とすることにより、ガスエンジン30の大きな回転数の落ち込みや跳ね上がりを抑え、空調性の向上や運転音の低減を図ることができるものである。
【0042】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガスエンジンのみでなく液体燃料エンジンにも適用でき、空気調和装置の他に、エンジン駆動発電装置などのエンジン駆動装置の制御装置に適用できる。
【0043】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ツインコンプレッサの両方を駆動させる際のガスエンジンの大きな回転数の落ち込みや跳ね上がりを抑え、空調性の向上や運転音の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す系統図である。
【図2】図1の燃料調整弁等を示す斜視図である。
【図3】図2の燃料調整弁を模擬的に示す正面図である。
【図4】図1の制御装置を、燃料調整弁の弁蓋ともに示すブロック図である。
【図5】燃料ガスの種類と制御装置のメモリにおける設定、燃料調整弁の弁蓋の取付状態との適合関係を示す図表である。
【図6】動作説明用のフローチャートである。
【符号の説明】
10 空気調和装置(エンジン駆動装置)
13、44 制御装置
16 ツインコンプレッサ
27 クラッチ機構
30 ガスエンジン
35 燃料調整弁
36 スロットル調整弁
S1 圧力検出センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an engine drive device such as an air conditioner or a power generator driven by an engine.
[0002]
[Prior art]
In order to perform high efficiency and low NOx operation, the engine needs to perform lean combustion. For this reason, generally, an air-fuel mixture obtained by mixing fuel gas and air introduced into an engine is designed and used so that it can be operated in a lean state.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, on the other hand, for example, in a gas heat pump type air conditioner in which a compressor is driven by a gas engine, when switching to a method of driving a clutch mechanism of a twin compressor, it is necessary to ensure sufficient engine torque. For this purpose, the amount of air-fuel mixture introduced into the engine is increased. However, in this case, the engine is stalled when the torque is insufficient (insufficient fuel amount), and conversely, the torque is excessively secured (excessive fuel amount). ) And engine speed may jump.
[0004]
Therefore, the present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and suppresses a drop or jump of a large engine speed when driving both twin compressors, thereby improving air-conditioning performance and reducing operating noise. The present invention provides a control device for an engine drive device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention provides a control device for an engine drive device driven by an engine, a fuel adjustment valve for adjusting a flow rate of fuel gas, and a flow rate of a mixture of air and fuel gas supplied to a combustion chamber of the engine And a twin compressor in which one is always driven by the engine regardless of the load state and the other is driven by a clutch mechanism according to the load state An indoor heat exchanger and an outdoor heat exchanger connected to the twin compressor to form a single refrigeration cycle, pressure detecting means for detecting the refrigerant pressure of the twin compressor, and a method for driving the clutch mechanism to the other a predetermined opening the switching at the same time as the throttle control valve on the basis of the detected state of said pressure detecting means when switching to Characterized by being composed of a control means for controlling the so that.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit in a standard air conditioner to which an embodiment of a heat pump air conditioner according to the present invention is applied.
[0007]
As shown in FIG. 1, a heat pump air conditioner 10 as a refrigeration apparatus includes an outdoor unit 11, a plurality of (for example, two) indoor units 12A and 12B, and control devices 13 and 44 such as a microcomputer. Thus, the outdoor refrigerant pipe 14 of the outdoor unit 11 and the indoor refrigerant pipes 15A and 15B of the indoor units 12A and 12B are connected.
[0008]
The outdoor unit 11 is installed outdoors, and a twin compressor 16 is disposed in the outdoor refrigerant pipe 14, and a pressure detection sensor S 1 that detects the pressure of the refrigerant on the suction side of the twin compressor 16, a strainer 28, and an accumulator 17. However, a pressure detection sensor S2 for detecting the pressure of the refrigerant and a four-way valve 18 are disposed on the discharge side, and an outdoor heat exchanger 19, an outdoor expansion valve 24, and a dry core 25 are sequentially disposed on the four-way valve 18 side. Composed. An outdoor fan 20 that blows air toward the outdoor heat exchanger 19 is disposed adjacent to the outdoor heat exchanger 19.
[0009]
The twin compressor 16 is connected to a gas engine 30 via a clutch mechanism 27, and one of the two is driven by the gas engine 30 and the other is selected to be driven or not driven by the clutch mechanism 27. The The clutch mechanism 27 is provided on a pulley 27A provided on the output shaft of the gas engine 30, a pulley 27B provided on one transmission shaft of the twin compressor 16, and a transmission shaft on the other side of the twin compressor 16. And a clutch 27E for switching whether to transmit the rotation of the transmission shaft on the other side of the twin compressor 16 to the other side of the twin compressor 16 or not. Is done. Further, a bypass pipe 26 is provided to bypass the outdoor expansion valve 24.
[0010]
On the other hand, the indoor units 12A and 12B are installed indoors, indoor heat exchangers 21A and 21B are disposed in the indoor refrigerant pipes 15A and 15B, respectively, and indoor heat exchange is performed in each of the indoor refrigerant pipes 15A and 15B. Indoor expansion valves 22A and 22B are arranged in the vicinity of the containers 21A and 21B. Indoor fans 23A and 23B for blowing air to the indoor heat exchangers 21A and 21B are disposed adjacent to the indoor heat exchangers 21A and 21B.
[0011]
In addition, the code | symbol 28 in FIG. 1 shows a strainer. Reference numeral 29 denotes a safety valve that releases the refrigerant pressure on the discharge side of the twin compressor 16 to the suction side of the twin compressor 16.
[0012]
The controller 13 is installed in the outdoor unit 11 and controls the operation of the outdoor unit 11 and the indoor units 12A and 12B. Specifically, the control device 13 includes the gas engine 30 (that is, the twin compressor 16) in the outdoor unit 11, the four-way valve 18, the outdoor fan 20 and the outdoor expansion valve 24, and the indoor expansion valves 22A and 22B in the indoor units 12A and 12B. , And indoor fans 23A and 23B, respectively.
[0013]
When the four-way valve 18 is switched by the control device 13, the heat pump air conditioner 10 is set to the cooling operation or the heating operation. That is, when the control device 13 switches the four-way valve 18 to the cooling side, the refrigerant flows as indicated by solid arrows, the outdoor heat exchanger 19 becomes a condenser, and the indoor heat exchangers 21A and 21B become evaporators to perform a cooling operation. Each indoor heat exchanger 21A, 21B cools the room. Further, when the control device 13 switches the four-way valve 18 to the heating side, the refrigerant flows as indicated by broken arrows, the indoor heat exchangers 21A and 21B become condensers, and the outdoor heat exchanger 19 becomes an evaporator and heating operation is performed. It will be in a state and each indoor heat exchanger 21A, 21B will heat a room | chamber interior.
[0014]
Moreover, the control apparatus 13 controls each valve opening degree of indoor expansion valve 22A, 22B according to an air-conditioning load at the time of air_conditionaing | cooling operation. During the heating operation, the control device 13 controls the valve openings of the outdoor expansion valve 24 and the indoor expansion valves 22A and 22B according to the air conditioning load.
[0015]
On the other hand, the air-fuel mixture is supplied from the engine fuel supply device 31 controlled by the control device 44 to the combustion chamber (not shown) of the gas engine 30 that drives the twin compressor 16. In the engine fuel supply device 31, two fuel cutoff valves 33, a zero governor 34, a fuel adjustment valve 35, and a throttle adjustment valve 36 are sequentially arranged in a fuel supply pipe 32, and the throttle adjustment valve 36 of the fuel supply pipe 32 is arranged. A side end portion is configured to be connected to the combustion chamber of the gas engine 30.
[0016]
The two fuel shut-off valves 33 are arranged in series to form a two-closed fuel shut-off valve mechanism, and the two fuel shut-off valves 33 are interlocked to be fully closed or fully opened so that no fuel gas leaks. Cut off and communicate with each other.
[0017]
The zero governor 34 varies in the primary pressure a among the primary fuel gas pressure (primary pressure a) and the secondary fuel gas pressure (secondary pressure b) before and after the zero governor 34 in the fuel supply pipe 32. As a result, the secondary pressure b is adjusted to a constant predetermined pressure to stabilize the operation of the gas engine 30.
[0018]
The fuel adjustment valve 35 controlled by the control device 44 optimally adjusts the air-fuel ratio of the air-fuel mixture generated by introducing air from the upstream side of the throttle adjustment valve 36. Similarly, the throttle adjustment valve 36 controlled by the control device 44 adjusts the supply amount of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber of the gas engine 30 to control the rotational speed of the gas engine 30.
[0019]
An engine oil supply device 37 that is also controlled by the control device 44 is connected to the gas engine 30. In this engine oil supply device 37, an oil shutoff valve 39, a sub oil pan 46, an oil supply pump 40, and the like are disposed in an oil supply pipe 38 connected to an oil sub tank 45, and the engine oil is supplied to the gas engine 30. Is supplied as appropriate.
[0020]
The control of the gas engine 30 by the control device 44 is specifically performed by the fuel cutoff valve 33 of the engine fuel supply device 31, the zero governor 34, the fuel adjustment valve 35 and the throttle adjustment valve 36, and the oil cutoff of the engine oil supply device 37. This is done by controlling the valve 39 and the oil supply pump 40.
[0021]
Reference numeral 48 denotes a cam angle sensor for determining which cylinder of the gas engine 30 is ignited by ignition, and 49 is a crank angle sensor for detecting the rotational speed of the gas engine 30. Specifically, the rotational speed of the crankshaft connecting the pistons of the engine 30 is detected, but the rotational speed per minute is detected.
[0022]
The gas engine 30 is cooled by engine cooling water circulating in the engine cooling device 41. The engine cooling device 41 is connected to the gas engine 30 through an exhaust gas heat exchanger (not shown) attached to the gas engine 30 at one end, and has a substantially closed loop shape in which the other end is directly connected to the gas engine 30. A water three-way valve 43, a radiator 46 and a circulation pump 47 are sequentially arranged in the water pipe 42.
[0023]
The circulation pump 47 boosts the engine cooling water during operation and circulates the engine cooling water in the cooling water pipe 42.
[0024]
The wax three-way valve 43 is for quickly warming up the gas engine 30. The wax three-way valve 43 has an inlet 43A for the gas engine 30 in the cooling water pipe 42, a low temperature side outlet 43B on the suction side of the circulation pump 47 in the cooling water pipe 42, and a high temperature side outlet 43C on the radiator in the cooling water pipe 42. 46 is connected to each side.
[0025]
The engine cooling water flows into the exhaust gas heat exchanger of the gas engine 30 from the discharge side of the circulation pump 47 at about 40 ° C., and flows through the gas engine 30 after recovering exhaust heat (heat of exhaust gas) of the gas engine 30. The lever engine 30 is cooled and heated to about 80 ° C. The engine coolant flowing into the wax three-way valve 43 from the gas engine 30 is returned to the circulation pump 47 from the low-temperature side outlet 43B when the temperature is low (for example, 80 ° C. or lower), and the gas engine 30 is quickly warmed up. When the temperature is 80 ° C. or higher, the refrigerant flows from the high temperature side outlet 43C to the radiator 46.
[0026]
The radiator 46 radiates engine cooling water and cools the engine cooling water to about 40 ° C. The engine cooling water cooled by the radiator 46 is returned to the exhaust gas heat exchanger of the gas engine 30 through the suction side of the circulation pump 47 to cool the gas engine 30. The radiator 46 is disposed adjacent to the outdoor heat exchanger 19 of the air conditioner 10.
[0027]
During cooling or heating operation of the air conditioner 10, the circulation pump 47 of the engine cooling device 41 is operated to circulate the engine cooling water, and the engine cooling water cools the gas engine 30. The engine cooling water that has cooled the gas engine 30 is radiated by the radiator 46 and cooled. In particular, during the heating operation of the air conditioner 10, the heat radiated by the radiator 46 is taken into the outdoor heat exchanger 19 functioning as an evaporator and used as a heat source of the evaporator.
[0028]
By the way, as shown in FIGS. 2 and 3, the fuel adjustment valve 35 of the engine fuel supply device 31 is provided with a valve mechanism capable of adjusting the valve opening, for example, an electric valve 53, in the valve main body 51, and further switched. A valve lid 50 as a member is attached and configured. The valve lid 50 flows through the fuel regulating valve 35 when the front surface 50A is attached to the outside (FIG. 3B) and the rear surface 50B is attached to the outside (FIG. 3A). The flow path area of the fuel gas is switched to change the flow path area.
[0029]
That is, the valve lid 50 has a surface 50A formed on a flat surface and a recess 52 formed on the back surface 50B. Therefore, as shown in FIG. 3A, when the valve lid 50 is attached to the valve body 51 with the back surface 50B facing outward and the front surface 50A facing inward, the fuel gas from the zero governor 34 is electrically driven. It flows to the throttle adjustment valve 36 only through the valve 53 and the flow rate is adjusted by the opening degree of the electric valve 53. Thus, the selection of the flow path in the fuel adjustment valve 35 so that the fuel gas passes only through the motor-operated valve 53 has a large calorific value (about 24000 kcal / m 3 ) and does not require a large amount of fuel gas. For example, in the case of propane.
[0030]
Further, as shown in FIG. 3B, when the valve lid 50 is attached to the valve body 51 with the front surface 50A facing outward and the back surface 50B facing inward, the fuel gas from the zero governor 34 In addition to passing through 53, the flow passes through the flow path formed by the central portion of the valve main body 51 and the recess 52 of the valve lid 50, and flows to the throttle adjustment valve 36, and a part flowing through the motor-operated valve 53 The flow rate is adjusted by the opening. As described above, the selection of the flow path in the fuel adjustment valve 35 through which the fuel gas passes through both the motor-operated valve 53 and the flow path formed by the recess 52 or the like generates a small amount of heat (11000 kcal / m 3 ), and the fuel gas This is the case of a fuel gas type that requires a large amount of, for example, 13A.
[0031]
Further, as shown in FIG. 2B, a protrusion 54 as a switch operation member is provided on the side surface of the valve lid 50. This protrusion 54 presses the valve lid switch 55 shown in FIG. 4 installed in the valve main body 51 of the fuel adjustment valve 35, and this valve lid switch 55 is turned on or off. As shown in FIG. 3A, when the valve lid 50 is attached to the valve body 51 with the back surface 50B facing outward (propane specification), the projection 54 does not press the valve lid switch 55. The valve lid switch 55 is turned off. Further, as shown in FIG. 3B, when the valve lid 50 is attached to the valve main body 51 with the surface 50A facing outward (specification of 13A), the protrusion 54 presses the valve lid 50. The valve lid switch 55 is turned on.
[0032]
By the ON / OFF operation of the valve lid switch 55, the attachment state of the valve lid 50 is notified to the CPU 56 of the control device 44 shown in FIG. That is, when an OFF signal is transmitted from the valve lid switch 55 to the CPU 56, it is notified that the valve lid 50 is attached in a propane specification, and when an ON signal is transmitted from the valve lid switch 55 to the CPU 56, It is notified that the lid 50 is attached with the 13A specification.
[0033]
On the other hand, the control device 44 includes a plurality of types of control data for controlling the opening degree of the electric valve 53 in the fuel adjustment valve 35 depending on the type of fuel gas, for example, propane specification and 13A specification 2 A memory 57 (EEPROM or the like) for storing various types of control data is provided. A plurality of types (two types) of control data in the memory 57 are selected and set corresponding to the type of fuel gas by operating a dip switch 58 or the like provided in the control device 44.
[0034]
In the power-on state, the CPU 56 of the control device 44 receives the valve cover 50 attached state (that is, the ON / OFF signal of the valve cover switch 55 as the fuel setting means) and the dip switch 58 or the like as the fuel setting means. Based on the type of control data in the memory 57 selected and set, it is determined whether or not the fuel adjustment valve 35 is compatible with the type of fuel gas. The alarm signal is transmitted to the alarm output unit 59 of the control device 44 and the alarm output unit 59 outputs an alarm.
[0035]
That is, in this determination, as shown in FIG. 5, the CPU 56 first checks whether the type of control data set in the memory 57 is the propane specification or the city gas 13A specification. Next, the CPU 56 determines whether the valve lid switch 55 is turned on and the surface 50A of the valve lid 50 is attached to the outside so as to be 13A specification (FIG. 3B), or the valve lid switch 55 is turned off. It is operated and it is confirmed whether the back surface 50B of the valve lid 50 is attached to the outside and has a propane specification (FIG. 3A). The CPU 56 determines that an error occurs when the type of control data set in the memory 57 and the mounting state of the valve lid 50 are not compatible with the same fuel gas type (error ▲ in FIG. 5). 1 to 4), the alarm output unit 59 outputs an alarm.
[0036]
When the fuel adjustment valve 35 is suitable for the type of fuel gas, that is, the type of control data set in the memory 57 and the mounting state of the valve lid 50 correspond to the same type of fuel gas. If it is determined, the CPU 56 starts the gas engine 30 and determines whether the fuel adjustment valve 35 and the type of fuel gas to be used are compatible.
[0037]
The gas engine 30 is started under the control as described above. Next, the operation after the gas engine 30 is started will be described based on the flowchart of FIG. First, the controller 44 determines whether or not there is a clutch-on signal from the refrigerant control, in other words, whether or not the air-conditioning state that increases the refrigerant circulation amount needs further cooling.
[0038]
When it is determined that further cooling is necessary, the controller 44 sets the set rotational speed of the gas engine 30 to 1400 min −1 and sets the fuel regulating valve 35 to a predetermined opening, for example, 250 steps when fully opened is 410 steps. Fix to the opening of the minute.
[0039]
Next, the control device 44 operates the clutch mechanism 27 to control the gas engine 30 to drive both of the twin compressors 16. Then, the throttle adjustment valve 36 is set to the opening corresponding to Astep. The value of A is 50 × (refrigerant low pressure value) +10 (step) if the type of the gas engine 30 is the engine E1, but if (throttle current opening + A) <100, A is (100 -Throttle adjustment valve actual opening). Further, if the type of the gas engine 30 is the engine E2, 50 × (refrigerant low pressure value) −20 (step). However, if (refrigerant low pressure value) <0.4, A is 20. The refrigerant low pressure value is a gauge pressure value, which is a refrigerant pressure value detected by the pressure detection sensor S1 on the suction side of the twin compressor 16.
[0040]
Then, the controller 44 releases the fixed opening (250 step) of the fuel adjustment valve 35 and releases the mask for the set rotational speed of the gas engine 30. Next, a clutch completion signal is sent to the control device 13, and control according to the air conditioning state is performed thereafter.
[0041]
As described above, when switching to drive the clutch mechanism 27 of the twin compressor 16, it is necessary to ensure a sufficient engine torque. For this reason, the amount of air-fuel mixture introduced into the engine is increased. In this case, the engine is stalled if the torque is insufficient (insufficient fuel amount). On the contrary, if the torque is excessively secured (excessive fuel amount), the engine speed may jump. However, according to the embodiment of the present invention, the opening of not only the fuel adjustment valve 35 but also the throttle adjustment valve 36 is set to an opening corresponding to the output required by the twin compressor 16, thereby increasing the size of the gas engine 30. It is possible to suppress a drop in the number of revolutions and a jump and improve air conditioning and reduce driving noise.
[0042]
The present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to this, and can be applied not only to a gas engine but also to a liquid fuel engine. It can be applied to a control device for an engine drive device such as a power generation device.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress a drop or jump of a large rotational speed of the gas engine when driving both of the twin compressors, thereby improving air conditioning and reducing operation noise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the fuel adjustment valve and the like of FIG.
FIG. 3 is a front view schematically showing the fuel adjustment valve of FIG. 2;
4 is a block diagram showing the control device of FIG. 1 together with a valve lid of a fuel adjustment valve. FIG.
FIG. 5 is a chart showing a compatibility relationship between the type of fuel gas, the setting in the memory of the control device, and the attachment state of the valve lid of the fuel adjustment valve.
FIG. 6 is a flowchart for explaining operations;
[Explanation of symbols]
10 Air conditioner (engine drive device)
13, 44 Control device 16 Twin compressor 27 Clutch mechanism 30 Gas engine 35 Fuel adjustment valve 36 Throttle adjustment valve S1 Pressure detection sensor

Claims (1)

エンジンにより駆動されるエンジン駆動装置の制御装置において、燃料ガスの流量を調整する燃料調整弁と、前記エンジンの燃焼室へ供給される空気と燃料ガスとの混合気の流量を調整するスロットル調整弁と、前記エンジンにより一方が負荷の状態にかかわらず常に駆動されると共に他方が負荷の状態に応じてクラッチ機構により駆動されるか非駆動されるかが選択されるツインコンプレッサと、このツインコンプレッサにつながって単一の冷凍サイクルを構成する室内熱交換器及び室外熱交換器と、前記ツインコンプレッサの冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、前記クラッチ機構を他方を駆動する方に切り替える際に前記圧力検出手段の検出状態に基づいて前記切り替えと同時に前記スロットル調整弁を所定開度となるように制御する制御手段とから構成したことを特徴とするエンジン駆動装置の制御装置。In a control device of an engine drive device driven by an engine, a fuel adjustment valve for adjusting a flow rate of a fuel gas, and a throttle adjustment valve for adjusting a flow rate of a mixture of air and fuel gas supplied to a combustion chamber of the engine When a twin compressor or one of the other is non-driven or driven by a clutch mechanism in accordance with the state of the load while being driven at all times regardless of the state of the load is selected by the engine, to the twin compressor The indoor and outdoor heat exchangers that are connected to form a single refrigeration cycle, pressure detection means for detecting the refrigerant pressure of the twin compressor, and the pressure when the clutch mechanism is switched to drive the other. Based on the detection state of the detection means, the throttle control valve is controlled to have a predetermined opening simultaneously with the switching. Control device for an engine driving apparatus characterized by being composed of a control means.
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