JP6445351B2 - Cogeneration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、コジェネレーション装置に関する。 The present invention relates to a cogeneration apparatus.
コジェネレーション装置の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図３に示されているように、コジェネレーション装置１００は、発電機１の出力を系統９に連系させる。ＡＴＳ７に連系スイッチ１９と自立スイッチ２０とが設けられている。系統連系運転時はインバータ３−２から出力される発電機１の発電電力は連系スイッチ１９および配電盤８のブレーカを介して系統９や電気負荷１０に供給される。停電時等に発電機１を自立運転する時は、自立スイッチ２０を介してインバータ３−２が自立出力端子１５に接続され、発電出力は配電盤８を経由しないで自立出力端子１５から取り出し可能である。連系スイッチ１９と自立出力端子１５との間に、出力切り替えスイッチ２１が設けられ、系統連系運転時は、系統９および発電機１の双方から発電電力を自立出力端子１５に供給可能である。さらに、自立出力端子１５は、コジェネレーション装置１００のフレームに設けるコンセントである。
As one type of cogeneration apparatus, one disclosed in
上述したコジェネレーション装置においては、自立出力端子１５がコジェネレーション装置１００のフレームに設けられているので、自立出力端子１５の配線が正しく行われているか否かのチェック（すなわち自立出力端子１５からの出力が正常であるか否かの出力チェック）は製造時に行われるのが一般的であり、コジェネレーション装置の設置時に自立出力端子１５の出力チェックを行う必要はない。
In the above-described cogeneration apparatus, since the self-supporting
しかし、一般的にコジェネレーション装置１００は屋外に設置されている場合が多く、自立出力端子１５をコジェネレーション装置１００の外部（例えば屋内）に設けたいという要請がある。この場合、コジェネレーション装置の設置時に、屋内に設置されている自立出力端子１５と、屋外のコジェネレーション装置１００とを接続するための配線工事が行われる。さらに、その後に、自立出力端子１５の出力チェックを行う必要がある。
However, in general, the cogeneration apparatus 100 is often installed outdoors, and there is a demand for providing the self-supporting
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、コジェネレーション装置において、自立出力端子の出力チェックを確実に実施できることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to reliably perform an output check of a self-supporting output terminal in a cogeneration apparatus.
上記の課題を解決するため、請求項１に係るコジェネレーション装置は、発電装置を系統電源に連系させるとともに、発電装置の発電に伴って発生する排熱を回収するコジェネレーション装置であって、筐体と、発電装置と系統電源とを電気的に接続する系統連系出力経路のうち、筐体内に設けられている系統連系出力内部経路、および筐体外に設けられている系統連系出力外部経路と、筐体に設けられ、系統連系出力内部経路と系統連系出力外部経路とを接続するための系統連系出力端子と、筐体外に設けられ、系統電源が異常である場合のみに発電装置の電力が供給される自立コンセントと、自立コンセントと系統連系出力内部経路の分岐点とを電気的に接続する自立負荷電力供給経路のうち、筐体内に設けられている自立負荷電力供給内部経路、および筐体外に設けられている自立負荷電力供給外部経路と、筐体に設けられ、自立負荷電力供給内部経路と自立負荷電力供給外部経路とを接続するための自立負荷電力供給端子と、系統連系出力内部経路と自立負荷電力供給内部経路との間に設けられ、両内部経路を電気的に接続可能である接続用経路と、接続用経路に設けられ、接続用経路を連通・遮断する切替スイッチと、切替スイッチが（通常運転時には遮断され、）自立コンセントへの電力供給のチェック時のみに連通され、系統電源からの出力が自立コンセントに供給されているか否かを検出できる検出器を使用して自立コンセントへの電力供給のチェックを行うことが可能である自立コンセントチェックモードと、を備えている。
In order to solve the above-described problem, the cogeneration apparatus according to
これによれば、自立コンセントチェックモードにおいて、切替スイッチが連通されると、系統電源は、系統連系出力外部経路、系統連系出力内部経路、接続用経路、自立負荷電力供給内部経路、および自立負荷電力供給外部経路を通って自立コンセントに接続される。コジェネレーション装置の配線工事が正しく実施されている場合には、検出器は系統電源からの出力を検出することができる。よって、コジェネレーション装置の配線工事が正しく実施されているか否かすなわち自立コンセントの出力チェックを確実に実施することができる。 According to this, when the changeover switch is communicated in the independent outlet check mode, the grid power source is connected to the grid interconnection output external path, the grid interconnection output internal path, the connection path, the independent load power supply internal path, and the self-sustained power supply. It is connected to a stand-alone outlet through a load power supply external path. The detector can detect the output from the system power supply when the wiring work of the cogeneration apparatus is correctly performed. Therefore, whether or not the wiring work of the cogeneration apparatus is correctly performed, that is, the output check of the independent outlet can be surely performed.
＜第一実施形態＞
以下、本発明によるコジェネレーション装置の第一実施形態について説明する。このコジェネレーション装置１は、発電ユニット１０および貯湯ユニット２０を備えている。また、コジェネレーション装置１は、燃料電池タイプのコジェネレーション装置である。
<First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of a cogeneration apparatus according to the present invention will be described. The
発電ユニット１０は、筐体１０ａ、発電装置１１、電源基板１２および発電装置制御装置１３（以下、制御装置１３という。）を備えている。発電装置１１は、電力（本実施形態では交流電力）を発生させるものであり、直流電力を発電する発電機１１ａおよび電力変換装置１１ｂから構成されている。筐体１０ａは、パネル板（例えば金属製）で箱状に構成されている。筐体１０ａは、発電装置１１、電源基板１２、制御装置１３などを内部に収容している。
The
図２に示すように、発電機１１ａは、燃料電池１１ａ１、蒸発部１１ａ２、改質部１１ａ３および燃焼部１１ａ４を備えている。
蒸発部１１ａ２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部１１ａ２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して混合ガスを改質部１１ａ３に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰＧなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料がある。
As shown in FIG. 2, the
The evaporating section 11a2 is heated by a combustion gas, which will be described later, to evaporate the supplied reforming water to generate water vapor and to preheat the supplied reforming raw material. The evaporation section 11a2 mixes the steam generated in this way with the preheated reforming raw material and supplies a mixed gas to the reforming section 11a3. As reforming raw materials, there are gas fuels for reforming such as natural gas and LPG, and liquid fuels for reforming such as kerosene, gasoline and methanol.
改質部１１ａ３は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部１１ａ２から供給された混合ガス（改質用原料および水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。混合ガスが触媒によって反応し、改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水素が反応して水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は燃料電池１１ａ１の燃料極に導出されるようになっている。 The reforming unit 11a3 is heated by a combustion gas to be described later and supplied with heat necessary for the steam reforming reaction, so that the reformed gas is generated from the mixed gas (reforming raw material and steam) supplied from the evaporation unit 11a2. Is generated and derived. The mixed gas reacts with a catalyst and is reformed to generate hydrogen gas and carbon monoxide gas (so-called steam reforming reaction). At the same time, a so-called carbon monoxide shift reaction occurs in which carbon monoxide and hydrogen produced by the steam reforming reaction react to transform into hydrogen gas and carbon dioxide. These generated gases (so-called reformed gas) are led out to the fuel electrode of the fuel cell 11a1.
燃料電池１１ａ１は、燃料と酸化剤ガスとにより発電するものである。燃料電池１１ａ１は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル１１ａ１ａが図２の左右方向に積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池１１ａ１は、固体酸化物燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池１１ａ１の燃料極には、燃料としての水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。セル１１ａ１ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路１１ａ１ｂが形成されている。セル１１ａ１ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路１１ａ１ｃが形成されている。空気流路１１ａ１ｃには、カソードエアがカソードエアブロワ１１ａ５（またはカソードエアポンプ）によって供給されている。 The fuel cell 11a1 generates power using fuel and oxidant gas. The fuel cell 11a1 is configured by laminating a fuel electrode, an air electrode (oxidant electrode), and a plurality of cells 11a1a made of electrolyte interposed between the two electrodes in the left-right direction in FIG. The fuel cell 11a1 of this embodiment is a solid oxide fuel cell, and uses zirconium oxide, which is a kind of solid oxide, as an electrolyte. Hydrogen, carbon monoxide, methane gas, or the like as fuel is supplied to the fuel electrode of the fuel cell 11a1. On the fuel electrode side of the cell 11a1a, a fuel channel 11a1b through which a reformed gas that is a fuel flows is formed. An air flow path 11a1c through which air (cathode air) as an oxidant gas flows is formed on the air electrode side of the cell 11a1a. Cathode air is supplied to the air flow path 11a1c by a cathode air blower 11a5 (or a cathode air pump).
燃料電池１１ａ１においては、燃料極に供給された燃料と空気極に供給された酸化剤ガスによって発電が行われる。すなわち、燃料極では、下記化１および化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ２−）が電解質を通過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。
（化１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
（化２）
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−
（化３）
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
In the fuel cell 11a1, power generation is performed by the fuel supplied to the fuel electrode and the oxidant gas supplied to the air electrode. That is, the reaction shown in
(Chemical formula 1)
H 2 + O 2− → H 2 O + 2e −
(Chemical formula 2)
CO + O 2− → CO 2 + 2e −
(Chemical formula 3)
1 / 2O 2 + 2e − → O 2−
燃焼ガスは、燃料流路１１ａ１ｂから導出した発電に使用されなかった改質ガスが、空気流路１１ａ１ｃから導出した発電に使用されなかった酸化剤ガス（空気）によって燃焼されたものである。その燃焼が行われる場所が燃焼部１１ａ４である。燃焼部１１ａ４での燃焼により、蒸発部１１ａ２改質部１１ａ３が加熱される。 The combustion gas is obtained by burning the reformed gas not used for power generation derived from the fuel flow path 11a1b with the oxidant gas (air) not used for power generation derived from the air flow path 11a1c. The place where the combustion is performed is the combustion part 11a4. By the combustion in the combustion part 11a4, the evaporation part 11a2 reforming part 11a3 is heated.
電力変換装置１１ｂは、図１に示すように、発電装置１１（燃料電池１１ａ１）から供給された直流電流を交流電流に変換するものである。また、電力変換装置１１ｂは、変換した交流電流を出力する機能を備えている。電力変換装置１１ｂ（すなわち発電装置１１）は、系統連系出力経路１４を介して系統電源３０と電気的に接続されている。電力変換装置１１ｂから出力される交流電力および系統電源３０からの交流電力は系統連系出力経路１４に出力されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
また、電力変換装置１１ｂは、系統連系出力経路１４を介して供給される系統電源３０からの交流電力を直流電力に変換して出力する機能も備えている。電力変換装置１１ｂが出力する直流電力は、電源基板１２に出力される。電源基板１２は、供給された直流電力を所定の直流電力に変換して制御装置１３、補機１０ｂなどに供給している。補機１０ｂは、図示のない改質水ポンプ、原料ポンプや各部位の温度センサなどの発電ユニット１０を作動させるのに必要であって直流電流で作動するものから構成されている。
The
系統連系出力経路１４は、筐体１０ａ外に設けられている系統連系出力外部経路１４ａと筐体１０ａ内に設けられている系統連系出力内部経路１４ｂとから構成されている。系統連系出力外部経路１４ａの一端は、系統電源３０に接続されており、系統連系出力外部経路１４ａの他端は、筐体１０ａに設けられている系統連系出力端子１０ａ１に接続されている。系統連系出力内部経路１４ｂの一端は、系統連系出力端子１０ａ１に接続されており、系統連系出力内部経路１４ｂの他端は、電力変換装置１１ｂに接続されている。
The grid
系統連系出力端子１０ａ１は、系統連系出力外部経路１４ａと系統連系出力内部経路１４ｂとを接続するための端子である。系統連系出力外部経路１４ａおよび系統連系出力内部経路１４ｂは、例えば電線である。系統連系出力外部経路１４ａは、単相三線の２００Ｖであり、系統連系出力内部経路１４ｂは、単相二線の１００Ｖである。
The grid connection output terminal 10a1 is a terminal for connecting the grid connection output
系統連系出力外部経路１４ａには、分電盤３１が配設されている。分電盤３１には、第一電気負荷３２が接続経路３２ａを介して電気的に接続されている。電力変換装置１１ｂが出力する電力は、必要に応じて系統連系出力経路１４および接続経路３２ａを介して第一電気負荷３２に供給されるようになっている。第一電気負荷３２は、電灯、アイロン、テレビ、洗濯機、電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫などの電気器具である。なお、発電ユニット１０が発電する電力より第一電気負荷３２の消費電力が上回った場合、その不足電力は、分電盤３１を介して系統電源３０からの電力が供給されるようになっている。このように、第一電気負荷３２は、系統電源３０からの電力および電力変換装置１１ｂからの電力が供給されるようになっている。
A
分電盤３１は、図３に示すように、電気経路を開路または閉路する第一〜第三遮断器３１ａ，３１ｂ，３１ｃを備えている。第一遮断器３１ａは、系統連系出力外部経路１４ａのうち接続経路３２ａとの接続点１４ａ１と系統電源３０との間に設けられている。第二遮断器３１ｂは、系統連系出力外部経路１４ａのうち接続経路３２ａとの接続点１４ａ１と系統連系出力端子１０ａ１との間に設けられている。第三遮断器３１ｃは、接続経路３２ａに設けられている。
As shown in FIG. 3, the
また、図１に示すように、系統連系出力外部経路１４ａ上であって系統電源３０と分電盤３１の間には、電圧センサ１４ａ２が配設されている。電圧センサ１４ａ２は、系統電源３０から電力変換装置１１ｂ（第一電気負荷３２側）へ供給される電力の電圧を検出するものである。なお、本実施形態においては、系統電源３０の電圧を検出するために電圧センサ１４ａ２を配設しているが、系統電源３０から電力変換装置１１ｂへ供給される電力を検出する電力センサを配設するようにしても良い。
As shown in FIG. 1, a voltage sensor 14a2 is disposed between the
系統連系出力内部経路１４ｂには、電力変換装置１１ｂ側から順番に、第一開閉器１４ｃ、センサ１４ｄおよびブレーカ１４ｅが設けられている。第一開閉器１４ｃは、制御装置１３の指令にしたがって閉路または開路されることにより、電力変換装置１１ｂと系統電源３０とを電気的に連通または遮断するものである。第一開閉器１４ｃは、系統電源３０と発電装置１１とを解列させる解列リレーである。第一開閉器１４ｃは、図３に示すように、一対の開閉器で構成されている。
In the grid interconnection output
センサ１４ｄは、電力変換装置１１ｂとブレーカ１４ｅの間に配設されている。より詳しくは、センサ１４ｄは、第一開閉器１４ｃとブレーカ１４ｅの間に配設されている。センサ１４ｄは、その配設された位置の電圧及び電流の少なくとも一方を検出して、発電装置１１が系統電源３０から給電されているか否かを検出するものである。本実施形態では、センサ１４ｄは、その配設された位置の電圧を検出する。センサ１４ｄで検出された電圧の検出信号は、制御装置１３に出力される。
The
ブレーカ１４ｅは、系統電源３０からの送電が行われている場合であって、何らかの原因により系統連系出力経路１４に異常な電流（例えば過電流）が流れたときに、自動で系統連系出力経路１４を開路とするようになっている。これにより発電ユニット１０は異常な電流による損傷などから回避される。ブレーカ１４ｅは、系統連系出力内部経路１４ｂに設けられ、系統連系出力内部経路１４ｂを自動的に遮断する遮断装置である。
The
系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ１には、一端が自立コンセント３３に接続された自立負荷電力供給経路１５の他端が接続されている。自立コンセント３３には、第二電気負荷３４が着脱可能に接続される。
The other end of the self-supporting load
自立コンセント３３は、系統電源３０からの電力供給が停止（以下、停電とする）された場合など、系統電源３０が異常である場合に、発電装置１１（燃料電池１１ａ１）を発電させて電力変換装置１１ｂからの電力のみを第二電気負荷３４に供給する発電運転（以下、自立発電運転とする）中のみに使用されるものである。すなわち、自立コンセント３３は、系統電源３０が異常である場合（例えば停電の場合）における自立発電運転中に燃料電池１１ａ１が発電する電力のみが供給されるようになっている。また、自立コンセント３３は、筐体１０ａ外（例えば屋内または屋外）の電力使用場所Ａ１に設けられている。
When the power supply from the
第二電気負荷３４は、自立発電運転中において、電力変換装置１１ｂに接続されて、電力変換装置１１ｂからの電力のみが供給されるものである。第二電気負荷３４は、第一電気負荷３２と同様の電気器具であるが、停電の場合における自立発電運転中に、使用者が使用したい電気器具について、自立コンセント３３に接続して使用されるものである。
The second
自立負荷電力供給経路１５は、筐体１０ａ外に設けられている自立負荷電力供給外部経路１５ａと筐体１０ａ内に設けられている自立負荷電力供給内部経路１５ｂとから構成されている。自立負荷電力供給外部経路１５ａの一端は、自立コンセント３３に接続されており、自立負荷電力供給外部経路１５ａの他端は、筐体１０ａに設けられている自立負荷電力供給端子１０ａ２に接続されている。自立負荷電力供給内部経路１５ｂの一端は、自立負荷電力供給端子１０ａ２に接続されており、自立負荷電力供給内部経路１５ｂの他端は、系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ１に接続されている。
The self-supporting load
自立負荷電力供給端子１０ａ２は、自立負荷電力供給外部経路１５ａと自立負荷電力供給内部経路１５ｂとを接続するための端子である。自立負荷電力供給外部経路１５ａおよび自立負荷電力供給内部経路１５ｂは、例えば電線（単相二線の１００Ｖ）である。
The independent load power supply terminal 10a2 is a terminal for connecting the independent load power supply
自立負荷電力供給内部経路１５ｂには、図３に示すように、電力変換装置１１ｂ側から順番に、第二開閉器１５ｃ、トランス１５ｄ、および第三開閉器１５ｅが設けられている。第二開閉器１５ｃは、制御装置１３の指令にしたがって閉路または開路されることにより、電力変換装置１１ｂと第二電気負荷３４および貯湯ユニット２０とを、より具体的には分岐点１４ｂ１と自立負荷電力供給端子１０ａ２および熱源機電力供給端子１０ａ３とを電気的に連通または遮断する開閉装置である。
As shown in FIG. 3, a
トランス１５ｄは、入力した交流電圧を変換して出力する。本実施形態では、２００Ｖを１００Ｖに変換する。
第三開閉器１５ｅは、制御装置１３の指令にしたがって閉路または開路されることにより、電力変換装置１１ｂと第二電気負荷３４とを、より具体的には分岐点１５ｂ１と自立負荷電力供給端子１０ａ２とを電気的に連通または遮断する開閉装置である。
The transformer 15d converts the input AC voltage and outputs it. In this embodiment, 200V is converted to 100V.
The
系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ２には、一端が内部負荷３５に接続された内部負荷電力供給経路１６の他端が接続されている。内部負荷３５は、発電ユニット１０に設けられている電気負荷であり、例えば着火用ヒータ（図示省略）、凍結防止用ヒータ（図示省略）などである。内部負荷３５は、筐体１０ａ内に設けられるのが好ましい。着火用ヒータは、発電機１１ａの上述した燃焼部１１ａ４を着火させるためのヒータであり、凍結防止用ヒータは、水タンク（図示省略）などの筐体１０ａ内の水回りの凍結を防止するためのヒータである。
The other end of the internal load
内部負荷電力供給経路１６には、第四開閉器１６ａが設けられている。第四開閉器１６ａは、制御装置１３の指令にしたがって閉路または開路されることにより、分岐点１４ｂ２と内部負荷３５とを電気的に連通または遮断する開閉装置である。第四開閉器１６ａは、図３に示すように、一対の開閉器で構成されている。
The internal load
系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ３には、一端が貯湯ユニット２０の電源基板２３に接続された熱源機電力供給経路１７の他端が接続されている。熱源機電力供給経路１７は、系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ３から分岐され、筐体１０ａの外部に配設されている熱源機（本実施形態では貯湯ユニット２０）に電力を供給する。
The other end of the heat source machine
熱源機電力供給経路１７は、筐体１０ａ外に設けられている熱源機電力供給外部経路１７ａと筐体１０ａ内に設けられている熱源機電力供給内部経路１７ｂとから構成されている。熱源機電力供給外部経路１７ａの一端は、電源基板２３に接続されており、熱源機電力供給外部経路１７ａの他端は、筐体１０ａに設けられている熱源機電力供給端子１０ａ３に接続されている。熱源機電力供給内部経路１７ｂの一端は、熱源機電力供給端子１０ａ３に接続されており、熱源機電力供給内部経路１７ｂの他端は、系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ３に接続されている。
The heat source machine
熱源機電力供給端子１０ａ３は、熱源機電力供給外部経路１７ａと熱源機電力供給内部経路１７ｂとを接続するための端子である。熱源機電力供給外部経路１７ａおよび熱源機電力供給内部経路１７ｂは、例えば電線（単相二線の１００Ｖ）である。
The heat source machine power supply terminal 10a3 is a terminal for connecting the heat source machine power supply
熱源機電力供給内部経路１７ｂには、熱源機電力供給端子１０ａ３側から順番に、電源切替器１７ｃおよび第五開閉器１７ｄが配設されている。電源切替器１７ｃは、第一接続用経路１８を介して自立負荷電力供給内部経路１５ｂに接続されている。第一接続用経路１８の一端は、電源切替器１７ｃに接続され、第一接続用経路１８の他端は、自立負荷電力供給内部経路１５ｂの分岐点１５ｂ１に接続されている。
In the heat source power supply
電源切替器１７ｃは、第一接続用経路１８と熱源機電力供給外部経路１７ａとの接続（ｂ接点側に接続）、または、熱源機電力供給内部経路１７ｂと熱源機電力供給外部経路１７ａとの接続（ａ接点側に接続）を、制御装置１３から指令を受けて切り替える。すなわち、電源切替器１７ｃは、制御装置１３から指令を受けて、電源基板２３に対する、系統電源３０からの電力供給または発電装置１１からの電力供給を切り替える。
第五開閉器１７ｄは、制御装置１３の指令にしたがって閉路または開路されることにより、分岐点１４ｂ３と電源基板２３とを電気的に連通または遮断する開閉装置である。
The
The
自立負荷電力供給内部経路１５ｂの分岐点１５ｂ２には、一端が内部負荷電力供給経路１６の分岐点１６ｂに接続された第二接続用経路１９の他端が接続されている。第二接続用経路１９は、内部負荷電力供給経路１６と自立負荷電力供給内部経路１５ｂとの間、ひいては系統連系出力内部経路１４ｂと自立負荷電力供給内部経路１５ｂとの間に設けられており、両内部経路１４ｂ、１５ｂを電気的に接続可能である。
The other end of the
第二接続用経路１９には、分岐点１６ｂから順番に、第六開閉器１９ａおよび故障検出装置１９ｂが設けられている。第六開閉器１９ａは、制御装置１３の指令にしたがって閉路または開路されることにより、分岐点１５ｂ２と分岐点１６ｂとを電気的に連通または遮断する開閉装置である。この第六開閉器１９ａが、第二接続用経路１９を連通・遮断する切替スイッチである。
故障検出装置１９ｂは、第六開閉器１９ａが故障であるか否かを検出するために設置部位の電圧および電流のうち少なくとも何れか一方を検出するものである（制御装置１３とともに故障検出部を構成する）。故障検出装置１９ｂは、シャント抵抗の電圧を測定して設置部位の電圧および電流のうち少なくとも何れか一方を検出する。例えば、系統電源３０から電力が供給されている場合、故障検出装置１９ｂは、所定周期（５０／６０Ｈｚ）の方形（または波形）パルスを制御装置１３に出力する。
In the
The
制御装置１３は、発電装置１１（燃料電池１１ａ１）の制御を少なくとも行うものである。具体的には、系統電源３０から電力供給があるときは、第一電気負荷３２の消費電力となるように燃料電池１１ａ１の発電量の制御を行う。このとき、燃料電池１１ａ１の発電する電力より第一電気負荷３２の消費電力が上回る場合は、その不足電力を系統電源３０から受電して補うようになっている。停電の場合は、燃料電池１１ａ１の発電量が一定の出力電力（例えば定格の半分（３５０Ｗ））となるように制御している。なお、第二電気負荷３４の消費電力となるように燃料電池１１ａ１の発電量の制御を行ってもよい。
また、第一〜第六開閉器１４ｃ〜１９ａおよび電源切替器１７ｃは、制御装置１３からの指示に従って、開閉制御されるようになっている。
The
The first to
制御装置１３は、センサ１４ｄの検出信号が入力されるようになっている。制御装置１３はセンサ１４ｄの検出信号に基づいて、系統電源３０の停電を検出することができる。具体的には、センサ１４ｄによって検出された系統電源３０の電圧が所定電圧以下（例えば定格の１／１０以下）である場合は、系統電源３０は停電であると検出される。また、制御装置１３は、電圧センサ１４ａ２の検出信号が入力されるようになっている。
The
貯湯ユニット２０は、貯湯槽２１、貯湯槽制御装置２２および電源基板２３を備えている。
貯湯槽２１は、発電装置１１（燃料電池１１ａ１）の排熱を熱交換により回収した湯水を貯めるものである。貯湯槽２１には、貯湯槽２１内の湯水（貯湯水）を循環させるための湯水循環回路２４が接続されている。湯水循環回路２４上には、熱交換器２５が配設されている。熱交換器２５には、一端が発電機１１ａの排熱が排出される発電機１１ａの排出口に接続された流路２５ａの他端が接続されている。熱交換器２５は、流路２５ａを介して供給される排熱と湯水循環回路２４を循環する湯水との間で熱交換を行うものである。すなわち、発電ユニット１０の発電中に図示しないポンプの駆動によって湯水循環回路２４を湯水が循環すると、湯水が流路２５ａを介して排出された発電ユニット１０の排熱を熱交換器２５を介して回収することで、湯水が加熱されるようになっている。
なお、発電機１１ａの排熱とは、例えば、発電ユニット１０の場合、燃料電池１１ａ１の排熱や改質部１１ａ３の排熱などをいう。しかし、それに限定せず発電ユニット１０それ自体の熱など回収可能な排熱なら何でも利用できる。
The hot
The hot
For example, in the case of the
貯湯槽２１は、１つの柱状容器を備えており、その内部に温水が層状に、すなわち上部の温水が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の温水が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯槽２１に貯留されている高温の温水が貯湯槽２１の柱状容器の上部から導出され、その導出された分を補給するように水道水などの水（低温の水）が貯湯槽２１の柱状容器の下部から導入されるようになっている。このような貯湯槽２１は、発電ユニット１０の近くに設置されている。
The hot
貯湯槽２１の内部には残湯量検出センサである温度センサ群２１ａが設けられている。温度センサ群２１ａは複数（本実施形態においては５個）の温度センサ２１ａ−１，２１ａ−２，・・・，２１ａ−５から構成されており、上下方向（鉛直方向）に沿って等間隔（貯湯槽２１内の上下方向高さの４分の１の距離）にて配設されている。各温度センサ２１ａ−１，２１ａ−２，・・・，２１ａ−５はその位置の貯湯槽２１内の液体（温水または水）の温度をそれぞれ検出するものである。この温度センサ群２１ａによる各位置での湯温の検出結果に基づいて貯湯槽２１内の残湯量が、この温度センサ群２１ａの検出結果が送信される貯湯槽制御装置２２によって導出されるようになっている。残湯量は、貯湯槽２１内に蓄えられた熱量を表している。
Inside the hot
貯湯槽２１には、給湯管２６が接続されている。給湯管２６には、上流から順番に補助加熱装置であるガス湯沸かし器（図示省略）、温度センサ２６ａおよび流量センサ２６ｂが配設されている。ガス湯沸かし器は、給湯管２６を通過する貯湯槽２１からの湯水を加熱して給湯するようになっている。温度センサ２６ａはガス湯沸かし器を通過した後の湯水の温度を検出するものであり、その検出信号は貯湯槽制御装置２２に送信されるようになっている。すなわち、温度センサ２６ａで検出した湯水の温度が設定された給湯温度となるように、ガス湯沸かし器で加熱している。また、流量センサ２６ｂは、貯湯槽２１から供給されている単位時間あたりの湯水消費量（給湯量）を検出するものである。流量センサ２６ｂの検出信号は貯湯槽制御装置２２に送信されるようになっている。また、図示していないが、給湯管２６には貯湯槽２１の導出口と温度センサ２６ａとの間に水道水が合流するようになっている。これにより、貯湯槽２１からの湯水を降温している。
A hot
給湯管２６には、貯湯槽２１に貯留している湯水を給湯として利用する湯水使用場所Ａ２に設置されている複数の湯利用機器Ａ２ａが接続されている。この湯利用機器としては、浴槽、シャワ、キッチン（キッチンの蛇口）、洗面所（洗面所の蛇口）などがある。また、給湯管２６には、貯湯槽２１の湯水を熱源として利用する湯水使用場所Ａ２に設置されている熱利用機器Ａ２ｂが接続されている。この熱利用機器としては、浴室暖房、床暖房、浴槽の湯の追い炊き機構などがある。
The hot
貯湯槽制御装置２２は、貯湯槽２１の残湯量を少なくとも制御するものである。この貯湯槽制御装置２２は、系統電源３０から供給された電力により作動し、制御装置１３と互いに通信可能に接続されている。貯湯槽制御装置２２は、温度センサ群２１ａの検出結果に基づいて、図示しないポンプを作動させて湯水を循環させ加熱することにより貯湯槽２１の残湯量の制御をする。また、貯湯槽制御装置２２は、温度センサ２６ａおよび流量センサ２６ｂなどの検出結果に基づいて図示しないガス湯沸かし器などを作動させ、給湯温度の制御をする。
The hot water
貯湯槽制御装置２２は、電源基板２３から電力供給を受けて作動している。電源基板２３は、通常時には系統電源３０からの交流電力が供給され、停電時には発電装置１１からの交流電力が供給されるように構成されている。電源切替器１７ｃは、通常時には、系統電源３０から電源基板２３への電力供給に切り替えられ、停電時には、発電装置１１から電源基板２３への電力供給に切り替えられる。電源基板２３は、供給された交流電力を所定の直流電力に変換して貯湯槽制御装置２２へ供給している。
The hot water
さらに、貯湯ユニット２０は、貯湯槽制御リモコン２７を備えている。貯湯槽制御リモコン２７は、貯湯槽制御装置２２と互いに通信可能に接続されて、貯湯槽２１の貯湯状況を少なくとも表示して貯湯槽２１の遠隔操作を行うリモコンである。このリモコン２７には、貯湯槽２１内の湯水の残湯量、給湯温度および湯水消費量などの貯湯槽２１の貯湯状況が表示される。また、このリモコン２７には、発電機１１ａの発電する電力や使用電力量などの発電ユニット１０の運転状況が表示できるようになっている。
Further, the hot
次に、上述したコジェネレーション装置１の設置工事について説明する。屋内の分電盤３１に、系統連系出力端子１０ａ１に接続されている系統連系出力経路１４（系統連系出力外部経路１４ａ）を接続する配線施工が行われる。屋内の自立コンセント３３に、自立負荷電力供給端子１０ａ２に接続されている自立負荷電力供給経路１５（自立負荷電力供給外部経路１５ａ）を接続する配線施工が行われる。貯湯ユニット２０と熱源機電力供給端子１０ａ３とを熱源機電力供給外部経路１７ａで接続する配線施工が行われる。貯湯ユニット２０と発電ユニット１０とを湯水循環回路２４で接続する配管施工が行われる。
Next, installation work of the above-described
さらに、上述したコジェネレーション装置１の電気系統の動作について説明する。
最初に、系統電源３０が正常である場合について図４を参照して説明する。第一〜第三遮断器３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、全て閉路状態（オン状態：連通状態）である。第一開閉器１４ｃは、閉路状態である。これにより、発電装置１１は系統電源３０と連系されており、発電装置１１からの電力および系統電源３０からの電力の両方が第一電気負荷３２に供給可能である。
第二開閉器１５ｃは、開路状態（オフ状態：遮断状態）である。第三開閉器１５ｅは、開路状態である。これにより、自立コンセント３３は、発電装置１１と電気的に遮断されており、発電装置１１からの電力は供給されていない。
第四開閉器１６ａは、必要に応じて開路状態または閉路状態である。
第五開閉器１７ｄは、閉路状態である。電源切替器１７ｃは、ａ接点側に切替接続されている。これにより、貯湯ユニット２０は、発電装置１１および系統電源３０と電気的に連通されており、発電装置１１からの電力および系統電源３０からの電力の両方が貯湯ユニット２０に供給可能である。
第六開閉器１９ａは、開路状態である。
Furthermore, operation | movement of the electric system of the
First, the case where the
The
The
The
The
次に、系統電源３０が異常である場合（例えば停電）について図５を参照して説明する。第一〜第三遮断器３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、全て閉路状態（オン状態：連通状態）である。第一開閉器１４ｃは、開路状態である。発電装置１１は系統電源３０と解列されている。
第二開閉器１５ｃは、閉路状態である。第三開閉器１５ｅは、閉路状態である。これにより、自立コンセント３３は、発電装置１１と電気的に連通されており、発電装置１１からの電力が供給可能である。
第四開閉器１６ａは、開路状態である。
第五開閉器１７ｄは、開路状態である。電源切替器１７ｃは、ｂ接点側に切替接続されている。これにより、貯湯ユニット２０は、発電装置１１と電気的に連通されており、発電装置１１からの電力が貯湯ユニット２０に供給可能である。このとき、発電装置１１からの電力は、自立コンセント３３または貯湯ユニット２０のいずれかに選択的に供給されるように制御してもよい。自立コンセント３３のみに供給する場合には、電源切替器１７ｃは、ａ接点側に切替接続される。貯湯ユニット２０のみに供給する場合には、第三開閉器１５ｅを開路状態にすればよい。
第六開閉器１９ａは、開路状態である。
Next, the case where the
The
The
The
The
さらに、施工時（メンテナンス時）について図６，７を参照して説明する。
上述した各配線施工後、各配線施工が正しく行われたか否かを確認する配線施工確認が行われる。作業者は、確認作業を開始する際に、入力部１３ａの確認スイッチ１３ａ１を押す（入力部１３ａはタッチパネルにより構成するようにしてもよい。）。制御装置１３は、図７に示すフローチャートに沿って配線施工確認を実行する。この確認スイッチ１３ａ１は、第六開閉器１９ａ（切替スイッチ）のオン・オフ操作ができる操作装置の一形態である。操作装置として、確認スイッチ１３ａ１とは別に第六開閉器１９ａをオン・オフ操作ができる専用のスイッチを設けるようにしてもよい。
Further, construction (maintenance) will be described with reference to FIGS.
After each wiring construction mentioned above, the wiring construction confirmation which confirms whether each wiring construction was performed correctly is performed. When starting the confirmation work, the worker presses the confirmation switch 13a1 of the
ステップＳ１０２において、制御装置１３は、電気系統を系統連系状態（図４参照）にする。具体的には、制御装置１３は、第一開閉器１４ｃを閉路状態とするとともに、第五開閉器１７ｄを閉路状態とし、電源切替器１７ｃをａ接点側に切替接続する。これにより、発電装置１１は、系統電源３０と接続されるとともに、貯湯ユニット２０も系統電源３０と接続される。一方、制御装置１３は、第二開閉器１５ｃおよび第三開閉器１５ｅを開路状態とし、第六開閉器１９ａを開路状態とする。これにより、自立コンセント３３は、発電装置１１および系統電源３０の両方と遮断されている。なお、第四開閉器１６ａは、必要に応じて開路状態または閉路状態とされる。また、ブレーカ１４ｅは遮断状態でなく、連通状態である。
In step S102, the
ステップＳ１０４において、制御装置１３は、系統連系出力経路１４の配線施工を自動的に確認する。このとき、発電装置１１の発電は行われていない。制御装置１３は、センサ１４ｄによって系統電源３０からの給電が検出される場合には、系統電源３０が系統連系出力経路１４を介してコジェネレーション装置１に通電されていると判断し、系統連系出力経路１４の配線施工が正しく行われたと判断する（ステップＳ１０４にて「ＹＥＳ」と判定する）。制御装置１３は、ステップＳ１０６において、系統連系出力経路１４の配線施工が正しく行われた旨（正常である旨）の報知を行う。例えば、表示部１３ｂに正常である旨が表示される。
In step S <b> 104, the
一方、制御装置１３は、センサ１４ｄによって系統電源３０からの給電が検出されない場合には、系統電源３０が系統連系出力経路１４を介してコジェネレーション装置１に通電されていないと判断し、系統連系出力経路１４の配線施工が正しく行われていないと判断する（ステップＳ１０４にて「ＮＯ」と判定する）。制御装置１３は、ステップＳ１１８において、系統連系出力経路１４の配線施工が正しく行われなかった旨（異常である旨）の報知を行う。例えば、表示部１３ｂに異常である旨が表示される。
On the other hand, when the power supply from the
ステップＳ１０８において、制御装置１３は、熱源機電力供給経路１７の配線施工を自動的に確認する。このとき、発電装置１１の発電は行われていない。制御装置１３は、貯湯槽制御装置２２との間で通信が行われている場合には、系統電源３０が熱源機電力供給経路１７を介して貯湯ユニット２０に通電されていると判断し、熱源機電力供給経路１７の配線施工が正しく行われたと判断する（ステップＳ１０８にて「ＹＥＳ」と判定する）。貯湯ユニット２０に系統電源３０から給電されている場合には、貯湯槽制御装置２２は給電され正常に動作するので制御装置１３との間で正常に通信が行われるため、貯湯槽制御装置２２との間で通信が行われる。
制御装置１３は、ステップＳ１１０において、熱源機電力供給経路１７の配線施工が正しく行われた旨（正常である旨）の報知を行う。例えば、表示部１３ｂに正常である旨が表示される。
In step S <b> 108, the
In step S <b> 110, the
一方、制御装置１３は、貯湯槽制御装置２２との間で通信が行われない場合には、系統電源３０が熱源機電力供給経路１７を介して貯湯ユニット２０に通電されていないと判断し、熱源機電力供給経路１７の配線施工が正しく行われていないと判断する（ステップＳ１０８にて「ＮＯ」と判定する）。制御装置１３は、ステップＳ１１８において、熱源機電力供給経路１７の配線施工が正しく行われなかった旨（異常である旨）の報知を行う。
On the other hand, the
ステップＳ１１２において、制御装置１３は、電気系統を、自立負荷電力供給経路１５を確認する自立負荷電力供給経路確認状態（図６参照）にする。具体的には、制御装置１３は、第一開閉器１４ｃを開路状態とするとともに、第五開閉器１７ｄを開路状態とし、電源切替器１７ｃをａ接点側に切替接続する。これにより、発電装置１１は、系統電源３０と電気的に切り離されるとともに、貯湯ユニット２０も系統電源３０と電気的に切り離される。一方、制御装置１３は、第二開閉器１５ｃを開路状態とするとともに、第三開閉器１５ｅを閉路状態とし、第六開閉器１９ａを閉路状態とし、第四開閉器１６ａを閉路状態とする。これにより、自立コンセント３３は、発電装置１１と遮断されるとともに、系統電源３０と、第三開閉器１５ｅ、第六開閉器１９ａ、第四開閉器１６ａ、ブレーカ１４ｅおよび分電盤３１を介して連通可能とされる。なお、ブレーカ１４ｅは遮断状態でなく、連通状態である。
In step S112, the
このように、ステップＳ１１２の処理によって、第六開閉器１９ａ（切替スイッチ）が自立コンセント３３への電力供給のチェック時のみに連通される。また、系統電源３０からの出力が自立コンセント３３に供給されているか否かを検出できる検出器３６（例えば電圧計）を使用して自立コンセント３３への電力供給のチェックを行うことが可能である自立コンセントチェックモードが設定される。
As described above, the
この自立コンセントチェックモードにおいては、作業者は、検出器３６を自立コンセント３３に装着する。このとき、検出器３６が系統電源３０の電圧（または電流）を検出した場合、系統電源３０の電力が自立コンセント３３に通電されていると確認することができる。すなわち、自立負荷電力供給経路１５の配線施工が正しく行われていることを確認することができる。一方、検出器３６が系統電源３０の電圧（または電流）を検出しない場合、系統電源３０の電力が自立コンセント３３に通電されていないと確認することができる。すなわち、自立負荷電力供給経路１５の配線施工が正しく行われていないことを確認することができる。
In this self-supporting outlet check mode, the operator attaches the
作業者は、配線施工が正しく行われたことを確認すると、その旨を入力部１３ａから入力する。また、作業者は、配線施工が正しく行われなかったことを確認すると、その旨を入力部１３ａから入力する。制御装置１３は、ステップＳ１１４において、入力部１３ａへの入力結果から、自立負荷電力供給経路１５の配線施工が正しく行われたか否かを判断する。制御装置１３は、配線施工が正しく行われた場合（ステップＳ１１４にて「ＹＥＳ」と判定し）、ステップＳ１１６において、自立負荷電力供給経路１５の配線施工が正しく行われた旨（正常である旨）の報知を行う。一方、制御装置１３は、配線施工が正しく行われていない場合（ステップＳ１１４にて「ＮＯ」と判定し）、ステップＳ１１８において、自立負荷電力供給経路１５の配線施工が正しく行われなかった旨（異常である旨）の報知を行う。
When the operator confirms that the wiring work has been performed correctly, the operator inputs that fact from the
さらに、第六開閉器１９ａの故障の検出について図８を参照して説明する。制御装置１３は、系統電源３０からの電力が内部負荷３５に供給されている場合に、第六開閉器１９ａの故障を検出する。
制御装置１３は、ステップＳ２０２において、第六開閉器１９ａを系統電源３０に連通させる。具体的には、制御装置１３は、第四開閉器１６ａを閉路状態（オン状態）にする。例えば、燃焼部１１ａ４を着火するために着火ヒータをオンする場合、水タンクを加熱するために凍結防止ヒータをオンする場合である。
Furthermore, detection of a failure of the
In step S202, the
制御装置１３は、ステップＳ２０４〜２２０において、第六開閉器１９ａへのオン指示・オフ指示に対する、故障検出装置１９ｂの検出結果から第六開閉器１９ａが故障であるか否か（正常・異常）を検出する（故障検出部）。
In steps S204 to S220, the
第六開閉器１９ａへのオン指示に対して故障検出装置１９ｂがパルスを出力し、かつ、第六開閉器１９ａへのオフ指示に対して故障検出装置１９ｂがパルスを出力しない場合、制御装置１３は、ステップＳ２０６，２１０にて「ＹＥＳ」，「ＮＯ」と判定し、第六開閉器１９ａは正常である旨を報知する（ステップＳ２１２）。
When the
第六開閉器１９ａへのオン指示に対して故障検出装置１９ｂがパルスを出力し、かつ、第六開閉器１９ａへのオフ指示に対して故障検出装置１９ｂがパルスを出力する場合、制御装置１３は、ステップＳ２０６，２１０にて「ＹＥＳ」，「ＹＥＳ」と判定し、第六開閉器１９ａはオン固着である旨（第六開閉器１９ａはオン状態で溶着している）を報知する（ステップＳ２１４）。
When the
第六開閉器１９ａへのオン指示に対して故障検出装置１９ｂがパルスを出力せず、かつ、第六開閉器１９ａへのオフ指示に対して故障検出装置１９ｂがパルスを出力しない場合、制御装置１３は、ステップＳ２０６，２１８にて「ＮＯ」，「ＮＯ」と判定し、第六開閉器１９ａはオフ固着である旨（第六開閉器１９ａはオフ状態で溶着している）を報知する（ステップＳ２２０）。
When the
上述した説明から明らかなように、本第一実施形態に係るコジェネレーション装置１は、発電装置１１を系統電源３０に連系させるとともに、発電装置１１の発電に伴って発生する排熱を回収するコジェネレーション装置である。コジェネレーション装置１は、筐体１０ａと、発電装置１１と系統電源３０とを電気的に接続する系統連系出力経路１４のうち、筐体１０ａ内に設けられている系統連系出力内部経路１４ｂ、および筐体１０ａ外に設けられている系統連系出力外部経路１４ａと、筐体１０ａに設けられ、系統連系出力内部経路１４ｂと系統連系出力外部経路１４ａとを接続するための系統連系出力端子１０ａ１と、筐体１０ａ外に設けられ、系統電源３０が異常である場合のみに発電装置１１の電力が供給される自立コンセント３３と、自立コンセント３３と系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ１とを電気的に接続する自立負荷電力供給経路１５のうち、筐体１０ａ内に設けられている自立負荷電力供給内部経路１５ｂ、および筐体１０ａ外に設けられている自立負荷電力供給外部経路１５ａと、筐体１０ａに設けられ、自立負荷電力供給内部経路１５ｂと自立負荷電力供給外部経路１５ａとを接続するための自立負荷電力供給端子１０ａ２と、系統連系出力内部経路１４ｂと自立負荷電力供給内部経路１５ｂとの間に設けられ、両内部経路１４ｂ，１５ｂを電気的に接続可能である第二接続用経路１９（接続用経路）と、第二接続用経路１９に設けられ、第二接続用経路１９を連通・遮断する第六開閉器１９ａ（切替スイッチ）と、第六開閉器１９ａが（通常運転時には遮断され、）自立コンセント３３への電力供給のチェック時のみに連通され、系統電源３０からの出力が自立コンセント３３に供給されているか否かを検出できる検出器３６を使用して自立コンセント３３への電力供給のチェックを行うことが可能である自立コンセントチェックモードと、を備えている。
As is clear from the above description, the
これによれば、自立コンセントチェックモードにおいて、第六開閉器１９ａが連通されると、系統電源３０は、系統連系出力外部経路１４ａ、系統連系出力内部経路１４ｂ、第二接続用経路１９、自立負荷電力供給内部経路１５ｂ、および自立負荷電力供給外部経路１５ａを通って自立コンセント３３に接続される。コジェネレーション装置１の配線工事が正しく実施されている場合には、検出器３６は系統電源３０からの出力を検出することができる。よって、コジェネレーション装置１の配線工事が正しく実施されているか否かすなわち自立コンセント３３の出力チェックを確実に実施することができる。
According to this, when the
また本実施形態に係るコジェネレーション装置１は、系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ２から分岐され、内部負荷３５に電力を供給する内部負荷電力供給経路１６をさらに備え、第二接続用経路１９は、内部負荷電力供給経路１６と自立負荷電力供給内部経路１５ｂとの間に設けられ、両経路１６，１５ｂを電気的に接続可能である。
これによれば、自立コンセントチェックモードにおいて、第六開閉器１９ａが連通されると、系統電源３０は、系統連系出力外部経路１４ａ、系統連系出力内部経路１４ｂ、内部負荷電力供給経路１６、第二接続用経路１９、自立負荷電力供給内部経路１５ｂ、および自立負荷電力供給外部経路１５ａを通って自立コンセント３３に接続される。よって、内部負荷３５に電力を供給する内部負荷電力供給経路１６を備えたコジェネレーション装置１においても、前述と同様に、自立コンセント３３の出力チェックを確実に実施することができる。
The
According to this, when the
またコジェネレーション装置１は、第六開閉器１９ａのオン・オフ操作ができる確認スイッチ１３ａ１（操作装置）をさらに備え、第六開閉器１９ａは、確認スイッチ１３ａ１のオン・オフ操作に応じて自動で切り替えられる。
これによれば、第六開閉器１９ａを自動で切り替えることで、自立コンセント３３の出力チェックを簡便に実施することができる。
The
According to this, the output check of the self-supporting
またコジェネレーション装置１は、第六開閉器１９ａが故障であるか否かを検出する制御装置１３（故障検出部）を備えている。
これによれば、第六開閉器１９ａの故障を早期かつ確実に検出することができ、ひいては、自立コンセント３３の出力チェックの要否を確実に実施することができる。
Moreover, the
According to this, the failure of the
また発電装置１１は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池１１ａ１を含んで構成されている。
これによれば、暖機運転が比較的長時間である燃料電池コジェネレーション装置において、暖機・発電させなくても自立コンセント３３の出力チェックを短時間に実施することができるため、本番の発電運転を開始するまでの時間を短縮することができる。
The
According to this, in the fuel cell cogeneration apparatus in which the warm-up operation is relatively long, the output check of the self-supporting
＜第二実施形態＞
次に、本発明によるコジェネレーション装置の第二実施形態について図９を参照して説明する。本第二実施形態のコジェネレーション装置は、上述した第二接続用経路１９に代えて、第二接続用経路４９を設けている。その他構成は、上記第一実施形態と同一符号を付してその説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the cogeneration apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The cogeneration apparatus according to the second embodiment is provided with a
第二接続用経路４９は、熱源機電力供給経路１７と自立負荷電力供給内部経路１５ｂとの間に設けられている。第二接続用経路４９は、熱源機電力供給経路１７の分岐点１７ｂ１と自立負荷電力供給内部経路１５ｂの分岐点１５ｂ３とを接続する。熱源機電力供給経路１７の分岐点１７ｂ１は、熱源機電力供給端子１０ａ３と電源切替器１７ｃとの間に設けられている。自立負荷電力供給内部経路１５ｂの分岐点１５ｂ３は、自立負荷電力供給端子１０ａ２と第三開閉器１５ｅとの間に設けられている。
The
第二接続用経路４９には、分岐点１７ｂ１から順番に、第六開閉器４９ａおよび故障検出装置４９ｂが設けられている。第六開閉器４９ａは、制御装置１３の指令にしたがって閉路または開路されることにより、分岐点１５ｂ３と分岐点１７ｂ１とを電気的に連通または遮断する開閉装置である。この第六開閉器４９ａが、第二接続用経路４９を連通・遮断する切替スイッチである。
In the
故障検出装置４９ｂは、第六開閉器４９ａが故障であるか否かを検出するために設置部位の電圧および電流のうち少なくとも何れか一方を検出するものである（制御装置１３とともに故障検出部を構成する）。故障検出装置４９ｂは、故障検出装置１９ｂと同様に構成されている。
The
本第二実施形態における自立負荷電力供給経路１５の確認について説明する。制御装置１３は、ステップＳ１１２において、電気系統を、自立負荷電力供給経路１５を確認する自立負荷電力供給経路確認状態（図９参照）にする。具体的には、制御装置１３は、第一開閉器１４ｃを開路状態とするとともに、第五開閉器１７ｄを閉路状態とし、電源切替器１７ｃをａ接点側に切替接続する。これにより、発電装置１１は、系統電源３０と電気的に切り離されるとともに、貯湯ユニット２０も系統電源３０と電気的に切り離される。一方、制御装置１３は、第二開閉器１５ｃを開路状態とするとともに、第三開閉器１５ｅを開路状態とし、第六開閉器４９ａを閉路状態とする。これにより、自立コンセント３３は、発電装置１１と遮断されるとともに、系統電源３０と、第六開閉器４９ａ、電源切替器１７ｃ、第五開閉器１７ｄおよび分電盤３１を介して連通可能とされる。なお、ブレーカ１４ｅは遮断状態でなく、連通状態である。
The confirmation of the self-supporting load
このように、ステップＳ１１２の処理によって、第六開閉器１９ａ（切替スイッチ）が自立コンセント３３への電力供給のチェック時のみに連通される。また、系統電源３０からの出力が自立コンセント３３に供給されているか否かを検出できる検出器３６（例えば電圧計）を使用して自立コンセント３３への電力供給のチェックを行うことが可能である自立コンセントチェックモードが設定される。
As described above, the
この自立コンセントチェックモードにおいては、作業者は、上述した第一実施形態と同様に、検出器３６を使用して系統電源３０からの通電の有無を確認し、入力部１３ａにその結果を入力する。
In the self-contained outlet check mode, the operator confirms whether or not the
このように、本第二実施形態においては、コジェネレーション装置１は、系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ３から分岐され、筐体１０ａの外部に配設されている貯湯ユニット２０（熱源機）に電力を供給する熱源機電力供給経路１７を備え、第二接続用経路１９は、熱源機電力供給経路１７と自立負荷電力供給内部経路１５ｂとの間に設けられ、両経路１７，１５ｂを電気的に接続可能である。
これによれば、筐体１０ａの外部に配設されている貯湯ユニット２０に電力を供給する熱源機電力供給経路１７を備えたコジェネレーション装置１においても、自立コンセント３３の出力チェックを確実に実施することができる。
As described above, in the second embodiment, the
According to this, even in the
また本第二実施形態に係るコジェネレーション装置１においては、系統連系出力内部経路１４ｂには、系統連系出力内部経路１４ｂを遮断するブレーカ１４ｅ（遮断装置）が設けられ、第二接続用経路１９の一端は、ブレーカ１４ｅの一次側に接続されている。
これによれば、ブレーカ１４ｅが遮断されているか否かの影響を受けることなく、自立コンセント３３の出力チェックを確実に実施することができる。
In the
According to this, the output check of the self-supporting
なお、上述した各実施形態においては、熱源機電力供給経路１７の他端の接続先を系統連系出力内部経路１４ｂの分岐点１４ｂ３から分電盤１３１に変更してもよい。第一実施形態と同様な構成については同一符号を付してその説明を省略する。
この変形例においては、図１０に示すように、分電盤１３１は、電気経路を開路または閉路する第一〜第四遮断器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備えている。第一遮断器３１ａは、系統連系出力外部経路１４ａのうち接続経路３２ａとの接続点１４ａ１と系統電源３０との間に設けられている。第二遮断器３１ｂは、系統連系出力外部経路１４ａのうち接続経路３２ａとの接続点１４ａ１と系統連系出力端子１０ａ１との間に設けられている。第三遮断器３１ｃは、接続経路３２ａに設けられている。第四遮断器３１ｄは、筐体１０ａ外に設けられている熱源機電力供給外部経路１７ａに設けられている。熱源機電力供給外部経路１７ａの一端は、熱源機電力供給端子１０ａ４に接続されており、熱源機電力供給外部経路１７ａの他端は、系統連系出力外部経路１４ａの分岐点１４ａ３に接続されている。なお、熱源機電力供給内部経路１７ｂの他端は、熱源機電力供給端子１０ａ４に接続されている。熱源機電力供給端子１０ａ４は、筐体１０ａに設けられている。
In the above-described embodiments, the connection destination of the other end of the heat source unit
In this modified example, as shown in FIG. 10, the
また、上述した第一実施形態において、第二接続用経路１９は、他端が自立負荷電力供給内部経路１５ｂの分岐点１５ｂ２に接続されているが、自立負荷電力供給内部経路１５ｂであれば、任意の場所に接続されるようにしてもよい。
また、上述した各実施形態において、第二開閉器１５ｃと電力変換装置１１ｂ側に位置する第一開閉器１４ｃとを合わせて１つの切替スイッチ（電源切替器１７ｃと同様な構成のもの）で構成するようにしてもよい。
また、上述した各実施形態において、第六開閉器１９ａを手動で切り替えるスイッチに代えてもよい。この場合、故障検出装置１９ｂを省略することができ、コジェネレーション装置１を低コスト化することができる。
In the first embodiment described above, the other end of the
Further, in each of the above-described embodiments, the
Moreover, in each embodiment mentioned above, you may replace with the switch which switches the
また、上述した実施形態における燃料電池１１ａ１は固体酸化物燃料電池であったが、本発明を高分子電解質形燃料電池に適用するようにしても良い。
また、上述した各実施形態において、コジェネレーション装置１は燃料電池タイプのコジェネレーション装置であったが、ガスエンジンタイプのコジェネレーション装置でもよい。発電機１１ａがエンジン発電機である場合の構成について、図１１を用いて説明する。エンジン発電機は、燃料供給装置（図示省略）から供給される燃料と空気との燃焼による熱エネルギーを回転エネルギー（運動エネルギー）に変換するエンジン５２ａと、この回転エネルギーから電気エネルギーである電流を生成する発電機本体５２ｂを備えている。エンジン５２ａには、ガスタービンエンジン、レシプロエンジン等の内燃機関、蒸気タービンエンジン等の外燃機関が含まれる。
また、上述した各実施形態において、熱源機は貯湯槽を含まない給湯器から構成されるものでもよい。
Moreover, although the fuel cell 11a1 in the above-described embodiment is a solid oxide fuel cell, the present invention may be applied to a polymer electrolyte fuel cell.
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the
Moreover, in each embodiment mentioned above, a heat source machine may be comprised from the water heater which does not contain a hot water storage tank.
１０…発電ユニット、１０ａ…筐体、１０ａ１…系統連系出力端子、１０ａ２…自立負荷電力供給端子、１０ａ３…熱源機電力供給端子、１１…発電装置、１１ａ…発電機、１１ａ１…燃料電池、１１ｂ…電力変換装置、１１ｂ１…センサ、１３…発電装置制御装置（故障検出部）、１４…系統連系出力経路、１４ａ…系統連系出力外部経路、１４ｂ…系統連系出力内部経路、１４ｅ…ブレーカ（遮断装置）、１５…自立負荷電力供給経路、１５ａ…自立負荷電力供給外部経路、１５ａ…自立負荷電力供給内部経路、１６…内部負荷電力供給経路、１７…熱源機電力供給経路、１７ａ…熱源機電力供給外部経路、１７ｂ…熱源機電力供給内部経路、１９…第二接続用経路（接続用経路）、１９ａ…第六開閉器（切替スイッチ）、１９ｂ…故障検出装置、３３…自立コンセント。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
筐体と、
前記発電装置と前記系統電源とを電気的に接続する系統連系出力経路のうち、前記筐体内に設けられている系統連系出力内部経路、および前記筐体外に設けられている系統連系出力外部経路と、
前記筐体に設けられ、前記系統連系出力内部経路と前記系統連系出力外部経路とを接続するための系統連系出力端子と、
前記筐体外に設けられ、前記系統電源が異常である場合のみに前記発電装置の電力が供給される自立コンセントと、
前記自立コンセントと前記系統連系出力内部経路の分岐点とを電気的に接続する自立負荷電力供給経路のうち、前記筐体内に設けられている自立負荷電力供給内部経路、および前記筐体外に設けられている自立負荷電力供給外部経路と、
前記筐体に設けられ、前記自立負荷電力供給内部経路と前記自立負荷電力供給外部経路とを接続するための自立負荷電力供給端子と、
前記系統連系出力内部経路と前記自立負荷電力供給内部経路との間に設けられ、前記両内部経路を電気的に接続可能である接続用経路と、
前記接続用経路に設けられ、前記接続用経路を連通・遮断する切替スイッチと、
前記切替スイッチが前記自立コンセントへの電力供給のチェック時のみに連通され、前記系統電源からの出力が前記自立コンセントに供給されているか否かを検出できる検出器を使用して前記自立コンセントへの電力供給のチェックを行うことが可能である自立コンセントチェックモードと、
を備えているコジェネレーション装置。 A cogeneration device that connects a power generation device to a system power supply and collects exhaust heat generated by power generation of the power generation device,
A housing,
Of the grid interconnection output paths that electrically connect the power generation device and the grid power supply, the grid interconnection output internal path provided in the casing, and the grid interconnection output provided outside the casing An external route,
A grid connection output terminal for connecting the grid connection output internal path and the grid connection output external path provided in the case;
A self-supporting outlet provided outside the housing, to which power of the power generator is supplied only when the system power supply is abnormal,
Of the self-sustained load power supply path that electrically connects the self-standing outlet and the branch point of the grid interconnection output internal path, the self-supporting load power supply internal path provided in the casing, and provided outside the casing A self-sustained load power supply external path,
A self-supporting load power supply terminal provided in the housing for connecting the self-supporting load power supply internal path and the self-supporting load power supply external path;
A connection path that is provided between the grid interconnection output internal path and the self-supporting load power supply internal path, and is capable of electrically connecting the internal paths;
A changeover switch provided in the connection path, for communicating and blocking the connection path;
The change-over switch is communicated only at the time of checking the power supply to the independent outlet, and the detector can detect whether the output from the system power supply is supplied to the independent outlet. Independent outlet check mode that can check power supply,
Cogeneration device equipped with.
前記接続用経路は、前記内部負荷電力供給経路と前記自立負荷電力供給内部経路との間に設けられ、前記両経路を電気的に接続可能である請求項１記載のコジェネレーション装置。 The cogeneration apparatus further includes an internal load power supply path that branches from a branch point of the grid interconnection output internal path and supplies power to an internal load.
The cogeneration apparatus according to claim 1, wherein the connection path is provided between the internal load power supply path and the self-supporting load power supply internal path, and the both paths can be electrically connected.
前記接続用経路は、前記熱源機電力供給経路と前記自立負荷電力供給内部経路との間に設けられ、前記両経路を電気的に接続可能である請求項１記載のコジェネレーション装置。 The cogeneration apparatus further includes a heat source unit power supply path that branches from a branch point of the grid interconnection output internal path and supplies power to a heat source unit disposed outside the housing,
The cogeneration apparatus according to claim 1, wherein the connection path is provided between the heat source machine power supply path and the self-supporting load power supply internal path, and the both paths can be electrically connected.
前記接続用経路の一端は、前記遮断装置の一次側に接続されている請求項３記載のコジェネレーション装置。 The grid connection output internal path is provided with a shut-off device for blocking the grid connection output internal path,
The cogeneration apparatus according to claim 3, wherein one end of the connection path is connected to a primary side of the blocking apparatus.
前記切替スイッチのオン・オフ操作ができる操作装置をさらに備え、
前記切替スイッチは、前記操作装置のオン・オフ操作に応じて自動で切り替えられる請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載のコジェネレーション装置。 The cogeneration device is
An operating device capable of turning on / off the changeover switch;
The cogeneration apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the changeover switch is automatically switched according to an on / off operation of the operation apparatus.
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