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公開番号2025125892
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022143
出願日2024-02-16
発明の名称制御装置、発電システム及び制御方法
出願人三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F02D 23/00 20060101AFI20250821BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】エンジン回転数の低下に対応した過給機の制御を提供する。
【解決手段】制御装置は、過給機とエンジンを接続する給気管の途中から分岐された給気放出管に設けられた給気放出弁と、前記エンジンが排出する排ガスを、前記過給機をバイパスして排出する排気バイパス管に設けられた排気バイパス弁と、を制御する制御装置であって、前記過給機から前記エンジンへ供給する空気又は燃料と空気が混合された混合ガスの目標給気圧力に基づいて、前記排気バイパス弁を制御する手段と、前記エンジンの回転数に低下が生じる場合、前記給気放出弁を開く手段と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
過給機とエンジンを接続する給気管の途中から分岐された給気放出管に設けられた給気放出弁と、前記エンジンが排出する排ガスを、前記過給機をバイパスして排出する排気バイパス管に設けられた排気バイパス弁と、を制御する制御装置であって、
前記過給機から前記エンジンへ供給する空気又は燃料と空気が混合された混合ガスの目標給気圧力に基づいて、前記排気バイパス弁の開度を制御する手段と、
前記エンジンの回転数に低下が生じる場合、前記給気放出弁を開く手段と、
を備える制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記排気バイパス弁を制御する手段は、
前記エンジンの回転数および前記エンジンの出力から算出される正味平均有効圧力と、前記正味平均有効圧力と前記過給機から前記エンジンへの給気圧力との関係を定めた情報と、に基づいて、前記エンジンの前記正味平均有効圧力に応じた前記給気圧力を算出し、算出した前記給気圧力を達成できるように前記排気バイパス弁を制御する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記給気放出弁を開く手段は、
前記エンジンの回転数に低下が生じる場合、一定の開度で前記給気放出弁を開く、
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記給気放出弁を開く手段は、
前記エンジンの回転数に低下が生じる場合、前記エンジンの回転数および／又は前記エンジンの出力に応じた開度で前記給気放出弁を開く、
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記エンジンの回転数に低下が生じる場合とは、前記エンジンの駆動により発電する発電機が連系する電力系統の周波数が低下した場合、負荷遮断が発生した場合、負荷投入が発生した場合の何れかである、
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項６】
エンジンと、前記エンジンが駆動する発電機と、前記エンジンに圧縮空気を供給する過給機と、前記過給機と前記エンジンを接続する給気管と、前記給気管から分岐される給気放出管と、前記給気放出管に設けられた給気放出弁と、前記エンジンが排出する排ガスを、前記過給機をバイパスして排出する排気バイパス管と、前記排気バイパス管に設けられた排気バイパス弁と、請求項１または請求項２に記載の制御装置と、
を備える発電システム。
【請求項７】
過給機とエンジンを接続する給気管の途中から分岐された給気放出管に設けられた給気放出弁と、前記エンジンが排出する排ガスを、前記過給機をバイパスして排出する排気バイパス管に設けられた排気バイパス弁と、を制御する制御方法であって、
前記過給機から前記エンジンへ供給する空気又は燃料と空気が混合された混合ガスの目標給気圧力に基づいて、前記排気バイパス弁の開度を制御し、
前記エンジンの回転数に低下が生じる場合、前記給気放出弁を開く、
制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置、発電システム及び制御方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
過給機付きのエンジンでは、過給機が圧縮した空気を燃焼室へ供給する。燃焼室で燃料とともに燃焼した空気は、排気管を通じて過給機へ供給され、その後、系外へ排出される。高出力のディーゼルエンジンや予混合ガスエンジンでは、過給機からエンジンへ供給する空気の一部を系外へ放出する給気放出管や、エンジンから過給機への排ガスの流路を迂回する排気バイパス管を設け、これらの配管を流れる空気量を制御することで、高効率な運転を実現している。例えば、特許文献１には、給気放出管（給気バイパス通路）や排気バイパス管を流れる空気量を調節することにより、エンジンの運転条件に応じた給気圧力を達成する制御が開示されている。
【０００３】
再生可能エネルギー電源の増加に伴い、系統に連系する発電設備には系統を維持する役割が求められている。系統の電圧や周波数が変動すると、系統に連系する発電設備には様々な影響が生じる。例えば、系統周波数が低下すると、系統に接続するエンジン発電機の回転数が低下する。エンジン発電機の回転数が低下すると、エンジン発電機に圧縮空気を供給する過給機の作動点が小風力側に変化し、サージングの発生確率が上昇する。また、過給機前吸い込みの予混合ガスエンジンの場合、燃料と空気を混合するミキサから燃焼室までの容積が大きく、負荷遮断等が発生すると、ミキサから燃焼室までの配管等に存在する予混合ガスが燃焼室に供給されてオーバーシュートが発生する可能性がある。このように系統周波数の低下や負荷遮断等により、エンジンの回転数が低下すると、過給機側でも様々な不具合が生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２４０５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン回転数の低下に対応した過給機の制御が必要である。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決することができる制御装置、発電システム及び制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の制御装置は、過給機とエンジンを接続する給気管の途中から分岐された給気放出管に設けられた給気放出弁と、前記エンジンが排出する排ガスを、前記過給機をバイパスして排出する排気バイパス管に設けられた排気バイパス弁と、を制御する制御装置であって、前記過給機から前記エンジンへ供給する空気又は燃料と空気が混合された混合ガスの目標給気圧力に基づいて、前記排気バイパス弁の開度を制御する手段と、前記エンジンの回転数に低下が生じる場合、前記給気放出弁を開く手段と、を備える。
【０００８】
本開示の発電システムは、エンジンと、前記エンジンが駆動する発電機と、前記エンジンに圧縮空気を供給する過給機と、前記過給機と前記エンジンを接続する給気管と、前記給気管から分岐される給気放出管と、前記給気放出管に設けられた給気放出弁と、前記エンジンが排出する排ガスを、前記過給機をバイパスして排出する排気バイパス管と、前記排気バイパス管に設けられた排気バイパス弁と、上述の制御装置と、を備える。
【０００９】
また、本開示の制御方法によれば、過給機とエンジンを接続する給気管の途中から分岐された給気放出管に設けられた給気放出弁と、前記エンジンが排出する排ガスを、前記過給機をバイパスして排出する排気バイパス管に設けられた排気バイパス弁と、を制御する制御方法であって、前記過給機から前記エンジンへ供給する空気又は燃料と空気が混合された混合ガスの目標給気圧力に基づいて、前記排気バイパス弁の開度を制御し、前記エンジンの回転数に低下が生じる場合、前記給気放出弁を開く。
【発明の効果】
【００１０】
上述の制御装置、発電システム及び制御方法によれば、系統周波数の低下や負荷遮断時に生じるエンジン回転数の低下によるサージングやオーバーシュート等の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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