JP6129070B2 - エンジン駆動ヒートポンプ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンで駆動される圧縮機により吸入・吐出されて冷媒回路に流れる冷媒を用いて熱交換を行うエンジン駆動ヒートポンプに関する。

エンジンで駆動される圧縮機により吸入・吐出されて冷媒回路に流れる冷媒を用いて熱交換を行うエンジン駆動ヒートポンプにおいて、発電機を搭載することは、従来から知られている（例えば特許文献１参照）。

そして、特許文献１は、発電機を搭載したエンジン駆動ヒートポンプを停電時の電源装置として使用することを開示している（００３８段落等）。

特許第４６８２５５８号公報

しかしながら、特許文献１は、発電機を搭載したエンジン駆動ヒートポンプを停電時の電源装置として使用することを開示しているものの、当該エンジン駆動ヒートポンプに備えられて発電機による発電電力によって駆動される内部機器への自立運転開始時での電力供給タイミングについては何も開示していない。

そこで、本発明は、発電機を搭載して停電時の電源装置として使用するエンジン駆動ヒートポンプにおいて、当該エンジン駆動ヒートポンプに備えられて発電機による発電電力によって駆動される内部機器の自立運転開始時での駆動開始タイミングの動作構成を提示することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、次の第１態様及び第２態様のエンジン駆動ヒートポンプを提供する。
（１）第１態様のエンジン駆動ヒートポンプ
エンジンと、前記エンジンで駆動される圧縮機と、前記圧縮機により吸入・吐出される冷媒を流す冷媒回路と、前記エンジンで駆動される発電機とを備えるエンジン駆動ヒートポンプであって、前記発電機による発電電力によって駆動される室外ファンおよびエンジン冷却水ポンプと、前記エンジンを起動するエンジン起動用バッテリと、前記エンジン起動用バッテリを充電するバッテリ充電回路と、前記発電機からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータとを備え、前記エンジンの所定の起動時期から第１所定時間経過後に前記発電機からの出力電力を出力制御して前記発電電力を得る電力出力制御を開始し、前記電力出力制御の開始後の発電電圧が所定電圧以上を判定したときに前記エンジン冷却水ポンプを駆動し、前記エンジン冷却水ポンプの所定の駆動時期から第２所定時間経過後に前記室外ファンを駆動し、前記室外ファンの所定の駆動時期から第３所定時間経過後に前記インバータの出力制御を開始する構成とされており、前記エンジン冷却水ポンプの定格消費電力が前記室外ファンの定格消費電力よりも小さいことを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。
前記第１態様のエンジン駆動ヒートポンプにおいて、前記圧縮機を運転しないで前記発電機を駆動する場合は、前記圧縮機を運転して前記発電機を駆動する場合と対比して前記室外ファンの上限回転数を小さくする態様を例示できる。
（２）第２態様のエンジン駆動ヒートポンプ
エンジンと、前記エンジンで駆動される圧縮機と、前記圧縮機により吸入・吐出される冷媒を流す冷媒回路と、前記エンジンで駆動される発電機とを備えるエンジン駆動ヒートポンプであって、前記発電機による発電電力によって駆動される室外ファンおよびエンジン冷却水ポンプと、前記エンジンを起動するエンジン起動用バッテリと、前記エンジン起動用バッテリを充電するバッテリ充電回路と、前記発電機からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータとを備え、前記エンジンの所定の起動時期から第１所定時間経過後に前記発電機からの出力電力を出力制御して前記発電電力を得る電力出力制御を開始し、前記電力出力制御の開始後の発電電圧が所定電圧以上を判定したときに前記エンジン冷却水ポンプを駆動し、前記エンジン冷却水ポンプの所定の駆動時期から第２所定時間経過後に前記室外ファンを駆動し、前記室外ファンの所定の駆動時期から第３所定時間経過後に前記インバータの出力制御を開始する構成とされており、前記圧縮機を運転しないで前記発電機を駆動する場合は、前記圧縮機を運転して前記発電機を駆動する場合と対比して前記室外ファンの上限回転数を小さくすることを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。

ここで、前記エンジンの所定の起動時期としては、例えば、前記エンジンを起動した時点から前記エンジンの回転数であるエンジン回転数が前記エンジンの起動が完了と判定することができる所定の起動完了回転数になった起動完了の時点までの期間のうち何れかの時点とすることができる。また、前記エンジン冷却水ポンプの所定の駆動時期としては、例えば、前記エンジン冷却水ポンプの駆動を指示した時点から前記エンジン冷却水ポンプの回転が開始したと判定する時点までの期間のうち何れかの時点とすることができる。また、前記室外ファンの所定の駆動時期としては、例えば、前記室外ファンの駆動を指示した時点から前記室外ファンの回転が開始したと判定する時点までの期間のうち何れかの時点とすることができる。

本発明によると、発電機を搭載して停電時の電源装置として使用するエンジン駆動ヒートポンプにおいて、当該エンジン駆動ヒートポンプに備えられて発電機による発電電力によって駆動される内部機器への自立運転開始時での電力供給タイミングの動作構成を提示することができる。

本発明の実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプを備えた熱交換システの一例を示す概略ブロック図である。 本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプにおける電気回路の概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプにおける電気回路の詳細図である。 本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプの具体的な回路動作を示すタイムチャートである。 エンジン駆動ヒートポンプにおけるエンジン、発電機、制御部、発電機コントローラ、内部機器用電力変換器、エンジン冷却水ポンプ、室外ファンおよびインバータの制御構成を示すシステムブロック図である。 エンジン駆動ヒートポンプにおける自立運転開始時での制御動作の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００を備えた熱交換システム５００の一例を示す概略ブロック図である。

図１に示す熱交換システム５００は、エンジン駆動ヒートポンプ１００により、冷媒を減圧して低温になる状態と、冷媒を加圧して高温になる状態とを繰り返しながら冷媒循環路３００によって冷媒を循環させるようになっている。

詳しくは、冷媒循環路３００は、エンジン駆動ヒートポンプ１００（この例では空調装置を構成する室外機）に設けられる第１冷媒回路３１０（冷媒回路の一例）と、熱交換部２００（この例では空調装置を構成する室内機）に設けられる第２冷媒回路３２０と、第１冷媒回路３１０と第２冷媒回路３２０とを連通する第３冷媒回路３３０と、エンジン駆動ヒートポンプ１００に設けられて第１冷媒回路３１０に介装される第１熱交換器３４０と、熱交換部２００に設けられて第２冷媒回路３２０に介装される第２熱交換器３５０と、第１熱交換器３４０と第２熱交換器３５０との間に設けられる冷媒回路（この例では第１冷媒回路３１０）に介装される膨張弁３６０とを備えている。

エンジン駆動ヒートポンプ１００における第１冷媒回路３１０は、エンジン１１０で駆動されて冷媒を吸入・吐出する圧縮機１２０の吐出側に接続される吐出側第１冷媒管３１１と、第３冷媒回路３３０の一方側の第３冷媒管３３１に接続される一方側第１冷媒管３１２と、第３冷媒回路３３０の他方側の第３冷媒管３３２に接続される他方側第１冷媒管３１３と、圧縮機１２０の吸入側に接続される吸入側第１冷媒管３１４と、吐出側第１冷媒管３１１、一方側第１冷媒管３１２、他方側第１冷媒管３１３および吸入側第１冷媒管３１４に接続されて吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を一方側第１冷媒管３１２に導き、かつ、他方側第１冷媒管３１３からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くか、或いは、吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を他方側第１冷媒管３１３に導き、かつ、一方側第１冷媒管３１２からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くかを切り替え可能とされた四方弁３１５とを備えている。第１熱交換器３４０は、他方側第１冷媒管３１３に設けられており、膨張弁３６０は、他方側第１冷媒管３１３において第１熱交換器３４０と第３冷媒回路３３０の他方側の第３冷媒管３３２との間に設けられている。熱交換部２００における第２冷媒回路３２０は、第３冷媒回路３３０の一方側の第３冷媒管３３１および他方側の第３冷媒管３３２に接続される第２冷媒管３２１を備えている。第２熱交換器３５０は、第２冷媒管３２１に設けられている。

かかる構成を備えることにより、熱交換システム５００は、暖房や給湯（この例では暖房）に利用する場合は、吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を一方側第１冷媒管３１２に導き、かつ、他方側第１冷媒管３１３からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くように四方弁３１５を切り替えて、低温の冷媒を外気や水などと第１熱交換器３４０を介して間接的に接触させて熱を取り込み、さらに冷媒を圧縮機１２０で圧縮して高温にしてから、第２熱交換器３５０を介して室内の空気や給湯用の水（この例では室内の空気）を温めるようになっている。一方、熱交換システム５００は、冷房や冷蔵（この例では冷房）に利用する場合は、吐出側第１冷媒管３１１からの冷媒を他方側第１冷媒管３１３に導き、かつ、一方側第１冷媒管３１２からの冷媒を吸入側第１冷媒管３１４に導くように四方弁３１５を切り替えて、高温の冷媒を外気などと第１熱交換器３４０を介して間接的に接触させて熱を放出し、さらに膨張弁３６０で減圧して低温にしてから、第２熱交換器３５０を介して室内や冷蔵庫内（この例では室内）の空気を冷却するようになっている。

また、熱交換システム５００は、エンジン１１０の回転駆動により出力電力が出力される発電機１３０を搭載したエンジン駆動ヒートポンプ１００を系統Ｅ（具体的には商用電源）の停電時に電源装置として使用するようになっており、系統運転と系統Ｅの停電時に運転する自立運転とを切り替える自立運転切替装置４００をさらに備えている。

自立運転切替装置４００は、系統Ｅと宅内の差込プラグやコンセント等の配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを配線用遮断器（ブレーカ）ＢＫ〜ＢＫを介して接続するか、或いは、エンジン駆動ヒートポンプ１００の自立出力部１０１と宅内の配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを配線用遮断器ＢＫ〜ＢＫを介して接続するかを切り替える切替器４１０を備えている。

本実施の形態では、切替器４１０は、系統Ｅからの系統電力の供給時に系統Ｅと配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを接続する系統接続状態と、停電時にエンジン駆動ヒートポンプ１００の自立出力部１０１と配線用差込接続器ＰＬ〜ＰＬとを接続する停電接続状態とを自動的に切り替えるようになっている。なお、切替器４１０は、系統接続状態と停電接続状態とを手動で切り替えるようになっていてもよい。

また、自立運転切替装置４００は、変圧器４２０をさらに備えている。変圧器４２０は、２００Ｖ系の電圧を１００Ｖ系の電圧に変換するものである。変圧器４２０は、２００Ｖ系の配線用差込接続器ＰＬ（この例では熱交換部２００に接続される接続器）に対応する配線用遮断器ＢＫと、１００Ｖ系の配線用差込接続器ＰＬ（この例では通常使用する照明やテレビジョン等の一般負荷Ｌｏに接続される接続器）に対応する配線用遮断器ＢＫとの間の接続配線に設けられている。

本実施の形態では、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン１１０（この例ではガスエンジン）と、エンジン１１０で駆動される圧縮機１２０と、圧縮機１２０により吸入・吐出される冷媒を流す第１冷媒回路３１０と、エンジン１１０で駆動される発電機１３０とが本体パッケージ１５０に収納されている。詳しくは、圧縮機１２０は、エンジン１１０からの駆動力が電磁クラッチ１２１を介して伝達されるようになっている。発電機１３０は、エンジン１１０からの駆動力が直接的に或いは図示しない駆動伝達手段を介して間接的に伝達されるようになっている。なお、エンジン１１０は、ここでは、ガスエンジンとされているが、それに限定されるものではなく、ガスエンジン以外のエンジンであってもよい。

エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン１１０を始動するエンジンスタータ１４０（具体的にはスタータモータ）に電力を供給してエンジン１１０を起動するエンジン起動用バッテリ１６１と、エンジン起動用バッテリ１６１を充電するバッテリ充電回路１６２（具体的にはバッテリ充電器）と、発電機１３０からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータ１６３（具体的には自立運転用インバータ）とを含む自立運転用電源装置１６０を備えている。本実施の形態では、自立運転用電源装置１６０は、スタータリレー１６４をさらに含んでいる。スタータリレー１６４は、エンジンスタータ１４０とエンジン起動用バッテリ１６１との間に接続されてエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をエンジンスタータ１４０に供給するようになっている。

なお、インバータ１６３は、互いに異なる２つの周波数（具体的には５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に切り替え可能とされている。エンジン駆動ヒートポンプ１００は、自立運転用電源装置１６０が本体パッケージ１５０とは別体とされた別体パッケージ１７０に収納されている。自立運転用電源装置１６０および別体パッケージ１７０でバッテリユニット１８０を構成している。

＜エンジン駆動ヒートポンプにおける電気回路について＞
次に、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００における電気回路について説明する。

図２は、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００における電気回路の概略構成を示すブロック図である。

図２に示すように、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、既述したエンジン１１０、圧縮機１２０、発電機１３０、エンジン起動用バッテリ１６１、バッテリ充電回路１６２、インバータ１６３、スタータリレー１６４、エンジンスタータ１４０および自立出力部１０１に加えて、制御部１１、電源回路１２、系統遮断リレー１３、自立電源リレー１４および自立運転スイッチ１０２を備えている。

制御部１１は、エンジン駆動ヒートポンプ１００全体の制御を司るものであり、制御基板を構成している。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部（図示せず）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリやフラッシュメモリなどの書き込み可能な不揮発性メモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリを含む記憶部（図示せず）とを備えている。制御部１１は、時間を計測するタイマー機能を有している。エンジン駆動ヒートポンプ１００は、制御部１１の処理部が記憶部のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部のＲＡＭ上にロードして実行することにより、各種構成要素を制御するようになっている。また、記憶部における不揮発性メモリには、エンジン駆動ヒートポンプ１００の動作パラメータや設定データなどの各種システム情報が格納されている。

そして、制御部１１は、ユーザからのヒートポンプ動作（この例では空調）の要求（ユーザによる指示）がある場合にエンジン１１０を駆動する通常運転モードと、ヒートポンプ動作（この例では空調）の要求と関係なくエンジン１１０を駆動する自立運転モードとに切り替え可能な構成とされている。

電源回路１２は、エンジン駆動ヒートポンプ１００における電気機器（この例では制御部１１やエンジン１１０の図示を省略した点火プラグ）に電力を供給するものであり、電源基板を構成している。電源回路１２は、交流の入力電力を直流の出力電力に変換するようになっており、この例では、制御部１１の供給電源やエンジン１１０の点火プラグの供給電源とされている。

系統遮断リレー１３は、系統Ｅの電力によって閉状態を自己保持して系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２とを接続して系統Ｅからの系統電力を電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給する一方、停電時に開状態となって系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を遮断するように構成されている。

自立電源リレー１４は、電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に対して系統遮断リレー１３と並列に接続されて系統Ｅから電力が供給されているときは、開状態となって系統遮断リレー１３と電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を遮断する一方、停電時にインバータ１６３からの出力電力によって閉状態を自己保持してインバータ１６３と電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２とを接続し、インバータ１６３からの出力電力を電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給するように構成されている。

自立運転スイッチ１０２は、ユーザによりオン操作されることで、オン状態を維持する一方、オン状態からユーザによりオフ操作されることで、オフされてオフ状態を維持する構成とされている。詳しくは、自立運転スイッチ１０２は、停電中のみエンジン起動用バッテリ１６１と制御部１１との接続または遮断を手動で切り替え、かつ、制御部１１に対して自立運転を指示する自立運転信号のオンオフ（有無）を手動で切り替える機能を有している。なお、自立運転スイッチ１０２は、宅内の操作盤３０から操作できるようになっている。

本実施の形態では、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、入力電源リレー１５をさらに備えている。

入力電源リレー１５は、電源回路１２からの出力電力を制御部１１に供給する一方、停電時に自立運転スイッチ１０２がオンされると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力を制御部１１に供給するように構成されている。

なお、図２において説明していない部材については、以下の具体的な回路構成で説明する。

＜具体的な回路構成について＞
次に、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００の具体的な回路構成について図３を参照しながら説明する。

図３は、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００における電気回路の詳細図である。

（系統電力供給時での回路動作に関与する回路構成）
系統遮断リレー１３は、励磁コイルが励磁されている励磁状態では導通（閉）とされる一方、励磁コイルが励磁されていない非励磁状態では非導通（開）とされるＡ接点（図３では○で示す）と、励磁状態では非導通（開）とされる一方、非励磁状態では導通（閉）とされるＢ接点（図３では●で示す）とを備えている。ここで、Ａ接点やＢ接点の意味は、自立電源リレー１４、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａ、点火電源リレー１５ｂ）、後述するバッテリリレー２２、自立運転入力リレー２３、スタータリレー１６４、制御リレー２４についても同様である。

系統遮断リレー１３は、３つのＡ接点（○）と、２つのＢ接点（●）とを備えており、自立電源リレー１４は、４つのＡ接点（○）と、１つのＢ接点（●）とを備えている。入力電源リレー１５は、制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂで構成されている。入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）は、２つのＡ接点（○）と、２つのＢ接点（●）とを備えている。

エンジン駆動ヒートポンプ１００は、系統Ｅに接続される系統入力部１０３と、系統Ｅの系統電圧を降圧する始動トランス１７と、始動トランス１７からの交流電力を直流電力に変換する整流回路１８（具体的には整流器）と、発電機１３０からの出力電力（交流電力）を出力制御して発電に必要な発電電力（直流電力）を得る発電機コントローラ１９と、発電機コントローラ１９からの発電電力によって内部機器用電力変換器２０を介して駆動されるエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２を含む内部機器２１（内部電気機器）とをさらに備えている。内部機器用電力変換器２０は、発電機コントローラ１９からの発電電力（直流電力）を駆動電力（交流電力）に変換して得られた駆動電力をエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２を含む内部機器２１に供給するようになっている。ここで、発電機コントローラ１９は、発電機１３０からの出力電圧（交流電圧）が一定の発電電圧（直流電圧）になるように発電機１３０からの出力電圧を出力制御する直流安定化電源として作用する。内部機器用電力変換器２０は、発電機コントローラ１９からの発電電力（直流電力）を駆動電力（交流電力）に変換する内部機器用インバータとして作用する。エンジン冷却水ポンプ２１１は、エンジン１１０を冷却する冷却水を循環させるものである。また、室外ファン２１２は、機内の空気を機外に排出するものであり、ヒートポンプ動作（この例では空調）時に第１熱交換器３４０を通風する機能を有する他、エンジン作動時にエンジン１１０を冷却する冷却水を通風する機能も有している。

系統入力部１０３は、外部入力端子を構成しており、系統Ｅからの系統電力が入力されるようになっている。

系統入力部１０３は、系統遮断リレー１３における３つのＡ接点（○）を介して、電源回路１２の交流側と、始動トランス１７の入力側と、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における励磁コイルと、バッテリ充電回路１６２の入力側とに接続されている。また、系統入力部１０３は、自立電源リレー１４における１つのＢ接点（●）を介して系統遮断リレー１３における励磁コイルに接続されている。

始動トランス１７の出力側は、整流回路１８を介してエンジンスタータ１４０に接続されている。

制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）は、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における２つのＡ接点（○）を介して電源回路１２の直流側に接続されている。

また、電源回路１２の直流側および発電機コントローラ１９の直流側は、内部機器用電力変換器２０を介して内部機器２１に接続されている。発電機コントローラ１９の交流側は、発電機１３０に接続されている。

さらに、バッテリ充電回路１６２の出力側は、エンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

なお、図示を省略したが、系統入力部１０３と系統遮断リレー１３および自立電源リレー１４との間には、漏電遮断器（ＥＬＢ：Earth Leakage circuit Breaker）が接続されており、整流回路１８とエンジンスタータ１４０との間には、制御部１１により作動制御されるスタータリレーが接続されており、制御電源リレー１５ａと制御部１１の制御電源ポートとの間の２つのＡ接点（○）の配線間には、停電用キャパシタが接続されており、発電機１３０と発電機コントローラ１９の入力側との間には、発電機リアクトルが接続されている。

（停電時での回路動作に関与する回路構成）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、バッテリリレー２２、自立運転入力リレー２３および制御リレー２４をさらに備えている。

バッテリリレー２２は、エンジン起動用バッテリ１６１と自立運転入力リレー２３における励磁コイルとの接続を遮断する一方、ユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力を自立運転入力リレー２３における励磁コイルに供給するように構成されている。

自立運転入力リレー２３は、制御部１１の自立運転指示ポートの導通を遮断する一方、バッテリリレー２２を介してエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が励磁コイルに供給されると、制御部１１の自立運転指示ポートが導通するように構成されている。ここで、制御部１１は、自立運転指示ポートが導通して自立運転信号を受信すると、ユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされて自立運転が指示されていることを認識することができ、これにより、制御部１１は、運転モードを自立運転モードに切り替えることができる。

制御リレー２４は、エンジン起動用バッテリ１６１とスタータリレー１６４における励磁コイルとの接続を遮断する一方、制御部１１からのエンジン始動電力が励磁コイルに供給されると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をスタータリレー１６４における励磁コイルに供給するように構成されている。

スタータリレー１６４は、エンジン起動用バッテリ１６１とエンジンスタータ１４０との接続を遮断する一方、制御リレー２４を介してエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が励磁コイルに供給されると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をエンジンスタータ１４０に供給するように構成されている。

具体的には、バッテリリレー２２、自立運転入力リレー２３、制御リレー２４、スタータリレー１６４は、何れも１つのＡ接点（○）を備えている。

バッテリリレー２２における励磁コイルは、自立運転スイッチ１０２を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

自立運転入力リレー２３における励磁コイルは、バッテリリレー２２におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。制御部１１の自立運転指示ポートは、自立運転入力リレー２３におけるＡ接点（○）と系統遮断リレー１３における一つのＢ接点（●）とを介して接続されて自立運転信号の閉回路を構成している。

制御リレー２４における励磁コイルは、制御部１１のエンジン始動出力ポートに接続されている。

スタータリレー１６４における励磁コイルは、制御リレー２４におけるＡ接点（○）およびバッテリリレー２２におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。エンジンスタータ１４０は、スタータリレー１６４におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）は、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における２つのＢ接点（●）およびバッテリリレー２２におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１に接続されている。

インバータ１６３の信号入力側は、制御部１１のインバータ出力指示ポートに接続されている。

さらに、発電機コントローラ１９の直流側は、インバータ１６３の入力側（直流側）に接続されている。

ここで、図示を省略したが、スタータリレー１６４のＡ接点（○）とバッテリリレー２２における励磁コイルとの間、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）のＢ接点（●）とバッテリリレー２２のＡ接点（○）との間には、ヒューズが接続されており、自立運転スイッチ１０２とバッテリリレー２２における励磁コイルとの間には、ヒューズおよびバッテリスイッチが直列に接続されており、自立運転入力リレー２３の励磁コイルの端子間には、自立運転入力リレー２３と並列の関係となるヒューズおよび自立起動表示ランプが直列に接続されている。

なお、停電時での回路動作に関与する回路構成におけるその他の回路構成は、既に説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

（自立運転時での回路動作に関与する回路構成）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、発電機１３０の電圧確立後でインバータ１６３からの出力電力を受けたときにインバータ１６３からの出力電力を、自立電源リレー１４により電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給し、かつ、自立出力部１０１を介してエンジン駆動ヒートポンプ１００外に供給する構成とされている。

また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力の供給中は系統遮断リレー１３による系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続の遮断を持続し、自立運転信号が切れるまでインバータ１６３からの出力電力を持続する構成とされている。

また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、復電かつインバータ１６３からの出力電力が切れたときに系統遮断リレー１３による系統Ｅと電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を回復する構成とされている。

本実施の形態では、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力が切れたときに自立電源リレー１４によりインバータ１６３と電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２との接続を遮断する構成とされている。

詳しくは、自立出力部１０１は、インバータ１６３に対して自立電源リレー１４と並列に接続されており、外部出力端子を構成している。自立出力部１０１は、図１に示す切替器４１０に接続されてインバータ１６３からの出力電力を切替器４１０に供給するようになっている。

自立電源リレー１４は、インバータ１６３からの出力電力が励磁コイルに供給されると、インバータ１６３からの出力電力を電源回路１２およびバッテリ充電回路１６２に供給し、かつ、制御部１１のインバータ出力確認ポートが導通するように構成されている。ここで、制御部１１は、インバータ出力確認ポートが導通し、インバータ出力信号を受信すると、インバータ１６３から出力電力が出力されていることを認識することができる。

具体的には、インバータ１６３の出力側（交流側）は、自立電源リレー１４における３つのＡ接点（○）を介して、電源回路１２の交流側と、始動トランス１７の入力側と、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における励磁コイルと、バッテリ充電回路１６２の入力側とに接続されている。また、インバータ１６３の出力側は、自立出力部１０１に接続されている。さらに、インバータ１６３の出力側は、系統遮断リレー１３における１つのＢ接点（●）を介して、自立電源リレー１４における励磁コイルに接続されている。ここで、既述したように、系統入力部１０３が自立電源リレー１４におけるＢ接点（●）を介して系統遮断リレー１３における励磁コイルに接続されており、インバータ１６３の出力側が系統遮断リレー１３におけるＢ接点（●）を介して自立電源リレー１４における励磁コイルに接続されているが、このように接続された系統遮断リレー１３と自立電源リレー１４との間で構成される回路は、系統遮断リレー１３および自立電源リレー１４のうち、先に動作（励磁）した一方側のリレーが優先し、他方側のリレーの動作（励磁）を禁止する回路（いわゆるインターロック回路）を構成している。

また、制御部１１のインバータ出力確認ポートは、自立電源リレー１４における１つＡ接点（○）を介して接続されてインバータ出力信号の閉回路を構成している。

ここで、図示を省略したが、自立電源リレー１４とインバータ１６３の出力側の自立電源リレー１４側への分岐部との間には、横流防止用トランスが接続されており、自立出力部１０１とインバータ１６３の出力側の自立出力部１０１側への分岐部との間には、回路保護器（ＣＰ：Circuit Protector）が設けられている。

なお、自立運転時での回路動作に関与する回路構成におけるその他の回路構成は、既に説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

図４は、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００の具体的な回路動作を示すタイムチャートである。

以上説明したエンジン駆動ヒートポンプ１００では、系統電力供給時、停電時および自立運転時等において、自立運転スイッチ１０２、交流電力供給、直流電力供給、エンジン１１０、系統遮断リレー１３、自立電源リレー１４、バッテリリレー２２、スタータリレー１６４、制御電源リレー１５ａ、点火電源リレー１５ｂ、インバータ１６３および制御部１１の運転モードは、図４に示すような動作状態となる。

ここで、停電時および自立運転時でのエンジン駆動ヒートポンプ１００の回路動作について以下に説明し、系統電力供給時等でのエンジン駆動ヒートポンプ１００の回路動作については説明を省略する。なお、系統電力供給時等でのエンジン駆動ヒートポンプ１００の回路動作については、本出願人が出願した特願２０１３−１９３２３７号の明細書に記載している。

（停電時でのエンジン駆動ヒートポンプの回路動作）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、系統Ｅが停電している状態からユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされると、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力がバッテリリレー２２における励磁コイルに供給されてバッテリリレー２２におけるＡ接点（○）が導通する。そうすると、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が、バッテリリレー２２における導通状態のＡ接点（○）と入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における導通状態のＢ接点（●）とを介して制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）に供給され、さらに、バッテリリレー２２における導通状態のＡ接点（○）を介して自立運転入力リレー２３における励磁コイルに供給され、自立運転入力リレー２３におけるＡ接点（○）が導通される。

これにより、制御部１１は、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力が供給され、自立運転指示ポートが自立運転入力リレー２３における導通状態のＡ接点（○）を介して導通することで自立運転信号を受信することができる。従って、制御部１１は、作動状態となり、さらに、ユーザにより自立運転スイッチ１０２がオンされて自立運転が指示されていることを認識することができる。

そして、制御部１１は、ユーザにより自立運転が指示されていることを認識すると、運転モードを自立運転モードに切り替え、ユーザからのヒートポンプ動作（この例では空調）の要求に関わらず、エンジン始動出力ポートから制御リレー２４における励磁コイルにエンジン始動電力を所定時間供給し（具体的には、所定時間（例えば５秒間）の送信を所定間隔（例えば３秒間隔）で所定回数繰り返し）、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力を、制御リレー２４におけるＡ接点（○）を介してスタータリレー１６４における励磁コイルに供給する。そうすると、スタータリレー１６４におけるＡ接点（○）が所定時間導通してスタータリレー１６４におけるＡ接点（○）を介してエンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力をエンジンスタータ１４０に供給し、これにより、エンジン１１０が始動し、ひいては発電機１３０が始動する。

また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、発電機１３０からの出力電力が発電機コントローラ１９を介してインバータ１６３の入力側に供給され、かつ、発電機１３０からの出力電力が発電機コントローラ１９および内部機器用電力変換器２０を介して内部機器２１に供給される。ここで、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、発電機コントローラ１９が作動し、発電機コントローラ１９から発電電力が出力されると、発電機コントローラ１９からの発電電力が内部機器用電力変換器２０に供給されるようになっている。

（自立運転時でのエンジン駆動ヒートポンプの回路動作）
エンジン駆動ヒートポンプ１００は、発電機１３０が起動した回路動作の状態において、制御部１１は、発電機１３０の電圧確立後（所定電圧以上になった時或いは所定時間経過後）にインバータ出力指示ポートから出力指示信号をインバータ１６３の信号入力側に送信し、インバータ１６３を作動させると、インバータ１６３からの出力電力が系統遮断リレー１３における導通状態のＢ接点（●）を介して自立電源リレー１４における励磁コイルに供給されて自立電源リレー１４におけるＡ接点（○）が導通する一方、自立電源リレー１４におけるＢ接点（●）が非導通状態になる。そうすると、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力が自立電源リレー１４における導通状態のＡ接点（○）を介して、電源回路１２の交流側と、始動トランス１７の入力側と、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における励磁コイルと、バッテリ充電回路１６２の入力側とに供給され、入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）におけるＡ接点（○）が導通される一方、入力電源リレー１５におけるＢ接点（●）が非導通状態とされる。

これにより、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン起動用バッテリ１６１からのバッテリ電力に代えて、インバータ１６３からの出力電力を、電源回路１２と入力電源リレー１５（具体的には制御電源リレー１５ａおよび点火電源リレー１５ｂ）における導通状態のＡ接点（○）とを介して制御部１１の電源入力ポート（具体的には制御電源ポートおよび点火電源ポート）に供給することができる。また、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力を、始動トランス１７を介して整流回路１８に供給し、バッテリ充電回路１６２を介してエンジン起動用バッテリ１６１に供給することができる。さらに、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、インバータ１６３からの出力電力を、自立出力部１０１を介してエンジン駆動ヒートポンプ１００外（この例では自立運転切替装置４００における切替器４１０（図１参照））に供給することができる。

＜内部機器への電力供給タイミングについて＞
ところで、エンジン駆動ヒートポンプ１００において、停電状態から自立運転に移行するにあたって自立運転開始時での内部機器２１への電力供給タイミングによっては、自立運転開始時での発電機１３０からの出力電力の起動が不安定になることがある。

そこで、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００では、自立運転開始時での内部機器２１への電力供給タイミングの動作構成を次のようにしている。ここで、自立運転開始時とは、エンジン１１０が起動して（すなわち発電機１３０から出力電力Ｐａが出力して）（後述する図６のα１参照）インバータ１６３が作動し始めるまでの期間をいう。

図５は、エンジン駆動ヒートポンプ１００におけるエンジン１１０、発電機１３０、制御部１１、発電機コントローラ１９、内部機器用電力変換器２０、エンジン冷却水ポンプ２１１、室外ファン２１２およびインバータ１６３の制御構成を示すシステムブロック図である。また、図６は、エンジン駆動ヒートポンプ１００における自立運転開始時での制御動作の一例を示すタイムチャートである。

本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン１１０の予め定めた所定の起動時期から予め定めた第１所定時間Ｔ１（図６参照）経過後に発電機１３０からの出力電力Ｐａを出力制御して発電電力Ｐｂを得る電力出力制御を開始し、電力出力制御の開始後の発電電圧Ｖｂが予め定めた所定電圧Ｖｂ１（図６参照）以上を判定したときにエンジン冷却水ポンプ２１１を駆動し、エンジン冷却水ポンプ２１１の予め定めた所定の駆動時期から予め定めた第２所定時間Ｔ２（図６参照）経過後に室外ファン２１２を駆動し、室外ファン２１２の予め定めた所定の駆動時期から予め定めた第３所定時間Ｔ３（図６参照）経過後にインバータ１６３の出力制御を開始するようになっている。

なお、エンジン１１０の所定の起動時期は、エンジン１１０が起動した時点であってもよいし、エンジン１１０の回転数であるエンジン回転数Ｃがエンジン１１０の起動が完了する予め定めた所定の起動完了回転数Ｃ２になった起動完了の時点であってもよい。ここで、エンジン回転数Ｃは、エンジン１１０の単位時間当たりの回転数（回転速度）を意味する。また、エンジン冷却水ポンプ２１１の所定の駆動時期は、エンジン冷却水ポンプ２１１の駆動を制御部１１が指示した時点であってもよいし、エンジン冷却水ポンプ２１１を駆動してエンジン冷却水ポンプ２１１の回転を制御部１１が認識した時点であってもよい。また、室外ファン２１２の所定の駆動時期は、室外ファン２１２の駆動を制御部１１が指示した時点であってもよいし、室外ファン２１２を駆動して室外ファン２１２の回転を制御部１１が認識した時点であってもよい。

この例では、制御部１１は、エンジン１１０の起動完了を検出（図６のα２参照）してから第１所定時間Ｔ１（例えば２０秒）経過後に発電機１３０からの出力電力Ｐａの出力制御を行う電力出力制御の開始を指示（図６のα５参照）し、電力出力制御の開始の指示後（具体的には発電機コントローラ１９からの発電電力Ｐｂを出力したことを示す発電出力信号の返信（図６のα６参照）後）に発電機１３０からの出力電力Ｐａの整流後の発電電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ１（例えば３００Ｖ）以上を判定したときにエンジン冷却水ポンプ２１１の駆動を指示（図６のα７参照）し、エンジン冷却水ポンプ２１１の駆動の指示から第２所定時間Ｔ２（例えば１０秒）経過後に室外ファン２１２の駆動を指示（図６のα８参照）し、室外ファン２１２の駆動開始から（具体的には室外ファン２１２の回転を認識（図６のα９参照）してから）第３所定時間Ｔ３（例えば１０秒）経過後にインバータ１６３の出力制御の開始を指示（図６のα１０参照）する構成とされている。本実施の形態では、発電機１３０の駆動（図６のα１参照）に伴って出力電圧Ｖａ（具体的には三相交流）を整流しただけのＤＣ電圧（出力制御されていない電圧）が発電機コントローラ１９で発生している。なお、制御部１１は、電力出力制御の開始の指示後（具体的には発電機コントローラ１９からの発電電力Ｐｂを出力したことを示す発電出力信号の返信（図６のα６参照）後）にエンジン回転数Ｃが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ：revolution per minute）以上を所定時間（例えば１０秒）継続し、かつ、発電機１３０からの出力電力Ｐａの整流後の発電電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ１（例えば３００Ｖ）以上を判定したときにエンジン冷却水ポンプ２１１の駆動を指示してもよい。

本実施の形態では、制御部１１は、エンジン１１０の起動開始を検出（図６のα１参照）できると共にエンジン１１０の起動完了を検出（図６のα２参照）できるようになっている。

詳しくは、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、エンジン回転数Ｃを検知する回転数検知器４０（図５参照）をさらに備えている。回転数検知器４０は、制御部１１の入力系に接続されている。制御部１１は、回転数検知器４０によりエンジン回転数Ｃを検出することで、発電時にエンジン回転数Ｃが発電機１３０による発電電力Ｐｂ（具体的には発電機コントローラ１９から発電電力Ｐｂ）を供給することが可能な発電回転数Ｃ１（例えば２０００ｒｐｍ）になるようにエンジン１１０を制御する構成とされている。なお、制御部１１によりエンジン１１０に指令するエンジン回転数Ｃの制御構成は、従来公知のものと同様であり、ここでは説明を省略する。

かかる構成により、制御部１１は、回転数検知器４０によりエンジン１１０が回転したこと計測することで、エンジン１１０の起動開始を検出（図６のα１参照）できるようになっており、エンジン１１０の起動が完了する予め定めた所定の起動完了回転数Ｃ２（例えば８００ｒｐｍ）を計測することで、エンジン１１０の起動完了を検出（図６のα２参照）できるようになっている。

本実施の形態では、発電機コントローラ１９は、エンジン回転数Ｃが発電機１３０から予め定めた所定電力を供給するのに必要な最低回転数以上となって発電機１３０からの出力電力Ｐａが所定電力以上になり、発電機１３０からの出力電圧Ｖａが所定の動作可能電圧Ｖａ１以上になると（図６のα３参照）、発電電力Ｐｂを出力可能な動作可能状態となって制御部１１と通信できるようになる。そうすると、発電機コントローラ１９は、制御部１１と通信するための初期化（図６のα４参照）を行う。その結果、制御部１１は、発電機コントローラ１９が発電電力Ｐｂを出力可能な動作可能状態になったことを認識する。

詳しくは、発電機コントローラ１９の信号通信ポートは、内部機器用電力変換器２０の信号通信ポートを介して制御部１１の信号通信ポートに接続されている（図５参照）。発電機コントローラ１９は、発電機コントローラ１９が動作可能になったことを示す動作可能認識信号を制御部１１に送信するようになっている。これにより、制御部１１は、発電機コントローラ１９から内部機器用電力変換器２０を介して得られた動作可能認識信号により、発電機コントローラ１９が発電電力Ｐｂを出力可能な動作可能状態になったか否か（つまり制御部１１と通信可能になったか否か）を認識できるようになっている。

本実施の形態では、発電機コントローラ１９は、発電電力Ｐｂを出力可能な動作可能状態であっても、制御部１１からの指示がないと、発電電力Ｐｂを電力出力制御しないようになっている。すなわち、発電機コントローラ１９は、制御部１１からの指示により、電力出力制御された発電電力Ｐｂを出力する。

詳しくは、制御部１１は、エンジン１１０の起動完了を検出（図６のα２参照）してから第１所定時間Ｔ１（例えば２０秒）経過後に、発電機コントローラ１９を用いて発電機１３０からの出力電力Ｐａを出力制御して発電電力Ｐｂを得る電力出力制御の開始を指示（図６のα５参照）することにより、発電機コントローラ１９から発電電力Ｐｂを出力させる。この例では、発電機コントローラ１９は、制御部１１からの電力出力制御の開始の指示により、発電機１３０からの出力電圧Ｖａを発電電圧Ｖｂに変換して所定の直流電圧Ｖｂ２（例えば３３０Ｖ）に維持する。ここで、第１所定時間Ｔ１は、例えば、エンジン回転数Ｃが発電回転数Ｃ１になり、発電機コントローラ１９が発電電力Ｐｂを出力可能な動作可能状態となるのに十分な時間とすることができる。

本実施の形態では、制御部１１は、電力出力制御の開始の指示（図６のα５参照）後（具体的には発電機コントローラ１９からの発電電力Ｐｂを出力したことを示す発電出力信号の返信（図６のα６参照）後）に発電機１３０からの出力電力Ｐａの発電機コントローラ１９による整流後の発電電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ１（例えば３００Ｖ）以上を判定したときに、内部機器２１であるエンジン冷却水ポンプ２１１の駆動を指示（図６のα７参照）するようになっている。ここで、所定電圧Ｖｂ１は、例えば、エンジン冷却水ポンプ２１１（さらには室外ファン２１２）を駆動させるのに十分な電圧とすることができる。

詳しくは、発電機コントローラ１９は、発電電力Ｐｂを出力すると、発電電力Ｐｂを出力したことを示す発電出力信号を制御部１１に返信（図６のα６参照）する。そうすると、制御部１１は、発電機コントローラ１９が発電電力Ｐｂを出力したことを認識する。

内部機器用電力変換器２０の信号通信ポートは、制御部１１の信号通信ポートに接続されている。内部機器用電力変換器２０は、発電機コントローラ１９から供給された発電電圧Ｖｂを計測して発電電圧Ｖｂを示す発電電圧認識信号を制御部１１に送信するようになっている。これにより、制御部１１は、発電機コントローラ１９からの発電電圧認識信号により、発電機コントローラ１９からの発電電圧Ｖｂを検出できるようになっている。

制御部１１は、内部機器用電力変換器２０と通信して発電機コントローラ１９から供給された発電電圧Ｖｂを検出することで、発電機１３０からの出力電力Ｐａの発電機コントローラ１９による整流後の発電電圧Ｖｂを判定するようになっている。なお、エンジン駆動ヒートポンプ１００は、制御部１１の入力系に接続されて発電機コントローラ１９からの発電電圧Ｖｂを測定する発電電圧測定器をさらに備え、該発電電圧測定器により制御部１１が発電機コントローラ１９からの発電電圧Ｖｂを測定することで、発電機１３０からの出力電力Ｐａの発電機コントローラ１９による整流後の発電電圧Ｖｂを判定するようになっていてもよい。

内部機器用電力変換器２０は、制御部１１の指示の下にエンジン冷却水ポンプ２１１への電力供給の有無を切り替えることができるようになっている。内部機器用電力変換器２０は、制御部１１から駆動電力を供給する指示がなされると、エンジン冷却水ポンプ２１１に冷却水ポンプ用駆動電力Ｐｃを供給する一方、制御部１１から駆動電力を供給しない指示がなされると、エンジン冷却水ポンプ２１１への冷却水ポンプ用駆動電力Ｐｃの供給を遮断するように構成されている。

本実施の形態では、制御部１１は、エンジン冷却水ポンプ２１１の駆動の指示（図６のα７参照）から第２所定時間Ｔ２（例えば１０秒）経過後に、内部機器２１である室外ファン２１２の駆動を指示（図６のα８参照）するようになっている。ここで、第２所定時間Ｔ２は、例えば、エンジン冷却水ポンプ２１１の駆動後の発電機コントローラ１９からの発電電力Ｐｂが安定するのに十分な時間とすることができる。

また、内部機器用電力変換器２０は、制御部１１の指示の下に室外ファン２１２への電力供給の有無を切り替えることができるようになっている。内部機器用電力変換器２０は、制御部１１から駆動電力を供給する指示がなされると、室外ファン２１２に室外ファン用駆動電力Ｐｄを供給する一方、制御部１１から駆動電力を供給しない指示がなされると、室外ファン２１２への室外ファン用駆動電力Ｐｄの供給を遮断するように構成されている。

本実施の形態では、制御部１１は、室外ファン２１２の駆動開始から（具体的には室外ファン２１２の回転を認識（図６のα９参照）してから）第３所定時間Ｔ３（例えば１０秒）経過後に、インバータ１６３の出力制御の開始を指示（図６のα１０参照）するようになっている。ここで、第３所定時間Ｔ３は、例えば、室外ファン２１２の駆動後の発電機コントローラ１９からの発電電力Ｐｂが安定するのに十分な時間とすることができる。なお、室外ファン２１２が複数ある場合は、制御部１１は、少なくとも一つの室外ファン２１２の回転を認識してから第３所定時間Ｔ３経過後に、インバータ１６３の出力制御の開始を指示することができる。

詳しくは、内部機器用電力変換器２０は、室外ファン２１２の回転数を検出し、検出した室外ファン２１２の回転数を制御部１１に応答する機能を有している。具体的には、内部機器用電力変換器２０は、室外ファン２１２の回転数を計測して室外ファン２１２の回転数を示す室外ファン回転数認識信号を制御部１１に送信するようになっている。制御部１１は、内部機器用電力変換器２０から得られた室外ファン回転数認識信号により、室外ファン２１２の回転数（つまり室外ファン２１２が駆動されて回転したか否か）を検出できるようになっている。これにより、制御部１１は、室外ファン２１２が駆動して室外ファン２１２が回転したことを認識（図６のα９参照）することができる。ここで、室外ファン２１２の回転数は、室外ファン２１２の単位時間当たりの回転数（回転速度）を意味する。

なお、本実施の形態では、制御部１１は、エンジン冷却水ポンプ２１１の駆動の指示（図６のα７参照）から第２所定時間Ｔ２経過後に室外ファン２１２の駆動を指示（図６のα８参照）するようになっているが、エンジン冷却水ポンプ２１１の駆動開始から（具体的にはエンジン冷却水ポンプ２１１の回転を認識してから）第２所定時間Ｔ２経過後に室外ファン２１２の駆動を指示（図６のα８参照）するようになっていてもよい。

この場合、エンジン駆動ヒートポンプ１００を次のような構成とすることができる。すなわち、内部機器用電力変換器２０は、エンジン冷却水ポンプ２１１の回転数を検出し、検出したエンジン冷却水ポンプ２１１の回転数を制御部１１に応答する機能を有している。具体的には、内部機器用電力変換器２０は、エンジン冷却水ポンプ２１１の回転数を計測してエンジン冷却水ポンプ２１１の回転数を示す冷却水ポンプ回転数認識信号を制御部１１に送信するようになっている。制御部１１は、内部機器用電力変換器２０から得られた冷却水ポンプ回転数認識信号により、エンジン冷却水ポンプ２１１の回転数（つまりエンジン冷却水ポンプ２１１が駆動されて回転したか否か）を検出できるようになっている。これにより、制御部１１は、エンジン冷却水ポンプ２１１が駆動してエンジン冷却水ポンプ２１１が回転したことを認識することができる。ここで、エンジン冷却水ポンプ２１１の回転数は、エンジン冷却水ポンプ２１１の単位時間当たりの回転数（回転速度）を意味する。

また、制御部１１は、インバータ出力指示ポートからインバータ１６３の出力を指示する（インバータ１６３を動作させる）出力指示信号をインバータ１６３の信号入力側に入力することで、インバータ１６３を作動させる一方、出力指示信号をインバータ１６３の信号入力側に入力しないことで、インバータ１６３を作動させないようになっている。

（本実施の形態について）
以上説明したように、本実施の形態に係るエンジン駆動ヒートポンプ１００によれば、エンジン１１０の所定の起動時期から第１所定時間Ｔ１（例えば２０秒）経過後に発電機１３０からの出力電力Ｐａを出力制御して発電電力Ｐｂを得る電力出力制御を開始し、電力出力制御の開始後の発電電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ１（例えば３００Ｖ）以上を判定したときにエンジン冷却水ポンプ２１１を駆動し、エンジン冷却水ポンプ２１１の所定の駆動時期から第２所定時間Ｔ２（例えば１０秒）経過後に室外ファン２１２を駆動し、室外ファン２１２の所定の駆動時期から第３所定時間Ｔ３（例えば１０秒）経過後にインバータ１６３の出力制御を開始するので、自立運転開始時において発電機１３０による発電電力Ｐｂによって駆動されるエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２の内部機器２１への電力供給タイミングの動作構成を提示することができる。このことは、例えば、内部機器２１の中で負荷電力が比較的大きいエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２を自立運転開始時に一度に起動すると支障をきたす（例えば自立運転開始時での発電機１３０からの出力電力Ｐａの起動が不安定になる）程度に定格容量が小さい発電機１３０を用いた場合に特に有効である。しかも、内部機器２１としてエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２を順番に駆動するので、自立運転開始時での発電初期の消費電力を抑えることができ、それだけ自立運転開始時での発電機１３０からの出力電力Ｐａの起動を安定化させることができる。

本実施の形態において、エンジン冷却水ポンプ２１１の定格消費電力を室外ファン２１２の定格消費電力よりも小さくすることが好ましい。このように、エンジン冷却水ポンプ２１１の定格消費電力を室外ファン２１２の定格消費電力よりも小さくすることで、内部機器２１であるエンジン冷却水ポンプ２１１および室外ファン２１２のうちで定格消費電力の小さい方のエンジン冷却水ポンプ２１１から駆動することができ、これにより、自立運転開始時での発電機１３０からの出力電力Ｐａの起動をより一層安定化させることができる。

本実施の形態において、制御部１１は、圧縮機１２０を運転しないで発電機１３０を駆動する場合は、圧縮機１２０を運転して発電機１３０を駆動する場合と対比して予め設定した室外ファン２１２の回転数の上限値である室外ファン２１２の上限回転数が小さくなるように室外ファン２１２を作動制御することが好ましい。このように、圧縮機１２０を運転しないで発電機１３０を駆動する場合に、圧縮機１２０を運転して発電機１３０を駆動する場合と対比して室外ファン２１２の上限回転数を小さくすることで、圧縮機１２０を運転しないで、すなわち、ヒートポンプ動作（この例では空調運転）をしないで発電機１３０を駆動する場合に、室外ファン２１２の消費電力を抑えることができ、それだけ自立運転開始時での電力負荷への電力供給余力を増加させることができる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１１ 制御部
１２ 電源回路
１３ 系統遮断リレー
１４ 自立電源リレー
１５ 入力電源リレー
１５ａ 制御電源リレー
１５ｂ 点火電源リレー
１７ 始動トランス
１８ 整流回路
１９ 発電機コントローラ
２０ 内部機器用電力変換器
２１ 内部機器
２２ バッテリリレー
２３ 自立運転入力リレー
２４ 制御リレー
４０ 回転数検知器
１００ エンジン駆動ヒートポンプ
１０１ 自立出力部
１０２ 自立運転スイッチ
１０３ 系統入力部
１１０ エンジン
１２０ 圧縮機
１２１ 電磁クラッチ
１３０ 発電機
１４０ エンジンスタータ
１５０ 本体パッケージ
１６０ 自立運転用電源装置
１６１ エンジン起動用バッテリ
１６２ バッテリ充電回路
１６３ インバータ
１６４ スタータリレー
２１１ エンジン冷却水ポンプ
２１２ 室外ファン
５００ 熱交換システム
Ｃ エンジン回転数
Ｃ１ 発電回転数
Ｃ２ 起動完了回転数
Ｐａ 出力電力
Ｐｂ 発電電力
Ｐｃ 冷却水ポンプ用駆動電力
Ｐｄ 室外ファン用駆動電力
Ｔ１ 第１所定時間
Ｔ２ 第２所定時間
Ｔ３ 第３所定時間
Ｖａ 出力電圧
Ｖａ１ 動作可能電圧
Ｖｂ 発電電圧
Ｖｂ１ 所定電圧
Ｖｂ２ 直流電圧

Claims (3)

1. エンジンと、前記エンジンで駆動される圧縮機と、前記圧縮機により吸入・吐出される冷媒を流す冷媒回路と、前記エンジンで駆動される発電機とを備えるエンジン駆動ヒートポンプであって、
   前記発電機による発電電力によって駆動される室外ファンおよびエンジン冷却水ポンプと、前記エンジンを起動するエンジン起動用バッテリと、前記エンジン起動用バッテリを充電するバッテリ充電回路と、前記発電機からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータとを備え、
   前記エンジンの所定の起動時期から第１所定時間経過後に前記発電機からの出力電力を出力制御して前記発電電力を得る電力出力制御を開始し、前記電力出力制御の開始後の発電電圧が所定電圧以上を判定したときに前記エンジン冷却水ポンプを駆動し、前記エンジン冷却水ポンプの所定の駆動時期から第２所定時間経過後に前記室外ファンを駆動し、前記室外ファンの所定の駆動時期から第３所定時間経過後に前記インバータの出力制御を開始する構成とされており、
   前記エンジン冷却水ポンプの定格消費電力が前記室外ファンの定格消費電力よりも小さいことを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。
2. 請求項１に記載のエンジン駆動ヒートポンプであって、
   前記圧縮機を運転しないで前記発電機を駆動する場合は、前記圧縮機を運転して前記発電機を駆動する場合と対比して前記室外ファンの上限回転数を小さくすることを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。
3. エンジンと、前記エンジンで駆動される圧縮機と、前記圧縮機により吸入・吐出される冷媒を流す冷媒回路と、前記エンジンで駆動される発電機とを備えるエンジン駆動ヒートポンプであって、
   前記発電機による発電電力によって駆動される室外ファンおよびエンジン冷却水ポンプと、前記エンジンを起動するエンジン起動用バッテリと、前記エンジン起動用バッテリを充電するバッテリ充電回路と、前記発電機からの出力電力を所定電圧・所定周波数に変換するインバータとを備え、
   前記エンジンの所定の起動時期から第１所定時間経過後に前記発電機からの出力電力を出力制御して前記発電電力を得る電力出力制御を開始し、前記電力出力制御の開始後の発電電圧が所定電圧以上を判定したときに前記エンジン冷却水ポンプを駆動し、前記エンジン冷却水ポンプの所定の駆動時期から第２所定時間経過後に前記室外ファンを駆動し、前記室外ファンの所定の駆動時期から第３所定時間経過後に前記インバータの出力制御を開始する構成とされており、
   前記圧縮機を運転しないで前記発電機を駆動する場合は、前記圧縮機を運転して前記発電機を駆動する場合と対比して前記室外ファンの上限回転数を小さくすることを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。

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