特開 2022-160739 非常用電力供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022160739

(43)【公開日】2022-10-20

(54)【発明の名称】非常用電力供給システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/08 20060101AFI20221013BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20221013BHJP

   H02B 1/42 20060101ALI20221013BHJP

【ＦＩ】

H02J9/08

H02J9/06

H02B1/42

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021065109

(22)【出願日】2021-04-07

(71)【出願人】

【識別番号】521146643

【氏名又は名称】株式会社池久保電工社

(74)【代理人】

【識別番号】100194478

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 文彦

(74)【代理人】

【識別番号】100187838

【弁理士】

【氏名又は名称】黒住 智彦

(72)【発明者】

【氏名】浜口 愛治

【テーマコード（参考）】

5G015

5G211

【Ｆターム（参考）】

5G015GA06

5G015GA17

5G015HA18

5G015JA52

5G211AA05

5G211DD01

5G211DD04

5G211DD11

5G211DD16

5G211DD20

5G211DD24

5G211GG04

(57)【要約】

【課題】停電時でも容易に使用できる非常用電力供給システムを提供する。
【解決手段】
非常用電力供給システム（１００）は、商用電力を複数の負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）に供給する商用電源線（１０２）と、非常用電力を前記複数の負荷回路に供給する非常用電源線（１０３）と、停電時に非常用電力を非常用電源線（１０３）に供給する非常用発電機（２）と、商用電源線（１０２）及び非常用電源線（１０３）と前記複数の負荷回路との間に設けられる切替スイッチ（１０４）とを備える。切替スイッチ（１０４）は、停電時に前記複数の負荷回路との導通接続を商用電源線（１０２）から非常用電源線（１０３）に切り替え、商用電力を受電可能な復電時に前記複数の負荷回路との導通接続を非常用電源線（１０３）から商用電源線（１０２）に切り替える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用電力を受電不能な停電時に複数の負荷回路に非常用電力を供給する非常用電力供給システムであり、
前記商用電力を前記複数の負荷回路に供給可能である商用電源線と、
前記非常用電力を前記複数の負荷回路に供給可能である非常用電源線と、
前記停電時に前記非常用電力を前記非常用電源線に供給可能である非常用発電機と、
前記商用電源線及び前記非常用電源線と前記複数の負荷回路との間に設けられる切替スイッチとを備え、
前記切替スイッチは、前記停電時に前記複数の負荷回路との導通接続を前記商用電源線から前記非常用電源線に切り替え、前記商用電力を受電可能な復電時に前記複数の負荷回路との導通接続を前記非常用電源線から前記商用電源線に切り替えるものである
ことを特徴とする非常用電力供給システム。

【請求項2】

前記非常用電力供給システムは、さらに、前記停電時に導通させる前記負荷回路を前記停電前に選択可能である負荷回路選択スイッチを備える
請求項１記載の非常用電力供給システム。

【請求項3】

前記負荷回路選択スイッチは、前記負荷回路ごとに設けられる
請求項１又は２記載の非常用電力供給システム。

【請求項4】

前記非常用発電機は、移動可能な可搬型発電機である
請求項１～３何れか１項記載の非常用電力供給システム。

【請求項5】

前記可搬型発電機は、液化石油ガスを燃料とする非常用発電機、可燃性液体燃料を燃料とする非常用発電機、液化石油ガスと可燃性液体燃料とを燃料として選択的に使用可能なハイブリッド式非常用発電機、水素を燃料とする非常用発電機、自然エネルギー発電機、又は非常用蓄電池の少なくとも何れかである
請求項１～４何れか１項記載の非常用電力供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非常用電力供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

災害による停電時に家庭で使用できる様々な非常用電源装置が知られている。その一例として、特許文献１には可搬型の非常災害用小型発電機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－３０３４３３、図３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、停電時に非常用電源装置を使用するには、非常用電源装置のコンセント（差込口）に対して、電気機器の差込プラグを接続しなければならず手間がかかる。また、使いたい電気機器が複数あり、しかもそれらが冷蔵庫、洗濯機、エアコンのように大型重量物であって離れた場所にある場合には、それらの差込プラグを同時に非常用電源装置に接続することができない。この場合、延長コードを使って接続する方法があるものの、複数本の延長コードを室内の多方向に這わせなければならず手間がかかる上に、それらは昼夜を問わず歩行の障害となり危険である。さらに、夜間に停電した場合には暗所での接続作業となり危険である。

【0005】

そこで本発明は、停電時でも容易に使用できる非常用電力供給システムの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一形態である請求項１に記載の非常用電力供給システム（１００）は、
商用電力を受電不能な停電時に複数の負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）に非常用電力を供給する非常用電力供給システム（１００）であり、
前記商用電力を前記複数の負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）に供給可能である商用電源線（１０２）と、
前記非常用電力を前記複数の負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）に供給可能である非常用電源線（１０３）と、
前記停電時に前記非常用電力を前記非常用電源線（１０３）に供給可能である非常用発電機（２）と、
前記商用電源線（１０２）及び前記非常用電源線（１０３）と前記複数の負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）との間に設けられる切替スイッチ（１０４）とを備え、
前記切替スイッチ（１０４）は、前記停電時に前記複数の負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）との導通接続を前記商用電源線（１０２）から前記非常用電源線（１０３）に切り替え、前記商用電力を受電可能な復電時に前記複数の負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）との導通接続を前記非常用電源線（１０３）から前記商用電源線（１０２）に切り替えるものであることを特徴とする。

【0007】

また、請求項２に記載の非常用電力供給システムは、
前記停電時に導通させる前記負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）を前記停電前に選択可能である負荷回路選択スイッチ（１０７ａ２～１０７ｆ２）を備えることを特徴とする。

【0008】

また、請求項３に記載の非常用電力供給システムは、
前記負荷回路選択スイッチ（１０７ａ２～１０７ｆ２）は、前記負荷回路（１０７ａ～１０７ｆ）ごとに設けられることを特徴とする。

【0009】

また、請求項４に記載の非常用電力供給システムは、
前記非常用発電機（２）は、移動可能な可搬型発電機であることを特徴とする。

【0010】

また、請求項５に記載の非常用電力供給システムは、
前記可搬型発電機は、液化石油ガスを燃料とする非常用発電機、可燃性液体燃料を燃料とする非常用発電機、液化石油ガスと可燃性液体燃料とを燃料として選択的に使用可能なハイブリッド式非常用発電機、水素を燃料とする非常用発電機、自然エネルギー発電機、又は非常用蓄電池の少なくとも何れかであることを特徴とする。

【0011】

ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一形態によれば、停電時であっても容易に非常用電力を電気機器に供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態による非常用電力供給システムの概要構成図である。

【図2】本発明の第２実施形態による非常用電力供給システムの概要構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１～図３を参照して、本発明の一形態による非常用電力供給システムの実施形態について説明する。以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

【0015】

ここで、本明細書及び特許請求の範囲において、「第１」及び「第２」と記載する場合、それらは異なる構成要素を区別するために用いるものであり、特定の順序や優劣等を示すために用いるものではない。また、本明細書及び図面で使用する符号は、異なる構成要素を区別するために用いるものであり、特定の順序、優劣、関係性を示すために用いるものではない。

【0016】

第１実施形態〔図１〕

【0017】

非常用電力供給システム１００の構成

【0018】

第１実施形態の非常用電力供給システム１００は、平時には商用電源１から商用電力が供給される。他方、災害時などの停電時には、非常用発電機２から非常用電力が供給される。非常用電力供給システム１００は、停電時に非常用発電機２を作動して非常用電力を供給する「非常用発電機作動システム」として構成されており、非常用電源の取扱いをより簡単に、安全に使用することができるものである。

【0019】

第１実施形態の非常用電力供給システム１００は、分電盤１０１を備える。分電盤１０１は、商用電源１に接続される商用電源線１０２と、非常用発電機２に接続される非常用電源線１０３と、切替スイッチ１０４と、検知制御部１０５と、主電源線１０６と、負荷回路部１０７とを有する。

【0020】

商用電源線１０２は、商用電源１による商用電力を分電盤１０１に供給する電線で構成されている。商用電源線１０２の途中には漏電開閉器１０２ａが接続されており、漏電が検知された場合に回路を遮断して安全を確保する。

【0021】

非常用電源線１０３は、非常用発電機２による非常用電力を分電盤１０１に供給する電線である。非常用電源線１０３の途中には、商用電源線１０２と同様の機能を有する漏電開閉器１０３ａが設けられている

【0022】

漏電開閉器１０２ａ、１０３ａの二次側には、切替スイッチ１０４が接続されている。切替スイッチ１０４は、主電源線１０６に繋ぐ電源供給元を、商用電源１と非常用発電機２との間で切り替えるものである。

【0023】

切替スイッチ１０４による電源切替は、検知制御部１０５により行われる。検知制御部１０５は、検知部１０５ａと制御部１０５ｂとを有する。検知部１０５ａは、商用電源１（商用電源線１０２）の停電を検知する。制御部１０５ｂは、検知部１０５ａが停電を検知した検知信号に基づいて後述する負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２を自動でオンオフする制御を実行する。

【0024】

切替スイッチ１０４の二次側は、主電源線１０６が接続されており、主電源線１０６には負荷回路部１０７が接続されている。負荷回路部１０７には、主電源線１０６から分岐する複数の負荷回路１０７ａ～１０７ｆを有する。なお、「複数の負荷回路」として本実施形態では６つの負荷回路１０７ａ～１０７ｆを有する例を示すが、２つ以上ならばいくつでもよい。

【0025】

各負荷回路１０７ａ～１０７ｆは、構成が同一である。ここで各負荷回路１０７ａ～１０７ｆには、ブレーカー１０７ａ１～１０７ｆ１と、負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２とを有しており、それらの端末は電気機器の差込プラグを差し込むコンセント１０７ａ３～１０７ｆ３に接続されている。各負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２は、前述した制御部１０５ｂに対して、それぞれ信号線１０５ｃを介して接続されており、制御部１０５ｂが出力する選択信号を受けて回路の開閉を制御するものである。各負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２は、例えばリレーで構成することができる。

【0026】

以上のような分電盤１０１に接続される商用電源１は、地域の電力会社等が運営するものであって商用電力を供給する。

【0027】

以上のような分電盤１０１に接続される非常用発電機２は、基本的に、平時ではなく停電等の非常時に稼働されるものである。なお、非常用発電機２を試運転したり、点検運転したりする場合には、停電時ではない平時であっても使用することはもちろん可能である。非常用発電機２としては、５ｋＶＡ以上の定格出力のものを用いるのが好ましい。また、非常用発電機２としては、例えば移動可能な「可搬型発電機」を使用することができる。可搬型発電機にはタイヤが付いているものがあり、平時は倉庫に収納しておき、非常時に倉庫から出して移動するのが容易だからである。また、タイヤが付いていない場合でも、軽量であり人力で移動させることが可能なものがあるからである。可動型発電機を例示すると次のとおりである。

【0028】

（１）液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料とする非常用発電機
（２）可燃性液体燃料（ガソリン、軽油）を燃料とする非常用発電機
（３）液化石油ガス（ＬＰＧ）と可燃性液体燃料（ガソリン、軽油）とを燃料として選択的に使用可能なハイブリッド式非常用発電機
（４）水素を燃料とする非常用発電機
（５）自然エネルギー発電機（前記（１）～（４）の発電機を除く。）
（６）非常用蓄電池

【0029】

これらの可動型発電機の中では、特に液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料として用いる非常用発電機（１）（３）が好ましい。液化石油ガスは、ＬＰガスシリンダー（ボンベ）やバルク貯槽で長期保存しても劣化しにくく、例えばガソリン発電機で必要な燃料の抜き取りやキャブレター清掃等のメンテナンスが不要であり、長期保管後でもスムーズに始動できるからである。また、ＬＰガスシリンダーは、外力に強く、多少凹んでも使用可能であり、災害に強い点でも好ましい。

【0030】

また、非常用発電機（１）（３）の中でも、特にハイブリッド式非常用発電機（３）が好ましい。ＬＰガス発電機は定格出力が１ｋＶＡ未満で容量が小さいものが多く、消費電力（Ｗ）の少ない電気製品しか利用できないためである。ハイブリッド式非常用発電機（３）には、定格出力が５ｋＶＡを超えるものもあり、複数の電気機器を同時に使用することができるからである。そのようなハイブリッド式非常用発電機（３）としてはＳＳＪホールディングス株式会社製の「ＥＬＳＯＮＡ（登録商標）」（品番：ＨＹＢ５５００Ｌ）を例示でき、その定格出力は低圧ＬＰガスで５．０ｋＶＡ、ガソリンで５．５ｋＶＡとなっている。

【0031】

非常用電力供給システム１００の動作

【0032】

次に、非常用電力供給システム１００の動作を説明する。検知部１０５ａは商用電源線１０２に対して商用電源１の電力供給が停止する停電を継続的に監視している。このとき、負荷回路部１０７の負荷回路１０７ａ～１０７ｆには、商用電力が供給されている。

【0033】

そして検知部１０５ａが停電を検知すると、検知信号が切替スイッチ１０４に出力されて、切替スイッチ１０４が商用電源線１０２から非常用電源線１０３へと接続対象を切り替える。これにより商用電源線１０２は負荷回路部１０７に対して遮断される。

【0034】

これとともに検知部１０５ａは、制御部１０５ｂに停電の検知信号を出力する。制御部１０５ｂは、複数の負荷回路１０７ａ～１０７ｆのうち、事前に選択された特定の負荷回路（例えば負荷回路１０７ａ、１０７ｃ、１０７ｅ）に対する非常用電力の供給をオンにし、事前に選択されていない特定の負荷回路（例えば負荷回路１０７ｂ、１０７ｄ、１０７ｆ）に対する非常用電力の供給をオフにする負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２に対して開閉信号を出力する。これにより、事前選択された特定の負荷回路（例えば負荷回路１０７ａ、１０７ｃ、１０７ｅ）のみに対して非常用発電機２による非常用電力を供給することができる。

【0035】

停電時に非常用発電機２を使用する負荷回路１０７ａ～１０７ｆを事前選択するには、操作盤（図示略）により行う。そのような操作盤は、分電盤１０１に設けていてもよいし、建物の室内の壁面に液晶画面付きの操作パネルとして設けてもよい。操作盤で、特定の負荷回路１０７ａ～１０７ｆを事前選択することで、負荷回路選択設定信号が制御部１０５ｂに送られて記憶される。停電時になると、制御部１０５ｂは、その負荷回路選択設定信号に応じて負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２に対して開閉信号を出力する。

【0036】

負荷回路１０７ａ～１０７ｆを事前選択する観点は、停電時にも継続使用したいか否かという点と、非常用発電機２で使用できる定格出力の容量による。操作盤には、非常用発電機２の定格出力に応じて、コンセント１０７ａ３～１０７ｆ３に接続された電気機器のうち停電時に使用できる電気機器の選択操作を行うことができるように構成されている。非常用発電機２の定格出力の入力操作は、非常用電力供給システム１００の設置時に、設置する非常用発電機２に応じて入力することができる。また、非常用発電機２の交換時等に、入力することができる。他方、コンセント１０７ａ３～１０７ｆ３に接続された電気機器の事前選択の組合せは、例えば、制御部１０５ｂが平常時における各電気機器の最大の消費電力をモニタリングしておき、モニタリングして記憶した各電気機器の最大消費電力を、非常用発電機２の定格出力の範囲で組み合わせることで、設定をすることができる。設定した電気機器の事前選択の組合せは、制御部１０５ｂにて記憶することができる。

【0037】

商用電源１が復電すると（電力系統が平時に戻ると）、検知部１０５ａがそれを検知する。検知部１０５ａは、その検知信号を切替スイッチ１０４に出力し、切替スイッチ１０４は非常用電源線１０３から商用電源線１０２へと接続対象を切り替える。これにより非常用電源線１０３は負荷回路部１０７に対して遮断される。

【0038】

これとともに検知部１０５ａは、制御部１０５ｂに復電の検知信号を出力する。制御部１０５ｂは、すべての負荷回路１０７ａ～１０７ｆの負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２をオンにする。これによりすべての負荷回路１０７ａ～１０７ｆに対して商用電源１による商用電力を供給することができる。

【0039】

非常用電力供給システム１００の効果

【0040】

非常用電力供給システム１００は、既に説明したもののほか以下効果を有する。

【0041】

〔１〕非常用電力供給システム１００は、商用電力を複数の負荷回路１０７ａ～１０７ｆに供給可能である商用電源線１０２と、非常用電力を複数の負荷回路１０７ａ～１０７ｆに供給可能である非常用電源線１０３と、停電時に非常用電力を非常用電源線１０３に供給可能である非常用発電機２と、商用電源線１０２及び非常用電源線１０３と複数の負荷回路１０７ａ～１０７ｆとの間に設けられる切替スイッチ１０４とを備える。切替スイッチ１０４は、停電時に複数の負荷回路１０７ａ～１０７ｆとの導通接続を商用電源線１０２から非常用電源線１０３に切り替え、商用電力を受電可能な復電時に複数の負荷回路１０７ａ～１０７ｆとの導通接続を非常用電源線１０３から商用電源線１０２に切り替え可能にとして構成されている。このため停電時には電力供給元が商用電源１から非常用発電機２に自動で切り替えることが可能であり、負荷回路１０７ａ～１０７ｆへの非常用電力の供給を簡単に、安全に行うことができる。

【0042】

また、非常用電力供給システム１００は、停電が発生してから非常用発電機２を倉庫から出してきて使う準備をするのではなく、停電発生前から非常用発電機２を非常用電力供給システム１００の一部として使用の準備をしておき、停電時には非常用電力を供給して電気機器を継続して使用することができるので、非常用発電機２を停電時に即座に有効活用することができる。

【0043】

〔２〕非常用電力供給システム１００は、停電時に導通させる負荷回路（負荷回路１０７ａ～１０７ｆ）を停電前に選択可能である負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２を備える。コンセント１０７ａ３～１０７ｆ３には、それぞれ電気機器が接続されており、夏場の冷蔵庫や空調機器のように、停電時にも継続して使いたい電気機器がある。

【0044】

停電に備えてそうした電気機器を接続しているコンセント１０７ａ３～１０７ｆ３（負荷回路１０７ａ～１０７ｆ）を事前選択しておくことができるため、停電が発生した場合でもコンセント１０７ａ３～１０７ｆ３に対する電気機器の差込プラグの抜き差しを行うことなく、必要な電気機器を継続して使用することが可能である。したがって、非常用発電機２の取扱いをより簡単に、安全に使用することができる。

【0045】

〔３〕負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２は、負荷回路１０７ａ～１０７ｆごとに設けられている。このため負荷回路選択スイッチ１０７ａ２～１０７ｆ２ごとに停電時における使用の要否を設定することができて便利である。

【0046】

第２実施形態〔図２〕

【0047】

第２実施形態の非常用電力供給システム２００が第１実施形態の非常用電力供給システム１００と相違する点は、常時、商用電源１に接続されている負荷回路部２０１を備える点である。それ以外の構成は参照符号を含めて第１実施形態と共通するため説明を省略する。

【0048】

負荷回路部２０１は、分電盤２０２に設けられている。負荷回路部２０８は、常時、商用電源１に接続されているため、停電時には電力供給が停止され、各負荷回路２０１ａ～２０１ｆを使用することはできない。各負荷回路２０１ａ～２０１ｆは、ブレーカー２０１ａ１～２０１ｆ１と、コンセント２０１ａ２～２０１ｆ２を備えている。

【0049】

このような負荷回路部２０１を備える第２実施形態によれば、第１実施形態と同様にコンセント１０７ａ３～１０７ｆ３（負荷回路１０７ａ～１０７ｆ）のうち停電時に継続使用するもの、使用しないものを事前選択できることに加えて、コンセント２０１ａ２～２０１ｆ２には、停電時に使用しない電気機器を接続しておくことができる。この場合、操作盤を操作して電気機器を事前選択する操作も不要である。したがって、非常用発電機２の取扱いをより簡単に、安全に使用することができる。

【0050】

なお、本発明の一態様による実施形態について詳細に説明したが、本発明の構成及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

【0051】

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、非常用電力供給システム１００，２００の構成、動作も本発明の一態様による実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

【符号の説明】

【0052】

１ 商用電源
２ 非常用発電機
１００ 非常用電力供給システム（第１実施形態）
１０１ 分電盤
１０２ 商用電源線
１０２ａ 漏電開閉器
１０３ 非常用電源線
１０３ａ 漏電開閉器
１０４ 切替スイッチ
１０５ 検知制御部
１０５ａ 検知部
１０５ｂ 制御部
１０５ｃ 信号線
１０６ 主電源線
１０７ 負荷回路部
１０７ａ～１０７ｆ 負荷回路
１０７ａ１～１０７ｆ１ ブレーカー
１０７ａ２～１０７ｆ２ 負荷回路選択スイッチ
１０７ａ３～１０７ｆ３ コンセント
２００ 非常用電力供給システム（第２実施形態）
２０１ 負荷回路部
２０１ａ～２０１ｆ 負荷回路
２０１ａ１～２０１ｆ１ ブレーカー
２０１ａ２～２０１ｆ２ コンセント
２０２ 分電盤

【図1】

【図2】