JP2000205606A - 熱併給発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の熱併給発電装置においては、パッケー
ジ内を冷却するために、外気を機械室の側面から取り入
れて機械室から上方の熱交換室へ通風させていたので、
外気が機械室内全体を循環しないまま熱交換室内へ通過
してしまい、エンジンや発電機等の冷却が十分に行われ
ず冷却効果が低かった。 【解決手段】 熱併給発電装置１のパッケージ２内の最
下層に該パッケージ２内に取り込んだ外気が通過する冷
却風ダクト室５を配置し、該冷却風ダクト室５の上方に
エンジン３及び発電機４等が配設される機械室６を配置
し、該機械室６の上方に熱交換を行う熱交換器室７を配
置し、該パッケージ２内に取り込んだ外気を冷却風ダク
ト室５から、機械室６、及び熱交換器室７の順に通風さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンにより発
電機を駆動するとともに、熱供給を行う熱併給発電装置
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジンにより発電機を駆動
するとともに、外部へ熱供給を行う熱併給発電装置は知
られていた。このような熱併給発電装置としては、エン
ジン、発電機、熱交換器、及びラジエータ等の構成部材
を一つのパッケージ内に収納して構成し、該パッケージ
内を、エンジンや発電機等が収納される機械室と、熱交
換器やラジエータ等が収納される熱交換室とに分割し
て、機械室の上方に熱交換室を配置したものがあった。
そして、該熱併給発電装置の冷却は、例えば、特開平９
−８９３０８号公報に示すエンジン駆動式空気調和機の
室外ユニットの場合と同様に、外気を機械室の一側面か
らパッケージ内に取り込み、取り込んだ外気を機械室か
ら上方の熱交換室へ通風させて、機械室、熱交換室の順
に冷却するようにしていた。また、前記機械室には、エ
アクリーナ、給気サイレンサ、及び排気消音器等も配設
されており、例えば、エアクリーナ及び給気サイレンサ
はエンジンの上方に配置されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の如く、
外気を機械室の側面から取り入れて、機械室から上方の
熱交換室へ通風させると、外気が機械室内全体を循環し
ないまま熱交換室内へ通過してしまい、エンジンや発電
機等の冷却が十分に行われず冷却効果が低かった。ま
た、機械室内においては、エンジンの上方にエアクリー
ナ及び給気サイレンサが配置されるとともに排気消音器
が配設されていたので機械室が大型化していた。さら
に、高温となる排気消音器によってエンジン、発電機等
の機械室内の配設部材が加熱されていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、請求項１においては、エンジ
ンにより発電機を駆動するとともに、熱供給を行う熱併
給発電装置において、該熱併給発電装置のパッケージ内
の最下層に該パッケージ内に取り込んだ外気が通過する
冷却風ダクト室を配置し、該冷却風ダクト室の上方にエ
ンジン及び発電機等が配設される機械室を配置し、該機
械室の上方に熱交換を行う熱交換器室を配置し、パッケ
ージ内に取り込んだ外気を冷却風ダクト室から、機械
室、及び熱交換器室の順に通風させる。

【０００５】また、請求項２においては、パッケージ内
に取り込んだ前記外気の通風経路を、該外気が、外気の
取入口である吸入口から外気を取り入れて冷却風ダクト
室へ送風する冷却ファン、前記冷却風ダクト室、該冷却
風ダクト室と機械室とを連通する通風孔、前記機械室、
機械室と熱交換器室とを連通する通気口、前記熱交換
室、及び熱交換器室内に配設されるラジエータのラジエ
ータファンを順に通過するように構成した。

【０００６】また、請求項３においては、前記吸入口を
パッケージの一側面に形成し、前記発電機を、機械室に
おける反吸入口形成面側に配置した。

【０００７】また、請求項４においては、前記機械室内
において、前記発電機の上方にエアクリーナ及び給気サ
イレンサを配設した。

【０００８】また、請求項５においては、前記熱併給発
電装置おいて、熱供給を行う水／水熱交換器、及びエン
ジンの排気消音器を、前記熱交換室に配設した。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の熱併給発電装置を示す正面図、図
２は同じく後面図、図３は同じく右側面図、図４は同じ
く左側面図、図５は機械室の底部を示す平面図、図６は
機械室内部を示す平面図、図７は熱交換室内部を示す平
面図、図８は熱併給発電装置の冷却水の循環経路を示す
系統図である。

【００１０】本発明の熱併給発電装置の構成について説
明する。図１乃至図７に示す熱併給発電装置１において
は、パッケージ２内が冷却風ダクト室５、機械室６、及
び熱交換室７にそれぞれ分割されている。機械室６内に
はエンジン３、該エンジン３により駆動される発電機
４、エアクリーナ８、給気サイレンサ９、冷却水ポンプ
１６、排気ガス熱交換器１７、及び副消音器１８等が配
設されており、熱交換室７内にはラジエータ１１、ラジ
エータファン１４、水／水熱交換器２０、排気消音器１
９、及び制御盤１２等が配設されている。

【００１１】エンジン３は、例えばガスエンジンに構成
されており、燃料ガスは燃料ガス入口２５からレギュレ
ータ１０を通じてミキサ１５へ送られる。一方、空気は
空気入口２４からエアクリーナ８及び吸気サイレンサ９
を通じてミキサ１５へ送られ、該ミキサ１５にて燃料ガ
スと空気とが混合された後エンジン３へ供給される。ま
た、エンジン３の排気は、排気ガス熱交換器１７を通過
した後、副消音器１８及び排気消音器１９により消音さ
れて外部は排出される。

【００１２】機械室６内に配置されるエンジン３と発電
機４とは水平方向に並設されており、該エンジン３の高
さ寸法は発電機４の高さ寸法よりも大きく構成されてい
る。したがって、機械室６内においては、発電機４の上
方に余分なスペースが生じるが、前記エアクリーナ８及
び吸気サイレンサ９を、この発電機４上方スペースに配
置している。このように、エアクリーナ８及び吸気サイ
レンサ９を、余分なスペースである発電機４上方のスペ
ースに配置することにより、無駄な空間を有効に使用す
ることができ、機械室６をコンパクトに構成することが
可能となっている。

【００１３】エンジン３の冷却水は、該エンジン３、水
／水熱交換器２０、及びラジエータ１１間を冷却水ポン
プ１６により循環されており、エンジン３の冷却等によ
り得た熱量を水／水熱交換器２０を介して外部に供給す
るように構成されている。即ち、温水入口２６から水／
水熱交換器２０へ供給された低温水（二次側の冷却水）
が、該水／水熱交換器２０にてエンジン３の冷却水によ
り加温された後に、高温水として温水出口から送出され
るのである。

【００１４】ここで、熱併給発電装置１の熱供給システ
ムについて、エンジン３の冷却水の循環経路を示す図８
により説明する。まず、エンジン３を冷却した冷却水は
エンジン出口２１から温調弁２２へ送出され、送出され
た冷却水が温調弁２２の設定温度以上であれば、水／水
熱交換器２０へ案内される。冷却水が水／水熱交換器２
０内を流れる間に、該冷却水により温水入口２６から供
給された低温水（二次側の冷却水）が加温されて、高温
水として温水出口から出ていく。水／水熱交換器２０を
通過した冷却水は、温調弁２３にて該温調弁２３の設定
温度よりも高ければラジエータ１１へ案内され放熱され
る。ラジエータ１１にて放熱された冷却水は、冷却水ポ
ンプ１６を通じて排気ガス熱交換器１７へ送出され、該
排気ガス熱交換器１７にて排気ガスの熱を奪った後にエ
ンジン３へ戻る。

【００１５】また、温調弁２２にて冷却水が設定温度以
下であれば、温水入口２６から供給される低温水（二次
側の冷却水）へ十分な熱供給をすることができないた
め、該冷却水は水／水熱交換器２０へは送出されずに直
接排気ガス熱交換器１７に案内されて、排気から熱を奪
って温度を上昇させる。また、温調弁２３にて冷却水が
設定温度よりも低ければ、ラジエータ１１により放熱す
る必要がなく、放熱するとかえって温度を下げ過ぎてし
まうため、該冷却水は直接排気ガス熱交換器１７に案内
される。

【００１６】このように、一定温度以上の冷却水のみを
水／水熱交換器２０へ案内するように構成することで、
安定して熱供給できるようにするとともに、一定温度以
下の冷却水はラジエータ１１へ案内しないように構成し
て、冷却水の温度を下げ過ぎないようにしている。ま
た、冷却水をエンジン３へ戻す前に直接排気ガス熱交換
器１７を通過させることで、低温になり過ぎた冷却水が
エンジン３内に戻されて該エンジン３の性能が低下する
ことを防止している。

【００１７】次に、熱併給発電装置１の冷却構造につい
て説明する。図１乃至図７に示す前記熱併給発電装置１
においては、パッケージ２内の底部に冷却風ダクト室５
が構成され、該冷却風ダクト室５の上方に機械室６が構
成され、該機械室６の上方に熱交換室７が構成されてい
る。また、パッケージ２内へ外気を取り入れるための吸
入口３３が、該パッケージ２の一側面に開口している。
該吸入口３３は、パッケージ２内に配設される冷却ファ
ン３１と吸入通路３４により連通されており、該冷却フ
ァン３１は、パッケージ２の底部に構成される冷却風ダ
クト室５と連通している。そして、冷却ファン３１の吸
引力により、吸入口３３から外気を取り込むとともに、
取り込んだ外気を冷却風として冷却風ダクト室５へ送出
するように構成している。

【００１８】前記吸入口３３の外方には、下方に外気導
入口３２を開口する外気導入カバー３７が取り付けら
れ、吸入口３３から外気を取り込む際に塵等がパッケー
ジ２内に侵入することを防止するとともに、パッッケー
ジ２内で発生するエンジン３や発電機４等からの騒音が
吸入口３３から外部へ漏れ出すことを防止している。

【００１９】前記冷却風ダクト室５は、図１、図５に示
すように、パッケージ２の左右方向のほぼ全域に渡って
配設され、機械室６に設置されるエンジン３及び発電機
４の略下方に配置されている。冷却風ダクト室５の上面
には多数の通風孔３５が開口しており、該通風孔３５に
より冷却風ダクト室５と機械室６とを連通している。冷
却風ダクト室５に送出された外気は、通風孔３５を通じ
て機械室６内へ流入し、エンジン３や発電機４等の機械
室６内の配設部材を冷却しながら上昇する。この場合、
冷却風ダクト室５はパッケージ２の左右方向のほぼ全域
に渡って配設され、通風孔３５は冷却風ダクト室５上面
のほぼ全域に渡って開口しているので、エンジン３や発
電機４等の配設部材を均一に冷却することができる。

【００２０】前記熱交換室７内においては、左右一側に
ラジエータ１１及びラジエータファン１４が配置されて
おり、該ラジエータファン１４の吸引力により外部から
外気を取り込んでラジエータ１１を冷却し、その後ラジ
エータ１１を冷却した外気をラジエータファン１４によ
って上方へ排出するように構成している。また、熱交換
室７内の左右他側に、水／水熱交換器２０、排気消音器
１９、制御盤１２等の配設部材が配置されており、水／
水熱交換器２０等が配置された側の熱交換室７底面（即
ち機械室６の上面）には、該熱交換室７と機械室６とを
連通する通気口３６が開口している。そして、機械室６
内を上昇してエンジン３や発電機４等を冷却した後の外
気は、通気口３６を通じて熱交換室７内に流入し、水／
水熱交換器２０や排気消音器１９等を冷却した後、ラジ
エータファン１４により吸引されてラジエータ１１側へ
流れ、外部へ排出される。

【００２１】このように、吸入口３３からパッケージ２
内に取り込まれた外気は、パッケージ２の底部に構成さ
れ最下層に配置される冷却風ダクト室５から、機械室
６、及び熱交換室７を順に通過してパッケージ２内を冷
却するようにしている。これにより、特に高温となるエ
ンジン３及び発電機４を、パッケージ２内に取り込んだ
ばかりの新しい外気にて、下方から満遍無く冷却するこ
とができるため、高い冷却効果を得て十分な冷却を行う
ことが可能となる。また、熱交換室７内には、機械室６
内のエンジン３や発電機４等を冷却してやや温度が上昇
した外気が流入し、このやや温度が上昇した外気により
該熱交換室７内に配設される水／水熱交換器２０が冷却
されることとなるので、該水／水熱交換器２０が冷却さ
れすぎることを防止して、熱供給の効率を高めることが
できる。

【００２２】さらに、パッケージ２内に取り込んだ外気
の通風経路は、該外気が、吸入口３３から、吸入通路３
４、冷却ファン３１、冷却風ダクト室５、通風孔３５、
機械室６、通気口３６、熱交換室７、ラジエータファン
１４を順に通過するように構成されているので、パッケ
ージ２内全体を満遍無く冷却することができるととも
に、取り込まれた外気は冷却ファン３１のみならずラジ
エータ１１冷却用のラジエータファン１４の吸引力をも
利用して通風することができ通風量が増大されるため、
冷却効果を高めることが可能となる。また、通風量が増
大されるために、冷却ファン３１のファン容量を小さく
構成することが可能となる。

【００２３】また、前述の如く構成された熱併給発電装
置１の機械室６内においては、エンジン３を吸入口３３
形成面側に配置し、発電機４を反吸入口３３形成面側に
配置している。このように、発電機４を反吸入口３３形
成面側に配置することにより、例えば発電機４の軸受交
換等のメンテナンスを行う際に、該発電機４の反エンジ
ン側端部にメンテナンススペースを設けたり、発電機４
の反エンジン側方向のパッケージ２側面を開放してメン
テナンス作業を行うように構成したりすることができ、
メンテナンスの作業性を向上することができる。

【００２４】また、本熱併給発電装置１においては、従
来機械室６内に配設されていた排気消音器１９を熱交換
室７内に配設しているので、機械室６コンパクトに構成
することができるとともに、高温を発する排気消音器１
９によりエンジン３や発電機４が加熱されることを防止
することができる。さらに、前記水／水熱交換器２０
は、機械室６の上方に配置される熱交換室７内に配設さ
れているので、エンジン３や発電機４を冷却して若干温
度が上昇した外気により冷却されることとなり、該水／
水熱交換器２０が冷却されすぎることを防止して、熱供
給の効率を高めることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１記載の如
く、パッケージ内に取り込んだ外気を冷却風ダクト室か
ら、該冷却風ダクト室の上方に配置される機械室、及び
該機械室の上方に配置される熱交換器室の順に通風させ
ることにより、特に高温となるエンジン及び発電機を、
パッケージ内に取り込んだばかりの新しい外気にて、下
方から満遍無く冷却することができるため、高い冷却効
果を得て十分な冷却を行うことが可能となる。また、熱
交換室内には、機械室内のエンジンや発電機等を冷却し
てやや温度が上昇した外気が流入し、このやや温度が上
昇した外気により該熱交換室内に配設される水／水熱交
換器が冷却されることとなるので、該水／水熱交換器が
冷却されすぎることを防止して、熱供給の効率を高める
ことができる。

【００２６】さらに、請求項２記載の如く、外気の通風
経路を、該外気が吸入口から、冷却ファン、冷却風ダク
ト室、通風孔、機械室、通気口、熱交換室、及びラジエ
ータファンを順に通過するように構成したので、パッケ
ージ内全体を満遍無く冷却することができるとともに、
取り込まれた外気は冷却ファンのみならずラジエータ冷
却用のラジエータファンの吸引力をも利用して通風する
ことができ通風量が増大されるため、冷却効果を高める
ことが可能となる。また、通風量が増大されるために、
冷却ファンのファン容量を小さく構成することが可能と
なる。

【００２７】さらに、請求項３記載の如く、前記吸入口
をパッケージの一側面に形成し、前記発電機を、機械室
における反吸入口形成面側に配置したので、例えば発電
機の軸受交換等のメンテナンスを行う際に、該発電機の
反エンジン側端部にメンテナンススペースを設けたり、
発電機の反エンジン側方向のパッケージ側面を開放して
メンテナンス作業を行うように構成したりすることがで
き、メンテナンスの作業性を向上することができる。

【００２８】さらに、請求項４記載の如く、前記機械室
内において、前記発電機の上方にエアクリーナ及び給気
サイレンサを配設したので、発電機の上方に生じた余分
なスペースにエアクリーナ及び吸気サイレンサを配設す
ることとなり、無駄な空間を有効に使用することができ
て機械室をコンパクトに構成することが可能となる。

【００２９】さらに、請求項５記載の如く、水／水熱交
換器、及びエンジンの排気消音器を、前記熱交換室に配
設したので、機械室コンパクトに構成することができる
とともに、高温を発する排気消音器によりエンジンや発
電機が加熱されることを防止することができる。さら
に、水／水熱交換器はエンジンや発電機を冷却して若干
温度が上昇した外気により冷却されることとなり、該水
／水熱交換器が冷却されすぎることを防止して、熱供給
の効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱併給発電装置を示す正面図である。

【図２】同じく後面図である。

【図３】同じく右側面図である。

【図４】同じく左側面図である。

【図５】機械室の底部を示す平面図である。

【図６】機械室内部を示す平面図である。

【図７】熱交換室内部を示す平面図である。

【図８】熱併給発電装置の冷却水の循環経路を示す系統
図である。

【符号の説明】

１ 熱併給発電装置 ２ パッケージ ３ エンジン ４ 発電機 ５ 冷却風ダクト室 ６ 機械室 ７ 熱交換室 ８ エアクリーナ ９ 吸気サイレンサ １４ ラジエータファン １９ 排気消音器 ２０ 水／水熱交換器 ３１ 冷却ファン ３３ 吸入口 ３５ 通風孔 ３６ 通気口

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 孔洋 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 高田 昌史 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 吉塚 徹 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより発電機を駆動するととも
   に、熱供給を行う熱併給発電装置において、該熱併給発
   電装置のパッケージ内の最下層に該パッケージ内に取り
   込んだ外気が通過する冷却風ダクト室を配置し、該冷却
   風ダクト室の上方にエンジン及び発電機等が配設される
   機械室を配置し、該機械室の上方に熱交換を行う熱交換
   器室を配置し、該パッケージ内に取り込んだ外気を冷却
   風ダクト室から、機械室、及び熱交換器室の順に通風さ
   せることを特徴とする熱併給発電装置。
2. 【請求項２】 パッケージ内に取り込んだ前記外気の通
   風経路を、該外気が、外気の取入口である吸入口から外
   気を取り入れて冷却風ダクト室へ送風する冷却ファン、
   前記冷却風ダクト室、該冷却風ダクト室と機械室とを連
   通する通風孔、前記機械室、機械室と熱交換器室とを連
   通する通気口、前記熱交換室、及び熱交換器室内に配設
   されるラジエータのラジエータファンを順に通過するよ
   うに構成したことを特徴とする請求項１に記載の熱併給
   発電装置。
3. 【請求項３】 前記吸入口をパッケージの一側面に形成
   し、前記発電機を、機械室における反吸入口形成面側に
   配置したことを特徴とする請求項２に記載の熱併給発電
   装置。
4. 【請求項４】 前記機械室内において、前記発電機の上
   方にエアクリーナ及び給気サイレンサを配設したことを
   特徴とする請求項３に記載の熱併給発電装置。
5. 【請求項５】 前記熱併給発電装置おいて、熱供給を行
   う水／水熱交換器、及びエンジンの排気消音器を、前記
   熱交換室に配設したことを特徴とする請求項２に記載の
   熱併給発電装置。