JP2005155553A - コ・ジェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で雨水の侵入を防ぎ、省スペース化を行える吸気装置を備えたコ・ジェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】 略コの字型とした部材３５と外装部材３６とを向い合せに設け、支柱５を中空の柱として構成し、この支柱５ｄを底板４の縁部４ａへ外側から取り付け、この支柱５ｄの外側面の下方に吸気口２２を設け、この吸気口２２を設けた面と対向する筐体９内側の面の上方に空気導出口３９を設ける。また、筐体９内の前記支柱５ｄ近傍に、吸気装置１５を構成する消音装置２７とエアフィルタ２８を配設する。これにより、吸気口２２から吸い込んだ燃焼用空気の雨水を支柱５ｄ内することができると共に、筐体９内には、消音装置やエアフィルタを収納するだけなので、吸気装置が占める筐体９内の空間を小さくすることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、家庭用等のマイクロ−コ・ジェネレーションの冷却用空気の給排気に関するものである。

コ・ジェネレーションシステムとは、１台の装置から２以上のエネルギーを供給できるシステムであり、例えば、エンジン等の内燃機関を運転させ、この内燃機関の動力で発電機を運転し、発電された電力を系統連携させて商用電源系統へと供給すると共に、該内燃機関で発生した熱を、空調や温水等として供給しているシステムである。

そして、近年、電力発電の分散化と、エネルギーの効率的利用の観点から、小規模のコ・ジェネレーションシステムが開発されている。このような小規模のコ・ジェネレーションシステムでは、例えば、フレーム上にエンジンやこのエンジンで燃焼させる燃焼用空気の給気装置および発電機等を収納したエンジン室を設けて、このエンジン室に隣接して貯湯槽を収納した貯湯室を設けると共に、該エンジン室の上方に前記エンジン等で発生し、貯湯槽へ回収し切れ無かった熱を放熱させるための熱交換器およびこの熱交換器への送風を行なう送風機を収納した放熱室を設けて構成されている。さらに、この放熱室には、前記熱交換器の他に、前記エンジンの運転や電力供給等の制御を行う制御装置が納められている。

このようなコ・ジェネレーションシステムでは、上述のようにエンジン室内に前記エンジンの燃焼用空気の吸気装置を構成して収納していることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２２１４６６号公報

しかしながら、最近では、さらに小規模化された、例えば、家庭用などの極小規模のコ・ジェネレーションシステムの開発も進められており、この場合、発電能力や給湯能力も小能力とはなるが、それ以上に本体の小型化が要求されていた。

そのため、上記従来技術のように、エンジン室内での収納スペースを必要とする吸気装置においても、小型化および省スペース化が課題となっていた。

そこで、本発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、簡単な構成で雨水の侵入を防ぎ、省スペース化を行える吸気装置を備えたコ・ジェネレーションシステムを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、底板の四隅に立設された支柱を備え、これら支柱に外装板および天板を設けて構成される筐体を有し、この筐体内にエンジンや、発電機等を収納するエンジン室および該エンジン室の上部に前記エンジンや前記発電機等の運転制御を行う制御装置を備えるコ・ジェネレーションシステムであって、前記筐体内の上方の隅部に前記エンジンの燃焼用空気の消音装置とエアフィルタとを設けると共に、前記隅部に立設された支柱を中空とし、この支柱の外側面の下方に第１開口部を設けて前記燃焼用空気の吸気口とし、該支柱の筐体内側面の上方に第２開口部を設けて、この第２開口部を前記消音装置等へと接続したことを特長とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記支柱は、前記底板に鉛直方向へ延びる略コの字型の部材を立設して設け、この部材へ略コの字型をした外装部材を向い合せに前記部材の外側を覆って中空の柱を構成したことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記消音装置は、前記制御装置に隣接して設けられ、この消音装置の内部には、吸音材が設けられ、互い違いに突出する仕切板が設けられて前記燃焼用空気がジグザグに流通するように構成されたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記底板は、縁部が鉛直方向に折り曲げられ、前記支柱を、前記底板の縁部外側から取り付けるものとすると共に、前記支柱の底部を塞ぎ、この底部に小孔を設けたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、底板の隅に立設される支柱を中空とし、この支柱の下方にエンジンの燃焼用空気の吸気口を設け、前記燃焼用空気の消音およびろ過を行う消音装置およびエアフィルタを、前記エンジンを収納する筐体の上方に位置させることで、前記燃焼用空気と共に吸気装置内へ侵入する雨水を分離することができると共に、前記吸気装置が占める筐体内の空間を小いさくすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、中空とする上記支柱を略コの字型の部材と、この部材の外側を覆い、向い合せに設ける略コの字型の外装部材で構成するものとしているため、簡単で、しかも安価な構成とすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、消音装置を、この消音装置内に互い違いに突出した復数の仕切板を設けた構成としているため、簡単な構成として小型化することができる。

請求項４に記載の発明によれば、前記支柱を、前記底板の縁部外側から取り付けるものとすると共に、前記支柱の底部を塞ぎ、この底部に小孔を設けているので、該支柱内で前記燃焼用空気から分離した雨水をそのまま前記本体外へ排水させることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

まず、図１は、コ・ジェネレーションシステム１００の構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、コ・ジェネレーションシステム１００は、本体１と、放熱部２と、貯湯部３とから構成されている。放熱部２には、後述する貯湯槽３０で回収し切れ無かった熱を大気へと放出する放熱器２５と、この放熱器２５を冷却する冷却ファン２６とが収納されて備えられており、貯湯部３には、給水管３２および配水管３３を有する貯湯槽３０が収納されて備えられている。また、この貯湯槽３０内には、冷却水ポンプ１９で送水されたエンジン１０の冷却水を内部に循環させ、貯湯槽３０内に貯留した水を加温させるための水熱交換器３１が設けられている。

そして、本体１には、エンジン１０と、このエンジン１０の駆動力により駆動される発電機１１と、発電機１１で発電された電力を商用電源系統４０へ供給する系統連携装置１２と、前記商用電源系統４０の周波数および位相を検出する検出センサ１３と、前記エンジン１０の運転制御や、検出センサ１３からの検出信号に基づいて商用電源系統４０の周波数や電圧に系統連携装置１２を同調させるよう制御する制御装置１４が収納されて備えられている。

さらに、この本体１には、燃焼用空気の吸気装置１５から吸い込んだ燃焼用空気と燃料配管１６から供給されるガス等の燃料を混合させて前記エンジン１０へと供給する燃焼用ガス供給装置１７と、エンジン１０から排出された排気ガスからエンジン１０を冷却する冷却水へと熱回収させる排気ガス熱交換器１８と、前記冷却水を循環させる冷却水ポンプ１９と、前記排気ガスを大気へと排出する際の騒音を防止する排気マフラ２０と、前記排気ガスを大気へと排出する排気トップ２１とが備えられている。

ここで、前記吸気装置１５の構成について詳述すると、図２のブロック図に示すように、吸気装置１５は、吸気カバー２３で大きな埃塵を捕捉して燃焼用空気を吸気する吸気口２２（第１開口部）と、該燃焼用空気の吸引時の消音を行う消音装置２７と、前記燃焼用空気のろ過を行うエアフィルタ２８とがエアホース３８ａ〜３８ｂで順次接続されて構成されており、ろ過された前記燃焼用空気がエアホース３８ｃにより燃焼用ガス供給装置１７（図２では、不図示）へと送られるものとなっている。

そして、図３の外観斜視図に示す様に、本体１は、底板４の四隅に支柱５ａ〜５ｄ（支柱５ｃは、不図示）を立設し、これら支柱５ａ〜５ｄに外装板６ａ〜６ｅ（外装板６ｂは、不図示）および天板６ｆを設け、前記底板４の下部に脚部７を設けて構成される筐体９を有しており、内部には、後述するエンジン室２４や制御装置１４等が収納されている。

また、この筐体９の一隅部に設けられた支柱５ｄは、後述するように中空とされた柱となっており、この支柱５ｄの下方には、エンジン１０で燃焼される燃焼用空気を吸気する吸気口２２が設けられ、前記吸気カバー２３が前記吸気口２２を覆うように設けられている。さらに、エンジン１０を冷却する冷却水を図１で示した貯湯部３へと循環させるための接続バルブ３４が設けられている。

図４は、上記図３の外装板６ａ〜６ｅおよび天板６ｆを取り外した本体１の斜視図である。

筐体９内には、底板４上にエンジン１０、発電機１１、排気ガス熱交換器１８、排気マフラ２０等を収納したエンジン室２４が設けられており、このエンジン室２４の上方には、電装部品等を収納した制御装置１４が設けられている。さらに、支柱５ｄの上端部付近には、前記制御装置１４に隣接して消音装置２７が設けられ、その下方にはエアフィルタ２８が設けられており、消音装置２７から延びるエアホース３８ａが、後述する支柱５ｄの筐体９内側に開口された空気導出口３９（図５参照）へ接続されている。

この支柱５ｄの構成について詳述すると、図５（ａ）に示すように、底板４の縁部４ａは、鉛直方向に折り曲げられており、支柱５ｄは、底板４の縁部４ａへ外側から立設される略コの字型をした部材３５と、この部材３５の外側を覆い、対向する向きに設けられた略コの字型の外装部材３６と、部材３５と外装部材３６との間に設けられたパッキン３７とにより中空に構成されており、図５（ｂ）に示すように、前記支柱５ｄの外側面の下方には、吸気口２２（第１開口部）が設けられ、前記外側面と対向する筐体９内側面の上端部付近には、上記消音装置２７から延びるエアホース３８ａが接続される空気導出口３９（第２開口部）が開口されている。また、部材３５の底部は、小孔３５ｂを有する底板３５ａにより塞がれており、吸気カバー２３は、前記外装部材３６へ吸気口２２の外側を覆うように取り付けられている。

また、筐体９内の上方に設けられている消音装置２７は、図６に示すように、板金を曲げて、或いは、樹脂等により箱状に成形されており、内部には、互い違いに突出した複数の仕切板２７ｂが設けられていると共に、この消音装置２７の内部には、吸音材２７ｃが設けられている。そして、上記エアホース３８ａの一端は、この消音装置２７の一隅の側面に開口された空気流入口２７ａへと接続され、他端は、上記のように、支柱５ｄの空気導出口３９へと接続されている。さらに、前記空気流入口２７ａが設けられた前記一隅の対角となる一隅の底面には、空気流出口２７ｄが設けられており、エアフィルタ２８の外周面に設けられた空気流入口２８ａへと連通するエアホース３８ｂが接続されている。このエアフィルタ２８は、例えば、円筒形の形状をして、その外周面には、消音装置２７で消音された燃焼用空気が流入する空気流入口２８ａが設けられており、エアフィルタ２８の一端面には、ろ過した燃焼用空気を流出させる空気流出口２８ｂが設けられている。また、このエアフィルタ２８内には、フィルタ材２８が封入されており、前記空気流入口２８ａにはエアホース３８ｂが接続され、前記空気流出口２８ｂには、図１で示した燃料配管１６から供給されるガス等の燃料と前記燃焼用空気とを混合させてエンジン１０へ燃焼用ガスを供給する燃焼ガス供給装置１７へと連通するエアホース３８ｃが接続されている。

そして、エンジン１０の燃焼用空気は、図５の矢印イで示すように吸気口２２から支柱５ｄ内へと吸い込まれ、この支柱５ａ内を上方へと流通する。このとき、前記燃焼用空気と共に支柱５ｄ内に侵入した雨水は、重力により分離されて底板３５ａの小孔３５ｂからそのまま本体１外へと排水され、空気のみが空気導出口３９からエアホース３８ａ内へと流入する。そして、図６の矢印ロで示すように、このエアホース３８ａ内に流入した前記燃焼用空気は、空気流入口２７ａから消音装置２７内へと流入して消音され、空気流出口２７ｂからエアホース３８ｂを流通して空気流入口２８ａからエアフィルタ２８内へと流入し、前記燃焼用空気と共に侵入して来た細かい埃塵等がフィルタ材２８ｃにより捕捉されてろ過され、空気流出口２８ｂからエアホース３８ｃを流通して燃焼用ガス供給装置１７へ流入するようになっている。

このように、外装板６ｃ〜６ｅを取り付ける支柱５ｄを中空の柱として底板４の外側から取り付け、この支柱５ｄの外側面の下方に燃焼用空気の吸気口２２（第１開口部）を設け、該支柱５ｄの筐体９内側の上端部付近に空気導出口３９を設けて、前記燃焼用空気を支柱５ｄ内を上方へと流通させ、この支柱５ｄ内で、前記燃焼用空気と共に侵入する雨水を分離させているため、筐体９内には、消音装置２７とエアフィルタ２８とを収納する空間のみを確保すれば良いので、吸気装置１５が占める筐体９内の空間を小さくすることができる。また、支柱５ｄは、略コの字型とした部材３５へ、略コの字型とした外装部材３６を前記部材３５の外側を覆うように対向する向きに設けるものとしているため、簡単で、しかも安価な構成とすることができる。

さらに、消音装置２７を、この消音装置２７内に互い違いに突出した複数の仕切板を設けた構成としているため、簡単な構成として小型化することができる。

エンジン等の内燃機関を収納する小型化された装置に利用可能である。

コ・ジェネレーションシステムの構成を示すブロック図である。 吸気装置の構成を示すブロック図である。 本体の外観斜視図である。 外装板および天板を取り外した本体の外観斜視図である。 吸気口および導出口を備え、中空とした支柱の構成を示した図である。 吸気装置の構成と、燃焼用空気の流通とを示した図である。

符号の説明

１ 本体
５ａ〜５ｄ 支柱
１４ 制御装置
１５ 燃焼用空気吸気装置
２２ 吸気口（第１開口部）
２３ 吸気カバー
２４ エンジン室
２７ エアフィルタ
２８ 消音装置
３５ 部材
３６ 外装部材
３７ パッキン
３８ エアホース
３９ 導出口（第２開口部）
１００ コ・ジェネレーションシステム

Claims (4)

1. 底板の四隅に立設された支柱を備え、これら支柱に外装板および天板を設けて構成される筐体を有し、この筐体内にエンジンや、発電機等を収納するエンジン室および該エンジン室の上部に前記エンジンや前記発電機等の運転制御を行う制御装置を備えるコ・ジェネレーションシステムであって、前記筐体内の上方の隅部に前記エンジンの燃焼用空気の消音装置とエアフィルタとを設けると共に、前記隅部に立設された支柱を中空とし、この支柱の外側面の下方に第１開口部を設けて前記燃焼用空気の吸気口とし、該支柱の筐体内側面の上方に第２開口部を設けて、この第２開口部を前記消音装置等へと接続したことを特長とするコ・ジェネレーションシステム。
2. 前記支柱は、前記底板に鉛直方向へ延びる略コの字型の部材を立設して設け、この部材へ略コの字型をした外装部材を向い合せに前記部材の外側を覆って中空の柱を構成したことを特徴とする請求項１に記載のコ・ジェネレーションシステム。
3. 前記消音装置は、前記制御装置に隣接して設けられ、この消音装置の内部には、吸音材が設けられ、互い違いに突出する仕切板が設けられて前記燃焼用空気がジグザグに流通するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のコ・ジェネレーションシステム。
4. 前記底板は、縁部が鉛直方向に折り曲げられ、前記支柱を、前記底板の縁部外側から取り付けるものとすると共に、前記支柱の底部を塞ぎ、この底部に小孔を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のコ・ジェネレーションシステム。