JP2005325718A

JP2005325718A - 常用自家発電設備

Info

Publication number: JP2005325718A
Application number: JP2004142982A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fujimura; 尚藤村; Osamu Oshino; 修押野; Hiroyuki Isobe; 啓之磯部; Toshihiro Watanabe; 敏浩渡辺
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】
本発明の目的は、寒冷期の外気温度が低い場合においても排ガスボイラから所定の蒸気量を得ることができる常用自家発電設備を提供することにある。
【解決手段】
常用自家発電設備を構成するディーゼルエンジン１と発電機２はパッケージ４に収容される。パッケージ４は排出口１２側に導かれた加熱空気をディーゼルエンジン１の吸気側に循環させる空気循環流路１４が形成されている。開閉蓋１５は加熱空気を排出口１２あるいは空気循環流路１４に導くように切替える。
【選択図】図１

Description

本発明はディーゼルエンジンによって発電機を駆動すると共に排ガスを排ガスボイラに供給して蒸気を生成し熱電併給を行う常用自家発電設備に関する。

熱電併給を行うコージェネシステムにおいてはディーゼルエンジンによって発電機を駆動すると共に排ガスを排ガスボイラに供給して蒸気を生成している。このようなコージェネシステムは屋外に設置されるが、常用自家発電設備を構成するディーゼルエンジン、発電機、制御盤などをパッケージ内に収容している。パッケージ内に収容するのは、雨露や塵埃からの機器の保護、騒音低減、危険防止のため回転部分を露出させないなどの理由による。

ところで、排ガスボイラの蒸気発生量は供給される排ガス温度に比例する。排ガス温度はディーゼルエンジンの吸気側（吸気口）の空気温度に左右される。排ガス温度はエンジン吸気側の空気温度に比例して高くなる。このため、排ガスボイラの蒸気発生量は冬季のような寒冷期において減少し必要とする蒸気量を確保できなくなる。

ディーゼルエンジンにおいては寒冷期におけるエンジンの始動性を良くするために吸気を加熱することが知られている。このことは、例えば、下記特許文献１に記載されている。

特開平５―１６４００６号公報

従来技術は、ディーゼルエンジンの始動、暖機を終了すると吸気の加熱を停止している。ディーゼルエンジンは吸気温度が低い程エンジン効率が良くなるので、定常運転に移行するとエンジン効率を優先して吸気の加熱を停止している。このため、寒冷期のように外気温度が低い場合には定常運転において排ガス温度が下がり、所定の蒸気量が得られないという問題点を有している。

本発明の目的は、外気温度が低い場合においても排ガスボイラから所定の蒸気量を得ることができる常用自家発電設備を提供することにある。

本発明の特徴とするところは、発電機とディーゼルエンジンを収容するパッケージに、発電機やディーゼルエンジンを冷却して温度の上がった冷却空気をディーゼルエンジンの吸気側に循環させる空気循環流路を形成し、冷却空気を排出口あるいは空気循環流路に導くように切替える流路切替え手段を設けたことにある。

具体的には、流路切替え手段は外気温度が低い場合に空気循環流路が開するように操作される。

本発明はパッケージ排出口側に導かれた冷却空気をディーゼルエンジンの吸気側に循環させてディーゼルエンジンの吸気側空気を加温し、ディーゼルエンジンの吸気側空気温度を高くしているので外気温度が低い場合においても所定の蒸気量を得ることができる。

常用自家発電設備を構成する発電機とディーゼルエンジンはパッケージに収容される。パッケージは冷却空気の吸入口と排出口を有する。ディーゼルエンジンの排ガスは蒸気を生成する排ガスボイラに供給される。パッケージは排出口側に導かれた冷却空気をディーゼルエンジンの吸気側に循環させる空気循環流路が形成されている。流路切替え手段は冷却空気をパッケージ排出口あるいは空気循環流路に導くように切替える。外気温度が低い時には空気循環流路を開にして冷却空気をディーゼルエンジンの吸気側に循環させる。

図１に本発明の一実施例を示す。

図１において、発電機２はディーゼルエンジン１により駆動される。ディーゼルエンジン１はエンジン吸気口５を有し、水冷ラジエータ７を風冷する冷却ファン６を回転させる。ディーゼルエンジン１は燃料管８から燃料が供給され、排気管１０を介して排ガスを排ガスボイラ１６に供給する。また、ディーゼルエンジン１は水冷ラジエータ７から冷却水が供給され冷却される。発電機２の近くに発電機制御盤３が配置されている。

常用自家発電設備を構成するディーゼルエンジン１、発電機２、発電機制御盤３、水冷ラジエータ７などは床台９に設置され、パッケージ４に収容されている。パッケージ４は吸入口１１を介して大気（外気）から冷却空気を取り入れ、内部の機器を冷却する。機器を冷却して温度の上昇した冷却空気は、排出口１２から放出される。また、パッケージ４には排出口１２の近傍からディーゼルエンジン１の吸気口５側に冷却空気を循環させる空気循環流路（風胴）１４が形成されている。

空気循環流路１４の入口には風胴入口を開閉する開閉蓋１５が設けられている。開閉蓋１５は冷却空気を排出口１２から放出するか、あるいは空気循環流路１４から循環させるかを切替える流路切替え手段を構成する。

ディーゼルエンジン１の排ガスは排気管１０を介して排ガスボイラ１６に供給される。排ガスボイラ１６は給水管１７から給水された水を排ガスによって加熱して蒸気を生成して蒸気管１８から出力する。排ガスボイラ１６のボイラ排ガスは煙道１９を介して大気に放出される。

この構成において、外気温度が高い場合には開閉扉１５を図示の状態から時計方向に９０°回転させて空気循環流路１４の入口を閉状態にする。この状態でディーゼルエンジン１を運転して発電機２を駆動し、また、ディーゼルエンジン１の排ガスを排ガスボイラ１６に供給して蒸気を生成する。このような常用自家発電設備の動作は良く知られているので詳細説明を省略する。

このように常用自家発電設備を運転しているとき、吸入口１１からパッケージ４に流入した冷却空気はディーゼルエンジン１や発電機２などの放熱により加熱される。冷却空気の温度は４０℃〜５０℃になる。冷却空気は排出口１２から放出される。

寒冷期で外気温度が所定温度より低い場合には開閉蓋１５を図示の状態にして空気循環流路１４の入口を開状態にする。開閉蓋１５の操作は手動あるいは外気温度を測定して自動で行われる。加熱空気は空気循環流路１４の入口を開状態にすると、その大部分が矢印Ａで示すように空気循環流路１４を通りディーゼルエンジン１の吸気側に循環される。

空気循環流路１４を介して循環された冷却空気は吸入口１１からパッケージ４に流入した低温空気と混合される。吸入口１１から流入した低温空気は冷却空気と混合加温され１０℃〜２０℃になり吸気口５からディーゼルエンジン１に吸入される。

このように外気温度が低い場合には空気循環流路１４を開してディーゼルエンジン１の排ガス温度を上げて排ガスボイラ１６の蒸気発生量を多くする。また、外気温度が高い場合にはエンジン効率を優先させて空気循環流路１４を閉じ、外気をそのままディーゼルエンジン１に取込むようにしている。

このようにして常用自家発電設備を運転するのであるが、パッケージ４の排出口１２側に導かれた冷却空気をディーゼルエンジン１の吸気側に循環させてディーゼルエンジン１の吸気側空気を加温している。ディーゼルエンジン１の排ガス温度は図２に示すようにエンジン吸気温度に比例して高くなる。また、排ガスボイラ１６の蒸気発生量は図３に示すように排ガス温度に比例して増加する。

本発明は冷却空気をディーゼルエンジン１の吸気側に循環させてディーゼルエンジン１の吸気側空気温度を高くしている。寒冷期のように外気温度が所定温度より低い場合でも排ガスボイラ１６の蒸気発生量を図４に実線で示すように増加させることができる。図４の一点鎖線は従来技術による蒸気発生量を示している。

このように、本発明はパッケージ排気口側に導かれた冷却空気をディーゼルエンジンの吸気側に循環させてディーゼルエンジンの吸気側空気を加温し、ディーゼルエンジンの吸気側空気温度を高くしているので外気温度が低くても排ガスボイラから所定の蒸気量を得ることができる。

図５に本発明の他の実施例を示す。図５の実施例において図１の実施例と異なるところはパッケージ４の吸入口１１にフィルタ２０を設けたことである。

フィルタ２０は吸入口１１から流入する低温空気の抵抗になるので流速を小さくでき、冷却空気が空気循環流路１４を循環するのを円滑に行える。

実施例２においてもディーゼルエンジン１の吸気側空気温度を高くしているので外気温度が低くても排ガスボイラから所定の蒸気量を得ることができる。

また、パッケージ内に流入する空気を清浄化できるのでラジエータに異物が付着するのを防止できるので、ラジエータの性能低下を抑制し、かつ、清掃作業を容易にできる。

本発明の一実施例を示す構成図である。本発明を説明するための特性図である。本発明を説明するための特性図である。本発明を説明するための特性図である。本発明の他の実施例を示す構成図である。

符号の説明

１…ディーゼルエンジン、２…発電機、３…発電機制御盤、４…パッケージ、５…エンジン吸気口、６…冷却ファン、７…水冷ラジエータ、８…燃料管、９…床台、１０…排気管、１１…吸入口、１２…排出口、１４…空気循環流路、１５…開閉蓋、１６…排ガスボイラ、１７…給水管、１８…蒸気管、１９…煙道、２０…フィルタ。

Claims

発電機と、この発電機を駆動するディーゼルエンジンと、前記発電機と前記ディーゼルエンジンとを収容するパッケージと、前記パッケージに設けられた外気吸入口と冷却空気の排出口と、前記ディーゼルエンジンの排ガスが供給され蒸気を生成する排ガスボイラとを具備し、前記パッケージには前記冷却空気排出口側に導かれた冷却空気を前記ディーゼルエンジンの吸気側に循環させる空気循環流路を形成し、前記冷却空気を前記排出口あるいは前記空気循環流路に導くように切替える流路切替え手段を備えていることを特徴とする常用自家発電設備。
請求項１において、前記流路切替え手段は、外気温度が低いときに前記空気循環流路を開き、冷却空気をディーゼルエンジンの吸気側に導くように操作されることを特徴とする常用自家発電設備。
請求項１において、前記パッケージの前記吸入口にフィルタが設けられていることを特徴とする常用自家発電設備。