JP2009121442A - コージェネレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス漏れセンサを用いることなく、内燃機関の排気漏れを検出するようにしたコージェネレーション装置を提供する。
【解決手段】発電機と内燃機関からなる発電ユニットと、内燃機関（エンジン）の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する排気熱交換器とを少なくとも備えたコージェネレーション装置において、発電ユニットと排気熱交換器を収容するケース（発電ユニットケース）と、内燃機関の運転に応じて変化する温度を検出する温度検出手段を備えると共に、発電ユニットの運転が開始されてから所定時間が経過したか否か判断し（Ｓ１０，Ｓ１２）、発電ユニットが始動されてから所定時間が経過したと判断されるとき、検出された温度を所定値と比較し（Ｓ１４，Ｓ１８）と、その比較結果に応じてケース内で内燃機関の排気が漏れていると判定する（Ｓ１６，Ｓ２０）。
【選択図】図３

Description

この発明はコージェネレーション装置に関し、より具体的には内燃機関の排気漏れを検出するようにしたコージェネレーション装置に関する。

近年、商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に内燃機関で駆動される発電機を接続し、商用電力系統と連系させて電気負荷に電力を供給すると共に、内燃機関の排気熱を利用して加温した温水などを熱負荷に供給するようにした、いわゆるコージェネレーション装置が提案されており、その例として特許文献１記載の技術を挙げることができる。
特開平８−４５８６号公報

そのようなコージェネレーション装置にあっては、屋内に設置されるとき、内燃機関の排気が漏れているか否かを検出する必要があるが、ガス漏れセンサは定期交換が必要であると共に、センサ部の故障検知が困難である。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、ガス漏れセンサを用いることなく、内燃機関の排気漏れを検出するようにしたコージェネレーション装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な発電機と前記発電機を駆動する内燃機関からなる発電ユニットと、前記内燃機関の冷却水を前記内燃機関の排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器とを少なくとも備えたコージェネレーション装置において、前記発電ユニットと排気熱交換器を収容するケースと、前記内燃機関の運転に応じて変化する温度を検出する温度検出手段と、前記発電ユニットの運転が開始されてから所定時間が経過したか否か判断する始動後時間判断手段と、前記発電ユニットの運転が開始されてから所定時間が経過したと判断されるとき、前記検出された温度を所定値と比較する温度比較手段と、前記温度比較手段の比較結果に応じて前記ケース内で前記内燃機関の排気が漏れていると判定する排気漏れ判定手段とを備える如く構成した。

請求項２に係るコージェネレーション装置にあっては、前記所定値が少なくとも２種の値からなると共に、前記比較手段は前記検出された温度を前記少なくとも２種の値と比較し、前記排気漏れ判定手段は前記温度比較手段の比較結果に応じて前記ケース内で漏れている排気の量を判定する如く構成した。

請求項３に係るコージェネレーション装置にあっては、前記温度検出手段が、前記ケース内の温度を検出する温度検出手段と、前記熱交換器から出力される排気の温度を検出する排気温度検出手段と、前記内燃機関の冷却水の水温を検出する水温検出手段の少なくともいずれかからなる如く構成した。

請求項１にあっては、発電機と内燃機関からなる発電ユニットと、内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器とを少なくとも備えたコージェネレーション装置において、発電ユニットと排気熱交換器を収容するケースと、内燃機関の運転に応じて変化する温度を検出する温度検出手段とを備えると共に、発電ユニットの運転が開始されてから所定時間が経過したと判断されるとき、検出された温度を所定値と比較し、その比較結果に応じてケース内で内燃機関の排気が漏れていると判定する如く構成したので、内燃機関の排気漏れを、定期交換が必要であると共に、センサ部の故障検知が困難であるガス漏れセンサを使用することなく、検出することができる。また、温度センサはガス漏れセンサに比較して安価で構造も簡単なため、コストを低減できると共に、メンテナンス費用も低減することができる。

請求項２に係るコージェネレーション装置にあっては、所定値が少なくとも２種の値からなると共に、検出された温度を少なくとも２種の値と比較し、その比較結果に応じてケース内で漏れている排気の量を判定する如く構成したので、上記した効果に加え、排気漏れの有無のみならず、排気の漏れ量もある程度検出することができる。尚、所定値を３種以上とすることで、排気の漏れ量をさらに詳細に検出することも可能となる。

請求項３に係るコージェネレーション装置にあっては、温度検出手段が、ケース内の温度を検出する温度検出手段と、熱交換器から出力される排気の温度を検出する排気温度検出手段と、内燃機関の冷却水の水温を検出する水温検出手段の少なくともいずれかからなる如く構成したので、上記した効果に加え、比較的検出が簡易な部位の温度を用いれば足りることから、構成が簡易となる。また、３種の検出手段の少なくともいずれかに止まらず、２種または３種の検出手段の検出結果を組み合わせて検出するように構成すれば、排気漏れの検出精度を一層上げることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係るコージェネレーション装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係るコージェネレーション装置を模式的に示す模式図である。

図示の如く、コージェネレーション装置（符号１０で示す）は、商用電源（商用電力系統）１２から家庭内電気負荷（電気負荷）１４に至る交流電力の給電路（電力線）１６に接続可能な、多極コイルからなる発電機（「ＧＥＮ」と示す）２０と、発電機２０を駆動する内燃機関（「ＥＮＧ」と示し、以下「エンジン」という）２２と、発電制御部２４からなる発電ユニット２６を備え、屋内に設置される。

商用電源１２は、単相３線からＡＣ１００／２００Ｖで５０Ｈｚ（または６０Ｈｚ）の交流電力を出力する。発電ユニット２６は一体化され、発電ユニットケース（筐体）３０の内部に収容される。

より具体的には図示の如く、発電ユニットケース３０は仕切り３０ａで２つの室に仕切られ、図において右の室に発電機２０とエンジン２２が鉛直方向において上下に配置されると共に、左の室に発電制御部２４が収容される。発電制御部２４はエンジン２２から隔離され、エンジン２２からの放熱を可能な限り遮断させられるようにエンジン２２とは別室に収容される。

エンジン２２は都市ガス（あるいはＬＰガス）を燃料とする、水冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型の火花点火式のエンジンであり、例えば１６３ｃｃの排気量を備える。図示は省略するが、発電ユニットケース３０においてエンジン２２のシリンダヘッドとシリンダブロックは横（水平）方向に配置され、その内部に１個のピストンが往復動自在に配置される。

吸気ダクト２２ａから供給された吸気はガス供給源から電磁弁（図示せず）を介して供給されたガス（図に「ＧＡＳ」と示す）とミキサで混合され、生成された混合気は燃焼室に流れ、点火プラグ（図示せず）で点火されるとき燃焼してピストンを駆動し、発電ユニットケース３０において縦（鉛直）方向にピストンに連結されるクランクシャフトを回転させる。よって生じた排気は排気管（図１で図示省略）から発電ユニットケース３０に接続された排気ダクト３２を流れ、屋外に排出される。

冷却水循環路３４がエンジン２２のシリンダブロックなどの発熱部位の付近を通るように形成され、その内部を流れる、不凍液からなる冷却水は発熱部位と熱交換してエンジン２２を冷却させつつ昇温すると共に、排気管に沿って設けられた排気熱交換器３６を通過してさらに昇温させられる。

クランクシャフトの上端にはフライホイールが取り付けられると共に、その内側には前記した発電機２０が配置される。発電機２０はフライホイールとの間で相対回転するとき、交流電力を発電する。発電機２０の出力は、発電制御部２４に送られる。

図示は省略するが、発電制御部２４は、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）と、インバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータを備える。インバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して発電機２０の出力をＡＣ１００／２００Ｖ（単相）に変換する。

また、発電ユニットケース３０の外部には操作パネル（図示せず）が設けられ、そこに警告灯などが配置されると共に、オフされるときコージェネレーション装置１０の運転を停止させるメインスイッチ（図示せず）がユーザの操作自在に設けられる。発電制御部２４のＥＣＵは、所定の条件が成立すると、メインスイッチをオフしてコージェネレーション装置１０の運転を停止させる。

発電ユニット２６の発電出力は、１．０ｋＷ程度である。インバータの出力は、ブレーカ３８を介して給電路１６に接続される。発電機２０は商用電源１２からインバータを介して通電されるとき、エンジン２２をクランキングするスタータモータとしても機能する。発電制御部２４のＥＣＵは発電機２０の機能をスタータとジェネレータの間で切り換えると共に、エンジン２２などの動作を制御する。

コージェネレーション装置１０は、発電ユニット２６に加え、温風暖房ユニット４０を備える。

温風暖房ユニット４０は、エンジン２２の冷却水循環路３４に接続される排熱熱交換器４２と、バーナ４４と、バーナ４４の燃焼ガスの吸排気路４４ａに接続される顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃと、吸気を排熱熱交換器４２、および顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃの双方に送って熱交換させ、よって生成された温風を温風通路から室内に供給するブロア４６と、温風暖房ユニット制御部５０を備える。温風暖房ユニット４０は温風暖房ユニットケース５２に収容されると共に、温風通路（図示せず）を介して各部屋に接続される。

以下、上記した構成を個別に説明すると、発電ユニット２６と温風暖房ユニット４０は、前記した冷却水循環路３４で接続される。即ち、冷却水循環路３４はエンジン２２から温風暖房ユニット４０に向けて延び、ブロア４６の付近に配置された排熱熱交換器４２に接続され、そこでブロア４６で吸引された各部屋の冷気と熱交換させられた後、エンジン２２に戻る。

冷気は排熱熱交換器４２での熱交換で昇温させられて温風となり、ブロア４６によって送風ダクト（図示せず）から前記した温風通路を通って各部屋に供給され、各部屋を暖房する。バーナ４４は燃焼ファンで屋外から吸排気路４４ａを介して空気を吸引し、供給ガスと混合させて燃焼させる。それにより生じた燃焼ガスは顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃを通り、吸排気路４４ａから屋外に放出される。

顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃは、ブロア４６の送風ダクト（図示せず）を通る空気と熱交換させて昇温させる。具体的には、顕熱熱交換器４４ｂは燃焼ガスの露点までの熱を放熱し、潜熱熱交換器４４ｃは露点以下の熱を放熱する。潜熱熱交換器４４ｃで発生する凝縮水はドレンパイプ（図示せず）を介して屋外に排出される。

ブロア４６は各部屋から冷気を吸引する一方、排熱熱交換器４２で熱交換によって昇温させられると共に、バーナ４４の燃焼によってさらに昇温させられた温風を送風ダクトから各部屋に送風し、各部屋を暖房する。

温風暖房ユニット制御部（以下「温風制御部」という）５０も発電制御部２４のＥＣＵと同様、マイクロコンピュータからなるＥＣＵ（電子制御ユニット）を備える。温風制御部５０のＥＣＵは、発電制御部２４のＥＣＵと通信自在に接続されると共に、リモートコントローラ６０（各部屋のリモートコントローラを総称して示す）にも通信自在に接続される。リモートコントローラ６０はユーザによって操作され、目標室温などの設定に使用される。

図１においてＴは温度センサ６２（各部屋のセンサを総称して示す），６４，６６を、Ｐは排熱ポンプ７０、Ｖはバルブ７２を示し、信号線の図示は一部省略するが、それらは温風制御部５０に電気的に接続される。

温風制御部５０は、排熱ポンプ７０とバルブ７２を駆動して冷却水循環路３４を流れる冷却水を排熱熱交換器４２に圧送し、冷却水循環路３４を流れる循環水とブロア４６で吸引された各部屋の冷気と熱交換させる。

尚、排気熱交換器３６の内部での凝縮水の溜り込みによる腐食防止とエンジンオイルの耐久性を考慮し、温風制御部５０は、冷却水のエンジン２２の入口温度が例えば７０℃となるように制御する。

次いで商用電源１２と連系してコージェネレーション装置１０を運転する際の温風制御部５０と発電制御部２４の動作を説明すると、暖房運転の場合、温風制御部５０は、各部屋に配置された温度センサ６２の出力と、リモートコントローラ６０を介してユーザから設定された温度と比較し、検出温度が設定された温度を下回ると、発電制御部２４に指令して発電ユニット２６を稼動させると共に、検出温度が設定された温度に達すると、稼動を停止させる。以降、それを繰り返す。

また、温風制御部５０は、規定時間を経過しても検出された室温が設定された温度に達しないとき、あるいは検出された室温と設定された温度との差が既定値を超えるとき、発電ユニット２６の稼動のみでは不足と判断し、設定温度に達するまでバーナ４４を稼動して燃焼させ、バーナ４４で昇温された温風をブロア４６で各部屋に供給する。

また、商用電力系統（商用電源）１２の電力が不足した場合、発電制御部２４は、発電ユニット２６を稼動して電気負荷１４に電力を供給する。

また、商用電源１２に停電が発生した場合など、商用電源１２と連系せず、自立的にコージェネレーション装置１０を運転する際の動作を説明すると、発電制御部２４は、停電発生と同時に発電ユニット２６を起動させ、以降、電気負荷の増減に応じて一定の電圧となるように、発電出力を調整する。

尚、発電ユニット２６が動作すると、発電出力しないアイドル運転時も含め、熱出力が生じるが、温風制御部５０は、熱需要に応じて上記した商用電源１２との連系時と同様の暖房運転、バーナ駆動などを行う。

図２は、発電ユニットケース３０に収容されたエンジン２２と排気熱交換器３６の接続関係を模式的に示す説明図である。尚、図２においては簡略化のために発電機２０の図示を省略すると共に、冷却水循環路３４の入出力方向と排気ダクトの位置を図１と相違させた。即ち、図２は接続関係を模式的に示すに止まり、エンジン２２などの重力方向における実際の配置を示すものではない。

図２に示す如く、排気熱交換器３６はエンジン２２の排気管２２ｂに沿って設けられる。冷却水循環路３４は排気熱交換器３６とエンジン２２のシリンダブロックなどの発熱部位を通って温風暖房ユニット４０に延び、その内部を流れる冷却水を熱交換によって昇温させる。

排気熱交換器３６はホース７４によってマフラ２２ｃに気密に接続される。マフラ２２ｃは、前記した排気ダクト３２に気密に接続される。エンジン２２から排出される排気は排気熱交換器３６からホース７４を通り、マフラ２２ｃで消音されつつ、排気ダクト３２から屋外に放出される。

同図に示す如く、マフラ２２ｃには排気温度センサ８０が配置され、排気熱交換器３６とマフラ２２ｃを接続するホース７４を通って送られてきた排気の温度（排気温度）Ｔｅに応じた出力を生じると共に、発電ユニットケース３０の内部の適宜位置にはケース内温度センサ８２が配置され、ケース内の温度（ケース内温度）Ｔａに応じた出力を生じる。

また、冷却水循環路３４においてエンジン２２のシリンダブロックなどの発熱部位を通る部位には水温センサ８４が配置され、その位置での冷却水の水温（冷却水温）Ｔｗに応じた出力を生じる。センサ８０，８２，８４の出力は、発電制御部２４に送られ、そのＥＣＵに入力される。尚、エンジン２２にはクランク角センサなど他の運転パラメータを検出するセンサ群も配置され、それらの出力も発電制御部２４に送られるが、図示を省略する。

図示の如く、マフラ２２ｃには凝縮水ホース８６が接続され、マフラ２２ｃで排気中の水分が凝縮することによって生じた凝縮水を発電ユニットケース３０の外部に排出するように構成される。

図３は、発電制御部２４においてＥＣＵが実行する排気漏れ検出処理を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１０において発電ユニット２６を稼動する。即ち、エンジン２２を始動して発電ユニット２６の運転を開始し、次いでＳ１２に進み、発電ユニット２６の運転が開始されてから所定時間、例えば３０分以上経過したか、換言すれば発電ユニット２６などの動作が熱的に安定したか否か判断する。

Ｓ１２で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１４に進み、ケース内温度センサ８２で検出されたケース内温度Ｔａが所定温度（例えば６０℃）＋４℃を超えるか、あるいは排気温度センサ８０で検出された排気温度Ｔｅが所定温度（例えば７５℃）−３℃未満か、あるいは水温センサ８４で検出された冷却水温Ｔｗが所定温度（例えば８０℃）−２℃未満か否か判断する。

これについて図４から図６を参照して説明する。

図４はケース内温度Ｔａに対する排気の漏れ量の特性を示すグラフである。排気は高温であることから、発電ユニットケース３０の内部で排気管２２ｂからマフラ２２ｃまでの部位のいずれかで排気が漏れると、ケース内温度Ｔａは上昇する。実施例に係る発電ユニットケース３０において運転が熱的に安定した時点で排気漏れが生じていないときのケース内温度Ｔａを実験によって求めたところ、前記した所定温度６０℃程度であった。

従って、ケース内温度Ｔａを検出してそれと比較することで排気漏れを検出することが可能となるが、誤検出を防止するためには余裕分を加算するのが望ましい。図４から明らかな如く、ケース内温度Ｔａは排気の漏れ量が増加するにつれて上昇すると共に、排気漏れが生じている時間が増加するにつれて上昇する。そこで、所定温度に加算される余裕分を排気の漏れ量の大小を示す４℃と３℃の２種とし、それに応じて２種の所定値（しきい値）を設定することで排気漏れの有無に止まらず、排気の漏れ量もある程度検出できるようにした。

図５は排気温度Ｔｅに対する排気の漏れ量の特性を示すグラフである。発電ユニットケース３０の内部で排気管２２ｂからマフラ２２ｃまでの部位のいずれの部位で排気が漏れると、排気量がその分だけ減少して排気温度Ｔｅは低下する。実施例に係る発電ユニットケース３０において運転が熱的に安定した時点で排気漏れが生じていないときの排気温度Ｔｅを実験によって求めたところ、前記した所定温度７５℃程度であった。

従って、排気温度Ｔｅを検出してそれと比較することで排気漏れを検出することが可能となるが、誤検出を防止するために余裕分を減算するのが望ましい。図５から明らかな如く、排気温度Ｔｅは排気の漏れ量が増加するにつれて低下すると共に、排気漏れが生じている時間が増加するにつれて低下する。そこで、所定温度に減算される余裕分を排気の漏れ量の大小を示す３℃と２℃の２種とし、それに応じて２種の所定値（しきい値）を設定することで排気漏れの有無に止まらず、排気の漏れ量もある程度検出できるようにした。

図６は冷却水温Ｔｗに対する排気の漏れ量の特性を示すグラフである。発電ユニットケース３０の内部で排気管２２ｂからマフラ２２ｃまでの部位のいずれか、より正確には排気熱交換器３６の上流側、例えば排気管２２ｂとの接続部位などで排気が漏れると、熱交換に使用される排気量もその分だけ減少することから、冷却水温Ｔｗは低下する。実施例に係る発電ユニットケース３０において運転が熱的に安定した時点で排気漏れが生じていないときの冷却水温Ｔｗを実験によって求めたところ、前記した所定温度８０℃程度であった。

同様に検出値と比較して排気漏れを検出すると共に、誤検出を防止するために余裕分を減算することになるが、図６から明らかな如く、冷却水温Ｔｗも排気の漏れ量が増加するにつれて低下すると共に、排気漏れが生じている時間が増加するにつれて低下する。そこで、所定温度に減算される余裕分を排気の漏れ量の大小を示す２℃と１℃の２種として２種の所定値（しきい値）を設定することで排気漏れの有無に止まらず、排気の漏れ量もある程度検出できるようにした。

このように、上記したケース内温度Ｔａと排気温度Ｔｅと冷却水温Ｔｗは全て、エンジン２２から排出される排気の量に応じて変化することから、エンジン２２の運転に応じて変化する温度である。

図３の説明に戻ると、Ｓ１４において少なくともいずれかの条件が成立する、例えばケース内温度Ｔａが所定温度＋４℃を超えず、排気温度Ｔｅも所定温度−３℃未満ではないが、冷却水温Ｔｗが所定温度−２℃未満であるとき、Ｓ１４の判断は肯定されてＳ１６に進み、排気漏れが生じていると判定する。

即ち、発電ユニットケース３０の内部において排気管２２ｂからマフラ２２ｃまでの部位のいずれかで排気が漏れていると判定すると共に、発電ユニット２６の運転を停止し、前記した警告灯を点灯する。

他方、Ｓ１４で否定されるときはＳ１８に進み、検出値を前記した所定温度に第２の余裕分を加減算して得た所定値と比較して判断する。即ち、検出されたケース内温度Ｔａが前記した所定温度（例えば６０℃）＋３℃を超えるか、あるいは検出された排気温度Ｔｅが前記した所定温度（例えば７５℃）−２℃未満か、あるいは検出された冷却水温Ｔｗが所定温度（例えば８０℃）−１℃未満か否か判断する。

Ｓ１８で否定されると共に、少なくともいずれかの条件が成立する、例えばケース内温度Ｔａが所定温度＋３℃を超えると共に、排気温度Ｔｅも所定温度−２℃未満ではないが、冷却水温Ｔｗが所定温度−１℃未満であるとき、Ｓ１８の判断は肯定されてＳ２０に進み、発電ユニットケース３０の内部において排気管２２ｂからマフラ２２ｃまでの部位のいずれかで排気が漏れていると判定し、発電ユニット２６の運転を停止して警告灯を点灯する。

この場合、図４から図６に関して説明した如く、加減算される第２の余裕分は排気漏れ量が小であることを示す値であることから、Ｓ１４で否定されてＳ１８で肯定されるときは、排気の漏れの量は微小、より正確にはＳ１４で肯定される場合より少ないと判定する。

上記した如く、第１実施例に係るコージェネレーション装置１０においては、エンジン２２の運転に応じて変化する温度を検出する温度検出手段、即ち、ケース内温度Ｔａと排気温度Ｔｅと冷却水温Ｔｗを検出するケース内温度センサ８２と排気温度センサ８０と水温センサ８４を備えると共に、発電ユニット２６の運転が開始されてから所定時間、例えば３０分が経過したと判断されるとき（Ｓ１２）、検出された温度を所定温度±余裕分からなる所定値と比較し（Ｓ１４，Ｓ１８）、その比較結果に応じて発電ユニットケース３０内でエンジン２２の排気が漏れていると判定する（Ｓ１６，Ｓ２０）如く構成したので、エンジン２２の排気漏れを、定期交換が必要であると共に、センサ部の故障検知が困難であるガス漏れセンサを使用することなく、検出することができる。

即ち、ケース内温度センサ８２などの温度センサをサーミスタから構成すれば、断線・短絡などの故障検知が容易となる。また、ケース内温度センサ８２などの温度センサはガス漏れセンサに比較して安価で構造も簡単なため、コストを低減できると共に、メンテナンス費用も低減することができる。

また、所定温度に減算される余裕分を排気漏れ量の大小を示す２種の値にすることで所定値を少なくとも２種の値とし、検出された温度をその２種の値と比較し、その比較結果に応じて発電ユニットケース３０内で漏れている排気の量を判定する如く構成したので、上記した効果に加え、排気漏れの有無のみならず、排気の漏れ量もある程度検出することができる。尚、余裕分を増加することで所定値を３種以上とし、排気の漏れ量をさらに詳細に検出するようにしても良い。

また、温度検出手段が、発電ユニットケース３０内の温度を検出するケース内温度センサ８２と、排気熱交換器３６から出力される排気温度Ｔｅを検出する排気温度センサ８０と排気温度検出手段と、エンジン２２の冷却水の水温Ｔｗを検出する水温センサ８４の少なくともいずれか、より具体的にはその全てからなる如く構成したので、上記した効果に加え、比較的検出が簡易な部位の温度を用いれば足りることから、構成が簡易となる。

また、Ｓ１４あるいはＳ１８において３種のセンサの少なくともいずれかの検出結果に基づいて排気漏れを検出するように構成したが、１種に止まらず、２種または３種の検出手段の検出結果を組み合わせて判定するように構成すれば、排気漏れの検出精度を一層上げることができる。

図７は、この発明の第２実施例に係るコージェネレーション装置の動作、より具体的には発電制御部２４においてＥＣＵが実行する排気漏れ検出処理を示す、図３と同様なフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１００においてエンジン２２を始動して発電ユニット２６の運転を開始し、Ｓ１０２に進み、発電ユニット２６の運転が開始されてから所定時間、例えば３０分以上経過したか否か判断する。

Ｓ１０２で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１０４に進み、ケース内温度Ｔａが前記した所定温度（例えば６０℃）＋７℃を超えるか、あるいは検出された排気温度Ｔｅが前記した所定温度（例えば７５℃）−５℃未満か、あるいは検出された冷却水温Ｔｗが前記所定温度（例えば８０℃）−５℃未満か否か判断する。

Ｓ１０４において否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、少なくともいずれか条件を満たして肯定されてＳ１０６に進み、排気漏れが生じていると判定し、発電ユニット２６の運転を停止して警告灯を点灯する。

第２実施例においては、Ｓ１０４に示す如く、所定温度に加減算して所定値を構成する余裕分が第１実施例よりも大きな値に設定されることから、第１実施例に比して排気漏れの検出が遅れると共に、漏れ量を検出することはできないが、その分だけ排気漏れを一層確実に検出することができる。

第２実施例に係るコージェネレーション装置においてもＳ１０４において１種に止まらず、２種または３種の検出手段の検出結果を組み合わせて排気漏れを検出するように構成して検出精度を一層上げても良いことは第１実施例と同様である。残余の構成および効果も第１実施例と異ならない。

以上の如く、第１、第２実施例にあっては、商用電力系統１２から電気負荷１４に至る交流電力の給電路１６に接続可能な発電機２０と前記発電機を駆動する内燃機関（エンジン）２２からなる発電ユニット２６と、前記内燃機関の冷却水を前記内燃機関の排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器（排気熱交換器）３６とを少なくとも備えたコージェネレーション装置１０において、前記発電ユニット２６と排気熱交換器３６を収容するケース（発電ユニットケース）３０と、前記内燃機関の運転に応じて変化する温度を検出する温度検出手段（ケース内温度センサ８２、排気温度センサ８０、水温センサ８４）と、前記発電ユニットの運転が開始されてから所定時間が経過したか否か判断する始動後時間判断手段（発電制御部のＥＣＵ，Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１００，Ｓ１０２）と、前記発電ユニットが始動されてから所定時間が経過したと判断されるとき、前記検出された温度を所定値と比較する温度比較手段（発電制御部のＥＣＵ，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ１０４）と、前記温度比較手段の比較結果に応じて前記ケース内で前記内燃機関の排気が漏れていると判定する排気漏れ判定手段（発電制御部のＥＣＵ，Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ１０６）とを備える如く構成した。

また、前記所定値が少なくとも２種の値、より具体的には所定温度に２種の余裕分を加減算してなる、排気漏れ量の大小を示す２種の値からなると共に、前記比較手段は前記検出された温度を前記少なくとも２種の値と比較し（発電制御部のＥＣＵ，Ｓ１４，１８）、前記排気漏れ判定手段は前記温度比較手段の比較結果に応じて前記ケース内で漏れている排気の量を判定する（発電制御部のＥＣＵ，Ｓ１６，Ｓ２０）如く構成した。

また、前記温度検出手段が、前記ケース内の温度を検出する温度検出手段（ケース内温度センサ８２）と、前記熱交換器から出力される排気の温度を検出する排気温度検出手段（排気温度センサ８０）と、前記内燃機関の冷却水の水温を検出する水温検出手段（水温センサ８４）の少なくともいずれかからなる如く構成した。

尚、上記において、排気温度センサ８０をマフラ２２ｃに配置したが、図２に想像線で示す如く、ホース７４において排気熱交換器３６の直下位置付近に配置しても良く、さらにはその下流でマフラ２２ｃの直前までの位置に配置しても良い。

また、所定温度を６０℃，７５℃，８０℃としたが、これらの温度はコージェネレーション装置１０の発電能力などの仕様が変更されれば、それに応じて変更されることはいうまでもない。

また、発電機２０の駆動源として都市ガス・ＬＰガスを燃料とするガスエンジンとしたが、ガソリン燃料などを使用するエンジンであっても良い。また、発電機２０の出力およびエンジン２２の排気量などを具体的な値で示したが、それらは例示であって限定されるものではないこともいうまでもない。

この発明の第１実施例に係るコージェネレーション装置を全体的に示すブロック図である。 図１に示す発電ユニットケースに収容された内燃機関（エンジン）と排気熱交換器の接続関係を模式的に示す説明図である。 図１に示すコージェネレーション装置の動作、より具体的には発電制御部においてＥＣＵが実行する排気漏れ検出処理を示すフロー・チャートである。 図３フロー・チャートで言及されるケース内温度Ｔａに対する排気の漏れ量の特性を示すグラフである。 図３フロー・チャートで言及される排気温度Ｔｅに対する排気の漏れ量の特性を示すグラフである。 図３フロー・チャートで言及される冷却水温Ｔｗに対する排気の漏れ量の特性を示すグラフである。 この発明の第２実施例に係るコージェネレーション装置の動作、より具体的には発電制御部においてＥＣＵが実行する排気漏れ検出処理を示すフロー・チャートである。

符号の説明

１０ コージェネレーション装置、１２ 商用電源（商用電力系統）、１４ 家庭内電気負荷（電気負荷）、１６ 給電路（電力線）、２０ 発電機、２２ エンジン（内燃機関）、２２ｂ 排気管、２２ｃ マフラ、２４ 発電制御部、２６ 発電ユニット、３４ 冷却水循環路、３６ 排気熱交換器（熱交換器）、４０ 温風暖房ユニット、４２ 排熱熱交換器、４４ バーナ、４４ａ 吸排気路、４４ｂ 顕熱熱交換器、４４ｃ 潜熱熱交換器、５０ 温風暖房ユニット制御部、７４ ホース、８０ 排気温度センサ（温度検出手段）、８２ ケース内温度センサ（温度検出手段）、８４ 水温センサ（温度検出手段）

Claims (3)

1. 商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な発電機と前記発電機を駆動する内燃機関からなる発電ユニットと、前記内燃機関の冷却水を前記内燃機関の排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器とを少なくとも備えたコージェネレーション装置において、
   ａ．前記発電ユニットと排気熱交換器を収容するケースと、
   ｂ．前記内燃機関の運転に応じて変化する温度を検出する温度検出手段と、
   ｃ．前記発電ユニットの運転が開始されてから所定時間が経過したか否か判断する始動後時間判断手段と、
   ｄ．前記発電ユニットの運転が開始されてから所定時間が経過したと判断されるとき、前記検出された温度を所定値と比較する温度比較手段と、
   ｅ．前記温度比較手段の比較結果に応じて前記ケース内で前記内燃機関の排気が漏れていると判定する排気漏れ判定手段と、
   を備えたことを特徴とするコージェネレーション装置。
2. 前記所定値が少なくとも２種の値からなると共に、前記比較手段は前記検出された温度を前記少なくとも２種の値と比較し、前記排気漏れ判定手段は前記温度比較手段の比較結果に応じて前記ケース内で漏れている排気の量を判定することを特徴とする請求項１記載のコージェネレーション装置。
3. 前記温度検出手段が、
   ｆ．前記ケース内の温度を検出する温度検出手段と、
   ｇ．前記熱交換器から出力される排気の温度を検出する排気温度検出手段と、
   ｈ．前記内燃機関の冷却水の水温を検出する水温検出手段、
   の少なくともいずれかからなることを特徴とする請求項１または２記載のコージェネレーション装置。

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