JP2009121443A

JP2009121443A - コージェネレーション装置

Info

Publication number: JP2009121443A
Application number: JP2007299413A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yuri; 信行由利; Yojiro Sasaki; 洋二郎佐々木; Kosuke Yamana; 康介山名
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-19
Also published as: US20090127868A1; US8049350B2; JP4838225B2

Abstract

【課題】排気圧力スイッチを用いることなく、排気の吹き抜けを簡易に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】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発電機を駆動する内燃機関（エンジン）からなる発電ユニット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、内燃機関の排気系に配置され、排気中の水分の凝縮によって発生する凝縮水を排出する凝縮水ホースと、凝縮水ホースに配置され、ホースの内部の温度Ｔｃを検出するホース内温度検出手段と、内燃機関から出力される排気の温度Ｔｅを検出する排気温度検出手段を備え、検出されたホースの内部の温度Ｔｃと排気の温度Ｔｅの差が所定値未満のとき、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定する（Ｓ１０からＳ１６）。
【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吹き抜けにより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、屋内に設置される場合、内燃機関の排気系は排気ダクトに接続され、排気は排気ダクトを通じて屋外に排出されるが、排気ダクトの出口が凍結や鳥の巣などで閉塞される場合がある。他方、内燃機関の排気系には排気中の水分の凝縮によって発生する凝縮水を排出する凝縮水ホース（管）が接続されるが、排気系の出口が閉塞させられると、排気が凝縮水ホースを吹き抜けて屋内に排出されてしまう。

そのような不都合を防止するため、通常、排気系に排気圧力スイッチを設け、閉塞による排気圧力の上昇を検出するようにしているが、排気圧力スイッチはセンサ部の故障検知が困難であり、排気の脈動の影響を受け易い。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、排気圧力スイッチを用いることなく、吹き抜けによる排気漏れを簡易に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、前記内燃機関の排気系に配置され、排気中の水分の凝縮によって発生する凝縮水を排出する凝縮水ホースと、前記凝縮水ホースに配置され、前記ホースの内部の温度を検出するホース内温度検出手段と、前記内燃機関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、前記検出されたホースの内部の温度と排気の温度の差が所定値未満のとき、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定する排気吹き抜け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、前記凝縮水ホースは凝縮水を途中で貯留させる貯留部を備えると共に、前記排気吹き抜け判定手段は、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、前記内燃機関の運転を一旦停止し、次いで再始動して所定回転数以下の低負荷運転を所定時間継続する如く構成した。

請求項３に係るコージェネレーション装置にあっては、前記排気吹き抜け判定手段は、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、前記内燃機関の運転を一旦停止すると共に、運転停止回数をカウントし、前記カウントされた運転停止回数が所定回数を超えたとき、前記内燃機関の再始動を禁止する如く構成した。

請求項１に係るコージェネレーション装置にあっては、内燃機関の排気系に配置され、排気中の水分の凝縮によって発生する凝縮水を排出する凝縮水ホースと、凝縮水ホースに配置され、ホースの内部の温度を検出するホース内温度検出手段と、内燃機関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、検出されたホースの内部の温度と排気の温度の差が所定値未満のとき、排気が凝縮水ホースを吹き抜けていると判定する排気吹き抜け判定手段とを備える如く構成したので、排気圧力スイッチを用いることなく、吹き抜けによる排気漏れを簡易に検出することができる。

また、そのことは排気ダクトが凍結するなどして排気系が閉塞していることを意味するので、警告灯の点灯などを通じてユーザに報知することで、原因を除去して排気系の閉塞を解消させることも可能となる。

請求項２に係るコージェネレーション装置にあっては、凝縮水ホースは凝縮水を途中で貯留させる貯留部を備えると共に、排気吹き抜け判定手段は、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、内燃機関の運転を一旦停止し、次いで再始動して所定回転数以下の低負荷運転を所定時間継続する如く構成したので、上記した効果に加え、凝縮水ホースの貯留部に凝縮水を確実に貯留させることができ、排気系の閉塞が解消されて内燃機関の運転を再開された後も、排気が凝縮水ホースを吹き抜けるのを防止することができる。

即ち、凝縮水を貯留部に貯留させることで凝縮水ホースからの排気漏れが防止されるように構成されるが、一旦ホースから排気が吹き抜けると、凝縮水が貯留分も含めて排出されてしまい、排気漏れを防止できない。

従って、内燃機関を再始動させて凝縮水を生成する必要があるが、電気負荷が高い場合、凝縮水が増え、却って貯留部に貯留し難いため、所定回転数以下の低負荷運転を所定時間継続することで凝縮水を貯留部に確実に貯留させることができ、そこから排気が再び吹き抜けるのを防止することができる。

請求項３に係るコージェネレーション装置にあっては、排気吹き抜け判定手段は、排気が凝縮水を吹き抜けていると判定するとき、内燃機関の運転を一旦停止すると共に、運転停止回数をカウントし、カウントされた運転停止回数が所定回数を超えたとき、内燃機関の再始動を禁止する如く構成したので、上記した効果に加え、一過性の理由による誤検出を防止することができ、吹き抜けによる排気漏れを確実に検出して防止することができる。

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。

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。凝縮水ホース８６は図示のようなＳ字形状の貯留部（トラップ）８６ａを備え、そこに凝縮水をホース８６の途中で貯留させる。

前記した如く、図２はエンジン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が、凝縮水ホース８６に関しては、同図に重力方向を符号Ａで示すとき、貯留部８６ａは重力方向において一度下降した後に上昇するように構成されることから、凝縮水はマフラ２２ｃから流れるとき、全てが流れ出ることなく、その一部は貯留部８６ａに貯留し、それによって排気が凝縮水ホース８６を吹き抜けることがなく、従って漏れて屋内に排出されることがないように構成される。

凝縮水ホース８６には貯留部８６ａの下流位置においてホース内温度センサ８８が配置され、凝縮水ホース８６の内部の温度Ｔｃに生じた出力を生じる。

上記したセンサ８０，８２，８４，８８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のＥＣＵに送られるが、図示を省略する。

図３は、発電制御部２４においてＥＣＵが実行する排気吹き抜け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においてエンジン２２を始動する。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１０分以上経過、換言すれば発電ユニット２６などの動作が熱的に安定するまで待機する。

Ｓ１２で肯定されて所定時間が経過した判断されるときはＳ１４に進み、排気温度センサ８０で検出された排気温度Ｔｅとホース内温度センサ８８で検出されたホース内温度Ｔｃの差が所定値（例えば５℃）未満か否か判断する。

Ｓ１４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Ｓ１６に進み、排気が凝縮水ホース８６を吹き抜けていると判定する。図１に示す如く、排気ダクト３２の出口は屋外に位置することから、冬季に凍結したり、鳥が巣を作る、あるいは子供の悪戯などで閉塞される恐れがある。

そのような排気系の閉塞が生じると、排気は凝縮水ホース８６を流れる結果、ホース内の温度Ｔｃが昇温して排気温度Ｔｅに近い温度となる。従って、排気温度Ｔｅとホース内温度Ｔｃの差が上記した所定値未満か否か判断することで、ホース内温度Ｔｃが排気温度Ｔｅに近い温度となったか、換言すれば排気が凝縮水ホース８６を吹き抜けているか否か判断することができる。

次いでＳ１８に進み、エンジン２２の運転を一旦停止して停止回数をカウントし、Ｓ２０に進み、カウントされたエンジン２２の停止回数が所定回数を超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２２に進んでエンジン２２を再始動し、１４に戻って上記した処理を繰り返す。他方、Ｓ２０で肯定されるときはＳ２４に進み、エンジン２２の再始動を禁止すると共に、警告灯を点灯する。

即ち、Ｓ１４においては一過的な理由から肯定される場合もあることから、エンジン始動から温度判定までの処理を３回繰り返すことで、吹き抜けによる排気漏れを確実に検出するようにした。

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にあっては、エンジン２２のマフラ２２ｃに配置され、排気中の水分の凝縮によって発生する凝縮水を排出する凝縮水ホース８６と、凝縮水ホース８６に配置され、ホース８６の内部の温度Ｔｃを検出するホース内温度センサ８８と、エンジン２２から出力される排気の温度Ｔｅを検出する排気温度センサ８０と、検出されたホースの内部の温度Ｔｃと排気の温度Ｔｅの差が所定値（５℃）未満のとき、排気が凝縮水ホースを吹き抜けていると判定する排気吹き抜け判定手段（Ｓ１０からＳ１６）を備える如く構成したので、排気圧力スイッチを用いることなく、吹き抜けによる排気漏れを簡易に検出することができる。

また、そのことは排気ダクト３２の出口が凍結したり、鳥の巣などで塞がれたりして排気系が閉塞していることを意味するので、警告灯の点灯などを通じてユーザに報知することで、その原因を除去して排気系の閉塞を解消させることが可能となる。

また、排気吹き抜け判定手段は、排気が凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、エンジン２２の運転を一旦停止すると共に、運転停止回数をカウントし（Ｓ１８）、カウントされた運転停止回数が所定回数（３回）を超えたとき、エンジン２２の再始動を禁止する（Ｓ２０からＳ２４）如く構成したので、上記した効果に加え、一過性の理由による誤検出を防止することができ、吹き抜けによる排気漏れを確実に検出して防止することができる。

図４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が実行する排気吹き抜け検出処理を示す、図３と同様なフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１００からＳ１１２まで第１実施例の図３フロー・チャートのＳ１０からＳ２２と同様の処理を行った後、Ｓ１１４に進み、エンジン２２が再始動された後、アイドル運転を所定時間（例えば５分間）継続、換言すれば所定回転数以下の低負荷運転を所定時間継続したか否か判断し、肯定されるときに限り、Ｓ１０４に戻って上記した処理を繰り返すようにした。尚、Ｓ１１６の処理も含めて残余の構成は第１実施例と異ならない。

即ち、凝縮水を貯留部８６ａに貯留させることで凝縮水ホース８６からの排気漏れが防止されるように構成されるが、一旦凝縮水ホース８６から排気が吹き抜けると、凝縮水が貯留分も含めて全て排出されてしまい、排気漏れを防止できない。

従って、エンジン２２を再始動させて凝縮水を生成する必要があるが、電気負荷が高い場合、凝縮水が増えて却って貯留部８６ａに貯留し難いため、第２実施例にあっては、所定回転数（アイドル回転数）以下の低負荷運転を所定時間（５分間）継続することで、凝縮水を貯留部８６ａに確実に貯留させ、そこから排気漏れが生じるのを防止するようにした。

上記した如く、第２実施例に係るコージェネレーション装置にあっては、凝縮水ホース８６は凝縮水を途中で貯留させる貯留部８６ａを備えると共に、排気吹き抜け判定手段は、排気が凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき（Ｓ１０６）、エンジン２２の運転を一旦停止し（Ｓ１０８）、次いで再始動して所定回転数以下の低負荷運転を所定時間継続する（Ｓ１１２からＳ１１４）如く構成したので、第１実施例で述べた効果に加え、凝縮水ホース８６の貯留部８６ａに凝縮水を確実に貯留させることができ、排気系の閉塞が解消されてエンジン２２の運転が再開された後、吹き抜けにより排気漏れを確実に防止することができる。

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、前記内燃機関の排気系に配置され、排気中の水分の凝縮によって発生する凝縮水を排出する凝縮水ホース８６と、前記凝縮水ホース８６に配置され、前記ホースの内部の温度Ｔｃを検出するホース内温度検出手段（ホース内温度センサ８８）と、前記内燃機関から出力される排気の温度Ｔｅを検出する排気温度検出手段（排気温度センサ８０）と、前記検出されたホースの内部の温度Ｔｃと排気の温度Ｔｅの差が所定値未満のとき、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定する排気吹き抜け判定手段（発電制御部２４のＥＣＵ，Ｓ１０からＳ１６，Ｓ１００からＳ１０６）とを備える如く構成した。

また、前記凝縮水ホース８６は凝縮水を途中で貯留させる貯留部８６ａを備えると共に、前記排気吹き抜け判定手段は、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、前記内燃機関の運転を一旦停止し、次いで再始動して所定回転数以下の低負荷運転を所定時間継続する（発電制御部２４のＥＣＵ，Ｓ１０８からＳ１１４）如く構成した。

また、前記排気吹き抜け判定手段は、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、前記内燃機関の運転を一旦停止すると共に、運転停止回数をカウントし、前記カウントされた運転停止回数が所定回数（３回）を超えたとき、前記内燃機関の再始動を禁止する（発電制御部２４のＥＣＵ，Ｓ１８からＳ２４，Ｓ１０８からＳ１１６）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、上記した所定値など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が実行する排気吹き抜け検出処理を示すフロー・チャートである。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が実行する排気吹き抜け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（排気温度検出手段）、８６凝縮水ホース、８６ａ貯留部、８８ホース内温度センサ（ホース内温度検出手段）

Claims

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．前記内燃機関の排気系に配置され、排気中の水分の凝縮によって発生する凝縮水を排出する凝縮水ホースと、
ｂ．前記凝縮水ホースに配置され、前記ホースの内部の温度を検出するホース内温度検出手段と、
ｃ．前記内燃機関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、
ｄ．前記検出されたホースの内部の温度と排気の温度の差が所定値未満のとき、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定する排気吹き抜け判定手段と、
を備えたことを特徴とするコージェネレーション装置。
前記凝縮水ホースは凝縮水を途中で貯留させる貯留部を備えると共に、前記排気吹き抜け判定手段は、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、前記内燃機関の運転を一旦停止し、次いで再始動して所定回転数以下の低負荷運転を所定時間継続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。
前記排気吹き抜け判定手段は、排気が前記凝縮水ホースを吹き抜けていると判定するとき、前記内燃機関の運転を一旦停止すると共に、運転停止回数をカウントし、前記カウントされた運転停止回数が所定回数を超えたとき、前記内燃機関の再始動を禁止す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。