JP2011190730A - エンジン冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスケットの損傷に起因して燃焼ガスが外部に排出される異常状態を検出することができるエンジン冷却装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥ、放熱部Ｎ、及び、気液分離部Ｂを経由する循環路Ｌを通してエンジン冷却用流体を循環させる循環手段Ｊが設けられ、気液分離部Ｂをバイパスするバイパス路ＬＡが循環路Ｌに設けられ、気液分離部Ｂを経由してエンジン冷却用流体を循環させる気液分離部経由状態とバイパス路ＬＡを通してエンジン冷却用流体を循環させるバイパス状態とに切換える流路切換手段Ｍが設けられ、循環路中のエンジン冷却水の異常を検出する異常検出手段Ｗが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン、放熱部、及び、気液分離部を経由する循環路を通してエンジン冷却用流体を循環させる循環手段が設けられたエンジン冷却装置に関する。

エンジンは、発電機やヒートポンプ装置等を駆動するために用いられることになり、そして、放熱部としては、エンジン排熱を回収する排熱回収用の熱交換器や、エンジンの熱を外気に放出するラジエータが存在することになる。
ちなみに、例えば、エンジンにて発電機を駆動する場合において、排熱回収用の熱交換器にて回収した熱が、給湯用の湯水の加熱や暖房用の熱媒を加熱するのに用いられることになる（例えば、特許文献１参照。）。
また、エンジンにてヒートポンプ装置を駆動する場合には、排熱回収用の熱交換器にて回収した熱が、暖房運転を行う際に冷媒を加熱するのに用いられることになる（例えば、特許文献２参照。）。

気液分離部は、冷却水を補給する際に混入する空気等のガスを排出するために設けられるものであり、そして、気液分離部としては、放熱部を排熱回収用の熱交換器とする場合においては、特許文献１に示されるように、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型の膨張タンクにて構成する場合が多い。

また、放熱部をラジエータとする場合には、気液分離部としては、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型のリザーブタンクが接続された気液分離用のタンク部にて構成することが多い（例えば、特許文献３（図４（ｂ））参照。）。
特許文献３においては、気液分離用のタンク部は、ラジエータを構成する構成部分として設けられるものであり、そして、この特許文献２には記載されていないが、一般に、そのタンク部には、循環路の圧力が大気圧よりも高い高圧側の設定圧以上になると、そのタンク部をリザーブタンクに連通させるように開き、且つ、循環路内の圧力が大気圧よりも低い低圧側の設定圧以下になると、そのタンク部をリザーブタンクと連通させるように開くプレッシャーバルブが設けられることになる。

特開２００８−２４９３０２号公報 特開２００６−２５０４３８号公報 特開２００２−０３８９４５号公報

エンジンは、シリンダ本体とシリンダヘッドとを、ガスケットを挟んだ状態で締め付けるように構成されている。ガスケットは、燃焼室、冷却水通路（冷却水ジャケット）、及び、エンジン外部を分離するシール機能を発揮することになる。

ガスケットは、一般に、十分な耐久性を有するものであるが、エンジンを使用するうちに割れ等の損傷が発生して、シール機能が低下する虞がある。
そして、ガスケットのシール機能が低下すると、燃焼室内の高圧の燃焼ガスが、冷却水通路に流れ込み、冷却水に混入することになる。
冷却水に混入した燃焼ガスは、冷却水が気液分離部に流動した際に、冷却水から分離して、大気開放型の膨張タンクやリザーブタンクから外部に放出されることになる。

このようにガスケットが損傷して、燃焼室の燃焼ガスが大気開放型の膨張タンクやリザーブタンクから外部に放出されることになれば、その燃焼ガスの外部放出を抑制すべく、エンジンの点検保守を行う必要がある。

しかしながら、エンジンは何ら異常なく作動し続けるものであるため、燃焼室の燃焼ガスが大気開放型の膨張タンクやリザーブタンクから外部に放出しているにも拘わらず、それを気付かずに継続してエンジンを使用し続ける虞があり、改善が望まれるものである。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、ガスケットの損傷に起因して燃焼ガスが外部に排出される異常状態を検出することができるエンジン冷却装置を提供する点にある。

本発明のエンジン冷却装置は、エンジン、放熱部、及び、気液分離部を経由する循環路を通してエンジン冷却用流体を循環させる循環手段が設けられたものであって、その第１特徴構成は、
前記気液分離部をバイパスするバイパス路が前記循環路に設けられ、
前記気液分離部を経由してエンジン冷却用流体を循環させる気液分離部経由状態と前記バイパス路を通してエンジン冷却用流体を循環させるバイパス状態とに切換える流路切換手段が設けられ、
前記循環路中のエンジン冷却水の異常を検出する異常検出手段が設けられている点を特徴とする。

すなわち、冷却水を補給する際に混入する空気等のガスを循環路から排出する必要があるときには、気液分離部を経由してエンジン冷却用流体を循環させる気液分離部経由状態に切換えるようにし、その他のときには、気液分離部をバイパスするバイパス路を通してエンジン冷却用流体を循環させるバイパス状態に切換えるように流路切換手段を切換えるようにする。

このように流路切換手段を切換えるようにすれば、気液分離部経由状態においては、冷却水を補給する際に混入する空気等のガスを循環路から排出することができ、そして、バイパス状態においては、冷却水に混入したガスが気液分離部にて分離されて排出されることを抑制できることになる。

したがって、バイパス状態においては、万が一、エンジンのシリンダ本体とシリンダヘッドとの間に配置されているガスケットのシール機能が低下して、燃焼室内の高圧の燃焼ガスが、冷却水通路に流れ込み、冷却水に混入するような事態が生じていると、その燃焼ガスは、気液分離部にて分離されて外部に排出されることが抑制されるため、冷却水に混入する状態を継続することになり、エンジンの使用に伴って、冷却水に混入する燃焼ガスの量が増加することになる。

冷却水に混入する燃焼ガスの量が増加すると、冷却能力が低下する異常や、冷却水の量が異常に増加する等の異常が現れるものとなるから、このような異常が異常検出手段にて検出されることになり、エンジンが異常であるとして、エンジンの点検保守を行わせて、ガスケットの異常を検出させることができるのである。

要するに、本発明の第１特徴構成によれば、ガスケットの損傷に起因して燃焼ガスが外部に排出される異常状態を検出することができるエンジン冷却装置を提供するに至った。

本発明の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記流路切換手段を切換え制御する制御手段が、前記循環路へのエンジン冷却水の補給指令が指令されたときには、前記気液分離部経由状態にし、前記循環路へのエンジン冷却水の補給終了指令が指令されたときには、前記バイパス状態にすべく、前記流路切換手段を切換えるように構成されている点を特徴とする。

すなわち、気液分離部経由状態とバイパス状態とに切換える流路切換手段の切換えを制御する制御手段が、補給指令が指令されると、気液分離部経由状態に流路切換手段を切換え、補給終了指令が指令されると、バイパス状態に流路切換手段を切換えることになる。

したがって、エンジン冷却水を補給するときには、補給指令を制御手段に指令することにより、流路切換手段を気液分離部経由状態に切換えることができ、エンジン冷却水の補給が終了したときには、補給終了指令を制御手段に指令することにより、流路切換手段をバイパス状態に切換えることができるのであり、補給指令や補給終了指令を指令するという簡単な操作で、流路切換手段の切換えを行うことができる。

ちなみに、本特徴構成においては、エンジン冷却水を補給するときを除いて、循環路がバイパス状態となるため、上述したガスケットのシール機能の低下を、エンジン冷却水の異常として適切に検出し易いものである。

要するに、本発明の第２特徴構成によれば、上記第１特徴構成による作用効果に加えて、流路切換手段の切換操作の簡略化を図ることができるエンジン冷却装置を提供するに至った。

本発明の第３特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記流路切換手段が、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度以上のときには前記バイパス状態に、且つ、エンジン冷却水の温度が前記切換用設定温度未満のときには前記気液分離部経由状態に切換えられるように構成されている点を特徴とする。

すなわち、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度以上のときには、流路切換手段がバイパス状態に切換えられ、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度未満のときには、流路切換手段が気液分離部経由状態に切換えられることになる。

つまり、エンジン冷却水の補給は、一般に、エンジン冷却水の温度が低いときに行われるものであるから、切換用設定温度をエンジン冷却水の補給が行われる温度範囲の上限の温度（例えば、５０℃）に対応して定めることにより、流路切換手段をバイパス状態と気液分離部経由状態とに自動的に切換えることができる。

ちなみに、流路切換え手段をバイパス状態と気液分離部経由状態とに切換える構成としては、流路切換手段を切換え制御する制御手段を設けて、その制御手段が、循環路中のエンジン冷却水の温度を検出する温度検出手段の検出情報に基づいて、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度以上のときにはバイパス状態にし、且つ、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度未満のときには気液分離部経由状態にすべく、流路切換手段を切換えるようにする構成や、エンジン冷却水の温度に基づいて膨張及び収縮するワックスを装備したワックス式の三方弁等によって流路切換手段を構成して、ワックスの膨張及び収縮する作用により、バイパス状態と気液分離部経由状態とに切換えるようにする構成等がある。

要するに、本発明の第３特徴構成によれば、上記第１特徴構成による作用効果に加えて、流路切換手段をバイパス状態と気液分離部経由状態とに自動的に切換えることができるエンジン冷却装置を提供するに至った。

本発明の第４特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれかに加えて、
前記異常検出手段が、前記循環路中のエンジン冷却水温度を検出する温度検出手段の検出情報に基づいて、エンジン冷却水が異常高温であることを検出するように構成されている点を特徴とする。

すなわち、流路切換手段がバイパス状態に切換えられた状態においては、エンジンのシリンダ本体とシリンダヘッドとの間に配置されているガスケットのシール機能が低下していると、燃焼室内の高圧の燃焼ガスが冷却水通路に流れ込み、冷却水に混入する燃焼ガスの量が増加することになり、このように冷却水に混入する燃焼ガスの量が増加すると、冷却能力が低下する結果、エンジン冷却水の温度が異常上昇することになる。

エンジン冷却水が異常上昇すると、異常検出手段が、循環路中のエンジン冷却水温度を検出する温度検出手段の検出情報に基づいて、エンジン冷却水が異常高温であることを検出して、循環路中のエンジン冷却水の異常を検出することになる。

そして、循環路中のエンジン冷却水温度を検出する温度検出手段は、エンジンの種々の異常を検出するために、本来的に備えられているものであるから、本来的に備えられている構成を有効利用した簡素な構成にて、循環路中のエンジン冷却水の異常を検出することができるのである。

要するに、本発明の第４特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成による作用効果に加えて、本来的に備えられている構成を有効利用した簡素な構成にて、循環路中のエンジン冷却水の異常を検出することができるエンジン冷却装置を提供するに至った。

本発明の第５特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれかに加えて、
前記気液分離部が、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型のタンクであり、
前記異常検出手段が、前記タンクに貯留されるエンジン冷却水の水位を検出する水位検出手段の検出情報に基づいて、エンジン冷却水の異常上昇水位を検出するように構成されている点を特徴とする。

すなわち、流路切換手段がバイパス状態に切換えられた状態においては、エンジンのシリンダ本体とシリンダヘッドとの間に配置されているガスケットのシール機能が低下していると、燃焼室内の高圧の燃焼ガスが冷却水通路に流れ込み、冷却水に混入する燃焼ガスの量が増加することになり、このように冷却水に混入する燃焼ガスの量が増加すると、エンジン冷却水の量が異常に増加することになる。

エンジン冷却水の量が異常に増加すると、異常検出手段が、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型のタンクに貯留されるエンジン冷却水の水位を検出する検出手段の検出情報に基づいて、タンクに貯留されるエンジン冷却水の水位が異常であることを検出して、循環路中のエンジン冷却水の異常を検出することになる。

そして、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型のタンクに貯留されるエンジン冷却水の水位が異常上昇することは、冷却水に混入する燃焼ガスの量が増加することが原因であるとは限らないものの、タンクに貯留されるエンジン冷却水の水位が異常上昇することにより、エンジンのシリンダ本体とシリンダヘッドとの間に配置されているガスケットのシール機能が低下した異常である可能性があることを認識させることができる。

要するに、本発明の第５特徴構成によれば、エンジンのシリンダ本体とシリンダヘッドとの間に配置されているガスケットのシール機能が低下した異常であることを認識させることができるエンジン冷却装置を提供するに至った。

第１実施形態の熱供給装置を示す図 第３実施形態の熱供給装置を示す図

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置１と、その熱電併給装置１が発生する熱を回収して、貯湯タンク２への貯湯及び暖房端末３への熱媒供給を行う暖房貯湯ユニット４と、熱電併給装置１及び暖房貯湯ユニット４の運転を制御する制御手段Ｈとしての運転制御部５などからコージェネレーションシステムが構成されている。

熱電併給装置１は、発電機１ｇと、その発電機１ｇを駆動するエンジンＥとしてのガスエンジン１ｅとを備えた、エンジン駆動式の発電装置として構成されている。
暖房端末３としては、床暖房装置、浴室暖房乾燥機、及び、ファンコンベクタ等が設けられることになる。

熱電併給装置１の発電電力は、系統連系用のインバータ６に入力され、そのインバータ６が、熱電併給装置１の発電電力を商用電源７から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数に調整するように構成されている。
つまり、商用電源７の電力が、受電電力供給ライン８を通して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷９に供給されている。そして、インバータ６にて調整された電力が、発電電力供給ライン１０を介して受電電力供給ライン８に供給され、結果的に、熱電併給装置１の発電電力が電力負荷９に供給されるように構成されている。

運転制御部５が、受電電力供給ライン８を通して流れる電流に逆潮流が生じないようにすべく、インバータ６により受電電力供給ライン８に供給される電力のうちの余剰電力を電気ヒータ１１にて消費させる電力消費制御を実行するように構成されている。
つまり、例示はしないが、受電電力供給ライン８を通して供給される電力量を検出する電力量検出手段が設けられ、運転制御部５が、電力量検出手段の検出情報に基づいて、商用電源７からの電力を電力負荷９に設定量以上供給する状態を維持するように、インバータ６により受電電力供給ライン８に供給される電力を電気ヒータ１１に消費させるように構成されている。

本実施形態においては、電気ヒータ１１は、複数の電気ヒータから構成され、インバータ６の出力側に接続された作動スイッチ１２により各別にＯＮ／ＯＦＦが切り換えられるように構成されている。
そして、運転制御部５が、余剰電力の大きさが大きくなるほど電気ヒータ１１の消費電力が大きくなるように、複数の作動スイッチ１２をＯＮ／ＯＦＦ操作するように構成されている。
ちなみに、電気ヒータ１１は、後述の如く、ガスエンジン１ｅの冷却水を加熱することになる。

熱電併給装置１のガスエンジン１ｅの冷却水を熱媒として循環させる循環路として、ガスエンジン１ｅ、ガスエンジン１ｅの熱を受けて放熱する放熱部としての受熱用熱交換器１３、及び、気液分離部としての大気開放型のエンジン側熱媒貯留タンク１４を経由するエンジン排熱回収用の熱媒循環路１５が設けられ、ガスエンジン１ｅの排熱を回収した冷却水（熱媒）をエンジン排熱回収用の熱媒循環路１５を通して循環させる循環手段としての冷却水循環ポンプ１６が設けられている。
そして、上述の如く、電気ヒータ１１がエンジン排熱回収用の熱媒循環路１５を通流する冷却水を加熱するように設けられており、具体的には、熱媒循環路１５におけるガスエンジン１ｅと受熱用熱交換器１３との間の循環路部分に、電気ヒータ１１が配設されている。

したがって、本実施形態においては、ガスエンジン１ｅをエンジンＥとし、受熱用熱交換器１３を放熱部Ｎとし、エンジン側熱媒貯留タンク１４を気液分離部Ｂとし、熱媒循環路１５を循環路Ｌとし、冷却水循環ポンプ１６を循環手段Ｊとするエンジン冷却装置が構成されている。

暖房貯湯ユニット４には、熱媒に熱を与える授熱用熱交換器１７、暖房端末３、及び、大気開放型の暖房側熱媒貯留タンク１８を経由する暖房用の熱媒循環路１９が設けられ、その暖房用の熱媒循環路１９を通して熱媒を循環させる循環手段としての暖房用熱媒循環ポンプ２０が設けられている。
尚、暖房用の熱媒循環路１９には、暖房端末３への熱媒の供給を断続する熱動弁２４が設けられている。

また、暖房貯湯ユニット４には、上記暖房用の熱媒循環路１９に加えて、給湯する湯水を循環させる循環路として、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５に設けられた受熱用熱交換器１３、及び、暖房用の熱媒循環路１９に設けられた授熱用熱交換器１７を経由する熱移送用循環路２１が設けられている。
そして、熱移送用循環路２１を通して湯水を循環させる熱移送用循環ポンプ２２、及び、熱移送用循環路２１を通流する湯水を加熱するバーナ燃焼式の補助加熱器２３が設けられている。
つまり、熱移送用循環路２１には、受熱用熱交換器１３、熱移送用循環ポンプ２２、補助加熱器２３、及び、授熱用熱交換器１７が、記載順に並ぶ状態で配設され、熱移送用循環ポンプ２２が、この並び方向に向けて湯水を通流させるように構成されている。

したがって、受熱用熱交換器１３が、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５を通流する冷却水（熱媒）から熱移送用循環路２１を通流する湯水に放熱するように作用して、その熱移送用循環路２１を通流する湯水が、熱電併給装置１のガスエンジン１ｅの排熱や電気ヒータ１１が放熱する熱を回収するように構成され、また、授熱用熱交換器１７が、熱移送用循環路２１を通流する湯水から暖房用の熱媒循環路１９を通流する熱媒に放熱するように作用して、暖房用の熱媒循環路１９を通流する熱媒が、ガスエンジン１ｅの排熱や電気ヒータ１１が放熱する熱を回収して、回収した熱を暖房端末３にて放熱するように構成されている。

熱移送用循環路２１における授熱用熱交換器１７と受熱用熱交換器１３との間に位置する循環路部分が、貯湯タンク２の下部に、取出路２５にて連通接続され、熱移送用循環路２１おける補助加熱器２３と授熱用熱交換器１７との間に位置する循環路部分が、貯湯タンク２の上部に、貯湯路２６にて連通接続されている。

貯湯路２６には、電磁比例弁にて構成されて、湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う貯湯弁２７が設けられて、後述の如く、貯湯タンク２に対する貯湯作動を調整できるように構成されている。

熱移送用循環路２１における貯湯路２６の接続箇所と授熱用熱交換器１７との間の循環路部分に、電磁比例弁にて構成されて、湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う暖房弁２８が設けられて、後述の如く、熱移送用循環路２１を通した湯水の循環作動を調整できるように構成されている。

さらに、貯湯タンク２の下部に、水道水を給水する貯湯用給水路２９が接続され、貯湯タンク２の上部には、貯湯路２６から分岐する形態で給湯路３０が設けられて、その給湯路３０を通して貯湯槽２から湯水を浴槽、給湯栓、シャワー等の給湯先を送出できるように構成されている。
尚、貯湯用給水路２９は、上水道に接続された元給水管３１に接続されている。

運転制御部５は、熱電併給装置１の運転中には冷却水循環ポンプ１６を作動させる状態で、熱移送用循環ポンプ２２、暖房用熱媒循環ポンプ２０、貯湯弁２７、及び、暖房弁２８の作動を制御することによって、貯湯タンク２内に湯水を貯湯する貯湯運転や、暖房端末３に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されており、以下、説明を加える。

すなわち、運転制御部５は、コージェネ用のリモコンＲにて運転が指令されているときには、熱電併給装置１を運転させることになり、そして、熱電併給装置１の運転中においては、上述の如く、冷却水循環ポンプ１６を作動させることになる。
熱電併給装置１の運転中において、暖房端末３用の端末用リモコンＴから暖房運転指令が指令されない状態では、貯湯運転を行い、その貯湯運転では、暖房弁２８を閉弁し、熱移送用循環ポンプ２２を作動させる状態で、受熱用熱交換器１３にて加熱された湯水の温度が設定温度になるように、貯湯弁２７の開度を調節するように構成されている。

また、運転制御部５は、貯湯運転において、貯湯弁２７の開度を設定最小開度に絞っても受熱用熱交換器１３にて加熱された湯水の温度が設定温度よりも低くなるときは、その温度が設定温度になるように、暖房弁２８の開度を調整して、受熱用熱交換器１３にて加熱された湯の一部を、貯湯タンク２をバイパスさせて通流させるように構成されている。
さらに、運転制御部５は、貯湯運転において、湯水を設定温度に加熱するために受熱用熱交換器１３による加熱では不足するときは、その不足熱量を補うべく補助加熱器２３を作動されるように構成されている。

つまり、貯湯運転では、暖房弁２８を閉弁した状態においては、取出路２５を通して貯湯タンク２の下部から取出た湯水を受熱用熱交換器１３や補助加熱器２３で加熱して、貯湯路２６を通して貯湯タンク２の上部に戻す形態で循環させて、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯タンク２貯湯するように構成されており、また、暖房弁２８を開弁した状態においては、取出路２５を通して貯湯タンク２の下部から取出た湯水を受熱用熱交換器１３や補助加熱器２３で加熱して、その加熱した湯水の一部を貯湯タンク２の上部に貯湯路２６を通して戻し、残りの湯水を熱移送用循環路２１により貯湯タンク２をバイパスする状態で通流させる形態で循環させて、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯タンク２貯湯するように構成されている。

運転制御部５は、端末用リモコンＴから暖房運転指令が指令されると、熱媒供給運転を行い、その熱媒供給運転では、熱移送用循環ポンプ２２及び暖房用熱媒循環ポンプ２０を作動させ、暖房弁２８を開弁する状態で、受熱用熱交換器１３にて加熱された湯水の温度が設定温度になるように貯湯弁２７の開度を調整するように構成されている。
そして、その熱媒供給運転においては、貯湯弁２７を閉弁しても受熱用熱交換器１３にて加熱された湯水の温度が設定温度よりも低いときは、供給される湯水を設定温度に加熱するように、前記補助加熱器２３が加熱作動することになる。

エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５におけるエンジン側熱媒貯留タンク１４に対して、閉じ側に弾性付勢された電磁操作式の給水断続弁３２を備えた給水管３３が元給水管３３から分岐される状態で設けられ、また、暖房用の熱媒循環路１９における暖房側熱媒貯留タンク１８に対して、閉じ側に弾性付勢された電磁操作式の給水断続弁３４を備えた給水管３５が元給水管３３から分岐される状態で設けられている。

エンジン側熱媒貯留タンク１４に、それに貯留されている冷却水の水位を検出する水位を検出する水位検出手段Ｓとしての、エンジン側熱媒量検出センサＳｅが設けられ、暖房側熱媒貯留タンク１８に、それに貯留されている熱媒量を検出する暖房側熱媒量検出センサＳｗが設けられている。
これら熱媒量検出センサＳｅ、Ｓｗは、エンジン側熱媒量検出センサＳｅが後述の如く異常水位検出機能を備える点において相違するものの、基本的には同様に構成されるものであって、基準電極３６、熱媒量が設定下限量になったことを検出するための下限電極３７、及び、熱媒量が設定上限量になったことを検出するための上限電極３８を備えて、下限電極３７及び上限電極３８の夫々と基準電極３６との間の電気抵抗により、熱媒量が設定下限量や設定上限量になったことを検出するように構成されている。

運転制御部５は、エンジン側熱媒量検出センサＳｅにより熱媒量が設定下限量であることが検出されると、エンジン側給水断続弁３２を開弁し、その開弁後、エンジン側熱媒量検出センサＳｅにより熱媒量が設定上限量であることが検出されるとエンジン側給水断続弁３２を閉弁することにより、エンジン側熱媒貯留タンク１４についての水補給処理を実行するように構成されている。

運転制御部５は、暖房側熱媒量検出センサＳｗにより熱媒量が設定下限量であることが検出されると、暖房側給水断続弁３４を開弁し、その開弁後、暖房側熱媒量検出センサＳｗにより熱媒量が設定上限量であることが検出されると暖房側給水断続弁３４を閉弁することにより、暖房側熱媒貯留タンク１８についての水補給処理を実行するように構成されている。

尚、エンジン側熱媒貯留タンク１４には、その内部の熱媒量が前記設定上限量よりも多くなったときに熱媒をオーバーフローさせるオーバーフロー管３９が接続され、暖房側熱媒貯留タンク１８には、その内部の熱媒量が前記設定上限量よりも多くなったときに熱媒をオーバーフローさせるオーバーフロー管４０が接続されている。

エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５に、エンジン側熱媒貯留タンク１４をバイパスするバイパス路１５Ａが設けられ、そして、エンジン側熱媒貯留タンク１４を経由して熱媒を循環させる気液分離部経由状態とバイパス路１５Ａを通して熱媒を循環させるバイパス状態とに切換える流路切換手段Ｍとして、バイパス状態側に復帰付勢された電磁切換式のエンジン側三方弁４１が、熱媒循環路１５からバイパス路１５Ａが分岐する箇所に設けられている。
尚、エンジン側三方弁４１に代えて、熱媒循環路１５とバイパス路１５Ａとの夫々に開閉弁を設けて、切換手段を構成してもよい。

気液分離部経由状態においては、熱媒の全量がエンジン側熱媒貯留タンク１４を経由して循環され、バイパス状態においては、熱媒の全量がバイパス路１５Ａを通して循環されることになる。
ちなみに、バイパス路１５Ａが熱媒循環路１５から分岐したのち、再びバイパス路１５Ａが熱媒循環路１５に合流する箇所に対して、エンジン側熱媒貯留タンク１４は、バイパス状態においても連通するものであるから、エンジン側熱媒貯留タンク１４が熱媒の膨張や収縮を吸収作用は、バイパス状態においても発揮されることになる。

上述したコージェネ用のリモコンＲが、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５及び暖房用の熱媒循環路１９に熱媒を補給しながら各部の運転動作を確認する試運転モードを指令する試運転指令と、通常運転モードを指令する通常運転指令とを選択的に指令できるように構成されている。

そして、運転制御部５が、リモコンＲにて試運転指令が指令されると、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５への熱媒の補給指令が指令された状態であるとして、エンジン側三方弁４１を気液分離部経由状態に切換え、且つ、リモコンＲにて通常運転指令が指令されると、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５への熱媒の補給終了指令が指令された状態であるとして、エンジン側三方弁４１をバイパス状態に切換えるように構成されている。

このように、リモコンＲにて試運転指令が指令されたときには、エンジン側三方弁４１を気液分離部経由状態に切換えることにより、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５への冷却水（熱媒）の補給を行いながら、その循環路中に混入した空気等のガスを分離できることになり、また、リモコンＲにて通常運転指令が指令されたときには、エンジン側三方弁４１をバイパス状態に切換えることにより、循環路中に混入した空気等のガスを分離し難いようにして、ガスエンジン１ｅの異常を早期に検出できるようになっている。

次に、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５を通流するエンジン冷却水の異常を検出する異常検出手段Ｗについて説明する。
すなわち、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５を循環する熱媒の温度を検出する異常検出用の温度検出手段Ｑとしての冷却水温度検出センサ４３が、ガスエンジン１ｅと電気ヒータ１１との間の循環路部分に設けられている。
そして、運転制御部５が、冷却水温度検出センサ４３の検出情報に基づいて、エンジン冷却水が設定温度以上（例えば、９５℃以上）の異常高温になったときには、熱媒循環路１５中の冷却水の異常であると検出するように構成されている。

また、エンジン側熱媒量検出センサＳｅが、熱媒量が設定上限量よりも多くなった異常上昇水位であることを検出するための異常検出用電極３８Ａを備えて、熱媒量が異常上昇水位であることを検出できるように構成されている。
つまり、エンジン側熱媒量検出センサＳｅが、冷却水の水位が異常上昇水位になったときには、熱媒循環路１５中の冷却水の異常であると検出するように構成されている。

従って、本実施形態においては、異常検出手段Ｗが、運転制御部５、冷却水温度検出センサ４３、及び、エンジン側熱媒量検出センサＳｅにて構成されることになる。

そして、異常検出手段Ｗにて異常が検出されると、つまり、運転制御部５が、エンジン冷却水が異常高温であることを検出した場合や、エンジン側熱媒量検出センサＳｅが、エンジン冷却水の異常上昇水位が発生したことを検出した場合には、運転制御部５が、ガスエンジン１ｅの運転を停止し、且つ、コージェネ用リモコンＲや端末リモコンＴにて異常発生を報知させるように構成されている。

ちなみに、エンジン冷却水が異常高温（例えば、９５℃以上）になることや、エンジン側熱媒量検出センサＳｅにて検出される冷却水の水位が異常上昇水位になることは、必ずしも、ガスエンジン１ｅのガスケットの破損であるとは断定できないものであるが、そのような異常が発生した原因の一つとして、ガスエンジン１ｅのガスケットの破損を想定して、機器類の点検を行うことになる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
この第２実施形態は、運転制御部５が、三方弁４１を切換え制御する構成が異なるものであり、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

そして、この第２実施形態では、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５を循環する冷却水（熱媒）の温度を検出する流路切換用の温度検出手段Ｐとしての冷却水温度検出センサ４４が設けられることになるが、この冷却水温度検出センサ４４を図１に記載して、第１実施形態を示す図１を、第２実施形態の図面としても用いるものとする。

すなわち、冷却水温度検出センサ４４が、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５における電気ヒータ１１と受熱用熱交換器１３との間に位置する循環路部分に設けられている。

そして、運転制御部５が、冷却水温度検出センサ４４の検出情報に基づいて、冷却水の温度が切換用設定温度以上（例えば、５０℃以上）のときには、バイパス状態にし、且つ、熱媒の温度が切換用設定温度以上（例えば、５０℃未満）のときには、気液分離部経由状態にすべく、三方弁４１を切換えるように構成されている。

このように、冷却水温度検出センサ４４にて検出される熱媒の温度が切換用設定温度未満のときには、三方弁４１を気液分離部経由状態に切換えることにより、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５への冷却水（熱媒）の補給を行いながら、その循環路中に混入した空気等のガスを分離できることになり、また、冷却水の温度が切換用設定温度以上（例えば、５０℃以上）のときには、エンジン側三方弁４１をバイパス状態に切換えることにより、循環路中に混入した空気等のガスを分離し難いようにして、ガスエンジン１ｅの異常を早期に検出できるようになっている。

ちなみに、この第２実施形態における、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５を通流するエンジン冷却水の異常を検出する異常検出手段Ｗは、上記第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

また、この第２実施形態においては、エンジン排熱回収用の熱媒循環路１５における電気ヒータ１１と受熱用熱交換器１３との間に位置する循環路部分に、冷却水温度検出センサ４４を設けて、この冷却水温度検出センサ４４の検出情報に基づいて、三方弁４１を切換えるようにしたが、ガスエンジン１ｅと電気ヒータ１１との間の循環路部分に設けた却水温度検出センサ４３を、流路切換用の温度検出手段Ｐとして用いてもよい。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
この第３実施形態は、図２に示すように、エンジンＥとしてのガスエンジン５０にてヒートポンプ装置を駆動する場合を例示するものである。
すなわち、ヒートポンプ装置の圧縮器５１がエンジン５０にて駆動されるように構成されている。
そして、ガスエンジン５０の冷却水を熱媒として循環させる循環路Ｌとして、ガスエンジン５０、熱回収部Ｎとしての授熱用熱交換器５２、及び、気液分離部Ｂを経由するエンジン排熱回収用の熱媒循環路５３が設けられ、ガスエンジン５０の排熱を回収した熱媒（冷却水）をエンジン排熱回収用の熱媒循環路５３を通して循環させる循環手段Ｊとしての冷却水循環ポンプ５４が設けられている。

授熱用熱交換器５２は、ヒートポンプ装置にて暖房運転を行う際に冷媒を加熱するように構成されている。
ちなみに、この第３実施形態においては、ヒートポンプ装置が冷房運転を行う際にガスエンジン５０の排熱を回収した熱媒（冷却水）が保有する熱を外気に放熱する放熱器５５が、熱回収部Ｎとして設けられ、授熱用熱交換器５２を通して熱媒（冷却水）を循環させる授熱用熱交換器経由状態と放熱器５５を通して熱媒（冷却水）を循環させる放熱器経由状態とに切換えるための三方弁５５Ａが設けられている。

そして、制御手段Ｈとしての運転制御部５６が、運転リモコンＵから暖房運転指令が指令されると、エンジン５０を駆動し、三方弁５５Ａを授熱用熱交換器経由状態に切換え、かつ、運転リモコンＵからの冷房運転指令が指令されると、エンジン５０を駆動し、三方弁５５Ａを放熱器経由状態に切換えるように構成されている。

気液分離部Ｂは、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型のリザーブタンク５７が接続された気液分離用のタンク部５８にて構成されている。
気液分離用のタンク部５８には、熱媒循環路５３の圧力が大気圧よりも高い高圧側の設定圧以上になると、そのタンク部５８をリザーブタンク５７に連通させるように開き、且つ、熱媒循環路５３内の圧力が大気圧よりも低い低圧側の設定圧以下になると、そのタンク部５８をリザーブタンク５７と連通させるように開くプレッシャーバルブ５９が設けられている。

リザーブタンク５７には、それに貯留されている熱媒量を検出する熱媒量検出センサＳｚが設けられている。
この熱媒量検出センサＳｚは、基準電極６０、及び、熱媒量が設定下限量になったことを検出するための下限電極６１を備えて、下限電極６１と基準電極６０との間の電気抵抗により、熱媒量が設定下限量になったことを検出するように構成されており、その検出情報は、熱媒（冷却水）の補給を促す警報を行う等のために用いられることになる。
また、リザーブタンク５７には、その内部の熱媒量が前記設定上限量よりも多くなったときに熱媒をオーバーフローさせるオーバーフロー管６３が接続されている。

エンジン排熱回収用の熱媒循環路５３に、気液分離用のタンク部５８をバイパスするバイパス路ＬＡとしてのバイパス路５３Ａが設けられ、そして、気液分離用のタンク部５８を経由して熱媒を循環させる気液分離部経由状態とバイパス路５３Ａを通して熱媒を循環させるバイパス状態とに切換える切換手段Ｍとして、バイパス状態側に復帰付勢された電磁切換式の三方弁６４が、熱媒循環路５３からバイパス路５３Ａが分岐する箇所に設けられている。
尚、三方弁６４に代えて、熱媒循環路５３とバイパス路５３Ａとの夫々に開閉弁を設けて、切換手段を構成してもよい。

そして、気液分離部経由状態においては、熱媒の全量が気液分離用のタンク部５８を経由して循環され、バイパス状態においては、熱媒の全量がバイパス路５３Ａを通して循環されることになる。
ちなみに、バイパス路５３Ａが熱媒循環路５３から分岐したのち、再びバイパス路５３Ａが熱媒循環路５３に合流する箇所に対して、気液分離用のタンク部５８は、バイパス状態においても連通するものであるから、気液分離用のタンク部５８に接続されたリザーブタンク５７が熱媒の膨張や収縮を吸収作用は、バイパス状態においても発揮されることになる。

エンジン排熱回収用の熱媒循環路５３を循環する熱媒の温度を検出する温度検出手段Ｐとしての熱媒温度検出センサ６５が設けられている。
この第３実施形態においては、この熱媒温度検出センサ６５は、異常検出用の温度検出手段Ｑ及び流路切換用の異常検出手段Ｐとして用いられることになる。
そして、運転制御部５６が、運転リモコンＵから暖房運転指令が指令されて暖房運転を行っているとき、及び、運転リモコンＵから冷房運転指令が指令されて冷房運転を行っているときに、熱媒温度検出センサ６５の検出情報に基づいて、熱媒の温度が切換用設定温度以上（例えば、５０℃以上）のときには、バイパス状態にし、且つ、熱媒の温度が切換用設定温度以上（例えば、５０℃未満）のときには、気液分離部経由状態にすべく、三方弁６４を切換えるように構成されている。

このように、ヒートポンプ装置にて暖房運転及び冷房運転を行っている状態において、熱媒温度検出センサ６５にて検出される熱媒の温度が切換用設定温度未満のときには、三方弁６４を気液分離部経由状態に切換えることにより、熱媒循環路５３への熱媒の補給を行いながら、その循環路中に混入した空気等のガスを分離できることになり、また、熱媒温度検出センサ６５にて検出される熱媒の温度が切換用設定温度以上のときには、三方弁６４をバイパス状態に切換えることにより、循環路中に混入した空気等のガスを分離し難いようにして、ガスエンジン１ｅの異常を早期に検出できるようになっている。

この第３実施形態における、エンジン排熱回収用の熱媒循環路５３を通流するエンジン冷却水の異常を検出する異常検出手段Ｗについて説明する。
すなわち、運転制御部５６が、熱媒温度検出センサ６５の検出情報に基づいて、エンジン冷却水が設定温度以上（例えば、９５℃以上）の異常高温になったときには、熱媒循環路６５中の冷却水の異常であると検出するように構成されている。

また、リザーブタンク５７に装備された熱媒量検出センサＳｚが、熱媒量が設定上限量よりも多くなった異常上昇水位であることを検出するための異常検出用電極６２Ａを備えて、熱媒量が異常上昇水位であることを検出できるように構成されている。
つまり、熱媒量検出センサＳｚが、冷却水の水位が異常上昇水位になったときには、熱媒循環路５３中の冷却水の異常であると検出するように構成されている。

従って、本実施形態においては、異常検出手段Ｗが、運転制御部５６、冷却水温度検出センサ６５、及び、熱媒量検出センサＳｚにて構成されることになる。

そして、異常検出手段Ｗにて異常が検出されると、つまり、運転制御部５６が、エンジン冷却水が異常高温（例えば、９５℃以上）であることを検出した場合や、熱媒量検出センサＳｚが、エンジン冷却水の異常上昇水位が発生したことを検出した場合には、運転制御手段５６が、エンジン５０の運転を停止し、且つ、運転リモコンＵにて異常発生を報知させるように構成されている。

ちなみに、エンジン冷却水が異常高温（例えば、９５℃以上）になることや、熱媒量検出センサＳｚにて検出される冷却水の水位が上限以上になることは、必ずしも、エンジン５０のガスケットの破損であるとは断定できないものであるが、そのような異常が発生した原因の一つとして、エンジン５０のガスケットの破損を想定して、機器類の点検を行うことになる。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 上記実施形態では、気液分離部経由状態とバイパス状態とを切換える切換手段を制御手段にて自動的に切換える場合を例示したが、切換手段を手動操作にて切換えるように構成してもよい。

（ロ） 上記第１〜第３実施形態では、異常検出手段として、冷却水が異常高温になることと、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型のタンクにおける冷却水が異常上昇水位になることとの、両者を検出させるようにしたが、いずれか一方を検出する形態で実施してもよい。

（ハ） 本発明は、上記の実施形態の如き熱媒供給装置の一例としてのコージェネレーションシステムやヒートポンプ装置に適用する場合に限定されるものではなく、例えば、自動車に搭載されるもの等、エンジン、放熱部、及び、気液分離部を経由する循環路が設けられた種々の構成のエンジン冷却装置に適用することができる。

（ニ） 上記実施形態では、流路切換手段を、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度以上のときにはバイパス状態に、且つ、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度未満のときには気液分離部経由状態に切換えるように構成するに、流路切換手段を切換え制御する制御手段が、循環路中のエンジン冷却水の温度を検出する温度検出手段の検出情報に基づいて、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度以上のときにはバイパス状態にし、且つ、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度未満のときには気液分離部経由状態にすべく、流路切換手段を切換えるように構成する場合を例示したが、例えば、エンジン冷却水の温度に基づいて膨張及び収縮するワックスを装備したワックス式の三方弁等を用いて流路切換手段を構成して、ワックスの膨張及び収縮する作用により、バイパス状態と気液分離部経由状態とに切換えるようにする構成等、他の構成によって、流路切換手段を切換えるようにしてもよい。

１４ 大気開放型のタンク
５７ 大気開放型のタンク
Ｂ 気液分離部
Ｅ エンジン
Ｈ 制御手段
Ｊ 循環手段
Ｌ 循環路
ＬＡ バイパス路
Ｍ 流路切換手段
Ｎ 放熱部
Ｐ 温度検出手段
Ｑ 温度検出手段
Ｓｅ 水位検出手段
Ｓｚ 水位検出手段
Ｗ 異常検出手段

Claims (5)

1. エンジン、放熱部、及び、気液分離部を経由する循環路を通してエンジン冷却用流体を循環させる循環手段が設けられたエンジン冷却装置であって、
   前記気液分離部をバイパスするバイパス路が前記循環路に設けられ、
   前記気液分離部を経由してエンジン冷却用流体を循環させる気液分離部経由状態と前記バイパス路を通してエンジン冷却用流体を循環させるバイパス状態とに切換える流路切換手段が設けられ、
   前記循環路中のエンジン冷却水の異常を検出する異常検出手段が設けられているエンジン冷却装置。
2. 前記流路切換手段を切換え制御する制御手段が、前記循環路へのエンジン冷却水の補給指令が指令されたときには、前記気液分離部経由状態にし、前記循環路へのエンジン冷却水の補給終了指令が指令されたときには、前記バイパス状態にすべく、前記流路切換手段を切換えるように構成されている請求項１記載のエンジン冷却装置。
3. 前記流路切換手段が、エンジン冷却水の温度が切換用設定温度以上のときには前記バイパス状態に、且つ、エンジン冷却水の温度が前記切換用設定温度未満のときには前記気液分離部経由状態に切換えられるように構成されている請求項１に記載のエンジン冷却装置。
4. 前記異常検出手段が、前記循環路中のエンジン冷却水温度を検出する温度検出手段の検出情報に基づいて、エンジン冷却水が異常高温であることを検出するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置。
5. 前記気液分離部が、補給用のエンジン冷却水を貯留する大気開放型のタンクであり、
   前記異常検出手段が、前記タンクに貯留されるエンジン冷却水の水位を検出する水位検出手段の検出情報に基づいて、エンジン冷却水の異常上昇水位を検出するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置。

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