JP2012127225A

JP2012127225A - コージェネレーション装置

Info

Publication number: JP2012127225A
Application number: JP2010277905A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kamiya; 洋神谷
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-07-05

Abstract

【課題】筐体の外部に外部風が吹いている場合であっても、外部風に起因するエンジンルームの自然換気をできるだけ抑制させ、これにより外部風の影響を抑えつつ、換気ファンの駆動量に応じてエンジンルームの空気を換気できるコージェネレーション装置を提供する。
【解決手段】コージェネレーション装置は、エンジンルーム１０を有する筐体１と、エンジンルーム１０の配置されたエンジン４と、エンジン排熱熱交換器５と、エンジンルーム１０を換気させる換気ファン６とを有する。換気入口１１および換気出口１２は、筐体１のうち共通風圧帯を形成する壁２１の側に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンルームに連通する換気入口および換気出口を備える筐体をもつコージェネレーション装置に関する。

特許文献１は、電力および熱を発生させるコージェネレーション装置を開示する。このコージェネレーション装置は、エンジンルームを有する筐体と、エンジンルームに配置されたエンジンと、エンジンで駆動されるようにエンジンルームに配置された発電機と、エンジンの駆動で発生するエンジン排熱を回収するエンジン排熱熱交換器と、エンジンルームを換気させる換気ファンとを有する。筐体は、エンジンルームに連通する換気入口および換気出口を有する。排ガスを排出するエンジンを収容する筐体は、通常的には、屋外に設置される。ここで、換気ファンが駆動すると、筐体の外部の空気が換気入口からエンジンルームに吸入され、エンジンルームの空気が換気出口から外部に吐出される。換気ファンによる換気により、エンジンルームに収容されている発電機等の機器が過剰に高温になることが換気により抑制され、発電機等の機器の耐久性が高められている。

特開平１１−２００９５１号公報

ところで、エンジンルームの温度が過剰に高温になった場合には、換気ファンが駆動して外気が換気入口からエンジンルームに流入し、エンジンルーム内の空気は換気出口から外部に排出される。このようにエンジンルームは換気ファンにより換気される。しかしながら通常では、エンジンルームの温度が過剰に高温になっていないため、エンジンルームの換気は特に必要ない。逆に、エンジン排熱を有効に使用することを考えると、エンジンルームの換気は、無駄に行わない方が望ましいといえる。

しかしながら、特許文献１に係る技術のように、換気入口および換気出口が、筐体のうち互いに異なる面に形成されていると、筐体の外部に発生する外部風により差圧が換気入口と換気出口との間において発生し、差圧に基づいてエンジンルームが自然換気されてしまう。この場合、自然換気により外気がエンジンルームに流入するため、エンジンルーム内が過剰に冷やされるおそれがある。このためエンジン排熱を有効に活用できず、エンジン排熱回収の効率が低下する不具合があり、好ましくない。また、コージェネレーション装置のエンジンを始動直後において、エンジンルーム内が過剰に冷やされていると、エンジンオイルの温度が上がらず、エンジンオイルの劣化を招くこともある。

また、特許文献１では、発電機などが昇温している等の理由により、エンジンルームの換気が必要な場合であるにも拘わらず、筐体の換気出口側から外部風が吹くときには、エンジンルームの換気不足が発生するおそれがある。このような換気不足を避けるためには、換気ファンを大型化させて単位時間あたり換気流量を増加させる必要があり、コストアップの要因となる。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、筐体の外部に外部風が吹いている場合であっても、外部風に起因するエンジンルームの自然換気をできるだけ抑制させ、これにより外部風の影響を抑えつつ、換気ファンの駆動量に応じてエンジンルームの空気を換気できるコージェネレーション装置を提供することを課題とする。

請求項１の本発明に係るコージェネレーション装置は、（ｉ）エンジンルームと、エンジンルームおよび外気を連通させる換気入口と、エンジンルームおよび外気を連通させる換気出口とを有する筐体と、（ｉｉ）エンジンルームに配置され、燃焼室と、エンジンルームの空気を燃焼室に供給させるエンジン吸気口と、燃焼室の排ガスを排出させるエンジン排気口とを有するエンジンと、（ｉｉｉ）エンジンルームに配置され、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、（ｉｖ）エンジンの駆動で発生する排熱を回収するエンジン排熱熱交換器と、（ｖ）エンジンルームに配置され駆動に伴いエンジンルームを換気させる換気ファンとを具備しており、（ｖｉ）外部の風が筐体に吹き付けるとき、同一方向の風圧を受ける共通風圧帯が筐体に存在し、換気入口および換気出口は、筐体のうち共通風圧帯を形成する壁の側に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンルームに配置されているエンジンが駆動すると、エンジンからの放熱でエンジンルームの温度が上昇する。この場合、エンジン排熱熱交換器の回収効率が良好に確保される。しかしエンジンルームの温度が低下すると、エンジン排熱熱交換器の回収効率が低下するおそれがある。このためエンジンルームの温度が過剰に低下することは好ましくない。

本発明によれば、換気入口は、筐体の外部の外気をエンジンルームに流入させる開口を意味する。換気出口は、エンジンルームの空気を筐体の外部に吐出させる開口を意味する。筐体のうち共通風圧帯とは、筐体の外壁面のうち筐体の外部に吹いている外部風から同一方向（ほぼ同一方向）の風圧を受ける表面領域を意味する。この場合、筐体の外部において外部風が吹いているとき、筐体の換気入口に作用する外部風の風圧をＰinとし、筐体の換気出口に作用する外部風の風圧をＰoutとするとき、ＰinおよびＰoutは、エンジンルーム内の空気を挟んで、換気流の流れ方向において互いに逆方向に作用していると考えることができる。この場合、外部風が筐体の換気入口からエンジンルームに流入して筐体の換気出口から外部に流出する自然換気が行われようとするとき、エンジンルームから換気出口を経て外部に吐出される自然換気方向と反対方向に、外部風の風圧Ｐoutが筐体の外部から換気出口を介してエンジンルームの空気に作用する。すなわち、エンジンルームから換気出口を経て外部へ流出する自然換気を相殺させる方向に、外部風の風圧Ｐoutが外部から換気出口を介してエンジンルームに作用する。この結果、筐体の外部に吹いている外部風に起因する自然換気の現象を抑制させるのに有利である。従って、外部風圧が強いときであっても、外部風が筐体の換気入口からエンジンルームに過剰に流入して換気出口から筐体の外部に流出される自然換気は、抑制される。

このように本発明によれば、筐体の外部において吹いている外部風による自然換気の影響を抑制できる。このため、換気ファンが駆動すると、換気ファンの駆動量に応じて、エンジンルームの空気が換気出口から筐体の外部に流出するとともに、外部の外気が筐体の換気入口からエンジンルームに流入するようにファン換気流が発生する。このためエンジンルーム内の温度を、外部風の影響を抑制させつつ、換気ファンの駆動量に応じて制御することができる。従って冬期や寒冷地等においても、エンジンルーム内の温度、ひいてはエンジンの温度、エンジン排気熱交換器の温度が過剰に低下することが抑制され、エンジン排気熱交換器の回収効率を高めることができる。なお、換気ファンの駆動が停止すれば、ファン換気流が実質的に停止される。

上記したように本発明によれば、エンジンルームが過剰に規定温度よりも高温になったときに、換気ファンを駆動させれば、外部風の風圧の影響を抑制させつつ、換気ファンの駆動量に応じて、エンジンルームの空気の換気を行うことができる。このため外部風に起因するエンジンルームの換気不足が抑制されるため、換気ファンを過剰に大型化させずとも良く、コストアップの要因を改善できる。なお本発明によれば、筐体が直方体、立方体、これらに類似する形状である場合には、上下方向に沿った同一の側面壁は、外部風の風圧を同一方向で受圧するため、共通風圧帯とすることができる。場合によっては、雨水に対する傘構造を施せば、筐体のうち同一の天井面を共通風圧帯とすることもできる。

(２)請求項２の本発明に係るコージェネレーション装置によれば、上記請求項において、筐体は、上下方向に沿って延設された複数の側面壁を備えており、共通風圧帯は、筐体を形成する複数の側面壁のうち一つの側面壁であることを特徴とする。換気入口および換気出口が天井面に形成されている場合には、換気入口および換気出口が雨水の影響を受け易く、他の物体が載置されたりするおそれがある。しかしながら換気入口および換気出口が筐体の同一の側面壁に形成されている場合には、換気入口および換気出口は、雨水の影響を受け難いし、他の物体の載置の影響も避け易い。

(３)請求項３の本発明に係るコージェネレーション装置によれば、上記請求項において、エンジン排気口は、筐体のうち換気入口および換気出口が形成されている共通の側面に形成されており、エンジン吸気口はエンジンルームに配置されていることを特徴とする。エンジン吸気口はエンジンルームに配置されているため、換気入口を介して外部風の風圧の影響を受ける。また、エンジン排気口は、筐体のうち換気入口および換気出口が形成されている同一の側面壁に形成されており、基本的には、換気入口に作用する外部風と同程度の風圧の影響を受ける。このため、換気入口と換気出口との関係において外部風の風圧が抑制される場合と同様に、エンジンの燃焼についても、外部風の風圧の影響を抑制させることができる。従って、エンジンの燃焼に関する空燃比が外部風の風圧の影響を受けにくくなる。従って、外部風の風圧の影響を抑制させつつ、エンジンの燃焼を制御させるのに有利である。

すなわち、換気入口および換気出口と共にエンジン排気口の三者を、筐体のうち同一方向の外部風の風圧を受ける共通風圧帯に設置することにより、外部風により発生するエンジン排気口とエンジン吸気口との差圧に起因する空気過剰および排気閉塞を抑制できる。従って、外部風が吹いている場合であっても、エンジンルーム内のエンジンの燃焼を安定させることができ、目標とする空燃比に基づいてエンジンを安定して駆動させるのに有利である。

本発明に係るコージェネレーション装置によれば、筐体の外部に発生する外部風の風圧の影響を抑制させ、外部風に起因するエンジンルームの自然換気を抑制させ、換気ファンの駆動量に応じてエンジンルームの空気を換気できる。上記したように換気入口および換気出口を筐体のうち共通風圧帯に設置することにより、外部風に起因するエンジンルームの自然換気を抑えることができる。これにより、エンジンからの不要な放熱を抑制でき、実用上の排熱効率を上げることができ、省エネルギ効果を高めるのに有利である。また、外部風に起因するエンジンルーム内の自然換気が抑制されるため、コージェネレーション装置のエンジンを始動時において、エンジンルーム内が過剰に冷やされることが抑制され、エンジンオイルの温度の過剰低温化が抑制され、エンジンオイルの劣化を抑制させることができる。

また、換気入口および換気出口の双方を筐体の共通風圧帯に設置することにより、外部風に起因する換気風量への影響を小さくできるため、外部風の風圧が大きいときであっても、安定した換気が行えるとともに、換気ファンの設計余裕を小さくできるため、安価で省電力性が高い換気ファンを選定できる。このように外部風に起因するエンジンルームの換気不足が抑制されるため、換気ファンを過剰に大型化させずとも良く、コストアップの要因を改善できる。

実施形態１に係り、コージェネレーション装置の筐体の内部を模式的に示す概念図である。実施形態３に係り、コージェネレーション装置の筐体の内部を模式的に示す概念図である。実施形態５に係り、コージェネレーション装置の換気入口、換気出口付近を模式的に示す概念図である。実施形態６に係り、換気入口、換気出口付近を模式的に示す概念図である。

外部風が筐体に吹き付けるとき、風の方向に対して同じ方向に配向している筐体の部位は、同じ大きさの風圧を受ける。従って筐体には、同一方向の風圧を受ける共通風圧帯が存在する。例えば、筐体が直方体、立方体、これらに類似する形状である場合には、上下方向（鉛直線）に沿った同一の側面壁の各部位は、外部風に対して同一方向に配向しており、基本的には外部風の風圧を同一方向で受圧するため、同一の側面壁については共通風圧帯（同一風圧帯）として考えることができる。筐体の天井壁の各部位についても、外部風に対して同一方向に配向しており、基本的には外部風の風圧を同一方向で受圧するため、筐体の天井壁については共通風圧帯（同一風圧帯）として考えることができる。但し天井壁の場合には雨水の振りかかりを考慮する必要がある。

換気入口および換気出口は、筐体のうちの所定の壁のうち同一の壁（共通風圧帯）に形成されていることが好ましい。換気入口および換気出口は、筐体に対して同じ方向に指向されていることが好ましい。例えば、換気入口の開口に対して垂直な法線を法線１１ｐ（図示せず）とし、換気出口１２の開口に対して垂直な法線を法線１２ｐ（図示せず）とし、筐体の共通風圧帯に対して垂直な法線を法線２１ｐ（図示せず）と仮定すると、法線１１ｐ、１２ｐ、２１ｐは筐体の壁部において互いに同じ方向に指向していることが好ましい。ここで、法線１１ｐ、１２ｐ、２１ｐは互いに平行であることが好ましいが、必ずしも完全に平行でなくても良い。法線１１ｐ、１２ｐは、筐体の共通風圧帯に対して垂直な法線２１ｐと平行な仮想法線に対して角度θ内に収まっていれば良い。角度θとしてはプラスマイナス０°〜５°の範囲内が好ましいが、プラスマイナス０〜１０°の範囲内、プラスマイナス０〜２０°の範囲内でも良い。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態について図１を参照しつつ説明する。コージェネレーション装置は、エンジン４で駆動される発電機４１で電力を発生させると共に、エンジン４のエンジン排熱を利用するものである。このコージェネレーション装置は、屋外に設置されるハウジングとして機能する筐体１と、エンジン４と、発電機４１と、エンジン排熱熱交換器５と、換気ファン６とを有する。筐体１は、エンジンルーム１０と、エンジンルーム１０および外気を連通させる換気入口１１と、エンジンルーム１０および外気を連通させる換気出口１２とを有する。

筐体１は、互いに背向する側面を形成する第１側面壁２１および第２側面壁２２と、底面壁２３と、天井壁２４と、互いに背向する図１において紙面に平行な第３側面壁２５および第４側面壁（図示せず）とを有する。第１側面壁２１および第２側面壁２２は上下方向に沿っており、具体的に鉛直線方向に沿っている。『鉛直線方向に沿っている』とは、鉛直線方向に対して多少傾斜していても良いという意味である。筐体１は、エンジンルーム１０と、エンジンルーム１０の上側に仕切壁２６を介して換気通路２７とを備えている。エンジンルーム１０のうち換気入口１１側には、迂回通路３０を形成する迂回部材３３が配置されている。迂回通路３０は、雪や雨水の進入を抑える換気入口用トラップを形成するものであり、流入する空気を換気入口１１から上方に指向させる上向き通路３１と、上向き通路３１を流れた空気を下方にＵターンさせて中間開口３１ｍから下方に指向させる下向き通路３２と、エンジンルーム１０に対面する連通開口３６とを有する。連通開口３６は、エンジンルーム１０において高さ方向の中間点よりも下側に位置しており、外部の空気をエンジンルーム１０にこれの下部側から供給させる。従って、筐体１の迂回部材３３は、上方に指向する上向き壁３４と、下方に指向する下向き壁３５とを有する。この場合、換気入口１１からエンジンルーム１０に流入する吹雪、塵埃等がエンジンルーム１０に流入することを抑制できる。

エンジンルーム１０の空気が高温になると、その熱気は上昇するため、換気ファン６によりエンジンルーム１０の熱気を持つ空気は、換気通路２７に通過した後に、換気出口１２から外部に吐出される。エンジン４はガス状または液状の燃料を空気で燃焼させる内燃機関であり、筐体１のエンジンルーム１０に配置されている。エンジン４は、燃焼室と、エンジンルーム１０の空気をエンジン４の燃焼室に供給させるエンジン吸気口４２と、燃焼室で発生した高温の排ガスを排気管４５を介して筐体１の外部に排出させるエンジン排気口４４とを有する。エンジン吸気口４２は、換気入口１１側に指向しつつエンジンルーム１０に配置されており、エンジンルーム１０の空気を吸入する。エンジン排気口４４は排気管４５の先端に設けられており、第１側面壁２１に対向する第２側面壁２２の側において外部に開口する。但し、図１では図面レイアウト上の関係で、複雑化を避けるため、エンジン排気口４４は左方に図示されているが、実際には、第１側面壁２１に対向する第２側面壁２２の側に形成されている。但し、場合によっては、エンジン排気口４４は、第３側面壁２５に形成されていても良い。発電機４１はエンジンルーム１０に配置されており、エンジン４の駆動軸により回転駆動されて発電する。

排熱熱交換器５はエンジンルーム１０に配置されており、エンジン４の駆動で発生する排熱を温水として回収し、その温水を給湯に使用させたり、あるいは、暖房装置等の熱源として使用させたり、あるいは、その温水を貯湯槽に貯留させたりするものである。排熱熱交換器５は、エンジン４の冷却室から受熱して加熱されるエンジン冷却液が循環するループ状の第１循環通路５０と、第１循環通路５０に設けられた排気管４５を流れる高温の排気ガスと熱交換して加熱される加熱部５１と、エンジン冷却液を第１循環通路５０に循環させる第１搬送源としての第１ポンプ５２と、第１循環通路５０に設けられた第２熱交換器５３と、第２熱交換器５３で加熱される温水を循環させる給湯系５４とを備えている。給湯系５４は給湯器または暖房装置に使用されるものであり、熱交換器５３で加熱された水が流れるループ状の第２循環通路５５と、第２循環通路５５に水を循環させる第２搬送源としての第２ポンプ５６と、給湯器または暖房装置に繋がる給湯部５７をもつ。なお排熱熱交換器５の構造は、上記した構造に限定されるものではなく、適宜変更できる。

換気ファン６は、エンジンルーム１０内において仕切壁２６に配置されており、駆動に伴いエンジンルーム１０の空気を換気させる。具体的には換気ファン６は、仕切壁２６のファン開口２８に配置されている。換気通路２７およびエンジンルーム１０はファン開口２８以外は実質的に非連通状態とされている。換気ファン６は、エンジン４または発電機４１の上方に位置していることが好ましい。発電機４１をエンジンルーム１０の熱からできるだけ保護させるためである。エンジンルーム１０の温度を検知する温度センサ２９がエンジンルーム１０内に設けられている。温度センサ２９はエンジンルーム１０において換気ファン６付近に設けられていることが好ましい。

本実施形態によれば、筐体１のエンジンルーム１０に配置されているエンジン４が駆動すると、エンジン４からの放熱でエンジンルーム１０の温度が次第に上昇する。エンジンルーム１０の温度が規定温度以上になると、その信号は制御部１００に入力され、制御部１００は換気ファン６を回転駆動させる。この結果、筐体１の外部の換気入口１１から矢印Ａ２、Ａ３方向に沿って連通開口３６からエンジンルーム１０のうち下部空間に流入し、更に、換気ファン６を矢印Ａ５方向に換気通路２７に流入し、換気出口１２から筐体１の外部に矢印Ａ６方向に流出する。このようにエンジンルーム１０内が換気されるため、エンジンルーム１０の過熱が抑えられ、発電機４１等の機器の耐久性が確保される。エンジンルーム１０の温度が規定温度未満になると、制御部１００は換気ファン６の駆動を停止させる。なお、換気入口１１の開口面積と換気出口１２の開口面積とは、同程度とされていることができる。但しこれに限定されるものではない。換気入口１１の開口面積と換気出口１２の開口面積は、開口面積の小さい方の面積を１とした場合、０．５〜１．５とすることができ、好ましくは０．７〜１．３の範囲内、０．８〜１．２の範囲内、０．９〜１．１の範囲内がよい。

エンジンルーム１０の温度が過剰に低下していない限り、エンジン排熱熱交換器５の排熱回収効率が良好に確保される。しかしながら筐体１の外部に吹いている外部風に基づいて、エンジンルーム１０の温度に拘わらず、エンジンルーム１０の空気が強制的に自然換気されると、エンジンルーム１０の温度が過剰に低下し、ひいてはエンジン４の放熱が促進され、エンジン排熱熱交換器５の温度が低下し、エンジン排熱熱交換器５の回収効率が低下するおそれがある。このためエンジンルーム１０の温度が過剰に低下することは好ましくない。

さて本実施形態によれば、外部の風が筐体１に吹き付けるとき、同一方向の外部風の風圧（動圧）を受ける共通風圧帯（同一風圧帯）が筐体１に存在する。換気入口１１および換気出口１２は、筐体１のうち共通風圧帯を形成する第１側面壁２１の側において形成されている。外部風の風圧（動圧）が第１側面壁２１に作用するとき、基本的には、外部風の風圧（動圧）は第１側面壁２１の各部位に対して同一方向に作用する。外部風の風圧（動圧）が筐体１の第１側面壁２１の各部位に対して同一方向に作用する。換気入口１１および換気出口１２にグリルが形成される場合であっても、同様に考えることができる。

ここで、換気入口１１は、筐体１の外部の外気をエンジンルーム１０に流入させる開口を意味する。換気出口１２は、エンジンルーム１０の空気を筐体１の外部に吐出させる開口を意味する。筐体１のエンジンルーム１０については、換気入口１１および換気出口１２以外は、実質的に密閉されている。図１に示すように、本実施形態によれば、筐体１の換気入口１１および換気出口１２は、筐体１のうち共通風圧帯に形成されている。共通風圧帯は、筐体１の外壁面のうち筐体１の外部に吹いている外部風の風圧（動圧）から同一方向（ほぼ同一方向）の風を受ける表面領域を意味する。この場合、筐体１の外部に外部風が吹いているとき、筐体１の換気入口１１に作用する外部風の風圧をＰinとし、筐体１の換気出口１２に作用する外部風の風圧をＰoutとするとき、ＰinおよびＰoutは、エンジンルーム１０の空気に対して、換気流の方向において互いに逆方向に作用していると考えることができる。この場合、外部風の風圧の影響を実質的に相殺させるのに有利である。

更に説明を加える。外部風の影響で、外部風が筐体１の換気入口１１から矢印Ａ２方向にエンジンルーム１０に流入して筐体１の換気出口１２から矢印Ａ６方向に外部に流出する自然換気が行われようとするとき、基本的には、エンジンルーム１０から換気出口１２を経て外部に吐出される自然換気吐出方向（矢印Ａ６方向）に対して反対方向（矢印Ａ８方向）に、外部風の風圧Ｐoutが筐体１の外部から換気出口１２を介してエンジンルーム１０に作用する。

すなわち、基本的には、エンジンルーム１０から換気出口１２を経て矢印Ａ６方向に沿って外部へ流出する自然換気（矢印Ａ６方向の自然吐出換気）を相殺させる方向（矢印Ａ８方向）に、外部風の風圧Ｐoutが外部から換気出口１２を介してエンジンルーム１０に作用する。この結果、筐体１の外部に吹いている外部風に基づくエンジンルーム１０内の自然換気の現象を抑制させるのに有利である。従って、外部風の風圧が強いときであっても、外部風が筐体１の換気入口１１からエンジンルーム１０に過剰に流入して換気出口１２から筐体１の外部に流出される自然換気は、抑制される。なお、外部風の風圧が０であれば、外部風に起因する自然換気は、そもそも無視できる。

上記したように本実施形態によれば、筐体１の外部において吹いている外部風による自然換気の影響を抑制できる。このため、換気ファン６が駆動すると、換気ファン６の駆動量に応じて、エンジンルーム１０の空気が換気出口１２から筐体１の外部に流出するとともに、外部の外気が筐体１の換気入口１１からエンジンルーム１０に流入するようにファン換気流が発生する。このため外部風の影響を抑制させつつ、エンジンルーム１０内の温度を換気ファン６の駆動に基づいて制御することができる。従って冬期、寒冷地等においても、エンジンルーム１０内の温度、ひいてはエンジンルーム１０に配置されているエンジン４の過剰の放熱を抑制でき、エンジン４の温度、エンジンルーム１０に配置されているエンジン排気熱交換器５の温度が過剰に低下することが抑制され、エンジン排熱熱交換器の回収効率を高めることができる。なお、換気ファン６の駆動が停止すれば、ファン換気流が実質的に停止される。換気ファン６の駆動が停止されているときであっても、外部風に起因する自然換気は抑制され、エンジンルーム１０の過剰冷却化は抑制される。

上記したように本実施形態によれば、エンジンルーム１０が過剰に規定温度よりも高温になったときに換気ファン６を駆動させれば、外部風の風圧の影響を抑制させつつ、換気ファン６の駆動量に応じて、エンジンルーム１０の空気の換気を調整させることができる。

このような本実施形態によれば、外部風の風圧の影響を抑制できるため、換気ファン６が駆動すると、換気ファン６の駆動量に応じて、エンジンルーム１０の空気が換気出口１２から筐体１の外部に流出し、ひいては、換気出口１２からの空気流出量に応じて、外部の外気が筐体１の換気入口１１からエンジンルーム１０に流入するように換気流が発生する。しかしながら換気ファン６の駆動が停止すれば、エンジンルーム１０の換気流が実質的に停止し、エンジンルーム１０の空気が換気出口１２から筐体１の外部に過剰に流出することは、抑制される。このため本実施形態によれば、筐体１の外部に存在する外部風の風圧の変動の影響を直接受けることを抑制させることができる。なお、エンジンルーム１０が過剰に規定温度よりも高温になったときに、換気ファン６を駆動させれば、外部風の影響を抑制させつつ、換気ファン６の駆動量に応じて、エンジンルーム１０の空気の換気を行うことができる。

仮に、外部風の影響で、エンジンルーム１０の空気が自然換気される換気流量が大きくなると、エンジンルーム１０の熱が換気流と共に換気出口１２から筐体１の外部に排出されてしまう不具合が発生する。この場合、エンジンルーム１０内のエンジン４の温度が過剰に低下し、エンジン４の排熱を回収する排熱回収量が過剰に低下してしまう不具合があり、エンジン排熱を冬期の暖房、温水等に効率よく利用する場合に好ましくない。

以上説明したように本実施形態によれば、換気入口１１および換気出口１２を筐体１の同一面である第１側面壁２１（共通風圧帯）に設置することにより、外部風に起因するエンジンルーム１０の自然換気を抑えることができる。これにより、エンジン４からの不要な放熱を抑制でき、排熱回収効率を高めることができ、省エネルギ効果を高めるのに有利である。また、外部風に起因するエンジンルーム１０内の自然換気が抑制されるため、コージェネレーション装置のエンジン４の始動時において、エンジンルーム１０内が過剰に冷やされていることが抑制され、エンジンオイルの温度の過剰低温化が抑制され、エンジンオイルの劣化を抑制されることができる。

更に本実施形態によれば、換気入口１１および換気出口１２を筐体１の同一面である第１側面壁２１（共通風圧帯）に設置することにより、外部風の風圧が強いときであっても、換気の逆流を防ぐことが可能になり、換気出口１２に複雑なトラップ構造を設ける必要が低く、トラップ構造を設けるとしても簡易構造で足り、安価となる可能性がある。また、換気入口１１および換気出口１２の双方を筐体１の同一面である第１側面壁２１（共通風圧帯）に設置することにより、外部風に起因する換気風量への影響を小さくできるため、外部風の風圧が大きいときであっても、安定した換気が行えるとともに、換気ファン６の設計余裕を小さくできるため、安価で省電力性が高い換気ファン６を選定できる。このように外部風に起因するエンジンルーム１０の換気不足が抑制されるため、換気ファン６を過剰に大型化させずとも良く、コストアップの要因を改善できる。

なお、換気入口１１および換気出口１２が筐体１の天井壁２４に形成されている場合には、換気入口１１および換気出口１２が雨水の影響を受けたり、他の物体が載置されたりするおそれがある。しかしながら本実施形態によれば、換気入口１１および換気出口１２の双方が筐体１の第１側面壁２１に形成されている。この場合には、換気入口１１および換気出口１２は、雨水の影響を受け難いし、他の物体の載置の影響も避け易い。

（実施形態２）
本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。図示ししないものの、換気入口１１および換気出口１２の双方は、筐体１の第１側面壁２１ではなく、第２側面壁２２に形成されている。外部風が筐体１の外部において吹くとき、基本的には、第２側面壁２２における各部位は、同一方向の外部風を受けることになる。すなわち、外部風が筐体１の外部において吹くとき、第２側面壁２２は、外部風に対して同一方向に配向されていることになり、共通風圧帯として機能することができる。

（実施形態３）
図２は実施形態３を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。外部の風が筐体１に吹き付けるとき、同一方向の風を受ける共通風圧帯が筐体１には存在する。前記した実施形態の場合と同様に、換気入口１１および換気出口１２の双方は、筐体１のうち共通風圧帯を形成する第１側面壁２１の側に形成されている。

本実施形態においても、換気入口１１および換気出口１２を筐体１の同一面である第１側面壁２１（共通風圧帯）に設置することにより、外部風に起因するエンジンルーム１０の自然換気を抑えることができる。これにより、エンジン４からの不要な放熱を抑制でき、エンジン排熱熱交換器の実用上の排熱効率を上げることができ、省エネルギ効果を高めるのに有利である。また、換気入口１１および換気出口１２の双方を筐体１の同一面である第１側面壁２１（共通風圧帯）に設置することにより、外部風に起因する換気風量への影響を小さくできるため、外部風の風圧が大きいときであっても、安定した換気が行えるとともに、換気ファン６の設計余裕を小さくできるため、安価で省電力性が高い換気ファン６を選定できる。

更に本実施形態によれば、図２に示すように、エンジン４から導出された排気管４５の先端であるエンジン排気口４４は、筐体１のうち、換気入口１１および換気出口１２が形成されている同一の第１側面壁２１の側に配置されている。これに対してエンジン吸気口４２は前述したようにエンジンルーム１０に配置されている。エンジン４が駆動するとき、エンジンルーム１０の空気はエンジン吸気口４２から矢印Ｂ１方向にエンジン４の燃焼室に吸引され、燃焼室における燃焼を経て排気管４５のエンジン排気口４４から筐体１の外部に向けて矢印Ｂ６方向に流出される。

ここで、外部風の影響で、エンジン排気口４４とエンジン吸気口４２との間における差圧が大きくなるときには、差圧に起因して、エンジン４の燃焼における空気過剰の現象が発生したり、エンジン排気口４４における排気閉塞により、エンジン４の燃焼における燃料過剰の現象が発生したし、エンジン４の燃焼の安定性が充分でなくなるおそれがある。ここで本実施形態によれば、図２に示すように、エンジン吸気口４２はエンジンルーム１０に配置されているため、外部風が吹いている場合には、エンジン吸気口４２は、基本的には、換気入口１１を介して外部風の風圧Ｐinの影響を受ける。また、エンジン排気口４４は、筐体１のうち換気入口１１および換気出口１２が形成されている同一の第１側面壁２１に形成されているため、エンジン排気口４４は、基本的には筐体１の換気入口１１に作用する外部風の風圧Ｐin（換気出口１２に作用する外部風と同程度の風圧Ｐout）の影響を矢印Ｂ８方向に受ける。このようにエンジン排気口４４は、基本的には、エンジン吸気口４２に作用する外部風と同程度の風圧の影響を相殺的に受ける。このためエンジン４から排気管４５のエンジン排気口４４を介して排気ガスを筐体１の外部に流出させるにあたり、外部風の風圧の影響をできるだけ抑制されることができる。従って、エンジン４の燃焼について外部風の影響をできるだけ抑制させることができる。

換言すれば、換気入口１１および換気出口１２と共にエンジン排気口４４の三者を筐体１の第１側面壁２１の側（共通風圧帯）に設置することにより、外部風により発生するエンジン排気口４４とエンジン吸気口４２との差圧に起因する空気過剰および排気閉塞を抑制できる。従って、外部風が吹いている場合であっても、エンジンルーム１０内のエンジン４の燃焼を安定させるのに有利であり、目標とする空燃比に基づいてエンジン４を安定して運転させるのに有利である。

（実施形態４）
本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。図示しないものの、換気入口１１および換気出口１２と共にエンジン排気口４４の三者は、筐体１の第２側面壁２２の側（共通風圧帯）に形成されている。外部風が筐体１の外部において吹くとき、基本的には、第２側面壁２２における各部位は、同一方向の外部風を受けることになる。

（実施形態５）
図３は実施形態５を示す。本実施形態は前記した実施形態１、２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。換気入口１１および換気出口１２は、筐体１の第１側面壁２１の側（共通風圧帯）に形成されている。これに対してエンジン排気口４４は筐体１の第２側面壁２２の側に形成されている。筐体１の外部に外部風が吹いている場合であっても、外部風に起因するエンジンルーム１０の自然換気をできるだけ抑制させ、これにより外部風の影響を抑えつつ、換気ファン６の駆動量に応じてエンジンルーム１０の空気を換気できる。

（実施形態６）
図４は実施形態６を示す。本実施形態は前記した実施形態１、２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。外部の風が筐体１に吹き付けるとき、同一方向の外部風の風圧を受ける共通風圧帯が筐体１には存在する。前記した実施形態の場合と同様に、第１側面壁２１は筐体１のうち共通風圧帯を形成する。ここで、換気入口管１１ａの先端には換気入口１１が形成されている。換気出口管１２の先端には換気出口１２が形成されている。換気入口管１１ａおよび換気出口管１２ａはそれぞれ管状をなしており、それぞれＬ字形状に曲成されている。第１側面壁２１は、上下方向に沿って仮想的に延設させた共通風圧帯として形成されている。エンジン排気口４４は第１側面壁２１自体に形成されている。

本実施形態によれば、図４に示すように、換気入口管１１ａの基端部および換気出口管１２ａの基端部は、筐体１の天井壁２４に取り付けられている。これに対して、換気入口管１１ａの先端の換気入口１１と、換気出口管１２ａの先端の換気出口１２とは、横方向に指向しており、従って、第１側面壁２１が対向する方向と同一方向に指向されている。

即ち、換気入口１１の開口に対して垂直な法線を１１ｐとし、換気出口１２の開口に対して垂直な法線を１２ｐとし、第１側面壁２１に対して垂直な法線を２１ｐとすると、法線１１ｐ、１２ｐ、２１ｐは互いに同じ方向に指向している。ここで、法線１１ｐ、１２ｐ、２１ｐは互いに平行であることが好ましいが、必ずしも完全に平行でなくても良い。法線１１ｐ、１２ｐは、第１側面壁２１に対して垂直な法線２１ｐと平行な仮想法線に対して角度θ内に収まっていれば良い。角度θとしてはプラスマイナス０°〜５°の範囲内が好ましいが、０〜２０°の範囲内、０〜１０°の範囲内でも良い。要するに、換気入口１１、換気出口１２およびエンジン排気口４４は、筐体１に対して共通（同一）の方向に指向しており、筐体１の外部において吹く外部風に対しても、基本的には共通（同一）の方向の指向されている。

エンジン排気口４４の開口に垂直な法線１３ｐは、第１側面壁２１の法線２１ｐと平行な仮想法線に対して角度θ内に収まっていれば良い。角度θとしてはプラスマイナス０°〜５°の範囲内が好ましいが、０〜２０°の範囲内、０〜１０°の範囲内でも良い。要するに、前述したように、換気入口１１、換気出口１２およびエンジン排気口４４は、筐体１に対して共通（同一）の方向に指向しており、筐体１の外部において吹く外部風に対しても、基本的には共通（同一）の方向の指向されている。また、法線１１ｐ、１２ｐ、１３ｐの互いの角度についても、プラスマイナス０〜５°の範囲内が好ましいが、０〜２０°の範囲内、０〜１０°の範囲内でも良い。なお、換気入口１１、換気出口１２およびエンジン排気口４４は、図３の紙面に対して垂直方向に間隔を隔てて離間していても良いし、離間していなくても良い。

（その他）
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。排熱熱交換器５の構造は、上記した図１に示す構造に限定されるものではなく、適宜変更できる。

１は筐体、１０はエンジンルーム、１１は換気入口、１２は換気出口、２１は第１側面壁、２２は第２側面壁、２７は換気通路、３０は迂回通路、４はエンジン、４１は発電機、４２はエンジン吸気口、４４はエンジン排気口、４５は排気管、５はエンジン排熱熱交換器、６は換気ファンを示す。

Claims

エンジンルームと、前記エンジンルームおよび外気を連通させる換気入口と、前記エンジンルームおよび外気を連通させる換気出口とを有する筐体と、
前記エンジンルームに配置され、前記燃焼室と、前記エンジンルームの空気を前記燃焼室に供給させるエンジン吸気口と、前記燃焼室の排ガスを排出させるエンジン排気口とを有するエンジンと、
前記エンジンルームに配置され、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、
前記エンジンの駆動で発生する排熱を回収するエンジン排熱熱交換器と、
前記エンジンルームに配置され駆動に伴い前記エンジンルームを換気させる換気ファンとを具備しており、
外部風が前記筐体に吹き付けるとき、同一方向の風圧を受ける共通風圧帯が前記筐体に存在し、
前記換気入口および前記換気出口は、前記筐体のうち前記共通風圧帯を形成する壁の側に形成されていることを特徴とするコージェネレーション装置。
請求項１において、前記筐体は、上下方向に沿って延設された複数の側面壁を備えており、前記共通風圧帯は、前記筐体を形成する複数の側面壁のうち一つの側面壁であることを特徴とするコージェネレーション装置。
請求項１または２において、前記エンジン排気口は、前記筐体のうち前記換気入口および前記換気出口が形成されている共通の側面壁に形成されており、前記エンジン吸気口は前記エンジンルームに配置されていることを特徴とするコージェネレーション装置。