JP2015183658A - パッケージ収納型エンジン発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】フィンが外面に露出しないラジエータの配置構成を有するパッケージ収納型エンジン発電機を提供する。【解決手段】パッケージ収納型エンジン発電機は、パッケージを上下に区画し、下方区画にエンジンおよび発電機を設置し、上方区画にラジエータ４２およびラジエータファン４３を設置している。ラジエータ４２は伝熱面が水平となるように水平配置され、ラジエータファン４３はラジエータ４２の上方に配置される。上方区画の外板にはラジエータ４２より下方に位置する通風口が設けられる。【選択図】図６

Description

本発明は、コージェネレーション装置等に採用されるパッケージ収納型エンジン発電機に関する。

従来、コージェネレーション装置等に採用されるパッケージ収納型エンジン発電機では、パッケージ内に、エンジンおよび発電機以外に、ラジエータやラジエータファン等の周辺機器が収納されている。

特許文献１には、パッケージ上部にラジエータ室を配置し、ラジエータ室の上部にラジエータファンを、ラジエータ室の側部にラジエータを配置した構成が開示されている。このように、特許文献１に示されるような従来構成では、ラジエータのフィンが外面に露出する状態で設置されている。

特許第５１３４４２８号公報

しかしながら、ラジエータのフィンが外面に露出する従来の構成では、雹やその他の飛来物によってフィンが損傷し、外観を損なう場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フィンが外面に露出しないラジエータの配置構成を有するパッケージ収納型エンジン発電機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のパッケージ収納型エンジン発電機は、パッケージを上下に区画し、下方区画にエンジンおよび発電機を設置し、上方区画にラジエータおよびラジエータファンを設置するパッケージ収納型エンジン発電機であって、前記上方区画の内部に、ラジエータの伝熱面が水平となるように水平配置されたラジエータと、前記ラジエータの上方に配置されたラジエータファンと、前記上方区画の外板に設けられ、前記ラジエータより下方に位置する通風口とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、上方区画の内部にラジエータが水平配置され、ラジエータの上方にラジエータファンが水平配置される。これにより、ラジエータの伝熱面の上にはラジエータファンが存在することになり、ラジエータのフィンが外部に露出することを回避できる。これにより、ラジエータのフィンが雹やその他の飛来物によって損傷し、外観を損なうことを防止できる。

また、上記パッケージ収納型エンジン発電機は、前記パッケージを構成する外板および支柱が、前記上方区画と前記下方区画とに応じて上下に分割可能であり、前記ラジエータ及び前記ラジエータファンは前記上方区間内の支柱にて支持される構成とすることができる。

上記の構成によれば、上方区画と下方区画とを分割可能な構成とすることで、該装置をビルやマンションの建物へ搬入する際、その搬入が容易になる場合がある。例えば、パッケージ収納型エンジン発電機を上方区画と下方区画とに分割すれば、高さ方向の寸法が小さくなり、ビルやマンション等でのエレベータを用いた搬入がし易くなる。

本発明のパッケージ収納型エンジン発電機は、ラジエータのフィンが外部に露出しない構成とすることで、ラジエータのフィンが雹やその他の飛来物によって損傷し、外観を損なうことを防止できるといった効果を奏する。

本実施形態に係るコージェネレーション装置の正面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。 本実施形態に係るコージェネレーション装置の背面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。 本実施形態に係るコージェネレーション装置の右側面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。 本実施形態に係るコージェネレーション装置の左側面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。 本実施形態に係るコージェネレーション装置の平面図であって、（ａ）は、その内部構造図であり、（ｂ）は、その外観図である。 本実施の形態に係るコージェネレーション装置における上部構造体の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図１から図５は、本実施形態に係るコージェネレーション装置１の正面図、背面図、右側面図、左側面図および平面図である。なお、図１（ａ）から図５（ａ）は、その内部構造図を示しており、図１（ｂ）から図５（ｂ）は、その外観図を示している。

本実施形態は、本発明をコージェネレーション装置１に採用した場合について説明する。なお、コージェネレーション装置１とは、電力消費機器（負荷）への送電系統に、外部商用電源の商用電力系統と発電機１２の発電電力系統とを電気的に接続し、該負荷の需要電力を賄い、かつ、発電に伴い生じる廃熱を回収し、回収した廃熱を利用するシステムである。すなわち、コージェネレーション装置１は、エンジン１１により駆動された発電機１２からの発電電力を出力する発電機能に加えて、エンジン冷却水回路により循環されてエンジン１１の廃熱との熱交換により加熱された冷却水の廃熱をエンジン廃熱回収器２３によって回収する機能（この例では冷却水の廃熱を回収して給湯に利用する機能）を有している。

図１から図５に示すように、本実施形態に係るコージェネレーション装置１は、略直方体に形成された筺体としてのパッケージ２を備えている。パッケージ２は、パッケージ２の上下方向Ｚの中央より上側寄りにおいて上下に区画する上下区画部材３２を境として、上下に２分割可能とされている。パッケージ２の下側（下方区画）には、エンジン室３および機器収納室４が設けられ、上側（上方区画）には吸気室５およびラジエータ・排気室６が設けられている。エンジン室３および機器収納室４は、隔壁７により左右に区画されている。

（エンジン室）
エンジン室３は、パッケージ２の長手方向Ｘにおける一方側（本実施例では、図１（ａ）の左側、図１（ｂ）の右側）に位置している。エンジン室３において、エンジン１１を中心にして、長手方向Ｘにおける一方側には、エンジン１１の回転駆動により駆動される発電機１２が配設されている。

エンジン１１は、例えばガスエンジンが採用され、燃料ガスと空気が混合されることによって起動される。そして、エンジン１１が回転駆動することによって、エンジン１１を連設される発電機１２が連動される。

エンジン１１の上側周辺には、図１（ａ）、図２（ａ）、図４（ａ）に示すように、冷却水を循環させてエンジンを冷却するエンジン冷却水回路の配管等と、エンジン１１から排出される排気ガスとエンジン１１からの冷却水との間で熱交換を行う排気ガス熱交換器１４とが配設されている。

（機器収納室）
機器収納室４は、パッケージ２の長手方向Ｘにおける他方側（図１（ａ）における右側）に位置している。機器収納室４において、パッケージ２の短手方向Ｙにおける一方側（この例では正面側）には、エンジン駆動系機器およびエンジン廃熱回収系機器を制御する制御装置１５等を含むコントローラボックス１７や電装機器系の操作部１８が配設されている（図１（ａ）参照）。また、パッケージ２の側面２ｃのコントローラボックス１７に対応する位置には、コントローラボックス１７に向けて外気を取り入れるコントローラボックス換気口１７ａが設けられ（図３（ｂ）参照）、パッケージ２の正面２ａの操作部１８に対応する位置には、操作部１８を操作するための操作部扉１８ａが設けられている（図１（ｂ）参照）。

パッケージ２の長手方向Ｘにおける他方側には、インバータ１９が配設されている（図３（ａ）参照）。また、パッケージ２の側面２ｃのインバータ１９に対応する位置には、インバータ１９に向けて外気を取り入れるインバータ換気口１９ａが設けられている（図３（ｂ）参照）。

パッケージ２の短手方向Ｙにおける他方側には、電装機器系を配線するターミナルユニット１６（端子台）が配設され、パッケージ２の長手方向Ｘにおける他方側の下部には、外気をエンジン室３内に吸引する換気ファン２１が配設されている（図２（ａ）参照）。また、パッケージ２の側面２ｃには、エンジン室３内に外気を取り入れるエンジン室換気口２１ａが設けられている（図３（ｂ）参照）。

パッケージ２の長手方向Ｘにおける中央部で短手方向Ｙにおける一方側には、サブオイルタンク２５と、リザーブオイルタンク２６が配設されている（図１（ａ）参照）。また、パッケージ２の長手方向Ｘにおける中央部で短手方向Ｙにおける他方側には、排気ガス熱交換器１４から流出される冷却水の廃熱を回収するエンジン廃熱回収器２３が配設されている（図２（ａ）参照）。

次に、吸気室５およびラジエータ・排気室６を有する上部構造体３０について説明する。図６は、上部構造体３０の斜視図である。

上部構造体３０は、直方体形状のフレーム体３１を備えている。フレーム体３１は、床板を構成する板金からなる上下区画部材３２と、上下区画部材３２の長手方向Ｘの両側に立設された門形の支柱部材３５，３５と、左右の支柱部材３５、３５間に架設された前後水平部材３３，３４と、支柱部材３５、３５の中間に設けられた中間支柱３６とを備えている。吸気室５とラジエータ・排気室６とは、例えば金属製板からなる隔壁３７で区画形成されている。

（吸気室）
吸気室５において、上部には外部から吸入される空気を浄化するエアクリーナ４０が配設され、下部にはエンジン１１の騒音を低減する吸気サイレンサ４１が配設されている（図１（ａ）、図２（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）参照）。パッケージ２の側面２ｂのエアクリーナ４０に対応する位置には、エアクリーナ４０に向けて外気を取り入れるエンジン吸気口４０ａが設けられている（図４（ｂ）参照）。

（ラジエータ・排気室）
ラジエータ・排気室６は、機器収納室４のほぼ全体からエンジン室３の一部にわたってその上方に位置している。ラジエータ・排気室６において、上下方向Ｚにおける中央部には、排気ガス熱交換器１４から流出される冷却水の廃熱を放熱するラジエータ４２が水平に配設されている。ラジエータ４２は、エンジン冷却水回路の一部として設けられているものである。ラジエータ４２の４隅は支柱部材３５と中間支柱３６とに架設されている。パッケージ２の正面２ａ、背面２ｄ、側面２ｃのラジエータ４２に対応する位置（具体的には、ラジエータ４２よりやや下方）には、ラジエータ４２に向けて外気を取り入れるラジエータ換気口４２ａ，４２ｂ，４２ｃがそれぞれ設けられている（図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）。

また、ラジエータ４２の上方には、制御装置１５により駆動制御されることによりラジエータ・排気室６内の空気を外部に排出してラジエータ４２を放熱するラジエータファン４３が配設されている。ラジエータファン４３は、上部区画部材３２に取り付けられたＵ字状のフレーム部材４４に固定された状態で、前後水平部材３３，３４に取り付けられている。パッケージ２の上面２ｅのラジエータファン４３に対応する位置には、換気出口４３ａが設けられている（図５（ｂ）参照）。

また、パッケージ２の短手方向Ｙにおける一方側には、エンジン冷却水回路２０に冷却水を補給するリザーブ冷却水タンク４７が配設されている（図１（ａ）、図５（ａ）参照）。パッケージ２の短手方向Ｙにおける他方側には、排気ガスが外部へ排出される際の排気音を低減する排気サイレンサ４５が配設されている（図１（ａ）、図２（ａ）、図５（ａ）参照）。パッケージ２の上面２ｅの排気サイレンサ４５に対応する位置には、排気出口開口４５ａが設けられている（図５（ｂ）参照）。

上下区画部材３２におけるリザーブ冷却水タンク４７と排気サイレンサ４５との間には、間隔が設けられており、この間隔部に、エンジン室３とラジエータ・排気室６とを連通する換気口が形成されている。換気口はラジエータファン４３からパッケージ長手方向にずらして設けられている。換気口の上部には、換気フード５０が設けられている。

本実施の形態に係るコージェネレーション装置１は以上の構成からなる。続いて、ラジエータ・排気室６のさらに詳細な構成について、図６を参照して説明する。

コージェネレーション装置１では、ラジエータ４２は、ラジエータ・排気室６の内部に水平に配置される。ここで、ラジエータの水平配置とは以下のように定義される。ラジエータは、周囲に放熱用のフィンを配したチューブを多数並べた構造を有しており、これらのチューブとフィンとによってラジエータコアが構成されている。また、ラジエータコアは、互いに直交する３軸方向のうち２軸方向に比較的大きな寸法を有し、この２軸方向を含む面に沿ってチューブが配列されている。そして、ラジエータコアは、他の１軸方向を比較的寸法が小さい厚み方向としており、ラジエータコアの厚み方向を鉛直方向に合わせて配置する場合をラジエータの水平配置とする。

また、ラジエータは、ラジエータコアの厚み方向の両側の面でチューブおよびフィンが露出しており、この面に対して直交する方向（すなわち厚み方向）から気流を当てることで、この気流がチューブおよびフィンの間を通過し、効率的な冷却が行える。このため、ラジエータコアの厚み方向の両側の面を伝熱面とすれば、ラジエータの水平配置はラジエータの伝熱面が水平となる配置でもある。

ラジエータファン４３は、ラジエータ４２の上方に水平に配置される。ラジエータファンの水平配置とは、ファンの回転軸を鉛直方向に合わせて配置する状態と定義する。また、ラジエータ・排気室６において、ラジエータ４２の下方には空間が設けられており、この空間の側方におけるパッケージの正面２ａ，背面２ｄ，側面２ｃ（外板）にラジエータ換気口４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（通風口）が設けられている。すなわち、ラジエータ換気口４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、上方区画となる上部構造体３０の外板に設けられ、ラジエータ４２より下方に位置するように設けられる。

このように、ラジエータ４２およびラジエータファン４３を水平配置し、かつ、ラジエータファン４３をラジエータ４２の上方に配置することで、ラジエータファン４３によって生じる気流をラジエータ４２のチューブおよびフィンの間に効果的に通すことができる。また、ラジエータ４２を通過した気流は、ラジエータ４２の下方の空間からラジエータ換気口４２ａ，４２ｂ，４２ｃを介してパッケージ２の外部へ放出される。

以上のように、本実施の形態に係るラジエータ・排気室６の構成では、上方区画の内部にラジエータ４２が水平配置され、ラジエータ４２の上方にラジエータファン４３が水平配置される。これにより、ラジエータ４２の伝熱面の上にはラジエータファン４３が存在することになり、ラジエータ４２のフィンが外部に露出することを回避できる。これにより、ラジエータ４２のフィンが雹やその他の飛来物によって損傷し、外観を損なうといった従来課題を解決できる。

また、コージェネレーション装置１においては、パッケージ２を構成する外板および支柱を上方区画と下方区画に応じて上下に分割可能な構成とし、上方区画である上部構造体３０を下方区画と分離可能としている。また、ラジエータ４２及びラジエータファン４３は上方区間内の支柱にて支持されている。この場合、冷却水の配管や電気系の配線等、上方区画と下方区画との間で連通または接続させることが必要な配管や配線も、分割／接続が可能な構成とされる。

上記構成のコージェネレーション装置１では、上方区画と下方区画とを分割可能な構成とすることで、該装置をビルやマンションの建物へ搬入する際、その搬入が容易になる場合がある。コージェネレーション装置１をビルやマンションに設置する場合、その設置箇所は屋上とされることが多い。そして、コージェネレーション装置１を上方区画と下方区画とに分割すれば、高さ方向の寸法が小さくなり、エレベータを用いた搬入がし易くなる。エレベータを用いた搬入は、クレーンを用いた搬入に比べて手間やコストが少なくて済み、ユーザにとってメリットは大きい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ コージェネレーション装置（パッケージ収納型エンジン発電機）
２ パッケージ
３ エンジン室（下方区画）
４ 機器収納室（下方区画）
５ 吸気室（上方区画）
６ ラジエータ・排気室（上方区画）
１１ エンジン
１２ 発電機
３０ 上部構造体（上方区画）
３１ フレーム体
３２ 上下区画部材
３３，３４ 前後水平部材
３５ 支柱部材
３６ 中間支柱
３７ 隔壁
４２ ラジエータ
４３ ラジエータファン
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ ラジエータ換気口（通風口）

Claims (2)

1. パッケージを上下に区画し、下方区画にエンジンおよび発電機を設置し、上方区画にラジエータおよびラジエータファンを設置するパッケージ収納型エンジン発電機であって、
   前記上方区画の内部に、ラジエータの伝熱面が水平となるように水平配置されたラジエータと、
   前記ラジエータの上方に配置されたラジエータファンと、
   前記上方区画の外板に設けられ、前記ラジエータより下方に位置する通風口とを備えることを特徴とするパッケージ収納型エンジン発電機。
2. 請求項１に記載のパッケージ収納型エンジン発電機であって、
   前記パッケージを構成する外板および支柱が、前記上方区画と前記下方区画とに応じて上下に分割可能であり、
   前記ラジエータ及び前記ラジエータファンは、前記上方区間内の支柱にて支持されることを特徴とするパッケージ収納型エンジン発電機。

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