JP5712004B2 - コージェネレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、筐体内に導かれた水が原動機の廃熱で温水に生成され、生成された温水が水流路を経て筐体外に導かれるように構成されたコージェネレーション装置に関する。

コージェネレーション装置は、筐体内にエンジン、発電器および熱交換器を備え、エンジンで発電器を駆動する際にエンジンの廃熱を熱交換器で回収し、回収した熱を室内暖房などに利用する熱電併給装置である。
このコージェネレーション装置は、筐体内にエンジン、発電器および熱交換器を備えるため、筐体内の空気を換気して筐体内の環境温度を好適に保つように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、コージェネレーション装置のなかには、排気ガスに含まれた一酸化炭素（ＣＯ）を検知するＣＯセンサを備えたものが知られている。
コージェネレーション装置にＣＯセンサを備えることで、筐体内に排気ガスが流出した場合に、排気ガスに含まれた一酸化炭素（ＣＯ）をＣＯセンサで検知し、検知した検知情報に基づいてエンジンを停止させることができる。

特開２００７−１８７０２７号公報

しかし、従来のコージェネレーション装置に備えたＣＯセンサを用いて、筐体内に流出した排気ガスの一酸化炭素をＣＯセンサで検知するためには、筐体内にある程度の排気ガスが貯えられる必要がある。
このため、筐体内に流出した排気ガスの一酸化炭素をＣＯセンサで検知するまでに、筐体内に貯えられた排気ガスが筐体の外部に流出することが考えられる。
ここで、コージェネレーション装置が屋内に設置された場合、排気ガスが筐体内から屋内に流出する。

本発明は、筐体内から屋内に排気ガスが流出することを防止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は、筐体外から前記筐体内に水流路を経て水が導かれ、導かれた水が原動機の廃熱で温水に生成され、生成された温水が前記水流路を経て前記筐体外に導かれるコージェネレーション装置であって、前記筐体内に設けられ、前記原動機の排気ガスが流出することを防止可能な気密室と、前記気密室において前記水流路に設けられ、前記水流路に含まれた前記排気ガスを前記気密室に放出可能なリリーフバルブと、前記水流路に設けられて温水の温度を検知可能な温水センサと、前記温水センサで検知した温度の情報に基づいて、前記リリーフバルブの開放により生じる前記温水の温度上昇を認識可能な制御部と、を備え、前記リリーフバルブは、前記水流路の内圧がしきい値を超えた場合に開放可能に構成されることを特徴とする。

請求項２は、筐体外から前記筐体内に水流路を経て水が導かれ、導かれた水が原動機の廃熱で温水に生成され、生成された温水が前記水流路を経て前記筐体外に導かれるコージェネレーション装置であって、前記筐体内に設けられ、前記原動機の排気ガスが流出することを防止可能な気密室と、前記気密室において前記水流路に設けられ、前記水流路に含まれた前記排気ガスを前記気密室に放出可能なリリーフバルブと、前記気密室において前記水流路に設けられ、前記水流路に含まれた前記排気ガスを前記温水から分離可能な排気ガス分離部と、を備え、前記気密室は、前記原動機の燃焼室に吸気流路を経て連通可能に構成され、前記排気ガス分離部で前記温水から分離された排気ガスを前記リリーフバルブで前記気密室に放出可能としたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、筐体に気密室を設け、気密室を排気ガスの流出を防止可能に形成した。この気密室の水流路にリリーフバルブを設け、リリーフバルブで水流路に含まれた排気ガスを気密室に放出可能とした。
よって、水流路に含まれた排気ガスをリリーフバルブで気密室に放出することができる。気密室は排気ガスの流出を防止可能に形成されている。よって、気密室に放出された排気ガスを気密室に滞留させることができる。
これにより、コージェネレーション装置が屋内に設置された場合に、気密室に放出された排気ガスが筐体内から屋内に流出することを防止できる。

加えて、水流路に含まれた排気ガスをリリーフバルブで気密室に放出するようにした。
これにより、水流路に含まれた排気ガスが、原動機の廃熱（排熱）を暖房として利用する屋内（室内）に流出することを防止できる

また、請求項１に係る発明では、リリーフバルブを水流路の内圧がしきい値を超えた場合に開放可能に構成した。
ここで、水流路に排気ガスが含まれた場合に、水流路の内圧が上昇してしきい値を超える。よって、水流路に排気ガスが含まれた場合にリリーフバルブが開放され、水流路から温水が気密室に排出されるとともに、温水に含まれた排気ガスが気密室に放出される。
水流路から温水が気密室に排出されることで水流路の温水量が減少して温水の温度が上昇する。

そこで、請求項１において、温水センサで温水の温度を検知し、検知した温度の情報に基づいて制御部で温水の温度上昇を認識するようにした。
よって、温水の温度上昇に基づいてリリーフバルブの開放状態を認識し、制御部から原動機を停止させる信号をアクチュエータに伝えることができる。

このように、リリーフバルブが開放して温水の温度が上昇した場合に、アクチュエータで原動機を迅速に停止させることができる。
これにより、水流路に含まれた排気ガスが、原動機の廃熱（排熱）を暖房として利用する屋内（室内）に流出することを防止できる

加えて、気密室は排気ガスの流出を防止可能に形成されている。よって、気密室に放出された排気ガスを気密室に滞留させることができる。
これにより、コージェネレーション装置が屋内に設置された場合に、気密室に放出された排気ガスが筐体内から屋内に放出されることを阻止できる。

請求項２に係る発明では、水流路に排気ガス分離部を設け、排気ガス分離部で排気ガスを温水から分離可能とした。そして、排気ガス分離部で分離した排気ガスをリリーフバルブで気密室に放出可能とした。
よって、水流路に排気ガスが含まれた場合、排気ガスを温水から分離可能として排気ガスのみを気密室に放出させることができる。

ここで、気密室は排気ガスの流出を防止可能に形成されている。よって、気密室に放出された排気ガスを気密室に滞留させることができる。
これにより、コージェネレーション装置が屋内に設置された場合に、気密室に放出された排気ガスが筐体内から屋内に放出されることを阻止できる。

さらに、原動機の燃焼室に吸気流路を経て気密室を連通させている。よって、気密室に放出させた排気ガスを吸気流路を経て燃焼室に強制的に導くことができる。
このように、気密室の排気ガスを燃焼室に強制的に導くことにより原動機を迅速に停止させることができる。
これにより、水流路に含まれた排気ガスが、原動機の廃熱を暖房として利用する屋内（室内）に流出することを防止できる。

本発明に係るコージェネレーション装置（実施例１）を正面側から見た状態を示す概略断面図である。 図１の温水導出手段を示す正面図である。 図２の３部を拡大した状態で示す断面図である。 実施例１のコージェネレーション装置を通常運転させる例を説明する図である。 実施例１の気密室に排気ガスが流出する例を説明する図である。 実施例１のコージェネレーション装置で温水を生成する例を説明する図である。 実施例１のリリーフバルブを開放する例を説明する図である。 実施例１の解放流路から温水を流出させてエンジンを停止させる例を説明する図である。 本発明に係るコージェネレーション装置（実施例２）を正面側から見た状態を示す概略断面図である。 実施例２の排気ガス除去手段を示す断面図である。 図１０の１１部拡大図である。 実施例２のコージェネレーション装置で温水を生成する例を説明する図である。 実施例２のリリーフバルブを開放して気密室に排気ガスを放出する例を説明する図である。 実施例２の気密室に排気ガスを放出させてエンジンを停止させる例を説明する図である。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図中において「左（Ｌ）」、「右（Ｒ）」はコージェネレーション装置１０の背面から見た方向にしたがう。

実施例１に係るコージェネレーション装置１０について説明する。
図１に示すように、コージェネレーション装置１０は、コージェネレーション装置１０の外枠を形成するコージェネケース（筐体）１１と、コージェネケース１１の内部（筐体内）に設けられた気密室１２と、気密室１２に収納されたエンジン（原動機）１４と、エンジン１４の本体（以下、「エンジン本体」という）１５上部に設けられた発電器１６と、エンジン本体１５側方に設けられた熱交換器１７と、熱交換器１７で生成した温水を導き出す（取り出す）温水導出手段２０とを備えた熱電併給装置である。

さらに、コージェネレーション装置１０は、気密室１２の外部においてエンジン本体１５の左側に設けられた第１制御部２１と、気密室１２の外部において第１制御部２１の上方に設けられた電力変換部２２と、気密室１２の外部において熱交換器１７の上方に設けられた第２制御部（制御部）２３とを備えている。

このコージェネレーション装置１０は、一例として屋内（室内）３８に設置され、エンジン１４の廃熱（排熱）を利用して温水を生成し、生成した温水の熱を室内（図示せず）で暖房として利用するように構成されている。

コージェネケース１１は、底パネル２５、前パネル、後パネル、左サイドパネル２６、右サイドパネル２７およびルーフパネル２８で略矩形体状に形成されている。前パネルおよび後パネルは図示せず。
このコージェネケース１１内の左サイドパネル２６寄りに、左サイドパネル２６に沿わせて仕切壁３１が設けられている。さらに、仕切壁３１の上端部３１ａから上仕切部３２が右サイドパネル２７まで延出するように設けられている。

底パネル２５、仕切壁３１、上仕切部３２、右サイドパネル２７および換気ダクト３４で密閉された空間（すなわち、気密室）１２が形成されている。

換気ダクト３４は、下端部３４ａが上仕切部３２に設けられ、かつ、上端部３４ｂがルーフパネル２８に設けられている。
換気ダクト３４は、下端部３４ａが上仕切部３２の換気開口３５に連通されることで換気開口３５を経て気密室１２に連通されている。
さらに、換気ダクト３４は、上端部３４ｂがルーフパネル２８の換気開口３６を経て外ダクト３７に連通されている。
外ダクト３７は屋外（筐体の外部）３９に連通されている。

気密室１２は、コージェネケース１１の内部に設けられた空間であり、エンジン本体１５、発電器１６および熱交換器１７が収納されている。
この気密室１２は、例えば、解放流路９２（後述する）から排気ガスが放出された場合に、放出された排気ガスが気密室１２の外部に流出することを防止可能な密封性を備えている。
気密室１２の底部（底パネル）２５にアンダフレーム２９が設けられている。

気密室１２の外部で、かつ、コージェネケース１１の内部の空間１３に、第１制御部２１、電力変換部（インバータユニット）２２および第２制御部２３が収納（配設）されている。
さらに、気密室１２の外部で、かつ、コージェネケース１１の内部の空間１３に、エンジン１４の吸気系４１の一部を構成するエアクリーナ部４４、ガス流量調整部４５、ミキサー４６（スロットル弁を含む）が収納（配設）されている。

エンジン１４は、発電器１６の駆動軸１６ａを回転可能なエンジン本体１５と、エンジン本体１５の燃焼室１８にガス燃料（燃料）を供給する吸気系４１と、燃焼室１８の排気ガスを屋外３９に放出する排気系５１とを備えたガスエンジンである。

エンジン本体１５は、発電器１６の駆動軸１６ａに同軸上にクランクシャフト１９が連結され、クランクシャフト１９にコンロッドを介してピストンが連結されている。
このエンジン本体１５は、ピストンがシリンダブロック１５ａ内に摺動自在に配置され、シリンダブロック１５ａの先端部に燃焼室１８が設けられたレシプロエンジンである。
エンジン本体１５によれば、燃焼室１８でガス燃料を燃焼することで、ピストンがシリンダ内で摺動してクランクシャフト１９が回転する。クランクシャフト１９が回転することで発電器１６の駆動軸１６ａが回転する。

吸気系４１は、上仕切部３２に設けられた吸気開口部４２と、吸気開口部４２をエンジン本体１５の燃焼室１８に連通する吸気流路４３と、吸気流路４３の途中に設けられたエアクリーナ部４４とを備えている。
さらに、吸気流路４３には、エアクリーナ部４４の下流側にミキサー４６が設けられている。このミキサー４６にスロットル弁が含まれている。
よって、エンジン本体１５の燃焼室１８は、吸気流路４３、ミキサー４６、エアクリーナ部４４および吸気開口部４２を経て気密室１２に連通されている。

吸気系４１によれば、気密室１２から吸い込んだ空気が吸気開口部４２を経て吸気流路４３に導かれ、吸気流路４３に導かれた空気がエアクリーナ部４４に導かれる。
エアクリーナ部４４に空気が導かれることにより、導かれた空気がエアクリーナ部４４で浄化される。エアクリーナ部４４で浄化された空気がミキサー４６でガス燃料と混合される。

ガス燃料は、ガス供給流路４８を経てガス流量調整部４５に導かれ、ガス流量調整部４５で流量が調整された後ミキサー４６に導かれる。
ミキサー４６で混合されたガス燃料がスロットル弁および吸気流路４３を経てエンジン本体１５の燃焼室１８内に導入されてエンジン１４が駆動する。

排気系５１は、燃焼室１８の排気ガスを外部に導き出す排気手段５２と、排気手段５２の途中に連通されて排気ガスの排気圧を調整可能な凝縮水分離手段６２とを備えている。

排気手段５２は、エンジン本体１５の燃焼室１８を熱交換器１７に連通する第１排気流路５３と、熱交換器１７をマフラー５５に連通する第２排気流路５４と、第２排気流路５４の出口に連通されたマフラー５５と、マフラー５５を屋外３９に連通する第３排気流路５６とを備えている。

排気手段５２によれば、エンジン１４（燃焼室１８）の排気ガスは第１排気流路５３を経て熱交換器１７に導かれる。熱交換器１７に導かれた排気ガスは熱交換器１７を経て第２排気流路５４に導かれる。
第２排気流路５４に導かれた排気ガスは第２排気流路５４を経てマフラー５５に導かれる。マフラー５５に導かれた排気ガスは、マフラー５５を経て第３排気流路５６に導かれる。
第３排気流路５６に導かれた排気ガスは、第３排気流路５６を経て屋外３９に放出される。

凝縮水分離手段６２は、マフラー５５の底部連通口５５ａに連通された凝縮水流路６３と、凝縮水流路６３の出口部６３ａに連通された貯留部６４と、貯留部６４の出口部６４ｂに連通された凝縮水排出部６７とを備えている。

凝縮水流路６３は、気密室１２内に収納され、マフラー５５の底部連通口５５ａに入口部が連通され、底パネル２５に向けて略鉛直に延出されている。
凝縮水流路６３の出口部６３ａに貯留部６４が連通されている。
凝縮水流路６３は、排気手段５２に含まれた凝縮水をマフラー５５の底部連通口５５ａから導入可能な流路である。

貯留部６４は、気密室１２内に収納され、凝縮水流路６３の出口部６３ａに入口部６４ａが連通されている。この貯留部６４は、入口部６４ａおよび出口部６４ｂが底部６４ｃの上方に配置されることにより略Ｕ字状に形成されている。

貯留部６４が略Ｕ字状に形成されることで、排気ガス中に含まれた凝縮水を貯留部６４に貯えることができる。
貯留部６４に凝縮水を貯えることで、凝縮水流路６３の排気ガスが貯留部６４を経て気密室１２に放出されることを防止できる。

貯留部６４の出口部６４ｂに凝縮水排出部６７が連通されている。
凝縮水排出部６７は、貯留部６４の出口部６４ｂから左サイドパネル２６を経て下り勾配に延出されることで出口部６７ａがコージェネケース１１外の屋内３８に突出されている。

凝縮水分離手段６２によれば、マフラー５５内で排気ガスから分離された凝縮水が凝縮水流路６３に導かれる。凝縮水流路６３に導かれた凝縮水が貯留部６４に貯えられる。
貯留部６４に凝縮水が貯えられることで、マフラー５５内から凝縮水流路６３に導かれた排気ガスが貯留部６４に導かれることを凝縮水で阻止される。
よって、凝縮水流路６３に導かれた排気ガスが貯留部６４を経てコージェネケース１１内から屋内３８に放出されることを阻止できる。

発電器１６は、エンジン本体１５の上部に設けられ、発電器１６の駆動軸１６ａがエンジン１４のクランクシャフト１９に同軸上に連結されている。
エンジン１４で発電器１６を駆動することにより、発電器１６で電力（交流電力）を発電することができる。

発電器１６の上方に換気ファン８１が設けられている。よって、発電器１６が駆動するとともに換気ファン８１が駆動する。
発電器１６および換気ファン８１がファンカバー８２で覆われている。
ファンカバー８２は、頂部８２ａに換気導入口８３が開口され、周壁８２ｂに換気導出口８４が形成されている。

換気導出口８４は、気密室１２に連通されている。
よって、換気ファン８１が駆動した状態で、ファンカバー８２内の空気を換気導出口８４から気密室１２に導出することが可能である。

また、換気導入口８３は、換気開口３５の近傍に設けられ、気密室１２、換気開口３５、換気ダクト３４および外ダクト３７を経て屋外３９に連通されている。
よって、換気ファン８１が駆動した状態で、屋外３９の外気（空気）を外ダクト３７、換気ダクト３４、換気開口３５および気密室１２を経て換気導入口８３からファンカバー８２内に導入することが可能である。

すなわち、換気ファン８１を駆動することで、屋外３９の外気（空気）が換気ダクト３４や気密室１２などを経てファンカバー８２内に導かれる。ファンカバー８２内に導かれた空気で発電器１６が冷却される。
発電器１６を冷却した空気が換気導出口８４を経て気密室１２に導かれ、気密室１２を循環してエンジン本体１５や熱交換器１７が冷却される。
ここで、気密室１２に吸気開口部４２が連通されている。よって、エンジン本体１５や熱交換器１７を冷却した空気は、吸気開口部４２や吸気流路４３などを経てエンジン本体１５の燃焼室１８に導かれる。

熱交換器１７は、エンジン１４から第１排気流路５３を経て排気ガスが導かれるとともに、コージェネケース１１外の屋内（具体的には、温水の熱を暖房として利用する室内（図示せず））から温水導出手段２０を経て水が導かれる。
熱交換器１７に導かれた水が、排気ガスと熱交換されることにより昇温されて温水が生成される。

図２に示すように、温水導出手段２０は、熱交換器１７およびエンジン本体１５のシリンダブロック１５ａに連通された水流路手段（水流路）８５と、水流路手段８５に設けられて水流路手段８５の排気ガスを分離可能な排気ガス除去手段９１とを備えている。

水流路手段８５は、エンジン本体１５のオイルタンク１５ｂに連通された第１水流路８６と、オイルタンク１５ｂおよび熱交換器１７を連通する第２水流路８７と、熱交換器１７で生成された温水をエンジン本体１５のシリンダブロック１５ａに導く第３水流路８８と、シリンダブロック１５ａを経た温水を屋内（温水の熱を暖房として利用する室内）に導き出す第４水流路８９とを有する。

この水流路手段８５は、温水の熱を暖房として利用する屋内（室内）側にポンプ（図示せず）が設けられている。
このポンプを駆動することで水流路手段８５の水（温水）を循環させることができる。

水流路手段８５のポンプを駆動することで、温水の熱を暖房として利用する屋内から第１水流路８６を経てオイルタンク１５ｂに水が導かれる。オイルタンク１５ｂに導かれた水が潤滑オイルの熱と熱交換される。
潤滑オイルの熱で暖められた水が第２水流路８７を経て熱交換器１７に導かれる。
熱交換器１７に導かれた水が、熱交換器１７に導かれた排気ガスの熱（エンジン１４の廃熱（排熱））と熱交換される。すなわち、エンジン１４の廃熱を熱源として利用して温水が生成される。

生成された温水が第３水流路８８を経てエンジン本体１５のシリンダブロック１５ａに導かれる。
シリンダブロック１５ａに導かれた温水が、第４水流路８９を経てコージェネケース１１内から屋内（温水の熱を暖房として利用する室内）に導き出される。
温水の熱を暖房として利用する屋内に導き出された温水の熱は室内の暖房などに用いられる。

排気ガス除去手段９１は、第４水流路８９に連通された解放流路９２と、解放流路９２の途中に設けられたリリーフバルブ９３と、第４水流路８９の上流側端部８９ａに設けられた温水センサ９４とを備えている。

解放流路９２は、気密室１２に収納されている。この解放流路９２は、上端部（上流側端部）９２ａが第４水流路８９に連通された状態で下方に向けて垂下され、下端部（下流側端部）９２ｂがアンダフレーム２９の上方に配置されている。
よって、解放流路９２の下端部９２ｂから気密室１２に流出した温水をアンダフレーム２９に貯えることができる。

解放流路９２の途中にリリーフバルブ９３が設けられている。
リリーフバルブ９３は、気密室１２に収納され、解放流路９２の上端部９２ａ近傍に設けられている。上端部９２ａ近傍にリリーフバルブ９３が設けられることで、リリーフバルブ９３が第４水流路８９に連通されている。

図３に示すように、リリーフバルブ９３は、解放流路９２に連通されたボディ（弁箱）９６と、ボディ９６の通路９６ａに摺動自在に設けられた弁体９７と、弁体９７をボディシート（弁座）９８に向けて押圧する圧縮ばね９９とを備えている。

リリーフバルブ９３によれば、第４水流路８９の内圧Ｐｗがしきい値Ｐｗ１以下の場合、圧縮ばね９９のばね力で弁体９７がボディシート９８に当接された状態に保たれる。
弁体９７がボディシート９８に当接することで、ボディ９６の通路９６ａが弁体９７で遮断されてリリーフバルブ９３が閉塞状態に保たれる。

一方、第４水流路８９の内圧Ｐｗがしきい値Ｐｗ１を超えた場合に圧縮ばね９９が圧縮され、弁体９７が矢印方向に移動してボディシート９８から離れる。
弁体９７がボディシート９８から離れてボディ９６の通路９６ａが連通されることによりリリーフバルブ９３が開放される。

図２に示すように、温水センサ９４は、第４水流路８９の上流側端部８９ａに設けられている。
この温水センサ９４は、第４水流路８９の上流側端部８９ａを流れる温水の温度Ｔｗを検知し、検知した温度Ｔｗの温度情報を第２制御部２３に伝える（出力する）センサである。

第４水流路８９の上流側端部８９ａは、エンジン本体１５のシリンダブロック１５ａの出口に連通されている。
よって、第４水流路８９の上流側端部８９ａを流れる温水は、水流路手段８５のうち最も温度が高くなる。

図１に示すように、第１制御部２１は、気密室１２の外部で、かつ、コージェネケース１１の内部の空間１３において仕切壁３１に設けられている。
この第１制御部２１は、例えば、漏電遮断機が例示されるが、これに限定するものではなくその他のエンジン制御機能を備えることも可能である。

さらに、気密室１２の外部で、かつ、コージェネケース１１の内部の空間１３において、熱交換器１７の上方で、かつ、エアクリーナ部４４の右側に第２制御部２３が備えられている。
第２制御部２３は、エンジン１４の始動時に発電器１６をスタータ機能に切り換え、エンジン１４の始動後に発電器１６をジェネレータ機能に切り換えるようにエンジン１４を制御する機能などを備えるＥＣＵである。

また、第２制御部２３は、温水センサ９４から伝えられた温度情報に基づいて、温度情報がしきい値Ｔｗ１を超えているか否かを判断する機能を備えている。
さらに、第２制御部２３は、検知温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超えていると認識した場合に、エンジン１４を停止する停止信号をアクチュエータ（図示せず）に出力する機能を備えている。
アクチュエータは、一例として、第２制御部２３から伝えられた停止信号に基づいてガス燃料の供給を停止可能な機能を有する。

ここで、検知温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超える条件を図２に基づいて説明する。
すなわち、リリーフバルブ９３が開放され、第４水流路８９の温水が解放流路９２を経て流出されることで熱交換器１７やシリンダブロック１５ａ内を流れる温水量が減少する。
よって、熱交換器１７やシリンダブロック１５ａ内を流れる温水が温度上昇する。温水が温度上昇することで温水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超える。

ここで、第４水流路８９の上流側端部８９ａを流れる温水の温度Ｔｗを温水センサ９４で検知することで、温水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超えたことを速やかに検知できる。
これにより、リリーフバルブ９３が開放されて温水が解放流路９２から流出された際に、温水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超えたことを速やかに検知してエンジン１４を迅速に停止できる。

加えて、図１に示すように、気密室１２の外部で、かつ、コージェネケース１１の内部の空間１３において仕切壁３１の上半部に電力変換部２２が設けられている。
電力変換部２２は、発電器１６で発生した交流電力を要求仕様電力に変換するインバータユニットである。

つぎに、コージェネレーション装置１０が通常に運転されている状態を図４に基づいて説明する。
図４に示すように、エンジン１４を駆動することにより、気密室１２から吸気開口部４２に矢印Ａの如く空気が吸い込まれる。吸気開口部４２に吸い込まれた空気は吸気流路４３を経てエアクリーナ部４４に矢印Ｂの如く導かれる。
エアクリーナ部４４に導かれた空気は、エアクリーナ部４４で浄化された後ミキサー４６に矢印Ｃの如く導かれてミキサー４６でガス燃料と混合される。

ガス燃料は、ガス供給流路４８を経てガス流量調整部４５に矢印Ｄの如く導かれ、ガス流量調整部４５を経てミキサー４６に導かれる。
ミキサー４６で混合されたガス燃料がスロットル弁および吸気流路４３を経てエンジン本体１５の燃焼室１８内に矢印Ｅの如く導入される。
エンジン１４で発電器１６を駆動するとともに換気ファン８１を駆動する。

換気ファン８１が駆動することで、ファンカバー８２内の空気が換気導出口８４を経て気密室１２に矢印Ｆの如く導かれる。
ファンカバー８２内の空気が気密室１２に導かれることで、ファンカバー８２内が負圧になる。ファンカバー８２内が負圧になることで、換気ダクト３４内の空気が換気開口３５、気密室１２および換気導入口８３を経てファンカバー８２内に矢印Ｇの如く導かれる。
換気ダクト３４内の空気がファンカバー８２内に導かれることで、屋外３９の空気が外ダクト３７を経て矢印Ｈの如く換気ダクト３４内に導かれる。

このように、換気ファン８１が駆動することで、屋外３９の外気（空気）が外ダクト３７、換気ダクト３４や気密室１２などを経てファンカバー８２内に矢印Ｇの如く導かれる。
ファンカバー８２内に導かれた空気で発電器１６を冷却する。発電器１６を冷却した空気が換気導出口８４を経て気密室１２に矢印Ｆの如く導かれることで、導かれた空気が気密室１２を矢印Ｉの如く循環してエンジン本体１５や熱交換器１７を冷却する。

エンジン本体１５や熱交換器１７を冷却した空気が、吸気開口部４２から吸気流路４３に導かれ、吸気流路４３を経てエアクリーナ部４４に矢印Ｂの如く導かれる。
エアクリーナ部４４で浄化された空気が吸気流路４３を経てエンジン本体１５の燃焼室１８に矢印Ｅの如く導かれる。

ついで、コージェネレーション装置１０の気密室１２に排気ガスが流出した場合にエンジン１４を停止する例を図５に基づいて説明する。
図５に示すように、気密室１２に排気ガスが流出した場合、流出した排気ガスが気密室１２に滞留される。
これにより、気密室１２に流出した排気ガスがコージェネケース１１内から屋内３８に放出されることを阻止できる。

この状態において、気密室１２に流出した排気ガスは、気密室１２の空気に混合される。空気に混合された排気ガスは、吸気開口部４２を経て吸気流路４３に矢印Ｊの如く導かれる。
吸気流路４３に導かれた空気がエアクリーナ部４４、ミキサー４６および吸気流路４３などを経てエンジン本体１５の燃焼室１８に矢印Ｋの如く導かれる。
このように、気密室１２に放出された排気ガスをエンジン１４の燃焼室１８に強制的に導くことで、導かれた排気ガスでエンジン１４を迅速に停止させることができる。

ここで、気密室１２に流出される排気ガスが微量の場合が考えられる。
この場合、気密室１２の排気ガスは、気密室１２から燃焼室１８、熱交換器１７、マフラー５５および第３排気流路５６などを経て屋外３９に排出される。
これにより、気密室１２に流出した排気ガスがコージェネケース１１内から屋内３８に放出されることを阻止できる。

つぎに、コージェネレーション装置１０のリリーフバルブ９３を開放して解放流路９２から温水を流出させることによりエンジン１４を停止する例を図６〜図８に基づいて説明する。
図６に示すように、温水の熱を暖房として利用する屋内（室内）に設けられたポンプを駆動することで水流路手段８５の水（温水）が循環する。

水流路手段８５の水（温水）が循環することで、水が第１水流路８６を経てオイルタンク１５ｂに矢印Ｌの如く導かれる。オイルタンク１５ｂに導かれた水が潤滑オイルの熱と熱交換される。
潤滑オイルの熱で暖められた水が第２水流路８７を経て熱交換器１７に矢印Ｍの如く導かれる。
熱交換器１７に導かれた水が、熱交換器１７に導かれた排気ガスの熱（エンジン１４の廃熱（排熱））と熱交換される。すなわち、エンジン１４の廃熱（排熱）を熱源として利用して温水が生成される。

生成された温水が第３水流路８８を経てエンジン本体１５のシリンダブロック１５ａに矢印Ｎの如く導かれる。
シリンダブロック１５ａに導かれた温水が、第４水流路８９を経て温水の熱を暖房として利用する屋内に矢印Ｏの如く導き出される。
温水の熱を暖房として利用する屋内に導き出された温水の熱は室内の暖房などに用いられる。

ここで、第３水流路８８から温水がシリンダブロック１５ａに導かれ、導かれた温水がシリンダブロック１５ａを流れる際に温水に排気ガスが含まれることが考えられる。
温水に排気ガスが含まれることで第４水流路８９の内圧Ｐｗが上昇してしきい値Ｐｗ１を超えることが考えられる。

図７に示すように、第４水流路８９の内圧Ｐｗがしきい値Ｐｗ１を超えた場合に圧縮ばね９９が圧縮され、弁体９７が矢印Ｐの如く移動してボディシート９８から離れる。
弁体９７がボディシート９８から離れてボディ９６の通路９６ａが連通されることによりリリーフバルブ９３が開放される。

図８に示すように、リリーフバルブ９３が開放されることで、第４水流路８９の温水および排気ガスが解放流路９２に矢印Ｑの如く導かれる。
解放流路９２に導かれた温水は、リリーフバルブ９３を経て解放流路９２の下端部９２ｂから矢印Ｒの如く気密室１２に流出される。
解放流路９２から流出された温水はアンダフレーム２９に貯えられ、気密室１２から外部に流出することが防止される。

一方、解放流路９２に導かれた排気ガスは、温水と同様に、リリーフバルブ９３を経て解放流路９２の下端部９２ｂから矢印Ｒの如く気密室１２に放出される。
気密室１２に放出された排気ガスは気密室１２から外部に流出することが防止される。

第４水流路８９の温水が解放流路９２を経て気密室１２に流出されることにより、熱交換器１７やシリンダブロック１５ａ内を流れる温水量が減少する。
よって、熱交換器１７やシリンダブロック１５ａ内を流れる温水が温度上昇する。温水が温度上昇することで温水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超える。

ここで、第４水流路８９の上流側端部８９ａを流れる温水の温度Ｔｗが温水センサ９４で検知され、検知された温度Ｔｗの温度情報が第２制御部２３に伝えられている。
第４水流路８９の上流側端部８９ａには、エンジン本体１５のシリンダブロック１５ａを経た直後の温水が流れている。ここで、温水の温度はシリンダブロック１５ａの出口（すなわち、第４水流路８９の上流側端部８９ａ）で最も高くなる。
よって、第４水流路８９の上流側端部８９ａを流れる温水の温度Ｔｗを温水センサ９４で検知することで、温水の温度上昇を迅速に検知することが可能である。

温水センサ９４から伝えられた温度情報に基づいて、第２制御部２３において温度情報がしきい値Ｔｗ１を超えているか否かを判断する。
検知温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超えていると第２制御部２３で認識した場合に、第２制御部２３からアクチュエータ（図示せず）に停止信号を伝える。
伝えられた停止信号に基づいてアクチュエータが作動し、一例としてガス燃料の供給を止めることによりエンジン１４を迅速に停止させる。

このように、温水に排気ガスが含まれて第４水流路８９の内圧Ｐｗが上昇した際に、リリーフバルブ９３を開放させて温水や排気ガスを解放流路９２から排出／流出させることができる。
さらに、温水が解放流路９２から流出され、温水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ１を超えた状態においてエンジン１４を迅速に停止させることができる。

ここで、気密室１２に放出された排気ガスは気密室１２に滞留される。
これにより、気密室１２に放出された排気ガスがコージェネケース１１内から屋内３８に放出されることを阻止できる。

加えて、エンジン１４を迅速に停止させることで、温水に含まれた排気ガスが、第４水流路８９を経て温水とともにコージェネケース１１外の屋外（すなわち、温水の熱を暖房として利用する室内）に流出することを防止できる。

つぎに、実施例２を図９〜図１１に基づいて説明する。
なお、実施例２において実施例１と同一・類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。

実施例２に係るコージェネレーション装置１１０について説明する。
図９に示すように、コージェネレーション装置１１０は、実施例１の排気ガス除去手段９１に代えて排気ガス除去手段１１１を備えたもので、その他の構成は実施例１のコージェネレーション装置１０と同様である。

排気ガス除去手段１１１は、第４水流路８９の途中に設けられた排気ガス分離部１１２と、排気ガス分離部１１２に設けられたリリーフバルブ１１３とを備えている。

図１０に示すように、排気ガス分離部１１２は、気密室１２において第４水流路８９の途中に略鉛直に設けられ、流路径Ｄ１に形成された筒状体である。
この排気ガス分離部１１２は、円筒状の流路を形成する周壁１１５と、周壁１１５の上端部１１５ａを塞ぐ頂部１１６と、周壁１１５の下端部１１５ｂを塞ぐ底部１１７とを有する。

周壁１１５の上端部１１５ａ近傍に第４水流路８９の上流側が連通されている。
周壁１１５の上端部１１５ａ近傍に第４水流路８９の上流側が連通されることで、第４水流路８９の上流側が頂部１１６より高さＨ１だけ下方に設けられている。
さらに、周壁１１５の上端部１１５ａ近傍に第４水流路８９の上流側が連通されることで、第４水流路８９の上流側が底部１１７より高さＨ２だけ上方に設けられている。

排気ガス分離部１１２の流路径Ｄ１は、第４水流路８９の流路径Ｄ２より大径に形成されている。
よって、第４水流路８９の上流側から排気ガス分離部１１２に温水１１９が導かれる状態において、排気ガス分離部１１２の上部１１２ａにガス収納空間１２２を確保することができる。
排気ガス分離部１１２の上部１１２ａにガス収納空間１２２を確保することで、第４水流路８９の上流側に含まれている排気ガスを温水から分離させてガス収納空間１２２に導くことができる。

排気ガス分離部１１２の頂部１１６にリリーフバルブ１１３が設けられている。
リリーフバルブ１１３は、気密室１２に収納された状態で（図９も参照）、排気ガス分離部１１２の頂部１１６に設けられている。排気ガス分離部１１２の頂部１１６にリリーフバルブ１１３が設けられることで、リリーフバルブ１１３が頂部１１６の連通孔１１６ａを経て排気ガス分離部１１２のガス収納空間１２２に連通されている。

図１１に示すように、リリーフバルブ１１３は、排気ガス分離部１１２のガス収納空間１２２に連通されたボディ（弁箱）１２６と、ボディ１２６の通路１２６ａに摺動自在に設けられた弁体１２７と、弁体１２７をボディシート１２８に向けて押圧する圧縮ばね１２９とを備えている。

リリーフバルブ１１３によれば、ガス収納空間１２２の内圧Ｐｇがしきい値Ｐｇ１以下の場合、圧縮ばね１２９のばね力で弁体１２７がボディシート１２８に当接された状態に保たれる。
弁体１２７がボディシート１２８に当接することで、ボディ１２６の通路１２６ａが弁体１２７で遮断されてリリーフバルブ１１３が閉塞状態に保たれる。

一方、ガス収納空間１２２の内圧Ｐｇがしきい値Ｐｇ１を超えた場合に圧縮ばね１２９が圧縮され、弁体１２７が矢印方向に移動してボディシート１２８から離れる。
弁体１２７がボディシート１２８から離れてボディ１２６の通路１２６ａが連通されることによりリリーフバルブ１１３が開放される。
よって、ガス収納空間１２２に導かれた排気ガスをリリーフバルブ１１３を経て気密室１２に放出させることができる。

つぎに、コージェネレーション装置１１０のリリーフバルブ１１３を開放して排気ガスを気密室１２に放出させることによりエンジン１４を停止する例を図１２〜図１４に基づいて説明する。
図１２に示すように、温水の熱を暖房として利用する屋内（室内）に設けられたポンプを駆動することで水流路手段８５の水（温水）が循環する。

水流路手段８５の水（温水）が循環することで、水が第１水流路８６を経てオイルタンク１５ｂに矢印Ｓの如く導かれる。オイルタンク１５ｂに導かれた水が潤滑オイルの熱と熱交換される。
潤滑オイルの熱で暖められた水が第２水流路８７を経て熱交換器１７に矢印Ｔの如く導かれる。
熱交換器１７に導かれた水が、熱交換器１７に導かれた排気ガスの熱（エンジン１４の廃熱（排熱））と熱交換される。すなわち、エンジン１４の廃熱（排熱）を熱源として利用して温水が生成される。

生成された温水が第３水流路８８を経てエンジン本体１５のシリンダブロック１５ａに矢印Ｕの如く導かれる。
シリンダブロック１５ａに導かれた温水が、第４水流路８９および排気ガス分離部１１２を経て温水の熱を暖房として利用する屋内に矢印Ｖの如く導き出される。
温水の熱を暖房として利用する屋内に導き出された温水の熱は室内の暖房などに用いられる。

ここで、第３水流路８８から温水１１９（図１３参照）がシリンダブロック１５ａに導かれ、導かれた温水がシリンダブロック１５ａを流れる際に温水１１９に排気ガスが含まれることが考えられる。
温水１１９に排気ガスが含まれることで第４水流路８９の上流側に排気ガスが含まれる。
この状態で、図１３に示すように、第４水流路８９の上流側から排気ガス分離部１１２に温水１１９が矢印Ｖの如く導かれる。

排気ガス分離部１１２の流路径Ｄ１は、第４水流路８９の流路径Ｄ２より大径に形成されている。
よって、第４水流路８９の上流側から排気ガス分離部１１２に温水１１９が矢印Ｖの如く導かれる状態において、排気ガス分離部１１２の上部１１２ａにガス収納空間１２２が確保される。
排気ガス分離部１１２の上部１１２ａにガス収納空間１２２を確保することで、第４水流路８９の上流側に含まれている排気ガスが温水１１９から分離されてガス収納空間１２２に矢印Ｗの如く導かれる。

ガス収納空間１２２に排気ガスが導かれることで、ガス収納空間１２２の内圧Ｐｇがしきい値Ｐｇ１を超える。ガス収納空間１２２の内圧Ｐｇがしきい値Ｐｇ１を超えることでリリーフバルブ１１３が開放される。
よって、ガス収納空間１２２に導かれた排気ガスのみをリリーフバルブ１１３を経て気密室１２に矢印Ｘの如く放出させることができる。
気密室１２に放出された排気ガスは気密室１２から外部に流出することが防止される。

図１４に示すように、気密室１２に放出された排気ガスは、気密室１２の空気に混合される。空気に混合された排気ガスは、吸気開口部４２を経て吸気流路４３に矢印Ｙの如く導かれる。
吸気流路４３に導かれた空気がエアクリーナ部４４、ミキサー４６および吸気流路４３などを経てエンジン本体１５の燃焼室１８に矢印Ｚの如く導かれる。

このように、気密室１２に放出された排気ガスをエンジン１４の燃焼室１８に強制的に導くことで、導かれた排気ガスでエンジン１４を迅速に停止させることができる。

ここで、気密室１２に放出された排気ガスは気密室１２に滞留される。
これにより、気密室１２に放出された排気ガスがコージェネケース１１内から屋内３８に放出されることを阻止できる。

加えて、エンジン１４を迅速に停止させることで、温水に含まれた排気ガスが第４水流路８９を経て温水とともにコージェネケース１１外の屋外（すなわち、温水の熱を暖房として利用する室内）に流出することを防止できる。

なお、本発明に係るコージェネレーション装置は、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例１，２では、原動機としてガスエンジン１４を例示したが、これに限らないで、ガソリンエンジンなどの他のエンジンを用いることも可能である。

また、前記実施例１，２では、コージェネレーション装置１０を屋内に設置する例について説明したが、これに限らないで、コージェネレーション装置１０を屋外に設置することも可能である。

さらに、前記実施例２では、排気ガス分離部１１２を略鉛直に設けた例について説明したが、これに限らないで、排気ガス分離部１１２を傾斜状や水平状に設け、排気ガス分離部１１２の最上部にリリーフバルブ１１３を設けることも可能である。

また、前記実施例１，２で示したコージェネレーション装置１０，１１０、コージェネケース１１、気密室１２、エンジン１４、熱交換器１７、燃焼室１８、吸気流路４３、水流路手段８５、リリーフバルブ９３，１１３、温水センサ９４および排気ガス分離部１１２などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、筐体内に導かれた水を原動機の廃熱で温水に生成し、生成された温水を水流路を経て筐体外に案内可能なコージェネレーション装置への適用に好適である。

１０，１１０…コージェネレーション装置、１１…コージェネケース（筐体）、１２…気密室、１４…エンジン（原動機）、１７…熱交換器、１８…燃焼室、４３…吸気流路、８５…水流路手段（水流路）、９３，１１３…リリーフバルブ、９４…温水センサ、１１２…排気ガス分離部、１１９…温水、Ｐｗ…内圧、Ｐｗ１…しきい値、Ｔｗ…温度。

Claims (2)

1. 筐体外から前記筐体内に水流路を経て水が導かれ、導かれた水が原動機の廃熱で温水に生成され、生成された温水が前記水流路を経て前記筐体外に導かれるコージェネレーション装置であって、
   前記筐体内に設けられ、前記原動機の排気ガスが流出することを防止可能な気密室と、
   前記気密室において前記水流路に設けられ、前記水流路に含まれた前記排気ガスを前記気密室に放出可能なリリーフバルブと、
   前記水流路に設けられて温水の温度を検知可能な温水センサと、
   前記温水センサで検知した温度の情報に基づいて、前記リリーフバルブの開放により生じる前記温水の温度上昇を認識可能な制御部と、を備え、
   前記リリーフバルブは、
   前記水流路の内圧がしきい値を超えた場合に開放可能に構成されることを特徴とするコージェネレーション装置。
2. 筐体外から前記筐体内に水流路を経て水が導かれ、導かれた水が原動機の廃熱で温水に生成され、生成された温水が前記水流路を経て前記筐体外に導かれるコージェネレーション装置であって、
   前記筐体内に設けられ、前記原動機の排気ガスが流出することを防止可能な気密室と、
   前記気密室において前記水流路に設けられ、前記水流路に含まれた前記排気ガスを前記気密室に放出可能なリリーフバルブと、
   前記気密室において前記水流路に設けられ、前記水流路に含まれた前記排気ガスを前記温水から分離可能な排気ガス分離部と、を備え、
   前記気密室は、前記原動機の燃焼室に吸気流路を経て連通可能に構成され、
   前記排気ガス分離部で前記温水から分離された排気ガスを前記リリーフバルブで前記気密室に放出可能としたことを特徴とするコージェネレーション装置。

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