JPH0295758A - 熱併給発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はエンジンにより発電機を駆動し電力を供給する
と共に、該エンジンの発熱により暖房用の熱等も供給す
る熱併給発電装置に関するものである。

（ロ）従来技術 従来から、エンジン駆動の発電装置に関する技術は公知
であった。例えば特公昭５７−３０９’７０号公報に記
載の技術の如くである。

しかし、従来の技術においては、エンジン冷却水を冷却
するラジェータファンは、エンジンのクランク軸により
直接に駆動していたので、エンジン室とラジェータ室と
を別室に構成することはできなったのである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、ラジェータファンの駆動を、発電機の電力に
よりモーターにて行うこととしたので、エンジンとラジ
ェータファンとを分離することができ、これによりエン
ジン室と熱交換器室とラジェータ室とを分離して上下に
配置可能し、全体を箇潔にまとめたものである。

また、熱併給発電装置をパッケージ内にコンパクトに収
納し、全体として熱併給発電装置の据付面積を狭くし、
かつ該パンケージから外部に出てくる騒音を低（し、ま
た熱損失を小として、エンジンの発熱を効率的に暖房等
の熱源として使用可能としたものである。

（ニ）問題を解決するための手段 本発明の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成す
る為の構成を説明すると。

エンジンにより発電機を駆動し、同時に熱を供給する熱
併給発電装置において、エンジン室りは冷却ファン３に
より強制冷却を行い、該冷却ファン３をエンジンＥの上
方に位＝させ、熱交換器を内装する熱交換器室Ｆは非強
制冷却としたものである。

また、エンジンにより発電機を駆動し、同時に熱を供給
する熱併給発電装置において、エンジン室りは冷却ファ
ン３により強制冷却を行い、エンジンＥの上方にラジェ
ータ２及びラジェータファン１を配置し、該ラジェータ
２とラジェータファンｌを配置したラジェータ室Ｇは、
エンジン室りとは別に強制冷却したものである。

また、エンジンにより発電機を駆動し、同時に熱を供給
する熱併給発電装置において、エンジン室りは冷却ファ
ン３により強制冷却を行い、エンジン室りと熱交換器室
Ｆとラジェータ室Ｇとは各々別室に構成したものである
。

また、ラジェータ２の冷却風により酸素センサーＳを冷
却したものである。

（ホ）実施例 本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の図
面に示した実施例の構成を説明すると。

第１図は本発明の熱併給発電装置の前面断面図、第２図
は同じく左側面断面図、第３図はパ・ソケージ９の前面
パネルを外した状態の前面図、第４図は熱併給発電装置
の作用回路図、第５図・第６図・第７図は排気消音器６
の前面図・平面図・底面図、第８図・第９図・第１０図
は排ガス熱交換器７の断面図・平面図・前面図、第１１
図は酸素センサーＳの部分の配置を示す図面、第１２図
は酸素センサーＳの断面図、第１３図・第１４図・第１
５図は熱併給発電装置のパッケージ９の前面図・左側面
図・右側面図である。

第１図・第２図・第３図・第１３図・第１４図・第１５
図において全体的な構成を説明すると。

パッケージ９の前面は閉鎖しており、左側面にはラジェ
ータ室Ｇの冷却用吸気口Ａと、エンジン室りの冷却用吸
気口Ｂが上下に連続して開口しており、該吸気口Ａと吸
気口Ｂに連続したルーパ付きの蓋を被せている。

またパッケージ９の右側面には、左右に配置して、エン
ジン室りの冷却風排気口Ｈと、ラジェータ室Ｇの冷却風
排気口Ｃが配置されている。

該エンジン室りの冷却用吸気口Ｂとエンジン室りの冷却
風排気口Ｈは、上下位置がずれており、かつ左右の位置
もずれており、冷却風はエンジン室り内を捻じれた状態
で、対流しながら通過し冷却を行っているのである。

他方、ラジェータ室Ｇの冷却用吸気口Ａとラジェータ室
Ｇの冷却風排気口Ｃは、上下・左右とも一致しており、
直線的な風胴を構成しラジェータ室Ｇとしているのであ
る。

第１図において示す如く、エンジン室りの冷却用吸気口
Ｂからパッケージ９内に入った直くの位置に、操作盤室
の壁部があり、冷却用吸気口Ｂから吸引された冷却風は
、該操作盤５の部屋の壁部に衝突して、発電機４の位置
に至るのである。

そしてエンジン室り内に位置する発電機４を冷却した後
に、エンジンＥの周囲に接触して冷却し、エンジン室り
の天井部分に付設された冷却ファン３より吸引されて、
エンジン室りの冷却風排気口Ｈより外気に吐出されるの
である。

第２図において示す如く、冷却ファン３はパソケージ９
の奥の半分に位置する熱交換器室Ｆの左側に配置されて
おり、該熱交換器室Ｆがラジェータ２の奥の位置で遮蔽
されているので、該遮蔽板により遮蔽された部分の右側
を冷却ファン３の吐出ダクトに構成しているのである。

故にパンケージ９の上方の奥の半分には、熱交換器室Ｆ
とエンジン室りの冷却風排気口■］のダクトが遮蔽板に
より仕切られて配置されているのである。

そして熱交換器室Ｆはパンケージ９により周囲を囲んで
密封しており、外気による冷却作用は行わず、冷却によ
り排気消音器６や排ガス熱交換器７の内部に水滴が露化
発生し、これに排気ガス中の亜硫酸ガスが溶融し硫酸と
なり、パイプ内部の腐食の発生するという不具合いを解
消しているのである。

またラジェータ室ＧはエンジンＥからラジェータ室Ｇの
冷却風排気口Ｃまで、直線的に構成されており、ラジェ
ータファン１により冷却風を吐出しラジェータ２を冷却
しているのである。

また操作盤５の室もラジェータ室Ｇに連通しており、該
ラジェータファン１の吸引風により操作盤５をも冷却し
ているのである。

該操作盤５の室は、エンジン室りと連通配置し、ラジェ
ータ室Ｃは直線的に構成しても良いものである。

ラジェータファン１は発電機４が発電する電力により駆
動するモーターで起風している。

本発明においては、パッケージ９内を３室に分離してい
るのである。

まず下部は前後を連通したエンジン室りとしており、内
部には発電機４とエンジンＥと冷却ファン３とエアクリ
ーナ１１が配置されている。

該エンジン室り内へは、冷却用吸気口Ｂより冷却風を吸
引し、冷却風排気口Ｈより排風している。またエアクリ
ーナ１１への清浄空気の吸入は、その先端吸気口をラジ
ェータ室Ｇ内に開口して、温度の低い清浄空気を吸入し
ている。

そして上部を、前側のラジェータ室Ｇと、後側の熱交換
器室Ｆに構成している。

ラジェータ室Ｇ内には、操作盤５とラジェータファン１
とラジェータ２が配置されており、ラジェータ室Ｇの冷
却用吸気口Ａより冷却風を吸引して、ラジェータ室Ｇの
冷却風排気口Ｃより排風している。

また熱交換器室Ｆは書間構造に構成されており、内部に
は触媒コンバータ１２と排ガス熱交換器７と排気消音器
６と冷却水熱交換器８と、排気パイプ１０が配置されて
いる。

次に第４図の作動回路図に基づいて、本発明の熱併給発
電装置の排気と冷却水の動きを説明すると。

まずエンジンＥの排気は、パイプ１９より触媒コンバー
タ１２に案内され、該触媒コンバータ１２を通過した後
に、排ガス熱交換器７を通過する。該排ガス熱交換器７
の構成については第８図・第９図・第１０図に開示して
いる。

そして該排ガス熱交換器７の内部をエンジンＥの排気が
通過し、外部にはエンジンＥの冷却水が案内されており
、該排気中の熱をエンジン冷却水に吸収させているので
ある。

そして排ガス熱交換器７を通過した排気は、排気消音器
６にて消音され、更に排気パイプ１０を経て大気中に開
放される。

次にエンジンＥの冷却水の回路について説明すると。

エンジンＥの内部を通過し、シリンダヘッド部の高温に
より温度上昇した冷却水は、前述の排ガス熱交換器７に
案内され、該排ガス熱交換器７において排気とクロスし
て熱交換し、更に温度上昇しサーモスタットＴに至る。

該サーモスタットＴにおいて冷却水の温度を検出し、温
度が低い場合には、ラジェータファン１の回転を停止す
る。

またラジェータファン１の温度が低い場合には、サーモ
バルブ１７は閉鎖されているので、ラジェータ２は通過
せずに、サーモバルブ１８により冷却水熱交換器８側へ
も行かず、そのままエンジン已に還流するのである。

また夏期等の如く、暖房用の熱を必要としない場合には
、冷却水熱交換器８を通過する必要もないので、ラジェ
ータ２を通過してエンジンＥに戻るのである。

また冷却水熱交換器８において熱交換を必要とする場合
には、サーモバルブ１７・１８を冷却水熱交換器８へ冷
却水が至るように切り換えるのである。

ラジェータ２を必要としない場合にはラジェータファン
１を停止するのである。

また冷却水熱交換器８のみで冷却が出来ないほど冷却水
の温度が上昇した場合には、冷却水熱交換器８とラジェ
ータ２の両方へ冷却水が循環するのである。

排気消音器６は第５図・第６図・第７図に示す如く構成
されており、縦に配置された２本の筒６ａ・６ｂをを上
部で連通した構成としており、長い排気消音器を中途で
２本に折り曲げた形状とすることにより、長さを短くし
接地面積を狭く構成している。

排ガス熱交換器７も上下に配置しており、上端の排気人
ロアａより触媒コンバータ１２を通過した排気が入り、
排気比ロアｂより排気が排気消ｆ′１器６へ案内されて
いる。

また冷却水はエンジンＥから、下方の冷却本人ロアｄに
入り、排気パイプの外周を接触しながら上昇した後に、
上方の冷却水出ロアｃより吐出されて、冷却水熱交換器
８やラジェータ２に案内されている。

また第３図において示す如く排気パイプ１９に酸素セン
サーＳが配置されている。

該酸素センサーＳは排気パイプ１９内に先端を突入して
おり、排気ガス内の酸素分圧を検出するのである。

そして排気ガスの酸素分圧を検出して、ガスエンジンに
おいて空気−燃料の混合比を決定したり、触媒コンバー
タ１２の作動条件を決定したりする為の信号を送信する
のである。

そして該酸素センサーＳは、排気ガス中の酸素の含有量
と、大気中の酸素の含有量により作動するのであるから
、酸素センサーＳの周囲の雰囲気を大気の状態に近いも
のとする必要があるのである。

本構成においては、ラジェータ室Ｇ内に大気導入パイプ
１３を突出し、該ラジェータ室Ｇ内の新鮮な空気を酸素
センサーＳの周囲に案内しているのである。

これにより酸素センサーＳの周囲の雰囲気は大気の状態
に維持することができて、該雰囲気の酸素含有量が低下
することにより発生するエンジンＥの出力低下を解消す
ることが出来たものである。

また第１１図に開示した如く、大気導入パイプ１３の空
気が、ラジェータファン１の吐出力だけでは十分に酸素
センサーＳの周囲まで至らない場合には、エアクリーナ
１１により大気導入パイプ１３内の空気を吸引して、強
制的に酸素センサーＳの雰囲気を低温の大気状態とする
ことも出来るのである。

（へ）他の実施例 本構成においては、エンジンＥのエアクリーナ１１の吸
気口を、エンジン室り内に開口せずに、室を別に構成し
たラジェータ室Ｇ内において、ラジェータファン１とラ
ジェータ２との間の位置に配置しているのである。

該部分に配置することにより、エンジン室り内の如く、
発電機４やエンジンＥの外周に接触して高温化した空気
を吸入することがなく、常時大気からの低温空気を吸入
することとなるのでエンジンＥの出力性能を向上するこ
とが出来るのである。

またラジェータファン１により押し込んだ圧力空気をエ
アクリーナ１１に供給するので、通常よりも大きくの空
気を強制送風することにより、エンジンＥの出力性能の
向上を図れるのである。

またラジェータ室Ｇが膨張室の役目をするので、防音効
果を上げることができ、エアクリーナ１１の吸入口から
発生する騒音を低下することが出来るものである。

（ト）発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

請求項（１１の如く構成した゛ことにより、熱交換器室
Ｆはパッケージ９により周囲を囲んで密封しているので
、外気による冷却作用が行われず、冷却により排気消音
器６や排ガス熱交換器７の内部に水滴が発生し、これに
亜硫酸ガスが溶融し硫酸を発生し、パイプの腐食の発生
するという不具合いを解消することが出来るのである。

従来はこのような不具合いを発生させない為に、冷却水
熱交換器８や排ガス熱交換器７の部分の温度が下降しな
いように、わざわざ排ガス熱交換器７や冷却水熱交換器
８の周囲に断熱材を巻いて高温を維持する努力をしてい
たのであるが、このような処置をする必要がないのであ
る。

これにより熱損失を最小にすることが出来たものである
。

ｉｆｆ　求項（２）の如く、エンジン室りとラジェータ
室Ｇとを別にし、ラジェータファン１の駆動をモーター
駆動とすることにより、ラジェータファン１は冷却水の
温度が高温となったり、夏期の如く冷却水熱交換器８を
使用する必要の無い場合にのみ使用すれば良いので、ラ
ジェータファン１により発生する騒音を低下し、有効な
熱利用を図ることが出来たものである。

請求項（３）の如く構成したので、パッケージ９内の下
方にエンジンＥと発電機４を配置し、上方を前後に２室
に分けて、ラジェータ室Ｇと熱交換器室Ｆに構成するこ
とができたので、熱併給発電装置の据え付は面積は、従
来のエンジン駆動発電装置の据付面積で据え付けること
が出来て、狭いビルでも導入が可能となったものである
。

請求項（４）の如く構成したので、酸素センサーＳの雰
囲気を、低温の大気の状態に維持することが出来るので
、外気と排気パイプ中の酸素含有量の差で作動する酸素
センサーＳの検出精度を維持することができるので、エ
ンジン性能の低下を防ぐことが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱併給発電装＝の前面断面図、第２図
は同じく左側面断面図、第３図はパンケージ９の前面パ
ネルを外した状態の前面図、第４図は熱併給発電装置の
作用回路図、第５図・第６図・第７図は排気消音器６の
前面図・平面図・底面図、第８図・第９図・第１０図は
排ガス熱交換器７の断面図・平面図・前面図、第１１図
は酸素センサーＳの部分の配置を示す図面、第１２図は
酸素センサーＳの断面図、第１３図・第１４図・第１５
図は熱併給発電装置のパッケージ９の前面図・左側面図
・右側面図である。 Ａ・・・ラジェータ室Ｇの冷却用吸気口Ｂ・・・エンジ
ン室りの冷却用吸気口 Ｃ・・・ラジェータ室Ｇの冷却風排気口Ｄ・・・エンジ
ン室 Ｅ・・・エンジン Ｆ・・・熱交換器室 Ｇ・・・ラジェータ室 Ｈ・・・エンジン室りの冷却風排気口 １・・・・・ラジェータファン ２・・・・・ラジェータ ３・・・・・冷却ファン ４・・・・・発電機 ５・・・・・操作盤 ６・・・・・排気消音器 ７・・・・・排ガス熱交換器 ８・・・・・冷却水熱交換器 ９・・・・・パッケージ 出願人　ヤンマーディーゼル株式会社 代理人　弁理士　矢　野　寿　−部 第１２ 廚

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、エンジンにより発電機を駆動し、同時に熱を供
   給する熱併給発電装置において、エンジン室は冷却ファ
   ンにより強制冷却を行い、エンジン室の上方に位置し、
   熱交換器を内装する熱交換器室は非強制冷却としたこと
   を特徴とする熱併給発電装置。
2. （２）、エンジンにより発電機を駆動し、同時に熱を供
   給する熱併給発電装置において、エンジン室は冷却ファ
   ンにより強制冷却を行い、エンジン室の上方にラジエー
   タ及びラジエータファンを配置し、該ラジエータとラジ
   エータファンを配置したラジエータ室は、エンジン室と
   は別に強制冷却したことを特徴とする熱併給発電装置。
3. （３）、エンジンにより発電機を駆動し、同時に熱を供
   給する熱併給発電装置において、エンジン室は冷却ファ
   ンにより強制冷却を行い、エンジン室と熱交換器室とラ
   ジエータ室とは各々別室に構成したことを特徴とする熱
   併給発電装置。
4. （４）、請求項（２）において、ラジエータの冷却風に
   より酸素センサーを冷却したことを特徴とする熱併給発
   電装置。