JPH03284140A - コージェネレーションシステムユニット - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、給電および給熱用関連機器を備えたガスエン
ジンのコージェネレーションシステムユニットに関する
ものである。

（従来の技術） 従来のコージェネレーションシステムユニットは、第１
７図乃至第２０図に示されるように、エンクロージャ本
体１の内部に、ガスエンジン２、発電機３、ガスエンジ
ン２の排気系に連続的に設けられた３元触媒コンバータ
４ａｓ清水熱交換器４ｂおよび排ガス熱交換器４ｃが内
蔵され、またエンクロージャ本体１の外部にサイレンサ
９が設けられている。そして、内部を強制的に換気する
ために、エンクロージャ本体１の一側上に吸気ユニット
５が設けられ、他側上に排気ユニット６が設けられてい
る。

そうして、吸気ユニット５の下部に水平に取付けられた
送風機７により、吸気ユニット５の側面に設けられた吸
気孔５ａから吸込まれた外気が、吸気ユニット５内の消
音スプリッタを経てエンクロージャ本体１の上面から内
部に送り込まれ、さらに、エンクロージャ本体１内から
の排気は、工ンクロージャ本体１の上面に設けられた排
気口８、排気ユニット６内の消音スプリッタを経て排気
ユニット６の側面に設けられた排気孔６ａから外部に排
気される。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来のコージェネレーションシステムユニ
ットは、内部機器の配置に計画性が欠けるため、エンク
ロージャ本体１内に無駄なスペースが多（、また、コー
ジェネレーションシステムに必要な全機器をエンクロー
ジャ本体１内に搭載していた訳でもない。例えば、発電
機制御盤、ユニット制御盤に相当するものや、大型の吸
気ユニット５、排気ユニット６およびサイレンサ９等は
エンクロージャ本体１の外部に設けており、コージェネ
レーションシステム全体が大型化している問題がある。

本発明は、エンクロージャ本体内にガスエンジンを中心
に給電および給熱用関連機器がコンパクトに配置された
コージェネレーションシステムユニットを提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、エンクロージャ本体の内部にガスエンジンと
給電および給熱用関連機器とが配置されたコージェネレ
ーションシステムユニットにおいて、エンクロージャ本
体１０の台床１１のほぼ中央部にガスエンジン１２が据
付けられ、このガスエンジン１２の一側に発電機１３が
取付けられるとともに、他側に熱交換器１４．１５が配
置され、ガスエンジン１２の上側のスペースに排ガス処
理用の三元触媒を内蔵した触媒サイレンサ１６が配置さ
れ、前記発電機１３の上側のスペースに換気用吸気装置
１７が配置され、熱交換器１４．１５の上側のスペース
に換気用排気装置１８が配置されたコージェネレーショ
ンシステムユニットである。

（作用） 本発明は、ガスエンジン１２にて稼働される発電機１３
から給電がなされ、また、ガスエンジン１２から排出さ
れた排ガスが、触媒サイレンサ１６にて有害物除去処理
されるとともに消音処理され、熱交換器１５にて冷水と
熱交換され、温水が供給される。また、前記吸気装置１
７により外気をエンクロージャ本体１０内に吸込んで前
記排気装置１８から排気することにより、エンクロージ
ャ本体内の換気を行い、密閉された防音エンクロージャ
本体内に新鮮な空気を供給する。

（実施例） 以下、本発明を第１図乃至第１６図に示される実施例を
参照して詳細に説明する。

第１図および第２図に示されるように、エンクロージャ
本体１０のベースである共通台床１１のほぼ中央部にガ
スエンジン１２が据付けられ、このガスエンジン１２の
一側に発電機１３が取付けられるとともに、他側に熱交
換器（水／水熱交換器１４及び排ガス／水熱交換器１５
）が配置され、ガスエンジン１２の上側に、排ガス処理
用の三元触媒を内蔵した触媒サイレンサー６が吊下げ支
持され、前記発電機１３の上側のスペースに換気用吸気
装置１７が配置され、前記熱交換器Ｉ４．１５の上側の
スペースに換気用排気装置１８が配置されている。エン
クロージャ本体１０は、外側の鋼板と内側のバンチング
メタル板との間に吸音材（グラスウール）を充填して構
成した消音パネルにより形成する。

第３図乃至第５図に示されるように、発電機１３と換気
用吸気装置１７との間のスペースには、前記台床１１上
に固定された架台２１により発電機制御盤２２が取付け
られ、また、ガスエンジン１２と対向するドア２３の内
面にはユニット制御盤（エンジン制御盤）２４が取付け
られている。また、ガスエンジン１２の排気系は、可撓
管２５を経て前記触媒サイレンサ１６に接続され、この
触媒サイレンサー６から曲管２６および可撓管２７を経
て前記排ガス／水熱交換器１５に接続され、さらに、可
撓管２８および直管２９によりエンクロージャ本体１０
の外部に引出されている。

そうして、ガスエンジン１２により稼働される発電機１
３により給電がなされ、また、ガスエンジン１２から排
出された高温の排ガスは、後述するように触媒サイレン
サー６にて排ガス処理されるとともに消音処理され、さ
らに、排ガス／水熱交換器１５にて清水を加熱し、高温
の清水を給湯する。なお、排ガス／水熱交換器１５に供
給される清水は、前段の水／水熱交換器１４にてガスエ
ンジン１２の冷却に使用され昇温した温水を利用して予
め温められており、二つの熱交換器１４．１５で２段加
熱される。

第３図には、ガスエンジン１２に対する潤滑油供給系お
よび燃料ガス供給系の配管が示されている。潤滑油供給
系は、前記発電機１３の一側部に、ガスエンジン１２の
オイルパンに対する潤滑油補給タンク３１が配置され、
この潤滑油補給タンク３１から引出された配管３２に潤
滑油面制御装置３３が設けられ、この潤滑油面制御装置
３３によりオイルパン内油面レベルが一定に制御される
。燃料ガス供給系には、ガス電磁弁３４およびガスレギ
ュレータ３５等が設けられている。

第４図に示されるように、ガスエンジン１２および発電
機１３は、防振ゴム３６を介して共通台床１１上に取付
けられている。ガスエンジン１２の手前にはバッテリ３
７が配置されている。ガスエンジン１２の側部には冷却
水系統のエキスパンションタンク３８および補助タンク
３９が設けられている。

次に、第６図を参照して、エンクロージャ本体１０の内
部を換気するための前記吸気装置１７および排気装置１
８を説明する。

前記吸気装置１７は、エンクロージャ本体１０の後板１
０ａの上部中央に吸気孔４３が開口され、この吸気孔４
３が、消音構造部としてのスプリッタ４４を経て、エン
クロージャ本体１θ内に仕切板４５によって区画形成さ
れた吸気室４６に連通され、前記仕切板４５は、ガスエ
ンジン１２および発電機１３に対向する部分に傾斜面部
４５ａが設けられ、この傾斜面部４５ｇに２個の送風口
４７が設けられ、この各送風口４７に送風機４８がそれ
ぞれ取付けられ、さらに、前記スプリッタ４４と送風機
４８との間に、気流を中央に案内する複数の整流板４９
８と、気流を下方に案内する複数の整流板４９ｂとが設
けられている。この整流板４９ａ　、　４９ｂは、必要
に応じて設けるが、換気量の増加、吸気音および圧力損
失の低減を図る上で有効である。

前記吸気装置１７のスプリッタ４４は、吸気孔４３をそ
の中央で２分する垂直吸音材５１と、吸気孔４３の幅よ
りやや幅広の垂直吸音材５２とが丁字形に組合わされ、
また、これらの垂直吸音材５１．５２とエンクロージャ
本体１０との間に複数の水平吸音材５３が組合わされ、
さらに、前記水平吸音材５３に多数のガイドベーン５４
が挿入されたものである。前記垂直吸音材５２の左右両
側には通気孔５５が形成されている。なお、前記各吸音
材は吸音板（商品名・・・グラスロンボード）の外表面
にパンチングメタルを張設したものである。

排気装置１８は、第６図に示されるように、エンクロー
ジャ本体１０の前板］Ｏｂと直交する一側部１０ｃに排
気孔６１が開口され、この排気孔６１の内側に、消音構
造部としての多数のセル６２が設けられ、このセル６２
の内端に整流板６３が設けられたものである。この整流
板６３は、必要に応じて設け、圧力損失の低減を図る。

前記セル６２は、角筒形成音材（商品名・・・グラスロ
ンダクトボード）であり、この各セル６２の開口寸法お
よび長さは消音効果で決定し、また、セル数は、排風量
と圧力損失とで決定する。さらに、このセル６２の吸音
材の厚さおよび密度は消音効果で決定する。

前記吸気装置１７の吸気孔４３および前記排気装置１８
の排気孔６１は、第９図および第１０図に示されるよう
に、同一形状および同一寸法に形成されている。

そうして、前記吸気装置１７の送風機４８により前記吸
気孔４３から吸込まれた気流が、前記スプリッタ４４で
消音処理されながら、前記垂直吸音材５２の左右両側に
形成されている通気孔５５に導かれ、さらに、この通気
孔５５から前記２台の送風機４８まで前記整流板４９ａ
　、　４９ｂにより円滑に導かれる。

そして、この２台の送風機４８により送風口４７からエ
ンクロージャ本体１０内の全幅に比較的均一な気流が送
り込まれ、最後に排気装置１８のセル６２を通過すると
き消音処理され、排気孔６１から外部に排気される。

次に、第７図および第８図を参照して前記触媒サイレン
サ１６およびその取付方法を説明する。

０ 第７図に示されるように、フランジ接続された一方の円
筒形サイレンサ本体７１の端部に排ガス入口管７２が挿
入され、他方の円筒形サイレンサ本体７３の端部に排ガ
ス出口管７４が挿入され、前記排ガス入口管７２は、前
記可撓管２５を介して前記エンジン１２の排気口に接続
され、排ガス出口管７４は、前記曲管２６および可撓管
２７を介して前記熱交換器１５に接続されている。これ
らの円筒形サイレンサ本体７］、　７３の上部には、第
８図に示されるように吊上用ワイヤ掛は部７５が取付け
られている。

第７図に戻って、この両方のサイレンサ本体７１、７３
の相互に対向するフランジ８１の間に、円形鉄板で形成
された触媒取付板８２が、図示されないガスケットを介
して挾持され、この触媒取付板８２の中央部に溶接付け
された触媒取付枠８３の内部にモノリス型三元触媒８４
が設けられている。さらに、前記他方のサイレンサ本体
７３の内部は溶接付けされた鉄板８５により２室に分割
され、この鉄板８５を介して複数の消音パイプ８６が取
付られている。したがって、サイレンサ内部は、前記排
ガス入口管１ ７２の側面に設けられた開口８７が位置する室８８３と
、中央の室８８ｂと、排ガス出口管７４の側面に設けら
れた開口８９が位置する室８８ｃとに区画形成されてい
る。

そうして、一方のサイレンサ本体７１内に供給された排
ガスが前記モノリス型三元触媒８４を通って他方のサイ
レンサ本体７３内に移動する段階で、Ｃｏ（−酸化炭素
）、ＨＣ（炭化水素）、Ｎ０ｘ（窒素酸化物）が酸化還
元処理される。また、排ガスが排ガス入口管７２の開口
８７から、室８８ａ１触媒８４、室８８ｂ１消音パイプ
８６および室８８ｃを経て排ガス出口管７４の開口８９
に至る段階で、排ガスの膨張作用と圧縮作用とが繰返し
行われ、消音効果が得られる。

次に、第８図に示されるように、この触媒サイレンサ１
６をエンクロージャ本体１０の内部に組込む手段として
、エンクロージャ本体１０の天井面部に２本のリップ溝
形鋼レール９１が装着され、このリップ溝形鋼レール９
１内に転輪で移動自在の台車９２が、エンクロージャ本
体１０から水平方向に突出２ 可能に装着されているので、この台車９２の突出端に、
前記触媒サイレンサ１６の上部に取付けられた吊上用ワ
イヤ掛は部７５を通してボルト９４を螺入し、台車９２
に触媒サイレンサ１６を一体に固定する。この触媒サイ
レンサ１６は、エンクロージャ本体１０の側面に設けら
れた開口９５を経て台車９２により内部に引込まれ、さ
らに、点検、交換時に外部に引出される。この開口９５
は図示しないパネルによって閉じられる。触媒サイレン
サ１６は、前記吊上用ワイヤ掛は部７５に引掛けられた
ワイヤ９６を介して、クレーンにより台車９２のレベル
まで吊上げるようにする。

第９図は、このコージェネレーションシステムユニット
の屋外設置状態を示し、吸気孔４３および排気孔６１に
はエキスバンドメタルによる防護スクリーン１０１が取
付けられ、粗大物の侵入や排出が防止されている。さら
に、前記吸気孔４３および排気孔６１には、降雨時の雨
水の侵入を防止するためのフード１０２が装着されてい
るが、吸排風角度は、周囲環境や歩行者への影響に配慮
して適宜設置３ 定する。

第１０図は、このコージェネレーションシステムユニッ
トの屋内設置状態を示し、前記吸気孔４３および排気孔
６１にはダクト１０３がフランジ接続されている。その
場合、前記防護スクリーン１０１の装着を選択し、この
防護スクリーンを装着する場合は、防護スクリーンとダ
クトフランジとを共通の止めねじで接続する。

第１１図は前記発電機制御盤２２およびユニット制御盤
２４の監視および操作状態を示し、第１２図は前記潤滑
油補給タンク３１および潤滑油面制御装置３３の点検状
態を示し、第１３図は前記水／水熱交換器１４および排
ガス／水熱交換器１５を脱着する際の状態を示し、第１
４図は前記発電機１３を脱着する際の状態を示し、第１
５図は前記発電機制御盤２２を脱着する際の状態を示す
。

第１６図は、エンクロージャの分解状態を示し、前記エ
ンクロージャ本体１０は、前記吸気装置１７が設けられ
た吸気側パネル１１１と、センターパネル１１２と、前
記排気装置１８が取付けられた排気側パ４ ネル１１３とにより分割構成されている。そうして、空
間的に制限されない設置場所においては、共通台床１１
を残し、吸気側パネル１１１、センターパネル１１２お
よび排気側パネル１１３の全体を一体化したまま一括し
て吊上げ、共通台床１１に対し脱着する。またスペース
に制限のある場所では、各パネル１１１　、　１１２　
、１１３を分割して個別に共通台床１１に対し脱着する
。

さらに、センターパネル１１２は、天板パネル１１２ａ
と、上部側面パネル１１２ｂ、　１１２ｃと、下部側面
パネルｌＩ２＋］、　１１２ｅとが細分割されている。

したがって、設置スペースが最も制約された場所では、
このようにセンターパネル１１２を細分割することによ
り、パネル吊上げ高さを低く押えることができる。また
、一方の上部側面パネル１１２ｂをエンクロージャ組立
状態において取外すと、エンクロージャ本体１０に前記
開口９５（第８図）が形成されるので、この間口９５を
前記サイレンサ１６の点検、交換時の取出口として利用
する。

〔発明の効果〕

５ 本発明によれば、エンクロージャ本体の台床のほぼ中央
部にガスエンジンが据付けられ、このガスエンジンの一
側に発電機が取付けられるとともに、他側に熱交換器が
配置され、ガスエンジンの上側のスペースに排ガス処理
用の三元触媒を内蔵した触媒サイレンサが配置され、前
記発電機の上側のスペースに換気用吸気装置が配置され
、熱交換器の上側のスペースに換気用排気装置が配置さ
れたから、コージェネレーションシステムユニットの単
独運転に必要な全機器をエンクロージャ本体内にコンパ
クトに配置でき、従来の同型機よりも省設置スペースを
実現でき、限定されたスペース下での設置施工が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１６図は本発明に関する図であり、第１図
は本発明のコージェネレーションシステムユニットを構
成する主要機器の配置を示す平断面図、第２図はその正
断面図、第３図は本発明のコージェネレーションシステ
ムユニットの内部機器の一例を示す平断面図、第４図は
その正断面図、６ 第５図はその側断面図、第６図はそのエンクロージャ本
体内換気用の吸排気装置の一例を示す斜視図、第７図は
触媒サイレンサの一例を示す断面図、第８図はその触媒
サイレンサの脱着交換状態を示す斜視図、第９図は屋外
設置状態にあるユニットの斜視図、第１０図は屋内設置
状態にあるユニットの斜視図、第１１図は発電機制御盤
およびユニット制御盤の監視および操作状態を示すユニ
ットの斜視図、第１２図は潤滑油補給タンクおよび潤滑
油面制御装置の点検状態を示すユニットの斜視図、第１
３図は熱交換器の脱着状態を示すユニットの斜視図、第
１４図は発電機の脱着状態を示すユニットの斜視図、第
１５図は発電機制御盤の脱着状態を示すユニットの斜視
図、第１６図はエンクロージャ本体の分解状態を示す斜
視図、第１７図乃至第２０図は従来のコージェネレーシ
ョンシステムユニットを示す図であり、第１７図はその
平面図、第１８図はその正面図、第１９図はその左側面
図、第２０図はその右側面図である。 １０・・エンクロージャ本体、１１・・台床、１２７ ・ガスエンジン、 １３・ 発電機、 １４゜ １５・ 熱 交換器、 １６・ 触媒サイレンサ、 １７・ 吸気装置、 １８・ ・排気装置。 特開平３ ２８４１４０　（７）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンクロージャ本体の内部にガスエンジンと給電
   および給熱用関連機器とが配置されたコージェネレーシ
   ョンシステムユニットにおいて、エンクロージャ本体の
   台床のほぼ中央部にガスエンジンが据付けられ、このガ
   スエンジンの一側に発電機が取付けられるとともに、他
   側に熱交換器が配置され、ガスエンジンの上側のスペー
   スに排ガス処理用の三元触媒を内蔵した触媒サイレンサ
   が配置され、前記発電機の上側のスペースに換気用吸気
   装置が配置され、熱交換器の上側のスペースに換気用排
   気装置が配置されたことを特徴とするコージェネレーシ
   ョンシステムユニット。