JPH0626399A - 熱電併給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置内部の各機器に対して効率良く換気冷却
すると共に、全体の省スペース化および低コスト化を図
る。 【構成】 エンジン室２は、遮音部材６により遮音構造
とされる。内部にエンジン９および発電機１０を配設
し、発電機１０には内蔵された冷却ファン１５が設けら
れる。エンジン室２は、補機室３と吸気口７で連通さ
れ、熱交換器室４と排気口８で連通している。エンジン
９が駆動されると、発電機１０が運転されて発電し、冷
却ファン１５が運転されてエンジン室２内を換気する。
その送風経路は、補機室３，吸気口７，発電機１０，エ
ンジン９，排気口８，熱交換器室４を介してラジエータ
室５に至る経路である。使用限界温度が低い順に外気が
流通するので、少ない送風量で無駄なく冷却でき、エン
ジン室２の小形化，低コスト化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにより発電機
を駆動して電力を供給すると共にそのエンジンの廃熱を
熱交換器により熱源として利用する構成の熱電併給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば、
特開平２−９９７４９号公報に示されたようなものがあ
る。即ち、防音ケース内にエンジンおよび発電機を収容
し、その防音ケースに換気入口および換気出口を形成す
ると共に、防音ケース内部にエンジンにより回転駆動さ
れる換気ファン装置を設けた構成としたものである。そ
して、換気入口および換気出口部分には、防音ケース内
部側に遮音ダクトを設けてエンジン音が外部に漏れにく
い構成としている。

【０００３】これにより、エンジンの駆動で換気ファン
装置が運転されると、換気入口から外気をエンジン室内
に導入してエンジンおよび発電機等を冷却して換気出口
から排出されるので、エンジン室からエンジン音が外部
に漏れない構成としながら、冷却用のファンを別途に設
けることなくエンジン室内を換気することができるもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
ようなものにおいては、低コスト化および省スペース化
が要望されているが、上述のような従来構成のもので
は、次の点で不利な状況にある。即ち、換気ファン装置
によりエンジン室内の冷却を行なう場合に、エンジンお
よび発電機の両者を同時に冷却する構成であるため、そ
のための換気送風量が比較的大きくなる。ところが、こ
のように換気送風量が大とするためには、換気入口およ
び換気出口の大きさもある程度大きくする必要があり、
エンジン室の防音のための密閉構造を形成するうえで不
利な状況下にある。

【０００５】また、防音効果を高めるために、エンジン
室の換気入口および換気出口のぞれぞれに遮音ダクトを
配設する構成としているので、エンジン室の省スペース
化の点で不利となり、従って、全体として大形化する不
具合がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、装置内部の各機器に対して効率良く換
気冷却すると共に、全体の省スペースス化および低コス
ト化が図れる熱電併給装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンによ
り駆動される発電機とそのエンジンの廃熱を熱源として
利用するための熱交換器とを具備した熱電併給装置を対
象とするものであり、吸気口および排気口が形成され内
部に前記エンジンおよび発電機が収容されるエンジン室
と、前記発電機に内蔵され前記エンジンによる回転駆動
に応じて前記吸気口から発電機内部を介して該エンジン
側に送風するファン装置と、前記エンジン室と隣接した
位置に前記吸気口と連通するように設けられ関連補機が
収容される補機室と、前記エンジン室と隣接した位置に
前記排気口と連通するように設けられ前記熱交換器が収
容される熱交換器室とを設け、前記ファン装置により、
前記補機室から前記吸気口を介して前記発電機内部に吸
入し、前記エンジンを介して前記排気口から前記熱交換
器室へ送風するように構成したところに特徴を有する。

【０００８】

【作用】本発明の熱電併給装置によれば、エンジンが運
転されると、これに応じて発電機およびファン装置が駆
動される。これにより、外部への給電が可能になると共
に、エンジンの廃熱を熱源として熱交換器等の動作が可
能となる。このとき、ファン装置が運転されることによ
り、エンジン室の吸気口を介して補機室側から発電機内
部に外気が吸入され、その空気はエンジンを介してエン
ジン室の排気口から熱交換器室に送られるようになる。
つまり、ファン装置による送風は、補機室内，吸気口，
発電機内，エンジン，排気口および熱交換器室を順に介
した風路で流通するようになる。一方、このような送風
を行なう場合でも、エンジンは発電機よりも使用温度の
上限が高いので、発電機を介した後にエンジンに送られ
た空気の温度は多少高くなっているが、略支障なくエン
ジンの冷却作用を期待することができ、全送風量を少な
く設定することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を発電・給湯システムに適用し
た場合の第１の実施例について図１ないし図４を参照し
ながら説明する。図１は本体１の内部を概略的に示す断
面図であり、矩形状をなす本体１の内部には次の各室が
仕切り形成されている。即ち、下部左側にはエンジン室
２が設けられ、右側にはエンジン室２と隣接して補機室
３が設けられ、上部には熱交換器室４およびラジエータ
室５が隣接するように設けられている。

【００１０】エンジン室２は、その内周壁に遮音部材６
を貼付けて遮音性を高めた構成とされており、その右側
下部にはガラリ構造を有し補機室３と連通する吸気口７
が形成され、その右側上部には同様にガラリ構造を有し
熱交換器室４と連通する排気口８が形成されている。エ
ンジン室２内部には、エンジン９およびこのエンジン９
に直結された状態で回転駆動される発電機１０が配設さ
れると共に、関連補機としての電磁弁１１等が配設され
ている。

【００１１】図２は発電機１０を分解して示しており、
この発電機１０において、筐体１２の内周壁部に固定子
１３が配設され、内部に回転子１４が回転可能に支承さ
れている。筐体１２の両側面部には内部と連通する吸込
口１２ａが形成されている。回転子１４には、これと一
体に回転するファン装置としての高静圧タイプのターボ
ファン１５が配設されており、回転子１４の回転軸１４
ａはエンジン９の図示しないフライホイールに直結継手
１６を介して連結されている。ケーシング１７はターボ
ファン１５の外周部を覆うようにして筐体１２に固定さ
れており、その両側部に設けられた吹出口１７ａ，１７
ａには送風ガイド１８，１８が取り付けられ、ターボフ
ァン１５による送風を左方に導くようになっている。

【００１２】尚、エンジン室２内部は、仕切り壁１９で
仕切られた発電機吸気室２ａが形成されており、この発
電機吸気室２ａには発電機１０の筐体１２部分に形成し
た吸込口１２ａが臨んでいる。仕切り壁１９と筐体１２
とが接触する部位にはインシュレータ２０が配設されて
いる。

【００１３】さて、補機室３内には、上部に電気的な制
御を行なうためのコントローラ２１が配設され、下部に
循環ポンプ２２等の関連補機が配設されている。また、
補機室３内の中間部には外部と連通するガラリ構造の外
気導入口２３が形成されており、この外気導入口２３に
は室内側に遮音ダクト２４が配設されている。次に、熱
交換器室４内には、エンジン９の廃熱を利用するための
廃熱回収熱交換器２５，排気熱交換器２６および冷却水
配管２７が配設されている。冷却水配水管２７内を流通
するエンジン９の冷却水の熱を廃熱回収熱交換器２５お
よび排気熱交換器２６により回収して熱交換を行なうよ
うになっている。

【００１４】ラジエータ室５は、熱交換器室４と開口状
態で隣接しており、また外部と接する３つの側壁部分は
吸気口部２８により外部と連通するように形成されてお
り、上部には外部と連通する排気口部２９が形成されて
いる。ラジエータ室５の底面部には、雨水を受けるドレ
ンパン３０が配設されている。ラジエータ室５には、吸
気口部２８に対応してラジエータ３１が室内を取り囲む
ように配設され（図３参照）、そのラジエータ３１の上
縁部には室内との隙間をシールするラジエータシール３
２が配設されている。

【００１５】ラジエータ室５内において、ラジエータフ
ァン装置３３はドレンパン３０に取付部材３４を介して
配設されている。ラジエータファン装置３３の駆動モー
タ３３ａは、その回転軸が上下に指向するように配置さ
れており、その上端部にはファン３３ｂが固定されてい
る。ファン３３ｂは、ラジエータ室５の排気口部２９部
分に臨むように配置されており、排気口部２９部分には
ファン３３ｂによる送風が整流されるように整流シュラ
ウド３５が配設されている。

【００１６】図４は本実施例の発電・給湯システムの系
統を概略的に示している。この図４において、エンジン
９の回転力によりこれと直結された発電機１０を駆動し
て電力を供給する。また、エンジン９の冷却水を排気熱
交換器２６および電磁弁１１を介してラジエータ３１，
廃熱回収熱交換器２５に循環させる。ラジエータ３１に
循環される冷却水は冷却ファン装置３３により冷却さ
れ、廃熱回収熱交換器２５に循環される冷却水は、外部
に接続された貯湯槽３６から循環される水と熱交換する
ことにより冷却されるようになっている。

【００１７】上記構成によれば、エンジン９が運転され
ると、これに直結された発電機１０が駆動されて発電す
るので、電源として電力を供給することができるように
なり、一方、エンジン９の周りに循環される冷却水は、
循環ポンプ２２によりラジエータ３１に流通され、ここ
で放熱して冷却されると再びエンジン９に循環されて冷
却するようになる。この場合、冷却水の温度が高くなっ
ているときには、電磁弁１１の切換えにより、廃熱回収
熱交換器２５にも冷却水が循環されるようになり、ここ
で高温の冷却水は、貯湯槽３６から給水ポンプ３７によ
り循環されてきた水を温めることにより放熱するように
なる。従って、エンジン９の廃熱により貯湯槽３６の水
を温水にすることができ、給湯或は暖房用として利用す
ることができる。

【００１８】そして、ラジエータファン装置３３の運転
により、吸気口部２８からラジエータ３１を介して外気
を吸入する（図１中矢印ａ参照）と共に排気口部２９を
介して上方に排気する（同矢印ｂ参照）ことによりラジ
エータ３１は独立して冷却されるようになっている。

【００１９】さて、上記動作が行なわれるときには、タ
ーボファン１５が発電機１０と一体となって回転するよ
うになり、これにより、次のような通風経路が形成され
てエンジン室２内の換気動作が行なわれる。即ち、ター
ボファン１５の回転により、吸込口１２ａから発電機吸
気室２ａ内の空気を吸引するようになる（図１，図３中
矢印Ｃ参照）。すると、補機室３においては、外気導入
口２３から遮音ダクト２４を介して外気が吸入され（同
矢印Ａ参照）、その外気は補機室３内部を経て吸気口７
からエンジン室２の発電機吸気室２ａ内に吸引されるよ
うになる（同矢印Ｂ参照）。これにより、補機室３内の
コントローラ２１および循環ポンプ２２等が外気により
冷却される。

【００２０】発電機吸気室２ａ内の空気は、発電機１０
の吸込口１２ａを介して内部に吸入され（同矢印Ｃ参
照）、ターボファン１５を介して吹出口１７ａからエン
ジン９側に送り出される（同矢印Ｄ参照）。これによ
り、発電機１０およびエンジン９が冷却される。そして
この後、エンジン室２内の空気は関連補機１１等の周辺
を経て排気口８から熱交換器室３に送り出される（同矢
印Ｅ参照）。そして、熱交換器室４に流入した空気は、
廃熱回収熱交換器２５，排気熱交換器２６等の近傍を経
てラジエータ室５に流入される（同矢印Ｆ参照）。

【００２１】さて、このように、補機室３，エンジン室
２，熱交換器室４を順次介して外気を循環させるように
しているので、内部を流通する間にその温度が上昇して
ゆく。この場合、最も温度を低く保持する必要がある補
機室３内の関連補機に対して外気を最初に経由させ（例
えばその上限温度４０℃）、続いてエンジン室２の発電
機１０（例えばその上限温度６０℃），エンジン９（上
限温度７５℃）を経て熱交換器室４に至る経路となって
いる。従って、このような直列形の通風経路を形成して
も各室において無駄のない冷却を行なうことができ、全
体としての送風量を低減することができる。

【００２２】尚、発明者は、本実施例によるターボファ
ン３３の送風量とエンジン室２内の温度との相関関係を
測定したところ、図５に示すような結果を得た。即ち、
例えば、エンジン室２内の温度を７５℃に保持するのに
必要な送風量が、従来では約４５０立方メートル／時間
であったのに対して、本実施例においては３００立方メ
ートル／時間以下とすることができる。この結果から、
従来構成のものと比べて、エンジン室２内を同じ温度に
するのに要する送風量が４０％程度低減できることがわ
かった。

【００２３】このような本実施例によれば、次のような
効果が得られる。即ち、第１に発電機１０に内蔵された
ターボファン３３をエンジン９の回転により駆動して各
室の冷却を行なう構成としたので、冷却用のファン装置
を別途に設ける必要がなく、省スペース化および低コス
ト化が図れる。

【００２４】第２に、ターボファン３３による送風経路
を、使用上限温度が低い順、即ち、補機室３，エンジン
室２の発電機１０，エンジン９，熱交換器室４およびラ
ジエータ室５へと順次経由するように形成し、高静圧タ
イプのターボファン３３により送風する構成としたの
で、冷却効果を低下させないようにしながら全体として
の送風量を低減させることができる。そして、送風量を
低減することにより、とくにエンジン室２内の吸気口
７，排気口８の大きさを小さくして防音効果を向上で
き、さらに、エンジン室２に遮音ダクトを設ける必要が
ないので、エンジン室２を小形化することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の熱電併給装置によれば、エンジ
ン室と隣接した位置に吸気口と連通する補機室を配設
し、排気口と連通する熱交換器室を配設し、発電機に内
蔵されたファン装置により、補機室から発電機内部，エ
ンジンを介して熱交換器室に至る通風経路に送風するよ
うにしたので、使用上限温度が低い装置から順次冷却す
る構成とすることができ、少ない送風量で効率良く冷却
を行なうことができ、総じてエンジン室の小形化が図れ
ると共に、低コスト化が図れるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成の縦断正面図

【図２】発電機の分解斜視図

【図３】ラジエータ室部分で切断して示す作用説明用の
平面図

【図４】システム系統図

【図５】送風量に対するエンジン室内温度の相関図

【符号の説明】

１は本体、２はエンジン室、２ａは発電機吸気室、３は
補機室、４は熱交換器室、５はラジエータ室、７は吸気
口、８は排気口、９はエンジン、１０は発電機、１２は
筐体、１２ａは吸込口、１５はターボファン（ファン装
置）、１９は仕切り壁、２１はコントローラ、２２は循
環ポンプ（関連補機）、２３は外気導入口、２４は遮音
ダクト、２５は廃熱回収熱交換器、２６は排気熱交換
器、３０はドレンパン、３１はラジエータ、３３はラジ
エータファン装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより駆動される発電機とその
   エンジンの廃熱を熱源として利用するための熱交換器と
   を具備した熱電併給装置において、 吸気口および排気口が形成され内部に前記エンジンおよ
   び発電機が収容されるエンジン室と、 前記発電機に内蔵され前記エンジンによる回転駆動に応
   じて前記吸気口から発電機内部を介して該エンジン側に
   送風するファン装置と、 前記エンジン室と隣接した位置に前記吸気口と連通する
   ように設けられ関連補機が収容される補機室と、 前記エンジン室と隣接した位置に前記排気口と連通する
   ように設けられ前記熱交換器が収容される熱交換器室と
   を具備し、 前記ファン装置は、前記補機室から前記吸気口を介して
   前記発電機内部に吸入し、前記エンジンを介して前記排
   気口から前記熱交換器室へ送風することを特徴とする熱
   電併給装置。