JPH0740677Y2 - 定置式エンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、コージェネレーションシステム等に於いて使
用される排熱回収器を備えた定置式エンジンに関するも
のである。

（従来技術） 最近では、例えばディーゼルエンジン、ガスエンジン、
ガスタービンなどの定置式のエンジン（原動機）によっ
て自家発電機を駆動するとともに排熱回収器を用いて当
該発電機駆動時における原動機からの排熱を有効に回収
し、例えば冷暖房や給湯用の熱源として有効に利用する
ようにした所謂コージェネレーションシステム（熱併給
発電システム）がオフィスビルや工場などで多く採用さ
れるようになってきている。

このようなコージェネレーションシステム等の自家発電
装置では、例えば特開昭54-55207号公報に示されるよう
に所定容積のキュービクル内に各種の装置を集約的に配
置収納したキュービクルタイプのレイアウト構造が採用
されることが多い。

（考案が解決しようとする課題） ところが、上述のようにエンジンその他の各種装置、例
えばエンジンと当該エンジンへの燃料供給通路、また当
該エンジンの排気系に設けられている排熱回収器と当該
排熱回収器への熱交換媒体通路やそれらの各種付属品な
どが所定容積内に緊密に集約されるようになると、外部
設置スペースの面では有利となる反面、メンテナンス上
の困難を伴うようになる。

例えば上記発電機駆動用のエンジン（原動機）としてガ
ス燃料式のエンジンを採用した場合、当該エンジン及び
発電機等のメンテナンスが必要なことは勿論、更にガス
燃料の供給通路には安全用の遮断弁や調圧用のカバナ装
置、また吸気との混合器（ミキサー）などの比較的定期
的点検頻度の高い各種付属装置が設けられることにな
る。また当該エンジン排気系の排熱回収器や該排熱回収
器への水等熱交換媒体供給通路に設けられる供給ポンプ
なども定期的なメンテナンスの必要性が高い。

しかるに、上述の如く各種の配管、装置がエンジン等の
周りに錯綜して集約的に配設されているとすると、上記
エンジンその他の付属設備のメンテナンスの度に多数の
各部の取外しを行わなければならず、著しい不便を伴う
問題がある。特に上記各通路部等各部は、通常床面にブ
ラケットを介してボルト締めして固定しているので、そ
の取外しは大変である。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上述のような問題を解決することを目的とし
てなされたもので、排気系に当該エンジンからの排気熱
を有効に回収する排熱回収器を備えている定置式エンジ
ンにおいて、当該エンジンへの燃料供給通路及び上記排
熱回収器の熱交換媒体通路を共に当該エンジン下方の床
面上に設置するようになす一方、それら各通路を上記エ
ンジン及び排熱回収器側本体部ユニットとメンテナンス
を必要とする付属設備を備えたメンテナンス側ユニット
との少なくとも２組のユニット部に分割し、上記メンテ
ナンスを必要とする付属設備を備えたメンテナンス側通
路部ユニットを取外し可能にメンテナンス側位置に配置
して上記エンジン側燃料供給通路本体部及び排熱回収器
側熱交換媒体通路本体部に対し着脱可能に接続するよう
にしたことを特徴とするものである。

（作用） 上記本考案の定置式エンジンの構成では、排気系に当該
エンジンからの排気熱を有効に回収する排熱回収器を備
えてなる定置式エンジンにおいて、当該エンジンへの燃
料供給通路及び上記排熱回収器の熱交換媒体通路を共に
当該エンジン下方の床面上に設置するようになす一方、
それら各通路を上記エンジン及び排熱回収器側本体部ユ
ニットとメンテナンスを必要とする付属設備を備えたメ
ンテナンス側ユニットとの少なくとも２組の通路ユニッ
ト部に分割し、上記頻繁なメンテナンスを必要とする通
路部ユニットを取外し可能にして特にメンテナンス側位
置に配置して上記エンジン側燃料供給通路本体部及び排
熱回収器熱交換媒体通路本体部に対し着脱可能に接続す
ることにより全装置をコンパクトに収納するようになっ
ている。

従って、エンジン（原動機）と燃料通路系及び熱交換媒
体通路系との分離や接続等の取付け、取外し作業自体が
簡単となることは素より、特にメンテナンス側ユニット
が完全に取外されるようになることから、それらの各種
付属装置そのもののメンテナンス作業が著しく容易にな
る。

従って、ガス燃料式のエンジンを採用した場合に於ける
ガス漏れ事故時等の緊急処置も容易かつ確実となり、信
頼度の高いものとなる。また、上記のように通路部の殆
んどが完全に取外される結果、エンジン及び排熱回収器
側のメンテナンスも著しく容易となる。

（考案の効果） 従って、上記本考案の定置式エンジンの構成によると、
装置全体のメンテナンス作業が容易でサービス性が高
く、安全性等信頼度の高い定置式エンジンを提供するこ
とができるようになる。

（実施例） 第１図ないし第５図は、本考案の実施例に係る例えばコ
ージェネレーションシステム用の定置式エンジンの構成
を示している。

先ず第３図および第４図は、例えばキュービクル形態で
設置された上記コージェネレーションシステム用定置式
エンジンの構成を示しており、図中符号１は例えば自家
発電用の三相交流発電機であり、該三相交流発電機１は
駆動軸２を介して例えば高回転駆動に適した原動機であ
るロータリピストンエンジン３の出力軸に連結されてい
る。そして、当該ロータリピストンエンジン３によって
上記三相交流発電機１が発電に充分な高回転数で駆動さ
れ、所望の発電動作を行うようになっている。該三相交
流発電機１で発電された電力は、変・発電設備を介して
当該工場、ビル内等の所定の需要設備部に供給されると
ともに必要に応じ余剰電力は例えば交直変換器（整流
器）を介して整流した後に併設の蓄電器（図示省略）に
も蓄電される。

一方、上記ロータリピストンエンジン３は、エンジン駆
動のためのガス燃料の供給系と、エンジン駆動後の排気
ガスを外部に排気するための排気系と、該排気系の途中
に付設される消音部及び排熱回収部と、該排熱回収部に
熱交換媒体としての冷水を供給又は回収する給水系等と
を備えて構成されており、上記三相交流発電機１の駆動
とともに当該駆動中の排気ガスの熱エネルギーを上記排
熱回収部で回収することにより給水される冷水を加熱し
て例えば暖房、給湯等の加熱エネルギーとして利用する
ようになっており、所謂コージェネレーションシステム
が形成されている。

先ず上記ガス燃料の供給系は、図示しないガス燃料タン
クから燃料ガス配管６を介して上記ロータリピストンエ
ンジン３の吸気マニホールド５側のミキサー部７まで延
設されており、その途中にはガス燃料の供給方向上流側
から順次燃料フィルム９、安全用遮断弁61,61、ガス圧
調整用のゼロガバナ62等が各々介設されている。従っ
て、上記燃料フィルタ９、安全用遮断弁61,61を経てゼ
ロガバナ62に供給された高圧のガス燃料（例えば都市ガ
ス）は、該ゼロガバナ62の部分で大気圧値に降圧調整さ
れた後に上記ミキサー部７に供給されて吸気系の吸気と
適切に混合され、エンジン側ブースト圧に応じた量の混
合気がロータリピストンエンジン作動室（吸気行程作動
室）内に供給される。次に吸気系は、上記吸気マニホー
ルド部５との接続部に設けられた上記ミキサー部７から
エアクリーナ８まで延びた吸気管10を中心として構成さ
れ、その途中には図示しない吸気調整用のスロットル弁
が設けられている。このスロットル弁による吸気量の調
整により上記ロータリピストンエンジン３の出力、ひい
ては上記三相交流発電機１の回転速度の調整が行われ
る。上記エアクリーナ８は、例えば上記三相交流発電機
１の上部に位置して設けられている。

さらに上記排気系は、上記ロータリピストンエンジン３
の排気マニホールド12に対して接続される第１の排気管
13、排熱回収部を形成する熱交換器14、排気音低減用の
第１及び第２の複数のサイレンサ15,16を順次上流側か
ら下流側に接続して構成されている。第１の排気管13
は、Ｕ状の管部材よりなり例えば第３図及び第５図に示
すように、その下部を床面40側のドレンスペース部41位
置まで下降させた状態で排気上流端側を上記エンジン側
排気マニホールド12に接続されており、底部一端（下流
端）側が他端（上流端）側より低くなるように傾斜せし
められており、その最下部位置には結露水取出し用のド
レンコック18を備えたドレンパイプ（ドレン水取出口）
19が設けられている。これにより、該Ｕ状の第１の排気
管13内に留る強酸性のドレン水を必要に応じて容易に外
部に排出することができるようになっている。

一方、上記熱交換器14は、上記第１の排気管13の下流端
側上部に位置して例えば直列に接続され、さらにその上
には２組のサイレンサ15,16が盲シール接続部21,22,23
とスルー接続部24,25,26を介して第２の排気管28に接続
されている。従って、該排気系の構成では、エンジン直
結の排気マニホールド12以降の熱交換器14、第１、第２
のサイレンサ15,16等の複数の装置をロータリピストン
エンジン３本体に隣接した上下方向位置に集約して配置
することとなるから、最も制約の大きい横方向のスペー
スの自由度を大きく拡大することができるようになる。

また、上記実施例では、２組のサイレンサ15,16の各々
がＨ型の管状部材に形成されており、その水平な連結部
に位置して消音部15a,16aが形成されている。そして、
その各左右管状部の上下端部は任意に盲シール又はスル
ーシール接続が可能なフランジ部に形成されているの
で、上記第５図のようなジグザグの直列接続だけでな
く、例えば並列接続とすることも容易である。このよう
な並列接続とすると、上記した直列接続の場合に比べ消
音効果そのものは或る程度低下するが上述した結露水の
発生量が減少するメリットがある。

また該排気系の構成では、上述のようにエンジン側第１
の排気管13が、一旦エンジンの設置床面40よりも低いド
レンスペース41内に下降せしめられた後、Ｕ状に湾曲さ
れて再び上方に延設され、該延設部側に位置して上述の
熱交換器14、第１、第２のサイレンサ15,16等が配置接
続されている。従って、熱交換器14やサイレンサ15,16
等で生じた結露水は、その全てが上記第１の排気管13の
最低部位置に集められることになる。そして、同最低部
位置には、先にも述べたように結露水取出し用のドレン
パイプ19及びドレンコック18が設けられている。従っ
て、上記第１の排気管13低部に集められた結露水は、容
易かつ安全に外部に取出すことができる。また該ドレン
スペース41は、床面40よりも低くなっているために上記
第１の排気管13内の結露水が何等かの事情で外部に洩れ
たとしても床面40上に拡がる恐れはない。

さらに上記熱交換器14内には、例えば電動式のウォータ
ポンプ33を備えた給水配管32を介して冷水が供給される
ようになっているが、当該給水配管32の供給側は、上記
ロータリピストンエンジン３のウォータジャケットを介
して配管されており、図示しない給水源から上記ウォー
タポンプ33を介して供給される給水は、先ず上記ロータ
リピストンエンジン３のウォータジャケット内を通って
エンジン本体を冷却した後に排気マニホールド12の外周
に形成されたジャケット内を通り、上記熱交換器14内に
供給されて排ガス熱により更に加熱昇温される。そし
て、その後リターン側温水配管34を介して外部に取出さ
れ、所定の暖房用ヒータコア、給湯設備等に供給循環さ
れる。

そして、本実施例の場合、上記ガス燃料供給系は、例え
ば第１図及び第２図を示すように、上記の燃料フィルタ
９、安全用遮断弁61,61、ゼロガバナ62などのメンテナ
ンス頻度の高い付属設備を備えたメンテナンス側燃料ガ
ス配管6Aとエンジン本体部側燃料ガス配管6Bとの少なく
とも２組に区分、ユニット化されていて、共にそのフラ
ンジ部81,93同士で相互に着脱可能に接続されるように
なっている。また上記熱交換器14及びエンジン側ウォー
タジャケット部への冷水の供給を行う給水配管32は、先
ずウォータポンプ33を介した熱交換器14側配管32aとウ
ォータポンプ33を介してエンジン側配管32bとの２つの
配管に分岐されており、さらにそれら２つの配管32a,32
bが各々メンテナンス側配管32a₁，32b₁とエンジン本体
部側配管32a₂，32b₂に各々区分、ユニット化されてい
る。また、上記リターン側温水配管34も同じようにメン
テナンス側配管34Aと熱交換器側配管34Bとに区分、ユニ
ット化されている。そして、それら３組の各配管は、上
記燃料ガス配管６（6A,6B）の場合と同様に必要に応じ
て共にフランジ部82と94、83と96、84と97とで相互に着
脱可能に接続されるようになっている。なお、この場
合、上記給水用のメンテナンス側配管は図示のように途
中より一体化され共通のものとなっている。

そして、上記燃料系６及び給水系32、温水リターン系34
の各メンテナンス側配管6A,32a₁，32b₁,34Aは、第２図
に示すように共に並設状態で設置床面40上にボルト80a,
80bを利用して着脱自在に取付けられたセットプレート8
0の上に１ユニットとして一体的に固定されており、該
セットプレート80を１単位として床面40への取付け、取
外しができるようになっている。なお、第２図中の符号
100は、床面40を支持する枠部材を示している。

従って、該構成の場合、メンテナンス時の作業は上記各
配管6,32（32a,32b）,34の上記フランジ部（81・93,82
・94,83・96,84・97）同士の接続を解いた上で上記セッ
トプレート80のボルト80a,80bを抜いて該セットプレー
ト80を取外すことにより上記ガス燃料系のメンテナンス
側燃料ガス配管６並びに同給水配管32、温水配管34等通
路部ユニットを容易に外部に取出すことができる。

その結果、燃料フィルタ９、安全用遮断弁61,61、ゼロ
ガバナ62、ウォータポンプ33等の頻繁に定期点検を必要
とする各種付属装置の整備、点検、また緊急措置などの
各種作業が著しく容易かつ楽に行えるようになる。

その結果、サービス性が向上し、装置自体の信頼度も大
きく向上するようになる。

また、複雑な多数の配管部を除去した状態でエンジン側
及び熱交換側各部のメンテナンスを行うことができ、該
作業自体も著しく容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例に係るコージェネレーション
システム用定置式エンジンのセットプレート部の構成を
示す平面図、第２図は、その側面図、第３図は、上記定
置式エンジンのコージェネレーションシステムへの組込
み状態に於ける装置全体の正面図、第４図は、同装置全
体のレイアウト状態を示す平面図、第５図は、同排気系
要部の拡大側面図である。 １……三相交流発電機 ２……駆動軸 ３……ロータリピストンエンジン ５……吸気マニホールド ６……燃料ガス配管 ７……ミキサー部 ８……エアクリーナ ９……燃料フィルタ 10……吸気管 12……排気マニホールド 13……第１の排気管 14……熱交換器 15……第１のサイレンサ 16……第２のサイレンサ 18……ドレンコック 19……ドレンパイプ 32……給水配管 33……ウォータポンプ 34……リターン側温水配管 40……床面 41……ドレンスペース 61……安全用遮断面 62……ゼロガバナ 80……セットプレート 80a,80b……ボルト部 81,82,83,84……フランジ部（メンテナンス側） 93,94,96,97……フランジ部（本体側）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気系に当該エンジンからの排気熱を有効
   に回収する排熱回収器を備えている定置式エンジンにお
   いて、当該エンジンへの燃料供給通路及び上記排熱回収
   器への熱交換媒体通路を共に当該エンジン下方の床面上
   に設置するようになす一方、それら各通路を上記エンジ
   ン及び排熱回収器側本体部ユニットとメンテナンスを必
   要とする付属設備を備えたメンテナンス側ユニットとの
   少なくとも２組のユニット部に分割し、上記メンテナン
   スを必要とする付属設備を備えたメンテナンス側通路部
   ユニットを取外し可能にメンテナンス側位置に配置して
   上記エンジン側燃料供給通路本体部及び排熱回収器側熱
   交換媒体通路本体部の各通路に対し着脱可能に接続する
   ようにしたことを特徴とする定置式エンジン。