JPH1136854A - 定置型エンジンの排気ドレーン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝縮水貯溜部の大型化を回避しつつ、エンジ
ンの始動時や過負荷運転時に排気ガスや排気音が屋内に
漏れ出るという不都合をなくする。 【解決手段】 排気マフラ２を排風ダクト１１で囲い、
排気マフラ２内のガス管端部２ｃに臨ませてドレーン口
１４を開口し、ドレーン口１４の近傍に凝縮水貯溜部１
５ａを設け、ドレーン口１４に開弁バネ１６を介してド
レーン弁１５を設ける。このドレーン弁１５は、始動運
転時又は過負荷運転時に上記ガス管端部２ｃより流出す
る排気ガスＧに押圧され、開弁バネ１６に抗して当該ド
レーン口１４を閉止する。軽負荷運転時には凝縮水貯溜
部１５ａにより排気ガスや排気音が屋内に漏れ出るのを
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コージェネレー
ションエンジン、ガスヒートポンプエンジン、あるいは
エンジン発電機のような定置型エンジンの排気ドレーン
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の排気ドレーン装置としては、従
来より例えば図５(Ａ)(Ｂ)に示すものが知られている。
それは排気マフラ２を排風ダクト１１で囲い、換気ファ
ン１２により排風ダクト１１内に導入した冷却風Ａで排
気マフラ２を冷却し、排気マフラ２内で凝縮した凝縮水
Ｗを排気マフラ２に開口したドレーン口１４より放流可
能に構成するとともに、排気マフラ２より流下した一定
量の凝縮水Ｗを凝縮水貯溜部であるトラップ１５ｂ内に
貯溜し、排気ガスＧがトラップ１５ｂを介して屋内に漏
れ出るのを防止するとともに、余分の凝縮水Ｗはトラッ
プ１５ｂを介して放流するように構成されている。な
お、排気マフラ２から流出する排気ガスＧは、図示しな
いダクトを介して屋外に放出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来技術
では、例えば排気マフラ２内の背圧が高くなるエンジン
始動時や過負荷運転時に、当該背圧によりトラップ１５
ｂ内に貯溜している凝縮水Ｗが全て放流されてしまうこ
とがある。このため新たに凝縮水が溜まるまでトラップ
機能が失われ、排気ガスや排気音がトラップ１５ｂを介
して屋内に漏れ出るという不都合が生じる。上記不都合
を解消するために、凝縮水貯溜部であるトラップ１５ｂ
の水頭圧を十分大きくすることが考えられるが、そのた
めにはトラップ１５ｂの背丈を十分大きくしなければな
らずトラップが大型化する。本発明はこのような事情を
考慮してなされたもので、凝縮水貯溜部の大型化を回避
しつつ、エンジンの始動時や過負荷運転時に排気ガスや
排気音が屋内に漏れ出るという不都合をなくすることを
技術課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものとして、以下のように構成される。即ち、請求
項１に記載の発明は、排気マフラ２を排風ダクト１１で
囲い、換気ファン１２により排風ダクト１１内に導入し
た冷却風Ａで排気マフラ２を冷却し、上記排気マフラ２
内で凝縮した凝縮水Ｗを排気マフラ２に開口したドレー
ン口１４より放流可能に構成するとともに、上記ドレー
ン口１４の近傍に凝縮水貯溜部１５ａを設け、この凝縮
水貯溜部１５ａに貯溜した凝縮水Ｗにより軽負荷運転時
における排気ガスＧの放流を阻止するように構成した、
定置型エンジンの排気ドレーン装置において、上記ドレ
ーン口１４を排気マフラ２内のガス管端部２ｃに臨ませ
て開口するとともに、始動運転時又は過負荷運転時に上
記ガス管端部２ｃより流出する排気ガスＧに押圧され、
開弁バネ１６に抗して当該ドレーン口１４を閉止するド
レーン弁１５を設けた、ことを特徴とするものである。
なお、上記凝縮水貯溜部は前記トラップを排除するもの
ではない。

【０００５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
した定置型エンジンの排気ドレーン装置において、上記
ドレーン弁１５を昇降可能にガイドする弁ガイド１７で
ドレーン口１４を囲い、この弁ガイド１７の側面に凝縮
水流入孔１９をあけ、この凝縮水流入孔１９よりも上位
にドレーン口１４を位置させて凝縮水貯溜部１５ａを構
成した、ことを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の作用・効果】本発明によれば、以下の作用・効
果を奏する。 （イ）請求項１に記載の発明では、ドレーン口１４を排
気マフラ２内のガス管端部２ｃに臨ませて開口するとと
もに、始動運転時又は過負荷運転時に上記ガス管端部２
ｃより流出する排気ガスＧに押圧され、開弁バネ１６に
抗して当該ドレーン口１４を閉止するドレーン弁１５を
設けたことから、始動運転時又は過負荷運転時には排気
マフラ２内のガス管端部２ｃより流出する高い背圧の排
気ガスＧに押圧されてドレーン弁１５がドレーン口１４
を閉止する。これにより凝縮水貯溜部１５ａに貯溜して
いる凝縮水Ｗが始動運転時又は過負荷運転時の高い背圧
により放流されてしまうことはなくなり、排気ガスや排
気音が屋内に漏れ出るという不都合をなくすることがで
きる。

【０００７】（ロ）請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載した定置型エンジンの排気ドレーン装置におい
て、ドレーン弁１５を昇降可能にガイドする弁ガイド１
７でドレーン口１４を囲い、この弁ガイド１７の側面に
凝縮水流入孔１９をあけ、この凝縮水流入孔１９よりも
上位にドレーン口１４を位置させたことから、上記弁ガ
イド１７の周囲に浅い凝縮水貯溜部１５ａが形成され
る。これにより凝縮水貯溜部１５ａの大型化を回避しつ
つ、この凝縮水貯溜部１５ａに貯溜している凝縮水Ｗで
軽負荷運転時における排気ガスや排気音の放流を阻止す
ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいてさらに詳しく説明する。図４はコージェネレー
ション装置全体を示す概要図である。ここで図４中の符
号Ｅはエンジン、Ｇは発電機、１はエンジンのウォータ
ジャケット、２は第１排気マフラ、３は第２排気マフ
ラ、４は排気ガス熱交換器、５は温水熱交換器、６は放
熱器、７は圧送ポンプ、８はサーモスタット弁、１０は
防音ケース、１１は排風ダクト、１２はエンジンクラン
ク軸に連動連結された換気ファン、１３は本発明に係る
排気ドレーン装置、Ａは冷却風をそれぞれ示す。

【０００９】このコージェネレーション装置は、エンジ
ンＥ及び発電機Ｇ（以下、これらを総称してエンジン発
電機ＥＧという）を防音ケース１０で囲い、この防音ケ
ース１０内に第１排気マフラ２及び第２排気マフラ３
と、排ガス熱交換器４と、温水熱交換器５と、２つの放
熱器６とを具備して成り、上記排ガス熱交換器４の下流
側にサーモスタット弁８と三方弁９とを直列に設け、三
方弁９の下流側に温水熱交換器５と放熱器６とを並列に
設け、上記温水熱交換器５及び放熱器６の下流側に圧送
ポンプ７を設け、上記圧送ポンプ７により熱媒液Ｌをエ
ンジンＥのウォータジャケット１から排ガス熱交換器
４、温水熱交換器５及び放熱器６へ順に循環させ、温水
熱交換器５より取り出した温湯Ｈを図外の貯湯槽に貯溜
し、エンジン発電機ＥＧで発生した電力を利用できるよ
うに構成されている。

【００１０】図４に示すように、防音ケース１０に開口
されている冷却風取入口１０ａは防音カバー１０Ａで覆
われ、排風ダクト１１に連通する冷却風放出口１０ｂは
一方の放熱器６に臨ませてあり、換気ファン１２によっ
て取入口１０ａより導入された冷却風Ａは、エンジン発
電機ＥＧと第１排気マフラ２とを冷却して上記放出口１
０ｂを通り、当該放熱器６を介して放出されるように構
成されている。これにより、防音ケース１０内の換気を
促進して防音ケース１０内の温度上昇を抑制しつつ、冷
却風取入口１０ａ及び冷却風放出口１０ｂから放出され
る騒音を低減する。以下本発明の特徴構成について説明
する。

【００１１】図１は上記コージェネレーション装置に採
用された本発明の実施形態に係る排気ドレーン装置を示
し、同図（Ａ）は低背圧状態を、同図（Ｂ）は高背圧状
態をそれぞれ示す要部拡大縦断面図である。この排気ド
レーン装置１３は、図１及び図４に示すように、第１排
気マフラ２を排風ダクト１１で囲い、換気ファン１２に
より排風ダクト１１内に導入した冷却風Ａで排気マフラ
２を冷却し、上記排気マフラ２内で凝縮した凝縮水Ｗを
排気マフラ２に開口したドレーン口１４より放流しつ
つ、ドレーン口１４の近傍に凝縮水貯溜部１５ａを設
け、この凝縮水貯溜部１５ａに貯溜した凝縮水Ｗにより
軽負荷運転時における排気ガスＧの放流を阻止するよう
に構成されている。

【００１２】この排気ドレーン装置１３は、図１(Ａ)
(Ｂ)に示すように、排気マフラ２内のガス管端部２ｃに
臨ませて、排気マフラ２の底壁２ｂにドレーン口１４を
開口し、このドレーン口１４に開弁バネ１６を介してド
レーン弁１５を設け、このドレーン弁１５を昇降可能に
ガイドする弁ガイド１７で上記ドレーン口１４を囲い、
この弁ガイド１７の側面に凝縮水流入孔１９をあけ、排
気マフラ２の底壁２ｂを少し傾斜させることにより、凝
縮水流入孔１９よりも上位にドレーン口１４を位置させ
て上記弁ガイド１７の周囲に浅い凝縮水貯溜部１５ａを
形成している。

【００１３】上記構成は浅い凝縮水貯溜部１５ａを形成
してその大型化を回避しつつ、この凝縮水貯溜部１５ａ
に貯溜している凝縮水Ｗで排気ガスや排気音の放流を阻
止することを意図したものである。なお、この実施形態
では、排気マフラ２の底壁２ｂを少し傾斜させている
が、本発明はこれに限るものではなく、ドレーン筒１４
ｂを排気マフラ２の底壁２ｂ内に突入させて凝縮水流入
孔１９よりも上位にドレーン口１４を位置させたもので
あれば差し支えない。

【００１４】この排気ドレーン装置１３によれば、図１
（Ａ）に示すように、軽負荷運転時に以下のようにして
排気ガスＧの放流を阻止する。即ち、排気マフラ２内の
ガス管端部２ｃより流出する排気ガスＧの背圧は小さ
く、ドレーン弁１５は開弁バネ１６で押し上げられ、ド
レーン口１４は開放されている。この状態では排気マフ
ラ２内で凝縮した一定量の凝縮水Ｗが上記凝縮水貯溜部
１５ａに貯溜され、弁ガイド１７の側面にあけた凝縮水
流入孔１９はその凝縮水Ｗで塞がれる。これにより、排
気ガスＧや騒音が凝縮水流入孔１９からドレーン口１４
を介して屋内に漏れ出るのを防止し、余分の凝縮水Ｗは
ドレーン口１４を介して放流される。なお、ドレーン弁
１５と弁ガイド１７との隙間は小さく、排気ガスＧが弁
ガイド１７の上部開口１８からドレーン口１４へ抜ける
虞れはない。

【００１５】また、始動運転時又は過負荷運転時には、
図１（Ｂ）に示すように、上記ガス管端部２ｃより流出
する高い背圧の排気ガスＧでドレーン弁１５を押圧し、
開弁バネ１６に抗してドレーン弁１５が直接ドレーン口
１４を閉止する。これにより排気ガスや排気音が屋内に
漏れ出るという不都合をなくすることができる。

【００１６】図４に示すように、第１排気マフラ２の下
流には第２排気マフラ３が設けられており、図２は第２
排気マフラの排気ドレーン装置を示す。図２に示すよう
に、この第２排気マフラ３のガス放出管２０の先端部に
凝縮水回収部材２１が固定されている。この凝縮水回収
部材２１は、ガス放出管２０から放出される排気ガスＧ
中の凝縮水Ｗを回収するもので、凝縮水Ｗの飛散により
パネル等が腐食するのを防止するものである。

【００１７】この凝縮水回収部材２１は、その嵌入部２
３がガス放出管２０に圧入固定され、ガス放出管２０の
ガス放出口２２ａと凝縮水回収部材２１のガス放出口２
２ｂとが連通されている。上記嵌入部２３の外周でガス
放出管２０の内周面には、ガス放出口２２ｂと平行をな
す複数の凝縮水回収溝２４が設けられ、この凝縮水回収
溝２４により上記ガス放出管２０のガス放出口２２ａと
上記凝縮水回収部材２１内に形成したリング溝２５とを
連通し、このリング溝２５に連通したドレーンホース２
７を介して凝縮水Ｗをドレーン処理するように構成され
ている。

【００１８】図４中の排ガス熱交換器４の下流側のサー
モスタット弁８は、図３に示すように、排ガス熱交換器
４と連通する熱媒液流入室３０と、三方弁９に連通する
高温室３１と、低温の熱媒液Ｌを圧送ポンプ７へ戻す低
温室３２とを区画形成し、上記熱媒液流入室３０と高温
室３１との隔壁に２連の高温バイパス弁３３と第１のバ
イパス孔３５を設けるとともに、熱媒液流入室３０と低
温室３２との隔壁に２連の低温バイパス弁３４と第２の
バイパス孔３６を設けて構成されている。

【００１９】上記構成はサーモスタット弁８がウォータ
ハンマ類似の現象を誘発して破損するのを防止すること
を意図したものである。即ち、図外の貯湯槽の容量が小
さい場合には、貯湯Ｈの利用により貯湯槽内の水位が絶
えず変動するとともに、水温も上下変動する。これに伴
ってサーモスタット弁８の熱媒液流入室３０に流入する
熱媒液Ｌの温度も周期的に変動するが、この熱媒液流入
室３０から高温室３１へ抜ける熱媒液Ｌの流量が多く、
その温度が７５℃低度まで低下すると、第２のバイパス
孔３６がない状態では、ウォータハンマ類似の現象を誘
発する。そこで上記バイパス孔３６を設け、熱媒液流入
室３０から高温室３１へ抜ける熱媒液Ｌの流量を減らす
ことにより、ウォータハンマ類似の現象が発生するのを
防止している。

【００２０】なお、上記の実施形態では、コージェネレ
ーション装置の排気ドレーン装置として説明したが、本
発明はこれに限るものではなく、ガスヒートポンプエン
ジンやエンジン発電機のような屋内定置型エンジンの排
気ドレーン装置として広く適用することができる。ま
た、上記の施形態ではドレーン口１４の上流に浅い凝縮
水貯溜部１５ａを設けたものとして説明したが、ドレー
ン口１４の下流にトラップを設けても差し支えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る排気ドレーン装置を示
し、図１（Ａ）は低背圧状態を図１（Ｂ）は高背圧状態
をそれぞれ示す要部拡大縦断面図である。

【図２】第２排気マフラの排気ドレーン装置の縦断面図
である。

【図３】サーモスタット弁の縦断面図である。

【図４】本発明に係るコージェネレーション装置の概要
図である。

【図５】図５（Ａ）は従来例に係る排気ドレーン装置の
概要図、図５（Ｂ）はその要部の拡大図である。

【符号の説明】

２…排気マフラ、２ｃ…ガス管端部、１１…排風ダク
ト、１２…換気ファン、１４…ドレーン口、１５…ドレ
ーン弁、１５ａ…凝縮水貯溜部、１６…開弁バネ、１７
…弁ガイド、１９…凝縮水流入孔、Ａ…冷却風、Ｅ…エ
ンジン、Ｇ…排気ガス、Ｗ…凝縮水。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気マフラ（２）を排風ダクト（１１）
   で囲い、換気ファン（１２）により排風ダクト（１１）
   内に導入した冷却風（Ａ）で排気マフラ（２）を冷却
   し、上記排気マフラ（２）内で凝縮した凝縮水（Ｗ）を
   排気マフラ（２）に開口したドレーン口（１４）より放
   流可能に構成するとともに、上記ドレーン口（１４）の
   近傍に凝縮水貯溜部（１５ａ）を設け、この凝縮水貯溜
   部（１５ａ）に貯溜した凝縮水（Ｗ）により軽負荷運転
   時における排気ガス（Ｇ）の放流を阻止するように構成
   した、定置型エンジンの排気ドレーン装置において、 上記ドレーン口（１４）を排気マフラ（２）内のガス管
   端部（２ｃ）に臨ませて開口するとともに、始動運転時
   又は過負荷運転時に上記ガス管端部（２ｃ）より流出す
   る排気ガス（Ｇ）に押圧され、開弁バネ（１６）に抗し
   て当該ドレーン口（１４）を閉止するドレーン弁（１
   ５）を設けた、ことを特徴とする定置型エンジンの排気
   ドレーン装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した定置型エンジンの排
   気ドレーン装置において、上記ドレーン弁（１５）を昇
   降可能にガイドする弁ガイド（１７）でドレーン口（１
   ４）を囲い、この弁ガイド（１７）の側面に凝縮水流入
   孔（１９）をあけ、この凝縮水流入孔（１９）よりも上
   位にドレーン口（１４）を位置させて凝縮水貯溜部（１
   ５ａ）を構成した、ことを特徴とする定置型エンジンの
   排気ドレーン装置。