KR20160113289A

KR20160113289A - 패키지 수납형 엔진 발전기

Info

Publication number: KR20160113289A
Application number: KR1020167023889A
Authority: KR
Inventors: 루리코 테라다; 타츠야 카와노; 아키히로 나가오; 타카히로 캬쿠노; 사토시 아베
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-09-28
Also published as: CA2943176A1; AU2015235702A1; EP3124769A1; CN106170615A; EP3124769A4; EA201691943A1; WO2015146344A1; JP2015183658A; US20170107900A1

Abstract

패키지 수납형 엔진 발전기는 패키지를 상하로 구획하고, 하방 구획에 엔진 및 발전기를 설치하고, 상방 구획에 라디에이터(42) 및 라디에이터 팬(43)을 설치하고 있다. 라디에이터(42)는 전열면이 수평이 되도록 수평 배치되고, 라디에이터 팬(43)은 라디에이터(42)의 상방에 배치된다. 상방 구획의 외판에는 라디에이터(42)보다 하방에 위치하는 통풍구가 형성된다.

Description

패키지 수납형 엔진 발전기{PACKAGE-STORAGE-TYPE ENGINE POWER GENERATOR}

본 발명은 코제너레이션 장치 등에 채용되는 패키지 수납형 엔진 발전기에 관한 것이다.

종래, 코제너레이션 장치 등에 채용되는 패키지 수납형 엔진 발전기에서는 패키지 내에 엔진 및 발전기 이외에 라디에이터나 라디에이터 팬 등의 주변기기가 수납되어 있다.

특허문헌 1에는 패키지 상부에 라디에이터실을 배치하고, 라디에이터실의 상부에 라디에이터 팬을, 라디에이터실의 측부에 라디에이터를 배치한 구성이 개시되어 있다. 이와 같이 특허문헌 1에 나타내어지는 종래 구성에서는 라디에이터의 핀이 외면에 노출하는 상태로 설치되어 있다.

일본국 특허공보 「일본 특허 제 5134428 호 공보」

그러나, 라디에이터의 핀이 외면에 노출하는 종래 구성에서는 우박이나 그 밖의 비래물에 의해 핀이 손상되어 외관을 손상하는 경우가 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 핀이 외면에 노출하지 않는 라디에이터의 배치 구성을 갖는 패키지 수납형 엔진 발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 패키지 수납형 엔진 발전기는 패키지를 상하로 구획하고, 하방 구획에 엔진 및 발전기를 설치하고, 상방 구획에 라디에이터 및 라디에이터 팬을 설치하는 패키지 수납형 엔진 발전기로서, 상기 상방 구획의 내부에 라디에이터의 전열면이 수평이 되도록 수평 배치된 라디에이터와, 상기 라디에이터의 상방에 배치된 라디에이터 팬과, 상기 상방 구획의 외판에 형성되며 상기 라디에이터보다 하방에 위치하는 통풍구를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 의하면 상방 구획의 내부에 라디에이터가 수평 배치되고, 라디에이터의 상방에 라디에이터 팬이 수평 배치된다. 이에 따라 라디에이터의 전열면 상에는 라디에이터 팬이 존재하게 되어 라디에이터의 핀이 외부에 노출하는 것을 회피할 수 있다. 이에 따라 라디에이터의 핀이 우박이나 그 밖의 비래물에 의해 손상되어 외관을 손상하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 패키지 수납형 엔진 발전기는 상기 패키지를 구성하는 외판 및 지주가 상기 상방 구획과 상기 하방 구획에 따라 상하로 분할 가능하며, 상기 라디에이터 및 상기 라디에이터 팬은 상기 상방 구간 내의 지주로 지지되는 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의하면 상방 구획과 하방 구획을 분할 가능한 구성으로 함으로써 상기 장치를 빌딩이나 맨션의 건물에 반입할 때 그 반입이 용이해지는 경우가 있다. 예를 들면, 패키지 수납형 엔진 발전기를 상방 구획과 하방 구획으로 분할하면 높이 방향의 치수가 작아져 빌딩이나 맨션 등에서의 엘리베이터를 사용한 반입이 용이해진다.

(발명의 효과)

본 발명의 패키지 수납형 엔진 발전기는 라디에이터의 핀이 외부에 노출하지 않는 구성으로 함으로써 라디에이터의 핀이 우박이나 그 밖의 비래물에 의해 손상되어 외관을 손상하는 것을 방지할 수 있다는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치의 정면도로서, 도 1(a)는 그 내부 구조도이며, 도 1(b)는 그 외관도이다.
도 2는 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치의 배면도로서, 도 2(a)는 그 내부 구조도이며, 도 2(b)는 그 외관도이다.
도 3은 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치의 우측면도로서, 도 3(a)는 그 내부 구조도이며, 도 3(b)는 그 외관도이다.
도 4는 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치의 좌측면도로서, 도 4(a)는 그 내부 구조도이며, 도 4(b)는 그 외관도이다.
도 5는 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치의 평면도로서, 도 5(a)는 그 내부 구조도이며, 도 5(b)는 그 외관도이다.
도 6은 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치에 있어서의 상부 구조체의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1~도 5는 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치(1)의 정면도, 배면도, 우측면도, 좌측면도 및 평면도이다. 또한, 도 1(a)~도 5(a)는 그 내부 구조도를 나타내고 있으며, 도 1(b)~도 5(b)는 그 외관도를 나타내고 있다.

본 실시형태는 본 발명을 코제너레이션 장치(1)에 채용했을 경우에 대하여 설명한다. 또한, 코제너레이션 장치(1)란 전력소비 기기(부하)로의 송전계통에 외부 상용 전원의 상용 전력계통과 발전기(12)의 발전 전력계통을 전기적으로 접속하여 상기 부하의 수요 전력을 조달하고, 또한 발전에 따라 발생하는 폐열을 회수하고, 회수한 폐열을 이용하는 시스템이다. 즉, 코제너레이션 장치(1)는 엔진(11)에 의해 구동된 발전기(12)로부터의 발전 전력을 출력하는 발전 기능에 추가하여 엔진 냉각수 회로에 의해 순환되어서 엔진(11)의 폐열과의 열교환에 의해 가열된 냉각수의 폐열을 엔진 폐열 회수기(23)에 의해 회수하는 기능(이 예에서는 냉각수의 폐열을 회수하여 급탕에 이용하는 기능)을 갖고 있다.

도 1~도 5에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 의한 코제너레이션 장치(1)는 대략 직육면체로 형성된 하우징으로서의 패키지(2)를 구비하고 있다. 패키지(2)는 패키지(2)의 상하 방향(Z)의 중앙보다 상측 부근에 있어서 상하로 구획하는 상하 구획 부재(32)를 경계로 하여 상하로 2분할 가능하게 되어 있다. 패키지(2)의 하측(하방 구획)에는 엔진실(3) 및 기기 수납실(4)이 형성되고, 상측(상방 구획)에는 흡기실(5) 및 라디에이터·배기실(6)이 형성되어 있다. 엔진실(3) 및 기기 수납실(4)은 격벽(7)에 의해 좌우로 구획되어 있다.

(엔진실)

엔진실(3)은 패키지(2)의 길이 방향(X)에 있어서의 일방측(본 실시예에서는 도 1(a)의 좌측, 도 1(b)의 우측)에 위치하고 있다. 엔진실(3)에 있어서 엔진(11)을 중심으로 하여 길이 방향(X)에 있어서의 일방측에는 엔진(11)의 회전 구동에 의해 구동되는 발전기(12)가 배치되어 있다.

엔진(11)은, 예를 들면 가스 엔진이 채용되며, 연료 가스와 공기가 혼합됨으로써 기동된다. 그리고, 엔진(11)이 회전 구동함으로써 엔진(11)이 이어 설치되는 발전기(12)가 연동된다.

엔진(11)의 상측 주변에는 도 1 a), 도 2(a), 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 냉각수를 순환시켜서 엔진을 냉각하는 엔진 냉각수 회로의 배관 등과, 엔진(11)으로부터 배출되는 배기 가스와 엔진(11)로부터의 냉각수 사이에서 열교환을 행하는 배기 가스 열교환기(14)가 배치되어 있다.

(기기 수납실)

기기 수납실(4)은 패키지(2)의 길이 방향(X)에 있어서의 타방측(도 1(a)에 있어서의 우측)에 위치하고 있다. 기기 수납실(4)에 있어서 패키지(2)의 측방향(Y)에 있어서의 일방측(이 예에서는 정면측)에는 엔진 구동계 기기 및 엔진 폐열 회수계 기기를 제어하는 제어 장치(15) 등을 포함하는 콘트롤러 박스(17)나 전장기기계의 조작부(18)가 배치되어 있다(도 1(a) 참조). 또한, 패키지(2)의 측면(2c)의 콘트롤러 박스(17)에 대응하는 위치에는 콘트롤러 박스(17)를 향해서 외기를 도입하는 콘트롤러 박스 환기구(17a)가 형성되고(도 3(b) 참조), 패키지(2)의 정면(2a)의 조작부(18)에 대응하는 위치에는 조작부(18)를 조작하기 위한 조작부 도어(18a)가 설치되어 있다(도 1(b) 참조).

패키지(2)의 길이 방향(X)에 있어서의 타방측에는 인버터(19)가 배치되어 있다(도 3(a) 참조). 또한, 패키지(2)의 측면(2c)의 인버터(19)에 대응하는 위치에는 인버터(19)를 향해 외기를 도입하는 인버터 환기구(19a)가 형성되어 있다(도 3(b) 참조).

패키지(2)의 측방향(Y)에 있어서의 타방측에는 전장기기계를 배선하는 터미널 유닛(16)(단자대)이 배치되고, 패키지(2)의 길이 방향(X)에 있어서의 타방측의 하부에는 외기를 엔진실(3) 내로 흡인하는 환기 팬(21)이 배치되어 있다(도 2(a) 참조). 또한, 패키지(2)의 측면(2c)에는 엔진실(3) 내로 외기를 도입하는 엔진실 환기구(21a)가 형성되어 있다(도 3(b) 참조).

패키지(2)의 길이 방향(X)에 있어서의 중앙부에서 측방향(Y)에 있어서의 일방측에는 서브 오일 탱크(25)와, 리저브 오일 탱크(26)가 배치되어 있다(도 1(a) 참조). 또한, 패키지(2)의 길이 방향(X)에 있어서의 중앙부에서 측방향(Y)에 있어서의 타방측에는 배기 가스 열교환기(14)로부터 유출되는 냉각수의 폐열을 회수하는 엔진 폐열 회수기(23)가 배치되어 있다(도 2(a) 참조).

이어서, 흡기실(5) 및 라디에이터·배기실(6)을 갖는 상부 구조체(30)에 대하여 설명한다. 도 6은 상부 구조체(30)의 사시도이다.

상부 구조체(30)는 직육면체형상의 프레임체(31)를 구비하고 있다. 프레임체(31)는 바닥판을 구성하는 판금으로 이루어지는 상하 구획 부재(32)와, 상하 구획 부재(32)의 길이 방향(X)의 양측에 세워서 설치된 문형의 지주 부재(35, 35)와, 좌우의 지주 부재(35, 35) 사이에 가설된 전후 수평 부재(33, 34)와, 지주 부재(35, 35) 중간에 설치된 중간 지주(36)를 구비하고 있다. 흡기실(5)과 라디에이터·배기실(6)은, 예를 들면 금속제 판으로 이루어지는 격벽(37)에 의해 구획 형성되어 있다.

(흡기실)

흡기실(5)에 있어서 상부에는 외부로부터 흡입되는 공기를 정화하는 에어 클리너(40)가 배치되고, 하부에는 엔진(11)의 소음을 저감하는 흡기 소음기(41)가 배치되어 있다(도 1(a), 도 2(a), 도 4(a), 도 5(a) 참조). 패키지(2)의 측면(2b)의 에어 클리너(40)에 대응하는 위치에는 에어 클리너(40)를 향해 외기를 도입하는 엔진 흡기구(40a)가 형성되어 있다(도 4(b) 참조).

(라디에이터·배기실)

라디에이터·배기실(6)은 기기 수납실(4)의 거의 전체로부터 엔진실(3)의 일부에 걸쳐 그 상방에 위치하고 있다. 라디에이터·배기실(6)에 있어서 상하 방향(Z)에 있어서의 중앙부에는 배기 가스 열교환기(14)로부터 유출되는 냉각수의 폐열을 방열하는 라디에이터(42)가 수평으로 배치되어 있다. 라디에이터(42)는 엔진 냉각수 회로의 일부로서 설치되어 있는 것이다. 라디에이터(42)의 네 모서리는 지주 부재(35)와 중간 지주(36)에 가설되어 있다. 패키지(2)의 정면(2a), 배면(2d), 측면(2c)의 라디에이터(42)에 대응하는 위치(구체적으로는 라디에이터(42)보다 약간 하방)에는 라디에이터(42)를 향해 외기를 도입하는 라디에이터 환기구(42a, 42b, 42c)가 각각 형성되어 있다(도 1(b), 도 2(b), 도 3(b) 참조).

또한, 라디에이터(42)의 상방에는 제어 장치(15)에 의해 구동 제어됨으로써 라디에이터·배기실(6) 내의 공기를 외부로 배출해서 라디에이터(42)를 방열하는 라디에이터 팬(43)이 배치되어 있다. 라디에이터 팬(43)은 상부 구획 부재(32)에 부착된 U자형상의 프레임 부재(44)에 고정된 상태로 전후 수평 부재(33, 34)에 부착되어 있다. 패키지(2)의 상면(2e)의 라디에이터 팬(43)에 대응하는 위치에는 환기 출구(43a)가 형성되어 있다(도 5(b) 참조).

또한, 패키지(2)의 측방향(Y)에 있어서의 일방측에는 엔진 냉각수 회로(20)에 냉각수를 보급하는 리저브 냉각수 탱크(47)가 배치되어 있다(도 1(a), 도 5(a) 참조). 패키지(2)의 측방향(Y)에 있어서의 타방측에는 배기 가스가 외부로 배출될 때의 배기음을 저감하는 배기 소음기(45)가 배치되어 있다(도 1 (a), 도 2(a), 도 5(a) 참조). 패키지(2)의 상면(2e)의 배기 소음기(45)에 대응하는 위치에는 배기 출구 개구(45a)가 형성되어 있다(도 5(b) 참조).

상하 구획 부재(32)에 있어서의 리저브 냉각수 탱크(47)와 배기 소음기(45) 사이에는 간격이 형성되어 있고, 이 간격부에 엔진실(3)과 라디에이터·배기실(6)을 연통하는 환기구가 형성되어 있다. 환기구는 라디에이터 팬(43)으로부터 패키지 길이 방향으로 어긋나게 형성되어 있다. 환기구의 상부에는 환기 후드(50)가 설치되어 있다.

본 실시형태 의한 코제너레이션 장치(1)는 이상의 구성으로 이루어진다. 계속해서, 라디에이터·배기실(6)의 더 상세한 구성에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.

코제너레이션 장치(1)에서는 라디에이터(42)는 라디에이터·배기실(6)의 내부에 수평으로 배치된다. 여기에서, 라디에이터의 수평 배치란 이하와 같이 정의된다. 라디에이터는 주위에 방열용의 핀을 배치한 튜브를 다수 배열한 구조를 갖고 있으며, 이들 튜브와 핀에 의해 라디에이터 코어가 구성되어 있다. 또한, 라디에이터 코어는 서로 직교하는 3축 방향 중 2축 방향으로 비교적 큰 치수를 갖고, 이 2축방향을 포함하는 면을 따라 튜브가 배열되어 있다. 그리고, 라디에이터 코어는 다른 1축 방향을 비교적 치수가 작은 두께 방향으로 하고 있어 라디에이터 코어의 두께 방향을 연직 방향에 맞춰서 배치하는 경우를 라디에이터의 수평 배치로 한다.

또한, 라디에이터는 라디에이터 코어의 두께 방향의 양측의 면에서 튜브 및 핀이 노출하고 있으며, 이 면에 대하여 직교하는 방향(즉, 두께 방향)으로부터 기류를 접촉함으로써 이 기류가 튜브 및 핀 사이를 통과하여 효율적인 냉각이 행해진다. 이를 위해서 라디에이터 코어의 두께 방향의 양측의 면을 전열면으로 하면 라디에이터의 수평 배치는 라디에이터의 전열면이 수평이 되는 배치이기도 한다.

라디에이터 팬(43)은 라디에이터(42)의 상방에 수평으로 배치된다. 라디에이터 팬의 수평 배치란 팬의 회전축을 연직 방향에 맞춰 배치하는 상태로 정의한다. 또한, 라디에이터·배기실(6)에 있어서 라디에이터(42)의 하방에는 공간이 형성되어 있고, 이 공간의 측방에 있어서의 패키지의 정면(2a), 배면(2d), 측면(2c)(외판)에 라디에이터 환기구(42a, 42b, 42c)(통풍구)가 형성되어 있다. 즉, 라디에이터 환기구(42a, 42b, 42c)는 상방 구획이 되는 상부 구조체(30)의 외판에 형성되고, 라디에이터(42)보다 하방에 위치하도록 형성된다.

이와 같이, 라디에이터(42) 및 라디에이터 팬(43)을 수평 배치하며, 또한 라디에이터 팬(43)을 라디에이터(42)의 상방에 배치함으로써 라디에이터 팬(43)에 의해 발생하는 기류를 라디에이터(42)의 튜브 및 핀 사이에 효과적으로 통과시킬 수 있다. 또한, 라디에이터(42)를 통과한 기류는 라디에이터(42)의 하방의 공간으로부터 라디에이터 환기구(42a, 42b, 42c)를 거쳐 패키지(2)의 외부로 방출된다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의한 라디에이터·배기실(6)의 구성에서는 상방 구획의 내부에 라디에이터(42)가 수평 배치되고, 라디에이터(42)의 상방에 라디에이터 팬(43)이 수평 배치된다. 이에 따라 라디에이터(42)의 전열면 상에는 라디에이터 팬(43)이 존재하게 되어 라디에이터(42)의 핀이 외부에 노출하는 것을 회피할 수 있다. 이에 따라 라디에이터(42)의 핀이 우박이나 그 밖의 비래물에 의해 손상되어 외관을 손상한다는 종래 과제를 해결할 수 있다.

또한, 코제너레이션 장치(1)에 있어서는 패키지(2)를 구성하는 외판 및 지주를 상방 구획과 하방 구획에 따라 상하에 분할 가능한 구성으로 하여 상방 구획인 상부 구조체(30)를 하방 구획과 분리 가능하게 하고 있다. 또한, 라디에이터(42) 및 라디에이터 팬(43)은 상방 구간 내의 지주로 지지되어 있다. 이 경우, 냉각수의 배관이나 전기계의 배선 등 상방 구획과 하방 구획 사이에서 연통 또는 접속시키는 것이 필요한 배관이나 배선도, 분할/접속이 가능한 구성으로 한다.

상기 구성의 코제너레이션 장치(1)에서는 상방 구획과 하방 구획을 분할 가능한 구성으로 함으로써 상기 장치를 빌딩이나 맨션의 건물로 반입할 때 그 반입이 용이해지는 경우가 있다. 코제너레이션 장치(1)를 빌딩이나 맨션에 설치할 경우, 그 설치 장소는 옥상이 되는 경우가 많다. 그리고, 코제너레이션 장치(1)를 상방 구획과 하방 구획으로 분할하면 높이 방향의 치수가 작아져 엘리베이터를 사용한 반입이 용이해진다. 엘리베이터를 사용한 반입은 크레인을 사용한 반입에 비해 시간이나 비용이 적게 끝나 유저에 있어서 메리트는 크다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일 없이 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않아 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 조금도 구속되지 않는다. 또한, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이 출원은 2014년 3월 26일에 일본에서 출원된 일본특허출원 2014-063049에 의거하는 우선권을 청구한다. 이것에 언급함으로써 그 모든 내용은 본 출원에 원용되는 것이다.

1 : 코제너레이션 장치(패키지 수납형 엔진 발전기)
2 : 패키지 3 : 엔진실(하방 구획)
4 : 기기 수납실(하방 구획) 5 : 흡기실(상방 구획)
6 : 라디에이터·배기실(상방 구획) 11 : 엔진
12 : 발전기 30 : 상부 구조체(상방 구획)
31 : 프레임체 32 : 상하 구획 부재
33, 34 : 전후 수평 부재 35 : 지주 부재
36 : 중간 지주 37 : 격벽
42 : 라디에이터 43 : 라디에이터 팬
42a, 42b, 42c : 라디에이터 환기구(통풍구)

Claims

패키지를 상하로 구획하고, 하방 구획에 엔진 및 발전기를 설치하고, 상방 구획에 라디에이터 및 라디에이터 팬을 설치하는 패키지 수납형 엔진 발전기로서,
상기 상방 구획의 내부에 라디에이터의 전열면이 수평이 되도록 수평 배치된 라디에이터와,
상기 라디에이터의 상방에 배치된 라디에이터 팬과,
상기 상방 구획의 외판에 형성되며 상기 라디에이터보다 하방에 위치하는 통풍구를 구비하는 것을 특징으로 하는 패키지 수납형 엔진 발전기.
제 1 항에 있어서,
상기 패키지를 구성하는 외판 및 지주는 상기 상방 구획과 상기 하방 구획에 따라 상하로 분할 가능하며,
상기 라디에이터 및 상기 라디에이터 팬은 상기 상방 구간 내의 지주로 지지되는 것을 특징으로 하는 패키지 수납형 엔진 발전기.