(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと熱交換器とをエンジン冷却水導入及び導出通路で接続し、エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水導入通路とをエンジン冷却水バイパス通路で接続したエンジン冷却水回路の前記エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水バイパス通路との分岐部にエンジン冷却水が所定温度以上になったときにエンジン冷却水導出通路を開放する水温調節器を設け、エンジン冷却水バイパス通路とエンジン冷却水導入通路との合流部下流側にエンジン冷却水を循環させる水ポンプを設け、前記エンジン冷却水回路に、熱回収器とその熱回収水導入及び導出通路からなる熱回収水回路を接続したコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置において、上記エンジン冷却水回路のエンジン冷却水導入通路に設けられた水ポンプ下流側に熱回収水回路の熱回収水導入通路を接続し、前記エンジン冷却水導入通路の水ポンプの上流側に前記熱回収水回路の熱回収水導出通路を接続したことを特徴とするコー・ジェネレーションシステムの冷却装置。
【請求項２】
エンジンと熱交換器とをエンジン冷却水導入及び導出通路で接続し、エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水導入通路とをエンジン冷却水バイパス通路で接続したエンジン冷却水回路の前記エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水バイパス通路との分岐部にエンジン冷却水が所定温度以上になったときにエンジン冷却水導出通路を開放する水温調節器を設け、エンジン冷却水バイパス通路とエンジン冷却水導入通路との合流部下流側にエンジン冷却水を循環させる水ポンプを設け、前記エンジン冷却水回路に、熱回収器とその熱回収水導入及び導出通路からなる熱回収水回路を接続し、エンジン冷却水温度が所定温度以上になったときに、熱回収水回路の水ポンプの下流側に切換弁により分岐する放熱水回路を設けたコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置において、上記エンジン冷却水回路のエンジン冷却水導入通路に設けられた水ポンプの下流側に熱回収水回路の熱回収水導入通路を接続し、前記エンジン導入通路の水ポンプの上流側に前記熱回収水回路の熱回収水導出通路を接続したことを特徴とするコー・ジェネレーションシステムの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コー・ジェネレーションシステム（エンジンと発電機，熱交換器を組合せることにより電力と熱を同時に供給できるシステム、例えば、実開平３−１００７１４号公報に示されている。）における冷却水回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、この種のコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置としては、図３及び図４に示されるものが知られている。
その冷却水回路装置は、エンジンＡと熱交換器Ｃがエンジン冷却水導入通路１０１及びエンジン冷却水導出通路１０２で接続され、エンジン冷却水導出通路１０２とエンジン冷却水導入通路１０１がエンジン冷却水バイパス通路１０３で接続されたエンジン冷却水回路１０６が設けられ、熱交換器Ｃでエンジン冷却水を冷却し、冷却したエンジン冷却水をエンジンＡに供給するようにしている。
【０００３】
また、熱回収水回路２０４には、水槽Ｋ，放熱器Ｍ，熱交換器Ｃ，熱回収器Ｅ，熱交換器Ｆ，熱交換器Ｇが熱回収水導入通路２０１と熱回収水導出通路２０２で接続され、その熱回収水回路２０４の熱回収水導入通路２０１に熱回収水を循環させる水ポンプ３が設けられ、システム内加熱状況等に応じて、熱回収水を放熱器Ｍで空冷冷却して熱を放散している。
【０００４】
更に、エンジンＡの排気マニホルド等に熱回収器Ｄを備えてエンジン冷却水回路１０６には、熱回収器Ｄとその熱回収水導入通路１０４と熱回収水導出通路１０５からなる熱回収水回路１０７が設けられて、エンジン冷却水をエンジン冷却水導入通路１０１から分岐した熱回収水導入通路１０４を通して熱回収器Ｄに導き、この熱回収器ＤでエンジンＡの排気ガスの熱エネルギーを回収している。
【０００５】
そして、熱回収器Ｄのエンジン冷却水は、回収水導出通路１０５を通ってエンジン冷却水導出通路１０２に合流させるようになっている。
また、貯湯槽Ｌから水ポンプ４により循環される給湯水回路３０５が設けられ、熱交換器Ｆ，温水ボイラーＨ，給湯負荷器Ｉを介して熱交換器Ｃ，熱回収器Ｄ，熱回収器Ｅで回収した熱エネルギーを、給湯用として使われる。
【０００６】
更に、水ポンプ５により循環される暖房水回路３０６が設けられ、熱交換器Ｇ，暖房負荷器Ｊ，温水ボイラーＨを介して熱交換器Ｃ，熱回収器Ｄ，熱回収器Ｅで回収した熱エネルギーを、切換弁８の開閉操作により暖房用として使用する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３で示す前者の冷却水回路装置は、熱交換器Ｃ側へ供給するエンジン冷却水温を調節する水温調節器６がエンジン冷却水回路ｌ０６のエンジン冷却水導出通路１０２と熱回収水回路１０７の熱回収水導出通路ｌ０５が合流する下流側に設けられているので、水温の異なるエンジン冷却水が水温調節器６の手前で合流混合して導入される。
【０００８】
従って、水温調節器６による水温調節が難しく、そのために、熱交換器Ｃに供給するエンジン冷却水の水温を高めることが困難である。熱交換器Ｃに供給するエンジン冷却水の水温を高めれば、それだけ熱回収効率が増すが、エンジン冷却水の水温を上昇させることが困難なことから、熱回収効率を高めることができなかった。
【０００９】
また、上記冷却水回路装置は、熱回収水導出通路１０５が水温調節器６の上流側に接続されているので、熱回収水回路１０７の出入口圧力差が小さく熱回収器Ｄを流れる冷却水の流量が少ない。そのために、この点からも、熱回収効率を高めることができなかった。
一方、図４で示す後者の冷却水回路装置は、水温調節器６には、エンジン冷却水のみが供給されて水温調節器６による水温調節が容易になり、また独立の水ポンプ２により熱回収器Ｄにエンジン冷却水が供給可能であり、熱回収器Ｄへの冷却水量を増やすことができる。従って、熱回収効率を高められる。しかし、エンジン冷却水回路１０６を循環させる水ポンプ１と熱回収水回路ｌ０７にエンジン冷却水を循環させる水ポンプ２をそれぞれ設けなければならず、構造が複雑になってコストアップとなる。
【００１０】
本発明の目的は、熱回収効率を高め、構造を簡単にしてコスト低減が図れるコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１の発明は、エンジンと熱交換器とをエンジン冷却水導入及び導出通路で接続し、エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水導入通路とをエンジン冷却水バイパス通路で接続したエンジン冷却水回路の前記エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水バイパス通路との分岐部にエンジン冷却水が所定温度以上になったときにエンジン冷却水導出通路を開放する水温調節器を設け、エンジン冷却水バイパス通路とエンジン冷却水導入通路との合流部下流側にエンジン冷却水を循環させる水ポンプを設け、前記エンジン冷却水回路に、熱回収器とその熱回収水導入及び導出通路からなる熱回収水回路を接続したコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置において、上記エンジン冷却水回路のエンジン冷却水導入通路に設けられた水ポンプの下流側に熱回収水回路の熱回収水導入通路を接続し、前記エンジン冷却水導入通路の水ポンプの上流側に前記熱回収水回路の熱回収水導出通路を接続したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、エンジンと熱交換器とをエンジン冷却水導入及び導出通路で接続し、エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水導入通路とをエンジン冷却水バイパス通路で接続したエンジン冷却水回路の前記エンジン冷却水導出通路とエンジン冷却水バイパス通路との分岐部にエンジン冷却水が所定温度以上になったときにエンジン冷却水導出通路を開放する水温調節器を設け、エンジン冷却水バイパス通路とエンジン冷却水導入通路との合流部下流側にエンジン冷却水を循環させる水ポンプを設け、前記エンジン冷却水回路に、熱回収器とその熱回収水導入及び導出通路からなる熱回収水回路を接続し、エンジン冷却水温度が所定温度以上になったときに、熱回収水回路の水ポンプの下流側に切換弁により分岐する放熱水回路を設けたコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置において、上記エンジン冷却水回路のエンジン冷却水導入通路に設けられた水ポンプの下流側に熱回収水回路の熱回収水導入通路を接続し、前記エンジン冷却水導入通路の水ポンプの上流側に前記熱回収水導出通路を接続したことを特徴とする。
【００１３】
【作用】
請求項１及び請求項２の発明によれば、水温調節器にはエンジン冷却水導出通路を通してエンジンから導出されるエンジン冷却水のみが導入される。従って、水温調節器によるエンジン冷却水の水温調節が容易となり、そのため熱回収器へ供給するエンジン冷却水の水温が高められ、高いエンジン冷却水により熱回収効率が高められる。
【００１４】
また、請求項１及び請求項２の発明によれば、エンジン冷却水を循環させる水ポンプの下流側に熱回収水回路の熱回収水導入通路を接続し、水ポンプの上流側に熱回収水回路の熱回収水導出通路を接続するので、熱回収水回路の出入口の圧力差が大きくなり、熱回収器を流れるエンジン冷却水の水量が増して、この点からも熱回収効率が高められる。
【００１５】
更に、請求項１及び請求項２の発明によれば、エンジン冷却水をエンジン冷却水回路内を循環させる水ポンプとを共通にして一つの水ポンプにしたので、構造が簡単になってコスト軽減にもなる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１において、Ａはエンジン，Ｂは発電機で、Ｃは熱交換器である。エンジンＡと熱交換器Ｃがエンジン冷却水導入通路１０１とエンジン冷却水導出通路１０２で連結されている。
【００１８】
そして、エンジン冷却水導出通路１０２とエンジン冷却水導入通路１０１との間に、エンジン冷却水バイパス通路１０３が接続されてエンジン冷却水回路ｌ０６が構成されている。
尚、この実施例において、エンジン冷却水回路１０６については、図３に示すものと同様である。
【００１９】
エンジン冷却水導出通路ｌ０２とエンジン冷却水バイパス通路ｌ０３との分岐部１２には、エンジン冷却水の水温を所定温度以上になったときにエンジン冷却水導出通路１０２を開放する水温調節器６が設けられている。また、エンジン冷却水バイパス通路１０３とエンジン冷却水導入通路１０１との合流部１３の下流側には、エンジン冷却水を循環させる水ポンプ１が設けられている。
【００２０】
水温調節器６は、所定温度で作動して、所定温度以下ではエンジン冷却水をエンジン冷却水バイパス通路１０３側のみに流し、熱交換器Ｃへは流さないようになっている。一方、エンジン冷却水の水温が所定温度以上になると、水温調節器６によってエンジン冷却水導出通路１０２が開放されてエンジン冷却水を熱交換器Ｃに流し、エンジン冷却水バイパス通路１０３へは流さないようになっている。
【００２１】
また、エンジン冷却水回路１０６には、熱回収器Ｄとその熱回収器Ｄの熱回収水導入通路１０４及び熱回収水導出通路１０５からなる熱回収水回路ｌ０７が接続されている。
熱回収器Ｄは、エンジンＡの排気ガスが流れる排気マニホルド等に設けられている。
【００２２】
また、エンジン冷却水回路１０６のエンジン冷却水導入通路１０１に設けられた水ポンプ１の下流側に、熱回収器Ｄの熱回収水導入通路１０４が接続され、エンジン冷却水導入通路１０１に設けられた水ポンプ１の上流側に、熱回収水導出通路１０５が接続されている。
【００２３】
そして、熱回収水回路１０７がエンジン冷却水回路１０６とは、分離して設けられて、水温調節器６による水温調節がし易くなっている。
Ｆ，Ｇは給湯用，暖房用熱交換器であり、水槽Ｋ，熱交換器Ｃ，熱回収器Ｅと熱交換器Ｆ，Ｇが、熱回収水導入通路２０１と熱回収水導出通路２０２で接続されて熱回収水回路２０４が構成されている。その熱回収水導入通路２０１には、水ポンプ３が設けられて熱回収水回路２０４に水槽Ｋ内の熱交換水を循環させている。
【００２４】
また、熱回収器Ｅへの熱回収水導入通路２０１に分流弁７を設け、分流弁７から熱回収水導出通路２０２とを接続する熱回収水バイパス通路２０３を設けることにより熱回収した熱エネルギーと給湯，暖房負荷等に消費熱エネルギーのバランスで消費熱エネルギーが少ない時は、分流弁７で熱回収器Ｅへの熱回収水導入通路２０１の通路面積を水温センサーの信号により小さく変えて熱回収器Ｅへの熱回収水流量を少なくし熱回収水バイパス通路２０３へ流す熱回収水流量を増やして熱回収器Ｅからの回収熱エネルギーを少なくしている。
【００２５】
給湯用熱交換器Ｆには、温水ボイラーＨ，給湯負荷器Ｉと貯湯槽Ｌが、給湯水導入通路３０１と給湯水導出通路３０２で接続されて給湯水回路３０５が構成されている。その給湯水回路３０５には、水ポンプ４が設けられて給湯水回路３０５内に貯湯槽Ｌ内の湯を循環させている。
Ｊは暖房負荷器であり、熱回収用熱交換器Ｇ，温水ボイラーＨと暖房負荷器Ｊが、放熱水導入通路３０３と放熱水導出通路３０４で接続されて放熱水回路３０６が構成されている。その放熱水回路３０６には、水ポンプ５が設けられて放熱水回路３０６内に温水を循環させている。
【００２６】
そして、熱交換器Ｃと熱回収器Ｅで回収した熱エネルギーを最終的に給湯或いは暖房用として使用する。
図中、Ｎは、熱回収水導出通路１０５に設けられた水温を測定する水温センサー、１０，１１は給水弁である。
【００２７】
この実施例において、各冷却水回路の温度を測定したところ、例えば、水温センサーＮの検出温度が９７℃であったときに、熱交換器Ｃの入口側の温度が９５（９０）℃、熱交換器Ｃの出口側の温度が９０（８３）℃、エンジンＡの出口側の温度が９５（８８）℃であった。尚、（  ）内は、従来の図３の装置の場合を示す。
【００２８】
即ち、熱回収器Ｄで熱エネルギーを回収した後の９７℃のエンジン冷却水は、熱交換器Ｃで冷却されたエンジン冷却水と合流しエンジンＡを冷却（熱回収）しエンジン出口部で９５℃となり、従来よりも５℃も高い高温のエンジン冷却水が熱交換器Ｃに供給される。
従って、熱交換器Ｃに供給するエンジン冷却水の水温が高められ、熱回収効率が高められる。つまり、従来は、熱回収器Ｄの出口温度で水温が制限されるために、熱エネルギーのロスが大きかったが、本実施例では、その熱エネルギーのロスは極めて少ない。
【００２９】
また、この実施例によれば、熱回収水回路１０７の出入口を、エンジン冷却水を循環させる水ポンプ１の上流及び下流に設けるので、熱回収水回路１０７の出入口の圧力差が大きくなって熱回収水回路１０７を流れる冷却水流量を増加させることができ、この点からも回収熱量を増大させることができ、熱回収器Ｄで回収した熱エネルギーを有効に活用することができる。
【００３０】
更に、エンジン冷却水を循環させる水ポンプ１は、エンジン冷却水回路１０６と熱回収回路１０７のエンジン冷却水を循環させる水ポンプを共通にし、一つの水ポンプ１のみの駆動で作動することができるので、構造が簡単になる。
図２は、請求項２に係わるコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置の一実施例を示す。
【００３１】
この実施例は、図１に示すコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置の熱回収水回路２０４の水ポンプ３と熱交換器Ｃとの間に切換弁９により冷却水を放熱器Ｍへ循環させる放熱水回路４００を設けたものである。
所定温度以下では、水槽Ｋ内の冷却水は熱交換器Ｃへ直接流れ放熱器Ｍには流れない。
【００３２】
所定温度以上では、切換弁９が作動して冷却水は放熱水回路４００の放熱器Ｍを経由して熱交換器Ｃへ流れる。そのときには、外部駆動のファン等により放熱器Ｍにより熱放散が行われるようになっている。
この実施例においては、図１に示すコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置と同様の効果を奏することができると共に、放熱器Ｍを設けたので、図１に示すコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置に比して、特に熱放散特性に優れている。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１及び請求項２の発明によれば、熱交換器に供給するエンジン冷却水温を高くし、また水量を増大させて熱回収効率を高めることができる。
また、エンジン冷却水をエンジン冷却水回路内を循環させる水ポンプとエンジン冷却水を熱回収水回路内を循環させる水ポンプを共通にして一つの水ポンプにしたので、構造を簡単にして、コスト低減も図れる。
【００３４】
更に、請求項２の発明によれば、放熱器による空冷冷却が行われるので、熱放散が円滑に行われる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の実施例を示すコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置の構造図である。
【図２】請求項２の実施例を示すコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置の構造図である。
【図３】従来例のコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置の構造図である。
【図４】他の従来例のコー・ジェネレーションシステムの冷却水回路装置の構造図である。
【符号の説明】
１  水ポンプ（エンジン冷却用）
２  水ポンプ（排気マニホルド冷却用）
３  水ポンプ（熱回収用）
４  水ポンプ（給湯用）
５  水ポンプ（暖房用）
６  水温調節器
７  分流弁（排気熱回収器）
８  切換弁（暖房用）
９  切換弁（放熱器）
１０  給水弁（放熱器）
１１  給水弁（給湯用）
１２  分岐部
１３  合流部
１０１  エンジン冷却水導入通路
１０２  エンジン冷却水導出通路
１０３  エンジン冷却水バイパス通路
１０４  熱回収水導入通路
１０５  熱回収水導出通路
１０６  エンジン冷却水回路
１０７  熱回収水回路
２０１  熱回収水導入通路
２０２  熱回収水導出通路
２０３  熱回収水バイパス通路
２０４  熱回収水回路
３０１  給湯水導入通路（給湯用）
３０２  給湯水導出通路（給湯用）
３０３  放熱水導入通路（暖房用）
３０４  放熱水導出通路（暖房用）
３０５  給湯水回路（給湯用）
３０６  放熱水回路（暖房用）
４００  放熱水回路
Ａ  エンジン
Ｂ  発電機
Ｃ  熱交換器
Ｄ  熱回収器
Ｆ  熱交換器（給湯用）
Ｇ  熱交換器（暖房用）
Ｈ  温水ボイラー
Ｉ  給湯負荷器
Ｊ  暖房負荷器
Ｋ  水槽
Ｌ  貯湯槽
Ｍ  放熱器
Ｎ  水温センサー
【図１】
0003631521.tif 000002
【図２】
0003631521.tif 000003
【図３】
0003631521.tif 000004
【図４】
0003631521.tif 000005