(57)【要約】【課題】液面センサを省略してコストを低廉化しつつ、冷却液の循環量不足を遅滞なく検出できる発電源の冷却装置を提供する。【解決手段】ガスエンジン発電機２または燃料電池からなる発電源を冷却するための冷却液を貯留するバッファタンク３と、発電源に接して配設されるとともにバッファタンク３を含んで形成され冷却液が流れる冷却液回路４と、冷却液を循環させる循環ポンプ５と、循環ポンプ５の回転数Ｎを検出する回転数センサ５５と、冷却液の温度Ｔ１、Ｔ２を検出する液温センサ６１、６２と、循環ポンプの回転数Ｎ及び冷却液の温度Ｔ１、Ｔ２を監視する監視制御部７とを備え、バッファタンク３は、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときの液面位置Ｌ２に冷却液が冷却液回路４に流出する液出口３１を有し、監視制御部７は、循環ポンプ５の回転数Ｎ及び冷却液の温度Ｔ１、Ｔ２の少なくとも一方の異常に基づいて、冷却液の循環量不足を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスエンジン発電機または燃料電池からなる発電源を冷却するための冷却液を貯留するバッファタンクと、前記発電源に接して配設されるとともに前記バッファタンクを含んで形成され前記冷却液が流れる冷却液回路と、前記冷却液回路内で前記冷却液を循環させる循環ポンプと、前記循環ポンプの回転数を検出する回転数センサと、前記冷却液回路の途中に設けられて前記冷却液の温度を検出する液温センサと、前記循環ポンプの回転数及び前記冷却液の温度を監視する監視制御部とを備え、
前記バッファタンクは、前記冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときの液面位置に、前記冷却液が前記冷却液回路に流出する液出口を有し、
前記監視制御部は、前記循環ポンプの回転数及び前記冷却液の温度の少なくとも一方の異常に基づいて、前記冷却液の循環量不足を検出する発電源の冷却装置。
【請求項２】
前記バッファタンク、前記冷却液回路、及び前記循環ポンプから漏洩した冷却液を受け止めて外部への漏出を防止する漏出防止パンをさらに備え、
前記冷却液の許容漏洩量は、前記漏出防止パンの容積に基づいて定められている請求項１に記載の発電源の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却液の許容漏洩量は、前記冷却液が前記バッファタンク内で中間高さよりも高い液面位置を維持するように定められている請求項１または２に記載の発電源の冷却装置。
【請求項４】
前記バッファタンクは、前記液出口よりも低い位置に、前記冷却液が前記冷却液回路から流入する液入口を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電源の冷却装置。
【請求項５】
前記冷却液回路は、前記バッファタンクを経由しないで前記冷却液を循環させるバイパス回路と、前記冷却液が前記バッファタンクと前記バイパス回路とに分流する比率を制御する制御弁とを有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の発電源の冷却装置。
【請求項６】
前記発電源は電気出力及び熱出力を得るコージェネレーションシステムに使用されており、前記冷却液回路は前記熱出力を得る回路である請求項１〜５のいずれか一項に記載の発電源の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッファタンクを備えて冷却液を循環させることによりガスエンジン発電機または燃料電池を冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源の多様化が提唱され、各種の分散型発電装置の開発及び普及が促進されている。分散型発電装置は、当初はオフィスや集合住宅などへの適用が多かったが、ガスエンジン発電機や燃料電池などについては小形小容量化が実現されて、一般家庭へも適用されるようになってきている。この種の分散型発電装置は、電気出力だけでなく熱出力も利用できるコージェネレーションシステムとして使用される場合が多い。この場合、発電源を冷却しながら熱出力を利用する用途として、冷却液回路、循環ポンプ、及び液々熱交換器を備えて冷却液を循環させる構造の冷却装置が一般的に採用されている。さらに、電気負荷に対して熱負荷が相対的に小さいときに余剰の熱を蓄積する蓄熱機能、及び冷却液の温度上昇を抑制するバッファ機能を具備するために、冷却液の液量を多くしてバッファタンクに貯留することが行われている。
【０００３】
特許文献１に開示された燃料電池システムは、コージェネレーションシステムとして使用できる分散型発電装置の一技術例である。この燃料電池システムは、燃料電池で発生した熱を外部へ取り出すための第１熱媒体（冷却液）と、第１熱媒体搬送手段（循環ポンプ）と、温度検知器（液温センサ）とを備え、第１熱媒体搬送手段は温度検知器よりも低い位置に構成し、温度検知器が検知する第１熱媒体の温度異常で運転を停止する。この構成によれば、第１熱媒体が次第に減少した場合に、まず温度検知器が第１熱媒体で満たされなくなって温度異常が発生するので、第１熱媒体搬送手段が第１熱媒体を搬送しなくなる以前に運転を停止でき、第１熱媒体の減少を判定する水位検知器を省略できる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１では、水位検知器（液面センサ）を省略することでコストを低減できる点は好ましいが、温度検知器の温度異常の判定が遅れてシステム停止に手間取るおそれがある。詳述すると、第１熱媒体搬送手段は、第１熱媒体が徐々に減少しても、媒体入口が第１熱媒体で満たされている間は正常な搬送（ポンプの吐出）を行うので、流路の途中の温度検知器まで第１熱媒体が圧送される。したがって、温度検知器ですぐに温度異常は発生しない。温度異常が実際に発生するのは、第１熱媒体に空気が混入しながら循環するようになってからであり、第１熱媒体が相当量減少してその液面が第１熱媒体搬送手段まで低下した後である。したがって、水位検知器を備える構成と比較して、運転を停止するタイミングが遅れる。
【０００６】
このように、コスト低減を志向して液面センサを省略したときに冷却液の循環量不足の検出が遅れる問題点は、燃料電池に限定されるものではなく、類似の冷却構造を有するガスエンジン発電機にも共通する。
【０００７】
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、液面センサを省略してコストを低廉化しつつ、冷却液の循環量不足を遅滞なく検出できる発電源の冷却装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発電源の冷却装置は、ガスエンジン発電機または燃料電池からなる発電源を冷却するための冷却液を貯留するバッファタンクと、前記発電源に接して配設されるとともに前記バッファタンクを含んで形成され前記冷却液が流れる冷却液回路と、前記冷却液回路内で前記冷却液を循環させる循環ポンプと、前記循環ポンプの回転数を検出する回転数センサと、前記冷却液回路の途中に設けられて前記冷却液の温度を検出する液温センサと、前記循環ポンプの回転数及び前記冷却液の温度を監視する監視制御部とを備え、前記バッファタンクは、前記冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときの液面位置に、前記冷却液が前記冷却液回路に流出する液出口を有し、前記監視制御部は、前記循環ポンプの回転数及び前記冷却液の温度の少なくとも一方の異常に基づいて、前記冷却液の不足を検出する。
【０００９】
さらに、前記バッファタンク、前記冷却液回路、及び前記循環ポンプから漏洩した冷却液を受け止めて外部への漏出を防止する漏出防止パンをさらに備え、前記冷却液の許容漏洩量は、前記漏出防止パンの容積に基づいて定められていることが好ましい。
【００１０】
また、前記冷却液の許容漏洩量は、前記冷却液が前記バッファタンク内で中間高さよりも高い液面位置を維持するように定められていてもよい。
【００１１】
さらに、前記バッファタンクは、前記液出口よりも低い位置に、前記冷却液が前記冷却液回路から流入する液入口を有することが好ましい。
【００１２】
さらに、前記冷却液回路は、前記バッファタンクを経由しないで前記冷却液を循環させるバイパス回路と、前記冷却液が前記バッファタンクと前記バイパス回路とに分流する比率を制御する制御弁とを有していてもよい。
【００１３】
また、前記発電源は電気出力及び熱出力を得るコージェネレーションシステムに使用されており、前記冷却液回路は前記熱出力を得る回路であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発電源の冷却装置では、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩すると、バッファタンク内の冷却液の液面が液出口まで低下し、冷却液に空気が混入して循環されるようになる。このため、循環ポンプの負荷が変化して回転数に異常が生じ、また、発電源を冷却する性能が変化して冷却液の温度に異常が生じる。したがって、監視制御部は、循環ポンプの回転数及び冷却液の温度の少なくとも一方の異常に基づいて冷却液の循環量不足を検出できる。つまり、液面センサを省略してコストを低廉化しても、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときに、冷却液の循環量不足を遅滞なく検出でき、迅速に異常時処置を実施できる。
【００１５】
さらに、漏出防止パンを備える態様では、冷却液の許容漏洩量が漏出防止パンの容積に基づいて定められるので、漏洩した冷却液が外部に漏出し始める以前に確実に冷却液の循環量不足を検出できる。
【００１６】
また、冷却液の許容漏洩量がバッファタンク内の中間高さよりも高い液面位置を維持するように定められている態様では、バッファタンクの半分以上まで冷却液が残っている漏洩の軽微な段階で、確実に冷却液の循環量不足を検出できる。
【００１７】
さらに、バッファタンクの液出口よりも低い位置に液入口を有する態様では、発電源を冷却した相対的に温かい冷却液がバッファタンクの下部に流入し、密度差により相対的に冷たい冷却液と混ざり合う。したがって、バッファタンク内部の冷却液の温度分布を均一化して適正温度に保つことが容易になり、相対的に温かい冷却液が発電源に循環されて冷却性能が低下するおそれを解消できる。仮に、液入口が高いと、相対的に温かい冷却液がバッファタンクの上部に流入し滞留して上下温度差が大きくなり、温かい冷却液が発電源に循環されて十分な冷却効果が発生しなくなるおそれがある。
【００１８】
さらに、冷却液回路がバイパス回路及び制御弁を有する態様では、発電源の始動時の暖機運転を効率化できる。例えば、発電源を長く停止すると、バッファタンク内及び冷却液回路内の冷却液は低い温度になっている。この場合、次の始動時には、バッファタンク内を含む全部の冷却液を循環させるのでなく、バイパス回路を用いて冷却液回路内の一部の冷却液のみを循環させる。これにより、冷却液を適正温度まで迅速に上昇させることができ、暖機運転を短時間で終了できる。
【００１９】
また、発電源がコージェネレーションシステムに使用される態様では、例えば熱交換器を用いて冷却液回路から熱出力を得ることができる。この場合、一般的な冷却装置と異なって冷却液の液温が低いほど良いとは言えず、熱出力の利用の観点から冷却液を適正温度に保つことが好ましい。したがって、前述したバッファタンクの液出口よりも低い位置に液入口を有する態様や、前述した冷却液回路がバイパス回路及び制御弁を有する態様をコージェネレーションシステムに適用することで、熱出力を効率的に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の発電源の冷却装置を模式的に説明する全体構成図である。
【図２】監視制御部の監視制御フローを説明するフローチャートの図である。
【図３】実施形態の発電源の冷却装置において、冷却液の流れを示す図である。
【図４】実施形態の発電源の冷却装置において、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときの動作を説明する図である。
【図５】参考形態の発電源の冷却装置を模式的に説明する全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための実施形態を、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の発電源の冷却装置１を模式的に説明する全体構成図である。冷却装置１は、冷却液を循環させて発電源であるガスエンジン発電機２を冷却する装置であり、コージェネレーションシステムとして使用される。冷却装置１は、バッファタンク３、冷却液回路４、循環ポンプ５、回転数センサ５５、エンジン入口液温センサ６１、エンジン出口液温センサ６２、及び監視制御部７などで構成されている。
【００２２】
バッファタンク３は、ガスエンジン発電機２を冷却するための冷却液を貯留するタンクである。バッファタンク３は、冷却液が流出する液出口３１、及び冷却液が流入する液入口３２を有している。冷却液には、例えば、ＪＩＳ規格に規定される不凍液の一種であるロングライフクーラント（記号ＬＬＣ）を用いることができる。ロングライフクーラントは、水にエチレングリコールを溶解させて氷結点を下げたものであり、冬季の寒冷地で周囲温度がー３０℃まで低下しても凍結しない。これに限定されず、他の種類の冷却液を用いてもよい。
【００２３】
バッファタンク３は、電気負荷に対して熱負荷が相対的に小さいときに、コ−ジェネレーションシステムの熱出力を一時的に蓄積する蓄熱機能を有している。別の見方をすれば、余剰の熱で冷却液が温度上昇することを抑制するバッファ機能を有している。所望する蓄熱機能及びバッファ機能を実現するために、バッファタンク３に貯留する冷却液の液量が適正に設定される。
【００２４】
冷却液回路４は、ガスエンジン発電機２に接して配設されるとともに、バッファタンク３を含んで形成され、冷却液が流れる周回路である。冷却液回路４は、バッファタンク３の液出口３１からガスエンジン発電機２に接するまでの往路部４１、ガスエンジン発電機２の高温部に接して冷却効果を発揮する冷却作用部４２（破線示）、及びガスエンジン発電機２から離れてバッファタンク３の液入口３２に戻るまでの復路部４３を含んで形成される。冷却作用部４２は、冷却ジャケットなどと呼称される部位であり、その構造は特に限定されない。
【００２５】
循環ポンプ５は、冷却液回路４の往路部４１の途中に設けられている。循環ポンプ５の吸込口５１はバッファタンク３の液出口３１に連通され、吐出口５２は冷却作用部４２の入口に連通されている。循環ポンプ５には、駆動モータによって回転駆動される一般的なものを用いることができる。循環ポンプ５の回転数Ｎは、負荷の軽重に依存して変化する。例えば、冷却液回路４の一部が何らかの原因により変形して流路断面積が減少すると、負荷が重くなって回転数Ｎが減少する。また例えば、冷却液に空気が混入すると、負荷が軽くなって回転数Ｎが増加する。
【００２６】
回転数センサ５５は、循環ポンプ５の回転数Ｎを検出するセンサである。回転数センサ５５は、例えば、回転部に磁石を取り付けて固定部から磁界の変化を検出する方式のセンサとすることができる。回転数センサ５５は、検出した回転数Ｎの信号を監視制御部７に伝送する。
【００２７】
エンジン入口液温センサ６１は、冷却液回路４の往路部４１と冷却作用部４２との接続点に配設されている。エンジン入口液温センサ６１は、冷却作用部４２に流入する直前の冷却液の相対的に低い液温、すなわちエンジン入口液温Ｔ１を検出し、その信号を監視制御部７に伝送する。一方、エンジン出口液温センサ６２は、冷却液回路４の冷却作用部４２と復路部４３との接続点に配設されている。エンジン出口液温センサ６２は、冷却作用部４２から流出した直後の冷却液の相対的に高い液温、すなわちエンジン出口液温Ｔ２を検出し、その信号を監視制御部７に伝送する。
【００２８】
また、冷却液回路４の復路部４３には、制御弁４４および液々熱交換器４５が設けられている。制御弁４４は、内部を流れる冷却液の液温に応じて、バッファタンク３とバイパス回路４６とに分流する比率を自動的に制御する三方弁である。制御弁４４の流入ポート４４１は、冷却作用部４２の出口に連通されている。制御弁４４の低温時流出ポート４４２は、バイパス回路４６を用いて循環ポンプ５の吸込口５１に連通されている。制御弁４４の高温時流出ポート４４３は、液々熱交換器４５の一次側配管４５１を経由してバッファタンク３の液入口３２に連通されている。
【００２９】
制御弁４４の内部を流れる冷却液が所定の低温値以下であると、低温時流出ポート４４２が開き、高温時流出ポート４４３が閉じる。このとき、冷却液は、流入ポート４４１から低温時流出ポート４４２へと流れる。所定の低温値として６０℃を例示でき、これに限定されない。冷却液が所定の高温値以上であると、低温時流出ポート４４２が閉じ、高温時流出ポート４４３が開く。このとき、冷却液は、流入ポート４４１から高温時流出ポート４４３へと流れる。
【００３０】
また、冷却液が所定の低温値と高温値の間であると、低温時流出ポート４４２及び高温時流出ポート４４３の両方が液温に依存した開度で開き、流出の分流比が自動的に制御される。すなわち、冷却液が所定の低温値に近いと、低温時流出ポート４４２の分流比が大で、高温時流出ポート４４３の分流比が小となる。そして、冷却液の液温が所定の低温値から高温値まで増加するにつれて、低温時流出ポート４４２の分流比が徐々に減少し、高温時流出ポート４４３の分流比が徐々に増加する。
【００３１】
液々熱交換器４５は、コ−ジェネレーションシステムとして、ガスエンジン発電機２の熱出力を外部で利用可能とする部位である。液々熱交換器４５は、一次側配管４５１及び二次側配管４５２で構成され、一次側配管４５１内の冷却液から二次側配管４５２内の熱移送媒体へと熱が移動する。二次側の熱移送媒体は、一次側の冷却液と同じロングライフクーラントでもよいし、異なる流体でもよい。一次側配管４５１の一端は制御弁４４の高温時流出ポート４４３に連通され、他端はバッファタンク３の液入口３２に連通されている。二次側配管４５２は図略の熱負荷に連通されており、熱出力を利用するための周回路が形成されている。
【００３２】
実施形態の発電源の冷却装置１は、図１に示されるように、漏出防止パン８をさらに備えている。漏出防止パン８は、バッファタンク３、冷却液回路４、及び循環ポンプ５の下方に拡がって配設されており、これら３、４、５から漏洩した冷却液を受け止めて外部への漏出を防止する。冷却液の許容漏洩量は、漏出防止パン８の容積に基づいて定められている。つまり、漏出防止パン８の容積から或る程度のマージンを差し引いて冷却液の許容漏洩量が定められている。
【００３３】
ここで、図１には、冷却液が漏洩していない正常時のバッファタンク３内の冷却液の液面位置Ｌ１が示されている。そして、バッファタンク３は、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときの液面位置Ｌ２に液出口３１を有している。液面位置Ｌ２は、バッファタンク３内で中間高さよりも高く、約７０％の高さ位置に定められている。つまり、冷却液の許容漏洩量は、冷却液がバッファタンク３内で中間高さよりも高い液面位置を維持するように定められている。
【００３４】
一方、バッファタンク３は、液出口３１より大幅に低く底部に近い位置に液入口３２を有している。一般的な冷却装置では液出口はバッファタンクの下部に設けられ、液入口はバッファタンクの上部に設けられる場合が多く、本実施形態では液出口３１と液入口３２との上下関係が逆になっている。
【００３５】
監視制御部７は、循環ポンプ５の回転数Ｎ、エンジン入口液温Ｔ１、及びエンジンエンジン出口液温Ｔ２を監視する。監視制御部７には、例えば、マイコンを内蔵してソフトウェアで作動する電子制御装置を用いることができる。図２は、監視制御部７の監視制御フローを説明するフローチャートの図である。
【００３６】
図２のステップＳ１で、ガスエンジン発電機２が運転を開始すると、循環ポンプ５が作動する。ステップＳ２で、監視制御部７は、エンジン入口液温センサ６１からエンジン入口液温Ｔ１の信号を受け取り、エンジン出口液温センサ６２からエンジン出口液温Ｔ２の信号を受け取る。次に、ステップＳ３で、冷却液の温度異常が発生しているか否かを判定する。
【００３７】
具体的には、エンジン出口液温Ｔ２からエンジン入口液温Ｔ１を減算して上下温度差ΔＴを求め（ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１）、上下温度差ΔＴが許容温度差以下のときに正常と判定し、上下温度差ΔＴが許容温度差を越えたときに温度異常と判定する。許容温度差として３０℃を例示でき、これに限定されない。上下温度差ΔＴの増加は、冷却作用部４２内を流れる冷却液の循環量の減少によって引き起こされる。このような温度異常が発生する原因としては、冷却液への空気の混入、循環ポンプ５の故障、冷却液回路４の狭窄変形などが考えられる。
【００３８】
また、監視制御部７は、エンジン入口液温Ｔ１及びエンジン出口液温Ｔ２が許容上限温度以下のときに正常と判定し、少なくとも一方（通常はエンジン出口液温Ｔ２）が許容上限温度を越えたときに蓄熱限界状態と判定する。許容上限温度として９０℃を例示でき、これに限定されない。蓄熱限界状態は、電気負荷に対して熱負荷が相対的に小さいときに、余剰の熱で冷却液の平均液温が徐々に上昇して発生する。蓄熱限界状態は異常状態とは言えないが、ガスエンジン発電機２の運転を継続すべきでない。
【００３９】
ステップＳ３で、正常のときステップＳ４に進み、温度異常及び蓄熱限界状態のときステップＳ６に進む。ステップＳ４で、監視制御部７は、回転数センサ５５から回転数Ｎの信号を受け取る。次に、ステップＳ５で、循環ポンプ５の回転数異常が発生しているか否かを判定する。具体的には、回転数Ｎが規定回転数の所定誤差範囲内に収まっているときに正常と判定してステップＳ２に戻り、回転数Ｎが所定誤差範囲を逸脱しているときに回転数異常と判定してステップＳ６に進む。
【００４０】
ステップＳ２に戻った以降は、冷却液の温度異常および循環ポンプ５の回転数異常の監視を繰り返して行う。温度異常及び蓄熱限界状態や回転数異常でステップＳ６に進んだときには、異常時処置としてガスエンジン発電機２を停止する。また、ガスエンジン発電機２が自冷発電容量を有する場合は、異常時処置として電気出力を自冷発電容量以下まで低下させるようにしてもよい。その他にも、異常時処置として一般的な異常表示や異常通報などを行うようにしてもよい。
【００４１】
次に、上述のように構成された実施形態の発電源の冷却装置１の動作、作用について説明する。図３は、実施形態の発電源の冷却装置１での冷却液の流れを示す図である。図３において、太い破線のループは制御弁４４で冷却液が所定の低温値以下であるときの流れを示し、太い矢印は制御弁４４で冷却液が所定の高温値以上であるときの流れを示している。
【００４２】
ガスエンジン発電機２が運転して循環ポンプ５が作動しているとき、冷却液の流れは、制御弁４４により自動的に制御される。運転開始直後などには、制御弁４４で冷却液が所定の低温値以下となっており、冷却液の流れは太い破線のループで示される。すなわち、循環ポンプ５の吐出口５２から吐出された冷却液は、エンジン入口液温センサ６１を通過して冷却作用部４２に入り、ガスエンジン発電機２を冷却して液温が上昇する。液温が上昇した冷却液は、冷却作用部４２を出てエンジン出口液温センサ６２を通過し、制御弁４４の流入ポート４４１から低温時流出ポート４４２を経由し、バイパス回路４６から循環ポンプ５の吸入口５１へと循環する。
【００４３】
このように、運転開始直後などで冷却液が低温のときには、冷却液回路４内の一部の冷却液のみを循環させるので、冷却液の液温は迅速に上昇する。制御弁４４で冷却液が所定の低温値を超えると、制御弁４４に流入した冷却液の一部が高温時流出ポート４４３から流出するようになる。つまり、冷却液は、バイパス回路４６と液々熱交換器４５及びバッファタンク３とに分流する。これにより、液々熱交換器４５で熱出力を外部の熱負荷に供給できるようになる。
【００４４】
さらに、制御弁４４で冷却液が所定の高温値を超えると、低温時流出ポート４４２が完全に閉じ、太い矢印で示されるように冷却液が流れる。すなわち、冷却液は、循環ポンプ５の吐出口５２からエンジン入口液温センサ６１、冷却作用部４２、及びエンジン出口液温センサ６２を通過して制御弁４４の流入ポート４４１に達する。さらに、冷却液は、制御弁４４の高温時流出ポート４４３から流出して、液々熱交換器４５の一次側配管４５１を通過し、液入口３２からバッファタンク３に流入する。
【００４５】
ここで、バッファタンク３の底部に近い位置に流入した冷却液は、貯留されていた冷却液と比較して相対的に温度が高く密度が小さいので、バッファタンク３内を上昇しながら貯留されていた冷却液と混ざり合う。これにより、バッファタンク３内の冷却液の液温が概ね均一化される。一方、循環ポンプ５の吸入口５１の吸入圧により、冷却液がバッファタンク３の液出口３１から流出して循環ポンプ５へと循環される。
【００４６】
なお、ガスエンジン発電機２の停止時にも、熱出力を利用することができるようになっている。すなわち、ガスエンジン発電機２が停止していても、バッファタンク３内の冷却液に十分な蓄熱が既に行われていて液温が制御弁４４の所定の高温値を超えている場合に、循環ポンプ５は作動できるようになっている。これにより、冷却液は太い矢印で示されるように循環し、液々熱交換器４５で熱出力を外部の熱負荷に供給できる。
【００４７】
次に、冷却液が漏洩した場合の動作について説明する。図４は、実施形態の発電源の冷却装置１において、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときの動作を説明する図である。何らかの原因によりバッファタンク３、冷却液回路４、及び循環ポンプ５から冷却液が漏洩すると、漏出防止パン８に受け止められて外部への漏出が防止される。そして、漏洩量が許容漏洩量の限度に達したとき、図４に示されるように、バッファタンク３内の冷却液の液面位置Ｌ２がちょうど液出口３１に一致する。
【００４８】
このため、液出口３１から流出して循環ポンプ５へ向かう冷却液に空気が混入するようになる。これにより、循環ポンプ５では、負荷が軽くなって回転数Ｎが増加する。また、冷却作用部４２を流れる冷却液の実際の循環量が減少して、上下温度差ΔＴが増加する。したがって、監視制御部７は冷却液の循環量不足を検出できる。
【００４９】
さらに、漏洩が継続してバッファタンク３内の冷却液の液面位置Ｌ３が液出口３１よりもわずかでも低下したときには、空気のみが冷却液回路４を循環するようになる。したがって、循環ポンプ５の回転数Ｎの異常、及び上下温度差ΔＴの異常は顕著なものとなり、監視制御部７は冷却液の循環量不足を一層確実に検出できる。
【００５０】
次に、実施形態の発電源の冷却装置１の効果について、参考形態と比較しながら説明する。図５は、参考形態の発電源の冷却装置９を模式的に説明する全体構成図である。参考形態の冷却装置９を構成する各部位は実施形態に略一致しており、バッファタンク３Ａの液出口３１Ａ及び液入口３２Ａの高さ位置が異なっている。すなわち、液出口３１Ａはバッファタンク３Ａの下部に設けられ、液入口３２Ａはバッファタンク３Ａの上部に設けられている。
【００５１】
参考形態において、監視制御部７Ａが循環ポンプ５の回転数Ｎ及び上下温度差ΔＴを監視する場合、バッファタンク３Ａ内の冷却液の殆どが漏洩して液面位置Ｌ４が下部の液出口３１Ａに低下するまで循環量不足を検出できない。したがって、迅速な異常検出を行うためには、バッファタンク３Ａ内に例えば光反射検出方式の液面センサ３３を設けて、液面位置の信号を監視制御部７Ａに伝送する必要がある。
【００５２】
これに対して実施形態では、液面センサ３３を省略してコストを低廉化しても、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩した時点、すなわちバッファタンク３の中間高さよりも高い液面位置Ｌ２（約７０％の高さ位置）で回転数Ｎの異常及び上下温度差ΔＴの異常が発生する。したがって、監視制御部７は、冷却液の循環量不足を遅滞なく検出でき、迅速に異常時処置を実施できる。
【００５３】
さらに、冷却液の許容漏洩量が漏出防止パン８の容積に基づいて定められるので、漏洩した冷却液が外部に漏出し始める以前に確実に冷却液の循環量不足を検出できる。また、バッファタンク３の約７０％の高さ位置まで冷却液が残っている漏洩の軽微な段階で、確実に冷却液の循環量不足を検出できる。
【００５４】
さらに、バッファタンク３の液出口３１よりも低い位置に液入口３２を有するので、バッファタンク３内部の冷却液を均一化して適正温度に保つことが容易になり、冷却性能が低下するおそれを解消できる。また、バイパス回路４６及び制御弁４４を有するので、ガスエンジン発電機２の始動時の暖機運転を効率化できる。
【００５５】
また、ガスエンジン発電機２はコージェネレーションシステムに使用されるので、液々熱交換器４５を用いて冷却液回路４から熱出力を得ることができる。加えて、冷却液を適正温度に保つことが容易になっており、熱出力を効率的に利用できる。
【００５６】
なお、実施形態の発電源としてのガスエンジン発電機２を燃料電池に置き換えることも可能である。また、漏出防止パン８は必要でなく、冷却液回路４内の制御弁４４およびバイパス回路４６を省略してもよい。さらに、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩したときのバッファタンク３の液面位置Ｌ２を約７０％の高さ位置としているのは一例であって、適宜変更できる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１：発電源の冷却装置
２：ガスエンジン発電機（発電源）
３、３Ａ：バッファタンク
３１、３１Ａ：液出口    ３２、３２Ａ：液入口    ３３：液面センサ
４：冷却液回路    ４１：往路部    ４２：冷却作用部    ４３：復路部
４４：制御弁    ４５：液々熱交換器    ４６：バイパス回路
５：循環ポンプ    ５５：回転数センサ
６１：エンジン入口液温センサ    ６２：エンジン出口液温センサ
７：監視制御部
８：漏出防止パン
Ｔ１：エンジン入口液温    Ｔ２：エンジン出口液温
Ｎ：循環ポンプの回転数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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