(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、消音機能を備えると共に、排気出口管の挿入部外面に付着した水分が、排気ガスと共に排気出口管に吸い込まれるのを防止する気液分離機能も備えるようにする。【解決手段】排気騒音を低減する本体３４と、前記本体３４の内部に挿入される挿入部４２を有する排気出口管４０とを備え、前記本体３４内の排気ガスは、前記排気出口管４０を経由して外部に排出されるエンジン排気ガス系統機器において、前記挿入部４２の開口端部に、前記挿入部管径よりも大きな領域におよぶ鍔部５０を設けた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気騒音を低減する本体と、前記本体の内部に挿入される挿入部を有する排気出口管とを備え、前記本体内の排気ガスは、前記排気出口管を経由して外部に排出されるエンジン排気ガス系統機器において、
前記挿入部の開口端部に、前記挿入部管径よりも大きな領域におよぶ鍔部を設けたことを特徴とするエンジン排気ガス系統機器。
【請求項２】
パッケージ内に、エンジンおよび発電機を備えたパッケージ型エンジン発電機において、請求項１に記載のエンジン排気ガス系統機器を備えたことを特徴とするパッケージ型エンジン発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、定置式エンジンの排気ガス経路に設けられるエンジン排気ガス系統機器およびパッケージ型エンジン発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定置式エンジンの排気ガス経路に、消音器とミストセパレータ（気液分離器）とを備えたエンジンの排気構造が公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のエンジンの排気構造は、図１０に示すように、エンジン１００の排気ガスホース１０１に通じる消音器１０２と、消音器１０２から排気ガスパイプ１０３を介して通じるミストセパレータ１０５と、消音器１０２から消音器ドレン管１０６を介して通じるドレンフィルタ１０７と、ドレンフィルタ１０７とミストセパレータ１０５に通じるドレン水回収管１０８とを備えたものである。
【０００３】
前記構成において、消音器１０２から排気ガスパイプ１０３を通じて上昇した排気ガスは、ミストセパレータ１０５にて水分が除去された後に外部に開放される。ミストセパレータ１０５には、除去された水（凝縮水）が溜まることになる。ミストセパレータ１０５内に溜まった凝縮水は、ドレン水回収管１０８を介してドレンフィルタ１０７に回収される。
【０００４】
また、エンジンの排気構造としては、排気ガス中の凝縮水の捕捉性能を向上するために、ミストセパレータを改良したものも公知である（例えば、特許文献２参照）。特許文献２は、ミストセパレータ内に排気出口管の先端部を挿入し、前記排気出口管の挿入部に、外側に膨らんだ溝部を設ける構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３２８３７号
【特許文献２】特許第４７４６５７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、排ガス騒音を低減する消音機能を有する消音器１０２と、排気ガスの気液分離機能を有するミストセパレータ１０５とを備えたものであり、消音器１０２は気液分離機能を積極的に備えている構成ではない。
【０００７】
特許文献２のミストセパレータは、排気出口管に膨らんだ溝部が設けられており、排気出口管の内壁面に付着した凝縮水を、前記溝部で保水しようとする構成である。凝縮水は、排気出口管のミストセパレータ内部に挿入される挿入部外面にも付着する場合もある。かかる凝縮水は、挿入部外面を伝って落下し、排気ガスと共に排気出口管内に吸い込まれることとなるが、特許文献２のミストセパレータは、排気出口管の挿入部外面に付着した凝縮水が、排気出口管内に吸い込まれるのを防止することはできない。
【０００８】
特に、エンジンの運転を中止し、更に、所定時間後に運転を再開する際には、排気系統の煙道（経路）が冷えているのが一般的である。運転直後に冷えた排気系統の煙道で排気ガス中の水分が結露して排気出口管の挿入部外面に付着する場合がある。かかる場合には、凝縮水は、挿入部外面を伝って落下し、排気ガスと共に排気出口管内に勢いよく吸い込まれるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、消音機能を備えると共に、排気出口管の挿入部外面に付着した水分が、排気ガスと共に排気出口管に吸い込まれるのを防止する気液分離機能も備えたエンジン排気ガス系統機器およびパッケージ型エンジン発電機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、排気騒音を低減する本体と、前記本体の内部に挿入される挿入部を有する排気出口管とを備え、前記本体内の排気ガスは、前記排気出口管を経由して外部に排出されるエンジン排気ガス系統機器において、前記挿入部の開口端部に、前記挿入部管径よりも大きな領域におよぶ鍔部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
前記本発明は、エンジンの運転開始時に、排気出口管の挿入部外面に付着した凝縮水が、排気出口管の挿入部外面を伝い落ちても、その凝縮水は、鍔部に沿って排気出口管の径外方向（前記挿入部の開口端から離間する方向）に流れる。このため、排気出口管の挿入部外面に付着した凝縮水が、排気出口管の挿入部外面を伝い落ちて開口端から排気出口管内に吸い込まれて排出される凝縮水を低減できる。その結果、定置式エンジンの排気ガス経路において、従来のようなミストセパレータを別途設ける必要がなくなる。
【００１２】
本発明は、パッケージ内に、エンジンおよび発電機を備えたパッケージ型エンジン発電機において、前記エンジン排気ガス系統機器を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記本発明は、排気消音器およびミストセパレータのそれぞれの機器を設置する場合に比し、それぞれの一方（例えば、ミストセパレータ）を別途設ける必要がないため、パッケージ内の省スペース化が図れると共に、部品点数も少なくなる利点がある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、凝縮水が排気出口管の挿入部外面を伝い落ちて開口端から排気出口管内に吸い込まれるのを防止できる。その結果、定置式エンジンの排気ガス経路において、ミストセパレータを別途設ける必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るコージェネレーション装置の全体概略を示す斜視図である。
【図２】排気消音器を示す正面図である。
【図３】排気消音器を示す平面図である。
【図４】排気消音器の内部を示す断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線矢視を示す断面図である。
【図６】図２のＡ−Ａ線矢視を示す断面図である。
【図７】排気出口管および鍔部の斜視図である。
【図８】排気出口管および鍔部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視を示す断面図である。
【図９】排気出口管および鍔部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線矢視を示す断面図である。
【図１０】従来例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
本実施の形態は、本発明をパッケージ型エンジン発電機を備えたコージェネレーション装置１に採用した場合について説明する。なお、コージェネレーション装置１とは、電力消費機器（負荷）への送電系統に、外部商用電源の商用電力系統と、発電機の発電電力系統とを接続し、該負荷の需要電力を賄うと共に、発電に伴い生じる排熱を回収し、該回収熱を利用するシステムである。
【００１８】
図１は、コージェネレーション装置１の全体概略を示す斜視図を示す。図１に示すように、本実施形態に係るコージェネレーション装置１は、略直方体に形成された筺体としてのパッケージ２を備えている。パッケージ２の内部は、パッケージ２の上下方向の略中途に位置する中段壁１２により上下に２分割されている。下側はエンジン室３および機器収納室５が構成され、上側はラジエータ室７および吸排気室８が構成されている。なお、図１に示すパッケージ２は、その内部の構成機器が目視できるように、開閉扉や外壁等を省略した状態を示している。
【００１９】
前記エンジン室３は、パッケージ２の長手方向の一方に設けられている。このエンジン室３内には、エンジン１０、エンジン１０により駆動される発電機１１、排気ガス熱交換器１３、図示省略の冷却水ポンプおよび水／水熱交換器等が配置されている。なお、エンジン１０は、例えばガスエンジンが採用され、ミキサで燃料ガスと空気が混合されることによって起動する。そして、該エンジン１０が回転駆動することによって、発電機１１が連動するようになっている。
【００２０】
前記機器収納室５は、エンジン室３の側方（図１に示す左側）に配置されている。この機器収納室５は、隔壁１５によりエンジン室３と区画されている。機器収納室５内には、エンジン駆動系機器および水／水熱交換系機器を制御する制御装置等を備えるコントロールボックス１７と、インバータ１４等が配置されている。
【００２１】
前記ラジエータ室７は、機器収納室５の上方に配置されており、エンジン室３に対してパッケージ２の対角線上（斜め上方）に位置する。ラジエータ室７には、ラジエータ（図示省略）が配置されると共に、ラジエータ室７の上方には、前記制御装置により駆動制御される放熱用のラジエータファン１９が配置されている。
【００２２】
ラジエータ室７と吸排気室８とは、例えば金属製板からなる隔壁２０で区画されている。吸排気室８は、例えば金属製板からなる隔壁２１により、吸気室８Ａと排気室８Ｂとに区画されている。
【００２３】
中段壁１２の排気室８Ｂの底部に当たる箇所にエンジン室３の換気口（図示省略）が設けられ、エンジン室からの換気風が前記換気口から排気室８Ｂおよび、隔壁２０に設けられた換気口を経てラジエータ室７へ流れるようになっている。一方、隔壁２１には換気口に相当する箇所はなく、吸気室８Ａと排気室８Ｂとは、互いに空気の流通がないようになっている。
【００２４】
吸気室８Ａには、エアクリーナ２２および吸気サイレンサ２３がそれぞれ配置されている。排気室８Ｂには、エンジン排気ガス系統機器としての排気消音器３０が配置されている。
【００２５】
図２〜図６は、本実施形態に係る排気消音器３０を示す。すなわち、図２は、排気消音器３０を示す正面図、図３は、排気消音器３０を示す平面図、図４は、排気消音器３０の内部を示す断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ線矢視を示す断面図、図６は、図２のＡ−Ａ線矢視を示す断面図である。
【００２６】
本実施形態に係る排気消音器３０は、排気騒音を低減する機能に加え、気液分離機能を備えた装置であり、排気ガス熱交換器１３と排気管２６を介して接続されている。排気消音器３０は、略円筒状の周壁３１および周壁３１の上下部を閉塞する上下壁３２、３３からなる本体３４を備えている。本体３４内部は、図４に示すように、上段室３４Ａ、中段室３４Ｂおよび下段室３４Ｃを有するように、複数の隔壁３５、３６により複数段に区画されている。なお、隔壁３５、３６には、上下に貫通して凝縮水の落下を許容する複数個の小孔（図示省略）がそれぞれ形成されている。
【００２７】
中段室３４Ｂと下段室３４Ｃとを区画する隔壁３６には、流通管３７が上下方向に挿通されており、流通管３７を介して中段室３４Ｂと下段室３４Ｃとは連通されている。隔壁３６と、中段室３４Ｂおよび上段室３４Ａを区画する隔壁３５とには、流通管３８が上下方向に挿通されており、流通管３８を介して下段室３４Ｃと上段室３４Ａとが連通されている。
【００２８】
図１および図２に示すように、エンジン排気口側の排気ガス熱交換器１３に接続されている排気管２６の先端部が、中段室３４Ｂ内に連通するように、周壁３１に接続されている。従って、エンジンからの排気ガスは、排気管２６を介して中段室３４Ｂに入るようになっている。
【００２９】
本体３４の上壁３２には、上段室３４Ａと外部とを連通させる排気出口管４０が、上下方向に挿通されて固定されている。すなわち、排気出口管４０は、上壁３２から上方に突出する突出部４１と、上壁３２から下方に突出して上段室３４Ａ内に臨む挿入部４２とを有している。挿入部４２の下端には、金属製または剛性樹脂製の板材から形成された鍔部５０が設けられている。
【００３０】
図７および図８は、排気出口管４０および鍔部５０を示し、図７は、排気出口管４０および鍔部５０の斜視図、図８（ａ）は排気出口管４０および鍔部５０の平面図、図８（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視を示す断面図である。
【００３１】
鍔部５０は、排気出口管４０の挿入部４２よりも径外方向に突出する規制部を有している。鍔部５０例えば、平面視において矩形状を呈しており、挿入部４２の下端部（開口端部）が挿通される開口５１を有する固定部分５２と、固定部分５２の４辺から下方に延設された傾斜部５３とから構成されている。傾斜部５３の上面には、傾斜面５３ａが形成されている。このように、排気出口管４０の開口端部には、周方向の全周にわたって排気出口管４０径よりも大きな領域におよぶ鍔部５０が設けられていることになる。
【００３２】
なお、挿入部４２の開口端部に、鍔部５０を設けるとは、挿入部４２の下端面が鍔部５０の固定部分５２の下面に対して同等になる場合と、若干上下にずれた場合とを含む意味である。
【００３３】
本体３４の下壁３３は、ドレン水フィルタ（図示省略）とドレン管３９を介して接続されている。
【００３４】
本実施の形態のコージェネレーション装置１は以上の構成からなり、次に、かかる装置１を運転する場合について説明する。
【００３５】
先ず、燃料ガスはエンジン１０に接続されたミキサへ送られると共に、吸気室８Ａ内に吸い込まれた空気は、エアクリーナ２２および吸気サイレンサ２３を介して、ミキサへ送られる。ミキサにて燃料ガスと空気とが混合された後に、燃料ガスはエンジン１０へ供給される。燃料ガスは、エンジン１０を駆動させて発電機１１を駆動させることにより電力を生成し、生成された電力は、外部電力負荷に供給される。
【００３６】
エンジン１０を冷却したエンジン冷却水の熱は、水／水熱交換器を介して、外部に取り出される。水／水熱交換器を通過したエンジン冷却水は、エンジン１０へ戻される。
【００３７】
エンジン１０から排気される排気ガスは、排気ガス熱交換器１３を通過した後に排気管２６を介して、排気消音器３０の中段室３４Ｂ内に入る。中段室３４Ｂ内の排気ガスは、流通管３７を介して下段室３４Ｃに入る。下段室３４Ｃに入った排気ガスは、流通管３８を介して上段室３４Ａに入る。上段室３４Ａに入った排気ガスは、排気出口管４０を介して外部へ排出される。このように、排気ガスは、排気消音器３０の本体３４内および隔壁３５、３６に衝突した後に、排気出口管４０を経由して外部に排出され、また、排気騒音は、排気ガスが排気消音器３０内を通過することにより低減される。
【００３８】
また、排気ガスに含まれていた凝縮水は、本体３４内壁面に水滴として付着するが、その自重によって落下する。隔壁３５、３６に落下した凝縮水は、それぞれ隔壁３５、３６の小孔を通じて下方に流れ、ドレン管３９を介してドレンフィルタに回収される。
【００３９】
また、凝縮水は、排気出口管４０の挿入部４２外面に付着する場合もある。かかる場合、排気出口管４０外面に付着した凝縮水は、排気出口管４０の挿入部４２外面を伝って落下することとなる。挿入部４２の下端まで下降した凝縮水は、鍔部５０の固定部分５２に受け止められ、その後に、傾斜部５３の傾斜面５３ａに沿って流れた後に落下する。このように、排気出口管４０外面に付着した凝縮水は、挿入部４２の開口端から離間したのち落下するため、排気ガスと共に排気出口管４０内に吸い込まれるのを防止することができる。
【００４０】
コージェネレーション装置１の運転を中止し、更に、所定時間後に運転を再開する際には、排気系統の煙道が冷えているのが一般的である。運転直後に冷えた排気系統の煙道で排気ガス中の水分が結露して、排気出口管４０の挿入部４２外面に付着する場合がある。かかる場合であっても、挿入部４２外面に付着する凝縮水は、鍔部５０により、排気ガスに吸い出されることなく落下するため、排気消音器３０は、気液分離の機能を十分に発揮する。
【００４１】
排気ガスは、排気消音器３０を通過することにより、排気消音器３０を加熱することになるが、排気消音器３０を排気室８Ｂに配置し、エアクリーナ２２および吸気サイレンサ２３と隔離したので、これらの機器（エアクリーナ２２および吸気サイレンサ２３）へのエンジン排熱の熱伝達を防止できる。
【００４２】
本実施形態は、排気消音器３０を排気系統の経路の端部に設けている。排気消音器３０は、排気消音機能と気液分離機能とを備えているため、従来の気液分離機能を備えたミストセパレータが不要となる。この結果、排気消音器３０およびミストセパレータのそれぞれの機器を設置する場合に比し、省スペース化が図れると共に、部品点数も少なくなる利点がある。
【００４３】
図９は、本発明の他の実施形態を示す。図９は、排気出口管４０および鍔部５０を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線矢視を示す断面図である。
【００４４】
本実施形態の鍔部５０は、略円錐台状に形成されたものである。なお、前記実施形態と同一部材は、同一符号を付してそれぞれの説明は省略する。
【００４５】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、排気出口管４０の突出部４１と挿入部４２との長さ寸法は、それぞれ任意に設定可能であり、突出部４１は必ずしも設ける必要はない。
【００４６】
前記実施形態では、エンジン排気ガス系統機器として、排気消音器３０を例示したが、排気消音器３０に換えて気液分離器として採用することも可能である。また、本発明は、エンジン系機器や冷媒回路機器等を備えたエンジン駆動ヒートポンプに採用することも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１          コージェネレーション装置
２          パッケージ
１０        エンジン
１１        発電機
３０        排気消音器（エンジン排気ガス系統機器）
３１        周壁
３２        上壁
３３        下壁
３４        本体
３４Ａ      上段室
３４Ｂ      中段室
３４Ｃ      下段室
３５、３６  隔壁
３７        流通管
３８        流通管
３９        ドレン管
４０        排気出口管
４１        突出部
４２        挿入部
５０        鍔部
５１        開口
５２        固定部分
５３        傾斜部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014181667.tif 000011
【図１０】
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