(57)【要約】【課題】火災が原因で周囲温度が上昇した場合でも、ラジエータでの冷却水冷却効率を向上させてオーバーヒートの発生を遅らせることができ、消火栓ポンプ等の消防負荷への給電を延長することができる防音形エンジン発電装置を提供する。【解決手段】水冷式のディーゼルエンジン１１と、該水冷式エンジンで駆動される発電機１２とを箱体１４内に収納するとともに、吸気口１８から吸入した外気を前記箱体内部に導入する吸気ダクト１９と、ラジエータ２３を通過した昇温空気を排気口２０から箱体外部に排気する排気ダクト２１とを備えた防音形エンジン発電装置において、前記箱体に、前記吸気ダクト及び前記排気ダクトを通さずに前記ラジエータに冷却用空気を供給するための吸排気手段として、緊急吸気シャッター２５と緊急排気シャッター２６とを設け、緊急時にこれらの緊急用シャッターを開いて冷却用空気を増量する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷式エンジンと、該水冷式エンジンで駆動される発電機とを箱体内に収納するとともに、吸気口から吸入した外気を前記箱体内部に導入する吸気ダクトと、水冷式エンジンのラジエータを通過した昇温空気を排気口から箱体外部に排気する排気ダクトとを備えた防音形エンジン発電装置において、前記箱体に、前記吸気ダクト及び前記排気ダクトを通さずに前記ラジエータに冷却用空気を供給するための吸排気手段を設けたことを特徴とする防音形エンジン発電装置。
【請求項２】
前記吸排気手段は、前記吸気口及び前記排気口とは別に設けられた非常用吸気口及び非常用排気口であって、両非常用吸気口及び非常用排気口には、非常時に開口する開閉手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の防音形エンジン発電装置。
【請求項３】
前記発電機で発電した電力の少なくとも一部が消防負荷の電源として使用され、前記非常時が火災発生時であることを特徴とする請求項２記載の防音形エンジン発電装置。
【請求項４】
前記開閉手段は、前記消防負荷の作動、火災報知器の作動を検出した信号によって開口することを特徴とする請求項３記載の防音形エンジン発電装置。
【請求項５】
前記吸排気手段は、吸排気促進用のファンを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の防音形エンジン発電装置。
【請求項６】
前記前記吸気ダクト及び前記排気ダクトが前記箱体に着脱可能に設けられ、前記吸排気手段は、前記前記吸気ダクト及び前記排気ダクトを前記箱体から取り外す手段であることを特徴とする請求項１記載の防音形エンジン発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音形エンジン発電装置に関し、詳しくは、エンジン音等を遮音するための防音構造を有する箱体内にエンジンや発電機を収納した防音形エンジン発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやガスタービンエンジン等で発電機を駆動するエンジン発電装置のタイプとして、各機器が露出した状態のオープンタイプと各機器を箱体内に収納したキュービクルタイプとがあり、さらに、キュービクルタイプには、防音タイプと非防音タイプとがある。防音タイプのエンジン発電装置は、遮音構造を有する箱体を用いるとともに、吸排気口にも遮音性を有するダクトを使用している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ディーゼルエンジン等の冷却には、水冷方式が一般に用いられている。この水冷方式では、冷却水をエンジン内部とラジエータとに循環させ、エンジン内部で昇温した冷却水をラジエータで冷却用空気と熱交換させることによって冷却している。また、ラジエータの近傍にはファンが設けられており、このファンによって  外気が吸気口から吸気ダクトを介して箱体内に吸引され、ラジエータを通過した昇温空気が排気ダクトを通って排気口から箱体の外部に排気されるようになっている。
【０００４】
何らかの原因で冷却水の温度が上昇するとエンジンを冷却することができなくなり、エンジンが焼き付いて運転不能な状態となる。この焼き付きを防止するため、冷却水温度が規定温度以上に上昇したとき、いわゆるオーバーヒート状態となったときには、エンジンを自動的に停止させるようにしている。
【特許文献１】実開平３−１１１１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン発電装置を停電時の非常用電源として用いる場合は、一般的に、作動時の騒音を抑制するため、防音形エンジン発電装置を建物の地下等に設置するようにしており、停電時に照明等に電力を供給するほか、火災が原因で停電したときには、消火栓ポンプの駆動用電源としても用いられる。
【０００６】
一方、通常の防音形エンジン発電装置は、周囲温度が４０℃以下で正常に運転できるように設定しているため、周囲温度が４０℃を超えると、ラジエータで冷却水と熱交換を行う冷却用空気の温度が上昇するためにエンジンがオーバーヒートが起きやすい状態になる。したがって、単なる停電で運転する場合には、防音形エンジン発電装置がオーバーヒート状態になることはないが、火災が原因の停電で運転しているときには、火災時の熱で周囲温度が４０℃を超えて上昇することがあり、オーバーヒートを起こしやすい状態になる。
【０００７】
しかしながら、火災による周囲温度の上昇によってオーバーヒート状態となり、エンジンが自動的に停止してしまうと、エンジン発電装置自体が焼き付いて損傷することはなくなるものに、消火栓ポンプ等の消防負荷への給電が停止してしまうため、消火活動に支障が発生し、結果的に火災による被害が拡大するおそれがある。すなわち、エンジン発電装置のエンジンを焼き付きから保護するために、火災の被害が拡大してしまうというおそれがある。
【０００８】
そこで本発明は、火災等が原因で防音形エンジン発電装置の周囲温度が上昇した場合でも、ラジエータでの冷却水冷却効率を向上させてオーバーヒートの発生を遅らせることができ、消火栓ポンプ等の消防負荷への給電を延長することができる防音形エンジン発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の防音形エンジン発電装置は、水冷式エンジンと、該水冷式エンジンで駆動される発電機とを箱体内に収納するとともに、吸気口から吸入した外気を前記箱体内部に導入する吸気ダクトと、水冷式エンジンのラジエータを通過した昇温空気を排気口から箱体外部に排気する排気ダクトとを備えた防音形エンジン発電装置において、前記箱体に、前記吸気ダクト及び前記排気ダクトを通さずに前記ラジエータに冷却用空気を供給するための吸排気手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の防音形エンジン発電装置は、前記吸排気手段が前記吸気口及び前記排気口とは別に設けられた非常用吸気口及び非常用排気口であって、両非常用吸気口及び非常用排気口には、非常時に開口する開閉手段がそれぞれ設けられていることを特徴としている。
【００１１】
また、前記発電機で発電した電力の少なくとも一部が消火栓ポンプ等の消防負荷を駆動する電源として使用され、前記非常時が火災発生時であること、前記開閉手段が消火栓ポンプ等の消防負荷の作動、火災報知器の作動を検出した信号によって開口することを特徴としている。さらに、前記吸排気手段が吸排気促進用のファンを備えていること、前記前記吸気ダクト及び前記排気ダクトが前記箱体に着脱可能に設けられ、前記吸排気手段が前記前記吸気ダクト及び前記排気ダクトを前記箱体から取り外す手段であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の防音形エンジン発電装置によれば、火災によって周囲温度が上昇したときには、吸気ダクトや排気ダクトを通さずに箱体周囲の空気を直接的にラジエータに供給して排気するので、吸気ダクトや排気ダクトを通す場合に比べて通気抵抗を大幅に低下させることができ、ラジエータで熱交換する空気の風量が増加して冷却水の冷却効率が上昇する。したがって、周囲温度が上昇した場合でもオーバーヒートの発生を遅らせることができ、消火栓ポンプ等の消防負荷への給電を従来より長く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１乃至図５は、本発明の防音形エンジン発電装置の一形態例を示すもので、図１は緊急時の空気の流れを説明するための断面正面図、図２は通常時の空気の流れを説明するための断面正面図、図３は防音形エンジン発電装置の正面図、図４は防音形エンジン発電装置の右側面図、図５は防音形エンジン発電装置の左側面図である。また、図６は通常運転時に周囲温度が上昇したときの周囲温度及び冷却水温度とオーバーヒート発生によるエンジン停止との関係を示す説明図、図７は火災発生によって周囲温度が上昇したときの周囲温度及び冷却水温度とオーバーヒート発生によるエンジン停止との関係を示す説明図である。
【００１４】
まず、防音形エンジン発電装置は、水冷式のディーゼルエンジン１１と、該水冷式エンジン１１で駆動される発電機１２と、制御装置１３とを箱体１４内に収納した、いわゆるキュービクルタイプのエンジン発電装置である。箱体１４の正面には、２枚の点検扉１５，１５が設けられており、床下には燃料タンク１６が、天井部には排気消音器１７がそれぞれ設けられている。
【００１５】
さらに、箱体１４の右側面には、箱体内に冷却用空気及び燃焼用空気を導入するための吸気口１８が下向きに開口しており、該吸気口１８に連続して吸気ダクト１９が設けられている。また、箱体１４の左側面には、上部側方に開口した排気口２０を有する排気ダクト２１が設けられており、箱体１４と排気ダクト２１の流入部との間の開口部２２に、エンジン冷却水と冷却用空気とを熱交換させてエンジン冷却水を冷却するためのラジエータ２３と、ラジエータ２３に冷却用空気を流通させるためのファン２４とが配置されている。
【００１６】
そして、本形態例に示す防音形エンジン発電装置では、箱体１４の右側面下部に非常用吸気口となる緊急吸気シャッター２５が設けられるとともに、排気ダクト２１の側面下部に非常用排気口となる緊急排気シャッター２６がそれぞれ設けられている。緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６は、通常時には全閉状態で、火災発生時にのみ開口するように形成されている。
【００１７】
前記箱体１４や吸気ダクト１９及び排気ダクト２１には、適宜な吸音材や防振材が取り付けられており、吸気ダクト１９及び排気ダクト２１は、箱体１４内の騒音が直接外部に漏れないように屈曲形成されるとともに、設定された周囲温度以下、例えば４０℃以下でラジエータ２３が必要とする冷却用空気量を確保できる必要最小限の流路断面積に形成され、また、必要に応じて流路内に遮音板を配置することにより、オープンタイプや非防音タイプのエンジン発電装置における騒音レベルである１００〜１１０ｄＢ（Ａ）に対して、防音形エンジン発電装置周囲の騒音レベルを８５ｄＢ（Ａ）以下や７５ｄＢ（Ａ）としている。
【００１８】
このように形成した防音形エンジン発電装置は、一般的な停電により非常用電源として使用する通常の運転時には、前記緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６が共に全閉状態となっており、図２の矢印で示すように、冷却用空気及び燃焼用空気は、吸気口１８から吸気ダクト１９を通って箱体１４内に導入され、箱体１４内の空気の一部がディーゼルエンジン１１の燃焼用に用いられるほか、大部分はファン２４の作用でラジエータ２３を通り、エンジン冷却水を冷却するとともに空気自身は昇温する。この昇温空気は、開口部２２から排気ダクト２１を通り、排気口２０から外部に排出される。
【００１９】
この通常運転では、図６に示すように、周囲温度が設定最高温度の４０℃以下の場合、冷却水温度はディーゼルエンジン１１の運転開始に伴って徐々に上昇するが、ラジエータ２３での冷却用空気との熱交換により、冷却水温度が９０℃程度の一定温度でエンジン発熱量とラジエータ放熱量とがバランスし、安定した運転状態となるように設定されている。
【００２０】
この通常運転状態で、何らかの原因で周囲温度が上昇すると、箱体１４内に流入する冷却用空気の温度が上昇し、ラジエータ２３での冷却水冷却効率が低下するため、冷却水温度も周囲温度の上昇に伴って徐々に上昇する。そして、冷却水温度があらかじめ設定された保護装置設定点、例えば１００℃まで上昇すると、オーバーヒート発生を検知した保護装置が作動し、ディーゼルエンジン１１を停止させて焼き付きの発生を防止する。
【００２１】
したがって、通常運転時は、周囲温度上昇や、その他の原因、例えば冷却水ポンプの故障等で冷却水温度が保護装置設定点まで上昇すると、保護装置が作動してエンジン１１が焼き付くことを防止するが、同時に発電機１２も止まるため、照明やコンセント等への給電も停止することになる。
【００２２】
一方、火災が原因で周囲温度が上昇したときには、手動であるいは火災発生の信号によって前記緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６を共に開口させる。これにより、図１の矢印で示すように、冷却用空気及び燃焼用空気は、開口した緊急吸気シャッター２５を通って箱体１４内に直接流入し、ラジエータ２３で熱交換した昇温空気は、開口した緊急排気シャッター２６を通って箱体１４の外部に排出される。なお、空気の一部は、吸気ダクト１９や排気ダクト２１を通る。
【００２３】
この状態では、緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６が直接的に箱体１４の内外を連通した状態になるため、前記図２に示した吸気ダクト１９及び排気ダクト２１を通して吸排気する場合に比べて通気抵抗が小さくなる。これにより、通常時よりも大量の冷却用空気がラジエータ２３に供給されることになるので、ラジエータ２３での冷却水冷却効率が向上する。
【００２４】
したがって、図７に示すように、周囲温度が同じように上昇した場合、通常時に比べて冷却水温度を下げることができ、例えば、通常時では周囲温度が５０℃程度に上昇すると保護装置が作動してディーゼルエンジン１１が停止するのに対し、火災発生の緊急時に緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６が開いた状態では、周囲温度が７０℃程度に上昇するまで保護装置が作動しないので、周囲温度の上昇開始からオーバーヒートによりディーゼルエンジン１１が停止するまでの時間を通常時より大幅に延長させることができ、消火栓ポンプ等の消防負荷への給電が継続され、消火活動等を支援して被害の拡大を防ぐことができる（延命時間Ａ）。
【００２５】
このとき、緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６が開口することにより、エンジン音等が外部に漏れて大きな騒音が発生することになるが、火災発生の緊急時であるから、騒音が問題になることはない。また、緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６を開くとともに保護装置も解除することにより、保護装置設定点よりも冷却水温度が上昇してディーゼルエンジン１１が焼き付くまで運転することもできる。この場合は、ディーゼルエンジン１１が破損して使用不能な状態になるが、消火栓からの送水が停止して被害が拡大したときの損害に比べれば小さな損害だといえる（延命時間Ｂ）。
【００２６】
なお、本形態例では、火災発生時の緊急運転を例示して説明したが、通常運転時においても、夏期の異常な気温上昇等による周囲温度の上昇によって冷却水温度が保護装置設定点に上昇したときに、保護装置を作動させる前に緊急吸気シャッター２５及び緊急排気シャッター２６を開口させ、前述のように冷却水温度を下げて運転時間を延長させることができる。但し、この場合は、騒音発生による不都合を考慮する必要があり、例えば病院での手術中等に限ることが好ましい。
【００２７】
また、本形態例では、吸気ダクト１９及び排気ダクト２１を通さずにラジエータ２３に冷却用空気を供給するための吸排気手段として、箱体１４の内外を直接的に連通させる緊急吸気シャッター２５を備えた非常用吸気口及び緊急排気シャッター２６を備えた非常用排気口を使用したが、吸排気手段には、通常時よりも多くの冷却用空気をラジエータ２３に供給できれば様々な手段を採用することができる。
【００２８】
例えば、ラジエータ用ファンとは別に周囲空気をラジエータ２３より上流側の箱体１４内に強制的に導入したり、ラジエータ２３より下流側の昇温空気を強制的に排出するファンを設けるようにしてもよく、また、吸気ダクト１９や排気ダクト２１の全体又は一部が箱体１４から取り外せるように、例えば本形態例における排気ダクト２１の下半部等が外れるようにしてもよく、点検扉１５を開くようにしてもよい。
【００２９】
さらに、非常用吸気口の緊急吸気シャッター２５や非常用排気口の緊急排気シャッター２６を通常時は密閉状態に保ち、緊急時に開口させる開閉手段は任意であり、従来からこの種の開閉手段として用いられている各種開閉手段を採用でき、例えば閉状態を保持する電磁石と開方向に付勢するスプリングとの組み合わせなどで容易に形成することができる。
【００３０】
また、非常用吸気口や非常用排気口を開くタイミングは、火災発生時の信号や病院における手術開始の信号、例えば、消火栓ポンプの作動や火災報知器の作動を検出した信号を受けたときであってもよく、この信号を受信した後、冷却水温度が保護装置設定点に達したときであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】緊急時の空気の流れを説明するための断面正面図である。
【図２】通常時の空気の流れを説明するための断面正面図である。
【図３】防音形エンジン発電装置の正面図である。
【図４】防音形エンジン発電装置の右側面図である。
【図５】防音形エンジン発電装置の左側面図である。
【図６】通常運転時に周囲温度が上昇したときの周囲温度及び冷却水温度とオーバーヒート発生によるエンジン停止との関係を示す説明図である。
【図７】火災発生によって周囲温度が上昇したときの周囲温度及び冷却水温度とオーバーヒート発生によるエンジン停止との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１…ディーゼルエンジン、１２…発電機、１３…制御装置、１４…箱体、１５…点検扉、１６…燃料タンク、１７…排気消音器、１８…吸気口、１９…吸気ダクト、２０…排気口、２１…排気ダクト、２２…開口部、２３…ラジエータ、２４…ファン、２５…緊急吸気シャッター、２６…緊急排気シャッター
【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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