(57)【要約】【課題】  部品点数を減らし、効率的なエンジン室内と制御装置内の冷却が行えるコ・ジェネレーションシステムを提供する。【解決手段】  筐体９の一側面の下方に冷却空気を吸込ませる吸気口２２を設け、筐体９内の底板４に立設して略Ｌの字型の仕切板３７を設け、仕切板３７と外装板とで制御装置１４内を冷却する矢印イで示す第１冷却空気と、エンジン室２４内を冷却する矢印ロで示す第２冷却空気との流通経路を構成し、前記第１冷却空気は、矢印ハで示すように、制御装置１４内を冷却した後、第２冷却空気と共にエンジン室２４内へ流入させるようにする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板上の四隅に立設された支柱を備え、これら支柱に外装板および天板を設けて構成される筐体を有し、この筐体内にエンジンや、発電機等を収納するエンジン室および該エンジン室の上部に前記エンジンや前記発電機等の運転制御を行う制御装置を備えるコ・ジェネレーションシステムであって、前記筐体の一側面に設けられた第１外装板の下方へ第１開口部を設け、前記エンジン室内および前記制御装置内を冷却する冷却空気の吸込口とし、前記第１外装板を取り付ける支柱を中空となるように形成して下方へ第２開口部を設け、前記第１開口部から吸い込んだ冷却空気を第１冷却空気と第２冷却空気とに分岐して、第１冷却空気は、前記制御装置内へと流入させて該制御装置内を冷却し、第２冷却空気は、前記制御装置内を冷却した後の前記第１冷却空気と共に前記エンジン室内へと流入させて該エンジン室内を冷却し、前記第２開口部から排気させることを特徴とするコ・ジェネレーションシステム。
【請求項２】
前記第１および第２冷却空気を流通させる冷却空気経路は、前記第１外装板、および、この第１外装板と直交する向きに設けられた第２外装板の裏面に縁部が当接するように前記底板上へ略Lの字状とした仕切板を立設し、前記第１外装板および前記第２外装板と前記仕切板との間に構成されると共に、この仕切板の前記第１外装板側の上端部には、前記第１冷却空気の前記制御装置へ流入する第１連通口を設け、該仕切板の前記第２外装板側の下方には、前記第２冷却空気の前記エンジン室へ流入する第２連通口を設け、さらに、この第２外装板側の上方には、前記制御装置を冷却した前記第１冷却空気が流出する第３連通口を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコ・ジェネレーションシステム。
【請求項３】
前記第１開口部の内部には、前記冷却空気をろ過するフィルタが、該冷却空気の流通方向に対して斜めに設け、前記第１冷却空気と前記第２冷却空気とは、前記フィルタの風下側で分岐されることを特徴とする請求項１または２に記載のコ・ジェネレーションシステム。
【請求項４】
前記制御装置の前記第１外装板側の底部へ、前記第１連通口と連通する前記第１冷却空気の導入口を設け、前記導入口近傍に前記第１冷却空気の導出口を設けると共に、前記制御装置内へ、この制御装置内の前記導入口および前記導出口と反対側の位置に第４連通口を形成して前記導入口と前記導出口とを仕切る電装板を設け、この電装板に電装部品を配設して前記制御装置内へ流入する前記第１冷却空気を前記制御装置内で略Ｕの字状に流通させることを特徴とする請求項１乃至３に記載のコ・ジェネレーションシステム。
【請求項５】
前記第２連通口近傍の前記エンジン室内に、前記エンジンにより駆動される前記発電機を配設して、この発電機の回転軸に送風ファンを設け、前記第３連通口から流出した前記第１冷却空気と共に前記第２冷却空気を前記エンジン室内へと導入させたことを特徴とする請求項１に記載のコ・ジェネレーションシステム。
【請求項６】
前記制御装置の前記第２外装板側へ隣接して前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の消音装置を設け、この消音装置の前記第１外装板側の面には、前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の流出口を設け、この流出口を設けた面と対向する面には、前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の流入口を設けて、この消音装置内には、前記流入口および前記流出口の方向に交互に消音板が突出して設けると共に、吸音材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコ・ジェネレーションシステム。
【請求項７】
前記第２開口部を設けた支柱は、前記底板に鉛直方向へ延びた略コの字型の部材を立設して設け、この部材へ略コの字型をした外装部材を向い合せに設けて前記部材の外側を覆って中空の柱を構成し、前記第２開口部と対向する面の上部付近に第３開口部を設けると共に、前記第３開口部を前記消音装置の流出口へ接続したことを特徴とする請求項６に記載のコ・ジェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用等のマイクロ−コ・ジェネレーションの冷却用空気の給排気に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コ・ジェネレーションシステムとは、１台の装置から２以上のエネルギーを供給できるシステムであり、例えば、エンジン等の内燃機関を運転させ、この内燃機関の動力で発電機を運転し、発電された電力を系統連携させて商用電源系統へと供給すると共に、該内燃機関で発生した熱を、空調や温水等として供給しているシステムである。
【０００３】
そして、近年、電力発電の分散化と、エネルギーの効率的利用の観点から、小規模のコ・ジェネレーションシステムが開発されている。このような小規模のコ・ジェネレーションシステムでは、例えば、フレーム上にエンジンや発電機等を収納したエンジン室を設けて、このエンジン室に隣接して貯湯槽を収納した貯湯室を設けると共に、該エンジン室の上方に前記エンジン等で発生し、貯湯槽へ回収し切れ無かった熱を放熱させるための熱交換器およびこの熱交換器への送風を行なう送風機を収納した放熱室を設けて構成されている。さらに、この放熱室には、前記熱交換器の他に、前記エンジンの運転や電力供給等の制御を行う制御装置が納められると共に、この放熱室は、前記エンジン室との間に雨水の侵入を防止するように連通口が設けられており、前記送風機が運転することにより、前記制御装置内および前記エンジン室内も冷却されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、最近は、さらに小規模化された、例えば、家庭用などの極小規模のコ・ジェネレーションシステムの開発も進められている。
【特許文献１】特開２００３−２７９１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような極小規模のコ・ジェネレーションシステムでは、設置場所の関係から分散設置可能なものとする必要があり、通常、前記エンジン室と、前記貯湯室と、前記放熱室とに分離可能とされていた。これは、制御性および耐ノイズ性等の面から上記コ・ジェネレーションシステムで前記放熱室に収納していた前記制御装置を前記エンジン室と隣接させて設ける必要があったからである。
【０００６】
しかしながら、前記制御装置と前記エンジン室とを隣接させて本体とし、前記放熱室を分離可能とした場合、エンジン室および制御装置を放熱室に備えられる送風機で冷却できなくなるため、前記エンジン室や前記制御装置へそれぞれ冷却装置を設けなければならなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、部品点数を減らし、効率的なエンジン室内と制御装置内の冷却が行えるコ・ジェネレーションシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、底板上の四隅に立設された支柱を備え、これら支柱に外装板および天板を設けて構成される筐体を有し、この筐体内にエンジンや、発電機等を収納するエンジン室および該エンジン室の上部に前記エンジンや前記発電機等の運転制御を行う制御装置を備えるコ・ジェネレーションシステムであって、前記筐体の一側面に設けられた第１外装板の下方へ第１開口部を設け、前記エンジン室内および前記制御装置内を冷却する冷却空気の吸込口とし、前記第１外装板を取り付ける支柱を中空となるように形成して下方へ第２開口部を設け、前記第１開口部から吸い込んだ冷却空気を第１冷却空気と第２冷却空気とに分岐して、第１冷却空気は、前記制御装置内へと流入させて該制御装置内を冷却し、第２冷却空気は、前記制御装置内を冷却した後の前記第１冷却空気と共に前記エンジン室内へと流入させて該エンジン室内を冷却し、前記第２開口部から排気させることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記第１および第２冷却空気を流通させる冷却空気経路は、前記第１外装板、および、この第１外装板と直交する向きに設けられた第２外装板の裏面に縁部が当接するように前記底板上へ略Lの字状とした仕切板を立設し、前記第１外装板および前記第２外装板と前記仕切板との間に構成されると共に、この仕切板の前記第１外装板側の上端部には、前記第１冷却空気の前記制御装置へ流入する第１連通口を設け、該仕切板の前記第２外装板側の下方には、前記第２冷却空気の前記エンジン室へ流入する第２連通口を設け、さらに、この第２外装板側の上方には、前記制御装置を冷却した前記第１冷却空気が流出する第３連通口を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記第１開口部の内部には、前記冷却空気をろ過するフィルタが、該冷却空気の流通方向に対して斜めに設け、前記第１冷却空気と前記第２冷却空気とは、前記フィルタの風下側で分岐されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３に記載のものにおいて、前記制御装置の前記第１外装板側の底部へ、前記第１連通口と連通する前記第１冷却空気の導入口を設け、前記導入口近傍に前記第１冷却空気の導出口を設けると共に、前記制御装置内へ、この制御装置内の前記導入口および前記導出口と反対側の位置に第４連通口を形成して前記導入口と前記導出口とを仕切る電装板を設け、この電装板に電装部品を配設して前記制御装置内へ流入する前記第１冷却空気を前記制御装置内で略Ｕの字状に流通させることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記第２連通口近傍の前記エンジン室内に、前記エンジンにより駆動される前記発電機を配設して、この発電機の回転軸に送風ファンを設け、前記第３連通口から流出した前記第１冷却空気と共に前記第２冷却空気を前記エンジン室内へと導入させたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記制御装置の前記第２外装板側へ隣接して前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の消音装置を設け、この消音装置の前記第１外装板側の面には、前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の流出口を設け、この流出口を設けた面と対向する面には、前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の流入口を設けて、この消音装置内には、前記流入口および前記流出口の方向に交互に消音板が突出して設けると共に、吸音材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のものにおいて、前記第２開口部を設けた支柱は、前記底板に鉛直方向へ延びた略コの字型の部材を立設して設け、この部材へ略コの字型をした外装部材を向い合せに設けて前記部材の外側を覆って中空の柱を構成し、前記第２開口部と対向する面の上部付近に第３開口部を設けると共に、前記第３開口部を前記消音装置の流出口へ接続したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、エンジン室と制御装置とを冷却する冷却空気を１つの吸気口から吸引して分岐させ、一方の第２冷却空気は、そのままエンジン室へと流入させ、他方の第１冷却空気は、制御装置内を経由させてエンジン室内へと流入されているため、冷却経路の部品点数を減らして安価に構成することができると共に、制御装置内を冷却した第１冷却空気を、再度、エンジン室内へと循環させているため、効率的な冷却を行うことができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、底板上へ縁部が外装板に当接するようにして略Ｌの字型の仕切板を立設させ、この仕切板と前記外装板との間に、前記第１および前記第２冷却空気の冷却経路を構成しているため、エンジン室内の空間を犠牲にすることなく、安価に構成することができると共に、第１および第２冷却空気の流通経路を広くして、第１および第２冷却空気の流速を低下させることができ、前記仕切板の上端部に制御装置内へ流入する第１冷却空気の連通口を設け、エンジン室内を冷却する第２冷却空気の連通口を仕切板の前記吸気口側の面と直交する面に設けることで、前記制御装置内および前記エンジン室内への雨水の侵入を防止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、第１開口部から吸い込まれた冷却空気に含まれる埃塵の捕捉面積を拡大すると共に、前記冷却空気に対しての流通抵抗を減少させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、電装箱内に収納される電装部品を表裏両面から冷却できるので、前記電装部品の効率的な冷却を行うことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、エンジンで駆動される発電機の回転軸に送風ファンを設け、この発電機を前記第２冷却空気がエンジン室内へと流入する連通口近傍に設けているため、効率的に前記第２冷却空気をエンジン室内へと流入させて冷却を行うことができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、簡単な構成で冷却空気の消音が行うことができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、エンジン室内の空間を犠牲にすることなく排気経路を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
【００２３】
まず、図１は、コ・ジェネレーションシステム１００の構成を説明するブロック図である。
【００２４】
図１を参照して、コ・ジェネレーションシステム１００は、本体１と、放熱部２と、貯湯部３とから構成されている。放熱部２には、後述する貯湯槽３０で回収し切れ無かった熱を大気へと放出する放熱器２５と、この放熱器２５を冷却する冷却ファン２６とが収納されて備えられており、貯湯部３には、給水管３２および配水管３３を有する貯湯槽３０が収納されて備えられている。また、この貯湯槽３０内には、冷却水ポンプ１９で送水されたエンジン１０の冷却水を内部に循環させ、貯湯槽３０内に貯留した水を加温させるための水熱交換器３１が設けられている。
【００２５】
そして、本体１には、エンジン１０と、このエンジン１０の駆動力により駆動される発電機１１と、発電機１１で発電された電力を商用電源系統４０へ供給する系統連携装置１２と、前記商用電源系統４０の周波数および位相を検出する検出センサ１３と、前記エンジン１０の運転制御や、検出センサ１３からの検出信号に基づいて商用電源系統４０の周波数や電圧に系統連携装置１２を同調させるよう制御する制御装置１４が収納されて備えられている。
【００２６】
さらに、この本体１内には、燃焼用空気吸込口１５から吸い込んだ燃焼用空気と燃料配管１６から供給されるガス等の燃料を混合させて前記エンジン１０へと供給する燃焼用ガス供給装置１７と、エンジン１０から排出された排気ガスから、このエンジン１０を冷却する冷却水へと熱回収させる排気ガス熱交換器１８と、前記冷却水を循環させる冷却水ポンプ１９と、前記排気ガスを大気へと排出する際の騒音を防止する排気マフラ２０と、前記排気ガスを大気へと排出する排気トップ２１とが備えられている。
【００２７】
そして、図２の外観斜視図に示す様に、本体１は、底板４の四隅に支柱５ａ〜５ｄ（支柱５ｄは不図示）を立設し、これら支柱５ａ〜５ｄに外装板６ａ〜６ｅ（外装板６ｅは不図示）および天板６ｆを設け、前記底板４の下部に脚部７を設けて構成される筐体９を有しており、内部には、後述するエンジン室２４や制御装置１４等が収納されている。
【００２８】
また、この筐体９の一側面に設けられた外装板６ｂ（第１外装板）の下方には、前記エンジン室２４や制御装置１４等の冷却を行う冷却空気の吸気口２２（第１開口部）が設けられ、この外装板６ｂを取り付ける支柱５ｂの下方には、前記冷却空気を排出する排気口２３（第２開口部）が設けられている。
【００２９】
図３は、上記図２の外装板６ａ〜６ｅおよび天板６ｆを取り外した本体１の斜視図である。
【００３０】
筐体９内には、底板４上にエンジン１０、発電機１１、排気ガス熱交換器１８、排気マフラ２０等を収納したエンジン室２４が設けられており、このエンジン室２４の上方には、電装品等を収納した制御装置１４が設けられている。さらに、外装板６ｂ（第１外装板）と、この外装板６ｂと直交する方向に設けられた外装板６ａ（第２外装板）の裏面に縁部が当接するように略Ｌの字状の仕切板３７が底板４に立設されており、この仕切板３７の外装板６ｂ側の上端部には、制御装置１４内を冷却する第１冷却空気が流通する第１連通口３８が設けられ、外装板６ａ側の下方（つまり、吸気口２２が設けられた外装板６ｂと直交する面の下方）には、エンジン室２４内を冷却する第２冷却空気が流通する第２連通口３９が設けられ、この外装板６ａ側の上方には、制御装置から流出する第１冷却空気の第３連通口４１が設けられている。そして、第２連通口３９の近傍のエンジン室２４内には、エンジン１０の駆動力により駆動される発電機１１が設けられている。
【００３１】
また、外装板６ｂに設けられた吸気口２２の内部には、この吸気口２２から吸い込んだ冷却空気をろ過するフィルタ３５が前記冷却空気の流通方向に対して斜めに設けられており、このフィルタ３５の下流側には、矢印イで示す第１冷却空気の冷却経路と矢印ロで示す第２冷却空気の冷却経路とが分岐されて形成されている。第２冷却空気は、エンジン１０により駆動される発電機１１の回転軸に取り付けられたファン３６により、第２連通口３９からエンジン室２４内へと流入して前記エンジン室２４内を冷却するものとなっており、第１冷却空気は、前記ファン３６および後述する冷却ファン４２の運転により第１連通口３８より制御装置１４内へと流入し、該制御装置１４内を冷却するものとなっている。これにより、吸気口２２から雨水が侵入したとしても、第１冷却空気と共に、第１連通口３８から制御装置１４内へ前記雨水が侵入してしまう心配は無く、また、多量の冷却空気が必要となる第２冷却空気と共に、第２連通口３９からエンジン室２４内へ前記雨水が侵入してしまう心配もない。
【００３２】
さらに、前記第１冷却空気は、前記制御装置１４内を冷却した後、第３連通口４１から第２連通口３９の上方へと流出し、矢印ハで示すように吸気口２２から吸い込まれ、前記第１冷却空気と分岐された前記第２冷却空気と共に、第２連通口３９からエンジン室２４内へと再度吸込まれるものとなっている。
【００３３】
ここで、フィルタ３５は、上述のように、吸気口２２から吸い込まれた前記冷却空気の流通方向に対して斜めに設けられているため、フィルタ３５の埃塵の捕捉面積を大きくすることができるので、前記埃塵の捕捉能力を向上させることができると共に、このフィルタ３５を流通する前記冷却空気に対しての流通抵抗を小さくすることができる。
【００３４】
また、制御装置１４内について説明すると、図４に示すように、第１連通口３８（導入口）は、制御装置１４の外装板６ｂ（第１外装板）側に位置し、上述の第３連通口４１（導出口）も前記外装板６ｂ側で第１連通口３８の近傍に位置して設けられている。そして、制御装置１４内には、これら第１連通口３８と第３連通口４１とを仕切ると共に、前記第１連通口３８、４１側と反対側の制御装置１４内に第４連通口４６を設けるように電装板４４が設けられており、この電装板４４には電装部品４５が取り付けられている。特に、発熱が大きい電装部品４５ａは、放熱板４６に取り付けられて、電装板４４へ取り付けられている。そして、前記第１連通口３８から制御装置１４内へと流入した第１冷却空気は、矢印ニに示すように、該制御装置１４内を略Ｕの字状に流通して、前記電装部品４５を冷却し、冷却ファン４２により第３連通口４１から上記図３の第２連通口３９の上方へと前記第１冷却空気を流出させている。
【００３５】
このように、第１冷却空気が略Ｕの字状に制御装置１４内を流通して、この制御装置１４内へ配設された前記電装部品を冷却しているため、前記電装部品を表裏両面から冷却するころができるので、前記電装部品を効果的に冷却することができる。また、上述にように、第１冷却空気は第３連通口４１から流出させているが、この第３連通口４１には、第２連通口３９からファン３６によりエンジン室２４内へと吸引される吸引力がかかるため、前記冷却ファン４２の出力は、前記吸気口２２から前記第１冷却空気を吸込み、制御装置１４内のみを冷却させて排気口２３から大気へ排気する場合に比べて小さくすることができる。
【００３６】
また、図４および図５に示すように、制御装置１４の前記外装板６ｂ寄りの側部には、消音装置４７が、この制御装置１４に隣接して設けられており、外装板６ｂ側の面には、前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の流出口４７ｂが設けられ、この流出口４７ｂは、詳しくは後述するが、ちょうど、支柱５ｂを構成する部材４８ａの真上に位置している。さらに、この消音装置４７は、図６（ａ）に示すように、前記流出口４７ｂと対向する面には、前記第１冷却空気および前記第２冷却空気の流入口４７ａを備えていおり、この消音装置４７内には、図６（ｂ）に示すように、消音板４７ｃが交互に突出して設けられ、吸音材４７ｄが貼り付けられて覆われて、前記第１冷却空気および前記第２冷却空気が矢印ホのようにジグザグに流通するようになっている。
【００３７】
また、上記説明した排気口２３（第２開口部）を下方に設けた支柱５ｂは、図７（ａ）に示すように、略コの字型とした部在４８ａの外側に、パッキン４８ｃを設け、この部在４８ａを覆うように外装部在４８ｂを設けて、中空とした柱として底板４に立設して設けてあり、図７（ｂ）に示すように、排気入口４８（第３開口部）は、支柱５ｂの上方付近で、前記排気口２３（第２開口部）が設けられた面と対向する面に設けられると共に、排気入口４８は、上記消音装置４７の流出口４７ｂと接続されて設けられている。
【００３８】
これにより、上記消音装置４７で消音された前記第１冷却空気および前記第２冷却空気は、排気口２３から大気へと排気される。
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、制御装置１４内を冷却する第１冷却空気と、エンジン室２４内を冷却する第２冷却空気とを吸気口２２から吸い込むものとしているため、吸気口２２を構成する部品点数が削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
エンジン等の内燃機関を筐体内に納めて設ける装置において、この装置の小型化と該装置内の効率的な冷却に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】コ・ジェネレーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本体の外観斜視図である。
【図３】外装板および天板を取り外した本体の外観斜視図である。
【図４】制御装置内を示した断面図である。
【図５】外装板および天板を取り外した本体の外観斜視図である。
【図６】消音装置の構成を示した外観図および断面図である。
【図７】消音装置および排気口の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  本体
４  底板
５ａ〜５ｄ  支柱
６ａ〜６ｅ  外装板
６ｆ  天板
７  脚部
９  筐体
１０  エンジン
１１  発電機
１４  制御装置
２２  吸気口（第１開口部）
２３  排気口（第２開口部）
２４  エンジン室
２６  冷却ファン
３５  フィルタ３５
３６  ファン
３７  仕切板
３８  第１連通口
３９  第２連通口
４１  第３連通口
４２  冷却ファン
４４  電装板
４６  連通口
４７  消音装置
４７ａ  流入口
４７ｂ  流出口
４７ｃ  消音板
４７ｄ  吸音材
４８  排気入口
４８ａ  部材
４８ｂ  外装部材
４８ｃ  パッキン
１００  コ・ジェネレーションシステム
【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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