(57)【要約】【課題】エンジンの暖機に時間がかかる問題を解決でき、通常運転時にはエンジンに供給する冷却水の温度を低めにでき、エンジンの過熱を抑制し、エンジンオイル等の劣化を抑制するコージェネレーションシステムを提供する。【解決手段】本システムは、発電機２を駆動させるエンジン１と、エンジン１から排出された排ガスが通過する排ガス熱交換器３と、冷却水をエンジン１および排ガス熱交換器３に供給するポンプ４と、エンジン１および排ガス熱交換器３の双方を通過して加熱された冷却水が通過する温水熱交換器５とをもつ。制御部８により、切替弁６は、冷却水を排ガス熱交換器３、エンジン１の順に通過させる暖機運転を実行する第１経路と、冷却水をエンジン１、排ガス熱交換器３の順に通過させる通常運転を実行する第２経路とを切り替える。【選択図】図１
2007146676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンで駆動される発電機と、前記エンジンから排出された排ガスが通過する排ガス熱交換器と、冷却水を前記エンジンおよび排ガス熱交換器に供給する冷却水搬送手段と、前記エンジンおよび前記排ガス熱交換器の双方を通過して加熱された冷却水が通過する温水熱交換器とを具備しており、前記発電機から電力出力と、前記温水熱交換器から温水出力とを取り出すコージェネレーションシステムにおいて、
冷却水を前記排ガス熱交換器、前記エンジンの順に通過させる暖機運転を実行する第１経路と、冷却水を前記エンジン、前記排ガス熱交換器の順に通過させる通常運転を実行する第２経路とを切り替え可能な切替手段と、
前記エンジンの運転が暖機運転と判定されるとき、前記第１経路を選択するように前記切替手段を制御し、且つ、前記エンジンの運転が通常運転と判定されるとき、前記第２経路を選択するように前記切替手段を制御する制御部とを具備することを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
請求項１において、放熱ラジエータが設けられており、前記温水熱交換器に流れる冷却水の温度が所定温度よりも高くなったと判定されるとき、冷却水を前記放熱ラジエータに流して前記放熱ラジエータから放熱させるように冷却水の通路を切替える弁が設けられていることを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記切替手段は第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポートをもち、
前記第１ポートは、暖機運転および通常運転の双方において、前記冷却水搬送手段から供給される冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能し、
前記第２ポートは、暖機運転において前記排ガス熱交換器の冷却水通路に冷却水を吐出する吐出ポートとして機能し、且つ、通常運転において前記排ガス熱交換器の冷却水通路から冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能し、
前記第３ポートは、暖機運転において前記エンジンの冷却水通路から冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能し、且つ、通常運転において前記エンジンの冷却水通路に冷却水を吐出する吐出ポートとして機能し、
前記第４ポートは、暖機運転および通常運転の双方において、冷却水を前記温水熱交換器の冷却水通路に吐出する吐出ポートとして機能することを特徴とするコー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、発電機から電力出力と温水熱交換器から温水出力とを取り出すコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、排熱回収回路として、冷却水がガスエンジン→排ガス熱交換器→温水熱交換器→エンジンの順で流れるコージェネレーションシステムが開示されている。
【０００３】
特許文献２では、排熱回収回路として、より高温が得られるように、エンジン冷却回路に排ガス熱交換器を設けるのではなく、２次側（温水出力側）の回路に排ガス熱交換器を設け、２次側温水を排ガスで直接加熱する回路を備えるエンジンの排熱系統およびその制御方法が開示されている。
【特許文献１】特開平８−４５８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２７４３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、前述したように、冷却水がガスエンジン→排ガス熱交換器→温水熱交換器の順で流れるため、温水熱交換器で放熱して温度が低下した冷却水がエンジンに流れることになる。このためエンジンの始動時には、あまり暖められていない冷却水がエンジンを通ることになる。このためエンジンの始動後における暖機運転に時間がかかる問題がある。例えば、店舗等に設置されるコージェネレーションシステムでは、店舗の活動状況などに応じて、エンジンの運転、エンジンの停止、エンジンの再起動が１日に複数回行われることがある。このようにエンジンの再起動が複数回行われる場合には、エンジンの暖機運転に時間がかかることは、あまり好ましいことではない。
【０００５】
特許文献２についても同様であり、ポンプから吐出された冷却水が最初にガスエンジンに流れる。このためエンジンの始動時には、あまり暖められていない冷却水がエンジンを通ることになる。従って、エンジンの始動後における暖機運転に時間がかかる問題がある。
【０００６】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、エンジンの始動後における暖機に時間がかかる問題を解決でき、更に、エンジンの暖機後の通常運転時にはエンジンに供給する冷却水の温度を低めにでき、エンジンの過熱を抑制し、エンジンオイル等の劣化を抑制するのに有利なコージェネレーションシステム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】
【０００７】
（１）様相１に係るコージェネレーションシステムは、エンジンと、エンジンで駆動される発電機と、エンジンから排出された排ガスが通過する排ガス熱交換器と、冷却水をエンジンおよび排ガス熱交換器に供給する冷却水搬送手段と、エンジンおよび排ガス熱交換器の双方を通過して加熱された冷却水が通過する温水熱交換器とを具備しており、発電機から電力出力と、温水熱交換器から温水出力とを取り出すコージェネレーションシステムにおいて、
冷却水を排ガス熱交換器、エンジンの順に通過させる暖機運転を実行する第１経路と、冷却水をエンジン、排ガス熱交換器の順に通過させる通常運転を実行する第２経路とを切り替え可能な切替手段と、
エンジンの運転が暖機運転と判定されるとき、第１経路を選択するように切替手段を制御し、且つ、エンジンの運転が通常運転と判定されるとき、第２経路を選択するように切替手段を制御する制御部とを具備することを特徴とする。
【０００８】
エンジンの運転が暖機運転と判定されるときには、制御部は、第１経路を選択するように切替手段を制御する。この結果、冷却水は、排ガス熱交換器、エンジンの順に通過する。このため暖機運転のときには、排ガス熱交換器で暖められた冷却水がエンジンを流れるため、エンジンの暖機を早めることができ、エンジンの立ち上がりを早めることができる。
【０００９】
これに対してエンジンの運転が暖機運転後の通常運転と判定されるときには、制御部は、第２経路を選択するように切替手段を制御する。この結果、冷却水をエンジン、排ガス熱交換器の順に通過させる。このため暖機運転後の通常運転のときには、排ガス熱交換器で暖められていない冷却水がエンジンを流れるため、エンジンを効率よく冷却でき、エンジンの過熱を防止でき、エンジンのオイルの熱劣化を抑制することができる。さらに、エンジンで加熱された冷却水を排ガス熱交換器で更に加熱できるため、温水熱交換器に供給する冷却水の温度をできるだけ高くできる。故に、温水熱交換器から取り出す温水出力をできるだけ高くすることができ、コージェネレーションシステムとして有利となる。
【００１０】
暖機運転とは、エンジンの始動した時刻から、エンジンの温度が一定温度以下である始動領域における運転を意味する。通常運転とは、暖機運転後においてエンジンが一定温度を超えているときにおける運転の意味である。暖機運転と通常運転とを区別する一定温度は、エンジンの冷却水通路を流れる冷却水の温度、エンジンオイルの温度等に基づいて直接的または間接的に決定される。当該一定温度は、基本的には、エンジンの種類に応じて決定される。
【００１１】
具体的には、エンジンの運転が暖機運転であるか、通常運転であるかの判定については、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）によって判定することができる。
（ａ）エンジンの内部を流れる冷却水の温度が低いときには、暖機運転と判定し、冷却水の温度が高いときには、通常運転と判定する。この場合、エンジンの冷却水通路（例えば、エンジンの冷却水通路の出口または入口）を流れる冷却水の温度を検知する冷却水温度検知手段を設けることが好ましい。
（ｂ）エンジンにエンジンオイルが使用される場合には、エンジンオイルの温度が低いときには、暖機運転と判定し、エンジンオイルの温度が高いときには、通常運転と判定する。この場合、エンジンオイルの温度を検知するエンジンオイル温度検知手段を設けることが好ましい。
（ｃ）エンジンを始動させた時刻からの経過時間が所定時間以下であるときには、暖機運転と判定し、経過時間が所定時間を超えているときには、通常運転と判定する。この場合、外気の温度を検知する外気温度検知手段を設け、外気温度を考慮することが好ましい。例えば、外気温度が低いときには、暖機運転と判定する所定時間を長くする。外気温度が高いときには、暖機運転と判定する所定時間を短くする。
【００１２】
（２）様相２に係るコージェネレーションシステムによれば、放熱ラジエータが設けられており、温水熱交換器に流れる冷却水の温度が所定温度よりも高くなったと判定されるとき、冷却水を放熱ラジエータに流して放熱ラジエータから放熱させるように冷却水の通路を切替える弁が設けられている。冷却水の温度が所定温度よりも高くなったと判定されるときには、冷却水は過熱されていると推察されるため、放熱ラジエータにより冷却水を冷却させる。これにより冷却水の過熱が防止され、エンジンの過熱が防止される。
【００１３】
（３）様相３に係るコージェネレーションシステムによれば、切替手段の第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポートをもつ。ここで、第１ポートは、暖機運転および通常運転の双方において、冷却水搬送手段から供給される冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能する。第２ポートは、暖機運転において排ガス熱交換器の冷却水通路に冷却水を吐出する吐出ポートとして機能し、且つ、通常運転において排ガス熱交換器の冷却水通路から冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能する。切替手段の第３ポートは、暖機運転においてエンジンの冷却水通路から冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能し、且つ、通常運転においてエンジンの冷却水通路に冷却水を吐出する吐出ポートとして機能する。切替手段の第４ポートは、暖機運転および通常運転の双方において、冷却水を温水熱交換器の冷却水通路に吐出する吐出ポートとして機能する。このようにすれば、切替手段は単数で済み、コスト低減および大型化防止に有利である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るコージェネレーションシステムによれば、エンジンの始動後においては、冷却水は、排ガス熱交換器→エンジンの順に通過する。従って暖機運転時には、排ガス熱交換器で暖められた冷却水がエンジンを流れる。このため、エンジンの暖機を早めることができ、エンジンの立ち上がりを早めることができる。
【００１５】
更に、エンジンの暖機後の通常運転時には冷却水は、エンジン→排ガス熱交換器の順に通過する。このように通常運転時には、排ガス熱交換器で加熱されていない冷却水がエンジンに供給される。このため、エンジンに供給される冷却水の温度を低めにでき、エンジンの過熱を抑制でき、エンジンオイル等の劣化を抑制するのに有利なコージェネレーションシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図１〜図３を参照して説明する。コージェネレーションシステムは、図１に模式的に示すように、ガスエンジンで形成されたエンジン１と、発電機２と、エンジン１の排熱回収用の排ガス熱交換器３と、冷却水搬送手段として機能するポンプ４と、温水熱交換器５と、切替手段として機能する切替弁６と、これらを接続した通路７と、切替弁６を制御する制御部８とを備える。
【００１７】
エンジン１は、燃料供給路１ａから供給された燃料ガスの燃焼で駆動する。エンジン１は冷却水が流れる冷却水通路１ｗをもつ。発電機２はエンジン１の駆動軸１ｍの回転で回転駆動され、電力を発生させる。電力は電力変換部２０（インバータ）を介して取り出される。排ガス熱交換器３は、ポンプ４で搬送させる冷却水が流れる冷却水通路３ｗと、エンジン１の排気ポート１ｒから排出された排ガスが通過する排ガス通路３ｋとを備えている。排ガス熱交換器３において、排ガス通路３ｋを流れる排ガスと冷却水通路３ｗを流れる冷却水とが熱交換する。このため、排ガス通路３ｋを流れる排ガスが冷却され、冷却水通路３ｗを流れる冷却水が加熱される。
【００１８】
ポンプ４は、冷却水をエンジン１の冷却水通路１ｗと、排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗに供給する。温水熱交換器５は、エンジン１および排ガス熱交換器３の双方を通過して加熱された冷却水が通過する冷却水通路５ｗと、加熱される水が通過する水通路５ｋとをもつ。温水熱交換器５において、冷却水通路５ｗを流れる冷却水と、水通路５ｋを流れる温水の出力を取り出す水とが熱交換する。このため、温水熱交換器５の冷却水通路５ｗを流れる冷却水が冷却され、水通路５ｋを流れる水が加熱され、エンジン１の排熱が温水出力として取り出される。
【００１９】
温水熱交換器５は貯湯系５５に繋がる。貯湯系５５は、温水熱交換器５で熱交換して温水を貯留させるものであり、水通路５ｋの入口に繋がる温水往路５５ａと、水通路５ｋの出口に繋がる温水復路５５ｂと、温水往路５５ａおよび温水復路５５ｂに水を循環搬送させる搬送ポンプ５５ｃと、温水熱交換器５で熱交換した温水を貯留させる貯湯槽５５ｄとを有する。従って、搬送ポンプ５５ｃが駆動すると、エンジン１の排熱は、温水熱交換器５を介して貯湯槽５５ｄに温水として回収される。
【００２０】
切替弁６は４ポート弁であり、第１ポート６１、第２ポート６２、第３ポート６３、第４ポート６４をもつ。切替弁６の第１ポート６１は、ポンプ４の下流に位置しており、常時、通路７ａを介してポンプ４の吐出ポート４ｃに連通する。従って、切替弁６の第１ポート６１は、暖機運転および通常運転の双方において、ポンプ４から切替弁６に供給される冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能する。
【００２１】
切替弁６の第２ポート６２は、常時、通路７ｂを介して排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗのポート３ｘに連通する。従って、切替弁６の第２ポート６２は、暖機運転において排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗのポート３ｘに冷却水を吐出する吐出ポートとして機能するが、通常運転において排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗのポート３ｘから冷却水を吸い込む吸込ポートに切り替えられる。
【００２２】
切替弁６の第３ポート６３は、常時、通路７ｃを介してエンジン１の冷却水通路１ｗのポート３ｙに連通する。従って、切替弁６の第３ポート６３は、暖機運転においてエンジン１の冷却水通路１ｗのポート１ｙから冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能するが、通常運転においてエンジン１の冷却水通路１ｗのポート１ｙに冷却水を吐出する吐出ポートに切り替えられる。
【００２３】
切替弁６の第４ポート６４は、温水熱交換器５の上流に位置しており、常時、通路７ｄを介して温水熱交換器５の冷却水通路５ｗの入口５ｉに連通する。このため切替弁６の第４ポート６４は、暖機運転および通常運転の双方において、冷却水を温水熱交換器５の冷却水通路５ｗの入口５ｉに吐出する吐出ポートとして機能する。
【００２４】
冷却水が流れる通路７は、ラジエータファン９０をもつ放熱ラジエータ９（放熱要素）と、第１弁１００および第２弁２００（冷却水通路切替要素）とをもつ。放熱ラジエータ９は、温水熱交換器５の冷却水通路５ｗの出口５ｏに連通する。第１弁１００および第２弁２００は、下記に述べるように、冷却水を迂回通路７ｆに流すものの、放熱ラジエータ９および温水熱交換器５の双方に流さない形態（ｉ）と、冷却水を温水熱交換器５に流すものの、放熱ラジエータ９には流さない形態（ｉｉ）と、冷却水を温水熱交換器５および放熱ラジエータ９の双方に流す形態（ｉｉｉ）とを切り替える。
【００２５】
従って、通路７は、冷却水を放熱ラジエータ９および温水熱交換器５の双方を迂回させて当該双方に流さない迂回通路７ｆと、冷却水を温水熱交換器５に流すものの、放熱ラジエータ９には流さない通路７ｈと、冷却水を温水熱交換器５および放熱ラジエータ９の双方に流す通路７ｉとをもつ。
【００２６】
図１は暖機運転を実行する第１経路を示す。暖機運転では、図１に示すように、冷却水を排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗ→エンジン１の冷却水通路１ｗの順に通過させる。図２は暖機後の通常運転を実行する第２経路を示す。通常運転では、図２に示すように、冷却水をエンジン１の冷却水通路１ｗ→排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗの順に通過させる。
【００２７】
制御部８により、切替弁６は、暖機運転を実行する第１経路と、通常運転を実行する第２経路とをエンジン１の状態に応じて切り替える。第１弁１００および第２弁２００は、冷却水の温度に応答して通路７における冷却水の流れを切り替える。即ち、第１弁１００は、第１開口１０１、第２開口１０２、第３開口１０３をもち、ワックスの融解または変形により第１開口１０１、第２開口１０２、第３開口１０３の連通性を切り替えて通路７を切り替える。第２弁２００は、第１開口２０１、第２開口２０２、第３開口２０３をもち、ワックスの融解または変形により第１開口２０１、第２開口２０２、第３開口２０３の連通性を切り替えて通路７を切り替える。
【００２８】
具体的には、第１弁１００および第２弁２００は、次の形態（ｉ）、形態（ｉｉ）、形態（ｉｉｉ）のように設定される。
【００２９】
形態（ｉ）：エンジン１の始動時等のように冷却水の温度が低いときには、第１弁１００の第１開口１０１および第２開口１０２は開放して連通するものの、第３開口１０３は閉鎖される。このため冷却水は迂回通路７ｆを流れるものの、温水熱交換器５および放熱ラジエータ９の双方に流れない。従って、通路７を流れる冷却水の温度が冷え過ぎることが防止される。このため低温の冷却水がエンジン１に流れることが防止され、エンジン１の始動性が確保される。
【００３０】
形態（ｉｉ）：冷却水の温度が上昇すると、第１弁１００の第１開口１０１および第２開口１０２の連通性はやや低下するものの確保されており、第３開口１０３はやや開放される。また、第２弁２００の第１開口２０１および第２開口２０２は開放されて連通するものの、第２弁２００の第３開口２０３は閉鎖されている。この場合、冷却水は迂回通路７ｆ、温水熱交換器５および通路７ｈに流れる。しかし第２弁２００の第３開口２０３は閉鎖されているため、放熱ラジエータ９および通路７ｉには冷却水は流れない。このように放熱ラジエータ９に流れないため、冷却水の過剰冷却は防止される。更に冷却水の温度が上昇すると、第１弁１００の第２開口１０２が閉鎖されるため、迂回通路７ｆには冷却水が流れなくなる。温水熱交換器５に流れる冷却水の水量を増加させて、温水熱交換器５における温水出力をできだけ多く取り込み、温水からのエネルギ取込効率を高めるためである。
【００３１】
形態（ｉｉｉ）：冷却水の温度が更に上昇してかなり高温になると、第１弁１００では第１開口１０１は開放、第２開口１０２は閉鎖、第３開口１０３は開放される。また第２弁２００の第１開口２０１および第３開口２０３は開放され、第２開口２０２は閉鎖される。このため、冷却水は温水熱交換器５および通路７ｈ、放熱ラジエータ９および通路７ｉに流れる。この場合、温水熱交換器５の冷却水通路５ｗを流れた後に、放熱ラジエータ９を流れる。その理由としては、温水熱交換器５における温水出力をできるだけ多く取り込むためである。
【００３２】
エンジン１に関する温度Ｔｗｅが用いられる。温度Ｔｗｅは、エンジン１に搭載した温度検知手段として機能する温度センサ１ｓにより検知される。図面において温度センサ１ｓの搭載場所は模式化されている。温度Ｔｗｅは、エンジン１の冷却水通路１ｗの出口側の冷却水の温度、または、エンジン１のオイル路のオイルの温度である。温度Ｔｗｅに関する信号は、信号線８ｆを介して制御部８に入力される。制御部８は、温度Ｔｗｅに基づいてエンジン１の状態を判定し、その制御信号を信号線８ｓを介して切替弁６に出力する。
【００３３】
温度Ｔｗｅが第１所定温度Ｔ１よりも低いと制御部８により判定されるときには、制御部８は、暖機運転を実行する第１経路を選択するように切替弁６を制御する。暖機運転においては、図１に示すように、切替弁６の第１ポート６１および第２ポート６２が連通すると共に切替弁６の第３ポート６３および第４ポート６４が連通する。そして、ポンプ４が駆動すると、冷却水は、ポンプ４→通路７ａ→切替弁６の第１ポート６１→切替弁６の第２ポート６２→通路７ｂ→排ガス熱交換器３のポート３ｘ→排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗ→排ガス熱交換器３のポート３ｙ→エンジン１のポート１ｘ→エンジン１の冷却水通路１ｗ→エンジン１のポート１ｙ→通路７ｃ→切替弁６の第３ポート６３→切替弁６の第４ポート６４→通路７ｄ→温水熱交換器５の順に流れる。
【００３４】
このようにエンジン１の暖機運転においては、冷却水は、排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗ→エンジン１の冷却水通路１ｗの順に流れるため、排ガス熱交換器３で暖められた冷却水がエンジン１を流れることになる。このためエンジン１の排ガスの排熱を利用してエンジン１の暖機運転を早めることができ、エンジン１の立ち上がりを早めることができる。なお、暖機運転といえども、エンジン１から排出される排ガスの温度はかなり高温であり、排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗを流れる冷却水をかなり暖めることができる。
【００３５】
ここで暖機運転においては、エンジン１の始動直後であり、温度Ｔｗｅが第１所定温度Ｔ１以下である。このため、第１弁１００および第２弁２００は上記した形態（ｉ）となり、冷却水は温水熱交換器５および放熱ラジエータ９に流れない。この結果、暖機運転における冷却水の過剰冷却は防止され、エンジン１の暖機運転を早めるのに有利となる。
【００３６】
これに対してエンジン１の暖機運転が終了してエンジン１の通常運転が移行されると、温度Ｔｗｅが上昇する。この場合、温度Ｔｗｅが第１所定温度Ｔ１よりも高いと制御部８により判定されるときには、制御部８は、通常運転を実行する第２経路を選択するように切替弁６を制御する。通常運転においては、図２に示すように、切替弁６の第１ポート６１および第３ポート６３が連通すると共に、切替弁６の第２ポート６２および第４ポート６４が連通する。そして、ポンプ４が駆動すると、冷却水は、ポンプ４→通路７ａ→切替弁６の第１ポート６１→切替弁６の第３ポート６３→通路７ｃ→エンジン１のポート１ｙ→エンジン１の冷却水通路１ｗ→エンジン１のポート１ｘ→排ガス熱交換器３のポート３ｙ→排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗ→排ガス熱交換器３のポート３ｘ→通路７ｂ→切替弁６の第２ポート６２→切替弁６の第４ポート６４→通路７ｄ→温水熱交換器５の順に流れる。
【００３７】
このようにエンジン１の通常運転においては、冷却水は、エンジン１の冷却水通路１ｗ→排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗの順に流れる。このため、エンジン１で加熱された冷却水を排ガス熱交換器３で更に加熱することができる。これにより温水熱交換器５の入口５ｉへ供給される冷却水の温度をできるだけ高くすることができ、温水熱交換器５における温水出力を高めるのに貢献できる。
【００３８】
更に、冷却水は、前述したように、エンジン１の冷却水通路１ｗ→排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗの順に流れるため、排ガス熱交換器３で加熱されていない冷却水がエンジン１を流れることになる。従ってエンジン１の冷却水通路１ｗに供給される冷却水の温度を低めに維持できる。故に、エンジン１を効率よく冷却できると共に、エンジン１のオイル通路を流れるオイルの熱劣化を抑制することができる。
【００３９】
このような通常運転においては、第１弁１００および第２弁２００は上記した形態（ｉｉ）となったり、または、温度Ｔｗｅがかなり高いときには、形態（ｉｉｉ）となる。前述したように、形態（ｉｉ）では、冷却水は温水熱交換器５に流れるものの放熱ラジエータ９に流れない。形態（ｉｉｉ）では、冷却水は温水熱交換器５および放熱ラジエータ９の双方に流れ、冷却水の過熱が防止される。
【００４０】
以上説明したように本実施形態によれば、エンジン１の始動後における暖機に時間がかかる問題を解決でき、更に、エンジン１の暖機後の通常運転時にはエンジン１に供給する冷却水の温度を低めにでき、エンジン１の過熱を抑制し、エンジンオイル等の劣化を抑制するのに有利となる。
【００４１】
また本実施形態によれば、切替弁６は上記したように４つのポート６１〜６４をもつ構造であり、切替弁６の第２ポート６２は、暖機運転において排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗに冷却水を吐出する吐出ポートとして機能するものの、通常運転において排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗから冷却水を吸い込む吸込ポートに切替えられる。また、切替弁６の第３ポート６３は、暖機運転においてエンジン１の冷却水通路１ｗから冷却水を吸い込む吸込ポートとして機能するものの、通常運転においてエンジン１の冷却水通路１ｗに冷却水を吐出する吐出ポートに切り替えられる。このよう切替弁６の第２ポート６２および第３ポート６３は切り替えられるため、切替弁６の数は単数で済み、コスト低減および大型化防止に有利である。
【００４２】
更に本実施形態によれば、暖機運転においては、エンジン１では冷却水はポート１ｘ→ポート１ｙの順に流れ、排ガス熱交換器３では冷却水はポート３ｘ→ポート３ｙの順に流れる。これに対して、通常運転においては、エンジン１では冷却水はポート１ｙ→ポート１ｘの順に流れ、排ガス熱交換器３では冷却水はポート３ｙ→ポート３ｘの順に流れる。このようにエンジン１の冷却水通路１ｗおよび排ガス熱交換器３の冷却水通路３ｗについては、暖機運転時に流れる冷却水の向きと、暖機運転時以外の通常運転時に流れる冷却水の向きとが互いに逆である。
【００４３】
図３は本装置の運転状態の一例を示す。特性線Ｐ１はエンジン１の駆動状態を示す。特性線Ｐ２はラジエータファン９０の駆動状態を示す。特性線Ｐ３は温水熱交換器５における排熱回収を示す。特性線Ｐ４はエンジン１の冷却水の温度を示す。特性線Ｐ５はエンジン１のオイルの温度を示す。
【００４４】
エンジン１が始動する（時刻ｔ１）。エンジン１の駆動が安定すると、冷却水の温度が温度Ｔａあたりから、発電を開始する（時刻ｔ２）。特性線Ｐ４に示すように、エンジン１の冷却水の温度が上昇する。また、特性線Ｐ５に示すように、エンジン１のオイルの温度は冷却水の温度に遅延して上昇する。冷却水の温度が温度Ｔｃあたりから、冷却水を用いた排熱回収が開始される。排熱の回収は、搬送ポンプ５５ｃが駆動することにより行われる。
【００４５】
排熱回収の開始時刻からしばらくした時刻ｔ３から、エンジン１の冷却水の温度は上昇は抑えられ、ほぼ一定域に維持される。エンジン１のオイルの温度は、冷却水の温度に遅延して、ほぼ一定域に維持される。搬送ポンプ５５ｃが停止して排熱回収が終了すると（時刻ｔ４）、特性線Ｐ４および特性線Ｐ５に示すように、エンジン１の冷却水の温度およびオイルの温度は再び上昇する。オイルが過熱されると、オイルの熱劣化が促進される。このためエンジン１の冷却水の温度およびオイルの温度が過剰に高くなると（時刻ｔ５）、ラジエータファン９０が回転駆動し、放熱ラジエータ９からの放熱性を高める。このためエンジン１の冷却水およびオイルの過熱が防止される。
【００４６】
（実施形態２）
本発明の実施形態２について具体的に説明する。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。但し、放熱ラジエータ９、第２弁２００、通路７ｉは設けられていない。冷却水の温度が上昇して高温になると、第１弁１００では第１開口１０１は開放、第２開口１０２は閉鎖、第３開口１０３は開放される。このため、冷却水は温水熱交換器５および通路７ｈに流れる。
【００４７】
（実施形態３）
本発明の実施形態３について具体的に説明する。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。制御部８はタイマ機能を有する。エンジン１を始動させた時刻からの経過時間が短いとき、制御部８は暖機運転と判定する。経過時間が長いとき、制御部８は通常運転と判定する。更に、外気温度検知手段としての温度センサ８ｍを設け、外気温度の変動を考慮する。即ち、制御部８は、温度センサ８ｍで検知した外気温度が低いとき、暖機運転と判定する経過時間を長くする。制御部８は、外気温度が高いとき、暖機運転と判定する経過時間を短くする。
【００４８】
その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。例えば、エンジン１は燃料ガスの燃焼で駆動されるガスエンジンに限らず、液体燃料の燃焼で駆動されるエンジンでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、発電機から電力出力と温水熱交換器から温水出力とを取り出すコージェネレーションシステムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】暖機運転を示すコージェネレーションシステムの模式的構成図である。
【図２】通常運転を示すコージェネレーションシステムの模式的構成図である。
【図３】運転状態の一例を示すグラフである。
【図４】実施形態２に係り、通常運転を示すコージェネレーションシステムの模式的構成図である。
【図５】実施形態３に係り、通常運転を示すコージェネレーションシステムの模式的構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１はエンジン、１ｗは冷却水通路、２は発電機、３は排ガス熱交換器、３ｗは冷却水通路、４はポンプ（冷却水搬送手段）、５は温水熱交換器、６は切替弁（切替手段）、６１は第１ポート、６２は第２ポート、６３は第３ポート、６４は第４ポート、７は通路、８は制御部、９は放熱ラジエータを示す。
【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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