(57)【要約】【課題】排ガス触媒に安定した触媒性能を発揮させることが可能な定置型熱電供給システムを提供する。【解決手段】複数台のエンジン１１と、エンジン１１によって駆動されて電力負荷に電力を供給するモーター発電機１３と、エンジン１１の排熱を回収して熱負荷に熱を供給する凝縮器８と、エンジン１１の排ガス経路に接続されてエンジン１１の排ガスを浄化する触媒Ａ〜Ｃとを備えたエネルギー供給システム１において、制御装置２は、エンジン１１の運転状態に応じて、エンジン１１それぞれの排ガス経路に接続される触媒Ａ〜Ｃを変更する。このため、エンジン１１の運転状態が変動し、エンジン１１が排気する排ガスの濃度や流量が変動したとしても、エンジン１１の運転状態に応じて、エンジン１１の排ガス経路に接続される触媒Ａ〜Ｃが変更されるため、触媒Ａ〜Ｃに安定した触媒性能を発揮させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のエンジンと、
前記エンジンそれぞれによって駆動されて電力負荷に電力を供給する発電機と、
前記エンジンそれぞれの排熱を回収して熱負荷に熱を供給する熱供給器と、
前記エンジンそれぞれの排ガス経路に接続されて前記エンジンそれぞれの排ガスを浄化する排ガス触媒と、
前記エンジンそれぞれの運転状態に応じて、前記エンジンそれぞれの前記排ガス経路に接続される前記排ガス触媒を変更する排ガス触媒変更機構と、
を備えた定置型熱電併給システム。
【請求項２】
前記エンジンそれぞれの前記排ガス経路は、複数の前記排ガス触媒に対して接続及び非接続が自在とされており、
前記排ガス触媒変更機構は、前記エンジンそれぞれの内の稼動台数及び前記エンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様の少なくもいずれかに応じて、前記エンジンそれぞれの前記排ガス経路に接続される前記排ガス触媒の個数及び種類の少なくともいずれかを変更する、請求項１に記載の定置型熱電供給システム。
【請求項３】
前記排ガス触媒変更機構は、前記エンジンの排ガスが前記排ガス経路に対して並列及び直列の少なくともいずれかに配置された複数の前記排ガス触媒を通過するように、前記エンジンの前記排ガス経路に接続される前記排ガス触媒を変更する。前記エンジンの前記排ガス経路に接続される前記排ガス触媒を変更する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定置型熱電供給システム。
【請求項４】
前記排ガス触媒変更機構は、前記排ガス触媒を通過した排ガスを前記エンジン及び前記排ガス触媒の少なくともいずれかの吸気経路に再循環させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定置型熱電供給システム。
【請求項５】
前記排ガス触媒変更機構は、
前記排ガス触媒の暖機が完了するまで、前記排ガス触媒を通過した排ガスをシステム外部に排出せずに、前記エンジン及び前記排ガス触媒の少なくともいずれかの吸気経路に再循環させ、
前記排ガス触媒の暖機が完了したときは、前記排ガス触媒を通過した排ガスをシステム外部に排出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の定置型熱電供給システム。
【請求項６】
前記排ガス触媒変更機構は、前記排ガス経路に設けられた弁機構、前記排ガス触媒の吸気経路及び排気経路に設けられた弁機構、及び前記排ガス触媒の入替えのいずれかによって、前記エンジンの前記排ガス経路に接続される前記排ガス触媒を変更する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定置型熱電供給システム。
【請求項７】
前記排ガス触媒変更機構は、前記エンジンの排ガスが前記排ガス触媒によって浄化される浄化率に応じて、前記エンジンそれぞれの内の稼動台数及び前記エンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様の少なくもいずれかを変更する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定置型熱電供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定置型熱電供給システムに関し、特に複数のエンジンを備えた定置型熱電供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体燃料や都市ガス等を燃料とするエンジンで発電機を駆動して電力を得ると共に、エンジンからの排熱を回収し熱源として利用する熱電併給システム（コージェネレーションシステム）が知られている。例えば、特許文献１には、複数台のエンジンで発電機を駆動して電力負荷に電力を供給すると共に、複数台のエンジンの排熱を回収して熱負荷に熱を供給するエンジンコージェネレーションシステムにおいて、エンジンの運転台数とエンジンの燃焼モードの少なくとも一方が、要求される熱負荷と電力負荷に応じて制御されるように構成したことを特徴とするエンジンコージェネレーションシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記技術では、エンジンの排ガスは排ガス触媒により浄化されるが、エンジンの稼動台数等の運転状態の変動により、排ガス触媒に流入する排ガスの濃度と流量とが変動することで、排ガス用触媒の温度の変動を招き、排ガス触媒の機能が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、その目的は、排ガス触媒に安定した触媒性能を発揮させることが可能な定置型熱電供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数台のエンジンと、エンジンそれぞれによって駆動されて電力負荷に電力を供給する発電機と、エンジンそれぞれの排熱を回収して熱負荷に熱を供給する熱供給器と、エンジンそれぞれの排ガス経路に接続されてエンジンそれぞれの排ガスを浄化する排ガス触媒と、エンジンそれぞれの運転状態に応じて、エンジンそれぞれの排ガス経路に接続される排ガス触媒を変更する排ガス触媒変更機構とを備えた定置型熱電併給システムである。
【０００７】
この構成によれば、複数台のエンジンと、エンジンそれぞれによって駆動されて電力負荷に電力を供給する発電機と、エンジンそれぞれの排熱を回収して熱負荷に熱を供給する熱供給器と、エンジンそれぞれの排ガス経路に接続されてエンジンそれぞれの排ガスを浄化する排ガス触媒とを備えた定置型熱電供給システムにおいて、排ガス触媒変更機構は、エンジンそれぞれの運転状態に応じて、エンジンそれぞれの排ガス経路に接続される排ガス触媒を変更する。このため、エンジンそれぞれの運転状態が変動し、エンジンそれぞれが排気する排ガスの濃度や流量が変動したとしても、エンジンそれぞれの運転状態に応じて、エンジンそれぞれの排ガス経路に接続される排ガス触媒が変更されるため、排ガス触媒に安定した触媒性能を発揮させることが可能となる。
【０００８】
この場合、エンジンそれぞれの排ガス経路は、複数の排ガス触媒に対して接続及び非接続が自在とされており、排ガス触媒変更機構は、エンジンそれぞれの内の稼動台数及びエンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様の少なくもいずれかに応じて、エンジンそれぞれの排ガス経路に接続される排ガス触媒の個数及び種類の少なくともいずれかを変更することが好適である。
【０００９】
この構成によれば、エンジンそれぞれの排ガス経路は、複数の排ガス触媒に対して接続及び非接続が自在とされており、排ガス触媒変更機構は、エンジンそれぞれの内の稼動台数及びエンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様の少なくともいずれかに応じて、エンジンそれぞれの排ガス経路に接続される排ガス触媒の個数及び種類の少なくともいずれかを変更する。このため、エンジンそれぞれの稼働状況や、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジンといったエンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様とが変動したとしても、それらに応じてエンジンそれぞれの排ガス経路に接続される排ガス触媒の個数や種類が変更されるため、排ガス触媒に安定した触媒性能を発揮させることが可能となる。
【００１０】
また、排ガス触媒変更機構は、エンジンの排ガスが排ガス経路に対して並列及び直列の少なくともいずれかに配置された複数の排ガス触媒を通過するように、エンジンの排ガス経路に接続される排ガス触媒を変更することが好適である。
【００１１】
この構成によれば、排ガス触媒変更機構は、エンジンの排ガスが排ガス経路に対して並列及び直列の少なくともいずれかに配置された複数の排ガス触媒を通過するように、エンジンの排ガス経路に接続される排ガス触媒を変更する。このため、エンジンの運転状況に応じて排ガス触媒に安定した触媒性能を発揮させることがより容易となる。
【００１２】
また、排ガス触媒変更機構は、排ガス触媒を通過した排ガスをエンジン及び排ガス触媒の少なくともいずれかの吸気経路に再循環させるものとできる。
【００１３】
この構成によれば、排ガス触媒変更機構は、排ガス触媒を通過した排ガスをエンジン及び排ガス触媒の少なくともいずれかの吸気経路に再循環させるものとできる。このため、例えば、排ガス触媒の暖機やエンジンの燃費の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
また、排ガス触媒変更機構は、排ガス触媒の暖機が完了するまで、排ガス触媒を通過した排ガスをシステム外部に排出せずに、エンジン及び排ガス触媒の少なくともいずれかの吸気経路に再循環させ、排ガス触媒の暖機が完了したときは、排ガス触媒を通過した排ガスをシステム外部に排出することが好適である。
【００１５】
この構成によれば、排ガス触媒変更機構は、排ガス触媒の暖機が完了するまで、排ガス触媒を通過した排ガスをシステム外部に排出せずに、エンジン及び排ガス触媒の少なくともいずれかの吸気経路に再循環させ、排ガス触媒の暖機が完了したときは、排ガス触媒を通過した排ガスをシステム外部に排出する。このため、排ガス触媒が暖機されるまでの間、十分に浄化されない排ガスがシステム外部に排出されないため環境負荷を低減することができる。また、排ガスをエンジン及び排ガス触媒の少なくともいずれかの吸気経路に再循環させるため、早期に排ガス触媒を暖機させることができる。
【００１６】
また、排ガス触媒変更機構は、排ガス経路に設けられた弁機構、排ガス触媒の吸気経路及び排気経路に設けられた弁機構、及び排ガス触媒の入替えのいずれかによって、エンジンの排ガス経路に接続される排ガス触媒を変更することが好適である。
【００１７】
この構成によれば、排ガス触媒変更機構は、排ガス経路に設けられた弁機構、排ガス触媒の吸気経路及び排気経路に設けられた弁機構、及び排ガス触媒の入替えのいずれかによって、エンジンの排ガス経路に接続される排ガス触媒を変更する。このため、簡易な手法で、エンジンの排ガス経路に接続される排ガス触媒を自在に変更することが可能となる。
【００１８】
また、排ガス触媒変更機構は、エンジンの排ガスが排ガス触媒によって浄化される浄化率に応じて、エンジンそれぞれの内の稼動台数及びエンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様の少なくもいずれかを変更することが好適である。
【００１９】
この構成によれば、排ガス触媒変更機構は、エンジンの排ガスが排ガス触媒によって浄化される浄化率に応じて、エンジンそれぞれの内の稼動台数及びエンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様の少なくもいずれかを変更する。このため、さらに排ガスの浄化率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の定置型熱電供給システムによれば、排ガス触媒に安定した触媒性能を発揮させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る定置型熱電供給システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る定置型熱電供給システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の熱電供給ユニットＵ１が稼働中の状態を示す図である。
【図４】要求熱量増加により熱電供給ユニットＵ２の稼動が開始された状態を示す図である。
【図５】熱電供給ユニットＵ１，Ｕ２が稼働中の状態を示す図である。
【図６】触媒浄化能力の変化を示すグラフ図である。
【図７】触媒Ａの排気を熱電供給ユニットＵ２の吸気に再循環させる構成を示す図である。
【図８】触媒Ａの排気を触媒Ｂの上流に再循環させ、触媒Ｂの排気を触媒Ａの上流に再循環させる構成を示す図である。
【図９】触媒Ａと触媒Ｂとが直列配置され、触媒Ａ，Ｂと触媒Ｃとが並列に配置された構成を示す図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）はリボルバー式触媒切替器の構成を示す図である。
【図１１】図２の結合子Ａ，Ｂ間において、新たなエンジンを始動してから新規触媒を暖気する動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る定置型熱電供給システムについて説明する。エネルギー併給システム１は、オフィスや住宅等に設置され、液体燃料や都市ガス等を燃料とするエンジンを運転することで、オフィスや住宅等に電力及び熱を供給するためのシステムである。図１に示すように、このエネルギー併給システム１は、システム全体を制御する制御装置２を備える。  制御装置２は、エネルギー併給システム１全体の制御を行うためのものであり、ここでは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。また、エネルギー供給システム１は、複数の熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等を備えている。熱電供給ユニットＵ１等は、電力及び熱を供給する住宅数等に応じて必要とされる数が存在するものとする。
【００２３】
熱電供給ユニットＵ１等は、各熱電併給ユニットＵは、エンジン１１、動力分配機構１２、モーター発電機１３、ヒートポンプ用圧縮機１４を有している。ヒートポンプ圧縮機１４には、凝縮器８、膨張弁９及び蒸発器１０が接続されている。
【００２４】
エンジン１１は、液体燃料や都市ガス等を燃焼して動力を得るためのものである。このエンジン１１は、エネルギー併給システム１に備えられたエンジン全体として複数の気筒を有していれば、単気筒エンジン及び多気筒エンジンのいずれであっても良いが、ここでは各エンジン１１は多気筒エンジンとなっている。また、エンジン１１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン及びガスタービンエンジン等とすることができる。
【００２５】
動力分配機構１２は、エンジン１１によって得られる動力をモーター発電機１３及びヒートポンプ用圧縮機１４に分配するためのものである。
【００２６】
動力分配機構１２としては、例えば、遊星歯車を用いることができる。この場合、リングギアをヒートポンプ用圧縮機１４に連結し、プラネタリキャリアをエンジン１１に連結し、サンギアをモーター発電機１３に連結して、エンジン１１によって得られる動力でプラネタリキャリアを回転し、この回転によってリングギア及びサンギアを回転することで、エンジン１１によって得られる動力をモーター発電機１３及びヒートポンプ用圧縮機１４に分配することが可能である。
【００２７】
また、動力分配機構１２として、例えば、エンジン１１で得られる動力を２軸に分配する歯車機構等を設け、この２軸をそれぞれＣＶＴ（Continuously  Variable  Transmission）に接続して動力分配機構としても良い。
【００２８】
モーター発電機１３は、エンジン１１によって得られる動力で駆動し発電を行うためのものである。発電により発生した電力は、システム外部の電力負荷に供給される他、不図示の蓄電器に蓄電される。
【００２９】
ヒートポンプ用圧縮機１４は、凝縮器８、膨張弁９及び蒸発器１０と共にヒートポンプを構成し、エンジン１１によって得られる動力で駆動して、ヒートポンプを流れる冷媒を圧縮する。
【００３０】
凝縮器８は、ヒートポンプ用圧縮機１４によって圧縮されて高温の気体となった冷媒と、不図示の給湯装置や蓄熱器に供給される水との間で熱交換を行い、給湯装置や蓄熱器に熱湯となった水を供給することが可能となっている。なお、この熱交換の際に供給される水は、蓄熱器から供給して循環させても良いし、他の供給源から供給しても良い。
【００３１】
膨張弁９は、凝縮器８において熱を放出して中温の液体となった冷媒を膨張させる。蒸発器１０は、膨張弁９によって膨張されて低温の液体となった冷媒と、各住宅等に設けられている冷房装置（不図示）に取り込まれた空気との間で熱交換を行い、冷房装置に取り込まれた空気を冷却する。
【００３２】
図１の下部に示すように、熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等のエンジン１１の排ガス経路それぞれは触媒Ａ〜Ｃに接続可能とされている。熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等のエンジン１１の排ガスは、自動車等に用いられるのと同様の触媒Ａ〜Ｃにより浄化されて大気中に放出される。触媒Ａ〜Ｃは、それぞれ浄化量及び浄化可能な排ガス成分といった浄化能力の異なる触媒である。
【００３３】
熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等のエンジン１１の排ガス経路それぞれと触媒Ａ〜Ｃとの間には、制御装置２により制御される制御弁２２が設けられている。制御弁２２は、熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等の任意のエンジン１１及び任意の気筒からの排ガスを任意の触媒Ａ〜Ｃへと流入させることが可能とされている。また、触媒Ａ〜Ｃを通過した排ガスは、各エンジン１１の吸気経路に再循環（ＥＧＲ）させることが可能とされている。エネルギー供給システム１は、制御弁２２により、触媒Ａ〜Ｃを通過した排ガスを、システム外部に放出するか、各エンジン１１の吸気経路に再循環させるかを選択的に切替えることが可能である。
【００３４】
また、触媒Ａ〜Ｃそれぞれには温度センサ２０が設置されている。温度センサ２０から検出値を受信する制御装置２は、触媒Ａ〜Ｃの温度をモニターし、触媒Ａ〜Ｃの暖機状態を判定することにより、触媒Ａ〜Ｃの浄化性能を判定することができる。
【００３５】
制御装置２は、各要素からその状態量を読み込むことが可能となっている。状態量としては、触媒Ａ〜Ｃの温度、熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等の各エンジン１１の外気温度及び各気筒の温度等が含まれる。
【００３６】
制御装置２は、ユーザからエネルギー併給システム１に要求されている要求電力量及び要求熱量に基づいて、稼動させる熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等のエンジン１１の数及び各エンジン１１の稼動気筒数を制御することができる。各エンジン１１及び各エンジン１１の各気筒の休止状態、始動状態及び運転状態は、制御装置２により判定される。
【００３７】
例えば、制御装置２は、ユーザからエネルギー併給システム１に要求されている要求電力量及び要求熱量に基づいて、この要求電力量及び要求熱量の比である要求熱電比を算出する。
【００３８】
制御装置２は、要求熱電比を得るために必要となるエネルギー併給システム１全体での各エンジン１１の必要出力を記録した出力マップを備えている。この出力マップには、各モーター発電機１３の駆動により得られる予測発電量、各ヒートポンプ用圧縮機１４の駆動により得られる予測駆動熱量、及び各エンジン１１から回収される予測排熱回収量が各要素の運転条件毎に記録されている。さらに、この出力マップには、要求熱電比、必要出力、蓄電量、蓄熱量、予測駆動熱量、及び予測排熱回収量に対応して、全エンジン１１のうち運転するエンジン１１の数、及び運転するエンジン１１に設けられている複数の気筒のうち運転する気筒の数が記憶されている。ＥＣＵ２は、この出力マップを利用して、全エンジン１１のうち運転するエンジン１１の数、及び運転するエンジン１１に設けられている複数の気筒のうち運転する気筒の数を算出することが可能となっている。
【００３９】
さらに、制御装置２は、温度センサ２０により検出された触媒Ａ〜Ｃの温度から判定される触媒Ａ〜Ｃの浄化性能に基づいて、全エンジン１１のうち運転するエンジン１１の数、及び運転するエンジン１１に設けられている複数の気筒のうち運転する気筒の数を変更する。
【００４０】
以下、本実施形態のエネルギー供給システム１の動作について説明する。図２に示すように、エネルギー供給システム１の制御装置２は、ユーザの使用状況から、電力需要負荷及び熱量需要負荷を算出し、これらより、必要な熱電比を算出する（Ｓ１）。制御装置２は、熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等の各エンジン１１の制御により確保することができる熱電比を出力マップにより算出する（Ｓ２）。制御装置２は、上記要求と、蓄熱量及び蓄電量から回せる余剰量と、稼動による廃熱回収予測量と、制御により必要となるエンジン１１の稼働台数と、稼動気筒数とをエンジン１１の出力マップから算出する（Ｓ３）。すなわち、制御装置２は、熱電負荷に対して最適な熱電制御を実施し、それに応じて熱電供給ユニットＵ１〜Ｕ３等の各エンジン１１の内の稼働台数、稼動気筒、休止台数及び休止気筒を制御する。
【００４１】
制御装置２は、現状のエンジン１１の稼動台数と稼動気筒数が、必要とされるエンジン１１の稼動台数と稼動気筒数を超えているか否かについて判定する（Ｓ４）。もし、必要なエンジン１１の稼働台数と稼動気筒数とが、現在のエンジン１１の稼動台数及び稼動気筒数以下であるときは（Ｓ４）、制御装置２は、停止対象となったエンジン１１及び気筒を停止する（Ｓ５）。また、制御装置２は、現在稼動中の触媒Ａ〜Ｃの浄化能力と現在の排ガス量とを評価し、停止可能な触媒Ａ〜Ｃがあるか否か判定する（Ｓ６）。停止可能な触媒Ａ〜Ｃがあるときは、制御装置２は制御弁２２を開閉して停止可能な触媒Ａ〜Ｃへの流路を閉鎖する（Ｓ７）。一方、停止可能な触媒Ａ〜Ｃが無いときは（Ｓ６）、そのまま運転を継続する。
【００４２】
例えば、図３に示すように、制御装置２は、エンジン１１の状態量から稼動しているエンジン１１及び稼動している気筒がいずれかを判定し、稼動しているエンジン１１及び気筒の排ガス経路の制御弁２２を開き、排ガスを触媒Ａ〜Ｃへと流入させる。制御弁２は、その他の触媒Ａ〜Ｃへの流路の制御弁は閉鎖しておき、排ガスが流れ込まないようにする。また、制御装置２は、最適熱電比に応じて、休止、新規稼動及び復帰稼動するエンジン１１の台数及び気筒数を判定し、休止したエンジン１１及び気筒の排ガス流路の制御弁２２は閉鎖する。
【００４３】
もし、必要なエンジン１１の稼働台数と稼動気筒数とが、現在のエンジン１１の稼動台数及び稼動気筒数を超えているときは（Ｓ４）、制御装置２は、稼働中の触媒Ａ〜Ｃの浄化能力が予測される排ガス量を上回っているか否かを判定する（Ｓ８）。稼働中の触媒Ａ〜Ｃの浄化能力が予測される排ガス量を上回っているときは（Ｓ８）、制御装置２は、新規に稼動させるエンジン１１及び気筒を始動させる（Ｓ１４）。
【００４４】
もし、稼働中の触媒Ａ〜Ｃの浄化能力が予測される排ガス量を上回っていないときは（Ｓ８）、制御装置２は、新たな触媒を使用するための暖機工程に入る。制御装置２は、稼動中の各エンジン１１及び気筒への吸気への再循環流路を制御弁２２を開放させて確保し、システム外への大気放出側への流路を制御弁２２を閉鎖することにより閉鎖する（Ｓ９）。また、制御装置２は、新規の触媒Ａ〜Ｃへの流路を制御弁２２を開放させて確保する（Ｓ１０）。これにより、図４に示すように、制御装置２は新規の触媒Ａ〜Ｃを暖機する（Ｓ１１）。
【００４５】
制御装置２は、新規の触媒Ａ〜Ｃの温度を温度センサ２０により検出して、新規の触媒Ａ〜Ｃの暖機が完了したか否かを判定する（Ｓ１２）。もし、新規の触媒Ａ〜Ｃの暖機が完了したときは（Ｓ１２）、制御装置２は、図５に示すように、システム外への大気放出側への流路を制御弁２２を開放することにより開放する（Ｓ１３）。制御装置１４は、新規に稼動させるエンジン１１及び気筒を始動させる（Ｓ１４）。すなわち、制御装置２は、新たに排ガスを導く触媒Ａ〜Ｃの暖機が完了するまで大気側の流路を閉じ、排ガスを稼動させるエンジン１１の吸気側に再循環させる。
【００４６】
制御装置２は、熱電負荷が少なく、新規の稼動対象あるいは復帰の稼動対象が無い場合は、蓄熱器にて余分な排熱を回収する。また、制御装置２は、冷間始動時や新規稼動対象や復帰稼動対象が存在し、早期に暖機が必要であるときは、蓄熱器及び排熱回収装置からの熱量や、モーター発電機１３の電力エネルギーをフィードバックし、触媒Ａ〜Ｃを暖機する。
【００４７】
また、制御装置２は、排ガスが最適な高浄化率となるように、エンジン１１及び気筒の稼動個数を設定する。例えば、エンジン１１が１台で必要な熱量及び電力量を確保することができるが、２台のエンジン１１を別の運転態様で稼動させた方が、触媒Ａ〜Ｃによる排ガスの浄化性能が高いときは、２台のエンジン１１を稼動させる気筒数を変える等の別モードで稼動させる。
【００４８】
本実施形態によれば、複数台のエンジン１１と、エンジン１１それぞれによって駆動されて電力負荷に電力を供給するモーター発電機１３と、エンジン１１それぞれの排熱を回収して熱負荷に熱を供給する凝縮器８と、エンジン１１それぞれの排ガス経路に接続されてエンジン１１それぞれの排ガスを浄化する触媒Ａ〜Ｃとを備えたエネルギー供給システム１において、制御装置２は、エンジン１１それぞれの運転状態に応じて、エンジン１１それぞれの排ガス経路に接続される触媒Ａ〜Ｃを変更する。このため、エンジン１１それぞれの運転状態が変動し、エンジン１１それぞれが排気する排ガスの濃度や流量が変動したとしても、エンジン１１それぞれの運転状態に応じて、エンジン１１それぞれの排ガス経路に接続される触媒Ａ〜Ｃが変更されるため、触媒Ａ〜Ｃに安定した触媒性能を発揮させることが可能となる。
【００４９】
つまり、本実施形態では、図６に示すように、熱電供給ユニットＵ１，Ｕ２の各エンジン１１の稼動状況に応じて、触媒Ａ，Ｂの稼動状態が変更されるため、排ガス量は常に触媒Ａ，Ｂの浄化限界内とすることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、エンジン１１それぞれの排ガス経路は、複数の排ガス触媒に対して接続及び非接続が自在とされており、制御装置２は、エンジン１１それぞれの内の稼動台数及びエンジンそれぞれの燃料の燃焼の態様の少なくともいずれかに応じて、エンジン１１それぞれの排ガス経路に接続される触媒Ａ〜Ｃの個数及び種類の少なくともいずれかを変更する。このため、エンジン１１それぞれの稼働状況や、稼動気筒数や、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジンといったエンジン１１それぞれの燃料の燃焼の態様とが変動したとしても、それらに応じてエンジン１１それぞれの排ガス経路に接続される触媒Ａ〜Ｃの個数や種類が変更されるため、触媒Ａ〜Ｃに安定した触媒性能を発揮させることが可能となる。
【００５１】
つまり、本実施形態では、各エンジン１１及び気筒の稼動状態に応じて、必要なだけの触媒Ａ〜Ｃを稼動させて使用するため、触媒Ａ〜Ｃの無駄な使用がなくなり、触媒Ａ〜Ｃの耐久性の向上やコストの低減が図られる。
【００５２】
また、本実施形態では、制御装置２は、エンジン１１の排ガスが排ガス経路に対して並列及び直列の少なくともいずれかに配置された複数の触媒Ａ〜Ｃを通過するように、エンジン１１の排ガス経路に接続される触媒Ａ〜Ｃを変更する。このため、エンジン１１の運転状況に応じて触媒Ａ〜Ｃに安定した触媒性能を発揮させることがより容易となる。
【００５３】
また、本実施形態では、制御装置２は、触媒Ａ〜Ｃを通過した排ガスをエンジン１１の吸気経路に再循環させる。このため、例えば、触媒Ａ〜Ｃの暖機やエンジン１１の燃費の向上を図ることが可能となる。
【００５４】
特に、本実施形態では、制御装置２は、触媒Ａ〜Ｃの暖機が完了するまで、触媒Ａ〜Ｃを通過した排ガスをシステム外部に排出せずに、エンジン１１の吸気経路に再循環させ、触媒Ａ〜Ｃの暖機が完了したときは、触媒Ａ〜Ｃを通過した排ガスをシステム外部に排出する。このため、触媒Ａ〜Ｃが暖機されるまでの間、十分に浄化されない排ガスがシステム外部に排出されないため環境負荷を低減することができる。また、排ガスをエンジン１１の吸気経路に再循環させるため、早期に触媒Ａ〜Ｃを暖機させることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、制御装置２は、エンジン１１の排ガスが触媒Ａ〜Ｃによって浄化される浄化率に応じて、エンジン１１それぞれの内の稼動台数及びエンジン１１それぞれの燃料の燃焼の態様の少なくもいずれかを変更する。このため、さらに排ガスの浄化率を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、過剰な熱量の損失は、エネルギー供給システム１により回収されるため、高効率な熱回収システムを実現することができる。
【００５７】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、エンジン１１の排ガス量によって稼動させる触媒Ａ〜Ｃの数を変更する例を示した。しかし、本発明では、浄化成分の異なる触媒Ａ〜Ｃを用意しておき、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジンといった異なる種類のエンジン１１が混在することや、これらのエンジン１１の運転条件の違いによる排ガスの成分特性に応じて、適した触媒Ａ〜Ｃへと排ガスが導かれる構成としても良い。
【００５８】
また、本発明では、吸気経路への再循環についても、触媒Ａ〜Ｃの暖機時のみならず、通常運転時に使用することができる。また、本発明では、各触媒Ａ〜Ｃから出た排ガスを個別にエンジン１１の吸気に再循環させる構成としても良い。例えば、本発明では、図７に示すように、熱電供給ユニットＵ１のエンジン１１からの排ガスが触媒Ａで浄化され、触媒Ａで浄化された排ガスは、熱電供給ユニットＵ２のエンジン１１の吸気経路に再循環されるものとできる。あるいは、上記実施形態では、触媒Ａ〜Ｃの暖機時に触媒Ａ〜Ｃの後流から各エンジン１１の吸気側に排ガスを再循環させる流路を示したが、図８に示すように、触媒Ａ〜Ｃの後流から触媒Ａ〜Ｃの上流に排ガスを再循環させる流路としても良い。
【００５９】
また、上記実施形態では、各触媒Ａ〜Ｃを排ガスの排ガス経路に対して並列に配置しているが、触媒Ａ〜Ｃを排ガス経路に対して直列に配置する構成や、図９に示すように、触媒Ａ〜Ｃを排ガス経路に対して直列に配置する部位と並列に配置する部位とが混在している構成としても良い。
【００６０】
また、上記実施形態では、制御装置２は、温度センサ２０を用いて触媒Ａ〜Ｃの温度をモニターし、触媒Ａ〜Ｃの浄化性能の判定を行なったが、制御装置２は、触媒Ａ〜Ｃにより浄化後の排ガスの成分を検出して触媒Ａ〜Ｃの浄化性能を判定することができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、触媒Ａ〜Ｃへの排ガスの流路の切り換えに、排ガス経路や、触媒Ａ〜Ｃの吸気経路及び排気経路に設けられた制御弁２２が用いられていたが、例えば、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、柱状体の回転方向に沿って複数の触媒Ａ〜Ｃが配置されているリボルバー式触媒切替器Ｒを回転させて、各エンジン１１の排ガスを浄化する触媒Ａ〜Ｃを入替えることにより、触媒Ａ〜Ｃを切り換えても良い。これにより、簡易な手法で触媒Ａ〜Ｃを切替えることができる。
【００６２】
また、本発明では図２のフローチャートにおいて、図１１に示すように、稼働中の触媒Ａ〜Ｃの浄化能力が予測される排ガス量を上回っているか否かに関わらず（Ｓ８）、先に新規稼動又は復帰稼動のエンジン１１や気筒を始動させてから（Ｓ１４，Ｓ１５）、触媒Ａ〜Ｃを暖機し（Ｓ１１）、暖機の完了後に大気放出側の制御弁２２を開放することができる（Ｓ１３）。
【符号の説明】
【００６３】
１…エネルギー供給システム、２…制御装置、８…凝縮器、９…膨張弁、１０…蒸発器、１２…動力分配機構、１３…モーター発電機、１４…ヒートポンプ圧縮機、２０…温度センサ、２２…制御弁、Ｕ１〜Ｕ３…熱電供給ユニット、Ａ〜Ｃ…触媒、Ｒ…リボルバー式触媒切替器。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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