(57)【要約】【課題】冷却専用のファンを用いずとも、発電部収容室と制御機器収容室の両方を冷却可能でかつ制御機器収容室やシステム外への燃料ガスや排気ガスの流出を抑制できるコージェネレーションシステムを提供する。【解決手段】システム１は、発電機３が収容される発電部収容室１０ａと、発電部収容室１０ａとは区画された室であって制御基板４が収容される制御機器収容室１１ａとを備える。システム１は、発電部収容室１０ａに位置しガスエンジン２の吸入力によって発電部収容室１０ａの空気を吸入する吸入口部２２ａと、制御機器収容室１１ａから発電部収容室１０ａへの空気の流れを許容し逆流を妨げる逆止弁装置５とを備える。システム１は、発電部収容室１０ａの外部空気を吸入口部２２ａに導く第１の吸気経路１２と、制御機器収容室１１ａの外部空気を制御機器収容室１１ａ及び連通路を経由して吸入口部２２ａに導く第２の吸気経路１３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を生成する発電機（３）と、
前記発電機を駆動する内燃機関（２）と、
前記内燃機関から排出される排気の熱を回収する排気熱回収器（６）と、
少なくとも前記発電機を制御する制御機器（４０，４１，４２）と、
少なくとも前記発電機が収容される発電部収容室（１０ａ）と、
前記発電部収容室とは区画された個別の室であって前記制御機器が収容される制御機器収容室（１１ａ）と、
前記発電部収容室に位置する空気吸入部であって、前記内燃機関の吸入力によって前記内燃機関に吸気される空気として前記発電部収容室の空気を吸入する空気吸入部（２２ａ）と、
前記発電部収容室と前記制御機器収容室とを連通させる連通路（５２，１５２）を、弁体（５４，１５４）に作用する空気圧力の向きに応じて、開放する状態と閉鎖する状態とに切り換えて、前記制御機器収容室から前記発電部収容室への空気の流れを許容し前記発電部収容室から前記制御機器収容室への空気の逆流を妨げる逆止弁装置（５，１０５）と、
前記発電部収容室の外部空気が前記発電部収容室の内外を連絡する通路（２１，１２１）を経由して前記空気吸入部に導かれる第１の吸気経路（１２，１１２）と、
前記制御機器収容室の外部空気が前記制御機器収容室及び前記連通路を経由して前記空気吸入部または前記空気吸入部よりも下流側通路（２７ａ）に導かれる第２の吸気経路（１３，１１３，２１３）と、
を備え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】
前記空気吸入部には、前記発電機の上方において空気が上方に向けて取り込まれることを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記第１の吸気経路（１１２）は、前記発電部収容室の外部空気が前記発電機の内部を経由して前記空気吸入部に導かれる経路であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記第２の吸気経路（２１３）は、前記制御機器収容室の外部空気が前記発電機の内部を経由して前記空気吸入部に導かれる経路であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記第２の吸気経路（２１３）は、前記制御機器収容室の外部空気が前記発電機の内部を経由して前記空気吸入部に導かれる経路であることを特徴とする請求項３に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記制御機器収容室に外部空気を取り入れるための外部空気導入通路（１１ｂ）と前記連通路とは、前記制御機器を間において、前記制御機器よりも下方の高さ位置と上方の高さ位置とに分かれて設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項７】
前記制御機器収容室に外部空気を取り入れるための外部空気導入通路（１１ｂ）と前記連通路とは、前記制御機器を間において、前記制御機器に対して左右方向の一方側と他方側とに分かれて設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項８】
前記外部空気導入通路と前記連通路とは、前記制御機器収容室の対角線上に位置するように設けられることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項９】
前記連通路は、前記発電機の上部と同じ高さ位置に、または前記発電機よりも上方の高さ位置に設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１０】
前記第２の吸気経路は、室内の空気が前記制御機器収容室及び前記連通路を経由して前記空気吸入部または前記空気吸入部の下流側通路に導かれる経路であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の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、排熱を温熱として取り出し動力を電力に変換する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に開示のシステムの筐体内部には、インバータ及び電気回路を収容する第１通気室と、発電機を収容する第２通気室と、エンジン等が搭載される室と、が区画形成されている。このシステムは、筐体の外部からエンジンに吸気される空気を利用して、発電機、インバータ、これらを制御する制御回路等を冷却する構造を備えている。
【０００３】
特許文献２に開示のシステムの筐体内部には、インバータや電子制御ユニット等の制御部が収容される制御機器収容室と、エンジンや発電機の発電部が収容されるエンジン収容室と、が区画形成されている。このシステムは、エンジンの吸気力によって屋外の空気を制御機器収容室を経由しないで吸気する第１の吸気経路と、ファンモータによって室内から吸気した空気をインバータや電子制御ユニットの周囲を通過させた後、屋内に放出する第２の吸気経路とを構成する。すなわち、特許文献２のシステムでは、エンジンに吸気される空気の経路と制御部を冷却する空気の経路とは完全に独立している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３３０３０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のシステムでは、筐体の外部の空気を第１通気室と第２通気室に通してから、ダクトによってエンジンに接続されるエアフィルタに吸気するため、エンジン等が搭載される室には吸気が流入しない。したがって、エンジン等が搭載される室の冷却が図れないという問題がある。
【０００６】
特許文献２に開示のシステムでは、ファンモータによって制御機器収容室に空気を導入して、インバータ、電子制御ユニットを冷却した後、屋内に放出する。このように特許文献２のシステムは、制御機器収容室に空気を流通させるためには冷却専用のファンを必要とするという問題がある。
【０００７】
さらに、コージェネレーションシステムにおいては、万が一エンジン等が搭載される室にて燃料ガスや排気ガスが漏洩した場合には、それらのガスが室外に流出しないようにする必要がある。このため、コージェネレーションシステムのエンジン等が搭載される室にはガス流出防止のための措置が必要である。
【０００８】
そこで、本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、冷却専用のファンを用いずとも、発電部収容室と制御機器収容室の両方を冷却可能でかつ制御機器収容室やシステム外への燃料ガスや排気ガスの流出を抑制できるコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
開示されたコージェネレーションシステムに係る発明のひとつは、電力を生成する発電機（３）と、発電機を駆動する内燃機関（２）と、内燃機関から排出される排気の熱を回収する排気熱回収器（６）と、少なくとも発電機を制御する制御機器（４０，４１，４２）と、少なくとも発電機が収容される発電部収容室（１０ａ）と、発電部収容室とは区画された個別の室であって制御機器が収容される制御機器収容室（１１ａ）と、発電部収容室に位置する空気吸入部であって、内燃機関の吸入力によって内燃機関に吸気される空気として発電部収容室の空気を吸入する空気吸入部（２２ａ）と、発電部収容室と制御機器収容室とを連通させる連通路（５２，１５２）を、弁体（５４，１５４）に作用する空気圧力の向きに応じて、開放する状態と閉鎖する状態とに切り換えて、制御機器収容室から発電部収容室への空気の流れを許容し発電部収容室から制御機器収容室への空気の逆流を妨げる逆止弁装置（５，１０５）と、発電部収容室の外部空気が発電部収容室の内外を連絡する通路（２１，１２１）を経由して空気吸入部に導かれる第１の吸気経路（１２，１１２）と、制御機器収容室の外部空気が制御機器収容室及び連通路を経由して空気吸入部または空気吸入部よりも下流側通路（２７ａ）に導かれる第２の吸気経路（１３，１１３，２１３）と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、第１の吸気経路と第２の吸気経路を備え、内燃機関の吸入力によって、発電部収容室に位置する空気吸入部から空気を吸入する。これにより、専用のファンによって強制的な空気流れを創出しなくても、第１の吸気経路と第２の吸気経路のそれぞれを流れる吸気流を形成できるため、発電部収容室と制御機器収容室との両方を冷却することができる。さらに、制御機器収容室から発電部収容室への空気圧力が作用する際に連通路を開放し、発電部収容室から制御機器収容室への空気圧力が作用する際に連通路を閉鎖する。したがって、冷却専用のファンを必要としない吸気流創出に係る構成と組み合わせることにより、発電部収納室に漏洩した燃料ガスや排気ガスが制御機器収容室へ流れることを回避し、制御機器収容室の環境を確保しうる低コストの逆流抑制手段を提供できる。
【００１２】
以上より、この発明は、冷却専用のファンを用いずとも、発電部収容室と制御機器収容室の両方を冷却可能であり、さらに制御機器収容室やシステム外への燃料ガスや排気ガスの流出を抑制可能なコージェネレーションシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した第１実施形態のコージェネレーションシステムの構成を示した概要図である。
【図２】第１実施形態の逆止弁装置の構成を示す部分断面図である。
【図３】制御機器収容室における空気流入口、制御機器、及び空気流出口の位置関係を示す斜視図である。
【図４】第２実施形態において、制御機器ボックス内の逆止弁装置、空気流入口、制御機器、及び空気流出口を示す側面図である。
【図５】第２実施形態の逆止弁装置の構成を示す部分断面図である。
【図６】第３実施形態のコージェネレーションシステムの構成を示した概要図である。
【図７】第４実施形態のコージェネレーションシステムの構成を示した概要図である。
【図８】第５実施形態のコージェネレーションシステムの構成を示した概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００１５】
（第１実施形態）
開示発明の一実施形態である第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。開示発明に係るコージェネレーションシステムの一例として、ガスエンジンシステムに適用した例を説明する。ガスエンジンシステムは、ガスを燃料として駆動するエンジンであり、例えば、発電用ガスエンジンでヒートポンプ等の機器を駆動したり、エンジン冷却水で加熱した液体を熱源として用いて、給湯、暖房等を行ったりする。したがって、第１実施形態のコージェネレーションシステム１は、内燃機関等の動力を利用して電力を、排熱を利用して温熱等を取り出し、総合エネルギ効率を高めるエネルギ供給システムである。
【００１６】
図１に示すように、コージェネレーションシステム１（以下、システム１ともいう）は、発電機３と、発電機３を駆動する内燃機関の一例であるガスエンジン２と、ガスエンジン２からの排気の熱を回収する排気熱回収器６と、を備える。さらにシステム１は、少なくとも発電機３の作動を制御する制御機器を備える。システム１は、室内に設置される筐体１０の内部に、ガスエンジン２及び発電機３が収容される発電部収容室１０ａを有する。発電部収容室１０ａは、筐体１０の内部における気密構造の気密室を構成する。
【００１７】
システム１は、筐体１０に装着される機器ボックス１１の内部に、制御機器が収容される制御機器収容室１１ａを有する。したがって、制御機器収容室１１ａは、発電部収容室１０ａとは区画された個別の室である。機器ボックス１１は筐体１０と一体となって室内に設置される。さらに発電部収容室１０ａと制御機器収容室１１ａとは、逆止弁装置５によって開放状態、閉鎖状態に制御される連通路によって連通可能に構成されている。
【００１８】
ガスエンジン２と発電機３は、システム１において発電部を構成し、発電部収容室１０ａに設置されている。ガスエンジン２は、例えば、都市ガス、ＬＰガス（以下、単に「ガス」という）を燃料とする水冷式のエンジンである。ガスエンジン２に供給される吸気とガスは、ミキサで混合される。生成された混合気は燃焼室に流れて点火プラグで点火されると燃焼してピストンを駆動し、ピストンに連結されるクランクシャフトを回転させる。このような動作により、生じた排気は、排気熱回収器６でガスエンジン２の冷却水と熱交換されて、冷却水を加熱して昇温する。冷却水は、排気熱回収器６を通り、ガスエンジン２のシリンダブロック等の発熱部位を通ることから、排気熱回収器６によって排気と熱交換した後、シリンダブロック等の発熱部位と熱交換してガスエンジン２を冷却しつつ、昇温させられる。
【００１９】
さらにシステム１には、排気熱回収器６によって受熱した冷却水から熱を取り出すための加熱用熱交換器と、取り出した熱を貯えるタンクと、を備える。加熱用熱交換器は、２次側循環路を流れる流体（例えば、貯湯水）を１次側循環路を流れる冷却水と熱交換させて昇温する。加熱用熱交換器は、１次側循環路と２次側循環路とが局部的に接近して熱交換部を形成する。加熱用熱交換器において、１次側循環路を流れる冷却水は２次側循環路を流れる温水に熱を伝えて冷却させられる。
【００２０】
１次側循環路は、ガスエンジン２の冷却水出口から加熱用熱交換器を通って排気熱回収器６に接続される。したがって、ガスエンジン２の発熱部位を通って昇温された冷却水は、ガスエンジン２の冷却水出口から１次側循環路を流れて加熱用熱交換器で熱交換させられた後、排気熱回収器６を通り、ガスエンジン２の冷却水入口に戻る。２次側循環路は、貯湯用のタンクの下部に位置する出水口から加熱用熱交換器を通ってタンクの上部に位置する入水口に接続される。したがって、タンクの出水口から排出された低温の温水は、加熱用熱交換器で昇温されて入水口からタンクに戻される。タンクに貯留された温水は、例えば台所、風呂等の給湯設備や床下暖房等の暖房機器（熱負荷の一例）に供給されて、給湯用、暖房用の熱源として用いられる。
【００２１】
発電機３は、ガスエンジン２の出力軸に連結され、ガスエンジン２の動力により発電する。発電機３は、ガスエンジン２の動力によって回転して発電する回転機構を備える。例えば、発電機３は、クランクシャフトの上端に取り付けられるフライホイールの内側のクランクケース上に固定され、フライホイールとの間で相対回転するとき、交流電力を発電する。発電機３の発電量はガスエンジン２の回転数に比例する。発電機３の出力は、ＰＣＳ４１に出力される。
【００２２】
ＰＣＳ４１は、発電された電気を例えば住宅内で使用できるように電力変換するパワーコンディショナであり、インバータの一種である。例えばＰＣＳ４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を介して発電機３の出力をＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ（単相）に変換する。ＰＣＳ４１は、電子制御ユニットを構成する制御装置４０とともに、システム１の制御機器を構成する。ＰＣＳ４１は、制御装置４０からの指令により、ガスエンジン２を始動するスタータ機能とガスエンジン２によって発電する発電機能とにわたって発電機３の機能を切り換える。
【００２３】
ＰＣＳ４１による出力電力は、配電盤に送られて、電気負荷に送電されたり、商用電源に送電されたり、蓄電池等に蓄電されたりする。システム１は、各種のセンサを有し、各センサの出力は各種検出部４２に入力されて、制御装置４０によって、ガスエンジン２の制御、発電機３の制御、給湯運転や暖房運転の制御に用いられる。また、システム１における制御機器は、制御装置４０、ＰＣＳ４１、各種検出部４２等を含み、制御機器収容室１１ａに収容される制御基板４に搭載されている。
【００２４】
システム１は、ガスエンジン２の吸気圧、すなわち吸入力によって、発電部収容室１０ａの外部において少なくとも２箇所から外部空気を吸気する吸気経路が設けられている。この２経路からの外部空気は、発電部収容室１０ａにおいて、空気吸入ダクト２２に吸い込まれる。
【００２５】
空気吸入ダクト２２内の空気流通路には、ガスエンジン２の吸気圧によってガスエンジン２に流入する空気を濾過するエアフィルタ９と、燃焼用の空気量を調整するために開度調整されるスロットルバルブ８とが設けられる。燃料のガスは、ガスエンジン２の吸気圧によって、屋外に位置する燃料供給源から燃料供給管２３を介してスロットルバルブ８に送られる。空気吸入ダクト２２内をガスエンジン２に向けて流通する空気は、燃料供給管２３を通じて供給されたガスとミキサで混合されて、燃料と空気の混合気として混合空気管２４内を流下してガスエンジン２に吸入される。混合気はガスエンジン２の燃焼室に供給され、点火プラグ等によって着火されて燃焼する。
【００２６】
空気吸入ダクト２２の吸入口部２２ａは、発電部収容室１０ａに位置するように設けられる。したがって、吸入口部２２ａには、ガスエンジン２の吸気圧によって発電部収容室１０ａに存在する空気、すなわち筐体１０内の空気が吸入されることになる。吸入口部２２ａを除く空気吸入ダクト２２の大部分、エアフィルタ９、及びスロットルバルブ８は、発電部収容室１０ａの外部に設置される。混合空気管２４はガスエンジン２に接続されるため、吸入口部２２ａから吸気された発電部収容室１０ａの空気は、発電部収容室１０ａの外部に移動した後、混合気として混合空気管２４内を流通する際に発電部収容室１０ａに入ることになる。
【００２７】
ガスエンジン２に接続される排気管２０は、ガスエンジン２から排出される排気が外部に向けて流れる排気通路１４を構成する。排気管２０の途中には、排気熱回収器６、消音器７、触媒器等が設けられる。排気管２０の下流側端部、すなわち排気出口部は、屋外に位置する。したがって、ガスエンジン２の排気は、排気通路１４を流通する過程において、排気熱回収器６によって吸熱され、消音器７で騒音低減され、触媒器で浄化されてから屋外に排出される。
【００２８】
システム１が備える２経路の吸気経路は、第１の吸気経路１２と第２の吸気経路１３である。第１の吸気経路１２は、発電部収容室１０ａの外部空気、例えば屋外の空気が発電部収容室１０ａの内外を連絡する外気導入ダクト２１内の通路を経由して、発電部収容室１０ａにおいて吸入口部２２ａに導かれる経路をなす。外気導入ダクト２１は、屋外側の開口端部が屋外に位置し室内側の開口端部が発電部収容室１０ａに位置するとともに、排気管２０と同軸であってかつ排気管２０の外側に設けられる。すなわち、排気管２０と外気導入ダクト２１は二重管構造を構成する。
【００２９】
したがって、第１の吸気経路１２は、屋外、外気導入ダクト２１の内部、発電部収容室１０ａ、空気吸入ダクト２２の吸入口部２２ａの順に空気が移動する吸気経路を構成する。この構成により、屋外の空気は、屋外側の開口端部から流入し、外気導入ダクト２１と排気管２０の間を流れ、室内側の開口端部から発電部収容室１０ａに流入する。また、発電部収容室１０ａに流入する外部空気は、外気導入ダクト２１を通過する際に、排気管２０内を流れる比較的高温の排気によって温められる。
【００３０】
第２の吸気経路１３は、制御機器収容室１１ａの外部空気、例えば室内の空気が制御機器収容室１１ａを経由して発電部収容室１０ａに流入し、発電部収容室１０ａにおいて吸入口部２２ａに導かれる経路をなす。吸入口部２２ａには、図１に図示するように、発電機３の上方において空気が上方に向けて空気吸入ダクト２２内に取り込まれる。したがって、発電機３の周辺空気は、発電機３の周囲を上昇して発電機３に接触しながら、吸入口部２２ａに吸い込まれる。
【００３１】
機器ボックス１１には、機器ボックス１１の内外を連通させる吸気口１１ｂが設けられている。吸気口１１ｂは、制御機器収容室１１ａの外部空気、例えば室内の空気を制御機器収容室１１ａに取り入れるための外部空気導入通路である。
【００３２】
さらに機器ボックス１１が装着されている筐体１０の部分には、一方側が制御機器収容室１１ａに露出し、他方側が発電部収容室１０ａに露出する通気ケース５０が設けられている。通気ケース５０は、制御機器収容室１１ａと発電部収容室１０ａとを連通させる連通路を形成するための部材であり、一方側に上流側開口部５１と、他方側に下流側開口である弁座開口部５２とが設けられている。上流側開口部５１は、通気ケース５０の制御機器収容室１１ａに露出する部分に設けられた通気口部である。弁座開口部５２は、通気ケース５０の発電部収容室１０ａに露出する部分に設けられた弁座５３に隣接する通気口部である。したがって、上流側開口部５１や弁座開口部５２は、発電部収容室１０ａと制御機器収容室１１ａとを連通させる連通路を構成する。
【００３３】
この連通路は、弁体５４に作用する空気圧力の向きに応じて姿勢が変化しうる逆止弁装置５によって、開放する状態と閉鎖する状態とに切り換えられる。逆止弁装置５は、弁体５４に作用する空気圧力の向きに応じて弁座５３に接触する状態となったり、接触しない状態となったりする。図２に図示するように、弁体５４は、発電部収容室１０ａに露出する側において弁体５４の上部の一端部５４ａが通気ケース５０に固定され、一端部５４ａよりも下部側が自由に弾性変形可能なシート状の弾性体である。弁体５４の材質は、例えば、天然ゴム、合成ゴム等のエラストマーで構成されている。逆止弁装置５は、低クラッキング圧で、作動可能な弁を構成することができる。逆止弁装置５は、弁体５４と通気ケース５０とを備えて構成され、発電部収容室１０ａから制御機器収容室１１ａへの空気の流れを妨げる逆流抑制装置である。
【００３４】
また、弁体５４の弾性変形度合い、硬さ、厚み、大きさ、または弁座開口部１５２の開口面積を調整することにより、連通路を流通する空気流量を調整することが可能である。これらの各仕様は、制御機器に必要とされる冷却能力、すなわち、制御機器収容室１１ａの空気流通量に応じて、適切に設定することができる。
【００３５】
弁体５４は、制御機器収容室１１ａから発電部収容室１０ａへの空気流が生じていない場合、例えばガスエンジン２が停止している場合に、発電部収容室１０ａにおいて図２の二点鎖線で示す位置で弁座５３に接触して静止する。この場合、逆止弁装置５は、弁座開口部５２、すなわち連通路を閉鎖する状態に制御し、制御機器収容室１１ａと発電部収容室１０ａとの間における空気の出入りを阻止する。また、弁座５３は、図２に図示するように、鉛直方向に対して、上部が下部よりも制御機器収容室１１ａ寄りに位置するように傾く座面を形成することが好ましい。この構成によれば、弁体５４は、自重によって、一端部５４ａから弁座５３の座面に沿うように垂れ下がるため、シート状の弁体５４の表面と弁座５３とを広い面積で接触させることができ、逆止弁装置５のシール性を向上することができる。
【００３６】
制御機器収容室１１ａから発電部収容室１０ａの向きに弁体５４に作用する空気圧が所定値よりも大きくなった場合、例えばガスエンジン２の吸気量が所定値以上になった場合に、弁体５４は発電部収容室１０ａにおいて図２の実線で示すように弁座５３から離れる。すなわち、当該空気圧が所定値よりも大きくなったときに、弁体５４は、一端部５４ａよりも下方の部分で弾性変形し始めて弁座５３から離れる。この場合、逆止弁装置５は、弁座開口部５２、すなわち連通路を開放する状態に制御し、制御機器収容室１１ａから発電部収容室１０ａへの空気の流通を許容する。
【００３７】
以上のように、第２の吸気経路１３は、室内、制御機器収容室１１ａ、発電部収容室１０ａ、空気吸入ダクト２２の吸入口部２２ａの順に空気が移動する吸気経路を構成する。この構成により、室内の空気は、吸気口１１ｂから機器ボックス１１の内部に流入し、制御機器収容室１１ａ、例えば、制御装置４０、ＰＣＳ４１、各種検出部４２等を冷却し、弁座開口部５２から発電部収容室１０ａに流入する。
【００３８】
図３に図示するように、機器ボックス１１の吸気口１１ｂと弁座開口部５２とは、制御機器や制御基板４を間において、制御機器や制御基板４よりも下方の高さ位置と上方の高さ位置とに分かれて設けられる。したがって、制御機器収容室１１ａにおいては、吸気口１１ｂから弁座開口部５２に向かって図３の破線矢印で示す下方から上方への空気流が形成され、制御装置４０、ＰＣＳ４１、各種検出部４２等に空気を接触させることができる。
【００３９】
図３に図示するように、吸気口１１ｂと弁座開口部５２とは、制御機器や制御基板４を間において、制御機器や制御基板４に対して左右方向の一方側と他方側とに分かれて設けられる。制御機器収容室１１ａにおいては、吸気口１１ｂから弁座開口部５２に向かって図３の破線矢印で示す左右方向の空気流が形成され、制御装置４０、ＰＣＳ４１、各種検出部４２等を左右方向に並べて設置したとしても、制御機器に空気を接触させることができる。
【００４０】
図３に図示するように、吸気口１１ｂと連通路とは、制御機器収容室１１ａの対角線上に位置するように設けられる。したがって、制御機器収容室１１ａにおいては、吸気口１１ｂから弁座開口部５２に向かって、制御機器収容室１１ａの一方側の下部から他方側の上部に向かって、対角線上に流れる空気流が形成される。これにより、制御基板４の広範囲、制御機器収容室１１ａの広範囲にわたって空気を流すことができ、広範囲にわたる冷却効果を提供できる。
【００４１】
次に、第１実施形態のシステム１がもたらす作用効果について説明する。システム１は、発電部収容室１０ａに位置する空気の吸入口部２２ａと、制御機器収容室１１ａから発電部収容室１０ａへの空気の流れを許容し逆の空気流れを妨げる逆止弁装置５と、を備える。システム１は、吸気経路として、第１の吸気経路１２と第２の吸気経路１３とを備える。第１の吸気経路１２は、発電部収容室１０ａの外部空気が発電部収容室１０ａの内外を連絡する通路を経由して吸入口部２２ａに導かれる経路である。第２の吸気経路１３は、制御機器収容室１１ａの外部空気が制御機器収容室１１ａ及び連通路を経由して吸入口部２２ａに導かれる経路である。
【００４２】
このシステム１においては、第１の吸気経路１２と第２の吸気経路１３のそれぞれを経由して、ガスエンジン２の吸入力によって、発電部収容室１０ａに位置する吸入口部２２ａから空気を吸入する。これにより、専用のファンによって強制的な空気流れを創出しなくても、第１の吸気経路１２と第２の吸気経路１３のそれぞれを流れる吸気流を形成できる、発電部収容室１０ａと制御機器収容室１１ａとの両方を冷却することができる。さらに、逆止弁装置５は、制御機器収容室１１ａから発電部収容室１０ａへの空気圧力が作用する際に連通路を開放し、発電部収容室１０ａから制御機器収容室１１ａへの空気圧力が作用する際に連通路を閉鎖する。この機能と、冷却専用のファンを必要としない吸気流創出に係る構成とを組み合わせることにより、発電部収納室に漏洩した燃料ガスや排気ガスが制御機器収容室へ流れることを回避し、制御機器収容室の気密性を確保できる。したがって、制御機器への悪影響を回避しうる低コストの逆流抑制手段を備えたコージェネレーションシステム１を提供できる。このようにシステム１は、冷却専用のファンを用いずとも、発電部収容室１０ａと制御機器収容室１１ａの両方を冷却可能であり、さらに制御機器収容室１１ａへの燃料ガスや排気ガスの流出を抑制可能なシステムである。
【００４３】
また、吸入口部２２ａには、発電機３の上方において空気が上方に向けて取り込まれる空気吸入部である。この構成によれば、吸入口部２２ａは、発電機３の上方に位置し、かつ吸入口部２２ａから吸い込まれた空気は上方に向けて流れる。これにより、発電部収容室１０ａの空気は、吸入口部２２ａの下方から吸入口部２２ａに向かって上方に流れる。第１の吸気経路１２を流れる屋外に空気と第２の吸気経路１３を流れる室内の空気は、それぞれ、発電部収容室１０ａの雰囲気よりも低温であるため、発電部収容室１０ａにおいて下方に流れやすく、発電部収容室１０ａではダウンフローが起こりうる。そこで、吸入口部２２ａと発電機３を上記の位置関係にすることによれば、下方に位置する低温の吸気を、広範囲にわたって発電機３の周囲を上昇するように上昇させることができる。また、低温の吸気を発電部収容室１０ａの広範囲に渡って流通させることができるので、発電部収容室１０ａの冷却性能を向上することができる。また、発電部収容室１０ａにおけるこのような吸気流れによって、低温の空気を発電機３の広範囲に接触させることができるので、発電機３の冷却能力向上に貢献できる。
【００４４】
また、制御機器収容室１１ａに外部空気を取り入れるための吸気口１１ｂと前述の連通路（例えば弁座開口部５２）とは、制御機器または制御基板４を間において、制御機器または制御基板４よりも下方の高さ位置と上方の高さ位置とに分かれて設けられる。
【００４５】
この構成によれば、第２の吸気経路１３は、制御機器収容室１１ａにおいて、制御機器に対して下方から上方に流れる空気流れを形成することができる。これにより、制御機器、または制御基板４に対して下部から上部の広範囲にわたって空気を接触させることが可能になり、冷却能力を向上することができる。また、機器ボックス１１の外部、例えば室内の空気を高さ位置の低い場所から取り込むことができるので、室内におけるより低温の空気を制御機器収容室１１ａに取り入れることができ、制御機器の冷却性能を向上させることができる。
【００４６】
また、制御機器収容室１１ａに外部空気を取り入れるための吸気口１１ｂと連通路（例えば弁座開口部５２）とは、制御機器または制御基板４を間において、制御機器または制御基板４に対して左右方向の一方側と他方側とに分かれて設けられる。この構成によれば、第２の吸気経路１３は、制御機器収容室１１ａにおいて、制御機器等に対して左側端部と右側端部とにわたって流れる空気流れを形成することができる。これにより、制御機器、または制御基板４に対して左右幅の広範囲にわたって空気を接触させることが可能になり、冷却能力を向上することができる。
【００４７】
また、吸気口１１ｂと連通路とは、制御機器収容室１１ａの対角線上に位置するように設けられる。この構成によれば、第２の吸気経路１３は、制御機器収容室１１ａにおいて、制御機器または制御基板４に対して対角線上に流れる空気流れを形成することができる。これにより、制御機器または制御基板４に対して広範囲にわたって空気を接触させることが可能になり、制御機器の冷却能力を向上することができる。また、制御基板４上の広範囲の部品を冷却することができる。
【００４８】
また、図１に図示するように、制御機器収容室１１ａと発電部収容室１０ａの連通路は、発電機３の上部と同じ高さ位置に、または発電機３よりも上方の高さ位置に設けられることが好ましい。これによれば、弁座開口部５２から発電部収容室１０ａに流入した空気は、発電部収容室１０ａの雰囲気よりも低温であるため、下方に向かって流下することになる。その後、吸入口部２２ａに向かう上昇流に転じて、吸入口部２２ａから空気吸入ダクト２２に吸い込まれる。したがって、連通路から発電部収容室１０ａに流入した空気は、下降流と上昇流を形成して吸入口部２２ａに向かうことにより、発電部収容室１０ａの広範囲を流通する空気流れを形成でき、発電部収容室１０ａの冷却性能の向上に貢献できる。
【００４９】
また、第２の吸気経路１３は、室内の空気が制御機器収容室１１ａ及び連通路を経由して吸入口部２２ａに導かれる経路である。この構成によれば、塵埃が少なく、あるいは相対湿度の低い室内の空気を制御機器収容室１１ａに導入することができるため、制御機器に対して悪影響を与えにくい空気を冷却用流体として用いることができる。
【００５０】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態で説明した逆止弁装置５に対する他の形態である逆止弁装置１０５について図４及び図５を参照して説明する。各図において前述の図面と同じ符号を付した構成は同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。以下に、第１実施形態とは異なる内容についてのみ説明する。
【００５１】
図４及び図５に示すように、逆止弁装置１０５は、弁体１５４の下方に弁座１５３と弁座開口部１５２とを備える。したがって、弁体１５４は、自重によって、弁座１５３に着座して弁座開口部１５２を閉塞する。弁体１５４は、非常に軽い部材であり、その材質は、例えば、樹脂、発泡材、エラストマー等で構成されている。弁体１５４は中空部１５４ａを有する構成でもよい。このような構成により、弁体１５４は、空気圧力に応じて、弁座開口部１５２を開放する状態と閉鎖する状態とに切り変わる。
【００５２】
したがって、弁体１５４は、制御機器収容室１１ａから発電部収容室１０ａへの空気流が生じていない場合、例えばガスエンジン２が停止している場合に、弁座１５３に接触して静止する。この場合、逆止弁装置１０５は、弁座開口部１５２、すなわち連通路を閉鎖する状態に制御し、制御機器収容室１１ａと発電部収容室１０ａとの間における空気の出入りを阻止する。また、弁体１５４は、弁座開口部１５２を上方に通過しようとする空気の圧力によって上昇して浮揚することによって、弁座１５３から離れて、弁座開口部１５２を開放する。このように逆止弁装置１０５は、弁体１５４に作用する空気圧力の向きに応じて弁座１５３に接触する状態となったり、接触しない状態となったりする。
【００５３】
逆止弁装置１０５は、弁体５４とガード部１５６とを備えて構成され、発電部収容室１０ａから制御機器収容室１１ａへの空気の流れを妨げる逆流抑制装置である。ガード部１５６は、浮揚した弁体１５４がそれ以上、上方に移動しないように弁体１５４に衝突して移動を阻止する部材である。ガード部１５６は、ガスエンジン２の停止等により、弁体１５４が自重によって落下した場合に、弁座１５３に元の位置に戻って確実に着座するように、弁体１５４の径方向の移動も阻止する。
【００５４】
弁体５４の下面に対して上方に作用する空気圧が弁体１５４の自重よりも所定値よりも大きくなった場合、例えばガスエンジン２の吸気量が所定値以上になった場合に、弁体１５４は持ち上がり、弁座１５３から離れる。この場合、逆止弁装置１０５は、弁座開口部１５２、すなわち連通路を開放する状態に制御し、制御機器収容室１１ａに流入した室内の空気は、弁座開口部１５２、筐体１０に設けられた開口部１５５から発電部収容室１０ａへ流通する。
【００５５】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態のシステム１に対する他の形態であるシステム１０１について図６を参照して説明する。第３実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００５６】
システム１０１が備える２経路の吸気経路は、第１の吸気経路１１２と第２の吸気経路１１３である。第１の吸気経路１１２は、発電部収容室１０ａの外部空気が外気導入ダクト１２１内の通路を経由して、発電機３の内部を通過してから吸入口部２２ａに導かれる経路である。外気導入ダクト１２１は、屋外側の開口端部が屋外に位置し、閉じられた室内側の端部が中継ダクト２５によって発電機３に接続されている。また、外気導入ダクト１２１は、排気管２０と同軸であってかつ排気管２０の外側に設けられる。したがって、外気導入ダクト１２１内は、中継ダクト２５内を介して発電機３の内部に連通する。発電機３には、空気流れの出口を構成する出口部２６が設けられ、出口部２６は、上方に向かって開口し、さらに吸入口部２２ａに対向している。
【００５７】
第１の吸気経路１１２は、屋外、外気導入ダクト１２１の内部、中継ダクト２５の内部、発電機３の内部、発電部収容室１０ａ、吸入口部２２ａの順に空気が移動する吸気経路を構成する。この構成により、屋外の空気は、屋外側の開口端部から流入し、外気導入ダクト１２１と排気管２０の間を流れ、中継ダクト２５を介して発電機３の内部に流入する。発電機３を冷却した空気は、出口部２６から一旦、発電部収容室１０ａに流れ出て、すぐに吸入口部２２ａから空気吸入ダクト１２２に吸い込まれる。
【００５８】
第２の吸気経路１１３は、例えば室内の空気が制御機器収容室１１ａを経由し、中継ダクト２７内を介して吸入口部２２ａよりも下流側通路２７ａに導かれる経路をなす。中継ダクト２７は、逆止弁装置５を発電部収容室１０ａにおいて覆うチャンバケース２７ｂに接続されている。チャンバケース２７ｂは、発電部収容室１０ａ側に置いて逆止弁装置５の周囲にチャンバを形成する。したがって、中継ダクト２７は、一端側の開口部がチャンバケース２７ｂに接続され、他方側の端部が空気吸入ダクト１２２に接続されている。空気吸入ダクト１２２における中継ダクト２７との接続部が、吸入口部２２ａの下流側通路２７ａに相当する。
【００５９】
第２の吸気経路１１３は、室内、制御機器収容室１１ａ、チャンバケース２７ｂの内部、中継ダクト２７の内部、空気吸入ダクト１２２の内部の順に空気が移動する吸気経路を構成する。この構成により、室内の空気は、吸気口１１ｂから機器ボックス１１の内部に流入し、制御機器収容室１１ａ、例えば、制御装置４０、ＰＣＳ４１、各種検出部４２等を冷却し、弁座開口部５２から中継ダクト２７内に流入する。したがって、第２の吸気経路１１３は、制御機器収容室１１ａの外部空気が制御機器収容室１１ａ及び連通路を経由し、発電部収容室１０ａに流れ出ないで、吸入口部２２ａの下流側通路２７ａに導かれる経路である。
【００６０】
第３実施形態のシステム１０１によれば、外気導入ダクト１２１を通じてガスエンジン２に吸入する外気のすべてを発電機３の冷却に活用できるコージェネレーションシステム１０１を提供できる。したがって、発電機３の冷却性能の向上が図れるシステム１０１が得られる。
【００６１】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態のシステム１に対する他の形態であるシステム２０１について図７を参照して説明する。第４実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００６２】
システム２０１が備える２経路の吸気経路は、第１の吸気経路１２と第２の吸気経路２１３である。第２の吸気経路２１３は、例えば室内の空気が制御機器収容室１１ａを経由し、中継ダクト２８内を介して発電機３の内部を通過してから吸入口部２２ａに導かれる経路である。
【００６３】
中継ダクト２８は、逆止弁装置５を発電部収容室１０ａにおいて覆うチャンバケース２８ａに接続されている。チャンバケース２８ａは、発電部収容室１０ａ側に置いて逆止弁装置５の周囲にチャンバを形成する。したがって、中継ダクト２８は、一端側の開口部がチャンバケース２８ａに接続され、他方側の端部が発電機３に接続されている。したがって、制御機器収容室１１ａは、連通路、チャンバケース２８ａの内部、及び中継ダクト２８内を介して発電機３の内部に連通する。発電機３には、空気流れの出口を構成する出口部２６が設けられ、出口部２６は、上方に向かって開口し、さらに吸入口部２２ａに対向している。
【００６４】
第２の吸気経路２１３は、室内、制御機器収容室１１ａ、連通路、チャンバケース２８ａの内部、中継ダクト２８の内部、発電機３の内部、発電部収容室１０ａ、吸入口部２２ａの順に空気が移動する吸気経路を構成する。この構成により、室内の空気は、吸気口１１ｂから制御機器収容室１１ａに流入し、制御機器収容室１１ａや制御機器を冷却し、中継ダクト２８を介して発電機３の内部に流入する。発電機３を冷却した空気は、出口部２６から発電部収容室１０ａに流れ出て、すぐに吸入口部２２ａから空気吸入ダクト１２２に吸い込まれる。
【００６５】
第４実施形態のシステム２０１によれば、制御機器収容室１１ａに吸入する室内空気のすべてを発電機３の冷却に活用できるコージェネレーションシステム２０１を提供できる。したがって、発電機３の冷却性能の向上が図れるシステム２０１が得られる。
【００６６】
（第５実施形態）
第５実施形態では、第１実施形態のシステム１に対する他の形態であるシステム３０１について図８を参照して説明する。第５実施形態において、前述の各実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、前述の各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第５実施形態では、前述の各実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００６７】
システム３０１が備える２経路の吸気経路は、第１の吸気経路１１２と第２の吸気経路２１３である。したがって、システム３０１は、第３実施形態の第１の吸気経路１１２と第４実施形態の第２の吸気経路２１３とを組み合わせた２経路を備える。
【００６８】
第５実施形態のシステム３０１によれば、外気導入ダクト１２１を通じてガスエンジン２に吸入する外気のすべてと、制御機器収容室１１ａに吸入する室内空気のすべてと、を発電機３の冷却に活用できるコージェネレーションシステム３０１を提供できる。したがって、発電機３の冷却性能の向上が図れるシステム３０１が得られる。
【００６９】
（他の実施形態）
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００７０】
開示発明に含まれるコージェネレーションシステムは、前述の実施形態で説明するシステムに限定されない。このコージェネレーションシステムは、電力を生み出しつつ、廃熱を熱源として給湯用、暖房用、機器の運転に活用するシステムであり、内燃機関を駆動するための燃料はガスに限定されないものである。
【００７１】
前述の実施形態において制御機器収容室１１ａは、筐体１０の側部に取り付けられた機器ボックス１１内に設けられる室であるが、制御機器収容室１１ａはこのような形態に限定されない。例えば、制御機器収容室１１ａは、筐体１０の内部に設置されて、発電部収容室１０ａとは筐体１０の内部において区画された個別の室であってもよい。この場合も、制御機器収容室１１ａと発電部収容室１０ａとは、逆止弁装置５，１０５によって開放状態、閉鎖状態に切り換えられる連通路によって連通可能に構成される。
【符号の説明】
【００７２】
２…ガスエンジン（内燃機関）、  ３…発電機
５，１０５…逆止弁装置、  ６…排気熱回収器
１０ａ…発電部収容室、  １１ａ…制御機器収容室、
１１ｂ…吸気口（外部空気導入通路）、  １２，１１２…第１の吸気経路、
１３，１１３，２１３…第２の吸気経路、  ２１，１２１…外気導入ダクト（通路）
２２ａ…吸入口部（空気吸入部）、
２７ａ…下流側通路、  ４０…制御装置（制御機器）
４１…ＰＣＳ（制御機器）、４２…各種検出部（制御機器）
５２，１５２…弁座開口部（連通路）、  ５４，１５４…弁体
【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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