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Patent Searching and Data


Title:
ENGINE-CONTAINING PACKAGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/136556
Kind Code:
A1
Abstract:
A packaged engine constructed by containing an engine (10) in a package (2). An air cleaner (22) and an intake silencer (23), which are engine intake devices, are arranged in an intake chamber (8A) which is a chamber different from a chamber in which a radiator (18) and the engine are contained. At least one wall surface of the intake chamber is adapted to be exposed to a cooling airflow sucked and discharged when a radiator fan is driven. When the temperature of ambient air is higher than or equal to a predetermined temperature, the radiator fan (19) is driven irrespective of whether or not an engine coolant in the radiator is being circulated.

Inventors:
ONO MASAAKI (JP)
HAYASHI TOSHIYUKI (JP)
KIHARA HIROTOSHI (JP)
MATSUMURA SHOJIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/058150
Publication Date:
November 12, 2009
Filing Date:
April 24, 2009
Export Citation:
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Assignee:
YANMAR CO LTD (JP)
ONO MASAAKI (JP)
HAYASHI TOSHIYUKI (JP)
KIHARA HIROTOSHI (JP)
MATSUMURA SHOJIRO (JP)
International Classes:
F01P11/16; F01N1/00; F01P3/18; F01P5/02
Foreign References:
JPH08268091A1996-10-15
JP2005256641A2005-09-22
JPH01253525A1989-10-09
Other References:
See also references of EP 2284373A4
Attorney, Agent or Firm:
ARC PATENT ATTORNEYS' OFFICE (JP)
Patent business corporation ARC PATENT ATTORNEYS' OFFICE (JP)
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Claims:
 エンジンを収納するパッケージにおいて、
 エンジン用吸気機器である、エアクリーナおよび吸気サイレンサをラジエータおよびエンジンとは別室の吸気室に配置し、該吸気室の少なくとも一壁面をラジエータファンの駆動により給排気される冷却風に曝す構成とし、エンジン吸気温度が所定温度以上相当の条件下では、ラジエータ内のエンジン冷却水の循環有無に関わらずラジエータファンを駆動する構成としたことを特徴とするエンジン収納パッケージ。
 請求項1記載のエンジン収納パッケージにおいて、吸気室、エンジンおよびラジエータとは別室の排気室に排気サイレンサを配置したことを特徴とするエンジン収納パッケージ。
Description:
エンジン収納パッケージ

 本発明は、例えばコージェネレーション 置に使用されるエンジン、発電機および排 回収器等を収納するパッケージに関する。

 従来、パッケージ収納型コージェネレー ョン装置等において、エンジン用吸気機器 ある、エアクリーナおよび吸気サイレンサ エンジンとは別室に配置し、吸気サイレン をラジエータファン周りのファンシュラウ と兼用した構成が開示されている(例えば、 特許文献1参照)。

特開平07-151028号公報

 前記先行技術文献の構成では、吸気サイ ンサをファンシュラウドで構成するため、 気サイレンサを他の機種と兼用することが 難である。

 また、エンジン用吸気機器は高温度の雰 気で使用するのは好ましくない。例えば、 スエンジンが使用されるコージェネレーシ ン装置において、燃料ガスと空気とがミキ で混合された後に、その混合ガスがエンジ へ供給される。空気が高温となると密度が 下するため、十分な空気が供給できず、エ ジン性能の低下の原因となる。

 特に、コージェネレーション装置は、パ ケージ内に、エンジン、発電機、ラジエー 、吸気機器および排気機器等の構成機器を 装した構成であるため、エアクリーナおよ 吸気サイレンサが、運転時の熱により高温 に曝されるのを防止する必要がある。

 本願は、エンジン用吸気機器である、エ クリーナおよび吸気サイレンサが高温下に されることを防止すると共に、他の機種で 兼用化可能なように吸気サイレンサを独立 た機器で構成することを課題とする。

 本発明は、前記課題を解決するためにな れたもので、エンジンを収納するパッケー において、エンジン用吸気機器である、エ クリーナおよび吸気サイレンサをラジエー およびエンジンとは別室の吸気室に配置し 該吸気室の少なくとも一壁面をラジエータ ァンの駆動により給排気される冷却風に曝 構成とし、エンジン吸気温度が所定温度以 相当の条件下では、ラジエータ内のエンジ 冷却水の循環有無に関わらずラジエータフ ンを駆動する構成としたことにある。

 なお、エンジン吸気温度が所定温度以上 当の条件下とは、エアクリーナ内の空気温 、吸気室温、ラジエータ室温、パッケージ 囲温度または燃料供給量(例、燃料ガス供給 弁の開度)に基づいて算定される吸気密度が 定値以下となることをいう。

 前記本発明は、エンジン吸気温度が所定温 以上相当の条件下ではラジエータ内をエン ン冷却水が循環していなくともラジエータ ァンを駆動する。このとき、エアクリーナ よび吸気サイレンサが配置される吸気室の なくとも一壁面が、ラジエータファンによ 冷却風に曝され、一壁面を介してラジエー 室の熱が、吸気室に伝わるのを防止できる
それと同時に、ラジエータファンを駆動する ことにより、エンジン運転中に常に負圧とな る吸気室よりも、ラジエータ室の方が大きな 負圧となるので、ラジエータ室から吸気室へ の高温空気の漏れも無くなり、熱の流れ込み を防止できる。

 また、吸気室内の雰囲気温度が高い場合 吸気室内の熱を一壁面を介してラジエータ に逃すことも可能となる。この結果、エン ン用吸気機器の温度上昇を抑えてエンジン 吸気効率の低下を防止できる。

 また、吸気サイレンサを独立した機器で 成できるので、他の機種でも兼用可能とな 。

 さらに、本発明は、吸気室、エンジンお びラジエータとは別室の排気室に排気サイ ンサを配置したことにある。

 前記本発明は、排気サイレンサを吸気サ レンサやエアクリーナと隔離したので、こ らの機器へのエンジン排熱の熱伝達を防止 きる。

 本発明は、エンジン吸気温度が所定温度 上相当の条件下ではラジエータ内をエンジ 冷却水が循環していなくともラジエータを 動するので、エンジン用吸気機器の温度上 を抑えてエンジンの吸気効率の低下を防止 きる。また、吸気サイレンサを独立した機 で構成できるので、他の機種でも兼用可能 なる。

図1は、本発明の一実施の形態に係るコ ージェネレーション装置の全体を示す正面斜 視図である。 図2は、同コージェネレーション装置の 全体を示す背面斜視図である。 図3は、同コージェネレーション装置の 概略を示す平面図である。 図4は、同コージェネレーション装置の 吸気室およびラジエータ室の概略断面を示し 、(a)はラジエータファンがOFFの状態を示す正 面図、(b)はラジエータファンがONの状態を示 正面図である。 図5は、本発明の他の実施の形態に係る 吸気室およびラジエータ室の概略断面を示す 正面図である。

 以下、本発明の実施形態について図面を 照しながら説明する。

 本実施の形態は、本発明をコージェネレ ション装置1に採用した場合について説明す る。なお、コージェネレーション装置1とは 電力消費機器(負荷)への送電系統に、外部商 用電源の商用電力系統と、発電機の発電電力 系統とを接続し、該負荷の需要電力を賄うと ともに、発電に伴い生じる排熱を回収し、該 回収熱を利用するシステムである。

 図1は、コージェネレーション装置の正面 斜視図を示し、図2は、同装置の背面斜視図 示す。図1および図2に示すように、本実施形 態に係るコージェネレーション装置1は、略 方体に形成された筺体としてのパッケージ2 備えている。このパッケージ2の内部は、パ ッケージ2の上下方向の略中途に位置する中 壁12により上下に2分割されており、下側は ンジン室3および機器収納室5が構成され、上 側はラジエータ室7および吸排気室8が構成さ ている。

 前記エンジン室3は、パッケージ2の長手 向に一方に設けられている。このエンジン 3内には、エンジン10、このエンジン10により 駆動される発電機11、図示省略の冷却水ポン 、排気ガス熱交換器および水/水熱交換器等 が配置されている。なお、エンジン10は、例 ばガスエンジンが採用され、ミキサで燃料 スと空気が混合されることによって起動さ る。そして、該エンジン10が回転駆動する とによって、該エンジン10を連設される発電 機11が連動される。

 前記機器収納室5は、エンジン室3の側方( 1に示す右側)に配置されている。この機器 納室5は、隔壁15によりエンジン室3と区画さ ている。機器収納室5内には、エンジン駆動 系機器および水/水熱交換系機器を制御する 御装置16等を備えるコントロールボックス17 、インバータ14等が配置されている。

 前記ラジエータ室7は、機器収納室5の上 に配置されており、エンジン室3に対してパ ケージ2の対角線上(斜め上方)に位置する。 3および図4に示すように、ラジエータ室7の 後には、ラジエータ18がそれぞれ配置され とともに、ラジエータ室7の上方には、前記 御装置16により駆動制御される放熱用のラ エータファン19が配置されている。

 ラジエータ室7と吸排気室8とは、例えば 属製板からなる隔壁20で区画されている。す なわち、隔壁20の前後縁20a、20bは、パッケー 2の前後壁2a、2bに接続されている。隔壁20の 上縁20cは、パッケージ2の天井壁2cに接続され 、下縁20dは中段壁12に接続されている。

 さらに、吸排気室8は、例えば金属製板か らなる隔壁21により吸気室8Aと、排気室8Bとに 区画されている。具体的には、隔壁21は吸排 室8の前後方向中途に配置され、前側に吸気 室8Aが、後側に排気室8Bが設けられている。 壁21の上縁21aは、パッケージ2の天井壁2cに接 続され、下縁21bは中段壁12に接続されている 隔壁21の一方の縁21cは、パッケージ2の一方 側壁2dに接続され、他方の縁21dは、前記隔 20にT字状に接続されている。

 また、隔壁20の排気室8B側に図2に示すよ にギャラリが設けられ、中段壁12の排気室8B 底部に当たる箇所にエンジン室3の換気口が 設けられて、エンジン室からの換気風が前記 換気口から排気室8B、隔壁20のギャラリを経 ラジエータ室7へ流れる。

 一方、隔壁21には通気口に相当する箇所 なく、吸気室8Aと排気室8Bとは、互いに空気 流通がないようになっている。空気の流通 ないとは、吸気室8Aおよび排気室8Bの一方側 の空気が、他方側の雰囲気温度に影響を与え る程度に流通しないことをいう。

 吸気室8Aには、エアクリーナ22および吸気 サイレンサ23がそれぞれ配置されている。排 室8Bには、排気サイレンサ24が配置されてい る。

 前記ラジエータ室7には、被検出温度とし てラジエータ室7内の雰囲気温度を検出する めの温度センサ(センサ)25が設けられている このセンサ25の信号により、ラジエータ室7 の温度が設定温度以上となったと判断した 合に、制御装置16は、ラジエータ18内のエン ジン冷却水の循環有無に関わらず、ラジエー タファン19を駆動させるようになっている。 なわち、制御装置16は、エンジン冷却水が ジエータ18を循環する際は無論、エンジン冷 却水がラジエータ18を循環していない場合で っても、ラジエータ室7内の雰囲気温度が設 定温度以上となった場合に、ラジエータファ ン19を駆動させるようになっている。

 本実施の形態のコージェネレーション装 1は以上の構成からなり、次に、かかる装置 1を運転する場合について説明する。

 先ず、燃料ガスはエンジン10に接続され 図示しないミキサへ送られるとともに、吸 室8A内に吸い込まれた空気は、エアクリーナ 22および吸気サイレンサ23を介して、ミキサ 送られる。また、該エンジン10から排気され る排気ガスは、排気ガス熱交換器を介して、 排気サイレンサ24にて消音された後に、パッ ージ2の上方から外部へ排出される。

 エンジン10を冷却したエンジン冷却水は サーモスタットでの検知水温が設定温度以 であれば、図示しない水/水熱交換器へ送ら る。そして、エンジン冷却水の熱は、水/水 熱交換器を介して、外部に取り出される。水 /水熱交換器を通過したエンジン冷却水は、 ンジン10へ戻される。なお、本実施例の冷却 水回路では、水/水熱交換器とラジエータ18は 直列に配置されており、水/水熱交換器での 交換量が少ない場合には、ラジエータ18へ送 られる。このとき、ラジエータファン19が駆 し、エンジン冷却水が放熱される。

 ラジエータファン19でラジエータ18内のエ ンジン冷却水を冷却する際には、ラジエータ 18から放熱されるため、ラジエータ室7内の雰 囲気温度が高くなる。

 ところで、水/水熱交換器での熱交換量が 多い場合には、エンジン冷却水はラジエータ 18をバイパスしてエンジン10へ戻される。従 て、かかる場合には、ラジエータ18を循環す るエンジン冷却水を冷却する目的でラジエー タファン19を駆動する必要はない。しかしな ら、排気室8Bを経由してラジエータ室7から 気されるエンジン室3の高温の換気風、エン ジン10の放射熱の中段壁12からの熱伝導、排 サイレンサ24や排気管の放射熱、およびラジ エータ18内に残留している高温のエンジン冷 水により、ラジエータ室7の室温が上昇する 。

 センサ25は、ラジエータ室7内の雰囲気温 を検出し、その信号を制御装置16に送信す 。制御装置16は、センサ25の信号に基づいて 囲気温度が設定温度以上であることを検知 た場合には、エンジン吸気温度が所定温度 上相当の条件下と判断して、エンジン冷却 がラジエータ18を循環しているか否とに関 らず、ラジエータファン19を駆動させる。本 実施例では、ラジエータ室7と吸気室8Aが隔壁 20を介して隣接しており、ラジエータ室7の室 温が高いと、隔壁20Aからの熱伝導によりラジ エータ室7から吸気室8Aへの熱伝達が生じる。 また、エンジン10の運転中でラジエータファ 19が停止しているときは、吸気室8Aは負圧、 ラジエータ室7は正圧となるため、ラジエー 室7の空気が吸気室8Aへ漏れる場合があり、 ジエータ室7の室温が高いと、この高温の漏 空気によってもラジエータ室7から吸気室8A の熱伝達が生じる。これらのことから、ラ エータ室7の室温が高いと、吸気室8Aの室温 高く、エンジン吸気の密度が低下して実質 気量が少なくなりエンジン10の吸気効率低 を招く。なお、ラジエータ室7の室温以外に ンジン室3用の換気ダクト内の温度、吸気室 8Aの室温を検知して、エンジン吸気温度が所 温度以上相当の条件下と判断しても良いし 温度検知によらないで燃料ガス供給弁の開 によって判断しても良い。

 このラジエータファン19の駆動により、 ジエータ室7内が換気され放熱される。ラジ ータ室7と吸気室8Aとを区画する隔壁20は、 ジエータファン19により給排気される冷却風 に曝されることとなり、隔壁20が昇温するの 防止できる。これと同時に、ラジエータ室7 が負圧となり、吸気室8Aへの空気の漏れが無 なることとなり、ラジエータ室7からの熱伝 達による吸気室8Aの温度上昇を防止できる。 の結果、エアクリーナ22および吸気サイレ サ23の温度上昇を抑えてエンジン10の吸気効 の低下を防止できる。

 また、排気ガスは、排気サイレンサ24を 過することにより、排気サイレンサ24を加熱 することになるが、排気サイレンサ24を排気 8Bに配置し、エアクリーナ22および吸気サイ レンサ23と隔離したので、これらの機器(エア クリーナ22および吸気サイレンサ23)へのエン ン排熱の熱伝達を防止できる。

 また、吸気サイレンサ23を独立した吸気 8Aに配置しているので、他の機種でも兼用可 能となる。

 図5に本発明の他の実施の形態を示す。同 図に示す実施の形態は、吸気室8Aの周囲に空 通路からなる換気ダクト30を形成し、ラジ ータ室7から吸気室8Aの伝熱を防止した構成 ある。具体的には、吸気室8Aを形成する内壁 31の外側に、この内壁31に対して所定の間隔 有して外壁32を配置し、内外壁31、32間に換 ダクト30を形成する。外壁32は、内壁31の上 および前後左右の面に設けるのが好ましい 、任意の面に設けることも可能である。

 また、内外壁31、32には、吸気室8Aに連通 る吸気口33が形成されている。しかも、外 32には、換気ダクト30に連通する換気口35が 成されているとともに、ラジエータ室7に連 する排気口36が形成されている。

 このように構成することで、外気は、吸 口33から吸気室8Aに入る。ラジエータファン 19を作動させることにより、ラジエータ室7内 の空気を換気すると、外気は換気口35から換 ダクト30を流れ、排気口36を介してラジエー タ室7に流入する。かかるラジエータファン19 による給排気冷却風に内壁31が曝されること なり、ラジエータ室7、エンジン室3、排気 8B等の隣接する部屋からの熱が吸気室8Aに伝 るのを防止することができる。

 本発明は、前記実施の形態に限定される のではない。例えば、センサ25は、ラジエ タ室7以外に、前記のように設けることも可 である。或いは、温度検知によらないでエ ジン吸気温度が所定温度以上相当の条件下 否かを判断する構成も可能である。

 また、本発明は、GHP(ガスヒートポンプ) 採用することも可能である。

 本発明は、その精神または主要な特徴か 逸脱することなく、他のいろいろな形で実 することができる。そのため、上述の実施 はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定 に解釈してはならない。本発明の範囲は請 の範囲によって示すものであって、明細書 文には、なんら拘束されない。さらに、請 の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、 て本発明の範囲内のものである。

 なお、この出願は、日本で2008年5月7日に 願された特願2008-121529号に基づく優先権を 求する。その内容はこれに言及することに り、本出願に組み込まれるものである。

 本発明は、エンジンおよびエンジン用吸 機器を収納するパッケージに有用であり、 に、エンジン、発電機および排熱回収器等 収納するパッケージ収納型コージェネレー ョン装置やGHP(ガスヒートポンプ)に用いる に適している。

1   コージェネレーション装置
2   パッケージ
3   エンジン室
5   機器収納室
7   ラジエータ室
8   吸排気室
8A  吸気室
8B  排気室
10  エンジン
11  発電機
14  インバータ
16  制御装置
17  コントロールボックス
18  ラジエータ
19  ラジエータファン
22  エアクリーナ
23  吸気サイレンサ
24  排気サイレンサ
25  センサ