JP2009293448A - コージェネレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の排気の凝縮水が凍結して熱交換器の排気経路が閉塞された状態であっても、装置の構成を複雑化させることなく、次回の運転を行うことができるようにしたコージェネレーション装置を提供する。
【解決手段】内燃機関（エンジン）に接続されて内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器（排気熱交換器）３０を備えたコージェネレーション装置において、熱交換器３０が、内燃機関から出力される排気を取り入れる取入口３０ａと、取り入れられた排気を排出する第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃと、第２の排出口３０ｃに配置され、取り入れられた排気の圧力が所定値以上のときに開弁する圧力弁（圧力開放弁）８０とを備える。
【選択図】図３

Description

この発明はコージェネレーション装置に関し、より具体的には発電機を駆動する内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器を備えたコージェネレーション装置に関する。

近年、商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に内燃機関で駆動される発電機からなる発電ユニットを接続し、商用電力系統と連系させて電気負荷に電力を供給すると共に、内燃機関の排気熱を利用して生成した温水などを熱負荷に供給するようにした、いわゆるコージェネレーション装置が提案されており、その例として特許文献１記載の技術を挙げることができる。尚、特許文献１にあっては、水循環系統に電気ヒータを設け、外気温が低いときに水循環系統が凍結するのを防止することも提案されている。
特開２００６−２６６２４３号公報（段落００１５、図１など）

ところで、コージェネレーション装置は、内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器を備える。内燃機関の排気が前記熱交換器を通過すると、排気中に含まれる水分が凝縮して凝縮水となり、熱交換器の排気経路に滞留することがある。そのような状態でコージェネレーション装置を停止させた場合、外気温が低下すると（具体的には０℃以下に低下すると）、凝縮水が凍結して排気経路が閉塞され、それによってコージェネレーション装置の次回の運転ができないという不具合が生じる恐れがあった。

そこで、特許文献１記載の技術のように、凍結防止用の電気ヒータを熱交換器の排気経路に配置することも考えられるが、その場合、装置の構成が複雑になると共に、消費電力が増加するという不都合がある。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、内燃機関の排気の凝縮水が凍結して熱交換器の排気経路が閉塞された状態であっても、装置の構成を複雑化させることなく、次回の運転を行うことができるようにしたコージェネレーション装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な発電機と前記発電機を駆動する内燃機関からなる発電ユニットと、前記内燃機関に接続されて前記内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器とを少なくとも備えたコージェネレーション装置において、前記熱交換器が、前記内燃機関から出力される排気を取り入れる取入口と、前記取り入れられた排気を排出する第１、第２の排出口と、前記第２の排出口に配置され、前記取り入れられた排気の圧力が所定値以上のときに開弁する圧力弁とを備える如く構成した。

請求項２に係るコージェネレーション装置にあっては、前記第２の排出口は前記第１の排出口より重力方向において上方に設けられる如く構成した。

請求項３に係るコージェネレーション装置にあっては、前記取入口と前記第１、第２の排出口との間に配置される触媒装置を備える如く構成した。

請求項４に係るコージェネレーション装置にあっては、前記第１、第２の排出口は独立した排気通路でマフラに接続される如く構成した。

請求項１に係るコージェネレーション装置にあっては、内燃機関に接続されて内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器が、内燃機関から出力される排気を取り入れる取入口と、取り入れられた排気を排出する第１、第２の排出口と、第２の排出口に配置され、取り入れられた排気の圧力が所定値以上のときに開弁する圧力弁とを備える如く構成、即ち、熱交換器が排出口を２個備え（第１、第２の排出口）、一方の排出口（第２の排出口）に圧力弁を配置するように構成したので、熱交換器に取り入れられた排気は、通常時（具体的には、第１の排出口が閉塞されないとき）は第１の排出口を介して排出されると共に、第１の排出口が閉塞されて熱交換器に取り入れられた排気の圧力が上昇するときは圧力弁が開弁するため、第２の排出口を介して排出されることとなる。

これにより、内燃機関の排気中の水分が凝縮して生じる凝縮水の凍結によって熱交換器の排気経路である第１の排出口が閉塞された状態であっても、排気を第２の排出口を介して排出させることができ、よって装置の構成の複雑化や消費電力の増加を招くことなく、次回のコージェネレーション装置の運転を行うことができる。

請求項２に係るコージェネレーション装置にあっては、第２の排出口は第１の排出口より重力方向において上方に設けられる如く構成したので、上記した効果に加え、第２の排出口において、凝縮水が第１の排出口に比して滞留し難くすることができ、第２の排出口が凝縮水の凍結によって閉塞されるのを回避することができる。

請求項３に係るコージェネレーション装置にあっては、熱交換器が取入口と第１、第２の排出口との間に配置される触媒装置を備える如く構成、即ち、取入口から取り入れられた排気は触媒装置を通過した後、第１あるいは第２の排出口を介して排出される如く構成したので、上記した効果に加え、第１、第２の排出口のいずれからも触媒装置によって浄化された排気が排出されるようにすることができる。

請求項４に係るコージェネレーション装置にあっては、第１、第２の排出口は独立した排気通路でマフラに接続される如く構成したので、上記した効果に加え、第１の排出口とマフラとを接続する排気通路が凝縮水の凍結によって閉塞される場合であっても、第２の排出口とマフラとを接続する別の排気通路で排気を排出させることができ、よって次回の運転を確実に行うことができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係るコージェネレーション装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係るコージェネレーション装置を全体的に示すブロック図である。

図１において符号１０はコージェネレーション装置を示す。コージェネレーション装置１０は、商用電源（商用電力系統）１２から家庭内電気負荷（電気負荷）１４に至る交流電力の給電路（電力線）１６に接続可能な、多極コイルからなる発電機（図で「ＧＥＮ」と示す）２０、発電機２０を駆動する内燃機関（図で「ＥＮＧ」と示し、以下「エンジン」という）２２、発電制御部２４からなる発電ユニット２６と、エンジン２２に接続されてエンジン２２の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する排気熱交換器（熱交換器）３０とを備え、屋内に設置される。

商用電源１２は、単相３線からＡＣ１００／２００Ｖで５０Ｈｚ（または６０Ｈｚ）の交流電力を出力する。発電ユニット２６は一体化され、排気熱交換器３０と共に発電ユニットケース（筐体）３２の内部に収容される。具体的には、発電ユニットケース３２は仕切り３２ａで２つの室に仕切られ、図において右の室に発電機２０とエンジン２２が重力方向において上下に配置されると共に、排気熱交換器３０も配置される一方、左の室に発電制御部２４が収容される。

エンジン２２は都市ガス（あるいはＬＰガス。以下、単に「ガス」という）を燃料とする、水冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型の火花点火式のエンジンであり、例えば１６３ｃｃの排気量を備える。図示は省略するが、発電ユニットケース３２においてエンジン２２のシリンダヘッドとシリンダブロックは横（水平）方向に配置され、その内部に１個のピストンが往復動自在に配置される。

吸気ダクト２２ａから供給された吸気はガス供給源から電磁弁（図示せず）を介して供給されたガス（図に「ＧＡＳ」と示す）とミキサで混合され、生成された混合気は燃焼室に流れ、点火プラグ（図示せず）で点火されるとき燃焼してピストンを駆動し、発電ユニットケース３２において縦（重力）方向にピストンに連結されるクランクシャフトを回転させる。よって生じた排気は排気管（図１で図示省略）から発電ユニットケース３２に接続された排気ダクト３４を流れ、屋外に排出される。

符号３６はエンジン２２を冷却する冷却水（不凍液）の通路（冷却水循環路）を示す。通路３６はエンジン２２のシリンダブロックなどの発熱部位を通るように形成される。従って、通路３６の内部を流れる冷却水は、発熱部位と熱交換してエンジン２２を冷却させつつ昇温すると共に、前記した排気熱交換器３０も通過して昇温させられる。

発電機２０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（図示せず）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２０の出力は、発電制御部２４に送られる。

図示は省略するが、発電制御部２４は、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）と、インバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータを備える。インバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを介して発電機２０の出力をＡＣ１００／２００Ｖ（単相）に変換する。

発電ユニット２６の発電出力は、１．０ｋＷ程度である。インバータの出力は、給電路１６のブレーカ３８よりも下流側に接続される。発電機２０は商用電源１２からインバータを介して通電されるとき、エンジン２２をクランキングするスタータモータとしても機能する。発電制御部２４のＥＣＵは発電機２０の機能をスタータとジェネレータの間で切り換えると共に、エンジン２２などの動作を制御する。

コージェネレーション装置１０は、発電ユニット２６に加え、温風暖房ユニット（熱負荷）４０を備える。

温風暖房ユニット４０は、エンジン２２の冷却水の通路３６に接続される排熱熱交換器４２と、バーナ４４と、バーナ４４の燃焼ガスの吸排気路４４ａに接続される顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃと、吸気を排熱熱交換器４２、および顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃの双方に送って熱交換させ、よって生成された温風を温風通路から室内に供給するブロア４６と、温風暖房ユニット制御部５０を備える。温風暖房ユニット４０は温風暖房ユニットケース５２に収容されると共に、温風通路（図示せず）を介して各部屋に接続される。

以下、上記した構成を個別に説明すると、発電ユニット２６と温風暖房ユニット４０は、冷却水の通路３６で接続される。即ち、冷却水の通路３６はエンジン２２から温風暖房ユニット４０に向けて延びて排熱熱交換器４２に接続され、そこでブロア４６で吸引された各部屋の冷気と熱交換させられた後、排気熱交換器３０を介してエンジン２２に戻る。

冷気は排熱熱交換器４２での熱交換で昇温させられて温風となり、ブロア４６によって送風ダクト（図示せず）から前記した温風通路を通って各部屋に供給され、各部屋を暖房する。バーナ４４は燃焼ファンで屋外から吸排気路４４ａを介して空気を吸引し、供給ガスと混合させて燃焼させる。それにより生じた燃焼ガスは顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃを通り、吸排気路４４ａから屋外に放出される。

顕熱熱交換器４４ｂと潜熱熱交換器４４ｃは、ブロア４６の送風ダクト（図示せず）を通る空気と熱交換させて昇温させる。具体的には、顕熱熱交換器４４ｂは燃焼ガスの露点までの熱を放熱し、潜熱熱交換器４４ｃは露点以下の熱を放熱する。

ブロア４６は各部屋から冷気を吸引する一方、排熱熱交換器４２で熱交換によって昇温させられると共に、バーナ４４の燃焼によってさらに昇温させられた温風を送風ダクトから各部屋に送風し、各部屋を暖房する。

温風暖房ユニット制御部（以下「温風制御部」という）５０も発電制御部２４のＥＣＵと同様、マイクロコンピュータからなるＥＣＵ（電子制御ユニット）を備える。温風制御部５０のＥＣＵは、発電制御部２４のＥＣＵと通信自在に接続されると共に、リモートコントローラ６０（各部屋のリモートコントローラを総称して示す）にも通信自在に接続される。リモートコントローラ６０はユーザによって操作され、目標室温などの設定に使用される。

図１においてＴは温度センサ６２（各部屋のセンサを総称して示す），６４，６６を、Ｐは排熱ポンプ７０を、Ｖはバルブ７２を示し、信号線の図示は一部省略するが、それらは温風制御部５０に電気的に接続される。

温風制御部５０は、排熱ポンプ７０とバルブ７２を駆動して通路３６を流れる冷却水を排熱熱交換器４２に圧送し、通路３６を流れる冷却水とブロア４６で吸引された各部屋の冷気と熱交換させる。

次いで商用電源１２と連系してコージェネレーション装置１０を運転する際の温風制御部５０と発電制御部２４の動作を説明すると、暖房運転の場合、温風制御部５０は、各部屋に配置された温度センサ６２の出力と、リモートコントローラ６０を介してユーザから設定された目標室温と比較し、検出温度が目標室温を下回ると、発電制御部２４に指令して発電ユニット２６を稼動させると共に、検出温度が目標室温に達すると、稼動を停止させる。以降、それを繰り返す。

また、温風制御部５０は、規定時間を経過しても検出された室温が目標室温に達しないとき、あるいは検出された室温と目標室温との差が既定値を超えるとき、発電ユニット２６の稼動のみでは不足と判断し、目標室温に達するまでバーナ４４を稼動して燃焼させ、バーナ４４で昇温された温風をブロア４６で各部屋に供給する。

また、商用電源（商用電力系統）１２の電力が不足した場合、発電制御部２４は、発電ユニット２６を稼動して家庭内電気負荷１４に電力を供給する。

また、商用電源１２に停電が発生した場合など、商用電源１２と連系せず、自立的にコージェネレーション装置１０を運転する際の動作を説明すると、発電制御部２４は、停電発生と同時に発電ユニット２６を起動させ、以降、家庭内電気負荷１４の増減に応じて一定の電圧となるように、発電出力を調整する。

尚、発電ユニット２６が動作すると、発電出力しないアイドル運転時も含め、熱出力が生じるが、温風制御部５０は、熱需要に応じて上記した商用電源１２との連系時と同様の暖房運転、バーナ駆動などを行う。

図２は、発電ユニットケース３２に収容されたエンジン２２と排気熱交換器３０の接続関係を模式的に示す説明図である。尚、図２においては簡略化のために発電制御部２４などの図示を省略すると共に、冷却水の通路３６の入出力方向を図１と相違させた。

図２に示す如く、排気熱交換器３０はエンジン２２の排気管２２ｂに沿って設けられる。冷却水の通路３６は排気熱交換器３０とエンジン２２のシリンダブロックなどの発熱部位を通って温風暖房ユニット４０に延び、その内部を流れる冷却水を熱交換によって昇温させる。

図３は、図２に模式的に示す排気熱交換器３０の実際の構造を示す断面図である。

図示の如く、排気熱交換器３０は筒型、具体的には円筒形を呈し、図において（重力方向において）上部にはエンジン２２の排気管２２ｂに接続されてエンジン２２から出力される排気を取り入れる取入口３０ａが穿設される。また、排気熱交換器３０の重力方向において下部には取り入れられた排気を排出する第１の排出口３０ｂが穿設される。さらに、排気熱交換器３０の上部、具体的には、第１の排出口３０ｂより重力方向において上方であって前記した取入口３０ａの近傍には、第１の排出口３０ｂと同様、取り入れられた排気を排出する第２の排出口３０ｃが設けられる。

第１の排出口３０ｂには第１の排気ホース７４の一端が接続され、その第１の排気ホース７４の他端は、図２に示す如く、マフラ２２ｃに気密に接続される。同様に、第２の排出口３０ｃには第２の排気ホース７６の一端が接続されると共に、第２の排気ホース７６の他端はマフラ２２ｃに気密に接続される。このように、第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃは独立した排気通路（具体的には、第１の排気ホース７４と第２の排気ホース７６）でマフラ２２ｃに接続される。

尚、マフラ２２ｃは、前記した排気ダクト３４に気密に接続される。従って、エンジン２２から排出される排気は、排気熱交換器３０を介して第１あるいは第２の排気ホース７４，７６を通り、マフラ２２ｃで消音されつつ、排気ダクト３４から屋外に放出される。また、マフラ２２ｃには凝縮水ホース７８が接続され、マフラ２２ｃで排気中の水分が凝縮することによって生じた凝縮水を発電ユニットケース３２の外部に排出するように構成される。

排気熱交換器３０の第２の排出口３０ｃ（正確には、図３に示す如く、第２の排出口３０ｃと第２の排気ホース７６との接続部）には、圧力開放弁（圧力弁）８０が配置（介挿）される。

図４は、図３に示す圧力開放弁８０を拡大して示す拡大断面図である。

図４に示すように、圧力開放弁８０は、第２の排出口３０ｃを閉塞するように配置される弁体８０ａと、弁体８０ａの紙面において上方に配置され、弁体８０ａの上方への変位（変形）を規制するストッパ８０ｂと、弁体８０ａやストッパ８０ｂを収容する圧力開放弁ボディ８０ｃなどからなる。

弁体８０ａはゴムなどの弾性材からなると共に、第２の排出口３０ｃ側から作用する排気の圧力が所定値以上のとき、想像線で示す如く上方に向けて変位（変形）するように形成される。ストッパ８０ｂは金属材からなると共に、その中央部付近で上方に向けて屈折するように形成される。弁体８０ａとストッパ８０ｂは図示の如く重ね合わせられ、弁体８０ａとストッパ８０ｂの端部（紙面において右端）がボルト８０ｄによって熱交換器３０に固定される。また、圧力開放弁ボディ８０ｃもボルト８０ｅによって熱交換器３０にネジ止めされて固定される。

これにより、圧力開放弁８０は、第２の排出口３０ｃ側から作用する排気の圧力が所定値未満のときに閉弁する（具体的には、弁体８０ａが実線で示すように第２の排出口３０ｃを閉塞する）一方、所定値以上のときに開弁する、より具体的には、弁体８０ａが想像線で示す如く上方に向けて変形し、第２の排出口３０ｃを開放することとなる。尚、前記所定値（圧力開放弁８０の動作圧力）は、後述する如く、第１の排出口３０ｂなどが凝縮水の凍結によって閉塞していると判断可能な値（例えば１００ｋＰａ）に設定される。

図３の説明に戻ると、排気熱交換器３０の内部には室３０ｄが形成される。室３０ｄは多孔仕切り３０ｅで中央部と円周部に画成され、中央部には三元触媒装置（触媒装置）８２が収容されると共に、円周部にはハニカム状の伝熱管３０ｆが形成される。三元触媒装置８２は、排気熱交換器３０内の排気の流れにおいて取入口３０ａの下流側であって、かつ第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃの上流側に配置、即ち、排気の流れにおいて取入口３０ａと第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃとの間に配置される。

次いで排気熱交換器３０内における排気の流通経路（排気経路）と通路３６から流入する冷却水の流通経路について説明する。エンジン２２から出力されて排気管２２ｂ、取入口３０ａを介して取り入れられた排気は、矢印ａで示すように三元触媒装置８２を流れて浄化された後、矢印ｂで示すように仕切り３０ｅと伝熱管３０ｆの間を上方に向けて流れる。次いで矢印ｃで示すように排気は排気熱交換器３０の内部の上方に達し、第２の排出口３０ｃの近傍を通過する。

第２の排出口３０ｃに配置された圧力開放弁８０にあっては、通常時（第１の排出口３０ｂなどが閉塞されないとき）において閉弁されるため、排気は矢印ｄで示すように伝熱管３０ｆを流れ、次いで矢印ｅで示すように下部の第１の排出口３０ｂから排出される。第１の排出口３０ｂから排出された排気は、前記したように、第１の排気ホース７４を介してマフラ２２ｃ、排気ダクト３４へと流れる。

冷却水の通路３６は排気熱交換器３０に側面で接続され、低温の冷却水は矢印ｆで示すように開孔３０ｇから排気熱交換器３０に入り、次いで矢印ｇ，ｈで示すように伝熱管３０ｆを螺旋状に流れて排気と熱交換して昇温させられた後（逆に言えば、排気と熱交換して排気を冷却した後）、矢印ｉで示すように開孔３０ｈから通路３６に戻る。

上記した如く、エンジン２２の排気が排気熱交換器３０を通過して冷却、正確には排気熱交換器３０の伝熱管３０ｆを通過して冷却されると、排気中に含まれる水分が凝縮して凝縮水が生じる。この凝縮水は排気熱交換器３０の排気経路、具体的には、図２，３に破線で示す如く、排気熱交換器３０において伝熱管３０ｆが形成される部位、第１の排出口３０ｂの近傍、あるいは第１の排気ホース７４などに滞留することがある。

凝縮水が滞留した状態で例えばコージェネレーション装置１０を停止させた場合、外気温が低下すると（具体的には０℃以下に低下すると）、凝縮水が凍結して排気経路が閉塞され、それによって次回のコージェネレーション装置１０の運転ができないという不具合が生じる恐れがある。この発明は上記した不具合を解消することを目的とする。

その意図から、排気熱交換器３０は第２の排出口３０ｃや圧力開放弁８０などを備えるように構成される。即ち、凝縮水の凍結によって排気熱交換器３０の排気経路（第１の排出口３０ｂや第１の排気ホース７４など）が閉塞された状態でコージェネレーション装置１０が始動されると、エンジン２２の排気は排気管２２ｂから排気熱交換器３０に取り入れられ、排気熱交換器３０内の圧力が徐々に上昇する。

そして排気熱交換器３０に取り入れられた排気の圧力が所定値以上になると、前述した如く、圧力開放弁８０は開弁する。これにより、排気熱交換器３０内の排気、詳しくは三元触媒装置８２を通過して浄化された排気は、矢印ｋで示すように第２の排出口３０ｃと圧力開放弁８０を通った後、第２の排気ホース７６、マフラ２２ｃおよび排気ダクト３４を流れ、屋外に排出される。

このように、エンジン２２の排気の凝縮水が凍結して排気熱交換器３０の排気経路である第１の排出口３０ｂなどが閉塞された状態であっても、排気を第２の排出口３０ｃを介して排出することができ、よってコージェネレーション装置１０の運転を支障なく行うことができる。

さらに、第２の排出口３０ｃからは伝熱管３０ｆで冷却される前の排気、即ち、比較的高温の排気が排出される。従って、第２の排出口３０ｃや圧力開放弁８０、およびその下流側に接続される第２の排気ホース７６においては排気中の水分が凝縮し難く、よって第２の排出口３０ｃなどが凝縮水の凍結によって閉塞されることはない。

尚、コージェネレーション装置１０が始動すると、発電ユニットケース３２内の温度はエンジン２２の放熱などによって徐々に上昇する。それにより、第１の排出口３０ｂなどで凍結していた凝縮水は解氷されて排気熱交換器３０の排気経路が開放されると共に、排気熱交換器３０内の圧力が所定値未満となって圧力開放弁８０は閉弁する。圧力開放弁８０が閉弁すると、排気熱交換器３０内の排気は第１の排出口３０ｂを介して排出される。

上記の如く、この実施例においては、商用電力系統（商用電源）１２から電気負荷（家庭内電気負荷）１４に至る交流電力の給電路１６に接続可能な発電機２０と前記発電機を駆動する内燃機関（エンジン）２２からなる発電ユニット２６と、前記内燃機関に接続されて前記内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器（排気熱交換器）３０とを少なくとも備えたコージェネレーション装置１０において、前記熱交換器３０が、前記内燃機関から出力される排気を取り入れる取入口３０ａと、前記取り入れられた排気を排出する第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃと、前記第２の排出口に配置され、前記取り入れられた排気の圧力が所定値以上のときに開弁する圧力弁（圧力開放弁）８０とを備える如く構成した。

即ち、排気熱交換器３０が排出口を２個備え（第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃ）、一方の排出口（第２の排出口３０ｃ）に圧力開放弁８０を配置するように構成したので、排気熱交換器３０に取り入れられた排気は、通常時（具体的には、第１の排出口３０ｂが閉塞されないとき）は第１の排出口３０ｂを介して排出されると共に、第１の排出口３０ｂが閉塞されて排気熱交換器３０に取り入れられた排気の圧力が上昇するときは圧力開放弁８０が開弁するため、第２の排出口３０ｃを介して排出されることとなる。これにより、エンジン２２の排気中の水分が凝縮して生じる凝縮水の凍結によって排気熱交換器３０の排気経路である第１の排出口３０ｂなどが閉塞された状態であっても、排気を第２の排出口３０ｃを介して排出させることができ、よって装置の構成の複雑化や消費電力の増加を招くことなく、次回のコージェネレーション装置１０の運転を行うことができる。

また、前記第２の排出口３０ｃは前記第１の排出口３０ｂより重力方向において上方に設けられる如く構成した。これにより、第２の排出口３０ｃにおいて、凝縮水が第１の排出口３０ｂに比して滞留し難くすることができ、第２の排出口３０ｃが凝縮水の凍結によって閉塞されるのを回避することができる。

また、前記取入口３０ａと前記第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃとの間に配置される触媒装置（三元触媒装置）８２を備える如く構成、即ち、取入口から取り入れられた排気は三元触媒装置８２を通過した後、第１あるいは第２の排出口３０ｂ，３０ｃを介して排出される如く構成したので、第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃのいずれからも三元触媒装置８２によって浄化された排気が排出されるようにすることができる。

また、前記第１、第２の排出口３０ｂ，３０ｃは独立した排気通路（第１、第２の排気ホース７４，７６）でマフラ２２ｃに接続される如く構成したので、第１の排出口３０ｂとマフラ２２ｃとを接続する排気通路（第１の排気ホース７４）が凝縮水の凍結によって閉塞される場合であっても、第２の排出口２２ｃとマフラ２２ｃとを接続する別の排気通路（第２の排気ホース７６）で排気を排出させることができ、よって次回のコージェネレーション装置１０の運転を確実に行うことができる。

尚、上記において、発電機２０の駆動源を都市ガス・ＬＰガスを燃料とするガスエンジンとしたが、ガソリン燃料などを使用するエンジンであっても良い。また、発電ユニット２６の発電出力およびエンジン２２の排気量などを具体的な値で示したが、それらは例示であって限定されるものではない。

また、実施例において商用電源１２が出力する交流電力を１００／２００Ｖとしたが、商用電源１２が出力する交流電力が１００／２００Ｖを超えるときは、それに相応する電圧を発電ユニット２６から出力させることはいうまでもない。

この発明の実施例に係るコージェネレーション装置を全体的に示すブロック図である。 図１に示す発電ユニットケースに収容された内燃機関（エンジン）と排気熱交換器の接続関係を模式的に示す説明図である。 図２に模式的に示す排気熱交換器の実際の構造を示す断面図である。 図３に示す圧力開放弁を拡大して示す拡大断面図である。

符号の説明

１０ コージェネレーション装置、１２ 商用電源（商用電力系統）、１４ 家庭内電気負荷（電気負荷）、１６ 給電路、２０ 発電機、２２ エンジン（内燃機関）、２２ｃ マフラ、２６ 発電ユニット、３０ 排気熱交換器（熱交換器）、３０ａ 取入口、３０ｂ 第１の排出口、３０ｃ 第２の排出口、７４ 第１の排気ホース（排気通路）、７６ 第２の排気ホース（排気通路）、８０ 圧力開放弁（圧力弁）、８２ 三元触媒装置（触媒装置）

Claims (4)

1. 商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な発電機と前記発電機を駆動する内燃機関からなる発電ユニットと、前記内燃機関に接続されて前記内燃機関の冷却水を排気熱と熱交換させて昇温する熱交換器とを少なくとも備えたコージェネレーション装置において、前記熱交換器が、
   ａ．前記内燃機関から出力される排気を取り入れる取入口と、
   ｂ．前記取り入れられた排気を排出する第１、第２の排出口と、
   ｃ．前記第２の排出口に配置され、前記取り入れられた排気の圧力が所定値以上のときに開弁する圧力弁と、
   を備えることを特徴とするコージェネレーション装置。
2. 前記第２の排出口は前記第１の排出口より重力方向において上方に設けられることを特徴とする請求項１記載のコージェネレーション装置。
3. ｄ．前記取入口と前記第１、第２の排出口との間に配置される触媒装置、
   を備えることを特徴とする請求項１または２記載のコージェネレーション装置。
4. 前記第１、第２の排出口は独立した排気通路でマフラに接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコージェネレーション装置。

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