JP6584003B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents

Description

この発明は、コージェネレーションシステムに関する。

発電設備などにおいては、総合エネルギー効率を向上するために、エンジンの廃熱を回収するコージェネレーションシステム等を用いる場合がある。

特許文献１，２には、エンジンの排気ガスの熱を電気エネルギーに変換して回収する廃熱回収装置が記載されている。
特許文献３，４には、エンジンの排気ガスの熱を利用して、ボイラーで高温、高圧の蒸気を発生させたり、熱交換により温水を生成したりするコージェネレーション装置が記載されている。

しかしながら、上述した廃熱回収を行うシステムは、廃熱回収を行うことにより部品点数が増加して装置が大型化してしまっていた。

例えば、特許文献５には、発電設備に設けられたマフラーをコンパクト化するために、二つのマフラーを一体に形成する技術が記載されている。

特許文献６には、コージェネレーションシステム全体が大型化することを抑制するために、ガスエンジンの上側のスペースに排ガス処理用の触媒サイレンサを配置する技術が記載されている。この特許文献６に記載の触媒サイレンサは、モノリス型三元触媒が内部に設けられている。つまり、この触媒サイレンサは、触媒とサイレンサとを一体化することで、コンパクト化を目指している。

特開２０１４−２４０６４３号公報 特開２０１２−０８２８２８号公報 特開２０００−２４０５１１号公報 特開２００２−１３８８５１号公報 特表２０１３−５４０９４８号公報 特開平３−２８４１４０号公報

マフラー（サイレンサ）は、その容積と消音性能とに相関関係がある。つまり、消音性能を向上しようとした場合、マフラーが大型化してしまう。そのため、上述した特許文献６のように触媒とマフラー（サイレンサ）とを一体化したとしても、マフラーを十分に小型化できないという課題がある。
さらに、触媒とマフラーとを一体化したものは、触媒温度の関係でエンジンの近くに配置される場合が多い。そのため、エンクロージャー内に発電機とエンジンとを収容してユニット化する場合などには、ユニットの高さが低減できず、装置レイアウトの自由度が低下してしまうという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置レイアウトの自由度を向上して大型化すること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。

この発明の第一態様によれば、コージェネレーションシステムは、エンジンと、前記エンジンの排気ガスを排気する排気装置と、前記エンジンの駆動力によって発電する発電機と、前記エンジン及び前記発電機を収容する収容箱と、前記エンジンの排気ガスの熱によって水を加熱可能なボイラーと、を備え、前記排気装置は、内部に酸化触媒を有する一次マフラーと、前記一次マフラーよりも後段に設けられる二次マフラーと、前記一次マフラーから排出される排気ガスを前記二次マフラーへ導く排気ガス管と、を備え、前記一次マフラーは、前記エンジンの上方に配され、前記二次マフラーは、前記エンジンに対して水平方向に離間した位置に配され、前記排気ガス管は、前記一次マフラーから排出される排気ガスを、前記ボイラーを経由して前記二次マフラーへ導く。
このように構成することで、一次マフラーの容積と、二次マフラーの容積とを加算した容積分の消音性能を得ることができる。さらに、この加算した消音性能と同等の消音性能を、酸化触媒を内蔵する一次マフラーだけで実現しようとした場合と比較して、酸化触媒を内蔵した一次マフラーを小型化することができる。さらに、二次マフラーは、一次マフラーから離れた位置に配置できる。その結果、装置レイアウトの自由度を向上して大型化することを抑制できる。

更に、消音性能を維持したままシステム全体の高さを抑制できる。

この発明の第二態様によれば、コージェネレーションシステムは、第一態様におけるボイラーが、前記収容箱に対して水平方向に離間した位置に配され、前記二次マフラーが、前記ボイラーの上方に配されてもよい。
このように構成することで、ボイラーの上方の空間を、二次マフラーを設置するためのスペースとして有効利用できる。その結果、二次マフラーを設置するための専用のスペースが必要ないため、設置面積の増加を抑制できる。

上記コージェネレーションシステムによれば、装置レイアウトの自由度を向上して大型化することを抑制できる。

この発明の実施形態におけるコージェネレーションシステムの全体構成を示す正面図である。 この発明の実施形態における発電ユニットの全体構成を示す背面図である。 この発明の実施形態におけるコージェネレーションシステムの全体構成を示す上面図である。 この発明の実施形態におけるボイラーユニットを図１のＩＩＩ方向から見た図である。

以下、この発明の実施形態に係る排気装置、および、コージェネレーションシステムを図面に基づき説明する。
図１は、この発明の実施形態におけるコージェネレーションシステムの全体構成を示す正面図である。図２は、この発明の実施形態における発電ユニット２の全体構成を示す背面図である。図３は、この発明の実施形態におけるコージェネレーションシステムの全体構成を示す上面図である。図４は、この発明の実施形態におけるボイラーユニットを図１のＩＩＩ方向から見た図である。
図１から図４に示すように、この実施形態におけるコージェネレーションシステム１は、発電ユニット２と、排気装置３と、ボイラーユニット４と、を備えている。
発電ユニット２は、エンクロージャー５（収容箱）と、エンジン６と、発電機７とを少なくとも備えている。

エンジン６は、ガスエンジンやディーゼルエンジン等のいわゆる定置型のレシプロエンジンである。エンジン６は、燃料と燃焼用空気とを混合した混合気を燃焼室内で燃焼させることによってクランク軸（図示せず）を回転させる。この実施形態の説明においては、エンジン６がガスエンジンである場合を一例にして説明する。

発電機７は、エンジン６で発生させたクランク軸の回転エネルギーを、電気エネルギーに変換して出力する。発電機７のローター（図示せず）は、エンジン６のクランク軸に対して連結されている。この発電機７により変換した電気エネルギーは、制御盤Ｃ等を介して、コージェネレーションシステム１の外部の各種設備に供給される。

エンクロージャー５は、エンクロージャー本体（収容箱）１０と、吸気ダクト１１ａと、排気ダクト１１ｂと、を備えている。
エンクロージャー本体１０は、例えば、防音構造を有した壁部８を備えるとともに、その側壁１３の適所に扉９が設けられた箱状に形成されている。このエンクロージャー本体１０は、その内部にエンジン６と発電機７と制御盤Ｃ等とを収容している。ここで、この実施形態におけるエンクロージャー本体１０の内部には、上述したエンジン６と発電機７と制御盤Ｃ以外に、エアクリーナーボックス１０１、換気ファン１０２、バッテリー１０３、補給用の潤滑油槽１０４、オイルパン増量用の潤滑油槽１０５、ターミナルボックス１０６、発電機遮断器盤１０７、直流電源盤１０８、水ポンプ１０９、副室ガスコンプレッサ１１０、および、図示しない配線、配管等が収容される。

エンクロージャー本体１０は、その内部空間に吸気ダクト１１ａから外気が導入されるとともに、内部空間の空気を、排気ダクト１１ｂを介して排出可能とされている。エンクロージャー本体１０の内部に導入された外気は、例えば、エンジン６や発電機７等を冷却する冷却空気や、エンジン６の吸気として用いられる。この実施形態におけるエンクロージャー本体１０は、エンジン６および発電機７が並ぶ方向に長い直方体状に形成されている。

吸気ダクト１１ａ、および、排気ダクト１１ｂは、エンクロージャー本体１０の天井１２の上方に設けられている。これら吸気ダクト１１ａ、および、排気ダクト１１ｂは、それぞれエンジン６の上方を除く位置に配置され、それぞれエンクロージャー本体１０の長手方向に離間配置されている。これら吸気ダクト１１ａと排気ダクト１１ｂとに挟まれる空間には、後述する一次マフラー３５が配置される。この実施形態における吸気ダクト１１ａ、および、排気ダクト１１ｂは、それぞれの高さが高さ寸法ｈ１で統一され、これら高さ寸法ｈ１がエンクロージャー本体１０の高さ寸法ｈ２よりも小さくなるように形成されている。

吸気ダクト１１ａは、外気をエンクロージャー本体１０の内部に導入する流路を画成する。この吸気ダクト１１ａは、エンクロージャー本体１０の長手方向における端面１０ａと連続する側面１１Ａを備えている。この側面１１Ａには、外気を導入するための吸気口１１１が形成されている。この吸気ダクト１１ａの内部空間は、天井１２に形成された導入口（図示せず）を介してエンクロージャー本体１０の内部空間と連通している。つまり、吸気ダクト１１ａの吸気口１１１から水平方向に導入された外気は、下方に向きを変えてエンクロージャー本体１０の内部に導入される。ここで、例えば、発電ユニット２を屋外に設置する場合、吸気ダクト１１ａに対して、雨水等の侵入を防止するフード（図示せず）を取り付けても良い。

排気ダクト１１ｂは、エンクロージャー本体１０の内部空気をエンクロージャー本体１０の外部に排出する流路を画成する。この排気ダクト１１ｂは、エンクロージャー本体１０の長手方向において吸気ダクト１１ａ側を向く側面１１Ｂに排気口１１２を備えている。さらに、排気ダクト１１ｂは、流路の途中に換気ファン１０２を有している。この換気ファン１０２は、排気口１１２に対向配置されて、エンクロージャー本体１０の長手方向における吸気ダクト１１ａ側に向かって送風する。この排気ダクト１１ｂは、天井１２に形成された排出口（図示せず）を介してエンクロージャー本体１０の内部空間と連通している。
すなわち、換気ファン１０２が駆動すると、エンクロージャー本体１０の内部空気が、上方の排気ダクト１１ｂ内に吸引されて水平方向に流れの向きを変えた後、排気口１１２からエンクロージャー本体１０の外部に排出される。さらに、エンクロージャー本体１０の内部空気が排気ダクト１１ｂ内に吸引されることで、上述した吸気ダクト１１ａからエンクロージャー本体１０の内部に空気が順次流入する。

この実施形態における発電ユニット２は、エンクロージャー本体１０の長手方向において、エンジン６よりも吸気ダクト１１ａに近い側に発電機７が配置されている。さらに、発電ユニット２は、エンクロージャー本体１０の長手方向と直交するエンクロージャー本体１０の幅方向において、発電機７の一方の外側に制御盤Ｃが配置されている。この実施形態における制御盤Ｃは、エンクロージャー本体１０の内部空間の高さ寸法と同等の高さ寸法を有している。

発電機７を挟んで制御盤Ｃと反対側には、ターミナルボックス１０６と、直流電源盤１０８とが配置されている。これらターミナルボックス１０６と、直流電源盤１０８とは、ラック１１３に固定されている。ターミナルボックス１０６は、発電機７用の出力ケーブルの取り合い、すなわち、エンクロージャー本体１０外部から引き込まれたケーブルと、エンクロージャー本体１０内部に配索されるケーブルとの接続を行う接続部をボックス内部に有している。

直流電源盤１０８は、例えば、外部から供給される交流の電気を直流に変換して、エンクロージャー本体１０内部に配置されている各種制御機器（例えば、制御盤Ｃ等）に供給する。この実施形態における直流電源盤１０８は、ターミナルボックス１０６と共にエンクロージャー本体１０の長手方向に並んでラック１１３に固定され、エンクロージャー本体１０の長手方向でエンジン６に近い側に直流電源盤１０８が配置されている。

ラック１１３は、上述したターミナルボックス１０６、および、直流電源盤１０８が固定されるのに加えて、発電機遮断器盤１０７、および、エアクリーナーボックス１０１を下方から支持する。言い換えれば、ラック１１３上には、発電機遮断器盤１０７、および、エアクリーナーボックス１０１が配置されている。ラック１１３は、上部支持部（図示せず）を有している。この上部支持部は、発電機遮断器盤１０７、および、エアクリーナーボックス１０１の下方に配されるとともに、これら発電機遮断器盤１０７、および、エアクリーナーボックス１０１の下方の位置から制御盤Ｃの位置までエンクロージャー本体１０の幅方向に延びている。発電機遮断器盤１０７は、内部に遮断器（図示せず）を有している。遮断器は、ターミナルボックス１０６への出力ケーブルの電気的な接続および切断の手動切り替えや、所定電流を超えた場合の自動切断などを行う。この実施形態における発電機遮断器盤１０７は、ターミナルボックス１０６の上方から、発電機７の上方に渡って配置されている。

エアクリーナーボックス１０１は、発電機遮断器盤１０７とエンジン６との間に配置されている。この実施形態におけるエアクリーナーボックス１０１は、円筒状に形成されている。このエアクリーナーボックス１０１は、内部にフィルタを有している。このエアクリーナーボックス１０１には、エンクロージャー本体１０内部の空気が導入される。エアクリーナーボックス１０１により集塵された空気は、例えば、燃料(ガス)と混合されて過給機１１４を介してエンジン６の各シリンダに供給される。

この実施形態におけるエアクリーナーボックス１０１は、その円筒の中心軸がエンクロージャー本体１０の幅方向を向き、円筒の一方の端面がエンクロージャー本体１０の内面に対して直近に、且つ対向するように配置されている。さらに、この実施形態におけるエアクリーナーボックス１０１は、エンクロージャー本体１０の幅方向において発電機遮断器盤１０７よりも短く形成されており、円筒の他方の端面が発電機７の上方に配置されている。このエアクリーナーボックス１０１の他方の端面には、吸気管１１５が接続され、この吸気管１１５がエンクロージャー本体１０の長手方向に延びて過給機１１４に接続される。

バッテリー１０３は、エンジン６の始動等に用いる電力を供給する。さらに、オイルパン増量用の潤滑油槽１０５は、エンジン６のオイルパンの容量を増加させるべくオイルパンに接続されている。これらバッテリー１０３とオイルパン増量用の潤滑油槽１０５とは、それぞれエンジン６が載置される支持台１１６の天板の下に収容されている。この実施形態におけるバッテリー１０３およびオイルパン増量用の潤滑油槽１０５は、エンクロージャー本体１０の幅方向で、エンジン６に対して制御盤Ｃと同じ側に配置されている。

バッテリー１０３とオイルパン増量用の潤滑油槽１０５とは、エンクロージャー本体１０の長手方向に並んで近接配置されており、エンクロージャー本体１０の長手方向におけるこれらバッテリー１０３とオイルパン増量用の潤滑油槽１０５との合計の長さがエンジン６よりも僅かに長くなっている。さらに、バッテリー１０３は、オイルパン増量用の潤滑油槽１０５に対して制御盤Ｃに近い側に配置されており、その端面が制御盤Ｃと近接配置されている。ここで、バッテリー１０３は、複数のバッテリーから構成しても良い。

補給用の潤滑油槽１０４は、いわゆるリザーバータンクである。この補給用の潤滑油槽１０４は、エンジン６に接続され、エンジン６内部を循環する潤滑油が減少した場合に、この減少分の潤滑油をエンジン６に供給する。補給用の潤滑油槽１０４は、エンクロージャー本体１０の長手方向において、上述したバッテリー１０３、増量用の潤滑油槽１０５を挟んで制御盤Ｃとは反対側に配置されている。この補給用の潤滑油槽１０４は、上述した発電機遮断器盤１０７等と同様に、ラック１１７上に載置され、エンジン６の載置面よりも高い位置に配置されている。

水ポンプ１０９、および、副室ガスコンプレッサ１１０は、エンクロージャー本体１０の長手方向において、エンジン６を挟んで発電機７とは反対側に配置されている。水ポンプ１０９は、インタークーラー（図示せず）の冷却水系統、および、エンジン６の冷却水系統のそれぞれに設けられている。ここで、インタークーラーの冷却水、およびエンジン６の冷却水は、それぞれエンクロージャー５の外部から配管（図示せず）を介して供給されて、インタークーラー、エンジン６をそれぞれ冷却した後、エンクロージャー５の外部へと排出される。エンクロージャー５の外部には、排出された冷却水を冷却した後に再度エンクロージャー５の内部に供給する冷却装置（図示せず）が設けられている。

副室ガスコンプレッサ１１０は、副室式ガスエンジンであるエンジン６の燃料を昇圧して副室へ供給する。この副室ガスコンプレッサ１１０は、エンクロージャー本体１０の幅方向において、水ポンプ１０９を挟んで補給用の潤滑油槽１０４とは反対側に配置されている。この副室ガスコンプレッサ１１０には、エンクロージャー本体１０の下部側面に配置されたガス供給口（図示せず）から燃料であるガスが供給される。ガス供給口は、エンクロージャー本体１０の幅方向で、エンジン６を挟んでバッテリー１０３とは反対側に配置されている。

なお、上述したエンクロージャー５には、更にインタークーラー用およびエンジン６用の冷却水のリザーバータンク（図示せず）がそれぞれ設置されている。これらリザーバータンクは、任意の位置に配置すればよく、例えば、エンクロージャー本体１０の外面に固定された設置台（図示せず）上に載置しても良いし、エンクロージャー本体１０の内部の空きスペースに設置するようにしても良い。

ボイラーユニット４は、発電ユニット２から離れて配置される。この実施形態におけるボイラーユニット４は、エンクロージャー５の長手方向においてエンクロージャー５と離間して配置されている。この実施形態におけるボイラーユニット４の外形は、エンクロージャー５の幅方向が長手方向となる上面視長方形状に形成されている。このボイラーユニット４の長手方向の寸法Ｌ１は、エンクロージャー５の幅寸法Ｗ２よりも僅かに大きく形成されている（図２参照）。さらに、ボイラーユニット４の幅方向の寸法Ｗ１は、エンクロージャー５の幅寸法Ｗ２よりも小さく形成されている（図２参照）。ボイラーユニット４は、蒸気ボイラー１９（ボイラー）と、ボイラー盤２０と、フレーム２１と、を主に備えている。

蒸気ボイラー１９は、水を加熱して蒸気を発生させる。この蒸気ボイラー１９によって発生させた蒸気は、蒸気配管（図示せず）を介して、外部の蒸気使用装置（図示せず）に供給される。この蒸気ボイラー１９は、冷水を温水にするなど、エンジン６から排出される排気ガスの廃熱を利用可能となっている。この実施形態における蒸気ボイラー１９は、ボイラーユニット４の幅方向で、発電ユニット２に近い側に配置されている。

ボイラー盤２０は、蒸気ボイラー１９に用いられる電磁弁（図示せず）の開閉制御等の各種制御を行う。この実施形態におけるボイラー盤２０は、ボイラーユニット４の上面視の長手方向において（図２参照）、第一端部２２に近い側に配置されている。さらに、ボイラー盤２０は、蒸気ボイラー１９を挟んで発電ユニット２とは反対側に配置されている。

フレーム２１は、蒸気ボイラー１９、ボイラー盤２０の他、ボイラーユニット４で用いる様々な補機類などを支持する。このフレーム２１は、直線状に形成された複数の支持部材２４を組み合わせて形成されている。フレーム２１は、設置面Ｇに対してアンカー等により固定されている。フレーム２１は、ベース枠２５と、支柱２６と、支持枠２７と、を備えている。

ベース枠２５は、上面視で、蒸気ボイラー１９、および、ボイラー盤２０等を外側から囲む四角形状に配されている。このベース枠２５が設置面Ｇに対して固定されている。
支柱２６は、ベース枠２５から上方に向かって延びている。これら支柱２６は、蒸気ボイラー１９のうち、ボイラーユニット４の長手方向における第二端部２３に近い側の一部を囲むようにして配されている。これら支柱２６は、支持枠２７に連結されている。

支持枠２７は、後述する二次マフラー３６を下方から支持する。この実施形態における支持枠２７は、上面視で二次マフラー３６の外形よりも大きくベース枠２５よりも小さい四角形状に形成されている。
この実施形態においては、隣り合う支柱２６の間に、これら支柱２６同士を水平方向で接続するサブフレーム２８（図１参照）が設けられている。

排気装置３は、エンジン６の排気ガスを浄化し、且つ、排気音を低減する。この実施形態における排気装置３は、その排気流路の途中に上述した蒸気ボイラー１９が設けられている。つまり、この実施形態における排気装置３は、排気ガスの浄化、および、排気音の低減を行いつつ、エンジン６から排出された排気ガスを蒸気ボイラー１９へと導入した後、蒸気ボイラー１９から排出される排気ガスを大気へ放出する。

排気装置３は、一次マフラー３５と、二次マフラー３６と、排気ガス管３７と、を備えている。
一次マフラー３５は、酸化触媒３８（図２参照）を内部に備えた酸化触媒内蔵マフラーである。つまり、この一次マフラー３５は、酸化触媒３８による触媒の機能と、消音機能との両方を有している。この実施形態における一次マフラー３５は、外形が円柱状に形成されている。この一次マフラー３５は、その円柱状の軸線３９がエンクロージャー本体１０の幅方向を向くように、エンジン６の鉛直上方に配されるエンクロージャー本体１０の天井１２の上面に配置されている。この一次マフラー３５は、その軸線３９方向の第一端面４０に入口４８が形成されている。その一方で、一次マフラー３５は、軸線３９方向の第二端面４２の近傍の外周面４４から上方に向かって開口するように出口４３が形成されている。この実施形態における一次マフラー３５は、エンクロージャー本体１０の幅方向において、その両外側に遮蔽板１１が設けられている。この遮蔽板１１は、吸気ダクト１１ａ、および、排気ダクト１１ｂと同じ高さで形成され、吸気ダクト１１ａ、および、排気ダクト１１ｂの外面と面一に配置されている。

二次マフラー３６は、一次マフラー３５とは異なり、酸化触媒３８を内蔵していない。すなわち、二次マフラー３６は、排気ガスの浄化機能を有さず、消音機能のみを有している。更に言い換えれば、二次マフラー３６は、一次マフラー３５の消音機能に対して、更なる消音機能を付加するものである。この実施形態における二次マフラー３６は、排気系統において一次マフラー３５の後段に設けられている。この二次マフラーの外形は、一次マフラー３５よりも僅かに小さい円柱状に形成されている。

この二次マフラー３６は、エンジン６に対して水平方向に離間した位置に配されている。言い換えれば、二次マフラー３６は、発電ユニット２の外部に配置されている。この実施形態における二次マフラー３６は、蒸気ボイラー１９の上方の支持枠２７の上に配されている。この二次マフラー３６は、その軸線４５が一次マフラー３５の軸線３９と平行になるように配されている。二次マフラー３６は、その軸線４５方向における第一端面４６に近い側の外周面４７に、入口４８が形成されている。さらに、二次マフラー３６は、軸線４５方向における第二端面４９に近い側の外周面４７に、出口５０が形成されている。入口４８は下方を向いて形成され、出口５０は水平方向を向いて形成されている。

排気ガス管３７は、一次マフラー３５から排出される排気ガスを二次マフラー３６へ導く。この実施形態においては、一次マフラー３５と二次マフラー３６とを接続する排気ガス管３７の途中にボイラーユニット４を構成する蒸気ボイラー１９が設置されている。排気ガス管３７は、第一ガス管５２と、第二ガス管５３と、第三ガス管５４と、を有している。
第一ガス管５２は、エンジン６の排気ポート（図示せず）と一次マフラー３５の入口４８とを接続している。第一ガス管５２は、エンジン６から上方に向かって延びてエンクロージャー本体１０の天井１２を貫通している。この第一ガス管５２によって、エンジン６の排気ガスが一次マフラー３５へ導かれる。

第二ガス管５３は、一次マフラー３５の出口４３と蒸気ボイラー１９の入口５５とを接続している。第二ガス管５３は、一次マフラー３５の出口４３からボイラーユニット４に向かって湾曲するように形成され、エンクロージャー本体１０の長手方向をボイラーユニット４に向かって水平、且つ、直線状に延びている。さらに、第二ガス管５３は、ボイラーユニット４の直上において、下方に向かって湾曲するように形成されて蒸気ボイラー１９の入口５５に接続されている。この第二ガス管５３によって、一次マフラー３５から排出された排気ガスが蒸気ボイラー１９へ導かれる。

図３に示すように、この実施形態における第二ガス管５３には、蒸気ボイラー１９を迂回して第三ガス管５４に接続されるバイパス管５６、および、その流路を切り替える切替装置５７が設けられている。これらバイパス管５６、および、切替装置５７によって、第二ガス管５３の内部を流れる排気ガスを、例えば、蒸気ボイラー１９が停止している場合など、必要に応じて蒸気ボイラー１９を介さずに直接的に二次マフラー３６へ導くことが可能となっている。

第三ガス管５４は、蒸気ボイラー１９の排気出口５８と二次マフラー３６の入口４８とを接続している。この実施形態における第三ガス管５４は、蒸気ボイラー１９の排気出口５８から鉛直上方に向かって直線状に延びている。この第三ガス管５４の途中には、バイパス管５６が合流接続されている。この第三ガス管５４によって、一次マフラー３５からボイラーユニット４へ送り込まれた排気ガス、および、蒸気ボイラー１９から排出された排気ガスを、それぞれ二次マフラー３６へ導くことが可能となっている。入口４８から二次マフラー３６の内部に導入された排気ガスは、出口５０から大気へ放出される。

したがって、上述した実施形態によれば、一次マフラー３５と二次マフラー３６とを設けることで、一次マフラー３５の容積と、二次マフラー３６の容積とを加算した容積分の消音性能を得ることができる。そのため、この加算した消音性能と同等の消音性能を、酸化触媒を備えた一次マフラー３５だけで実現する場合と比較して、一次マフラー３５を小型化することができる。さらに、二次マフラー３６は、一次マフラー３５から離れた位置に配置できる。その結果、排気装置３のレイアウトの自由度を向上しつつ、排気装置３が大型化することを抑制できる。

さらに、一次マフラー３５を小型化することができるとともに、二次マフラー３６を、一次マフラー３５から離れた、蒸気ボイラー１９近傍に存在する空きスペースに配置できる。その結果、装置レイアウトの自由度を向上してコージェネレーションシステム１の大型化することを抑制できる。
さらに、酸化触媒とマフラーとを個別に設ける場合と比較して、エンジン６から離間した位置に配置されるマフラー（二次マフラー３６）を小型化できる。そのため、ボイラーユニット４の空きスペースを有効利用して、レイアウトの自由度をより一層向上できる。

さらに、一次マフラー３５が、エンジン６の上方に配され、二次マフラー３６が、エンジン６に対して水平方向に離間した位置に配されていることで、消音性能を維持したままコージェネレーションシステム１の高さ増加を抑制できる。
さらに、二次マフラー３６が、蒸気ボイラー１９の上方に配されているため、蒸気ボイラー１９の上方の空間を、二次マフラー３６を設置するためのスペースとして有効利用できる。その結果、二次マフラー３６を設置するための専用のスペースが必要なく、コージェネレーションシステム１の設置面積が増加することを抑制できる。

この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、この発明の排気装置３を、エンジン６の排気ガスの熱を蒸気ボイラー１９で利用するコージェネレーションシステム１に適用する場合について説明した。しかし、この発明の排気装置は、コージェネレーションシステム以外のエンジンの排気装置として適用しても良い。すなわち、廃熱回収を行わずにエンジンの排気ガスを大気に放出するシステムにも適用できる。

さらに、上述した実施形態においては、蒸気ボイラー１９によって排気ガスの熱を回収する場合について説明した。しかし、蒸気ボイラー以外の廃熱回収装置によって廃熱を回収するようにしても良い。
さらに、上述した実施形態においては、一次マフラー３５をエンクロージャー５の外部に設置する場合を例示した。しかし、一次マフラー３５は、エンクロージャー５の内部に設置するようにしても良い。

さらに、上述した実施形態においては、二次マフラー３６がボイラーユニット４の支持枠２７に固定される場合を例示した。しかし、二次マフラー３６の配置は、上述した実施形態の配置に限られない。ボイラーユニット４において、二次マフラー３６を設置可能なスペースであればよく、例えば、蒸気ボイラー１９の側方等に二次マフラー３６を配置しても良い。
さらに、上述した実施形態においては、発電ユニット２に対してボイラーユニット４が、発電ユニット２の長手方向に並んで配置される場合を例示した。しかし、発電ユニット２に対するボイラーユニット４の配置は、この配置に限られない。

さらに、一次マフラー３５の軸線３９と二次マフラー３６の軸線４５の向きは上述した実施形態の向きに限られない。
さらに、エンクロージャー５が遮蔽板１１を備える場合について説明したが、遮蔽板１１を省略しても良い。加えて、一次マフラー３５の入口４８、出口４３の配置、および、二次マフラー３６の入口４８、出口５０の配置は、必要に応じて変更しても良い。

さらに、上述した実施形態における排気装置３は、触媒として酸化触媒３８のみを備える場合について説明したが、例えば、一次マフラー３５と二次マフラー３６との間、より具体的には第二ガス管５３の途中の切替装置５７の近くに、必要に応じて脱硝触媒を設けるようにしても良い。
さらに、上述した実施形態における排気装置３は、発電ユニット２のエンジン６の排気ガスを排気する場合を一例に説明した。しかし、この発明の排気装置３の適用されるエンジンは、発電ユニット２で用いられるエンジン６の排気ガスに限られない。さらに、エンジン６は、レシプロエンジンに限られない。

１…コージェネレーションシステム ２…発電ユニット ３…排気装置 ４…ボイラーユニット ５…エンクロージャー ６…エンジン ７…発電機 ８…壁部 ９…扉 １０…エンクロージャー本体 １０ａ…端面 １１…遮蔽板 １２…天井 １３…側壁 １９…蒸気ボイラー ２０…ボイラー盤 ２１…フレーム ２２…第一端部 ２３…第二端部 ２４…支持部材 ２５…ベース枠 ２６…支柱 ２７…支持枠 ２８…サブフレーム ３５…一次マフラー ３６…二次マフラー ３７…排気ガス管 ３８…酸化触媒 ３９…軸線 ４０…第一端面 ４２…第二端面 ４３…出口 ４４…外周面 ４５…軸線 ４６…第一端面 ４７…外周面 ４８…入口 ４９…第二端面 ５０…出口 ５２…第一ガス管 ５３…第二ガス管 ５４…第三ガス管 ５５…入口 ５６…バイパス管 ５７…切替装置 １０１…エアクリーナーボックス １０２…換気ファン １０３…バッテリー １０４…潤滑油槽 １０５…潤滑油槽 １０６…ターミナルボックス １０７…発電機遮断器盤 １０８…直流電源盤 １０９…水ポンプ １１０…副室ガスコンプレッサ １１１…吸気口 １１２…排気口 １１３…ラック １１４…過給機 １１５…吸気管 １１６…支持台 １１７…ラック

Claims (2)

1. エンジンと、
   前記エンジンの排気ガスを排気する排気装置と、
   前記エンジンの駆動力によって発電する発電機と、
   前記エンジン及び前記発電機を収容する収容箱と、
   前記エンジンの排気ガスの熱によって水を加熱可能なボイラーと、を備え、
   前記排気装置は、
   内部に酸化触媒を有する一次マフラーと、
   前記一次マフラーよりも後段に設けられる二次マフラーと、
   前記一次マフラーから排出される排気ガスを前記二次マフラーへ導く排気ガス管と、を備え、
   前記一次マフラーは、前記エンジンの上方に配され、
   前記二次マフラーは、前記エンジンに対して水平方向に離間した位置に配され、
   前記排気ガス管は、前記一次マフラーから排出される排気ガスを、前記ボイラーを経由して前記二次マフラーへ導くコージェネレーションシステム。
2. 前記ボイラーは、前記収容箱に対して水平方向に離間した位置に配され、
   前記二次マフラーは、前記ボイラーの上方に配されている請求項１に記載のコージェネレーションシステム。

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