JP2004053054A - コージェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の隔壁が破損し、且つ断水が発生した場合に、汚水が清水循環路に流入することを防ぐと共に、使用者に報知することができるので、飲用による健康被害の発生を防止することができる安全性に優れた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。
【解決手段】本発明のコージェネレーションシステムは、エンジン発電機等の排熱装置の排熱により加熱された清水が循環する清水循環路と、浴槽水等の汚水が循環する汚水循環路と、前記清水と前記汚水の間で熱交換を行う少なくとも１の熱交換器と、を備え、前記清水の熱を前記熱交換器により前記汚水に供給して前記汚水の加熱を行うことが可能なコージェネレーションシステムであって、前記清水循環路の前記熱交換器の上流側に配設された上流側電磁弁と、前記清水循環路の前記熱交換器の下流側に配設された下流側電磁弁と、を備えた構成を有している。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス、ＬＰガス等を用いてガスエンジン発電機や燃料電池発電機を運転し電気を発生し、副産物として発生した熱を貯湯式の湯水の加熱に利用するコージェネレーションシステムに関し、特に、断水時に汚水が清水循環路に流入することを防ぎ、健康被害の発生を防止することができるコージェネレーションシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のコージェネレーションシステムを示す構成図である。
図４において、１０は循環路、１０ａは循環路１０に配設され浴槽の湯（浴槽水）の追い焚きを行う積層型の熱交換器、１０ｂは熱交換器１０ａと浴槽の間に浴槽水を循環させる浴槽循環路、１１は内部に温度成層を形成する貯湯タンク、１１ａは給湯を行う給湯口、１２は湯水を循環させる循環ポンプ、１３は循環ポンプ１２からの吐出湯を一方のパイプを経由して貯湯タンク１１へ送出するか又は他方のパイプへ送出する上部用三方弁、１４は貯湯タンク１１の底部の水を循環路１０へ送出するか又は上部用三方弁１３と共に循環路を形成する底部用三方弁、１５はエアコンの室外機の排熱（凝縮熱）を熱交換する熱交換器、１６は後述のガスエンジン２０の排熱を熱交換する熱交換器、１７は循環路１０の湯水を加熱する補助熱源器、１８はエアコンの室内機、１９はガスエンジン２０や後述のコンプレッサ等を内蔵した室外機、２１はガスエンジン２０で駆動されるコンプレッサである。
【０００３】
以上のように構成された貯湯式の給湯熱源装置について、その動作を説明する。
貯湯タンク１１内に加熱された湯を貯湯する際には、底部三方弁１４により貯湯タンク１１の底部の水を循環路１０に取り出し、その水を加熱部１５〜１７で加熱しながら循環路１０を循環させて、その加熱された湯を上部三方弁１３により貯湯タンク１１の上部に戻して温度成層を形成して貯湯する。また、熱交換器１０ａにおいては、循環路１０を循環する湯の熱を浴槽循環路１０ｂを循環する浴槽水に供給することで、浴槽の湯の追い焚きを行うことができる。
【０００４】
図５は熱交換器１０ａの一例としての積層型熱交換器の部分断面図である。
図５において、１０ａは熱交換器、２２は熱交換器１０ａの熱の供給側すなわち循環路１０側の通水路、２３は熱交換器１０ａの熱の受給側すなわち浴槽循環路１０ｂ側の通水路、２４は通水路２２と通水路２３とを隔てる隔壁である。
積層型の熱交換器１０ａは、隔壁２４を隔てて循環路１０側の通水路２２と浴槽循環路１０ｂ側の通水路２３が配設され、通水路２２と通水路２３との間で熱交換を行っている。熱交換器１０ａの内部にはこのような通水路２２と通水路２３が無数に形成され隔壁２４の表面積を大きくすることで熱交換効率を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコージェネレーションシステムでは、以下のような課題を有していた。
（１）熱交換器１０ａの隔壁２４が破損し、且つ給水側に断水が発生した場合、通水路２３に通水されている浴槽水が通水路２２側へ逆流して浸入し、循環路１０を介して貯湯タンク１１に貯湯される等して、例えばこれを使用者が飲用した場合に健康被害が発生するおそれがあり安全性に欠けるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、熱交換器の隔壁が破損し、且つ給水側に断水が発生した場合にも、汚水が清水循環路に流入することを防ぐと共に、使用者に報知し、飲用による健康被害の発生を防止することができる安全性に優れた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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のコージェネレーションシステムは、以下の構成を有している。
【０００８】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムは、エンジン発電機等の排熱装置の排熱により加熱された清水が循環する清水循環路と、浴槽水等の汚水が循環する汚水循環路と、前記清水と前記汚水の間で熱交換を行う少なくとも１の熱交換器と、を備え、前記清水の熱を前記熱交換器により前記汚水に供給して前記汚水の加熱を行うことが可能なコージェネレーションシステムであって、前記清水循環路の前記熱交換器の上流側に配設された上流側電磁弁と、前記清水循環路の前記熱交換器の下流側に配設された下流側電磁弁と、を備えた構成を有している。
【０００９】
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）上流側電磁弁及び下流側電磁弁を閉じることができるので、熱交換器の内部の隔壁が破損し、且つ給水側で断水が発生した場合であっても、汚水循環路を循環する汚水が破損部分から清水循環路に浸入して循環することを防ぎ、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
（２）熱交換器が使用されない場合は常に上流側電磁弁及び下流側電磁弁を閉じておくことで、熱交換器の内部の隔壁が破損し、且つ給水側で断水が発生した場合であっても、汚水循環路を循環する汚水が破損部分から清水循環路に浸入し循環することを防ぎ、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
【００１０】
ここで、熱交換器において熱交換される清水や汚水としては、清水としては貯湯タンクに貯湯された湯やバーナー等により加熱された湯等であり、汚水としては浴槽水や床暖房等の暖房機の熱媒、エンジン発電機の排熱回収用熱媒等である。
【００１１】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムは、請求項１に記載の発明において、前記上流側電磁弁及び前記下流側電磁弁が、弁箱の内部に配設されたダイヤフラム部と、前記弁箱の内部に形成され前記ダイヤフラム部により上下に分離された上部弁室及び下部弁室と、前記下部弁室から前記熱交換器に接続された熱交換器側接続口と、前記下部弁室の下部壁面に前記ダイヤフラム部に向けて立設された弁座部と、前記弁座部から前記清水循環路に接続された循環接続口と、前記ダイヤフラム部に形成され前記上部弁室と前記下部弁室を連通させるバイパス孔と、前記弁座部の上方の前記ダイヤフラム部に形成されたパイロット孔と、上部弁室内の前記パイロット孔の上方に上下動自在に配設され下降して前記パイロット孔を先端部により閉止すると共に前記ダイヤフラム部を押圧して前記弁座に当接させ前記弁座を閉止する弁棒部と、前記弁棒部を下方へ付勢するコイルばねと、通電により前記弁棒部を上方へ移動させるソレノイド部と、を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）熱交換器の隔壁が破損し、且つ給水側で断水が発生した場合に、熱交換器に浸入する汚水の水圧が下部弁室だけでなくバイパス孔を介して上部弁室にも印加されるため、ダイヤフラム部に上部弁室側からも水圧がかかり弁座を強固に閉止することができる。
（２）熱交換器の破損部分から汚水が浸入し清水循環路に急激に水圧が印加された場合であっても、弁座を強固に閉止して汚水が清水循環路を循環することを防ぐことができるので、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
【００１３】
ここで、ダイヤフラム部の上部に添設して板状のフランジ部を設けることもできる。これにより、パイロット孔やバイパス孔の周囲を補強して弁動作を確実に行うことができると共に、ダイヤフラム部の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に記載のコージェネレーションシステムは、エンジン発電機等の排熱装置の排熱により加熱された水が循環する供給側水循環路と、床暖房等の暖房機の水等からなる熱媒が循環する受給側水循環路と、前記供給側水循環路を循環する加熱された水と前記受給側水循環路を循環する熱媒との間で熱交換を行う少なくとも１の熱交換器と、を備え、前記供給側水循環路を循環する水の熱を前記熱交換器により前記受給側水循環路を循環する熱媒に供給して前記熱媒の加熱を行うことが可能なコージェネレーションシステムであって、前記供給側水循環路又は前記受給側水循環路に配設され前記供給側水循環路又は前記受給側水循環路を循環する前記水又は前記熱媒が一時的に貯留される水タンクと、前記水タンクの水位を検知する水位電極と、を備えた構成を有している。
【００１５】
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）熱交換器の隔壁が破損した場合には、一方の循環路を流れる水又は熱媒が他方の循環路に浸入し循環路内の水量が増加し循環路に設けられた水タンクの水位が上昇するため、この水位の上昇を水位電極により検知することで、熱交換器の隔壁の破損を検知することができる。
【００１６】
請求項４に記載のコージェネレーションシステムは、請求項３に記載の発明において、全体を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記水位電極により前記供給側水循環路又は前記受給側水循環路を循環する前記水の量が増加したことを検知した場合に、前記熱交換器の隔壁が破損したことを報知する警告を表示又は警報を発する警報部を有する構成を有している。
【００１７】
この構成により、請求項３の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）熱交換器の隔壁が破損したことを水位電極により検知し警報部により使用者に報知することができるので、熱交換器の隔壁の破損部分から一方の循環路を流れる汚水が他方の循環路に浸入した場合に、使用者が汚水を飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
【００１８】
ここで、警報部としては、コージェネレーションシステムの操作を行う操作板や運転状態等を表示する表示部等を有するリモコン等が用いられる。
【００１９】
請求項５に記載のコージェネレーションシステムは、請求項４に記載の発明において、給水口に接続された水道の断水が発生した場合に前記断水を圧力の低下として検知する圧力スイッチを備え、前記制御装置は、表示部に警告が表示された状態で前記圧力スイッチにより水圧の低下を検知した場合に、警報を発する警報部を有する構成を有している。
【００２０】
この構成により、請求項４の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）熱交換器の隔壁が破損した状態で断水が発生した場合に、一方の循環路を流れる水が他方の循環路に浸入したことを警報部により使用者に報知することで、使用者が汚水を飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムを示す構成図である。
図１において、１は温度成層を形成して貯湯を行う貯湯系統、２は図示しないガスエンジン発電機の排熱を利用して（例えばウォータージャケットからの湯を利用して）貯湯系統１における湯水の加熱等を行うエンジン排熱系統、３は温水を使用し暖房を行う暖房系統、４は高温暖房を行う高温暖房系統、５は風呂の追い焚きのための熱交換を行う風呂加熱系統、６は風呂の追い焚きを行う風呂追い焚き系統、７は全体を制御する制御装置、８は給湯系統、９は制御装置７に設けられた警報部である。
【００２２】
貯湯系統１は、貯湯タンク１０１、循環ポンプ１０２、逆流防止の逆止弁１０２ａ、湯水の温度を計測する貯湯サーミスタ１０３〜１０６、通水のオン、オフ制御を行うと共に通水水量を連続的に制御する循環比例弁１０７、循環する湯水の温度を計測する循環サーミスタ１０９、貯湯タンク１０１の温度成層を形成するためのじゃま板１１０、１１１、排水口１２３、逃し弁１２３ａ、熱の供給側１２４ａと受給側１２４ｂとから成る熱交換器１２４、循環ポンプ１０２から吐出される湯水をバイパスする貯湯弁１２５、系統内に負圧が生じた場合に外部から空気を導入して負圧による管の変形等を防ぐバキュームブレーカ１２６、系統内の水圧を検知する圧力スイッチ１２７を有する。
エンジン排熱系統２は、排熱ポンプ２０１、湯が１００℃を越えないように大気に開放されたエンジン冷却水タンク２０２、暖房系統３との間において熱の供給を行う供給側２０４ａと熱の受給側２０４ｂとを有する熱交換器２０４、排熱サーミスタ２０５、図示しないガスエンジン発電機の発電能力に余剰が生じた場合にその余剰電力を回収して熱源として使用するための余剰電力回収ヒータ２０６、排熱ポンプ２０１からの湯水が吐出される往路口２０７、図示しないガスエンジン発電機のウォータージャケットからの湯水が供給される戻り口２０８を有する。
エンジン冷却水タンク２０２は、排熱警告水位電極２１０、排熱高水位電極２１１、排熱低水位電極２１２、排熱基準電極２１３を有し、排熱基準電極２１３と、各々の水位電極、排熱警告水位電極２１０、排熱高水位電極２１１、排熱低水位電極２１２との間に低電圧を印加し通電するかどうかで水位を判断するようになっている。これにより、エンジン冷却水タンク２０２には、排熱低水位電極２１２により水位が低下したことを検知すると、排熱補給水弁２０９を介して後述の給水口より補給水が供給され、水位が排熱高水位電極２１１に達するとそれを検知して排熱補給水弁２０９を閉じる。なお、排熱補給水弁２０９がゴミ噛み或いは後述のように熱交換器１２４の隔壁が破損して孔があき、熱の受給側１２４ｂから熱の供給側１２４ａへ水が流れ込み、エンジン冷却水タンク２０２の水位が上昇する場合は、水位が排熱警告水位電極２１０に達するとそれを検知して警告や警報を発する。
【００２３】
暖房系統３は、暖房ポンプ３０１、高温暖房系統４側に配設された熱の供給側３０２ａと暖房系統３側に配設された熱の受給側３０２ｂとから成る熱交換器３０２、暖房サーミスタ３０３、バイパス回路３０４、暖房水タンク３０６、往路口３０７、戻り口３０８を有する。
暖房水タンク３０６は、暖房警告水位電極３１０、暖房高水位電極３１１、暖房低水位電極３１２、暖房基準電極３１３を有し、暖房基準電極３１３と、各々の水位電極、暖房警告水位電極３１０、暖房高水位電極３１１、暖房低水位電極３１２との間に低電圧を印加し通電するかどうかで水位を判断するようになっている。これにより、暖房水タンク３０６には、暖房低水位電極３１２により水位が低下したことを検知すると、暖房補給水弁３１４を介して後述の給水口より補給水が供給され、水位が暖房高水位電極３１１に達するとそれを検知して暖房補給水弁３１４を閉じる。なお、暖房補給水弁３１４がゴミ噛み或いは後述のように熱交換器３０２の隔壁が破損して孔があき、熱の供給側３０２ａから熱の受給側３０２ｂへ水が流れ込み、暖房水タンク３０６の水位が上昇する場合は、水位が暖房警告水位電極３１０に達するとそれを検知して警告や警報を発する。
高温暖房系統４は、方向性のある水流センサ（方向性水流センサ、図示せず）を有する補助熱源器４０１、補助熱源出サーミスタ４０２ａ、補助熱源入サーミスタ４０２ｂ、高温暖房系統４を作動させるためのオン、オフ動作の暖房弁４０３、補助熱源水量センサ４０４を有する。
風呂加熱系統５は、熱の供給側５０１ａと熱の受給側５０１ｂとから成る熱交換器５０１、熱交換器５０１の熱の供給側５０１ａの上流側に配設された上流側電磁弁５０２ａ、熱交換器５０１の熱の供給側５０１ａの下流側に配設された下流側電磁弁５０２ｂを有する。
風呂追い焚き系統６は、風呂ポンプ６０１、図示しない浴槽へ追焚用の湯を供給する往路口６０２、図示しない浴槽からの湯水が供給される戻り口６０３、湯張りの湯が貯湯系統１のお湯張り弁１１４、逆止弁１１５、１１６から供給される湯供給管６０４、図示しない浴槽と熱交換器５０１の間を循環する湯水の温度を計測する風呂サーミスタ６０５、風呂追い焚き系統６を循環する循環水流を検出する風呂水流スイッチ６０７、図示しない浴槽の水位を検出する水位センサ６０８を有する。
【００２４】
給湯系統８は、図示しない台所や洗面所への給湯と、図示しない浴槽へのお湯張り回路を含むもので、逆流防止の逆止弁１１５、１１６、１２２、通水水量を連続的に制御すると共に湯と水の混合比を制御する湯比例弁１１２ａ、水比例弁１１２ｂ、通水のオン、オフ制御を行うお湯張り弁１１４、お湯張り水量センサ１１４ａ、給湯口１１７、給水口１１８、圧力調整の減圧弁１１９、給水温度を計測する給水サーミスタ１２０、水量を計測する給水水量センサ１２１、高温出湯防止弁１２８、水閉止手動弁１２９、１３０、給湯温度を計測する給湯サーミスタ１３１を有する。
【００２５】
図２は追い焚き時の上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂの動作を示す概略構成図であり、図３は追い焚き時以外の上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂの動作を示す概略構成図である。
図中、５０２ａは上流側電磁弁、７０１ａは上流側電磁弁５０２ａの弁箱、７０３ａは上流側電磁弁５０２ａ内部に配設されたダイヤフラム部、７０４ａは弁箱７０１ａ内においてダイヤフラム部７０３ａにより区切られた上部側の上部弁室、７０５ａは弁箱７０１ａ内においてダイヤフラム部７０３ａにより区切られた下部側の下部弁室、７０６ａはダイヤフラム部７０３ａの上部弁室７０４ａ側に添設されたフランジ部、７０７ａはダイヤフラム部７０３ａとフランジ部７０６ａに連通され上部弁室７０４ａと下部弁室７０５ａを連通させるパイロット孔、７０８ａはダイヤフラム部７０３ａとフランジ部７０６ａに連通され上部弁室７０４ａと下部弁室７０５ａを連通させるバイパス孔、７０９ａは上部弁室７０４ａの上部の摺動孔に摺動自在に収納され下降してパイロット孔７０７ａを上部弁室７０４ａ側から閉止すると共に、フランジ部７０６ａを上部側から押圧して後述の弁座部を閉止する弁棒部であり、弁棒部７０９ａの下端部にはゴム等の弾性体よりなるパッキン材７０９ａ′が装着されている。７１０ａは摺動孔の中央に配設され弁棒部７０９ａを下方へ付勢するコイルばね、７１１ａは通電により弁棒部７０９ａを上方へ移動させるソレノイド部、７１２ａは熱交換器５０１の熱の供給側５０１ａの上流側に接続された熱交換器側接続口、７１３ａは図１で示した貯湯タンク１０１や補助熱源器４０１の下流側に接続された循環接続口、７１４ａは循環接続口７１３ａの先端部の弁座部である。
また、５０２ｂは下流側電磁弁、７０１ｂは下流側電磁弁５０２ｂの弁箱、７０３ｂは下流側電磁弁５０２ｂ内部に配設されたダイヤフラム部、７０４ｂは弁箱７０１ｂ内においてダイヤフラム部７０３ｂにより区切られた上部側の上部弁室、７０５ｂは弁箱７０１ｂ内においてダイヤフラム部７０３ｂにより区切られた下部側の下部弁室、７０６ｂはダイヤフラム部７０３ｂの上部弁室７０４ｂ側に添設されたフランジ部、７０７ｂはダイヤフラム部７０３ｂとフランジ部７０６ｂに連通され上部弁室７０４ｂと下部弁室７０５ｂを連通させるパイロット孔、７０８ｂはダイヤフラム部７０３ｂとフランジ部７０６ｂに連通され上部弁室７０４ｂと下部弁室７０５ｂを連通させるバイパス孔、７０９ｂは上部弁室７０４ｂの上部の摺動孔に摺動自在に収納され下降してパイロット孔７０７ｂを上部弁室７０４ｂ側から閉止すると共に、フランジ部７０６ｂを上部側から押圧して後述の弁座部を閉止する弁棒部であり、弁棒部７０９ｂの下端部にはゴム等の弾性体よりなるパッキン材７０９ｂ′が装着されている。７１０ｂは摺動孔の中央に配設され弁棒部７０９ｂを下方へ付勢するコイルばね、７１１ｂは通電により弁棒部７０９ｂを上方へ移動させるソレノイド部、７１２ｂは熱交換器５０１の熱の供給側５０１ａの下流側に接続された熱交換器側接続口、７１３ｂは図１で示した熱交換器１２４の上流側に接続された循環接続口、７１４ｂは循環接続口７１３ｂの先端部の弁座部である。
【００２６】
以上のように構成されたコージェネレーションシステムについて、その動作を図を用いて説明する。なお、本実施の形態１においては、風呂加熱系統５は追い焚き時に加熱された清水が循環する清水循環路であり、風呂追い焚き系統６は追い焚き時に図示しない浴槽の水等の汚水が循環する汚水循環路である。
【００２７】
まず、風呂の追い焚きを行う風呂追い焚き系統６（汚水循環路）について追い焚き時の動作を説明する。
図１に示すように、風呂追い焚き系統６（汚水循環路）を循環する浴槽水等の汚水は、風呂追い焚き用の熱交換器５０１から熱を受給し、加熱され、風呂ポンプ６０１から吐出され、往路口６０２から図示しない浴槽へ供給される。図示しない浴槽からの戻り湯は戻り口６０３、水位センサ６０８、風呂サーミスタ６０５、風呂水流スイッチ６０７を経由して熱交換器５０１に戻る。風呂ポンプ６０１を所定時間（例えば２０分）おきに一定時間（例えば１分）運転させることにより風呂サーミスタ６０５の計測温度が所定温度（例えば４０℃）以下になれば自動的に追い焚きを行うようにすることもできる。なお、湯供給管６０４は給湯系統８からお湯張り弁１１４を介して湯を供給することにより湯張りを行うためのものである。
次に、風呂の追い焚きのための熱交換を行う風呂加熱系統５（清水循環路）について追い焚き時の動作を説明する。
風呂の追い焚き時には、風呂加熱系統５（清水循環路）は上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂのオンにより動作を開始する。図１に示すように、上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂをオンにすると、循環ポンプ１０２→補助熱源器４０１→上流側電磁弁５０２ａ→熱交換器５０１→下流側電磁弁５０２ｂ→熱交換器１２４の循環路が形成される。
このとき、上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂにおいては、図２に示すように、上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂをオンにすると、ソレノイド部７１１ａ、７１１ｂに通電することにより、弁棒部７０９ａ、７０９ｂが上部側へ移動し、ダイヤフラム部７０３ａ、７０３ｂが上部側へ移動する。これにより、電磁弁５０２ａにおいては、循環接続口７１３ａから下部弁室７０５ａを通って熱交換器側接続口７１２ａへ連通する流路が形成される。また、電磁弁５０２ｂにおいては、熱交換器側接続口７１２ｂから下部弁室７０５ｂを通って循環接続口７１３ｂへ連通する流路が形成される。
このようにして、熱交換器５０１において熱の供給側５０１ａから熱の受給側５０１ｂへ熱の供給が行われ、風呂の追い焚きが行われる。なお、補助熱源入サーミスタ４０４の計測温度が所定温度（例えば６０℃）以下の場合には補助熱源器４０１が動作し、熱交換器５０１において十分な熱の供給が行われる。
【００２８】
追い焚き時以外においては、図３に示すように、電磁弁５０２ａ、５０２ｂはオフされている。すなわち、ソレノイド部７１１ａ、７１１ｂに通電しないため、コイルばね７１０ａ、７１０ｂにより弁棒部７０９ａ、７０９ｂが下方側へ付勢され、パイロット孔７０７ａ、７０７ｂが塞がれていると共に、フランジ部７０６ａ、７０６ｂ及びダイヤフラム部７０３ａ、７０３ｂにより弁座部７１４ａ、７１４ｂが塞がれている。
【００２９】
ここで、熱交換器５０１において、熱の供給側５０１ａの通水路と熱の受給側５０１ｂの通水路とを隔てる隔壁が破損すると、通常時は風呂加熱系統５側である熱の供給側５０１ａの通水路の方が高圧であるため、熱の供給側５０１ａの通水路を流れる水は、隔壁の破損部分から熱の受給側５０１ｂの通水路へ浸入する。この場合、図示しない浴槽の水位が上昇しあふれることはあっても、汚水である浴槽水は清水側である熱の供給側５０１ａには浸入しないため問題ない。しかしながら、水道等の給水側の断水時においては、風呂加熱系統５側である熱の供給側５０１ａの通水路の方が低圧となり、熱の受給側５０１ｂの水が隔壁の破損部分から熱の供給側５０１ａの通水路へ浸入する。
このとき、本実施の形態１のコージェネレーションシステムにおいては、電磁弁５０２ａ、５０２ｂにより汚水の浸入を防止している。以下その動作について説明する。
図３に示すように、上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂをオフした状態で、熱交換器５０１の熱の供給側５０１ａ（清水循環路）に汚水が浸入した場合、上流側電磁弁５０２ａ、下流側電磁弁５０２ｂの各々の弁室に熱交換器側接続口７１２ａ、７１２ｂを介して汚水による水圧がかかる。水圧は、下部弁室７０５ａ、７０５ｂだけでなくバイパス孔７０８ａ、７０８ｂを介して上部弁室７０４ａ、７０４ｂにもかかるため、弁棒部７０９ａ、７０９ｂにより弁座部７１４ａ、７１４ｂが強固に閉止される。これにより、急激に水圧が印加された場合であっても汚水が清水循環路に浸入して循環することを防ぎ、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
【００３０】
続いて、熱交換器の隔壁の破損を検知し使用者に報知する動作について説明する。本実施の形態１においては、一例として、図示しない外部の暖房機に使用される熱媒水が循環する暖房系統３（受給側水循環路）と高温暖房系統４（供給側水循環路）との間で熱交換を行う積層型の熱交換器３０２の隔壁が破損した場合について説明する。
まず、暖房系統３（受給側水循環路）について図１を用いて説明する。
図１に示すように、暖房系統３（受給側水循環路）を循環する水は熱交換器２０４でエンジン排熱系統２からの熱を受給し、熱交換器３０２に達する。熱交換器３０２は図示しない高温暖房機を使用する高温の暖房を行うためのものであり、低温床暖房の場合には、熱交換器３０２で熱交換が行われることなく通過し、暖房水タンク３０６を経由し、暖房ポンプ３０１から吐出され、暖房サーミスタ３０３を経由して往路口３０７から吐出される。往路口３０７から吐出された湯は図示しない暖房機を経由して戻り口３０８から供給され循環する。バイパス回路３０４は暖房機に設けられた開閉弁がオフ状態のときに熱交換器２０４、３０２で熱交換した湯の温度が検知できなくなることを防止するためのものである。即ち、暖房機に設けられた開閉弁がオフ状態のときには、暖房ポンプ３０１の駆動により、暖房サーミスタ３０３からバイパス回路３０４、暖房水タンク３０６を介して暖房ポンプ３０１に戻る循環路を形成して暖房サーミスタ３０３に湯を通過させることで湯の温度を検知することができる。また、暖房水タンク３０６内の水位が所定の水位より下がった場合には暖房補給水弁３１４から暖房水タンク３０６に補給水が供給される。
【００３１】
ここで、熱交換器３０２において、熱の供給側３０２ａの通水路（供給側水循環路）と熱の受給側３０２ｂの通水路（受給側水循環路）とを隔てる隔壁が破損した場合、通常、給水口１１８に接続された水道圧により高温暖房系統４側である熱の供給側３０２ａの通水路（供給側水循環路）の方が高圧であるため、熱の供給側３０２ａの通水路（供給側水循環路）を流れる水が隔壁の破損部分から熱の受給側３０２ｂの通水路（受給側水循環路）へ浸入する。
これにより、暖房系統３に高温暖房系統４から水が浸入すると、暖房水タンク３０６に貯留された水が増加する。制御装置７は暖房警告水位電極３１０により所定水位以上の上昇を検知した場合は、制御装置７に接続されたリモコン等の警報部９の表示部に警告を表示する。
このように、通常は、熱交換器３０２の内部の隔壁が破損した場合であっても、暖房系統３（受給側水循環路）を循環する水は高温暖房系統４（供給側水循環路）に浸入しないため、警告表示を行うものの健康被害等が発生する可能性は低く問題はない。しかしながら、熱交換器３０２の内部の隔壁が破損した状態で断水が発生した場合、高温暖房系統４側である熱の供給側３０２ａの通水路（受給側水循環路）の方が低圧となるため、熱の受給側３０２ｂの通水路（供給側水循環路）を流れる水（汚水）が隔壁の破損部分から熱の供給側３０２ａの通水路（供給側水循環路）へ浸入する。
断水が発生した場合、給水口１１８に接続された水道圧が低下するため、圧力スイッチ１２７により圧力の低下が検知される。制御装置７は圧力スイッチ１２７により圧力の低下を検知すると、警報部９により警報を報知すると共にすべての運転を停止させる。また、このとき、警告が発せられた状態、すなわち熱交換器３０２の隔壁に破損が生じている状態であれば、破損部分から汚水が浸入している可能性があるため、断水の解除を圧力スイッチにより検知した後に系統の管内の洗管を行うことが好ましい。これにより、すべての系統の管内を洗管することで浸入した汚水を洗い流すことができ、使用者が汚水を飲用して健康被害が発生することを防ぎ、安全性及び信頼性に優れる。なお、このときの洗浄水は、すべて図示しない浴槽に排出することが好ましい。
【００３２】
なお、本実施の形態１においては一例として熱交換器３０２について説明したが、これに限られるものではなく、熱交換器１２４の隔壁が破損した場合についても同様の動作により熱交換器の隔壁の破損を検知し使用者に報知することができる。
【００３３】
以上のように本実施の形態１におけるコージェネレーションシステムは構成されているので、以下のような作用を有する。
（１）追い焚き時以外の場合は常に上流側電磁弁５０２ａ及び下流側電磁弁５０２ｂが閉止しているため、熱交換器５０１の内部の隔壁が破損し、且つ断水が発生した場合であっても、風呂追い焚き系統６（汚水循環路）を循環する浴槽水（汚水）が破損部分から風呂加熱系統５（清水循環路）に浸入し循環することを防ぎ、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
（２）熱交換器５０１の隔壁が破損し、且つ断水が発生した場合に、熱交換器５０１に浸入する汚水の水圧が下部弁室７０５ａ、７０５ｂだけでなくバイパス孔７０８ａ、７０８ｂを介して上部弁室７０４ａ、７０４ｂにも印加されるため、フランジ部７０６ａ、７０６ｂに上部弁室７０４ａ、７０４ｂ側からも水圧がかかり弁座部７１４ａ、７１４ｂを強固に閉止することができ、風呂加熱系統５（清水循環路）に急激に水圧が印加された場合であっても、弁座７１４ａ、７１４ｂを強固に閉止することにより風呂追い焚き系統６（汚水循環路）の浴槽水（汚水）が破損部分から風呂加熱系統５（清水循環路）に浸入し循環することを防ぎ、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
（３）熱交換器３０２の隔壁が破損した場合には、高温暖房系統４（供給側水循環路）を流れる水が暖房系統３（受給側水循環路）に浸入し循環路内の水量が増加し、暖房系統３（受給側水循環路）に設けられた暖房水タンク３０６の水位が上昇するため、この水位の上昇を暖房警告水位電極３１０により検知することで、熱交換器３０２の隔壁の破損を検知することができ、更に制御装置７に接続されたリモコン等の警報部９の表示部に表示することにより使用者に報知することができる。
（４）熱交換器３０２の隔壁が破損した場合には、高温暖房系統４（供給側水循環路）を流れる水が暖房系統３（受給側水循環路）に浸入したことを制御装置７の警報部９により使用者に報知することで、使用者が汚水を飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
（５）熱交換器１２４の隔壁が破損した場合には、貯湯系統１（供給側水循環路）を流れる水がエンジン排熱系統２（受給側水循環路）に浸入し循環路内の水量が増加し、エンジン排熱系統２（受給側水循環路）に設けられたエンジン冷却水タンク２０２の水位が上昇するため、この水位の上昇を排熱警告水位電極２１０により検知することで、熱交換器１２４の隔壁の破損を検知することができ、更に制御装置７のリモコン等の警報部９の表示部に表示することにより使用者に報知することができる。
（６）熱交換器１２４の隔壁が破損した場合には、貯湯系統１（供給側水循環路）を流れる水がエンジン排熱系統２（受給側水循環路）に浸入したことを制御装置７の警報部９により使用者に報知することで、使用者が汚水を飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる。
【発明の効果】
以上説明したように本発明のコージェネレーションシステムによれば、以下のような有利な効果が得られる。
【００３４】
請求項１に記載の発明によれば、
（１）上流側電磁弁及び下流側電磁弁を閉じることができるので、熱交換器の内部の隔壁が破損し、且つ断水が発生した場合であっても、汚水循環路を循環する汚水が破損部分から清水循環路に浸入して循環することを防ぎ、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる安全性に優れたコージェネレーションシステムを提供することができる。
（２）熱交換器が使用されない場合は常に上流側電磁弁及び下流側電磁弁を閉じておくことで、熱交換器の内部の隔壁が破損し、且つ断水が発生した場合であっても、汚水循環路を循環する汚水が破損部分から清水循環路に浸入し循環することを防ぎ、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる安全性に優れたコージェネレーションシステムを提供することができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）熱交換器の隔壁が破損し、且つ断水が発生した場合に、熱交換器に浸入する汚水の水圧が下部弁室だけでなくバイパス孔を介して上部弁室にも印加されるため、ダイヤフラム部に上部弁室側からも水圧がかかり弁座を強固に閉止することができるコージェネレーションシステムを提供することができる。
（２）熱交換器の破損部分から汚水が浸入し清水循環路に急激に水圧が印加された場合であっても、弁座部を強固に閉止して汚水が清水循環路を循環することを防ぐことができるので、使用者が飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる安全性に優れたコージェネレーションシステムを提供することができる。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、
（１）熱交換器の隔壁が破損した場合には、一方の循環路を流れる水が他方の循環路に浸入し循環路内の水量が増加し循環路に設けられた水タンクの水位が上昇するため、この水位の上昇を水位電極により検知することで、熱交換器の隔壁の破損を検知することができるコージェネレーションシステムを提供することができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加え、
（１）熱交換器の隔壁が破損したことを水位電極により検知し警報部により使用者に報知することができるので、熱交換器の隔壁の破損部分から一方の循環路を流れる汚水が他方の循環路に浸入した場合に、使用者が汚水を飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる安全性に優れたコージェネレーションシステムを提供することができる。
【００３８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の効果に加え、
（１）熱交換器の隔壁が破損した状態で断水が発生した場合に、一方の循環路を流れる水が他方の循環路に浸入したことを警報部により使用者に報知することで、使用者が汚水を飲用して健康被害が発生することを防ぐことができる安全性に優れたコージェネレーションシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるコージェネレーションシステムを示す構成図
【図２】追い焚き時の上流側電磁弁、下流側電磁弁の動作を示す概略構成図
【図３】追い焚き時以外の上流側電磁弁、下流側電磁弁の動作を示す概略構成図
【図４】従来のコージェネレーションシステムを示す構成図
【図５】積層型の熱交換器の部分断面図
【符号の説明】
１　貯湯系統
２　エンジン排熱系統
３　暖房系統
４　高温暖房系統
５　風呂加熱系統
６　風呂追い焚き系統
７　制御装置
８　給湯系統
９　警報部
１０１　貯湯タンク
１０２　循環ポンプ
１０２ａ、１１５、１１６、１２２　逆止弁
１０３、１０４、１０５、１０６　貯湯サーミスタ
１０７　循環比例弁
１０９　循環サーミスタ
１１０、１１１　じゃま板
１１２ａ　湯比例弁
１１２ｂ　水比例弁
１１４　お湯張り弁
１１４ａ　お湯張り水量センサ
１１７　給湯口
１１８　給水口
１１９　減圧弁
１２０　給水サーミスタ
１２１　給水水量センサ
１２３　排水口
１２４、２０４、３０２、５０１　熱交換器
１２４ａ、２０４ａ、３０２ａ、５０１ａ　熱の供給側
１２４ｂ、２０４ｂ、３０２ｂ、５０１ｂ　熱の受給側
１２５　貯湯弁
１２６　バキュームブレーカ
１２７　圧力スイッチ
１２８　高温出湯防止弁
１２９、１３０　水閉止手動弁
１３１　給湯サーミスタ
２０１　排熱ポンプ
２０２　エンジン冷却水タンク
２０５　排熱サーミスタ
２０６　余剰電力回収ヒータ
２０７、３０７、６０２　往路口
２０８、３０８、６０３　戻り口
２０９　排熱補給水弁
２１０　排熱警告水位電極
２１１　排熱高水位電極
２１２　排熱低水位電極
２１３　排熱基準電極
３０１　暖房ポンプ
３０３　暖房サーミスタ
３０４　バイパス回路
３０６　暖房水タンク
３１０　暖房警告水位電極
３１１　暖房高水位電極
３１２　暖房低水位電極
３１３　暖房基準電極
３１４　暖房補給水弁
４０１　補助熱源器
４０２ａ　補助熱源出サーミスタ
４０２ｂ　補助熱源入サーミスタ
４０３　暖房弁
４０４　補助熱源水量センサ
５０２ａ　上流側電磁弁
５０２ｂ　下流側電磁弁
６０１　風呂ポンプ
６０４　湯供給管
６０５　風呂サーミスタ
６０７　風呂水流スイッチ
６０８　水位センサ
７０１ａ、７０１ｂ　弁箱
７０３ａ、７０３ｂ　ダイヤフラム部
７０４ａ、７０４ｂ　上部弁室
７０５ａ、７０５ｂ　下部弁室
７０６ａ、７０６ｂ　フランジ部
７０７ａ、７０７ｂ　パイロット孔
７０８ａ、７０８ｂ　バイパス孔
７０９ａ、７０９ｂ　弁棒部
７０９ａ′、７０９ｂ′　パッキン材
７１０ａ、７１０ｂ　コイルばね
７１１ａ、７１１ｂ　ソレノイド部
７１２ａ、７１２ｂ　熱交換器側接続口
７１３ａ、７１３ｂ　循環接続口
７１４ａ、７１４ｂ　弁座部

Claims (5)

1. エンジン発電機等の排熱装置の排熱により加熱された清水が循環する清水循環路と、浴槽水等の汚水が循環する汚水循環路と、前記清水と前記汚水の間で熱交換を行う少なくとも１の熱交換器と、を備え、前記清水の熱を前記熱交換器により前記汚水に供給して前記汚水の加熱を行うことが可能なコージェネレーションシステムであって、
   前記清水循環路の前記熱交換器の上流側に配設された上流側電磁弁と、前記清水循環路の前記熱交換器の下流側に配設された下流側電磁弁と、を備えていることを特徴とするコージェネレーションシステム。
2. 前記上流側電磁弁及び前記下流側電磁弁が、弁箱の内部に配設されたダイヤフラム部と、前記弁箱の内部に形成され前記ダイヤフラム部により上下に分離された上部弁室及び下部弁室と、前記下部弁室から前記熱交換器に接続された熱交換器側接続口と、前記下部弁室の下部壁面に前記ダイヤフラム部に向けて立設された弁座部と、前記弁座部から前記清水循環路に接続された循環接続口と、前記ダイヤフラム部に形成され前記上部弁室と前記下部弁室を連通させるバイパス孔と、前記弁座部の上方の前記ダイヤフラム部に形成されたパイロット孔と、上部弁室内の前記パイロット孔の上方に上下動自在に配設され下降して前記パイロット孔を先端部により閉止すると共に前記ダイヤフラム部を押圧して前記弁座に当接させ前記弁座を閉止する弁棒部と、前記弁棒部を下方へ付勢するコイルばねと、通電により前記弁棒部を上方へ移動させるソレノイド部と、を備えてい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。
3. エンジン発電機等の排熱装置の排熱により加熱された水が循環する供給側水循環路と、床暖房等の暖房機の水等からなる熱媒が循環する受給側水循環路と、前記供給側水循環路を循環する加熱された水と前記受給側水循環路を循環する熱媒との間で熱交換を行う少なくとも１の熱交換器と、を備え、前記供給側水循環路を循環する水の熱を前記熱交換器により前記受給側水循環路を循環する熱媒に供給して前記熱媒の加熱を行うことが可能なコージェネレーションシステムであって、
   前記供給側水循環路又は前記受給側水循環路に配設され前記供給側水循環路又は前記受給側水循環路を循環する前記水又は前記熱媒が一時的に貯留される水タンクと、前記水タンクの水位を検知する水位電極と、を備えていることを特徴とするコージェネレーションシステム。
4. 全体を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記水位電極により前記供給側水循環路又は前記受給側水循環路を循環する前記水の量が増加したことを検知した場合に、前記熱交換器の隔壁が破損したことを報知する警告を表示又は警報を発する警報部を有す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。
5. 給水口に接続された水道の断水が発生した場合に前記断水を圧力の低下として検知する圧力スイッチを備え、前記制御装置は、表示部に警告が表示された状態で前記圧力スイッチにより水圧の低下を検知した場合に、警報を発する警報部を有することを特徴とする請求項４に記載のコージェネレーションシステム。

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