JPH05157006A - エンジンの排熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの排熱を回収する装置を簡素な構成
で小型に造る。 【構成】 エンジン２のウォータジャケット８と排気熱
吸収用熱交換器９のエンジン冷却液流路９ａと排熱回収
用の第１放熱部４ａとを直列循環状に接続して排熱回収
路４を構成する。その第１放熱部４ａを貯湯槽６内に設
ける。上記の排熱回収路４の戻り路１５に対してエンジ
ン冷却路５を並列に接続する。そのエンジン冷却路５に
第２放熱部５ａを設ける。上記の戻り路１５と上記エン
ジン冷却路５との分岐部分にサーモスタット式バルブ１
９を設ける。そのバルブ１９は、上記の戻り路１５内の
エンジン冷却液が設定温度以上になった時に、そのエン
ジン冷却液を第２放熱部５ａへ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの排熱を回
収する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の排熱回収装置には、本出願人が
先に提案した特開平２−１９１８０８号公報に示すもの
がある。これは、図３に示すように、次のように構成さ
れている。

【０００３】エンジン２のウォータジャケット８と排気
熱吸収用熱交換器９のエンジン冷却液流路９ａと第１放
熱部４ａとエンジン冷却液循環ポンプ１０とを直列循環
状に接続して排熱回収路４を構成する。その第１放熱部
４ａに対してエンジン冷却路５を並列に接続して、その
エンジン冷却路５にラジエータからなる第２放熱部５ａ
を設ける。符号２９は、電動式の可変分流弁である。上
記の第１放熱部４ａを排熱回収用熱交換器３０内に設け
る。その熱交換器３０の熱回収流路３１と貯湯槽６と水
道水循環ポンプ３２とを直列循環状に接続して、その循
環ポンプ３２を温度スイッチ３３とコントローラ３４と
で運転制御する。

【０００４】そして、排熱回収路４に設けた温度スイッ
チ３６とコントローラ３７とによって前記の可変分流弁
２９の分流率を調節して、エンジン冷却液の第１放熱部
４ａへの供給量と第２放熱部５ａへの供給量とを制御す
るのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】排熱回収装置は、排熱
回収用熱交換器３０と貯湯槽６と水道水循環ポンプ３２
とが必要なので、複雑な構成で大型である。また、温度
スイッチ３３による水道水循環ポンプ３２の運転タイミ
ングと、別の温度スイッチ３６による可変分流弁２９の
分流率の調節とが個別に制御されているので、貯湯槽６
の給湯温度の変動幅が大きい。

【０００６】上記の問題を解決するため、本発明者は、
本発明に先立って、上記の従来例を次のように改良した
ものを考えた。これは、図２に示すように、第１放熱部
４ａを貯湯槽６内に設けるとともに、その貯湯槽６の温
度スイッチ３６でコントローラ３７を介して可変分流弁
２９の分流率を調節するように構成したものである。な
お、上記の可変分流弁２９に代えて、排熱回収路４とエ
ンジン冷却路５との分岐部分に２つの電磁弁を設けても
よい。

【０００７】上記の先発明例は、図３の従来例から排熱
回収熱交換器３０と水道水循環ポンプ３２とを省略して
排熱回収装置を簡素な構成で小型に造れるうえ、給湯用
温度スイッチ３６によってコントローラ３７を介して可
変分流弁２９又は２つの電磁弁を直接に調節するので時
間遅れがなくなり、貯湯槽６の給湯温度の変動幅も小さ
くなる。

【０００８】しかし、上記の可変分流弁２９(又は２つ
の電磁弁)とコントローラ３７とが高価であることか
ら、排熱回収装置の構成を簡素化するうえでは改善の余
地が残されていた。本発明は、前記の従来例と上記の先
発明例の問題点を全て解決することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エンジンの排熱回収装置を次のように構
成した。

【００１０】例えば図１に示すように、エンジン２の排
熱発生部Ａと排熱回収用第１放熱部４ａとで排熱回収路
４を構成して、その排熱回収路４とエンジン冷却路５の
第２放熱部５ａとへエンジン冷却液を循環可能に構成し
たエンジンの排熱回収装置において、上記の第１放熱部
４ａを貯湯槽６内に設け、上記の排熱回収路４の戻り路
１５に対して上記エンジン冷却路５を並列に設け、その
戻り路１５内のエンジン冷却液温度が設定温度以上にな
った時に開弁するサーモスタット式バルブ１９を上記の
エンジン冷却路５に設けたものである。

【００１１】

【作用】本発明は、例えば図１に示すように、次のよう
に作用する。排熱回収路４の戻り路１５を流れるエンジ
ン冷却液の温度が設定温度未満の場合には、サーモスタ
ット式バルブ１９が閉じられたままであり、そのエンジ
ン冷却液は、排熱発生部Ａ・第１放熱部４ａ・戻り路１
５の経路で循環される。

【００１２】貯湯槽６の給湯量が減少して第１放熱部４
ａからの放熱量が少なくなると、エンジン冷却液の温度
が次第に上昇していく。その温度が設定温度に到達する
と、上記サーモスタット式バルブ１９が開いて、エンジ
ン冷却液を第２放熱部５ａへ循環させてここから放熱さ
せる。これにより、エンジン冷却液の温度が異常に上昇
するのを防止する。

【００１３】上記の状態において、貯湯槽６の給湯量が
増加して第１放熱部４ａからの放熱量が多くなると、エ
ンジン冷却液の温度が次第に下降していく。その温度が
設定温度未満になると、上記サーモスタット式バルブ１
９が閉じて第２放熱部５ａからの放熱を停止する。これ
により、エンジン冷却液の温度が異常に低下するのを防
止する。以上により、エンジン冷却液の温度が所定範囲
内に保たれるのである。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成され作用す
ることから次の効果を奏する。従来例の装置から排熱回
収熱交換器と水道水循環ポンプとを省略できるうえ、可
変分流弁(又は２つの電磁弁)及びそのコントローラをも
省略できるので、排熱回収装置を簡素な構成で小型に造
れる。また、サーモスタット式バルブの開閉によってエ
ンジン冷却液の放熱量を直接に制御できるので、制御の
時間遅れが少なくなり、貯湯槽での給湯温度の変動幅が
小さい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１で説明する。
コージェネレーション装置１は、液冷式ガスエンジン２
・発電機３・排熱回収路４・エンジン冷却路５を備え
る。エンジン２で発電機３を駆動すると、発電機３によ
って電力を供給すると同時に、エンジン２の排熱をエン
ジン冷却液を介して貯湯槽６内の水道水に回収するよう
になっている。

【００１６】上記の貯湯槽６から取り出される温水量が
減少して、排熱回収路４の第１放熱部４ａでの放熱量が
少なくなると、エンジン冷却液の温度が上昇していく。
その液温が設定値以上になると、エンジン冷却液をエン
ジン冷却路５の第２放熱部５ａからも放熱させて、エン
ジン冷却液の液温を所定の範囲内に保つように構成して
ある。

【００１７】上記の排熱回収路４は、エンジン２のウォ
ータジャケット８と排気熱吸収用熱交換器９のエンジン
冷却液流路９ａと貯湯槽６内の第１放熱部４ａとエンジ
ン冷却液循環ポンプ１０とを順に接続して構成される。
なお、エンジン２の排気ガスは、排気熱吸収用熱交換器
９の排気ガス流路９ｂからマフラ１１を経て外部に排出
される。

【００１８】そして、ウォータジャケット８で温度上昇
したエンジン冷却液は、排気熱吸収用熱交換器９のエン
ジン冷却液流路９ａを通過する間に排気熱を吸収してさ
らに温度上昇し、その後、第１放熱部４ａを通過する間
に貯湯槽６内の水道水へ放熱して、ウォータジャケット
８へ戻される。上記ウォータジャケット８と排気熱吸収
用熱交換器９のエンジン冷却液流路９ａとで排熱発生部
Ａが構成される。

【００１９】なお、排気熱吸収用熱交換器９のエンジン
冷却液流路９ａの出口は、サーモスタット式バルブ１３
を介して循環ポンプ１０の入口に接続される。このサー
モスタット式バルブ１３は、エンジン２の冷機始動時で
エンジン冷却液の温度が設定温度(ここでは摂氏８０度)
未満の場合には、そのエンジン冷却液をバイパス路１４
から循環ポンプ１０へバイパスさせてエンジン２を早期
に暖めるるとともに、そのエンジン冷却液温度が設定温
度(同上の摂氏８０度)以上となった場合に、エンジン冷
却液を排熱回収回路４へ送るように構成される。

【００２０】前記エンジン冷却路５は、上記の排熱回収
路４の戻り路１５と並列に設けられる。このエンジン冷
却路５にラジエータからなる第２放熱部５ａが設けら
れ、その第２放熱部５ａにラジエータファン１７が対面
される。上記エンジン冷却路５の入口と上記の戻り路１
５の始端との分岐部分に、別のサーモスタット式バルブ
１９が設けられる。このサーモスタット式バルブ１９の
バルブ本体は、エンジン冷却路５の入口に設けられる。

【００２１】上記サーモスタット式バルブ１９は、上記
の戻り路１５内のエンジン冷却液温度が設定温度(ここ
では摂氏９０度)未満の場合には、エンジン冷却路５を
閉じて戻り路１５へエンジン冷却液を送るのに対して、
そのエンジン冷却液温度が設定温度(同上の摂氏９０度)
以上となった場合に、エンジン冷却路５を開いてエンジ
ン冷却液をエンジン冷却路５へ送るように構成される。

【００２２】なお、ラジエータファン１７は、温度スイ
ッチ２１で運転制御されるが、その温度スイッチ２１に
代えてフロースイッチを用いてもよい。

【００２３】上記の実施例は次のように変更できる。サ
ーモスタット式バルブ１９は、エンジン冷却路５の入口
と戻り路１５の始端との分岐部分に設けることに代え
て、エンジン冷却路５の出口と戻り路１５の終端との分
岐部分に設けることも可能である。

【００２４】また、そのサーモスタット式バルブ１９の
バルブ部分をエンジン冷却路５の途中部に設けるととも
に感熱部分を戻り路１５に設けて、これらバルブ部分と
感熱部分とをキャピラリで接続することも可能である。

【００２５】さらに、上記サーモスタット式バルブ１９
は、エンジン冷却路５と戻り路１５とに開弁用設定温度
が異なるバルブ本体をそれぞれ設けたものであってもよ
い。

【００２６】エンジン冷却液循環ポンプ１０は、エンジ
ン２と第１放熱部４ａとの間に設けることも可能であ
る。排熱発生部Ａは、排気熱吸収用熱交換器９のエンジ
ン冷却液流路９ａとウォータジャケット８とを並列に接
続して構成することも可能であり、これら両者９ａ・８
のうちのいずれか一方だけ設けることも可能である。

【００２７】エンジン２は、ガスエンジンに代えて、ガ
ソリンエンジンやディーゼルエンジンであってもよい。
貯湯槽６から取り出される液体は、水道水に限定される
ものでなく、他の液体であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の系統図である。

【図２】先発明例の系統図である。

【図３】従来例の系統図である。

【符号の説明】

２…エンジン、４…排熱回収路、４ａ…第１放熱部、５
…エンジン冷却路、５ａ…第２放熱部、６…貯湯槽、１５
…戻り路、１９…サーモスタット式バルブ、Ａ…排熱発
生部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン(２)の排熱発生部(Ａ)と排熱回
   収用第１放熱部(４ａ)とで排熱回収路(４)を構成して、
   その排熱回収路(４)とエンジン冷却路(５)の第２放熱部
   (５ａ)とへエンジン冷却液を循環可能に構成した、エン
   ジンの排熱回収装置において、 上記の第１放熱部(４ａ)を貯湯槽(６)内に設け、上記の
   排熱回収路(４)の戻り路(１５)に対して上記エンジン冷
   却路(５)を並列に設け、その戻り路(１５)内のエンジン
   冷却液温度が設定温度以上になった時に開弁するサーモ
   スタット式バルブ(１９)を上記のエンジン冷却路(５)に
   設けた、ことを特徴とするエンジンの排熱回収装置。