JPH0267450A - 横形液冷式エンジンの排熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの排熱を、エンジン冷却液を介して
ウォータジャケット及び排気熱吸収器で吸熱しては、排
熱回収器で回収するように構成した横形液冷式エンジン
の排熱回収装置に関する。

（従来の技術） この種の排熱回収装置には、基本的な構成が次のように
なっているものがある（例えば、Ｕ、Ｓ、特許Ｎｏ、　
４．２２６．２１４）。

即ち、エンジンに排気熱吸収器と排熱回収器とを設け、
エンジン冷却液がエンジン本体内のウォータジャケット
・排気熱吸収器・排熱回収器を順に通って循環するよう
に、これらウォータジャケットと排気熱吸収器と排熱回
収器とを直列状に接続したものである。これにより、ウ
ォータジャケットで吸熱したエンジン冷却液が排気熱吸
収器を通る間に排気ガスの保有熱を吸収して高温液とな
り、その保有熱を排熱回収器を介して湯槽等の外部熱負
荷へ放熱するのである。

この排熱回収装置を具体化するにあたり、従来では、立
形エンジンのエンジン本体の横側空間に排気熱吸収器及
び排熱回収器を所定の配管スペースをあけて配置し、ウ
ォータジャケットのエンジン冷却液出［Ｉと排気熱吸収
器のエンジン冷却液入口との間、排気熱吸収器のエンジ
ン冷却液出口と排熱回収器のエンジン冷却液入口との間
、及び排熱回収器のエンジン冷却液出口とウォータジャ
ケットのエンジン冷却液入口との間の合計三箇所を、そ
れぞれ、エンジン冷却液流通用の配管で接続していた。

（発明が解決しようとする課題） 上記の従来技術では次の問題がある。

（１）エンジンの横側空間に排気熱吸収器及び排熱回収
器を配置したので、排熱回収装置全体の設置平面積が大
きい。

（２）エンジン冷却液流通用の配管が三箇所も必要なた
め、 （ａ）配管構造が複雑で、配管の組み付けに手間がかか
る。

（ｂ）配管用のスペースが大きくなり、排熱回収装置の
全体が大型化する。

（Ｃ）配管からの放熱ロスが多くて、その分、排熱回収
の効率が低い。

本発明は、排熱回収装置全体の設置平面積を小さくする
こと、及びエンジン冷却液流通用の配管を簡素化するこ
とを目的とする。

（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、排熱回収装置の
具体的な構造を次のように構成したことを特徴としてい
る。

例えば、第１図から第５図に示すように、排気熱吸収器
１１と排熱回収器１２とをエンジン本体６の上側に配設
し、 排気熱吸収器１１の底枠８４に、エンジン冷却液入口路
８７と排気ガス入口路８８及び排気ガス出口路８９を形
成し、 ウォータジャケット１７のエンジン冷却液出口１７ｂに
エンジン冷却液入口路８７を直接連通するとともに、排
気熱吸収器１１のエンジン冷却液出口１１ｂに排熱回収
器１２のエンジン冷却液人口１２ａを直接連通し、排熱
回収器１２のエンジン冷却液出口１２ｂをウォータジャ
ケット１７のエンジン冷却液人口１７ａに連通させ、排
気熱吸収器１１の熱交換用排気ガス流路２゜を水平方向
に延びるように形成し、排気ガス流路２０の始端部の下
面及び終端部の下面から排気ガス入口路８８及び排気ガ
ス出口路８９を下横向きに導出したものである。

（発明の効果） 本発明は、上記のように構成されることがら次の効果を
奏する。

（１）横形エンジンのエンジン本体の上側に排気熱吸収
器及び排熱回収器を配置したので、これら排気熱吸収器
及び排熱回収装置のための専用の設置平面積を省略でき
、排熱回収装置全体の設置平面積が少なくてすむ。

（２）エンジン冷却液ＭＥ通用の配管は、ウォータジャ
ケットと排気熱吸収器との間、及び排気熱吸収器と排熱
回収器との間の三箇所を省略でき、排熱回収器とウォー
タジャケットとの間だけですむ。従って、 （ａ）配管構造が簡素化して配管の組み付は作業が容易
になり、排熱回収装置の製作コストが安くなる。

（ｂ）エンジン冷却液流通用の配管箇所を大幅に少なく
なるので、配管スペースが小さくてすみ、排熱回収装置
の全体を小型に造れ゛る。

（Ｃ）エンジン冷却液流通用の配管箇所を少なくするこ
とにより、配管からの放熱ロスが少な（なるので、排熱
回収装置の排熱回収効率が向上する。

（３）排熱回収時には、排気ガスの冷却で排気熱吸収器
の熱交換用排気ガス流路の内壁面に腐食性の排気ガス凝
縮液が付着するが、この排気ガス凝縮液は、排気ガスの
流動に伴って排気ガス流路内を水平向きに円滑に流れて
、排気ガス流路の終端部から排気ガス出口路を通って円
滑に排出される。これにより、排気熱吸収器の熱交換用
排気ガス流路の内部に腐食性の排気ガス凝縮液が溜まる
ことが防止されるので、熱交換用排気ガス流路の寿命が
長（なる。

なお、本発明の好適な実施例で示すように、マフラをエ
ンジン本体の上側に排気熱吸収器及び排熱回収器と並べ
て配置した場合には、マフラ・排気熱吸収器・排熱回収
器がエンジン本体の矩形スペースから突出することがな
くなるので、排熱回収装置の全体をさらに小型に造れる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図から第５図は一実施例を示し、エンジン発電機の
ディーゼルエンジンに排熱回収装置を組み込んだものを
例示している。

まず、第２図の斜視図でエンジン発電機１及び排熱回収
装置２の概略配置を説明する。図上の矢印Ｆはエンジン
発電機ｌの前側を、矢印Ｂは後側を、矢印りは左側を、
矢印Ｒは右側をそれぞれ示している。

直方体状に形成した防音ケース３の内部空間に、横形液
冷式のディ−ゼルエンジン４と発電機５とが左右に並設
される。ディーゼルエンジン４のエンジン本体６の左側
にラジェータ７が配置され、ラジェータ７の前側にバッ
テリー８が配置される。

このバッテリー８は、発電機５の出力の一部を蓄えてエ
ンジン本体６を起動するようになっている。

発電機５の上側空間には燃料タンク９が配置される。さ
らに、上記エンジン本体６の上側に排熱回収装置２の排
気熱吸収器１１と排熱回収器１２が配置される。なお、
ディーゼルエンジン４のエアクリーナ１４は、バッテリ
ー８の上側に配置され、マフラ１５はエンジン本体６の
上側で排気熱吸収器１１及び排熱回収器１２とほぼ同じ
高さ位置に配置される。

次に、第３図の系統図で、排熱回収装置２の基本的な構
成を説明する。

この排熱回収装置２は、ディーゼルエンジン４ノ排熱を
、エンジン冷却液を介して、エンジン本体６内のウォー
タジャケット１７及び排気熱吸収器１１で吸熱しては、
排熱回収器１２で回収するようになっている。

排気熱吸収″ｉ１１は、エンジン冷却液流通用第一シェ
ル１９内に排気ガス流路２０を設けてなる。

また、排熱回収器１２は、エンジン冷却液流通用第ニジ
エル２１内に排熱回収用の熱媒液流路２２を設けてなる
。そして、ディーゼルエンジン４のエンジン冷却液は、
ウォータジャケット１７のエンジン冷却液出口１７ｂか
ら、排気熱吸収器１１のエンジン冷却液人口１１ａ及び
エンジン冷却液出口１１ｂ、排熱回収器１２のエンジン
冷却液入口１２ａ及びエンジン冷却液出口１２ｂ、ラジ
ェータ７、エンジン冷却液循環ポンプ２４を順に経てウ
ォータシャケ・ノド１７のエンジン冷却液入口１７ａに
戻されるようになっている。一方、エンジン本体６から
排出される排気ガスは、排気熱吸収器１１の排気ガス流
路２０を通過した後、マフラ１５から外気側へ排出され
る。また、給湯装置や冷暖房装置等の外部熱負荷２６内
の熱媒液が熱媒液循環ポンプ２７で排熱回収器１２の熱
媒液流路２２に流通される。

これにより、ウォータジャケット１７で加熱されたエン
ジン冷却液は、排気熱吸収器１１で排気ガスの保有熱を
吸収してさらに昇温し、排熱回収器１２で排熱回収用の
熱媒液に放熱し、その後、ラジェータ７でさらに放熱し
て、ウォータジャケット１７に戻されるのである。

上記エンジン発電機ｌ及び排熱回収装置２の具体的な構
造を第４図と第５図及び第１図に基づいて説明する。第
４図はエンジン発電機の縦断正面図、第５図はその要部
背面図、第１図は第４図の１−１線矢視断面図である。

防音ケース３の底壁３ａに複数の防振ゴム２９を介して
共通ベース３０が支持され、この共通ベース３０にディ
ーゼルエンジン４及び発電機５が左右に並設される。デ
ィーゼルエンジン４かう後ろ向きに突出した出力軸４ａ
と発電機５の入力軸５ａとがベルト伝動装置３１で連動
連結される。

前記の燃料タンク９は防音ケース３の天井ｙ３ｂに支持
されている。

まス、上記ディーゼルエンジン４について説明すると、
これは横形単気筒エンジンで構成されている。そのエン
ジン本体６は、クランクケース３２に一体に形成したシ
リンダブロック３３の左側にシリンダへノド３４及びヘ
ッドカバー３５を順に固定してなる。シリンダブロック
３３内のシリンダジャケットとシリンダへラド３４内の
ヘッドジャケットとで前記ウォータジャケット１７が構
成される。また、クランクケース３２の前側からギヤケ
ース３７（第１図参照）が突設される。さらに、クラン
クケース３２の右側上部にスタータモータ４０が配置さ
れている。

上記シリンダヘッド３４の前面側から導出した吸気管４
４に前記エアクリーナ１４が接続され、シリンダヘッド
３４の後面側から導出した排気管４５に排気熱吸収器１
１を介して前記マフラ１５が接続される。このマフラ１
５の出口管１５ｂが防音ケース３の天井壁３ｂから突出
される。また、シリンダヘッド３４の下部にウォータジ
ャケットの冷却液入口ノズル４６が設けられる。この冷
却液入口ノズル４６に、エルボ４７を介して、ポンプケ
ース４８に設けたポンプ吐出０４８ａが固定される。ま
た、ポンプケース４８の後側に設けたポンプ入カブーリ
４９が伝動ベルト５０でディーゼルエンジン４の出力軸
４ａに連動連結される。

そして、ポンプケース４８から前向きに突設したポンプ
吸込ノズル４８ｂが可撓性の冷水管５２でラジェータ７
のロアータンク７ａに連結される。

また、排熱回収器１２のエンジン冷却液出口１２ｂが可
撓性の温水管５３でラジェータ７のアッパータンク７ｂ
に連結される。ラジェータ７には、電動機５４で駆動さ
れる冷却ファン５５が装着されている。

次に、排気熱吸収器１１及び排熱回収器１２ついて、第
１図と第５図で詳しく説明する。

排気熱吸収器１１は、プレート式熱交換器からなる。即
ち、エンジン冷却液流通用第一シェル１９のシェル本体
８３内に多数の箱形プレート５７が上下方向に所定の間
隔を空けて積層され、各箱形プレート５７の内部空間で
熱交換用排気ガス流路２０が構成されるとともに、箱形
プレート５７の外部空間でエンジン冷却液の流路が構成
されている。

シェル本体８３の下面には底枠８４が着脱自在に取り付
けられ、この底枠８４がシリンダブロック３３の上面の
ジャケットカバー８２に固定される。底枠８４には、エ
ンジン冷却液入口路８７と排気ガス入口路８８及び排気
ガス出口路８９が形成されており、エンジン冷却液入口
路８７で排気熱吸収器１１のエンジン冷却液人口１１ａ
が構成される。排気ガス入口路８８及び排気ガス出口路
８９で排気熱吸収″ａ１１の排気ガス入口及び排気ガス
出口が構成される。上記の排気ガス入口路８８及び排気
ガス出口路８９は、熱交換用排気ガス流路２０の始端部
の下面及び終端部の下面から下横向きにＬ字状に導出さ
れており、排気ガス入口路８８が排気管４５に接続され
、排気ガス出口路８９がマフラ１５の入口管１５ａに接
続される。

このマフラ１５の人口管１５ａの下部に、排気カス凝縮
液の抜取り口９１が設けられる。なお、排気ガス入口路
８８及び排気ガス出口路８９の上端には入口フランジ９
２及び出口フランジ９３が形成されている。各フランジ
９２・９３に、それぞれ、熱交換用排気ガス流路２０の
始端部の下面、及び終端部の下面が着脱自在にネジ止め
固定される。

なお、上記の排気熱吸収器１１において、排熱回収時に
は、排気ガスの冷却で排気熱吸収器１１の熱交換用排気
ガス流路２０の内壁面に腐食性の排気ガス凝縮液が付着
するが、この排気ガス凝縮液は、排気ガスの流動に伴っ
て排気ガス流路２０内を水平向きに円滑に流れて、排気
ガス流路２０の終端部から排気ガス出口路８９を通って
円滑に排出される。これにより、排気熱吸収器１１の排
気ガス流路２０の内部に腐食性の排気ガス凝縮液が溜ま
ることが防止される。

一方、前記の排熱回収器１２は、多管式熱交換器で構成
されており、エンジン冷却液流通用第ニジエル２１内に
多数の熱交換用チューブを前後方向に延びるように設け
てなる。これらチューブの内部空間で排熱回収用の熱媒
液流路２２が構成され、チューブの外部空間でエンジン
冷却液の流路が構成されている。

上記の排気熱吸収器１１の第一シェル１９と排熱回収器
１２の第ニジエル２１とは、個別に形成されており、第
一シェル１９のシェル本体８３がら前向きに突設したエ
ンジン冷却液出口フランジ８５と第ニジエル２１から後
向きに突設したエンジン冷却液入口７ランジ８６とが連
結される。これにより、排気熱吸収器１１のエンジン冷
却液出口ｔｔｂと排熱回収器１２のエンジン冷却液入口
１２ａが直接連通される。

第６図から第８図は、排気熱吸収器１１の底枠８４の変
形例を示すとともに、この底枠８４の構造をより具体的
に示したものである。この変形例が上記実施例と異なる
点は、シリンダブロック３３の上面に底枠８４を直接固
定することにより、前記のジャケットカバー８２を省略
したことにある。第６図はシリンダブロック３３に排気
熱吸収器１１を固定した状態を示す図、第７図は第６図
の■−■線矢視図で、第８図は第７図の■−■線矢視断
面図である。

排気熱吸収器１１の底枠８４は、上部フランジ８４ａと
下部フランジ８４ｂとを筒状の側壁８４Ｃで連結してな
り、上部フランジ８４ａに天井壁９５が形成されている
。この天井壁９５と側壁８４Ｃとに囲まれた空間とシェ
ル本体８３の内部空間とが、天井壁９５に形成した連通
孔９６で連通される。上記の天井壁９５から横下向きに
エルボ状の排気ガス入口路８８及び排気ガス出口路８９
が導出される。排気ガス入口路８８及び排気ガス出口路
８９の上端にそれぞれ入口フランジ９２及び出口フラン
ジ９３が上部フランジ８４ａとほぼ同じ高さ位置に形成
される。上記各フランジ９２・９３の両端部をプレート
式の排気ガス流路１２０を連結する４本のタイロッド９
７が貫通するとともに、各タイロッド９７の下部に締付
用ナツト９８が装着される。

また、前記と同様に、マフラ入口管１５ａの下部には排
気ガス凝縮液の抜取り口９１が設けられる。さらに、排
気ガス入口路８８の底部に排気ガス凝縮液の貯溜溝８８
ａが形成され、この貯溜溝８８ａに排気ガス凝縮液の抜
取り口９９が開口される。

なお、横形液冷式エンジンは、ディーゼルエンジンに代
えて、ガソリンエンジン又はガスエンジンであってもよ
く、また、単気筒に代えて多気筒であってもよい。

また、排熱回収８１２の熱回収量が大きくて、ここでエ
ンジン冷却液を十分に冷却できる場合には、ラジェータ
７を省略することも可能である。

さらに、排気熱吸収器１１の第一シェル１９と排熱回収
′ｍ１２の第ニジエル２１とは、個別ニ形成することに
代えて、一つのケーシングで一体に形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は
、第４図の１−１線矢視部分断面図、第２図は、排熱回
収装置を備えたエンジン発電機の概略斜視図、 第３図は排熱回収装置の全体系統図、 第４図はエンジン発電機の縦断正面図、第５図は、同上
エンジン発電機の要部の背面図である。 第６図から第８図は、排気熱吸収器の変形例を示し、 第６図は、エンジン本体の上面に排気熱吸収器を固定し
た状態を示す図、 第７図は第６図の■−■線矢視図、 第８図は第７図の■−■線矢視断面図である。 ４・・・横形液冷式エンジン、６・・・エンジン本体、
１１・・・排気熱吸収器、ｚｂ・・・排気熱吸収器のエ
ンジン冷却液出口、１２・・・排熱回収器、１２ａ・・
・排熱回収器のエンジン冷却液入口、１２ｂ・・・排熱
回収器のエンジン冷却液出口、１７・・・ウォータジャ
ケット、１７ａ・・・ウォータジャケットのエンジン冷
却液入口、１７ｂ・・・ウォータジャケットのエンジン
冷却液出口、２０・・・排気熱吸収器の熱交換用排気ガ
ス流路、８４・・・底枠、８７・・・エンジン冷却液入
口路、８８・・・排気ガス入口路、８９・・・排気ガス
出口路。 第５図 第１図 第７図 ８ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横形液冷式エンジン（４）に排気熱吸収器（１１）
   と排熱回収器（１２）とを設け、 エンジン冷却液がエンジン本体（６）内のウォータジャ
   ケット（１７）・排気熱吸収器（１１）・排熱回収器（
   １２）を順に通って循環するように、これらウォータジ
   ャケット（１７）と排気熱吸収器（１１）と排熱回収器
   （１２）とを直列状に接続し、 エンジン（４）の排熱を、エンジン冷却液を介して、ウ
   ォータジャケット（１７）及び排気熱吸収器（１１）で
   吸熱しては、排熱回収器（１２）で回収するように構成
   した横形液冷式エンジンの排熱回収装置において、 排気熱吸収器（１１）と排熱回収器（１２）とをエンジ
   ン本体（６）の上側に配設し、 排気熱吸収器（１１）の底枠（８４）に、エンジン冷却
   液入口路（８７）と排気ガス入口路（８８）及び排気ガ
   ス出口路（８９）を形成し、ウォータジャケット（１７
   ）のエンジン冷却液出口（１７ｂ）にエンジン冷却液入
   口路（８７）を直接連通するとともに、排気熱吸収器（
   １１）のエンジン冷却液出口（１１ｂ）に排熱回収器（
   １２）のエンジン冷却液入口（１２ａ）を直接連通し、
   排熱回収器（１２）のエンジン冷却液出口（１２ｂ）を
   ウォータジャケット（１７）のエンジン冷却液入口（１
   ７ａ）に連通させ、 排気熱吸収器（１１）の熱交換用排気ガス流路（２０）
   を水平方向に延びるように形成し、排気ガス流路（２０
   ）の始端部の下面及び終端部の下面から排気ガス入口路
   （８８）及び排気ガス出口路（８９）を下横向きに導出
   した横形液冷式エンジンの排熱回収装置。