JPS6138146A - 加熱システム - Google Patents
加熱システムInfo
- Publication number
- JPS6138146A JPS6138146A JP15858984A JP15858984A JPS6138146A JP S6138146 A JPS6138146 A JP S6138146A JP 15858984 A JP15858984 A JP 15858984A JP 15858984 A JP15858984 A JP 15858984A JP S6138146 A JPS6138146 A JP S6138146A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- exhaust gas
- heat
- passage
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
グー の１
本発明は内燃機関の排気ガスを利用する加熱システムに
関し、特には、例えばバスなどのエンジンからの排気ガ
スのもつ熱エネルギーでエンジンの冷却水を加熱して熱
回収し、回収した熱を暖房影ｖ、デフロスタ、またはエ
ンジンプレヒータなどの熱源として利用するための加熱
システムに関する。
関し、特には、例えばバスなどのエンジンからの排気ガ
スのもつ熱エネルギーでエンジンの冷却水を加熱して熱
回収し、回収した熱を暖房影ｖ、デフロスタ、またはエ
ンジンプレヒータなどの熱源として利用するための加熱
システムに関する。
【太夏滋遣
従来のエンジン冷却水を利用したバスの暖房装置用熱交
換システムを第２図に示す。
換システムを第２図に示す。
内燃機関１から出た冷却水は冷却水系路２を通り、ポン
プ３で所要の圧力まで加圧され、燃焼室４内に設けられ
た冷却水管１０に入る。燃料が燃料流路５を通って、ま
た空気が空気流路６を通って燃焼室４に送り込まれて燃
焼し、冷却水管１０をその外部から加熱する。加熱され
た冷却水は冷却水系路７を通り、デフロスタ８および複
数の暖房用空気加熱器９に送り込まれ、ここでファンに
よって送風される空気と熱交換され、加熱された空気が
直接、デフロスタないし室内暖房に利用される。
プ３で所要の圧力まで加圧され、燃焼室４内に設けられ
た冷却水管１０に入る。燃料が燃料流路５を通って、ま
た空気が空気流路６を通って燃焼室４に送り込まれて燃
焼し、冷却水管１０をその外部から加熱する。加熱され
た冷却水は冷却水系路７を通り、デフロスタ８および複
数の暖房用空気加熱器９に送り込まれ、ここでファンに
よって送風される空気と熱交換され、加熱された空気が
直接、デフロスタないし室内暖房に利用される。
かかるシステムは、例えば大型バスあるいは寒冷地用バ
スなどのように、エンジン冷却水の有する熱量のみでは
暖房用などの能力が不足するために設けられた讐モで、
燃焼室で熱量を与えるための燃料系統や燃焼空気供給フ
ァンなどの設備が必要で、これは設備費用がかなりかか
るばかりでなく、エンジンから高温の排ガスを排出して
いながら、別に燃料を燃やして熱源を得るという矛盾を
かかえていた。さらに燃焼室などの燃焼装置の重量や、
このための燃料の重量をもかかえて輸送しているわけで
あるから、ハスの走行燃費をも低下させるという欠点を
もっていた。
スなどのように、エンジン冷却水の有する熱量のみでは
暖房用などの能力が不足するために設けられた讐モで、
燃焼室で熱量を与えるための燃料系統や燃焼空気供給フ
ァンなどの設備が必要で、これは設備費用がかなりかか
るばかりでなく、エンジンから高温の排ガスを排出して
いながら、別に燃料を燃やして熱源を得るという矛盾を
かかえていた。さらに燃焼室などの燃焼装置の重量や、
このための燃料の重量をもかかえて輸送しているわけで
あるから、ハスの走行燃費をも低下させるという欠点を
もっていた。
が ・ しようと るｍ 点
そこでこのようにエンジン冷却水を新たに燃焼させて得
た燃焼ガスで加熱する代りに、エンジン冷却水をエンジ
ン排気ガスで加熱することができれば上述の欠点を解決
できることとなるが、次の理由により、これまでには実
用化されなかった。
た燃焼ガスで加熱する代りに、エンジン冷却水をエンジ
ン排気ガスで加熱することができれば上述の欠点を解決
できることとなるが、次の理由により、これまでには実
用化されなかった。
（【）エンジン排気ガス中に含まれる未燃炭素やイオウ
酸化物などがスートファイアリングや酸露点腐食などの
原因となって、熱交換器の金属表面が焼損、腐食を臼、
熱交換器の機能が妨げられた。
酸化物などがスートファイアリングや酸露点腐食などの
原因となって、熱交換器の金属表面が焼損、腐食を臼、
熱交換器の機能が妨げられた。
（２）エンジン排気ガスの温度および流量は車両の運行
条件などのエンジン負荷条件により大巾に変動するため
、適切な加熱源としての制御が困難であった。
条件などのエンジン負荷条件により大巾に変動するため
、適切な加熱源としての制御が困難であった。
本発明はこのような問題点を解決して、エンジン排気ガ
スによりエンジン冷却水を加熱し、加熱されたエンジン
冷却水を有効な熱源として利用できるようにするもので
ある。
スによりエンジン冷却水を加熱し、加熱されたエンジン
冷却水を有効な熱源として利用できるようにするもので
ある。
。 占 ・ るための手
すなわち本発明は内燃機関の排気ガスにより該内燃機関
の冷却水を加熱する加熱システムであって、冷却水通路
とセラミックス製排気ガス通路とを有する熱交換器を排
気ガス系路に設け、流量制御弁を備える排気ガスバイパ
ス系路を該熱交換器と並列に設けるとともに、冷却水お
よび／または排気ガスの温度および／または流量に応動
して該流量制御弁の開度を調節する構成とした加熱シス
テムである。
の冷却水を加熱する加熱システムであって、冷却水通路
とセラミックス製排気ガス通路とを有する熱交換器を排
気ガス系路に設け、流量制御弁を備える排気ガスバイパ
ス系路を該熱交換器と並列に設けるとともに、冷却水お
よび／または排気ガスの温度および／または流量に応動
して該流量制御弁の開度を調節する構成とした加熱シス
テムである。
作−一月
本発明によれば、熱交換器における排気ガス通路がセラ
ミックス酸とされるのでスートファイアリングなどによ
る焼損も、醒露点腐食などの腐食も防止され、かつ、エ
ンジン排気ガスが、金属材では耐久性が問題となるよう
な高温であっても、またかかる高温から室温近くの低温
まで大巾にかつ急激に変動しても、何ら支障なく熱交換
機能が維持されることとなる。本発明の熱交換器におい
てはその冷却水通路は必ずしもセラミックス酸であるこ
とを要しないが、これもセラミ・ンク製であることが好
ましい。このように冷却水通路、排気ガス通路ともにセ
ラミックス酸である熱交換器としては、たとえばセラミ
ックス酸の伝熱面を有する熱交換器が挙げられ、特には
直交流、向流などの流路構成を有し、セラミックスによ
り一体型に製作された平板式、フィン付平板式などの熱
交換器が好ましく採用できる。
ミックス酸とされるのでスートファイアリングなどによ
る焼損も、醒露点腐食などの腐食も防止され、かつ、エ
ンジン排気ガスが、金属材では耐久性が問題となるよう
な高温であっても、またかかる高温から室温近くの低温
まで大巾にかつ急激に変動しても、何ら支障なく熱交換
機能が維持されることとなる。本発明の熱交換器におい
てはその冷却水通路は必ずしもセラミックス酸であるこ
とを要しないが、これもセラミ・ンク製であることが好
ましい。このように冷却水通路、排気ガス通路ともにセ
ラミックス酸である熱交換器としては、たとえばセラミ
ックス酸の伝熱面を有する熱交換器が挙げられ、特には
直交流、向流などの流路構成を有し、セラミックスによ
り一体型に製作された平板式、フィン付平板式などの熱
交換器が好ましく採用できる。
また本発明では、流量制御弁を備えた排気ガＪイパス系
路を熱交換器と並列に設けるとともに、冷却水および／
または排気ガスの温度および／または流量に応動して、
この流量制御弁の開度を調節する構成としているので、
大巾にかつ、急激に変動する排気ガスの温度や流量など
の条件下にあって、どちらかというと小山に、かつおだ
やかにしか変動しない冷却水の加熱条件を満足できる加
熱システムとなっている。すなわち並列に設けた排気ガ
スバイパス系路によって、排気ガスの一部を熱交換器を
通さずに、このバイパス系路を通して系外に排出できる
。そして流量制御弁を設けていることにより、バイパス
系路を通る排気ガスの流量、したがって熱交換器を通る
排気ガスの流量を所要量とすることができる。そして熱
交換器を通るべき排気ガスの所要量は、排気ガスの温度
または流量などの条件、または冷却水の温度または流量
などの条件によって適宜変更されるものであるが、これ
らの条件に応動して流量制御弁の開度を調節するように
されているので、熱交換器を通る排気−２ｉ−の流量を
、したがって熱交換器を介して冷却水に与える排気ガス
の熱量を所要量に調節することができる。
路を熱交換器と並列に設けるとともに、冷却水および／
または排気ガスの温度および／または流量に応動して、
この流量制御弁の開度を調節する構成としているので、
大巾にかつ、急激に変動する排気ガスの温度や流量など
の条件下にあって、どちらかというと小山に、かつおだ
やかにしか変動しない冷却水の加熱条件を満足できる加
熱システムとなっている。すなわち並列に設けた排気ガ
スバイパス系路によって、排気ガスの一部を熱交換器を
通さずに、このバイパス系路を通して系外に排出できる
。そして流量制御弁を設けていることにより、バイパス
系路を通る排気ガスの流量、したがって熱交換器を通る
排気ガスの流量を所要量とすることができる。そして熱
交換器を通るべき排気ガスの所要量は、排気ガスの温度
または流量などの条件、または冷却水の温度または流量
などの条件によって適宜変更されるものであるが、これ
らの条件に応動して流量制御弁の開度を調節するように
されているので、熱交換器を通る排気−２ｉ−の流量を
、したがって熱交換器を介して冷却水に与える排気ガス
の熱量を所要量に調節することができる。
本発明はこのように構成され、かつ、作用するので、未
燃炭素やイオウ酸化物などを含有し、かつ、きわめて高
温から低温まで変動する温度域を有するエンジン排気ガ
スを利用して室内暖房やデフロスタなどの熱源として使
用しうるようにエンジン冷却水を加熱することを可能と
するものである。
燃炭素やイオウ酸化物などを含有し、かつ、きわめて高
温から低温まで変動する温度域を有するエンジン排気ガ
スを利用して室内暖房やデフロスタなどの熱源として使
用しうるようにエンジン冷却水を加熱することを可能と
するものである。
支亙演
以下、本発明を、実施例である第１図に基いて詳細に説
明する。同図において内燃機関ｌから出た冷却水は冷却
水系路２を通り、ポンプ３で所要の圧力まで加圧された
のち、水止弁！７を経てセラミックス製の熱交換器１１
の冷却水通路２５に入って加熱される。加熱された冷却
水は水止弁１８を経て、第２図の場合と同様に冷却水系
路７を経てデフロスタ８および複数の暖房用空気加熱器
９に送り込まれ、ここで図示せぬファンによって送風さ
れるＪｊＥＡと熱交換され、冷却水系路２４を経て再び
エンジンｌに戻される。
明する。同図において内燃機関ｌから出た冷却水は冷却
水系路２を通り、ポンプ３で所要の圧力まで加圧された
のち、水止弁！７を経てセラミックス製の熱交換器１１
の冷却水通路２５に入って加熱される。加熱された冷却
水は水止弁１８を経て、第２図の場合と同様に冷却水系
路７を経てデフロスタ８および複数の暖房用空気加熱器
９に送り込まれ、ここで図示せぬファンによって送風さ
れるＪｊＥＡと熱交換され、冷却水系路２４を経て再び
エンジンｌに戻される。
一方、エンジンからの排気ガスは排気ガス系路１２を通
り、通常は開いているガス止弁１６を経て前記熱交換器
１１の排気ガス通路２６に導入されて、冷却水を加熱す
る。セラミックス製の熱交換器！１においては伝熱体が
セラミックス製であって、この伝熱体の片側を排気ガス
が流れ、他の片側を冷却水が流れるように構成されてい
るので排気ガス通路２６のみならず、冷却水通路２５も
セラミックス製となっている。なお熱交換器１１の内部
で冷却水の流れと排気ガスの流れとは並流であっても向
流であっても直交流などであってもよい。
り、通常は開いているガス止弁１６を経て前記熱交換器
１１の排気ガス通路２６に導入されて、冷却水を加熱す
る。セラミックス製の熱交換器！１においては伝熱体が
セラミックス製であって、この伝熱体の片側を排気ガス
が流れ、他の片側を冷却水が流れるように構成されてい
るので排気ガス通路２６のみならず、冷却水通路２５も
セラミックス製となっている。なお熱交換器１１の内部
で冷却水の流れと排気ガスの流れとは並流であっても向
流であっても直交流などであってもよい。
流量制御弁１４を備える排気ガスバイパス系路１３がガ
ス止弁１６の上流の排気ガス系路１２かも分岐しており
、熱交換器１１の下流で再び排気ガス系路１２と合流し
ている。したがって排気ガスバイパス系路１３は熱交換
器１１と並列に設けられており、排気ガスは熱交換器１
１または排気ガスバイパス系路１３を通過したのち、會
遅してマフラ１５を経由して系外に排出される。
ス止弁１６の上流の排気ガス系路１２かも分岐しており
、熱交換器１１の下流で再び排気ガス系路１２と合流し
ている。したがって排気ガスバイパス系路１３は熱交換
器１１と並列に設けられており、排気ガスは熱交換器１
１または排気ガスバイパス系路１３を通過したのち、會
遅してマフラ１５を経由して系外に排出される。
ガス止弁１６は熱交換器１１に排気ガスを流さないとき
の仕切弁として設けである。また水バイパス弁１９を備
える水バイパス系路２７が水止弁１７の上流から分岐し
て設けられ、水止弁１８の下流で冷却水系路７に合流し
ている。
の仕切弁として設けである。また水バイパス弁１９を備
える水バイパス系路２７が水止弁１７の上流から分岐し
て設けられ、水止弁１８の下流で冷却水系路７に合流し
ている。
第１図の実施例では熱交換器１１の冷却水出口２０の温
水温度を適宜な温度検出端子で検出し、温度設定器２１
によって設定された温度または温度範囲からの偏差を比
較調節器２２によって算出し、その算出量に基づいて流
量制御弁１４の開度を変更して、排気ガスバイパス系路
１３を通る排気ガスの流量を、したがって熱交換器１１
の排気ガス通路２６を通る排気ガスの流量を、冷却水出
口２０の温水温度が設定された温度近辺となるように制
御する。
水温度を適宜な温度検出端子で検出し、温度設定器２１
によって設定された温度または温度範囲からの偏差を比
較調節器２２によって算出し、その算出量に基づいて流
量制御弁１４の開度を変更して、排気ガスバイパス系路
１３を通る排気ガスの流量を、したがって熱交換器１１
の排気ガス通路２６を通る排気ガスの流量を、冷却水出
口２０の温水温度が設定された温度近辺となるように制
御する。
具体例を挙げれば、温度設定器２１により温水温度範囲
を７５〜８０℃に設定しておき、冷却水出口２０で検出
した温水温度が上記温度範囲の上また旦１にあって一定
時間を経過しても変わらない場合に、流量制御弁１４の
開度を１０％開または１０％閉にする。ここで設定され
た開度において一定時間を経過しても温水温度がなお７
５〜８０℃の範囲に入らない場合には流量制御弁１４の
開度をさらにｌＯ％開または１０％閉にする動作が繰り
返される。
を７５〜８０℃に設定しておき、冷却水出口２０で検出
した温水温度が上記温度範囲の上また旦１にあって一定
時間を経過しても変わらない場合に、流量制御弁１４の
開度を１０％開または１０％閉にする。ここで設定され
た開度において一定時間を経過しても温水温度がなお７
５〜８０℃の範囲に入らない場合には流量制御弁１４の
開度をさらにｌＯ％開または１０％閉にする動作が繰り
返される。
なお流量制御弁１４は夏期などにおいて熱交換器１１を
使用しない場合、あるいは冷却水系統が冷却水を喪失す
るような事故の場合には全開とされ、同時にガス止弁１
Ｂは全開とされ、排気ガスの全量をバイパスさせる機能
も有する。
使用しない場合、あるいは冷却水系統が冷却水を喪失す
るような事故の場合には全開とされ、同時にガス止弁１
Ｂは全開とされ、排気ガスの全量をバイパスさせる機能
も有する。
一方、水バイパス弁１９は通常時は全閉で冷却水の全量
は熱交換器１１の冷却水通路２５を流れており、熱交換
器１１内部での水漏れなどの緊急時のみ水バイパス弁１
８を全開し、水止弁１７および水止弁１８を全閉するよ
うになっている。この場合には直ちに流量制御弁１４の
全開と、ガス止弁１６の全閉という動作も行なわれる。
は熱交換器１１の冷却水通路２５を流れており、熱交換
器１１内部での水漏れなどの緊急時のみ水バイパス弁１
８を全開し、水止弁１７および水止弁１８を全閉するよ
うになっている。この場合には直ちに流量制御弁１４の
全開と、ガス止弁１６の全閉という動作も行なわれる。
本発明によれば排気ガスを利用した車両の暖房装置に以
Ｈような制御を採用できることとなり、その車両の運転
条件により刻々変化する量と温度を有する排気ガスの熱
エネルギーで、冷却水を安定した温度に加熱することが
できる。
Ｈような制御を採用できることとなり、その車両の運転
条件により刻々変化する量と温度を有する排気ガスの熱
エネルギーで、冷却水を安定した温度に加熱することが
できる。
上の実施例では冷却水出口２０における温水温度に応動
して流量制御弁の開度を調節するようにされているが、
デフロスタ８あるいは暖房用空気加熱器９の出口あるい
は入口、または熱交換器１１の入口における冷却水の温
度に応動するように構成されていてもよい。また冷却水
の流量が変動する場合にあっては冷却水のｔｆ、量に応
動せしめてもよい。さらにこれらに代えて、またはこれ
らに加えて、排気ガスの温度および／または流量に応動
して流量制御弁の開度を調節するようにされていてもよ
い。
して流量制御弁の開度を調節するようにされているが、
デフロスタ８あるいは暖房用空気加熱器９の出口あるい
は入口、または熱交換器１１の入口における冷却水の温
度に応動するように構成されていてもよい。また冷却水
の流量が変動する場合にあっては冷却水のｔｆ、量に応
動せしめてもよい。さらにこれらに代えて、またはこれ
らに加えて、排気ガスの温度および／または流量に応動
して流量制御弁の開度を調節するようにされていてもよ
い。
褒１と捩迷
このように本発明によれば熱交換器の排気ガス通路がセ
ラミックス製とされているので排気ガスによる酸露点腐
食やスートファイアリングによる焼損などの恐れづくな
くなって排気ガスからの熱交換器による熱回収を可能と
し、かつ、不規則に変動する流量や温度故に安定した熱
源としては従来は利用されなかった排気ガスを、安定し
た熱源として利用できるようになる。
ラミックス製とされているので排気ガスによる酸露点腐
食やスートファイアリングによる焼損などの恐れづくな
くなって排気ガスからの熱交換器による熱回収を可能と
し、かつ、不規則に変動する流量や温度故に安定した熱
源としては従来は利用されなかった排気ガスを、安定し
た熱源として利用できるようになる。
なお上記実施例では車両用の暖房などの場合について述
べたが本発明はかかる用途に限定されず、船舶や、内燃
機関を用いた他の設備の暖房や温風発生装置にも適用で
きる。
べたが本発明はかかる用途に限定されず、船舶や、内燃
機関を用いた他の設備の暖房や温風発生装置にも適用で
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従来
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の排気ガスにより該内燃機関の冷却水を加
熱する加熱システムであって、冷却水通路とセラミック
ス製排気ガス通路とを有する熱交換器を排気ガス系路に
設け、流量制御弁を備える排気ガスバイパス系路を該熱
交換器と並列に設けるとともに、冷却水お よび／または排気ガスの温度および／または流量に応動
して該流量制御弁の開度を調節する構成とした加熱シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15858984A JPS6138146A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 加熱システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15858984A JPS6138146A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 加熱システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138146A true JPS6138146A (ja) | 1986-02-24 |
Family
ID=15674988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15858984A Pending JPS6138146A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 加熱システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138146A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6283468B1 (en) | 1998-08-11 | 2001-09-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Sheet feeding device |
| WO2003048652A1 (fr) * | 2001-12-03 | 2003-06-12 | The Tokyo Electric Power Company, Incorporated | Systeme de recuperation de rejets de chaleur |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP15858984A patent/JPS6138146A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6283468B1 (en) | 1998-08-11 | 2001-09-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Sheet feeding device |
| WO2003048652A1 (fr) * | 2001-12-03 | 2003-06-12 | The Tokyo Electric Power Company, Incorporated | Systeme de recuperation de rejets de chaleur |
| CN1333159C (zh) * | 2001-12-03 | 2007-08-22 | 东京电力株式会社 | 排热回收系统 |
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