JPS6158658B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6158658B2 JPS6158658B2 JP55036220A JP3622080A JPS6158658B2 JP S6158658 B2 JPS6158658 B2 JP S6158658B2 JP 55036220 A JP55036220 A JP 55036220A JP 3622080 A JP3622080 A JP 3622080A JP S6158658 B2 JPS6158658 B2 JP S6158658B2
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- JP
- Japan
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- water
- heat exchanger
- water supply
- supply section
- heat
- 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.)
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Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 122
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 31
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱機関の排熱回収装置に係り、特にデ
イゼルエンジン等の内燃機関を原動機とする設備
に好適な排熱回収装置に関する。
イゼルエンジン等の内燃機関を原動機とする設備
に好適な排熱回収装置に関する。
従来のこの種排熱回収装置としては、第１図に
示す様に、熱機関１の冷却水を冷却するための冷
却水用熱交換器２の給水部２ａと、熱機関１の燃
焼ガスの排熱を回収するための排ガス用熱交換器
３の給水部３ａとを給水系に対してそれぞれ並列
に接続し、供給された水をこれらの熱交換器２，
３で各別に加熱するものが知られている。なお図
中、２ｂは冷却水部、３ｂは排ガス部である。し
かし、この従来装置では、供給された水を各熱交
換器２，３で各別に加熱しているため、高温の温
水を得ることがむずかしいという欠点があつた。
示す様に、熱機関１の冷却水を冷却するための冷
却水用熱交換器２の給水部２ａと、熱機関１の燃
焼ガスの排熱を回収するための排ガス用熱交換器
３の給水部３ａとを給水系に対してそれぞれ並列
に接続し、供給された水をこれらの熱交換器２，
３で各別に加熱するものが知られている。なお図
中、２ｂは冷却水部、３ｂは排ガス部である。し
かし、この従来装置では、供給された水を各熱交
換器２，３で各別に加熱しているため、高温の温
水を得ることがむずかしいという欠点があつた。
高温の温水を得るためには、第２図に示す様
に、冷却水用熱交換器２の給水部２ａと排ガス用
熱交換器３の給水部３ａを直列に接続し、供給さ
れた水をまず冷却水用熱交換器２で加熱し、この
加熱された温水をさらに排ガス用熱交換器３で加
熱することが考えられる。しかし、この様に、流
量制御の条件が互に異なる２つの熱交換器２，３
の給水部２ａ，３ａを直列に接続した場合には、
次の如き問題が生じる。
に、冷却水用熱交換器２の給水部２ａと排ガス用
熱交換器３の給水部３ａを直列に接続し、供給さ
れた水をまず冷却水用熱交換器２で加熱し、この
加熱された温水をさらに排ガス用熱交換器３で加
熱することが考えられる。しかし、この様に、流
量制御の条件が互に異なる２つの熱交換器２，３
の給水部２ａ，３ａを直列に接続した場合には、
次の如き問題が生じる。
例えば、熱機関の負荷増大に伴つて排熱量が増
大した時に、給水出口温度を一定に制御し様とす
ると、熱機関の冷却水が過熱し易くなり、また熱
機関の負荷減少に伴つて排熱量が減少した時に、
給水出口温度を一定に制御し様とすると、給水系
の流量が減少するため、熱交換器の回収熱効率が
低下する。すなわち、熱機関の負荷変動に伴う排
熱量の変化に対して、排熱回収を安定かつ高効率
に機能させることがむずかしい。さらに、熱機関
の始動時、熱機関自体が仲々温まらないのに対し
て、熱機関の燃焼ガスは直ちに温度上昇するが、
その排熱を利用し様とすると、熱機関の冷却水も
冷され、熱機関が所定温度に達するまでの時間が
さらに遅れて、仲々トルクが出ないという問題も
ある。
大した時に、給水出口温度を一定に制御し様とす
ると、熱機関の冷却水が過熱し易くなり、また熱
機関の負荷減少に伴つて排熱量が減少した時に、
給水出口温度を一定に制御し様とすると、給水系
の流量が減少するため、熱交換器の回収熱効率が
低下する。すなわち、熱機関の負荷変動に伴う排
熱量の変化に対して、排熱回収を安定かつ高効率
に機能させることがむずかしい。さらに、熱機関
の始動時、熱機関自体が仲々温まらないのに対し
て、熱機関の燃焼ガスは直ちに温度上昇するが、
その排熱を利用し様とすると、熱機関の冷却水も
冷され、熱機関が所定温度に達するまでの時間が
さらに遅れて、仲々トルクが出ないという問題も
ある。
本発明の目的は、上記した問題点を解決し、安
定にかつ高効率で高温の温水を得ることのできる
熱機関の排熱回収装置を提供するにある。
定にかつ高効率で高温の温水を得ることのできる
熱機関の排熱回収装置を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は、冷却水用
熱交換器と排ガス用熱交換器の給水部を直列に接
続するとともに、排ガス用熱交換器の給水部入口
側に直接水を供給する第１の水路と、この第１の
水路を流通する水の流量を制御する第１の制御手
段と、排ガス用熱交換器の給水部出口側の温水を
排ガス用熱交換器の給水部入口側に帰還する第２
の水路と、この第２の水路を流通する温水の帰還
量を制御する第２の制御手段とを設けたことを特
徴とする。
熱交換器と排ガス用熱交換器の給水部を直列に接
続するとともに、排ガス用熱交換器の給水部入口
側に直接水を供給する第１の水路と、この第１の
水路を流通する水の流量を制御する第１の制御手
段と、排ガス用熱交換器の給水部出口側の温水を
排ガス用熱交換器の給水部入口側に帰還する第２
の水路と、この第２の水路を流通する温水の帰還
量を制御する第２の制御手段とを設けたことを特
徴とする。
以下、本発明の一実施例を第３図について詳細
に説明する。
に説明する。
第３図において、第１図および第２図と同一符
号は同一物または相当物を示す。また、４〜６は
定速回転ポンプ、７〜１０は制御弁、１１〜１３
は温度センサ、１４は水槽、１５は水位センサ、
１６〜２１は給水管、２２，２３は冷却水循環
管、２４，２５は排ガス管、２６は給水部、２７
は排熱回収温水出口、２８は熱機関冷却水出口、
２９は熱機関排気ガス出口、３０は排ガス出口で
ある。
号は同一物または相当物を示す。また、４〜６は
定速回転ポンプ、７〜１０は制御弁、１１〜１３
は温度センサ、１４は水槽、１５は水位センサ、
１６〜２１は給水管、２２，２３は冷却水循環
管、２４，２５は排ガス管、２６は給水部、２７
は排熱回収温水出口、２８は熱機関冷却水出口、
２９は熱機関排気ガス出口、３０は排ガス出口で
ある。
この様に構成された排熱回収装置において、熱
機関１の冷却水出口２８より排出された冷却水
は、熱機関１に付随して設置されているポンプ６
により、制御弁９を有する冷却水循環管２３を通
して冷却水用熱交換器２の冷却水部２ｂに送出さ
れ、ここで冷却された後、冷却水循環管２２を通
して再び熱機関１に戻る。この際、循環する冷却
水の流量は、温度センサ１３により検出された冷
却水温度と設定温度との偏差によつて制御弁９の
開度を、前記偏差が小さくなる様に、つまり冷却
水温度が設定温度と等しくなる様に制御すること
により、調整される。また、熱機関１の排気ガス
出口２９から排出された排ガスは、排ガス管２４
を通つて排ガス用熱交換器３の排ガス部３ｂに達
し、ここでその熱エネルギを回収された後、排ガ
ス管２５を通つて排ガス出口３０から排出され
る。
機関１の冷却水出口２８より排出された冷却水
は、熱機関１に付随して設置されているポンプ６
により、制御弁９を有する冷却水循環管２３を通
して冷却水用熱交換器２の冷却水部２ｂに送出さ
れ、ここで冷却された後、冷却水循環管２２を通
して再び熱機関１に戻る。この際、循環する冷却
水の流量は、温度センサ１３により検出された冷
却水温度と設定温度との偏差によつて制御弁９の
開度を、前記偏差が小さくなる様に、つまり冷却
水温度が設定温度と等しくなる様に制御すること
により、調整される。また、熱機関１の排気ガス
出口２９から排出された排ガスは、排ガス管２４
を通つて排ガス用熱交換器３の排ガス部３ｂに達
し、ここでその熱エネルギを回収された後、排ガ
ス管２５を通つて排ガス出口３０から排出され
る。
一方、給水口２６から供給された水は、給水管
１６を通つて冷却水用熱交換器２の給水部２ａに
入るとともに、制御弁１０を有する給水管１８に
より分岐されて直接水槽１４内に送り込まれる。
冷却水用熱交換器２の給水部２ａに入つた水は、
ここで、前述の如く熱機関１の冷却水を冷却する
と同時に、自身は加熱されて温水となり、ポンプ
４により、制御弁７を有する給水管１７を通つて
水槽１４内に送り込まれる。この際、ポンプ４を
流れる水量は、温度センサ１１により検出された
温水温度と設定温度との偏差に応じて制御弁７の
開度を、前記偏差が小さくなる様に、つまり冷却
水用熱交換器２の給水部２ａから出る温水の温度
が設定温度と等しくなる様に制御することによ
り、調整されるとともに、温度センサ１１の設定
温度は、水位センサ１５で検出された水槽１４の
水位が高くなるに応じて高くなる様に調整され
る。
１６を通つて冷却水用熱交換器２の給水部２ａに
入るとともに、制御弁１０を有する給水管１８に
より分岐されて直接水槽１４内に送り込まれる。
冷却水用熱交換器２の給水部２ａに入つた水は、
ここで、前述の如く熱機関１の冷却水を冷却する
と同時に、自身は加熱されて温水となり、ポンプ
４により、制御弁７を有する給水管１７を通つて
水槽１４内に送り込まれる。この際、ポンプ４を
流れる水量は、温度センサ１１により検出された
温水温度と設定温度との偏差に応じて制御弁７の
開度を、前記偏差が小さくなる様に、つまり冷却
水用熱交換器２の給水部２ａから出る温水の温度
が設定温度と等しくなる様に制御することによ
り、調整されるとともに、温度センサ１１の設定
温度は、水位センサ１５で検出された水槽１４の
水位が高くなるに応じて高くなる様に調整され
る。
水槽１４内の水はポンプ５により給水管１９を
通つて排ガス用熱交換器３の給水部３ａに送り込
まれ、ここで排ガスの熱エネルギによりさらに加
熱され、加熱された温水は制御弁８を有する給水
管２０を通つて排熱回収温水出口２７から流出さ
れる。この際、排ガス用熱交換器３の給水部３ａ
から出た温水の温度は温度センサ１２により検出
され、この検出温度と設定温度との偏差により制
御弁８の開度は、検出温度が高くなるに応じて温
水出口２７から流出する温水の量が大きくなる様
に、制御される。なお、温水出口２７から流出し
ない温水は、給水管２１を通つて水槽１４に帰還
される。
通つて排ガス用熱交換器３の給水部３ａに送り込
まれ、ここで排ガスの熱エネルギによりさらに加
熱され、加熱された温水は制御弁８を有する給水
管２０を通つて排熱回収温水出口２７から流出さ
れる。この際、排ガス用熱交換器３の給水部３ａ
から出た温水の温度は温度センサ１２により検出
され、この検出温度と設定温度との偏差により制
御弁８の開度は、検出温度が高くなるに応じて温
水出口２７から流出する温水の量が大きくなる様
に、制御される。なお、温水出口２７から流出し
ない温水は、給水管２１を通つて水槽１４に帰還
される。
また、温度センサ１２で検出された温度が設定
値より高いとき、あるいは水位センサ１５で検出
された水槽１の水位が設定値より低いときには、
これらと設定値との偏差量に応じて、前記制御弁
１０の開度が大きくなる様に制御され、給水管１
８を通して直接水槽１４内に送り込まれる給水量
が増大する。
値より高いとき、あるいは水位センサ１５で検出
された水槽１の水位が設定値より低いときには、
これらと設定値との偏差量に応じて、前記制御弁
１０の開度が大きくなる様に制御され、給水管１
８を通して直接水槽１４内に送り込まれる給水量
が増大する。
この実施例によれば、２つの熱交換器２，３の
給水部２ａ，３ａは基本的には直列に接続されて
いるので、高温の温水を得ることができ、また冷
却水用熱交換器２の給水系には流量を制御できる
バイパス路１８が、排ガス用熱交換器３の給水系
には流量を制御できる帰還路２１がそれぞれ設け
られているので、これらの熱交換器２，３の給水
系を各別に制御することにより、熱機関１の負荷
変動に伴う排熱量の変化や、周囲温度の変動に伴
う給水温度の変化等の外乱に対して、安定にかつ
高効率で排熱回収を行なうことができるととも
に、前述した始動時の問題は解消することができ
る。さらに、各ポンプ４〜６として定速回転ポン
プを用いることが可能となるので、コストを低減
し、かつ信頼性を向上することもできる。
給水部２ａ，３ａは基本的には直列に接続されて
いるので、高温の温水を得ることができ、また冷
却水用熱交換器２の給水系には流量を制御できる
バイパス路１８が、排ガス用熱交換器３の給水系
には流量を制御できる帰還路２１がそれぞれ設け
られているので、これらの熱交換器２，３の給水
系を各別に制御することにより、熱機関１の負荷
変動に伴う排熱量の変化や、周囲温度の変動に伴
う給水温度の変化等の外乱に対して、安定にかつ
高効率で排熱回収を行なうことができるととも
に、前述した始動時の問題は解消することができ
る。さらに、各ポンプ４〜６として定速回転ポン
プを用いることが可能となるので、コストを低減
し、かつ信頼性を向上することもできる。
なお、前記実施例では、流量を調整するのに制
御弁を用いているが、ポンプとして流量制御機能
を有する可変速ポンプを用いれば、制御弁を省略
することもできる。
御弁を用いているが、ポンプとして流量制御機能
を有する可変速ポンプを用いれば、制御弁を省略
することもできる。
以上説明した様に、本発明によれば、高温の温
水を安定にかつ高効率で得ることができる。
水を安定にかつ高効率で得ることができる。
第１図は従来における熱機関の排熱回収装置の
一例を示す概略系統図、第２図は各熱交換器の給
水系を直列に接続した熱機関の排熱回収装置を示
す概略系統図、第３図は本発明の一実施例に係る
熱機関の排熱回収装置を示す系統図である。 １……熱機関、２……冷却水用熱交換器、２ａ
……給水部、３……排ガス用熱交換器、３ａ……
給水部、７，８，１０……制御弁、１１，１２…
…温度センサ、１４……水槽、１５……水位セン
サ、１８……バイパス用給水管（第１の水路）、
２１……帰還用給水管（第２の水路）。
一例を示す概略系統図、第２図は各熱交換器の給
水系を直列に接続した熱機関の排熱回収装置を示
す概略系統図、第３図は本発明の一実施例に係る
熱機関の排熱回収装置を示す系統図である。 １……熱機関、２……冷却水用熱交換器、２ａ
……給水部、３……排ガス用熱交換器、３ａ……
給水部、７，８，１０……制御弁、１１，１２…
…温度センサ、１４……水槽、１５……水位セン
サ、１８……バイパス用給水管（第１の水路）、
２１……帰還用給水管（第２の水路）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱機関と、この熱機関の冷却水を冷却するた
めの冷却水用熱交換器と、前記熱機関の燃焼ガス
の排熱を回収するための排ガス用熱交換器とを備
え、前記冷却水用熱交換器の給水部と前記排ガス
用熱交換器の給水部を直列に接続し、前記冷却水
用熱交換器の給水部入口側より供給された水を冷
却水用熱交換器で加熱するとともに、この加熱さ
れた温水をさらに前記排ガス用熱交換器で加熱す
るようにしたものにおいて、前記排ガス用熱交換
器の給水部入口側に直接水を供給する第１の水路
と、この第１の水路を流通する水の流量を制御す
る第１の制御手段と、前記排ガス用熱交換器の給
水部出口側の温水を前記排ガス用熱交換器の給水
部入口側に帰還する第２の水路と、この第２の水
路を流通する温水の帰還量を制御する第２の制御
手段とを設けたことを特徴とする熱機関の排熱回
収装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第１の
制御手段は、前記第１の水路を流通する水の流量
を前記排ガス用熱交換器の給水部出口側の温水温
度に応じて制御するものであることを特徴とする
熱機関の排熱回収装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記第２の
制御手段は、前記第２の水路を流通する温水の帰
還量を前記排ガス用熱交換器の給水部出口側の温
水温度に応じて制御するものであることを特徴と
する熱機関の排熱回収装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記冷却水
用熱交換器の給水部出口側より前記排ガス用熱交
換器の給水部入口側に流入する温水の流量を前記
冷却水用熱交換器の給水部出口側の温水温度に応
じて制御する制御手段を設けたことを特徴とする
熱機関の排熱回収装置。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記冷却水
用熱交換器の給水部出口側と前記排ガス用熱交換
器の給水部入口側との間に水槽を設け、前記第１
および第２の水路の出口側をこの水槽にそれぞれ
接続したことを特徴とする熱機関の排熱回収装
置。 ６ 特許請求の範囲第５項において、前記第１の
制御手段は、前記第１の水路を流通する水の流量
を、前記排ガス用熱交換器の給水部出口側の温水
温度と前記水槽の水位に応じて制御するものであ
ることを特徴とする熱機関の排熱回収装置。 ７ 特許請求の範囲第５項において、前記冷却水
用熱交換器の給水部出口側より前記水槽内に流入
する温水の流量を、前記冷却水用熱交換器の給水
部出口側の温水温度と前記水槽の水位に応じて制
御する制御手段を設けたことを特徴とする熱機関
の排熱回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3622080A JPS56132417A (en) | 1980-03-24 | 1980-03-24 | Device for recovering waste heat of heat engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3622080A JPS56132417A (en) | 1980-03-24 | 1980-03-24 | Device for recovering waste heat of heat engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56132417A JPS56132417A (en) | 1981-10-16 |
| JPS6158658B2 true JPS6158658B2 (ja) | 1986-12-12 |
Family
ID=12463677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3622080A Granted JPS56132417A (en) | 1980-03-24 | 1980-03-24 | Device for recovering waste heat of heat engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56132417A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452459Y2 (ja) * | 1986-02-07 | 1992-12-09 | ||
| DE102006020951A1 (de) | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Audi Ag | Kühlsystem für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems |
-
1980
- 1980-03-24 JP JP3622080A patent/JPS56132417A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56132417A (en) | 1981-10-16 |
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