CN106164437B - 发动机冷却水回路 - Google Patents

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Abstract

使冷却水循环来冷却发动机的发动机冷却水回路在发动机的冷却水流出口侧路径上并列地设有多个节温器式切换阀，在冷却水的循环方向上的各节温器式切换阀的下游侧分别设有电动三通阀，在各电动三通阀的冷却水流出口侧路径上并列地设有散热器和发动机废热回收器，将各电动三通阀中的两个冷却水流出口中的一方的冷却水流出口与散热器连通，将另一方的冷却水流出口与发动机废热回收器连通。

Description

发动机冷却水回路
技术领域
本发明涉及使冷却水循环来冷却发动机的发动机冷却水回路。
背景技术
作为使冷却水循环来冷却发动机的发动机冷却水回路，例如，专利文献1公开了使从发动机流出的冷却水的废热通过散热器散热后再返回到发动机的发动机冷却水回路。
通常，在这样的发动机冷却水回路中，在增加冷却水的水量(容量)的情况下，会扩大冷却水管的管径、增大节温器(Thermostat) 式切换阀等构成发动机冷却水回路的结构部件的尺寸。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平09-096471号公报
发明内容
但是，在以往的发动机冷却水回路中，在扩大冷却水管的管径、增大构成发动机冷却水回路的结构部件的尺寸的情况下，通常各个部件的单价会变高。
因此，本发明的目的在于提出一种能够不扩大冷却水管的管径、不增大节温器式切换阀等构成发动机冷却水回路的结构部件的尺寸地增加发动机冷却水回路中的冷却水的水量的结构。
本发明为了解决上述技术课题，提供一种使冷却水循环来冷却发动机的发动机冷却水回路，其特征在于，在上述发动机的冷却水流出口侧路径上并列地设置多个节温器式切换阀，在上述冷却水的循环方向上的上述各节温器式切换阀的下游侧分别设置电动三通阀，在各上述电动三通阀的冷却水流出口侧路径上并列地设置散热器和发动机废热回收器，将各上述电动三通阀中的两个冷却水流出口中的一方的冷却水流出口并列地与上述散热器连通而使从各上述电动三通阀流出的冷却水合流并流入到上述散热器中，将另一方的冷却水流出口并列地与上述发动机废热回收器连通而使从各上述电动三通阀流出的冷却水合流并流入到上述发动机废热回收器中。
发明效果
根据本发明，能够不扩大冷却水管的管径、不增大节温器式切换阀等构成发动机冷却水回路的结构部件的尺寸地增加发动机冷却水回路中的冷却水的水量。
附图说明
图1是表示具有本实施方式的发动机冷却水回路的热电联产装置的概略结构的框图。
图2是图1所示的热电联产装置中的发动机冷却水回路及其周边部分的从背面侧左斜上方观察到的立体图。
图3是图1所示的热电联产装置中的发动机冷却水回路及其周边部分的从背面侧右斜上方观察到的立体图。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示具有本实施方式的发动机冷却水回路200的热电联产装置100的概略结构的框图。图2是图1所示的热电联产装置100 中的发动机冷却水回路200及其周边部分的从背面侧B左斜上方观察到的立体图。另外，图3是图1所示的热电联产装置100中的发动机冷却水回路200及其周边部分的从背面侧B右斜上方观察到的立体图。此外，在图2及图3中，正面侧以F表示。另外，在图2 中排气消声器185等省略了图示，在图3中排气消声器185、散热器 220及三元催化剂130等省略了图示。
本实施方式说明将本发明的结构用于热电联产装置100的情况。此外，热电联产装置100是将外部商用电源的商用电力系统和发电机120的发电电力系统与通向耗电设备(负载)的送电系统电连接来供给该负载的需求电力，且回收伴随着发电而产生的废热，并利用回收的废热的系统。即，热电联产装置100具有发动机110、发电机120、发动机冷却水回路200及发动机废热回收器230，除了输出来自由发动机110驱动的发电机120的发电电力的发电功能以外，还具有通过发动机废热回收器230来回收借助发动机冷却水回路 200而循环并基于与发动机110的废热之间的热交换被加热后的冷却水的废热的功能(在该例中为回收冷却水的废热并利用于供给热水的功能)。
如图1至图3所示，发动机冷却水回路200具有：废气热交换器210，其在从发动机110排出的废气与从发动机110流出的冷却水之间进行热交换；散热器220(在图3中省略图示)，其对从废气热交换器210流出的冷却水的废热进行散热；发动机废热回收器230，其对从废气热交换器210流出的冷却水的废热进行回收；冷却水路径240(具体地说为冷却水管)，其使冷却水在发动机110、废气热交换器210、散热器220及发动机废热回收器230中流通；和冷却水泵250，其经由冷却水路径240使冷却水在发动机110、废气热交换器210、散热器220及发动机废热回收器230中循环。发动机废热回收器230在本例中作为在冷却水与热水器400(参照图1)的热水之间进行热交换的水-水热交换器。
发动机冷却水回路200构成从发动机110经由废气热交换器210 并从散热器220及/或发动机废热回收器230通过而到达冷却水泵 250的吸水部251(参照图1及图2)后再使冷却水向发动机110回流的回路。
详细地说，在发动机冷却水回路200上，在发动机110的冷却水流出口111(参照图1)侧路径上并列地设有多个(在该例中为两个)节温器式切换阀260、260，在冷却水的循环方向C(参照图1) 上的各节温器式切换阀260、260的下游侧分别设有电动三通阀270、 270(具体地说为电动阀)，在各电动三通阀270、270的冷却水流出口(272、273)、(272、273)(参照图1)侧路径上并列地设有散热器220和发动机废热回收器230。并且，各电动三通阀270、270 中的两个冷却水流出口(272、273)、(272、273)中的一方的冷却水流出口272、272与散热器220连通，另一方的冷却水流出口273、 273与发动机废热回收器230连通。
具体地说，发动机冷却水回路200还具有多个(在该例中为两个)节温器式切换阀260、260、和多个(在该例中为两个)电动三通阀270、270。
此外，在此使用的节温器式切换阀260及电动三通阀270与以往使用的阀是相同类型的阀，因此，使其为与以往的节温器式切换阀及电动三通阀的尺寸相同的尺寸。
节温器式切换阀260具有供冷却水流入的一个冷却水流入口 261(参照图1)、和供来自冷却水流入口261的冷却水流出的两个冷却水流出口262、263(参照图1)，并构成为在冷却水的温度比预先确定的规定温度大的情况下，以从冷却水流入口261向一方的冷却水流出口262流动的方式进行动作，另一方面，在冷却水的温度为上述规定温度以下的情况下，以从冷却水流入口261向另一方的冷却水流出口263流动的方式进行动作。
电动三通阀270具有：供冷却水流入的一个冷却水流入口271 (参照图1)；将来自冷却水流入口271的冷却水分流并使其流出的两个冷却水流出口272、273(参照图1)；改变从冷却水流入口271 向一方的冷却水流出口272流动的冷却水的第1流量与从冷却水流入口271向另一方的冷却水流出口273流动的冷却水的第2流量之间的流量比率的致动阀(未图示)；和使致动阀驱动的驱动部274 (具体地说为驱动马达)。驱动部274与控制装置150(参照图1) 的输出系统电连接，为基于来自控制装置150的指示信号而使致动阀驱动来改变第1流量与第2流量的流量比率的结构。
冷却水路径240具有第1冷却水路径241、第2冷却水路径242、第3冷却水路径243、第4冷却水路径244、第5冷却水路径245、第6冷却水路径246、第7冷却水路径247、第8冷却水路径248和第9冷却水路径249。
第1冷却水路径241设在发动机110与废气热交换器210之间。第1冷却水路径241的上游侧端与发动机110的冷却水流出口111 (参照图1)连通，另一方面，下游侧端与废气热交换器210的冷却水流入口211(参照图1)连通。
第2冷却水路径242设在废气热交换器210与节温器式切换阀 260、260之间。第2冷却水路径242的上游侧端与废气热交换器210 的冷却水流出口212连通，另一方面，下游侧分支成多个(在该例中为两个)，各下游侧端分别与节温器式切换阀260、260的冷却水流入口261、261连通。在图1所示的例子中，第2冷却水路径242 的上侧的分支路径与上侧的节温器式切换阀260连通，第2冷却水路径242的下侧的分支路径与下侧的节温器式切换阀260连通。
第3冷却水路径243为多个(在该例中为两个)冷却水路径，分别设在节温器式切换阀260、260与电动三通阀270、270之间。第3冷却水路径243、243的上游侧端分别与节温器式切换阀260、 260的一方的冷却水流出口262、262连通，另一方面，下游侧端分别与电动三通阀270、270的冷却水流入口271、271连通。在图1 所示的例子中，上侧的第3冷却水路径243与上侧的节温器式切换阀260及上侧的电动三通阀270连通，下侧的第3冷却水路径243 与下侧的节温器式切换阀260及下侧的电动三通阀270连通。
第4冷却水路径244设在节温器式切换阀260、260与冷却水泵 250之间。第4冷却水路径244的上游侧分支成多个(在该例中为两个)，各上游侧端分别与节温器式切换阀260、260的另一方的冷却水流出口263、263连通，另一方面，下游侧端与冷却水泵250的吸水部251连通。在图1所示的例子中，第4冷却水路径244的上侧的分支路径与上侧的节温器式切换阀260连通，第4冷却水路径244 的下侧的分支路径与下侧的节温器式切换阀260连通。
第5冷却水路径245设在电动三通阀270、270与散热器220之间。第5冷却水路径245的上游侧分支成多个(在该例中为两个)，各上游侧端分别与电动三通阀270、270的一方的冷却水流出口272、 272连通，另一方面，下游侧端与散热器220的冷却水流入口221(参照图1及图2)连通。在图1所示的例子中，第5冷却水路径245 的上侧的分支路径与上侧的电动三通阀270连通，第5冷却水路径 245的下侧的分支路径与下侧的电动三通阀270连通。
第6冷却水路径246设在电动三通阀270、270与发动机废热回收器230之间。第6冷却水路径246的上游侧分支成多个(在该例中为两个)，各上游侧端分别与电动三通阀270、270的另一方的冷却水流出口273、273连通，另一方面，下游侧端与发动机废热回收器230的冷却水流入口231(参照图1及图2)连通。在图1所示的例子中，第6冷却水路径246的上侧的分支路径与上侧的电动三通阀270连通，第6冷却水路径246的下侧的分支路径与下侧的电动三通阀270连通。
第7冷却水路径247设在散热器220与冷却水泵250之间。第7 冷却水路径247的上游侧端与散热器220的冷却水流出口222(参照图1及图2)连通，另一方面，下游侧端与冷却水泵250的吸水部 251连通。
第8冷却水路径248设在发动机废热回收器230与冷却水泵250 之间。第8冷却水路径248的上游侧端与发动机废热回收器230的冷却水流出口232连通，另一方面，下游侧端与冷却水泵250的吸水部251连通。
第9冷却水路径249设在冷却水泵250与发动机110之间。第9 冷却水路径249的上游侧端与冷却水泵250的排出部252(参照图1 及图3)连通，另一方面，下游侧端与发动机110的冷却水流入口 112(参照图1)连通。在该例中，第9冷却水路径249的下游侧分支成两个，一方的下游侧端与发动机110的缸头侧110a(参照图3) 的冷却水流入口112(参照图1)连通，另一方面，另一方的下游侧端与发动机110的缸体侧110b(参照图3)的冷却水流入口112(参照图1)连通。
此外，第1冷却水路径241至第9冷却水路径249是与以往使用的路径相同类型的路径，均(第2冷却水路径242、第4冷却水路径244、第5冷却水路径245及第6冷却水路径246还包含分支路径) 为相同的管径。
另外，在发动机废热回收器230的热回收侧(在该例中为热水器400侧)设有供热介质(在该例中为热水)分别流入及流出的流入口233及流出口234。具体地说，发动机废热回收器230的流入口 233和热水器400的流出口401(参照图1)经由流入路径410(参照图1)而连通，发动机废热回收器230的流出口234和热水器400 的流入口402(参照图1)经由流出路径420(参照图1)而连通。
在本实施方式中，热电联产装置100还具有将冷却水中的异物过滤的水过滤器280。
水过滤器280夹插在发动机110与废气热交换器210之间的冷却水路径(具体地说为第1冷却水路径241)上。
另外，热电联产装置100还具有经由废气热交换器210将来自发动机110的废气向外部排出的排气路径140(具体地说为排气管) (参照图1及图2)。
排气路径140具有设在废气的排气方向D(参照图1)上的废气热交换器210的上游侧(具体地说为发动机110与废气热交换器210 之间)的第1排气路径141、和设在废气热交换器210的下游侧(具体地说为废气热交换器210与外部之间)的第2排气路径142。
在本实施方式中，热电联产装置100还具有净化从发动机110 排出的废气的三元催化剂130(参照图1及图2)、和降低来自发动机110的废气向外部排出时的排气声的排气消声器185(参照图1)。
三元催化剂130及排气消声器185分别夹插在第1排气路径141 及第2排气路径142上。
在本实施方式中，发动机冷却水回路200还具有通过由控制装置150驱动控制而将排气室内的空气向外部排出来对散热器220进行散热的散热器风扇181(参照图1)。
在以上说明的发动机冷却水回路200中，从发动机110排出的废气从第1排气路径141通过而被三元催化剂130净化之后进入到废气热交换器210。另一方面，冷却发动机110并从冷却水流出口 111流出的冷却水从第1冷却水路径241通过而被水过滤器280除去异物之后流入到废气热交换器210的冷却水流入口221。
在废气热交换器210中，在从三元催化剂130排出的废气与从水过滤器280流出的冷却水之间进行热交换。
从废气热交换器210的冷却水流出口212流出的冷却水从第2 冷却水路径242通过而分支成两股，并分别流入到节温器式切换阀 260、260的冷却水流入口261。此时，在冷却水的温度为规定温度以下的情况下，节温器式切换阀260以从另一方的冷却水流出口 263、263使冷却水流出的方式进行动作，冷却水分别从另一方的冷却水流出口263流出，并在从第4冷却水路径244通过而合流后，被吸入到冷却水泵250的吸水部251。另一方面，在冷却水的温度比规定温度大的情况下，节温器式切换阀260、260以从一方的冷却水流出口262、262使冷却水流出的方式进行动作，冷却水分别从一方的冷却水流出口262、262流出，并从第3冷却水路径243、243通过而分别流入到电动三通阀270、270的冷却水流入口271、271。
在电动三通阀270、270中，通过控制装置150并根据由省略了图示的温度传感器检测出的冷却水的温度和热回收侧(在该例中为热水器400侧)的使用状况来使驱动部274进行驱动而改变基于致动阀实现的流量比率，调整从冷却水流入口271向一方的冷却水流出口272(散热器220侧)流动的冷却水的第1流量和从冷却水流入口271向另一方的冷却水流出口273(发动机废热回收器230侧)流动的冷却水的第2流量。例如，控制装置150在发动机废热回收器 230中的热交换量少的情况下，增加第1流量(减少第2水量)而增多向散热器220流动的水量。
从电动三通阀270、270的一方的冷却水流出口272、272分别流出的冷却水在从第5冷却水路径245通过而合流后，流入到散热器220的冷却水流入口221。在散热器220中，对从废气热交换器 210经由节温器式切换阀260、260及电动三通阀270、270而流出的冷却水的废热进行散热。然后，通过散热器风扇181将来自散热器 220的废热向外部排出。从散热器220的冷却水流出口222流出的冷却水从第7冷却水路径247通过而被吸入到冷却水泵250的吸水部 251。
从电动三通阀270、270的另一方的冷却水流出口273、273分别流出的冷却水在从第6冷却水路径246通过而合流后，流入到发动机废热回收器230的冷却水流入口231。在发动机废热回收器230 中，对从废气热交换器210经由节温器式切换阀260、260及电动三通阀270、270而流出的冷却水的废热进行回收。然后，在热回收侧 (在该例中为热水器400侧)利用由发动机废热回收器230回收的废热。从发动机废热回收器230的冷却水流出口232流出的冷却水从第8冷却水路径248通过而被吸入到冷却水泵250的吸水部251。
从冷却水泵250的排出部252排出的冷却水从第9冷却水路径249通过而分支成两股，一方的冷却水路径流入到发动机110的缸头侧110a的冷却水流入口261，另一方面，另一方的冷却水路径流入到缸体侧110b的冷却水流入口261。
此外，在该例中，使节温器式切换阀260、电动三通阀270及第 3冷却水路径243为两个，但也可以为三个以上。在该情况下，第2 冷却水路径242、第4冷却水路径244、第5冷却水路径245及第6 冷却水路径246分支成三个以上。
像这样，在发动机冷却水回路200中，能够使冷却水循环来冷却发动机110及废气。
如以上说明那样，根据本实施方式，在发动机110的冷却水流出口111侧路径上并列地设置多个(在该例中为两个)节温器式切换阀260、260，在冷却水的循环方向C上的各节温器式切换阀260、 260的下游侧分别设置电动三通阀270、270，在各电动三通阀270、 270的冷却水流出口(272、273)、(272、273)侧路径上并列地设置散热器220和发动机废热回收器230，将各电动三通阀270、270 中的两个冷却水流出口(272、273)、(272、273)中的一方的冷却水流出口272、272与散热器220连通，将另一方的冷却水流出口 273、273与发动机废热回收器230连通，因此能够不扩大冷却水路径240的冷却水管的管径、不增大节温器式切换阀260及电动三通阀270的尺寸地、与并列地设置多个节温器式切换阀260及电动三通阀270相应地增加发动机冷却水回路200中的冷却水的水量(容量)，因此，能够不扩大冷却水管的管径、不增大节温器式切换阀 260等构成发动机冷却水回路200的结构部件的尺寸地增加发动机冷却水回路200中的冷却水的水量(容量)。而且，作为节温器式切换阀260及电动三通阀270，使用多个以往尺寸的节温器式切换阀 260、电动三通阀270，由此能够在抑制节温器式切换阀260及电动三通阀270的零部件成本的同时增加发动机冷却水回路200中的冷却水的水量。另外，能够确保节温器式切换阀260及电动三通阀270 的购买数量，从而能够实现零部件单价的降低。例如，若使用在多个机型中广泛使用的通用部件，则能够与之相应地降低零部件单价。
本发明并不限定于以上说明的实施方式，能够以其他各种各样的形式来实施。因此，所述实施方式在所有方面上只是单纯的例示，并不限定地进行解释。本发明的范围为权利要求书所示的范围，不受说明书正文中的任何约束。而且，属于权利要求书的等同范围的变形和/或变更均在本发明的范围内。
本申请基于2014年3月26日在日本提出申请的日本特愿 2014-063051号而要求优先权。通过言及至此而将其所有的内容组入本申请。
工业实用性
本发明涉及使冷却水循环来冷却发动机的发动机冷却水回路，尤其能够适用于如下用途：用于不扩大冷却水管的管径、不增大节温器式切换阀等构成发动机冷却水回路的结构部件的尺寸地增加发动机冷却水回路中的冷却水的水量。附图标记说明
100 热电联产装置
110 发动机
110a 缸头侧
110b 缸体侧
111 冷却水流出口
112 冷却水流入口
120 发电机
130 三元催化剂
140 排气路径
141 第1排气路径
142 第2排气路径
150 控制装置
181 散热器风扇
185 排气消声器
200 发动机冷却水回路
210 废气热交换器
211 冷却水流入口
212 冷却水流出口
220 散热器
221 冷却水流入口
222 冷却水流出口
230 发动机废热回收器
231 冷却水流入口
232 冷却水流出口
233 流入口
234 流出口
240 冷却水路径
250 冷却水泵
251 吸水部
252 排出部
260 节温器式切换阀
261 冷却水流入口
262 冷却水流出口
263 冷却水流出口
270 电动三通阀
271 冷却水流入口
272 冷却水流出口
273 冷却水流出口
274 驱动部
280 水过滤器
400 热水器
401 流出口
402 流入口
410 流入路径
420 流出路径
B 背面侧
C 循环方向
D 排气方向
F 正面侧

Claims (1)

1.一种发动机冷却水回路，使冷却水循环来冷却发动机，所述发动机冷却水回路的特征在于，
在所述发动机的冷却水流出口侧路径上并列地设有多个节温器式切换阀，在所述冷却水的循环方向上的各所述节温器式切换阀的下游侧分别设有电动三通阀，在各所述电动三通阀的冷却水流出口侧路径上并列设有散热器和发动机废热回收器，
将各所述电动三通阀中的两个冷却水流出口中的一方的冷却水流出口并列地与所述散热器连通而使从各所述电动三通阀流出的冷却水合流并流入到所述散热器中，将另一方的冷却水流出口并列地与所述发动机废热回收器连通而使从各所述电动三通阀流出的冷却水合流并流入到所述发动机废热回收器中。
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