JP2004278716A - Waste heat energy regenerating method and waste heat energy regenerating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧回路から発生する作動流体の廃熱エネルギを回生させる廃熱エネルギ再生方法および廃熱エネルギ再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現状の建設機械は、動力源であるディーゼルエンジンよりメインポンプに動力が供給され、メインポンプよりアクチュエータ用制御弁に圧油が供給される。
【0003】
さらに、アクチュエータ用制御弁より圧油が供給されたアクチュエータでは、ある一定量の正味仕事を外部に対し行うが、それ以外のエネルギは、各種リリーフ弁や、制御弁内の絞りや、配管抵抗ロスとして、熱エネルギとなり空中に散逸してしまう。
【0004】
また、作動油温度も上昇し、これによってオイルの熱劣化や粘度低下を引き起こし、油圧機器にダメージを及ぼすため、オイルクーラで作動油温度を下げているが、このオイルクーラによるクーリングには、エンジンより別の動力を供給しなければならない(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
この従来技術を図2で説明すると、動力源であるディーゼルエンジン11で駆動されるメインポンプ12の吐出油は、チェック弁12aを介して制御弁13に圧油として供給され、この制御弁13より管路14aを経て圧油が供給されたアクチュエータ14では、ある一定量の正味仕事を外部に対し行うが、それ以外のエネルギは、アクチュエータ14の発熱や、リリーフ弁15、制御弁13内の絞りR1、管路14a内の配管抵抗R2などによるエネルギロスで熱エネルギとなり、多くは作動油の温度を上昇させる形で散逸してしまう。
【0006】
作動油温度の上昇により、作動油の熱劣化や粘度低下を引き起こし、油圧機器にダメージを及ぼすため、オイルクーラ16の放熱フィンを外部のオイルクーラモータ17で駆動される冷却ファン18により空冷して、作動油温度を下げているが、このオイルクーラモータ17を駆動するために、エンジン11でギア駆動されるオイルクーラポンプ19を設置し、このオイルクーラポンプ19から圧油をオイルクーラモータ17に供給しているため、エンジン11はメインポンプ12以外にも別の動力を追加供給しなければならない。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−257608号公報(第3頁、図2)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、動力源としてのエンジン11の動力損失が大きく、動力源エネルギの利用効率が悪いという問題がある。
【0009】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、動力源エネルギ利用の非効率性を改善することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、動力源で駆動されるポンプを含む流体圧回路から発生する作動流体の廃熱エネルギを低沸点媒体を用いて吸熱し、吸熱した低沸点媒体を蒸気化させて動力回生用のタービンを回転させ、タービンにより動力源を動力アシストして廃熱エネルギを回生させる廃熱エネルギ再生方法であり、流体圧回路から発生する作動流体の廃熱エネルギを吸熱して蒸気化した低沸点媒体によりタービンを回転させ、このタービンにより動力源を動力アシストして廃熱エネルギを回生させるので、流体圧回路の廃熱エネルギとして無駄に空中に散逸していた動力源の動力損失の一部をタービンを介して動力源に回生でき、動力源エネルギの利用効率を向上できる。
【0011】
請求項2に記載された発明は、動力源で駆動される作動流体供給用のポンプを含む流体圧回路と、流体圧回路のエネルギロスにより温度上昇する作動流体を冷却するクーラと、動力源に対して設けられ蒸気化された低沸点媒体が有するエネルギで回転される動力回生用のタービンと、少なくともクーラからタービンにわたって配設されクーラからの廃熱エネルギにて蒸気化された低沸点媒体をタービンに供給してタービンを駆動する低沸点媒体回路とを具備した廃熱エネルギ再生装置であり、動力源で駆動されるポンプを含む流体圧回路で温度上昇してクーラに戻された高温作動流体が有する廃熱エネルギにより蒸気化された低沸点媒体を、低沸点媒体回路により、動力源に対して設けられた動力回生用のタービンに供給してこのタービンを駆動するので、クーラから廃熱エネルギとして無駄に空中に散逸していた動力源の動力損失の一部を、低沸点媒体回路およびタービンにより動力源に回生でき、動力源エネルギの利用効率を向上できる。
【0012】
請求項3に記載された発明は、請求項2記載の廃熱エネルギ再生装置における低沸点媒体回路が、建設機械に搭載されている圧縮機および蒸発器を有する空気調和装置回路の蒸発器に供給される低沸点媒体の一部を分流させてクーラ内に通すことでクーラから熱を吸収して低沸点媒体を蒸気化させるヒートパイプと、ヒートパイプ内で蒸気化された低沸点媒体をタービンに供給する供給管路と、タービンから低沸点媒体を空気調和装置回路の圧縮機の吸込側に戻す戻し管路とを具備した廃熱エネルギ再生装置であり、建設機械に搭載されている空気調和装置回路の蒸発器に供給される低沸点媒体の一部を分流させてクーラ内のヒートパイプに通すことでクーラから廃熱エネルギを吸収して低沸点媒体を蒸気化させ、ヒートパイプ内で蒸気化された低沸点媒体を供給管路によりタービンに供給し、タービンからの低沸点媒体を戻し管路により空気調和装置回路の圧縮機の吸込側に戻すので、建設機械に搭載されている空気調和装置回路の一部を有効利用して、ヒートパイプ、供給管路、戻し管路を追加設置することで、低沸点媒体回路を安価に構成でき、また、低沸点媒体をクーラの高温作動流体が有する廃熱エネルギで蒸気化させることで、高温作動流体より熱を奪って作動流体温度を低下させるとともに、蒸気化した低沸点媒体により駆動されたタービンを介して動力源が廃熱エネルギを回収するので、従来の高価な冷却ファン駆動用の流体圧モータを不要とすることができ、コスト低減を図れる。さらに、この冷却ファン駆動用の流体圧モータを回転させるクーラポンプを駆動する際の動力損失もなくなり、経済的である。
【0013】
請求項4に記載された発明は、請求項2または3記載の廃熱エネルギ再生装置において、タービンは、動力源がポンプを駆動する動力伝達部から分岐された動力伝達系に設置された廃熱エネルギ再生装置であり、動力源がポンプを駆動する動力伝達部から分岐された動力伝達系を利用して、タービンを容易に設置でき、また、クーラからの廃熱エネルギで蒸気化された低沸点媒体によりタービンで発生した駆動トルクを動力伝達系を介して動力源に回生供給することで、動力源のポンプ駆動動力を軽減でき、動力源のエネルギ消費量を低減できるとともに、流体圧回路で発生した熱エネルギ損失の有効再生回収が可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図1を参照しながら説明する。なお、図2に示された従来技術と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0015】
図1に示されるように、油圧ショベルなどの建設機械の動力源としてのディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」という)11でポンプとしてのメインポンプ12を駆動する動力伝達部としての駆動軸部21から分岐された動力伝達系としてのエンジンギア部22の軸23に、従来のオイルクーラポンプ19(図2)の代わりに、蒸気化された低沸点媒体(いわゆる冷媒)が有するエネルギで回転駆動される小型の動力回生用の蒸気タービン(以下、単に「タービン」という)24が連結され、エンジン11に対して設置されている。
【0016】
メインポンプ12を含む流体圧回路としての油圧回路25の油圧エネルギ損失の結果、温度上昇した作動流体としての作動油の熱エネルギは、殆どが作動油戻り回路26に設置されたクーラとしてのオイルクーラ16を通過するので、このオイルクーラ16により、油圧回路25のエネルギロスにより温度上昇した作動油を冷却するようにしている。
【0017】
一方、油圧ショベルなどの建設機械に搭載された通常の空気調和装置(以下、この空気調和装置を「エアコン」という)は、モータ31により駆動される圧縮機(コンプレッサ)32と、代替えフロンなどの低沸点媒体から外部へ熱を放出させることにより低沸点媒体を凝縮させる凝縮器(コンデンサ)33と、凝縮した低沸点媒体34を溜める受液器35と、上記モータ31により駆動され低沸点媒体34を圧送する低沸点媒体ポンプ36と、低沸点媒体の圧力を減少させる膨張弁(図示せず)と、膨張弁を経て蒸気化する低沸点媒体に外部から熱を吸収させる蒸発器(エバポレータ、図示せず)とが、順次無端状に接続構成された空気調和装置回路としてのエアコン回路37を備えている。なお、このエアコン回路37は、従来機にも設置されているため、図2(従来技術)にも記載する。
【0018】
このエアコン回路37を利用して、少なくともオイルクーラ16からタービン24にわたって、オイルクーラ16からの廃熱エネルギにて蒸気化された低沸点媒体をタービン24に供給してこのタービン24を駆動する低沸点媒体回路38が配設されている。
【0019】
この低沸点媒体回路38は、建設機械に搭載されているエアコン回路37の蒸発器に供給される低沸点媒体の一部を分流させてオイルクーラ16内に通すことでオイルクーラ16から熱を吸収して低沸点媒体を蒸気化させるヒートパイプ41と、このヒートパイプ41内で蒸気化された低沸点媒体をタービン24に供給する供給管路42と、タービン24から低沸点媒体をエアコン回路37の圧縮機32の吸込側に戻す戻し管路43とを具備している。
【0020】
次に、図1に示された一実施の形態の作用効果を説明する。
【0021】
低沸点媒体ポンプ36からエアコン回路37の蒸発器に供給される凝縮状態の低沸点媒体34の一部をエアコン回路37から分流させ、オイルクーラ16内に設置されたヒートパイプ41中を通過させ、このとき、従来の冷却ファン18(図2)による空冷の代わりに、油圧リターンオイルの発熱を低沸点媒体(冷媒)34の蒸発で吸熱して冷却する。
【0022】
すなわち、油圧回路25の温度上昇した作動油が有する熱エネルギを、ヒートパイプ41中の低沸点媒体が吸収して蒸気化し、この蒸気化した低沸点媒体を、上記エンジン11からメインポンプ12以外にも駆動動力を取出すためのエンジンギア部22の軸23に設置されたタービン24に供給するとともに、ヒートパイプ41にて低沸点媒体に熱エネルギを放出した油圧回路25の作動油を冷却させる。
【0023】
このように、動力源としてのエンジン11でメインポンプ駆動を行う部分のエンジンギア部22に、従来のオイルクーラポンプ19(図2)の代わりに、低沸点媒体蒸気で駆動される小型の動力回生用のタービン24を設置したので、エンジン11にとってオイルクーラポンプ19を駆動する動力損失分が軽減される。
【0024】
また、メインポンプ12を含む油圧回路25では、制御弁13、リリーフ弁15、配管、アクチュエータ14での油圧エネルギ損失の結果発生する熱エネルギは殆どが作動油の温度上昇を惹起し、この高温作動油は作動油戻り回路26にあるオイルクーラ16を通過するが、建設機械に設置されているエアコン回路37の蒸発器に供給される代替えフロンなどの低沸点媒体34をエアコン回路37から分流させ、この低沸点媒体34を通過させるヒートパイプ41をオイルクーラ16内に設置したので、従来のオイルクーラモータ17で駆動される冷却ファン18による空冷の代わりに、低沸点媒体がオイルクーラ16の高温作動油の熱エネルギで蒸気化する際に、高温作動油より熱を奪い、作動油温度を低下させるとともに、熱エネルギを回収することができる。
【0025】
この蒸気化した低沸点媒体を、エンジン11によりメインポンプ駆動を行う部分のエンジンギア部22に設置したタービン24に供給し、この低沸点媒体蒸気によりタービン24を駆動するので、このタービン24で発生した駆動トルクによりエンジン11のメインポンプ駆動動力を軽減でき、このため、エンジン燃料消費量の低減とともに、油圧回路25で発生した熱エネルギ損失の有効再生回収が可能となる。
【0026】
このようにして、メインポンプ12を含む油圧回路25のエネルギロスの結果発生する作動油の温度上昇熱エネルギを、低沸点媒体を用いて吸収し、蒸気化させてタービン24を回転させ、そのタービン24でエンジン11の動力アシストを行わせ、エネルギ回生を行う。
【0027】
以上のように、従来の建設機械用の動力源であるエンジン11でメインポンプ駆動を行う部分のエンジンギア部22にオイルクーラポンプの代わりに、低沸点媒体蒸気で駆動される小型の動力回生用のタービン24を設置し、建設機械に通常設置されているエアコン回路37の蒸発器に供給される低沸点媒体34をエアコン回路37から分流させ、この低沸点媒体34を通過させるヒートパイプ41をオイルクーラ16内に設置したので、従来の油圧モータ駆動ファン空冷の代わりに、低沸点媒体34をオイルクーラ16の高温作動油の熱エネルギで蒸発させ、作動油より熱を奪い作動油温度を低下させるとともに、熱エネルギを回収できる。これにより、従来の高価な冷却ファン駆動用のオイルクーラモータ17を取り除いて、コスト低減が図れる。
【0028】
さらに、建設機械に搭載されているエアコン回路37の蒸発器に供給される低沸点媒体の一部を分流させてオイルクーラ16内のヒートパイプ41に通すことで、オイルクーラ16から廃熱エネルギを吸収して低沸点媒体を蒸気化させ、ヒートパイプ41内で蒸気化された低沸点媒体を供給管路42によりタービン24に供給し、タービン24からの低沸点媒体を戻し管路43によりエアコン回路37の圧縮機32の吸込側に戻すので、建設機械に搭載されているエアコン回路37の一部を有効利用して、ヒートパイプ41、供給管路42、戻し管路43を追加設置することで、低沸点媒体回路38を安価に構成できる。
【0029】
また、エンジン11がメインポンプ12を駆動する駆動軸部21から分岐された動力伝達系としてのエンジンギア部22を利用して、タービン24を容易に設置でき、オイルクーラ16のヒートパイプ41内で蒸気化した低沸点媒体を、エンジン11がメインポンプ駆動を行うエンジンギア部22に設置したタービン24に供給し、この低沸点媒体蒸気によりタービン24で発生した駆動トルクによってエンジン11のメインポンプ駆動動力を軽減できるため、エンジン燃料消費量の低減とともに、油圧回路25で発生した熱エネルギ損失の有効な再生回収が可能となる。
【0030】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、流体圧回路から発生する作動流体の廃熱エネルギを吸熱して蒸気化した低沸点媒体によりタービンを回転させ、このタービンにより動力源を動力アシストして廃熱エネルギを回生させるので、流体圧回路の廃熱エネルギとして無駄に空中に散逸していた動力源の動力損失の一部をタービンを介して動力源に回生でき、動力源エネルギの利用効率を向上できる。
【0031】
請求項2記載の発明によれば、動力源で駆動されるポンプを含む流体圧回路で温度上昇してクーラに戻された高温作動流体が有する廃熱エネルギにより蒸気化された低沸点媒体を、低沸点媒体回路により、動力源に対して設けられた動力回生用のタービンに供給してこのタービンを駆動するので、クーラから廃熱エネルギとして無駄に空中に散逸していた動力源の動力損失の一部を、低沸点媒体回路およびタービンにより動力源に回生でき、動力源エネルギの利用効率を向上できる。
【0032】
請求項3記載の発明によれば、建設機械に搭載されている空気調和装置回路の蒸発器に供給される低沸点媒体の一部を分流させてクーラ内のヒートパイプに通すことでクーラから廃熱エネルギを吸収して低沸点媒体を蒸気化させ、ヒートパイプ内で蒸気化された低沸点媒体を供給管路によりタービンに供給し、タービンからの低沸点媒体を戻し管路により空気調和装置回路の圧縮機の吸込側に戻すので、建設機械に搭載されている空気調和装置回路の一部を有効利用して、ヒートパイプ、供給管路、戻し管路を追加設置することで、低沸点媒体回路を安価に構成でき、また、低沸点媒体をクーラの高温作動流体が有する廃熱エネルギで蒸気化させることで、高温作動流体より熱を奪って作動流体温度を低下させるとともに、蒸気化した低沸点媒体により駆動されたタービンを介して動力源が廃熱エネルギを回収するので、従来の高価な冷却ファン駆動用の流体圧モータを不要とすることができ、コスト低減を図れる。さらに、この冷却ファン駆動用の流体圧モータを回転させるクーラポンプを駆動する際の動力損失もなくなり、経済的である。
【0033】
請求項4記載の発明によれば、動力源がポンプを駆動する動力伝達部から分岐された動力伝達系を利用して、タービンを容易に設置でき、また、クーラからの廃熱エネルギで蒸気化された低沸点媒体によりタービンで発生した駆動トルクを動力伝達系を介して動力源に回生供給することで、動力源のポンプ駆動動力を軽減でき、動力源のエネルギ消費量を低減できるとともに、流体圧回路で発生した熱エネルギ損失の有効再生回収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃熱エネルギ再生装置に係る一実施の形態を示す流体圧回路図である。
【図2】従来の油圧回路を示す回路図である。
【符号の説明】
11 動力源としてのエンジン
12 ポンプとしてのメインポンプ
16 クーラとしてのオイルクーラ
21 動力伝達部としての駆動軸部
22 動力伝達系としてのエンジンギア部
24 タービン
25 流体圧回路としての油圧回路
32 圧縮機
34 低沸点媒体
37 空気調和装置回路としてのエアコン回路
38 低沸点媒体回路
41 ヒートパイプ
42 供給管路
43 戻し管路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a waste heat energy regeneration method and a waste heat energy regeneration device for regenerating waste heat energy of a working fluid generated from a hydraulic circuit.
[0002]
[Prior art]
In current construction machines, power is supplied to a main pump from a diesel engine, which is a power source, and pressure oil is supplied to a control valve for an actuator from the main pump.
[0003]
Further, the actuator supplied with pressure oil from the actuator control valve performs a certain amount of net work to the outside, but other energy is consumed by various relief valves, throttles in the control valve, and pipe resistance loss. And dissipates into the air as heat energy.
[0004]
In addition, the temperature of the hydraulic oil also rises, which causes thermal deterioration and viscosity decrease of the oil, causing damage to hydraulic equipment.Therefore, the temperature of the hydraulic oil is lowered by an oil cooler. Further power must be supplied (for example, see Patent Document 1).
[0005]
This conventional technique will be described with reference to FIG. 2. Discharge oil of a
[0006]
A rise in the temperature of the hydraulic oil causes thermal deterioration and a decrease in viscosity of the hydraulic oil, and damages the hydraulic equipment. Therefore, the cooling fins of the
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-257608 A (page 3, FIG. 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, there is a problem that the power loss of the engine 11 as a power source is large and the efficiency of using the power source energy is poor.
[0009]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to improve inefficiency of power source energy utilization.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, waste heat energy of a working fluid generated from a fluid pressure circuit including a pump driven by a power source is absorbed by using a low-boiling medium, and the absorbed low-boiling medium is vaporized. This is a waste heat energy regeneration method that regenerates waste heat energy by rotating a turbine for power regeneration and assisting the power source with the turbine to regenerate waste heat energy. The waste heat energy of the working fluid generated from the fluid pressure circuit is absorbed and steam is absorbed. The turbine is rotated by the converted low-boiling medium, and the turbine assists the power source to regenerate waste heat energy. Therefore, the power loss of the power source wasted and wasted to the air as waste heat energy of the fluid pressure circuit. Can be regenerated to the power source via the turbine, and the efficiency of power source energy utilization can be improved.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a hydraulic circuit including a pump for supplying a working fluid driven by a power source, a cooler for cooling a working fluid whose temperature rises due to energy loss of the hydraulic circuit, and a power source. A turbine for power regeneration, which is provided to be rotated with the energy of the vaporized low-boiling medium, and a low-boiling medium which is disposed at least from the cooler to the turbine and is vaporized with waste heat energy from the cooler. And a low-boiling-point medium circuit that drives the turbine by supplying the high-temperature working fluid returned to the cooler after a temperature rise in a fluid pressure circuit including a pump driven by a power source. The low-boiling medium vaporized by the waste heat energy is supplied by a low-boiling medium circuit to a power regeneration turbine provided for a power source, and this turbine is Since the power source operates, a part of the power loss of the power source that was wasted to the air as waste heat energy from the cooler can be partially regenerated to the power source by the low-boiling-point medium circuit and the turbine, and the efficiency of power source energy utilization can be improved. .
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the waste heat energy regenerating apparatus according to the second aspect, the low boiling point medium circuit is supplied to an evaporator of an air conditioner circuit having a compressor and an evaporator mounted on a construction machine. A heat pipe that absorbs heat from the cooler to vaporize the low-boiling medium by diverting part of the low-boiling medium that is passed through the cooler, and a low-boiling medium vaporized in the heat pipe to the turbine. An air conditioner equipped with a supply line and a return line for returning a low-boiling medium from a turbine to a suction side of a compressor of an air conditioner circuit. Part of the low-boiling medium supplied to the evaporator of the circuit is diverted and passed through the heat pipe in the cooler to absorb waste heat energy from the cooler to vaporize the low-boiling medium and vaporize in the heat pipe Sa The low-boiling medium is supplied to the turbine through a supply line, and the low-boiling medium from the turbine is returned to the suction side of the compressor of the air-conditioning circuit by a return line. By effectively utilizing a part of the heat pipe, additional heat pipes, supply pipes, and return pipes, the low boiling point medium circuit can be configured at low cost, and the low boiling point medium is disposed of by the high temperature working fluid of the cooler. By vaporizing with heat energy, heat is taken from the high-temperature working fluid to lower the working fluid temperature, and the power source recovers waste heat energy through the turbine driven by the vaporized low-boiling medium, The conventional expensive hydraulic motor for driving the cooling fan can be omitted, and the cost can be reduced. Further, there is no power loss when driving the cooler pump for rotating the fluid pressure motor for driving the cooling fan, which is economical.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the waste heat energy regenerating apparatus according to the second or third aspect, the turbine is a waste heat energy installed in a power transmission system branched from a power transmission unit that drives a pump. An energy regenerating device, in which a power source utilizes a power transmission system branched from a power transmission unit that drives a pump, so that a turbine can be easily installed, and a low boiling point vaporized by waste heat energy from a cooler. By regenerating the drive torque generated in the turbine by the medium to the power source via the power transmission system, the pump drive power of the power source can be reduced, the energy consumption of the power source can be reduced, and the fluid pressure circuit generates The effective regeneration and recovery of the lost heat energy is made possible.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those of the prior art shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0015]
As shown in FIG. 1, a drive shaft unit 21 as a power transmission unit that drives a
[0016]
As a result of the hydraulic energy loss of the hydraulic circuit 25 as the fluid pressure circuit including the
[0017]
On the other hand, a normal air conditioner mounted on a construction machine such as a hydraulic shovel (hereinafter, this air conditioner is referred to as an “air conditioner”) includes a compressor (compressor) 32 driven by a
[0018]
Utilizing the
[0019]
The low boiling point medium circuit 38 absorbs heat from the
[0020]
Next, the operation and effect of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.
[0021]
A part of the condensed low boiling point medium 34 supplied from the low boiling point
[0022]
That is, the low-boiling medium in the heat pipe 41 absorbs and vaporizes the heat energy of the hydraulic oil whose temperature has risen in the hydraulic circuit 25, and the vaporized low-boiling medium is supplied from the engine 11 to a part other than the
[0023]
As described above, the engine gear portion 22 that drives the main pump by the engine 11 as a power source is provided with a small power regeneration driven by low-boiling-point medium steam instead of the conventional oil cooler pump 19 (FIG. 2). Is installed, the power loss for driving the oil
[0024]
In the hydraulic circuit 25 including the
[0025]
The vaporized low-boiling medium is supplied to a turbine 24 installed in an engine gear section 22 where the main pump is driven by the engine 11, and the turbine 24 is driven by the low-boiling medium steam. The drive torque of the main pump of the engine 11 can be reduced by the drive torque thus applied, so that the engine fuel consumption can be reduced and the heat energy loss generated in the hydraulic circuit 25 can be effectively regenerated and recovered.
[0026]
In this way, the temperature rise heat energy of the hydraulic oil generated as a result of the energy loss of the hydraulic circuit 25 including the
[0027]
As described above, instead of the oil cooler pump, instead of the oil cooler pump, the small power regeneration unit driven by the engine 11 which is the power source of the conventional construction machine for the main pump is used. And the low-boiling
[0028]
Further, a part of the low-boiling-point medium supplied to the evaporator of the
[0029]
Further, the turbine 24 can be easily installed by using the engine gear portion 22 as a power transmission system branched from the drive shaft portion 21 in which the engine 11 drives the
[0030]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the turbine is rotated by the low-boiling medium vaporized by absorbing the waste heat energy of the working fluid generated from the fluid pressure circuit, and the turbine is used to assist the power source to generate waste heat. Since the energy is regenerated, part of the power loss of the power source that was wasted to the air as waste heat energy of the fluid pressure circuit can be regenerated to the power source via the turbine, and the efficiency of power source energy utilization can be improved. .
[0031]
According to the second aspect of the present invention, the low-boiling medium vaporized by waste heat energy of the high-temperature working fluid returned to the cooler by raising the temperature in the fluid pressure circuit including the pump driven by the power source, The low-boiling-point medium circuit supplies power to a power regeneration turbine provided for the power source to drive the turbine, so that the power loss of the power source wasted from the cooler and wasted to the air as waste heat energy. Part of the power can be regenerated to the power source by the low boiling point medium circuit and the turbine, and the efficiency of power source energy utilization can be improved.
[0032]
According to the third aspect of the present invention, a part of the low-boiling-point medium supplied to the evaporator of the air conditioner circuit mounted on the construction machine is partially diverted and passed through the heat pipe in the cooler, so that the waste is discharged from the cooler. Heat energy is absorbed to vaporize the low-boiling medium, the low-boiling medium vaporized in the heat pipe is supplied to the turbine through a supply pipe, and the low-boiling medium from the turbine is returned to the air-conditioning circuit through a pipe. Return to the suction side of the compressor, so that part of the air conditioner circuit mounted on the construction machine can be used effectively, and heat pipes, supply pipes, and return pipes are additionally installed to reduce the low boiling point medium. The circuit can be configured at a low cost, and the low-boiling medium is vaporized with waste heat energy of the high-temperature working fluid of the cooler, so that heat is taken from the high-temperature working fluid to lower the temperature of the working fluid. boiling point Since the power source through a driven turbine by the body to recover waste heat energy, conventional expensive hydraulic motor for the cooling fan drive can be eliminated, thereby cost reduction. Further, there is no power loss when driving the cooler pump for rotating the fluid pressure motor for driving the cooling fan, which is economical.
[0033]
According to the fourth aspect of the present invention, the turbine can be easily installed by using the power transmission system in which the power source is branched from the power transmission unit that drives the pump, and the turbine is vaporized by waste heat energy from the cooler. By regenerating and supplying the driving torque generated by the turbine with the low-boiling medium to the power source via the power transmission system, the pump driving power of the power source can be reduced, and the energy consumption of the power source can be reduced. The heat energy loss generated in the pressure circuit can be effectively regenerated and recovered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing one embodiment of a waste heat energy regenerating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional hydraulic circuit.
[Explanation of symbols]
11
Claims (4)
吸熱した低沸点媒体を蒸気化させて動力回生用のタービンを回転させ、
タービンにより動力源を動力アシストして廃熱エネルギを回生させる
ことを特徴とする廃熱エネルギ再生方法。Absorbing the waste heat energy of the working fluid generated from a fluid pressure circuit including a pump driven by a power source using a low boiling point medium,
The heat-absorbing low-boiling medium is vaporized to rotate the power regeneration turbine,
A method for regenerating waste heat energy, comprising regenerating waste heat energy by power assisting a power source by a turbine.
流体圧回路のエネルギロスにより温度上昇する作動流体を冷却するクーラと、
動力源に対して設けられ蒸気化された低沸点媒体が有するエネルギで回転される動力回生用のタービンと、
少なくともクーラからタービンにわたって配設されクーラからの廃熱エネルギにて蒸気化された低沸点媒体をタービンに供給してタービンを駆動する低沸点媒体回路と
を具備したことを特徴とする廃熱エネルギ再生装置。A fluid pressure circuit including a pump for supplying a working fluid driven by a power source,
A cooler for cooling a working fluid whose temperature rises due to energy loss of a fluid pressure circuit;
A power regeneration turbine provided to a power source and rotated by energy of a low-boiling medium vaporized;
A low-boiling medium circuit for supplying a low-boiling medium vaporized with waste heat energy from the cooler to the turbine and driving the turbine at least from the cooler to the turbine; apparatus.
建設機械に搭載されている圧縮機および蒸発器を有する空気調和装置回路の蒸発器に供給される低沸点媒体の一部を分流させてクーラ内に通すことでクーラから熱を吸収して低沸点媒体を蒸気化させるヒートパイプと、
ヒートパイプ内で蒸気化された低沸点媒体をタービンに供給する供給管路と、
タービンから低沸点媒体を空気調和装置回路の圧縮機の吸込側に戻す戻し管路と
を具備したことを特徴とする請求項2記載の廃熱エネルギ再生装置。The low boiling point medium circuit is
A part of the low-boiling medium supplied to the evaporator of the air conditioner circuit having a compressor and an evaporator mounted on a construction machine is partially diverted and passed through the cooler, thereby absorbing heat from the cooler and having a low boiling point. A heat pipe for evaporating the medium,
A supply pipe for supplying a low-boiling medium vaporized in the heat pipe to the turbine,
3. A waste heat energy regenerating apparatus according to claim 2, further comprising a return line for returning the low boiling point medium from the turbine to the suction side of the compressor of the air conditioner circuit.
ことを特徴とする請求項2または3記載の廃熱エネルギ再生装置。The waste heat energy regeneration device according to claim 2, wherein the turbine is provided in a power transmission system in which a power source is branched from a power transmission unit that drives the pump.
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CN113276633A (en) * | 2021-06-08 | 2021-08-20 | 徐州天一红点车用空调有限公司 | Non-fuel air conditioner heating system for crane and method thereof |
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2003
- 2003-03-17 JP JP2003072667A patent/JP2004278716A/en active Pending
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