JP2010275965A - エンジンの排熱回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガスの浄化能力の低下を防止しながら、排ガスの潜熱をも回収可能として排熱回収効率を高めること。
【解決手段】エンジン冷却部１３、排熱回収熱交換器１４、第１排ガス熱交換器１５の順でエンジン冷却水Ｂを循環させるエンジン冷却回路１６を備え、排気路１２には、排ガスＣの通流方向の上流側から順に、第１排ガス熱交換器１５、第２排ガス熱交換器２１が備えられ、第１排ガス熱交換器１５には触媒２２が備えられ、排熱回収回路４には、排熱回収媒体Ａの通流方向の上流側から順に、第２排ガス熱交換器２１、排熱回収熱交換器１４が備えられ、第２排ガス熱交換器２１に導入させる排熱回収媒体Ａの温度が排ガスの露点以下に設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの排熱を回収する排熱回収媒体を通流させる排熱回収回路を備えたエンジンの排熱回収装置に関する。

従来のエンジンの排熱回収装置では、例えば、コージェネレーション装置にて動力源に用いられているエンジンからその排熱を回収するために、エンジン冷却回路のエンジン冷却水と排熱回収媒体との間で熱交換させる排熱回収熱交換器が排熱回収回路に備えられている。エンジン冷却回路には、エンジン冷却水とエンジンの排ガスとの間で熱交換させる排ガス熱交換器と、排ガス熱交換器を通過したエンジン冷却水にてエンジンを冷却させるエンジン冷却部とが備えられ、排ガス熱交換器及びエンジン冷却部にてエンジンの排熱をエンジン冷却水にて回収し、その回収した排熱を有するエンジン冷却水と貯湯タンクの湯水等の排熱回収媒体を排熱回収熱交換器にて熱交換させることにより、エンジンの排熱を排熱回収媒体にて回収している（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の装置では、排ガス熱交換器に導入されるエンジン冷却水の温度を、熱交換されるエンジンの排ガスの露点よりも低温になるようにすることで、排ガスの潜熱を回収し、排熱回収効率を高めている。

特許第３７６７７８５号公報

上記特許文献１に記載の装置において、エンジンの排ガス中の有害成分を浄化するために、排ガスを排気する排気路の途中に触媒を配置する必要があることから、例えば、排ガス熱交換器に触媒を備えることが考えられている。これにより、排気路の途中に触媒のみを配置するものと比べて、排ガス熱交換器の設置スペースや構成を活用しながら触媒を配置することができ、スペースの有効活用及び構成の簡素化を図ることができる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、排ガスの潜熱をも回収するために、排ガス熱交換器に導入されるエンジン冷却水の温度を低く設定しているので、排ガス熱交換器に導入されるエンジン冷却水の温度が低くなるだけでなく、排ガス熱交換器を通過する排ガスの温度も低くなる。よって、排ガス熱交換器に備えられた触媒の温度が低下して、排ガスを浄化する浄化能力を有効に発揮できる温度範囲から触媒の温度が外れてしまい、触媒による排ガスの浄化能力が低下するという問題が生じる。
ここで、排ガスを浄化する浄化能力を有効に発揮できる温度範囲については、例えば、三元触媒であると５００〜６００℃の温度範囲となっている。そして、排ガス熱交換器にて排ガスの潜熱をも回収すると、排ガス熱交換器を通過する排ガスの温度は排ガスの露点（例えば６０℃）よりも低い温度となり、三元触媒の温度が５００〜６００℃の温度範囲よりも低い温度となる。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、排ガスの浄化能力の低下を防止しながら、排ガスの潜熱をも回収可能として排熱回収効率を高めることができるエンジンの排熱回収装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係るエンジンの排熱回収装置の特徴構成は、エンジンの排熱を回収する排熱回収媒体を通流させる排熱回収回路を備えたエンジンの排熱回収装置において、
エンジンを冷却させるエンジン冷却部、排熱回収熱交換器、第１排ガス熱交換器の順でエンジン冷却水を循環させるエンジン冷却回路を備え、前記エンジンの排ガスを排気させる排気路には、前記排ガスの通流方向の上流側から順に、前記排ガスと前記排熱回収熱交換器を通過したエンジン冷却水とを熱交換させる前記第１排ガス熱交換器、第２排ガス熱交換器が備えられ、前記第１排ガス熱交換器には、前記排ガスの有害成分を浄化する触媒が備えられ、前記排熱回収回路には、前記排熱回収媒体の通流方向の上流側から順に、前記第１排ガス熱交換器を通過した前記排ガスと前記排熱回収媒体とを熱交換させる前記第２排ガス熱交換器、前記エンジン冷却部を通過したエンジン冷却水と前記第２排ガス熱交換器を通過した排熱回収媒体とを熱交換させる前記排熱回収熱交換器が備えられ、前記第２排ガス熱交換器に導入させる排熱回収媒体の温度が前記排ガスの露点以下に設定されている点にある。

本特徴構成によれば、排熱回収回路では、第２排ガス熱交換器、排熱回収熱交換器の順に排熱回収媒体が通流する。エンジン冷却回路では、エンジン冷却部、排熱回収熱交換器、第１排ガス熱交換器の順にエンジン冷却水が通流する。排気路では、第１排ガス熱交換器、第２排ガス熱交換器の順に排ガスが通流する。

排熱回収回路では、排熱回収媒体が第２排ガス熱交換器に導入されて排ガスにて加熱され、第２排ガス熱交換器を通過した排熱回収媒体が排熱回収熱交換器に導入されてエンジン冷却水にて加熱されることになり、第２排ガス熱交換器及び排熱回収熱交換器にてエンジンの排熱を回収する。そして、第２排ガス熱交換器に導入させる排熱回収媒体の温度を排ガスの露点以下としているので、第２排ガス熱交換器において排ガスの潜熱をも回収することができる。
エンジン冷却回路では、エンジン出口のエンジン冷却水温度を高温にすることにより、排熱回収熱交換器への入口温度を排熱回収熱交換器に供給される排熱回収媒体を加熱可能な高温とすることができる。そして、排ガスの潜熱については第２排ガス熱交換器にて回収しているので、第１排ガス熱交換器においてエンジン冷却水の入口温度を排ガスの露点以下等の低温とする必要がない。

排気路では、第１排ガス熱交換器においてエンジン冷却水にて排ガスの熱を回収するのであるが、上述の如く、第１排ガス熱交換器において排ガスの潜熱をも回収することが求められていないので、第１排ガス熱交換器におけるエンジン冷却水及び排ガスが低温にまで温度低下することを防止できる。よって、第１排ガス熱交換器に備えられた触媒の温度低下を抑制することができ、触媒の温度が浄化能力を有効に発揮できる温度範囲から外れてしまうことを防止できる。
また、排熱回収熱交換器を通過したエンジン冷却水が低温となるのを防止することにより、第１排ガス熱交換器を通過してエンジン冷却部に導入されるエンジン冷却水が過度に低温になることを防止できる。これにより、エンジンの燃焼室内とエンジン冷却部の間の温度勾配が高くなり、材料への熱応力が大きくなって、エンジンの耐久性や性能に悪影響を与えるという問題の発生をも防止することができる。

以上のことから、エンジンの耐久性や性能に悪影響を与えることなく、触媒の温度を浄化能力を有効に発揮できる温度範囲内に維持して排ガスの浄化能力の低下を防止しながら、排ガスの潜熱をも回収可能として排熱回収効率を高めることができるエンジンの排熱回収装置を実現できる。

本発明に係るエンジンの排熱回収装置の更なる特徴構成は、前記エンジンにて駆動される発電装置と、前記発電装置の発電電力を電力負荷に供給自在で、且つ、前記発電装置の発電電力の前記電力負荷に対する余剰分である余剰電力を熱に変換自在な電気ヒータに供給自在な電力供給手段とを備え、前記電気ヒータは、前記排熱回収回路において前記排熱回収熱交換器を通過した前記排熱回収媒体を加熱自在に配置されている点にある。

本特徴構成によれば、余剰電力が発生すると、電気ヒータによりその余剰電力を熱に変換し、その変換した熱により排熱回収媒体を加熱することができる。よって、エンジンの排熱に加えて、余剰電力を熱として回収することができ、熱の回収効率を向上させることができる。しかも、電気ヒータは、排熱回収回路において排熱回収熱交換器を通過した排熱回収媒体を加熱するので、電気ヒータにて発生した熱を直接排熱回収媒体に与えることができ、電気ヒータにて発生した熱を効率よく排熱回収媒体に与えることができる。

本発明に係るエンジンの排熱回収装置の更なる特徴構成は、前記エンジンは、燃焼室で燃焼する混合気の空気過剰率がストイキ範囲内に設定され、前記触媒が、三元触媒にて構成されている点にある。

本特徴構成によれば、混合気の空気過剰率をストイキ範囲内に設定してエンジンをストイキ燃焼させているので、三元触媒により炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）の３物質を同時に除去することができる。これにより、３物質が除去された排ガスが第２排ガス熱交換器に導入されることになり、第２排ガス熱交換器において排ガスを凝縮させて排ガスの潜熱をも回収しても、排ガスを凝縮させた凝縮水に腐食等の問題が生じることがなく、有用なものとなる。

コージェネレーションシステムの概略構成を示す図

本発明に係るエンジンの排熱回収装置を適応させたコージェネレーションシステムの実施形態について図面に基づいて説明する。
このコージェネレーションシステムは、図１に示すように、エンジン１にて駆動されて電力負荷３に供給する電力を発生させる発電装置２と、エンジン１の排熱を回収する排熱回収媒体Ａを通流させる排熱回収回路４とを備え、排熱回収回路４の排熱回収媒体Ａにて回収した熱を熱負荷５に供給自在に構成されている。

発電装置２の出力側には、系統連系用のインバータ６が設けられ、そのインバータ６は、発電装置２の出力電力を商用系統７から供給される電力と同じ電圧および同じ周波数にするように構成されている。商用系統７は、電力供給ライン８を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力負荷３に電気的に接続されている。

インバータ６は、コージェネ用電力供給ライン９を介して電力供給ライン８に電気的に接続され、発電装置２からの発電電力がインバータ６及びコージェネ用電力供給ライン９を介して電力負荷３に供給自在に構成されている。電力供給ライン８には、図示は省略するが、電力負荷３の負荷電力を計測する電力負荷計測手段が設けられ、この電力負荷計測手段は、電力供給ライン８を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。そして、逆潮流が生じないように、インバータ６により発電装置２から電力供給ライン８に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に変換自在な電気ヒータ１０に供給されるように構成されている。これにより、電力供給手段は、インバータ６及びコージェネ用電力供給ライン９から構成されている。

電気ヒータ１０は、排熱回収回路４を通流する排熱回収媒体Ａを加熱自在に設けられている。電気ヒータ１０は、余剰電力の大きさが大きくなるほど消費電力を大きくして排熱回収媒体Ａの加熱量が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて排熱回収媒体Ａの加熱量を調整自在に構成されている。

エンジン１の運転は、制御装置１１により制御されている。エンジン１は、通常の４サイクルエンジンと同様の構成を有しており、燃料ガス（例えば天然ガス）と空気の混合気を燃焼室に吸気したのち、燃焼室において混合気を圧縮し、その後、燃焼室において混合気を点火して燃焼膨張させ、燃焼により発生した排ガスＣを排気路１２に排気させる。図示は省略するが、エンジン１の排気路１２には、排ガスＣの酸素濃度を検出する酸素センサが設けられている。そして、制御装置１１は、酸素センサで検出される排ガスＣの酸素濃度が略ゼロとなるように燃料ガスの供給量を調整している。これにより、エンジン１は、燃焼室に供給される混合気の空気過剰率を略１．０程度のストイキ範囲内に設定されている。ここで、空気過剰率は、混合気の空燃比を理論空燃比で割ったものを示している。

エンジン１を冷却させるためのエンジン冷却水Ｂを循環させる回路として、エンジン冷却部１３、排熱回収熱交換器１４、第１排ガス熱交換器１５の順にエンジン冷却水Ｂを循環させるエンジン冷却回路１６が備えられている。エンジン冷却部１３は、例えば、シリンダヘッドやシリンダブロック等にエンジン冷却水Ｂを通流させることによりエンジン１を冷却させるように構成されている。エンジン冷却回路１６には、エンジン冷却水Ｂの通流方向の上流側から順に、エンジン冷却部１３、排熱回収熱交換器１４、エンジン冷却水Ｂを貯留自在な膨張タンク１７、エンジン冷却水循環ポンプ１８、第１排ガス熱交換器１５が備えられている。

排熱回収回路４は、貯湯タンク１９の湯水を排熱回収媒体Ａとし、貯湯タンク１９から取り出した排熱回収媒体Ａを通流させてエンジン１の排熱を回収し、その排熱を有する排熱回収媒体Ａを貯湯タンク１９に戻すように構成されている。そして、排熱回収回路４には、排熱回収媒体Ａの通流方向の上流側から順に、排熱回収媒体循環ポンプ２０、第２排ガス熱交換器２１、排熱回収熱交換器１４、電気ヒータ１０が備えられている。

排気路１２には、排ガスＣの通流方向の上流側から順に、第１排ガス熱交換器１５、第２排ガス熱交換器２１が備えられている。第１排ガス熱交換器１５は、排ガスＣに含まれる有害成分（炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）の３物質）を除去する三元触媒２２（触媒に相当する）が一体的に配置された触媒一体型の熱交換器にて構成されている。例えば、三元触媒２２は、アルミナ等の無機担体に白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属成分を担持したものとなっている。第１排ガス熱交換器１５は、例えば、排ガスＣを通流させる伝熱管内にエンジン冷却水Ｂを通流させる伝熱管を配設させた二重管式に構成されており、三元触媒２２がエンジン冷却水Ｂを通流させる伝熱管の周囲を覆う状態で排ガスＣを通流させる伝熱管内に配設されている。

排熱回収回路４は、排熱回収媒体Ａを第２排ガス熱交換器２１においてエンジン１の排ガスＣにて加熱したのち、排熱回収熱交換器１４においてエンジン冷却部１３を通過したエンジン冷却水Ｂにて更に加熱して排熱回収媒体Ａの温度を所望温度（例えば７５℃）まで昇温させ、その所望温度の排熱回収媒体Ａを貯湯タンク１９の上部に戻すように構成されている。また、排熱回収回路４では、排熱回収熱交換器１４を通過した排熱回収媒体Ａを電気ヒータ１０にて加熱自在としており、エンジン１の排熱に加えて、余剰電力が変換された熱によっても排熱回収媒体Ａを加熱自在に構成されている。貯湯タンク１９は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯するように構成されており、排熱回収回路４は、エンジン１の排熱にて加熱して所望温度まで昇温させた排熱回収媒体Ａを貯湯タンク１９に貯湯するように構成されている。

貯湯タンク１９には、貯湯タンク１９に給水する給水路２３、貯湯タンク１７に貯湯されている高温の排熱回収媒体Ａを床暖房装置や浴室暖房装置等の熱負荷５に供給する熱負荷供給路２４が設けられている。これにより、回収したエンジン１の排熱を有する排熱回収媒体Ａを熱負荷供給路２４にて熱負荷５に供給自在に構成されている。

制御装置１１は、所定のコンピュータプログラムを実行することによりエンジン１の運転等を制御するように構成されている。例えば、電力負荷３での要求電力量及び熱負荷５での要求熱量について、制御装置１１は、過去の要求電力量及び過去の要求熱量に基づいて、将来の要求電力量及び要求熱量を予測自在に構成されている。そして、制御装置１１は、電力負荷３での要求電力量又は熱負荷５での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求電力量又は要求熱量に応じてエンジン１の運転を制御するように構成されている。制御装置１１は、エンジン１を運転させるときに、エンジン冷却水循環ポンプ１８及び排熱回収媒体循環ポンプ２０を作動させて、エンジン１の排熱を排熱回収媒体Ａにて回収するように構成されている。

排熱回収媒体循環ポンプ２０の作動により排熱回収回路４では、貯湯タンク１９の底部から取り出した排熱回収媒体Ａが通流される。排熱回収媒体Ａが、第２排ガス熱交換器２１、排熱回収熱交換器１４、電気ヒータ１０の順に通過され、電気ヒータ１０を通過した排熱回収媒体Ａが貯湯タンク１９の上部に戻される。第２排ガス熱交換器２１には、第１排ガス熱交換器１５を通過した排ガスＣが導入されており、その排ガスＣにて排熱回収媒体Ａが加熱される。貯湯タンク１９は、温度成層を形成する状態で排熱回収媒体Ａを貯湯するので、低温の排熱回収媒体Ａは貯湯タンク１９の下部に存在することになる。これにより、貯湯タンク１９の貯湯量が満杯状態（貯湯タンク１９に貯湯されている排熱回収媒体Ａの略全量が所望温度になっている状態）になるまで、貯湯タンク１９の底部から取り出す排熱回収媒体Ａは低温となる。そこで、排熱回収回路４は、貯湯タンク１９の底部から取り出した低温の排熱回収媒体Ａを第２排ガス熱交換器２１に導入させて、第２排ガス熱交換器２１に導入される排熱回収媒体Ａの温度がエンジン１の排ガスＣの露点以下の温度（例えば、２０℃程度）に設定されている。これにより、第２排ガス熱交換器２１では、排ガスＣの潜熱をも排熱回収媒体Ａにて回収でき、排熱回収効率の向上を図ることができる。

エンジン冷却水循環ポンプ１８の作動によりエンジン冷却回路１６では、エンジン冷却部１３、排熱回収熱交換器１４、膨張タンク１７、第１排ガス熱交換器１５、エンジン冷却部１３の順にエンジン冷却水Ｂが循環される。排熱回収熱交換器１４には、エンジン冷却部１３にてエンジン１を冷却することにより加熱されたエンジン冷却水Ｂが導入されるとともに、第２排ガス熱交換器２１を通過した排熱回収媒体Ａが導入され、排熱回収媒体Ａがエンジン冷却水Ｂにて加熱される。

排気路１２では、第１排ガス熱交換器１５、第２排ガス熱交換器２１の順に排ガスＣが通流される。第１排ガス熱交換器１５には、排熱回収熱交換器１４にて通過したエンジン冷却水Ｂが導入されるとともに、エンジン１から排気路１２に排気された排ガスＣが導入され、エンジン冷却水Ｂが排ガスＣにて加熱される。ここで、第１排ガス熱交換器１５は、三元触媒２２（触媒に相当する）が一体的に配置された触媒一体型の熱交換器であるので、排ガスＣに含まれる炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）の３物質が同時に除去される。第２排ガス熱交換器２１には、第１排ガス熱交換器１５を通過した排ガスＣが導入されるとともに、貯湯タンク１９の底部から取り出した排熱回収媒体Ａが導入され、排熱回収媒体Ａが排ガスＣにて加熱される。

上述の如く、制御装置１１は、電力負荷３での要求電力量又は熱負荷５での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求電力量又は要求熱量に応じてエンジン１の運転を制御するが、例えば、熱負荷５での要求熱量を賄うために、予測した将来の要求熱量に応じてエンジン１の運転を制御する所謂熱主運転を行う場合等に、発電装置２の発電電力の電力負荷３に対する余剰分である余剰電力が発生する。このとき、余剰電力は、インバータ６により電気ヒータ１０に供給される。これにより、電気ヒータ１０は、余剰電力により排熱回収熱交換器１４を通過した排熱回収媒体Ａを加熱することになり、エンジン１の排熱に回収することに加えて、余剰電力を熱に変換してその変換した熱をも回収自在に構成されている。

制御装置１１は、エンジン冷却水循環ポンプ１８の回転速度を調整することにより、エンジン冷却回路１６におけるエンジン冷却水Ｂの循環量が調整自在に構成されている。また、制御装置１１は、排熱回収媒体循環ポンプ２０の回転速度を調整することにより、排熱回収回路４における排熱回収媒体Ａの循環量が調整自在に構成されている。これにより、エンジン冷却回路１６におけるエンジン冷却水Ｂの循環量や排熱回収回路４における排熱回収媒体Ａの循環量を調整することにより、第１排ガス熱交換器１５に導入されるエンジン冷却水Ｂの温度や、排熱回収熱交換器１４に導入される排熱回収媒体Ａの温度及び排熱回収熱交換器１４を通過した排熱回収媒体Ａの温度を調整自在に構成されている。

以下、排熱回収媒体Ａ、エンジン冷却水Ｂ及び排ガスＣの夫々の温度について例示しながら、本発明におけるエンジンの排熱回収装置について説明を加える。
エンジン冷却回路１６では、例えば、エンジン冷却部１３を通過したエンジン冷却水Ｂは８０℃程度まで上昇されており、その温度のエンジン冷却水Ｂが排熱回収熱交換器１４に導入され、排熱回収媒体Ａを加熱することによりエンジン冷却水Ｂの温度が７５℃程度まで温度低下する。そして、７５℃程度のエンジン冷却水Ｂが第１排ガス熱交換器１５に導入され、排ガスＣにて加熱されてエンジン冷却水Ｂの温度が７８℃程度まで温度上昇し、その後、エンジン冷却部１３に導入されてエンジン冷却水Ｂが８０℃程度まで温度上昇される。

排気路１２では、エンジン１から排気される排ガスＣの温度が５００〜６００℃となっており、その温度の排ガスＣが第１排ガス熱交換器１５に導入され、エンジン冷却水Ｂを加熱することにより排ガスＣの温度が７８℃程度まで温度低下する。ここで、第１排ガス熱交換器１５に導入されるエンジン冷却水Ｂの温度は７５℃程度であり、比較的高温のエンジン冷却水Ｂが導入される。また、第１排ガス熱交換器１５では、排ガスＣの潜熱をも回収することが求められていないので、第１排ガス熱交換器１５に導入された排ガスＣが、低温にまで温度低下することなく、７８℃程度の比較的高温のまま第１排ガス熱交換器１５を通過することになる。よって、第１排ガス熱交換器１５に一体的に配置された三元触媒２２の温度低下を抑制することができ、三元触媒２２の温度が浄化能力を有効に発揮できる温度範囲（例えば、５００〜６００℃）から外れてしまうことを防止できる。第１排ガス熱交換器１５を通過した７８℃程度の排ガスＣが、第２排ガス熱交換器２１に導入され、排熱回収媒体Ａを加熱することにより排ガスＣの温度が２５℃程度まで温度低下される。

排熱回収回路４では、貯湯タンク１９に所望温度の排熱回収媒体Ａがほとんど貯湯されていないときには、貯湯タンク１９の底部から取り出した排熱回収媒体Ａの温度が排ガスＣの露点以下の２０℃程度になっており、その温度の排熱回収媒体Ａが第２排ガス熱交換器２１に導入される。そして、第２排ガス熱交換器２１では、排熱回収媒体Ａにより排ガスＣの潜熱をも回収されて、第２排ガス熱交換器２１を通過した排ガスＣの温度は２５℃程度まで低下する。一方、第２排ガス熱交換器２１を通過した排熱回収媒体Ａの温度は５０℃程度まで上昇され、その５０℃程度の排熱回収媒体Ａが排熱回収熱交換器１４に導入される。排熱回収熱交換器１４には、８０℃程度のエンジン冷却水が導入されていることから、排熱回収媒体Ａの温度が７５℃程度まで上昇され、その７５℃程度の排熱回収媒体Ａが貯湯タンク１９の上部に供給されて貯湯される。

また、第１排ガス熱交換器１５に導入されるエンジン冷却水Ｂの温度については、エンジン冷却回路１６におけるエンジン冷却水Ｂの循環量を調整することにより、排熱回収熱交換器１４を通過したエンジン冷却水Ｂの温度を調整することで調整することができる。よって、制御装置１１は、第１排ガス熱交換器１５に導入されるエンジン冷却水Ｂの温度が三元触媒２２の温度が浄化能力を有効に発揮できる温度範囲（例えば、５００〜６００℃）から外れてしまうことを防止可能な温度（例えば７５℃程度）となるように、エンジン冷却水循環ポンプ１８の回転速度を調整してエンジン冷却回路１６におけるエンジン冷却水Ｂの循環量を調整している。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、エンジン冷却回路１６に、エンジン冷却水Ｂの通流方向で第１排ガス熱交換器１５よりも上流側にエンジン１のオイルクーラを設け、エンジン冷却水Ｂをオイルクーラに導入させたのち、オイルクーラを通過したエンジン冷却水Ｂを第１排ガス熱交換器１５に導入させることもできる。

（２）上記実施形態では、エンジン１は、燃焼室に供給される混合気の空気過剰率を略１．０程度のストイキ範囲内に設定されているが、例えば、空気過剰率を１．０よりも大きいリーン範囲内に設定することもできる。空気過剰率を１．０よりも大きいリーン範囲内とする場合、触媒としては、例えば、白金等の酸化触媒を用いることができる。

（３）上記実施形態では、排熱回収回路４が、貯湯タンク１９の湯水を排熱回収媒体Ａとして、第２排ガス熱交換器２１、排熱回収熱交換器１４、電気ヒータ１０の順に排熱回収媒体Ａを通流させているが、排熱回収媒体Ａについては、貯湯タンク１９の湯水に限らず、その他の熱媒体を適応することもできる。
また、排熱回収回路４に備えた排熱回収媒体循環ポンプ２０の作動により排熱回収媒体Ａを通流させているが、例えば、給水路２３における上水の水圧を利用して排熱回収媒体Ａを通流させることもできる。

（４）上記実施形態では、第１排ガス熱交換器１５が、三元触媒２２を一体的に配置した触媒一体型の熱交換器にて構成しているが、第１排ガス熱交換器１５は、単に、三元触媒２２が配置されているものでもよく、触媒一体型に限らず、三元触媒２２を備えるものであればよい。

本発明は、エンジンの排熱を回収する排熱回収媒体を通流させる排熱回収回路を備え、排ガスの浄化能力の低下を防止しながら、排ガスの潜熱をも回収可能として排熱回収効率を高めることができる各種のエンジンの排熱回収装置に適応可能である。

１ エンジン
２ 発電装置
３ 電力負荷
４ 排熱回収回路
１０ 電気ヒータ
１２ 排気路
１３ エンジン冷却部
１４ 排熱回収熱交換器
１５ 第１排ガス熱交換器
１６ エンジン冷却回路
２１ 第２排ガス熱交換器
２２ 三元触媒
Ａ 排熱回収媒体
Ｂ エンジン冷却水
Ｃ 排ガス

Claims (3)

1. エンジンの排熱を回収する排熱回収媒体を通流させる排熱回収回路を備えたエンジンの排熱回収装置であって、
   前記エンジンを冷却させるエンジン冷却部、排熱回収熱交換器、第１排ガス熱交換器の順でエンジン冷却水を循環させるエンジン冷却回路を備え、前記エンジンの排ガスを排気させる排気路には、前記排ガスの通流方向の上流側から順に、前記排ガスと前記排熱回収熱交換器を通過したエンジン冷却水とを熱交換させる前記第１排ガス熱交換器、第２排ガス熱交換器が備えられ、前記第１排ガス熱交換器には、前記排ガスの有害成分を浄化する触媒が備えられ、前記排熱回収回路には、前記排熱回収媒体の通流方向の上流側から順に、前記第１排ガス熱交換器を通過した前記排ガスと前記排熱回収媒体とを熱交換させる前記第２排ガス熱交換器、前記エンジン冷却部を通過したエンジン冷却水と前記第２排ガス熱交換器を通過した排熱回収媒体とを熱交換させる前記排熱回収熱交換器が備えられ、前記第２排ガス熱交換器に導入させる排熱回収媒体の温度が前記排ガスの露点以下に設定されているエンジンの排熱回収装置。
2. 前記エンジンにて駆動される発電装置と、前記発電装置の発電電力を電力負荷に供給自在で、且つ、前記発電装置の発電電力の前記電力負荷に対する余剰分である余剰電力を熱に変換自在な電気ヒータに供給自在な電力供給手段とを備え、前記電気ヒータは、前記排熱回収回路において前記排熱回収熱交換器を通過した前記排熱回収媒体を加熱自在に配置されている請求項１に記載のエンジンの排熱回収装置。
3. 前記エンジンは、燃焼室で燃焼する混合気の空気過剰率がストイキ範囲内に設定され、前記触媒が、三元触媒にて構成されている請求項１又は２に記載のエンジンの排熱回収装置。

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