JP2014218952A - Engine cooling system - Google Patents

Engine cooling system Download PDF

Info

Publication number
JP2014218952A
JP2014218952A JP2013099317A JP2013099317A JP2014218952A JP 2014218952 A JP2014218952 A JP 2014218952A JP 2013099317 A JP2013099317 A JP 2013099317A JP 2013099317 A JP2013099317 A JP 2013099317A JP 2014218952 A JP2014218952 A JP 2014218952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
cooling water
water flow
cooling
radiator
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.)
Granted
Application number
JP2013099317A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6186866B2 (en
Inventor
進作 山口
Shinsaku Yamaguchi
進作 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2013099317A priority Critical patent/JP6186866B2/en
Priority to PCT/JP2014/062354 priority patent/WO2014181824A1/en
Publication of JP2014218952A publication Critical patent/JP2014218952A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6186866B2 publication Critical patent/JP6186866B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16Outlet manifold
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine cooling system for improving cooling performance.SOLUTION: An engine cooling system comprises: a Rankine cycle device 50 in which an evaporator 52, an expander 53, a condenser 54, and a compressor 55 are arranged in order in a circulating flow path 51; a flow path 31 inside a cylinder block; a main radiator 32; a sub-radiator 36; a main flow path 33 that passes through the main radiator 32; a heating flow path 34 that passes through the evaporator 52; a sub-flow path 37 that passes through the sub-radiator 36; and a cooling flow path 39 that branches off from the sub-flow path 37 and passes through the condenser 54.

Description

本発明は、エンジンの冷却システムに関し、特に、ランキンサイクル装置を用いたエンジンの冷却システムに関する。   The present invention relates to an engine cooling system, and more particularly to an engine cooling system using a Rankine cycle device.

従来、エンジンの冷却性能を向上させるために、冷却水循環路にメインラジエータとサブラジエータとを直列又は並列に配置した冷却システムが知られている。このような冷却システムでは、エンジンで加熱された冷却水をメインラジエータで冷却した後、サブラジエータでさらに冷却してインタークーラ等に導入している。   Conventionally, in order to improve the cooling performance of the engine, a cooling system in which a main radiator and a sub radiator are arranged in series or in parallel in a cooling water circulation path is known. In such a cooling system, the cooling water heated by the engine is cooled by the main radiator and then further cooled by the sub-radiator and introduced into the intercooler or the like.

特開2008−38891号公報JP 2008-38891 A 特開2011−190743号公報JP 2011-190743 A

近年、エンジンの高出力化に伴い、特に登り坂走行時等の高負荷運転時はラジエータに高い冷却性能が求められている。冷却性能のさらなる向上を図るためには、ラジエータやファンの大型化が必要になるが、車載レイアウト、設置スペース等の制約から難しい状況にある。そのため、ラジエータやファンの能力不足を考慮して、いわゆるオーバヒートプロテクション(OHP)を設定しなければならない課題がある。   2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in engine output, a radiator has been required to have high cooling performance especially during high load operation such as when traveling on an uphill. In order to further improve the cooling performance, it is necessary to increase the size of the radiator and the fan, but it is difficult due to restrictions such as the in-vehicle layout and installation space. Therefore, there is a problem that so-called overheat protection (OHP) has to be set in consideration of insufficient capability of the radiator and the fan.

本発明の目的は、冷却水の廃熱を効果的に回収しつつ、冷却性能を向上することができるエンジンの冷却システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an engine cooling system capable of improving cooling performance while effectively recovering waste heat of cooling water.

上記目的を達成するため、本発明のエンジンの冷却システムは、作動流体を封入した循環流路に、作動流体を加熱する第一熱交換器、加熱された作動流体を膨張させる膨張機、膨張された作動流体を冷却する第二熱交換器、冷却された作動流体を圧送するコンプレッサが順に配置されたランキンサイクル装置と、エンジンのシリンダブロック内に形成された第一冷却水流路と、前記第一冷却水流路で加熱された冷却水を外気で冷却するメインラジエータと、前記メインラジエータで冷却された冷却水を外気でさらに冷却するサブラジエータと、前記第一冷却水流路の下流端から、前記第一熱交換器、前記メインラジエータを経由して、前記第一冷却水流路の上流端に接続されると共に、冷却水を圧送するポンプが設けられた第二冷却水流路と、前記メインラジエータよりも下流側の第二冷却水流路から分岐すると共に、前記サブラジエータ、吸気を冷却するインタークーラを経由して、前記第二冷却水流路に接続された第三冷却水流路と、前記サブラジエータよりも下流側の第三冷却水流路から分岐すると共に、前記第二熱交換器を経由して、前記第一熱交換器よりも下流側の第二冷却水流路に接続された第四冷却水流路と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an engine cooling system according to the present invention includes a first heat exchanger that heats a working fluid, a expander that expands the heated working fluid, A second heat exchanger for cooling the working fluid, a Rankine cycle device in which a compressor for pumping the cooled working fluid is disposed in order, a first cooling water passage formed in a cylinder block of the engine, and the first A main radiator that cools the cooling water heated in the cooling water passage with outside air, a sub-radiator that further cools the cooling water cooled by the main radiator with outside air, and a downstream end of the first cooling water passage, A second cooling water passage provided with a pump connected to the upstream end of the first cooling water passage via one heat exchanger and the main radiator, and provided with a pump for pumping the cooling water; A third cooling water flow path that branches from the second cooling water flow path downstream of the main radiator, and that is connected to the second cooling water flow path via an intercooler that cools the sub radiator and intake air; The first branch is branched from the third cooling water flow path downstream from the sub-radiator, and is connected to the second cooling water flow path downstream from the first heat exchanger via the second heat exchanger. And four cooling water flow paths.

また、エンジンの吸気系と排気系とを接続する環流排気流路に設けられて環流排気を冷却水で冷却する環流排気クーラと、前記メインラジエータよりも下流側の第二冷却水流路から分岐すると共に、前記環流排気クーラを経由して、前記第一熱交換器よりも上流側の第二冷却水流路に接続された第五冷却水流路と、をさらに備えるものであってもよい。   A recirculation exhaust cooler that is provided in a recirculation exhaust flow path that connects the intake system and the exhaust system of the engine and cools the recirculation exhaust with cooling water, and a second cooling water flow path that is downstream of the main radiator. In addition, a fifth cooling water flow path connected to the second cooling water flow path upstream of the first heat exchanger via the reflux exhaust cooler may be further provided.

また、前記第二冷却水流路が、前記第一熱交換器を経由する前に前記環流排気クーラを経由するものであってもよい。   The second cooling water flow path may pass through the reflux exhaust cooler before passing through the first heat exchanger.

本発明のエンジンの冷却システムによれば、冷却水の廃熱を効果的に回収しつつ、冷却性能を向上することができる。   According to the engine cooling system of the present invention, the cooling performance can be improved while effectively recovering the waste heat of the cooling water.

本発明の一実施形態に係るエンジンの冷却システムを示す模式的な全体構成図である。1 is a schematic overall configuration diagram showing an engine cooling system according to an embodiment of the present invention. 他の実施形態に係るエンジンの冷却システムを示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the cooling system of the engine which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係るエンジンの冷却システムを示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the cooling system of the engine which concerns on other embodiment.

以下、図1に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジンの冷却システムを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, an engine cooling system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

まず、本実施形態に係る冷却システムが適用された吸排気系の全体構成から説明する。   First, the overall configuration of an intake / exhaust system to which the cooling system according to the present embodiment is applied will be described.

図1に示すように、ディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)10の吸気マニホールド10aには吸気通路11が接続され、排気マニホールド10bには排気通路12が接続されている。吸気通路11には、吸気上流側から順に、過給機のコンプレッサ13、吸気を冷却するインタークーラ14が配置され、排気通路12には、過給機のタービン15が配置されている。また、エンジン10には、排気の一部を吸気系に再循環する排気環流装置(Exhaust Gas Recirculation:以下、EGR装置)20が設けられている。   As shown in FIG. 1, an intake passage 11 is connected to an intake manifold 10a of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10, and an exhaust passage 12 is connected to an exhaust manifold 10b. In the intake passage 11, a turbocharger compressor 13 and an intercooler 14 for cooling the intake air are arranged in this order from the intake upstream side, and in the exhaust passage 12, a supercharger turbine 15 is arranged. Further, the engine 10 is provided with an exhaust gas recirculation device (Exhaust Gas Recirculation: hereinafter referred to as EGR device) 20 that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system.

EGR装置20は、排気通路12と吸気通路11とを連通するEGR流路21に、第1EGRクーラ22、第2EGRクーラ23、EGRバルブ24を順に配置して構成されている。第1EGRクーラ22、及び、第2EGRクーラ23には、後述するEGRクーラ用流路38が接続されており、EGRガスをエンジン10の冷却水で冷却する。   The EGR device 20 includes a first EGR cooler 22, a second EGR cooler 23, and an EGR valve 24 arranged in this order in an EGR passage 21 that connects the exhaust passage 12 and the intake passage 11. The first EGR cooler 22 and the second EGR cooler 23 are connected to a later-described EGR cooler flow path 38 to cool the EGR gas with the cooling water of the engine 10.

次に、本実施形態に係る冷却システムの全体構成を説明する。   Next, the overall configuration of the cooling system according to the present embodiment will be described.

図1に示すように、冷却水回路は、ウォータジャケット等を有するシリンダブロック内流路31、メインラジエータ32が介設されたメイン流路33、メイン流路33から分岐する加熱用流路34、メインラジエータ32を迂回するバイパス流路35、サブラジエータ36とインタークーラ14とが介設されたサブ流路37、第1EGRクーラ22と第2EGRクーラ23とが介設されたEGRクーラ用流路38、サブ流路37から分岐する冷却用流路39を備え構成されている。   As shown in FIG. 1, the cooling water circuit includes a cylinder block passage 31 having a water jacket and the like, a main passage 33 provided with a main radiator 32, a heating passage 34 branched from the main passage 33, A bypass flow path 35 that bypasses the main radiator 32, a sub flow path 37 that includes the sub radiator 36 and the intercooler 14, and an EGR cooler flow path 38 that includes the first EGR cooler 22 and the second EGR cooler 23. A cooling flow path 39 branched from the sub flow path 37 is provided.

なお、本実施形態において、シリンダブロック内流路31は本発明の第一冷却水流路、メイン流路33及び加熱用流路34は本発明の第二冷却水流路、サブ流路37は本発明の第三冷却水流路、冷却用流路39は本発明の第四冷却水流路、EGRクーラ用流路38は本発明の第五冷却水流路に相当する。   In this embodiment, the in-cylinder block flow path 31 is the first cooling water flow path of the present invention, the main flow path 33 and the heating flow path 34 are the second cooling water flow path of the present invention, and the sub flow path 37 is the present invention. The third cooling water flow path and the cooling flow path 39 correspond to the fourth cooling water flow path of the present invention, and the EGR cooler flow path 38 corresponds to the fifth cooling water flow path of the present invention.

メインラジエータ32は、公知の構造であって、その背面には外気を送風するファン40が設けられている。メインラジエータ32は、シリンダブロック内流路31で昇温された冷却水を外気と熱交換することで冷却する。   The main radiator 32 has a known structure, and a fan 40 that blows outside air is provided on the back surface of the main radiator 32. The main radiator 32 cools the cooling water heated in the in-cylinder block flow path 31 by exchanging heat with the outside air.

メイン流路33は、シリンダブロック内流路31の出口部(下流端)から、メインラジエータ32を経由してシリンダブロック内流路31の入口部(上流端)に接続されている。このメイン流路33には、メインラジエータ32よりも上流側にサーモスタット41、メインラジエータ32よりも下流側に冷却水ポンプ42が設けられている。冷却水ポンプ42で圧送される冷却水は、エンジン10の暖機時はバイパス流路35を流れ、暖機が完了するとメインラジエータ32を流れるように構成されている。   The main flow path 33 is connected from the outlet part (downstream end) of the in-cylinder block flow path 31 to the inlet part (upstream end) of the in-cylinder block flow path 31 through the main radiator 32. The main flow path 33 is provided with a thermostat 41 on the upstream side of the main radiator 32 and a cooling water pump 42 on the downstream side of the main radiator 32. The cooling water pumped by the cooling water pump 42 flows through the bypass passage 35 when the engine 10 is warmed up, and flows through the main radiator 32 when the warming up is completed.

加熱用流路34は、バイパス流路35よりも下流側のメイン流路33から、後述するエバポレータ52を経由した後、メインラジエータ32よりも上流側のメイン流路33に接続されている。   The heating flow path 34 is connected from the main flow path 33 downstream of the bypass flow path 35 to the main flow path 33 upstream of the main radiator 32 after passing through an evaporator 52 described later.

サブラジエータ36は、メインラジエータ32で冷却された冷却水を外気と熱交換することでさらに冷却する。このサブラジエータ36は、公知の構造であって、冷却水の流路となるチューブ(不図示)が蛇行形成されると共に、蛇行するチューブ間に熱交換用の複数のフィン(不図示)を備え構成されている。   The sub radiator 36 further cools the cooling water cooled by the main radiator 32 by exchanging heat with the outside air. The sub-radiator 36 has a known structure, and a tube (not shown) serving as a cooling water flow path is meandered, and a plurality of fins (not shown) for heat exchange are provided between the meandering tubes. It is configured.

サブ流路37は、冷却水ポンプ42よりも下流側のメイン流路33から分岐して、サブラジエータ36、インタークーラ14を経由した後、メインラジエータ32と冷却水ポンプ42との間のメイン流路33に接続されている。また、サブ流路37には、冷却水温に応じてインタークーラ14に冷却水を導入させるサーモスタット43が設けられている。   The sub flow path 37 branches from the main flow path 33 on the downstream side of the cooling water pump 42, passes through the sub radiator 36 and the intercooler 14, and then flows between the main radiator 32 and the cooling water pump 42. It is connected to the path 33. The sub-channel 37 is provided with a thermostat 43 that introduces cooling water into the intercooler 14 according to the cooling water temperature.

EGRクーラ用流路38は、冷却水ポンプ42よりも下流側のメイン流路33と、バイパス流路35よりも下流側のメイン流路33とを接続すると共に、第1EGRクーラ22、第2EGRクーラ23をそれぞれ経由するように分岐して形成されている。なお、EGRクーラ用流路38の下流端は、エバポレータ52よりも下流側の加熱用流路34に接続されてもよい。   The EGR cooler flow path 38 connects the main flow path 33 downstream of the cooling water pump 42 and the main flow path 33 downstream of the bypass flow path 35, and the first EGR cooler 22 and the second EGR cooler. Each branch is formed so as to pass through each of 23. The downstream end of the EGR cooler flow path 38 may be connected to the heating flow path 34 on the downstream side of the evaporator 52.

冷却用流路39は、サブラジエータ36とインタークーラ14との間のサブ流路37から分岐すると共に、後述するコンデンサ54を経由して、エバポレータ52よりも下流側の加熱用流路34に接続されている。   The cooling flow path 39 branches from the sub flow path 37 between the sub radiator 36 and the intercooler 14 and is connected to the heating flow path 34 on the downstream side of the evaporator 52 via a condenser 54 described later. Has been.

ランキンサイクル装置50は、公知の構造であって、作動流体を封入した循環流路51に、エバポレータ52、膨張機53、コンデンサ54、コンプレッサ55を順に配置して構成されている。なお、本実施形態において、エバポレータ52は本発明の第一熱交換器、コンデンサ54は本発明の第二熱交換器に相当する。   The Rankine cycle apparatus 50 has a known structure, and is configured by sequentially arranging an evaporator 52, an expander 53, a condenser 54, and a compressor 55 in a circulation channel 51 in which a working fluid is sealed. In the present embodiment, the evaporator 52 corresponds to the first heat exchanger of the present invention, and the condenser 54 corresponds to the second heat exchanger of the present invention.

エバポレータ52には、シリンダブロック内流路31で加熱された冷却水、及び、EGRクーラ22,23で加熱された冷却水が、加熱用流路34を介して導入される。エバポレータ52は、加熱用流路34から導入される高温冷却水と作動流体との間で熱交換することで、作動流体を加熱して気化させる。膨張機53は、気化された作動流体により駆動するタービン等であって、作動流体の熱エネルギーを動力(回転力)に変換する。この膨張機53には、発電機60が接続されている。   The evaporator 52 is supplied with cooling water heated by the in-cylinder block flow path 31 and cooling water heated by the EGR coolers 22 and 23 via the heating flow path 34. The evaporator 52 heats and vaporizes the working fluid by exchanging heat between the high-temperature cooling water introduced from the heating flow path 34 and the working fluid. The expander 53 is a turbine or the like driven by the vaporized working fluid, and converts the thermal energy of the working fluid into power (rotational force). A power generator 60 is connected to the expander 53.

コンデンサ54には、サブラジエータ36で冷却された冷却水が、冷却用流路39を介して導入される。コンデンサ54は、冷却用流路39から導入される低温冷却水と作動流体との間で熱交換することで、膨張された作動流体を冷却する。コンプレッサ55は、例えばエンジン10の動力により駆動されることで、コンデンサ54で冷却された作動流体をエバポレータ52に圧送する。   Cooling water cooled by the sub radiator 36 is introduced into the condenser 54 via the cooling flow path 39. The condenser 54 cools the expanded working fluid by exchanging heat between the low-temperature cooling water introduced from the cooling flow path 39 and the working fluid. The compressor 55 is driven by the power of the engine 10, for example, and pumps the working fluid cooled by the condenser 54 to the evaporator 52.

すなわち、ランキンサイクル装置50は、高温冷却水により加熱されるエバポレータ52と、低温冷却水により冷却されるコンデンサ54との温度差を利用して膨張機53を駆動させることで、冷却水の廃熱を動力として回収する。膨張機53には発電機60が接続されているので、回収した動力を電気エネルギーに変換することが可能に構成されている。   That is, the Rankine cycle device 50 uses the temperature difference between the evaporator 52 heated by the high-temperature cooling water and the condenser 54 cooled by the low-temperature cooling water to drive the expander 53, thereby eliminating the waste heat of the cooling water. Is recovered as power. Since the power generator 60 is connected to the expander 53, the recovered power can be converted into electric energy.

次に、本実施形態に係る冷却システムによる作用効果を説明する。   Next, the effect by the cooling system which concerns on this embodiment is demonstrated.

本実施形態の冷却システムでは、シリンダブロック内流路31やEGRクーラ22,23で加熱された高温冷却水は、メイン流路33、加熱用流路34を介してランキンサイクル装置50のエバポレータ52に導入される。エバポレータ52に導入された高温冷却水は、作動流体と熱交換されて冷却された後、再びメイン流路33に戻されてメインラジエータ32に導入される。すなわち、シリンダブロック内流路31等で加熱された高温冷却水は、メインラジエータ32に導入される前に、エバポレータ52により効果的に冷却されるように構成されている。   In the cooling system of this embodiment, the high-temperature cooling water heated by the in-cylinder block flow path 31 and the EGR coolers 22 and 23 is sent to the evaporator 52 of the Rankine cycle apparatus 50 via the main flow path 33 and the heating flow path 34. be introduced. The high-temperature cooling water introduced into the evaporator 52 is cooled by exchanging heat with the working fluid, and then returned to the main flow path 33 and introduced into the main radiator 32. That is, the high-temperature cooling water heated in the cylinder block internal channel 31 and the like is configured to be effectively cooled by the evaporator 52 before being introduced into the main radiator 32.

したがって、本実施形態の冷却システムによれば、メインラジエータ32やファン40等を大型化することなく、冷却性能を確実に向上させることができる。   Therefore, according to the cooling system of the present embodiment, the cooling performance can be reliably improved without increasing the size of the main radiator 32, the fan 40, and the like.

また、本実施形態の冷却システムでは、サブラジエータ36で冷却された低温冷却水は、サブ流路37、冷却用流路39を介してランキンサイクル装置50のコンデンサ54に導入される。コンデンサ54に導入された低温冷却水は、膨張機53で膨張された作動流体を冷却する。そして、エバポレータ52とコンデンサ54との温度差を利用して膨張機53が駆動することで、冷却水の廃熱は動力として回収される。さらに、膨張機53により発電機60が駆動することで、回収された動力は電気エネルギーに変換されるように構成されている。   In the cooling system of the present embodiment, the low-temperature cooling water cooled by the sub-radiator 36 is introduced into the condenser 54 of the Rankine cycle apparatus 50 via the sub-flow path 37 and the cooling flow path 39. The low-temperature cooling water introduced into the condenser 54 cools the working fluid expanded by the expander 53. And the expansion machine 53 drives using the temperature difference of the evaporator 52 and the capacitor | condenser 54, and the waste heat of cooling water is collect | recovered as motive power. Further, the recovered power is converted into electric energy when the generator 60 is driven by the expander 53.

したがって、本実施形態の冷却システムによれば、冷却性能を向上させつつ、冷却水の廃熱を効果的に回収して電気エネルギーとして利用することが可能になる。得られた電気エネルギーを用いてエンジン10の補機類を駆動させれば、エンジン10の負荷が低減されて、燃費の改善を図ることもできる。   Therefore, according to the cooling system of the present embodiment, it is possible to effectively recover the waste heat of the cooling water and use it as electric energy while improving the cooling performance. By driving the auxiliary machinery of the engine 10 using the obtained electrical energy, the load on the engine 10 can be reduced and fuel consumption can be improved.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.

例えば、図2に示すように、加熱用流路34が、エバポレータ52を経由する前に、EGRクーラ22,23を経由するように構成してもよい。この場合、上述の実施形態よりもエバポレータ52とコンデンサ54との温度差が大きくなるため、電気エネルギーへの変換効率をさらに高めることができる。   For example, as shown in FIG. 2, the heating flow path 34 may be configured to pass through the EGR coolers 22 and 23 before passing through the evaporator 52. In this case, since the temperature difference between the evaporator 52 and the capacitor 54 is larger than that in the above-described embodiment, the conversion efficiency into electric energy can be further increased.

また、エバポレータ52とコンデンサ54との温度差は小さくなるが、上述の実施形態を、図3に示すようなサブラジエータを備えない冷却システムに適用することも可能である。この場合、冷却用流路39をメインラジエータ32よりも下流側のメイン流路33から分岐させればよい。   In addition, although the temperature difference between the evaporator 52 and the condenser 54 is small, the above-described embodiment can be applied to a cooling system that does not include a sub-radiator as shown in FIG. In this case, the cooling flow path 39 may be branched from the main flow path 33 on the downstream side of the main radiator 32.

10 エンジン
14 インタークーラ
20 EGR装置
22 第1EGRクーラ
23 第2EGRクーラ
31 シリンダブロック内流路
32 メインラジエータ
33 メイン流路
34 加熱用流路
35 バイパス流路
36 サブラジエータ
37 サブ流路
38 EGRクーラ用流路
39 冷却用流路
50 ランキンサイクル装置
51 循環流路
52 エバポレータ
53 膨張機
54 コンデンサ
55 コンプレッサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 14 Intercooler 20 EGR apparatus 22 1st EGR cooler 23 2nd EGR cooler 31 Flow path in cylinder block 32 Main radiator 33 Main flow path 34 Heating flow path 35 Bypass flow path 36 Sub radiator 37 Sub flow path 38 Flow for EGR cooler Path 39 Cooling channel 50 Rankine cycle device 51 Circulating channel 52 Evaporator 53 Expander 54 Condenser 55 Compressor

Claims (3)

作動流体を封入した循環流路に、作動流体を加熱する第一熱交換器、加熱された作動流体を膨張させる膨張機、膨張された作動流体を冷却する第二熱交換器、冷却された作動流体を圧送するコンプレッサが順に配置されたランキンサイクル装置と、
エンジンのシリンダブロック内に形成された第一冷却水流路と、
前記第一冷却水流路で加熱された冷却水を外気で冷却するメインラジエータと、
前記メインラジエータで冷却された冷却水を外気でさらに冷却するサブラジエータと、
前記第一冷却水流路の下流端から、前記第一熱交換器、前記メインラジエータを経由して、前記第一冷却水流路の上流端に接続されると共に、冷却水を圧送するポンプが設けられた第二冷却水流路と、
前記メインラジエータよりも下流側の第二冷却水流路から分岐すると共に、前記サブラジエータ、吸気を冷却するインタークーラを経由して、前記第二冷却水流路に接続された第三冷却水流路と、
前記サブラジエータよりも下流側の第三冷却水流路から分岐すると共に、前記第二熱交換器を経由して、前記第一熱交換器よりも下流側の第二冷却水流路に接続された第四冷却水流路と、を備えることを特徴とするエンジンの冷却システム。
A first heat exchanger that heats the working fluid in a circulation channel enclosing the working fluid, an expander that expands the heated working fluid, a second heat exchanger that cools the expanded working fluid, and a cooled operation A Rankine cycle device in which compressors for pumping fluid are sequentially arranged;
A first cooling water passage formed in the cylinder block of the engine;
A main radiator for cooling the cooling water heated in the first cooling water flow path with outside air;
A sub-radiator for further cooling the cooling water cooled by the main radiator with outside air;
A pump that is connected to the upstream end of the first cooling water flow path from the downstream end of the first cooling water flow path via the first heat exchanger and the main radiator and that pumps the cooling water is provided. A second cooling water flow path,
A third cooling water flow path that branches from the second cooling water flow path downstream of the main radiator, and that is connected to the second cooling water flow path via an intercooler that cools the sub radiator and intake air;
The first branch is branched from the third cooling water flow path downstream from the sub-radiator, and is connected to the second cooling water flow path downstream from the first heat exchanger via the second heat exchanger. An engine cooling system comprising: four cooling water flow paths.
エンジンの吸気系と排気系とを接続する環流排気流路に設けられて環流排気を冷却水で冷却する環流排気クーラと、
前記メインラジエータよりも下流側の第二冷却水流路から分岐すると共に、前記環流排気クーラを経由して、前記第一熱交換器よりも上流側の第二冷却水流路に接続された第五冷却水流路と、をさらに備える請求項1に記載のエンジンの冷却システム。
A recirculation exhaust cooler that is provided in a recirculation exhaust flow path that connects the intake system and the exhaust system of the engine and cools the recirculation exhaust with cooling water;
Fifth cooling branched from the second cooling water flow path downstream from the main radiator and connected to the second cooling water flow path upstream from the first heat exchanger via the circulating exhaust cooler The engine cooling system according to claim 1, further comprising a water flow path.
前記第二冷却水流路が、前記第一熱交換器を経由する前に前記環流排気クーラを経由する請求項2に記載のエンジンの冷却システム。   The engine cooling system according to claim 2, wherein the second cooling water flow path passes through the reflux exhaust cooler before passing through the first heat exchanger.
JP2013099317A 2013-05-09 2013-05-09 Engine cooling system Expired - Fee Related JP6186866B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013099317A JP6186866B2 (en) 2013-05-09 2013-05-09 Engine cooling system
PCT/JP2014/062354 WO2014181824A1 (en) 2013-05-09 2014-05-08 Engine cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013099317A JP6186866B2 (en) 2013-05-09 2013-05-09 Engine cooling system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014218952A true JP2014218952A (en) 2014-11-20
JP6186866B2 JP6186866B2 (en) 2017-08-30

Family

ID=51867301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013099317A Expired - Fee Related JP6186866B2 (en) 2013-05-09 2013-05-09 Engine cooling system

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6186866B2 (en)
WO (1) WO2014181824A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017047669A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 いすゞ自動車株式会社 Thermal energy recovery system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014015457A1 (en) * 2014-10-18 2016-04-21 Man Truck & Bus Ag Cooling system for a vehicle, in particular for a commercial vehicle
JP2018159375A (en) * 2017-03-23 2018-10-11 株式会社神戸製鋼所 Supercharged air cooling unit
SE542064C2 (en) 2017-06-07 2020-02-18 Scania Cv Ab A cooling system for a combustion engine and a WHR system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005341700A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Denso Corp Thermoelectric generator
WO2008007561A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-17 Calsonic Kansei Corporation Egr device
JP2008255923A (en) * 2007-04-06 2008-10-23 Sanden Corp Exhaust heat utilizing device for internal combustion engine
JP2013024083A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Isuzu Motors Ltd Cooling circuit for engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005341700A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Denso Corp Thermoelectric generator
WO2008007561A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-17 Calsonic Kansei Corporation Egr device
JP2008255923A (en) * 2007-04-06 2008-10-23 Sanden Corp Exhaust heat utilizing device for internal combustion engine
JP2013024083A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Isuzu Motors Ltd Cooling circuit for engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017047669A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 いすゞ自動車株式会社 Thermal energy recovery system

Also Published As

Publication number Publication date
JP6186866B2 (en) 2017-08-30
WO2014181824A1 (en) 2014-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8302399B1 (en) Organic rankine cycle systems using waste heat from charge air cooling
US9745887B2 (en) Engine cooling system
WO2015064302A1 (en) Engine cooling system
US9810129B2 (en) Integrated waste heat recovery and motor assisted turbocharger system
JP6186866B2 (en) Engine cooling system
JP6382219B2 (en) Series parallel waste heat recovery system
JP2013217221A (en) Rankine-cycle device
JP2013032751A (en) Engine system
WO2016002711A1 (en) Waste heat regeneration system
JP6197459B2 (en) Engine cooling system
WO2014103977A1 (en) Waste heat utilization device for internal combustion engine
JP2017120067A (en) Control device for vehicular cooling system
JP2013160076A (en) Rankine cycle device
JP6186867B2 (en) Engine cooling system
JP2015059425A (en) Waste heat recovery device for internal combustion engine
JP2013068137A (en) Waste heat utilization device
JP6593056B2 (en) Thermal energy recovery system
JP2013217222A (en) Rankine-cycle device
JP2012067656A (en) Egr gas cooling device
GB2486419A (en) Engine cooling circuit with turbocharger cooling
JP2017120068A (en) Waste heat recovery device
JP6613158B2 (en) Heat recovery equipment
JP2017101566A (en) Vehicular cooling device
JP2017101567A (en) Vehicular cooling device
JP2013068139A (en) Waste heat utilization device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160406

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170717

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6186866

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees