JPH03267555A - 熱併給発電装置 - Google Patents

熱併給発電装置

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JPH03267555A
JPH03267555A JP6558490A JP6558490A JPH03267555A JP H03267555 A JPH03267555 A JP H03267555A JP 6558490 A JP6558490 A JP 6558490A JP 6558490 A JP6558490 A JP 6558490A JP H03267555 A JPH03267555 A JP H03267555A
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JP
Japan
Prior art keywords
water
heat exchanger
exhaust
water heat
radiator
Prior art date
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Pending
Application number
JP6558490A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Mori
毛利 征夫
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.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Publication of JPH03267555A publication Critical patent/JPH03267555A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明はエンジンの回転により発電機を駆動し、電力を
供給すると共に、エンジンの発熱を利用して熱水をも供
給可能とする熱併給発電装置に関する。
(ロ)従来技術 従来から熱併給発電装置に関する技術については、特開
昭62−206260号公報や、実開昭63−1645
47号公報や、特開平1−280618号公報の如き技
術が公知とされているのである。
また、「排気−水熱交換器」を通過しないようにするバ
イパス回路を設ける技術についても、特開昭62−20
6260号公報内において開示されているのである。
(ハ)発明が解決すべき課題 本発明は、従来の熱併給発電装置において、パッケージ
の内部に別々に配置されていた「排気−水熱交換器」と
「水−水熱交換器」の両者を1本の熱交換器筒の内部に
一体的配置し、一体形熱交換器とし、熱併給発電装置の
セット全体のコンパクト化を図り、また熱の放散を回避
することにより熱交換効率の向上を図ったものである。
また熱水としての二次水の供給が必要の無い場合に、−
次冷却水をラジェータファンFによる外気でも冷却出来
るように構成し、セット全体のコンパクト化を図ったも
のである。
(ニ)課題を解決する手段 本発明の解決すべき課題は以上の如くであり、次に該課
題を解決する手段を説明する。
「排気−水熱交換器」と、「水−水熱交換器」の両者を
熱交換器筒の内部に具備した一体形熱交換器とし、該一
体形熱交換器を熱併給発電装置のパフケージ内に配置し
たものである。
また、「排気−水熱交換器」の一次冷却水経路内に、「
排気−水熱交換器」を通過しないバイパス回路を設け、
該バイパス回路をラジェータ室内を経て、ラジェータR
のアッパータンク内に連通配管したものである。
また、「排気−水熱交換器」と「水−水熱交換器」を一
体化した一体形熱交換器Aにおいて、請求項(2)の「
排気−水熱交換器」を通過しないバイパス回路を構成し
たものである。
(ホ)実施例 本発明の解決すべき課題及び解決する手段は以上の如く
であり、次に添付の図面に示した実施例の構成を説明す
る。
第5図の制御回路図において全体的な構成を説明する。
熱併給発電装置パンケージの内部の下方には、エンジン
Eと発電機りの一体化されたものが載置されており、該
エンジンEに灯油またはガス等の燃料が供給されて、エ
ンジンEを回転し、該エンジンEの回転により発電機り
を駆動し、−船釣には電力を供給する。
しかしエンジンEの燃焼回転により発生する高熱を、排
気や高温冷却水として廃棄するのみでは熱の無駄である
ので、エンジンの発生する高熱を「排気−水熱交換器」
と「水−水熱交換器」により、暖房や浴槽等に使用可能
な二次水として提供可能としているのである。
即ち、第5図においてエンジンE内のシリンダヘッドで
燃焼した排気が、排気マニホールド6により集められ、
三元触媒30を通過し有害排気を完全燃焼した後に、排
気消音器3に送られる。そして排気消音器3を通過し消
音されるとパフケージP外に吐出される。
エンジンEのシリンダブロックやシリンダヘッドや排気
マニホールド6の周囲の冷却水孔を通過し、高温となっ
た一次冷却水は第一サーモスタット弁5を通過し、該第
−サーモスタット弁5は約90℃により切換るべく設定
しているので、エンジンEの内部を冷却する一次冷却水
の温度が異常上昇した場合には、排気−水熱交換器1は
通過させず、当然のことながら、水−水熱交換器2も通
過させずに、ラジェータRのアッパータンクR1部分に
供給し、該ラジェータRにより冷却して、そのまま冷却
水通路31・32・33を通過して、エンジンE内に戻
るのである。
このように−次冷却水が異常高温となるのは、水−水熱
交換器2において高温化した二次水の使用量が少ない場
合に、水−水熱交換器2が高温状態であるので、該部分
で温度交換が行われずに90℃を越える高温−次冷却水
が発生するのである。
このような場合においては、排気−水熱交換器1も水−
水熱交換器2も通過することがないように、第一サーモ
スタット弁5からバイパス回路10・11を通過してラ
ジェータRのアッパータンクR1に供給されて、帰りも
冷却水通路31・32・33を通過して排気−水熱交換
器1や水−水熱交換器2を通過することなくエンジンE
に戻るのである。
この際においてバイパス回路11が、ラジェータ室G内
にラジェータファンFの近傍を通過し、該オーガクラッ
チレバ−11にラジェータファンFの冷却風が接触する
ことにより、3℃近く冷却が行われるのである。
前記の如く一次冷却水が90℃以上の異常高温でない場
合には、−次冷却水は排気−水熱交換器1を通過し、次
に約77℃に設定された第二サーモスタット弁34にお
いて、水−水熱交換器2に至る場合と、それ以下でエン
ジン已に直接に戻る場合とに分岐される。
通常は、エンジンEの一次冷却水は、排気−水熱交換器
1と水−水熱交換器2を通過する間に二次水に熱を供給
することにより十分に冷却され、そのままエンジンEに
戻るのであるが、水−水熱交換器2内で高温化された二
次水の使用が少ない場合には、十分に冷却水の温度が低
下せずに、エンジンEを通過する間に再度高温化される
と90℃を超える高温となって第一サーモスタット弁5
に出てくる場合があるのである。
この場合において、90℃を超える高温が排気−水熱交
換器1に入ると、排気−水熱交換器1内の温度が上昇し
、異常な熱膨張により水のパイプが延び、熱疲労を発生
し、熱破壊に繋がる可能性があるのである。
この不具合いが解消する為に、水−水熱交換器2におい
て二次水が取り出され無い為に、エンジンEの一次冷却
水が90℃以上に上昇した場合には、第一サーモスタッ
ト弁5を直接にラジェータRのアッパータンクR1の方
向に一次冷却水を案内するバイパス回路1o・11を設
けたものである。
そして該バイパス回路11をラジェータ室Gのラジェー
タファンFの部分を通過させることにより、3℃程度の
予備冷却を可能としたのである。
第1図においては、バイパス回路1o・11と第一サー
モスタット弁5は設けられておらず、パッケージPの内
部に一体形熱交換器Aを配置した構成を開示している。
一体形熱交換器Aの構成は第6図・第7図・第8図にお
いて示す如く、熱交換器筒7の内部に一火水パイブ8と
二次水バイブ9の二重構造パイプを配置することにより
構成している。
さらに二重構造パイプ8・9の外側に排気通過経路7a
が構成されている。即ち最も外側の排気通過経路7aに
排気人口12より排気が案内され、二次水バイブ9の外
側に構成された排気通過経路7aを排気が通過する間に
、二次水との間で熱交換を行い、更に二次水がその中の
一次水バイブ8の中の一次水との間で温度交換を行うの
である。
−火水は一火水入ロパイブ17より一次水入口室23を
経て、−火水パイブ8内を通過し、上部の一次水出口室
20から一火水出ロパイブ16より出て行くのである。
また二次水は二次水入ロバイブ15より、二次水入ロ室
22内に入り、次に二次水バイブ9と一次水バイブ8の
間を通過し、二次水出口室21がら二次水出ロバイブ1
4より出て行くのである。
第8図において示す如く、二重構造の一火水パイブ8と
二次水バイブ9は、熱交換器筒7の内部に多数本が配置
されて、全体として一体形熱交換器Aを構成しているの
である。
以上の如く構成した一体形熱交換器AがパッケージPの
内部に配置されており、エンジンEがらの排気が排気人
口12か一体形熱交換器Aに供給されて排気出口13か
ら排気消音器3に吐出されている。
二次水は二次水入ロバイブ15から入って二次水出ロバ
イブ14より出て行くのである。
また−次冷却水は、−火水入ロパイブ17がら一体形熱
交換器Aに入り、−火水出ロパイブ16から、一体形熱
交換器Aに戻っている。
このようにパンケージPの内部に一体形熱交換器Aを配
置した構成において、第2図においては、第一サーモス
タット弁5とバイパス回路1o・11を設けて、排気−
水熱交換器1を回避する構成を示している。
第一サーモスタット弁5は第2図において示す如(、エ
ンジンEの側壁に敷設されており、該第−サーモスタッ
ト弁5がら一火水入ロパイブ17の方向とは別に分岐し
たバイパス回路1oを設け、該バイパス回路10はエン
ジン室内を上昇して一体形熱交換器への側方位置でラジ
ェータ室G内に突出され、第4図に示した場合と同様に
、ラジェータファンFの前からラジェータ室G内に出て
、ラジェータファンFの上方からラジェータRのアッパ
ータンクR1に連通されているのである。
該ラジェータ室Gの内部においては、ラジェータフアン
Fが93℃以上になるとONされ、90℃以下になると
OFFされるべ(構成されており、第一サーモスタット
弁5から短絡して90℃以上の一次冷却水がラジェータ
Rに供給されるとラジェータファンFが回転し、バイパ
ス回路11の部分で冷却しながらかつラジェータRの部
分でも冷却するのである。
第3図の実施例においては、排気−水熱交換器71と水
−水熱交換器2を一体化しておらず、排気−水熱交換器
1と水−水熱交換器2として別に構成している。
この場合においても、エンジンEからの一次冷却水の出
口部分に第一サーモスタット弁5を設け、該第−サーモ
スタット弁5からラジェータRの至るバイパス回路10
・11を、エンジン室とラジェータ室Gに配管している
のである。
ラジェータ室G内に突出したバイパス回路11の部分に
ついては、第1図の実施例の場合も、第3図の実施例の
場合にも同じく第4図のような配置となるのである。
第9図においては、バイパス回路の他の実施例を示して
おり、第一サーモスタット弁55により90℃以上を感
知した場合には、−次冷却水はラジェータRのアンバー
タンクR1に至るのではなくて、別体に構成した排気−
水熱交換器1のみを通過しないように、−火水入ロパイ
ブ17と一次水出ロバイブ16とを短絡する短絡回路4
oに構成しているのである。
第9図の実施例の場合には、該短絡回路40を通過する
場合にも、通過しない場合にも、水−水熱交換器2を経
て、次にラジェータRを経て、エンジンEに戻るように
構成しているのである。
(へ)発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。
請求項(1)の如く、「排気−水熱交換器」と「水−水
熱交換器」の両者を筒の内部に具備した一体形熱交換器
Aを構成し、該一体形熱交換器Aを熱併給発電装置のパ
ッケージPの内部に配置したので、熱併給発電装置のパ
ッケージP内において、従来配置されていた水−水熱交
換器2の部分を省くことが出来るので、この空間だけパ
ンケージPをコンパクトにすることが出来るのである。
また排気−水熱交換器1を出た後にパイプを通過して水
−水熱交換器2に一次冷却水を案内する必要がなく、一
体形熱交換器Aの内部で「排気水熱交換器」と「水−水
熱交換器」の役目が終了するのであるから、熱の放散を
防ぐことが出来るので、熱交換効率を向上することが出
来たものである。
請求項(2)の如(、「排気−水熱交換器」の一次冷却
水経路内に、「排気−水熱交換器」を通過しないバイパ
ス回路を設け、該バイパス回路をラジェータ室内を経て
、ラジェータRのアッパータンク内に連通配管したので
、二次水の使用量が少ない場合に、−次冷却水の冷却効
率が低下すると90℃以上の高熱となり、排気−水熱交
換器1内のパイプの異常膨脹等の不具合いが発生するの
であるが、本発明は第一サーモスタット弁5を開放して
、異常高温の一次冷却水をラジェータRに案内するので
、排気−水熱交換器1の異常膨脹を防ぐことが出来るの
である。
またバイパス回路10・11の中の11の部分がラジェ
ータ室Gを通過する際においてラジェータファンFの冷
却風により3℃程度冷却されるので、このバイパス回路
11の部分による冷却効果を得ることも出来るのである
請求項(3)の如く、「排気−水熱交換器」と「水−水
熱交換器」を一体化した一体形熱交換器Aにおいて、請
求項(2)の「排気−水熱交換器」を通過しないバイパ
ス回路を構成したので、熱併給発電装置の全体構成をコ
ンパクトにしながら、二次水の使用量が少ない場合の、
−次冷却水の異常高温にも対処できる熱併給発電装置と
することが出来たものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は一体形熱交換器Aを配置した熱併給発電装置の
正面図、第2図は第1図の熱併給発電装置に「排気−水
熱交換器」を通過しないバイパス回路を敷設した実施例
の正面図、第3図は「排気水熱交換器」と「水−水熱交
換器」を別体として構成した構成において「排気−水熱
交換器」を通過しないバイパス回路10・11を設けた
正面図、第4図は同じく第3図の裏面図、第5図はバイ
パス回路10・11を示す熱併給発電装置の制御回路図
、第6図・第7図は一体形熱交換器Aの実施例の正面断
面図、第8図は同じ(平面断面図、第9図は一体形熱交
換器Aにおいてバイパス回路を敷設した状態の正面図で
ある。 5・・・・第一サーモスタット弁 7・・・・熱交換器筒

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、「排気−水熱交換器」と、「水−水熱交換器」
    の両者を熱交換器筒の内部に具備して一体形熱交換器を
    構成し、該一体形熱交換器を熱併給発電装置のパッケー
    ジ内に配置したことを特徴とする熱併給発電装置。
  2. (2)、「排気−水熱交換器」の一次冷却水経路内に、
    「排気−水熱交換器」を通過しないバイパス回路を設け
    、該バイパス回路をラジエータ室内を経て、ラジエータ
    のアッパータンク内に連通配管したことを特徴とする熱
    併給発電装置。
  3. (3)、請求項(1)記載の「排気−水熱交換器」と「
    水−水熱交換器」を一体化した一体形熱交換器において
    、請求項(2)の「排気−水熱交換器」を通過しないバ
    イパス回路を構成したことを特徴とする熱併給発電装置
JP6558490A 1990-03-15 1990-03-15 熱併給発電装置 Pending JPH03267555A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1057985A1 (en) * 1999-05-31 2000-12-06 Nortron ApS Compact power generation apparatus and method of generating energy
EP1628104A2 (en) * 2004-08-17 2006-02-22 Lg Electronics Inc. Cogeneration system
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