JPH05156938A - エンジンの排熱回収装置 - Google Patents

エンジンの排熱回収装置

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JPH05156938A
JPH05156938A JP34957091A JP34957091A JPH05156938A JP H05156938 A JPH05156938 A JP H05156938A JP 34957091 A JP34957091 A JP 34957091A JP 34957091 A JP34957091 A JP 34957091A JP H05156938 A JPH05156938 A JP H05156938A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
temperature
exhaust heat
fans
fan
Prior art date
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Pending
Application number
JP34957091A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Yamashita
文男 山下
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.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
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Publication of JPH05156938A publication Critical patent/JPH05156938A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/048Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using electrical drives

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン冷却液がラジエータで過度に放熱さ
れるのを防止する。 【構成】 エンジン2の排熱を吸収したエンジン冷却液
を排熱回収用回路4とエンジン冷却用回路5とに循環可
能に構成する。そのエンジン冷却用回路5に設置した2
台のラジエータ17・18を2台のファン21・22に
よって空冷する。上記の排熱回収用回路4のエンジン冷
却液の温度を検出する温度センサ24によって、放熱制
御装置25を介して、上記ファン21・22の運転を制
御する。その放熱制御装置25は、エンジン冷却液の温
度がT1未満の場合には両ファン21・22の運転を停止
し、その温度がT1からT2の場合には一方のファン21だ
けを運転し、その温度がT2以上の場合には両ファン21
・22を運転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの排熱を回
収する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の排熱回収装置には、本出願人が
先に提案した特開平2−191808号公報に示すもの
がある。これは、エンジンの排熱を吸収したエンジン冷
却液を排熱回収用回路とエンジン冷却用回路とに循環可
能に構成し、そのエンジン冷却用回路に設置した複数の
ラジエータを複数のファンによって空冷可能に構成した
ものである。
【0003】そして、エンジン冷却液が排熱回収用回路
を流れる排熱回収モードにおいて、熱負荷の変動によっ
て排熱回収回路での放熱量が減少すると、その排熱回収
用回路を流れるエンジン冷却液の温度が次第に上昇して
いく。その温度が設定温度域よりも高くなると、それを
温度センサで検出して、エンジン冷却液をエンジン冷却
用回路へ供給して、ラジエータからもエンジン冷却液を
放熱させる。この放熱モードにおいて、そのエンジン冷
却液の温度が設定温度域よりも低くなると、これを温度
センサで検出して、上記ラジエータからの放熱を停止さ
せるのである。
【0004】従来の放熱制御装置では、上記の温度セン
サの検出信号によって上記の複数のファンを同時に発停
させるように構成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来構造では次
の問題がある。ラジエータは、長期間の運転による塵埃
等の目詰りを見込んで、運転当初の放熱能力に相当の余
裕をもたせる必要がある。このため、運転時間が少ない
期間では、ファンがエンジン冷却液を過度に放熱させる
ことになって、エンジン冷却液の温度の下降速度が大き
くなる。
【0006】従って、外部の熱負荷が部分負荷の場合に
おいては、排熱回収モードでエンジン冷却液の温度の上
昇速度が大きくなるうえ、上述のごとく放熱モードでも
エンジン冷却液の温度の下降速度が大きい。その結果、
排熱回収モードと放熱モードの各運転時間が短くなっ
て、ハンチングが起こるおそれがある。
【0007】このハンチングの問題は、外気温度の低い
冬季では、ファンの空冷能力が高まってエンジン冷却液
がさらに過度に放熱されるので、さらに著しくなる。本
発明は、排熱回収モードと放熱モードとのハンチングを
防止することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エンジンの排熱回収装置を次のように構
成した。
【0009】例えば図1と図2に示すように、エンジン
2の排熱を吸収したエンジン冷却液を排熱回収用回路4
とエンジン冷却用回路5とに循環可能に構成し、そのエ
ンジン冷却用回路5に設置した複数のラジエータ17・
18を空冷する複数のファン21・22を設け、上記の
排熱回収用回路4のエンジン冷却液の温度を検出する温
度センサ24を設けて、その温度センサ24を放熱制御
装置25を介して上記ファン21・22に接続した、エ
ンジンの排熱回収装置において、上記の温度センサ24
は少なくとも2つの設定温度T1・T2を備え、上記の放熱
制御装置25は、上記の温度センサ24が低い方の設定
温度T1以上であることを検出することに基づいて少なく
とも1台のファン22を残して他のファン21を運転さ
せ、同上の温度センサ24が高い方の設定温度T2以上で
あることを検出することに基づいて上記の少なくとも1
台のファン22を運転させるように構成したものであ
る。
【0010】
【作用】本発明は、例えば図1と図2に示すように、次
のように作用する。エンジン冷却液の温度がT1未満の場
合には両ファン21・22が共に停止され、その温度がT1
以上でT2未満の場合には第1ファン21だけが運転さ
れ、その温度がT2以上の場合には両ファン21・22が
共に運転される。このため、エンジン冷却液の温度がT1
からT2までの低い領域では、ラジエータからの放熱量を
少なくでき、エンジン冷却液の過度の放熱がなくなる。
その結果、放熱モードに長い運転時間を確保でき、ハン
チングを防止できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1と図2で説明
する。図2の系統図に示すように、コージェネレーショ
ン装置1は、液冷式ガスエンジン2・発電機3・排熱回
収用回路4・エンジン冷却用回路5を備える。エンジン
2で発電機3を駆動すると、発電機3によって電力を供
給すると同時に、エンジン2の排熱を排熱回収用回路4
を流れるエンジン冷却液によって外部へ回収するように
構成してある。外部の熱負荷の変動によって上記の熱回
収量が減少すると、エンジン冷却液の温度が上昇してい
く。その液温が設定値以上になると、エンジン冷却液を
エンジン冷却用回路5で放熱させて、エンジン冷却液の
液温を所定の範囲内に保つように構成してある。
【0012】上記の排熱回収用回路4は、エンジン2の
ウォータジャケット7と排気熱吸収用熱交換器8のエン
ジン冷却液流路8aと排熱回収用熱交換器9のエンジン
冷却液流路9aと循環ポンプ10とを順に循環状に接続
して構成される。なお、エンジン2の排気ガスは、排気
熱吸収用熱交換器8の排気ガス流路8bからマフラ12
を経て外部に排出される。
【0013】そして、ウォータジャケット7で温度上昇
したエンジン冷却液は、排気熱吸収用熱交換器8のエン
ジン冷却液流路8aを通過する間に排気熱を吸収してさ
らに温度上昇し、その後、排熱回収用熱交換器9のエン
ジン冷却液流路9aを通過する間に温水流路9b内の水
道水へ放熱して、ウォータジャケット7へ戻される。な
お、エンジン2の冷機始動時には、ウォータジャケット
7の出口から吐出されたエンジン冷却液は、サーモスタ
ット弁14からパイパス路15を経て循環ポンプ10の
入口に戻される。これにより、エンジン2の暖機を促進
できる。なお、上記エンジン2は、ガスエンジンに代え
て、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであっても
よい。
【0014】前記のエンジン冷却用回路5は、サーモス
タット弁14の出口を2台のラジエータ17・18を経
て前記の循環ポンプ10の入口に接続してなる。そし
て、前記の排熱回収用回路4と上記エンジン冷却用回路
5とを電動式の可変分流弁19によって可変分流可能に
並列に接続してある。上記ラジエータ17・18を空冷
する第1ファン21と第2ファン22とは電動式に構成
されている。
【0015】上記の可変分流弁19の入口側に温度セン
サ24が設けられる。この温度センサ24は、排熱回収
用回路5を通過するエンジン冷却液の液温を検出するも
のであって、3つの設定温度T1(ここでは90℃)・T2(こ
こでは95℃)・T3(ここでは100℃)を備えている。そし
て、上記の温度センサ24によって、放熱制御装置25
を介して、前記の可変分流弁19の分流率を操作すると
ともに、上記第1ファン21と第2ファン22の運転を
制御するよう構成してある。上記の放熱制御装置25に
は、上記ファン21の運転時間とファン22の運転時間
とを平準化するための運転時間平準化用制御手段27を
設けてある。
【0016】上記の2つのファン21・22は、同上の
図2と図1(A)のフローチャートに示すように、次のよ
うに制御される。まず、エンジン冷却液の温度がT1(90
℃)以上であるか否かを判別して(S1)、T1未満の場合に
は第1ファン21を停止させた状態に保ち(S2)、T1以
上の場合にはその第1ファン21を運転する(S3)。次
いで、上記のエンジン冷却液の温度がT2(95℃)以上であ
るか否かを判別して(S4)、T2未満の場合には第2ファ
ン22を停止させた状態に保ち(S5)、T2以上の場合に
は第2ファン22を運転する(S6)。
【0017】即ち、エンジン冷却液の温度がT1未満の場
合には両ファン21・22が共に停止され、T1以上でT2
未満の場合には第1ファン21だけが運転され、T2以上
の場合には両ファン21・22が共に運転されることに
なる。
【0018】引き続いて、同上のエンジン冷却液の液温
がT3(100℃)以上であるか否かを判別して(S7)、T3以
上の場合には、警報を出力するとともにエンジン2を非
常停止させる(S8)。
【0019】前記の運転時間平準化用制御手段27は、
主として図1(B)に示すように、次のように作動する。
コージェネレーション装置の運転開始から第1ファン2
1の運転時間が設定時間t(ここでは5000時間程度)を経
過するまでは、上述のごとく、エンジン冷却液の温度が
T1以上で第1ファン21が運転されるとともにT2以上で
第2ファン22が運転される。第1ファン21の運転時
間が上記の設定時間tを経過すると、上記とは逆に、エ
ンジン冷却液の温度がT1以上で第2ファン22が運転さ
れるとともにT2以上で第1ファン21が運転される。以
下、これを繰り返すのである。
【0020】なお、上記の運転時間平準化用制御手段2
7は、低い温度T1で運転を始めるファンを交互に切替え
るように構成してもよい。例えば、まず、前記の温度T1
で第1ファン21が先に運転し、次に、第2ファン22
が先に運転し、その次の段階では第1ファン21が先に
運転し、以下、これを繰り返すのである。
【0021】また、上記ラジエータやファンは2台に限
定されるものではなく、3台以上であってもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成され作用す
ることから次の効果を奏する。エンジン冷却液の温度が
低い領域では、ファンの運転台数を少なくすることによ
ってラジエータからの放熱量を少なくできるので、エン
ジン冷却液の過度の放熱がなくなる。その結果、放熱モ
ードの運転時間を長くでき、ハンチングを防止できる。
なお、複数のファンの運転時間を平準化する運転時間平
準化用制御手段を放熱制御装置に設けた場合には、ファ
ンの発停頻度を少なくできるので、ベアリング等の傷み
が少なくなり、ファンの寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】作動説明図であって、(A)図はフローチャート
で、(B)図はタイムチャートである。
【図2】全体系統図である。
【符号の説明】
2…エンジン、4…排熱回収用回路、5…エンジン冷却
用回路、17・18…ラジエータ、21・22…ファ
ン、24…温度センサ、25…放熱制御装置、27…運
転時間平準化用制御手段、T1・T2…設定温度。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02G 5/04 B 9038−3G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(2)の排熱を吸収したエンジン
    冷却液を排熱回収用回路(4)とエンジン冷却用回路(5)
    とに循環可能に構成し、そのエンジン冷却用回路(5)に
    設置した複数のラジエータ(17)(18)を空冷する複数
    のファン(21)(22)を設け、上記の排熱回収用回路
    (4)のエンジン冷却液の温度を検出する温度センサ(2
    4)を設けて、その温度センサ(24)を放熱制御装置(2
    5)を介して上記ファン(21)(22)に接続した、エン
    ジンの排熱回収装置において、 上記の温度センサ(24)は少なくとも2つの設定温度(T
    1)(T2)を備え、 上記放熱制御装置(25)は、上記の温度センサ(24)が
    低い方の設定温度(T1)以上であることを検出することに
    基づいて少なくとも1台のファン(22)を残して他のフ
    ァン(21)を運転させ、同上の温度センサ(24)が高い
    方の設定温度(T2)以上であることを検出することに基づ
    いて上記の少なくとも1台のファン(22)を運転させる
    ように構成した、ことを特徴とするエンジンの排熱回収
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載したエンジンの排熱回収
    装置において、 上記の放熱制御装置(25)に、上記の複数のファン(2
    1)(22)の各運転時間を平準化する運転時間平準化用
    制御手段(27)を設けたもの。
JP34957091A 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排熱回収装置 Pending JPH05156938A (ja)

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