JPH05223489A - 内燃機関の排熱回収用分散板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は内燃機関の排気ガスの排熱回収装
置の分散板が、付着する煤によって目詰まりし、エンジ
ンの排ガスの脈動圧によるくり返し応力によって、破損
する事を防止し、又分散板の目詰まり検出を確実に行う
事を目的とする。 【構成】 この発明は、分散板８を、その面に垂直な方
向に移動可能なように支持し、分散板８の穴９が目詰ま
りしたとき、排ガス13の脈動圧により、分散板８が移動
して、上流室11の体積は増し、下流室12の体積は減少す
ることにより、脈動圧が減少し、もって分散板８が破損
する事が防止される。又分散板の移動を検知するセンサ
ー20と報知装置16とを設け、目詰まり検知が確実に実施
出来る。これによって、より安全で経済的な排熱回収装
置を得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の排気ガスの
熱を回収する、排熱回収装置用分散板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の排熱回収装置及びその内部で用い
られている分散板の例を図７により説明する。図７にお
いて１は排熱回収装置の缶体、２は排ガスを発する内燃
機関で例えばディーゼルエンジン、３はディーゼルエン
ジン２の排気ガスを缶体１へ取込むための排ガス入口、
４は缶体１から排ガスを排出するガス出口、５は熱交換
する水の通る温水管、６は温水管５に接続され排ガスの
熱を温水管５の中の水にとり込むフィンチューブ、７は
フィンチューブ６の周囲に飛散、流動させる流動砂、８
は流動砂７の下方に設けられた分散板、９は分散板８に
多数設けられ、排気ガスは通すが流動砂７は通さない
穴、10は分散板８を缶体１に取付けるためのボルト、17
はボルト10を保持するため缶体１に設けられたつば、11
は分散板８によって仕切られた缶体１の内部の室で排ガ
ス入口３の側にある上流室、12は分散板８によって仕切
られた缶体１の内部の室で排ガス出口４の側にある下流
室、13は缶体１内を流れる排気ガスで図示出来ないが説
明の都合上示すもの、14は上流室11又は下流室12の圧力
を採り出す導圧管、15は導圧管14に接続された差圧スイ
ッチ、16は差圧スイッチ15に接続された警報器である。
以下、各図において同番号は同一又は相当部分を示す。

【０００３】次に動作について説明する。ディーゼルエ
ンジン２を運転することによって発生した高温で脈動圧
を含んだ排気ガスが排ガス入口３より、缶体１内へと送
り込まれる。排気ガス13は排ガス出口４より外部へ排出
されるが、その途中でフィンチューブ６内に流れる水に
熱を与えるので、温水管５より温水を得る事が出来る。
排気ガス13はフィンチューブ６に至る前に分散板８によ
り、せき止められる結果、上流室11の内部の排ガスの圧
力が一様に高まり、排気ガス13は、分散板８に設けられ
た多数の穴９より、満遍なく噴出し、フィンチューブ６
にほぼ均等に行き渡って熱交換効率が高められる。これ
を以下分散板の分散効果と言う。

【０００４】排気ガス13の中には、図示しないが、煤や
灰分等が含まれており、運転を続けるにつれ、フィンチ
ューブ６の表面は、やがて煤でおおわれ熱交換効率が低
下する。そこで、分散板８の上部の下流室12内に流動砂
７を置き、穴９から噴出する排気ガス13によって流動砂
７を吹き上げさせると、流動砂７は下流室12内を流動
し、フィンチューブ６の表面に吹き付けられる結果、煤
がけずり落とされ、表面は常に清浄に保たれて熱交換効
率が低下しない。流動砂７の比重は排気ガス13に比して
十分重いので、排気ガス流の勢いが強い穴９の近傍で
は、吹き上げられるが、排ガス出口４の付近では、ガス
流が弱いので落下し、よって排ガス出口４から流動砂７
が排出されることはない。運転が長期にわたると、やが
て煤が分散板８の穴９の下側に付着し、穴９が目詰まり
するので、これを検知するための手段として、分散板８
の前後の上流室11及び下流室12の排ガス圧力を導圧管14
により導き出し、差圧スイッチ15に導き、目詰まりによ
り、上流管11と下流室12の圧力差が一定以上になると、
警報器16を作動させ、目詰まりを報知する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の分散板は、以上
のように構成されているので、分散板の目詰まりが、分
散板の全面積の片側に片寄っている場合には、分散板の
前後の差圧の増加が少ないため、差圧スイッチが動作せ
ず、目詰まりを検知する事は困難であるにかかわらず、
分散板の分散効果はいちじるしく低下し、排ガスがフィ
ンの一部分にしか当たらないため、熱交換効率が低下し
たまま、気付かずに運転を続けることが多い。又、目詰
まりを検出するための導圧管も、煤や流動砂による目詰
まりがしばしば発生し、差圧を正確に伝えないため、分
散板の目詰まりを検出出来なくなる事が多い。又一般
に、缶体内は全て煤でおおわれているため、分散板や導
圧管を目視で点検しても、異常を発見する事は、大変困
難である。目詰まりしたまま、運転を続けると、排ガス
の圧力、特に脈動圧により分散板のみならず、缶体まで
変形したり、脈動によるくり返し応力により、ついには
分散板や缶体が突然、破裂する等の問題があった。

【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、排ガスの脈動圧による応力を
軽減出来る分散板を得ようとするものであり、又穴の目
詰まりを確実に検知出来る信頼性の高い、目詰まり検知
装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る排熱回収
装置の分散板は、分散板の面に垂直な方向に移動可能で
あるように支持したものである。又、分散板の移動を感
知するセンサーと、このセンサーの出力により分散板の
移動を報知する警報装置とを設けたものである。

【０００８】

【作用】この発明による分散板は、移動可能に支持され
ているので、目詰まりにより分散板にかかる排気ガスの
圧力が増大すると、分散板が移動して圧力差を軽減し、
分散板にかかる圧力尖頭値を軽減する。又この際の分散
板の移動をセンサーで検出し、分散板の目詰まりが増え
てこの移動量が一定量を越えると、警報を発して目詰ま
りを報知することができる。

【０００９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１〜17は従来装置と同一又は相当
部分である。18はボルト10に装荷されたスプリング、20
は分散板８の一定以上の移動を検知するリミットスイッ
チで図示以外にも複数個設けられている。ボルト10は装
荷されたスプリング18を軽く圧縮し、分散板８が上下に
移動出来る程度にゆるく固定されている。詳細な説明を
行う都合上、図２に図１の部分拡大図を示す。図２にお
いて、19は分散板８と缶体１との隙間、21はボルト10を
通すため分散板８に設けられた穴であり、ボルト10の頭
部よりは小さいがネジ部よりは大きい穴である。スプリ
ング18は分散板８と缶体１のつば17の間で圧縮され、分
散板８を下方に圧し付けている。

【００１０】図１及び図２に示すように、分散板８は上
下に移動可能な空隙を残して、ボルト10によりゆるく保
持されている。分散板８の穴９が煤によってふさがれて
いない場合は、エンジン２の排ガス量が増えても、排ガ
ス13は自由に穴９を通りぬけ、又分散板８自体の自重及
びスプリング18の力等も働いているので、分散板８は下
方へ下った位置にある。穴９が煤によって塞がれると、
上流室11の圧力が高まり同時に下流室12の圧力は下り、
分散板８に加わっている下方から上方へ押上げる排ガス
の圧力が大きくなる。分散板８と缶体１との間には排気
ガスが大量には洩れない程度のわずかな隙間19が設けて
あるので、上記押上力が分散板８の自重とスプリング18
の押下げ力等の合計力に勝るほど大きくなると、分散板
８は上方へ移動する。分散板８が上方へ移動すると、上
流室11の体積が増加し上流室11内の排気ガスは膨張して
圧力は減少する、又下流室12の体積は減少し下流室12内
の排気ガスは圧縮されて圧力は増加する。即ち分散板の
移動によって分散板の上下面に生じていた圧力差は軽減
される。

【００１１】排気ガスの脈動成分が大きい場合には、脈
動圧の１サイクル毎の圧力変動に応じて、分散板８は上
下に振動的に移動し、もって脈動圧力成分も軽減され
る。分散板８がスプリング18を全圧縮して、上限まで上
昇したとき、設けられたリミットスイッチ20が作動し、
警報器16が警報を報知する。なお、隙間19にも煤は付着
するが、分散板８の上下移動のたび毎に缶体１と分散板
８との間で、こすり落とされて、堆積することはない。
穴９の目詰まりが分散板８の一方に片寄っている場合で
も、通過して行く排ガス風の圧力が、目詰まりのある部
分に集中し、分散板８は傾いて、片方のみが持上がるの
で、その部分にリミットスイッチ20が設けてあれば、警
報を発することが出来る。

【００１２】実施例２．なお、図１の実施例で、分散板
８の移動検知にリミットスイッチ20を設けたものを示し
たが、図３に示すごとく、近接センサ22等、物体の移動
を検知するセンサであればいかなる形式のものでもよ
く、又センサやリミットスイッチの取付位置は缶体１の
側でも、分散板８の側でもよく、更に、その取付個数は
何個であってもよい。

【００１３】実施例３．また、図１の実施例では、スプ
リング18を用いているが、図４に示すごとく、主として
分散板８の自重を利用する方式とし、スプリング10を用
いなくともほぼ同様の効果を得ることが出来る。

【００１４】実施例４．また図５に他の実施例を示す。
図５に於いて23は伸縮可能なベローズであり、実施例１
〜３のボルト10を用いないので、ボルト10の隙間を調整
する等の手間が不要であると言う特徴を有する。

【００１５】実施例５．また、図１の実施例では分散板
８の全体が可動な構造となっているが、図６に示すごと
く、分散板８の可動部が分散板８の一部のみであって
も、ほぼ同様の効果を得ることが出来る。この場合の可
動部の保持構造は図１〜図５の実施例に示すどの方法で
もよい。

【００１６】実施例１〜４に於いて、分散板８は缶体１
のつば17の下方に示しているが、上方に配置されていて
もよい。又スプリング18やベローズ23は分散板８の移動
時に緩衝の効果も有している。なお図２〜図６では説明
に必要な、全装置の一部分のみを図示している。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、分散
板をその面に垂直な方向に可動的に保持したので、分散
板が目詰まりし、排ガスの脈動圧力が高まると、分散板
が移動し、もって脈動圧力を軽減出来るので、分散板の
破損が防止出来る。又、上記分散板の移動が一定値を越
えた事を検知して警報を出すことにより、分散板の目詰
まりを確実に検知出来る。これにより早期メンテナンス
が可能となり排熱回収効率を常に高くしておく事が出
来、経済的に有利であり安全性も高まると言う効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の排熱回収用分散板の断面
図。

【図２】図１の排熱回収用分散板の部分拡大図。

【図３】この発明の実施例２の排熱回収用分散板の断面
図。

【図４】この発明の実施例３の排熱回収用分散板の断面
図。

【図５】この発明の実施例４の排熱回収用分散板の断面
図。

【図６】この発明の実施例５の排熱回収用分散板の断面
図。

【図７】従来の排熱回収用分散板を示す断面図。

【符号の説明】

１ 缶体 ２ ディーゼルエンジン ８ 分散板 13 排気ガス 16 警報器 20 リミットスイッチ 22 近接センサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の脈動圧を含む排気ガスから熱
   を回収する排熱回収装置内で、排気ガスの流れを分散さ
   せ、熱交換効率を向上させる分散板に於いて、分散板の
   面に垂直な方向に可動的に保持されている事を特徴とす
   る内燃機関の排熱回収用分散板。
2. 【請求項２】 分散板の移動量が規定値以上になった事
   を検知するセンサーと該センサーの作動を報知する報知
   装置とをもうけた事を特徴とする請求項１の内燃機関の
   排熱回収用分散板。