JPH05231144A - エンジンの廃熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ガス配管を延設することなく排気ガス配
管からの廃熱回収を行い、設備レイアウト上の自由度及
び熱回収率を高める。 【構成】 エンジン１の排気ガス配管７から廃熱を回収
するに当り、上記排気ガス配管７のエンジン接続側の排
気マニホールド８及びその下流位置に、排気ガスと冷却
水との間で熱交換を行うガス・水熱交換器９，１０を設
ける。該ガス・水熱交換器９，１０に対し冷却水循還配
管１１により冷却水を循還させる。該冷却水循還配管１
１と湯水利用部に接続された湯水配管１４との間で熱交
換を行う水・水熱交換器１３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自家発電等の施設用エ
ンジンの排気ガス配管から廃熱を回収する廃熱回収装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種エンジンの廃熱回収装
置として、例えば実開昭５７−１８２２３８号公報に開
示されるように、エンジンの冷却水配管及び排気ガス配
管をそれぞれ給湯装置等の湯水利用部に接続された熱交
換部に介在配置して、この両配管から廃熱を回収するよ
うにしたものは知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記排気ガ
ス配管は、冷却水配管に比して大径のものであるため、
この排気ガス配管をエンジン設置個所から湯水利用側に
まで延長することは、設備レイアウト上の支障を多く伴
う。また、湯水利用側への配管途中で自然冷却が行われ
易く、熱回収効率が悪くなるという問題もある。

【０００４】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、排気ガス配管から廃熱
を回収して湯水利用部で利用するに当り、冷却水を仲介
する構成とすることにより、排気ガス配管の延設を必要
とせず、設備レイアウト及び熱回収率の面で優れたエン
ジンの廃熱回収装置を提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、エンジンの排気ガス配管か
ら廃熱を回収する廃熱回収装置として、上記排気ガス配
管のうち、少なくともエンジン接続側の排気マニホール
ドに設けられ、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行う
ガス・水熱交換器と、該ガス・水熱交換器に対し冷却水
を循還させる冷却水循還配管と、該冷却水循還配管と湯
水利用部に接続された湯水配管との間で熱交換を行う水
・水熱交換器とを備える構成とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に従属するものであって、上記冷却水循還配管を、エ
ンジンの冷却水配管と同一の循還通路で構成する。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明に従属するものであって、上記冷却水循還配管を、エ
ンジンの冷却水配管と別の通路で構成する一方、上記水
・水熱交換器を、上記冷却水配管と湯水配管との間でも
熱交換を行うように設けるものである。

【０００８】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
冷却水循還配管内を冷却水が循還するとき、排気ガス配
管のエンジン接続側の排気マニホールド等に設けられた
ガス・水熱交換器では排気ガスと冷却水との間で熱交換
が行われる。この熱交換で加熱された湯水は、湯水利用
部側に設けられた水・水熱交換器に送られ、該水・水熱
交換器で湯水配管内の水との間で熱交換が行われる。そ
して、この熱交換により冷却された冷却水循還配管内の
水は、冷却水として上記ガス・水熱交換器へ送られる。
一方、熱交換により加熱された湯水配管内の水は、湯水
として湯水利用部に送られる。

【０００９】請求項２記載の発明では、冷却水循還配管
内の冷却水が上記ガス・水熱交換器と共にエンジンでも
加熱され、しかる後、上記水・水熱交換器で湯水配管内
の水と熱交換されることにより、排気ガス及びエンジン
冷却水からの廃熱回収が同時に行われる。

【００１０】請求項３記載の発明では、上記水・水熱交
換器において、冷却水循還配管と湯水配管との間での熱
交換と同時にエンジン冷却水配管と湯水配管との間での
熱交換も行われ、排気ガス及びエンジン冷却水からの廃
熱回収が共に行われる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１は本発明の第１実施例に係わる廃熱回
収装置の概略構成を示し、１は発電機２を駆動するディ
ーゼルエンジンであって、該ディーゼルエンジン１に
は、該エンジン１内の冷却水通路３とループを形成する
冷却水配管４が接続されている。上記冷却水通路３の途
中にはエンジン動力により駆動されるエンジンポンプ５
が設けられているとともに、上記冷却水配管４の途中に
は、水・ガス分離室６ａを有するファン６ｂ付きのラジ
エータ６が設けられていて、上記エンジンポンプ５の作
動により上記冷却水通路３内及び冷却水配管４内に冷却
水を循還させ、エンジン１を冷却するように構成されて
いる。

【００１３】また、７は上記エンジン１の排気ガス配管
であって、該排気ガス配管７の一端部（エンジン側端
部）は、エンジンの各気筒から排出される排気ガスを集
める排気マニホールド８で構成され、他端部は、図示し
ないサイレンサー等を通した後大気に開放されている。
９は上記排気マニホールド８に設けられた第１のガス・
水熱交換器、１０は排気ガス配管７の途中に設けられた
第２のガス・水熱交換器であって、上記両熱交換器は、
共に排気ガス配管７（排気マニホールド８）内の排気ガ
スと後述する冷却水循還配管１１内の冷却水との間で熱
交換を行うものである。

【００１４】さらに、１１は上記第１及び第２のガス・
水熱交換器に対し冷却水を循還させる冷却水循還配管で
あって、該冷却水循還配管１１は、エンジン設置側と湯
水利用部側との間に跨がって配設されており、その途中
には冷却水を循還させるための循還ポンプ１２が設けら
れている。１３は上記冷却水循還配管１１の湯水利用部
側に設けられた水・水熱交換器であって、該熱交換器１
３は、冷却水循還配管１１内の水（熱湯）と給湯装置等
の湯水利用部（図示せず）に接続された湯水配管１４内
の水（冷水）との間で熱交換を行うものである。

【００１５】尚、１６はラジエータ６の水・ガス分離室
６ａに接続されたサブタンク、１７は冷却水循還配管１
１の水・水熱交換器１３近傍に設けられた水注入部であ
る。

【００１６】次に、上記第１実施例の作用・効果につい
て説明するに、循還ポンプ１２の作動により冷却水循還
配管１１内を冷却水が循還するとき、排気ガス配管７の
排気マニホールド８等に設けられた第１及び第２のガス
・水熱交換器９，１０ではそれぞれ排気ガス配管７内の
排気ガスと循還配管１１内の冷却水との間で熱交換が行
われる。この熱交換で加熱された湯水は、湯水利用部側
に設けられた水・水熱交換器１３に送られ、該水・水熱
交換器１３で湯水配管１４内の水との間で熱交換が行わ
れる。そして、この熱交換により冷却された冷却水循還
配管１１内の水は、冷却水として上記ガス・水熱交換器
９，１０に送られる。一方、熱交換により加熱された湯
水配管１４内の水は、湯水として湯水利用部に送られ、
その利用に供せられる。

【００１７】このような廃熱回収システムによる場合、
エンジン１の設置個所と湯水利用部側との間には、排気
ガス配管７に比べて小径で配管上のレイアウトや作業等
が容易な冷却水循還配管１１を配管するだけで足りるの
で、設備レイアウトの自由度及び作業容易性を高めるこ
とができる。また、冷却水循還配管１１での放熱は、排
気ガス配管７のそれと比較して、配管の径ないし表面積
の差異等からかなり少なくなるので、その分熱回収率を
高めることができる。

【００１８】図２は本発明の第２実施例に係わる廃熱回
収装置を示す。この第２実施例の場合は、エンジン１の
冷却水配管４からも廃熱を回収するようになっている。
すなわち、上記冷却水配管４は、冷却水循還配管１１と
同様にエンジン設置側と湯水利用部側との間に跨がって
設けられているとともに、この冷却水配管４及び冷却水
循還配管１１は、共に湯水利用部側に設けられた一つの
水・水熱交換器２１に接続され、該熱交換器２１におい
て各々湯水配管２２との間で熱交換を行うようになって
いる。尚、その他の構成は、第１実施例の場合と同じで
あるので、同一部材には同一符号を付してその説明は省
略する。

【００１９】そして、上記第２実施例においては、エン
ジン１の冷却水配管４及び排気ガス配管７の両方から廃
熱を回収して湯水利用部で利用することができる上、装
置全体で水・水熱交換器２１が一つだけで足りるので、
設備コストの低廉化等を図ることもできる。

【００２０】図３は本発明の第３実施例に係わる廃熱回
収装置を示す。この第３実施例の場合、エンジン１の排
気ガス配管７から熱を回収する冷却水循還配管３１は、
エンジン１内の冷却水通路３を通るように配管されてい
て、エンジン１の冷却水配管をも構成している。尚、そ
の他の構成は、第１実施例の場合と同じであり、同一部
材には同一符号を付してその説明は省略する。

【００２１】そして、上記第３実施例においては、冷却
水循還配管３１内を冷却水が循還するとき、この冷却水
は、エンジン１の冷却水通路３内を通る際にエンジン１
から熱を吸収するとともに、第１及び第２のガス・水熱
交換器９，１０でそれぞれ排気ガス配管７内の排気ガス
との間で熱交換をすることにより加熱される。この加熱
された水（湯水）は、水・水熱交換器１３で湯水配管１
４内の水（冷水）との間で熱交換が行われる。

【００２２】このような廃熱回収システムによれば、一
つの冷却水循還通路３１でもって排気カズ及びエンジン
冷却水からの廃熱回収を行うことができるので、設備レ
イアウトの自由度を大幅に高めることができ、設備コス
トの低廉化をも図ることができる。

【００２３】尚、上記第１〜第３実施例では、いずれも
排気ガス配管７のエンジン側端部の排気マニホールド８
及びその下流側（大気開放側）にそれぞれガス・水熱交
換器９，１０を設けて、排気ガスからの廃熱回収を行う
ように構成したが、本発明は、排気ガス配管７のうち、
最も高温となる排気マニホールド８にのみガス・水熱交
換器９を設けて、排気ガスからの廃熱回収を行うように
構成してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上の如く、本発明におけるエンジンの
廃熱回収装置によれば、エンジン設置側と湯水利用部側
との間に冷却水循還配管を介設して、排気ガス配管から
の廃熱を湯水利用部で利用する構成としたことにより、
大径の排気ガスを湯水利用部側にまで延設する必要がな
く、設備レイアウトの自由度を高めることができるとと
もに、熱回収効率を高めることができる。

【００２５】特に、請求項２記載の発明によれば、一つ
の循還通路でもって排気カズ及びエンジン冷却水からの
廃熱回収を行うことができるので、設備レイアウトの自
由度をより高めることができ、また設備コストの低廉化
を図ることができるという効果を併有する。

【００２６】また、請求項３記載の発明によれば、一つ
の水・水熱交換器で冷却水循還配管及びエンジンの冷却
水配管と湯水配管との間での熱交換を共に行うことがで
きるので、設備コストの低廉化を図ることができるとい
う効果を併有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる廃熱回収装置の概
略構成図である。

【図２】第２実施例を示す図１相当図である。

【図３】第３実施例を示す図１相当図である。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ４ 冷却水配管 ７ 排気ガス配管 ８ 排気マニホールド ９，１０ ガス・水熱交換器 １１，３１ 冷却水循還配管 １３，２１ 水・水熱交換器 １４，２２ 湯水配管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気ガス配管から廃熱を回収
   する廃熱回収装置であって、 上記排気ガス配管のうち、少なくともエンジン接続側の
   排気マニホールドに設けられ、排気ガスと冷却水との間
   で熱交換を行うガス・水熱交換器と、 該ガス・水熱交換器に対し冷却水を循還させる冷却水循
   還配管と、 該冷却水循還配管と湯水利用部に接続された湯水配管と
   の間で熱交換を行う水・水熱交換器とを備えたことを特
   徴とするエンジンの廃熱回収装置。
2. 【請求項２】 上記冷却水循還配管は、エンジンの冷却
   水配管と同一の循還通路を構成している請求項１記載の
   エンジンの廃熱回収装置。
3. 【請求項３】 上記冷却水循還配管は、エンジンの冷却
   水配管と別の通路からなり、上記水・水熱交換器は、上
   記冷却水配管と湯水配管との間でも熱交換を行うように
   設けられている請求項１記載のエンジンの廃熱回収装
   置。