JPH0647973B2 - Exhaust heat recovery device for engine - Google Patents

Exhaust heat recovery device for engine

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JPH0647973B2
JPH0647973B2 JP63256226A JP25622688A JPH0647973B2 JP H0647973 B2 JPH0647973 B2 JP H0647973B2 JP 63256226 A JP63256226 A JP 63256226A JP 25622688 A JP25622688 A JP 25622688A JP H0647973 B2 JPH0647973 B2 JP H0647973B2
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JP
Japan
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engine
exhaust heat
heat recovery
cooling water
temperature
Prior art date
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JP63256226A
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継徳 畑
勇 久保元
宏友 松井
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、発電機やエヤーコンプレッサ等の作業装置を
駆動するエンジンの排熱を、給湯や暖房に利用するため
に回収する装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for recovering exhaust heat of an engine that drives a working device such as a generator or an air compressor for use in hot water supply or heating.

《従来の技術》 エンジンの排熱回収装置の一例として、U.S.P.4226
214号公報で示されるものが知られている。
<< Prior Art >> As an example of an exhaust heat recovery device for an engine, USP4226
The one disclosed in Japanese Patent No. 214 is known.

これは、第7図に示すように、発電機(G)を駆動するエ
ンジン(E)のウォータージャケット(1)から導出したエ
ンジン冷却水を、エンジン排気を熱源とする排気熱吸収
器(3)に供給して吸熱させ、ここでの吸熱によって昇温
したエンジン冷却水を排熱回収器(4)に導いて、ここに
供給される吸熱用液体(水)に放熱させ、この放熱によっ
て降温したエンジン冷却水をエンジン下部のオイル溜め
(12)に設置した吸熱部(13)に供給して、ここに溜められ
た潤滑油を吸熱冷却し、その後、ウォーターポンプ(7)
を介してエンジン(E)のウォータージャケット(1)に戻
すようにエンジン冷却水循環流路が構成され、又、排熱
回収器(4)での吸熱によって昇温した吸熱用液体が暖房
設備や給湯設備などの熱負荷装置(5)に導かれるように
なっている。
As shown in FIG. 7, this is the exhaust heat absorber (3) whose engine heat source is engine cooling water derived from the water jacket (1) of the engine (E) that drives the generator (G). To the exhaust heat recovery device (4) to radiate heat to the heat absorbing liquid (water) supplied here, and lower the temperature by this heat dissipation. Store engine cooling water in the bottom of the engine
It is supplied to the heat absorbing part (13) installed in (12) to endothermicly cool the lubricating oil accumulated therein, and then the water pump (7)
The engine cooling water circulation flow path is configured to return to the water jacket (1) of the engine (E) via the heat exchanger, and the heat absorbing liquid heated by the heat absorption in the exhaust heat recovery device (4) is used for heating equipment or hot water supply. It is adapted to be guided to a heat load device (5) such as equipment.

更に、排熱回収器(4)の入口側のエンシン冷却水流路
(m)と出口側のエンジン冷却水流路(n)とを短絡するバイ
パス流路(o)が形成されるとともに、このバイパス流路
(o)の出口部にはエンジン冷却水温度が低い時にバイパ
ス流路(o)を開いて排気熱吸収器(3)からのエンジン冷
却水を排熱回収器(4)に通すことなく短絡循環流動させ
て、エンジン(E)の暖機運転時におけるエンジン冷却水
の早期昇温を図るように構成されている。
Furthermore, the engine cooling water flow path on the inlet side of the exhaust heat recovery unit (4)
(m) and the engine cooling water flow path (n) on the outlet side are formed with a bypass flow path (o), and this bypass flow path is formed.
At the outlet of (o), when the engine cooling water temperature is low, the bypass flow path (o) is opened to circulate the engine cooling water from the exhaust heat absorber (3) without passing through the exhaust heat recovery device (4). The engine cooling water is made to flow and the temperature of the engine cooling water is quickly raised during the warm-up operation of the engine (E).

《発明が解決しようとする課題》 しかし、上記従来構成においては、要求熱負荷が大きく
変動する熱負荷装置(5)を接続した場合、要求熱負荷が
大きく低減もしくは無くなった際にエンジン冷却水の放
熱が不足してエンジン(E)のオーバーヒートを招くもの
であり、エンジン負荷と要求熱負荷とが常に均衡してい
る条件でしか使用できないものであった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the above conventional configuration, when the heat load device (5) in which the required heat load fluctuates greatly is connected, the engine cooling water is greatly reduced when the required heat load is greatly reduced or eliminated. The heat dissipation is insufficient and the engine (E) is overheated, and it can be used only under the condition where the engine load and the required heat load are always balanced.

そこで、要求熱負荷が大きく変動する熱負荷装置(5)の
使用を可能とするために、排熱回収用のエンジン冷却水
循環流路と並列状にラジエータを利用した放熱用の冷却
水流路を設けるとともに、排気熱吸収器から出たエンジ
ン冷却水を排熱回収器に導く排熱回収運転モードと、ラ
ジエータに導く放熱運転モードとに切換える弁機構を設
け、かつ、この弁機構を排熱回収器の出口から出る吸熱
用液体の温度検出に基づいて切換え制御する制御装置を
備えた構成のものが本出願人によって先に提案された。
そして、この提案された構成においては、吸熱用液体の
出口温度(T1)が第1設定温度(T1L)より低いと排熱回収
運転モードとなり、出口温度(T1)が第1設定温度(T1L)
より高い第2設定温度(T1H)以上になると放熱運転モー
ドに切換え制御することで、吸熱用液体の出口温度(T1)
を第1設定温度(T1L)を下限、第2設定温度(T1H)を上限
とする範囲内に維持するようにしていた(第6図参照)。
Therefore, in order to enable the use of the heat load device (5) in which the required heat load fluctuates greatly, a heat dissipation cooling water flow path using a radiator is provided in parallel with the engine cooling water circulation flow path for exhaust heat recovery. At the same time, a valve mechanism that switches between an exhaust heat recovery operation mode that guides the engine cooling water discharged from the exhaust heat absorber to the exhaust heat recovery device and a heat radiation operation mode that guides it to the radiator is provided, and this valve mechanism is also used. The applicant of the present invention has previously proposed a configuration including a control device that performs switching control based on the temperature detection of the endothermic liquid that emerges from the outlet of the.
In the proposed configuration, when the outlet temperature (T 1 ) of the heat absorbing liquid is lower than the first set temperature (T 1L ), the exhaust heat recovery operation mode is set, and the outlet temperature (T 1 ) is set to the first set temperature. (T 1L )
When the temperature becomes higher than the second set temperature (T 1H ), which is higher than that, the exit temperature (T 1 ) of the liquid for heat absorption is controlled by switching to heat dissipation operation mode
Was maintained within a range where the first set temperature (T 1L ) was the lower limit and the second set temperature (T 1H ) was the upper limit (see FIG. 6).

上記のようにモード切換え制御することで熱負荷装置の
要求負荷変動に応じたエンジン冷却水の吸熱用液体もし
くは大気中への放熱を行ってエンジンをオーバーヒート
なく運転することができるようになったのであるが、エ
ンジンが高負荷運転状態での排熱回収運転モードの場
合、流路切換用の弁機構がハンチングを生じることがあ
ることが判った。
By performing the mode switching control as described above, it is possible to operate the engine without overheating by releasing heat to the liquid for absorbing the engine cooling water or the atmosphere according to the required load fluctuation of the heat load device. However, it has been found that when the engine is in the exhaust heat recovery operation mode under high load operation, the valve mechanism for switching the flow path may cause hunting.

つまり、エンジンの高負荷運転状態では、発生する排熱
量が多いため排熱回収器に供給されるエンジン冷却水の
温度は相当高いものとなっており、このため吸熱用液体
は急速に加温されてその出口温度が直ちに第2設定温度
(T1H)以上となって弁機構が放熱運転モードに切換わ
る。このモード切換えによって吸熱用液体の加温が止め
られる結果、その出口温度が第1設定温度(T1L)を下ま
わり、再び排熱回収運転モードに切換えられ、これが短
時間おきに繰返されて、いわゆるハンチング現象がもた
らされ、弁機構の耐久性が低下するものである。そし
て、この現象は吸熱用液体の出口温度の幅、つまり、第
2設定温度(T1H)と第1設定温度(T1L)との差(△T1)が小
さいほど発生しやすいものであった。
In other words, in the high load operation state of the engine, the amount of exhaust heat generated is large, so the temperature of the engine cooling water supplied to the exhaust heat recovery device is considerably high, and therefore the heat absorbing liquid is rapidly heated. The outlet temperature immediately changes to the second set temperature.
(T 1H ) and above, the valve mechanism switches to the heat dissipation operation mode. As a result of stopping the heating of the heat absorbing liquid by this mode switching, the outlet temperature thereof falls below the first set temperature (T 1L ), the mode is switched to the exhaust heat recovery operation mode again, and this is repeated at short intervals. The so-called hunting phenomenon is brought about and the durability of the valve mechanism is reduced. This phenomenon is more likely to occur as the width of the outlet temperature of the endothermic liquid, that is, the difference (ΔT 1 ) between the second set temperature (T 1H ) and the first set temperature (T 1L ) is smaller. It was

従って、上記温度幅(△T1)を充分大きく設定しておくこ
とで、流路切換え用バルブ機構のハンチングを抑えるこ
とが可能となるのであるが、こうすると、エンジン負荷
が小さい場合、つまり、発生するエンジン排熱量が比較
的少なく場合に、吸熱用液体が上限温度である第2設定
温度(T1H)以上になって放熱運転モードに切換わってか
ら、下限温度である第1設定温度(T1L)より下まわるま
でに長時間を要し、排熱回収効率が低下してしまう別の
問題が発生するものであり、設定温度幅(△T1)をむやみ
に大きくすることは排熱回収装置としては好ましいもの
ではなかった。
Therefore, by setting the temperature range (ΔT 1 ) to be sufficiently large, it is possible to suppress hunting of the flow path switching valve mechanism.However, when the engine load is small, that is, When the amount of engine exhaust heat generated is relatively small, the endothermic liquid reaches or exceeds the second set temperature (T 1H ) which is the upper limit temperature, and after switching to the heat radiation operation mode, the first set temperature (lower set temperature) ( T 1L) takes a long time to around below, which another problem exhaust heat recovery efficiency is reduced occurs, the preset temperature range (△ T 1) that excessively large waste heat It was not preferable as a recovery device.

本発明はこのような事情に着目してなされたものであっ
て、エンジン負荷が高い場合の流路切換用弁機構のハン
チングを抑制しながら、エンジン負荷が低い場合の排熱
回収効率の向上を図れるようにすることを目的とするも
のである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to improve the exhaust heat recovery efficiency when the engine load is low while suppressing the hunting of the flow path switching valve mechanism when the engine load is high. The purpose is to be able to achieve.

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するための本発明の特徴構成は、エンジ
ン(E)のウォータージャケット(1)の出口(1a)から導出
したエンジン冷却水を、エンジン排気を熱源とする排気
熱吸収器(3)に供給して受熱させたのち、排熱回収器
(4)に導いてここに供給される吸熱用液体に放熱させ、
排熱回収器(4)から出たエンジン冷却水をウォーターポ
ンプ(7)を介してエンジン(E)のウォータージャケット
入口(1b)に戻すようにする排熱回収用のエンジン冷却水
循環流路を備えたエンジンの排熱回収装置において、排
気熱吸収器(3)から出たエンジン冷却水をラジエータ
(8)に導いたのちウォーターポンプ(7)の吸込側に供給
する放熱用のエンジン冷却水流路(a)・(f)・(g)・(d)を
設け、また、排気吸収気器(3)から出たエンジン冷却水
を排熱回収器(4)に導く排熱回収運転モードとラジエー
タ(8)に導く放熱運転モードとに択一切換え可能な流路
切換え手段(SV1),(SV2)を設け、かつ、この流路切換え
手段(SV1),(SV2)は、排熱回収器(4)から出る吸熱用液
体の出口温度(T1)が第1設定温度(T1L)より低くなると
排熱回収運転モードに切換えられ、第1設定温度(T1L)
よりも高い第2設定温度(T1H)以上になると放熱運転モ
ードに切換えられるように制御装置(10)に接続し、更
に、エンジン負荷検出手段(11)で検出したエンジン負荷
(L)が大なるほど第1設定温度(T1L)を低くする手段を制
御装置(10)に備えてある点にある。
<< Means for Solving the Problem >> The characteristic configuration of the present invention for achieving the above-mentioned object is that the engine cooling water derived from the outlet (1a) of the water jacket (1) of the engine (E) is used as a heat source for the engine exhaust. After receiving the heat by supplying it to the exhaust heat absorber (3),
Guide to (4) and let the heat absorbing liquid supplied here radiate heat,
Equipped with an engine cooling water circulation channel for exhaust heat recovery that returns engine cooling water from the exhaust heat recovery device (4) to the water jacket inlet (1b) of the engine (E) via the water pump (7) In the engine exhaust heat recovery device, the engine cooling water discharged from the exhaust heat absorber (3) is used as a radiator.
The engine cooling water flow paths (a), (f), (g), and (d) for heat radiation, which are supplied to the suction side of the water pump (7) after being guided to (8), are provided, and the exhaust gas absorber ( Flow path switching means (SV 1 ), () that can switch between the exhaust heat recovery operation mode that guides the engine cooling water discharged from 3) to the exhaust heat recovery device (4) and the heat dissipation operation mode that guides it to the radiator (8) SV 2 ) is provided, and the flow path switching means (SV 1 ) and (SV 2 ) are such that the outlet temperature (T 1 ) of the heat absorbing liquid that exits from the exhaust heat recovery device (4) is the first set temperature (TV). 1L ), it switches to the exhaust heat recovery operation mode, and the first set temperature (T 1L )
The engine load detected by the engine load detection means (11) is connected to the control device (10) so that it can be switched to the heat radiation operation mode when it becomes higher than the second set temperature (T 1H ).
The larger the (L) is, the lower the first set temperature (T 1L ) is in the control device (10).

《作 用》 上記特徴構成によれば、エンジンが高負荷運転状態にあ
ると、第1設定温度(T1L)がエンジン低負荷運転時より
低く設定されるために出口温度(T1)が第1設定温度
(T1L)を下まわって排熱回収運転モードに切換わったの
ち、第2設定温度(T1H)まで昇温して放熱運転モードに
切換わるまでの時間は比較的長いものとなる。
<< Operation >> According to the above characteristic configuration, when the engine is in the high load operation state, the first set temperature (T 1L ) is set lower than that in the low load operation of the engine, so the outlet temperature (T 1 ) becomes 1 set temperature
It takes a relatively long time until the exhaust heat recovery operation mode is switched below (T 1L ) and then the temperature is raised to the second set temperature (T 1H ) and switched to the heat dissipation operation mode.

そして、エンジン負荷が小さくなるにつれて第1設定温
度(T1L)が高くなり、この場合は出口温度(T1)が第2設
定温度(T1H)以上となって放熱運転モードに切換わった
のち、第1設定温度(T1L)を下まわるまで降温して排熱
回収運転モードに切換わるまでの時間は短く、又、エン
ジン排熱の発生量が少ないために排熱回収運転モードか
ら放熱運転モードへの切換わりには時間を要することに
なる。
Then, as the engine load becomes smaller, the first set temperature (T 1L ) becomes higher, and in this case, the outlet temperature (T 1 ) becomes equal to or higher than the second set temperature (T 1H ) and then the heat radiation operation mode is switched to. , It takes a short time to switch to the exhaust heat recovery operation mode by lowering the temperature below the first set temperature (T 1L ), and because the amount of engine exhaust heat generated is small, the exhaust heat recovery operation mode releases heat. It takes time to switch to the mode.

《実施例》 以下、本発明の実施例のいくつかを例示図に基づいて説
明する。
<< Examples >> Hereinafter, some examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の実施例を示すものであって、ガスの燃
料とするエンジン(E)は発電機(G)に直結されてこれを
駆動する。このエンジン(E)に備えたウォータージャケ
ット(1)の出口(1a)から導出されたエンジン冷却水は、
マフラー(2)の上流側に配備された排気熱吸収器(3)の
受熱部(3a)に供給され、エンジン排気熱を吸収して昇温
する。ここで昇温したエンジン冷却水は流路(a)および
(b)を介して排熱回収器(4)に供給される。排熱回収器
(4)内には、熱負荷装置としての給湯設備(5)から循環
ポンプ(6)を介して吸熱用液体(水)が供給循環される受
熱部(4a)が設けられており、吸熱用液体がエンジン冷却
水から吸熱して加温される。そして、排熱回収器(4)で
の放熱によって降温したエンジン冷却水は、流路(c)お
よび(d)を経て電動式のウォーターポンプ(7)に導かれ
たのち、ウォータージャケット(1)の入口(1b)に還元供
給され、このウォータージャケット(1)を通過する間の
吸熱によってエンジン(E)を冷却して再びウォータージ
ャケット出口(1a)から送り出されるようになっている。
つまり、ウォータージャケット(1)および排気熱吸収器
(3)で吸収したエンジン排熱を排熱回収器(4)で吸熱用
液体に吸収される排熱回収用のエンジン冷却水循環流路
(a)・(b)・(c)・(d)が形成されているのである。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which an engine (E) that uses gas as a fuel is directly connected to a generator (G) to drive it. The engine cooling water derived from the outlet (1a) of the water jacket (1) provided for this engine (E) is
It is supplied to the heat receiving part (3a) of the exhaust heat absorber (3) arranged on the upstream side of the muffler (2), and absorbs engine exhaust heat to raise the temperature. The engine cooling water heated here has a flow path (a) and
It is supplied to the exhaust heat recovery unit (4) via (b). Exhaust heat recovery device
In (4), there is provided a heat receiving part (4a) for supplying and circulating the heat absorbing liquid (water) from the hot water supply equipment (5) as a heat load device through the circulation pump (6). The liquid absorbs heat from the engine cooling water and is heated. Then, the engine cooling water whose temperature has been lowered by heat dissipation in the exhaust heat recovery unit (4) is guided to the electric water pump (7) through the flow paths (c) and (d), and then the water jacket (1). The engine (E) is cooled and supplied to the inlet (1b) of the water jacket (1b) by heat absorption while passing through the water jacket (1), and is sent out from the water jacket outlet (1a) again.
That is, the water jacket (1) and the exhaust heat absorber
Engine cooling water circulation passage for exhaust heat recovery in which the engine exhaust heat absorbed in (3) is absorbed by the heat absorbing liquid in the exhaust heat recovery device (4)
(a), (b), (c), and (d) are formed.

又、排気熱吸収器(3)の下手側のエンジン冷却水流路
(a)とウォーターポンプの吸込側の流路(d)との間にはバ
イパス流路(e)が形成されている。このバイパス流路(e)
の入口部には、エンジン冷却水の温度が設定値より低い
間は流路(a)を閉じて冷却水の全量をバイパス流路(e)に
導き、設定値以上の高温時にはバイパス流路(e)を閉じ
て流路(a)を開くサーモバルブ(TV)が設けられ、エンジ
ン始動直後の暖機運転時におけるエンジン冷却水の昇温
を早めるよう構成されている。
Also, the engine cooling water flow path on the lower side of the exhaust heat absorber (3)
A bypass channel (e) is formed between (a) and the suction side channel (d) of the water pump. This bypass channel (e)
At the inlet of, the flow passage (a) is closed while the temperature of the engine cooling water is lower than the set value, and the entire amount of cooling water is guided to the bypass flow passage (e). A thermo valve (TV) that closes e) and opens the flow path (a) is provided, and is configured to accelerate the temperature rise of the engine cooling water during warm-up operation immediately after the engine is started.

又、上記流路(a)と流路(b)との接続部位からはエンジン
冷却水をラジエータ(8)に供給する流路(f)が設けられ
るとともに、ラジエータ(8)から出た冷却水をウォータ
ーポンプ(7)の吸込側流路(d)に導く流路(g)が設けら
れ、かつ、流路(b)および(f)の入口部には夫々逆特性の
電磁開閉弁(SV1),(SV2)が夫々設けられている。これら
電磁開閉弁(SV1),(SV2)はラジエータ冷却ファン(9)の
駆動用モータ(FM)と共に制御装置(10)に接続されてお
り、排熱回収器(4)の受熱部(4a)に接続された吸熱用液
体流路(h),(i)のうち、その出口側の流路(i)に設けた温
度センサー(S1)からの検出信号(出口温度(T1))に基づい
て以下のように制御される。
Further, a flow passage (f) for supplying engine cooling water to the radiator (8) is provided from the connection portion between the flow passage (a) and the flow passage (b), and the cooling water discharged from the radiator (8) is also provided. Is provided with a flow passage (g) for guiding the water to the suction side flow passage (d) of the water pump (7), and the inlet and outlet portions of the flow passages (b) and (f) are each provided with a solenoid valve (SV) having reverse characteristics. 1 ) and (SV 2 ) are provided respectively. These electromagnetic on-off valves (SV 1 ) and (SV 2 ) are connected to the control device (10) together with the drive motor (FM) of the radiator cooling fan (9), and the heat receiving part (4) of the exhaust heat recovery unit (4). 4a) of the heat absorption liquid flow path (h), (i), the detection signal from the temperature sensor (S 1 ) provided in the flow path (i) on the outlet side (outlet temperature (T 1 ) ), It is controlled as follows.

つまり、温度センサー(S1)で検出した出口温度(T1)が第
1設定温度(T1L)より低いと電磁開閉弁(SV1)が開かれる
とともに、電磁開閉弁(SV2)が閉じられて排熱回収運転
モードとなり、排気熱吸収器(3)から出たエンジン冷却
水が排熱回収器(4)に送られて吸熱用液体の加温が行わ
れ、又、出口温度(T1)が第1設定温度(T1L)より高い第
2設定値(T1H)以上になると、逆に電磁開閉弁(SV1)が閉
じられるとともに、電磁開閉弁(SV2)が開かれて放熱運
転モードとなり、排気熱吸収器(3)を出たエンジン冷却
水はラジエータ(8)に送られ、かつ、ファンモータ(FM)
が起動されてラジエータ(8)によるエンジン冷却水の放
熱冷却が行われる。このような動作を出口温度(T1)の検
出に基づいて行うことで給湯設備(5)における吸熱用液
体の温度が第1・第2の設定温度(T1L)(T1H)の範囲内に
保たれるのである。
That is, when the outlet temperature (T 1 ) detected by the temperature sensor (S 1 ) is lower than the first set temperature (T 1L ), the solenoid on-off valve (SV 1 ) is opened and the solenoid on-off valve (SV 2 ) is closed. The engine cooling water discharged from the exhaust heat absorber (3) is sent to the exhaust heat collector (4) to heat the heat absorbing liquid, and the outlet temperature (T When 1 ) becomes equal to or higher than the second set value (T 1H ) which is higher than the first set temperature (T 1L ), the solenoid on-off valve (SV 1 ) is closed and the solenoid on-off valve (SV 2 ) is opened. The engine cooling water exiting the exhaust heat absorber (3) is sent to the radiator (8) and the fan motor (FM) is activated.
Is started, and the radiator 8 cools the engine cooling water by radiating heat. By performing such an operation based on the detection of the outlet temperature (T 1 ), the temperature of the heat absorbing liquid in the hot water supply equipment (5) is within the range of the first and second set temperatures (T 1L ) (T 1H ). It is kept at.

更に詳しい作動が第2図の制御フローチャートで示され
る。つまり、運転が開始されると、先ず検出した出口温
度(T1)が第2設定温度(T1H)と比較される(ステップ1
#)。この場合、出口温度(T1)が第2設定温度(T1H)より
も低ければ排熱回収運転モードとなり、回収用の電磁開
閉弁(SV1)が開かれるとともに、放熱用の電磁開閉弁(SV
2)が閉じられて排気熱吸収器(3)から出たエンジン冷却
水は排熱回収器(4)に導かれ(ステップ2#)、出口温度
(T1)が第2設定温度(T1H)以上になるまで排熱回収運転
(ステップ1#,2#)が続けられる。
More detailed operation is shown in the control flow chart of FIG. That is, when the operation is started, first, the detected outlet temperature (T 1 ) is compared with the second set temperature (T 1H ) (step 1
#). In this case, if the outlet temperature (T 1 ) is lower than the second set temperature (T 1H ), the exhaust heat recovery operation mode is entered, the recovery solenoid on-off valve (SV 1 ) is opened, and the heat dissipation solenoid on-off valve is opened. (SV
2 ) is closed and the engine cooling water discharged from the exhaust heat absorber (3) is guided to the exhaust heat recovery unit (4) (step 2 #) and the outlet temperature
Exhaust heat recovery operation until (T 1 ) rises above the second set temperature (T 1H ).
(Steps 1 #, 2 #) are continued.

出口温度(T1)が第2設定温度(T1H)以上になると放熱運
転モードとなり、電磁開閉弁(SV1)が閉じられるととも
に電磁開閉弁(SV2)が開かれてエンジン冷却水はラジエ
ータ(8)に送られる(ステップ3#)。
When the outlet temperature (T 1 ) becomes higher than the 2nd set temperature (T 1H ), the heat dissipation operation mode is set, the solenoid on-off valve (SV 1 ) is closed and the solenoid on-off valve (SV 2 ) is opened, and the engine cooling water is the radiator. It is sent to (8) (step 3 #).

放熱運転モードに入ると、エンジン負荷検出手段(11)に
よってエンジン負荷(L)が検出され(ステップ4#)、こ
の検出したエンジン負荷(L)に対して予め関係づけられ
た温度幅(△T1)が設定される(ステップ5#)。この温度
幅(△T1)は、第3図中のAで示すようにエンジン負荷
(L)の増大について大きくなる関係に定められており、
第2設定温度(T1H)から上記のように設定された温度幅
(△T1)を差引いた値(T1H−△T1)がこの場合の第1設定
温度(T1L)に設定される(ステップ6#)。
When the heat radiation operation mode is entered, the engine load (L) is detected by the engine load detecting means (11) (step 4 #), and the temperature range (ΔT) previously associated with the detected engine load (L) is detected. 1 ) is set (step 5 #). This temperature range (ΔT 1 ) is equal to the engine load as indicated by A in FIG.
It has been established that the increase in (L) will increase.
Temperature range set as above from the second set temperature (T 1H )
The value (T 1H −ΔT 1 ) obtained by subtracting (ΔT 1 ) is set as the first set temperature (T 1L ) in this case (step 6 #).

そして、出口温度(T1)がこのようにして決定された第1
設定温度(T1L)と比較される(ステップ7#)。ここで、
出口温度(T1)が第1設定温度(T1L)以上であれば(ステッ
プ3#)に戻って放熱運転モードが続行され、出口温度
(T1)が第1設定温度(T1L)より低ければステップ(1#,
2#)に戻って排熱回収運転モードとなる。
And the outlet temperature (T 1 ) is the first determined in this way
The set temperature (T 1L ) is compared (step 7 #). here,
If the outlet temperature (T 1 ) is equal to or higher than the first set temperature (T 1L ) (step 3 #), the heat dissipation operation mode is continued and the outlet temperature
If (T 1 ) is lower than the first set temperature (T 1L ), step (1 #,
2 #) and the exhaust heat recovery operation mode is entered.

以上のように、両電磁開閉弁(SV1),(SV2)を制御するこ
とで、出口温度(T1)が第1設定温度(T1L)を下限、第2
設定温度(T1H)を上限とする範囲(第3図中のハンチング
部分)内に維持されるのである。
As described above, by controlling both solenoid on-off valves (SV 1 ) and (SV 2 ), the outlet temperature (T 1 ) is lower than the first set temperature (T 1L )
The temperature is maintained within the range (hunting part in FIG. 3) having the set temperature (T 1H ) as the upper limit.

なお、エンジン負荷検出手段(11)としては、エンジン
(E)に備えたガバナの燃料調量部材の位置、エンジン
(E)のブースト圧、エンジン排気圧、排気温度、などを
適宜センサで直線的に検出する手段が考えられる。又、
その他の手段として循環流体の温度検出によって間接的
にエンジン負荷を検出することも可能であり、その一例
が第4図に示される。
The engine load detection means (11) is an engine
(E) Position of the governor fuel metering member, engine
A means for linearly detecting the boost pressure (E), the engine exhaust pressure, the exhaust temperature, etc. by a sensor can be considered. or,
As another means, it is also possible to indirectly detect the engine load by detecting the temperature of the circulating fluid, one example of which is shown in FIG.

つまり、排熱回収器(4)に供給されるエンジン冷却水の
流量(Q)と温度(T2)を夫々流量センサ(S0)と温度センサ
(S2)で検出し、かつ、排熱回収器(4)から出るエンジン
冷却水の温度(T3)を温度センサ(S3)で検出し、流量(Q)
と入口温度(T2)とによってエンジン(E)の直接負荷を、
又、入口温度(T2)と出口温度(T3)とから外部の熱的負荷
を演算し、これらから総合的にエンジン負荷(L)を割り
出すのである。このエンジン負荷検出手段を用いた制御
フローチャートが第5図に示される。
That is, the flow rate (Q) and the temperature (T 2 ) of the engine cooling water supplied to the exhaust heat recovery unit (4) are measured by the flow rate sensor (S 0 ) and the temperature sensor, respectively.
(S 2 ) and the temperature (T 3 ) of the engine cooling water discharged from the exhaust heat recovery device (4) is detected by the temperature sensor (S 3 ) and the flow rate (Q)
And the direct temperature of the engine (E) by the inlet temperature (T 2 ),
Further, an external thermal load is calculated from the inlet temperature (T 2 ) and the outlet temperature (T 3 ) and the engine load (L) is comprehensively calculated from these. A control flowchart using this engine load detection means is shown in FIG.

《発明の効果》 以上説明したように、本発明によれば、エンジン負荷が
大きくなるにつれて出口温度の下限となる第1設定温度
を低く修正するものであるから、排熱発生量の多いエン
ジン高負荷運転時において、排熱回収運転モードに切換
わった直後に、直ちに出口温度が第2設定温度にまで上
昇して流路切換え手段がハンチングするような現象を防
止することができるとともに、排熱発生量の少いエンジ
低負荷運転時において、排熱回収運転モードを長くとっ
て効率のよい排熱回収を行うことができるようになっ
た。
<< Effects of the Invention >> As described above, according to the present invention, the first set temperature, which is the lower limit of the outlet temperature, is corrected to be lower as the engine load increases. In the load operation, immediately after switching to the exhaust heat recovery operation mode, it is possible to prevent a phenomenon in which the outlet temperature immediately rises to the second set temperature and the flow path switching means hunts, and the exhaust heat recovery During engine low load operation where the amount of generation is small, the exhaust heat recovery operation mode can be set longer to perform efficient exhaust heat recovery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係るエンジン排熱回収装置の実施例を
示す構成図、第2図は制御フローチャート、第3図はエ
ンジン負荷に対する設定温度の関係を示す線図である。
第4図は別の実施例の構成図、第5図は別実施例の制御
フローチャートである。又、第6図は提案技術における
エンジン負荷と設定温度との関係を示す線図、更に第7
図は従来例の構成図である。 (1)……ウォータージャケット、(1a)……出口、(1b)…
…入口、 (3)……排気熱吸収器、(4)……排熱回収器、(7)……
ウォーターポンプ、 (8)……ラジエータ、(10)……制御装置、(11)……エン
ジン負荷検出手段、 (E)……エンジン、(a,f,g,d)……エンジン冷却水流
路、 (SV1,SV2)……流路切換手段、(T1)……出口温度、(T1L)
……第1設定温度、 (T1H)……第2設定温度。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an engine exhaust heat recovery apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a control flow chart, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between engine load and set temperature.
FIG. 4 is a block diagram of another embodiment, and FIG. 5 is a control flowchart of another embodiment. Further, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the engine load and the set temperature in the proposed technique, and further in FIG.
The figure is a block diagram of a conventional example. (1) …… Water jacket, (1a) …… Exit, (1b)…
… Inlet, (3) …… exhaust heat absorber, (4) …… exhaust heat recovery unit, (7) ……
Water pump, (8) …… Radiator, (10) …… Control device, (11) …… Engine load detection means, (E) …… Engine, (a, f, g, d) …… Engine cooling water flow path , (SV 1 , SV 2 ) …… Flow path switching means, (T 1 ) …… Outlet temperature, (T 1L )
…… First set temperature, (T 1H ) …… Second set temperature.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−160318(JP,A) 実開 昭59−91572(JP,U) 実開 昭57−158958(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-160318 (JP, A) Actual opening 59-91572 (JP, U) Actual opening 57-158958 (JP, U)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジン(E)のウォータージャケット(1)
の出口(1a)から導出したエンジン冷却水を、エンジン排
気を熱源とする排気熱吸収器(3)に供給して受熱させた
のち、排熱回収器(4)に導いてここに供給される吸熱用
液体に放熱させ、 排熱回収器(4)から出たエンジン冷却水をウォーターポ
ンプ(7)を介してエンジン(E)のウォータージャケット
入口(1b)に戻すように構成した 排熱回収用のエンジン冷却水循環流路を備えたエンジン
の排熱回収装置において、 排気熱吸収器(3)から出たエンジン冷却水をラジエータ
(8)に導いたのちウォーターポンプ(7)の吸込側に供給
する放熱用のエンジン冷却水流路(a)・(f)・(g)・(d)を
設け、 また、排気熱吸収器(3)から出たエンジン冷却水を排熱
回収器(4)に導く排熱回収運転モードとラジエータ(8)
に導く放熱運転モードとに択一切換え可能な流路切換え
手段(SV1),(SV2)を設け、 かつ、この流路切換え手段(SV1),(SV2)は、排熱回収器
(4)から出る吸熱用液体の出口温度(T1)が第1設定温度
(T1L)より低くなると排熱回収運転モードに切換えら
れ、第1設定温度(T1L)よりも高い第2設定温度(T1H)以
上になると放熱運転モードに切換えられるように制御装
置(10)に接続し、 更に、エンジン負荷検出手段(11)で検出したエンジン負
荷(L)が大なるほど第1設定温度(T1L)を低くする手段を
制御装置(10)に備えてある ことを特徴とするエンジンの排熱回収装置。
1. A water jacket (1) for an engine (E)
After the engine cooling water derived from the outlet (1a) of the engine is supplied to the exhaust heat absorber (3) that uses the engine exhaust as a heat source to receive heat, it is guided to the exhaust heat recovery unit (4) and supplied there. Exhaust heat recovery configured to radiate heat to the heat absorbing liquid and return the engine cooling water discharged from the exhaust heat recovery device (4) to the water jacket inlet (1b) of the engine (E) via the water pump (7) In the exhaust heat recovery system of the engine equipped with the engine cooling water circulation passage, the engine cooling water discharged from the exhaust heat absorber (3) is radiated.
The engine cooling water flow paths (a), (f), (g), and (d) for heat radiation, which are supplied to the suction side of the water pump (7) after being guided to (8), are provided, and the exhaust heat absorber ( Exhaust heat recovery operation mode and radiator (8) to guide engine cooling water discharged from 3) to exhaust heat recovery device (4)
Alternative switchable flow path switching unit in the radiating operation mode leading to (SV 1), provided with (SV 2), and the flow path switching unit (SV 1), (SV 2 ) is exhaust heat recovery device
The outlet temperature (T 1 ) of the endothermic liquid from (4) is the first set temperature.
When it becomes lower than (T 1L ), it is switched to the exhaust heat recovery operation mode, and when it becomes higher than the second set temperature (T 1H ), which is higher than the first set temperature (T 1L ), it is switched to the heat radiation operation mode. ), And the control device (10) is provided with means for lowering the first set temperature (T 1L ) as the engine load (L) detected by the engine load detection means (11) increases. Exhaust heat recovery device for engine.
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