JPH077573Y2 - Intake air heating system for ship engine - Google Patents
Intake air heating system for ship engineInfo
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- JPH077573Y2 JPH077573Y2 JP1988033852U JP3385288U JPH077573Y2 JP H077573 Y2 JPH077573 Y2 JP H077573Y2 JP 1988033852 U JP1988033852 U JP 1988033852U JP 3385288 U JP3385288 U JP 3385288U JP H077573 Y2 JPH077573 Y2 JP H077573Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は寒冷期における船用エンジンの吸気を加熱する
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a device for heating intake air of a marine engine in the cold season.
［従来の技術］ インタクーラを装着した船用エンジンは寒冷期の暖機運
転時又は停泊中のような無負荷運転時には吸気温度が低
くなり過ぎるため、暖機に要する時間が長くなり、また
燃料の着火遅れに起因して白煙の未燃焼ガスが排出し易
い。[Prior Art] In a marine engine equipped with an intercooler, the intake air temperature becomes too low during warm-up operation in the cold season or during no-load operation such as at berth, which increases the time required for warm-up and fuel ignition. Due to the delay, unburned white smoke gas is easily discharged.
従来、この点を改善するために、主吸気管から分岐して
インタクーラを迂回した副吸気管を配管し、この副吸気
管の途中にエンジンを冷却した高温状態の冷却水を利用
した熱交換器を設ける手段が開示されている（例えば実
開昭57-73361）。また別の手段としてNOxを低減するた
めに設けられる排気ガス再循環装置（以下EGRという）
の排ガスを冷却するEGR用クーラを吸気管の途中に設け
吸気を加熱する方法が開示されている（例えば特開昭51
-82831）。Conventionally, in order to improve this point, a sub-intake pipe that branches from the main intake pipe and bypasses the intercooler is laid, and a heat exchanger that uses high-temperature cooling water that cools the engine in the middle of this sub-intake pipe. There is disclosed means for providing (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-73361). As another means, an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as EGR) provided to reduce NOx
There is disclosed a method of heating the intake air by providing an EGR cooler for cooling the exhaust gas in the middle of the intake pipe (for example, JP-A-51).
-82831).
［考案が解決しようとする課題］ しかし上記従来の手段のうち前者においては吸気加熱の
ために専用のヒータ又は熱交換器を設けなければなら
ず、機構が複雑化する不具合があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the former of the above-mentioned conventional means has to provide a dedicated heater or heat exchanger for heating intake air, resulting in a problem that the mechanism is complicated.
一方、後者の方法では、一般的にEGRは出力の低下や燃
料が不安定になる等の運転性の悪化を伴うため、運転状
態に応じたEGR量及び時期の制御を行い、冷間時、アイ
ドル時、高負荷時には使用しないようになっているため
吸気の加熱を必要とする冷間時にこの方法が使用できな
い不具合があった。また、一部の排ガスを吸気系に再循
環させるEGRの特徴から吸気管の途中に設けられた一部
の排ガスを冷却するEGR用クーラから吸気が受ける熱に
は限界があった。On the other hand, in the latter method, EGR generally involves deterioration of drivability such as reduction of output and instability of fuel, so the EGR amount and timing are controlled according to the operating state, and when cold, There is a problem that this method cannot be used during cold when intake air needs to be heated because it is not used during idling or under high load. Also, due to the characteristics of EGR that recirculates some exhaust gas to the intake system, there is a limit to the heat that intake air receives from the EGR cooler that cools some exhaust gas provided in the middle of the intake pipe.
本考案の目的は、専用のヒータ及び熱交換器を設置する
ことなく、寒冷期の暖機を促進し、アイドル回転時の排
気を浄化することができる船用エンジンの吸気加熱装置
を提供することにある。An object of the present invention is to provide an intake air heating device for a marine engine that can promote warm-up in the cold season and purify exhaust gas during idle rotation without installing a dedicated heater and heat exchanger. is there.
［課題を解決するための手段］ 本考案者らは船用エンジンの熱交換器内の海水の温度又
はエンジンの冷却水の温度がエンジンの燃焼熱により海
水ポンプで送込まれたばかりの海水の温度より上昇して
いることに着目し、本考案を完成するに至った。[Means for Solving the Problem] The present inventors have found that the temperature of seawater in the heat exchanger of a marine engine or the temperature of cooling water of the engine is lower than the temperature of seawater just pumped by the seawater pump due to the heat of combustion of the engine. Focusing on the rise, we came to complete the present invention.
上記目的を達成するための本考案の構成を、実施例に対
応する図１を用いて説明する。A configuration of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment.
本考案はターボチャージャ12で圧縮されてエンジン10の
主吸気管14を通過する吸気を海水により冷却するインタ
クーラ13と、主吸気管14に並列にインタクーラ13を迂回
して設けられた副吸気管35と、副吸気管35を通過する吸
気をエンジン10の燃焼熱により加熱されたエンジン冷却
水の排熱により予熱する熱交換器25と、主吸気管14又は
副吸気管35のいずれか一方に吸気が通過するように切換
えるバルブ36〜38と、エンジン10の運転状態に応じてバ
ルブ36〜38を切換制御するコントローラ39とを備えた船
用エンジンの吸気加熱装置の改良である。The present invention includes an intercooler 13 that cools intake air that is compressed by a turbocharger 12 and passes through a main intake pipe 14 of an engine 10 with seawater, and an auxiliary intake pipe 35 that is provided in parallel with the main intake pipe 14 and bypasses the intercooler 13. And a heat exchanger 25 for preheating the intake air passing through the auxiliary intake pipe 35 with the exhaust heat of the engine cooling water heated by the combustion heat of the engine 10, and the intake air to either the main intake pipe 14 or the auxiliary intake pipe 35. Is an improvement of an intake air heating device for a marine engine, which includes valves 36 to 38 for switching so that the engine passes and a controller 39 for switching and controlling the valves 36 to 38 according to the operating state of the engine 10.
その特徴ある構成は、熱交換器25が海水を熱媒体として
エンジン冷却水の排熱に加えてエンジン10の排出ガスの
排熱により副吸気管35の吸気を予熱するように構成さ
れ、インタクーラ13の熱媒体としての海水及び熱交換器
25の熱媒体としての海水を同一の海水ポンプ17によりイ
ンタクーラ13及び熱交換器25に順次送込むように構成さ
れ、海水ポンプ17の駆動軸18が電磁クラッチ20を介して
エンジン10のクランク軸16に接続され、コントローラ39
はエンジン10の運転状態に応じてバルブ36〜38の切換と
ともに電磁クラッチ20の接断を制御するように構成され
たところにある。The characteristic configuration is such that the heat exchanger 25 preheats the intake air of the auxiliary intake pipe 35 by the exhaust heat of the exhaust gas of the engine 10 in addition to the exhaust heat of the engine cooling water using seawater as a heat medium. Water and heat exchanger as a heat carrier for water
The seawater as a heat medium of 25 is configured to be sequentially fed to the intercooler 13 and the heat exchanger 25 by the same seawater pump 17, and the drive shaft 18 of the seawater pump 17 is connected to the crankshaft 16 of the engine 10 via the electromagnetic clutch 20. Connected to the controller 39
Is configured to control the switching of the valves 36 to 38 and the disconnection of the electromagnetic clutch 20 in accordance with the operating state of the engine 10.
［作用］ 吸気温度、エンジンの冷却水温、負荷、回転速度が低い
状態ではコントローラはバルブを制御して吸気を副吸気
管に通す。これにより吸気はインタクーラにより冷却さ
れずに熱交換器でエンジンの冷却水及び排出ガスと熱交
換した海水により温められる。[Operation] When the intake air temperature, the engine cooling water temperature, the load, and the rotation speed are low, the controller controls the valve to pass the intake air through the auxiliary intake pipe. As a result, the intake air is not cooled by the intercooler but warmed by the cooling water of the engine and the seawater that has exchanged heat with the exhaust gas in the heat exchanger.
エンジンが上記以外の状態になるとコントローラはバル
ブの開閉を切換えてインタクーラにより冷却された吸気
を主吸気管に通す。When the engine is in a state other than the above, the controller opens and closes the valve to pass the intake air cooled by the intercooler through the main intake pipe.
［実施例］ 次に本考案の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。[Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図に示すように、船用エンジン10のインテークマニ
ホルド11の入口11aとターボチャージャ12のコンプレッ
サ12aとの間には第１インタクーラ13を介して主吸気管1
4が配管される。インタクーラ13はターボチャージャ12
のコンプレッサ12aで圧縮されて主吸気管14を通過する
吸気を海水により冷却する。マニホルド11の入口11aと
コンプレッサ12aの間には主吸気管14に並列に副吸気管3
5が設けられる。副吸気管35は主吸気管14から分岐して
インタクーラ13を迂回し熱交換器25内を通って入口11a
に接続される。熱交換器25内にはエンジン10の冷却水が
通る冷却水管28が配設され、冷却水管28はウォータポン
プ31及びサーモスタット32を介してそれぞれ図示しない
シリンダブロック及びシリンダヘッドの冷却水路に接続
される。As shown in FIG. 1, a main intake pipe 1 is provided between an inlet 11a of an intake manifold 11 of a marine engine 10 and a compressor 12a of a turbocharger 12 via a first intercooler 13.
4 is piped. Intercooler 13 is a turbocharger 12
The intake air compressed by the compressor 12a and passing through the main intake pipe 14 is cooled by seawater. Between the inlet 11a of the manifold 11 and the compressor 12a, the auxiliary intake pipe 3 is arranged in parallel with the main intake pipe 14.
Five are provided. The sub intake pipe 35 branches from the main intake pipe 14, bypasses the intercooler 13, passes through the heat exchanger 25, and enters the inlet 11a.
Connected to. A cooling water pipe 28 through which the cooling water of the engine 10 passes is arranged in the heat exchanger 25, and the cooling water pipe 28 is connected to a cooling water passage of a cylinder block and a cylinder head (not shown) via a water pump 31 and a thermostat 32, respectively. .
副吸気管35と主吸気管14の分岐点にはバルブ36が設けら
れ、副吸気管35の吸気出口にはバルブ37が設けられる。
また主吸気管14の吸気出口にはバルブ38が設けられる。
これらのバルブ36〜38は電磁弁からなり、開閉操作する
ことで主吸気管14又は副吸気管35のいずれか一方に吸気
を切換えることができるようになっている。バルブ36〜
38にはコントローラ39の制御出力が接続される。コント
ローラ39の入力にはエンジン10の運転状態を検出するセ
ンサが接続される。この例では吸気温度又はエンジン10
の冷却水温を検出する温度センサ41とエンジン10の負荷
センサ42とエンジンの回転センサ43が接続される。A valve 36 is provided at a branch point between the auxiliary intake pipe 35 and the main intake pipe 14, and a valve 37 is provided at an intake outlet of the auxiliary intake pipe 35.
A valve 38 is provided at the intake outlet of the main intake pipe 14.
These valves 36 to 38 are electromagnetic valves, and by opening and closing the valves, intake air can be switched to either the main intake pipe 14 or the auxiliary intake pipe 35. Valve 36 ~
The control output of the controller 39 is connected to 38. A sensor that detects the operating state of the engine 10 is connected to the input of the controller 39. In this example, intake temperature or engine 10
A temperature sensor 41 for detecting the cooling water temperature, a load sensor 42 of the engine 10, and an engine rotation sensor 43 are connected.
熱交換器25内には副吸気管35及び冷却水管28の他にエキ
ゾーストマニホルド29が配設され、海水を流すことで冷
却水管28を介してエンジン10の冷却水を冷却する。その
熱とエキゾーストマニホルド29を介して排ガスの排熱に
より副吸気管35を介して吸気を予熱させるようになって
いる。エキゾーストマニホルド29は排気管33を介してタ
ーボチャージャ12のタービン12bに接続される。熱交換
器25には海水ポンプ17により海水が順次送込まれるよう
になっている。In the heat exchanger 25, an exhaust manifold 29 is arranged in addition to the auxiliary intake pipe 35 and the cooling water pipe 28, and the cooling water of the engine 10 is cooled through the cooling water pipe 28 by flowing seawater. The heat and the exhaust heat of the exhaust gas through the exhaust manifold 29 preheat the intake air through the auxiliary intake pipe 35. The exhaust manifold 29 is connected to the turbine 12b of the turbocharger 12 via an exhaust pipe 33. Seawater is sequentially sent to the heat exchanger 25 by the seawater pump 17.
海水ポンプ17の吸水側には取水管22が設けられ、排出側
には海水管23を介してインタクーラ13の入口が接続され
る。インタクーラ13の出口には海水管24を介して熱交換
器25の入口が接続され、熱交換器25の出口には海水の排
出管27が接続される。海水ポンプ17の駆動軸18とエンジ
ン10のクランク軸16とはギヤトレーン19により接続さ
れ、駆動軸18には電磁クラッチ20が設けられる。電磁ク
ラッチ20には前述したコントローラ39の制御出力が接続
される。An intake pipe 22 is provided on the water intake side of the seawater pump 17, and an inlet of the intercooler 13 is connected to the discharge side via a seawater pipe 23. An inlet of a heat exchanger 25 is connected to an outlet of the intercooler 13 via a seawater pipe 24, and a discharge pipe 27 of seawater is connected to an outlet of the heat exchanger 25. The drive shaft 18 of the seawater pump 17 and the crank shaft 16 of the engine 10 are connected by a gear train 19, and the drive shaft 18 is provided with an electromagnetic clutch 20. The control output of the controller 39 described above is connected to the electromagnetic clutch 20.
このような構成の吸気加熱装置の動作を説明する。まず
エンジン10の冷却水温が低く、アイドル回転のときには
センサ41〜43の検出信号によりコントローラ39は電磁ク
ラッチ20を切離し、バルブ36及び37を全開し、バルブ38
を全閉するように制御する。これにより吸気取入口15か
ら流入した吸気はターボチャージャ12のコンプレッサ12
aで圧縮され副吸気管35を通ってインテークマニホルド1
1に送込まれる。副吸気管35に流れる吸気は熱交換器25
内でエンジンの燃焼熱により加熱されたエンジンの冷却
水及び排出ガスと熱交換され温められる。このとき電磁
クラッチ20が切離され、熱交換器25中には海水が流れて
いないため、極く短時間のうちに吸気温度が上昇する。
この結果、暖機運転時間を短縮でき、燃料の着火遅れが
解消され、最大燃焼圧を低減できるとともに完全燃焼し
たガスが排気管33及びタービン12bを通って排出され、
白煙の発生が少なくなる。The operation of the intake air heating device having such a configuration will be described. First, when the cooling water temperature of the engine 10 is low and the engine is idling, the controller 39 disengages the electromagnetic clutch 20 by the detection signals of the sensors 41 to 43, fully opens the valves 36 and 37, and opens the valve 38.
Is controlled to be fully closed. As a result, the intake air that has flowed in through the intake air intake 15 is compressed by the compressor 12 of the turbocharger 12.
Intake manifold 1 compressed by a through the auxiliary intake pipe 35
Sent to 1. The intake air flowing through the auxiliary intake pipe 35 is the heat exchanger 25.
The heat is exchanged with the engine cooling water and the exhaust gas, which are heated by the combustion heat of the engine, and the engine is heated. At this time, the electromagnetic clutch 20 is disengaged, and since seawater does not flow in the heat exchanger 25, the intake air temperature rises in a very short time.
As a result, the warm-up operation time can be shortened, the fuel ignition delay is eliminated, the maximum combustion pressure can be reduced, and the completely combusted gas is discharged through the exhaust pipe 33 and the turbine 12b.
Less white smoke is generated.
次いでエンジン10の冷却水温が高まり、通常の負荷運転
時にはセンサ41〜43の検出信号によりコントローラ39は
電磁クラッチ20を接続して海水ポンプ17を駆動し、海水
を第１インタクーラ13及び熱交換器25に送込むととも
に、バルブ36及び37を全閉し、バルブ38を全開するよう
に制御する。これにより吸気温度が低下しエンジン10の
出力が増大するようになる。Next, the temperature of the cooling water of the engine 10 rises, and during normal load operation, the controller 39 connects the electromagnetic clutch 20 to drive the seawater pump 17 by the detection signals of the sensors 41 to 43 to drive the seawater to the first intercooler 13 and the heat exchanger 25. And the valves 36 and 37 are fully closed and the valve 38 is fully opened. As a result, the intake air temperature is lowered and the output of the engine 10 is increased.
［考案の効果］ 以上述べたように、本考案によれば、熱交換器が海水を
熱媒体としてエンジン冷却水の排熱に加えてエンジンの
排出ガスの排熱により副吸気管の吸気を予熱するように
構成したので、熱交換量が大きくなり、また電磁クラッ
チを切放し冷却水の流れを停止させれば、更に吸気を効
率よく予熱することができるから、寒冷期の暖機運転時
間をより有効に短縮でき、またアイドル運転時の最高燃
焼圧を低減し得るとともに排気を浄化することができ
る。また、インタクーラの熱媒体としての海水及び熱交
換器の熱媒体としての海水を同一の海水ポンプによりイ
ンタクーラ及び熱交換器に順次送込むように構成し、電
磁クラッチの制御を従来のバルブを制御するコントロー
ラに併有させたので、特別の装置を新設することを必要
とせずに機構が複雑化し価格が高騰することもない。[Advantage of the Invention] As described above, according to the present invention, the heat exchanger preheats the intake air of the auxiliary intake pipe by the exhaust heat of the engine exhaust gas in addition to the exhaust heat of the engine cooling water using seawater as the heat medium. Since it is configured to do so, the amount of heat exchange becomes large, and if the electromagnetic clutch is released and the flow of cooling water is stopped, the intake air can be preheated more efficiently, so the warm-up operation time in the cold season can be further improved. It can be effectively shortened, the maximum combustion pressure at the time of idle operation can be reduced, and the exhaust gas can be purified. Further, the seawater as the heat medium of the intercooler and the seawater as the heat medium of the heat exchanger are configured to be sequentially fed to the intercooler and the heat exchanger by the same seawater pump, and the electromagnetic clutch is controlled by controlling the conventional valve. Since it is used together with the controller, there is no need to install a special device and the mechanism does not become complicated and the price does not rise.
第１図は本考案実施例吸気加熱装置の構成図。 10:船用エンジン、11:インテークマニホルド、12:ター
ボチャージャ、13:第１インタクーラ、14:主吸気管、1
5:第２インタクーラ、16:クランク軸、17:海水プンプ、
18:駆動軸、20:電磁クラッチ、25:熱交換器、28:エンジ
ン冷却水管、29:エキゾーストマニホルド。FIG. 1 is a block diagram of an intake air heating device according to an embodiment of the present invention. 10: Ship engine, 11: Intake manifold, 12: Turbocharger, 13: First intercooler, 14: Main intake pipe, 1
5: 2nd intercooler, 16: crankshaft, 17: seawater pump,
18: Drive shaft, 20: Electromagnetic clutch, 25: Heat exchanger, 28: Engine cooling water pipe, 29: Exhaust manifold.
Claims (1)
ジン（10）の主吸気管（14）を通過する吸気を海水によ
り冷却するインタクーラ（13）と、前記主吸気管（14）
に並列に前記インタクーラ（13）を迂回して設けられた
副吸気管（35）と、前記副吸気管（35）を通過する吸気
をエンジン（10）の燃焼熱により加熱されたエンジン冷
却水の排熱により予熱する熱交換器（25）と、前記主吸
気管（14）又は前記副吸気管（35）のいずれか一方に吸
気が通過するように切換えるバルブ（36〜38）と、前記
エンジン（10）の運転状態に応じて前記バルブ（36〜3
8）を切換制御するコントローラ（39）とを備えた船用
エンジンの吸気加熱装置において、 前記熱交換器（25）が海水を熱媒体として前記エンジン
冷却水の排熱に加えて前記エンジン（10）の排出ガスの
排熱により前記副吸気管（35）の吸気を予熱するように
構成され、 前記インタクーラ（13）の熱媒体としての海水及び前記
熱交換器（25）の熱媒体としての海水を同一の海水ポン
プ（17）により前記インタクーラ（13）及び前記熱交換
器（25）に順次送込むように構成され、 前記海水ポンプ（17）の駆動軸（18）が電磁クラッチ
（20）を介して前記エンジン（10）のクランク軸（16）
に接続され、 前記コントローラ（39）は前記エンジン（10）の運転状
態に応じて前記バルブ（36〜38）の切換とともに前記電
磁クラッチ（20）の接断を制御するように構成された ことを特徴とする船用エンジンの吸気加熱装置。1. An intercooler (13) for cooling intake air compressed by a turbocharger (12) and passing through a main intake pipe (14) of an engine (10) with seawater, and the main intake pipe (14).
An auxiliary air intake pipe (35) provided in parallel with the intercooler (13) and an intake air passing through the auxiliary air intake pipe (35) and engine cooling water heated by combustion heat of the engine (10). A heat exchanger (25) that preheats by exhaust heat, a valve (36 to 38) that switches the intake air to pass through either the main intake pipe (14) or the auxiliary intake pipe (35), and the engine Depending on the operating state of (10), the valve (36-3
A heat exchanger (25) for a marine engine, comprising: a controller (39) for switching control of the engine (8), wherein the heat exchanger (25) uses seawater as a heat medium in addition to exhaust heat of the engine cooling water. Is configured to preheat the intake air of the sub intake pipe (35) by exhaust heat of the exhaust gas of the The same seawater pump (17) is configured to sequentially feed the intercooler (13) and the heat exchanger (25), and the drive shaft (18) of the seawater pump (17) passes through an electromagnetic clutch (20). Crankshaft (16) of the engine (10)
The controller (39) is configured to control switching of the valves (36 to 38) and disconnection of the electromagnetic clutch (20) according to an operating state of the engine (10). Intake air heating system for marine engines.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988033852U JPH077573Y2 (en) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Intake air heating system for ship engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988033852U JPH077573Y2 (en) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Intake air heating system for ship engine |
Publications (2)
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| JPH01136668U JPH01136668U (en) | 1989-09-19 |
| JPH077573Y2 true JPH077573Y2 (en) | 1995-02-22 |
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ID=31260555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988033852U Expired - Lifetime JPH077573Y2 (en) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Intake air heating system for ship engine |
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| JPH01136668U (en) | 1989-09-19 |
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