JPS61243299A - 排気熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、排気熱回収装置に係り、特に、内燃機関から
排出される排気ガスの煤が伝熱管群に付着するのを洗浄
するに好適な排気熱回収装置に関するものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の、内燃機関から排出される排気ガスの熱エ
ネルギーを回収する排気熱回収器を、第４図および第５
図を参照して説明する。

ここに、第４図は、従来の排気熱回収器の略示構成図、
第５図は、第４図の装置の詳細画で、（ａ）は縦断面図
、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

第４図および第５図に示すように、排気熱回収器１は、
一般に内燃機関（図示せず）に接続される排気ガス通路
２中に配設された多数の伝熱管３と、この伝熱管群３に
連通する熱媒流路４ζから構成されている。

熱媒流路４は、排気ガス通路２の上下（図では上下だが
、左右でもよい）に設けられている。熱媒となる水は、
吸入口４ａから熱媒流路４に入り。

伝熱管群３を流通して、排気ガス通路２を太い矢印のよ
うに通過する内燃機関の排気ガスと熱交換し、排気ガス
の熱エネルギーを回収したのち吐出６４ｂから需要先に
温水を供給する。

ここに、第４図は、第５図（ａ）を簡略化して示したも
ので、同一部分は同一符号で示しており、伝熱管群３は
大きいＸ印で表わしている。以下、本発明の詳細な説明
においては、第４図に準じた略伝構成図で説明するもの
とする。

さて一般に、油あるいは可燃性ガスを燃焼させ、その熱
エネルギーを運動エネルギーに変換させる内燃機関では
、内燃機関の構造上の理由から、その燃焼室内で十分な
燃焼が行われず、燃料の１部は煤になって排気と一緒に
排出される。したがって、排気熱回収器１の伝熱管群３
に前記内燃機関の排気ガス中の煤が付着し、熱伝達を低
下させる。

内燃機関の排気ガス中の煤濃度は運転条件によって多少
変化するが、はぼ一定であり、伝熱管群３への煤付着量
が時間に比例して増加し、熱伝達を低下させる。このた
め、前記排気熱回収器１の出口排ガス温度が徐々に上昇
し、排気からの回収熱量が低下するという問題があった
。

また、従来のこの種排気熱回収器１では、単に伝熱面積
を大きくとり、熱伝達の低下を見越して製作する方式が
とられていた。このように伝熱面積を増大する方式では
排気熱回収器のコストが上昇するとともに、排気熱で冷
暖房用冷温水を得るために冷温水ユニットを使用する場
合、排気熱回収器１部分が大きくなるにつれ伝熱管群３
からなる熱交換部に大量の溶液が入り、さらにコスト上
昇となるという問題があった。

なお、排気熱回収装置に関して特記すべき先行技術情報
はない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、内燃機関の排気熱を排熱回収器の伝熱面積
を増やすことなく、安定した熱回収率を得る排気熱回収
装置の提供を、その目的としている。

〔発明の概要〕

本発明に係る排気熱回収装置の構成は、内燃機関に接続
される排気ガス通路中゛に配設された伝熱管群と１．こ
の伝熱管群に連通ずる熱媒流路とを備えた排気熱回収装
置において、前記伝熱管群に付着する煤を洗浄するため
の複数のガス吹き付け管を、前記排気ガス通路の゛伝熱
管群間に挿着するとともに、前記ガス吹き付け管のガス
送給制御手段を設けたものである。

なお付記すると、本発明は、排気熱回収器の伝熱面に付
着する煤が１時間にほぼ゛比例して増加することに着目
し、前記排気熱回収器の伝熱管群に付着した煤を吹きと
ばすブロー管を内蔵させ、かつ、一定時間毎に自動的に
高圧ガスを吹き付けることにより、熱回収率の低下を防
止したものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の各実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係る排気熱回収装
置の略伝構成図であり９図中、先の第４゜５図と同一符
号のものは、従来技術と同等部分であるから、その説明
を省略する。

第１図において、５は、排気ガス通路２中の伝熱管群３
の管間に挿着されたガス吹き付け管に係る複数のブロー
管で、このブロー管５は、制御弁６を介して矢印に示す
高圧ガス８（例えば圧縮空気）が導入され、伝熱管群３
に付着した煤を吹き飛ばし、伝熱面の洗浄を行う。

６は制御弁、７はタイマーで、制御弁６は、タイマー７
の作動に応じて一応時間毎に所定時間開弁じたり、高圧
ガス８をブロー管５に送給する量を制御するなどしてガ
ス供給制御手段を構成している。

このように構成された第１図の排気熱回収装置の作用と
効果を説明する。

内燃機関（図示せず）から排出された高温の排気ガスは
、排気ガス通路２に流入し、伝熱管群３によす熱媒流路
４から導入された熱媒に係る水と熱交換し、冷却されて
排出される。この際、排気ガス中に含まれる煤は、伝熱
管群３と排気ガスが熱交換を十分行うよう、比較的低速
で、かつ、十分接触するように構成されているため、伝
熱管群３に付着し、熱交換を低下させる。伝熱管群３に
付着した煤は一定時間毎にタイマ７により開閉動作を行
う制御弁６を介して、高圧ガス８がブロー管５から吹き
出し、伝熱管群３の洗浄を行う、したがって、伝熱管群
３には煤が一定以上には付着せず、伝熱性能を一定に保
持できることになり。

少ない伝熱面積で十分に排気ガスの熱回収ができる。

洗浄実施の時間間隔は、内燃機関の運転条件などにより
煤の発生量に応じてタイマー７の作動時間を変えること
により行われる。

次に、本発明の他の実施例を第２図を参照して説明する
。

第２図は、本発明の他の実施例に係る排気熱回収装置の
略伝構成図で、図中、第１図と同一符号のものは、第１
図の実施例と同等部分であるから。

その説明を省略する。

第２図において、９は、排気温度を検出する温度検出器
で、この温度検出器９は、排気熱回収器１の排気ガス通
路２の出口側に設けられている。

１０は、前記温度検出器９の検出信号によって制御弁６
を作動させる制御スイッチであり、これら制御弁６、温
度検出ｌＩ９および制御スイッチ１０でガス送給制御手
段を構成している。

本実施例では、伝熱管群３の洗浄開始指令は、排気熱回
収器１の出口排気温度を検出した温度検出器９から検出
信号として伝達され、制御スイッチ１０が作動して制御
弁６の開閉を行わせる。

排気熱回収器１の出口排気ガス温度は、伝熱管群３にお
ける煤の付着量が多くなると熱伝達量が低下し、温度が
上昇する。したがって、排気ガス出口温度を検出し、一
定温度以上になったときに制御弁６を開き、ブロー管５
から高圧ガス８を自動的に吹き付けることにより、伝熱
管群３を洗浄し、内燃機関の排気ガスの熱回収率を一定
を保持できる効果がある。

しかし、このように高圧ガスの吹き付けにより伝熱面の
煤を吹きとばす方式はコスト的に優れているが、排ガス
通路２内に多量のガスを噴出させるため、内燃機関の排
圧が上昇し、内燃機関の運転が不安定になる恐れがある
。また、排気ガスの流入側、流出側同時に高圧ガスを吹
き出させるため、上流側の煤が下流側に付着する現象を
生じ１、長時間吹き付けを行わなければならないという
問題もある。

そこで、伝熱管群３を複数の熱交換部に分割し、上流側
から順次高圧ガスの吹き付けを行うことにより少ないガ
ス量で円滑に煤の洗浄を行うことを考えたのが次の第３
図に示す実施例である。

ここに第３図は、本発明のさらに他の実施例に係る排気
熱回収装置の略伝構成図であり、図中。

第１図と同一符号のものは、先の実施例と同等部分であ
るから、その説明を省略する。

第３図において、ＩＡは排気熱回収器で、この排気熱回
収器ＩＡの排気ガス通路２内には、伝熱管群３が上流側
と下流側との２個所の熱交換部３−１．３−２に分割さ
れ配設されている。

そして、排気熱回収器ＩＡの両側から熱交換部３−１．
３−２の伝熱管群間にガス吹き付け管に係る複数のブロ
ー管５−ｉ、５−２力下挿着されている。ブロー管５−
１．５−２にはそれぞれ独立してガス吹き付けを制御す
る制御弁６−１’、６−２が具備されており、それぞれ
タイマー７の指令に従って開閉する。

タイマー７は、上流側の制御弁６−１にまず開指令を出
し、一定時間後に閉指令を出したのちに下流側０制御弁
６−２１°開指令を出５・一定時竺後に閉指令を出すよ
うにセットされている、。

このように構成された第３図の実施例の排気熱回収装置
の作用と効果を説明する。

内燃機関（図示せず）から排出された高温の排気ガスは
、排気熱回収器ＩＡに流入し、伝熱管群からなる熱交換
部３−１．３−２で熱交換され冷却されて排出されると
ともに、排気ガス中の煤は熱交換部３−１．３−２の伝
熱管群に着付する。

伝熱管群に付着した煤は、まず上流側の熱交換部３−１
に挿着されたブロー管５−１からの高圧ガス８により吹
きとばされ排気ガスとともに下流に流れていく、上流側
が洗浄されたのちに、下流側の熱交換部３−２に挿着さ
れたブロー管５−２からの高圧ガスにより下流側が洗浄
され、全体の洗浄が終る。

このとき、各熱交換部に吹き付けるガスは、先の第１図
、第２図の実施例にくらべ半分になるため、排気ガスの
流れに及ぼす影響も半減し、内燃機関の運転にほとんど
影響を与えなくなるという効果がある。

〔発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、内燃機関の排気熱
を排熱回収器の伝熱面積を増やすことなく、安定した熱
回収率を得る排気熱回収装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る排気熱回収装置の略
伝構成図、第２図は１本発明の他の実施例に係る排気熱
回収装置の略伝構成図、第３図は、本発明のさらに他の
実施例に係る排気熱回収装置の略伝構成図、第４図は、
従来の排気熱回収器の略伝構成図、第５図は、第４図の
装置の詳細図で、（ａ）は縦断面図、・（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ断面図である。 １、ＩＡ・・・排気熱回収器、２・・・排気ガス通路、
３・・・伝熱管群、３−１．３−２・・・熱交換部、４
・・・熱媒流路、５．５−１．５−２・・・ブロー管、
６．−６−１．６−２・・・制御弁、７・・・タイマー
、８・・・高圧薯４目 １１頁の続き ）発　明　者　　箕　輪　　　良　平　　土浦市神立町
６０旙地）発　明　者　　足　立　　　正　樹　　名古
屋市中区栄４丁「リング株式会社内 ）発　明　者　　野　谷　　　武　生　　横浜市磯子区
磯子１１社横浜工場内 株式会社日立製作所土浦工場内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関に接続される排気ガス通路中に配設された
   伝熱管群と、この伝熱管群に連通する熱媒流路とを備え
   た排気熱回収装置において、前記伝熱管群に付着する煤
   を洗浄するための複数のガス吹き付け管を、前記排気ガ
   ス通路の伝熱管群間に挿着するとともに、前記ガス吹き
   付け管のガス送給制御手段を設けたことを特徴とする排
   気熱回収装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、ガス送
   給制御手段は、一定時間毎にガス吹き付けを行うための
   タイマーおよび制御弁を備えたものである排気熱回収装
   置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、ガス送
   給制御手段は、排気熱回収装置の排気出口側に、排気温
   度を検出する温度検出器を設け、この温度検出器の検出
   信号によつて作動する制御スイッチおよび制御弁を備え
   たものである排気熱回収装置。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項記載のもののい
   ずれかにおいて、排気ガス通路中の伝熱管群を複数の熱
   交換部に分離し、その各熱交換部ごとにそれぞれ独立し
   て制御可能のガス吹き付け管を挿着したものである排気
   熱回収装置。