JPH02149753A

JPH02149753A - 横型水冷エンジンの排熱回収装置

Info

Publication number: JPH02149753A
Application number: JP30459288A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Takamatsu; 高松　善道
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-08

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】（産業上の利用分野）本発明は、横型水冷エンジンに備えた排熱回収装置に関
する。

（従来技術）従来、エンジンの排熱回収装置としては、例えば実開昭
６２−３９１６９号公報に示されるように、エンジンの
ウォータジャケットから出た比較的低温の冷却水を熱源
流体とする低温の排熱回収器と、エンジンの排気ガスを
熱源流体とする高温の排熱回収器を別々に設け、排熱回
収流体を各排熱回収器に分岐供給して熱回収したのち再
び合流させるように構成したものが知られている。

ところがこのものでは、低温側排熱回収器では温度差が
少なく、高温側排熱回収器ではｖト熱回収用流体の流量
が全量に比較して少ないことから、熱回収効率が低い。

また、配管が複雑になるという問題点が残っていた。

そこで本出願人は、本発明に先立ち、ウォータジャケッ
トから出て来たエンジン冷却水と排気ガスを排気熱吸収
器で熱交換させることにより、エンジン冷却水で排気ガ
スの保有熱エネルギーを吸収し、この排気ガス保有熱エ
ネルギーを吸収したエンジン冷却水を熱回収器に流入さ
せるようにした排熱回収装置（特願昭６３−２４８２５
号）を提案した。

（解決しようとする課題）前記光に提案したエンジンの排熱回収装置では、ウォー
タジャケット出口を覆っている蓋板部分にサーモスイッ
チを取り付け、サーモスイッチの設定温度を越えると、
エンジンを停止するように構成していた。ところがウォ
ータジャケット出口部分で温度検出すると、排気熱吸収
器内で熱媒液が沸騰していてもそれを検知することがで
きない。

熱媒液が沸騰すると排気熱吸収器の熱交換エレメントが
損傷し易く排気熱吸収器の寿命が著しく損なわれるとい
う問題があった。

本発明はこのような点に着目してなされたもので、排気
熱吸収器内で熱媒液が沸騰することを防止して排気熱吸
収器の寿命を延長できる排熱回収装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本第１発明では、排気熱吸
収器（１３）における熱媒液出口の近傍部に液温検出器
を配置し、この液温検出器が設定温度以上の温度を検出
することに基づき排気ガス温度降下手段を作動させるよ
うに構成したことを特徴とし、また、本第２発明では、
エンジンの排気出口と排気熱吸収器の排気ガス流入口と
を連通ずる排気導出管と、排気熱吸収器の熱媒液室との
少なくとも一方に温度検出器を配置するとともに、排気
導出管と排気熱吸収器からの排気管とをバイパス路で連
通し、このバイパス路に流路開閉弁で連通遮断切換可能
に構成し、温度検出器が設定温度以上の温度を検出する
ことに基づき前記バイパス路を開通させるように構成し
たことを特徴としている。

（作　　用）本発明では、第１発明では、排気熱吸収器における熱媒
液出口の近傍部に液温検出器を配置しであるので、排気
熱吸収器内における最高温度部分で温度を検出すること
になる。そして、液温検出器が設定温度以上の温度を検
出することに基づきエンジン停止あるいはスローダウン
等の排気ガス温度降下手段を作動させるように構成して
いるので、排気熱吸収器内で熱媒液が沸騰することがな
くなる。

また、本第２発明では、エンジンの排気出口と排気熱吸
収器の排気ガス流入口とを連通ずる排気導出管と、排気
熱吸収器の熱媒液室との少なくとも一方に温度検出器を
配置するとともに、排気導出管と排気熱吸収器からの排
気管とをバイパス路で連通し、このバイパス路に流路開
閉弁で連通遮断切換可能に構成し、温度検出器が設定温
度以上の温度を検出することに基づき前記バイパス路を
開通させるように構成しているので、排気ガス泥あるい
は排気熱吸収器内での熱媒液の液温か所定湯度に達する
と、排気熱吸収器内に流れる排気ガス量が減少すること
になり、排気熱吸収器内での熱交換が少なくなって、熱
媒液が沸騰することを防止する。

（実施例）図面は本発明の実施例を示し、第１図は要部の縦断面図
、第２図は横型水冷エンジン分解斜視図、第３図は要部
の平面図、第４図は本発明に係る横型水冷エンジンの排
熱回収装置を備えたエンジン発電機の正面図である。

このエンジン発電機は、防音ケース（１）内に横型水冷
エンジン（２）と、エンジン（２）で駆動される発電機
（３）とを並設し、エンジン（２）と発電機（３）をヘ
ルド伝動機構（４）で連動連結するとともに、防音ケー
ス（１）の天井壁に燃料タンクを設置し、かつ、防音ケ
ース（１）の−側端に電動モータ（５）で駆動される冷
却ファン（６）を備えたラジェータ（７）を配備して構
成されたものである。

上記エンジン（２）の上側に本発明に係る排熱回収装置
が配設されており、この排熱回収装置は次のように構成
されている。

エンジン（２）のシリング（８）に対応する位置でクラ
ンクケース（９）の上面にウォータジャケット（１０）
を開口させ、この開口部を覆う蓋板（１１）はエンジン
（２）のヘッドブロック（１２）の上側部分まで延長し
てあり、その延長部に排気熱吸収１（１３）の取り付は
部（Ｉ４）が形成してあり、蓋板（１１）に冷却水連通
路（１５）が形成しである。

排気熱吸収！（１３）は内部に水平方向に走る排気ガス
通路（１６）を多段に形成するとともに、上下に位置す
る各排気ガス通路（１６）の両端部を垂直に配置した排
気ガス給排管（１７）で連通して、内部に液溜まりが生
じない形状に形成した熱交換ニレメン）　（１ｇ）と、
熱交換エレメント（１８）の外側を取り囲んでい、るケ
ーシング（１９）とで構成しである。排気ガス給排管（
１７）は蓋板（１１）の排気熱吸収器取り付は部（１４
）の下面に形成した排気ガス流入口（２０）と排気ガス
流出口（２１）とに連通連結されている。排気ガス流入
口（２０）はエンジン（２）のヘッドブロック（１２）
に開口している排気口（２２）の上側に位置しており、
排気口（２２）と排気ガス流入口（２０）とをＬ字形の
排気導出管（２３）で連通して、エンジン（２）の燃焼
室（２４）から排出される燃焼排ガスを排気熱吸収器（
１３）の熱交換エレメント（１ｇ）内に導入するように
しである。一方、排気ガス流出口（２１）には排気管（
２５）を介してマフラ（図示略）が接続しである。

排気熱吸収器（１３）内で熱交換ニレメン）　（１８）
の外側に位置する空洞部分は、前述の冷却水連通路（１
５）を介してエンジン（２）のウォータジャケット（１
０）に連通ずるとともに、排気熱吸収器（１３）のケー
シング（１９）の上部に形成した冷却液出口（２６）で
排熱回収２Ｎ（２７）に連通しており、この空洞部分が
ｌ′１１気熱吸収器（１３）の冷却液室（２８）となる
。

この冷却液室（１２）内の冷却液出口（２６）部分に突
入する状態でサーモスイッチ（２９）で構成した液温検
出器が配置してあり、この液温検出！　（２９）が設定
温度以上の温度を検知することにより、制御ユニット（
Ｕ）を介してスローダウン機構あるいはエンジン停止機
構等の排気ガス温度降下手段（３０）を作動させて、エ
ンジン（２）の燃焼室（２４）から排出される排気ガス
のガス温度を低温化させるように構成しである。

排熱回収器（２７）はウォータジャケット（１０）の上
面開口部を閉塞している蓋板（１１）に固定されている
、ブレージングタイプの熱交換器で形成してあり、この
排熱回収器（２７）はエンジン冷却水を一次液、熱回収
液（例えば水道水）を二次液として、排熱回収器（２７
）内で一次液と二次液を対向流として接触させることに
より、−次液の保有する熱エネルギーを二次液が受けと
るようにしである。二次液と熱交換した後のエンジン冷
却水はラジェータ（７）で余分な熱を放出した後、エン
ジン（２）のウォータジャケット（１０）に戻るように
なっている。

符号（３１）は排熱回収器（２７）でのエンジン冷却水
流入口、（３２）はエンジン冷却水の流出口、（３３）
は熱回収液（二次液）の流入口、（３４）は熱回収液の
流出口で、（３５）は熱使用部である。

第５図は本発明の別の実施例を示し、これは排気熱吸収
器（１３）の排気ガス流入口（２０）に連通している排
気ガス導出管（２３）と、排気ガス流出口（２１）に連
通している排気管（２５）とをバイパス路（３６）テ接
続し、このバイパス路（３６）に流路開閉弁（３７）を
配置するとともに、排気ガス導出管（２３）に排気ガス
温度検出Ｗ　（３８）を突入させて配置し、また、排気
熱吸収器（１３）の冷却液室（２８）の上部に液温検出
器（２９）を配置したものである。そして、液温検出器
（２９）あるいは排気ガス温度検出器（３８）が設定温
度以上の温度を検出すると、その検出信号に基づいてア
クチュエータ（３９）を作動させて流路開閉弁（３７）
を開弁操作し、排気ガスをバイパス路（３６）を介して
排気ガス導出管（２３）から排気管（２５）に短絡させ
、排気熱吸収１１（１３）内を通る排気ガス量を減少さ
せて、排気熱吸収Ｂ（１３）内での冷却液の沸騰を抑制
するように形成しである。

この流路開閉弁（３７）の配設位置としては、第６図（
ａ）に示すバイパス路（３６）の途中（第５図に示した
実施例のもの）のほか、第６図（ｂ）に示すように排気
ガス導出管（２３）とバイパス路（３６）の分岐部に三
方弁を配置して、排気ガスをバイパス路（３Ｂ）と排気
熱吸収器（１３）とに択一的に流すようにしてもよく、
また、第６図（Ｃ）に示すように、排気ガス導出管（２
３）とバイパス路（３６）とにそれぞれ流路開閉弁を配
置し、両弁を同期して開閉作動させることにより、排気
熱吸収器（１３）とバイパス路（３６）とに流れるガス
量を制御するようにしてもよい。

排気導出管（２３）と排気管（２５）とをバイパス路（
３６）で連通し、バイパス路（３６）を流路開閉弁（３
７）で開閉制御するようにすると、エンジンを停止させ
たり、スローダウンさせたりすることなく、排気熱吸収
器（１３）での冷却液の沸騰を抑止することができる。

（効　　果）本第１発明では、排気熱吸収器における熱媒液出口の近
傍部に液温検出器を配置しであるので、排気熱吸収器内
における最高温度部分で温度を検出することができる。

そして、排気熱吸収器内の熱媒液の液温が設定温度以上
になったことを液温検出器が検出することに基づきエン
ジン停止操作あるいはスローダウン操作等の排気ガス温
度降下手段を作動させるように構成しているので、υＦ
気熟熱吸収器内熱媒液が沸騰することがな（なる。

これにより、排気熱吸収器の熱交換エレメントの損傷が
小さくなり、排気熱吸収器の寿命を延長させることがで
きる。

また、本第２発明では、エンジンの排気出口と排気熱吸
収器の排気ガス流入口とを連通ずる排気導出管と、排気
熱吸収器の熱媒液室との少なくとも一方に温度検出器を
配置するとともに、排気導出管と排気熱吸収器からの排
気管とをバイア　Ｘ＋ス路で連通し、このバイパス路に
流路開閉弁で連通遮断切換可能に構成し、温度検出器が
設定温度以上の温度を検出することに基づき前記バイパ
ス路を開通させるように構成しているので、排気ガス温
あるいは排気熱吸収器内での熱媒液の液温が所定温度に
達すると、排気熱吸収器内に流れる排気ガス量が減少す
ることになり、排気熱吸収器内での熱交換が少なくなっ
て、熱媒液が沸騰することがなくなる。従って、排気熱
吸収器の熱交換エレメントの損傷を抑制することができ
るから、排気熱吸収器の耐久性を向上させることができ
るうえ、エンジンを停止させたり、スローダウンさせた
りしなくてもよいことから、継続して作業を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は要部の縦断面図
、第２図は横型水冷エンジン分解斜視図、第３図は要部
の平面図、第４図は本発明に係る横型水冷エンジンの排
熱回収装置を備えたエンジン発電機の正面図、第５図は
別実施例の一部破断側面図、第６図は流路開閉弁の配設
位置を示す回路図である。２・・・エンジン、ｌＯ・　ウォータジャケット、１３
・・排気熱吸収器、２０・・（１３）の排気ガス流入口
、２２・・（２）の排気出口、２３・・・排気導出管、
２４・・・燃焼室、２５・・排気管、２６・・・熱媒液
出口、２７・・・排熱回収器、２８・・・（１３）の熱
媒液室、２９・・・液温検出器、３０・・・排気ガス温
度降下手段、３６・・・バイパス路、３７・流路開閉弁
、３８・・・温度検出器。特許出願人　　久保田鉄工株式会社・、・１ノ第４図第２図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、横型水冷エンジン（２）に排気熱吸収器（１３）と
排熱回収器（２７）とを付設し、排気熱吸収器（１３）
をエンジン（２）の燃焼室（２４）からマフラに至るま
での間に配置し、この排気熱吸収器（１３）にエンジン
（２）のウォータジャケット（１０）を連通させるとと
もに、排気熱吸収器（１３）を排熱回収器（２７）に連
通させ、エンジン（２）のウォータジャケット（１０）
内の熱媒液が排気熱吸収器（１３）、排熱回収器（２７
）を順に通過して循環するように構成した横型水冷エン
ジンの排熱回収装置において、排気熱吸収器（１３）における熱媒液出口（２６）の近
傍部に液温検出器（２９）を配置し、この液温検出器（
２９）が設定温度以上の温度を検出することに基づき排
気ガス温度降下手段（３０）を作動させるように構成し
たことを特徴とする横型水冷エンジンの排熱回収装置２、エンジン（２）の排気出口（２２）と排気熱吸収器
（１３）の排気ガス流入口（２０）とを連通する排気導
出管（２３）と、排気熱吸収器（１３）の熱媒液室（２
８）との少なくとも一方に温度検出器（３８）（２９）
を配置するとともに、排気導出管（２３）と排気熱吸収
器（１３）からの排気管（２５）とをバイパス路（３６
）で連通し、このバイパス路（３６）に流路開閉弁（３
７）で連通遮断切換可能に構成し、温度検出器（３８）
（２９）が設定温度以上の温度を検出することに基づき
前記バイパス路（３６）を開通させるように構成したこ
とを特徴とする横型水冷エンジンの排熱回収装置