JPH01296046A - エンジンの排気ガスを利用した給湯装置 - Google Patents
エンジンの排気ガスを利用した給湯装置Info
- Publication number
- JPH01296046A JPH01296046A JP63123987A JP12398788A JPH01296046A JP H01296046 A JPH01296046 A JP H01296046A JP 63123987 A JP63123987 A JP 63123987A JP 12398788 A JP12398788 A JP 12398788A JP H01296046 A JPH01296046 A JP H01296046A
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- Japan
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- water
- exhaust gas
- heat
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
最近、熱電併給装置の一つとしてガスエンジンの駆動力
を用いて発電すると共に、その排気ガスを利用して高温
水を生じる給湯装置が出現している。
を用いて発電すると共に、その排気ガスを利用して高温
水を生じる給湯装置が出現している。
本発明はこのような排気ガスを利用した給湯装置の改良
に関する。
に関する。
［従来の技術］
従来の熱電併給装置は、たとえば、第３図に示すように
、冷却水の循環路１ａと分岐循環路１ｂおよび排気管１
ｃとを備えたガスエンジン１．交流発電機２．冷却水熱
交換器３．排気ガス熱交換器４および温水熱交換器５お
よび温水ボン１５゜を配置して構成していた。なお、６
は排気ガスの排出管、７は給湯管である。
、冷却水の循環路１ａと分岐循環路１ｂおよび排気管１
ｃとを備えたガスエンジン１．交流発電機２．冷却水熱
交換器３．排気ガス熱交換器４および温水熱交換器５お
よび温水ボン１５゜を配置して構成していた。なお、６
は排気ガスの排出管、７は給湯管である。
以上の構成で、ガスエンジン１の駆動により交流発電機
２によって電力を発生すると共に、エンジン１の高熱部
を冷却した後の温水を利用して冷却水熱交換器３中で水
道水を温水にし、これを更に排気ガス熱交換器４に供給
して排気管１ｃから供給された排気ガスにて加熱し、こ
の結果得られた高温水を熱源として温水熱交換器５を介
して飲料可能の高温水に変換し、給湯用として使用する
ようにしていた、なお、温水熱交換器５で熱源となった
後の温水は、温水ポンプ５°を介して冷却水熱交換器３
の供給水として再利用していた。
２によって電力を発生すると共に、エンジン１の高熱部
を冷却した後の温水を利用して冷却水熱交換器３中で水
道水を温水にし、これを更に排気ガス熱交換器４に供給
して排気管１ｃから供給された排気ガスにて加熱し、こ
の結果得られた高温水を熱源として温水熱交換器５を介
して飲料可能の高温水に変換し、給湯用として使用する
ようにしていた、なお、温水熱交換器５で熱源となった
後の温水は、温水ポンプ５°を介して冷却水熱交換器３
の供給水として再利用していた。
［発明が解決しようとする課題］
従来のものでは上記のようにガスエンジン１が発生する
高熱量の排気ガスから熱回収する方法としてガス／水間
接式の熱交換器である排気ガス熱交換器４を主体に行う
方式をとっていた。
高熱量の排気ガスから熱回収する方法としてガス／水間
接式の熱交換器である排気ガス熱交換器４を主体に行う
方式をとっていた。
このため、供給水（２０℃）をいきなり排気ガス熱交換
器４に入れて熱回収するようにすると、熱交換器の電熱
管が大きな温度差を伴うガスの結露によって低温腐食す
るので、これを避けるため。
器４に入れて熱回収するようにすると、熱交換器の電熱
管が大きな温度差を伴うガスの結露によって低温腐食す
るので、これを避けるため。
冷却水熱交換器３で一旦５０℃位の温度まで予熱した上
で、さらに排気ガス熱交換器４を経由して温水熱交換器
５に入れ最終的には８０℃の高温水となるまで加熱し、
飲料可能な水質の給湯を行うようにしていた。
で、さらに排気ガス熱交換器４を経由して温水熱交換器
５に入れ最終的には８０℃の高温水となるまで加熱し、
飲料可能な水質の給湯を行うようにしていた。
このように、従来のものはガス／水間接式の交換方式の
ため、排気ガスの有する高熱量の内、蒸発潜熱は熱とし
て回収できず、水蒸気、炭酸ガス等として放出されてい
た。また、放出される排気ガスは、低温腐食のため、１
５０℃〜２００℃の温度が限度である。したがって、シ
ステムの熱効率も最高でも８０％位が限度となっていた
。
ため、排気ガスの有する高熱量の内、蒸発潜熱は熱とし
て回収できず、水蒸気、炭酸ガス等として放出されてい
た。また、放出される排気ガスは、低温腐食のため、１
５０℃〜２００℃の温度が限度である。したがって、シ
ステムの熱効率も最高でも８０％位が限度となっていた
。
また、従来のものでは、負荷との関係で発電機の発生電
力が少なくても良く、又は、エンジンの回転数を低下で
きる場合でも、給湯水の熱量を一定に保持する必要があ
る場合にエンジンの出力又は回転数を低下させることが
できず、電力と熱のエネルギーバランスの点で問題があ
った。これに対処すべく補助ボイラーを設けることによ
ってエンジンの出力又は回転数を低下させることによる
不足熱量を補う方法も採られていたが、この方法の場合
には補助ボイラーが余分に必要となｈ．その分装置全体
が大型化し、据付面積が大となる欠点があった。
力が少なくても良く、又は、エンジンの回転数を低下で
きる場合でも、給湯水の熱量を一定に保持する必要があ
る場合にエンジンの出力又は回転数を低下させることが
できず、電力と熱のエネルギーバランスの点で問題があ
った。これに対処すべく補助ボイラーを設けることによ
ってエンジンの出力又は回転数を低下させることによる
不足熱量を補う方法も採られていたが、この方法の場合
には補助ボイラーが余分に必要となｈ．その分装置全体
が大型化し、据付面積が大となる欠点があった。
［課題を解決するための手段］
本発明では排気ガスを直接、水に接触させて熱回収を図
るガス・液直接接触式潜熱回収器（以下潜熱回収器とい
う）との組み合わせで、蒸発潜熱も熱回収でき、かつ、
排気ガスの放出温度もほぼ大気温度となるように改善し
、また、上記原動機排ガス熱に対して補助熱源を付加す
ることによってエンジンと無関係に熱量の調整も行える
ようにした排気ガス利用の給湯装置を提供するものであ
る。
るガス・液直接接触式潜熱回収器（以下潜熱回収器とい
う）との組み合わせで、蒸発潜熱も熱回収でき、かつ、
排気ガスの放出温度もほぼ大気温度となるように改善し
、また、上記原動機排ガス熱に対して補助熱源を付加す
ることによってエンジンと無関係に熱量の調整も行える
ようにした排気ガス利用の給湯装置を提供するものであ
る。
［実施例］
以下第１図に示す本発明の第１の実施例について説明す
る。第１の実施例は飲料に適した給湯装置に関するもの
で、同図において第３図と均等な構成についてはこれと
同等な符号を付して示した。
る。第１の実施例は飲料に適した給湯装置に関するもの
で、同図において第３図と均等な構成についてはこれと
同等な符号を付して示した。
旦は潜熱回収器で、基本的構成としては上方に先端部が
シャワー状の蛇口９ａを有する給水管９゜排気管１０を
備え、給水管９の直下方に当たる略中間部に充填層１１
を、また、底部に貯湯部１２と排気ガス供給管１３を備
えて構成される。なお。
シャワー状の蛇口９ａを有する給水管９゜排気管１０を
備え、給水管９の直下方に当たる略中間部に充填層１１
を、また、底部に貯湯部１２と排気ガス供給管１３を備
えて構成される。なお。
排気ガス供給管１３にはガスエンジン１の排気導管１ｃ
’から排気ガスが供給されるが、排気導管Ｉ ｃ．をた
とえば４気筒等の複数個側の排気口を１つの供給口にま
とめた排気マニホールドに形成するようにした方が望ま
しい、１４は原動機排ガス熱に対する補助熱源で、たと
えば、バーナ等の炎等の調整によって熱量の調整が自在
のものを使用する。１５および１６はそれぞれ温水ポン
プ。
’から排気ガスが供給されるが、排気導管Ｉ ｃ．をた
とえば４気筒等の複数個側の排気口を１つの供給口にま
とめた排気マニホールドに形成するようにした方が望ま
しい、１４は原動機排ガス熱に対する補助熱源で、たと
えば、バーナ等の炎等の調整によって熱量の調整が自在
のものを使用する。１５および１６はそれぞれ温水ポン
プ。
１７および１８はそれぞれ調整弁である。なお。
温水熱交換器５は、その１次側は潜熱回収器の貯湯部１
２から供給される温水を熱源とする他、補助熱源１４に
より増大された熱量も加えて２次側で水道水（２０℃）
等の供給水■を温水（５２℃）に変換し、クリーンな温
水を熱交換器３へ供給すると共に、加熱後の１次側の温
水はその大半を分岐管１９を介して潜熱回収６旦の供給
水として再利用（この分が２５℃の水である）シ、酸性
が大となったものおよび熱変換の際に過剰に生じた水を
他の分岐管２０から調整弁１８を介して排水するように
している。このように、温水熱交換器５の１次側から潜
熱回収６旦へ供給水を循環するようにしたため、潜熱回
収６旦に対する供給水■は当初のみ必要で後は殆ど節約
できるようにしている。
２から供給される温水を熱源とする他、補助熱源１４に
より増大された熱量も加えて２次側で水道水（２０℃）
等の供給水■を温水（５２℃）に変換し、クリーンな温
水を熱交換器３へ供給すると共に、加熱後の１次側の温
水はその大半を分岐管１９を介して潜熱回収６旦の供給
水として再利用（この分が２５℃の水である）シ、酸性
が大となったものおよび熱変換の際に過剰に生じた水を
他の分岐管２０から調整弁１８を介して排水するように
している。このように、温水熱交換器５の１次側から潜
熱回収６旦へ供給水を循環するようにしたため、潜熱回
収６旦に対する供給水■は当初のみ必要で後は殆ど節約
できるようにしている。
次に１本発明の第２の実施例を第２図を用いて説明する
。同図において第１図と均等な構成についてはこれと同
等な符号を付して示した。
。同図において第１図と均等な構成についてはこれと同
等な符号を付して示した。
同図に示す通り１本発明の第２の実施例では。
第１の実施例において、供給水■源と温水熱交換器５を
省略し、その代わりに潜熱回収６旦から排出される高温
水を温水ポンプ１５を介して熱交換器３に供給して直接
加熱し給湯水を得るようにしたものである。
省略し、その代わりに潜熱回収６旦から排出される高温
水を温水ポンプ１５を介して熱交換器３に供給して直接
加熱し給湯水を得るようにしたものである。
即ち９本発明の特徴は、潜熱回収６旦で排気ガスの持つ
熱量を大気温度付近まで回収すると共に。
熱量を大気温度付近まで回収すると共に。
熱量を調整自在な補助熱源によりエンジンとは無関係に
補助的な加熱を行い、得られた温水を直接または熱交換
器５を介して、冷却水熱交換器３で。
補助的な加熱を行い、得られた温水を直接または熱交換
器５を介して、冷却水熱交換器３で。
さらに、再加熱して高温水にし、給湯するように。
熱経路を形成した点である。
なお、第１図に示したＨａ、Ｈ−およびＨ，とその横に
表示した数字はそれぞれガスエンジン、潜熱回収器およ
び給湯部での発生熱量の一例を示す。
表示した数字はそれぞれガスエンジン、潜熱回収器およ
び給湯部での発生熱量の一例を示す。
また、上記実施例中のガスエンジン１は、ガスエンジン
の他、ガスタービン、ジイーゼルエンジン等であっても
良く、要するに、排気ガスを伴う原動機を一切包含する
技術概念である。
の他、ガスタービン、ジイーゼルエンジン等であっても
良く、要するに、排気ガスを伴う原動機を一切包含する
技術概念である。
［作用］
ガスエンジンｌによって交流発電機２を駆動して電力を
発生すると共に、エンジン１から排出される高熱量の排
気ガス（５００℃）が潜熱回収６旦に供給されている。
発生すると共に、エンジン１から排出される高熱量の排
気ガス（５００℃）が潜熱回収６旦に供給されている。
この状態において、供給水（２０℃の水道水）が給水管
９から潜熱回収６旦に供給されると、同潜熱回収器旦内
で排気ガスと水が直接接触し、いわゆる潜熱回収方式で
加熱されると共に、補助熱源１４の熱量によっても加熱
して温水（５２℃）としたものを貯湯部１２に、ポンプ
１５を介して、第１の間接方式の場合には、熱交換器１
７でクリーンな温水に変換した上、また、第２の実施例
の直接方式の場合には、貯湯部１２の温水がそのｔま。
９から潜熱回収６旦に供給されると、同潜熱回収器旦内
で排気ガスと水が直接接触し、いわゆる潜熱回収方式で
加熱されると共に、補助熱源１４の熱量によっても加熱
して温水（５２℃）としたものを貯湯部１２に、ポンプ
１５を介して、第１の間接方式の場合には、熱交換器１
７でクリーンな温水に変換した上、また、第２の実施例
の直接方式の場合には、貯湯部１２の温水がそのｔま。
さらに、熱交換器３に供給され、この熱交換器３におい
て８０℃まで２回目の再加熱を行って高温水とし、給湯
管６から給湯する。
て８０℃まで２回目の再加熱を行って高温水とし、給湯
管６から給湯する。
なお１本発明では原動機排ガス熱に対しエンジンｌの回
転数と無ｒＷｉ係に熱量をｙｉｍできる補助熱源１４を
付加したため、負荷が軽減されたときにエンジン１の回
転数を低下させなるようにしても補助熱源１４の熱量に
よって給湯水の熱量を所定値に保持することができる点
に大きな特長がある。
転数と無ｒＷｉ係に熱量をｙｉｍできる補助熱源１４を
付加したため、負荷が軽減されたときにエンジン１の回
転数を低下させなるようにしても補助熱源１４の熱量に
よって給湯水の熱量を所定値に保持することができる点
に大きな特長がある。
また１本発明では、潜熱回収６旦の充填層１１の部分を
水が通過する際に、エンジン１の騒音が可成り吸収・除
去される。
水が通過する際に、エンジン１の騒音が可成り吸収・除
去される。
［発明の効果］
本発明では、潜熱回収器を排気ガスのガス／水熱交攪器
として利用することを基本とし、この潜熱回収器によっ
て温水を得る際にバーナ等の熱量を調整自在な補助熱源
によって温水の熱量を調整した上で、直接または熱交換
器を介して冷却水熱交換器によって、さらに再加熱する
ようにしたため２次のような優れた効果を有する ■潜熱回収器の部分で、排気ガスの熱量を殆ど回収し、
さらに、エンジンのジャケットの熱量を回収する冷却水
熱交換器で再度加熱を行う方式をとっているため、従来
のものでは回収不可能であった排気ガスの蒸発潜熱が利
用でき、熱効率は９０〜９５％と大幅に向上できるよう
になった。
として利用することを基本とし、この潜熱回収器によっ
て温水を得る際にバーナ等の熱量を調整自在な補助熱源
によって温水の熱量を調整した上で、直接または熱交換
器を介して冷却水熱交換器によって、さらに再加熱する
ようにしたため２次のような優れた効果を有する ■潜熱回収器の部分で、排気ガスの熱量を殆ど回収し、
さらに、エンジンのジャケットの熱量を回収する冷却水
熱交換器で再度加熱を行う方式をとっているため、従来
のものでは回収不可能であった排気ガスの蒸発潜熱が利
用でき、熱効率は９０〜９５％と大幅に向上できるよう
になった。
■潜熱回収器では排気ガスと供給水が直接接触するため
、排気管から出される排気ガスの温度は潜熱回収器への
供給水の温度近くまで下がる。
、排気管から出される排気ガスの温度は潜熱回収器への
供給水の温度近くまで下がる。
また、希釈されるため排気ガス中の凝縮水（酸性水）に
よって低温腐食される心配はなく、かつ、従来のものの
ように高温の排気ガスを放出させるための酸腐食防止の
安全対策は不要となった。
よって低温腐食される心配はなく、かつ、従来のものの
ように高温の排気ガスを放出させるための酸腐食防止の
安全対策は不要となった。
■潜熱回収器にバーナ等の熱量を調整自在の補助熱源を
付加したため、エンジンの回転数と無関係に給湯水の熱
量の調整ができ、したがって。
付加したため、エンジンの回転数と無関係に給湯水の熱
量の調整ができ、したがって。
負荷に対する供給電力を軽減しても良い場合に省エネ効
果を発揮できる。
果を発揮できる。
第１図および第２図はそれぞれ本発明の第１および第２
の実施例を示す系統図、第３ｒｆ！ｉは従来例を示す系
統図である。 １：ガスエンジン ２：交流発電機 ３：冷却水熱交換器 ８Ｌ：潜熱回収器 ９：給水管 １０：排気管 １１：充填層 １２：貯湯部 １３：排気ガス供給管 １４：補助熱源（バーナ） １６；熱交換器
の実施例を示す系統図、第３ｒｆ！ｉは従来例を示す系
統図である。 １：ガスエンジン ２：交流発電機 ３：冷却水熱交換器 ８Ｌ：潜熱回収器 ９：給水管 １０：排気管 １１：充填層 １２：貯湯部 １３：排気ガス供給管 １４：補助熱源（バーナ） １６；熱交換器
Claims (7)
- １．次の構成から成る排気ガスを利用した給湯装置。 ａ．ガスエンジン，ディーゼルエンジン，ガスタービン
等（以下エンジンという）の排気ガスを伴う原動機 ｂ．当該冷却水熱交換器の１次側熱源として上記原動機
の冷却用の温水を用いた冷却水熱交換器 ｃ．充填材を積層して成る充填層，下底部に位置する貯
湯部とを備えた潜熱回収器 ｄ．上記潜熱回収器に給水するための給水管ｅ．上記原
動機の排気ガスを潜熱回収器に供給する排気導管 ｆ．上記潜熱回収器からの排気ガスを放出する排気管 ｇ．上記原動機排ガス熱に対して設けられた熱量を調整
自在な補助熱源 ｈ．上記潜熱回収器の貯湯部から排出される温水を熱源
として供給水を温水に加熱する温水熱交換器 ｉ．上記温水熱交換器の温水を上記冷却水熱交換器によ
り再加熱させ，これを高温水とし，給湯用として供給す
る経路 - ２．次の構成から成る排気ガスを利用した給湯装置。 ａ．エンジンの排気ガスを伴う原動機 ｂ．当該冷却水熱交換器の１次側熱源として冷却用の温
水の他，排気管の熱をも回収して用いるようにした冷却
水熱交換器 ｃ．充填材を積層して成る充填層，下底部に位置する貯
湯部とを備えた潜熱回収器 ｄ．上記潜熱回収器に給水するための給水管ｅ．上記原
動機の排気ガスを潜熱回収器に供給する排気導管 ｆ．上記潜熱回収器からの排気ガスを放出する排気管 ｇ．上記原動機排ガス熱に対して設けられた熱量を調整
自在な補助熱源 ｈ．上記潜熱回収器の貯湯部から排出される温水を熱源
として供給水を温水に加熱する温水熱交換器 ｉ．上記温水熱交換器の温水を上記冷却水熱交換器によ
り再加熱させ，これを高温水とし，給湯用として供給す
る経路 - ３．上記潜熱回収器の給水管の供給水として水道水のほ
か，上記温水熱交換器の１次側の温水を循環して使用す
るようにした請求項１または２記載の排気ガスを利用し
た給湯装置。 - ４．上記原動機排ガス熱に対して設けられる補助熱源と
して炎を調整自在のバーナを用いるようにした請求項１
または２記載の排気ガスを利用した給湯装置。 - ５．次の構成から成る排気ガスを利用した給湯装置。 ａ．エンジンの排気ガスを伴う原動機 ｂ．当該冷却水熱交換器の１次側熱源として上記原動機
の冷却用の温水を用いた冷却水熱交換器 ｃ．充填材を積層して成る充填層，下底部に位置する貯
湯部とを備えた潜熱回収器 ｄ．上記潜熱回収器に給水するための給水管ｅ．上記原
動機の排気ガスを上記潜熱回収器に供給する排気導管 ｆ．上記潜熱回収器からの排気ガスを放出する排気管 ｇ．上記原動機排ガス熱に対して設けられた熱量を調整
自在な補助熱源 ｈ．上記潜熱回収器の貯湯部から排出される温水を上記
冷却水熱交換器により再加熱させ，これを給湯用として
供給する経路 - ６．次の構成から成る排気ガスを利用した給湯装置。 ａ．エンジンの排気ガスを伴う原動機 ｂ．当該冷却水熱交換器の１次側熱源として冷却用の温
水の他，排気管の熱をも回収して用いるようにした冷却
水熱交換器 ｃ．充填材を積層して成る充填層，下底部に位置する貯
湯部とを備えた潜熱回収器 ｄ．上記潜熱回収器に給水するための給水管ｅ．上記原
動機の排気ガスを上記潜熱回収器に供給する排気導管 ｆ．上記潜熱回収器からの排気ガスを放出する排気管 ｇ．上記原動機排ガス熱に対して設けられた熱量を調整
自在な補助熱源 ｈ．上記潜熱回収器の貯湯部から排出される温水を上記
冷却水熱交換器により再加熱させ，これを給湯用として
供給する経路 - ７．上記原動機排ガス熱に対して設けられる補助熱源と
して炎を調整自在のバーナを用いるようにした請求項１
または２記載の排気ガスを利用した給湯装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12398788A JPH0792279B2 (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | エンジンの排気ガスを利用した給湯装置 |
| US07/353,309 US4925092A (en) | 1988-05-23 | 1989-05-17 | Hot water supply system utilizing exhaust gas of engine |
| EP89305078A EP0343867B1 (en) | 1988-05-23 | 1989-05-19 | Hot water supply system utilizing exhaust gas of engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12398788A JPH0792279B2 (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | エンジンの排気ガスを利用した給湯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01296046A true JPH01296046A (ja) | 1989-11-29 |
| JPH0792279B2 JPH0792279B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=14874240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12398788A Expired - Lifetime JPH0792279B2 (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | エンジンの排気ガスを利用した給湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792279B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61205360A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Toshiba Corp | 熱併給発電装置 |
| JPS62206260A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 熱併給発電装置 |
-
1988
- 1988-05-23 JP JP12398788A patent/JPH0792279B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61205360A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Toshiba Corp | 熱併給発電装置 |
| JPS62206260A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 熱併給発電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0792279B2 (ja) | 1995-10-09 |
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