JPH02102353A - エンジンの排熱回収装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの排熱をエンジン冷却水を介してウ
ォータジャケット及び排気熱吸収用熱交換器で吸収する
とともに、その吸収熱をエンジン排熱回収用熱交換器で
回収するようにしたエンジンの排熱回収装置に関し、排
熱回収の負荷が部分負荷又は無負荷の場合でもエンジン
のオーバーヒートを防止できる技術である。

（従来の技術） この種のエンジンの排熱回収装置には、従来では、米国
特許Ｎ　ｏ　、　４．２２６．２１４に記載されたもの
がある。

これは、第１４図に示すように、エンジンｌで発電機Ｇ
を駆動して電力を供給するとともに、エンジンｌの排熱
を給湯器等の外部熱負荷１００に回収するようにしたも
ので、次のように構成されている。

即ち、エンジン１のウォータジャケット２に、排気熱吸
収用熱交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排
熱回収用熱交換器６の熱回収用状態路７・及び冷水路８
を順に直列循環状に連通連結することにより、冷水路８
・ウォータジャケット２・排気熱吸収路４及び温水路５
でエンジン冷却水路１０１を構成する。そして、エンジ
ン１の排熱をエンジン冷却水路１０１のエンジン冷却水
を介してウォータジャケット２及び排気熱吸収用熱交換
器３で吸収するとともに、その吸収熱をエンジン排熱回
収用熱交換器６の受熱路３８を介して外部熱負荷１００
に放熱するのである。

（発明が解決しようとする課題） 上記の従来技術では、外部熱負荷１００の排熱回収負荷
が部分負荷になったり無負荷になったりした場合に、排
熱回収用熱交換器６の受熱路３８からの放熱量が減少又
は無くなるため、エンジン冷却水路１．　Ｏｌ内のエン
ジン冷却水の温度が上昇して、エンジン１がオーバーヒ
ートするという問題がある。

本発明は、排熱回収負荷が部分負荷又は無負荷の場合で
もエンジンのオーバーヒートを防止することを目的とす
る。

（課題を解決するだめの手段） 本発明は、上記目的を達成するために、排熱回収装置を
次のように構成したことを特徴としている。

（１）請求項１では、例えば第１図と第２図に示すよう
に、次のように構成した。

エンジン１のウォータジャケット２に、排気熱吸収用熱
交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排熱回収
用熱交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８を順に
直列循環状に連通連結して構成したエンジンの排熱回収
装置において、エンジン排熱回収用熱交換器６の熱回収
用授熱路７にラジェータ９の放熱路ＸＯを並列状に接続
し、 冷水路８・ウォータジャケット２・排気熱吸収路４・及
び温水路５から成るエンジン冷却水路１１に対して、熱
回収用授熱路７と放熱路１０とを、切換弁１２で切換え
接続可能に構成し、エンジン冷却水路１１に温度センサ
１３を設け、温度センサ１３に弁切換用制御装置１４を
介して切換弁１２を切換制御可能に連携し、 温度センサ】３は、エンジン冷却水路１１を通過するエ
ンジン冷却水の水温を検出するものであって、 そのエンジン冷却水温の検出温度Ｔ、が、放熱開始用設
定温度Ｔ１７０以上になった場合には、弁切換用制御装
置１４が切換弁１２を熱回収用状態から放熱用状態へ切
換えて、熱回収用授熱路７を閉止させるとともに、放熱
路１０を開通させ、そのエンジン冷却水温の検出温度Ｔ
、が、放熱開始用設定温度Ｔ　、、よりも低い放熱終了
用設定温度Ｔ１０、以下になった場合には、切換弁１２
を放熱用状態から熱回収用状態へ切換えて、放熱路１０
を閉止させるとともに、熱回収用授熱路７を開通さぜる
ように構成した。

（２）請求項２では、請求項１において、その−部を、
例えば第１図と第７図に示すように、次のように変更し
た。

温度センサ１３が、放熱開始用設定温度Ｔ　Ｉ）ｌを検
出することに基づき、弁切換用制御装置１４が切換弁１
２を熱回収用状態から放熱用状態へ切換え操作したとき
には、 その放熱用状態を弁切換用制御装置Ｉ４で設定時間だけ
保持するように構成した。

（３）請求項３では、請求項１において、その−部を、
例えば第１図と第８図に示すように、次の？ ように変更した。

温度センサ１３が、放熱開始用設定温度Ｔｌ＋□を検出
することに基づき、弁切換用制御装置１４が切換弁１２
を熱回収用状態から放熱用状態へ切換え操作したときに
は、 弁切換用制御装置１４が、エンジン冷却水の温度高警報
器１７を作動させるとともに、切換弁１２を放熱用状態
に保持するように構成し、上記の放熱保持状態の解除操
作具１８を弁切換用制御装置１４に付設した。

（４）請求項４では、請求項１において、その−部を、
例えば前記第１図と第２図に示すように、次のように変
更した。

エンジン冷却水路１１にエンジン冷却水循環ポンプ２０
を介装し、 エンジン冷却水循環ポンプ２０の吐出口から切換弁１２
に至るまでのエンジン冷却水路■１の途中部にエンジン
緊急停止用圧力センサ２１を設け、この圧力センサ２１
をエンジン停止用制御装置２２を介してエンジン停止装
置２３に連携させて構成した。

（５）請求項５では、請求項１において、その−部を、
例えば同上第１図と第２図に示すように、次のように変
更した。

エンジン冷却水路１１にエンジン緊急停止用温度センサ
２５を設け、この温度センサ２５をエンジン停止用制御
装置２２を介してエンジン停止装置２３に連携させて構
成した。

（作用） （１）請求項１の発明は、例えば第１図と第２図に示す
ように、次のように作用する。

エンジン冷却水の水温が、放熱終了用設定温度Ｔ　ＩＬ
から放熱開始用設定温度Ｔ　Ｉｌ＋に」−Ｈするまでの
間では、切換弁１２が回収用状態に切換えられ、エンジ
ン冷却水が冷水路８・ウォータジャケット２・排熱吸収
路４・エンジン排熱回収用熱交換器６の熱回収用授熱路
７の経路で循環する。これにより、エンジン１の排熱を
エンジン排熱回収用熱交換器６から排熱回収路４５の回
収液へ放熱して、エンジン冷却水を冷却し、エンジン１
のオーバーヒートを防止する。

この排熱回収状態において、排熱回収負荷が部分負荷又
は無負荷になり、エンジン排熱回収用熱交換器６の受熱
路３８からの放熱量が減少して、エンジン冷却水の水温
が放熱開始用設定温度Ｔ　１８以上の温度に上昇すると
、切換弁１２が放熱用状態に切換えられ、エンジン冷却
水が冷水路８・ウォータジャケット２・排熱吸収路４・
ラジェータ９の放熱路１０の経路で循環する。これによ
り、エンジンｌの排熱をラジェータ９の放熱路１０から
放熱して、エンジン冷却水を冷却し、エンジン１のオー
バーヒートを防止する。

（２）請求項２の発明は、例えば第１図と第７図に示す
ように、次のように作用する。

切換弁１２か熱回収用状態から放熱用状態へ切換え操作
されたときには、その放熱用状態が設定時間だけ保持さ
れるので、給湯器等の外部熱負荷１００からエンジン排
熱回収用熱交換器６の受熱路３８へ供給される排熱回収
液の液量が減少又は断水した場合に、放熱用状態と熱回
収用状態との切換えにハンチングか起きるのを防止でき
る。

即ち、切換弁１２を温度センサ１３て熱回収用状態と放
熱用状態とに切換え操作するだけては、排熱回収水の水
量が減少又は断水した場合に、エンジン排熱回収用熱交
換器６からの放熱量が減少するか又は無くなるため、エ
ンジン冷却水の水ｉ？Ａが急激に上昇して放熱開始用設
定温度Ｔ１Ｈ以」二の温度になり、切換弁１２を熱回収
用状態から放熱用状態に切換える。そして、この放熱用
状態では、エンジン冷却水かラジェータ９て冷却されて
放熱終了用設定温度Ｔ１１、以下の温度にまで急速に下
降するので、切換弁１２が短時間のうちに放熱用状態か
ら熱回収用状態へ切換えられる。すると、排熱回収液の
減少又は断水に伴うエンジン排熱回収用熱交換器６の放
熱不足で、切換弁１２が短時間のうちに再び熱回収用状
態から放熱用状態へ切換えられ、これが繰り返されて切
換弁１２のハンチングか起きるのである。

本発明によれば、放熱用状態を設定時間だけ保持するこ
とにより、放熱用状態から回収用状態へ切換わるまての
時間を十分に確保できるので、上記のハンチングが防止
される。

従って、切換弁１２は、切換頻度が少なくてすみ、弁座
や弁面の摩耗が防止されるので、寿命が延びる。また、
放熱用状態と熱回収用状態との切換え頻度か少なくなる
ので、エンジン冷却水の温度変化幅か小さくてすむ。こ
のため、エンジン１のシリンタや排気熱吸収用熱交換器
３は、熱疲労が少なくてすみ、耐久性が向」ニする。

（３）請求項３の発明は、例えば第１図と第８図に示す
ように、次のように作用する。

切換弁１２が熱回収用状態から放熱用状態へ切換え操作
されたときには、エンジン冷却水の温度高警報器１７が
作動するとともに、その切換弁Ｉ２の放熱用状態が保持
される。上記の温度高警報器１７の作動で、操作員が解
除操作具１８を介して放熱保持状態を人為的に解除する
ことにより、放熱保持状態から熱回収用状態への切換え
が許容されるのである。

このため、放熱保持状態から熱回収用状態へ切換わるま
でにかかる時間は、温度高警報器１７が作動してから解
除操作具１８を操作するまでの比較的長い時間を確保で
き、上記（２）と同様に、給湯器等の外部熱負荷１００
からエンジン排熱回収用熱交換器６へ供給される排熱回
収液の液量が減少又は断水した場合の切換弁１２のハン
チングを防止できる。

（４）請求項４の発明は、例えば前記第１図と第２図に
示すように、次のように作用する。

エンジン１の運転中に、切換弁１２への異物の目詰まり
等でエンジン冷却水の圧力が圧力センサ２１の設定圧以
上に上昇すると、この圧力センサ２１がエンジン停止用
制御装置２２及びエンジン停止装置２３を介してエンジ
ン１を停止させる。

これにより、エンジン冷却水が異常圧力」二昇でラジェ
ータ９のラジェータキャップ等から吹き出すことが防止
され、エンジンｌはオーバヒートを起こさない。

（５）請求項５の発明は、例えば同上第１図と第２図に
示すように、次のように作用する。

エンジン１を放熱用状態で運転中に、ラジェータ９の放
熱路１０の汚れ等でラジェータ９の放熱量が不足して、
エンジン冷却水の水温が温度センサ２５の設定温度以上
に上昇すると、この温度センサ２５がエンノン停止用制
御装置２２及びエンンン停止装置２３を介してエンジン
１を停止させる。これにより、エンジン冷却水の異常温
度上昇でエンジン１がオーバヒートを起こすことが防止
される。

（発明の効果） 本発明は、上記のように構成され作用することから次の
効果を奏する。

（１）請求項１の発明は次の効果を奏する。

放熱用状態において、排熱回収負荷が部分負荷又は無負
荷になると、エンジン排熱回収用熱交換器の放熱量が減
少するか又は無（なり、エンジン冷却水の水温が放熱開
始用設定温度以上の温度に上昇する。すると、温度セン
サ及び弁切換用制御装置を介して切換弁が放熱用状態に
切換えられ、エンジンの排熱をエンジン冷却水を介して
ラジェータの放熱路から放熱する。これにより、エンジ
ン冷却水が十分に冷却されるので、エンジンのオーバー
ヒートを防止できる。

（２）請求項２の発明は次の効果を奏する。

切換弁が放熱用状態から熱回収用状態に切換られたとき
に、その放熱用状態を設定時間だけ保持することにより
、放熱用状態から回収用状態へ切換わるまでの時間を十
分に確保できるので、給湯器等の外部熱負荷からエンジ
ン排熱回収用熱交換器へ供給される排熱回収液の液量が
減少又は断水した場合に、放熱用状態と熱回収用状態と
の切換えにハンチングが起きるのを防止できる。

従って、切換弁は、切換頻度が少なくてすみ、弁座や弁
面の摩耗が防止されるので、寿命が延びる。また、放熱
用状態と熱回収用状態との切換え頻度が少なくなるので
、エンジン冷却水の温度変化幅が小さくてすみ、エンジ
ンのシリンダや排気熱吸収用熱交換器の耐久性が向上す
る。

（３）請求項３の発明は次の効果を奏する。

切換弁が熱回収用状態から放熱用状態へ切換え操作され
たときには、温度高警報器が作動するとともに、その切
換弁の放熱用状態が保持される。

この放熱保持状態から熱回収用状態へ切換わるまでにか
かる時間は、温度高警報器が作動してから解除操作具を
操作するまでの比較的長い時間を確保できるので、給湯
器等の外部熱負荷からエンジン排熱回収用熱交換器の放
熱路へ供給される排熱回収水の水量が減少又は断水した
場合の切換弁のハンチングを防止できる。

（４）請求項４の発明は次の効果を奏する。

切換弁への異物の目詰まり等でエンジン冷却水が異常圧
力にまで上昇すると、エンジンを自動的に停止できるの
で、エンジン冷却水の不足によるエンジンのオーバーヒ
ートを防止できる。

（５）請求項５の発明は次の効果を奏する。

ラジェータの放熱不良等でエンジン冷却水が異常温度に
まで上昇すると、エンジンを自動的に停止できるので、
放熱不足によるエンジンのオーバヒートを防止できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面で説明する。

（第１実施例） 第１図は、エンジンの排熱回収装置の全体系統図を示し
、ガスエンジン１（以下、単にエンジンと呼ぶ）で発電
機Ｇを駆動して電力を供給するとともに、エンジン１の
排熱を回収して給湯器からなる外部熱負荷１００で回収
するように構成したものである。

まず、エンジン１の冷却水回路を説明する。

エンジン１のウォータジャケット２に、排気熱吸収用熱
交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排熱回収
用熱交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８が順に
直列循環状に連通連結されるとともに、冷水路８にエン
ジン冷却水循環ポンプ２０が介装される。このエンジン
冷却水循環ポンプ２０は、電動式に構成されており、バ
ッテリ２７の電力で駆動される。また、エンジン排熱回
収用熱交換器６の熱回収用授熱路７にラジェータ９の放
熱路１０が並列状に接続される。ラジェータ９には電動
式のラジェータファン２８て冷却風が送風される。なお
、排気熱吸収用熱交換器３の排熱吸収路４の下流側には
サーモスタット弁２７が設けられており、エンジン１の
冷機始動時に、エンジン冷却水が、エンジン排熱回収用
熱交換器６及びラジェータ９をバイパスして、定常温度
にまで急速に昇温するようになっている。

上記の冷水路８・ウォータジャケット２・排気熱吸収路
４・及び温水路５でエンジン冷却水路１１が構成されて
いる。このエンジン冷却水路１１に対して、熱回収用授
熱路７と放熱路１０とが切換弁１２で切換え接続可能に
構成される。この切換弁１２は、熱回収用弁である回収
用電磁弁３１と放熱用弁である放熱用電磁弁３２との二
つの電磁弁からなる。

一方、エンジン１の排気ガスは、排気熱吸収用熱交換器
３の排気カス流路３４を経てマフラ３５から外部へ排出
される。

次に、排熱回収液の回路について説明する。これは、外
部熱負荷１００に貯溜した排熱回収液を回収ポンプ３７
からエンジン排熱回収用熱交換器６の受熱路３８を経て
外部熱負荷１００に戻すようになっている。この受熱路
３８と回収液入口路４１及び回収液出口路４２で排熱回
収路４５か構成されている。

次に、電気制御の回路について説明する。

符号４０は制御電源入力用の制御盤である。

エンジン冷却水路１１の途中部でサーモスタット弁２９
の下流側に温度センサ１３が設けられる。

この温度センサ１３は、エンジン冷却水の水温を検出し
て、弁切換用制御装置１４を介して切換弁１２を切換制
御するようになっている。

即ち、温度センサ１３のエンジン冷却水温の検出温度Ｔ
１が、放熱開始用設定温度Ｔ　１１１以上になった場合
には、弁切換用制御装置１４が回収用電磁弁３１を閉じ
るとともに放熱用電磁弁３２を開いて、切換弁１２を熱
回収用状態から放熱用状態へ切換える。これにより、エ
ンジン排熱回収用熱交換器６の熱回収用授熱路７が閉止
されるとともに、ラジェータ９の放熱路１０を開通され
る。

一方、温度センサ１３のエンジン冷却水温の検小温度Ｔ
、が、放熱開始用設定温度Ｔ、１１よりも低い放熱終了
用設定温度ＴＩ＋、以下になった場合には、放熱用電磁
弁３２を閉じるとともに回収用電磁弁３１を開いて、切
換弁１２を放熱用状態から熱回収用状態へ切換える。こ
れにより、ラジェータ９の放熱路１０が閉止されるとと
もに、エンジン排熱回収用熱交換器６の熱回収用授熱路
７が開通される。

また、エンジン冷却水循環ポンプ２０の吐出口にエンジ
ン緊急停止用圧力センサ２１が設けられる。この圧力セ
ンサ２１は、エンジン冷却水の異常圧力高を検出して、
エンジン停止用制御装置２２を介してエンジン停止装置
２３でエンジン１を停止するようになっている。

さらに、エンジン冷却水路１１の途中部でサーモスタッ
ト弁２９と温度センサ１３との間にエンジン緊急停止用
温度センサ２５が設けられる。この温度センサ２５は、
エンジン冷却水の異常温度高を検出して、エンジン停止
用制御装置２２を介してエンジン停止装置２３でエンジ
ン１を停止するようになっている。

上記構成の電気制御は、第２図に示す制御プログラムを
実行するようになっている。

制御プログラムがスタートすると、まず、エンジン１が
運転状態にあるか否かが判定される（Ｓｌ）。エンジン
１が運転状態にある場合には、回収ポンプ３７が運転状
態にあるか否かが判定される（Ｓ２）。回収ポンプ３７
が運転状態にある場合には、エンジン冷却水の検出温度
Ｔ１が放熱終了用設定温度Ｔ、Ｌ（ここでは８２°Ｃ）
以下であるか否かが判定される（Ｓ３）。設定温度（８
２°Ｃ）以下の場合には、回収状態に切換えられる。

即ち、タイマーが計時を開始しくＳ４）、放熱用電磁弁
３２が開くとともに（Ｓ５）、回収用電磁弁３１が開＜
（Ｓ６）。次いで、タイマーの設定時間が経過したか否
かが判定され（Ｓ７）、設定時間が経過しておれば放熱
用電磁弁３２が閉じられ（Ｓ８）、回収用電磁弁３１だ
けが開かれた状態に保たれる。一方、Ｓ７の段階でタイ
マーの設定時間が経過していなければ、放熱用電磁弁３
２は問いた状態に保たれる（Ｓ９）。

次いで、エンジン冷却水循環ポンプ２０の吐出圧力か圧
力高警報用設定圧力Ｐ１よりも低いか否かが判定される
（ＳＩＯ）。圧力が低い場合は、エンジン１か運転か否
かが判定され（Ｓｌｌ）、運転の場合には回収ポンプ３
７が運転状態か否かが判定される（Ｓ１２）。この回収
ポンプ３７が運転状態の場合には、エンジン冷却水の検
出温度Ｔ、が放熱開始用設定温度Ｔ１Ｈ（ここでは９０
°Ｃ）以下であるか否かが判定される（Ｓ１３）。設定
温度ＴＩＨ（９０°Ｃ）以下の場合には、エンジン冷却
水の検出温度Ｔ３か放熱異常警報用設定温度Ｔ、、、（
ここでは１００°Ｃ）以下であるか否かが判定される（
Ｓ１４）。

設定温度７３Ｈ（１００°Ｃ）以下の場合には、Ｓ６の
段階に戻されて回収状態に保たれる。

次に、前記Ｓ２の段階において回収ポンプ３７が運転状
態でない場合、Ｓ３の段階においてエンジン冷却水の検
出温度Ｔ１が設定温度Ｔ、Ｌ（８２°Ｃ）よりも高い場
合、Ｓｉ２の段階において回収ポンプ３７が運転状態で
ない場合、Ｓ１３の段階においてエンジン冷却水の検出
温度Ｔ、が放熱開始用設定温度Ｔ　、、、（９０’Ｃ）
よりも高い場合には、放熱状態に切換えられる。

即ち、前記の回収状態の場合と同様に、タイマーが計時
を開始しく５１５）、回収用電磁弁３１が開くとともに
（Ｓ１６）、放熱用電磁弁３２か開く（Ｓ１７）。次い
で、タイマーの設定時間が経過したか否かが判定され（
Ｓ１８）、設定時間が経過しておれば回収用電磁弁３１
が閉じられ（Ｓ１９）、放熱用電磁弁３２だけが開かれ
た状態に保たれる。

一方、３１８の段階でタイマーの設定時間が経過してい
なければ、回収用電磁弁３１は開いた状態に保たれる（
Ｓ２０）。

次いで、エンジン冷却水循環ポンプ２０の吐出圧力が圧
力高警報用設定圧力Ｐ１よりも低いか否かが判定される
（Ｓ２１）。圧力が低い場合は、エンジン冷却水の検出
温度Ｔ３が放熱異常警報用設定温度Ｔ　３１（（１００
°Ｃ）以下であるか否かが判定される（８２２）。設定
温度Ｔ３）１（ＬＯＯ’Ｃ）以下の場合には、エンジン
１が運転か否かが判定され（Ｓ２３）、運転の場合には
回収ポンプ３７が運転状態か否かが判定される（Ｓ２４
）。この回収ポンプ３７が運転状態の場合には、エンジ
ン冷却水の検出温度Ｔ１が放熱終了用設定温度Ｔ、４（
ここでは８２°Ｃ）以下であるか否かが判定される（８
２５）。設定温度Ｔ　、Ｌ（８２°Ｃ）以下の場合には
、前記Ｓ４の段階に戻されて回収状態に切換わる。

次に、前記Ｓ２４の段階において回収ポンプ３７か運転
状態でない場合、Ｓ２５の段階においてエンジン冷却水
の検出温度Ｔ、が設定温度Ｔ、、、（８２°Ｃ）よりも
高い場合には、Ｓ１７の段階に戻されて放熱状態に保た
れる。

なお、前記Ｓｌｌ又はＳ２３の段階において、エンジン
１が運転状態にない場合には、制御プログラムのスター
トへ戻される。また、ＳＩＯ又はＳ２１の段階において
、吐出圧力Ｐ、が設定圧力ＰＢ＋以上の場合には、補機
異常警報を出して（８２６）、エンジン１を停止させる
（Ｓ２７）。さらに、前記Ｓ１４又はＳ２２の段階にお
いて、エンジン冷却水の検出温度Ｔ３か設定温度Ｔ３．
．（１００’Ｃ）よりも高い場合には、放熱異常警報を
出して（８２８・５３０）、エンジン１を停止させる（
Ｓ２９・５３１）。

上記のように排熱回収装置を制御することにより、次の
長所が得られる。

排熱回収装置は、回収ポンプ３７が運転状態でないとき
には放熱状態に切換えられてその状態に保持されるので
、エンジン冷却水かラジェータ９で冷却されて温度低下
しても回収状態へ切換わることがなくなる。これにより
、回収ポンプ３７が停止したときに、放熱状態と回収状
態とに切換えか頻繁になされて両電磁弁３１・３２がノ
＼ンチングで傷むのを防止できる。

また、回収用電磁弁３１及び放熱用電磁弁３２を回収状
態と放熱状態とに切換え操作するときに、両電磁弁３１
・３２が設定時間だけ同時に開（ように構成したので、
切換え時のウオータノ＼ンマを防止して、エンジン冷却
水の圧力が異常に上昇することを防止できる。これによ
り、エンジン冷却水がラジェータ９のラジェータキャッ
プから噴き出してエンジンｌがオーバーヒートするのを
防止できる。

さらに、エンジン冷却水の圧力が電磁弁３１・３２の目
詰まり等の原因で異常圧力にまで上昇したとき、又はラ
ジェータ９の汚れ等の原因でエンジン冷却水の温度が異
常温度にまで上昇したときには、異常警報を出してエン
ジン１を緊急停止させるので、エンジン１がオーバーヒ
ートで破損することを防止できる。

第３図は、両電磁弁３１・３２からなる切換弁１２を回
収用状態と放熱用状態とに切換え操作することにより、
エンジン冷却水の温度が放熱開始用設定温度Ｔ、、（９
０’Ｃ）と放熱終了用設定温度ＴＩＬ（８２°Ｃ）との
間に保たれることを示している。

また、第４図は変形例を示している。これは、第１図に
示すように、エンジン冷却水路１１に前記温度センサ１
３を設けることに代えて、回収液出口路４２に温度セン
サ４３を設け、この温度センサ４３で弁切換用制御装置
１４を介して切換弁１２を切換制御したものである。そ
して、両電磁弁３１・３２からなる切換弁１２を回収状
態と放熱状態とに切換え操作することにより、第４図に
示すように、排熱回収液の温度を放熱開始用設定温度Ｔ
　７．（８０°Ｃ）と放熱終了用設定温度Ｔ、Ｌ（７２
°Ｃ）との間に保つようにしたものである。なお、この
場合の制御プログラムは、第２図において、Ｓ３の段階
・Ｓ１３の段階・Ｓ２５の段階を、それぞれ、Ｔ１から
Ｔ、へ変更すればよい。

（第２実施例） 第５図と第６図は第２実施例を示している。

これは、第１図に示すように、エンジン冷却水路１１に
温度センサ１３を設けるとともに、回収液出口路４２に
温度センサ４３を設け、二つの温度センサ１３・４３で
弁切換用制御装置１４を介して切換弁１２を切換制御し
たものである。

上記構成は、第５図に示す制御プログラムを実行するよ
うになっている。

制御プログラムがスタートする七、エンジン冷却水の検
出温度Ｔ１が放熱開始用設定温度Ｔ、、（ここでは９０
°Ｃ）よりも低いか否かが判定される（Ｓ１）。設定温
度Ｔ　、、（９０°Ｃ）よりも低い場合には、回収液の
検出温度Ｔ２が放熱開始用設定温度Ｔ２Ｍ（ここでは８
０°Ｃ）よりも低いか否かが判定される（Ｓ２）。設定
温度Ｔ、ｌ１（８０°Ｃ）よりも低い場合には、回収状
態に切換えられ、回収用電磁弁３１が開くとともに（Ｓ
３）、放熱用電磁弁３２が閉じて（Ｓ４）、Ｓｌの段階
にもどされる。

また、前記Ｓ１の段階においてエンジン冷却水の検出温
度Ｔ１が設定温度Ｔ　、、（９０°Ｃ）以上の場合、Ｓ
２の段階において回収液の検出温度Ｔ、が放熱開始用設
定温度Ｔ　３．（８０°Ｃ）以上の場合には、放熱状態
に切換えられる。即ち、回収用電磁弁３１が閉じるとと
もに（Ｓ５）、放熱用電磁弁３２が開＜（Ｓ６）。次い
で、エンジン冷却水の検出温度Ｔ１が放熱終了用設定温
度Ｔ、Ｌ（ここでは８２°Ｃ）以下か否かが判定される
（Ｓ７）。設定温度Ｔ　、Ｌ（８２°Ｃ）以下の場合に
は、回収液の検出温度Ｔ、が放熱終了用設定温度Ｔ、Ｌ
（ここでは７２°Ｃ）以下か否かが判定される（Ｓ８）
。設定温度Ｔ２Ｌ（７２°Ｃ）以下の場合には、Ｓｌの
段階にもどされる。

上記Ｓ７の段階においてエンジン冷却水の検出温度Ｔ１
が放熱終了用設定温度Ｔ、Ｌ（８２°Ｃ）よりも高い場
合、回収液の検出温度Ｔ２が放熱終了用設定温度Ｔ　、
Ｌ（７２°Ｃ）よりも高い場合には、Ｓ５及びＳ６の段
階に戻されて放熱状態に保たれる。

このように構成して、両電磁弁３１・３２からなる切換
弁１２を回収状態と放熱状態とに切換え操作することに
より、第６図に示すように、エンジン冷却水の温度が放
熱開始用設定温度Ｔ、＋（（９０°Ｃ）と放熱終了用設
定温度Ｔ、、、（８２°Ｃ）との間に保たれるとともに
、回収液の温度が放熱開始用設定温度Ｔ　、、、（８０
’Ｃ）と放熱終了用設定温度Ｔ、１゜（７２°Ｃ）との
間に保たれる。

従って、エンジン冷却水を一定範囲に保ってエンジン１
のオーバーヒートを防止できるとともに、外部熱負荷１
００の負荷変動に拘わらず、回収液を一定範囲の所望温
度で取り出せる。

（第３実施例） 第７図は、第３実施例を示す制御プログラムで、第２実
施例の制御プログラム（第５図参照）の一部に次の変更
を加えたものであり、同一の段階には同し符号を付けて
示しである。即ち、Ｓｌの段階でエンジン冷却水の検出
温度Ｔ、か放熱開始用設定温度Ｔ　１１１以上の場合に
は、タイマーの計時を開始して（ＳＩＯ）、回収用電磁
弁３１を閉じるとともに（Ｓ５）、放熱用電磁弁３２を
開いて（Ｓ６）、放熱状態へ切換える。次いでタイマー
の設定時間が経過しているか否かを判断する（Ｓｌｌ）
。設定時間が経過していればＳ７の段階へ移行し、設定
時間が経過していなければＳ５及びＳ６へ戻して放熱状
態を保つようにしたものである。

これを第１図で説明すると、エンジン冷却水路１１に設
けた温度センサ１３が放熱開始用設定温度Ｔ１１．を検
出すると、弁切換用制御装置１４が切換弁１２を熱回収
用状態から放熱用状態へ切換え操作して、その放熱用状
態を弁切換用制御装置１４て設定時間だけ保持するので
ある。

このように、排熱回収装置は、放熱状態に切換えられた
ときに設定時間だけその放熱状態に保持されるので、エ
ンジン冷却水がラジェータ９で急速に冷却されても、そ
の放熱状態から回収状態へ短時間で切換わることがなく
なる。従って、回収液の液量不足又は断水で、放熱状態
と回収状態とに頻繁に切換えがなされて両電磁弁３１・
３２がハンチングで傷むのを防止できる。

（第４実施例） 第８図は、第４実施例を示す制御プログラムで、第２実
施例の制御プログラム（第５図参照）の一部に次の変更
を加えたものであり、同一の段階には同じ符号を付けて
示しである。即ち、Ｓｌの段階でエンジン冷却水の検出
温度Ｔ１が放熱開始用設定温度Ｔ　Ｉ＋□以上の場合に
は、回収異常警報を出して（Ｓ２０）、回収用電磁弁３
１を閉じるとともに（Ｓ５）、放熱用電磁弁３２を開い
て（Ｓ６）、放熱状態に切換える。次いで警報を解除す
るか否かを判断する（Ｓ２１）。警報を解除した場合に
はＳ７の段階へ移行し、警報を解除しない場合にはＳ５
及びＳ６へ戻して放熱状態を保つようにしたものである
。

これを第１図で説明すると、温度センサ１３が、放熱開
始用設定温度Ｔ１０．を検出することに基づき、弁切換
用制御装置１４が切換弁１２を熱回収用状態から放熱用
状態へ切換え操作したときには、弁切換用制御装置１４
が、エンジン冷却水の温度高警報器１７を作動させると
ともに、切換弁１２を放熱用状態に保持する。そして、
解除操作具１８を人為的に解除操作することにより、放
熱保持状態を解除するようにしたものである。これによ
り、警報か出てから解除操作するまでの間が放熱状態に
保たれるので、前記第４実施例のものと同様に、回収液
の液量不足又は断水によるハンチングを防止できる。

（第５実施例） 第９図から第１３図は、第５実施例を示している。これ
は、第２実施例の制御プログラム（第５図参照）の一部
に次の変更を加えて、上記第４実施例（第８図参照）の
異常警報を異常原因ごとに個別に出せるようにしたもの
であり、同一の段階には同じ符号を付けて示しである。

即ち、Ｓ５及びＳ６の段階に続いて、回収液の検出温度
Ｔ２の温度差ΔＴが上限温度差ΔＴＨ以下か否かが判断
される（Ｓ３０）。この温度差入Ｔが上限温度差へＴＨ
以下の場合には、温度差ΔＴが下限温度差△ＴＬよりも
大きいか否かが判断される（Ｓ３１）。そして、温度差
ΔＴが下限温度差ΔＴｔよりも大きい場合には、エンジ
ン排熱回収用熱交換器６の異常警報を出しく５３２）、
放熱状態を保つ（Ｓ３３・５３４）。上記Ｓ３０の段階
において温度差入Ｔが上限温度差入ＴＩ！よりも大きい
場合には回収液の液量不足の警報を出しく８３５）、Ｓ
３１の段階において温度差入Ｔが下限温度差ΔＴＬ以下
の場合には回収液の断水警報を出して（８３６）、放熱
状態を保つ（Ｓ３５・８３６）。次いで、警報を解除す
るか否かが判断され（Ｓ３７）、警報の解除操作をした
場合にはＳ７へ移行し、警報の解除操作をしない場合に
はＳ３３・３．３４の段階へ戻されて放熱状態が保持さ
れる。

上記の警報の作動について第１０図から第１２図で詳し
く説明する。各図は、エンジン冷却水及び回収液の温度
変化を示している。

第１０図は、回収状態で運転中に回収液の液量が異常低
下して、回収液出口側の温度が上昇し、回収状態から放
熱状態へ切換られる場合を示している。この場合、その
切換時の回収液出口側温度が測定されるとともに、切換
えからΔｔ（数分間程度）経過後の回収液出口側温度が
測定され、これらの差で温度差へＴが算出される。回収
液の送液量が減少すると、回収液の出入口温度差が大き
くなり、回収液の出口側温度が急激に上昇するので、温
度差へＴが上限温度差ΔＴ、よりも大きくなる。これに
基づいて、回収液の液量不足警報を出すのである。

第１１図は、回収状態で運転中に回収液が断水して、エ
ンジン冷却水の温度が上昇し、回収状態から放熱状態へ
切換られる場合を示している。回収液が断水すると、回
収液出口側の温度低下は自然放熱で低下するだけの微小
量であるので、温度差へＴが下限温度差ΔＴＬ以下にな
る。これに基づいて、回収液断水警報を出すのである。

第１２図は、排熱回収用熱交換器６が伝熱面の汚れ等で
放熱不足となって、回収状態から放熱状態へ切換えられ
る場合を示している。この場合、回収液の出入口温度差
が正常な運転状態と大差なく、温度差ΔＴが、」−限温
度差入Ｔ１□以下であるとともに下限温度差ΔＴＬより
も大きくなるため、これに基づいて、排熱回収用熱交換
器６の異常警報を出すのである。

第１３図は、上記の警報作動の変形例を示している。こ
れは、エンジン負荷の変化に対応させて、上限温度差へ
Ｔ１□・下限温度差ΔＴ　＋、・正常領域の下限温度差
△ＴＮを変化させるように構成したものである。これに
より、エンジン負荷の変動による排熱回収能力の変動に
対して、適切な警報を出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１３図は本発明の実施例を示している。 第１図は、各実施例に共通の全体系統図を示しである。 第２図から第４図は第１実施例を示し、第２図は制御プ
ログラム図、 第３図はエンジン冷却水の温度変化を示す図、第４図は
、変形例を示し、回収液の温度変化を示す図である。 第５図と第６図は、第２実施例を示し、第５図は制御プ
ログラム図、 第６図はエンジン冷却水及び回収液の温度変化を示す図
である。 第７図は、第３実施例を示す制御プログラム図である。 第８図は、第４実施例を示す制御プログラム図である。 第９図から第１３図は第５実施例を示し、第９図は制御
プログラム図、 第１０図から第１２図は、それぞれ、エンジン冷却水及
び回収液の温度変化を示す図で、第１３図は、エンジン
負荷と警報設定用の温度差との関係を示す図である。 第１４図は、従来例を示す全体系統図である。 ■・・・エンジン、２・・・ウォータジャケット、３・
・・排気熱吸収用熱交換器、４・・・排熱吸収路、５　
温水路、６・・・エンジン排熱回収用熱交換器、７・・
・熱回収用授熱路、８・冷水路、９・・・ラジェータ、
１０・・・放熱路、１１・・・エンジン冷却水路、１２
・・・切換弁、１３・・・温度センサ、１４・・・弁切
換用制御装置、１７・・・エンジン冷却水の温度高警報
器、１８・・・解除操作具、 ２０・・・エンジン冷却水循環ポンプ、２１・・・エン
ジン緊急停止用圧力センサ、２２・エンジン停止用制御
装置、 ２３・・・エンジン停止装置、 ２５・・・エンジン緊急停止用温度センサ、Ｔ１・・・
エンジン冷却水温の検出温度、ＴＩＨ・・・放熱開始用
設定温度、 ＴｌＬ・・放熱終了用設定温度。 代理人　北谷寿−ｊＸＩ：・１′−７′ｉ４５壜　ト 套鼾回３檗（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジン（１）のウォータジャケット（２）に、排
   気熱吸収用熱交換器（３）の排熱吸収路（４）・温水路
   （５）・エンジン排熱回収用熱交換器（６）の熱回収用
   授熱路（７）・及び冷水路（８）を順に直列循環状に連
   通連結して構成したエンジンの排熱回収装置において、 エンジン排熱回収用熱交換器（６）の熱回収用授熱路（
   ７）にラジエータ（９）の放熱路（１０）を並列状に接
   続し、 冷水路（８）・ウォータジャケット（２）・排熱吸収路
   （４）・及び温水路（５）から成るエンジン冷却水路（
   １１）に対して、熱回収用授熱路（７）と放熱路（１０
   ）とを、切換弁（１２）で切換え接続可能に構成し、 エンジン冷却水路（１１）に温度センサ（１３）を設け
   、温度センサ（１３）に弁切換用制御装置（１４）を介
   して切換弁（１２）を切換制御可能に連携し、 温度センサ（１３）は、エンジン冷却水路（１１）を通
   過するエンジン冷却水の水温を検出するものであって、 そのエンジン冷却水温の検出温度（Ｔ＿１）が、放熱開
   始用設定温度（Ｔ＿１＿Ｈ）以上になった場合には、弁
   切換用制御装置（１４）が切換弁（１２）を熱回収用状
   態から放熱用状態へ切換えて、熱回収用授熱路（７）を
   閉止させるとともに、放熱路（１０）を開通させ、 そのエンジン冷却水温の検出温度（Ｔ＿１）が、放熱開
   始用設定温度（Ｔ＿１＿Ｈ）よりも低い放熱終了用設定
   温度（Ｔ＿１＿Ｌ）以下になった場合には、切換弁（１
   ２）を放熱用状態から熱回収用状態へ切換えて、放熱路
   （１０）を閉止させるとともに、熱回収用授熱路（７）
   を開通させるように構成したことを特徴とするエンジン
   の排熱回収装置。 ２、温度センサ（１３）が、放熱開始用設定温度（Ｔ＿
   １＿Ｈ）を検出することに基づき、弁切換用制御装置（
   １４）が切換弁（１２）を熱回収用状態から放熱用状態
   へ切換え操作したときには、その放熱用状態を弁切換用
   制御装置（１４）で設定時間だけ保持するように構成し
   た請求項１に記載のエンジンの排熱回収装置。 ３、温度センサ（１３）が、放熱開始用設定温度（Ｔ＿
   １＿Ｈ）を検出することに基づき、弁切換用制御装置（
   １４）が切換弁（１２）を熱回収用状態から放熱用状態
   へ切換え操作したときには、弁切換用制御装置（１４）
   が、エンジン冷却水の温度高警報器（１７）を作動させ
   るとともに、切換弁（１２）を放熱用状態に保持するよ
   うに構成し、 上記の放熱保持状態の解除操作具（１８）を弁切換用制
   御装置（１４）に付設した請求項１に記載のエンジンの
   排熱回収装置。 ４、エンジン冷却水路（１１）にエンジン冷却水循環ポ
   ンプ（２０）を介装し、 エンジン冷却水循環ポンプ（２０）の吐出口から切換弁
   （１２）に至るまでのエンジン冷却水路（１１）の途中
   部にエンジン緊急停止用圧力センサ（２１）を設け、 この圧力センサ（２１）をエンジン停止用制御装置（２
   ２）を介してエンジン停止装置（２３）に連携させて構
   成した請求項１に記載のエンジンの排熱回収装置。 ５、エンジン冷却水路（１１）にエンジン緊急停止用温
   度センサ（２５）を設け、 この温度センサ（２５）をエンジン停止用制御装置（２
   ２）を介してエンジン停止装置（２３）に連携させて構
   成した請求項１に記載のエンジンの排熱回収装置。