JPH02140449A

JPH02140449A - Exhaust heat recovery device for horizontal water-cooled engines

Info

Publication number: JPH02140449A
Application number: JP63295257A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Takamatsu; 高松　善道; Takeshi Nishida; 毅西田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1990-05-30

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an exhaust heat recovery device provided in a horizontal water-cooled engine.

（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ｔＪＩ’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υト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。(Prior art) Conventionally, engine exhaust heat recovery devices have been developed using low-temperature cooling water that uses relatively low-temperature cooling water discharged from the engine's water jacket as a heat source fluid, as shown in, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 62-39169. An exhaust heat recovery device and a high temperature exhaust heat recovery device using the engine's tJI' gas as a heat source fluid are provided separately,
A system is known in which the exhaust heat recovery fluid is branched and supplied to each heat recovery device, where the heat is recovered, and then the fluid is brought together again.

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排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。However, in this case, the temperature difference is small in the low-temperature side waste heat recovery device, and the flow rate of the waste heat recovery fluid in the high-temperature side waste heat recovery device is small compared to the total amount, so the heat recovery efficiency is low. In addition, there remained the problem that the piping was complicated.

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ｔＪＦ熱回収装置（特願昭６３−２４８
２５号）を提案した。Therefore, prior to the present invention, the present applicant has proposed that by exchanging heat between the engine cooling water and exhaust gas coming out of the water jacket in an exhaust heat absorber, the engine cooling water absorbs the thermal energy possessed by the exhaust gas, The tJF heat recovery device (patent application No. 63-248
No. 25) was proposed.

（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、ｔＪｔ
気熱吸熱吸収器気ガス流入口及びｔＩＬ気ガス流出口を
横向きに開口し、エンジンの排気口と排気熱吸収器の排
気ガス流入口とをコ字形に形成ｌまたυ１゜気管で連通
ずるように構成してあった。このため、υＬ気熟熱吸収
器内１非気ガスが垂直平面内を流れる状態となり、排気
熱吸収器のυト気ガス通路内で凝縮した液体が該排気ガ
ス通路内に溜まることになる。この場合、排気ガス中に
はイオウ酸化物等が含まれていることから、凝縮水が排
気熱吸収器の排気ガス通路内に溜まると、排気熱吸収器
が短時間のうちに破損するという問題があった。(Problem to be solved) In the engine exhaust heat recovery device proposed by Hikari, tJt
The air gas inlet and air gas outlet of the air heat absorber and the air gas outlet are opened laterally, and the engine exhaust port and the exhaust gas inlet of the exhaust heat absorber are formed in a U-shape so that they communicate with each other through the trachea. It was structured as follows. Therefore, the non-gas gas in the υL aging heat absorber flows in a vertical plane, and the liquid condensed in the υ temperature gas passage of the exhaust heat absorber accumulates in the exhaust gas passage. In this case, since the exhaust gas contains sulfur oxides, etc., if condensed water accumulates in the exhaust gas passage of the exhaust heat absorber, the exhaust heat absorber will be damaged in a short period of time. was there.

本発明はこのような点に管口してなされたもので、ｔＪ
［吸熱吸収器内で凝縮水が生成されても、早期のうしに
排気熱吸収器外に排出できるｔＪＬ熱回収装置を提供す
ることを１」的とする。The present invention has been made in response to these points, and tJ
[Objective 1] To provide a tJL heat recovery device that can quickly discharge condensed water to the outside of the exhaust heat absorber even if condensed water is generated within the endothermic absorber.

（課題を解決するための手段）」二記目的を達成するために、本発明では、ｔＡ気ガス
を水平平面内で流通させるように構成した排気熱吸収器
の下面に排気ガスの流入口と流出口とを開口させ、排気
ガス流入口をヘッドブロックに開口しているエンジンの
排気口の上側に位置させた状態でυ１気熱吸収２：（を
エンジンのヘッドブロックの」二側に位置させたことを
特徴としている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the second object, the present invention includes an exhaust gas inlet and an exhaust gas inlet on the lower surface of the exhaust heat absorber configured to allow the tA gas to flow in a horizontal plane. With the outflow port open and the exhaust gas inflow port located above the engine exhaust port that opens in the head block, It is characterized by

（作　　用）本発明では、排気ガスを水平平面内で流通させるように
構成したυト気熱吸収器の下面に排気ガスの流入［１と
流出口とを開口させ、排気ガス流入口をヘッドブロック
に開口しているエンジンの排気口の上側に位置させた状
態で排気熱吸収器をエンジンのヘッドブロックの上側に
位置させているので、排気熱吸収器で凝縮水が生成され
ても、その凝縮水は排気熱吸収２：４内に溜まることが
なくなり、凝縮水による腐食がなくなる。また、エンジ
ンの排気口と排気熱吸収器の排気ガス流入口が上下に位
置していることから、その間の配管を容易に行うことが
できるようになる。(Function) In the present invention, the exhaust gas inlet [1] and the outlet are opened on the lower surface of the υto air heat absorber configured to allow the exhaust gas to flow in a horizontal plane, and the exhaust gas inlet is connected to the head. Since the exhaust heat absorber is located above the engine head block with the engine exhaust port opening in the block, even if condensed water is generated in the exhaust heat absorber, the Condensed water no longer accumulates in the exhaust heat absorption 2:4, and corrosion due to condensed water is eliminated. Furthermore, since the exhaust port of the engine and the exhaust gas inlet of the exhaust heat absorber are located above and below, piping between them can be easily installed.

（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図はエン
ジンのヘッド側からの概略側面図、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。(Embodiment) The drawings show an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the main parts, Fig. 2 is an exploded perspective view of a horizontal water-cooled engine, and Fig. 3 is a schematic side view of the engine from the head side. FIG. 4 is a front view of an engine generator equipped with an exhaust heat recovery device for a horizontal water-cooled engine according to the present invention.

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］］２設し、エンジン（２）と発電機（３）
をベルト伝動機構（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。This engine generator includes a horizontal water-cooled engine (2) and a generator (3) driven by the engine (2) inside a soundproof case (1). 3)
are interlocked and connected by a belt transmission mechanism (4), and a fuel tank is installed on the ceiling wall of the soundproof case (1), and a cooling device driven by an electric motor (5) is installed at the negative end of the soundproof case (1). It is constructed by installing a radiator (7) equipped with a fan (6).

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。An exhaust heat recovery device according to the present invention is disposed above the engine (2), and this exhaust heat recovery device is configured as follows.

エンジン（２）のシリンダ（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？ｄ＜　分まで
延長してあり、その延長部に排気熱吸収器（１３）の取
り付は部（１４）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。A water jacket (10) is placed on the top surface of the crankcase (9) at a position corresponding to the cylinder (8) of the engine (2).
The cover plate (11) that covers this opening is located above the head block (12) of the engine (2). d< minutes, a part (14) is formed in the extended part for mounting the exhaust heat absorber (13), and a cooling water communication passage (15) is formed in the cover plate (11). It is.

排気熱吸収器（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共に、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徘管（１
７）で連通して、内部に液溜まりが生じないように形成
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１、た排気
ガス流入口（１８）とυＦ気ガス流出口（１９）とに連
通連結されている。排気ガス流入口（１８）は工ンジン
（２）のヘッドブロック（１２）に開口している排気口
（２０）の上側に位置しており、排気口（２０）と排気
ガス流入口（１８）とをＬ字形の排気導出管（２１）で
連通１７て、エンジン（２）の燃焼室（２２）から排出
される燃焼排ガスを排気熱吸収器（１３）に導入するよ
うにしである。一方、排気ガス流出口（１８）には排気
管（２２）を介してマフラ（図示略）が接続しである。The exhaust heat absorber (13) has internally formed exhaust gas passages (16) running horizontally in multiple stages, and exhaust gas supply pipes (16) arranged vertically at both ends of each exhaust gas passage (16).
7), and is formed to prevent a liquid pool from forming inside. The exhaust gas supply/discharge pipe (17) has an exhaust gas inlet (18) and a υF gas outlet (19) formed on the bottom surface of the part (14) for mounting the exhaust heat absorber on the cover plate (11). are connected in communication. The exhaust gas inlet (18) is located above the exhaust port (20) that opens in the head block (12) of the engine (2), and the exhaust gas inlet (18) and the exhaust gas inlet (18) The combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber (22) of the engine (2) is introduced into the exhaust heat absorber (13) by communicating with the engine (2) through an L-shaped exhaust outlet pipe (21). On the other hand, a muffler (not shown) is connected to the exhaust gas outlet (18) via an exhaust pipe (22).

排気熱吸収器（１３）内で排気ガス通路（１６）の外側
に位置する空洞部分は、前述の冷却水連通路（Ｉ５）を
介してエンジン（２）のウォータジャケット（１ｏ）に
連通ずるとともに、排気熱吸収Ｒ：１（１３）のケーシ
ング（２３）の上部に形成した冷却液出口（２４）で排
熱回収器（２５）に連通しである。The hollow portion located outside the exhaust gas passage (16) within the exhaust heat absorber (13) communicates with the water jacket (1o) of the engine (2) via the aforementioned cooling water communication passage (I5). , a cooling liquid outlet (24) formed at the upper part of the casing (23) of the exhaust heat absorption R:1 (13) communicates with the exhaust heat recovery device (25).

排熱回収器（２５）はウォータジャケット（１０）の」
二面開口部を閉塞している蓋板（Ｉｔ）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（２５）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（２
５）内で一次液と二次液を対向流とじて接触させること
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
忙なっている。The exhaust heat recovery device (25) is connected to the water jacket (10).
It is formed by a brazing type heat exchanger fixed to a lid plate (It) that closes the opening on two sides, and this exhaust heat recovery device (25) converts engine cooling water into a primary liquid and heat recovery. A waste heat recovery device (2
5), by bringing the primary liquid and the secondary liquid into contact with each other in countercurrent flow, the secondary liquid receives the thermal energy held by the secondary liquid. After exchanging heat with the secondary fluid, the engine cooling water is busy returning to the water jacket (10) of the engine (2) after releasing excess heat in the radiator (7).

符号（２６）は排熱回収器（２５）でのエンジン冷却水
流入Ｄ、（２７）はエンジン冷却水の流出口、（２８）
は熱回収液（二次液）の流入口、（２９）は熱回収液の
流出口で、（３０）は熱使用部である。(26) is the engine cooling water inflow D at the exhaust heat recovery device (25), (27) is the engine cooling water outlet, (28)
is an inlet for the heat recovery liquid (secondary liquid), (29) is an outlet for the heat recovery liquid, and (30) is a heat usage section.

（効　　果）本発明では、排気ガスを水平平面内で流通させるように
構成した排気熱吸収器の下面に排気ガスの流入口と流出
口とを開口させ、排気ガス流入口をヘッドブロックに開
口しているエンジンの抽気口の上側に位置させた状態で
排気熱吸収器をエンジンのヘッドブロックの上側に位置
させているので、排気熱吸収器で凝縮水が生成されても
、その凝縮水は排気熱吸収２Ｊ内に溜まることがなくな
り、凝縮水による腐食がなくなる。これにより、排気熱
吸収器の耐久性を向上させることができる。(Effects) In the present invention, the exhaust gas inlet and outlet are opened on the lower surface of the exhaust heat absorber configured to allow exhaust gas to flow in a horizontal plane, and the exhaust gas inlet is opened in the head block. Since the exhaust heat absorber is located above the engine head block while the exhaust heat absorber is located above the engine bleed port, even if condensed water is generated in the exhaust heat absorber, the condensed water will No more accumulation in the exhaust heat absorption 2J, and no corrosion caused by condensed water. Thereby, the durability of the exhaust heat absorber can be improved.

また、エンジンの排気口と排気熱吸収器のυ［気ガス流
入口が上下に位置していることから、その間をエルボ管
で接続することができ、その配管を容易に行うことがで
きる。In addition, since the engine exhaust port and the exhaust gas inlet of the exhaust heat absorber are located above and below, it is possible to connect them with an elbow pipe, making the piping easy.

[Brief explanation of the drawing]

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Ｉ’！’＋型水冷エンジン分解斜視図、第３
図はヘッド側からの概略側面図、第４図は本発明に係る
排熱回収装置を備えたエンジン発電機の縦断正面図であ
る。２・・・横型水冷エンジン、１０・・・（２）のウォー
タジャケット、１２・・・ヘッドブロック、Ｉ３・・・
ｔＪＩト気熱吸熱吸収器８・・・排気ガス流入口、１９
・・・排気ガス流出口、２０・・・（２）のｕ１気口、
２２・・・（２）の燃焼室、２５・・・排熱回収器。特許出願人　　久保田鉄工株式会社第３図１日第４図第１図第２図The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the main part, and FIG. 2 is an I'! '+ type water-cooled engine exploded perspective view, 3rd
The figure is a schematic side view from the head side, and FIG. 4 is a longitudinal sectional front view of an engine generator equipped with an exhaust heat recovery device according to the present invention. 2... Horizontal water-cooled engine, 10... (2) water jacket, 12... Head block, I3...
tJI gas heat absorption absorber 8...exhaust gas inlet, 19
...exhaust gas outlet, 20...(2) u1 air port,
22...(2) combustion chamber, 25...exhaust heat recovery device. Patent applicant Kubota Iron Works Co., Ltd. Figure 3 Date 1 Figure 4 Figure 1 Figure 2

Claims

[Claims]

1. An exhaust heat absorber (13) and an exhaust heat recovery device (25) are attached to the horizontal water-cooled engine (2), and the exhaust heat absorber (13)
is placed between the combustion chamber (22) of the engine (2) and the muffler, and the exhaust heat absorber (13) is communicated with the water jacket (10) of the engine (2), and the exhaust heat absorber (13) is connected to the water jacket (10) of the engine (2). (13) is connected to the exhaust heat recovery device (25), and the water jacket (10) of the engine (2) is connected to the exhaust heat recovery device (25).
The heat transfer liquid in the exhaust heat absorber (13) and the exhaust heat recovery device (25)
) In the exhaust heat recovery device for a horizontal water-cooled engine configured to circulate through the exhaust gas in sequence, an exhaust gas inlet is provided on the lower surface of the exhaust heat absorber (13) configured to circulate the exhaust gas in a horizontal plane. (18) and the outlet (19) are opened, and the exhaust gas inlet (18) is connected to the head block (12).
), and the exhaust heat absorber (13) is located above the head block (12) of the engine (2). Features: Exhaust heat recovery device for horizontal water-cooled engines