JPH06249010A - エンジンヒートポンプの排気熱回収装置の運転制御装置 - Google Patents

エンジンヒートポンプの排気熱回収装置の運転制御装置

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JPH06249010A
JPH06249010A JP5062697A JP6269793A JPH06249010A JP H06249010 A JPH06249010 A JP H06249010A JP 5062697 A JP5062697 A JP 5062697A JP 6269793 A JP6269793 A JP 6269793A JP H06249010 A JPH06249010 A JP H06249010A
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exhaust gas
temperature
gas outlet
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Fumio Yamashita
文男 山下
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンヒートポンプの熱交換エレメントの
目詰りを予知し交換時期を推定、点検期間を延長すると
ともに排気フレキシブルホースの破損を防止する。 【構成】 エンジン1の排気ポート2に排気ガスの排熱
を回収利用する排気熱回収用熱交換器3を介してマフラ
4・フレキシブルホース5・排気管6を順に連通し、エ
ンジン1で冷媒圧縮機7を駆動して冷房装置8を作動さ
せる。マフラ4の出口4aに排気ガス出口温度検出用温
度センサ9を設け異常警報器10を備えた運転制御装置
11に連携する。排気ガス出口温度T1が強制運転温度
領域T0以下では通常運転し、強制運転温度領域T0内
では強制疑似負荷運転して同温度領域T0以下に下がっ
た時に通常運転に戻る。強制疑似負荷運転を設定繰返し
回数Nだけ繰り返しても強制運転温度領域T0以下にな
らない時には異常警報器10から異常警報を送出させ
る。強制運転温度領域T0以上の時には運転停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンヒートポンプ
の排気熱回収装置の運転制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンヒートポンプの排気熱回収装置
は、従来技術では、例えば図3に示すように、次のよう
に構成されたものがある。すなわち、エンジン1の排気
ポート2に、排気熱回収用熱交換噐3を介してマフラ4
・フレキシブルホース5・排気管6を順に連通する。そ
して、上記エンジン1の排気ガスの排熱を上記排気熱回
収用熱交換噐3によりエンジン冷却水に回収利用すると
ともに、そのエンジン1で冷媒圧縮機7を駆動して冷暖
房装置8を作動させるように構成する。上記排気熱回収
用熱交換噐3は、例えば図1(B)に示すように、内部
に排気ガス通路30を有する熱交換エレメント3aとエ
ンジン冷却水通路31を形成するケーシング3bとで構
成されている。この熱交換エレメント3aは、中空内部
に多数のフィン3cを形成した偏平長円形の単位エレメ
ントを上下に適当間隔へだてて複数個積層し、各単位エ
レメントの両端側を連通部3d・3eで互いに連通さ
せ、一端側の連通部3dを前記エンジン1の排気ポート
2に接続して排気ガス入口とするとともに、他端側の連
通部3eをマフラ4に連通する排気ガス出口32に接続
したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では次
の問題がある。前記排気熱回収用熱交換噐3は、エンジ
ン1の長時間運転の後期には、エンジン1の排気ガス中
の煤やオイルスラッジが熱交換エレメント3aの内部の
フィン3cに堆積して目詰りなどの異常が発生し、図2
(B)に示すように、排圧が150mmHg以上になっ
たり、排気ガス出口温度T1が150℃以上に上昇する
ことがある。この熱交換エレメント3aの目詰りは、高
速高負荷運転では発生し難いが、低速低負荷運転が多い
エンジンヒートポンプなどの長時間運転で発生し易い。 (イ)従来技術では、定期点検時を利用して単にエンジ
ン1の排気ガス出口温度T1と排気熱回収用熱交換噐3
の入口側のエンジン背圧とを測定するなどで、上記熱交
換エレメント3aの目詰り状態を推定するのみであっ
た。しかも、上記定期点検時の排気ガス出口温度T1と
背圧との測定には非常に手間がかかり、人手不足からそ
の点検間隔が長期化する傾向にある。 (ロ)さらに、熱交換エレメント3aの目詰りが発生す
ると、排熱回収量が低下するうえ排気ガス出口温度T1
が上昇して、マフラ4に接続されたゴム製のフレキシブ
ルホース5を破損させる事がある。 本発明は、(イ)熱交換エレメントの目詰り異常を予知
してその交換時期を推定し人手のかかるメンテナンスサ
イクルを延長する事、(ロ)排気ガス出口温度の上昇に
よるフレキシブルゴムホースの破損を防止する事、を課
題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
において、上記課題を達成するために、例えば図1及び
図2に示すように、次の改良構造を追加したものであ
る。マフラ4の出口4aに、排気ガス出口温度検出用温
度センサ9を設けるとともに、このガス温度センサ9に
異常警報器10を備えた運転制御装置11を連携させ
る。上記運転制御装置11は、上記温度センサ9が検出
した排気ガス出口温度T1が強制運転温度領域T0以下
の場合には、前記エンジン1を通常運転する。そして、
上記排気ガス出口温度T1が強制運転温度領域T0内に
達した場合には、前記エンジン1を強制的に疑似負荷運
転させる。また、上記強制疑似負荷運転により前記排気
ガス出口温度T1が強制運転温度領域T0以下に下がっ
た場合には、前記エンジン1を通常運転する。さらに、
前記強制疑似負荷運転を設定繰返し回数Nだけ繰り返し
ても前記排気ガス出口温度T1が強制運転温度領域T0
以下に下がらない場合には、前記異常警報器10から異
常警報を送出させる。そして、上記排気ガス出口温度T
1が強制運転温度領域T0以上の場合には、前記エンジ
ン1を運転停止させるように構成する。
【0005】
【作用】本発明は次のように作用する。マフラ4の出口
4aに設けた排気ガス出口温度検出用温度センサ9は、
マフラ4内の排気ガス出口温度T1を検出し、図2
(A)に示すように、この排気ガス出口温度T1が強制
運転温度領域T0(例えば約150℃乃至170℃)以
下の場合には、その温度センサ9に連携させた運転制御
装置11によりエンジン1を通常運転する。そして、排
気熱回収用熱交換噐3の熱交換エレメント3aに目詰り
などの異常が発生して、排熱回収量の低下により上記排
気ガス出口温度T1が強制運転温度領域T0内に達した
場合には、前記エンジン1を強制的に疑似負荷運転させ
る。この強制疑似負荷運転により、上記熱交換エレメン
ト3aの内部のフィン3cに堆積した煤やオイルスラッ
ジが吹き飛ばされて清浄化され、排熱回収量が上昇する
ため前記排気ガス出口温度T1が再び強制運転温度領域
T0以下に下がる。この場合には、前記運転制御装置1
1によりエンジン1を通常運転する。さらに、前記強制
疑似負荷運転を設定繰返し回数N(例えば5回)だけ繰
り返しても前記排気ガス出口温度T1が強制運転温度領
域T0以下に下がらない場合には、前記運転制御装置1
1内の異常警報器10から異常警報を送出させる。そし
て、上記排気ガス出口温度T1が強制運転温度領域T0
以上の場合には、前記運転制御装置11によりエンジン
1を運転停止させる。
【0006】
【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。マフラ4の出口4aに
設けた排気ガス出口温度検出用温度センサ9でマフラ4
内の排気ガス出口温度T1を検出し、この排気ガス出口
温度T1が強制運転温度領域T0の範囲内の場合には、
上記温度センサ9に連携させた運転制御装置11により
エンジン1を強制疑似負荷運転して堆積物を除去すると
ともに、この強制疑似負荷運転が設定繰返し回数N以上
になった場合には、熱交換エレメント3aの目詰り異常
として運転制御装置11内の異常警報器10から異常警
報を送出させる。さらに、上記排気ガス出口温度T1が
強制運転温度領域T0以上の場合には、前記エンジン1
を運転停止させる。これにより、(イ)熱交換エレメン
トの目詰り異常を予知してその交換時期を推定し人手の
かかるメンテナンスサイクルを延長する事、(ロ)排気
ガス出口温度の上昇によるフレキシブルゴムホースの破
損を防止する事、ができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面で説明する。図
1(A)はエンジンヒートポンプの排気熱回収装置の概
略構成図、図(B)は排気熱回収用熱交換噐の要部断面
図、図2(A)は運転制御装置の動作フローチャート、
図2(B)は運転時間対排気出口温度及び排圧の変化を
示す図である。図において、エンジン1の排気ポート2
に、排気熱回収用熱交換噐3を介してマフラ4・フレキ
シブルホース5・排気管6を順に連通してある。また、
上記エンジン1のウォータジャケット20に、上記排気
熱回収用熱交換噐3の受熱路21・温水路22・温水用
熱交換器23の授熱路23a・冷水路24を順に循環状
に接続してある。そして、上記エンジン1の排気ガスの
排熱を上記排気熱回収用熱交換噐3によりエンジン冷却
水に回収利用するとともに、そのエンジン1で冷媒圧縮
機7を駆動して冷暖房装置8を作動させるように構成し
てある。上記排気熱回収用熱交換噐3は、図1(B)に
示すように、内部に排気ガス通路30を有する熱交換エ
レメント3aとエンジン冷却水通路31を形成するケー
シング3bとで構成されている。この熱交換エレメント
3aは、中空内部に多数のフィン3cを形成した偏平長
円形の単位エレメントを上下に適当間隔へだてて複数個
積層し、各単位エレメントの両端側を連通部3d・3e
で互いに連通させ、一端側の連通部3dを前記エンジン
1の排気ポート2に接続して排気ガス入口とするととも
に、他端側の連通部3eをマフラ4に連通する排気ガス
出口32に接続したものである。上記エンジン1は燃料
ガス入口25から燃料ガスを供給して運転され、マフラ
ー4・フレキシブルホース5・排気管6を介して排気ガ
スを排出する。又、エンジン1にはその回転軸にファン
26が設けられていてエンジン外周を空冷する。前記温
水用熱交換噐23には給湯用の温水入口27と温水出口
28とがあり、冷却水ポンプ29により圧送され、エン
ジン1のウォータジャケット20及び排気熱回収用熱交
換噐3の受熱路21を通るエンジン冷却水が、ウォータ
ジャケット20の温熱及び排気ガスの排熱を吸収して、
上記温水用熱交換噐23の授熱路23aから上記給湯用
温水へ放出して利用するようになっている。また、前記
冷暖房装置8は複数の室内機8a及び室外機8bを備
え、冷媒圧縮機7で圧送される冷媒を四方弁7aで方向
を切り換えて、各室内機8aにより冷房又は暖房を行
う。
【0008】さらに、前記マフラ4の出口4aに排気ガ
ス出口温度検出用温度センサ9を設けるとともに、この
温度センサ9に異常警報器10を備えた運転制御装置1
1を連携させてある。そして、上記運転制御装置11
は、上記温度センサ9が検出した排気ガス出口温度T1
により、次のように作動するように構成してあ。すなわ
ち、図2に示すように、上記温度センサ9が検出した排
気ガス出口温度T1が強制運転温度領域T0(例えば約
150℃乃至170℃)以下の場合には前記エンジン1
を通常運転する。そして、上記排気ガス出口温度T1が
上記強制運転温度領域T0内に達した場合には、例えば
前記冷暖房装置8の複数の室外機8bのうちの一台の冷
却ファン8cを停止させる事により、前記エンジン1を
強制的に疑似負荷運転させる。また、上記強制疑似負荷
運転により前記排気ガス出口温度T1が前記強制運転温
度領域T0以下に下がった場合には、前記エンジン1を
通常運転する。さらに、前記強制疑似負荷運転を設定繰
返し回数N(例えば5回)だけ繰り返しても前記排気ガ
ス出口温度T1が強制運転温度領域T0以下に下がらな
い場合には、前記異常警報器10から異常警報を送出さ
せる。そして、上記排気ガス出口温度T1が強制運転温
度領域T0以上の場合には、前記エンジン1を運転停止
させる。
【0009】前記異常警報器10から送出する異常警報
は、例えばブザーなどの音響的警報と同時に強制疑似負
荷運転回数または設定繰返し回数Nの残り回数を視覚的
に表示させて、排気熱回収用熱交換噐3の熱交換エレメ
ント3aの目詰り状態が予知可能なようにする事ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例を示し、図1(A)はエンジンの
排熱回収装置の概略構成図、図(B)は排気熱回収用熱
交換噐の要部断面図である。
【図2】本発明実施例を示し、図2(A)は運転制御装
置の動作フローチャート、図2(B)は運転時間対排気
出口温度及び排圧の変化を示す図である。
【図3】従来例を示し、図1(A)に相当する図であ
る。
【符号の説明】
1…エンジン、2…排気ポート、3…排気熱回収用熱交
換噐、4…マフラ、4a…出口、5…フレキシブルホー
ス、6…排気管、7…冷媒圧縮機、8…冷暖房装置、9
…温度センサ、10…異常警報器、11…運転制御装
置、N…設定繰返し回数、T0…強制運転温度領域、T
1…排気ガス出口温度。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F28F 27/00 Z 9141−3L

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(1)の排気ポート(2)に、排気
    熱回収用熱交換噐(3)を介してマフラ(4)・フレキシブ
    ルホース(5)・排気管(6)を順に連通し、 上記エンジン(1)の排気ガスの排熱を上記排気熱回収用
    熱交換噐(3)によりエンジン冷却水に回収利用するとと
    もに、そのエンジン(1)で冷媒圧縮機(7)を駆動して冷
    暖房装置(8)を作動させるように構成したエンジンヒー
    トポンプの排気熱回収装置において、 前記マフラ(4)の出口(4a)に排気ガス出口温度検出用
    温度センサ(9)を設けるとともに、この温度センサ(9)
    に異常警報器(10)を備えた運転制御装置(11)を連携
    させ、 上記運転制御装置(11)は、上記温度センサ(9)が検出
    した排気ガス出口温度(T1)が強制運転温度領域(T0)
    以下の場合には、前記エンジン(1)を通常運転し、 上記排気ガス出口温度(T1)が強制運転温度領域(T0)
    内に達した場合には、前記エンジン(1)を強制的に疑似
    負荷運転させ、 上記強制疑似負荷運転により前記排気ガス出口温度(T
    1)が強制運転温度領域(T0)以下に下がった場合に
    は、前記エンジン(1)を通常運転し、 前記強制疑似負荷運転を設定繰返し回数(N)だけ繰り返
    しても前記排気ガス出口温度(T1)が強制運転温度領域
    (T0)以下に下がらない場合には、前記異常警報器(1
    0)から異常警報を送出させ、 上記排気ガス出口温度(T1)が強制運転温度領域(T0)
    以上の場合には、前記エンジン(1)を運転停止させるよ
    うに構成したことを特徴とするエンジンの排気熱回収装
    置の運転制御装置。
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