JPH0665850B2 - 過給空気の冷却システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディーゼル機関又はガス機関に供給する過給空
気を冷却するためのシステムに係り、特に過給空気から
奪った熱を有効に利用するためのシステムに関するもの
である。

従来技術 従来、上記のような過給空気の冷却システムは、第５図
に示す如く、ディーゼル機関又はガス機関により代表さ
れる機関１の給気口に過給機２が給気管４により接続さ
れており、この給気管４の中間に冷却水の流れる給気冷
却器３が介設され、過給機２によって例えば130゜Ｃ程
度まで昇温した過給空気がこの給気冷却器３により冷却
され、充填効率が高められて機関１に供給される。この
場合、給気冷却器３に供給される冷却水の温度は例えば
32゜Ｃ程度の冷却水が使われ、前記過給空気との熱交換
によってこの冷却水は34゜Ｃ程度まで昇温される。

第６図はこのような給気冷却器３による熱交換の状態を
示し、過給空気が130゜Ｃから45゜Ｃまで冷却され、そ
の熱を奪った冷却水が32゜Ｃから34゜Ｃまで昇温してい
ることを示している。

従来技術の問題点 上記のようにして得られた冷却水は、温度が上昇した状
態においてもなお34゜Ｃ程度の低温で、その熱を利用し
て、たとえば冷暖房等を行うにはあまりにも低温すぎ、
実際には使い物にならないため、利用することなく捨て
られている。そのため、機関総発熱量の約12％を占める
給気冷却熱の排熱利用を行うことはできず不経済であっ
た。

尚、特公昭53−27411号公報に記載されたディーゼル機
関の過給空気冷却装置では、過給空気の流れの上流側と
下流側にそれぞれ冷却管群を配置している点において本
発明に近い構成となっているが、この場合は上流側の冷
却管群が清水用であるのに対して下流側に位置する冷却
管群は、海水により冷却され、過給空気を海水により急
激に冷却した場合の冷却管における塩分の析出といった
問題点を解決せんとするもので、目的，構成，効果のい
ずれの点においても本発明とはまったく縁のない技術で
ある。

発明の目的 従って本発明の目的とするところは、過給空気を冷却す
るための冷却水の排熱を実質的に利用し得るような冷却
システムを提供することである。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明が採用する主たる手段
は、ディーゼル機関又はガス機関に過給空気を送り込む
過給空気通路に、その空気の流れ方向に見て上流側の清
水型熱交換器と下流側の清水型熱交換器を介設し、上記
上流側の熱交換器に供給する清水温度を上記機関の冷却
水出口温度に相当する80〜100゜Ｃとして該上流側の熱
交換器の清水入口を該機関の冷却水出口に接続し、下流
側の熱交換器に供給する清水温度を冷暖房システムの冷
却水出口温度に相当する30〜35゜Ｃとなして該下流側の
熱交換器の清水入口を該冷暖房システムの冷却水出口に
接続し、上記上流側の熱交換器から流出した冷却水を排
熱利用に供するようにした点にかかる過給空気の冷却シ
ステムである。

実施例 続いて第１図〜第４図を参照して本発明を具体化した実
施例につき説明し、本発明の理解に供する。

ここに第１図は本発明の一実施例にかかる過給空気の冷
却システムを有する過給機付ディーゼル機関の概略構成
図、第２図は第１図に示した冷却システムにおける過給
空気及び冷却水の温度変化を示すグラフ、第３図は他の
実施例にかかる冷却システムをする過給機付ディーゼル
機関の概略構成図、第４図はその場合の温度変化を示す
第２図相当図である。

なお、以下の実施例は本発明を具体化した一例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。

また、第５図に示した従来の装置に用いた要素と共通の
要素には、同一の符号を使用して説明する。

第１図及び第２図に示したこの実施例では、給気管４の
途中に２個の給気冷却器3a及び3bがが適当な間隔をおい
て設けられている。矢印で示す過給空気の流れ方向に見
て給気冷却器3aが上流側、同3bが下流側の空気冷却器で
ある。

上記上流側の給気冷却器3aへは、たとえば80゜Ｃの比較
的高温の冷却水が供給される。その結果、過給機２を出
た当初の過給空気の温度が130゜Ｃであると、この過給
空気は上流側の給気冷却器3aにより90゜Ｃまで冷却さ
れ、その結果冷却水の温度は80゜Ｃから81゜Ｃまで昇温
される。

上記のような上流側の給器冷却器3aに供給する冷却水と
しては、ディーゼル機関のシリンダジャケットを冷却し
た後の清水が用いられる。このため、第１図及び第２図
から明らかなように上流側の給気冷却器3aの高温冷却水
（清水）入口にディーゼル機関の冷却水出口が接続され
る。そして、小型高速のディーゼル機関ではこのような
冷却水の温度はたとえば80〜100゜Ｃ程度のものが得ら
れ、また中型中速の機関では80〜90゜Ｃのものが得られ
るため、この実施例のおける冷却システムはこのような
ディーゼル機関に適用して好適である。

こうして81゜Ｃまで昇温された冷却水は、十分に排熱利
用に供することができ、その場合、節約されるエネルギ
ーは接続さえるディーゼル機関における燃料の総発熱量
の約６％に相当する。

こうして90゜Ｃ程度まで降温された過給空気は、下流側
の給気冷却器3bによりさらに冷却され、機関１に供給す
るに適した温度（たとえば45゜Ｃ）まで冷却される。

上記のような下流側の給気冷却器3bに供給される冷却水
の温度としては、32゜Ｃ程度のものを使用することが多
いが、これは冷暖房システムのたとえばエアコン用の熱
交換器から排出される冷却水の温度が通常、我が国の気
温状況では最高32゜Ｃ程度になることが多いので、この
ような空調用の冷却水を使用可能であるためである。こ
のため、第１図及び第２図から明らかなように下流側の
給気冷却器3bの低温冷却水（清水）入口に冷暖房システ
ムの冷却水出口が接続される。

こうして得られる冷却水の温度変化と過給空気の温度変
化とが第２図に示されている。ここに下流側の給気冷却
器における冷却水温度は32゜Ｃから33゜Ｃ程度まで昇温
され、これにより過給空気は90゜Ｃから45゜Ｃまで降温
される。

第１図に示した実施例では、上流側の給気冷却器3aと下
流側の給気冷却器3bとを別体となし、その間を中間の給
気管により接続した例であるが、このような２段の給気
冷却器は第３図に示す如く一体状に接合して構成しても
よい。この場合、冷却器相互間の熱伝導をできるだけ少
なくするため隔壁に断熱材等を使用することが望まし
い。

この場合の冷却水及び過給空気の温度変化が第４図に示
される。

発明の効果 本発明は以上述べた如く、ディーゼル機関又はガス機関
に過給空気を送り込む過給空気通路に、その過給空気の
流れ方向に見て上流側の清水型熱交換器と下流側の清水
型熱交換器を介設し、上記上流側の熱交換器に供給する
清水温度を上記機関の冷却水出口温度に相当する80〜10
0゜Ｃとして該上流側の熱交換器の清水入口を該機関の
冷却水出口に接続し、下流側の熱交換器に供給する清水
温度を冷暖房システムの冷却水出口温度に相当する30〜
35゜Ｃとなして該下流側の熱交換器の清水入口を該冷暖
房システムの冷却水出口に接続し、上記上流側の熱交換
器から流出した冷却水を排熱利用に供するようにしたこ
とを特徴とする過給空気の冷却システムであるから、過
給空気を冷却するための特に上流側の熱交換器からの冷
却水を、その排熱を利用し得る温度範囲の冷却水として
取り出すことができ、排熱の利用性が向上するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる過給空気の冷却シス
テムを有する過給機付ディーゼル機関の概略構成図、第
２図は第１図に示した冷却システムにおける過給空気及
び冷却水の温度変化を示すグラフ、第３図は他の実施例
にかかる冷却システムを有する過給機付ディーゼル機関
の概略構成図、第４図はその場合の温度変化を示す第２
図相当図、第５図は従来の給気冷却器を設けた過給機付
機関の概略構成図、第６図は第５図に示した従来の給気
冷却器における過給空気・冷却水の温度変化を示すグラ
フである。 （符号の説明） １……機関、２……過給機 3a……上流側の給気冷却器 3b……下流側の給気冷却器 ４……給気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼル機関又はガス機関に過給空気を
   送り込む過給空気通路に、その過給空気の流れ方向に見
   て上流側の清水型熱交換器と下流側の清水型熱交換器を
   介設し、上記上流側の熱交換器に供給する清水温度を上
   記機関の冷却水出口温度に相当する80〜100℃として該
   上流側の熱交換器の清水入口を該機関の冷却水出口に接
   続し、下流側の熱交換器に供給する清水温度を冷暖房シ
   ステムの冷却水出口温度に相当する30〜35℃となして該
   下流側の熱交換器の清水入口を該冷暖房システムの冷却
   水出口に接続し、上記上流側の熱交換器から流出した冷
   却水を排熱利用に供するようにしたことを特徴とする過
   給空気の冷却システム。