JPH0729239Y2

JPH0729239Y2 - 内燃機関の排熱回収装置

Info

Publication number: JPH0729239Y2
Application number: JP1987071410U
Authority: JP
Inventors: 二朗福留; 孝志佐々木; 文雄中野
Original assignee: ヤンマーディーゼル株式会社
Priority date: 1987-05-12
Filing date: 1987-05-12
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2002-05-12
Also published as: JPS63183359U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は内燃機関の排熱回収装置に係り、特に、内燃機
関を潤滑する潤滑油よりの排熱を回収する排熱回収装置
に関する。

（従来の技術）従来、内燃機関で発生するエネルギのうち軸出力として
利用する残部は内燃機関のシリンダおよび排気装置から
排熱を回収している（特公昭58-143151号公報参照）。
そして、その割合は第４図に例示する如く、内燃機関で
発生するエネルギの約32.5％が軸動力として利用され、
残部の67.5％のうち、排気ガスの有するエネルギ32％の
うちの23％および冷却水の有するエネルギ26％のうちの
17％、合計40％が120℃の蒸気として回収されて利用さ
れている。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、前記冷却水の有するエネルギ26％のうち
利用されている17％は内燃機関のシリンダなどを冷却し
た高温（約120℃）の冷却水であるが、残りの９％のエ
ネルギは内燃機関を潤滑する潤滑油を冷却する冷却水の
有するエネルギである。一般に潤滑油は高温になると粘
度が低下して潤滑油の性能が劣化するため、空気冷却器
および潤滑油冷却器に比較的大流量の潤滑油冷却水を流
す貫流方式を採用しているため、その出口温度が最大45
℃程度と低く、このため排熱回収が有効に行われていな
いのが現状である。

（問題点を解決するための手段）そこで本考案は、前記従来装置の問題点を解決するため
の手段として、第１図ないし第３図に例示する如く、内
燃機関の排熱回収装置として、内燃機関１を潤滑する潤
滑油を貯溜するオイルパン２内に冷却水により潤滑油を
冷却する熱交換器３を配設するとともに、前記オイルパ
ン２の外部に、該オイルパン２内の潤滑油を実施例させ
る油ポンプ７と該油ポンプ７によって循環される潤滑油
を冷却する潤滑油冷却器４とを含む潤滑油循環路16を設
け且つ冷却水ポンプ９、前記潤滑油冷却器４の熱交換部
4aおよび前記熱交換器３を経て排熱回収用出口配管11へ
と通ずる排熱回収路17と、該排熱回収路17から分岐して
前記冷却水ポンプ９の入口側に通ずる冷却水循環回路14
とを付設する一方、該冷却水循環回路14の分岐部に、冷
却水温度の所定温度以上において前記排熱回収側出口配
管11側への冷却水流通のみを許容し、冷却水温度の所定
温度未満においては冷却水循環回路14側への冷却水流通
のみを許容する温度調節弁12を介設して、潤滑油冷却器
４の出口における冷却水温度が所定温度未満の場合に
は、冷却水が閉回路である冷却水循環回路14を循環し、
前記冷却水温度が所定温度以上となった場合には、冷却
水が潤滑油冷却器４における熱交換部4aおよび熱交換器
３を流通せしめられて高温水として回収せしめられるこ
ととなっている。

（作用）本考案は前記手段により、冷却水を温度調節弁12により
所定温度になるまで閉回路である冷却水循環回路14を循
環させて冷却作用を行なわせることによって、冷却水の
流量を従来の1/10〜1/5に減少させ、潤滑油冷却器４の
出口における冷却水温度が所定温度以上になってから冷
却水を潤滑油冷却器４における熱交換部4aとオイルパン
２内に配設した熱交換器３とを流通させて、内燃機関１
の潤滑油の性能が劣化しない温度（例えば70℃程度）の
高温冷却水として取出し、冷却水の有する排熱を有効に
利用するものである。

（実施例）以下に図面を参照して本考案の幾つかの好適な実施例を
詳細に説明する。

まず、第１図に示す第１実施例において、符号１は内燃
機関であり、２は該内燃機関１の底部に形成するオイル
パン、３は該オイルパン２内の潤滑油中に浸漬する如く
配設される熱交換器である。４は内燃機関１の外部に設
けた潤滑油冷却器で、オイルパン２の底部および上部と
潤滑油冷却器４とを配管５および６で接続し、配管５中
に油ポンプ７を介設する。つまり、油ポンプ７を有する
配管５、潤滑油冷却器４および配管６によって潤滑油循
環路16が形成されているのである。

また、符号８は潤滑油冷却器４の熱交換部4aに冷却水を
供給する入口配管であり、該入口配管中に冷却水ポンプ
９を介設する。10は熱交換部4aとオイルパン２の熱交換
器３とを接続する配管、11は熱交換器３よりの高温の冷
却水を取出して排熱回収装置（図示省略）へ送る排熱回
収用出口配管である。つまり、本実施例では、冷却水ポ
ンプ９、熱交換部4a、配管10、熱交換器３および排熱回
収用出口配管11によって排熱回収路17が形成されている
のである。

また、前記排熱回収路17における配管10から分岐して前
記冷却水ポンプ９の入口側に接続される分岐配管13が設
けられており、該分岐配管13における分岐部には、三方
弁形式の温度調節弁12が介設されている。該温度調節弁
12の入口ポート12aは熱交換部4aに、所定温度（本実施
例の場合、45℃）以上で開となる出口ポート12bは熱交
換器３に、所定温度未満で開となる循環ポート12cは分
岐配管13にそれぞれ接続されている。つまり、本実施例
の場合、前記分岐配管13、冷却水ポンプ９を有する入口
配管８、熱交換部4a、配管10、温度調節弁12の入口ポー
ト12aおよび温度調節弁12の循環ポート12cにより閉回路
である冷却水循環回路14が形成されることとなっている
のである。

叙上の如く構成した内燃機関の排熱回収装置の作用につ
いて説明する。

内燃機関１の駆動とともに冷却水ポンプ９および油ポン
プ７を作動させると、内燃機関１を潤滑して温度上昇し
オイルパン２内に戻った潤滑油は、油ポンプ７により配
管５を介して潤滑油冷却器４に送られ、冷却水ポンプ９
により入口配管８から熱交換器4aに至る冷却水により冷
却され、配管６を経てオイルパン２に戻る。

しかしながら、内燃機関１の駆動開始当初においては潤
滑油の温度が低いため、これを冷却した冷却水の温度
（即ち、潤滑油冷却器４の出口における冷却水温度）も
低く所定温度（本実施例の場合、約45℃）未満である。
従って、温度調節弁12の出口ポート12bは閉、循環ポー
ト12cは開となり、冷却水は、閉回路である冷却水循環
回路14を循環し、オイルパン２内の熱交換器３へは流れ
ない。その結果、潤滑油冷却器４の熱交換部4aを流れる
冷却水の流量は従来の1/10〜1/5に減少せしめられるこ
ととなり、潤滑油の保有する熱エネルギの冷却水への回
収が効率的に行なわれる。

内燃機関１の運転を継続していくと、潤滑油の温度が上
昇し、潤滑油冷却器４での冷却だけでは潤滑油の温度が
高くなり過ぎるおそれがあるが、本実施例の場合、潤滑
油冷却器４の出口における冷却水温度が所定温度（本実
施例の場合、約45℃）以上になると、温度調節弁12の出
口ポート12bが開となって冷却水は、熱交換器３に送ら
れ、オイルパン２内の潤滑油を冷却し、排熱回収用出口
配管11から排熱回収装置（図示省略）へ排出される。こ
の時の冷却水の流量は、従来と同様な大流量とされる。
その結果、冷却水は、潤滑油冷却器４の熱交換部4aおよ
び熱交換器３において潤滑油の保有する熱エネルギを回
収することとなるため、排熱回収用出口配管11から出る
冷却水の温度は約70℃となり、冷却水による排熱回収は
有効に行なわれる。

ところで、本実施例の場合、潤滑油の温度は従来より高
くなるが、近年高温でも粘度が低下しない潤滑油が開発
された（100℃〜110℃で使用可能の合成油、例えば日本
石油モービルNO.1（商標））ので、何らの支障がないも
のである。

次に、第２図に示す第２実施例について簡単に説明す
る。

本実施例の場合、冷却水循環回路14における配管13は、
排熱回収路17における熱交換器３の出口側配管15から分
岐されており、この分岐部に温度調節弁12が設けられて
いる。そして、温度調節弁12の入口ポート12aは配管15
に、出口ポート12bは排熱回収用出口配管11に、循環ポ
ート12cは分岐配管13にそれぞれ接続されている。つま
り、本実施例の場合、前記分岐配管13、冷却水ポンプ９
を有する入口配管８、熱交換部4a、配管10、熱交換器
３、出口側配管15、温度調節弁12の入口ポート12aおよ
び温度調節弁12の循環ポート12cにより閉回路である冷
却水循環回路14が形成されることとなっているのであ
る。

本実施例の場合、潤滑油冷却器４および熱交換器３を経
た冷却水が温度調節弁12の入口ポート12aに流入される
こととなっているため、温度調節弁12の出口ポート12b
が開となる所定温度は約70℃とされている。

本実施例においては、内燃機関１の駆動開始当初から熱
交換部4aおよび熱交換器３により潤滑油が閉回路である
冷却水循環回路14を循環する冷却水によって冷却され
る。

その他の構成および作用効果は実施例１の場合と同様な
ので説明を省略する。

以上説明した第１および第２実施例によれば、従来45℃
の潤滑油冷却水として排熱回収ができず損失（９％）と
なって、有効エネルギが72.5％であった（第４図参照）
ものが、本考案装置では潤滑油冷却水が70℃の温水とし
て排熱回収が可能となり、有効エネルギが81.5％と９％
向上する（第３図参照）。

（考案の効果）本考案は叙上の如く構成するものであるので、潤滑油冷
却水排出温度を70℃程度に上昇させることが可能とな
り、従来排出温度が45℃程度と低温であったため排熱の
回収ができなかった潤滑油冷却水よりの有効な排熱回収
が、耐高温油の開発と相まって可能となったものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適な内燃機関の排熱回収装置の第１
実施例の配管図、第２図は第２実施例の配管図、第３図
は本考案の効果を示す説明図、第４図は従来装置の説明
図である。１……内燃機関２……オイルパン３……熱交換器４……潤滑油冷却器 4a……熱交換器７……油ポンプ９……冷却水ポンプ 12……温度調節弁 14……冷却水循環回路 16……潤滑油循環路 17……排熱回収路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−128953（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−45337（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−73005（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】内燃機関（１）を潤滑する潤滑油を貯溜す
るオイルパン（２）内に冷却水により潤滑油を冷却する
熱交換器（３）を配設するとともに、前記オイルパン
（２）の外部には、該オイルパン（２）内の潤滑油を循
環させる油ポンプ（７）と該油ポンプ（７）によって循
環される潤滑油を冷却する潤滑油冷却器（４）とを含む
潤滑油循環路（16）を設け且つ冷却水ポンプ（９）、前
記潤滑油冷却器（４）の熱交換部（4a）および前記熱交
換器（３）を経て排熱回収用出口配管（11）へと通ずる
排熱回収路（17）と、該排熱回収路（17）から分岐して
前記冷却水ポンプ（９）の入口側に通ずる冷却水循環回
路（14）とを付設する一方、該冷却水循環回路（14）の
分岐部には、冷却水温度の所定温度以上において前記排
熱回収側出口配管（11）側への冷却水流通のみを許容
し、冷却水温度の所定温度未満においては冷却水循環回
路（14）側への冷却水流通のみを許容する温度調節弁
（12）を介設したことを特徴とする内燃機関の排熱回収
装置。