JPH02153227A - 複合機関 - Google Patents
複合機関Info
- Publication number
- JPH02153227A JPH02153227A JP63306830A JP30683088A JPH02153227A JP H02153227 A JPH02153227 A JP H02153227A JP 63306830 A JP63306830 A JP 63306830A JP 30683088 A JP30683088 A JP 30683088A JP H02153227 A JPH02153227 A JP H02153227A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- combustion furnace
- steam
- exhaust
- turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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。
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、内燃機関と同内燃機関の排気熱を利用する蒸
気サイクルとから動力を得る複合機関に関する。
気サイクルとから動力を得る複合機関に関する。
第５図は従来の複合機関の一例を示すズロンク図である
。
。
内燃機関（１（Ｉは発電機αＤを駆動して発電する。内
燃機関αＯ）の排気は排気管（■３）を通り、排気ター
ボ過給機□□□の排気タービン（２Ｉ）を駆動したのち
、還元燃焼炉（至）に導かれる。還元燃焼炉□□□では
、炭化水素系燃料の１）が加えられ、その還元性雰囲気
により排気中のＮＯｘが低減され、クリーンな排気とな
って排ガスボイラ顛をへて大気へ放出される。排ガスボ
イラ（４０では、排気熱が回収され蒸気を発生して、蒸
気タービン（４Ｉ）により動力が得られる。（４４は発
電機である。蒸気タービン（４Ｉ）を駆動した蒸気は、
コンデンサー（４艶により水となって排ガスボイラ（４
０）に供給され、蒸気サイクルを作動させる。また、排
気タービンｅｌ）により同軸上のコンプレッサー（２２
）が駆動され、大気が圧縮されて高圧の給気となり、給
気管（１２１を経由して内燃機関００）へ供給される。
燃機関αＯ）の排気は排気管（■３）を通り、排気ター
ボ過給機□□□の排気タービン（２Ｉ）を駆動したのち
、還元燃焼炉（至）に導かれる。還元燃焼炉□□□では
、炭化水素系燃料の１）が加えられ、その還元性雰囲気
により排気中のＮＯｘが低減され、クリーンな排気とな
って排ガスボイラ顛をへて大気へ放出される。排ガスボ
イラ（４０では、排気熱が回収され蒸気を発生して、蒸
気タービン（４Ｉ）により動力が得られる。（４４は発
電機である。蒸気タービン（４Ｉ）を駆動した蒸気は、
コンデンサー（４艶により水となって排ガスボイラ（４
０）に供給され、蒸気サイクルを作動させる。また、排
気タービンｅｌ）により同軸上のコンプレッサー（２２
）が駆動され、大気が圧縮されて高圧の給気となり、給
気管（１２１を経由して内燃機関００）へ供給される。
前記従来の複合機関においては、還元燃焼炉ｃ３０）に
投入された炭化水素系燃料Ｏυの発生熱が、排ガスボイ
ツ０＠で回収され蒸気サイクルにより出力となるが、蒸
気サイクルの熱効率は内燃機関にくらべて低いため、還
元燃焼炉−で投入される炭化水素系燃料０１１が多い場
合は、全体の熱効率が低かった。
投入された炭化水素系燃料Ｏυの発生熱が、排ガスボイ
ツ０＠で回収され蒸気サイクルにより出力となるが、蒸
気サイクルの熱効率は内燃機関にくらべて低いため、還
元燃焼炉−で投入される炭化水素系燃料０１１が多い場
合は、全体の熱効率が低かった。
本発明は、前記従来の課題を解決するために、内燃機関
の排気管の途中に設けられた還元燃焼炉と、同還元燃焼
炉の後流に設けられて発電機を駆動する排気タービンと
を有することを特徴とする複合機関、および内燃機関の
排気管の途中に設けられた還元燃焼炉と、同還元燃焼炉
の後流に設けられて発電機を駆動する排気タービンと、
上記還元燃焼炉と上記排気タービンとの間に設けられて
蒸気を加熱する熱交換器とを有することを特徴とする複
合機関を提案するものである。
の排気管の途中に設けられた還元燃焼炉と、同還元燃焼
炉の後流に設けられて発電機を駆動する排気タービンと
を有することを特徴とする複合機関、および内燃機関の
排気管の途中に設けられた還元燃焼炉と、同還元燃焼炉
の後流に設けられて発電機を駆動する排気タービンと、
上記還元燃焼炉と上記排気タービンとの間に設けられて
蒸気を加熱する熱交換器とを有することを特徴とする複
合機関を提案するものである。
本発明においては、還元燃焼炉に投入された燃料の発生
熱の一部は排気タービンによって回収されるので、蒸気
サイクルよりも熱効率がよい。
熱の一部は排気タービンによって回収されるので、蒸気
サイクルよりも熱効率がよい。
また、還元燃焼炉と排気タービンとの間に蒸気加熱用の
熱交換器を設けた場合は、この熱交換器により、排気タ
ービンに流入する排気の温度を低下させることができる
。さらに、この熱交換器で排気から蒸気へ伝えられた熱
エネルギーは蒸気タービンで回収されるので、全体のサ
イクルの熱効率の低下は小さい。
熱交換器を設けた場合は、この熱交換器により、排気タ
ービンに流入する排気の温度を低下させることができる
。さらに、この熱交換器で排気から蒸気へ伝えられた熱
エネルギーは蒸気タービンで回収されるので、全体のサ
イクルの熱効率の低下は小さい。
第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図である。
この図において、前記第５図により説明した従来のもの
と同じ部分については、同一の符号を付け、詳しい説明
を省略する。
と同じ部分については、同一の符号を付け、詳しい説明
を省略する。
還元燃焼炉Ｃ３０，ｌには従来同様炭化水素系燃料０１
）が加えられ、排気中のＮＯｘが低減されるが、本実施
例では、この還元燃焼炉−の後流にも排気タービン−を
設置し、この排気タービン−により発電機−を駆動する
。排気タービン田から出た排気は、排ガスボイラ顛に流
入し、従来と同様、蒸気サイクルにより出力が回収され
る。
）が加えられ、排気中のＮＯｘが低減されるが、本実施
例では、この還元燃焼炉−の後流にも排気タービン−を
設置し、この排気タービン−により発電機−を駆動する
。排気タービン田から出た排気は、排ガスボイラ顛に流
入し、従来と同様、蒸気サイクルにより出力が回収され
る。
第２図は、本実施例と従来のものとにおける排気の熱の
利用状況の差異を、理想サイクルの温度とエントロピー
の線図で示したものである。
利用状況の差異を、理想サイクルの温度とエントロピー
の線図で示したものである。
従来の複合機関では、実線で示す大気圧力線ＰＡ上の点
Ｂの状態の排気に還元燃焼炉−で熱が加えられてＣの状
態になり、排ガスボイラ（４０１で熱が回収されて、大
気温度線ＴＡよりも下の面積Ａ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ａの熱が
／ンデンサー（４３で系外にすてられる。本実施例では
、排気タービン団により排気が絞られて圧力が高くなっ
た一点鎖線ＰＥ上の点Ｂ′の状態の排気に、還元燃焼炉
（７）で熱が加えられてＣ′の状態になり、排ガスボイ
ラ（４Ｇで熱が回収されて、面積Ａ −Ｄ’−Ｅ’−Ｆ
−Ａの熱がコンデンサー（４３で系外にすてられる。
Ｂの状態の排気に還元燃焼炉−で熱が加えられてＣの状
態になり、排ガスボイラ（４０１で熱が回収されて、大
気温度線ＴＡよりも下の面積Ａ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ａの熱が
／ンデンサー（４３で系外にすてられる。本実施例では
、排気タービン団により排気が絞られて圧力が高くなっ
た一点鎖線ＰＥ上の点Ｂ′の状態の排気に、還元燃焼炉
（７）で熱が加えられてＣ′の状態になり、排ガスボイ
ラ（４Ｇで熱が回収されて、面積Ａ −Ｄ’−Ｅ’−Ｆ
−Ａの熱がコンデンサー（４３で系外にすてられる。
ここで還元燃焼炉例で加えられる熱量は従来と同じなの
で、面積Ｂ’−Ｃ’−Ｅ’−Ｇ −Ｂ’とＢ−０−Ｅ−
Ｇ−Ｂとは同じである。したがって、点Ｂ；Ｃ′が点Ｂ
、（３よりも上にある分だけ、Ｃ’−Ｄ −Ｅ’の線は
Ｃ−Ｄ４よりも左側になる。この結果。
で、面積Ｂ’−Ｃ’−Ｅ’−Ｇ −Ｂ’とＢ−０−Ｅ−
Ｇ−Ｂとは同じである。したがって、点Ｂ；Ｃ′が点Ｂ
、（３よりも上にある分だけ、Ｃ’−Ｄ −Ｅ’の線は
Ｃ−Ｄ４よりも左側になる。この結果。
糸外圧すてる熱量が面積Ｄ −Ｅ −Ｅ’−Ｄ’−Ｄ
の分だけ少なくなり、全体の熱効率が高くなる。
の分だけ少なくなり、全体の熱効率が高くなる。
次に第３図は本発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。この図においても、前記第１図および第５図におけ
るものと同じ部分については、同一の符号を付け、詳し
い説明を省略する。
る。この図においても、前記第１図および第５図におけ
るものと同じ部分については、同一の符号を付け、詳し
い説明を省略する。
本実施例では、内燃機関部のすぐ後の排気管ａ３の途中
に還元燃焼炉団を設置し、炭化水素系燃料０υを供給し
てＮＯｘを低減する。 そして、この還元燃焼炉Ｑから
の排気を、発電機σふも駆動する排気ターボ過給機σＱ
の排気タービンσυに導く。排気タービンσυは同軸上
のコンプレッサーσ２も駆動する。
に還元燃焼炉団を設置し、炭化水素系燃料０υを供給し
てＮＯｘを低減する。 そして、この還元燃焼炉Ｑから
の排気を、発電機σふも駆動する排気ターボ過給機σＱ
の排気タービンσυに導く。排気タービンσυは同軸上
のコンプレッサーσ２も駆動する。
本実施例では、前記第１実施例よりもさらに高い圧力レ
ベルの排気に、還元燃焼炉■で熱を加えることになるの
で、全体の熱効率はさらに高くなる。この場合排気ター
ビンσ℃は、還元燃焼炉間排気の高温に耐えられるよう
、空冷翼等、特殊な耐熱構造とする必要がある。
ベルの排気に、還元燃焼炉■で熱を加えることになるの
で、全体の熱効率はさらに高くなる。この場合排気ター
ビンσ℃は、還元燃焼炉間排気の高温に耐えられるよう
、空冷翼等、特殊な耐熱構造とする必要がある。
第４図は本発明の第３実施例を示すブロック図である。
この図においても、前記と同じ部分については同一の符
号を付け、詳しい説明を省略する。
号を付け、詳しい説明を省略する。
この実施例では、前記第２実施例における還元燃焼炉■
の後流で排気タービンσυの上流に、熱交換器（８０）
が設置される。この熱交換器（８０）においては、排ガ
スボイラ顛で発生した蒸気が、排気タービンＣＩυ前の
高温の排気でさらに加熱されたのち、蒸気タービン（４
１）に導かれる。
の後流で排気タービンσυの上流に、熱交換器（８０）
が設置される。この熱交換器（８０）においては、排ガ
スボイラ顛で発生した蒸気が、排気タービンＣＩυ前の
高温の排気でさらに加熱されたのち、蒸気タービン（４
１）に導かれる。
この結果、還元燃焼炉■で高温になった排気は、熱交換
器（８０）で蒸気に熱を与えて所定の温度まで低下した
のち、排気タービンσηに流入する。したがって、排気
タービンσυは、空冷翼等の特殊な耐熱構造とする必要
がなくなって、低価格のもので済む。そして、熱交換器
（８０）でさらに加熱され高温になった蒸気は、蒸気タ
ービン回で、温度が上昇した分高い熱効率で、出力へ変
換される。
器（８０）で蒸気に熱を与えて所定の温度まで低下した
のち、排気タービンσηに流入する。したがって、排気
タービンσυは、空冷翼等の特殊な耐熱構造とする必要
がなくなって、低価格のもので済む。そして、熱交換器
（８０）でさらに加熱され高温になった蒸気は、蒸気タ
ービン回で、温度が上昇した分高い熱効率で、出力へ変
換される。
本発明においては、高圧力の排気に還元燃焼炉で燃料が
加えられて燃焼する。そして、発生した熱の一部は排気
タービンによって回収される。その結果、系外にすてる
熱量が減り、全体の熱効率が高くなる。また、排気の圧
力が高くなるので、還元燃焼炉の大きさもその分小さく
できる。
加えられて燃焼する。そして、発生した熱の一部は排気
タービンによって回収される。その結果、系外にすてる
熱量が減り、全体の熱効率が高くなる。また、排気の圧
力が高くなるので、還元燃焼炉の大きさもその分小さく
できる。
第１図は本発明の第り実施例を示すブロック図、第２図
は同実施例における排気の熱の利用状況を従来のものと
比較して示す図である。第３図は本発明の第２実施例を
示すブロック図、第４図は本発明の第３実施例を示すブ
ロック図である。第５図は従来の複合機関の一例を示す
ブロック図である。
は同実施例における排気の熱の利用状況を従来のものと
比較して示す図である。第３図は本発明の第２実施例を
示すブロック図、第４図は本発明の第３実施例を示すブ
ロック図である。第５図は従来の複合機関の一例を示す
ブロック図である。
Claims (2)
- （１）内燃機関の排気管の途中に設けられた還元燃焼炉
と、同還元燃焼炉の後流に設けられて発電機を駆動する
排気タービンとを有することを特徴とする複合機関。 - （２）内燃機関の排気管の途中に設けられた還元燃焼炉
と、同還元燃焼炉の後流に設けられて発電機を駆動する
排気タービンと、上記還元燃焼炉と上記排気タービンと
の間に設けられて蒸気を加熱する熱交換器とを有するこ
とを特徴とする複合機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63306830A JPH02153227A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 複合機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63306830A JPH02153227A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 複合機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02153227A true JPH02153227A (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=17961771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63306830A Pending JPH02153227A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 複合機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02153227A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4443260A1 (de) * | 1994-11-23 | 1996-05-30 | Horst Dipl Chem Hinzmann | Aggregat von zwei miteinander verbundenen Wärmekraftmaschinen und Verfahren zur Senkung der Schadstoffkonzentration der Abgase |
| EP1536116A3 (en) * | 2003-11-28 | 2006-05-24 | Armando Bianco | Full saving - gear to save fuel |
| EP1916397A1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-04-30 | Iveco Motorenforschung AG | Engine apparatus with heat recovery system and relative heat recovery method |
| JP2010519457A (ja) * | 2007-02-22 | 2010-06-03 | ボーマン パワー グループ リミテッド | 補助発電装置 |
| RU2623598C1 (ru) * | 2016-06-27 | 2017-06-28 | Никишин ГмбХ | Устройство управления двигателем внутреннего сгорания |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP63306830A patent/JPH02153227A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4443260A1 (de) * | 1994-11-23 | 1996-05-30 | Horst Dipl Chem Hinzmann | Aggregat von zwei miteinander verbundenen Wärmekraftmaschinen und Verfahren zur Senkung der Schadstoffkonzentration der Abgase |
| EP1536116A3 (en) * | 2003-11-28 | 2006-05-24 | Armando Bianco | Full saving - gear to save fuel |
| EP1916397A1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-04-30 | Iveco Motorenforschung AG | Engine apparatus with heat recovery system and relative heat recovery method |
| US7954320B2 (en) | 2006-10-24 | 2011-06-07 | Iveco Motorenforschung Ag | Engine apparatus with heat recovery system and relative heat recovery method |
| JP2010519457A (ja) * | 2007-02-22 | 2010-06-03 | ボーマン パワー グループ リミテッド | 補助発電装置 |
| RU2623598C1 (ru) * | 2016-06-27 | 2017-06-28 | Никишин ГмбХ | Устройство управления двигателем внутреннего сгорания |
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