JPH02215927A - 廃熱利用式吸気冷却装置 - Google Patents

廃熱利用式吸気冷却装置

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JPH02215927A
JPH02215927A JP1034848A JP3484889A JPH02215927A JP H02215927 A JPH02215927 A JP H02215927A JP 1034848 A JP1034848 A JP 1034848A JP 3484889 A JP3484889 A JP 3484889A JP H02215927 A JPH02215927 A JP H02215927A
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JP
Japan
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refrigerant
separator
evaporator
intake air
absorber
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Pending
Application number
JP1034848A
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English (en)
Inventor
Taizo Kitada
泰造 北田
Takehiko Katsumoto
勝本 竹彦
Tadashi Hirako
平子 廉
Masatoshi Ninoyu
正俊 二之湯
Yasuyuki Makikawa
牧川 安之
Masaki Ikeuchi
正毅 池内
Masao Fujii
雅雄 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Landscapes

  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エンジンの吸気を冷却する装置に関し、特に
、エンジンの排気系内の廃熱を利用して吸収式冷蔵庫の
原理によって冷却を行なう廃熱利用式吸気冷却装置に関
する。
[従来の技術] 一般に、エンジンの出力を向上させるためには。
エンジンへの吸気の充填効率を高めることが有効である
。そこで、従来より、吸気を冷却して吸気密度を高め吸
気の充填効率の向上を図った吸気冷却装置が種々提案さ
れている。
[発明が解決しようとする課題] ところで、上述の吸気冷却装置は、エンジン出力の向上
を図るためのものなので、吸気冷却装置の作動のために
エンジンの負荷が増加するようでは効率が悪い、このた
め、エンジンの負荷を増加させることなく効率よく吸気
を冷却しつる装置の開発が課題となっている。
本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもので、
吸気冷却を効率よく行なえるようにした。
廃熱利用式吸気冷却装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] このため1本発明の廃熱利用式吸気冷却装置は。
エンジンの排気系内の熱を利用して冷媒と吸収液との混
合液中の冷媒を気化させて分離する分離器と、該分離器
で気化した冷媒を液化させる復水器と、該エンジンの吸
気系内の熱を吸収して該復水器で液化した冷媒を減圧沸
騰させる蒸発器と、該蒸発器で沸騰した冷媒を吸収し該
吸収液と混合して該混合液をつくる吸収器と、該混合液
を該吸収器から該分離器へ送給するポンプと、該吸収器
と該分離器との間に介装された第1の絞り弁と、該復水
器と該蒸発器との間に介装された第2の絞り弁とをそな
えて構成されていることを特徴としている。
[作 用] 上述の本発明の廃熱利用式吸気冷却装置では。
冷媒と吸収液との混合液がポンプによって吸収器から分
離器へ送給され、該分離器で、該混合液中の冷媒のみが
、エンジンの排気系内の熱によって加熱されて気化し該
吸収液から分離する。この気化した冷媒が、復水器で液
化し、第2の絞り弁で制御されながら蒸発器へ導かれて
、該蒸発器で減圧沸騰される。この減圧沸騰によって、
エンジンの吸気系内の熱が吸収されて、該吸気系内が冷
却される。そして、該蒸発器で沸騰した冷媒は、該吸収
器へ吸収されて、該吸収器内で、該吸収液と混合され該
混合液がつくられる。また、該分離器で冷媒を分離され
て吸収液の濃度の高くなった混合液の一部は、第1の絞
り弁で制御されながら該吸収器へ導かれる。
[実施例] 以下、図面により本発明の一実施例としての廃熱利用式
吸気冷却装置について説明すると、第1図はその全体構
成を示す模式図、第2図はその制御系を示すブロック図
、第3図はその原理を説明するためのモデル図である。
なお、この実施例の吸気冷却装置は、自動車用エンジン
に関するものである。
本装置は、第1,3図に示すように、冷媒を気化させて
吸収液から分離する分離器1と1分離器1で気化した冷
媒を液化する復水器2と、復水器2で液化した冷媒を減
圧沸騰させる蒸発器3と、蒸発器3で沸騰した冷媒を吸
収する吸収Wh4と。
混合液を吸収器4から分離器1へ送給するポンプ5と、
吸収器4と分離器1との間に介装された第1の絞り弁(
絞りI)6と、復水器2と蒸発器3との間に介装された
第2の絞り弁(絞りII) 7と、これらを連結する連
通管8a〜8eと、ポンプ5と第1及び第2の絞り弁6
,7とを制御するコントローラ11とから構成されてい
る。
なお1本実施例では、冷媒として水を用い、吸収液とし
て水が溶解しやすい臭化リチウムを用いている。
分離器1は、内部に貯蔵した冷媒(水)と吸収液(臭化
リチウム液)との混合液L3を加熱し混合液り、中から
冷媒(水)を気化させて水蒸気にするものである。特に
、この分離器1は、第1図に示すように、エンジン12
の排気系を構成するエキゾーストマニホルド16の外側
に設けられており、エキゾーストマニホルド16の廃熱
(Q2)を利用して混合液り、を加熱しうるようになっ
ている。
この例では、混合液り、の加熱を促進するために、エキ
ゾーストマニホルド16の外面が直接分離器1の内壁の
一部を構成していると共に、エキゾーストマニホルド1
6の外面から分離器1内に放熱フィン17が突設されて
いる。
また、分離器1は、連通管8b、8cを通じて吸収器4
と接続されており、連通管8bにはポンプ5が介装され
、連通管8cには第1の絞り弁6が介装されている。な
お、ポンプ5は、吸収器4内の混合液L8を適量だけ分
離器1へ送給することで分離器1内の混合液り、のレベ
ルを所定高さに保持させるものであり、第1の絞り弁6
は、分離器1内の混合液L1を適当に吸収器4へ戻して
吸収器4内の混合液り、の冷媒と吸収液との比率を所定
状態に保持するためのものであり、その開度を調整しう
るようになっている。
さらに、分離器1には、連通管8dを通じて復水器2が
接続されている。この復水器2は・、連通管8dを通じ
て分離器1から送給された気体の冷媒(水蒸気)を放熱
(Q3)させて、比較的低温の水L1に液化するもので
ある。
この復水器2には、連通管8eを通じて蒸発器3が接続
されている。この蒸発器3は、エンジン12の吸気系を
構成するインテークマニホルド15の上流部に設けられ
たサージングタンク18内に設けられており、復水器2
で液化した冷媒(水)Llを減圧状態で沸騰させるもの
である。そして、この冷媒の沸騰時にサージタンク18
内から熱量Q1を吸収することで、サージタンク18内
を流通する吸気を冷却しうるようになっている。
なお、連通管8eには、第2の絞り弁7が介装されてお
り、第2の絞り弁7の開度に応じて、復水器2から蒸発
器3への冷媒(水)の流量が調整されるようになってい
る。
この蒸発器3に連通管8aを通じて接続された吸収器4
は、蒸発器3で蒸発した冷媒(水蒸気)を吸収液に吸収
させて液化すると共に、この吸収作用や上述のポンプ5
による減圧作用によって、その内部を減圧されて、蒸発
器3での沸騰を促進しうるようになっている。
なお、蒸発器3内の圧力Pユ、吸収器4内の圧力P 2
 を分離器1内の圧力P、及び復水器2内の圧力P4に
ついては、装置を円滑に作動させるためには、p、<p
l<p4<p、となるように調整する必要がある。また
、分離器1内では、冷媒(ここでは水)のみを蒸発させ
て吸収液については蒸発させたくないので1分離器1内
の混合液L3の温度を一定範囲内に保持する必要がある
これらの要求を満たすために、分離器1内には、混合液
り、の液面を検出するレベルゲージ9と。
混合液り、の温度を検出する温度センサ10とが装備さ
れており、これらのレベルゲージ9及び温度センサ10
が、第2図に示すように、コントローラ11に接続され
、レベルゲージ9及び温度センサ10からの情報に基づ
いてポンプ5や第1及び第2の絞り弁6,7.が制御さ
れるようになっている。
このうち、ポンプ5は、主としてレベルゲージ9からの
情報に基づいて分離器1内の混合液り。
の液面を一定に調整するように制御される。また。
第1及び第2の絞り弁6,7は、主として温度センサ1
0からの情報に基づいて、エキゾーストマニホルド16
から与えられる熱量Q2が変化しても、混合液の温度を
ほぼ一定の範囲内に調整するように各開度を制御される
また、第1図中、符号13はエンジン12のシリンダヘ
ッド、14はエンジン12のシリンダブロックである0
、。
本発明の一実施例としての廃熱利用式吸気冷却装置は、
上述のごとく構成されているので、いわゆる吸収式冷R
庫(ガス冷蔵庫)の原理によって、以下のようにして吸
気が冷却される。
比較的高圧の分離器1内で混合液り、が、エキゾースト
マニホルド16から熱Q2を受けて混合液が加熱すると
、混合液L3中の冷媒(水)が気化して吸収液から分離
する。
このように気化した冷媒(水蒸気)は、連通路8dを通
じて復水器2に送られて、この復水器2で熱量Q、を放
出しながら水L工に液化する。
復水器2で液化した冷媒(水)Llは、第2の絞り弁7
で制御されながら連通路8eを通じて蒸発器3へ導かれ
て、蒸発器3内で減圧されて沸騰する。なお、蒸発器3
内の圧力P1は、吸収器4内での吸収液の吸収作用や第
2の絞り弁7の開度によって減圧されて低圧に保持され
る。
そして、この減圧沸騰時に、インテークマニホルド15
のサージングタンク18内の熱が冷媒に吸収され、サー
ジングタンク18内の吸気が冷却される。
さらに、蒸発器3で沸騰した冷媒は、連通路8aを通じ
て吸収器4内の吸収液へ吸収される。
なお、この吸収器4内へ蒸発器3の水蒸気が進入して吸
収液に溶は込む一方で、吸収器4内の混合液がポンプ5
によって分離器1へ圧送されるので、このままでは、吸
収器4内における混合液の冷媒(水)tiの混合比が次
第に増加してしまうが、第1の絞り弁6を通じて連通路
8Cが適宜の開度に開放されることで、分離器1内の冷
媒混合比の低い(吸収液濃度の高い)混合液、Lが送給
されるため、吸収器4内の混合液L2の冷媒混合比は比
較的高い状態でほぼ一定に保持される。
また、分離器1内には、吸収器4内の冷媒混合比の高い
混合液L2が圧送される一方で、冷媒のみを復水器2側
へ送出するので、冷媒混合比の低い混合液り、となって
いる。
このようにして1本装置では、エンジン12の負荷を増
加させることもなく、効率よくエンジン12の吸気系内
の吸気を冷却することができ、エンジン12への吸気の
密度を増加させることで吸気の充填効率を高めて、エン
ジン12の出力向上を実現できるのである。
また、本装置では、吸気系の内部の吸気の冷却と共に、
排気系の内部の排気も冷却できるので、この排気の冷却
作用を利用して1例えば、ターボエンジンの排気温度を
高めに設定して過給効率を向上させることも可能となる
なお1本実施例では、冷媒として水を用い、吸収液とし
て水が溶解しやすい臭化リチウムを用いているが、冷媒
や吸収液はこれらに限定されるものでなく5例えば、冷
媒としてアンモニアを用い。
吸収液としてアンモニアが溶解しやすい水を用いるよう
にしてもよい。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の廃熱利用式吸気冷却装置
によれば、エンジンの排気系内の熱を利用して冷媒と吸
収液との混合液中の冷媒を気化させて分離する分離器と
、該分離器で気化した冷媒を液化させる復水器と、該エ
ンジンの吸気系内の熱を吸収して該復水器で液化した冷
媒を減圧沸騰させる蒸発器と、該蒸発器で沸騰した冷媒
を吸収し該吸収液と混合して該混合液をつくる吸収器と
、該混合液を該吸収器から該分離器へ送給するポンプと
、該吸収器と該分離器との間に介装された第1の絞り弁
と、該復水器と該蒸発器との間に介装された第2の絞り
弁とをそなえて構成されるという構造によって、効率よ
く吸気を冷却することができ、吸気の充填効率を高めな
がらエンジン出力を向上させることができる。さらに、
エンジンの排気系内部も冷却できるため、ターボエンジ
ンの排気温度を高めに設定でき、この面からもエンジン
出力の向上に寄与しうる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明の一実施例としての廃熱利用式吸気
冷却装置を示すもので、第1図はその全体構成を示す模
式図、第2図はその制御系を示すブロック図、第3図は
その原理を説明するためのモデル図である。 1−分離器、2−復水器、3−蒸発器、4−・−吸収器
、5−ポンプ、6−第1の絞り弁(絞り■)。 7・−第2の絞り弁(絞り■)、88〜8e一連通管、
9−レベルゲージ、1(1−温度センサ、11−コント
ローラ、12−・エンジン、13−シリンダヘッド、1
4−・−シリンダブロック、15−・−インテークマニ
ホルド、16−ニキゾーストマニホルド、17−放熱フ
ィン、18−サージングタンク。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンの排気系内の熱を利用して冷媒と吸収液との混
    合液中の冷媒を気化させて分離する分離器と、該分離器
    で気化した冷媒を液化させる復水器と、該エンジンの吸
    気系内の熱を吸収して該復水器で液化した冷媒を減圧沸
    騰させる蒸発器と、該蒸発器で沸騰した冷媒を吸収し該
    吸収液と混合して該混合液をつくる吸収器と、該混合液
    を該吸収器から該分離器へ送給するポンプと、該吸収器
    と該分離器との間に介装された第1の絞り弁と、該復水
    器と該蒸発器との間に介装された第2の絞り弁とをそな
    えて構成されていることを特徴とする、廃熱利用式吸気
    冷却装置。
JP1034848A 1989-02-14 1989-02-14 廃熱利用式吸気冷却装置 Pending JPH02215927A (ja)

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JP1034848A JPH02215927A (ja) 1989-02-14 1989-02-14 廃熱利用式吸気冷却装置

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JPH02215927A true JPH02215927A (ja) 1990-08-28

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JP1034848A Pending JPH02215927A (ja) 1989-02-14 1989-02-14 廃熱利用式吸気冷却装置

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JP (1) JPH02215927A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10320244B3 (de) * 2003-05-07 2004-11-04 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur mehrstufigen Kühlung der Ladeluft einer aufgeladenen Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit dieser Vorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10320244B3 (de) * 2003-05-07 2004-11-04 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur mehrstufigen Kühlung der Ladeluft einer aufgeladenen Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit dieser Vorrichtung

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