JPH04128541A - ターボ過給機関の圧縮空気熱回生装置 - Google Patents
ターボ過給機関の圧縮空気熱回生装置Info
- Publication number
- JPH04128541A JPH04128541A JP2249791A JP24979190A JPH04128541A JP H04128541 A JPH04128541 A JP H04128541A JP 2249791 A JP2249791 A JP 2249791A JP 24979190 A JP24979190 A JP 24979190A JP H04128541 A JPH04128541 A JP H04128541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressed air
- engine
- pressure
- discharge pipe
- heat
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- 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
- Supercharger (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］
本発明はターボ過給機関において発生した圧縮空気熱を
回生ずるための装置に関するものである。
回生ずるための装置に関するものである。
［従来の技術］
従来、この種の内燃機関にはターボチャージャの吸気コ
ンプレッサにより圧縮された大気圧以上の高密度の吸気
か供給される。この吸気を圧縮すると、断熱圧縮により
吸気温が上がり、シリンダ内における充填効率が悪化す
るため、ターボチャージャと内燃機関の間の吸気通路に
吸気を冷却するインタクーラを設けている。
ンプレッサにより圧縮された大気圧以上の高密度の吸気
か供給される。この吸気を圧縮すると、断熱圧縮により
吸気温が上がり、シリンダ内における充填効率が悪化す
るため、ターボチャージャと内燃機関の間の吸気通路に
吸気を冷却するインタクーラを設けている。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、インタクーラでは高温の吸気の保有していた熱
をすべて大気中に放出するため、熱エネルギが無駄にな
るとともに、インタクーラの周囲にラジェータを設置し
ている場合には、インタクーラの放熱によりラジェータ
の冷却能力を低下させる不具合かあった。
をすべて大気中に放出するため、熱エネルギが無駄にな
るとともに、インタクーラの周囲にラジェータを設置し
ている場合には、インタクーラの放熱によりラジェータ
の冷却能力を低下させる不具合かあった。
本発明の目的は、ターボ過給機関において発生した圧縮
空気熱を電気エネルギに回生ずるターボ過給機関の圧縮
空気熱回生装置を提供することにある。
空気熱を電気エネルギに回生ずるターボ過給機関の圧縮
空気熱回生装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の圧縮空気熱回生装
置は、内燃機関のターボチャージャの吸気コンプレッサ
とこのコンプレッサから吐出された圧縮空気を冷却する
インタクーラとを接続する吐出管と、前記吐出管に設け
られ前記圧縮空気圧を検出する圧力センサと、前記吐出
管から分岐して配管された圧縮空気熱回収管と、前記圧
縮空気を前記回収管に流れるように切換え可能な切換弁
と、前記回収管に接続され圧縮空気熱を熱源とするガス
加熱器と大気を冷媒とするガス冷却器と前記加熱器と前
記冷却器の間の作動ガス経路に設けられた再生熱交換器
を含むスターリングエンジンと、前記スターリングエン
ジンのパワーピストンの駆動力により発電する発電機と
、前記圧力センサが所定の値より高い圧力を検出すると
き前記睨換弁を切換えるコントローラとを備えたもので
ある。
置は、内燃機関のターボチャージャの吸気コンプレッサ
とこのコンプレッサから吐出された圧縮空気を冷却する
インタクーラとを接続する吐出管と、前記吐出管に設け
られ前記圧縮空気圧を検出する圧力センサと、前記吐出
管から分岐して配管された圧縮空気熱回収管と、前記圧
縮空気を前記回収管に流れるように切換え可能な切換弁
と、前記回収管に接続され圧縮空気熱を熱源とするガス
加熱器と大気を冷媒とするガス冷却器と前記加熱器と前
記冷却器の間の作動ガス経路に設けられた再生熱交換器
を含むスターリングエンジンと、前記スターリングエン
ジンのパワーピストンの駆動力により発電する発電機と
、前記圧力センサが所定の値より高い圧力を検出すると
き前記睨換弁を切換えるコントローラとを備えたもので
ある。
［作 用］
圧縮空気の圧力が所定値を越えると、コントローラは切
換弁を切換えて高熱の圧縮空気を回収管に導きガス加熱
器の作動ガスを加熱する。スターリングエンジンが始動
し、発電機を駆動して電気エネルギを生じる。
換弁を切換えて高熱の圧縮空気を回収管に導きガス加熱
器の作動ガスを加熱する。スターリングエンジンが始動
し、発電機を駆動して電気エネルギを生じる。
［実施例］
次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳しく説明する
。
。
第１図に示すように、内燃機関１０はターボチャージャ
１１を有する機関であって、その吸気コンプレッサｌｌ
ａとこのコンプレッサｌｌａから吐出された圧縮空気を
冷却するインタクーラ１２とは吐出管１３により接続さ
れる。１５は排気マニホルド、１１ｂは排気タービンで
ある。
１１を有する機関であって、その吸気コンプレッサｌｌ
ａとこのコンプレッサｌｌａから吐出された圧縮空気を
冷却するインタクーラ１２とは吐出管１３により接続さ
れる。１５は排気マニホルド、１１ｂは排気タービンで
ある。
このインタクーラ１２は吸気管１４を介して吸気マニホ
ルド１６に接続される。機関１０の前部とインタクーラ
１２の間にはラジェータ１７が設けられる。吐出管１３
には管内の圧縮空気圧を検出する圧力センサ１８が設け
られ、機関１０のクランク軸前端には回転センサ１９が
設けられる。
ルド１６に接続される。機関１０の前部とインタクーラ
１２の間にはラジェータ１７が設けられる。吐出管１３
には管内の圧縮空気圧を検出する圧力センサ１８が設け
られ、機関１０のクランク軸前端には回転センサ１９が
設けられる。
吐出管１３から分岐して圧縮空気熱回収管２１が配管さ
れる。回収管２１はスターリングエンジン２２のガス加
熱器２３を介して前記インタクーラ１２０入口近傍に接
続される。スターリングエンジン２２のガス冷却器２４
には大気か流出入する冷却管２６が接続され、ガス加熱
器２３とガス冷却器２４の間の作動ガス経路には再生熱
交換器２５が設けられる。
れる。回収管２１はスターリングエンジン２２のガス加
熱器２３を介して前記インタクーラ１２０入口近傍に接
続される。スターリングエンジン２２のガス冷却器２４
には大気か流出入する冷却管２６が接続され、ガス加熱
器２３とガス冷却器２４の間の作動ガス経路には再生熱
交換器２５が設けられる。
この例ではスターリングエンジン２２は対向するパワー
ピストン２７及び２８を備える。ピストン２７により駆
動される軸２７ａにはプーリ３１が固着され、ピストン
２８により駆動される軸２８ａにはプーリ３２が固着さ
れる。両プーリ３１゜３２にはベルト２９が張設され、
プーリ３１と発電機３３のプーリ３３ａには更にベルト
３４が張設される。
ピストン２７及び２８を備える。ピストン２７により駆
動される軸２７ａにはプーリ３１が固着され、ピストン
２８により駆動される軸２８ａにはプーリ３２が固着さ
れる。両プーリ３１゜３２にはベルト２９が張設され、
プーリ３１と発電機３３のプーリ３３ａには更にベルト
３４が張設される。
回収管２１の入口及び出口には切換弁３６及び３７が圧
縮空気を回収管２１に流れるように切換え可能に配設さ
れる。これらの切換弁３６及び３７はそれぞれソレノイ
ド３８及び３９により切換えられ、ソレノイド３８及び
３９はコントローラ４０の制御出力に接続される。コン
トローラ４０の入力には前記圧力センサ１８及び回転セ
ンサ１９が接続される。
縮空気を回収管２１に流れるように切換え可能に配設さ
れる。これらの切換弁３６及び３７はそれぞれソレノイ
ド３８及び３９により切換えられ、ソレノイド３８及び
３９はコントローラ４０の制御出力に接続される。コン
トローラ４０の入力には前記圧力センサ１８及び回転セ
ンサ１９が接続される。
このような構成のターボ過給機関の圧縮空気熱回生装置
の動作を説明する。
の動作を説明する。
内燃機関１０か始動し、機関の回転速度が高まると、タ
ーボチャージャ１１の排気タービン１１ｂの回転速度が
上昇する。吐出管１３の圧力が所定圧Ｐ、（第２図）未
満のときには、コントローラ４０は切換弁３６及び３７
を切換えず、圧縮空気はインタクーラ１２により冷却さ
れて吸気管１４及び吸気マニホルド１６を介して機関１
０に導入される。
ーボチャージャ１１の排気タービン１１ｂの回転速度が
上昇する。吐出管１３の圧力が所定圧Ｐ、（第２図）未
満のときには、コントローラ４０は切換弁３６及び３７
を切換えず、圧縮空気はインタクーラ１２により冷却さ
れて吸気管１４及び吸気マニホルド１６を介して機関１
０に導入される。
機関１０の回転速度が更に高まり、過給圧が上昇し、コ
ンプレッサｌｌａの吐出管１３の圧力が所定圧Ｐ、に達
すると、圧力センサ１８及び回転センサ１９の出力によ
りコントローラ４０はソレノイド３８及び３９を作動し
て切換弁３６及び３７を切換える。第３図の斜線領域は
切換弁３６及び３７の切換わる機関回転速度範囲を示す
。
ンプレッサｌｌａの吐出管１３の圧力が所定圧Ｐ、に達
すると、圧力センサ１８及び回転センサ１９の出力によ
りコントローラ４０はソレノイド３８及び３９を作動し
て切換弁３６及び３７を切換える。第３図の斜線領域は
切換弁３６及び３７の切換わる機関回転速度範囲を示す
。
これにより、１４０〜１８０℃の高熱の圧縮空気が回収
管２１に導入しガス加熱器２３の作動ガスを加熱する。
管２１に導入しガス加熱器２３の作動ガスを加熱する。
ガス冷却器２４には常温の大気か流れる。この温度差に
より、例えば１時間当り２５０万キロカロリーの熱量が
加熱器２３に供給される。スターリングエンジン２２の
プーリ３２を図外のスタータモータにより始動すると、
ピストン２７及び２８が往復動を開始する。ベルト３４
を介してプーリ３３ａか駆動され、発電機３３から電気
エネルギを生じる。ガス加熱器２３を通過した吸気はイ
ンタクーラ１２で冷却され、吸気管１４及び吸気マニホ
ルド１６を通って機関１０に供給される。
より、例えば１時間当り２５０万キロカロリーの熱量が
加熱器２３に供給される。スターリングエンジン２２の
プーリ３２を図外のスタータモータにより始動すると、
ピストン２７及び２８が往復動を開始する。ベルト３４
を介してプーリ３３ａか駆動され、発電機３３から電気
エネルギを生じる。ガス加熱器２３を通過した吸気はイ
ンタクーラ１２で冷却され、吸気管１４及び吸気マニホ
ルド１６を通って機関１０に供給される。
なお、上記例で示したスターリングエンジンの型式は一
例であって、他の型式のものを用いることもできる。
例であって、他の型式のものを用いることもできる。
また、上記例では切換弁のアクチュエータとしてソレノ
イドを用いたが、エアシリンダ、油圧シリンダ等の他の
アクチュエータを用いてもよい。
イドを用いたが、エアシリンダ、油圧シリンダ等の他の
アクチュエータを用いてもよい。
［発明の効果］
以上述べたように、従来、ターボチャージャにより高温
になった圧縮空気はインタクーラにより冷却され、圧縮
空気が保有していた高熱は大気に放散されて無駄にされ
ていたものが、本発明によれば、圧縮空気が保有してい
た熱エネルギをスターリングエンジンにより電気エネル
ギに変換して回生ずることができる。
になった圧縮空気はインタクーラにより冷却され、圧縮
空気が保有していた高熱は大気に放散されて無駄にされ
ていたものが、本発明によれば、圧縮空気が保有してい
た熱エネルギをスターリングエンジンにより電気エネル
ギに変換して回生ずることができる。
またスターリングエンジンのガス加熱器で吸気温度が低
下するため、インタクーラを小型化することが可能とな
る。
下するため、インタクーラを小型化することが可能とな
る。
第１図は本発明一実施例ターボ過給機関の圧縮空気熱回
生装置の構成図。 第２図は圧縮空気圧に基づいた切換弁の作動領域を示す
図。 第３図は機関の回転速度に基づいた切換弁の作動領域を
示す図。 １０：内燃機関、 １１：ターボチャージャ、 １１ａ：吸気コンプレッサ、 １２：インタクーラ、 １３：吐出管、 ２１：圧縮空気熱回収管、 ２２ニスターリングエンジン、 ２３：ガス加熱器、 ２４：ガス冷却器、 ２５：再生熱交換器、 ２７．２８：パワーピストン、 ３３：発電機、 ３６．３７：切換弁、 ４０：コントローラ。 ・′、むし７
生装置の構成図。 第２図は圧縮空気圧に基づいた切換弁の作動領域を示す
図。 第３図は機関の回転速度に基づいた切換弁の作動領域を
示す図。 １０：内燃機関、 １１：ターボチャージャ、 １１ａ：吸気コンプレッサ、 １２：インタクーラ、 １３：吐出管、 ２１：圧縮空気熱回収管、 ２２ニスターリングエンジン、 ２３：ガス加熱器、 ２４：ガス冷却器、 ２５：再生熱交換器、 ２７．２８：パワーピストン、 ３３：発電機、 ３６．３７：切換弁、 ４０：コントローラ。 ・′、むし７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 内燃機関のターボチャージャの吸気コンプレッサとこの
コンプレッサから吐出された圧縮空気を冷却するインタ
クーラとを接続する吐出管と、前記吐出管に設けられ前
記圧縮空気圧を検出する圧力センサと、 前記吐出管から分岐して配管された圧縮空気熱回収管と
、 前記圧縮空気を前記回収管に流れるように切換え可能な
切換弁と、 前記回収管に接続され圧縮空気熱を熱源とするガス加熱
器と大気を冷媒とするガス冷却器と前記加熱器と前記冷
却器の間の作動ガス経路に設けられた再生熱交換器を含
むスターリングエンジンと、前記スターリングエンジン
のパワーピストンの駆動力により発電する発電機と、 前記圧力センサが所定の値より高い圧力を検出するとき
前記切換弁を切換えるコントローラとを備えたターボ過
給機関の圧縮空気熱回生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2249791A JPH04128541A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | ターボ過給機関の圧縮空気熱回生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2249791A JPH04128541A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | ターボ過給機関の圧縮空気熱回生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04128541A true JPH04128541A (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=17198277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2249791A Pending JPH04128541A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | ターボ過給機関の圧縮空気熱回生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04128541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100356050B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2002-10-12 | 현대자동차주식회사 | 배기가스를 이용한 전기공급장치 |
| WO2012014401A1 (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンの中間冷却装置、これを用いたガスタービン |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP2249791A patent/JPH04128541A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100356050B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2002-10-12 | 현대자동차주식회사 | 배기가스를 이용한 전기공급장치 |
| WO2012014401A1 (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンの中間冷却装置、これを用いたガスタービン |
| JP2012031729A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタービンの中間冷却装置、これを用いたガスタービン |
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