JPH05340241A - 特に自動車用の駆動ユニット - Google Patents
特に自動車用の駆動ユニットInfo
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- JPH05340241A JPH05340241A JP5030646A JP3064693A JPH05340241A JP H05340241 A JPH05340241 A JP H05340241A JP 5030646 A JP5030646 A JP 5030646A JP 3064693 A JP3064693 A JP 3064693A JP H05340241 A JPH05340241 A JP H05340241A
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- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
- F01K11/04—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the boilers or condensers being rotated in use
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B27/00—Instantaneous or flash steam boilers
- F22B27/12—Instantaneous or flash steam boilers built-up from rotary heat-exchange elements, e.g. from tube assemblies
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジンと、排気ガスに含まれるエネルギを
利用する排熱タービンユニットを備え、改善された自動
車用の駆動ユニットを提供する。 【構成】 排熱タービンユニットにはエンジン２の排気
ガスが外側２３から当たる中空体として形成された回転
シリンダがある。シリンダ１５の内側４８に装置２１に
よって蒸気に変換できる液状媒体が導入できる。この媒
体は蒸気タービン中で負荷により膨張する。得られた出
力は歯車機構によってエンジンのクランク軸に導入され
る。
利用する排熱タービンユニットを備え、改善された自動
車用の駆動ユニットを提供する。 【構成】 排熱タービンユニットにはエンジン２の排気
ガスが外側２３から当たる中空体として形成された回転
シリンダがある。シリンダ１５の内側４８に装置２１に
よって蒸気に変換できる液状媒体が導入できる。この媒
体は蒸気タービン中で負荷により膨張する。得られた出
力は歯車機構によってエンジンのクランク軸に導入され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンと、排気ガ
スエネルギを評価する排熱ユニットとを備え、排気ガス
の熱によって気化可能な液状媒体から生じた蒸気が作業
放出で膨張する蒸気タービンが前記排熱ユニットにあ
り、この排熱ユニットには、排気ガスが外側に印加す
る、中空体として形成された回転シリンダ、シリンダの
内室に気化可能な液状媒体を導入する装置、発生した蒸
気をシリンダから後続する蒸気タービンに導く手段およ
び少なくともシリンダが支承されているケーシングを有
する、特に自動車用の駆動ユニットに関する。
スエネルギを評価する排熱ユニットとを備え、排気ガス
の熱によって気化可能な液状媒体から生じた蒸気が作業
放出で膨張する蒸気タービンが前記排熱ユニットにあ
り、この排熱ユニットには、排気ガスが外側に印加す
る、中空体として形成された回転シリンダ、シリンダの
内室に気化可能な液状媒体を導入する装置、発生した蒸
気をシリンダから後続する蒸気タービンに導く手段およ
び少なくともシリンダが支承されているケーシングを有
する、特に自動車用の駆動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガスタービン、蒸気発生機およびス
チームエンジンに可憐して、エンジンの消費エネルギを
回収する方法は、オーストリヤ国特許第 138 943号明細
書により公知である。この方法では、エンジンの排気ガ
スの圧力を先ず排気ガスタービン中で評価し、その後、
冷媒を加熱するのに排気ガスの熱を利用する。しかし、
この方法で知られている難点は、排気ガスの熱の利用が
エンジンの有効出力に余り影響を与えず、冷却水を加熱
する時の排気ガスの熱エネルギの値がエンジンの直後の
排気ガス系に入る時の排気ガスにある熱エネルギの値よ
り相当小さい点にある。
チームエンジンに可憐して、エンジンの消費エネルギを
回収する方法は、オーストリヤ国特許第 138 943号明細
書により公知である。この方法では、エンジンの排気ガ
スの圧力を先ず排気ガスタービン中で評価し、その後、
冷媒を加熱するのに排気ガスの熱を利用する。しかし、
この方法で知られている難点は、排気ガスの熱の利用が
エンジンの有効出力に余り影響を与えず、冷却水を加熱
する時の排気ガスの熱エネルギの値がエンジンの直後の
排気ガス系に入る時の排気ガスにある熱エネルギの値よ
り相当小さい点にある。
【０００３】更に、エンジンと、排気ガス中に含まれる
エネルギを利用する排熱タービンユニットとを備えた同
類の駆動ユニットもドイツ特許第 33 26 992 C1 号明細
書により公知である。この駆動ユニットはエンジンの排
気ガスエネルギを利用するため以前より知られている能
力を提供する。
エネルギを利用する排熱タービンユニットとを備えた同
類の駆動ユニットもドイツ特許第 33 26 992 C1 号明細
書により公知である。この駆動ユニットはエンジンの排
気ガスエネルギを利用するため以前より知られている能
力を提供する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、指
定されたあるいは小容量エンジンの燃料消費と出力を最
適にするため、前記駆動ユニットを更に改良することに
ある。
定されたあるいは小容量エンジンの燃料消費と出力を最
適にするため、前記駆動ユニットを更に改良することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の駆動ユニットにあって、エ
ンジン２の不安定な部分負荷領域でシリンダが熱エネル
ギ貯蔵機として形成され、エンジン２に対する負荷要請
が高いと蒸発過程が作動するようにエンジン２の排気ガ
スがシリンダに１５に印加することによって解決されて
いる。
により、冒頭に述べた種類の駆動ユニットにあって、エ
ンジン２の不安定な部分負荷領域でシリンダが熱エネル
ギ貯蔵機として形成され、エンジン２に対する負荷要請
が高いと蒸発過程が作動するようにエンジン２の排気ガ
スがシリンダに１５に印加することによって解決されて
いる。
【０００６】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００７】
【作用】研究によれば、スパーク点火型、 3000 ccm の
排気容量、排熱ユニット装備、４気筒エンジンの出力は
170 Kw であって、排熱ユニット非装備で 150 Kw であ
る。この場合、出力が高くなると、その燃料消費はＥＣ
Ｅ試験（＝ European City Economy Test)で約 15 ％ほ
ど低減する。このエンジンの排気容量を燃料消費のため
少なくすると、エンジンは適当に大きな排気容量のエン
ジンの圧縮率と同じ程度の圧縮率を有する。
排気容量、排熱ユニット装備、４気筒エンジンの出力は
170 Kw であって、排熱ユニット非装備で 150 Kw であ
る。この場合、出力が高くなると、その燃料消費はＥＣ
Ｅ試験（＝ European City Economy Test)で約 15 ％ほ
ど低減する。このエンジンの排気容量を燃料消費のため
少なくすると、エンジンは適当に大きな排気容量のエン
ジンの圧縮率と同じ程度の圧縮率を有する。
【０００８】シリンダを逆流熱交換機として構成する
と、排気ガス・エネルギを部分的に保管するできる。即
ち、排気ガスの導入部と排気ガスの排出部の間に温度勾
配が生じる。この温度勾配は排熱ユニットの機能を更に
良好にする。その場合、逆流熱交換機はシリンダとシリ
ンダを取り巻くケーシングで与えられたスペース状況に
基づき目的論的に実現できる。
と、排気ガス・エネルギを部分的に保管するできる。即
ち、排気ガスの導入部と排気ガスの排出部の間に温度勾
配が生じる。この温度勾配は排熱ユニットの機能を更に
良好にする。その場合、逆流熱交換機はシリンダとシリ
ンダを取り巻くケーシングで与えられたスペース状況に
基づき目的論的に実現できる。
【０００９】シリンダの内側を円錐状に形成しているの
で、蓄えた熱量を意図したように解放できる。何故な
ら、ポンプを制御してこの内側に一定の充填が行われる
からである。
で、蓄えた熱量を意図したように解放できる。何故な
ら、ポンプを制御してこの内側に一定の充填が行われる
からである。
【００１０】シリンダの外側の表面はリブ（針状の舌
部、スパイラル状のリブ等）を付けたり、あるいは触媒
被覆によって触媒を形成する。この触媒は、制御して冷
却するため（蒸発による内部冷却）、シリンダヘッドの
近くに装着できる。このことは始動特性に好ましい影響
を与える。更に、冷却作用により触媒の劣化特性に良好
な影響を与える。最後に、エンジンのガス交換流はシリ
ンダの表面によって、場合によっては、偏向板、噴射穴
等を嵌め込み、排熱タービン・ユニットが音波減衰機と
しても働くように平滑化される。排熱タービン・ユニッ
トを適当に企画した場合、触媒と排気ガス装置の通常の
経費が少なくとも低減できる。
部、スパイラル状のリブ等）を付けたり、あるいは触媒
被覆によって触媒を形成する。この触媒は、制御して冷
却するため（蒸発による内部冷却）、シリンダヘッドの
近くに装着できる。このことは始動特性に好ましい影響
を与える。更に、冷却作用により触媒の劣化特性に良好
な影響を与える。最後に、エンジンのガス交換流はシリ
ンダの表面によって、場合によっては、偏向板、噴射穴
等を嵌め込み、排熱タービン・ユニットが音波減衰機と
しても働くように平滑化される。排熱タービン・ユニッ
トを適当に企画した場合、触媒と排気ガス装置の通常の
経費が少なくとも低減できる。
【００１１】
【実施例】以下では、添付図面を参照してこの発明をよ
り詳しく説明する。図１は、自動車を駆動したり、場合
によっては停止している状態で動作する駆動ユニット１
は、水冷エンジン２と排熱ユニット３を保有する。排熱
ユニット３は４つのシリンダ 5/I, 5/II, 5/III と 5/I
V を有するエンジン２の排出通路４に通じている。スパ
ーク点火型のエンジンは基本体６，シリンダ・クランク
・ケース７およびシリンダ・ヘッド８によって形成され
る。各シリンダ、例えば 5/1には、ピストン９が軸方向
に移動可能に導入され、連接棒１０によってクランク軸
１１に連結している。
り詳しく説明する。図１は、自動車を駆動したり、場合
によっては停止している状態で動作する駆動ユニット１
は、水冷エンジン２と排熱ユニット３を保有する。排熱
ユニット３は４つのシリンダ 5/I, 5/II, 5/III と 5/I
V を有するエンジン２の排出通路４に通じている。スパ
ーク点火型のエンジンは基本体６，シリンダ・クランク
・ケース７およびシリンダ・ヘッド８によって形成され
る。各シリンダ、例えば 5/1には、ピストン９が軸方向
に移動可能に導入され、連接棒１０によってクランク軸
１１に連結している。
【００１２】排熱ユニットは、エンジン２の排気ガスに
内在するエネルギを利用するために使用される。その場
合、得られた出力（これは、出力を上昇させたり、燃料
消費を低減させるため使用できる）はエンジン２の記号
１２で、主としてクランク軸１１に導入される。これに
対して、出力を放出する出力軸１３とクランク軸１１の
間に減速機１４が設けてあり、減速機は、、この実施例
の場合、エンドレス部材（チエーン、タイミングベルト
等）である（図１）。
内在するエネルギを利用するために使用される。その場
合、得られた出力（これは、出力を上昇させたり、燃料
消費を低減させるため使用できる）はエンジン２の記号
１２で、主としてクランク軸１１に導入される。これに
対して、出力を放出する出力軸１３とクランク軸１１の
間に減速機１４が設けてあり、減速機は、、この実施例
の場合、エンドレス部材（チエーン、タイミングベルト
等）である（図１）。
【００１３】排熱ユニット３は、中空体に形成され、円
形断面を有する回転シリンダ１５を有し、このシリンダ
１５はアルミニウム合金製であり、同じように円形断面
を有する、例えば金属材料製のケース１６の中に配設さ
れている。
形断面を有する回転シリンダ１５を有し、このシリンダ
１５はアルミニウム合金製であり、同じように円形断面
を有する、例えば金属材料製のケース１６の中に配設さ
れている。
【００１４】更に、シリンダ１５は軸１７を経由してこ
の軸に後続する蒸気タービン１８に連結する。この蒸気
タービンは出力軸を歯車１４によって駆動する。蒸気タ
ービン１８には、凝縮機１９，ポンプ２０、およびエン
ジンの運転時にシリンダ１５の内部空間２２に液状媒体
を導入できる装置が後続している。この液状媒体は、シ
リンダ１５にその外側２３で排気ガスを介して導入され
る熱エネルギがシリンダ１５によって蓄えられると、気
化し、出力となって蒸気タービン・ユニット１８中で膨
張する。気化した媒体は穴２４を通過して蒸気タービン
１８に入る。この媒体は閉じた循環路を循環するか、あ
るいはエンジン２の冷媒に引き取られることになる。
の軸に後続する蒸気タービン１８に連結する。この蒸気
タービンは出力軸を歯車１４によって駆動する。蒸気タ
ービン１８には、凝縮機１９，ポンプ２０、およびエン
ジンの運転時にシリンダ１５の内部空間２２に液状媒体
を導入できる装置が後続している。この液状媒体は、シ
リンダ１５にその外側２３で排気ガスを介して導入され
る熱エネルギがシリンダ１５によって蓄えられると、気
化し、出力となって蒸気タービン・ユニット１８中で膨
張する。気化した媒体は穴２４を通過して蒸気タービン
１８に入る。この媒体は閉じた循環路を循環するか、あ
るいはエンジン２の冷媒に引き取られることになる。
【００１５】ハウジング１６とシリンダ１５の外側２３
の間には、エンジンの排気ガスを軸方向に案内するため
に形成されたリング室２５がある。従って、シリンダヘ
ッド１８のできる限り近くに配設されているシリンダ１
５は、エンジン２の非静止部分領域で排熱エネルギの大
部分を蓄える。このエネルギは、取り分け高い出力を必
要とする場合、気化過程を作動させるためにエンジンで
利用される。
の間には、エンジンの排気ガスを軸方向に案内するため
に形成されたリング室２５がある。従って、シリンダヘ
ッド１８のできる限り近くに配設されているシリンダ１
５は、エンジン２の非静止部分領域で排熱エネルギの大
部分を蓄える。このエネルギは、取り分け高い出力を必
要とする場合、気化過程を作動させるためにエンジンで
利用される。
【００１６】シリンダ１５はシリンダ壁２６を有する全
面が閉じた本体である。この本体の両端には、第一端面
２７と第二端面２８がある。端面２７と２８は軸受軸２
９を担持している。この軸受軸２９はケーシングの端面
３３，３４のボールベアリング３１，３２と協働する。
従って、ケーシング１６も同じように閉じた本体であ
る。
面が閉じた本体である。この本体の両端には、第一端面
２７と第二端面２８がある。端面２７と２８は軸受軸２
９を担持している。この軸受軸２９はケーシングの端面
３３，３４のボールベアリング３１，３２と協働する。
従って、ケーシング１６も同じように閉じた本体であ
る。
【００１７】シリンダ１５とケーシング１６は逆流熱交
換機３５として形成されている。この場合、エンジン２
の排気ガスは、シリンダ１５の軸方向Ｂに見て、軸方向
Ｂ−Ｂに垂直に延びる第一面３６から外側２３に方向Ｃ
に向けて印加する。そして、気化する媒体は間隔を置い
た第二面３７から（これは面３６に平行に延びる）装置
２１によって方向Ｄに導入される。
換機３５として形成されている。この場合、エンジン２
の排気ガスは、シリンダ１５の軸方向Ｂに見て、軸方向
Ｂ−Ｂに垂直に延びる第一面３６から外側２３に方向Ｃ
に向けて印加する。そして、気化する媒体は間隔を置い
た第二面３７から（これは面３６に平行に延びる）装置
２１によって方向Ｄに導入される。
【００１８】排気ガスはタービンホィール３８を介して
リング室に導入される。この場合、上記タービンホィー
ルはシリンダ１５に固定連結されている。シリンダ 5/
I, 5/II, 5/III および 5/IV の排気ガスは束にされ
て、エンジン２の排気ガス導管３９によってタービンホ
ィール３８に導入される。この排気ガス導管３９には、
個々のシリンダの排気ガスをグループ状にまとめて排気
ガス入口４２を経由して逆流熱交換機に導く導管部分４
０，４１がある。つまり、例えばシリンダ 5/Iと5/IVお
よびシリンダ5/IIと 5/IIIはそれぞれ一つのグループを
形成する。これ等の排気ガスはそれぞれ排気ガス導管部
分４０あるいは４１を経由して排気ガス出口４２に流れ
る。
リング室に導入される。この場合、上記タービンホィー
ルはシリンダ１５に固定連結されている。シリンダ 5/
I, 5/II, 5/III および 5/IV の排気ガスは束にされ
て、エンジン２の排気ガス導管３９によってタービンホ
ィール３８に導入される。この排気ガス導管３９には、
個々のシリンダの排気ガスをグループ状にまとめて排気
ガス入口４２を経由して逆流熱交換機に導く導管部分４
０，４１がある。つまり、例えばシリンダ 5/Iと5/IVお
よびシリンダ5/IIと 5/IIIはそれぞれ一つのグループを
形成する。これ等の排気ガスはそれぞれ排気ガス導管部
分４０あるいは４１を経由して排気ガス出口４２に流れ
る。
【００１９】エンジンの排気ガス・エネルギをできる限
り捕捉して利用するように、排気ガス導管３９は熱輻射
に対して適当な手段で絶縁されている。シリンダ１５の
外面２３には、熱伝導を高めるため、表面を拡張する楔
状リブ４５（図５）が設けてある。楔状リブ４５の代わ
りに、他のリブ、例えば針状リブ４６，円柱状あるいは
円錐状（第６図）あるいはスパイラス・リブ４７（図
７）も使用できる。
り捕捉して利用するように、排気ガス導管３９は熱輻射
に対して適当な手段で絶縁されている。シリンダ１５の
外面２３には、熱伝導を高めるため、表面を拡張する楔
状リブ４５（図５）が設けてある。楔状リブ４５の代わ
りに、他のリブ、例えば針状リブ４６，円柱状あるいは
円錐状（第６図）あるいはスパイラス・リブ４７（図
７）も使用できる。
【００２０】シリンダ１５の内部空間２２あるいはその
内面４８は軸方向Ｂ−Ｂに見て円錐状に先細りになって
いる。この場合、第二端面２８のところの直径Ｄ1 は第
一端面２７に隣接する内径Ｄ2 より大きい。内面２２の
円錐状先細りは 1： 25 〜 1: 35 の程度内にある。こ
の比較的小さい円錐性によってシリンダの充填度を制御
でき、蓄えた熱エネルギを蒸気発生に合わせて解放でき
る（図３の媒体レベル４９）。更に、シリンダの外面２
３の表面は大きさに関して最適にされ、触媒被覆が付け
てある。従って、排熱ユニット３は触媒としても働く。
内面４８は軸方向Ｂ−Ｂに見て円錐状に先細りになって
いる。この場合、第二端面２８のところの直径Ｄ1 は第
一端面２７に隣接する内径Ｄ2 より大きい。内面２２の
円錐状先細りは 1： 25 〜 1: 35 の程度内にある。こ
の比較的小さい円錐性によってシリンダの充填度を制御
でき、蓄えた熱エネルギを蒸気発生に合わせて解放でき
る（図３の媒体レベル４９）。更に、シリンダの外面２
３の表面は大きさに関して最適にされ、触媒被覆が付け
てある。従って、排熱ユニット３は触媒としても働く。
【００２１】第８図はシリンダ１５に蓄えた熱量を示す
グラフを示す。縦軸には、シリンダ１５の出力状態ＬZ
（あるいは温度変化）が記入され、横軸には時間Ｔが記
入されている。第一下部水平直線５０はシリンダ１５の
出力状態の最低温度ＴＭｉを示し、第二上部水平直線５
１は最高温度ＴＭａを示す。直線５２は０から上昇し、
シリンダ１５の加熱期間Ａｐで直線５０と交差し、次い
で直線５１に達する。直線５３は、液状媒体が最低温度
ＴＭｉと最高温度ＴＭａの間の範囲で噴射し、容器１５
の過加熱を防止するため、液状媒体が最高温度ＴＭａに
達した時、制御された噴射される時の作用を表す。
グラフを示す。縦軸には、シリンダ１５の出力状態ＬZ
（あるいは温度変化）が記入され、横軸には時間Ｔが記
入されている。第一下部水平直線５０はシリンダ１５の
出力状態の最低温度ＴＭｉを示し、第二上部水平直線５
１は最高温度ＴＭａを示す。直線５２は０から上昇し、
シリンダ１５の加熱期間Ａｐで直線５０と交差し、次い
で直線５１に達する。直線５３は、液状媒体が最低温度
ＴＭｉと最高温度ＴＭａの間の範囲で噴射し、容器１５
の過加熱を防止するため、液状媒体が最高温度ＴＭａに
達した時、制御された噴射される時の作用を表す。
【００２２】排熱ユニット３を駆動したり制御するた
め、制御装置５４は温度センサ５５によって逆流熱交換
機３５に接続している（第３図）。制御装置５４は再び
エンジン２のスロットル弁５６とポンプ２０に接続して
いる。 機能の説明 排熱ユニット３を運転するには、三つの異なる運転状態
がある。 運転状態Ｉ シリンダ１５の熱エネルギの負荷状態は最低温度ＴＭｉ
以下にある。
め、制御装置５４は温度センサ５５によって逆流熱交換
機３５に接続している（第３図）。制御装置５４は再び
エンジン２のスロットル弁５６とポンプ２０に接続して
いる。 機能の説明 排熱ユニット３を運転するには、三つの異なる運転状態
がある。 運転状態Ｉ シリンダ１５の熱エネルギの負荷状態は最低温度ＴＭｉ
以下にある。
【００２３】エンジン２が始動すると、シリンダ１５は
排気ガスによって加熱される。排気ガスの入口４２と排
気ガスの出口４２′の間に温度勾配が生じる。加熱期間
の間には、液状媒体の噴射は行われない。センサ５４に
よって、シリンダの負荷状態（蓄えた熱エネルギ）が求
まる。シリンダ１５は最低温度ＴＭｉに達すると、直ぐ
制御装置５４とポンプ２０が動作する。
排気ガスによって加熱される。排気ガスの入口４２と排
気ガスの出口４２′の間に温度勾配が生じる。加熱期間
の間には、液状媒体の噴射は行われない。センサ５４に
よって、シリンダの負荷状態（蓄えた熱エネルギ）が求
まる。シリンダ１５は最低温度ＴＭｉに達すると、直ぐ
制御装置５４とポンプ２０が動作する。
【００２４】運転状態 II シリンダ１５の熱エネルギの負荷状態は最低温度ＴＭｉ
と最高温度ＴＭａの間にある。
と最高温度ＴＭａの間にある。
【００２５】液状媒体の噴射は、エンジン２に負荷要求
（加速度）が上昇する場合に行われる。誘導量として、
スロットル弁５６の角度検出信号が使用される。液状媒
体の噴射量、場合によっては、噴射時間もスロットル弁
の傾き角度、その調節速度およびその調節量によって決
まる。気化した媒体はタービン１８に入る。こうして、
一定の時間間隔にわたってエンジン２のタービン１８と
ギヤ１４を介して出力が導入される。これは加速補助の
機能を有する。ブースターとも賞される。
（加速度）が上昇する場合に行われる。誘導量として、
スロットル弁５６の角度検出信号が使用される。液状媒
体の噴射量、場合によっては、噴射時間もスロットル弁
の傾き角度、その調節速度およびその調節量によって決
まる。気化した媒体はタービン１８に入る。こうして、
一定の時間間隔にわたってエンジン２のタービン１８と
ギヤ１４を介して出力が導入される。これは加速補助の
機能を有する。ブースターとも賞される。
【００２６】運転状態 III シリンダ１５の熱エネルギの負荷状態は最高温度ＴＭａ
に達する。液状媒体の噴射は、最高温度ＴＭａが得られ
るように制御される。その場合、シリンダ１５が過加熱
されないことを守る。このことは、触媒作用に関しても
重要である。
に達する。液状媒体の噴射は、最高温度ＴＭａが得られ
るように制御される。その場合、シリンダ１５が過加熱
されないことを守る。このことは、触媒作用に関しても
重要である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によって
得られる利点は、排熱ユニットを装備した既存のエンジ
ンが同じように既存の自動車をより良く加速するため、
燃料を相当節約する点にある。
得られる利点は、排熱ユニットを装備した既存のエンジ
ンが同じように既存の自動車をより良く加速するため、
燃料を相当節約する点にある。
【図１】エンジンと排熱ユニットを備えた自動車の駆動
ユニットの平面図である。
ユニットの平面図である。
【図２】前記駆動ユニットの側面図である。
【図３】図２の矢印Ａに見た横断面図である。
【図４】図３の個別部品Ｘの拡大断面図である。
【図５】図４の線分Ｖ−Ｖに見た拡大断面図である。
【図６】図５の部分斜視図である。
【図７】図５の部分斜視図である。
【図８】排熱ユニットのシリンダに蓄えられた熱エネル
ギの温度変化に関するグラフである。
ギの温度変化に関するグラフである。
【符号の説明】 １ 駆動ユニット ２ エンジン ３ 排熱ユニット ４ 排出チャンネル ５/1〜５/IV ，１５ シリンダ ６ 基本体 ７ シリンダ・クランク・ケーシング ８ シリンダ・ヘッド ９ ピストン １０ 連接棒 １１ クランク軸 １６ ケーシング ２１ 装置 ２２ 内室 ２３ シリンダの外側 ３５ 逆流熱交換機 ３６ 第一側面 ３７ 第二側面 ３９ 排気ガス導管 ４０，４１ 導管部分 ４８ 内側 ５４ 制御装置 ５５ 温度センサ ５６ スロットル弁
Claims (14)
- 【請求項１】 エンジンと、排気ガスエネルギを評価す
る排熱ユニットとを備え、排気ガスの熱によって気化可
能な液状媒体から生じた蒸気が作業放出で膨張する蒸気
タービンが前記排熱ユニットにあり、この排熱ユニット
には、排気ガスが外側に印加する、中空体として形成さ
れた回転シリンダ、シリンダの内室に気化可能な液状媒
体を導入する装置、発生した蒸気をシリンダから後続す
る蒸気タービンに導く手段および少なくともシリンダが
支承されているケーシングを有する、特に自動車用の駆
動ユニットにおいて、エンジン（２）の不安定な部分負
荷領域でシリンダが熱エネルギ貯蔵機として形成され、
エンジン（２）に対する負荷要請が高いと蒸発過程が作
動するようにエンジン（２）の排気ガスがシリンダに
（１５）に印加することを特徴とする駆動ユニット。 - 【請求項２】 シリンダ（１５）とこのシリンダを取り
巻くケーシング（１６）は逆流熱交換機（３５）として
形成され、シリンダ（１５）の軸方向に見て、排気ガス
がシリンダの外側（２３）に第一側面（３６）から（方
向Ｃに向けて）印加し、気化可能な媒体は対向する第二
側面（３７）から（方向Ｄに向けて）排気ガス流方向に
逆らって装置（２１）によりシリンダ（１５）の内室
（２２）に導入されることを特徴とする請求項１に記載
の駆動ユニット。 - 【請求項３】 多気筒エンジンを備え、エンジンの多数
のシリンダ（５/I;５/II; ５/III; ５/IV)の排気ガス
は排気ガス導管（３９）を経由して集められ、第一側面
（３６）に次いで排熱ユニット（３）のシリンダ（１
５）に導入されることを特徴とする請求項１または２に
記載の駆動ユニット。 - 【請求項４】 エンジンの個別シリンダの排気ガスは一
緒にして（例えば、５/Iと５/IV および５/II と５/II
I) 導入され、排気ガス導管（３９）の導管部分（４
０，４１）を経由してシリンダ（１５）に導入されるこ
とを特徴とする請求項３に記載の駆動ユニット。 - 【請求項５】 排気ガス導管（３９）は熱輻射に対して
絶縁されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動
ユニット。 - 【請求項６】 シリンダ（１５）の外側（２３）には、
楔状リブ（４５），針状リブ（４６），スパイラル・リ
ブ（４７）等のような表面を広げる装置が設けてあるこ
とを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の駆動
ユニット。 - 【請求項７】 シリンダ（１５）の内側（４８）は少な
くともその軸方向の長さの一部にわたって（軸方向Ｂ−
Ｂ）円錐状に先細りになっていて、第二側面（３７）の
ところの内径（Ｄ1 ）は第一側面（３６）のところの内
径（Ｄ2 ）より大きいことを特徴とする請求項１〜６の
何れか１項に記載の駆動ユニット。 - 【請求項８】 内側（４８）の先細り部分は約１： 20
〜１： 40 の程度であることを特徴とする請求項７に記
載の駆動ユニット。 - 【請求項９】 触媒作用を得るため、シリンダ（１５）
の表面はその外面（２３）で大きさに関して最適にさ
れ、上記表面に触媒層が設けてあることを特徴とする請
求項８に記載の駆動ユニット。 - 【請求項１０】 シリンダ（１５）はエンジン（２）の
シリンダヘッド（８）のできる限り近くに配設されてい
ることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の
駆動ユニット。 - 【請求項１１】 エンジンと、排気ガスエネルギを評価
する排熱ユニットとを備え、排気ガスの熱によって気化
可能な液状媒体から生じた蒸気が作業放出で膨張する蒸
気タービンが前記排熱ユニットにあり、この排熱ユニッ
トには、排気ガスが外側に印加する、中空体として形成
された回転シリンダ、シリンダの内室に気化可能な液状
媒体を導入する装置、発生した蒸気をシリンダから後続
する蒸気タービンに導く手段および少なくともシリンダ
が支承されているケーシングを有する、特に自動車用の
駆動ユニットにおいて、シリンダ（１５）とこのシリン
ダを取り巻くケーシング（１６）は逆流熱交換機（３
５）として形成され、シリンダ（１５）の軸方向に見
て、排気ガスがシリンダの外側（２３）に第一側面（３
６）から（方向Ｃに向けて）印加し、気化可能な媒体は
対向する第二側面（３９）から（方向Ｄに向けて）排気
ガス流方向に逆らって装置（２０）により内室（２２）
に導入されることを特徴とする駆動ユニット。 - 【請求項１２】 液状媒体がポンプによってシリンダに
噴射され、前記ポンプが温度に依存する制御装置に接続
し、制御装置（５４）が逆流熱交換機（３５）の温度を
測定する一つまたはそれ以上の温度センサと協働し、エ
ンジン（２）のスロットル弁の角度検出信号によってポ
ンプ（２０）を介して液状媒体を噴射するのに影響を与
えることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記
載の駆動ユニット。 - 【請求項１３】 制御装置は逆流熱交換機（３５）の一
定の最低温度（ＴＭｉ）と一定の最高温度（ＴＭａ）の
間で作動することを特徴とする請求項１２に記載の駆動
ユニット。 - 【請求項１４】 逆流熱交換機（３５）の最高温度（Ｔ
Ｍａ）の範囲で、液状媒体の制御された噴射はポンプ
（２０）によって行われることを特徴とする請求項１〜
１３の何れか１項に記載の駆動ユニット。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4205240:8 | 1992-02-21 | ||
| DE4205240A DE4205240A1 (de) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Antriebsaggregat, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340241A true JPH05340241A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=6452215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5030646A Withdrawn JPH05340241A (ja) | 1992-02-21 | 1993-02-19 | 特に自動車用の駆動ユニット |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0556568A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05340241A (ja) |
| KR (1) | KR930018130A (ja) |
| DE (1) | DE4205240A1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031335A1 (fr) | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif de conduite de vehicule |
| US6761030B2 (en) | 1999-12-10 | 2004-07-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Waste heat recovery device of multi-cylinder internal combustion engine |
| US7055315B2 (en) | 2000-01-21 | 2006-06-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Heat exchangers of multiple cylinder internal combustion engine |
| US7056251B2 (en) | 2000-10-10 | 2006-06-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle |
| WO2008016234A1 (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Seiji Ishibe | System for using waste energy of hybrid vehicle comprising inner combustion engine, hybrid system, and system for using waste energy of inner combustion engine for generating electric energy |
| US20100083530A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Wyssmont Co. Inc. | System and method for drying and torrefaction |
| US8276289B2 (en) | 2009-03-27 | 2012-10-02 | Terra Green Energy, Llc | System and method for preparation of solid biomass by torrefaction |
| US8449724B2 (en) | 2009-08-19 | 2013-05-28 | Andritz Technology And Asset Management Gmbh | Method and system for the torrefaction of lignocellulosic material |
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|---|---|---|---|---|
| DE20117271U1 (de) | 2001-10-20 | 2002-01-03 | ENGINION AG, 13355 Berlin | Verbrennungsmotor |
| JP3730903B2 (ja) | 2001-11-21 | 2006-01-05 | 本田技研工業株式会社 | 熱交換器 |
| DE10228595B4 (de) * | 2002-06-26 | 2005-03-17 | Enginion Ag | Aufheizeinrichtung |
| DE102006042651A1 (de) * | 2006-09-12 | 2008-05-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb |
| DE102019102897A1 (de) * | 2019-02-06 | 2020-08-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Katalysator für eine Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben eines Katalysators |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE904653C (de) * | 1943-04-25 | 1954-04-29 | Vorkauf Heinrich | Verfahren zur Regelung der Fluessigkeitseinspeisung in umlaufenden Dampferzeugern |
| FR2212023A5 (ja) * | 1972-12-27 | 1974-07-19 | Citroen Sa | |
| NL7906986A (nl) * | 1979-09-19 | 1981-03-23 | Merlang Holding Sa | Inrichting voor het opvangen van de door een uitlaat- leiding van een motor afgevoerde warmte. |
| DE3326992C1 (de) * | 1983-07-27 | 1984-12-13 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart | Antriebsaggregat,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge |
| DE3629494C1 (de) * | 1986-08-29 | 1988-02-11 | Porsche Ag | Abwaermeturbineneinheit |
-
1992
- 1992-02-21 DE DE4205240A patent/DE4205240A1/de not_active Ceased
-
1993
- 1993-01-18 EP EP93100656A patent/EP0556568A1/de not_active Ceased
- 1993-02-19 JP JP5030646A patent/JPH05340241A/ja not_active Withdrawn
- 1993-02-20 KR KR1019930002379A patent/KR930018130A/ko not_active Withdrawn
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| US7055315B2 (en) | 2000-01-21 | 2006-06-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Heat exchangers of multiple cylinder internal combustion engine |
| WO2002031335A1 (fr) | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif de conduite de vehicule |
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| US20100083530A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Wyssmont Co. Inc. | System and method for drying and torrefaction |
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| US8266821B2 (en) | 2008-10-03 | 2012-09-18 | Wyssmont Company Inc. | Method for drying and torrefaction |
| US8266812B2 (en) | 2008-10-03 | 2012-09-18 | Wyssmont Company Inc. | System for drying and torrefaction |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930018130A (ko) | 1993-09-21 |
| EP0556568A1 (de) | 1993-08-25 |
| DE4205240A1 (de) | 1993-08-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |