JPH07111142B2 - 過給機付内燃機関複数台の過給方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、過給機付内燃機関複数台の過給方法に関す
る。

〔従来の技術〕

過給機を備えた内燃機関においては、過給機のコンプレ
ッサおよびタービンの仕様を常用負荷域（75〜90％負
荷）で最適過給空気量が得られるように設定すると、そ
れより高い負荷域では過給空気量が余剰となる。

そこで従来では、第５図に示すように、シリンダ１へ過
給空気を供給するための過給コンプレッサ２をバイパス
するバイパス管路３が接続され、このバイパス管路３の
シリンダ１側の分岐部にバイパス弁４が設けられてい
て、過給空気圧の検出などにより過給空気量が余剰とな
ったとき上記バイパス弁４を開いて余剰空気をバイパス
管路３を通じて過給機コンプレッサ２の入口部へ放出さ
せるようになされている。これにより常用負荷域での熱
効率を最大とし、それ以上の負荷域では余剰過給空気に
よる過給空気圧力が過高になることを防止するようにな
されている。図において５は過給機タービンを示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに前記従来の方式では、比較的負荷が高い常用負
荷域では熱効率の向上に対し有効であるが、1/2負荷程
度の低負荷域ではさしたる効果は得られず、また高負荷
域では余剰となった過給空気を捨てることになるので、
エネルギ損失が大きく、この負荷域での熱効率を悪化さ
せるなどの問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記従来技術の問題点を解決するため、最高
出力付近で余剰過給空気を生ずるように設定した過給機
を備えた過給機付内燃機関を複数台用いてプラントを構
成し、これら過給機付内燃機関の組合せにより当該プラ
ント全体の部分負荷域で運転するに際し、当該プラント
全体で必要な出力を、最大台数の前記過給機付内燃機関
を最大出力で運転するとともに、もう１台の前記過給機
付内燃機関を部分負荷で運転して得るようにする一方、
これら過給機付内燃機関のうち最大出力で運転している
機関の余剰過給空気をもう１台の機関の過給機コンプレ
ッサへ供給するようにしたことを特徴とするものであ
る。

〔作 用〕

この発明の過給機付内燃機関複数台の過給方法によれ
ば、最高出力付近で余剰過給空気を発生する過給機を備
えた過給機付内燃機関を複数台用いてプラントを構成
し、これら機関の組合わせによりプラント全体の所要の
動力を得る場合に、所要動力に応じて最大台数の前記機
関を最高出力付近で運転し、これらの最高出力付近で運
転する機関の余剰過給空気を部分負荷で運転するもう１
台の機関の過給機コンプレッサへ供給するようにしてお
り、低負荷運転の１台の機関の過給空気量不足による燃
焼状態の悪化及び最高燃焼圧力の低下を防止することが
でき、熱効率を改善し、プラント全体の部分負荷域の効
率を大幅に改善することができるとともに、余剰過給空
気を捨てないのでエネルギ損失の低下も防止できるよう
になる。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を第１図乃至第４図により、第５
図と共通の部分には同一符号を付して説明する。

第１図は、２台の同出力の過給機付内燃機関A,Bを備え
る場合の実施例を示すもので、各機関A,Bは過給機コン
プレッサ2,2′および過給機タービン5,5′を備えてい
る。

給気系は、過給空気吸込みダクト6,6′を通じて過給機
コンプレッサ2,2′に空気が導入され、また過給機コン
プレッサ2,2′から過給空気管7,7′を通じてシリンダ1,
1′へ圧縮空気が導入されるように配管されている。

排気系は、排気管8,8′によりシリンダ1,1′から過給機
タービン5,5′へ導かれ、排気管9,9′を通じて大気中に
排出されるようになっている。

一方の機関Ａの過給空気管７上には分配弁４が介装さ
れ、この分配弁４は給気抽気管10により吸気エゼクタ11
を介して他方の機関Ｂの空気吸込みダクト６′に設けら
れた三方切換弁12に接続される。図において13は、吸気
エゼクタ11に大気から空気を吸込まれる空気量を調整す
るための流量調整弁である。

つぎに作用を説明する。

一方の機関Ａが高負荷域に達し、過給空気圧の検出など
により余剰過給空気が生じた時点でその機関Ａの過給空
気管７上の分配弁４を開き、余剰の過給空気を給気抽気
管10を通じ吸気エゼクタ11を介して他方の機関Ｂの空気
吸込みダクト６′上の三方切換弁12へ導く。このとき分
配弁４と例えば連動させて三方切換弁12を給気抽気管10
側へ切換えることにより、比較的高い圧力の余剰過給空
気は機関Ｂの過給機コンプレッサ２′へ充填される。

このとき前記余剰過給空気のみでは機関Ｂの吸気量が十
分でない場合には、吸気エゼクタ11の入口部の流量調整
弁13の開度を調整して吸気エゼクタ11が大気から吸込む
空気量を調整することにより過給機コンプレッサ２′か
ら吐出する過給空気量を増加して適正に保つことができ
る。

第２図は、プラントに要する動力を同じ出力の２台の機
関A,Bにより得る場合の出力分担を示している。

この場合、プラント負荷率1/2まで機関Ａのみでまかな
い、それ以上の負荷は機関ＡとＢとの出力の和で持つも
のとする。つまり1/2負荷以上では機関Ａは常に最高出
力付近で運転される。

第３図は、プラント負荷率1/2以上で運転される機関Ｂ
の負荷率に対する過給空気量を示している。図において
ａは通常得られる空気量であり、ｂはこの発明により過
給空気量が増加した場合を示している。

さらに第４図は、プラント負荷率に対する燃料消費率と
燃料消費量の関係を示している。図においてc,fはプラ
ント所要動力を１台の機関でまかなった場合を示し、d,
d′は同じ出力の２台の機関を単純に組合せた場合の燃
料消費率を示し、そしてｅは1/2負荷以上で運転を始め
る２台目の機関に対しこの発明を適用した場合を示して
いる。

これらから分るように、この発明においては過給空気量
が増加（第３図ｂ）することにより、燃焼状態の改善，
最高燃焼圧力の低下が防止され、機関Ｂの低負荷域での
燃料消費率（第４図）が大巾に改善される。そのためプ
ラント全体の燃料消費量は第４図にｇで示すようにプラ
ント負荷率で3/4負荷付近まで大きく低減することがで
きる。

なお、上記実施例では、一方の機関Ａから他方の機関Ｂ
に余剰過給空気を供給するようにしたが、機関Ｂにも同
様な機構を設け、相互に余剰過給空気を授受できるよう
にしても良く、このようにすれば、両機関の運転時間等
を均等にすることができる。

また、機関は２台に限らず、さらに多くの台数としても
良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、過給機付内燃機関を
複数台用い、これら機関の組合せにより所要の動力を得
るものにおいて、最高出力付近で運転する機関の余剰過
給空気を部分負荷で運転するもう１台の機関の過給機コ
ンプレッサへ供給するようにしたことにより、部分負荷
運転のもう１台の機関の過給空気量不足による燃焼状態
の悪化および最高燃焼圧力の低下を防止することがで
き、熱効率を改善し、プラント全体の部分負荷域の効率
を大巾に改善することができる。そして余剰過給空気を
捨てないのでエネルギ損失もないなどの種々の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は複
数機関の出力分担を示す線図、第３図は低負荷運転側の
機関の負荷率に対する過給空気量を示す線図、第４図は
プラント負荷率に対する燃料消費率および消費量を示す
線図、第５図は従来技術を示す構成図である。 1,1′……シリンダ、2,2′……過給機コンプレッサ、４
……切換弁、5,5′……過給機タービン、6,6′……過給
空気吸込みダクト、7,7′……過給空気管、8,8′,9,9′
……排気管、10……給気抽気管、11……吸気エゼクタ、
12……三方切換弁、13……流量調整弁、A,B……機関。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】最高出力付近で余剰過給空気を生ずるよう
   に設定した過給機を備えた過給機付内燃機関を複数台用
   いてプラントを構成し、これら過給機付内燃機関の組合
   せにより当該プラント全体の部分負荷域で運転するに際
   し、当該プラント全体で必要な出力を、最大台数の前記
   過給機付内燃機関を最大出力で運転するとともに、もう
   １台の前記過給機付内燃機関を部分負荷で運転して得る
   ようにする一方、これら過給機付内燃機関のうち最大出
   力で運転している機関の余剰過給空気をもう１台の機関
   の過給機コンプレッサへ供給するようにしたことを特徴
   とする過給機付内燃機関複数台の過給方法。