JPS622127B2 - - Google Patents
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- JPS622127B2 JPS622127B2 JP18552181A JP18552181A JPS622127B2 JP S622127 B2 JPS622127 B2 JP S622127B2 JP 18552181 A JP18552181 A JP 18552181A JP 18552181 A JP18552181 A JP 18552181A JP S622127 B2 JPS622127 B2 JP S622127B2
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- Japan
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- aftercooler
- heat
- regenerator
- temperature side
- radiator
- Prior art date
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- Expired
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- NMZZYGAYPQWLGY-UHFFFAOYSA-N pyridin-3-ylmethanol;hydrofluoride Chemical compound F.OCC1=CC=CN=C1 NMZZYGAYPQWLGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RHQDFWAXVIIEBN-UHFFFAOYSA-N Trifluoroethanol Chemical compound OCC(F)(F)F RHQDFWAXVIIEBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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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
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/02—Hot gas positive-displacement engine plants of open-cycle type
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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はターボチヤージヤー、アフタークーラ
を装備したデイーゼルエンジンのランキングボト
ミング装置に関するものである。
を装備したデイーゼルエンジンのランキングボト
ミング装置に関するものである。
ターボチヤージヤー、アフタークーラを装備し
たデイーゼルエンジンの排ガスをランキンサイク
ルを通じて動力として回収し、主機関の動力と共
に取り出し、出力向上及び機関熱効率向上を図つ
たランキンボトミングエンジンの場合を考える。
たデイーゼルエンジンの排ガスをランキンサイク
ルを通じて動力として回収し、主機関の動力と共
に取り出し、出力向上及び機関熱効率向上を図つ
たランキンボトミングエンジンの場合を考える。
ランキンサイクル用作動媒体としては、臨界温
度374℃、熱安定最高温度約600℃と高い水から、
フレオンR113の臨界温度214℃、熱安定最高温度
約175℃と低い冷媒等の数多くの作動媒体が使用
されている。
度374℃、熱安定最高温度約600℃と高い水から、
フレオンR113の臨界温度214℃、熱安定最高温度
約175℃と低い冷媒等の数多くの作動媒体が使用
されている。
その中でターボチヤージヤー付のデイーゼルエ
ンジンの排ガス温度500℃程度ではトリフルオロ
エタノール（CF3CH2OH）と水（H2O）を等モ
ルづつ配合したフルオリノール50が一般に使用さ
れている。
ンジンの排ガス温度500℃程度ではトリフルオロ
エタノール（CF3CH2OH）と水（H2O）を等モ
ルづつ配合したフルオリノール50が一般に使用さ
れている。
第１図にフルオリノール50のＴ−Ｓ線図を示
す。第２図に従来のランキンボトミングエンジン
のシステム図を示す。
す。第２図に従来のランキンボトミングエンジン
のシステム図を示す。
→ フイードポンプ
→ 再生器吸熱側
→ 蒸発器ａ
→ タービン仕事
→ 再生器加熱側
→ コンデンサーｂ
である。
第２図において蒸発器ａで回収された排ガスエ
ネルギーの77％をコンデンサーｂで放熱すること
になり、又冷却水とフルオリノール50の重量流量
の比は約32倍を必要とするので、冷却水用のラジ
エータｃの放熱熱量と比較すると約1.2倍の容量
を必要とし、合計してラジエータｃの約2.2倍の
熱容量を有する冷却器が必要で、また冷却用のフ
アン馬力もそれに伴つて大きくなる。
ネルギーの77％をコンデンサーｂで放熱すること
になり、又冷却水とフルオリノール50の重量流量
の比は約32倍を必要とするので、冷却水用のラジ
エータｃの放熱熱量と比較すると約1.2倍の容量
を必要とし、合計してラジエータｃの約2.2倍の
熱容量を有する冷却器が必要で、また冷却用のフ
アン馬力もそれに伴つて大きくなる。
また、ターボチヤージヤーシステムで過給され
た空気をアフタークーラ（インタークーラ）ｄで
約80℃冷却していることは、排ガスエネルギーを
ターボチヤージヤーｅで回収したエネルギーの約
60％程度をアフタークーラｄの冷却水系でラジエ
ータｃを通じて外部へ放熱している。
た空気をアフタークーラ（インタークーラ）ｄで
約80℃冷却していることは、排ガスエネルギーを
ターボチヤージヤーｅで回収したエネルギーの約
60％程度をアフタークーラｄの冷却水系でラジエ
ータｃを通じて外部へ放熱している。
この熱量はラジエータｃの冷却熱量の約20％を
しめることになり、ラジエータｃを大きくしフア
ン馬力を大きくしている。
しめることになり、ラジエータｃを大きくしフア
ン馬力を大きくしている。
更に従来型のシステムでは排ガス出口温度は
136℃と低く硫酸腐食の問題がある。
136℃と低く硫酸腐食の問題がある。
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは、ラジエータの熱交
換容量を約20％低減させフアン馬力も低減させる
ことができるし、加熱部の熱交換容量を約15％低
減でき、しかも硫酸腐食の問題のないデイーゼル
エンジンのランキンボトミング装置を提供するこ
とにある。
て、その目的とするところは、ラジエータの熱交
換容量を約20％低減させフアン馬力も低減させる
ことができるし、加熱部の熱交換容量を約15％低
減でき、しかも硫酸腐食の問題のないデイーゼル
エンジンのランキンボトミング装置を提供するこ
とにある。
以下、本発明を第３図および第４図を参照して
説明する。
説明する。
図面中１はエンジン、２はターボチヤージヤ
ー、３はフイードポンプ、４はアフタークーラ、
５はラジエータ、６はタービン、７は蒸発器、１
１は再生器、１０はコンデンサーであつて、アフ
タークーラ４と再生器１１とは一体型になされて
いる。
ー、３はフイードポンプ、４はアフタークーラ、
５はラジエータ、６はタービン、７は蒸発器、１
１は再生器、１０はコンデンサーであつて、アフ
タークーラ４と再生器１１とは一体型になされて
いる。
フイードポンプ３の吐出側は再生器１１の一方
の低温側１１ａに接続してあり、再生器１１の一
方の高温側１１ｂは蒸発器７の一方の低温側７ａ
に接続してあり、蒸発器７の一方の高温側７ｂは
タービン６の入口側に接続してあり、タービン６
の出口側は再生器１１の他方の高温側１１ｃに接
続してあり、再生器１１の他方の低温側１１ｄは
コンデンサー１０の一方の高温側１０ａに接続し
てあり、コンデンサー１０の一方の低温側１０ｂ
はフイードポンプ３の吸込側に接続してある。
の低温側１１ａに接続してあり、再生器１１の一
方の高温側１１ｂは蒸発器７の一方の低温側７ａ
に接続してあり、蒸発器７の一方の高温側７ｂは
タービン６の入口側に接続してあり、タービン６
の出口側は再生器１１の他方の高温側１１ｃに接
続してあり、再生器１１の他方の低温側１１ｄは
コンデンサー１０の一方の高温側１０ａに接続し
てあり、コンデンサー１０の一方の低温側１０ｂ
はフイードポンプ３の吸込側に接続してある。
ターボチヤージヤー２のコンプレツサ８の吐出
側はアフタークーラ４の他方の高温側４ａに接続
してあり、アフタークーラ４の他方の低温側４ｂ
はエンジン１の吸気側に接続してあり、エンジン
１の排気側はターボチヤージヤー２のタービン９
の入口側に接続してあり、タービン９の出口側は
蒸発器７の他方の高温側７ｃに接続してあり、蒸
発器７の他方の低温側７ｄは大気に開口してい
る。
側はアフタークーラ４の他方の高温側４ａに接続
してあり、アフタークーラ４の他方の低温側４ｂ
はエンジン１の吸気側に接続してあり、エンジン
１の排気側はターボチヤージヤー２のタービン９
の入口側に接続してあり、タービン９の出口側は
蒸発器７の他方の高温側７ｃに接続してあり、蒸
発器７の他方の低温側７ｄは大気に開口してい
る。
エンジン１の冷却部の出口側はラジエータ５の
高温側５ａに接続してあり、ラジエータ５の低温
側５ｂはエンジン１の冷却部の入口側に接続して
ある。
高温側５ａに接続してあり、ラジエータ５の低温
側５ｂはエンジン１の冷却部の入口側に接続して
ある。
しかして、ターボチヤージヤー２のコンプレツ
サ８を出た高温空気はアフタークーラ４の高温側
４ａに入り、これの低温側４ｂからエンジン１の
吸気側に入る。アフタークーラ４で開放された熱
は再生器１１を流れるランキンサイクルの作動媒
体を加熱する。
サ８を出た高温空気はアフタークーラ４の高温側
４ａに入り、これの低温側４ｂからエンジン１の
吸気側に入る。アフタークーラ４で開放された熱
は再生器１１を流れるランキンサイクルの作動媒
体を加熱する。
すなわち、アフタークーラ４の冷却器をランキ
ンサイクルの作動媒体の加熱器として利用するこ
とになる。
ンサイクルの作動媒体の加熱器として利用するこ
とになる。
このために、ラジエータ５の熱交換容量を約20
％低減させ、フアン馬力も低減できることにな
る。
％低減させ、フアン馬力も低減できることにな
る。
また、加熱部の熱交換容量を約15％低減でき伝
熱面積に換算すると20％の低減になる。
熱面積に換算すると20％の低減になる。
また硫酸腐食の危険性をさけるために最小限必
要とされる温度レベル170゜〜200℃まで上げよう
とすると排熱回収率 ターボ出口温度−大気温度／排ガス出口温度
−大気温度 を悪くし、結果的にランキンボトミングシステム
の効率を悪くする。
要とされる温度レベル170゜〜200℃まで上げよう
とすると排熱回収率 ターボ出口温度−大気温度／排ガス出口温度
−大気温度 を悪くし、結果的にランキンボトミングシステム
の効率を悪くする。
しかし、本発明に係るランキンボトミング装置
では第４図に示すように排ガス出口温度を136℃
（Pass）から200℃（Pass）に上げた場合、
上式で定義される排熱回収率は低下するが、排熱
回収しきれなかつた分を空気を180℃から100℃ま
で冷却するための熱量で回収することになり、ラ
ンキンサイクルに供給される熱量は変わらず結果
的にはランキンボトミングシステムの効率自体は
変わらない。
では第４図に示すように排ガス出口温度を136℃
（Pass）から200℃（Pass）に上げた場合、
上式で定義される排熱回収率は低下するが、排熱
回収しきれなかつた分を空気を180℃から100℃ま
で冷却するための熱量で回収することになり、ラ
ンキンサイクルに供給される熱量は変わらず結果
的にはランキンボトミングシステムの効率自体は
変わらない。
なお、第４図は従来のランキンボトミング装置
と本発明に係るランキンボトミング装置の、フル
オリノール50を作動媒体としたランキンサイクル
を利用した場合の排熱回収線図を示す。第４図に
おいてPassは従来のランキンボトミング装置
の場合、Passは本発明に係るランキンボトミ
ング装置の場合である。
と本発明に係るランキンボトミング装置の、フル
オリノール50を作動媒体としたランキンサイクル
を利用した場合の排熱回収線図を示す。第４図に
おいてPassは従来のランキンボトミング装置
の場合、Passは本発明に係るランキンボトミ
ング装置の場合である。
またＲEは再生器１１の熱交換熱量、ＲE＋ＲC
は再生器１１＋アフタークーラ４の熱交換熱量、
ＧEは蒸発器７の熱交換器である。
は再生器１１＋アフタークーラ４の熱交換熱量、
ＧEは蒸発器７の熱交換器である。
本発明は以上詳述したようにアフタークーラ４
を再生器１１と一体型にすると共にアフタークー
ラ４をランキンサイクルの作動流体の加熱器とし
たから、ラジエータ５の熱交換容量を約20％低減
させフアン馬力も低減させることができるし、加
熱部の熱交換容量を約15％低減でき、更には硫酸
腐食の危険性を防止することができる。
を再生器１１と一体型にすると共にアフタークー
ラ４をランキンサイクルの作動流体の加熱器とし
たから、ラジエータ５の熱交換容量を約20％低減
させフアン馬力も低減させることができるし、加
熱部の熱交換容量を約15％低減でき、更には硫酸
腐食の危険性を防止することができる。
第１図はフルオリノール50のＴ−Ｓ線図、第２
図は従来のデイーゼルエンジンのランキンボトミ
ング装置の構成説明図、第３図は本発明一実施例
の構成説明図、第４図は排熱回収線図である。 ４はアフタークーラ、１は再生器。
図は従来のデイーゼルエンジンのランキンボトミ
ング装置の構成説明図、第３図は本発明一実施例
の構成説明図、第４図は排熱回収線図である。 ４はアフタークーラ、１は再生器。
Claims (1)
- １ アフタークーラ４を再生器１１と一体型にす
ると共にアフタークーラ４をランキンサイクルの
作動流体の加熱器としたことを特徴とするデイー
ゼルエンジンのランキンボトミング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18552181A JPS5888409A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | デイ−ゼルエンジンのランキンボトミング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18552181A JPS5888409A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | デイ−ゼルエンジンのランキンボトミング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5888409A JPS5888409A (ja) | 1983-05-26 |
| JPS622127B2 true JPS622127B2 (ja) | 1987-01-17 |
Family
ID=16172240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18552181A Granted JPS5888409A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | デイ−ゼルエンジンのランキンボトミング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5888409A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7146813B2 (en) | 2002-11-13 | 2006-12-12 | Utc Power, Llc | Power generation with a centrifugal compressor |
| US6962056B2 (en) | 2002-11-13 | 2005-11-08 | Carrier Corporation | Combined rankine and vapor compression cycles |
| US6892522B2 (en) | 2002-11-13 | 2005-05-17 | Carrier Corporation | Combined rankine and vapor compression cycles |
| US6880344B2 (en) | 2002-11-13 | 2005-04-19 | Utc Power, Llc | Combined rankine and vapor compression cycles |
| US6989989B2 (en) | 2003-06-17 | 2006-01-24 | Utc Power Llc | Power converter cooling |
| US7017357B2 (en) | 2003-11-18 | 2006-03-28 | Carrier Corporation | Emergency power generation system |
| US7013644B2 (en) | 2003-11-18 | 2006-03-21 | Utc Power, Llc | Organic rankine cycle system with shared heat exchanger for use with a reciprocating engine |
| US7100380B2 (en) * | 2004-02-03 | 2006-09-05 | United Technologies Corporation | Organic rankine cycle fluid |
| US7665304B2 (en) | 2004-11-30 | 2010-02-23 | Carrier Corporation | Rankine cycle device having multiple turbo-generators |
| US9103249B2 (en) | 2012-02-29 | 2015-08-11 | Caterpillar Inc. | Flywheel mechanical energy derived from engine exhaust heat |
| JP2015086779A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | いすゞ自動車株式会社 | エンジン冷却システム |
| JP2015086778A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | いすゞ自動車株式会社 | エンジン冷却システム |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP18552181A patent/JPS5888409A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5888409A (ja) | 1983-05-26 |
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