JP2003049674A - 内燃機関用過給システム - Google Patents
内燃機関用過給システムInfo
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- combustion engine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/08—EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
- F02B29/0412—Multiple heat exchangers arranged in parallel or in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
- F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の高負荷時には排気流速が大きくな
り排気による騒音が発生して、水中探査船のような場合
には観測結果に誤差を生じてしまう。 【解決手段】 内燃機関Ｅで駆動する機械式ブロワＢ2
と、この機械式ブロワＢ 2 で昇圧した空気を冷却する空
気冷却器Ｃ1 と、内燃機関Ｅで発生した排気ガスで駆動
する排気過給機タービンＴで回転させる排気過給機ブロ
ワＢ1 と、この排気過給機ブロワＢ1 で昇圧した空気を
冷却する空気冷却器Ｃ2 とを具備し、前記機械式ブロワ
Ｂ2 を第１段目の圧縮機とし、前記排気過給器ブロワＢ
1 を第２段目の圧縮機として給気を圧縮するように構成
し、前記内燃機関Ｅの排気管８に、この排気管８から排
気ガスの一部を内燃機関Ｅの給気管４に戻すバイパス管
路９を設けて、船外へ排出する排気ガス量を減らして騒
音を低減させる。
り排気による騒音が発生して、水中探査船のような場合
には観測結果に誤差を生じてしまう。 【解決手段】 内燃機関Ｅで駆動する機械式ブロワＢ2
と、この機械式ブロワＢ 2 で昇圧した空気を冷却する空
気冷却器Ｃ1 と、内燃機関Ｅで発生した排気ガスで駆動
する排気過給機タービンＴで回転させる排気過給機ブロ
ワＢ1 と、この排気過給機ブロワＢ1 で昇圧した空気を
冷却する空気冷却器Ｃ2 とを具備し、前記機械式ブロワ
Ｂ2 を第１段目の圧縮機とし、前記排気過給器ブロワＢ
1 を第２段目の圧縮機として給気を圧縮するように構成
し、前記内燃機関Ｅの排気管８に、この排気管８から排
気ガスの一部を内燃機関Ｅの給気管４に戻すバイパス管
路９を設けて、船外へ排出する排気ガス量を減らして騒
音を低減させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、港湾内の清掃や
海洋調査等のために使用される半没水式作業船等の主機
関である内燃機関用過給システムに関するものである。
海洋調査等のために使用される半没水式作業船等の主機
関である内燃機関用過給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、港湾内の清掃や水中探査を行
う水中探査船、海洋調査等を行う海洋調査船や半没水式
作業船（以下「半没水式作業船等」という）において
は、一般に主機関にディーゼル機関（以下、単に「内燃
機関」という）が採用されている。このような半没水式
作業船等は、通常、船体を半没水又は没水させた状態で
航行するため、内燃機関に大気を吸込む大気導入管の上
端を水面から上方へ突出させて給気するように構成され
ている。一方、排気管は、船体の水没する位置に設けら
れており、この排気管から水中に排気を排出するように
構成されている（以下、これら給気管や排気管を「給排
気管系」ともいう）。
う水中探査船、海洋調査等を行う海洋調査船や半没水式
作業船（以下「半没水式作業船等」という）において
は、一般に主機関にディーゼル機関（以下、単に「内燃
機関」という）が採用されている。このような半没水式
作業船等は、通常、船体を半没水又は没水させた状態で
航行するため、内燃機関に大気を吸込む大気導入管の上
端を水面から上方へ突出させて給気するように構成され
ている。一方、排気管は、船体の水没する位置に設けら
れており、この排気管から水中に排気を排出するように
構成されている（以下、これら給気管や排気管を「給排
気管系」ともいう）。
【０００３】このように排気管が水没する位置に設けら
れている半没水式作業船等は、その排気管から水が進入
するのを防ぐ必要があり、停船時はバルブによって排気
管を閉止し、通常航行時は排気管から排出する排気の圧
力（排気速度）で水が排気管に進入するのを防いでい
る。
れている半没水式作業船等は、その排気管から水が進入
するのを防ぐ必要があり、停船時はバルブによって排気
管を閉止し、通常航行時は排気管から排出する排気の圧
力（排気速度）で水が排気管に進入するのを防いでい
る。
【０００４】一方、このような半没水式作業船等の内燃
機関は、通常航行時には排気を水中に排出するための排
気圧力を得るために給気を加圧しているので、給排気抵
抗が高く、しかも水圧変化等によって排気圧の変動が高
い特殊な条件で使用されるとともに、機関起動時には、
排気管に溜まった水を吹き飛ばすための大きな排気容量
（流速）が必要となる。つまり、これらの特殊な条件に
対応できる内燃機関が必要となり、そのための過給シス
テムが要求される。
機関は、通常航行時には排気を水中に排出するための排
気圧力を得るために給気を加圧しているので、給排気抵
抗が高く、しかも水圧変化等によって排気圧の変動が高
い特殊な条件で使用されるとともに、機関起動時には、
排気管に溜まった水を吹き飛ばすための大きな排気容量
（流速）が必要となる。つまり、これらの特殊な条件に
対応できる内燃機関が必要となり、そのための過給シス
テムが要求される。
【０００５】そこで、一般に、内燃機関には機械式ブロ
ワ（過給機）が装備されており、内燃機関の起動時（低
負荷時）において十分な排気容量を確保して前記排気圧
力を十分なものとしている。なお、この機械式ブロワと
は、内燃機関の出力軸から動力を得て駆動される過給機
をいう。
ワ（過給機）が装備されており、内燃機関の起動時（低
負荷時）において十分な排気容量を確保して前記排気圧
力を十分なものとしている。なお、この機械式ブロワと
は、内燃機関の出力軸から動力を得て駆動される過給機
をいう。
【０００６】この種の従来技術として、実公平１−１８
８０７号公報記載の複合過給機関がある。この複合過給
機関は、図３に示すブロック図のように、大気は排気過
給機タービンＴで駆動される排気過給機ブロワＢ1 によ
って昇圧された後、１段目空気冷却器Ｃ1 によって冷却
され、その後、機械式ブロワＢ2 に供給されて更に昇圧
され、２段目空気冷却器Ｃ2 によって冷却されてから内
燃機関Ｅに供給されている。そして、内燃機関Ｅから排
出された排気ガスは、排気過給機タービンＴを駆動して
水中に排出されている。
８０７号公報記載の複合過給機関がある。この複合過給
機関は、図３に示すブロック図のように、大気は排気過
給機タービンＴで駆動される排気過給機ブロワＢ1 によ
って昇圧された後、１段目空気冷却器Ｃ1 によって冷却
され、その後、機械式ブロワＢ2 に供給されて更に昇圧
され、２段目空気冷却器Ｃ2 によって冷却されてから内
燃機関Ｅに供給されている。そして、内燃機関Ｅから排
出された排気ガスは、排気過給機タービンＴを駆動して
水中に排出されている。
【０００７】この従来技術では、第１段圧縮機に排気過
給機ブロワＢ1 を使用し、第２段圧縮機に歯車を介して
内燃機関で駆動する機械式ブロワＢ2 を使用し、高い給
排気抵抗及び排気圧変動は主に機械式ブロワＢ2 で対応
し、さらに内燃機関からの排気エネルギーを有効に利用
するように排気過給機ブロワＢ1 を直列に設置してい
る。そして、内燃機関起動時には、機械式ブロワＢ2 で
昇圧して必要な排気流速を発生させている。
給機ブロワＢ1 を使用し、第２段圧縮機に歯車を介して
内燃機関で駆動する機械式ブロワＢ2 を使用し、高い給
排気抵抗及び排気圧変動は主に機械式ブロワＢ2 で対応
し、さらに内燃機関からの排気エネルギーを有効に利用
するように排気過給機ブロワＢ1 を直列に設置してい
る。そして、内燃機関起動時には、機械式ブロワＢ2 で
昇圧して必要な排気流速を発生させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の内
燃機関用過給システムでは、起動時に必要とされる排気
流速で排気管径が決まるため、必要な排気流速を得るこ
とができる最大径の排気管径とするが、高負荷時には排
気流速が大きくなり排気によって騒音が発生してしま
う。このように排気によって騒音が発生すると、例え
ば、水中探査船のように水中の音を観測するような場
合、自船の排気音で観測結果に誤差を生じてしまう。
燃機関用過給システムでは、起動時に必要とされる排気
流速で排気管径が決まるため、必要な排気流速を得るこ
とができる最大径の排気管径とするが、高負荷時には排
気流速が大きくなり排気によって騒音が発生してしま
う。このように排気によって騒音が発生すると、例え
ば、水中探査船のように水中の音を観測するような場
合、自船の排気音で観測結果に誤差を生じてしまう。
【０００９】また、前記複合過給機関では、内燃機関Ｅ
に供給する全量の給気を内燃機関Ｅで駆動する機械式ブ
ロワＢ2 で圧縮するので、機械式ブロワＢ2 の駆動に要
する内燃機関Ｅの馬力（例えば、約１５％）が大きくな
って熱効率が悪くなり、過給システムの効率を悪化させ
てしまう。
に供給する全量の給気を内燃機関Ｅで駆動する機械式ブ
ロワＢ2 で圧縮するので、機械式ブロワＢ2 の駆動に要
する内燃機関Ｅの馬力（例えば、約１５％）が大きくな
って熱効率が悪くなり、過給システムの効率を悪化させ
てしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明は、内燃機関で駆動する機械式ブ
ロワと、該機械式ブロワで昇圧した空気を冷却する空気
冷却器と、内燃機関で発生した排気ガスで駆動する排気
過給機タービンで回転させる排気過給機ブロワと、該排
気過給機ブロワで昇圧した空気を冷却する空気冷却器と
を具備し、前記機械式ブロワを第１段目の圧縮機とし、
前記排気過給器ブロワを第２段目の圧縮機として給気を
圧縮するように構成し、前記内燃機関の排気管に、該排
気管から排気ガスの一部を内燃機関の給気管に戻すバイ
パス管路を設けている。このように、バイパス管路によ
って排気ガスの一部を給気に戻すことによってバイパス
管路の後の排気管とバイパス管路の前の給気管とを流れ
る給排気量を低減させることができるので、機械式ブロ
ワの仕事量を減らすことができるとともに、排気量を減
らすことができる。
するために、本願発明は、内燃機関で駆動する機械式ブ
ロワと、該機械式ブロワで昇圧した空気を冷却する空気
冷却器と、内燃機関で発生した排気ガスで駆動する排気
過給機タービンで回転させる排気過給機ブロワと、該排
気過給機ブロワで昇圧した空気を冷却する空気冷却器と
を具備し、前記機械式ブロワを第１段目の圧縮機とし、
前記排気過給器ブロワを第２段目の圧縮機として給気を
圧縮するように構成し、前記内燃機関の排気管に、該排
気管から排気ガスの一部を内燃機関の給気管に戻すバイ
パス管路を設けている。このように、バイパス管路によ
って排気ガスの一部を給気に戻すことによってバイパス
管路の後の排気管とバイパス管路の前の給気管とを流れ
る給排気量を低減させることができるので、機械式ブロ
ワの仕事量を減らすことができるとともに、排気量を減
らすことができる。
【００１１】前記内燃機関から排気過給機タービンに通
じる排気管に、該排気管から排気ガスの一部を排気過給
機ブロワに通じる給気管に戻すバイパス管路を設けれ
ば、排気と給気との圧力差により、動力を要することな
く排気の一部を給気に戻すことができる。
じる排気管に、該排気管から排気ガスの一部を排気過給
機ブロワに通じる給気管に戻すバイパス管路を設けれ
ば、排気と給気との圧力差により、動力を要することな
く排気の一部を給気に戻すことができる。
【００１２】また、バイパス管路に、排気ガスの戻し量
を調整する排気戻し弁と、該排気ガスを冷却する排気冷
却器を設ければ、内燃機関の運転状態に応じて排気ガス
の戻し量と温度を調整することができる。
を調整する排気戻し弁と、該排気ガスを冷却する排気冷
却器を設ければ、内燃機関の運転状態に応じて排気ガス
の戻し量と温度を調整することができる。
【００１３】さらに、排気戻し弁に、内燃機関の負荷状
態に応じて該排気戻し弁の開度調整を行う制御装置を設
けることにより、起動時のように、排気管内に溜まった
水を吹き飛ばすために高い排気流速が必要な場合は、排
気戻し弁を閉じて排気ガスの全量を排気に送って排気流
速を確保するような制御が自動的にできる。
態に応じて該排気戻し弁の開度調整を行う制御装置を設
けることにより、起動時のように、排気管内に溜まった
水を吹き飛ばすために高い排気流速が必要な場合は、排
気戻し弁を閉じて排気ガスの全量を排気に送って排気流
速を確保するような制御が自動的にできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明に係る内燃機関
用過給システムを用いる半没水式作業船の一例を示す模
式図であり、図２は同内燃機関用過給システムの一実施
形態を示すブロック図である。この実施形態では、「半
没水式作業船」を例に説明する。
面に基づいて説明する。図１は本願発明に係る内燃機関
用過給システムを用いる半没水式作業船の一例を示す模
式図であり、図２は同内燃機関用過給システムの一実施
形態を示すブロック図である。この実施形態では、「半
没水式作業船」を例に説明する。
【００１５】図１に示すように、半没水式作業船１は、
船体２をほぼ没水させた状態で航行できるように密閉構
造で形成されており、内部に搭載された内燃機関Ｅへ大
気を給気するための大気導入管３が水面Ｗから上方へ突
出するように設けられている。船体２内には、前記大気
導入管３から給気した大気を内燃機関Ｅに供給する給気
管４と、前記内燃機関Ｅにより駆動される機械式ブロワ
Ｂ2 と、内燃機関Ｅで駆動する発電機５と、この発電機
５で発電した電気で駆動する推進装置６とが設けられて
いる。この実施形態では、電動推進装置６を例にしてお
り、この推進装置６によってプロペラ７が駆動されてい
る。また、この内燃機関Ｅの排気は、船体２から水中に
向けて設けられた排気管８から水中に排出されている。
船体２をほぼ没水させた状態で航行できるように密閉構
造で形成されており、内部に搭載された内燃機関Ｅへ大
気を給気するための大気導入管３が水面Ｗから上方へ突
出するように設けられている。船体２内には、前記大気
導入管３から給気した大気を内燃機関Ｅに供給する給気
管４と、前記内燃機関Ｅにより駆動される機械式ブロワ
Ｂ2 と、内燃機関Ｅで駆動する発電機５と、この発電機
５で発電した電気で駆動する推進装置６とが設けられて
いる。この実施形態では、電動推進装置６を例にしてお
り、この推進装置６によってプロペラ７が駆動されてい
る。また、この内燃機関Ｅの排気は、船体２から水中に
向けて設けられた排気管８から水中に排出されている。
【００１６】図２に示すように、このような半没水式作
業船１に設けられた内燃機関用過給システム１１は、給
気管４から吸い込まれた大気が機械式ブロワＢ2 に供給
され、この機械式ブロワＢ2 によって昇圧された空気は
給気管４から１段目空気冷却器Ｃ1 に供給されて冷却さ
れた後、給気管４から排気過給機タービンＴで駆動され
る排気過給機ブロワＢ1 に供給されて更に昇圧された
後、給気管４から２段目空気冷却器Ｃ2 に供給されて冷
却された後、内燃機関Ｅに供給されている。
業船１に設けられた内燃機関用過給システム１１は、給
気管４から吸い込まれた大気が機械式ブロワＢ2 に供給
され、この機械式ブロワＢ2 によって昇圧された空気は
給気管４から１段目空気冷却器Ｃ1 に供給されて冷却さ
れた後、給気管４から排気過給機タービンＴで駆動され
る排気過給機ブロワＢ1 に供給されて更に昇圧された
後、給気管４から２段目空気冷却器Ｃ2 に供給されて冷
却された後、内燃機関Ｅに供給されている。
【００１７】そして、この内燃機関Ｅで発生した排気ガ
スは排気管８から排気過給機タービンＴに供給されて排
気過給機タービンＴを駆動し、排気管８から水中へと排
出されている。この排気ガスで駆動される排気過給機タ
ービンＴによって排気過給機ブロワＢ1 が回転駆動され
ている。
スは排気管８から排気過給機タービンＴに供給されて排
気過給機タービンＴを駆動し、排気管８から水中へと排
出されている。この排気ガスで駆動される排気過給機タ
ービンＴによって排気過給機ブロワＢ1 が回転駆動され
ている。
【００１８】一方、この内燃機関Ｅから排気過給機ター
ビンＴへ通じる排気管８には、この排気管８内の排気ガ
スを、前記１段目空気冷却器Ｃ1 から排気過給機ブロワ
Ｂ1に通じる給気管４に戻すバイパス管路９が設けられ
ている。このバイパス管路９には、排気ガスの戻し量を
調整する排気戻し弁Ｖと、その排気ガスを冷却するため
の排気冷却器Ｃ3 が設けられている。この排気冷却器Ｃ
3 により、高温の排気ガスを１段目空気冷却器Ｃ1 で冷
却した給気とほぼ同じ温度まで冷却するようにしてい
る。
ビンＴへ通じる排気管８には、この排気管８内の排気ガ
スを、前記１段目空気冷却器Ｃ1 から排気過給機ブロワ
Ｂ1に通じる給気管４に戻すバイパス管路９が設けられ
ている。このバイパス管路９には、排気ガスの戻し量を
調整する排気戻し弁Ｖと、その排気ガスを冷却するため
の排気冷却器Ｃ3 が設けられている。この排気冷却器Ｃ
3 により、高温の排気ガスを１段目空気冷却器Ｃ1 で冷
却した給気とほぼ同じ温度まで冷却するようにしてい
る。
【００１９】この実施形態では、前記排気戻し弁Ｖが制
御装置１０によって開度調整可能なように構成されてお
り、内燃機関Ｅの負荷信号や排気温度信号等に応じて制
御装置１０で排気戻し弁Ｖの開度が調整される。なお、
実施の形態では、制御装置１０を設けて排気戻し弁Ｖの
排気ガス戻し量を調整しているが、内燃機関Ｅの低負荷
時のみ閉鎖して、高負荷時には所定開度で解放するよう
に調整してもよく、上述した実施形態に限定されるもの
ではない。
御装置１０によって開度調整可能なように構成されてお
り、内燃機関Ｅの負荷信号や排気温度信号等に応じて制
御装置１０で排気戻し弁Ｖの開度が調整される。なお、
実施の形態では、制御装置１０を設けて排気戻し弁Ｖの
排気ガス戻し量を調整しているが、内燃機関Ｅの低負荷
時のみ閉鎖して、高負荷時には所定開度で解放するよう
に調整してもよく、上述した実施形態に限定されるもの
ではない。
【００２０】このように構成された内燃機関用過給シス
テム１１によれば、以下のように作用して給気を圧縮す
るとともに、内燃機関Ｅの熱効率を上げることができ
る。
テム１１によれば、以下のように作用して給気を圧縮す
るとともに、内燃機関Ｅの熱効率を上げることができ
る。
【００２１】まず、大風量が要求される内燃機関Ｅの起
動時には、排気過給機タービンＴが駆動されていないの
で排気過給機ブロワＢ1 による２次圧縮が得られない
が、排気戻し弁Ｖを閉止することによって、第１段圧縮
である機械式ブロワＢ2 によって十分圧縮された空気が
内燃機関Ｅに供給されるので、この起動時には内燃機関
Ｅから最大風量の排気ガスを排気管８に排出することが
できるので、排気管８内の水を押し出すことができる排
気風量（排気流速）を確保することができる。
動時には、排気過給機タービンＴが駆動されていないの
で排気過給機ブロワＢ1 による２次圧縮が得られない
が、排気戻し弁Ｖを閉止することによって、第１段圧縮
である機械式ブロワＢ2 によって十分圧縮された空気が
内燃機関Ｅに供給されるので、この起動時には内燃機関
Ｅから最大風量の排気ガスを排気管８に排出することが
できるので、排気管８内の水を押し出すことができる排
気風量（排気流速）を確保することができる。
【００２２】そして、内燃機関Ｅの高負荷状態で排気戻
し弁Ｖを開けることにより、排気管８内の排気ガスの一
部をバイパス管路９から給気管４に戻すことができるの
で、排気管８から水中に排出される排気量が減り、排気
ガスによって生じる水中の気流音を低減させることがで
きる。
し弁Ｖを開けることにより、排気管８内の排気ガスの一
部をバイパス管路９から給気管４に戻すことができるの
で、排気管８から水中に排出される排気量が減り、排気
ガスによって生じる水中の気流音を低減させることがで
きる。
【００２３】また、このように排気ガスの一部を給気に
戻す場合、排気圧は給気圧よりも高いので、この圧力差
のみで排気が給気に戻されるため、特別な送風装置を設
けることもなく、排気戻し弁Ｖの開度調整のみで排気戻
し量の流量調整ができる。
戻す場合、排気圧は給気圧よりも高いので、この圧力差
のみで排気が給気に戻されるため、特別な送風装置を設
けることもなく、排気戻し弁Ｖの開度調整のみで排気戻
し量の流量調整ができる。
【００２４】しかも、このように排気の一部を給気に戻
すことにより、内燃機関Ｅに供給する全給気量の一部を
排気に置き換えるので、この戻し位置よりも上流側の機
械式ブロワＢ2 を通過する給気量としては減少するた
め、この機械式ブロワＢ2 を駆動する内燃機関Ｅの駆動
馬力を低減させることができる。
すことにより、内燃機関Ｅに供給する全給気量の一部を
排気に置き換えるので、この戻し位置よりも上流側の機
械式ブロワＢ2 を通過する給気量としては減少するた
め、この機械式ブロワＢ2 を駆動する内燃機関Ｅの駆動
馬力を低減させることができる。
【００２５】例えば、バイパス管路９によって排気管８
内の排気ガス２０％を給気管４に戻したとすると、この
バイパス管路９が接続された位置の後流に位置する給気
管４から内燃機関Ｅ、バイパス管路９までの排気管８内
では流量は１００％であるが、バイパス管路９の位置よ
りも後流の排気管８では排気ガス量が８０％となり、排
気管８から水中に排出される排気量が減って、この排気
によって生じる気流音を低減することができる。また、
バイパス管路９が接続された位置の上流に位置する機械
式ブロワＢ2 では給気量が８０％になるので、この機械
式ブロワＢ2 の駆動に要する内燃機関Ｅの馬力（例え
ば、約１５％）が２０％減って（例えば、約１２％）熱
効率を向上させることができる。
内の排気ガス２０％を給気管４に戻したとすると、この
バイパス管路９が接続された位置の後流に位置する給気
管４から内燃機関Ｅ、バイパス管路９までの排気管８内
では流量は１００％であるが、バイパス管路９の位置よ
りも後流の排気管８では排気ガス量が８０％となり、排
気管８から水中に排出される排気量が減って、この排気
によって生じる気流音を低減することができる。また、
バイパス管路９が接続された位置の上流に位置する機械
式ブロワＢ2 では給気量が８０％になるので、この機械
式ブロワＢ2 の駆動に要する内燃機関Ｅの馬力（例え
ば、約１５％）が２０％減って（例えば、約１２％）熱
効率を向上させることができる。
【００２６】なお、圧縮されていない空気で体積風量の
大きい第１段に機械式プロワを配置することは、ブロワ
の大きさ増加の要因となるが、給気量が減少するため、
内燃機関Ｅの駆動動力としては低減できる。
大きい第１段に機械式プロワを配置することは、ブロワ
の大きさ増加の要因となるが、給気量が減少するため、
内燃機関Ｅの駆動動力としては低減できる。
【００２７】さらに、給排気量が減ることによって給排
気管系内での圧損が低減するので、機械式ブロワの圧力
比を下げることが可能となって更なる駆動動力低減が可
能となる。
気管系内での圧損が低減するので、機械式ブロワの圧力
比を下げることが可能となって更なる駆動動力低減が可
能となる。
【００２８】一方、このような半没水式作業船１の場
合、図１に２点鎖線で示すように、大きな波のうねり等
によって生じる水面Ｗの変化によって船体２の水没状態
が変化する。そのため、大きな波のうねり等がある場合
には大気導入管３からの給気が止められて船内の空気を
使用する場合がある。しかし、このように船外からの給
気を止めて船内の空気を消費する場合でも、前記したよ
うに、内燃機関Ｅに供給する全給気量の一部を排気に置
き換えて給気量を減らすので船内の圧力低下速度を低減
することができ、荒天下でも船内空気で長時間の航行が
可能となる。
合、図１に２点鎖線で示すように、大きな波のうねり等
によって生じる水面Ｗの変化によって船体２の水没状態
が変化する。そのため、大きな波のうねり等がある場合
には大気導入管３からの給気が止められて船内の空気を
使用する場合がある。しかし、このように船外からの給
気を止めて船内の空気を消費する場合でも、前記したよ
うに、内燃機関Ｅに供給する全給気量の一部を排気に置
き換えて給気量を減らすので船内の圧力低下速度を低減
することができ、荒天下でも船内空気で長時間の航行が
可能となる。
【００２９】なお、上述した実施形態は一実施形態であ
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。
【００３０】
【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。
実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００３１】半没水式作業船等の内燃機関において、給
排気音を低減させることができるとともに、熱効率を向
上させることができる内燃機関用過給システムを構成す
ることが可能となる。
排気音を低減させることができるとともに、熱効率を向
上させることができる内燃機関用過給システムを構成す
ることが可能となる。
【図１】本願発明に係る内燃機関用過給システムを用い
る半没水式作業船の一例を示す模式図である。
る半没水式作業船の一例を示す模式図である。
【図２】本願発明に係る内燃機関用過給システムの一実
施形態を示すブロック図である。
施形態を示すブロック図である。
【図３】従来の複合過給機関を示すブロック図である。
１…半没水式作業船
２…船体
３…大気導入管
４…給気管
５…発電機
６…推進装置
７…プロペラ
８…排気管
９…バイパス管路
１０…制御装置
１１…内燃機関用過給システム
Ｂ1 …排気過給機ブロワ
Ｂ2 …機械式ブロワ
Ｃ1 …１段目空気冷却器
Ｃ2 …２段目空気冷却器
Ｃ3 …排気冷却器
Ｅ…内燃機関
Ｔ…排気過給機タービン
Ｖ…排気戻し弁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｂ
５５０Ｇ
５７０ ５７０Ｐ
５８０ ５８０Ａ
５８０Ｂ
５８０Ｅ
Ｆターム(参考） 3G005 DA09 EA16 EA19 EA23 FA05
FA11 GB16 GB24 GD07 GD14
GD21 HA12 JA23 JA24 JA28
JB17
3G062 AA05 CA06 DA01 DA02 EA10
ED01 ED04 ED08 ED10 FA02
FA03 FA23 GA01 GA04 GA09
GA15
3G092 AA17 AA18 DB02 DB03 DB05
DC08 EA01 EA02 EB05 FA14
GA03 HA01Z HA11Z HB01Z
HD01Z HF08Z
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関で駆動する機械式ブロワと、該
機械式ブロワで昇圧した空気を冷却する空気冷却器と、
内燃機関で発生した排気ガスで駆動する排気過給機ター
ビンで回転させる排気過給機ブロワと、該排気過給機ブ
ロワで昇圧した空気を冷却する空気冷却器とを具備し、
前記機械式ブロワを第１段目の圧縮機とし、前記排気過
給器ブロワを第２段目の圧縮機として給気を圧縮するよ
うに構成し、前記内燃機関の排気管に、該排気管から排
気ガスの一部を内燃機関の給気管に戻すバイパス管路を
設けた内燃機関用過給システム。 - 【請求項２】 内燃機関から排気過給機タービンに通じ
る排気管に、該排気管から排気ガスの一部を排気過給機
ブロワに通じる給気管に戻すバイパス管路を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の内燃機関用過給システム。 - 【請求項３】 バイパス管路に、排気ガスの戻し量を調
整する排気戻し弁と、該排気ガスを冷却する排気冷却器
を設けたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用過
給システム。 - 【請求項４】 排気戻し弁に、内燃機関の負荷状態に応
じて該排気戻し弁の開度調整を行う制御装置を設けたこ
とを特徴とする請求項３記載の内燃機関用過給システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240618A JP2003049674A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 内燃機関用過給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240618A JP2003049674A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 内燃機関用過給システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003049674A true JP2003049674A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19071199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001240618A Pending JP2003049674A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 内燃機関用過給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003049674A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004001371A1 (de) * | 2004-01-09 | 2005-08-04 | Audi Ag | Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung |
| JP2009512808A (ja) * | 2005-10-19 | 2009-03-26 | イエフペ | 過給機付きエンジンに少なくとも１つの流体を供給するための供給回路、およびそのエンジンに少なくとも１つの流体を供給するための方法 |
| FR2931888A3 (fr) * | 2008-05-28 | 2009-12-04 | Renault Sas | Dispositif de controle des pressions d'admission et d'echappement d'un moteur a combustion interne pour vehicule automobile |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140432A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-05-30 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 過給機付き内燃機関の燃料噴射量制御装置 |
| JPH06229326A (ja) * | 1993-02-03 | 1994-08-16 | Mazda Motor Corp | 過給機付エンジン |
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| JPH11280481A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Isuzu Motors Ltd | エンジンとエンジンの制御方法 |
| JP2000213384A (ja) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Osaka Gas Co Ltd | 圧縮自着火エンジン |
| JP2000220480A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Osaka Gas Co Ltd | ミラーサイクルエンジン |
-
2001
- 2001-08-08 JP JP2001240618A patent/JP2003049674A/ja active Pending
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