JP2005214016A - 内燃機関設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関に導入される空気の相対湿度を100%未満にして、内燃機関のシリンダライナに水分が付着することのない内燃機関設備を提供する。
【解決手段】過給機のコンプレッサ1から吐出された空気Aを冷却するエアクーラ3と、エアクーラ3で空気Aが冷却されることにより蒸気が凝縮して生成された水分Wを分離するための水分離器4と、水分離器4で水分Wを分離された空気Aが導入される内燃機関5とを備えた内燃機関設備であって、コンプレッサ1から吐出された空気Aの一部をエアクーラ3の空気流れ方向上流側からバイパスさせて水分離器4の空気流れ方向下流側へ送給するバイパス管7を備える。バイパス管7には、水分離器4からの空気Aの水分量を基に開度が調整される制御弁9を設ける。
【選択図】図1
【解決手段】過給機のコンプレッサ1から吐出された空気Aを冷却するエアクーラ3と、エアクーラ3で空気Aが冷却されることにより蒸気が凝縮して生成された水分Wを分離するための水分離器4と、水分離器4で水分Wを分離された空気Aが導入される内燃機関5とを備えた内燃機関設備であって、コンプレッサ1から吐出された空気Aの一部をエアクーラ3の空気流れ方向上流側からバイパスさせて水分離器4の空気流れ方向下流側へ送給するバイパス管7を備える。バイパス管7には、水分離器4からの空気Aの水分量を基に開度が調整される制御弁9を設ける。
【選択図】図1
Description
本発明は内燃機関設備に関するものである。
エンジン等の内燃機関には、従来から、過給機のコンプレッサで圧縮されてエアクーラで冷却された空気を供給することが行われている。而して、エンジン等の内燃機関を備えた内燃機関設備の一例は図3に示されている。図中、1は過給機のコンプレッサ、2はコンプレッサ1の吐出側に接続された吸気管であり、吸気管2の空気流れ方向中途部には、コンプレッサ1で圧縮されて吐出された圧縮空気A(以下単に空気Aと称する)を冷却するためのエアクーラ3、及びエアクーラ3で冷却されて蒸気が凝縮し生成した水分Wを分離するための水分離器4が順次接続されており、吸気管2における水分離器4の空気流れ方向下流側端部には、水分離器4で水分Wを分離された空気Aが導入されるエンジン等の内燃機関5が接続されている。
又、内燃機関5から排出された排気ガスは、過給機のタービン側へ導入されてタービンを回転させるようになっており、タービンの回転によりコンプレッサ1を駆動し得るようになっている。6は水分離器4で分離された水分Wが排出される排水孔である。
タービンにより駆動されるコンプレッサ1から吐出された空気Aはエアクーラ3に導入されて冷却される。この冷却により空気A中の蒸気は凝縮して液滴状の水分が生成される。この水分が生成された空気Aは水分離器4へ送給されて水分を分離された後、内燃機関5へ導入されて燃料の燃焼に供され、内燃機関5が駆動される。内燃機関5から排出された排気ガスは過給機のタービンに送給されてタービンを回転させ、コンプレッサ1を駆動させる。
コンプレッサから吐出された空気をエアクーラで冷却して内燃機関へ送給するようにした先行技術文献としては特許文献1がある。特許文献1では、エアクーラで冷却された空気の一部をバイパス管路からエンジンの排気管側へ送給して排気ガスの温度を低減させるようになっている。
特開2002−188450号公報
図3に示す内燃機関設備の場合には、エアクーラ3で冷却することにより凝縮して水分が生成された空気Aは、水分離器4へ送給されて水分を分離されたうえ内燃機関5へ導入される。しかし、水分を分離された後の空気Aの相対湿度は100%であるため、内燃機関5へ送給される空気Aの流れに乱れが生じたりすると、再度蒸気の凝縮により液滴状の水分が生成される。而して、この水分が内燃機関5のシリンダライナ内に吸入されてシリンダライナの内面に付着すると、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与え、磨耗量の増大に繋がる。
特許文献1の場合においては、排気ガスの温度を低減させることはできても、図3に示す場合と同様、エンジンへ導入される空気の相対湿度は100%であるため、エンジンへ送給される空気Aの流れに乱れが生じたりすると、再度蒸気の凝縮により液滴状の水分が生成され、この水分がエンジンのシリンダライナ内に吸入されてシリンダライナの内面に付着すると、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与える。
本発明は、上記実情に鑑み、内燃機関に導入される空気の相対湿度を100%未満にして、内燃機関のシリンダライナに水分が付着することのない内燃機関設備を提供しようとするものである。
請求項1の内燃機関設備は、過給機のコンプレッサから吐出された空気を冷却するエアクーラと、該エアクーラで空気が冷却されることにより蒸気が凝縮して生成された水分を分離するための水分離器と、該水分離器で水分を分離された空気が導入される内燃機関とを備えた内燃機関設備であって、前記コンプレッサから吐出された空気の一部を前記エアクーラの空気流れ方向上流側からバイパスさせて前記水分離器の空気流れ方向下流側へ送給するバイパス管を備えたものである。
請求項2の内燃機関設備においては、バイパス管には、制御弁が設けられており、請求項3の内燃機関設備は、水分離器からの空気の水分量を計測するための水分量検出器を備え、該水分量検出器を基に前記制御弁の開度を調整するようにしてある。
本発明の請求項1〜3記載の内燃機関設備によれば、内燃機関へ導入される空気の相対湿度を100%未満にできるため、内燃機関へ送給される空気の流れに乱れが生じても蒸気の凝縮が生じることはなく、このため、空気が内燃機関のシリンダライナ内に吸入されても、シリンダライナに水分が付着せず、従って、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与えることがなく、シリンダライナ及びピストンリングの磨耗を防止することができる、という優れた効果を奏し得る。
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図1、図2は本発明を実施する形態の一例である。図中、図3と同一の符号を付した部分は同一のものを示し、基本的な構成は図3に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1に示すごとく、吸気管2におけるエアクーラ3よりも空気流れ方向上流側の部分と、吸気管2における水分離器4よりも空気流れ方向下流側の部分とを、バイパス管7により接続し、コンプレッサ1から吐出されてエアクーラ3へ送給される前の空気Aの一部を、バイパス管7から吸気管2における水分離器4の空気流れ方向下流側へ送給して、水分離器4からの空気Aを加熱して相対湿度を低下させ得るようにした点にある。図1中、8は吸気管2内の水分離器4よりも空気流れ方向下流側の部分に設けられた水分量検出器であり、水分量検出器8により空気A中の水分が検出された場合には、バイパス管7に設けられている制御弁9に演算器10を介し指令を与えて、制御弁9の開度を調整し、空気A中の相対湿度を100%未満の所定の相対湿度に制御するよう構成されている。
図1、図2は本発明を実施する形態の一例である。図中、図3と同一の符号を付した部分は同一のものを示し、基本的な構成は図3に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1に示すごとく、吸気管2におけるエアクーラ3よりも空気流れ方向上流側の部分と、吸気管2における水分離器4よりも空気流れ方向下流側の部分とを、バイパス管7により接続し、コンプレッサ1から吐出されてエアクーラ3へ送給される前の空気Aの一部を、バイパス管7から吸気管2における水分離器4の空気流れ方向下流側へ送給して、水分離器4からの空気Aを加熱して相対湿度を低下させ得るようにした点にある。図1中、8は吸気管2内の水分離器4よりも空気流れ方向下流側の部分に設けられた水分量検出器であり、水分量検出器8により空気A中の水分が検出された場合には、バイパス管7に設けられている制御弁9に演算器10を介し指令を与えて、制御弁9の開度を調整し、空気A中の相対湿度を100%未満の所定の相対湿度に制御するよう構成されている。
次に、上記図示例の作動を説明する。
タービンにより駆動されるコンプレッサ1から吸気管2へ吐出された空気Aの大部分は、エアクーラ3に導入されて冷却される。この冷却により空気A中の蒸気は凝縮して液滴状の水分が生成される。この水分が生成された空気Aは水分離器4へ送給されて水分を分離された後、吸気管2の内燃機関5の上流側の部分に送給される。水分離器4で水分が分離された空気Aの相対湿度は100%となる。
タービンにより駆動されるコンプレッサ1から吸気管2へ吐出された空気Aの大部分は、エアクーラ3に導入されて冷却される。この冷却により空気A中の蒸気は凝縮して液滴状の水分が生成される。この水分が生成された空気Aは水分離器4へ送給されて水分を分離された後、吸気管2の内燃機関5の上流側の部分に送給される。水分離器4で水分が分離された空気Aの相対湿度は100%となる。
一方、タービンにより駆動されるコンプレッサ1から吸気管2へ吐出された空気Aの一部は、バイパス管7へ導入されてバイパス管7から吸気管2における内燃機関5の上流側の部分に送給され、水分離器4からの空気Aと混合する。このため、水分離器4からの空気Aはバイパス管7からの空気Aにより加熱され、その結果相対湿度は100%未満に下降する。而して、相対湿度が100%未満の空気Aは吸気管2から内燃機関5へ導入されて燃料の燃焼に供され、内燃機関5が駆動される。内燃機関5から排出された排気ガスは過給機のタービンに送給されてタービンを回転させ、コンプレッサ1を駆動させる。
水分量検出器8では、内燃機関5へ導入される前の空気Aの水分量が検出されて、その量に対応した信号が演算器10から指令として制御弁9へ与えられ、制御弁9は、予め設定されている相対湿度に対応した所定の開度に制御される。
図2のグラフには、エアクーラ3で冷却され水分離器4で水分を分離されて内燃機関5へ導入される空気Aの温度(℃)と相対湿度(%)との関係の例が示されている。このグラフから、バイパス管7からバイパスされる空気Aの量が0%の場合には、空気Aの温度が約45.5℃以下では、相対湿度は100%であるが、空気Aがバイパスされると、空気Aの温度が約45.5℃以下と低くても相対湿度は100%未満になることが分かる。又、バイパスされる空気Aの量が、1%、2%と多くなるに従い相対湿度の低下が大きいことが分かる。
本図示例によれば、内燃機関5へ導入される空気Aの相対湿度を100%未満にすることができるため、内燃機関5へ送給される空気Aの流れに乱れが生じても蒸気の凝縮が生じることはない。このため、空気Aが内燃機関5のシリンダライナ内に吸入されても、シリンダライナに水分が付着せず、従って、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与えることがなく、シリンダライナ及びピストンリングの磨耗を防止することができる。
なお、本発明の図示例においては、バイパス管7を送給される空気Aの流量を、水分量検出器8で検出した水分量を基に制御弁9の開度を自動的に調整することにより、制御する場合について説明したが、手動により制御弁9の開度を調整するようにしても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
1 コンプレッサ
3 エアクーラ
4 水分離器
5 内燃機関
7 バイパス管
8 水分量検出器
9 制御弁
A 圧縮空気(空気)
W 水分
3 エアクーラ
4 水分離器
5 内燃機関
7 バイパス管
8 水分量検出器
9 制御弁
A 圧縮空気(空気)
W 水分
Claims (3)
- 過給機のコンプレッサから吐出された空気を冷却するエアクーラと、該エアクーラで空気が冷却されることにより蒸気が凝縮して生成された水分を分離するための水分離器と、該水分離器で水分を分離された空気が導入される内燃機関とを備えた内燃機関設備であって、前記コンプレッサから吐出された空気の一部を前記エアクーラの空気流れ方向上流側からバイパスさせて前記水分離器の空気流れ方向下流側へ送給するバイパス管を備えたことを特徴とする内燃機関設備。
- バイパス管には、制御弁を設けた請求項1記載の内燃機関設備。
- 水分離器からの空気の水分量を計測するための水分量検出器を備え、該水分量検出器を基に前記制御弁の開度を調整するようにした請求項1又は2記載の内燃機関設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004018120A JP2005214016A (ja) | 2004-01-27 | 2004-01-27 | 内燃機関設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004018120A JP2005214016A (ja) | 2004-01-27 | 2004-01-27 | 内燃機関設備 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005214016A true JP2005214016A (ja) | 2005-08-11 |
Family
ID=34902721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004018120A Pending JP2005214016A (ja) | 2004-01-27 | 2004-01-27 | 内燃機関設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005214016A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2921103A1 (fr) * | 2007-09-19 | 2009-03-20 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de gestion des condensats dans un systeme egr |
JP2011214475A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吸気冷却装置およびその運転方法 |
-
2004
- 2004-01-27 JP JP2004018120A patent/JP2005214016A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2921103A1 (fr) * | 2007-09-19 | 2009-03-20 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de gestion des condensats dans un systeme egr |
EP2039907A1 (fr) * | 2007-09-19 | 2009-03-25 | Peugeot Citroen Automobiles SA | Dispositif de gestion des condensats dans un système EGR |
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
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A02 | Decision of refusal |
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