JP2519632Y2 - エネルギ回収装置 - Google Patents

エネルギ回収装置

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JP2519632Y2 JP1989113810U JP11381089U JP2519632Y2 JP 2519632 Y2 JP2519632 Y2 JP 2519632Y2 JP 1989113810 U JP1989113810 U JP 1989113810U JP 11381089 U JP11381089 U JP 11381089U JP 2519632 Y2 JP2519632 Y2 JP 2519632Y2
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泰三 嶋田
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、自動車エンジンなどの内燃機関における排
気熱を利用して水を生成するエネルギ回収装置に関す
る。
(従来の技術) 現在、自動車のエンジンなど、内燃機関の排気熱のほ
とんどは利用されずに棄てられている。また、自動車エ
ンジンなどで消費されるエネルギ中、例えば制動エネル
ギは全体の数十パーセントを占めているが、これらも現
在は摩擦熱の形で棄てられている。
(考案が解決しようとする課題) したがって、現在棄てられている制動エネルギなどを
簡単に回収して有効に利用できれば、省エネルギ化に役
立つ。
本考案は、上記の点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は制動エネルギを回収するなどの装置を実現する
上で必要とするための水を簡単に生成できるようにした
エネルギ回収装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本考案に係るエネルギ回収装
置は、内燃機関と、同内燃機関の回転を電気信号に変換
して出力するエネルギ取出手段と、水を生成する造水装
置と、同造水装置により生成された水を貯溜すると共に
上記エネルギ取出手段により出力された電気信号を用い
て上記水を水素と酸素に分解する電気分解層と、同電気
分解層と上記内燃機関の吸気管とを連通し上記電気分解
層により生成された水素と酸素を上記吸気管に供給する
供給パイプとから構成されたエネルギ回収装置であっ
て、上記造水装置が、内部に冷媒が貯溜され上記内燃機
関の排気熱により上記冷媒を気化可能な圧縮器と、同圧
縮器に連結され同圧縮器により気化された冷媒が内部に
流入すると共に流入した上記冷媒を冷却して液化可能な
放熱器と、同放熱器に連結され同放熱器により液化した
上記冷媒が内部に流入すると共に流入した上記冷媒を気
化可能であり、かつ、上記冷媒の気化に伴って上記蒸発
器近傍の大気を冷却して同大気中の水蒸気から水を生成
する機能を有する蒸発器と、同蒸発器及び上記圧縮器に
連結され上記蒸発器により気化した上記冷媒が内部に流
入すると共に流入した上記冷媒を液化して上記圧縮器に
流出する液化器とから構成されたことを特徴としてい
る。
(作用) この構成によれば、内燃機関が駆動されて圧縮器内の
冷媒が暖められて高温高圧になると冷凍サイクルが連続
して開始され、蒸発器が冷やされる。したがって、これ
に湿気を含んでいる大気が触れると冷却されて凝縮し水
滴となる。したがって、この滴下して来る水滴を集める
と水が造られる。
(実施例) 以下、本考案の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
第1図は、本考案を適用した造水装置を装備するエネ
ルギ回収装置である。
この装置は、内燃機関としてのエンジン1と、制動エ
ネルギ取り出し手段2と、電気分解槽3と、コントロー
ラ4と造水装置としての造水器5などで構成されてい
る。
さらに詳述すると、エンジン1は、エンジン本体6を
備え、このエンジン本体6に吸気管7,排気管8,トランス
ミッシヨン9などが配設されている。そして、この吸気
管7の吸気路にはエアクリーナ10が接続されている。一
方、排気管8の排気路には排気後処理手段11,マフラー1
2などが接続されているとともに、排気後処理手段11の
上流側における排気管8の外周に造水器5の圧縮器26が
取り付けられている。これに対して、トランスミッショ
ン9には制動エネルギ取り出し手段2,デファレンシャル
ギヤ13,タイヤ14などが配設されている。
また、排気後処理手段11は、キャニング容器15と、キ
ャニング容器15に収納されたパティキュレートラップ16
と、このパティキュレートラップ16の上流側でこのパテ
ィキュレートラップ16に隣接してキャニング容器15内を
横切った状態で設けられた電気ヒータ17などで構成され
ている。この排気後処理手段11では、パティキュレート
ラップ16上のパティキュレートの堆積量が所定値を上回
ったと判断された場合には不図示のスイッチがオンさ
れ、ヒータ17に電流が流される。そして、この電流で加
熱され、このヒータ17を通過する排気ガスをさらに高温
化させてパティキュレートラップ16側へ流し、この高温
ガスでパティキュレートラップ16上のパティキュレート
を焼却してパティキュレートラップ16の再生処理が行え
るようになっている。
次に、制動エネルギ取り出し手段2は、例えばオルタ
ネータとして構成されている。そして、通常はエンジン
駆動時の負荷とならないように切り離されていて、制動
状態に移行されると接続されて駆動し、交流電圧が生成
される。また、この交流電圧は整流器18で直流電圧に変
換され、電気分解槽3に供給される。
電気分解槽3は、一対の電極3a,3bで水槽3c内の水を
電気分解して水素ガス(H2)と酸素ガス(O2)を生成す
る。そして、この電気分解槽3で生成された水素ガスは
ポンプ19を介してH2タンク20に貯えられ、酸素ガスはポ
ンプ21を介してO2タンク22に貯えられる。また、H2タン
ク20はエアクリーナ10の下流側で吸気管7にパイプ24A
を介して接続されており、O2タンク22も同じくエアクリ
ーナ10の下流側で吸気管7にパイプ24Bを介して接続さ
れている。そして、各パイプ24A,24Bの途中には、コン
トローラ4で開閉量が調整される開閉量調整弁23と開閉
量調整弁25がそれぞれ設けられている。
コントローラ4は、エンジン1の電子制御回路系(不
図示)と接続されており、エンジン1の発進時および加
速時に開閉量調整弁23,25を開放し、H2タンク20およびO
2タンク22から吸気管7内に水素ガスおよび酸素ガスを
それぞれ供給できるようになっている。
また、電気分解槽3では、水槽3c内の水が電気分解さ
れることによって、順次減少して行くが、この水は造水
器5によって補給されるようになっている。
この造水器5は、第2図に示すように、排気管8の外
周面に配設された圧縮器26と,放熱器27,膨張弁28,蒸発
器29,混合器30,ポンプ31,補助放熱器33,40などを備え、
これらがパイプ32で順次連結され、内部にアンモニア,
フロンなどの冷媒を封入してなる圧縮式の冷凍機を備え
るとともに、これに加えて補助放熱器33と、この補助放
熱器33の下側に沿って配設された受皿34などを設けて構
成されている。さらに、混合器30には、ポンプ36aと噴
霧パイプ36bとでなる循環器36が設けられている。この
循環器36は、混合器30内に貯蔵された液体冷媒をポンプ
36aで汲み上げるとともに、噴霧パイプ36bで混合器30の
内部における上部から噴霧できるようになっている。そ
して、この噴霧された液体冷媒内に、これとは別に混合
器30内に蒸発器29より気体で送り込まれて来る冷媒を吸
収させることができるようになっている。次に、補助放
熱器33は造水部となるもので、内部に水などが入れられ
ている。そして、その一部は循環パイプ38を介して蒸発
器29内に配設されている。
次に、この造水器5による造水動作を説明する。
まず、この造水器5では、アンモニア,フロンなどの
冷媒が液体→気体→液体の冷凍サイクルで再使用される
ものである。そして、エンジン1が駆動され、排気管8
が暖まると、圧縮器26内の冷媒が蒸発し高温高圧化され
た気体として放熱器27へ送られる。すると、この高温高
圧の冷媒が放熱器27で冷やされ、低温高圧の液体にな
る。そして、この液化された冷媒が膨張弁28で調整され
ながら蒸発器29側へ排出され、蒸発器29内で気化され
る。すると、この気化されるときに周囲から熱を奪い、
これによって周囲が冷やされる。このとき、同時に循環
パイプ38内を通る水も冷やされ、この冷やされた水で補
助放熱器33の全体が冷やされる。また、蒸発器29内で気
化された冷媒は混合器30内へ送られる。すると、この混
合器30内では、パイプ37を通して圧縮器26から送られて
来る冷媒液に蒸発器29から送られて来た冷媒ガスを循環
器36で吸収処理させる。さらに、この処理後の冷媒液
を、ポンプ31を介して圧縮器26へ再び戻すと一冷凍サイ
クルが終了する。そして、蒸発器29を通って来た水によ
って全体が冷やされている補助放熱器33には、湿気を含
んだ大気が触れるとこれが冷やされて凝縮され、水滴と
なって受皿34に滴下し水となる。また、このようにして
造られた水は水タンク35内に一時貯蔵され、電気分解槽
3内の水がなくなると、これが電気分解槽3内へ順次供
給され、この水によって制動エネルギ回収装置の実現が
可能になる。
すなわち、この造水器5では、蒸発器29に大気を直接
接触させずに、循環パイプ38内を通る冷却水で外表面温
度が0℃以上の状態で冷却される補助放熱器33の外面に
湿気を含んだ大気を接触させて水を造るようにしている
ので、補助放熱器33に霜が付着して造水能力が低下する
のを防ぐことができる。これは蒸発器29に直接湿気を含
んだ大気が接触しても霜が付着しないような場合は、補
助放熱器33を特に設けず、蒸発器29に水滴を造らせて直
接採取するようにしても良いものである。また、これで
冷やされた冷風は、夏期の空調用として使用したり、あ
るいはエンジンの吸気用として使用したりすることによ
り、エンジンの負荷を少なくして出力を増大させること
もできる。
したがって、この実施例のように構成された造水器5
を備えたエネルギ回収装置においては、制動がかけられ
ると、この制動がかけられている間、この制動時におけ
るエンジンのエネルギが制動エネルギ取り出し手段2に
よって電気信号として取り出され、この電圧が整流器18
を介して電気分解槽3に印加される。すると、電気分解
槽3で、水が水素と酸素に分解され、これがポンプ19,2
1を介してH2タンク20およびO2タンク22内に貯蔵され
る。そして、エンジン1の始動時および加速時にコント
ローラ4の制御で開閉量調整弁23,25がそれぞれ開放さ
れ、水素ガスおよび酸素ガスがパイプ24A,24Bを通して
吸気管7内に供給されて燃焼される。また、この水素ガ
スと酸素ガスがエンジン1内に吸入されることにより、
水素ガスはスモークの発生もなく良好に燃焼するので発
進時や再加速などの高負荷に大きなトルクを得ることが
でき、酸素ガスはスモークを大幅に低減させることがで
きる状態になる。これにより、この装置を搭載したエン
ジンでは性能を向上させることができる。
なお、本実施例では、造水器5で生成された水は、制
動エネルギ回収装置における電気分解槽3に供給するた
めに使用する場合について説明したが、このような用途
に限らず、例えば軽油と水を混合させたエマルジョン燃
料を造るのに使用したりしても良いものである。
(考案の効果) 以上説明したとおり、本考案に係るエネルギ回収装置
によれば、内燃機関が駆動されて圧縮器内の冷媒が温め
られると冷凍サイクルが連続して開始され、蒸発器が冷
され、これに湿気を含んでいる大気が触れると凝縮して
水滴となり、この水滴を集めると水を簡単に造ることが
できる。また、取り出したエネルギを利用して生成した
酸素や水素を吸気管に供給することで、スモークが発生
せず良好に燃焼して発信時や加速などの高負荷時に大き
なトルクを得ることができる。従って、この水を使用し
ての色々な装置、例えば制動エネルギ回収装置、エンジ
ン吸気冷却などを、構造が極めて簡単な造水器を用い容
易に実現できることにより、エネルギの有効利用が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案を適用した造水器を装備する内燃機関の
エネルギ回収装置の全体構成図、第2図は造水器の具体
的な構造を示したものである。 1…エンジン、2……エネルギ取出手段、3……電気分
解槽、7……吸気管、24A,24B……供給パイプ、26…圧
縮器、27…放熱器、28…膨張弁、29…蒸発器、32…パイ
プ、33…補助放熱器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 25/12 F02M 25/12 A F25B 27/02 F25B 27/02 G K M H02K 7/10 H02K 7/10 Z

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関と、 同内燃機関の回転を電気信号に変換して出力するエネル
    ギ取出手段と、 水を生成する造水装置と、 同造水装置により生成された水を貯溜すると共に上記エ
    ネルギ取出手段により出力された電気信号を用いて上記
    水を水素と酸素に分解する電気分解層と、 同電気分解層と上記内燃機関の吸気管とを連通し上記電
    気分解層により生成された水素と酸素を上記吸気管に供
    給する供給パイプと から構成されたエネルギ回収装置であって、 上記造水装置が、 内部に冷媒が貯溜され上記内燃機関の排気熱により上記
    冷媒を気化可能な圧縮器と、 同圧縮器に連結され同圧縮器により気化された冷媒が内
    部に流入すると共に流入した上記冷媒を冷却して液化可
    能な放熱器と、 同放熱器に連結され同放熱器により液化した上記冷媒が
    内部に流入すると共に流入した上記冷媒を気化可能であ
    り、かつ、上記冷媒の気化に伴って上記蒸発器近傍の大
    気を冷却して同大気中の水蒸気から水を生成する機能を
    有する蒸発器と、 同蒸発器及び上記圧縮器に連結され上記蒸発器により気
    化した上記冷媒が内部に流入すると共に流入した上記冷
    媒を液化して上記圧縮器に流出する液化器と から構成されたことを特徴とするエネルギ回収装置。
JP1989113810U 1989-09-28 1989-09-28 エネルギ回収装置 Expired - Lifetime JP2519632Y2 (ja)

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