JP3005776B2 - ディーゼル機関の排気ガス還流装置 - Google Patents
ディーゼル機関の排気ガス還流装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
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-
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル機関の排
気ガス還流装置に関するものである。
気ガス還流装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関において、排気ガスを吸
気側に還流させることによって、ＮＯｘを低減できるこ
とが知られている。
気側に還流させることによって、ＮＯｘを低減できるこ
とが知られている。
【０００３】すなわち、その機関の排気通路の排気ガス
をＥＧＲガス還流回路によって吸気側に還流させ、これ
によって排ガスの一部を吸気と混合させて、機関へ供給
させることで、大気中に排出されるＮＯｘを低減するも
のである。
をＥＧＲガス還流回路によって吸気側に還流させ、これ
によって排ガスの一部を吸気と混合させて、機関へ供給
させることで、大気中に排出されるＮＯｘを低減するも
のである。
【０００４】このようなＥＧＲ装置において、ＥＧＲガ
ス還流回路に流入した排気ガス中には煤塵や未燃炭化水
素など、機関に対して悪影響を与える物質を含んでお
り、従来においてはこれらを取り除くため、ＥＧＲガス
還流回路中にスートトラップや酸化触媒層を設けている
（例えば実開平１−１６６２５４公報参照）。
ス還流回路に流入した排気ガス中には煤塵や未燃炭化水
素など、機関に対して悪影響を与える物質を含んでお
り、従来においてはこれらを取り除くため、ＥＧＲガス
還流回路中にスートトラップや酸化触媒層を設けている
（例えば実開平１−１６６２５４公報参照）。
【０００５】更に、高温の排ガスを吸気側に混合させる
ため、吸気温度が上昇して機関の効率が低下するのを防
止する必要から、ＥＧＲガス還流回路中にクーラーを設
けている（同公報参照）。
ため、吸気温度が上昇して機関の効率が低下するのを防
止する必要から、ＥＧＲガス還流回路中にクーラーを設
けている（同公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来一般に使用されて
いるＥＧＲ装置は、ディーゼル機関それ自体の排ガスを
還流させるものであり、そのため、上記のように、煤塵
を除去するスートトラップや、未燃炭化水素を除去する
酸化触媒層など、複雑な排気エミッション除去装置が必
要となる欠点があった。
いるＥＧＲ装置は、ディーゼル機関それ自体の排ガスを
還流させるものであり、そのため、上記のように、煤塵
を除去するスートトラップや、未燃炭化水素を除去する
酸化触媒層など、複雑な排気エミッション除去装置が必
要となる欠点があった。
【０００７】また、還流ガスを冷却して還流効率を確保
するために、上記のように排ガスクーラーを設けている
が、そのための冷却媒体の冷却装置が特別に必要となる
欠点もあった。
するために、上記のように排ガスクーラーを設けている
が、そのための冷却媒体の冷却装置が特別に必要となる
欠点もあった。
【０００８】この発明は、このような従来の欠点を解消
して、ディーゼル機関それ自体の排気ガスでなくても不
活性ガスさえ入れてやればよいことに着目して、ＥＧＲ
ガスとして使用する排ガスの処理装置を不要とするとと
もに、ＥＧＲガスを冷却する冷却装置の冷却媒体を冷却
する特別の装置を不要にすることを目的とする。
して、ディーゼル機関それ自体の排気ガスでなくても不
活性ガスさえ入れてやればよいことに着目して、ＥＧＲ
ガスとして使用する排ガスの処理装置を不要とするとと
もに、ＥＧＲガスを冷却する冷却装置の冷却媒体を冷却
する特別の装置を不要にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、ディーゼル機関と直結したガス機
関、もしくは、ガス焚き吸収式冷凍機、または、ボイラ
ーの排ガスをＥＧＲ還流ガスとして利用するＥＧＲガス
還流回路を設けるものである。更に、吸収式冷凍機によ
って得られる冷水または温水吸収冷凍機に使用するボイ
ラーの温水を、ＥＧＲガスや吸気用インタークーラーの
冷却水として利用する。
め、この発明では、ディーゼル機関と直結したガス機
関、もしくは、ガス焚き吸収式冷凍機、または、ボイラ
ーの排ガスをＥＧＲ還流ガスとして利用するＥＧＲガス
還流回路を設けるものである。更に、吸収式冷凍機によ
って得られる冷水または温水吸収冷凍機に使用するボイ
ラーの温水を、ＥＧＲガスや吸気用インタークーラーの
冷却水として利用する。
【００１０】
【作用】炭化水素や煤塵のほとんどない燃料ガスの排ガ
スを使用するので、スートトラップや酸化触媒等の排気
処理が不要である。
スを使用するので、スートトラップや酸化触媒等の排気
処理が不要である。
【００１１】また、ＥＧＲガス還流回路や吸気用インタ
ークーラーの冷却水を冷却する特別の冷却装置が不要と
なる。
ークーラーの冷却水を冷却する特別の冷却装置が不要と
なる。
【００１２】
〈図１の回路の説明〉図において、１はディーゼル機
関、２は、そのディーゼル機関の吸気マニホールド、３
は、排気マニホールドである。４は、排気タービン過給
機であって、そのタービン５が排気マニホールド３と排
気管６との接続部に取り付けられ、ブロワー７が吸気マ
ニホールド２と吸気管８との接続部に取り付けられてい
る。９は、吸気管８の吸入口に取り付けたエアクリーナ
である。また、吸気マニホールド２の途中にはインタク
ーラー１０が介装されている。排気管６の途中には、そ
の排気ガスとの熱交換によって、温水器その他の装置に
使用するための熱を取り出す排気エコノマイザ１１が取
り付けられている。
関、２は、そのディーゼル機関の吸気マニホールド、３
は、排気マニホールドである。４は、排気タービン過給
機であって、そのタービン５が排気マニホールド３と排
気管６との接続部に取り付けられ、ブロワー７が吸気マ
ニホールド２と吸気管８との接続部に取り付けられてい
る。９は、吸気管８の吸入口に取り付けたエアクリーナ
である。また、吸気マニホールド２の途中にはインタク
ーラー１０が介装されている。排気管６の途中には、そ
の排気ガスとの熱交換によって、温水器その他の装置に
使用するための熱を取り出す排気エコノマイザ１１が取
り付けられている。
【００１３】他方、１２は、ディーゼル機関１よりも小
容量のガス機関、１３は、そのガス機関にガスを供給す
るガス供給管、１４は、そのガス供給管１３の途中に設
けたガス遮断弁、１５は、ガス供給装置を示している。
１６は、空気供給装置であって、前記ガス供給管１３内
のガスと混合して、ガス機関１２に送るようにしてい
る。１７は、ガスの燃焼ガスを排出するガス排気管で、
その途中に、ＥＧＲガス還流回路１８を構成するＥＧＲ
ガス管１９の入口が接続されている。このＥＧＲガス管
１９の出口側が、前記過給機４のブロワー７上流の吸気
管８へ接続されて、ガス機関１２の燃焼ガスをＥＧＲガ
スとして、ディーゼル機関１の吸気側へ還流させるよう
にしている。また、ＥＧＲガス管１９の入口よりも上流
のガス排気管１７に、その燃焼ガスを、所定のＥＧＲ率
を確保できる温度にまで冷却するＥＧＲガスクーラー２
０を設けている。更に、同じく入口よりも下流の燃焼ガ
ス排気管１７中に、ＥＧＲガス管１９側への還流量を調
節する背圧制御弁２１を設けている。
容量のガス機関、１３は、そのガス機関にガスを供給す
るガス供給管、１４は、そのガス供給管１３の途中に設
けたガス遮断弁、１５は、ガス供給装置を示している。
１６は、空気供給装置であって、前記ガス供給管１３内
のガスと混合して、ガス機関１２に送るようにしてい
る。１７は、ガスの燃焼ガスを排出するガス排気管で、
その途中に、ＥＧＲガス還流回路１８を構成するＥＧＲ
ガス管１９の入口が接続されている。このＥＧＲガス管
１９の出口側が、前記過給機４のブロワー７上流の吸気
管８へ接続されて、ガス機関１２の燃焼ガスをＥＧＲガ
スとして、ディーゼル機関１の吸気側へ還流させるよう
にしている。また、ＥＧＲガス管１９の入口よりも上流
のガス排気管１７に、その燃焼ガスを、所定のＥＧＲ率
を確保できる温度にまで冷却するＥＧＲガスクーラー２
０を設けている。更に、同じく入口よりも下流の燃焼ガ
ス排気管１７中に、ＥＧＲガス管１９側への還流量を調
節する背圧制御弁２１を設けている。
【００１４】更に、ディーゼル機関１の出力軸２３の一
方の端部とガス機関１２の出力軸２４が、継手２５を介
して直結されて、相互に同期して回転することとされ、
他方、ディーゼル機関１の他方の端部が、発電機などの
負荷装置２６に連結されて、これらディーゼル機関１と
ガス機関１２の双方の出力を、負荷装置２６の駆動原動
機として利用するようにしている。
方の端部とガス機関１２の出力軸２４が、継手２５を介
して直結されて、相互に同期して回転することとされ、
他方、ディーゼル機関１の他方の端部が、発電機などの
負荷装置２６に連結されて、これらディーゼル機関１と
ガス機関１２の双方の出力を、負荷装置２６の駆動原動
機として利用するようにしている。
【００１５】〈図２の説明〉 図２は、ガス吸収式冷凍機２８の燃焼排ガスをＥＧＲガ
スとして使用するようにした実施例を示している。ガス
吸収式冷凍機２８は、冷媒回路２９中の熱媒体の圧縮と
膨張の繰返しによって冷却を行うが、その膨張のための
加熱装置にガス焚き式のバーナー３０を用いている。そ
こで、バーナー３０によって燃焼したガスの燃焼排ガス
をＥＧＲガスとして利用するものである。３１が、その
排気管であり、この排気管３１を直接ディーゼル機関１
の吸気管８に接続して、その吸気側に還流させるように
している。３４は、バーナー３０へ燃料ガスを供給する
ガス供給管である。また、ガス排気管３１の途中には、
切り換え弁３２を介して、還流ガスの一部または全部を
ディーゼル機関１の排気管６側に合流して排出させるバ
イパス回路３３を接続している。合流したガス吸収式冷
凍機２８の燃焼排ガスは、ディーゼル機関１の排気ガス
とともに下流に設けた排気エコノマイザ１１の熱源とし
て利用される。
スとして使用するようにした実施例を示している。ガス
吸収式冷凍機２８は、冷媒回路２９中の熱媒体の圧縮と
膨張の繰返しによって冷却を行うが、その膨張のための
加熱装置にガス焚き式のバーナー３０を用いている。そ
こで、バーナー３０によって燃焼したガスの燃焼排ガス
をＥＧＲガスとして利用するものである。３１が、その
排気管であり、この排気管３１を直接ディーゼル機関１
の吸気管８に接続して、その吸気側に還流させるように
している。３４は、バーナー３０へ燃料ガスを供給する
ガス供給管である。また、ガス排気管３１の途中には、
切り換え弁３２を介して、還流ガスの一部または全部を
ディーゼル機関１の排気管６側に合流して排出させるバ
イパス回路３３を接続している。合流したガス吸収式冷
凍機２８の燃焼排ガスは、ディーゼル機関１の排気ガス
とともに下流に設けた排気エコノマイザ１１の熱源とし
て利用される。
【００１６】２０は、ガス吸収式冷凍機２８の排気管３
１中に設けたＥＧＲガスクーラーであり、これによっ
て、還流ガスを冷却して十分なガス還流率を得るように
している。そして、このＥＧＲガスクーラー２０と前記
ディーゼル機関１のインタークーラー１０を循環するよ
うにして、冷却媒体としての冷却水回路３５が構成さ
れ、その回路３５を前記ガス吸収式冷凍機２８に通すこ
とで、前記熱媒回路２９との熱交換によりその冷却水を
冷却するようにしている。
１中に設けたＥＧＲガスクーラーであり、これによっ
て、還流ガスを冷却して十分なガス還流率を得るように
している。そして、このＥＧＲガスクーラー２０と前記
ディーゼル機関１のインタークーラー１０を循環するよ
うにして、冷却媒体としての冷却水回路３５が構成さ
れ、その回路３５を前記ガス吸収式冷凍機２８に通すこ
とで、前記熱媒回路２９との熱交換によりその冷却水を
冷却するようにしている。
【００１７】〈図３の回路の説明〉 図３は、同じくガス焚き式のボイラー３７の排ガスを利
用した実施例の回路図である。ボイラー３７の温水回路
３８を加熱するバーナー３９の排ガスを排出する排気管
４０を、前記と同様に、過給機４のブロワー７手前の吸
気管８に接続して、その排ガスをＥＧＲガスとして利用
するようにしている。そして、ＥＧＲガスクーラー２０
とインタークーラー１０を循環する冷却水回路３５を、
そのボイラー３７の温水回路３８と連結し、その温水回
路３８を、更に、温水吸収式冷凍機４１へ循環させて、
温水の熱を冷凍機４１の熱源として使用するとともに、
そのときの熱交換によって冷却された温水を、上気クー
ラー１０、２０の冷却に使用するものである。その他の
構成は、図２と同じである。
用した実施例の回路図である。ボイラー３７の温水回路
３８を加熱するバーナー３９の排ガスを排出する排気管
４０を、前記と同様に、過給機４のブロワー７手前の吸
気管８に接続して、その排ガスをＥＧＲガスとして利用
するようにしている。そして、ＥＧＲガスクーラー２０
とインタークーラー１０を循環する冷却水回路３５を、
そのボイラー３７の温水回路３８と連結し、その温水回
路３８を、更に、温水吸収式冷凍機４１へ循環させて、
温水の熱を冷凍機４１の熱源として使用するとともに、
そのときの熱交換によって冷却された温水を、上気クー
ラー１０、２０の冷却に使用するものである。その他の
構成は、図２と同じである。
【００１８】
【発明の効果】この発明によれば、炭化水素や煤塵のほ
とんどないガス機関やガス焚き式装置の燃焼ガスの排ガ
スを使用するので、スートトラップや酸化触媒等の排気
処理が不要で、ＥＧＲガス還流回路の回路構成が簡単と
なり、低コストに実施できる。
とんどないガス機関やガス焚き式装置の燃焼ガスの排ガ
スを使用するので、スートトラップや酸化触媒等の排気
処理が不要で、ＥＧＲガス還流回路の回路構成が簡単と
なり、低コストに実施できる。
【００１９】その際、この出願第１の発明では、ガス機
関はディーゼル機関とともに負荷装置の駆動原動機とし
て使用するので、エネルギーの無駄を生ずることなく有
効に利用でき、しかも、ガス機関の始動及び速度制御は
ディーゼル機関と直結することで、そのディーゼル機関
側から起動又は制御できるから、ガス機関側には本来必
要なそれらの装置が不要で、低コストに実施できる。
関はディーゼル機関とともに負荷装置の駆動原動機とし
て使用するので、エネルギーの無駄を生ずることなく有
効に利用でき、しかも、ガス機関の始動及び速度制御は
ディーゼル機関と直結することで、そのディーゼル機関
側から起動又は制御できるから、ガス機関側には本来必
要なそれらの装置が不要で、低コストに実施できる。
【００２０】また、この出願の第２、第３の発明では、
ＥＧＲガス還流回路や吸気回路のクーラーの冷却水とし
て、ガス焚き式装置によって得られる冷凍機の温水を利
用するので、温水の熱を放出する特別の熱交換装置が不
要となる。
ＥＧＲガス還流回路や吸気回路のクーラーの冷却水とし
て、ガス焚き式装置によって得られる冷凍機の温水を利
用するので、温水の熱を放出する特別の熱交換装置が不
要となる。
【図１】この発明の実施例を示すＥＧＲガス還流回路を
備えた機関の回路図である。
備えた機関の回路図である。
【図２】同じくこの発明の別の実施例を示すＥＧＲガス
還流回路を備えた機関の回路図である。
還流回路を備えた機関の回路図である。
【図３】この発明の更に別の実施例を示すＥＧＲガス還
流回路を備えた機関の回路図である。
流回路を備えた機関の回路図である。
１ ディーゼル機関 ８ 吸気管 １０ インタークーラー １８ ＥＧＲガス還流回路 ２０ ＥＧＲガスクーラー ２８ ガス吸収冷凍機 ３５ 冷却水回路 ３７ ボイラー ４１ 温水吸収冷凍機
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ２２Ｄ 1/02 Ｆ２２Ｄ 1/02 Ｆ２５Ｂ 27/02 Ｆ２５Ｂ 27/02 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 25/07 570 F02M 25/07 580 F02B 29/04 F02B 61/00 F22D 1/02 F25B 27/02
Claims (2)
- 【請求項１】ガスの燃焼によって熱媒を加熱するガス吸
収冷凍機を備え、その吸収冷凍機の燃焼排ガスをディー
ゼル機関の吸気側に還流させるＥＧＲガス還流回路と、
その吸収冷凍機によって得られる冷水を吸気通路のイン
タークーラー及び又は前記排ガス用クーラーの冷却水と
して利用する冷却水回路とを設けたことを特徴とするデ
ィーゼル機関の排気ガス還流装置。 - 【請求項２】ガスの燃焼によって水を加熱するボイラー
とそのボイラーの温水を利用する温水吸収冷凍機とを備
え、前記ボイラーの燃焼排ガスをディーゼル機関の吸気
側に還流させるＥＧＲガス還流回路と、温水吸収冷凍機
で冷却された前記温水を吸気通路のインタークーラー及
び又は前記排ガス用クーラーの冷却水として利用する冷
却水回路とを設けたことを特徴とするディーゼル機関の
排気ガス還流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259856A JP3005776B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | ディーゼル機関の排気ガス還流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259856A JP3005776B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | ディーゼル機関の排気ガス還流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571425A JPH0571425A (ja) | 1993-03-23 |
| JP3005776B2 true JP3005776B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=17339927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3259856A Expired - Lifetime JP3005776B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | ディーゼル機関の排気ガス還流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005776B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07229450A (ja) * | 1994-02-21 | 1995-08-29 | Komatsu Ltd | コージェネレーション用ディーゼル機関の排気ガス還流装置およびその制御方法 |
| JP2000136758A (ja) * | 1998-10-31 | 2000-05-16 | Kanesaka Gijutsu Kenkyusho:Kk | 過給ディーゼルエンジンの排気再循環システム |
| JP2002089375A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のｅｇｒ装置 |
| JP2012172647A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ターボ過給機を備えたエンジンの排熱回収システム |
| DE102012208071A1 (de) * | 2012-05-15 | 2013-11-21 | Man Diesel & Turbo Se | Antriebssystem und Verfahren zum Betreiben dessen |
| JP7127795B2 (ja) * | 2018-03-26 | 2022-08-30 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | 未燃燃料と窒素酸化物の低減燃焼方法及び同方法を用いた燃焼システム |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP3259856A patent/JP3005776B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0571425A (ja) | 1993-03-23 |
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