JP3034432B2 - 内燃機関利用の空冷設備 - Google Patents
内燃機関利用の空冷設備Info
- Publication number
- JP3034432B2 JP3034432B2 JP6264405A JP26440594A JP3034432B2 JP 3034432 B2 JP3034432 B2 JP 3034432B2 JP 6264405 A JP6264405 A JP 6264405A JP 26440594 A JP26440594 A JP 26440594A JP 3034432 B2 JP3034432 B2 JP 3034432B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- exhaust
- internal combustion
- combustion engine
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気を用いて
冷房や冷蔵・冷凍を行なうようにした，内燃機関利用の
空冷設備に関する。
冷房や冷蔵・冷凍を行なうようにした，内燃機関利用の
空冷設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関を備えた輸送機械や施設におい
て，その排ガスがもつ熱的または動的エネルギーを熱や
動力或いは電力等に回収することが行われており，その
うちターボチャージャーは内燃機関への給気の加圧加熱
を行なう装置として一般化している。
て，その排ガスがもつ熱的または動的エネルギーを熱や
動力或いは電力等に回収することが行われており，その
うちターボチャージャーは内燃機関への給気の加圧加熱
を行なう装置として一般化している。
【０００３】一方，内燃機関を備えた輸送機械や施設で
は空調設備や冷蔵冷凍設備が常設されるものが多い。例
えば代表的な輸送機械である自動車や船舶を例にして
も，暖房と冷房は欠かせないし，冷蔵冷凍庫を特装する
ものもある。暖房熱源としては内燃機関が発生する熱を
利用するものもあるが，冷房や冷凍についてはフロンや
アンモニア等の冷媒を用いて冷凍サイクルを形成するい
わゆるヒートポンプ装置で行われる。またこのヒートポ
ンプ装置を可逆的に構成して暖房も行えるものが一般化
している。
は空調設備や冷蔵冷凍設備が常設されるものが多い。例
えば代表的な輸送機械である自動車や船舶を例にして
も，暖房と冷房は欠かせないし，冷蔵冷凍庫を特装する
ものもある。暖房熱源としては内燃機関が発生する熱を
利用するものもあるが，冷房や冷凍についてはフロンや
アンモニア等の冷媒を用いて冷凍サイクルを形成するい
わゆるヒートポンプ装置で行われる。またこのヒートポ
ンプ装置を可逆的に構成して暖房も行えるものが一般化
している。
【０００４】かようなヒートポンプ装置の動力源として
は，内燃機関の動力を直接利用するもの，或いは内燃機
関の動力をいったんバッテリーに蓄電して電力駆動とす
る方式が採用されている。
は，内燃機関の動力を直接利用するもの，或いは内燃機
関の動力をいったんバッテリーに蓄電して電力駆動とす
る方式が採用されている。
【０００５】また，食品類の輸送のための冷蔵・冷凍庫
を備えた車輌や船舶でも，その低温環境はフロンやアン
モニア等の冷媒を用いた冷凍機を用いて形成されてい
る。
を備えた車輌や船舶でも，その低温環境はフロンやアン
モニア等の冷媒を用いた冷凍機を用いて形成されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】フロンを冷媒とするヒ
ートポンプ装置や冷凍機は環境破壊に繋がるものとして
使用が制限されつつある。このため，フロンに代わる効
率のよい冷媒の開発が急がれているが，その実用化には
各種の問題があり，普及するに至っていないのが実状で
ある。
ートポンプ装置や冷凍機は環境破壊に繋がるものとして
使用が制限されつつある。このため，フロンに代わる効
率のよい冷媒の開発が急がれているが，その実用化には
各種の問題があり，普及するに至っていないのが実状で
ある。
【０００７】他方，内燃機関をもつ輸送機械や施設では
多量の燃焼排ガスが発生している。もし，この燃焼排ガ
スが保有するエネルギーから，フロン等の冷媒を用いず
とも低温空気を作りだせるとしたら前記のような問題の
解決の一助となる。本発明はこれの実現を課題としたも
のである。
多量の燃焼排ガスが発生している。もし，この燃焼排ガ
スが保有するエネルギーから，フロン等の冷媒を用いず
とも低温空気を作りだせるとしたら前記のような問題の
解決の一助となる。本発明はこれの実現を課題としたも
のである。
【０００８】
【問題を解決するための手段】 本発明によれば，内燃
機関の排気管路にターボチャージャーを設置し，このタ
ーボチャージャーのタービンに入る前の排気管路に排気
冷却器を設置し，該タービンを出た後の排気管路に負荷
側空気と熱交換する空気冷却用熱交換器を設置し更に
は，ターボチャージャーの圧縮機を出た給気と熱交換す
る給気冷却用熱交換器を設置し，場合によってはさらに
該内燃機関の動力または電力で駆動する補助圧縮機を別
途に設置し，この補助圧縮機の吐出管路を前記の排気管
路に連結した内燃機関利用の空冷設備を提供する。
機関の排気管路にターボチャージャーを設置し，このタ
ーボチャージャーのタービンに入る前の排気管路に排気
冷却器を設置し，該タービンを出た後の排気管路に負荷
側空気と熱交換する空気冷却用熱交換器を設置し更に
は，ターボチャージャーの圧縮機を出た給気と熱交換す
る給気冷却用熱交換器を設置し，場合によってはさらに
該内燃機関の動力または電力で駆動する補助圧縮機を別
途に設置し，この補助圧縮機の吐出管路を前記の排気管
路に連結した内燃機関利用の空冷設備を提供する。
【０００９】ここで，タービンに入る前の排気管路に設
置する排気冷却器は，外気で該排気を冷却する空気対排
気熱交換器と，タービン通過後の低圧排気で該排気を冷
却する排気対排気熱交換器とで構成することができ，該
排気の流れに対して上流側に空気対排気熱交換器を，下
流側に排気対排気熱交換器を配置する。
置する排気冷却器は，外気で該排気を冷却する空気対排
気熱交換器と，タービン通過後の低圧排気で該排気を冷
却する排気対排気熱交換器とで構成することができ，該
排気の流れに対して上流側に空気対排気熱交換器を，下
流側に排気対排気熱交換器を配置する。
【００１０】補助圧縮機は，その吸込側管路をターボチ
ャージャーの圧縮機を出た給気側管路に連結するか或い
は外気取入口に連結し，この補助圧縮機には給気或いは
外気を取入れて圧縮するものである。
ャージャーの圧縮機を出た給気側管路に連結するか或い
は外気取入口に連結し，この補助圧縮機には給気或いは
外気を取入れて圧縮するものである。
【００１１】
【作用】内燃機関の燃焼排ガス（本明細書では単に「排
気」と言う）がターボチャージャーのタービンに入る前
に，排気冷却器によって，例えば５０℃以下にまで冷却
されると，この排気がタービンで断熱膨張することによ
り，タービンの出側では１０℃以下にまで冷却すること
ができる。
気」と言う）がターボチャージャーのタービンに入る前
に，排気冷却器によって，例えば５０℃以下にまで冷却
されると，この排気がタービンで断熱膨張することによ
り，タービンの出側では１０℃以下にまで冷却すること
ができる。
【００１２】この排気冷却器での排気の冷却は，外気を
冷熱源とする空気対排気熱交換器と，タービンを出た低
温低圧の排気を冷熱源とする排気対排気熱交換器によっ
て行なうことができる。この場合，空気対排気熱交換器
によって排気温度を８０〜１２０℃程度まで冷却し，つ
いで排気対排気熱交換器によって５０℃以下にまで冷却
するようにする。
冷熱源とする空気対排気熱交換器と，タービンを出た低
温低圧の排気を冷熱源とする排気対排気熱交換器によっ
て行なうことができる。この場合，空気対排気熱交換器
によって排気温度を８０〜１２０℃程度まで冷却し，つ
いで排気対排気熱交換器によって５０℃以下にまで冷却
するようにする。
【００１３】他方，タービンを出た後の排気管路に負荷
側空気と熱交換するための空気冷却用熱交換器を設置す
ることにより，タービンの出側の低温低圧空気で負荷側
の空気を冷却することができる。ここで，負荷側の空気
とは，本発明設備を空調用に利用する場合には，冷房し
ようとする空間の空気を意味し，本発明設備を冷蔵・冷
凍用に利用する場合には，冷蔵・冷凍庫の空気を意味す
る。すなわち，空気冷却用熱交換器と負荷空間との間で
空気を循環させることによって，負荷空間を低温に維持
することができるので，室内の冷房が行えるし，また冷
凍・冷蔵庫を必要な低温に保持できる。
側空気と熱交換するための空気冷却用熱交換器を設置す
ることにより，タービンの出側の低温低圧空気で負荷側
の空気を冷却することができる。ここで，負荷側の空気
とは，本発明設備を空調用に利用する場合には，冷房し
ようとする空間の空気を意味し，本発明設備を冷蔵・冷
凍用に利用する場合には，冷蔵・冷凍庫の空気を意味す
る。すなわち，空気冷却用熱交換器と負荷空間との間で
空気を循環させることによって，負荷空間を低温に維持
することができるので，室内の冷房が行えるし，また冷
凍・冷蔵庫を必要な低温に保持できる。
【００１４】また，タービンを出た後の排気管路に前記
の空気冷却用熱交換器に加えて圧縮機を出た給気と熱交
換するための給気冷却用熱交換器を並列的に設置し，い
ずれか一方または両方に排気量を配分するようにして，
内燃機関に入る給気も冷却するようにすると，内燃機関
の排ガス中のＮＯx,ＳＯx を低減でき，また内燃機関の
出力を向上できる。
の空気冷却用熱交換器に加えて圧縮機を出た給気と熱交
換するための給気冷却用熱交換器を並列的に設置し，い
ずれか一方または両方に排気量を配分するようにして，
内燃機関に入る給気も冷却するようにすると，内燃機関
の排ガス中のＮＯx,ＳＯx を低減でき，また内燃機関の
出力を向上できる。
【００１５】補助圧縮機は内燃機関の動力を直接的に駆
動源とするか，該動力を電力に変換して回転させ, これ
によって排気の圧力不足および／または流量不足を補
う。この場合，排気の圧力が不足する場合には内燃機関
に入るべき給気をこの補助圧縮機に取入れ，排気の流量
が不足する場合には外気を補助圧縮機に取入れる。
動源とするか，該動力を電力に変換して回転させ, これ
によって排気の圧力不足および／または流量不足を補
う。この場合，排気の圧力が不足する場合には内燃機関
に入るべき給気をこの補助圧縮機に取入れ，排気の流量
が不足する場合には外気を補助圧縮機に取入れる。
【００１６】以下に，図１に従って本発明に従う内燃機
関利用の空冷設備の構成と作用を具体的に説明しよう。
関利用の空冷設備の構成と作用を具体的に説明しよう。
【００１７】
【実施例】図１において，１は内燃機関（以下，エンジ
ンと言う），２はターボチャージャーを示しており，内
燃機関の排ガス管路（排気管路）を二重線で表してい
る。このターボチャージャー２は内燃機関の過給機とし
ての機能に加え，以下に説明するように負荷側で必要と
する低温空気を作り出せる能力を備えたものである。
ンと言う），２はターボチャージャーを示しており，内
燃機関の排ガス管路（排気管路）を二重線で表してい
る。このターボチャージャー２は内燃機関の過給機とし
ての機能に加え，以下に説明するように負荷側で必要と
する低温空気を作り出せる能力を備えたものである。
【００１８】３は冷却負荷であり車や船舶等の輸送機械
では冷房を必要とする車内空間や冷蔵冷凍庫，固定施設
では屋内空間や冷蔵冷凍庫を意味する。３ａは暖房負荷
であり輸送機械では暖房を必要とする車内空間，固定施
設では屋内空間を意味している。
では冷房を必要とする車内空間や冷蔵冷凍庫，固定施設
では屋内空間や冷蔵冷凍庫を意味する。３ａは暖房負荷
であり輸送機械では暖房を必要とする車内空間，固定施
設では屋内空間を意味している。
【００１９】ターボチャージャー２は排気側にタービン
４が，また給気側に圧縮機５が配置されており，排気エ
ネルギーによるタービン４の回転動力が圧縮機５に伝達
される。
４が，また給気側に圧縮機５が配置されており，排気エ
ネルギーによるタービン４の回転動力が圧縮機５に伝達
される。
【００２０】 先ず本発明設備では，エンジン１からタ
ーボチャージャー２のタービン４に至るまでの排気管路
イにおいて，タービン４に入る前の排気を冷却するため
の排気冷却器を設置する。図示の例ではこの排気冷却器
は，空気対排気熱交換器６と排気対排気熱交換器７とで
構成されており，排気の流れに対して前者の空気対排気
熱交換器６を上流側，後者の排気対排気熱交換器７を下
流側に設置してある。
ーボチャージャー２のタービン４に至るまでの排気管路
イにおいて，タービン４に入る前の排気を冷却するため
の排気冷却器を設置する。図示の例ではこの排気冷却器
は，空気対排気熱交換器６と排気対排気熱交換器７とで
構成されており，排気の流れに対して前者の空気対排気
熱交換器６を上流側，後者の排気対排気熱交換器７を下
流側に設置してある。
【００２１】空気対排気熱交換器６には冷却媒体として
外気が導入され，エンジンから出た排ガスは先ずこの空
気対排気熱交換器６で冷却される。この空気対排気熱交
換器６はエンジン排ガスを８０〜１２０℃程度の温度に
まで冷却する能力を備えるものが使用されている。
外気が導入され，エンジンから出た排ガスは先ずこの空
気対排気熱交換器６で冷却される。この空気対排気熱交
換器６はエンジン排ガスを８０〜１２０℃程度の温度に
まで冷却する能力を備えるものが使用されている。
【００２２】排気対排気熱交換器７は，空気対排気熱交
換器６で一次冷却された排気とタービン４の出側の排気
と熱交換するものである。この熱交換器７を出たときの
（タービン４に入る前の）排気温度はマイナス１０℃〜
プラス５０℃程度になるように設計されている。
換器６で一次冷却された排気とタービン４の出側の排気
と熱交換するものである。この熱交換器７を出たときの
（タービン４に入る前の）排気温度はマイナス１０℃〜
プラス５０℃程度になるように設計されている。
【００２３】このようにして空気対排気熱交換器６と熱
交換器７で予冷された排気はターボチャージャーのター
ビン４に入り，このタービン４に回転動力を付与しなが
ら断熱膨張し，マイナス６０℃〜プラス１０℃程度の温
度にまで温度が降下し且つ降圧して管路ロに入る。この
タービン通過後の排気は，管路ロからいったん二本の管
路ハとニに分岐して再びホに合流したあと，前記の排気
対排気熱交換器７に導かれる。
交換器７で予冷された排気はターボチャージャーのター
ビン４に入り，このタービン４に回転動力を付与しなが
ら断熱膨張し，マイナス６０℃〜プラス１０℃程度の温
度にまで温度が降下し且つ降圧して管路ロに入る。この
タービン通過後の排気は，管路ロからいったん二本の管
路ハとニに分岐して再びホに合流したあと，前記の排気
対排気熱交換器７に導かれる。
【００２４】分岐管路ハには空気冷却用熱交換器８が介
装されており，この空気冷却用熱交換器８において排気
と負荷側空気を間接的に熱交換する。すなわち冷却負荷
（例えば車内空間や冷蔵冷凍庫）３の室内の還気を還気
管９を経てこの空気冷却用熱交換器８に取入れ，前記の
ように−６０〜１０℃の排気と熱交換し，送気管１０を
経て−５０〜１５℃程度の低温空気として室内に吹き出
す。
装されており，この空気冷却用熱交換器８において排気
と負荷側空気を間接的に熱交換する。すなわち冷却負荷
（例えば車内空間や冷蔵冷凍庫）３の室内の還気を還気
管９を経てこの空気冷却用熱交換器８に取入れ，前記の
ように−６０〜１０℃の排気と熱交換し，送気管１０を
経て−５０〜１５℃程度の低温空気として室内に吹き出
す。
【００２５】一方，分岐管路ニには給気冷却用熱交換器
１１が介装されており，この熱交換器１１には，ターボ
チャージャー２の圧縮機５を経た給気を通じて，該排気
によってこの給気を冷却してからエンジン１に送り込
む。
１１が介装されており，この熱交換器１１には，ターボ
チャージャー２の圧縮機５を経た給気を通じて，該排気
によってこの給気を冷却してからエンジン１に送り込
む。
【００２６】空気冷却用熱交換器８に送気する排気量は
分岐管路ニに介装された流量調整弁１２ａ，１２ｂの開
度調整によって行われ，この排気量の調整操作により，
冷却負荷の要求量をまかなうようにする。
分岐管路ニに介装された流量調整弁１２ａ，１２ｂの開
度調整によって行われ，この排気量の調整操作により，
冷却負荷の要求量をまかなうようにする。
【００２７】この空気冷却用熱交換器８および／または
給気冷却用熱交換器１１を通過した排気は，その温度は
高くても３０℃程度であり，その以下の温度である。こ
のため，排気対排気熱交換器７でタービンに入る前の排
気を冷却してから，管路ヘを経て排気される。そのさ
い，管路ヘに暖房負荷用の熱交換器１３を取付けておく
と，この排気から暖房用の空気を取り出すことができ
る。この熱交換器１３も排気と空調用空気とを間接的に
熱交換するものを使用し，暖房負荷（車内空間）３ａか
ら還気管１４を経て還気を取入れ，送気管１５を経て車
内に昇温した空気を吹き出す。
給気冷却用熱交換器１１を通過した排気は，その温度は
高くても３０℃程度であり，その以下の温度である。こ
のため，排気対排気熱交換器７でタービンに入る前の排
気を冷却してから，管路ヘを経て排気される。そのさ
い，管路ヘに暖房負荷用の熱交換器１３を取付けておく
と，この排気から暖房用の空気を取り出すことができ
る。この熱交換器１３も排気と空調用空気とを間接的に
熱交換するものを使用し，暖房負荷（車内空間）３ａか
ら還気管１４を経て還気を取入れ，送気管１５を経て車
内に昇温した空気を吹き出す。
【００２８】他方，ターボチャージャー２を用いるエン
ジン給気路は，吸気口１６から管路ａを経てターボチャ
ージャーの圧縮機５に入り，圧縮機５で圧縮されたあと
は管路ｂを経て給気冷却用熱交換器１１に入り，管路ｃ
を経てエンジン１に吸入される。この熱交換器１１によ
って給気が冷却されることにより，排ガス中のＳＯx,Ｎ
Ｏx の低減ができ，またエンジンの出力性能が向上す
る。
ジン給気路は，吸気口１６から管路ａを経てターボチャ
ージャーの圧縮機５に入り，圧縮機５で圧縮されたあと
は管路ｂを経て給気冷却用熱交換器１１に入り，管路ｃ
を経てエンジン１に吸入される。この熱交換器１１によ
って給気が冷却されることにより，排ガス中のＳＯx,Ｎ
Ｏx の低減ができ，またエンジンの出力性能が向上す
る。
【００２９】また，給気管路ｃには，給気をエンジン１
をバイパスして排気管路イに送気するパイバス管路ｄが
設けられ，このバイパス管路ｄに補助圧縮機１７が取付
けられている。加えて，外気を吸気口１８から吸引しバ
イパス管路ｄに圧縮空気を吐出するように，補助圧縮機
１７ａが設けられている。これらの補助圧縮機１７と１
７ａはエンジン１の動力を直接的に利用するか若しくは
該動力を電力が変換したあとその電力を利用して駆動す
るものである。
をバイパスして排気管路イに送気するパイバス管路ｄが
設けられ，このバイパス管路ｄに補助圧縮機１７が取付
けられている。加えて，外気を吸気口１８から吸引しバ
イパス管路ｄに圧縮空気を吐出するように，補助圧縮機
１７ａが設けられている。これらの補助圧縮機１７と１
７ａはエンジン１の動力を直接的に利用するか若しくは
該動力を電力が変換したあとその電力を利用して駆動す
るものである。
【００３０】給気管路ｃにおいて，補助圧縮機１７を介
装するバイパス管路ｄに分岐する分岐点１９よりもエン
ジン側に圧力調整弁２０が介装されており，エンジン１
への給気圧力を調整できるようにしてある。エンジン１
への給気をターボチャージャーを経ない自然給気とする
場合にはこの圧力調整弁２０を完全に閉成して，給気の
すべてをバイパス管路ｄに流しことができるようにして
ある。この場合，給気量調整弁２２を開く。なお，圧力
調整弁２０を部分的に閉成してバイパス管路ｄに流す給
気量を調整し，この一部給気を補助圧縮機１７によって
加圧したあと排気系に送り込むような運転も場合によっ
ては行なう。
装するバイパス管路ｄに分岐する分岐点１９よりもエン
ジン側に圧力調整弁２０が介装されており，エンジン１
への給気圧力を調整できるようにしてある。エンジン１
への給気をターボチャージャーを経ない自然給気とする
場合にはこの圧力調整弁２０を完全に閉成して，給気の
すべてをバイパス管路ｄに流しことができるようにして
ある。この場合，給気量調整弁２２を開く。なお，圧力
調整弁２０を部分的に閉成してバイパス管路ｄに流す給
気量を調整し，この一部給気を補助圧縮機１７によって
加圧したあと排気系に送り込むような運転も場合によっ
ては行なう。
【００３１】このような圧力調整弁２０の開度制御とこ
れに伴う補助圧縮機１７の運転は，排気系の圧力が所定
の値となるように制御される。排気系の圧力が不足すれ
ば補助圧縮機１７を駆動してその圧力を高めるのであ
る。しかしこの補助圧縮機１７の運転だけでは，十分な
圧力が得られても排ガス流量が不足することもある。こ
の場合には，補助圧縮機１７ａを駆動して，外気を取り
入れることよって排気の流量不足を補う。なお，給気が
バイパス管路ｄに流れることによって，エンジン１の給
気量が不足する分は，エンジン吸気口２１から直接的に
給気し，この直接給気量は給気量制御弁２２によって制
御される。
れに伴う補助圧縮機１７の運転は，排気系の圧力が所定
の値となるように制御される。排気系の圧力が不足すれ
ば補助圧縮機１７を駆動してその圧力を高めるのであ
る。しかしこの補助圧縮機１７の運転だけでは，十分な
圧力が得られても排ガス流量が不足することもある。こ
の場合には，補助圧縮機１７ａを駆動して，外気を取り
入れることよって排気の流量不足を補う。なお，給気が
バイパス管路ｄに流れることによって，エンジン１の給
気量が不足する分は，エンジン吸気口２１から直接的に
給気し，この直接給気量は給気量制御弁２２によって制
御される。
【００３２】この給気量制御弁２２と圧力調整弁２０と
は互いにインターロックされ，エンジン１への給気圧力
がほぼ一定となるように，互いに開度制御される。ま
た，これによって，エンジンの出力変動によって排気圧
力と流量が変動しても，バイパス管路ｄを通じての圧補
給と流量補給がなされるので，タービン４とエンジン１
は効率の良い安定した動力が得られ，ひいては，空気冷
却用熱交換器８は空調用の安定した冷熱供給源として機
能する。また，このバイパス管路ｄを経て排気に新鮮な
外気が混合することにより排気が希釈され，低温且つ低
濃度の排ガスとなることから，排ガスの二次処理を簡易
化することができる。
は互いにインターロックされ，エンジン１への給気圧力
がほぼ一定となるように，互いに開度制御される。ま
た，これによって，エンジンの出力変動によって排気圧
力と流量が変動しても，バイパス管路ｄを通じての圧補
給と流量補給がなされるので，タービン４とエンジン１
は効率の良い安定した動力が得られ，ひいては，空気冷
却用熱交換器８は空調用の安定した冷熱供給源として機
能する。また，このバイパス管路ｄを経て排気に新鮮な
外気が混合することにより排気が希釈され，低温且つ低
濃度の排ガスとなることから，排ガスの二次処理を簡易
化することができる。
【００３３】このようにして，エンジンが有する排ガス
のエネルギーを利用しながら且つターボチャージャーを
経た圧縮空気を再圧縮してタービンを駆動させ，この断
熱膨張させた排気と外気との混合気体を媒体として，空
気冷却用熱交換器８で，冷房用の低温空気を取り出せる
ようにした点に本発明設備の大きな特徴があり，これに
よって，フロン等の冷媒を使用しなくても，内燃機関の
排ガス経路から冷房に必要な冷熱を効率よく取り出すこ
とができる。
のエネルギーを利用しながら且つターボチャージャーを
経た圧縮空気を再圧縮してタービンを駆動させ，この断
熱膨張させた排気と外気との混合気体を媒体として，空
気冷却用熱交換器８で，冷房用の低温空気を取り出せる
ようにした点に本発明設備の大きな特徴があり，これに
よって，フロン等の冷媒を使用しなくても，内燃機関の
排ガス経路から冷房に必要な冷熱を効率よく取り出すこ
とができる。
【００３４】なお，船舶や大型機械等で使用される大型
の内燃機関のように排気圧と排気量が十分に大きいもの
では補助圧縮機１７と１７ａを必ずしも必要としない場
合がある。
の内燃機関のように排気圧と排気量が十分に大きいもの
では補助圧縮機１７と１７ａを必ずしも必要としない場
合がある。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
内燃機関とそのターボチャージャーを利用して，内燃機
関の出力に大きな影響を与えることなく，排気と外気の
混合気体を媒体として低温空気が作り出せるようになっ
た。この低温空気はエンジンを搭載した移動機械や施設
の冷房負荷や冷蔵冷凍負荷を賄うことに利用できる。
内燃機関とそのターボチャージャーを利用して，内燃機
関の出力に大きな影響を与えることなく，排気と外気の
混合気体を媒体として低温空気が作り出せるようになっ
た。この低温空気はエンジンを搭載した移動機械や施設
の冷房負荷や冷蔵冷凍負荷を賄うことに利用できる。
【００３６】このため，従来のフロン等の冷媒を用いた
ヒートポンプ装置によらずとも，冷房や冷凍・冷蔵が可
能となり，カークーラーを代表として，冷凍・冷蔵車や
船舶更には自家発電を備えたコゼネレーションシステム
等においても本発明設備はフロンを使用しない冷房冷凍
設備として，この分野に大きく貢献できる。
ヒートポンプ装置によらずとも，冷房や冷凍・冷蔵が可
能となり，カークーラーを代表として，冷凍・冷蔵車や
船舶更には自家発電を備えたコゼネレーションシステム
等においても本発明設備はフロンを使用しない冷房冷凍
設備として，この分野に大きく貢献できる。
【図１】本発明の内燃機関利用の空調設備の実施例を示
す機器配置系統図である。
す機器配置系統図である。
１ エンジン ２ ターボチャージャー ３ 冷却負荷（車内空間） ３ａ 暖房負荷（車内空間） ４ タービン ５ 圧縮機 ６ 空気対排気熱交換器 ７ 排気対排気熱交換器 ８ 空気冷却用熱交換器 ９ 還気路 １０ 送気路 １１ 給気冷却用熱交換器 １２ 流量調整弁 １３ 暖房負荷用の熱交換器 １７ 補助圧縮機 １７ａ 補助圧縮機 ２０ 圧力調整弁 ２２ 給気量調整弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 65/00 Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０１Ｇ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 5/02 F02B 29/04 F02B 37/00 F02B 37/00 302 F02B 65/00
Claims (8)
- 【請求項１】 内燃機関の排気管路にターボチャージャ
ーを設置し，このターボチャージャーのタービンに入る
前の排気管路に排気冷却器を設置し，該タービンを出た
後の排気管路に負荷側空気と熱交換する空気冷却用熱交
換器を設置してなる内燃機関利用の空冷設備。 - 【請求項２】 内燃機関の排気管路にターボチャージャ
ーを設置し，このターボチャージャーのタービンに入る
前の排気管路に排気冷却器を設置し，該タービンを出た
後の排気管路に負荷側空気と熱交換する空気冷却用熱交
換器と，ターボチャージャーの圧縮機を出た給気と熱交
換する給気冷却用熱交換器を設置してなる内燃機関利用
の空冷設備。 - 【請求項３】 タービンに入る前の排気管路に設置され
る排気冷却器は，外気で該排気を冷却する空気対排気熱
交換器と，タービン通過後の低圧排気で該排気を冷却す
る排気対排気熱交換器とからなり，該排気の流れに対し
て上流側に空気対排気熱交換器を，下流側に排気対排気
熱交換器を配置してなる請求項１または２に記載の内燃
機関利用の空冷設備。 - 【請求項４】 該内燃機関の動力または電力で駆動する
補助圧縮機を別途に設置したうえ，この補助圧縮機の吐
出管路を前記排気冷却器のうちの排気対排気熱交換器に
入るまえの排気管路に連結してなる請求項３に記載の内
燃機関利用の空冷設備。 - 【請求項５】 補助圧縮機は，その吸込側管路がターボ
チャージャーの圧縮機を出た給気側管路に連結され，該
給気側管路を流れる給気の一部または全部を取り入れて
圧縮するものである請求項４に記載の内燃機関利用の空
冷設備。 - 【請求項６】 補助圧縮機は，その吸込側管路が外気取
入口に連結され，外気を取入れて圧縮するものである請
求項４に記載の内燃機関利用の空冷設備。 - 【請求項７】 空気冷却用熱交換器で冷却された空気
は，冷房用に供される請求項１，２，３，４，５または
６に記載の内燃機関利用の空冷設備。 - 【請求項８】 空気冷却用熱交換器で冷却された空気
は，冷蔵・冷凍庫用に供される請求項１，２，３，４，
５または６に記載の内燃機関利用の空冷設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264405A JP3034432B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 内燃機関利用の空冷設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264405A JP3034432B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 内燃機関利用の空冷設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105320A JPH08105320A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3034432B2 true JP3034432B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=17402709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6264405A Expired - Fee Related JP3034432B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 内燃機関利用の空冷設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034432B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10119506A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-12 | Yataro Ichikawa | スリップ防止能を有する車両 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP6264405A patent/JP3034432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08105320A (ja) | 1996-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7540171B2 (en) | Cryogenic liquefying/refrigerating method and system | |
| US6796131B2 (en) | Environmental control system | |
| US20040060317A1 (en) | Electrically driven aircraft cabin ventilation and environmental control system | |
| CN112622567B (zh) | 一种集成电池冷却功能的车载空调系统 | |
| KR20130031843A (ko) | 보일 오프 가스 재액화 장치 | |
| JPH0566504B2 (ja) | ||
| GB2153511A (en) | High efficiency air cycle air conditioning system | |
| KR20160031931A (ko) | 모듈형 공기 조화 시스템 | |
| US9732993B2 (en) | Refrigerant circuit and method of controlling such a circuit | |
| JP4342271B2 (ja) | 空気調和装置および空調方法 | |
| JP2022098411A (ja) | モビリティ統合熱管理システム | |
| JP3034432B2 (ja) | 内燃機関利用の空冷設備 | |
| RU2062964C1 (ru) | Способ комбинированного получения холода и тепла для кондиционирования помещения и установка для его осуществления | |
| JP2003056932A (ja) | 空気調和装置 | |
| US6622499B1 (en) | Multi-purpose air cycle system | |
| EP3957848A1 (en) | Gas engine heat pump | |
| CN215295458U (zh) | 一种车载空调系统 | |
| JP2004012110A (ja) | 空調装置 | |
| KR20220023113A (ko) | 가스엔진 히트펌프 | |
| KR102042238B1 (ko) | 가스 히트펌프 시스템 | |
| KR102216716B1 (ko) | 가스 히트펌프 시스템 | |
| KR102004480B1 (ko) | 가스 히트펌프 시스템 | |
| WO2007017989A1 (ja) | 圧縮機 | |
| KR20180005927A (ko) | 온도 조절 시스템 | |
| US20070084225A1 (en) | Air cycle system with variable mix recuperator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |