JP5050998B2 - 廃熱回収装置 - Google Patents
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Description
三元触媒12上流に設けられるフロント空燃比センサ49、三元触媒12下流に設けられるリア空燃比センサ50からの各信号が入力されている。エンジンコントローラ45ではこれらの信号に基づいてエンジンの運転モードを決定し、決定したエンジン運転モードに従った制御を行う。
熱交換器3によりエンジンから出た排気を冷却して駆動力を得る。すなわち、流路切換弁40を切換えて冷却水を熱交換器3に流しエンジンから出た排気を熱交換器3で冷却する。熱交換器3で排気を冷却することで、コンプレッサ4に入力される排気の体積が減少し、その冷却相当の排気体積の減少分だけコンプレッサ4の圧縮仕事が低減することになりタービン2とコンプレッサ4からなる回転体の駆動力が増す。この増した駆動力で吸気用コンプレッサ21を働かせる。すなわち、三方向弁24により吸入空気を吸気用コンプレッサ21に導き、第1クラッチ26を接続し、第2クラッチ28を切断する。
熱交換器3よりエンジンから出た排気を冷却して駆動力を得ると共に、熱交換器3上流かつタービン2下流の排気管11Aから排気の一部を抜き取る。すなわち、流路切換弁40を切換えて冷却水を熱交換器3に流しエンジンから出た排気を熱交換器3で冷却する。熱交換器3で排気を冷却することで、コンプレッサ4に入力される排気の体積が減少し、その冷却相当の排気体積の減少分だけコンプレッサ4の圧縮仕事が低減することになりタービン2とコンプレッサ4からなる回転体の駆動力が増す。エンジンの低負荷運転時や車両減速時にはエンジンの高負荷運転時と異なり、この増した駆動力を用いてモータジェネレータ8を発電機として用いて働かせる。吸気用コンプレッサ21は働かせない。すなわち、三方向弁24により吸入空気を吸気用コンプレッサ21に流さず、第1クラッチ26を切断し、第2クラッチ28を接続する。
熱交換器3上流かつタービン2下流から排気を抜き取る。すなわち、流量制御弁17を開いて熱交換器3上流かつタービン2下流の排気管11Aから排気を抜き取ることで、早期にタービン2からコンプレッサ4までの通路を負圧にできるため、逆ブレイトンサイクルの始動性及び応答性が向上する。
2 タービン
3 熱交換器
4 コンプレッサ
8 モータジェネレータ
11 排気管
11A 熱交換器上流かつタービン下流の排気管
11B 熱交換器下流かつコンプレッサ上流の排気管
14 吸気管
14A スロットル部下流の吸気管
15 スロットル部
16バイパス通路(排気抜き取り手段)
17 流量制御弁
21 吸気用コンプレッサ(過給装置)
Claims (9)
- エンジンからの排気を、タービンに導いて大気圧より低い値である負圧にまで膨張させた後に熱交換器に導いて冷却し、この冷却した排気をタービンと同軸のコンプレッサで負圧から大気圧まで圧縮して排出することで動力として取り出す廃熱回収装置において、
エンジンからの排気の一部を抜き取る排気抜き取り手段を備えることを特徴とする廃熱回収装置。 - エンジンにスロットル部を備え、
前記排気抜き取り手段は前記コンプレッサ上流かつ前記熱交換器下流の排気管と前記スロットル部下流の吸気管とを連通するバイパス通路であることを特徴とする請求項1に記載の廃熱回収装置。 - エンジンにスロットル部を備え、
前記排気抜き取り手段は前記熱交換器上流かつ前記タービン下流の排気管と前記スロットル部下流の吸気管とを連通するバイパス通路であることを特徴とする請求項1に記載の廃熱回収装置。 - 吸気を過給する過給装置を前記コンプレッサと同軸に配置することを特徴とする請求項1に記載の廃熱回収装置。
- モータジェネレータを前記タービンと同軸にかつタービン側に、吸気を過給する過給装置を前記コンプレッサと同軸にかつコンプレッサ側にそれぞれ配置し、
前記モータジェネレータとタービンとを、また前記過給装置とコンプレッサとをそれぞれ任意に断続できる構造とすることを特徴とする請求項1に記載の廃熱回収装置。 - 前記バイパス通路に流路切換弁を設け、
エンジンの低負荷運転時にこの流路切換弁を全開状態とし、エンジンの高負荷運転時にこの流路切換弁を全閉状態とすることを特徴とする請求項2または3に記載の廃熱回収装置。 - エンジンが車両に搭載されたものであり、
前記コンプレッサ下流の排気管に三元触媒を、前記バイパス通路に流量制御弁を設け、
三元触媒の実際の酸素ストレージ量が目標値となるようにフロント空燃比センサの出力、リア空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
車両の減速時にエンジンへの燃料供給をカットする燃料カット手段と
を備え、
エンジンの低負荷運転時に前記流量制御弁を所定値まで開き、エンジンの高負荷運転時に前記流量制御弁を全閉状態とし、車両の減速時に前記流量制御弁をエンジンの低負荷運転時よりも開くことを特徴とする請求項2または3に記載の廃熱回収装置。 - エンジンにスロットル部を備え、
前記排気抜き取り手段は前記コンプレッサ下流の排気管と前記スロットル部下流の吸気管とを連通するバイパス通路であることを特徴とする請求項1に記載の廃熱回収装置。 - モータジェネレータを前記タービンと同軸に配置し、このモータジェネレータをモータとして用いてモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項2、3、8のいずれか一つに記載の廃熱回収装置。
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