JP5271961B2 - Supercharger for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気ガス熱、内燃機関の冷却水熱の熱エネルギーを利用して、電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーを用いてハイブリッド過給機の電動モータを駆動して、給気圧力を高める内燃機関の過給装置に関するものであり、特に、ミラーサイクル内燃機関に好適な過給装置に関する。 The present invention uses the heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine and the cooling water heat of the internal combustion engine to convert it into electric energy, and drives the electric motor of the hybrid supercharger using the electric energy to supply the electric energy. The present invention relates to a supercharging device for an internal combustion engine that increases the air pressure, and more particularly to a supercharging device suitable for a Miller cycle internal combustion engine.
4サイクルエンジンにおけるミラーサイクルは、給気バルブを下死点より早く、もしくは遅く閉じて内燃機関の圧縮比を膨張比よりも小さく維持することにより、ノッキングの発生を回避すると共に高い熱効率を実現するために有効である。
また、ミラーサイクルは、大きな膨脹比を実現し、燃焼ガスを十分に膨張させて燃焼エネルギーをより効果的にトルクとして活用できることでも知られている。
The mirror cycle in a four-cycle engine avoids knocking and achieves high thermal efficiency by closing the intake valve earlier or later than bottom dead center to keep the compression ratio of the internal combustion engine smaller than the expansion ratio. It is effective for.
The Miller cycle is also known to realize a large expansion ratio and sufficiently expand the combustion gas so that the combustion energy can be utilized more effectively as torque.
図7の実線で示したP−V線図は過給機付内燃機関のP−V線図であり、オットーサイクルをベースとした給気早閉じのミラーサイクルを示している。圧縮行程(M1)、燃焼・膨張工程(M2)、排気行程(M3)、給気行程(M4)からなっている。給気行程のP点で給気バルブを下死点よりも早い時期に閉じることによって、P点からラインm1沿って膨張し、再びラインm1に沿って戻り、圧縮して、その後P点から圧縮行程(M1)のラインに沿って変化する。 A PV diagram indicated by a solid line in FIG. 7 is a PV diagram of an internal combustion engine with a supercharger, and shows a mirror cycle in which an air supply is quickly closed based on an Otto cycle. It consists of a compression stroke (M1), a combustion / expansion step (M2), an exhaust stroke (M3), and an air supply stroke (M4). By closing the air supply valve at a point earlier than the bottom dead center at the point P of the air supply stroke, the air expands along the line m1 from the point P, returns along the line m1, and compresses again, and then compresses from the point P. It changes along the line of the stroke (M1).
その結果、図7下部に示すように、圧縮比の計算に用いられる燃焼室容積のピストンストロークはA1となり、膨張比の計算に用いられる燃焼室容積のピストンストロークはA2となり、圧縮比を膨張比よりも小さくできることが示される。 As a result, as shown in the lower part of FIG. 7, the piston stroke of the combustion chamber volume used for calculating the compression ratio is A1, the piston stroke of the combustion chamber volume used for calculating the expansion ratio is A2, and the compression ratio is set to the expansion ratio. It can be made smaller.
ここで、図7の実線で示す現状の給気早閉じのミラーサイクルに対して、熱効率の向上を考えた場合、過給機による給気加圧によって給気行程(M4)と排気行程(M3)とによって形成されるM3〜M4の時計方向の袋状閉ループ(図7の斜線領域)が内燃機関に対して正の仕事量を示すポンピング仕事が形成されるため、このポンピング仕事を向上(図7の斜線領域を拡大)することが熱効率向上に有効である。 Here, when the improvement of thermal efficiency is considered with respect to the current mirror cycle for quick closing of the supply air shown by the solid line in FIG. 7, the supply stroke (M4) and the exhaust stroke (M3) are performed by the supply air pressurization by the supercharger. ) Formed in the clockwise bag-like closed loop of M3 to M4 (shaded area in FIG. 7) forms a pumping work showing a positive work amount with respect to the internal combustion engine. It is effective to improve the thermal efficiency.
しかし、このポンピング仕事の向上のために過給気圧を高めて給気行程(M4)を上昇しようとすると、過給機の駆動源である排気圧力の上昇が必要になるため、結果的に得られるポンピング仕事は過給圧力を高める前に比べて大幅に改善されるものではない。
(図7の斜線領域が上方にシフト(h)するだけである。)
また、過給圧力を上昇しただけでは、排気圧も同様に上昇して図7に示すようにP−V線図の全体が上昇し(図7の点線)、筒内最高圧力(Pmax)も上昇する。
その結果、許容最高圧力を超えるおそれがあり、内燃機関本体の機械的強度や熱負荷において悪い影響を与える。
However, if the boost pressure is increased to increase the supply stroke (M4) in order to improve the pumping work, the exhaust pressure, which is the drive source of the turbocharger, needs to be increased. The pumping work to be done is not significantly improved compared to before boosting the supercharging pressure.
(The hatched area in FIG. 7 is only shifted upward (h).)
Further, just increasing the supercharging pressure causes the exhaust pressure to increase in the same manner, increasing the entire PV diagram (dotted line in FIG. 7) as shown in FIG. 7, and increasing the in-cylinder maximum pressure (Pmax). To rise.
As a result, the allowable maximum pressure may be exceeded, which adversely affects the mechanical strength and heat load of the internal combustion engine body.
一方、ミラーサイクルエンジンに関する発明として、特許文献1(特開平7−305606号公報)、特許文献2(特開2000−220480号公報)が知られている。
この特許文献1に示される構成は、図8に示すようにミラーサイクルガスエンジン01からの排気ガス供給管03を蒸気発生装置05に接続し、その蒸気発生装置05に接続した作動流体の循環配管07に蒸気タービン09を設け、その蒸気タービン09の出力軸011に前記ミラーサイクルガスエンジン01に圧縮空気を供給する過給機013を設け、ミラーサイクルガスエンジン01からの燃焼排気ガスを熱源として過給機013を駆動し、内燃機関出力を向上させるものである。
On the other hand, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-305606) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-220480) are known as inventions related to the mirror cycle engine.
As shown in FIG. 8, the configuration disclosed in Patent Document 1 connects an exhaust gas supply pipe 03 from a mirror
また、特許文献2には直列に2段過給機を備えたミラーサイクルエンジンが示されている。さらに、このミラーサイクルエンジンに排気再循環(EGR)を採用してノッキングを抑えつつ高燃費を実現する発明が示されている。
しかし、前記の特許文献1、2には、ミラーサイクルエンジンにおいて排気行程と給気行程とによって形成されるポンピング仕事を増大して熱効率を改善させる技術は示されていない。
さらに、図7を参照して既に説明したように、単に過給機の過給圧力を高めるだけでは、ポンピング仕事による熱効率の向上が得られないばかりでなく、筒内最高圧力(Pmax)の上昇によって、内燃機関本体の機械的強度や熱負荷において悪影響が生じる問題も有する。
However,
Furthermore, as already described with reference to FIG. 7, simply increasing the supercharging pressure of the supercharger not only does not improve the thermal efficiency due to the pumping work, but also increases the in-cylinder maximum pressure (Pmax). Therefore, there is also a problem that an adverse effect occurs in the mechanical strength and heat load of the internal combustion engine body.
そこで、本発明は前記問題点に鑑み成されたもので、内燃機関側の温水や、排気ガスの熱エネルギーを利用して、蒸気を発生させ、蒸気タービンを備えた発電機の電力により、ハイブリッド過給機の電動モータを駆動して、排気圧力の上昇を伴わずに給気圧力を上昇せしめるとともに給気圧力を内燃機関の筒内最高圧力が許容値以下となる給気圧力を上限となるように制御して、内燃機関の効率改善(出力向上)と、空気量増大に伴う煙色改善(燃焼改善)と、内燃機関本体の機械的強度及び、熱負荷に対する信頼性を向上する内燃機関の過給装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and generates a steam by using the hot water on the internal combustion engine side or the thermal energy of the exhaust gas, and generates the hybrid by the electric power of the generator equipped with the steam turbine. Drives the electric motor of the turbocharger to increase the supply pressure without increasing the exhaust pressure, and sets the supply pressure to the upper limit of the supply pressure at which the in-cylinder maximum pressure of the internal combustion engine is less than the allowable value The internal combustion engine which improves the efficiency (increase in output) of the internal combustion engine, the smoke color improvement (combustion improvement) accompanying the increase in the air amount, the mechanical strength of the internal combustion engine body and the reliability against the heat load An object of the present invention is to provide a supercharging device.
本発明はかかる目的を達成するもので、内燃機関の排気ガスによって駆動する排気タービンと、電力の供給により駆動する電動モータと、前記排気タービンと前記電動モータとの駆動力によって前記内燃機関への給気を加圧するコンプレッサ部とを備えたハイブリッド過給機と、前記内燃機関の排熱を利用して生成される蒸気によって駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンの駆動によって発電する発電機とを備え、該発電機によって発電された電力を前記ハイブリッド過給機に供給する電力供給装置とを有し、前記電力供給装置は、さらに、前記ハイブリッド過給機の前記排気タービンを通過した前記排気ガスの排熱を利用して前記蒸気を発生させる蒸発器と、前記ハイブリッド過給機と前記蒸発器との間の排気系回路に設けられ、前記内燃機関とは別に設けられたボイラ装置からの蒸気で前記排気ガスを加熱する第2熱交換器と、該第2熱交換器と並列に設けられた第2バイパス回路と、該第2バイパス回路に設けられ制御装置によって流量調整される第2流量調整バルブとを有することを特徴とする。 The present invention achieves such an object, and an exhaust turbine driven by exhaust gas of an internal combustion engine, an electric motor driven by supply of electric power, and driving force of the exhaust turbine and the electric motor to the internal combustion engine. A hybrid turbocharger including a compressor for pressurizing supply air; a steam turbine driven by steam generated by utilizing exhaust heat of the internal combustion engine; and a generator for generating electric power by driving the steam turbine; the provided, the electric power generated by the generator possess the power supply supplied to the hybrid turbocharger, the power supply device further the exhaust passing through the exhaust turbine of the hybrid turbocharger Provided in an evaporator that generates the steam using exhaust heat of gas, and an exhaust system circuit between the hybrid supercharger and the evaporator; A second heat exchanger for heating the exhaust gas with steam from a boiler device provided separately from the internal combustion engine, a second bypass circuit provided in parallel with the second heat exchanger, and the second bypass circuit And a second flow rate adjusting valve that is adjusted in flow rate by a control device .
上述の内燃機関の過給装置によれば、前記内燃機関の前記排気ガスによって前記ハイブリッド過給機の排気タービンを駆動させる。さらに、前記内燃機関を冷却した後の冷却水や前記内燃機関の排ガス等の熱エネルギーを利用して蒸気を発生させ、該蒸気によって蒸気タービンを駆動させ電気に変換し、該電気をハイブリッド過給機の電動モータに供給して過給機を駆動する。このことにより、内燃機関の排気ガスの圧力を上昇させることなく、内燃機関の給気圧力を上昇せしめることができ、排気行程と給気行程によって形成されるポンピング仕事の向上による内燃機関の出力向上と燃費改善と排煙色の改善とを図ることができる。
また、上述の内燃機関の過給装置によれば、ボイラ装置が設置されている場所での場合は、ボイラの蒸気熱で排気ガスを加熱して、蒸発器の発生蒸気量を第2流量調整バルブで調整してタービンによる発電量を調整して、ハイブリッド過給機での給気圧力を高めて内燃機関出力を効果的に高めることができる。
According to the above-described supercharging device for an internal combustion engine, the exhaust turbine of the hybrid supercharger is driven by the exhaust gas of the internal combustion engine. Further, steam is generated by using heat energy such as cooling water after cooling the internal combustion engine and exhaust gas of the internal combustion engine, and the steam is driven by the steam to convert it into electricity, and the electricity is hybrid supercharged. The turbocharger is driven by supplying to the electric motor of the machine. As a result, the supply pressure of the internal combustion engine can be increased without increasing the pressure of the exhaust gas of the internal combustion engine, and the output of the internal combustion engine can be improved by improving the pumping work formed by the exhaust stroke and the supply stroke. It is possible to improve fuel economy and smoke color.
Further, according to the supercharging device for an internal combustion engine described above, when the boiler device is installed, the exhaust gas is heated by the steam heat of the boiler, and the generated steam amount of the evaporator is adjusted to the second flow rate. By adjusting with the valve and adjusting the amount of power generated by the turbine, the supply pressure at the hybrid supercharger can be increased to effectively increase the internal combustion engine output.
また、上述の内燃機関の過給装置の好ましい態様は、前記ハイブリッド過給機によって加圧された給気の圧力を検知する圧力検出装置と、該圧力検出装置の検出結果に基づいて前記内燃機関の筒内最高圧力が許容値以下となる給気圧力になるように前記ハイブリッド過給機への電力供給量を制御する制御装置とを有することを特徴とする。 Further, a preferred aspect of the above-described supercharging device for the internal combustion engine includes a pressure detection device that detects a pressure of the supply air pressurized by the hybrid supercharger, and the internal combustion engine based on a detection result of the pressure detection device. And a control device that controls the amount of power supplied to the hybrid supercharger so that the maximum in-cylinder pressure becomes an air supply pressure that is equal to or lower than an allowable value.
このような構成にすることにより、内燃機関の筒内最高圧力が許容値以下となる給気圧力になるようにハイブリッド過給機への電力供給量が制御されるので、内燃機関本体の機械的強度及び、熱負荷に対する信頼性を向上することができる。 With such a configuration, the amount of power supplied to the hybrid supercharger is controlled so that the maximum cylinder pressure of the internal combustion engine becomes a permissible pressure or less. Strength and reliability against heat load can be improved.
また、本願発明において好ましくは、前記蒸発器と、前記蒸気タービンを駆動した前記蒸気を凝結させる凝縮器及び、該凝縮器で凝結された凝結水を前記蒸発器に送水する送水手段を有する作動媒体再生装置とを備えていることを特徴とする。 Also preferably in the present invention, the evaporator, the condenser to condense the steam having driven the steam turbine and, working medium having a water supply means for water and condensed water which has been condensed in the condenser to the evaporator And a playback device.
このような構成にすることにより、作動媒体を循環して使用するので、コストの上昇を抑制できる。 With such a configuration, the working medium is circulated and used, so that an increase in cost can be suppressed.
また、本願発明において好ましくは、前記電力供給装置は、前記蒸発器の上流側に設けられ、前記凝縮器によって凝結された前記凝結水を、前記内燃機関を冷却した冷却水で加熱する第1熱交換器と、該第1熱交換器と並列に設けられた第1バイパス回路と、該第1バイパス回路に設けられ、前記制御装置によって流量調整される第1流量調整バルブとを有するとよい。 Preferably, in the present invention, the power supply device is provided on the upstream side of the evaporator, and heats the condensed water condensed by the condenser with cooling water that has cooled the internal combustion engine. It is good to have a exchanger, the 1st bypass circuit provided in parallel with this 1st heat exchanger, and the 1st flow control valve provided in this 1st bypass circuit, and the flow control of which is carried out by the control device.
このような構成にすることにより、内燃機関の冷却水で作動媒体を加熱する構造なので、内燃機関からの排熱を有効に利用でき、しかも給気圧力を上昇させるための内燃機関側負荷が必要ないため、内燃機関出力を効率良く高めることができる。
また、第1流量調整バルブを設けて第1熱交換器への冷却水流量を調整できるので、蒸発器での蒸気発生量を調整して、発電機での発電量を制御できる。
With this configuration, the working medium is heated with the cooling water of the internal combustion engine, so that exhaust heat from the internal combustion engine can be used effectively, and a load on the internal combustion engine side for increasing the supply air pressure is required. Therefore, the output of the internal combustion engine can be increased efficiently.
In addition, since the first flow rate adjusting valve is provided to adjust the coolant flow rate to the first heat exchanger, the amount of steam generated in the evaporator can be adjusted to control the amount of power generated in the generator.
また、本願発明において好ましくは、前記電力供給装置は、前記蒸発器と前記作動媒体再生装置との間に設けられ、作動媒体が前記蒸気タービンと並列に流通する第3バイパス回路と、該第3バイパス回路に設けられ、前記制御装置によって流量調整される第3流量調整バルブとを有するとよい。 Preferably, in the present invention, the power supply device is provided between the evaporator and the working medium regenerator, and a third bypass circuit in which the working medium flows in parallel with the steam turbine; It is good to have a 3rd flow rate adjustment valve provided in a bypass circuit, and the flow rate of which is adjusted by the control device.
このような構成にすることにより、タービンに流れる作動媒体の流量を第3流量調整バルブで調整して、発電機での発電量を制御できる。
また、給気圧力を内燃機関の筒内最高圧力が許容値以下となる給気圧力になるようにハイブリッド過給機の電動モータに供給する電力制御が容易となり、且つ、的確な給気圧力制御ができる。
With this configuration, the amount of power generated by the generator can be controlled by adjusting the flow rate of the working medium flowing through the turbine with the third flow rate adjustment valve.
In addition, it is easy to control the power supplied to the electric motor of the hybrid turbocharger so that the maximum pressure in the cylinder of the internal combustion engine is less than the allowable value. Can do.
また、本願発明において好ましくは、前記電力供給装置は、前記送水手段と前記蒸発器との間に介装され、前記制御装置によって流量調整される第4流量調整バルブを有するとよい。 In the present invention, preferably, the power supply device includes a fourth flow rate adjustment valve interposed between the water supply means and the evaporator, and the flow rate of which is adjusted by the control device.
このような構成にすることにより、蒸発器への媒体流量を第4流量調整バルブで調整して、発生蒸気量を調整することにより、発電機の発生電力を制御して、ハイブリッド過給機での給気圧力を制御して内燃機関出力を効果的に高めることが可能となる。 With this configuration, the medium flow rate to the evaporator is adjusted by the fourth flow rate adjustment valve, and the generated steam amount is adjusted, thereby controlling the generated power of the generator and the hybrid turbocharger. It is possible to effectively increase the output of the internal combustion engine by controlling the air supply pressure.
また、本願発明において好ましくは、前記電力供給装置は、前記内燃機関から排出された前記排気ガスを前記ハイブリッド過給機の前記排気タービンをバイパスさせて前記蒸発器に供給する第4バイパス回路と、該第4バイパス回路中に前記制御装置によって流量調整される排気ガスバイパス弁とを有するとよい。 Preferably, in the invention of the present application, the power supply device bypasses the exhaust turbine of the hybrid supercharger and bypasses the exhaust gas discharged from the internal combustion engine to supply the evaporator. An exhaust gas bypass valve whose flow rate is adjusted by the control device may be included in the fourth bypass circuit.
このような構成にすることにより、排気ガスバイパス弁の開度を任意の開度に固定して、前記電動モータの駆動制御により給気圧力を制御するようにしたので、ガスエンジンの場合、空気と燃料のガスとの空燃比が適正であることが必要となるため、給気圧力を内燃機関の負荷変動に沿って制御し易くでき、ガスエンジンにおいてもエンジン効率を容易に向上できる効果を有する。
排気ガスバイパス弁へのバイパス量を増やす事で過給機入口の排気圧力を低減できる。そのため、給気行程と排気行程によって形成されるポンピング仕事を大きくする事ができる。
By adopting such a configuration, the opening of the exhaust gas bypass valve is fixed to an arbitrary opening, and the supply air pressure is controlled by the drive control of the electric motor. Since the air-fuel ratio between the gas and the fuel is required to be appropriate, it is easy to control the supply air pressure along the load fluctuation of the internal combustion engine, and the gas engine has the effect of easily improving the engine efficiency. .
The exhaust pressure at the turbocharger inlet can be reduced by increasing the amount of bypass to the exhaust gas bypass valve. Therefore, the pumping work formed by the supply stroke and the exhaust stroke can be increased.
また、本願発明において好ましくは、前記内燃機関は、給気バルブを下死点よりも早く若しくは遅く閉じて圧縮比を膨張比よりも小さくするミラーサイクルエンジンであり、前記給気バルブは開閉時期を自在に変化させることができる可変給気バルブを有することを特徴とする。 Preferably, in the present invention, the internal combustion engine is a Miller cycle engine that closes an air supply valve earlier or later than bottom dead center to make a compression ratio smaller than an expansion ratio, and the air supply valve has an opening / closing timing. It has a variable air supply valve that can be changed freely.
このようにミラーサイクルエンジンに適用することにより、排気圧力の上昇を伴わずに、給気圧力上昇に伴う内燃機関の出力向上と、給気量増大に伴う燃焼改善により排気ガスの煙色改善が図られる。
さらに、排気圧力の上昇を伴わずに給気圧力を上昇せしめることが可能になるため、ミラーサイクルエンジンにおいて排気行程と給気行程とによって形成されるポンピング仕事量を増大して熱効率の改善がより効果的に得ることができる。
By applying it to the Miller cycle engine in this way, the smoke color of the exhaust gas can be improved by improving the output of the internal combustion engine accompanying the increase of the supply air pressure and improving the combustion accompanying the increase of the supply air amount without increasing the exhaust pressure. Figured.
Furthermore, since it becomes possible to increase the supply pressure without increasing the exhaust pressure, the pumping work formed by the exhaust stroke and the supply stroke is increased in the mirror cycle engine, thereby improving the thermal efficiency. Can be obtained effectively.
本発明によれば、内燃機関側の温水や、排気ガスの熱エネルギーを利用して、蒸気を発生させ、蒸気タービンを備えた発電機の電力により、ハイブリッド過給機を駆動して、給気圧力を内燃機関の筒内最高圧力が許容値以下となる給気圧力を上限となるように制御して、内燃機関の効率改善(出力向上)と、空気量増大に伴う煙色改善(燃焼改善)と、内燃機関本体の機械的強度及び、熱負荷に対する信頼性を向上させることができる。
また、本発明によれば、ハイブリッド過給機と蒸発器との間の排気系回路に設けられ、内燃機関とは別に設けられたボイラ装置からの蒸気で排気ガスを加熱する第2熱交換器と、該第2熱交換器と並列に設けられた第2バイパス回路と、該第2バイパス回路に設けられ制御装置によって流量調整される第2流量調整バルブとを有することによって、蒸発器の発生蒸気量を第2流量調整バルブで調整してタービンによる発電量を調整して、ハイブリッド過給機での給気圧力を高めて内燃機関出力を効果的に高めることができる。
According to the present invention, steam is generated using the hot water on the internal combustion engine side or the thermal energy of the exhaust gas, and the hybrid turbocharger is driven by the electric power of the generator provided with the steam turbine to supply the air By controlling the pressure so that the supply pressure at which the maximum in-cylinder pressure of the internal combustion engine is below the allowable value is the upper limit, the efficiency of the internal combustion engine (improvement of output) and the smoke color improvement (combustion improvement) associated with the increase in air volume ) And the mechanical strength of the internal combustion engine body and the reliability against the heat load can be improved.
According to the present invention, the second heat exchanger is provided in the exhaust system circuit between the hybrid supercharger and the evaporator, and heats the exhaust gas with steam from a boiler device provided separately from the internal combustion engine. And a second bypass circuit provided in parallel with the second heat exchanger, and a second flow rate regulating valve provided in the second bypass circuit and regulated by a control device, thereby generating an evaporator. The amount of steam can be adjusted with the second flow rate adjustment valve to adjust the amount of power generated by the turbine, and the supply pressure at the hybrid supercharger can be increased to effectively increase the output of the internal combustion engine.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.
(第1実施形態)
図1は本発明の実施形態に係るミラーサイクルエンジン(以下内燃機関で総称する)のハイブリッド過給装置の概略全体構成図を示す。
図1において、内燃機関1は、一例として4サイクルエンジンとして説明する。
内燃機関1本体のシリンダ11内には往復摺動自在に嵌合されたピストン12、該ピストン12の往復運動をコネクチングロッド(図示省略)を介して回転に変換するクランクシャフト(図示省略)を備え、さらに、燃焼室15に接続される排気ポート16、該排気ポート16を開閉する排気バルブ14を備えている。排気ポート16は排気通路L1を介してハイブリッド過給機2の排気タービン22に接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a hybrid supercharging device for a Miller cycle engine (hereinafter collectively referred to as an internal combustion engine) according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the internal combustion engine 1 is described as a four-cycle engine as an example.
The
給気ポート17には給気通路L2を介してハイブリッド過給機2からの圧縮空気が供給され、この給気通路L2には空気冷却器25が設けられている。また、空気冷却器25で冷却された加圧給気は給気ポート17及び給気バルブ13を通して燃焼室15に供給される。
給気バルブ13には制御装置9の弁解閉時期制御手段91からの信号に基づいて開閉する給気バルブ可変手段92が装備されている。
Compressed air from the
The
図2はハイブリッド過給装置の概略全体構成図を示し、内燃機関1から排出される排気ガスは排気通路を介してハイブリッド過給機2の排気タービン22に接続されている。ハイブリッド過給機2は排気タービン22と同軸的に支持され、排気タービン22の駆動力によって加圧給気を発生させるコンプレッサ21を有している。さらに、コンプレッサ21には電動モータ23が連結され、後述する電力供給装置4からの電力により、コンプレッサ21を駆動して加圧給気を更に加圧するようになっている。
FIG. 2 shows a schematic overall configuration diagram of the hybrid supercharger, in which exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is connected to an
電力供給装置4は、ハイブリッド過給機2の排気タービン22の排気系下流側に位置し、排気ガス熱の低い場合に内燃機関1とは別に設けられたボイラ装置の蒸気で排気ガスを加熱する第2熱交換器7と、第2熱交換器7の排気系下流側に位置し、第2熱交換器7を通過した排気ガス熱で後述する発電機3を発電させる液状の作動媒体(低沸点液体:例えばフロン等)を蒸気に変換する蒸発器5と、蒸発器5へ送出させる液状の作動媒体を内燃機関1の冷却水熱で加熱する第1熱交換器41と、前記蒸気によって駆動される蒸気タービン31を備えた発電機3と、前記蒸気化された作動媒体を再び液化させる作動媒体再生装置6とで構成されている。
尚、蒸発器5を通過した排気ガスは、有害な成分を無害化処理して大気に放出される。
The power supply device 4 is located on the downstream side of the exhaust system of the
The exhaust gas that has passed through the evaporator 5 is detoxified with harmful components and released into the atmosphere.
作動媒体再生装置6は発電機3の蒸気タービン31を通過した作動媒体の熱で、第1熱交換器41に送出される液体状の作動媒体を加温するエコノマイザ61と、エコノマイザ61から送出された作動媒体である蒸気を冷却して液化させるコンデンサ62と、液化された作動媒体を貯溜すると共に、ごみ及び水分除去を行うレシーバ63と、レシーバ63の作動媒体を送出する送水手段である循環ポンプ64と、蒸気の発生量(発電量)に応じて作動媒体の送出量を調整する第4流量調整バルブ65を備えている。
The working medium regenerator 6 heats the working medium that has passed through the
エコノマイザ61により、第1熱交換器41に送出される液体状の作動媒体を加温することにより、第1熱交換器41での作動媒体の温度が更に高くなり、蒸発器5での蒸気発生量を多くすることができる。
一方、発電機3の蒸気タービン31から排出された蒸気はエコノマイザ61で第1熱交換器41に送出される液体状の作動媒体を加温することにより冷却され、蒸気の凝結促進と、コンデンサ62の蒸気を冷却して凝結させる作用とが加わり、発電機3の蒸気タービン31における上流、下流間での圧力差を大きくして、発電出力を大きくする効果を有している。
By heating the liquid working medium sent to the first heat exchanger 41 by the
On the other hand, the steam discharged from the
また、第1熱交換器41に対し内燃機関1の冷却水がバイパスする第1バイパス回路43を設けて、第1バイパス回路43の中間部に冷却水の流量を調整する第1流量調整バルブ42を配設してある。第1流量調整バルブ42は第1熱交換器41内を流れる内燃機関の冷却水量を調整して、発電機3での必要発電量に応じた蒸発量を蒸発器5で発生させるためで、内燃機関の冷却水の流量による作動冷媒の加熱を調整する。
第2熱交換器7は、該第2熱交換器7内に配管された排気ガス通路73内を流れる排気ガスを別配設のボイラからの蒸気熱を受けて加熱するものである。
第2熱交換器7には排気ガスをバイパスさせる第2バイパス回路71が第2熱交換器7と並列に配設され、中間部には第2熱交換器7内を流れる排気ガスの流量を調整する第2流量調整バルブ72が配設されている。
The first heat exchanger 41 is provided with a first bypass circuit 43 that bypasses the cooling water of the internal combustion engine 1, and a first flow
The second heat exchanger 7 heats the exhaust gas flowing in the
The second heat exchanger 7 is provided with a second bypass circuit 71 for bypassing the exhaust gas in parallel with the second heat exchanger 7, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the second heat exchanger 7 is set in the middle part. A second flow
発電機3での必要発電量に応じた蒸発量を蒸発器5で発生させるため、ボイラ蒸気で加熱される排気ガス量を調整する。
さらに、蒸発器5からの蒸気を発電機3の蒸気タービン31と並列に流通させる第3バイパス回路52を設け、該第3バイパス回路52中に作動媒体(蒸気)の蒸気タービン31側を流れる量を調整して、発電機3の発電量を調整する第3流量調整バルブ51が配設されている。
発電量の調整としては蒸気タービン31側を流れる作動媒体(蒸気)の量を直接調整できるので、この第3流量調整バルブ51は給気圧力調整に対し俊敏に対応し易い効果を有している。
In order to cause the evaporator 5 to generate an evaporation amount corresponding to the required power generation amount in the generator 3, the amount of exhaust gas heated by the boiler steam is adjusted.
Furthermore, the
Since the amount of the working medium (steam) flowing on the
発電機3にて発電された電力はハイブリッド過給機2のコンプレッサ21に連結している電動モータ23に供給され、排気タービンの駆動力に加え、電動モータ23の駆動力にて加圧された給気がコンプレッサ21から排出される。排出された給気は空気冷却器25で冷却され、内燃機関1のシリンダ11内に供給される。
加圧された給気は給気温度が高いため、空気密度が低くなっており、内燃機関1の運転に十分な空気量を供給することができない。
従って、内燃機関1に十分な空気量を供給するために空気冷却器25にて加圧された給気を冷却して空気密度を高くしている。
また、空気冷却器25の下流側には給気圧力を測定する圧力検出装置である給気圧力センサ26が配設され、検出圧力を制御装置9に送信している。
The electric power generated by the generator 3 is supplied to the
Since the pressurized supply air has a high supply air temperature, the air density is low, and a sufficient amount of air for the operation of the internal combustion engine 1 cannot be supplied.
Therefore, in order to supply a sufficient amount of air to the internal combustion engine 1, the air supply pressurized by the
Further, an air
制御装置9は給気バルブ13の閉弁時期制御マップを備えた弁開閉時期制御手段91と、発電機3の発生電力を制御して、ハイブリッド過給機2への供給電力の制御を行い、給気圧力の調整を行う電力供給制御手段93とを備えている。
弁開閉時期制御手段91の制御は給気圧力センサ26で検出した給気圧力に応じた給気バルブ13の閉弁時期が設定された閉弁時期制御マップに基づいて給気バルブ可変手段92(図1参照)が作動する。
The control device 9 controls the power to be supplied to the
The valve opening / closing timing control means 91 is controlled based on a valve closing timing control means 92 (based on a valve closing timing control map in which the valve closing timing of the
図3に示すように、ハイブリッド過給機2によって形成される排気行程(M3)時の排気圧Phと給気行程(M4)時の給気圧力Pkに対して、給気圧力付加装置としての電動モータ23によって付加的に加圧される給気圧力の上昇分ΔPが付加されて給気行程(M4)時の圧力となる。
従って、ハイブリッド過給機2の排気ガスによる給気圧力Pkと、電動モータ23による付加給気圧力ΔPとの合計給気圧力(Pk+ΔP)を給気圧力センサ26によって検出し、この検出値に基づいて給気バルブ13の閉弁時期が制御される。
As shown in FIG. 3, the exhaust pressure Ph during the exhaust stroke (M3) and the intake pressure Pk during the intake stroke (M4) formed by the
Accordingly, the total supply pressure (Pk + ΔP) of the supply pressure Pk by the exhaust gas of the
閉弁時期制御マップは、合計給気圧力(Pk+ΔP)と給気バルブの閉弁時期との関係が予め設定されている。給気バルブ13の閉弁時期は図3の圧縮行程(M1)のラインに沿って圧縮行程が行われるようにするため、すなわち、筒内最高圧力(Pmax)を電動モータ23による付加給気圧力が作用する前と略同等に維持するため、合計給気圧力(Pk+ΔP)の大きさに応じて圧縮行程(M1)のライン上の圧縮行程のスタート位置を変える。
そのスタート位置に対応するように、給気バルブ13の閉弁時期を進め、又は遅らせる。
すなわち、閉弁時期制御マップには付加給気圧力が作用する前の圧縮行程(M1)のライン上に沿って圧縮行程が開始するように合計給気圧力(Pk+ΔP)と給気バルブ13の閉弁時期との関係が予め設定されている。
In the valve closing timing control map, the relationship between the total air supply pressure (Pk + ΔP) and the valve closing timing of the air supply valve is set in advance. The valve closing timing of the
The closing timing of the
That is, in the valve closing timing control map, the total air pressure (Pk + ΔP) and the
また、燃焼室15に流入する給気圧力を給気圧力センサ26で直接検出して、該検出値によって給気バルブ13の閉弁時期を制御するので、すなわち、大気温度、大気圧、湿度等外気条件の変化による影響が給気圧力に反映されるので、外気条件の変化に対して正確に給気バルブの閉弁時期の補正が可能となり、外気条件の変化に対しても筒内最高圧力(Pmax)を一定に維持できる。
Further, the supply pressure flowing into the
例えば図4に示すように、外気温度が高くなり、空気密度の低下によって給気圧力が低下して合計給気圧力(Pk+ΔP)=Pbによる給気行程(M6)の場合には給気バルブ閉時期をTbに設定し、また外気温度が低くなり、空気密度が高まり合計給気圧力(Pk+ΔP)=Paによる給気行程(M7)の場合には給気バルブ閉時期をTaのように設定される。
尚、Pc,Tcは、電動モータ23による付加的な加圧をしない場合を示す。
以上のように、予め設定された合計給気圧力(Pk+ΔP)に基づいて給気バルブ13の最適な閉弁時期制御が成されるので、付加給気圧力が作用した場合でも、外気条件が変化した場合でも、付加給気圧力が作用する前の圧縮行程(M1)ライン上を進むため、筒内最高圧力(Pmax)が一定に精度よく維持される。
For example, as shown in FIG. 4, when the outside air temperature becomes high, the supply air pressure decreases due to the decrease in air density, and the supply valve is closed when the total supply pressure (Pk + ΔP) = Pb supply stroke (M6). When the timing is set to Tb, the outside air temperature is lowered, the air density is increased, and the total supply pressure (Pk + ΔP) = Pa is the supply stroke (M7), the supply valve closing timing is set to Ta. The
Pc and Tc indicate a case where no additional pressurization by the
As described above, since the optimal valve closing timing control of the
制御装置9の電力供給制御手段93には図2に示すように、発電機3の発電量を入力する信号線31と、第1バイパス回路43の第1流量調整バルブ42の流量を制御する制御用通信線44と、第2バイパス回路71の第2流量調整バルブ72の流量を制御する制御用通信線74と、該第3バイパス回路52の第3流量調整バルブ51の流量を制御する制御用通信線53と、循環ポンプ64の下流側に位置し、第4流量調整バルブ65の蒸発器5側へ作動媒体の流量を制御する制御用通信線66と、内燃機関1の負荷(kw)を検知する負荷センサ28からの制御用通信線19が接続されている。
電力供給制御手段93は内燃機関1の負荷、給気圧力センサ28の検出値及び、吸気温度センサ27(空気冷却器25通過後の給気温度)に対応して、各流量調整弁を調整して熱交換器での作動媒体の熱交換量を調整することにより、発電機3における発生電力を制御するようになっている。
これらは、発電機3における電動モータ23への電力供給量を制御して、内燃機関1の筒内最高圧力が許容上限値以下になるように制御している。
また、吸気温度センサ7の検出温度(空気密度)により、内燃機関1の筒内最高圧力が許容上限値以下に維持する許容吸気圧力は変化する。
尚、電力供給制御手段93の制御手段として、本実施形態では多数の流量調整バルブを用いるように記載したが、適宜の流量調整手段を選択して制御するとよい。
As shown in FIG. 2, the power supply control means 93 of the control device 9 controls the
The power supply control means 93 adjusts each flow rate adjustment valve in accordance with the load of the internal combustion engine 1, the detected value of the supply
These control the amount of power supplied to the
Further, the allowable intake pressure at which the in-cylinder maximum pressure of the internal combustion engine 1 is maintained below the allowable upper limit varies depending on the detected temperature (air density) of the intake temperature sensor 7.
In the present embodiment, a large number of flow rate adjustment valves are used as the control unit of the power
図5は電力供給制御手段93の制御フローを示し、ステップS1からスタートして、ステップS2で内燃機関1の負荷kW信号を、ステップS3にて空気冷却器25の下流側の給気圧力センサ26から給気圧力Psが制御装置9に入力される。
ステップS4に進む。ステップS4は負荷kW信号に対して、給気圧力Psとそれに伴う筒内最高圧力上限値の関係を示すマップであり、給気圧力Psは負荷kWに対して、給気圧力特性曲線Bの筒内最高圧力が上限値以下となる給気圧力Ps1を超えている場合は、筒内最高圧力上限値特性曲線Aが筒内最高圧力上限値を越えると判断する。
一方、給気圧力Psは負荷kWに対して、給気圧力特性曲線bの筒内最高圧力が上限値以下となる給気圧力Ps1を超えていない場合は、筒内最高圧上限値特性曲線aが筒内最高圧力上限値を越えないと判断する。
給気圧力Ps1を超えていない場合はステップS5に進み、ステップS6で現状維持又はハイブリッド過給機(ハイブリッドT/C)2への電力供給増大を指示し、発電機3の蒸気タービン31への蒸発器5で発生させる蒸気の供給量を増大させる。ステップS10に進んでリターンする。
FIG. 5 shows a control flow of the power supply control means 93. Starting from step S1, the load kW signal of the internal combustion engine 1 is obtained in step S2, and the supply
Proceed to step S4. Step S4 is a map showing the relationship between the supply air pressure Ps and the associated maximum cylinder pressure upper limit with respect to the load kW signal. The supply air pressure Ps is a cylinder of the supply air pressure characteristic curve B with respect to the load kW. When the internal maximum pressure exceeds the supply air pressure Ps1 that is equal to or lower than the upper limit value, it is determined that the in-cylinder maximum pressure upper limit characteristic curve A exceeds the in-cylinder maximum pressure upper limit value.
On the other hand, when the supply air pressure Ps does not exceed the supply air pressure Ps1 at which the maximum in-cylinder pressure of the supply air pressure characteristic curve b is equal to or lower than the upper limit with respect to the load kW, the in-cylinder maximum pressure upper limit characteristic curve a Is determined not to exceed the maximum cylinder pressure limit.
If the supply air pressure Ps1 is not exceeded, the process proceeds to step S5, and in step S6, the current state is maintained or an increase in power supply to the hybrid turbocharger (hybrid T / C) 2 is instructed. The supply amount of the steam generated in the evaporator 5 is increased. It progresses to step S10 and returns.
給気圧力Ps1を超えている場合はステップS7に進み、ステップS8でハイブリッド過給機2への電力供給量を下げるように指示する。すなわち、発電機3の蒸気タービン31への蒸気供給量を減少させ、ハイブリッド過給機2の電動モータ23への電力供給量を減少させる。ステップS10に進んでリターンする。
If the supply air pressure Ps1 is exceeded, the process proceeds to step S7, and an instruction is given to reduce the amount of power supplied to the
一方、一般的なディーゼルエンジンの場合のフローを説明したが、本実施形態の弁開閉時期制御手段91を装備している場合は給気圧力PsがPs1を超えていると判断されるとステップS7からステップS9へ進み、給気バルブ閉タイミングを弁開閉時期制御手段91の閉弁時期制御マップから給気バルブの閉タイミング時期を呼出し、進角を実施して、筒内最高圧力を上限値Ps1以下に制御する。ステップS10に進んでリターンする。(ミラーサイクルエンジンにおける効率改善となる。) On the other hand, the flow in the case of a general diesel engine has been described, but when the valve opening / closing timing control means 91 of this embodiment is equipped, if it is determined that the supply air pressure Ps exceeds Ps1, step S7 is performed. To step S9, the air supply valve closing timing is called from the valve closing timing control map of the valve opening / closing timing control means 91, the air supply valve closing timing is called, the advance is performed, and the in-cylinder maximum pressure is set to the upper limit value Ps1. Control to: It progresses to step S10 and returns. (This will improve the efficiency of the mirror cycle engine.)
本実施形態では、内燃機関1の温水や、排気ガスの熱エネルギー等を利用して、蒸気を発生させ、蒸気タービン31を備えた発電機3の電力により、ハイブリッド過給機2を排気タービン31と電動モータ23との駆動力により駆動して、給気圧力を内燃機関1の筒内最高圧力が許容値以下となる給気圧力を上限となるように制御して、内燃機関1の効率改善(出力向上)と、空気量増大に伴う煙色改善(燃焼改善)と、内燃機関本体の機械的強度及び、熱負荷に対する信頼性を向上させる効果を有している。
In the present embodiment, steam is generated using the hot water of the internal combustion engine 1, the thermal energy of the exhaust gas, and the like, and the
(第2実施形態)
ガスエンジン(天然ガス、LPG等)燃料の場合、図2に示すように、排気ガスを、ハイブリッド過給機2の排気系上流側から排気タービン22をバイパスさせるバイパス回路81を配設し、排気タービン22と第2熱交換器とを連結する排気管18に連結し、中間部に排気ガスバイパス弁8を配設している。
他の部分は既述と同じなので説明は省略する。
ガスエンジンの場合、空気と燃料の比率が一定の混合割合に維持する必要があり、燃料に対して空気が多すぎると燃焼速度が遅くなり、空気に対して燃料が多すぎると燃焼速度が速くなりノッキング等の異常燃焼を起こすことがある。
従って、負荷変動に対し給気量と燃料(天然ガス、LPG等)との比率を俊敏に確保する必要があるためである。
(Second Embodiment)
In the case of gas engine (natural gas, LPG, etc.) fuel, as shown in FIG. 2, a
Since other parts are the same as described above, the description thereof is omitted.
In the case of a gas engine, the ratio of air to fuel must be maintained at a constant mixing ratio. If there is too much air relative to the fuel, the combustion speed will be slow, and if there is too much fuel relative to air, the combustion speed will be high. Abnormal combustion such as knocking may occur.
Therefore, it is necessary to quickly ensure the ratio of the air supply amount to the fuel (natural gas, LPG, etc.) against the load fluctuation.
図6はガスを燃料にした場合の電力供給制御のフローを示し、ステップS1でスタートし、ステップS2で内燃機関1の負荷(kW)を負荷センサ28(燃料噴射量等による)によって検出し、ステップS6で負荷(kW)に対する燃料(ガス)と燃料に対する計算上の計算空気量(γs_cal)を算出する。一方、ステップS3において給気圧力センサ26により検出された給気圧力(Ps)と、ステップS4にて給気温度センサ27(図2参照)により給気温度(Ts)を検出する。ステップS3の給気圧力(Ps)及びステップS4の給気温度(Ts)に基づいて空気密度等を考慮した計測空気量(γs_mesa)をステップS7で求める。ステップS8において、燃料(ガス)に対する計算空気量(γs_cal)になるように計測空気量(γs_mesa)を調整するため、ハイブリッド過給機2(ハイブリットT/C)への供給電力量を制御する。ステップS9にてリターンする。
尚、既述の通り、燃料がガス(天然ガス、LPG等)の場合は、空気量に対し燃料の比率が少ないと燃焼速度が遅くなり、内燃機関1の出力が下がるため、ステップS6とステップS7の動作が必要となる。
FIG. 6 shows the flow of power supply control when gas is used as fuel, starting at step S1, detecting the load (kW) of the internal combustion engine 1 by the load sensor 28 (depending on the fuel injection amount, etc.) at step S2, In step S6, the fuel (gas) with respect to the load (kW) and the calculated calculation air amount (γs_cal) with respect to the fuel are calculated. On the other hand, the supply air pressure (Ps) detected by the supply
As described above, when the fuel is a gas (natural gas, LPG, etc.), if the ratio of the fuel to the amount of air is small, the combustion speed becomes slow and the output of the internal combustion engine 1 decreases. The operation of S7 is necessary.
一方、ガス(天然ガス、LPG等)を燃料にして弁開閉時期制御手段91を有した場合には、ステップS1からスタートして、ステップS2及びステップS6において、計算空気量(γs_cal)を算出する部分は既述と同じ。ステップS3及びステップS4に基づく給気圧力(Ps)及び、空気密度に加え、ステップS5において、給気バルブ閉タイミングを弁開閉時期制御手段91の閉弁時期制御マップから給気バルブの閉タイミング時期を算出する。ステップS7にて給気圧力(Ps)、空気密度及び、給気バルブ閉タイミングを考慮した計測空気量(γs_mesa)を求める。ステップS8において、燃料(ガス)に対する計算空気量(γs_cal)になるように計測空気量(γs_mesa)を調整するため、ハイブリッド過給機2(ハイブリットT/C)への供給電力量を制御する。ステップS9にてリターンする。
本実施形態では、第1実施形態の効果に加え、排気ガスのクリーン化の効果を有している。
On the other hand, when the gas (natural gas, LPG, etc.) is used as the fuel and the valve opening / closing timing control means 91 is provided, the calculation air amount (γs_cal) is calculated in step S2 and step S6 starting from step S1. The part is the same as described above. In addition to the supply pressure (Ps) and the air density based on steps S3 and S4, in step S5, the supply valve closing timing is determined from the valve closing timing control map of the valve opening / closing timing control means 91. Is calculated. In step S7, a measured air amount (γs_mesa) in consideration of the supply air pressure (Ps), the air density, and the supply valve closing timing is obtained. In step S8, the amount of power supplied to the hybrid supercharger 2 (hybrid T / C) is controlled in order to adjust the measured air amount (γs_mesa) so as to be the calculated air amount (γs_cal) for the fuel (gas). The process returns at step S9.
In this embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, there is an effect of cleaning exhaust gas.
本実施形態では、弁開閉時期制御手段91を装備したミラーサイクルエンジンを主体に説明したが、図5及び図6に基づいて説明したように、一般のディーゼル機関、ガス燃料機関及びガソリンエンジン等においても同様に利用できる。 In the present embodiment, the description has been made mainly on the mirror cycle engine equipped with the valve opening / closing timing control means 91. However, as explained based on FIGS. 5 and 6, in general diesel engines, gas fuel engines, gasoline engines, and the like. Can be used as well.
内燃機関の排気ガスの排気圧を高くしないで、燃焼室への給気圧力を高くして内燃機関効率を向上させる内燃機関に適用できる。 The present invention can be applied to an internal combustion engine that improves the efficiency of the internal combustion engine by increasing the supply pressure to the combustion chamber without increasing the exhaust pressure of the exhaust gas of the internal combustion engine.
1 内燃機関
2 ハイブリッド過給機
3 発電機
4 電力供給装置
5 蒸発器
6 作動媒体再生装置
7 第2熱交換器
8 排気ガスバイパス弁
9 制御装置
11 シリンダ
12 ピストン
13 給気バルブ
15 燃焼室
21 コンプレッサ部
22 排気タービン
23 電動モータ
25 インタークーラ
26 給気圧力センサ
27 給気温度センサ
28 負荷センサ
31 蒸気タービン
41 第1熱交換器
42 第1流量調整バルブ
43 第1バイパス回路
51 第3流量調整バルブ
52 第3バイパス回路
61 エコノマイザ
62 凝縮器
64 循環ポンプ
65 第4流量調整バルブ
72 第2流量調整バルブ
73 第2バイパス回路
91 弁開閉時期制御手段
93 電力供給制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記電力供給装置は、さらに、前記ハイブリッド過給機の前記排気タービンを通過した前記排気ガスの排熱を利用して前記蒸気を発生させる蒸発器と、前記ハイブリッド過給機と前記蒸発器との間の排気系回路に設けられ、前記内燃機関とは別に設けられたボイラ装置からの蒸気で前記排気ガスを加熱する第2熱交換器と、該第2熱交換器と並列に設けられた第2バイパス回路と、該第2バイパス回路に設けられ制御装置によって流量調整される第2流量調整バルブとを有することを特徴とする内燃機関の過給装置。 An exhaust turbine that is driven by exhaust gas of the internal combustion engine, an electric motor that is driven by supply of electric power, and a compressor that pressurizes supply air to the internal combustion engine by a driving force of the exhaust turbine and the electric motor. A hybrid turbocharger, a steam turbine driven by steam generated using exhaust heat of the internal combustion engine, and a generator that generates electric power by driving the steam turbine, and the electric power generated by the generator was closed and a power supply device for supplying to the hybrid turbocharger,
The power supply device further includes: an evaporator that generates the steam using exhaust heat of the exhaust gas that has passed through the exhaust turbine of the hybrid supercharger; and the hybrid supercharger and the evaporator A second heat exchanger that is provided in the exhaust system circuit and that heats the exhaust gas with steam from a boiler device provided separately from the internal combustion engine, and a second heat exchanger that is provided in parallel with the second heat exchanger. A supercharging device for an internal combustion engine , comprising: a two-bypass circuit; and a second flow rate adjusting valve provided in the second bypass circuit and having a flow rate adjusted by a control device.
該圧力検出装置の検出結果に基づいて前記内燃機関の筒内最高圧力が許容値以下となる給気圧力になるように前記ハイブリッド過給機への電力供給量を制御する制御装置とを有することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の過給装置。 A pressure detection device for detecting the pressure of the supply air pressurized by the hybrid supercharger;
And a control device that controls the amount of power supplied to the hybrid supercharger so that the in-cylinder maximum pressure of the internal combustion engine becomes a permissible value or less based on the detection result of the pressure detection device. The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 1.
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