JPH05171943A - エネルギー回収システム - Google Patents
エネルギー回収システムInfo
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- JPH05171943A JPH05171943A JP3354293A JP35429391A JPH05171943A JP H05171943 A JPH05171943 A JP H05171943A JP 3354293 A JP3354293 A JP 3354293A JP 35429391 A JP35429391 A JP 35429391A JP H05171943 A JPH05171943 A JP H05171943A
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- exhaust gas
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- outlet side
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
- F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
- F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/08—EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
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- 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
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、排気ガスエネルギーをロスするこ
となくＥＧＲを行うことができるエネルギー回収システ
ムを提供することである。 【構成】 本発明は、排気ガスエネルギーで駆動される
回転電機１１を備えたターボチャージャ１、タービン２
の入口側通路５をコンプレッサ３の出口側通路６に連通
する制御弁１５を備えたＥＧＲ通路７及びタービン２の
出口側通路９を出口側通路６に連通する逆止弁１８を備
えたＥＧＲ通路８を設け、コントローラ２０によって圧
力センサー１６，１７の検出値に応答して制御弁１５を
開閉作動し、タービン２の入口側通路５又は出口側通路
９からＥＧＲを行う。タービン出口側の排気ガス圧がブ
ースト圧より高い場合には制御弁１５を閉鎖してタービ
ン２の出口側通路９からＥＧＲを行って排気ガスエネル
ギーの回収効率を向上させる。
となくＥＧＲを行うことができるエネルギー回収システ
ムを提供することである。 【構成】 本発明は、排気ガスエネルギーで駆動される
回転電機１１を備えたターボチャージャ１、タービン２
の入口側通路５をコンプレッサ３の出口側通路６に連通
する制御弁１５を備えたＥＧＲ通路７及びタービン２の
出口側通路９を出口側通路６に連通する逆止弁１８を備
えたＥＧＲ通路８を設け、コントローラ２０によって圧
力センサー１６，１７の検出値に応答して制御弁１５を
開閉作動し、タービン２の入口側通路５又は出口側通路
９からＥＧＲを行う。タービン出口側の排気ガス圧がブ
ースト圧より高い場合には制御弁１５を閉鎖してタービ
ン２の出口側通路９からＥＧＲを行って排気ガスエネル
ギーの回収効率を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの排気エネ
ルギーによって駆動される回転電機を持つターボチャー
ジャを備えたエネルギー回収システムに関する。
ルギーによって駆動される回転電機を持つターボチャー
ジャを備えたエネルギー回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エンジンの作動については、爆
発行程、排気行程、吸入行程及び圧縮行程の作動を順次
繰り返して行うものである。ターボチャージャ及びエネ
ルギー回収装置を持つエンジンでは、排気系にターボチ
ャージャ及びエネルギー回収装置が連結され、エンジン
で発生する排気ガスエネルギーをターボチャージャ、エ
ネルギー回収タービン等で回収し、コンプレッサを駆動
したり、クランクシャフトに駆動力として戻したり、或
いは発電・電動機即ち回転電機で電気エネルギーとして
電動機を回転したり、バッテリー、コンデンサ等に蓄電
している。
発行程、排気行程、吸入行程及び圧縮行程の作動を順次
繰り返して行うものである。ターボチャージャ及びエネ
ルギー回収装置を持つエンジンでは、排気系にターボチ
ャージャ及びエネルギー回収装置が連結され、エンジン
で発生する排気ガスエネルギーをターボチャージャ、エ
ネルギー回収タービン等で回収し、コンプレッサを駆動
したり、クランクシャフトに駆動力として戻したり、或
いは発電・電動機即ち回転電機で電気エネルギーとして
電動機を回転したり、バッテリー、コンデンサ等に蓄電
している。
【０００３】通常の冷却エンジンでは、図３に示すよう
に、エンジン３０から排気される排気ガスエネルギーで
駆動されるタービン３２及び該タービン３２にシャフト
３４を通じて連結されているコンプレッサ３３から成る
ターボチャージャ３１を備えたものがある。該エンジン
３０では、排気ガス再循環（以下、ＥＧＲという）を行
う場合には、タービン３２の入口側通路３５とコンプレ
ッサ３３の出口側通路３６とをＥＧＲ通路３７で連通
し、該ＥＧＲ通路３７を通じてエンジン３０からの排気
ガスを吸気通路即ち出口側通路３６に供給している。
に、エンジン３０から排気される排気ガスエネルギーで
駆動されるタービン３２及び該タービン３２にシャフト
３４を通じて連結されているコンプレッサ３３から成る
ターボチャージャ３１を備えたものがある。該エンジン
３０では、排気ガス再循環（以下、ＥＧＲという）を行
う場合には、タービン３２の入口側通路３５とコンプレ
ッサ３３の出口側通路３６とをＥＧＲ通路３７で連通
し、該ＥＧＲ通路３７を通じてエンジン３０からの排気
ガスを吸気通路即ち出口側通路３６に供給している。
【０００４】また、断熱エンジンでは、図４に示すよう
に、エンジン４０から排気される排気ガスエネルギーで
駆動されるタービン４２、該タービン４２にシャフト４
４を通じて連結されているコンプレッサ４３及びシャフ
ト４４上に配置した発電・電動機即ち回転電機４８を備
えたターボチャージャ４１、並びに該ターボチャージャ
４１のタービン４２の出口側通路４９に連結したタービ
ン５１及び該タービン５１に連結したシャフト５３上に
設けた発電機５２を備えたエネルギー回収装置５０を有
するターボコンパウンドエンジンが開示されている。該
エンジン４０でも、ＥＧＲを行う場合には、タービン４
２の入口側通路４５とコンプレッサ４３の出口側通路４
６とをＥＧＲ通路４７で連通し、該ＥＧＲ通路４７を通
じてエンジン４０からの排気ガスを吸気通路即ち出口側
通路４６に供給している。
に、エンジン４０から排気される排気ガスエネルギーで
駆動されるタービン４２、該タービン４２にシャフト４
４を通じて連結されているコンプレッサ４３及びシャフ
ト４４上に配置した発電・電動機即ち回転電機４８を備
えたターボチャージャ４１、並びに該ターボチャージャ
４１のタービン４２の出口側通路４９に連結したタービ
ン５１及び該タービン５１に連結したシャフト５３上に
設けた発電機５２を備えたエネルギー回収装置５０を有
するターボコンパウンドエンジンが開示されている。該
エンジン４０でも、ＥＧＲを行う場合には、タービン４
２の入口側通路４５とコンプレッサ４３の出口側通路４
６とをＥＧＲ通路４７で連通し、該ＥＧＲ通路４７を通
じてエンジン４０からの排気ガスを吸気通路即ち出口側
通路４６に供給している。
【０００５】また、上記ターボコンパウンドエンジンと
同様のエンジンとしては、例えば、特開昭５９−２０５
２６号公報に開示されたものがある。該公報に開示され
たエンジンの排気ガスエネルギー回収装置は、内部で発
生する熱の放熱を制御し、排気ガスのエネルギーを回収
する装置を備えたものであり、エンジンの排気マニホル
ドの先端に順次配設した複数の排気タービンのタービン
軸に直流発電機の回転軸をそれぞれ直結するとともに、
エンジンの回転軸に直流モータの回転軸を結合し、直流
発電機から発生する電気エネルギーを直流モータに与え
てこれを駆動し、直流モータの出力をエンジンの出力軸
に帰還せしめたものである。
同様のエンジンとしては、例えば、特開昭５９−２０５
２６号公報に開示されたものがある。該公報に開示され
たエンジンの排気ガスエネルギー回収装置は、内部で発
生する熱の放熱を制御し、排気ガスのエネルギーを回収
する装置を備えたものであり、エンジンの排気マニホル
ドの先端に順次配設した複数の排気タービンのタービン
軸に直流発電機の回転軸をそれぞれ直結するとともに、
エンジンの回転軸に直流モータの回転軸を結合し、直流
発電機から発生する電気エネルギーを直流モータに与え
てこれを駆動し、直流モータの出力をエンジンの出力軸
に帰還せしめたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示すようなターボコンパウンドエンジンでは、回転電機
４８を持つターボチャージャ４１及び発電機５２を持つ
エネルギー回収装置５０によって排気ガスエネルギーを
回収するものであり、排気ガス自体がエネルギー回収の
エネルギー源になっている。そのため、排気ガスをター
ビン４２の入口側通路４５からＥＧＲ通路４７を通じて
吸気通路４６にＥＧＲすると、排気ガスが有するエネル
ギーを大幅に損失することになる。
示すようなターボコンパウンドエンジンでは、回転電機
４８を持つターボチャージャ４１及び発電機５２を持つ
エネルギー回収装置５０によって排気ガスエネルギーを
回収するものであり、排気ガス自体がエネルギー回収の
エネルギー源になっている。そのため、排気ガスをター
ビン４２の入口側通路４５からＥＧＲ通路４７を通じて
吸気通路４６にＥＧＲすると、排気ガスが有するエネル
ギーを大幅に損失することになる。
【０００７】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、排気ガスエネルギーで駆動される
発電・電動機即ち回転電機を備えたターボチャージャ及
び該ターボチャージャの後流に配置された発電機を備え
たエネルギー回収装置を有する断熱エンジンにおいて、
排気ガスエネルギーをロスすることなく十分に回転電機
及び発電機で回収すると共に、ＥＧＲを行うことができ
るエネルギー回収システムを提供することである。
解決することであり、排気ガスエネルギーで駆動される
発電・電動機即ち回転電機を備えたターボチャージャ及
び該ターボチャージャの後流に配置された発電機を備え
たエネルギー回収装置を有する断熱エンジンにおいて、
排気ガスエネルギーをロスすることなく十分に回転電機
及び発電機で回収すると共に、ＥＧＲを行うことができ
るエネルギー回収システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、エンジンの排気ガスエネルギーで駆動され
るタービン、該タービンで駆動されるコンプレッサ及び
回転電機を備えたターボチャージャ、前記タービンの入
口側通路を前記コンプレッサの出口側通路に連通する制
御弁を備えたＥＧＲ通路、前記タービンの出口側通路を
前記コンプレッサの出口側通路に連通する逆止弁を備え
たＥＧＲ通路、前記タービンと前記コンプレッサとの出
口側通路に設置した各圧力センサー、並びに前記各圧力
センサーの検出値に応答して前記制御弁を開閉作動し、
前記タービンの入口側又は出口側通路からＥＧＲを行う
制御を行うコントローラを有するエネルギー回収システ
ムに関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、エンジンの排気ガスエネルギーで駆動され
るタービン、該タービンで駆動されるコンプレッサ及び
回転電機を備えたターボチャージャ、前記タービンの入
口側通路を前記コンプレッサの出口側通路に連通する制
御弁を備えたＥＧＲ通路、前記タービンの出口側通路を
前記コンプレッサの出口側通路に連通する逆止弁を備え
たＥＧＲ通路、前記タービンと前記コンプレッサとの出
口側通路に設置した各圧力センサー、並びに前記各圧力
センサーの検出値に応答して前記制御弁を開閉作動し、
前記タービンの入口側又は出口側通路からＥＧＲを行う
制御を行うコントローラを有するエネルギー回収システ
ムに関する。
【０００９】また、このエネルギー回収システムにおい
て、ターボチャージャの後流にはエネルギー回収装置が
設けられているものである。
て、ターボチャージャの後流にはエネルギー回収装置が
設けられているものである。
【００１０】
【作用】この発明によるエネルギー回収システムは、上
記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、このエネルギー回収システムは、エンジンの排気ガ
スエネルギーで駆動される回転電機を備えたターボチャ
ージャ、タービンの入口側通路をコンプレッサの出口側
通路に連通する制御弁を備えたＥＧＲ通路及び前記ター
ビンの出口側通路を前記コンプレッサの出口側通路に連
通する逆止弁を備えたＥＧＲ通路を設け、コントローラ
によって前記タービンと前記コンプレッサとの出口側通
路に設置した各圧力センサーの検出値に応答して前記制
御弁を開閉作動して前記タービンの入口側又は出口側通
路からＥＧＲを行う制御を行うので、前記ターボチャー
ジャにおけるタービンの出口側通路の排気ガス圧とコン
プレッサの出口側通路のブースト圧とを比較して、前記
排気ガス圧が前記ブースト圧より高い場合には前記制御
弁を閉鎖して前記タービンの前記出口側通路からＥＧＲ
を行うことができ、排気ガスエネルギーの損失を低減で
き、排気ガスが有するエネルギーを回収するエネルギー
回収効率を向上させることができる。
記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、このエネルギー回収システムは、エンジンの排気ガ
スエネルギーで駆動される回転電機を備えたターボチャ
ージャ、タービンの入口側通路をコンプレッサの出口側
通路に連通する制御弁を備えたＥＧＲ通路及び前記ター
ビンの出口側通路を前記コンプレッサの出口側通路に連
通する逆止弁を備えたＥＧＲ通路を設け、コントローラ
によって前記タービンと前記コンプレッサとの出口側通
路に設置した各圧力センサーの検出値に応答して前記制
御弁を開閉作動して前記タービンの入口側又は出口側通
路からＥＧＲを行う制御を行うので、前記ターボチャー
ジャにおけるタービンの出口側通路の排気ガス圧とコン
プレッサの出口側通路のブースト圧とを比較して、前記
排気ガス圧が前記ブースト圧より高い場合には前記制御
弁を閉鎖して前記タービンの前記出口側通路からＥＧＲ
を行うことができ、排気ガスエネルギーの損失を低減で
き、排気ガスが有するエネルギーを回収するエネルギー
回収効率を向上させることができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるエネ
ルギー回収システムの一実施例を説明する。図１はこの
発明によるエネルギー回収システムの一実施例を示す概
略説明図である。
ルギー回収システムの一実施例を説明する。図１はこの
発明によるエネルギー回収システムの一実施例を示す概
略説明図である。
【００１２】図示するように、このエネルギー回収シス
テムは、排気ガスエネルギーによって駆動されるターボ
チャージャ１及びエネルギー回収タービン即ちエネルギ
ー回収装置１９を備えているターボコンパウンドエンジ
ン１０に適用しているものである。このターボコンパウ
ンドエンジン１０は、図示していないが、例えば、シリ
ンダブロック、該シリンダブロックに固定したシリンダ
ヘッド、シリンダブロックに形成したシリンダ、該シリ
ンダ内を往復運動するピストン、及び該ピストンの往復
運動を回転運動に変換するコンロッドとクランクシャフ
トを有している。シリンダヘッドには排気ポートと吸気
ポートが形成され、排気ポートには排気バルブが配置さ
れ、また、吸気ポートには吸気バルブが配置されてい
る。シリンダヘッドに形成した排気ポートは、マニホル
ドガスケットを介在して排気マニホルドに連結されてい
る。この排気マニホルドの出口は、排気通路に連通して
いる。この排気通路は、ターボチャージャ１のタービン
２の入口側通路５に連通しており、該入口側通路５はタ
ービン２のタービンスクロールに連結されている。ま
た、ターボチャージャ１のタービン２の出口側通路９に
はエネルギー回収装置１９のタービン１２のタービンス
クロールが連結されている。
テムは、排気ガスエネルギーによって駆動されるターボ
チャージャ１及びエネルギー回収タービン即ちエネルギ
ー回収装置１９を備えているターボコンパウンドエンジ
ン１０に適用しているものである。このターボコンパウ
ンドエンジン１０は、図示していないが、例えば、シリ
ンダブロック、該シリンダブロックに固定したシリンダ
ヘッド、シリンダブロックに形成したシリンダ、該シリ
ンダ内を往復運動するピストン、及び該ピストンの往復
運動を回転運動に変換するコンロッドとクランクシャフ
トを有している。シリンダヘッドには排気ポートと吸気
ポートが形成され、排気ポートには排気バルブが配置さ
れ、また、吸気ポートには吸気バルブが配置されてい
る。シリンダヘッドに形成した排気ポートは、マニホル
ドガスケットを介在して排気マニホルドに連結されてい
る。この排気マニホルドの出口は、排気通路に連通して
いる。この排気通路は、ターボチャージャ１のタービン
２の入口側通路５に連通しており、該入口側通路５はタ
ービン２のタービンスクロールに連結されている。ま
た、ターボチャージャ１のタービン２の出口側通路９に
はエネルギー回収装置１９のタービン１２のタービンス
クロールが連結されている。
【００１３】このエネルギー回収システムにおけるター
ボチャージャ１は、エンジン１０からの排気ガスで駆動
されるタービン２、該タービン２に取り付けたシャフト
４に取り付けたコンプレッサ３、及びシャフト４上に配
置した発電・電動機である回転電機１１を有している。
コンプレッサ３の出口側通路６は、エンジン１０に吸入
空気を供給する吸気通路を構成するものである。また、
回転電機１１は、発電機又は電動機として作動されるも
のであり、回転電機１１が発電機として作動する場合に
は、エンジン１０から排気される排気ガスエネルギーを
回収する場合であり、回転電機１１で発生した電力はバ
ッテリー、コンデンサ等に蓄電されるか、補機等で消費
されるか、或いはクランクシャフト、駆動軸等へ駆動力
として供給されるものである。
ボチャージャ１は、エンジン１０からの排気ガスで駆動
されるタービン２、該タービン２に取り付けたシャフト
４に取り付けたコンプレッサ３、及びシャフト４上に配
置した発電・電動機である回転電機１１を有している。
コンプレッサ３の出口側通路６は、エンジン１０に吸入
空気を供給する吸気通路を構成するものである。また、
回転電機１１は、発電機又は電動機として作動されるも
のであり、回転電機１１が発電機として作動する場合に
は、エンジン１０から排気される排気ガスエネルギーを
回収する場合であり、回転電機１１で発生した電力はバ
ッテリー、コンデンサ等に蓄電されるか、補機等で消費
されるか、或いはクランクシャフト、駆動軸等へ駆動力
として供給されるものである。
【００１４】また、エネルギー回収システムにおけるエ
ネルギー回収装置１９は、ターボチャージャ１のタービ
ン２から排気される排気ガスがタービン１２に送り込ま
れ、該タービン１２を排気ガスエネルギーで駆動するこ
とによって、シャフト１４を通じて発電機１３が駆動さ
れて発電し、発電機１３で排気ガスエネルギーを電気エ
ネルギーとして回収するものである。発電機１３で回収
した電力は、ターボチャージャ１の場合と同様にバッテ
リー、コンデンサ等に蓄電されるか、補機等で消費され
るか、或いはクランクシャフト、駆動軸等へ駆動力とし
て供給されるものである。
ネルギー回収装置１９は、ターボチャージャ１のタービ
ン２から排気される排気ガスがタービン１２に送り込ま
れ、該タービン１２を排気ガスエネルギーで駆動するこ
とによって、シャフト１４を通じて発電機１３が駆動さ
れて発電し、発電機１３で排気ガスエネルギーを電気エ
ネルギーとして回収するものである。発電機１３で回収
した電力は、ターボチャージャ１の場合と同様にバッテ
リー、コンデンサ等に蓄電されるか、補機等で消費され
るか、或いはクランクシャフト、駆動軸等へ駆動力とし
て供給されるものである。
【００１５】特に、このエネルギー回収システムでは、
エンジン１０の吸気に排気ガスの一部を混合してＮＯX
の発生を抑制する排気ガス再循環（以下、ＥＧＲとい
う）を行う機能を備えたものであり、エンジンの排気ガ
スエネルギーで駆動されるタービン２の入口側通路５を
コンプレッサ３の出口側通路６にＥＧＲ通路７を通じて
連通すると共に、タービン２の出口側通路９をコンプレ
ッサ３の出口側通路６にＥＧＲ通路８を通じて連通して
いる。また、ＥＧＲ通路７には流量制御弁１５を設けて
おり、ＥＧＲ通路８には逆止弁１８を設けている。更
に、タービン２の出口側通路９には、排気ガス圧ＰT を
検出するために圧力センサー１６が設けられている。ま
た、コンプレッサ３の出口側通路６には、吸入空気圧即
ちブースト圧ＰC を検出するために圧力センサー１７が
設けられている。
エンジン１０の吸気に排気ガスの一部を混合してＮＯX
の発生を抑制する排気ガス再循環（以下、ＥＧＲとい
う）を行う機能を備えたものであり、エンジンの排気ガ
スエネルギーで駆動されるタービン２の入口側通路５を
コンプレッサ３の出口側通路６にＥＧＲ通路７を通じて
連通すると共に、タービン２の出口側通路９をコンプレ
ッサ３の出口側通路６にＥＧＲ通路８を通じて連通して
いる。また、ＥＧＲ通路７には流量制御弁１５を設けて
おり、ＥＧＲ通路８には逆止弁１８を設けている。更
に、タービン２の出口側通路９には、排気ガス圧ＰT を
検出するために圧力センサー１６が設けられている。ま
た、コンプレッサ３の出口側通路６には、吸入空気圧即
ちブースト圧ＰC を検出するために圧力センサー１７が
設けられている。
【００１６】更に、このエネルギー回収システムでは、
各圧力センサー１６，１７で検出された検出値即ち排気
ガス圧ＰT とブースト圧ＰC とは、コントローラ２０に
入力され、コントローラ２０は各検出信号に応答して制
御弁１５を開閉作動する。即ち、コントローラ２０の指
令で流量制御弁１５が閉鎖すれば、エンジン１０から排
気される排気ガスは、タービン２の出口側通路９からＥ
ＧＲ通路８を通じてコンプレッサ３の出口側通路６へ供
給され、エンジン１０へＥＧＲが行われる。また、コン
トローラ２０の指令で流量制御弁１５が開放すれば、エ
ンジン１０から排気される排気ガスは、タービン２の入
口側通路５からＥＧＲ通路７を通じてコンプレッサ３の
出口側通路６へ供給され、エンジン１０へＥＧＲが行わ
れる。
各圧力センサー１６，１７で検出された検出値即ち排気
ガス圧ＰT とブースト圧ＰC とは、コントローラ２０に
入力され、コントローラ２０は各検出信号に応答して制
御弁１５を開閉作動する。即ち、コントローラ２０の指
令で流量制御弁１５が閉鎖すれば、エンジン１０から排
気される排気ガスは、タービン２の出口側通路９からＥ
ＧＲ通路８を通じてコンプレッサ３の出口側通路６へ供
給され、エンジン１０へＥＧＲが行われる。また、コン
トローラ２０の指令で流量制御弁１５が開放すれば、エ
ンジン１０から排気される排気ガスは、タービン２の入
口側通路５からＥＧＲ通路７を通じてコンプレッサ３の
出口側通路６へ供給され、エンジン１０へＥＧＲが行わ
れる。
【００１７】このエネルギー回収システムは、上記のよ
うに構成されており、次のように作動される。このエネ
ルギー回収システムの作動の一実施例を図２を参照して
説明する。図２は図１のエネルギー回収システムの作動
の一実施例を説明するための処理フロー図である。エン
ジン１０を駆動することによって、エンジン１０から排
気される排気ガスは入口側通路５を通ってターボチャー
ジャ１のタービン２に送り込まれ、次いでターボチャー
ジャ１のタービン２から放出された排気ガスは出口側通
路９を通ってエネルギー回収装置１９へと送り込まれ
る。また、ターボチャージャ１の作動によって、コンプ
レッサ３が駆動され、吸入空気がコンプレッサ３の出口
側通路６を通ってエンジン１０へ供給される。そこで、
タービン２の出口側通路９に設置した圧力センサー１６
によってタービン２から放出される排気ガス圧ＰT を検
出すると共に、コンプレッサ３の出口側通路６に設置し
た圧力センサー１７によってコンプレッサ３で昇圧され
た吸気圧即ちブースト圧ＰCを検出する（ステップ２
１）。
うに構成されており、次のように作動される。このエネ
ルギー回収システムの作動の一実施例を図２を参照して
説明する。図２は図１のエネルギー回収システムの作動
の一実施例を説明するための処理フロー図である。エン
ジン１０を駆動することによって、エンジン１０から排
気される排気ガスは入口側通路５を通ってターボチャー
ジャ１のタービン２に送り込まれ、次いでターボチャー
ジャ１のタービン２から放出された排気ガスは出口側通
路９を通ってエネルギー回収装置１９へと送り込まれ
る。また、ターボチャージャ１の作動によって、コンプ
レッサ３が駆動され、吸入空気がコンプレッサ３の出口
側通路６を通ってエンジン１０へ供給される。そこで、
タービン２の出口側通路９に設置した圧力センサー１６
によってタービン２から放出される排気ガス圧ＰT を検
出すると共に、コンプレッサ３の出口側通路６に設置し
た圧力センサー１７によってコンプレッサ３で昇圧され
た吸気圧即ちブースト圧ＰCを検出する（ステップ２
１）。
【００１８】圧力センサー１６，１７で検出された検出
値即ち排気ガス圧ＰT とブースト圧ＰC をコントローラ
２０に入力し、コントローラ２０では排気ガス圧ＰT が
ブースト圧ＰC より高いか否かを比較判断する（ステッ
プ２２）。排気ガス圧ＰT がブースト圧ＰC より高い場
合には、タービン２の出口側通路９からでもＥＧＲを行
うことができるので、コントローラ２０は流量制御弁１
５を閉鎖する指令を発し（ステップ２３）、エンジン１
０から排気される排気ガスを全てターボチャージャ１の
タービン２へ送り込み、排気ガスが有する排気ガスエネ
ルギーを回転電機１１で回収する。そして、排気ガス
は、タービン２の出口側通路９からＥＧＲ通路８を通っ
てコンプレッサ３の出口側通路６へ供給され、エンジン
１０の吸気にＥＧＲが行われる（ステップ２４）。従っ
て、排気ガスは直接タービン２へ全て送り込まれるの
で、排気ガスエネルギーは十分に回転電機１１で回収さ
れ、回収エネルギーが損なわれることがない。
値即ち排気ガス圧ＰT とブースト圧ＰC をコントローラ
２０に入力し、コントローラ２０では排気ガス圧ＰT が
ブースト圧ＰC より高いか否かを比較判断する（ステッ
プ２２）。排気ガス圧ＰT がブースト圧ＰC より高い場
合には、タービン２の出口側通路９からでもＥＧＲを行
うことができるので、コントローラ２０は流量制御弁１
５を閉鎖する指令を発し（ステップ２３）、エンジン１
０から排気される排気ガスを全てターボチャージャ１の
タービン２へ送り込み、排気ガスが有する排気ガスエネ
ルギーを回転電機１１で回収する。そして、排気ガス
は、タービン２の出口側通路９からＥＧＲ通路８を通っ
てコンプレッサ３の出口側通路６へ供給され、エンジン
１０の吸気にＥＧＲが行われる（ステップ２４）。従っ
て、排気ガスは直接タービン２へ全て送り込まれるの
で、排気ガスエネルギーは十分に回転電機１１で回収さ
れ、回収エネルギーが損なわれることがない。
【００１９】また、ステップ２２において、排気ガス圧
ＰT がブースト圧ＰC より高くない場合には、タービン
２の出口側通路９からＥＧＲを行うことができないの
で、コントローラ２０は流量制御弁１５を開放する指令
を発し（ステップ２５）、エンジン１０から排気される
排気ガスの一部をターボチャージャ１のタービン２をバ
イパスしてＥＧＲ通路７を通ってコンプレッサ３の出口
側通路６へ供給するように制御し、エンジン１０の吸気
にＥＧＲが行われる（ステップ２６）。残りの排気ガス
はターボチャージャ１のタービン２へ送り込み、排気ガ
スエネルギーをターボチャージャ１の回転電機１１で回
収される。この時、ＥＧＲ通路７の排気ガス圧ＰT 或い
はブースト圧ＰC は、ＥＧＲ通路８の排気ガス圧ＰT よ
り高くなるが、ＥＧＲ通路８には逆止弁１８が設けられ
ているので、排気ガス或いは吸入空気の排気系への逆流
は発生しない。従って、ＥＧＲに供給される排気ガス以
外の排気ガスは、ターボチャージャ１及びエネルギー回
収装置１９で十分に回収され、回収エネルギーが損なわ
れることがない。
ＰT がブースト圧ＰC より高くない場合には、タービン
２の出口側通路９からＥＧＲを行うことができないの
で、コントローラ２０は流量制御弁１５を開放する指令
を発し（ステップ２５）、エンジン１０から排気される
排気ガスの一部をターボチャージャ１のタービン２をバ
イパスしてＥＧＲ通路７を通ってコンプレッサ３の出口
側通路６へ供給するように制御し、エンジン１０の吸気
にＥＧＲが行われる（ステップ２６）。残りの排気ガス
はターボチャージャ１のタービン２へ送り込み、排気ガ
スエネルギーをターボチャージャ１の回転電機１１で回
収される。この時、ＥＧＲ通路７の排気ガス圧ＰT 或い
はブースト圧ＰC は、ＥＧＲ通路８の排気ガス圧ＰT よ
り高くなるが、ＥＧＲ通路８には逆止弁１８が設けられ
ているので、排気ガス或いは吸入空気の排気系への逆流
は発生しない。従って、ＥＧＲに供給される排気ガス以
外の排気ガスは、ターボチャージャ１及びエネルギー回
収装置１９で十分に回収され、回収エネルギーが損なわ
れることがない。
【００２０】
【発明の効果】この発明によるエネルギー回収システム
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、このエネルギー回収システムは、タービン
とコンプレッサとの出口側通路に設置した各圧力センサ
ーによる排気ガス圧とブースト圧との検出信号に応答し
て制御弁を開閉し、エンジンの排気ガスエネルギーで駆
動される回転電機を備えたターボチャージャにおけるタ
ービンの入口側通路又は出口側通路からコンプレッサの
出口側通路にＥＧＲ通路を通じてＥＧＲを行うので、タ
ービンの出口側排気ガス圧がブースト圧より高い場合に
は制御弁を閉鎖して前記タービンの前記出口側通路から
ＥＧＲを行うことができ、排気ガスエネルギーの損失を
低減でき、排気ガスが有するエネルギーを回収するエネ
ルギー回収効率を低減させることなく、エンジンの吸気
にＥＧＲを行うことができるようになる。
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、このエネルギー回収システムは、タービン
とコンプレッサとの出口側通路に設置した各圧力センサ
ーによる排気ガス圧とブースト圧との検出信号に応答し
て制御弁を開閉し、エンジンの排気ガスエネルギーで駆
動される回転電機を備えたターボチャージャにおけるタ
ービンの入口側通路又は出口側通路からコンプレッサの
出口側通路にＥＧＲ通路を通じてＥＧＲを行うので、タ
ービンの出口側排気ガス圧がブースト圧より高い場合に
は制御弁を閉鎖して前記タービンの前記出口側通路から
ＥＧＲを行うことができ、排気ガスエネルギーの損失を
低減でき、排気ガスが有するエネルギーを回収するエネ
ルギー回収効率を低減させることなく、エンジンの吸気
にＥＧＲを行うことができるようになる。
【００２１】また、タービンの出口側排気ガス圧がブー
スト圧より低い場合に、エンジンの吸気にＥＧＲを行う
必要がある場合には、制御弁を開放してＥＧＲ用の排気
ガス圧を上昇させてＥＧＲを行うことができる。また、
前記ターボチャージャの後流にエネルギー回収装置を設
けることによって、排気ガスに残っているエネルギーを
更に完全に回収することができる。
スト圧より低い場合に、エンジンの吸気にＥＧＲを行う
必要がある場合には、制御弁を開放してＥＧＲ用の排気
ガス圧を上昇させてＥＧＲを行うことができる。また、
前記ターボチャージャの後流にエネルギー回収装置を設
けることによって、排気ガスに残っているエネルギーを
更に完全に回収することができる。
【図１】この発明によるエネルギー回収システムの一実
施例を説明するための概略説明図である。
施例を説明するための概略説明図である。
【図２】図１のエネルギー回収システムの作動の一実施
例を説明するための処理フロー図である。
例を説明するための処理フロー図である。
【図３】従来の冷却エンジンのＥＧＲの一例を説明する
説明図である。
説明図である。
【図４】従来の断熱エンジンのＥＧＲの一例を説明する
説明図である。
説明図である。
１ ターボチャージャ ２ タービン ３ コンプレッサ ５ タービン入口側通路 ６ コンプレッサ出口側通路 ７ ＥＧＲ通路 ８ ＥＧＲ通路 ９ タービン出口側通路 １０ エンジン １１ 回転電機 １２ タービン １３ 発電機 １５ 流量制御弁（制御弁） １６ 圧力センサー １７ 圧力センサー １８ 逆止弁 １９ エネルギー回収装置 ２０ コントローラ
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジンの排気ガスエネルギーで駆動さ
れるタービン、該タービンで駆動されるコンプレッサ及
び回転電機を備えたターボチャージャ、前記タービンの
入口側通路を前記コンプレッサの出口側通路に連通する
制御弁を備えたＥＧＲ通路、前記タービンの出口側通路
を前記コンプレッサの出口側通路に連通する逆止弁を備
えたＥＧＲ通路、前記タービンと前記コンプレッサとの
出口側通路に設置した各圧力センサー、並びに前記各圧
力センサーの検出値に応答して前記制御弁を開閉作動
し、前記タービンの入口側又は出口側通路からＥＧＲを
行う制御を行うコントローラを有するエネルギー回収シ
ステム。 - 【請求項２】 前記ターボチャージャの後流にはエネル
ギー回収装置が設けられている請求項１に記載のエネル
ギー回収システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354293A JPH05171943A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | エネルギー回収システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354293A JPH05171943A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | エネルギー回収システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05171943A true JPH05171943A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18436565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3354293A Pending JPH05171943A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | エネルギー回収システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05171943A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004104390A1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Ricardo Uk Limited | A turbocharger apparatus |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP3354293A patent/JPH05171943A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004104390A1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Ricardo Uk Limited | A turbocharger apparatus |
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