JPH07127469A - 過給エンジンの給気冷却装置 - Google Patents
過給エンジンの給気冷却装置Info
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- JPH07127469A JPH07127469A JP29464393A JP29464393A JPH07127469A JP H07127469 A JPH07127469 A JP H07127469A JP 29464393 A JP29464393 A JP 29464393A JP 29464393 A JP29464393 A JP 29464393A JP H07127469 A JPH07127469 A JP H07127469A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】空気をインタクーラを介装した２段のコンプレ
ッサにより空気温度の上昇を抑えつつ圧縮して吐出圧力
を上昇せしめた上、これを発電装置をもつ膨張タービン
を介して膨張させて冷却することにより、エンジンの出
力増と、インタクーラの冷却負荷の低減を図り、同時に
膨張タービンによるエネルギ回収を可能とした過給エン
ジンの給気冷却装置を提供する。 【構成】エンジン１の排気により駆動される排気タービ
ン過給機２０のコンプレッサ２３と同軸２２に、コンプ
レッサ２３と特性を異にし、コンプレッサ２３の吐出空
気をインタクーラ６１を介して取り入れる第２段のコン
プレッサ２４を装着する。第２段コンプレッサ２４の吐
出空気により駆動される膨張タービン３０を設けて発電
装置４０を駆動せしめ、且つ前記タービン３０の吐出空
気を前記エンジン１に供給する。
ッサにより空気温度の上昇を抑えつつ圧縮して吐出圧力
を上昇せしめた上、これを発電装置をもつ膨張タービン
を介して膨張させて冷却することにより、エンジンの出
力増と、インタクーラの冷却負荷の低減を図り、同時に
膨張タービンによるエネルギ回収を可能とした過給エン
ジンの給気冷却装置を提供する。 【構成】エンジン１の排気により駆動される排気タービ
ン過給機２０のコンプレッサ２３と同軸２２に、コンプ
レッサ２３と特性を異にし、コンプレッサ２３の吐出空
気をインタクーラ６１を介して取り入れる第２段のコン
プレッサ２４を装着する。第２段コンプレッサ２４の吐
出空気により駆動される膨張タービン３０を設けて発電
装置４０を駆動せしめ、且つ前記タービン３０の吐出空
気を前記エンジン１に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、過給エンジンにおける
給気の冷却装置に関する。
給気の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のターボ過給エンジンでは、過給機
のコンプレッサにより圧縮され温度の上昇した吐出空気
を冷却して過給効率を高めるため、インタクーラが使用
されることが多い。即ち図２に示すように、エンジン１
の排気で駆動するタービン２と、該タービン２と同軸３
で回転するコンプレッサ４とにより構成されるターボ過
給機５を備えたエンジンでは、エアクリーナ６を介して
取り入れた空気を前記コンプレッサ４により圧縮してエ
ンジン１の吸気系に供給する際、前記コンプレッサ４か
らの吐出圧縮空気をインタクーラ７に通して、空気また
は水との熱交換により冷却した後供給するものであっ
た。
のコンプレッサにより圧縮され温度の上昇した吐出空気
を冷却して過給効率を高めるため、インタクーラが使用
されることが多い。即ち図２に示すように、エンジン１
の排気で駆動するタービン２と、該タービン２と同軸３
で回転するコンプレッサ４とにより構成されるターボ過
給機５を備えたエンジンでは、エアクリーナ６を介して
取り入れた空気を前記コンプレッサ４により圧縮してエ
ンジン１の吸気系に供給する際、前記コンプレッサ４か
らの吐出圧縮空気をインタクーラ７に通して、空気また
は水との熱交換により冷却した後供給するものであっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
如くターボ過給機のコンプレッサからの吐出圧縮空気を
インタクーラに通して空気または水との熱交換により冷
却するものでは、当然ながら、吐出圧縮空気を冷却源で
ある空気または水の温度以下に冷却することは不可能
で、エンジンへの給気温度として不充分であり、エンジ
ンの燃焼最高温度は下がらず、特にＮＯＸの生成が促進
されていた。また、エンジンの出力向上のため過給圧力
をより高くすると、該圧力に比例してコンプレッサから
の吐出圧縮空気の温度も高くなり、断熱圧縮効率が低下
するが、該効率の低下を抑えるためには更にインタクー
ラの冷却能力を大とする必要があり、車載のスペース
上、又重量、コストの点からも過給圧力の上昇によるエ
ンジン出力の増加と見合わない場合が多かった。本発明
は上記に鑑み、空気をインタクーラを介装した２段のコ
ンプレッサにより空気温度の上昇を抑えつつ圧縮して吐
出圧力を上昇せしめた上、これを発電装置をもつ膨張タ
ービンを介して膨張させて冷却することにより、エンジ
ンの出力増と、インタクーラの冷却負荷の低減を図り、
同時に膨張タービンによるエネルギ回収を可能とした過
給エンジンの給気冷却装置を提供することを目的とする
ものである。
如くターボ過給機のコンプレッサからの吐出圧縮空気を
インタクーラに通して空気または水との熱交換により冷
却するものでは、当然ながら、吐出圧縮空気を冷却源で
ある空気または水の温度以下に冷却することは不可能
で、エンジンへの給気温度として不充分であり、エンジ
ンの燃焼最高温度は下がらず、特にＮＯＸの生成が促進
されていた。また、エンジンの出力向上のため過給圧力
をより高くすると、該圧力に比例してコンプレッサから
の吐出圧縮空気の温度も高くなり、断熱圧縮効率が低下
するが、該効率の低下を抑えるためには更にインタクー
ラの冷却能力を大とする必要があり、車載のスペース
上、又重量、コストの点からも過給圧力の上昇によるエ
ンジン出力の増加と見合わない場合が多かった。本発明
は上記に鑑み、空気をインタクーラを介装した２段のコ
ンプレッサにより空気温度の上昇を抑えつつ圧縮して吐
出圧力を上昇せしめた上、これを発電装置をもつ膨張タ
ービンを介して膨張させて冷却することにより、エンジ
ンの出力増と、インタクーラの冷却負荷の低減を図り、
同時に膨張タービンによるエネルギ回収を可能とした過
給エンジンの給気冷却装置を提供することを目的とする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明過給エンジンの給気冷却装置は、エンジンの排
気により駆動される排気タービン過給機のコンプレッサ
と同軸に、前記コンプレッサと特性を異にし、該コンプ
レッサの吐出空気をインタクーラを介して取り入れる第
２段のコンプレッサを装着すると共に、該第２段コンプ
レッサの吐出空気により駆動される膨張タービンを設け
て発電装置を駆動せしめ、且つ前記タービンの吐出空気
を前記エンジンの吸気系に供給するようにしたことを特
徴とする。
の本発明過給エンジンの給気冷却装置は、エンジンの排
気により駆動される排気タービン過給機のコンプレッサ
と同軸に、前記コンプレッサと特性を異にし、該コンプ
レッサの吐出空気をインタクーラを介して取り入れる第
２段のコンプレッサを装着すると共に、該第２段コンプ
レッサの吐出空気により駆動される膨張タービンを設け
て発電装置を駆動せしめ、且つ前記タービンの吐出空気
を前記エンジンの吸気系に供給するようにしたことを特
徴とする。
【０００５】
【作 用】上記構成の本発明過給エンジンの給気冷却装
置では、エンジンの運転に伴い、エンジンから送られる
排出ガスによりタービンが高速回転し、これと同軸の第
１段の低圧コンプレッサと第２段の高圧コンプレッサと
が同時に高速回転し、これによって、第１段の低圧コン
プレッサは空気を圧縮し、これを第１のインタクーラを
通して圧縮空気を冷却した後、第２段の高圧コンプレッ
サに送気し、更に圧縮する。該高圧コンプレッサから吐
出した高圧圧縮空気は、第２のインタクーラを通して冷
却した後膨張タービンに送気され、該タービンを回転し
つつ膨張して低温化された圧縮空気が、エンジンに供給
され過給が行なわれる。同時に、前記膨張タービンの回
転によって発電装置が作動し、バッテリへの給電がなさ
れる。
置では、エンジンの運転に伴い、エンジンから送られる
排出ガスによりタービンが高速回転し、これと同軸の第
１段の低圧コンプレッサと第２段の高圧コンプレッサと
が同時に高速回転し、これによって、第１段の低圧コン
プレッサは空気を圧縮し、これを第１のインタクーラを
通して圧縮空気を冷却した後、第２段の高圧コンプレッ
サに送気し、更に圧縮する。該高圧コンプレッサから吐
出した高圧圧縮空気は、第２のインタクーラを通して冷
却した後膨張タービンに送気され、該タービンを回転し
つつ膨張して低温化された圧縮空気が、エンジンに供給
され過給が行なわれる。同時に、前記膨張タービンの回
転によって発電装置が作動し、バッテリへの給電がなさ
れる。
【０００６】
【実施例】図１に示す実施例について説明すると、１は
図２と同様にエンジンを示し、１１は吸気系、１２は排
気系を示す。２０は排気ターボチャージャで、前記エン
ジン１の排気系１２から排気ライン７１を経て送られる
排出ガスにより駆動されるタービン２１と、該タービン
２１の回転軸２２の中間に装着された第１段の低圧コン
プレッサ２３と、前記回転軸２２の端部に装着された第
２段の高圧コンプレッサ２４とから構成されている。３
０は前記高圧コンプレッサ２４の吐出圧縮空気により高
速回転する膨張タービンで、前記両コンプレッサ２３、
２４間において、前記回転軸２２に遊嵌して配設されて
おり、膨張タービン３０には発電装置４０が設けられ、
膨張タービン３０の回転により発電して例えばバッテリ
５０に給電される。６１、６２はそれぞれ第１、第２の
インタクーラで、第１のインタクーラ６１は、前記第１
段の低圧コンプレッサ２３と第２段の高圧コンプレッサ
２４との間の送気ライン７２に配設され、第２のインタ
クーラ６２は、前記第２段の高圧コンプレッサ２４と前
記膨張タービン３０との間の送気ライン７３に配設され
ている。７４は前記膨張タービン３０の吐出側とエンジ
ン１の吸気系１１とを連結する吸気ラインであり、また
８０はエアクリーナで、第１段の低圧コンプレッサ２３
に連結されている。なお、前記第２段のインタクーラ６
２は、エンジン１へ供給する圧縮空気の設定温度が高く
てよいときには必要のないこともある。
図２と同様にエンジンを示し、１１は吸気系、１２は排
気系を示す。２０は排気ターボチャージャで、前記エン
ジン１の排気系１２から排気ライン７１を経て送られる
排出ガスにより駆動されるタービン２１と、該タービン
２１の回転軸２２の中間に装着された第１段の低圧コン
プレッサ２３と、前記回転軸２２の端部に装着された第
２段の高圧コンプレッサ２４とから構成されている。３
０は前記高圧コンプレッサ２４の吐出圧縮空気により高
速回転する膨張タービンで、前記両コンプレッサ２３、
２４間において、前記回転軸２２に遊嵌して配設されて
おり、膨張タービン３０には発電装置４０が設けられ、
膨張タービン３０の回転により発電して例えばバッテリ
５０に給電される。６１、６２はそれぞれ第１、第２の
インタクーラで、第１のインタクーラ６１は、前記第１
段の低圧コンプレッサ２３と第２段の高圧コンプレッサ
２４との間の送気ライン７２に配設され、第２のインタ
クーラ６２は、前記第２段の高圧コンプレッサ２４と前
記膨張タービン３０との間の送気ライン７３に配設され
ている。７４は前記膨張タービン３０の吐出側とエンジ
ン１の吸気系１１とを連結する吸気ラインであり、また
８０はエアクリーナで、第１段の低圧コンプレッサ２３
に連結されている。なお、前記第２段のインタクーラ６
２は、エンジン１へ供給する圧縮空気の設定温度が高く
てよいときには必要のないこともある。
【０００７】上記構成の本発明過給エンジンの給気冷却
装置では、エンジン１の運転に伴い、エンジン１の排気
系１２から排気ライン７１を経て送られる排出ガスによ
りタービン２１が高速回転し、これと同軸２２の第１段
の低圧コンプレッサ２３と第２段の高圧コンプレッサ２
４とが同時に高速回転する。これによって、第１段の低
圧コンプレッサ２３はエアクリーナ８０から吸入した空
気を圧縮し、これを第１のインタクーラ６１を通して圧
縮によって昇温した圧縮空気を冷却した後、送気ライン
７２により第２段の高圧コンプレッサ２４に送気し、該
コンプレッサ２４により更に圧縮する。該コンプレッサ
２４から吐出した高圧圧縮空気は、第２のインタクーラ
６２を通して冷却した後、送気ライン７３により膨張タ
ービン３０に送気され、該タービン３０を回転しつつ膨
張して低温化された圧縮空気が、吸気ライン７４を介し
てエンジン１の吸気系１１に供給され過給が行なわれ
る。同時に、前記膨張タービン３０の回転によって発電
装置４０が作動し、バッテリ５０への給電がなされる。
このとき図示しない制御装置により前記発電装置４０の
発電電圧または電流を制御することによって、エンジン
１に供給する圧縮空気の過給圧及び温度が制御される。
装置では、エンジン１の運転に伴い、エンジン１の排気
系１２から排気ライン７１を経て送られる排出ガスによ
りタービン２１が高速回転し、これと同軸２２の第１段
の低圧コンプレッサ２３と第２段の高圧コンプレッサ２
４とが同時に高速回転する。これによって、第１段の低
圧コンプレッサ２３はエアクリーナ８０から吸入した空
気を圧縮し、これを第１のインタクーラ６１を通して圧
縮によって昇温した圧縮空気を冷却した後、送気ライン
７２により第２段の高圧コンプレッサ２４に送気し、該
コンプレッサ２４により更に圧縮する。該コンプレッサ
２４から吐出した高圧圧縮空気は、第２のインタクーラ
６２を通して冷却した後、送気ライン７３により膨張タ
ービン３０に送気され、該タービン３０を回転しつつ膨
張して低温化された圧縮空気が、吸気ライン７４を介し
てエンジン１の吸気系１１に供給され過給が行なわれ
る。同時に、前記膨張タービン３０の回転によって発電
装置４０が作動し、バッテリ５０への給電がなされる。
このとき図示しない制御装置により前記発電装置４０の
発電電圧または電流を制御することによって、エンジン
１に供給する圧縮空気の過給圧及び温度が制御される。
【０００８】
【発明の効果】本発明過給エンジンの給気冷却装置は、
エンジンの排気により駆動される排気タービン過給機の
コンプレッサと同軸に、前記コンプレッサと特性を異に
し、該コンプレッサの吐出空気をインタクーラを介して
取り入れる第２段のコンプレッサを装着すると共に、該
第２段コンプレッサの吐出空気により駆動される膨張タ
ービンを設けて発電装置を駆動せしめ、且つ前記タービ
ンの吐出空気を前記エンジンの吸気系に供給するように
したことを特徴とするので、吸入した空気をインタクー
ラを介装した２段のコンプレッサにより空気温度の上昇
を抑えつつ圧縮して、低温状態で吐出圧力を上昇せし
め、更にこれを発電装置をもつ膨張タービンを介して膨
張させて更に冷却することにより、エンジンへの給気温
度として充分な温度まで下げることができ、これによっ
てエンジンの出力増と同時にエンジンの燃焼最高温度を
低下させることができ、特にＮＯＸの生成が抑えられ
る。またこれとともに、インタクーラの冷却負荷の低減
を図ることができてインタクーラを小型化し、同時に膨
張タービンによるエネルギ回収を可能とした過給エンジ
ンの給気冷却装置を提供することができる効果がある。
エンジンの排気により駆動される排気タービン過給機の
コンプレッサと同軸に、前記コンプレッサと特性を異に
し、該コンプレッサの吐出空気をインタクーラを介して
取り入れる第２段のコンプレッサを装着すると共に、該
第２段コンプレッサの吐出空気により駆動される膨張タ
ービンを設けて発電装置を駆動せしめ、且つ前記タービ
ンの吐出空気を前記エンジンの吸気系に供給するように
したことを特徴とするので、吸入した空気をインタクー
ラを介装した２段のコンプレッサにより空気温度の上昇
を抑えつつ圧縮して、低温状態で吐出圧力を上昇せし
め、更にこれを発電装置をもつ膨張タービンを介して膨
張させて更に冷却することにより、エンジンへの給気温
度として充分な温度まで下げることができ、これによっ
てエンジンの出力増と同時にエンジンの燃焼最高温度を
低下させることができ、特にＮＯＸの生成が抑えられ
る。またこれとともに、インタクーラの冷却負荷の低減
を図ることができてインタクーラを小型化し、同時に膨
張タービンによるエネルギ回収を可能とした過給エンジ
ンの給気冷却装置を提供することができる効果がある。
【図１】本発明過給エンジンの給気冷却装置の概略構成
図
図
【図２】従来の過給エンジンの給気冷却装置の概略構成
図 １；エンジン １１；吸気系 １２；排気系 ２０；排気ターボチャージャ ２１；タービン ２２；回転軸 ２３；第１段（低圧）コンプレッサ ２４；第２段（高圧）コンプレッサ ３０；膨張タービン ４０；発電装置 ５０；バッテリ ６１；第１のインタクーラ ６２；第２のインタクーラ ７１；排気ライン ７２、７３；送気ライン ７４；吸気ライン ８０；エアクリーナ。
図 １；エンジン １１；吸気系 １２；排気系 ２０；排気ターボチャージャ ２１；タービン ２２；回転軸 ２３；第１段（低圧）コンプレッサ ２４；第２段（高圧）コンプレッサ ３０；膨張タービン ４０；発電装置 ５０；バッテリ ６１；第１のインタクーラ ６２；第２のインタクーラ ７１；排気ライン ７２、７３；送気ライン ７４；吸気ライン ８０；エアクリーナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｔ 33/44 Ｋ 9332−3Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの排気により駆動される排気タ
ービン過給機のコンプレッサと同軸に、前記コンプレッ
サと特性を異にし、該コンプレッサの吐出空気をインタ
クーラを介して取り入れる第２段のコンプレッサを装着
すると共に、該第２段コンプレッサの吐出空気により駆
動される膨張タービンを設けて発電装置を駆動せしめ、
且つ前記タービンの吐出空気を前記エンジンの吸気系に
供給するようにしたことを特徴とする過給エンジンの給
気冷却装置。 - 【請求項２】 前記膨張タービンを前記両コンプレッサ
間において前記軸に遊嵌して配設したことを特徴とする
請求項１記載の過給エンジンの給気冷却装置。 - 【請求項３】 前記第２段コンプレッサと膨張タービン
間に第２のインタクーラを設置したことを特徴とする請
求項１または請求項２記載の過給エンジンの給気冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29464393A JPH07127469A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | 過給エンジンの給気冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29464393A JPH07127469A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | 過給エンジンの給気冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07127469A true JPH07127469A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17810426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29464393A Pending JPH07127469A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | 過給エンジンの給気冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07127469A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102352789A (zh) * | 2010-10-18 | 2012-02-15 | 靳北彪 | 低熵混燃涡轮复合爆排发动机 |
| CN102748121A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-24 | 北京航空航天大学 | 一种用于航空活塞发动机的两级涡轮增压器 |
| JP5467667B1 (ja) * | 2013-09-25 | 2014-04-09 | 幸徳 川本 | ターボ過給装置 |
| JP2016538473A (ja) * | 2013-11-29 | 2016-12-08 | トロトラク（ディベロップメント）リミテッド | 過給装置 |
-
1993
- 1993-10-30 JP JP29464393A patent/JPH07127469A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102352789A (zh) * | 2010-10-18 | 2012-02-15 | 靳北彪 | 低熵混燃涡轮复合爆排发动机 |
| CN102748121A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-24 | 北京航空航天大学 | 一种用于航空活塞发动机的两级涡轮增压器 |
| JP5467667B1 (ja) * | 2013-09-25 | 2014-04-09 | 幸徳 川本 | ターボ過給装置 |
| JP2016538473A (ja) * | 2013-11-29 | 2016-12-08 | トロトラク（ディベロップメント）リミテッド | 過給装置 |
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