JPS5920526A - エンジンの排気ガスエネルギ−回収装置 - Google Patents
エンジンの排気ガスエネルギ−回収装置Info
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- JPS5920526A JPS5920526A JP57130074A JP13007482A JPS5920526A JP S5920526 A JPS5920526 A JP S5920526A JP 57130074 A JP57130074 A JP 57130074A JP 13007482 A JP13007482 A JP 13007482A JP S5920526 A JPS5920526 A JP S5920526A
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- JP
- Japan
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- engine
- exhaust
- turbine
- motor
- energy
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- 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.)
- Granted
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、エンジンにおける排気ガスエネルギー回収装
置に関する。
置に関する。
内燃機関であるガソリンエンジンやディーゼルエンジン
は、突気、と燃料の混合気体をシリンダ内で燃焼させて
発生するエネルギーによってピストンを押し下げて出力
を発生し、シリンダ内での燃焼によ多発生した排気ガヌ
はそのまま排気マニホールドから外気方向に排出される
。この排気ガスは高温かつ高圧であシ、まだかなりのエ
ネルギーを保持している。
は、突気、と燃料の混合気体をシリンダ内で燃焼させて
発生するエネルギーによってピストンを押し下げて出力
を発生し、シリンダ内での燃焼によ多発生した排気ガヌ
はそのまま排気マニホールドから外気方向に排出される
。この排気ガスは高温かつ高圧であシ、まだかなりのエ
ネルギーを保持している。
ところで、最近内燃機関の各部たとえば排気マニホール
ドの外壁、シリンダライナー、シリンダヘッド断熱板、
排気バルブ、ピストンなどにセラミックスを使用した断
熱式の内燃機関が開発されている。この内燃機関は、従
来の如くその内部に発生した熱を放熱して内燃機関を冷
却するということを行わす、従来のものよりも高熱の排
気ガスを取り出してこのエネルギーをクランク軸に帰還
させて運転効率を高めようとするものであって、従来か
ら行なわれているものを説明すると、排気ガスによ逆回
転されるタービンを排気口近くに配設せしめておき、仁
のタービンから得られた余剰の回転力を多段のギヤによ
る速度変換によシ減速し、クランク軸に帰還させるもの
であるが、かかる装置はエネルギー回収装置全体の構造
が複雑であり、かつ伝達効率がＮ（″（いため、内燃機
関全体の呟段を檜ｊ価なものにするばかりか運転効率も
あまり良＜ ｉｒ、ｔなく、部分負荷では使用できない
という欠点もあって、あ１り有効なものではなかった。
ドの外壁、シリンダライナー、シリンダヘッド断熱板、
排気バルブ、ピストンなどにセラミックスを使用した断
熱式の内燃機関が開発されている。この内燃機関は、従
来の如くその内部に発生した熱を放熱して内燃機関を冷
却するということを行わす、従来のものよりも高熱の排
気ガスを取り出してこのエネルギーをクランク軸に帰還
させて運転効率を高めようとするものであって、従来か
ら行なわれているものを説明すると、排気ガスによ逆回
転されるタービンを排気口近くに配設せしめておき、仁
のタービンから得られた余剰の回転力を多段のギヤによ
る速度変換によシ減速し、クランク軸に帰還させるもの
であるが、かかる装置はエネルギー回収装置全体の構造
が複雑であり、かつ伝達効率がＮ（″（いため、内燃機
関全体の呟段を檜ｊ価なものにするばかりか運転効率も
あまり良＜ ｉｒ、ｔなく、部分負荷では使用できない
という欠点もあって、あ１り有効なものではなかった。
７［た、一台のタービンで排気ガスのエネルギーを有効
に取り出すようにしているので、タービンには多数のタ
ービンブレードを有するものを用いており、高価なもの
となっていた。
に取り出すようにしているので、タービンには多数のタ
ービンブレードを有するものを用いており、高価なもの
となっていた。
本発明は、このような従来の欠点を改善せんとするもの
であり、その目的は、内燃機関の排気ガスが保持してい
るエネルギーを効率良く回収してクランク軸に効率良く
帰還せしめることができるとともに、タービンとして構
造の簡単な二台のタービンを設けることによってコヌト
の低減を図るようにする排気ガスエネルギー回収装置を
提供することにある。
であり、その目的は、内燃機関の排気ガスが保持してい
るエネルギーを効率良く回収してクランク軸に効率良く
帰還せしめることができるとともに、タービンとして構
造の簡単な二台のタービンを設けることによってコヌト
の低減を図るようにする排気ガスエネルギー回収装置を
提供することにある。
次に本発明の一実施例を図面を用いて詳ｋ］Ｈに説明す
る。
る。
第１図は本発明の、構成図であり、同図中１はセラミッ
クライナである。２は排気ボートライナであり、内壁は
セラミックスまたは、突気層を有するステンレス中窒拐
で構成されて、断熱構造となっている。排気ボートライ
ナ２の先端には排気マニホールドインシュレータ５を設
けた排気マニホールド１３が接続され、その先端には高
圧用排気タービン乙のタービンインシュレータ４が接続
されている。高圧用排気タービン６には一方に吸気′用
コンプレッザを他方にジェネレータ（直流）を配設し、
それらの回転軸を排気タービン乙の軸と直結させる。高
圧用排気タービン６の排気側には配管を介してさらに低
圧用排気タービン７を接続する。低圧用排気タービン７
にジェネレータ（直流）を配設し、その回転軸を排気タ
ービン６の軸と直結させる。との場合、高圧用排気ター
ビイ６および低圧用排気タービン７とし、てはクーピン
ブレードの段数の少ない構造の簡単な、製作の容易なも
のを用いる。８は吸気ダクトであり、一端は吸気コンプ
レッサに、他９Ｊはエンジンの吸気ボートに接続されて
いる。９は排気パルプであシ、セラミとクスで構成され
ている。ｉｏｎシリンダヘッドであり、燃焼、室形成部
分にはシリンダヘッド断熱板５が張設さｈている。１１
は、ピストンであり、セラミックスで構成され、上述の
セラミックライナ１、シリンダヘッド断熱板５および排
気バルブ９とで燃焼室を断熱構造に形成する。１４はク
ランク軸であり、歯車を介して直流モータ１５と連結さ
れている。直流モータ１５は上述のジェネレータ６．７
と接続されている。
クライナである。２は排気ボートライナであり、内壁は
セラミックスまたは、突気層を有するステンレス中窒拐
で構成されて、断熱構造となっている。排気ボートライ
ナ２の先端には排気マニホールドインシュレータ５を設
けた排気マニホールド１３が接続され、その先端には高
圧用排気タービン乙のタービンインシュレータ４が接続
されている。高圧用排気タービン６には一方に吸気′用
コンプレッザを他方にジェネレータ（直流）を配設し、
それらの回転軸を排気タービン乙の軸と直結させる。高
圧用排気タービン６の排気側には配管を介してさらに低
圧用排気タービン７を接続する。低圧用排気タービン７
にジェネレータ（直流）を配設し、その回転軸を排気タ
ービン６の軸と直結させる。との場合、高圧用排気ター
ビイ６および低圧用排気タービン７とし、てはクーピン
ブレードの段数の少ない構造の簡単な、製作の容易なも
のを用いる。８は吸気ダクトであり、一端は吸気コンプ
レッサに、他９Ｊはエンジンの吸気ボートに接続されて
いる。９は排気パルプであシ、セラミとクスで構成され
ている。ｉｏｎシリンダヘッドであり、燃焼、室形成部
分にはシリンダヘッド断熱板５が張設さｈている。１１
は、ピストンであり、セラミックスで構成され、上述の
セラミックライナ１、シリンダヘッド断熱板５および排
気バルブ９とで燃焼室を断熱構造に形成する。１４はク
ランク軸であり、歯車を介して直流モータ１５と連結さ
れている。直流モータ１５は上述のジェネレータ６．７
と接続されている。
１’、 ２図は本発明エンジンの排気エネルギー回収装
置を示すブロック構成図であり、エンジンＥ、高ｎ−用
排気タービン６、低圧用排気タービン７、およびモータ
１５は第１図に示した構成を有し７ている。６１はその
回転軸が上述のように高圧用排気タービン６の軸と直結
した吸気コンプレッサであり、′該吸気用コンプレッサ
６１には一般に用いられている構造のものを用いる。６
２．７２はその回転軸が上述のように高圧用排気タービ
ン６および低圧用排気タービン７の軸とそれぞれ直結し
たジェネレータ、（直＋ｌｉｆ＋１． ）であシ、ジェ
ネレータ６２．。
置を示すブロック構成図であり、エンジンＥ、高ｎ−用
排気タービン６、低圧用排気タービン７、およびモータ
１５は第１図に示した構成を有し７ている。６１はその
回転軸が上述のように高圧用排気タービン６の軸と直結
した吸気コンプレッサであり、′該吸気用コンプレッサ
６１には一般に用いられている構造のものを用いる。６
２．７２はその回転軸が上述のように高圧用排気タービ
ン６および低圧用排気タービン７の軸とそれぞれ直結し
たジェネレータ、（直＋ｌｉｆ＋１． ）であシ、ジェ
ネレータ６２．。
７２には高速回転用のものを用いる。１６けエネルギ加
算システムであυ、電圧を重畳するように作用するもの
であり、従来用いらり、でいる構成のものを用いる。１
７は電流制御回路であり、電流検出器１８からの制御信
号により電流の制御をする。電流検出器１８はエンジン
Ｅ５ジェネレータ６２および７２からの信号を検出し、
七ｉｔらの信号に基づいて、制御すべき信号が電流制御
回路１７へ発信される。また、電流制御回路１７は低速
回転時の電流の逆流の防止も行うものである。
算システムであυ、電圧を重畳するように作用するもの
であり、従来用いらり、でいる構成のものを用いる。１
７は電流制御回路であり、電流検出器１８からの制御信
号により電流の制御をする。電流検出器１８はエンジン
Ｅ５ジェネレータ６２および７２からの信号を検出し、
七ｉｔらの信号に基づいて、制御すべき信号が電流制御
回路１７へ発信される。また、電流制御回路１７は低速
回転時の電流の逆流の防止も行うものである。
次に本発明の動作について説明する。
エンジンＥが回転を始めて、エンジンＥから高温の排気
ガスが排出さハると、高圧用排気タービン６、ついで低
圧用排気タービン７のタービンブレードが回転を始め、
ジェネレータ６２．７２が駆動されて、発電を始める。
ガスが排出さハると、高圧用排気タービン６、ついで低
圧用排気タービン７のタービンブレードが回転を始め、
ジェネレータ６２．７２が駆動されて、発電を始める。
ジェネレータ６２．７２で発生した電力を直流モータ１
５に供給してこれを駆動しようとするが、高圧用排気タ
ービン６および低圧用排気タービン７の回転数が少ない
だめ、直流モータ１５の出力ｔｌｉ圧も小さく、直流モ
ータ１５を駆動するに至らない。
５に供給してこれを駆動しようとするが、高圧用排気タ
ービン６および低圧用排気タービン７の回転数が少ない
だめ、直流モータ１５の出力ｔｌｉ圧も小さく、直流モ
ータ１５を駆動するに至らない。
一方、直流モータ１５はエンジンＩＣにより回転さオ］
、発電機となって直流電圧を発生ずるが、電流制御回路
１７（（より逆θＩＣ，が防止き〕７るので、直流モー
タ１５で発電さハた電力は逆流しない。
、発電機となって直流電圧を発生ずるが、電流制御回路
１７（（より逆θＩＣ，が防止き〕７るので、直流モー
タ１５で発電さハた電力は逆流しない。
エンジンＥの回転数が漸次上昇してＪＩＪＩ’気ガスの
Ｊｌｆモ多くなυ、その温度も上昇すると、ジェネレー
タ６２．７２の出力軍、圧も上昇し、遂に直流モータ１
５を駆」））ｊする。Ｉうになる。ぞして、直流モータ
１．５ ｒ、：ｔ−ＬンジンＥのクランクＩＭをその出
力が増加する方向に駆ｉソ１するため、排気ガスが有す
るエネルギーが回収さね、てエンジンＥのクランク師１
にハ）還さノ１．る。エンジンの回転数が変化しても電
流制御回路１７１Ｉｉ電流検出器からの制御信号に応じ
て常に直流モータ１５を最適負荷ｎミ件のもとて駆動で
き゛るようにｊｌｉ制御する。
Ｊｌｆモ多くなυ、その温度も上昇すると、ジェネレー
タ６２．７２の出力軍、圧も上昇し、遂に直流モータ１
５を駆」））ｊする。Ｉうになる。ぞして、直流モータ
１．５ ｒ、：ｔ−ＬンジンＥのクランクＩＭをその出
力が増加する方向に駆ｉソ１するため、排気ガスが有す
るエネルギーが回収さね、てエンジンＥのクランク師１
にハ）還さノ１．る。エンジンの回転数が変化しても電
流制御回路１７１Ｉｉ電流検出器からの制御信号に応じ
て常に直流モータ１５を最適負荷ｎミ件のもとて駆動で
き゛るようにｊｌｉ制御する。
寸だ、伺かの原因で直流モー：９１５に過大な負荷がか
かり、定格以上の電流が流力ようとすると、こハを租５
流検出器１８が検出し、この検出信号により電流制御回
路１７を最適負荷茶件のもどで駆動できるように制御す
る。
かり、定格以上の電流が流力ようとすると、こハを租５
流検出器１８が検出し、この検出信号により電流制御回
路１７を最適負荷茶件のもどで駆動できるように制御す
る。
このような回路構成にすわば、回路全体を・冒電圧の回
路系にて構成出来るので、自動車で通常使用さハてい２
２１２ Ｖあるいゎ１２４ｖ系の回路構成に比べて、損
失も少なく プする。
路系にて構成出来るので、自動車で通常使用さハてい２
２１２ Ｖあるいゎ１２４ｖ系の回路構成に比べて、損
失も少なく プする。
以−１−詳細に説明したように、本発明は、エンジンの
排気７ニホールド先端に順次配設した高圧用および低圧
用排気夕・〜ビンのタービン１ｈ１１に直流発租１機の
回転１１ｈをぞｔｌ、ぞノ１．直結するとともに、前記
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
てこノ］を駆１１力し、直流モータの出力をエンジンの
出力軸に帰還せしめるように＄７．覧成１．だので、（
Ｉｒ来の装置のように全負荷状態のみしか排気エネルギ
ーを回収してエンジンに帰還させることができないもの
と異なυ、エンジンの部分出力時においてＪシ１気エネ
ルギーのエンタルピーが低い時でも容易に回収できる。
排気７ニホールド先端に順次配設した高圧用および低圧
用排気夕・〜ビンのタービン１ｈ１１に直流発租１機の
回転１１ｈをぞｔｌ、ぞノ１．直結するとともに、前記
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
てこノ］を駆１１力し、直流モータの出力をエンジンの
出力軸に帰還せしめるように＄７．覧成１．だので、（
Ｉｒ来の装置のように全負荷状態のみしか排気エネルギ
ーを回収してエンジンに帰還させることができないもの
と異なυ、エンジンの部分出力時においてＪシ１気エネ
ルギーのエンタルピーが低い時でも容易に回収できる。
寸だ、従来の機械系に１排気エネルギーを回収するもの
に比べて摩擦損失が小さい上に電気回路抵抗損失を回路
電圧を高くするなどして減少せし７めることかできるの
で。
に比べて摩擦損失が小さい上に電気回路抵抗損失を回路
電圧を高くするなどして減少せし７めることかできるの
で。
従来のものに比べてエンジンの燃焼効率を飛躍的に増進
゛さぜることができる。さらに、排気タービンに高圧用
と低圧用の二台の構造の簡単なタービンを設けることに
よって、一台で同じ排気ガスエネルギーを回収するもの
に比べて、コストの低減を図ることが？＝Ｊ能となる。
゛さぜることができる。さらに、排気タービンに高圧用
と低圧用の二台の構造の簡単なタービンを設けることに
よって、一台で同じ排気ガスエネルギーを回収するもの
に比べて、コストの低減を図ることが？＝Ｊ能となる。
第１図は本発明の実施例の振部を一部断面で示す側面図
、第２図は本発明の実施例を示すブロックｔｌ′べ成図
である。 Ｅ・・・・エンジン ６・・・・・・拮り（タービン（高圧用）７・・・・・
・排気タービン（低圧用）１６１…排気マニボールド １゛４・・・・クランク軸
、第２図は本発明の実施例を示すブロックｔｌ′べ成図
である。 Ｅ・・・・エンジン ６・・・・・・拮り（タービン（高圧用）７・・・・・
・排気タービン（低圧用）１６１…排気マニボールド １゛４・・・・クランク軸
Claims (1)
- 内部で発生する熱の放熱を抑制し、排気ガスのエネルギ
ーを回収する装置を備えたエンジンにおいて、エンジン
の排気マニホー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１「機の回転軸を・それぞ
れ直結するとともに、前記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ることを特徴と
するエンジンの排薊ヲネルギー回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130074A JPS5920526A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | エンジンの排気ガスエネルギ−回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130074A JPS5920526A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | エンジンの排気ガスエネルギ−回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5920526A true JPS5920526A (ja) | 1984-02-02 |
| JPS6346249B2 JPS6346249B2 (ja) | 1988-09-14 |
Family
ID=15025366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57130074A Granted JPS5920526A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | エンジンの排気ガスエネルギ−回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920526A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293421A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| JPS6293429A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| JPS62195420A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-28 | Agency Of Ind Science & Technol | ハイブリツドエンジン |
| JPS62265417A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-18 | Isuzu Motors Ltd | エンジンのエネルギ−回収装置 |
| JPS62284923A (ja) * | 1986-06-04 | 1987-12-10 | Isuzu Motors Ltd | 排気タ−ビンによるエネルギ−の回収装置 |
| US8584459B2 (en) | 2006-12-09 | 2013-11-19 | Aeristech Limited | Engine induction system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5789828U (ja) * | 1980-11-21 | 1982-06-02 |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP57130074A patent/JPS5920526A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5789828U (ja) * | 1980-11-21 | 1982-06-02 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293421A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| JPS6293429A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| JPH0252088B2 (ja) * | 1985-10-19 | 1990-11-09 | Isuzu Motors Ltd | |
| JPS62195420A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-28 | Agency Of Ind Science & Technol | ハイブリツドエンジン |
| JPS62265417A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-18 | Isuzu Motors Ltd | エンジンのエネルギ−回収装置 |
| JPS62284923A (ja) * | 1986-06-04 | 1987-12-10 | Isuzu Motors Ltd | 排気タ−ビンによるエネルギ−の回収装置 |
| US8584459B2 (en) | 2006-12-09 | 2013-11-19 | Aeristech Limited | Engine induction system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6346249B2 (ja) | 1988-09-14 |
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