JPS60135618A - タ−ボチヤ−ジヤ−排ガスエネルギ−回収発電方式 - Google Patents

タ−ボチヤ−ジヤ−排ガスエネルギ−回収発電方式

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JPS60135618A
JPS60135618A JP58242852A JP24285283A JPS60135618A JP S60135618 A JPS60135618 A JP S60135618A JP 58242852 A JP58242852 A JP 58242852A JP 24285283 A JP24285283 A JP 24285283A JP S60135618 A JPS60135618 A JP S60135618A
Authority
JP
Japan
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output
exhaust gas
generator
turbocharger
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP58242852A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeyuki Kojima
小島 茂幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Denki Seizo KK
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Denki Seizo KK
Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Denki Seizo KK, Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Denki Seizo KK
Priority to JP58242852A priority Critical patent/JPS60135618A/ja
Publication of JPS60135618A publication Critical patent/JPS60135618A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/005Exhaust driven pumps being combined with an exhaust driven auxiliary apparatus, e.g. a ventilator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃IRr1Aの排気ガスでターボチャージャ
ーを回転させ内燃機関出力を増大させるようζこした内
燃機関駆動発電装置において、内燃機関の排ガスエネル
ギー再利用による余剰エネルギーを回収発電し、発電装
置出力の増大を計るターボチャージャー排ガスエネルギ
ー回収発電方式に関するものである・ 一般化この種内燃機関駆動発電装置においては、内燃機
関の排ガスでターボチャージャーを回転して内燃an出
力を増大させることは従来広く行われているが、ターボ
チャージャー通過後の排ガスはなお高温、高圧で相当の
余剰エネルギーを有しているにもかかわらず、マフラー
を通して機外に無駄ζこ放出されているのが現状である
。従ってこの排ガスや内燃機関冷却後の熱エネルギーの
無効放出により、内燃機関の熱効率は40%台にとどま
っている。これらの無効放出エネルギーを排熱回収ボイ
ラーなどにより回収せんとする試みは種々なされている
が、いずれもコストパーフォーマンスが悪く、なかなか
進展しないのが現状である。
なおターボチャージャーの排ガスの再々利用内燃機関は
理論的には古くから知られていたが、実用には困難であ
ったものを、最近この排ガスで回収タービンを回転し、
その回転動力を流体継手を介して機関のクランク軸に伝
えて出力を増加しようとするターボコンパウンドディー
ゼル機関なるものが実用化の城に達している。
しかしながら、この方式では流体継手の効率が低いため
、回収動力が無駄になること、および流体継手の動力を
クランク軸に伝達するメカニズムを組込むのに内燃機関
の大巾な改造が必要という欠点を有している。
本発明は上述したような点に着目してなされたもので、
従来の機械的な動力合成方式によらず、ターボチャージ
ャーの排ガスエネルギーを回収、再利用して効率的に電
気エネルギーに変換することにより、従来の内燃機関は
何んら改造を加えることなく、これに直結された主発電
機の出力側で電気的に重畳して総合出力の増大を計り、
内燃機関駆動発電装置の総合エネルギー効率の向上を計
るようにしたターボチャージャー排ガスエネルギー回収
発電方式を提供せんとするものである◇かかる目的を達
成するためζζ本発明は、内燃機開駆動発電装置におい
て、ターボチャージャーの排ガスで回収タービンを回転
し、この軸動力で減速機を介して補助誘導発電機を駆動
して、この補助誘導発電機の出力電源側に可変電圧可変
周波数インバータ(以下VVVFインバータという)を
接続し、かっVVVFインバータの出力電源側を主発電
機の出カケーブルに接続して、VVVFインバータの電
源回生モードを利用して補助誘導発電機の出力が定格以
内でかつ回収動力に適合するようVVVFインバータを
制御することにより、主発電機の出力を増加させるよう
にしたことを特徴とするO 以下、本発明の実施例につき添付図面を参照して説明す
る。第1図は内燃機関駆動発電装置に本発明に係る排ガ
スエネルギー回収発電装置を組込んだブロック図で、1
は内燃機関、2は内燃機関lにより駆動され主なる電力
を発生する交流発電機(以下主発電機と称す)である。
3はターボチャージャー、4は内燃(ゑ1関1の吸気管
、5,6.7は排気管、8はマフラー、9は外部排気管
、10は回収タービン、11は高速回転する回収タービ
ン10出力の速度を減速する減速機、12は減速機11
に直結される補助誘導発電機、13は補助誘導発電機1
2の軸端に直結される速度検出発電機、14は可変電圧
可変周波数インバータ(VVVFインバータ)で、14
aのインバータと14bのコンバークで措成される。1
5はVVVFインバータ14の出力電源側のケーブル、
16は主発電機2の出カケーブルである。
fJS1図において、ターボチャージャー3の作用は公
知のもの故ここでの説明は省略するが、ターボチャージ
ャ−3の排ガスは排気管6により回収タービン101こ
導かれ、再び回収タービン10を高速回転させて余剰エ
ネルギーを回収した後、排気管7を経てマフラー8で消
音され、外部排気管9により大気中に放出される。この
回収タービン10は高速回転で、かつ主光1MJ機2の
負荷変動に伴ない必然的に内燃機関lの排気ガス量が変
るので、回収タービン1θの回転速度も変動する。減速
機11は高速回転するタービン軸出力を補助誘導発電機
12の速度まで逓降させる。補助誘導発電機12はこの
減速機11を介して駆動される。図示の如く補助誘導発
′frL4n 12の出力はVVVF’インバータ14
に入力され、また補助誘導発?Tr、 fJ 12の軸
端に取付けられた速度検出発電(森の出力はvvvii
’インバータ147こ入力されている。V、VVFイン
バータ14の出力は、ケーブル15で主交流発電機2の
出カケーブル16に接続される。
このようにして回収タービン10により回収された余剰
エネルギーは、軸動力となり減速機11を介して補助誘
導発電機12を駆動し、電力に変換されて主発電機2の
発生電力に重畳されて総合出力が増大される◇この場合
、VVVFインバータ14は回生モード域で使用される
ので実際にはインバータ14aはコンバータ、コンバー
タ14bはインバータの動作をなし、補助誘導発電機1
2の出力が定格以内でかつ回収動力に適合するよう、速
度検出発電機13の出力によりVVVFインバータ14
を自動的にコントロールされて、電力回生が行われる。
かくの如くに本発明方式は、従来の如き機械的動力合成
方式でなく、電気的にエネルギーの回収。
合成を行うもので、制御ならびに6揺の保護が電気的方
式なるが故に容易であり、かつ効率を高く。
することが可能である。
本発明方式による排ガスエネルギー回収発電装置は別置
にしても良いが、主発電機の上部に搭載する構造にすれ
ば、据付はスペースを増加することなく、内燃機関駆動
発電装置の出力増強が可能である。
また内燃機関駆動発電装置を新設する場合は、本発明に
よる排ガスエネルギー回収発電装置の組込みも可能であ
り、既設の内燃機関駆動発電装置であればこれらを付加
することにより更に出力を増強することもできるなど種
々のバリニーシランが可能である。
以上説明したように本発明によれば、内燃機関および主
発電機の定格ならび1ζ溝造を何んら変えることなく、
回収タービン駆動補助発電装置の発生電力分だけ、内燃
機関駆動発電装置の発電出力が増大されるので総合エネ
ルギー効率が向上する〇
【図面の簡単な説明】
第1図は内燃機関駆動発電装置に本発明に係る排ガスエ
ネルギー回収発電装置を組込んだブロック図である。 l・・・・・内燃機関、2・・・・・・交流発電機(主
光?!!機)、3・・・・・・ターボチャージャー、8
・・・・・・マフラー、10・・・・・回収タービン、
11・・・・減速機、12・・・・・・補助誘導発電機
、13・・・・速度検出発電機、14・・・・・・可変
電圧可変周波数インバータ、15−・・−・・可変電圧
可変周波数インバータ14の出力電源側ケーブル、16
・・・−・交流発電機2の出カケーブル。 特許出願人 東洋電a製造株式会社 代表者 土 井 厚 手 続 補 正 書 (自発) 昭和59年7月、11/日 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第242852号 2、発明の名称 ターボチャージャー排ガスエネルギー回収発電方式3 
補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便香号 104 東京都中央区八重洲二丁目7番2号 明細11(の[特許請求の範囲」の欄、「発明の詳細な
説明」の欄 5、補正の内容 (1) 特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)明細書第3頁第2行目〜第3行目「・・・・、実
用には困難で・・・・・・」を「・・・・・・、実用化
は困難で・・・・・」に訂正する。 (3)同第5頁第4行目〜第5行目「・・・・・・回収
タービン10出力・・・・・」を「・・・・・・回収タ
ービン10の出力・・・・」に訂正する。 特許請求の範囲 内燃機関の排ガスでターボチャージャーを回転させ前記
内Pi 4(’!関出力を増大させるようにした内燃機
開駆動発電装置において、前記ターボチャージャーの排
ガスで回転する回収タービンと、該回収タービンの軸動
力で減速機を介して超動される補助品導発電機を備え、
該訪導発電機の出力電源側に可変電圧可変周波数インバ
ータを接続すると共に、該インバータの出力屯淵側を主
発電機の出カケーブル側に接続し、前記インバータのI
狂飾回生モードを利用して前記訪導発電供の出力が定格
以内でかつ回収動力に適合するよう前記インバータを制
御することにより前記主発電機の出力を増加させるよう
にしたことを特徴とするターボチャージャー排ガスエネ
ルギー回収発電方式。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関の排ガスでターボチャージャーを回転させ前記
    内燃機関出力を増大させるようにした内燃機関駆動発電
    共nにおいて、前記ターボチャージャーの排ガスで回転
    する回収タービンと、該回収タービンの軸動力で減速機
    を介して駆動される補助誘導発電機を備え、該誘導発電
    機の出力電源側に可変型可変周波数インバータを接続す
    ると共に、該インバータの出力電源側を主発電機の出カ
    ケーブル側に接続し、前記インバータの電源回生モード
    を利用して前記誘導発電機の出力が定格以内でかつ回収
    動力1ζ適合するよう前記インバータを制御するこ七に
    より前記主発電機の出力を増加させるようにしたことを
    特徴とするターボチャージャー排ガスエネルギー回収発
    電方式。 ゛へ
JP58242852A 1983-12-22 1983-12-22 タ−ボチヤ−ジヤ−排ガスエネルギ−回収発電方式 Pending JPS60135618A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58242852A JPS60135618A (ja) 1983-12-22 1983-12-22 タ−ボチヤ−ジヤ−排ガスエネルギ−回収発電方式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58242852A JPS60135618A (ja) 1983-12-22 1983-12-22 タ−ボチヤ−ジヤ−排ガスエネルギ−回収発電方式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60135618A true JPS60135618A (ja) 1985-07-19

Family

ID=17095231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58242852A Pending JPS60135618A (ja) 1983-12-22 1983-12-22 タ−ボチヤ−ジヤ−排ガスエネルギ−回収発電方式

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JP (1) JPS60135618A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0438147A (ja) * 1990-06-01 1992-02-07 Kubota Corp インバータ式エンジン発電機
WO2006062474A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-15 Power More Ltd Power generation system using fuel cell
JP2010261382A (ja) * 2009-05-08 2010-11-18 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の排気ガスエネルギー回収装置

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