JPS6136743Y2 - - Google Patents
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- JPS6136743Y2 JPS6136743Y2 JP1982127492U JP12749282U JPS6136743Y2 JP S6136743 Y2 JPS6136743 Y2 JP S6136743Y2 JP 1982127492 U JP1982127492 U JP 1982127492U JP 12749282 U JP12749282 U JP 12749282U JP S6136743 Y2 JPS6136743 Y2 JP S6136743Y2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Supercharger (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、排気タービン過給の排ガス温度制御
装置に関するもので、詳しくは、排気タービン過
給デイーゼル機関などにおけるタービン後の排気
ガスの温度を制御する装置に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an exhaust gas temperature control device for exhaust turbine supercharging, and more specifically, to a device for controlling the temperature of exhaust gas after the turbine in an exhaust turbine supercharging diesel engine, etc. .
従来の排気タービン過給デイーゼル機関は、た
とえば第1図に示すような構成からなつている。
同図において、1は過給機ブロワ、2は過給機タ
ービン、3は空気冷却器、4は給気管、5は排気
管、6は機関シリンダ、7は排ガスエコノマイザ
である。そして、その作用は、シリンダ6から出
た排気ガスが排気管5を通り、タービン2に入
る。このとき、排ガスのエネルギーによりタービ
ン2が駆動され、その回転力でタービン2と同軸
上に設けられたブロワ1が回転して空気を圧縮す
る。圧縮された空気は空気冷却器3で冷却され、
給気管4からシリンダ6へ供給される。 A conventional exhaust turbine supercharging diesel engine has a configuration as shown in FIG. 1, for example.
In the figure, 1 is a supercharger blower, 2 is a supercharger turbine, 3 is an air cooler, 4 is an air supply pipe, 5 is an exhaust pipe, 6 is an engine cylinder, and 7 is an exhaust gas economizer. The effect is that the exhaust gas coming out of the cylinder 6 passes through the exhaust pipe 5 and enters the turbine 2. At this time, the turbine 2 is driven by the energy of the exhaust gas, and the rotational force of the turbine 2 rotates the blower 1 provided coaxially with the turbine 2 to compress the air. The compressed air is cooled by an air cooler 3,
Air is supplied from the air supply pipe 4 to the cylinder 6.
このような過給機デイーゼル機関では、とく
に、最近の高過給方式においては、高負荷時には
空気量が多くなり、排気温度が部分負荷より低く
なる。またブロワ入口吸入空気温度(大気温度)
が低い時も排気温度が低下する。たとえば、第2
図にその関係を示すと、同図の曲線aは大気温度
が高い場合で、曲線bは大気温度が中位の場合
で、曲線cは大気温度が低い場合である。このよ
うに排気温度に変動があるため、排ガスエネルギ
ーを回収する排ガスエコノマイザ7や排ガスター
ボ発電機は、低い排気温度に対しても充分な容量
をもつように設計すると、大きな装置となり、高
価なものとなる。また高い排気温度に対して設計
すると、排気温度が低いとき、所望の性能が得ら
れない欠点がある。一方、排ガスエネルギー回収
装置が同じで、排ガスエネルギーの大きさも同じ
ならば、第3図に示すように、排気温度の高いほ
うが平行斜線部に示す分だけ無駄に捨てられるエ
ネルギーが減る。したがつて、排気温度は、エン
ジンの設計上許される限り高くするほうが多くの
エネルギーを回収できる。しかし、従来のシステ
ムでは排気温度を自由にコントロールできないの
で、排気温度が低い場合のエネルギー利用がむづ
かしい。そこで、空気冷却器3を調整して機関入
口の給気温度によつて排気温度を制御することが
考えられるが、これは大幅な調整ができないこと
と、給気温度を高めると給気圧力が高くなつて燃
焼圧力が高くなることと、低めると給気中に大量
のドレンが発生して機関に害を及ぼすことなど、
好ましい方法とはいえない。このようなことから
して、従来は、機関の汚れや大気温度の変化によ
り、計画値より高い排気温度になることを予想し
て排ガスエネルギー回収装置の耐熱限度に余裕を
みておく必要があつた。 In such a supercharged diesel engine, especially in the recent high supercharging system, the amount of air increases at high load, and the exhaust temperature becomes lower than at partial load. Also, the blower inlet intake air temperature (atmospheric temperature)
The exhaust temperature also decreases when the temperature is low. For example, the second
The relationship is shown in the figure. Curve a in the figure is for a high atmospheric temperature, curve b is for a medium atmospheric temperature, and curve c is for a low atmospheric temperature. Because of these fluctuations in exhaust gas temperature, the exhaust gas economizer 7 and exhaust gas turbo generator that recover exhaust gas energy must be large and expensive if they are designed to have sufficient capacity even at low exhaust gas temperatures. becomes. Furthermore, if designed for high exhaust gas temperatures, there is a drawback that desired performance cannot be obtained when the exhaust gas temperature is low. On the other hand, if the exhaust gas energy recovery device is the same and the amount of exhaust gas energy is the same, as shown in FIG. 3, the higher the exhaust gas temperature is, the less energy is wasted by the amount shown by the parallel hatched area. Therefore, more energy can be recovered by increasing the exhaust temperature as high as the engine design allows. However, with conventional systems, the exhaust temperature cannot be freely controlled, making it difficult to use energy when the exhaust temperature is low. Therefore, it is possible to adjust the air cooler 3 to control the exhaust temperature according to the supply air temperature at the engine inlet, but this method cannot be adjusted significantly and the supply air pressure will increase if the supply air temperature is increased. If it becomes high, the combustion pressure will increase, and if it becomes low, a large amount of condensate will be generated in the air supply, which will harm the engine.
This is not a desirable method. For this reason, in the past, it was necessary to allow a margin in the heat resistance limit of the exhaust gas energy recovery device in anticipation of the exhaust temperature becoming higher than the planned value due to dirt in the engine or changes in atmospheric temperature. .
本考案は、排気ガス温度を一定に保つことによ
つて、排ガスエコノマイザや排ガスターボ発電機
などの設計条件が正確になり、出力不足や出力過
剰の状態が生じにくいようにする排ガス温度制御
装置を提供することを目的とするものである。 This invention is an exhaust gas temperature control device that maintains the exhaust gas temperature constant, thereby making the design conditions for exhaust gas economizers and exhaust gas turbo generators more accurate, and making it difficult for under- or over-output conditions to occur. The purpose is to provide
このため、、本考案の構成は、途中に流量調整
弁を有して過給機ブロワの出口と過給機タービン
の入口とを接続した主バイパス管を備え、かつ、
途中に流量調整弁を有して前記過給機ブロワの出
口と入口とを接続した過給空気バイパス管と、途
中に流量調整弁を有して前記過給機タービンの入
口と出口とを接続した排気ガスバイパス管の、少
なくとも一つを備え、しかも、前記過給機タービ
ンの出口に設けられた排気温度センサと、この温
度センサからの温度信号を入力して設定温度との
偏差を演算するとともにその偏差がなくなるよう
に前記各バイパス管の流量調整弁を制御する制御
器とを備えていることを特徴としている。 For this reason, the configuration of the present invention is provided with a main bypass pipe having a flow control valve therein and connecting the outlet of the turbocharger blower and the inlet of the turbocharger turbine,
The system is characterized by comprising at least one of a supercharged air bypass pipe having a flow control valve thereon and connecting the outlet and inlet of the supercharger blower, and an exhaust gas bypass pipe having a flow control valve thereon and connecting the inlet and outlet of the supercharger turbine, and further comprising an exhaust temperature sensor provided at the outlet of the supercharger turbine, and a controller which inputs a temperature signal from this temperature sensor, calculates the deviation from a set temperature, and controls the flow control valve of each bypass pipe so as to eliminate the deviation.
以下、本考案の実施態様について、第4図およ
び第5図を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
第4図は本考案の第1実施例を示し、第5図は
本考案の第2実施例を示したものである。 FIG. 4 shows a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
第4図において、1〜7は第1図の場合と同様
である。8は主バイパス管で、途中に流量調整弁
10を有して過給機ブロワ1の出口と過給機ター
ビン2の入口とを接続している。9は過給空気バ
イパス管で、途中に流量調整弁11を有して過給
機ブロワ1の出口と入口とを接続している。12
は排気温度センサで、過給機タービン2の出口に
設けられている。13は制御器で、前記温度セン
サ12からの温度信号を入力して設定温度との偏
差を演算するとともに、その偏差がなくなるよう
に流量調整弁10と11の開度を制御する。 In FIG. 4, 1 to 7 are the same as in FIG. 1. 8 is a main bypass pipe, which has a flow rate regulating valve 10 in the middle and connects the outlet of the supercharger blower 1 and the inlet of the supercharger turbine 2. Reference numeral 9 denotes a supercharged air bypass pipe that connects the outlet and inlet of the supercharger blower 1 with a flow rate regulating valve 11 in the middle. 12
is an exhaust gas temperature sensor, which is provided at the outlet of the supercharger turbine 2. A controller 13 inputs the temperature signal from the temperature sensor 12, calculates the deviation from the set temperature, and controls the opening degrees of the flow rate regulating valves 10 and 11 so that the deviation disappears.
第4図に示すように構成された排気タービン過
給の排ガス温度制御装置においては、過給機ター
ビン2からの出た排気温度は常に排気温度センサ
12で計測され、その温度信号を制御器13に送
信する。制御器13では、その温度信号を入力し
て設定温度との偏差を演算する。ここで、その偏
差がない場合は、制御器13は流量調整弁10と
11をともに閉にするが、もし、排気温度が高い
時は主バイパス管8の流量調整弁10を開にし
て、過給機ブロワ1の出口から主バイパス管8を
通し、過給空気の一部を過給機タービン2の入口
に導く。このとき、その偏差に応じて流量調整弁
10で流量を調整し、所定(設定)の排気温度と
なるように制御する。つまり、バイパス空気と排
気の混合により、排気温度は所定温度まで低下す
る。逆に、排気温度が低い時は過給空気バイパス
管9の流量調整弁11を開にして、過給機ブロワ
1の出口から過給空気バイパス管9を通し、過給
空気の一部を該ブロワ1の入口側に導く。このと
き、その偏差に応じて流量調整弁11で流量を調
整し、所定(設定)の排気温度となるように制御
する。つまり、該ブロワ1の出口からバイパスさ
れる空気は圧縮により昇温しており、これが吸入
空気に混合することにより該ブロワ1の入口空気
温度が高められることに、バイパスにより給気管
4からシリンダ6へ供給される空気量が減少する
ため、排気温度は上昇する。 In the exhaust gas temperature control device for exhaust turbine supercharging configured as shown in FIG. Send to. The controller 13 receives the temperature signal and calculates the deviation from the set temperature. Here, if there is no deviation, the controller 13 closes both the flow regulating valves 10 and 11, but if the exhaust temperature is high, it opens the flow regulating valve 10 of the main bypass pipe 8 and Part of the supercharging air is guided from the outlet of the charger blower 1 to the inlet of the supercharger turbine 2 through a main bypass pipe 8 . At this time, the flow rate is adjusted by the flow rate adjustment valve 10 according to the deviation, and the exhaust gas temperature is controlled to a predetermined (set) exhaust temperature. That is, by mixing the bypass air and exhaust gas, the exhaust gas temperature is lowered to a predetermined temperature. On the other hand, when the exhaust temperature is low, open the flow rate adjustment valve 11 of the supercharged air bypass pipe 9 and let a portion of the supercharged air pass through the supercharged air bypass pipe 9 from the outlet of the supercharger blower 1. Guide it to the inlet side of blower 1. At this time, the flow rate is adjusted by the flow rate adjustment valve 11 according to the deviation to control the exhaust gas temperature to a predetermined (set) value. In other words, the temperature of the air bypassed from the outlet of the blower 1 is increased due to compression, and when this is mixed with the intake air, the temperature of the inlet air of the blower 1 is increased. Since the amount of air supplied to the exhaust gas decreases, the exhaust temperature increases.
第5図において、14は排気ガスバイパス管
で、途中に流量調整弁15を有して過給機タービ
ン2の入口と出口とを接続している。すなわち、
第4図の場合の該ブロワ1の過給空気バイパス管
9の代りに該タービン2の排気ガスバイパス管1
4を備えたいる。この第5図の場合は、排気温度
が所定値の時、つまり、偏差がない場合は、第4
図の場合と同様に、流量調整弁10と15はとも
に閉となつており、また排気温度が高い場合は、
第4図の場合と同様に、流量調整弁10を開にし
て該ブロワ1の出口から該タービン2の入口へ過
給空気の一部をバイパスさせるが、逆に排気温度
が低い時は、流量調整弁15を開にして該タービ
ン2の入口の排気ガスの一部を、排気ガスバイパ
ス管14を通して該タービン2の出口に導く。こ
のとき、その偏差に応じて流量調整弁15により
流量を調整し、所定(設定)の排気温度となるよ
うに制御する。つまり、該タービン2の入口から
バイパスされた高温ガスが該タービン2の出口の
低温ガスと混合することと、バイパスによりター
ビン仕事が減り、ブロワ吐出空気量が減ることと
により、排気温度は上昇する。 In FIG. 5, reference numeral 14 denotes an exhaust gas bypass pipe, which has a flow rate regulating valve 15 in the middle and connects the inlet and outlet of the supercharger turbine 2. That is,
The exhaust gas bypass pipe 1 of the turbine 2 is replaced with the supercharged air bypass pipe 9 of the blower 1 in the case of FIG.
I have 4. In the case of this Fig. 5, when the exhaust temperature is at the predetermined value, that is, when there is no deviation, the fourth
As in the case shown in the figure, both flow regulating valves 10 and 15 are closed, and when the exhaust gas temperature is high,
As in the case of FIG. 4, a part of the supercharging air is bypassed from the outlet of the blower 1 to the inlet of the turbine 2 by opening the flow rate regulating valve 10, but conversely, when the exhaust temperature is low, the flow rate is The regulating valve 15 is opened to guide a portion of the exhaust gas at the inlet of the turbine 2 to the outlet of the turbine 2 through the exhaust gas bypass pipe 14 . At this time, the flow rate is adjusted by the flow rate adjustment valve 15 according to the deviation to control the exhaust gas temperature to a predetermined (set) value. In other words, the exhaust temperature increases because the high-temperature gas bypassed from the inlet of the turbine 2 mixes with the low-temperature gas at the outlet of the turbine 2, and the bypass reduces turbine work and reduces the amount of air discharged from the blower. .
このように、第4図の場合および第5図の場合
とも、過給機タービン2の出口に設けられた排気
温度センサ12により温度を計測し、制御器13
で設定温度との偏差が演算されるとともに、その
偏差がなくなるように、該制御器13によつて流
量制御弁10または11,15が制御され、過給
機タービン2の出口の排ガス温度は、マクロ的に
みれば、第2図の水平直線dのように一定に保さ
れる。 In this way, in both the case of FIG. 4 and the case of FIG. 5, the temperature is measured by the exhaust temperature sensor 12 provided at the outlet of the supercharger turbine 2,
The deviation from the set temperature is calculated, and the flow rate control valve 10 or 11, 15 is controlled by the controller 13 so that the deviation is eliminated, and the exhaust gas temperature at the outlet of the supercharger turbine 2 is From a macroscopic perspective, it is kept constant like the horizontal straight line d in FIG.
したがつて、本考案は上述のような構成からな
るので、排気ガス温度を一定に保つことができ、
排ガスエコノマイザや排ガスターボ発電機などの
設計条件が正確になり、出力不足や出力過剰の状
態が生じにくくなり、しかも、常用負荷時の排ガ
ス温度を従来より高くとることが可能で、排ガス
エネルギーの利用効率を高めることができる。 Therefore, since the present invention has the above-mentioned configuration, the exhaust gas temperature can be kept constant.
The design conditions for exhaust gas economizers and exhaust gas turbo generators have become more accurate, making it less likely that output will be under- or over-output.Furthermore, it will be possible to maintain a higher exhaust gas temperature during regular load than before, making it possible to utilize exhaust gas energy. Efficiency can be increased.
第1図は従来の排気タービン過給デイーゼル機
関の説明図、第2図は機関の負荷と排ガス温度の
関係を示した説明図、第3図はガス量とガス温度
の関係を示した説明図、第4図は本考案の第1実
施例を示した説明図、第5図は同じく第2実施例
を示した説明図である。
1……過給機ブロワ、2……過給機タービン、
3……空気冷却器、4……給気管、5……排気
管、6……機関シリンダ、7……排ガスエコノマ
イザ、8……主バイパス管、9……過給空気バイ
パス管、10,11……流量調整弁、12……排
気温度センサ、13……制御器、14……排気ガ
スバイパス管、15……流量調整弁。
Figure 1 is an explanatory diagram of a conventional exhaust turbine supercharged diesel engine, Figure 2 is an explanatory diagram showing the relationship between engine load and exhaust gas temperature, and Figure 3 is an explanatory diagram showing the relationship between gas amount and gas temperature. , FIG. 4 is an explanatory diagram showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the second embodiment. 1...Supercharger blower, 2...Supercharger turbine,
3... Air cooler, 4... Air supply pipe, 5... Exhaust pipe, 6... Engine cylinder, 7... Exhaust gas economizer, 8... Main bypass pipe, 9... Supercharged air bypass pipe, 10, 11 ...Flow rate adjustment valve, 12...Exhaust temperature sensor, 13...Controller, 14...Exhaust gas bypass pipe, 15...Flow rate adjustment valve.
Claims (1)
と過給機タービンの入口とを接続した主バイパス
管を備え、かつ、途中に流量調整弁を有して前記
過給機ブロワの出口と入口とを接続した過給空気
バイパス管と、途中に流量調整弁を有して前記過
給機タービンの入口と出口とを接続した排気ガス
バイパス管の、少なくとも一つを備え、しかも、
前記過給機タービンの出口に設けられた排気温度
センサと、この温度センサからの温度信号を入力
して設定温度との偏差を演算するとともにその偏
差がなくなるように前記各バイパス管の流量調整
弁を制御する制御器とを備えていることを特徴と
する、排気タービン過給の排ガス温度制御装置。 A main bypass pipe having a flow rate regulating valve in the middle and connecting the outlet of the supercharger blower and the inlet of the supercharger turbine, and having a flow rate regulating valve in the middle and connecting the outlet of the supercharger blower. and an exhaust gas bypass pipe having a flow rate regulating valve in the middle and connecting the inlet and outlet of the supercharger turbine, and further comprising:
An exhaust temperature sensor provided at the outlet of the supercharger turbine, and a temperature signal from this temperature sensor inputted to calculate the deviation from the set temperature, and a flow rate regulating valve of each bypass pipe to eliminate the deviation. An exhaust gas temperature control device for exhaust turbine supercharging, characterized in that it is equipped with a controller for controlling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1982127492U JPS5932135U (en) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | Exhaust gas temperature control device for exhaust turbine supercharging |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1982127492U JPS5932135U (en) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | Exhaust gas temperature control device for exhaust turbine supercharging |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5932135U JPS5932135U (en) | 1984-02-28 |
JPS6136743Y2 true JPS6136743Y2 (en) | 1986-10-24 |
Family
ID=30289540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1982127492U Granted JPS5932135U (en) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | Exhaust gas temperature control device for exhaust turbine supercharging |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5932135U (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6196138A (en) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Internal-combustion engine with supercharger |
GB2581960B (en) * | 2019-02-26 | 2023-11-22 | Dolphin N2 Ltd | Split cycle engine |
-
1982
- 1982-08-25 JP JP1982127492U patent/JPS5932135U/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5932135U (en) | 1984-02-28 |
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