JPS62265417A - エンジンのエネルギ−回収装置 - Google Patents
エンジンのエネルギ−回収装置Info
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- JPS62265417A JPS62265417A JP61107889A JP10788986A JPS62265417A JP S62265417 A JPS62265417 A JP S62265417A JP 61107889 A JP61107889 A JP 61107889A JP 10788986 A JP10788986 A JP 10788986A JP S62265417 A JPS62265417 A JP S62265417A
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
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Classifications
-
- 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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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】
（産業上の利用分野）
本発明はエンジンの排気エネルギーを電力として回収す
るエンジンのエネルギー回収装置に関する。
るエンジンのエネルギー回収装置に関する。
（従来の技術）
近年、内燃機関の各部、例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、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。この内燃機関機関を冷却する必要がなく、
発生した高温度の排気ガスの持つエネルギーを回生させ
て内燃機関の出力軸に帰還させ、内燃機関の出力の向上
に利用できる。
、シリンダライナー、シリンダヘッド断熱板、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。この内燃機関機関を冷却する必要がなく、
発生した高温度の排気ガスの持つエネルギーを回生させ
て内燃機関の出力軸に帰還させ、内燃機関の出力の向上
に利用できる。
この種、排気エネルギーの回生方法として、従来から排
気ガスにより回転されるタービンの回転力を、多段の歯
車機構により減速してクランク軸に帰還させるものが知
られている。
気ガスにより回転されるタービンの回転力を、多段の歯
車機構により減速してクランク軸に帰還させるものが知
られている。
また、エンジンの排気管内に発電機を有する排気タービ
ンを設け、該発電機からの電力を、エンジンの回転軸に
設けた電動機に供給して駆動するターボコンパウンドエ
ンジンの提案が特願昭６０−２３３９３５号に示されて
いる。
ンを設け、該発電機からの電力を、エンジンの回転軸に
設けた電動機に供給して駆動するターボコンパウンドエ
ンジンの提案が特願昭６０−２３３９３５号に示されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
このような排気エネルギーの回生方法において、前者の
歯車機構を用いてクランク軸に回転力を帰還させる方法
は、歯車の伝達効率を考慮すると、例えば通常一段でそ
の効率は０．９〜０．９５であるので、三段の減速では
約８０％に効率がトも高くなる。なお、小型乗用車では
エンジンルームの空間が狭いので、歯車機構の設置場所
に問題を生ずる。
歯車機構を用いてクランク軸に回転力を帰還させる方法
は、歯車の伝達効率を考慮すると、例えば通常一段でそ
の効率は０．９〜０．９５であるので、三段の減速では
約８０％に効率がトも高くなる。なお、小型乗用車では
エンジンルームの空間が狭いので、歯車機構の設置場所
に問題を生ずる。
後者のターボコンパウンドエンジンの提案においては、
ターボチャージャと排気タービンとの２段タービンのそ
れぞれに発電機を設け、エンジンの回転軸に設けた電動
機に発電電力を供給して駆動しているが、発電機の電圧
の制御方法が機械的作動のタップ選択器を用いて複雑の
ため、その保守や信頼性に弱点を有し、さらにそれぞれ
の発電機の電力の合成や、交流出力への変換に際し具体
的な措置を欠いている問題がある。
ターボチャージャと排気タービンとの２段タービンのそ
れぞれに発電機を設け、エンジンの回転軸に設けた電動
機に発電電力を供給して駆動しているが、発電機の電圧
の制御方法が機械的作動のタップ選択器を用いて複雑の
ため、その保守や信頼性に弱点を有し、さらにそれぞれ
の発電機の電力の合成や、交流出力への変換に際し具体
的な措置を欠いている問題がある。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は２段タービンに設けた発電機の電力の合成や、
周波数の変換に機械的に作動する手段を使用せず半導体
を用いて効率化を計るエンジンのエネルギー回収装置を
提供するにある。
の目的は２段タービンに設けた発電機の電力の合成や、
周波数の変換に機械的に作動する手段を使用せず半導体
を用いて効率化を計るエンジンのエネルギー回収装置を
提供するにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明によれば、回転電機を有するターボチャージャの
排気口に発電機を有する排気タービンを取付けるととも
に、前記回転電機からの発電電力と前記発電機の出力と
を加算して合成する手段ヲ設けたエンジンのエネルギー
回収装置が提供される。
排気口に発電機を有する排気タービンを取付けるととも
に、前記回転電機からの発電電力と前記発電機の出力と
を加算して合成する手段ヲ設けたエンジンのエネルギー
回収装置が提供される。
（作用）
エンジンの排気管に回転電機と発’を機とをそれぞれ有
する２段タービンを設け、これらからの発電電力を半導
体素子を用いた電力の加算・合成する手段にて制御する
ので、正弦波に近似した電力波形が得られる作用がある
。
する２段タービンを設け、これらからの発電電力を半導
体素子を用いた電力の加算・合成する手段にて制御する
ので、正弦波に近似した電力波形が得られる作用がある
。
（実施例）
つぎに、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明に係るエンジンのエネルギー回収装置の
一実施例を示す構成ブロー２り図である。
一実施例を示す構成ブロー２り図である。
第１図において、エンジンＡの排気管Ａ１にはターボチ
ャージャＢの排％／＼ウジングＢ１が取付けられ、エン
ジンＡの排出する排気ガスのエネルギーによって、ター
ビンブレードＢ２を駆動する。そして、タービンブレー
ドＢ２と同軸に設けたコンプレッサブレードＢ３を駆動
することにより、生じた圧気を吸入管Ａ２を介してエン
ジンＡに圧送し給気圧を高めるよう構成されている。
ャージャＢの排％／＼ウジングＢ１が取付けられ、エン
ジンＡの排出する排気ガスのエネルギーによって、ター
ビンブレードＢ２を駆動する。そして、タービンブレー
ドＢ２と同軸に設けたコンプレッサブレードＢ３を駆動
することにより、生じた圧気を吸入管Ａ２を介してエン
ジンＡに圧送し給気圧を高めるよう構成されている。
また、タービンブレードＢ２とコンプレッサブレードＢ
３との間には回転電機となる交流機Ｃが設けてあり、排
気ガスのエネルギーによりタービンブレードＢ２が駆動
されると、交流機Ｃは発電機として作動して、発電され
た電力は整流素子を有する整流装置りに送電される。
３との間には回転電機となる交流機Ｃが設けてあり、排
気ガスのエネルギーによりタービンブレードＢ２が駆動
されると、交流機Ｃは発電機として作動して、発電され
た電力は整流素子を有する整流装置りに送電される。
Ｅは発電機Ｆを有する排気タービンであり、ターボチャ
ージャＢの排気／＼ウジングＢ１の排気口重こ接続され
、タービンブレードＢ２を駆動した後の残留エネルギー
によりブレードＥ１がｗＡ動される。そして、ブレード
Ｅｌに直結された発電機Ｆが駆動され、発電電力が整流
素子を有する整流装置Ｇに送電されるものである。
ージャＢの排気／＼ウジングＢ１の排気口重こ接続され
、タービンブレードＢ２を駆動した後の残留エネルギー
によりブレードＥ１がｗＡ動される。そして、ブレード
Ｅｌに直結された発電機Ｆが駆動され、発電電力が整流
素子を有する整流装置Ｇに送電されるものである。
Ｈｌおよび１はインバータであり、整流装置り、および
Ｇよりそれぞれ直流電力が入力され。
Ｇよりそれぞれ直流電力が入力され。
て、例えば、サイリスタ制御装置を用い、入力された直
流電力を所定の周波数の多相の脈流電力に変換するもの
である。
流電力を所定の周波数の多相の脈流電力に変換するもの
である。
なお、インバータＨに使用のサイリスタ制御装置は、高
圧の排気エネルギーにより発電する交流機Ｃからの電力
を扱うため、インノく一タＩに使用のサイリスタ制御装
置より大容量のものが使用されている。
圧の排気エネルギーにより発電する交流機Ｃからの電力
を扱うため、インノく一タＩに使用のサイリスタ制御装
置より大容量のものが使用されている。
Ｋは電力の加算装置であり、インバータＨ１およびＩか
らの脈流電力を入力し、コントローラＪの指令信号に応
じて、入力された脈流電力を合成して電動機りに送電す
るものである。
らの脈流電力を入力し、コントローラＪの指令信号に応
じて、入力された脈流電力を合成して電動機りに送電す
るものである。
電動機りは、エンジンＡの図示していない出力軸や、エ
ンジンＡを原動力として駆動される車輪の駆動軸などに
動力を伝達する電動機であり、電動ｎ、Ｌのカ行により
、車両の走行力が助勢されるよう構成されている。そし
て、電動機りの回転数を検出する回転センサＬｌが設け
られ、検出した信号をコントローラＪに送信する。
ンジンＡを原動力として駆動される車輪の駆動軸などに
動力を伝達する電動機であり、電動ｎ、Ｌのカ行により
、車両の走行力が助勢されるよう構成されている。そし
て、電動機りの回転数を検出する回転センサＬｌが設け
られ、検出した信号をコントローラＪに送信する。
、・ハロー丹Ｔｌ＋マイ々ロコンヒ、−夕にて構成され
、演算装置、メモリ、入出力装置などを有するものであ
り、電動機りに設けた回転センサＬｌからの回転数に基
づく検出信号を受信すると、インバータＨ，Ｉに対して
は電動機りをカ行させる所定周波数および位相の脈流電
力に変換する指令を送信するよう構成されている。また
該指令と同時に加算装置Ｋに対して、インバータＨ１お
よび１からの所定の脈流電力を合成させる指令信号を発
する。
、演算装置、メモリ、入出力装置などを有するものであ
り、電動機りに設けた回転センサＬｌからの回転数に基
づく検出信号を受信すると、インバータＨ，Ｉに対して
は電動機りをカ行させる所定周波数および位相の脈流電
力に変換する指令を送信するよう構成されている。また
該指令と同時に加算装置Ｋに対して、インバータＨ１お
よび１からの所定の脈流電力を合成させる指令信号を発
する。
第２図は脈流電力の合成の一例を示す説明図であり、（
ａ）および（ｂ）図は交流機Ｃ系統の電力を示し、（ｅ
）および（ｄ）図は発電機Ｆ系統の電力、（Ｃ）図はこ
れらの合成電力を示し、いずれも多相電力の一相分を示
したものである。
ａ）および（ｂ）図は交流機Ｃ系統の電力を示し、（ｅ
）および（ｄ）図は発電機Ｆ系統の電力、（Ｃ）図はこ
れらの合成電力を示し、いずれも多相電力の一相分を示
したものである。
そして、交流機Ｃの発電電力が整流装置りにて直流に変
換され、コントローラＪの指令にてインバータＨにて脈
流に変換され（ａ）、さらに一部の極性が反転されると
（ｂ）図の如くなる。
換され、コントローラＪの指令にてインバータＨにて脈
流に変換され（ａ）、さらに一部の極性が反転されると
（ｂ）図の如くなる。
また、発電機Ｆからの発電電力が整流装置Ｇにて直流に
変換され、コントローラＪの指令にてイン、＜−タエに
て（ｂ）図に示す脈流と同周波数脈流に変換され（ｅ）
、さらに一部の極性が反転されると（ｄ）図の如くなる
。
変換され、コントローラＪの指令にてイン、＜−タエに
て（ｂ）図に示す脈流と同周波数脈流に変換され（ｅ）
、さらに一部の極性が反転されると（ｄ）図の如くなる
。
そして、（ｂ）および（ｄ）図の両者の電力を加算装置
Ｋにて合成すると（Ｃ）図の如く正弦波形に近似した交
流電力が得られることを示している。
Ｋにて合成すると（Ｃ）図の如く正弦波形に近似した交
流電力が得られることを示している。
つぎに、このように構成された本実施例の作動を説明す
る。
る。
エンジンＡの運転により排出される排気ガスのエネルギ
ーによって、ターボチャージャＢのタービンブレードＢ
２と排気タービンＥのブレートＥｌが回転駆動されると
、それぞれの同軸上に設けられた交流ＪｊＩＣと発電機
Ｆは交流電力を発電する。そして交流機Ｃからの発電電
力は整流装置りにより直流となり、発電機Ｆからの発Ｔ
Ｌ電力は整流装置Ｇによって直流に変換される。
ーによって、ターボチャージャＢのタービンブレードＢ
２と排気タービンＥのブレートＥｌが回転駆動されると
、それぞれの同軸上に設けられた交流ＪｊＩＣと発電機
Ｆは交流電力を発電する。そして交流機Ｃからの発電電
力は整流装置りにより直流となり、発電機Ｆからの発Ｔ
Ｌ電力は整流装置Ｇによって直流に変換される。
ついで、直流となった交流機Ｃの電力は、コントローラ
Ｊの指令を受けて作動するインバータＨによって、内蔵
したサイリスタの制御作動にて第２図（ａ−ｂ）の如く
交番する脈流電力に変換される。一方、直流となった発
電機Ｆの電力はコントローラＪの指令を受けて作動する
インバータＩに内蔵のサイリスタによって第２図（ｅ４
ｄ）の如く交番する脈流電力に変換される。
Ｊの指令を受けて作動するインバータＨによって、内蔵
したサイリスタの制御作動にて第２図（ａ−ｂ）の如く
交番する脈流電力に変換される。一方、直流となった発
電機Ｆの電力はコントローラＪの指令を受けて作動する
インバータＩに内蔵のサイリスタによって第２図（ｅ４
ｄ）の如く交番する脈流電力に変換される。
そして、これらの脈流電力はコントローラＪの指令を受
けて作動する加算装置Ｋに導かれ、第２図（Ｃ）の如く
正弦波形に近似した交流電力に合成されて電動機りに送
電される。
けて作動する加算装置Ｋに導かれ、第２図（Ｃ）の如く
正弦波形に近似した交流電力に合成されて電動機りに送
電される。
なお、上記の直流→脈流→合成の変換作動に際し、コン
トローラＪからの指令信号は、常に回転センサＬ１の回
転信号に対応して電動機りを常にカ行させる如くインバ
ータＨ，Ｉおよび加算装置Ｋを制御するので、電ｑｊＪ
機りは常にカ行作動するよう制御される。
トローラＪからの指令信号は、常に回転センサＬ１の回
転信号に対応して電動機りを常にカ行させる如くインバ
ータＨ，Ｉおよび加算装置Ｋを制御するので、電ｑｊＪ
機りは常にカ行作動するよう制御される。
したがって、電動機りを例えば車輪の駆動軸。
またはエンジンＡの出力軸に設けた場合には、排気エネ
ルギーを回生じた電気エネルギーにより、車両の走行力
を増強するよう作動する。
ルギーを回生じた電気エネルギーにより、車両の走行力
を増強するよう作動する。
発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。
を本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果）
本発明のエンジンの排気管に発電機をそれぞれに有する
２段タービンを設け、これら発電機からの発電電力を半
導体素子によって制御し、合成して電動機を駆動するの
で、歯車機構を使用することなく、また、機械的なタッ
プ選択器を用いることがないため保守や信頼性の良好な
変換機構が得られる効果がある６
２段タービンを設け、これら発電機からの発電電力を半
導体素子によって制御し、合成して電動機を駆動するの
で、歯車機構を使用することなく、また、機械的なタッ
プ選択器を用いることがないため保守や信頼性の良好な
変換機構が得られる効果がある６
第１図は本発明に係るエンジンのエネルギー回収装置の
一実施例を示す構成ブロック図、第２図は脈流電力の合
成の一例を示す説明図である。 Ａ・・・エンジン、Ａ１・・・排気管、Ｂ・・・ターボ
チャージャ、Ｃ・・・交ＩＲ，機、Ｄ・・・！ｌ’！流
装置、Ｅ・・・排気タービン、Ｆ・・・発電機、Ｇ・・
・整波装置、Ｈ，Ｉ・・・インバータ、Ｋ・・・加算装
置。
一実施例を示す構成ブロック図、第２図は脈流電力の合
成の一例を示す説明図である。 Ａ・・・エンジン、Ａ１・・・排気管、Ｂ・・・ターボ
チャージャ、Ｃ・・・交ＩＲ，機、Ｄ・・・！ｌ’！流
装置、Ｅ・・・排気タービン、Ｆ・・・発電機、Ｇ・・
・整波装置、Ｈ，Ｉ・・・インバータ、Ｋ・・・加算装
置。
Claims (1)
- 回転電機を有するターボチャージャの排気口に発電機を
有する排気タービンを取付けるとともに、前記回転電機
からの発電電力と前記発電機の出力とを加算して合成す
る手段を設けたことを特徴とするエンジンのエネルギー
回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107889A JPH0627504B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | エンジンのエネルギ−回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107889A JPH0627504B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | エンジンのエネルギ−回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62265417A true JPS62265417A (ja) | 1987-11-18 |
| JPH0627504B2 JPH0627504B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=14470643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61107889A Expired - Lifetime JPH0627504B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | エンジンのエネルギ−回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627504B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130147206A1 (en) * | 2010-12-27 | 2013-06-13 | Yukio Yamashita | Power generator power generation facility |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5920526A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-02 | Isuzu Motors Ltd | エンジンの排気ガスエネルギ−回収装置 |
| JPS59141713A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Isuzu Motors Ltd | 排気エネルギ回生装置 |
-
1986
- 1986-05-12 JP JP61107889A patent/JPH0627504B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5920526A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-02 | Isuzu Motors Ltd | エンジンの排気ガスエネルギ−回収装置 |
| JPS59141713A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Isuzu Motors Ltd | 排気エネルギ回生装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130147206A1 (en) * | 2010-12-27 | 2013-06-13 | Yukio Yamashita | Power generator power generation facility |
| US9163546B2 (en) * | 2010-12-27 | 2015-10-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Power generator power generation facility |
| US9490680B2 (en) | 2010-12-27 | 2016-11-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Power generator power generation facility |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0627504B2 (ja) | 1994-04-13 |
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