JPS63248924A - Power unit by turbocharger with rotary electrical machine - Google Patents

Power unit by turbocharger with rotary electrical machine

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Publication number
JPS63248924A
JPS63248924A JP62084345A JP8434587A JPS63248924A JP S63248924 A JPS63248924 A JP S63248924A JP 62084345 A JP62084345 A JP 62084345A JP 8434587 A JP8434587 A JP 8434587A JP S63248924 A JPS63248924 A JP S63248924A
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JP
Japan
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power
turbocharger
combustor
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Application number
JP62084345A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63248924A publication Critical patent/JPS63248924A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make electric power generable even in case of stoppage of an internal combustion engine by driving a turbocharger with combustion gas out of a combustor, and making the rotary electrical machine installed in this turbocharger operate as a generator, while converting the generated power into AC power equivalent to a commercial power source. CONSTITUTION:In a turning shaft 2c of the turbocharger 2 connected to an exhaust pipe 1b of an internal combustion engine 1, there is provided with rotary electrical equipment 3. On the other hand, fuel out of a tank 4a is gasified by a glow plug 4b, and this is mixed with air out of an intake pipe 4c, then there is provided with a combustor 4 which is ignited by an ignition glow plug 4d. And, combustion gas out of the combustor 4 is fed to a scroll chamber 2e at the turbine side of the turbocharger 2 through a pipe 4e, thereby driving a turbine blade 2a, and the rotary electrical equipment 3 is operated for power generation. In addition, the generated power out of the rotary electrical machine 3 is converted into voltage and electric power of DC frequency equivalent to a commercial power source, whereby it is fed to a current consumer 7 for commercial power use.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関の排気エネルギーにて駆動するターボ
チャージャに電動−発電機となる回転電機を設けて発電
作動させる回転電機付ターボチャージャによる電源装置
に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention provides a power source using a turbocharger with a rotating electric machine that generates electricity by providing a rotating electric machine that serves as an electric generator to a turbocharger that is driven by exhaust energy of an internal combustion engine. Regarding equipment.

(従来の技術) 車両の原動力となる内燃機関に発電装置を取付け、内燃
機関により駆動して発電された電力が車両に関連する電
機機器の電源として用いられている。
(Prior Art) A power generation device is attached to an internal combustion engine that serves as the motive force of a vehicle, and the electric power generated by driving the internal combustion engine is used as a power source for electrical equipment related to the vehicle.

また一方、内燃機関の排気エネルギーにより駆動される
ターボチャージャの回転軸に電動−発電機を取付け、内
燃機関の運転状態に応じて、電動機または発電機として
作動させる内燃機関のターボチャージャの提案が特開昭
60−195329号公報に開示されている。
On the other hand, a particular proposal has been made for a turbocharger for an internal combustion engine, in which an electric generator is attached to the rotating shaft of the turbocharger, which is driven by the exhaust energy of the internal combustion engine, and operates as either an electric motor or a generator depending on the operating state of the internal combustion engine. It is disclosed in JP-A-60-195329.

(発明が解決しようとする問題点) 上記の内燃機関に取付けた発電装置や、上記提案による
電動−発電機においては、内燃機関の燃焼エネルギーに
よる発電であるため、内燃機関の運転停止中は発電不能
になるとともに、車載の電気機器用の直流電源であるの
で、商用電源用の交流電気機器に使用できないという問
題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) In the above-mentioned power generation device attached to the internal combustion engine and the electric motor-generator proposed above, power generation is performed using the combustion energy of the internal combustion engine, so when the internal combustion engine is stopped, the power generation device is In addition, since it is a DC power source for on-vehicle electrical equipment, it cannot be used for AC electrical equipment for commercial power supply.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はターボチャージャの回転軸に電動−発電機と
なる回転電機を取付けるとともに、内燃機関とは別に燃
料の燃焼器を設けて内燃機関の排気゛と燃焼器の燃焼と
によりターボチャージャを駆動し、発電機作動とした回
転電機からの発電電力を商用電源用の電気機器に使用で
きる電源に変換しようとする回転電機付ターボチャージ
ャによる電源装置を提供するにある。
The present invention was made in view of such problems,
The purpose of this is to attach a rotating electrical machine that serves as an electric generator to the rotating shaft of the turbocharger, and to install a fuel combustor separate from the internal combustion engine so that the turbocharger is driven by the exhaust gas of the internal combustion engine and the combustion of the combustor. Another object of the present invention is to provide a power supply device using a turbocharger with a rotating electrical machine that converts generated power from a rotating electrical machine operated by a generator into a power source that can be used for commercial electrical equipment.

(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、内燃機関の排気エネルギーにより吸気
を過給するターボチャージャの回転軸に直結した電動−
発電機となる回転電機と、前記内燃機関とは別に燃料を
燃焼させる燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスと内燃機
関の排気とにより前記ターボチャージャを駆動して回転
電機を発電作動させる駆動手段と、該発電出力を商用電
源と等しい電圧及び周波数の交流電力に変換する変換手
段とを備えた回転電機付ターボチャージャによる電源装
置が提供される。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, an electric motor directly connected to the rotating shaft of a turbocharger supercharges intake air using exhaust energy of an internal combustion engine.
A rotating electrical machine serving as a generator, a combustor that burns fuel separately from the internal combustion engine, and a drive that drives the turbocharger using combustion gas from the combustor and exhaust gas from the internal combustion engine to cause the rotating electrical machine to generate electricity. A power supply device using a turbocharger with a rotary electric machine is provided, which includes means for converting the generated output into alternating current power having the same voltage and frequency as a commercial power source.

(作用) 本発明では、内燃機関の排気と燃焼器からの燃焼ガスに
よりターボチャージャを駆動し、回転電機を発電機とし
て作動させ、その発電電力を電力変換器により、商用電
源と同様な電圧、及び周波数の交流電力に変換する作用
がある。
(Function) In the present invention, a turbocharger is driven by the exhaust gas of the internal combustion engine and combustion gas from the combustor, the rotating electric machine is operated as a generator, and the generated power is transferred to a voltage similar to that of a commercial power source by a power converter. It has the effect of converting into alternating current power.

(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。
(Example) Next, an example of the present invention will be described in detail using the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

同図において、1は内燃機関であり、吸気管1aを介し
て吸気する空気と、供給された燃料との燃焼エネルギー
により、1示していない車両の原動力とするものであり
、排気管1bを介して燃焼後の排気ガスが排出される。
In the figure, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine, which uses combustion energy of air taken in through an intake pipe 1a and fuel supplied as a motive force for the vehicle (not shown). The exhaust gas after combustion is discharged.

2は排気管1bに接続されたターボチャージャであり、
排気ガスによって駆動されるタービンブレード2aと、
吸気管1aに吸気を圧送するコンプレッサブレード2b
とを直結する回転軸2cには電動機あるいは発電機とな
る回転電機3が設けられている。そして、回転軸2cに
取付けられたロータ3aが排気エネルギーにより高速度
に回転駆動されると、ロータ3aに対応して設けられた
ステータ3bには交流電力が発電され、後述する電力変
換器を介して電気負荷に送電される。なお、2dはベア
リングであり、高速駆動される回転軸2cを軸支して保
持するものである。
2 is a turbocharger connected to the exhaust pipe 1b;
a turbine blade 2a driven by exhaust gas;
Compressor blade 2b that pressure-feeds intake air to the intake pipe 1a
A rotating electric machine 3 serving as an electric motor or a generator is provided on the rotating shaft 2c directly connected to the rotating shaft 2c. When the rotor 3a attached to the rotating shaft 2c is driven to rotate at high speed by the exhaust energy, AC power is generated in the stator 3b provided corresponding to the rotor 3a, and is transmitted via a power converter to be described later. The power is then transmitted to the electrical load. Note that 2d is a bearing that supports and holds the rotating shaft 2c that is driven at high speed.

4は燃焼器であり、燃料タンク4aより供給されて気化
グロープラグ4bにより気化された燃料を、空気導入管
4cを介して送気された空気と混合し、点火グロープラ
グ4dにて着火し燃焼させるものである。そして、空気
導入管4cは吸気管1aと連通されて、新鮮な空気がタ
ーボチャージャ2のコンプレッサブレード2bにより送
気され、また、燃焼器4からの燃焼ガスバイブ4eはタ
ーボチャージャ2のタービン側スクロール2eに連通さ
れて、燃焼後の燃焼ガスはタービンブレード2aを駆動
するよう構成されている。
4 is a combustor, which mixes fuel supplied from a fuel tank 4a and vaporized by a vaporizing glow plug 4b with air fed through an air introduction pipe 4c, and ignites it with an ignition glow plug 4d to cause combustion. It is something that makes you The air introduction pipe 4c is communicated with the intake pipe 1a, fresh air is sent by the compressor blade 2b of the turbocharger 2, and the combustion gas vibe 4e from the combustor 4 is connected to the turbine side scroll 2e of the turbocharger 2. The combustion gas after combustion is configured to drive the turbine blades 2a.

第1図に示す1cは吸気管バルブで吸気管1aに設けら
れて内燃機関1への吸気量を制御するもの、4fは燃焼
用空気バルブで空気導入管4cに設けられて燃焼器4へ
の燃焼用空気量を制御するもの、4gは燃焼ガスバルブ
で燃焼ガスバイブ4eに設けられてタービン側スクロー
ル2eへの燃焼ガス流量を制御するものであり、それぞ
れブーストアクチュエータ5a、エアバルブアクチュエ
ータ5b、ガスバルブアクチュエータ5cによりそれぞ
れの流量が制御されるよう構成されている。なおこれら
の各種アクチュエータへの制御指令はコントローラ6か
ら発せられる。
1c shown in FIG. 1 is an intake pipe valve that is installed in the intake pipe 1a to control the amount of intake air into the internal combustion engine 1, and 4f is a combustion air valve that is installed in the air introduction pipe 4c and controls the intake air amount to the combustor 4. A combustion gas valve 4g that controls the amount of combustion air is provided in the combustion gas vibrator 4e to control the flow rate of combustion gas to the turbine side scroll 2e, and is controlled by a boost actuator 5a, an air valve actuator 5b, and a gas valve actuator 5c, respectively. Each flow rate is configured to be controlled. Note that control commands to these various actuators are issued from the controller 6.

気化グロープラグ4bは内部に加熱ヒータを備えたセラ
ミックパイプにて形成され、抵抗温度係数を有する加熱
ヒータに通電することにより、供給された燃料を気化し
て、先端の噴出孔より燃焼器4の内部に気化燃料を噴出
させる。そして、燃料を気化させる適切温度の例えば4
00℃前後に加熱ヒータの温度を制御するため、加熱ヒ
ータに直列接続した抵抗器4jと、該抵抗器4jを短絡
する切換スイッチ4にとを備えており、コントローラ6
が加熱ヒータの通電時の抵抗値変化を計測することによ
り、切換スイ・ツチ4kをタイマ機構を用いて開閉制御
して適切な気化温度に保持するよう構成されている。
The vaporizing glow plug 4b is formed of a ceramic pipe equipped with a heater inside, and by energizing the heater having a temperature coefficient of resistance, it vaporizes the supplied fuel and releases it from the nozzle at the tip of the combustor 4. Sprays vaporized fuel inside. Then, the appropriate temperature for vaporizing the fuel, e.g.
In order to control the temperature of the heater to around 00°C, the controller 6 is equipped with a resistor 4j connected in series to the heater, and a changeover switch 4 that short-circuits the resistor 4j.
The switching switch 4k is controlled to open and close using a timer mechanism to maintain an appropriate vaporization temperature by measuring the change in resistance value when the heater is energized.

また点火グロープラグ4dは抵抗温度係数を有する加熱
ヒータを備え、加熱ヒータへの通電によって気化燃料に
着火するものであり、通電回路には直列接続された抵抗
器4J2と、該抵抗器4λを短絡する切換スイッチ4m
とを備えている。そして、気化燃料に点火する適切な着
火温度の例えば900℃前後に制御するため、コントロ
ーラ6は通電時の加熱ヒータの抵抗値変化を計測して、
切換スイッチ4mをタイマ機構を用いて開閉制御するこ
とにより、適切な着火温度に点火グロープラグ4dの温
度を保つものである。4nはフレームセンサであり、燃
焼器4の内部の燃焼状態を検知してコントローラ6に信
号を送出する。
The ignition glow plug 4d is equipped with a heater having a temperature coefficient of resistance, and ignites the vaporized fuel by energizing the heater, and the energizing circuit includes a resistor 4J2 connected in series and the resistor 4λ short-circuited. 4m selector switch
It is equipped with Then, in order to control the ignition temperature to an appropriate ignition temperature for igniting the vaporized fuel, for example around 900°C, the controller 6 measures the change in the resistance value of the heater when electricity is applied, and
By controlling the opening and closing of the changeover switch 4m using a timer mechanism, the temperature of the ignition glow plug 4d is maintained at an appropriate ignition temperature. A flame sensor 4n detects the combustion state inside the combustor 4 and sends a signal to the controller 6.

9は電力変換器であり、発電機作動時の回転電機3から
の発電電力を人力し、出力として商用電源用の電気機器
に供給できる電力に変換するものである。
Reference numeral 9 denotes a power converter, which converts the power generated from the rotating electric machine 3 when the generator is operated into power that can be supplied to electrical equipment for commercial power supply as an output.

第2図は本実施例に用いられる電力変換器の一例の回路
ブロック図であり、整流平滑回路91、電力制御回路9
2、平滑回路93、バッテリ人力94、電力制御回路9
5、平滑回路96、インバータ97、変圧器98などに
て構成されている。そして、回転電機3からの交流の発
電電力が整流平滑回路91により直流に変換され、電力
制御回路92に設けたTrにより通過電流が制御された
後、平滑回路93のチョークコイルchやコンデンサC
により平滑されて直流となる。ついで、上述の作動によ
り直流となった電力はバッテリ人力94からの直流電力
とともに電力制御回路95により、その通過電力がコン
トローラ6の指令により制御され、平滑回路96を介し
てインバータ97により、例えば50Hzの交流に変換
される。そして、変圧器98により例えば100■の電
圧値に昇圧された後、計測回路7aを介して商用電源用
の電気負荷7にAClooV、50Hzの電力が供給さ
れるよう構成されている。なお、コントローラ6はバッ
テリ8および変圧器98出力からの信号を入力し、電力
制御回路92゜95、インバータ97に制御指令を発し
て所定の電圧値や交流周波数に制御するものである。
FIG. 2 is a circuit block diagram of an example of a power converter used in this embodiment, including a rectifying and smoothing circuit 91, a power control circuit 9
2. Smoothing circuit 93, battery power 94, power control circuit 9
5, a smoothing circuit 96, an inverter 97, a transformer 98, etc. Then, the alternating current generated power from the rotating electric machine 3 is converted to direct current by the rectifying and smoothing circuit 91, and the passing current is controlled by the Tr provided in the power control circuit 92, and then the choke coil channel of the smoothing circuit 93 and the capacitor C
It is smoothed and becomes direct current. Next, the electric power that has become DC due to the above operation is combined with the DC power from the battery power 94 by the power control circuit 95, the passing power is controlled by the command of the controller 6, and the inverter 97 passes through the smoothing circuit 96 to convert the DC power to, for example, 50 Hz. is converted into alternating current. After the voltage is stepped up to a voltage value of, for example, 100 cm by the transformer 98, AClooV and 50 Hz power is supplied to the electric load 7 for commercial power supply via the measuring circuit 7a. The controller 6 inputs signals from the battery 8 and the output of the transformer 98, and issues control commands to the power control circuit 92.95 and inverter 97 to control the voltage to a predetermined voltage value and AC frequency.

また、電力変換器9はバッテリ8からの直流電力を交流
電力に変換して回転電機3を駆動するインバータからな
る電力制御器も備えており、計測回路7aは電気負荷7
に供給する交流電力の電圧値や電力値を計測して、それ
ぞれの値をコントローラ6に送出するよう構成されてい
る。
The power converter 9 also includes a power controller consisting of an inverter that converts DC power from the battery 8 into AC power to drive the rotating electric machine 3.
It is configured to measure the voltage value and power value of the AC power supplied to the controller 6, and to send the respective values to the controller 6.

コントローラ6はマイクロコンピュータよりなり、内燃
機関1、ターボチャージャ2、回転電機3、燃焼器4、
電力変換器9などのそれぞれの作動状態を入力して演算
処理や各種グロープラグの通電のタイマ処理やカウント
処理を行う中央処理装置、ターボチャージャ2の回転電
機3や燃焼器4の制御プログラムなどを格納する各種メ
モリ装置、各種の入力を受令したり燃料供給経路や各種
のアクチュエータ、電力変換器などに制御指令を発する
入/出力装置などを備えている。
The controller 6 consists of a microcomputer, and includes an internal combustion engine 1, a turbocharger 2, a rotating electric machine 3, a combustor 4,
A central processing unit that inputs the operating status of each power converter 9, etc. and performs arithmetic processing, timer processing and counting processing for energization of various glow plugs, and control programs for the rotating electric machine 3 of the turbocharger 2 and the combustor 4, etc. It is equipped with various memory devices for storage, input/output devices that receive various input commands and issue control commands to fuel supply routes, various actuators, power converters, etc.

なお、1dは内燃機関1の回転数を検出するエンジン回
転計、2fはターボチャージャ2のブースト圧を検出す
るブースト圧計、10は大気温度を検出する気温計であ
り、それぞれ検出した信号をコントローラ6に送出する
In addition, 1d is an engine tachometer that detects the rotation speed of the internal combustion engine 1, 2f is a boost pressure gauge that detects the boost pressure of the turbocharger 2, and 10 is a thermometer that detects the atmospheric temperature, and the detected signals are sent to the controller 6. Send to.

第3図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、同図を用いてその処理を説明する。
FIG. 3 is a process flow diagram showing an example of the operation of this embodiment, and the process will be explained using the same figure.

まず、燃焼器4に燃焼用空気を送気するため、ステップ
1.2にて吸気管バルブ1cを閉じ、空気導入管4cの
燃焼用空気バルブ4fを開き、バッテリ8から電力変換
器9を介して回転電機3に送電して電動機となし、ステ
ップ3にてコンプレッサブレード2bを駆動して燃焼器
4に空気導入管4cを通じて送気する。
First, in order to supply combustion air to the combustor 4, in step 1.2, the intake pipe valve 1c is closed, the combustion air valve 4f of the air introduction pipe 4c is opened, and the air is supplied from the battery 8 via the power converter 9. In step 3, the compressor blades 2b are driven to supply air to the combustor 4 through the air introduction pipe 4c.

ステップ4では点火グロープラグ4dの温度を知るため
、その通電回路に設けた切換スイッチ4mを閉じて抵抗
器4ftを短絡し、コントローラ6から点火グロープラ
グ4dの加熱ヒータの抵抗値測定のための電流を流して
点火グロープラグ4dの抵抗値を演算して計測する。そ
して加熱ヒータは温度抵抗係数を有する抵抗器を使用の
ため抵抗値の変化によりその温度変化が検出できるので
、ステップ5では点火グロープラグ4dの抵抗値R1と
所定の抵抗値Rとを比較して、FLI <Rのときはス
テップ6に進んで点火グロープラグ4dに通電する。
In step 4, in order to know the temperature of the ignition glow plug 4d, the selector switch 4m provided in the current-carrying circuit is closed, the resistor 4ft is short-circuited, and the controller 6 sends a current to measure the resistance value of the heater of the ignition glow plug 4d. is applied to calculate and measure the resistance value of the ignition glow plug 4d. Since the heater uses a resistor having a temperature resistance coefficient, the temperature change can be detected by the change in resistance value. Therefore, in step 5, the resistance value R1 of the ignition glow plug 4d is compared with a predetermined resistance value R. , FLI <R, the process proceeds to step 6 and the ignition glow plug 4d is energized.

ステップフでは通電後の点火グロープラグ4dの抵抗値
R1と、加熱ヒータ温度が900℃のときの抵抗値R3
゜。とを比較し、Rr > R90Gのときは点火温度
に達しているのでステップ8に進んで気、化グロープラ
グ4bに通電する。なお、ステップ7で点火グロープラ
グの抵抗値R0がRo。。に達していないと、ステップ
9〜10にて点火グロープラグの通電回路の抵抗器41
を短絡する切換スイッチ4mをタイマ制御にて所定時間
オンにして電流を増加して温度上昇を早めた後、ステッ
プ8に進んで気化グロープラグ4bに通電する。タイマ
は抵抗値R1の値に応じてセットされる。
In Stepf, the resistance value R1 of the ignition glow plug 4d after energization and the resistance value R3 when the heater temperature is 900°C.
゜. When Rr>R90G, the ignition temperature has been reached, so the process proceeds to step 8 and energizes the chemical glow plug 4b. Note that in step 7, the resistance value R0 of the ignition glow plug is Ro. . If not, in steps 9 and 10, the resistor 41 of the energizing circuit of the ignition glow plug is
After turning on the changeover switch 4m for a predetermined period of time under timer control to increase the current and hasten the temperature rise, the process proceeds to step 8 to energize the vaporizing glow plug 4b. The timer is set according to the value of resistance value R1.

また、ステップ5にて点火グロープラグ4dの抵抗値R
,が所定値Rに達していると、ステップ11にて気温計
10からの信号により大気温度TAMをチェックする。
Also, in step 5, the resistance value R of the ignition glow plug 4d is
, has reached the predetermined value R, the atmospheric temperature TAM is checked in step 11 based on the signal from the thermometer 10.

そして大気温度T□が所定値T、に達していないとステ
ップ12にて点火グロープラグ4dに通電し、ステップ
13にて点火グロープラグの抵抗値R,をRo。。と比
較する。
If the atmospheric temperature T□ has not reached the predetermined value T, the ignition glow plug 4d is energized in step 12, and the resistance value R of the ignition glow plug is set to Ro in step 13. . Compare with.

このとき、抵抗値RrがR9ooに達していないとステ
ップ14〜15にて切換スイッチ4mをオンして点火グ
ロープラグ4dへの電流を強める制御を行う。なお、ス
テップ11で大気温度TAMが所定値T2に達している
ときはステップ16〜18にて点火グロープラグ4dの
通電は切換スイッチ4mのタイマ制御を行うだけでステ
ップ20に進むことになる。この動作は燃料の着火性を
温度環境により変化させ確実な着火を実現させるためで
ある。
At this time, if the resistance value Rr has not reached R9oo, control is performed in steps 14 to 15 to turn on the changeover switch 4m and strengthen the current to the ignition glow plug 4d. Incidentally, when the atmospheric temperature TAM has reached the predetermined value T2 in step 11, the energization of the ignition glow plug 4d is simply performed by timer control of the changeover switch 4m in steps 16 to 18, and the process proceeds to step 20. This operation is to change the ignitability of the fuel depending on the temperature environment and achieve reliable ignition.

前記のステップ8で気化グロープラグ4bに通電後はス
テップ19にて気化グロープラグの抵抗値R8をチェッ
クし、気化グロープラグ4bが400℃に達したときの
抵抗値R4゜。とR6とを比較する。そして、抵抗値R
8がR4゜。に達していると燃料を十分に気化できる温
度なので、ステップ20に進んで燃料弁4hを開いて燃
料タンク4aからの燃料を気化グロープラグに供給する
。なお、ステップ19で抵抗値R6がR400に達して
いないと燃料の気化が不十分なため、ステップ21〜2
2のフローにて、気化グロープラグ4bの通電回路の抵
抗器4jを切換スイッチ4kにて短絡して供給電流を増
加し、その通電時間をタイマ制御の後、ステップ20で
燃料供給を開始する。
After energizing the vaporizing glow plug 4b in step 8, the resistance value R8 of the vaporizing glow plug 4b is checked in step 19, and the resistance value R4° when the vaporizing glow plug 4b reaches 400°C. and R6. And the resistance value R
8 is R4°. If the temperature reaches 100, the temperature is sufficient to vaporize the fuel, so the process proceeds to step 20, where the fuel valve 4h is opened to supply fuel from the fuel tank 4a to the vaporizing glow plug. Note that if the resistance value R6 does not reach R400 in step 19, the vaporization of the fuel is insufficient, so steps 21 to 2 are performed.
In step 2, the resistor 4j of the energizing circuit of the vaporizing glow plug 4b is short-circuited by the changeover switch 4k to increase the supply current, and after controlling the energization time with a timer, fuel supply is started in step 20.

燃料供給を開始してから所定時間をカウントし、ステッ
プ24にて燃焼器4の内部の燃焼状態をフレームセンサ
4nからの信号TF3によりチェックを行う。ここでT
、sが所定温度T3より高い場合はステップ25に進ん
で燃料弁4hを制御して燃料流量を増量させ、増加した
燃焼ガスによってタービンブレード2aを駆動してコン
プレッサブレード2bの作動によりブースト圧を上昇さ
せ、フレームセンサ4nにより燃焼が確実であると確か
められると点火・気化グロープラグの通電をオフにする
。そして、ステップ26でブースト計2fによってブー
スト圧力をチェックし、所定圧力のP!10以上にブー
スト圧PBが達すれば、回転電機3に供給している電源
をオフにして電動機作動を停止する(ステップ27)。
A predetermined time is counted after the start of fuel supply, and in step 24, the combustion state inside the combustor 4 is checked using the signal TF3 from the flame sensor 4n. Here T
, s is higher than the predetermined temperature T3, the process proceeds to step 25, where the fuel valve 4h is controlled to increase the fuel flow rate, the increased combustion gas drives the turbine blade 2a, and the boost pressure is increased by operating the compressor blade 2b. When it is confirmed by the flame sensor 4n that combustion is reliable, the ignition/vaporization glow plug is turned off. Then, in step 26, the boost pressure is checked using the boost gauge 2f, and the predetermined pressure is P! When the boost pressure PB reaches 10 or higher, the power supply to the rotating electrical machine 3 is turned off to stop the motor operation (step 27).

なお、ステップ26にてブースト圧力P6がPBoに達
していないときは燃料流量を更に増加して、燃焼を盛ん
にする。
Note that if the boost pressure P6 has not reached PBo in step 26, the fuel flow rate is further increased to promote combustion.

ついで、燃焼ガスのエネルギーにて駆動されている回転
電機3は発電機となるので、ステップ28にて発電電圧
Vをチェックする。そして、その発電電圧Vが所定の電
圧の例えば24V以上の場合はステップ30に進み、発
電準備完了の信号をコントローラ6に送信する。なお、
ステップ28で発電電圧が所定電圧に達しない場合は、
ステップ29にて燃焼エネルギー増加のために燃焼器4
への燃料供給量を増加する。
Next, since the rotating electrical machine 3 driven by the energy of the combustion gas becomes a generator, the generated voltage V is checked in step 28. If the generated voltage V is a predetermined voltage, for example, 24 V or higher, the process proceeds to step 30, and a signal indicating completion of generation preparation is sent to the controller 6. In addition,
If the generated voltage does not reach the predetermined voltage in step 28,
In step 29, combustor 4 is used to increase combustion energy.
increase the amount of fuel supplied to

ステップ30にて発電準備完了の後はステップ31に進
んで電力変換器9に指令を発し、電力制御回路やインバ
ータが所定の電圧を出力するよう制御の設定を行う。そ
して、ステップ32にて電気負荷に電力を供給するか否
かを判断し、供給する場合はステップ33にて電気負荷
7の需要電力の演算を行い、ステップ34で現在の発電
電力と電気負荷7の需要電力との比較を行う。ここで、
発電電力が需要電力より小さい場合はステップ37に進
んで燃焼器4への供給燃料を増加させ、燃焼ガスエネル
ギーを増してステップ38にて再度発電電力と需要電力
とを比較し、発電電力が大きい場合はステップ39に進
む。なお、ステップ34の比較のフローで発電電力が需
要電力より大きい場合はステップ35で燃料流量を減少
させ、発電電力が需要電力よりやや大きい状態(負荷電
力+ΔW)の場合にステップ39に進むことになる。こ
のステップ39では電力変換器9の電力制御回路の電圧
制御の設定を行い、ステップ40にて計測回路7aから
の信号により供給電圧が100Vより高いか否かを比較
する。そして、供給電圧が100vより高い場合はステ
ップ42に進むが、低い場合はステップ41にて電力変
換器9の電力制御回路95を制御して電圧を上昇させる
After the preparation for power generation is completed in step 30, the process proceeds to step 31, where a command is issued to the power converter 9, and control settings are made so that the power control circuit and inverter output a predetermined voltage. Then, in step 32, it is determined whether or not to supply electric power to the electric load, and if so, in step 33, the demand power of the electric load 7 is calculated, and in step 34, the current generated power and the electric load 7 are calculated. A comparison is made with the power demand. here,
If the generated power is smaller than the demanded power, the process proceeds to step 37, where the fuel supplied to the combustor 4 is increased, the combustion gas energy is increased, and the generated power and the demanded power are compared again in step 38, and the generated power is determined to be larger. If so, proceed to step 39. In addition, in the comparison flow of step 34, if the generated power is larger than the demanded power, the fuel flow rate is decreased in step 35, and if the generated power is slightly larger than the demanded power (load power + ΔW), the process proceeds to step 39. Become. In step 39, the voltage control of the power control circuit of the power converter 9 is set, and in step 40, it is compared with the signal from the measurement circuit 7a to see if the supplied voltage is higher than 100V. If the supplied voltage is higher than 100V, the process proceeds to step 42, but if it is low, the power control circuit 95 of the power converter 9 is controlled to increase the voltage in step 41.

ステップ42では供給電圧と110■とを比較し、11
0■より高い場合はステップ43に進んで電圧減の制御
を行うので、電気負荷7に供給する電力はステップ40
〜43のフローにより100V乃至110■の電圧値に
制御されて供給されることになる。
In step 42, the supply voltage is compared with 110■,
If the voltage is higher than 0■, the process proceeds to step 43 to perform voltage reduction control, so the power supplied to the electrical load 7 is reduced to step 40.
Through the flow of steps 43 to 43, the voltage is controlled and supplied to a voltage value of 100V to 110V.

そしてステップ44にて発電停止になるまではステップ
1に戻って前述のフローを繰返すが、発電停止の場合は
ステップ45にて点火グロープラグ4dと気化グロープ
ラグ4bとの電源を断にし、吸気管パルプ1cと燃焼用
空気バルブ4fと燃料弁4hとを閉止し、さらに回転電
機3の作動を停止させる処理を行う。
Then, the flow returns to step 1 and repeats the above-described flow until the power generation is stopped in step 44. However, in the case of power generation being stopped, the power to the ignition glow plug 4d and the vaporization glow plug 4b is cut off in step 45, and the intake pipe is turned off. The pulp 1c, the combustion air valve 4f, and the fuel valve 4h are closed, and further, the operation of the rotating electric machine 3 is stopped.

以上本発明を上記の実施例によって説明したが本発明の
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。
Although the present invention has been described above with reference to the above embodiments, various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 本発明によれば、内燃機関とは別に燃料を燃焼させる燃
焼器に燃料を供給し、燃焼器からの燃焼ガスのエネルギ
ーによりターボチャージャに設けた回転電機を発電機と
して駆動して、その発電電力変換器によって商用電源と
等しい電圧及び交流周波数の電力に変換するので、内燃
機関の停止中でも回転電機により発電できるとともに、
電気負荷となる商用電源用の交流電気機器に供給できる
効果がある。
(Effects of the Invention) According to the present invention, fuel is supplied to the combustor that burns fuel separately from the internal combustion engine, and the rotating electric machine provided in the turbocharger is driven as a generator by the energy of the combustion gas from the combustor. The generated power converter converts the generated power into power with the same voltage and AC frequency as the commercial power supply, so the rotating electric machine can generate power even when the internal combustion engine is stopped.
It has the effect of being able to supply AC power to commercial AC electrical equipment that serves as an electrical load.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第2
図はその電力変換器の一例を示す回路ブロック図、第3
図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図である。 1・・・内燃機関、2・・・ターボチャージャ、3・・
・回転電機、4・・・燃焼器、6・・・コントローラ、
7・・・電気負荷、8・・・バッテリ、9・・・電力変
換器。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a circuit block diagram showing an example of the power converter.
The figure is a processing flow diagram showing an example of the operation of this embodiment. 1... Internal combustion engine, 2... Turbocharger, 3...
・Rotating electric machine, 4... combustor, 6... controller,
7... Electric load, 8... Battery, 9... Power converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 内燃機関の排気エネルギーにより吸気を過給するターボ
チャージャの回転軸に直結した電動−発電機となる回転
電機と、前記内燃機関とは別に燃料を燃焼させる燃焼器
と、該燃焼器からの燃焼ガスと内燃機関の排気とにより
前記ターボチャージャを駆動して回転電機を発電作動さ
せる駆動手段と、該発電出力を商用電源と等しい電圧及
び周波数の交流電力に変換する変換手段とを備えたこと
を特徴とする回転電機付ターボチャージャによる電源装
置。
A rotating electric machine that serves as an electric generator directly connected to the rotating shaft of a turbocharger that supercharges intake air using exhaust energy from the internal combustion engine, a combustor that burns fuel separately from the internal combustion engine, and combustion gas from the combustor. and an exhaust gas from the internal combustion engine to drive the turbocharger to cause the rotating electric machine to generate electricity, and a converting means to convert the generated output into alternating current power having the same voltage and frequency as a commercial power source. A power supply device using a turbocharger with a rotating electric machine.
JP62084345A 1987-04-06 1987-04-06 Power unit by turbocharger with rotary electrical machine Pending JPS63248924A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2986566A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-09 M E C Milenium Engine Concept Sa Combined power unit for e.g. car, has electric machine mechanically connected to output shaft of unit and electrically connected to electrical energy management pack for charging electric machine or supplying charge by electric machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2986566A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-09 M E C Milenium Engine Concept Sa Combined power unit for e.g. car, has electric machine mechanically connected to output shaft of unit and electrically connected to electrical energy management pack for charging electric machine or supplying charge by electric machine

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