KR20190003352A - Internal combustion engine with supercharged engine - Google Patents

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KR20190003352A
KR20190003352A KR1020180071270A KR20180071270A KR20190003352A KR 20190003352 A KR20190003352 A KR 20190003352A KR 1020180071270 A KR1020180071270 A KR 1020180071270A KR 20180071270 A KR20180071270 A KR 20180071270A KR 20190003352 A KR20190003352 A KR 20190003352A
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시게토 아다치
유타카 나루카와
가즈마사 니시무라
가즈오 다카하시
하루유키 마츠다
가즈야 아라히라
다이스케 모리시타
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

Provided is an internal combustion engine with a supercharger, capable of stabilizing the amount of recovered power in a power recovery device. According to the present invention, the internal combustion engine with a supercharger comprises an engine (10), the supercharger (20), an evaporator (42), an expander (44), the power recovery device (46), a condenser (48), a pump (50), and a control unit (60). The control unit (60) comprises: an adjustment unit (62) to increase/decrease the inflow amount of working medium in the evaporator (42) in accordance with increase/decrease of the heat amount of supercharged air flowing in the evaporator (42); and a temperature change detection unit (64) to output a temperature change signal when the degree of a change in a predetermined section of the temperature of the supercharged air flowing in the evaporator (42) becomes a threshold value or more. When a decrease signal is received, the adjustment unit (62) maintains the inflow amount of the working medium in the evaporator (42) at a constant decrease amount, which is smaller than the amount when receiving the decrease signal and is a constant amount.

Description

과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH SUPERCHARGED ENGINE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an internal combustion engine equipped with a supercharger,

본 발명은 과급기가 구비된 엔진을 탑재하는 내연 기관에 관한 것이다.The present invention relates to an internal combustion engine equipped with an engine equipped with a supercharger.

종래, 과급기로부터 엔진에 공급되는 과급 공기의 열을 회수하는 열에너지 회수 유닛을 구비하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 엔진과, 터빈 및 컴프레서를 갖는 과급기와, 과급기로부터 엔진에 공급되는 과급 공기의 열을 회수하는 배열 회수 장치를 구비하는 선박이 개시되어 있다. 터빈은, 엔진으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동된다. 컴프레서는, 터빈에 접속되어 있고, 상기 과급 공기를 토출한다. 배열 회수 장치는, 작동 매체를 증발시키는 증발기와, 팽창기와, 동력 회수기와, 응축기와, 펌프를 구비하고 있다. 증발기는, 과급기의 컴프레서와 엔진을 접속하는 흡기 라인에 설치되어 있다. 즉, 배열 회수 장치에서는, 증발기에 있어서, 엔진에 공급되기 전의 과급 공기로부터 작동 매체가 열을 수취하고, 이 열에너지가 팽창기를 통해 동력 회수기에 의해 회수된다.BACKGROUND ART [0002] An engine-equipped internal combustion engine having a supercharger equipped with a heat energy recovery unit that recovers heat of supercharged air supplied to an engine from a supercharger has been known. For example, Patent Document 1 discloses a ship having an engine, a supercharger having a turbine and a compressor, and an arrangement recovery device for recovering heat of supercharged air supplied to the engine from the supercharger. The turbine is driven by the exhaust gas discharged from the engine. The compressor is connected to the turbine, and discharges the boosted air. The apparatus for recovering an array includes an evaporator for evaporating the working medium, an expander, a power recovery device, a condenser, and a pump. The evaporator is installed in an intake line connecting the compressor of the supercharger and the engine. That is, in the arrangement recycling apparatus, in the evaporator, the working medium receives heat from the supercharging air before being supplied to the engine, and the heat energy is recovered by the power recovery device through the expander.

일본 특허 공개 제2015-200182호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-200182

특허문헌 1에 기재된 바와 같은 선박에서는, 악천후 등에 동력 회수기에서의 동력의 회수량에 변동이 발생할 수 있다. 구체적으로, 악천후 등에는, 엔진의 부하가 비교적 크게 변동되기 때문에, 과급기로부터 엔진에 공급되는 과급 공기의 열량도 비교적 크게 변동된다. 이 때문에, 증발기에서의 작동 매체의 과급 공기로부터의 수열량, 즉, 동력 회수기에서의 동력의 회수량이 변동된다.In ships such as those described in Patent Document 1, fluctuation in the amount of power recovered in a power recovery machine may occur in bad weather or the like. Concretely, since the load of the engine fluctuates greatly in bad weather or the like, the amount of heat of the supercharging air supplied from the supercharger to the engine also varies greatly. For this reason, the amount of heat of the working medium in the evaporator from the supercharging air, that is, the amount of power recovered in the power recovery device, fluctuates.

이와 같은 과제는, 선박에 한하지 않고, 항공기나 대형 발전기 등의 과급기가 구비된 엔진을 구비하는 내연 기관에 있어서 폭넓게 발생할 수 있다.Such a problem can be widely encountered in an internal combustion engine having an engine provided with a supercharger such as an aircraft or a large-sized generator, not limited to a ship.

본 발명의 목적은, 동력 회수기에서의 동력의 회수량의 변동을 억제하는 것이 가능한 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an engine-equipped internal combustion engine provided with a supercharger capable of suppressing fluctuation in the amount of power recovered in a power recovery machine.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 엔진과, 상기 엔진으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 및 상기 터빈에 접속되어 있으며 상기 엔진에 공급하기 위한 과급 공기를 토출하는 컴프레서를 갖는 과급기와, 상기 컴프레서로부터 토출된 과급 공기와 작동 매체를 열교환시킴으로써 상기 작동 매체를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와, 상기 팽창기에 접속된 동력 회수기와, 상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 증발기로 보내는 펌프와, 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 열량의 증감에 따라서 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 증감시키는 조정부와, 상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되었을 때, 그것을 나타내는 온도 변화 신호를 출력하는 온도 변화 검출부를 갖고, 상기 조정부는, 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 저하시키는 것을 나타내는 저하 신호를 수신하였을 때, 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 상기 저하 신호를 수신하였을 때의 유입량보다도 적고 또한 일정한 양인 감소 일정량으로 유지하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a supercharger comprising: an engine; a turbocharger driven by exhaust gas discharged from the engine; and a compressor connected to the turbine and having a compressor for discharging supercharged air to be supplied to the engine; An evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between the supercharging air discharged from the compressor and the working medium, an expander for expanding the working medium flowing out of the evaporator, a power recovery device connected to the expander, And a controller for controlling an inflow amount of the working medium to the evaporator, wherein the controller controls the amount of the supercharging air flowing into the evaporator And the operating medium to the evaporator And a temperature change detecting section for outputting a temperature change signal indicative of a change in the temperature of the supercharged air flowing into the evaporator in a predetermined period of time or more than a threshold value, A controller for controlling the flow rate of the working medium to be supplied to the evaporator and the amount of the working medium to be supplied to the evaporator when the amount of the inflow of the working medium to the evaporator is smaller than the inflow amount when the reducing signal is received, And an internal combustion engine.

본 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관(선박 등)에서는, 악천후 등에 영향에 의해, 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되면, 온도 변화 검출부가 온도 변화 신호를 출력한다. 따라서, 예를 들어 이 온도 변화 신호가 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관의 작업원에의 통지 신호(버저 등)로서 이용되는 경우, 그 통지 신호를 받은 작업원이 조정부에 대하여 저하 신호를 보냄(조정부에 대하여 저하 신호를 송신 가능한 스위치의 조작 등을 행함)으로써, 증발기에의 작동 매체의 유입량이, 증발기에 유입되는 과급 공기의 열량의 증감에 따라서 증감되는 상태로부터, 상기 저하 신호를 수신하였을 때의 유입량보다도 적고 또한 일정한 양인 감소 일정량으로 유지되는 상태로 전환된다. 이 결과, 증발기로부터 유출되는(팽창기에 유입되는) 작동 매체의 압력, 즉, 동력 회수기에서의 동력의 회수량은 저하되기는 하지만, 그 회수량은, 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도 변화의 영향을 받지 않는 일정한 값으로 유지된다. 따라서, 동력 회수기에서의 동력의 회수량(출력)의 변동이 억제된다.In the engine-equipped internal combustion engine (ship or the like) equipped with this turbocharger, when the degree of change in the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator due to bad weather or the like in a predetermined period becomes a threshold value or more, . Therefore, for example, when the temperature change signal is used as a notification signal (buzzer or the like) to an operator of an engine-equipped internal combustion engine equipped with a supercharger, a worker receiving the notification signal sends a decrease signal to the adjustment unit When the amount of inflow of the working medium into the evaporator is increased or decreased as the amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator is increased or decreased, And is maintained at a constant amount which is a constant amount. As a result, although the pressure of the working medium (flowing into the inflator) flowing out from the evaporator, that is, the power recovered by the power recovery device, is lowered, the recovered amount is influenced by the temperature change of the supercharging air flowing into the evaporator It is maintained at a constant value that is not received. Therefore, the fluctuation of the power (output) of the power in the power recovery apparatus is suppressed.

이 경우에 있어서, 상기 온도 변화 검출부는, 상기 온도 변화 신호를 상기 저하 신호로서 상기 조정부에 송신하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the temperature change detection section transmits the temperature change signal to the adjustment section as the decrease signal.

이와 같이 하면, 온도 변화 검출부가 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 된 것을 검출하였을 때, 자동적으로 동력 회수기에서의 동력의 회수량이 저하되고, 그 회수량으로 안정된다.In this case, when the temperature change detecting unit detects that the degree of change of the temperature of the supercharging air in a predetermined period of time becomes equal to or more than the threshold value, the amount of power recovered in the power recovery apparatus is automatically reduced and stabilized .

또한, 상기 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관에 있어서, 상기 조정부는, 상기 온도 변화 신호를 수신하면, 당해 온도 변화 신호의 수신 전의 특정 기간에 있어서의 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량의 최솟값 이하의 양을 상기 감소 일정량으로서 설정하는 것이 바람직하다.In addition, in the engine-equipped internal combustion engine provided with the supercharger, when the temperature change signal is received, the adjustment unit sets the minimum value of the inflow amount of the working medium into the evaporator in a specific period before reception of the temperature change signal Is set as the reduced constant amount.

이와 같이 하면, 작동 매체가 기액 2상의 상태로 팽창기에 유입되는 것이 억제된다. 구체적으로, 상기 감소 일정량이 특정 기간에 있어서의 증발기에의 작동 매체의 유입량의 최솟값보다도 큰 경우, 증발기에의 작동 매체의 유입량이 상기 최솟값이었을 때와 동일 정도로까지 증발기에 유입되는 과급 공기의 열량이 감소하였을 때, 증발기에서의 작동 매체의 증발이 불충분해진다. 단, 상기 감소 일정량을 증발기에의 작동 매체의 유입량의 최솟값 이하의 양으로 설정함으로써, 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태에서 당해 작동 매체가 증발기로부터 유출되는 것이 억제되므로, 작동 매체가 기액 2상의 상태로 팽창기에 유입되는 것이 억제된다.This prevents the working medium from flowing into the inflator in the gas-liquid two-phase state. Specifically, when the amount of reduction is larger than the minimum value of the inflow amount of the working medium into the evaporator in the specific period, the amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator to the same extent as when the inflow amount of the working medium into the evaporator is the minimum value Evaporation of the working medium in the evaporator becomes insufficient. However, by setting the reduced amount to a value equal to or less than the minimum value of the inflow amount of the working medium to the evaporator, the working medium is prevented from flowing out from the evaporator in a state where the temperature of the working medium is lower than the saturation temperature, Is prevented from entering the inflator.

또한, 본 발명은 엔진과, 상기 엔진으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 및 상기 터빈에 접속되어 있으며 상기 엔진에 공급하기 위한 과급 공기를 토출하는 컴프레서를 갖는 과급기와, 상기 컴프레서로부터 토출된 과급 공기와 작동 매체를 열교환시킴으로써 상기 작동 매체를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와, 상기 팽창기에 접속된 동력 회수기와, 상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 증발기로 보내는 펌프와, 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 팽창기에 유입되는 작동 매체의 과열도가 규정 범위 내에서 추이하도록 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 조정하는 조정부와, 상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되었을 때, 그것을 나타내는 온도 변화 신호를 출력하는 온도 변화 검출부를 갖고, 상기 조정부는, 상기 과열도의 상기 규정 범위의 상한값을 증가시키는 것을 나타내는 상한값 증가 신호를 수신하였을 때, 상기 규정 범위의 상한값을 일정값 증가시키는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관을 제공한다.The present invention also provides a supercharger comprising: an engine; a turbine driven by exhaust gas discharged from the engine; and a compressor connected to the turbine and having a compressor for discharging supercharged air to be supplied to the engine; An evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between the air and the working medium, an expander for expanding the working medium flowing out from the evaporator, a power recovery device connected to the expander, a condenser for condensing the working medium flowing out from the expander, A pump for sending a working medium flowing out of the condenser to the evaporator and a control unit for controlling an inflow amount of the working medium to the evaporator, wherein the control unit controls the superheating degree of the working medium flowing into the inflator, Of the working medium to the evaporator to cause a change in the working medium And a temperature change detecting section for outputting a temperature change signal indicative of a change in the temperature of the supercharged air flowing into the evaporator in a predetermined period when the change degree is equal to or more than a threshold value, And a supercharger for increasing an upper limit value of the prescribed range by a predetermined value when receiving an upper limit value increasing signal indicating that the upper limit value of the prescribed range of superheat degree is increased.

이 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관에서는, 악천후 등에 영향에 의해, 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되면, 온도 변화 검출부가 온도 변화 신호를 출력한다. 따라서, 예를 들어 이 온도 변화 신호가 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관의 작업원에의 통지 신호(버저 등)로서 이용되는 경우, 그 통지 신호를 받은 작업원이 조정부에 대하여 상한값 증가 신호를 보냄(조정부에 대하여 상한값 증가 신호를 송신 가능한 스위치의 조작 등을 행함)으로써, 과열도의 규정 범위의 상한값이 일정값 증가한다. 이 때문에, 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도가 상승하였다고 해도, 즉, 동력 회수량이 증가하도록 증발기에의 작동 매체의 유입량을 증가시키는 것이 가능한 상태로 되었다고 해도, 증발기에의 작동 매체의 유입량이 조정부가 상한값 증가 신호를 수신하였을 때의 유입량으로부터 증가되는 것이 억제된다. 따라서, 동력 회수기에서의 동력의 회수량(출력)의 변동이 억제된다.In the engine-equipped internal combustion engine provided with this turbocharger, when the degree of change in the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator due to bad weather or the like becomes equal to or greater than a threshold value, the temperature change detecting unit outputs a temperature change signal. Therefore, for example, when the temperature change signal is used as a notification signal (buzzer or the like) to the worker of the engine-equipped internal combustion engine equipped with the supercharger, the worker receiving the notification signal sends an upper limit value increase signal to the adjustment part (Operation of a switch capable of transmitting an upper limit value increase signal to the adjustment section, etc.), the upper limit value of the specified range of the superheat degree increases by a certain value. Therefore, even if the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator is increased, that is, even if it becomes possible to increase the inflow amount of the working medium into the evaporator so that the amount of power recovery is increased, From being increased from the inflow amount when the additional upper limit value increasing signal is received. Therefore, the fluctuation of the power (output) of the power in the power recovery apparatus is suppressed.

이 경우에 있어서, 상기 온도 변화 검출부는, 상기 온도 변화 신호를 상기 상한값 증가 신호로서 상기 조정부에 송신하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the temperature change detection section transmits the temperature change signal to the adjustment section as the upper limit value increase signal.

이와 같이 하면, 온도 변화 검출부가 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 된 것을 검출하였을 때, 자동적으로 과열도의 규정 범위의 상한값이 증가된다. 따라서, 동력 회수기에서의 동력의 회수량의 변동이 자동적으로 억제된다.In this way, when the temperature change detecting section detects that the degree of change of the temperature of the supercharging air in a predetermined period is equal to or more than the threshold value, the upper limit value of the specified range of superheat degree is automatically increased. Therefore, the fluctuation of the power recovery amount in the power recovery machine is automatically suppressed.

또한, 상기 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관에 있어서, 상기 조정부는, 상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 상기 소정 기간에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차와 동일한 값을 상기 일정값으로서 상기 규정 범위의 상한값에 더하는 것이 바람직하다.In the engine-equipped internal combustion engine provided with the supercharger, the adjustment unit may set the same value as the difference between the maximum value and the minimum value in the predetermined period of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator as the predetermined value, To the upper limit value of "

이와 같이 하면, 보다 확실하게 동력 회수기에서의 동력의 회수량의 변동이 억제된다. 구체적으로, 규정 범위의 상한값에 더해지는 상기 일정값이 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차보다도 작은 경우, 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도가 상기 최댓값 정도로까지 변화되었을 때, 증발기에서의 작동 매체의 수열량이 증가되므로, 팽창기에 유입되는 작동 매체의 과열도가 상한값을 초과한다. 이 결과, 조정부는, 증발기에의 작동 매체의 유입량을 증가시키므로, 동력 회수기에서의 동력의 회수량이 증가된다. 단, 상기 차와 동일한 값이 상기 일정값으로서 규정 범위의 상한값에 더해짐으로써, 팽창기에 유입되는 작동 매체의 과열도가 상기 일정값이 더해진 후의 상한값 이상으로 되는 것이 억제되므로, 동력 회수기에서의 동력의 회수량의 변동이 보다 확실하게 억제된다.In this way, fluctuations in the amount of power recovery in the power recovery device can be more reliably suppressed. Specifically, when the predetermined value added to the upper limit value of the specified range is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value in the predetermined period of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator, the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator changes to the maximum value The amount of heat of the working medium in the evaporator is increased, so that the superheat degree of the working medium flowing into the inflator exceeds the upper limit value. As a result, the adjustment section increases the inflow amount of the working medium into the evaporator, thereby increasing the amount of power recovered in the power recovery device. However, since the same value as the difference is added to the upper limit value of the specified range as the constant value, it is suppressed that the superheat degree of the working medium flowing into the inflator becomes higher than the upper limit value after the constant value is added. The fluctuation of the recovery amount can be suppressed more reliably.

또한, 본 발명은 엔진과, 상기 엔진으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 및 상기 터빈에 접속되어 있으며 상기 엔진에 공급하기 위한 과급 공기를 토출하는 컴프레서를 갖는 과급기와, 상기 컴프레서로부터 토출된 과급 공기와 작동 매체를 열교환시킴으로써 상기 작동 매체를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와, 상기 팽창기에 접속된 동력 회수기와, 상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 증발기로 보내는 펌프와, 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 팽창기에 유입되는 작동 매체의 과열도가 규정 범위 내에서 추이하도록 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 조정하는 조정부를 갖고, 상기 조정부는, 상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 기준 기간에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차와 동일한 값을 상기 규정 범위의 상한값에 더하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관을 제공한다.The present invention also provides a supercharger comprising: an engine; a turbine driven by exhaust gas discharged from the engine; and a compressor connected to the turbine and having a compressor for discharging supercharged air to be supplied to the engine; An evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between the air and the working medium, an expander for expanding the working medium flowing out from the evaporator, a power recovery device connected to the expander, a condenser for condensing the working medium flowing out from the expander, A pump for sending a working medium flowing out of the condenser to the evaporator and a control unit for controlling an inflow amount of the working medium to the evaporator, wherein the control unit controls the superheating degree of the working medium flowing into the inflator, Of the working medium to the evaporator to cause a change in the working medium Wherein the adjusting unit includes an engine mounted internal combustion engine having a supercharger for adding a value equal to a difference between the maximum value and the minimum value in the reference period of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator to the upper limit value of the specified range, Provide institutions.

본 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관에 있어서도, 동력 회수기에서의 동력의 회수량의 변동이 억제된다. 구체적으로, 상기 기준 기간에 있어서의 상기 차와 동일한 값이 상기 일정값으로서 과열도의 규정 범위의 상한값에 더해짐으로써, 팽창기에 유입되는 작동 매체의 과열도가 상기 일정값이 더해진 후의 상한값 이상으로 되는 것이 억제되므로, 동력 회수량의 변동이 억제된다.Even in the engine-equipped internal combustion engine provided with this turbocharger, fluctuation of the amount of power recovered in the power recovery device is suppressed. Specifically, the same value as the difference in the reference period is added to the upper limit value of the predetermined range of superheat degree as the constant value, so that the superheat degree of the working medium flowing into the expander becomes equal to or larger than the upper limit value after the constant value is added The fluctuation of the power recovery amount is suppressed.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 동력 회수기에서의 동력의 회수량의 변동을 억제하는 것이 가능한 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관을 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to provide an engine-equipped internal combustion engine equipped with a supercharger capable of suppressing fluctuations in the amount of power recovered in the power recovery device.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 추이와, 펌프의 회전수의 추이의 관계의 예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태의 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 증발기에 있어서의 과급 공기의 온도 및 작동 매체의 온도와, 교환 열량의 관계를 도시하는 도면.
도 5는 열에너지 회수 유닛의 변형예를 도시하는 도면.
도 6은 열에너지 회수 유닛의 변형예를 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing a configuration of an engine-equipped internal combustion engine provided with a supercharger according to a first embodiment of the present invention; Fig.
2 is a diagram showing an example of the relationship between the transition of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator and the change in the number of revolutions of the pump.
3 is a view schematically showing a configuration of an engine-equipped internal combustion engine provided with a supercharger according to a second embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the relationship between the temperature of the supercharging air, the temperature of the working medium and the heat exchange rate in the evaporator.
5 is a view showing a modification of the heat energy recovery unit;
6 is a view showing a modification of the heat energy recovery unit;

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(제1 실시 형태)(First Embodiment)

본 발명의 제1 실시 형태의 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 이 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관은, 엔진(10)과, 과급기(20)와, 열에너지 회수 유닛(40)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관으로서 선박이 제시된다. 즉, 엔진(10)으로서, 선박용 엔진이 채용되어 있다.An engine-mounted internal combustion engine provided with a supercharger according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. The engine-equipped internal combustion engine provided with this turbocharger is provided with an engine (10), a turbocharger (20), and a heat energy recovery unit (40). In this embodiment, a vessel is presented as an engine-equipped internal combustion engine provided with a supercharger. That is, as the engine 10, a marine engine is employed.

과급기(20)는 엔진(10)으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동되는 터빈(21)과, 터빈(21)에 접속되어 있으며 엔진(10)에 공급하기 위한 과급 공기를 토출하는 컴프레서(22)를 갖는다. 컴프레서(22)로부터 토출된 과급 공기는, 컴프레서(22)와 엔진을 접속하는 흡기 라인(11)을 통해 엔진에 공급된다. 엔진(10)으로부터 배출된 배기 가스는, 엔진(10)과 터빈(21)을 접속하는 배기 라인(12)을 통해 터빈(21)에 공급된다.The supercharger 20 includes a turbine 21 driven by the exhaust gas discharged from the engine 10 and a compressor 22 connected to the turbine 21 and discharging supercharged air to be supplied to the engine 10 . The supercharged air discharged from the compressor (22) is supplied to the engine through an intake line (11) connecting the compressor (22) and the engine. The exhaust gas discharged from the engine 10 is supplied to the turbine 21 through an exhaust line 12 connecting the engine 10 and the turbine 21.

본 실시 형태에서는, 흡기 라인(11)에 에어 쿨러(30)가 설치되어 있다. 에어 쿨러(30)는 엔진(10)에 공급되는 과급 공기를 냉각 매체(해수 등)에 의해 냉각한다.In the present embodiment, the air cooler 30 is provided in the intake line 11. The air cooler 30 cools the supercharging air supplied to the engine 10 by a cooling medium (seawater or the like).

열에너지 회수 유닛(40)은 증발기(42)와, 팽창기(44)와, 동력 회수기(46)와, 응축기(48)와, 펌프(50)와, 증발기(42), 팽창기(44), 응축기(48) 및 펌프(50)를 이 순서로 접속하는 순환 유로(52)와, 제어부(60)를 구비하고 있다.The thermal energy recovery unit 40 includes an evaporator 42, an inflator 44, a power recovery unit 46, a condenser 48, a pump 50, an evaporator 42, an inflator 44, 48 and the pump 50 in this order, and a control unit 60. The control unit 60 includes a control unit 60,

증발기(42)는 흡기 라인(11) 중 컴프레서(22)와 에어 쿨러(30) 사이의 부위에 설치되어 있다. 증발기(42)는 컴프레서(22)로부터 토출된(엔진(10)에 공급되는) 과급 공기와 작동 매체를 열교환시킴으로써 작동 매체를 증발시킨다.The evaporator 42 is installed at a position between the compressor 22 and the air cooler 30 in the intake line 11. The evaporator 42 evaporates the working medium by exchanging the working medium with the supercharging air discharged from the compressor 22 (supplied to the engine 10).

팽창기(44)는 순환 유로(52) 중 증발기(42)의 하류측의 부위에 설치되어 있다. 팽창기(44)는 증발기(42)로부터 유출된 기상의 작동 매체를 팽창시킨다. 본 실시 형태에서는, 팽창기(44)로서, 기상의 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 회전 구동되는 로터를 갖는 용적식의 스크루 팽창기가 사용되고 있다.The inflator (44) is provided in a part of the circulating flow path (52) downstream of the evaporator (42). The inflator (44) expands the gaseous working medium flowing out of the evaporator (42). In this embodiment, as the inflator 44, a volumetric screw expander having a rotor rotationally driven by the expansion energy of a gas phase working medium is used.

동력 회수기(46)는 팽창기(44)에 접속되어 있다. 동력 회수기(46)는 팽창기(44)의 구동에 수반하여 회전함으로써 작동 매체로부터 동력을 회수한다. 본 실시 형태에서는, 동력 회수기(46)로서 발전기가 사용되고 있다. 또한, 동력 회수기(46)로서 압축기 등이 사용되어도 된다.The power recovery device 46 is connected to the inflator 44. The power recoverer 46 recovers power from the working medium by rotating as the inflator 44 is driven. In this embodiment, a generator is used as the power recovery device 46. [ A compressor or the like may be used as the power recovery device 46.

응축기(48)는 순환 유로(52) 중 팽창기(44)의 하류측의 부위에 설치되어 있다. 응축기(48)는 팽창기(44)로부터 유출된 작동 매체와 냉각 매체(해수 등)를 열교환시킴으로써 작동 매체를 응축시킨다.The condenser 48 is provided in a portion of the circulating flow path 52 on the downstream side of the inflator 44. The condenser 48 condenses the working medium by exchanging heat between the working medium flowing out of the inflator 44 and the cooling medium (seawater or the like).

펌프(50)는 순환 유로(52) 중 응축기(48)의 하류측의 부위(응축기(48)와 증발기(42) 사이의 부위)에 설치되어 있다. 펌프(50)는 응축기(48)로부터 유출된 액상의 작동 매체를 증발기(42)로 보낸다.The pump 50 is provided in a portion of the circulating flow path 52 downstream of the condenser 48 (a portion between the condenser 48 and the evaporator 42). The pump 50 sends the liquid working medium flowing out of the condenser 48 to the evaporator 42.

제어부(60)는 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량(본 실시 형태에서는 발전량)이 안정되도록 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을 제어한다. 본 실시 형태에서는, 제어부(60)는 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 열량의 증감에 따라서 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을 증감시킨다. 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 열량은, 흡기 라인(11) 중 컴프레서(22)와 증발기(42) 사이에 설치된 압력 센서(71) 및 온도 센서(72)의 각 검출값에 기초하여 구해진다. 구체적으로, 제어부(60)는 조정부(62)와, 온도 변화 검출부(64)를 갖는다.The control unit 60 controls the inflow amount of the working medium to the evaporator 42 so that the recovery amount of the power in the power recovery unit 46 (the generation amount in this embodiment) is stabilized. In the present embodiment, the control unit 60 increases or decreases the inflow amount of the working medium into the evaporator 42 in accordance with an increase or decrease in the amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator 42. The amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator 42 is calculated based on the detected values of the pressure sensor 71 and the temperature sensor 72 provided between the compressor 22 and the evaporator 42 in the intake line 11, It becomes. Specifically, the control unit 60 has an adjusting unit 62 and a temperature change detecting unit 64. [

조정부(62)는 펌프(50)의 회전수를 조정함으로써 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을 조정한다. 도 2에는, 펌프(50)의 회전수와, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도의 추이의 관계가 예시되어 있다. 또한, 조정부(62)는 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을 저하시키는 것을 나타내는 저하 신호를 수신하였을 때, 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을 상기 저하 신호를 수신하였을 때의 유입량보다도 적고 또한 일정한 양인 감소 일정량(도 2를 참조)으로 유지한다.The adjusting unit 62 adjusts the inflow amount of the working medium into the evaporator 42 by adjusting the number of revolutions of the pump 50. 2 illustrates the relationship between the rotation speed of the pump 50 and the transition of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator 42. In Fig. Further, when the control unit 62 receives a decrease signal indicating that the amount of the working medium flowing into the evaporator 42 is lowered, the amount of inflow of the working medium into the evaporator 42 is smaller than the inflow amount when the lowering signal is received (See Fig. 2) which is a constant amount.

온도 변화 검출부(64)는 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도(온도 센서(72)의 검출값)의 소정 기간(예를 들어 3분) t1에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되었을 때, 그것을 나타내는 온도 변화 신호를 출력한다. 구체적으로, 온도 변화 검출부(64)는 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간 t1에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차 ΔT가 기준값(예를 들어 10℃) 이상으로 되었을 때, 상기 온도 변화 신호를 출력한다. 본 실시 형태에서는, 온도 변화 검출부(64)는 온도 변화 신호를 상기 저하 신호로서 조정부(62)로 보낸다. 즉, 조정부(62)는 온도 변화 검출부(64)가 출력하는 온도 변화 신호(저하 신호)를 수신하였을 때, 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량이 상기 감소 일정량으로 되도록 펌프(50)의 회전수를 저하시킨다. 보다 구체적으로는, 조정부(62)는 온도 변화 신호를 수신하였을 때, 온도 변화 신호의 수신 전의 특정 기간(예를 들어 수시간) t2에 있어서의 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량의 최솟값 fmin 이하의 양을 상기 감소 일정량으로서 설정한다.When the degree of change at the time t1 for a predetermined period (for example, three minutes) of the temperature of the supercharging air (detected value of the temperature sensor 72) flowing into the evaporator 42 becomes equal to or more than the threshold value , And outputs a temperature change signal indicative thereof. Specifically, when the difference ΔT between the maximum value and the minimum value in a predetermined period t1 of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator 42 becomes equal to or higher than a reference value (for example, 10 ° C.) And outputs a change signal. In the present embodiment, the temperature change detection unit 64 sends a temperature change signal to the adjustment unit 62 as the decrease signal. That is, when the temperature change signal (lowered signal) output from the temperature change detection unit 64 is received, the adjustment unit 62 adjusts the rotation speed of the pump 50 so that the inflow amount of the working medium into the evaporator 42 becomes the above- . More specifically, when the temperature change signal is received, the adjusting unit 62 sets the minimum value of the inflow amount of the working medium to the evaporator 42 at the time t2 (for example, several hours) before the temperature change signal is received Is set as the reduced constant amount.

이상과 같이, 본 실시 형태의 선박(과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관)에서는, 악천후 등에 영향에 의해, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간 t1에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되면, 조정부(62)는 온도 변화 검출부(64)로부터 출력된 온도 변화 신호(저하 신호)를 수신함으로써, 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 열량의 증감에 따라서 증감하는 상태로부터, 상기 온도 변화 신호를 수신하였을 때의 유입량보다도 적고 또한 일정한 양인 감소 일정량으로 유지되는 상태로 전환한다. 이 결과, 증발기(42)로부터 유출되는(팽창기(44)에 유입되는) 작동 매체의 압력, 즉, 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량은 저하되지만, 그 회수량은, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도 변화의 영향을 받지 않는 일정한 값으로 유지된다. 따라서, 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량(출력)의 변동이 억제된다.As described above, in the ship (engine-mounted internal combustion engine provided with the supercharger) of the present embodiment, the degree of change in the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator 42 in the predetermined period t1 due to bad weather, The control unit 62 receives the temperature change signal (lowering signal) output from the temperature change detection unit 64 and adjusts the inflow amount of the working medium into the evaporator 42 to the amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator 42 To a state of being maintained at a constant amount which is smaller than the inflow amount at the time of receiving the temperature change signal and which is a constant amount. As a result, the pressure of the working medium (that flows into the inflator 44) flowing out from the evaporator 42, that is, the power recovered by the power recoverer 46 is lowered, The temperature of the superheated steam is maintained at a constant value which is not influenced by the temperature change of the supercharging air flowing into the superheater. Therefore, fluctuation of the amount of power (output) of the power in the power recovery device 46 is suppressed.

또한, 조정부(62)는 상기 온도 변화 신호를 수신하면, 당해 온도 변화 신호의 수신 전의 특정 기간 t2에 있어서의 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량의 최솟값 fmin 이하의 양을 상기 감소 일정량으로서 설정한다. 이 때문에, 작동 매체가 기액 2상의 상태로 팽창기(44)에 유입되는 것이 억제된다. 구체적으로, 상기 감소 일정량이 특정 기간 t2에 있어서의 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량의 최솟값 fmin보다도 큰 경우, 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량이 상기 최솟값 fmin이었을 때와 동일 정도로까지 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 열량(온도)이 감소되었을 때, 증발기(42)에서의 작동 매체의 증발이 불충분해진다. 단, 상기 감소 일정량을 상기 최솟값 fmin 이하의 양으로 설정함으로써, 증발기(42)에 있어서 작동 매체가 과급 공기로부터 수취하는 열에 의해 당해 작동 매체가 충분히 증발하므로, 작동 매체의 온도가 포화 온도 미만인 상태에서 당해 작동 매체가 증발기(42)로부터 유출되는 것이 억제된다. 따라서, 작동 매체가 기액 2상의 상태로 팽창기(44)에 유입되는 것이 억제된다.On receipt of the temperature change signal, the adjusting unit 62 sets the amount of the inflow of the working medium into the evaporator 42 in the specific period t2 before the reception of the temperature change signal as the reduced constant amount below the minimum value fmin . Therefore, the working medium is prevented from flowing into the inflator 44 in the gas-liquid two-phase state. Specifically, when the amount of the reduced amount is larger than the minimum value fmin of the inflow amount of the working medium to the evaporator 42 in the specific period t2, the amount of inflow of the working medium into the evaporator 42 is reduced to the same degree as when the inflow amount is the minimum value fmin Evaporation of the working medium in the evaporator 42 becomes insufficient when the amount of heat (temperature) of the supercharging air flowing into the evaporator 42 is reduced. However, by setting the reduced constant amount to a value equal to or less than the minimum value fmin, the working medium sufficiently evaporates due to the heat received by the working medium from the supercharging air in the evaporator 42, so that when the temperature of the working medium is lower than the saturation temperature The working medium is prevented from flowing out from the evaporator 42. Therefore, the working medium is prevented from flowing into the inflator 44 in the vapor-liquid two-phase state.

또한, 온도 변화 검출부(64)가 출력하는 온도 변화 신호는, 선박의 작업원에의 통지 신호(버저 등)로서 사용되어도 된다. 이 경우, 그 통지 신호를 받은 작업원은, 조정부(62)에 상기 저하 신호를 송신 가능한 스위치의 조작 등을 행한다. 이에 의해, 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량이 상기 감소 일정량으로 되도록 펌프(50)의 회전수가 저하된다. 이와 같이 해도, 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량(출력)의 변동이 억제된다.The temperature change signal outputted by the temperature change detection unit 64 may be used as a notification signal (buzzer or the like) to the worker of the ship. In this case, the worker who received the notification signal operates the adjustment unit 62 to operate the switch capable of transmitting the decrease signal. As a result, the number of revolutions of the pump 50 is reduced so that the amount of inflow of the working medium into the evaporator 42 is reduced to the predetermined amount. Even in this way, the fluctuation of the amount of power (output) of the power recovery device 46 is suppressed.

또한, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 열량은, 상기 압력 센서(71) 및 온도 센서(72) 대신에 설치된 유량 센서의 검출값에 기초하여 구해져도 된다. 혹은, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 열량은, 배기 라인(12) 내의 배기 가스의 온도 및 압력이나, 배기 라인(12) 내의 배기 가스의 유량에 기초하여 구해져도 된다.The amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator 42 may be obtained on the basis of the detection value of the flow rate sensor provided in place of the pressure sensor 71 and the temperature sensor 72. [ Alternatively, the amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator 42 may be obtained based on the temperature and pressure of the exhaust gas in the exhaust line 12 and the flow rate of the exhaust gas in the exhaust line 12.

(제2 실시 형태)(Second Embodiment)

다음에, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 본 발명의 제2 실시 형태의 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관에 대하여 설명한다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 상이한 부분에 대해서만 설명을 행하고, 제1 실시 형태와 동일한 구조, 작용 및 효과의 설명은 생략한다.Next, an engine-mounted internal combustion engine provided with a supercharger according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 3 and 4. Fig. In the second embodiment, only the parts different from the first embodiment are described, and the description of the structure, operation, and effect identical to those of the first embodiment will be omitted.

본 실시 형태에서는, 제어부(60)의 조정부(66)는 팽창기(44)에 유입되는 작동 매체의 과열도가 규정 범위 내(예를 들어 2℃ 내지 5℃)에서 추이하도록 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량(펌프(50)의 회전수)을 조정한다. 이 조정부(66)는 상기 규정 범위를 기억하는 기억부(67)를 갖고 있다. 또한, 팽창기(44)에 유입되는 작동 매체의 과열도는, 순환 유로(52) 중 증발기(42)와 팽창기(44) 사이의 부위에 설치된 압력 센서(73) 및 온도 센서(74)의 각 검출값에 기초하여 구해진다.The adjusting section 66 of the control section 60 controls the operation of the evaporator 42 such that the superheat degree of the working medium flowing into the inflator 44 varies within a specified range (for example, 2 to 5 DEG C) (The number of rotations of the pump 50). The adjustment unit 66 has a storage unit 67 for storing the specified range. The degree of superheat of the working medium flowing into the inflator 44 is determined by the detection of each of the pressure sensor 73 and the temperature sensor 74 provided in the portion of the circulating flow path 52 between the evaporator 42 and the inflator 44 Value.

온도 변화 검출부(64)는 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간 t1에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차 ΔT가 기준값(예를 들어 10℃) 이상으로 되었을 때, 그것을 나타내는 온도 변화 신호를 출력한다. 구체적으로, 온도 변화 검출부(64)는 상기 차 ΔT가 기준값 이상으로 되었을 때, 상기 온도 변화 신호로서, 과열도의 규정 범위의 상한값 α1을 증가시키는 것을 나타내는 상한값 증가 신호를 조정부(66)에 송신한다. 조정부(66)는 상기 상한값 증가 신호를 수신하였을 때, 기억부(67)에 기억되어 있는 규정 범위의 상한값 α1을 일정값 증가시킨다. 보다 구체적으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 조정부(66)는 상기 소정 기간 t1에 온도 변화 검출부(64)에서 검출된 온도의 최댓값과 최솟값의 차 ΔT와 동일한 값을 상기 일정값으로서 규정 범위의 상한값 α1에 더한다.When the difference ΔT between the maximum value and the minimum value in the predetermined period t1 of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator 42 becomes equal to or higher than the reference value (for example, 10 ° C.), the temperature change detection unit 64 detects the temperature change signal . Specifically, when the difference DELTA T becomes equal to or larger than the reference value, the temperature change detection section 64 transmits to the adjustment section 66 an upper limit value increase signal indicating that the upper limit value alpha 1 of the specified range of the superheat degree is increased as the temperature change signal . When receiving the upper limit value increasing signal, the adjusting unit 66 increases the upper limit value alpha 1 of the specified range stored in the memory unit 67 by a constant value. More specifically, as shown in Fig. 4, the adjusting unit 66 sets a value equal to the difference DELTA T between the maximum value and the minimum value of the temperature detected by the temperature change detecting unit 64 in the predetermined period t1, Lt; / RTI >

이상과 같이, 본 실시 형태의 선박(과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관)에서는, 악천후 등에 영향에 의해, 소정 기간 t1에 온도 변화 검출부(64)에서 검출된 온도의 최댓값과 최솟값의 차 ΔT가 기준값으로 되면, 조정부(66)는 온도 변화 검출부(64)로부터 출력된 온도 변화 신호(상한값 증가 신호)를 수신함으로써, 기억부(67)에 기억되어 있는 규정 범위의 상한값 α1을 일정값 증가시킨다. 이 때문에, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도가 상승하였다고 해도, 즉, 동력 회수량이 증가하도록 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을 증가시키는 것이 가능한 상태로 되었다고 해도, 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량이 조정부(66)가 상한값 증가 신호를 수신하였을 때의 유입량으로부터 증가되는 것이 억제된다. 따라서, 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량(출력)의 변동이 억제된다.As described above, in the ship (engine-mounted internal combustion engine provided with the turbocharger) of the present embodiment, the difference ΔT between the maximum value and the minimum value of the temperature detected by the temperature change detection unit 64 in the predetermined period t1, The control unit 66 increases the upper limit value alpha 1 of the specified range stored in the storage unit 67 by a predetermined value by receiving the temperature change signal (upper limit value increase signal) output from the temperature change detection unit 64. [ Even if the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator 42 rises, that is, even if it becomes possible to increase the inflow amount of the working medium into the evaporator 42 so as to increase the power recovery amount, Is prevented from increasing from the inflow amount when the adjusting unit 66 receives the upper limit value increasing signal. Therefore, fluctuation of the amount of power (output) of the power in the power recovery device 46 is suppressed.

또한, 조정부(66)는 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간 t1에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차 ΔT와 동일한 값을 상기 일정값으로서 규정 범위의 상한값 α1에 더한다. 이 때문에, 보다 확실하게 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량의 변동이 억제된다. 구체적으로, 규정 범위의 상한값 α1에 더해지는 상기 일정값이 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간 t1에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차 ΔT보다도 작은 경우, 증발기(42)에 유입되는 과급 공기의 온도가 상기 최댓값 정도로까지 변화되었을 때, 증발기(42)에서의 작동 매체의 수열량이 증가되므로, 팽창기(44)에 유입되는 작동 매체의 과열도가 상한값을 초과한다. 이 결과, 조정부(66)는 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량을 증가시키므로, 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량이 증가된다. 단, 상기 차 ΔT와 동일한 값이 상기 일정값으로서 규정 범위의 상한값 α1에 더해짐으로써, 팽창기(44)에 유입되는 작동 매체의 과열도가 상기 일정값이 더해진 후의 상한값 이상으로 되는 것이 억제되므로, 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량의 변동이 보다 확실하게 억제된다.The adjusting unit 66 adds a value equal to the difference ΔT between the maximum value and the minimum value in the predetermined period t1 of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator 42 to the upper limit value α1 of the specified range as the constant value. Therefore, fluctuation of the amount of power recovered by the power recovery device 46 can be suppressed more reliably. Specifically, when the constant value added to the upper limit value α1 of the specified range is smaller than the difference ΔT between the maximum value and the minimum value in the predetermined period t1 of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator 42, When the temperature of the air is changed to the maximum value, the amount of heat of the working medium in the evaporator 42 is increased, so that the superheat degree of the working medium flowing into the inflator 44 exceeds the upper limit value. As a result, the adjusting unit 66 increases the inflow amount of the working medium into the evaporator 42, so that the amount of power recovered in the power recovering unit 46 is increased. However, since the same value as the difference? T is added to the upper limit value? 1 of the specified range as the predetermined value, the superheat degree of the working medium flowing into the inflator 44 is suppressed to be equal to or higher than the upper limit value after the constant value is added. The fluctuation of the amount of recovery of the power in the recovery machine 46 is more reliably suppressed.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 조정부(66)는 온도 변화 신호의 수신에 의하지 않고, 기준 기간(예를 들어 3분)에 있어서의 온도 센서(72)의 검출값의 최댓값과 최솟값의 차 ΔT를 과열도의 규정 범위의 상한값 α1에 더해도 된다. 이와 같이 해도, 동력 회수기(46)에서의 동력의 회수량의 변동이 억제된다. 이 경우, 압력 센서(71)는 생략 가능하다.In the present embodiment, the adjustment unit 66 may calculate the difference DELTA T between the maximum value and the minimum value of the detection value of the temperature sensor 72 in the reference period (for example, three minutes) It may be added to the upper limit value alpha 1 of the specified range of the superheat degree. Even in this way, fluctuation of the amount of power recovery in the power recovery device 46 is suppressed. In this case, the pressure sensor 71 can be omitted.

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타나고, 또한 특허 청구 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.It is also to be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description of the embodiments, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to those of the claims.

예를 들어, 조정부(62, 66)에 의한 증발기(42)에의 작동 매체의 유입량의 조정은, 도 5에 도시된 바와 같이, 펌프(50)를 바이패스하도록 순환 유로(52)에 접속된 바이패스 유로(54)에 설치된 바이패스 밸브(56)의 개방도를 조정함으로써 행해져도 된다. 혹은, 상기 유입량의 조정은, 도 6에 도시된 바와 같이, 순환 유로(52) 중 펌프(50)의 하류측의 부위에 설치된 유량 조정 밸브(58)의 개방도를 조정함으로써 행해져도 된다. 또한, 도 5 및 도 6에서는, 제어부(60)에 입력되는 신호의 도시는 생략되어 있다.5, the adjustment of the amount of inflow of the working medium into the evaporator 42 by the adjusting units 62 and 66 can be performed, for example, Or may be performed by adjusting the opening degree of the bypass valve 56 provided in the path passage 54. Alternatively, the adjustment of the inflow amount may be performed by adjusting the opening degree of the flow rate regulating valve 58 provided on the downstream side of the pump 50 in the circulation flow path 52, as shown in Fig. 5 and 6, the illustration of the signal input to the control unit 60 is omitted.

10 : 엔진
20 : 과급기
21 : 터빈
22 : 컴프레서
40 : 열에너지 회수 유닛
42 : 증발기
44 : 팽창기
46 : 동력 회수기
48 : 응축기
50 : 펌프
52 : 순환 유로
54 : 바이패스 유로
56 : 바이패스 밸브
60 : 제어부
62 : 조정부
64 : 온도 변화 검출부
66 : 조정부
67 : 기억부10: Engine
20: supercharger
21: Turbine
22: Compressor
40: Heat energy recovery unit
42: Evaporator
44: inflator
46: Power recovery machine
48: Condenser
50: Pump
52:
54: Bypass flow
56: Bypass valve
60:
62:
64: Temperature change detector
66:
67:

Claims (7)

엔진과,
상기 엔진으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 및 상기 터빈에 접속되어 있으며 상기 엔진에 공급하기 위한 과급 공기를 토출하는 컴프레서를 갖는 과급기와,
상기 컴프레서로부터 토출된 과급 공기와 작동 매체를 열교환시킴으로써 상기 작동 매체를 증발시키는 증발기와,
상기 증발기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와,
상기 팽창기에 접속된 동력 회수기와,
상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와,
상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 증발기로 보내는 펌프와,
상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 열량의 증감에 따라서 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 증감시키는 조정부와,
상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되었을 때, 그것을 나타내는 온도 변화 신호를 출력하는 온도 변화 검출부를 갖고,
상기 조정부는, 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 저하시키는 것을 나타내는 저하 신호를 수신하였을 때, 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 상기 저하 신호를 수신하였을 때의 유입량보다도 적고 또한 일정한 양인 감소 일정량으로 유지하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관.An engine,
A supercharger having a turbine driven by exhaust gas discharged from the engine and a compressor connected to the turbine and having a compressor for discharging supercharged air to be supplied to the engine;
An evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between the supercharging air discharged from the compressor and the working medium;
An expander for expanding the working medium flowing out of the evaporator,
A power recovery device connected to the inflator,
A condenser for condensing the working medium flowing out of the inflator,
A pump for sending a working medium flowing out of the condenser to the evaporator,
And a control unit for controlling an inflow amount of the working medium to the evaporator,
Wherein,
An adjusting unit for increasing or decreasing an inflow amount of the working medium to the evaporator in accordance with an increase or decrease in the amount of heat of the supercharging air flowing into the evaporator;
And a temperature change detecting section for outputting a temperature change signal indicative of a change in the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator over a predetermined period of time,
Wherein the control unit is configured to control the amount of inflow of the working medium to the evaporator to be smaller than the inflow amount when the decreasing signal is received and decrease to a constant amount when the decreasing signal indicating that the inflow amount of the working medium to the evaporator is lowered And an internal combustion engine equipped with an internal combustion engine. 제1항에 있어서,
상기 온도 변화 검출부는, 상기 온도 변화 신호를 상기 저하 신호로서 상기 조정부에 송신하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관.The method according to claim 1,
Wherein the temperature change detection section is provided with a supercharger for transmitting the temperature change signal as the decrease signal to the adjustment section. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 조정부는, 상기 온도 변화 신호를 수신하면, 당해 온도 변화 신호의 수신 전의 특정 기간에 있어서의 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량의 최솟값 이하의 양을 상기 감소 일정량으로서 설정하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the adjusting unit is configured to set the amount of the inflow of the working medium to the evaporator in a specific period before the temperature change signal is received as the reduced amount when the temperature change signal is received, Mounted internal combustion engine. 엔진과,
상기 엔진으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 및 상기 터빈에 접속되어 있으며 상기 엔진에 공급하기 위한 과급 공기를 토출하는 컴프레서를 갖는 과급기와,
상기 컴프레서로부터 토출된 과급 공기와 작동 매체를 열교환시킴으로써 상기 작동 매체를 증발시키는 증발기와,
상기 증발기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와,
상기 팽창기에 접속된 동력 회수기와,
상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와,
상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 증발기로 보내는 펌프와,
상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 팽창기에 유입되는 작동 매체의 과열도가 규정 범위 내에서 추이하도록 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 조정하는 조정부와,
상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 소정 기간에 있어서의 변화도가 역치 이상으로 되었을 때, 그것을 나타내는 온도 변화 신호를 출력하는 온도 변화 검출부를 갖고,
상기 조정부는, 상기 과열도의 상기 규정 범위의 상한값을 증가시키는 것을 나타내는 상한값 증가 신호를 수신하였을 때, 상기 규정 범위의 상한값을 일정값 증가시키는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관.An engine,
A supercharger having a turbine driven by exhaust gas discharged from the engine and a compressor connected to the turbine and having a compressor for discharging supercharged air to be supplied to the engine;
An evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between the supercharging air discharged from the compressor and the working medium;
An expander for expanding the working medium flowing out of the evaporator,
A power recovery device connected to the inflator,
A condenser for condensing the working medium flowing out of the inflator,
A pump for sending a working medium flowing out of the condenser to the evaporator,
And a control unit for controlling an inflow amount of the working medium to the evaporator,
Wherein,
An adjusting unit for adjusting an inflow amount of the working medium to the evaporator such that the superheat degree of the working medium flowing into the inflator is changed within a predetermined range;
And a temperature change detecting section for outputting a temperature change signal indicative of a change in the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator over a predetermined period of time,
Wherein the adjusting section is provided with a supercharger for increasing an upper limit value of the prescribed range by a predetermined value when receiving an upper limit value increasing signal indicating that the upper limit value of the prescribed range of the superheating degree is increased. 제4항에 있어서,
상기 온도 변화 검출부는, 상기 온도 변화 신호를 상기 상한값 증가 신호로서 상기 조정부에 송신하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관.5. The method of claim 4,
Wherein the temperature change detection section is provided with a supercharger for transmitting the temperature change signal as the upper limit value increase signal to the adjustment section. 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 조정부는, 상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 상기 소정 기간에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차와 동일한 값을 상기 일정값으로서 상기 규정 범위의 상한값에 더하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the adjusting unit is provided with a supercharger which adds the same value as the difference between the maximum value and the minimum value in the predetermined period of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator to the upper limit value of the prescribed range as the constant value. 엔진과,
상기 엔진으로부터 배출된 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 및 상기 터빈에 접속되어 있으며 상기 엔진에 공급하기 위한 과급 공기를 토출하는 컴프레서를 갖는 과급기와,
상기 컴프레서로부터 토출된 과급 공기와 작동 매체를 열교환시킴으로써 상기 작동 매체를 증발시키는 증발기와,
상기 증발기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와,
상기 팽창기에 접속된 동력 회수기와,
상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와,
상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 증발기로 보내는 펌프와,
상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 팽창기에 유입되는 작동 매체의 과열도가 규정 범위 내에서 추이하도록 상기 증발기에의 상기 작동 매체의 유입량을 조정하는 조정부를 갖고,
상기 조정부는, 상기 증발기에 유입되는 과급 공기의 온도의 기준 기간에 있어서의 최댓값과 최솟값의 차와 동일한 값을 상기 규정 범위의 상한값에 더하는 과급기가 구비된 엔진 탑재 내연 기관.An engine,
A supercharger having a turbine driven by exhaust gas discharged from the engine and a compressor connected to the turbine and having a compressor for discharging supercharged air to be supplied to the engine;
An evaporator for evaporating the working medium by exchanging heat between the supercharging air discharged from the compressor and the working medium;
An expander for expanding the working medium flowing out of the evaporator,
A power recovery device connected to the inflator,
A condenser for condensing the working medium flowing out of the inflator,
A pump for sending a working medium flowing out of the condenser to the evaporator,
And a control unit for controlling an inflow amount of the working medium to the evaporator,
Wherein,
And an adjusting unit for adjusting an inflow amount of the working medium to the evaporator so that the degree of superheat of the working medium flowing into the inflator is changed within a prescribed range,
Wherein the adjusting section is provided with a supercharger which adds a value equal to the difference between the maximum value and the minimum value in the reference period of the temperature of the supercharging air flowing into the evaporator to the upper limit value of the prescribed range.
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