JP3288804B2 - Supercharger for internal combustion engine - Google Patents

Supercharger for internal combustion engine

Info

Publication number
JP3288804B2
JP3288804B2 JP13771293A JP13771293A JP3288804B2 JP 3288804 B2 JP3288804 B2 JP 3288804B2 JP 13771293 A JP13771293 A JP 13771293A JP 13771293 A JP13771293 A JP 13771293A JP 3288804 B2 JP3288804 B2 JP 3288804B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supercharger
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP13771293A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06346745A (en
Inventor
一彦 橋本
剛 山田
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.)
Diesel United Ltd
Original Assignee
Diesel United Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diesel United Ltd filed Critical Diesel United Ltd
Priority to JP13771293A priority Critical patent/JP3288804B2/en
Publication of JPH06346745A publication Critical patent/JPH06346745A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3288804B2 publication Critical patent/JP3288804B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、往復動式の内燃機関の
過給装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating type supercharger for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の過給装置として、内燃機関の
給気側に過給機ブロワを設け、内燃機関の排気側に過給
機ブロワと同一軸で連結した過給機排ガスタービンを設
けた構成の排ガスターボ過給機がある。
2. Description of the Related Art As a supercharging device for an internal combustion engine, a supercharger blower is provided on a supply side of the internal combustion engine, and a supercharger exhaust gas turbine connected on the same axis as the supercharger blower is provided on an exhaust side of the internal combustion engine. There is an exhaust gas turbocharger having a different configuration.

【0003】この過給機においては、過給機ブロワから
の過給空気量は、内燃機関からの排気エネルギの大小に
よってのみ一義的に決まるようになっている。
In this supercharger, the amount of supercharged air from a supercharger blower is uniquely determined only by the magnitude of exhaust energy from an internal combustion engine.

【0004】ところで、内燃機関の正味平均有効圧力の
上昇と過給機の圧力上昇に伴い、過給機が内燃機関に供
給する空気量は、内燃機関の低負荷域で不足気味、高負
荷域で過剰気味となっている。
[0004] By the way, as the net average effective pressure of the internal combustion engine rises and the pressure of the supercharger rises, the amount of air supplied to the internal combustion engine by the supercharger becomes insufficient in a low load range of the internal combustion engine and becomes insufficient in a high load range. It is becoming overkill.

【0005】ここで、排ガスタービンノズル面積を絞れ
ば低負荷域での空気量不足は解消し、逆に排ガスタービ
ンノズル面積を広げると高負荷域の空気過剰は解消する
ため、過給空気量を任意に加減する目的で、排ガスノズ
ル面積を可変とする過給機がある。
Here, if the area of the exhaust gas turbine nozzle is reduced, the shortage of air in the low load region is eliminated, and if the area of the exhaust gas turbine nozzle is increased, excess air in the high load region is eliminated. There is a supercharger in which the exhaust gas nozzle area is variable for the purpose of arbitrarily adjusting.

【0006】また、同じ目的のために電動補助ブロワを
装備した過給機もある。
There are also superchargers equipped with an electric auxiliary blower for the same purpose.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記の排ガス
タービンノズル面積を可変とする過給機は、過給機効率
が低下すると共にノズル面積の可変範囲を広くできず、
しかも内燃機関に使用する燃料油の組成によっては可変
機構の信頼性に不安がある、などの欠点があった。
However, the above turbocharger having a variable exhaust gas turbine nozzle area cannot reduce the turbocharger efficiency and widen the variable area of the nozzle area.
In addition, there is a drawback that the reliability of the variable mechanism is unreliable depending on the composition of the fuel oil used in the internal combustion engine.

【0008】また、電動補助ブロワを用いる過給機にお
いては、空気不足は解消するものの電力消費量が著しく
多く、不経済となる欠点があった。
[0008] Further, the supercharger using the electric auxiliary blower has a drawback that the shortage of air is solved but the power consumption is remarkably large, which is uneconomical.

【0009】本発明は上記従来装置の欠点を解決し、内
燃機関の負荷に対応して任意に過給空気量を加減するこ
とができる内燃機関の過給装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a supercharging device for an internal combustion engine which can solve the above-mentioned drawbacks of the conventional device and can arbitrarily increase or decrease the amount of supercharged air in accordance with the load of the internal combustion engine.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の手段では、内燃機関へ給気を行う過
給機ブロワと前記内燃機関からの排ガスにより駆動され
かつ前記過給機ブロワを駆動する過給機排ガスタービン
とを備えた内燃機関の過給装置において、過給機排ガス
タービンからの排ガスにより給水を加熱して蒸気を生成
する蒸気発生器と、該蒸気発生器から蒸気流量調整弁を
介して送給された蒸気により駆動されかつ前記過給機排
ガスタービンと協働して前記過給機ブロワを駆動する蒸
気タービンと、前記過給機ブロワから内燃機関へ給気さ
れる空気の圧力を伝達するための給気圧力伝送器と、前
記内燃機関の回転軸の回転数を伝達するための機関回転
数伝送器と、前記給気圧力伝送器からの給気圧力信号お
よび機関回転数伝送器からの機関回転数信号に基づいて
前記蒸気流量調整弁に弁開閉指令を出力する過給空気量
制御装置とを備えている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a supercharger blower for supplying air to an internal combustion engine, wherein the supercharger blower is driven by exhaust gas from the internal combustion engine and the supercharger blower is provided with a supercharger. A supercharger for an internal combustion engine having a supercharger exhaust gas turbine for driving a turbocharger blower, wherein a steam generator for generating steam by heating feedwater with exhaust gas from the supercharger exhaust gas turbine, and the steam generator A steam turbine driven by steam supplied from a steam flow control valve through a steam flow control valve and driving the supercharger blower in cooperation with the supercharger exhaust gas turbine; An air supply pressure transmitter for transmitting the pressure of the air to be evacuated, an engine speed transmitter for transmitting the rotation speed of the rotating shaft of the internal combustion engine, and an air supply pressure from the air supply pressure transmitter Signal and engine speed transmission Based on the engine speed signal from the vessel and a charge air quantity control apparatus for outputting a valve opening command to the steam flow rate adjustment valve.

【0011】また第2の手段では、内燃機関へ給気を行
う過給機ブロワと前記内燃機関からの排ガスにより駆動
されかつ前記過給機ブロワを駆動する過給機排ガスター
ビンとを備えた内燃機関の過給装置において、過給機排
ガスタービンからの排ガスにより給水を加熱して蒸気を
生成する蒸気発生器と、該蒸気発生器から蒸気流量調整
弁を介して送給された蒸気により駆動されかつ前記過給
機排ガスタービンと協働して前記過給機ブロワを駆動す
る蒸気タービンと、前記内燃機関から過給機排ガスター
ビンへ送給される排ガスの温度を検出する温度センサ
と、前記内燃機関の回転軸の回転数を伝達するための機
関回転数伝送器と、前記温度センサからの排ガス温度信
号および機関回転数伝送器からの機関回転数信号に基づ
いて前記蒸気流量調整弁に弁開閉指令を出力する過給空
気量制御装置とを備えている。
The second means is an internal combustion engine having a supercharger blower for supplying air to the internal combustion engine and a supercharger exhaust gas turbine driven by exhaust gas from the internal combustion engine and driving the supercharger blower. In a supercharger of an engine, a steam generator that heats feed water by exhaust gas from a supercharger exhaust gas turbine to generate steam, and is driven by steam sent from the steam generator via a steam flow control valve. A steam turbine that drives the supercharger blower in cooperation with the supercharger exhaust gas turbine; a temperature sensor that detects a temperature of exhaust gas supplied from the internal combustion engine to the supercharger exhaust gas turbine; An engine speed transmitter for transmitting the speed of the engine shaft, and the steam flow rate control based on the exhaust gas temperature signal from the temperature sensor and the engine speed signal from the engine speed transmitter. And a charge air quantity control apparatus for outputting a valve closing command to the valve.

【0012】[0012]

【作用】第1の手段においては、給気圧力伝送器から給
気圧力信号を過給空気量制御装置に送る。また、機関回
転数伝送器から機関回転数信号を過給空気量制御装置に
送る。過給空気量制御装置は、これらの信号に基づいて
蒸気流量調整弁に弁開閉指令を送り、弁開度を調整する
ことにより蒸気発生器からの供給蒸気流量を調整して蒸
気タービン出力を制御する。
In the first means, an air supply pressure signal is sent from the air supply pressure transmitter to the supercharged air amount control device. Further, an engine speed signal is sent from the engine speed transmitter to the supercharged air amount control device. Based on these signals, the supercharging air amount control device sends a valve opening / closing command to the steam flow control valve and adjusts the valve opening to control the steam flow from the steam generator to control the steam turbine output. I do.

【0013】このように蒸気タービン出力を制御するこ
とにより過給機排ガスタービンおよび蒸気タービンによ
り駆動される過給機ブロワからの過給空気量は内燃機関
の負荷に合わせて最適なものとすることができる。
By controlling the output of the steam turbine in this way, the amount of supercharged air from the supercharger exhaust gas turbine and the supercharger blower driven by the steam turbine is optimized according to the load of the internal combustion engine. Can be.

【0014】また、第2の手段においては、温度センサ
から排ガス温度信号を過給空気量制御装置に送る。ま
た、機関回転数伝送器から機関回転数信号を過給空気量
制御装置に送る。過給空気量制御装置は、これらの信号
に基づいて蒸気流量調整弁に弁開閉指令を送り、弁開度
を調整することにより蒸気発生器からの供給蒸気流量を
調整して蒸気タービン出力を制御する。
Further, in the second means, an exhaust gas temperature signal is sent from the temperature sensor to the supercharged air amount control device. Further, an engine speed signal is sent from the engine speed transmitter to the supercharged air amount control device. Based on these signals, the supercharging air amount control device sends a valve opening / closing command to the steam flow control valve and adjusts the valve opening to control the steam flow from the steam generator to control the steam turbine output. I do.

【0015】このように、蒸気タービン出力を制御する
ことにより、過給機排ガスタービンおよび蒸気タービン
により駆動される過給機ブロワからの過給空気量は内燃
機関の負荷に合わせて最適なものとすることができる。
As described above, by controlling the output of the steam turbine, the amount of supercharged air from the supercharger exhaust gas turbine and the supercharger blower driven by the steam turbine can be optimized according to the load of the internal combustion engine. can do.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は第1の実施例に係る過給装置を備え
た内燃機関のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an internal combustion engine provided with a supercharging device according to the first embodiment.

【0018】図において、1は吸気管、2は吸気管1か
ら吸気する過給機ブロワ、3は過給機ブロワ2からの空
気を導く第1の給気管、4は第1の給気管3と連結した
空気冷却器、5は冷却した空気を導く第2の給気管、6
は第2の給気管5からの冷却空気をシリンダ内へ取り入
れる内燃機関である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an intake pipe, 2 denotes a supercharger blower which takes in air from the intake pipe 1, 3 denotes a first air supply pipe for guiding air from the supercharger blower 2, and 4 denotes a first air supply pipe 3. An air cooler, 5 connected to a second air supply pipe, 6
Is an internal combustion engine that takes cooling air from the second air supply pipe 5 into the cylinder.

【0019】第1、第2の給気管3,5および過給機ブ
ロワ2、空気冷却器4で構成した給気側に対して、排気
側は、一端を内燃機関6のシリンダに連結した第1の排
気管7と、第1の排気管7の他端に連結した過給機排ガ
スタービン8と、過給機排ガスタービン8に一端を連結
し、過給機排ガスタービン8からの排ガスを導く第2の
排気管9とから構成してある。
The exhaust side is connected to the cylinder of the internal combustion engine 6 at one end with respect to the air supply side constituted by the first and second air supply pipes 3 and 5, the supercharger blower 2 and the air cooler 4. A first exhaust pipe 7, a supercharger exhaust gas turbine 8 connected to the other end of the first exhaust pipe 7, and one end connected to the supercharger exhaust gas turbine 8 to guide exhaust gas from the supercharger exhaust gas turbine 8. And a second exhaust pipe 9.

【0020】なお、本実施例では排ガスターボ過給機を
構成する過給機ブロワ2と過給機排ガスタービン8は、
同一軸に連結してある。
In this embodiment, the supercharger blower 2 and the supercharger exhaust gas turbine 8 constituting the exhaust gas turbocharger are
They are connected to the same shaft.

【0021】ここまでは排ガスターボ過給機付きの一般
的な内燃機関の構成であるが、本実施例においてはさら
に以下の各機器を備えている。
Up to this point, the configuration of a general internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger has been described. In this embodiment, the following devices are further provided.

【0022】即ち、前記第2の排気管9の他端に設けた
排ガスエコノマイザ(排ガスエネルギによる蒸気発生
器)10と、排ガスエコノマイザ10からの排ガスを外
部に導く第3の排気管11と、中途部に蒸気流量調整弁
13を備えかつ前記排ガスエコノマイザ10で発生させ
た蒸気が送給される第1の蒸気管12と、第1の蒸気管
12から蒸気流量調整弁13を介して送給された蒸気に
より駆動されかつ過給機排ガスタービン8と協働して過
給機ブロワ2を駆動するようにした蒸気タービン14
と、蒸気タービン14から抽気された蒸気を送給する第
2の蒸気管15と、第2の蒸気管15からの蒸気を冷却
して水に戻す復水器16と、復水器16からの水を送給
する第1の給水管17と、第1の給水管17からの水を
溜める給水ドラム18と、給水ドラム18からの水を送
給する第2の給水管19と、第2の給水管19からの水
を加圧して第3の給水管21を介し排ガスエコノマイザ
10へ送給する給水ポンプ20を備えている。また本実
施例では蒸気タービン14は、過給機ブロワ2、過給機
排ガスタービン8と同一軸に連結してある。
That is, an exhaust gas economizer (steam generator using exhaust gas energy) 10 provided at the other end of the second exhaust pipe 9, a third exhaust pipe 11 for guiding exhaust gas from the exhaust gas economizer 10 to the outside, and A first steam pipe 12 to which steam generated by the exhaust gas economizer 10 is supplied, and a steam supplied from the first steam pipe 12 through the steam flow regulating valve 13. Steam turbine 14 driven by the heated steam and cooperating with the supercharger exhaust gas turbine 8 to drive the supercharger blower 2
A second steam pipe 15 for feeding steam extracted from the steam turbine 14, a condenser 16 for cooling the steam from the second steam pipe 15 and returning it to water, A first water supply pipe 17 for supplying water, a water supply drum 18 for storing water from the first water supply pipe 17, a second water supply pipe 19 for supplying water from the water supply drum 18, and a second water supply pipe 19. A water supply pump 20 is provided which pressurizes water from the water supply pipe 19 and supplies the pressurized water to the exhaust gas economizer 10 via the third water supply pipe 21. In this embodiment, the steam turbine 14 is connected to the same shaft as the turbocharger blower 2 and the turbocharger exhaust gas turbine 8.

【0023】また、第2の給気管5には給気圧力伝送器
22が連結してあり、内燃機関6の回転軸23には機関
回転数伝送器24が連結してある。
A supply pressure transmitter 22 is connected to the second supply pipe 5, and an engine speed transmitter 24 is connected to the rotating shaft 23 of the internal combustion engine 6.

【0024】給気圧力伝送器22、機関回転数伝送器2
4は、それぞれ信号線25,26により過給空気量制御
装置27と電気的に接続してある。過給空気量制御装置
27と蒸気流量調整弁13は、信号線28によって電気
的に接続してあり、蒸気流量調整弁13は過給空気量制
御装置27からの弁開閉指令を受けるようになってい
る。
The supply pressure transmitter 22 and the engine speed transmitter 2
4 is electrically connected to the supercharged air amount control device 27 by signal lines 25 and 26, respectively. The supercharged air amount control device 27 and the steam flow control valve 13 are electrically connected by a signal line 28, and the steam flow control valve 13 receives a valve opening / closing command from the supercharged air amount control device 27. ing.

【0025】なお、内燃機関6からの排ガスエネルギの
みでは排ガスエコノマイザ10で発生する蒸気量が不足
する場合に追焚きを行い得るよう、排ガスエコノマイザ
10には燃焼用バーナを設ける。
The exhaust gas economizer 10 is provided with a combustion burner so that additional heating can be performed when the amount of steam generated in the exhaust gas economizer 10 is insufficient with only the exhaust gas energy from the internal combustion engine 6.

【0026】次に本実施例の作動を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0027】運転状態にある内燃機関6からの排ガスを
第1の排気管7により過給機排ガスタービン8に導き、
この排気エネルギを、過給機排ガスタービン8にて同軸
上の過給機ブロワ2の駆動エネルギに変換した後、排ガ
スエコノマイザ10に導き、給水ポンプ20により、給
水ドラム18から第2、第3の給水管19,21を介し
て排ガスエコノマイザ10に供給した水を加熱し、蒸気
に変える。
The exhaust gas from the internal combustion engine 6 in the operating state is guided to the supercharger exhaust gas turbine 8 by the first exhaust pipe 7,
After converting this exhaust energy into driving energy for the coaxial supercharger blower 2 in the supercharger exhaust gas turbine 8, the exhaust energy is guided to the exhaust gas economizer 10, and the water supply pump 20 outputs the second and third water from the water supply drum 18. The water supplied to the exhaust gas economizer 10 via the water supply pipes 19 and 21 is heated and converted into steam.

【0028】一方、給気圧力伝送器22は、過給機ブロ
ワ2で加圧されて第2の給気管5を流通している空気の
現在の給気圧力信号を過給空気量制御装置27に出力
し、同様に、機関回転数伝送器24は、現在の機関回転
数信号を過給空気量制御装置27に出力する。過給空気
量制御装置27は、これらの情報を基に内部に有するデ
ータテーブルを参照して、内燃機関6に対して最適過給
空気量となるように、蒸気流量調整弁13に弁開閉指令
を送る。
On the other hand, the air supply pressure transmitter 22 sends a current air supply pressure signal of the air pressurized by the supercharger blower 2 and flowing through the second air supply pipe 5 to a supercharged air amount control device 27. Similarly, the engine speed transmitter 24 outputs the current engine speed signal to the supercharged air amount control device 27. The supercharging air amount control device 27 refers to a data table provided therein based on the information and sends a valve opening / closing command to the steam flow control valve 13 so that the internal combustion engine 6 has an optimum supercharging air amount. Send.

【0029】この指令によって蒸気流量調整弁13の開
度を調整し、排ガスエコノマイザ10で生成された蒸気
の流量調整を行い、流量調整した蒸気を蒸気タービン1
4に導く。蒸気タービン14は蒸気エネルギによって駆
動され、同時に、過給機排ガスタービン8と協働して過
給機ブロワ2を駆動する。
The opening degree of the steam flow control valve 13 is adjusted by this command, the flow rate of the steam generated by the exhaust gas economizer 10 is adjusted, and the steam whose flow rate has been adjusted is sent to the steam turbine 1.
Lead to 4. The steam turbine 14 is driven by the steam energy, and at the same time, drives the supercharger blower 2 in cooperation with the supercharger exhaust gas turbine 8.

【0030】即ち、過給機ブロワ2の回転数を、過給空
気量制御装置27によって蒸気タービン14を介し間接
的に制御することで、前述したように過給機ブロワ2に
より、最適な量の過給空気を内燃機関6に送り込むこと
ができる。
That is, by controlling the rotation speed of the supercharger blower 2 indirectly through the steam turbine 14 by the supercharged air amount control device 27, the optimum amount of the supercharger blower 2 is controlled by the supercharger blower 2 as described above. Is supplied to the internal combustion engine 6.

【0031】なお、蒸気タービン14から抽気された蒸
気は、第2の蒸気管15を経て復水器16に入ってここ
で復水となり、給水ドラム18に戻る。
The steam extracted from the steam turbine 14 passes through the second steam pipe 15 and enters the condenser 16, where the steam is condensed and returned to the water supply drum 18.

【0032】図2は機関回転数と給気圧力の関係を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the engine speed and the supply pressure.

【0033】このグラフでは、実線の曲線イが機関最適
給気圧力を示し、破線の曲線ロが過給機単体での給気圧
力を示している。
In this graph, a solid curve A indicates the engine optimum supply pressure, and a broken curve B indicates the supply pressure of the turbocharger alone.

【0034】この図に基づいて制御の一例を説明する
と、過給空気量制御装置27は、機関回転数伝送器24
からの機関回転数信号に対応して、予め内部のデータテ
ーブルに設定してある最適給気圧力を、図2の実線の曲
線イより特定する。また、最適給気圧力と給気圧力伝送
器22より送られた実際の過給空気圧力信号を比較し、
両者間の偏差がなくなるように、蒸気流量調整弁13に
弁開閉指令を与えることにより、蒸気タービン14へ供
給される蒸気の流量を調整して蒸気タービン14の出力
を調整し、最適過給空気圧力を得る。
An example of the control will be described with reference to this figure.
The optimum supply pressure set in advance in the internal data table in accordance with the engine speed signal is specified by the solid curve a in FIG. Further, the optimum air supply pressure is compared with the actual supercharged air pressure signal sent from the air supply pressure transmitter 22,
By giving a valve opening / closing command to the steam flow control valve 13 so as to eliminate the deviation between the two, the output of the steam turbine 14 is adjusted by adjusting the flow rate of the steam supplied to the steam turbine 14, and the optimal supercharged air is adjusted. Get pressure.

【0035】例えば、給気圧力伝送器22からの実際の
過給空気圧力が最適給気圧力よりも低い場合には、その
偏差に対応して蒸気流量調整弁13の開度が大きくな
り、その結果、排ガスエコノマイザ10から蒸気タービ
ン14へ送給される蒸気の流量が増加するため、蒸気タ
ービン14の出力が増大し、過給機ブロワ2から送出さ
れる空気の過給空気圧力も上昇して最適過給空気圧力と
なり、所定の流量の空気が内燃機関6に加給される。
For example, when the actual supercharging air pressure from the air supply pressure transmitter 22 is lower than the optimum air supply pressure, the opening degree of the steam flow control valve 13 increases corresponding to the deviation, and As a result, the flow rate of steam sent from the exhaust gas economizer 10 to the steam turbine 14 increases, so that the output of the steam turbine 14 increases, and the supercharging air pressure of the air sent from the supercharger blower 2 also increases. The supercharged air pressure is reached, and a predetermined flow rate of air is supplied to the internal combustion engine 6.

【0036】また、実際の過給空気圧力が最適給気圧力
よりも低い場合には、その偏差に対応して蒸気流量調整
弁13の開度が小さくなりその結果、排ガスエコノマイ
ザ10から蒸気タービン14へ送給される蒸気の流量が
減少するため、蒸気タービン14の出力が低下し、過給
機ブロワ2から送出される空気の過給空気圧力も下降し
て最適過給空気圧力となり、所定の流量の空気が内燃機
関6に過給される。
When the actual supercharging air pressure is lower than the optimum air pressure, the opening of the steam flow regulating valve 13 becomes smaller in accordance with the deviation. As a result, the exhaust gas economizer 10 and the steam turbine 14 The output of the steam turbine 14 decreases, and the supercharging air pressure of the air sent from the supercharger blower 2 also decreases to the optimal supercharging air pressure, and the predetermined flow rate is reduced. Is supercharged to the internal combustion engine 6.

【0037】なお、本実施例の場合、機関の給・排気系
統の流路抵抗が一定の場合、給気圧力と過給空気量が比
例関係にあることを利用し、給気圧力を制御パラメータ
として使用している。
In this embodiment, when the flow path resistance of the supply / exhaust system of the engine is constant, the fact that the supply pressure and the supercharged air amount are proportional to each other is used to control the supply pressure. We use as.

【0038】図3は第2の実施例に係る過給装置を備え
た内燃機関のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of an internal combustion engine provided with a supercharging device according to the second embodiment.

【0039】この実施例においては、第1の排気管7に
温度センサ29を設け、この温度センサ29と過給空気
量制御装置27を信号線30で電気的に接続するように
している。
In this embodiment, a temperature sensor 29 is provided in the first exhaust pipe 7, and the temperature sensor 29 and the supercharged air amount control device 27 are electrically connected by a signal line 30.

【0040】そして、温度センサ29が検出する排ガス
温度を、過給空気量制御装置27にフィードバックし
て、機関回転数に応じた最適の排気温度になるように、
前述と同様に過給空気量を制御する。
Then, the temperature of the exhaust gas detected by the temperature sensor 29 is fed back to the supercharged air amount control device 27 so that the exhaust gas temperature becomes optimum according to the engine speed.
The supercharged air amount is controlled as described above.

【0041】なお、本実施例の場合には、内燃機関6か
らの排ガス温度と過給機ブロワ2からの過給空気圧力と
が比例関係にあることを利用している。
In this embodiment, the fact that the temperature of the exhaust gas from the internal combustion engine 6 and the pressure of the supercharging air from the supercharger blower 2 are in a proportional relationship is used.

【0042】[0042]

【発明の効果】請求項1および2記載の発明によれば、
以下の効果を得ることができる。
According to the first and second aspects of the present invention,
The following effects can be obtained.

【0043】(1)排ガスターボ過給機単体で供給する
過給空気量が内燃機関の最適過給空気量に対して不足す
る場合、特に機関低負荷域において、不足分を十分に補
うことができるため、全ての負荷域で最適な過給空気量
を内燃機関に供給できる。
(1) When the supercharged air amount supplied by the exhaust gas turbocharger alone is insufficient with respect to the optimum supercharged air amount of the internal combustion engine, it is necessary to sufficiently compensate for the insufficient amount, particularly in a low engine load region. Therefore, the optimum supercharged air amount can be supplied to the internal combustion engine in all the load ranges.

【0044】(2)最適過給空気量が得られるため、従
来、空気量不足により燃焼悪化傾向が見られる低負荷域
でも良好な燃焼が得られ、信頼性を持って運転すること
が可能となる。
(2) Since an optimum supercharged air amount can be obtained, good combustion can be obtained even in a low load region where the combustion tends to deteriorate due to a shortage of the air amount, and it is possible to operate with reliability. Become.

【0045】(3)排ガスターボ過給機単体での供給空
気量を従来より少なくなるように過給機仕様を決定でき
るため、過給機タービンノズル面積を従来と比較して拡
大することができる。このため機関排気系流路抵抗が減
り、燃費率の低減が可能となる。
(3) Since the turbocharger specifications can be determined so that the amount of air supplied by the exhaust gas turbocharger alone becomes smaller than in the past, the turbine nozzle area of the turbocharger can be enlarged as compared with the conventional case. . For this reason, the flow path resistance of the engine exhaust system is reduced, and the fuel efficiency can be reduced.

【0046】(4)機関全負荷域で最適の過給空気量が
得られるため、運転上のフレキシビリティが増す。
(4) Since the optimum supercharged air amount can be obtained in the entire load range of the engine, the operational flexibility is increased.

【0047】(5)蒸気発生器は内燃機関排気エネルギ
により発生させた蒸気を使用できるため、外部から多量
のエネルギを追加する必要がなく経済的である。
(5) Since the steam generator can use steam generated by the exhaust energy of the internal combustion engine, it is economical because it is not necessary to add a large amount of energy from the outside.

【0048】(6)蒸気タービンにより過給機ブロワを
駆動できるので、2ストローク機関に必要な補助ブロワ
を廃止できる。
(6) Since the supercharger blower can be driven by the steam turbine, the auxiliary blower required for the two-stroke engine can be eliminated.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る過給装置を備えた
内燃機関のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an internal combustion engine including a supercharging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】機関回転数と給気圧力の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an engine speed and an air supply pressure.

【図3】本発明の第2の実施例に係る過給装置を備えた
内燃機関のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of an internal combustion engine including a supercharging device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 過給機ブロワ 6 内燃機関 8 過給機排ガスタービン 10 排ガスエコノマイザ(蒸気発生器) 13 蒸気流量調整弁 14 蒸気タービン 22 給気圧力伝送器 23 回転軸 24 機関回転数伝送器 27 過給空気量制御装置 29 温度センサ Reference Signs List 2 supercharger blower 6 internal combustion engine 8 supercharger exhaust gas turbine 10 exhaust gas economizer (steam generator) 13 steam flow control valve 14 steam turbine 22 supply pressure transmitter 23 rotating shaft 24 engine speed transmitter 27 supercharged air amount Control device 29 Temperature sensor

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 37/00 302 F01K 23/10 F01K 23/16 F02B 37/10 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02B 37/00 302 F01K 23/10 F01K 23/16 F02B 37/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関へ給気を行う過給機ブロワと前
記内燃機関からの排ガスにより駆動されかつ前記過給機
ブロワを駆動する過給機排ガスタービンとを備えた内燃
機関の過給装置において、過給機排ガスタービンからの
排ガスにより給水を加熱して蒸気を生成する蒸気発生器
と、該蒸気発生器から蒸気流量調整弁を介して送給され
た蒸気により駆動されかつ前記過給機排ガスタービンと
協働して前記過給機ブロワを駆動する蒸気タービンと、
前記過給機ブロワから内燃機関へ給気される空気の圧力
を伝達するための給気圧力伝送器と、前記内燃機関の回
転軸の回転数を伝達するための機関回転数伝送器と、前
記給気圧力伝送器からの給気圧力信号および機関回転数
伝送器からの機関回転数信号に基づいて前記蒸気流量調
整弁に弁開閉指令を出力する過給空気量制御装置とを備
えたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
A supercharger for an internal combustion engine, comprising: a supercharger blower for supplying air to an internal combustion engine; and a supercharger exhaust gas turbine driven by exhaust gas from the internal combustion engine and driving the supercharger blower. A steam generator for generating steam by heating feedwater with exhaust gas from a supercharger exhaust gas turbine, and the supercharger driven by steam supplied from the steam generator via a steam flow control valve. A steam turbine that drives the supercharger blower in cooperation with an exhaust gas turbine;
An air supply pressure transmitter for transmitting pressure of air supplied from the supercharger blower to the internal combustion engine, an engine speed transmitter for transmitting a rotation speed of a rotation shaft of the internal combustion engine, A supercharging air amount control device that outputs a valve opening / closing command to the steam flow control valve based on an air supply pressure signal from an air pressure transmitter and an engine speed signal from an engine speed transmitter. A supercharging device for an internal combustion engine.
【請求項2】 内燃機関へ給気を行う過給機ブロワと前
記内燃機関からの排ガスにより駆動されかつ前記過給機
ブロワを駆動する過給機排ガスタービンとを備えた内燃
機関の過給装置において、過給機排ガスタービンからの
排ガスにより給水を加熱して蒸気を生成する蒸気発生器
と、該蒸気発生器から蒸気流量調整弁を介して送給され
た蒸気により駆動されかつ前記過給機排ガスタービンと
協働して前記過給機ブロワを駆動する蒸気タービンと、
前記内燃機関から過給機排ガスタービンへ送給される排
ガスの温度を検出する温度センサと、前記内燃機関の回
転軸の回転数を伝達するための機関回転数伝送器と、前
記温度センサからの排ガス温度信号および機関回転数伝
送器からの機関回転数信号に基づいて前記蒸気流量調整
弁に弁開閉指令を出力する過給空気量制御装置とを備え
たことを特徴とする内燃機関の過給装置。
2. A supercharger for an internal combustion engine, comprising: a supercharger blower for supplying air to an internal combustion engine; and a supercharger exhaust gas turbine driven by exhaust gas from the internal combustion engine and driving the supercharger blower. A steam generator for generating steam by heating feedwater with exhaust gas from a supercharger exhaust gas turbine, and the supercharger driven by steam supplied from the steam generator via a steam flow control valve. A steam turbine that drives the supercharger blower in cooperation with an exhaust gas turbine;
A temperature sensor for detecting a temperature of exhaust gas fed from the internal combustion engine to a supercharger exhaust gas turbine, an engine speed transmitter for transmitting a rotation speed of a rotating shaft of the internal combustion engine, and A supercharged air amount control device that outputs a valve opening / closing command to the steam flow control valve based on an exhaust gas temperature signal and an engine speed signal from an engine speed transmitter. apparatus.
JP13771293A 1993-06-08 1993-06-08 Supercharger for internal combustion engine Expired - Lifetime JP3288804B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13771293A JP3288804B2 (en) 1993-06-08 1993-06-08 Supercharger for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13771293A JP3288804B2 (en) 1993-06-08 1993-06-08 Supercharger for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06346745A JPH06346745A (en) 1994-12-20
JP3288804B2 true JP3288804B2 (en) 2002-06-04

Family

ID=15205066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13771293A Expired - Lifetime JP3288804B2 (en) 1993-06-08 1993-06-08 Supercharger for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3288804B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0001313D0 (en) * 2000-04-10 2000-04-10 Jerzy Chomiak Turbocharger utilizing waste heat of an internal combustion engine
JP4855105B2 (en) * 2006-03-06 2012-01-18 日野自動車株式会社 Auxiliary equipment for supercharger using exhaust heat energy of EGR gas
JP5696425B2 (en) * 2010-10-14 2015-04-08 いすゞ自動車株式会社 Superheated DME supercharging system in DME automobile

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06346745A (en) 1994-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4665704A (en) Combustion engine system
US6378307B1 (en) Internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger, and associated method
US5477840A (en) Boost pressure control for supercharged internal combustion engine
CN100455782C (en) Internal combustion engine having gas supply bypass control apparatus
US4803969A (en) Process for the load-dependent control of a hydraulic drive for a compressor arranged at an internal-combustion engine
US6141955A (en) Gas turbine generator with dual steam-injected turbines
JPH0768912B2 (en) Supercharged internal combustion engine
KR101234466B1 (en) Turbo compound system and method for operating same
US7152393B2 (en) Arrangement for utilizing the throttle energy of an internal combustion engine
GB2090913A (en) Turbocharged ic engine with an auxiliary charge compressor
AU2009350143A1 (en) Improving fuel efficiency for a piston engine using a super-turbocharger
JPS61247815A (en) Supercharging type marine diesel engine
JP5138643B2 (en) Turbine generator, turbine generator control method, control device, and ship equipped with the turbine generator
WO2012039063A1 (en) Control method and device for turbine generator
WO2014003716A2 (en) Control method for variable geometry exhaust turbine
JP3288804B2 (en) Supercharger for internal combustion engine
CN108374710B (en) Automobile tail gas turbine power generation device and working method thereof
JPS58187521A (en) Exhaust gas turbo overcharger
JP2000179348A (en) Turbocharger
JPH10176556A (en) Method for controlling output or engine speed of stationary internal combustion engine
US20120137682A1 (en) Turbocharging arrangement and method for operating an internal combustion engine
JPS60212621A (en) Supercharger of internal-combustion engine
US6442945B1 (en) Gas turbine engine
WO1995008704A1 (en) Supercharged internal combustion engine
CN106870176B (en) Method for operating a drive system for a motor vehicle and corresponding drive system

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090315

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090315

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100315

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100315

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110315

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120315

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120315

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130315

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140315

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term