JPH04124428A - ターボコンパウンドエンジン - Google Patents
ターボコンパウンドエンジンInfo
- Publication number
- JPH04124428A JPH04124428A JP2243054A JP24305490A JPH04124428A JP H04124428 A JPH04124428 A JP H04124428A JP 2243054 A JP2243054 A JP 2243054A JP 24305490 A JP24305490 A JP 24305490A JP H04124428 A JPH04124428 A JP H04124428A
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- JP
- Japan
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- turbocharger
- engine
- generator
- combustor
- turbine
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- 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.)
- Pending
Links
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims abstract description 12
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は断熱されたレシプロエンジンと、回転電機付タ
ーボチャージャと、ガスタービンとを組合せて効率よく
大出力を得ようとするターボコンパウンドエンジンに関
する。
ーボチャージャと、ガスタービンとを組合せて効率よく
大出力を得ようとするターボコンパウンドエンジンに関
する。
（従来の技術）
エンジンの排気エネルギーにより駆動されるターボチャ
ージャに発電機を取付け、該発電機の出力によりエンジ
ンの駆動系に配置した電動機を駆動して車両の走行を付
勢するターボコンパウンドエンジンが種々提案されてい
る。
ージャに発電機を取付け、該発電機の出力によりエンジ
ンの駆動系に配置した電動機を駆動して車両の走行を付
勢するターボコンパウンドエンジンが種々提案されてい
る。
そして、この種のターボコンパウンドエンジンのレシプ
ロエンジン部を断熱構造にすると、排気エネルギーが増
加して、回収した電気エネルギーやコンプレッサの空気
送出量が増大することになる。
ロエンジン部を断熱構造にすると、排気エネルギーが増
加して、回収した電気エネルギーやコンプレッサの空気
送出量が増大することになる。
一方、原動機としてガスタービンを用いたものではレシ
プロエンジンに比して出力特性が異なリ、その高出力時
にはガスタービンの仕事量は大幅に増加する。
プロエンジンに比して出力特性が異なリ、その高出力時
にはガスタービンの仕事量は大幅に増加する。
（発明が解決しようとする課題）
上述のように断熱構造にしたエンジンでは高出力時にタ
ーボチャージャの仕事量が増大して空気送出量が余るこ
とになり、またガスタービンではその部分負荷時や低速
時ではレシプロエンジンに比して効率が低下するという
問題がある。
ーボチャージャの仕事量が増大して空気送出量が余るこ
とになり、またガスタービンではその部分負荷時や低速
時ではレシプロエンジンに比して効率が低下するという
問題がある。
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的はレシプロエンジンと、回転電機付ター
ボチャージャと、ガスタービンなどを組合せ、広範囲な
エンジン運転状態にわたって効率のよいターボコンパウ
ンドエンジンを提供しようとするものである。
あり、その目的はレシプロエンジンと、回転電機付ター
ボチャージャと、ガスタービンなどを組合せ、広範囲な
エンジン運転状態にわたって効率のよいターボコンパウ
ンドエンジンを提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段）
上述の目的を達成するために本発明によれば、エンジン
に接続されたターボチャージャに回転電機を取付け、該
回転電機の発電出力を車輪駆動系に連結した電動機に供
給して力行せしめるターボコンパウンドエンジンにおい
て、前記ターボチャージャからの圧気を取入れて燃料を
燃焼せしめる燃焼器と、該燃焼器の燃焼ガスと前記ター
ボチャージャからの排出ガスとにより駆動される発電機
付タービンと、該発電機付タービンの発電出力を前記電
動機に供給する通電手段とを備えたターボコンパウンド
エンジンが提供される。
に接続されたターボチャージャに回転電機を取付け、該
回転電機の発電出力を車輪駆動系に連結した電動機に供
給して力行せしめるターボコンパウンドエンジンにおい
て、前記ターボチャージャからの圧気を取入れて燃料を
燃焼せしめる燃焼器と、該燃焼器の燃焼ガスと前記ター
ボチャージャからの排出ガスとにより駆動される発電機
付タービンと、該発電機付タービンの発電出力を前記電
動機に供給する通電手段とを備えたターボコンパウンド
エンジンが提供される。
（作用）
回転電機付ターボチャージャの排出ガスと、該ターボチ
ャージャからの圧気を燃焼用空気とする燃焼器の燃焼ガ
スとにより回転駆動されるガスタービンに発電機を取付
け、前記回転電機の発電出力とガスタービンの発電機出
力とを車輪駆動用電動機に通電して力行させ、エンジン
による車輪の走行力を増大させる。
ャージャからの圧気を燃焼用空気とする燃焼器の燃焼ガ
スとにより回転駆動されるガスタービンに発電機を取付
け、前記回転電機の発電出力とガスタービンの発電機出
力とを車輪駆動用電動機に通電して力行させ、エンジン
による車輪の走行力を増大させる。
（実施例）
つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
図面は本発明にかかるターボコンパウンドエンジンの一
実施例を示す構成ブロック図である。
実施例を示す構成ブロック図である。
同図において、１はエンジンで、エンジンの運転に応じ
て往復運動を行うピストンを備えたレシプロエンジンで
あり、該エンジン１は冷却機構を使用せず、燃焼室の部
分や排気流路に断熱材を採用し、いわゆる断熱エンジン
として大きなエネルギーを有する排気ガスが排出される
ように構成されている。
て往復運動を行うピストンを備えたレシプロエンジンで
あり、該エンジン１は冷却機構を使用せず、燃焼室の部
分や排気流路に断熱材を採用し、いわゆる断熱エンジン
として大きなエネルギーを有する排気ガスが排出される
ように構成されている。
そしてエンジン１の排気管１１と吸気管１２にはタービ
ン２１とコンプレッサ２２とを備えたターボチャージャ
２が接続され、エンジン１の排気エネルギーにより駆動
されるタービン２１のトルクによって、コンプレッサ２
２を回転させ、吸気管１２を介しエンジン１に過給気を
圧送する。
ン２１とコンプレッサ２２とを備えたターボチャージャ
２が接続され、エンジン１の排気エネルギーにより駆動
されるタービン２１のトルクによって、コンプレッサ２
２を回転させ、吸気管１２を介しエンジン１に過給気を
圧送する。
３は回転電機でタービン２１の回転軸に配置され、ター
ビントルクにより駆動されて発電するもので、その固定
子巻線３１からの出力は後述するコントローラの強電回
路に送電される。
ビントルクにより駆動されて発電するもので、その固定
子巻線３１からの出力は後述するコントローラの強電回
路に送電される。
４はガスタービンで、発電機４１とその回転軸の両側に
タービンブレード４２．４３をそれぞれ備えたものであ
り、一方のタービンブレード４２は前記のターボチャー
ジャ２の排出管２３からの排出ガスにより駆動され、他
方のタービンブレード４３は燃焼器５からの燃焼ガスに
よって駆動されて、発電機４１からの出力はコントロー
ラ６の強電回路に送出される。
タービンブレード４２．４３をそれぞれ備えたものであ
り、一方のタービンブレード４２は前記のターボチャー
ジャ２の排出管２３からの排出ガスにより駆動され、他
方のタービンブレード４３は燃焼器５からの燃焼ガスに
よって駆動されて、発電機４１からの出力はコントロー
ラ６の強電回路に送出される。
燃焼器５は燃料を気化する気化器５１と、気化燃料と空
気とを混合して燃焼させる燃焼室５２とを有し、燃料ポ
ンプ５３からの燃料を効率よく燃焼させて、燃焼ガスを
ガスタービン４のタービンブレード４３に圧送するもの
であり、該燃焼器５の空気取入口５４は前記ターボチャ
ージャ２のコンプレッサ２２から分岐された送気管２５
に連結されている。
気とを混合して燃焼させる燃焼室５２とを有し、燃料ポ
ンプ５３からの燃料を効率よく燃焼させて、燃焼ガスを
ガスタービン４のタービンブレード４３に圧送するもの
であり、該燃焼器５の空気取入口５４は前記ターボチャ
ージャ２のコンプレッサ２２から分岐された送気管２５
に連結されている。
そして、送気管２５の途中には空気流量を調節する制御
弁７が配置され、コントローラ６の指令により操作され
る弁アクチユエータ７１の作動によって、燃焼器５への
空気流量が制御されるように構成されている。
弁７が配置され、コントローラ６の指令により操作され
る弁アクチユエータ７１の作動によって、燃焼器５への
空気流量が制御されるように構成されている。
８は車両を走行させる車輪であり、エンジン１の出力軸
１３からのトルクにより、図示していない変速機構や伝
達機構などを介して回転駆動されるもので、その回転軸
には電動機８１が取付けられており、該電動機８１には
コントローラ６の強電回路からの前記回転電機３と発電
機４１との電力が送電されて、エンジントルクによる車
両の走行を付勢するものである。
１３からのトルクにより、図示していない変速機構や伝
達機構などを介して回転駆動されるもので、その回転軸
には電動機８１が取付けられており、該電動機８１には
コントローラ６の強電回路からの前記回転電機３と発電
機４１との電力が送電されて、エンジントルクによる車
両の走行を付勢するものである。
コントローラ６はマイクロコンピュータからなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順など
を格納する各種メモリ、入／出力ボートなどを備えてお
り、エンジンの運転状態を検知する各種の手段からの信
号が入力されると、燃焼器５の燃焼制御のために燃料ポ
ンプ５３や制御弁７の弁アクチユエータ７１に所定の指
令を発令する。
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順など
を格納する各種メモリ、入／出力ボートなどを備えてお
り、エンジンの運転状態を検知する各種の手段からの信
号が入力されると、燃焼器５の燃焼制御のために燃料ポ
ンプ５３や制御弁７の弁アクチユエータ７１に所定の指
令を発令する。
そして、出力ボートに接続された強電回路は、供給され
た回転電機３や発電機４１からの発電電力を電動機８１
を力行させる電力に変換し、該変換電力を電動機８１に
供給して車輪８の回転力を付勢するように構成されてい
る。
た回転電機３や発電機４１からの発電電力を電動機８１
を力行させる電力に変換し、該変換電力を電動機８１に
供給して車輪８の回転力を付勢するように構成されてい
る。
つぎに本実施例の作動について説明する。
図示に示したエンジンシステムが大出力を要求されると
きは、断熱されたエンジン１の排気ガスにより駆動され
るターボチャージャ２の回転電機３からの発電出力をコ
ントローラ６の強電回路に送電する。
きは、断熱されたエンジン１の排気ガスにより駆動され
るターボチャージャ２の回転電機３からの発電出力をコ
ントローラ６の強電回路に送電する。
一方、ターボチャージャ２のコンプレッサ２２の作動に
よる圧気は、エンジン１の吸気管１２を介してエンジン
１に圧送して過給気圧を高めるとともに、分岐された送
気管２５に設けた全開の制御弁７を介し燃焼器５に燃焼
用空気として空気取入口５４から送気され、燃料ポンプ
５３から供給され気化器５１により気化された気化燃料
と混合して着火により燃焼ガスを生ずる。
よる圧気は、エンジン１の吸気管１２を介してエンジン
１に圧送して過給気圧を高めるとともに、分岐された送
気管２５に設けた全開の制御弁７を介し燃焼器５に燃焼
用空気として空気取入口５４から送気され、燃料ポンプ
５３から供給され気化器５１により気化された気化燃料
と混合して着火により燃焼ガスを生ずる。
このため、該燃焼ガスによりガスタービン４はタービン
ブレード４３が回転駆動され、さらに他方のタービンブ
レード４２にはターボチャージャ２からの排出ガスが圧
送され、両タービンブレードのトルクが加わって発電機
４１の発電出力が増大し、コントローラ６の強電回路に
送電される。
ブレード４３が回転駆動され、さらに他方のタービンブ
レード４２にはターボチャージャ２からの排出ガスが圧
送され、両タービンブレードのトルクが加わって発電機
４１の発電出力が増大し、コントローラ６の強電回路に
送電される。
ついで、コントローラ６は車輪８の電動機８１との結線
をチエツクし、電動機８１の巻線の周波数から電動機８
１の回転数を検出して、該回転数を上回る回転数となる
ように、強電回路に送電された発電機４１および回転電
機３からの電力の電圧や周波数を変換して電動機８１に
通電する。
をチエツクし、電動機８１の巻線の周波数から電動機８
１の回転数を検出して、該回転数を上回る回転数となる
ように、強電回路に送電された発電機４１および回転電
機３からの電力の電圧や周波数を変換して電動機８１に
通電する。
したがって、この通電によって電動機８１は力行するこ
とになり、車輪８の回転力は増大してエンジン１のトル
クによる走行の場合に比して、例えば２倍以上の推進力
が得られることになる。
とになり、車輪８の回転力は増大してエンジン１のトル
クによる走行の場合に比して、例えば２倍以上の推進力
が得られることになる。
以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本発
明の趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの
変形を本発明の範囲から排除するものではない。
明の趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの
変形を本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果）
上述のように本発明によれば、回転電機付ターボチャー
ジャからの排出ガスと、該ターボチャージャの圧縮作動
による圧気を燃焼用空気とする燃焼器からの燃焼ガスに
よってガスタービンを駆動し、該ガスタービンの発電機
からの発電出力と回転電機の発電電力とにより車輪に設
けた電動機を力行させて車輪の走行力を付勢するので、
エンジンが大出力を要するときには、ターボチャージャ
からの排出ガスと、コンプレッサの圧気利用の燃焼器か
らの燃焼ガスとによりガスタービンが効率よく高出力運
転することになり、したがって該ガスタービンの発電機
出力や回転電機の発電力によって車両の推進力が倍増す
るという効果が得られる。
ジャからの排出ガスと、該ターボチャージャの圧縮作動
による圧気を燃焼用空気とする燃焼器からの燃焼ガスに
よってガスタービンを駆動し、該ガスタービンの発電機
からの発電出力と回転電機の発電電力とにより車輪に設
けた電動機を力行させて車輪の走行力を付勢するので、
エンジンが大出力を要するときには、ターボチャージャ
からの排出ガスと、コンプレッサの圧気利用の燃焼器か
らの燃焼ガスとによりガスタービンが効率よく高出力運
転することになり、したがって該ガスタービンの発電機
出力や回転電機の発電力によって車両の推進力が倍増す
るという効果が得られる。
図面は本発明にかかるターボコンパウンドエンジンの一
実施例を示す構成ブロック図である。 １・・・エンジン、２・・・ターボチャージャ、３・・
・回転電機、４・・・ガスタービン、５・・・燃焼器、
６・・・コントローラ、７・・・制御弁、８・・・車輪
、４１・・・発電機、５３・・・燃料ポンプ、８１・・
・電動機。
実施例を示す構成ブロック図である。 １・・・エンジン、２・・・ターボチャージャ、３・・
・回転電機、４・・・ガスタービン、５・・・燃焼器、
６・・・コントローラ、７・・・制御弁、８・・・車輪
、４１・・・発電機、５３・・・燃料ポンプ、８１・・
・電動機。
Claims (2)
- （１）エンジンに接続されたターボチャージャに回転電
機を取付け、該回転電機の発電出力を車輪駆動系に連結
した電動機に供給して力行せしめるターボコンパウンド
エンジンにおいて、前記ターボチャージャからの圧気を
取入れて燃料を燃焼せしめる燃焼器と、該燃焼器の燃焼
ガスと前記ターボチャージャからの排出ガスとにより駆
動される発電機付タービンと、該発電機付タービンの発
電出力を前記電動機に供給する通電手段とを備えたこと
を特徴とするターボコンパウンドエンジン。 - （２）前記発電機付タービンは、前記燃焼器からの燃焼
ガスにより駆動される第１のタービンブレードと、前記
ターボチャージャからの排出ガスにより駆動される第２
のタービンブレードとを有することを特徴とする請求項
（１）記載のターボコンパウンドエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2243054A JPH04124428A (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | ターボコンパウンドエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2243054A JPH04124428A (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | ターボコンパウンドエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124428A true JPH04124428A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17098124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2243054A Pending JPH04124428A (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | ターボコンパウンドエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04124428A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7383684B2 (en) * | 2006-04-10 | 2008-06-10 | Deere & Company | Hybrid engine |
| US8141360B1 (en) * | 2005-10-18 | 2012-03-27 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Hybrid gas turbine and internal combustion engine |
| JP2021172253A (ja) * | 2020-04-27 | 2021-11-01 | 株式会社石川エナジーリサーチ | 車両駆動装置 |
-
1990
- 1990-09-13 JP JP2243054A patent/JPH04124428A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8141360B1 (en) * | 2005-10-18 | 2012-03-27 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Hybrid gas turbine and internal combustion engine |
| US7383684B2 (en) * | 2006-04-10 | 2008-06-10 | Deere & Company | Hybrid engine |
| JP2021172253A (ja) * | 2020-04-27 | 2021-11-01 | 株式会社石川エナジーリサーチ | 車両駆動装置 |
| WO2021220742A1 (ja) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 株式会社石川エナジーリサーチ | 車両駆動装置 |
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