JPS63186916A - パワ−タ−ビンの運転制御方法 - Google Patents
パワ−タ−ビンの運転制御方法Info
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- JPS63186916A JPS63186916A JP62017347A JP1734787A JPS63186916A JP S63186916 A JPS63186916 A JP S63186916A JP 62017347 A JP62017347 A JP 62017347A JP 1734787 A JP1734787 A JP 1734787A JP S63186916 A JPS63186916 A JP S63186916A
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- turbine
- bypass
- power turbine
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
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- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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］
本発明は過給機を装着したディーゼル機関から排出され
る排気ガスのエネルギーを動力として回収するためにデ
ィーゼル機関に付属させて用いるパワータービンの運転
制御方法に関するものでおる。
る排気ガスのエネルギーを動力として回収するためにデ
ィーゼル機関に付属させて用いるパワータービンの運転
制御方法に関するものでおる。
［従来の技術］
過給機を装着したディーゼル機関では、該ディーゼル機
関から排出されて過給機に送られる排気ガスのエネルギ
ーを動力として回収するためにパワータービンが装備さ
れている。
関から排出されて過給機に送られる排気ガスのエネルギ
ーを動力として回収するためにパワータービンが装備さ
れている。
従来のパワータービン付ディーゼル機関としては、第３
図に示す如く、導入されるガスにより翼車を回転するタ
ービン丁と該タービンＴにより翼車が回転させられて吸
気を圧縮して吐出させるコンプレッサＣとを備える過給
機１を、ディーゼル機関２に接続し、過給機１のコンプ
レッサＣから圧縮空気がディーゼル機関２に、又、ディ
ーゼル機関２からの排気ガスが過給機１のタービンＴに
それぞれ送られるようにした構成において、上記過給機
１のタービン丁へ送られる排気ガスの一部をバイパスさ
けるバイパスライン３を設け、該バイパスラインの途中
にパワータービン４、バイパス弁５を組み込んで、排気
ガスのエネルギーをパワータービン４て動力として回収
させるようにし、ディーゼル機関２の主軸６を回転させ
るようにしである。
図に示す如く、導入されるガスにより翼車を回転するタ
ービン丁と該タービンＴにより翼車が回転させられて吸
気を圧縮して吐出させるコンプレッサＣとを備える過給
機１を、ディーゼル機関２に接続し、過給機１のコンプ
レッサＣから圧縮空気がディーゼル機関２に、又、ディ
ーゼル機関２からの排気ガスが過給機１のタービンＴに
それぞれ送られるようにした構成において、上記過給機
１のタービン丁へ送られる排気ガスの一部をバイパスさ
けるバイパスライン３を設け、該バイパスラインの途中
にパワータービン４、バイパス弁５を組み込んで、排気
ガスのエネルギーをパワータービン４て動力として回収
させるようにし、ディーゼル機関２の主軸６を回転させ
るようにしである。
上記パワータービン４は、ディーゼル機関２の負荷が約
５０％以上のときに使用されるが、ディーゼル機関２か
ら排出される排気ガスの全量に対して成る比率で排気ガ
スをバイパスさせるようにパワータービン４の容量が定
められ、バイパスされるガスによりパワータービン４の
性能を維持すると共に、過給機１に送られる排気ガスに
よって過給機１の出力が得られてディーゼル機関２の性
能も高められるようにしである。
５０％以上のときに使用されるが、ディーゼル機関２か
ら排出される排気ガスの全量に対して成る比率で排気ガ
スをバイパスさせるようにパワータービン４の容量が定
められ、バイパスされるガスによりパワータービン４の
性能を維持すると共に、過給機１に送られる排気ガスに
よって過給機１の出力が得られてディーゼル機関２の性
能も高められるようにしである。
上記のように排気ガスのバイパス比率が成る値に定めら
れるのは、バイパス間が少な過ぎると、パワータービン
４により十分な動力が回収できず、又、逆に、バイパス
量が多過ぎると、パワータービン４の回収動力は高めら
れるが、過給機１へ送られる排気ガス量が減少して十分
な過給機出力が得られず、ディーゼル機関２の性能を悪
化させるおそれがあるので、これらを防止するためであ
る。
れるのは、バイパス間が少な過ぎると、パワータービン
４により十分な動力が回収できず、又、逆に、バイパス
量が多過ぎると、パワータービン４の回収動力は高めら
れるが、過給機１へ送られる排気ガス量が減少して十分
な過給機出力が得られず、ディーゼル機関２の性能を悪
化させるおそれがあるので、これらを防止するためであ
る。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、従来採用されているパワータービン４では、
バイパスされる排気ガスの入ロアが１つで、且つその大
きざが定められて、常に一定のバイパス量となるように
してあり、しかもバイパス量は成る程度の量としておる
ため、バイパス弁５を開閉してバイパスされる排気ガス
をパワータービン４に入れたり停止したりしてパワータ
ービン４を制御するとき、過給機１へ送られる排気ガス
の量は大きく変化しており、これがディーゼル機関２の
吸気圧力の大ぎな差となっている。すなわち、従来のパ
ワータービン４は、バイパスされる排気ガスの変化量を
少なく調整できる構成とはなってあらず、バイパス間が
多いため、バイパス弁５の開時はパワータービン４に入
るバイパス排気ガスの量のために過給機１へ送られる排
気ガスの量はその分だけ急激に少なくなり、又、バイパ
ス弁５の閉時はパワータービン４へ入るように流れるバ
イパス量が零であるため過給機１へ送られる排気ガスの
量は急激に増加することになり、バイパス弁５の開閉時
に過給機１へ送られる排気ガスの量の変動が大きく、又
、パワータービン４に作用したり作用しなかったりする
排気ガスの量に大きな幅がある。そのため過給機１から
ディーゼル機関２へ入る吸気圧力Ｐｓｃは大きな差が生
じて、バイパス弁５の開閉時に第４図に示す如く大きく
変化し、又、タービン入口ａ度ＴＶＴとタービン出口温
度ＴＮ丁もバイパス弁５の開閉時に第４図の如く大きく
変化している。この変化はバイパス量が大ぎいほど大き
くなる。上記圧力や温度の急激な変化がディーゼル機関
の寿命短縮をもたらす要因となりうる。
バイパスされる排気ガスの入ロアが１つで、且つその大
きざが定められて、常に一定のバイパス量となるように
してあり、しかもバイパス量は成る程度の量としておる
ため、バイパス弁５を開閉してバイパスされる排気ガス
をパワータービン４に入れたり停止したりしてパワータ
ービン４を制御するとき、過給機１へ送られる排気ガス
の量は大きく変化しており、これがディーゼル機関２の
吸気圧力の大ぎな差となっている。すなわち、従来のパ
ワータービン４は、バイパスされる排気ガスの変化量を
少なく調整できる構成とはなってあらず、バイパス間が
多いため、バイパス弁５の開時はパワータービン４に入
るバイパス排気ガスの量のために過給機１へ送られる排
気ガスの量はその分だけ急激に少なくなり、又、バイパ
ス弁５の閉時はパワータービン４へ入るように流れるバ
イパス量が零であるため過給機１へ送られる排気ガスの
量は急激に増加することになり、バイパス弁５の開閉時
に過給機１へ送られる排気ガスの量の変動が大きく、又
、パワータービン４に作用したり作用しなかったりする
排気ガスの量に大きな幅がある。そのため過給機１から
ディーゼル機関２へ入る吸気圧力Ｐｓｃは大きな差が生
じて、バイパス弁５の開閉時に第４図に示す如く大きく
変化し、又、タービン入口ａ度ＴＶＴとタービン出口温
度ＴＮ丁もバイパス弁５の開閉時に第４図の如く大きく
変化している。この変化はバイパス量が大ぎいほど大き
くなる。上記圧力や温度の急激な変化がディーゼル機関
の寿命短縮をもたらす要因となりうる。
そこで、本発明は、排気ガスの一部をバイパスしてパワ
ータービンを運転させるときでも、又、バイパス量を零
とするときでも過給機へ送られる排気ガスの量の変化幅
を小さくするようにして前記従来の諸問題を解消しよう
とするものである。
ータービンを運転させるときでも、又、バイパス量を零
とするときでも過給機へ送られる排気ガスの量の変化幅
を小さくするようにして前記従来の諸問題を解消しよう
とするものである。
Ｌ問題点を解決するための手段］
本発明は、上記目的を達成するために、パワータービン
に入ってバイパスされる排気ガスの量を段階的に調整で
きるようにして、バイパス弁の開閉時に過給機へ送られ
る排気ガスの岳の差を小さくするようパワータービンへ
のバイパスガス量を調整する方法とする。
に入ってバイパスされる排気ガスの量を段階的に調整で
きるようにして、バイパス弁の開閉時に過給機へ送られ
る排気ガスの岳の差を小さくするようパワータービンへ
のバイパスガス量を調整する方法とする。
［作 用］
バイパス弁の開閉を行うときに、パワータービンに入る
バイパスガス量を少なくすると、バイパスさせるときと
ざぜないときの過給機への排気ガス量の差が少なくなり
、ディーゼル機関に入る吸気圧力は急激に変化すること
がなくなる。又、バイパス量を少なくすることからター
ビン入口温度、出口温度の変化も小さく抑えることがで
きる。
バイパスガス量を少なくすると、バイパスさせるときと
ざぜないときの過給機への排気ガス量の差が少なくなり
、ディーゼル機関に入る吸気圧力は急激に変化すること
がなくなる。又、バイパス量を少なくすることからター
ビン入口温度、出口温度の変化も小さく抑えることがで
きる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の方法の一実施例を示すもので、過給機
１を装着したディーゼル機関２に、該ディーゼル機関２
からの排気ガスのエネルギーを動力として回収させるた
めパワータービン４を付属させ、排気ガスの一部をバイ
パスさせるようにした構成において、上記パワータービ
ン４へのガス入口を２つ７ａ、７ｂに分割し、各ガス入
ロアａ、 ７ｂごとにバイパス管８．９を接続し、各バ
イパス管８．９にバイパス弁５ａ、 ５ｂを各々設ける
。図中、第３図と同一のものには同一符号が付しである
。
１を装着したディーゼル機関２に、該ディーゼル機関２
からの排気ガスのエネルギーを動力として回収させるた
めパワータービン４を付属させ、排気ガスの一部をバイ
パスさせるようにした構成において、上記パワータービ
ン４へのガス入口を２つ７ａ、７ｂに分割し、各ガス入
ロアａ、 ７ｂごとにバイパス管８．９を接続し、各バ
イパス管８．９にバイパス弁５ａ、 ５ｂを各々設ける
。図中、第３図と同一のものには同一符号が付しである
。
ディーゼル機関２の負荷が約５０％以上のときは排気ガ
スの一部をバイパスさせてパワータービン４を運転し、
排気ガスのエネルギーをパワータービン４により動力と
して回収し、これを主Ｉｔｌ１６の回転として戻す等に
利用させるが、バイパス弁を開閉して排気ガスをバイパ
スさせたり、排気ガスをバイパスさせないですべて過給
機１に送ったりするときは次のようにして行う。
スの一部をバイパスさせてパワータービン４を運転し、
排気ガスのエネルギーをパワータービン４により動力と
して回収し、これを主Ｉｔｌ１６の回転として戻す等に
利用させるが、バイパス弁を開閉して排気ガスをバイパ
スさせたり、排気ガスをバイパスさせないですべて過給
機１に送ったりするときは次のようにして行う。
先ず、排気ガスを一部バイパスさせないときは、各バイ
パス管８．９のバイパス弁５ａ、 ５ｂをともに閉にす
る（工程工）。
パス管８．９のバイパス弁５ａ、 ５ｂをともに閉にす
る（工程工）。
次に、一定時間後に、たとえば、一方のバイパス弁５ａ
のみを開く（工程■）。このとき他方のバイパス弁５ｂ
は閉じているので、バイパスされる排気ガスの量は全バ
イパス量の半分でおり、バイパスされる排気ガスの量が
少ないので、両バイパス弁５ａ、 ５ｂが閉じていると
きに過給機１に送られる排気ガスの伍に比して、バイパ
ス弁５ａのみを開にしたときに過給機１へ送られる排気
ガスの量はそれほど少なくない。そのため、第２図に示
す如く、ディーゼル機関２の吸気圧力Ｐｓｃの変化幅が
第４図に示す従来方式に比して大幅に小さくなり、急激
に変化することがなくなる。又、タービン入口温度ＴＶ
Ｔとタービン出口温度ＴＮ下もバイパス量が少ないこと
から変化幅が第２図に示す如く小さくなる。
のみを開く（工程■）。このとき他方のバイパス弁５ｂ
は閉じているので、バイパスされる排気ガスの量は全バ
イパス量の半分でおり、バイパスされる排気ガスの量が
少ないので、両バイパス弁５ａ、 ５ｂが閉じていると
きに過給機１に送られる排気ガスの伍に比して、バイパ
ス弁５ａのみを開にしたときに過給機１へ送られる排気
ガスの量はそれほど少なくない。そのため、第２図に示
す如く、ディーゼル機関２の吸気圧力Ｐｓｃの変化幅が
第４図に示す従来方式に比して大幅に小さくなり、急激
に変化することがなくなる。又、タービン入口温度ＴＶ
Ｔとタービン出口温度ＴＮ下もバイパス量が少ないこと
から変化幅が第２図に示す如く小さくなる。
次に、一定時間後にバイパス弁５ｂを開にすると（工程
ＩＩＩ）、両バイパス弁５ａ、 ５ｂがすべて開となっ
て多くのガスがバイパスされパワータービン４に入るこ
とになる。このときも、バイパス量の変化は、バイパス
弁５ｂが開くことによって増加する分であり、第２図の
工程■と工程■との間ではバイパス弁５ｂのみのガス量
の変化であり、ディーゼル機関２の吸気圧力も温度も急
激に変化することはなくなる。
ＩＩＩ）、両バイパス弁５ａ、 ５ｂがすべて開となっ
て多くのガスがバイパスされパワータービン４に入るこ
とになる。このときも、バイパス量の変化は、バイパス
弁５ｂが開くことによって増加する分であり、第２図の
工程■と工程■との間ではバイパス弁５ｂのみのガス量
の変化であり、ディーゼル機関２の吸気圧力も温度も急
激に変化することはなくなる。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば、パワータービン４のガス入口を２つ以上
として２個以上のバイパス弁を設けるようにしてもよい
。ガス入口の数を増やしてバイパス弁を順次開閉して行
くようにすることにより、吸気圧力、温度等の変化幅を
７より小さくすることができて有利であること、又、
パワータービン４のガス入口を複数にして複数のバイパ
ス弁を設ける構成に代え、ガス入口を１個にして１個の
バイパス弁を設は且つバイパスされるガスの量を調整で
きる可変容量型ノズルを採用してもよい。かかるノズル
を用いれば、滑らかな変化が得られる利点がおる。
く、たとえば、パワータービン４のガス入口を２つ以上
として２個以上のバイパス弁を設けるようにしてもよい
。ガス入口の数を増やしてバイパス弁を順次開閉して行
くようにすることにより、吸気圧力、温度等の変化幅を
７より小さくすることができて有利であること、又、
パワータービン４のガス入口を複数にして複数のバイパ
ス弁を設ける構成に代え、ガス入口を１個にして１個の
バイパス弁を設は且つバイパスされるガスの量を調整で
きる可変容量型ノズルを採用してもよい。かかるノズル
を用いれば、滑らかな変化が得られる利点がおる。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明の方法によれば、パワータービ
ンに入ってバイパスされる排気ガスの量を小さい幅で変
化させるようパワータービンに入るガスの川を調整させ
るので、バイパス弁の全開から全開又はその逆のときの
バイパスされるガス量を段階的にあるいは滑らかに変化
させ得られてディーゼル機関の吸気圧力、タービン入口
、出口の温度を急激に変化させることがなくなり、パワ
ータービン付ディーゼル機関のより一層の寿命延長が図
れる、という優れた効果を奏し得る。
ンに入ってバイパスされる排気ガスの量を小さい幅で変
化させるようパワータービンに入るガスの川を調整させ
るので、バイパス弁の全開から全開又はその逆のときの
バイパスされるガス量を段階的にあるいは滑らかに変化
させ得られてディーゼル機関の吸気圧力、タービン入口
、出口の温度を急激に変化させることがなくなり、パワ
ータービン付ディーゼル機関のより一層の寿命延長が図
れる、という優れた効果を奏し得る。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は本発
明によった場合の吸気圧力、温度の変化の度合いを示す
図、第３図は従来の方式を示す概略図、第４図は従来の
場合の吸気圧力、温度の変化の度合いを示す図である。 １・・・過給機、２・・・ディーゼル機関、３・・・バ
イパスライン、４・・・パワータービン、５．５ａ、
５ｂ・・・バイパス弁、７．７ａ、 ７ｂ・・・ガス入
口。
明によった場合の吸気圧力、温度の変化の度合いを示す
図、第３図は従来の方式を示す概略図、第４図は従来の
場合の吸気圧力、温度の変化の度合いを示す図である。 １・・・過給機、２・・・ディーゼル機関、３・・・バ
イパスライン、４・・・パワータービン、５．５ａ、
５ｂ・・・バイパス弁、７．７ａ、 ７ｂ・・・ガス入
口。
Claims (1)
- １）ディーゼル機関からの排気ガスのエネルギーを動力
として回収させるためディーゼル機関に付属させたパワ
ータービンに入れてバイパスさせる排気ガスの量を、上
記パワータービンに入れるときに調整し、ディーゼル機
関から過給機へ送られる排気ガスの量の変化幅を小さく
することを特徴とするパワータービンの運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017347A JPS63186916A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | パワ−タ−ビンの運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017347A JPS63186916A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | パワ−タ−ビンの運転制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63186916A true JPS63186916A (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=11941514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62017347A Pending JPS63186916A (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | パワ−タ−ビンの運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63186916A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138840A (en) * | 1988-04-08 | 1992-08-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Power transmission apparatus for internal combustion engine including supercharger |
| JP2010138875A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排気エネルギー回収装置 |
| WO2010150856A1 (ja) | 2009-06-25 | 2010-12-29 | 三菱重工業株式会社 | エンジン排気エネルギー回収装置 |
| WO2011040456A1 (ja) | 2009-09-30 | 2011-04-07 | 三菱重工業株式会社 | 発電システムの制御装置および発電システムならびに発電システムの制御方法 |
| JP2011131692A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船舶の機関制御システム |
| WO2011089989A1 (ja) | 2010-01-21 | 2011-07-28 | 三菱重工業株式会社 | エンジン排気エネルギー回収装置、これを備える船舶およびこれを備える発電プラント |
| WO2012039063A1 (ja) | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 三菱重工業株式会社 | タービン発電機の制御方法および装置 |
| US20130055711A1 (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-07 | Douglas C. Hofer | Method and system for a turbocharged engine |
| CN105888821A (zh) * | 2014-12-09 | 2016-08-24 | 曹悦胜 | 气动助力发动机 |
| WO2018155239A1 (ja) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 三菱重工業株式会社 | 発電システム及び発電システムの制御方法 |
| CN114876630A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-08-09 | 侯杰 | 一种高效中冷增压的涡轮增压器 |
-
1987
- 1987-01-29 JP JP62017347A patent/JPS63186916A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5138840A (en) * | 1988-04-08 | 1992-08-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Power transmission apparatus for internal combustion engine including supercharger |
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| CN102472161A (zh) * | 2010-01-21 | 2012-05-23 | 三菱重工业株式会社 | 发动机排气能回收装置、具备该装置的船舶及具备该装置的发电设备 |
| WO2011089989A1 (ja) | 2010-01-21 | 2011-07-28 | 三菱重工業株式会社 | エンジン排気エネルギー回収装置、これを備える船舶およびこれを備える発電プラント |
| WO2012039063A1 (ja) | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 三菱重工業株式会社 | タービン発電機の制御方法および装置 |
| EP2913486A1 (en) | 2010-09-24 | 2015-09-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Power generation method and turbine generator |
| US20130055711A1 (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-07 | Douglas C. Hofer | Method and system for a turbocharged engine |
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| CN114876630A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-08-09 | 侯杰 | 一种高效中冷增压的涡轮增压器 |
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