[发明专利]发动机系统以及船舶

说明书

技术领域

本发明涉及有效地回收废热能量的发动机系统。

背景技术

在具备由排气能量驱动的增压器和动力涡轮这两者的发动机系统（例如参照专利文献1）中，执行优先向增压器侧供给所需量的排气而将剩余的排气供给至动力涡轮侧的控制。

又，在具备增压器和动力涡轮这两者的发动机系统中，存在执行如下控制的情况：将开闭阀设置在向动力涡轮侧供给的排气的流路中，并根据运行条件关闭该开闭阀而避免排气向动力涡轮侧流入。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平10-169455号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

在执行如优先向上述增压器侧供给排气的控制的发动机系统中，受到来自从发动机主体排出的排气量变化的影响最大的是动力涡轮，动力涡轮的设定成为了问题。例如，在发动机主体进行正常运行时将动力涡轮设定为处于高效率，这是合理的做法，但是在该情况下，如果供给比正常运行时更多的排气，则放弃排气的一部分以避免动力涡轮转速超过允许值。这样的运用不一定能够充分回收废热能量。又，对于发动机系统当然会要求系统的简单化。

又，至于不使排气流入动力涡轮侧的控制，即便将上述开闭阀关闭而防止排气流入动力涡轮，在动力涡轮与发动机主体连接的情况下，动力涡轮也仍由发动机主体驱动。此时，动力涡轮如送风机那样工作，从而试图输送气体，但是上述开闭阀处于关闭状态导致气体不流动。因此，驱动动力涡轮时需要较大的力，导致发动机主体承受较大的负荷。

本发明是鉴于这样的情况而形成，其目的是提供能够高效地回收废热能量且能够谋求系统的简单化的发动机系统。

又，本发明的目的是能够在动力涡轮不由排气驱动时，抑制对发动机主体产生过度的负荷。

解决问题的手段：

根据本发明的一种形态的发动机系统具备：发动机主体；由从所述发动机主体排出的排气驱动的增压器；由从所述发动机主体排出的排气驱动的动力涡轮；将从所述发动机主体排出的排气导入至所述增压器的增压器入口配管；和将从排气发动机主体排出的排气导入至所述动力涡轮的动力涡轮入口配管；所述动力涡轮具有设置于入口侧的可变喷嘴；并且形成为如下结构：执行排气流量控制，所述排气流量控制，在从所述发动机主体排出的排气的量减少时，减小所述可变喷嘴的开口面积，以此，增大供给至所述增压器的排气的量相对于从所述发动机主体排出的排气的量的比例，且在从所述发动机主体排出的排气的量增加时，增大所述可变喷嘴的开口面积，以此，减小供给至所述增压器的排气的量相对于从所述发动机主体排出的排气的量的比例。

通常情况下，可变喷嘴用于改变其开口面积以此根据排气量改善涡轮（上述结构中动力涡轮）的效率。根据上述结构，通过改变该可变喷嘴的开口面积，还可以同时调节供给至增压器的排气的量。即，根据上述结构，可以通过可变喷嘴执行根据排气量高效地回收废热能量的控制、和向增压器供给适当量的排气的控制这两个控制。因此，根据上述发动机系统，可以高效地回收废热能量，且可以谋求系统的简单化。

也可以是在上述发动机系统中，所述动力涡轮入口配管形成为从所述增压器入口配管分叉，且将所述增压器入口配管内的排气的一部分导入至所述动力涡轮的结构。

又，也可以是在上述发动机系统中，所述发动机主体具有容纳由所述增压器升压的新气的扫气管；在所述扫气管内的压力小于规定的下限值时减小所述可变喷嘴的开度，且在所述扫气管内的压力大于规定的上限值时增大所述可变喷嘴的开度，以此进行所述排气流量控制。根据上述结构，可变喷嘴基于扫气管内的压力进行开闭，因此能够更加可靠且容易地向增压器供给适当量的排气。

又，也可以是在上述发动机系统中，所述规定的下限值以及所述规定的上限值设定为随着所述发动机主体的负荷增大而增大。根据上述结构，可以根据发动机负荷适当地设定扫气管内的压力的上限值以及下限值。