JP2017048700A - Exhaust pipe connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、より高温の気体が排気される高温排気管と、より低温の気体が排気される低温排気管とを、一つの排気管に接続する場合に、接続部分において偏熱が生じにくい排気管接続構造に関する。 In the present invention, when a high-temperature exhaust pipe from which a higher-temperature gas is exhausted and a low-temperature exhaust pipe from which a lower-temperature gas is exhausted are connected to one exhaust pipe, the exhaust gas is less likely to cause uneven heat at the connection portion. It relates to a pipe connection structure.
ターボチャージャー等を使用する内燃機関等においては、より高温の気体が排気される高温排気管と、より低温の気体が排気される低温排気管とを、フランジおよびガスケットを用いて一つの排気管に接続することがある。 In an internal combustion engine using a turbocharger or the like, a high-temperature exhaust pipe from which higher-temperature gas is exhausted and a low-temperature exhaust pipe from which lower-temperature gas is exhausted are combined into one exhaust pipe using a flange and a gasket. May connect.
より高温の気体が排気される高温排気管と、より低温の気体が排気される低温排気管とを、一つの排気管に接続する排気管接続構造においては、高温排気管に近い側が専ら高熱に曝されるため、接続部付近の部材(例えばガスケット、フランジ、または排気管)、または排気管にさらに接続される別の排気管もしくは部材が、部分的に著しく劣化することがある。また、高温排気管からの気体は上側を通過しやすく、低温排気管からの気体は下側を通過しやすい。そのため、排気管においては、高温の気体と低温の気体の層流が形成されやすく、そのこともまた、接続部付近の部材、または排気管にさらに接続される別の排気管もしくは部材を、部分的に著しく劣化させる要因となる。そのため、高温排気管と低温排気管を合わせて一つの排気管に接続する接続構造においては、偏熱を抑制することが望まれている。 In an exhaust pipe connection structure in which a high temperature exhaust pipe from which higher temperature gas is exhausted and a low temperature exhaust pipe from which lower temperature gas is exhausted are connected to one exhaust pipe, the side close to the high temperature exhaust pipe is exclusively heated. As a result of exposure, members near the connection (eg, gaskets, flanges, or exhaust pipes) or other exhaust pipes or members that are further connected to the exhaust pipe may be significantly degraded in part. Further, the gas from the high temperature exhaust pipe easily passes through the upper side, and the gas from the low temperature exhaust pipe easily passes through the lower side. For this reason, in the exhaust pipe, a laminar flow of a high-temperature gas and a low-temperature gas is likely to be formed, and this also means that a member near the connection part or another exhaust pipe or member further connected to the exhaust pipe is partially Cause significant deterioration. For this reason, in a connection structure in which a high-temperature exhaust pipe and a low-temperature exhaust pipe are combined and connected to one exhaust pipe, it is desired to suppress uneven heat.
さらに、ターボチャージャー等を使用する内燃機関等においては、低温排気管から、例えば、200〜300℃程度であり、場合によっては最大で数百気圧という高圧である気体と、高温排気管から、例えば、800〜1000℃程度の高温であり、かつ場合によっては最大で数百気圧という高圧である気体が交互に排気されることがある。すなわち、上記の排気管接続構造において、接続部付近の部材が、高温環境と低温環境に繰り返し曝されることがあり、そのこともまた、接続部付近の部材の劣化を促進する要因となる。 Furthermore, in an internal combustion engine or the like using a turbocharger or the like, from a low temperature exhaust pipe, for example, about 200 to 300 ° C. In some cases, a gas having a high temperature of about 800 to 1000 ° C. and a high pressure of several hundred atmospheres may be exhausted alternately. That is, in the exhaust pipe connection structure described above, a member near the connection portion may be repeatedly exposed to a high temperature environment and a low temperature environment, which also causes deterioration of the member near the connection portion.
本発明は、高温排気と低温排気に同時に曝される接続部において、高温排気および低温排気がそれぞれ偏った流れを形成することを抑制し、もって接続部付近の部材等の部分的な劣化を抑制し得る排気管接続構造を提供することを目的とする。 The present invention suppresses the high temperature exhaust and the low temperature exhaust from forming a biased flow in the connection part exposed to the high temperature exhaust gas and the low temperature exhaust gas at the same time, thereby suppressing the partial deterioration of the members near the connection part. It is an object of the present invention to provide an exhaust pipe connection structure that can be used.
本発明は、
より高い温度の排気が通過する一または複数の高温排気管Aと、より低い温度の排気が通過する一または複数の低温排気管Bとを、フランジおよびガスケットを介して一つの排気管Cに接続する排気管接続構造であって、
フランジは、そのフランジ面が重力が作用する方向と平行な面との間で0°〜75°の角度αをなすように配置されており、
フランジ面を重力が作用する方向と平行となるように角度αだけ傾けたときに、フランジ面において、重力が作用する方向を下向き、および重力が作用する方向と直交する方向を左右方向としたときに、
少なくとも一つの高温排気管Aが少なくとも出口部分にて、フランジ面に対して垂直な線に対して、下向きに0°より大きく60°以下の角度で、および/または左向きもしくは右向きに、0°より大きく30°以下の角度で傾斜しており、ならびに/あるいは
少なくとも一つの低温排気管Bが少なくとも出口部分にて、フランジ面に対して垂直な線に対して、上向きに0°より大きく60°以下の角度で、および/または左向きもしくは右向きに、0°より大きく30°以下の角度で傾斜している、
排気管接続構造を提供する。
The present invention
One or more hot exhaust pipes A through which higher temperature exhaust passes and one or more cold exhaust pipes B through which lower temperature exhaust passes are connected to one exhaust pipe C through a flange and a gasket. Exhaust pipe connection structure
The flange is arranged such that the flange surface forms an angle α of 0 ° to 75 ° with a plane parallel to the direction in which gravity acts.
When the flange surface is tilted by an angle α so that it is parallel to the direction in which gravity acts, the direction in which gravity acts on the flange surface is downward, and the direction perpendicular to the direction in which gravity acts is the left-right direction In addition,
At least one hot exhaust pipe A at least at the outlet portion, with respect to a line perpendicular to the flange surface, at an angle of greater than 0 ° and less than or equal to 60 ° and / or left or right, from 0 ° Is inclined at an angle of not more than 30 ° and / or at least one cold exhaust pipe B is at least at the outlet portion, upwards from 0 ° and not more than 60 ° with respect to a line perpendicular to the flange surface And / or tilted at an angle greater than 0 ° and less than or equal to 30 ° to the left or right.
An exhaust pipe connection structure is provided.
本発明の排気管接続構造は、高温排気管Aおよび低温排気管Bから排出される気体の経路が、フランジ面に対して垂直な線から傾くようにしたものであり、それにより高温排気と低温排気との混合を促進して、高温排気および低温排気がそれぞれ排気管C内の上部および下部に集中することを緩和している。したがって、本発明の排気管接続構造によれば、高温でかつ場合により高圧である気体に連続的又は間欠的に曝されることに起因する、接続部付近の部材(特に、ガスケット)、または排気管Cに接続される部材の劣化を抑制して、それらの部材を長期間にわたって使用することが可能となる。 The exhaust pipe connection structure of the present invention is such that the path of the gas discharged from the high temperature exhaust pipe A and the low temperature exhaust pipe B is inclined from a line perpendicular to the flange surface. Mixing with the exhaust is promoted, and the high-temperature exhaust and the low-temperature exhaust are alleviated from concentrating on the upper and lower portions in the exhaust pipe C, respectively. Therefore, according to the exhaust pipe connection structure of the present invention, a member (particularly a gasket) in the vicinity of the connection portion or exhaust gas caused by continuous or intermittent exposure to a gas having a high temperature and sometimes a high pressure. Deterioration of members connected to the tube C can be suppressed, and these members can be used over a long period of time.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図面はいずれも模式図であって、理解の容易のため、各構成要素は必ずしも同一縮尺で表示されていない。また、複数の図面において、同じ符号で示された要素は、同じ機能を奏する要素である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, all drawings are schematic diagrams, and each component is not necessarily displayed with the same scale for easy understanding. In addition, in the plurality of drawings, elements denoted by the same reference numerals are elements having the same function.
先に[発明が解決しようとする課題]の欄で説明したとおり、より高い温度であり、かつ場合により高圧である排気(以下、単に「高温排気」という)が通過する高温排気管Aからの排気と、より低い温度であり、かつ場合により高圧である排気が通過する低温排気管Bからの排気とを、一つの排気管Cに供給して、当該一つの排気管から排気をまとめて排出することがある。そのような場合には、高温排気管Aおよび低温排気管Bの出口を、排気管Cに接続する必要があり、その接続部分で用いられるフランジおよびガスケットは、高温排気と低温排気に曝されることとなる。重力が作用する方向を下方向としたときに、排気管Cを上下方向に対して垂直に配置して、排気管C内に高温排気と低温排気とを供給すると、高温排気は一般に上側を通過しようとし、低温排気は下側を通過しようとして、排気管C内で二つの排気の層流が形成される。そのため、フランジおよびガスケットはその上部が専ら高温に曝されることとなり、それらの上部において劣化がより進行する傾向にある。 As described above in the section “Problems to be Solved by the Invention”, the exhaust from the high-temperature exhaust pipe A through which the exhaust having a higher temperature and possibly high pressure (hereinafter simply referred to as “high-temperature exhaust”) passes. The exhaust and the exhaust from the low-temperature exhaust pipe B through which the low-temperature and possibly high-pressure exhaust passes are supplied to one exhaust pipe C, and the exhaust is collectively discharged from the one exhaust pipe. There are things to do. In such a case, the outlets of the high temperature exhaust pipe A and the low temperature exhaust pipe B need to be connected to the exhaust pipe C, and the flanges and gaskets used at the connection portions are exposed to the high temperature exhaust and the low temperature exhaust. It will be. When the direction in which the gravity acts is downward, the exhaust pipe C is arranged perpendicular to the vertical direction, and when high temperature exhaust and low temperature exhaust are supplied into the exhaust pipe C, the high temperature exhaust generally passes through the upper side. The low temperature exhaust gas tries to pass through the lower side, and two laminar flows of exhaust gas are formed in the exhaust pipe C. Therefore, the upper part of the flange and the gasket are exclusively exposed to a high temperature, and the deterioration tends to further progress at the upper part.
フランジおよびガスケットの上部だけが劣化しないようにするには、高温排気と低温排気が層流を形成せず、高温排気と低温排気が混合して中間の温度の排気を形成することが好ましい。そこで、本実施形態においては、高温排気と低温排気が排気管C内で層流を形成しにくいように、あるいは高温排気と低温排気が層流を形成しても層流の混合が促進される又はこれらの層流が排気管Cに与える影響をより少なくし得るように、高温排気および低温排気の方向を適宜設定することにより、加えて/あるいは高温排気および低温排気の混合により、排気管Cの上下における熱の影響を平均化することが可能となるように、高温排気管Aおよび低温排気管Bを配置して、高温排気および低温排気の流れをコントロールした排気管接続構造を説明する。 In order not to deteriorate only the upper part of the flange and the gasket, it is preferable that the high temperature exhaust and the low temperature exhaust do not form a laminar flow, but the high temperature exhaust and the low temperature exhaust mix to form an intermediate temperature exhaust. Therefore, in this embodiment, mixing of laminar flow is promoted so that high-temperature exhaust and low-temperature exhaust hardly form a laminar flow in the exhaust pipe C, or even if high-temperature exhaust and low-temperature exhaust form a laminar flow. Alternatively, by appropriately setting the direction of the high-temperature exhaust and the low-temperature exhaust so that the influence of these laminar flows on the exhaust pipe C can be reduced, and / or by mixing the high-temperature exhaust and the low-temperature exhaust, the exhaust pipe C An exhaust pipe connection structure in which the high-temperature exhaust pipe A and the low-temperature exhaust pipe B are arranged to control the flow of the high-temperature exhaust and the low-temperature exhaust so that the influence of heat on the upper and lower sides can be averaged will be described.
図1は、本実施形態に係る排気管接続構造の一例を説明する立断面図である。図示した排気管接続構造40は、高温排気管A42と低温排気管B44とが、排気管C50に接続されたものであり、高温排気管A42がフランジ46およびガスケット48を通過して、その出口が排気管C50内に開いており、低温排気管B44がフランジ46およびガスケット48を通過して、その出口が排気管C50内に開いている。フランジ46は高温排気管A42および低温排気管B44を通過させる開口部を有しており、各排気管と開口部との間は例えば溶接等によりシールされる。ガスケット48は、排気管接続に用いられる任意のガスケットであり、例えばメタルリングガスケットまたはメタルジャケット型ガスケット等である。図示した接続構造において、フランジ46/ガスケット48/排気管C50は、ボルト52およびナット54によって一体に接続されている。
FIG. 1 is an elevational sectional view illustrating an example of an exhaust pipe connection structure according to the present embodiment. In the illustrated exhaust
図1において、排気管C50はバタフライ弁であり、バタフライ弁は別の排気管(図示せず)に接続されているが、排気管C50は必ずしもバタフライ弁に限定されない。バタフライ弁は、その弁体50aが高温排気管42の出口部分42aおよび低温排気管44の出口部分44aと干渉しないように選択される。弁体50aの回転方向は矢印で示すとおりである。バタフライ弁は、流量調節または流路の開閉のために用いられる。
In FIG. 1, the exhaust pipe C50 is a butterfly valve, and the butterfly valve is connected to another exhaust pipe (not shown), but the exhaust pipe C50 is not necessarily limited to the butterfly valve. The butterfly valve is selected so that its
図示した形態において、排気管C50は重力が作用する方向を下向きとする上下方向に対して、垂直な方向に延びている。また、フランジ46のフランジ面46aは、上下方向と平行な面であり、かつ排気管C50の長手方向に対して垂直な面である。フランジ面46aは、例えばガスケット48の長寿命化を図るために、重量が作用する方向と平行な面(以下、「面S」とも呼ぶ)との間で75°以下、特に70°以下、より特には60°以下の角度αをなすように、傾けて配置されていてよい。その場合、排気管C50等が延びる方向も傾くこととなる。フランジ面と面Sとの間に形成される角度は鋭角で規定するものとする。また、フランジ面46a(より厳密には、ガスケット48と接している側の面)は、それが下を向くように傾いていてよく、あるいは上を向くように傾いていてよい。高温排気管A42は、低温排気管B44よりも下側に配置され、低温排気管B44は高温排気管A42よりも上側に配置されている。これは、高温排気が低温排気よりも上側に移動しやすいことを考慮して、上側に移動するまでに低温排気と衝突させて、その温度を低下させようとするものである。
In the illustrated form, the exhaust pipe C50 extends in a direction perpendicular to the vertical direction in which the direction in which gravity acts is downward. Further, the
高温排気管A42および低温排気管B44はともに、フランジ44に至る直前までは排気管C50と平行な方向に延びているが、その出口部分42aおよび42bがともに屈曲して、フランジ面46aに対して垂直な線Lに対して傾斜している。具体的には、高温排気管A42の出口部分42aは、線Lに対して下向きに0°よりも大きく、60°以下の角度θ1で傾斜し、低温排気管B44の出口部分44aは、線Lに対して上向きに0°よりも大きく、60°以下の角度θ2で傾斜している。θ1およびθ2は好ましくは30°以下であり、10°以下であってもよく、5°以下であってもよい。出口部分42a(高温排気管)が下向きに傾斜していることによって、高温排気の上側への移動がより抑制され、出口部分42b(低温排気管)が上向きに傾斜していることによって、低温排気の上側の移動がより抑制され、これにより高温排気と低温排気の層流が、フランジ46およびガスケット48近傍でただちに形成されるのを有効に抑制できる。その結果、フランジ46およびガスケット48の上部における、偏熱による劣化をより抑制でき、あるいは排気管C50または排気管C50に接続される他の部材の偏熱による部分的な劣化をより抑制できる。一つの変形例において、出口部分42aおよび44bのいずれか一方のみが上下方向に傾斜し、他方は上下方向に傾斜していなくてよい。そのような場合でも、高温排気および低温排気の層流の形成をある程度抑制できる。
Both the high temperature exhaust pipe A42 and the low temperature exhaust pipe B44 extend in a direction parallel to the exhaust pipe C50 until just before reaching the
加えて/あるいは、出口部分42aおよび42bは、フランジ面46aに対して垂直な線Lに対して左右方向に30°以下の角度で傾いていてよい。図2に、出口部分42aおよび出口部分44bが左右方向に傾いた状態を、接続構造を左右方向に切断した断面図にて示す。図2に示す排気管接続構造においては、左右方向に高温排気管A42および低温排気管B44が配置され、右側に低温排気管B44が、左側に高温排気管A42が配置されている。高温排気管A42の出口部分42aは、線Lに対して右側に0°よりも大きく30°以下の角度θ3で傾き、低温排気管B44の出口部分44aは、線Lに対して左側に0°よりも大きく30°以下の角度θ4で傾いている。このように出口部分42a、44aを左右方向に傾けることによっても、高温排気および低温排気が層流を形成しにくくなり、二つの排気の混合が促進され、あるいは層流が形成されるとしても層流間の温度差を小さくすることができる。一つの変形例において、出口部分42aは、線Lに対して左側に傾き、出口部分42bは、線Lに対して右側に傾いていてよい。
図2に示す接続構造においても、排気管C50はバタフライ弁であり、図示した形態において弁体50aは矢印の方向に回転する。
In addition or alternatively, the
Also in the connection structure shown in FIG. 2, the exhaust pipe C50 is a butterfly valve, and in the illustrated form, the
出口部分42a、44aを左右方向に傾ける場合、それらは互いに反対の方向に傾いていることが好ましいが、同じ方向に傾いていてよい。あるいは、一方の出口部分のみが左右いずれかの方向に傾いていてよい。少なくとも一つの出口部分を線Lに対して左右いずれかの方向に傾けることによって、排気の流れが変化し、層流の形成をある程度抑制することが可能となる。
When the
θ1、θ2、θ3およびθ4は、高温排気管A42および低温排気管B44の寸法、およびそれらを流れる気体の温度、ならびに排気管C50の寸法等に応じて、層流の形成を抑制するのに適した値となるように、決定する。θ1等の決定に際しては、金属ベローズを用いることができる。具体的には、図1等に示された高温排気管A42および低温排気管B44に代えて、金属ベローズを接続し、金属ベローズを適宜折り曲げることによって、金属ベローズを通過する気体の方向を適宜変化させて、層流形成の抑制および/または偏熱防止に効果的な角度(θ1等)を決定するとよい。それから、決定した角度で出口部分42a、44bが傾くように、高温排気管42aおよび低温排気管44bを設計して作製するか、あるいは後述するように、高温排気管42aおよび低温排気管44bを傾けて設置する。
θ1, θ2, θ3, and θ4 are suitable for suppressing the formation of laminar flow according to the dimensions of the high temperature exhaust pipe A42 and the low temperature exhaust pipe B44, the temperature of the gas flowing through them, the dimension of the exhaust pipe C50, and the like. It is decided so that it may become the value. In determining θ1, etc., a metal bellows can be used. Specifically, instead of the high-temperature exhaust pipe A42 and the low-temperature exhaust pipe B44 shown in FIG. Thus, an angle (θ1 or the like) effective for suppressing laminar flow formation and / or preventing heat deviation may be determined. Then, the high
出口部分42aおよび出口部分44aは、線Lに対して上下方向および左右方向の両方で傾斜していてよい。例えば、図1に示すように、上下方向に高温排気管A42(下側)および低温排気管B44(上側)が配置された接続構造において、出口部分42aが、線Lに対して下方向に傾斜するとともに、右方向に傾斜している場合、図3に示すとおり、フランジ46手前まで延びる高温排気管A42の位置(図において破線で示す)に対して、出口42bが斜め方向にずれることとなる。同様に、出口部分44aが、線Lに対して上方向に傾斜するとともに、左方向に傾斜している場合、図3に示すとおり、フランジ46手前まで延びる低温排気管B44の位置(図において破線で示す)に対して、出口44bが斜め方向にずれることとなる。
The
図1においては、高温排気管A42および低温排気管B44がそれぞれ一つずつ、上下方向に設けられている。これをフランジ面46aで見ると、図4(a)に示すような配置となる。別の実施形態において、高温排気管A42および低温排気管B44は、図2および図4(b)に示すように、左右方向にそれぞれ一つずつ設けられてよい。
なお、図4ないし図6はいずれも、フランジ面46aで見た、高温排気管A42および低温排気管B44の配置を示す模式図である。
In FIG. 1, one high temperature exhaust pipe A42 and one low temperature exhaust pipe B44 are provided in the vertical direction. When this is seen in the
4 to 6 are schematic views showing the arrangement of the high temperature exhaust pipe A42 and the low temperature exhaust pipe B44 as viewed from the
あるいは、さらに別の実施形態において、高温排気管A42および低温排気管B44は、それぞれ複数設けられてよい。例えば、図5に示すように、高温排気管A42および低温排気管B44は、二つずつ設けてよい。高温排気管A42および低温排気管B44をそれぞれ複数設ける場合には、図6(a)に示すように、高温排気管A42の群を下側に配置し、低温排気管B44の群を上側に配置してよく、あるいは、図6(b)に示すように、高温排気管A42の群を左右一方の側に、低温排気管B44の群を左右の他方の側に配置してよい。高温排気管A42と低温排気管B44をそれぞれ複数設ける場合には、少なくとも一つの高温排気管A42の出口部分42aと少なくとも一つの低温排気管B44の出口部分44aを上下左右のいずれかの方向に傾斜させる。
Alternatively, in still another embodiment, a plurality of high temperature exhaust pipes A42 and low temperature exhaust pipes B44 may be provided. For example, as shown in FIG. 5, two high temperature exhaust pipes A42 and two low temperature exhaust pipes B44 may be provided. When a plurality of high temperature exhaust pipes A42 and low temperature exhaust pipes B44 are provided, as shown in FIG. 6A, the group of high temperature exhaust pipes A42 is arranged on the lower side, and the group of low temperature exhaust pipes B44 is arranged on the upper side. Alternatively, as shown in FIG. 6B, the group of high-temperature exhaust pipes A42 may be arranged on one of the left and right sides, and the group of low-temperature exhaust pipes B44 may be arranged on the other side of the left and right. When a plurality of high-temperature exhaust pipes A42 and low-temperature exhaust pipes B44 are provided, the
本実施形態において、高温排気管Aおよび低温排気管Bの出口部分はいずれも、フランジまでフランジ面に対して垂直に延びる管から、フランジ付近で屈曲させている。出口部分は、出口から出ていく排気が、フランジ面に対して垂直とならず、フランジ面に対して垂直な線から傾斜した方向に流れる限りにおいて、いずれの部位で屈曲していてよい。したがって、別の形態において、出口部分は、フランジより前で屈曲し、傾斜した出口部分がフランジの開口部を通過してよい。高温排気管Aおよび低温排気管Bの出口部分は別部材であってよく、フランジ面に対して垂直に延びる管部材と例えば螺合により一体化させてよい。あるいは、高温排気管Aおよび低温排気管Bの出口部分は屈曲していなくてよく、例えば、図7に示すとおり、直線状の高温排気管A42および低温排気管B44を、その出口部分がフランジ面46aに垂直な線に対して所定のように傾斜するように、全体を傾けた状態にてフランジ46に通してよい。それにより、出口からの排気が所定の方向に流れるようになる。
In this embodiment, the exit portions of the high temperature exhaust pipe A and the low temperature exhaust pipe B are both bent near the flange from a pipe extending perpendicularly to the flange surface up to the flange. The outlet portion may be bent at any portion as long as the exhaust gas exiting from the outlet does not flow perpendicular to the flange surface but flows in a direction inclined from a line perpendicular to the flange surface. Thus, in another form, the outlet portion may be bent before the flange and the inclined outlet portion may pass through the opening in the flange. The exit portions of the high temperature exhaust pipe A and the low temperature exhaust pipe B may be separate members, and may be integrated with a pipe member extending perpendicularly to the flange surface, for example, by screwing. Alternatively, the outlet portions of the high temperature exhaust pipe A and the low temperature exhaust pipe B do not have to be bent. For example, as shown in FIG. 7, the straight high temperature
高温排気管A42と低温排気管B44とを排気管C50に接続する構造は、例えば、ターボチャージャーを使用する内燃機関において用いることができる。そのような内燃機関においては、高温排気管A42はターボチャージャーからの排気(これは上記のとおり高圧となることもある)を通過させるものであり、低温排気管B44は通常の排気(高圧となることもあるエンジン排気)を通過させるものである。ターボチャージャーからの排気の温度は例えば600℃以上であり、通常の排気の温度は例えば50〜200℃である。ターボチャージャーからの排気の温度は局部的に900℃程度となることもあり、通常の排気の温度も場合により200〜300℃となることもある。また、ターボチャージャーからは常に排気が生じているわけではなく間欠的に排気が生じるので、そのような内燃機関では、フランジおよびガスケットは低温環境と高温環境に交互に曝されることとなり、劣化しやすい。同様に、二酸化炭素削減のために用いられるターボチャージャーを用いる難燃機関でも、フランジおよびガスケットは低温環境と高温環境に交互に曝されることとなり、劣化しやすい。本実施形態によれば、高温排気と低温排気の層流の形成が抑制されて、または層流の温度差が小さくなって、フランジおよびガスケットの一部のみ、または排気管C50およびこれに接続される他の部材の一部のみが高温に曝されることを抑制できる。したがって、本実施形態の排気管接続構造は、ターボチャージャーを使用する内燃機関で使用するのに特に適している。
あるいは、本実施形態の排気管接続構造は発電所で用いるのに適している。
The structure in which the high temperature exhaust pipe A42 and the low temperature exhaust pipe B44 are connected to the exhaust pipe C50 can be used, for example, in an internal combustion engine that uses a turbocharger. In such an internal combustion engine, the high temperature exhaust pipe A42 allows exhaust from the turbocharger (this may be high pressure as described above), and the low temperature exhaust pipe B44 is normal exhaust (high pressure). The engine exhaust). The temperature of exhaust from the turbocharger is, for example, 600 ° C. or higher, and the temperature of normal exhaust is, for example, 50 to 200 ° C. The temperature of the exhaust from the turbocharger may be locally about 900 ° C., and the temperature of the normal exhaust may be 200 to 300 ° C. depending on the case. Further, since the exhaust is not always generated from the turbocharger but is intermittently generated, in such an internal combustion engine, the flange and the gasket are alternately exposed to a low temperature environment and a high temperature environment and deteriorated. Cheap. Similarly, even in a flame retardant engine using a turbocharger used for reducing carbon dioxide, the flange and the gasket are alternately exposed to a low temperature environment and a high temperature environment, and are easily deteriorated. According to the present embodiment, the formation of laminar flow between high-temperature exhaust and low-temperature exhaust is suppressed, or the temperature difference between the laminar flows is reduced, and only a part of the flange and gasket or the exhaust pipe C50 and the exhaust pipe C50 are connected. It is possible to prevent only a part of the other members from being exposed to a high temperature. Therefore, the exhaust pipe connection structure of the present embodiment is particularly suitable for use in an internal combustion engine that uses a turbocharger.
Alternatively, the exhaust pipe connection structure of the present embodiment is suitable for use in a power plant.
本発明の排気管接続構造は、高温排気および低温排気の層流の形成を抑制して、または層流の温度差を小さくして、排気管接続構造での偏熱を軽減させる構造となっているから、例えば、ターボチャージャーを使用する内燃機関で使用できる。 The exhaust pipe connection structure of the present invention has a structure that suppresses the formation of laminar flow of high-temperature exhaust and low-temperature exhaust, or reduces the temperature difference between the laminar flows, thereby reducing the uneven heat in the exhaust pipe connection structure. For example, it can be used in an internal combustion engine that uses a turbocharger.
40 排気管接続構造
42 高温排気管A
42a 高温排気管Aの出口部分
42b 出口
44 低温排気管B
44a 低温排気管Bの出口部分
44b 低温排気管Bの出口
46 フランジ
46a フランジ面
48 ガスケット
50 排気管C
52 ボルト
54 ナット
40 Exhaust
42a Outlet portion of high temperature
44a Outlet portion of the low temperature
52
Claims (3)
フランジは、そのフランジ面が重力が作用する方向と平行な面との間で0°〜75°の角度αをなすように配置されており、
フランジ面を重力が作用する方向と平行となるように角度αだけ傾けたときに、フランジ面において、重力が作用する方向を下向き、および重力が作用する方向と直交する方向を左右方向としたときに、
少なくとも一つの高温排気管Aが少なくとも出口部分にて、フランジ面に対して垂直な線に対して、下向きに0°より大きく60°以下の角度で、および/または左向きもしくは右向きに、0°より大きく30°以下の角度で傾斜しており、ならびに/あるいは
少なくとも一つの低温排気管Bが少なくとも出口部分にて、フランジ面に対して垂直な線に対して、上向きに0°より大きく60°以下の角度で、および/または左向きもしくは右向きに、0°より大きく30°以下の角度で傾斜している、
排気管接続構造。 One or more hot exhaust pipes A through which higher temperature exhaust passes and one or more cold exhaust pipes B through which lower temperature exhaust passes are connected to one exhaust pipe C through a flange and a gasket. Exhaust pipe connection structure
The flange is arranged such that the flange surface forms an angle α of 0 ° to 75 ° with a plane parallel to the direction in which gravity acts.
When the flange surface is tilted by an angle α so that it is parallel to the direction in which gravity acts, the direction in which gravity acts on the flange surface is downward, and the direction perpendicular to the direction in which gravity acts is the left-right direction In addition,
At least one hot exhaust pipe A at least at the outlet portion, with respect to a line perpendicular to the flange surface, at an angle of greater than 0 ° and less than or equal to 60 ° and / or left or right, from 0 ° Is inclined at an angle of not more than 30 ° and / or at least one cold exhaust pipe B is at least at the outlet portion, upwards from 0 ° and not more than 60 ° with respect to a line perpendicular to the flange surface And / or tilted at an angle greater than 0 ° and less than or equal to 30 ° to the left or right.
Exhaust pipe connection structure.
前記高温排気管Aの群と、前記高温排気管Bの群が、左右方向に分かれて配置されている、請求項1に記載の排気管接続構造。 A plurality of the high temperature exhaust pipes A, a plurality of the high temperature exhaust pipes B,
The exhaust pipe connection structure according to claim 1, wherein the group of the high temperature exhaust pipes A and the group of the high temperature exhaust pipes B are arranged separately in the left-right direction.
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