JP6057834B2 - 燃焼機関 - Google Patents
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Description
2 第2のターボチャージ段
3 排気ガス再循環管路
4 充填空気収集容器
5 排気ガス収集容器
6 水冷却器
7 煤煙清浄器
8 第1のタービン
9 第1の圧縮器
10 水予注入ユニット(水噴射ユニット)
11 循環遮断弁
12 副充填遮断弁
13 循環ガス逆流阻止弁
14 水蒸気キャッチャ(制御弁)
15 吸入器
16 別の水蒸気キャッチャ
17 水蒸気キャッチャ
18 第2のタービン
19 第2の圧縮器
25 逆止弁
26 逆止弁
27 水冷却器
28 水冷却器
B1 第1の燃焼ガス管路(第1の排気ガス管路)
B2b 流入区間
B22 中間区間
B2a 第2の排気ガス管路
L1 合流区間
L1B2 合流区間
L21 流入区間
L2B2 共通する管路区間
L2 第2の充填空気管路
Claims (13)
- シリンダと、クランクシャフトと協働するピストンとによって制限されており、排気ガスを排出するための少なくとも1つの排気口と、充填空気を供給するための少なくとも1つの吸気口とを備えている少なくとも1つの燃焼室と、
第1の排気ガス流によって駆動され、第1の充填空気流を圧縮するように構成されていている第1のターボチャージ段(1)であって、少なくとも1つの第1のタービン(8)と、割り当てられた前記第1のタービン(8)によって駆動される少なくとも1つの第1の圧縮器(9)とを備えている前記第1のターボチャージ段(1)と、
第2の排気ガス流を排気口から吸気口に循環させるための排気ガス再循環装置(3,15)であって、前記排気口側から前記吸気口側に案内するための排気ガス再循環管路(3)を備えており、排気ガス冷却器(6)が、前記排気ガス再循環管路内に配置されており、前記第2の排気ガス流は、前記第1の充填空気流とは別のガス流であり、前記第1の充填空気流よりも小さいガス流である、前記排気ガス再循環装置(3,15)と、
第2の排気ガス流によって駆動され、第2の充填空気流を圧縮するように構成されている第2のターボチャージ段(2)であって、少なくとも1つの第2のタービン(18)と、前記第2のターボチャージ段(2)の動作時に割り当てられた前記第2のタービン(18)によって駆動される少なくとも1つの第2の圧縮器(19)とを備えており、前記第1のターボチャージ段(1)と前記第2のターボチャージ段(2)とは、直列ではなく、互いに並列に接続されている前記第2のターボチャージ段(2)と、
前記第2の排気ガス流を前記第2のターボチャージ段(2)に選択的に供給可能又は循環可能(3,15)とするための切換装置(11,12,13)と、
を有している燃焼機関において、
圧縮器側で前記第2のターボチャージ段(2)を通じて案内される第2の充填空気管路(L21,L2B2,L2)が、中央管路区間(L2B2)では、前記排気ガス再循環管路(3)内に配置された排気ガス冷却器(6)を通じて案内されることを特徴とする燃焼機関。 - 前記排気ガス再循環装置(3,15)が、前記第1のターボチャージ段(1)のタービン側に対して比較的小さな、好ましくは約半分の大きさのスループットに寸法設定されており、
前記第2のターボチャージ段は、タービン側が比較的小さな、好ましくは前記第1のターボチャージ段(1)の約半分の大きさのスループットに寸法設定されており、圧縮器側では特に比較的小さな、好ましくは前記第1のターボチャージ段(1)の約半分の大きさのスループットに寸法設定されていることを特徴とする請求項1に記載の燃焼機関。 - 前記切換装置(11,12,13)は、前記第2の排気ガス流を、前記第2のターボチャージ段(2)に対して使用することも、前記排気ガス再循環装置(3、15)に対して使用することも遮断するようにも構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃焼機関。
- 前記切換装置(11、12、13)は、前記第2の排気ガス流を第2のターボチャージ段(2)に完全に供給する位置と、前記第2の排気ガス流を完全に循環(3、15)する位置との間の中間位置、好ましくは前記第2の排気ガス流の完全な遮断と完全な使用との間の中間位置を許容することを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の燃焼機関。
- 前記排気ガス再循環管路(3)に配置された排気ガス冷却器(6)は水冷であり、好ましくは前記排気ガス冷却器(6)の下流に排気ガス洗浄装置(7)が配置されており、
好ましくはさらに前記排気ガス冷却器(6)の上流では、清浄液予噴射部(10)が排気ガス再循環管路(3)内に設けられており、
前記排気ガス再循環管路(3)は、前記第1のターボチャージ段(1)に対して好ましくは並列に配置されていることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一項に記載の燃焼機関。 - 前記第2の充填空気管路(L21,L2B2,L2)は、中央管路区間(L2B2)では排気ガス洗浄装置(7)を通って、前記排気ガス洗浄装置(7)の下流では水蒸気キャッチャ(17)を通って案内されていることを特徴とする請求項1から5までのいずれか一項に記載の燃焼機関。
- 前記第1のターボチャージ段(1)の圧縮器側から到達する第1の充填空気管路(L1,L1B2)の合流区間(L1B2)と、前記第2のターボチャージ段(2)の圧縮器側から到達する第2の充填空気管路(L21,L2B2,L2)の合流区間(L2)と、前記排気ガス再循環管路(3)の合流区間(L1B2)とが合流する、前記吸気口に接続された充填空気収集容器(4)を特徴とする請求項1から6までのいずれか一項に記載の燃焼機関。
- 前記第1のターボチャージ段(1)のタービン側に至る第1排気ガス管路(B1)と、前記第2のターボチャージ段(2)のタービン側に至る第2の排気ガス管路(B2a)と、排気ガス再循環管路(3)とが分岐するように、排気ガス収集容器(5)が、前記排気口に接続されていることを特徴とする請求項1から7までのいずれか一項に記載の燃焼機関。
- 前記第2の充填空気管路(L21,L2B2,L2)の中央管路区間(L2B2)は、前記排気ガス再循環管路(3)の中央管路区間(L2B2)と1つの共通する中央管路区間(L2B2)に合流されており、
前記共通する中央管路区間(L2B2)の上流では、前記第2の充填空気管路(L21,L2B2,L2)の流入区間(L21)が、第2のターボチャージ段は(2)を通って案内され、前記第2のターボチャージ段には前記切換装置(11,12,13)の循環ガス逆流阻止弁(13)が配置されており、
前記循環ガス逆流阻止弁によって、前記第2のターボチャージ段(2)と前記共通する中央管路区間(L2B2)との接続が解放可能かつ阻止可能であり、好ましくは部分的に解放可能であることを特徴とする請求項6から8までのいずれか一項に記載の燃焼機関。 - 前記第2の充填空気管路(L21,L2B2,L2)の中央管路区間(L2B2)は、前記排気ガス再循環管路(3)の中央管路区間(L2B2)と1つの共通する中央管路区間(L2B2)に合流されており、
前記共通する中央管路区間(L2B2)の上流にある前記排気ガス再循環管路(3)の流入区間(B2b)には、切換装置(11,12,13)の循環遮断弁(11)が配置されており、前記循環遮断弁によって、好ましくは前記排気ガス収集容器(5)の排気口側と前記共通する中央管路区間(L2B2)との接続が解放可能かつ阻止可能であり、
前記第2のターボチャージ段(2)の上流にある領域には、副充填遮断弁(12)が配置されており、前記副充填遮断弁によって、好ましくは前記排気ガス収集容器(5)の排気口側と前記第2のターボチャージ段(2)との接続が解放可能かつ阻止可能であることを特徴とする請求項6から9までのいずれか一項に記載の燃焼機関。 - 前記第2の充填空気管路(L21,L2B2,L2)の中央管路区間(L2B2)は、前記排気ガス再循環管路(3)の中央管路区間(L2B2)と1つの共通する中央管路区間(L2B2)に合流されており、
前記排気ガス再循環管路(3)の中間区間(B22)が、前記共通する中央管路区間(L2B2)から前記第1の充填空気管路(L1,L1B2)の合流区間(L1B2)の吸気口に案内されており、
前記中間区間(B22)には、前記中間区間(B22)を通る流れを制御するために圧縮器、好ましくは送風器(15)と好ましくは無段階に制御可能な弁(14)とが配置されていることを特徴とする請求項6から10までのいずれか一項に記載の燃焼機関。 - 前記第1の充填空気管路(L1,L1B2)の前記合流区間(L1B2)の上流にある前記第1の充填空気管路(L1,L1B2)の区間(L1)には、少なくとも1つの好ましくは水冷の充填空気冷却器(27,28)が設けられており、好ましくはさらに水蒸気キャッチャ(16)が前記第1の充填空気管路(L1,L1B2)の合流区間(L1B2)に設けられていることを特徴とする請求項7から11までのいずれか一項に記載の燃焼機関。
- 前記燃焼機関は、ディーゼル機関、好ましくは2サイクル方式大型ディーゼル機関であり、燃焼室の排気ガスを放出するために設けられた排気口が、排気口弁の弁体と、割り当てられた弁座との間に形成されており、充填空気を燃焼室に供給するために設けられた吸気口がピストンによって制御可能であることを特徴とする請求項1から12までのいずれか一項に記載の燃焼機関。
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