JPS60230515A - Exhaust energy recovering turbine - Google Patents
Exhaust energy recovering turbineInfo
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- JPS60230515A JPS60230515A JP8695884A JP8695884A JPS60230515A JP S60230515 A JPS60230515 A JP S60230515A JP 8695884 A JP8695884 A JP 8695884A JP 8695884 A JP8695884 A JP 8695884A JP S60230515 A JPS60230515 A JP S60230515A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D3/00—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid
- F01D3/02—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid characterised by having one fluid flow in one axial direction and another fluid flow in the opposite direction
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、エンジンの排気ガスが有するエネルギーを回
収するためのタービンの改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an improvement in a turbine for recovering energy contained in engine exhaust gas.
エンジンの排気ガスは多量のエネルギーを有しており、
これを有効に利用して給気効率を向上させるためにター
ボチャージャーを駆動する方法が採用されている。Engine exhaust gas contains a large amount of energy,
In order to make effective use of this and improve air supply efficiency, a method of driving a turbocharger has been adopted.
一方、この排気ガスの有するエネルギーを直接動力の一
部として回収するために排気エネルギー回収タービンが
採用されている。On the other hand, an exhaust energy recovery turbine is employed to directly recover the energy contained in the exhaust gas as part of the power.
この排気エネルギー回収タービンは、第3図に示すよう
にタービン1のタービン翼2を支持する軸3に歯車機構
4を設け、この歯車機構4 −をエンジンの出力軸系に
接続して前記タービン1の動力を受けることによって排
気ガスのエネルギーを動力として回収するように構成さ
れている。As shown in FIG. 3, this exhaust energy recovery turbine is constructed by providing a gear mechanism 4 on a shaft 3 that supports the turbine blades 2 of the turbine 1, and connecting the gear mechanism 4- to the output shaft system of the engine. The system is configured to receive power from the exhaust gas and recover the energy from the exhaust gas as power.
前記タービン1に排気ガスが矢印Aのように給気口IA
より供給され、タービン翼2を駆動し、排気口IBより
矢印Bのように排気された場合には、この排気ガスと反
対方向にタービン翼2を押すスラストSが発生するので
、このスラストSを受けるためにスラスト軸受5が設け
られている。Exhaust gas flows into the turbine 1 through the air supply port IA as shown by arrow A.
When the gas is supplied from the exhaust gas, drives the turbine blade 2, and is exhausted from the exhaust port IB as shown by arrow B, a thrust S is generated that pushes the turbine blade 2 in the opposite direction to this exhaust gas. A thrust bearing 5 is provided for receiving.
第4図は、縦軸に排気ガスの圧力Pを、横軸にタービン
回転数Nを取って描いた図であって、排気ガスの圧力p
に応じてタービン翼2の回転数が決定され、それに応じ
てスラストSが発生する。このスラストSはかなり大き
なものであって、そのためにこのスラスト軸受5が大型
のものとならざるを得なかった。FIG. 4 is a diagram plotting the exhaust gas pressure P on the vertical axis and the turbine rotational speed N on the horizontal axis.
The rotational speed of the turbine blade 2 is determined according to this, and the thrust S is generated accordingly. This thrust S is quite large, and therefore the thrust bearing 5 has to be large.
従って、このスラスト軸受5の部分の機械的なロスは通
常の場合5〜7%になり、エネルギー回収タービンとし
ての機械的なロスは10%にもなり、排気ガスのエネル
ギーを回収する効率が著しく低下することになる。Therefore, the mechanical loss in the thrust bearing 5 is normally 5 to 7%, and the mechanical loss in the energy recovery turbine is as high as 10%, making the efficiency of recovering exhaust gas energy extremely low. This will result in a decline.
本発明は、前記従来のエンジンの排気ガスの有するエネ
ルギーを回収するタービンに発生するスラストに基づく
機械的なロスを極力少なくした排気エネルギー回収ター
ビンを提供するものである。The present invention provides an exhaust energy recovery turbine that minimizes the mechanical loss due to the thrust generated in the conventional turbine that recovers the energy contained in the exhaust gas of the engine.
前記目的を達成するための本発明の構成は、1本の軸に
、2個のタービン翼をそれぞれ反対向きに固定し、エン
ジンの排気ガスを前記タービン翼を有するケーシング内
に分流するように構成した排気エネルギー回収タービン
である。The configuration of the present invention for achieving the above object is such that two turbine blades are fixed to one shaft in opposite directions, and the exhaust gas of the engine is divided into a casing having the turbine blades. This is an exhaust energy recovery turbine.
〔実施例〕 次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。〔Example〕 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は、本発明の第1の実施例を示す断面図であって
、動力回収用の歯車機構4を固定した軸3の両側に出力
がほぼ同一なタニビン翼2A、2Bを設け、これらのタ
ービン翼2A、2Bをケーシング6A、6B内に収容し
て給気口?A、7Bを連結管8で接続し、矢印Aのよう
にエンジンの排気ガスを分流して供給し、前記タービン
翼2A、2Bを同時に駆動し、排気口9より矢印Bのよ
うに排気する。また、前記軸3にはこれに発生するスラ
ストを受けるためのスラスト軸受5Aが設けられている
。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention, in which tanibine blades 2A and 2B with approximately the same output are provided on both sides of a shaft 3 to which a gear mechanism 4 for power recovery is fixed. The turbine blades 2A, 2B are housed in the casings 6A, 6B and the air supply ports are installed. A and 7B are connected by a connecting pipe 8, engine exhaust gas is divided and supplied as shown by arrow A, the turbine blades 2A and 2B are simultaneously driven, and exhaust gas is exhausted from an exhaust port 9 as shown by arrow B. Further, the shaft 3 is provided with a thrust bearing 5A for receiving thrust generated therein.
この実施例は、回転数、出力が同一な2台の排気ガスタ
ービンTa、Tbをそれぞれのタービン翼2A、2Bが
反対向きになるように1本に軸3上に固定し、これらの
タービンTa、Tbに排気ガスの分流させて供給し、更
に前記軸3に設けた歯車機構4を介して排気ガスのエネ
ルギーを動力として直接に取出すように構成したことを
特徴とするものである。In this embodiment, two exhaust gas turbines Ta and Tb having the same rotation speed and output are fixed on a shaft 3 so that their respective turbine blades 2A and 2B are oriented in opposite directions, and these turbine Ta , Tb are supplied with exhaust gas in a branched manner, and the energy of the exhaust gas is directly extracted as motive power via a gear mechanism 4 provided on the shaft 3.
このように2台の回転数、出力が同一なタービンTa、
Tbのスラストが互いに逆方向になるように1本の軸3
上に配置してタービンを構成し、排気ガスを分流させて
供給することによって、タービン翼2Aには左方向への
スラストを発生し、別のタービン翼2Bには右方向への
スラストを発生し、両方のスラストは同し大きさ、或い
はほぼ同じ大きさであって、方向が異なるだけであるの
で両方のスラストは相殺し合って軸3をその軸方向に移
動させるスラストは実質的に生じないことになる。In this way, the two turbines Ta have the same rotation speed and output,
one shaft 3 so that the thrusts of Tb are in opposite directions
By arranging it above to form a turbine and supplying exhaust gas in a divided manner, a leftward thrust is generated in the turbine blade 2A, and a rightward thrust is generated in another turbine blade 2B. , both thrusts have the same size or almost the same size, and only differ in direction, so both thrusts cancel each other out, and there is virtually no thrust that moves the shaft 3 in its axial direction. It turns out.
従って、本発明に係る排気エネルギー回収タービンにお
いては、スラスト軸受5Aが小型化されたものであって
も良いことになる。Therefore, in the exhaust energy recovery turbine according to the present invention, the thrust bearing 5A may be miniaturized.
第2図は第2の実施例を示す断面図であって、第1図の
実施例においてはタービンTaのタービン翼2Aとター
ビンTbのタービン翼2Bとが背合わせとなっているた
めに排気口9を2個必要としたが、この実施例において
は2台のタービンT’a、Tbのタービン翼2A、2B
を対向させ、更にケーシング6A、6Bを排気管10に
よって接続して両ケーシング6A、6Bの間に共通の排
気口9を設けたものである。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment, and in the embodiment of FIG. 1, the turbine blades 2A of the turbine Ta and the turbine blades 2B of the turbine Tb are back to back, so the exhaust port However, in this embodiment, two turbine blades 2A and 2B of two turbines T'a and Tb are required.
The casings 6A, 6B are further connected by an exhaust pipe 10, and a common exhaust port 9 is provided between the casings 6A, 6B.
なお、この構造の装置においては軸3が排気管10の内
部を貫通しているので、軸3に耐熱性が要求されるが、
ケーシングの構造によっては軸3を排気ガス流より外に
設けてこの熱に曝されないような構造とすることができ
る。In addition, in a device with this structure, since the shaft 3 passes through the inside of the exhaust pipe 10, the shaft 3 is required to have heat resistance.
Depending on the construction of the casing, the shaft 3 can be located outside the exhaust gas flow and not exposed to this heat.
第1の実施例と第2の実施例とは動力を回収するための
歯車機構4や排気管9の配置が異なるだけであるので、
作用効果上さほど相違はないが、動力を回収する経路を
位置や排気管9の配置状況により何れかの構造が採用さ
れる。The first embodiment and the second embodiment differ only in the arrangement of the gear mechanism 4 for recovering power and the exhaust pipe 9.
Although there is not much difference in terms of operation and effect, either structure is adopted depending on the position of the route for recovering power and the arrangement of the exhaust pipe 9.
本発明は、エンジンの排気ガスのエネルギーを回収する
ためのタービンにおいて、1本の軸に出力がほぼ同一な
2個のタービン翼をそれぞれ反対向きに固定し、エンジ
ンよりの排気ガスを前記タービン翼を囲むケーシング内
に分流させるように構成したものである。The present invention provides a turbine for recovering the energy of exhaust gas from an engine, in which two turbine blades having substantially the same output are fixed to one shaft in opposite directions, and the exhaust gas from the engine is transferred to the turbine blades. The structure is such that the flow is divided into a casing that surrounds the casing.
従って、本発明に係るタービンによれば、2個のタービ
ン翼が排気ガスによって同時に駆動されることによって
発生するほぼ同一なスラストは互いに反対向きであるの
で、打ち消し合うことになる。Therefore, according to the turbine according to the present invention, the substantially identical thrusts generated by the two turbine blades being simultaneously driven by the exhaust gas are in opposite directions and therefore cancel each other out.
そのために前記軸3を支持するスラスト軸受5Aを小型
化することができ、その分だけ機械的なエネルギーの損
失を少なくすることができるために排気ガスの有するエ
ネルギーをロスが少ない状態で回収することができる。Therefore, the thrust bearing 5A that supports the shaft 3 can be downsized, and the loss of mechanical energy can be reduced accordingly, so that the energy of the exhaust gas can be recovered with less loss. I can do it.
第1図は、本発明の第1の実施例に係る排気エネルギー
回収タービンの要部を示す断面図、第2図は、同第2の
実施例を示す断面図、第3図は従来の排気エネルギー回
収タービンを示す断面図、第4図は第3図に示すタービ
ンの特性図である。
1・・・タービン、IA・・・給気口、IB・・・排気
口、2.2A、2B・・・タービン翼、3・・・軸4・
・・歯車機構、5,5A・・・スラスト軸受、6A、6
B・・・ケーシング、7A、7B・・・給気口、8・・
・連結管、9・・・排気口、10・・・排気管。
代理人 弁理士 小 川 信 −
弁理士 野 口 賢 照
弁理士斎下和彦
第1図
第3図
第2図
第4図FIG. 1 is a sectional view showing the main parts of an exhaust energy recovery turbine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the second embodiment, and FIG. 3 is a sectional view showing a conventional exhaust energy recovery turbine. A sectional view showing the energy recovery turbine, FIG. 4 is a characteristic diagram of the turbine shown in FIG. 3. 1... Turbine, IA... Air supply port, IB... Exhaust port, 2.2A, 2B... Turbine blade, 3... Shaft 4.
...Gear mechanism, 5,5A...Thrust bearing, 6A,6
B...Casing, 7A, 7B...Air supply port, 8...
- Connecting pipe, 9...exhaust port, 10...exhaust pipe. Agent: Patent Attorney Shin Ogawa − Patent Attorney Ken Noguchi Teru Patent Attorney Kazuhiko Saishita Figure 1 Figure 3 Figure 2 Figure 4
Claims (1)
ン翼をそれぞれ反対向きに固定し、排気ガスを前記ター
ビン翼を有するケーシング内に分流するように構成した
排気エネルギー回収タービン。An exhaust energy recovery turbine configured to have two turbine blades having substantially the same amount of thrust generated in opposite directions fixed to a single shaft so that exhaust gas is divided into a casing having the turbine blades.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8695884A JPS60230515A (en) | 1984-04-30 | 1984-04-30 | Exhaust energy recovering turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8695884A JPS60230515A (en) | 1984-04-30 | 1984-04-30 | Exhaust energy recovering turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60230515A true JPS60230515A (en) | 1985-11-16 |
Family
ID=13901379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8695884A Pending JPS60230515A (en) | 1984-04-30 | 1984-04-30 | Exhaust energy recovering turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60230515A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01159420A (en) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Hino Motors Ltd | Protector for turbo compound engine |
-
1984
- 1984-04-30 JP JP8695884A patent/JPS60230515A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01159420A (en) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Hino Motors Ltd | Protector for turbo compound engine |
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