JPS63302138A - 燃焼機関設備 - Google Patents
燃焼機関設備Info
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- JPS63302138A JPS63302138A JP63118031A JP11803188A JPS63302138A JP S63302138 A JPS63302138 A JP S63302138A JP 63118031 A JP63118031 A JP 63118031A JP 11803188 A JP11803188 A JP 11803188A JP S63302138 A JPS63302138 A JP S63302138A
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 25
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 13
- XYCDHXSQODHSLG-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-2-[(2-chloro-4-nitrophenyl)carbamoyl]phenolate;2-hydroxyethylazanium Chemical compound NCCO.OC1=CC=C(Cl)C=C1C(=O)NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1Cl XYCDHXSQODHSLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 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
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/001—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
-
- 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
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/005—Exhaust driven pumps being combined with an exhaust driven auxiliary apparatus, e.g. a ventilator
-
- 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
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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、排気ガス駆動形過給機を有する往復ピストン
内燃機関と、過給機タービンに対して並列に配置された
有効タービンとを有し、この有効タービンに過給機ター
ビンの運転にとって不要な排気ガスが供給され、その出
力が減速歯車装置を介して取り出されるような燃焼機関
設備に間する。
内燃機関と、過給機タービンに対して並列に配置された
有効タービンとを有し、この有効タービンに過給機ター
ビンの運転にとって不要な排気ガスが供給され、その出
力が減速歯車装置を介して取り出されるような燃焼機関
設備に間する。
かかる燃焼機関設備は例えばヨーロッパ特許第００９１
１３９号明細書あるいはドイツ連邦共和国特許第３３３
５８５６号明細書で知られている。
１３９号明細書あるいはドイツ連邦共和国特許第３３３
５８５６号明細書で知られている。
前者の明細書には有効タービンの実施形態に関する記載
はなく、後者の明細書記載の設備の場合、圧縮機の特性
に条件づけられて高速回転される小形の過給機タービン
が使用されなければならない。
はなく、後者の明細書記載の設備の場合、圧縮機の特性
に条件づけられて高速回転される小形の過給機タービン
が使用されなければならない。
また後者の明細書記載の有効タービンは高速回転用とし
て設計されている。
て設計されている。
本発明の目的は、冒頭に述べて形式の設備に使用する場
合の特別な条件に簡単に適合でき、往復ピストン内燃機
関の運転にとって不要な排気ガスからできるだけ大きな
出力が回収できるような有効タービンを作ることにある
。
合の特別な条件に簡単に適合でき、往復ピストン内燃機
関の運転にとって不要な排気ガスからできるだけ大きな
出力が回収できるような有効タービンを作ることにある
。
（課題を解決するための手段〕
本発明によればこの目的は、有効タービンが、ランナの
ランナベーンの平均入口直径と平均出口直径の比率が１
．６〜１．８：１であるラジアルタービンとして形成さ
れることによって達成される。
ランナベーンの平均入口直径と平均出口直径の比率が１
．６〜１．８：１であるラジアルタービンとして形成さ
れることによって達成される。
本発明によれば第一に、有効タービンが非常に低速で回
転するという利点が得られる。これは後置接続された歯
車装置を有利に小さな減速比にできる。他方では本発明
に基づいて形成された有効タービンにおいて、一定した
回転数において流量は著しく減少する。従って有効ター
ビンは、過給機タービンの運転にとって不要なごく僅か
な排気ガスが得られる往復ピストン内燃機関の部分負荷
範囲の時点においても既に投入することができる。
転するという利点が得られる。これは後置接続された歯
車装置を有利に小さな減速比にできる。他方では本発明
に基づいて形成された有効タービンにおいて、一定した
回転数において流量は著しく減少する。従って有効ター
ビンは、過給機タービンの運転にとって不要なごく僅か
な排気ガスが得られる往復ピストン内燃機関の部分負荷
範囲の時点においても既に投入することができる。
以下図面を参照して本発明に基づく二つの実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第１図に示した有効タービン１はラジアルタービンとし
て形成され、即ち排気ガスを半径方向に貫流される。有
効タービンｌは複数のランナベーン３を持ったランナ２
を有している。二〇ランナ２には軸４が接続されている
。この軸４はケーシング壁６にある軸受５および図示し
ていないもう一つの軸受によって支持されている。
て形成され、即ち排気ガスを半径方向に貫流される。有
効タービンｌは複数のランナベーン３を持ったランナ２
を有している。二〇ランナ２には軸４が接続されている
。この軸４はケーシング壁６にある軸受５および図示し
ていないもう一つの軸受によって支持されている。
ランナ２のランナベーン３は、平均入口直径Ｄ４と平均
出口直径Ｄ□との比率が１．６〜１．８：ｌになるよう
に形成されている。このように設計することによって、
排気ガス駆動形過給機におけるタービンに一般に利用さ
れている小さな直径比率に比べて、同じ流量においてタ
ービンの回転数を低くできる。ランナベーン３の入口縁
ないし出口縁がランチ軸心に対して平行に延びていない
場合（これは実施例においてランナベーン３の出口縁に
対して当てはまる）、平均直径は次の式で求められる。
出口直径Ｄ□との比率が１．６〜１．８：ｌになるよう
に形成されている。このように設計することによって、
排気ガス駆動形過給機におけるタービンに一般に利用さ
れている小さな直径比率に比べて、同じ流量においてタ
ービンの回転数を低くできる。ランナベーン３の入口縁
ないし出口縁がランチ軸心に対して平行に延びていない
場合（これは実施例においてランナベーン３の出口縁に
対して当てはまる）、平均直径は次の式で求められる。
ここでＤｔｌおよびＤ！、はそれぞれランナベーン３の
出口縁における内径および外径である。
出口縁における内径および外径である。
ケーシング壁６に入口通路７が固定され、この人口通路
７自体は出口通路８を支持している０人口通路７はラン
ナ２のランナベーン３に対するシュラウド９と、それに
続く出口通路部分１０とを含んでいる。その場合出口通
路８の一部は対向して位置する出口通路部分１０と共に
、軸方向に貫流される入口開口とほぼ半径方向に貫流さ
れる出口開口とを持った環状の排気ガスディフェーザ１
１を形成している。入口開口の位置はランナベ−７３の
出口縁の位置によって決められるのに対し、はぼ半径方
向に貫流される出口開口は有効タービンｌの軸方向の構
造長さを短くする。
７自体は出口通路８を支持している０人口通路７はラン
ナ２のランナベーン３に対するシュラウド９と、それに
続く出口通路部分１０とを含んでいる。その場合出口通
路８の一部は対向して位置する出口通路部分１０と共に
、軸方向に貫流される入口開口とほぼ半径方向に貫流さ
れる出口開口とを持った環状の排気ガスディフェーザ１
１を形成している。入口開口の位置はランナベ−７３の
出口縁の位置によって決められるのに対し、はぼ半径方
向に貫流される出口開口は有効タービンｌの軸方向の構
造長さを短くする。
ランナ２のランナベーン３は一つの運転時点に対してラ
ンナ２の長手軸心に対して平行に流出するガス流に対し
て最適に設計されているだけであるので、異なった運転
時点においては旋回が生じ、その円周方向成分は損失と
なる。ランナ２から流出する排気ガスのこの円周方向成
分は、後置接続されたディフューザ１１によって、旋回
原理に基づぐ排気ガスディフェーザにおける直径の増大
により低減され、非常に高い効率で圧力の回復を得られ
る。排気ガスの軸方向成分もディフューザｌｌの断面積
の増大により圧力の回復を得られる。
ンナ２の長手軸心に対して平行に流出するガス流に対し
て最適に設計されているだけであるので、異なった運転
時点においては旋回が生じ、その円周方向成分は損失と
なる。ランナ２から流出する排気ガスのこの円周方向成
分は、後置接続されたディフューザ１１によって、旋回
原理に基づぐ排気ガスディフェーザにおける直径の増大
により低減され、非常に高い効率で圧力の回復を得られ
る。排気ガスの軸方向成分もディフューザｌｌの断面積
の増大により圧力の回復を得られる。
ディフューザ１１の出口における圧力はほぼ大気圧に相
応しているので、これによって有効タービン１に対して
得られる落差を大きくすることができる。というのはラ
ンナ２の背後の圧力を大気圧以下にできるからである。
応しているので、これによって有効タービン１に対して
得られる落差を大きくすることができる。というのはラ
ンナ２の背後の圧力を大気圧以下にできるからである。
入口通路７とランナベーン３との間にガイドベーン１２
が設けられている。最も簡単な場合、固定して設けられ
たガイドベーン１２が使用される。
が設けられている。最も簡単な場合、固定して設けられ
たガイドベーン１２が使用される。
かかるガイドベーン１２は必ずしも必要ではないが、設
置するほうが有利である。これによって同じ有効タービ
ンを、種々の燃焼機関設備の異なった最大排気ガス流量
に適合させることができるからである。
置するほうが有利である。これによって同じ有効タービ
ンを、種々の燃焼機関設備の異なった最大排気ガス流量
に適合させることができるからである。
しかし実施例に示したように、ガイドベーン１１を軸ピ
ン１３によって回転可能に支持することもできる。各軸
ピン１３には調整リング１５の内′ 歯にかみ合う歯車
１４が設けられている。１１整リング１５には液圧ピス
トン１７を有している調整ロッド１６がヒンジ接続され
ている。！ｌ整ロッド１６は液圧ピストン１７を介して
動かされ、これによって調整リング１５が回転される。
ン１３によって回転可能に支持することもできる。各軸
ピン１３には調整リング１５の内′ 歯にかみ合う歯車
１４が設けられている。１１整リング１５には液圧ピス
トン１７を有している調整ロッド１６がヒンジ接続され
ている。！ｌ整ロッド１６は液圧ピストン１７を介して
動かされ、これによって調整リング１５が回転される。
これはガイドベーン１２を揺動させ、これによって排気
ガスに対する貫流断面積を増大ないし縮小する。これに
よって有効タービンは、往復ピストン内燃機関の排気ガ
ス駆動形過給機が必要としないその都度得られる排気ガ
ス量に適合させられる。しかし調整可能なガイドベーン
を、を効タービンによって駆動される発電機の電流系統
の電力需要に応じて、有効タービンの出力を調整するた
めに利用することもできる。
ガスに対する貫流断面積を増大ないし縮小する。これに
よって有効タービンは、往復ピストン内燃機関の排気ガ
ス駆動形過給機が必要としないその都度得られる排気ガ
ス量に適合させられる。しかし調整可能なガイドベーン
を、を効タービンによって駆動される発電機の電流系統
の電力需要に応じて、有効タービンの出力を調整するた
めに利用することもできる。
第２図における配置構造においては往復ピストン内燃機
関２０が設けられている。その排気ガス集合配管２１は
圧縮機２４を駆動する過給機タービン２３への配管２２
を分岐している。その場合過給機タービン２３および圧
縮機２４が排気ガス駆動形過給機を形成している。
関２０が設けられている。その排気ガス集合配管２１は
圧縮機２４を駆動する過給機タービン２３への配管２２
を分岐している。その場合過給機タービン２３および圧
縮機２４が排気ガス駆動形過給機を形成している。
排気ガス集合配管２１から別の配管２５が分岐しており
、これは二つの部分配管２６．２７に分かれている０部
分配管２６は第１（７）′有効タービン２８に通じてお
り、遮断弁２９を有している０部分配管２７は同様に第
２の有効ター□ビン３０に通じており、遮断弁３１を有
している０両方の有効タービン２８．３０は第１図の実
施例に相応して形成されている。各有効タービン２８．
３０にはそれぞれ減速歯車装置３２．３３が後置接続さ
れている。これらの減速歯車装置３２．３３の出力軸は
集合歯車装置３４を介して往復ピストン内燃機関２０の
クランク軸３５に接続されている。
、これは二つの部分配管２６．２７に分かれている０部
分配管２６は第１（７）′有効タービン２８に通じてお
り、遮断弁２９を有している０部分配管２７は同様に第
２の有効ター□ビン３０に通じており、遮断弁３１を有
している０両方の有効タービン２８．３０は第１図の実
施例に相応して形成されている。各有効タービン２８．
３０にはそれぞれ減速歯車装置３２．３３が後置接続さ
れている。これらの減速歯車装置３２．３３の出力軸は
集合歯車装置３４を介して往復ピストン内燃機関２０の
クランク軸３５に接続されている。
給気を維持するために過給機タービン２３が必要としな
いごく僅かな余剰排気ガスしか往復ピストン内燃機関２
０が提供しないときには、遮断弁２９だけが開かれ、こ
れによって有効タービン２８が駆動される。従ってこの
有効タービン２８は非常に小さな排気ガス流量に対して
最適設計されている。往復ピストン内燃機関２０から過
給にとってもはや必要でない排気ガス量が増加したとき
には、追加的に遮断弁３１が開かれ、これによって有効
タービン３０も駆動される。従って余剰の排気ガスを二
つのタービンに分配することにより、少量の余剰排気ガ
スのエネルギーを特に良好に利用できることになる。更
に唯一の有効タービンを使用する場合よりも可調整ガイ
ドベーンの省略を可能にする。
いごく僅かな余剰排気ガスしか往復ピストン内燃機関２
０が提供しないときには、遮断弁２９だけが開かれ、こ
れによって有効タービン２８が駆動される。従ってこの
有効タービン２８は非常に小さな排気ガス流量に対して
最適設計されている。往復ピストン内燃機関２０から過
給にとってもはや必要でない排気ガス量が増加したとき
には、追加的に遮断弁３１が開かれ、これによって有効
タービン３０も駆動される。従って余剰の排気ガスを二
つのタービンに分配することにより、少量の余剰排気ガ
スのエネルギーを特に良好に利用できることになる。更
に唯一の有効タービンを使用する場合よりも可調整ガイ
ドベーンの省略を可能にする。
第１図は本発明に基づく有効タービンの断面図、第２図
は本発明に基づく燃焼機関設備の概略系統図である。 １０６．有効タービン ２０１．ランナ ３０１．ランナベーン １１、、、ディフューザ １２、、、ガイドベーン ２８、、、有効タービン ３０、、、有効タービン Ｆｌ（３，２
は本発明に基づく燃焼機関設備の概略系統図である。 １０６．有効タービン ２０１．ランナ ３０１．ランナベーン １１、、、ディフューザ １２、、、ガイドベーン ２８、、、有効タービン ３０、、、有効タービン Ｆｌ（３，２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）排気ガス駆動形過給機を有する往復ピストン内燃機
関と、過給機タービンに対して並列に配置された有効タ
ービンとを有し、この有効タービンに過給機タービンの
運転にとって不要な排気ガスが供給され、その出力が減
速歯車装置を介して取り出されるような燃焼機関設備に
おいて、有効タービン（１）が、ランナ（２）のランナ
ベーン（３）の平均入口直径と平均出口直径の比率が１
．６〜１．８：１であるラジアルタービンとして形成さ
れることを特徴とする燃焼機関設備。 ２）ランナ（２）に、軸方向に貫流される入口開口を持
った環状のディフューザ（１１）が後置接続されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃焼機関設備。 ３）ディフューザ（１１）がほぼ半径方向に貫流される
出口開口を有していることを特徴とする請求項２記載の
燃焼機関設備。 ４）互いに並列に配置され順次投入できる有効タービン
（２８、３０）が設けられていることを特徴とする請求
項１ないし３の１つに記載の燃焼機関設備。 ５）有効タービン（１）のランナ（２）の入口側にガイ
ドベーン（１２）が設けられていることを特徴とする請
求項１ないし３の１つに記載の燃焼機関設備。 ６）ガイドベーン（１２）が調整可能に形成されること
を特徴とする請求項５記載の燃焼機関設備。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3716453.8 | 1987-05-16 | ||
| DE3716453 | 1987-05-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302138A true JPS63302138A (ja) | 1988-12-09 |
| JP2807234B2 JP2807234B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=6327711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63118031A Expired - Lifetime JP2807234B2 (ja) | 1987-05-16 | 1988-05-13 | 燃焼機関設備 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807234B2 (ja) |
| CH (1) | CH674549A5 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011049183A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | 三菱重工業株式会社 | ターボコンパウンドシステムおよびその運転方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2499823A (en) | 2012-03-01 | 2013-09-04 | Cummins Ltd | Turbine-generator and operation method |
| DE102015012259A1 (de) * | 2015-09-19 | 2016-04-07 | Daimler Ag | Turbinenrad für eine Turbine eines Abgasturboladers |
| CN105464769B (zh) * | 2015-12-30 | 2017-11-17 | 东风商用车有限公司 | 一种双流道动力涡轮系统及其控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4816220U (ja) * | 1971-07-03 | 1973-02-23 | ||
| JPS5597132U (ja) * | 1978-12-27 | 1980-07-05 | ||
| JPS56149036U (ja) * | 1980-04-08 | 1981-11-09 | ||
| JPS57157019A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-28 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Supercharging type internal combustion engine |
| JPS5890332U (ja) * | 1981-12-15 | 1983-06-18 | 三菱重工業株式会社 | 排気タ−ボコンパウンド機関 |
| JPS61200423U (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-15 |
-
1988
- 1988-04-25 CH CH1544/88A patent/CH674549A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-05-13 JP JP63118031A patent/JP2807234B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5890332U (ja) * | 1981-12-15 | 1983-06-18 | 三菱重工業株式会社 | 排気タ−ボコンパウンド機関 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2011049183A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | 三菱重工業株式会社 | ターボコンパウンドシステムおよびその運転方法 |
| JP2011089488A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボコンパウンドシステムおよびその運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2807234B2 (ja) | 1998-10-08 |
| CH674549A5 (en) | 1990-06-15 |
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