KR20040019314A - Turbocharge arrangement for a diesel engine - Google Patents
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Abstract
2행정 디젤 엔진용 과급 배기장치는 과급된 배기공기를 엔진에 공급하기 위해 엔진의 배기공기로 작동하는 적어도 하나의 과급기(1)와, 배기공기의 온도를 저하기키기 위해 과급기의 하류에 위치하는 적어도 하나의 공기 냉각기(2)와, 작동 중에 부하가 미리 설정된 값으로 감소하였을 때 추가적인 배기공기와 배기공기압을 엔진에 제공하도록 설계된 부가 송풍기(4)로 구성되는 특징을 가진다.The turbocharger for two-stroke diesel engines includes at least one supercharger (1) which acts as the exhaust air of the engine to supply the supercharged exhaust air to the engine, and downstream of the supercharger to reduce the temperature of the exhaust air. It consists of at least one air cooler (2) and an additional blower (4) designed to provide the engine with additional exhaust air and exhaust air pressure when the load is reduced to a predetermined value during operation.
적어도 하나의 원심력을 이용한 송풍기(4)의 입구는 적어도 하나의 중간 냉각기(2)의 출구에 연결된 하나의 원심력을 이용한 송풍기(4)의 출구에 연결되어 있다. 반면에, 그 출구는 엔진에 속한 배기 공기컨테이너(5)에 연결되어 있다.The inlet of the blower 4 using at least one centrifugal force is connected to the outlet of the blower 4 using one centrifugal force connected to the outlet of the at least one intermediate cooler 2. On the other hand, the outlet is connected to an exhaust air container 5 belonging to the engine.
이로 인해, 디젤 엔진에 공급된 과급되고 냉각된 배기공기로부터 효과적으로 응축수를 제거할 수 있는 간단하고 저렴한 구조가 얻어진다.This results in a simple and inexpensive structure capable of effectively removing condensate from the supercharged and cooled exhaust air supplied to the diesel engine.
Description
본래의 과급된 배기 공기에 포함된 습기는 공기가 중간 냉각기의 통로에서 냉각될 때 더 크거나 더 작은 범위로 응축될 것이다.The moisture contained in the original supercharged exhaust air will condense to a larger or smaller range as the air is cooled in the passages of the intermediate cooler.
응축된 수분이 배기 공기와 함께 엔진의 실린더로 이동된다면 슬리브와 피스톤은 심각한 손상을 입을 수 있다. 그러므로, 수분은 일반적으로 미리 분리되어야 한다.If the condensed water moves along with the exhaust air into the engine's cylinder, the sleeve and piston can be seriously damaged. Therefore, moisture must generally be separated beforehand.
특허문서 DE 199 11 252에는 2행정 디젤 엔진의 압축냉각된 배기공기의 유동으로부터 수분입자를 제거하기 위한 수분 분리기가 공개되어 있다.Patent document DE 199 11 252 discloses a water separator for removing water particles from the flow of compressed cooled exhaust air of a two-stroke diesel engine.
이러한 공개된 수분 분리기는 주로 배기 공기의 통과 동안에 곡선형의 내측면에 뿌려진 수분이 집수되어 배수되기 위한 하부 배기칸을 가지는 원심분리부로 구성된다. 상기 수분 분리기는 상당한 효과를 가지나 과급 배기장치의 구조가 복잡해지고, 각 엔진의 제조비용을 상승시킨다.This disclosed water separator consists mainly of a centrifugal section having a lower exhaust compartment for collecting and draining water sprayed on the curved inner surface during the passage of exhaust air. The water separator has a significant effect, but the structure of the supercharger is complicated, increasing the manufacturing cost of each engine.
본 발명은 2행정 디젤 엔진의 과급장치에 관한 것으로서, 과급된 배기 공기를 엔진에 공급하기 위해 엔진에서의 배기 가스에 의해 돌아가는 적어도 하나의 과급기와, 배기 공기의 온도를 낮추기 위해서 적어도 하나의 과급기의 하류(downstream)에 위치하는 적어도 하나의 중간 냉각기와, 작동하는 동안 미리 정해진 값으로 부하가 감소할 때 추가적인 배기공기와 배기 압력을 엔진에 공급하기 위해 원심력을 이용한 송풍기로 설계된 적어도 하나의 부가적인 송풍기로 이루어 진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercharger of a two-stroke diesel engine, comprising: at least one supercharger returned by exhaust gas from an engine to supply supercharged exhaust air to the engine, and at least one supercharger to lower the temperature of the exhaust air. At least one intermediate cooler located downstream and at least one additional blower designed as a centrifugal blower to supply additional exhaust air and exhaust pressure to the engine when the load decreases to a predetermined value during operation It is made of.
본 발명의 첫 번째 목적은 모두에게 언급한 바와 같은, 간단하고 비싸지 않은 구조로 된 과급 배기장치를 제공하는 것이다.The first object of the present invention is to provide a supercharger with a simple and inexpensive construction, as mentioned to everyone.
본 발명의 두 번째 목적은 모두에서 언급한 바와 같은, 이 장치의 부분을 형성하는 엔진 구성요소를 주로 채택하여 설치하는 과급배기 장치를 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide a supercharger arrangement which, as mentioned in all, mainly employs and installs engine components that form part of this arrangement.
본 발명의 세 번째 목적은 모두에게 언급한 바와 같이, 디젤 엔진, 즉 2행정 디젤 엔진으로 공급되는 과급되고 냉각된 배기공기에서 지금까지 알려진 것보다 더 효과적인 방식으로 응축된 수분을 제거하는 과급 배기장치를 제공하는 것이다.The third object of the invention is, as mentioned to everyone, a supercharger for removing condensed water in a more efficient manner than is known to date from the supercharged and cooled exhaust air supplied to diesel engines, ie two-stroke diesel engines. To provide.
본 발명에 따른 새롭고 독특한 특징은, 적어도 하나의 원심력을 이용한 송풍기의 입구가 적어도 하나의 중간 냉각기의 출구와 연결되는 반면에 송풍기의 출구는 엔진의 일부를 구성하는 배기공기 컨테이너에 연결된다는 점이다.A new and unique feature according to the invention is that the inlet of the blower using at least one centrifugal force is connected to the outlet of the at least one intermediate cooler, while the outlet of the blower is connected to the exhaust air container which forms part of the engine.
일반적으로, 과급 배기장치는 터빈을 경유하는 엔진에서의 배기가스로 작동하는 적어도 하나의 과급 장치와 적당한 온도로 과급된 배기공기를 냉각하기 위한 적어도 하나의 중간 냉각기로 이루어진다.Generally, the supercharger consists of at least one supercharger operating with exhaust gas from an engine via a turbine and at least one intermediate cooler for cooling the exhaust air charged to a suitable temperature.
더불어, 과급 배기장치는 통상적으로 엔진의 부하가 낮아졌을 때, 과급 배기효과의 감소를 보상하기 위해 작동되도록 삽입된 원심력을 이용한 타입의 하나 또는 그 이상의 부가적인 송풍기로 이루어진다.In addition, the supercharger typically consists of one or more additional blowers of the type with centrifugal force inserted to operate to compensate for the reduction of the supercharge effect when the engine load is reduced.
이러한 원심력을 이용한 송풍기는 원심력을 이용한 송풍기가 작동되지 않을 때, 과급 배기장치에 더 큰 부하에서 완전한 출력을 허용하기 위해서 충분히 큰 유동면적을 가지며 배치된 다수의 첵밸브에 평행하게 연결된다.These centrifugal blowers are connected in parallel with a number of check valves arranged with large enough flow areas to allow full output at a higher load on the supercharger when the centrifugal blowers are not operated.
또한, 본 발명에 의하면, 원심력을 이용한 송풍기는 수분 분리기로서 활용되고, 작동 중 크고 작은 부하에서 배기공기가 모두 송풍기를 통과하도록 한다.In addition, according to the present invention, the blower using the centrifugal force is utilized as a water separator, and allows the exhaust air to pass through the blower at large and small loads during operation.
그로 인해, 종래의 상용되는 수분 분리기 및 첵밸브의 비용이 절감되는 상당한 이점이 얻어진다.Thereby, a significant advantage is obtained that the cost of conventional commercial water separators and check valves is reduced.
나아가, 원심력을 이용한 송풍기는 상기 종래의 수분 분리기에 비해 압축냉각된 배기공기에서 응축수를 더 제거할 수 있다.Furthermore, the blower using the centrifugal force can further remove the condensed water from the compressed-cooled exhaust air as compared to the conventional water separator.
이것은 원심 분리기와 대비되는 원심력을 이용한 송풍기가 원심분리식 집진장치(cyclone)와는 달리, 배기공기에서 압축수를 분리하여 송풍기의 내측곡면으로 던져 수분을 송풍기 외부로 이송하고 건조한 공기를 엔진의 실린더로 불어넣는데 효과적인 원심력을 발생시키는 로터리 팬휠로 작동되는 사실에 주로 기인한다.Unlike a centrifugal cyclone, a blower that uses centrifugal force, as opposed to a centrifugal separator, separates compressed water from the exhaust air, throws it to the inner surface of the blower, transfers moisture to the outside of the blower, and delivers dry air to the engine cylinder. This is mainly due to the fact that it operates with a rotary fan wheel that generates an effective centrifugal force for blowing.
이러한 유리한 효과를 증대시키기 위해서, 각 부가적인 팬휠은 작동하는 중 항상 회전되도록 미리 설정된 저부하 수준에서 전기모터에 의해 작동되고, 내연기관/과급 배기장치의 배기 공기압이 충분히 높은 수준 이상에서는 내연기관/과급 장치에 의해 발생되는 공기유동에 의해 작동된다.To increase this advantageous effect, each additional fan wheel is operated by an electric motor at a predetermined low load level such that it is always rotated during operation, and the internal combustion engine / at a high level above the exhaust air pressure of the internal combustion engine / supercharger. It is operated by the air flow generated by the supercharger.
전술한 것처럼, 본 발명은 모든 배기 공기가 항상 부가적인 송풍기로서 활용되는원심력을 이용한 송풍기를 지나야 한다. 바꾸어 말하면, 이러한 원심력을 이용한 송풍기는 종래보다 더 많은 양의 배기 공기가 효과적으로 통과하도록 허용한다.As mentioned above, the present invention must go through a centrifugal blower in which all exhaust air is always utilized as an additional blower. In other words, these centrifugal blowers allow more exhaust air to pass effectively than conventionally.
그러므로, 채택된 원심력을 이용한 송풍기는 완전한 부하에서 배기공기에 약 50m/s의 최대속도를 주며 최소 유동면적을 가지는 송풍기에 대한 일반적인 요구를 충족할 수 있도록 종래의 과급 배기장치에서 사용된 부가적인 송풍기에 비해 다른 방식으로 수치가 정해져야 한다.Therefore, the centrifugal blower adopted has a maximum speed of about 50 m / s to exhaust air at full load and additional blowers used in conventional superchargers to meet the general demand for a blower with a minimum flow area. The figures should be set in a different way than.
본 발명에 의하면, 원심력을 이용한 송풍기는 예를 들어 수직, 수평 또는 경사 회전축을 가지는 여러 가지 방식으로 위치될 수 있다.According to the invention, the blower using the centrifugal force can be positioned in various ways, for example with a vertical, horizontal or inclined axis of rotation.
바람직한 실시예로서, 각 원심력을 이용한 송풍기는 주로 수평한 회전축을 구비한다.In a preferred embodiment, the blowers using each centrifugal force have a mainly horizontal axis of rotation.
본 발명에 의하면, 배수칸은 각 원심력을 이용한 송풍기의 하우징 바닥에 설계될 수 있다. 상기 칸은 분리된 응축수가 칸 내부로 향하도록 배기공기의 유동방향의 반대방향으로 향하는 틈새(slit)와, 집수된 응축수가 칸의 외측으로 향하도록 배출구를 가진다.According to the invention, the drain can be designed on the bottom of the housing of the blower using each centrifugal force. The compartment has a slit facing away from the flow direction of the exhaust air so that the separated condensate is directed into the compartment and an outlet for the collected condensate to face the exterior of the compartment.
전술한 것처럼, 분리된 응축수는 송풍기의 배출구를 향하는 송풍기 하우징의 곡선 내측면을 따라 흘러서 배기공기의 유동방향의 반대방향으로 향하고 있는 틈새를 경유하여 배수칸으로 유입될 것이다.As mentioned above, the separated condensate will flow along the curved inner side of the blower housing towards the outlet of the blower and enter the drain cell via a gap pointing away from the flow direction of the exhaust air.
또한, 배수칸을 통과한 응축수가 송풍기에 의해 집수되어 제거되는 것을 확실히 하기 위해서, 관통 플레이트가 배수칸에서 송풍기의 배출구 쪽 방향으로 또는 배출구에 대향하여 상방으로(to or up against the outlet of the blower) 연장되는 영역을 따라 곡선 외벽과 거리를 두고 위치할 수 있다. 상기 플레이트는 외벽과 함께 배수칸으로 개방된 배수채널을 형성한다.In addition, in order to ensure that the condensate passing through the sump is collected by the blower and removed, the through plate is directed from the drain to the outlet side of the blower or upwards to the outlet of the blower. It can be located at a distance from the curved outer wall along the extending area. The plate together with the outer wall forms a drain channel which is opened in a drain box.
유통 공기의 영향으로, 이미 배수칸에 집진되지 못한 응축수는 관통 플레이트의 관통공을 경유하여 배수채널 안으로 강제유입된 후, 이 채널 속에서 중력의 영향으로 하부에 놓인 배수칸으로 흘러 들어간다.Under the influence of the circulating air, condensate that has not already been collected in the sump is forced into the drain channel via the through hole in the through plate, and then flows into the sump underneath under the influence of gravity in this channel.
배수채널에서 응축수에 대한 중력의 영향에 대항할 수 있는 역방향의 유동공기의 생성을 막기 위해서는, 유동저항, 일 예로 채널에 삽입되는 그물망이 배수채널에 설계되는 것이 바람직하다.In order to prevent the creation of reverse flow air which can counter the influence of gravity on the condensate in the drain channel, it is preferred that a flow resistance, for example a mesh inserted into the channel, is designed in the drain channel.
나아가, 유동방향의 반대방향으로 향하는 틈새에서 응축수가 흐르는 제1섹션과 유동방향으로 향하는 틈새에서 응축수가 흐르고 있는 제2섹션으로 배수칸이 나누어지도록 배수채널 사이에는 칸이 위치한다. 배출구를 통해 분리된 응축수를 각각의 배수칸 섹션외부로 유도함으로써, 응축수의 반대되는 유동은 배수칸에 효과적으로 분리되고, 공기유동은 응축수에 대한 중력효과에 반하여 영향을 끼칠 수 없을 것이다.Further, a compartment is located between the drain channel so that the drain compartment is divided into a first section through which condensate flows in a gap facing the flow direction and a second section through which condensate flows in a gap facing the flow direction. By directing the separated condensate through each outlet outside each sump section, the opposite flow of condensate will effectively separate into the sump and the airflow will not be able to influence against the gravitational effect on the condensate.
기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 과급 배기장치는 작동하는 2행정 디젤 엔진에 공급되는 과급, 냉각된 배기공기에서 효과적으로 응축수를 제거할 수 있다.As described, the turbocharger according to the present invention can effectively remove condensate from the supercharged, cooled exhaust air supplied to an operating two-stroke diesel engine.
나아가, 개개의 응축수가 원심력을 이용한 송풍기의 입구와 중간 냉각기의 출구사이에 삽입되었을 때, 배기공기와 함께 각각의 엔진 실린더 내부로 응축수가 침투하는 것을 막는 추가적인 안전함이 얻어진다.Furthermore, when individual condensate is inserted between the inlet of the blower using the centrifugal force and the outlet of the intermediate cooler, additional safety is obtained which prevents condensate from penetrating into each engine cylinder with the exhaust air.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 과급 배기장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a turbocharger according to the invention.
도 2는 도 1에 도시된 과급 배기장치의 상방 측면 상세도이다.FIG. 2 is a detailed upper side view of the turbocharger shown in FIG. 1.
도 3은 도 1, 2에 도시된 과급 배기장치의 제1실시예를 도시한 것이다.3 shows a first embodiment of the turbocharger shown in FIGS. 1 and 2.
도 4는 도 1, 2에 도시된 과급 배기장치의 제2실시예를 도시한 것이다.4 shows a second embodiment of the supercharger shown in FIGS.
도 5는 도 3, 4에 도시된 과급 배기장치의 원심력을 이용한 송풍기의 종단면도의 확대도이다.5 is an enlarged cross-sectional view of the blower using the centrifugal force of the turbocharger shown in FIGS. 3 and 4;
도 6은 도 5에 도시된 원심력을 이용한 배기장치의 곡선벽의 부분도에 대한 확대도이다.FIG. 6 is an enlarged view of a partial view of a curved wall of the exhaust device using the centrifugal force shown in FIG. 5.
이하, 본 발명에 따라 2행정 디젤 엔진의 과급 배기장치로서 사용되는 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment used as a supercharged exhaust device of a two-stroke diesel engine according to the present invention will be described.
기본적으로 도 1에 도시된 과급 배기장치는 2행정 디젤 엔진의 배기가스에 의해 작동하고 실린더(미도시)로 공급되는 배기공기의 과급을 위해 제공되는 연속적으로 주어진 과급배기장치(1)와, 배기공기의 온도를 저하시키기 위한 중간 냉각기(2)와, 작동 중에 과급 배기장치(1)로부터 배기공기가 지나가고 엔진의 부하를 감소시켜 추가적인 배기공기와 배기공기의 압력을 엔진에 공급하도록 제공되는 하나 또는 그 이상의 원심력을 이용한 송풍기(4)에 중간 냉각기(2)를 연결시키는 수용체(3)와, 가압된 적절한 양의 배기공기를 함유하도록 배치되고 엔진 실린더에 연결되는 배기공기 컨테이너(5)로 구성된다.Basically, the turbocharger shown in FIG. 1 is a continuous given turbocharger 1 which is provided for the supercharging of the exhaust air which is operated by the exhaust gas of a two-stroke diesel engine and supplied to a cylinder (not shown), and An intermediate cooler (2) for lowering the temperature of the air and one provided for passing the exhaust air from the supercharger (1) during operation and reducing the load on the engine to supply the engine with additional exhaust air and exhaust air pressure, or It consists of a receiver (3) connecting the intermediate cooler (2) to the blower (4) using more centrifugal force, and an exhaust air container (5) arranged to contain an appropriate amount of pressurized exhaust air and connected to the engine cylinder. .
도 2는 도 1에 도시된 과급 배기장치의 부분 측면도이다. 도시된 것처럼, 본건 장치는 두개의 원심력을 이용한 송풍기(4)에 각각 연결된 두 개의 수용체(3)로 이루어지고, 두개의 원심력을 이용한 송풍기(4)는 다시 배기공기 컨테이너(5)에 연결된다.FIG. 2 is a partial side view of the turbocharger shown in FIG. 1. FIG. As shown, the apparatus consists of two receivers 3 each connected to a blower 4 using two centrifugal forces, and the blower 4 using two centrifugal forces is in turn connected to the exhaust air container 5.
도 1, 2의 과급 배기장치의 제1실시예는 도 3에 개략적으로 도시되어 있고, 대응되는 부분들은 같은 참조번호로 도시되어 있다.The first embodiment of the turbocharger of FIGS. 1 and 2 is schematically illustrated in FIG. 3, with corresponding parts being shown with the same reference numerals.
도시된 것처럼, 서로 독립적으로 엔진에 배기공기를 공급하는 두 개의 부가적인 송풍기가 구비된다. 이로써 장치들 중의 하나가 더 크거나 적은 범위로작동하지 않게 되더라도 나머지 하나가 엔진의 작동을 유지할 수 있게 되어 고 신뢰도의 작동이 이루어진다.As shown, two additional blowers are provided which supply exhaust air to the engine independently of one another. This ensures that even if one of the devices does not operate in a larger or smaller range, the other can maintain the engine's operation, resulting in high reliability operation.
작동 중에, 과급 배기장치(1)는 공기관(6)을 경유하여 중간 냉각기(2)에 공급되는 과급된 배기공기를 발생시킨다. 두 개의 공기관(6)은 공기 분기관(7)에서로 연결되며, 이는 추가된 송풍기 중 하나가 작동하지 않게 되더라도 시스템이 가동될 수 있게 한다. 공기 분기관(7)이 선택적으로 그 안에서 배기 공기가 냉각된 중간 냉각기(2)의 후위에 위치할 수도 있다.During operation, the supercharging exhaust device 1 generates the supercharged exhaust air supplied to the intermediate cooler 2 via the air pipe 6. Two air pipes 6 are connected to the air branch pipes 7, which allow the system to run even if one of the added blowers becomes inoperative. An air branch 7 may optionally be located behind the intermediate cooler 2 in which exhaust air is cooled.
원심력을 이용한 송풍기(4)의 입구(9)는 두 개의 다른 공기관(8)을 경유하여 중간 냉각기(2)의 출구(10)로 연결된다. 일 예로 나비형 밸브(11)인 각각의 두개의 공기관(8)에 삽입된 밸브(11)는, 송풍기의 작동이 멈추면 송풍장치의 각각의 부분에서 배기공기가 재순환하는 것을 차단하는 것이 바람직하다.The inlet 9 of the blower 4 using centrifugal force is connected to the outlet 10 of the intermediate cooler 2 via two different air pipes 8. For example, the valve 11 inserted into each of the two air pipes 8, which are the butterfly valves 11, preferably blocks the exhaust air from recirculating at each part of the blower when the blower stops operating. .
중간 냉각기(2)를 통과하여 냉각된 과급 공기는 두개의 공기관(8)을 경유하여 원심력을 이용한 송풍기로 유입되고, 그 때 과급 공기는 원심력을 이용한 송풍기에서 맹렬히 회전중인 송풍기의 출구로 유출된다.The boost air cooled by passing through the intermediate cooler 2 flows into the blower using centrifugal force via the two air pipes 8, and then the boost air flows out of the blower using the centrifugal force to the outlet of the blower which is rotating violently.
두 개의 부가적인 공기관(13)을 경유한 배기공기는 마지막으로, 시동이나 운행중에 2행정 디젤 엔진의 실린더(미도시)로 공급되는 적절한 양의 과급되고 냉각된 배기공기로 채워지는 배기공기 컨테이너(5)로 유입된다.Exhaust air via two additional air lines 13 is finally filled with an appropriate amount of supercharged and cooled exhaust air supplied to a cylinder (not shown) of a two-stroke diesel engine during start-up or operation. 5) flows into.
과급 배기장치(1)를 지나온 자연 습도를 갖는 과급 배기공기는 중간 냉각기를 통해 배기공기의 통로를 지나는 중에 적어도 부분적으로 응축된다.The supercharged exhaust air having a natural humidity passing through the supercharger 1 is at least partially condensed through the passage of the exhaust air through the intermediate cooler.
그렇지만, 응축수가 엔진의 실린더에 도달한다면 여러 가지 중에 슬리브 및 피스톤링을 손상시킬 수 밖에 없다.However, if the condensate reaches the cylinder of the engine, it will inevitably damage the sleeve and the piston ring.
그러므로, 본 발명에 따르면 응축수는 배기공기가 배수칸(24)를 경유하여 각각의 원심력을 이용한 송풍기를 통해 통과하는 중에 제거되며 제거된 응축수는 수관(16a)를 통해 배수칸(24)으로부터 방출된다. 이와 같은 중요한 기능은 상세히 후술될 것이다.Therefore, according to the present invention, the condensed water is removed while the exhaust air passes through each of the centrifugal blowers via the drain cell 24 and the removed condensate is discharged from the drain cell 24 through the water pipe 16a. . This important function will be described later in detail.
도 4는 도 3의 과급 배기장치의 선택적인 실시예의 개략도이다. 대응되는 부분은 동일한 참조번호가 도시되어 있다.4 is a schematic diagram of an alternative embodiment of the supercharger of FIG. 3. Corresponding parts are shown with the same reference numerals.
그러나, 이 경우에는 개별적인 수분 분리기(14)가 두개의 다른 관(8)의 각각에 삽입되어 있다. 분리기는 이미 알려진 대로 원심 분리구역처럼 설계된다. 과급되고 냉각된 배기공기가 이 구역을 지나는 중에, 공기중의 응축수 함유량은 원심분리 구역의 곡선벽으로 응축수를 던지는 원심력에 의해 영향을 받을 것이며, 응축수는 원심분리 구역의 하부에 배치된 두 번째 배수칸(15)에 집수된다. 집수된 응축수는 배수칸에서 두 번째 수관(16b)을 거쳐 수분 분리기(14)의 외부로 유출된다.In this case, however, a separate water separator 14 is inserted in each of the two different tubes 8. The separator is designed as a centrifugal zone as already known. While the supercharged and cooled exhaust air passes through this zone, the condensate content in the air will be affected by the centrifugal force that throws the condensate into the curved wall of the centrifuge zone, which is the second drain placed below the centrifuge zone. It is collected in the compartment 15. Collected condensate flows out of the water separator 14 via the second water pipe 16b in the drainage basin.
도 4에 도시된 개개의 수분 분리기(14)는 과급 배기장치에 의해 생성된 과급되고 냉각된 배기공기에서 응축수를 제거하는 확실성을 증대시킨다.The individual water separators 14 shown in FIG. 4 increase the certainty of removing condensate from the supercharged cooled exhaust air produced by the supercharger.
그러나, 본 발명에 따른 주요 효과는 두개의 도 3의 제1실시예 및 도 4의 제2실시예에서 원심력을 이용한 송풍기(4)에 의해 얻어진다. 그것은 이후 참조될 도 5 및 6에서 상세하게 기술될 것이다.However, the main effects according to the present invention are obtained by the blower 4 using centrifugal force in the first embodiment of FIG. 3 and the second embodiment of FIG. 4. It will be described in detail in FIGS. 5 and 6 to be referred to later.
도 5는 주로 후부가 곡면인 다수의 블레이드(20)를 구비한 샤프트(19) 형태의 팬휠(18)을 가지는 송풍기 하우징(17)이 주된 구성인 원심력을 이용한 송풍기(4)의 종단면도이다. 작동 중에 팬휠은 화살표로 도시된 방향으로 회전한다.FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the blower 4 using the centrifugal force whose main configuration is a blower housing 17 having a fan wheel 18 in the form of a shaft 19 having a plurality of blades 20 having a curved back surface. During operation, the fan wheel rotates in the direction shown by the arrow.
팬휠은 입구(9)와 출구(12)를 가진다. 입구(9)로 들어오는 공기는 팬휠(18)의 회전작동과 나선형으로 형성될 수 있는 곡선벽(23)에 의해 송풍기 하우징의 출구(12)로 안내되는 동안 빠르게 회전되어진다.The fan wheel has an inlet 9 and an outlet 12. The air entering the inlet 9 is rapidly rotated while being guided to the outlet 12 of the blower housing by a curved wall 23 which can be formed spirally with the rotation of the fan wheel 18.
이러한 경우, 원심력을 이용한 송풍기는 수평의 회전축을 가진다. 배수칸(24)은 하우징의 바닥에 배치되며 칸의 위 구역에 관통플레이트(25)가 곡선벽(23)으로부터 비교적 짧은 거리를 두고 놓인다. 다수의 관통공(26)이 설계된 상기 플레이트는 위로 향하거나, 송풍기 하우징의 배출구(12)쪽으로 확장된다.In this case, the blower using the centrifugal force has a horizontal axis of rotation. The drain cell 24 is arranged at the bottom of the housing and in the upper region of the cell the through plate 25 is laid at a relatively short distance from the curved wall 23. The plate, in which a number of through holes 26 are designed, faces upward or extends towards the outlet 12 of the blower housing.
송풍기 하우징의 관통플레이트(25)와 곡선벽(23)은 배수채널(27)을 형성한다. 그물망(28)은 도 6에 도시된 채널의 확대 부분 절개도에서 나타난 바와 같이 채널내부에 삽입되어 있다.The through plate 25 and the curved wall 23 of the blower housing form a drainage channel 27. The mesh 28 is inserted into the channel as shown in the enlarged partial cutaway view of the channel shown in FIG. 6.
배수칸(24)은 칸막이(29)에 의해 제1구역(31)과 제2구역(30)으로 나누어진다. 제1구역(30)은 송풍기 하우징에서 지배적인 유동방향으로 향하는 틈새(32)를 거쳐 송풍기 하우징(17)의 내측으로 연결되어 있고, 더불어 격벽플레이트(33)는 틈새(32)로부터 근거리에 놓여 있다. 배수채널(27)은 제2구역(31)내측으로 개방되어 있다.The drain cell 24 is divided into a first zone 31 and a second zone 30 by a partition 29. The first zone 30 is connected to the inside of the blower housing 17 via a gap 32 facing the dominant flow direction in the blower housing, and the partition plate 33 is located at a short distance from the gap 32. . The drain channel 27 is open to the inside of the second zone 31.
화살표에 나타난 것처럼, 제1출구(34)와 제2출구(35)는 각각 배수칸(24)의 두 구역(31, 32)에서 칸의 외측으로 집수된 응축수를 안내한다.As indicated by the arrows, the first outlet 34 and the second outlet 35 guide the condensed water collected outside the compartment in the two zones 31, 32 of the drain compartment 24, respectively.
이와 같이 과급 배기장치는 정상적이거나 완전한 부하에서는 송풍기에 의해 작동되고 미리 감소된 주 엔진부하에서는 송풍기를 작동하도록 설치되는 전기모터(도 5에 미도시)나 유사한 모터에 연결된 원심력을 이용한 송풍기(4)를 통과하도록 설계된다.As such, the supercharger is operated by a blower at normal or full load and a blower using centrifugal force connected to an electric motor (not shown in FIG. 5) or similar motor which is installed to operate the blower at a pre-reduced main engine load. Is designed to pass through.
선택적으로, 각 원심력을 이용한 송풍기는 각각의 연결과 연결차단을 위한 결합수단으로 모터에 연결될 수 있다.Optionally, each centrifugal blower may be connected to the motor as coupling means for each connection and disconnection.
이 구조는 미리 낮게 설정된 부하에서 원심력을 이용한 송풍기가 추가적인 배기공기와 배기압력을 엔진에 제공하기 위해 능동적으로 부가적인 송풍기로서 작동될 수 있는 사실에 이른다. 반면에, 팬휠은 높은 부하에서 과급기에 의해 발생된 배기공기에 의해 수동적으로 회전된다.This structure leads to the fact that at pre-set loads, centrifugal blowers can be operated as additional blowers actively to provide additional exhaust air and exhaust pressure to the engine. On the other hand, the fan wheel is passively rotated by the exhaust air generated by the supercharger at high load.
이와 같이, 송풍기 휠은 작동 중에 적어도 500rpm의 예시적인 회전속도로항상 회전하여, 도 5에 도시된 것처럼 송풍기 하우징(17)의 곡선벽(23, 25)으로 닿게 배기공기의 수분방울을 효과적으로 내던진다.As such, the blower wheels always rotate at an exemplary rotational speed of at least 500 rpm during operation, effectively throwing droplets of exhaust air into contact with the curved walls 23 and 25 of the blower housing 17 as shown in FIG. 5. .
수분방울(36)은 송풍기 하우징의 출구에 닿을 속도로 곡선벽(23, 25)에 부딪히고, 더욱이 송풍기를 통과하는 배기공기의 운동과 같은 방향으로 내던져진다.The droplets 36 strike the curved walls 23 and 25 at a rate that will reach the outlet of the blower housing, and are further thrown in the same direction as the movement of the exhaust air through the blower.
이 동안, 응축수의 일부는 송풍기 하우징의 출구쪽 방향에서 송풍기 하우징(17)의 곡선벽(23, 25)을 따라 흘러 틈새(32)를 거쳐 배수칸(24)의 제1구역(30)안으로 안내되어, 배수칸의 제1출구(34)를 거쳐 송풍기를 떠나도록 격벽플레이트(33)에 의해 하방으로 인도된다.In the meantime, a part of the condensate flows along the curved walls 23 and 25 of the blower housing 17 in the direction of the outlet of the blower housing and is guided into the first zone 30 of the drain cell 24 through the gap 32. Then, it is led downward by the partition plate 33 to leave the blower through the first outlet 34 of the drainage bin.
배수칸의 제1구역에 의해 집수되지 않는 응축수는 송풍기 하우징의 출구쪽방향으로 연속해서 흘러 관통플레이트(25)에 이른다. 이 동안, 그 응축수는 원심력과 배기공기의 힘을 받아 관통플레이트의 관통공(26)을 거쳐 배수채널(27)로 유입되고, 배수채널(27)은 배수칸의 하부에 놓인 제2구역(31)의 아래로 집수된 응축수를 안내하고, 집수된 응축수는 배수칸에서 제2출구(35)를 통해 제거된다.Condensed water that is not collected by the first compartment of the drain box flows continuously toward the outlet of the blower housing and reaches the through plate 25. In the meantime, the condensed water is introduced into the drainage channel 27 through the through hole 26 of the through plate under the centrifugal force and the exhaust air force, and the drainage channel 27 is located in the second zone 31 disposed under the drainage compartment. Guide the condensate collected below, and the collected condensate is removed through the second outlet 35 in the drain.
제2배수채널(37)은 송풍기 하우징의 곡선벽(23)의 초미에 위치하여 이 지점에서 벽 아래로 흐르고 있는 응축수의 집수를 수행한다. 집수된 응축수는 하우징의 곡선벽(23, 25)에서 송풍기 하우징의 측벽 아래로 흘러, 위에 지시된 방식대로 송풍기 하우징의 외측으로 배수된다.The second drain channel 37 is located at the very end of the curved wall 23 of the blower housing to collect the condensate flowing down the wall at this point. Collected condensate flows down the side walls of the blower housing in curved walls 23 and 25 of the housing and drains out of the blower housing in the manner indicated above.
도 4의 과급 배기장치의 더욱 특별한 구조는 출구(16b)를 가지는 수분 분리기(14)와 연결된 원심분리 영역으로 작동하는 도 1의 중간칸(3)에 도시되어 있다. 더불어, 원심력을 이용한 송풍기의 두 출구(34, 35)가 도시된다.A more particular construction of the supercharger of FIG. 4 is shown in the middle compartment 3 of FIG. 1 which acts as a centrifugal zone connected to a water separator 14 having an outlet 16b. In addition, two outlets 34 and 35 of the blower using centrifugal force are shown.
본 발명은 간단하고 비싸지 않은 구조로 된 과급 배급장치를 제공하 며, 과급배기 장치의 부분을 형성하는 엔진 구성요소를 주로 채택하여 설치되는 과급배기 장치를 제공하고, 디젤 엔진, 즉 2행정 디젤엔진으로 공급되는 과급되고 냉각된 배기공기에서 지금까지 알려진 것보다 더 효과적인 방식으로 응축된 수분을 제거하는 효과를 얻을 수 있다.The present invention provides a turbocharger having a simple and inexpensive structure, and provides a turbocharger installed mainly by adopting an engine component forming part of the turbocharger, and a diesel engine, that is, a two-stroke diesel engine. It is possible to obtain the effect of removing condensed water in a more effective way than is known so far from the supercharged and cooled exhaust air supplied to the furnace.
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- 2007-07-06 JP JP2007178653A patent/JP2007303475A/en active Pending
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