SE437543B - Anordning vid forbrenningsmotor med avgasturbindriven spolluftkompressor - Google Patents
Anordning vid forbrenningsmotor med avgasturbindriven spolluftkompressorInfo
- Publication number
- SE437543B SE437543B SE8106826A SE8106826A SE437543B SE 437543 B SE437543 B SE 437543B SE 8106826 A SE8106826 A SE 8106826A SE 8106826 A SE8106826 A SE 8106826A SE 437543 B SE437543 B SE 437543B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- engine
- turbine
- exhaust
- gas
- exhaust gas
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 title abstract 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000252203 Clupea harengus Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019514 herring Nutrition 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
8106826-4
Spolluftsaggregatet kan arrangeras och placeras
på olika sätt beroende på motorinstallation och storlek,
men vid normal belastning har avgaserna ett energiinnehåll
som väl täcker behovet för spolluftskompressionen.
För att ytterligare öka effektuttaget av mekaniskt
arbete kan man med fördel anordna en till avgasturbinens
avloppsände ansluten andra avgasturbin, och uppfinningen
kännetecknas av medel för tillförsel av bränsle tilll
avgasledningen efter motorns gasutlopp.
Tillsammans med ovannämnda bränsletillförsel kan
man även anordna medel för tillförsel av bränsle mellan
uppladdningsaggregatets gasturbin och den andra avgastur-
binen. _
Den andra avgasturbinens axel kan lämpligen, via
en utväxlingsanordning vara ansluten till motorns vevaxel,
företrädesvis via på denna monterat svänghjul. Alternativt
kan den andra avgasturbinens axel vara inrättad att driva
åtminstone någon av motorns hjälpapparater.
Vid ett föredraget arrangemang är uppladdnings-
aggregatat anordnat med sin axel vertikalt ansluten till
ett antal cylindrar i motorn, varvid medel är inrättade
att tillföra bränsle såväl till avloppsledningen från mo-
torn som till en brännkammare mellan de tvâ gasturbinerna.
Uppfinningen kommer här nedan att beskrivas med
hänvisning till bifogade ritningar, på vilka
Fig. 1 visar en uppladdad motor med en andra avgasturbin
lämpad att driva på motorns svänghjul,
Fig. 2 i något större skala visar brännkammar-arrangemang-
et mellan uppladdningsaggregatet och den andra gas-
turbinen i Fig. 1,
Fig. B visar en trecylindrig motor med uppladdningsaggre-
gat och en andra gasturbin drivande en hjälpapparat,
Fig. 4 visar i något större skala brännkammar-arrangemang-
et mellan uppladdningsaggregatet och den andra gas-
turbinen i Fig. 3,
Fig. 5 visar en motor motsvarande den i Fig. 3, men med
horisontella axlar i turboaggregatsystemet,
8106826-4
Fig. 6 visar schematiskt turboaggregatsystemet i Fig. 5
uppskuret,
Fig. 7 visar en dubbelsnäcka för överledande av gas från
aggregatturbinen till den andra avgasturbinen, och
Fig. 8 visar ett modifierat arrangemang av rotorenheten.
Fig. 1 visar en uppladdad motor 10, där avgas-
och luftledningarna 12, 13 är samlade i ett hölje 11, som
innehåller den här icke visade rotorenheten för uppladd-
ningsaggregatet. Luftinloppet är betecknat med 15, och till
avgasutloppet 14 från höljet är en andra avgasturbín 40
med horisontell axel 41 ansluten.
En tvåstegsväxel 42 och icke visat frihjul för-
binder turbinaxeln 41 med en utgående axel 43, som sträck-
er sig in i den kåpa 44, som delvis omsluter motorns icke
visade svänghjul. En kugghjuls- eller bälttransmission,
eventuellt av variabel typ överför överskottsenergin från
avgaserna till förbränningsmotorns vevaxel, antydd vid 45.
Man kan öka uppladdningsaggregatturbinens 17
effekt genom tillförsel av bränsle till avgasledningen 12.
Avgaserna innehåller i allmänhet tillräckligt mycket syre
för förbränning av ytterligare bränsle och med den rådande
höga temperaturen sker en snabb förgasning och antändning.
Man kan tillföra gasformigt eller flytande bräns-
le, men kan även arbeta med fast bränsle i pulverform,
eventuellt uppslammat i vätska eller i gelform. Tillförsel-
anordningen kan vara av konventionellt slag vid brännare,
och antyds på ritningen endast med en rörledning 46.
På ett likartat sätt kan man vid behov, alterna-
tivt eller tillsammans med den ovan berörda tillsatsför-
bränningen, ordna med bränsletillskott till den andra gas-
turbinen 40.
Fig. 2 visar mer i detalj en brännkammare 47 an-
ordnad i anslutning till avloppet från höljet 11. Bränn-
kammaren är inrättad för reverserat flöde, vilket ger ökad
längd på gasvägen och förbättrar förgasning av det nya
bränsle, som via en ledning 48 tillförs genom med rotations-
organ försedd brännare 49 vid nedre ändan av brännkammaren.
Brännkammaren utformas lämpligen med konisk diffusor som
8106826-4
resulterar i hastighetsreduktion. Tändning säkerställs ge-
nom tändstift 50, eventuellt i anslutning till flamhållare
51.
Fig. 3 visar en trecylindrig motor 55» försedd
med uppladdningsaggregatet monterat i ett hölje 11, av sam-
ma typ som beskrivits ovan. En kåpa 56 innehåller transmis-
sioner till hjälpapparater. En andra avgasturbin #0 är även
här ansluten till avloppet 1ü från höljet 11, och kan driva
en elgenerator eller en hydraulpump för laddning av en
ackumulator, t.ex. av svänghjulstyp 59 för s.k. hybriddrift.
Även här finns rörledning 46 för tillförsel av
bränsle till avgasledningen 1ü. En efterbrännkammare 58
(se Fig. Ä) med flamhållare för förbränning av genom en
ledning 48 tillfört bränsle är anordnad i anslutning till
avloppet från höljet 11.
Avgasturbinen 17 och den andra gasturbinen Ä0 kan
förses med vridbara ledskenor och/eller by-pass-arrangemang
för förhöjd verkningsgrad eller ökat effektuttag, resp.
större flexibilitet. Turboaggregat av turbintyp är i de
flesta fall att föredra, men man kan även använda rotorer
av deplacementstyp, t.ex. av vingtyp.
Fig. 5 visar en motor 60 av samma slag som den i
Fig. 3 och utrustad med turboaggregat 61, 62 och andra av-
gasturbin 63, vilka emellertid här anordnats med sina axlar
horisontellt. I övrigt används samma hänvisningsbeteckning-
ar som i Fig. 3.
Aggregatets uppbyggnad framgår bättre av Fig. 6.
Kompressorn 61 och den denna drivande avgasturbinen 62 är
båda av radiell typ, där den senare är inrättad för inåt-
riktad strömming. Den andra avgasturbinen 63 är av liknande
typ.
Avloppet från aggregatturbinen 62 passerar via en
axiell kanal och en dubbelsnäcka 64 - se Fig. 7 - till den
andra avgasturbinen 63. Dubbelsnäckans båda kamrar 65, 66
är så formade att man får ett smidigt gasflöde med naturlig
diffusorverkan.
Endera eller båda väggarna vid övergången mellan
dubbelsnäckans båda kamrar kan utföras med rörlig läpp 67
8106-826-4
som medger justering av flödespassagens storlek.
En brännkammare 68 är här inlagd mellan avgas-
lådan lh och aggregatturbinen 62, så att även dennas effekt
kan höjas. Kompressorn 61 kan förses med rörliga ledskovlar
69a, b, vid inlopp och/eller utlopp, och båda turbinerna
62 och 63 är försedda med inloppsledskovlar 69c, d.
Fig. 8 visar en vidareutveckling av aggregatet
enligt Fig. 6. '
Motorn 70 är av samma slag som tidigare och är
försedd med en luftkompressor 71, som drivs av en första
avgasturbinrotor 72. Ytterligare finns en andra och entred-
je turbinrotor 73 och 74 anordnade i serie efter den första.
Turbinrotorerna 73 och 7Ä är belägna i samma plan, och gas-
överledning mellan dem sker via en dubbelsnäcka 75 av samma
slag som den som visas i Fig. 7.
En växel 76 av planettyp förbinder andra och
tredje turbinrotorernas 73, 7Å axlar. Utgående axel 76 kan
driva hjälpapparater, eller sammankopplas med utgående
drivaxel 77. Motorn är här utformad med alternativt kraft-
uttag 77a (streckat).
En hjälpaxel 78 gör det möjligt att överföra ef-
fekt båda vägar mellan den för kompressor 71 och första
turbinrotor 72 gemensamma axeln och växeln. En brännkamma-
re 79 är ansluten mellan avgaslådan 13 och den första tur-
binrotorn 72. Rörliga ledskovlar 80a, b, c, d, finns här
vid inloppet till kompressorn samt vid inloppen till de tre
turbinrotorerna.
Då avgasledningar, brännkammare och turbinsystem
i stor utsträckning tillverkas av keramiskt material, blir
livslängden mycket stor, och komponenterna varar motorns
driftstid ut. Detta medför mycket god drifts- och service-
ekonomi. Luftlagrade rotorers lagersystem fordrar ej heller
något underhåll.
Det keramiska materialet har en specifik vikt av
cirka 1/3 av det för stålmaterial, vilket gör konstruktio-
nen mycket lätt. På grund av den höga specifika effekten
som kan uppnås, kommer motoranläggningens dimensioner att
bli små. Avgasturbinerna blir endast ungefär hälften så
IDCDCÄR šgzflällfipir
-Ä
8106826-4
stora som vid dagens installationer.
Vid en Otto-motor anordnas lämpligen s.k. knack-
ningskontrollorgan, som känner eventuella ändringari.tryc-
ket icylindern och som vid turboladdning påverkar en ventil
i by-pass-ledning. Motorn kan då ständigt fås att arbeta
vid så högt BMEP som möjligt, utan knackning. Detta erbju-
der även en automatisk anpassning till bränslen med olika
oktantal och/eller kvantitet.
Vatteninsprutning kan även tillämpas, varvid
vattnet lämpligen för erhållande av maximal finfördelning
tillförs genom dysa före uppladdningsaggregatets kompres-
sor.
Turbinrotorer av keramiskt material är väl lämpa-
de att ta hand om gaser erhållna vid förbränning av fast
bränsle, t.ex. kolpulver.
Uppfinningen är icke begränsad till de visade ut-
föringsformerna, utan utformning och placering av ingående
komponenter kan varieras på många sätt inom ramen för ef-
terföljande patentkrav. Det är underförstått att den andra
turbinen mycket väl kan vara ansluten.till avloppen från
två eller flera spolluftkompressordrivande turbiner vid
samma motor.
Claims (5)
1. Anordning vid förbränningsmotor med avgastur- bindríven spolluftkompressor och en till avgasturbínens (17, 62, 72) avloppsände ansluten andra avgasturbin (HO, 63, 7,2), k a n n e t e e k n a d av medel (un) för tillförsel av bränsle till avgasledningen (12) efter motorns gasutlopp.
2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av medel (#8) för tillförsel av bränsle mel- lan uppladdningsaggregatets gasturbin (17) och den andra av- gasturbinen (#0).
3. Anordning enligt något av patentkraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra avgastur- binens (#0) axel, via en utväxlingsanordníng (H2) är anslu- ten till motorns vevaxel (Ä5), företrädesvis via på denna monterat svänghjul.
H. Anordning enligt något av patentkraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra avgastur- binens (RO) axel är inrättad att driva åtminstone någon av motorns hjälpapparater (47).
5. Anordning enligt något av föregående patent- krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att uppladdnings- aggregatet (17, 18) är anordnat med sin axel vertikalt och ansluten till ett antal cylindrar i motorn, varvid medel (46, M8) är inrättade att tillföra bränsle såväl till av- loppsledningen (12) från motorn som till en brännkammare (M7, 58) mellan de två gasturbinerna. WW Qnz-lzz-*ïft ---J
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/292,947 US4474007A (en) | 1980-09-29 | 1981-08-14 | Turbocharging device for an internal combustion engine |
DE19813133952 DE3133952A1 (de) | 1980-09-29 | 1981-08-27 | Turboladeeinrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine |
FR8117669A FR2491129B1 (fr) | 1980-09-29 | 1981-09-18 | Dispositif a turbocompresseur pour moteur a combustion interne |
SE8106826A SE437543B (sv) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | Anordning vid forbrenningsmotor med avgasturbindriven spolluftkompressor |
US06/636,593 US4616482A (en) | 1980-09-29 | 1984-08-01 | Turbocharging device for an internal combustion engine |
FR8413123A FR2549534A1 (fr) | 1980-09-29 | 1984-08-23 | Dispositif a turbocompresseur pour moteur a combustion interne |
US06/854,616 US4674284A (en) | 1980-09-29 | 1986-04-22 | Turbocharging device for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8106826A SE437543B (sv) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | Anordning vid forbrenningsmotor med avgasturbindriven spolluftkompressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8106826L SE8106826L (sv) | 1982-03-30 |
SE437543B true SE437543B (sv) | 1985-03-04 |
Family
ID=20345056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8106826A SE437543B (sv) | 1980-09-29 | 1981-11-17 | Anordning vid forbrenningsmotor med avgasturbindriven spolluftkompressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE437543B (sv) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8499874B2 (en) | 2009-05-12 | 2013-08-06 | Icr Turbine Engine Corporation | Gas turbine energy storage and conversion system |
US8669670B2 (en) | 2010-09-03 | 2014-03-11 | Icr Turbine Engine Corporation | Gas turbine engine configurations |
US8866334B2 (en) | 2010-03-02 | 2014-10-21 | Icr Turbine Engine Corporation | Dispatchable power from a renewable energy facility |
US8984895B2 (en) | 2010-07-09 | 2015-03-24 | Icr Turbine Engine Corporation | Metallic ceramic spool for a gas turbine engine |
US9051873B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-06-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine shaft attachment |
US10094288B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-10-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine |
-
1981
- 1981-11-17 SE SE8106826A patent/SE437543B/sv not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8499874B2 (en) | 2009-05-12 | 2013-08-06 | Icr Turbine Engine Corporation | Gas turbine energy storage and conversion system |
US8708083B2 (en) | 2009-05-12 | 2014-04-29 | Icr Turbine Engine Corporation | Gas turbine energy storage and conversion system |
US8866334B2 (en) | 2010-03-02 | 2014-10-21 | Icr Turbine Engine Corporation | Dispatchable power from a renewable energy facility |
US8984895B2 (en) | 2010-07-09 | 2015-03-24 | Icr Turbine Engine Corporation | Metallic ceramic spool for a gas turbine engine |
US8669670B2 (en) | 2010-09-03 | 2014-03-11 | Icr Turbine Engine Corporation | Gas turbine engine configurations |
US9051873B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-06-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine shaft attachment |
US10094288B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-10-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8106826L (sv) | 1982-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4616482A (en) | Turbocharging device for an internal combustion engine | |
EP0227638B1 (en) | Improvements in or relating to gas turbine power plant | |
US4674284A (en) | Turbocharging device for an internal combustion engine | |
SE423742B (sv) | Gasturbinanleggning for automotiv drift | |
SE437543B (sv) | Anordning vid forbrenningsmotor med avgasturbindriven spolluftkompressor | |
RU2341727C1 (ru) | Газогенератор | |
US4774810A (en) | Method of and apparatus for improving the efficiency of internal combustion engines | |
FR2550716A1 (fr) | Centrifugeuse, notamment centrifugeuse a vis sans fin et enveloppe pleine pour la separation solide-liquide de boues | |
SE446114B (sv) | Anordning vid en forbrenningsmotor | |
JP2012255447A (ja) | ロータリ内燃エンジン | |
US4463551A (en) | Rotary prime mover | |
ITTN980018A1 (it) | Dispositivo alimentato a vapore e apparato per la produzione del vapo-re per aumentare la potenza e ridurre le emissioni inquinanti prodotte | |
US3928971A (en) | Internal combustion engine | |
SE448758B (sv) | For en kolvforbrenningsmotor avsett uppladdningsarrangemang | |
US4506509A (en) | Gas turbine plant | |
SE449640B (sv) | Anordning vid forbrenningsmotor med avgasturbindriven spolluftkompressor | |
GB2499366A (en) | Rotary engine using Hydrogen | |
GB2195400A (en) | Heat engine incorporating a rotary vane device | |
GB2147356A (en) | Supercharging a motor vehicle I.C. engine | |
CN109356718A (zh) | 带有燃烧室由无级变速器传动压缩机的简单循环发动机 | |
Kennedy | Electrical Installations of electric light, power, traction and industrial electrical machinery | |
GB1336473A (en) | Small solid fuelled gas turbines | |
FR2491130A1 (fr) | Culasse a turbocompresseur integre | |
KR101293534B1 (ko) | 산업용 바이오가스 엔진연료공급장치 | |
US1109192A (en) | Internal-combustion engine. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8106826-4 Effective date: 19910409 Format of ref document f/p: F |