JP6446705B2 - エンジンシステム - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態のエンジンシステム1は、第一気筒群10(右バンク)と第二気筒群20(左バンク)とからなる二つの気筒群10,20を有するエンジン本体2と、第一高圧段過給機11と第二高圧段過給機21とからなる二つの高圧段過給機11,21と、第一低圧段過給機12と第二低圧段過給機22とからなる二つの低圧段過給機12,22と、を有する二段(多段式)過給システムを備えたシステムである。即ち、本実施形態のエンジンシステム1は、4つの過給機11,12,21,22を備えており、導入される空気Aは、低圧段過給機12,22及び高圧段過給機11,21により圧力が高められる。
第二高圧段過給機21は、第二高圧段タービン23及び第二高圧段タービン23と一軸で接続された第二高圧段コンプレッサ24を有している。
第二低圧段過給機22は、第二低圧段タービン25、及び第二低圧段タービン25と一軸で接続された第二低圧段コンプレッサ26を有している。
即ち、右バンク(第一気筒群10)の低圧段コンプレッサ16で圧縮された圧縮空気Aを反対側の左バンク(第二気筒群20)の高圧段コンプレッサ24で圧縮する。
第二高圧段コンプレッサ24から吐出される圧縮空気Aは、第二高圧段空気配管29を介して第二気筒群20に供給される。
図2及び図3に示すように、第一交差配管3の第二高圧段コンプレッサ24との接続部6は、第二高圧段コンプレッサ24に導入される圧縮空気Aが第二高圧段コンプレッサ24のインペラの回転方向Rに旋回するように形成されている。
なお、第一交差配管3と同様に、第二交差配管4との第一高圧段コンプレッサ14との接続部は、第一高圧段コンプレッサ14に導入される圧縮空気Aが第一高圧段コンプレッサ14のインペラの回転方向に旋回するように形成されている。
第一気筒群10から排出される排気ガスEと第二気筒群20から排出される排気ガスEの温度及び流量が同程度の場合、第一高圧段コンプレッサ14及び第一低圧段コンプレッサ16の圧力比(圧縮比)と、第二高圧段コンプレッサ24及び第二低圧段コンプレッサ26の圧力比とが同程度となり、第一高圧段コンプサッサの出口と第二高圧段コンプレッサ24の出口の圧力が同程度となる。即ち、エンジン本体2の第一気筒群10と第二気筒群20とに供給される圧縮空気Aの圧力は、同程度まで高められる。
即ち、図5に示すような配管構成では、各々の気筒群10,20から排出される排気ガスEの排気エネルギーが異なる場合、効率の低下が生じたり、過給機のサージラインを超えて作動する可能性がある。
一方、第二気筒群20に対応する排気配管27,28に低温・低流量の排気ガスが導入されると、第二低圧段コンプレッサ26の作動点がP2側に移動する。即ち、最も効率のよい作動点から外れて作動する。
換言すれば、右バンクの低圧段コンプレッサ16で圧縮された圧縮空気Aは左バンクの高圧段コンプレッサ24で圧縮されてエンジンに給気され、左バンクの低圧段コンプレッサ26で圧縮された圧縮空気Aは右バンクの高圧段コンプレッサ14で圧縮されてエンジンに給気される。
出力の高い低圧段コンプレッサ16にて圧縮された圧縮空気Aが出力の低い高圧段コンプレッサ24に供給され、出力の低い低圧段コンプレッサ26にて圧縮された圧縮空気Aが出力の高い高圧段コンプレッサ14に供給されることで、左右の気筒群間のバランスが向上する。
例えば、気筒群の数は二つに限ることはなく、エンジンシステム1に三組以上の気筒群を設ける構成としてもよい。
2 エンジン本体
3 第一交差配管
4 第二交差配管
5 曲り部
6 接続部
10 第一気筒群
11 第一高圧段過給機
12 第一低圧段過給機
13 第一高圧段タービン
14 第一高圧段コンプレッサ
15 第一低圧段タービン
16 第一低圧段コンプレッサ
17 第一高圧段排気配管
18 第一低圧段排気配管
19 第一高圧段空気配管
20 第二気筒群
21 第二高圧段過給機
22 第二低圧段過給機
23 第二高圧段タービン
24 第二高圧段コンプレッサ
25 第二低圧段タービン
26 第二低圧段コンプレッサ
27 第二高圧段排気配管
28 第二低圧段排気配管
29 第二高圧段空気配管
A 圧縮空気
E 排気ガス
Claims (3)
- 供給された混合ガスを燃焼させて排気ガスとして排出する複数の気筒群と、
対応する前記気筒群の前記排気ガスによって駆動される高圧段タービン、及び前記高圧段タービンの駆動によって回転され、対応する前記気筒群に供給されるガスを圧縮する高圧段コンプレッサをそれぞれ有する複数の高圧段過給機と、
前記複数の高圧段過給機のいずれか一の高圧段過給機の前記高圧段タービンから排出される排気ガスによって駆動される低圧段タービン、及び、前記低圧段タービンの駆動によって回転され、前記一の高圧段過給機とは異なる高圧段過給機の高圧段コンプレッサに供給するガスを圧縮する低圧段コンプレッサをそれぞれ有する複数の低圧段過給機と、を備え、前記一の高圧段過給機の高圧段コンプレッサには、前記低圧段コンプレッサによって圧縮されたガスは供給されないエンジンシステム。 - 供給された混合ガスを燃焼させて排気ガスとして排出する第一気筒群及び第二気筒群と、
対応する前記気筒群の前記排気ガスによって駆動される高圧段タービン、及び前記高圧段タービンの駆動によって回転され、対応する前記気筒群に供給されるガスを圧縮する高圧段コンプレッサをそれぞれ有する第一高圧段過給機及び第二高圧段過給機と、
前記第一高圧段過給機の前記高圧段タービンから排出される排気ガスによって駆動される第一低圧段タービン、及び、前記第一低圧段タービンの駆動によって回転され、前記第二高圧段過給機の前記高圧段コンプレッサに供給されるガスを圧縮する第一低圧段コンプレッサを有する第一低圧段過給機と、
前記第二高圧段過給機の前記高圧段タービンから排出される排気ガスによって駆動される第二低圧段タービン、及び前記第二低圧段タービンの駆動によって回転され、前記第一高圧段過給機の前記高圧段コンプレッサに供給されるガスを圧縮する第二低圧段コンプレッサを有する第二低圧段過給機と、を備え、
前記第一高圧段過給機の高圧段コンプレッサには、前記第一低圧段コンプレッサによって圧縮されたガスは供給されず、
前記第二高圧段過給機の高圧段コンプレッサには、前記第二低圧段コンプレッサによって圧縮されたガスは供給されないエンジンシステム。 - 前記低圧段コンプレッサと前記高圧段コンプレッサとを接続する配管は、前記高圧段コンプレッサに導入されるガスが前記高圧段コンプレッサの回転方向に旋回するように形成されている請求項1又は請求項2に記載のエンジンシステム。
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