JPH0343385Y2 - - Google Patents
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- JPH0343385Y2 JPH0343385Y2 JP1984122452U JP12245284U JPH0343385Y2 JP H0343385 Y2 JPH0343385 Y2 JP H0343385Y2 JP 1984122452 U JP1984122452 U JP 1984122452U JP 12245284 U JP12245284 U JP 12245284U JP H0343385 Y2 JPH0343385 Y2 JP H0343385Y2
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- Japan
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- air
- supply air
- supply
- water droplet
- droplet separator
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は過給式内燃機関の給気供給装置に関す
る。
る。
第２図は従来の排気ターボ過給内燃機関の一例
で排気タービン２２は機関本体１０と排気管１４
を介して接続し、過給用圧縮機２１は軸２３によ
り排気タービンと連結されるとともに、給気管１
５から給気冷却器１１、水滴分離器１２、給気溜
り１３をへて機関本体１０と接続する。
で排気タービン２２は機関本体１０と排気管１４
を介して接続し、過給用圧縮機２１は軸２３によ
り排気タービンと連結されるとともに、給気管１
５から給気冷却器１１、水滴分離器１２、給気溜
り１３をへて機関本体１０と接続する。
次に前記従来例の作用について説明する。
機関本体１０から排気管１４を通じて送られる
排気ガスにより排気タービン２２がまわされ、こ
の排気タービンより軸２３を介して駆動される過
給用圧縮機２１は、大気より吸い込んだ空気の温
度圧力を上昇させる。この高温高圧となつた給気
は次いで給気冷却器によつて冷却される。この際
大気中の湿度が高い場合は、前記給気冷却器即ち
空気冷却器１１で冷却された給気は相対湿度が
100％以上となり空気冷却器１１の下流で水滴を
発生する。従つて上記水滴がそのまま機関本体１
０のシリンダ内に入り込まない様に空気冷却器１
１の下流側に水滴分離器１２を設け、発生した水
滴を分離して系外へ排出する。水滴分離器１２に
より水滴を除去された給気は、給気溜り１３をへ
て機関本体１０のシリンダ内へ導入される。
排気ガスにより排気タービン２２がまわされ、こ
の排気タービンより軸２３を介して駆動される過
給用圧縮機２１は、大気より吸い込んだ空気の温
度圧力を上昇させる。この高温高圧となつた給気
は次いで給気冷却器によつて冷却される。この際
大気中の湿度が高い場合は、前記給気冷却器即ち
空気冷却器１１で冷却された給気は相対湿度が
100％以上となり空気冷却器１１の下流で水滴を
発生する。従つて上記水滴がそのまま機関本体１
０のシリンダ内に入り込まない様に空気冷却器１
１の下流側に水滴分離器１２を設け、発生した水
滴を分離して系外へ排出する。水滴分離器１２に
より水滴を除去された給気は、給気溜り１３をへ
て機関本体１０のシリンダ内へ導入される。
上述の従来技術では、理論的にみても給気溜り
１３内の給気は相対湿度100％の状態であり、な
お現実的には水滴分離器１２で補集されなかつた
り、再飛散した水滴が残留しており、さらに水滴
分離器１２以降の給気通路の、より冷たい壁面に
よつて再冷却されて、２次的な水滴を発生するな
どの可能性もあり、給気溜り１３から機関本体１
０のシリンダ内へ水滴が進入するのを十分防止で
きない。
１３内の給気は相対湿度100％の状態であり、な
お現実的には水滴分離器１２で補集されなかつた
り、再飛散した水滴が残留しており、さらに水滴
分離器１２以降の給気通路の、より冷たい壁面に
よつて再冷却されて、２次的な水滴を発生するな
どの可能性もあり、給気溜り１３から機関本体１
０のシリンダ内へ水滴が進入するのを十分防止で
きない。
なおシリンダ内へ水滴が進入した場合には水滴
がシリンダライナ壁に附着してライナとピストン
リング間の潤滑作用を低下させるとともに、上記
水滴が燃焼ガス中の硫黄分と結合して硫酸を発生
しライナ壁を腐食させ、シリンダライナ及びピス
トンリングの寿命を著しく短縮させる欠点があ
る。
がシリンダライナ壁に附着してライナとピストン
リング間の潤滑作用を低下させるとともに、上記
水滴が燃焼ガス中の硫黄分と結合して硫酸を発生
しライナ壁を腐食させ、シリンダライナ及びピス
トンリングの寿命を著しく短縮させる欠点があ
る。
上記欠点のため実際の機関の運転においては、
大気の湿度が高い（特に霧中では相対湿度100％
以上もありうる）場合には、空気冷却器１１の能
力をわざと低下させて給気溜り１３へ送る給気の
温度を幾分高めに設定し、水滴の発生量を減少さ
せることが行われている。
大気の湿度が高い（特に霧中では相対湿度100％
以上もありうる）場合には、空気冷却器１１の能
力をわざと低下させて給気溜り１３へ送る給気の
温度を幾分高めに設定し、水滴の発生量を減少さ
せることが行われている。
ところが水滴分離器を通過した給気は湿度が
100％であり、又水滴分離器で補集されなかつた
一部の水滴や、さらに水滴分離器以降の給気通路
のより冷たい壁面等で再度冷却されて、２次的に
発生した水滴がシリンダ内へ進入し、エンジント
ラブルが発生する心配がある。
100％であり、又水滴分離器で補集されなかつた
一部の水滴や、さらに水滴分離器以降の給気通路
のより冷たい壁面等で再度冷却されて、２次的に
発生した水滴がシリンダ内へ進入し、エンジント
ラブルが発生する心配がある。
上記の欠点をカバーするため大気湿度が高い時
には実際にエンジンを運転する場合には、空気冷
却器の能力をわざと低下させて給気温度を幾分高
めに設定し、水滴の発生量を減少させることが行
われている。しかし給気温度を高めに設定するこ
とは、空気密度を低下させ、エンジン性能を低下
させる欠点がある。
には実際にエンジンを運転する場合には、空気冷
却器の能力をわざと低下させて給気温度を幾分高
めに設定し、水滴の発生量を減少させることが行
われている。しかし給気温度を高めに設定するこ
とは、空気密度を低下させ、エンジン性能を低下
させる欠点がある。
本考案の目的は給気の相対湿度が低く、しかも
高密度の給気をエンジンへ供給できる給気装置を
提供するにある。
高密度の給気をエンジンへ供給できる給気装置を
提供するにある。
本考案に係る内燃機関の給気供給装置は、過給
用圧縮機より吐出される高温高圧の給気の大部分
を空気冷却器により十分に冷却した後、該部で発
生した水滴をその下流側に設けた水滴分離器によ
り出来る限り分離して系外に排出する。このよう
にして処理された大量の低温高圧の第１の給気
と、前記処理前の高温、高圧の給気の一部で前記
空気冷却器および水滴分離器をバイパスして流し
た第２の高温、高圧の給気とを水滴分離器１２と
給気溜り１３との間の給気合流部で合流させ、相
対湿度の低い高密度の給気を給気溜りをへてエン
ジンシリンダへ供給できるようにしたことを特徴
としている。
用圧縮機より吐出される高温高圧の給気の大部分
を空気冷却器により十分に冷却した後、該部で発
生した水滴をその下流側に設けた水滴分離器によ
り出来る限り分離して系外に排出する。このよう
にして処理された大量の低温高圧の第１の給気
と、前記処理前の高温、高圧の給気の一部で前記
空気冷却器および水滴分離器をバイパスして流し
た第２の高温、高圧の給気とを水滴分離器１２と
給気溜り１３との間の給気合流部で合流させ、相
対湿度の低い高密度の給気を給気溜りをへてエン
ジンシリンダへ供給できるようにしたことを特徴
としている。
本考案の実施により、シリンダ内に水滴が進入
することを完全に防止でき、シリンダライナ及び
ピストンリングなどの寿命が大幅に延長され、エ
ンジンの耐久性を向上させることができる。
することを完全に防止でき、シリンダライナ及び
ピストンリングなどの寿命が大幅に延長され、エ
ンジンの耐久性を向上させることができる。
〔実施例〕
以下第１図を参照して本考案の一実施例につい
て説明する。
て説明する。
ここにおいて、前記従来装置と同一もしくは均
等構成部分には、同一符号を用いて説明する。
等構成部分には、同一符号を用いて説明する。
第１図で１０は機関本体、１１は給気冷却器、
１２は水滴分離器、１３は給気溜り、１４は排気
管、１５は給気管、１６は給気合流部、１７はバ
イパス路、２１は過給用圧縮機、２２は駆動軸、
２３は排気タービンである。第１図で給気冷却器
１１の上流側と下流側とを側路して接続するバイ
パス路１７を設けて一部の給気をバイパスし水滴
分離器１２と給気溜り１３との間の給気合流部１
６で両者を合流させている。
１２は水滴分離器、１３は給気溜り、１４は排気
管、１５は給気管、１６は給気合流部、１７はバ
イパス路、２１は過給用圧縮機、２２は駆動軸、
２３は排気タービンである。第１図で給気冷却器
１１の上流側と下流側とを側路して接続するバイ
パス路１７を設けて一部の給気をバイパスし水滴
分離器１２と給気溜り１３との間の給気合流部１
６で両者を合流させている。
次に前記実施例の作用について説明する。
過給用圧縮機２１により高温高圧化された空
気（流量ＧKg／ｓ）は、その大部分（G1Kg／
ｓ）が空気冷却器１１において冷却される。こ
の冷却器１１で発生した水滴の大部分は下流側
に設けられた水滴分離器１２で分離され系外へ
排出される。
気（流量ＧKg／ｓ）は、その大部分（G1Kg／
ｓ）が空気冷却器１１において冷却される。こ
の冷却器１１で発生した水滴の大部分は下流側
に設けられた水滴分離器１２で分離され系外へ
排出される。
前記水滴分離器１２で補集されなかつた水滴
の一部は、大部分の第１の空気G1とともに空
気合流部１６に流入する。
の一部は、大部分の第１の空気G1とともに空
気合流部１６に流入する。
給気管１５から分岐したバイパス管１７を通
つて高圧、高温状態の小量の第２の空気（流量
G2Kg／ｓ）を空気合流部１６に送入し、前記
冷却ずみの低温の湿り空気G1と合流させる。
つて高圧、高温状態の小量の第２の空気（流量
G2Kg／ｓ）を空気合流部１６に送入し、前記
冷却ずみの低温の湿り空気G1と合流させる。
空気合流部１６で合流した第１及び第２の空
気G1およびG2は給気溜り１３をへて機関本体
１０のシリンダへ送入される。従つてこの空気
合流部１６においては空気冷却器１１および水
滴分離器１２を通つた水滴を含む大量の第１の
空気が上記第２要素１１および１２をバイパス
して合流部１６に流入した高温の小量の第２の
空気G2によつて加熱されて、相対湿度が大巾
に低下した乾いた空気となる。
気G1およびG2は給気溜り１３をへて機関本体
１０のシリンダへ送入される。従つてこの空気
合流部１６においては空気冷却器１１および水
滴分離器１２を通つた水滴を含む大量の第１の
空気が上記第２要素１１および１２をバイパス
して合流部１６に流入した高温の小量の第２の
空気G2によつて加熱されて、相対湿度が大巾
に低下した乾いた空気となる。
次に給気溜り内の新旧相対湿度φ13の計算令
を湿す。
を湿す。
今大気条件を温度ta＝30℃、圧力pa＝1ata飽
和状態における絶対湿度xa＝0.0272（Kg′／Kg）、
これを加圧冷却して給気溜り内の空気を温度
t13＝45℃、圧力p13＝3.0.ataとする場合従来技
術（第２図）および本考案による技術（第１
図）の給気溜り内１３の相対湿度φ13を比較し
てみる。
和状態における絶対湿度xa＝0.0272（Kg′／Kg）、
これを加圧冷却して給気溜り内の空気を温度
t13＝45℃、圧力p13＝3.0.ataとする場合従来技
術（第２図）および本考案による技術（第１
図）の給気溜り内１３の相対湿度φ13を比較し
てみる。
(1) 従来技術
空気冷却器１１の出口温度t11は空気溜り１３
内の温度t13と同等でありt1＝45℃、この時〔45
℃、3ata〕における飽和湿度xs11は xs11＝0.0198（Kg′／Kg） 従つて大気条件の絶対湿度xa＝0.0272（Kg′／
Kg）より小さいため、次式による水滴発生率Δx
により水滴が発生する。
内の温度t13と同等でありt1＝45℃、この時〔45
℃、3ata〕における飽和湿度xs11は xs11＝0.0198（Kg′／Kg） 従つて大気条件の絶対湿度xa＝0.0272（Kg′／
Kg）より小さいため、次式による水滴発生率Δx
により水滴が発生する。
Δx＝xa−xs11＝0.0074（Kg′／Kg）
水滴分離器の捕集率を90％とすると、発生した
水滴の内10％が分離器を通過することになり給気
溜り１３へ流入する水滴の量δxは δx＝0.1Δx＝0.00074（Kg′Kg） よつて給気溜り１３内へ流入する全水分（含水蒸
気）x13は x13＝xs11＋δx＝0.0198＋0.00074 ＝0.02054（Kg′／Kg） 従つて給気溜り１３内の相対湿度φ13は〔φ＝
湿度／飽和湿度〕 φ13＝x13／xs11＝1.037＝103.7（％） 全空気量Ｇが約６万Kg／ｈのエンジンにおいて給
気溜り１３へ進入する全水滴量（除水蒸気分）Ｗ
は Ｗ＝Ｇ×δx ＝60000（Kg／ｈ）×0.00074（Kg′／Kg） ＝44.4（Kg′／ｈ） となる。
水滴の内10％が分離器を通過することになり給気
溜り１３へ流入する水滴の量δxは δx＝0.1Δx＝0.00074（Kg′Kg） よつて給気溜り１３内へ流入する全水分（含水蒸
気）x13は x13＝xs11＋δx＝0.0198＋0.00074 ＝0.02054（Kg′／Kg） 従つて給気溜り１３内の相対湿度φ13は〔φ＝
湿度／飽和湿度〕 φ13＝x13／xs11＝1.037＝103.7（％） 全空気量Ｇが約６万Kg／ｈのエンジンにおいて給
気溜り１３へ進入する全水滴量（除水蒸気分）Ｗ
は Ｗ＝Ｇ×δx ＝60000（Kg／ｈ）×0.00074（Kg′／Kg） ＝44.4（Kg′／ｈ） となる。
(2) 本考案の技術
(a) 空気冷却器を通る空気量G1について
本考案の場合、全空気量ＧのうちKGを空気冷
却器および水滴分離器を通し（これをG1とする）
40℃まで冷却する。
却器および水滴分離器を通し（これをG1とする）
40℃まで冷却する。
空気冷却器出口において温度t11、飽和湿度xs11
とするとt11＝40℃ xs11＝0.0149（Kg′／Kg） 〔40℃、3ataの条件より〕 水滴発生率Δxは Δx＝xa−xs11 ＝0.0272−0.0149＝0.123（Kg′／Kg） 水滴分離器の捕集率を従来例の場合と同様に90％
とすると空気合流部へ流入する水滴の量δxは δx＝0.1Δx＝0.00123（Kg′Kg） 従つて空気合流部へ流入する全水分の量（含水
蒸気）W1は W1＝（xs11＋δx）×G1 ＝（0.0149＋0.00123）×G1 ＝0.01613G1＝0.01613KG (b) 空気冷却器をバイパスされる空気量G2につ
いて 30℃、1ataの大気を3ataまで圧縮した空気の温
度は160℃前後である。
とするとt11＝40℃ xs11＝0.0149（Kg′／Kg） 〔40℃、3ataの条件より〕 水滴発生率Δxは Δx＝xa−xs11 ＝0.0272−0.0149＝0.123（Kg′／Kg） 水滴分離器の捕集率を従来例の場合と同様に90％
とすると空気合流部へ流入する水滴の量δxは δx＝0.1Δx＝0.00123（Kg′Kg） 従つて空気合流部へ流入する全水分の量（含水
蒸気）W1は W1＝（xs11＋δx）×G1 ＝（0.0149＋0.00123）×G1 ＝0.01613G1＝0.01613KG (b) 空気冷却器をバイパスされる空気量G2につ
いて 30℃、1ataの大気を3ataまで圧縮した空気の温
度は160℃前後である。
従つて空気量G2については温度をt2、絶対湿度
x2とすると、 t2＝160℃ x2＝0.0272＝（xa）（Kg′／Kg） G2＝（１−Ｋ）Ｇ となつている。
x2とすると、 t2＝160℃ x2＝0.0272＝（xa）（Kg′／Kg） G2＝（１−Ｋ）Ｇ となつている。
よつてこのG2によつて空気合流部へ流入する
全水量W2は W2＝0.0272G2＝0.0272（１−Ｋ）Ｇ (c) 空気合流部で合流した空気（Ｇ＝G1＋G2）
について (a)および(b)よりG1およびG2によつて運び込ま
れた全水分量Ｗは Ｗ＝W1＋W2 ＝0.01613G1＋0.0272G2 ＝｛0.01613KG｝＋｛0.0272（１−Ｋ）Ｇ｝ この時の絶対湿度をx13は x13＝Ｗ／Ｇ＝0.01613K＋0.0272（１−Ｋ） ＝0.0272−0.0111K 次に合流空気の混合後の温度t13を45℃とする
と G1に含まれる水滴δx（Kg′／Kg）を蒸発させ
るのに必要な熱量Q1は Q1＝539kcal／Kg′×δx（Kg′／Kg）×G1（Kg／
ｓ） ＝539×0.00123KG ＝0.663KG（kcal／ｓ） G1の空気を40℃から45℃まで加熱するに必
要な熱量Q2は Q2＝５℃×0.24（kcal／Kg）×G1（Kg／ｓ） ＝1.2KG（kcal／ｓ） Ｇの空気を160℃から45℃まで冷却する熱量
Q3は Q3＝115（℃）×0.24（kcal／Kg）×G2（Kg／ｓ） ＝27.6（１−Ｋ）Ｇ（kcal／ｓ） 従つてQ1＋Q2＝Q3であるから 27.6（１−Ｋ）Ｇ＝0.66 KG＋1.2KG 27.6−27.6K＝1.86K ∴Ｋ＝27.6／29.46＝0.937 この時x13＝0.0272−0.0111K ＝0.0168（Kg′／Kg） よつてこの場合の飽和湿度xs13は(a)で述べたと
おり xs13＝0.0198（Kg′／Kg）…〔45℃、3ataの条件〕 従つて給気溜り内の相対湿度φ13は φ13＝x13／xs13＝0.0168／0.0198 ＝0.848 となる。
全水量W2は W2＝0.0272G2＝0.0272（１−Ｋ）Ｇ (c) 空気合流部で合流した空気（Ｇ＝G1＋G2）
について (a)および(b)よりG1およびG2によつて運び込ま
れた全水分量Ｗは Ｗ＝W1＋W2 ＝0.01613G1＋0.0272G2 ＝｛0.01613KG｝＋｛0.0272（１−Ｋ）Ｇ｝ この時の絶対湿度をx13は x13＝Ｗ／Ｇ＝0.01613K＋0.0272（１−Ｋ） ＝0.0272−0.0111K 次に合流空気の混合後の温度t13を45℃とする
と G1に含まれる水滴δx（Kg′／Kg）を蒸発させ
るのに必要な熱量Q1は Q1＝539kcal／Kg′×δx（Kg′／Kg）×G1（Kg／
ｓ） ＝539×0.00123KG ＝0.663KG（kcal／ｓ） G1の空気を40℃から45℃まで加熱するに必
要な熱量Q2は Q2＝５℃×0.24（kcal／Kg）×G1（Kg／ｓ） ＝1.2KG（kcal／ｓ） Ｇの空気を160℃から45℃まで冷却する熱量
Q3は Q3＝115（℃）×0.24（kcal／Kg）×G2（Kg／ｓ） ＝27.6（１−Ｋ）Ｇ（kcal／ｓ） 従つてQ1＋Q2＝Q3であるから 27.6（１−Ｋ）Ｇ＝0.66 KG＋1.2KG 27.6−27.6K＝1.86K ∴Ｋ＝27.6／29.46＝0.937 この時x13＝0.0272−0.0111K ＝0.0168（Kg′／Kg） よつてこの場合の飽和湿度xs13は(a)で述べたと
おり xs13＝0.0198（Kg′／Kg）…〔45℃、3ataの条件〕 従つて給気溜り内の相対湿度φ13は φ13＝x13／xs13＝0.0168／0.0198 ＝0.848 となる。
即ち、上述の如く約6.3％の高温加圧給気を給
気冷却器をバイパスさせ、残りの給気冷却器およ
び水滴分離器を通した空気と合流させることによ
り、相対湿度が従来104％だつたものが本考案で
は84.8％の給気条件を得ることができる。
気冷却器をバイパスさせ、残りの給気冷却器およ
び水滴分離器を通した空気と合流させることによ
り、相対湿度が従来104％だつたものが本考案で
は84.8％の給気条件を得ることができる。
前述のとおり、本考案によれば給気の一部を給
気冷却器をバイパスして給気溜りの上流側で冷却
給気と合流させるようにしたので、給気溜り内の
給気中の相対湿度を大巾に低下させることが可能
となり、シリンダへの水滴状水分の進入を防止
し、シリンダライナおよびピストンリングの寿命
を延長させることができる。
気冷却器をバイパスして給気溜りの上流側で冷却
給気と合流させるようにしたので、給気溜り内の
給気中の相対湿度を大巾に低下させることが可能
となり、シリンダへの水滴状水分の進入を防止
し、シリンダライナおよびピストンリングの寿命
を延長させることができる。
第１図は本考案に係る内燃機関の給油供給装置
図、第２図は従来例の装置図である。 １１……給気冷却器、１７……バイパス管。
図、第２図は従来例の装置図である。 １１……給気冷却器、１７……バイパス管。
Claims (1)
- 空気を大気状態から過給機で加圧し給気冷却器
で冷却した後、冷却により発生した水滴を水滴分
離器により除去してシリンダ内に供給する内燃機
関において、加圧された高温の前記給気の小部分
を、前記給気冷却器および水滴分離器を側路し
て、前記水滴分離器と給気溜りとの間で給気冷却
器および水滴分離器を通つた大部分の給気と合流
させるように構成したことを特徴とする内燃機関
の給気供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12245284U JPS6137427U (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | 内燃機関の給気供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12245284U JPS6137427U (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | 内燃機関の給気供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6137427U JPS6137427U (ja) | 1986-03-08 |
| JPH0343385Y2 true JPH0343385Y2 (ja) | 1991-09-11 |
Family
ID=30681204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12245284U Granted JPS6137427U (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | 内燃機関の給気供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6137427U (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168731U (ja) * | 1981-04-20 | 1982-10-23 | ||
| SE460303B (sv) * | 1981-12-01 | 1989-09-25 | Volvo Ab | Anordning foer tillfoersel av foerbraenningsluft till cylindrarna i en foerbraenningsmotor |
| JPS597542U (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-18 | 内橋金属工業株式会社 | 温度ヒユ−ズ |
-
1984
- 1984-08-11 JP JP12245284U patent/JPS6137427U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6137427U (ja) | 1986-03-08 |
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