JPH09158741A - 排気ガスタービン過給機 - Google Patents
排気ガスタービン過給機Info
- Publication number
- JPH09158741A JPH09158741A JP7318975A JP31897595A JPH09158741A JP H09158741 A JPH09158741 A JP H09158741A JP 7318975 A JP7318975 A JP 7318975A JP 31897595 A JP31897595 A JP 31897595A JP H09158741 A JPH09158741 A JP H09158741A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- compressor
- high pressure
- exhaust gas
- rotor shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- Supercharger (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転部分の強度低下、軸受寿命の低下、さら
には過給機効率の低下を伴うことなく、かつ低コストで
高圧力比の過給が実現可能な排気ガスタービン過給機を
提供する。 【解決手段】 排気ガスタービン過給機において、コン
プレッサを、大気からの空気を加圧する低圧コンプレッ
サと、同低圧コンプレッサで加圧後の空気をさらに加圧
する高圧コンプレッサとより構成して両コンプレッサを
ロータ軸と固着し、上記低圧コンプレッサの空気出口と
高圧コンプレッサの空気入口との間の空気通路に上記高
圧コンプレッサへの空気を冷却する中間冷却器を設け
る。
には過給機効率の低下を伴うことなく、かつ低コストで
高圧力比の過給が実現可能な排気ガスタービン過給機を
提供する。 【解決手段】 排気ガスタービン過給機において、コン
プレッサを、大気からの空気を加圧する低圧コンプレッ
サと、同低圧コンプレッサで加圧後の空気をさらに加圧
する高圧コンプレッサとより構成して両コンプレッサを
ロータ軸と固着し、上記低圧コンプレッサの空気出口と
高圧コンプレッサの空気入口との間の空気通路に上記高
圧コンプレッサへの空気を冷却する中間冷却器を設け
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関、特に大型
ディーゼル機関に使用される排気ガスタービン過給機に
関する。
ディーゼル機関に使用される排気ガスタービン過給機に
関する。
【0002】
【従来の技術】図3には、大型ディーゼル機関用排気ガ
スタービン過給機の従来の1例が示されている。
スタービン過給機の従来の1例が示されている。
【0003】図3において、1はロータ軸、2は空気を
圧縮して機関へ送るラジアルコンプレッサ、3は機関か
らの排気ガスにより駆動されるラジアルタービンであ
り、上記ロータ軸の一端に上記ラジアルコンプレッサ2
を他端に上記ラジアルタービンを夫々配置し、中央部を
2組の平軸受4を介して軸受箱8に支持する構造となっ
ている。6はコンプレッサケーシング、7はタービンケ
ーシングである。
圧縮して機関へ送るラジアルコンプレッサ、3は機関か
らの排気ガスにより駆動されるラジアルタービンであ
り、上記ロータ軸の一端に上記ラジアルコンプレッサ2
を他端に上記ラジアルタービンを夫々配置し、中央部を
2組の平軸受4を介して軸受箱8に支持する構造となっ
ている。6はコンプレッサケーシング、7はタービンケ
ーシングである。
【0004】上記2組の平軸受4の外側には油ラビリン
ス5が設けられ、平軸受4とロータ軸1との摺動部を上
記コンプレッサ2を流れる空気でシールしている。
ス5が設けられ、平軸受4とロータ軸1との摺動部を上
記コンプレッサ2を流れる空気でシールしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような排気ガス
タービン過給機を使用したディーゼル機関にあっては、
高圧力比の過給を必要とする場合は、通常図3に示され
るような単段の過給機の性能を上げて1台で過給を行う
か、あるいは単段の過給機を複数台(通常2台)用いて
いる。
タービン過給機を使用したディーゼル機関にあっては、
高圧力比の過給を必要とする場合は、通常図3に示され
るような単段の過給機の性能を上げて1台で過給を行う
か、あるいは単段の過給機を複数台(通常2台)用いて
いる。
【0006】しかしながら、前者の方式の場合には、過
給機の回転数を上昇せしめることとなるので、ロータ軸
1、コンプレッサ2、タービン3等の回転体の応力が上
昇するとともに、平軸受4の軸受条件が過酷となり、さ
らにコンプレッサ効率が低下するという問題点がある。
給機の回転数を上昇せしめることとなるので、ロータ軸
1、コンプレッサ2、タービン3等の回転体の応力が上
昇するとともに、平軸受4の軸受条件が過酷となり、さ
らにコンプレッサ効率が低下するという問題点がある。
【0007】また後者の場合には、複数台の過給機の設
置スペースが大きくなって機関上に搭載するのが困難と
なり、機関と別置きとすれば配管が長くかつ複雑とな
り、何れの場合もコストアップは避けられないという問
題点を抱えている。
置スペースが大きくなって機関上に搭載するのが困難と
なり、機関と別置きとすれば配管が長くかつ複雑とな
り、何れの場合もコストアップは避けられないという問
題点を抱えている。
【0008】本発明の目的は、回転部分の強度低下、軸
受寿命の低下、さらには過給機効率の低下を伴うことな
く、かつ低コストで高圧力比の過給が実現可能な排気ガ
スタービン過給機を提供することにある。
受寿命の低下、さらには過給機効率の低下を伴うことな
く、かつ低コストで高圧力比の過給が実現可能な排気ガ
スタービン過給機を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するものでその要旨とする手段は、ロータ軸の両軸端
にタービン及びコンプレッサを固着してなる排気ガスタ
ービン過給機において、上記コンプレッサは、大気から
の空気を加圧する低圧コンプレッサと、同低圧コンプレ
ッサで加圧後の空気をさらに加圧する高圧コンプレッサ
とを上記ロータ軸に固着してなり、上記低圧コンプレッ
サの空気出口と高圧コンプレッサの空気入口との間の空
気通路には、上記高圧コンプレッサへの空気を冷却する
中間冷却器を設けたことにある。
決するものでその要旨とする手段は、ロータ軸の両軸端
にタービン及びコンプレッサを固着してなる排気ガスタ
ービン過給機において、上記コンプレッサは、大気から
の空気を加圧する低圧コンプレッサと、同低圧コンプレ
ッサで加圧後の空気をさらに加圧する高圧コンプレッサ
とを上記ロータ軸に固着してなり、上記低圧コンプレッ
サの空気出口と高圧コンプレッサの空気入口との間の空
気通路には、上記高圧コンプレッサへの空気を冷却する
中間冷却器を設けたことにある。
【0010】上記手段によれば、1本のロータ軸に高圧
コンプレッサ及び低圧コンプレッサを並設し、低圧コン
プレッサで圧縮された空気を中間冷却器で冷却して降温
せしめ、これを高圧コンプレッサに導き、さらに加圧し
て機関に送給するので、1台の過給機により空気を2段
に加圧でき、過給機を大型化することなくコンパクトな
構造で以って、また高回転とすることなく、所要の高圧
力比を得ることができる。
コンプレッサ及び低圧コンプレッサを並設し、低圧コン
プレッサで圧縮された空気を中間冷却器で冷却して降温
せしめ、これを高圧コンプレッサに導き、さらに加圧し
て機関に送給するので、1台の過給機により空気を2段
に加圧でき、過給機を大型化することなくコンパクトな
構造で以って、また高回転とすることなく、所要の高圧
力比を得ることができる。
【0011】従って過給機の高回転化が不要となって、
これによるロータ軸、コンプレッサ、タービン等の回転
部材の応力の上昇が抑制されるとともに、軸受に負荷さ
れる荷重、速度条件の過酷化が防止され、軸受寿命の短
縮化が防止される。
これによるロータ軸、コンプレッサ、タービン等の回転
部材の応力の上昇が抑制されるとともに、軸受に負荷さ
れる荷重、速度条件の過酷化が防止され、軸受寿命の短
縮化が防止される。
【0012】また、低圧コンプレッサで加圧後の空気が
中間冷却器にて冷却され降温せしめられて高圧コンプレ
ッサに送られて加圧され、低温化された高圧空気が機関
に供給されることとなり、従来のもののような、2台の
過給機を並設する場合と同等の高い過給機効率を保持す
ることができる。
中間冷却器にて冷却され降温せしめられて高圧コンプレ
ッサに送られて加圧され、低温化された高圧空気が機関
に供給されることとなり、従来のもののような、2台の
過給機を並設する場合と同等の高い過給機効率を保持す
ることができる。
【0013】また、上記第1の手段において、上記低圧
コンプレッサと高圧コンプレッサとは、同高圧コンプレ
ッサが上記ロータ軸の軸受寄りに位置せしめられ、かつ
両者の出口側が背合せになるように配置され、上記高圧
コンプレッサを通る高圧空気を油ラビリンスのシール部
に供給するように構成されたことも本発明の具体的手段
の1つである。
コンプレッサと高圧コンプレッサとは、同高圧コンプレ
ッサが上記ロータ軸の軸受寄りに位置せしめられ、かつ
両者の出口側が背合せになるように配置され、上記高圧
コンプレッサを通る高圧空気を油ラビリンスのシール部
に供給するように構成されたことも本発明の具体的手段
の1つである。
【0014】かかる手段によれば、高圧コンプレッサと
油ラビリンスとが隣接していることから、高圧コンプレ
ッサを通る高圧空気を容易に油ラビリンスのシール用空
気として使用でき、シール性能が向上する。
油ラビリンスとが隣接していることから、高圧コンプレ
ッサを通る高圧空気を容易に油ラビリンスのシール用空
気として使用でき、シール性能が向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を詳細に説明する。図1には本発明の実施の第1形
態に係る大型ディーゼル機関用排気ガスタービン過給機
のロータ軸心に沿う断面図が示されている。
形態を詳細に説明する。図1には本発明の実施の第1形
態に係る大型ディーゼル機関用排気ガスタービン過給機
のロータ軸心に沿う断面図が示されている。
【0016】図1において1はロータ軸、3は同ロータ
軸1の一端に固着され機関(図示せず)からの排気ガス
により駆動されるラジアルタービン、7はタービンケー
シングである。
軸1の一端に固着され機関(図示せず)からの排気ガス
により駆動されるラジアルタービン、7はタービンケー
シングである。
【0017】21は上記ロータ軸1の他端に固着された
低圧段ラジアルコンプレッサ、22は同低圧段ラジアル
コンプレッサ21の内側(後述する平軸受4側)に隣接
して上記ロータ軸1に固着された高圧段ラジアルコンプ
レッサである。
低圧段ラジアルコンプレッサ、22は同低圧段ラジアル
コンプレッサ21の内側(後述する平軸受4側)に隣接
して上記ロータ軸1に固着された高圧段ラジアルコンプ
レッサである。
【0018】上記低圧段ラジアルコンプレッサ21と高
圧段ラジアルコンプレッサ22とは、図1に示されるよ
うに、出口側が背合せとなるように並設されており、こ
れによって後述する油ラビリンス5への高圧空気の供給
が容易となるとともに、後述する低圧ケーシング61と
高圧ケーシング62との結合態様もコンパクト、かつ容
易となる。
圧段ラジアルコンプレッサ22とは、図1に示されるよ
うに、出口側が背合せとなるように並設されており、こ
れによって後述する油ラビリンス5への高圧空気の供給
が容易となるとともに、後述する低圧ケーシング61と
高圧ケーシング62との結合態様もコンパクト、かつ容
易となる。
【0019】上記ロータ軸1の中央部は2組の平軸受4
を介して軸受箱8に支持されている。5は上記平軸受4
のうち高圧段(後述)側の平軸受の外側に設けられ、同
平軸受4とロータ軸1との摺動部を、上記高圧ラジアル
コンプレッサ22入口の高圧空気を供給してシールする
油ラビリンスである。
を介して軸受箱8に支持されている。5は上記平軸受4
のうち高圧段(後述)側の平軸受の外側に設けられ、同
平軸受4とロータ軸1との摺動部を、上記高圧ラジアル
コンプレッサ22入口の高圧空気を供給してシールする
油ラビリンスである。
【0020】61は上記低圧段ラジアルコンプレッサ2
1を通る空気通路が形成された低圧ケーシング、62は
上記高圧段ラジアルコンプレッサ22を通る空気通路が
形成された高圧ケーシングであり、これらのケーシング
は、ガスシールされて、ボルト(図示せず)により互い
に固着されている。
1を通る空気通路が形成された低圧ケーシング、62は
上記高圧段ラジアルコンプレッサ22を通る空気通路が
形成された高圧ケーシングであり、これらのケーシング
は、ガスシールされて、ボルト(図示せず)により互い
に固着されている。
【0021】11は空気冷却用の中間冷却器であり、そ
の空気入口は空気管12を介して上記低圧ケーシング6
1の空気出口通路14に、空気出口は空気管13を介し
て上記高圧ケーシング62の空気入口通路15に夫々接
続されている。
の空気入口は空気管12を介して上記低圧ケーシング6
1の空気出口通路14に、空気出口は空気管13を介し
て上記高圧ケーシング62の空気入口通路15に夫々接
続されている。
【0022】上記のように構成されたラジアルタービン
式排気ガスタービン過給機の運転時において、機関(図
示せず)からの排気ガスはタービンケーシング7に導か
れ図1の矢印のように流れてラジアルタービン3を駆動
し、排気管へと排出される。
式排気ガスタービン過給機の運転時において、機関(図
示せず)からの排気ガスはタービンケーシング7に導か
れ図1の矢印のように流れてラジアルタービン3を駆動
し、排気管へと排出される。
【0023】上記タービン3の駆動力は、ロータ軸1を
介して低圧段ラジアルコンプレッサ21及び高圧段ラジ
アルコンプレッサ22を回転せしめる。上記低圧段ラジ
アルコンプレッサ21により圧縮された空気は空気管1
2を通って中間冷却器11に入り、ここで冷却水等の冷
却剤と熱交換して降温せしめられる。さらに、この冷却
された加圧空気は、空気管13を通って高圧ケーシング
62の空気入口通路15に入り、高圧段ラジアルコンプ
レッサ22にて第2段目の圧縮が加えられ、機関の給気
管あるいは掃気室(何れも図示せず)に送られる。
介して低圧段ラジアルコンプレッサ21及び高圧段ラジ
アルコンプレッサ22を回転せしめる。上記低圧段ラジ
アルコンプレッサ21により圧縮された空気は空気管1
2を通って中間冷却器11に入り、ここで冷却水等の冷
却剤と熱交換して降温せしめられる。さらに、この冷却
された加圧空気は、空気管13を通って高圧ケーシング
62の空気入口通路15に入り、高圧段ラジアルコンプ
レッサ22にて第2段目の圧縮が加えられ、機関の給気
管あるいは掃気室(何れも図示せず)に送られる。
【0024】図2には本発明の実施の第2形態に係る排
気ガスタービン過給機が示されている。この実施形態に
おいては、図1に示される第1形態におけるラジアルタ
ービン3に代えて軸流タービン41を設けている。71
はタービンケーシングである。その他の構成は図1に示
される第1形態と同一であり、同一の部材は同一の符号
にて示す。
気ガスタービン過給機が示されている。この実施形態に
おいては、図1に示される第1形態におけるラジアルタ
ービン3に代えて軸流タービン41を設けている。71
はタービンケーシングである。その他の構成は図1に示
される第1形態と同一であり、同一の部材は同一の符号
にて示す。
【0025】上記実施形態に係る排気ガスタービン過給
機は、1本のロータ軸1に高圧、低圧コンプレッサを並
設して空気を2段に圧縮するようにしたので、構造が小
型コンパクトとなり、またタービン回転数を上昇せしめ
ることなく、高圧力比を得ることができる。また、高回
転化が避けられることにより、軸受4に負荷される荷
重、速度条件も過酷化されることはなく、軸受寿命が確
保される。
機は、1本のロータ軸1に高圧、低圧コンプレッサを並
設して空気を2段に圧縮するようにしたので、構造が小
型コンパクトとなり、またタービン回転数を上昇せしめ
ることなく、高圧力比を得ることができる。また、高回
転化が避けられることにより、軸受4に負荷される荷
重、速度条件も過酷化されることはなく、軸受寿命が確
保される。
【0026】また、低圧段ラジアルコンプレッサ21で
加圧、昇温された空気を中間冷却器11にて冷却するの
で、高圧段ラジアルコンプレッサ22からは低温化され
た高圧空気を機関に送ることができ、高い過給機効率が
得られる。
加圧、昇温された空気を中間冷却器11にて冷却するの
で、高圧段ラジアルコンプレッサ22からは低温化され
た高圧空気を機関に送ることができ、高い過給機効率が
得られる。
【0027】さらに、高圧段ラジアルコンプレッサ22
と油ラビリンス5とが隣接されているので、高圧段ラジ
アルコンプレッサ22を通る高圧空気で容易に油ラビリ
ンス5のシール用空気として使用可能となり、シール性
能が向上する。
と油ラビリンス5とが隣接されているので、高圧段ラジ
アルコンプレッサ22を通る高圧空気で容易に油ラビリ
ンス5のシール用空気として使用可能となり、シール性
能が向上する。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項1の発明によれば、1本のロータ軸に高圧、低圧
コンプレッサを並設し、低圧コンプレッサにて圧縮後の
空気を中間冷却器で冷却して高圧コンプレッサで加圧す
るようにしたので、過給機を大型化することなくコンパ
クトな構造で以って、また、高回転とすることなく、従
来の2台の過給機を併設する場合と同等の過給機効率を
保持した高圧力比の排気ガスタービン過給機を得ること
ができる。
請求項1の発明によれば、1本のロータ軸に高圧、低圧
コンプレッサを並設し、低圧コンプレッサにて圧縮後の
空気を中間冷却器で冷却して高圧コンプレッサで加圧す
るようにしたので、過給機を大型化することなくコンパ
クトな構造で以って、また、高回転とすることなく、従
来の2台の過給機を併設する場合と同等の過給機効率を
保持した高圧力比の排気ガスタービン過給機を得ること
ができる。
【0029】また、過給機の高回転化を要しないので、
回転部材の高応力化が抑制されるとともに、軸受の負荷
条件の過酷化も防止されて軸受寿命の短縮化が防止され
る。
回転部材の高応力化が抑制されるとともに、軸受の負荷
条件の過酷化も防止されて軸受寿命の短縮化が防止され
る。
【0030】また、請求項2の発明によれば、高圧段コ
ンプレッサを通る高圧空気により油ラビリンスのシール
が可能となり、シール性能が向上する。
ンプレッサを通る高圧空気により油ラビリンスのシール
が可能となり、シール性能が向上する。
【図1】本発明の実施の第1形態に係る排気タービン過
給機のロータ軸線に沿う断面図。
給機のロータ軸線に沿う断面図。
【図2】本発明の実施の第2形態に係る図1応当図。
【図3】従来の排気タービン過給機の1例を示す図1応
当図。
当図。
1 ロータ軸 3 ラジアルタービン 4 平軸受 5 油ラビリンス 11 中間冷却器 21 低圧段ラジアルタービン 22 高圧段ラジアルタービン 41 軸流タービン 61 低圧ケーシング 62 高圧ケーシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16J 15/447 F16J 15/447
Claims (2)
- 【請求項1】 ロータ軸の一端に機関からの排気ガスに
より駆動されるタービンを、他端に空気を加圧して機関
に送給するコンプレッサを夫々固着してなる排気ガスタ
ービン過給機において、上記コンプレッサは、大気から
の空気を加圧する低圧コンプレッサと、同低圧コンプレ
ッサで加圧後の空気をさらに加圧する高圧コンプレッサ
とを上記ロータ軸に固着してなり、上記低圧コンプレッ
サの空気出口と高圧コンプレッサの空気入口との間の空
気通路には、上記高圧コンプレッサへの空気を冷却する
中間冷却器を設けたことを特徴とする排気ガスタービン
過給機。 - 【請求項2】 上記低圧コンプレッサと高圧コンプレッ
サとは、同高圧コンプレッサが上記ロータ軸の軸受寄り
に位置せしめられ、かつ両者の出口側が背合せになるよ
うに配置され、上記高圧コンプレッサを通る高圧空気を
油ラビリンスのシール部に供給するように構成された請
求項1記載の排気ガスタービン過給機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318975A JPH09158741A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 排気ガスタービン過給機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318975A JPH09158741A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 排気ガスタービン過給機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09158741A true JPH09158741A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18105093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7318975A Pending JPH09158741A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 排気ガスタービン過給機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09158741A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013104336A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排熱回収型船舶推進装置 |
| CN104769231A (zh) * | 2012-11-12 | 2015-07-08 | 博格华纳公司 | 用于电动涡轮复合技术机器的补充空气冷却系统以及空气压力油密封系统 |
| JP2016538473A (ja) * | 2013-11-29 | 2016-12-08 | トロトラク(ディベロップメント)リミテッド | 過給装置 |
| CN107313854A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-11-03 | 无锡联拓增压技术有限公司 | 涡轮增压器中间体 |
| JP2019183714A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| CN116717504A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-08 | 潍坊科技学院 | 涡轮增压器背靠背串联高压比压气机装置 |
-
1995
- 1995-12-07 JP JP7318975A patent/JPH09158741A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013104336A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排熱回収型船舶推進装置 |
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| CN107313854B (zh) * | 2017-08-09 | 2019-05-17 | 无锡联拓增压技术有限公司 | 涡轮增压器中间体 |
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| CN116717504A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-08 | 潍坊科技学院 | 涡轮增压器背靠背串联高压比压气机装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010911 |