Turbocompresor para un motor de combustión con imanes dispuestos a lo largo de un canal de entrada de aire.

Un turbocompresor (3) accionado por gas de escape desde un motor de combustión

(1) por medio de una entrada de escape (35) hasta el turbocompresor (3),

- teniendo dicho turbocompresor (3) una entrada axial (31) para aire de combustion en general a presión atmosferica, a partir de una salida (34) en una porci6n de tubo flexionada (37) con una entrada (36) a partir de un canal de entrada (4) a partir de una entrada de aire (5),

- teniendo dicho canal de entrada (4) por lo menos una pared arqueada (41) de un material no magnetico, con una superficie orientada hacia dentro (43) y una superficie orientada hacia fuera (45) en relación con dicho canal de entrada (4),

caracterizado por que

- a lo largo de dicha pared arqueada (41) se dispone una serie de por lo menos tres imanes (6) que tienen unas direcciones de magnetización opuestas de manera secuencial dirigidos principalmente de forma ortogonal con respecto a dicha pared (41), y con una superficie de polo (61) de cada iman (6) en general a nivel con dicha pared (41), y

- siendo una separación mutua entre dichos imanes por lo menos tan grande como la mitad de una primera anchura de la secci6n transversal de dicho canal de entrada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NO2010/000110.

Solicitante: Carbon Reduction Solutions AS.

Inventor/es: THALBERG,Anders.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION... > Aparatos para tratar el aire comburente, el combustible... > F02M27/04 (por medios eléctricos o por magnetismo)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION... > F02M27/00 (Aparatos para tratar el aire comburente, el combustible o la mezcla aire-combustible, por catalizadores, medios eléctricos, magnetismo, radiaciones, ondas acústicas o medios análogos)

PDF original: ES-2526169_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Turbocompresor para un motor de combustión con imanes dispuestos a lo largo de un canal de entrada de aire Introducción

La invención se refiere a un aparato para el suministro de aire de combustión a un motor de combustión por medio de una entrada de escape a un turbocompresor.

En motores en los que es una condición que el turbocompresor proporcione una potencia aumentada a unas velocidades de rotación bajas, se usa un turbocompresor con una válvula de limitación de presión, que también se conoce como válvula de descarga. Este turbocompresor es más grande de lo que se requiere en realidad para el motor. El turbocompresor se dimensiona con una sobrecapacidad y alcanzará la presión de carga deseada ya a unas velocidades de rotación bajas. Cuando el motor alcanza las velocidades de rotación superiores, el turbocompresor proporciona demasiado aire, y la sobrepresión se vuelve demasiado alta. La válvula de descarga tiene un tubo flexible de aire que discurre desde el colector de distribución de entrada hasta un accionador de diafragma que actúa sobre la válvula. Cuando la presión de carga supera un valor previamente definido, la presión contra el diafragma se vuelve tan alta que esta abre la válvula de descarga por medio de una barra. El gas de escape se conduce entonces más allá del turbocompresor y al exterior al sistema de escape, por lo tanto cesa el aumento de presión. Tan pronto como el regulador de admisión se reduce, la cantidad de gases de escape contra la rueda de turbina en el turbocompresor se reduce, y la presión de aire en el colector de distribución de entrada se reduce. La válvula de descarga se cerrará, y la totalidad del gas de escape pasará de nuevo a través del turbocompresor.

Es importante para un motor con un turbocompresor tener un suministro de aire sin obstrucciones y con tan poco obstáculos como sea posible en el sistema de escape. El turbocompresor decelera los gases de escape y funciona hasta un cierto punto como un silenciador. El turbocompresor y sus conexiones con el sistema de escape y la entrada de aire requiere un mantenimiento e inspección particularmente buenos. Además de lubricar los cojinetes en el turbocompresor, el aceite tiene un papel importante para enfriar el alojamiento de los cojinetes. El calor procedente del alojamiento de la turbina se propaga a los cojinetes y el aceite lubricante. El aceite se calienta tanto cuando el motor funciona con carga elevada que todos los motores con turbocompresor han de estar provistos con un radiador de aceite. Además, el motor debería tener un aceite lubricante que esté adaptado a motores con turbocompresores.

Antecedentes de la técnica

Un turbocompresor aumenta la potencia de motor ya que se añade más aire a la combustión, con el fin de que se inyecte y se queme más combustible por ciclo de trabajo. Los motores de succión sin un turbocompresor pueden usar una proporción alta de hasta un 1 % de su energía producida para aspirar aire. Uno de los problemas para un motor diésel puede ser simplemente tener un suministro de aire lo bastante alto en el intervalo superior de velocidades de rotación. Si, además, el estado del motor es en general malo debido al desgaste en el sistema de Inyección y un retardo de ignición considerable, a menudo esto implicará una generación de hollín. La generación de hollín puede verse a menudo en conjunción con una relación de combustible - aire demasiado alta y supera el límite del punto de inflamación superior para partes de la mezcla de combustible inyectada a una así denominada combustión rica, y se puede tener una combustión incompleta del combustible. Una combustión incompleta de este tipo también puede implicar un contenido de monóxido de carbono aumentado en los gases de escape y por lo tanto es venenosa. La invención persigue, entre otras cosas, reducir tal generación de hollín.

Desventajas de la técnica conocida

El turbocompresor se acciona mediante los gases de escape que salen del motor a alta presión y alta temperatura. Por lo tanto, este utiliza una energía que de lo contrario se perdería. La turbina acciona una bomba de aire que inyecta aire al interior del colector de distribución de succión de entrada de aire (en realidad, de soplador de entrada de aire). La capacidad de un turbocompresor adaptado es ligeramente más alta de lo que se requiere en realidad para obtener una combustión limpia con la misma capacidad de inyección de combustible que un motor de succión correspondiente. En el intervalo superior de velocidades de rotación cuando los gases de escape accionan de forma gradual la turbina de escape con gran fuerza y velocidad, se bombea más aire al interior del motor de lo que este consume. La generación de hollín en el aceite del motor daña el aceite, lo que conduce adicionalmente a un desgaste aumentado y por lo tanto reduce la vida del motor. La aparición temprana de desgaste también reduce la potencia de motor. La liberación de hollín al aire de salida es sumamente indeseable, en particular en lugares en los que los motores diésel han de funcionar de forma más o menos continua, debido a consideraciones ambientales y normativas sanitarias, y requieren una limpieza frecuente. En algunas plataforma petrolíferas, es un problema que los motores diésel para generadores de electricidad generen hollín hasta un punto que implica un problema de salud para la tripulación. En la actualidad, se requiere una limpieza exhaustiva de los colectores de distribución de gases de escape para mantener el nivel de generación de hollín lo bastante bajo. Este problema se expresa con mayor intensidad cuando el motor diésel ha sufrido desgaste.

El turbocompresor no proporciona un beneficio a todos los motores. El motor ha de funcionar a una velocidad de rotación lo bastante alta con el fin de utilizar el turbocompresor. En excavadoras y otra maquinaria de producción que funciona a rpm de funcionamiento bastante bajas, en cualquier caso es relevante el uso de imanes en la entrada de aire.

Un motor diésel actual para accionar un generador eléctrico puede tener un desplazamiento de pistón de 24 litros o más y puede beneficiarse del uso de un turbocompresor sobre el canal de entrada arqueado de acuerdo con la presente invención. El turbo real entrega una gran cantidad de aire, de aproximadamente 16 m3 / minuto a aproximadamente 12 rpm para el motor. El motor diésel acciona en general un generador eléctrico que acciona adicional mente sistemas hidráulicos, propulsores y equipo con una demanda de potencia similar sobre una plataforma marítima de perforación, una plataforma de producción de petróleo, un buque de tipo FPSO, o una instalación petrolífera similar. El turbocompresor de acuerdo con la invención también puede usarse en plantas con base en tierra.

El documento WO 26/3362 A1 se refiere a un sistema de turbocompresor que comprende una turbina, que coopera con un compresor para extraer energía del flujo de gases de escape del motor y presurizar el aire de entrada del motor. Para permitir una instalación compacta con bajas pérdidas de presión, la línea de entrada conecta con una sección de línea curvada de una salida a partir del compresor, teniendo una sección parcial de la sección de línea curvada una sección transversal no circular. Se coloca un difusor a menos de cinco diámetros de tubo aguas abajo de la sección de línea curvada.

Sumario de la invención

La invención es un turbocompresor (3) accionado por gas de escape desde un motor de combustión (1) por medio de una entrada de escape (35) hasta el turbocompresor (3). El turbocompresor (3) tiene una entrada axial (31) para aire de combustión en general a presión atmosférica, a partir de una salida (34) en una porción de tubo flexionada (37) con una entrada (36)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un turbocompresor (3) accionado por gas de escape desde un motor de combustión (1) por medio de una entrada de escape (35) hasta el turbocompresor (3),

- teniendo dicho turbocompresor (3) una entrada axial (31) para aire de combustión en general a presión atmosférica, a partir de una salida (34) en una porción de tubo flexionada (37) con una entrada (36) a partir de un canal de entrada (4) a partir de una entrada de aire (5),

- teniendo dicho canal de entrada (4) por lo menos una pared arqueada (41) de un material no magnético, con una superficie orientada hacia dentro (43) y una superficie orientada hacia fuera (45) en relación con dicho canal de entrada (4),

caracterizado por que

- a lo largo de dicha pared arqueada (41) se dispone una serie de por lo menos tres imanes (6) que tienen unas direcciones de magnetización opuestas de manera secuencial dirigidos principalmente de forma ortogonal con respecto a dicha pared (41), y con una superficie de polo (61) de cada imán (6) en general a nivel con dicha pared (41), y

- siendo una separación mutua entre dichos imanes por lo menos tan grande como la mitad de una primera anchura de la sección transversal de dicho canal de entrada.

2. El turbocompresor (3) de la reivindicación 1, en el que cada imán (6) está montado sobre la superficie orientada hacia fuera (45) de dicha pared y con una superficie de polo (61) de cada Imán (6) estando en general a nivel con la superficie orientada hacia dentro (43) de dicha pared (41).

3. El turbocompresor (3) de la reivindicación 1, en el que dicho canal de entrada (4) tiene una sección transversal generalmente rectangular.

4. El turbocompresor (3) de la reivindicación 2, en el que cada imán (6) se dispone en una cápsula (62) montada sobre la superficie orientada hacia fuera (45) de dicha pared (41).

5. El turbocompresor (3) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho aire de combustión usado es en general atmosférico.

6. El turbocompresor (3) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha pared arqueada (41) constituye una trayectoria corta interior del canal de entrada flexionable (4).

7. El turbocompresor (3) de la reivindicación 1, en el que dicha pared arqueada (41) gira en la misma dirección que dicha porción de tubo flexionada (37).

8. El turbocompresor (3) de la reivindicación 1, en el que dichos imanes (6) están montados sobre unos soportes mutuamente desplazadles dispuestos para desplazarse a lo largo de pistas en la dirección de dicho canal de entrada (4) con el fin de ajustar la separación mutua entre dichos imanes en relación con la velocidad de paso de flujo de aire en dicho canal de entrada.

9. El turbocompresor (3) de la reivindicación 1, en el que dicha pared arqueada (41) gira con un ángulo de entre 2 grados y 9 grados.

1. El turbocompresor (3) de la reivindicación 1, en el que dicha pared arqueada (41) gira con un ángulo de entre 26 grados y 6 grados.