12 ore fa, savio.79 scrive:

Sì ma… se espande, non comprime 🤣

Io toglierei la parola “turbocompressore” dal titolo.

Poi fosse per me chiamerei il nuovo marchingegno “turboespansore”, che sarebbe il perfetto contrario di turbocompressore; ma se l’IA ha deciso che “turbina ad espansione” dev’essere… chi sono io per contraddirla?

(Però quello che fa il lavoro opposto non si chiama turbina a compressione…)

🤣

Infatti una turbina espande i gas

Dovrebbe essere lo schema del sistema

27 minuti fa, maxsona scrive:

Infatti una turbina espande i gas

No caro: la turbina usa l'energia cinetica del fluido che ne attraversa le pale, o palette, per ruotare.

Cosa poi derivi dal fatto che la girante giri, dipende da cosa ci attacchi dall'altro lato.

Se ci attacchi un compressore, comprimerà un altro fluido, e avrai un turbocompressore.

Se ci attacchi un espansore avrai un turboespansore.

Se ci attacchi una dinamo avrai produzione di energia.

Ma non mi risulta che le turbine espandano i gas.

Posso dire che siete delle vecchie "pettegole" :-D ? Ho sistemato il titolo.

1 ora fa, savio.79 scrive:

No caro: la turbina usa l'energia cinetica del fluido che ne attraversa le pale, o palette, per ruotare.

Cosa poi derivi dal fatto che la girante giri, dipende da cosa ci attacchi dall'altro lato.

Se ci attacchi un compressore, comprimerà un altro fluido, e avrai un turbocompressore.

Se ci attacchi un espansore avrai un turboespansore.

Se ci attacchi una dinamo avrai produzione di energia.

Ma non mi risulta che le turbine espandano i gas.

So benissimo che lo scopo principale delle turbina non è espandere un gas, ma generare lavoro, ma so anche che ottenere lavoro porta all'espansione del gas, visto che la pressione passa da P1 all'ingresso, a P2 all'uscita, inferiore.

Dopo aver letto il post (scritto di m@rda dall'AI, l'ha già detto qualcuno?!) ed averci capito poco o nulla, frustrato e spinto da un'enorme senso di inadeguatezza, sono andato a ritroso come pollicino e sono arrivato, passando dal sito Ceco e Carbuzz , alla fonte ( ricerca durata circa 28 secondi, Premio Pulitzer sto arrivando!) per consultare direttamente il brevetto.

Mi è sembrato il gioco del telefono fatto da alunni della prima elementare, in cui l'ultimo che dice ad alta voce quello che ha capito, è il bambino speciale della classe (l'AI, appunto).

Riporto direttamente dalla descrizione del brevetto che, scevra dell'inutile enfasi narrativa e generalizzazione dell'AI, evita cervellotiche interpretazioni:

Divulgazione dell'invenzione 

[0008]   I moderni motori a combustione interna tendono a produrre temperature dei gas di scarico più elevate. Tuttavia, temperature dei gas di scarico più elevate possono ridurre la durata utile dei componenti lungo il percorso di scarico, come le valvole di scarico o i convertitori catalitici. Inoltre, per soddisfare gli attuali requisiti di efficienza e prestazioni, si utilizzano tecnologie sempre più complesse e ingombranti. Di conseguenza, i veicoli moderni hanno pochissimo spazio libero disponibile nel vano motore per ospitare componenti aggiuntivi.

[0009]   L'obiettivo della presente invenzione è quindi quello di offrire dispositivi per un motore a combustione interna e un motore a combustione interna che consentano basse temperature dei gas di scarico con un piccolo requisito di spazio aggiuntivo.

[0010]   Il problema viene risolto innanzitutto mediante un intercooler per un motore a combustione interna, comprendente un ingresso dell'aria per l'aria di sovralimentazione, uno scambiatore di calore per il controllo della temperatura dell'aria di sovralimentazione e un'uscita dell'aria, in cui una turbina di espansione è disposta a valle dello scambiatore di calore nella direzione del flusso dell'aria di sovralimentazione.

[...]  

[0012]   La turbina di espansione consente un'ulteriore riduzione della pressione dell'aria di sovralimentazione. L'aria di sovralimentazione può quindi essere compressa più intensamente da un turbocompressore a gas di scarico a monte del radiatore dell'aria di sovralimentazione rispetto a quanto sarebbe altrimenti possibile senza una turbina di espansione. Di conseguenza, il turbocompressore a gas di scarico a monte può estrarre più energia dai gas di scarico che gli vengono forniti per aumentare la pressione dell'aria di sovralimentazione. I gas di scarico possono quindi essere raffreddati in modo più efficace di quanto sarebbe altrimenti possibile. Ciò consente di ridurre le temperature dei gas di scarico. I componenti del sistema di scarico a valle del turbocompressore a gas di scarico, come i convertitori catalitici, le valvole di scarico o simili, possono essere protetti. La loro durata utile può essere prolungata.

[0013]   La turbina di espansione può essere parte dell'intercooler. In particolare, può essere disposta all'interno dell'intercooler. Di conseguenza, l'intercooler può avere un volume complessivo ridotto nonostante la presenza della turbina di espansione aggiuntiva. L'installazione della turbina di espansione richiede quindi solo una piccola quantità di spazio libero aggiuntivo nel vano motore di un veicolo in cui è installato l'intercooler.

[0014]   Inoltre, la turbina di espansione può generare energia utile, ad esempio energia meccanica o – in combinazione con un generatore elettrico – energia elettrica. Questa energia utile può essere utilizzata per altri scopi. Ad esempio, il turbocompressore dei gas di scarico può essere supportato o addirittura alimentato dall'energia utile. È anche ipotizzabile, in particolare dopo la conversione in energia elettrica, che altri consumatori elettrici del veicolo possano essere azionati con l'energia utile.

[0015]   Nel radiatore dell'aria di sovralimentazione, una girante del compressore può essere disposta a monte dello scambiatore di calore nella direzione del flusso dell'aria di sovralimentazione per comprimere quest'ultima. Ciò consente di comprimere ulteriormente l'aria di sovralimentazione prima del raffreddamento nello scambiatore di calore. In questo modo, la temperatura dell'aria di sovralimentazione può essere ulteriormente aumentata. Il conseguente aumento della differenza di temperatura tra l'aria di sovralimentazione e un fluido refrigerante nello scambiatore di calore consente di incrementare le prestazioni dello scambiatore stesso. Di conseguenza, è possibile progettare uno scambiatore di calore più piccolo, mantenendo le stesse prestazioni. Ciò consente di risparmiare spazio. Lo spazio risparmiato può essere utilizzato, ad esempio, per la turbina di espansione.

[0016]   La turbina di espansione e la girante del compressore possono essere collegate tra loro in modo rotazionalmente fisso. In particolare, l'intercooler può essere configurato in modo che la turbina di espansione azioni la girante del compressore. A tale scopo, la turbina di espansione e la girante del compressore possono essere disposte su un albero comune. L'energia utilizzabile fornita dalla turbina di espansione può quindi essere utilizzata per azionare la girante del compressore.

[0017]   La turbina di espansione può avere una geometria variabile. Ad esempio, può essere dotata di una valvola a slitta che permette di modificare la larghezza dell'apertura di ingresso della turbina di espansione. Ciò consente di regolare la caduta di pressione e la caduta di temperatura attraverso la turbina di espansione in base allo stato di funzionamento del motore a combustione interna, del turbocompressore dei gas di scarico e/o della turbina di espansione. In questo modo è possibile ottimizzare il comportamento di risposta del motore a combustione interna, compreso il turbocompressore dei gas di scarico e l'intero sistema di alimentazione dell'aria.

[0018]   In un motore a combustione ad aspirazione naturale, l'aria aspirata fornita al motore a combustione può essere strozzata tramite una valvola a farfalla. Nel dispositivo qui proposto, la turbina di espansione può essere utilizzata per la strozzatura. Ciò consente di aumentare la velocità di rotazione della turbina di espansione, in particolare durante il funzionamento a carico parziale. La turbina di espansione può quindi essere portata più rapidamente a una velocità operativa tipica, soprattutto durante il kickdown.

[0019]   Lo scambiatore di calore può essere raffreddato da un refrigerante liquido. Il refrigerante può essere, ad esempio, acqua di raffreddamento. Rispetto a uno scambiatore di calore raffreddato ad aria, è possibile ottenere una maggiore capacità di raffreddamento. Di conseguenza, a parità di capacità di raffreddamento, lo scambiatore di calore può essere costruito in dimensioni inferiori rispetto a uno scambiatore di calore raffreddato ad aria.

[0020]   Lo scambiatore di calore può avere una pluralità di tubi lavati con refrigerante attraverso i quali scorre l'aria di sovralimentazione, i tubi essendo disposti attorno all'albero. Generalmente, i tubi possono essere disposti tra la girante del compressore e la turbina di espansione. Ciò consente anche di realizzare un intercooler complessivamente compatto. La pluralità di tubi può fornire un'ampia superficie di scambio, in modo che il volume dello scambiatore di calore possa essere ulteriormente ridotto per una data potenza erogata.

[0021]   Il radiatore dell'aria di sovralimentazione può inoltre includere un canale di ritorno del flusso e/o un raccordo per un canale di ritorno del flusso. Il canale di ritorno del flusso o il raccordo possono essere situati nella zona della girante del compressore. Attraverso il canale di ritorno del flusso, l'aria di sovralimentazione compressa dalla girante del compressore può essere reimmessa nel turbocompressore dei gas di scarico, ad esempio, durante il funzionamento ad aspirazione naturale del motore a combustione interna.

[0022]   L'invenzione comprende inoltre un sistema di alimentazione dell'aria per un motore a combustione interna, comprendente un intercooler del tipo sopra descritto e un turbocompressore per gas di scarico per caricare l'aria di aspirazione. Il turbocompressore per gas di scarico può essere collegato all'intercooler per fornire aria di aspirazione tramite una linea di alimentazione dell'aria.

[0023]   Il turbocompressore a gas di scarico può caricare l'aria aspirata con una pressione di sovralimentazione particolarmente elevata. L'aria aspirata può quindi raggiungere una temperatura particolarmente elevata. Lo scambiatore di calore può quindi temperare, e in particolare raffreddare, l'aria aspirata con prestazioni particolarmente elevate. L'aria aspirata può essere ulteriormente espansa tramite la turbina di espansione. Il motore a combustione interna può quindi essere alimentato con aria aspirata caricata a un livello tipico, in particolare a una pressione di sovralimentazione tipica, nonostante la compressione inizialmente più elevata.

[0024]   Un canale di ritorno del flusso può condurre dal radiatore dell'aria di sovralimentazione alla turbina del turbocompressore dei gas di scarico, in particolare una turbina Pelton. Il canale di ritorno del flusso può condurre dalla girante del compressore alla turbina del turbocompressore dei gas di scarico. Il turbocompressore dei gas di scarico può anche essere azionato tramite il canale di ritorno del flusso. A seconda della modalità di funzionamento del motore a combustione interna, è possibile creare un cortocircuito di flusso tra la girante del compressore e il turbocompressore dei gas di scarico utilizzando il canale di ritorno del flusso. A tale scopo, è possibile disporre una valvola controllabile nel canale di ritorno del flusso. La valvola può essere chiusa quando non si desidera alcun cortocircuito. La valvola può essere aperta per creare il cortocircuito.

[0025]   Il cortocircuito può essere particolarmente desiderabile nel funzionamento ad aspirazione naturale del motore a combustione interna.

[0026]   Inoltre, l'invenzione riguarda un motore a combustione interna, in particolare uno di un'auto sportiva. Il motore a combustione interna può avere un sistema di alimentazione dell'aria del tipo sopra descritto. Nel motore a combustione interna, il turbocompressore dei gas di scarico può essere utilizzato per estrarre una quantità particolarmente elevata di energia dai gas di scarico e quindi raffreddare i gas di scarico a una temperatura particolarmente bassa. Ciò può prolungare la durata di servizio dei componenti situati a valle del turbocompressore dei gas di scarico lungo il percorso dei gas di scarico. Poiché il sistema di alimentazione dell'aria può essere complessivamente compatto, il motore a combustione interna non richiede spazio aggiuntivo o ne richiede solo uno minimo nel vano motore in cui deve essere installato.

[0027]   Ulteriori vantaggi possono essere ottenuti anche tramite il motore a combustione interna. Ad esempio, è possibile migliorare il comportamento del motore a combustione interna durante un kick-down.

[0028]   Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione dell'invenzione con riferimento alle figure del disegno, che mostrano dettagli essenziali per l'invenzione, e dalle rivendicazioni.

[0029]   Le singole caratteristiche possono essere implementate singolarmente o in qualsiasi combinazione nelle varianti dell'invenzione. Esempi di realizzazione dell'invenzione sono mostrati nel disegno schematico e sono spiegati più dettagliatamente nella descrizione seguente.

Fonte: https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=DE470617275