DE2407855A1 - TURBO COMPRESSOR - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
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Description
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Frank Arnold MixFrank Arnold Mix
TilRBCKCISJElESSSQETilRBCKCISJElESSSQE
Die vorliegende Erf indung bezieht sick auf maschinen. f insbesondere amf ^urbokompressoreiuThe present invention relates to sick machines. f especially amf ^ urbokompressoreiu
Mit bestes. Bufoig kaiHE diese Ecfindimg in dea pressores. zur Auf ladung* von BreonkraffcuascMiien ilire Äraren.— dung finden.With the best. Bufoig kaiHE this Ecfindimg in dea pressores. to charge * BreonkraffcuascMiien ilire arars. find application.
iis wird ein Ttirbokoiapressop zur Aufladungiis a Ttirbokoiapressop to charge
der BpeimkraffcfflascMiEeii von Wizma. "BRASS™ (BSlSH 1VHHBOGE£RQ]£R types KB and HB 2Ot 3Of 40 series instruction and maintenance manual) hergestellt r. der ein auf einer gemeinsamen Welle mit dem ¥erdielitiingslaiifrad festgesetztesahirbinenrad aufweist. Diese Welle ist in an den Wellenenden liegenden Lagerungen drehbar montiert» Der ^urbokompressor besitz* auch, ein unge— kühltes Gaseinströmgehäuse zur Zufuhr des Heißgasesthe BpeimkraffcfflascMiEeii from Wizma. "BRASS ™ (BSlSH 1 V HHBOGE £ RQ] £ R types KB and HB 2O t 3O f 40 series instruction and maintenance manual) manufactured r . Which has a pin wheel fixed on a common shaft with the ¥ Erdielitiingslaiifrad. This shaft is in the The bearings on the shaft ends can be rotated
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Laufrad der Turbine und ein Auspuffgehäuse zur Ableitung der Abgase aus der Turbine·Impeller of the turbine and an exhaust housing for the discharge of the Exhaust gases from the turbine
In diesem Turbokompressor wird die auf der Turbinenlaufradseite befindliche Lagerung über eine Yerflanschung unmittelbar am heißesten Teil des ungekühlten Gaseinstromgehäuses befestigt. Der Schutz des Gehäuses des in der Lagerung befindlichen Lagers gegen Schiefstellungen und Verformungen, die im ungekühlten Gaseinströmgehäuse beim thermischen Angriff der Heißgase auftreten, ist mit Hilfe eines Systeme von Scheibenfedern zustandegebracht· Diese Federn geben dem Lagergehäuse die Möglichkeit, sich während Betriebes zu verstellen und eine mit dem an der Seite des Kreiselrades des Verdientere liegenden Lager koaxiale Stellung einzunehmen·In this turbo compressor, the one on the turbine wheel side Storage located via a flange directly on the hottest part of the uncooled gas inlet housing attached. The protection of the housing of the in storage located bearing against misalignment and deformation, those in the uncooled gas inlet housing with thermal Attack of hot gases occurring is brought about with the help of a system of disc springs · These springs give the Bearing housing the possibility to adjust during operation and to assume a position coaxial with the bearing on the side of the gyroscope of the deserving person
Dieser bekannte Turbokompressor ist dadurch nachteilig, daß dieser Lagersatz unmittelbar am heißesten Teil des ungekühlten üaseinstromgehäuses der Turbine befestigt wird, der die größten Verformungen sowohl wegen Temperatur-als auch Druckeinwirkung der dieses ungekühlte Gaseinströmgehäuse auffüllenden Abgase der Brennkraftmaschine auf sich nehmen muß. Dadurch wird eine Schiefstellung der Achse des Lagersatzes in bezug auf die Läuferachse oder eine Ungleichachsig— keit der Lager verursacht.This known turbo compressor is disadvantageous in that this bearing set is located directly on the hottest part of the the uncooled gas inlet casing of the turbine is attached, of the largest deformations due to both temperature and Take the pressure effect of this uncooled gas inflow housing filling up the exhaust gases of the internal combustion engine on itself got to. This results in a misalignment of the axis of the bearing set with respect to the rotor axis or an unequal axis. caused by the bearing.
Eine fertigungsgerechte Gestaltung des Turbokompressors ist außerdem kompliziert, da dabei eine große Anzahl vonA production-ready design of the turbo compressor is also complicated because it involves a large number of
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miteinander mit einer hohen Genauigkeit zu vereinenden Einzelteilen vorliegt, und die Möglichkeit der Entstehung einer Schiefstellung des Lagersatzes an der Seite des Turbinenlaufrades "bei beträchtlichen thermischen Verformungen in Gaseinströmgehäuse ist nicht verneidhar.individual parts that can be combined with one another with a high degree of accuracy is present, and the possibility of a misalignment of the bearing set on the side of the Turbine impeller "in the case of considerable thermal deformations in the gas inflow casing is unavoidable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turbokompressor mit einem ungekühlten Gaseinströmgehäuse zu entwickeln, bei dem die thermischen Verformungen des eine komplizierte räumliche Gestalt aufweisenden Gaseinströmgehäuses auf die Lagerung, die seitlich des Laufrades der Turbine angeordnet ist und in der das Lager der Turbokompressorwelle montiert wird, nicht wirken.The invention is based on the object of a turbo compressor to develop with an uncooled gas inlet housing, in which the thermal deformations of a complicated one spatial shape having gas inflow housing on the storage, the side of the impeller of the turbine is arranged and in which the bearing of the turbo compressor shaft is mounted, do not work.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß "bei einem Turbokompressor, bei dem das Laufrad der Titobine und das Kreiselrad des Verdichters auf einer gemeinsamen Welle, die in den an den beiden Wellenenden vorgesehenen Lagerungen drehbar gelagert ist, montiert werden, und der ein ungekühltes Gaseinströmgehäuse zur Heißgaszufuhr zum Turbinenlaufrad besitzt, dessen Flansch mit gekühltem Auspuffgehäuse zur Abführung der Abgase aus der Turbine in Ver-The object is achieved in that "in a turbo compressor in which the impeller of the Titobine and the impeller of the compressor on a common Shaft, which is rotatably mounted in the bearings provided on the two shaft ends, are mounted, and the has an uncooled gas inlet housing for supplying hot gas to the turbine wheel, the flange of which has a cooled exhaust housing to discharge the exhaust gases from the turbine into
^erfindungejPiemäiifr^ fictionjPiemäiifr
bindung gebracht ist,Vdie Wellenlagerung seitlich des Turbinenlaufrades am Flansch des Gaseinströmgehäuses befestigt ist.bond is brought, V the shaft bearing on the side of the turbine impeller attached to the flange of the gas inlet housing is.
Der Flansch ist unmittelbar mit dem gekühlten Auspuffgehäuse zur Abführung der Abgase aus der Turbine vereint, dasThe flange is directly united with the cooled exhaust housing for the discharge of the exhaust gases from the turbine, the
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eine bedeutend kleinere Temperatur im Vergleich zu der des ungekühlten Gaseinströmgehäuses aufweist und infolgedessen zu keinen Wärmeverformungen geneigt ist.has a significantly lower temperature compared to that of the uncooled gas inflow housing and, as a result, increases is not prone to heat deformation.
Der erfindungsgemäße Turbokompressor zur Aufladung der Brennkraftmaschinen ermöglicht es, die Leistung der Brennkraftmaschinen um das 2,5 - 3fache zu erhöhen und deren Wirtschaftlichkeit zu steigern· Das Druckverhältnis im Verdichter beträgt etwa 4,0 und der Förderstrom von 3 his 10 kg/sek·The turbo compressor according to the invention for charging the Internal combustion engines make it possible to increase the performance of the internal combustion engines by 2.5-3 times and their economy The pressure ratio in the compressor is about 4.0 and the flow rate from 3 to 10 kg / sec
Der Turbokompressor kann in den Verbrennungsmotoren mit einem effektiven Mitteldruck bis 25 kg/cm und Leistung bis 7000 PS ihre Verwendung finden. Dabei erreicht der Wirkungsgrad das Turbokompressors 60%. Je nach der Baugröße beträgt die Masse des erfindungsgemäßen Turbokompressors von 270 bis 400 kg.The turbo compressor can be used in combustion engines with an effective mean pressure of up to 25 kg / cm and an output of up to 7000 PS are used. The efficiency of the turbo compressor reaches 60%. Depending on the size the mass of the turbo compressor according to the invention from 270 to 400 kg.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch die nachstehende eingehende Beschreibung eines Aueführungebeispiels und beigelegten Zeichnungen näher erläutert; es zeigt λ Other objects and advantages of the invention will be explained in more detail by the following detailed description of an embodiment example and the accompanying drawings; it shows λ
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Turbokompressor in schematischer Darstellung, .fcängsgeschnitten; Fig. 2 Ansicht nach dem Pfeil A.1 shows the turbo compressor according to the invention in a schematic representation, longitudinal section; Fig. 2 view according to arrow A.
Der Turbokompressor enthält ein Turbinenlaufrad 1 (Fig. 1) auf einer gemeinsamen Welle 2 mit dem Kreiselrad 3 des Verdichters. Diese Welle 2 ist drehbar gelagert und stützt sich auf Lager 4 und 51 die in an den JSnden der Welle 2 angeordneten Lagerungen 6 und 7 untergebracht sind. DasThe turbo compressor contains a turbine wheel 1 (Fig. 1) on a common shaft 2 with the impeller 3 of the compressor. This shaft 2 is rotatably mounted and is supported on bearings 4 and 51 which are located at the ends of the shaft 2 arranged bearings 6 and 7 are housed. That
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imgekiihlte Gaseinströmgehäuse 8 zur Heißgas zufuhr zu dem Turbinenlaufrad 1 ist; durch seinen iflansch 9 mit dem gekühlten Auspuffgehäuse 10 zur Abführung der Abgase aus der durbine verbunden. Das -Kreiselrad 3 des Verdichters läuft in einem Verdichtergehäuse 11 um, das als eine "Schnecke" ausgeführt ist. Die Lagerung 7 der Welle 2 an der Seite des Turbinenlaufrades 1 ist am flansch 9 des GaseinsTirömgehäuses 8 aurch drei starre Rohrstücke 12 (Fig· 2) befestigt, um die an der Lagerung 7 angreifenden Belastungen gleichmäßig zu verteilen» und ntit der höchst erwärmt en Stelle des Gaseinströmgehäiises 8 über ein elastisches Stück 13 (Fig· 1) des Wellrohrtyps verbunden, das die thermischen Dehnungen des Gaseinströmgehäuses 8 auf diese Lagerung 7 nicht überträgt und auch zum luft- und gasdichten Abschluß des Gasraumes der Turbine dient. Im Gaseinströmgehäuse 8 ist auch Leitschaufelkranz 14 montiert, der zur Leitung des Gasstroms in das Laufrad 1 der Turbine dient.imgekiihlte gas inflow housing 8 for supplying hot gas to the turbine runner 1; connected by its iflansch 9 with the cooled exhaust housing 10 for the discharge of the exhaust gases from the turbine. The gyroscope 3 of the compressor rotates in a compressor housing 11, which is designed as a "worm". The bearing 7 of the shaft 2 on the side of the turbine runner 1 is attached to the flange 9 of the gas inlet casing 8 by three rigid pipe pieces 12 (Fig. 2) in order to evenly distribute the loads acting on the bearing 7 and at the most heated point of the gas inflow housing 8 is connected via an elastic piece 13 (FIG. 1) of the corrugated pipe type, which does not transfer the thermal expansion of the gas inflow housing 8 to this bearing 7 and also serves to seal off the gas space of the turbine in an airtight and gas-tight manner. In the gas inflow housing 8, guide vane ring 14 is also mounted, which serves to guide the gas flow into the impeller 1 of the turbine.
Der Turbokompressor arbeitet wie folgt.The turbo compressor works as follows.
Die aus dem Verbrennungsmotor herausströmenden Abgase treten über die Eintrittsöffnung des Gaseinströmgehäuses 8 in den Leitschaufelkranz 14, der diese auf das Laufrad 1 der Turbine leitet. Bei Drehung des Turbinenlaufrades 1 dreht sich auch das mit diesem auf gleicher Welle 2 sitzende Kreiselrad 3 des Verdichters, das die Luft verdichtet und führt sie in der Schnecke des Verdichtergehäuses 11 den in denThe exhaust gases flowing out of the internal combustion engine pass through the inlet opening of the gas inflow housing 8 into the guide vane ring 14, which directs it onto the impeller 1 of the turbine. When the turbine wheel 1 rotates, it rotates also the impeller 3 of the compressor, which sits on the same shaft 2 and compresses and guides the air they in the screw of the compressor housing 11 in the
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Zeichnungen nicht mitabgebildeten Mot or zylindern der Brennkraftmaschine, deren Aufladung sichernd, zu·Drawings not shown with the engine cylinders of the internal combustion engine, securing their charging, to
Die auf das Turbinenlaufrad 1 gelangenden Abgase erwärmen das ungekühlte Gaseinströmgehäuse ö· Die Temperatur dessen Wandung erreicht beinahe die Abgastemperatur· Die Lagerung 7 der Welle 2 an der Seite des Laufrades 1 der Turbine ist durch starre Rohrstücke 12 am Flansch 9 des Gaseinströmgehäuses ö befestigt· Der Flansch 9 weist eine kleinere Temperatur im Vergleich zu der des Gas einst römgehäuses 8 auf, da er unmittelbar am gekühlten Auspuffgehäuse 10 zur Abführung der Turbinenabgase angeschlossen ist. Infolgedessen üben die thermischen Verformungen des Gaseinströmgehäuses 8 auf die Lagerung 7 der Welle 2 an der Seite des Turbinenlaufrades 1 keinen Krafteinfluß aus, wodurch ,jede Beeinträchtigung der Gleichachsigkeit der Lager 4 und 5 und der Welle des Turbokompressors vermieden wird.The exhaust gases reaching the turbine wheel 1 heat the uncooled gas inflow housing ö · the temperature thereof Wall almost reaches exhaust gas temperature · The bearing 7 of the shaft 2 on the side of the impeller 1 of the turbine is attached to the flange 9 of the gas inflow housing by rigid pipe sections 12 · The flange 9 has a lower temperature Compared to that of the gas once Roman housing 8, since it is directly on the cooled exhaust housing 10 for discharge the turbine exhaust is connected. As a result, the thermal deformations of the gas inflow housing 8 exert on the bearing 7 of the shaft 2 on the side of the turbine runner 1 no force influence, whereby, any impairment the coaxiality of the bearings 4 and 5 and the shaft of the turbo compressor is avoided.
Diese Ausführung ermöglicht es, die Zuverlässigkeit des Turbokompressors zu erhöhen und die Lebensdauer der Lager zu verlängern·This design makes it possible to increase the reliability of the turbo compressor and the service life of the bearings extend·
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4149832A (en) * | 1977-08-11 | 1979-04-17 | Sivolap Georgy P | Turbocompressor |
| US4184812A (en) * | 1976-08-03 | 1980-01-22 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas turbine supercharger |
| DE102015209365A1 (en) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | turbocharger |
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- 1973-04-04 SU SU1896452A patent/SU419147A1/en active
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1974
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- 1974-03-29 FR FR7411110A patent/FR2224653B1/fr not_active Expired
- 1974-03-29 CS CS225674A patent/CS165275B1/cs unknown
- 1974-04-02 IT IT4998174A patent/IT1035532B/en active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4184812A (en) * | 1976-08-03 | 1980-01-22 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas turbine supercharger |
| US4149832A (en) * | 1977-08-11 | 1979-04-17 | Sivolap Georgy P | Turbocompressor |
| DE102015209365A1 (en) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | turbocharger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2224653B1 (en) | 1976-06-25 |
| CS165275B1 (en) | 1975-12-22 |
| IT1035532B (en) | 1979-10-20 |
| SU419147A1 (en) | 1976-09-05 |
| FR2224653A1 (en) | 1974-10-31 |
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|---|---|---|---|
| OHW | Rejection |