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DE847528C - Abgasturbolader - Google Patents

Abgasturbolader

Info

Publication number
DE847528C
DE847528C DEP25908D DEP0025908D DE847528C DE 847528 C DE847528 C DE 847528C DE P25908 D DEP25908 D DE P25908D DE P0025908 D DEP0025908 D DE P0025908D DE 847528 C DE847528 C DE 847528C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
blades
exhaust gas
gas turbocharger
air
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.)
Expired
Application number
DEP25908D
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Dipl-Ing Seippel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BROWN AG
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BROWN AG
BBC Brown Boveri France SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BROWN AG, BBC Brown Boveri France SA filed Critical BROWN AG
Application granted granted Critical
Publication of DE847528C publication Critical patent/DE847528C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Abgasturbolader für die Aufladung beispielsweise von Verbrennungsmotoren bestehen in der Izc gel aus einem Verdichter und einer Abgasturbine, die, weim immer möglich, unmittelbar miteinander gekuppelt sind, also ohne Zwischenschaltung eines Getriebes. Bei den üblichen Aufladeverfahren ist die Gasmenge, die die Turbine durchströmt, meist(ns um einen geringen Betrag, der von der Brennstoffzufuhr herrührt, höher als die zu verdichtende Luftmenge. Da das Drehmoment der Turbine mit dein Drehmoment des Gebläses übereinstimmen muß. sind soorit die nötigen Dralländerungen der Luft- und Gasströme ähnlicher Größe. Dies folgt atis dem Satz, daß das Drehmoment das Produkt aus durchströmender blasse und Dralländerun-T ist:
    11 (las Drehmoment, G g die sekundlich durch-
    strömende Masse, C(t, Clz die tangentialeii Strö-
    luu@tshlmi@ion:nten vor und nach dem Rad, rt, r.,
    ilen mittleren Ein- und Austrittsradius und rCl den
    Drall l)e(Ietitcii. Dieser Umstand ist für die unmit-
    tcllnrc Kupplung von Gebläse und Turbine günstig.
    I)as Turbinenrad wird ungefähr gleich groß wie das
    Gebläserad gebaut oder etwas kleiner, da es etwas
    srli;irferc Ulrilenkungen zuläßt. Das Gasvolttinen
    der Turbine ist allerdings wesentlich größer, bei-
    sl@iclsweise zweimal größer als (las Luftvolumen,
    @l@@cll vernlöhen axial durchströmte Turbinenräder
    g(°Itü`eii<ler -#cliatlfelliiilie dieses Volttoren zu ver-
    arlleitml.
    Null hilft es Fidle, bei denen (lie Gasnlertge auch
    hcrt finit der .uftinetige übereinstimmt,
    oicht aug cu ä
    z. 13. wenn nicht die ganze von einem Motor aufztt-
    nehitleildc Luft verdichtet -,wird, sondern «-ente die
    Z\ linder zuerst mit unverdichteter oder in einem
    ".treiiiitcli Gebläse wenig verdichteter Luft gespült
    ulid nachher mit höherer verdichteter Luft nach-
    'Maden werden, während die ganze Abgasmenge
    "der ein großer Teil derselben die Turbine durch-
    stiint. hutsprechend seiner größeren Menge muß
    (las Gas eine kleinere Dralländerung erfahren. Eine
    X'ei-niincleruug der Umlaufgeschwindigkeit durch
    Verkleinerung des Turbinenrades würde ohne wei-
    teres dieser kleinen Dralländerung genügen, (loch
    I:il.it gerade die vergrößerte Gasmenge eine Verklei-
    iietting des Rades keinesfalls zu. Im Gegenteil wäre
    eine Vergrößerung von Vorteil. Darin würde aller
    die Drehzahl der Turbine finit derjenigen des Ge-
    bläses nicht mehr übereinstimmen, und der Vorteil
    der unmittelbaren Kupplung ginge verloren.
    Diesem Nachteil wird erfindungsgemäß abge-
    holfen indem man von der üblichen Bauart der
    Turbinen grundlegend abgeht und ein Fliehkraft-
    gebläse, dessen Laufschaufeln eine starke Umlen-
    kung der Luft hervorrufen und zu dieseln Zweck
    einen Austrittswinkel von ungefähr 9o° gegen die
    Tangente haben, mit einer Turbine, deren Schaufeln
    eine schwache Umlenkung des Abgases, voll we-
    niger als 3j°, hervorrufen, unmittelbar kuppelt.
    Beispielsweise ist die tragfliigelähnliche Form für
    die Turbinenschaufeln für diese Erzielung der
    schwachen Umlenkung sehr geeignet.
    Die Turbine wäre ferner vorteilhaft für ein großes
    Durchsatzvolumen vorzusehen, sollte also dann im
    Verhältnis zum Durchmesser lange Schaufeln
    erhalten, und die axiale Durchtrittsgeschwindigkeit
    des Gases durch das Rad sollte verhältnismäßig
    hoch sein. Der Austrittswinkel der Leitschaufeln, die
    das Gas dein Rade zufuhren. wäre also größer als
    bei üblichen Turbinen. Umgekehrt wäre der Lauf-
    schaufelwinkel kleiner oder mindestens nicht größer
    als bei üblichen Turbinen.
    Das Druckgefälle entfällt dann mehr als zur
    Hälfte auf das Laufrad; der Reaktionsgrad derTur-
    bine beträgt somit mehr als o,.#, ein ungewöhnlicher
    Umstand, da Dampfturbine mid Gasturbine stets
    finit Reaktionsgraden von o llis 0.5 ausgeführt
    «-erden.
    hiir (las Gebläse eignet sich ein Laufrad niit
    radialem Schaufelaustritt oder finit schwach hach
    vorn oder hinten geneigtem Schaufelaustritt.
    In der Zeichnung ist eilte beispielsweise :lusfüll-
    rung der Erfindung dargestellt.
    Fig. r zeigt die :1liwicklung eines Schnittes durch
    die Turbinenbeschaufluiig. i sind die Leitschaufeln,
    2 die Laufschaufeln. Der :\ttstrittswinkel a der
    l..eitschaufeln beträgt hier z. 1i. 45°, der Eintritts-
    winkel b der Laufschaufeln 45°. der Austrittswin-
    kel c der Laufschaufeln z. 1i. i g', somit der .\Wen-
    kultgsWillkel .I5 - I c)" - 2(i°.
    Fig. 2 -neigt einen Ausschnitt aus dcni Verdichter-
    rad. Der .'\ttstrittswinkel (l lleträgt hier oo".

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Abgasturbolader, bestellend aus einem Gebläse und einer unmittelbar gekuppelten Turbine, bei derieri die (@asorasse, die die Turbine durchströmen muß, wesentlich größer ist als die Luftmasse, die das Gebläse fördert, gekennzeichriet durch die Verlündung eines Fliehkraftgebläses, (1(#ssen Laufschaufeln eine starke Umlenkung der Luft hervorrufen und zu diesem Zweck einen Austrittswinkel von ungefähr 9o° gegen die Tangente haben, mit einer- Turbine, deren Laufschaufeln eine schwache Umlenkung von weniger als 35' in ltezu g auf die Bewegten Schaufeln der Abgase hervorrufen.
  2. 2. Abgasturbolader nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln der Turbine tragflügelähnliche Form besitzen.
  3. 3. Abgasturbolader nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß die Turbine mit einem Reaktionsgrad über o"5 arbeitet, d. h. daß mehr als die Hälfte des Druckgefälles auf die Laufschaufeln entfällt.
DEP25908D 1944-11-15 1949-12-22 Abgasturbolader Expired DE847528C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH245785T 1944-11-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE847528C true DE847528C (de) 1952-08-25

Family

ID=4465146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP25908D Expired DE847528C (de) 1944-11-15 1949-12-22 Abgasturbolader

Country Status (3)

Country Link
CH (1) CH245785A (de)
DE (1) DE847528C (de)
GB (1) GB588078A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE976926C (de) * 1952-03-06 1964-08-06 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Viertaktbrennkraftmaschine fuer Fahrzeugbetrieb mit einem aus Abgasturbine und Kreiselverdichter bestehenden Aufladeaggregat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE976926C (de) * 1952-03-06 1964-08-06 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Viertaktbrennkraftmaschine fuer Fahrzeugbetrieb mit einem aus Abgasturbine und Kreiselverdichter bestehenden Aufladeaggregat

Also Published As

Publication number Publication date
CH245785A (de) 1946-11-30
GB588078A (en) 1947-05-13

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