[發明專利]排氣渦輪的擴散器

有效

• 申請號: 201310285980.X
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103541778A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: A.索菲亞;C.克雷恩坎普;D.科斯特里;D.奧伊施格;M.斯特德里;R.普羅布斯特;T.雷欽;W.吉滋;M.喬霍;M.賈魯塞;A.瓦卡
• 申請（專利權）人: ABB渦輪系統有限公司
• 主分類號: F01D25/30
• 分類號: F01D25/30;F02B37/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳浩然;嚴志軍

技術領域

本發明涉及利用內燃機的排氣來加載的渦輪增壓器的領域。

本發明涉及一種帶有軸向入流(Anstr?mung)的排氣渦輪，其帶有可取出的轉子體(Rotorblock)。

背景技術

渦輪增壓器用于提升活塞式馬達的功率。渦輪增壓器使用經由軸來驅動壓縮機轉子的渦輪。在帶有軸向流入式排氣渦輪(在該文件中此后簡稱為軸流式渦輪，其中，軸流式渦輪的這種類型恰好由于流出側的渦輪擴散器(其將流換向到徑向方向上)而應不可與燃氣渦輪機的單級或者多級的軸流式渦輪相比較)的排氣渦輪增壓器中，渦輪擴散器機械地－例如經由固定的螺栓連接－與渦輪的氣體離開殼體相聯結。由此產生這樣的必要性，即在拆除渦輪時在朝壓縮機的方向上首先將渦輪擴散器從氣體離開殼體松開，這尤其在固定器件生銹或者以別的方式卡住時或者僅由于待松開的固定器件的可接近性穿過在支承殼體中的開口而是費勁和耗時的工作。為了簡化在維護時拆除排氣渦輪增壓器的暴露于排氣流的所有的部件，致力于如此優化排氣渦輪增壓器的設計使得整個轉子體－即所有的旋轉部件和所屬的支承區域－連同在排氣渦輪上游的導引裝置可作為整體一起從渦輪殼體中抽取出。然而對此傳統地設計的、在圖1中描繪的軸流式渦輪并不適合。

在傳統的軸流式渦輪中，在構件氣體離開殼體與渦輪擴散器之間的連接通常不經受相對運動且通過金屬接觸來密封防止氣體泄漏。因此渦輪在渦輪擴散器與氣體離開殼體之間的主流管道之外不存在泄漏流(渦輪旁路)且因此也不需要用于在該交接區處進行密封的特別的措施。

發明內容

本發明的目的在于在軸向流入式排氣渦輪中使渦輪擴散器(其使在渦輪轉子葉片下游的排氣流從軸向方向換向到徑向方向上)在機械方面與渦輪增壓器外殼體脫離且代替地使渦輪擴散器和可選地固定在該渦輪擴散器處的噴嘴環與轉子組件在機械方面相關聯。

根據本發明這由此實現，即渦輪擴散器穿過流管道固定在沿徑向內置的、限制流管道的殼體件(在專業術語中稱之為罩蓋，其與轉子的組件相關聯)處。這經由特別取向和設計的支柱來實現。因此存在新的組件－所謂的罩蓋擴散器。

轉變的總體設計使得可一起拆除在一個組件中的渦輪擴散器和噴嘴環、轉子，而不必拆卸外殼體。

由此獲得較短的拆卸和再安裝時間。

此外可最小化外殼體的變形對渦輪轉子葉片的徑向間隙的影響和因此最小化對渦輪效率的影響，因為渦輪擴散器(包括直接在轉子葉片之上的通常被稱為蓋環的區域)與外殼體在機械方面脫離。這尤其對于在兩級增壓中的高壓渦輪增壓器來說可是重要的，因為此處可發生外殼體的顯著的變形，如果渦輪擴散器和外殼體固定地相連接，這使得出于安全原因(避免轉子葉片觸及渦輪擴散器處)需要更大的葉片頂部間隙。

通過將渦輪擴散器連結到轉子體處而不是連結到氣體離開殼體處來使渦輪擴散器與氣體離開殼體在機械方面脫離。為了避免由于在轉子組件與外殼體之間的新的交接區而在渦輪的主流管道之外出現泄漏流(渦輪旁路)，根據本發明引入半靜態的節流密封部位。

如果將空氣管道裝入到罩蓋擴散器的一個或者多個支柱中，可通過支柱將用于吹入的空氣引導到擴散器流中。因此可使擴散器流空氣動力學地匹配于運行點，由此可更短地實施擴散器且可降低流損失。

由從屬權利要求中得到或者可從實施例的詳細的描述中得悉其它的優點。

附圖說明

接下來借助附圖來詳細地闡述本發明的不同的實施形式。其中：

圖1顯示了沿著軸線引導的、通過根據現有技術的排氣渦輪增壓器的軸向流入式排氣渦輪的截面，

圖2顯示了沿著軸線引導的、通過帶有根據本發明構造的渦輪擴散器的排氣渦輪增壓器的軸向流入式排氣渦輪的截面，

圖3根據圖2顯示了在排氣渦輪的擴散器與氣體離開殼體之間的、根據本發明在機械方面脫離的區域的放大的示圖，

圖4根據圖3顯示了在機械方面脫離的區域中的節流密封部(Drosseldichtung)的示意性的示圖，

圖5顯示了沿著軸線引導的、通過帶有帶有根據本發明構造的渦輪擴散器的排氣渦輪的排氣渦輪增壓器的截面，以及

圖6顯示了沿著軸線引導的、通過帶有帶有帶有附加的空氣吹入裝置(Lufteinblasevorrichtung)的根據本發明構造的渦輪擴散器的排氣渦輪的排氣渦輪增壓器的截面。

附圖標記清單

10?空氣進入殼體

11?帽狀物(內空氣進入殼體)

20?空氣離開殼體

21?集流室

22?駛入傾斜部

30?渦輪