CH712811A2 - Axial turbine of a turbocharger and turbocharger. - Google Patents

Axial turbine of a turbocharger and turbocharger. Download PDF

Info

Publication number
CH712811A2
CH712811A2 CH00893/17A CH8932017A CH712811A2 CH 712811 A2 CH712811 A2 CH 712811A2 CH 00893/17 A CH00893/17 A CH 00893/17A CH 8932017 A CH8932017 A CH 8932017A CH 712811 A2 CH712811 A2 CH 712811A2
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
axial turbine
guide ring
sperrluftnut
guide
vane
Prior art date
Application number
CH00893/17A
Other languages
German (de)
Other versions
CH712811B1 (en
Inventor
Donderer Michael
Original Assignee
Man Diesel & Turbo Se
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 Man Diesel & Turbo Se filed Critical Man Diesel & Turbo Se
Publication of CH712811A2 publication Critical patent/CH712811A2/en
Publication of CH712811B1 publication Critical patent/CH712811B1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/04—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type using sealing fluid, e.g. steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-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
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/10—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using sealing fluid, e.g. steam

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)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Axialturbine eines Turboladers zur Entspannung eines Mediums, mit einem Laufschaufeln (7) aufweisenden Turbinenrotor; mit einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts der Laufschaufeln (7) positionierten, verstellbare Leitschaufeln (11) aufweisenden Leitapparat (6), wobei jede Leitschaufel (11) ein Leitschaufelblatt (12), einen Leitschaufeldrehteller (14) und einen in einem Leitring (15) gelagerten Leitschaufelzapfen (13) aufweist; mit einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts des Leitapparats (6) positionierten Zuströmgehäuse (3), über welches das zu entspannende Medium den Leitschaufeln (11) des Leitapparats (6) zuführbar ist. In das Zuströmgehäuse (3) ist mindestens eine Sperrluftbohrung (18) eingebracht. In den Leitring (15) ist eine umlaufende Sperrluftnut (19) eingebracht. Die oder jede in das Zuströmgehäuse (3) eingebrachte Sperrluftbohrung (18) erstreckt sich durch das Zuströmgehäuse (3) hindurch und mündet in die in den Leitring (15) eingebrachte Sperrluftnut (19), wobei ein Sperrluftdruck im Bereich einer von der Sperrluftnut (19) aus mit Sperrluft beaufschlagbaren Trennfuge zwischen dem Leitschaufeldrehteller (14) der jeweiligen Leitschaufel (11) und dem Leitring (15) grösser als ein Abgasdruck im Bereich dieser Trennfuge ist.Axial turbine of a turbocharger for the expansion of a medium, with a rotor blades (7) having turbine rotor; with a variable displacement vanes (11) positioned upstream of the blades (7), having a guide vane (12), a vane turntable (14) and one in a guide ring (15) mounted guide vane pin (13); with an upstream in the flow direction of the medium to be relaxed seen upstream of the nozzle (6) positioned Zuströmgehäuse (3), via which the medium to be relaxed the guide vanes (11) of the distributor (6) can be fed. In the Zuströmgehäuse (3) at least one sealing air bore (18) is introduced. In the guide ring (15) has a circumferential Sperrluftnut (19) is introduced. The or each in the Zuströmgehäuse (3) introduced Sperrluftbohrung (18) extends through the Zuströmgehäuse (3) and opens into the in the guide ring (15) introduced Sperrluftnut (19), wherein a sealing air pressure in the region of the Sperrluftnut (19 ) is acted upon by separating air can be acted upon with separating air between the guide vane turntable (14) of the respective guide vane (11) and the guide ring (15) greater than an exhaust pressure in the region of this parting line.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Axialturbine eines Turboladers und einen Turbolader.Description: The invention relates to an axial turbine of a turbocharger and a turbocharger.

[0002] Aus der DE 4 426 522 A1 ist eine Strömungsmaschine, nämlich ein Abgasturbolader, mit einer Turbine und einem Verdichter bekannt. Die Turbine des Abgasturbolader, die der Entspannung von Abgas dient, verfügt über ein Turbinen-zuströmgehäuse, über welches Abgas einem Turbinenrotor der Turbine zugeführt wird, wobei der Turbinenrotor mehrere Laufschaufeln aufweist. Stromabwärts der Laufschaufeln der Turbine schliesst sich ein Turbinenabströmgehäuse mit einem Diffusor an. Bei der Entspannung des Abgases im Bereich der Turbine des Abgasturboladers gewonnene Energie wird im Bereich des Verdichters des Abgasturbolader genutzt, um Ladeluft zu verdichten.From DE 4 426 522 A1 a turbomachine, namely an exhaust gas turbocharger, with a turbine and a compressor is known. The turbine of the exhaust gas turbocharger, which serves for the expansion of exhaust gas, has a turbine inlet housing, via which exhaust gas is fed to a turbine rotor of the turbine, wherein the turbine rotor has a plurality of rotor blades. Downstream of the blades of the turbine is a turbine downcomer housing with a diffuser. During the expansion of the exhaust gas in the region of the turbine of the exhaust gas turbocharger energy is used in the region of the compressor of the exhaust gas turbocharger to compress charge air.

[0003] Die DE 10 016 745 B4 offenbart eine Axialturbine eines Turboladers, bei welcher in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts der Laufschaufeln des Turbinenrotors ein Leitapparat mit verstellbaren Leitschaufeln angeordnet ist. Die Leitschaufeln des Leitapparats verfügen über ein Leitschaufelblatt, einen Leitschaufeldrehteller und einen Leitschaufelzapfen. Die Leitschaufeln sind über eine Versteileinrichtung verstellbar und in einem Leitring, der auch als Leitschaufelträger bezeichnet wird, verstellbar gelagert. Lagerstellen für die Leitschaufeln sind zwischen dem Leitschaufelzapfen der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring ausgebildet. Über eine Trennfuge zwischen dem Leitschaufeldrehteller der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring kann eine Abgasleckage in den Bereich der Lagerstellen der Leitschaufeln strömen, die zu unerwünschten Ablagerungen im Bereich der Lagerstellen der Leitschaufeln führen und so einen Ausfall der Versteilvorrichtung des Leitapparats verursachen kann.DE 10 016 745 B4 discloses an axial turbine of a turbocharger, in which viewed in the flow direction of the exhaust gas upstream of the rotor blades of the turbine rotor, a nozzle is arranged with adjustable vanes. The nozzles of the nozzle have a vane blade, a vane turntable, and a nozzle stem. The guide vanes are adjustable via an adjusting device and adjustably mounted in a guide ring, which is also referred to as a guide blade carrier. Bearing locations for the vanes are formed between the guide vane pin of the respective vane and the guide ring. Via a parting line between the guide vane turntable of the respective vane and the guide ring can exhaust leakage into the region of the bearing points of the vanes, which lead to undesirable deposits in the region of the bearing points of the vanes and thus can cause a failure of the adjusting device of the distributor.

[0004] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Axialturbine eines Turboladers zu schaffen, bei der eine Leckage des Abgases von Lagerstellen der verstellbaren Leitschaufeln des Leitapparats ferngehalten werden kann.Proceeding from this, the present invention seeks to provide a novel axial turbine of a turbocharger, wherein a leakage of the exhaust gas from bearings of the adjustable vanes of the distributor can be kept away.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Axialturbine eines Turboladers nach Anspruch 1 gelöst. In das Zuströmgehäuse der Turbine ist mindestens eine Sperrluftbohrung eingebracht. In den Leitring ist eine umlaufende Sperrluftnut eingebracht. Die oder jede in das Zuströmgehäuse eingebrachte Sperrluftbohrung erstreckt sich durch das Zuströmgehäuse hindurch und mündet in die in den Leitring eingebrachte Sperrluftnut, wobei ein Sperrluftdruck im Bereich einer von der Sperrluftnut aus mit Sperrluft beaufschlagbaren Trennfuge zwischen dem Leitschaufeldrehteller der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring grösser als ein Abgasdruck im Bereich dieser Trennfuge ist. Über die Sperrluft, die über die oder jede Sperrluftbohrung in den Bereich der Sperrluftnut des Leitrings eingebracht werden kann, kann eine Abgasleckage über die Trennfuge zwischen dem Leitschaufeldrehteller der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring unterbunden werden, sodass eine Abgasleckage von den Lagerstellen der Leitschaufeln ferngehalten werden kann. So kann verhindert werden, dass sich im Bereich der Lagerstellen der Leitschaufeln unerwünschte Ablagerungen ausbilden. Die Gefahr eines Ausfalls der Versteilvorrichtung des Leitapparats wird hierdurch reduziert.This object is achieved by an axial turbine of a turbocharger according to claim 1. At least one sealing air bore is introduced into the inlet housing of the turbine. In the guide ring a circumferential Sperrluftnut is introduced. The or each introduced into the Zuströmgehäuse barrier air hole extends through the Zuströmgehäuse through and opens into the introduced into the guide ring Sperrluftnut, wherein a sealing air pressure in the region of an acted upon by the Sperrluftnut with sealing air parting line between the guide vane turntable of the respective vane and the guide ring greater than a Exhaust gas pressure in the region of this parting line is. About the sealing air, which can be introduced via the or each sealing air hole in the region of the blocking air groove of the guide ring, an exhaust leakage through the parting line between the Leitscheltdredreheller the respective vane and the guide ring can be prevented, so that an exhaust gas leakage can be kept away from the bearings of the vanes , Thus, it can be prevented that form undesirable deposits in the area of the bearing points of the guide vanes. The risk of failure of the adjusting device of the distributor is thereby reduced.

[0006] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine zwischen dem Leitring und dem Leitschaufelzapfen einer jeden Leitschaufel ausgebildete Lagerfläche der jeweiligen Leitschaufel von der Sperrluftnut aus mit Sperrluft beaufschlagbar. Das Beaufschlagen der Lagerstellen mit Sperrluft ist ebenfalls von Vorteil, insbesondere zur Kühlung der Lagerstellen der Leitschaufeln. Die Sperrluftnut beaufschlagt vorzugsweise über Durchbrüche im Leitring die Trennfugen und die Lagerstellen mit Sperrluft.According to an advantageous embodiment of the invention, a formed between the guide ring and the Leitschaufelzapfen each vane bearing surface of the respective vane from the Sperrluftnut from with air can be acted upon. The loading of the bearings with sealing air is also advantageous, in particular for cooling the bearing points of the guide vanes. The Sperrluftnut acts preferably through openings in the guide ring, the joints and the bearing points with sealing air.

[0007] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zwischen dem Leitring und dem Zuströmgehäuse Dichtungselemente zur Abdichtung der Sperrluftnut angeordnet. Hiermit kann ein ausreichend hoher Sperrluftdruck im Bereich der Sperrluftnut aufrechterhalten werden.According to an advantageous embodiment of the invention sealing elements for sealing the Sperrluftnut are arranged between the guide ring and the Zuströmgehäuse. Hereby, a sufficiently high sealing air pressure can be maintained in the area of Sperrluftnut.

[0008] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Sperrluftbohrungen gegenüber der Axialrichtung der Axialturbine und gegenüber der Radialrichtung der Axialturbine schräggestellt. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausführung des Turbinenzuströmgehäuses.According to an advantageous embodiment of the invention, the sealing air holes are inclined relative to the axial direction of the axial turbine and with respect to the radial direction of the axial turbine. This allows a particularly advantageous structural design of Turbinenzuströmgehäuses.

[0009] Der erfindungsgemässe Turbolader ist in Anspruch 8 definiert.The inventive turbocharger is defined in claim 8.

[0010] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Turbolader im Bereich einer Axialturbine desselben;1 shows a detail of a turbocharger in the region of an axial turbine thereof;

Fig. 2 das Detail II der Fig. 1;Fig. 2 shows the detail II of Fig. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Detail der Fig. 2;3 shows a detail of the detail of FIG. 2;

Fig. 4 den Ausschnitt der Fig. 3 in einer anderen perspektivischen Ansicht;4 shows the detail of FIG. 3 in another perspective view;

Fig. 5 den Ausschnitt der Fig. 3, 4 in einer weiteren perspektivischen Ansicht; und Fig. 6 das Detail VI der Fig. 5.5 shows the detail of FIG. 3, 4 in a further perspective view; and FIG. 6 shows detail VI of FIG. 5.

[0011] Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Axialturbine eines Turboladers und einen Turbolader.The present invention relates to an axial turbine of a turbocharger and a turbocharger.

[0012] Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Turbolader 1 im Bereich einer Axialturbine 2 des Turboladers. Von der Axialturbine 2 sind ein Turbinenzuströmgehäuse 3, ein Turbinenabströmgehäuse4miteinem Diffusor 22, ein Turbinenrotor 5 sowie ein Leitapparat 6 gezeigt. Abgas, welches in der Axialturbine 2 des Turboladers 1 entspannt werden soll, wird über das Turbinenzuströmgehäuse 3 der Axialturbine 2, nämlich dem Turbinenrotor 5, zugeführt, wobei in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, stromaufwärts des Turbinenrotors 5 sowie stromabwärts des Zuströmgehäuses 3 der Leitapparat 6 angeordnet ist.Fig. 1 shows a section of a turbocharger 1 in the region of an axial turbine 2 of the turbocharger. From the axial turbine 2, a turbine inlet casing 3, a turbine exhaust casing 4 having a diffuser 22, a turbine rotor 5, and a nozzle 6 are shown. Exhaust gas which is to be expanded in the axial turbine 2 of the turbocharger 1 is supplied via the Turbinenzuströmgehäuse 3 of the axial turbine 2, namely the turbine rotor 5, seen in the flow direction of the exhaust gas upstream of the turbine rotor 5 and downstream of the inlet housing 3, the nozzle 6 is arranged is.

[0013] Der Turbinenrotor 5 umfasst mehrere Laufschaufeln 7, die zusammen mit dem Turbinenrotor 5 rotieren. Abgas, welches über die Axialturbine 2, nämlich den Turbinenrotor 5, strömt, wird im Bereich des Turbinenrotors 5 entspannt, wobei hierbei gewonnene Energie genutzt wird, um einen nicht gezeigten Verdichterrotor eines nicht gezeigten Verdichters des Abgasturboladers 1 anzutreiben, der über eine Welle 8 mit dem Turbinenrotor 5 gekoppelt ist. An die Laufschaufeln 7 des Turbinenrotors 5 schliesst sich radial aussen ein Deckring 9 an, der mit dem Turbinenabströmgehäuse 4 über Befestigungselemente 10 verbunden ist.The turbine rotor 5 comprises a plurality of blades 7, which rotate together with the turbine rotor 5. Exhaust gas, which flows through the axial turbine 2, namely the turbine rotor 5, is expanded in the region of the turbine rotor 5, whereby energy used in this case is used to drive a compressor rotor, not shown, of a compressor, not shown, of the exhaust gas turbocharger 1, which via a shaft 8 with is coupled to the turbine rotor 5. To the rotor blades 7 of the turbine rotor 5, a cover ring 9 closes radially outward, which is connected to the Turbinenabströmgehäuse 4 via fasteners 10.

[0014] Wie bereits ausgeführt, ist stromaufwärts des Turbinenrotors 5 und damit stromaufwärts der Laufschaufeln 7 des Turbinenrotors 5 der Leitapparat 6 positioniert, sodass Abgas, welches über das Turbinenzuströmgehäuse 3 in Richtung auf den Turbinenrotor 5 geführt wird, zunächst über den Leitapparat 6 strömt, bevor dasselbe anschliessend über die Laufschaufeln 7 des Turbinenrotors 5 geführt wird. Der Leitapparat 6 verfügt über Leitschaufeln 11, wobei jede Leitschaufel 11 ein Leitschaufelblatt 12, einen Leitschaufelzapfen 13 sowie einen Leitschaufeldrehteller 14 umfasst.As already stated, upstream of the turbine rotor 5 and thus upstream of the blades 7 of the turbine rotor 5, the nozzle 6 is positioned so that exhaust gas, which is passed through the Turbinenzuströmgehäuse 3 in the direction of the turbine rotor 5, first flows through the nozzle 6, before the same is then passed over the blades 7 of the turbine rotor 5. The nozzle 6 has guide vanes 11, wherein each guide vane 11 comprises a vane blade 12, a guide blade pin 13 and a guide vane turntable 14.

[0015] Die Leitschaufeln 11 sind über ihre Leitschaufelzapfen 13 in einem Leitring 15, der als Leitschaufelträger bezeichnet wird, drehbar gelagert, um über die Drehung der Leitschaufeln 11 den Leitapparat 6 zu verstellen.The vanes 11 are rotatably supported via their Leitschaufelzapfen 13 in a guide ring 15 which is referred to as a guide blade carrier in order to adjust the guide 6 via the rotation of the guide vanes 11.

[0016] Über eine im Detail nicht gezeigte Verstelleinrichtung für den Leitapparat 6, der typischenweise über eine Verstellmechanik und einen Verstellantrieb verfügt, können die Leitschaufeln 11 des Leitapparats 6 im Leitring 15 verdreht werden.About an adjusting device, not shown in detail for the diffuser 6, which typically has an adjustment mechanism and an adjustment, the vanes 11 of the nozzle 6 in the guide ring 15 can be rotated.

[0017] Zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 sind demnach Lagerstellen 16 für die Leitschaufeln 11 des verstellbaren Leitapparats 6 ausgebildet.Between the Leitschaufelzapfen 13 of the vanes 11 and the guide ring 15 bearing points 16 are therefore formed for the guide vanes 11 of the adjustable nozzle 6.

[0018] Zwischen dem Leitschaufeldrehteller 14 der Leitschaufeln 11 des Leitapparats 6 und dem Leitring 15 sind Trennfugen 17 ausgebildet. Über diese Trennfugen 17 kann nach dem Stand der Technik eine Abgasleckage strömen. Diese Abgasleckage kann bei bekannten Axialturbinen in den Bereich der Lagerstellen 16 der Leitschaufeln 11, die zwischen dem Leitring 15 und den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 ausgebildet sind, gelangen und so Ablagerungen im Bereich der Lagerstellen 16 verursachen. Dies ist von Nachteil.Between the Leitschaufeldeller 14 of the vanes 11 of the nozzle 6 and the guide ring 15 joints 17 are formed. About this joints 17 can flow according to the prior art exhaust leakage. In known axial turbines, this exhaust gas leakage can reach the region of the bearing points 16 of the guide vanes 11 which are formed between the guide ring 15 and the guide blade pins 13 of the guide vanes 11 and thus cause deposits in the region of the bearing points 16. This is a disadvantage.

[0019] Um derartige Ablagerungen im Bereich der Lagerstellen 16 der Leitschaufeln 11 zu vermeiden, ist in das Zuström-gehäuse 3 mindestens eine Sperrluftbohrung 18 eingebracht. Vorzugsweise sind über den Umfang mehrere derartige Sperrluftbohrungen 18 in das Turbinenzuströmgehäuse 3 eingebracht. In den Leitring 15 ist eine umlaufende Sperrluftnut 19 eingebracht. Die oder jede in das Zuströmgehäuse 3 eingebrachte Sperrluftbohrung 18 erstreckt sich durch das Zuströmgehäuse 3 hindurch und mündet in die in den Leitring 15 eingebrachte Sperrluftnut 19. Dabei kommuniziert die Sperrluftnut 19 über Durchbrüche 21 im Leitring 15 mit der Trennfuge 17 zwischen dem Leitring 15 und dem Leitschaufeldrehteller 14 der jeweiligen Leitschaufel 11, sodass über den in der Sperrluftnut 19 herrschenden Sperrluftdruck die Trennfuge 17 zwischen dem Leitschaufeldrehteller 14 der jeweiligen Leitschaufel 11 und dem Leitring 15 mit Sperrluft beaufschlagt werden kann, wobei der Sperrluftdruck in der Sperrluftnut 19 und im Bereich der jeweiligen Trennfuge 17 grösser ist als ein Abgasdruck im Bereich der Trennfugen 17.In order to avoid such deposits in the region of the bearing points 16 of the guide vanes 11, at least one sealing air bore 18 is introduced into the inflow housing 3. Preferably, a plurality of such sealing air holes 18 are introduced into the Turbinenzuströmgehäuse 3 over the circumference. In the guide ring 15, a circumferential Sperrluftnut 19 is introduced. The or each introduced into the Zuströmgehäuse 3 sealing air hole 18 extends through the Zuströmgehäuse 3 and opens into the introduced into the guide ring 15 Sperrluftnut 19. In this case communicates the Sperrluftnut 19 via openings 21 in the guide ring 15 with the parting line 17 between the guide ring 15 and the Guide vane turntable 14 of the respective vane 11, so that over the prevailing in the Sperrluftnut 19 barrier air pressure, the parting line 17 between the Leitschaufeldeller 14 of the respective vane 11 and the guide ring 15 can be acted upon with sealing air, wherein the sealing air pressure in the Sperrluftnut 19 and in the region of the respective parting line 17 is greater than an exhaust gas pressure in the region of the joints 17.

[0020] Eine Abgasleckage, die nach dem Stand der Technik demnach über die Trennfugen 17 zwischen den Leitschaufeldrehtellern 14 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 strömen kann, wird durch Beaufschlagung der Trennfugen 17 mit Sperrluft unterbunden. Demnach kann kein Abgas in den Bereich der Lagerstellen 16 zwischen dem Leitring 15 und den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 gelangen.An exhaust leak, which can flow according to the prior art therefore on the joints 17 between the Leitschertrehelleller 14 of the vanes 11 and the guide ring 15 is prevented by applying the joints 17 with sealing air. Accordingly, no exhaust gas can reach the region of the bearing points 16 between the guide ring 15 and the guide blade pins 13 of the guide vanes 11.

[0021] Ausgehend von der Sperrluftnut 19 können auch die Lagerstellen 16 zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 mit Sperrluft beaufschlagt werden, wodurch dieselben gekühlt werden können.Starting from the Sperrluftnut 19 and the bearings 16 between the Leitschaufelzapfen 13 of the vanes 11 and the guide ring 15 can be acted upon with sealing air, whereby the same can be cooled.

[0022] Es liegt demnach im Sinne der Erfindung, dass in das Turbinenzuströmgehäuse 3 mindestens eine Sperrluftbohrung 18, vorzugsweise mehrere Sperrluftbohrungen 18, eingebracht sind. Die oder jede Sperrluftbohrung 18 kommuniziert mit einer umlaufenden, in den Leitring 15 eingebrachten Sperrluftnut 19, von der aus einerseits die Trennfugen 17 zwischen den Leitschaufeldrehtellern 14 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 17 sowie andererseits die Lagerstellen 16 zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 mit Sperrluft beaufschlagt werden können.It is therefore within the meaning of the invention that in the Turbinenzuströmgehäuse 3 at least one sealing air bore 18, preferably a plurality of sealing air holes 18, are introduced. The or each barrier air hole 18 communicates with a circumferential, introduced into the guide ring 15 Sperrluftnut 19, from which on the one hand, the joints 17 between the Leitschertdrehellern 14 of the vanes 11 and the guide ring 17 and on the other hand, the bearings 16 between the Leitschaufelzapfen 13 of the vanes 11 and Guide ring 15 can be acted upon with sealing air.

[0023] Dies erfolgt über die Durchbrüche 21 im Leitring 15, welche die Sperrluftnut 19 druckseitig an die Trennfugen 17 zwischen den Leitschaufeldrehtellern 14 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 sowie an die Lagerstellen 16 zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 koppeln. Hierdurch kann einerseits verhindert werden, dass Abgasleckage in den Bereich der Lagerstellen 16 gelangt, andererseits können die Lagerstellen 16 gekühlt werden. Einem Versagen der Lagerung der verstellbaren Leitschaufeln 11 im Leitring 15 kann so entgegengewirkt werden.This is done via the openings 21 in the guide ring 15, which couple the Sperrluftnut 19 pressure side to the joints 17 between the Leitschertrehellerellers 14 of the vanes 11 and the guide ring 15 and to the bearings 16 between the Leitschaufelzapfen 13 of the vanes 11 and the guide ring 15 , In this way, on the one hand it can be prevented that exhaust gas leakage reaches the region of the bearing points 16, on the other hand, the bearing points 16 can be cooled. A failure of the storage of the adjustable guide vanes 11 in the guide ring 15 can be counteracted.

[0024] Wie am besten Fig. 6 entnommen werden kann, sind in den Leitring 15 benachbart zur Sperrluftnut 19 an eine dem Turbinenzuströmgehäuse 3 zugewandten Seite Aufnahmenuten 20 für nicht gezeigte Dichtungselemente eingebracht.As best seen in FIG. 6 can be seen, in the guide ring 15 adjacent to the sealing air groove 19 on a turbine inlet 3 facing side receiving grooves 20 are introduced for sealing elements, not shown.

Claims (8)

Über diese Dichtungselemente, die in die Aufnahmenuten 20 positioniert sind, kann die Sperrluftnut 19 abgedichtet werden, um eine Sperrluftleckage übereinen Trennfuge zwischen demZuströmgehäuse3 und dem Leitring 15 zu unterbinden. [0025] Die oder jede Sperrluftbohrung 18 ist vorzugsweise sowohl gegenüber der Axialrichtung der Axialturbine 2 als auch gegenüber der Radialrichtung der Axialturbine 2 schräggestellt. Vorzugsweise schliesst die jeweilige Sperrluftbohrung 18 mit der Axialrichtung der Axialturbine 2 einen Winkel zwischen 15° und 75°, bevorzugt einen Winkel zwischen 30° und 60° ein. Hiermit können die Sperrluftbohrungen 18 besonders bevorzugt im Zuströmgehäuse 3 bis in den Bereich der Sperrluftnut 19 des Leitrings 15 geführt werden. [0026] Bei der Sperrluft kann es sich um Ladeluft eine ohnehin vorhandenen Ladeluftsystems oder um Druckluft eines separaten Druckluftsystems handeln. Bezugszeichenliste [0027] 1 Turbolader 2 Axialturbine 3 Zuströmgehäuse 4 Abströmgehäuse 5 Turbinenrotor 6 Leitapparat 7 Laufschaufel 8 Welle 9 Deckring 10 Befestigungselement 11 Leitschaufel 12 Leitschaufelblatt 13 Leitschaufelzapfen 14 Leitschaufeldrehteller 15 Leitring 16 Lagerstelle 17 Trennfüge 18 Sperrluftbohrung 19 Sperrluftnut 20 Aufnahmenut 21 Durchbruch 22 Diffusor PatentansprücheThrough these sealing elements, which are positioned in the receiving grooves 20, the Sperrluftnut 19 can be sealed to prevent a Sperrluftleckage via a parting line between the Zuustrgehäuse3 and the guide ring 15. The or each sealing air bore 18 is preferably inclined both with respect to the axial direction of the axial turbine 2 and with respect to the radial direction of the axial turbine 2. The respective blocking air bore 18 preferably encloses an angle between 15 ° and 75 ° with the axial direction of the axial turbine 2, preferably an angle between 30 ° and 60 °. Hereby, the sealing air bores 18 can be guided in the inflow housing 3 into the region of the blocking air groove 19 of the guide ring 15 in a particularly preferred manner. The sealing air may be charge air an already existing charge air system or compressed air of a separate compressed air system. REFERENCE SIGNS LIST 1 turbocharger 2 axial turbine 3 inlet housing 4 outflow housing 5 turbine rotor 6 nozzle 7 blade 8 shaft 9 cover ring 10 fastener 11 vane 12 vane blade 13 Leitschaufelzapfen 14 Leitschelteldeller 15 guide ring 16 bearing 17 Trennfüge 18 sealing air hole 19 Sperrluftnut 20 receiving groove 21 breakthrough 22 diffuser claims 1. Axialturbine (2) eines Turboladers zur Entspannung eines Mediums, mit einem Laufschaufeln (7) aufweisenden Turbinenrotor (5); einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts der Laufschaufeln (7) positionierten, verstellbare Leitschaufeln (11) aufweisenden Leitapparat (6), wobei jede Leitschaufel (11) ein Leitschaufelblatt (12), einen Leitschaufeldrehteller (14) und einen in einem Leitring (15) gelagerten Leitschaufelzapfen (13) aufweist; einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts des Leitapparats (6) positionierten Zuströmgehäuse (3), über welches das zu entspannende Medium den Leitschaufeln (11) des Leitapparats (6) zuführbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass in das Zuströmgehäuse (3) mindestens eine Sperrluftbohrung (18) eingebracht ist; in den Leitring (15) eine umlaufende Sperrluftnut (19) eingebracht ist; die oder jede in das Zuströmgehäuse (3) ein-gebrachte Sperrluftbohrung (18) sich durch das Zuströmgehäuse (3) hindurch erstreckt und in die in den Leitring (15) eingebrachte Sperrluftnut (19) mündet, wobei ein Sperrluftdruck im Bereich einer von der Sperrluftnut (19) aus mit Sperrluft beaufschlagbaren Trennfuge (17) zwischen dem Leitschaufeldrehteller (14) der jeweiligen Leitschaufel (11) und dem Leitring (15) grösser als ein Abgasdruck im Bereich dieser Trennfuge (17) ist.1. Axial turbine (2) of a turbocharger for the expansion of a medium, with a rotor blades (7) having turbine rotor (5); a guide vane (6) positioned upstream of the blades (7) and positioned upstream of the blades (7), each vane (11) comprising a vane blade (12), a vane turntable (14) and a pilot ring (10); 15) mounted Leitschaufelzapfen (13); a Zuströmgehäuse (3) positioned upstream of the distributor (6), viewed in the flow direction of the medium to be relaxed, via which the medium to be relaxed can be fed to the guide vanes (11) of the distributor (6); characterized in that in the Zuströmgehäuse (3) at least one sealing air bore (18) is introduced; in the guide ring (15) has a circumferential Sperrluftnut (19) is introduced; the or each in the Zuströmgehäuse (3) introduced into the sealing air bore (18) extends through the Zuströmgehäuse (3) and into the in the guide ring (15) introduced Sperrluftnut (19) opens, wherein a sealing air pressure in the region of the Sperrluftnut (19) from separating line (17), which can be acted upon by blocking air, between the guide vane turntable (14) of the respective guide vane (11) and the guide ring (15) is greater than an exhaust gas pressure in the region of this parting line (17). 2. Axialturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitring (15) und dem Leitschaufelzapfen (13) der jeweiligen Leitschaufel (11) eine jeweilige Lagerstelle (16) ausgebildet ist, die von der Sperrluftnut (19) aus mit Sperrluft beaufschlagbar ist.2. Axial turbine according to claim 1, characterized in that between the guide ring (15) and the guide vane (13) of the respective vane (11) a respective bearing point (16) is formed, which is acted upon by the Sperrluftnut (19) with sealing air , 3. Axialturbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrluftnut (19) über Durchbrüche (21) im Leitring (15) mit der Trennfuge (17) und den Lagerstellen(16) kommuniziert und dieselben mit Sperrluft beaufschlagt.3. Axial turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the Sperrluftnut (19) via openings (21) in the guide ring (15) communicates with the parting line (17) and the bearing points (16) and the same acted upon by sealing air. 4. Axialturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitring (15) und dem Zuströmgehäuse (3) Dichtungselemente zur Abdichtung der Sperrluftnut (19) angeordnet sind.4. Axial turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the guide ring (15) and the Zuströmgehäuse (3) sealing elements for sealing the Sperrluftnut (19) are arranged. 5. Axialturbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitring (15) benachbart zur Sperrluftnut (19) Aufnahmenuten (20) für die Dichtungselemente aufweist.5. Axial turbine according to claim 4, characterized in that the guide ring (15) adjacent to the Sperrluftnut (19) receiving grooves (20) for the sealing elements. 6. Axialturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrluftbohrungen (18) gegenüber der Axialrichtung der Axialturbine und gegenüber der Radialrichtung der Axialturbine schräggestellt sind.6. Axial turbine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing air holes (18) are inclined relative to the axial direction of the axial turbine and with respect to the radial direction of the axial turbine. 7. Axialturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrluftbohrungen (18) mit der Axialrichtung der Axialturbine einen Winkel zwischen 15° und 75°, insbesondere zwischen 30° und 60°, einschliessen.7. Axial turbine according to claim 6, characterized in that the sealing air holes (18) with the axial direction of the axial turbine at an angle between 15 ° and 75 °, in particular between 30 ° and 60 °, include. 8. Turbolader (1), mit einer Axialturbine (2) zur Entspannung von Abgas und zur Gewinnung von Energie bei der Entspannung von Abgas, und mit einem Verdichter zur Verdichtung von Ladeluft unter Nutzung der in der Axialturbine (2) gewonnenen Energie, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialturbine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.8. Turbocharger (1), with an axial turbine (2) for the relaxation of exhaust gas and for recovering energy in the expansion of exhaust gas, and with a compressor for the compression of charge air using the in the axial turbine (2) energy, characterized in that the axial turbine (2) is designed according to one of Claims 1 to 7.
CH00893/17A 2016-08-02 2017-07-10 Axial turbine for a turbocharger and turbocharger. CH712811B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016114253.0A DE102016114253A1 (en) 2016-08-02 2016-08-02 Axial turbine of a turbocharger and turbocharger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CH712811A2 true CH712811A2 (en) 2018-02-15
CH712811B1 CH712811B1 (en) 2021-08-16

Family

ID=60996515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00893/17A CH712811B1 (en) 2016-08-02 2017-07-10 Axial turbine for a turbocharger and turbocharger.

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2018021554A (en)
KR (1) KR20180015077A (en)
CN (1) CN107676138A (en)
CH (1) CH712811B1 (en)
DE (1) DE102016114253A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021200563A1 (en) 2021-01-22 2022-07-28 Vitesco Technologies GmbH Exhaust gas turbocharger with guide vane cooling

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60145423A (en) * 1984-01-10 1985-07-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Nozzle blade rotary device for turbine of exhaust turbine supercharger
DE4426522A1 (en) 1994-07-27 1996-02-01 Man B & W Diesel Ag Gas turbine flow machine
DE10013335A1 (en) * 2000-03-17 2001-09-20 Abb Turbo Systems Ag Baden Conducting apparatus is for position alteration of conducting blades in turbocharger exhaust gas turbine has blades arranged axially symmetrically to the turbine axis in an exhaust gas flow channel and can be pivoted by a pivot device
DE10016745B4 (en) 2000-04-04 2005-05-19 Man B & W Diesel Ag Axial flow machine with a nozzle comprising a number of adjustable guide vanes
EP1895106A1 (en) * 2006-08-28 2008-03-05 ABB Turbo Systems AG Sealing of variable guide vanes
EP2112332B1 (en) * 2008-04-23 2012-08-15 ABB Turbo Systems AG Supporting ring for a guide vane assembly with an air-sealed channel
CN107816440B (en) * 2012-08-30 2020-03-06 三菱重工发动机和增压器株式会社 Centrifugal compressor
JP3189239U (en) * 2013-12-19 2014-02-27 株式会社日立製作所 Turbo machine
JP2017527739A (en) * 2014-09-23 2017-09-21 ボーグワーナー インコーポレーテッド Turbocharger with integrated actuator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018021554A (en) 2018-02-08
KR20180015077A (en) 2018-02-12
DE102016114253A1 (en) 2018-02-08
CH712811B1 (en) 2021-08-16
CN107676138A (en) 2018-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011054468B4 (en) Variable turbine nozzle system
DE60318792T2 (en) Bleed air housing for a compressor
DE60203959T2 (en) Air-cooled exhaust gas housing for a gas turbine
EP2955335B1 (en) Guide blade assembly, guide blade, inner ring and fluid flow engine
DE102008017844A1 (en) Turbomachine with fluid injector assembly
EP1611315A1 (en) Turbomachine
DE102011054388A1 (en) Inducer for a gas turbine system
DE102011052236A1 (en) Profiled axial-radial outlet diffuser
EP2596213B1 (en) Steam turbine with an internal cooling
DE112011104298T5 (en) Gas turbine engine with secondary air circuit
DE102015102396A1 (en) Turbine blade and method for balancing a tip shroud of a turbine blade and gas turbine
DE102015112835A1 (en) Turbine blade mid-span shroud
EP0491966A1 (en) Support device of a thermal turbomachine
DE112015005131T5 (en) Cooling structure for turbine, and gas turbine
CH701151B1 (en) Turbo engine with a Verdichterradelement.
DE102012208263A1 (en) Compressor device for turbomachine of jet engine, has secondary compressor that is designed such that air withdrawn after last compressor stage is supplied to secondary compressor, which is driven by gearbox of auxiliary device carrier
CH712811A2 (en) Axial turbine of a turbocharger and turbocharger.
WO2004003346A1 (en) Steam turbine
EP2526263A2 (en) Housing system for an axial turbomachine
DE102014115404A1 (en) Methods and systems for securing turbine vanes
DE3424141A1 (en) AIR STORAGE GAS TURBINE
EP1636461B1 (en) Turbomachine, in particular gas turbine
EP2843194A2 (en) Gas engine with a cooling device of the compressor
CH712547A2 (en) Axial turbine of a turbocharger and turbocharger.
WO2021004562A1 (en) Guide vane segment having a support portion rib

Legal Events

Date Code Title Description
PFA Name/firm changed

Owner name: MAN ENERGY SOLUTIONS SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN DIESEL AND TURBO SE, DE