DE102016125143A1 - Radialverdichter und Turbolader - Google Patents
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Abstract
Radialverdichter (10), mit einem Laufschaufeln aufweisenden Verdichterrotor und mit einem ein Einsatzstück (12) und einen Diffusor (13) aufnehmenden Verdichtergehäuse (11), wobei das Einsatzstück (12) einen zu den Laufschaufeln des Rotors hinführenden Strömungskanal und der Diffusor (13) einen von den Laufschaufeln des Rotors wegführenden Strömungskanal zumindest abschnittsweise begrenzt, und wobei der Diffusor (13) als schaufelloser Diffusor und als integraler Bestandteil des Einsatzstücks (12) ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Radialverdichter und einen Turbolader.
- Turbolader verfügen über einen Verdichter und eine Turbine. In der Turbine eines Turboladers wird ein erstes Medium entspannt, wobei hierbei gewonnene Energie in dem Verdichter des Turboladers genutzt wird, um ein zweites Medium zu verdichten. Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Radialverdichter eines Turboladers sowie einen Turbolader mit einem Radialverdichter.
- Ein Radialverdichter eines Turboladers verfügt über ein Verdichtergehäuse sowie einen Verdichterrotor. Der Verdichterrotor des Radialverdichters ist axial angeströmt und radial abgeströmt, wobei der Verdichterrotor Laufschaufeln trägt. Das Verdichtergehäuse nimmt ein Einsatzstück sowie einen Diffusor auf, wobei das Einsatzstück einen zu den Laufschaufeln des Rotors hinführenden Strömungskanal und der Diffusor einen von den Laufschaufeln des Rotors wegführenden Strömungskanal des Radialverdichters zumindest abschnittsweise begrenzt.
- Aus der
EP 1 340 920 B1 ist ein Radialverdichter mit einem Diffusor bekannt, wobei der Diffusor des dort offenbarten Radialverdichters Leitschaufeln aufweist. - Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Radialverdichter und einen Turbolader mit einem solchen Radialverdichter zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch einen Radialverdichter nach Anspruch 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß ist der Diffusor als schaufelloser Diffusor und als integraler Bestandteil des Einsatzstücks ausgebildet.
- Beim erfindungsgemäßen Radialverdichter ist der Diffusor als schaufelloser Diffusor ausgebildet. Dieser schaufellose Diffusor ist integraler Bestandteil des Einsatzstücks. Über einen schaufellosen Diffusor kann gegenüber einem beschaufelten Diffusor ein abweichendes, vorteilhaftes Verdichterkennfeld eingestellt werden. Durch die Ausführung eines derartigen schaufellosen Diffusors als integralen Bestandteil des Einsatzstücks ist keine separate Befestigung des Diffusors am Verdichtergehäuse erforderlich, vielmehr kann die integrale Einheit aus Diffusor und Einsatzstück einfach und zuverlässig am Verdichtergehäuse montiert werden. Ein bislang vorhandener Spalt zwischen Einsatzstück und Diffusor kann eliminiert werden, wodurch die Strömungsführung positiv beeinflusst werden kann.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die integrale Einheit aus dem Diffusor und dem Einsatzstück an dem Verdichtergehäuse befestigt. Vorzugsweise ist die integrale Einheit aus dem Diffusor und dem Einsatzstück mit dem Verdichtergehäuse über einen Haltering verschraubt.Die Befestigung der integralen Einheit aus Diffusor und Einsatzstück über einen mit dem Verdichtergehäuse verschraubten Haltering ist besonders bevorzugt, da konstruktiv einfach und zuverlässig.
- Der erfindungsgemäße Turbolader ist in Anspruch 7 definiert.
- Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 einen Axialschnitt durch einen Radialverdichter. - Die Erfindung betrifft einen Radialverdichter und einen Turbolader mit einem Radialverdichter.
- Der grundsätzliche Aufbau eines Turboladers ist dem hier angesprochenen Fachmann geläufig. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass ein Turbolader über einen Verdichter und eine Turbine verfügt. In der Turbine des Turboladers wird ein erstes Medium, insbesondere Abgas, entspannt und hierbei Energie gewonnen. Die bei der Entspannung des ersten Mediums der Turbine gewonnene Energie wird im Verdichter des Turboladers genutzt, um ein zweites Medium, insbesondere Ladeluft, zu verdichten.
- Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen solchen Turbolader sowie einen Radialverdichter für einen solchen Turbolader, wobei ein Radialverdichter vom zu verdichtenden Medium in Axialrichtung angeströmt und vom verdichteten Medium in Radialrichtung abgeströmt ist.
- Die Turbine eines Turboladers verfügt über einen Turbinenrotor und ein Turbinengehäuse. Der Verdichter, nämlich der Radialverdichter
10 , verfügt über ein Verdichtergehäuse11 und einen mit dem Turbinenrotor über eine Welle gekoppelten Verdichterrotor. Die Welle ist in einem Lagergehäuse22 gelagert, das einerseits mit dem Turbinengehäuse der Turbine und andererseits mit dem Verdichtergehäuse11 des Radialverdichters10 verbunden ist. -
1 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch statorseitige Baugruppen eines Radialverdichters10 , insbesondere zeigt1 eine Verdichtergehäuse11 des Radialverdichters10 sowie im Verdichtergehäuse11 des Radialverdichters10 aufgenommene Baugruppen, so zum Beispiel ein Einsatzstück12 , einen Diffusor 13 sowie einen Dichtdeckel14 . Der Verdichterrotor mit seinen Laufschaufeln ist in1 nicht gezeigt. - Das Einsatzstück
12 begrenzt einen zu den Laufschaufeln des nicht gezeigten Rotors hinführenden Strömungskanal und der Diffusor13 begrenzt einen von den Laufschaufeln des nicht gezeigten Rotors wegführenden Strömungskanal jeweils zumindest abschnittsweise. - Bei dem erfindungsgemäßen Radialverdichter
10 ist der Diffusor13 als schaufelloser Diffusor ausgebildet und als integraler Bestandteil des Einsatzstücks12 ausgeführt. Diffusor13 und Einsatzstück12 bilden demnach eine monolithische, einstückige Baugruppe. - Die integrale Einheit bzw. monolithische Baugruppe aus dem Diffusor
13 und dem Einsatzstück12 ist am Verdichtergehäuse11 befestigt, insbesondere ist die integrale Einheit bzw. monolithische Baugruppe aus dem Diffusor13 und dem Einsatzstück12 mit dem Verdichtergehäuse11 verschraubt, vorzugsweise über einen Haltering15 . - Die Verschraubung der monolithischen Einheit bzw. der einstückigen Baugruppe aus Haltering
12 und Diffusor13 am Verdichtergehäuse11 erfolgt derart, dass der Haltering15 über erste Schrauben16 mit dem Verdichtergehäuse11 , nämlich einem Flansch18 desselben, und über zweite Schrauben17 mit der integralen Einheit aus Diffusor13 und Einsatzstück12 , nämlich mit einem Flansch19 dieser integralen Einheit, individuell verschraubt ist. -
1 kann entnommen werden, dass der Haltering15 an einem strömungseintrittsseitigen Abschnitt des Verdichtergehäuses11 bzw. der integralen Einheit aus Einsatzstück12 und Diffusor13 positioniert ist, so dass der Flansch19 , über welchen das Einsatzstück15 mit den Schrauben17 an der integralen Einheit befestigt ist, dem Einsatzstück12 zuzuordnen ist. - Gemäß
1 ist im Bereich des Diffusors13 ein Anschlag20 ausgebildet, der an einem entsprechenden Anschlag21 des Verdichtergehäuses11 zur Anlage kommt und der Zentrierung der integralen bzw. monolithischen Einheit aus Diffusor13 und Einsatzstück12 im Verdichtergehäuse11 dient. - Beim erfindungsgemäßen Radialverdichter
10 ist demnach der Diffusor13 schaufellos und integraler Bestandteil des Einsatzstücks12 . Dadurch, dass der Diffusor 13 schaufellos ausgeführt ist, verfügt derselbe über keinen Kontakt zum Lagergehäuse22 und kann so nicht am Lagergehäuse22 geklemmt bzw. montiert werden. Um auf eine individuelle Verschraubung des Diffusors13 mit dem Verdichtergehäuse11 zu verzichten, ist der schaufellose Diffusor13 integraler Bestandteil des Einsatzstücks12 . Durch das Zusammenführen von schaufellosem Diffusor13 und Einsatzstück12 ist demnach keine separate Fixierung des schaufellosen Diffusors13 im Verdichtergehäuse11 erforderlich. Der Diffusor13 wird zusammen mit dem Einsatzstück12 am Verdichtergehäuse11 montiert, nämlich verschraubt. Nachteilige Spalte und Stufen in einem nach der Praxis vorhandenen Übergangsbereich zwischen Einsatzstück12 und Diffusor13 werden eliminiert, wodurch die Strömungsführung des Verdichters10 verbessert wird, wodurch letztendlich die Strömung stabilisiert und die Effektivität des Radialverdichters10 gesteigert werden kann. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Radialverdichter
- 11
- Stator
- 12
- Einsatzstück
- 13
- Diffusor
- 14
- Dichtdeckel
- 15
- Haltering
- 16
- Befestigungsschraube
- 17
- Befestigungsschraube
- 18
- Flansch
- 19
- Flansch
- 20
- Anschlag
- 21
- Anschlag
- 22
- Lagergehäuse
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1340920 B1 [0004]
Claims (7)
- Radialverdichter (10), mit einem Laufschaufeln aufweisenden Verdichterrotor; einem ein Einsatzstück (12) und einen Diffusor (13) aufnehmenden Verdichtergehäuse (11), wobei das Einsatzstück (12) einen zu den Laufschaufeln des Rotors hinführenden Strömungskanal und der Diffusor (13) einen von den Laufschaufeln des Rotors wegführenden Strömungskanal zumindest abschnittsweise begrenzt; dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (13) als schaufelloser Diffusor und als integraler Bestandteil des Einsatzstücks (12) ausgebildet ist.
- Radialverdichter nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Einheit aus dem Diffusor (13) und dem Einsatzstück (12) an dem Verdichtergehäuse (10) befestigt ist. - Radialverdichter nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Einheit aus dem Diffusor (13) und dem Einsatzstück (12) mit dem Verdichtergehäuse (11) über einen Haltering (15) verbunden ist. - Radialverdichter nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (15) strömungseintrittsseitig mit einem Flansch (19) der integralen Einheit aus Diffusor (13) und Einsatzstück (12) und einem Flansch (18) des Verdichtergehäuses (11) verbunden ist. - Radialverdichter nach
Anspruch 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (15) mit der integralen Einheit aus Diffusor (13) und Einsatzstück (12) und mit dem Verdichtergehäuse (11) verschraubt ist. - Radialverdichter nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (15) mit der integralen Einheit aus Diffusor (13) und Einsatzstück (12) über erste Schrauben (16) und mit dem Verdichtergehäuse (11) über zweite Schrauben (17) jeweils individuell verschraubt ist. - Turbolader, mit einer Turbine zur Entspannung eines ersten Mediums, mit einem als Radialverdichter (10) ausgebildeten Verdichter zur Verdichtung eines zweiten Mediums unter Nutzung von in der Turbine bei Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie, wobei die Turbine ein Turbinengehäuse und einen Turbinenrotor aufweist, wobei der Radialverdichter (10) ein Verdichtergehäuse (11) und einen mit dem Turbinenrotor über eine Welle gekoppelten Verdichterrotor aufweist, wobei das Turbinengehäuse und das Verdichtergehäuse (11) jeweils mit einem zwischen denselben angeordneten Lagergehäuse (22), in welchem die Welle gelagert ist, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialverdichter (10) nach einem der
Ansprüche 1 bis6 ausgebildet ist.
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