AT224795B

AT224795B - Turbogebläse

Info

Publication number: AT224795B
Application number: AT827660A
Authority: AT
Inventors: Alfred Johann Buechi
Original assignee: Alfred Johann Buechi
Priority date: 1960-11-07
Filing date: 1960-11-07
Publication date: 1962-12-10

Description

Turbogebläse
Die Erfindung bezieht sich auf ein Turbogebläse, bestehend aus einer Turbine und einem von der Tur- bine im Abstand von derselben angeordneten Zentrifugalgebläse mit einem als Öl-und Lagergehäuse die- nenden Zwischengehäuse, dem das Öl unter Druck zugeleitet wird und welches Einrichtungen zur Lagerung der Triebwelle aufweist.

Die Erfindung besteht darin, dass das Zwischengehäuse in einen Öldruckraum, in welchem das Öl un- ter dem Zuleitungsdruck steht, und in einen Ölablaufraum, in welchem das von den Lagerstellen ablau- fende Öl aufgefangen und weitergeleitet wird, unterteilt ist, der Öldruckraum einen Durchbruch für zwei im Abstand voneinander angeordnete Lagerstellen der Triebwelle und eine die Lagerstellen umfassende
Lagerverbundbüchse aufweist, wobei die Wandung der Lagerverbundbüchse zwischen den Lagerstellen Öff- nungen aufweist, die den Innenraum der Büchse zwischen den Lagerstellen mit dem Öldruckraum verbinden, derart, dass die Triebwelle im mittleren Teil der Lagerverbundbüchse im Drucköl läuft und die Lagerstellen in axialer Richtung vom Drucköl gespeist werden.

Zwischen dem Öldruckraum und dem Ölablaufraum kann eine Rohrverbindung vorgesehen sein, die einen Düsenkanal aufweist, der als Ölüberlaufkanal und beim Sinken des Druckölspiegels unter die Mandung des Düsenkanals als Druckausgleichkanal dient, der den Druck in der Druckölkammer mit dem Atmosphärendruck in der Ölablaufkammer ausgleicht.

Es ist ferner vorteilhaft, zwischen dem Gebläsegehäuse und dem Zwischengehäuse einen Ringkanal vorzusehen, der durch einen Kanal mit dem Gebläsegehäuseinnern in Verbindung steht und vom Ringkanalausgehende Leitungen in einen auf der Turbinseite angeordneten Ringraum münden, der einerseits mit der turbinenseitigen Dichtstelle gegenüber den Tieibgasen und anderseits mit der turbinenseitigen Dicht- stelle des Schmier- und Kühlöles zwecks Sperrluftzufuhr zu beiden Dichtstelle mit diesen in Verbindung steht.

Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist im nachfolgenden näher beschrieben.

Fig. l zeigt das erfindungsgemässe Turbogebläse im Axialschnitt und Fig. 2 ist ein Querschnitt der Linie 1I - II der Fig. 1 entsprechend.

Auf die Figuren Bezug nehmend ist die Turbine mit T und das Gebläse mit G bezeichnet, dazwischen befindet sich das Zwischengehäuse 6, das einen oberen und unteren Ölraum 6'bzw. 6"besitzt. Der obere Ölraum 6'wird als Druckölraum verwendet, in welchem das Schmier-und Kühlöl unter dem Zuleitungsdruck einer Ölpumpe steht. Der untere Ölraum 6"ist durch den Zwischenboden 6a vom oberen Ölraum getrennt und wird als Auffangraum für das von den Lagern ablaufende öl verwendet, das von dort mit Gefälle einer Ölpumpe P zugeleitet wird. Diese Zuleitung erfolgt über das Rohr 9 und die Ölwanne 10 (s. Fig. 2), die mit der Pumpe P in Verbindung steht. Diese Darstellung hat nur schematischen Charakter. Die Leitung 19 verbindet die Druckseite der Pumpe P mit dem Öldruckraum 6'. In der Leitung 19 ist ein Ölfilter F vorgesehen.

Bei Verwendung des Turbogebläses als Turbolader eines Brennkraftmotors mit gemeinsamem Ölsystem entspricht 10 dem Kurbelwellengehäuse des Motors und P der Ölpumpe des Motors.

Die besonders ausgebildeten Stirnwände an den Enden des Zwischengehäuses besitzen Durchbrüche 6a', 6b', die im Bereich des oberen Öldruckraumes einen in einer gemeinsamen Mittellinie liegenden Durchbruch des Zwischengehäuses 6 für die Triebwelle 8 bilden. Im Durchbruch ist eine Lagerverbundbüchse 7 eingesetzt, in der zwei Lagerstellen 4 und 5 für die Triebwelle 8 im Abstand voneinander eingesetztsind. Das Innere der Verbundbüchse zwischen den Lagerstellen steht über Öffnungen 7a mit dem Öldruckraum 6'in Verbindung und bildet einen Teil desselben. Die Triebwelle 8 geht zentrisch durch die Verbundbüchse hindurch und läuft zwischen den Lagerstellen im Drucköl.

DerÖldruckraum 6'istüberdie Lagerstellen mit dem Ölablaufraum 6"verbunden. Diese Verbindung mit dem Ablaufraum geht auf Seite der Turbine über die Stirnseite 7b der Verbundbüchse 7 und auf der Gebläseseile über dasSpurlager 7c unddi entsprechenden Abschleudervorrichtungen. Für das von dort abgeschleuderte Schmieröl ist je ein Ringkanal 3 bzw. 3'vorgesehen. Diese Ringkanäle sind mit dem Ölabi laufraum 6" über in der Wand des Ölablaufraumes vorgesehene Kanäle 6d bzw. 6e verbunden. Die Lagerstellen werden somit während des Betriebes vom Öldruckraum 6'über den mittleren Teil der Lagerverbundbüchse dauernd mit Schmier- und Kühlöl gespeist.

Die Öldruckkammor 6'stsht, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mit der Ölablaufkammer 6" über ein Rohr 12 in Verbindung, das im oberen Teil der Kammer 6'nahe am oberen Wandteil endigt. Das Rohr 12 dient einerseits als Ölüberlauf und anderseits beim Absinken des Schmierölspiegels unter das Rohrende 12'zum Ausgleich der Drücke in den Kammern 6'und 6". Wird z. B. das Turboaggregat als Turbolader eines Brennkraftmotors verwendet, wobei die Schmierölzuleitung 19 von der Ölpumpe P des Motors gespeist wird, so wird beim Abschalten des Motors das von den Auspuffgasen des, Motors getriebene Turbogebläse ausser Betrieb gesetzt und die Ölzufuhr über die Ölzuleitung 19 unterbrochen. Der Ölspiegel in der Ölkammer
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in der Kammer 6'auf den Atmosphärendruck in der Kammer 6"ausgeglichen.

Es wird auch die von der Ölzuleitung mit dem Öl zugeführte Luft mit dem Überschussöl in die Kammer 6'abgeführt. Der Düsen- kanal 12" im Rohr 12 besitzt ferner eine Kalibrierbohrung 12a und ist mit der Ölablaufkammer 6" über
Bohrungen 12b verbunden. Das Rohr ist mit dem Boden 6g der Kammer 6" dicht verschraubt und ist mit dem Teil 12c gut abgedichtet durch die Bohrung 6b des Zwischenbodens 6a geführt.

Die besondere Befestigung des Zwischengehäuses an der Turbine ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich.

Die Anordnung ist so getroffen, dass die Wärmeausdehnung des heissen Turbinengehäuses gegenüber dem
Zwischengehäuse zentrisch erfolgen kann und keine Materialspannungen entstehen. Zu diesem Zweck sind am Zwischengehäuse 6 radiale Ansatze 14 mit radial gerichteten Schlitzen vorgesehen, deren Kanten 14a in führender Verbindung mit besonders ausgebildeten Schrauben 15 des Turbinengehäuses stehen. Die zy- lindrisch ausgebildeten Stellen 14b dieser Schrauben bewegen sich im Schlitz 14a mit dem sich ausdeh- nenden Turbinengehäuse l. Am Zwischengehäuse des vorliegenden Ausführungsbeispieles sind acht solche
Befestigungsstellen 14,15 über 360 auf einem zentralen Teilkreis in gleichen Abständen vorgesehen.

Je nach der Anzahl der ssefestigungsstellen kann das Turbinengehäuse in bezug auf das Zwischengehäuse stu- fenweise gedreht werden. Es kann die Richtung des Einlassstutzens la verschieden gewählt werden.

Zur Befestigung des Gebläsegehäuses 2 am Zwischengehäuse sind an Gehäuseteilen des Gebläses ra- dialnach innen gerichtete Ringflanschen 2a vorgesehen, die mit einem scheibenförmigen Konstruktionteil 11 mittels Schrauben 11'aufeinander und auf das Zwischengehäuse 6 gepresst werden. Am Zwischen- gehäiise ist hiefür ein zylindrischer Endteil 6c und eine ringförmige Absetzung 6f vorgesehen. Vor dem
Anpressvorgang mittels der Schrauben 11'kann das Gebläsegehäuse auf dem zylindrischen Endteil 6c des
Zwischengehäuses 6 in beliebige Drehstellung gedreht werden, derart, dass der Austrittsstutzen des Gebläses eine gewünschte Richtung erhält.

Vonder Schulter oder Absetzung 6f des Zwischengehäuses und dem anschliessenden Gehäuseteilflansch 2a des Gebläses wird mittels einer ringförmigen Ausnehmung am letzteren Teil ein Ringkanal 13 gebildet. Dieser Ringkanal steht einerseits mittels eines Kanales 13a mit dem Druckraum des Gebläses und anderseits mittels eines oder mehrerer axial gerichteter Kanäle 16 mit der Rückseite des Turbinengehäuses 1 in Verbindung. Diese Anordnung dient zur Zufuhr von Sperrluft zu den Abdichtungsstelleu 17 und 18 gegen- überden Treibgasen der Turbine und des Ringkanalgehäuses 20 für das von der turbinenseitigen Lagerstelle 4 in den Ringkanal 3'abgeschleuderte Öl. Die Sperrluft wird zwischen beide genannten Abdichtungen geführt, wie das durch Pfeile in Fig. l angegeben ist.

Die Sperrluft dient ferner zur Kühlung des turbinenseitigen Endes des Zwischengehäuses.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Turbogebläse, bestehend aus einer Turbine, einem von der Turbine im Abstand von derselben angeordneten Zentrifugalgebläse und einem als Öl-und Lagergehäuse dienenden Zwischengehäuse, dem das Öl unter Druck zugeleitet wird und das Einrichtungen zur Lagerung der Triebwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischengehäuse (6) in einen Öldruckraum (6'), in welchem das Öl unter dem Zuleitungsdruck steht, und in einen Ölablaufraum (6"), in welchem das von den Lagerstellen ablaufende Öl aufgefangen und weitergeleitet wird, unterteilt ist, der Öldruckraum einen Durchbruch für zwei im Abstand voneinander angeordnete Lagerstellen (4,5) der Triebwelle (8) und eine die Lagerstellen umfassen- <Desc/Clms Page number 3> de Lagerverbundbüchse (7) aufweist,

wobei in der Wandung der Lagerverbundbüchse zwischen den Lagerstellen Öffnungen (7a) vorgesehen sind, die den Innenraum der Büchse zwischen den Lagerstellen mit dem Öldruckraum verbinden, derart, dass die Triebwelle im mittleren Teil der Lagerverbundbüchse im Druck- öl läuft und die Lagerstellen in axialer Richtung vom Drucköl gespeist werden.

2. Turbogebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Öldruckraum (6') und dem Ölablaufraum (6") eine Rohrverbindung (12) vorgesehen ist, die einen Düsenkanal (12a, 12") aufweist, der als Ölüberlaufkanal und beim Sinken des Druckölspiegels unter die Mündung des Düsenkanals als Druckausgleichkanal dient, der den Druck in der Druckölkammer mit dem Atmosphärendruck in der Ölablaufkammer ausgleicht.

3. Turbogebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das aus je einer Lagerstelle austretende Schmieröl eine Abschleudervorrichtung und ein ringförmiger Ablaufölsammelraum (3 bzw. 3') vorgesehen ist und jeder Ringraum mittels eines Kanales (6e bzw. 6d) mit dem Ölablaufraum verbunden ist.

4. Turbogebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gebläsegehäuse (2) und dem Zwischengehäuse (6) ein Ringkanal. (13) vorgesehen ist, der durch einen Kanal (13a) mit dem Gebläsegehäuseinnern in Verbindung steht und vom Ringkanal ausgehende Leitungen (16) in einen auf der Turbinenseite angeordneten Ringraum münden, der einerseits mit der turbinenseitigen Dichtstelle (17) gegenüber den Treibgasen und anderseits mit der turbinenseitigen Dichtstelle (18) des Schmier-und Kühl- öles zwecks Sperrluftzufuhr zu beiden Dichtstellen mit diesen in Verbindung steht.