BE1017069A3

BE1017069A3 - Turbo-compressor comprises rotor rotatably fitted in housing with an inlet-forming part which extends axially from the rotor

Info

Publication number: BE1017069A3
Application number: BE2006/0243A
Authority: BE
Inventors: Erik Paul Fabry
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2008-01-08

Abstract

The turbo-compressor comprises a rotor (2) rotatably fitted in a housing (3) with an inlet-forming part (8) which extends axially (X-X') from the rotor. Along the periphery of the inlet-forming part of the housing one or more closable bypass through passages (10) are provided, along which the turbo-compressor, in replenishment of the main flow (Q) can aspirate a lateral gas flow (P). In these through passages lobe blades (11) are provided which convert the lateral gas flow into a flow with a tangential component. The bypass through passages extend over a breadth (A) in an axial direction (X-X') and at a distance (B) from the rotor of the turbo-compressor. The lobe blades are profiles which extend axially over the complete width (A) of the through passages. They form a circle with blades distributed at a regular mutual distance and they are bent in cross-section.

Description

Verbeterde turbocompressor met leischoepen.Improved turbocharger with guide vanes.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde turbocompressor met leischoepen.The present invention relates to an improved turbocharger with guide vanes.

Zoals bekend bestaat een turbocompressor uit een rotor met schoepen die roteerbaar is aangebracht in een behuizing met een axiale inlaat en, naargelang het type van turbocompressor, een axiale of radiale uitlaat.As is known, a turbocharger consists of a rotor with blades that is rotatably mounted in a housing with an axial inlet and, depending on the type of turbocharger, an axial or radial outlet.

Wanneer de rotor wordt aangedreven, wordt door de compressor lucht of een ander gas via de inlaat axiaal aangezogen en via de uitlaat weg geperst.When the rotor is driven, air or other gas is sucked in axially by the compressor via the inlet and pressed out via the outlet.

Het gas wordt hierbij samengedrukt door het evenwicht in centrifugaalkrachten en door omzetting van kinetische energie naar druk.The gas is hereby compressed by the equilibrium in centrifugal forces and by conversion of kinetic energy to pressure.

Een bekend probleem bij turbocompressoren is dat bij een laag debiet de compressie te leiden heeft onder het zogenaamde fenomeen van "pompen" of "surge", waarbij de luchtstroming van de schoepen loskomt en dus niet meer goed afdoende wordt geleid, hetgeen zeer nadelig is voor het rendement en voor de compressieverhouding van de turbocompressor en hetgeen een onstabiele abnormale stroming met zich meebrengt die de machine kan beschadigen.A known problem with turbo-compressors is that at a low flow rate the compression can be caused by the so-called "pumping" or "surge" phenomenon, in which the air flow from the vanes is released and is therefore no longer adequately guided, which is very detrimental to the efficiency and for the compression ratio of the turbocharger and which entails an unstable abnormal flow that can damage the machine.

Er bestaan reeds diverse oplossingen die er voornamelijk in bestaan in de inlaat van de turbocompressor een concentrische gordel van leischoepen te plaatsen die de luchtstroming in de inlaat ombuigen van de axiale richting weg en daarbij een tangentiële werveling veroorzaken van de gasstroming rond de meetkundige as van de rotor en aldus aan de stroming een tangentiële snelheidscomponent meegeven.Various solutions already exist which mainly consist of placing a concentric belt of guide vanes in the inlet of the turbocharger that deflect the air flow in the inlet from the axial direction and thereby cause tangential swirling of the gas flow around the geometric axis of the rotor and thus impart a tangential velocity component to the flow.

Deze inlaatleischoepen hebben voornamelijk een stabiliserende invloed van de gasstroming bij lage debieten, wat een gunstige invloed heeft op het rendement van de turbocompressor, aangezien deze anders in "surge" condities zou kunnen blijven draaien.These inlet guide vanes mainly have a stabilizing influence of the gas flow at low flow rates, which has a favorable influence on the efficiency of the turbo compressor, since it could otherwise continue to run in "surge" conditions.

Bij grote debieten hebben deze leischoepen echter een ongunstige invloed op de stroming.At large flow rates, however, these guide vanes have an unfavorable influence on the flow.

Vandaar dat zulke inlaatleischoepen doorgaans verstelbaar zijn, waarbij de stand van deze schoepen gewijzigd kan worden in functie van het debiet, om aldus de afbuiging van de stroming in de inlaat te kunnen aanpassen naargelang het debiet.Hence, such inlet guide vanes are generally adjustable, whereby the position of these vanes can be changed in function of the flow rate, so as to be able to adjust the deflection of the flow in the inlet according to the flow rate.

Zulke verstelbare inlaatleischoepen zijn bijvoorbeeld bekend uit het EP 0.761.981.Such adjustable inlet guide vanes are known, for example, from EP 0.761.981.

Uit het EP 0.083.199 is een toepassing bekend van een turbocompressor waarbij leischoepen in de inlaat zijn voorzien die uit de gasstroming kunnen worden teruggetrokken.EP 0.083.199 discloses an application of a turbocharger in which guide vanes are provided in the inlet that can be withdrawn from the gas flow.

Een nadeel van zulke verstelbare of terugtrekbare inlaatleischoepen is dat het verstelmechanisme doorgaans relatief complex is en de compressor daardoor duurder wordt.A drawback of such adjustable or retractable inlet guide vanes is that the adjusting mechanism is generally relatively complex and the compressor becomes more expensive as a result.

Bovendien brengt zulk verstelmechanisme onvermijdelijk bijkomende beweegbare onderdelen met zich mee, waardoor de kans op stilstanden ten gevolge van pannes toeneemt.Moreover, such an adjustment mechanism inevitably entails additional movable parts, thereby increasing the risk of downtime due to breakdowns.

Nog een nadeel is dat zulke verstelmechanismen de omvang en het gewicht van de turbocompressor aanzienlijk doen toenemen hetgeen nadelig kan zijn, bijvoorbeeld voor het gebruik in vliegtuigen, maar ook op gebied van stockage en transport.Another disadvantage is that such adjusting mechanisms increase the size and weight of the turbocharger considerably, which can be disadvantageous, for example for use in aircraft, but also in the area of storage and transport.

Nog een nadeel van de bekende compressoren met verstelbare of terugtrekbare leischoepen is dat, in het geval de compressor wordt gebruikt voor het comprimeren van een gezuiverd gas, een waardevol gas of van een giftig procesgas en/of bij een inlaatdruk die niet dezelfde is als de omgevingsdruk, een afdichting voorzien moet worden ter plaatse van de beweegbare leischoepen om een lek tussen het gas en de omgeving te vermijden.A further disadvantage of the known compressors with adjustable or retractable vanes is that, in the case the compressor is used to compress a purified gas, a valuable gas or a toxic process gas and / or at an inlet pressure that is not the same as the ambient pressure, a seal must be provided at the movable guide vanes to prevent a leak between the gas and the environment.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.The present invention has for its object to provide a solution to the aforementioned and other disadvantages.

Hiertoe betreft de uitvinding een verbeterde turbocompressor die in hoofdzaak bestaat uit een rotor die verdraaibaar is aangebracht in een behuizing met een inlaatvormend gedeelte dat zich in axiale richting van de rotor uitstrekt, waarbij langs de omtrek van het inlaatvormend gedeelte van de behuizing één of meer afsluitbare bypassdoorgangen zijn voorzien waarlangs de turbocompressor, in aanvulling van de hoofdstroom, een zijdelingse gasstroom kan aanzuigen en dat in deze doorgang leischoepen zijn voorzien die de zijdelingse gasstroom doorheen deze bypassdoorgang afbuigen in een stroming met een tangentiële component.To this end, the invention relates to an improved turbocharger consisting essentially of a rotor which is rotatably mounted in a housing with an inlet-forming part that extends in the axial direction of the rotor, wherein one or more closable parts of the inlet-forming part of the housing bypass passages are provided along which the turbocharger can, in addition to the main flow, draw in a lateral gas flow and that guide vanes are provided in this passage which deflect the lateral gas flow through this bypass passage into a flow with a tangential component.

Wanneer de compressor in werking is, zal door het aandrijven van de rotor een axiale hoofdstroom worden aangezogen via de axiale inlaat en een zijdelingse gasstroom met een tangentiële component via de voornoemde bypass doorgang of doorgangen.When the compressor is running, an axial main flow will be sucked in via the axial inlet and a lateral gas flow with a tangential component via the aforementioned bypass passage or passages.

De vermenging van beide gasstromen in de inlaat resulteert in een wervelbeweging van de mengstroom bij het bereiken van de rotor.The mixing of both gas streams in the inlet results in a swirling movement of the mixing stream when the rotor is reached.

Dit resulteert op zich in het verbeteren van de prestaties van de turbocompressor bij een laag debiet zonder dat de prestaties bij een hoog debiet noemenswaardig worden beïnvloed.This in itself results in improving the performance of the turbocharger at a low flow rate without the performance at a high flow rate being significantly affected.

Een bijkomend voordeel is het feit dat de leischoepen slechts de zijdelingse gasstroom ombuigen, waardoor minder wrijvingsverliezen optreden dan bij de bekende toepassingen waar hoofdzakelijk de volledige hoofdstroom moet worden omgebogen.An additional advantage is the fact that the guide vanes only bend the lateral gas flow, as a result of which fewer friction losses occur than in the known applications where essentially the entire main flow must be bent.

Nog een voordeel van de uitvinding is dat de wervelbeweging, veroorzaakt door de menging van de hoofdstroom en van de zijdelingse gasstroom, zich voornamelijk voordoet aan de buitenomtrek van de inlaat 4, dus aan de buitenomtrek van de schoepen van de rotor, waar het gevaar voor het optreden van het pompen het grootst is, dit in tegenstelling tot de bekende toepassingen waar de invloed van de leischoepen zich voordoet over de volledige hoogte van de schoepen van de rotor.Another advantage of the invention is that the vortex movement caused by the mixing of the main flow and the lateral gas flow occurs mainly at the outer circumference of the inlet 4, i.e. at the outer circumference of the blades of the rotor, for which there is a danger of the occurrence of pumping is greatest, in contrast to the known applications where the influence of the guide vanes occurs over the full height of the vanes of the rotor.

Nog een ander voordeel is dat de leischoepen zich volledig in de inlaat bevinden zonder verbinding met de omgeving, waardoor er ook geen gevaar bestaat van gaslekken van of naar de omgeving, hetgeen belangrijk is bij toepassing van gezuiverde gassen, giftige gassen of dergelijke.Yet another advantage is that the guide vanes are completely in the inlet without connection to the environment, so that there is also no risk of gas leaks from or to the environment, which is important when using purified gases, toxic gases or the like.

Bij voorkeur is de bypassdoorgang afsluitbaar zodat de invloed van de leischoepen kan uitgeschakeld worden, bijvoorbeeld wanneer een groot debiet samengeperst gas is vereist, zodat er op dat ogenblik ook geen wrijvingsverliezen door de leischoepen worden veroorzaakt, dit in tegenstelling tot klassieke systemen, waar de gasstroom steeds over de leischoepen wordt geleid.The bypass passage is preferably closable so that the influence of the guide vanes can be switched off, for instance when a large flow of compressed gas is required, so that no friction losses are caused by the guide vanes at that moment, this in contrast to traditional systems, where the gas flow is always guided over the guide vanes.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt voor het afsluiten van de bypassdoorgang een buis of ring toegepast die in axiale richting verschuifbaar is aangebracht op het inlaatvormend gedeelte van de behuizing en die over de bypassdoorgang geschoven kan worden.According to a preferred embodiment, a tube or ring is used for closing the bypass passage, which tube is slidably arranged in axial direction on the inlet-forming part of the housing and which can be slid over the bypass passage.

Zulke buis of ring kan zeer licht worden uitgevoerd en heeft het voordeel weinig ruimte in beslag te nemen en kan op eenvoudige manier worden bediend.Such a tube or ring can be designed very lightly and has the advantage of taking up little space and can be operated in a simple manner.

Bovendien kan zulke afsluitring instelbaar worden gemaakt om de bypassdoorgang meer of minder af te sluiten, waardoor de invloed van de leischoepen op zeer eenvoudige wijze kan worden gewijzigd.Moreover, such a sealing ring can be made adjustable to close the bypass passage more or less, whereby the influence of the guide vanes can be changed in a very simple manner.

Om dezelfde reden kunnen de leischoepen bijvoorbeeld roteerbaar zijn rond hun lengteas om aldus de instelhoek van de leischoepen te kunnen instellen.For the same reason, the guide vanes can for instance be rotatable about their longitudinal axis so as to be able to adjust the angle of adjustment of the guide vanes.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een verbeterde turbocompressor met leischoepen volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in doorsnede een verbeterde turbocompressor volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 1 met F2 is aangeduid; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn III-III in figuur 1, doch op grotere schaal; figuur 4 op nog grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 3 door F4 is aangeduid; figuur 5 de doorsnede van figuur 3 weergeeft, doch voor een andere stand.With the insight to better demonstrate the features of the invention, a preferred embodiment of an improved turbocharger with guide vanes according to the invention is described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows diagrammatically and represents an improved turbocharger according to the invention in section; figure 2 represents the part indicated by F2 in figure 1 on a larger scale; figure 3 represents a cross-section according to line III-III in figure 1, but on a larger scale; figure 4 represents on an even larger scale the part indicated by F4 in figure 3; figure 5 represents the cross-section of figure 3, but for a different position.

De in de figuren weergegeven turbocompressor 1 volgens de uitvinding bestaat in hoofdzaak uit een rotor 2 die verdraaibaar is aangebracht in een behuizing 3 met een inlaat 4 en een uitlaat 5.The turbocharger 1 according to the invention shown in the figures consists essentially of a rotor 2 which is rotatably mounted in a housing 3 with an inlet 4 and an outlet 5.

De rotor 2 is voorzien van een aandrijfas 6 die de rotor 2 aandrijft rond een meetkundige as X-X' en is voorzien van schoepen 7.The rotor 2 is provided with a drive shaft 6 which drives the rotor 2 around a geometric axis X-X 'and is provided with blades 7.

De inlaat wordt in dit geval gevormd door een hoofdzakelijk buisvormig gedeelte 8 van de behuizing 3 dat zich hoofdzakelijk volgens de axiale richting X-X' en concentrisch ermee uitstrekt vóór de rotor 2.The inlet is in this case formed by a substantially tubular portion 8 of the housing 3 which extends substantially in the axial direction X-X 'and concentrically therewith in front of the rotor 2.

Het inlaatvormend gedeelte 8 is aan zijn vrije uiteinde voorzien van een naar binnen toelopende afronding 9 voor de goede geleiding van de gasstroom die, wanneer de turbocompressor in werking is, via de inlaat 4 wordt aangezogen, zoals weergegeven met de pijlen Q.The inlet-forming portion 8 is provided at its free end with an inwardly curved rounding 9 for the proper conduction of the gas flow which, when the turbo compressor is in operation, is sucked in via the inlet 4, as shown by the arrows Q.

In een cilindrisch gedeelte van het inlaatvormend gedeelte 8 van de behuizing is over de omtrek van dit gedeelte 8 een radiale bypassdoorgang 10 voorzien die zich, zoals weergegeven in figuur 2, hoofdzakelijk over een breedte A in axiale richting X-X' uitstrekt.In a cylindrical portion of the inlet-forming portion 8 of the housing, a radial bypass passage 10 is provided over the circumference of this portion 8 which, as shown in Figure 2, extends substantially across a width A in the axial direction X-X '.

De voornoemde bypassdoorgang 10 bevindt zich in axiale richting X-X' op een afstand B van de rotor 2 van de turbocompressor 1.The aforementioned bypass passage 10 is located in the axial direction X-X 'at a distance B from the rotor 2 of the turbocharger 1.

Bij het aandrijven van de rotor 2 wordt, naast de hoofdstroom Q, ook een zijdelingse bypass gasstroom via de bypassdoorgang 10 aangezogen zoals weergegeven met de pijlen P.When driving the rotor 2, in addition to the main flow Q, also a lateral bypass gas flow is sucked in via the bypass passage 10 as shown by the arrows P.

In de bypassdoorgang 10 is een krans van leischoepen 11 aangebracht die op regelmatige, onderlinge afstanden langs de omtrek van de schoepenkrans zijn verdeeld en die de zijdelingse gasstroom P afbuigen, zoals weergegeven in figuur 3.Arranged in the bypass passage 10 is a ring of guide vanes 11 which are distributed at regular mutual distances along the circumference of the vane ring and which deflect the lateral gas flow P, as shown in Figure 3.

De leischoepen 11 kunnen in een meest algemene vorm een geprofileerde dikte hebben die bijvoorbeeld afneemt vanaf de aanvalsboord naar de vluchtboord of die, in het bijzonder geval van de figuren, ook kunnen zijn uitgevoerd als profielen in de vorm van relatief dunne lamellen met een constante, of nagenoeg constante, dikte die zich in axiale richting X-X' uitstrekken over de volledige breedte Δ van de voornoemde bypassdoorgang 10 en die bevestigd zijn tussen de randen 12 van de doorgang 10.In a most general form, the guide vanes 11 can have a profiled thickness which, for example, decreases from the attack edge to the flight edge or which, in particular the case of the figures, can also be designed as profiles in the form of relatively thin slats with a constant, or substantially constant, thickness extending in the axial direction XX 'over the full width Δ of the aforementioned bypass passage 10 and which are fixed between the edges 12 of the passage 10.

In dwarsdoorsnede gezien zijn de leischoepen 11 gebogen uitgevoerd, waarbij de richting van de raaklijn aan het gebogen profiel van de leischoepen 11 overgaat van een hoofdzakelijk radiale richting 13 ter hoogte van de buitenomtrek 14 van de schoepenkrans naar een richting 15 die ter hoogte van de binnenomtrek 16 van de schoepenkrans een hoek D van bijvoorbeeld 70 graden insluit met de radiale richting 13, zoals weergegeven in figuur 4.Viewed in cross-section, the guide vanes 11 are curved, the direction of the tangent line on the curved profile of the guide vanes 11 changing from a substantially radial direction 13 at the outer circumference 14 of the vane ring to a direction 15 at the height of the inner circumference. 16 of the vane ring includes an angle D of, for example, 70 degrees with the radial direction 13, as shown in Figure 4.

De dwarsdoorsnede van de leischoepen 11 kan daarbij bijvoorbeeld geprofileerd zijn als een cirkelsegment.The cross-section of the guide vanes 11 can be, for example, profiled as a circle segment.

De bypassdoorgang 10 met leischoepen 11 is afsluitbaar door middel van een buisvormige ring 17 die in axiale richting X-X' verschuifbaar is aangebracht op een cilindrisch gedeelte van de buitenomtrek of alternatief van de binnenomtrek van het inlaatvormend gedeelte 8 van de behuizing 3.The bypass passage 10 with guide vanes 11 is closable by means of a tubular ring 17 which is slidably arranged in axial direction X-X 'on a cylindrical part of the outer circumference or alternatively of the inner circumference of the inlet-forming part 8 of the housing 3.

De behuizing 3 is verder uitgevoerd met een inlaatbuis 18 waarmee de turbocompressor 1 kan worden aangesloten op een niet weergegeven aanvoerleiding voor het samen te persen gas.The housing 3 is furthermore provided with an inlet tube 18 with which the turbo compressor 1 can be connected to a supply line for the gas to be compressed, not shown.

De inlaatbuis 18 is concentrisch aangebracht rond het inlaatvormend gedeelte 8 van de behuizing 3 op een radiale afstand E van dit gedeelte 8.The inlet tube 18 is arranged concentrically around the inlet-forming portion 8 of the housing 3 at a radial distance E from this portion 8.

De werking van de inrichting 1 is zeer eenvoudig en als volgt.The operation of the device 1 is very simple and as follows.

Wanneer de turbocompressor 1 in werking is, wordt door het aandrijven van de rotor 2 een axiale hoofdstroom Q van een gas aangezogen via de axiale inlaat 4 en een zijdelingse gasstroom P via de doorgang 10.When the turbo compressor 1 is in operation, an axial main flow Q of a gas is sucked in through the axial inlet 4 and a lateral gas flow P through the passage 10 by driving the rotor 2.

Door de afbuiging van de zijdelingse gasstroom P bezit deze gasstroom, bij het binnenstromen in de inlaat 4, een radiale component PR en een tangentiële component PT, zoals weergegeven in figuur 4.Due to the deflection of the lateral gas stream P, this gas stream, upon entering into the inlet 4, has a radial component PR and a tangential component PT, as shown in Fig. 4.

Door het vermengen van beide stromen P en Q wordt, dankzij de tangentiële component PT van de gasstroom P een globale mengtroming bekomen die bij het bereiken van de rotor 2 als het ware een wervelende beweging vertoont rond de as X-X' , zoals weergegeven met de pijlen P+Q, waardoor het loskomen van de gasstroming van de schoepen 7 van de rotor 2 wordt vermeden bij lage waarden van het globaal debiet van beide gasstromen P en Q.By mixing the two streams P and Q, thanks to the tangential component PT of the gas stream P, a global mixing flow is obtained which, as it were, shows a swirling movement around the axis XX 'as shown by the arrows P + Q, whereby the release of the gas flow from the blades 7 of the rotor 2 is avoided at low global flow rates of both gas flows P and Q.

Aldus wordt door toepassing van de leischoepen 11 volgens de uitvinding het werkingsdomein van de turbocompressor 1 uitgebreid naar lagere debieten.Thus, by using the guide vanes 11 according to the invention, the operating domain of the turbocharger 1 is extended to lower flows.

De invloed van de zijdelingse gasstroom P op de wervelbeweging van de globale mengstroom P+Q is vooral voelbaar aan de buitenomtrek van de inlaat 4.The influence of the lateral gas stream P on the vortex movement of the global mixing stream P + Q can be felt especially at the outer circumference of the inlet 4.

Dit is een bijkomend gunstig effect van de uitvinding aangezien het fenomeen van het loskomen van de stroming op de schoepen 7 zich vooral voordoet aan de buitenomtrek van deze schoepen 7.This is an additional favorable effect of the invention since the phenomenon of the release of the flow on the vanes 7 mainly occurs at the outer circumference of these vanes 7.

Bij hogere debieten is het gevaar voor pompen door het loskomen van de gasstroming van de schoepen 7 van de rotor 2 minder uitgesproken, waardoor, bij deze hogere debieten, de invloed van de leischoepen 11 uitgeschakeld mag worden door de bypassdoorgang 10 af te sluiten door, zoals weergegeven in figuur 5, de ring 17 voor deze doorgang 10 te schuiven, zodat op dat ogenblik er geen zijdelingse gasstroom door de doorgang 10 meer wordt aangezogen.At higher flow rates, the risk of pumping due to the release of the gas flow from the blades 7 of the rotor 2 is less pronounced, so that, at these higher flow rates, the influence of the guide vanes 11 can be switched off by closing the bypass passage 10 by, as shown in Fig. 5, to slide the ring 17 for this passage 10, so that at that moment no lateral gas flow is sucked through the passage 10 anymore.

Het is duidelijk dat men op het effect van de zijdelingse gasstroom kan inspelen door de doorgang 10 slechts gedeeltelijk af te sluiten.It is clear that one can respond to the effect of the lateral gas flow by only partially closing the passage 10.

Een continue regeling van de doorgang 10 kan bijvoorbeeld worden verkregen door rond deze doorgang twee concentrisch ten opzichte van elkaar verdraaibare ringen aan te brengen, waarbij in deze ringen openingen zijn voorzien die door de onderlinge verdraaiing van deze ringen meer of minder worden afgesloten.A continuous control of the passage 10 can be obtained, for example, by arranging two rings rotatable concentrically with respect to each other around this passage, openings being provided in these rings which are more or less closed off by the mutual rotation of these rings.

Andere mechanismen voor het afsluiten van de doorgang 10 zijn niet uitgesloten.Other mechanisms for closing the passage 10 are not excluded.

Het spreekt voor zich dat het voornoemde kanaal 19 en de voornoemde doorgang 10 een meer aërodynamisch geleidende vorm kunnen vertonen dan weergegeven in de figuren.It goes without saying that the aforementioned channel 19 and the aforementioned passage 10 can have a more aerodynamically conductive shape than shown in the figures.

Overigens kan het voorkomen dat niet één enkele cirkelvormige doorgang 10 wordt toegepast maar meerdere doorgangen die langs de omtrek verspreid liggen.Incidentally, it may occur that not a single circular passage 10 is used, but several passages that are scattered around the circumference.

Ook de vorm van het inlaatvormend gedeelte 8 van de behuizing hoeft niet noodzakelijk cilindrisch te zijn, maar kan bijvoorbeeld trechtervormig zijn uitgevoerd.Also the shape of the inlet-forming part 8 of the housing does not necessarily have to be cylindrical, but can for instance be funnel-shaped.

Ook de leischoepen 11 kunnen allerhande vormen aannemen en zijn niet noodzakelijk uitgevoerd als rechte profielen, maar kunnen ook de vorm aannemen van getorste profielen of complexere profielen waarvan de vorm van de dwarsdoorsnede varieert in de lengterichting.The guide vanes 11 can also take all kinds of shapes and are not necessarily designed as straight profiles, but can also take the form of twisted profiles or more complex profiles whose cross-sectional shape varies in the longitudinal direction.

De leischoepen 11 hoeven ook niet noodzakelijk een constante dikte te vertonen maar kunnen bijvoorbeeld dikker zijn uitgevoerd aan de aanvalsboord dan aan de vluchtboord.The guide vanes 11 also do not necessarily have to have a constant thickness, but may, for example, have a thicker design on the assault board than on the escape board.

Bovendien kunnen de leischoepen 11 roteerbaar zijn rond een as volgens hun lengterichting om de invalshoek van de leischoepen 11 te kunnen instellen.In addition, the guide vanes 11 can be rotatable about an axis along their longitudinal direction in order to adjust the angle of incidence of the guide vanes 11.

Voor toepassingen in het domein van samengeperste lucht, waarbij de turbocompressorlucht rechtstreeks vanuit de omgeving aanzuigt, kan de inlaatbuis 18 eventueel achterwege gelaten worden zodat dan, zowel de axiale stroming Q, als de bypass stroming P rechtstreeks worden aangezogen vanuit de omgeving.For applications in the field of compressed air, in which the turbocharger air draws in directly from the environment, the inlet tube 18 can optionally be omitted so that both the axial flow Q and the bypass flow P are sucked in directly from the environment.

De uitvinding is van toepassing op alle types van turbocompressoren dus, zowel op de axiale, als op de radiale turbocompressoren.The invention therefore applies to all types of turbochargers, both to the axial and to the radial turbochargers.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een verbeterde turbocompressor met leischoepen volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiment described by way of example and shown in the figures, but an improved turbocharger with guide vanes according to the invention can be realized in all shapes and sizes without departing from the scope of the invention.

Claims

An improved turbocharger consisting essentially of a rotor (2) rotatably mounted in a housing (3) with an inlet-forming portion (8) extending substantially in the axial direction (X-X ') of the rotor (2) , characterized in that one or more closable bypass passages (10) are provided along the circumference of the inlet-forming portion (8) of the housing (3) along which the turbocharger (1), in addition to the main flow (Q), is a lateral gas flow ( P) can suck in and that guide passage (11) are provided in this passage (10) which deflect the lateral gas flow (P) through this bypass passage (10) in a flow with a tangential component (PT).

Improved turbocharger according to claim 1, characterized in that said bypass passage (10) extends substantially over the entire circumference of the inlet-forming portion (8) of the housing (3).

Improved turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that the aforementioned bypass passage (10) extends substantially over a width (A) in the axial direction (X-X ').

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned bypass passage (10) is located in the axial direction (X-X ') at a distance (B) from the rotor (2) of the turbocharger (1).

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes (11) are profiles that extend mainly in the axial direction (X-X ') over the full width (Δ) of the above-mentioned passage (10).

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes (11) form a ring with blades distributed at regular mutual distances along the circumference (13-14) of the vane ring.

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes (11) are curved viewed in cross section.

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that, viewed in cross-section, the tangent line (13) is directed substantially radially to the curved profile of the guide vanes (11) at the outer circumference (14) of the vane ring.

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that, viewed in cross-section, the tangent line (15) on the curved profile of the guide vanes (11) at the height of the inner circumference (16) of the vane ring is mainly directed in a direction that include an angle (D) with the radial direction.

The improved turbocharger according to claim 9, characterized in that said angle (D) is of the order of magnitude of 70 degrees.

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes (11) have a constant or substantially constant thickness (C).

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass passage (10) can be closed by means of a ring (17) which is slidably arranged in the axial direction on the inlet-forming part (8) of the housing (3).

Improved turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (3) contains an inlet tube (18) arranged around the inlet-forming portion (8) of the housing (3) at a radial (E) distance therefrom.