CH266731A

CH266731A - Device to avoid loss of lubricant in high-speed turbo machines with a flying rotor arrangement.

Info

Publication number: CH266731A
Authority: CH
Inventors: Co Siegfried Keller
Original assignee: Siegfried Keller & Co
Priority date: 1948-08-11
Filing date: 1948-08-11
Publication date: 1950-02-15

Description

  

  <B>Vorrichtung zur Vermeidung von</B>     Schmiermittelverlusten     <B>bei hochtourigen Turbomaschinen.</B>    Bei Abgasturboladern, bei denen der La  der und die Abgasturbine auf einer     gemein-          eamen    Welle und bei denen die beiden Läu  fer fliegend angeordnet sind, besteht die     Not-          wendigkeiteiner        sehr    sorgfältigen Schmie  rung der     zwischen    Lader     und    Turbine an  geordneten Lager.

   Die Stelle des Wärmeüber  trittes vom Turbinenläufer über die Welle ins  Lager wird bei manchen der bekannten     Kon-          struktionen    durch Luft gekühlt, die aus dem  Ladegebläse entnommen wird.  



  Durch diese Kühlungsmassnahme ergibt,  sich, .falls nicht besondere Gegenmassnahmen  getroffen     werden,        zwangläufig,    dass an den       Wellendurehtrittsstellen    derart     verschiedene     Drücke herrschen, dass die Gefahr eines er  höhten     Schmiermittelverbrauehes    gegeben ist.  In besonderen Fällen tritt gänzliches Leer  saugen bzw. -drücken des     Sehmiermittelrau-          mes    auf.  



       ;Mittels    der     erfindungsgemässen    Vorrich  tung werden     Sehmiermittelverluste    bei der  artigen hochtourigen Turbomaschinen, wel  che an den beiden     Wellendurchführungen     Sperrlufträume     aufweisen,    dadurch vermie  den, dass beide Sperrlufträume durch Ent  lüftungsbohrungen mit der umgebenden At  mosphäre verbunden sind.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein       Ausführungsbeispiel    der erfindungsgemässen       Vorrichtung    an einem Abgasturbolader dar  gestellt; 1 stellt den Lader dar, 2 die Ab  gasturbine, wobei die Laufräder auf gemein-         samer    Welle sitzen; 6 stellt die     Lagerung    dar.

    Die Lager sind von einem Gehäuse umschlos  sen, so dass die     Schmiermittelräume    5,     5a    und  5b entstehen, die über dem     Ölspiegel    durch  Löcher 8 in Verbindung     >stehen.    Die Schmier  mittelräume 5,     5a    und 5b sind bei     Ölschmie-          rung    bis zu einem bestimmten Niveau mit Öl  gefüllt. Die     ölschleuderscheibe    9 zwischen  den beiden Lagern dient dabei zur Vernebe  lung und Verteilung des Öls.  



  x Aus der Abbildung ist weiter zu entneh  men, dass aus dem Gebläse 1 durch den Kanal  12 Ladeluft in den ringförmigen Raum 11  geleitet     wird.    Ein Teil dieser Ladeluft hat die  Aufgabe der Wellen- und Turbinenlaufrad  kühlung. Die Luft aus dem Raum 11 wird  an der     Wärmeübertrittsstelle    13 der Welle  so umgelenkt, dass sie die     Rückseit:b    des Ab  gasturbinenläufers bestreicht und damit  kühlt.  



  Weiterhin     sind    zwei Sperrlufträume 15  und 17 an den beiden     Wellendurchtritts-          stellen    angeordnet, die sieh ringförmig um  die gemeinsame Welle erstrecken. Diese bei  den Sperrlufträume 15 und 17 sind entweder  vom     Ladeluftgebläse    her     oder    aber von einer  fremden     Druckluftquelle    her durch besondere  in der Zeichnung nicht dargestellte Leitun  gen mit     Druckluft        gespeist.    Sie können auch  getrennt mit Sperrluft von verschiedenem       Druekniv        eaiz    beschickt werden.

   Die beiden  Sperrlufträume 15     lind        l.7    sind durch direkte  Verbindungskanäle 18 und 19 mit der um-      gebenden     Atmosphäre        verbunden.    Diese bei  den Kanäle können, was in der Abbildung  nicht dargestellt     ist,    besondere Regelvorrich  tungen zur Veränderung ihres     Austrittsqiier-          sehnittes    tragen, so dass die Drücke im     Innern     der beiden Sperrlufträume je nach den Be  triebsverhältnissen getrennt eingeregelt wer  den können.

   Durch die beschriebene Ausbil  dung der     -Sperrltüträume    kann erreicht wer  den, dass an :dem Durchtritt der gemeinsamen  Welle durch die Sperrlufträume solche       Druckverhältnisse    herrschen, dass ein Aus  treten von Schmiermittel     lind    damit ein     Ver-          lust        desselben    über diese     Durchtrittsstellen     hinweg vermieden wird.

   Mittels der erwähn  ten Reguliervorrichtung kann der in vielen  Fällen     gewünschte        Betriebszustand    von  Druckgleichheit an den     Wellendurchtritts-          stellen    in einfacher Weise leicht erreicht wer  den.



  <B> Device for avoiding </B> lubricant losses <B> in high-speed turbo machines. </B> In exhaust gas turbochargers in which the loader and the exhaust gas turbine are arranged on a common shaft and in which the two runners are arranged overhung , there is a need for very careful lubrication of the bearings arranged between the charger and the turbine.

   In some of the known constructions, the point where the heat is transferred from the turbine rotor via the shaft into the bearing is cooled by air that is taken from the charge fan.



  As a result of this cooling measure, unless special countermeasures are taken, it is inevitable that the pressures at the shaft exit points are so different that there is a risk of increased lubricant consumption. In special cases the Sehmiermittelraums are sucked or pressed completely empty.



       By means of the device according to the invention, loss of airborne fluid in the high-speed turbo-machines, which have barrier air spaces at the two shaft ducts, is avoided in that both barrier air spaces are connected to the surrounding atmosphere by vent holes.



  In the accompanying drawing, an embodiment of the device according to the invention is shown on an exhaust gas turbocharger; 1 shows the loader, 2 the exhaust gas turbine, with the impellers sitting on a common shaft; 6 shows the storage.

    The bearings are enclosed in a housing so that the lubricant spaces 5, 5a and 5b are created, which are connected through holes 8 above the oil level. The lubricant spaces 5, 5a and 5b are filled with oil up to a certain level with oil lubrication. The oil slinger 9 between the two bearings is used for nebulization and distribution of the oil.



  x It can also be seen from the figure that charge air is passed from the blower 1 through the duct 12 into the annular space 11. Part of this charge air has the task of cooling the shaft and turbine impellers. The air from the space 11 is deflected at the heat transfer point 13 of the shaft so that it brushes the back: b of the gas turbine rotor and thus cools.



  Furthermore, two blocking air spaces 15 and 17 are arranged at the two shaft passage points, which extend in an annular manner around the common shaft. These at the air lock chambers 15 and 17 are either fed by the charge air blower or from an external compressed air source by special lines, not shown in the drawing, with compressed air. They can also be charged separately with sealing air from different pressure levels.

   The two blocking air spaces 15 and 1.7 are connected to the surrounding atmosphere by direct connection channels 18 and 19. These ducts can, which is not shown in the figure, carry special control devices to change their outlet cross section, so that the pressures inside the two barrier air spaces can be regulated separately depending on the operating conditions.

   The above-described design of the blocking air chambers ensures that the pressure conditions prevailing at the passage of the common shaft through the blocking air chambers are such that lubricant leakage and loss of lubricant via these penetration points are avoided.

   By means of the regulating device mentioned, the operating state of equal pressure at the shaft passages, which is desired in many cases, can easily be achieved in a simple manner.

Claims

PATENT CLAIM: Device for avoiding loss of lubricant in high-speed turbo machines, where both. Shaft lead-throughs barrier air spaces are provided, characterized in that the two barrier air spaces are connected to the surrounding atmosphere by ventilation bores. <B> SUBClaims: </B> 1. Device according to patent claim, characterized in that the outlet cross-sections of the ventilation holes can be regulated separately from one another. 2.

Device according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the intersection cross-sections of the ventilation bores are matched so that the same pressure is established in the two barrier air spaces. 3. Device according to claim, characterized in that the two barrier air spaces are charged separately with barrier air of different pressure levels.