CH315993A - Turbo blower system - Google Patents

Turbo blower system

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Publication number
CH315993A
CH315993A CH315993DA CH315993A CH 315993 A CH315993 A CH 315993A CH 315993D A CH315993D A CH 315993DA CH 315993 A CH315993 A CH 315993A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
blower system
turbo blower
dependent
shaft
bearing
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Application number
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German (de)
Inventor
Oberlaender Georg
Friedrich Dipl Ing Homola
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/04Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/166Sliding contact bearing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  

      Turbogebläseanlage       Die Erfindung bezieht sieh auf eine Turbo  gebläseanlage, bei welcher Turbinen- und     Ge-          bläserad    fliegend auf einer Welle angeordnet  sind, und welche eine topfförmige     I3ohlwelle     aufweist, an deren Aussenseite das Turbinen  rad und auf deren Mantelteil das     Gebläserad     angeschlossen ist und mit einem die Lager  der Läuferwelle aufnehmenden, in die Topf  welle hineinragenden Rohrträger.  



  Die besonderen baulichen Gegebenheiten  derartiger Triebwerke, verbunden mit ihren  hohen Betriebsdrehzahlen, bedingen fast  immer eine kritische Drehzahl der Welle     irn     Betriebsbereich, und ausserdem besteht die Ge  fahr, dass die Wellenlagerung von der heissen  Turbine her Wärmebeanspruchungen ausge  setzt ist., die insbesondere nach dem Abstellen  der Maschine unzulässig hohe Werte anneh  men können.  



  Aufgabe der Erfindung ist es, den Läufer  von Anlagen der eingangs genannten Art so  aufzubauen, dass die     Wärmeleitung    von der  Turbine in die Lagerung beeinflusst und be  herrscht werden kann.  



  Die Erfindung besteht darin, dass an der  Bodeninnenseite der Topfwelle die Läufer  welle angeschlossen ist, wobei der Querschnitt  des Bodenteils der Topfwelle in Richtung der  Wärmeleitung zum Gebläse hin grösser ist als  der Gesamtquerschnitt der Berührungsstel-         len    zwischen diesem Bodenteil und der Läufer  welle.  



  Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass  die grösste Menge der vom Turbinenrotor ab  gegebenen Wärme an das Gebläse und nur  ein ganz geringer Teil über die     Läuferwelle    zu  deren Lagerstellen durchfliessen kann, wo sie  dann durch entsprechende Anordnung von  Kühlmitteln, z. B.     Durchspülung    von Schmier  öl usw. abgeführt werden kann.  



  Vorteilhaft werden die Berührungsstellen  bzw. die Berührungsflächen des Turbinen  rades mit der Aussenseite des Bodens der  Hohlwelle und gegebenenfalls der Läuferwelle  mit der Innenseite des Bodens so klein wie     mög-.     ].ich gehalten und beschränken sieh vorzugs  weise in Form kleiner Butzen nur auf die  unmittelbare Umgebung der     Befestigungs-    und       Zentrierstellen.     



  Durch die zuletzt genannte zusätzliche  Massnahme wird bewirkt, dass schon die vom  Turbinenrad kommende Wärmemenge klein  gehalten wird.  



  Durch Anordnung zusätzlicher wärmeiso  lierender Körper zwischen der Turbinen  scheibe und der topfförmigen Hohlwelle und  gegebenenfalls auch zwischen der Läuferwelle  und der Innenseite des Wellenbodens kann  der     Wärmefluss    noch verstärkt gedrosselt wer  den.      Ausserdem kann eine Verstärkung des       Wärmesehutzes    der Lagerstellen durch die  Anordnung zusätzlicher, z. B. mit Luft, oder  Öl arbeitender Kühleinrichtungen, vorzugs  weise an der Welle oder an den Lagern selbst  erreicht werden.  



  Durch entsprechende Wahl der     Steifigkeit     eines nachgiebigen Bauelementes, das zwischen  einem steifen Lagerträger und einem Lager  der Läuferwelle angeordnet werden kann,  kann man ferner die kritische Drehzahl des  Rotors so wählen, wie man sie im Einzelfall  benötigt, da die kritische Drehzahl der Welle  in erster Linie von dieser Nachgiebigkeit. ab  hängt.  



  Durch die Anordnung von die     Verformung     des nachgiebigen Bauelementes begrenzenden  Anschlägen, vorzugsweise am Lagerträger,  kann zudem erreicht werden, dass beim Durch  gang durch die kritische Drehzahl die Aus  schläge des nachgiebigen Bauelementes be  grenzt werden. Durch die Abstützung der  Welle auf den genannten Anschlägen wird das  elastische     Stützs7stem    der Welle geändert  und die Resonanz der ursprünglichen Anord  nung gestört.  



  In der beigefügten Zeichnung ist als Aus  führungsbeispiel der Längsschnitt eines Ab  gasturbogebläses dargestellt.  



  Die Läuferwelle 1 der dargestellten Ma  schine ist an ihrem Ende mit einer topfför  migen Hohlwelle 2 verbunden. wobei die Be  rührungsfläche der beiden Teile kleiner ist.  als der für die Wärmeableitung zur Verfügung  stehende Querschnitt des Bodenteils der Hohl  welle. Die topfförmige Hohlwelle 2 ist an der  Aussenseite ihres Bodens mit dem eine Hülse  bildenden     Nabenteil    3a der     Turbinenseheibe     3 mittels     Passstiften    20 und     Sehraubenbolzen     21 verbunden. Durch ihre Formgebung     kaün     die Turbinenscheibe 3     Wärmedehnungen    aus  gleichen.

   Das Schaufelrad 4 des Gebläses ist  auf dem Mantelteil der Topfwelle 2     befestigt..     Die Welle 1 ist in zwei Lagern 5 und 6 ge  lagert. Das Lager 5 ist ein Festlager und in  einer     rohrförmigen    Hülse 7 angeordnet, die  ihrerseits fest im Lagerträger 8 angeordnet.  ist. Die rohrförmige Hülse 7 verläuft von    ihrem im Lagerträger 8     eingespannten    Ende  ab freitragend und nimmt an ihrem andern  Ende das Lager 6 auf. Das dem belasteten  Wellenende zugekehrte Lager 6 ist also ein       Loslager.     



  Die rohrförmige Hülse 7 ist vorteilhaft in  ihrer Längsrichtung zwischen den beiden La  gern 5 und 6 geschlitzt. Je nach Zahl, Länge  und Breite der Schlitze bzw. je nach der  Wandstärke der Hülse 7 ergibt sich eine ganz  bestimmte     Biegesteifigkeit    in radialer Rich  tung. Der steife Lagerträger 8 verläuft im Be  reich der Lager 5 und 6 rohrförmig. Dieser  rohrförmig verlaufende Teil ist mit 8a be  zeichnet und umgibt die rohrförmige Hülse 7,  und zwar zweckmässig mit einem bestimmten  Spiel, so dass im Falle eines Ausschlages des  Lagers 6 bzw. des freien Endes der Hülse 7  dieser Ausschlag durch den koaxial zu ihr ver  laufenden rohrförmigen Teil     8a    des steifen  Lagerträgers begrenzt wird und bei Durch  gang durch die kritische Drehzahl die auf  tretenden Schwingungen gestört werden.

   Die  möglichen Berührungsstellen zwischen der  Hülse 7 und dem Rohrstück     8a    können ausser  dem noch durch entsprechende     Abfräsungen     reduziert werden. Ferner kann man im Be  reich der möglichen Berührungsstellen zwi  schen der Hülse 7 und dem Rohrträger     8a     zweckmässig Ölzuführungen vorsehen, durch  welche Öl zwischen die Hülse 7 und den diese  umhüllenden Teil 8a des Lagerträgers 8 zu  geführt wird, so dass das Anschlagen der Hülse  7 am Träger 8a gedämpft wird. Der Lager  träger 8 besitzt eine     Steifigkeit,    die erheblich  grösser ist. als die der Hülse 7, soweit es die  Stützung des Lagers 6 betrifft.

   Um eine be  sonders hohe     Steifigkeit    zu erreichen, ist der  Lagerträger 8 vorteilhaft als Kegelscheibe aus  gebildet und mit starken Zwischenarmen 9  mit den durchgehenden, steifen Befestigungs  flanschen 10 und 11 verbunden. Die     Befesti-,          gungsarme    9 sind durch den     Zuströmkanal    12  des Gebläses hindurchgeführt und besitzen  vorteilhaft Profilform und können gegebenen  falls sogar als     Vorleitschaufeln    ausgebildet  sein,     uni    der angesaugten Luft z. B. einen  leichten Gegendrall zu erteilen, wodurch sich      die Druckziffer des Kompressors erhöhen und  somit schon bei niedrigeren Drehzahlen der ge  wünschte Druck erreichen lässt.

   Die steife  Kegelscheibe 8 umschliesst den     Ölsammelraum     13 sowie einen besonderen Behälter 14, der  durch eine Ölpumpe 15 dauernd vollgehalten  wird und einen Abfluss über eine Düse in die  hohl ausgebildete Welle 1 hat, von der aus  das Schmieröl in die Lager 5 und 6 austreten  kann, sowie zwecks Kühlung zwischen den  Boden der Hohlwelle 2 und die Welle 1 ge  leitet wird. Die Berührungsstellen zwischen  der Turbinenscheibe 3 und der Hohlwelle 2  sowie zwischen der Läuferwelle 1 und der  Hohlwelle 2 sind     butzenartig    ausgebildet und  so klein wie möglich gehalten und beschränken  sich auf die unmittelbare Umgebung der Pass  stifte 20 und der Schraubenbolzen 21, welche  die Übertragung des Drehmomentes und die  Zentrierung und Befestigung der drei Teile  3, 2 und 1 gegeneinander bewirken.

   Die zwei  fach gelagerte hohle Läuferwelle 1 wird von       Kühlöl    durchspült, welches an dem Flansch  stück zwischen dem Wellenende und der  Innenseite des Bodens der topfförmigen Welle  2 sowie zu den Lagern 5 und 6 nach aussen  austreten kann. Hierdurch wird erreicht, dass  die Läuferwelle 1 durch das Öl während des  Betriebes der Maschine dauernd auf einer  bestimmten Temperatur gehalten wird;

   ausser  dem nimmt der     Gebläserotor    durch seine Be  rührung mit der geförderten Luft eine be  stimmte Temperatur an, die nur sehr wenig  durch die geringe Wärmemenge beeinflusst  wird, welche von der Turbine über deren       Nabenteil        3a    und die Hohlwelle 2 dem     Ge-          bläserotor    zugeführt werden kann. Hierdurch  wird ein Temperaturgleichgewicht erreicht,  welches sich so einstellt, dass sowohl die Läu  ferwelle 1 als auch die Hohlwelle 2 und das  Gebläse 4 keine unzulässigen Temperaturen  annehmen können.

   Nach dem Abstellen der  Maschine wird die von der heissen Turbine ab  gegebene Wärme zunächst die Hohlwelle 2 und  das kalte Gebläse 4 aufheizen, bevor eine  grössere Wärmemenge in die Läuferwelle 1 ein  treten kann, die zur Beschädigung der Lager  5 und 6 führen könnte. Zwecks sicherer Ver-         hinderung    dieser Möglichkeit ist der Ölbehäl  ter 14 vorgesehen, der in Bezug auf die     Ver-    ;  Bindungsstelle der Welle 1 mit der Hohlwelle 2  und die Lager 5 und 6 ein solches Niveau be  sitzt, dass er sich nach dem Abstellen der Ma  schine durch die Bohrung der Welle 1 hin  durch über die drei genannten Stellen entleert,  wodurch die noch gegebenenfalls anfallende  geringe Restwärme durch das ausfliessende Öl  abgeführt wird. Der Ölbehälter 14 wird durch  eine Ölfördereinrichtung, z.

   B. die Pumpe 15,  während des Betriebes der     Aniage    dauernd  voll Öl gehalten, wobei das zuviel geförderte  Öl über den Überlauf 16 in den Ölsumpf     15a     abfliessen kann. Vorteilhaft wird in dem Öl  behälter 14 ein zusätzlicher, von aussen dreh  bar ausgebildeter Behälter 17 angeordnet, der  nach dem Abfliessen des Öls aus dem Haupt  behälter 14 noch gefüllt bleibt. Dieser Be  hälter 17 wird vor oder während des     Anlass-          vorganges    in den Behälter 14 entleert und  versorgt also sofort die angeschlossenen  Schmier- bzw. Kühlstellen mit Schmier- bzw.  Kühlmittel, bis die Ölförderung des normalen       Ölkreislaufes    in Gang gekommen ist.

   Die zen  trale Anordnung des Ölbehälters 14 bzw.     15a     im Mittelteil des Ansaugschachtes 18 des Ge  bläses 4 sorgt für eine ausreichende Rück  kühlung des durchlaufenden Öls.  



  Zwecks weiterer Drosselung des Wärme  überganges von der Turbine an andere Bau  elemente wird vorteilhaft auf der dem Ge  bläse zugewandten Seite der Turbinenscheibe  ein gegen Wärmestrahlung schützender Schirm  22 vorgesehen, der durch     Leckluft    des Ge  bläses, die auf einer oder auf beiden Seiten  des Schirmes entlanggeführt werden kann,  kühlgehalten wird. Bei dem dargestellten  Ausführungsbeispiel wird die bei 23 austre  tende     Leckluft    durch den Spaltraum 24 und  das Labyrinth 25 auf die dem Gebläse zuge  kehrte Seite des Schirmes 22 geführt und  durch den Kanal 26 und über die Gehäuse  trennstel.le 27 nach aussen abgeführt.

   Der  starke Wärmeschutz ist erwünscht, um den       Gebläserotor    möglichst kalt zu halten, damit  er ausreichend viel Wärme aus der Hohlwelle  2 aufnehmen kann, um die Läuferwelle 1 bzw.      deren Lagerstellen gegen schädlichen     Wärme-          einfluss    zu schützen.  



  Bei der beschriebenen     Turbogebläseanlage     werden also nicht nur die gefährlichen Aus  wirkungen kritischer Drehzahlen vermieden,  sondern es besteht auch die Möglichkeit, dass  sich sowohl während des Betriebes als auch  nach dem Abstellen der Maschine zwischen  Turbine und Gebläse ein     Temperaturgleieh-          gewichtszustand    einstellen kann, der die Tem  peratur der Läuferwelle nur wenig beeinflusst  und so einen wirksamen Temperaturschutz für  die Lagerstellen bildet.  



  Durch Anordnung zusätzlicher wärmeiso  lierender Körper zwischen der Turbinen  scheibe und der topfförmigen Hohlwelle und  gegebenenfalls auch zwischen der Läuferwelle  und der Innenseite des Wellenbodens kann  der     Wärmefluss    noch verstärkt gedrosselt wer  den.  



  Die Erfindung ist nicht auf das darge  stellte Ausführungsbeispiel beschränkt, son  dern kann überall da Verwendung finden, wo  ähnliche Betriebs- und Gestaltungsbedingun  gen vorliegen, z. B. wie bei einem Abgast.urbo  gebläse.



      Turbo blower system The invention relates to a turbo blower system in which the turbine and blower wheel are arranged overhung on a shaft, and which has a cup-shaped hollow shaft, on the outside of which the turbine wheel and on the casing part of which the blower wheel is connected and with a die Bearings of the rotor shaft receiving, protruding into the pot shaft tube carrier.



  The special structural features of such engines, combined with their high operating speeds, almost always result in a critical speed of the shaft in the operating range, and there is also the risk that the shaft bearings are exposed to thermal loads from the hot turbine, especially after shutdown the machine can assume impermissibly high values.



  The object of the invention is to build the rotor of systems of the type mentioned at the beginning in such a way that the conduction of heat from the turbine into the bearing can be influenced and controlled.



  The invention consists in that the rotor shaft is connected to the bottom inside of the pot shaft, the cross section of the bottom part of the pot shaft in the direction of heat conduction to the fan being greater than the total cross section of the contact points between this bottom part and the rotor shaft.



  This training ensures that the largest amount of heat given by the turbine rotor from the fan and only a very small part can flow through the rotor shaft to their bearings, where they can then by appropriate arrangement of coolants such. B. flushing of lubricating oil, etc. can be discharged.



  Advantageously, the points of contact or the contact surfaces of the turbine wheel with the outside of the bottom of the hollow shaft and optionally the rotor shaft with the inside of the bottom are as small as possible. ] .I hold and limit it, preferably in the form of small slugs, only to the immediate vicinity of the fastening and centering points.



  The last-mentioned additional measure has the effect that the amount of heat coming from the turbine wheel is kept small.



  By arranging additional heat-insulating bodies between the turbine disk and the cup-shaped hollow shaft and possibly also between the rotor shaft and the inside of the shaft bottom, the heat flow can be throttled even more. In addition, a reinforcement of the thermal protection of the bearings by the arrangement of additional, z. B. with air, or oil working cooling devices, preferably as can be achieved on the shaft or on the bearings themselves.



  By appropriate choice of the stiffness of a flexible component that can be arranged between a stiff bearing bracket and a bearing of the rotor shaft, you can also choose the critical speed of the rotor as you need it in the individual case, since the critical speed of the shaft primarily from this indulgence. depends.



  By arranging the deformation of the resilient component limiting stops, preferably on the bearing bracket, it can also be achieved that the blows of the resilient component be limited when passing through the critical speed. By supporting the shaft on the abovementioned stops, the elastic support system of the shaft is changed and the resonance of the original arrangement is disturbed.



  In the accompanying drawing, the longitudinal section of a gas turbo blower is shown as an exemplary embodiment.



  The rotor shaft 1 of the machine shown is connected at its end to a topfför-shaped hollow shaft 2. where the contact area of the two parts is smaller. than the cross section of the bottom part of the hollow shaft available for heat dissipation. The cup-shaped hollow shaft 2 is connected on the outside of its bottom to the hub part 3 a of the turbine disk 3, which forms a sleeve, by means of dowel pins 20 and screw bolts 21. Due to its shape, the turbine disk 3 can compensate for thermal expansion.

   The impeller 4 of the fan is attached to the casing part of the pot shaft 2. The shaft 1 is in two bearings 5 and 6 ge superimposed. The bearing 5 is a fixed bearing and is arranged in a tubular sleeve 7, which in turn is fixedly arranged in the bearing bracket 8. is. The tubular sleeve 7 extends from its end clamped in the bearing bracket 8 in a self-supporting manner and receives the bearing 6 at its other end. The bearing 6 facing the loaded shaft end is therefore a floating bearing.



  The tubular sleeve 7 is advantageously slotted 5 and 6 in its longitudinal direction between the two La. Depending on the number, length and width of the slots or depending on the wall thickness of the sleeve 7 there is a very specific flexural rigidity in the radial direction Rich. The rigid bearing bracket 8 extends in the Be rich of the bearings 5 and 6 tubular. This tubular part is marked 8a and surrounds the tubular sleeve 7, with a certain amount of play, so that in the event of a deflection of the bearing 6 or the free end of the sleeve 7, this deflection runs through the coaxial ver with her tubular part 8a of the rigid bearing bracket is limited and the vibrations occurring are disturbed when passing through the critical speed.

   The possible points of contact between the sleeve 7 and the pipe section 8a can also be reduced by appropriate millings. Furthermore, one can in the Be rich of possible points of contact between tween the sleeve 7 and the pipe support 8a expediently provide oil feeds through which oil between the sleeve 7 and the enveloping part 8a of the bearing support 8 is guided so that the sleeve 7 hits the Carrier 8a is damped. The bearing carrier 8 has a rigidity that is significantly greater. than that of the sleeve 7, as far as the support of the bearing 6 is concerned.

   In order to achieve a particularly high rigidity, the bearing bracket 8 is advantageously formed as a conical disk and flanges 10 and 11 with strong intermediate arms 9 with the continuous, rigid fastening. The fastening, fastening arms 9 are passed through the inflow channel 12 of the fan and advantageously have a profile shape and can, if necessary, even be designed as a guide vanes, uni the sucked air z. B. to issue a slight counter-twist, which increases the pressure factor of the compressor and thus the ge desired pressure can be achieved even at lower speeds.

   The stiff conical disk 8 encloses the oil collecting space 13 and a special container 14, which is permanently kept full by an oil pump 15 and has an outlet via a nozzle into the hollow shaft 1, from which the lubricating oil can escape into the bearings 5 and 6, and for the purpose of cooling between the bottom of the hollow shaft 2 and the shaft 1 ge is directed. The points of contact between the turbine disk 3 and the hollow shaft 2 and between the rotor shaft 1 and the hollow shaft 2 are slug-like and kept as small as possible and are limited to the immediate vicinity of the fitting pins 20 and the screw bolts 21, which transmit the torque and cause the centering and fastening of the three parts 3, 2 and 1 to each other.

   The two-fold mounted hollow rotor shaft 1 is flushed through by cooling oil, which piece on the flange between the shaft end and the inside of the bottom of the cup-shaped shaft 2 and to the bearings 5 and 6 can escape to the outside. This ensures that the rotor shaft 1 is kept permanently at a certain temperature by the oil while the machine is in operation;

   In addition, the fan rotor assumes a certain temperature due to its contact with the conveyed air, which is only very little influenced by the small amount of heat which can be supplied to the fan rotor by the turbine via its hub part 3a and the hollow shaft 2. As a result, a temperature equilibrium is achieved which is set in such a way that neither the rotor shaft 1 nor the hollow shaft 2 and the fan 4 can assume any impermissible temperatures.

   After turning off the machine, the heat given off by the hot turbine will first heat the hollow shaft 2 and the cold fan 4 before a larger amount of heat can enter the rotor shaft 1, which could damage the bearings 5 and 6. In order to reliably prevent this possibility of the Ölbehäl ter 14 is provided, which in relation to the supply; Binding point of the shaft 1 with the hollow shaft 2 and the bearings 5 and 6 be seated at such a level that it is emptied through the bore of the shaft 1 through the three points mentioned after turning off the Ma machine, whereby the possibly occurring low Residual heat is dissipated by the oil flowing out. The oil tank 14 is supplied by an oil conveyor, e.g.

   B. the pump 15, while the system is in operation, kept full of oil, the excess oil being pumped out through the overflow 16 into the oil sump 15a. Advantageously, in the oil container 14, an additional, externally rotating bar trained container 17 is arranged, which remains filled after the oil has drained from the main container 14. This container 17 is emptied into the container 14 before or during the starting process and thus immediately supplies the connected lubrication or cooling points with lubricant or coolant until the oil supply of the normal oil circuit has started.

   The zen tral arrangement of the oil container 14 and 15a in the middle part of the intake duct 18 of the Ge blower 4 ensures sufficient cooling back of the oil flowing through.



  For the purpose of further throttling the heat transfer from the turbine to other construction elements, a shield 22 protecting against thermal radiation is advantageously provided on the side of the turbine disk facing the blower, which blows through leakage air of the Ge, which are guided along on one or both sides of the shield can be kept cool. In the illustrated embodiment, the leakage air escaping at 23 is guided through the gap 24 and the labyrinth 25 to the side of the screen 22 facing the fan and discharged through the channel 26 and via the housing 27 trennstel.le to the outside.

   The strong thermal protection is desired in order to keep the fan rotor as cold as possible so that it can absorb sufficient heat from the hollow shaft 2 to protect the rotor shaft 1 or its bearing points against the harmful effects of heat.



  In the case of the turbo blower system described, not only the dangerous effects of critical speeds are avoided, but there is also the possibility that an equilibrium temperature can set between the turbine and the blower during operation and after the machine has been switched off, which the tem temperature of the rotor shaft is only slightly influenced and thus forms an effective temperature protection for the bearing points.



  By arranging additional heat-insulating bodies between the turbine disk and the cup-shaped hollow shaft and possibly also between the rotor shaft and the inside of the shaft bottom, the heat flow can be throttled even more.



  The invention is not limited to the Darge presented embodiment, son countries can be used anywhere where there are similar operating and design conditions such. B. as in an Abgast.urbo blower.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Turbogebläseanlage, bei welcher Turbinen- und Gebläserad fliegend auf einer Welle an geordnet sind, mit einer topfförmigen Hohl welle, an deren Aussenseite das Turbinenrad und auf deren Mantelteil das Gebläserad an geschlossen ist, und mit einem die Lager der Läuferwelle aufnehmenden, in die Topfwelle hineinragenden Rohrträger, dadurch gekenn zeichnet, dass an der Bodeninnenseite der Topfwelle die Läuferwelle angeschlossen ist, wobei der Querschnitt des Bodenteils der Topf welle in Richtung der Wärmeleitung zum Ge bläse hin grösser ist als der Gesamtquerschnitt der Berührungsstellen zwischen diesem Boden teil und der Läuferwelle. PATENT CLAIM Turbo blower system, in which the turbine and blower wheel are cantilevered on a shaft, with a cup-shaped hollow shaft, on the outside of which the turbine wheel and on the casing part of which the fan wheel is closed, and with a bearing of the rotor shaft receiving, in the pot shaft protruding pipe support, characterized in that the rotor shaft is connected to the bottom inside of the pot shaft, the cross section of the bottom part of the pot shaft in the direction of heat conduction to the blower is greater than the total cross section of the contact points between this bottom part and the rotor shaft. UNTERANSPRÜCHE 1. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Berührungs flächen des Turbinenrades mit der Aussen seite des Bodens der Hohlwelle und jene der Läuferwelle mit der Innenseite des Bodens sich in Form von Butzen nur auf die unmittelbare Umgebung der Befestigungs- und Zentrie- rungsst.ellen beschränken. SUBClaims 1. Turbo blower system according to claim, characterized in that the contact surfaces of the turbine wheel with the outside of the bottom of the hollow shaft and those of the rotor shaft with the inside of the bottom are in the form of slugs only in the immediate vicinity of the attachment and center - Restrict delivery points. 2. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Turbinenrad und der topf- förmigen Hohlwelle sowie auch zwischen der Läuferwelle und der Innenseite des Hohl- wellenbodens zusätzliche wärmeisolierende Körper angeordnet sind. 3. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass Turbinenrad, topfförmige Hohlwelle, Läuferwelle und Isolierkörper mit tels alle diese Elemente durehdringender Pass stifte und Schrauben verbunden und zentriert sind. 2. Turbo blower system according to claim and dependent claim 1, characterized in that additional heat-insulating bodies are arranged between the turbine wheel and the pot-shaped hollow shaft and also between the rotor shaft and the inside of the hollow shaft base. 3. Turbo blower system according to claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that the turbine wheel, cup-shaped hollow shaft, rotor shaft and insulating body with means of all these elements penetrating fitting pins and screws are connected and centered. 4. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Kühleinrichtun gen für die Läuferwelle vorgesehen sind. 5. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitskühleinrichtung, bei der wäh rend des Betriebes Kühlmittel in einem Be hälter so gespeichert wird, dass ein Gefälle zwischen dem gespeicherten Kühlmittel und den zu kühlenden Stellen aufrechterhalten wird, und dass sich der Behälter nach dem Abstellen der Maschine über die zu kühlenden Stellen entleert. 4. Turbo blower system according to claim, characterized in that Kühleinrichtun gene are provided for the rotor shaft. 5. Turbo blower system according to claim and dependent claim 4, characterized by a liquid cooling device in which during operation coolant is stored in a container in such a way that a gradient between the stored coolant and the places to be cooled is maintained, and that the container after emptied over the areas to be cooled when the machine is switched off. 6. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kühlmittel Schmier öl ist und dass der Speicherbehälter in der Weise unterteilt ist, dass ein Teil des gespei cherten Schmieröls während des Anlassvor- ganges zur Vorschmierung den Lagerstellen zugeführt. werden kann. 7. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch und Unteransprüehen 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass in dem Speicherbehälter für das Kühlmittel ein kleiner Behälter vorgesehen ist, der vor dem Anlassen der Maschine von aussen in den Speicherbehälter entleert werden kann. 6. Turbo blower system according to claim and dependent claims 4 and 5, characterized in that the coolant is lubricating oil and that the storage tank is subdivided in such a way that part of the stored lubricating oil is fed to the bearings during the starting process for prelubrication. can be. 7. Turbo blower system according to claim and dependent claims 4 to 6, characterized in that a small container is provided in the storage container for the coolant, which can be emptied from the outside into the storage container before starting the machine. B. Turbogebläseanl.age nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Ge- bläse zugewandten Turbinenradseite ein wärme isolierender Sehirm vorgesehen ist. 9. Turbogebläseanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch ein Kanalsystem, durch welches beim Betrieb der Maschine Leckluft aus dem Gebläse an mindestens einer Seite des wärmeisolierenden Schirmes entlanggeführt wird. B. Turbogebläseanl.age according to claim, characterized in that a heat-insulating screen is provided on the turbine wheel side facing the fan. 9. Turbo blower system according to claim and dependent claim 8, characterized by a duct system through which leakage air from the fan is guided along at least one side of the heat-insulating screen during operation of the machine. 10. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wel lenlager in einem nachgiebigen Bauelement befestigt ist, das im steifen Lagerträger ab gestützt ist. 11. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch 10, mit zwei Wel lenlagern, dadurch gekennzeichnet, dass das dem belasteten Wellenende zugekehrte Lager nachgiebig angeordnet ist. 12. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteransprüchen 10 und 11, da durch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Bauelement aus einem Rohr besteht, dessen eines Ende mit dem Lagerträger fest ver bunden ist, während es im übrigen freitragend verläuft und an seinem freien Ende das eine Wellenlager aufnimmt. 10. Turbo blower system according to claim, characterized in that a Wel lenlager is fixed in a flexible component which is supported in the rigid bearing bracket. 11. Turbo blower system according to claim and dependent claim 10, with two Wel lenlagern, characterized in that the bearing facing the loaded shaft end is arranged resiliently. 12. Turbo blower system according to claim and dependent claims 10 and 11, characterized in that the flexible component consists of a tube, one end of which is firmly connected to the bearing bracket, while it is cantilevered and at its free end the one shaft bearing records. 13. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteransprüchen 10 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Rohr in Längsrichtung verlaufende Schlitze besitzt. 14. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteransprüchen 10 bis 13, da durch gekennzeichnet, dass das mit dem La gerträger fest verbundene Rohrende das zweite Lager aufnimmt. 15. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteransprüchen 10 bis 14, da durch gekennzeichnet, dass der Lagerträger als Kegelmantel ausgebildet ist, der- an seinem weiteren Ende mit dem übrigen Gehäuse ver bunden ist. 13. Turbo blower system according to claim and dependent claims 10 to 12, characterized in that the flexible tube has slots running in the longitudinal direction. 14. Turbo blower system according to claim and dependent claims 10 to 13, characterized in that the pipe end firmly connected to the La gerträger receives the second bearing. 15. Turbo blower system according to claim and dependent claims 10 to 14, characterized in that the bearing carrier is designed as a conical casing, which is connected to the rest of the housing at its other end. 16. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteransprüchen 10 bis 15, da durch gekennzeichnet, dass der Lagerträger über steife, durch den Ansaugkanal des Ge bläses geführte, profilierte Arme, mit einem Hauptbefestigungsflansch der Anlage verbun den ist. 17. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verformung des nach giebigen Bauelementes begrenzende Anschläge vorgesehen sind. 16. Turbo blower system according to claim and dependent claims 10 to 15, characterized in that the bearing bracket is verbun via rigid, blown through the intake duct of the Ge, profiled arms with a main mounting flange of the system. 17. Turbo blower system according to claim and dependent claim 10, characterized in that the deformation of the limitative stops according to the yielding component are provided. 18. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteransprüchen 10 und 17, da durch gekennzeichnet, dass der Lagerträger im Bereich der aufzunehmenden Lager in ein stei fes Rohr ausläuft, welches das nachgiebige Bauelement im Abstand koaxial umgibt und als Anschlag zur Begrenzung von dessen radialen Schwingungen dient. 18. Turbo blower system according to claim and dependent claims 10 and 17, characterized in that the bearing carrier in the area of the bearing to be accommodated expires in a stei fes tube, which surrounds the flexible component at a distance coaxially and serves as a stop to limit its radial vibrations. 19. Turbogebläseanlage nach Patentan spruch und Unteransprüchen 10, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ölzufüh- rungsleitung vorgesehen ist, durch welche beim Betrieb Öl zwischen das nachgiebige Bauele ment und den dieses umhüllenden rohrförmi- gen Teil des Lagerträgers an die Stellen ge führt wird, welche bei auftretenden Schwin gungen als Anschlag dienen. 19. Turbo blower system according to claim and dependent claims 10, 17 and 18, characterized in that an oil supply line is provided through which oil leads between the flexible component and the tubular part of the bearing bracket surrounding it during operation which serve as a stop when vibrations occur.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1112860B (en) * 1957-06-04 1961-08-17 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Gas turbine runner

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