CH713304B1 - 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, so dass das Einsatzstück (12) und der Diffusor (13) ein integrale Einheit bilden.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Radialverdichter und einen Turbolader.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] Aus der EP 1340920B1ist ein Radialverdichter mit einem Diffusor bekannt, wobei der Diffusor des dort offenbarten Radialverdichters Leitschaufeln aufweist.
[0005] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Radialverdichter und einen Turbolader mit einem solchen Radialverdichter zu schaffen.
[0006] Diese Aufgabe wird durch einen Radialverdichter nach Anspruch 1gelöst.
[0007] Erfindungsgemäß ist der Diffusor als schaufelloser Diffusor und als integraler Bestandteil des Einsatzstücks ausgebildet.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] Der erfindungsgemäße Turbolader ist in Anspruch 7definiert.
[0011] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Radialverdichter.
[0012] Die Erfindung betrifft einen Radialverdichter und einen Turbolader mit einem Radialverdichter.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] Die Turbine eines Turboladers verfügt über einen Turbinenrotor und ein Turbinengehäuse. Der Verdichter, nämlich der Radialverdichter 10, verfügt über ein Verdichtergehäuse 11und einen mit dem Turbinenrotor über eine Welle gekoppelten Verdichterrotor. Die Welle ist in einem Lagergehäuse 22gelagert, das einerseits mit dem Turbinengehäuse der Turbine und andererseits mit dem Verdichtergehäuse 11des Radialverdichters 10verbunden ist.
[0016] Fig. 1zeigt einen schematisierten Querschnitt durch statorseitige Baugruppen eines Radialverdichters 10, insbesondere zeigt Fig. 1eine Verdichtergehäuse 11des Radialverdichters 10sowie im Verdichtergehäuse 11des Radialverdichters 10aufgenommene Baugruppen, so zum Beispiel ein Einsatzstück 12, einen Diffusor 13sowie einen Dichtdeckel 14. Der Verdichterrotor mit seinen Laufschaufeln ist in Fig. 1nicht gezeigt.
[0017] Das Einsatzstück 12begrenzt einen zu den Laufschaufeln des nicht gezeigten Rotors hinführenden Strömungskanal und der Diffusor 13begrenzt einen von den Laufschaufeln des nicht gezeigten Rotors wegführenden Strömungskanal jeweils zumindest abschnittsweise.
[0018] Bei dem erfindungsgemäßen Radialverdichter 10ist der Diffusor 13als schaufelloser Diffusor ausgebildet und als integraler Bestandteil des Einsatzstücks 12ausgeführt. Diffusor 13und Einsatzstück 12bilden demnach eine monolithische, einstückige Baugruppe.
[0019] Die integrale Einheit bzw. monolithische Baugruppe aus dem Diffusor 13und dem Einsatzstück 12ist am Verdichtergehäuse 11befestigt, insbesondere ist die integrale Einheit bzw. monolithische Baugruppe aus dem Diffusor 13und dem Einsatzstück 12mit dem Verdichtergehäuse 11verschraubt, vorzugsweise über einen Haltering 15.
[0020] Die Verschraubung der monolithischen Einheit bzw. der einstückigen Baugruppe aus Haltering 12und Diffusor 13am Verdichtergehäuse 11erfolgt derart, dass der Haltering 15über erste Schrauben 16mit dem Verdichtergehäuse 11, nämlich einem Flansch 18desselben, und über zweite Schrauben 17mit der integralen Einheit aus Diffusor 13und Einsatzstück 12, nämlich mit einem Flansch 19dieser integralen Einheit, individuell verschraubt ist.
[0021] Fig. 1kann entnommen werden, dass der Haltering 15an einem strömungseintrittsseitigen Abschnitt des Verdichtergehäuses 11bzw. der integralen Einheit aus Einsatzstück 12und Diffusor 13positioniert ist, so dass der Flansch 19, über welchen das Einsatzstück 15mit den Schrauben 17an der integralen Einheit befestigt ist, dem Einsatzstück 12zuzuordnen ist.
[0022] Gemäß Fig. 1ist im Bereich des Diffusors 13ein Anschlag 20ausgebildet, der an einem entsprechenden Anschlag 21des Verdichtergehäuses 11zur Anlage kommt und der Zentrierung der integralen bzw. monolithischen Einheit aus Diffusor 13und Einsatzstück 12im Verdichtergehäuse 11dient.
[0023] Beim erfindungsgemäßen Radialverdichter 10ist demnach der Diffusor 13schaufellos und integraler Bestandteil des Einsatzstücks 12. Dadurch, dass der Diffusor 13schaufellos ausgeführt ist, verfügt derselbe über keinen Kontakt zum Lagergehäuse 22und kann so nicht am Lagergehäuse 22geklemmt bzw. montiert werden. Um auf eine individuelle Verschraubung des Diffusors 13mit dem Verdichtergehäuse 11zu verzichten, ist der schaufellose Diffusor 13integraler Bestandteil des Einsatzstücks 12. Durch das Zusammenführen von schaufellosem Diffusor 13und Einsatzstück 12ist demnach keine separate Fixierung des schaufellosen Diffusors 13im Verdichtergehäuse 11erforderlich. Der Diffusor 13wird zusammen mit dem Einsatzstück 12am Verdichtergehäuse 11montiert, nämlich verschraubt. Nachteilige Spalte und Stufen in einem nach der Praxis vorhandenen Übergangsbereich zwischen Einsatzstück 12und Diffusor 13werden eliminiert, wodurch die Strömungsführung des Verdichters 10verbessert wird, wodurch letztendlich die Strömung stabilisiert und die Effektivität des Radialverdichters 10gesteigert werden kann.
Bezugszeichenliste
[0024] 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

Claims (7)

1. 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, so dass das Einsatzstüch (12) und der Diffusor (13) eine integrale Einheit bilden. satzstüch (12) und der Diffusor (13) ein integrale Einheit bilden.
2. Radialverdichter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dassdie integrale Einheit aus dem Diffusor (13) und dem Einsatzstück (12) an dem Verdichtergehäuse (1) befestigt ist.
3. Radialverdichter nach Anspruch 1oder 2,dadurch gekennzeichnet,dassdie integrale Einheit aus dem Diffusor (13) und dem Einsatzstück (12) mit dem Verdichtergehäuse (11) über einen Haltering (15) verbunden ist.
4. Radialverdichter nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet,dassder 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.
5. Radialverdichter nach Anspruch 3oder 4,dadurch gekennzeichnet,dassder Haltering (15) mit der integralen Einheit aus Diffusor (13) und Einsatzstück (12) und mit dem Verdichtergehäuse (11) verschraubt ist.
6. Radialverdichter nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet,dassder 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.
7. 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 1bis 6ausgebildet ist.
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