CZ29063U1 - Cooling of critical sections of turbocharger compressor - Google Patents
Cooling of critical sections of turbocharger compressor Download PDFInfo
- Publication number
- CZ29063U1 CZ29063U1 CZ2015-31386U CZ201531386U CZ29063U1 CZ 29063 U1 CZ29063 U1 CZ 29063U1 CZ 201531386 U CZ201531386 U CZ 201531386U CZ 29063 U1 CZ29063 U1 CZ 29063U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- diffuser
- compressor
- cooling
- side wall
- coolant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/444—Bladed diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/52—Outlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyField of technology
Řešení se týká chlazení kritických částí kompresorového stupně turbodmýchadla, které se skládá ze sání, kompresorového kola uspořádaného na hřídeli, ke kterému je přiřazena vložka kompresoru, nainstalovaná do spirální skříně, přičemž na kompresorové kolo, které je opatřené větším počtem lopatek, dále navazuje bezlopatková část difuzoru, za níž následuje lopatková část difuzoru.The solution relates to the cooling of critical parts of a compressor stage of a turbocharger, which consists of a suction, a compressor wheel arranged on a shaft to which a compressor insert is associated, installed in a scroll box, the compressor wheel being provided with a plurality of blades being followed by a bladeless part. diffuser, followed by the blade portion of the diffuser.
Dosavadní stav technikyPrior art
Plnící turbodmychadlo je proudový stroj využívající k svému pohonu energii obsaženou ve výfukových plynech a slouží ke stlačování vzduchu, který je pak po ochlazení přiváděn do válce spalovacího pístového motoru. Skládá se ze dvou hlavních částí - kompresorové a turbínové. Kompresor stlačuje vzduch vstupující do motoru a výrazně tak zvyšuje jeho objemovou účinnost oproti klasickému nepřeplňovanému motoru. Kinetická energie plynu se přenáší na turbínu pohánějící kompresor. Turbína je roztáčena výfukovými plyny vystupujícími z motoru a je umístěna na společném hřídeli s kompresorem. S rozvojem měrných výkonů rostou i požadavky na poměrné stlačení vzduchu v kompresoru turbodmychadla. Úměrně stlačení roste i teplota stlačeného vzduchu, což je nevýhodné. Pro motory, znamená vyšší teplota plnícího vzduchu snížení účinnosti motoru. Tento problém se většinou řeší použitím mezichladiče stlačeného vzduchu (tzv. intercooler), který teplotu opět sníží. Stlačením plnícího vzduchu se dosáhne zvýšení hustoty vzduchu, zvýšení hmotnostní náplně válce, lepšího teplotního režimu, nižší produkce oxidů dusíku, lepších podmínek pro mazání válce a výfukové plyny mají nižší teplotu. Z pohledu konstrukce turbodmýchadla zvýšení stlačení a výstupní teploty doposud znamenalo pouze změnu materiálu oběžného kola, skříně a lopatkového difuzoru, pokud byl v dané sestavě používán. Současné konstrukce turbodmychadel používají radiální kolo kompresoru namontované na hřídeli uložené v ložiscích. Na opačném konci hřídele je upevněno oběžné kolo turbíny ať už axiálního nebo radiálního provedení. Oběžné kolo kompresoru je z vnější strany obemknuto statorovou částí tak, aby vůle mezi oběžným kolem a statorem byla co možná nejmenší, při zachování potřebné provozní bezpečnosti a spolehlivosti. Po průchodu oběžným kolem kompresoru vstupuje stlačený a ohřátý vzduch do difuzoru, který je obvykle tvořen stěnou skříně kompresoru a protistěnou náležející k ložiskové skříni. V některých případech se do sestavy zařazuje lopatkový difuzor. Po průchodu difuzorem vzduch vchází do spirály kompresorové skříně a krátkým difuzorem přichází k výstupní přírubě, na kterou je pak připojen mezichladič a plnící potrubí spalovacího motoru. Kompresorová skříň bývá ve většině případů jednoplášťový odlitek. Někdy je používána dvouplášťová skříň, aby vnější povrchové teploty nepřesáhly dovolenou hodnotu (viz. například článek MTU's powewrful single-stage performer for four-strokes, Worldwide Turbocharger Guide, August/September 2007).The turbocharger is a jet engine that uses the energy contained in the exhaust gases for its propulsion and serves to compress the air, which is then fed to the cylinder of the internal combustion piston engine after cooling. It consists of two main parts - compressor and turbine. The compressor compresses the air entering the engine and thus significantly increases its volumetric efficiency compared to a conventional non-supercharged engine. The kinetic energy of the gas is transferred to the turbine driving the compressor. The turbine is rotated by the exhaust gases coming out of the engine and is located on a common shaft with the compressor. With the development of specific powers, the requirements for relative air compression in the turbocharger compressor also increase. The temperature of the compressed air also increases in proportion to the compression, which is disadvantageous. For engines, a higher charge air temperature reduces engine efficiency. This problem is usually solved by using an intercooler, which lowers the temperature again. By compressing the charge air, an increase in air density is achieved, an increase in cylinder mass charge, a better temperature regime, a lower production of nitrogen oxides, better conditions for cylinder lubrication, and a lower exhaust gas temperature. From the point of view of the turbocharger design, the increase in compression and outlet temperature has so far only meant a change in the material of the impeller, housing and vane diffuser, if used in the given assembly. Current turbocharger designs use a radial compressor wheel mounted on a shaft mounted in bearings. At the opposite end of the shaft, a turbine impeller of either axial or radial design is mounted. The compressor impeller is surrounded on the outside by the stator part so that the clearance between the impeller and the stator is as small as possible, while maintaining the necessary operational safety and reliability. After passing through the impeller of the compressor, compressed and heated air enters the diffuser, which is usually formed by the wall of the compressor housing and the partition wall belonging to the bearing housing. In some cases, a vane diffuser is included in the assembly. After passing through the diffuser, the air enters the spiral of the compressor housing and the short diffuser comes to the outlet flange, to which the intercooler and the filling pipe of the internal combustion engine are then connected. The compressor housing is in most cases a single-shell casting. A double-walled enclosure is sometimes used so that external surface temperatures do not exceed the allowable value (see, for example, MTU's Powewrful Single-Stage Performer for Four-Strokes, Worldwide Turbocharger Guide, August / September 2007).
Problematickým se jeví, že kompresorový stupeň turbodmychadel nasává vzduch většinou z prostoru strojovny, kde se mohou vyskytovat páry zejména ropných látek. V mnohých případech je do sání kompresoru připojeno odvětrání klikové skříně motoru, kde se také i přes zařazení separátoru objevují olejové páry. Tyto látky během komprese vlivem rostoucí teploty mění svojí strukturu a ulpívají zejména na výstupu oběžného kola, stěnách bezlopatkového difuzoru a lopatkách lopatkového difuzoru. Tento negativní efekt se objevuje zejména při vysokých stlačeních, které se u moderních turbodmychadel stává běžným. Ulpívající částice postupem doby tvoří souvislou vrstvu, která má několik negativních projevů:It seems problematic that the compressor stage of turbochargers sucks air mostly from the engine room, where vapors, especially petroleum substances, can occur. In many cases, the crankcase ventilation of the engine is connected to the compressor intake, where oil vapors also appear despite the inclusion of a separator. During compression, these substances change their structure due to the increasing temperature and adhere in particular to the impeller outlet, the walls of the bladeless diffuser and the blades of the blade diffuser. This negative effect occurs especially at high compressions, which is becoming common in modern turbochargers. Over time, the adhering particles form a continuous layer that has several negative manifestations:
- mění průřezy průtočných částí- changes the cross-sections of the flow parts
- nanáší se nerovnoměrně a zvyšuje zbytkovou nevývahu rotujících dílů a namáhání profilů- is applied unevenly and increases the residual imbalance of rotating parts and stresses on profiles
- zvyšuje drsnost povrchu- increases surface roughness
- zhoršuje přestup tepla- impairs heat transfer
-1 CZ 29063 UI-1 CZ 29063 UI
V důsledku těchto jevů dochází ke zhoršování účinnosti a provozních vlastností kompresoru. Výše jmenované negativní vlivy se řešily zkrácením intervalů údržby a mechanickým čistěním dílů, demontáži rotoru a jeho nové vyvažování se všemi důsledky.As a result of these phenomena, the efficiency and operating characteristics of the compressor deteriorate. The above-mentioned negative effects were solved by shortening the maintenance intervals and mechanical cleaning of parts, disassembly of the rotor and its rebalancing with all the consequences.
Běžně se pro radiální kompresorové stupně používají různé typy difuzorů, například difúzory bez lopatek, či s lopatkami nebo s vrtanými kanály apod. Na obr. 1 je znázorněn příklad kompresorového stupně opatřeného difúzorem s lopatkami. Za oběžným kolem kompresorového stupně je uspořádán difúzor obsahující krátkou bezlopatkovou část a lopatkovou část, ze které plyn vstupuje do spirální skříně. V oběžném kole kompresorového stupně je předávána práce, která vede k zvýšení vnitřní energie plynu, což se navenek projevuje zvýšením tlaku a teploty. Ve statoru kompresorového stupně dochází k přeměně kinetické energie na tlakovou (potenciální energii). Celková teplota plynu se již v zásadě nemění. Teplota bezlopatkové části a lopatkové části difuzoru i spirální skříně je blízká celkové teplotě plynu, což může při vysokých stlačeních, kdy jsou teploty vysoké vést k následným technickým potížím:Various types of diffusers are commonly used for radial compressor stages, for example diffusers without blades, or with blades or with drilled channels, etc. Fig. 1 shows an example of a compressor stage provided with a diffuser with blades. Behind the impeller of the compressor stage, a diffuser is arranged comprising a short bladeless part and a bladed part from which the gas enters the spiral housing. In the impeller of the compressor stage, work is transferred, which leads to an increase in the internal energy of the gas, which is manifested externally by an increase in pressure and temperature. In the stator of the compressor stage, kinetic energy is converted into pressure (potential energy). The total gas temperature no longer changes in principle. The temperature of the bladeless part and the bladed part of the diffuser and the spiral housing is close to the total gas temperature, which can lead to the following technical problems at high compressions, when the temperatures are high:
- snížení mechanických vlastností materiálů- reduction of mechanical properties of materials
- zhoršení těsnosti- deterioration of tightness
- deformace- deformation
- zanášení dílů látkami obsaženými ve vzduchu, které při vyšších teplotách mění svoji strukturu, čímž dochází k poklesu účinnosti.- clogging of parts with substances contained in the air, which change their structure at higher temperatures, which reduces the efficiency.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Cílem řešení je snížení teploty v kritických částech kompresorového stupně a to zejména v místě oběžného kola kompresoru a dále difuzoru bez ohledu na jejich konstrukci a dále jejich přilehlých částí přivedením chladícího média k těmto částem.The aim of the solution is to reduce the temperature in critical parts of the compressor stage, especially at the impeller of the compressor and the diffuser, regardless of their construction and their adjacent parts by bringing the cooling medium to these parts.
Tohoto cíle je dosaženo kompresorovým stupněm turbodmýchadla podle tohoto technického řešení, který se skládá ze sání, kompresorového kola uspořádaného na hřídeli, ke kterému je přiřazena vložka kompresoru, nainstalovaná do spirální skříně, neboje vložka integrovanou součástí spirální skříně, přičemž na kompresorové kolo, které je opatřené větším počtem lopatek dále navazuje bezlopatková část difuzoru, za níž následuje lopatková část difuzoru. Podstata technického řešení spočívá v tom, že oblast kompresorového stupně s nejvyššími teplotami má oddělen prostor pro průchod stlačeného plynu a prostor pro chladící médium, který vymezuje levá boční stěna a pravá boční stěna bezlopatkové části i lopatkové části difuzoru a ně navazující levá a pravá komora, jenž jsou určeny pro průchod chladícího média přiváděného nebo odváděného přípojkami přívodu respektive odvodu chladícího média, přičemž v tomto provedení jsou levá i pravá komora opatřeny po jedné přípojce přívodu a odvodu chladícího média.This object is achieved by a compressor stage of a turbocharger according to this technical solution, which consists of a suction, a compressor wheel arranged on a shaft to which a compressor insert is installed in a scroll housing or a liner an integral part of the scroll housing. provided with a plurality of blades is further followed by a bladeless part of the diffuser, followed by a blade part of the diffuser. The essence of the technical solution lies in the fact that the area of the compressor stage with the highest temperatures has a separate space for passage of compressed gas and space for refrigerant, which defines the left side wall and right side wall of bladeless part and blade part of diffuser and adjoining left and right chamber, which are intended for the passage of the cooling medium supplied or discharged through the connections of the supply and discharge of the cooling medium, respectively, in this embodiment the left and right chambers are provided after one connection of the supply and discharge of the cooling medium.
K chlazení se používá vnější médium, které je na motoru nejčastěji k dispozici a to voda, olej nebo vzduch. Mohou to být i řešení, která nejsou spojena s motorem a mají vlastní okruh. Pro dosažení dostatečného chladícího účinku obíhá chladící médium nucené. Mohou být využity i chladící kapalné nebo plynné látky vyvinuté speciálně pro chladící účely.The external medium most commonly available on the engine, water, oil or air, is used for cooling. They can also be solutions that are not connected to the motor and have their own circuit. To achieve a sufficient cooling effect, the cooling medium is forced to circulate. Liquid or gaseous refrigerants developed specifically for refrigeration purposes may also be used.
U statorových částí chladící médium omývá stěny lopatkového a bezlopatkového difuzoru a tím snižuje jejich teplotu. Teplota lopatek a přilehlých částí je snižována vedením tepla kovovými částmi, jejichž vodivost je výrazně vyšší, než je přestup tepla ze stlačeného vzduchu do chlazených částí kompresoru. V případě lopatkového difuzoru je možné efektivitu odvodu tepla zvýšit i přímým chlazením lopatek průchodem chladícího média skrze otvory v lopatkách vytvořených.In the case of stator parts, the cooling medium washes the walls of the vane and bladeless diffuser and thus reduces their temperature. The temperature of the blades and adjacent parts is reduced by conducting heat through metal parts, the conductivity of which is significantly higher than the heat transfer from the compressed air to the cooled parts of the compressor. In the case of a blade diffuser, it is also possible to increase the heat dissipation efficiency by directly cooling the blades by passing a cooling medium through the holes in the blades formed.
Pro snížení povrchové teploty dílů a ke snížení usazovaní látek, které potom vede ke zhoršení účinnosti, jsou levá boční stěna i pravá boční stěna a ně navazující levá a pravá komora vzájemně propojeny alespoň jedním průchozím otvorem pro průchod chladícího média vytvořeným v lopatkách lopatkové části difuzoru. Chladící médium, které nucené proudí kanály, které byly k tomuto účelu vytvořeny, odebírá teploTo reduce the surface temperature of the parts and to reduce the settling of substances, which then leads to a deterioration in efficiency, the left side wall and the right side wall and the adjacent left and right chambers are interconnected by at least one coolant passage opening formed in the vanes of the diffuser vane. The cooling medium, which is forced to flow through the channels that have been created for this purpose, absorbs heat
-2CZ 29063 UI-2CZ 29063 UI
Je výhodné když se k chlazení difuzoru a jeho přilehlých části použije přídavného chladícího média např. vody. Chladící médium odvádí teplo z materiálu difuzoru a jeho přilehlých částí, čímž snižuje, jak teplotu materiálu difuzoru a k němu přilehajících částí, tak i teplotu plynu. Přídavné chlazení výše jmenovaných částí má následující výhody:It is advantageous if an additional cooling medium, eg water, is used to cool the diffuser and its adjacent parts. The cooling medium dissipates heat from the diffuser material and its adjacent parts, thereby lowering both the temperature of the diffuser material and adjacent parts and the gas temperature. Additional cooling of the above parts has the following advantages:
- Dojde ke snížení teploty materiálu difuzoru a jeho přilehlých částí- The temperature of the diffuser material and its adjacent parts will be reduced
- Sníží se nebo se zcela odstraní potíže spojené s vysokou teplotou dílů- Problems associated with high temperature of parts are reduced or completely eliminated
- Prodlouží se životnost difuzoru a jeho přilehlých dílů- The service life of the diffuser and its adjacent parts will be extended
- Sníží se teplota stlačovaného media (zdánlivě se zvýší účinnost komprese)- The temperature of the compressed medium decreases (compression efficiency seems to increase)
- Sníží se teplotní špička po odstavení stroje, protože chlazené díly do sebe pojmou více tepla a chladící médium obvykle může samovolně protékat i po odstavení- The temperature peak decreases after shutting down the machine, because the cooled parts absorb more heat and the cooling medium can usually flow spontaneously even after shutting down
- Sníží se teplotní namáhám oběžného kola kompresorového stupně při zpětném proudění (pumpáži).- The thermal stress on the compressor stage impeller during backflow (pumping) is reduced.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí obrázků, kde je obr. 1 dílčí podélný řez kompresorovým stupněm s difuzorem opatřeným lopatkami, obr. 2 podélný řez kompresorovým stupněm v oblasti difuzoru, kde jsou chlazeny pouze stěny přiléhající k bezlopatkové a lopatkové části difuzoru a obr. 3a podélný řez kompresorovým stupněm podle druhého příkladného provedení v oblasti lopatkovým difuzoru, jehož statorová část je ochlazována průtokem chladícího média kolem stěn difuzoru a skrze lopatky lopatkového difuzoru a obrázek 3b zobrazuje příčný řez difuzorem přes lopatku.The technical solution will be further elucidated by means of figures, where Fig. 1 is a partial longitudinal section of a compressor stage with a diffuser provided with blades, Fig. 2 is a longitudinal section of a compressor stage in the diffuser area where only walls adjacent to the bladeless and blade part of the diffuser are cooled and a longitudinal section through a compressor stage according to a second exemplary embodiment in the region of a vane diffuser, the stator part of which is cooled by the flow of cooling medium around the diffuser walls and through the vane diffuser blades, and Figure 3b shows a cross section through the diffuser through the vane.
Na výkresech jsou znázorněny jen ty části kompresorového stupně, které jsou nezbytné pro porozumění řešení. Proudění chladícího média i pracovního plynu je znázorněno prostřednictvím šipek.The drawings show only those parts of the compressor stage that are necessary to understand the solution. The flow of coolant and working gas is indicated by arrows.
Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution
Princip konstrukce chlazení difuzoru turbodmýchadla a k němu přilehlých částí ve smyslu tohoto technického řešení bude dále objasněn, nikoliv však omezen v následujících příkladech.The principle of construction of the cooling of the turbocharger diffuser and the adjacent parts in the sense of this technical solution will be further elucidated, but not limited in the following examples.
Turbodmychadlo sestává z kompresorového stupně a na výkrese neznázoměné spalinové turbíny. Základní uspořádám kompresorového stupně turbodmýchadla je částečně znázorněno na obr. 1. Uspořádání tvoří ucelený soubor dílů, které umožňují nasátí a stlačení plynu. Kompresorový stupeň se v tomto provedení skládá ze sání 13, oběžného (kompresorového) kola 1 kompresorového stupně, k němuž je přiřazena vložka 5 kompresoru, nainstalovaná do spirální skříně 4. Na oběžné (kompresorové) kolo 1 kompresorového stupně, které je opatřeno větším počtem lopatek a uspořádané na hřídeli dále navazuje bezlopatková část 2 difuzoru, k níž přiléhá lopatková část 3 difuzoru. Tato lopatková část 3 difúzoru vyúsťuje do spirální skříně 4, na kterou většinou navazuje výstupní difuzor s připojovací přírubou (na obr. 1 není zakreslen).The turbocharger consists of a compressor stage and a flue gas turbine (not shown in the drawing). The basic arrangement of the compressor stage of a turbocharger is partially shown in Fig. 1. The arrangement forms a complete set of parts that allow gas to be sucked in and compressed. The compressor stage in this embodiment consists of a suction 13, a compressor stage impeller 1, to which a compressor insert 5 is associated, installed in a scroll housing 4. On a compressor stage impeller 1, which is provided with a plurality of blades and arranged on the shaft further adjoins the bladeless part 2 of the diffuser, to which the blade part 3 of the diffuser adjoins. This blade part 3 of the diffuser opens into a spiral housing 4, to which the outlet diffuser with the connecting flange is usually connected (it is not shown in Fig. 1).
Příkladné provedení chlazení difuzoru a přilehlých částí kompresorového stupně, kde jsou chlazeny pouze stěny přiléhající k bezlopatkové a lopatkové části difuzoru je znázorněno na obr. 2. Konstrukce chlazení difuzoru v tomto provedení tvoří oběžné kolo 1 kompresoru, k němuž je přiřazena vložka 5 kompresoru, instalovaná do spirální skříně 4. Na oběžné kolo 1 kompresorového stupně dále navazuje bezlopatková část 2 difuzoru, na níž následuje lopatková část 3 difuzoru. Na obrázku je vidět, že u bezlopatkové části 2 i lopatkové části 3 difuzoru byly u levé boční stěny 6 a pravé boční stěny 7 vytvořeny levá komora 9 a pravá komora 10, kterými protéká chladící médium přiváděné respektive odváděné přípojkami 11 přívodu resp. odvodu chladícího média a přípojkou 12 odvodu resp. přívodu chladícího média. V tomto provedení má levá komora 9 a pravá komora 10 po jedné přípojce 11 přívodu resp. odvodu chladícího média a přípojkou 12 odvodu resp. přívodu chladícího média.An exemplary embodiment of cooling the diffuser and adjacent parts of the compressor stage, where only the walls adjacent to the bladeless and blade parts of the diffuser are cooled, is shown in Fig. 2. The diffuser cooling structure in this embodiment forms a compressor impeller 1 to which a compressor insert 5 is installed. into the spiral housing 4. The impeller 1 of the compressor stage is further followed by a bladeless part 2 of the diffuser, followed by a blade part 3 of the diffuser. It can be seen in the figure that in the bladeless part 2 and the blade part 3 of the diffuser, a left chamber 9 and a right chamber 10 have been formed at the left side wall 6 and right side wall 7, through which the cooling medium supplied and discharged through the supply and discharge connections 11 respectively. coolant outlet and connection 12 of the coolant resp. coolant supply. In this embodiment, the left chamber 9 and the right chamber 10 each have one inlet connection 11 and a supply line, respectively. coolant outlet and connection 12 of the coolant resp. coolant supply.
-3CZ 29063 UI-3CZ 29063 UI
Při provozu kompresorového stupně je chladící médium o teplotě výrazně nižší než teplota změny struktury par obsažených ve stlačovaném plynu přiváděno přes otvor 111 přívodu do levé komory 9 i pravé komory 10 přípojkou 11 přívodu resp. odvodu chladícího média a odváděno otvorem 121 z pravé komory 10 přípojkou 12 odvodu resp. přívodu chladícího média, přičemž jak vyplývá z obr. 2 přívod, nebo odvod chladícího média může být zaměněn. Levá boční stěna 6 a pravá boční stěna 7 difuzoru jsou omývány stlačeným plynem. Lopatky 31 difuzoru jsou k levé boční stěně 6 i pravé boční stěně 7 difuzoru upevněny způsobem, který umožňuje, aby teplo z protékajícího stlačeného plynu bylo odebíráno kondukcí přes levou boční stěnu 6 a pravou boční stěnu 7 difuzoru do chladícího média. Chladící médium je z levé komory 9 i pravé komory 10 odváděno přes přípojky 11 přívodu resp. odvodu chladícího média a přípojkou 12 odvodu resp. přívodu chladícího média. Chladící médium je pak dále odváděno přes otvor 111 přívodu a otvor 121 odvodu přípojky 11 přívodu resp. odvodu chladícího média mimo kompresorový stupeň do chladiče (na výkrese není znázorněn).During operation of the compressor stage, a cooling medium with a temperature significantly lower than the temperature of change of the structure of vapors contained in the compressed gas is supplied through the inlet opening 111 to the left chamber 9 and the right chamber 10 via the inlet connection 11 of the cooling medium and discharged through the opening 121 from the right chamber 10 through the connection 12 of the discharge resp. coolant supply, whereby as shown in FIG. 2, the coolant supply or discharge can be interchanged. The left side wall 6 and the right side wall 7 of the diffuser are flushed with compressed gas. The diffuser blades 31 are fixed to both the left side wall 6 and the right side wall 7 of the diffuser in a way that allows heat from the flowing compressed gas to be removed by conduction through the left side wall 6 and the right side wall 7 of the diffuser into the cooling medium. The cooling medium is discharged from the left chamber 9 and the right chamber 10 via the connections 11 of the supply or coolant outlet and connection 12 of the coolant resp. coolant supply. The cooling medium is then further discharged via the inlet opening 111 and the outlet opening 121 of the inlet connection 11 and the inlet, respectively. discharge of refrigerant outside the compressor stage to the cooler (not shown in the drawing).
Další variantní provedení kompresorového stupně, který je konstruován obdobně, jak je popsáno výše, avšak chladící médium navíc prochází i přes otvory 8, které jsou vytvořeny v lopatkách 31 lopatkové části 3 difuzoru je znázorněn na obr. 3a a obr. 3b. Konstrukci v tomto provedení tvoří oběžné kolo 1 kompresorového stupně, na něž navazuje bezlopatková část 2 difuzoru a lopatková část 3 difuzoru. Do jehož pravé boční stěny 7 difuzoru zasahuje pravá komora 10 pro chladící médium a do levé boční stěny 6 difuzoru zasahuje levá komora 9 pro chladící médium, přičemž levá komora 9 i pravá komora 10 jsou vzájemně propojeny otvory 8, jenž jsou vytvořeny v lopatkách 31 uspořádané v lopatkové části 3 difuzoru.Another variant embodiment of the compressor stage, which is constructed similarly as described above, but the cooling medium additionally passes through the openings 8 which are formed in the blades 31 of the blade part 3 of the diffuser is shown in Fig. 3a and Fig. 3b. The construction in this embodiment consists of an impeller 1 of a compressor stage, which is followed by a bladeless part 2 of the diffuser and a blade part 3 of the diffuser. The right side wall 7 of the diffuser extends into the right chamber 10 for the cooling medium and the left side wall 6 of the diffuser by the left chamber 9 for the cooling medium, the left chamber 9 and the right chamber 10 being interconnected by openings 8 formed in vanes 31 arranged in the blade part 3 of the diffuser.
Při provozu kompresorového stupně je chladící médium o teplotě výrazně nižší než teplota změny struktury par obsažených ve stlačovaném plynu například přiváděno přes otvor 111 přívodu chladícího média přípojky 11 (na výkrese nejsou znázorněny) do levé komory 9 a z ní pak otvory 8 vytvořenými v lopatkách 31 do pravé komory 10. Přes levou komoru 9 a pravou komoru 10 a otvory 8 je z levé stěny 6, pravé stěny 7 a lopatek difuzoru 31 odváděno teplo prostřednictvím proudícího chladícího média a tím dojde i k ochlazení stlačovaného plynu, který uvedené části omývá. Lopatky 31 difuzoru opatřené otvory 8 jsou k levé stěně 6 i pravé stěně 7 difuzoru upevněny způsobem, který umožňuje, aby teplo, které do nich přitéká ze stlačeného plynu, bylo odebíráno i kondukcí přes levou boční stěnu 6 a pravou boční stěnu 7 difuzoru do chladícího média, které je dále odváděno přes otvor 121 odvodu přípojky 12 odvodu respektive přívodu chladícího média mimo kompresorový stupeň do chladiče (na výkrese není znázorněn). Průtok chladícího média levou komoru 9 a pravou komorou 10 a otvory 8 v lopatce difuzoru lze realizovat i jiným způsobem, například tak, že pravou komoru 10 rozdělíme na poloviny. Do jedné poloviny přivedeme skrze přípojku 11 přívodu chladící médium, které přes otvory 8 v příslušné polovině lopatek 31 projde do levé komory 9 a otvory 8 v druhé polovině lopatek se vrátí do druhé poloviny pravé komory 10, odkud je pak odvedeno přípojkou 12 odvodu chladícího média.During operation of the compressor stage, a refrigerant with a temperature significantly lower than the temperature change of the vapor structure contained in the compressed gas is fed, for example, through the refrigerant supply opening 111 of the connection 11 (not shown) to the left chamber 9 and thereafter through openings 8 formed in vanes 31 to Right chambers 10. Heat is dissipated via the left chamber 9 and the right chamber 10 and the openings 8 from the left wall 6, the right wall 7 and the blades of the diffuser 31 by means of a flowing cooling medium, thus cooling the compressed gas which washes said parts. The diffuser blades 31 provided with openings 8 are fixed to both the left wall 6 and the right wall 7 of the diffuser in such a way that the heat flowing into them from the compressed gas is also removed by conduction through the left side wall 6 and the right side wall 7 of the diffuser into the cooling medium, which is further discharged through the outlet opening 121 of the connection 12 of the discharge or supply of refrigerant outside the compressor stage to the cooler (not shown in the drawing). The flow of cooling medium through the left chamber 9 and the right chamber 10 and the openings 8 in the diffuser blade can also be realized in another way, for example by dividing the right chamber 10 into halves. A coolant is fed into one half through the supply connection 11, which passes through the openings 8 in the respective half of the vanes 31 to the left chamber 9 and the openings 8 in the other half of the vanes return to the other half of the right chamber 10, from where it is then discharged .
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Konstrukci chlazení kritických částí turbodmychadla podle tohoto technického řešení se dá využít zejména u kompresorů turbodmychadel a spalovacích turbín, apod., které pracují se plynem obsahujícím páry látek, které v průběhu komprese vlivem změny tlaku a teploty mění svoji strukturu a ulpívají na částech kompresorového stupně, čímž zhoršují jeho termodynamické a provozní parametry.The cooling design of critical parts of the turbocharger according to this technical solution can be used especially for turbocharger compressors and combustion turbines, etc., which work with gas containing vapors, which change during compression due to changes in pressure and temperature and stick to parts of the compressor stage. thereby worsening its thermodynamic and operating parameters.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20080205A CZ2008205A3 (en) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Cooling of turbocharger compressor critical parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ29063U1 true CZ29063U1 (en) | 2016-01-19 |
Family
ID=41010454
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20080205A CZ2008205A3 (en) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Cooling of turbocharger compressor critical parts |
| CZ2015-31386U CZ29063U1 (en) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Cooling of critical sections of turbocharger compressor |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20080205A CZ2008205A3 (en) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Cooling of turbocharger compressor critical parts |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2108846A3 (en) |
| CZ (2) | CZ2008205A3 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8814509B2 (en) | 2010-09-09 | 2014-08-26 | Dresser-Rand Company | Internally-cooled centrifugal compressor with cooling jacket formed in the diaphragm |
| US9464638B2 (en) * | 2012-05-01 | 2016-10-11 | California Institute Of Technology | Reverse brayton cycle with bladeless turbo compressor for automotive environmental cooling |
| JP6215248B2 (en) * | 2015-03-18 | 2017-10-18 | 株式会社豊田自動織機 | Turbocharger |
| CN111511462A (en) | 2017-09-01 | 2020-08-07 | 索尼奥环球控股有限责任公司 | Free radical generator and method of use |
| CN113653674A (en) * | 2021-09-07 | 2021-11-16 | 大连海事大学 | Compressor with blade diffuser and cooling channel |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2384251A (en) * | 1943-01-14 | 1945-09-04 | Wright Aeronautical Corp | Liquid cooled supercharger |
| US6374612B1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-04-23 | Caterpillar Inc. | Interstage cooling of a multi-compressor turbocharger |
| DE10325980A1 (en) * | 2003-06-07 | 2004-12-23 | Daimlerchrysler Ag | Exhaust gas turbocharger for internal combustion engine has at least one nozzle for subjecting wheel back to cooling fluid arranged close to rotation axis of compressor wheel |
| DE102006011062A1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Behr Gmbh & Co. Kg | Compressor for turbocharging vehicle engine, includes segments with cooling channels and optional heat exchanger, to reduce temperature of air charged to engine |
-
2008
- 2008-04-02 CZ CZ20080205A patent/CZ2008205A3/en unknown
- 2008-04-02 CZ CZ2015-31386U patent/CZ29063U1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-04-02 EP EP09466003A patent/EP2108846A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2108846A3 (en) | 2012-07-04 |
| EP2108846A2 (en) | 2009-10-14 |
| CZ2008205A3 (en) | 2009-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107893772B (en) | Centrifugal fuel cell air compressor with energy recovery function | |
| KR100818839B1 (en) | Exhaust gas turbine supercharger | |
| US11396889B2 (en) | Supercharger and motor cooling method | |
| KR20120099618A (en) | Multi-stage turbocharger arrangement | |
| JP2011512479A (en) | Impeller and turbocharger | |
| CZ29063U1 (en) | Cooling of critical sections of turbocharger compressor | |
| CN1191433C (en) | Method and device for the indirect cooling of a flow regime in radial slits formed between the rotors and stators of turbomachines | |
| EP2930370A1 (en) | Centrifugal compressor, supercharger with same, and method for operating centrifugal compressor | |
| US7044718B1 (en) | Radial-radial single rotor turbine | |
| CN104948300B (en) | Gas turbine | |
| US6557345B1 (en) | Integrated turbocharger fan intercooler with partial isothermal compression | |
| JP4421573B2 (en) | Large engine | |
| JP2000080903A (en) | Method and device for thrust equilibrating turbosupercharger | |
| JP6261436B2 (en) | Centrifugal compressor housing | |
| JP6607960B2 (en) | Gas compressor | |
| CN110344927B (en) | Internal combustion engine | |
| EP3530953A1 (en) | Compressor section of a turbocharger with a cooled compressor housing | |
| KR101204226B1 (en) | Exhaust gas turbosupercharger for an internal combustion engine | |
| CZ2008656A3 (en) | Method of removing contaminants from turbocharger diffuser and device for making the same | |
| US6282899B1 (en) | Scrolless compressor housing | |
| US10630144B2 (en) | Electric motor support mechanism, compressor, and turbocharger | |
| CN211370764U (en) | Two-stage centrifugal equidirectional tandem type fuel cell air compressor with waste gas recovery device | |
| KR20140018416A (en) | Turbocompressor | |
| KR20110082356A (en) | Centrifugal compressor and fabricating method thereof | |
| KR101980784B1 (en) | Rotor, turbine and gas turbine comprising the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20160119 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20180402 |