CZ309997A3 - Apparatus for protection radial turbines of turbo-compressor from puncture - Google Patents

Apparatus for protection radial turbines of turbo-compressor from puncture Download PDF

Info

Publication number
CZ309997A3
CZ309997A3 CZ973099A CZ309997A CZ309997A3 CZ 309997 A3 CZ309997 A3 CZ 309997A3 CZ 973099 A CZ973099 A CZ 973099A CZ 309997 A CZ309997 A CZ 309997A CZ 309997 A3 CZ309997 A3 CZ 309997A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
protection device
puncture protection
puncture
turbine
gas outlet
Prior art date
Application number
CZ973099A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Josef Bättig
Wolfgang Diebold
Reto Meier
Marcel Zehnder
Original Assignee
Asea Brown Boveri Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri Ag filed Critical Asea Brown Boveri Ag
Publication of CZ309997A3 publication Critical patent/CZ309997A3/en

Links

Classifications

    • 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
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026Scrolls for radial 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
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/04Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
    • F01D21/045Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
    • 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
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers

Abstract

The device is for a turbine housing (2) with gas intake and discharge sections (3,4), turbine wheel (6) and guide blade channel (8) between housing sections. A first anti-burst device (16) is positioned between the housing sections, excepting the guide channel, and a second anti-burst device (17) is formed on the gas intake housing. Both devices are located axially in the area of the turbine wheel. The first device is formed by a rotating protective ring, and the second device is a helical sheet metal sleeve. The second device extends over the axial length of the turbine wheel, and the ring covers the same area on the gas discharge side.

Description

Zařízení pro ochranu proti proražení pro radiální turbíny turbokompresorůBore protection equipment for radial turbines of turbochargers

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zařízení pro ochranu proti proražení' pro radiální.turbíny turbokompresorů podle předvýznakové části patentového nároku 1.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a breakthrough protection device for radial turbines of turbo compressors according to the preamble of claim 1.

Dosavadní stav_technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Rozhodujícím kritériem pro zvýšení výkonu spalovacích motorů spojených s turbokompresory na odpadní plyny je plnicí . tlak přiváděný od kompresoru turbokompresoru na odpadní plyny. Pokud je plnicí tlak zvýšen, je možné ve válcích stlačit.více vzduchu a pak zlepšit výkon spalovacího, motoru. Aby se dosáhlo vysokých plnicích tlaků, tak se v současnosti používané turbokompresory na odpadní plyny otáčejí se značně vysokými obvodovými rychlostmi. Zejména u velkých turbokompresorů-na odpadní plyny to vede k tomu, še je možné zadržet. úlomky proražených, oběžných lopatek jen prostřednictvím nákladných konstrukčních opatření, v turbínové skříni. Na podkladě větších hmotností větších úlomků je tento problém ještě zvýšen u tak zvaných integrálních turbín, protože jejich turbínové kotouče a oběžné lopatky se vyrábějí jako jeden kus.The decisive criterion for increasing the output of internal combustion engines associated with exhaust gas turbo compressors is the charge. the pressure supplied from the turbocharger compressor to the exhaust gases. If the boost pressure is increased, it is possible to compress more air in the cylinders and then improve the performance of the internal combustion engine. In order to achieve high feed pressures, the currently used exhaust gas turbo compressors rotate at considerably high peripheral speeds. Particularly in the case of large exhaust gas turbo compressors, this leads to the possibility of retention. fragments of punctured, orbital blades only by costly design measures, in the turbine housing. Due to the larger weights of the larger fragments, this problem is exacerbated in the so-called integral turbines, since their turbine blades and impellers are manufactured in one piece.

Aby se zabránilo průrazu úlomků skrz vnější stěnu turbokompresorua tak ohrožení osob nebo poškození sousedních strojových částí, jsou současné turbokompresory opatřeny v oblasti radiálně.vně turbínového oběžného kola relativně silnými stěnami v turbínové skříni. Tato řešení však mají celou řadu • 9 *·· ·In order to prevent the fragments from penetrating through the outer wall of the turbocompressor and thus endangering persons or damaging adjacent machine parts, the current turbocompressors are provided with relatively thick walls in the turbine casing in the region radially outside the turbine impeller. However, these solutions have a variety of • 9 * ·· ·

I 9I 9

I · ·· 9I · ·· 9

- 2 nedostatků,. jako například podstatně větší hmotnost skříně a nebezpečí vytváření staženin na podkladě horší možnosti odlévání takových turbínových skříní. Mimoto se takto zesílená skříň různě ohřívá, což může být příčinou vzniku tepelných trhlin... Všechny tyto činitelé snižují odolnost turbíny a tím i možnost využití s ní spojeného spalovacího motoru.- 2 deficiencies. such as considerably greater casing weight and the risk of shrinking due to inferior casting capability of such turbine casings. In addition, the reinforced casing heats up differently, which can cause thermal cracks ... All these factors reduce the turbine's resistance and hence the possibility of using the associated internal combustion engine.

Z. DE-A1-42 23 496 je známé zařízení .pro redukci.kinetické energie odlomených částic pro stroje otáčející se s vysokou rychlostí. Toto uvnitř.axiální turbíny uspořádané zařízení.sestává z více navzájem spojených ochranných kroužků,smezi kterými je vždy vytvořena z průtažného materiálu zmačkaná, oblast. Takové řešení., však není vhodné pro radiální. turbíny, protože vzhledem, k .jejich radiálnímu vstupu,plynu nelze|ispořádat:,žádná zařízení pro ochranu proti proražení, v radiální oblasti turbíny.DE-A1-42 23 496 discloses a device for reducing the kinetic energy of broken particles for machines rotating at high speed. The device arranged inside the axial turbine consists of a plurality of interconnected protective rings, each of which is a crushed region between the prestretch material. Such a solution, however, is not suitable for radial. since, due to their radial inlet, the gas cannot be arranged in any radial region of the turbine.

Jsou známé také vnější ochranné kroužky proti proražení, avšak ani. ty při velkých hmotnostech turbíny nepostačují.' k tomu, aby zabránily proražení skříně turbíny.External puncture protection rings are also known, but neither. these are not sufficient at high turbine weights. ' to prevent the turbine casing from piercing.

?oůstata_vynálezu? remaining_invention

Vynález si klade za úkol odstranit tyto nedostatky. Jeho úkolem.je vytvořit jednoduché a bezpečné zařízení.pro ochranu proti proražení pro radiální1 turbíny turbokompresorů a tak zvýšit odolnost turbíny, případně využitelnost spalovacího motoru, který je s ní spojen.^ _ . . ' ......_____It is an object of the present invention to overcome these drawbacks. Its úkolem.je create simple and safe protection against penetration zařízení.pro radial turbines of turbochargers 1 and thereby increase the resistance of the turbine, or applicability of the engine which is connected thereto. ^ _. . '......_____

Podle vynálezu se toho dosahuje tím, že u zařízení podle předvýznakové Části patentového nároku 1 jsou upravena dvě zařízení pro ochranu proti protažení axiálně v oblasti turbínoIAccording to the invention, this is achieved in that in the device according to the preamble of claim 1, two elongation protection devices are provided axially in the region of the turbines.

- 3 ·· 9 · » « * ·« ·φ ♦ · • · 9 9 · · » * · * « · · • · · · · ·· ·«· ··· ·· • t ·· · vého kola. První zařízení pro ochranu proti proražení je vnitř-, ní, to znamená, že je uspořádáno radiálně mezi vstupní.skříní plynu a výstupní skříní plynu a je vytvořeno' jako obvodový prstenec pro. ochranu proti proražení,, přičemž je však vyňat kanál rozvodových lopatek. Na rozdíl od toho je druhé zařízení pro ochranu proti proražení vnější,, to znamená, že je. uspořádáno vně vstupní skříně.plynu. Je vytvořeno ve tvaru spirálového plechového pouzdra a je upraveno, nejméně přes axiální protažení turbínového kola. Na straně výstupu plynu překrývá prstenec pro ochranu proti, proražení také nejméně axiální rozměr, .turbínového kola. K tomu účelu má jak vstupní skříň plynur tak i.vý- *·.stupni skříň plynu, ve své spojovací oblasti vždy jedno, vybrání. Obě tato vybrání vytvářejí společnou dutinu, ve. které:, je volně uspořádán prstenec pro ochranu .proti proražení .- .-Druhé . zařízení pro ochranu proti pErrróžení je spojeno silově.pevně se vstupní skříní plynu.- 3 · 9 »φ kola 9 9 9 9 9 9 9 9» * 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 . The first puncture protection device is internal, that is to say, it is arranged radially between the gas inlet casing and the gas outlet casing and is designed as a circumferential ring for. puncture protection, while removing the channel of the timing vanes. In contrast, the second puncture protection device is external, i.e. it is. arranged outside the entrance box. It is in the form of a spiral sheet metal sleeve and is provided, at least through axial extension of the turbine wheel. At the gas outlet side, the puncture protection ring also covers at least the axial dimension of the turbo wheel. For this purpose, as a gas-inlet casing so i.vý- r * · .stupni gas cabinet, in its connecting region always one, the recesses. Both of these recesses form a common cavity, in which the cavity is formed. which ring is loosely arranged to protect against puncture. The puncture protection device is connected in a force-tight manner to the gas inlet housing.

Tak se vytvoří relativně jednoduché a spolehlivé zařízení' pro ochranu proti proražení' pro radiální turbíny turbokompresorů. Volné uspořádání prstence pro,ochranu proti proražení . usnadňuje jeho montáž a vede k.nízkým montážním nákladům.. Pokud dojde k rozlomení turbínového:kola, zachycuje prstenec proti proražení, podstatnou část vytvořené energie. Protože ' prstenec pro ochranu proti proražení s výjimkou kanálu rozváděčích lopatek překrývá celou délku turbínového, kola, mohou být skrz relativně úzké kanály rozváděčích lopatek vymrštěny jen malé zlomky.turbíny do vstupní skříně plynu. Velké úlomky, které mají velkou kinetickou energii, jsou prstencem pro ochranu proti proražení, zadrženy. Pokudmenšíúlomky' prorazí“ stěnu vstupní skříně plynu, jsou zachyceny vnějším zařízením pro ochranu proti proražení. Tak lze prostřednictvím kombinace vnitřního a vnějšího, zařízení pro ochranu proti proražení’ iThis creates a relatively simple and reliable 'puncture protection' device for radial turbine compressor turbines. Loose ring arrangement for, puncture protection. it facilitates its assembly and leads to low assembly costs. If the turbine wheel breaks, the puncture ring retains a substantial part of the energy generated. Since the puncture protection ring, with the exception of the guide vanes channel, covers the entire length of the turbine wheel, only small fractions can be ejected through the relatively narrow guide vanes of the turbine wheel. Large debris, which has a high kinetic energy, is retained by the puncture protection ring. If the small fragments 'break through' the wall of the gas inlet box, they are trapped by an external puncture protection device. Thus, through a combination of internal and external, puncture protection devices'

• * · · ♦ · ·*· ··• * ♦ ·

- 4 zabránit také při značně velkých uvolněných energiích vymrštění částic turbíny do okolí.- 4 also prevent the turbine particles from ejecting into the environment at very high released energies.

U druhého provedení zařízení podle vynálezu je kromě obou výše uvedených zařízení pro ochranu proti prorazení.' uspořádáno třetí, zařízení pro.ochranu proti proražení, které je vytvořenu ve. tvaru svazku ocelových-drátových lanek. Svazek ocelových drátových lanek je také uspořádán v dutině vytvořené.vstupní skříní plynu a výstupní skříní plynu, a.to na straně výstupní skříně plynu-od prstence pro ochranu proti.proražení. Sestává přitom. z více ocelových drátových lanek, která jsou uspo- .. řádána rovnoběžně se směrem otáčení turbínového kola a nejméně gv jedné řadě vedle sebe. Při využití tohoto, přídavného, zaříze-. ní pro ochranu.proti proražení se zvětšuje pravděpodobnost ,.· že . Gi havarované součásti.turbiny budou zadrženy ve skříni a tak se . g také podstatně zvýší bezpečnost turbokompresoru. /.In a second embodiment of the device according to the invention, in addition to both of the above-mentioned puncture protection devices. provided a third puncture protection device, which is formed in a borehole. the shape of a bundle of steel-wire ropes. The bundle of steel wire ropes is also arranged in a cavity formed by the gas inlet box and the gas outlet box on the side of the gas outlet box from the puncture protection ring. It consists. A plurality of steel wire ropes are arranged parallel to the direction of rotation of the turbine wheel and at least g in a row adjacent to each other. When using this additional device. Protection against puncture increases the probability that. Gi crashed parts.turbiny will be detained in the closet and so. g also significantly increases the safety of the turbocharger. /.

Zvláště účelné je, když jsou ve vybrání výstupní skříně plynu vytvořena nejméně dvě rovnoběžně s osou otáčení turbíno- ' vého kola uspořádaná žebra a když je třetí zařízení, pro ochra- G nu proti proražení ve tvaru svazku ocelových-drátových lanek Λ se žebry tvarově pevně spojeno. Tak se zajistí zvláště jednoduchá montáž a upevněni, přídavného zařízení, pro ochranu proti proražení.It is particularly advantageous if at least two ribs are arranged in the recess of the gas outlet casing and at least two ribs are arranged parallel to the axis of rotation of the turbine wheel and when the third device is a steel-wire cable breaker Λ with ribs rigidly shaped. connected. This provides particularly simple mounting and fastening of the attachment for puncture protection.

Na výkresech jsou znázorněny příklady provedeni, zařízení . rt.,· M - - ....;. Ϊ 1.,«.·« -UWF podle vynálezu na podkladě radiální turbíny turbokompresoru na odpadní plyny.The drawings show exemplary embodiments of the apparatus. rt., M - -. The UWF according to the invention is based on the radial turbine of the exhaust gas turbo compressor.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn dílčí podélný řez raFIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of FIG

- 5 diální turbíny.- 5 DI turbines.

Na obr. 2 je znázorněno vyobrazení, které odpovídá .obr. 1, avšak druhého .'příkladu provedení. Na obr. 3 je znázorněn příčný řez skr2 výstupní skříň plynu podél čáry III - III na obr. 2.FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1, but of the second embodiment. Fig. 3 is a cross-sectional view of the gas outlet box along line III-III in Fig. 2.

Na., výkresech jsou znázorněny jen elementy podstatné pro . porozumění vynálezu. Není znázorněna například spodní kompresorová strana turbokompresoru na odpadní plyny. Směr proudění pracovních prostředků je označen šipkami.In the drawings, only the elements essential for. understanding the invention. For example, the lower compressor side of the exhaust gas turbo compressor is not shown. The direction of flow of work equipment is indicated by arrows.

Pří£lady_grovedení_yynálezu ..When the lady_greening_the_version ..

Turbokompresor na odpadní plyny sestává hlavně zněznázorněného kompresoru a z radiální turbíny 1 na odpadní, plyny . Radiální turbína Ϊ . na odpadní plyny má turbínovou skříň 2., která je opatřena ve tvaru spirály vytvořenou vstupní skříní 3 plynu a výstupní skříní 4 plynu, která je vytvořena jako výstupní příruba plynu. V turbínové skříni 2.je otočně uloženo hřídelem 5. unášené turbínové kolo 6. s rozváděčům! lopatkami 7. Na .straně kompresoru je na hřídeli 5 uspořádáno také neznázoměné ^kompresorové kolo.<The exhaust gas turbo compressor consists mainly of a compressor not shown and a radial exhaust gas turbine 1. Radial turbine Ϊ. The exhaust gas housing has a turbine casing 2, which is provided in the form of a spiral in the form of a gas inlet box 3 and a gas outlet box 4, which is designed as a gas outlet flange. In the turbine casing 2, the entrained turbine wheel 6 with the distributors is rotatably supported by a shaft 5! The compressor wheel (not shown) is also arranged on the shaft 5 on the side of the compressor.

Vstupní skříň 3 plynu přechází ve směru proudění' do kanálu 8 rozváděčích lopatek 7, ve kterém je tvarově pevně mezi vstupní skříní 3 plynu a mezi výstupní skříní 4 plynu uspořádán -tryskový prstenec 9. Hřídel 5 je prostřednictvím ložisek 10 otočně.uložen v ložiskové skříni 11. Vstupní skříň 3 plynu a ložisková skříň 11 jsou navzájem spojeny prostřednictvím.v obvodovém směru uspořádaného upínacího pásu Í2, jak je to patrno z obr. 1.The gas inlet casing 3 passes in the flow direction into the channel 8 of the guide vanes 7, in which a jet ring 9 is arranged in a form-tight manner between the gas inlet casing 3 and the gas outlet box 9. The shaft 5 is rotatably supported in bearings 10 via bearings 10. 11. The gas inlet box 3 and the bearing box 11 are connected to each other by means of a clamping band 12 arranged in the circumferential direction, as can be seen in FIG. 1.

IAND

• · · • · · * · * · • » • » • ·« · • · «· • ♦ • ♦ « « • · · • · · • * • * « » «» • « • « ·· * ·· * * * • « • « « « • · • · • V • V ··* ·· * »·· »·· ·· ·· * *

Vstupní skříň 3 plynu a výstupní skříň 4 plynu ^sou na- . vzáj,em uvolnitelně spojeny prostřednictvím, šroubů 13. Obě. části turbínové skříně Z mají ve své oblasti.spojení vždy.jedno.vybrání 14'. Vybrání 14 vytvářejí společně dutinu 15, ve které· Je volně, uloženo prvnízařízení 16 pro ochranu proti proražení., vytvořené jako obvodový prstenec pro ochranu proti.proražení. První zařízení 16 pro ochranu proti proražení ve tvaru.prstence je tak uspořádáno radiálně mezi vstupní skříní 3 plynu a výstupní skříní 4 plynu ve tvaru příruby,.přičemž je však. vynechána oblast kanálu 8 rozváděčích lopatek 7. Na výstupní straně plynu překrývá první zařízení 16 pro ochranu proti proražení' ve tvaru prstence turbínové kolo £ zcela v jeho axiálním,rozměru. Samozřejmě může turbínové kolo 6 na této straně také'* . přečnívat.The gas inlet box 3 and the gas outlet box 4 are on each other. they are releasably connected by means of screws 13. Both. The portions of the turbine housing Z each have one recess 14 'in their connection region. The recesses 14 together form a cavity 15 in which the first puncture protection device 16, designed as a peripheral puncture protection ring, is loosely received. Thus, the first ring-breaking device 16 is arranged radially between the gas inlet box 3 and the flange-shaped gas outlet box 4, although it is. The region of the channel 8 of the guide vanes 7 has been omitted. On the gas outlet side, the first ring-shaped puncture protection device 16 covers the turbine wheel 6 entirely in its axial dimension. Of course, the turbine wheel 6 on this side can also. overlap.

Vně vstupní skříně 3 plynu je uspořádáno druhé zařízení pro ochranu proti proražení', které je vytvořeno· jako spirálovité plechové pouzdro a které je prostřednictvím více šroubů uvolnitělně.spojeno se vstupní skříní 3 plynu. Pro·obě- zařízení 16, 17 .pro ochranu, proti proraženíýje použit vysoce kvalitní materiál, jako například Hastelloy. Tím lze dále zdokonalit ochranný účinek.A second puncture protection device 3 is provided outside the gas inlet housing 3, which is designed as a spiral sheet metal housing and is releasably connected to the gas inlet housing 3 by means of a plurality of screws. High-quality material, such as Hastelloy, is used for both puncture protection devices 16, 17. As a result, the protective effect can be further improved.

Při provozu neznázorněného, s turbokompresorem na odpadní plyny spojeného a jako Dieselův motor vytvořeného spalovacího motoru se dostávají jeho spaliny nejprve do vstupní skříně 3, plynu radiální turbíny Ϊ na odpadní plyny. Ve spirálové vstupní skříni 3 plynu jsou zrychlovány a procházejí přes tryskový prstenec 9 s'optimálním úhlem proudění' k turbínovému kolu 8.In the operation (not shown) of the exhaust gas turbocompressor connected to the internal combustion engine and designed as a diesel engine, its combustion products first enter the exhaust gas inlet box 3 of the radial turbine gas. In the spiral gas inlet box 3, they are accelerated and pass through the nozzle ring 9 with an optimum flow angle to the turbine wheel 8.

Tam se spaliny konečně uvolňují. Přitom vytvářejí výkon, který slouží pro pohon hřídele 7 a tím i kompresorového kola.There, the flue gas is finally released. In doing so, they generate a power which serves to drive the shaft 7 and thus the compressor wheel.

v v v v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 00 0 • 0 • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 v · on · *  * * · * · 0  0 0 0 0 0 0 0 0 0 • * • * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • * • * • 0 0 • 0 0 000 0« 000 0 « 0 0 0 0 0 0

Za.zvláště výjimečných podmínek vsak nelze zabránit odtržení Částic turbínového kola 6_. .Protože obě zařízeni 16, 17 pro ochranu proti proražení jsou uspořádána axiálně v. oblasti turbínového kola 6 a radiálně vně od ní, může zařízeni 16 pro ochranu proti-proražení ve tvaru prstence v této situaci zachytit velkou část energie průrazu. Protože navíc s výjimkou.relativně úzké oblasti kanálu.8 rozváděčích lopatek překrývá celpu délku turbínového kola 6, mohou být vymrštěny do vstupní skříně 3. plynu jen menší zlomky turbíny. Větší zlomky, to znamená takové, které mají větší kinetickou energii, jsou prvním zařízením 16 pro ochranu proti proražení ve-tvaru prstence, zadrženy. Pokud menší úlomky prorazí stěnu.vstupní skříně 3 plynu, tak jsou.zachyceny druhým, to znamená vnějším zařízením 17 pro ochranu proti ..proražení, které překrývá turbínové kolo. 6. v jeho celém axiálním.rozměru,. Tak. je možné, kombinací vnitřního prvního -zařízení' 16 pro ochranu proti:proražení, a vně jšího druhého . zařízení 17 pro ochranu proti proražení’ zabránit také’ při značně velkých uvolněných energiích vymrštěni turbínových částic do okolí.However, under particularly exceptional conditions, the breakage of the turbine wheel particles 6 cannot be prevented. Since the two puncture protection devices 16, 17 are arranged axially in the region of the turbine wheel 6 and radially outwardly therefrom, the ring-shaped puncture protection device 16 in this situation can capture a large part of the puncture energy. Since, in addition, with the exception of the relatively narrow channel region 8 of the guide vanes, the entire length of the turbine wheel 6 covers the entire length of the turbine wheel 6, only smaller fractions of the turbine can be ejected into the gas inlet box. Larger fractions, i.e., those having greater kinetic energy, are retained by the first ring-shaped breaker 16. If the smaller fragments break through the wall of the gas inlet housing 3, they are retained by the second, i.e., outer puncture protection device 17, which covers the turbine wheel. 6. in its entire axial dimension. So. it is possible by combining the inner first device 16 to protect against puncture and the outer second. The puncture protection device 17 will also prevent the turbine particles being ejected into the environment at considerably high released energies.

U druhého přikladuprovedení i zařízení podle vynálezu je kromě prvního zařízení 16 pro ochranu proti proražení a dru-- Q hého.zařízení 17 pro ochranu proti proražení uspořádáno na straně výstupní skříně 4 plynu prvního zařízení 16 pro ochranu proti proražení ve tvaru prstence v dutině 15-třetí zařízeni 19 pro ochranu.proti proražení. Toto třetí zařízení.19 pro ochranu proti proražení je vytvořeno ve tvaru svazku-ocelových drátových lanek 20, který sestává z více rovnoběžně se směrem otáčení turbínového kola“6. a v jednéJřadě vedle· sebe-.uspořádaných ocelových drátových lanek 20, jak je to patrno z obr. 2. Příruba výstupní skříně 4 plynu má ve svém vybrání 14 čtyři rovnoběžně s osou 21 otáčeni turbínového kola £ uspořádaná fIn the second embodiment of the present invention, in addition to the first puncture protection device 16 and the second puncture protection device 17, a ring-shaped puncture protection device 16 in the cavity 15 is arranged on the gas outlet side 4 of the gas outlet housing 4. a third puncture protection device 19. This third puncture protection device 19 is formed in the form of a bundle of steel wire cables 20, which consists of more parallel to the direction of rotation of the turbine wheel 6. and in a next row J · self-.uspořádaných steel wire ropes 20 as shown in FIG. 2. The flange 4 a gas outlet casing has a recess 14 in its four parallel with the axis of rotation 21 of the turbine wheel is arranged £ f

- 8 žebra 22, se kterými je třetí zařízení 19 pro ochranu proti proražení ve tvaru svazku ocelových drátových lanek 20 tvarově pevně spojeno, jak je to patrno z obr.· 3* Tato žebra 22 působí výztužně, čímž se dosáhne přídavné ochrany proti proražení.'.8 ribs 22 with which the third piercing device 19 in the form of a bundle of steel wire ropes 20 is rigidly connected as shown in FIG. 3. These ribs 22 are reinforcing, thereby providing additional piercing protection. '.

..Nasazením třetího zařízení 19.pro ochranu proti proražení se’dále.zmenšuje pravděpodobnost výstupu turbínových částic z turbínové skříně 2. a tak-se zvyšuje bezpečnost turbokompresoru na odpadní plyny. Vytvořením žeber 22 příruby výstupní skříně 4 plynu a jejich tvarově pevným spojením s třetím zařízením 19 pro ochranu proti.proražení ve tvaru svazku ocelových drátových lanek 20 se dosáhne jak jednoduché montáže, tak i spo- . lehlivějšího upevnění tohoto svazku ocelových drátových lanek 20.By deploying a third puncture protection device 19, it further reduces the likelihood of turbine particles leaving the turbine housing 2 and thus increases the safety of the exhaust gas turbo compressor. By providing the ribs 22 of the flange of the gas outlet box 4 and by rigidly connecting them to the third anti-puncture protection device in the form of a bundle of steel wire ropes 20, both simple assembly and connection are achieved. more easily securing this bundle of steel wire ropes 20.

Přirozeně je také možné uspořádat více řad ocelových drátových lanek 20 radiálně nad sebou, čímž se ještě zvětší zastiňující účinek třetího zařízení 19 pro ochranu proti proraže-Naturally, it is also possible to arrange several rows of steel wire ropes 20 radially one above the other, thereby further enhancing the shadow effect of the third puncture protection device 19.

Claims (10)

1. Zařízení pro.ochranu.proti proražení pro radiální turbíny .. turbokompresorů, s výhodou.turbokompresorů na odpadní plyny, které mají) hlavně turbínovou skříň,. sestávající·.ze vstupní skříně plynu a z.výstupní.skříně plynu, na hřídeli otočně.uložená turbínové kolo, jakož i.mezi vstupní skříní plynu.a výstupní skříní plynu vytvořený kanál rozváděčích lopatdc , .. vyznačující se t í m , že radiálně mezivstupní skříní /3/ plynu a mezi.výstupní skříní /4/ plynu je s výjimkou kanálu /8/ rozváděčích lopatek /7/ uspořádáno prv- . ní zařízení /16/ pro ochranu proti proražení a na vstupní skříni /3/ plynu je vytvořeno- druhé zařízení /17/ pro ochranu proti proražení, a obě zařízení) /16, 17/ pro ochranu-proti proražení jsou uspořádána axiálně v oblasti turbínového: kola /6/.CLAIMS 1. A puncture protection device for radial turbines of turbochargers, preferably exhaust gas turbochargers having a mainly turbine casing. comprising a gas inlet casing and a gas outlet casing, a turbine wheel rotatably mounted on the shaft and a guide vanes channel formed between the gas inlet casing and the gas outlet casing, characterized in that the gas inlet box (3) and the gas outlet box (4), with the exception of the channel (8) of the guide vanes (7), are provided first. A puncture protection device (16) and a second puncture protection device (17) is provided on the gas inlet housing (3), and the two puncture protection devices (16, 17) are arranged axially in the region of the turbine. : wheels / 6 /. 2. Zařízení pro ochranu proti proražení podle nároku 1, .vyznačující se tím,. že první) zařízení' /16/. pro ochranu proti proražení je vytvořeno, jako obvodový prste- . nec na ochranu proti proražení-a druhé zařízení /17/ pro ochranu proti proražení je vytvořeno jako spirálové plechové pouzdro .The puncture protection device according to claim 1, characterized in that: that the first device (16). for puncture protection is designed as a circumferential ring. The puncture protection nec and the second puncture protection device (17) are in the form of a spiral sheet metal housing. 3. Zařízení pro ochranu proti proražení podle nároku 2, vyznačující s e t í m , ‘ že druhé-zařízení /17/ pro ochranu proti proražení je upraveno nejméně.přes axiální rozměr turbínového kola /6/ a první zařízení /16/ pro ochranu proti proražení ve tvaru prstence překrývá nejméně„axiální, roz, ip_ . ... I* Λ- · W w -«WWRWW· >· -r—·— měr turbínového kola /6/ na výstupní straně plynu.The puncture protection device according to claim 2, characterized in that the second puncture protection device (17) is provided at least over the axial dimension of the turbine wheel (6) and the first puncture protection device (16). in the form of a ring, it overlaps at least the axial, roz, ip . ... I * Λ- · W w - «WWRWW ·> · -r— · - turbine wheel gauge (6) on the gas outlet side. 4. Zařízení pro ochranu proti proražení podle nároku 2 nebo 3»The puncture protection device according to claim 2 or 3 » I φφ φφφφI φφ φφφφ - 10 * · •φ φ φφ «φ φφφφ · φφφ φ φ φ' φ · φφ φ φ * φ Φφφ φ '· * « · · φ ,· φ φφ φφφ φφφ φφ ·· φ vyznačující se tím, že jak. vstupní skříň /3/ plynu, tak i výstupní skříň /4/ plynu mají v oblasti svél ho spojení vybrání /14/, přičemž obě tato vybrání /14/ vytvářejí společnou dutinu /15/ a první zařízeni /16/ pro ochranu proti proražení ve tvaru prstencé je uspořádáno v této dutině /15/.- 10 * • φ φ «« φ φ φ φ · φ φ φ φ · · · · φ φ * · · · · ·,,,,,,,,, vyznačující vyznačující vyznačující vyznačující the gas inlet casing (3) and the gas outlet casing (4) have recesses (14) in the region of their connection, both recesses (14) forming a common cavity (15) and a first puncture protection device (16) in the joint. an annular shape is arranged in this cavity (15). 5. Zařízení pro ochranu proti proražení podle.nároku,4, vyznačující.. se tím, že první zařízení /16/ pro ochranu proti proražení ve tvaru prstence je uspořádáno v dutině /15/ volně.A puncture protection device according to claim 4, characterized in that the first annular puncture protection device (16) is arranged freely in the cavity (15). 6. Zařízení pro ochranu.proti proražení podle nároku,4,- v y z n ač u j íc í . se t í m·, že druhé·zařízení /17/ ':M pro ochranu proti proražení je se vstupní skříní /3/ plynu , spojeno, silově pevně.6. The puncture protection device of claim 4. t d m ·, · the second device / 17 / 'M for protection against penetration is inlet casing / 3 / gas connected and force-locking manner. •' '·?!• '' ·? ·< j. / i· <J./i 7. Zařízení pro ochranu proti proražení podle nároku 4, vy- značující se tím, že. je vytvořeno třetí.. zařízení /19/ pro ochranu proti proražení.^a je také uspořádá- ,A puncture protection device according to claim 4, characterized in that:. a third puncture prevention device (19) is provided and is also arranged. ..... J - >*·· no v dutině /15/. / J .►/i· '· ’ 1 U..... J -> * ·· no in the cavity / 15 /. / J .► / i · '·' 1 U 8. Zařízení pro ochranu proti proražení podle, nároku 7, vyznačující se. tím, že třetí zařízení /19/ na ochranu proti proražení je vytvořeno, ve. tvaru svazku oce^-. lových drátových lanek /20/ a je uspořádáno na straně výstupní skříně /4/ plynu prvního zařízení /16/· pro ochranu proti proražení' ve tvaru prstence.The puncture protection device according to claim 7, characterized by. in that the third puncture protection device (19) is provided, in which:. shape of bundle of steel ^ -. and is provided on the side of the gas outlet box (4) of the first ring protection device (16). ta - ...ta. x - - ta. . - , .ta——ta ·—. ·. 1 W!W»· - ta , · - * * —- —ta - ... ta. x - - ta. . -, .ta —— ta · -. ·. 1 W! W »- -, - - * * —- - 9. Zařízení pro ochranu proti proražení, podle nároku 8, vyznačující se t í m ,, že svazek ocelových . drátových lanek /20/šisestává z více ocelových drátových lanek /20/, která jsou uspořádána rovnoběžně se směrem oběhu ·« Β9. The puncture protection device of claim 8, wherein the bundle is made of steel. wire ropes (20) consists of several steel wire ropes (20) which are arranged parallel to the direction of circulation · «Β Β · · Β · · • Β · * · Β · • Β · ♦ * · ΒΒ · Β · · Β * * * * * * Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β ·’ · turbínového kola /6/ a nejméně v jedné řadě vedle sebe.The turbine wheel (6) and at least one row side by side. 10. Zařízení'pro. ochranu proti proražení podle nároku 9, vyznačující .se tím, že ve vybrání /14/ výstupní skříně /4/ plynu jsou vytvořena nejméně dvě rovnoběžně s osou /21/ otáčení, turbínového kola /6/ uspořádaná.žebra /22/ a že třetí zařízení'/19/ pro ochranu proti proražení've tvaru svazku ocelových drátových lanek /20/ je se žebry /22/ tvarově pevně spojeno.10. Equipment'for. puncture protection according to claim 9, characterized in that at least two ribs (22) are arranged in the recess (14) of the gas outlet housing (4) arranged at least two parallel to the axis of rotation (21) of the turbine wheel (6) and The device (19) for protection against piercing in the form of a bundle of steel wire ropes (20) is rigidly connected to the ribs (22).
CZ973099A 1996-10-02 1997-10-01 Apparatus for protection radial turbines of turbo-compressor from puncture CZ309997A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19640654A DE19640654A1 (en) 1996-10-02 1996-10-02 Burst protection device for radial turbines of turbochargers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ309997A3 true CZ309997A3 (en) 1998-04-15

Family

ID=7807677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ973099A CZ309997A3 (en) 1996-10-02 1997-10-01 Apparatus for protection radial turbines of turbo-compressor from puncture

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0834646A1 (en)
JP (1) JPH10110622A (en)
KR (1) KR19980032381A (en)
CZ (1) CZ309997A3 (en)
DE (1) DE19640654A1 (en)
PL (1) PL322377A1 (en)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224321B1 (en) 1998-12-07 2001-05-01 Pratt & Whitney Canada Inc. Impeller containment system
GB9929012D0 (en) * 1999-12-09 2000-02-02 Henderson Alexander C Modified exhaust turbine
DE10014810A1 (en) * 2000-03-27 2001-10-11 Abb Turbo Systems Ag Baden Exhaust gas turbocharger radial turbine for internal combustion engine; has turbine wheel and flow channel for working medium and has separating wall between turbine and bearing casings
DE10050931C5 (en) * 2000-10-13 2007-03-29 Man Diesel Se Turbomachine with radial impeller
DE10107807C1 (en) * 2001-02-20 2002-07-25 Man B & W Diesel Ag Flow machine with radial compressor wheel, used as a turbosupercharger, has cavity between inner cylinder of spiral casing and casing insertion piece
TW576886B (en) 2001-05-04 2004-02-21 Abb Turbo Systems Ag Turbocharger having a radial-flow compressor and burst-protection arrangement for a radial-flow compressor of a turbocharger
DE10220573C1 (en) 2002-05-08 2003-07-03 Mtu Friedrichshafen Gmbh IC engine exhaust gas turbocharger has rupture protection enclosing dangerous section of turbocharger housing
DE102004027594B4 (en) * 2004-06-05 2006-06-29 Man B & W Diesel Ag Turbomachine with radially flowing compressor wheel
EP1719879B1 (en) * 2005-05-03 2008-01-30 ABB Turbo Systems AG Burst protection device for radial compressors
US7478532B2 (en) * 2005-11-07 2009-01-20 Honeywell International, Inc. Turbocharger containment shield
US7568338B2 (en) 2005-12-23 2009-08-04 Honeywell International Inc. Multi-piece compressor housing
US7874136B2 (en) 2006-04-27 2011-01-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotor containment element with frangible connections
DE102006041321A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Housing section, particularly fan housings, for gas-turbine engine, has endangered section seperated by shovel or rotor parts in which flexible protective cover arranged is arranged at periphery of matrixes
JP4876959B2 (en) * 2007-02-19 2012-02-15 株式会社Ihi Turbocharger
DE102008061398A1 (en) 2008-12-10 2010-06-17 Man Diesel Se Method for creating burst protection for flow machine, particularly exhaust gas turbocharger, involves wrapping machine housing of flow machine partially with metal or Kevlar netting
DE102008062363A1 (en) 2008-12-17 2010-06-24 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Fan housing for a jet engine
DE102009009129B4 (en) 2009-02-17 2022-11-03 BMTS Technology GmbH & Co. KG Turbocharger with variable turbine geometry
DE102009049841B4 (en) 2009-10-14 2015-01-15 Mtu Friedrichshafen Gmbh Gas turbine engine and internal combustion engine
JP4905565B2 (en) 2010-02-04 2012-03-28 トヨタ自動車株式会社 Turbocharger and its wheel housing
US9091208B2 (en) 2010-07-16 2015-07-28 Honeywell International Inc. Turbocharger bearing housing assembly
US9021802B2 (en) 2010-08-26 2015-05-05 Honeywell International Inc. Turbine housing assembly with wastegate
US9097120B2 (en) 2010-08-26 2015-08-04 Honeywell International Inc. Turbine housing assembly
JP5511725B2 (en) * 2011-03-31 2014-06-04 三菱重工業株式会社 Sheet metal turbine housing
DE102011017052A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 Mann + Hummel Gmbh Compressor housing of a centrifugal compressor
JP6012572B2 (en) * 2013-09-25 2016-10-25 三菱重工業株式会社 Turbocharger
GB201404050D0 (en) * 2014-03-07 2014-04-23 Cummins Ltd A turbine
WO2015151844A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 三菱重工業株式会社 Centrifugal compressor, supercharger, and method for manufacturing centrifugal compressor
JP6456596B2 (en) * 2014-03-31 2019-01-23 三菱重工業株式会社 Centrifugal compressor, supercharger, and method of manufacturing centrifugal compressor
JP6541956B2 (en) * 2014-10-17 2019-07-10 三菱重工業株式会社 Centrifugal compressor and turbocharger equipped with the same
US9702266B2 (en) 2014-06-30 2017-07-11 Honeywell International Inc. Turbocharger turbine housing
DE102014212926A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Spiral housing for a centrifugal compressor
DE102014012123A1 (en) * 2014-08-14 2016-02-18 Man Diesel & Turbo Se turbocharger
DE102016012317A1 (en) 2016-10-15 2018-04-19 Daimler Ag Radial turbine for an exhaust gas turbocharger
JP6624338B2 (en) 2017-03-17 2019-12-25 株式会社Ihi Variable nozzle unit seal structure and variable capacity turbocharger
DE102017109594A1 (en) * 2017-05-04 2018-11-08 Abb Turbo Systems Ag Compressor housing of a centrifugal compressor
DE102018101066A1 (en) 2018-01-18 2019-07-18 Man Energy Solutions Se Bursting device for a gas turbine machine
DE102018107304A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-02 Man Energy Solutions Se turbocharger
DE102018110235A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Man Energy Solutions Se turbocharger
DE102018114093A1 (en) 2018-06-13 2019-12-19 Man Energy Solutions Se Burst protection device for a gas turbine engine
DE102018129128A1 (en) 2018-11-20 2020-05-20 Man Energy Solutions Se Insert for a turbocharger
DE102020213708A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Turbine arrangement for an exhaust gas turbocharger
DE102020213709A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Turbine arrangement for an exhaust gas turbocharger
DE102021113581A1 (en) 2021-05-26 2022-12-01 Rolls-Royce Solutions GmbH Turbine arrangement for an exhaust gas turbocharger

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2935294A (en) * 1957-01-22 1960-05-03 Thompson Ramo Wooldridge Inc Double wall turbine shroud
DE2706110C3 (en) * 1977-02-14 1981-07-09 Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal Compressor housing preferably for exhaust gas turbochargers
FR2448626A1 (en) * 1979-02-08 1980-09-05 Snecma IMPROVEMENT IN ROTORS OF ROTATING MACHINES
FR2467978A1 (en) * 1979-10-23 1981-04-30 Snecma RETENTION DEVICE FOR A COMPRESSOR CASE OF A TURBOMACHINE
US4534698A (en) * 1983-04-25 1985-08-13 General Electric Company Blade containment structure
DE3704197C1 (en) * 1987-02-11 1987-08-20 Mtu Muenchen Gmbh Removable burst protection ring
DE4223496A1 (en) * 1992-07-17 1994-01-20 Asea Brown Boveri Reducing kinetic energy of bursting parts in turbines - involves crumple zone between inner and outer rings set between housing and rotor to absorb energy and contain fractured parts
US5271220A (en) * 1992-10-16 1993-12-21 Sundstrand Corporation Combustor heat shield for a turbine containment ring

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980032381A (en) 1998-07-25
JPH10110622A (en) 1998-04-28
DE19640654A1 (en) 1998-04-09
EP0834646A1 (en) 1998-04-08
PL322377A1 (en) 1998-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ309997A3 (en) Apparatus for protection radial turbines of turbo-compressor from puncture
US5618162A (en) Centrifugal compressor hub containment assembly
US5143512A (en) Turbine rotor disk with integral blade cooling air slots and pumping vanes
US7448845B2 (en) Gas turbine engine
EP2110531B1 (en) Exhaust gas turbocharger
EP2060741B1 (en) Turbine arrangement
US7465148B2 (en) Air-guiding system between compressor and turbine of a gas turbine engine
US7600973B2 (en) Blades for gas turbine engines
KR101157440B1 (en) Bursting protection
JP4202483B2 (en) Improvements in or related to compressors and turbines
CN105715308B (en) Compressor assembly for the explosion of anti-turbocharger
EP3324053B1 (en) Compression device and supercharger
JP2956834B2 (en) Axial turbine of exhaust gas turbocharger
US20210115851A1 (en) Bearing cavity and method of evacuating oil therefrom
US6695574B1 (en) Energy absorber and deflection device
RU2511863C2 (en) Impeller for use inside protective structure (versions), compressor stage of gas turbine plant and method for protective structure weight minimisation
JP4153722B2 (en) Axial-flow turbine for exhaust-driven turbocharger
CN102705254A (en) Shroud leakage cover
JP6106195B2 (en) Turbocharger
US6497551B1 (en) Tip treatment bars in a gas turbine engine
EP0795682A1 (en) Blade containment system for a turbofan engine
JPH08500410A (en) Vortex pump
KR20190088408A (en) Burst protection device for a gas turbo engine
CN214788037U (en) Single suction centrifugal pump
CN216742047U (en) Radial turbine for a charging system and charging system

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic