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Die Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.
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Derartige Turbinengehäuse, insbesondere für Zwillingsstromturbinen beziehungsweise Mehrsegmentturbinen, von Abgasturboladern sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Das jeweilige Turbinengehäuse umfasst dabei wenigstens zwei Spiralkanäle, deren jeweilige Enden durch jeweilige, in Umfangsrichtung um einen Winkel zueinander versetzte Endkanten von jeweiligen Gehäusezungen des Turbinengehäuses gebildet sind.
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Üblicherweise weist das Turbinengehäuse einen Aufnahmebereich auf, in welchem ein Turbinenrad drehbar aufnehmbar ist. Der jeweilige Spiralkanal ist dabei ein von dem Abgas durchströmbarer Kanal, welcher sich in Umfangsrichtung des Turbinenrads über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen spiralförmig erstreckt. Während eines Betriebs der jeweiligen Zwillingsstromturbine beziehungsweise Mehrsegmentturbine wird der Spiralkanal von Abgas durchströmt, welches beispielsweise von einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, bereitgestellt und mittels des jeweiligen Spiralkanals zu dem Aufnahmebereich und somit zu dem Turbinenrad geführt wird. Die jeweilige Zwillingsstromturbine beziehungsweise Mehrsegmentturbine wird auch als Turbine bezeichnet und ist als Radialturbine ausgebildet, wobei das Abgas während des Betriebs der jeweiligen Turbine beispielsweise das Turbinenrads zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung anströmt und zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung abströmt.
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Dabei ist zumindest ein, das jeweilige Ende des jeweiligen Spiralkanals umfassender Endbereich des jeweiligen Spiralkanals in radialer Richtung nach außen hin durch die jeweilige Gehäusezunge, welche auch einfach als Zunge bezeichnet wird, begrenzt, wobei die Gehäusezunge in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs beziehungsweise des Turbinenrads an der jeweiligen Endkante, welche auch als Zungenendkante bezeichnet wird, endet. Dabei ragt die jeweilige Gehäusezunge beispielsweise in einen jeweiligen Einlassbereich ein, über welchen das Abgas in den Spiralkanal eingeleitet wird.
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Die Spiralkanäle werden auch als Voluten oder Fluten bezeichnet, sodass die jeweilige Turbine eine zumindest zweiflutige Turbine, insbesondere eine zweiflutige Radialturbine, ist. Dabei sind die Spiralkanäle zumindest teilweise voneinander getrennt, wobei die Spiralkanäle bei einer Zwillingsstromturbine in axialer Richtung der Zwillingsstromturbine nebeneinander angeordnet sind und dabei nebeneinander in den Aufnahmebereich münden. Dabei sind beispielsweise die Gehäusezungen in axialer Richtung der Zwillingsstromturbinen in teilweiser gegenseitiger Überdeckung angeordnet. Im Gegensatz dazu ist es beispielsweise bei einer Mehrsegmentturbine vorgesehen, dass die Spiralkanäle in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs hintereinander angeordnet, das heißt hintereinander geschaltet sind und dabei in Umfangsrichtung hintereinander in den Aufnahmebereich münden.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2007 048 666 A1 eine Zwillingsstromturbine, welche auch als Twin-Scroll-Turbine bezeichnet wird. Außerdem ist aus der
EP 2 249 002 A1 eine Radialturbine mit einem Spiralkanal bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Turbinengehäuse der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Robustheit des Turbinengehäuses und somit der Zwillingsstromturbine beziehungsweise der Mehrsegmentturbine auf besonders einfache Weise realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Turbinengehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Turbinengehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Turbinengehäuse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Robustheit des Turbinengehäuses und somit der Zwillingsstromturbine auf besonders einfache Weise realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Winkel, um den die jeweiligen Endkanten und somit die auch als Spiralzungen bezeichneten Gehäusezungen in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, in einem Bereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 70 Grad liegt. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Winkel n einem Bereich von einschließlich 20 Grad bis einschließlich 40 Grad liegt.
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Um ein Turbinengehäuse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 4 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Robustheit der Mehrsegmentturbine auf besonders einfache Weise realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Winkel, um den die auch als Zungenendkanten bezeichneten Endkanten und somit die Gehäusezungen in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, in einem Bereich von einschließlich 112 Grad bis 165 Grad, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 112,3 Grad bis einschließlich 165 Grad, oder in einem Bereich von einschließlich 195 Grad bis einschließlich 248 Grad, insbesondere von einschließlich 195 Grad bis einschließlich 247,7 Grad, liegt.
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Die versetzte Anordnung der Endkanten und somit der Gehäusezungen wird auch als Zungenversatz bezeichnet. Dabei wurde überraschend gefunden, dass der Zungenversatz genutzt werden kann, um eine besonders hohe mechanische Robustheit der als zumindest zweiflutige Radialturbine ausgebildeten Zwillingsstromturbine beziehungsweise Mehrsegmentturbine zu realisieren. Mit anderen Worten wurde überraschend gefunden, dass der Zungenversatz genutzt werden kann, um die Robustheit des Turbinengehäuses im Vergleich zu herkömmlichen Turbinengehäusen zu steigern. Die Zwillingsstromturbine beziehungsweise die Mehrsegmentturbine ist eine zumindest zweiflutige Radialturbine, welche auch als Turbine bezeichnet wird. In vollständig hergestelltem Zustand des jeweiligen Abgasturboladers ist in dem jeweiligen Turbinengehäuse ein Turbinenrad drehbar aufgenommen, wobei das Turbinenrad eine Beschaufelung mit Laufradschaufeln aufweist.
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Mittels des jeweiligen Spiralkanals wird beispielsweise von einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bereitgestelltes Abgas zu dem Turbinenrad geführt, sodass das Abgas das Turbinenrad anströmt und dadurch antreibt. Dabei weist das Turbinengehäuse einen Aufnahmebereich auf, in welchem das Turbinenrad drehbar aufgenommen ist. Mittels des jeweiligen Spiralkanals wird das Abgas somit in den Aufnahmebereich und somit zum Turbinenrad geführt. Dabei wurde gefunden, dass die während eines Betriebs der jeweiligen Turbine auftretende Anregung der Laufradschaufeln und somit Schwingungen der Laufradschaufeln besonders gering gehalten werden können, wenn der Winkel in dem jeweiligen Bereich liegt. Dadurch kann beispielsweise für gewünschte Resonanzordnungen die Erregerfrequenz der einzelnen Gehäusezungen eine schwingungsdämpfende Wirkung erzielt werden, welche auf dem Prinzip der Antiresonanz beruht.
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Die Spiralkanäle münden beispielsweise über jeweilige Austrittsquerschnitte in den Aufnahmebereich, wobei die Spiralkanäle zumindest teilweise voneinander getrennt sind. Bei der Zwillingsstromturbine sind die Spiralkanäle in axialer Richtung hintereinander beziehungsweise nebeneinander angeordnet, wobei die Spiralkanäle beispielsweise in axialer Richtung nebeneinander in den Aufnahmebereich münden. Ferner ist es beispielsweise bei der Zwillingsstromturbine vorgesehen, dass sich die Gehäusezungen in axialer Richtung der Zwillingsstromturbine teilweise gegenseitig überdecken.
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Im Gegensatz dazu ist es beispielsweise bei der Mehrsegmentturbine vorgesehen, dass die Spiralkanäle in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs hintereinander angeordnet beziehungsweise hintereinander geschaltet sind. Dabei sind die Austrittsquerschnitte beispielsweise in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs hintereinander angeordnet, sodass beispielsweise die Spiralkanäle in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs hintereinander in den Aufnahmebereich münden. Dabei überdecken sich die Gehäuse zudem beispielsweise in axialer Richtung nicht gegenseitig, sondern die Gehäusezungen sind beispielsweise in Umfangsrichtung hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet. In Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs der Mehrsegmentturbine folgt beispielsweise auf einen ersten der Austrittsquerschnitte eine erste der Gehäusezunge, wobei in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs auf die erste Gehäusezunge der zweite Austrittsquerschnitt folgt. Auf den zweiten Austrittsquerschnitt folgt dann in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs beispielsweise die zweite Gehäusezunge, auf die dann in Umfangsrichtung der erste Austrittsquerschnitt folgt. Somit sind in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs beidseitig des jeweiligen Austrittsquerschnitts die Gehäusezungen angeordnet. Somit bildet der jeweilige Spiralkanal ein jeweiliges Segment der Mehrsegmentturbine.
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Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Bei der Entwicklung von Radialturbinen für Abgasturbolader sollte gewährleitstet werden, dass die Laufradschaufeln während eines Resonanzfalls keinen Schaden nehmen. Resonanzfälle sind jedoch bei transient betriebenen Strömungsmaschine in der Regel unvermeidbar und werden kritischer mit steigendem Drehzahlniveau respektive sinkender Erregerordnung. Speziell bei der Entwicklung von Abgasturboladern ist es deshalb gängige Praxis, Resonanzanregungen kleiner der sechsten Erregerordnung (EO6) im Arbeitsdrehzahlbereich dadurch zu vermeiden, dass die Eigenfrequenzen der Laufradschaufeln gezielt angehoben werden. Als Folge verbleibt die sechste Erregerordnung als die Kritische im Arbeitsdrehzahlbereich. Zwar ist die mechanische Schaufelbelastung geringer als bei der fünften Erregerordnung (EO5), führt in der Realität trotzdem nicht selten zu Schaufelbrüchen, oft gefolgt von einem Komplettversagen der Turbine.
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Eine Versetzung der Gehäusezungen bei Zwillingsstromturbinen um einen geringen Winkel von kleiner als 10 Grad ist bereits bekannt, geschieht jedoch ohne tieferes Verständnis des Zusammenhangs zwischen der Einzelanregungsfrequenz der Gehäusezungen und den Resonanzordnungen. Somit bleibt der Serieneinsatz dieses Zungenversatzes momentan noch weit hinter seinen Möglichkeiten zurück, was sowohl das Steigerungspotential in Sachen mechanischer Robustheit als auch der Thermodynamik der Turbine angeht.
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Messungen haben überraschenderweise gezeigt, dass ein Zungenversatz, das heißt ein relativer Winkelversatz der Gehäusezungen bei Zwillingsstromturbinen sowie bei Mehrsegmentturbinen in der Lage ist, massiv auf die im Resonanzfall ausgeprägte Schaufelschwingungsamplitude Einfluss zu nehmen. Besonders interessant hierbei war die Beobachtung, dass die Erhöhung der mechanischen Robustheit nicht mit thermodynamischen Abschlägen verbunden war, sondern eher gegenteilig. Der Wertebereich des Zungenversatzes, welcher sich schwingungsreduzierend für eine jeweilige Erregerordnung ergibt, berechnet sich nach folgendem Zusammenhang: 180° / EO ± 9 0° / EO
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Dabei bezeichnet EO die Erregerordnung. Für die als relevant eingestuften Erregerordnungen (EO) ergeben sich nach dem genannten Zusammenhang die Zungenversätze wie folgt:
Für die sechste Erregerordnung EO6 beträgt der Winkel vorzugsweise 30 Grad, wobei ein dämpfender Winkelbereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 45 Grad ermittelt wurde. Für die fünfte Erregerordnung EO5 beträgt der Winkel vorzugsweise 36 Grad, wobei ein dämpfender Winkelbereich von einschließlich 18 Grad bis einschließlich 54 Grad ermittelt werden konnte. Für die vierte Erregerordnung EO4 beträgt der Winkel vorzugsweise 45 Grad, wobei ein dämpfender Winkelbereich von einschließlich 22,25 Grad bis einschließlich 67,75 Grad ermittelt werden konnte. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn, insbesondere bei der Zwillingsstromturbine der Winkel beziehungsweise der relative Winkelversatz, welcher auch als relativer Zungenversatz bezeichnet wird, in einem Bereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 70 Grad liegt.
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Analog dazu wurde für Mehrsegmentturbinen, bei denen die Gehäusezungen üblicherweise einander gegenüberliegend angeordnet sind und somit einen Zungenversatz von 180 Grad aufweisen, gefunden, dass es vorteilhaft ist, die oben beschriebene 180 Grad-Symmetrie zu durchbrechen und einen Zungenversatz in einem Bereich von einschließlich 195 Grad bis einschließlich 248 Grad beziehungsweise einen Bereich von einschließlich 112 Grad bis einschließlich 165 Grad vorzusehen. Dies ist insbesondere vorteilhaft für zweiflutige Segmentturbinen.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bei der Zwillingsstromturbine der Winkel in einem Bereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 68 Grad, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 67,7 Grad, liegt. Dabei ist es unerheblich, welche Reihenfolge die als Fluten ausgebildeten beziehungsweise wirkenden Spiralkanäle, insbesondere in Strömungsrichtung des Abgases betrachtet, aufweisen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer Zwillingsstromturbine, deren Gehäusezungen in Umfangsrichtung um einem Winkel zueinander versetzt angeordnet sind, der in einem Bereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 70 Grad liegt; und
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2 Ein Diagramm, zum Veranschaulichen eines Zusammenhangs zwischen der Schwingungsamplitude und dem relativen Zungenversatz.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Querschnittsansicht eine Zwillingsstromturbine 10 für einen Abgasturbolader. Die Zwillingsstromturbine 10 wird auch einfach als Turbine bezeichnet und ist eine Radialturbine, welche von Abgas antreibbar ist. Ferner ist es möglich, dass die Turbine eine Mixflow-Turbine und/oder eine Vario-Turbine, insbesondere eine Zungenschieber-Turbine, ist. Der Abgasturbolader ist beispielsweise Komponente einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Während eines gefeuerten Betriebs stellt die Verbrennungskraftmaschine das zuvor genannte Abgas bereit, welches während des gefeuerten Betriebs einen Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine durchströmt. Dabei ist die Turbine (Zwillingsstromturbine 10) in dem Abgastrakt angeordnet und demzufolge von zumindest einem Teil des Abgases durchströmbar.
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Die Zwillingsstromturbine 10 umfasst ein in 1 ausschnittsweise erkennbares Turbinengehäuse 12, welches einen Aufnahmebereich 14 aufweist beziehungsweise begrenzt. Ferner umfasst der Abgasturbolader ein Turbinenrad 16, welches in dem Aufnahmebereich 14 und somit in dem Turbinengehäuse 12 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufgenommen und dabei um eine Drehachse 18 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 drehbar ist.
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Das Turbinengehäuse 12 weist zwei Spiralkanäle auf, von denen in 1 ein mit 20 bezeichneter Spiralkanal erkennbar ist. Die Spiralkanäle sind von dem Abgas durchströmbare Kanäle, die sich in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs 14 und somit des Turbinenrads 16 über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen spiralförmig erstrecken. Bei der Zwillingsstromturbine 10 sind die Spiralkanäle in axialer Richtung der Zwillingsstromturbine 10 und somit entlang einer senkrecht zur Bildebene von 1 verlaufenden Richtung hintereinander beziehungsweise nebeneinander angeordnet, wobei die Spiralkanäle beispielsweise in axialer Richtung der Zwillingsstromturbine 10 hintereinander beziehungsweise nebeneinander in den Aufnahmebereich 14 münden. Die Spiralkanäle münden dabei über jeweilige Austrittsquerschnitte in den Aufnahmebereich 14, wobei in 1 der mit 22 bezeichnete Austrittsquerschnitts des Spiralkanals 20 erkennbar ist. Dabei sind die Austrittsquerschnitte beispielsweise in axialer Richtung hintereinander beziehungsweise nebeneinander angeordnet.
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Mittels der Spiralkanäle wird das die Spiralkanäle durchströmende Abgas zu dem Aufnahmebereich 14 und somit zu dem Turbinenrad 16 geleitet, welches eine Beschaufelung 24 mit einer Mehrzahl von Laufradschaufeln aufweist. Die Laufradschaufeln werden auch als Turbinenschaufeln bezeichnet. Das Abgas kann den jeweiligen Spiralkanal verlassen und strömt beispielsweise das Turbinenrad 16 zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung an und zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung ab, sodass die Zwillingsstromturbine 10 als Radialturbine ausgebildet ist.
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Das Turbinengehäuse 12 weist vorliegend zwei Gehäusezungen 26 und 28 auf, wobei die Gehäusezunge 26 dem Spiralkanal 20 und die Gehäusezunge 28 dem zweiten Spiralkanal zugeordnet ist. Die Spiralkanäle sind zumindest teilweise voneinander getrennt. Diese Trennung erfolgt beispielsweise mittels einer in axialer Richtung zumindest teilweise zwischen den Spiralkanälen angeordneten Trennwand 30 des Turbinengehäuses 12, wobei die Trennwand 30 in axialer Richtung zwischen den Gehäusezungen 26 und 28 angeordnet ist. In Blickrichtung auf 1 ist somit die Gehäusezunge 28 hinter der Gehäusezunge 26 und hinter der Trennwand 30 angeordnet, sodass die Gehäusezunge 28 an sich eigentlich nicht sichtbar ist. Daher ist die Gehäusezunge 28 in 1 durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Die Gehäusezungen 26 und 28 werden auch als Spiralzungen bezeichnet und weisen jeweilige Endkanten 32 und 34 auf, welche auch als Zungenendkanten bezeichnet werden. Dabei enden die Gehäusezungen 26 und 28 in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs 14 beziehungsweise des Turbinenrads 16 an den jeweiligen Endkanten 32 und 34. Die Endkanten 32 und 34 bilden dabei jeweilige Enden 36 und 38 der Spiralkanäle. Mit anderen Worten enden die Spiralkanäle in Umfangsrichtung an den Enden 36 und 38 und somit an den Endkanten 32 und 34. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind jeweilige, die jeweiligen Enden 36 und 38 der Spiralkanäle umfassende Endbereiche der Spiralkanäle in radialer Richtung nach außen hin durch die Gehäusezungen 26 und 28 begrenzt, wobei die Gehäusezungen 26 und 28 beispielsweise in jeweilige Einlassbereiche hineinragen, über die das Abgas aus den Spiralkanälen aus- und in den Aufnahmebereich 14 einströmen kann. Die Vario-Turbine hat eine variable Turbinengeometrie, wobei die Gehäusezungen 26 und 28, insbesondere gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig, verschiebbar beziehungsweise verdrehbar sind.
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Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass die Endkanten 32 und 34 und somit die Gehäusezungen 26 und 28 in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs 14 und somit des Turbinenrads 16 um einen Winkel α zueinander versetzt sind. Diese versetzte Anordnung der Gehäusezungen 26 und 28 wird auch als Zungenversatz, relativer Zungenversatz, Winkelversatz oder relativer Winkelversatz bezeichnet.
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Um nun eine besonders hohe, insbesondere mechanische, Robustheit der Zwillingsstromturbine 10 auf besonders einfache Weise zu realisieren, liegt der Winkel α in einem Bereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 70 Grad, vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 15 Grad bis einschließlich 67,7 Grad. Bei den in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α 30 Grad.
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Im Gegensatz zu der Zwillingsstromturbine 10, bei welcher die Spiralkanäle beziehungsweise die Austrittsquerschnitte in axialer Richtung nebeneinander beziehungsweise hintereinander angeordnet sind, sind die Spiralkanäle bei einer Mehrsegmentturbine in Umfangsrichtung hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet oder geschaltet, wobei sich in Umfangsrichtung an den jeweiligen Austrittsquerschnitt auf einer ersten Seite eine erste der Gehäusezungen und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite die zweite Gehäusezunge anschließt. Dies bedeutet beispielsweise, dass sich in Umfangsrichtung an die erste Gehäusezunge ein erster der Austrittsquerschnitter anschließt, wobei sich an den ersten Austrittsquerschnitt die zweite Gehäusezunge und an die zweite Gehäusezunge der zweite Austrittsquerschnitt anschließt, an den sich dann die erste Gehäusezunge anschließt. Mit anderen Worten schließen sich in Umfangsrichtung beidseitig an die jeweilige Gehäusezunge die jeweiligen Austrittsquerschnitte an.
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Zur Realisierung einer besonders hohen Robustheit in einer solchen Mehrsegmentturbine auf einfache Weise hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Zungenversatz in einem Bereich von einschließlich 112 Grad bis einschließlich 165 Grad, insbesondere von einschließlich 112,3 Grad bis einschließlich 165 Grad, oder in einem Bereich von einschließlich 195 Grad bis einschließlich 248 Grad, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 195 Grad bis einschließlich 247,7 Grad, liegt.
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2 zeigt ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen dem Zungenversatz und der Schwingungsamplitude am Beispiel der Zwillingsstromturbine 10 und am Beispiel der sechsten Erregerordnung EO6 veranschaulicht. Auf der Abszisse 40 des Diagramms ist der relative Zungenversatz in Grad aufgetragen, wobei auf der Ordinate 42 des Diagramms die Schwingungsamplitude aufgetragen ist. Dabei ist die sechste Erregerordnung EO6 eine Schwingform, welche in 1 gezeigt ist. Ferner sind in 1 Stellen S der Hauptinteraktion beziehungsweise Hauptanregung der Gehäusezungen 26 und 28 gezeigt. Ein in das in 2 gezeigte Diagramm eingetragener Verlauf 44 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen der Schwingungsamplitude und dem relativen Zungenversatz. Aus 2 ist erkennbar, dass bei der Zwillingsstromturbine 10 für die sechste Erregerordnung EO6 gefunden wurde, dass die Schwingungsamplitude dadurch besonders gering gehalten werden kann, dass der Winkel α 30 Grad beträgt.
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Somit wird der Zungenversatz zur Realisierung einer besonders hohen mechanischen Robustheit genutzt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zwillingsstromturbine
- 12
- Turbinengehäuse
- 14
- Aufnahmebereich
- 16
- Turbinenrad
- 18
- Drehachse
- 20
- Spiralkanal
- 22
- Austrittsquerschnitt
- 24
- Beschaufelung
- 26
- Gehäusezunge
- 28
- Gehäusezunge
- 30
- Trennwand
- 32
- Endkante
- 34
- Endkante
- 36
- Ende
- 38
- Ende
- 40
- Abszisse
- 42
- Ordinate
- 44
- Verlauf
- EO6
- sechste Erregerordnung
- S
- Stelle
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007048666 A1 [0006]
- EP 2249002 A1 [0006]
