DE102019101602A1 - Fluid machine - Google Patents

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DE102019101602A1
DE102019101602A1 DE102019101602.9A DE102019101602A DE102019101602A1 DE 102019101602 A1 DE102019101602 A1 DE 102019101602A1 DE 102019101602 A DE102019101602 A DE 102019101602A DE 102019101602 A1 DE102019101602 A1 DE 102019101602A1
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Johannes Niebuhr
Katharina Kummert
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MAN Energy Solutions SE
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Strömungsmaschine, mit einem stromabwärts eines Laufrads (11) vorgesehenen, durch eine innere Schale (13) und eine äußere Schale (14) begrenzten Diffusor (12), mit einem stromabwärts des Diffusors (12) vorgesehenen Sammelraum (15), wobei der Diffusor (12) in Radialrichtung in den Sammelraum (15) mit einem Mündungsquerschnitt (16) mündet, mit einem austrittsseitigen Ende (17) der äußeren Schale (14) des Diffusors (12), welches an den Sammelraum (15) angrenzt oder in den Sammelraum (15) hineinragt. Das austrittsseitige Ende (17) der äußeren Schale (14) weist einen dem Sammelraum (15) zugewandten Flächenabschnitt (18) auf, der sich im Querschnitt in Radialrichtung erstreckt. Der sich in Radialrichtung erstreckende, dem Sammelraum (15) zugewandte Flächenabschnitt (18) des austrittsseitigen Endes (17) der äußeren Schale (14) geht mit einem im Querschnitt kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitt (19) in einen dem Diffusor (12) zugewandten Flächenabschnitt (20) des austrittsseitigen Endes (17) der äußeren Schale (14) über.

Figure DE102019101602A1_0000
Fluid flow machine, with a diffuser (12) provided downstream of an impeller (11), delimited by an inner shell (13) and an outer shell (14), with a collecting space (15) provided downstream of the diffuser (12), the diffuser ( 12) opens in the radial direction into the collecting space (15) with an orifice cross section (16), with an outlet-side end (17) of the outer shell (14) of the diffuser (12), which adjoins the collecting space (15) or into the collecting space ( 15) protrudes. The outlet-side end (17) of the outer shell (14) has a surface section (18) which faces the collecting space (15) and which extends in the radial direction in cross section. The surface section (18) of the outlet-side end (17) of the outer shell (14), which extends in the radial direction and faces the collecting space (15), goes into a surface section (20) facing the diffuser (12) with a cross-sectionally contoured surface section (19) ) of the outlet end (17) of the outer shell (14).
Figure DE102019101602A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a turbomachine according to the preamble of claim 1.

Der grundsätzliche Aufbau eines Turboladers ist dem hier angesprochenen Fachmann bekannt. Ein Turbolader verfügt über eine Turbine, in welcher ein erstes Medium entspannt wird. Ferner verfügt ein Turbolader über einen Verdichter, in welchem ein zweites Medium verdichtet wird, und zwar unter Nutzung der in der Turbine bei der Entspannung des ersten Mediums gewonnenen Energie. Die Turbine des Turboladers verfügt über ein Turbinengehäuse sowie einen Turbinenrotor. Der Verdichter des Turboladers verfügt über ein Verdichtergehäuse sowie einen Verdichterrotor. Zwischen dem Turbinengehäuse der Turbine und dem Verdichtergehäuse des Verdichters ist ein Lagergehäuse positioniert, wobei das Lagergehäuse einerseits mit dem Turbinengehäuse und andererseits mit dem Verdichtergehäuse verbunden ist. Im Lagergehäuse ist eine Welle gelagert, über die der Turbinenrotor mit dem Verdichterrotor gekoppelt ist.The basic structure of a turbocharger is known to those skilled in the art. A turbocharger has a turbine in which a first medium is expanded. Furthermore, a turbocharger has a compressor in which a second medium is compressed, using the energy obtained in the turbine when the first medium is expanded. The turbine of the turbocharger has a turbine housing and a turbine rotor. The turbocharger's compressor has a compressor housing and a compressor rotor. A bearing housing is positioned between the turbine housing of the turbine and the compressor housing of the compressor, the bearing housing being connected on the one hand to the turbine housing and on the other hand to the compressor housing. A shaft is mounted in the bearing housing, via which the turbine rotor is coupled to the compressor rotor.

Aus der DE 101 37 899 C1 ist eine als Axialturbine ausgebildete Turbine eines Turboladers bekannt, die über einen Diffusor verfügt, der sich an das Turbinenlaufrad anschließt und von einer inneren Schale und einer äußeren Schale begrenzt ist. In Strömungsrichtung des Abgases gesehen schließt sich an den Diffusor ein Sammelraum an, wobei der Diffusor in Radialrichtung in den Sammelraum mit einem Mündungsquerschnitt übergeht bzw. in den Sammelraum mündet. Vom Sammelraum führt eine Abgasströmungsleitung ab. An einem austrittsseitigen bzw. ausgangsseitigen Ende der äußeren Schale des Diffusors ist eine Kante ausgebildet, die in den Sammelraum hineinragt bzw. angrenzt, und zwar angrenzend an den Mündungsquerschnitt des Diffusors.From the DE 101 37 899 C1 is known as a turbine of a turbocharger designed as an axial turbine, which has a diffuser that connects to the turbine impeller and is delimited by an inner shell and an outer shell. When viewed in the flow direction of the exhaust gas, a collecting space adjoins the diffuser, the diffuser merging in the radial direction into the collecting space with an outlet cross section or opening into the collecting space. An exhaust gas flow line leads away from the collecting space. An edge is formed on an outlet-side or outlet-side end of the outer shell of the diffuser, which edge projects into or adjoins the collecting space, specifically adjacent to the cross-section of the mouth of the diffuser.

Die Strömung soll aus dem Diffusor möglichst ungestört in den Sammelraum übertreten. Dies bereitet bei aus der Praxis bekannten Strömungsmaschinen Schwierigkeiten, insbesondere kann es zu Strömungsablösungen im Bereich des austrittsseitigen Endes der äußeren Schale des Diffusors kommen, welches in den Sammelraum hineinragt bzw. an den Sammelraum angrenzt. Dies ist von Nachteil.The flow from the diffuser should pass into the collecting space as undisturbed as possible. This causes difficulties in turbomachines known from practice, in particular flow separations can occur in the region of the outlet-side end of the outer shell of the diffuser, which protrudes into the collecting space or adjoins the collecting space. This is a disadvantage.

Es besteht daher Bedarf an einer Strömungsmaschine, bei welcher eine Strömung ausgehend von einem Diffusor ungestört in einen sich am Diffusor angrenzenden Sammelraum überströmen kann.There is therefore a need for a turbomachine in which a flow can flow from a diffuser undisturbed into a collecting space adjacent to the diffuser.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Strömungsmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Strömungsmaschine nach Anspruch 1 gelöst.Proceeding from this, the object of the invention is to create a novel flow machine. This object is achieved by a turbomachine according to claim 1.

Erfindungsgemäß weist das austrittsseitige Ende der äußeren Schale einen dem Sammelraum zugewandte Flächenabschnitt auf, der sich im Querschnitt in Radialrichtung erstreckt. Der sich in Radialrichtung erstreckende, dem Sammelraum zugewandte Flächenabschnitt des austrittsseitigen Endes der äußeren Schale geht mit einem im Querschnitt kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitt in einen dem Diffusor zugewandten Flächenabschnitt des austrittsseitigen Endes der äußeren Schale über.According to the invention, the outlet-side end of the outer shell has a surface section which faces the collecting space and which extends in the radial direction in cross section. The surface section of the outlet-side end of the outer shell which extends in the radial direction and faces the collecting space merges with a surface section which is contoured in the form of a circular segment in cross section into a surface section of the outlet-side end of the outer shell which faces the diffuser.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Strömungsmaschine am austrittsseitigen Ende der äußeren Schale des Diffusors kann gewährleistet werden, dass eine Strömung aus dem Diffusor ungestört in den Sammelraum überströmen kann. Insbesondere können Strömungsablösungen und Verwirbelungen vermieden werden. Hierdurch können Strömungsverluste minimiert und der Wirkungsgrad gesteigert werden.The configuration of the turbomachine according to the invention at the outlet-side end of the outer shell of the diffuser can ensure that a flow from the diffuser can flow undisturbed into the collecting space. In particular, flow separation and turbulence can be avoided. This minimizes flow losses and increases efficiency.

Vorzugsweise geht der kreissegmentförmig konturierte Flächenabschnitt in den dem Sammelraum zugewandte Flächenabschnitt und/oder in den dem Diffusor zugewandte Flächenabschnitt tangential übergeht. Eine derartige Konturierung der äußeren Schale des Diffusors am austrittsseitigen Ende ist besonders bevorzugt, um Strömungsverluste zu minimieren.Preferably, the surface section contoured in the shape of a segment merges tangentially into the surface section facing the collecting space and / or into the surface section facing the diffuser. Such a contouring of the outer shell of the diffuser at the outlet end is particularly preferred in order to minimize flow losses.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist der sich in Radialrichtung erstreckende Flächenabschnitt des austrittsseitigen Endes der äußeren Schale des Diffusors in Radialrichtung eine Länge L auf, für die gilt: 0,1 *X≤L≤X, wobei X die Abmessung des Mündungsquerschnitts des Diffusors in Axialrichtung ist. Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der kreissegmentförmig konturierte Flächenabschnitt des austrittsseitigen Endes der äußeren Schale des Diffusors einen Radius R auf, für den gilt: 0,1 *X≤R≤X, wobei X die Abmessung des Mündungsquerschnitts des Diffusors in Axialrichtung ist. Dann, wenn eine oder vorzugsweise beide dieser Bedingungen erfüllt sind, kann die Strömung aus dem Diffusor besonders vorteilhaft in den Sammelraum übertreten, um so Strömungsverluste zu minimieren.According to an advantageous development, the surface section of the outlet-side end of the outer shell of the diffuser which extends in the radial direction has a length L in the radial direction, for which the following applies: 0.1 * X≤L≤X, where X is the dimension of the mouth cross section of the diffuser in the axial direction is. According to a further advantageous development, the area segment of the outlet-side end of the outer shell of the diffuser which is contoured in the shape of a segment of a circle has a radius R for which: 0.1 * X≤R≤X, where X is the dimension of the mouth cross section of the diffuser in the axial direction. When one or preferably both of these conditions are met, the flow from the diffuser can pass into the collecting space in a particularly advantageous manner, in order to minimize flow losses.

Vorzugsweise ist die Strömungsmaschine eine Axialturbine, besonders bevorzugt eines Turboladers. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei einer Verwendung an einer als Axialturbine eines Turboladers ausgebildeten Strömungsmaschine.The turbomachine is preferably an axial turbine, particularly preferably a turbocharger. The invention is particularly advantageous when used on a turbomachine designed as an axial turbine of a turbocharger.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 einen schematisierten, ausschnittweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine.
Preferred developments of the invention result from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being restricted to this. It shows:
  • 1 a schematic, partial cross section through a turbomachine according to the invention.

1 zeigt einen stark schematisierten, ausschnittsweisen Querschnitt, nämlich Meridianschnitt, einer als Axialturbine 10 eines Abgasturboladers ausgebildeten Strömungsmaschine, wobei ein Laufrad 11 der Axialturbine 10 axial angeströmt und axial abgeströmt ist. Stromabwärts des Turbinenlaufrads 11 schließt sich ein Diffusor 12 an, welcher die Strömung in der Axialturbine 10 von axial nach radial umlenkt, wobei der Diffusor 12 von einer inneren Schale 13 und einer äußeren Schale 14 begrenzt ist. In Strömungsrichtung des Abgases gesehen schließt sich an den Diffusor 12 ein Sammelraum 15 an. Abgas, welches über den Diffusor 12 in den Sammelraum 15 eintritt bzw. überströmt, kann über eine nicht gezeigte Abströmleitung vom Sammelraum 15 abgeführt werden. 1 shows a highly schematic, partial cross-section, namely meridian section, one as an axial turbine 10th an exhaust gas turbocharger designed turbomachine, an impeller 11 the axial turbine 10th axial flow and axial flow. Downstream of the turbine impeller 11 a diffuser closes 12th which is the flow in the axial turbine 10th redirected from axial to radial, with the diffuser 12th from an inner shell 13 and an outer shell 14 is limited. Seen in the flow direction of the exhaust gas, it adjoins the diffuser 12th a gathering room 15 on. Exhaust gas that flows through the diffuser 12th in the collecting room 15 enters or overflows, can via a discharge line, not shown, from the collecting space 15 be dissipated.

Der Diffusor 12 mündet mit einem Mündungsquerschnitt 16 in den Sammelraum 15. Wie bereits ausgeführt, ist der Diffusor 12 und damit der Mündungsquerschnitt 16 einerseits von der inneren Schale 13 und andererseits von der äußeren Schale 14 begrenzt.The diffuser 12th ends with a muzzle cross-section 16 in the collecting room 15 . As already stated, the diffuser 12th and thus the mouth cross-section 16 on the one hand from the inner shell 13 and on the other hand from the outer shell 14 limited.

Am austrittsseitigen Ende 17 des Diffusors 12 und damit am austrittsseitigen Ende 17 der äußeren Schale 14 weist die äußere Schale 14 eine definierte Konturierung auf, nämlich derart, dass das austrittsseitige Ende 17 der äußeren Schale 14 einen dem Sammelraum zugewandten Flächenabschnitt 18 aufweist, der sich im Querschnitt, nämlich im Meridianschnitt der 1, in Radialrichtung, und zwar ausschließlich in Radialrichtung, erstreckt.At the exit end 17th of the diffuser 12th and thus at the exit end 17th the outer shell 14 has the outer shell 14 a defined contouring, namely in such a way that the outlet end 17th the outer shell 14 a surface section facing the collecting space 18th has, which is in cross section, namely in the meridian section of the 1 , extends in the radial direction, and only in the radial direction.

Dieser sich im Meridianschnitt ausschließlich in Radialrichtung erstreckende, dem Sammelraum 15 zugewandte Flächenabschnitt 18 des austrittsseitigen Endes 17 der äußeren Schale 14 geht mit einem im Querschnitt bzw. Meridianschnitt kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitt 19 in einen dem Diffusor 12 zugewandten Flächenabschnitt 20 des austrittsseitigen Endes 17 der äußeren Schale 14 über.This, in the meridian section, extends exclusively in the radial direction, the collecting space 15 facing surface section 18th of the exit end 17th the outer shell 14 goes with a surface section contoured in the form of a circular segment in cross section or meridian section 19th into the diffuser 12th facing surface section 20 of the exit end 17th the outer shell 14 over.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der kreissegmentförmig konturierte Flächenabschnitt 19 des austrittsseitigen Endes 17 der äußeren Schale 14 in den dem Sammelraum 15 zugewandten Flächenabschnitt 18, der sich im Meridianschnitt ausschließlich in Radialrichtung erstreckt, sowie in den dem Diffusor 12 zugewandten Flächenabschnitt 20, welcher der Kontur des Diffusors 12 folgt, jeweils tangential, also stetig, übergeht.It is preferably provided that the surface section contoured in the form of a segment of a circle 19th of the exit end 17th the outer shell 14 in the collecting room 15 facing surface section 18th , which extends exclusively in the radial direction in the meridian section, and in that of the diffuser 12th facing surface section 20 which is the contour of the diffuser 12th follows, in each case tangential, i.e. continuous, passes over.

Das austrittsseitige Ende 17 der äußeren Schale 14 des Diffusors 12 grenzt an den Sammelraum 15 an oder ragt zumindest abschnittsweise in den Sammelraum 15 hinein.The exit end 17th the outer shell 14 of the diffuser 12th borders on the collecting room 15 or at least in sections protrudes into the collecting room 15 inside.

Im Meridianschnitt gesehen ist das austrittsseitige Ende 17 der äußeren Schale 14, die den Diffusor 12 außen begrenzt, durch zwei geometrische Kenngrößen charakterisiert, nämlich durch eine Länge L des sich in Radialrichtung erstreckenden Flächenabschnitts 18 sowie durch einen Radius R des kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitts 19.The exit end is seen in the meridian section 17th the outer shell 14 that the diffuser 12th limited on the outside, characterized by two geometric parameters, namely by a length L of the surface section extending in the radial direction 18th and by a radius R of the surface section contoured in the shape of a segment of a circle 19th .

Vorzugsweise gilt eine, besonders bevorzugt gelten beide, der nachfolgenden Bedingungen: 0,1 * X L X

Figure DE102019101602A1_0001
0,1 * X R X
Figure DE102019101602A1_0002
wobei

  • L die Länge des sich in Radialrichtung erstreckenden Flächenabschnitts 18 ist,
  • R der Radius des kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitts 19 ist,
  • X die Abmessung des Mündungsquerschnitts 16 des Diffusors in Axialrichtung ist.
Preferably one, particularly preferably both, of the following conditions apply: 0.1 * X L X
Figure DE102019101602A1_0001
0.1 * X R X
Figure DE102019101602A1_0002
in which
  • L is the length of the surface section extending in the radial direction 18th is
  • R is the radius of the area segment contoured in the shape of a segment of a circle 19th is
  • X the dimension of the mouth cross section 16 of the diffuser in the axial direction.

Das austrittsseitige Ende 17 der äußeren Schale 14 des Diffusors 12 bildet eine wulstartige Aufdickung aus, die im Meridianschnitt der 1 eine dickere Wandstärke als ein angrenzender Abschnitt der äußeren Schale 14 aufweist.The exit end 17th the outer shell 14 of the diffuser 12th forms a bulge-like thickening, which in the meridian section of the 1 a thicker wall than an adjacent section of the outer shell 14 having.

Mit einem derart ausgebildeten austrittsseitigen Ende 17 der äußeren Schale 14, welches den Diffusor 12 im Bereich des Mündungsquerschnitts 16 begrenzt, kann eine besonders vorteilhafte und verlustfreie Überleitung der Strömung von dem Diffusor 12 in den sich an den Diffusor 12 anschließenden Sammelraum 15 gewährleistet werden. Durch die Minimierung von Strömungsverlusten kann der Wirkungsgrad der Strömungsmaschine erhöht werden.With an outlet-side end designed in this way 17th the outer shell 14 which is the diffuser 12th in the area of the mouth cross-section 16 limited, a particularly advantageous and lossless transfer of the flow from the diffuser 12th in the itself at the diffuser 12th subsequent collection room 15 be guaranteed. The efficiency of the turbomachine can be increased by minimizing flow losses.

Die Erfindung kommt vorzugsweise bei einer Axialturbine eines Turboladers zum Einsatz. Obwohl die Erfindung in diesem Anwendungsfall besonders bevorzugt zum Einsatz kommt, kann die Erfindung auch bei anderen Strömungsmaschinen mit einem Diffusor und einem sich an den Diffusor angrenzten Sammelraum zum Einsatz kommen, bei welchen eine Strömung ausgehend vom Diffusor in Radialrichtung in den sich an den Diffusor angrenzenden bzw. anschließenden Sammelraum übergeht.The invention is preferably used in an axial turbine of a turbocharger. Although the invention is used with particular preference in this application, the invention can also be used in other turbo machines with a diffuser and a collecting space adjacent to the diffuser, in which a flow starting from the diffuser in the radial direction into those adjacent to the diffuser or subsequent collection room.

Bezugszeichenliste Reference list

1010th
StrömungsmaschineFluid machine
1111
LaufradWheel
1212th
DiffusorDiffuser
1313
innere Schaleinner shell
1414
äußere Schaleouter shell
1515
SammelraumGathering room
1616
MündungsquerschnittMouth cross section
1717th
austrittsseitiges Endeexit end
1818th
FlächenabschnittSurface section
1919th
FlächenabschnittSurface section
2020
FlächenabschnittSurface section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10137899 C1 [0003]DE 10137899 C1 [0003]

Claims (9)

Strömungsmaschine, mit einem stromabwärts eines Laufrads (11) vorgesehenen, durch eine innere Schale (13) und eine äußere Schale (14) begrenzten Diffusor (12), mit einem stromabwärts des Diffusors (12) vorgesehenen Sammelraum (15), wobei der Diffusor (12) in Radialrichtung in den Sammelraum (15) mit einem Mündungsquerschnitt (16) mündet, mit einem austrittsseitigen Ende (17) der äußeren Schale (14) des Diffusors (12), das an den Sammelraum (15) angrenzt oder in den Sammelraum (15) zumindest abschnittsweise hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass das austrittsseitige Ende (17) der äußeren Schale (14) einen dem Sammelraum (15) zugewandten Flächenabschnitt (18) aufweist, der sich im Querschnitt in Radialrichtung erstreckt, der sich in Radialrichtung erstreckende, dem Sammelraum (15) zugewandte Flächenabschnitt (18) des austrittsseitigen Endes (17) der äußeren Schale (14) mit einem im Querschnitt kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitt (19) in einen dem Diffusor (12) zugewandten Flächenabschnitt (20) des austrittsseitigen Endes (17) der äußeren Schale (14) übergeht.Fluid flow machine, with a diffuser (12) provided downstream of an impeller (11), delimited by an inner shell (13) and an outer shell (14), with a collecting space (15) provided downstream of the diffuser (12), the diffuser ( 12) opens in the radial direction into the collecting space (15) with an orifice cross section (16), with an outlet-side end (17) of the outer shell (14) of the diffuser (12), which adjoins the collecting space (15) or into the collecting space ( 15) protrudes at least in sections, characterized in that the outlet-side end (17) of the outer shell (14) has a surface section (18) which faces the collecting space (15) and which extends in the radial direction in cross section, the one which extends in the radial direction Collecting space (15) facing surface section (18) of the outlet-side end (17) of the outer shell (14) with a cross-sectionally contoured surface section (19) facing the diffuser (12) Surface section (20) of the outlet-side end (17) of the outer shell (14) merges. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitt (19) in den dem Sammelraum (15) zugewandten Flächenabschnitt (18) tangential übergeht.Fluid machine after Claim 1 , characterized in that the area segment (19) contoured in the shape of a segment of a circle merges tangentially into the area section (18) facing the collecting space (15). Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kreissegmentförmig konturierten Flächenabschnitt (19) in den dem Diffusor (12) zugewandten Flächenabschnitt (20) tangential übergeht.Fluid machine after Claim 1 or 2nd , characterized in that the circular segment-shaped contoured surface section (19) merges tangentially into the surface section (20) facing the diffuser (12). Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der dem Sammelraum (15) zugewandte Flächenabschnitt (18) im Querschnitt ausschließlich in Radialrichtung erstreckt.Fluid machine according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the surface section (18) facing the collecting space (15) extends in cross section exclusively in the radial direction. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in Radialrichtung erstreckende Flächenabschnitt (18) in Radialrichtung eine Länge L aufweist, für die gilt: 0,1 * X L X ,
Figure DE102019101602A1_0003
wobei X die Abmessung des Mündungsquerschnitts (16) des Diffusors (12) in Axialrichtung ist.
Fluid machine according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the surface section (18) extending in the radial direction has a length L in the radial direction for which: 0.1 * X L X ,
Figure DE102019101602A1_0003
where X is the dimension of the mouth cross section (16) of the diffuser (12) in the axial direction.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kreissegmentförmig konturierte Flächenabschnitt (19) einen Radius R aufweist, für den gilt: 0,1 * X R X ,
Figure DE102019101602A1_0004
wobei X die Abmessung des Mündungsquerschnitts (16) des Diffusors (12) in Axialrichtung ist.
Fluid machine according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the area segment (19) contoured in the shape of a segment of a circle has a radius R for which: 0.1 * X R X ,
Figure DE102019101602A1_0004
where X is the dimension of the mouth cross section (16) of the diffuser (12) in the axial direction.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe eine Axialturbine ist.Fluid machine according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that it is an axial turbine. Strömungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialturbine eine Turbine eines Turboladers ist.Fluid machine after Claim 7 , characterized in that the axial turbine is a turbine of a turbocharger. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Querschnitt ein Meridianschnitt ist.Fluid machine according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the respective cross section is a meridian section.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52153005A (en) * 1976-06-14 1977-12-19 Hitachi Ltd Exhaust chamber of axial turbo-machine
DE2836265A1 (en) * 1977-08-25 1979-03-01 Alsthom Atlantique DIFFUSER FOR THE EXIT OF AN AXIAL TURBINE
DE19618314A1 (en) * 1996-05-08 1997-11-13 Asea Brown Boveri Exhaust gas turbine of an exhaust gas turbocharger
DE19809854A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-12 Skl Motoren Systemtech Exhaust duct for an internal combustion engine fitted with multiple turbochargers
DE10137899C1 (en) 2001-08-02 2003-04-03 Man B & W Diesel Ag Axial turbine for exhaust gas turbocharger of diesel engine has gas outlet channel acting as diffuser for surrounding collection space communicating with exit flow line
US20090068006A1 (en) * 2007-05-17 2009-03-12 Elliott Company Tilted Cone Diffuser for Use with an Exhaust System of a Turbine
EP2054587B1 (en) * 2006-08-24 2009-12-02 ABB Turbo Systems AG Turbine housing
DE112014002109T5 (en) * 2013-05-24 2016-01-14 Solar Turbines Incorporated Exhaust diffuser for a gas turbine engine exhaust system
US20170022993A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Honeywell International Inc. Turbocharger systems with direct turbine interfaces
US20180216495A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 General Electric Company Asymmetric gas turbine exhaust diffuser

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52153005A (en) * 1976-06-14 1977-12-19 Hitachi Ltd Exhaust chamber of axial turbo-machine
DE2836265A1 (en) * 1977-08-25 1979-03-01 Alsthom Atlantique DIFFUSER FOR THE EXIT OF AN AXIAL TURBINE
DE19618314A1 (en) * 1996-05-08 1997-11-13 Asea Brown Boveri Exhaust gas turbine of an exhaust gas turbocharger
DE19809854A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-12 Skl Motoren Systemtech Exhaust duct for an internal combustion engine fitted with multiple turbochargers
DE10137899C1 (en) 2001-08-02 2003-04-03 Man B & W Diesel Ag Axial turbine for exhaust gas turbocharger of diesel engine has gas outlet channel acting as diffuser for surrounding collection space communicating with exit flow line
EP2054587B1 (en) * 2006-08-24 2009-12-02 ABB Turbo Systems AG Turbine housing
US20090068006A1 (en) * 2007-05-17 2009-03-12 Elliott Company Tilted Cone Diffuser for Use with an Exhaust System of a Turbine
DE112014002109T5 (en) * 2013-05-24 2016-01-14 Solar Turbines Incorporated Exhaust diffuser for a gas turbine engine exhaust system
US20170022993A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Honeywell International Inc. Turbocharger systems with direct turbine interfaces
US20180216495A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 General Electric Company Asymmetric gas turbine exhaust diffuser

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