DK144195B - Tryklader med en udstoedsgastrukket drivturbine der er udformet med aksialt rettet indstroemningsdyse - Google Patents

Description

(19) DANMARK .J|J

±

^ 02) FREMLÆGGELSESSKRIFT (11) mi95B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5^75/77 (51) |nt.CI.3 F 02 C 1/04 (22) Indleveringsdag 3- aug. 1977 // F 01 D 25/24 (24) Løbedag 3· aug. 1977 (41) Aim. tilgængelig 4. feb. 1978 (44) Fremlagt 11. jan. 1982 (86) International ansøgning nr. -(86) International indleveringsdag -(85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 5· aug. 1976, 92045/76, JP

(71) Ansøger MITSUBISHI JUK0GY0 KABUSHIKI KAISHA, Tokyo, JP.

(72) Opfinder Jiro Nomura, JP: Hiroshi Nakatomi, JP: Yoshikatsu

Yuasa, JP.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree.

(54) Tryklader med en udstøds gas trukket drivturbine, der er udformet med aksialt rettet indstrømningsdyse.

Opfindelsen angår en tryklader med udstødsgasdreven, med aksialt rettet indstrømningsdyse udformet turbine som drivmotor, og hvor aksellejerne for turbinerotorens og blæserrotorens fælles aksel er anbragte enten ved turbinerotorens og blæserrotorens bort fra hinanden vendende sider, d.v.s. såkaldt udvendig lejring af akslen, eller ved hver sin ende af mellemrummet mellem turbinerotoren og blæserrotoren, d.v.s. såkaldt indvendig lejring af akslen.

Til nærmere forklaring af den kendte teknik henvises alle1--Ω j) rede her til tegningens fig. 1 og 2, der viser længdesnit gennem de ^ hidtil kendte konstruktioner af trykladere til ladning af dieselmo- rf torer. Den i fig. 1 viste tryklader er af typen med såkaldt udvendig lejring, idet dens aksellejer 9 og 10 er anbragte ved de yderste en-^ der af akslen uden for henholdsvis turbineskovlene 3 og blæserens Ω 2 144195 løbehjul 6.

Under trykladerens drift indtræder på kendt måde en dieselmotors udstødsgas i turboladeren gennem et gasindstrømningshus 1 og udstødsgassens varmeenergi omsættes gennem en turbinedyse 2 til kinetisk energi, der tildeler turbineskovlhjulet 3 en roterende bevægelse. Efter at have passeret skovlhjulet 3, strømmer udstødsgassen gennem et gasudstrømningshus 4 og bortledes gennem en afgangsledning. En rotoraksel 5, som drives af turbineskovlhjulet 3, driver et løbehjul 6, som er fastgjort ved den anden ende af rotorakslen 5. På grund af løbehjulet 6's roterende bevægelse indsuges luft gennem et indsugningshus 11, komprimeres ved passage gennem løbehjulet 6 med påfølgende y-derligere komprimering ved hjælp af en diffusor 7 og afgives til en dieselmotor gennem et blæserhus 8.

Et af de problemer, som opstår ved sædvanlig anvendelse af sådanne trykladere er, at udstødsgassens gennemstrømningsveje efterhånden indsnævres på grund af en af stoffer fra udstødsgassen bestående belægning på turbinedysen 2 og turbineskovlene 3 med deraf følgende nedsat nytteeffekt.

Da turbineskovlene 3 sædvanligvis roterer med meget stor om-drejriingshastlghed, e'r dannelsen af en belægning på disse ikke så udpræget. Det virkelige problem er dannelsen af en belægning i turbinedysen 2. Denne belægning består af stoffer, såsom uforbrændte kulpartikler og uorganiske salte, som sammen med udstødsgasserne fra dieselmotoren indtræder i trykladeren. Belægningen sidder sædvanligvis meget fast og er vanskelig at fjerne. For at muliggøre en fuldstændig fjernelse af bélægningen på turbinedysen 2, afmonteres denne fra trykladeren, hvorefter belægningen fjernes, f.eks. ved hjælp af en stålbørste efter kogning.

Ulempen ved trykladere af den hidtil kendte udformning er, at afmonteringen af turbinedysen er meget besværlig. Således skal ved den i fig. 1 viste tr^klader af typen med udvendige lejringer gasindstrømningshuset 1 afmonteres, før turbinedysen 2 kan aftages. Til afmontering af gasindstrømningshuset 1 skal forbindelsesboltene mellem dieselmotorens udstødsrør og gasindstrømningshuset 1 samt boltene 12 fjernes,og derefter skal rotorakslen 5 efter udtrækningen af huset 1 understøttes, således at den ikke falder ned. Skønt turbinedysen 2 teoretisk skulle kunne udtages på den beskrevne måde, vil boltene ved udstødsgassiden ofte på grund af fastbrænding være umulige at fjerne, således at man i praksis i stedet først fjerner huset 11, og efter at man fra blæsersiden har fjernet øvrige huse og trukket rotorakslen 5 3 mm ud,fjerner dysens fastgørelsesbolte 13 og trækker'turbinedysen 2 ud. Afmonteringen er således et omfattende arbejde.

Ved udtagning af turbinedysen 2 ved den i fig. 2 viste tryklader af typen med indvendig lejring skal løbehjulet 6 afmonteres, efter at indsugningshuset 11 og husene ved blæsersiden er fjernede.

Efter fjernelse af aksellejerne 9 og 10 fjernes gasudstrømningshusets dæksel 21, og rotorakslen 5 udtrækkes fra udstødsgassiden. Derefter fjernes bolte 23,og turbinedysen 2 tages ud.

Skønt en hyppig rensning af turbinedysen 2 er ønskelig, foretages der sædvanligvis kun en afmontering af dysen ca. 1 gang om å-ret på grund af det besværlige afmonteringsarbejde. I perioden mellem rensningerne af turbinedysen 2 synker turbinens virkningsgrad,og den luftmængde, som tilføres dieselmotoren, reduceres. Dette medfører u-heldige følger, som f.eks. en højere temperatur af dieselmotorens udstødsgasser.

Hertil kommer, at man som følge af de verdensomspændende bestræbelser på at spare energi i stadig stigende grad slækker på kvalitetskravene for dieselmotorbrændstof, hvilket medfører, at større mængder forbrændingsaffaldsstoffer strømmer ind i trykladeren sammen med udstødsgassen med deraf følgende større tilbøjelighed til vedhæftning og ansamling af affaldsstoffer på turbinedysen. Under sådanne omstændigheder er det foran beskrevne besværlige arbejde ved afmontering af turbinedysen en stor ulempe ved anvendelsen af en dieselmotor.

Formålet med opfindelsen er derfor at tilvejebringe en udstødsgasturbinedreven tryklader, ved hvilken de nævnte ulemper ved de hidtil kendte trykladere er eliminerede, og turbinedysen kan udtages på enkel måde.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at turbinens gasindløbshus er udformet som en todelt konstruktion med en indre og en ydre cylindrisk husdel, hvoraf den indre husdel er glidende optaget i den ydre husdel og i monteret stilling er fikseret til denne ved hjælp af fastgørelsesorganer, og at den indre husdel bærer turbinens aksialt rettede indstrømningsdyse. Denne udformning af trykladeren frembyder den fordel, at det, når dysen skal udtages, kun er nødvendigt at fjerne fastgørelsesorganerne og derefter at trække den indre husdel udad i aksial retning. Dysen følger da med ud sammen med den indre husdel.

Det er således ikke nødvendigt som ved de hidtil kendte konstruktioner at udtage rotoren og fjerne et stort antal husdele og bolte for at kunne udtage dysen. Da udtagningen af dysen således kan foretages på enkel måde uden et stort og besværligt arbejde, kan der hyppigere fo- 4

14419E

retages en afrensning af denne, således at trykladeren altid kan arbejde under de bedste driftsforhold med størst virkningsgrad, hvorved også dieselmotorens virkningsgrad øges.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere under henvisning til tegningen. På tegningen viser: fig. 1 et længdesnit gennem en tryklader af kendt type med udvendig lejring af akslen, fig. 2 et længdesnit gennem en tryklader af kendt type med indvendig lejring af akslen, fig. 3 et længdesnit gennem gasturbinedelen af en foretruk-ken udførelsesform for en tryklader ifølge opfindelsen af typen med indvendig lejring af akslen, og fig. 4 et længdesnit gennem gasturbinedelen af en anden foretrukken udførelsesform for trykladeren ifølge opfindelsen af typen med udvendig lejring af akslen.

I fig. 3 er en vigtig del af en foretrukken udførelsesform for en tryklader af typen med indvendig lejring vist i længdesnit. Til løsning af den stillede opgave er den i fig. 3 viste tryklader af typen med indvendig lejring således udformet, at udstødsgassens strømningsretning er modsat udstødsgassens strømningsretning ved den i fig. 2 viste tryklader af typen med indvendig lejring.

I fig. 2 strømmer udstødsgas ind i trykladeren gennem gasindløbshuset I, strømmer derefter ind i midterparten mellem løbehjulet 6 og turbineskovlene 3, fortsætter derefter i aksial retning, således som vist i fig. 2, og strømmer derpå ud gennem gasudløbshuset 4 ved den højre ende af trykladeren. I modsætning hertil er ved den i fig. 3 viste tryklader ifølge opfindelsen et gasindløbshus anbragt ved tryk-laderens' højre ende, gennem hvilket udstødsgassen strømmer ind i trykladeren og herfra fortsætter mod venstre i aksial retning, hvorefter den strømmer ud gennem et gasudløbshus 4, som er anbragt i midterparten mellem løbehjulet 6 og turbineskovlene 3.

v Ved den i fig. 3 viste udførelsesform for opfindelsen er gasindløbshuset delt i to sektioner, d.v.s. i en ydre gasindløbssektion 1A og en indre gasindløbssektion IB. Den ydre gasindløbssektion 1A og den. indre gasindløbssektion IB er i det væsentlige cylindriske og er glidbart i aksial retning forbundne med hinanden, og den indre gasindløbsåbning IB er fastgjort til den ydre gasindløbssektion 1A ved hjælp af bolte 31, af hvilke en er vist i fig. 3. En dyse 2 er fastgjort til den indre gasindløbssektion IB ved hjælp af bolte 32, 5 144195 af hvilke en ligeledes er vist i fig. 3.

Den foran beskrevne udformning af trykladeren frembyder den fordel, at det, når dysen 2 skal udtages, kun er nødvendigt at fjerne boltene 31 og derefter at trække den indre gasindløbssektion IB udad i aksial retning. Dysen 2 følger da med ud sammen med den indre indløbssektion IB.

Ved hjælp af den foreliggende opfindelse opnås, således som foran beskrevet, den fordel, at dysen 2 kan tages ud ved udtrækning af den indre gasindløbssektion IB. Det er således ikke nødvendigt at udtage rotoren og fjerne et stort antal husdele og bolte.

Da dysen således kan udtages på enkel måde, forudsætter vedligeholdelsen af trykladeren ikke et besværligt arbejde, og da trykladeren altid kan arbejde under de bedste driftsforhold med størst virkningsgrad, opnås også en bedre virkningsgrad af dieselmotoren.

En anden foretrukken udførelsesform for trykladeren ifølge opfindelsen er vist i fig. 4. Denne konstruktion er en foretrukken udførelsesform for en tryklader af den i fig. 1 viste type med udvendig lejring, og her er gasindløbshuset ligesom ved den i fig. 3 viste udførelsesform delt i to indløbssektioner, hvilket uden videre fremgår af tegningen. Da virkningen af denne anden foretrukne udførelsesform og de ved denne opnåede fordele er nøjagtigt de samme som beskrevet i forbindelse med den første foretrukne udføreIsesform, skal den ikke forklares nærmere.