EP0086467A1

EP0086467A1 - Spiralgehäuse für Radialturbinen

Info

Publication number: EP0086467A1
Application number: EP83101307A
Authority: EP
Inventors: Merle Lavern Kaesser
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1983-08-24
Also published as: JPS58150007A; ES281744U; AU9165782A; ZA831014B; ES281744Y; BR8300622A

Abstract

Es ist ein Gehäuse (42) für Turbinen, insb. Abgasturbinen zum Antrieb von Turboladern von Brennkraftmaschinen, vorgesehen, mit einem Spiralgehäuseabschnitt (44), welches den Turbinenrotor umschließt sowie einem Eintrittsabschnitt (46), der in vorbestimmter Weise gekrümmt ausgebildet ist. Dieser Einlaßabschnitt (46) verbindet den Spiralgehäuseabschnitt (44) mit dem Abgasverteiler der Brennkrattmaschine. Der gekrümmte Gehäuseabschnitt (46) weist eine Winkelausdehnung von wenigstens 30° zwischen Einlaß (48) und Verbindungsstelle (51) mit dem Spiralgehäuseabschnitt auf. Der lichte Raum in diesem Eintrittsgehäuseabschnitt weist entweder eine konstante oder eine in Strömungsrichtung abnehmende Querschnittsfläche auf. Vor allem weist der gekrümmte Abschnitt einen konstant abnehmenden Krümmungsradius vom Einlaß bis zur Verbindungsstelle (51) mit dem Spiralgehäuse auf. Die Anordnung ist so getroffen, daß ein allgemein gleichförmiges Geschwindigkeitsprofil der Abgase am Einlaß des Eintrittsgehäuseabschnittes (46) in ein Wirbelgeschwindigkeits-Profil am Eintritt des Spiralgehauseabschnittes (44) überführt wird, welches gleichformige Umfangsströmung der Abgase am Umfang des Turbinenrotors (56) zeitigt, so daß eine großere Effektivität der Turbine erzielt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Turbinen, insb. Abgasturbinen zum Antrieb von Turboladern für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem um die Drehachse des Turbinenläufers orientierten Spiralgehäuseabschnittes mit einem im Abstand von der Drehachse angeordneten Eintrittsende, und aus einem an das Eintrittsende anschließenden Einlaßabschnitt.
Hierbei handelt es sich sowohl um Turbinen mit unver- änderlicher Geometrie als auch um Turbinen mit variabler Strömung, wobei es um ein Gehäuse ohne Leitschaufeln geht.
Die meisten üblichen leitschaufelfreien,düsenartig arbeitenden Turbinen haben ein Gehäuse mit einem geraden Einlaßabschnitt, der mit einem Spiralgehäuseabschnitt verbunden ist. Der gerade Abschnitt nimmt in Richtung auf den Einlaß des Spiralgehäuseabschnittes ab, so daß die strömenden Abgase dem Spiralgehäuseabschnitt mit nahezu gleichförmigem Geschwindigkeitsprofil zugeführt werden. Wenn die strömenden Abgase um das Innere des Spiralgehäuseabschnittes strömen wird das gleichförmige Geschwindigkeitsprofil in ein Wirbelprofil überführt. Das Wirbelprofil ist derart, daß die Größe der Geschwindigkeiten entlang benachbarter Strömungslinien umgekehrt proportional zu dem Krümmungsradius der betreffenden Strömungslinie ist. Auch entlang jeder dieser Strömungslinien innerhalb des Spiralgehäuseabschnittes nimmt der Krümmungsradius konstant ab. Die Folge ist, daß die tangentiale Geschwindigkeit zunimmt.
Die Geschwindigkeit einer vorgegebenen Strömungslinie, welche in den Turbinenrotor eintritt, ist abhängig von der Abnahme in der Länge des Krümmungsradius dieser Strömunglinie vom Einlaß:.des Spiralgehäuseabschnittes bis zum Umfang des Turbinenrotors. Dies bedeutet, daß für eine vorgegebene Strömungslinie die Veränderung des Krümmungsradius vor Eintritt der Strömungslinie in den Turbinenradius umso größer ist, je länger der Krümmungsradius bei Eintritt in den .Spiralgehäuseabschnitt ist. Dies führt zu einer nicht gleichförmigen Geschwindigkeits- und Druckverteilung um den Umfang des Turbinenrotors, welche beide sehr störend bezüglich der Effektivität der Turbine sind.
Weiterhin ist die Energie, die von den strömenden Abgasen auf den Turbinenrotor übertragen wird, bestimmt durch die nachfolgende gut bekannte Turbinengleichung von Euler:
In dieser Gleichung sind:

H die Energie, die dem Turbinenrotor pro Masseneinheit der Abgase zugeführt wird;
u₁ die Geschwindigkeit der Turbinenschaufeln am Umfang des Turbinenrotors;
c_u1 die tangentiale Komponente der Geschwindigkeit der Abgase bei Eintritt in den Turbinenrotor;
u₂ die Geschwindigkeit der Turbinenschaufeln bei dem durchschnittlichen Massenradius der strömenden Abgase bei Verlassen des Turbinenrotors;
c_u2 die durchschnittliche Massentangentialkomponente der Geschwindigkeit der Abgase bei Verlassen des Turbinenrotors und
g_c die Gravitationskonstante.

Die Geschwindigkeiten entlang von Strömungslinien mit einem großen Wechsel des Krümmungsradius gemessen vom Eingang zu dem Spiralgehäuseabschnitt nach innen zum Umfang des Turbinenrotors nehmen stärker zu als die Geschwindigkeiten entlang von Strömungslinien, die einer kleineren Veränderung des Krümmungsradius unterliegen. Dies führt zu einem in Umfangsrichtung ungleichförmigen Fluß um den Umfang des Turbinenrotors. Die Geschwindigkeitswerte entlang von Strömungslinien mit tangentialen Komponenten c_u1 am Umfang des Turbinenrotors, welche kleiner sind als die Geschwindigkeitswerte u1 der Turbinenschaufeln, führt zu einer negativen Arbeit am Turbinenrotor. Diese negative Arbeit vermindert die positive Arbeit, die durch die Geschwindigkeitswerte entlang von Strömungslinien geleistet wird, deren tangentialen Komponenten c_u1 größer ist als die Geschwindigkeitswerte ü| der Turbinenschaufeln. Zusätzlich zu der Aufgabe, mit den nicht gleichförmigen Geschwindigkeiten fertig zu werden, besteht auch eine Notwendigkeit, den Auftreffwinkel für einen vorgegebenen Arbeitszustand zu optimieren, um eine maximale Turbineneffektivität zu erhalten. Dieser Auftreffwinkel ist der Winkel, der zwischen einer Linie, die sich nach außen und parallel zur Ebene einer Turbinenschaufel erstreckt, und einem Vektor gebildet wird, der die Geschwindigkeit der Abgase relativ zu den Turbinenschaufeln repräsentiert. Für jede Strömungslinie kann ein unterschiedlicher Auftreffwinkel vorliegen, und zwar aufgrund des ungleichförmigen Geschwindigkeitsprofils der Abgase um den Umfang des Turbinenrotors.
Schließlich wurde festgestellt, daß praktisch in allen leitschaufelfreien,düsenartigen Turbinen die Winkelvariationen der Größe der Gasgeschwindigkeiten beim Eintritt in den Turbinenrotor zu einem winkelförmigen statischen Druckgradienten führen, der sich um den Umfang des'Turbinenrotors ausbildet. Dieser Druckgradient neigt dazu diejenigen Strömungslinien, die niedrige Geschwindigkeiten besitzen zu denjenigen Strömungslinien hin zu verbiegen, welche höhere Geschwindigkeiten aufweisen. Auch dadurch wird die Effektivität der Turbine beeinträchtigt. Insbesondere im Bereich der Turbinenzunge besteht die Annahme, daß der statische Druckgradient dazu neigt, die eintretende Strömung der Abgase unter die Turbinenzunge zu drängen und in entgegengesetzte Richtung zur Rotationsrichtung des Turbinenrotors abzulenken.
Beispiele für herkömmliche Turbinen der in Frage stehenden Art sind beispielsweise die Turbinen nach den US-PS'n 36 64 761, 41 77 006 oder 34 23 926.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Gehäuse für Turbinen der eingangs näher bezeichneten Gattung so weiterzubilden, daß die aufgezeigten Schwierigheiten auf einfache Weise weitgehend überwunden werden können, so daß eine größere Effektivität der Turbine erreicht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Einlaßabschnitt des Gehäuses gekrümmt ausgebildet ist, in Strömungsrichtung einen kontinuierlich abnehmenden Krümmungsradius aufweist und eine ausreichende Bogenlänge besitzt, um das relativ gleichförmige Strömungsprofil der Gase am Einlaß des .gekrümmten Einlaßabschnittes in ein vorbestimmtes Wirbelgeschwindigkeits-Profil am Auslaß des gekrümmten Einlaßabschnittes umzuwandeln.
Durch das neue Turbinengehäuse erhält man eine im wesentlichen gleichförmige Strömung der Abgase am Umfang des Turbinenrotors.
Der gekrümmte Einlaßabschnitt sollte eine Bogenlänge von wenigstens etwa 30° aufweisen.
Zweckmäßigerweise besitzt der gekrümmte Einlaßabschnitt auf seiner Länge eine konstante Querschnittsflächengestalt seines Strömungsweges. Er kann aber auch in einigen Fällen auf seiner Länge eine sich ändernde Querschnittsflächengestalt seines Strömungsweges aufweisen. Dabei kann die Querschnittsfläche entweder über die ganze Länge konstant sein oder vom Einlaßende zum entgegengesetzten Ende hin konvergieren, also abnehmen. Dabei ist es wichtig, daß der gekrümmte Abschnitt einen kontinuierlich abnehmenden Krümmungsradius für jede der Strömungslinien in Richtung der Fluidströmung aufweist.
Aufgrund dieser Gestaltung wird das gleichförmige Geschwindigkeitsprofil der Abgase beim Eintritt des gekrümmten Einlaßabschnittes in ein Wirbelgeschwindigkeits-Profil umgewandelt, und zwar auf dem Wege der Gase durch den gekrümmten'Abschnitt und während der Zeit, bis zu der das Fluid den Einlaß des Spiralgehäuseabschnittes erreicht.
Das neue Turbinengehäuse ist geeignet sowohl für Turbinen mit fester Geometrie als auch mit variabler Strömung und zwar jeweils bei Leitschaufelfreien düsenartigen Turbinen.
Durch das neue Gehäuse wird erreicht, daß das Geschwindigkeitsprofil der strömenden Abgase so verändert wird, daß sich eine im wesentlichen gleichförmige Strömung am Umfang des Tubinenrotors ergibt.
Wesentlich ist dabei, daß gleichförmige Überschallgeschwindigkeiten der Abgase am Umfang des Turbinenrotors erzeugt werden können.
Aufgrund der neuen Maßnahmen wird auch erreicht, daß die Abgase auf den Umfang des Turbinenrotors unter gleichförmigem Auftreffwinkel auftreffen.
Eine weitere Folge der Ausbildung des neuen Turbinengehäuses besteht darin, daß um den Umfang des Turbinenrotors nunmehr ein gleichförmiger statischer Druck erzeugt und aufrechterhalten werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt einer üblichen gattungsmäßigen Turbine mit einem geraden und im Querschnitt abnehmenden Einlaßabschnitt.
Figur 2 in ähnlicher Darstellung einen Schnitt durch eine Turbine mit einem Gehäuse gemäß der Erfindung.
Figur 3 in Seiten- und Stirnansicht eine Ausführungsform des gekrümmten Gehäuseabschnittes mit konstanter Querschnittsflächengestalt und abnehmendem Krümmungsradius.
Figur 4 eine Seiten- und Stirnansicht einer zweiten Ausführungsform des gekrümmten Gehäuseab-. schnittes mit variierender Querschnittsgestalt und abnehmendem Krümmungsradius.und
Figur 5 eine Seiten- und Stirnansicht einer dritten Ausführungsform des gekrümmten Abschnittes mit einem axialen Teiler, wobei der Gehäuseabschnitt eine variierende Querschnittsgestalt sowie einen abnehmenden Krümmungsradius aufweist.

Die in Fig. 1 gezeigte bekannte Turbine 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem Spiralgehäuseabschnitt 14 und einem geraden Einlaßabschnitt 16 auf. Der gerade Einlaßabschnitt 16 weist abnehmende Querschnittsflächenbereiche mit einem Fluideinlaß 18 an einem Ende auf, der durch einen Flansch 20 umgeben wird. Der Flansch 20 dient zum Anschrauben an den Abgasverteiler einer Brennkraftmaschine. Die Turbine 10 enthält weiterhin eine Zunge 22 mit einer Spitze 24, die nahe dem Eingang des Spiralgehäuseabschnittes 14 und nahe dem Umfang des Turbinenrotors 26 liegt. Der Turbinenrotor 26 ist in dem Spiralgehäuseabschnitt 14 angeschlossen und auf einer drehbaren Verbindungswelle 28 angeordnet, die ebenfalls ein nicht dargestelltes Kompressorrad am entgegengesetzten Ende unterstützt. Der Turbinenrotor 26 umfaßt mehrere Turbinenschaufeln 30, welche die Abgase aufnehmen und nach innen zur Mitte der Turbine 10 leiten. Die Abgase treten dann über einen nicht gezeigten Auslaß aus.
Wenn die heißen Abgase aus den verschiedenen Verbrennungskammern einer Brennkraftmaschine austreten werden sie durch einen Abgasverteiler in den Einlaß 18 der Turbine 10 geleitet, und zwar mit einem relativ gleichförmigen Geschwindigkeitsprofil, wie dies durch die Vielzahl von Strömungslinien angedeutet ist, deren Geschwindigkeitsvektoren alle annähernd die gleiche Länge aufweisen. Die Abgasströmung durch den geraden Einlaßabschnitt 16 wird durch.den konvergierenden Querschnitt des Einlaßabschnittes 16 beschleunigt. Dabei wird jedoch das relativ gleichförmige Geschwindigkeitsprofil der Abgase vom Eingang bis zu dem Eintritt des Spiralgehäuses 14 nicht beeinträchtigt. Dies ist ebenfalls dargestellt durch die Vielzahl von Strömungslinien, wobei jede einen tangentialen Geschwindigkeitsvektor von der gleichen Länge aufweist. Wenn die Abgase in und um den Spiralgehäuseabschnitt 14 fließen, treffen die Strömungslinien auf die Turbinenschaufeln 30 und verursachen eine Drehung des Turbinenrotors 26 und der zugehörigen Verbindungswelle 28. Mit dem Nachinnenwandern der Strömung der Abgase in den Spiralgehäuseabschnitt 14 nehmen die Geschwindigkeiten der Abgase zu, wenn sie um den Umfang des Turbinenrotors 26 geführt werden. Auch der statische Druck um den Umfang des Turbinenrotors 26 nimmt ab, wenn die tangentiale Geschwindigkeit zunimmt. Solche winkelförmigen Veränderungen von Geschwindigkeit und Druck führen zu einer ungleichförmigen Belastung der Turbinenschaufeln 30, wodurch sich die Effektivität des Turbinenrotors 26 verringert.
Es wird nun Bezug genommen auf Figur 2. In dieser ist eine Turbine 40 gezeigt, welche ein verbessertes Gehäuse 42 aufweist. Dieses besteht aus einem spiralgehäuseabschnitt 44 und einem gekrümmten Einläßabschnitt 46. Der gekrümmte Einlaßabschnitt 46 weist einen Fluideinlaß 48 an einem Ende auf, der durch einen Flansch'50 umgeben ist. Dieser dient zum Anschrauben an den Abgasverteiler einer Brennkraftmaschine. Das entgegengesetzte Ende 51 des gekrümmten Gehäuseabschnittes 46 ist mit dem Einlaß des Spiralgehäuseabschnittes 44 verbunden. Der gekrümmte Abschnitt 46 umfaßt eine innere Fläche 52, die mit der Innenfläche 45 des Spiralgehäuseabschnittes 44 unter Bildung einer Zunge 53 zusammentrifft, welche eine Spitze 54 aufweist. Diese liegt annähernd am Eingang des Spiralgehäuseabschnittes 46 und benachbart im Umfang des Turbinenrotors 56. Gerade ähnlich wie bei der gattungsgemäßen Turbine 10 nach Fig. 1 ist der Turbinenrotor 56 mit einer drehbaren Verbindungswelle 58 verbunden, die ein nicht gezeigtes Kompressorrad am entgegengesetzten Ende unterstützt. Der Turbinenrotor 56 umfaßt mehrere Turbinenschaufeln 60, welche die Abgase aufnehmen und nach innen zur Mitte der Turbine 40 leiten. Die austretenden Abgase werden zu einem nicht gezeigten Auslaß geführt.
Wenn die heißen Abgase die verschiedenen Verbrennungskammern der Brennkraftmaschine verlassen werden sie durch einen Abgasverteiler in den Einlaß 48 der Turbine 40 geleitet und zwar mit einem relativ gleichförmigen Geschwindigkeitsprofil. Dieses gleichförmige Geschwindigkeitsprofil ist durch eine Vielzahl von Strömungslinien mit Geschwindigkeitsvektoren wiedergegeben, welche alle annähernd die gleiche Länge aufweisen. Bei Eintritt in den gekrümmten Gehäuseabschnitt 46 wird das Gesahwindigkeitsprofil der Abgase in eine Wirbelverteilung überführt, wobei die Abgase beschleunigt werden. Diese zwei Faktoren werden dadurch bestimmt, daß der gekrümmte Gehäuseabschnitt 46 mit einem kontinuierlich abnehmenden Krümmungsradius in Richtung der Gasströmung ausgerüstet ist und dadurch, daß der gekrümmte Abschnitt 46 eine ausreichende Länge aufweist, um die überführung des Geschwindigkeitsprofils sicherzustellen. Eine ausreichende Länge für den gekrümmten Abschnitt 46 ist eine Bogenausdehnung von' wenigstens 30°. Vorzugsweise liegt die Ausdehnung zwischen 30 und 180°. Bewährt haben sich Ausdehnungen über Winkelbereiche von 45 bis 90°. Bevorzugt wird jedoch eine Winkelausdehnung von 60⁰.
Die bogenförmige Ausdehnung gestattet es, daß die Strömungslinien nahe der Innenfläche 52 des gekrümmten Abschnittes 46 in einem größeren Ausmaße als die äußeren Strömungslinien beschleunigt werden. Dies bedeutet, daß die Strömungslinien innerhalb des Spiralgehäuseabschnittes 44, die in der Nähe des Umfanges des Turbinenrotors 56 laufen, einen größeren Geschwindigkeitswert aufweisen im Vergleich zu anderen Geschwindigkeitswerten, die in einer radialen Ebene gemessen werden. Dies gilt für jeden Punkt um den Umfang des Turbinenrotors 56. Zusätzlich besitzt der gekrümmte Gehäuseabschnitt 46 eine Querschnittsströmungsfläche, welche, gemessen vom Einlaß 48 bis zum entgegengesetzten Ende 51 entweder konstant oder abnehmend ist. Eine abnehmende Querschnittsfläche wird bevorzugt, bei der die Innenfläche 52 des gekrümmten Gehäuseabschnittes 56 konvergiert und zwar so, daß die eintretenden Abgase beschleunigt werden können.
Der oben erwähnte Krümmungsradius kann berechnet werden unter Verwendung des Berechnungsverfahrens in dem Buch "Mechanical design and systems handbook" von H.A.Rothdart (1964 McGraw-Hill Book Co. New York, Seite 58). Der kontinuierlich abnehmende Krümmungsradius jeder Strömungslinie führt zu einer Beschleunigung der Geschwindigkeit entlang jeder Strömungslinie, und zwar nach folgender Gleichung:
In dieser bedeuten:

c₂ die Geschwindigkeit der Abgase entlang einer Strömungslinie, die in den Turbinenrotor eintritt;
R₁ der Krümmungsradius der Strömungslinie am Eingang des Spiralgehäuseabschnittes;
R₂ der Krümmungsradius der Strömungslinie am Umfang des Turbinenrotors;
c, die Geschwindigkeit der Abgase entlang-der Strömungslinie bei Eintritt in den Spiralgehäuseabschnitt und
L_s ein Wirbelverlustkoeffizient der eine Funktion von der Strömungslinienlänge sein kann.

Eine Beschleunigung der Geschwindigkeit der Abgase führt zu einem günstigen Druckgradienten für dünne Grenzschichten und verhindert, daß die Abgasströmung sich von den Innenwänden des gekrümmten Gehäuseabschnittes 46 abheben.
Durch Überführung des Geschwindigkeitsprofils der eintretenden Abgase in ein vorgeschriebenes Wirbelprofil am Eintritt des Spiralgehäuseabschnittes 44 wird eine wesentlich gleichförmigere Strömungsverteilung um den Umfang des Turbinenrotors 56 erhalten. Dies bedeutet, daß die Geschwindigkeiten aller Strömungslinien, welche auf die Turbinenschaufeln 60 treffen, der Größe nach gleich sind. Dementsprechend wird der Umfang des Turbinenrotors 56 nicht größeren winkelförmigen Variationen in der Geschwindigkeit und/oder im Druck unterworfen. Die Effektivität der Turbine 40 wird dadurch vergrößert.
Durch die Aufrechterhaltung einer gleichförmigen Strömung der Abgase um den Umfang des Turbinenrotors 56 wird auch ein konstanter Auftreffwinkel zwischen den ankommenden relativen Geschwindigkeitskomponenten der Abgase und jeder Turbinenschaufel 60 hergestellt. Dieser konstante Auftreffwinkel trägt zur Vergrößerung der Gesamteffektivität der Turbine 40 bei.
Es wird nun Bezug genommen auf die Figuren 3 bis 5. Hier sind drei Ausführungsbeispiele herausgegriffen für einen gekrümmten Gehäuseabschnitt mit einer Winkelausdehnung von annähernd 90 und einem kontinuierlich abnehmenden Krümmungsradius in Richtung der. Gasströmung.
In den Figuren sind jeweils eine Seitenansicht sowie zwei Stirnansichten des gekrümmten Abschnittes wiedergegeben. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Querschnittsfläche am Einlaß 64 des gekrümmten Gehäuseabschnittes 62 der Größe nach gleich und der Form nach ähnlich der Querschnittsfläche am Auslaß 66. Die in der Figur angegebenen Werte h₁ und h₂ bzw. b₁ und b₂ sind jeweils gleich.
In Figur 4 ist die Querschnittsfläche am Einlaß 70 des gekrümmten Gehäuseabschnittes 68 größer als die Querschnittsfläche am Auslaß 72. Eine Möglichkeit zur Erreichung dieser Flächendifferenz besteht darin, eine konstante Höhe beizubehalten und die Breite zu verringern. In diesem Ausführungsbeispiel ist h_{l =} h₂, während b₁ größer als b₂ ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist der gekrümmte Gehäuseabschnitt 74 einen axialen Teiler 76 auf, so daß zwei Seite an Seite liegende Strömungskanäle 78 und 80 gebildet werden. Der axiale Teiler 76 ist besonders günstig, wenn die Turbine an eine Brennkraftmaschine mit ungerader Anzahl von Zylindern angeschlossen wird. Zwei Abgasverteiler sind mit den Auslaßöffnungen der Brennkraftmaschine und mit dem gekrümmten Gehäuseabschnitt 74 verbunden, so daß die Abgase von der einen Hälfte der Zylinder in den Kanal 78 und die Abgase von den anderen Zylindern in den Kanal 80 geleitet werden. Die Aufteilung der Zylinder wird in Abhängigkeit von ihrer Zündfolge in einer solchen Weise gewählt, daß die Energie der Turbine maximiert wird. In Fig. 5 ist die Querschnittsfläche jedes Kanals 78 und 80 am Einlaß 82 größer als am Auslaß 84. Die Differenz kann hier durch Verringerung der inneren Fläche des gekrümmten Abschnittes 74 erreicht werden, um die Kanäle 78 und 80 am Auslaß 84 in die gewünschte Größe und Form zu überführen. Die innere Form des gekrümmten Abschnittes 74 am Auslaß 84 stimmt vorzugsweise mit der inneren Form am Eingang des Spiralgehäuseabschnittes überein. Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl nur drei verschiedene Ausführungsbeispiele herausgegriffen sind, andere Ausführungsformen verwendet werden können, solange keine abrupten Änderungen an den Innenwänden auftreten.

Claims

1. Gehäuse für Turbinen, insb. Abgasturbinen zum Antrieb von Turboladern für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem um die Drehachse des Turbinenläufers orientierten Spiralgehäuseabschnitt mit einem im Abstand von der Drehachse angeordneten Eintrittsende, und aus einem an das Eintrittsende anschließenden Einlaßabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßabschnitt (46) des Gehäuses gekrümmt ausgebildet ist, in Strömungsrichtung einen kontinuierlich abnehmenden Krümmungsradius aufweist und eine ausreichende Bogenlänge besitzt,um das relativ gleichförmige Strömungsprofil der Gase am Einlaß (48) des gekrümmten Einlaßabschnittes (46) in ein vorbestimmtes Wirbelgeschwindigkeits-Profil am Auslaß (51) des gekrümmten Einlaßabschnittes (46) umzuwandeln.

2. Turbinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Einlaßabschnitt (46) eine Bogenlänge von wenigstens 30^o aufweist.

3. Turbinengehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Einlaßabschnitt (46) eine Bogenlänge von etwa 30 bis etwa 180 aufweist.

4. Turbinengehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Einlaßabschnitt (46) eine Bogenlänge von etwa 45 bis 90° aufweist.

5. Turbinengehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Einlaßabschnitt (46) eine Bogenlänge von etwa 60° aufweist.

6. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Einlaßabschnitt (62) auf seiner Länge eine konstante Querschnittsflächengestalt seines Strömungsweges aufweist.

7. Turbinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Einlaßabschnitt (68,74) auf seiner Länge eine sich ändernde Querschnittsflächengestalt seines Strömungsweges aufweist.

8. Turbinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Einlaßabschnitt so ausgebildet ist, daß die eintretenden Gase in einer im wesentlichen gleichförmigen Strömung auf den Umfang des Turbinenrotors (26) geleitet werdenund daß der gekrümmte Einlaßabschnitt vom Einlaß bis zum Eintritt in den Spiralgehäuseabschnitt eine Strömungsquerschnitts-Flächengestaltung aufweist, die nach innen zu konvergiert.

9. Turbinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseabschnitte (2) axial nebeneinanderliegende und voneinander getrennte Strömungswege (78,80) begrenzen.