KR20190015107A - Turbine inflow housing of an axial turbine of a turbocharger - Google Patents

Turbine inflow housing of an axial turbine of a turbocharger Download PDF

Info

Publication number
KR20190015107A
KR20190015107A KR1020180085866A KR20180085866A KR20190015107A KR 20190015107 A KR20190015107 A KR 20190015107A KR 1020180085866 A KR1020180085866 A KR 1020180085866A KR 20180085866 A KR20180085866 A KR 20180085866A KR 20190015107 A KR20190015107 A KR 20190015107A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbine
housing
wall
flow
inlet
Prior art date
Application number
KR1020180085866A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
마르쿠스 칼흐슈미트
슈테판 슈퇴르
안드레아 샤칭거
Original Assignee
만 에너지 솔루션즈 에스이
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 만 에너지 솔루션즈 에스이 filed Critical 만 에너지 솔루션즈 에스이
Publication of KR20190015107A publication Critical patent/KR20190015107A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • F01D25/265—Vertically split casings; Clamping arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

A turbine inflow housing (10) for an axial-flow turbine of a turbocharger comprises: a flowing inlet-side end part (11) in which an outer wall (13) of the turbine inflow housing demarcates a flow passageway (15) of which a cross section is in a circular shape; a flowing outlet-side end part (12) in which the outer wall (13) of the turbine inflow housing and an inner wall (14) of the turbine inflow housing demarcate a flow passageway (16) of which a cross section is in a ring shape; and a rib (17), wherein the outer wall (13) of the turbine inflow housing and the inner wall (14) of the turbine inflow housing are connected to each other. A connecting section (22) of the rib (17) connected to the outer wall (13) of the turbine inflow housing is arranged in an area of the flowing inlet-side flange (11).

Description

터보차저의 축류 터빈의 터빈 유입 하우징{TURBINE INFLOW HOUSING OF AN AXIAL TURBINE OF A TURBOCHARGER}Field of the Invention [0001] The present invention relates to a turbine inlet housing for an axial turbine of a turbocharger,

본 발명은 터보차저의 축류 터빈의 터빈 유입 하우징에 관한 것이다.The present invention relates to a turbine inflow housing of an axial turbine of a turbocharger.

터보차저는 제1 매체를 팽창시키기 위한 터빈과, 제2 매체를 압축시키기 위한 압축기를 포함한다. 터보차저의 터빈은 터빈 하우징과 터빈 로터를 포함한다. 터보차저의 압축기는 압축기 하우징과 압축기 로터를 포함한다. 터빈 로터와 압축기 로터는, 터보차저의 베어링 하우징에 회전 가능하게 장착된 샤프트를 통해 서로 연결되어 있다. 터보차저의 베어링 하우징은 터빈 하우징에 그리고 압축기 하우징에도 또한 모두 연결되어 있다. 터보차저의 터빈은 축류 터빈 또는 반경류 터빈으로서 구현될 수 있다. 마찬가지로, 터보차저의 압축기는 축류 압축기 또는 반경류 압축기로서 구현될 수 있다. 본 발명은 축류 터빈으로서 설계된 터보차저의 터빈의 터빈 하우징의 터빈 유입 하우징에 관한 것이다.The turbocharger includes a turbine for expanding the first medium and a compressor for compressing the second medium. The turbine of the turbocharger includes a turbine housing and a turbine rotor. The compressor of the turbocharger includes a compressor housing and a compressor rotor. The turbine rotor and the compressor rotor are interconnected through a shaft rotatably mounted in the bearing housing of the turbocharger. The bearing housing of the turbocharger is also connected both to the turbine housing and to the compressor housing. The turbine of the turbocharger may be implemented as an axial turbine or a radial turbine. Likewise, the compressor of the turbocharger may be implemented as an axial compressor or a radial compressor. The present invention relates to a turbine inlet housing of a turbine housing of a turbine of a turbocharger designed as an axial turbine.

터보차저의 축류 터빈의 기본 구성은 DE 20 2014 002 981 U1에 알려져 있다. 따라서, 이러한 종래 기술은 터빈의 터빈 로터를 터빈 하우징의 터빈 유입 하우징과 함께 발췌한 형태로 보여준다. 여기서, DE 20 2014 002 981 U1에는, 터빈 유입 하우징의 유동 출구측 단부가 도시되어 있는데, 이 유동 출구측 단부에서 터빈 유입 하우징은, 즉 터빈 유입 하우징의 반경방향 내벽과 반경방향 외벽이, 단면이 환형인 유동 통로를 획정한다. 이러한 환형의 유동 통로를 통해, 팽창될 매체가 축류 터빈의 터빈 로터에 공급될 수 있다.The basic configuration of an axial turbine of a turbocharger is known from DE 20 2014 002 981 U1. Thus, this prior art shows the turbine rotor of the turbine as an excerpt with the turbine inlet housing of the turbine housing. In DE 20 201 004 002 981 U1, the flow outlet side end of the turbine inlet housing is shown at which the turbine inlet housing, i.e. the radial inner wall and the radial outer wall of the turbine inlet housing, Annular flow passage. Through this annular flow passage, the medium to be expanded can be supplied to the turbine rotor of the axial turbine.

DE 20 2014 002 981 U1에 따르면, 터빈 유입 하우징의 유동 출구측 단부와 터빈 로터의 사이에 노즐 링이 배치된다. 상기 노즐 링은 또한 안내 장치 또는 가이드 그리그로 기술된다.According to DE 20 201 002 981 U1, a nozzle ring is arranged between the flow outlet side end of the turbine inlet housing and the turbine rotor. The nozzle ring is also described as a guide device or guide grid.

터빈 유입 하우징의 유동 출구측 단부에서 상기 환형 유동 통로를 관통하여 연장되는 리브를 통해, 터빈 유입 하우징의 반경방향 내벽과 터빈 유입 하우징의 반경방향 외벽이 서로 연결되는 것이 실무를 통해 알려져 있다. 터빈 로터에 공급될 매체 유동은, 상기한 리브 주위에서 순환한다.It is known in practice through the ribs extending through the annular flow passage at the flow outlet side end of the turbine inlet housing that the radial inner wall of the turbine inlet housing and the radial outer wall of the turbine inlet housing are interconnected. The medium flow to be supplied to the turbine rotor circulates around the above ribs.

실제 알려진 터빈 유입 하우징은, 열 사이클의 결과로 크랙이 형성되기 쉽다. 이 때문에, 터빈 유입 하우징의 수명은 제한된다. 실제 알려진 터빈 유입 하우징이 갖는 문제점으로는, 상기한 크랙 형성 이외에도, 마찬가지로 열 사이클의 결과로, 터빈 유입 하우징과 상기 터빈 유입 하우징에 장착된 어셈블리, 특히 안내 장치 또는 노즐 링과의 사이에, 상대적인 움직임이 형성될 수 있고, 그 결과 작동 중에 나타나게 된 터빈 유입 하우징과 안내 장치 사이의 간극이 변한다는 점이 있다. 열 사이클에 기인한 크랙 형성을 줄여주는 경향이 있는 터빈 유입 하우징이 필요하다. 또한, 상기 열 사이클의 결과로 터빈 유입 하우징과 터빈 유입 하우징에 장착된 어셈블리 사이에서 형성되는 상대적인 움직임을 최소화할 필요가 있다. 이러한 점으로부터 시작하여, 본 발명은 신규 타입의 터보 유입 하우징의 창출이라고 하는 과제에 기초한 것이다.In practice, known turbine inflow housings are susceptible to cracking as a result of thermal cycling. For this reason, the service life of the turbine inflow housing is limited. The problem with the actual known turbine inflow housing is that, in addition to the crack formation described above, there is also a relative movement between the turbine inflow housing and the assembly mounted on the turbine inflow housing, particularly the guide device or nozzle ring, Can be formed, and as a result, the clearance between the turbine inflow housing and the guide device that appears during operation changes. There is a need for a turbine inlet housing that tends to reduce cracking due to thermal cycling. In addition, there is a need to minimize the relative movement that is formed between the turbine inlet housing and the turbine inlet housing as a result of the thermal cycle. Starting from this point, the present invention is based on the task of creating a new type of turbo inflow housing.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 상기한 과제는 청구항 1에 따른 터빈 유입 하우징을 통해 해결된다. 제1 양태에 따르면, 터빈 유입 하우징의 외벽에 연결되는 리브의 연결 섹션은 유동 입구측 플랜지의 영역에 배치된다.According to a first aspect of the present invention, the above-mentioned problem is solved by a turbine inflow housing according to claim 1. According to a first aspect, a connecting section of a rib connected to the outer wall of the turbine inlet housing is disposed in the region of the flow inlet flange.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 상기한 과제는 청구항 5에 따른 터빈 유입 하우징을 통해 해결된다. 제2 양태에 따르면, 리브는 액적 형상의 단면으로 윤곽이 형성되어 있다.According to a second aspect of the present invention, the above-mentioned problem is solved by a turbine inflow housing according to claim 5. According to a second aspect, the rib is contoured in a cross-section of a droplet shape.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 상기한 과제는 청구항 7에 따른 터빈 유입 하우징을 통해 해결된다. 제3 양태에 따르면, 각 리브의 유입측과 유출측 사이에서 그리고 외벽과 내벽 사이에서 연장되는 리브의 유동-안내면은, 먼저 유입측에서부터 시작하여 리브 윤곽의 반전 지점의 방향으로 발산하고, 뒤이어 반전 지점에서부터 시작하여 유출측의 방향으로 수렴하는 방식으로, 윤곽이 형성되어 있고, 반전 지점의 영역에서의 상기 유동-안내면의 거리(d)와, 유입측과 유출측의 거리(ℓ) 사이의 비(d/ℓ)는 0.4보다 크고 1.0보다 작다.According to a third aspect of the present invention, the above-mentioned problem is solved by a turbine inflow housing according to claim 7. According to a third aspect, the flow-guide surfaces of the ribs extending between the inlet and outlet sides of each rib and between the outer and inner walls first diverge in the direction of the reversal point of the rib contour, starting from the inlet side, (D) of the flow-guiding surface in the region of the reversal point and the distance (l) between the inlet side and the outlet side in the region where the contour is formed in such a manner as to converge in the direction of the outlet side starting from the point (d / l) is greater than 0.4 and less than 1.0.

본 발명의 상기한 양태들은 단독으로 채용되거나, 또는 바람직하게는 서로 조합될 수 있다. 따라서, 상기한 양태들 중 2개 또는 3개가 서로 조합되어 이용될 수 있다. 3개의 양태를 모두 이용하면, 터빈 유입 하우징에 크랙이 형성될 위험이 감소될 수 있다. 또한, 터빈 유입 하우징과 터빈 유입 하우징에 장착된 어셈블리 사이에 상대적인 움직임이 발생할 위험이 최소화될 수 있다. 본 발명에 따른 터빈 유입 하우징은, 다수의 열부하 사이클을 견딜 수 있다.The above-described aspects of the present invention may be employed alone or, preferably, in combination with one another. Thus, two or three of the above aspects may be used in combination with one another. Using all three embodiments, the risk of crack formation in the turbine inlet housing can be reduced. In addition, the risk of relative movement between the turbine inlet housing and the assembly mounted on the turbine inlet housing can be minimized. The turbine inflow housing according to the present invention is able to withstand a number of thermal load cycles.

본 발명의 더 바람직한 개선예는, 종속 청구항과 이하의 상세한 설명을 통해 확보된다. 도면을 통해 본 발명의 예시적인 실시형태를 보다 상세히 설명하지만, 이 도면에 제한되는 것은 아니다.Further preferred embodiments of the invention are obtained through the dependent claims and the following detailed description. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Exemplary embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the drawings, but are not limited thereto.

도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 터보차저의 축류 터빈의 터빈 유입 하우징의 축방향 단면도이다.In the drawings,
1 is an axial sectional view of a turbine inlet housing of an axial turbine of a turbocharger according to the present invention.

도 1은 터보차저의 축류 터빈의 터빈 유입 하우징(10)을 보여준다. 상기 터빈 유입 하우징(10)은 유동 입구측 플랜지(11)를 갖는 유동 입구측 단부와 유동 출구측 플랜지(12)를 갖는 유동 출구측 단부를 포함한다.1 shows a turbine inflow housing 10 of an axial turbine of a turbocharger. The turbine inlet housing 10 includes a flow inlet side end having a flow inlet flange 11 and a flow outlet side end having a flow outlet flange 12. The turbine inlet housing 10 has a flow inlet side flange 11,

유동 입구측 단부에서는, 축류 터빈의 영역에서 팽창될 매체가 터빈 유입 하우징(10)에 들어간다. 유동 출구측 단부에서는, 상기 매체가, 이후에 축류 터빈의 터빈 로터에 축방향으로 공급되도록, 터빈 유입 하우징(10)을 축방향으로 빠져나간다. 따라서, 유동 출구측 단부(12)의 영역에서 상기 매체의 배출 방향은 축류 터빈의 축방향으로 연장된다. 이러한 이유로, 도 1에 도시된 터빈 유입 하우징(10)의 단면도인 도 1은 또한 축방향 단면도라고도 기술된다.At the flow inlet side end, the medium to be expanded in the region of the axial flow turbine enters the turbine inlet housing 10. At the flow outlet side end, the medium exits the turbine inlet housing 10 axially so that it is then axially fed to the turbine rotor of the axial turbine. Thus, the discharge direction of the medium in the region of the flow outlet side end portion 12 extends in the axial direction of the axial flow turbine. For this reason, FIG. 1, which is a cross-sectional view of the turbine inlet housing 10 shown in FIG. 1, is also referred to as an axial cross-sectional view.

터빈 유입 하우징(10)은 외벽(13)과 내벽(14)을 포함한다. 터빈 유입 하우징(10)의 유동 입구측 단부에서, 외벽(13)은, 단면이 원형인 터빈 유입 하우징(10)의 입구 유동 통로(15)를 획정한다. 유동 출구측 단부에서, 외벽(13)은 내벽(14)과 함께, 단면이 환형인 터빈 유입 하우징(10)의 유출 통로(16)를 획정한다.The turbine inlet housing (10) includes an outer wall (13) and an inner wall (14). At the flow inlet side end of the turbine inlet housing 10, the outer wall 13 defines an inlet flow passage 15 of the turbine inlet housing 10 having a circular cross section. At the flow outlet side end, the outer wall 13, together with the inner wall 14, defines an outflow passage 16 of the turbine inlet housing 10 having an annular cross section.

유동 입구측 단부의 영역에서, 상기 단면이 원형인 유동 통로(15)는 외벽(13)에 의해 획정되고, 유동 출구측 단부의 영역에서, 환형의 유동 통로(16)는 외벽(13)과 내벽(14)에 의해 획정된다. 내벽(14)은 벨(bell)이라고도 기술된다.In the region of the flow inlet side end, the flow passage 15 having a circular cross section is defined by the outer wall 13, and in the region of the flow outlet side end, the annular flow passage 16 is defined by the outer wall 13 and the inner wall 13. [ (14). The inner wall 14 is also referred to as a bell.

리브(15)는 외벽(13)과 내벽(14)의 사이에서 연장되고, 내벽(14)은 리브(17)를 통해 외벽(13)에 연결된다. 여기서, 리브(17)는 환형의 출구측 유동 통로(16)와 원형의 입구측 유동 통로(15) 사이의 유동 통로에서 뻗어 있다. 터빈 유입 하우징(10)을 통해 유동하는 매체 흐름은 상기 리브(17) 주위에서 순환한다. 매체의 유동이 그 주위에서 순환하는 리브(17)는, 유입측(21)과, 유출측(20), 그리고 유출측(20)과 유입측(21) 사이에서 연장되는 유동-안내면(18, 19)을 구비한다.The rib 15 extends between the outer wall 13 and the inner wall 14 and the inner wall 14 is connected to the outer wall 13 via the rib 17. Here, the ribs 17 extend in the flow passage between the annular outlet-side flow passage 16 and the circular inlet-side flow passage 15. The flow of media flowing through the turbine inlet housing 10 circulates around the ribs 17. The ribs 17 around which the flow of the medium circulates are defined by the inlet side 21 and the outlet side 20 and the flow-guide surfaces 18, 18 extending between the outlet side 20 and the inlet side 21, 19).

본 발명의 제1 양태에 따르면, 터빈 유입 하우징(10)의 외벽(13)에 연결되는 리브(17)의 연결 섹션(22)은, 유동 입구측 플랜지(11)의 영역에 배치되고, 유동 입구측 플랜지(11)의 영역을 향해 연장된다. 따라서, 외벽(13)에 대한 리브의 연결 섹션(22)은, 유동 입구측 단부의 영역으로, 그리고 이에 따라 터빈 유입 하우징(10)의 유동 입구측 플랜지(11)의 영역으로 이동된다.According to a first aspect of the invention, the connecting section 22 of the rib 17 connected to the outer wall 13 of the turbine inlet housing 10 is arranged in the region of the flow inlet flange 11, Side flange 11, as shown in Fig. The connecting section 22 of the rib to the outer wall 13 is thus moved to the region of the flow inlet side end and thus to the region of the flow inlet flange 11 of the turbine inlet housing 10. [

내벽(14)에 연결되는 리브(17)가 경유하는 리브(17)의 특정 연결 섹션(26)은, 터빈 유입 하우징의 유동 입구측 단부보다 터빈 유입 하우징(10)의 유동 출구측에 더 가깝게 배치된다.The specific connecting section 26 of the rib 17 through which the rib 17 is connected to the inner wall 14 is arranged closer to the flow outlet side of the turbine inlet housing 10 than the flow inlet side end of the turbine inlet housing do.

도 1의 축방향 단면도에서 보아, 리브(17)는 반경방향(23)에 대해 축방향으로 경사져 있고, 다시 말해 각 리브(17)의 종방향 중심축(24)이 반경방향(23)과 45° 내지 85°, 바람직하게는 60° 내지 80°, 특히 바람직하게는 60° 내지 70°의 각도(α)를 갖는 방식으로 경사져 있다. 이 때문에, 반경방향에서 보아 리브(17)는 높이와 이에 따른 반경방향 규모가 작다.1, the ribs 17 are axially inclined with respect to the radial direction 23, that is to say that the longitudinal central axis 24 of each rib 17 is parallel to the radial direction 23 and 45 Deg.] To 85 [deg.], Preferably 60 [deg.] To 80 [deg.] And particularly preferably 60 [deg.] To 70 [deg.]. Therefore, the ribs 17 viewed from the radial direction have a small height and a small radial dimension.

전술한 피처에 의해, 터빈 유입 하우징(10)의 내열성과 이에 따른 수명이 증가될 수 있다. 리브(17)의 영역에 크랙이 형성될 위험이 감소된다. 또한, 크랙 전파 거동이 최소화된다. 마찬가지로, 터빈 유입 하우징과 터빈 유입 하우징에 장착된 어셈블리 사이에 상대적인 움직임이 발생할 위험이 감소된다.With the above-described features, the heat resistance and the service life of the turbine inflow housing 10 can be increased. The risk of cracks forming in the region of the ribs 17 is reduced. Also, crack propagation behavior is minimized. Likewise, the risk of relative movement between the turbine inlet housing and the assembly mounted on the turbine inlet housing is reduced.

본 발명의 제1 양태와 조합되어 바람직하게 채용되는, 본 발명의 제2 양태에 따르면, 리브(17)는 액적 형상의 단면으로 윤곽이 형성되어 있다(단면 Ⅱ-Ⅱ를 보여주는 도 1의 상세도 Ⅱ 참조). 여기서, 리브(17)의 유동-안내면(18, 19)이 먼저 유입측(21)에서부터 시작하여 액적 형상의 윤곽의 표면(18, 19)의 반전 지점(25)의 방향으로 발산하고, 이에 뒤이어 상기 반전 지점(25)에서부터 시작하여 유출측(20)의 방향으로 수렴하는 방식으로, 리브(17)가 액적 형상으로 윤곽이 형성되어 있는 것이 바람직하며, 반전 지점(25)의 거리는 유입측(21)으로부터보다는 유출측(20)으로부터가 더 크다. 반전 지점(25)은, 유동-안내면(18, 19)의 발산 코스가 유동-안내면의 수렴 코스에 병합되는 유동-안내면(18, 19)에 있어서의 특정 지점이다. 이 때문에, 리브(17)의 영역에서 유동이 매우 유익하게 안내되며, 특히 유동이 리브(17)의 하류에서 완만하게 통합된다. 간섭 효과가 최소화된다.According to a second aspect of the invention, which is preferably employed in combination with the first aspect of the present invention, the ribs 17 are outlined with a cross-section of the droplet shape (the detail of FIG. 1 showing section II- II). Here, the flow-guide surfaces 18, 19 of the ribs 17 first start from the inlet side 21 and diverge in the direction of the reversal point 25 of the surfaces 18, 19 of the outline of the droplet shape, It is preferable that the ribs 17 are outlined in a droplet shape in such a manner as to converge in the direction of the outlet side 20 starting from the inversion point 25, ) From the outlet side (20). The inversion point 25 is a specific point in the flow-guide surface 18, 19 in which the diverging course of the flow-guide surface 18, 19 is merged into the converging course of the flow-guide surface. Because of this, the flow is guided very advantageously in the region of the ribs 17, in particular the flow is gently integrated downstream of the ribs 17. Interference effects are minimized.

제1 양태 또는 제2 양태 또는 제1 양태 및 제2 양태와 조합되어 이용될 수 있는, 본 발명의 제3 양태에 따르면, 반전 지점(25)의 영역에서의 유동-안내면(18, 19)의 거리(d)와, 유입측(21)과 유출측(20)의 거리(ℓ) 사이의 비(d/ℓ)가 0.4보다 크고 1.0보다 작으며, 바람직하게는 0.5보다 크고 0.9보다 작으며, 특히 바람직하게는 0.6보다 크고 0.8보다 작다.According to a third aspect of the invention, which can be used in combination with the first or second aspect or the first and second aspects, the flow-guide surface (18, 19) in the region of the reversal point (25) (D / l) between the distance d and the distance l between the inlet side 21 and the outlet side 20 is greater than 0.4 and less than 1.0, preferably greater than 0.5 and less than 0.9, Particularly preferably greater than 0.6 and less than 0.8.

특히, 리브(17)가 상기한 비(d/ℓ)로 특징지어질 때, 리브는 크게 두꺼워지며, 그 결과 터빈 유입 하우징(10)의 내열성과 이에 따른 수명이 증가된다. 리브(17)의 영역에 크랙이 형성될 위험이 감소된다. 또한, 크랙 전파 거동이 최소화된다. 마찬가지로, 터빈 유입 하우징과 터빈 유입 하우징에 장착된 어셈블리 사이에 상대적인 움직임이 발생할 위험이 감소된다.In particular, when the ribs 17 are characterized by the above ratio (d / l), the ribs become much thicker, resulting in increased heat resistance and hence service life of the turbine inflow housing 10. The risk of cracks forming in the region of the ribs 17 is reduced. Also, crack propagation behavior is minimized. Likewise, the risk of relative movement between the turbine inlet housing and the assembly mounted on the turbine inlet housing is reduced.

따라서, 본 발명에 의하면, 신규 타입의 터보차저의 축류 터빈용 터빈 유입 하우징이 제안된다. 본 발명에 따른 모든 양태는, 열부하 사이클의 결과로 크랙이 형성될 위험을 감소시키는 역할을 한다. 또한, 최소화된 크랙 전파 거동이 제공될 수 있다. 상기 터빈 유입 하우징(10)은, 다수의 열부하 사이클을 견딜 수 있다. 터빈 유입 하우징과 터빈 유입 하우징에 장착된 어셈블리 사이에 상대적인 움직임이 발생할 위험이 없다. 또한, 하류측 가이드 그리드에 대하여 진동 여기가 발생할 위험이 없는 균질한 유동 안내가 제공될 수 있다.Thus, according to the present invention, a turbine inlet housing for an axial turbine of a new type of turbocharger is proposed. All aspects in accordance with the present invention serve to reduce the risk of crack formation as a result of thermal load cycles. In addition, a minimized crack propagation behavior can be provided. The turbine inlet housing 10 can withstand a number of thermal load cycles. There is no risk of relative movement between the turbine inlet housing and the assembly mounted on the turbine inlet housing. In addition, homogeneous flow guidance without risk of vibration excitation with respect to the downstream side guide grid can be provided.

10 : 터빈 유입 하우징 11 : 유동 입구측 플랜지
12 : 유동 출구측 플랜지 13 : 외벽
14 : 내벽 15 : 원형 입구 유동 통로
16 : 환형 출구 유동 통로 17 : 리브
18 : 유동-안내면 19 : 유동-안내면
20 : 유출측 21 : 유입측
22 : 연결 섹션 23 : 반경방향
24 : 종방향 중심축 25 : 반전 지점
26 : 연결 섹션10: turbine inlet housing 11: flow inlet flange
12: flow outlet flange 13: outer wall
14: inner wall 15: circular inlet flow passage
16: annular outlet flow passage 17: rib
18: flow-guide surface 19: flow-guide surface
20: Outflow side 21: Inflow side
22: connection section 23: radial direction
24: longitudinal center axis 25: inversion point
26: Connection section

Claims (11)

터보차저의 축류 터빈의 터빈 유입 하우징(10)으로서,
터빈 유입 하우징의 외벽(13)이 단면이 원형인 입구 유동 통로(15)를 획정하는 곳인 유동 입구측 단부(11)에 있는 유동 입구측 플랜지(11),
터빈 유입 하우징의 외벽(13)과 터빈 유입 하우징의 내벽(14)이 단면이 환형인 출구 유동 통로(16)를 획정하는 곳인 유동 출구측 단부(12)에 있는 유동 출구측 플랜지(12),
터빈 유입 하우징의 외벽(13)과 터빈 유입 하우징의 내벽(14)이 서로 연결되어 있는 곳인 리브(17)를 포함하는 터빈 유입 하우징에 있어서,
터빈 유입 하우징의 외벽(13)에 연결되는 리브(17)의 연결 섹션(22)은 유동 입구측 플랜지(11)의 영역에 적어도 군데군데 배치되는 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.A turbine inflow housing (10) of an axial turbine of a turbocharger,
The outer wall 13 of the turbine inlet housing has a flow inlet flange 11 at the flow inlet side end 11 which defines an inlet flow passage 15 having a circular cross section,
The flow outlet flange 12 at the flow outlet side end 12, where the outer wall 13 of the turbine inlet housing and the inner wall 14 of the turbine inlet housing define the annular outlet flow passage 16,
A turbine inflow housing comprising a rib (17) where the outer wall (13) of the turbine inflow housing and the inner wall (14) of the turbine inflow housing are connected to each other,
Wherein the connecting section (22) of the rib (17) connected to the outer wall (13) of the turbine inlet housing is located at least in the region of the flow inlet flange (11). 제1항에 있어서, 터빈 유입 하우징의 외벽(13)에 연결되는 리브(17)의 연결 섹션(22)은 유동 입구측 플랜지(11)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.A turbine inflow housing according to claim 1, characterized in that the connecting section (22) of the rib (17) connected to the outer wall (13) of the turbine inlet housing extends to the flow inlet flange (11). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리브(17)는, 축방향 단면도에서 보아, 반경방향(23)에 대해 축방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.A turbine inflow housing as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the ribs (17) are axially inclined with respect to the radial direction (23) as viewed in the axial section. 제3항에 있어서, 축방향 단면도에서 보아, 각 리브(17)의 종방향 중심축(24)이 반경방향(23)과 45° 내지 85°, 바람직하게는 60° 내지 80°, 특히 바람직하게는 60° 내지 70°의 각도(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.4. A method as claimed in claim 3, characterized in that the longitudinal central axis (24) of each rib (17) is in the range of 45 DEG to 85 DEG, preferably 60 DEG to 80 DEG, Has an angle (alpha) of 60 [deg.] To 70 [deg.]. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 유입 하우징은 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따라 더 발전되는 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.A turbine inflow housing according to any one of claims 1 to 4, wherein the turbine inflow housing is further developed according to any one of claims 6 to 10. 터보차저의 축류 터빈의 터빈 유입 하우징(10)으로서,
터빈 유입 하우징의 외벽(13)이 단면이 원형인 입구 유동 통로(15)를 획정하는 곳인 유동 입구측 단부(11)에 있는 유동 입구측 플랜지(11),
터빈 유입 하우징의 외벽(13)과 터빈 유입 하우징의 내벽(14)이 단면이 환형인 출구 유동 통로(16)를 획정하는 곳인 유동 출구측 단부(12)에 있는 유동 출구측 플랜지(12),
터빈 유입 하우징의 외벽(13)과 터빈 유입 하우징의 내벽(14)이 서로 연결되어 있는 곳인 리브(17)를 포함하는 터빈 유입 하우징에 있어서,
상기 리브(17)는 액적 형상의 단면으로 윤곽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.A turbine inflow housing (10) of an axial turbine of a turbocharger,
The outer wall 13 of the turbine inlet housing has a flow inlet flange 11 at the flow inlet side end 11 which defines an inlet flow passage 15 having a circular cross section,
The flow outlet flange 12 at the flow outlet side end 12, where the outer wall 13 of the turbine inlet housing and the inner wall 14 of the turbine inlet housing define the annular outlet flow passage 16,
A turbine inflow housing comprising a rib (17) where the outer wall (13) of the turbine inflow housing and the inner wall (14) of the turbine inflow housing are connected to each other,
Characterized in that the rib (17) is contoured in the form of a droplet shaped cross section. 제6항에 있어서, 각 리브(17)의 유입측(21)과 유출측(20)의 사이에서 그리고 외벽(13)과 내벽(14)의 사이에서 연장되는 리브(17)의 유동-안내면들(18, 19)은 리브(17)의 액적 윤곽을 획정하는 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.7. A device according to claim 6, characterized in that the flow-guiding surfaces of the ribs (17) extending between the inlet side (21) and the outlet side (20) of each rib (17) and between the outer wall (13) (18, 19) define a droplet contour of the rib (17). 제7항에 있어서, 리브(17)의 유동-안내면(18, 19)은, 먼저 유입측(21)에서부터 시작하여 액적 윤곽의 반전 지점(25)의 방향으로 발산하고, 이에 뒤이어 상기 반전 지점(25)에서부터 시작하여 유출측(20)의 방향으로 수렴하고, 상기 반전 지점(25)의 거리는 유입측(21)으로부터보다는 유출측(20)으로부터가 더 큰 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.8. A method according to claim 7, characterized in that the flow-guide surfaces (18, 19) of the ribs (17) emanate first from the inlet side (21) and diverge in the direction of the reversal point (25) 25) and converge in the direction of the outlet side (20), the distance of the inverting point (25) being greater from the outlet side (20) than from the inlet side (21). 터보차저의 축류 터빈의 터빈 유입 하우징(10)으로서,
터빈 유입 하우징의 외벽(13)이 단면이 원형인 입구 유동 통로(15)를 획정하는 곳인 유동 입구측 단부(11)에 있는 유동 입구측 플랜지(11),
터빈 유입 하우징의 외벽(13)과 터빈 유입 하우징의 내벽(14)이 단면이 환형인 출구 유동 통로(16)를 획정하는 곳인 유동 출구측 단부(12)에 있는 유동 출구측 플랜지(12),
터빈 유입 하우징의 외벽(13)과 터빈 유입 하우징의 내벽(14)이 서로 연결되어 있는 곳인 리브(17)를 포함하는 터빈 유입 하우징에 있어서,
각 리브(17)의 유입측(21)과 유출측(20)의 사이에서 그리고 외벽(13)과 내벽(14)의 사이에서 연장되는 리브의 유동-안내면들(18, 19)은, 먼저 유입측(21)에서부터 시작하여 리브 윤곽의 반전 지점(25)의 방향으로 발산하고, 이에 뒤이어 상기 반전 지점(25)에서부터 시작하여 유출측(20)의 방향으로 수렴하며,
반전 지점(25)의 영역에서의 유동-안내면(18, 19)의 거리(d)와, 유입측(21)과 유출측(20)의 거리(ℓ) 사이의 비(d/ℓ)가 0.4보다 크고 1.0보다 작은 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.A turbine inflow housing (10) of an axial turbine of a turbocharger,
The outer wall 13 of the turbine inlet housing has a flow inlet flange 11 at the flow inlet side end 11 which defines an inlet flow passage 15 having a circular cross section,
The flow outlet flange 12 at the flow outlet side end 12, where the outer wall 13 of the turbine inlet housing and the inner wall 14 of the turbine inlet housing define the annular outlet flow passage 16,
A turbine inflow housing comprising a rib (17) where the outer wall (13) of the turbine inflow housing and the inner wall (14) of the turbine inflow housing are connected to each other,
The flow-guiding surfaces 18, 19 of the ribs extending between the inlet side 21 and the outlet side 20 of each rib 17 and between the outer wall 13 and the inner wall 14, Starting from the side 21 and diverging in the direction of the reversal point 25 of the rib contour followed by converging in the direction of the outlet side 20 starting from the reversal point 25,
The ratio d / l between the distance d of the flow-guide surfaces 18 and 19 in the region of the reversal point 25 and the distance l of the inflow side 21 and the outflow side 20 is 0.4 ≪ / RTI > and less than 1.0. 제9항에 있어서, 상기 비(d/ℓ)는 0.5보다 크고 0.9보다 작은 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.10. The turbine inlet housing of claim 9, wherein the ratio (d / l) is greater than 0.5 and less than 0.9. 제9항에 있어서, 상기 비(d/ℓ)는 0.6보다 크고 0.8보다 작은 것을 특징으로 하는 터빈 유입 하우징.10. The turbine inlet housing of claim 9, wherein the ratio (d / l) is greater than 0.6 and less than 0.8.
KR1020180085866A 2017-08-04 2018-07-24 Turbine inflow housing of an axial turbine of a turbocharger KR20190015107A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017117783.3A DE102017117783A1 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Turbine inlet housing of an axial turbine of a turbocharger
DE102017117783.3 2017-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190015107A true KR20190015107A (en) 2019-02-13

Family

ID=65019821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180085866A KR20190015107A (en) 2017-08-04 2018-07-24 Turbine inflow housing of an axial turbine of a turbocharger

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2019031972A (en)
KR (1) KR20190015107A (en)
CN (1) CN109386312A (en)
CH (2) CH717806B1 (en)
DE (1) DE102017117783A1 (en)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6341592Y2 (en) * 1984-10-16 1988-11-01
EP0575659A1 (en) * 1992-06-26 1993-12-29 Asea Brown Boveri Ag Inlet casing for a steam turbine
JP2000320361A (en) * 1999-05-10 2000-11-21 Niigata Eng Co Ltd Internal combustion engine with supercharger
JP2000328906A (en) * 1999-05-19 2000-11-28 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Axial-flow turbine
CN201090252Y (en) * 2007-07-06 2008-07-23 大连经济技术开发区泽通机械有限公司 Improvement of turbine inlet casing dowel plate of axial-flow turbine supercharger
CN201428510Y (en) * 2009-07-07 2010-03-24 大连恒通机车配件有限公司 Turbocharger for diesel engine
DE102009041223B4 (en) * 2009-09-11 2014-01-02 Man Diesel & Turbo Se Method for designing a drive system
US8672620B2 (en) * 2010-08-17 2014-03-18 Hamilton Sundstrand Corporation Air turbine starter turbine nozzle airfoil
US20130180245A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 General Electric Company Gas turbine exhaust diffuser having plasma actuator
JP5687641B2 (en) * 2012-02-20 2015-03-18 株式会社東芝 Axial exhaust turbine
US20140137533A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 General Electric Company Exhaust gas diffuser for a gas turbine
JP6129580B2 (en) * 2013-02-22 2017-05-17 三菱重工業株式会社 gas turbine
JP5922685B2 (en) * 2014-01-31 2016-05-24 三菱重工業株式会社 Exhaust turbine device, supercharger and exhaust energy recovery device
DE202014002981U1 (en) 2014-04-08 2014-04-16 Man Diesel & Turbo Se Axial turbine for an exhaust gas turbocharger
US11268394B2 (en) * 2020-03-13 2022-03-08 General Electric Company Nozzle assembly with alternating inserted vanes for a turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
CN109386312A (en) 2019-02-26
DE102017117783A1 (en) 2019-02-07
CH714062A2 (en) 2019-02-15
CH717806B1 (en) 2022-04-14
CH714062B1 (en) 2022-02-28
JP2019031972A (en) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6017755B2 (en) Exhaust gas diffuser
US10612384B2 (en) Flow inducer for a gas turbine system
US5791873A (en) Multi-stage blade system
RU2485358C2 (en) Annular diffuser for axial turbine machine, system for axial turbine machine, as well as axial turbine machine
KR101937070B1 (en) Turbine
JPWO2007099895A1 (en) Impingement cooling structure
JP2009062976A (en) Turbomachine with diffuser
JP2008075536A (en) Centrifugal compressor
JP6847673B2 (en) Turbine exhaust chamber
JP6328847B2 (en) Turbine blade
KR101055231B1 (en) Turbine housing
KR20190060710A (en) Radial compressor and turbocharger
US10823195B2 (en) Diffuser pipe with non-axisymmetric end wall
JP6877952B2 (en) Insert parts for radial turbines, turbochargers and turbine housings for radial turbines
US11493058B2 (en) Diffuser pipe with stiffening rib
US10422249B2 (en) Exhaust frame
KR102346583B1 (en) Discharge region of a turbocharger turbine
JP2019505728A (en) Diffuser for centrifugal compressor
US20130081731A1 (en) Exhaust gas diffuser
KR20190015107A (en) Turbine inflow housing of an axial turbine of a turbocharger
JP6689105B2 (en) Multi-stage axial compressor and gas turbine
JP2015001180A (en) Axis flow turbine
JP2017155705A (en) Acoustic device and gas turbine
JPS5934402A (en) Rotor device of steam turbine
US20200232478A1 (en) Turbomachine

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application