DE10009099A1

DE10009099A1 - Flow machine of radial design

Info

Publication number: DE10009099A1
Application number: DE2000109099
Authority: DE
Inventors: Johannes Hollweck
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-08-30
Also published as: EP1128025A2; EP1128025A3

Abstract

The flow machine has an adjustable conductor (2) with a guide blade (5) and an adjustment mechanism and a running wheel (3) with a casing (4). The guide blade is formed with a twist and is supported on one side to rotate about a pin (6) but remain axially fixed in a sliding ring (7). The sliding ring is concentric to the running axis (9) of the running wheel and can slide axially on it. The guide blade is guided on the other side in recesses of a slit ring, so that when the sliding ring slides axially, the guide blade rotates about the pin, because of its twisted shape.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsmaschine radialer Bauart gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a fluid flow machine of the radial type according to the Generic term of patent claim 1.

Bei Abgasturboladern ist es bekannt, vor dem Eintritt in ein Laufrad einer Abgastur bine eines ATL einen verstellbaren Leitapparat vorzusehen. Dieser besteht aus drehbar im Gehäuse gelagerten Leitschaufeln die über einen zur Laufachse konzentrisch angeordneten Verstellring und über Hebel so gedreht werden können, daß entweder der Eintritt des Abgases in das Laufrad möglichst stoßfrei erfolgt oder daß sich der freie Strömungsquerschnitt zwischen den Leitschaufeln der vom Motor gelieferten Abgasmenge anpassen kann.In exhaust gas turbochargers, it is known before entering an impeller of an exhaust gas door bine an ATL to provide an adjustable diffuser. This consists of rotatable the guide vanes are mounted concentrically to the barrel axis Arranged adjusting ring and lever can be rotated so that either the exhaust gas enters the impeller as smoothly as possible or that the free flow cross-section between the guide vanes of the engine Can adjust the amount of exhaust gas.

Eine derartige Leitschaufelverstellung ist nicht in der Lage die Forderungen nach stoß freiem Eintritt ins Laufrad und nach Regelung der Durchsatzmenge gleichzeitig zu er füllen.Such a guide vane adjustment is not able to meet the demands free entry to the impeller and after regulating the throughput at the same time to fill.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, beide Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, ohne daß der bauliche Aufwand den Rahmen sprengt.The invention is therefore based on the object of applying both requirements at the same time meet without the structural effort goes beyond the scope.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru ches 1. This object is achieved by the characterizing features of the patent claim ches 1.

Die Verwindung der Leitschaufeln führt bei axialer Bewegung in den Aussparungen des Schlitzringes sowohl zu einer Veränderung des Austrittswinkels nach dem Leitapparat, als auch gleichzeitig zu einer Veränderung des freien Strömungs querschnittes. Daraus ergibt sich eine optimale Anpassung der Strömungsmaschine an instationäre Zustände, beispielsweise am Eintritt in eine Abgasturbine eines ATL.The torsion of the guide vanes results in the recesses during axial movement the slot ring both to a change in the exit angle after the Leitapparat, as well as a change in free flow cross section. This results in an optimal adaptation of the turbomachine unsteady states, for example at the entrance to an exhaust gas turbine of an ATL.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leitapparates ist an Hand von Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:An embodiment of a diffuser according to the invention is based on Drawings shown. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Abgasturbine eines ATL mit Leit apparat und Laufrad Fig. 1 shows a longitudinal section through an exhaust gas turbine of an ATL with Leit apparatus and impeller

Fig. 2 eine Ansicht des Laufrades mit Schlitzring von der Austrittsseite der Abgasturbine her gesehen Fig. 2 seen a view of the impeller with slot ring from the outlet side of the exhaust gas turbine

Fig. 3 eine Ansicht des Schieberinges mit Leitschaufeln Fig. 3 is a view of the sliding ring with guide vanes

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Strömungsmaschine, im hier dargestellten Beispiel eine Abgasturbine eines ATL. Die Abgasturbine besteht im wesentlichen aus einem Spiralgehäuse 1 für die Zufuhr des Abgases, einem verstellbaren Leitapparat 2, einem Laufrad 3 und einem Gehäuse 4. Fig. 1 shows a longitudinal section through a fluid-flow machine, in the example shown here, an exhaust gas turbine of an ATL. The exhaust gas turbine essentially consists of a spiral housing 1 for the supply of the exhaust gas, an adjustable diffuser 2 , an impeller 3 and a housing 4 .

Der verstellbare Leitapparat 2 besteht erfindungsgemäß aus Leitschaufeln 5 mit einer Verwindung. Die Verwindung ist deutlich in Fig. 3 dargestellt.The adjustable diffuser 2 according to the invention consists of guide vanes 5 with a twist. The twist is clearly shown in Fig. 3.

Die Leitschaufeln (5) sind einerseits mit Zapfen 6 drehbar, aber axial fixiert in einem Schiebering 7 gelagert, andererseits in einem Schlitzring 8, der fest mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Der Schiebering 7 ist konzentrisch zu einer Laufachse 9 des Laufrades 3 angeordnet und kann wie durch Pfeil angedeutet, zusammen mit den Leitschaufeln 5 axial bewegt werden.The guide vanes ( 5 ) can be rotated on the one hand with pins 6 , but are axially fixed in a sliding ring 7 , and on the other hand in a slot ring 8 which is firmly connected to the housing 4 . The sliding ring 7 is arranged concentrically to a running axis 9 of the impeller 3 and, as indicated by the arrow, can be moved axially together with the guide vanes 5 .

Da die Leitschaufeln in Aussparungen 10 (Fig. 2) des Schlitzringes 8 geführt sind und zudem eine Verwindung aufweisen, kommt es bei der axialen Bewegung des Schieberinges 7 zu einer überlagerten Drehung der Leitschaufeln 5. Durch diese Überlagerung von Verschiebung und Verdrehung wird eine Veränderung des Austrittswinkels nach der Leitschaufeln erreicht und gleichzeitig der freie Strömungsquerschnitt verändert.Since the guide vanes are guided in recesses 10 ( FIG. 2) of the slot ring 8 and also have a twist, the guide vanes 5 are superimposed during the axial movement of the sliding ring 7 . Through this superposition of displacement and twisting, a change in the exit angle after the guide vanes is achieved and at the same time the free flow cross section is changed.

Der erfindungsgemäße Leitapparat 2 macht ohne übermäßigen baulichen Aufwand ei ne optimale Anpassung an eine instationäre Abgasmenge und Abgasenthalpie einer Brennkraftmaschine möglich.The guide device 2 according to the invention makes possible an optimal adaptation to an unsteady amount of exhaust gas and exhaust gas enthalpy of an internal combustion engine without excessive structural effort.

Fig. 3 stellt den Schlitzring 8 in einer Ansicht von der Ausgangsseite der Abgasturbine her dar. Man erkennt die Verwindung der Leitschaufeln 5. Wenn sich diese durch den in Fig. 1 gezeigten Schiebering 7 in axialer Richtung bewegen, verdrehen sie sich wegen ihrer Verwindung um ihre Zapfen 6, da sie in den aus Fig. 2 ersichtlichen Aussparungen 10 mit Spiel geführt sind. Durch diese Drehung und Verwindung der Leitschaufeln 5 läßt sich der Abströmwinkel und der freie Strömungsquerschnitt gleichzeitig variieren. Der bauliche Aufwand hält sich dabei in vertretbaren Grenzen. Fig. 3 illustrates the split ring 8 in a view from the outlet side of the exhaust turbine forth represent. One can recognize the distortion of the guide vanes. 5 If they move in the axial direction through the sliding ring 7 shown in FIG. 1, they twist around their pins 6 because of their twisting, since they are guided with play in the recesses 10 shown in FIG. 2. By this rotation and twisting of the guide vanes 5 , the outflow angle and the free flow cross section can be varied simultaneously. The construction effort is kept within reasonable limits.

Der am Beispiel einer Abgasturbine dargestellte, verstellbare Leitapparat läßt sich na türlich auch bei Verdichtern anwenden, um dort die kinetische Energie des aus einem Laufrad austretenden Gasstromes möglichst verlustfrei in statische Druckenergie um zusetzen.The adjustable diffuser shown using the example of an exhaust gas turbine can be na of course also apply to compressors in order to extract the kinetic energy from a Impeller escaping gas flow into static pressure energy with as little loss as possible clog.

Claims

1. Turbomachine of radial design with a spiral housing, an adjustable diffuser consisting of guide vanes and adjusting mechanism and an impeller with hous se, characterized in that the guide vanes ( 5 ) are designed with torsion that the guide vanes ( 5 ) on the one hand by means of pins ( 6 ) rotatable , but are axially fixed in a sliding ring ( 7 ), the sliding ring ( 7 ) being arranged concentrically to the running axis ( 9 ) of an impeller ( 3 ) and being axially displaceable thereon, and in that the guide vanes ( 5 ) on the other hand in recesses ( 10 ) a slot ring ( 8 ) of the type are performed so that they perform a rotational movement about the pin ( 6 ) due to their torsion when the sliding ring ( 7 ) is axially displaced.