用于在軸流式廢氣渦輪中引導(dǎo)廢氣的組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的對(duì)象是，廢氣渦輪的噴嘴環(huán)(5)與廢氣渦輪的內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)以承載的方式相連接。通過(guò)與所述噴嘴環(huán)(5)的承載式的連接，內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)不具有附加的支撐于廢氣渦輪的外部的氣體進(jìn)入殼體(9)，這在附加的支撐會(huì)影響在廢氣渦輪的流動(dòng)通道中的廢氣流動(dòng)。
【專利說(shuō)明】用于在軸流式廢氣渦輪中弓I導(dǎo)廢氣的組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軸流式廢氣潤(rùn)輪(axial angestromter Abgasturbinen)的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種用于在軸流式廢氣渦輪中引導(dǎo)廢氣的組件，其中，該組件包括帶有導(dǎo)葉的噴嘴環(huán)(Diisenring)和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體。

【背景技術(shù)】
[0002]廢氣渦輪主要使用在動(dòng)力渦輪和廢氣渦輪增壓器中。內(nèi)燃機(jī)的廢氣被輸送到廢氣渦輪處。因?yàn)樵搹U氣未完全地膨脹，因此廢氣的尚存在的能量可部分地轉(zhuǎn)換成廢氣渦輪的旋轉(zhuǎn)能。在軸流式廢氣渦輪中，廢氣通過(guò)外部的氣體進(jìn)入殼體軸向地被引導(dǎo)到定位在該氣體進(jìn)入殼體中的且可旋轉(zhuǎn)地支承的潤(rùn)輪葉輪(Turbinenrad)上。
[0003]渦輪葉輪包括輪轂體和固定在輪轂體上的動(dòng)葉片(Laufschaufel)，廢氣流在該動(dòng)葉片處做功并且由此廢氣的能量部分地轉(zhuǎn)換成渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)能。為了在流動(dòng)方向上在輪轂體之前不形成廢氣流的阻滯區(qū)域，內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體在流動(dòng)方向上軸向地同心地布置在輪轂體之前。由此，管形的廢氣流動(dòng)有效地變換成環(huán)管形的廢氣流動(dòng)。在變換的時(shí)刻，廢氣流動(dòng)對(duì)在廢氣渦輪的流動(dòng)通道中的干擾尤其敏感。
[0004]文獻(xiàn)DE 19651318描述了一種內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體，其通過(guò)至少一個(gè)構(gòu)造在流動(dòng)通道中的肋部與外部的氣體進(jìn)入殼體相連接。通過(guò)構(gòu)造在流動(dòng)通道中的肋部不利地影響了廢氣流動(dòng)。另一問(wèn)題是在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)在肋部和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體之間以及肋部和外部的氣體進(jìn)入殼體之間高的熱應(yīng)力。同樣，在文獻(xiàn)DE 4014976、CH 269300、US 7921646、EP0191380以及US 3778194中描述了帶有構(gòu)造在流動(dòng)通道中的肋部的相似的方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是，提供一種內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體，在其中減小對(duì)廢氣流動(dòng)的不利影響。
[0006]該目標(biāo)通過(guò)帶有權(quán)利要求1的特征的用于在軸流式廢氣渦輪中引導(dǎo)廢氣的組件實(shí)現(xiàn)，該組件包括帶有導(dǎo)葉的噴嘴環(huán)、外部的氣體進(jìn)入殼體以及內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體。從屬權(quán)利要求的對(duì)象是優(yōu)選的實(shí)施形式。
[0007]本發(fā)明的對(duì)象是，也可被稱為渦輪葉輪的輪轂的球帽(Kalotte)或覆蓋部的內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體通過(guò)與噴嘴環(huán)的承載式(tragend)連接定位在廢氣流中。通過(guò)這種與噴嘴環(huán)的承載式連接，該內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體不具有附加的支撐，這種附加的支撐影響在廢氣渦輪的流動(dòng)通道中的廢氣流動(dòng)。
[0008]第一優(yōu)選的實(shí)施形式涉及在內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體和噴嘴環(huán)之間的形狀配合的連接。也就是說(shuō)，在內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體和噴嘴環(huán)之間存在任意形狀的倒凹部(Hinterschneidung),使得這兩個(gè)部件的部分輪廓彼此接合并且在該連接被加載時(shí)在該部分輪廓上出現(xiàn)面壓力。這使內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體的快速裝配和拆卸成為可能。
[0009]另一有利的實(shí)施形式涉及在內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體和噴嘴環(huán)之間的摩擦連接，其也可被稱為力配合的連接，例如卡緊連接或壓配合連接。這使在氣體進(jìn)入殼體和噴嘴環(huán)之間的簡(jiǎn)單連接成為可能。
[0010]另一有利的實(shí)施形式涉及一種由噴嘴環(huán)和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體組成的一體的組件。噴嘴環(huán)和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體的集成使容易的布置和成本適宜的加工成為可能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面根據(jù)實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。附圖顯示了軸向截面，其中:
圖1示出了帶有在噴嘴環(huán)和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體之間的旋抒連接(Verschraubung)的軸流式廢氣渦輪，
圖2示出了帶有在噴嘴環(huán)和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體之間的焊接連接的組件，
圖3示出了由噴嘴環(huán)和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體形成的一體的組件。
[0012]在參考標(biāo)號(hào)列表中總結(jié)了在附圖中使用的參考標(biāo)號(hào)。原則上，相同的部件設(shè)有相同的參考標(biāo)號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1以示意性的軸向截面圖顯示了軸流式廢氣渦輪。該廢氣渦輪向外通過(guò)外部的管形的氣體進(jìn)入殼體9限制。渦輪葉輪2同心地布置在外部的氣體進(jìn)入殼體9之內(nèi)并且通過(guò)渦輪葉輪軸I可旋轉(zhuǎn)地支承。渦輪葉輪2具有輪轂體3和動(dòng)葉片4。柱形的輪轂體3軸向地圍繞渦輪葉輪軸I布置。動(dòng)葉片4固定在輪轂體3的外周面上并且在周向上分布。為了保證渦輪葉輪2的無(wú)干涉的旋轉(zhuǎn)，如此設(shè)計(jì)動(dòng)葉片4的長(zhǎng)度，即在動(dòng)葉片4的徑向外部的端部和外部的氣體進(jìn)入殼體之間存在間隙。在流動(dòng)方向上在渦輪葉輪2之前存在噴嘴環(huán)5。該噴嘴環(huán)5具有內(nèi)環(huán)6、外環(huán)7以及導(dǎo)葉8。噴嘴環(huán)5在外環(huán)7處與外部的氣體進(jìn)入殼體9相連接。導(dǎo)葉8布置在內(nèi)環(huán)6和外環(huán)7之間。在流動(dòng)方向上位于渦輪葉輪2之前且在外部的氣體進(jìn)入殼體9之內(nèi)的內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10與外部的氣體進(jìn)入殼體一起形成流動(dòng)通道，在該流動(dòng)通道中流動(dòng)從管形流動(dòng)轉(zhuǎn)變成空心柱形的流動(dòng)。按照根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形式，該內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10通過(guò)螺紋連接11與噴嘴環(huán)5的內(nèi)環(huán)6相連接。
[0014]圖2以示意性的軸向截面圖顯示了帶有噴嘴環(huán)5和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體的組件。按照根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形式，該內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10通過(guò)焊接連接12與內(nèi)環(huán)6相連接。
[0015]圖3以軸向截面圖顯示了帶有噴嘴環(huán)5和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體的一體的組件。按照根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施形式，該噴嘴環(huán)5和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10由一個(gè)部件制成，例如通過(guò)鑄造或銑削。
[0016]內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10的形狀可與在圖1至3中示出的半球形的形狀不同?？稍O(shè)想所有在流體動(dòng)力學(xué)上合理的自由形狀作為用于內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體的形狀。噴嘴環(huán)5也不必具有內(nèi)環(huán)6或外環(huán)7，只要導(dǎo)葉8定位在廢氣渦輪的流動(dòng)通道中并且內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10在流動(dòng)通道的徑向內(nèi)部以承載的方式連接，例如當(dāng)直接將單個(gè)的導(dǎo)葉8與外部的氣體進(jìn)入殼體9和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10焊接在一起時(shí)。內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10不必在內(nèi)環(huán)6處以承載的方式與噴嘴環(huán)5相連接。內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10也可直接與導(dǎo)葉8的徑向地位于內(nèi)部的端部或者噴嘴環(huán)5的其它位于流動(dòng)通道徑向內(nèi)部的部分相連接。對(duì)于在內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體10和噴嘴環(huán)5之間的這種連接方式，不僅材料配合的且形狀配合的連接是可行的，而且力配合的連接例如通過(guò)熱壓配合也是可行的。
[0017]參考標(biāo)號(hào)列表 I渦輪葉輪軸 2渦輪葉輪 3輪轂體 4動(dòng)葉片 5噴嘴環(huán) 6噴嘴環(huán)的內(nèi)環(huán) 7噴嘴環(huán)的外環(huán) 8導(dǎo)葉
9外部的氣體進(jìn)入殼體 10內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體 11螺紋連接 12焊接連接
【權(quán)利要求】
1.一種用于在軸流式廢氣渦輪中引導(dǎo)廢氣的組件，所述廢氣渦輪包括帶有導(dǎo)葉(8)的噴嘴環(huán)(5)、外部的氣體進(jìn)入殼體(9)以及內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)，其中所述組件包括所述噴嘴環(huán)(5)和所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)，并且所述噴嘴環(huán)相對(duì)于所述外部的氣體進(jìn)入殼體(9)固定，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)以承載的方式相連接，并且由此所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體相對(duì)于所述外部的氣體進(jìn)入殼體(9)和所述噴嘴環(huán)(5)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)通過(guò)形狀配合的連接與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)以承載的方式相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)通過(guò)螺紋連接(11)與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)以承載的方式相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)通過(guò)材料配合的連接與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)以承載的方式相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)通過(guò)焊接連接(12)與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)以承載的方式相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)通過(guò)摩擦配合的連接與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)以承載的方式相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述組件一體式地構(gòu)造。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組件，其特征在于，所述組件一體式地鑄造。
9.一種內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體,其與外部的氣體進(jìn)入殼體(9) 一起形成軸流式廢氣渦輪的氣體進(jìn)入殼體，其中所述廢氣渦輪具有帶有導(dǎo)葉(8)的噴嘴環(huán)(5)，其特征在于，所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)如此構(gòu)造，即所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)可與所述噴嘴環(huán)(5)以承載的方式相連接并且不具有影響在所述氣體進(jìn)入殼體之內(nèi)的廢氣流動(dòng)的附加連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體，其特征在于，所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)構(gòu)造成用于與所述噴嘴環(huán)(5)形狀配合地連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體，其特征在于，所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)構(gòu)造成用于與所述噴嘴環(huán)(5)螺紋連接(11)。
12.一種用于軸流式廢氣渦輪的帶有導(dǎo)葉(8)的噴嘴環(huán)，其中，所述廢氣渦輪包括外部的氣體進(jìn)入殼體(9)和內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)如此構(gòu)造，即所述噴嘴環(huán)(5)可與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體以承載的方式相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴嘴環(huán)，其特征在于，所述噴嘴環(huán)(5)構(gòu)造成用于與所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體形狀配合地連接。
14.一種帶有廢氣渦輪的渦輪增壓器，所述廢氣渦輪具有通過(guò)軸支承的帶有動(dòng)葉片(4)的渦輪葉輪(2)、位于所述渦輪葉輪(2)上游的帶有導(dǎo)葉(8)的噴嘴環(huán)(5)、外部的氣體進(jìn)入殼體(9)以及內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)，其中所述噴嘴環(huán)和所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體形成根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的組件。
15.一種帶有廢氣渦輪的動(dòng)力渦輪，所述廢氣渦輪具有通過(guò)軸支承的帶有動(dòng)葉片(4)的渦輪葉輪(2)、位于所述渦輪葉輪(2)上游的帶有導(dǎo)葉(8)的噴嘴環(huán)(5)、外部的氣體進(jìn)入殼體(9)以及內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體(10)，其中所述噴嘴環(huán)和所述內(nèi)部的氣體進(jìn)入殼體形成根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的組件。
【文檔編號(hào)】F02C6/12GK104081023SQ201280039050
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月8日
【發(fā)明者】M.迪皮伊特羅, M.賈魯塞 申請(qǐng)人:Abb渦輪系統(tǒng)有限公司