DD263098A1

DD263098A1 - ELASTIC LOCATION POSITIONING FOR COMPONENTS OF THERMAL TURBOMA MACHINES

Info

Publication number: DD263098A1
Application number: DD30533087A
Authority: DD
Inventors: Hartwig Huebsch
Original assignee: Bannewitz Kompressorenbau
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1988-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elastische Lagepositionierung fuer Bauteile thermischer Turbomaschinen, insbesondere deckringloser Turbinenleitgitter fuer Abgasturbolader. Ziel der Erfindung ist es, eine mit geringem fertigungstechnischen Aufwand herstellbare Lagepositionierung zu schaffen, die die Bildung von wirkungsradmindernden Spalten bei veraenderten Betriebsbedingungen unterbindet. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass Formelemente aus in ihrer Verformungsrichtung hintereinander angeordneten, auf ihrer gesamten Laenge miteinander verbundenen Teilelementen aus Werkstoffen unterschiedlicher Waermeausdehnungskoeffizienten gebildet werden. Die Erfindung wird in Figur 1 umfassend dargestellt. Fig. 1The invention relates to an elastic position positioning for components of thermal turbomachinery, in particular deckless turbine grille for exhaust gas turbocharger. The aim of the invention is to provide a manufacturable with low manufacturing effort location positioning, which prevents the formation of effective wheel-reducing columns at changed operating conditions. This object is achieved in that mold elements are arranged in their deformation direction one behind the other, formed on their entire length interconnected sub-elements of materials of different heat expansion coefficients. The invention is shown comprehensively in FIG. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine elastische Lagepositionierung für Bauteile thermischer Turbomaschinen, insbesondere deckringloser Turbinenleitgitter für Abgasturbolader.The invention relates to an elastic position positioning for components of thermal turbomachinery, in particular deck ringless turbine grille for exhaust gas turbocharger.

Sie ist weiterhin anwendbar für die Positionierung aller hochtemperaturbelasteter, Temperaturdehnungen unterliegender Bauteile.It is also applicable for the positioning of all high temperature loaded, thermal expansions of underlying components.

Characteristic of the known technical solutions

Turbinenleitgitter von Abgasturboladern unterliegen einer ständig wechselnden thermischen Belastung und damit unterschiedlichen Wärmedehnungszuständen. Auf Grund ihrer geringeren thermischen Masse dehnen sie sich schneller aus, als die sie umgebenden Gehäuse. Bei Verwendung von wassergekühlten Gehäusen ist die Dehnungsdifferenz besonders groß. Um ein Drängen der Bauteile zu vermeiden, erfolgt deren maßliche Gestaltung entsprechend der extremsten thermischen Betriebsbedingungen. Das hat zur Folge, daß sich im Teillastbereich wirkungsgradmindernde Spiele zwischen Leitschaufelende und Gehäuse einsteilen.Turbine grilles of exhaust gas turbochargers are subject to a constantly changing thermal load and thus different thermal expansion states. Due to their lower thermal mass, they expand faster than the surrounding housing. When using water-cooled housings, the expansion difference is particularly large. In order to avoid crowding of the components, their dimensional design is carried out according to the most extreme thermal operating conditions. As a result, in the partial load range efficiency-reducing games between Leitschaufelende and housing split.

Bekannt ist eine Ausführung, bei der die Positionierung des Leitgitters mit Hilfe von einfachen, mechanisch wirkenden Federelementen erreicht wird (EP 0024275). .An embodiment is known in which the positioning of the guide grid is achieved by means of simple, mechanically acting spring elements (EP 0024275). ,

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß bei den vorliegenden hohen Abgastemperaturen und der daraus resultierenden thermischen Belastung der Bauteile die Federwirkung der Elemente aufgehoben und die Anordnung funktionsunfähig wird.The disadvantage of this solution is that at the present high exhaust gas temperatures and the resulting thermal load on the components, the spring action of the elements repealed and the arrangement is rendered inoperative.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine mit geringem fertigungstechnischen Aufwand herstellbare Lagepositionierung für Bauteile thermischer Turbomaschinen zu schaffen, die die Bildung von wirkungsgradmindernden Spalten bei veränderten Betriebsbedingungen verhindert.The aim of the invention is to provide a manufacturable with low manufacturing effort position positioning for components of thermal turbomachinery, which prevents the formation of efficiency-reducing columns under changed operating conditions.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Lagepositionierung für Bauteile thermischer Turbomaschinen zu entwickeln, die die Bildung von wirkungsgradmindernden Spalten insbesondere zwischen Leitschaufeln und Gehäuse bei wechselnden Betriebsbedingungen auch bei höchsten thermischen Belastungen sicher unterbindet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Elemente aus in ihrer Verformungsrichtung hintereinander angeordneten, auf ihrer gesamten Länge miteinander verbundenen Teilelementen aus Werkstoffen stark unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet werden.The invention has for its object to develop an elastic position positioning for components of thermal turbomachinery, which reliably prevents the formation of efficiency-reducing gaps in particular between vanes and housing under changing operating conditions, even at the highest thermal loads. According to the invention, this object is achieved in that elements are arranged in their deformation direction behind one another, interconnected along their entire length sub-elements made of materials of very different thermal expansion coefficients.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Elemente kreisringförmig mit in radiäleroder Umfangsrichtung wechselseitig angeordneten Teilbereichen aus Werkstoffen unterschiedlicher Wärmedehnung gebildet werden oder mehrere Formelemente wechselseitig hintereinander angeordnet sind.It is particularly advantageous if the elements are formed annularly with partial regions of materials of different thermal expansion which are mutually arranged in the radial direction or in the circumferential direction, or several form elements are arranged mutually one behind the other.

Ausführungsbeispiel -Exemplary embodiment

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:

Fig. 1: die erfindungsgemäße Lösung im Montagezustand mit schematischer Darstellung der Wirkungsweise imFig. 1: the solution according to the invention in the assembled state with a schematic representation of the mode of action in

Betriebszustand . . .Operating condition. , ,

Fig. 2: ein kreisförmiges Element mit wechselseitig angeordneten TeilbereichenFig. 2: a circular element with mutually arranged portions

Das Turbinenleitgitter 2 eines Abgasturboladers ist in/auf der Zentrierung beispielsweise des Turbinengehäuses geführt. Der Abstand der freien Leitschaufelendkante 3 von der Begrenzungswand 4 des Strömungskanals ist unter Berücksichtigung derThe turbine guide 2 of an exhaust gas turbocharger is guided in / on the centering, for example, of the turbine housing. The distance of the free Leitschaufelendkante 3 of the boundary wall 4 of the flow channel is taking into account the

unterschiedlichen Wärmedehnungszustände der Bauteile entsprechend der extremen Betriebsbedingungen bemessen. Bereits im Teillastbereich werden die Formelemente 1 auf Grund der unterschiedlichen Wärmedehnung der Teilelemente 1.1 und 1.2 durch die eingeleitete Wärme verformt und das Leitgitter mit der freien Leitschaufelendkante 3 an die Begrenzungswand 4 des Strömungskanals angedrückt. Steigen die Temperaturen bei Vollast weiter an, wird dieser Effekt weiter verstärkt. Andererseits ist durch rückwirkende Kräfte des Leitgitters 2 eine elastische Verformung der Formelemente 1 möglich, so daß auch bei Undefinierten Dehnungszuständen die Bildung von wirkungsgradmindernden Spalten vermieden und/oder ein Drängen der Bauteile infolge Dehnungsbehinderung unterbunden wirddifferent thermal expansion states of the components according to the extreme operating conditions. Already in the partial load range, the molded elements 1 are deformed due to the different thermal expansion of the sub-elements 1.1 and 1.2 by the heat introduced and pressed the guide grid with the free Leitschaufelendkante 3 to the boundary wall 4 of the flow channel. If the temperatures continue to rise at full load, this effect is further intensified. On the other hand, elastic deformation of the mold elements 1 is possible by means of retroactive forces of the guide grid 2, so that the formation of efficiency-reducing gaps is avoided even in the case of undefined stretching states and / or urging of the components due to expansion inhibition is prevented

Um ein Nullspiel bereits im Anfahrzustand zu erreichen, können die Formelemente vorgespannt sein. To achieve a zero clearance already in the starting state, the form elements may be biased.

Claims

1. Elastic position positioning for components of thermal turbomachinery, wherein the guide grid is pressed by means of one or more mold elements to its seat, characterized in that molded elements (1) arranged in their direction of deformation behind one another, interconnected along their entire length sub-elements (1.1; ) are formed from materials of very different thermal expansion coefficients.

2. Elastic position positioning according to claim 1 with an annular shaped element, characterized in that the shaped element (1) from radially or circumferentially mutually alternating portions (1.3, 1.4) is formed from materials of very different thermal expansion coefficients.