CH329160A - Turbinengetriebene Strömungsfördermaschine - Google Patents

Description

      Turbinengetriebene        Strömungsfördermasehine       Die     vorlie-,ende        Erfindung    bezieht sieh  auf     turbinengetriebene        Strömungsförder-.          niaschinen,    z. B. Gebläse zur     Aufladiuig    von       Brennkraftmasehinen    oder turbinengetriebene  Pumpen, mit freifliegend gelagertem Rotor,  wobei die feststehende Lagerung mindestens  teilweise in den     Nabenteil    des Rotors hinein  ragt.

   Sie ist     dadurch        gekennzeiehnet,    dass in  einem zentralen Gehäuseteil, von dem aus     ciie          Lagerain-    in die     Rotornabe    hineinragt, ein im       zlbstand@um    die Lagerwelle herum eingeord  neter     Ölsammelkanal,    der das aus den       Sehmierölkanälen    der Lagerstellen austre  tende Öl sammelt, ausgespart ist und das  Ende der     Rotornabe        umsehliesst,    und dass  zwischen der     Rotornab,e    und der feststehen  den Lagerung ein ringförmiger Spaltraum be  lassen ist,

   dessen     Querschnitt    in Richtung des       Sammelkanals        steh,-    zunimmt.,     derart,        da.ss     das von den Lagerstellen in den Spaltraum  austretende Schmieröl zufolge der     Fliehkra.ft-          wirkung    der rotierenden     Gebläsenabe    auch bei  hängender Anordnung der Lagerung in den       Sammelkanal    gefördert wird.  



  Ein Zweck der Erfindung besteht darin,  bei     Aufstellung    des Turbosatzes mit senk  rechter Lagerwelle und am untern Ende der  selben montiertem Turbinenrad das von den  Lagerstellen austretende     Schmieröl    an einer  solchen Stelle zu. sammeln, von wo dasselbe       zufolve    der Schwerkraft nach aussen abfliesst.

      Ein weiterer Zweck ist darin zu sehen, dass  im grossen und     ganzen    die gleiche     Anordnung     der Kanäle des Schmiersystems für eine     Auf-          stelIung    mit horizontaler, schiefer oder senk  recht vom Turbinenrad aus nach unten sich  erstreckender Lagerwelle ebenfalls verwend  bar ist. bzw. in jedem Fall die Bauteile an  nähernd gleich ausgeführt     bzw.    gleiche For  men für die Teile verwendet werden können.  



       Ausfühi-ingsbeispiele    des Erfindungsge  genstandes werden nachfolgend an Hand der  Zeichnung erläutert.  



       Fig.    1 zeigt einen     Axialschnitt    durch eine  Ladegruppe, deren Rotor mittels einer senk  rechten, von den     Laufrädern    nach oben ver  laufenden Lagerwelle freifliegend gelagert  ist. Der Schnitt entspricht der Linie     I-1     der     Fig.    2.  



       Fig.    2 zeigt. einen Normalschnitt der     Linie          II-II    der     Fig.    1 entlang.  



       Fig.    3 zeigt im     Axialschnitt    eine Ausfüh  rung mit einer Anordnung der Lagerwelle  nach     Fig.    1, bei der die vom     ölsammelkanal     abgehenden Leitungen oberhalb des     Dxaick-          kana.ls    des Gebläses direkt zu den     äussern    An  schlüssen führen.  



       Fig.    4 zeigt einen     Axialschnitt    durch eine  Ladegruppe mit einer senkrecht von den Lauf  rädern nach unten gehenden Lagerwelle, das  heisst das Turbinengehäuse ist. oberhalb des       Gebläsegehä.uses    angeordnet.           Fig.    5 zeigt. einen     Axialschnitt    einer Lade  gruppe bei horizontal angeordneter Lager  welle.  



       Fig.    6     zeigt    im     Axialschnitt    eine Aus  führung mit einem zentralen Gehäuseteil, der  einen zweiten, weiter nach aussen verlegten       Ölsammelkanal    aufweist.  



  In     Fig.    1 ist 1 das Turbinenrad und 2 das       Gebläserad,    3 ist die feststehende Lagerung,  die mindestens teilweise in den     Nabenteil    des       Gebläserades    hineinragt,     3ca    ist der     Ansehluss     für den     Schmieröleintritt.    4 sind die Schmier  ölkanäle im feststehenden Lagerteil 3, die das  Öl den Lagerstellen 13 und 14 zuführen. Der  feststehende Lagerteil 3 ist am zentralen Ge  häuseteil 5     befestigt.    6     ist    der spiralig gewun  dene     Druckluftka.nal    des Gebläses.

   Zwischen  dem Gehäuseteil 5 und dem     Druckkanal    6 sind       radiallaufende    Rippen 7 vorgesehen. Das  Schmieröl fliesst vom Eintritt     3a    nach unten  zu den Lagerstellen 13 und 14 der Lagerwelle  B.

   Die Nabe des     Gebläserades    ist. mit- Keil  verbindungen 9 am untern Ende     8cc    der     La.-          gerwelle        aufgekeilt.    Die Verbindung des Tur  binenrades mit der Lagerwelle ist zur Haupt  sache mit einem im Innern der letzteren an  geordneten Schraubenbolzen 10, wie in     Fig.    1  dargestellt,     ausgeführt.    Gegen Verdrehen und  zur Zentrierung sind besondere Massnahmen  getroffen.

   Die Art der Befestigung der La  gerwelle und der Laufräder unter sich ist  nicht Gegenstand vorliegender     Erfinduna,.     Die     Abstützhülse    11 presst beim Anziehen der  Schraubenmutter     10a    den Lagerring 12 gegen  eine Schulter der Lagerwelle B. Das aus den  Lagerstellen 13 und 14 austretende Öl wird  gegen den     Ringraum    15     zwischen    der fest  stehenden Lagerung 3 und der Wandung der       Gebläsenabe    geschleudert und in axialer  Richtung nach oben befördert., wo dieses<B>Öl</B>  in den     ölüberlaufsammler    16 übertritt.

   Der       Durehtrittsquerschnitt    des Ringraumes wird  unter     Berüeksichtigung    der durchströmenden  Schmier- und     Kühlölmenge    sowie des     Strö-          mungswiderst.andes    bei maximaler Drehzahl  so     gross    bemessen, damit im Betriebe ("in  Rückstau des Öls verhindert. wird. Vom     ül-          sammelkanal    16 an ist. der ringförmige Spalt-         raum    15 mit stetig kleinerem     Durehme3ser     ausgebildet.

   Seine untere Partie ist bei     13a.          kegelig    und daran anschliessend mit     einem          scheibenförmi,yen    Bodenteil     73b        aus;ebildet.     Die Wand der     Gebläsenabe    erstreckt sich bis  zur     Überlaufstell,e    16' in den Ölsammler 16  des von den Lagerstellen     naeh    oben     beförckr-          ten.    Schmieröls.     Zwisehen    der äussern Ober  fläche der     Geblä.senabenwand    und dem     ::

  e>>-          tra.len.    Gehäuseteil. 5, in dem der     Ölüberlauf-          sammler    eingebettet ist, ist eine     Labyrinth-          dichtung    17 eingebaut. Um zu verhindern,  dass in den Sammler 16 überlaufendes Öl in  die     La.by        rinthdiehtung    eindringt, ist die  letztere über einen Kanal     17a.    mit dem     Luft-          driiekkanal    6 des Gebläses verbunden.

   Zur  Entlüftung des     Ölkanalsystems    sind ein oder  mehrere nach oben     geriehtete    Kanäle<B>18</B> in  den feststehenden Lagerteil 3 eingebaut. Aus  dem     ölüberlaufsammler    16 fliesst. das 01 über  Kanäle 19, die nach unten     -,eneigt    sind,     naeli     aussen ab. Nach der in     Fig.    1 dargestellten  Ausführung bestehen diese Kanäle aus     hoh-          rungen    oder Aussparungen in den Rippen 7.

    Ferner münden diese Kanäle in einen im     Ge-          bläsegehäuse    vorgesehenen Ringkanal 20, der  neben der Innenwandung des Druckkanals       liegt.    Aus dem Ringkanal 20 fliesst das Öl in  annähernd horizontaler Richtung durch Ka  näle 21 zum     Ansehluss        21a    der ausserhalb der  Maschine liegenden     Ölablaufleitung.    Der     oder     die Kanäle 21 liegen in der untern Gehäuse  wand des     Drilekmltteldi\LieklianalS    6.  



       Fig.    2 zeigt im     Plansehnitt    die Rippen 7,  die den     Driiekkanal    6 mit dem zentralen Ge  häuseteil 5 verbinden.     6a.    sind die Austritte  der äussern Leitkanäle in den spiraligen       Druekkanal    6. Der neben dem     Drueldhanal    auf  dessen innern Seite liegende Ringkanal 20 ist  im Schnitt     dargestellt.;    der mit 21 bezeich  nete     ölaustrittskanal    ist.     zwisehen.    zwei Aus  tritten 6a. angeordnet, solche Kanäle kön  nen je zwischen zwei andern. Austritten     6a     ebenfalls vorgesehen sein.

   Es ist auch darge  stellt, wie der     ölsammelkanal    16 im     zentralen     Gehäuseteil 5 eingebettet ist. Der     ringförmige          Spaltraum    15, der von der     Innenfläehe    der       Gebläsenabe    und dem     feststehenden    Lagerteil      gebildet wird und das von den Lagerstellen  zufolge der Rotation nach oben fliessende Öl  enthält, ist oben um die innere     Wandung    des       Ölsatnmell:anals    16 angeordnet.

   Strahlenför  mig angeordnete Kanäle oder Leitungen 19,  die in Rippen 7 angeordnet und in     Achsrieh-          tung    geneigt sind (wie das in     Fig.    1 darge  stellt ist), leiten das Öl vom Sammler 16 in  den Ringraum 20. In den Rippen 7a. sind Ka  näle 17u vorgesehen, die     -unterhalb    des     ölsam-          melkanals    hindurchgehen und in den Ring  raum für die     Labyrinthdichtung    17 einmün  den, um Sperrluft gegen Ölzutritt einzufüh  ren.  



       Fig.    3 zeigt eine Ausführung, die ebenfalls  eine senkrechte Anordnung der     Lagerwelle     betrifft, die von den Laufrädern nach oben       verläuft..    Zum     Unterschied    gegenüber     Fig.    1  sind die vom     Ölsammelkanal    16 abgehenden  Leitungen 19' über dem Druckkanal des Ge  bläses angeordnet, und zwar nur in einem be  stimmten Sektor am Anfang des spiralförmi  gen     Dreckkanals    6, wo der     Durchflussquer-          schnitt.    relativ klein ist.

   Die Entlüftung des       Ölkanalsystems    und die Sperrluftzufuhr zur       Laby        rinthdiehtung    ist gleich ausgeführt, wie  das an Hand der     Fig.    1 beschrieben und dar  gestellt ist..  



       Fig.    4 zeigt die gleichen Bauteile bei einer  Anordnung mit von den     Laufrädern    nach  unten sieh erstreckender Lagerwelle. Hier  ändert sieh nur     die        Verwendung    der     Öl-          austrittkanäle,    die gleich. wie in     Fig.    1 dar  gestellt ausgeführt sind. Diese Kanäle 19  und 21 und der Ringraum 20 bilden hier das       Entlüftungssystem,    an das ausserhalb der     3Ia-          schine    ein oder mehrere nach oben gerichtete       Entlüftungsrohre    20'     an,esehlossen    sind.

   Der       axial    gerichtete Kanal 18, der bei einer An  ordnunc nach     Fig.    1 zur Entlüftung des     Öl-          kanalsystems    dient, wird hier als     Ölaustrit.t-          leitung        verwendet.     



       Fig.    5 zeigt eine Ausführung mit horizon  tal angeordneter Lagerwelle; die Bauteile sind  wieder die     oleiehen    wie für eine Ausführung  mit einer von den Laufrädern     na-.eh    oben ver  laufenden     Lagerwelle    nach     Fig.    1.     Der    axial  gerichtete Kanal dient. hier wie in     Fig.    4 als         Ölablaufleitung.    Von den in     Fig.    4 zur     Fint-          lüftung    verwendeten Kanälen können für  diesen Zweck nur die nach oben gerichteten  Kanäle in Frage kommen, das heisst die Ka  näle 19 mit.

   dem     obern        halbkreisförmigen    Teil  des Ringraumes 20'. Die nach unten gehenden  Kanäle 19' mit dem untern halbkreisförmigen  Teil des Ringraumes 20 bilden ein     Ölreser-          voir,    in dem sich das verschmutzte spezifisch  schwerere Öl sammelt; mittels     Ölablau,f-          zapfen    kann zwecks Reinigung .des     Ölsystems     das Öl abgelassen werden.  



       Fig.    6 zeigt eine Ausführung mit einem  zweiten     Sammeikanal        16a,    der gegenüber dem  bisher beschriebenen     ölsammelkarial    16 in  axialer Richtung nach aussen verschoben an  geordnet ist. Bei von den Rädern nach unten  verlaufender Lagerwelle, wobei das Turbinen  gehäuse über dem     Gebläsegehä.use    angeordnet  ist, wie das in diesem Falle gezeigt ist, werden  die an den Sammelraum 16     angeschlossenen-          Kanäle    19 zur Entlüftung des     Ölsystems    ver  wendet, wie das nach     Fig.    4 vorgesehen wird.

    Die     ölablaufkanäle    gehen dann vom zweiten,  unterhalb des ersten angeordneten     Sammel-          kanals        16a.    aus. Diese Kanäle sind als Ausspa  rungen 16b in den strahlenförmig angeordne  ten Rippen 7 und daran anschliessende Aus  sparungen 16c unter dem Druckkanal des Ge  bläses auf -der den Kanälen 21 gegenüberlie  genden Seite vorgesehen. Bei von den Rädern  nach oben verlaufenden     (Fig.    1) oder hori  zontaler Lagerwelle     (Fig.    5) werden der  zweite Sammelkanal und die daran ange  schlossenen Kanäle 16b und 16c zur Ent  lüftung verwendet.

   Der     Sammelkanal    16 be  hält seine Funktion als     ölsammelkanal    bei,  wie das an Hand der     Fig.    1 beschrieben ist:  Die- beschriebenen. Ausführungen zeigen,       dass    einzelne Bauteile immer gleich ausgebil  det sind und für alle Anordnungen der La  gerwelle der Maschine     verwendet    werden kön  nen.

   Insbesondere gestattet die erfindungs  gemässe Bauart bei senkrecht von der Turbine  aus von unten     na.eh    oben verlaufender Lager  welle eine besonders vorteilhafte Ausführung  des-     Sehmierölsystems    und seiner Zu- und     Ab-          leitungen,    einschliesslich einer besonders ein-      fachen und wirksamen Entlüftung. Es wird  auch     gezeigt,        wie    die gleichen Vorteile für  jede andere Lage der Lagerwelle bei Verwen  dung der gleichen Bauteile ausgenützt werden  können, was z. B. bei einem Umbau bzw. an  derem Anbau der Maschine besonders vorteil  haft ist.

Claims (1)

1. PATENTANNSPRUCH Turbinengetriebene Strömungsförderma- schine mit freifliegend gelagertem Rotor, wo bei die feststehende Lagerung mindestens teil weise in den Nabenteil des Rotors hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zen tralen Gehäuseteil, von dem aus die Lagerung in die Rotornabe hineinragt, ein im Abstand um die Lagerwelle herum angeordneter Öl- sammelkanal, der das aus den Lagerstellen austretende Öl sammelt, ausgespart ist,

   und das Ende der Rotornabe umschliesst, und dass zwischen der Rotornabe und der feststehenden Lagerung ein ringförmiger Spaltraum belas sen ist, dessen Querschnitt in Richtung des Sammelkanals stetig zunimmt, derart, dass das von den Lagerstellen in den Spaltraum austretende Schmieröl zufolge der Fliehkraft- wirlning der rotierenden Gebläsenabe auch bei hängender Anordnung der Lagerung in den Sammelkanal gefördert wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Turbinengetriebene Strömungsförder- maschine nach Patentanspruch, mit einer von beiden Laufrädern nach oben verlaufenden Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, da.ss vom Ölsammelkanal (16) abgehende, zur Horizon talen nach unten geneigte Leitungen (19) in einen Ringkanal (20) münden, der neben dem Druckraum (6) auf der innern Seite desselben angeordnet ist, wobei von dem Ringkanal eine oder mehrere Leitungen (21) nach aussen zu einem Schmiermittelb,ehälter führen. 2.

   Turbinengetriebene Strömungsförder- maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, da.ss vom ölsammelkanal (16) mindestens eine axial gerichtete Leitung (18) zur Entlüftung der Ölkanäle abgeht. 3.

   Turbinengetriebene Strömungsförder- maschine nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass auf der äussern Seite der Rotornabe gegenüber dem feststehenden Ge häuseteil (5) des ölsammelkanals (16) eine LabyrintUdichtung (17) vorgesehen ist, die mit einer Dinickluftleitung (17a) verbunden ist, um Sperrluft in die Labyrinthdichtun, (17) einzuführen. 4.

   Turbinengetriebene Strömungsförder- maschine nach Patentansprueh, mit einer von beiden Laufrädern nach oben angeordneten Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass vom Ölsammelkanal (16) abgehende, zur Horizon talen geneigte Leitungen (19') unmittelbar an der äussern Gehäusewand enden, wobei diese Leitungen (19') in Umfangsrichtung des Ölsammelkanals (16) an einer Stelle vor gesehen sind, von der aus diese Leitungen (19') an der axial äussern Seite des Druck mittelkanals (6) diesen Kanal an einer Stelle überqueren, wo dessen Querschnitt so klein ist,

   dass die Leitungen (19') abwärts geneigt geführt werden können (Fig. 3). 5. Turbinengetriebene Strömungsförder- maschine nach Patentanspruch, mit. einer von beiden Laufrädern nach unten verlaufen den Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Olsammelkanal (16) abgehenden, in den Ringkanal (20) mündenden Kanäle (19) Entlüftungskanäle sind und zur Ableitung des Schmiermittels vom ölsammelkanal (16) axiale Kanäle (18) vorgesehen sind. 6.

   Turbinengetriebene Strömungsförder- masehine nach Patentanspruch, mit einer von beiden Laufrädern naeli unten verlaufenden Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die vom ölsammelkanal (16) abgehenden, in den Ringkanal mündenden Kanäle (19) Ent lüftungskanäle sind Lind zur Ableitung des Schmiermittels vom Ölsammelkanal (16) axiale Kanäle zu einem zweiten, Barunter liegenden Sammelkanal (16a) führen, von dem Abflusskanäle (16b) abgehen,

   die aussen unterhalb des Druckkanals (6) verlaufen.