CZ292033B6

CZ292033B6 - Axiální turbína turbodmychadla

Info

Publication number: CZ292033B6
Application number: CZ19973936A
Authority: CZ
Inventors: Dominique Bochud; Markus Kohling; Jean Yves Werro
Original assignee: Abb Schweiz Holding Ag
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 2003-07-16
Also published as: US5938402A; EP0848150A2; JP2929534B2; CN1089408C; CN1191276A; DE59711615D1; NO975814D0; CZ393697A3; KR19980063939A; DE19651318A1; EP0848150B1; NO975814L; KR100473472B1; PL323551A1; JPH10176540A; EP0848150A3

Abstract

Axi ln turb na turbodmychadla je provedena se vstupn sk° n (2, 43) plynu, kter m vn jÜ st nu (10) a vnit°n st nu (11). Uvnit° pr tokov ho kan lu (7) ve sm ru ob n²ch lopatek (6) prob haj myÜlen proudnice (17). istic ·stroj (20) sest v jen z jedn trysky (21, 44) s centr ln osou (22) a s alespo jedn m vst°ikovac m otvorem (24) a z p° vodn ho potrub (23) istic ho prost°edku. Alespo jeden vst°ikovac otvor (24) je uspo° d n v libovoln m bod (38) myÜlen kruhov plochy (34) a tato kruhov plocha (34) je definov na st°edem (33) uspo° dan²m ve vzd lenosti (a) p°ed vnit°n st nou (11) a pr m rem (d.sub.k.n.). St°ed (33) kruhov plochy (34) le na myÜlen paraleln ploÜe (35) paraleln s vnit°n st nou (11), jej vzd lenost (a) od vnit°n st ny (11) je d na vztahem d.sub.a.n. + d.sub.i.n. a = -------- . p.sub.1.n. s 5 % .<=. p.sub.1.n. .<=. 30 %, p°i em 2 jedna z proudnic (17) prot n kolmo paraleln plochu (35) a t m definuje pr se k (36), v n m je uspo° d n st°ed (33) kruhov plochy (34). Pr se kem (36) prob h tangenci ln rovina (37) tangenci ln k paraleln ploÜe (35) a kruhov plocha (34) je vytvo°ena v t to tangenci ln rovin (37). Pr m r (d.sub.k.n.) kruhov plochy (34) je d n vztahem d.sub.a.n. + d.sub.i.n. d.sub.k .n.= -------- . p.sub.2.n. s 0 % .<=. p.sub.2.n. .<=. 6 %, p°i em 2 centr ln osa (22) trysky (21, 44) je uspo° d na kolmo k tangenci ln rovin (37) a alespo jeden vst°ikovac otvor (24) t to trysky (21, 44) je nasm rov n alespo p°ibli n paraleln s tangenci ln rovinou (37).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká axiální turbíny turbodmychadla, se vstupní skříní plynu, s turbínovým kolem s oběžnými lopatkami, neseným hřídelem turbodmychadla, s průtokovým kanálem vytvořeným ve vstupní skříni plynu pro spaliny spalovacího motoru spojeného s turbodmychadlem, s dýzovým prstencem s vnějším průměrem a s vnitřním průměrem, uspořádaným před oběžnými lopatkami v průtokovém kanálu, a s čisticím ústrojím spojeným s měřicí a ovládací jednotkou, přičemž vstupní skříň plynu má vnější stěnu a vnitřní stěnu a uvnitř průtokového kanálu ve směru oběžných lopatek probíhají myšlené proudnice.

Dosavadní stav techniky

Používání turbodmychadel na výfukové plyny pro zvýšení výkonu spalovacích motorů je dnes velmi rozšířené. Výfukové plyny spalovacího motoru přitom působí na turbínu turbodmychadla na výfukové plyny a jejich kinetická energie je využívána pro nasávání a zhutňování vzduchu pro spalovací motor. V závislosti na konkrétní provozní situaci a na složení pohonných hmot, které jsou použity pro pohon spalovacího motoru, dochází v turbíně na výfukové plyny dříve nebo později ke znečištění oběžných lopatek a dýzového prstence, který je podstatně více napaden. V provozu s těžkými oleji se vytváří na dýzovém prstenci vrstva nečistot, jejíž tvrdost je závislá na pracovním principu spalovacího motoru. Obecně vedou takové usazeniny nečistot v oblasti dýzového prstence k horší účinnosti turbíny a v důsledku toho ke snížení teploty spalin ve spalovacím prostoru, což může vést k nadměrnému tepelnému namáhání jak spalovacího motoru, tak i turbodmychadla. U spalovacího motoru může dojít zejména k poškození nebo ke zničení ventilů.

Pokud se uloží na dýzovém prstenci a na oběžných lopatkách turbíny turbodmychadla spojeného se čtyřdobým spalovacím motorem vrstva nečistot, je třeba počítat s nárůstem tlaků a počtu otáček turbodmychadla. Tím jsou tepelně a mechanicky více namáhány konstrukční součásti spalovacího motoru a turbodmychadla, což také může vést až ke zničení postižených konstrukčních součástí. Při nerovnoměrném rozdělení vrstvy nečistot na obvodu oběžných lopatek turbínového kola dojde také ke zvýšení nevyváženosti rotoru, což může být příčinou poškození jeho uložení.

Z uvedených důvodů je třeba dýzové prstence a oběžné lopatky turbínového kola pravidelně zbavovat nečistot, které na nich ulpěly.

Z DE-A1 35 15 825 je známý způsob a zařízení pro čištění oběžných lopatek a dýzového prstence axiální turbíny turbodmychadla na výfukové plyny s vnitřním uložením. Axiální turbína má vstupní skříň plynu s vnější a s vnitřní stěnou, přičemž vnitřní stěna slouží pro zakrytí turbínového kola a hřídele vůči průtokovému kanálu. Čisticí ústrojí sestává z více vodních injektorů, které jsou uspořádány na vstupní skříni plynu axiální turbíny, a které mají trysky zasahující až do průtokového kanálu, jakož i z potrubí pro vedení vody. Při stanoveném stupni znečištění axiální turbíny se prostřednictvím měřicí a vyhodnocovací jednotky zjistí potřeba vyčištění. V souladu s tím se dýzami, které jsou uspořádány ve směru proudění před rozváděcími lopatkami, vstřikuje do průtokového kanálu voda. Vodní kapky při tom vytvářené jsou proudem výfukových plynů zaváděny až k rozváděcím, popřípadě oběžným, lopatkám axiální turbíny a čistí je od ulpívajících nečistot.

Dostatečného vyčištění pevně upravených rozváděčích lopatek však lze dosáhnout jen tehdy, pokud na ně a na jejich povrchovou plochu přivrácenou k proudu výfukových plynů dopadají

-1 CZ 292033 B6 kapky vody pokud možno úplně. K tomu účelu musí být vodní injektory, respektive trysky, uspořádány rovnoměrně rozděleně po celém obvodu axiální turbíny. V souladu s tím je potřebný velký počet injektorů a trysek, čímž se zvyšují náklady na utěsnění vstupní skříně plynu s narůstajícím počtem trysek. Další problém spočívá v uspořádání trysek v oblasti průtokového kanálu, 5 ve kterém existuje relativně vysoká rychlost proudění. Tím se vytváří plochý vodní paprsek, kteiý dosahuje jen na části rozváděčích lopatek. Proto není zajištěno dostatečné čištění.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je odstranit všechny tyto nedostatky. Dalším úkolem je vytvořit čisticí ústrojí pro dýzový prstenec a oběžné lopatky axiální turbíny turbodmychadla a uspořádat je tak, aby se při snížených konstrukčních nákladech dosáhlo zdokonaleného čisticího účinku.

Uvedený úkol splňuje axiální turbína turbodmychadla, se vstupní skříní plynu, s turbínovým kolem s oběžnými lopatkami, neseným hřídelem turbodmychadla, s průtokovým kanálem vytvořeným ve vstupní skříni plynu pro spaliny spalovacího motoru spojeného s turbodmychadlem, s dýzovým prstencem s vnějším průměrem a s vnitřním průměrem, uspořádaným před oběžnými lopatkami v průtokovém kanálu, a s čisticím ústrojím spojeným s měřicí a ovládací jednotkou, 20 přičemž vstupní skříň plynu má vnější stěnu a vnitřní stěnu a uvnitř průtokového kanálu ve směru oběžných lopatek probíhají myšlené proudnice, podle vynálezu, jehož podstatou je, že čisticí ústrojí sestává jen z jedné trysky s centrální osou a s alespoň jedním vstřikovacím otvorem a z přívodního potrubí čisticího prostředku, alespoň jeden vstřikovací otvor je uspořádán v libovolném bodě myšlené louhové plochy a tato kruhová plocha je definována středem uspořádaným 25 ve vzdálenosti před vnitřní stěnou a průměrem, střed kruhové plochy leží na myšlené paralelní ploše paralelní s vnitřní stěnou, jejíž vzdálenost od vnitřní stěny je dána vztahem d_a+dj a =-----. pi s5%<pi<30%,

2 jedna z proudnic protíná kolmo paralelní plochu a tím definuje průsečík, v němž je uspořádán střed kruhové plochy, průsečíkem probíhá tangenciální rovina tangenciální k paralelní ploše a kruhová plocha je vytvořena v této tangenciální rovině, průměr kruhové plochy je dán vztahem d_a+d] dt =------. pí s 0 % < p2 < 6 %, centrální osa trysky je uspořádána kolmo k tangenciální rovině a alespoň jeden vstřikovací otvor této trysky je nasměrován alespoň přibližně paralelně s tangenciální rovinou.

Podle této definice je tryska, a tím i alespoň jeden její vstřikovací otvor, uspořádána v té oblasti průtokového kanálu, ve které je jak průběh proudnic, tak i profil rychlosti proudění, vytvořen tak, 45 že umožňuje úplné rozšíření a tím i rovnoměrné rozdělení čisticího prostředku na dýzovém prstenci a oběžných lopatkách turbínového kola. Na rozdíl od stavu techniky, u kterého je čisticí prostředek vstřikován sice také napříč k proudění plynu, avšak do oblasti vstupní skříně plynu, s vysokou rychlostí výfukových plynů, čímž je paprsek čisticího prostředku škrcen, mohou nyní být dýzový prstenec a oběžné lopatky turbínového kola čisticím prostředkem stírány nejen po 50 svém obvodu, ale také v celé výšce lopatek, a to rovnoměrně. Tím se, navzdory použití jen jedné trysky, zabezpečí lepší čisticí účinek.

-2CZ 292033 B6

Zvlášť výhodné je, když má tryska vstřikovací otvor uspořádaný přesně ve středu kruhové plochy, a když vzdálenost od vnitřní stěny skříně k paralelní ploše je dána vztahem da+df a =---------. pi sl5%^pi<20%.

U tohoto uspořádání trysky, popřípadě vstřikovacího otvoru, jsou proudnice optimálně využity pro rovnoměrné rozšíření čisticího prostředku, čímž se čištění dýzového prstence oběžných lopatek dále zdokonalí.

Zvláště účelné je, když má tryska alespoň jeden vstřikovací otvor upravený po obou stranách a ve stejném odstupu od tangenciální roviny. Každý vstřikovací otvor má vstřikovací plochu, přičemž součet vstřikovacích ploch po obou stranách tangenciální roviny je stejně velký. Mimoto jsou vstřikovací otvory uspořádány ve vzájemném radiálním překrytí nebo alespoň na sebe navzájem navazují. Tím lze dále zdokonalit rozdělení čisticího prostředku jak po obvodu, tak i ve výšce lopatek dýzového prstence. Navíc jsou takové trysky ekonomicky výhodnější a mají větší životnost než trysky jen s jedním vstřikovacím otvorem.

Dále je výhodné, když přívodní potrubí čisticího prostředku sestává ze dvou dílčích potrubí, když je na vnější stěně skříně uspořádán upevňovací element pro z vnějšku připojené první dílčí potrubí, a když je druhé dílčí potrubí vytvořeno uvnitř vstupní skříně plynu.

Na základě tohoto vytvoření může být buď axiálně, nebo radiálně vytvořená vstupní skříň plynu smontována kompletně včetně trysky a druhého dílčího potrubí. Připojení prvního dílčího potrubí, to znamená úplná montáž čisticího ústrojí, se potom uskutečňuje teprve v pozdější době, aniž by se přitom muselo ještě jednou zasahovat do vstupní skříně plynu.

Navíc má vnitřní stěna skříně dutý vnitřní prostor aje spojena s vnější stěnou skříně prostřednictvím alespoň jednoho žebra vytvořeného v průtokovém kanálu. Druhé dílčí potrubí je upraveno uvnitř žebra a zasahuje až do vnitřního prostoru vnitřní stěny. Ta je k tomu účelu upravena tak, že druhé dílčí potrubí je zalito do axiální vstupní skříně plynu. Tryskaje upevněna na vstupním konci vnitřní stěny aje spojena s druhým dílčím potrubím. Prostřednictvím tohoto uspořádání druhého dílčího potrubí se zabrání ovlivňování proudění výfukových plynů přívodem čisticího prostředku a podstatně se tak zvýší životnost. Druhé dílčí potrubí vyžaduje jen málo konstrukčního prostoru, což umožňuje vytvořit vstupní skříň plynu v axiálním směru relativně krátkou. Mimoto nejsou při výrobě takové axiální vstupní skříně zapotřebí žádné přídavné výrobní náklady pro čisticí ústrojí.

Alternativně k tomu, to znamená u radiální vstupní skříně plynu, přechází druhé dílčí potrubí na jednom svém konci do trysky a na druhém konci zasahuje zevnitř až k vnitřní stěně skříně. Vnitřní stěna má upevňovací element pro druhé dílčí potrubí. Uvnitř žebraje upraveno vybrání, ke kterému je připojeno jak první dílčí potrubí, tak i druhé dílčí potrubí. Po provedené demontáži turbodmychadla od radiální vstupní skříně plynuje možné druhé dílčí potrubí včetně tiysky relativně snadno uvolnit z vnitřního prostoru vnitřní stěny skříně. Tak je možné provést jeho oddělenou výměnu, což přináší výrazné snížení nákladů.

Dále je možné uspořádat druhé dílčí potrubí proti směru proudění před tryskou. Tím se nabízí přídavná konstrukční varianta, u které jsou druhé dílčí potrubí a tryska namotovatelné, popřípadě demontovatelné, zvnějšku. Potřebné údržbářské, popřípadě opravárenské, práce na čisticím ústrojí tak lze uskutečnit podstatně rychleji, čímž se zkrátí doba výpadku turbodmychadla a tím i spalovacího motoru.

Přehled obrázků na výkresech

Na výkresech je znázorněno více příkladů provedení vynálezu podle radiální, popřípadě axiální, 5 vstupní skříně plynu axiální turbíny.

Na obr. 1 je znázorněn dílčí podélný řez axiální turbínou opatřenou radiální vstupní skříní plynu, který je znázorněn v rovině proudnice bodu nulové rychlosti, to znamená v rovině, v níž se nacházejí všechny body proudnice bodu nulové rychlosti.

Na obr. 2 je ve větším měřítku znázorněn výřez z obr. 1 s údaji potřebnými pro umístění výstupního otvoru trysky.

Na obr. 3 je znázorněn pohled na kruhovou plochu, to je na myšlenou kruhovou plochu ve směru 15 šipky ΙΠ na obr. 2.

Na obr. 4 je ve větším měřítku znázorněna tryska podle obr. 1, a to v řezu jen nad osou trysky.

Na obr. 5 je znázorněn příčný řez tryskou v rovině podle čáry V-V na obr. 4.

Na obr. 6 je znázorněn dílčí podélný řez axiální turbínou opatřenou axiální vstupní skříní plynu, a to v rovině proudnice bodu nulové rychlosti.

Na obr.7 je znázorněn pohled na vstupní skříň plynu podle obr. 6 ve směru šipky VII.

Na obr. 8 je ve větším měřítku znázorněno vyobrazení trysky podle obr. 6.

Na obr. 9 je znázorněn příčný řez tryskou v rovině podle čáry IX-IX na obr. 8.

Na obr. 10 je znázorněn příčný řez tryskou v rovině podle čáry X-X na obr. 8.

Na obr. 11 je znázorněn dílčí podélný řez vstupní skříní plynu podle obr. 6, avšak podle dalšího příkladu provedení.

Na výkresech jsou znázorněny jen podstatné elementy potřebné pro porozumění vynálezu. Neznázoměný je například spalovací motor a strana kompresoru, jakož i ložisková oblast turbodmychadla. Směr proudění pracovního prostředí je označen šipkami.

Příklady provedení vynálezu

Hlavní součástí jen částečně znázorněného turbodmychadla je jeho kompresorová strana a turbínová strana vybavená axiální turbínou L Turbodmychadlo je jak na kompresorové, tak i na turbínové straně spojeno se spalovacím motorem, vytvořeným jako Dieselův motor.

U prvního příkladu provedení je axiální turbína 1 opatřena radiální vstupní skříní 2 plynu. Axiální turbína 1 má dále výstupní skříň 3 plynu, turbínové kolo 5 s oběžnými lopatkami 6, které je unášeno hřídelem 4 turbodmychadla, jakož i průtokový kanál 7 pro výlukové plyny Dieselová motoru, který je vytvořen ve vstupní skříni 2 plynu. Ve směru proti proudu, tj. před oběžnými 50 lopatkami 6, je v průtokovém kanálu 7 uspořádán dýzový prstenec 8, který má vnější průměr d_; a vnitřní průměr dj. Oběžné lopatky 6 jsou navenek uzavřeny krycím kroužkem 9, vytvořeným jako difuzor. Vstupní skříň 2 plynu má vnější stěnu 10 a vnitřní stěnu 11, které vymezují průtokový kanál 7, a které jsou navzájem spojeny žebry 12, vytvořenými výhodně z hlediska proudění, z nichž je znázorněno jen jedno. Vnitřní stěna 11 má dutý vnitřní prostor 13 a slouží pro zakrytí

-4CZ 292033 B6 turbínového kola 5 a hřídele 4 turbodmychadla vůči průtokovému kanálu 7. Na vstupní skříni 2 plynu jsou ve směru k výstupní skříni 3 plynu uspořádány spojovací elementy 14, které jsou vytvořeny jako šrouby, jak je patrné z obr. 1. Na svém výstupním konci má vstupní skříň 2 plynu vstupní přírubu 15 plynu, která slouží pro spojení s neznázoměnou výfukovou trubkou Dieselová motoru.

V průběhu provozu turbodmychadla jsou horké výfukové plyny přicházející z Dieselová motoru zaváděny nejprve kruhovým proudem 16 spalin podél více proudnic 17 do radiální vstupní skříně 2 plynu axiální turbíny L Působením vnitřní stěny 11 dojde ke změně na prstencový proud 18 spalin s jednou jedinou proudnicí 19 bodu nulové rychlosti dopadající na vnitřní stěnu 11 v pravém úhlu. Nyní prstencový proud 18 spalin je přes průtokový kanál 7 dále veden k turbínovému kolu 5. Přitom je úkolem tryskového prstence, uspořádaného ve směru proti proudu, optimálně zavádět spaliny na oběžné lopatky 6 turbínového kola 5. Takto poháněné turbínové kolo 5 zabezpečuje pohon s ním spojeného, neznázoměného kompresoru. Vzduch stlačovaný v kompresoru se použije pro plnění, to znamená pro zvýšení výkonu Dieselová motoru.

Před dýzovým prstencem 8 je na vstupní skříni 2 plynu uspořádáno čisticí ústrojí 20, které vyúsťuje do průtokového kanálu 7. Čisticí ústrojí 20 sestává z trysky 21 s centrální osou 22, z přívodního potrubí 23 čisticího prostředku a ze vstřikovacího otvoru 24. Přívodní potrubí 23 čisticího prostředku je vytvořeno dvoudílné a má první dílčí potrubí 25 a druhé dílčí potrubí 26. Druhé dílčí potrubí 26 je uspořádáno téměř výlučně ve vnitřním prostoru 13 vnitřní stěny _Η. Vstupní konec vnitřní stěny 11 je opatřen vývrtem 27. Tímto vývrtem 27 je vedeno druhé dílčí potrubí 26 až do průtokového kanálu 7, kde přechází do trysky 21.

Na svém opačném konci je druhé dílčí potrubí 26 připojeno v oblasti jednoho ze žeber 12 k vnitřní stěně 11, přičemž vnitřní stěna Ujek tomuto účelu opatřena upevňovacím elementem 28, vytvořeným jako hrdlo k zašroubování, a druhé dílčí potrubí 26 má odpovídající přesuvnou matici 29. První dílčí potrubí 25 zasahuje zvnějšku do vnější stěny 10. která je za tím účelem opatřena také upevňovacím elementem 30. vytvořeným jako hrdlo k zašroubování, a první dílčí potrubí 25 má odpovídající přesuvnou matici 31. Uvnitř odpovídajících žeber 12, to znamená mezi prvním dílčím potrubím 25 a druhým dílčím potrubím 26, je vytvořeno s nimi korespondující vybrání 32, jak je patrné z obr. 1. Pro první dílčí potrubí 25 a pro druhé dílčí potrubí 26 je samozřejmě také možné upravit jiné upevňovací elementy.

Vstřikovací otvor 24 tiysky 21 je uspořádán ve středu 33 myšlené kruhové plochy 34. Tato kruhová plocha 34 je definována středem 33 uspořádaným v odstupu a před vnitřní stěnou 11, jakož i průměrem άχ. Střed 33 kruhové plochy 34 je upraven na myšlené paralelní ploše 35 k vnitřní stěně 11, jejíž odstup a od vnitřní stěny lije dán rovnicí:

d_a+dj a =---------,pi sl5%^pi<20%.

Výpočet místa, ke kterému má být přiřazen vstřikovací otvor 24, se uskuteční již před montáží trysky 21 do vstupní skříně 2 plynu. Na obr. 2 je znázorněn odpovídající postup. Po provedení popsaného zjištění vzdálenosti a se zjistí z procentové míry pi minimální a maximální vzdálenost a paralelní plochy 35 od vnitřní stěny 11, přičemž na obr. 2 je znázorněna střední hodnota. Jen jedna proudnice 17 kruhového proudu 16 spalin, která je k dispozici ve vstupní skříni 2 plynu vytvořené bez trysky 21. protíná v pravém úhlu paralelní plochu 35 a definuje tak průsečík, na kterém je uspořádán střed 33 kruhové plochy 34. Průsečíkem 36 a tangenciálně k paralelní ploše 35 je vedena tangenciální rovina 37, ke které je vytvořena kruhová plocha 34. Průměr dx kruhové plochy 34 je dán rovnicí:

-5CZ 292033 B6 d_a+dj d_K =-------. p2 s 0 % £ p₂ < 6 %.

Centrální osa 22 trysky 21 je uspořádána kolmo k tancenciální rovině 37 a její vstřikovací otvor 24 je nasměrován rovnoběžně s tangenciální rovinou 37.1 když vstřikovací otvor 24 trysky 21 je u tohoto příkladu provedení uspořádán ve středu 33 kruhové plochy 34, viz obr. 1 a obr. 2, může být samozřejmě uspořádán také v každém jiném libovolném bodě 38 kruhové plochy 34, viz obr. 3. Přitom je však třeba vzít v úvahu určité stírání při čištění.

Pro zvýraznění uspořádám vstřikovacího otvoru 24 je na obr. 4 znázorněno ve větším měřítku vyobrazení trysky 21 s průsečíkem 36 proudnice 17 s paralelní plochou 35. Tangenciální rovina 37 přitom prochází centrálně vstřikovacím otvorem 24 a protíná centrální osu 22 trysky 21 v pravém úhlu. Tryska 21 použitá k tomu účelu sestává z konce druhého dílčího potrubí 26 a ze 15 zarážky 39 se čtyřmi upevňovacími žebry 40 uspořádanými ve tvaru kříže, která jsou svařena s druhým dílčím potrubím 26, jak je znázorněno na obr. 5. Přirozeně mohou být použity také jiné vhodné trysky.

Tryska 21 a její vstřikovací otvor 24 jsou tak uspořádány v té oblasti průtokového kanálu 7, ve 20 které umožňuje jak průběh proudnic 17. tak i profil rychlosti proudění, úplné rozšíření a tím i rovnoměrné rozdělení čisticího prostředku na dýzovém prstenci 8 a na oběžných lopatkách 6 turbínového kola 5. Proto mohou být jak dýzový prstenec, tak i oběžné lopatky 6, stírány čisticím prostředkem jak na svém obvodu, tak i na celé výšce oběžných lopatek 6, čímž se, navzdory použití jen jedné trysky 21, dosáhne zdokonaleného čisticího účinku.

Jako čisticí prostředek pro dýzový prstenec 8 mohou být použity jak kapaliny, jako například voda, tak také pevné látky, jako například známé čisticí granuláty. Popsaná tryska 21 je však vhodná zejména pro granuláty. Čisticí proces je kontrolován měřicí a ovládací jednotkou 41, která je spojena s čisticím ústrojím 20. a která je spouštěna prostřednictvím ventilu 42. jak je 30 patrné z obr. 1. Měřicí a ovládací jednotka 41 může být vytvořena a uspořádána například tak, jak je popsáno v DE-A135 15 825. Samozřejmě jsou možná také jiná řešení. Například místo tlaku vzduchu po proudu za turbodmychadlem může být zjišťována také jiná regulační veličina, například teplota spalin, plnicí tlak nebo počet otáček turbodmychadla, a k tomu může být uspořádán vhodný měřicí člen. Také nevyváženosti vznikající znečištěním turbínového kola 5 lze 35 měřit jako vibrace turbodmychadla, a proto mohou sloužit jako odpovídající regulační veličiny.

U druhého příkladu provedení má turbodmychadlo axiální turbínu 1 s axiální vstupní skříní 43 plynu, jak je znázorněno na obr. 6 a obr. 7. Přitom je druhé dílčí potrubí 26 přívodního potrubí 23 čisticího prostředku zalito do vstupní skříně 43 plynu, to jest, přesněji řečeno, do vnitřní stěny 40 11. do jednoho z žeber 12 a do vnější stěny 10. V průtokovém kanálu 7 je vytvořena tryska 44 se čtyřmi vstřikovacími otvory 24. V důsledku centrální polohy proudnice 19 bodu nulové rychlosti neexistuje žádné boční posunutí průsečíku 36. takže ten, a tím také centrální osa 22 trysky 44, je upraven na proudnici 19 bodu nulové rychlosti, jak je patrné z obr. 6. Analogicky s prvním příkladem provedení lze přirozeně také zjistit kruhovou plochu 34, přičemž vstřikovací otvory 24 45 trysky 44 mohou být uspořádány na libovolném bodě 38 této kruhové plochy 34, jak je znázorněno na obr. 8 a obr. 3.

Po obou stranách tangenciální roviny 37 jsou průsečíkem 36 a vždy ve shodném odstupu k této tangenciální rovině 37 vedeny vždy dva vstřikovací otvory 24 trysky 44. Vstřikovací otvory 24 50 jsou přitom uspořádány tak, že se navzájem radiálně přesahují ajsou nasměrovány paralelně s tangenciální rovinou 37. jak ie znázorněno na obr. 8. Každý vstřikovací otvor 24 má vstřikovací plochu 46. viz obr. 9 a obr. 10, přičemž součet vstřikovacích ploch 46 je po obou stranách tangenciální rovině 37 stejně velký. Na konci trysky 44, který je protilehlý ke vstřikovacím

-6CZ 292033 B6 otvorům 24, je upraven vnější závit 47, viz obr. 8, který koresponduje s odpovídajícím vnitřním závitem 48 vnitřní stěny 11 a slouží pro upevnění trysky 44, jak je patrné z obr. 6.

Tryska 44 je vhodná zejména pro použití kapalných čisticích prostředků, jako například vody. Přitom je ve srovnání s tryskou 21, použitou u prvního příkladu provedení, jednak ekonomicky výhodnější a jednak robustnější. Rozdělení čisticího prostředku, a tím i čisticí účinek, je u obou trysek 44, 21 shodné.

Na rozdíl od prvního příkladu provedení není druhé dílčí potrubí 26 vytvořeno jen ve vnitřní stěně 11, nýbrž je vedeno také žebrem 12. Vyúsťuje ve vnější stěně 10 a navazuje zde na první dílčí potrubí 25. K tomu účelu je sice třeba odpovídající žebro 12 poněkud zvětšit, avšak mohou zcela odpadnout upevňovací elementy 28 ve tvaru hrdla upevněné u prvního příkladu provedení na vnitřní stěně 11 a určené k zašroubování, stejně jako odpovídající přesuvné matice 29 druhého dílčího potrubí 26. viz obr. 1 a obr. 6. Proto se nemůže druhé dílčí potrubí 26 ve vnitřním prostoru 13 vnitřní stěny 11 uvolnit, čímž se vyloučí nebezpečí havárie axiální turbíny 1 způsobené vniknutím tohoto druhého dílčího potrubí 26 do rotujícího turbínového kola 5.

U třetího příkladu provedení, opět s axiální vstupní skříní 43 plynu, je druhé dílčí potrubí 26 uspořádáno před tryskou 44, viz obr. 11. Není tedy vedeno vnitřním prostorem 13 vnitřní stěny 11. čímž je tryska 44 podstatně jednodušší a navíc ji lze zamontovat, případně demontovat, z vnějšku. Takové uspořádání je samozřejmě možné také u radiální vstupní skříně 2 plynu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Axiální turbína turbodmychadla, se vstupní skříní (

2, 43) plynu, s turbínovým kolem (5) s oběžnými lopatkami (6), neseným hřídelem (4) turbodmychadla, s průtokovým kanálem (7) vytvořeným ve vstupní skříni (2, 43) plynu pro spaliny spalovacího motoru spojeného s turbodmychadlem, sdýzovým prstencem (8) s vnějším průměrem (d_a) as vnitřním průměrem (d;), uspořádaným před oběžnými lopatkami (6) v průtokovém kanálu (7), a s čisticím ústrojím (20) spojeným s měřicí a ovládací jednotkou (41), přičemž vstupní skříň (2, 43) plynu má vnější stěnu (10) a vnitřní stěnu (11) a uvnitř průtokového kanálu (7) ve směru oběžných lopatek (6) probíhají myšlené proudnice (17), vyznačující se tím, že čisticí ústrojí (20) sestává jen z jedné trysky (21,44) s centrální osou (22) a s alespoň jedním vstřikovacím otvorem (24) a z přívodního potrubí (23) čisticího prostředku, alespoň jeden vstřikovací otvor (24) je uspořádán v libovolném bodě (38) myšlené kruhové plochy (34) a tato kruhová plocha (34) je definována středem (33) uspořádaným ve vzdálenosti (a) před vnitřní stěnou (11) a průměrem (d_k), střed (33) kruhové plochy (34) leží na myšlené paralelní ploše (35) paralelní s vnitřní stěnou (11), jejíž vzdálenost (a) od vnitřní stěny (11) je dána vztahem d_a+d;

a =---------. pi s 5 % < p] < 30 %, jedna z proudnic (17) protíná kolmo paralelní plochu (35) a tím definuje průsečík (36), v němž je uspořádán střed (33) kruhové plochy (34), průsečíkem (36) probíhá tangenciální rovina (37) tangenciální k paralelní ploše (35) a kruhová plocha (34) je vytvořena v této tangenciální rovině (37), průměr (d_k) kruhové plochy (34) je dán vztahem da+dj d_k =--------- P2 s 0 % < p₂ 6 %, centrální osa (22) trysky (21, 44) je uspořádána kolmo k tangenciální rovině (37) a alespoň jeden vstřikovací otvor (24) této trysky (21, 44) je nasměrován alespoň přibližně paralelně s tangenciální rovinou (37).

10 2. Axiální turbína podle nároku 1, vyznačující se tím, že vzdálenost (a) od vnitřní stěny (11) k paralelní ploše (35) je dána vztahem da+dj a =---------. pi sl5%<pi<20%

15 2 a tryska (21) obsahuje vstřikovací otvor (24) uspořádaný ve středu (33) kruhové plochy (34).

3. Axiální turbína podle nároku 1, vyznačující se tím, že hýska (44) obsahuje 20 alespoň jeden vstřikovací otvor (24) upravený po obou stranách ave stejném odstupu od tangenciální roviny (37), vstřikovací otvory (24) se navzájem radiálně překiývají nebo na sebe alespoň navazují, každý vstřikovací otvor (24) má vstřikovací plochu (46), přičemž součet vstřikovacích ploch (46) po obou stranách tangenciální roviny (37) je stejně velký.

25

4. Axiální turbína podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že přívodní potrubí (23) čisticího prostředku sestává ze dvou dílčích potrubí (25, 26), na vnější stěně (10) je uspořádán upevňovací element (30) pro první dílčí potrubí (25) připojené zvenčí a druhé dílčí potrubí (26) je vytvořeno uvnitř vstupní skříně (2,43) plynu.

30

5. Axiální turbína podle nároku 4, vy zn aču j í c í se tí m, že vnitřní stěna (11) má dutý vnitřní prostor (13) a s vnější stěnou (10) je spojena pomocí alespoň jednoho žebra (12) vytvořeného v průtokovém kanálu (7) a druhé dílčí potrubí (26) probíhá uvnitř tohoto alespoň jednoho žebra (12), zasahuje až do vnitřního prostoru (13) vnitřní stěny (11) a jeho vstupní konec je spojen s tryskou (21,44).

6. Axiální turbína podle nároku 5, vyznačující se tím, že druhé dílčí potrubí (26) je zalito do vstupní skříně (43) plynu a tryska (21,44) je upevněna na vnitřní stěně (11).

7. Axiální turbína podle nároku 4, vyzn aču j í cí se tí m, že vnitřní stěna (11) má dutý 40 vnitřní prostor (13) a s vnější stěnou (10) je spojena alespoň jedním žebrem (12) vytvořeným v průtokovém kanálu (7), druhé dílčí potrubí (26) na svém jednom konci přechází do trysky (21) a na svém druhém konci zasahuje z vnitřku až do vnitřní stěny (11), vnitřní stěna (11) obsahuje upevňovací element (28) pro druhé dílčí potrubí (26) a uvnitř žebra (12) je vytvořeno vybrání (32), k němuž je připojeno jak první dílčí potrubí (25), tak i druhé dílčí potrubí (26).

8. Axiální turbína podle nároku 4, vyznačující se tím, že druhé dílčí potrubí (26) je uspořádáno před tryskou (21, 44).