[发明专利]防破裂保护机构、燃气涡轮机和内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于装设在燃气涡轮机上的防破裂保护机构，该燃气涡轮机具有用于满圆周地包围涡轮机轮的涡轮机外壳，这种防破裂保护机构是用由高抗击穿强度材料的多层结构构成的。本发明还涉及一种配有涡轮机外壳的燃气涡轮机，该涡轮机外壳满圆周地包围在涡轮机外壳中可旋转地布置的涡轮机轮，并装设有防破裂保护机构。本发明还涉及一种配有燃气涡轮机的内燃机。

背景技术

现代的高功率涡轮机，例如被增压的内燃机的废气涡轮增压器，在旋转着的部件失灵的情况下对它的周围环境来说是一种高风险。特别是在一些应用情况下，人员可能处于机器的直接附近，必须确保在失灵情况下安全且全部地收集到所有残存碎片和有时产生的二次碎片件。

例如US 4,875,837说明了一种多层的防破裂保护机构，就该防破裂保护机构而言，将一种隔热材料插入在一块铁板中，该隔热材料相距涡轮机外壳一定距离，并固定在涡轮机外壳的螺旋部件上。在那里所说明的防破裂保护机构的缺点是，这个防破裂保护机构只包围外壳的螺旋部件120°-范围，就是说是敞着的。

在DE 19640654A1中，为涡轮增压器在径流式涡轮机的气体入口外壳的外面设置有防破裂保护机构，该防破裂保护机构是作为螺旋形钢板外罩设计的，并通过多个螺栓可拆卸地与气体入口外壳连接。即使这样一个防破裂保护机构在外壳受损时也只能起有限的作用，因为这个防破裂保护机构是固定在外壳本身上的。

在DE 10220573C1中，公知一种由绝缘层、第一钢板和第二钢板构成的防破裂保护机构，该防破裂保护机构是粘结在涡轮机的外壳上的。板材结构在这种情况下局限在相应于破裂的涡轮机的主能量方向的角度范围。

从申请人的DE 102004018987A1中公知一种开头所提到的防破裂保护机构，该防破裂保护机构由高抗击穿强度的纺织纤维材料构成，并封闭成包围涡轮机外壳周围的环。防破裂保护机构的侧壁可以由有高抗击穿强度的金属板制成。这样一种防破裂保护机构已经被证实比较适合于对会破裂(berstend)的涡轮机提供全面的保护，然而还可以进行改进。希望会破裂的涡轮机得到全面而持久的保护。

发明内容

在此，本发明的任务是给出一种防破裂保护机构和一种燃气涡轮机以及一种内燃机，其中针对会破裂涡轮机确保实现全面而持久的防破裂保护。尤其是，防破裂保护机构要由具有提高的抗击穿强度的材料构成，或具有适合于此的结构。

涉及到防破裂保护机构，该任务通过本发明借助于开头提到类型的防破裂保护机构来解决，其中按照本发明规定，多层结构是用至少两层高抗击穿强度的金属板构成的，为了形成很大程度上封闭的锅形结构，该多层结构具有底和框，该框沿着满圆周的角度范围包围底伸展。

涉及到燃气涡轮机，该任务通过本发明借助于开头提到类型的燃气涡轮机来解决，其中按照本发明，防破裂保护机构隔开距离地且在不固定的情况下沿着满圆周的角度范围用很大程度上封闭的、由底和框构成的锅形结构包围涡轮机外壳。

本发明基于如下构思，即对于提高抗击穿强度来说，不只是防破裂保护机构的材料要适合，而且其结构也要适合。本发明认识到，这是可实现的，其中防破裂保护机构的本身公知的多层结构按照本发明用至少两层高抗击穿强度的金属板构成。因此，金属板材料的材料优点与复合设置的结构优点可以一起有利地为提高抗击穿强度所利用。除此之外，本发明基于如下构思，即对于全面地保护会破裂的涡轮机来说，只有限的角度范围覆盖是不够的。本发明认识到，可以有利地规定，给多层结构配备有框，该框沿着满圆周的角度范围包围底伸展。此外，本发明还认识到，在形成封闭的、配有底和框的锅形结构的情况下，不仅可以保护会破裂的涡轮机的周围，而且除此之外还可以保护涡轮机的侧面-即用同样多层设计的结构，该结构此外是连接在框上的。相反，与锅形结构的底部多层连接的框由于包在整体封闭的锅形结构中而得到额外的稳固性。这种作为锅形结构的设计，与迄今的解决方案相比有明显的优点，迄今的解决方案只配备一个框或单独供底使用的框。尤其是避免了现有技术中防破裂保护机构的分开部件之间的有时有欠缺的连接的薄弱部位。本发明有利地得到一种配有本身封闭的锅形结构的涡轮机防破裂保护机构，这种锅形结构消除了在现有技术中出现的缺点。

关于燃气涡轮机，本发明认识到，防破裂保护机构与涡轮机外壳隔开距离地不固定地设置最适合于针对会破裂的涡轮机即使涡轮机外壳受损也能确保防破裂保护机构的耐用性。本发明认识到，防破裂保护机构并非必须固定在涡轮机外壳上。