用于分离和排出冷凝物的流道制造技术

用于分离和排出冷凝物的流道。描述了一种具有内表面(5)、入口(2)和出口(3)的流道(1)，其中入口(2)被设计用于与排气再循环流道的流体连接，并且出口(3)被设计用于与压缩机(20)的入口的流体连接。入口(2)包括中心线(4)，并且至少一个涡流发生器(6)布置在入口(2)的下游和出口(3)的上游，所述涡流发生器在径向方向(16)上可移动。在流道(1)的内表面(5)中、在出口(3)的上游且在所述至少一个涡流发生器(6)的下游布置有沿出口(3)的圆周延伸的环形凹陷(8)，其中环形凹陷(8)流体连接至流出部(12)。

【技术实现步骤摘要】
用于分离和排出冷凝物的流道
本专利技术涉及流道，特别是涉及与排气再循环流道和压缩机结合使用的流道。本专利技术还涉及压缩机、涡轮增压器、排气再循环装置、用于操作排气再循环装置的方法和机动车辆。
技术介绍
为了达到排气所需的排放限制，通常进行排气再循环，特别是结合各种排气后处理方法，例如使用稀薄NOx捕集器和催化转化器进行选择性催化还原。在这种情况下，排气中的高比湿度致使在排气冷却期间形成大量的冷凝物。特别是在具有低压排气再循环的应用中，存在冷凝物会渗透至压缩机的危险。在这种情况下，冷凝液滴在压缩机叶片上的作用会由于剪切力而致使压缩机叶轮损坏。因此，避免冷凝物的形成和从再循环排气中去除冷凝物是重要的，同时也是一个挑战。在WO2008/129076A1中，涡流发生器和冷凝器直接设置在涡轮增压器的压缩机的上游。文献US6,748,741B2描述收集与排气再循环系统相关的增压空气冷凝物的可能性。为此，在流道中布置有具有环形贮存器和流出部的环形唇。在文献JP6370147B2中描述用于收集在再循环排气的冷却期间形成的冷凝物的另一种变型，其中使用冷凝物吸收器。
技术实现思路
鉴于所描述的背景，本专利技术的目的是提供有利的流道，用于与排气再循环系统结合使用并且用于布置在压缩机的上游，该流道特别是从要供给到压缩机的气体(即，例如再循环排气、增压空气或排气/空气混合物)中去除和排出冷凝物。其他目的在于提供有利的压缩机、有利的涡轮增压器、排气再循环装置、用于操作排气再循环装置的方法和机动车辆。所述目的通过根据专利权利要求1的流道、根据专利权利要求8的压缩机、根据专利权利要求9的涡轮增压器、根据专利权利要求10的排气再循环装置、根据专利权利要求12的用于操作排气再循环装置的方法以及根据专利权利要求14的机动车辆来实现。从属权利要求含有本专利技术的其他有利实施例。根据本专利技术的流道包括内表面、入口和出口。在这种情况下，入口被设计用于与排气再循环流道流体连接。出口被设计用于与压缩机的入口流体连接。流道包括中心线。至少一个涡流发生器布置在入口的下游和出口的上游。所述至少一个涡流发生器可在径向方向上移动，即，换言之，被设计成控制或改变入口区域中的流道的横截面或流动横截面。在流道的内表面中、在出口的上游且在所述至少一个涡流发生器的下游布置有沿流道的圆周方向延伸的环形凹陷。环形凹陷流体连接至流出部或出口。换言之，流出部被设计成排出液体，特别是冷凝物。连接至环形凹陷的流出部优选布置在其地理最低点处。环形凹陷沿流道的圆周呈通道型配置，并将冷凝物引导至流出部。本专利技术的优点在于，通过至少一个涡流发生器与设置在其下游的冷凝物收集设备的组合，可有效地分离和排出流经流道的气体(例如再循环排气或排气/空气混合物)中存在的冷凝物。借助于至少一个涡流发生器，气体中所含有的液体通过作为涡流形成的结果而产生的离心力被引导至流道的内表面。在流道的内表面上形成的冷凝膜随后被收集在环形凹陷中，并经由流出部排出，该冷凝膜的形成特别是受到流道的壁温低于水的露点的促进。在一种有利的变型中，所述至少一个涡流发生器可在径向方向上移动至一个位置，在该位置，该至少一个涡流发生器终止于流道的内表面。这种变型的优点在于，根据操作条件，一方面可将涡流发生器用于生成涡流，而另一方面，如果不需要使用涡流发生器，则穿过流道的流动不会受到阻碍。换言之，例如在再循环排气的情况下，可将涡流发生器径向推入流道中，其中涡流发生器(涡漩发生器)生成涡流，该涡流发生器具有用于该目的的导向叶片。由此产生的离心力确保冷凝液滴被带向外壁并进入环形管道。如果没有排气正被再循环，即例如仅增压空气正流经流道，则所述至少一个涡流发生器可在径向方向上从流道中被推出，从而确保流道的流横截面未减小。在此特别有利的是，如果涡流发生器在此类“停止位置”终止于流道的内表面，因为在这种情况下，防止流道的内表面中可能的凹陷对流动特性的不希望的影响。因此，本专利技术在减少燃料消耗和污染物排放方面也是有利的。在另一种变型中，环形凹陷可包括冷凝物收集器或冷凝物收集槽，例如以环状凹陷中用于收集冷凝物的另一凹陷的形式，该另一凹陷连接至流出部。这样做的优点是，大量的冷凝物也可通过流出部有效地排出。流道有利地包括至少一个可冷却的壁。例如，流道的至少一个壁可连接至冷却设备，例如热交换器。在这种情况下，整个壁以及因此流道的内表面可优选具有可冷却的配置，并且可通过冷却促进在流道的内表面上的冷凝物形成。所述至少一个涡流发生器可为环的形式。此类配置促进在整个流动横截面上的有效涡流形成。流道可具有内直径和长度，其中该长度至少是内直径的两倍。优选地，所述至少一个涡流发生器在轴向方向上布置在距环形凹陷一定距离处，该距离至少为流道的内直径的两倍大。例如，假设压缩机入口的净内直径为50mm，则涡流发生器的内直径为30mm是有利的。例如，凭借位于该环中的导向叶片，所述环在流动方向上的长度可为5mm至15mm。在另一个变型中，流道的入口可包括三通排气再循环阀和/或低压排气再循环组合阀。作为替代方案，入口可流体连接至三通排气再循环阀和/或低压排气再循环组合阀。在这种情况下，三通排气再循环阀或低压排气再循环组合阀的控制可在控制方面与涡流发生器的径向位置的控制相关联。因此，例如可根据阀位置控制所述至少一个涡流发生器的径向位置。借助于本专利技术，至少减少损坏布置在流道下游的压缩机的风险。特别地，对于与低压排气再循环有关的冷凝物(一方面借助于供应和添加的增压空气的较低温度冷却再循环排气，或者另一方面通过与所使用的涡流发生器流道的较冷部分接触)可以借助于作用离心力被分离并且然后被排出。为了排出最大的冷凝物量，可单独地确定流道的尺寸，特别是还可关于所述至少一个涡流发生器和环形凹陷的位置和尺寸以及流出部的位置和尺寸来确定流道的尺寸。通过本专利技术，低压排气再循环的使用也可用于更广泛的应用。此外，可延长布置在流道下游的涡轮增压器的节流极限。根据本专利技术的压缩机包括入口，在该入口处布置有根据本专利技术的前述流道。根据本专利技术的涡轮增压器包括先前描述的根据本专利技术的压缩机。根据本专利技术的压缩机和根据本专利技术的涡轮增压器具有上面已列举的优点。特别是在低压排气再循环方面，它们也可在再循环排气存在高水分含量或低温度的情况下使用。根据本专利技术的排气再循环装置包括出口，在该出口处布置有根据本专利技术的上述流道。排气再循环装置优选被设计为低压排气再循环装置。根据本专利技术的排气再循环装置具有上面已列举的优点。此外，根据本专利技术的排气再循环装置可包括上述压缩机和/或上述涡轮增压器。根据本专利技术的用于操作上述排气再循环装置的方法包括以下步骤：如果排气正被再循环，则所述至少一个涡流发生器在径向方向上向内移动至流道中，从而导致涡流发生器突出至流道中。如果没有排气正被再循环，则所述至少一个涡流发生器在径向方向上向外移动，至少远至流道的内表面，因此从而导致涡流发生器至少不会突出至流道中。如果没有排气正被再循环，则所述至少一个涡流发生器有利地在径向方向上向外移动，从而导致它终止于流道的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.流道(1)，其具有内表面(5)、入口(2)和出口(3)，其中所述入口(2)被设计用于与排气再循环流道流体连接，并且所述出口(3)被设计用于与压缩机(20)的入口流体连接，/n其特征在于/n所述流道(1)包括中心线(4)，并且至少一个涡流发生器(6)布置在所述入口(2)的下游和所述出口(3)的上游，所述涡流发生器在所述径向方向(16)上可移动，并且在所述流道(1)的所述内表面(5)中、在所述出口(3)的上游且在所述至少一个涡流发生器(6)的下游布置有沿所述流道(1)的所述圆周方向延伸的环形凹陷(8)，其中所述环形凹陷(8)流体连接至流出部(12)。/n

【技术特征摘要】
20190116 DE 102019200469.51.流道(1)，其具有内表面(5)、入口(2)和出口(3)，其中所述入口(2)被设计用于与排气再循环流道流体连接，并且所述出口(3)被设计用于与压缩机(20)的入口流体连接，
其特征在于
所述流道(1)包括中心线(4)，并且至少一个涡流发生器(6)布置在所述入口(2)的下游和所述出口(3)的上游，所述涡流发生器在所述径向方向(16)上可移动，并且在所述流道(1)的所述内表面(5)中、在所述出口(3)的上游且在所述至少一个涡流发生器(6)的下游布置有沿所述流道(1)的所述圆周方向延伸的环形凹陷(8)，其中所述环形凹陷(8)流体连接至流出部(12)。


2.根据权利要求1所述的流道(1)，
其特征在于
所述至少一个涡流发生器(6)能够在所述径向方向(16)上移动至其终止于所述流道(1)的所述内表面(5)的位置。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的流道(1)，
其特征在于
所述环形凹陷(8)包括连接至所述流出部(12)的冷凝物收集器。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的流道(1)，
其特征在于
所述流道(1)包括至少一个具有可冷却配置的壁(15)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的流道(1)，
其特征在于
所述至少一个涡流发生器(6)是环的形式。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的流道(1)，
其特征在于
所述至少一个涡流发生器(6)在所述轴向方向上布置在距所述环形凹陷(8)至少两倍于所述流道(1)的内直径(24)的距离(23)处。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的流道(1)，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·库斯克，V·斯米利亚诺夫斯基，F·A·萨默候夫，J·克默林，H·M·金德尔，H·弗里德里希斯，F·文德利希，F·克拉默，L·赫可曼，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US