CH711753B1

CH711753B1 - Ansaugsystem zur Nachrüstung eines bestehenden Turboladers und Abgasturbolader.

Info

Publication number: CH711753B1
Application number: CH01087/16A
Authority: CH
Inventors: Bartholomä Klaus; Griesshaber Frank; Braun Steffen; Melskotte Jan-Erik; Thaser Boris; Sauer Denis; Hort Vladimir
Original assignee: Man Energy Solutions Se
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2020-12-15
Also published as: KR20170055414A; CH711753A2; JP2017089620A; JP6776089B2; CN106895023A; DE102015014550A1; CN106895023B

Abstract

Ansaugsystem (10) zur Nachrüstung eines bestehenden Abgasturboladers, mit einem Ansaugschalldämpfer (12) zum Ansaugen von zu verdichtender Ladeluft und mit einem Ansaugrohr (13) zum Leiten der zu verdichtenden Ladeluft vom Ansaugschalldämpfer (12) in Richtung auf einen Verdichter (11) des Abgasturboladers, wobei das Ansaugsystem (10) als nachrüstbare Einheit ausgebildet ist, und wobei der Ansaugschalldämpfer (12) und/oder das Ansaugrohr (13) Mittel umfassen, die in einem Schadensfall des Verdichters nämlich des Verdichterrotors kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors abbauen und so einen Containmentschutz ausbilden.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für einen Abgasturbolader und einen Abgasturbolader.

[0002] Ein Abgasturbolader verfügt über eine Turbine und einen Verdichter. Die Turbine des Abgasturboladers dient der Entspannung von Abgas, welches einen Motor verlässt, und der Gewinnung von Energie bei der Entspannung des Abgases. Der Verdichter eines Abgasturboladers dient der Verdichtung von dem Motor zuzuführender Ladeluft mit Hilfe der in der Turbine gewonnenen Energie. Ferner verfügt ein Abgasturbolader über ein Ansaugsystem mit einem Ansaugschalldämpfer zum Ansaugen von zu verdichtender Ladeluft oder mit einem Ansaugrohr zum Leiten der zu verdichtenden Ladeluft vom Ansaugelement/-schalldämpfer in Richtung auf einen Verdichter des Abgasturboladers.

[0003] Im Betrieb eines Abgasturboladers besteht die Gefahr, dass zum Beispiel der Verdichterrotor bricht und Bruchstücke des Verdichterrotors das Verdichtergehäuse durchschlagen und in die Umgebung des Abgasturboladers fliegen. Ein ähnlicher Schadensfall kann auch im Bereich der Turbine des Abgasturboladers auftreten. Um diesem Problem Rechnung zu tragen, wird bei aus der Praxis bekannten Abgasturboladern das Verdichtergehäuse sowie ggf. das Turbinengehäuse derart ausgelegt, dass ein Schadensfall des jeweiligen Gehäuses nicht zu erwarten ist und selbst beim Brechen des jeweiligen Rotors Bruchstücke desselben das jeweilige Gehäuse nicht durchschlagen können. Hierdurch wird jedoch einerseits das Gewicht des Abgasturboladers erhöht, andererseits können diese Maßnahmen nur bei neu konstruierten Abgasturboladern zum Einsatz kommen.

[0004] Bereits bestehende, ältere Abgasturbolader hingegen können nicht umkonstruiert werden, sodass dieselben keinen entsprechenden Schutz aufweisen und demnach im Schadensfall Bruchstücke in die Umgebung gelangen können.

[0005] Aus der DE 10 2013 013 571 A1 ist eine Lösung bekannt, mit der auch ältere, bereits bestehende Abgasturbolader im Schadensfall so geschützt werden können, dass Bruchstücke desselben nicht in die Umgebung gelangen. Dazu wird vorgeschlagen, dass das Verdichtergehäuse und/oder das Turbinengehäuse zumindest abschnittsweise von mindestens jeweils einem Metallringgewebe umhüllt ist.

[0006] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Ansaugsystem für einen Abgasturbolader und einen Abgasturbolader mit einem solchen Ansaugsystem zu schaffen.

[0007] Diese Aufgabe wird durch ein Ansaugsystem zum Nachrüstung eines bestehenden Turboladers nach Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Ansaugsystem ist als nachrüstbare Einheit ausgebildet, wobei der Ansaugschalldämpfer und/oder das Ansaugrohr Mittel umfassen, die in einem Schadensfall des Verdichters, nämlich des Verdichterrotors, kinetische Energie von Bruchstücken desselben abbauen und so einen Containmentschutz ausbilden. Die hier vorliegende Erfindung schlägt erstmals vor, Baugruppen eines Ansaugsystems für einen Abgasturbolader, die nach dem Stand der Technik ausschließlich der Führung von zu verdichtender Ladeluft in Richtung auf den Verdichter des Abgasturboladers dienen, zusätzlich zum Containmentschutz bzw. Berstschutz zu nutzen, und zwar dadurch, dass der Ansaugschalldämpfer und/oder das Ansaugrohr des Ansaugsystems Mittel umfassen, die im Schadensfall des Verdichters kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors abbauen. Insbesondere können mit einem solchen Ansaugsystem bereits bestehende, ältere Abgasturbolader nachgerüstet werden, um für dieselben einen effektiven Berstschutz bzw. Containmentschutz bereitzustellen.

[0008] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Ansaugschalldämpfer Platten oder Rippen auf, die einerseits der Strömungsführung der zu verdichtenden Ladeluft und andererseits im Schadensfall des Verdichters dem Abbau kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors dienen. Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich weist der Ansaugschalldämpfer eine Rückwand mit einer Sollbruchstelle und/oder eine verformbare Vorderwand auf, wobei die Platten oder Rippen zwischen der Vorderwand und der Rückwand positioniert sind und sich in Axialrichtung oder Umfangsrichtung erstrecken. Diese Mittel im Bereich des Ansaugschalldämpfers erlauben alleine oder in Kombination miteinander einen effektiven Berstschutz bzw. Containmentschutz für Abgasturbolader, insbesondere zur Nachrüstung bereits bestehender, älterer Abgasturbolader.

[0009] Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Ansaugrohr mindestens ein Absorptionselement auf, welches einerseits der Strömungsführung der zu verdichtenden Ladeluft und andererseits im Schadensfall des Verdichters dem Abbau kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors dient. Ein Absorptionselement weist eine kegelstumpfförmige Mantelfläche auf und ist außen von einer Wandung des Ansaugrohrs umgeben, wobei sich die kegelstumpfförmige Mantelfläche vorzugsweise in Richtung auf einen der Anbindung des Ansaugrohrs an ein Verdichtergehäuse dienenden Flansch verjüngt. Ein weiteres Absorptionselement kann als Ringstruktur mit Wabenkern ausgebildet sein, der mit einem ersten Abschnitt in das Ansaugrohr und mit einem zweiten Abschnitt in das Verdichtergehäuse hineinragt. Ein anderes Absorptionselement kann als faltenbalgartiger Abschnitt der Wandung des Ansaugrohrs ausgebildet sein, der sich mit einem ersten Ende an einen zylindrischen Abschnitt der Wandung des Ansaugrohrs und mit einem zweiten Ende an ein Verdichtergehäuse anschließt. Das Ansaugrohr weist einen Flansch zur Anbindung des Ansaugsystems an das Verdichtergehäuse des Verdichters auf, wobei an diesem Flansch vorzugsweise eine Sollbruchstelle ausgebildet ist. Diese im Bereich des Ansaugrohrs vorgesehenen Mittel erlauben alleine oder in Kombination miteinander ebenfalls die Bereitstellung eines effektiven Berstschutzes bzw. Containmentschutzes, vorzugsweise zur Nachrüstung von bereits bestehenden, älteren Abgasturboladern.

[0010] Der erfindungsgemäße Abgasturbolader ist in Anspruch 13 definiert.

[0011] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: <tb>Fig. 1:<SEP>einen ausschnittweisen Querschnitt durch einen Abgasturbolader im Bereich eines Ansaugrohrs eines Ansaugsystems des Abgasturboladers; <tb>Fig. 2:<SEP>einen ausschnittweisen Querschnitt durch ein anderes Ansaugrohr eines Ansaugsystems des Abgasturboladers; <tb>Fig. 3:<SEP>eine Weiterbildung des Ansaugrohrs der Fig. 2; <tb>Fig. 4:<SEP>einen ausschnittweisen Querschnitt durch einen Ansaugschalldämpfer eines Ansaugsystems des Abgasturboladers; <tb>Fig. 5:<SEP>einen ausschnittweisen Querschnitt durch einen anderen Ansaugschalldämpfer eines Ansaugsystems des Abgasturboladers; <tb>Fig. 6<SEP>eine perspektivische Ansicht eines Ansaugschalldämpfers eines Ansaugsystems des Abgasturboladers.

[0012] Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader. Ein Abgasturbolader verfügt über eine Turbine, einen Verdichter und ein Ansaugsystem. Die Turbine des Abgasturboladers verfügt über ein vorzugsweise mehrteiliges Turbinengehäuse mit einem Zuströmgehäuse und einem Abströmgehäuse sowie über einen im Turbinengehäuse aufgenommenen Turbinenrotor. Der Verdichter des Abgasturboladers umfasst ein vorzugsweise mehrteiliges Verdichtergehäuse mit einem Lagergehäuse, Spiralgehäuse und einem am Spiralgehäuse montierten Einsatzstück. Ferner verfügt der Verdichter über einen im Verdichtergehäuse aufgenommenen Verdichterrotor, der mit dem Turbinenrotor gekoppelt ist.

[0013] In der Turbine wird Abgas entspannt und hierbei gewonnene Energie genutzt, um im Bereich des Verdichters Ladeluft zu verdichten. Das Ansaugsystem des Abgasturboladers dient dem Ansaugen der im Bereich des Verdichters zu verdichtenden Ladeluft. Dabei umfasst das Ansaugsystem einen Ansaugschalldämpfer oder ein Ansaugrohr, über welches die angesaugte Ladeluft ausgehend vom Ansaugelement/-schalldämpfer in Richtung auf den Verdichter geführt werden kann.

[0014] Dieser grundsätzliche Aufbau eines Abgasturboladers ist dem hier angesprochenen Fachmann geläufig.

[0015] Im Betrieb eines Abgasturboladers besteht die Gefahr, dass insbesondere der Verdichterrotor bricht und Bruchstücke desselben das Verdichtergehäuse des Verdichters durchschlagen und in die Umgebung desselben gelangen. Dies stellt ein erhebliches Gefährdungspotenzial dar. Daher ist es von Bedeutung, für einen Abgasturbolader einen effektiven Berstschutz bzw. Containmentschutz bereitzustellen. Dies gilt insbesondere für bereits bestehende, ältere Abgasturbolader, die bereits im Feld genutzt werden. Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Ansaugsystem für einen Abgasturbolader, mit welchem ein effektiver Containmentschutz bzw. Berstschutz für einen Abgasturbolader bereitgestellt werden kann, und der sich insbesondere zur Nachrüstung älterer, bereits genutzter Abgasturbolader eignet.

[0016] Im Sinne der Erfindung ist das Ansaugsystem als nachrüstbare Einheit ausgebildet, wobei der Ansaugschalldämpfer und/oder das Ansaugrohr Mittel umfassen, die in einem Schadensfall des Verdichters des Abgasturboladers, nämlich im Schadensfall des Verdichterrotors desselben, kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors abbauen und so einen Containmentschutz bzw. Berstschutz ausbilden.

[0017] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung eingegangen, wobei die in Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen bzw. Merkmale auch in beliebiger Kombination miteinander genutzt werden können.

[0018] Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Abgasturbolader im Bereich eines Ansaugsystems 10 des Abgasturboladers, wobei das Ansaugsystem 10 dem Ansaugen von zu verdichtender Ladeluft und dem Leiten der zu verdichtenden Ladeluft in Richtung auf einen Verdichter 11 des Abgasturboladers dient. Vom Ansaugsystem 10 sind in Fig. 1 abschnittsweise ein Ansaugschalldämpfer 12 sowie ein Ansaugrohr 13 gezeigt. Der Ansaugschalldämpfer 12 dient dem geräuscharmen Ansaugen von zu verdichtender Ladeluft, wobei das Ansaugrohr 13 dem Leiten dieser Ladeluft ausgehend vom Ansaugschalldämpfer 12 in Richtung auf den Verdichter 11 des Abgasturboladers dient. Vom Verdichter 11 ist in Fig. 1 ein Spiralgehäuse 14 sowie ein am Spiralgehäuse 14 montiertes Einsatzstück 15 gezeigt. Ferner zeigt Fig. 1 einen Verdichterrotor 16.

[0019] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Ansaugrohr 13 aus in Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen hintereinander positionierten Abschnitten zusammengesetzt, nämlich aus einem sich unmittelbar an den Ansaugschalldämpfer 12 anschließenden ersten Abschnitt 17 mit einer zylindrischen Wandung und einem sich in Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen an diesen Abschnitt 17 anschließenden Abschnitt 18 mit einer faltenbalgartigen Wandung. Die Abschnitte 17, 18 des Ansaugrohrs 13 sind gemäß Fig. 1 über aneinandergrenzende Flansche 19, 20 miteinander verbunden. Über einen dem Flansch 19 gegenüberliegenden Flansch 21, der aus den beiden Abschnitten 21a, 21b besteht, ist der Abschnitt 17 des Ansaugrohrs 13 mit der zylindrischen Wandung an den Ansaugschalldämpfer 12 angebunden, nämlich an einen Flansch 35 desselben. Über einen dem Flansch 20 gegenüberliegenden Flansch 22 mit den beiden Abschnitten 22a, 22b ist der Abschnitt 18 des Ansaugrohrs 13 an den Verdichter 11, nämlich einen Flansch 36 des Spiralgehäuses 14, angebunden.

[0020] Dann, wenn im Schadensfall des Verdichterrotors 16 Bruchstücke desselben entgegen der Strömungsrichtung der zu verdichtenden Ladeluft auf das sogenannte Einsatzstück 15 gelangen, bewegt sich das Einsatzstück 15 bei Versagen einer Schraubverbindung zwischen Einsatzstück 15 und Spiralgehäuse 14 in Richtung auf den faltenbalgartigen Abschnitt 18 des Ansaugrohrs 13, welches sich infolge seiner faltenbalgartigen Struktur verformt und hierbei kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors 16 abbaut, also als Absorptionselement für die kinetische Energie der Bruchstücke dient.

[0021] Diese Schraubverbindung zwischen Einsatzstück 15 und Spiralgehäuse 14 kann über Schrauben mit Dehnschaft ausgebildet sein, um bereits über eine plastische Verformung dieser Schrauben kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors 16 abzubauen und so diejenige Energie, die vom Ansaugsystem 10 abzubauen ist, zu reduzieren.

[0022] Der als Absorptionselement dienende, faltenbalgartige Abschnitt 18 des Ansaugrohrs 13 dient demnach einerseits dem Abbau kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors 16 im Schadensfall desselben und andererseits der Strömungsführung der zu verdichtenden Ladeluft ausgehend vom Ansaugschalldämpfer 12 in Richtung auf den Verdichter 11 des Abgasturboladers. Wie bereits ausgeführt, sind die beiden Flansche 21, 22, die der Anbindung des Ansaugrohrs 13 an das Spiralgehäuse 14 des Verdichters 11 sowie an den Ansaugschalldämpfer 12 dienen, mehrteilig aus den Abschnitten 21a, 21b bzw. 22a, 22b ausgeführt, wobei die Verbindungsstelle zwischen den Abschnitten 22a, 22b des Flanschs 22 eine Sollbruchstelle ausbildet, die im Schadensfall des Verdichters, nämlich des Verdichterrotors 16, bricht, um eine faltenbalgartige Verformung, nämlich Stauchung, des Abschnitts 18 des Ansaugrohrs 13 zum Abbau kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichters, nämlich des Verdichterrotors 16, uneingeschränkt zu ermöglichen.

[0023] Die faltenbalgartige Struktur des Abschnitts 18 des Ansaugrohrs 13 kann entweder, wie in Fig. 1 gezeigt, durch mindestens eine umlaufende Nut 23 in der Wandung des Abschnitts 18 und/oder durch mehrere taschenartige Ausnehmungen in dieser Wandung ausgebildet sein. Der Abschnitt 18 ist vorzugsweise aus einem Werkstoff gefertigt, welcher eine gute Verformbarkeit des Abschnitts 18 im Schadensfall des Verdichters gewährleistet, vorzugsweise aus einem duktilen, metallischen Werkstoff. Der Abschnitt 18 kann auch aus einem gummiartigen Werkstoff gefertigt sein. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfasst demnach das Ansaugrohr 13 als Absorptionselement für kinetische Energie, welches im Schadensfall des Verdichterrotors kinetische Energie von Bruchstücken desselben abbaut, den Abschnitt 18, der auch der Strömungsführung der Ladeluft dient.

[0024] Zwischen den Flanschen 21, 22 des Ansaugrohrs 13 erstreckt sich ein Hüllkörper 37, der die Abschnitte 17, 18 des Ansaugrohrs 13 außen umgibt, wobei zwischen dem Hüllkörper 37 und den Abschnitten 17, 18 des Ansaugrohrs 13 ein Dämmstoff 38 positioniert ist.

[0025] Fig. 2 zeigt ebenfalls ein Ansaugrohr 13 eines Ansaugsystems für einen Abgasturbolader, wobei das Ansaugrohr 13 mit einem Flansch 21 an die anlagenspezifische Rohrleitung und mit einem Flansch 22 an den Verdichter 11, insbesondere das Spiralgehäuse 14 desselben, montierbar ist. Das Ansaugrohr 13 verfügt über eine zylindrische Wandung 24, die sich zwischen den Flanschen 21, 22 erstreckt. Das Ansaugrohr 13 verfügt wiederum über ein Absorptionselement 25 für kinetische Energie von Bruchstücken eines Verdichterrotors, um im Schadensfall desselben kinetische Energie der Bruchstücke abzubauen, wobei es sich in Fig. 2 bei diesem Absorptionselement 25 um eine Baugruppe mit einer kegelstumpfförmigen Mantelfläche handelt, die außen von der Wandung 24 des Ansaugrohrs 23 umgeben ist. Dieses Absorptionselement 25 dient der Strömungsführung der zu verdichtenden Ladeluft und dem Abbau von kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors 16 im Schadensfall desselben.

[0026] Das Absorptionselement 25 der Fig. 2 mit der kegelstumpfförmigen Mantelfläche verjüngt sich in Richtung auf den der Anbindung des Ansaugrohrs 13 an das Verdichtergehäuse dienenden Flansch 22. Bruchstücke des Verdichterrotors 16 und des Einsatzstückes 15, die entgegen zur Strömungsrichtung der zu verdichtenden Ladeluft in Richtung auf die anlagenspezifische Rohrleitung fliegen, gelangen auf die Mantelfläche 25 des Absorptionselements 25 und verformen dasselbe, sodass dann das Absorptionselement 25 die kinetische Energie der Bruchstücke definiert aufnimmt und die Bruchstücke fängt.

[0027] Eine weitere Ausgestaltung zeigt Fig. 3, wobei in der Variante der Fig. 3 zusätzlich zu dem Absorptionselement 25 mit der kegelstumpfförmigen Mantelfläche ein weiteres Absorptionselement 26 vorhanden ist, welches als Ringstruktur mit einem Wabenkern 27 ausgeführt ist. Gemäß Fig. 3 wird der Wabenkern 27 außen von einer Tragstruktur 28 mit einem Vorsprung 29 umschlossen, wobei der Vorsprung 29 der Montage des Absorptionselements 26 am Ansaugrohr dient. Die Ringstruktur mit dem Wabenkern 27 ragt mit einem ersten Abschnitt in das Ansaugrohr 13 hinein, mit einem gegenüberliegenden Abschnitt ragt dieselbe aus dem Ansaugrohr 13 heraus und mit diesem Abschnitt in den in Fig. 3 nicht gezeigten Verdichter, nämlich in das Verdichtergehäuse desselben, hinein.

[0028] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 verjüngt sich das Absorptionselement 25 mit der kegelstumpfförmigen Mantelfläche derart, dass das dem Absorptionselement 26 zugewandte Ende des Absorptionselements 25 in die Ringstruktur des Absorptionselements 26 bzw. in den Wabenkern 27 hineinragt. Nach der Variante der Fig. 3 gelangen Bruchstücke des Verdichterrotors 16 im Schadensfall desselben auch auf den Wabenkern 27, welcher die kinetische Energie der Bruchstücke durch Verformung desselben abbauen kann. Das Absorptionselement 25 dient innen auch der Strömungsführung von Ladeluft.

[0029] Wie bereits ausgeführt, kann auch der Ansaugschalldämpfer 12 Mittel umfassen, die einen Containmentschutz für den Abgasturbolader bereitstellen, die also kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichters bzw. Verdichterrotors im Schadensfall desselben aufnehmen können.

[0030] So zeigt Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Ansaugschalldämpfer 12, wobei in Fig. 4 eine Vorderwand 30 des Ansaugschalldämpfers 12, eine Rückwand 31 des Ansaugschalldämpfers 12 sowie mehrere zwischen der Vorderwand 30 und der Rückwand 31 positioniert Platten 32 des Ansaugschalldämpfers 12 gezeigt sind. Die Platten 32 dienen als Dämpfungselemente der Schalldämpfung. Die Rückwand 31 ist dem Verdichter des Abgasturboladers zugewandt.

[0031] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 stellt die Rückwand 31 des Ansaugschalldämpfers 12 ein erstes Mittel zum Abbau kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors 16 inkl. des Einsatzstückes im Schadensfall desselben bereit, wobei die Rückwand 31 sich definiert verformen kann. Ebenfalls können die Dämpfungselemente 32 kinetische Energie abbauen. Ferner ist die Vorderwand 30 des Ansaugschalldämpfers 12 verformbar, um kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors 16 im Schadensfall desselben abzubauen.

[0032] In Fig. 4 sind die Platten 32 zwischen der Vorderwand 30 und der Rückwand 31 des Ansaugschalldämpfers 12 positioniert, wobei sich diese Platten 32 im Wesentlichen in Umfangsrichtung und Radialrichtung erstrecken und in Axialrichtung voneinander beabstandet sind. Die Platten 32 sind dabei an einem sich in Axialrichtung erstreckenden Tragelement 33 montiert.

[0033] Der Ansaugschalldämpfer 12 der Fig. 4 ist als Blechkonstruktion ausgeführt, wobei die Rückwand 31, die Vorderwand 30 und die Platten 32 desselben kinetische Energie im Schadensfall des Verdichters vorteilhaft aufnehmen und abbauen können.

[0034] Fig. 5 zeigt eine weitere Variante eines Ansaugschalldämpfers 12 eines Ansaugsystems für einen Abgasturbolader, wobei auch in der Variante der Fig. 5 zwischen der Vorderwand 30 und der Rückwand 31 des Ansaugschalldämpfers 12 Platten oder Rippen 32 positioniert sind, die dem Abbau kinetischer Energie dienen. Nach der Variante der Fig. 5 ist in die Rückwand 31 des Schalldämpfers eine Sollbruchstelle 34 eingebracht, die vorzugsweise als umlaufende Nut in der Rückwand 31 ausgebildet ist, um hier im Schadensfall des Verdichterrotors ein definiertes Brechen der Rückwand 31 zum Abbau kinetischer Energie vorzugeben.

[0035] Eine weitere Variante eines Ansaugschalldämpfers 12 für ein erfindungsgemäßes Ansaugsystem zeigt Fig. 6, wobei auch in Fig. 6 zwischen der Vorderwand 30 und der Rückwand 31 des Ansaugschalldämpfers 12 Platten oder Rippen 32 positioniert sind, die einerseits der Strömungsführung der zu verdichtenden Ladeluft und andererseits im Schadensfall dem Abbau kinetischer Energie des Einsatzstückes und von Bruchstücken des Verdichterrotors dienen. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 und 5 erstrecken sich beim Ansaugschalldämpfer 12 der Fig. 6 diese Platten bzw. Rippen 32 in Axialrichtung sowie in Radialrichtung und sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet.

[0036] Die Erfindung stellt im Bereich eines Ansaugsystems eines Abgasturboladers einen effektiven Containmentschutz bzw. Berstschutz bereit. Mit der Erfindung können insbesondere ältere, bereits bestehende, im Feld benutzte Abgasturbolader nachgerüstet werden, nämlich durch einfachen Austausch eines bestehenden Ansaugsystems mit einem erfindungsgemäßen Ansaugsystem über die Flanschverbindung 22, 36 zwischen dem Ansaugrohr 13 des Ansaugsystems 10 und dem Spiralgehäuse 14 des Verdichters 11.

Bezugszeichenliste

[0037] 10 Ansaugsystem 11 Verdichter 12 Ansaugschalldämpfer 13 Ansaugrohr 14 Spiralgehäuse 15 Einsatzstück 16 Verdichterrotor 17 Abschnitt 18 Absorptionselement / Abschnitt 19 Flansch 20 Flansch 21 Flansch 21a Abschnitt 21b Abschnitt 22 Flansch 22a Abschnitt 22b Abschnitt 23 Nut 24 Wandung 25 Absorptionselement 26 Absorptionselement 27 Wabenkern 28 Tragstruktur 29 Vorsprung 30 Vorderwand 31 Rückwand 32 Platte/Rippe 33 Tragelement 34 Sollbruchstelle 35 Flansch 36 Flansch 37 Hüllkörper 38 Dämmstoff

Claims

1. Ansaugsystem (10) zur Nachrüstung eines bestehenden Turboladers, mit einem Ansaugschalldämpfer (12) zum Ansaugen von zu verdichtender Ladeluft und mit einem Ansaugrohr (13) zum Leiten der zu verdichtenden Ladeluft vom Ansaugschalldämpfer (12) in Richtung auf einen Verdichter (11) des Abgasturboladers,dadurch gekennzeichnet,dassder Ansaugschalldämpfer (12) und/oder das Ansaugrohr (13) Mittel umfassen, die in einem Schadensfall des Verdichters, nämlich des Verdichterrotors, kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors abbauen und so einen Containmentschutz ausbilden.

2. Ansaugsystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dassder Ansaugschalldämpfer (12) Platten oder Rippen (32) aufweist, die einerseits der Strömungsführung der zu verdichtenden Ladeluft und andererseits im Schadensfall des Verdichters dem Abbau kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors dienen.

3. Ansaugsystem nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet,dassder Ansaugschalldämpfer (12) eine Rückwand (31) mit einer Sollbruchstelle (34) aufweist.

4. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet,dassder Ansaugschalldämpfer (12) eine verformbare Vorderwand (30) aufweist.

5. Ansaugsystem nach den Ansprüchen 2 bis 4,dadurch gekennzeichnet,dassdie Platten oder Rippen zwischen der Vorderwand (30) und der Rückwand (31) positioniert sind.

6. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet,dassdas Ansaugrohr (13) mindestens ein Absorptionselement (18, 25, 26) aufweist, welches einerseits der Strömungsführung der zu verdichtenden Ladeluft und andererseits im Schadensfall des Verdichters, nämlich des Verdichterrotors, dem Abbau kinetischer Energie von Bruchstücken des Verdichterrotors dient.

7. Ansaugsystem nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet,dassdas mindestens eine Absorptionselement (18, 25, 26) ein Absorptionselement (25) umfasst, welches eine kegelstumpfförmige Mantelfläche aufweist und außen von einer Wandung (24) des Ansaugrohrs umgeben ist, wobei sich die kegelstumpfförmige Mantelfläche vorzugsweise in Richtung auf einen der Anbindung des Ansaugrohrs (13) an ein Verdichtergehäuse dienenden Flansch (22) verjüngt.

8. Ansaugsystem nach Anspruch 6 oder 7,dadurch gekennzeichnet,dassdas mindestens eine Absorptionselement (18, 25, 26) ein Absorptionselement (26) umfasst, welches als Ringstruktur mit einem Wabenkern (27) ausgebildet ist, der mit einem ersten Abschnitt in das Ansaugrohr (13) hineinragt und mit einem zweiten Abschnitt in den Verdichter hineinragbar ist.

9. Ansaugsystem nach den Ansprüchen 7 und 8,dadurch gekennzeichnet,dasssich die Ringstruktur mit dem Wabenkern (27) des als Ringstruktur mit einem Wabenkern (27) ausgebildeten Absorptionselement (26) mit einem ersten Abschnitt an das Absorptionselement (25), welches eine kegelstumpfförmigen Mantelfläche aufweist, anschließt.

10. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8,dadurch gekennzeichnet,dassdas mindestens eine Absorptionselement (18, 25, 26) ein Absorptionselement (18) umfasst, welches als faltenbalgartiger Abschnitt des Ansaugrohrs (13) ausgebildet ist, der sich mit einem ersten Ende an einen zylindrischen Abschnitt des Ansaugrohrs anschließt und mit einem zweiten Ende an den Verdichter anschließbar ist.

11. Ansaugsystem nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet,dassder faltenbalgartige Abschnitt durch mindestens eine umlaufende Nut (23) und/oder mehrere taschenartige Ausnehmungen ausgebildet ist.

12. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet,dassdas Ansaugrohr (13) einen Flansch (22) zur Anbindung des Ansaugsystems an den Verdichter aufweist, wobei an diesem Flansch (22) eine Sollbruchstelle ausgebildet ist.

13. Abgasturbolader, mit einem Ansaugsystem (10) zum Ansaugen von zu verdichtender Ladeluft, mit einer Turbine zur Entspannung von Abgas und zur Gewinnung von Energie, und mit einem Verdichter (11) zur Verdichtung der Ladeluft mit Hilfe der in der Turbine gewonnen Energie, wobei die Turbine ein mehrteiliges Turbinengehäuse und einen in dem Turbinengehäuse positionierten Turbinenrotor aufweist, und wobei der Verdichter (11) ein mehrteiliges Verdichtergehäuse und einem in dem Verdichtergehäuse positionierten und mit dem Turbinenrotor gekoppelten Verdichterrotor (16) aufweist,dadurchgekennzeichnet, dass das Ansaugsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.