DE102007062204A1

DE102007062204A1 - Swirl-generating apparatus and turbocharger with such a swirl-generating apparatus

Info

Publication number: DE102007062204A1
Application number: DE102007062204A
Authority: DE
Inventors: Andre Dr. Kaufmann; Michael Dr. Klaus
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-09-03
Also published as: EP2225467B1; EP2225467A1; WO2009083292A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drallerzeugungsapparat, insbesondere für einen Turbolader, zur Erzeugung eines Vordralls, wobei der Drallerzeugungsapparat aufweist: ein Gehäuse, bestehend aus einem ersten und zweiten Gehäuseelement, wobei zwischen den Gehäuseelementen entlang des Umfangs Leitschaufeln angeordnet sind, wobei das Gehäuse derart ausgebildet ist, dass ein gasförmiges Medium seitlich entlang des Umfangs in das Gehäuse einströmt, wobei das Gehäuse ein Leitelement aufweist, welches das gasförmige Medium in eine im Wesentlichen axiale Richtung umlenkt, bevor es aus dem Gehäuse abströmt, und eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Leitschaufeln, um einen Vordrall zu erzeugen.The invention relates to a swirl-generating apparatus, in particular for a turbocharger, for generating a pre-swirl, wherein the swirl-generating apparatus comprises: a housing consisting of a first and a second housing element, wherein guide vanes are arranged between the housing elements along the circumference, wherein the housing is designed such a gaseous medium flows laterally along the circumference into the housing, wherein the housing has a guide element, which deflects the gaseous medium in a substantially axial direction before it flows out of the housing, and an adjusting device for adjusting the guide vanes, by a pre-whirl to create.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drallerzeugungsapparat zum Erzeugen eines Vordralls und einen Turbolader mit einem solchen Drallerzeugungsapparat, wobei mittels des Drallerzeugungsapparats bei einem Verdichter des Turboladers ein Vordrall erzeugt werden kann, der geeignet ist, die Pumpgrenze zu geringeren Massenströmen zu verschieben.The The invention relates to a swirl generating apparatus for generating a Vordralls and a turbocharger with such a swirl generator, wherein by means of the swirl generator at a compressor of the turbocharger a pre-whirl can be generated which is suitable for the surge limit to shift to lower mass flows.

Der Verdichter eines Abgasturboladers kennzeichnet sich durch ein Kennfeld, in welchem der Druck in Abhängigkeit von der Turboladerdrehzahl und dem Massenstrom angegeben ist, wobei für eine entsprechende Turboladerdrehzahl und einen entsprechenden Massenstrom, sich ein vorbestimmter Druck gemäß dem Kennfeld erzeugen lässt. Dieses Kennfeld wird bei großen Massenströmen durch die sog. Stopfgrenze limitiert. Bei kleinen Massenströmen wird das Kennfeld durch die Pumpgrenze limitiert. Diese sog. Pumpgrenze tritt aufgrund eines Strömungsabrisses am Verdichterradeintritt bzw. am Verdichterradaustritt oder bei beiden auf.Of the Compressor of an exhaust gas turbocharger is characterized by a map, in which the pressure as a function of the turbocharger speed and the mass flow is indicated, for a corresponding Turbocharger speed and a corresponding mass flow, a generate predetermined pressure according to the map leaves. This map becomes at high mass flows limited by the so-called Stopfgrenze. For small mass flows the map is limited by the surge limit. This so-called surge limit Occurs due to a stall at the compressor wheel inlet or at the compressor wheel outlet or both.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass sich mittels eines Vordralls die Pumpgrenze im Verdichterkennfeld zu kleineren Massenströmen hin verschieben lässt und der Verdichter über einen breiteren Kennfeldbereich einsetzbar ist. Der Vordrall lässt sich dabei mit Hilfe von Vorleitapparaten in radialer oder axialer Bauweise realisieren.Out The prior art is known that by means of a pre-whirl the surge limit in the compressor map to smaller mass flows down and the compressor over a wider map area is used. The Vordrall can be with the help of Vorleitapparaten in radial or axial design realize.

Aus dem Stand der Technik ist des Weiteren bekannt zur Erweiterung des Kennfeldes sog. kennfeldstabilisierende Maßnahmen (KSM) einzusetzen, die durch eine Entlüftung auf der Gehäuseseite des Verdichterrads eine partielle Umlenkung des Massenstroms ermöglichen und so einen Strömungsabriss am Verdichterradeintritt verhindern. Andererseits sind Vordralleinrichtungen in axialer oder radialer Bauweise bekannt. Das erste Verfahren zeichnet sich durch eine komplexe Verdichtergehäusegeometrie mit umfangreicher Bearbeitung aus und ist nur für größere Verdichter geeignet. Beim Einsatz einer Vordralleinrichtung resultiert ein Unterdruck, der somit ein größeres Druckverhältnis des Verdichters erfordert, um den gleichen Motorbetriebspunkt zu erreichen. Herkömmliche Vordralleinrichtungen zeichnen sich durch einen vergleichsweise komplexen Aufbau mit vielen beweglichen Bauteilen aus. Ebenso kann die Spaltströmung zwischen den Schaufeln der Vordralleinrichtung und der Gehäusewand als Nachteil angeführt werden. Eine Fehlanströmung der Leitschaufeln bei unterschiedlichen Leitschaufelstellungen kann nicht vermieden werden.Out The prior art is further known to the extension of the Characteristic map so-called map-stabilizing measures (KSM) insert through a vent on the housing side allow the compressor wheel a partial deflection of the mass flow and thus prevent a stall at the Verdichterradeintritt. On the other hand, pre-axial devices are in axial or radial construction known. The first method is characterized by a complex compressor housing geometry with extensive editing and is only for larger Compressor suitable. When using a Vordralleinrichtung results a negative pressure, which thus a larger pressure ratio of the compressor requires to the same engine operating point to reach. Conventional Vordralleinrichtungen are distinguished by a comparatively complex construction with many moving ones Components from. Likewise, the gap flow between the Buckets of the pre-bureau and the housing wall as Disadvantage to be cited. A Fehlanströmung the vanes at different vane positions can can not be avoided.

Des Weiteren ist aus der EP 1 416 123 A2 ein Drallerzeugungsleitapparat bekannt. Der Drallerzeugungsleitapparat weist einen zylindrischen rohrabschnittsförmigen Grundkörper auf, mit innen liegenden Leitschaufeln bzw. Flügeln und ist in eine Ladeluftleitung eingeschoben. Der Drallerzeugungsleitapparat ist einteilig im Spritzgussverfahren aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt mit einer Härte von ca. 45 Shore D, so dass die Flügel eine erforderliche Flexibilität aufweisen. Luft, die zu dem Verdichter durch die Ladeluftleitung strömt, strömt axial durch den Drallerzeugungsleitapparat hindurch. Die Drallerzeugung bei dem Drallerzeugungsleitapparat wird dabei zum Einen durch die Ausgestaltung der Flügel und zum Anderen von der angeströmten, mit zunehmendem Massenstrom abnehmenden Flügelfläche entsprechend der Projektion in Strömungsrichtung bestimmt. Die Flügel überdecken dabei mit zunehmendem Massenstrom, aufgrund ihrer elastischen Verformung, einen geringer werdenden Teil der angeströmten Fläche.Furthermore, from the EP 1 416 123 A2 a swirl generator is known. The swirl generating device has a cylindrical tubular section-shaped body, with inner vanes or wings and is inserted into a charge air line. The swirl generating device is made in one piece by injection molding of a thermoplastic material with a hardness of about 45 Shore D, so that the wings have a required flexibility. Air flowing to the compressor through the charge air passage flows axially through the swirl generation nozzle. The swirl generation in the swirl-generating guide apparatus is determined on the one hand by the configuration of the vanes and, on the other hand, by the impinged wing surface decreasing with increasing mass flow corresponding to the projection in the flow direction. The wings cover with increasing mass flow, due to their elastic deformation, a decreasing part of the flowed surface.

Der Drallerzeugungsleitapparat hat den Nachteil, dass durch die axiale Durchströmung des Apparats keine kompakte Bauweise erzielt werden kann. Des Weiteren können die Leitschaufeln nicht gezielt eingestellt werden, sondern verformen sich selbst aufgrund eines durch den Apparat strömenden Massenstroms. Dabei kann es jedoch passieren, dass die Leitschau feln nicht optimal angeströmt werden und es dadurch zu Druckverlusten kommen kann.Of the Verdallerzeugungsleitapparat has the disadvantage that by the axial Flow through the device does not achieve a compact design can be. Furthermore, the vanes can not be targeted be set but deform themselves due to a through the apparatus flowing mass flow. It can However, happen that the Leitschau feln not optimally flowed and this can lead to pressure losses.

Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Drallerzeugungsapparat und einen Turbolader mit einem solchen verbesserten Drallerzeugungsapparat bereitzustellen, wobei über den Drallerzeugungsapparat ein Vordrall erzeugt werden kann und wobei der Drallerzeugungsapparat außerdem eine kompaktere Bauweise ermöglicht.Therefore It is the object of the present invention to provide an improved Swirl-generating apparatus and a turbocharger with such improved To provide swirl-generating apparatus, wherein over the Swirl-generating apparatus a pre-whirl can be generated and where the swirl generator also allows a more compact design.

Diese Aufgabe wird durch einen Drallerzeugungsapparat mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is by a swirl generator with the features of claim 1.

Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Drallerzeugungsapparat bereitgestellt, insbesondere für einen Turbolader, zur Erzeugung eines Vordralls, wobei der Drallerzeugungsapparat aufweist:

– ein Gehäuse bestehend aus einem ersten und zweiten Gehäuseelement, wobei zwischen den Gehäuseelementen entlang des Umfangs Leitschaufeln angeordnet sind,
– wobei das Gehäuse derart ausgebildet ist, dass ein gasförmiges Medium seitlich entlang des Umfangs in das Gehäuse einströmt, wobei das Gehäuse ein Leitelement aufweist, welches das gasförmige Medium in eine im Wesentlichen axiale Richtung umlenkt, bevor es aus dem Gehäuse abströmt, und
– eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Leitschaufeln, um einen variablen Vordrall zu erzeugen.

Accordingly, according to the invention there is provided a swirl generating apparatus, in particular for a turbocharger, for generating a pre-swirl, wherein the swirl-generating apparatus comprises:

A housing consisting of a first and a second housing element, wherein guide vanes are arranged between the housing elements along the circumference,
- wherein the housing is formed such that a gaseous medium flows laterally along the circumference in the housing, wherein the housing has a guide element which deflects the gaseous medium in a substantially axial direction before it flows out of the housing, and
- An adjustment for adjusting the vanes to produce a variable pre-whirl.

Der Drallerzeugungsapparat hat dabei den Vorteil, dass durch die beweglichen Leitschaufeln ein Vordrall erzeugt werden kann, der geeignet ist, wenn der Drallerzeugungsapparat beispielsweise vor einem Verdichter eines Turboladers angeordnet ist, die Pumpgrenze des Verdichters mittels des Erzeugens eines geeigneten Vordralls hin zu geringeren Massenströmen zu verschieben. Des Weiteren ermöglicht das seitliche Einströmen des gasförmigen Mediums über den Umfang in das Gehäuse und das anschließende Umlenken der Strömung, so dass diese in a xialer Richtung aus dem Gehäuse abströmt eine kompaktere Bauweise im Vergleich zu dem zuvor beschriebenen axial durchströmten Drallerzeugungsleitapparat gemäß dem Stand der Technik. Außerdem benötigt der erfindungsgemäße Drallerzeugungsapparat bei den Leitschaufeln einen kleineren Anstellwinkel und ermöglicht die Erzeugung eines größeren Vordralls, wobei der Druckverlust dabei geringer ist als bei dem zuvor beschriebenen Drallerzeugungsleitapparat gemäß dem Stand der Technik, da die Leitschaufeln über eine Verstelleinrichtung geeignet verstellt werden können.Of the Swirl-generating apparatus has the advantage that by the movable Vanes can be produced a pre-twist, which is suitable for example, when the swirl-generating apparatus is in front of a compressor a turbocharger is arranged, the surge limit of the compressor by creating a suitable predriver towards lower To shift mass flows. Furthermore, it allows the lateral inflow of the gaseous medium over the circumference in the housing and the subsequent Divert the flow so that it is in a xialer direction out of the housing flows a more compact design compared to the previously described axially flowed through Swirl generation device according to the prior art Technology. In addition, the invention requires Swirl generator at the vanes a smaller angle of attack and allows the generation of a larger one Vordralls, where the pressure loss is less than that at vorallerzeugungsleitapparat described above according to the Prior art, since the vanes via an adjustment can be adjusted appropriately.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims and the description with reference on the drawings.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bilden das erste und zweite Gehäuseelement eine um die Leitschaufeln umlaufende Spirale mit wenigstens einer Zuführung für ein gasförmiges Medium, wie Luft. Auf diese Weise kann das gasförmige Medium mit einer radialen Geschwindigkeitskomponente den Leitschaufeln zugeführt werden. Die Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Gehäuse besonders einfach in einen Turbolader integriert werden kann.In an embodiment of the invention the first and second housing elements form one around the Vanes revolving spiral with at least one feeder for a gaseous medium, such as air. To this Way, the gaseous medium with a radial velocity component the guide vanes are supplied. The embodiment has the advantage that the housing is particularly easy in a turbocharger can be integrated.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen die jeweiligen Leitschaufeln eine Art Tropfenform auf, wobei die Leitschaufeln mit ihrem ersten breiteren Ende (Eintrittskante) nach außen und mit ihrem zweiten schmäleren Ende (Austrittskante) in das Gehäuseinnere gerichtet angeordnet sind, beispielsweise im Wesentlichen radial. Grundsätzlich können die Leitschaufeln eine beliebige Form aufweisen, die geeignet ist, durch Verstellen bzw. Verdrehen so ausgerichtet zu werden, dass ein gewünschter Vordrall erzeugt werden kann. Beispielsweise können die Leitschaufeln statt einer Tropfenform, bei welchen die Leitschaufeln mit einer breiten Eintrittskante und einer schmal zulaufenden Austrittskante versehen sind, auch durchgehend den gleichen Querschnitt aufweisen, d. h. die Eintrittskante und Austrittskante weisen die gleiche durchge hende Breite auf. Dies stellt jedoch nur ein Beispiel von vielen dar, wie eine Leitschaufel ausgebildet werden kann. Grundsätzlich können die Leitschaufeln beliebige Querschnittsverläufe aufweisen, je nachdem welche Anströmung erzielt werden soll.In a further embodiment of the invention The respective vanes have a kind of teardrop shape, wherein the vanes with their first wider end (leading edge) to the outside and with its second narrower end (Exit edge) directed into the housing interior are substantially radial, for example. in principle the vanes may have any shape, which is suitable, by adjusting or twisting aligned to become a desired pre-whirl generated can. For example, the vanes instead of a drop shape, in which the vanes with a wide leading edge and a narrow tapered outlet edge are provided, also continuously have the same cross-section, d. H. the leading edge and Exit edge have the same Runaway existing width. This however, is just one example of many, like a vane can be trained. Basically you can the guide vanes have any cross-sectional profiles, depending on which flow is to be achieved.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Eintrittskante der jeweiligen Leitschaufel an dem ersten und zweiten Gehäuseelement fixiert und die Austrittskante der jeweiligen Leitschaufel an dem ersten und/oder zweiten Gehäuseelement beweglich befestigt. Die Austrittskante der Leitschaufel ist hierzu mit der Verstelleinrichtung verbunden, um die Leitschaufel zu bewegen, so dass ein vorbestimmter Vordrall erzeugt werden kann. Dabei kann das Gehäuse mit den Leitschaufeln beispielsweise einteilig ausgebildet sein, wobei das Gehäuse zumindest in dem Bereich, in dem die Austrittskante der Leitschaufeln daran befestigt ist, elastisch ausgebildet ist, um die Bewegung der Leitschaufeln nachzuvollziehen, wenn diese über die Verstelleinrichtung verstellt werden.According to one another embodiment of the invention is the leading edge of the respective vane at the first and second housing member fixed and the trailing edge the respective vane on the first and / or second housing element movably attached. The trailing edge of the vane is this connected to the adjusting device to move the vane, so that a predetermined pre-whirl can be generated. It can the housing with the vanes, for example, in one piece be formed, wherein the housing at least in the area, in which the trailing edge of the vanes is attached thereto, is elastically designed to track the movement of the vanes, if they are adjusted via the adjustment.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind zumindest die Leitschaufel und ein Teil des Gehäuses an dem die Leitschaufel beweglich befestigt ist aus einem elastischen Material. Die Elastizität bzw. Flexibilität des Materials ist dabei beispielsweise derart gewählt, so dass die Leitschaufel verdreht werden kann und der Bereich des Gehäuses diese Bewegung der Leitschaufel mit macht.In an embodiment of the invention are at least the vane and a part of the housing where the vane is movably mounted from an elastic Material. The elasticity or flexibility of For example, material is chosen such that the vane can be twisted and the area of the housing makes this movement of the vane with.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Bereich des ersten und zweiten Gehäuseelements, an welchem die Eintrittskante der jeweiligen Leitschaufel befestigt bzw. fixiert ist aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einem Elastomerwerkstoff, aus Metall bzw. einer Metalllegierung und/oder aus einem festen oder elastischen bzw. flexiblen Kunststoff.In another embodiment of the invention is the area of the first and second housing element, to which the leading edge of the respective vane is attached or is fixed from an elastic material, such as an elastomeric material, metal or a metal alloy and / or of a solid or elastic or flexible plastic.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the schematic figures the drawings specified embodiments closer explained. Show it:

1 eine Perspektivansicht des Drallerzeugungsapparats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a perspective view of the swirl-generating apparatus according to an embodiment of the invention;

2 eine Seitenansicht des Drallerzeugungsapparats gemäß 1; 2 a side view of the swirl-generating apparatus according to 1 ;

3a eine Perspektivansicht auf eine Leitschaufel des Drallerzeugungsapparats in unverstelltem Zustand bzw. im Ausgangszustand; 3a a perspective view of a vane of the swirl-generating apparatus in the unlocked state or in the initial state;

3b, c zwei Perspektivansichten der Leitschaufel des Drallerzeugungsapparats, wenn diese über eine Verstelleinrichtung verstellt bzw. verdreht sind; 3b , c are two perspective views of the vane of the swirl-generating apparatus, when they are adjusted via an adjusting or twisted;

4 eine Seitenschnittansicht eines Verdichters und eines Drallerzeugungsapparats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 4 a side sectional view of a ver dichters and a swirl-generating apparatus according to an embodiment of the invention;

5 ein Ausschnitt Z-Z des Drallerzeugungsapparats gemäß 5; und 5 a section ZZ of the swirl-generating apparatus according to 5 ; and

6 eine Schnittansicht A-A des Drallerzeugungsapparats gemäß 4. 6 a sectional view AA of the swirl-generating apparatus according to 4 ,

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the same reference numerals designate the same or functionally identical Components, unless stated otherwise.

In 1 ist eine Perspektivansicht eines Drallerzeugungsapparats 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Drallerzeugungsapparat 10 weist dabei ein Gehäuse 12 auf.In 1 Fig. 10 is a perspective view of a swirl generating apparatus 10 according to an embodiment of the invention. The swirl generator 10 has a housing 12 on.

Das Gehäuse 12 besteht dabei aus einem ersten und zweiten Gehäuseelement 14, 16, wobei zwischen den beiden Gehäuseelementen 14, 16 mehrere Leitschaufeln 18 angeordnet sind. Die Leitschaufeln 18 sind dabei im Bereich des Umfangs der beiden Gehäuseelemente 14, 16 angeordnet. Das Gehäuse 12 ist hierbei im Bereich der Leitschaufeln 18 so ausgebildet, dass ein gasförmiges Medium, wie beispielsweise Luft, seitlich über den Umfang in das Gehäuse einströmen kann bzw. mit einer radialen Geschwindigkeitskomponente in die Leitschaufelkanäle 13 einströmen und entlang der Leitschaufeln in das Innere des Gehäuses 12 strömen kann. Das Gehäuse 12 weist hierzu beispielsweise eine im Wesentlichen umlaufende Spirale 48 auf, die in den 1 und 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist, und wenigstens eine Zuführung für das gasförmige Medium aufweist.The housing 12 consists of a first and second housing element 14 . 16 , being between the two housing elements 14 . 16 several vanes 18 are arranged. The vanes 18 are in the range of the circumference of the two housing elements 14 . 16 arranged. The housing 12 is here in the area of the guide vanes 18 designed so that a gaseous medium, such as air, can flow laterally over the circumference in the housing or with a radial velocity component in the guide vane channels 13 inflow and along the vanes into the interior of the housing 12 can flow. The housing 12 has, for example, a substantially circumferential spiral 48 on that in the 1 and 2 is indicated by a dashed line, and has at least one supply for the gaseous medium.

Das erste Gehäuseelement 14 ist in seiner Mitte mit einem Leitelement 20 in Form beispielsweise eines kegelförmigen Elements versehen. Das kegelförmige Element 20 kann dabei an dem ersten Gehäuseelement 14 angeformt oder als separates Teil befestig sein. Das Leitelement 20 bzw. kegelförmige Element dient dazu, das gasförmige Medium, das die beispielsweise im Wesentlichen radial angeordneten Leitschaufeln umströmt, in eine axiale Strömung umzuleiten bzw. umzulenken. Die axial umgeleitete Strömung strömt anschließend in axialer Richtung durch einen Abströmkanal 22 des zweiten Gehäuseelements 16. Der Abströmkanal 22 in Form eines zylindrischen Rohrabschnitts und das Leitelement 20 liegen dabei vorzugsweise auf einer Längsachse 24.The first housing element 14 is in its center with a guiding element 20 provided in the form of, for example, a conical element. The cone-shaped element 20 can in this case on the first housing element 14 be formed or fastened as a separate part. The guiding element 20 or cone-shaped element serves to divert or redirect the gaseous medium, which flows around the, for example, substantially radially arranged guide vanes, into an axial flow. The axially diverted flow then flows in the axial direction through a discharge channel 22 of the second housing element 16 , The discharge channel 22 in the form of a cylindrical tube section and the guide element 20 are preferably on a longitudinal axis 24 ,

Der erfindungsgemäße Drallerzeugungsapparat 10 kann beispielsweise in einem Turbolader vor einem Verdichter angeordnet sein. In diesem Fall strömt das gasförmige Medium mit einem geeigneten Vordrall aus dem Abströmkanal 22 zu dem Verdichter bzw. dessen Verdichterrad, um die Pumpgrenze des Verdichters zu geringeren Massenströmen hin zu verschieben.The swirl generating apparatus according to the invention 10 For example, it may be located in a turbocharger in front of a compressor. In this case, the gaseous medium flows out of the discharge channel with a suitable pre-whirl 22 to the compressor or its compressor wheel to move the surge limit of the compressor to lower mass flows out.

Der Drallerzeugungsapparat 10 ist hierbei beispielsweise in einem Bereich vor dem Verdichter des Turboladers in einem entsprechend geformten Gehäuseabschnitt angeordnet. Der Drallerzeugungsapparat 10 hat hierbei den Vorteil, dass durch die im Wesentlichen radiale Anordnung der Leitschaufeln und die Umlenkung der Strömung von einer radialen in eine axiale Richtung, der Drallerzeugungsapparat 10 und entsprechend das Gehäuse 12 in dem Turbolader kleiner und kompakter gebaut werden können, als wenn ein axialer Drallerzeugungsleitapparat vorgesehen wird, wie dies im zuvor beschriebenen Stand der Technik der Fall ist.The swirl generator 10 Here, for example, in an area in front of the compressor of the turbocharger is arranged in a correspondingly shaped housing portion. The swirl generator 10 This has the advantage that by the substantially radial arrangement of the guide vanes and the deflection of the flow from a radial to an axial direction, the swirl generating apparatus 10 and accordingly the housing 12 can be made smaller and more compact in the turbocharger than when an axial swirl generator is provided, as in the prior art described above.

Um nun einen geeigneten Vordrall zu erzeugen, um die Pumpgrenze des Verdichters zu kleineren Massenströmen hin zu verschieben, sind die Leitschaufeln 18 beweglich bzw. elastisch und/oder flexibel ausgeführt. Die Leitschaufeln 18 sind dabei beispielsweise zumindest teilweise oder vollständig aus einem elastischen bzw. flexiblen Material, wie beispielsweise einem Elastomerwerkstoff. Der Elastomerwerkstoff ist dabei beispielsweise so gewählt, dass er wärme- oder hitzebeständig ist, je nachdem in welcher Umgebung er eingesetzt ist und den dort herrschenden Temperaturen.Now to create a suitable pre-whirl to shift the surge limit of the compressor to smaller mass flows, the vanes are 18 movable or elastic and / or flexible running. The vanes 18 are for example at least partially or completely made of an elastic or flexible material, such as an elastomer material. The elastomer material is chosen, for example, that it is heat or heat resistant, depending on the environment in which it is used and the prevailing temperatures.

Durch eine verstellbare Beschaufelung des Drallerzeugungsapparats 10 wird erreicht, dass im Betrieb des Verdichters nahe der Pumpgrenze ein Vordrall eingestellt werden kann und die Pumpgrenze zu geringen Massenströmen verschoben wird. Im normalen Betrieb des Verdichters wird kein bzw. nur ein sehr geringer Vordrall erzeugt. Die Verstellbarkeit wird durch den Einsatz der Leitschaufeln 18 beispielsweise aus einem Elastomerwerkstoff erreicht. Die Leitschaufeln 18 sind dabei beispielsweise an ihrer Eintrittskante 26 an dem Gehäuse 12 fixiert. Am Leitschaufelaustritt bzw. an der Austrittskante 28 können sie mittels einer Verstelleinrichtung 30 in Umfangsrichtung gedreht bzw. verdreht werden. Abhängig vom Betriebspunkt des Verdichters kann so ein Vordrall am Eintritt in den Verdichter erzeugt werden.By an adjustable blading of the swirl-generating apparatus 10 It is achieved that during operation of the compressor near the surge limit a pre-whirl can be set and the surge limit is shifted to low mass flows. During normal operation of the compressor no or only a very small pre-whirl is generated. The adjustability is achieved through the use of the vanes 18 achieved for example from an elastomer material. The vanes 18 are for example at their leading edge 26 on the housing 12 fixed. At the vane outlet or at the trailing edge 28 they can by means of an adjustment 30 be rotated or rotated in the circumferential direction. Depending on the operating point of the compressor, a pre-whirl can be generated at the inlet to the compressor.

Durch die Verwendung eines elastischen und/oder flexiblen Materials, beispielsweise einem Elastomer oder Gummimaterial, oder einem anderen geeigneten elastischen und/oder flexiblen Material oder Materialkombination wird erreicht, dass die Schaufelgeometrie an deren Eintrittskante nahezu unabhängig von dem einzustellenden Vordrall ist. Eine Fehlanströmung der Leitschaufeln 18 und damit verbundene Strömungsverluste werden minimiert. Ebenso ist durch die elastische Verformung der Leitschaufeln 18 in den unterschiedlichen Leitschaufelstellungen ein gutes strömungsmechanisches Schaufelprofil ohne abrupte Änderungen der Strömungsrichtung gewährleistet. Ein übermäßiger Druckverlust über das Leitrad wird vermieden.By using an elastic and / or flexible material, for example an elastomer or rubber material, or another suitable elastic and / or flexible material or material combination, it is achieved that the blade geometry at its leading edge is almost independent of the pre-twist to be set. A false flow of the vanes 18 and associated flow losses are minimized. Likewise, by the elastic deformation of the vanes 18 ensures a good flow-mechanical blade profile without abrupt changes in the flow direction in the different vane positions. An excessive pressure loss over the stator is avoided.

Darüber hinaus können die Leitschaufeln 18 in das Gehäuse 12 integriert werden, das ebenfalls zumindest teilweise oder vollständig aus einem elastischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Elastomerwerkstoff, gefertigt ist. Die Verstellung der Schaufeln 18 erfolgt dann über eine Verdrehung der Gehäusewand des entsprechenden ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 14, 16. Dadurch wird gewährleistet, dass zwischen der Gehäusewand und den Leitschaufeln 18 im Wesentlichen kein Spalt entsteht, was die Strömungsverluste erheblich reduziert. Die Verwendung eines Kunststoffes erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung der Leitschaufeln 18 bzw. des Drallerzeugungsapparats 10. Die Leitschaufeln 18 bzw. der Drallerzeugungsapparat 10 können hierbei beispielsweise im Wesentlichen als ein Bauteil realisiert werden. Im Gegensatz zur Verwendung von metallischen Werkstoffen ist keine Vielzahl von beweglichen Einzelbauteilen notwendig.In addition, the vanes can 18 in the case 12 integrated, which is also at least partially or completely made of an elastic material, such as an elastomer material. The adjustment of the blades 18 then takes place via a rotation of the housing wall of the corresponding first and / or second housing element 14 . 16 , This ensures that between the housing wall and the vanes 18 essentially no gap is created, which significantly reduces the flow losses. The use of a plastic allows a simple and cost-effective production of the guide vanes 18 or the swirl-generating apparatus 10 , The vanes 18 or the swirl generating apparatus 10 In this case, for example, they can essentially be realized as one component. In contrast to the use of metallic materials, no large number of individual movable components is necessary.

In 2 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Drallerzeugungsapparats 10 gezeigt. Darin ist das Gehäuse 12 mit den beiden Gehäuseelementen 14, 16 gezeigt. Zwischen den beiden Gehäuseelementen 14, 16 sind dabei die Leitschaufeln 18 angeordnet. Das erste Gehäuseelement 14 weist hierbei ein kegelförmiges Leitelement 20 auf, dessen Spitze beispielsweise bis in den Bereich des Abströmkanals 22 des zweiten Gehäuseelements 16 hineinragen kann. Das kegelförmige Leitelement kann aber auch beispielsweise bis zum Ende des Abströmkanals oder darüber hinaus reichen. Die Darstellung in 2 ist rein beispielhaft. In eingebautem Zustand strömt das gasförmige Medium zunächst am Umfang 32 des Gehäuses 12 mit einer radialen Geschwindigkeitskomponente in die Leitschaufelkanäle 13 ein und durchströmt die Leitschaufelkanäle 13, bis das gasförmige Medium durch das Leitelement 20 in eine axiale Richtung umgelenkt wird. Anschließend strömt das gasförmige Medium in axialer Richtung aus dem Abströmkanal 22 des zweiten Gehäuseelements 16 hinaus.In 2 is a side view of the swirl-generating apparatus according to the invention 10 shown. Therein is the case 12 with the two housing elements 14 . 16 shown. Between the two housing elements 14 . 16 are the vanes 18 arranged. The first housing element 14 here has a conical guide element 20 on whose tip, for example, to the region of the outflow channel 22 of the second housing element 16 can protrude. However, the conical guide element can also extend, for example, to the end of the outflow channel or beyond. The representation in 2 is purely exemplary. When installed, the gaseous medium initially flows around the circumference 32 of the housing 12 with a radial velocity component in the vane channels 13 and flows through the guide vane channels 13 until the gaseous medium through the guide element 20 is deflected in an axial direction. Subsequently, the gaseous medium flows in the axial direction from the discharge channel 22 of the second housing element 16 out.

In 3a ist des Weiteren ein Beispiel für eine Form einer Leitschaufel 18 gezeigt. Die Leitschaufel 18 ist dabei beispielsweise in einer Art Tropfenform ausgebildet, d. h. die Leitschaufel 18 weist eine breite Eintrittskante 26 auf, die sich zum Austritt 28 hin verjüngt. Die Eintrittskante 26 ist dabei im Bereich 34 des Gehäuses 12 am ersten und zweiten Gehäuseelement 14, 16 befestigt bzw. fixiert. Die Austrittskante 28 ist wiederum in Richtung des Austrittsbereichs 36 des Gehäuses 12 beweglich befestig. Die Austrittskante 28 ist hierbei mit der Verstelleinrichtung 30 verbunden, um über die Verstelleinrichtung 30 in Umfangsrichtung geeignet gedreht bzw. verdreht werden zu können. Dabei ist in 3a die Leitschaufel 18 in einem Ausgangszustand gezeigt, in welchem die Leitschaufel 18 durch die Verstelleinrichtung 30 nicht verstellt bzw. verdreht ist. In den 3b und 3c ist die Leitschaufel 18 dagegen über die Verstelleinrichtung 30 gedreht bzw. verdreht. Genauer gesagt wird die Leitschaufel 18 im Bereich der Gehäusekontur 38 gedreht, während sie im Bereich der Nabenkonturseite 40 nicht oder beispielsweise nur leicht gedreht wird. Grundsätzlich kann aber auch die Nabenkonturseite 40 wie die Gehäusekonturseite 38 entsprechend wahlweise beweglich gestaltet werden. Dadurch können beide Enden der Austrittskante 28 im Wesentlichen gleich stark gedreht bzw. verdreht werden.In 3a is further an example of a form of a vane 18 shown. The vane 18 is designed, for example, in a kind of teardrop shape, ie the vane 18 has a wide leading edge 26 on, who are leaving 28 rejuvenated. The leading edge 26 is in the field 34 of the housing 12 on the first and second housing elements 14 . 16 attached or fixed. The trailing edge 28 is again in the direction of the exit area 36 of the housing 12 movable fastened. The trailing edge 28 is here with the adjustment 30 connected to the adjusting device 30 to be rotated or rotated suitably in the circumferential direction. It is in 3a the vane 18 shown in an initial state in which the vane 18 through the adjustment 30 not adjusted or twisted. In the 3b and 3c is the vane 18 on the other hand on the adjustment 30 turned or twisted. More specifically, the vane 18 in the area of the housing contour 38 rotated while in the area of the hub contour side 40 not or for example only slightly rotated. Basically, but also the hub contour side 40 like the housing contour side 38 be designed according to either movable. This allows both ends of the trailing edge 28 be rotated or rotated substantially equally strong.

In 4 ist die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drallerzeugungsapparats 10 in einer Schnittansicht gezeigt, wobei der Drallerzeugungsapparat 10 vor einem Verdichter 42 eines Turboladers 44 angeordnet ist bzw. in einem Bereich des Verdichtergehäuses 46 davor befestigt ist. Die Befestigung des Drallerzeugungsapparats 10 ist dabei in 4 rein exemplarisch und stark vereinfacht dargestellt. Der Drallerzeugungsapparat 10 wird an dem Verdichtergehäuse 46 des Turboladers 44 vorzugsweise geeignet dichtend befestigt, so dass dieser sich einerseits nicht ungewollt lösen kann und andererseits keine Undichtigkeiten zwischen dem Drallerzeugungsapparat 10 und dem Verdichtergehäuse 46 auftreten.In 4 is the embodiment of the swirl-generating apparatus according to the invention 10 shown in a sectional view, wherein the swirl-generating apparatus 10 in front of a compressor 42 a turbocharger 44 is arranged or in a region of the compressor housing 46 is fastened in front of it. The attachment of the swirl generator 10 is in 4 purely exemplary and greatly simplified. The swirl generator 10 will be on the compressor housing 46 of the turbocharger 44 preferably suitably sealed, so that it can not solve unintentionally on the one hand and on the other hand, no leaks between the swirl-generating apparatus 10 and the compressor housing 46 occur.

Das Gehäuse 12 bzw. das erste und zweite Gehäuseelement 14, 16 des Drallerzeugungsapparats 10 weisen in dem Bereich außen um die Leitschaufeln 18 die zuvor genannte Spirale 48 auf. Diese ist mit wenigstens einem Einlass bzw. einer Zuführung 50 für ein gasförmiges Medium, wie Luft, versehen.The housing 12 or the first and second housing element 14 . 16 of the swirl generator 10 point in the area outside around the vanes 18 the aforementioned spiral 48 on. This is with at least one inlet or a feeder 50 for a gaseous medium, such as air.

In eingebautem Zustand ist der Drallerzeugungsapparat 10 beispielsweise vor dem Verdichter 42 bzw. dessen Verdichterrad 52 angeordnet. Das erste Gehäuseelement 14 mit dem Leitelement 20 kann dabei aus einem elastischen und/oder flexiblen, wie beispielsweise einem Elastomerwerkstoff oder einem anderen geeigneten Material, oder einem festen Material hergestellt sein, wie beispielsweise einem festen wärme- bzw. hitzebeständigen Kunststoff, aus Metall bzw. einer Metalllegierung oder eine Kombination aus wenigstens zwei oder drei der zuvor genannten Materialien. Das zweite Gehäuseelement 16 ist zumindest im Bereich 54 der Befestigung der Austrittskante 28 der jeweiligen Leitschaufel 18 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einem Elastomerwerkstoff, gebildet. Grundsätzlich kann das zweite Gehäuseelement 16 auch im Wesentlichen vollständig aus dem elastischen Material bestehen. Des Weiteren kann der Bereich 56 der Befestigung der Eintrittskante 26 der jeweiligen Leitschaufel 18, der Abströmkanal 22 und/oder der Bereich der Spirale 48 mit der Zuführung 50 für das gasförmige Medium, ebenfalls aus einem elastischen Material bestehen und/oder aus einem festen wärme- bzw. hit zebeständigen Kunststoff und/oder aus Metall bzw. einer Metalllegierung.When installed, the swirl generator is 10 for example, before the compressor 42 or its compressor wheel 52 arranged. The first housing element 14 with the guide element 20 may be made of an elastic and / or flexible, such as an elastomeric material or other suitable material, or a solid material, such as a solid heat or heat resistant plastic, metal or a metal alloy or a combination of at least two or three of the aforementioned materials. The second housing element 16 is at least in the field 54 the attachment of the trailing edge 28 the respective vane 18 made of an elastic material, such as an elastomeric material. In principle, the second housing element 16 also consist essentially completely of the elastic material. Furthermore, the area 56 the attachment of the leading edge 26 the respective vane 18 , the outflow channel 22 and / or the area of the spiral 48 with the feeder 50 for the gas Shaped medium, also made of an elastic material and / or of a solid heat or hit zebeständigen plastic and / or metal or a metal alloy.

Die Verstelleinrichtung 30 weist zum Verstellen der Leitschaufeln 18 beispielsweise einen Verstellring 58 auf, der mit dem zweiten Ende bzw. der Austrittkante 28 der jeweiligen Leitschaufel 18 verbunden ist, beispielsweise über ein Stiftelement 60. Das Stiftelement 60 ist hierbei beispielsweise nur mit dem zweiten Gehäuseelement 16 verbunden nicht aber mit dem ersten Gehäuseelement 14. Sollen beide Enden der Austrittskante 18, d. h. das Ende der Austrittskante 18 an dem ersten und zweiten Gehäuseelement 14, 16 gedreht werden, so ist das Stiftelement 60 vorzugsweise mit dem ersten und zweiten Gehäuseelement 14, 16 verbunden, wobei die beiden Gehäuseelemente 14, 16 dabei zumindest in dem Bereich der Austrittskante 18 aus einem elastischen Material bestehen, um die Verdrehung der Leitschaufel 18 nachzuvollziehen. Durch das Verdrehen beider Enden der Austrittskante 18 können die beiden Enden beispielsweise im Wesentlichen gleich stark verdreht werden.The adjusting device 30 indicates the adjustment of the vanes 18 for example, an adjusting ring 58 on, with the second end or the exit edge 28 the respective vane 18 is connected, for example via a pin element 60 , The pin element 60 in this case, for example, only with the second housing element 16 but not connected to the first housing element 14 , Should both ends of the trailing edge 18 ie the end of the trailing edge 18 on the first and second housing elements 14 . 16 be rotated, so is the pin element 60 preferably with the first and second housing element 14 . 16 connected, wherein the two housing elements 14 . 16 at least in the region of the trailing edge 18 made of an elastic material to the rotation of the vane 18 understand. By twisting both ends of the trailing edge 18 For example, the two ends can be rotated substantially equally.

Das Stiftelement 60 kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen kreisförmigen, ovalen und/oder eckigen Querschnitt. Der Querschnitt kann dabei durchgehend gleich sein oder variieren. Das Stiftelement kann wahlweise zusätzlich verstärkt werden, um beispielsweise ein gewünschtes Verdrehprofil zu erhalten. Zum Verstärken des Stiftelements 60 kann dieses beispielsweise zusätzlich über wenigstens eine oder mehrere Verstärkungsrippen verstärkt werden. Solche Verstärkungsrippen stellen jedoch lediglich ein Beispiel dar, wie das jeweilige Stiftelement 60 verstärkt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.The pin element 60 may have any cross-section, for example, a circular, oval and / or square cross-section. The cross section can be the same throughout or vary. Optionally, the pin element can be additionally reinforced in order, for example, to obtain a desired twist profile. To reinforce the pin element 60 this can for example be additionally reinforced via at least one or more reinforcing ribs. However, such reinforcing ribs are merely an example of how the respective pin element 60 can be strengthened. The invention is not limited to this example.

Durch Drehen des Verstellrings 58 bzw. des mit ihm verbundenen Stiftelements 60 über einen entsprechenden Aktuator (nicht dargestellt) können die Leitschaufeln 18 entsprechend verdreht werden, um einen geeigneten Vordrall zu erzeugen, um ein Verschieben der Pumpgrenze des Verdichters 42 zu kleine ren Massenströmen zu ermöglichen. Mit Bezug auf die 4, 3b und 3c, wird die Austrittskante 28 der Leitschaufel 18 im vorliegenden Beispiel auf der Gehäusekonturseite 38 gedreht, d. h. auf der Seite des zweiten Gehäuseelements 16, während die Austrittskante 28 der Leitschaufel 18 auf der Nabenkonturseite 40 bzw. der Seite des ersten Gehäuseelements 14 beispielsweise nicht oder nur wenig verdreht wird.By turning the adjusting ring 58 or the pin element connected to it 60 via a corresponding actuator (not shown), the vanes 18 be rotated accordingly to produce a suitable Vordrall to shift the surge limit of the compressor 42 To allow small ren mass flows. With reference to the 4 . 3b and 3c , the trailing edge becomes 28 the vane 18 in the present example on the housing contour side 38 rotated, ie on the side of the second housing element 16 while the trailing edge 28 the vane 18 on the hub contour side 40 or the side of the first housing element 14 for example, not or only slightly twisted.

In 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt Z-Z einer Leitschaufel 18 und der Verstelleinrichtung 30 gezeigt. Dabei ist der Bereich 56 des zweiten Gehäuseelements 16 gezeigt, in welchem die Eintrittskante 26 der Leitschaufel 18 befestigt ist. In diesem Bereich 56 ist die Leitschaufel 18 fest mit dem zweiten Gehäuseelement 16 verbunden. Weiter ist ein Bereich 54 des zweiten Gehäuseelements 16 gezeigt, der aus einem elastischen Material besteht und an dem die Austrittskante 28 der Leitschaufel 18 beweglich befestig ist. Das zweite Gehäuseelement 16 ist in diesem Bereich elastisch ausgebildet, damit sich das Gehäuse 12 in diesem Bereich an die Bewegung der Leitschaufel 18 anpassen kann bzw. diese mitmachen kann.In 5 is an enlarged section ZZ a vane 18 and the adjustment 30 shown. This is the area 56 of the second housing element 16 shown in which the leading edge 26 the vane 18 is attached. In this area 56 is the vane 18 fixed to the second housing element 16 connected. Next is an area 54 of the second housing element 16 shown, which consists of an elastic material and at which the trailing edge 28 the vane 18 is movably fastened. The second housing element 16 is elastic in this area, so that the housing 12 in this area to the movement of the vane 18 can adapt or can join.

Dabei ist der Verstellring 58 außen an dem Gehäuse 12 vorgesehen, wobei der Verstellring 58 beispielsweise aus Metall bzw. einer Metalllegierung besteht. Der Verstellring 58 ist beispielsweise über das Stiftelement 60 mit der Austrittskante 28 der Leitschaufel 18 verbunden. Der Verstellring 58 wird über wenigstens einen Aktuator (nicht dargestellt) gedreht, um die Austrittskante 28 der Leitschaufeln 18 um einen vorbestimmten Betrag nach rechts oder links zu drehen bzw. zu verschieben, um auf diese Weise einen geeigneten Vordrall zu erzeugen.Here is the adjusting ring 58 outside of the housing 12 provided, wherein the adjusting ring 58 for example, consists of metal or a metal alloy. The adjusting ring 58 is for example via the pin element 60 with the trailing edge 28 the vane 18 connected. The adjusting ring 58 is rotated via at least one actuator (not shown) to the trailing edge 28 the vanes 18 to rotate or shift by a predetermined amount to the right or left so as to produce a suitable pre-whirl.

In 6 ist weiter eine stark vereinfachte Schnittansicht A-A des Drallerzeugungsapparats 10 gemäß 4 gezeigt. Das Leitelement 20 wurde dabei nicht dargestellt aus Gründen der Übersichtlichkeit. In 6 ist das erste Gehäuseelement 14 gezeigt, mit den Leitschaufeln 18 und des Weiteren der Spira le 48, welche um die Leitschaufeln 18 angeordnet ist und die Zuführung 50 zum Zuführen des gasförmigen Mediums.In 6 is further a greatly simplified sectional view AA of the swirl-generating apparatus 10 according to 4 shown. The guiding element 20 was not shown for reasons of clarity. In 6 is the first housing element 14 shown with the vanes 18 and furthermore the Spira le 48 around the vanes 18 is arranged and the feeder 50 for supplying the gaseous medium.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Even though the present invention above based on a preferred embodiment is described, it is not limited thereto, but Modifiable in a variety of ways.

So ist die Form der Leitschaufeln 18, wie sie in den Figuren gezeigt ist, lediglich beispielhaft. Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Verstelleinrichtung 30 mit einem Verstellring 58 beschränkt, der beispielsweise mit einem Stiftelement 60 verbunden ist. Es ist für den Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, die Austrittskante 28 der Leitschaufeln 18 über eine Einrichtung geeignet hin- und her beweglich zu gestalten. Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung auch nicht auf die Ausgestaltung des Gehäuses 12 beschränkt, wie es mit Bezug auf die zuvor gezeigte Ausführungsform beschrieben wurde. Tatsächlich kann das Gehäuse 12 auf verschiedenste Arten ausgebildet sein, um eine radiale Geschwindigkeitskomponente des strömenden Mediums an Eintritt in die Leitschaufelkanäle zu ermöglichen und eine anschließende axiale Umlenkung der Strömung. Entsprechendes gilt auch für die Integration des Drallerzeugungsapparats 10 in das Verdichtergehäuse 46 des Turboladers 44. Die Verbindung des Verdichtergehäuses 46 des Turboladers 44 mit dem Drallerzeugungsapparat 10 kann ebenfalls auf verschiedenste Arten erfolgen, solange der Drallerzeugungsapparat 10 sich dabei nicht ungewollt von dem Gehäuse 44 lösen kann und keine Undichtigkeiten zwischen dem Drallerzeugungsapparat 10 und dem Gehäuse 44 auftreten.Such is the shape of the vanes 18 , as shown in the figures, by way of example only. Furthermore, the present invention is not limited to the previously described adjusting device 30 with an adjusting ring 58 limited, for example, with a pin element 60 connected is. It will be apparent to one of ordinary skill in the art that there are a variety of possibilities, the trailing edge 28 the vanes 18 to make it suitable to move back and forth across a device. Furthermore, the present invention is not limited to the design of the housing 12 limited, as described with respect to the embodiment previously shown. In fact, the case can 12 be configured in various ways to allow a radial velocity component of the flowing medium to enter the guide vane channels and a subsequent axial deflection of the flow. The same applies to the Integration of the swirl-generating apparatus 10 in the compressor housing 46 of the turbocharger 44 , The connection of the compressor housing 46 of the turbocharger 44 with the swirl generator 10 can also be done in a variety of ways, as long as the swirl generator 10 not unintentionally from the case 44 can solve and no leaks between the swirl generator 10 and the housing 44 occur.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1416123 A2 [0005]

Claims

Swirl-generating apparatus ( 10 ), in particular for a turbocharger ( 44 ), to produce a pre-whirl, wherein the swirl-generating apparatus ( 10 ) comprises: a housing ( 12 ) consisting of a first and second housing element ( 14 . 16 ), wherein between the housing elements ( 14 . 16 ) along the circumference vanes ( 18 are arranged, wherein the housing is formed such that a gaseous medium flows laterally along the circumference in the housing, wherein the housing ( 12 ) a guiding element ( 20 ), which deflects the gaseous medium in a substantially axial direction, before it leaves the housing ( 12 ) flows out, and an adjusting device ( 30 . 58 ) for adjusting the guide vanes ( 58 ) to create a pre-roll.

Swirl-generating apparatus according to claim 1, characterized in that the first and second housing elements ( 14 . 16 ) one around the vanes ( 18 ) circumferential spiral ( 48 ) with at least one feeder ( 50 ), for flowing the gaseous medium laterally along the circumference in the housing ( 12 ), wherein the guide vanes are impinged with a radial velocity component.

Swirl-generating apparatus according to at least one of claims 1 to 2, characterized in that the respective guide vanes ( 18 ) with its leading edge ( 26 ) to the outside and with its trailing edge ( 28 ) are arranged directed into the housing interior, wherein the guide vanes, for example, have a teardrop shape, the wider end of the leading edge ( 26 ) and whose narrower end the trailing edge ( 28 ).

Spin-generating apparatus according to claim 3, characterized in that the leading edge ( 26 ) of the respective vane ( 18 ) on the first and second housing elements ( 14 . 16 ) is fixed and the trailing edge ( 28 ) of the respective vane ( 18 ) on the first and / or second housing element ( 14 . 16 ) is movably mounted, wherein the trailing edge ( 28 ) of the vane ( 18 ) with the adjusting device ( 30 ) is connected to the vane ( 18 ) so that a predetermined pre-whirl can be generated.

Spin-generating apparatus according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the guide vanes ( 18 ) comprise or consist of an elastic material, wherein the material is for example an elastomeric material.

Spin-generating apparatus according to at least one of claims 3 to 5, characterized in that the housing ( 12 ) at least in the field ( 54 ) in which the trailing edge ( 28 ) of the vane ( 18 ) on the first and / or second housing element ( 14 . 16 ) is movably mounted, consists of an elastic material, for example of an elastomer material, wherein optionally substantially the entire housing ( 12 ) consists of the elastic material or at least this has.

Swirl-generating apparatus according to at least one of claims 3 to 6, characterized in that the region of the first and second housing element ( 14 . 16 ), at which the leading edge ( 26 ) of the respective vane ( 18 ) is made of an elastic material, such as an elastomer material, metal or a metal alloy and / or consists of a plastic.

Swirl-generating apparatus according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the first housing element ( 14 ) the guiding element ( 20 ) for deflecting the gaseous medium, wherein the conductive element ( 20 ) is, for example, conical and wherein the guide element ( 20 ), for example, in one piece with the first housing element ( 14 ) is formed or is connectable as a separate part with this, wherein the first housing element ( 14 ), for example in the region of the guide element ( 20 ) consists of an elastic material, such as an elastomeric material, of metal or a metal alloy and / or plastic.

Spin-generating apparatus according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the second housing element ( 16 ) an outflow channel ( 22 ) for the outflow of the gaseous medium, wherein the second housing element ( 16 ), for example in the region of the outflow channel ( 22 ) consists of an elastic material, such as an elastomeric material, of metal or a metal alloy and / or plastic.

Swirl-generating apparatus according to at least one of claims 3 to 9, characterized in that the adjusting device ( 30 ) in the form of an adjusting ring ( 58 ) is formed, which with the trailing edge ( 28 ) of the respective vane ( 18 ), wherein by turning the adjusting ring ( 58 ) by a predetermined amount, the vane ( 18 ) is adjusted so that a predetermined Vordrall can be generated.

Spin-generating apparatus according to claim 10, characterized in that the adjusting ring ( 58 ) via a pin element ( 60 ) with the trailing edge ( 28 ) of the vane ( 18 ), where at the pin element ( 60 ) optionally additionally reinforced.

Spin-generating apparatus according to at least one of claims 10 or 11, characterized in that the adjusting ring ( 58 ) is rotated via at least one actuator to the guide vanes ( 18 ) to twist.

Turbocharger ( 44 ) with a compressor ( 42 ), wherein a swirl-generating apparatus ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 12 in front of the compressor ( 42 ) is arranged.

Turbocharger according to claim 13, characterized in that the guide vanes ( 18 ) of the swirl-producing apparatus ( 10 ) via the adjusting device ( 30 ) are adjustable, so that a pre-whirl is generated, which is adapted to shift the surge limit of the compressor towards smaller mass flows.

Turbocharger according to at least one of claims 13 or 14, characterized in that a compressor housing ( 46 ) of the turbocharger ( 44 ) in an area in front of the compressor ( 42 ) with the swirl generating apparatus ( 10 ) is connectable.