DE102019200476A1 - Strömungskanal zum Separieren und Ableiten von Kondensat - Google Patents

Strömungskanal zum Separieren und Ableiten von Kondensat Download PDF

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Abstract

Es wird ein Strömungskanal (1) mit einer Innenoberfläche (5), einer Außenoberfläche (35), einem Einlass (2) und einem Auslass (3) beschrieben, wobei der Einlass (2) zur strömungstechnischen Verbindung mit einem Abgasrückführungsströmungskanal ausgelegt ist und der Auslass (3) zur strömungstechnischen Verbindung mit einem Einlass eines Kompressors (20) ausgelegt ist. Der Strömungskanal (1) umfasst eine Mittelachse (4) und mindestens ein Wirbelgenerator (6) ist stromabwärts des Einlasses (2) und stromaufwärts des Auslasses (3) angeordnet, der in radialer Richtung (16) verschiebbar ist. Stromaufwärts des Auslasses (3) und stromabwärts des mindestens einen Wirbelgenerators (6) ist ein in radialer Richtung (19) verschiebbarer Tropfenabscheider (9) angeordnet ist, welcher an einer in Richtung des Einlasses (2) weisenden Seite (28) eine entlang des Umfanges des Strömungskanals (1) verlaufende ringförmige Vertiefung (29) zum Auffangen von Kondensflüssigkeit umfasst. In Richtung des Einlasses (2) ist ein an den Tropfenabscheider (9) angrenzendes Bauteil (30) an der Außenoberfläche (35) des Strömungskanals (1) angeordnet ist, welches eine ringförmige Vertiefung (31) umfasst, die strömungstechnisch mit der ringförmigen Vertiefung (29) zum Auffangen von Kondensflüssigkeit des Tropfenabscheiders (9) verbunden ist, wobei die ringförmige Vertiefung (31) des Bauteils (30) mit einem Abfluss (12) strömungstechnisch verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strömungskanal, insbesondere zur Anwendung in Verbindung mit einem Abgasrückführungsströmungskanal und einem Kompressor. Die Erfindung betrifft zudem einen Kompressor, einen Turbolader, eine Abgasrückführungsanordnung, ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungsanordnung und ein Kraftfahrzeug.
  • Um geforderte Emissionsgrenzwerte für Abgase zu erreichen wird üblicherweise eine Abgasrückführung durchgeführt, insbesondere in Verbindung mit diversen Abgasnachbehandlungsverfahren, beispielsweise unter Anwendung von Mager-NOx-Fallen und Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion. Dabei führt die hohe spezifische Feuchtigkeit in dem Abgas dazu, dass große Mengen an Kondensat bei der Abkühlung des Abgases gebildet werden. Insbesondere im Zusammenhang mit Anwendungen, welche eine Niederdruck-Abgasrückführung aufweisen, besteht die Gefahr, dass Kondensat bis zum Kompressor bzw. Verdichter vordringt. Dabei kann die Einwirkung von Kondensat-Tropfen auf die Kompressorschaufeln in Folge von Scherkräften zu einer Beschädigung des Verdichterrades führen.
  • Die Vermeidung einer Kondensatbildung bzw. das Abführen von Kondensat aus zurückgeführtem Abgas ist daher von Bedeutung und stellt gleichzeitig eine Herausforderung dar. In dem Dokument US 6,748,741 wird eine Möglichkeit der Sammlung von Ladeluftkondensat im Zusammenhang mit einer Abgasrückführung beschrieben. Dazu ist in dem Strömungskanal eine ringförmige Lippe mit einem ringförmigen Reservoir und einem Abfluss angeordnet. Eine weitere Variante zum Auffangen zum Kondenswasser, welches beim Kühlen von zurückgeführtem Abgas entsteht, wird in dem Dokument JP 6370147 B2 beschrieben, wobei ein Kondenswasserabsorber zur Anwendung kommt.
  • Vor dem beschriebenen Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vorteilhaften Strömungskanal zur Anwendung im Zusammenhang mit einer Abgasrückführung und zur Anordnung stromaufwärts eines Kompressors zur Verfügung zu stellen, welcher insbesondere Kondensat aus dem dem Kompressor zuzuführenden Gas, also beispielsweise dem zurückgeführten Abgas, der Ladeluft oder einem Abgas-Luft-Gemisch, entfernt und abführt. Weitere Aufgaben bestehen darin, einen vorteilhaften Kompressor, einen vorteilhaften Turbolader, eine Abgasrückführungsanordnung, ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungsanordnung und einem Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen.
  • Die genannten Aufgaben werden durch einen Strömungskanal gemäß Patentanspruch 1, einem Kompressor gemäß Patentanspruch 9, einem Turbolader gemäß Patentanspruch 10, eine Abgasrückführungsanordnung gemäß Patentanspruch 11, ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungsanordnung gemäß Patentanspruch 13 und durch ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Der erfindungsgemäße Strömungskanal umfasst eine Innenoberfläche, eine Außenoberfläche, einen Einlass und einen Auslass. Dabei ist der Einlass zur strömungstechnischen Verbindung mit einem Abgasrückführungsströmungskanal ausgelegt. Der Auslass ist zur strömungstechnischen Verbindung mit einem Einlass eines Kompressors ausgelegt. Der Strömungskanal umfasst eine Mittelachse. Mindestens ein Wirbelgenerator ist stromabwärts des Einlasses und stromaufwärts des Auslasses angeordnet. Der mindestens eine Wirbelgenerator ist in radialer Richtung verschiebbar, also mit anderen Worten dazu ausgelegt, den Querschnitt des Strömungskanals im Bereich des Einlasses bzw. den Strömungsquerschnitt zu steuern bzw. zu verändern.
  • Stromabwärts des mindestens einen Wirbelgenerators und stromaufwärts des Auslasses ist ein in radialer Richtung verschiebbarer Tropfenabscheider angeordnet. Der Tropfenabscheider ist insbesondere in den Strömungskanal hinein verschiebbar. Der Tropfenabscheider umfasst eine in Richtung des Einlasses weisende Seite. An der in Richtung des Einlasses weisenden Seite ist eine entlang des Umfanges des Strömungskanals verlaufende ringförmige Vertiefung zur Aufnahme bzw. zum Auffangen von Kondensflüssigkeit bzw. - wasser vorhanden. Weiterhin ist ein in Richtung des Einlasses an den Tropfenabscheider angrenzendes Bauteil, welches vorzugsweise ringförmig ausgestaltet ist, an der Außenoberfläche des Strömungskanals angeordnet, welches eine ringförmige Vertiefung umfasst, die entlang des Umfanges des Strömungskanals verläuft und strömungstechnisch mit der ringförmigen Vertiefung des Tropfenabscheiders verbunden ist. Die ringförmige Vertiefung des an den Tropfenabscheider angrenzenden Bauteils ist strömungstechnisch mit einem Abfluss verbunden.
  • Der Tropfenabscheider kann beispielsweise in Form einer Tropfenschaufel oder eines in Umfangsrichtung verlaufenden Randes oder einer in Umfangsrichtung verlaufenden Barriere ausgestaltet sein. Der Tropfenabscheider kann zum Beispiel in einem Abstand, der kleiner ist, als die Hälfte des Innendurchmessers des Strömungskanals, von dem Auslass angeordnet sein.
  • Der mit der ringförmigen Vertiefung des an der Außenoberfläche angeordneten Bauteils verbundene Abfluss ist vorzugsweise an deren geodätisch tiefstem Punkt angeordnet. Die ringförmige Vertiefung ist entlang des Umfangs des Strömungskanals kanalartig ausgestaltet und leitet das Kondenswasser zu dem Abfluss.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die Kombination mindestens eines Wirbelgenerators mit einer stromabwärts davon angeordneten Auffangvorrichtung für Kondenswasser, das in dem durch den Strömungskanal geleiteten Gas, beispielsweise zurückgeführtem Abgas oder einem Abgas-Luft-Gemisch, vorhandene Kondenswasser effektiv separiert und abgeleitet werden kann. Mittels des mindestens einen Wirbelgenerators wird die in dem Gas enthaltene Flüssigkeit durch die in Folge der Wirbelbildung auftretenden Zentrifugalkräfte an die Innenoberfläche des Strömungskanals geleitet. Der sich an der Innenoberfläche des Strömungskanals bildende Kondensatfilm, dessen Bildung insbesondere durch eine Temperatur der Wände des Strömungskanals unterhalb des Taupunktes für Wasser gefördert wird, wird anschließend in der ringförmigen Vertiefung gesammelt und über den Abfluss abgeführt.
  • Mittels des erfindungsmäßen Strömungskanals wird ein stromabwärts angeordneter Kompressor vor dem Einfluss von Kondenswasser geschützt und damit seine Lebensdauer verlängert.
  • In einer vorteilhaften Variante sind der mindestens eine Wirbelgenerator und/oder der Tropfenabscheider in radialer Richtung in eine Position verschiebbar, in welcher sie mit der Innenoberfläche des Strömungskanals abschließen. Diese Variante hat den Vorteil, dass der Wirbelgenerator und/oder der Tropfenabscheider in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen einerseits zur Erzeugung von Wirbeln und zum Abscheiden von Kondensat genutzt werden können, andererseits aber, falls ihre Anwendung nicht erforderlich ist, die Strömung durch den Strömungskanal nicht behindert wird. Mit anderen Worten können der Wirbelgenerator und/oder der Tropfenabscheider beispielsweise im Falle von zurückgeführtem Abgas radial in den Strömungskanal hineingeschoben werden, wobei durch den Wirbelgenerator (Swirlgenerator), der zu diesem Zweck Leitschaufeln aufweist, Wirbel erzeugt werden. Die daraus resultierende Zentrifugalkraft bewirkt den Transport der Kondensat-Tropfen hin zur Außenwand und weiter in den Ringkanal. Falls kein Abgas zurückgeführt wird, also beispielsweise lediglich Ladeluft durch den Strömungskanal geleitet wird, können der mindestens eine Wirbelgenerator und/oder der Tropfenabscheider aus dem Strömungskanal in radialer Richtung herausgeschoben werden, sodass der Strömungsquerschnitt des Strömungskanal nicht verringert wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Wirbelgenerator und/oder der Tropfenabscheider in einer solchen „Parkposition“ mit der Innenoberfläche des Strömungskanals abschließen, da in diesem Fall eine unerwünschte Beeinflussung der Strömungscharakteristik durch eine mögliche Vertiefung in der Innenoberfläche des Strömungskanals verhindert wird. Die vorliegende Erfindung ist somit auch im Hinblick auf eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen von Vorteil.
  • In einer weiteren Variante kann die ringförmige Vertiefung des an der Außenoberfläche angeordneten Bauteils einen Kondensatsammler bzw. ein Kondensatsammelbecken, beispielsweise in Form einer weiteren Vertiefung in der ringförmigen Vertiefung zum Sammeln von Kondensat umfassen, welche mit dem Abfluss verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass auch große Mengen an Kondensat effizient durch den Abfluss abgeführt werden können.
  • Vorteilhafterweise umfasst der Strömungskanal mindestens eine Wand, die kühlbar ausgestaltet ist. Zum Beispiel kann mindestens eine Wand des Strömungskanals mit einer Kühlvorrichtung, z. B. einem Wärmetauscher, verbunden sein. Dabei kann vorzugsweise die gesamte Wand und damit auch die Innenoberfläche des Strömungskanals kühlbar ausgestaltet sein und durch die Kühlung die Kondensatbildung an der Innenoberfläche des Strömungskanals fördern.
  • Der mindestens eine Wirbelgenerator kann in Form eines Ringes ausgestaltet sein. Eine solche Ausgestaltung fördert eine effiziente Wirbelbildung über den gesamten Strömungsquerschnitt. Der Tropfenabscheider ist ebenfalls bevorzugt ringförmig ausgestaltet.
  • Der Strömungskanal kann einen Innendurchmesser und eine Länge aufweisen, wobei die Länge mindestens das Doppelte des Innendurchmessers beträgt. Vorzugsweise ist der mindestens eine Wirbelgenerator in einem Abstand in axialer Richtung von dem Tropfenabscheider angeordnet, welcher mindestens doppelt so groß ist, wie der Innendurchmesser des Strömungskanals. Bei einem lichten Innendurchmesser des Verdichter-Eintritts von 50 mm ist beispielsweise ein Innendurchmesser des Wirbelgenerators von 30 mm vorteilhaft. Aufgrund der in diesem Ring befindlichen Leitschaufeln kann seine Länge in Strömungsrichtung zum Beispiel 5 bis 15 mm betragen.
  • In einer weiteren Variante kann der Einlass des Strömungskanals ein Drei-Wege-Abgasrückführungsventil und/oder ein Niederdruck-AbgasRückführungs-Kombiventil umfassen. Alternativ dazu kann der Einlass mit einem Drei-Wege-Abgasrückführungs-Ventil und/oder einem Niederdruck-Abgasrückführungs-Kombiventil strömungstechnisch verbunden sein. Dabei kann die Steuerung des Drei-Wege-Abgasrückführungsventils bzw. des Niederdruck-Abgasrückführungs-Kombiventils mit einer Steuerung der radialen Position des Wirbelgenerators und/oder des Tropfenabscheiders steuerungstechnisch verbunden sein. Es kann also zum Beispiel in Abhängigkeit von der Ventilposition die radiale Position des mindestens einen Wirbelgenerators und des Tropfenabscheiders gesteuert werden.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird das Risiko einer Beschädigung eines stromabwärts des Strömungskanals angeordneten Kompressors zumindest verringert. Insbesondere kann im Zusammenhang mit einer Niederdruck-Abgasrückführung gebildetes Kondensat durch einerseits eine Abkühlung des zurückgeführten Abgases durch eine niedrigere Temperatur der zugeführten und beigemischten Ladeluft oder andererseits durch den Kontakt mit kälteren Teilen der verwendeten Strömungskanäle durch die Wirbelgeneratoren mittels wirkender Zentrifugalkräfte separiert und anschließend abgeleitet werden. Zur Ableitung einer maximalen Kondensatmenge kann der Strömungskanal individuell dimensioniert werden, insbesondere auch in Bezug auf die Position und Größe des mindestens einen Wirbelgenerators, der ringförmigen Vertiefung und des Tropfenabscheiders, sowie des Abflusses. Durch die vorliegende Erfindung wird zudem die Anwendung von Niederdruck-Abgasrückführung einem breiteren Anwendungsbereich zugänglich gemacht.
  • Weiterhin kann die Stopfgrenze (Choke-Grenze) eines stromabwärts des Strömungskanals angeordneten Turboladers ausgedehnt werden.
  • Der erfindungsgemäße Kompressor umfasst einen Einlass, an welchem ein zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Strömungskanal angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Turbolader umfasst einen zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Kompressor. Der erfindungsgemäße Kompressor und der erfindungsgemäße Turbolader haben die oben bereits genannten Vorteile. Sie sind insbesondere im Zusammenhang mit Niederdruck-Abgasrückführung auch bei einer hohen Feuchtigkeit oder einer geringen Temperatur des zurückgeführten Abgases anwendbar.
  • Die erfindungsgemäße Abgasrückführungsanordnung umfasst einen Auslass, an welchem ein oben beschriebener erfindungsgemäßer Strömungskanal angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Abgasrückführungsanordnung als Niederdruck-Abgasrückführungsanordnung ausgelegt. Die erfindungsgemäße Abgasrückführungsanordnung hat die oben bereits genannten Vorteile. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Abgasrückführungsanordnung einen oben beschriebenen Kompressor und/oder einen oben beschriebenen Turbolader umfassen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer zuvor beschriebenen Abgasrückführungsanordnung umfasst folgende Schritte: Falls Abgas zurückgeführt wird, werden der mindestens eine Wirbelgenerator und der Tropfenabscheider in radialer Richtung nach innen in den Strömungskanal verschoben, sodass der Wirbelgenerator und der Tropfenabscheider in den Strömungskanal hineinragen. Falls kein Abgas zurückgeführt wird, werden der mindestens eine Wirbelgenerator und der Tropfenabscheider in radialer Richtung nach außen mindestens bis zur Innenoberfläche des Strömungskanals verschoben, also sodass der Wirbelgenerator und der Tropfenabscheider zumindest nicht in den Strömungskanal hineinragen. Vorteilhafterweise werden, falls kein Abgas zurückgeführt wird, der mindestens eine Wirbelgenerator und der Tropfenabscheider in radialer Richtung nach außen verschoben, sodass sie mit der Innenoberfläche des Strömungskanals abschließen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat die oben bereits genannten Vorteile. Es ermöglicht insbesondere eine an die jeweilige Betriebssituation angepasste Nutzung des Wirbelgenerators und des Tropfenabscheiders in Verbindung mit dem Abführen des gebildeten Kondensats.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine zuvor beschriebene Abgasrückführungsanordnung und/oder einen oben beschriebenen erfindungsgemäßen Kompressor und/oder einen erfindungsgemäßen Turbolader. Das Kraftfahrzeug hat die bereits genannten Vorteile. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Bus, einen Kleinbus oder ein Motorrad handeln.
  • Die Figuren zeigen:
    • 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Strömungskanal in einem Längsschnitt.
    • 2 zeigt schematisch den in der 1 gezeigten Strömungskanal in einem Querschnitt entlang II-II.
    • 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
  • Der in den 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Strömungskanal 1 umfasst einen Einlass 2, einen Auslass 3 und eine Mittelachse 4. In der gezeigten Variante ist die Mittelachse 4 gleichzeitig die Mittelachse des Einlasses 2 und des Auslasses 3. Alternativ zu der gezeigten Variante können die Mittelachsen des Einlasses 2 und des Auslasses 3 auch voneinander abweichen, der Strömungskanal 1 kann also auch eine oder mehrere Krümmungen aufweisen. Der erfindungsgemäße Strömungskanal 1 umfasst zudem eine Innenoberfläche 5, eine Außenoberfläche 35 und eine Außenwand 15.
  • Stromabwärts des Einlasses 2 und stromaufwärts des Auslasses 3 ist mindestens ein Wirbelgenerator 6 angeordnet. Der mindestens eine Wirbelgenerator 6 kann zum Beispiel unmittelbar am Einlass 2 oder in einem Abstand 26, der geringer ist als ein Drittel der Länge des Strömungskanals 1, angeordnet sein. Der mindestens eine Wirbelgenerator 6 ist in radialer Richtung verschiebbar. Dies ist durch Pfeile 16 angedeutet. Der mindestens eine Wirbelgenerator 6 kann also radial nach innen in den Strömungskanal 1 geschoben werden, sodass er in radialer Richtung nach innen über die Innenoberfläche 5 in den Strömungskanal hineinragt. Weiterhin kann der mindestens eine Wirbelgenerator 6 in radialer Richtung 16 nach außen mindestens bis zur Innenoberfläche 5 des Strömungskanals 1 verschoben werden, insbesondere soweit, dass er zumindest mit der Innenoberfläche 5 abschließt, also nicht in den Strömungskanal 1 hineinragt.
  • Mittels des mindestens einen Wirbelgenerators 6 werden in einem durch den Strömungskanal 1 strömenden Gas Wirbel gebildet, wobei in dem Gas, beispielsweise in einem zurückgeführten Abgas, enthaltene Flüssigkeitstropfen durch die in Folge der Wirbelbildung auf sie wirkenden Zentrifugalkräfte radial nach außen gedrückt und damit zu der Innenoberfläche 5 geleitet werden. Dies ist durch Pfeile 7 angedeutet. Die Strömungsrichtung des durch den Einlass 2 in den Strömungskanal 1 strömenden Gases ist mit der Bezugsziffer 14 gekennzeichnet. Das durch die Zentrifugalkräfte an die Innenoberfläche 5 geleitete Kondensat bildet einen Kondensatfilm 17 und fließt anschließend infolge der Strömung in dem Strömungskanal 1 in Richtung des Auslasses 3.
  • Vorzugsweise kann die Außenwand 15 des Strömungskanals 1 gekühlt werden, also beispielsweise mit einer Kühleinrichtung ausgestaltet sein. Dadurch wird die Kondensatbildung gefördert und eine effizientere Separation und Ableitung des Kondensats bzw. der Flüssigkeit erreicht.
  • Stromaufwärts des Auslasses 3 und stromabwärts des mindestens einen Wirbelgenerators 6 ist ein in radialer Richtung verschiebbarer Tropfenabscheider 9 angeordnet. Der Tropfenabscheider 9 kann zum Beispiel unmittelbar am Auslass 3 oder in einem Abstand 10, der geringer ist als ein Drittel der Länge des Strömungskanals 1, angeordnet sein. Der Tropfenabscheider 9 ist in radialer Richtung verschiebbar. Dies ist durch Pfeile 19 angedeutet. Der Tropfenabscheider 9 kann also radial nach innen in den Strömungskanal 1 geschoben werden, sodass er in radialer Richtung nach innen über die Innenoberfläche 5 in den Strömungskanal 1 hineinragt. Weiterhin kann der Tropfenabscheider 9 in radialer Richtung 19 nach außen mindestens bis zur Innenoberfläche 5 des Strömungskanals 1 verschoben werden, insbesondere soweit, dass er zumindest mit der Innenoberfläche 5 abschließt, also nicht in den Strömungskanal 1 hineinragt.
  • Der Tropfenabscheider 9 umfasst eine in Richtung des Einlasses 2 weisende Seite 28 mit einer ringförmigen Vertiefung 29 zum Auffangen von Kondensflüssigkeit. In Richtung des Einlasses 2 ist ein an den Tropfenabscheider 9 angrenzendes Bauteil 30 an der Außenoberfläche 35 des Strömungskanals 1 angeordnet, welches eine ringförmige Vertiefung 31 umfasst, die strömungstechnisch mit der ringförmigen Vertiefung 29 zum Auffangen von Kondensflüssigkeit des Tropfenabscheiders 9 verbunden ist. Weiterhin ist die ringförmige Vertiefung 31 des Bauteils 30 mit einem Abfluss 12 strömungstechnisch verbunden.
  • Zusätzlich kann die ringförmige Vertiefung 31 einen Kondensatsammler 11 umfassen, welcher das Sammeln und Abführen des Kondensats verbessert. Die Strömungsrichtung des durch die ringförmige Vertiefung 31 und den Abfluss 12 strömenden Kondensats ist durch Pfeile 13 gekennzeichnet.
  • In der in der 1 gezeigten Variante ist der erfindungsgemäße Strömungskanal 1 an seinem Auslass 3 mit einem Kompressor 20, beispielsweise einem Kompressor 20 eines Turboladers 22, strömungstechnisch verbunden. Der Kompressor 20 umfasst ein Verdichterrad 21. Durch das Abführen des in einem insbesondere Abgasstrom enthaltenden Kondensats mittels des erfindungsgemäßen Strömungskanals 1 wird das Verdichterrad 21 des Kompressors 20 vor Beschädigungen durch Kondenswasser geschützt.
  • In der in der 1 gezeigten Variante ist der mindestens eine Wirbelgenerator 6 in einem Abstand 23 von dem Tropfenabscheider 9 angeordnet. Vorzugsweise ist der Abstand 23 größer als das Doppelte des Innendurchmessers 24 des Strömungskanals 1.
  • Die 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 25. Das Kraftfahrzeug 25 umfasst einen Turbolader 22 mit einem Kompressor 20 und eine Abgasrückführungsanordnung 27. Die Abgasrückführungsanordnung 27 und der Kompressor 20 sind über einen erfindungsgemäßen Strömungskanal 1 miteinander strömungstechnisch verbunden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Strömungskanal
    2
    Einlass
    3
    Auslass
    4
    Mittelachse
    5
    Innenoberfläche
    6
    Wirbelgenerator
    7
    Bewegung der Flüssigkeitstropfen
    9
    Tropfenabscheider
    10
    Abstand
    11
    Kondensatsammler
    12
    Abfluss
    13
    Strömungsrichtung
    14
    Strömungsrichtung
    15
    Außenwand
    16
    Verschiebbarkeit in radialer Richtung
    17
    Konsensatfilm
    19
    Verschiebbarkeit in radialer Richtung
    20
    Kompressor
    21
    Verdichterrad
    22
    Turbolader
    23
    Abstand
    24
    Innendurchmesser
    25
    Kraftfahrzeug
    26
    Abstand
    27
    Abgasrückführungsanordnung
    28
    Seitenfläche
    29
    ringförmige Vertiefung
    30
    Bauteil
    31
    ringförmige Vertiefung
    35
    Außenoberfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6748741 [0003]
    • JP 6370147 B2 [0003]

Claims (15)

  1. Strömungskanal (1) mit einer Innenoberfläche (5), einer Außenoberfläche (35), einem Einlass (2) und einem Auslass (3), wobei der Einlass (2) zur strömungstechnischen Verbindung mit einem Abgasrückführungsströmungskanal ausgelegt ist und der Auslass (3) zur strömungstechnischen Verbindung mit einem Einlass eines Kompressors (20) ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1) eine Mittelachse (4) umfasst und mindestens ein Wirbelgenerator (6) stromabwärts des Einlasses (2) und stromaufwärts des Auslasses (3) angeordnet ist, der in radialer Richtung (16) verschiebbar ist, und stromaufwärts des Auslasses (3) und stromabwärts des mindestens einen Wirbelgenerators (6) ein in radialer Richtung (19) verschiebbarer Tropfenabscheider (9) angeordnet ist, welcher an einer in Richtung des Einlasses (2) weisenden Seite (28) eine entlang des Umfanges des Strömungskanals (1) verlaufende ringförmige Vertiefung (29) zum Auffangen von Kondensflüssigkeit umfasst, und in Richtung des Einlasses (2) ein an den Tropfenabscheider (9) angrenzendes Bauteil (30) an der Außenoberfläche (35) des Strömungskanals (1) angeordnet ist, welches eine ringförmige Vertiefung (31) umfasst, die strömungstechnisch mit der ringförmigen Vertiefung (29) zum Auffangen von Kondensflüssigkeit des Tropfenabscheiders (9) verbunden ist, wobei die ringförmige Vertiefung (31) des Bauteils (30) mit einem Abfluss (12) strömungstechnisch verbunden ist.
  2. Strömungskanal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wirbelgenerator (6) in radialer Richtung (16) in eine Position verschiebbar ist, in welcher er mit der Innenoberfläche (5) des Strömungskanals (1) abschließt.
  3. Strömungskanal (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tropfenabscheider (9) in radialer Richtung (19) in eine Position verschiebbar ist, in welcher er mit der Innenoberfläche (5) des Strömungskanals (1) abschließt.
  4. Strömungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung (31) einen Kondensatsammler (11), der mit dem Abfluss (12) verbunden ist, umfasst.
  5. Strömungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1) mindestens eine Wand (15) umfasst, die kühlbar ausgestaltet ist.
  6. Strömungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wirbelgenerator (6) und/oder der Tropfenabscheider (9) in der Form eines Ringes ausgestaltet sind.
  7. Strömungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wirbelgenerator (6) in einem Abstand (23) in axialer Richtung von mindestens dem Doppelten des Innendurchmessers (24) des Strömungskanals (1) von dem Tropfenabscheider (9) angeordnet ist.
  8. Strömungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (2) ein Drei-Wege-Abgasrückführungs-Ventil und/oder ein Niederdruck-Abgasrückführungs-Kombiventil umfasst oder der der Einlass (2) mit einem Drei-Wege-Abgasrückführungs-Ventil und/oder einem Niederdruck-Abgasrückführungs-Kombiventil strömungstechnisch verbunden ist.
  9. Kompressor (20), welcher einen Einlass umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einlass ein Strömungskanal (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 angeordnet ist.
  10. Turbolader (22), dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kompressor (20) gemäß des vorhergehenden Anspruchs umfasst.
  11. Abgasrückführungsanordnung (27), welche einen Auslass umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auslass ein Strömungskanal (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 angeordnet ist.
  12. Abgasrückführungsanordnung (27) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Niederdruck-Abgasrückführungsanordnung ausgelegt ist.
  13. Verfahren zum Betreiben einer Abgasrückführungsanordnung (27) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: - falls Abgas zurückgeführt wird, Verschieben des mindestens einen Wirbelgenerators (6) und des Tropfenabscheiders (9) in radialer Richtung (16, 19) nach innen in den Strömungskanal (1), sodass der Wirbelgenerator (6) und der Tropfenabscheider (9) in den Strömungskanal (1) hineinragen, - falls kein Abgas zurückgeführt wird, Verschieben des mindestens einen Wirbelgenerators (6) und des Tropfenabscheiders (9) in radialer Richtung (16, 19) nach außen mindestens bis zur Innenoberfläche (5) des Strömungskanals (1).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass falls kein Abgas zurückgeführt wird, Verschieben des mindestens einen Wirbelgenerators (6) und des Tropfenabscheiders (9) in radialer Richtung (16, 19) nach außen, sodass der Wirbelgenerator (6) und der Tropfenabscheider (9) mit der Innenoberfläche (5) des Strömungskanals (1) abschließen.
  15. Kraftfahrzeug (25), welches eine Abgasrückführungsanordnung (27) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12 und/oder einen Kompressor (20) gemäß Anspruch 9 und/oder einen Turbolader (22) gemäß Anspruch 10 umfasst.
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