DE19607979A1 - Abgastrakt einer insbesondere zur Verbrennung von Schweröl einsetzbaren Verbrennungsvorrichtung - Google Patents
Abgastrakt einer insbesondere zur Verbrennung von Schweröl einsetzbaren VerbrennungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft den Abgastrakt einer insbesondere zur
Verbrennung von Schweröl einsetzbaren Verbrennungsvorrichtung
und die in deren Abgastrakt zur Nutzbarmachung der Abgasener
gie der Verbrennungsvorrichtung angeordneten Bauteile.
Im Ergebnis der Verbrennung natürlicher, künstlicher oder aus
Abfällen bestehender Brennstoffe, insbesondere jedoch von
Schweröl, kommt es an den zur Nutzbarmachung der Abgasenergie
dienenden und dazu im Abgastrakt einer entsprechenden Ver
brennungsvorrichtung angeordneten Bauteilen neben Erosions- und
Korrosionserscheinungen auch zu Verschmutzungen und zur
Anlagerung von Verbrennungsprodukten. Die genannten Nachteile
treten in Abhängigkeit von der Art der Verbrennungsvorrich
tung, der konkreten Betriebssituation und der Zusammensetzung
der verwendeten Brennstoffe in unterschiedlichem Ausmaß auf.
Aus dem Gasturbinenbau ist die sogenannte "Heißgaskorrosion"
bekannt. Dabei kondensieren im Temperaturbereich von 600 bis
1000°C auf den Bauteilen der Gasturbine verschiedene Sulfate
(Na₂SO₄, CaSO₄) aus den Verbrennungsgasen. Diese Sulfate wir
ken sowohl auf das Grundmaterial der Turbinenkomponenten als
auch auf die schützenden Oxide aggressiv ein. Stand der Tech
nik zur Verhinderung der Heißgaskorrosion an Bauteilen aus
dem heißen Turbinenbereich sind verschiedene Schutzschichten
und entsprechende Verfahren zu deren Aufbringen. Zumeist sind
diese Schutz schichten auch zur Verhinderung von Erosionsschä
den vorgesehen, welche durch den Aufprall harter Verbren
nungsrückstände auf die Oberfläche der Turbinenbauteile ent
stehen können.
Beispielsweise ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst
ein siliziumangereichertes Aluminiumgemisch auf das jeweilige
Bauteil gespritzt oder gestrichen wird. Durch anschließendes
Trocknen wird ein harter Überzug erzeugt, welcher in einer
weiteren Wärmebehandlung zwischen 870 und 1200°C teilweise in
den Grundwerkstoff eindiffundiert und Aluminide bildet. Dabei
handelt es sich um das sogenannte Sermaloy J, eine Alumi
nid-Silizid-Verbindung mit einer Siliziumkonzentration von 9-15%
in der äußeren Schichthülle, die bis auf 0% in der Diffu
sionszone absinkt (Technische Information: STS SermaLoy
J-Prozeß, Firmenschrift SermeTel, Deutschland, 08/1987).
Ein weiteres Beispiel einer bis 750°C dauerhitzebeständigen
Korrosions- und auch Erosionsschutzschicht ist das sogenannte
ALCOAT 400/100 (Prospekte Oberflächentechnik a) Keramische
Versiegelungsschicht ALCOAT 100 und b) Metallkeramik ALCOAT
400, jeweils Fa. Böhler Schweißtechnik GmbH, Düsseldorf,
1992). Dabei handelt es sich um eine Duplexschicht, welche
aus einer keramisch gebundenen Aluminiumbeschichtung (ALCOAT
400) als Grundschicht und aus einer keramischen Versiegelung
(ALCOAT 100) auf Chrom-Phosphat-Basis als Deckschicht be
steht, wobei die Deckschicht die Mikroporen der Grundschicht
verschließt (s. auch DE-C1-38 30 848 und DE-A1-41 31 542).
Bei der Abgasturbine eines mit einer Brennkraftmaschine ver
bundenen Abgasturboladers sind derartige Schutzschichten zur
Verhinderung der Heißgaskorrosion nicht erforderlich, weil
dort keine entsprechend hohen Temperaturen erreicht werden.
Demgegenüber besteht die Gefahr von Korrosionsschäden auf
grund des im Schweröl enthaltenen Schwefels bei Temperaturen
unterhalb 160°C, d. h. unterhalb des Taupunktes von Schwefel
säure. Jedoch sind bisher in der Praxis keine nennenswerten
Korrosionsprobleme aufgrund der sogenannten "Tieftemperatur-Kor
rosion" bekannt. Demzufolge erübrigen sich turbinenseitige
Korrosionsschutzmaßnahmen bei Abgasturboladern.
Nach dem Vortrag von R. Müller, BBC Brown Boveri & Cie., Ba
den/Schweiz, zum Thema "Abgasturbolader im Schweröleinsatz",
gehalten beim Symposium SMM im September 1984 in Hamburg
führt der Schwerölbetrieb der mit einem Abgasturbolader ver
bundenen Brennkraftmaschine zu Ablagerungen auf den Bauteilen
der Abgasturbine. Vor allem auf dem Düsenring aber auch auf
den Turbinenlaufschaufeln setzt sich eine harte, vorwiegend
aus Kalziumsulfat und aus Natrium-Vanadium-Verbindungen be
stehende Schmutzschicht ab, was zu einem schlechteren Turbi
nenwirkungsgrad und somit zur Verringerung der Leistung der
Brennkraftmaschine führt. Außerdem kommt es im Brennraum zu
einer Erhöhung der Abgastemperaturen sowie der Drücke, wo
durch die Brennkraftmaschine und insbesondere deren Ventile
geschädigt oder gar zerstört werden können. Deshalb müssen
die Düsenringe entsprechend dem heutigen Stand der Technik
regelmäßig von den ihnen anhaftenden Verschmutzungen befreit
werden.
Eine Reinigung der Düsenringe in demontiertem Zustand erfor
dert das Abschalten des Turboladers über einen längeren Zeit
raum und ist daher nicht erwünscht. Demzufolge haben sich
Reinigungsverfahren durchgesetzt, bei denen der Turbolader in
Betrieb bleiben kann und nicht demontiert werden muß. Als
geeignete Verfahren zur Beseitigung von Düsenring-Verschmut
zungen sind die Naßreinigung mit Wasser sowie die Trocken
reinigung mit einem Granulat bekannt. Insbesondere beim
Schwerölbetrieb der Brennkraftmaschine ist jedoch die Wirkung
dieser Reinigungsverfahren ungenügend, weil die harte
Schmutzschicht des Düsenrings nicht vollständig entfernt wer
den kann. Damit treten trotz durchgeführter Reinigung die be
reits oben beschriebenen Nachteile auf, so daß die Abgastur
bine letztlich doch demontiert werden muß. Zudem kann durch
den Einsatz eines Reinigungsgranulates die Erosionswirkung
der Verbrennungsabgase auf die entsprechenden Turbinenbautei
le noch verstärkt werden.
Aus der EP-A1-05 89 072 ist ein Turbolader für den Schweröl
betrieb bekannt, bei dem zu zur Verhinderung der Erosion in
der Abgasturbine partielle Erosionsschutzschichten aufge
bracht sind, welche karbidische Hartstoffe enthalten. Als be
sonders erosions- und temperaturbeständig wird eine Chromkar
bid-Schicht (Cr₃C₂) aufgezeigt, welche einen Basiswerkstoff
mit relativ hoher Duktilität und Langzeitstabilität sowie mit
guter Haftung aufweist. Aufgrund ihrer rauhen Oberfläche kann
eine solche Chromkarbid-Schicht die Anlagerung harter
Schmutz schichten auf dem Düsenring und die damit verbundenen
Nachteile nicht verhindern. Zudem ist die gleichmäßige Ver
teilung von Chromkarbid auf der zu schützenden Oberfläche
problematisch, weil dieses Material direkt an der Aufspritz
stelle haftenbleibt und nicht verläuft. Deshalb weisen insbe
sondere komplizierte Oberflächen an bestimmten Bereichen kei
ne Erosionsschutzschicht auf.
Schließlich ist aus dem Bereich der Küchen-, aber auch der
Bodenbearbeitungsgeräte der Einsatz von Fluorpolymerisaten
wie z. B. PTFE und FEP (Teflon) als Anti-Haftbeschichtung be
kannt. Diese organischen Materialien werden jedoch bereits
bei Temperaturen von 300 bis 400°C instabil und sind daher
nicht für die Beschichtung von im Abgastrakt einer Verbren
nungsvorrichtung angeordneten Bauteilen geeignet.
Die Erfindung versucht alle diese Nachteile zu vermeiden. Ihr
liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlagerung von Schmutzschich
ten im Abgastrakt einer insbesondere zur Verbrennung von
Schweröl einsetzbaren Verbrennungsvorrichtung und an den zur
Nutzbarmachung der Abgasenergie der Verbrennungsvorrichtung
im Abgastrakt angeordneten Bauteile zu vermindern.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einer
Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, auf der
Oberfläche des zumindest einen, zur Nutzbarmachung der Abgas
energie im Abgastrakt angeordneten Bauteils bzw. zumindest
eines dieser Bauteile und/oder im Abgastrakt selbst eine
Anti-Haftbeschichtung angeordnet ist.
Die Vorteile der Erfindung liegen darin begründet, daß mit
Hilfe der Anti-Haftbeschichtung eine Anlagerung von harten
Schmutz schichten an im Abgastrakt der jeweiligen Vorrichtung
angeordneten Bauteilen vermindert oder gar verhindert wird.
Eventuelle Ablagerungen lassen sich dann mit einem herkömmli
chen Reinigungsverfahren relativ leicht beseitigen. Dadurch
kann der Wirkungsgrad der entsprechenden Vorrichtung erhöht
werden.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Anti-Haftbeschichtung
zumindest auf dem den Durchfluß der Abgase durch den Abgas
trakt limitierenden Bauteil ausgebildet ist. Auf diese Weise
wird einer zunehmenden Verstopfung des Abgastraktes vorge
beugt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Verbrennungs
vorrichtung als eine mit einem Abgasturbolader verbundene
Brennkraftmaschine ausgebildet. Der Abgasturbolader besteht
aus einem Verdichter und einer Abgasturbine. Letztere weist
ein Turbinengehäuse mit einem Gaseintritt- und einem Gasaus
trittsgehäuse, ein im Turbinengehäuse angeordnetes, von einer
Welle getragenes Turbinenlaufrad mit Turbinenschaufeln, einen
bis stromab der Turbinenschaufeln reichenden Strömungskanal
für die Abgase der Brennkraftmaschine sowie einem stromauf
des Turbinenlaufrades angeordneten Düsenring auf. Der Abgas
trakt der Brennkraftmaschine erstreckt sich bis in den Strö
mungskanal der Abgasturbine. Die Anti-Haftbeschichtung ist
auf dem Düsenring ausgebildet.
Dadurch können die Düsenringe der Abgasturbinen auch beim
Schwerölbetrieb der mit dem Abgasturbolader verbundenen
Brennkraftmaschine vor der oberflächlichen Anlagerung von
harten Schmutzschichten geschützt werden. In Kombination mit
einem der bekannten Reinigungsverfahren wird die Ausbildung
solcher Schmutzschichten dauerhaft verhindert. Eine Demontage
der Abgasturbine ist daher nicht mehr erforderlich.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn zudem auch die Turbinenschau
feln mit einer Anti-Haftbeschichtung versehen sind. Als
äußere Begrenzung des Strömungskanals ist im Bereich der Turbi
nenschaufeln ein Abdeckring angeordnet, welcher ebenfalls ei
ne Anti-Haftbeschichtung aufweist. Aufgrund dieser zusätzli
chen Maßnahmen können die entsprechenden Bauteile ebenfalls
vor der Anlagerung von harten Schmutzschichten geschützt wer
den.
Das Material der Anti-Haftbeschichtung ist eine Aluminid-Si
lizid-Verbindung, mit folgender, über die gesamte Schicht ge
mittelter, chemischer Zusammensetzung: Al 28-32%, Cr 8-12%,
Si 8-10%, Co 7-9% sowie einem Restgehalt an Ni. Besonders
vorteilhaft ist folgende chemische Zusammensetzung: Al 30%,
Cr 10%, Si 9%, Co 8% sowie ein Restgehalt an Ni.
Schließlich wird mit Vorteil eine Duplexschicht, bestehend
aus einer keramisch gebundenen Aluminium-Grundschicht und aus
einer keramischen Deckschicht, jeweils auf Crom-Polyphosphat-Ba
sis, als Anti-Haftbeschichtung verwendet. Die Grundschicht
setzt sich vorteilhaft wie folgt zusammen (Angaben jeweils in
Gewichtsprozent): 65-75% Al, 3-5% Cr, 4-6% P, 0,3-0,5% Fe,
0,1-0,2% Si und einem Restgehalt an O. Demgegenüber besteht
die Deckschicht aus 12-15% P, 7-10% Cr, 5-8% Ti, 4-7% Mg,
1-2% Sb, 1-2% Si, 0,3-0,6% Al, 0,3-0,5% Fe und einem Restgehalt
an O.
Von besonderem Vorteil ist, daß diese bereits bisher zur
Verhinderung von Korrosions- und Erosionsschäden bekannten
Materialien nunmehr zielgerichtet auch als Anti-Haftbeschich
tung eingesetzt werden können.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Axialturbine eines Abgasturboladers dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt eines Abgasturboladers;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Düsenring mit der erfin
dungsgemäßen Anti-Haftbeschichtung, vergrößert;
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Düsenringschaufel entspre
chend Fig. 2, vergrößert dargestellt;
Fig. 4 eine Darstellung der Düsenringschaufel entsprechend
Fig. 3, jedoch in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli
chen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt ist beispielsweise
die Brennkraftmaschine.
Fig. 1 zeigt einen Abgasturbolader 1, bestehend aus einer Ab
gasturbinenseite 2 und einer Verdichterseite 3. Turbinensei
tig 2 ist ein Gehäuse 4 ausgebildet, welches aus einem Gas
eintritt- und einem Gasaustrittsgehäuse 5, 6 besteht. Im Tur
binengehäuse 4 sind ein von einer Welle 7 getragenes Turbi
nenlaufrad 8 mit Turbinenschaufeln 9 und stromauf davon ein
Düsenring 10 angeordnet. Verdichterseitig 3 ist ein Verdich
terrad 11 angeordnet, welches über die Welle 7 mit dem Turbi
nenlaufrad 8 verbunden ist. Im Turbinengehäuse 4 ist ein als
Strömungskanal ausgebildeter Abgastrakt 12 angeordnet, wel
cher die Abgase einer nicht dargestellten, mit dem Abgastur
bolader 1 verbundenen sowie als Dieselmotor ausgebildeten
Brennkraftmaschine aufnimmt und zum Turbinenlaufrad 8 wei
terleitet. Der Strömungskanal 12 wird im Bereich des Turbi
nenlaufrades 8 von einem Abdeckring 13 nach außen begrenzt.
Die Fig. 2 zeigt einen vergrößert dargestellten, aus einem
Außen- und einem Innenring 14, 15 sowie zwischen beiden an
geordneten Düsenringschaufeln 16 bestehenden, Düsenring 10.
Auf der inneren Oberfläche sowohl des Außen- als auch des
Innenrings 14, 15 und auf den Düsenringschaufeln 16 ist eine
Anti-Haftbeschichtung 17 aufgebracht.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird zur Herstellung die
ser Schicht 17 zunächst ein Schlicker in mehreren Lagen auf
die innere Oberfläche des Düsenrings 10 aufgespritzt. Der
Schlicker besitzt folgende Zusammensetzung: 35 Gewichtspro
zent Aluminiumpulver, 6 Gewichtsprozent Siliziumpulver, 12
Gewichtsprozent Binder-Salze (aufgelöst in Wasser) und 47 Ge
wichtsprozent Wasser. Vor dem Aufbringen jeder neuen Lage
wird die zuvor aufgespritzte Lage bei etwa 350°C ausgehärtet.
Je nach dem Grundmaterial wird bei 850 bis 1000°C eine End
wärmebehandlung für zwei Stunden durchgeführt. Dabei diffun
dieren Elemente aus dem Grundmaterial in die Schicht 17 und
umgekehrt. Aufgrund dieser Diffusionsprozesse ergibt sich ei
ne Lagenstruktur, wobei die Elemente innerhalb der Lagen un
terschiedliche Gehalte aufweisen und somit über die gesamte
Schicht 17 ein Konzentrationsgradient vorliegt.
Die physikalische Zusammensetzung der Anti-Haftbeschichtung
17, d. h. deren Lagenstruktur, wird im metallographischen
Schliff deutlich. Es zeigen sich vier Zonen C bis F, die wie
folgt ausgebildet sind:
- - Die Zone C ist eine siliziumreiche Oberflächenzone, in der sowohl Chromsilizide als auch andere Silizide be sonders konzentriert sind. Diese Zone kann lückenhaft aber auch gänzlich abwesend sein. Ihr Siliziumgehalt beträgt 9 bis 15 Prozent.
- - Die Zone D liegt unterhalb der Zone C und enthält sich gegenseitig durchdringende Schichten von Silizid- und Aluminiumphasen. Diese Zone ist nicht immer klar von den anderen Bereichen zu unterscheiden.
- - Die Zone E liegt unterhalb der Zone D und enthält hauptsächlich Aluminide, jedoch mit schwankenden An teilen von Silizidausscheidungen.
- - Die Zone F liegt unterhalb der Zone E und stellt eine Grenzflächendiffusionszone dar, in der aufgrund von Diffusionsvorgängen und Reaktionen sowohl in der Schicht als auch im Grundmaterial Ausscheidungen auf treten können.
Die über alle Zonen der Anti-Haftbeschichtung 17 gemittelten
chemischen Bestandteile sind: Aluminium (30 Gewichtsprozent),
Chrom (10 Gewichtsprozent), Silizium (9 Gewichtsprozent), Ko
balt (8 Gewichtsprozent) und Nickel (restlicher Anteil). So
wohl der Anteil an Chrom, Kobalt als auch an Nickel stammen
aus dem Grundmaterial des beschichteten Düsenrings 10.
Auf dem Düsenring 10 bildet sich somit eine Anti-Haftbe
schichtung 17 mit einer glatten (Rauheit von ca. 1,5 bis
1,8 µm), erosionsbeständigen Oberfläche aus, aufgrund deren
schlechter Benetzbarkeit die Schmutzablagerung reduziert
wird. Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine mit der
Anti-Haftbeschichtung 17 versehene Düsenringschaufel 16.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein anderes Mate
rial als Anti-Haftbeschichtung 17 verwendet. Dabei handelt es
sich um eine aus einer Grund- und einer Deckschicht 18, 19
zusammengesetzten Duplexschicht. Beide Schichten 18, 19 be
stehen aus einem keramisch gebundenen Material auf Chrom-Po
lyphosphatbasis, wobei die Grundschicht 18 zusätzlich Alumi
niumpulver als Füllstoff enthält. Letztere besteht aus 65-75% Al,
3-5% Cr, 4-6% P, 0,3-0,5% Fe, 0,1-0,2% Si und einem Rest
gehalt an O, während sich die Deckschicht 19 aus 12-15% P,
7-10% Cr, 5-8% Ti, 4-7% Mg, 1-2% Sb, 1-2% Si, 0,3-0,6% Al,
0,3-0,5% Fe und einem Restgehalt an O zusammensetzt (Angaben
jeweils in Gewichtsprozent). Optional kann die Grundschicht
weitere Zusätze, wie beispielsweise Ti oder Mg enthalten.
In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Düsenringschaufel 16
dargestellt, welche mit einer solchen, aus der Grund- und der
Deckschicht 18, 19 bestehenden Anti-Haftbeschichtung 17 ver
sehen ist. Zur Herstellung dieser Anti-Haftbeschichtung 17
wird zunächst eine wäßrige, saure Beschichtungsmischung mit
einem pH-Wert von 1 bis 4,5 auf den Düsenring 10 aufge
spritzt. Natürlich sind auch andere Applikationsverfahren
möglich, wie z. B. Tauchen und Streichen. Die Beschichtungsmi
schung weist die in folgender Tabelle dargestellte Zusammen
setzung auf:
Anschließend wird in einem Ofen bei 40 bis 90°C das in der
aufgetragenen Grundschicht 18 enthaltene Wasser ausgetrieben.
In der Trockensubstanz sind 20 bis 65 Gewichtsprozent Füll
stoff-Metallpulver als Bindemittel, 2,5 bis 22 Gewichtspro
zent Salze und 2,5 bis 50 Gewichtsprozent keramische Anteile
enthalten. Die getrocknete Grundschicht 18 wird dann bei 300
bis 550°C für 30 min geglüht, wobei deren verschiedenen Par
tikel zu einer durchgehenden Keramikschicht zusammenwachsen.
Die bis auf die fehlenden Metallpulverzusätze der Grund
schicht 18 gleichende Deckschicht 19 wird analog aufgebracht
und erfährt die gleiche Wärmebehandlung wie diese. Sie zeich
net sich durch ein gutes Penetriervermögen aus und ver
schließt die Poren der Grundschicht 18. Damit entsteht eine
wärmebeständige, glatte (Rauheit von ca. 0,8 µm) und dichte
Anti-Haftbeschichtung 17, welche die Anhaftung einer harten
Schmutzschicht an der Oberfläche des Düsenrings 10 vermin
dert.
Natürlich kann eine solche Anti-Haftbeschichtung 17 auch auf
den Turbinenschaufeln 9 und/oder dem Abdeckring 13 des Turbi
nenlaufrades 8 angeordnet werden. Ebenfalls ist es möglich,
den gesamten Strömungskanal 12 mit einer derartigen Schicht
17 zu versehen.
Die Anwendung einer entsprechend wärmebeständigen Anti-Haft
beschichtung 17 ist selbstverständlich nicht auf den Einsatz
bei Abgasturboladern 1 beschränkt. Sie kann ebenso im Abgas
trakt anderer Verbrennungsvorrichtungen eingesetzt werden,
beispielsweise im Abhitzekessel einer Kombianlage, d. h. auf
den inneren Oberflächen der entsprechenden Wärmetauscher oder
auf den Turbinenschaufeln einer Gasturbine (nicht gezeigt).
Bezugszeichenliste
1 Abgasturbolader
2 Abgasturbine, Abgasturbinenseite
3 Verdichter, Verdichterseite
4 Gehäuse, Turbinengehäuse
5 Gaseintrittgehäuse
6 Gasaustrittsgehäuse
7 Welle
8 Turbinenlaufrad
9 Turbinenschaufel, Bauteil
10 Düsenring, Bauteil
11 Verdichterrad
12 Abgastrakt, Strömungskanal
13 Abdeckring, Bauteil
14 Außenring, von 10
15 Innenring, von 10
16 Düsenringschaufel
17 Anti-Haftbeschichtung, Schicht
18 Grundschicht, Schicht
19 Deckschicht, Schicht
2 Abgasturbine, Abgasturbinenseite
3 Verdichter, Verdichterseite
4 Gehäuse, Turbinengehäuse
5 Gaseintrittgehäuse
6 Gasaustrittsgehäuse
7 Welle
8 Turbinenlaufrad
9 Turbinenschaufel, Bauteil
10 Düsenring, Bauteil
11 Verdichterrad
12 Abgastrakt, Strömungskanal
13 Abdeckring, Bauteil
14 Außenring, von 10
15 Innenring, von 10
16 Düsenringschaufel
17 Anti-Haftbeschichtung, Schicht
18 Grundschicht, Schicht
19 Deckschicht, Schicht
Claims (10)
1. Abgastrakt einer insbesondere zur Verbrennung von Schwer
öl einsetzbaren Verbrennungsvorrichtung, wobei zumindest
ein Bauteil (9, 10, 13) zur Nutzbarmachung der Abgasener
gie der Verbrennungsvorrichtung in deren Abgastrakt (12)
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Oberfläche des zumindest einen Bauteils (9, 10, 13) bzw.
zumindest eines der Bauteile (9, 10, 13) und/oder auf der
Oberfläche des Abgastraktes (12) selbst eine Anti-Haftbe
schichtung (17) angeordnet ist.
2. Abgastrakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anti-Haftbeschichtung (17) zumindest auf dem den
Durchfluß der Abgase durch den Abgastrakt (12) limitie
renden Bauteil (10) ausgebildet ist.
3. Abgastrakt einer Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die Verbrennungsvorrichtung als eine mit einem Ab gasturbolader (1) verbundene Brennkraftmaschine aus gebildet ist,
- b) der Abgasturbolader (1) aus einem Verdichter (3) und einer Abgasturbine (2) besteht, letztere ein Turbi nengehäuse (4) mit einem Gaseintritt- und einem Gas austrittsgehäuse (5, 6), ein im Turbinengehäuse (4) angeordnetes, von einer Welle (7) getragenes Turbi nenlaufrad (8) mit Turbinenschaufeln (9), einen vom Gaseintritt- bis zum Gasaustrittsgehäuse (5, 6) rei chenden Strömungskanal (12) für die Abgase der Brennkraftmaschine sowie einen stromauf des Turbi nenlaufrades (8) angeordneten Düsenring (10) auf weist,
- c) sich der Abgastrakt der Brennkraftmaschine bis in den Strömungskanal (12) erstreckt,
- d) die Anti-Haftbeschichtung (17) auf dem Düsenring (10) ausgebildet ist.
4. Abgastrakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zudem die Turbinenschaufeln (9) mit einer Anti-Haftbe
schichtung (17) versehen sind.
5. Abgastrakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strömungskanal (12) im Bereich der Turbinenschaufeln
(9) nach außen von einem Abdeckring (13) begrenzt wird
und auf letzterem ebenfalls eine Anti-Haftbeschichtung
(17) ausgebildet ist.
6. Abgastrakt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Anti-Haftbeschichtung (17) aus ei
ner Aluminid-Silizid-Verbindung mit folgender, über die
gesamte Schicht (17) gemittelter, chemischer Zusammenset
zung besteht: Al 28-32%, Cr 8-12%, Si 8-10%, Co 7-9%,
Restgehalt Ni.
7. Abgastrakt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anti-Haftbeschichtung (17) folgende chemische Zusam
mensetzung aufweist: Al 30%, Cr 10%, Si 9%, Co 8%, Rest
gehalt Ni.
8. Abgastrakt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Anti-Haftbeschichtung (17) als ei
ne aus einer keramisch gebundene Aluminium-Grundschicht
(18) sowie einer keramischen Deckschicht (19) bestehende
Duplexschicht aufgebaut ist, wobei sowohl die Grund- als
auch die Deckschicht (18, 19) jeweils eine Chrom-Polyphos
phat-Basis besitzen.
9. Abgastrakt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Grundschicht (18) aus 65-75% Al, 3-5% Cr, 4-6% P, 0,3-0,5% Fe,
0,1-0,2% Si und einem Restgehalt an O besteht
und die Deckschicht (19) aus 12-15% P, 7-10% Cr, 5-8% Ti,
4-7% Mg, 1-2% Sb, 1-2% Si, 0,3-0,6% Al, 0,3-0,5% Fe und
einem Restgehalt an O zusammengesetzt ist.
10. Abgastrakt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Grundschicht (18) Zusätze von Ti oder Mg enthält.
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DE1996107979 DE19607979A1 (de) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | Abgastrakt einer insbesondere zur Verbrennung von Schweröl einsetzbaren Verbrennungsvorrichtung |
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