DE8800235U1 - Tubular air intake duct for exhaust turbocharger - Google Patents

Tubular air intake duct for exhaust turbocharger

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Description

Rohrfönniger Luftansaugkanal für AbgasturboladerTubular air intake duct for exhaust turbocharger

Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen Luftansaugkanal für Abgasturbolader, mit dem es möglich ist, dem Turbokompressor in jedem Fall eine wasserfreie frischluft ohne Druckverlust zuzuführen.
5The invention relates to a tubular air intake duct for exhaust gas turbochargers, with which it is possible to supply the turbo compressor with water-free fresh air in any case without pressure loss.
5

Die bekannten rohrförmigen Lufuansaugkanäle zum Zuführen der Frischluft oder Ansaugluft zum Turbokompressor (Verdichter) des Turboladers von Verbrennungsmotoren sind mehr oder weniger geradlinig ausgebildet und weisen den Nachteil auf, daß das in der Ansaugluft unter Umständen (zum Beispiel bei Regenwetter) in relativ großer Menge vorhandene Wasser nicht entfernt werden kann und so zwangsläufig in den Motor gelangt. Um diesen schwerwiegenden Nachteil zu beheben, ist bereits versucht worden, die Frischljft durch ein oder mehrere Wasserfilter zu führen, um damit eine wasserfreie vorverdichtete Verbrennungsluft zu gewährleisten. Mit dieser Maßnahme muß aber ein relativ hoher Druckverlust in Kauf genommen und bei Schmutzzufuhr sogar mit einer Verstopfung der Filteranlage gerechnet werden.The well-known tubular air intake ducts for supplying fresh air or intake air to the turbo compressor (compressor) of the turbocharger of internal combustion engines are more or less straight and have the disadvantage that the water present in the intake air in relatively large quantities (for example in rainy weather) cannot be removed and thus inevitably gets into the engine. In order to remedy this serious disadvantage, attempts have already been made to lead the fresh air through one or more water filters in order to ensure water-free, pre-compressed combustion air. However, this measure involves a relatively high pressure loss and, if dirt is introduced, the filter system may even become clogged.

Die Aufgabe der Erfindung bestsht demnach darin, einen solchen rohrförmigen Luftansaugkanal für Abgasturbolader zu schaffen, daß das in der Ansaugluft enthaltene Wasser abgetrennt wird, und dies ohne Druckvrarlust in der angesaugten Luft möglich ist.The object of the invention is therefore to create a tubular air intake duct for exhaust gas turbochargers such that the water contained in the intake air is separated, and this is possible without pressure loss in the intake air.

D<5»r erfindungsgemäße rohrförmige Luftansaugkanal für Abgasturbolader ist dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Krümmung von mehr als 90 Winkelgraden aufweist und im Bereich jeder Krümmung in dem Kanalwandteil mit dem größeren Krümmungsradius öffnungen im wesentlichen quer zum Kanalverlauf vorhanden sind.The tubular air intake duct for exhaust gas turbochargers according to the invention is characterized in that it has at least one curvature of more than 90 degrees and in the area of each curvature in the duct wall part with the larger radius of curvature openings are present essentially transversely to the duct course.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von starker Krün*n>ling Vind V9r3V>9eW«ise schlitzförmig ausgebildeten öffnungen wird erreicht, daß das von der angesaugten Luft vor allem in Form von Tröpfchen mitgeführte Wasser beim Strömen der Luft durch die Krümmung aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit durch die genannten öffnungen abgeschleudert wird und dabei überraschenderweise auch kein Druckverlust auftritt.The inventive combination of strong curvature and slot -shaped openings ensures that the water carried by the sucked-in air, especially in the form of droplets , is thrown off through the openings mentioned as the air flows through the curvature due to the high flow velocity and, surprisingly, no pressure loss occurs.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen rohrförmigen Luftansaugkanals ist nur eine Krümmung vorhanden, da schon damit die angestrebten Wirkungen erreicht werden. Die Krümmung ist vorzugsweise in Form einer Schleife oder Spirale und die öffnungen sind in Form von Schlitzen über den halben Kanalwandumfang ausgebildet.
Mit diesen speziellen Luftansaugkanälen wird die Zufuhr einer wasserfreien Luft zum Verdichter des Turboladers ohne Druckverlust auch dann erreicht, wenn relativ viel Wasser vorhanden ist.In preferred embodiments of the tubular air intake duct according to the invention, only one curve is present, since this alone achieves the desired effects. The curve is preferably in the form of a loop or spiral and the openings are designed in the form of slots over half the circumference of the duct wall.
These special air intake ducts ensure that water-free air is supplied to the turbocharger compressor without any loss of pressure, even when a relatively large amount of water is present.

Die öffnungen zur Abtrennung und Austragung des Wassers aus der den Rohrkanal durchströmenden Frischluft sind, wie bereits erwähnt, vorzugsweise schlitzförmig. Es kann sich aber auch um öffnungen in Form von Rechtecken, Ellipsen und dergleichen handeln. Zur optimalen Erfüllung ihrer Funktion sind die öffnungen im Rohrmantelteil mit mit dem größeren Krümmungsradius über den halben Kanalwandumfang angebracht., und sie liegen quer (und damit parallel zueinander) zum Rohr- oder Strömungsverlauf.The openings for separating and removing the water from the fresh air flowing through the pipe channel are, as already mentioned, preferably slot-shaped. However, they can also be openings in the form of rectangles, ellipses and the like. To optimally fulfil their function, the openings in the pipe casing part with the larger radius of curvature are installed over half the circumference of the channel wall, and they are located transversely (and thus parallel to each other) to the pipe or flow path.

Es sind soviel öffnungen vorgesehen, daß die angestrebte Entwässerung ohne Druckverlust erreicht wird. Dazu sind die öffnungen über den Krümmungsbereich vorzugsweise in einem jeweils gleichen Abstand von etwa 10 bis 200 mm, vorzugsweise 50 bis 100 mm, angeordnet, und sie erstrecken sich um den halben Rohrmantelumfang. Die öffnungen haben vorzugsweise jeweils die gleiche Weite, die bei etwa 0,2 bis 10 mm, vorzugsweise 0,2 bis 5 mm, liegt. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Punkt der größten Krümmung in jedem Fall mit einer öffnung zu versehen. So ist es beispielsweise vorteilhaft, in diesem Punkt der Kanalwand eine kreisförmige öffnung mit einem Durchmesser von vorzugsweise 3 bis 5 mm anzubringen, wobei ansonsten die oben beschriebenen öffnungen vorhanden sind.There are enough openings to ensure that the desired drainage is achieved without pressure loss. For this purpose, the openings are preferably arranged over the curved area at an equal distance of about 10 to 200 mm, preferably 50 to 100 mm, and they extend around half the circumference of the pipe casing. The openings preferably each have the same width, which is about 0.2 to 10 mm, preferably 0.2 to 5 mm. It has proven to be advantageous to provide the point of greatest curvature with an opening in every case. For example, it is advantageous to provide a circular opening with a diameter of preferably 3 to 5 mm at this point on the channel wall, with the openings described above otherwise being present.

Die erfindungsgemäßen rohrförmigen Luftansaugkanäle sind ebenso wie die bekannten zweckmäßigerweise aus Metall oder Kunststoff gebildet. Der Durchmesser der rohrförmigen Leitung lieat im allgemeinen im Bereich von 50 bis 500 mm.The tubular air intake ducts according to the invention are, like the known ones, expediently made of metal or plastic. The diameter of the tubular line is generally in the range of 50 to 500 mm.

Der erfindungsgemäße rohrförmige Luftansaugkanal weist gegenüber demjenigen bekannter Bauart eine Reihe von Vorteilen auf. Mit dem erfindungsgemäßen Luftansaugkanal ist, wie bereits erwähnt, eine vollständige Entfernung des in der Frischluft im allgemeinen in Form von Tröpfchen mitgeführten Wassers möglich, ohne daß es dabei zu einem Druckverlust in der angesaugten Luft kommt. Dabei kann es sich um derart große Wassermengen handeln, wie sie beispielsweise bei wolkenbruchartigem Regen (1,6 Liter/ m2/min) in der Ansaugluft auftreten. Aufgrund des unerwartet hohen Wasserabscheidungsgrades, der mit dem erfindungsgemäBen Luftansaugkanal erreicht wird, könnte diese Wassermenge noch weit höher liegen. Wie ein Versuch gezeigt hat, wird selbst dann noch eine 100 %ige Wasserentfernung erreicht - und dies ohne jeden Druckverlust - wenn es sich um eine solche Ansaugluft handelt, die mit einer Wassermenge von 80 Liter/m2 /minThe tubular air intake duct according to the invention has a number of advantages over those of a known design. As already mentioned, the air intake duct according to the invention makes it possible to completely remove the water that is generally carried in the form of droplets in the fresh air without causing a loss of pressure in the air being sucked in. This can involve such large quantities of water as occur in the intake air during torrential rain (1.6 litres/m 2 /min). Due to the unexpectedly high degree of water separation achieved with the air intake duct according to the invention, this amount of water could be much higher. As a test has shown, 100% water removal is achieved - and this without any loss of pressure - even when the intake air is filled with a water quantity of 80 litres /m 2 /min.

T' - 4 -T' - 4 -

I beaufschlagt worden ist. Mit dem erfindungsgemäßenI. With the inventive

§ Luftansaugkanal wird also unabhängig von der vorhandenen§ Air intake duct is therefore independent of the existing

I Wassermenge in jedem Fall eine vollständige WasserabtrennungI Water quantity in any case a complete water separation

I erreicht.I reached.

; Da der neue wasserabtrennende Luftansaugkanal ohne jeden; Since the new water-separating air intake duct without any

l· Druckverlust arbeitet, ist er unabhängig vom Vorliegenl· Pressure loss works, it is independent of the presence

% evtl. Wasser enthaltender Frischluft und damit unabhängig % of fresh air possibly containing water and thus independent

I vom Wetter oder mehr oder weniger nassen Straßenverhältnissen,I from the weather or more or less wet road conditions,

10 das heißt universell einsetzbar. Dies ist klarerweise insbesondere im Hinblick auf Autorenn-Wettbewerbe von größter Bedeutung, da der erfindungsgemäße Luftansaugkanal, gleichgültig, ob Regenwetter oder nicht, während des gesamten Rennens montiert bleiben kann.10 that is to say, it can be used universally. This is clearly of the greatest importance, especially with regard to car racing competitions, since the air intake duct according to the invention can remain installed throughout the entire race, regardless of whether it is raining or not.

15 Der neue Luftansaugkanal ist auch bei jedem Abgasturbolader einsetzbar, also auch diesbezüglich universell. Besonders geeignet ist er dann, wenn die Frischluft von vorne i] angesaugt wird. So stellt er zum Beispiel eine besonders15 The new air intake duct can also be used with any exhaust turbocharger, so it is universal in this respect too. It is particularly suitable when the fresh air is sucked in from the front. For example, it provides a particularly

K vorteilhafte Luftansaugeinrichtung für das RennautoK advantageous air intake system for the racing car

\ 20 Porsche 962 dar. \ 20 Porsche 962.

I Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung noch näherI The invention will now be explained in more detail with reference to a drawing

I erläutert.I explained.

Die Figur zeigt (in perspektivischer Darstellung) einen 25 erfindungsgemäßen Luftansaugkanal mit einer Krümmung inThe figure shows (in perspective view) an air intake duct 25 according to the invention with a curvature in

j'- Form einer Spirale. Der Kanal 1, der eine spiralförmigej'- Form of a spiral. Channel 1, which has a spiral

Krümmung 2 aufweist, ist im Krümmungsbereich mit fünfcurvature 2, is in the curvature area with five

I Schlitzen 3 als öffnungen versehen. Die im jeweils gleichenI slots 3 as openings. The same

Abstand zueinander angebrachten schlitzförmigen öffnungen 30 3 verlaufen über den halben Kanalwandumfang mit dem größeren Krümmungsradius. Die Frischluft oder Ansaugluft tritt beim Ansaugteil 4 des Kanals 1 ein, durchströmt diesen mit hoher Geschwindigkeit und wird vom Endteil 5 des Kanals 1 in den (nicht dargestellten) Strömungsverdienter 35 des Abgasturboladers geführt. Beim Durchströmen derThe slot-shaped openings 30 3, which are arranged at a distance from one another, run over half the circumference of the duct wall with the larger radius of curvature. The fresh air or intake air enters the intake part 4 of the duct 1, flows through it at high speed and is guided from the end part 5 of the duct 1 into the (not shown) flow diverter 35 of the exhaust gas turbocharger. When flowing through the

angesaugten Luft mit der erwähnten hohen Geschwindigkeit wird das in der Luft in Trötrfchenform vorhandene Massersucked air at the mentioned high speed, the mass present in the air in the form of droplets

durch die Schlitze 3 ohne Druckverlust abgeschleudert, so daß fVtTis &ngr;-"Mst.Hr.diet wasserfreie und unter dem ve 1 lan Druck stehende Frischluft zum Verdichter und damit in die einzelnen Zylinder des Motors gelangt.through the slots 3 without pressure loss, so that fresh air, free of water and under pressure, reaches the compressor and thus the individual cylinders of the engine.

Claims (3)

- 6 -Schutzansprüche- 6 -Protection claims 1. Rohrfönniger Luftansaugkanal für Abgasturbolader, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (1) mindestens eine Krümmung (2) von mehr als 90 Winkelgraden aufweist und im Bereich jeder Krümmung (2) in dem Kanalwandteil mit dem größeren Krümmungsradius öffnungen (3) im wesentlichen quer zum Verlauf des Kanals (1) vorhanden sind.1. Tubular air intake duct for exhaust gas turbochargers, characterized in that the duct (1) has at least one curvature (2) of more than 90 degrees and in the area of each curvature (2) in the duct wall part with the larger radius of curvature openings (3) are present essentially transversely to the course of the duct (1). 2. Luftansaugkanal nach Schutzanspruch 1, dadurch2. Air intake duct according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß die Krümmung (2) in Form einer Schleife oder Spirale und die öffnungen (3) in Form von Schlitzen über den halben Kanalwenndumfang ausgebildet sind.characterized in that the curvature (2) is in the form of a loop or spiral and the openings (3) are in the form of slots over half the circumference of the channel. 3. Luftansaugkanal nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in einem jeweils gleichen Abstand von 10 bis 200 mm angeordnet sind und eine öffnungsweite von 0,2 bis 10 mm aufweisen.3. Air intake duct according to claim 2, characterized in that the slots are arranged at an equal distance of 10 to 200 mm and have an opening width of 0.2 to 10 mm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2694962A1 (en) * 1992-08-19 1994-02-25 Snecma Turbojet whose combustion chamber is protected against the effects of massive ingestion of water.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2694962A1 (en) * 1992-08-19 1994-02-25 Snecma Turbojet whose combustion chamber is protected against the effects of massive ingestion of water.
US5339622A (en) * 1992-08-19 1994-08-23 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation (S.N.E.C.M.A.) Gas turbine engine with improved water ingestion prevention

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